JP2013215895A - ラミネート装置及びラミネート方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ラミネート処理前に、被ラミネート体の加熱開始前にヒータ盤から発生した熱が被ラミネート体に伝達されることを遮断あるいは抑制して充填材の溶融を防止することを目的とする。
【解決手段】ダイアフラムシート８が設けられた上チャンバ４、ヒータ盤７が設けられた下チャンバ３を有し、被ラミネート体１０に含まれる充填材をヒータ盤からの熱により融解させ、ダイアフラムシートにより狭圧することにより被ラミネート体にラミネート処理を行うラミネート部、被ラミネート体を搭載しラミネート部へ搬入出する搬送シート９、搬送シートを駆動する搬送シート送り機構、搬送シートとヒータ盤との間でヒータ盤の熱が被ラミネート体へ伝達することを遮断あるいは低減する遮熱部１３Ａを有する遮熱シート１３、遮熱シートを駆動する遮熱シート送り機構を備え、被ラミネート体の下方に遮熱部が位置している間、ヒータ盤の熱が被ラミネート体に伝達することが遮断あるいは低減される。
【選択図】図１

Description

本発明はラミネート装置及びラミネート方法に係わり、特に、太陽電池モジュール等の薄型ワークのラミネート処理に好適なものに関する。

太陽電池には様々な形態があり、単結晶シリコンや多結晶シリコンを用いた結晶型太陽電池の他、アモルファスシリコン（非結晶シリコン）を用いたアモルファス型の太陽電池等、様々なものが案出されている。しかしながら、いずれの太陽電池も化学的変化を起こしやすく、物理的な衝撃にも弱い性質を有する。このため、一般に、太陽電池を透明のビニールフィルムや強化ガラス、耐熱ガラス等でラミネートした太陽電池モジュールが利用されている。

この太陽電池モジュールのラミネート処理として、ビニールフィルムやガラス板とバックシートとの間に、例えばＥＶＡ（エチレンビニールアセテート）樹脂等の充填材を介して太陽電池を挟み込み、真空下で脱気した後加熱して充填材を溶融させることが行われている。

太陽電池モジュールを製造するためのラミネート装置として、下方に向かって膨張自在なダイアフラムシートが設けられた上チャンバと、ヒータ盤が設けられた下チャンバとを有するラミネート部を備え、被ラミネート体内の充填材を融解させてダイアフラムシートで狭圧ラミネート処理を行う装置が用いられている。

このようなラミネート装置において、ヒータ盤上に、太陽電池を挟んだ積層体である被ラミネート体を載置する。そして、上チャンバと下チャンバを密閉して真空状態にする。この後、上チャンバに大気を導入することにより、被ラミネート体をダイアフラムシートとヒータ盤との間で狭圧し、ヒータ盤によって加熱する。

しかしながら、被ラミネート体がヒータ盤と接触することにより、被ラミネート体内部の充填材がラミネート処理の開始前に融解することがある。この場合には、被ラミネート体内部に気泡が残ってしまい太陽電池モジュールの品質を低下させる虞がある。

このようなラミネート処理の開始前に被ラミネート体が加熱されることを防止するため、本出願人は特許文献１において、ラミネート部に搬入された被ラミネート体を真空引きが完了するまでの間、昇降する支持部によりヒータ盤から持ち上げて離間しておくラミネート装置を開示している。

特開平９−１４１７４３号公報

しかし、特許文献１記載のラミネート装置では、昇降する支持部がヒータ盤を貫通して上下動できるように、ヒータ盤に孔を設ける必要がある等、ラミネート部の構造が複雑化していた。

また、複数の被ラミネート体を同時にラミネートするため、搬入された被ラミネート体がヒータ盤上を移動する間に加熱されてしまうという問題が発生していた。ヒータ盤上を通過する時間は、最初に搬入される被ラミネート体が長く、最後に搬入される被ラミネート体は逆に短い。このため、被ラミネート体により吸熱に差が出て不均一が生じる問題もあった。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、ヒータ盤による加熱処理を開始するまでの間、ヒータ盤から発生した熱が被ラミネート体に伝達して被ラミネート体内部に気泡が残り、太陽電池モジュールの品質が低下する事態を回避することができるラミネート装置及びラミネート方法を提供することを目的とする。

