WO2023218693A1 - 機能ルーフ及びその製造方法 - Google Patents

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勇哉 丸山
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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    • Y02B10/10Photovoltaic [PV]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • This disclosure relates to a functional roof and a method of manufacturing the same.
  • a solar cell includes a back sheet with a cylindrical structure and a first gas barrier sheet and a second gas barrier sheet provided along the outer periphery of a sealing material.
  • An object of the present invention is to provide a functional roof that can suppress the generation of bubbles in the sealing layer and a method for manufacturing the same.
  • a functional roof includes a functional layer having a predetermined function, a sealing layer that seals the functional layer, and connects a front surface, a back surface, and the front surface and the back surface. and a surrounding end face annularly surrounding the periphery of the functional layer; a surface protection material made of a resin having optical transparency and protecting the surface of the sealing layer; and the sealing layer.
  • a front barrier sheet comprising a back surface protection material that protects the back surface of the layer, and a barrier layer that covers the sealing layer, the barrier layer being disposed between the sealing layer and the surface protection material.
  • the front side barrier sheet including a surface coating portion that covers the entire surface of the sealing layer
  • the backside barrier sheet includes a backside covering portion that covers the entire backside of the sealing layer
  • the frontside barrier sheet has a front side that overhangs an edge of the frontside coating portion and is spaced from the surface protection material.
  • the front side overhang part is connected to the back side barrier sheet while covering the surrounding end surface, or the back side barrier sheet overhangs from the edge of the back side covering part. and a back side protruding portion spaced apart from the back side protective material, and the back side extending portion is connected to the front side barrier sheet in a state of covering the surrounding end surface.
  • a method for manufacturing a functional roof includes a functional layer having a predetermined function, a sealing layer that seals the functional layer, and a resin having light transmittance.
  • a surface protection material that protects the surface of the layer, a back surface protection material that protects the back surface of the sealing layer, and a barrier layer that covers the sealing layer, and the barrier layer includes the sealing layer and the sealing layer.
  • a method for producing a functional roof comprising: a front barrier sheet disposed between the surface protection material; and a back barrier sheet disposed between the sealing layer and the back protection material, the method comprising: a protective material, the front barrier sheet, a plurality of sealing layer forming materials constituting the sealing layer, the functional layer disposed within the plurality of sealing layer forming materials, and the back barrier sheet. , a laminate forming step of forming a laminate by laminating the back surface protective material, and softening the functional layer by heating the laminate to soften the plurality of sealing layer forming materials. an unifying step of forming the sealing layer for sealing and forming the barrier layer covering the sealing layer by connecting the front side barrier sheet and the back side barrier sheet to each other; and the unifying step.
  • the surface protection material, the sealing layer, the barrier layer, and the back surface protection material are shaped so that they curve convexly toward one side in the lamination direction.
  • FIG. 2 is a plan view schematically showing a functional roof in an embodiment of the present disclosure. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. 1.
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a method for manufacturing a functional roof. It is a figure which shows schematically the modification of a functional roof. It is a figure which shows schematically the modification of a functional roof. It is a figure which shows schematically the modification of a functional roof. It is a figure which shows schematically the modification of a functional roof. It is a figure which shows schematically the modification of a functional roof. It is a figure which shows schematically the modification of a functional roof. It is a figure which shows schematically the modification of a functional roof.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a functional roof in an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. 1. This functional roof 1 is preferably used in a vehicle.
  • the functional roof 1 includes a functional layer 10, a sealing layer 20, a surface protection material 30, a hard coat layer 35, a back surface protection material 40, a barrier layer 50, A shielding section 70 is provided.
  • the functional layer 10 has a predetermined function.
  • the predetermined functions include a power generation function, a light control function, and a display function.
  • the predetermined function is a power generation function
  • the functional layer 10 is composed of a solar power generation panel.
  • the predetermined function is a light control function
  • the functional layer 10 is composed of a light control film (a film whose light transmittance can be adjusted by applying a voltage).
  • the predetermined function is a display function
  • the functional layer 10 is constituted by a display device (LED, organic EL, liquid crystal, etc.).
  • the functional layer 10 is generally formed into a flat plate shape.
  • the functional layer 10 has a first main surface 10a, a second main surface 10b, and an end surface 10c.
  • the first main surface 10a is a surface formed on one side (upper side in FIG. 2) of the functional layer 10 in the thickness direction (vertical direction in FIG. 2).
  • the first main surface 10a is formed substantially flat.
  • the second main surface 10b is a surface formed on the other side of the functional layer 10 in the thickness direction.
  • the second main surface 10b is formed substantially flat.
  • the end surface 10c has a shape that connects the first main surface 10a and the second main surface 10b and is connected in an annular shape.
  • the sealing layer 20 seals the functional layer 10. More specifically, the sealing layer 20 seals the entire first main surface 10a, the second main surface 10b, and the end surface 10c of the functional layer 10.
  • the sealing layer 20 is made of a light-transmitting resin.
  • the sealing layer 20 is made of, for example, ethylene vinyl acetate (EVA), polyolefin, silicone, or ionomer.
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • the sealing layer 20 is formed by heating the laminated sheets (sealing layer forming material) made of the resin described above.
  • the sealing layer 20 has a front surface S1, a back surface S2, and a surrounding end surface S3.
  • the surface S1 is provided on one side of the functional layer 10 in the thickness direction of the functional layer 10, and is constituted by the main surface on one side of the sealing layer 20.
  • the back surface S2 is provided on the other side of the functional layer 10 in the thickness direction of the functional layer 10, and is constituted by the main surface on the other side of the sealing layer 20.
  • the surrounding end surface S3 connects the front surface S1 and the back surface S2 and surrounds the functional layer 10 in an annular shape.
  • the surface protection material 30 protects the surface S1 of the sealing layer 20.
