JP5741775B2 - シートの熱処理方法およびシートの熱処理装置 - Google Patents

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Description

本発明は、シートの熱処理方法およびシートの熱処理装置に関する。
資源の有効利用や環境汚染の防止等の面から、太陽光を直接電気エネルギーに変換する太陽電池の開発が進められている。太陽電池モジュールは一般的に図３に示すように、ガラス基板１とバックシート２との間にガラス面側の封止用シート３ａ、バックシート面側の封止用シート３ｂにより、太陽電池セル４を封止した構成となっている。
このような太陽電池モジュールは、ガラス基板１、封止用シート３ａ、太陽電池セル４、封止用シート３ｂおよびバックシート２の順で積層され、この積層体を真空ラミネートして加熱することにより、図４のとおり、気泡なく接着一体化することで製造される。
太陽電池モジュールに使用される封止用シート（以下、太陽電池封止用シートとする）の原材料としては、透明性や流動性の面からエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を主成分とすることが多く、架橋剤と架橋助剤とを含有する構成が知られている。太陽電池封止用シートの製造時には、ＥＶＡ樹脂組成物は未架橋のままシート状に製膜され、太陽電池モジュールの製造時に、封止用シートは真空ラミネート時の加熱によって架橋し固化する。
しかし、真空ラミネート時の加熱で、封止用シートが収縮変形する（以下、熱収縮と呼ぶ）ことによって、太陽電池セル４が破損したり、気泡が入り込んだりする場合がある。そのため、真空ラミネート時の加熱の際に、封止用シートの収縮が小さいことが要求される。
太陽電池封止用シートの一般的な製造方法は、押出機などで溶融した高温の樹脂を、口金などで吐出したり、カレンダローラで狭圧したりすることでシート状に成形し、速度差をかけて引き取り冷却固化してから、巻き芯の上にロール状に巻き取る。樹脂には架橋剤および架橋助剤が含有されているため、樹脂をシート状に成形する時に、架橋反応を抑制する必要がある。このことから、成形温度を充分に上げることができず、シート成形時に封止用シートには歪が多く残存する。そのため、真空ラミネート時の加熱によりシートは大きく収縮する。特に近年は真空ラミネート工程の処理時間を短くするために、架橋温度を低温化する傾向がある。そのため、太陽電池封止用シート製造時のシート成形温度がより低温化せざるを得ず、シート成形時の封止用シートの残留歪が大きくなることが問題となっている。
したがって、太陽電池モジュールの真空ラミネート工程の前に、封止用シートにアニール処理を行い、シートの残留歪を除去する工夫が必要となる。封止用シートの熱収縮を低減する従来の方法としては、例えば特許文献１では、封止用シートの製造工程において、シート状に成形した直後のシートを、複数の搬送ローラで搬送し、シートの温度を架橋温度よりも低く、軟化点よりも２０〜２５℃程度高い温度範囲で１〜２分間保持し、かつ、搬送ローラの入口側のローラの周速を出口側のローラの周速よりも速くすることで、大きな張力をかけずにアニール処理を施している。このような方法でシートの残留歪を除去し、真空ラミネート時の熱収縮を低減している。
特開２０００−０８４９９６号公報
しかしながら、近年、結晶シリコンの資源有効活用や、太陽電池モジュール普及に向けたコストダウンの要請から、太陽電子セルは厚さが１００μｍ前後に薄くなり、壊れやすくなってきている。そのため、ますます封止用シートの熱収縮を小さくする要求が強くなっている。特許文献１のアニール処理は、処理温度が封止用シートの融点近傍と低く、前述したように低温で成形した封止用シートが持つ残留歪を除去するには不充分である。封止用シートの残留歪を除去するには充分な温度と時間を付与することが必要であるが、アニール時間を長くとると、生産性の低下を招くこととなる。一方、アニール処理の温度を上げると、それが架橋温度に達しない温度であっても封止用シートとアニール工程内の搬送ローラとの粘着性が増加するため、搬送ローラに粘着し、巻き付きや破れが発生する。これを防ぐために、ローラ間の速度差で張力を上げると、搬送ローラからの封止用シートの剥離性は向上するものの、再び速度差により歪が発生する。このように、従来のアニール処理方法では、封止用シートの熱収縮を効率よく低減することは困難である。
本発明は上記実情を鑑みて、シートが搬送ローラに粘着することなく、シートを高い温度で熱処理することができるシートの熱処理方法を提供する。また、本発明はこの方法を実現できる熱処理装置を提供する。また、本発明は真空ラミネート時の加熱による収縮が小さく、太陽電池封止材として好適な封止用シートを製造する方法を提供する。
上記課題を解決する本発明のシートの熱処理方法は次の通りである。
熱処理炉内でシートを複数の搬送ローラで支持し、搬送するシートの熱処理方法において、これら複数の搬送ローラのうちの少なくとも１つが下記(ａ) 、(ｂ)および(ｃ)を満たすシートの熱処理方法。
(ａ) シートと接触する部分の十点平均粗さが２０μｍより大きく６０μｍ未満である。
(ｂ) シートと接触する部分が、水との接触角が１００°以上の材質で構成されている。
(ｃ) 当該ローラ、当該ローラのシート搬送方向１つ上流側の搬送ローラおよび当該ローラのシート搬送方向１つ下流側の搬送ローラが、シートの同じ側の面と接触する。
本発明において「十点平均粗さ」とは、日本工業規格ＪＩＳ Ｂ０６０１（２００１）に基づき測定した十平均粗さのことである。十点平均粗さは、株式会社ミツトヨ製接触式表面粗さ測定器にて、触針材質ダイヤモンド、触針先端半径２μｍ、測定力０．７５ｍＮで測定した値である。本願では「ＲｚＪＩＳ」と称する。
本発明において「水との接触角」とは、固体面上においた水滴の表面と固体面との交点において、水滴に引いた接線と固体面とのなす角で、水滴を含む側の角のことをいう。水との接触角は、公知の接触角自動測定器にて、日本工業規格ＪＩＳ Ｒ３２５７（１９９９）に基づき測定した。
本発明において「上流側」とは、シートが搬送されて来る方向のことであり、「下流側」とは、シートが搬送されて行く方向のことである。
本発明のシートの熱処理方法において、前記十点平均粗さが２０μｍより大きく４５μｍ以下であることが好ましい。
本発明のシートの熱処理方法において、前記シートが架橋剤を含み、前記(ａ) 、(ｂ)および(ｃ)を満たす搬送ローラの少なくとも１本が、このシートの、温度がこのシートの融点＋１０ ℃ 以上、このシートの融点＋４０ ℃ 以下である部分と接していることが好ましい。
本発明において「融点」とは示差走査熱量測定（ＤＳＣ）における昇温過程での吸熱ピーク値温度のことをいい、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ７１２１（２０１２）に基づき測定した値である。
本発明のシートの熱処理方法において、前記(ａ) 、(ｂ)および(ｃ)を満たす搬送ローラの少なくとも１本と前記シートとの接触距離が１００ｍｍ以下であることが好ましい。
