KR20100080765A - 라미네이트장치, 라미네이트장치용 열판 및 라미네이트장치용 열판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

라미네이트 공정 때에 열판의 온도를 목표온도로 용이하고 확실하게 제어할 수 있도록 한다.
가압부재에 의하여 구획되는 상챔버와 하챔버를 구비하고, 당해 하챔버에 마련되는 열판(122)상에 피가공물을 배치하고, 상기 열판(122)에 의해 가열한 상기 피가공물을, 상기 하챔버를 진공으로 하고 상기 상챔버에 대기를 도입하여 상기 열판(122)과 상기 가압부재로 협압하여 라미네이트하는 라미네이트장치이고; 상기 열판(122)은, 배면에 수용홈(63)이 마련되는 열판 본체(61)와, 상기 수용홈(63)에 매설되는 시스히터(62)를 구비하고, 상기 수용홈(63) 및 상기 시스히터(62) 중의 적어도 어느 하나를 변형시켜, 상기 시스히터(62)의 외주면이 상기 수용홈(63)의 내주면에 면접촉하도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

라미네이트장치, 라미네이트장치용 열판 및 라미네이트장치용 열판의 제조방법{LAMINATION APPARATUS, HOT PLATEN FOR THE SAME AND PROCESS FOR MANUFACTURING THE HOT PLATEN}

본 발명은, 열판상에 태양전지모듈 등의 피가공물을 배치하고, 열판에 의해 가열한 피가공물을 열판과 가압부재로 협압(挾壓)하여 라미네이트하는 라미네이트장치, 라미네이트장치용 열판 및 라미네이트장치용 열판의 제조방법에 관한 것이다.

근래, 온실효과가스 등의 문제로부터, 친환경적인 태양전지가 주목받고 있다. 태양전지는 커버 글래스, 충전재, 태양전지셀, 이면재 등의 복수의 부재가 중첩되어 구성되어 있다. 이런 형식의 태양전지를 제조함에 있어서, 라미네이트장치가 사용되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1을 참조). 라미네이트장치는, 태양전지의 구성부재가 중첩된 피가공물을 진공상태에서 가열하면서 라미네이트한다. 그 결과, 피가공물은 각 구성부재가 중첩된 상태로 접착된다. 이 라미네이트장치는, 하방향을 향해 자유롭게 팽창 가능한 다이어프램(diaphragm)을 구비하는 상케이스와, 열판을 구비하는 하케이스를 구비하고 있다. 태양전지를 라미네이트함에 있어서, 우선, 사용자는 열판상에 태양전지의 구성부재를 중첩하여 배치한다. 그 다음, 라미네이트장치는, 상케이스와 하케이스로 형성되는 공간을 진공상태로 한다. 더욱이, 라미네이트장치는, 열판에 의해 피가공물인 태양전지의 구성부재를 가열한 상태에서, 상케이스의 내부에 대기압을 도입한다. 이와 같이 하는 것으로, 라미네이트장치는, 다이어프램과 열판으로 태양전지의 구성부재를 협압하여 라미네이트한다.

[특허문헌1]일본특허공개2004-238196호공보 [특허문헌2]일본특허공개평9-33170호공보

라미네이트장치의 열판에는, 시스히터(sheath heater)로 불리는, 이른바 전열선이 절연재를 개재하여 금속으로 피복된 히터가 매설되어 있다. 시스히터를 발열시키는 것으로, 시스히터의 열이 열판에 전달되고, 열판상에 배치된 태양전지의 구성부재를 가열할 수 있다. 또한, 열판의 온도는, 온도 컨트롤러에 의해 태양전지의 가열에 적정한 온도가 되도록 제어되고 있다. 더 구체적으로는, 열판의 표면으로부터 적당한 깊이의 위치에 매설된 열전대(thermocouple)가 열판의 온도를 측정한다. 그리고, 측정된 온도 정보는, 온도 컨트롤러에 피드백된다. 온도 컨트롤러는 피드백된 온도 정보에 근거하여 열판의 온도를 적정한 온도로 제어한다. 즉, 온도 컨트롤러는 시스히터의 온도를 상승시켰다 자연냉각시켰다 한다. 온도 컨트롤러가 시스히터의 온도를 상승시켰다 자연냉각시켰다 하는 것으로, 열판의 온도를 적정한 온도로 유지하도록 한다.

