JPH0239577A - 蛍光ソーラーコレクターとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、太陽から放射される直接光線および間接光
線を集光する蛍光ソーラーコレクターとその製造方法に
関する。

【従来の技術】

従来、太陽から放射されるエネルギー、つまり太陽光線
を集光する方法として、鏡面またはレンズをコレクター
として用いて集光する方法がある。 しかし、この種のコレクターは、太陽からの直接光線を
集光するのみであり、非常に複雑な装置を用いて晴天下
において太陽の追尾を行なわなければならない。 そこで、近年直接光線のみならず間接光線も集光するこ
とができる蛍光ソーラーコレクターが注目されている。 蛍光ソーラーコレクターは、ポリメチルメタクリレート
やポリカーボネートなどの透明プラスチックに蛍光染料
を練り込み、板状に成型したものである。この蛍光ソー
ラーコレクターに、直接光線あるいは間接光線があたる
と、蛍光ソーラーコレクター中の染料分子が光線を吸収
するとともに励起され、別の長波長の光線として再放出
する。この光は蛍光ソーラーコレクターの断面内を全反
射の法則にしたがい、蛍光ソーラーコレクターのエツジ
まで誘導される。エツジの１〜２ケ所には一連のリボン
状太陽電池が取り付けられており、それ以外のエツジ部
分はあらかじめ太陽電池の方向を向くように形状を整え
ておき、その部分に鏡が取り付けられている。 また、太陽光線を電気エネルギーに変換する太陽電池は
現在高価であるため、経済効率のよいソーラーシステム
を作る際、太陽電池を小型化させても従来の発電方式に
競合し得るだけのｔ流を得るために集光効率がよく安価
なソーラーコレクターが要求されるので、こうした背景
の中でも蛍光ソーラーコレクターの位置づけが大きくな
っている。 しかし、蛍光ソーラーコレクターに使用される蛍光染料
は非常に高価であるにもかかわらず、蛍光染料を透明板
中に均一に配するためにはある程度の量の蛍光染料を混
合しなければならず、そのためにコストアップにつなが
るばかりか、太陽光が蛍光染料にあたり、長波長に変換
され再放出された光が全反射の法則にしたがい蛍光ソー
ラーコレクターのエツジ部へ誘導される際に、他の蛍光
染料に放出された光が再吸収され、集光ロスを生じる。 したがって、近年コストの低減と集光効率を上げるため
に、熱可塑性樹脂を有機溶剤にて溶解したものに蛍光染
料を溶解もしくは分散したものをスプレー塗装やコータ
ーなどでコーティングして、透明プラスチンク板の表面
にのみ蛍光層を設ける方法が検討されている。

【発明が解決しようとする課題】

しかし、透明板として用いられるポリメチルメタクリレ
ートやポリカーボネートは、耐溶剤性に劣るため、蛍光
染料のコーティング時に溶剤アタンクを受け、透明板に
クランクが発生したり、溶剤を含んだ塗膜が乾燥時の熱
で透明板との界面で歪を生じ、接着強度に不備をきたす
ことなどの問題があった。 また、乾燥時間を短縮して生産性を高めるために、乾燥
温度を高くすると、成型時の残留応力で歪を発生し、ク
ランクを発生したりする。 この発明は以上のような問題を解決し、透明板表面に蛍
光層が確実に形成された蛍光ソーラーコレクターとその
製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