本発明において「シートとの接触距離」とは、シートと搬送ローラが接触を開始した点から、該ローラとシートが剥離する点までのローラ周長のことをいう。
本発明のシートの熱処理方法において、前記熱処理炉を出た前記シートの片面にエンボス処理を施すことが好ましい。
本発明において「エンボス処理」とは、搬送性改善や、巻き取り中の封止用シート同士のブロッキングを防止するために、封止用シート表面に凹凸の形状を付与する処理のことをいう。
本発明のシートの熱処理方法において、前記シートがエチレン−酢酸ビニル共重合体を主成分として含む樹脂組成物で構成されていることが好ましい。
本発明のシートの熱処理方法において、前記(ａ) 、(ｂ)および(ｃ)を満たす搬送ローラの少なくとも1本の前記シートと接触する部分が、焼付けシリコーンまたはフッ素系の樹脂を含む材料で構成されていることが好ましい。
本発明において「樹脂組成物の主成分」とは、樹脂組成物の５０質量％以上を占める成分のことである。
本発明において「焼付けシリコーン」とは、加熱により架橋反応をさせたシリコーン樹脂のことで、シリコーン樹脂とはシリコン（ケイ素）と酸素からなるシロキ酸結合を有する合成樹脂の総称のことをいう。
本発明において「フッ素樹脂」とは、エチレン系炭化水素などの一部にフッ素元素を含む合成樹脂の総称のことをいう。
また、上記課題を解決する本発明のシートの熱処理装置は次の通りである。
シート加熱手段、シート搬送手段およびシート温度保持手段を有するシートの熱処理装置であって、前記シート搬送手段が複数の搬送ローラであり、これら複数の搬送ローラのうちの少なくとも１つが下記(ｄ)、(ｅ)および(ｆ)を満たすシートの熱処理装置。
(ｄ) 搬送中のシートと接触する部分の十点平均粗さが２０μｍより大きく６０μｍ未満である。
(ｅ) 搬送中のシートと接触する部分が、水との接触角が１００°以上の材質で構成されている。
(ｆ) 当該ローラ、当該ローラのシート搬送方向１つ上流側の搬送ローラおよび当該ローラのシート搬送方向１つ下流側の搬送ローラが、搬送中のシートの同じ側の面で接触する。
本発明において、「シート加熱手段」とは、太陽電池封止用シートを連続的に搬送する際に、シートに熱エネルギーを照射もしくは伝熱することで、所定の温度までシートを昇温させるための手段のことをいう。
本発明において、「シート搬送手段」とは、搬送方向に連続な太陽電池封止用シートを、製造工程の上流から下流に搬送するための手段をいい、本発明では搬送ローラのことをいう。
本発明において「シート温度保持手段」とは、太陽電池封止用シートを連続的に搬送する際に、シート温度を高温で一定時間以上保持するための手段のことをいう。
本発明のシートの熱処理装置において、前記十点平均粗さが２０μｍより大きく４５μｍ以下であることが好ましい。
本発明のシートの熱処理装置において、シートにエンボス処理を施すエンボス処理ローラが、この熱処理装置のシート搬送方向下流側に配置されていることが好ましい。
本発明のシートの熱処理装置において、前記(ｄ)、(ｅ)および(ｆ)を満たす搬送ローラの少なくとも１本の搬送中のシートと接触する部分が、焼付けシリコーンまたはフッ素系の樹脂を含む材料で構成されていることが好ましい。
また、上記課題を解決する本発明の太陽電池封止用シートの製造方法は次の通りである。供給源から架橋剤を含むシートを送り出し、熱処理炉内で前記シートに熱処理を施し、次いで前記シートを巻き取る、太陽電池封止用シートの製造方法において、前記熱処理として本発明のシートの熱処理方法を用いる太陽電池封止用シートの製造方法。
本発明において、「供給源」とは、シートを成形する溶融吐出源などのほか、原反ロールなどのシート巻出機などが含まれる。
また、上記課題を解決する本発明の太陽電池封止用シートの製造装置は次の通りである。
溶融樹脂をシート状に成形して太陽電池封止用シートを製造する太陽電池封止用シート製造装置であって、本発明のシートの熱処理装置を備える太陽電池封止用シートの製造装置。
本発明によれば、封止用シートを熱処理装置内で融点を超える温度で搬送しても、搬送ローラからシートを容易に剥離できるため、封止用シートに余計な歪を発生させることなく、封止用シートの熱収縮を効果的に除去することができる。
図１は、本発明の太陽電池封止用シートの製造装置の一例を示した概略模式図示図である。 図２は、本発明の太陽電池封止用シートの製造装置の一例を示した概略模式図示図である。 図３は、太陽電池モジュールの部材構成を示した概略模式図である。 図４は、太陽電池モジュールの部材構成を示した概略模式図である。 図５は、シート接触直後の従来の搬送ローラ表面を模式的に示す説明図である。 図６は、シート剥離直前の従来の搬送ローラ表面を模式的に示す説明図である。 図７は、シート接触直後の本発明の搬送ローラ表面を模式的に示す説明図である。 図８は、シート剥離直前の本発明の搬送ローラ表面を模式的に示す説明図およびその凸部の部分拡大図である。 図９(Ａ)は、条件(ａ)、(ｂ)および(ｃ)を満たす搬送ローラの一例を示す概略模式図であり、図９(Ｂ)、(Ｃ)および(Ｄ)は、条件(ｃ)を満たさない搬送ローラの一例を示す概略模式図である。
以下に本発明の好適な実施の形態を、太陽電池封止用シートの製造方法に適用した場合を例にとって、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の製造方法の一実施態様を示す概略図である。なお、図１は主要部のみを示し、構造物を固定するフレームや搬送ローラの一部は省略してある。
ここで、例示する太陽電池封止用シートの製造装置の搬送対象となるシート３の供給源はいかなるものでもよい。好ましい例としては、図１のとおり、高温下で溶融したエチレン系共重合体樹脂を押出機１１で混連して溶融し、溶けた樹脂を口金１２からポリシングローラ１３ａ,１３ｂに吐出して固化させ、シート状に成形する。押出機１１はシリンダ内部にスクリューを配置したものであり、架橋剤を混ぜ合わせた前記樹脂を低温で吐出するためには、せん断発熱の小さい二軸押出機がより好ましい。この場合の吐出温度は樹脂の選定と架橋剤によって異なるが、好ましくは９０℃以上１３０℃以下が好ましく、より好ましくは１００℃以上１１５℃以下である。この他に、シート供給源は、溶融した樹脂を２つのローラ間で狭圧し引き伸ばすことで成形するカレンダ装置を利用してもよい。このとき、ポリシングローラ１３ａもしくは１３ｂのいずれかで、シート成形時に封止用シート３の片面をエンボス加工してもよい。あるいは、ポリシングローラ１３ａおよび１３ｂの両方で、シート成形時にシート３の両面をエンボス加工してもよい。エンボス加工を施すことで、下流工程でのシート３とローラの接触面積を低減し、搬送性をよくすることができる。
こうして供給源から送り出されたシート３は、熱処理装置１４に送られ、シート加熱手段であるヒータ１５により加熱され、高温の状態のまま複数の搬送ローラ１６ａで搬送される。シート３は熱処理装置１４を出た後に、好ましくは冷却ローラ２０により冷却された後、巻取機３２によって巻き取られる。
