JP3655076B2 - ラミネート装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，特に太陽電池モジュールなどの薄板形状の被ラミネート体を製造するために適したラミネート装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年，ソーラーエネルギを活用すべく，太陽電池について種々の開発がなされている。また，太陽電池の形態も，単結晶シリコンや多結晶シリコンを用いた結晶型の太陽電池の他，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など，様々なものが案出されている。しかしながら，これら結晶型とアモルファス型の何れの場合もシリコン自体は化学的変化を起こしやすく，また物理的な衝撃にも弱いので，一般には，シリコンを透明のビニールフィルムや強化ガラス，耐熱ガラスなど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。また，最近では建材用などに利用される，外壁材や屋根材と太陽電池モジュールを一体化させた，一体型モジュールなども製造されるようになってきている。太陽電池モジュールのラミネートは，ビニールフィルムやガラスとバックシートの間に例えばＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂などの充填材を介してストリング（太陽電池セル）を挟み込み，真空下で加熱して温度かけて充填材を溶かすことにより行われている。
【０００３】
従来，このような太陽電池モジュールなどを製造するためのラミネート装置として，上方にダイアフラムを備え，下方にヒータ盤を備えたラミネート部にて，被ラミネート体内部の充填材を融解させて挟圧することによりラミネートを行うラミネート装置が公知になっている。また，そのようなラミネート装置に関し，本願出願人は実用新案登録第３０１７２３１号の「ラミネート装置」を開示している。このラミネート装置は，下方に向かって膨張自在なダイアフラムを備えた上チャンバと，ヒータ盤を備えた上チャンバによって構成されている。そして，下チャンバに設けられたヒータ盤に被ラミネート体を載置した状態で上チャンバと下チャンバを密閉して減圧した後，被ラミネート体を加熱して，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ヒータ盤の上面とダイアフラムとの間で挟圧してラミネートする構成になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで，以上のようなラミネート装置において太陽電池モジュールを製造する場合，ヒータ盤の上で太陽電池モジュールを加熱した際に，充填材であるＥＶＡが流れ出し，ダイアフラムやヒータ盤などに付着するといった問題を生じている。そして，このようにダイアフラムやヒータ盤などに付着したＥＶＡは，次にラミネートされる太陽電池モジュールを汚す原因となってしまう。
【０００５】
そこで従来は，ラミネート部に搬入した太陽電池モジュールの上にテフロン含浸のガラスクロスシートなどからなる剥離シートをかぶせることにより，太陽電池モジュールから溶け出したＥＶＡがダイヤフラムシートなどに付着しないようにしている。このような剥離シートをかぶせる作業や剥離シートに付着したＥＶＡを除去する作業は作業員の手によって行われており，作業負担を増す原因となっていた。
【０００６】
本発明は，太陽電池モジュールなどの被ラミネート体をラミネートした際に溶け出たＥＶＡなどの充填材がヒータ盤に付着することを作業負担を増やすことなく防止できるラミネート装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明にあっては，上方にダイアフラムを備え，下方にヒータ盤を備えたラミネート部にて，被ラミネート体内部の充填材を融解させて挟圧することによりラミネートを行うラミネート装置において，前記被ラミネート体を載せてラミネート部に搬入出させるシートを複数枚備え，シートを間欠的に移動させることにより，ラミネート部に被ラミネート体を搬入し，ラミネート部では被ラミネート体の下方にシートをヒータ盤との間に進入させたままラミネートし，ラミネート部においてラミネートされた被ラミネート体をラミネート部の外に順次搬出する構成であり，前記被ラミネート体を載せてラミネート部に搬入出させる複数枚のシートを左右一対の搬送ベルトの間に取り付けたことを特徴とする。
前記シートの表面が剥離性に優れた材料でコーティングされていても良い。
前記被ラミネート体は，例えば太陽電池モジュールである。
【０００８】