  • the surface protection material 30 is provided on one side (the upper side in FIG. 2) of the sealing layer 20 via a front barrier sheet 50A and a front adhesive layer 50C, which will be described later.
  • the surface protection material 30 is made of a light-transmitting resin.
  • the surface protection material 30 is made of, for example, polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA), polyethylene terephthalate (PET), or polypropylene (PP).
  • the hard coat layer 35 is provided on the surface of the surface protection material 30.
  • the hard coat layer 35 is made of a material with higher hardness than the material constituting the surface protection material 30 and covers the surface of the surface protection material 30.
  • the hard coat layer 35 is made of a light-transmitting material.
  • the back surface protection material 40 protects the back surface S2 of the sealing layer 20.
  • the back surface protection material 40 is provided on the other side (lower side in FIG. 2) with respect to the sealing layer 20 via a back side barrier sheet 50B and a back side adhesive layer 50D, which will be described later.
  • the outer shape of the back surface protection material 40 in a plan view is formed to be approximately the same as the outer shape of the back surface S2 of the sealing layer 20 in a plan view.
  • the thickness of the back surface protection material 40 is smaller than the thickness of the surface protection material 30.
  • the bending rigidity of the front surface protection material 30 is higher than that of the back surface protection material 40.
  • the back surface protection material 40 is formed of a material having light transmittance.
  • the back protection material 40 is made of, for example, polycarbonate (PC), ABS resin, or a mixture thereof.
  • the barrier layer 50 covers the sealing layer 20.
  • the barrier layer 50 is made of a material (such as a resin material) that prevents gas and water vapor from passing through.
  • the barrier layer 50 is formed in a film shape (thin film shape). As shown in FIG. 2, the barrier layer 50 includes a front barrier sheet 50A, a back barrier sheet 50B, a front adhesive layer 50C, and a back adhesive layer 50D.
  • the front barrier sheet 50A is arranged between the sealing layer 20 and the surface protection material 30.
  • the front barrier sheet 50A is made of a light-transmitting material.
  • the front barrier sheet 50A includes a surface covering portion 51 and a front extension portion 54.
  • the surface covering portion 51 covers the entire surface S1 of the sealing layer 20.
  • the outer shape of the surface covering portion 51 in a plan view substantially corresponds to the outer shape of the surface S1 of the sealing layer 20 in a plan view.
  • the front side extension part 54 extends from the edge of the surface covering part 51 and is connected to the surface protection material 30. That is, the front side extension part 54 is formed at a position that does not overlap with the sealing layer 20 in the thickness direction of the functional roof 1 (vertical direction in FIG. 2).
  • the front adhesive layer 50C is provided over the entire surface of the front barrier sheet 50A, and adheres the front barrier sheet 50A to the surface protection material 30.
  • the front adhesive layer 50C is made of a light-transmitting material (synthetic resin, etc.).
  • the outer shape of the front adhesive layer 50C is substantially the same as the outer shape of the front barrier sheet 50A.
  • the back barrier sheet 50B is arranged between the sealing layer 20 and the back protection material 40.
  • the back side barrier sheet 50B is made of a light-transmitting material.
  • the back side barrier sheet 50B has a back side covering portion 52 and a back side projecting portion 53.
  • the back surface covering portion 52 covers the entire back surface S2 of the sealing layer 20.
  • the outer shape of the back surface covering portion 52 in a plan view substantially corresponds to the outer shape of the back surface S2 of the sealing layer 20 in a plan view.
  • the backside overhanging portion 53 overhangs from the edge of the backside covering portion 52.
  • the back side projecting portion 53 is spaced apart from the back side protection material 40.
  • the back side protruding portion 53 is connected to the front side barrier sheet 50A while covering the surrounding end surface S3 of the sealing layer 20.
  • the backside projecting portion 53 has an end surface covering portion 53a and a backside sheet end portion 53b.
  • the end surface covering portion 53a is connected to the edge of the back surface covering portion 52 and covers the surrounding end surface S3 of the sealing layer 20. A space may be formed between the end face covering portion 53a and the surrounding end face S3.
  • the back sheet end portion 53b is connected to the front barrier sheet 50A. In this embodiment, the back sheet end portion 53b is connected to the front side extension portion 54.
  • the backside adhesive layer 50D is provided over the entire backside of the backside barrier sheet 50B, and adheres the backside barrier sheet 50B to the backside protection material 40.
  • the back side adhesive layer 50D is made of a light-transmitting material (synthetic resin, etc.).
  • the outer shape of the back side adhesive layer 50D is substantially the same as the outer shape of the back side barrier sheet 50B.
  • the shielding part 70 is made of a black material (ceramic, etc.).
  • the shielding part 70 is provided on the back surface of the surface protection material 30. More specifically, the surface protection material 30 has a flange portion 32 that protrudes outward from a portion overlapping with the sealing layer 20 in the thickness direction, and the shielding portion 70 is provided on the back surface of the flange portion 32. There is.
  • This manufacturing method includes a laminate forming step, an integrating step, and a hot pressing step.
  • the back barrier sheet 50B, and the back protection material 40 are stacked to form a laminate. More specifically, in the laminate forming step, the surface protection material 30 provided with the hard coat layer 35, the front adhesive layer 50C, the front barrier sheet 50A, and the plurality of sealing layer forming materials and the functional layer 10.
  • a laminate is formed by laminating the back barrier sheet 50B, the back adhesive layer 50D, and the back protection material 40.
  • the surface protection material 30 provided with the hard coat layer 35, the front adhesive layer 50C, and the front barrier sheet 50A are heated to be integrated in advance. may have been done.
  • the back protection material 40 and the back covering portion 52 of the back barrier sheet 50B may be heated to be integrated in advance.
  • the laminate is heated to soften the plurality of sealing layer forming materials, thereby forming the sealing layer 20 that seals the functional layer 10, and also forming the front barrier sheet 50A and the back barrier sheet.
