KR20210131348A - 횡단 가능한 표면에 통합되는 기능성 장치 및 이를 이용하여 횡단 가능한 표면을 제조하는 방법 - Google Patents
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Abstract
특히 횡단 가능한 표면(traversable surface)(200)에 통합되는, 기능성 장치(100)로서, 영률 E1 및 열 팽창 계수 CTE1을 갖는 장치의 전면에 배열된 제1 보호 필름(101), 영률 E2 및 열 팽창 계수 CTE2 을 갖는, 제1 외부 봉지 필름(102),영률 E3 및 열 팽창 계수 CTE3을 갖는, 내부 봉지 필름(103),영률 E4 및 열 팽창 계수 CTE4을 갖는, 제2 외부 봉지 필름(104),영률 E5 및 열팽창 계수 CTE5을 갖는, 상기 기능성 장치의 후면에 배열된 제2 판(105)을 연속적으로 포함하고, E1 및 E5는 유사하거나 동일하고, E2 및 E4는 유사 또는 동일하고, E1 > E2 및 E4 < E5 이고, CTE1 및 CTE5가 유사 또는 동일하고, CTE2 및 CTE4가 유사 또는 동일하고, CTE1 < CTE2 및 CTE4 > CTE5 이고, 그리고 제1 외부 봉지 필름(102), 내부 봉지필름(103) 및 제2 외부 밀봉 필름(104)에서 선택된 필름들 중 하나는 상기 능동 소자들을 봉지하는, 기능성 장치(100); 및 기능성 횡단 가능한 표면을 제조하는 방법이 제공된다.
Description
본 발명은 통행 가능한 포장도로(Trafficable pavement)에 통합되는, 능동 소자들, 예를 들어 광기전 셀들(photovoltanic cells)을 둘러싸는 상이한 층들을 포함하는 기능성 장치에 관한 것한 것이다. 기능성 장치(functional device)의 층들은 상기 장치에 높은 열기계적 안정성을 제공하도록 구조물(structure)의 중심 층에 대해, (i) 대칭 또는 준대칭, 및 (ii) U자형(감소/증가) 또는 역 U자형(증가/감소) 구배를 나타내며 열기계적 특징(영률 및 열팽창계수)을 갖는다.
본 발명은 태양광 도로의 분야에서 특별한 용도를 갖는다. 상기 장치는 보행자 및/또는 원동기가 내장되거나 내장되지 않는 탈것을 위한, 예를들어, 포장도로 또는 도로, 자전거 도로, 산업 또는 공항 플랫폼, 광장, 인도 또는 주차장등의 통행 가능한 포장도로에 통합할 수 있다.
본 발명은 또한 능동 소자들에 의해 기능화된 통행 가능한 포장도로 및 그의제조 방법에 관한 것이다.
기능화된 포장도로는 광기전 셀 또는 전기, 전자, 압전, 열전 및/또는 무선 통신 요소들과 같은 능동 소자들을 포함하는 포장도로이다. 이러한 요소들은 데이터를 포착 및/또는 송수신하거나 에너지를 생성 및 전달하는 데 사용될 수 있다. 특히, 태양광 도로 원리는 예를 들어, 인근에 위치한 건물(기업들, 생태 지구들, 태양광 발전소들, 개인 주택 등)에 공급하거나, 또는 전기 연결망 및/또는 교통 보조 장치들에 공급하기 위해, 낮 동안의 일조로부터, 에너지를 생산하는 수단으로서 도로 또는 포장도로를 사용하는 것으로 이루어진다. 생산된 광기전 에너지는 또한 저장될 수 있으며, 예를 들어 도로 표지판들에 사용될 수 있으며 및/또는 야간 주차 구역을 조명하는데 사용될 수 있다. 또한 그 생산된 에너지는 도로, 인도, 주차장, 공항 등에서 제빙을 위한 열로 변환될 수 있다.
이러한 목적으로, 광기전 모듈들은 소위 통행 가능한 포장도로(도로, 인도 등)에 삽입되고, 차량의 통행에 내구성이 있으며, 도로 및 기타 차선들에 적용가능한 상기 그립의 요구사항들을 충족하는, 투명한 텍스쳐화된 표면(transparent textured surface)으로 덮여진다.
일반적으로, 광기전 셀 모듈들은 다음을 포함한다:
- 일반적으로 유리로 만들어진 모듈 전면의 투명 판; 상기 전면은 상기 모듈이 현장에 매립된 후에 입사되는 태양 복사에 노출되도록 되어있다 -,
- 봉지(다중)층(encapsulation (multi)layer)에 매립된, 상호 접속된 광기전 셀들의 세트,
- 후면의 유리판 또는 다층(multi-layer)의 백시트.
그러나, 태양광 도로 유형의 적용을 위해, 유리가 전면에 있는 기존의 광기전 모듈들은 도로의 변형에 순응할 만큼 탄력적이지 않으며, 이러한 변형은 도로의 폭과 길이에 따른 두 개의 수평 축들에 대해 1m의 전형적인 거리에 걸쳐서 5mm 정도이다. 더욱이, 포장도로 위에 놓이거나 접착된 이러한 종래의 광기전 모듈들은, 그 모듈들이 차량 통행에 따라 받게 되는 기계적 하중들에 충분한 내구성을 갖지 못한다. 예를 들어, 포장도로가 거칠음으로 인해 광기전 모듈의 후면을 관통하는 펀칭(punching)이 발생될 수 있다. 마찬가지로, 예를 들어 물체의 존재 또는 낙하에 의한 충격 또는 펀칭은 모듈의 전면에 걸쳐 발생할 수 있다. 이러한 메카니즘들은 모듈 또는 광기전 셀의 파손의 위험을 야기한다.
충격 및 기계적 하중에 대한 내구성 및/또는 광기전 모듈의 탄력성을 개선하기 위한 해결책들이 제시되어왔다.
예를 들어, 국제 출원 WO 2018/082609에서, 전면에 두꺼운 유리판을 갖는 종래의 광기전 패널은, 우수한 미끄럼 방지 그립(anti-skid grip)을 제공하기 위해, 에폭시 재(epoxy material) 및 미립자 첨가제들을 포함하는, 롤링 층(rolling layer)으로 덮여있다. 상기 패널은, 습기 상승에 대한 보호 기능을 제공하기 위해 후면에, 예를 들어, EVA, 에폭시 수지 또는 폴리머/섬유유리 복합재로 만들어진 분리 층을 포함한다.