上方にダイアフラムを備え，下方にヒータ盤を備えたラミネート部にて，被ラミネート体内部の充填材を融解させて挟圧することによりラミネートを行うラミネート装置において，前記ラミネート部に搬入された被ラミネート体の上面と前記ダイアフラムとの間に剥離シートを進入自在に設けると共に，前記ラミネート部の外部において剥離シートに付着した充填材を除去するための除去手段を設ければ，ラミネート部に搬入された被ラミネート体の上面と前記ダイアフラムとの間に剥離シートが介在するので，被ラミネート体をラミネートした際に溶け出た充填材がダイヤフラムシートに付着することを防ぐことができる。この場合，被ラミネート体から溶け出した充填材が剥離シートに付着することもあるが，剥離シートに付着した充填材はラミネート部の外部において除去手段により除去することができる。従って，次にラミネートされる被ラミネート体を汚す心配もない。
【０００９】
更に，前記ラミネート部に搬入された被ラミネート体の下面と前記ヒータ盤との間にも剥離シートを進入自在に設け，かつ，該剥離シートによって被ラミネート体をラミネート部に搬入出する構成とすることが好ましい。そうすれば，被ラミネート体から溶け出した充填材がヒータ盤にも付着しなくなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の好ましい実施の形態を，被ラミネート体の一例としての太陽電池モジュールＰをラミネート処理するのに好適なラミネート装置１に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態にかかるラミネート装置１の正面図である。
【００１１】
図１に示されるように，このラミネート装置１は，ラミネート部２の両側方に，これからラミネート処理を行う太陽電池モジュールＰをラミネート部２に供給する供給コンベア３と，ラミネート部２において既にラミネート処理を行った太陽電池モジュールＰをラミネート部２から搬出する搬出コンベア４を配置した構成になっている。図示の例では，右側方に供給コンベア３が配置され，左側方に搬出コンベア４が配置されている。そして，これら供給コンベア３，ラミネート部２及び搬出コンベア４の順に受け渡しながら，図１中において左向きに太陽電池モジュールＰを搬送するようになっている。
【００１２】
ラミネート部２は，上ケース１０の内部下方に設けられた上チャンバ１１と，下ケース１２の内部上方に設けられた下チャンバ１３によって構成されている。下ケース１２は，床面上をキャスタ１５を介して走行可能な基台１６の四隅に立設された支柱１７にブラケット１８を介して取り付けられており，この下ケース１２の高さは変わらないように支持されている。一方，上ケース１０は，支柱１７に沿って移動自在なガイド部２０に固定されたブラケット２１を介して取り付けられており，上ケース１０は，下ケース１２と平行な姿勢を保ちながら下ケース１２の上方において昇降移動できる構成になっている。
【００１３】
また，下ケース１２に固定されたブラケット１８の上面にはシリンダ２２が装着されており，このシリンダ２２のピストンロッド２３の先端が上ケース１０に固定されたブラケット２１下面に接続されている。従って，シリンダ２２の稼働でピストンロッド２３が伸張すると，下ケース１２の上面から離れるように上ケース１０が上昇し，これにより，上ケース１０内部下方の上チャンバ１１と下ケース１２内部上方の下チャンバ１３で構成されるラミネート部２が開放状態となる。一方，シリンダ２２の稼働でピストンロッド２３が短縮すると，下ケース１２の上面に密着するように上ケース１０が下降し，これにより，上ケース１０内部下方の上チャンバ１１と下ケース１２内部上方の下チャンバ１３で構成されるラミネート部２が密閉状態となる。
【００１４】
図２に示すように，上ケース１０の内部を水平に仕切るようにしてダイアフラム３０が装着されており，このダイアフラム３０と上ケース１０の内壁面で囲まれた空間が上チャンバ１１を構成している。ダイアフラム３０は，例えばバイトン（フッ素ゴム）などの耐熱ゴムなどで構成されている。また，上ケース１０の側面には上チャンバ１１に連通するようにして吸排気口３１が設けられており，この吸排気口３１を介して上チャンバ１１内を真空引きし，また，吸排気口３１を介して上チャンバ１１内に大気圧を導入できるように構成されている。
【００１５】
下ケース１２の内部上方に設けられた下チャンバ１３にはヒータ盤３５が昇降自在に配置されている。このヒータ盤３５は，例えばアルミ製のシーズヒータ盤で構成される。図示しない昇降機構の稼働によってこのヒータ盤３５は，図２中実線３５で示されるように下チャンバ１３内の下方に下降した状態と，図２中一点鎖線３５’で示されるように下チャンバ１３内の上方に上昇した状態になるように構成されている。昇降機構には，例えばエアーシリンダ，ボールナット，ラックアンドピニオン，エアーチューブなどの公知の昇降手段が適宜用いられる。
【００１６】