図２は、本発明の製造方法の別の実施態様を示す概略図である。図２の実施形態に示すように、封止用シートを中間製品３４として巻き取り、後工程であるリワインダ３４にてシート３を巻き出し、熱処理装置１４で加熱処理してもよい。
シート３の樹脂は、透明であって接着性や柔軟性を有するものであれば、特に限定されない。例えば、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレンを主成分とする他のモノマーとの共重合体等のポリエチレン系樹脂が挙げられる。ここで、エチレンを主成分とする他のモノマーとの共重合体とは、共重合体中の５０質量％以上がエチレンである共重合体である。エチレンを主成分とする他のモノマーとの共重合体として、エチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−不飽和モノマー共重合体が挙げられる。α−オレフィンとしては、α−オレフィンが、エチレン、プロピレン、１−ブテン、イソブチレン、１−ペンテン、２−メチル−１−ブテン、３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン、１−ヘプタン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセンなどが挙げられる。不飽和モノマーとしては、酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル酸、メチルアクリレ−ト、メチルメタクリレ−ト、エチルアクリレ−ト、または、ビニルアルコ−ルなどが挙げられる。またこれらのポリオレフィン系樹脂に、必要に応じて、シラン化合物や、カルボン酸、グリシジル化合物などを用いて、少量共重合させたり、変性させたりすることは好ましい態様の一つである。
これらの中でも、ガラスとの密着性もよく、コスト面で優れるエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）や、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体（ＥＭＭＡ）、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）が、封止用シートを構成する樹脂組成物の主成分として好適である。また、これらのような高温で粘着性が高くなるような樹脂に対して、特に本発明は効果を奏する。
シートを構成する樹脂組成物としてＥＶＡが主成分である樹脂組成物を用いた場合、柔軟性および透湿性の観点からＥＶＡ中の酢酸ビニル（ＶＡ）含有率は１５〜３５質量％であることが好ましい。ＥＶＡは、ＶＡ含有率により融点が変化し、１５〜３５質量％の場合、融点は６０〜９０℃の範囲となる。また、ＥＶＡのメルトフローレートは２〜５０ｇ／１０分であることが好ましい。
封止用シートを構成する樹脂組成物としてＥＭＭＡが主成分である樹脂組成物を用いた場合、柔軟性および透湿性の観点からＥＭＭＡ中のメタクリル酸（ＭＭＡ）の含有率は１５〜２８質量％であることが好ましい。ＥＭＭＡは、ＭＭＡ含有率により融点が変化し、１５〜２８質量％の場合、融点は６８〜９４℃の範囲となる。また、ＥＭＭＡのメルトフローレートは２〜５０ｇ／１０分であることが好ましい。
封止用シートを構成する樹脂組成物としてＶＬＤＰＥが主成分である樹脂組成物を用いた場合、柔軟性および透明性の観点から、この樹脂組成物の密度は９００ｋｇ／ｍ３以下、融点は１００℃以下であることが好ましい。また、ＶＬＤＰＥのメルトフローレートは２〜５０ｇ／１０分であることが好ましい。
また、シートは単層のシートであっても、シートの厚み方向に異なる樹脂組成物の層を２層以上に積層させた多層シートであってもよい。多層シートであっても、搬送ローラに接する面に上述した接着性や柔軟性を有する樹脂組成物からなる層を有していれば、本発明は効果を奏する。
本発明で用いる樹脂組成物には、耐熱性の向上のための添加剤として架橋剤を配合して架橋構造を持たせる。この架橋剤としては、一般に、１００〜１２０℃以上で架橋反応を開始し始める有機過酸化物が用いられる。このような有機過酸化物としては、例えば２，５−ジメチルヘキサン；２，５−ジハイドロパーオキサイド；２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン；３−ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド；ｔ−ジクミルパーオキサイド；２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン；ジクミルパーオキサイド；α，α’−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン；ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン；２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン；１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン；１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン；ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート；ベンゾイルパーオキサイド；ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルカーボネート等を用いることができる。これらの有機過酸化物の配合量は、一般に樹脂組成物１００質量部に対して５質量部以下、好ましくは０．２〜２質量部である。
さらに、樹脂組成物の架橋率を向上させ、耐熱性を向上するための添加剤として樹脂組成物に架橋助剤を添加することができる。この目的に供される架橋助剤としては、公知のものとしてトリアリルイソシアヌレート；トリアリルイソシアネート等の３官能の架橋助剤の他、ＮＫエステル等の２官能や単官能の架橋助剤等も挙げることができる。これらの架橋助剤の配合量は、一般に樹脂組成物１００質量部に対して５質量部以下、好ましくは１〜３質量部である。
また、太陽電池の封止膜として、ガラスや発電素子との接着力を向上させるための添加剤として、樹脂組成物にシランカップリング剤を添加することが一般的である。この目的に供されるシランカップリング剤としては公知のもの、例えばγ−クロロプロピルトリメトキシシラン；ビニルトリクロロシラン；ビニルトリエトキシシラン；ビニル−トリス−（β−メトキシエトキシ）シラン；γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン；β−（３，４−エトキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン；γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン；ビニルトリアセトキシシラン；γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン；γ−アミノプロピルトリメトキシシラン；Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。これらのシランカップリング剤の配合量は、一般に樹脂組成物１００質量部に対して５質量部以下、好ましくは０．１〜１質量部である。