문헌 US 8,907,202 및 US 2018/0102730은 광기전 셀들과, 발광 다이오드와 같은, 기타 전자 및 광학 능동 소자들을 통합하는 기능성 장치들을 기재하고 있다. 능동 소자들의 기계적 보호는 전면의 유리판 및 후면의 유리판에 의해 제공된다. 충격과 관련된 기계적 응력 및/또는 진동 주파수 응력으로 인한 전면 손상을 최소화하기 위해, 전면 판은 다이아몬드로 피복된 강화 유리 일 수 있거나 또는 라미네이트된(laminated) 유리 구조일 수도 있다,
문헌 WO 2016/016170 및 WO 2016/016165에서, 결정질 실리콘으로 이루어진 광기전 셀들, 폴리머(polymer)들의 라미네이트 및 복합 재료들로 이루어진, 광기전 모듈의 전면은, 광기전 셀들에 맞춰 정렬된, 내충격 중합체 판들의 이산된 매트릭스(discretized matrix)이다. 이렇게 얻어지는 모듈은 탄력적이며 그래서 평평하지 않은 표면(non-flatsurface)에 통합될 수 있다. 그러나 이러한 기술은, 실제 환경 및 교통 조건에서 모듈들이 받는 기계적 응력에 대응할 수 있도록, 사용되는 폴리머 재료들 및/또는 복합 재료들의 특정 선택을 필요로 한다. 더욱이, 상기 전면 판들은 광기전 셀들의 맞은편에 위치해야만 하므로, 이러한 장치를 제조하는 방법은 복잡하다.
그러나, 이러한 해결책들은 충격 및/또는 하중에 대한 장치들의 기계적 저항에 중점을 두었다. 상기 해결책들은 상기 장치들이 적용되는 기후 조건을 고려하지 않거나 거의 고려하지 않았다.
본 발명의 목적은 시간의 흐름과 모든 기후/기상 조건들 및 가능한 모든 교통 조건들에 대해 지속 가능한 구조적 완전성 및 기능적 완전성을 나타내는, 통행 가능한 포장도로에 통합될 수 있는 기능성 장치를 제안하는 것이다.
그 목적을 위해, 본 발명은 특히 통행 가능한 포장도로 통합될 수 있는 기능성 장치를 제안하며, 상기 장치는
- 제1 재료로 만들어진, 상기 장치의 전면에 배열되는, 제1 보호판으로 지칭되기도 하는 제1 보호 필름,
- 제2 재료로 만들어진, 제1 외부 봉지 필름(first external encapsulation film),
- 제3 재료로 만들어진, 내부 봉지 필름,
- 제4 재료로 만들어진, 제2 외부 봉지 필름,
- 제5 재료로 만들어진, 상기 장치의 후면에 배열되는, 제2 보호판이라고 지칭되기도 하는 제2 보호 필름을 연속적으로 포함하며,
- 상기 제1 외부 봉지 필름, 상기 내부 봉지 필름 및 상기 제2 외부 봉지 필름 중 하나가, 능동 소자들을 코팅하며,
상기 제1 재료, 상기 제2 재료, 상기 제3 재료, 상기 제4 재료 및 상기 제5 재료는, 각각 영률 E1, E2, E3, E4, E5 및 각각 열팽창 계수들 CTE1, CTE2, CTE3, CTE4 CTE5를 가지며,
E1과 E5는 유사하거나 동일하고, E2와 E4는 유사하거나 동일하며,
E1 > E2 및 E4 < E5 및 유리하게는 E2 > E3 및 E3 < E4 이며,
CTE1 및 CTE5는 유사하거나 동일하고,CTE2 및 CTE4는 유사하거나 동일하며,
CTE1< CTE2 및 CTE4 > CTE 5 및 바람직하게는 CTE2< CTE3 및 CTE3 > CTE4이다.
유사하게, 상기 값들이 30% 이상 차이가 나지 않는다는 것을 의미하고, 바람직하게는 20% 이상 차이가 나지 않는다는 것을 의미하고, 유리하게는 10% 이하 차이가 나는 것을 의미한다.
유리하게는, 상기 값들은 동일하다.
여기 및 이하에서, 달리 명시되지 않는 한 "하부(lower)"는 엄격하게 더 낮은 것(lower)을 의미하고 "상부(upper)"는 엄격하게 더 높은 것(upper)을 의미한다.
여기 및 이하에서, 모든 영률 및 열팽창 계수 값들은 주위온도(ambient temperature)(20-25℃)에서 제공된다.
본 발명은 특히, 상기 기능성 장치의 상이한 층들의 구조 및 특성에 있어 상술된 선행 기술과 근본적으로 다르다.
스택을 형성하는 상기 장치의 상기 층들은 다음을 나타낸다 :
- U자형 영률 구배: 전면의 제1 보호 필름으로부터 외부 봉지층으로, 그리고 유리하게는 내부 봉지층으로 감소하고, 그 다음에 외부 봉지 층으로부터, 그리고 유리하게는 내부 봉지 층으로부터 후면의 제2 보호 필름으로 증가한다.
- 역 U자형 열팽창 계수 구배 : 전면의 제1 보호 필름으로부터 외부 봉지 층으로 그리고 유리하게는 내부 봉지 층으로 증가하고, 그리고 나서 외부 봉지 층으로부터, 유리하게는 내부 봉지 층으로부터 후면의 제2 보호 필름으로 감소한다.
- 상기 층들의 스택의 중심 층(즉, 내부 봉지 필름)에 대한 대칭 또는 준대칭 열기계적 특성들(영률 E 및 열팽창 계수 CTE): 한편, 제1 보호 필름/제2 보호 필름 커플은 유사한 E 및 CTE 값들을 나타내고, 또 다른 한편, 제1 외부 봉지 필름/제2 외부 봉지 필름 커플은 유사한 E 및 CTE 값들을 나타낸다.
보호필름들 및 외부 봉지 필름들의 정확한 영률 및 열팽창 계수들의 값들이 무엇이든, 그리고 온도의 함수로서 그것들의 변화들이 무엇이든, 그것들의 값들이 상기 층들의 스택의 중심 층에 대해 대칭 또는 준대칭이라는 점은, 잠재적 응력들이 후면과 전면 사이에서 또한 대칭이 될 것이란 것을 보장하며, 그리고 서로 상쇄될 것이란 것을 보장한다.
이 메커니즘은, 비록 전면 보호판 또는 필름/ 후면 보호판 또는 필름 커플 및/또는 제 1 외부 봉지 필름/ 제 2외부 봉지 필름 커플의 영률들 및 열팽창 계수들의 값들이 완전하게 동일하지는 않더라도, 가장 높은 영률을 갖는 가장 강성의(rigid) 재료들이 스택의 두 외부면에 위치하고 그들의 전체구조를 유지하기 때문에므로 더 효율적이다. 가장 열기계적으로 덜 안정적이고 가장 연질의 재료(내부 봉지 필름)는 스택의 중심에 있고 그래서 대칭 중심에 있다. 따라서 그것은 스택의 변형을 일으킬 수 없다.
이러한 열기계적 특성을 가진 구조는 -40℃ 내지 +85℃의 넓은 온도 범위에서 유지될 수 있는 평탄한 외관을 가진다. 이 온도 범위는 도로가 노출될 수 있는 모든 또는 거의 모든 조건을 포함한다. 고온 차등 팽창(high-temperature differential expansions) 및 저온 차등 수축(low-temperature differential contractions)으로 인한 기계적 변형은 최소화된다. 상기 장치는 온도 변화에 따라 변형되지 않는다.
더욱이, 상기 장치는 연속적인 그리고 끊어지지 않은 층들을 포함하여 제조 방법을 단순화한다.
