JP4308769B2

JP4308769B2 - ラミネート装置

Info

Publication number: JP4308769B2
Application number: JP2004541185A
Authority: JP
Inventors: 良郎隣; 学冨澤
Original assignee: NPC Inc
Current assignee: NPC Inc
Priority date: 2002-10-02
Filing date: 2002-10-02
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2022-10-02
Also published as: EP1550548A4; AU2002335176A8; EP1550548A1; WO2004030900A1; AU2002335176A1; US20060289119A1; JPWO2004030900A1

Description

【技術分野】
本発明は，太陽電池パネルなどの被ラミネート体を製造するためのラミネート装置に関する。
【発明の背景】
従来より，太陽電池パネルを製造するためのラミネート装置として，ダイアフラムによって仕切られた上チャンバと下チャンバを備えた，いわゆる二重真空方式のラミネート装置が公知になっている。そして，かかる二重真空方式のラミネート装置に関し，特公平４−６５５５６号の「太陽電池モジュールラミネート装置」，および特公平６−５２８０１号の「太陽電池パネルの製造方法」が開示されている。
この二重真空方式のラミネート装置では，ヒータ盤の上に載置された被ラミネート体を加熱した状態で，ダイアフラムを下方へ押圧させ，ヒータ盤とダイアフラムの間で被ラミネート体を上下から押圧する。従来のラミネート装置では，このように被ラミネート体を押圧するためのダイアフラムとして，シリコン系の樹脂膜が一般に使用されている。
しかしながら，従来のシリコン樹脂からなるダイアフラムは，耐熱性や伸縮性能が劣るという問題があった。例えば太陽電池パネルをラミネートする際には，ダイアフラムは１８０℃程度まで温度上昇することになるが，その場合，シリコン樹脂からなるダイアフラムは，約３０００回程度のラミネート処理を行うと破損していた。例えば１日に３００回程度のラミネート処理を行うのであれば，シリコン樹脂からなるダイアフラムの寿命は，約１０日程度に過ぎなかった。
また，シリコン樹脂からなるダイアフラムは高価であり，交換が頻繁であると，コスト的な問題が生ずる。
【発明の開示】
従って本発明は，ダイアフラムの寿命が長いラミネート装置を得ることを目的としている。
かかる目的を達成するために，本発明にあっては，被ラミネート体をラミネートするラミネート装置であって，ダイアフラムによって仕切られた上チャンバと下チャンバを有し，前記下チャンバにはヒータ盤が設けられ，上チャンバ内と下チャンバ内を真空引きした後，上チャンバ内に大気圧が導入されることにより膨張して，前記ヒータ盤の上に載置される被ラミネート体を押圧するための膨張自在なダイアフラムを備え，前記ダイアフラムはブチルゴムからなり、前記被ラミネート体が，太陽電池パネルである。
前記ブチルゴムの配合組成は，ハロゲン化ブチル１００〜０重量部，レギュラーブチル０〜１００重量部，酸化マグネシウム１〜５重量部，カーボンブラック５〜１００重量部，パラフィン系オイル０〜２０重量部，酸化亜鉛１〜５重量部，樹脂加硫剤１〜２０重量部，加工助剤０〜１０重量部であることが好ましい。
前記ヒータ盤の上に載置される被ラミネート体を，被ラミネート体の搬入時においてヒータ盤上面から上方に離した状態で保持する保持手段を備えていても良い。
前記保持手段は，被ラミネート体の搬出時においてもヒータ盤上面から上方に離した状態で保持するように構成されていても良い。
【図面の簡単な説明】
図１は，本発明の実施例にかかるラミネート装置の正面図である。
図２は，同ラミネート装置の平面図である。
図３は，ラミネート装置の要部を図２Ａ−Ａ断面において拡大して示した図である。
図４は，ラミネート装置に被ラミネート体を挿入する状態の説明図である。
図５は，ラミネート装置の上下チャンバ内を真空引きする状態の説明図である。
図６は，被ラミネート体を加熱および挟圧する状態の説明図である。
図７は，製造された被ラミネート体をラミネート装置から取り出す状態の説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
以下に，本発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は，本発明の実施例にかかるラミネート装置１の正面図，図２は，同ラミネート装置１の平面図である。図示のラミネート装置１は，上ケース２と下ケース３を備えている。これら上ケース２と下ケース３は後方に配置されたヒンジ部４を介して接合されており，このヒンジ部４を中心にして，上ケース２を上方に回動させることにより，ラミネート装置１を開放できるように構成されている。図示はしないが，上ケース２を持ち上げて開放を容易にさせるためのエアーシリンダなどを設けても良い。
下ケース３の左右側方には，ラミネート装置１によってラミネートする前の被ラミネート体としての太陽電池パネルａを載置しておくためのローダコンベア６と，ラミネート装置１によってラミネートした後の太陽電池パネルａを載置しておくためのアンローダコンベア７が配置されている。これらローダコンベア６とアンローダコンベア７は，何れも昇降するように構成されている。図１において，ローダコンベア６は上昇した状態であり，アンローダコンベア７は下降した状態を示している。