さらに、樹脂組成物の安定性を向上させるための添加剤として、ハイドロキノン；ハイドロキノンモノメチルエーテル；ｐ−ベンゾキノン；メチルハイドロキノンなどを添加することができ、これらの配合量は、一般に樹脂組成物１００質量部に対して３質量部以下である。
さらに、必要に応じ、上記以外の添加剤として紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤等を添加することができる。紫外線吸収剤には、２−ヒドロキシ−４−オクトキシベンゾフェノン；２−ヒドロキシ−４−メトキシ−５−スルフォベンゾフェノン等のベンゾフェノン系；２−（２’−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系；フェニルサルシレート；ｐ−ｔ−ブチルフェニルサルシレート等のヒンダートアミン系がある。酸化防止剤としては、ジーｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ｎ−オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニルプロピオネート）等がある。光安定剤としては、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペラジル）セバケート等がある。
前記製造方法において、供給源より送り出されたシート３には、シート成形時に生じた歪が残留しており、熱処理装置１４での加熱処理により歪を除去している。熱処理装置１４はシートを再加熱するシート加熱手段と、シートを搬送するシート搬送手段と、加熱したシートの温度を保持するシート温度保持手段で構成される。
シート加熱手段は、前記熱処理装置１４の入口から出口に至る搬送方向の領域の内の少なくとも一部に、シートの幅方向全幅に渡って、シートを適切な温度まで加熱するために配設されている。この加熱には、シートを搬送するローラからの伝熱を利用して加熱する方法や、赤外線ヒータを近接させて、輻射熱で加熱する方法や、熱風をシートに吹き当てて熱伝達を利用して加熱する方法などいずれでもよい。
シート搬送手段は複数の搬送ローラ１６ａにより構成されており、回転することでその表面に接触したシート３を搬送するものである。これら搬送ローラ１６ａは、図示していないモータ等の駆動源により、ベルトやチェーン等の駆動伝達手段を介して回転駆動されることが好ましい。駆動が難しい部位については、摩擦抵抗の低いベアリングなどで回転支持することで駆動しないローラを用いることができる。
ここで、シートが搬送ローラに巻き付かないで、安定して搬送されるためには、シートが搬送ローラに粘着する力に対して、シートを搬送ローラから剥離しようとする張力が大きい必要がある。剥離しようとする張力は搬送ローラの間の速度差とシート３の剛性に比例する。シートは高温になると軟化し、特に融点を超えると、分子鎖が滑り始め、著しい軟化現象が生じるため、シートの剛性が下がり、剥離しようとする張力が小さくなる。また、前述のとおりシートは融点を超えると軟化により流動性を示すため、このような状態で、搬送ローラに接触すると、図５のとおり、接触直後はローラ表面のマクロな凹凸の凸部のみに接触しているが、搬送ローラからシートが剥離するまでの間に、図６のとおり、搬送ローラ表面のマクロな凹凸の凹部にシート３が入り込み、接触面積が増大し、粘着力が大きくなる。このように封止用シートは融点を超えると、軟化により剛性が低下して剥離しようとする張力が低下し、かつ流動性の増加により凹凸に樹脂が入り込み粘着力が増加し、搬送ローラに巻き付きやすくなる。一方、剥離しようとする張力は、シートの剛性に搬送ローラ間の速度差をかけたものであり、粘着・巻き付きを回避するために、搬送ローラの間の速度差を大きくすることを行うと逆に封止用シートが軟化によりシートの分子鎖が搬送方向に滑りながら伸張するため、本来の熱処理炉としてシートの歪を除去するどころか逆に歪を発生させ熱収縮を大きくしてしまう。
そこで、搬送ローラへの封止用シートの巻き付きを防止するには、搬送ローラのシートと接触する部分の粘着力を減らし、なおかつ、シートの搬送中に搬送ローラとシートとが接触する距離を短くすればよい。ここで、搬送ローラのシートと接触する部分とは、搬送ローラの表面のうち、シートを搬送している間にシートと接触する部分のことをいう。以後この部分のことを、シート接触部分とする。搬送ローラとシートとが接触する距離とは、シートを搬送している搬送ローラを搬送ローラの軸方向から観察したときに、シートが搬送ローラと接触し始める点から搬送ローラから剥離し始める点までの搬送ローラ円周上の距離のことである。以後この距離のことをシート接触距離とする。
特に、シートの温度が融点を超えている位置にある搬送ローラが、シート接触部分の粘着力が小さく、シート接触距離が短ければ、シートの温度を高くして熱収縮を低減できるとともに、それに伴う巻き付きの問題を解決できる。
本発明では以下に述べるように、搬送ローラのシート接触部分の粘着力を減らすために、搬送ローラの「水との接触角」と「十点平均粗さ」を適切な範囲に設定し、搬送ローラとシートとのシート接触距離を短くするために、シートの「搬送経路」を規定している。
(ａ)水との接触角
搬送ローラがシートに対して優れた離型性を持つためには、搬送ローラのシート接触部分に水との接触角が大きい材質をもちいることが好ましい。特に搬送ローラのシート接触部分を水との接触角が１００°以上の材質で構成することで優れた離型性を示す。より好ましくは接触角が１１０°以上である。水との接触角が大きいほど、シート接触部分の分子間力が小さいので、シートが軟化して接触面積が増大した場合においても、粘着力を抑えることができる。接触角が１００°未満であると、シートが搬送ローラに粘着し、剥離のために強い張力が必要なため、良好な熱収縮低減効果を得ることができない。
(ｂ)十点平均粗さ
搬送ローラが、軟化したシートに対してさらに優れた離型性を持つためには、搬送ローラのシート接触部分の十点平均粗さが２０μｍより大きく６０μｍ未満であればよい。十点平均粗さの下限は２５μｍ以上が好ましい。十点平均粗さの上限は４５μｍ以下が好ましく、４０μｍ以下がより好ましい。