  • a barrier layer 50 covering the sealing layer 20 is formed by connecting the sheets 50B to each other.
  • a laminate is placed on a heated plate-like member 101, and the laminate is covered with a sheet 102 made of rubber.
  • the laminate is integrated by evacuating the space between the member 101 and the sheet 102.
  • the front side extension part 54 of the front side barrier sheet 50A and the back side sheet end part 53b of the back side barrier sheet 50B are connected to each other.
  • an end face covering portion 53a that covers the surrounding end face S3 of the sealing layer 20 is formed.
  • the hot press step is performed after the integration step.
  • the hard coat layer 35, the surface protection material 30, the sealing layer 20, the barrier layer 50, and the back protection material 40 are stacked toward one side in the lamination direction, more specifically, from the back protection material 40 to the surface.
  • the hard coat layer 35, the surface protection material 30, the sealing layer 20, the barrier layer 50, and the back surface protection material 40 are pressed while being heated so as to form a curved shape convex toward the protection material 30.
  • the barrier layer 50 has the front surface coating portion 51, the back surface coating portion 52, and the end surface coating portion 53a, gas and water vapor to the sealing layer 20 The generation of bubbles in the sealing layer 20 due to the entry of air bubbles is suppressed.
  • the backside protruding portion 53 is spaced apart from the backside protection material 40, the external shape of the backside protection material 40 in plan view is reduced to the same size as the outside shape of the backside S2 of the sealing layer 20 in planar view. It becomes possible to do so.
  • the back sheet end portion 53b may be arranged between the surface covering portion 51 and the sealing layer 20.
  • the front side extension part 54 may be omitted, and the front side barrier sheet 50A may be comprised only of the surface coating part 51.
  • the front barrier sheet 50A and the back barrier sheet 50B are connected to each other via the back adhesive layer 50D, airtightness is improved.
  • the backside overhanging portion 53 may be omitted from the backside barrier sheet 50B, and the frontside barrier sheet 50A may have a frontside overhanging portion 55 in place of the frontside extension portion 54.
  • the front side overhang portion 55 overhangs from the edge of the surface covering portion 51 and is spaced apart from the surface protection material 30.
  • the front side projecting portion 55 is connected to the back side barrier sheet 50B while covering the surrounding end surface S3.
  • the front side overhang portion 55 has an end surface covering portion 55a and a front side sheet end portion 55b.
  • the end face covering part 55a is connected to the edge of the surface covering part 51 and covers the surrounding end face S3 of the sealing layer 20. A space may be formed between the end face covering portion 55a and the surrounding end face S3.
  • the front sheet end 55b is connected to the back barrier sheet 50B.
  • the back protection material 40 has a flange portion 42 that extends outward from a portion overlapping with the sealing layer 20 in the thickness direction, and the back barrier sheet 50B extends from the edge of the back covering portion 52. It has a back side extension 56 connected to the cage flange 42, and the front sheet end 55b is connected to the back side extension 56.
  • the front sheet end portion 55b may be arranged between the back surface covering portion 52 and the sealing layer 20.
  • the back side extension part 56 may be omitted, and the back side barrier sheet 50B may be comprised only of the back side covering part 52.
  • the front barrier sheet 50A and the back barrier sheet 50B are connected to each other via the front adhesive layer 50C, airtightness is improved as in the first modification.
  • (Aspect 1) a functional layer having a predetermined function;
  • a sealing layer that seals the functional layer, the sealing layer having a front surface, a back surface, and a surrounding end surface that connects the front surface and the back surface and surrounds the functional layer in an annular shape.
  • the barrier layer is a front barrier sheet disposed between the sealing layer and the surface protection material; a backside barrier sheet disposed between the sealing layer and the backside protection material,
  • the front barrier sheet includes a surface covering portion that covers the entire surface of the sealing layer,
  • the backside barrier sheet includes a backside coating portion that covers the entire backside of the sealing layer,
  • the front side barrier sheet has a front side overhang that overhangs an edge of the surface covering part and is spaced apart from the surface protection material, and the front side overhang has a front side overhang that covers the surrounding end surface and is attached to the back side barrier sheet.
  • the backside barrier sheet is connected to the sheet, or the backside barrier sheet has a backside overhang that overhangs an edge of the backside covering and is spaced apart from the backside protection material, and the backside overhang is connected to the surrounding area.
  • a functional roof connected to the front barrier sheet with its end surface covered.
  • the barrier layer has a surface coating part, a back coating part, and a front side overhang part or a back side overhang part, sealing caused by gas or water vapor entering the sealing layer can be prevented. Generation of bubbles in the stop layer is suppressed.
  • the back side barrier sheet has the back side overhang,
  • the backside protruding portion is an end face covering part that covers the surrounding end face; and a back sheet end connected to the front barrier sheet.
  • the front barrier sheet has a front side extension part extending from the edge of the surface covering part and connected to the surface protection material, A functional roof according to aspect 2, wherein the back sheet end is connected to the front extension.
  • the front barrier sheet has the front side overhang,
  • the front side projecting portion is an end face covering part that covers the surrounding end face;
  • a functional roof according to aspect 1, comprising: a front sheet end connected to the back barrier sheet.
  • the back side barrier sheet has a back side extension part extending from the edge of the back side covering part and connected to the back side protective material, 6.
  • the surface protection material, the surface coating portion, the sealing layer, the back surface coating portion, and the back surface protection material have a shape that is curved so as to be convex in a direction from the back surface protection material toward the surface protection material.
  • the functional roof according to any one of aspects 1 to 7.
  • a functional layer having a predetermined function a sealing layer for sealing the functional layer; a surface protection material made of a light-transmitting resin and protecting the surface of the sealing layer; and a back surface of the sealing layer. and a barrier layer that covers the sealing layer, and the barrier layer includes a front barrier sheet disposed between the sealing layer and the surface protection material, and a barrier layer that covers the sealing layer.
