JP6182591B2 - 太陽電池密封材用ｅｖａシート製造装置 - Google Patents
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Description
本発明は、太陽電池密封材用ＥＶＡシート製造装置に関するものであり、より詳しくは、熱接着性樹脂を均一に配列して融着させる方法でＥＶＡシートを製造する太陽電池密封材用ＥＶＡシート製造装置に関する。
近年、従来の化石燃料に依存していた発電から、クリーン、エコエネルギーの源泉として、太陽光を直接電気エネルギーに変換する太陽電池が脚光を浴びている。特に、太陽電池を建物の屋根部分等の屋外で使用する場合は、太陽電池モジュールの形態で使用することが一般的である。
このとき、使用される太陽光電池用ＥＶＡシートは、大体が押出またはカレンダリング工法で製造されているが、これはシートの厚さの調節に困難があり、ＥＶＡシート内に熱履歴（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｈｉｓｔｏｒｙ）を残すため後に太陽電池のモジュール化過程でＭＤ（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）方向への熱収縮を誘発する。また、緻密な構造によって気泡除去に困難があるためモジュール化工程時間が長くなるという問題点があった。
前記の問題点を解決するために、日本公開特許公報第２００２―３６３５０７号では、熱収縮率が小さい熱接着性シートを提供しているが、熱接着性樹脂粉末を散布マシンで離型紙上に散布し、加熱して粉末を一部または全体的に融着させ冷却した後、離型紙を剥離することを特徴とする製造方法を記載している。
本発明の目的は、熱接着性樹脂粉末を均一な厚さに散布できるようにすることにより、均一な厚さのＥＶＡシートを製造できる太陽電池密封材用ＥＶＡシート製造装置を提供することにある。
本発明は、内部に熱接着性樹脂粉末を収容する筒状を有し下部に吐出口を備える粉末供給部；および表面に熱接着性樹脂粉末を収容する凹溝パターンを備え、前記吐出口を密閉するために配置される粉末配列ロール；を含む太陽電池密封材用ＥＶＡシート製造装置を提供する。
このとき、前記粉末配列ロールの凹溝パターンは、均一に分布されることが好ましい。
そして、前記粉末供給部は、複数個の吐出口を備え、それぞれの吐出口に粉末配列ロールが配置されてもよい。
そして、本発明は、内部に熱接着性樹脂粉末を収容する筒状を有し下部に吐出口を備える粉末供給部；表面に熱接着性樹脂粉末を収容する凹溝パターンを備え、前記吐出口を密閉するために配置される粉末配列ロール；前記粉末配列ロールの下部を通過して循環する循環ベルト；前記循環ベルト上に塗布された熱接着性樹脂粉末を加熱融着させるヒーター部；および前記ヒーター部の後段に設けられてフィルム状態で融着された熱接着性樹脂粉末シートを前記循環ベルトから分離するピールオフロール（ｐｅｅｌ ｏｆｆ ｒｏｌｌ）；を含む太陽電池密封材用ＥＶＡシート製造装置を提供する。
このとき、前記ピールオフロールにより分離された熱接着性樹脂フィルムを巻き取る巻取りロール；をさらに含んでもよい。
そして、前記粉末配列ロールは、前記循環ベルトと反対方向に回転することが好ましい。
さらに、前記粉末配列ロールの流入側に未分離熱接着性樹脂粉末を除去するブラシ部をさらに含むか、気体噴射部をさらに含んでもよい。
そして、前記粉末配列ロールに振動を加える振動手段をさらに含むと、熱接着性樹脂粉末の脱落を促進することができる。
本発明にかかる太陽電池密封材用ＥＶＡシート製造装置は、熱接着性樹脂粉末を均一な分布と厚さを有するように配列し、ＥＶＡシートの品質を向上させ得る効果をもたらす。
本発明の利点および特徴、そしてそれらを達成する方法は、後述する実施例を参照すると明確になると考える。しかし、本発明は以下で開示する実施例に限定されるのではなく、相違する多様な形態に具現でき、単に本実施例は本発明の開示が完全になるようにし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供するものであり、本発明は請求項の範疇によって定義されるだけである。明細書全体に亘って同一参照符号は同一構成要素を指す。