유리하게는, 영률 E1 및 E5는 2GPa 초과, 바람직하게는 5GPa 초과, 더욱 더 바람직하게는 10GPa 초과한다. 상기 능동 소자들은 특히 기계적 충격이 가해지거나 장치에 무거운 하중이 가해지는 경우, 특히 통행 가능한 포장 도로에 적용된 후, 기계적으로 보호된다. 덧붙여 비제한적인 예시로서, 기계적 충격은 장치의 후면을 관통하는 (밑에있는 통행 가능한 포장 도로의 요철(asperities)에 의한)펀칭; 교통으로 인해 장치의 전면을 관통하는 펀칭; 전면의 기계적 충격(예: 우박 충격 또는 물체 낙하); 교통, 무거운 짐의 존재, 또는 낙하하는 물체으로 인한 전면을 관통하는 장치의 압축; 전단 일 수 있다. 상기 능동 소자들은 품질이 저하되지 않고, 그것들의 성능 및/또는 기능은 그대로 유지된다. 특히, 상기 능동 소자들이 광기전 셀인 경우, 이는 셀가 파손되는 것을 방지한다. 상기 능동 소자들이 발광 다이오드들(LEDs)인 경우, 이는 다이오드들의 열화 및 밝기 감소를 방지한다.
유리하게는, 영률 E2 및 E4는 100 내지 800 MPa, 바람직하게는 150 내지 750 MPa, 바람직하게는 200 내지 600 MPa이다.
유리하게는, 영률 E3은 5 내지 150 MPa, 바람직하게는 5 내지 100 MPa, 더욱 유리하게는 10 내지 100 MPa, 또는 더욱 더 바람직하게는 10 내지 50 MPa이다.
유리하게는, 열팽창 계수들 CTE1 및 CTE5는 200 x 10-6/K 미만, 바람직하게는 100 x 10-6/K 미만, 더욱 바람직하게는 50 x 10-6/K 미만이다.
유리하게는, 열팽창 계수들 CTE2 및 CTE4는 200 x 10-6/K 내지 700 x 10-6/K, 바람직하게는 300 x 10-6/K 내지 600 x 10-6/K이다.
유리하게는, 열팽창 계수들 CTE3은 800 x 10-6/K 내지 2000 x 10-6/K, 바람직하게는 800 x 10-6/K 내지 1400 x 10-6/K이다.
유리하게는, 제1 재료 및 제5 재료는 동일하거나 상이한 섬유유리/폴리머 복합재들이다.
유리하게는, 제2 재료 및 제4 재료는 동일하거나 상이한 이오노머(ionomers)들이다.
유리하게는, 상기 능동 소자들은 제1 및 제2 보호 필름에 의해 그리고 제1 및 제2 외부 봉지 필름들에 의해 습기 및/또는 일반적으로 도로 환경에 존재하는 유체들, 예컨대 연료들, 오일들, 용매들 및/또는 염수(salt water)들로부터 보호된다. 또한, 외부 봉지 필름/내부 봉지 필름 계면들은 물 분자의 침투로 인한 있을 수 있는 구조적 열화로부터 보호된다.
유리하게는, 제3 재료는 열가소성 폴리올레핀 또는 (메타)크릴 수지이다. 이러한 유형의 재료는 도로 환경에 존재하는 습기 및/또는 상기 유체들에 대해 능동 소자들의 보호를 강화한다.
유리하게는, 제1 보호 필름 및 제2 보호 필름의 두께는 0.25 mm 내지 3.0 mm, 바람직하게는 0.5 mm 내지 1.5 mm이다.
유리하게는, 제1 외부 봉지 필름 및 제2 외부 봉지 필름의 두께는 0.2mm 내지 2.0mm, 바람직하게는 0.25mm 내지 2.0mm, 더욱 바람직하게는 0.25mm 내지 1.0mm, 유리하게는 0.40mm 내지 1mm이다.
유리하게는, 내부 봉지 필름의 두께는 0.4mm 내지 2.5mm, 바람직하게는 0.4mm 내지 2.0mm, 유리하게는 0.8mm 내지 1.4mm, 또는 보다 바람직하게는 0.8mm 내지 1.6mm이다.
유리하게는, 제1 보호 필름과 제1 외부 봉지 필름 사이, 제1 외부 봉지 필름과 내부 봉지 필름 사이, 내부 봉지 필름과 제2 봉지 필름 사이, 및/또는 제2 외부 봉지 필름과 제2 보호 필름 사이, 의 접착력은 가능한 높다. 강력한 접착력은 계면에서의 박리 위험들을 최소화할 수 있도록 한다.
유리하게는, 기능성 소자들 이라고 지칭되기도 하는 상기 능동 소자들은 광기전, 전기, 전자, 광학, 광전기, 압전, 열전 및/또는 무선 통신 소자이다. 특히, 상기 능동 소자들은 광기전, 전기, 전자, 광학, 광전기, 압전 및/또는 열전 요소들이다. 특히, 능동 소자들은 광기전 셀 및/또는 발광 다이오드들 및/또는 유기 발광 다이오드들(OLEDs)일 수 있다.
능동 소자들은 제1 외부 봉지 필름, 내부 봉지 필름 및 제2 외부 봉지 필름의 필름들 중 적어도 하나의 필름으로 코팅된다. 각 능동 소자는 단일 필름으로 완전히 코팅되거나 상기 필름들 중 둘 사이의 계면에 있을 수 있다.
본 발명의 장치는, 평평하고 구부러지지 않으며 보행자, 자동차들, 자전거들 및/또는 트럭들이 저속 및/또는 고속으로 통과하는 평탄한 통행 가능한 포장도로에 통합될 수 있다. 더욱이, 이 장치는 소정의 탄력성을 가지고 있고(즉, 부러지지 않고 구부릴 수 있고 능동 부품들이 열화되지 않음) 이 탄력성에 의해 1m의 전형적인 거리에 걸쳐 약 5mm 이상 정도 일 수 있는 약간의 곡률을 갖는 통행 가능한 포장 도로와 호환 할 수 있다.
본 발명은 또한 고정층(fastening layer)을 사용하여 위에서 정의된 기능성 장치가 고정된(fastened) 통행 가능 포장도로를 포함하는, 기능화된 통행 가능 포장도로에 관한 것으로, 기능성 장치의 제1 판(또는 제1 보호 필름)은, 보행자 및/또는 차량의 통행을 가능케 하기위해, 코팅 층으로 덮여 있고, 상기 코팅층은 불투명하지 않고 텍스쳐된(textured) 있는 외부 표면을 가지고 있다.
본 발명은 또한 하기 단계들을 포함하는 기능화된 통행 가능 포장도로를 제조하는 방법에 관한 것이다:
a) 위에 정의된 기능적 장치를 제공하는 단계,
b) 고정층(fastening layer)을 사용하여 통행 가능한 포장 도로에 기능성 장치를 고정하는(fastening) 단계,
c) 보행자 및/또는 차량의 통행을 허용하기 위해 기능성 장치의 제1 보호 필름 상에 코팅층을 침착하는 단계 - 코팅층은 불투명하지 않고 텍스쳐된 외부 표면을 갖는다 -,
b) 및 c) 단계의 순서는 역전될 수 있다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 다음의 추가 설명으로부터 명백할 것이다.