  • a method for manufacturing a functional roof comprising: a backside barrier sheet disposed between a stop layer and the backside protection material; The surface protection material, the front barrier sheet, a plurality of sealing layer forming materials constituting the sealing layer, the functional layer disposed within the plurality of sealing layer forming materials, and the back side barrier.
  • a laminate forming step of forming a laminate by laminating the sheet and the back surface protective material By heating the laminate, the plurality of sealing layer forming materials are softened to form the sealing layer that seals the functional layer, and the front barrier sheet and the back barrier sheet are an integrating step of forming the barrier layer covering the sealing layer by connecting to each other; After the integration step, the surface protection material is shaped so that the surface protection material, the sealing layer, the barrier layer, and the back protection material have a curved shape convex toward one side in the lamination direction.
  • a method for manufacturing a functional roof comprising: a hot pressing step of heating and pressing the sealing layer, the barrier layer, and the back surface protection material.
  • the laminate is made of a material with higher hardness than the material constituting the surface protection material and further includes a hard coat layer covering the surface of the surface protection material,

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Abstract

機能ルーフ(1)は、機能層(10)と、有する封止層(20)と、光透過性を有する樹脂からなる表面保護材(30)と、裏面保護材(40)と、バリア層(50)と、を備える。バリア層(50)は、表側バリアシート(50A)と、裏側バリアシート(50B)と、を含む。表側バリアシート(50A)は、表面被覆部(51)を含み、裏側バリアシート(50B)は、裏面被覆部(52)を含む。表側バリアシート(50A)は、表面被覆部の縁部から張り出しておりかつ表面保護材から離間した表側張出部を有し、表側張出部は包囲端面を被覆した状態で裏側バリアシートに接続されている、あるいは、裏側バリアシート(50B)は、裏面被覆部(52)の縁部から張り出しておりかつ裏面保護材(40)から離間した裏側張出部(53)を有し、裏側張出部(53)は包囲端面(S3)を被覆した状態で表側バリアシート(50A)に接続されている。

Description

機能ルーフ及びその製造方法
 この開示は、機能ルーフ及びその製造方法に関する。
 従来、車体の上面に設けられた機能ルーフ(太陽光発電パネルや調光ルーフ等)が知られている。例えば、特開2014-207362号公報には、太陽電池セルと、太陽電池セルを保護する封止材と、封止材の表面に設けられた光透過部材と、封止材の裏面に設けられたバックシートと、封止材の外周に沿って設けられた第1のガスバリアシート及び第2のガスバリアシートと、を備える太陽電池が開示されている。
特開2014-207362号公報
 特開2014-207362号公報に記載される太陽電池において、軽量化のために光透過部材が樹脂で形成された場合、ガスや水蒸気が光透過部材を通過して封止材に至ることにより、封止材において気泡が生じる懸念がある。同様に、ガスや水蒸気がバックシートを通過して封止材に至ることにより、封止材において気泡が生じる懸念がある。
 本発明の目的は、封止層における気泡の発生を抑制可能な機能ルーフ及びその製造方法を提供することである。
 この開示の一局面に従った機能ルーフは、所定の機能を有する機能層と、前記機能層を封止する封止層であって、表面と、裏面と、前記表面と前記裏面とを連結するとともに前記機能層の周囲を環状に包囲する包囲端面と、を有する前記封止層と、光透過性を有する樹脂からなり、前記封止層の前記表面を保護する表面保護材と、前記封止層の前記裏面を保護する裏面保護材と、前記封止層を被覆するバリア層と、を備え、前記バリア層は、前記封止層と前記表面保護材との間に配置された表側バリアシートと、前記封止層と前記裏面保護材との間に配置された裏側バリアシートと、を含み、前記表側バリアシートは、前記封止層の前記表面の全域を被覆する表面被覆部を含み、前記裏側バリアシートは、前記封止層の前記裏面の全域を被覆する裏面被覆部を含み、前記表側バリアシートは、前記表面被覆部の縁部から張り出しておりかつ前記表面保護材から離間した表側張出部を有し、前記表側張出部は前記包囲端面を被覆した状態で前記裏側バリアシートに接続されている、あるいは、前記裏側バリアシートは、前記裏面被覆部の縁部から張り出しておりかつ前記裏面保護材から離間した裏側張出部を有し、前記裏側張出部は前記包囲端面を被覆した状態で前記表側バリアシートに接続されている。