また，下ケース１２の側面には下チャンバ１３に連通するようにして吸排気口３７が設けられており，この吸排気口３７を介して下チャンバ１３内を真空引きし，また，この吸排気口３７を介して下チャンバ１３内に大気圧を導入できるように構成されている。
【００１７】
ラミネート部２において，これら上ケース１０と下ケース１２の間には，次に説明する剥離シート供給手段４０によって供給される剥離シート４１と，搬送シート５０の搬送ベルト５１が進入できる状態になっている。
【００１８】
図３に示すように，剥離シート供給手段４０において，剥離シート４１の両端に回転ロール４２，４３がそれぞれ配置されている。剥離シート４１は，後述するようにラミネート部２においてダイアフラム３０によって挟圧された際に太陽電池モジュールＰからはみ出た充填材の付着を避けるために，充填材が容易に付着せず，また，付着した充填材を容易に剥がすことのできる，例えばテフロン含浸のガラスクロスシートなどといった剥離性の優れた材質からなる。回転ロール４２は，図３中において反時計回転方向に回転駆動され，これにより，剥離シート４１を図中右方向４２’に移動させる。回転ロール４３は，図３中において時計回転方向に回転駆動され，これにより，剥離シート４１を図中左方向４３’に移動させることができる。これにより，これら回転ロール４２，４３の一方を回転駆動することにより，剥離シート４１を所望の方向に移動させることができるようになっている。
【００１９】
回転ロール４２の下方にはガイドロール４５が回転自在に配置されており，剥離シート４１はこのガイドロール４５の周面に沿って上方に方向を変えてから回転ロール４２に巻き取られると共に，回転ロール４２から繰り出された剥離シート４１はこのガイドロール４５の周面に沿って水平に方向を変えてから回転ロール４３に巻き取られるようになっている。図１に示すように，回転ロール４３とガイドロール４５を，ラミネート部２の左右外側において同じ高さに配置することにより，上ケース１０と下ケース１２の間に剥離シート４１が水平な姿勢で供給されるようになっている。
【００２０】
また，剥離シート供給手段４０において，ガイドロール４５と回転ロール４３の間で移動する剥離シート４１の下面側に当接するように，除去ロール４６が配置されている。この除去ロール４６は，後述するように，剥離シート４１の下面側に付着した充填材などを掻き取ることができるように，例えばナイロンブラシなどで構成されている。
【００２１】
搬送シート５０は，ラミネート部２の左右外側に配置した駆動プーリ５２と従動プーリ５３の間に巻回された搬送ベルト５１を備えた構成になっている。図４に示すように，駆動プーリ５２，５２を駆動軸５４の両端に取り付けると共に，従動プーリ５３，５３を従動軸５５の両端に取り付け，これら駆動プーリ５２と従動プーリ５３の間に一対の搬送ベルト５１，５１をそれぞれ巻回している。そして，これら搬送ベルト５１，５１の間に複数枚の（図示の例では２枚の）可撓性のあるシート５７を取り付けた構成になっている。なお，シート５７の表面は，ラミネート部２においてダイアフラム３０によって挟圧された際に太陽電池モジュールＰからはみ出た充填材の付着を避けるために，例えばフッ素樹脂などといった剥離性に優れた材料でコーティングされている。
【００２２】
そして，駆動プーリ５３の回転駆動によって図４中の矢印方向にシート５７を間欠的に移動させることにより，後述するように，ラミネート部２にこれからラミネート処理を行う太陽電池モジュールＰを搬入すると共に，ラミネート部２においてラミネートされた太陽電池モジュールＰを，シート５７に載せた状態でラミネート部２の外に順次搬出するようになっている。また，このように搬送シート５０のシート５７に載せられてラミネート部２に搬入された太陽電池モジュールＰの上方には，先に説明した剥離シート供給手段４０によって供給された剥離シート４１が，ダイアフラム３０との間に進入し，太陽電池モジュールＰの下方には，シート５７がヒータ盤３５との間に進入するようになっている。
【００２３】
次に，図５，６は，本発明のラミネート装置１によって好適に製造される被ラミネート体の一例としての，太陽電池モジュールＰを示す平面図と，側面図である。太陽電池モジュールＰは，図示の例では下側に配置された透明なカバーガラス６０と上側に配置された保護材６１の間に，充填材６２，６３を介してストリング６４をサンドイッチした構成を有する。保護材６１は例えばＰＥ樹脂などの透明な材料が使用される。充填材６２，６３には例えばＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂などが使用される。ストリング６４は，電極６５，６６の間に，太陽電池セル６７をリード線６８を介して接続した構成を有する。
【００２４】
以上のように構成された被ラミネート体としての太陽電池モジュールＰは，本発明の実施の形態にかかるラミネート装置１により，次に説明する工程に従って製造される。