十点平均粗さが上記範囲であると軟化したシートを搬送ローラに接触させた際に、図７のとおり、接触直後はマクロな凹凸の凸部のみに接触する。そして、搬送ローラから剥離するまでの短時間の間に、図８のとおり、凸部のミクロな凹凸にシートを構成する軟化した樹脂が入り込む。しかし、搬送ローラ表面に接触している短時間の間ではシートが入り込めないほどマクロな凹凸を搬送ローラ表面に形成しているので、シートは搬送ローラ表面のマクロな凹凸の凹部には接触せず、シートと搬送ローラとの接触面積を低減できる。一方、接触している部分については融点を超えたシートの樹脂がミクロな凹凸の凹部に入り込んでいるが、水との接触角が１００°以上であるので、シートの粘着を防止できる。
十点平均粗さが２０μｍ以下であると、軟化したシートが搬送ローラに接触し、搬送ローラから剥離するまでの短時間の間に、封止用シートが搬送ローラ表面のマクロな凹凸の凹部に入り込み接触面積を低減できない。そのため、融点を超えた搬送シートの巻き付きを防止できない。また、十点平均粗さが６０μｍ以上であると、精度よく搬送ローラ表面を加工できず目詰まりもしやすい。
以後、シート接触部分の「(ａ)水との接触角」および「(ｂ)十点平均粗さ」が共に上記範囲内を満たす搬送ローラのことを、「(ａ)および(ｂ)を満たす搬送ローラ」とする。
なお、本発明における水との接触角は、搬送ローラのシート接触部分の材質と同じ材質の試験片を用いて日本工業規格ＪＩＳ Ｒ３２５７（１９９９）に基づいて測定した値である。(ａ)および(ｂ)を満たす搬送ローラのシート接触部分で直接測定する、つまりローラ上で測定する際は、曲面上であり、粗さもあることから、日本工業規格ＪＩＳ Ｒ３２５７（１９９９）に基づいた測定が難しいことがある。この場合は、ローラ上の水との接触角は、ローラ上に滴下した水滴をカメラで撮影し、水滴の表面とローラ面との交点で、水滴に引いた接線とローラに引いた接線とのなす角を測定することにより求めてもよい。
(ａ)および(ｂ)を満たす搬送ローラ上で測定された水との接触角の値は、試験片で測定された水との接触角の値よりも大きくなり、１１０°以上になる。
また、(ａ)および(ｂ)を満たした搬送ローラのシート接触部分の剥離力は２Ｎ／３０ｍｍ幅未満である。剥離力の測定は、実施例の[剥離力]に記載したとおりである。
(ｃ)搬送経路
さらに、搬送ローラと封止用シートとのシート接触距離を短くするために、(ａ)および(ｂ)を満たす搬送ローラ、(ａ)および(ｂ)を満たす搬送ローラのシート搬送方向１つ上流側の搬送ローラ並びに(ａ)および(ｂ)を満たす搬送ローラのシート搬送方向１つ下流側の搬送ローラが、搬送中のシートの同じ側の面と接触するような搬送経路でシートを搬送する。このような搬送経路とすることで、(ａ)および(ｂ)を満たす搬送ローラへのシートの巻き付き角を小さくでき、シート接触距離を短くできる。以後、(ａ)および(ｂ)を満たし、かつこのような搬送経路となるように配置されている搬送ローラを「(ａ)、(ｂ)および(ｃ)を満たす搬送ローラ」とする。
図９を使って具体例を説明する。図９(Ａ)では、(ａ)および(ｂ)を満たす搬送ローラ１６ａ２、(ａ)および(ｂ)を満たす搬送ローラのシート搬送方向１つ上流側の搬送ローラ１６ａ１、並びに(ａ)および(ｂ)を満たす搬送ローラのシート搬送方向１つ下流側の搬送ローラ１６ａ３が、搬送中の封止用シート３の同じ側の面と接触しながらシート３を搬送している。図９(Ｂ)では、搬送ローラ１６ａ２が接するシート３の面と、搬送ローラ１６ａ１および搬送ローラ１６ａ２が接するシート３の面とが異なっている。図９(Ｃ)および(Ｄ)では、搬送ローラ１６ａ２が接するシート３の面と、搬送ローラ１６ａ１または搬送ローラ１６ａ２が接するシート３の面とが異なっている。図９(Ａ)と図９(Ｂ)〜(Ｄ)とを対比することで分かるように、図９(Ａ)のように、搬送ローラ１６a１、１６ａ２、１６ａ３の全てが封止用シート３の同じ面で接触するようにシート３を搬送することで、(ａ)および(ｂ)を満たす搬送ローラ１６ａ２への封止用シートの巻き付き角を小さくでき、シート接触距離を短くすることができる。なお、図９はあくまでも説明のための一例であり、本発明における搬送ローラの配置は図９の配置に限られるものではない。
シート接触距離を短くすれば、実質的に接触時間を短くすることになり、シートが搬送ローラに接触しても、シートを構成する軟化した樹脂がマクロな凹凸の凹部に入り込む前に、搬送ローラからシートが剥離するので、シートを搬送ローラから容易に引き剥がすことができる。より、好ましくは図１や図２に示すように、熱処理装置内の全ての搬送ローラを実質的に水平に配置して、全ての搬送ローラがシートの同じ面と接触するようにしてシートを搬送するのがよい。
また、搬送シートの伸張歪を低減する上でも、(ａ)、(ｂ)および(ｃ)を満たす搬送ローラであることが好ましい。熱処理装置内の搬送シートは融点を超え、軟化しているため、自重によりたわみ変形を起こす。これにより軟化したシートが伸張し、シートに歪を発生させる。シートを支持する搬送ローラの間隔が長いほど、たわみ変形は大きくなり、シートが伸張する。しかし、(ａ)、(ｂ)および(ｃ)を満たす搬送ローラとすることで、シートを支持する搬送ローラの間隔を短くすることができ、自重による伸張歪を抑制できる。特に、図１や図２に示すように、熱処理装置内の全ての搬送ローラを実質的に水平に配置して、全ての搬送ローラがシートの同じ面と接触するようにしてシートを搬送したときに効果を発揮する。ただし、搬送ローラの間隔を短くしすぎると、ローラ本数が増えるためハンドリングが困難であり、メンテナンスも煩雑になる。そのため、ローラ中心間隔は１００ｍｍより大きく３５０ｍｍ以下であることが好ましい。ローラ中心間隔の下限は１５０ｍｍ以上が好ましい。ローラ中心間隔の上限は３００ｍｍ以下が好ましい。
(ａ)、(ｂ)および(ｃ)を満たす搬送ローラを、熱処理装置内の搬送シートが高温となる領域に配置することで、搬送ローラへのシートの粘着を防止できる。その結果、シートを低張力で搬送しても、シートが搬送ローラに巻き付くことがなく、熱収縮が小さい封止シートを得ることができる。好ましくは、熱処理装置内のシートが融点以上まで加熱される領域に、(ａ)、(ｂ)および(ｃ)を満たす搬送ローラを配置する。より好ましくは、熱処理装置内のシートの温度が融点＋１０℃以上融点＋４０℃以下となる領域に、(ａ)、(ｂ)および(ｃ)を満たす搬送ローラを配置する。もちろん、熱処理装置内の全ての搬送ローラを、(ａ)、(ｂ)および(ｃ)を満たす搬送ローラにしてもよい。
熱処理装置内でシートを引っ張る張力は１Ｎ／ｍ以上１５Ｎ／ｍ以下が好ましい。より好ましくは１Ｎ／ｍ以上５Ｎ／ｍ以下である。張力が１５Ｎ／ｍ以下であれば、シートに余計は歪みを発生させることがない。上記(ａ)、(ｂ)および(ｃ)を満たす搬送ローラを用いれば、このような低い張力であっても、シートを搬送ローラから剥離することができる。
搬送ローラの幅方向のうち、シート接触部分をフッ素樹脂または焼付けシリコーンを含む材料で構成するのが好ましい。上記(ａ)、(ｂ)および(ｃ)を満たす搬送ローラのみをこのような材料で構成してもよく、それ以外の搬送ローラもこのような材料で構成してもよい。