말할 필요도 없이, 이러한 추가 설명은 본 발명의 목적에 대한 예시일 뿐이며 이 목적을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 비제한적인 예시로서만 주어진 예시적인 실시예의 설명을 읽음으로써 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 특정 실시예에 따른 기능성 장치의 개략적인 측 단면도이고,
도 2는 본 발명의 또 하나의 특정 실시예에 따른 기능화된 통행 가능한 포장도로에 통합된 기능성 장치의 개략적인 측다면도이다.
도면에 표시된 다른 부분은 도면을 더 읽기 쉽게 만들기 위해 반드시 균일한 축척일 필요는 없다.
상이한 가능성들 (대안들 및 실시예들)은 서로 배타적이지 않고 서로 결합될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 특정 실시예에 따른 기능성 장치의 개략적인 측 단면도이고,
도 2는 본 발명의 또 하나의 특정 실시예에 따른 기능화된 통행 가능한 포장도로에 통합된 기능성 장치의 개략적인 측다면도이다.
도면에 표시된 다른 부분은 도면을 더 읽기 쉽게 만들기 위해 반드시 균일한 축척일 필요는 없다.
상이한 가능성들 (대안들 및 실시예들)은 서로 배타적이지 않고 서로 결합될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
이후, 설명이 광기전 셀(110)를 포함하는 기능성 장치(100)를 지칭하더라도, 본 발명은 전기, 전자, 광학, 광전기, 압전, 열전 및/또는 무선 통신 능동 소자(110)를 포함하는 임의의 장치에 적용 가능하다.
교통 가능 영역(trafficable area)에 통합 가능한 기능성 장치(100):
교통 가능 영역(200)에 통합 가능한 기능성 장치(100)를 나타내는 도 1 및 2를 참조하면. 장치(100)는 다음을 연속적으로 포함한다.
- 장치(100)의 전면에 배열되는, 제1 두께(e1)를 갖고, 제1 재료로 만들어지고, 제1 영률(E1) 및 제1 열팽창 계수(CTE1)를 가지는, 제1 보호 필름(101)이라고도 하는 제1 판,
- 제2 두께(e2)를 갖고, 제2 재료로 만들어지고, 제2 영률(E2) 및 제2 열팽창 계수(CTE2)를 갖는 제1 외부 봉지 필름(102),
- 내부 봉지 필름(103), - 광기전 셀(110)를 코팅하며, 상기 내부 봉지 필름은 제3 두께(e3)를 갖고, 제3 영률(E3) 및 제3 열팽창 계수(CTE3)를 갖는 제3 재료로 만들어진다 -,
- 제4 두께(e4)를 갖고, 제4 재료로 만들어지고, 제4 영률(E4) 및 제4 열팽창 계수(CTE4)를 갖는 제2 외부 봉지 필름(104),
- 제5 두께(e5)를 갖고, 제5 재료로 만들어지고, 제5 영률(E5) 및 제5 열팽창 계수(CTE5)를 가지며 장치의 후면 상에 배열된 제2 보호 필름(105)이라고 지칭 되기도 하는 제 2 판.
제1 판(101) 및 제2 판(105):
제1 판(101) 및 제2 판(105)은 외부 환경과 직접적으로 접촉하는 상기 장치의 상기 요소들이다.
상기 판들(101, 105)는 높은 영률을 갖는 재료로 만들어진다. 바람직하게는, 그것들의 영률 E는 2GPa보다 높고, 유리하게는 5GPa보다 높고, 훨씬 더 유리하게는 10GPa보다 높다. 영률은 적어도 기능성 장치의 전체 작동 온도 범위(-40℃ 내지 +85℃)에서 높게 유지된다. 이러한 높은 강성은 모듈의 전면 또는 후면을 통한 광기전 셀(110)의 펀칭을 감소시키거나 또는 방지 할 수 있으며, 즉 표면 거칠기가 높은 지지대에 광기전 셀(110)가 적용될 때 광기전 셀(110)에 균열 및/또는 파손의 출현을 감소시키거나, 심지어 방지할 수 있다.
제1 판(101) 및 제2 판(105)는 기계적 강성이 높고, 크게 변형되지는 않으며, 충격에 강하다.
제1 판(101) 및 제2 판(105)는 열팽창 계수들이 낮은 재료들로 만들어진다. 바람직하게는, 그것들의 열팽창 계수들 CTE는 200 x 10-6/K보다 낮고, 유리하게는 100 x 10-6/K보다 낮고, 훨씬 더 유리하게는 50 x 10-6/K보다 낮다. 그것들은 온도 변화에 따라 치수 안정성이 높다.
두 판(101, 105)에서의 높은 영률 E와 낮은 열팽창 계수 CTE의 조합은 장치의 열기계적 안정성을 제공한다.
바람직하게는, 제1 판(101) 및 제2 판(105)의 영률은 10GPa보다 높고 이것들의 열팽창 계수들은 50 x 10-6/K보다 낮다.
유리하게는, 열의 영향으로 다른 것보다 더 많이 팽창하고 및/또는 추위의 영향으로 다른 것보다 더 많이 수축하는 재료들을 갖는 것을 피하고, 그래서 조립시, 불균일한 기계적 응력을 유발하는 것을 피하기 위해, 가능한 가장 근접한 영률(E) 및 열팽창 계수 CTE의 값들을 갖는 재료들을 제1 판(101)과 제2 판(105)에 사용한다. "가장 근접한(closest)"은 이러한 값들이 최대 0 내지 30%, 바람직하게는 0 내지 20%, 더욱 바람직하게는 0 내지 10%, 유리하게는 값들이 동일한 것을 의미한다.
두 보호판(또는 필름)(101,105)은 외부 환경과 접촉하므로 외부 영향(특히 습기)에 대한 장벽 역할도 할 수 있다. 유리하게는 다음과 같은 추가적인 특성들이 있다:
- H2O 침투에 대한 큰 저항성,
- H2O 분자에 의한 구조 분해에 대한 고유 안정성,
- 화학 유체들에의 노출에 대한 우수한 내성.
예를 들어, 제1 판(101) 및 제2 판(105)은 가능한 가장 낮은 수증기 투과율(WVTR)을 갖는 재료로 만들어진다.
유리하게는, 제 1 판(101) 및 제 2 판(105)은 열기계적 파라미터들 E 및 CTE의 요구조건을 가장 적합하게 대응 하기위해 50 내지 70 질량%의 유리를 포함하는 재료로 만들어진다.
예를 들어, 제1 판(101) 및 제2 판(105)는 섬유유리와 수지 복합 재료 또는 섬유유리와 폴리머 복합 재료들로 만들어진다. 예를 들면, 그것은 에폭시 또는 아크릴계 수지, 열가소성 폴리머로서, 열가소성 폴리올레핀인, 폴리프로필렌(PP), 이오노머, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리염화비닐, (메타)크릴레이트, 폴리카보네이트, 플루오로폴리머, 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET 또는 PETG) 등 폴리에스테르이다.
