JP2008296280A - 多段積層プレス - Google Patents

Abstract

【課題】板状の加工物を熱間ダブルベルトプレス方式で積層するための多段積層プレスを簡素化し、それにより工程効率を高めると共に製作費用の低減を図る
【解決手段】上下に配置され、相対上下移動する複数のヒートプレート１０，１１，１２と、ヒートプレートを周回する搬送ベルト部分３０ａ，３１ａ，３２ａと戻りベルト部分３０ｂ，３１ｂ，３２ｂとからなるコンベアベルト３０，３１，３２と、プレス閉時に第１ヒートプレートと第２ヒートプレートとの間に真空チャンバを形成するべく、ヒートプレートとコンベアベルトとの間に配置されたシール手段８０，８１，８２，１１０，１１１，１１２とを備えている。真空チャンバは、一方で第１ヒートプレート１１と他方で第２コンベアベルト３０の戻りベルト部分とによって、あるいは一方でヒートプレート１０と他方で第１コンベアベルトの搬送ベルト部分とによって境界形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、板状の加工物、特に太陽電池モジュールを熱間ダブルベルトプレス方式で積層するための多段積層プレスに関する。

このような多段積層プレスは、上下に配置され、相対上下移動するヒートプレートを備えており、通常、このヒートプレートはプレスを開閉するためにすべて同時に、またはグループで移動する。ただし、場合により、前記ヒートプレートは個々のプレス空間を開閉するために個々に移動することもできる。さらに、このタイプの多段積層プレスは、それぞれ搬送ベルト部分と戻りベルト部分とによってヒートプレート周りを周回するコンベアベルトを備えている。この構成により、加工物はコンベアベルトの周回運動を通じてその搬送ベルト部分に載置され、プレス内に搬入されて、プレスから再び搬出される。

このタイプの多段積層プレスはさらに、プレス閉時に第１ヒートプレートと当該第1ヒートプレート上方に隣接して配置された第２ヒートプレートとの間の空間に真空チャンバを形成するためのシール手段を備え、このシール手段はヒートプレートとコンベアベルトとの間に配置されている。このことは、独立したシール手段が設けられている、あるいはコンベアベルト自体がヒートプレートに対して封止されることを意味する。プレス閉時には、第２ヒートプレートの第２コンベアベルトの戻りベルト部分は第１ヒートプレートの第１コンベアベルトの搬送ベルト部分に接当し、一方、積層されるべき加工物は第１コンベアベルトの搬送ベルト部分と第２コンベアベルトの戻りベルト部分との間の真空チャンバ内に位置することになる。これらの真空チャンバは、排気プロセスまたは圧力付加プロセスあるいはその両プロセスによって内部状態が制御可能である。

特に太陽電池モジュールを積層するための上記タイプの積層プレスが知られている（特許文献１参照）。ヒートプレート上方にはシーリングフレームを有する上部体が配置されており、このシーリングフレームは、プレス閉時にヒートプレート上へ密接載置することによって排気可能な真空チャンバの境界を形成する。シーリングフレーム上には膜が張設されており、この膜は真空チャンバを密閉し、加工物の積層に必要な対ヒートプレート圧力をもたらす圧接仲介体として機能する。そのため、プレス閉時に膜下の、膜とヒートプレートとの間にある空間が排気され、これによって膜は加工物に密接する。さらに、必要に応じて、上側プレス板に対するシーリングフレームの封止によって形成される、下方に対する膜によって境界形成された圧力チャンバに圧縮空気が供給される。まさに太陽電池モジュールの積層時に、これらのモジュールは多くの場合平坦でない表面を有しているため、この種の膜を用いて操作することが非常に有利であるが、気泡を生ずることなく積層し、太陽電池モジュールに湿気が侵入するような気密不良箇所が生じないようにすることが極めて重要となる。

太陽電池モジュールの積層には、通例、非常に強力な接着剤が使用される。したがって、従来の技術において、膜と加工物との間に置かれた剥がし膜によって上記の膜を保護するのが普通である。それは、膜を使用不能にしてしまうかあるいは少なくとも成果物の品質を低下させてしまう膜に付着した接着剤残滓を納得できる費用で膜から取り除くことはほぼ不可能だからである。

電気エネルギーの収率が直接その面積によってまさしく左右される太陽電池モジュールの場合、積層のように時間的に定まった工程では、単位面積当たりの加工処理能力がコストパフォーマンスに直接影響する。したがって、複数のプレス段が上下に配置された多段積層プレスを使用するのが有利であり、従来から知られている（特許文献２参照）。これによって、製造現場における必要面積を抑制したまま、面積当たり加工処理能力を向上させることができる。