本発明のラミネート装置は、被ラミネート体にラミネート処理を行うラミネート装置であって、
ダイアフラムシートが設けられた上チャンバと、熱を発生するヒータ盤が設けられた下チャンバとを有し、前記被ラミネート体に含まれる充填材を前記ヒータ盤からの熱により融解させ、前記ダイアフラムシートにより狭圧することにより前記被ラミネート体にラミネート処理を行うラミネート部と、
前記被ラミネート体を搭載し、前記ラミネート部の内部へ搬入し、前記ラミネート部から外部へ搬出する搬送シートと、
前記搬送シートを駆動する搬送シート送り機構と、
前記搬送シートと前記ヒータ盤との間において、前記ヒータ盤が発生した熱が前記被ラミネート体へ伝達することを遮断あるいは低減する遮熱部を有する遮熱シートと、
前記遮熱シートを駆動する遮熱シート送り機構と、
を備え、
前記搬送シートに搭載された前記被ラミネート体の下方に前記遮熱部が位置している間、前記ヒータ盤から発生した熱が前記被ラミネート体に伝達することが遮断あるいは低減されることを特徴とする。

また、本発明のラミネート方法は、被ラミネート体にラミネート処理を行うラミネート方法であって、
ダイアフラムシートが設けられた上チャンバと、熱を発生するヒータ盤が設けられた下チャンバとを有し、前記被ラミネート体に含まれる充填材を前記ヒータ盤からの熱により融解させ、前記ダイアフラムシートにより狭圧することにより前記被ラミネート体にラミネート処理を行うラミネート部の内部に、搬送シートに搭載された前記被ラミネート体が搬入される工程と、
前記搬送シートと前記ヒータ盤との間において、前記ヒータ盤から発生した熱が前記被ラミネート体へ伝達することが、遮熱シートに設けられた遮熱部により遮断あるいは低減される工程と、
前記遮熱シートが遮熱シート送り機構により移動することで、前記遮熱部が前記被ラミネート体の下方の位置から移動し、前記ヒータ盤が発生した熱が前記被ラミネート体へ伝達する工程と、
を備えることを特徴とする。

本発明のラミネート装置及びラミネート方法によれば、ラミネート部の構造を複雑化することなく、ヒータ盤による被ラミネート体の加熱を開始するまでの間、ヒータ盤から発生した熱が被ラミネート体に伝達されることを遮断あるいは低減して充填材の溶融を防止することにより、被ラミネート体内部に気泡が残って太陽電池モジュールの品質を低下させる事態を回避することができる。

本発明の一実施の形態によるラミネート装置を長辺方向から見たときの構成を示す正面図である。 同ラミネート装置を短辺方向から見たときの構成を示す側面図である。 同ラミネート装置を上方から見たときの構成を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態によるラミネート装置及びラミネート方法について、図面を参照して詳細に説明する。図１に、本発明の実施の形態によるラミネート装置を長辺方向から見たときの構成を示し、図２に、同ラミネート装置を短辺方向から見たときの構成を示し、さらに図３に同ラミネート装置を上方から見たときの構成を示す。

図１、図２及び図３に示されるように、ラミネート装置１は、内部に下チャンバ３を有する下ケース６と、内部に上チャンバ４を有する上ケース５を有するラミネート部を備えている。ここで、下ケース６は基台１１上に固定されている。

またラミネート装置１は、被ラミネート体１０を載せてラミネート部に搬入し、ラミネート部から搬出する搬送シート９を備えている。搬送シート９は、図１に示されたように４個の搬送シート送りローラ１６によりエンドレスシートの形態で駆動される。

一方、基台１１の長手方向に沿う図中正面側と背面側において対向するように、図示されていない油圧シリンダが立設されている。油圧シリンダのピストンロッドの先端が、上ケース５に接続されている。これにより、油圧シリンダが稼動しピストンロッドが伸張すると、下ケース６の上面から離れるように上ケース５が上昇し、ラミネート部が開放状態となる。逆に、ピストンロッドが短縮すると、下ケース６の上面に密着するように上ケース５が下降し、ラミネート部が密閉状態となる。

上ケース５の内部を水平に仕切るように、ダイアフラムシート８が装備されている。このダイアフラムシート８と上ケース５の内壁で囲まれた第一の空間が、上チャンバ４を構成している。上チャンバ４内は、図示されていない吸排気口により、真空引きあるいは大気の導入ができるように構成されている。

ダイアフラムシート８と下ケース６の内壁で囲まれた第二の空間に相当する下チャンバ３の内部に、ヒータ盤７が配置されている。下チャンバ３内は、図示されていない吸排気口により、真空引きあるいは大気の導入ができるように構成されている。

ラミネート部が密閉された状態で、上チャンバ４、下チャンバ３共に真空引きが行われる。この後、上チャンバ４の内部に大気が導入されて内圧差が生じる。これにより、ダイアフラムシート８によって被ラミネート体１０がヒータ盤７に押し付けられて狭圧される。