섬유유리는 유리하게는 재료의 50 내지 70질량%, 바람직하게는 55 내지 65질량%를 차지한다. 이러한 섬유유리들은 직조(단방향 또는 양방향) 또는 부직포일 수 있다.
저온(-40℃ 이하) 및 고온(최대 +85℃)에서의 능동 소자들의 기계적 보호는,복합재료들의 기계적 안정성에 의한, 봉지 재료들의 경화 또는 연화를 고려하여 제공된다.
제1 판 재료와 제2 판 재료가 E 및 CTE면에서 유사하게 유지된다면, 그것들은 서로 다를 수 있다.
유리하게는, 제1 및 제2 판의 재료들은 동일하다.
제1 판(101) 및 제2 판(105)는 0.25 내지 3.0 mm, 유리하게는 0.5 내지 1.5 mm의 두께를 갖는다.
제1 판(101) 및 제2 판(105)는 동일하거나 상이한 두께를 가질 수 있지만 유사하게 유지된다. 유리하게는, 그것들은 동일한 두께를 갖는다.
전면에 있고, 광기전 셀들의 활성 면들에 대향하는(facing) 제1 판(101)은 태양 복사가 통과 하도록, 투명하다(trnsparent). "투명하다(trnsparent)"는 것은 가시 스펙트럼에서 입사 복사의 70% 이상, 바람직하게는 적어도 80%를 통과시키는 것을 의미한다.
후면에 위치된 제2 판(105)는 불투명하거나 투명할 수 있다.
제1 외부 봉지 필름(102) 및 제2 외부 봉지 필름(104):
제1 외부 봉지 필름(102) 및 제2 외부 봉지 필름(104)은 중간 영률, 바람직하게는 100 내지 800 MPa, 더욱 바람직하게는 150 내지 750 MPa, 보다 바람직하게는 200 내지 600 MPa를 갖는 재료들로 만들어진다.
외부 봉지 필름들(102, 104)은 중간 기계적 강성을 가지며 중간 변형가능성 및 내충격성을 갖는다.
그것들은 200 x 10-6/K에서 700 x 10-6/K까지, 유리하게는, 300 x 10-6/K에서 600 x 10-6/K까지의 중간 열팽창 계수를 갖는 재료들로 만들어진다. 그것들은 온도 변화 하에서 중간 치수 안정성을 갖는다.
중간 영률 E와 중간 열팽창 계수의 조합은 장치의 열기계적 안정성을 제공하는 보호판들(또는 필름들)에 의해 얻어지는 제1 수직 대칭의 안정화 작용(stabilizing action)을 강화한다. 외부 봉지 필름(102, 104)의 재료들은, E 및 CTE를 유사하게 유지하는한, 서로 다를 수 있다. 유리하게는, 외부 봉지 필름들(102, 104)은 500 MPa 정도의 E 및 400 x 10-6/K 정도의 CTE를 갖는다.
유리하게는, 외부 봉지 필름들의 재료들은 동일하다.
외부 봉지 필름들(102, 104)은 유리하게는 외부 영향들(특히 습기에 대한)에 대한 보호 판들(또는 필름들)의 재료들의 배리어 기능을 강화하는 것을 가능하게 하는 재료들로 만들어진다.
예를 들어, 외부 봉지 필름들(102,104)은 단독중합체(homopolymers) 또는 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA)의 공중합체(copolymer), 에틸렌-메틸 아크릴레이트(EMA), 에틸렌-부틸 아크릴레이트(EBA), 에틸렌 프로필렌(EPDM), 폴리비닐 부티랄(PVB), 폴리디메틸실록산, 폴리우레탄(PU), 열가소성 폴리올레핀, 이오노머, 폴리프로필렌(PP), 폴리아미드, 폴리염화비닐, 폴리카보네이트, 플루오로중합체, 또는, 또한 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET 또는 PETG)로서 폴리에스터와 같은 폴리머(polymer)로 만들어진다. 바람직하게는 이오노머이다.
제1 외부 봉지 필름(102) 및 제2 외부 봉지 필름(104)은 0.2 mm 내지 2.0 mm, 바람직하게는 0.25 mm 내지 2.0 mm, 유리하게는 0.4 mm 내지 1.0 mm, 더욱 유리하게는 0.25 mm 내지 0.75 mm의 두께를 갖는다.
유리하게는, 그것들은 동일한 두께를 갖는다.
내부 봉지 필름 103:
내부 봉지 필름(103)의 재료는 외부 봉지 필름의 영률보다 낮은, 저 영률을 갖는다. 그의 영률 E3은 5 내지 150 MPa, 바람직하게는 5 내지 100 MPa, 유리하게는 10 내지 100 MPa, 더욱 더 유리하게는 10 내지 50 MPa이다. 내부 봉지 필름은 기계적 강성이 낮고 변형성이 우수하여 기계적 응력 및 충격을 흡수할 수 있다. 전체 구조의 기계적 안정성은 스택의 다른 층들에 의해 제공된다.
내부 봉지 필름(103)의 재료는 바람직하게는 800 내지 2000 x 10-6/K, 더욱 더 바람직하게는 800 내지 1400 x 10-6/K의 고 열팽창 계수를 갖는다.
바람직하게는 재료는 E3가 약 20 MPa이고 CTE3가 약 900 x 10-6/K인 특성을 나타낸다.
내부 봉지막(103)은 예를 들어 현재 광기전 분야에서 사용되는 봉지재이다.
이것은 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA)의 단독중합체 또는 공중합체, 에틸렌-메틸 아크릴레이트(EMA), 에틸렌-부틸 아크릴레이트(EBA), 에틸렌 프로필렌(EPDM), 폴리비닐 부티랄(PVB), 폴리디메틸실록, 폴리우레탄(PU), 열가소성 폴리올레핀, 이오노머, 폴리프로필렌(PP), 폴리아미드, 폴리비닐 클로라이드, 폴리카보네이트, 플루오로폴리머, 또는 또한 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET 또는 또한 PETG)와 같은 폴리에스테르와 같은 폴리머 물질일 수 있다. 이것은 또한 (메타)크릴계의 수지, 또는 열 또는 광화학적으로 가교 가능한 실리콘일 수 있다. 이것은 바람직하게는 열가소성 폴리올레핀(TPO)이다.
내부 봉지 필름(103)은 0.4 내지 2.5mm, 특히 0.4mm 내지 2.0mm, 유리하게는 0.8mm 내지 1.4mm, 특히 0.8 내지 1.6mm의 두께를 갖는다.
유리하게는, 내부 봉지 필름(103)은 H2O 침투에 대한 높은 저항성, H2O분자에 의한 구조적 저하에 해당하는 높은 내적 안정성, 및 화학적 유체에의 노출에 대한 높은 저항성을 가질 수 있다.