国際公開公報第WO２００６／１２８６９９号 欧州特許公開公報ＥＰ１６０９５９７号

しかしながら、特許文献２による多段積層プレスでは、膜への付着の問題に対する満足のゆく解決は見ていない。それは、この問題を防ぐために、剥がし膜は手作業で加工物上へ載置されなければならないからである。しかし、これは結果的に工程を再び緩慢かつ手間とコストを要するものにしてしまい、その結果、前記多段プレスの利点は制限されてしまう。
本発明の目的は、上述したタイプの多段積層プレスを簡素化し、それにより工程効率を高めると共に製作費用の低減を図ることである。

上記目的を達成するため、本発明による、板状の加工物を熱間プレスで積層するための多段積層プレスは、上下に配置され、相対上下移動する複数のヒートプレートと、前記ヒートプレート周りを周回する、それぞれ搬送ベルト部分と戻りベルト部分とからなるコンベアベルトと、プレス閉時に第１ヒートプレートと当該第１ヒートプレート上方に隣接配置された第２ヒートプレートとの間に真空チャンバを形成するべく、前記ヒートプレートと前記コンベアベルトとの間に配置されたシール手段と、前記真空チャンバへの圧力付与または前記真空チャンバからの排気あるいはその両方を行うための手段とを備え、プレス閉時に前記第２ヒートプレートの第２コンベアベルトの戻りベルト部分は前記第１ヒートプレートの第１コンベアベルトの搬送ベルト部分に接当し、積層されるべき加工物は第１コンベアベルトの搬送ベルト部分と第２コンベアベルトの戻りベルト部分との間の前記真空チャンバ内に配置され、さらに、前記真空チャンバは、中間に膜を介在させることなく、一方で前記第１ヒートプレートと他方で前記第２コンベアベルトの戻りベルト部分とによって、あるいは一方で前記第２ヒートプレートと他方で前記第１コンベアベルトの搬送ベルト部分とによって境界形成される。

この構成から明らかなように、本発明の重要な点は、従来圧接仲介体として必要不可欠と考えられていた膜が本発明における積層プレスでは不必要となることである。真空チャンバは、当該膜に代えて、一方で第１ヒートプレートと他方で第２コンベアベルトの戻りベルト部分とにより、あるいはまた一方で第２ヒートプレートと他方で第１コンベアベルトの搬送ベルト部分とによって境界形成される。したがって、真空引きまたは圧力付与あるいはその両方によって加工物に圧接され、当該加工物をプレス段の下側または上側のヒートプレートに圧接する手段としてのシーリングフレームに張設された膜はもはや使用されず、当該膜の機能は周回するコンベアベルトによって付加的に引き受けられる。このベルトコンベアは周回式に形成されており、その掃除（クリーニング）はプレス段の外部から非常に簡単に行うことができるため、従来必要としていた剥がし膜も不必要とすることができる。

さらに、シール手段、特に真空チャンバを形成するためのシーリングフレームを、直接に少なくとも１つのヒートプレートに後付けすることにより、従来の多段プレスを本発明による多段積層プレスに改造できる。この構成では、対応するコンベアベルトがシール手段上方を走行し、これによって、隣接するヒートプレートの双方のコンベアベルトは形成された真空チャンバを通過するようにすることができる。なお、この真空チャンバは、その内部を真空引きすることにより真空チャンバとして機能するし、また圧力付加することにより圧力チャンバとして機能する。従って、ここでの、この真空チャンバなる語句は圧力チャンバの意味も有するものである。また、ここでの真空チャンバを仲介膜層を介して真空領域チャンバと圧力領域チャンバに分割することも可能である。

ヒートプレートには、好ましくは凹部ないし切り欠きが設けられているため、シール手段は必ずしもフレームの形を有する必要はないし、それにもかかわらず十分な容量の真空チャンバを形成することができる。本発明の好適な実施形態では、上側ヒートプレートがその下側面に凹部を有するか、下側ヒートプレートがその上側面に凹部を有するか、あるいはまた１つのプレス段の双方のヒートプレートが凹部を有するように構成される。したがって、コンベアベルト自体がヒートプレートのチャンバ周囲領域に対して密封作用をしない限り、真空チャンバの輪郭を、本発明の枠内において、必要とされるシーリングを含め、ヒートプレートの上側面または下側面あるいはその両面に作り出すことができる。または付加的に、真空チャンバとその密封を作り出すためにシーリングフレームを載設することも可能である。

