KR20230070736A - Bipv 컬러 필름 및 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
BIPV 컬러 필름 및 그의 제조방법을 개시한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 태양광 패널에 부착되어 외부에서 인식되는 색상을 변경하는 컬러 필름에 있어서, 기판층과 상기 기판층의 일 면에 코팅되어 난반사를 유도하는 눈부심 방지층과 상기 눈부심 방지층 상에 증착되어, 외부에서 기 설정된 색상으로 인식되도록 하는 컬러층과 상기 컬러층 상에 코팅되어, 상기 컬러 필름과 상기 태양광 패널을 부착시키는 접착층과 상기 접착층 상에 부착되어, 상기 접착층이 상기 태양광 패널이 아닌 다른 물체에 접착되는 것을 방지하는 보호 필름과 상기 기판층의 나머지 일면에 증착되어, 상기 태양광 패널이 전기 에너지를 생산하는데 필요로 하지 않는 파장대역을 반사시키는 열 차단층 및 상기 열 차단층 상에 증착되어, 상기 열 차단층을 외부로부터 보호하는 보호층을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필름을 제공한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 태양광 패널에 부착되어 외부에서 인식되는 색상을 변경하는 컬러 필름에 있어서, 기판층과 상기 기판층의 일 면에 코팅되어 난반사를 유도하는 눈부심 방지층과 상기 눈부심 방지층 상에 증착되어, 외부에서 기 설정된 색상으로 인식되도록 하는 컬러층과 상기 컬러층 상에 코팅되어, 상기 컬러 필름과 상기 태양광 패널을 부착시키는 접착층과 상기 접착층 상에 부착되어, 상기 접착층이 상기 태양광 패널이 아닌 다른 물체에 접착되는 것을 방지하는 보호 필름과 상기 기판층의 나머지 일면에 증착되어, 상기 태양광 패널이 전기 에너지를 생산하는데 필요로 하지 않는 파장대역을 반사시키는 열 차단층 및 상기 열 차단층 상에 증착되어, 상기 열 차단층을 외부로부터 보호하는 보호층을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필름을 제공한다.
Description
본 발명의 실시예는 롤투롤 기술(Roll to Roll Technology) 을 이용하여 BIPV에 부착할 수 있는 컬러 필름 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
지구상에 매장된 천연자원의 고갈 문제가 대두되면서 대체 에너지원의 개발에 많은 이들의 관심이 쏠리고 있다. 이러한 대체 에너지원으로는 태양광, 수력, 지열, 풍력, 해양 에너지 등이 있으며, 그 중에서도, 태양광 에너지 발전은 태양전지의 광전 효과의 원리를 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전이다.
최근에는 태양광 발전의 기술이 점차 발전함에 따라 건물 외장재를 이용하여 태양광 발전을 수행하는 건물 일체형 태양광 발전 기술이 각광받고 있다. 건물 일체형 태양광 발전(BIPV, Building Integrated Photovoltaic)이란, 건물 외벽에 태양광 모듈을 설치하여 전기 에너지를 얻을 수 있는 발전 시스템이다. 즉, 태양광 모듈을 건물의 외벽재, 지붕재, 창호재 등으로 활용한다. 이에 따라, 태양광 모듈을 별도로 설치할 공간이 필요하지 않으므로, 기존의 독립형 태양광 발전 시스템보다 건축물의 건설 비용을 줄일 수 있어 경제성 측면에서 유리하다.
태양광 패널은 상대적으로 높은 효율을 갖도록 검은색으로 구현되는 것이 일반적이다. 다만, BIPV 시스템은 비교적 고가의 구성이기에, 통상 태양이 잘 입사하는 방향에만 설치된다. 이로 인해, BIPV 시스템은 건물 외벽의 일부에만 설치되는데, 전술한 대로, 태양광 패널은 발전 효율 향상을 위해 검은색으로 주로 구현되기에, 건물의 미감을 낮추는 결과를 유발해왔다.
이러한 문제를 해소하고자, 색상을 갖는 태양광 패널이 개발되고 있다. 염료를 태양광 패널에 섞어 만들거나, 태양광 패널의 내부에 염료를 주입하여 색상을 갖도록 한다.