유리하게는, 상이한 재료들의 습기 침투에 대한 저항성은 내부 봉지 필름(103)으로부터 전면 및 후면 상의 보호 판들(또는 필름들)(101) 및 (105)으로 가면서 증가한다.
능동 소자 110:
기능성 장치(100)는 적어도 하나의 능동 소자(110), 및 바람직하게는 동일한 기능 또는 상이한 기능들을 갖는 수개의 능동 소자들(110)을 포함한다.
제1 변형예에 따르면, 능동 소자들(110)은 (도 2에 도시된 바와 같이) 내부 봉지 필름(103)과 제2 외부 봉지 필름(104) 사이에 배열된다.
변형예로서, 능동 소자들(110)은 내부 봉지 필름(103)과 제1 외부 봉지 필름(102) 사이에 배열된다.
바람직하게는,(도 1에 도시된 바와 같이) 능동 소자들(110)은 내부 봉지 필름(103)으로 완전히 코팅되고 그의 중앙에 위치한다.
또 하나의 변형예로서, 능동 소자들은 또한 제2 보호 판(105)와 접촉하는 제2 외부 봉지 필름(104)으로 코팅될 수 있다.
스택의 중앙에서는, 능동 소자들은 내부 봉지 필름(103)의 중앙에 위치하지 않을 수 있다. 이는 스택의 열기계적 안정성을 방해하지 않는다. 왜냐하면 스택의 열기계적 안정성은 구조체(structure)을 유지하는 제1 보호판(101)/제2 보호판(105) 및 제1 외부 봉지 필름(102)/제2 외부 봉지 필름(104)의 결합체에 의해 제공되기 때문이다.
능동 소자들(110)은 예를 들어 광기전 셀이다. 예를 들어 능동소자들은 "모노 유사형(mono-like)"실리콘이라고도 불리는 단결정, 다결정 EH는 준 단결정 실리콘을 기반으로 한다. 이것들은 P형 또는 N형 실리콘일 수 있다. 상기 셀들은 예를 들어 얇은 판 형태이다. 이것들의 두께는 유리하게는 100 내지 240㎛, 예를 들어 약 180 내지 200㎛이다. 각 셀의 크기는 예를 들어 M0 또는 M2 표준과 같이 광기전 분야에서 사용되는 여러 국제 표준 중 하나를 따를 수 있다. 이러한 유형의 실리콘계 셀의 경우 광기전 변환 효율은 일반적으로 16.0%에서 25.0% 사이 이다. 셀은 "종래의” 또는 “종래에서 파생된” Alu-BSF(Aluminum-Back Surface Field), PERC(Passivated Emitter Rear Cell), PERT(Passivated Emitter, Rear Totally Diffused), 또는 대안으로 예를 들어 Si-이종접합, IBC(Interdigitated Back Contact) 또는 다중 접합 셀과 같은 유형의 구조(archtecture)를 가질 수 있다. 상기 셀들은 모듈 표면 내부에 배열되고 전기 전도체들에 의해 상호 연결된다.
셀들은 나란히 배열될 수 있고 유리하게는, 규칙적으로 이격될 수 있습니다. 2개의 이웃한 광기전 셀들 사이의 간격은 1mm 이상, 바람직하게는 3mm 이상일 수 있다. 두 개의 고려되는 광기전 셀들은 동일한 계열의 두 개의 인접 셀들("스트링(string)이라고도 함) 또는 두 개의 광기전 셀 "스트링들"에 속하는 각각 두 개의 인접 셀들일 수 있다.
광기전 셀들은 일반적으로 광기전 셀들에 의해 생성된 전기를 수집하기위해전기 전도성 금속 커넥터(electrically conductive metal connections)에 의해 서로 상호 연결된다. 전기 전도성 커넥터들(electrically conductive cinnectors)은 예를 들어 구리 리본들 또는 와이어들과 같이 셀 금속화의 커넥터들(또는 버스바들)에 부착된 금속 연결부들일 수 있다. 상호 연결 리본의 수는 전형적으로 2개내지 6개이다. 광기전 셀들과 커넥터들에 의해 형성된 세트는 상호 연결된 광기전 셀의 골격을 형성한다.
위에서 설명된 스택은 능동 소자들(110)을 둘러싸는 5개의 층들(101, 102, 103, 104, 105)으로 구성된다. 대안으로서, 스택은 짝수의 추가 층들, 예를 들어 2 또는 4개의 추가 층들을 포함할 수 있다. 추가 층들은 중앙 층에 대해 두개씩 대칭 또는 준대칭의 열기계 특성들을 가지도록 선택된다. 유리하게는, 추가 층들은 내부 봉지 필름 양쪽에 있는 열기계적 특성 E(U자형 구배) 및 CTE(역U자형 구배)의 구배 에 통합된다.
영률 E와 열팽창 계수들 CTE에 적용된 대칭 및 기울기 원리는 두께와 같은 다른 재료 매개변수에 적용될 수 있으며, 이는 전반적인 열기계적 안정성을 더욱 향상시키는 유익한 효과를 가질 것이다.
보호 판 또는 필름들(101, 105), 외부 봉지 필름(102, 104) 필름(103)의 재료들 및/또는 두께들은, 스택의 상기 치수적 및 기계적, 열기계 및 스택의 물리화학적 안정성을 위해, 재료들의 주요 매게변수들이 유리하고 유익한 방식으로 대칭적으로 변하는 스택을 얻도록 선택된다.
스택은 평탄하고 곡선이 아닌 반면 어느정도의 탄력성을 가지므로, 평탄 하거나 약간 구부러진 통행 가능 포장도로과 호환 될 수 있다.
능동 소자(100)의 제조 방법:
제1 변형예으로서, 내부 봉지 필름(103)은 위에서 언급된 바와 같은 폴리머 재료들 중 하나 또는 수개의 층으로부터 얻어진다.
제조 방법에는 다음과 같은 연속 단계가 포함된다:
- 조립체을 형성하도록 스택을 구성하는 상이한 층들을 적층하는 것,
- 조립체를 라미네이팅하는것.
라미네이션 단계(롤링 단계라고도 함)는 폴리머 재료들을 용융시킨 다음 가교 또는 중합할 뿐만 아니라 전체 구조를 구성하는 모든 층들및 능동 소자들을 함께 접착(glue)하는 것을 가능하게 한다.
각 봉지 필름(102, 103, 104) 및 보호 판들 또는 필름들(101, 105)은, 라미네이션 단계 후, 각 필름 또는 판에 대해 원하는 두께를 얻기 위해, 하나 또는 수개의 적층된 동일한 재료의 층들로부터 얻어질 수 있다.
라미네이션 단계는 멤브레인 프레스(membrane press)일 수 있는 라미네이터 장치(롤링 밀이라고도 함)를 사용하여 수행된다.
라미네이션 방법은 진공 및 기계적 압력 하의 고온 상태에서 이루어진다. 라미네이션 온도는 조정가능한 공정시간 하에서 120℃ 내지 200℃, 유리하게는 140℃ 내지 180℃ 사이이다.
선택한 재료의 특성에 따라, 하나 또는 수개의 라미네이션 단계를 수행할 수 있다.