図１は、本発明の実施例にかかる太陽電池密封材用ＥＶＡシート製造装置を示した構成図であり、図２は、本発明の実施例にかかる太陽電池密封材用ＥＶＡシート製造装置の粉末配列ロール部分を示した斜視図である。
本発明にかかる太陽電池密封材用ＥＶＡシート製造装置は、熱接着性樹脂粉末を均等に分配（塗布）した後、熱を加えてフィルム状態に融着させＥＶＡシートを製造するためのものである。
熱接着性樹脂粉末（ＥＶＡ微粒パウダー）は、ＥＶＡバックボーン（ｂａｃｋｂｏｎｅ）のアセテート基に起因して吸湿しようとする性質を有しているため、一定の厚さに塗布することは容易でない。
本発明は、粉末配列ロールを用いて熱接着性樹脂粉末を均等に塗布した後、ＥＶＡシートを製造できるようにするためのものである。
ここで、熱接着性樹脂粉末とは、熱を加えることにより接着性が発現する樹脂粉末を意味する。前記エチレン系樹脂は、具体的には、ポリエチレン、エチレン塩化ビニル共重合体、エチレンビニルアセテート共重合体、エチレンビニルアルコール共重合体等を挙げることができる。エチレン系樹脂は、エチレンおよびエチレンと共重合できる樹脂の共重合体であり、例えば次のようなものがある。
エチレンとビニルアセテート、或いはプロピオン酸ビニル等のビニルエステルとの共重合体、エチレンとエチレンとアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎブチル、メタクリル酸メチル等の不飽和カルボン酸エステルとの共重合体、エチレンとアクリル酸、メタクリル酸等の不飽和カルボン酸との共重合体、またはエチレンと不飽和カルボン酸の一部を、ナトリウム、亜鉛、リチウム等の金属塩で中和された単量体、プロピレン、１―ブテン、１―ヘキセン、１―オクテン、４―メチル、１―ペンテン等のσ―オレフィンとの共重合体等以外に、これら共重合体の２種類以上の混合物等がこれに該当し得る。
好ましくは、エチレンビニルアセテート共重合体を使用できるが、このときの物性は重合度と共重合体エチレン含量によって決定される。分子量が大きいほど強靭性と可塑性、耐ストレスクラック性、耐衝撃性が向上し、成形性や表面光沢は低下する。一方、共重合体エチレン含量が増加すると、密度とゴム弾性、柔軟性が異なるポリマーや可塑剤との相溶性が向上して軟化温度は低下する。
また、前記エチレン系樹脂は、ポリエチレン系樹脂を含んでもよいが、特に限定されるのではなく、エチレンの単独重合体、またはポリエチレンにビニルシラン化合物がグラフト重合される共重合体等を全て含むことができる。より具体的には、前記エチレン系樹脂としては、共重合体エチレン含有量が６０重量％以上９０重量％未満が好ましい。より好ましくは、エチレン含有量が６５重量％以上７５重量％以下の範囲であってもよい。
このとき、必要に応じて、架橋剤、架橋助剤、紫外線遮断剤等をさらに含んでもよいが、添加剤を添加することにより、押出中空成形中に基材の変色、紫外線およびモジュール化による変形を最小化することができる。
前記添加剤は、架橋剤または紫外線遮断剤等を含むが、必要に応じて、その他各種の添加剤をさらに含んでもよい。具体的には、前記添加剤としては、シランカップリング剤、滑剤、酸化防止剤、難燃剤、変色防止剤等を例示することができる。
エチレン系樹脂において、前記共重合体エチレン含有量が６０重量％未満だと、共重合体の接着性が強くなって粉末としての取出しが困難になる。もし粉末を得たとしても、その粉末の流動性が悪く、結果として、均一な粉末散布が難しくなる。均一な粉末散布が困難だと、均一な密封材用シートを得ることができない。ここで、不均一な密封材用シートとは、部分的に樹脂の空隙率が異なったり、シートの厚さが位置によって不均一になることを意味する。また、共重合体の接着性が強くなるため、密封材用シートの製造時に工程装備であるロールやダイ等にくっ付くという問題があることから、製膜工程上の困難が発生し得る。また、前記共重合体のエチレン含有量が９０重量％を超えると、透明性および柔軟性が悪くなって太陽電池の密封材用ＥＶＡシートとして好ましくない。