ベルトコンベアの搬送ベルト部分が戻りベルト部分とは異なる材料特性を有していれば、特別な利点が生ずる。それは、コンベアベルトの搬送ベルト部分は、積層されるべき加工物の載置搬送に使用され、一方、戻りベルト部分は−少なくとも、コンベアベルトが加工物の搬入出のためにそれぞれヒートプレート周りを周回する際に、単にコンベアベルトの補足部分を形成するにすぎず、加工物の搬送に直接使用されるわけではないからである。したがって、戻りベルト部分はより軟質且つより高弾性に形成されて、積層時の圧接仲介体としての本発明による機能の点で最適化されてもよい。ここで、膜プレスに使用されている高弾性膜は、太陽電池のような加工物の圧接仲介体としては本発明で使用される搬送ベルトよりも劣っていることが判明したことを強調しておかなければならない。それは、高弾性膜は（これは例えば家具用合板製造時に顕著であってもよいが）、加工物の縁にも非常にしっかり且つ広範に加工物に密着する。これによって加工物の端縁領域には高い圧縮荷重が生ずるが、太陽電池モジュールの場合、これはまさにガラス破損または端縁側ソーラ電池の破壊をもたらす危険があるからである。

前述したようにコンベアベルトが材料特性の異なる２つの部分からなっていれば、これら双方の部分は少なくとも２つの着脱式継手、例えばコンベアベルトロックで互いに結合されているのが好ましい。このベルト継手の容易な着脱性は、この特別なコンベアベルトの容易な作製を保証するだけでなく、必要があれば、他方の部分を共に同時に交換せずに、コンベアベルトの一方の部分のみを交換することを可能にする。

本発明による多段積層プレスの周回コンベアベルトは、ヒートプレート周りの周回時にコンベアベルトを緊張させるテンショナーを備えていてよい。このテンショナーは、ヒートプレートの端面に配置された案内ローラをヒートプレートに近づく方向とその逆方向（遠ざかる方向）に往復運動させることができ、結果として案内ローラに巻き掛けられたコンベアベルトを緊張および弛緩させることのできる、例えばピストン−シリンダ・ユニットであってもよい。好適な実施形態として、ヒートプレート周りの周回時にコンベアベルトを緊張させ、一方、プレス閉時にコンベアベルトを弛緩させるのが好ましい。コンベアベルトの弛緩によって加工物積層時の圧接仲介体としての当該コンベアベルトの機能はさらに最適化される。

第１コンベアベルトの搬送ベルト部分と第２コンベアベルトの戻りベルト部分との間の本来の製品空間を、これに対応する２枚のヒートプレートの少なくとも一方を経て排気できるようにするには、第２コンベアベルトの戻りベルト部分、または第１コンベアベルトの搬送ベルト部分がシール手段を全面的には覆ってはならず、その結果、当該コンベアベルトの側方から空気が吸引可能となる。または、当該ベルトコンベアを通して空気を吸引できるように排気孔、例えば多数の孔群からなる排気孔が設けられてもよい。もちろん、その両方の形態を採用してもよい。ただし、真空引きだけでなく圧力付与も行われる場合、１つのプレス段に関与する他方のコンベアベルトが真空チャンバを全面的に被覆して、特にシール手段にも密接することで、気密圧力チャンバが形成されることが必要である。

本発明による多段積層プレスのコンベアベルトが２つの異なった部分からなっている限り、加工物の搬入出にはそれぞれコンベアベルトの１周回が必要であり、したがって、加工物の搬出と搬入との間に半周回の空走行が必要である。ただし、コンベアベルトが従来のように形成されている場合も、ヒートプレート周りのこの種の１周回は利点を供する。これは一方で、理論的所与条件からしても重要であるが、他方で、コンベアベルト、特に本発明により積層時の圧接仲介体を形成する戻りベルト部分を周回時にクリーニングできるという利点が得られる。例えばこれは、特にヒートプレートの端面に配置されて、コンベアベルトがヒートプレート周りの周回時にその脇を通過するクリーナによって行うことができる。また、ヒートプレートの両側端面にこの種のクリーナが設けられていてもよいことは言うまでもなく、この場合、各々のヒートプレートに専用のクリーナが場合により備えられているか、あるいはクリーナがそれぞれ複数枚のヒートプレートに対応させられていてもよい。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