搬送シート９とヒータ盤７との間には、ヒータ盤７から発生した熱が被ラミネート体１０へ伝達することを遮断あるいは低減する遮熱部１３Ａを具備した遮熱シート１３が配設されている。

搬送シート９は、例えば約０.１〜０.２ｍｍの膜厚を有し、例えばテフロン（登録商標）等の材料で形成されている。遮熱シート１３の材料としては、耐熱性や断熱性を考慮しガラスクロスやテフロン（登録商標）等が考えられる。尚、搬送シート９との摩擦抵抗の低さ及び滑り易さを考慮すると、テフロンがより好ましい。

搬送シート９によりラミネート部に搬入された被ラミネート体１０とヒータ盤７との間に配設される遮熱シート１３の遮熱部１３Ａは、例えば約３ｍｍの厚さを有する。遮熱シート１３における遮熱部１３Ａ以外の部分は、例えば約０.１〜０．２ｍｍの厚さを有する。

尚、遮熱シート１３における遮熱部１３Ａと遮熱部１３Ａ以外の部分との間における繋ぎ目部分は、厚みの変化がなだらかな勾配となるように形成されていることが望ましい。これにより、遮熱部１３Ａが容易に移動可能となる。

尚、遮熱シート１３における遮熱部１３Ａ以外の部分は、金属、例えばステンレス等で形成された薄板で構成してもよい。遮熱部１３Ａ以外の部分の厚みは、遮熱部１３Ａの厚みより薄いことが望ましい。

また遮熱シート１３における遮熱部１３Ａの幅は、図３に示されたように搬送シート９より狭く、被ラミネート体１０の載置部分の面積と同一あるいはより広い面積を有することが望ましい。遮熱部１３Ａの長さは、被ラミネート体１０の載置部分と同一あるいはより長いことが望ましい。また、遮熱部１３Ａの幅は、被ラミネート体１０の載置部分と同一あるいはより広いことが望ましい。

尚、被ラミネート体１０に加熱処理が行われる前に、遮熱部１３Ａを被ラミネート体１０の下方の位置から移動させ易くするため、移動時にのみ搬送シート９の下面から被ラミネート体１０を、例えば遮熱部１３Ａの厚み程度の高さを持ち上げるように、遮熱部１３Ａの両側に昇降可能な図示されていない支持部等を設けてもよい。

次に、遮熱シート１３の動作について説明する。遮熱シート１３は、図１に示されたように２個配置された遮熱シート送りローラ１５、図２に示されたモータ１７、遮熱シート送りローラ１５にモータ１７の駆動を伝達するチェーン機構１８を有する遮熱シート送り機構により移動する。２個の遮熱シート送りローラ１５は、一方が遮熱シート１３の巻き取り動作を行い他方が送り出し動作を行い、あるいは一方が遮熱シート１３の送り出し動作を行い他方が巻き取り動作を行う。

尚、遮熱シート送り機構の駆動部に相当するモータ１７は、図２に示されたように、ヒータ盤７から発生する熱の影響を避けるため、下チャンバ３の外部に配置されている。さらに、ヒータ盤７からモータ１７への伝熱を遮断するため、遮熱シート送りローラ１５の回転軸と下チャンバ３との間にＯリング１９等のシール材を封入し、下チャンバ３内に熱を密封することが望ましい。

遮熱シート１３の遮熱部１３Ａを、ラミネート部のヒータ盤７上における、被ラミネート体１０が搬送シート９により搬送され載置される所定位置に対応するように配置する。

被ラミネート体１０が搬送シート９により、遮熱シート１３上方の所定位置に搬送され載置される。

被ラミネート体１０がこの所定位置に載置されている間、被ラミネート体１０が遮熱部１３Ａを介してヒータ盤７により余熱される。余熱温度は、遮熱部１３Ａの厚みにより異なる。例えば、厚みが約３ｍｍの場合は、エチレン酢酸ビニル（ethylene-vinyl acetate、以下、ＥＶＡと称する）等の充填材の融点以下の５０℃近辺まで、被ラミネート体１０が徐々に均一に予熱される。

被ラミネート体１０の他、ガラス板、バックシート、充填材等、ラミネート処理に必要な全ての部材を載置する準備段階が完了した後、上ケース５が下降し、ラミネート部が密閉状態となる。この状態で上チャンバ４及び下チャンバ３の真空引きが行われ、被ラミネート体１０から気泡が除去される。