また、熱接着性樹脂粉末の粒子の大きさは３０メッシュないし１００メッシュの範囲であることが好ましい。このとき、熱接着性樹脂粉末は前記熱接着性樹脂を機械粉砕、冷凍粉砕、化学粉砕等によって得ることができる。前記粉末の粒子の大きさが３０メッシュ未満だと、粉末が細かくなり過ぎて微粒子が飛散する現象が起こったり、ＥＶＡシートの厚さや体積の調節に困難があり、１００メッシュを超えると、粉末の流動性が悪く、均一な
厚さのＥＶＡシートが作り難くなるためである。
厚さのＥＶＡシートが作り難くなるためである。
図示したように、本発明にかかる太陽電池密封材用ＥＶＡシート製造装置は、内部に熱接着性樹脂粉末を収容する筒状を有し下部に吐出口を備える粉末供給部１１０と、表面に熱接着性樹脂粉末を収容する凹溝パターンを備え、前記吐出口を密閉するために配置される粉末配列ロール１２０と、前記粉末配列ロールの下部を通過して循環する循環ベルト１３０と、前記循環ベルト１３０上に塗布された熱接着性樹脂粉末を加熱融着させるヒーター部１４０と、前記ヒーター部１４０の後段に設けられてフィルム状態で融着された熱接着性樹脂粉末シートを前記循環ベルトから分離するピールオフロール１５０と、前記ピールオフロール１５０により分離された熱接着性樹脂フィルムを巻き取る巻取りロール１６０を含む。
前記粉末配列ロール１２０は、表面に凹溝パターンを備えるが、前記粉末供給部１１０を通過し前記凹溝パターンに熱接着性樹脂粉末が満たされる。その後、粉末配列ロール１２０が回転して凹溝パターンが下部に向くと、熱接着性樹脂粉末が粉末配列ロールから離脱して循環ベルト１３０上に塗布される。
このとき、粉末配列ロール１２０と循環ベルト１３０は、相互反対方向に回転することが好ましい。これらが相互反対方向に回転すると、粉末配列ロール１２０から脱落する熱接着性樹脂粉末が前記循環ベルト１３０に対してより高い相対速度を有するようになって熱接着性樹脂粉末の分布がより均一になる。
循環ベルト１３０上に塗布された熱接着性樹脂粉末は、ヒーター部１４０によって加熱され融着される。
ヒーター部１４０による前記熱接着性樹脂粉末の硬化は、７０℃ないし１１０℃の温度で行われることが好ましい。
硬化温度が７０℃未満だと前記熱接着性樹脂粉末３００の一部が十分に融着されない場合があり、これによって太陽電池密封材用シートに適した柔軟性を超過して太陽電池モジュールの製造に困難があり得る。
逆に、前記硬化温度が１１０℃を超えると、硬化温度が高すぎるため、前記樹脂粉末の全体に近い量が融着して密封材用シートに適した柔軟性を得ることができないという問題点が発生し得、また、シートが循環ベルト１３０に付着する製造上の問題点が発生し得る。
熱接着性樹脂粉末が融着されて形成された熱接着性樹脂フィルムは、ピールオフロール１５０を通過して循環ベルト１３０から分離され、巻取りロール１６０に巻き取られる。
図示した実施例は、粉末供給部１１０が一つの吐出口を備え、一つの粉末配列ロール１２０に連結された形態を有しているが、前記粉末供給部に複数個の吐出口を備え、それぞれの吐出口に粉末配列ロールが配置されてもよい。
また、一つまたは複数個の粉末配列ロール１２０に連結された粉末供給部１１０を複数個備えてもよい。
このような場合、粉末の供給量を増やして工程を向上させることができる。
図３は、本発明の他の実施例にかかる太陽電池密封材用ＥＶＡシート製造装置を示した構成図である。
図３は、本発明の他の実施例にかかる太陽電池密封材用ＥＶＡシート製造装置を示した構成図である。
本実施例は、粉末配列ロール１２０の流入側にブラシ１７０をさらに含むことを特徴とする。ここで、粉末配列ロール１２０の流入側とは、粉末配列ロール１２０が循環ベルト１３０の上側を通過した後、粉末供給部１１０に流入する部分を意味する。