 また、この開示の一局面に従った機能ルーフの製造方法は、所定の機能を有する機能層と、前記機能層を封止する封止層と、光透過性を有する樹脂からなり、前記封止層の表面を保護する表面保護材と、前記封止層の裏面を保護する裏面保護材と、前記封止層を被覆するバリア層と、を備え、前記バリア層は、前記封止層と前記表面保護材との間に配置された表側バリアシートと、前記封止層と前記裏面保護材との間に配置された裏側バリアシートと、を有する、機能ルーフの製造方法であって、前記表面保護材と、前記表側バリアシートと、前記封止層を構成する複数枚の封止層形成材及び前記複数枚の封止層形成材内に配置された前記機能層と、前記裏側バリアシートと、前記裏面保護材と、を積層することによって積層体を形成する積層体形成工程と、前記積層体を加熱することにより、前記複数枚の封止層形成材を軟化させることによって前記機能層を封止する前記封止層を形成するとともに、前記表側バリアシートと前記裏側バリアシートとを互いに接続することによって前記封止層を被覆する前記バリア層を形成する一体化工程と、前記一体化工程後、前記表面保護材、前記封止層、前記バリア層及び前記裏面保護材がその積層方向における一方側に向かって凸となるように湾曲する形状をなるように前記表面保護材、前記封止層、前記バリア層及び前記裏面保護材を加熱しながらプレスする熱プレス工程と、を備える。
 この開示によれば、封止層における気泡の発生を抑制可能な機能ルーフ及びその製造方法を提供することができる。
本開示の一実施形態における機能ルーフを概略的に示す平面図である。 図1におけるII-II線での断面図である。 機能ルーフの製造方法を概略的に示す断面図である。 機能ルーフの変形例を概略的に示す図である。 機能ルーフの変形例を概略的に示す図である。 機能ルーフの変形例を概略的に示す図である。 機能ルーフの変形例を概略的に示す図である。 機能ルーフの変形例を概略的に示す図である。
 この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。
 図1は、本開示の一実施形態における機能ルーフを概略的に示す図である。図2は、図1におけるII-II線での断面図である。この機能ルーフ1は、車両に好ましく用いられる。
 図1及び図2に示されるように、機能ルーフ1は、機能層10と、封止層20と、表面保護材30と、ハードコート層35と、裏面保護材40と、バリア層50と、遮蔽部70と、を備えている。
 機能層10は、所定の機能を有している。所定の機能として、発電機能、調光機能、表示機能等が挙げられる。所定の機能が発電機能である場合、機能層10は、太陽光発電パネルで構成される。所定の機能が調光機能である場合、機能層10は、調光フィルム(電圧の印加によって光透過率を調整することが可能なフィルム)で構成される。所定の機能が表示機能である場合、機能層10は、表示装置(LED、有機EL、液晶等)で構成される。
 図2に示されるように、機能層10は、概ね平板状に形成されている。機能層10は、第1主面10aと、第2主面10bと、端面10cと、を有している。第1主面10aは、機能層10の厚み方向(図2における上下方向)における一方側(図2における上側)に形成された面である。第1主面10aは、略平坦に形成されている。第2主面10bは、機能層10の厚み方向における他方側に形成された面である。第2主面10bは、略平坦に形成されている。端面10cは、第1主面10aと第2主面10bとを連結するとともに環状に繋がる形状を有している。
 封止層20は、機能層10を封止している。より詳細には、封止層20は、機能層10の第1主面10aの全域、第2主面10bの全域及び端面10cの全域を封止している。封止層20は、光透過性を有する樹脂からなる。封止層20は、例えば、エチレンビニルアセテート(EVA)、ポリオレフィン、シリコーン、アイオノマーからなる。封止層20は、上記樹脂からなるシート(封止層形成材)が積層された状態で加熱されることによって形成される。
 封止層20は、表面S1と、裏面S2と、包囲端面S3と、を有している。表面S1は、機能層10の厚み方向における機能層10の一方側に設けられており、封止層20の一方側の主面で構成されている。裏面S2は、機能層10の厚み方向における機能層10の他方側に設けられており、封止層20の他方側の主面で構成されている。包囲端面S3は、表面S1と裏面S2とを連結するとともに機能層10の周囲を環状に包囲している。
 表面保護材30は、封止層20の表面S1を保護している。表面保護材30は、封止層20に対して一方側(図2における上側)に、後述する表側バリアシート50A及び表側接着層50Cを介して設けられている。表面保護材30は、光透過性を有する樹脂からなる。表面保護材30は、例えば、ポリカーボネート(PC)、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン(PP)からなる。
 ハードコート層35は、表面保護材30の表面に設けられている。ハードコート層35は、表面保護材30を構成する材料よりも高硬度の材料からなり、表面保護材30の表面を被覆している。ハードコート層35は、光透過性を有する材料からなる。
 裏面保護材40は、封止層20の裏面S2を保護している。裏面保護材40は、封止層20に対して他方側(図2における下側)に、後述する裏側バリアシート50B及び裏側接着層50Dを介して設けられている。平面視における裏面保護材40の外形は、平面視における封止層20の裏面S2の外形と同程度に形成されている。裏面保護材40の厚みは、表面保護材30の厚みよりも小さい。表面保護材30の曲げ剛性は、裏面保護材40の曲げ剛性よりも高い。機能層10が調光フィルムからなる場合、裏面保護材40は、光透過性を有する材料で形成される。裏面保護材40は、例えば、ポリカーボネート(PC)、ABS樹脂、又は、これらの混合材からなる。
 バリア層50は、封止層20を被覆している。バリア層50は、ガスや水蒸気の透過を防止する材料(樹脂材料等)からなる。バリア層50は、フィルム状(薄膜状)に形成されている。図2に示されるように、バリア層50は、表側バリアシート50Aと、裏側バリアシート50Bと、表側接着層50Cと、裏側接着層50Dと、を有している。