この発明は、以上の目的を達成するために、転写法を応
用したものである。すなわち、この発明の蛍光ソーラー
コレクターは、ポリメチルメタクリレート・ポリカーボ
ネート・ポリスチレン・アクリロニトリル−スチレン共
重合体のうちいずれかの透明プラスチック板に、感熱あ
るいは感圧転写法により蛍光層が設けられるように構成
した。 マタ、この発明の蛍光ソーラーコレクターのＳ遣方法は
、剥離性を有するベースフィルム上に熱可塑性樹脂をバ
インダーとして蛍光物質を溶解または分散させた蛍光イ
ンキ層を設けた転写材を、あらかじめ所望の形状に成型
されたポリメチルメタクリレート・ポリカーボネート・
ポリスチレン・アクリロニトリル−スチレン共重合体の
うちいずれかの透明プラスチック仮に重ね合わせ、加熱
あるいは加圧により転写材の蛍光インキ層を透明プラス
チック仮に転写し、次いでベースフィルムを剥離するよ
うに構成した。 また、この発明の他の蛍光ソーラーコレクターの製造方
法は、剥離性を有するベースフィルム上に熱可塑性樹脂
をバインダーとして蛍光物質を溶解または分散させた蛍
光インキ層を設けた転写材を、射出成型金型内に設置し
、型閉じとともに溶融したポリメチルメタクリレート・
ポリカーボネート・ポリスチレン・アクリロニトリル−
スチレン共重合体のうちいずれかの透明プラスチックを
射出し、冷却後金型を開き、ベースフィルムを剥離する
ように構成した。 図面を参照しながらこの発明をさらに詳しく説明する。 第１図はこの発明の蛍光ソーラーコレクターの一実施例
を示す断面図である。第２図はこの発明に使用する転写
材の一実施例を示す断面図である。 第３図は転写工程を示す断面図である。第４図は射出成
型によって転写する工程を示す断面図である。１はベー
スフィルム、２は表面保護層、３は蛍光インキ層、４は
接着層、５は転写材、６は透明プラスチック板、７は蛍
光層をそれぞれ示す。 この発明の蛍光ソーラーコレクターは、転写法によって
得られる。この発明に使用する転写材は、次のようにし
て形成する。 まず、剥離性を有するベースフィルム１上に表面保ＸＩ
層２を設ける。 ベースフィルム１としては、ポリエチレンテレフタレー
トやポリプロピレン・ポリエチレン・ナイロン・セロハ
ンなどのプラスチックフィルム、あるいはこれらと紙と
の複合フィルムなど通常の転写材のベースフィルムとし
て用いられるものを使用する。ベースフィルム１に剥離
性を付与するためには、このベースフィルム１にシリコ
ンコートやワックスコートを施したり、剥離層を設ける
とよい。剥離層としては、熱可塑性樹脂や天然ゴム・合
成ゴムなどを用い、グラビア印刷法・スクリーン印刷法
・ロールコート法などの通常の印刷法などで形成される
。 表面保護層２は剥離層を兼ねていてもよく、アクリル系
・ゴム系・ビニル系・ウレタン系の樹脂や、アクリル系
・エポキシ系の紫外線電子線硬化型樹脂を用い、グラビ
アコーターなどで形成するとよい。 続いて蛍光インキ層３を設ける。蛍光インキ層３は、ア
クリル系・ビニル系・ウレタン系・ゴム系などの樹脂の
内１種以上の樹脂を溶剤で溶解したものに、蛍光物質を
分散あるいは溶解させたものを、グラビアコート・オフ
セント・スクリーンなどの印刷法によって形成する。 蛍光物質としては、ナフタルイミド・ペリレン・フルオ
レセイン・エオシン・チオフラビン・ローダミンＢ・ジ
アミノスチルベンなどがあるが、このうちナフタルイミ
ドあるいはペリレンを主成分とする蛍光染料を使用する
のが望ましい。 さらに、その上に接着層４を設ける。接着層４は、透明
プラスチック仮の一頻にふむ１′、て、アク゛ノル系・
ビニル系・ウレタン系・ゴム系などの樹脂の内、１種類
以上を適宜選択すればよい。その形成方法は、グラビア
印刷法・スクリーン印刷法・ロールコート法などの通常
の印刷法を用いて形成し、感熱感圧型の接着層とすると
よい。また、接着層を設けない場合は、蛍光インキ層３
のバインダーを透明プラス千ンク板６の種類に応じて接
着しやすいものを選定すればよい。 以上のようにして形成された転写材５を、透明プラスチ
ック仮６と重ね合わせ、加熱あるいは加圧により、蛍光
インキ層３などを転写する。透明プラスチック板６の片
面にのみ転写を行なっても、あるいは両面とも転写を行
なってもよい。続いてベースフィルム１を剥離し、蛍光
ソーラーコレクターを得る。 また、別の製造方法として、インモールド成型法を利用
してもよい、上記と同様の層構成の転写材５を射出成型
用金型に設置する。設置する方法としては、ロール状に
巻かれた連続シートを順次位置決めをしながら金型内に
送り込む、いわゆるインモールド用箔送り装置を用いる
。型閉め完了後、所望の透明な溶融プラスチνりを射出
成型し、冷却固化後、型開きを待ってベースフィルム１
を剥離し、蛍光ソーラーコレクターを得る。 この蛍光ソーラーコレクターの１〜２ケ所のエツジ部分
に一連のリボン状太陽電池が取り付けられており、それ
以外のエツジ部分には、そこに達した光の向きを太陽電
池の方へ変えるために鏡を取り付けた。 また、透明ブラスチンク仮のそれ以外のエツジ部分ばあ
らかしめ太陽電池の方向を向くように形状を整えておき
、その部分に鏡としてアルミニウムや銀などの蒸着層を
転写してもよい。