図１は、多数のヒートプレートを有する多段積層プレスのうち、３つのヒートプレート１０，１１，１２の概略的な部分側面図を示す図である。図示した３つのヒートプレート１０，１１，１２は相互の間に２つのプレス段を形成し、同所に積層されるそれぞれの加工物２０，２１が位置している。

ヒートプレート１０，１１，１２の周りにはそれぞれコンベアベルト３０，３１，３２が、詳細には案内ローラ４０，４１，４２周りに巻き掛けられており、この案内ローラはそれぞれピストン・シリンダユニット５０，５１，５２を介してヒートプレート１０，１１，１２の端面に取り付けられており、この端面への接近・離反によってコンベアベルト３０，３１，３２を弛緩・緊張させることができる。コンベアベルト３０，３１，３２はそれぞれ、運搬ベルトとして形成された搬送ベルト部分３０ａ，３１ａ，３２ａと、このベルト部分に比較して高弾性かつ幅広に形成された戻りベルト部分３０ｂ，３１ｂ，３２ｂとからなり、これら双方のベルト部分は２つの着脱式ベルト継手６０，６１，６２（言うまでもなく、図中にはそれらのうちそれぞれ１つ、片側のものが見えるにすぎない）によって互いに結合されている。

ヒートプレート１０，１１，１２の上側面は、図１に示された実施形態においてフラットに形成されており、第１コンベアベルト３１の搬送ベルト部分３１ａと第２コンベアベルト３０の戻りベルト部分３０ｂとの間の製品空間を排気できるようにする、図中でもっぱらシンボリックにしか表されていない排気孔１００，１０１，１０２を備えている。そのため、第１コンベアベルト３１の搬送ベルト部分３１ａ（その他の搬送ベルト部分３０ａ，３２ａも同様である）は戻りベルト部分３０ｂ，３１ｂ，３２ｂよりも狭幅に形成されており、これにより、製品空間は、ヒートプレート１０，１１，１２を通り抜け排気孔１００，１０１，１０２を経て排気することが可能である。これに応じ、ヒートプレート１０，１１，１２の上側面にはさらにシーリングフレーム１１０，１１１，１１２が備えられており、これによって、戻りベルト部分３０ｂ，３１ｂ，３２ｂの下側に、そのシーリングフレームによって境界付けられた気密真空チャンバが形成される。この真空チャンバの排気によって戻りベルト部分３０ｂ，３１ｂは加工物２０，２１に密接して、この加工物をヒートプレート１１，１２に押付け、その際、同時に積層時の気泡形成が防止される。

圧力チャンバを形成するため、ヒートプレート１０，１１，１２の下側面にはそれぞれ凹部７０，７１，７２が設けられていると共に、シーリングフレーム８０，８１，８２が載設されている。これにより、コンベアベルト３０，３１，３２の戻りベルト部分３０ｂ，３１ｂ，３２ｂと連携して、それぞれに圧力チャンバが形成され、このチャンバにはシンボリックにしか表されていない圧力管９０，９１，９２を経て圧縮ガスが供給される。コンベアベルトの戻りベルト部分３０ｂ，３１ｂ，３２ｂは相対的に幅広に保たれているため、このベルト部分はシーリングフレーム８０，８１，８２を完全に覆っている。

図２は図１と同様な図であるが、ただし多段積層プレス閉鎖時の状態を示す図である。本図から明白となるように、多段積層プレスの閉鎖時には、コンベアベルト３０，３１，３２の戻りベルト部分３０ｂ，３１ｂ，３２ｂはそれぞれ隣接するコンベアベルトの搬送ベルト部分３０ａ，３１ａ，３２ａないし中間に介在する加工物２０，２１上に接当している。同時にシール手段８０，８１，８２と１１０，１１１，１１２は中間にあるコンベアベルト３０，３１，３２と共に、真空領域チャンバと圧力領域チャンバとを形成すべく、完全な封止を実現している。これらのチャンバはコンベアベルトの戻りベルト部分３０ｂ，３１ｂ，３２ｂによって気密区分されているため、これらのチャンバの上側半分には、チャンバの下側半分が排気された後、圧縮ガスを供給することができる。したがって、コンベアベルト３０のテフロン（商標）加工された、低弾性の、薄い戻りベルト部分３０ｂは、高弾性膜−これは本発明によれば不要である−に代わって、加工物２０の積層時の圧接仲介体の役割を引き受ける。