 表側バリアシート50Aは、封止層20と表面保護材30との間に配置されている。表側バリアシート50Aは、光透過性を有する材料からなる。表側バリアシート50Aは、表面被覆部51と、表側延長部54と、を有している。
 表面被覆部51は、封止層20の表面S1の全域を被覆している。平面視における表面被覆部51の外形は、平面視における封止層20の表面S1の外形と実質的に対応している。
 表側延長部54は、表面被覆部51の縁部から延長されており、表面保護材30に接続されている。すなわち、表側延長部54は、機能ルーフ1の厚み方向(図2における上下方向)に封止層20と重ならない位置に形成されている。
 表側接着層50Cは、表側バリアシート50Aの表面の全域に設けられており、表側バリアシート50Aを表面保護材30に接着している。表側接着層50Cは、光透過性を有する材料(合成樹脂等)からなる。表側接着層50Cの外形は、表側バリアシート50Aの外形と実質的に同じである。
 裏側バリアシート50Bは、封止層20と裏面保護材40との間に配置されている。機能層10が調光フィルムからなる場合、裏側バリアシート50Bは、光透過性を有する材料からなる。裏側バリアシート50Bは、裏面被覆部52と、裏側張出部53と、を有している。
 裏面被覆部52は、封止層20の裏面S2の全域を被覆している。平面視における裏面被覆部52の外形は、平面視における封止層20の裏面S2の外形と実質的に対応している。
 裏側張出部53は、裏面被覆部52の縁部から張り出している。裏側張出部53は、裏面保護材40から離間している。裏側張出部53は、封止層20の包囲端面S3を被覆した状態で表側バリアシート50Aに接続されている。裏側張出部53は、端面被覆部53aと、裏側シート端部53bと、を有している。
 端面被覆部53aは、裏面被覆部52の縁部につながっており、封止層20の包囲端面S3を被覆している。端面被覆部53aと包囲端面S3との間には、空間が形成されていてもよい。
 裏側シート端部53bは、表側バリアシート50Aに接続されている。本実施形態では、裏側シート端部53bは、表側延長部54に接続されている。
 裏側接着層50Dは、裏側バリアシート50Bの裏面の全域に設けられており、裏側バリアシート50Bを裏面保護材40に接着している。機能層10が調光フィルムからなる場合、裏側接着層50Dは、光透過性を有する材料(合成樹脂等)からなる。裏側接着層50D外形は、裏側バリアシート50Bの外形と実質的に同じである。
 遮蔽部70は、黒色の材料(セラミック等)からなる。本実施形態では、遮蔽部70は、表面保護材30の裏面に設けられている。より詳細には、表面保護材30は、厚み方向に封止層20と重なる部位から外向きに張り出すフランジ部32を有しており、遮蔽部70は、フランジ部32の裏面に設けられている。
 次に、図3を参照しながら、機能ルーフ1の製造方法について説明する。この製造方法は、積層体形成工程と、一体化工程と、熱プレス工程と、を備えている。
 積層体形成工程では、表面保護材30と、表側バリアシート50Aと、封止層20を構成する複数枚の封止層形成材及び前記複数枚の封止層形成材内に配置された機能層10と、裏側バリアシート50Bと、裏面保護材40と、を積層することによって積層体を形成する。より詳細には、積層体形成工程では、ハードコート層35が設けられた表面保護材30と、表側接着層50Cと、表側バリアシート50Aと、複数枚の封止層形成材及び機能層10と、裏側バリアシート50Bと、裏側接着層50Dと、裏面保護材40と、が積層されることによって積層体が形成される。
 なお、積層体形成工程では、積層体の形成前に、ハードコート層35が設けられた表面保護材30と、表側接着層50Cと、表側バリアシート50Aと、が加熱されることによって予め一体とされていてもよい。同様に、積層体の形成前に、裏面保護材40と、裏側バリアシート50Bにおける裏面被覆部52と、が加熱されることによって予め一体とされていてもよい。
 一体化工程では、前記積層体を加熱することにより、複数枚の封止層形成材を軟化させることによって機能層10を封止する封止層20を形成するとともに、表側バリアシート50Aと裏側バリアシート50Bとを互いに接続することによって封止層20を被覆するバリア層50を形成する。図3に示されるように、一体化工程では、例えば、加熱された板状部材101上に積層体が載置されるとともにその積層体がゴムからなるシート102によって被覆された状態において、板状部材101及びシート102間の空間を真空引きすることによって積層体が一体化される。この一体化工程では、表側バリアシート50Aの表側延長部54と裏側バリアシート50Bの裏側シート端部53bとが互いに接続される。これにより、封止層20の包囲端面S3を被覆する端面被覆部53aが形成される。
 熱プレス工程は、一体化工程後に行われる。熱プレス工程では、ハードコート層35、表面保護材30、封止層20、バリア層50及び裏面保護材40がその積層方向における一方側に向かって、より詳細には、裏面保護材40から表面保護材30に向かって凸となるように湾曲する形状をなるようにハードコート層35、表面保護材30、封止層20、バリア層50及び裏面保護材40が加熱されながらプレスされる。
 以上に説明したように、本実施形態の機能ルーフ1では、バリア層50が表面被覆部51、裏面被覆部52及び端面被覆部53aを有しているため、封止層20へのガスや水蒸気の進入に起因する封止層20における気泡の発生が抑制される。
 また、裏側張出部53が裏面保護材40から離間しているため、平面視における裏面保護材40の外形を平面視における封止層20の裏面S2の外形と同程度の大きさに小型化することが可能となる。
 次に、上記実施形態における変形例について説明する。
 (第1変形例)
 図4に示されるように、裏側シート端部53bは、表面被覆部51と封止層20との間に配置されていてもよい。この場合、表側延長部54が省略され、表側バリアシート50Aが表面被覆部51のみで構成されてもよい。この例では、表側バリアシート50Aと裏側バリアシート50Bとが裏側接着層50Dを介して互いに接続されるため、気密性が向上する。
 (第2変形例)
 図5に示されるように、裏側シート端部53bが表面被覆部51と封止層20との間に配置されており、かつ、遮蔽部70が裏面保護材40の裏面に設けられていてもよい。この例においても、表側延長部54が省略され、表側バリアシート50Aが表面被覆部51のみで構成されてもよい。また、この例では、表面保護材30のフランジ部32は、省略されていてもよい。