그러나 이와 같은 종래의 태양광 패널은 태양광 패널의 성분과 혼합될 수 있는 염료가 선정되어야 하기에 재료 선택에 있어 어려움이 존재하며, 염료를 추가하거나 내부에 주입하는 공정을 거쳐야 하기에 제조에 있어 번잡함이 존재한다.
본 발명의 일 실시예는, 태양광 패널에 직접 부착되어 색상을 변환시키는 BIPV용 컬러 필름 및 그의 제조방법을 제공하는 데 일 목적이 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 태양광 패널에 부착되어 외부에서 인식되는 색상을 변경하는 컬러 필름에 있어서, 기판층과 상기 기판층의 일 면에 코팅되어 난반사를 유도하는 눈부심 방지층과 상기 눈부심 방지층 상에 증착되어, 외부에서 기 설정된 색상으로 인식되도록 하는 컬러층과 상기 컬러층 상에 코팅되어, 상기 컬러 필름과 상기 태양광 패널을 부착시키는 접착층과 상기 접착층 상에 부착되어, 상기 접착층이 상기 태양광 패널이 아닌 다른 물체에 접착되는 것을 방지하는 보호 필름과 상기 기판층의 나머지 일면에 증착되어, 상기 태양광 패널이 전기 에너지를 생산하는데 필요로 하지 않는 파장대역을 반사시키는 열 차단층 및 상기 열 차단층 상에 증착되어, 상기 열 차단층을 외부로부터 보호하는 보호층을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필름을 제공한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 컬러층, 열 차단층 및 보호층은 롤투롤 스퍼터링(Roll-to-Roll Sputtering) 방식에 의해 각각 증착되는 것을 특징으로 한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 눈부심 방지층 및 접착층은 롤투롤 그라비어(Roll-to-Roll Gravure) 장비에 의해 코팅되는 것을 특징으로 한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 눈부심 방지층은 실리카 파티클로 구현되어, 난반사를 유도하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 태양광 패널에 부착되어 외부에서 인식되는 색상을 변경하는 컬러 필름에 있어서, 기판층과 상기 기판층의 일 면에 코팅되어 난반사를 유도하는 제1 눈부심 방지층과 상기 눈부심 방지층 상에 증착되어, 외부에서 기 설정된 색상으로 인식되도록 하는 컬러층과 상기 컬러층 상에 코팅되어, 상기 컬러 필름과 상기 태양광 패널을 부착시키는 접착층과 상기 접착층 상에 부착되어, 상기 접착층이 상기 태양광 패널이 아닌 다른 물체에 접착되는 것을 방지하는 보호 필름과 상기 기판층의 나머지 일면에 증착되어, 상기 태양광 패널이 전기 에너지를 생산하는데 필요로 하지 않는 파장대역을 반사시키는 열 차단층 및 상기 열 차단층 상에 코팅되어, 외부로의 반사광을 난반사시키는 제2 눈부심 방지층을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필름을 제공한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 컬러층, 열 차단층 및 보호층은 롤투롤 스퍼터링 방식에 의해 각각 증착되는 것을 특징으로 한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 제1 눈부심 방지층, 상기 제2 눈부심 방지층 및 접착층은 롤투롤 그라비어 장비에 의해 코팅되는 것을 특징으로 한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 열 차단층은 적외선 및 적외선 파장대역보다 긴 파장대역의 광을 모두 반사시키는 것을 특징으로 한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 태양광 패널에 부착되어 외부에서 인식되는 색상을 변경하는 컬러 필름의 제조방법에 있어서, 기판층의 일면 상에 난반사를 유도하는 눈부심 방지층을 코팅하는 제1 코팅과정과 상기 눈부심 방지층 상에 외부에서 기 설정된 색상으로 인식되도록 하는 컬러층을 증착시키는 제1 증착과정과 상기 기판층의 다른 일면 상에 상기 태양광 패널이 전기 에너지를 생산하는데 필요로 하지 않는 파장대역을 반사시키는 열 차단층을 증착하는 제2 증착과정과 상기 열 차단층 상에 상기 열 차단층을 외부로부터 보호하는 보호층을 증착하는 제3 증착과정과 상기 컬러층 상에 상기 컬러 필름과 상기 태양광 패널을 부착시키는 접착층을 코팅하는 제2 코팅과정 및 상기 접착층 상에 상기 접착층이 상기 태양광 패널이 아닌 다른 물체에 접착되는 것을 방지하는 보호 필름을 부착하는 부착과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필름 제조방법을 제공한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 기판층은 PET(Polyester) 필름 또는 불소수지필름(ETFE: Ethylene Tetra Fluoro Ethylene)으로 