【実施例Ｉ 実差捌土 ベースフィルムとして厚さ２５μｍのポリエチレンテレ
フタレートフィルム上に下記の組成１からなるインキを
剥＃層兼表面保護層として厚さ１μｍとなるようにグラ
ビアコーターにて形成した。 次に、その上に蛍光インキ層として組成２からなるイン
キをグラビアコーターにて厚さ２μｍになるよう設けた
。 さらに、組成３からなるインキにて接着層を厚さ１μｍ
になるようにグラビアコーターにて設け、転写材を完成
した。 次に、この転写材をあらかじめ成型したポリカーボネー
ト樹脂板に重ね合わせ、２２０″Ｃに加熱されたロール
を用い、圧力１５０ｋｇ／ｃＪにて転写し、ベースフィ
ルムを剥離して、蛍光ソーラーコレクターを得た。 組成１　　　　　　　　　　　　　（重量部）アクリル
系樹脂　　　　　　　　　　１５トルエン　　　　　　
　　　　　　　８５組成２　　　　　　　　　　　　（
重量部）ウレタン系樹脂　　　　　　　　　　１０ビニ
ル系樹脂　　　　　　　　　　　　　５ペリレン系染料
　　　　　　　　　　　１メチルエチルケトン　　　　
　　　　５０トルエン　　　　　　　　　　　　　３４
組成３　　　　　　　　　　　　（重量部）ポリブチル
メタクリレート　　　　　１０トルエン　　　　　　　
　　　　　　９０実】Ｉ鉗ｉ 厚さ３８μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上
に組成１からなるインキを離型層兼表面保護層として厚
さ１μｍとなるようにグラビアコーターにて形成した。 次に、その上に蛍光インキ層として組成２からなるイン
キをグラビアコーターにて厚さ２μｍになるよう設けた
。 続いて、その上に組成４からなる蒸着ブライマー層を、
さらに蛍光ソーラーコレクターのエツジ部分以外に組成
５からなる水溶性マスク層を形成した。 次いで、上記のフィルム全面にアルミニウムを厚さ６０
ｎｍに真空茎着法にて形成した後、水洗して水溶性マス
ク層とともにその上に形成されたアルミニウム蕉着膜を
除去した。 さらに、組成３からなるインキにて接着層を厚さ１μｍ
になるようにグラビアコーターにて設け、転写材を完成
した（第４図参照）。 この転写材を射出成型用金型内に設置し、型閉し完了後
、溶融したポリカーボネート樹脂を射出した。冷却固化
後、金型を開き、ベースフィルムを剥離し、蛍光インキ
層が転写された透明プラスチック板を得た。この透明プ
ラスチック板の２ケ所のエツジ部に一連のリボン状太陽
電池を取り付け、それ以外のエツジ部分にはそこに達し
た光の向きを太陽電池の方へ変えるために、鏡を取り付
け、蛍光ソーラーコネクターを完成した（第６図参照）
。 組成４　　　　　　　　　　　　（重量部）ウレタン系
樹脂　　　　　　　　　　２０ヘキサメチレンジイソシ
アネート　　　１メチルエチルケトン　　　　　　　　
４５メチルイソブチルケトン　　　　　　３４組成５　
　　　　　　　　　　　（重量部）ポリビニルアルコー
ル　　　　　　　１０沈降性バリウム　　　　　　　　
　　４０メチルアルコール　　　　　　　　　４０水　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１０