 (第3変形例)
 図6に示されるように、裏側バリアシート50Bから裏側張出部53が省略され、表側バリアシート50Aは、表側延長部54に代えて表側張出部55を有していてもよい。表側張出部55は、表面被覆部51の縁部から張り出しておりかつ表面保護材30から離間している。表側張出部55は、包囲端面S3を被覆した状態で裏側バリアシート50Bに接続されている。表側張出部55は、端面被覆部55aと、表側シート端部55bと、を有している。
 端面被覆部55aは、表面被覆部51の縁部につながっており、封止層20の包囲端面S3を被覆している。端面被覆部55aと包囲端面S3との間には、空間が形成されていてもよい。
 表側シート端部55bは、裏側バリアシート50Bに接続されている。この例では、裏面保護材40は、厚み方向に封止層20と重なる部位から外向きに張り出すフランジ部42を有するとともに、裏側バリアシート50Bは、裏面被覆部52の縁部から延長されておりフランジ部42に接続された裏側延長部56を有しており、表側シート端部55bは、裏側延長部56に接続されている。
 (第4変形例)
 図7に示されるように、表側シート端部55bは、裏面被覆部52と封止層20との間に配置されていてもよい。この場合、裏側延長部56が省略され、裏側バリアシート50Bが裏面被覆部52のみで構成されてもよい。この例では、表側バリアシート50Aと裏側バリアシート50Bとが表側接着層50Cを介して互いに接続されるため、第1変形例と同様に気密性が向上する。
 (第5変形例)
 図8に示されるように、表側シート端部55bが裏面被覆部52と封止層20との間に配置されており、かつ、遮蔽部70が裏面保護材40の裏面に設けられていてもよい。この場合においても、裏側延長部56が省略され、裏側バリアシート50Bが裏面被覆部52のみで構成されてもよい。また、この例では、表面保護材30のフランジ部32は、省略されていてもよい。
 [態様]
 上述した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
 (態様1)
 所定の機能を有する機能層と、
 前記機能層を封止する封止層であって、表面と、裏面と、前記表面と前記裏面とを連結するとともに前記機能層の周囲を環状に包囲する包囲端面と、を有する前記封止層と、
 光透過性を有する樹脂からなり、前記封止層の前記表面を保護する表面保護材と、
 前記封止層の前記裏面を保護する裏面保護材と、
 前記封止層を被覆するバリア層と、を備え、
 前記バリア層は、
 前記封止層と前記表面保護材との間に配置された表側バリアシートと、
 前記封止層と前記裏面保護材との間に配置された裏側バリアシートと、を含み、
 前記表側バリアシートは、前記封止層の前記表面の全域を被覆する表面被覆部を含み、
 前記裏側バリアシートは、前記封止層の前記裏面の全域を被覆する裏面被覆部を含み、
 前記表側バリアシートは、前記表面被覆部の縁部から張り出しておりかつ前記表面保護材から離間した表側張出部を有し、前記表側張出部は前記包囲端面を被覆した状態で前記裏側バリアシートに接続されている、あるいは、前記裏側バリアシートは、前記裏面被覆部の縁部から張り出しておりかつ前記裏面保護材から離間した裏側張出部を有し、前記裏側張出部は前記包囲端面を被覆した状態で前記表側バリアシートに接続されている、機能ルーフ。
 この機能ルーフでは、バリア層が表面被覆部と、裏面被覆部と、表側張出部又は裏側張出部と、を有しているため、封止層へのガスや水蒸気の進入に起因する封止層における気泡の発生が抑制される。
 (態様2)
 前記裏側バリアシートは、前記裏側張出部を有し、
 前記裏側張出部は、
 前記包囲端面を被覆する端面被覆部と、
 前記表側バリアシートに接続された裏側シート端部と、を有する、態様1に記載の機能ルーフ。
 (態様3)
 前記表側バリアシートは、前記表面被覆部の前記縁部から延長されており前記表面保護材に接続された表側延長部を有し、
 前記裏側シート端部は、前記表側延長部に接続されている、態様2に記載の機能ルーフ。
 (態様4)
 前記裏側シート端部は、前記表面被覆部と前記封止層との間に配置されている、態様2に記載の機能ルーフ。
 (態様5)
 前記表側バリアシートは、前記表側張出部を有し、
 前記表側張出部は、
 前記包囲端面を被覆する端面被覆部と、
 前記裏側バリアシートに接続された表側シート端部と、を有する、態様1に記載の機能ルーフ。
 (態様6)
 前記裏側バリアシートは、前記裏面被覆部の前記縁部から延長されており前記裏面保護材に接続された裏側延長部を有し、
 前記表側シート端部は、前記裏側延長部に接続されている、態様5に記載の機能ルーフ。
 (態様7)
 前記表側シート端部は、前記裏面被覆部と前記封止層との間に配置されている、態様5に記載の機能ルーフ。
 (態様8)
 前記表面保護材、前記表面被覆部、前記封止層、前記裏面被覆部及び前記裏面保護材は、前記裏面保護材から前記表面保護材に向かう方向に凸となるように湾曲する形状を有する、態様1から7のいずれかに記載の機能ルーフ。
 (態様9)
 前記表面保護材の曲げ剛性は、前記裏面保護材の曲げ剛性よりも高い、態様1から8のいずれかに記載の機能ルーフ。
 (態様10)
 所定の機能を有する機能層と、前記機能層を封止する封止層と、光透過性を有する樹脂からなり、前記封止層の表面を保護する表面保護材と、前記封止層の裏面を保護する裏面保護材と、前記封止層を被覆するバリア層と、を備え、前記バリア層は、前記封止層と前記表面保護材との間に配置された表側バリアシートと、前記封止層と前記裏面保護材との間に配置された裏側バリアシートと、を有する、機能ルーフの製造方法であって、
 前記表面保護材と、前記表側バリアシートと、前記封止層を構成する複数枚の封止層形成材及び前記複数枚の封止層形成材内に配置された前記機能層と、前記裏側バリアシートと、前記裏面保護材と、を積層することによって積層体を形成する積層体形成工程と、
 前記積層体を加熱することにより、前記複数枚の封止層形成材を軟化させることによって前記機能層を封止する前記封止層を形成するとともに、前記表側バリアシートと前記裏側バリアシートとを互いに接続することによって前記封止層を被覆する前記バリア層を形成する一体化工程と、