구현되는 것을 특징으로 한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 컬러층은 TiO2/SiO2 또는 MoO3/SiO2으로 구현되는 것을 특징으로 한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 태양광 패널에 부착되어 외부에서 인식되는 색상을 변경하는 컬러 필름의 제조방법에 있어서, 기판층의 일면 상에 난반사를 유도하는 제1 눈부심 방지층을 코팅하는 제1 코팅과정과 상기 눈부심 방지층 상에 외부에서 기 설정된 색상으로 인식되도록 하는 컬러층을 증착시키는 제1 증착과정과 상기 기판층의 다른 일면 상에 상기 태양광 패널이 전기 에너지를 생산하는데 필요로 하지 않는 파장대역을 반사시키는 열 차단층을 증착하는 제2 증착과정과 상기 열 차단층 상에 외부로의 반사광을 난반사시키는 제2 눈부심 방지층을 코팅하는 제2 코팅과정과 상기 컬러층 상에 상기 컬러 필름과 상기 태양광 패널을 부착시키는 접착층을 코팅하는 제3 코팅과정 및 상기 접착층 상에 상기 접착층이 상기 태양광 패널이 아닌 다른 물체에 접착되는 것을 방지하는 보호 필름을 부착하는 부착과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필름 제조방법을 제공한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 눈부심 방지층은 실리카 파티클로 구현되는 것을 특징으로 한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 열 차단층은 ZnO:Al 물질로 구현되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예의 일 측면에 따르면, 롤투롤 스퍼터링 기술을 이용하여 제조함으로서, 컬러필터가 태양광 패널에 직접 부착될 수 있어, 간편하게 태양광 패널의 색상을 변경시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 필름이 부착된 BIPV 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 필름의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 컬러 필름의 단면도이다.
도 4, 5 및 10 내지 13은 본 발명의 제1 실시예에 따른 컬러 필름을 제조하는 공정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러층의 일부 확대도이다.
도 7 내지 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러층이 제조되는 과정을 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 컬러 필름의 단면도이다.
도 15는 본 발명의 제1 실시예에 따른 컬러 필름을 제조하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 컬러 필름을 제조하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 필름의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 컬러 필름의 단면도이다.
도 4, 5 및 10 내지 13은 본 발명의 제1 실시예에 따른 컬러 필름을 제조하는 공정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러층의 일부 확대도이다.
도 7 내지 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러층이 제조되는 과정을 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 컬러 필름의 단면도이다.
도 15는 본 발명의 제1 실시예에 따른 컬러 필름을 제조하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 컬러 필름을 제조하는 방법을 도시한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 필름이 부착된 BIPV 시스템을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 필름의 평면도이다.
건물 일체형 태양광 발전(BIP: Building Integrated PhotoVoltaic, 이하에서 'BIPV'라 칭함) 시스템(100)이란, 건물(110) 외벽에 태양광 패널(120)을 설치하여 전기 에너지를 얻을 수 있는 발전 시스템이다. 즉, 태양광 패널(120)이 별도의 공간을 차지하며 배치되는 것이 아니라, 건물(110)의 외벽에 외벽재, 지붕재, 창호재 등으로 배치되어 공간 활용을 향상시킨다. 태양광 패널이 건물(110)의 외벽에 설치되어 고정될 수 있도록, 다양한 구조물들이 건물(110)에 고정되어 태양광 패널(120)을 지지한다. 구조물들에 의해 태양광 패널(120)이 지지되며, 건물(110)의 외벽에서 별도의 공간없이 태양광 발전을 수행할 수 있다.