また，ローダコンベア６とアンローダコンベア７の両側には，これらローダコンベア６とアンローダコンベア７が下降した際に太陽電池パネルａの側方を支持するためのトラバーサ３０，３１がそれぞれ配置されている。これらトラバーサ３０，３１上面の高さは，上昇時におけるローダコンベア６とアンローダコンベア７の上面よりも低く，下降時におけるローダコンベア６とアンローダコンベア７の上面よりも高い位置に設定されている。トラバーサ３０は，図１，２中の実線３０で示される位置と一点鎖線３０’で示される位置の間を往復移動する構成になっている。同様に，トラバーサ３１は，図１，２中の実線３１で示される位置と一点鎖線３１’で示される位置の間を往復移動する構成になっている（一点鎖線３０’と一点鎖線３１’で示す位置は同じである）。
そして後述するように，ローダコンベア６が下降することによって太陽電池パネルａがトラバーサ３０に受け渡されると，トラバーサ３０は左方に移動してその太陽電池パネルａを上ケース２と下ケース３の間に搬入するようになっている。また，トラバーサ３１は，上ケース２と下ケース３の間において太陽電池パネルａを受け取った後，左方に移動してその太陽電池パネルａをアンローダコンベア７に受け渡す位置に搬出するようになっている。
また，下ケース３の下面にはキャスタ８が装着してあり，このキャスタ８を転動させることによって，ラミネート装置１を床面９上において小さい力で移動できるようになっている。
図３は，ラミネート装置１の要部を図２Ａ−Ａ断面において拡大して示した図である。この図３に示すように，上ケース２の内部にはダイアフラム１０が装着されている。このダイアフラム１０は，ブチルゴムで構成される。このダイアフラム１０に用いられるブチルゴムの配合組成は，ハロゲン化ブチル１００〜０重量部，レギュラーブチル０〜１００重量部，酸化マグネシウム１〜５重量部，カーボンブラック５〜１００重量部，パラフィン系オイル０〜２０重量部，酸化亜鉛１〜５重量部，樹脂加硫剤１〜２０重量部，加工助剤０〜１０重量部である。
図３中の一点鎖線２’で示したように，上ケース２をヒンジ部４を中心にして下方に回動して，上ケース２と下ケース３を閉じた状態においては，ラミネート装置１の内部には，ダイアフラム１０によって上下に仕切られた上チャンバ１１と下チャンバ１２が形成されるようになっている。上ケース２の上面と下ケース３の下面には，吸排気口１３，１４が設けてあり，図３中の一点鎖線２’で示したように，上ケース２と下ケース３が閉じられた状態において，これら吸排気口１３，１４を介して上チャンバ１１内と下チャンバ１２内をそれぞれ真空引きし，また，吸排気口１３，１４を介して上チャンバ１１内と下チャンバ１２内にそれぞれ大気圧を導入できるように構成されている。
下ケース３の内部にはヒータ盤１５が設けられている。このヒータ盤１５は，下ケース３の底面上に突設された支柱１６によって一定の高さに固定されており，ヒータ盤１５の上面の高さは，先に説明したトラバーサ３０，３１上面の高さよりも低い位置に設定されている。ヒータ盤１５は，例えばアルミ製のシーズヒータで構成され，また，ヒータ盤１５は温度制御を正確に行うための水冷パイプなどを備えていても良い。
また，下ケース３の底面には，太陽電池ａをヒータ盤上１５の面から上方に持ち上げた状態で保持することが可能な保持手段１７が配置されている。この実施の形態では，保持手段１７は，昇降機構１８と支持ピン１９によって構成されている。昇降機構１８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などの公知の昇降手段が適宜用いることができ，その稼働によって支持ピン１９を上下動させることができるようになっている。
ヒータ盤１５には，貫通孔２０が穿設されており，昇降機構１８の稼働によって上下動される支持ピン１９が，この貫通孔２０内を貫通するように配置されている。そして，昇降機構１８の稼働によって支持ピン１９が上昇した際には，図３中の一点鎖線１９’で示されるように，支持ピン１９の上端が，貫通孔２０内を通ってヒータ盤１５の上面よりも上方に突出するようになっている。また，このように上昇した支持ピン１９の上端の高さは，先に説明したトラバーサ３０，３１上面の高さよりも高い位置に設定されている。一方，昇降機構１８の稼働によって支持ピン１９が下降した際には，図３中の実線１９で示されるように，支持ピン１９の上端は，ヒータ盤１５の上面とほぼ一致する高さにまで下がるように構成されている。
本発明のラミネート装置１によって製造される被ラミネート体の一例としての太陽電池パネルａは，補強材とカバーガラスの間に，充填材を介してストリングをサンドイッチした構成を有する。補強材は例えばＰＥ樹脂などが使用される。充填材は，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。ストリングは，電極の間に，太陽電池セルをリード線を介して接続した構成を有する。
次に，太陽電池パネルａを製造する場合を例にとって，本発明の実施の形態にかかるラミネート装置１の動作を説明する。ラミネート装置１に太陽電池パネルａを挿入するに際しては，図１，２に示したように，ヒンジ部４を中心にして上ケース２は下ケース３の上方に回動されて，上チャンバ１１は開放状態であり，支持ピン１９は昇降機構１６の稼働によって予め下降された状態になっている。また，図１，２に示したように，ローダコンベア６は上昇した状態になっていて，その上面には被ラミネート体としての太陽電池パネルａが載置されており，アンローダコンベア７は下降した状態になっている。また，トラバーサ３０，３１は，ローダコンベア６とアンローダコンベア７の両側位置にそれぞれ待機した状態になっている。
このような状態において，先ず最初に，ローダコンベア６を下降させる。これにより，今までローダコンベア６の上面に載置されていた太陽電池パネルａがトラバーサ３０に支持された状態となる。そして，トラバーサ３０が図１，２中の一点鎖線３０’で示される位置にまで移動することにより，太陽電池パネルａを上ケース２と下ケース３の間に搬入する。なお，この太陽電池パネルａの搬入後，再びローダコンベア６は上昇し，その上面には次の太陽電池パネルａが搬入されることとなる。