 前記一体化工程後、前記表面保護材、前記封止層、前記バリア層及び前記裏面保護材がその積層方向における一方側に向かって凸となるように湾曲する形状をなるように前記表面保護材、前記封止層、前記バリア層及び前記裏面保護材を加熱しながらプレスする熱プレス工程と、を備える、機能ルーフの製造方法。
 (態様11)
 前記積層体形成工程では、前記積層体として、前記表面保護材を構成する材料よりも高硬度の材料からなるとともに前記表面保護材の表面を被覆するハードコート層をさらに備えるものを形成し、
 前記熱プレス工程では、前記ハードコート層、前記表面保護材、前記封止層、前記バリア層及び前記裏面保護材を加熱しながらプレスする、態様10に記載の機能ルーフの製造方法。
 なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
 1 機能ルーフ、10 機能層、10a 第1主面、10b 第2主面、10c 端面、20 封止層、30 表面保護材、32 フランジ部、40 裏面保護材、42 フランジ部、50 バリア層、50A 表側バリアシート、50B 裏側バリアシート、50C 表側接着層、50D 裏側接着層、51 表面被覆部、52 裏面被覆部、53 裏側張出部、53a 端面被覆部、53b 裏側シート端部、54 表側延長部、55 表側張出部、55a 端面被覆部、55b 表側シート端部、56 裏側延長部、70 遮蔽部、101 板状部材、102 シート、S1 表面、S2 裏面、S3 包囲端面。

Claims (11)

  1.  所定の機能を有する機能層と、
     前記機能層を封止する封止層であって、表面と、裏面と、前記表面と前記裏面とを連結するとともに前記機能層の周囲を環状に包囲する包囲端面と、を有する前記封止層と、
     光透過性を有する樹脂からなり、前記封止層の前記表面を保護する表面保護材と、
     前記封止層の前記裏面を保護する裏面保護材と、
     前記封止層を被覆するバリア層と、を備え、
     前記バリア層は、
     前記封止層と前記表面保護材との間に配置された表側バリアシートと、
     前記封止層と前記裏面保護材との間に配置された裏側バリアシートと、を含み、
     前記表側バリアシートは、前記封止層の前記表面の全域を被覆する表面被覆部を含み、
     前記裏側バリアシートは、前記封止層の前記裏面の全域を被覆する裏面被覆部を含み、
     前記表側バリアシートは、前記表面被覆部の縁部から張り出しておりかつ前記表面保護材から離間した表側張出部を有し、前記表側張出部は前記包囲端面を被覆した状態で前記裏側バリアシートに接続されている、あるいは、前記裏側バリアシートは、前記裏面被覆部の縁部から張り出しておりかつ前記裏面保護材から離間した裏側張出部を有し、前記裏側張出部は前記包囲端面を被覆した状態で前記表側バリアシートに接続されている、機能ルーフ。
  2.  前記裏側バリアシートは、前記裏側張出部を有し、
     前記裏側張出部は、
     前記包囲端面を被覆する端面被覆部と、
     前記表側バリアシートに接続された裏側シート端部と、を有する、請求項1に記載の機能ルーフ。
  3.  前記表側バリアシートは、前記表面被覆部の前記縁部から延長されており前記表面保護材に接続された表側延長部を有し、
     前記裏側シート端部は、前記表側延長部に接続されている、請求項2に記載の機能ルーフ。
  4.  前記裏側シート端部は、前記表面被覆部と前記封止層との間に配置されている、請求項2に記載の機能ルーフ。
  5.  前記表側バリアシートは、前記表側張出部を有し、
     前記表側張出部は、
     前記包囲端面を被覆する端面被覆部と、
     前記裏側バリアシートに接続された表側シート端部と、を有する、請求項1に記載の機能ルーフ。
  6.  前記裏側バリアシートは、前記裏面被覆部の前記縁部から延長されており前記裏面保護材に接続された裏側延長部を有し、
     前記表側シート端部は、前記裏側延長部に接続されている、請求項5に記載の機能ルーフ。
  7.  前記表側シート端部は、前記裏面被覆部と前記封止層との間に配置されている、請求項5に記載の機能ルーフ。
  8.  前記表面保護材、前記表面被覆部、前記封止層、前記裏面被覆部及び前記裏面保護材は、前記裏面保護材から前記表面保護材に向かう方向に凸となるように湾曲する形状を有する、請求項1から7のいずれかに記載の機能ルーフ。
  9.  前記表面保護材の曲げ剛性は、前記裏面保護材の曲げ剛性よりも高い、請求項1から7のいずれかに記載の機能ルーフ。
  10.  所定の機能を有する機能層と、前記機能層を封止する封止層と、光透過性を有する樹脂からなり、前記封止層の表面を保護する表面保護材と、前記封止層の裏面を保護する裏面保護材と、前記封止層を被覆するバリア層と、を備え、前記バリア層は、前記封止層と前記表面保護材との間に配置された表側バリアシートと、前記封止層と前記裏面保護材との間に配置された裏側バリアシートと、を有する、機能ルーフの製造方法であって、
     前記表面保護材と、前記表側バリアシートと、前記封止層を構成する複数枚の封止層形成材及び前記複数枚の封止層形成材内に配置された前記機能層と、前記裏側バリアシートと、前記裏面保護材と、を積層することによって積層体を形成する積層体形成工程と、
     前記積層体を加熱することにより、前記複数枚の封止層形成材を軟化させることによって前記機能層を封止する前記封止層を形成するとともに、前記表側バリアシートと前記裏側バリアシートとを互いに接続することによって前記封止層を被覆する前記バリア層を形成する一体化工程と、
     前記一体化工程後、前記表面保護材、前記封止層、前記バリア層及び前記裏面保護材がその積層方向における一方側に向かって凸となるように湾曲する形状をなるように前記表面保護材、前記封止層、前記バリア層及び前記裏面保護材を加熱しながらプレスする熱プレス工程と、を備える、機能ルーフの製造方法。
  11.  前記積層体形成工程では、前記積層体として、前記表面保護材を構成する材料よりも高硬度の材料からなるとともに前記表面保護材の表面を被覆するハードコート層をさらに備えるものを形成し、
     前記熱プレス工程では、前記ハードコート層、前記表面保護材、前記封止層、前記バリア層及び前記裏面保護材を加熱しながらプレスする、請求項10に記載の機能ルーフの製造方法。
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