이때, 심미감을 위해, BIPV 시스템(100) 내 태양광 패널(120)의 표면에는 컬러 필름(130)이 부착된다. 컬러 필름(130)은 태양광 패널(120)로 광이 입사되는 방향으로의 표면에 용이하게 부착되는 구조를 갖는다. 이처럼 부착된 컬러 필름(130)은 태양광의 태양광 패널(120)로의 입사에는 영향을 최소화하며 특정 파장대역의 광을 반사시킴으로서, 외부인에게 태양광 패널(120)이 특정 색상(주로, 건물(110)의 외벽의 색상)을 갖는 것처럼 인식시킨다.
도 2에 도시된 바와 같이, 컬러 필름(130)은 휘거나 감길 수 있는 특성을 갖기 때문에, 보관이 용이한 장점을 갖는다. 또한, 컬러 필름(130)은 태양광 패널(120)의 표면에 부착되어 태양광 패널(120)의 색상을 변화시킬 수 있기에, BIPV 시스템이 설치된 건물의 심미감을 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 컬러 필름의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 컬러 필름(130)은 기판층(310), 눈부심 방지층(320), 컬러층(330), 접착층(340), 열 차단층(350), 보호층(360) 및 보호필름(370)을 포함한다.
기판층(310)은 컬러 필름(130) 내 나머지 구성이 증착되거나 코팅될 수 있는 공간을 제공한다. 컬러 필름(130)이 휘거나 감길 수 있는 특성을 가지며, 태양광 패널(120)에 부착될 수 있어야 하기에, 기판층(310)은 가볍고 유연하며, 투과율·내구성·녹는점이 높은 특징을 가져야 한다. 이에, 기판층(310)은 PET(Polyester) 필름 또는 불소수지필름(ETFE: Ethylene Tetra Fluoro Ethylene) 등으로 구현될 수 있다.
눈부심 방지층(320)은 기판층(310)의 일 방향에 코팅되며, 난반사를 유도한다. 눈부심 방지층(320)은 (눈부심 방지층이 기판층으로 코팅되는 방향으로의) 자신의 상단에 증착될 컬러층(330)으로부터 반사되는 광을 난반사시킨다. 눈부심 방지층(320)이 난반사를 유도함에 따라, 외부에서는 다양한 각도에서 컬러층(330)이 반사하는 광에 의한 색상을 관찰할 수 있다.
눈부심 방지층(320)은 실리카 파티클 등으로 구현되어, 기판층(310)의 일방향에 코팅된다. 눈부심 방지층은 롤투롤 그라비어(Roll-to-Roll Gravure) 장비에 의해 기판층(310) 상에 코팅될 수 있다.
컬러층(330)은 (눈부심 방지층(320)이 코팅된 방향으로) 눈부심 방지층(320) 상에 증착되어, 외부에서 색상을 인지할 수 있도록 한다. 컬러층(330)은 가시광 파장대역의 (색상을 나타내는) 특정 파장대역만을 반사시킴으로서, 컬러 필름(130)을 외부에서 해당 색상으로 인지할 수 있도록 한다.
컬러층(330)은 TiO2/SiO2 또는 MoO3/SiO2 등의 성분으로 구현될 수 있으며, 롤투롤 스퍼터링 방식으로 눈부심 방지층 상에 증착된다.
접착층(340)은 (눈부심 방지층(320)이 코팅된 방향으로) 컬러층(330) 상에 코팅되어, 컬러 필름(130)과 외부의 구성(주로, 태양광 패널)을 부착시킨다.
접착층(340)는 접착성이 있는 성분은 어떠한 것으로도 구현될 수 있으며, 롤투롤 그라비어 장비에 의해 컬러층(330) 상에 코팅될 수 있다.
열 차단(Heat Insulation)층(350)은 기판층(310)의 눈부심 방지층(320)이 코팅된 면의 나머지 면에 증착되어, 태양광 패널(120)이 발전하는데 필요로 하는 파장대역 이외의 파장대역은 반사시킨다. 특히, 열 차단층(350)은 적외선 파장대역을 포함한 적외선 파장대역 이후의 광은 모두 반사시킴으로서, 태양광 발전에 무관한 파장대역(주로 열을 발생시키는 영역)은 모두 반사시킨다.