도 9는 열판의 온도변화를 나타내는 도면이다. 도 9에 있어서, 특성선(1)은, 상술한 라미네이트장치에 있어서, 열판상에 피가공물을 배치한 상태에서 라미네이트 공정을 진행하였을 때에 얻어지는 열판의 온도변화이다. 열판의 온도는, 처음에는 목표온도(예를 들면, 120℃ ∼ 180℃)로 되어 있다. 피가공물을 열판상에 배치하는 것에 의하여, 열판의 열이 피가공물에 빼앗기고, 열판의 온도는 급격히 저하한다. 이 온도의 저하를 보충하기 위하여, 온도 컨트롤러는 열판의 온도를 상승시키는 온도제어를 행한다. 하지만, 열판의 온도는 소정의 가열 시간(예를 들면, 5분간) 내에 좀처럼 목표온도까지 상승하지 않는다. 또한, 라미네이트 가공 중일 때는, 열판이 진공분위기 안에 있으므로 좀처럼 열판의 온도가 상승하지 않는다. 더욱이, 피가공물의 가열 시간이 종료되고, 상케이스와 하케이스로 형성되는 공간의 진공상태가 해제되면, 열판의 온도가 목표온도를 크게 초과하여 오버슈트 되어버린다. 이와 같이, 종래의 라미네이트장치에 있어서는, 열판의 온도를 목표온도로 제어하기가 어려웠었다. 더욱이, 열판의 온도가 오버슈트 되어버리면, 열판의 온도가 목표온도로 떨어질 때까지 피가공물을 열판상에 배치할 수 없다. 따라서, 종래의 열판에서는, 라미네이트의 작업효율이 저하하는 문제가 발생한다. 또, 도 9에 있어서 특성선(2)은, 열판상에 피가공물을 배치하지 않은 상태에서 라미네이트 공정을 진행하였을 때에 얻어지는 열판의 온도변화이다. 도 9의 특성선(2)에 나타내는 바와 같이, 라미네이트 공정이 시작되면, 열판의 온도는 다이어프램과의 접촉에 의하여 약간 떨어지지만, 그 후 목표온도로 제어된다.

따라서, 본원의 발명자는 종래의 라미네이트장치를 검증하였다. 그 결과, 열판의 온도가 좀처럼 상승하지 않는 원인, 및 가열 시간이 종료된 후에 목표온도를 크게 초과하여 오버슈트 되어버리는 원인이 열판의 구조에 의한 것임을 알아냈다. 도 17(a)는 열판의 일부 단면의 개략도이다. 도 17(a)에 나타내는 바와 같이, 열판(160)은 상판(161)과 하판(162)을 구비한다. 또한, 열판(160)은, 상판(161)의 배면에 형성된 수용홈 및 하판(162)의 상면에 형성된 수용홈에 끼워져 마련되는 시스히터(163)를 구비하고 있다. 여기서, 상판(161)과 시스히터(163) 사이 또는 하판(162)과 시스히터(163) 사이에는 군데군데 틈이 생겨 있었다. 이 틈은 상판(161)과 하판(162)의 중첩시킴에 있어서의 오차나, 수용홈의 가공 치수의 오차 등에 기인하는 것이다. 이 틈의 발생에 의하여, 시스히터(163)로부터 상판(161) 및 하판(162)에 대한 열전달 효율이 저하되어버린다. 특히, 상술한 바와 같이, 라미네이트 공정에 있어서, 상케이스와 하케이스로 형성되는 공간을 진공상태로 하는 공정이 있다. 이 공정에 있어서, 상판(161)과 시스히터(163) 사이 또는 하판(162)과 시스히터(163) 사이에 생긴 틈도 진공상태로 되어버린다. 이와 같이, 틈이 진공상태가 되면, 시스히터(163)로부터 상판(161) 및 하판(162)에 대한 열전달 효율은 현저하게 저하되어버린다. 그 때문에, 온도 컨트롤러는, 열판(160)의 온도를 제어하기 어려워진다. 또한, 열판(160)의 온도는 가열 시간 내에 목표온도까지 좀처럼 상승하지 않는다. 따라서, 온도 컨트롤러는 열판(160)의 온도를 상승시키기 위하여, 시스히터(163)의 온도를 더욱 상승시키는 온도제어를 행한다. 그 때문에, 시스히터(163)의 온도는 과도하게 상승해버린다. 피가공물의 가열 시간이 종료한 후, 진공상태가 해제되면, 상술한 틈에도 공기가 도입된다. 공기가 도입되는 것으로, 공기가 매체가 되어, 시스히터(163)의 열이 열판(160)(상판(161) 및 하판(162))에 지금까지에 비하여 효율적으로 전달된다. 그 결과, 과도하게 상승한 시스히터(163)의 열이 열판에 전달되고, 열판(160)의 온도는 목표온도를 크게 초과하여 오버슈트를 일으킨다. 또한, 틈이 생겨있는 부분과 접촉되어 있는 부분이 존재함으로 인하여, 열판(160)의 표면에 있어서의 온도분포는 불균일하게 된다. 따라서, 라미네이트 공정에 있어서의 구성부재의 접착 등의 품질에 영향을 미치게 되는 우려가 있다.