【発明の効果】

この発明の蛍光ソーラーコレクターは、転写法を応用し
て蛍光層が形成されたものであるので、集光効率のよい
蛍光層が確実に設けられたものである。 また、この発明の蛍光ソーラーコレクターの製造方法は
、転写法によって蛍光層を形成するものであるので、集
光効率のよい蛍光層を確実に容易に製造することができ
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１・６図は蛍光ソーラーコレクターの一実施例を示す
断面図である。第２・４図はこの発明に使用する転写材
の一実施例を示す断面図である。 第３図は転写工程を示す断面図である。第５図は射出成
型によって転写する工程を示す断面図である。 １・・・ヘースフィルム、２・・・表面保護層、３・・
・蛍光インキ層、４・・・接着層、５・・・転写材、６
・・・透明プラスチック板、７・・・蛍光層。 特許出願人　日本写真印刷株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポリメチルメタクリレート・ポリカーボネート・ポ
   リスチレン・アクリロニトリル−スチレン共重合体のう
   ちいずれかの透明プラスチック板（６）の表面に、感熱
   あるいは感圧転写、法により蛍光層（７）が設けられて
   いることを特徴とする蛍光ソーラーコレクター。 ２、蛍光層（７）がナフタルイミドあるいはペリレン誘
   導体よりなるものである請求項１記載の蛍光ソーラーコ
   レクター。 ３、剥離性を有するベースフィルム（１）上に熱可塑性
   樹脂をバインダーとして蛍光物質を溶解または分散させ
   た蛍光インキ層（３）を設けた転写材（５）を、あらか
   じめ所望の形状に成型されたポリメチルメタクリレート
   ・ポリカーボネート・ポリスチレン・アクリロニトリル
   −スチレン共重合体のうちいずれかの透明プラスチック
   板（６）に重ね合わせ、加熱あるいは加圧により転写材
   （５）の蛍光インキ層（３）を透明プラスチック板（６
   ）に転写し、次いでベースフィルム（１）を剥離するこ
   とを特徴とする蛍光ソーラーコレクターの製造方法。 ４、剥離性を有するベースフィルム（１）上に熱可塑性
   樹脂をバインダーとして蛍光物質を溶解または分散させ
   た蛍光インキ層（３）を設けた転写材（５）を、射出成
   型金型内に設置し、型閉じとともに溶融したポリメチル
   メタクリレート・ポリカーボネート・ポリスチレン・ア
   クリロニトリル−スチレン共重合体のうちいずれかの透
   明プラスチックを射出し、冷却後金型を開き、ベースフ
   ィルム（１）を剥離することを特徴とする蛍光ソーラー
   コレクターの製造方法。 ５、片面の蛍光層（７）を射出成型法にて設けたのち、
   もう一方の面に転写法にて蛍光層（７）を形成すること
   を特徴とする蛍光ソーラーコレクターの製造方法。