열 차단층(350)은 ZnO:Al 물질로 구현될 수 있으며, 해당 물질이 롤투롤 스퍼터링 방식으로 기판층(310)의 나머지 면에 증착될 수 있다.
보호층(360)는 (열 차단층(350)이 증착된 방향으로) 열 차단층(350) 상에 증착되어, 열 차단층(350) 등을 외부로부터 보호한다. 보호층(360)은 열 차단층(350) 상에 증착됨으로서, 수분 등 외부환경으로 열 차단층(350)이 노출되는 것을 방지한다.
보호층(360)은 투명하면서도 내구성이 높은 물질로 구현되며, 예를 들어, SiO2 또는 SiNx 계 성분 등으로 구현될 수 있다. 보호층(360)은 전술한 물질이 롤투롤 스퍼터링 방식으로 열 차단층(350) 상에 증착될 수 있다.
보호 필름(370)은 접착층(340) 상에 부착되어, 접착층(340)이 태양광 패널(120)이 아닌 다른 물체에 접착되는 것을 방지한다. 보호 필름(370)은 접착층(340)과 접착되되, 접착층(340)의 접착력은 훼손시키지 않는 특징을 갖는다. 이에 따라, 보호 필름(370)은 임시로 접착층(340)에 접착되어 있어 접착층(340)이 태양광 패널(120) 외에 다른 물체에 접착되는 것을 방지하며, 이후, 접착층(340)과 분리되어 태양광 패널(120)에 접착층(340)이 접착될 수 있도록 한다.
도 4, 5 및 10 내지 13은 본 발명의 제1 실시예에 따른 컬러 필름을 제조하는 공정을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 기판층(310)의 일면 상으로 눈부심 방지층(320)이 코팅된다.
도 5를 참조하면, 기판층(310)의 일면 상에 코팅된 눈부심 방지층(320) 상으로 컬러층(330)이 증착된다. 컬러층(330)의 구조와 증착 과정은 도 6 내지 9에 상세히 도시되어 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러층의 일부 확대도이고, 도 7 내지 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러층이 제조되는 과정을 도시한 도면이다. 도 6은 백색을 갖는 컬러 필름(130) 내 배치된 컬러층(330)의 구조가 예시되어 있으나, 반드시 컬러층(330)이 이에 한정된 구조를 갖는 것은 아니다.
도 6을 참조하면, 컬러층(330)은 기 설정된 폭을 갖는 적색 컬러층(330r), 녹색 컬러층(330g) 및 청색 컬러층(330b)을 갖는다. 이때, 기 설정된 폭은 수백 ㎛ 이내일 수 있다. 각 컬러층(330r, 330g, 330b)이 기 설정된 폭 이내로 구현될 경우, 외부(인간의 시야)에서는 각 색상이 아닌 색상(광)이 혼합된 색으로 인지된다. 이에 따라, 컬러층(330)이 도 6과 같이 구현될 경우, 외부에서는 각 색상이 혼합된 백색 컬러 필름으로 인지한다. 이처럼 복수의 색상을 갖는 컬러층(330)은 도 7 내지 9와 같이 형성된다.
도 7을 참조하면, 기판층(310, 보다 구체적으로는 눈부심 방지층이지만 설명의 편의상 눈부심 방지층은 생략한다)의 컬러층이 증착될 방향으로의 상단에 쉐도우 마스크(720)가 배치되며, 쉐도우 마스크(720) 상으로 스퍼터링될 타겟(710)이 배치된다.
타겟(710)은 기판층(310)에 배치될 컬러층과 동일한 소재로 구현되며, 타겟(710)의 표면이 스퍼터링되며, 기판층(310)으로 일 색상의 컬러층(도 7에서 적색, 330r)이 증착된다. 이때, 쉐도우 마스크(710)는 일 색상의 컬러층이 구현될 위치 상에만 중공(中空, 725)을 갖는다. 이에 따라, 일 컬러층(330r)은 쉐도우 마스크(720) 내 중공(725)이 형성된 위치에만 기판층(310) 상으로 증착된다.