ブラシ部１７０は、粉末配列ロール１２０から脱落しなかった熱接着性樹脂粉末を除去する役割をする。ブラシ部１７０は、遠心力と自重によって脱落しなかった熱接着性樹脂粉末を粉末配列ロール１２０から除去するためのものだが、これらが除去されないと持続的な吸着により凹溝パターンによって塗布される熱接着性樹脂粉末の体積に影響を与えるためである。
図４は、本発明のまた別の実施例にかかる太陽電池密封材用ＥＶＡシート製造装置を示した構成図である。
本実施例は、図３の実施例のブラシ部１７０の代わりに圧縮気体噴射部１８０を含むことを特徴とする。
圧縮気体噴射部１８０は、粉末配列ロール１２０に向かって圧縮気体を噴射することにより、未脱落熱接着性樹脂粉末を除去する。
粉末配列ロール１２０の凹溝に収容された熱接着性樹脂粉末がスムーズに循環ベルト１３０に向かって脱落するようにするために、粉末配列ロール１２０に振動手段を用いて振動を加えてもよい。振動手段は、粉末配列ロール１２０の内部に位置したり、外部に位置してもよい。
また、熱接着性樹脂粉末のスムーズな脱落のために、粉末配列ロール１２０の表面をテフロン等でコーティングしてもよい。
以下、本発明にかかる太陽電池密封材用ＥＶＡシート製造装置を用いたＥＶＡシートの厚さ調節について説明する。
例えば、粉末配列ロールに１個の体積が５ｍｍ３である凹溝パターン１４２０個を備えている場合、粉末配列ロールに備えられた凹溝パターン全体の体積は７，１００ｍｍ３になる。
このとき、粉末配列ロールの回転速度が１００ｒｐｍだと、７１０，０００ｍｍ３／ｍｉｎの体積を１分間塗布することになる。
粉末供給部によって供給される熱接着性樹脂粉末の見かけ比重が０．３５だと、１分当りの塗布速度は２４９ｇ／ｍｉｎになる。
粉末配列ロールの回転速度と循環ベルトの移動速度の調節により、循環ベルト上に塗布される熱接着性樹脂粉末の塗布厚さを調節することができる。
１１０：粉末供給部、１２０：粉末配列ロール、１３０：循環ベルト、１４０：ヒーター部、１５０：ピールオフロール
Claims (6)
- 内部に熱接着性樹脂粉末を収容する筒状を有し下部に吐出口を備える粉末供給部；
表面に熱接着性樹脂粉末を収容する凹溝パターンを備え、前記吐出口を密閉するために配置される粉末配列ロール；
前記粉末配列ロールの下部を通過して循環する循環ベルト；および
前記循環ベルト上に塗布された熱接着性樹脂粉末を加熱融着させるヒーター部；
前記ヒーター部の後段に設けられてフィルム状態で融着された熱接着性樹脂粉末シートを前記循環ベルトから分離するピールオフロール；を含み、
前記粉末供給部は、複数個の吐出口を備え、
それぞれの吐出口に粉末配列ロールが配置され、
前記粉末配列ロールの流入側に
未分離熱接着性樹脂粉末を除去するブラシ部または気体噴射部をさらに含む太陽電池密封材用ＥＶＡシート製造装置。 - 前記ピールオフロールにより分離された熱接着性樹脂フィルムを巻き取る巻取りロール；をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池密封材用ＥＶＡシート製造装置。
- 前記粉末配列ロールは、前記循環ベルトと反対方向に回転することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池密封材用ＥＶＡシート製造装置。
- 前記粉末供給部と前記粉末配列ロールは複数個が備えられることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池密封材用ＥＶＡシート製造装置。
- 前記粉末配列ロールの凹溝パターンは、均一に分布されることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池密封材用ＥＶＡシート製造装置。
- 前記粉末配列ロールに振動を加える振動手段をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池密封材用ＥＶＡシート製造装置。
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