搬送ローラ上へのフッソ樹脂の形成はいかなる方法でも良い。例えば、フッソ樹脂塗料をコーティングや吹きつけなどにより、搬送ローラ表面に含浸または塗布して形成してもよい。また、テープ状やチューブ状のフッ素樹脂を搬送ローラに被覆することで形成してもよい。
搬送ローラ上への焼付けシリコーンの形成はいかなる方法でも良い。例えば、シリコーン塗料をコーティングや吹きつけなどで搬送ローラ上に含浸または塗布し、電気炉などを用いて焼付けして形成しても良い。
搬送ローラの母材は、鋼、ステンレス鋼、アルミ合金、ＣＦＲＰなどが好ましい。
シートを構成する樹脂は一般にさまざまな分子量と融点を持つ樹脂を含有しており、ある幅で分子量分布を有する。従って、シートの温度が融点を大きく超え、融点＋１０℃以上になるとこの分子量分布の融点が高い成分の分子鎖も滑り始めるため、粘着力がさらに増大する。このような状況に特に本願発明の搬送ローラは好適であり、上記表面により容易に剥離することができる。さらに熱処理中のシートの温度が高くなり、融点＋４０℃を超えると、シートの架橋温度に達してしまう。シートの残留歪を充分に除去するために、シートを高温で搬送することが好ましいことから、熱処理の際のシートの温度は、搬送方向における少なくとも一部を、シート材の融点の＋１０℃以上かつ融点＋４０℃以下にすることが好ましい。シートの温度の下限は、シート材の融点＋１５℃以上がより好ましい。シートの温度の上限は、シート材の融点＋２５℃以下がより好ましい。例えば、融点が７５℃であるＥＶＡで構成されたシートを製造する場合、シートの温度は８５℃以上１１５℃以下が好ましく、９０℃以上１００℃以下がより好ましい。
搬送ローラは、その表面温度が低すぎると、シートが冷却されてしまい、充分に残留歪を除去できない場合がる。逆に、表面温度が高すぎると、シートが搬送ローラに粘着し、シートを良好に搬送できない場合がある。そのため、搬送ローラの表面温度はシートの温度−３０℃以上シートの温度＋３０℃以下が好ましい。搬送ローラの表面温度の下限はシートの温度−１５℃以上がより好ましい。搬送ローラの表面温度の上限はシートの温度＋１５℃以下がより好ましい。
熱処理装置によりシートが加熱処理される時間は、シートが融点＋１０℃以上に維持される時間が２０秒以上２分以下であることが好ましい。２０秒以上であれば、シートの残留歪を充分に除去できる。２分以下であれば、熱処理装置１４をコンパクトにでき、設備が安価にできる。
シートの剥離を容易にするために、(ａ)、(ｂ)および(ｃ)を満たす搬送ローラの上流側接点と下流側接点との接点間距離は１００ｍｍ以下が好ましい。接点間距離は５０ｍｍ以下がより好ましい。接点間距離は０ｍｍ、つまり上流側接点と下流側接点が一致するのが特に好ましい。上流側接点とは、搬送ローラと、この搬送ローラの一つ前の上流側搬送ローラとの間に引くことのできる４本の共通接線の内、シートが通過する位置に該当する共通接線と、この搬送ローラとの接点のことをいう。下流側接点とは、搬送ローラと、この搬送ローラの一つ後の下流側搬送ローラとの間に引くことのできる４本の共通接線の内、シートが通過する位置に該当する共通接線と、この搬送ローラとの接点のことをいう。接点間距離とは、上流側接点から下流側接点までのローラ周長の内、短い方の距離のことをいう。
さらに、前記ローラ中心間隔を３５０ｍｍ以下とし、接点間距離が上記の範囲となるように搬送ローラを配置すればシートと搬送ローラが接触を開始した点から、搬送ローラとシートが剥離する点までのローラ周長、つまりシートと搬送ローラとの接触距離を１００ｍｍ以下、好ましくは５０ｍｍ以下にできる。好ましくは図１、図２のように搬送ローラを実質的に水平に配置する。また、前述したとおり、シートは融点を超えると粘着性が増大することから、熱処理装置内のシートが融点以上に加熱される領域で、シートと搬送ローラの接触距離を１００ｍｍ以下にするのが好ましい。熱処理装置内のシートが融点＋１０℃以上融点＋４０℃以となる領域で、シートと搬送ローラの接触距離が１００ｍｍ以下にするのがより好ましい。
シート温度保持手段は熱処理装置の入口から出口に至る領域の内少なくとも一部に配設されている。シートの温度保持には、いかなる方法でもよい。例えば、ノズルから熱風を噴出し、炉内の雰囲気温度を制御することにより温度保持する手段が好ましい。熱風ノズルの態様は様々取りえるが、本実施形態では、シートの下部に配置されており、シートの搬送方向に沿って複数設けられている。また、熱処理装置全体を断熱性の高い筐体で囲うことが好ましい。
また、シートが最大温度になる領域よりも下流で、熱処理装置１４の出口までの領域で、シートを冷却する領域があることがより望ましい。なおこの冷却では、熱処理装置の出口から出たシートが、自重等によりたわみ変形を起こさないように、樹脂組成物の融点＋１０℃以下にシート温度を低減させる機能があればよい。
また、好ましくは、熱処理装置と前述の冷却ローラ２０の間にエンボス処理ローラ１８およびエンボス処理対向ローラ１９を配置し、シートを狭圧することで、前記シートにエンボス処理をする。熱処理装置通過後のシートの温度低下を防止するために、エンボス処理ローラおよびエンボス処理対向ローラは、熱処理装置にできる限り近接していることが好ましい。熱処理装置の出口から、エンボス処理ローラの中心までの距離は２５０mmから２５００ｍｍが好ましく、より好ましくは２５０mmから１５００ｍｍである。
エンボス処理を行うのに際し、熱処理装置を出たシートの温度と、エンボス処理ローラに導入されるシートの温度を制御することが好ましい。シートの温度制御にはいかなる方法を用いてもよい。例えば、シートを搬送するローラからの伝熱を利用して温度を制御する方法があげられる。また、熱処理装置からエンボス処理の間にローラを配置する場合は、熱処理装置内の搬送ローラと同様、離型性を付与しておくことが好ましい。
エンボス処理ローラおよびエンボス処理対向ローラに供給されるシートの温度は融点より１０℃低い温度から融点より２０℃高い温度範囲内であると好ましい。
ポリシングローラである程度エンボス加工した場合に、シート表面のエンボス形状が、熱処理装置でシートを融点以上に加熱した場合に溶けて無くなるが、熱処理装置通過後にエンボス加工を行えば、エンボス形状が維持されるので、搬送性が改善し、ブロッキングも防止できる。
さらに、シート表面にエンボス処理があると、太陽電池モジュールに成形する際に、クッション性が高まり、セルの割れの問題を起きにくくする効果もある。そのために、好ましくは、エンボス処理ローラの表面に彫刻加工等により深さが１０μｍ以上の深い凹凸形状を形成しておくことが好ましい。
本発明では、前記加熱処理後のシートの８０℃における熱収縮を３０％以下とすることが特徴であり、これにより、太陽電池モジュール製造時、特に１２０μｍ以下の薄型太陽電池セルを扱う場合において、シートの収縮変形による太陽電池セルの位置ずれまたは太陽電池セルの割れを防止でき、太陽電池の封止材として好ましい。より好ましくは熱収縮０〜１５％である。熱収縮は、８０℃の温水中に１分間放置した際のシートの寸法変化量を測定することにより計算されるもので、測定並びに計算方法は、実施例に記載の通りである。