【００２５】
先ず，図１においてラミネート部２の右側方に配置された供給コンベア３に，図示しないロボット等の手段によって，これからラミネートを行う太陽電池モジュールＰが位置決めされて供給される。このラミネート装置１の供給コンベア３への供給に際しては，太陽電池モジュールＰの上面側に，図５，６で示した保護材６１が来るような姿勢にされる。そして，こうして供給コンベア３に供給された太陽電池モジュールＰが，供給コンベア３の稼働によって，図７に示すように，ラミネート部２に搬送シート５０に載せられた状態で搬入される。このようにラミネート部２に太陽電池モジュールＰを挿入するに際しては，上ケース１０を持ち上げることによって，ラミネート部２を開放状態にする。上ケース１０を持ち上げる動作は，図１で説明したシリンダ２２の伸張稼働によって行われる。また，図示しない昇降機構の稼働により，下ケース１２内部の下チャンバ１３に設けられたヒータ盤３５を下降させる。
【００２６】
また，このように太陽電池モジュールＰをラミネート部２に搬入する一方で，剥離シート供給手段４０において回転ロール４３が回転駆動され，回転ロール４２から引き出された剥離シート４１が太陽電池モジュールＰの上方に供給される。これにより，ラミネート部２において，太陽電池モジュールＰの上方には，剥離シート４１がダイアフラム３０との間に進入し，太陽電池モジュールＰの下方には，シート５７がヒータ盤３５との間に進入した状態となる。
【００２７】
次に，図８に示すように，上ケース１０を下げることによって，ラミネート部２を密閉状態にする。上ケース１０を下げる動作は，図１で説明したシリンダ２２の短縮稼働によって行われる。そして，吸排気口３１，３７を介して上チャンバ１１内と下チャンバ１３内を同時に真空引きする。
【００２８】
こうして，各チャンバ１１，１３内を真空引きする間に，下チャンバ１３内のヒータ盤３５を予め加熱しておいても良い。なお，ヒータ盤３５を下降させて太陽電池モジュールＰから離し，下チャンバ１３内を減圧した状態でヒータ盤３５の加熱を開始すれば，断熱効果が極めて高く，減圧中に太陽電池モジュールＰに熱が伝わる心配が少ない。そして，上チャンバ１１内と下チャンバ１３内を，それぞれ例えば０．７〜１．０Ｔｏｒｒにまで真空引きした後，図９に示すように，下チャンバ１３の内部において図示しない昇降機構の稼働によりヒータ盤３５を上昇させる。これにより，ラミネートコンベア５０のシート５７に載せられている太陽電池モジュールＰが，下チャンバ１３の内部においてヒータ盤３５の上面に熱的に接触した状態となり，太陽電池モジュールＰが加熱される。この加熱によって，太陽電池モジュールＰ内の充填材６２，６３であるＥＶＡ樹脂の化学反応が促進され，架橋が行われるようになる。そして，この状態で，図９に示すように，吸排気口３１を介して上チャンバ１１内に大気圧を導入し，ラミネート部２においてダイアフラム３０を下方に膨張させることにより，太陽電池モジュールＰを，ヒータ盤３５の上面とダイアフラム３０との間で挟圧する。この時，充填材６２，６３であるＥＶＡが太陽電池モジュールＰの端部から流れ出すこともあるが，上述のように太陽電池モジュールＰの上方には，剥離シート４１がダイアフラム３０との間に進入した状態となっているので，流れ出たＥＶＡがダイアフラム３０に付着する心配はない。
【００２９】
こうして，加熱および挟圧することによってラミネート処理を終了し，太陽電池モジュールＰを製造した後，吸排気口３７を介して下チャンバ１３内に大気圧を導入する。そして，図示しない昇降機構の稼働によって，図１０に示すように，ヒータ盤３５を下降させる。また，上ケース１０を持ち上げることによって，ラミネート部２を開放状態にする。上ケース１０を持ち上げる動作は，図１で説明したシリンダ２２の伸張稼働によって行われる。
【００３０】
こうしてラミネート部２が開放状態になると，剥離シート供給手段４０において回転ロール４２が回転駆動され，太陽電池モジュールＰの上方に進入していた剥離シート４１がラミネート部２の外に引き出され，回転ロール４２に巻き取られていく。そして，ガイドロール４５と回転ロール４３の間を移動する際に，剥離シート４１の下面側に付着していた充填材が，除去ロール４６によって掻き取られる。その後，次のラミネートを行う太陽電池モジュールＰがラミネート部２に搬入されると，剥離シート供給手段４０において回転ロール４３が回転駆動され，回転ロール４２から引き出された剥離シート４１が，充填材の付着していない状態で，太陽電池モジュールＰの上方に再び供給されることとなる。
【００３１】