제2 변형예으로서, 내부 봉지 필름(103)은, 광기전 모듈 형성 작업시에 중합 또는 가교결합에 의해 유연한 고무 고체 물질로 변형될 수 있으며 셀을 보호하고 및 상기 조립체의 접착 또는 응집을 보장하는, 초기 중합성(ploymerizable) 액체 형태의 봉지제(encapsulants)로부터 얻어진다.
기능성 장치(100)의 통행 가능 영역(200)에의 통합:
기능성 장치(100)는 - 임의의 구르는 운송 수단들(rolling means of transport), 동력식 및/또는 무동력식, 및/또는 보행자를 위한, 통행 가능한 포장도로의 표면에 통합될 수 있다.
통행 가능한 포장 도로(200)는 다양한 재료들 및 가변성 강성재(stiffnesses)로 제조될 수 있다. 통행 가능 구역(200)은 바람직하게는, 통행에 해당하는 응력이 가해질 때, 기능성 장치(100)보다 더 변형되지 않을 정도로 충분한 강성이다. 상기 포장도로는 예를 들어, 포장 형태의 아스팔트 표면에 해당한다.
기능성 장치(100)는 유리하게는 고정 층(fastening layer)(120)에 의해, 밑에 있는 포장 구조물에 고정된다. 유리하게는, 통행 가능한 포장 도로(200)는 표면 거칠기를 나타낼 수 있기 때문에, 고정 층(120)의 사용은 기능성 장치(100)의 후면과 접촉하는 포장도로 표면을 평탄하게 할 수 있는데, 이것은 상기 후면을 통해 광기전 셀(110)의 펀칭의 위험성을 제한하거나 또는 없앤다.
고정 층(120)은 접착제, 예를 들어 에폭시, 아크릴 또는 폴리우레탄 접착제 등을 포함할 수 있다.
고정 층(120)은 고온 상태 또는 에멀젼 상태의 스티렌-부타디엔-스티렌(Styrene-Butadiene-Styrene, SBS)등의 폴리머의 첨가에 의해 잠재적으로 강화된 역청 바인더를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 고정층(120)은 통행 가능한 포장도로의 표면에 직접 분산되어(spread) 얇은 층으로 펼쳐지고, 그 다음 그 위에 기능성 장치(100)가 침착되는 반면에, 접착제는 경화되지 않거나 또는 역청 바인더는 여전히 점성이 있고 끈적끈적하다. 변형예로서, 고정 층(120)은 스택(100) 상에, 보다 구체적으로는 특히 스택(100)의 제2 판(105) 상에 침착될 수 있다.
코팅 층 또는 교통 계면 층(traffic interface layer)이라고도 하는 소위 롤링 층(130)이, 특히, 미끄럼 방지면(non-skid surface) 위에 보행자가 및/또는 차량들이 통행할 수 있도록, 장치(100)의 전면 표면에 적용(applied)될 수 있다. 하나 또는 이상의 교통 코팅 층들(130)이 적용 될 수도 있다.
코팅층(130)은 도로 및 보행자 표면의 통상적인 접착 기준을 충족시킨다. 선택적으로, 이 롤링 층은 또한 장치(100) 또는 심지어 장치(100) 내부의 능동 소자들(110)의 보호에 기여할 수 있다.
코팅층(130)은 장치(100)의 전면에 적용되며, 코팅층은 불투명하지 않은, 즉 투명하거나 반투명하고, 그리고 코팅층은 외 표면이 미끄럼 방지성, 바람직하게는 규칙적인, 또는 바람지하게는 불규칙적인, 마크로 텍스쳐(macrotextured) 및 마이크로 텍스쳐(microtextured) 된 외부표면이 되도록 텍스쳐 되어있으며, 표준 NF EN 13036-1에 따라 측정된 평균 텍스쳐 깊이 MTD는 적어도 0.2mm와 3mm 사이이고 표준 NF EN 13043에 따른 PSV("광택된 석재 값")가 적어도 PSV44, 바람직하게는 PSV50, 더 바람직하게는 PSV53이다. "불규칙하게(irregularly)"라는 것은 코팅층(130)의 릴리프(reliefs)가 모두 동일한 형상이나 동일한 크기를 갖지 않는다는 것을 의미한다.
유리하게는, 코팅층(130)의 평균 텍스쳐 깊이(MTD)는 적어도 0.30mm, 적어도 더 바람직하게는 0.6mm일 수 있다.
변형예로서, 상기 텍스쳐링(texturing)은 제조 방법시에 상기 장치(100)의 전면에 특히 제1 판 또는 제1 보호 필름(101)에 통합될 수 있다.
코팅층(130)은 유리하게는 도로의 텍스쳐를 재현하는 외 표면 및 통행 가능한 표면 코팅을 가질 수 있다.
코팅층(130)은 유리하게는 가시 파장의 스펙트럼에서 50% 초과, 바람직하게는 80% 초과, 더욱 바람직하게는 90% 초과의 투명도를 갖는다.
코팅 층(130)은 예를 들면 표준 NF EN 12591에서 정의된 역청 바인더가 될 수 있다.
코팅층(130)은 또한 합성 또는 식물 기반 결합제일 수 있으며, 상기 결합제는 바람직하게는 유기 성질, 우선적으로는, 아크릴, 에폭시 또는 폴리우레탄 수지등의 중합체 성질을 가진다.
규칙적이거나 불규칙적인 텍스쳐링 릴리프들은, 코팅층의 내부 또는 표면에 배열된, 적절한 형상들, 크기들 및 기계적 및 광학적 특성을 가지며, 불투명하지 않은, 즉 투명하거나 반투명한, 텍스쳐링 요소들로부터 적어도 부분적으로 얻어질 수 있다. 이러한 텍스쳐링 요소들은 유기 또는 광물 재료들, 예를 들어 폴리카보네이트, 유리 또는 산화알루미늄의, 캘리브레이션(calibrated) 되거나 캘리브레이션 되지 않은(non-calibrated), 구체들 또는 과립체들 또는 구체와 과립체의 혼합물일 수 있다. 이들 텔스터링 요소들은 0.1mm에서 10mm,바람직하게는 0.4mm에서 4mm, 더욱 바람직하게는 0.9mm에서 1.4mm 이다.
예시적이고 비제한적인 실시예의 예들:
이 예에서 장치는 소자는 스택을 구성하는 서로 다른 층을 적층하고 라미네이팅함으로써 얻어진다. 스택은 전면에서 후면까지 다음을 포함한다.