이러한 문제점에 있어서, 상판(161)과 시스히터(163) 사이 또는 하판(162)과 시스히터(163) 사이의 틈을 메워 열전달을 향상시키는 방법이 있다. 예를 들면, 도 17(b)에 나타내는 바와 같이, 틈에 열전도성 실리콘 시트(164)나 불소계 수지 시트를 개재시키는 방법이 있다. 하지만, 그러한 방법으로도, 완전히 틈을 메울 수 없다. 또한, 열판 전체의 비용이 증대하는 요인이 되어버린다.

한편, 반도체 또는 액정 디스플레이 등을 제조할 때에, 반도체나 액정 디스플레이 등의 피가공물을 열처리하는 공정이 있다. 이 공정에 있어서, 피가공물을 가열하기 위한 열판이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 2를 참조). 이 열판은, 판 내부에 평행하게 형성한 관통홀을 구비하고 있다. 이 관통홀에는 외곽부를 구비하는 열전도요소가, 관통홀의 내주면과 열전도요소의 외곽부의 외주면을 서로 밀착시켜 마련되어 있다. 그러나, 이 열판은, 상술한 바와 같은 열전달 효율이 현저하게 저하되어버리는 진공상태로 되지않는 장치에 사용되고 있는 것이다. 또한, 특허문헌 2에 공개된 열판은, 최근, 대형화되는 피가공물에 대응할 수 있도록 고안되어 있지 않다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 진공상태로 되는 공정을 구비하는 라미네이트장치에 있어서, 열판의 온도를 목표온도로 용이하고 확실하게 제어할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 라미네이트장치는 가압부재에 의하여 구획되는 상챔버와 하챔버를 구비하고, 상기 하챔버에 마련되는 열판상에 피가공물을 배치하고, 상기 열판에 의해 가열한 상기 피가공물을, 상기 하챔버를 진공으로 하고 상기 상챔버에 대기를 도입하여 상기 열판과 상기 가압부재로 협압하여 라미네이트하는 라미네이트장치이고, 상기 열판은, 배면에 수용홈이 마련되는 열판 본체와, 상기 수용홈에 매설되는 시스히터를 구비하고, 상기 수용홈 및 상기 시스히터 중의 적어도 어느 하나를 변형시켜, 상기 시스히터의 외주면이 상기 수용홈의 내주면에 면접촉하도록 한 것을 특징으로 한다.

상기 열판은, 상기 수용홈에 상기 시스히터가 매설된 상태에서, 상기 수용홈의 개구 단부에 마련되는 돌출부를 상기 수용홈의 내측방향으로 코킹(caulking)하도록 구성할 수 있다.

상기 열판은, 상기 수용홈이 상기 열판 본체의 배면에 마련되는 오목홈의 바닥면에 마련되도록 구성할 수도 있다.

상기 열판은, 상기 수용홈의 개구 단부에 마련되는 돌출부를 상기 수용홈의 내측방향으로 코킹하는 부분이, 상기 열판 본체의 배면으로부터 돌출되도록 구성할 수도 있다.

상기 열판은, 상기 수용홈에 상기 시스히터가 매설된 상태에서, 상기 수용홈의 개구 단부 그 자체를 상기 수용홈의 내측방향으로 코킹하도록 구성할 수도 있다.

상기 열판은, 상기 수용홈의 개구 단부 그 자체를 코킹하기 전의 상태에 있어서, 상기 수용홈은 상기 열판 본체의 배면에 직접 마련되도록 구성할 수도 있다.

상기 열판 본체의 재질은 상기 시스히터의 외주부재의 재질과 동일하게 할 수도 있다.

상기 열판 본체에는 복수의 시스히터를 매설하도록 구성할 수도 있다.

상기 열판 본체의 배면에는, 면방향을 따라 상이하게 구불구불한 수용홈이 복수로 마련되고, 상기 복수의 수용홈 각각에 매설되는 시스히터를 복수로 구비하도록 구성할 수도 있다.

상기 열판은, 상기 복수의 시스히터 중, 상기 열판 본체의 동일 세로폭 방향으로 매설되는 복수의 시스히터는, 상기 수용홈으로부터 외부로 노출되는 위치가 상기 열판 본체의 가로폭 방향으로 어긋나도록 구성할 수도 있다.

상기 열판은 복수의 열판 본체를 결합하여 구성할 수도 있다.

상기 열판은, 인접하는 열판 본체끼리를 표면측에서 열판 본체 사이에 걸쳐 마련되는 결합부재를 개재하여, 표면측에서 고정부재에 의해 결합하도록 구성할 수도 있다.