そして，搬送シート５０と搬出コンベア４の稼働によって，ラミネート処理の終了した太陽電池モジュールＰは，図１においてラミネート部２の左側方に配置された搬出コンベア４上に搬出される。そして，太陽電池モジュールＰは，図示しないロボット等の手段により，搬出コンベア４上から取り去られ，次の工程に搬送される。なお，このようにラミネート処理の終了した太陽電池モジュールＰを搬出コンベア４上に搬出すると同時に，次のラミネートを行う太陽電池モジュールＰをラミネート部２に搬入しても良い。
【００３２】
かくして，以上の工程を繰り返すことにより，ラミネートした際に溶け出たＥＶＡなどの充填材がダイヤフラムシート３０に付着することを防止でき，性状の良い太陽電池モジュール２０を連続して製造することが可能となる。なお，被ラミネート体の一例として，太陽電池モジュールの製造について説明したが，本発明のラミネート装置はその他，種々のものについてラミネート処理を施すことができ，特に薄板形状の被ラミネート体の製造に好適である。また本発明のラミネート装置は，被ラミネート体の厚みの変化に対応でき，最近，注目されるようになった建材用の外壁材や屋根材と太陽電池モジュールを一体化させた，一体型モジュールの製造などにも供することが可能である。更に，本発明のラミネート装置は，太陽電池モジュールに限らず，合わせガラスや装飾ガラスなどの製造にも供することができる。また，上ケース１０を４本の支柱１７に沿って上下動させる構成について説明したが，例えば，下ケース１２の前後に２本の支柱（コラム）を配置し，それら２本の支柱に沿って上ケース１０を上下動させる構成としても良い。その場合，上ケース１０を上下動させる機構として，シリンダ２２の代わりにモータの駆動によってチェーン等を利用して上ケース１０をつり上げるように構成することも可能である。その他，下ケース１２の内部上方に設けられた下チャンバ１３内においてヒータ盤３５が昇降する構成を説明したが，下チャンバ１３内に搬入された太陽電池モジュールＰをヒータ盤３５の上方に離して支持する支持ピンを設け，この支持ピンの下降によって太陽電池モジュールＰをヒータ盤３５の上面に接触させる構成としても良い。そうすればヒータ盤３５は下チャンバ１３内に固定できるようになる。また，図示の実施の形態では，剥離シート供給手段４０は，回転ロール４２，４３の間で剥離シート４１を移動させる構成を説明したが，搬送シート５０と同様に，剥離シート供給手段４０を一対のベルトに複数枚のシートを取り付けた構成とし，ベルトの周動によってシートを太陽電池モジュールＰの上方に進入させるようにしても良い。
【００３３】
【発明の効果】
本発明のラミネート装置によれば，太陽電池モジュールなどの被ラミネート体をラミネートした際に溶け出た充填材がヒータ盤などに付着する心配が無く，次にラミネートされる被ラミネート体を汚すことを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかるラミネート装置の正面図である。
【図２】ラミネート部の縦断面図である。
【図３】剥離シート供給手段の斜視図である。
【図４】ラミネート部コンベアの斜視図である。
【図５】太陽電池モジュールの平面図である。
【図６】太陽電池モジュールの側面図である。
【図７】太陽電池モジュールをラミネート部に搬入する状態の説明図である。
【図８】ラミネート部に太陽電池モジュールを搬入した状態の説明図である。
【図９】太陽電池モジュールを加熱および挟圧する状態の説明図である。
【図１０】製造後，各ラミネート部を開放させた状態の説明図である。
【符号の説明】
Ｐ 太陽電池モジュール
１ ラミネート装置
２ ラミネート部
３ 供給コンベア
４ 搬出コンベア
１１ 上チャンバ
１３ 下チャンバ
３０ ダイアフラム
３５ ヒータ盤
４１ 剥離シート
４６ 除去ロール

Claims (3)

1. 上方にダイアフラムを備え，下方にヒータ盤を備えたラミネート部にて，被ラミネート体内部の充填材を融解させて挟圧することによりラミネートを行うラミネート装置において，
   前記被ラミネート体を載せてラミネート部に搬入出させるシートを複数枚備え，
   シートを間欠的に移動させることにより，ラミネート部に被ラミネート体を搬入し，ラミネート部では被ラミネート体の下方にシートをヒータ盤との間に進入させたままラミネートし，ラミネート部においてラミネートされた被ラミネート体をラミネート部の外に順次搬出する構成であり，前記被ラミネート体を載せてラミネート部に搬入出させる複数枚のシートを左右一対の搬送ベルトの間に取り付けたことを特徴とする，ラミネート装置。
2. 前記シートの表面が剥離性に優れた材料でコーティングされてい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. 前記被ラミネート体が太陽電池モジュールであ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。

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