일 컬러층(330r)이 증착되는 간격은 최종적으로 증착될 컬러층의 개수에 따라 달라진다. 예를 들어, 도 6과 같이 서로 상이한 색상 3개의 컬러층이 증착될 경우, 일 컬러층(330r)은 자신의 폭의 3배 간격만큼씩 간격을 가지며 증착된다.
도 8을 참조하면, 기 증착된 컬러층(330r)과 다른 색상을 갖는 컬러층(330g)이 전술한 과정과 동일한 과정으로 증착된다. 다만, 기 증착된 컬러층(330r)에 인접한 위치에 컬러층(330g)이 증착된다.
각 컬러층의 길이(W1, W2, W3) 비율이 달라질 경우, 컬러필름은 다양한 천연색을 구현할 수 있다.
도 9를 참조하면, 기 증착된 컬러층(330g)의 인접한 위치에 동일한 과정으로 다른 색상을 갖는 컬러층(330b)이 증착된다.
이러한 과정에 따라 컬러층(330)이 눈부심 방지층(320) 상으로 증착된다.
다시, 도 10을 참조하면, 기판층(310)의 눈부심 방지층(320) 등이 코팅된 반대편 일 면으로 열 차단층(350)이 증착된다.
도 11을 참조하면, 열 차단층(350) 상으로 보호층(360)이 증착된다.
도 12를 참조하면, 컬러층(330) 상으로 접착층(340)이 코팅된다.
도 13을 참조하면, 접착층(340) 상으로 보호필름(370)이 부착된다.
전술한 공정을 거치며, 컬러 필름(130)이 제조된다. 이에 따라, 컬러 필름(130)은 가볍고 유연하여 휘거나 감길 수 있는 특징을 가지며, 각 층이 전술한 구성으로 구현됨에 따라 입사광의 입사율을 크게 낮추지 않으면서 부착대상이 특정 색상을 갖는 것처럼 보이도록 한다.
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 컬러 필름의 단면도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 컬러 필름(130)은 본 발명의 제1 실시예에 따른 컬러 필름(130)의 구성 내에서 보호층(360) 대신 제2 눈부심 방지층(380)이 코팅된다. 전술한 대로, 컬러 필름(130)은 주로 BIPV 시스템에 사용되는 태양광 패널(120)에 부착된다. 이에 따라, 컬러필름(130)의 표면이 경면일 경우, 광을 인접한 건물이나 사람에게 특정 면적만큼 반사시키는 문제가 발생할 수 있다. 반사광을 입사받는 건물이나 사람은 원하지 않게 일정 면적만큼의 반사광을 일정 시간 동안 지속적으로 받아야 하는 불편을 가질 수 있다.
이를 방지하기 위해, 컬러필름(130)은 보호층(360) 대신 열차단층(350) 상에 코팅되는 제2 눈부심 방지층(380)을 포함한다. 제2 눈부심 방지층은 제1 실시예의 보호층(360)의 역할도 겸할 수 있다. 최외곽면에 제2 눈부심 방지층(380)이 코팅됨에 따라, 광이 반사됨에 있어 난반사됨에 따라 일 방향으로 반사되는 것을 방지한다. 제2 눈부심 방지층(380) 역시, 제1 눈부심 방지층(320)과 마찬가지로 롤투롤 그라비어 장비에 의해 코팅될 수 있다.
도 15는 본 발명의 제1 실시예에 따른 컬러 필름을 제조하는 방법을 도시한 순서도이다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 컬러 필름의 제조방법은 롤투롤 그라비어 장비 또는 롤투롤 스퍼터링 장비 등을 포함하는 컬러 필름 제조장치에 의해 수행될 수 있다.
기판층(310)의 일면 상에 눈부심 방지층(320)이 코팅된다(S1510).
눈부심 방지층(320) 상에 컬러층(330)이 증착된다(S1520),
기판층(310)의 다른 일면 상에 열 차단층(350)이 증착된다(S1530).