太陽電池封止用シートの製造装置を用いて、封止用シートを製造した結果を説明する。
［実施例１]
エンボス処理ローラ１８およびエンボス処理対向ローラ１９を使用しなかった以外は、図１に概略を示した製造装置を用いて封止用シートを製造した。ＥＶＡ（酢酸ビニル含有量：２８質量％、メルトフローレイト：１５ｇ／１０分、融点：７１℃）１００質量部、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート（１時間半減期温度：１１９℃）０．５質量部、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール０．１質量部および２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン０．３質量部からなる樹脂組成物を準備した。この樹脂組成物を２軸押出機１１に供給して１００℃にて溶融混練し、１０５℃に保持されたＴダイ１２から封止用シートを押出した。なお、Ｔダイのリップ幅は１３００ｍｍ、リップ間隙は１．０ｍｍとした。
この封止用シートを２０℃に保持されたポリシングロール１３ａ、１３ｂによって冷却固化した。なお、封止用シートがＴダイから吐出された時点のシート温度は１０７℃であり、シート搬送速度は１０ｍ／分であった。
次に、熱処理装置１４に封止用シートを供給し、搬送ローラ１６ａで封止用シートを搬送した。この熱処理装置内を通過するシートの温度は最大７４℃で、熱処理装置内を３０秒間で通過する条件とした。熱処理装置１４内の全ての搬送ローラ１６ａと封止用シートとの接触距離は１５０ｍｍ以下となるようにした。熱処理装置１４内の全ての搬送ローラ１６ａは次の条件を満たすものとした。
・封止用シートと接触する部分の材質：フッ素樹脂
・封止用シートと接触する部分の水との接触角：１０３°
・封止用シートと接触する部分の十点平均粗さ：５５μｍ。
こうして熱処理装置１４に通して加熱処理したシートを冷却ロール部２１で冷却して巻き取った。巻き取った直後のシート温度は２８℃であった。
［実施例２］
熱処理装置１４内を通過するシートの温度を最大８５℃にした以外は実施例１と同じ条件で封止用シートを製造した。
［実施例３］
熱処理装置１４内を通過するシートの温度を最大１０８℃にした以外は実施例１と同じ条件で封止用シートを製造した。
［実施例４］
水との接触角が１０９°の搬送ローラを使用した以外は、実施例３と同じ条件で封止用シートを製造した。
［実施例５］
水との接触角が１２１°の搬送ローラを使用した以外は、実施例３と同じ条件で封止用シートを製造した。
［実施例６］
十点平均粗さが４３μｍの搬送ローラを使用した以外は、実施例５と同じ条件で封止用シートを製造した。
［実施例７］
十点平均粗さが２９μｍの搬送ローラを使用した以外は、実施例５と同じ条件で封止用シートを製造した。
［実施例８］
搬送ローラ１６ａと封止用シートとの接触距離を１００ｍｍとした以外は、実施例７と同じ条件で封止用シートを製造した。
［実施例９］
搬送ローラ１６ａと封止用シートとの接触距離を７０ｍｍとした以外は、実施例７と同じ条件で封止用シートを製造した。
［実施例１０］
熱処理装置１４の直後にエンボス処理ローラ１８およびエンボス処理対向ローラ１９を設置した以外は実施例９と同じ条件で封止用シートを製造した。
［実施例１１］
表面の材質が焼付けシリコーンで、水との接触角が１２４°の搬送ローラを使用した以外は実施例１０と同じ条件で封止用シートを製造した。
［比較例１］
水との接触角が１０３°で、十点平均粗さが１５μｍの搬送ローラを使用した以外は実施例１０と同じ条件で封止用シートを製造した。
［比較例２］
水との接触角が９６°で、十点平均粗さが２９μｍの搬送ローラを使用した以外は実施例１０と同じ条件で封止用シートを製造した。
［比較例３］
水との接触角が９６°で、十点平均粗さが１５μｍの搬送ローラを使用した以外は実施例１０と同じ条件で封止用シートを製造した。
［比較例４］
表面の材質がシリコーン、水との接触角が９０°、十点平均粗さが１５μｍの搬送ローラを使用した以外は実施例１０と同じ条件で封止用シートを製造した。
［比較例５］
熱処理装置１４内を通過するシートの温度を最大８５℃にした以外は比較例４と同じ条件で封止用シートを製造した。
［比較例６］
熱処理装置１４内を通過するシートの温度を最大７４℃にした以外は比較例４と同じ条件で封止用シートを製造した。
［比較例７］
熱処理装置１４内を通過するシートの温度を最大６７℃にした以外は比較例４と同じ条件で封止用シートを製造した。
各実施例、比較例の製造条件および評価結果を表１に示す。評価方法は以下のとおりである。
[ブロッキング]
巻き上がったロールのブロッキングの発生有無を確認し、全く見られなかった場合には「Ａ」、ブロッキングが見られた場合には「Ｂ」、ブロッキングによりシートの変形や破れが発生し、製品として認められない場合には「Ｃ」と判定した。「Ａ」であれば優れた封止用シートであり、「Ｂ」であれば実用上問題はない。
[剥離力]
得られた封止用シートから３０ｍｍ×８０ｍｍの平面長方形状の試験片を切り出した。この試験片を、搬送ローラのシート接触部分の材質と同じ材質の基板または搬送ローラのシート接触部分から切り出した基板とＰＥＴシートとで挟み、熱プレスにより圧力１ＭＰａ、プレス温度８０°で９０秒間プレスした。そしてＰＥＴシートを引っ張り上げ、そのときの荷重を測定した。剥離力が２Ｎ／３０ｍｍ幅未満を「Ａ」、２Ｎ／３０ｍｍ幅以上３Ｎ／３０ｍｍ幅未満を「Ｂ」、３Ｎ／３０ｍｍ幅以上を「Ｃ」と判定した。
[熱収縮]
得られた封止用シートから一辺が１２０ｍｍの平面正方形状の試験片を切り出した。この試験片上に、製造時の走行方向に対して垂直な直線を二本引いた。この時の直線間の間隔は１００ｍｍとした。次に、試験片を８０℃に加熱した温水内に浸漬させ６０秒経過してから、封止用シートを温水から取り出し、シート表面の水分を取り除いた。試験片上に描いた二本の直線間の間隔Ｌ（ｍｍ）をノギスで５点測定し、各測定点について下記式に基づいて熱収縮を算出した。算出した５点の平均値を試験片の熱収縮値とした。
・熱収率（％）＝１００×（１００−Ｌ）／１００
熱収縮が２５％未満を「Ａ」、２５％以上３０％未満を「Ｂ」、３０％以上を「Ｃ」と判定した。「Ａ」であれば優れた封止用シートであり、「Ｂ」であれば実用上問題はない。
[ローラの目詰まり]
２０時間連続使用した後の搬送ローラ１６ａ表面の状態を確認し、目詰まりがまったく見られなかった場合には「Ａ」、目詰まりが若干見られた場合には「Ｂ」、目詰まりが見られた場合には「Ｃ」と判定した。「Ａ」であれば生産性が良く、「Ｂ」であれば実用上問題はない。
Figure 0005741775
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[評価結果]