その後、上チャンバ４に対してのみ、真空状態から大気が導入される。この大気の導入が行われる直前に、遮熱シート１３の遮熱部１３Ａが、被ラミネート体１０を載せた搬送シート９の下方の位置から、シート送り機構１５によって移動する。これにより、被ラミネート体１０を載せた搬送シート９の下方の領域が、遮熱シート１３において遮熱部１３Ａより膜厚の薄い他の部分、例えば上述した金属薄板から成る他の部分に置き換わる。

この置き換えが行われる前に、上述した被ラミネート体１０を昇降する図示されていない支持部等により、被ラミネート体１０を遮熱部１３Ａの厚さ程度上昇させて、搬送シート９の下面から離脱するように持ち上げてもよい。これにより、遮熱シート１３を容易に移動させることが可能となる。この後、ダイアフラムシート８による狭圧加熱が行われ、被ラミネート体１０にラミネート処理が行われる。

本実施の形態によれば、以上説明したような手順でラミネート処理を行うことにより、被ラミネート体１０の搬入、搬出時及び真空引きが完了し、ヒータ盤により加熱処理を開始するまでの間、不要な熱が被ラミネート体１０に加わることによる気泡残りを防ぐことができるので、歩留まりの向上に寄与する。

本発明の幾つかの実施の形態について説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の技術的範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の技術的範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ ラミネート装置
３ 下チャンバ
４ 上チャンバ
５ 上ケース
６ 下ケース
７ ヒータ盤
８ ダイアフラムシート
９ 搬送シート
１０ 被ラミネート体
１１ 基台
１３ 遮熱シート
１３Ａ 遮熱部
１５ 遮熱シート送りローラ
１６ 搬送シート送りローラ
１７ モータ
１８ チェーン機構
１９ Ｏリング

Claims (6)

1. 被ラミネート体にラミネート処理を行うラミネート装置であって、
   ダイアフラムシートが設けられた上チャンバと、熱を発生するヒータ盤が設けられた下チャンバとを有し、前記被ラミネート体に含まれる充填材を前記ヒータ盤からの熱により融解させ、前記ダイアフラムシートにより狭圧することにより前記被ラミネート体にラミネート処理を行うラミネート部と、
   前記被ラミネート体を搭載し、前記ラミネート部の内部へ搬入し、前記ラミネート部から外部へ搬出する搬送シートと、
   前記搬送シートを駆動する搬送シート送り機構と、
   前記搬送シートと前記ヒータ盤との間において、前記ヒータ盤が発生した熱が前記被ラミネート体へ伝達することを遮断あるいは低減する遮熱部を有する遮熱シートと、
   前記遮熱シートを駆動する遮熱シート送り機構と、
   を備え、
   前記搬送シートに搭載された前記被ラミネート体の下方に前記遮熱部が位置している間、前記ヒータ盤から発生した熱が前記被ラミネート体に伝達することが遮断あるいは低減されることを特徴とするラミネート装置。
2. 前記搬送シートは、前記搬送シート送り機構により、エンドレスシートの形態で移動することを特徴とする請求項１に記載のラミネート装置。
3. 前記遮熱シートにおける前記遮熱部は、前記搬送シートより幅が狭く、前記被ラミネート体の載置部分と同一あるいはより広い面積を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のラミネート装置。
4. 前記搬送シートに搭載された前記被ラミネート体を、前記搬送シートの表面上から前記遮熱部の厚みに対応した高さまで持ち上げる支持部をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のラミネート装置。
5. 被ラミネート体にラミネート処理を行うラミネート方法であって、
   ダイアフラムシートが設けられた上チャンバと、熱を発生するヒータ盤が設けられた下チャンバとを有し、前記被ラミネート体に含まれる充填材を前記ヒータ盤からの熱により融解させ、前記ダイアフラムシートにより狭圧することにより前記被ラミネート体にラミネート処理を行うラミネート部の内部に、搬送シートに搭載された前記被ラミネート体が搬入される工程と、
   前記搬送シートと前記ヒータ盤との間において、前記ヒータ盤から発生した熱が前記被ラミネート体へ伝達することが、遮熱シートに設けられた遮熱部により遮断あるいは低減される工程と、
   前記遮熱シートが遮熱シート送り機構により移動することで、前記遮熱部が前記被ラミネート体の下方の位置から移動し、前記ヒータ盤が発生した熱が前記被ラミネート体へ伝達する工程と、
   を備えることを特徴とするラミネート方法。
6. 前記遮熱シートが前記遮熱シート送り機構により移動する際に、前記搬送シートに搭載された前記被ラミネート体を、前記搬送シートの表面上から前記遮熱部の厚みに対応した高さまで持ち上げることを特徴とする請求項５に記載のラミネート方法。

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