次に，昇降機構１６の稼働によって支持ピン１９を上昇させる。こうして，図４に示すように，ヒータ盤１５の上面よりも上方に突出させた支持ピン１９の上端に，太陽電池パネルａを載置する。なお，図示のように，この状態においては，太陽電池パネルａはヒータ盤１５の上面に接触していない。そして，太陽電池パネルａを受け渡したトラバーサ３０は，再びローダコンベア６の両側位置に戻るように移動する。
次に，図５に示すように，ヒンジ部４を中心にして上ケース２を下ケース３に被せるように下方に回動させてラミネート装置１を密閉状態にする。そして，吸排気口１３，１４を介して上チャンバ１１内と下チャンバ１２内を同時に真空引きする。
そして，上チャンバ１１内と下チャンバ１２内を，例えば０.７〜１.０Torrにまで真空引きした後，図６に示すように，昇降機構１６の稼働によって支持ピン１９を下降させる。これにより，支持ピン１９の上端によって支持していた太陽電池パネルａが，ヒータ盤１５の上面に直接接触した状態となり，太陽電池パネルａが加熱される。この加熱によって，真空状態の状況下で太陽電池パネルａ内の充填材２３，２４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，吸排気口１３を介して上チャンバ１１内に大気圧を導入することにより，ダイアフラム１０を下方に膨張させ，太陽電池パネルａを，ヒータ盤１５の上面とダイアフラム１０との間で挟圧する。
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，太陽電池パネルａを製造した後，吸排気口１４を介して下チャンバ１２内に大気圧を導入する。また，昇降機構１６の稼働によって支持ピン１９を上昇させ，ヒータ盤１５の上面より上方に太陽電池パネルａを持ち上げ。その後，図７に示すように，ヒンジ部４を中心にして，上ケース２を下ケース３の上方に回動させることにより，ラミネート装置１を開放状態にする。なお，この上ケース２の持ち上げは，図示しないエアーシリンダなどによって行うことができる。
次に，トラバーサ３１が図１，２中の一点鎖線３１’で示される位置にまで移動することにより，支持ピン１９によって持ち上げられて太陽電池パネルａの下側に入り込む。その後，昇降機構１６の稼働によって支持ピン１９を下降させる。これにより，支持ピン１９の上端によって支持していた太陽電池パネルａがトラバーサ３１に支持された状態となる。
次に，トラバーサ３１が再びアンローダコンベア７の両側位置に戻るように移動することにより，上ケース２と下ケース３の間の位置から太陽電池パネルａを取り出す。その後，アンローダコンベア７は上昇し，その上面に太陽電池パネルａを受け取って，適宜搬出する。そして，搬出終了後，再びアンローダコンベア７は下降する。
以上の工程を繰り返すことにより，内部に気泡のない，性状の良い太陽電池パネルａを連続的に得ることが可能となる。このラミネート装置１によれば，ダイアフラム１０がブチルゴムで構成されているため，シリコン樹脂からなるダイアフラムを使用した場合に比べて，ダイアフラム１０の寿命が長くなり，交換の手間が省ける。また，低コストで被ラミネート体を提供できるようになる。特に太陽電池パネルａを製造する場合は，ラミネートする際に，充填材であるＥＶＡから過酸化物（ｐｅｒｏｘｉｄｅ）が発生するが，ブチルゴムは過酸化物とほとんど反応せず，劣化が著しく少ない。これに対して，シリコン樹脂は過酸化物と反応し，硬化して破損しやすい。
以上，本発明の好ましい実施の形態の一例を示したが，本発明はここで説明した形態に限定されない。例えば以上の実施の形態では，被ラミネート体の一例として，太陽電池パネルａ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る。特に，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も対応でき，また，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パネルを一体化させた，一体型モジュールなど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，太陽電池パネルに限らず，合わせガラスや装飾ガラス，合板などの製造にも供することができる。
【実施例】
以下，本発明の実施例を説明する。
図１〜７で説明したラミネート装置により太陽電池パネルをラミネートした。ダイアフラムを構成するブチルゴムの配合組成は，ハロゲン化ブチル１００〜０重量部，レギュラーブチル０〜１００重量部，酸化マグネシウム１〜５重量部，カーボンブラック５〜１００重量部，パラフィン系オイル０〜２０重量部，酸化亜鉛１〜５重量部，樹脂加硫剤１〜２０重量部，加工助剤０〜１０重量部である。このブチルゴムからなるダイアフラムは，従来使用していたシリコン樹脂からなるダイアフラムと同等の値段で入手できた。
ブチルゴムからなるダイアフラムは，ラミネートを繰り返しても硬くならず，破損しにくくなった。このブチルゴムからなるダイアフラムは，約６０００回程度のラミネート処理に耐え，１日に３００回のラミネート処理を，２０日以上行うことができた。従来のシリコン樹脂からなるダイアフラムを使用した場合に比べ，寿命は倍以上となった。
【産業上の利用可能性】
本発明によれば，ダイアフラムの寿命が長いラミネート装置を提供できる。また，低コストで被ラミネート体を製造できる。
【符号の説明】
ａ太陽電池
１ラミネート装置
１０ダイアフラム
１１上チャンバ
１２下チャンバ
１５ヒータ盤
１７保持手段
３０，３１トラバーサ