実施例１〜５では、搬送ローラの表面の十点平均粗さおよび水との接触角が適切な範囲内であった。その結果、低い張力で封止用シートを搬送ローラ１６ａから剥離することができ、熱収率が実用上問題のない範囲の封止用シートが得られた。搬送ローラの表面に若干の目詰まりが見られたが実用上問題はなかった。また、封止用シートの表面にエンボスがないため、ブロッキングが見られたが、シートの変形や破れは発生しなかった。
実施例６、７では、実施例５よりも搬送ローラの表面の粗さをより最適化した。その結果、搬送ローラ表面の目詰まりが無くなった。
実施例８、９では、実施例７に比べてさらに搬送ローラと封止用シートとの接触距離を短くした。その結果、搬送ローラと封止用シートとの粘着をさらに小さくでき、良好な熱収縮の封止用シートを得ることができた。
実施例１０では、実施例９の製造条件に加えて、エンボス処理ローラおよびエンボス処理対向ローラを設置し、封止用シートの表面にエンボス加工を施した。その結果、封止用シートのブロッキングを防止できた。
実施例１１では、実施例１０の搬送ローラの表面材質を焼付けシリコーンにした。その結果、実施例１０と同等の封止用シートを得ることができた。
比較例１では、搬送ローラの表面の粗さが適切な範囲よりも小さいため、搬送ローラに封止用シートが粘着した。そこで、粘着を防止するために張力を上げたので、封止用シートの熱収縮は悪化した。
比較例２では、搬送ローラの表面の水との接触角が適切な範囲よりも低いため、搬送ローラに封止用シートが粘着した。そこで、粘着を防止するために張力を上げたので、封止用シートの熱収縮は悪化した
比較例３〜５では、搬送ローラの表面の粗さが適切な範囲よりも小さく、さらに水との接触角も適切な範囲よりも低いため、封止用シートがローラに粘着した。粘着を防止するために比較例１，２よりもさらに張力を上げなければならず、熱収縮は悪化した。比較例４と５では、搬送ローラ表面の表面材質をシリコーンへ変更しているが、封止用シートがローラに粘着している。これより、搬送ローラの表面材質の種類に関わらず、表面の粗さや水との接触角が適切な範囲内でなければ離型性は発現しないことが分かる。 比較例６、７では、搬送ローラの表面の粗さが適切な範囲よりも小さく、さらに水との接触角も適切な範囲よりも低かった。そこで、封止用シートとローラとの粘着を防止するために、封止用シートの温度を下げたので、粘着力は低くなった。しかし、封止用シートの温度が低いため残留歪を充分に除去できず、熱収縮は悪化した。
本発明の熱処理方法および熱処理装置は、シート、フィルム等のウェブをその融点を超える温度でアニール処理する場合に好適に用いることができ、その応用範囲はこれらに限られるものではない。中でも太陽電池モジュールに用いる封止用シートの製造方法には非常に有用である。
１ ガラス基板
２ バックシート
３ シート
３ａ ガラス面側封止用シート
３ｂ バックシート面側封止用シート
４ 太陽電池セル
５ アルミフレーム
６ 配線ボックス
１１ ２軸押出機
１２ Ｔダイ
１３ａ ポリシングロール
１３ｂ ポリシングロール
１４ 熱処理装置
１５ ヒータ
１６ａ 搬送ローラ
１６ｂ 搬送ローラ
１６a１ 条件(ａ)および(ｂ)を満たす搬送ローラのシート搬送方向１つ上流側の搬送ローラ
１６ａ２ 条件(ａ)および(ｂ)を満たす搬送ローラ
１６ａ３ 条件(ａ)および(ｂ)を満たす搬送ローラのシート搬送方向１つ下流側の搬送ローラ
１７ ノズル
１８ エンボス処理ローラ
１９ エンボス処理対向ローラ
２０ 冷却ローラ
３１ ギヤポンプ
３２ 巻取機
３３ シート搬送方向１
３４ 巻出機
４１ 搬送ローラ母材
４２ 表面材質

Claims (13)

  1. 熱処理炉内でシートを複数の搬送ローラで支持し、搬送するシートの熱処理方法において、これら複数の搬送ローラの全てが下記(ａ)、(ｂ)および(ｃ)を満たすシートの熱処理方法。
    (ａ) シートと接触する部分の十点平均粗さが２０μｍより大きく６０μｍ未満である。
    (ｂ) シートと接触する部分が、水との接触角が１００°以上の材質で構成されている。
    (ｃ) 当該ローラ、当該ローラのシート搬送方向１つ上流側の搬送ローラおよび当該ローラのシート搬送方向１つ下流側の搬送ローラが、シートの同じ側の面と接触する。
  2. 前記十点平均粗さが２０μｍより大きく４５μｍ以下である、請求項１のシートの熱処理方法。
  3. 前記シートが架橋剤を含んでおり、前記(ａ)、(ｂ)および(ｃ)を満たす搬送ローラの少なくとも１本が、このシートの、温度がシートの融点＋１０ ℃ 以上、シートの融点＋４０ ℃ 以下である部分と接している、請求項１または２のシートの熱処理方法。
  4. 前記(ａ)、(ｂ)および(ｃ)を満たす搬送ローラの少なくとも１本と前記シートとの接触距離が１００ｍｍ以下である、請求項１から３のいずれかのシートの熱処理方法。
  5. 前記熱処理炉を出た前記シートの片面にエンボス処理を施す、請求項１から４のいずれかのシートの熱処理方法。
  6. 前記シートがエチレン−酢酸ビニル共重合体を主成分として含む樹脂組成物で構成されている、請求項１から５のいずれかのシートの熱処理方法。
  7. 前記(ａ)、(ｂ)および(ｃ)を満たす全ての搬送ローラの前記シートと接触する部分が、焼付けシリコーンまたはフッ素系の樹脂を含む材料で構成されている請求項１から６いずれかのシートの熱処理方法。
  8. 供給源から架橋剤を含むシートを送り出し、熱処理炉内で前記シートに熱処理を施し、次いで前記シートを巻き取る、太陽電池封止用シートの製造方法において、前記熱処理として請求項１から７のいずれかの熱処理方法を用いる太陽電池封止用シートの製造方法。
  9. シート加熱手段、シート搬送手段およびシート温度保持手段を有するシートの熱処理装置であって、前記シート搬送手段が複数の搬送ローラであり、これら複数の搬送ローラの全てが下記(ｄ)、(ｅ)および(ｆ)を満たすシートの熱処理装置。
    (ｄ) 搬送中のシートと接触する部分の十点平均粗さが２０μｍより大きく６０μｍ未満である。
    (ｅ) 搬送中のシートと接触する部分が、水との接触角が１００°以上の材質で構成されている。
    (ｆ) 当該ローラ、当該ローラのシート搬送方向１つ上流側の搬送ローラおよび当該ローラのシート搬送方向１つ下流側の搬送ローラが、搬送中のシートの同じ側の面で接触する。
  10. 前記十点平均粗さが２０μｍより大きく４５μｍ以下である、請求項９のシートの熱処理装置。
  11. シートにエンボス処理を施すエンボス処理ローラが、前記熱処理装置のシート搬送方向下流側に配置された、請求項９または１０のシートの熱処理装置。
  12. 前記(ｄ)、(ｅ)および(ｆ)を満たす全ての搬送ローラの搬送中のシートと接触する部分が、焼付けシリコーンまたはフッ素系の樹脂を含む材料で構成されている、請求項９から１１のいずれかのシートの熱処理装置。
  13. 溶融樹脂をシート状に成形して太陽電池封止用シートを製造する太陽電池封止用シート製造装置であって、請求項９から１２のいずれかの熱処理装置を備えた太陽電池封止用シートの製造装置。
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