열 차단층(350) 상에 보호층(360)이 증착된다(S1540).
컬러층(330) 상에 접착층(340)이 코팅된다(S1550).
접착층(340) 상에 보호 필름(370)이 부착된다(S1560).
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 컬러 필름을 제조하는 방법을 도시한 순서도이다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 컬러 필름의 제조방법도 마찬가지로 롤투롤 그라비어 장비 또는 롤투롤 스퍼터링 장비 등을 포함하는 컬러 필름 제조장치에 의해 수행될 수 있다.
기판층(310)의 일면 상에 제1 눈부심 방지층(320)이 코팅된다(S1610).
제1 눈부심 방지층(320) 상에 컬러층(330)이 증착된다(S1620),
기판층(310)의 다른 일면 상에 열 차단층(350)이 증착된다(S1630).
열 차단층(350) 상에 제2 눈부심 방지층(380)이 증착된다(S1640).
컬러층(330) 상에 접착층(340)이 코팅된다(S1650).
접착층(340) 상에 보호 필름(370)이 부착된다(S1660).
도 15 및 16에서는 각 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 각 도면에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 각 과정 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 15 및 16은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 15 및 16에 도시된 과정들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽힐 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: BIPV 시스템
110: 건물
120: 태양광 모듈
130: 컬러필름
310: 기판층
320, 380: 눈부심 방지층
330: 컬러층
340: 접착층
350: 열 차단층
360: 보호층
370: 보호필름
710, 810, 910: 타겟
720, 820, 920: 쉐도우 마스크
725, 825, 925: 중공
110: 건물
120: 태양광 모듈
130: 컬러필름
310: 기판층
320, 380: 눈부심 방지층
330: 컬러층
340: 접착층
350: 열 차단층
360: 보호층
370: 보호필름
710, 810, 910: 타겟
720, 820, 920: 쉐도우 마스크
725, 825, 925: 중공
Claims (14)
- 태양광 패널에 부착되어 외부에서 인식되는 색상을 변경하는 컬러 필름에 있어서,
기판층;
상기 기판층의 일 면에 코팅되어 난반사를 유도하는 눈부심 방지층;
상기 눈부심 방지층 상에 증착되어, 외부에서 기 설정된 색상으로 인식되도록 하는 컬러층;
상기 컬러층 상에 코팅되어, 상기 컬러 필름과 상기 태양광 패널을 부착시키는 접착층;
상기 접착층 상에 부착되어, 상기 접착층이 상기 태양광 패널이 아닌 다른 물체에 접착되는 것을 방지하는 보호 필름;
상기 기판층의 나머지 일면에 증착되어, 상기 태양광 패널이 전기 에너지를 생산하는데 필요로 하지 않는 파장대역을 반사시키는 열 차단층; 및
상기 열 차단층 상에 증착되어, 상기 열 차단층을 외부로부터 보호하는 보호층
을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필름. - 제1항에 있어서,
상기 컬러층, 열 차단층 및 보호층은,
롤투롤 스퍼터링(Roll-to-Roll Sputtering) 방식에 의해 각각 증착되는 것을 특징으로 하는 컬러 필름. - 제1항에 있어서,
상기 눈부심 방지층 및 접착층은,
롤투롤 그라비어(Roll-to-Roll Gravure) 장비에 의해 코팅되는 것을 특징으로 하는 컬러 필름. - 제1항에 있어서,
상기 눈부심 방지층은,
실리카 파티클로 구현되어, 난반사를 유도하는 것을 특징으로 하는 컬러 필름. - 태양광 패널에 부착되어 외부에서 인식되는 색상을 변경하는 컬러 필름에 있어서,