Claims

被ラミネート体をラミネートするラミネート装置であって，
ダイアフラムによって仕切られた上チャンバと下チャンバを有し，前記下チャンバにはヒータ盤が設けられ，上チャンバ内と下チャンバ内を真空引きした後，上チャンバ内に大気圧が導入されることにより膨張して，前記ヒータ盤の上に載置される被ラミネート体を押圧するための膨張自在なダイアフラムを備え，前記ダイアフラムはブチルゴムからなり、前記被ラミネート体が，太陽電池パネルである、ラミネート装置。
前記ブチルゴムの配合組成は，ハロゲン化ブチル１００〜０重量部，レギュラーブチル０〜１００重量部，酸化マグネシウム１〜５重量部，カーボンブラック５〜１００重量部，パラフィン系オイル０〜２０重量部，酸化亜鉛１〜５重量部，樹脂加硫剤１〜２０重量部，加工助剤０〜１０重量部である、請求項１に記載のラミネート装置。
前記ヒータ盤の上に載置される被ラミネート体を，被ラミネート体の搬入時においてヒータ盤上面から上方に離した状態で保持する保持手段を備える、請求項１または２に記載のラミネート装置。
前記保持手段が，被ラミネート体の搬出時においてもヒータ盤上面から上方に離した状態で保持するように構成されている、請求項３に記載のラミネート装置。