各々のコンベアベルト３０，３１，３２の案内ローラ４０，４１，４２にはそれぞれクリーナ１２０，１２１，１２２例えば回転式クリーニングブラシまたは、ここに図示したように、ドクターが設けられている。積層工程後、多段積層プレスの開放後に加工物２０，２１が引き出される際に、コンベアベルト３０，３１，３２の戻りベルト部分３０ｂ，３１ｂ，３２ｂはクリーナ１２０，１２１，１２２の近傍を通過し、同所で、万一接着剤残滓があれば取り除かれる。加工物２０，２１が引き出されると、戻りベルト部分３０ｂ，３１ｂ，３２ｂはそれぞれヒートプレート３０，３１，３２の上側面に位置していることから、次の加工物の進入を可能にするには、再度コンベアベルト３０，３１，３２の半周回が空走行として必要である。その際、コンベアベルト３０，３１，３２の搬送ベルト部分３０ａ，３１ａ，３２ａもクリーナ１２０，１２１，１２２の脇を通過するため、これらのベルト部分も万一接着剤残滓があれば取り除かれる。これにより、補助的な剥がし膜は不必要になる。

多段積層プレス開時の概略的な部分側面図 多段積層プレス閉時の概略的な部分側面図

符号の説明

１０，１１，１２：ヒートプレート
２０，２１：加工物
３０ａ，３１ａ，３２ａ：搬送ベルト部分
３０ｂ，３１ｂ，３２ｂ：戻りベルト部分
３０，３１，３２：コンベアベルト
７０，７１，７２：凹部
８０，８１，８２，１１０，１１１，１１：シール手段

Claims (9)

1. 上下に配置され、相対上下移動する複数のヒートプレートと、前記ヒートプレート周りを周回する、それぞれ搬送ベルト部分と戻りベルト部分とからなるコンベアベルトと、プレス閉時に第１ヒートプレートと当該第１ヒートプレート上方に隣接配置された第２ヒートプレートとの間に真空チャンバを形成するべく、前記ヒートプレートと前記コンベアベルトとの間に配置されたシール手段と、前記真空チャンバへの圧力付与または前記真空チャンバからの排気あるいはその両方を行うための手段とを備え、
   プレス閉時に前記第２ヒートプレートの第２コンベアベルトの戻りベルト部分は前記第１ヒートプレートの第１コンベアベルトの搬送ベルト部分に接当し、積層されるべき加工物は第１コンベアベルトの搬送ベルト部分と第２コンベアベルトの戻りベルト部分との間の前記真空チャンバ内に配置される、板状の加工物を熱間プレスで積層するための多段積層プレスにおいて、
   前記真空チャンバは、中間に膜を介在させることなく、一方で前記第１ヒートプレートと他方で前記第２コンベアベルトの戻りベルト部分とによって、あるいは一方で前記第２ヒートプレートと他方で前記第１コンベアベルトの搬送ベルト部分とによって境界形成されることを特徴とする多段積層プレス。
2. 前記ヒートプレートには前記真空チャンバを形成するための凹部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の多段積層プレス。
3. 前記コンベアベルトの搬送ベルト部分は当該コンベアベルトの戻りベルト部分とは異なる材料特性を有することを特徴とする請求項１または２に記載の多段積層プレス。
4. 前記コンベアベルトの搬送ベルト部分は厚さの点でまたは幅の点であるいはその両方の点で当該コンベアベルトの戻りベルト部分とは異なる形状寸法を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の多段積層プレス。
5. 前記コンベアベルトの戻りベルト部分と搬送ベルト部分とはそれぞれ少なくとも２つの着脱式ベルト継手によって互いに結合されていることを特徴とする請求項３または４に記載の多段積層プレス。
6. 前記コンベアベルトは、前記ヒートプレート周りの周回時に当該コンベアベルトを緊張させ、プレス閉時に当該コンベアベルトを弛緩させるテンショナーを備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の多段積層プレス。
7. それぞれのプレス段の前記第２コンベアベルトの戻りベルト部分かまたは前記第１コンベアベルトの搬送ベルト部分が前記シール手段を全面的には覆わない形態または排気孔が備えられる形態あるいはその両方の形態が採用されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の多段積層プレス。
8. 前記コンベアベルトは前記加工物を搬入出するために前記ヒートプレート周りを１周回することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の多段積層プレス。
9. 少なくとも１つのクリーナが設けられており、前記コンベアベルトが前記ヒートプレート周りの周回時に前記コンベアベルトが前記クリーナの近傍を通過することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の多段積層プレス。

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