기판층;
상기 기판층의 일 면에 코팅되어 난반사를 유도하는 제1 눈부심 방지층;
상기 눈부심 방지층 상에 증착되어, 외부에서 기 설정된 색상으로 인식되도록 하는 컬러층;
상기 컬러층 상에 코팅되어, 상기 컬러 필름과 상기 태양광 패널을 부착시키는 접착층;
상기 접착층 상에 부착되어, 상기 접착층이 상기 태양광 패널이 아닌 다른 물체에 접착되는 것을 방지하는 보호 필름;
상기 기판층의 나머지 일면에 증착되어, 상기 태양광 패널이 전기 에너지를 생산하는데 필요로 하지 않는 파장대역을 반사시키는 열 차단층; 및
상기 열 차단층 상에 코팅되어, 외부로의 반사광을 난반사시키는 제2 눈부심 방지층
을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필름. - 제5항에 있어서,
상기 컬러층, 열 차단층 및 보호층은,
롤투롤 스퍼터링(Roll-to-Roll Sputtering) 방식에 의해 각각 증착되는 것을 특징으로 하는 컬러 필름. - 제5항에 있어서,
상기 제1 눈부심 방지층, 상기 제2 눈부심 방지층 및 접착층은,
롤투롤 그라비어(Roll-to-Roll Gravure) 장비에 의해 코팅되는 것을 특징으로 하는 컬러 필름. - 제5항에 있어서,
상기 열 차단층은,
적외선 및 적외선 파장대역보다 긴 파장대역의 광을 모두 반사시키는 것을 특징으로 하는 컬러 필름. - 태양광 패널에 부착되어 외부에서 인식되는 색상을 변경하는 컬러 필름의 제조방법에 있어서,
기판층의 일면 상에 난반사를 유도하는 눈부심 방지층을 코팅하는 제1 코팅과정;
상기 눈부심 방지층 상에 외부에서 기 설정된 색상으로 인식되도록 하는 컬러층을 증착시키는 제1 증착과정;
상기 기판층의 다른 일면 상에 상기 태양광 패널이 전기 에너지를 생산하는데 필요로 하지 않는 파장대역을 반사시키는 열 차단층을 증착하는 제2 증착과정;
상기 열 차단층 상에 상기 열 차단층을 외부로부터 보호하는 보호층을 증착하는 제3 증착과정;
상기 컬러층 상에 상기 컬러 필름과 상기 태양광 패널을 부착시키는 접착층을 코팅하는 제2 코팅과정; 및
상기 접착층 상에 상기 접착층이 상기 태양광 패널이 아닌 다른 물체에 접착되는 것을 방지하는 보호 필름을 부착하는 부착과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필름 제조방법. - 제9항에 있어서,
상기 기판층은,
PET(Polyester) 필름 또는 불소수지필름(ETFE: Ethylene Tetra Fluoro Ethylene)으로 구현되는 것을 특징으로 하는 컬러 필름 제조방법. - 제9항에 있어서,
상기 컬러층은,
TiO2/SiO2 또는 MoO3/SiO2으로 구현되는 것을 특징으로 하는 컬러 필름 제조방법. - 태양광 패널에 부착되어 외부에서 인식되는 색상을 변경하는 컬러 필름의 제조방법에 있어서,
기판층의 일면 상에 난반사를 유도하는 제1 눈부심 방지층을 코팅하는 제1 코팅과정;
상기 눈부심 방지층 상에 외부에서 기 설정된 색상으로 인식되도록 하는 컬러층을 증착시키는 제1 증착과정;
상기 기판층의 다른 일면 상에 상기 태양광 패널이 전기 에너지를 생산하는데 필요로 하지 않는 파장대역을 반사시키는 열 차단층을 증착하는 제2 증착과정;
상기 열 차단층 상에 외부로의 반사광을 난반사시키는 제2 눈부심 방지층을 코팅하는 제2 코팅과정;
상기 컬러층 상에 상기 컬러 필름과 상기 태양광 패널을 부착시키는 접착층을 코팅하는 제3 코팅과정; 및
상기 접착층 상에 상기 접착층이 상기 태양광 패널이 아닌 다른 물체에 접착되는 것을 방지하는 보호 필름을 부착하는 부착과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필름 제조방법. - 제12항에 있어서,
상기 눈부심 방지층은,
실리카 파티클로 구현되는 것을 특징으로 하는 컬러 필름 제조방법. - 제12항에 있어서,
상기 열 차단층은,
ZnO:Al 물질로 구현되는 것을 특징으로 하는 컬러 필름 제조방법.
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