- 섬유유리 비율이 50 내지 70 질량%이고 두께가 0.25 내지 3.0 mm, 유리하게는 0.5 내지 1.5mm인, 에폭시 유형의 수지가 미리 함침된, 양방향 섬유유리 직물을 포함하는, 복합 재료로 만들어진 제1 판(101),
- 두께가 0.2 mm 내지 2.0 mm, 바람직하게는 0.25 mm 내지 1.0 mm, 특히 0.25 mm 내지 0.75 mm, 유리하게는 0.4 mm 내지 1.0 mm인, 이오노머로 만들어진 제1 외부 봉지 필름,
- 두께가 0.4mm 내지 2.5mm, 바람직하게는 0.4mm 내지 2.0mm, 유리하게는 0.8mm 내지 1.6mm, 예를 들어 0.8mm 내지 1.4mm인 열가소성 폴리올레핀으로 만들어진, 내부 봉지 필름,
- 결정질 실리콘 웨이퍼 기반 광기전 셀들,
- 두께가 0.2mm 내지 2.0mm, 바람직하게는 0.25mm 내지 1.0mm, 유리하게는 0.4mm 내지 1.0mm, 또는 심지어 0.25mm 내지 0.75mm이고, 제1 외부 봉지 필름으로 동일한 두께인, 이오노머로 만들어진 제2 외부 봉지 필름,
- 섬유유리 비율이 50 내지 70 질량%이고 두께가 0.25 내지 3.0 mm, 유리하게는 0.5 내지 1.5 mm인,양방향 섬유유리/PETG 고분자 복합 재료로 만들어진 제2 판.
서로 다른 층들은 유리판 상에 적층되고 그 후에 진공 및 기계적 압력 하에서 열간 라미네이팅된다.
스택은 에폭시, 폴리우레탄, 역청 접착제 등에 의해 1kg/m²또는 이상의 투여량으로 통행 가능한 영역에 고정될 수 있다.
Claims (19)
- 특히 통행 가능한 포장도로(200)에 통합 가능한, 기능성 장치(100)로서,
- 상기 기능성 장치의 전면에 배열되고 제1 재료로 만들어진 제1 보호 필름(101),
- 제2 재료로 만들어진 제1 외부 봉지 필름(102),
- 제3 재료로 만들어진 내부 봉지 필름(103),
- 제4 물질로 만들어진 제2 외부 봉지 필름(104),
- 제5 재료로 만들어진, 상기 기능성 장치의 후면에 배치되고, 제2 보호 필름(105)을 연속적으로 포함하고,
- 상기 제1 외부 봉지 필름(102), 상기 내부 봉지 필름(103) 및 상기 제2 외부 봉지 필름(104), 중 하나는 능동 소자들(110)을 코팅하며,
상기 제1 재료, 제2 재료, 제3 재료, 제4 재료 및 제5 재료는, 각각 영률 E1, E2, E3, E4 및 E5, 각각 열팽창 계수 CTE1, CTE2, CTE3, CTE4 및 CTE5를 갖고
E1과 E5는 유사하거나 동일하고, E2와 E4는 유사하거나 동일하며,
E1 > E2 및 E4 < E5이고,
CTE1 및 CTE5는 유사하거나 동일하고, CTE2 및 CTE4는 유사하거나 동일하며,
CTE1 < CTE2 및 CTE4 > CTE5인, 기능성 장치(100). - 제1항에 있어서, 상기 기능성 장치(100)는, E2 > E3 및 E3 < E4이고 CTE2 < CTE3 및 CTE3 > CTE4인 것을 특징으로 하는 기능성 장치(100).
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 능동 소자(110)들을 봉지하는 상기 필름은 내부 봉지 필름(103)인 것을 특징으로 기능성 장치(100).
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영률 E1및 E5는 2GPa 초과하고, 바람직하게는 5GPa 초과하고, 더 바람직하게는 10GPa 초과하는, 것을 특징으로 하는 기능성 장치(100).
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영률 E2 및 E4가 150 내지 750 MPa이고, 바람직하게는 200 내지 600 MPa인 것을 특징으로 하는 기능성 장치(100).
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영률 E3이 5 내지 150 MPa이고, 바람직하게는 10 내지 100 MPa인 것을 특징으로 하는 장치(100).
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열팽창 계수 CTE1 및 CTE5는 200 x 10-6/K 미만이고, 바람직하게는 100 x 10-6/K 미만이고, 더욱 바람직하게는 50 x 10-6/K 미만인 것을 특징으로 하는 장치(100).
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열팽창 계수 CTE2 및 CTE4는 200 x 10-6/K 내지 700 x 10-6/K 이고, 바람직하게는 300 x 10-6/K 내지 600 x 10-6/K 인 것을 특징으로 하는 기능성 장치(100).
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열팽창 계수(CTE3)가 800 x 10-6/K 내지 2000 x 10-6/K 이고, 바람직하게는 800 x 10-6/K 내지 1400 x 10-6/K 인 것을 특징으로 하는 기능성 장치(100).
- 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 재료 및 상기 제 5 재료는 동일하거나 상이한 섬유유리/고분자 복합체인 것을 특징으로 하는 기능성 장치(100).
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 재료 및 상기 제4 재료는 동일하거나 상이한 이오노머인 것을 특징으로 하는 기능성 장치(100).
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제3 재료는 열가소성 폴리올레핀 또는 (메타)크릴 수지인 것을 특징으로 하는 기능성 장치(100).
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 보호 필름(101) 및 상기 제2 보호 필름(105)의 두께가 0.25 mm 내지 3.0 mm, 바람직하게는 0.5 mm 내지 1.5mm인 것을 특징으로 하는 기능성 장치(100).
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 외부 봉지 필름(102) 및 상기 제2 외부 봉지 필름(104)의 두께가 0.2 mm 내지 2.0 mm, 바람직하게는 0.4 mm 내지 1.0 mm인 것을 특징으로 하는 기능성 장치(100).
- 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내부 봉지 필름(103)의 두께가 0.4 mm 내지 2.5 mm이고, 바람직하게는 0.8 mm 내지 1.6 mm인 것을 특징으로 하는 기능성 장치(100).
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 능동 소자(110)는 광기전, 전기, 전자, 광학, 광전기, 압전, 열전, 무선 통신 소자, 또는 발광 다이오드(LEDs) 또는 유기발광다이오드(OLEDs)인 것을 특징으로 하는 기능성 장치(100).
- 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 텍스처링 요소들이 제1 보호 필름(101)에 통합되는 것을 특징으로 하는 장치(100).
- 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 기능성 장치(100)가 고정층(120)을 사용하여 고정된 통행 가능 포장도로(200)를 포함하는 기능화된 통행 가능 포장도로로서, 상기 기능성 장치(100)의 제1 보호 필름(101)은 보행자 및/또는 차량이 통행 할 수 있도록 코팅층(130)으로 덮이고, 상기 코팅층(130)은 불투명하지 않고 텍스쳐화된 외부 표면을 갖는, 기능화된 통행 가능 포장도로.
- 기능화된 통행 가능한 포장도로를 제조하는 방법으로서,
a) 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 정의된 기능성 장치(100)를 제공하는 단계,
b) 고정층(120)을 통해 통행 가능한 포장도로(200) 위에 기능성 장치(100)를 고정하는 단계,
c) 기능성 장치(100)의 제1 보호필름(101) 상에 보행자 및/또는 차량의 통행이 가능하도록 코팅층(130)을 침착하는 단계를 포함하고, 상기 코팅층(130)은 불투명하지 않고 텍스처화된, 기능회된 통행가능한 포장도로를 제조하는 방법.
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