상기 열판은, 열판 본체와 상기 열판 본체에 매설되는 시스히터를 구비하고, 상기 시스히터 외주의 전체면이 상기 열판 본체와 접촉하도록 구성할 수도 있다.

상기 열판은, 열판 본체에, 시스히터 외주의 전체면이 상기 열판 본체와 접촉하여 매설되도록 구성할 수도 있다.

상기 열판은, 열판 본체의 배면에 마련되는 수용홈에 시스히터를 매설하는 매설공정을 포함하고, 상기 매설공정에 있어서, 프레스기에 의하여 상기 시스히터의 외주면이 상기 수용홈의 내주면에 면접촉하도록 상기 수용홈 및 상기 시스히터 중의 적어도 어느 하나를 변형시킴과 함께, 상기 수용홈의 개구 단부에 마련되는 돌출부 또는 개구 단부 그 자체를 상기 수용홈의 내측방향으로 코킹하는 제조방법에 의하여 얻을 수 있다.

또한, 상기 열판은, 시스히터의 외주 전체가 열판 본체와 접촉하도록 열판 본체에 시스히터를 주입(casting)하는 것으로 매설하는 제조방법에 의해서도 얻을 수 있다.

본 발명에 의하면, 시스히터의 열이 열판 본체에 효율적으로 전달되고, 라미네이트장치에 있어서, 열판의 온도를 목표온도로 용이하고 확실하게 제어할 수 있다. 또한, 피가공물의 라미네이트 품질을 향상시킬 수 있다.

예를 들면, 열판은, 수용홈에 시스히터가 매설된 상태에서, 수용홈의 개구 단부에 마련되는 돌출부를 수용홈의 내측방향으로 코킹시킨다. 이 경우, 시스히터의 외주면을 수용홈의 내주면에 가압접촉한 상태로 유지시킬 수 있다.

또 예를 들면, 수용홈은 열판 본체의 배면에 마련되는 오목홈의 바닥면에 마련할 수도 있다. 이 경우, 절삭면적을 삭감시킬 수 있다. 또한, 메움부를 오목홈 내에 위치시킬 수 있으므로, 메움부가 열판 본체의 배면으로부터 돌출되지 않고, 배면상에 다른 열판을 중첩시킬 수도 있다.

또 예를 들면, 수용홈의 개구 단부에 마련되는 돌출부를 수용홈의 내측방향으로 코킹한 부분이, 열판 본체의 배면으로부터 돌출될 수도 있다. 이 경우, 돌출부를 코킹시킬 때 사용되는 프레스금형의 비용을 삭감할 수 있다.

또 예를 들면, 열판은, 수용홈에 시스히터가 매설된 상태에서, 수용홈의 개구 단부 그 자체를 수용홈의 내측방향으로 코킹시킬 수도 있다. 이 경우, 코킹시키기 위한 돌출부를 형성할 필요가 없으므로, 열판 본체를 가공하는 가공비를 삭감할 수 있다.

또 예를 들면, 수용홈의 개구 단부 그 자체를 코킹시키기 전의 상태에 있어서, 수용홈은 열판 본체의 배면에 직접 마련할 수도 있다. 이 경우, 열판 본체를 가공하는 가공비를 삭감할 수 있다.

또 예를 들면, 열판은, 열판 본체의 재질과 시스히터의 외주부재의 재질을 동일하게 할 수 있다. 이 경우, 시스히터로부터 열판 본체로의 열전달 효율을 향상시킬 수 있다.

또 예를 들면, 열판은, 열판 본체에 복수의 시스히터를 매설할 수도 있다. 이 경우, 열판 전체를 균일하게 가열할 수 있다.

또 예를 들면, 열판 본체의 배면에는, 면방향을 따라 상이하게 구불구불한 수용홈을 복수로 마련하고, 상기 복수의 수용홈 각각에 매설되는 시스히터를 복수로 구비할 수도 있다. 이 경우, 열판 전체의 온도분포를 일정하게 할 수 있다.

또 예를 들면, 복수의 시스히터 중, 열판 본체의 동일 세로폭 방향으로 매설되는 복수의 시스히터는, 수용홈으로부터 외부로 노출되는 위치를 열판 본체의 가로폭 방향으로 어긋나도록 할 수도 있다. 이 경우, 복수의 시스히터를 배선할 때에, 열판 본체의 배면으로부터 외부로 노출되는 시스히터 각각이, 열판 본체의 하측에서 교차하거나 겹치지 않도록 배치할 수 있으므로, 열판 하측의 상하 방향의 스페이스를 삭감할 수 있다.

또 예를 들면, 열판은, 복수의 열판 본체를 결합하는 구성으로 할 수도 있다. 이 경우, 열판 본체별로 수용홈 등을 가공할 수 있다. 또한, 수용홈에 시스히터를 매설하는 작업을 용이하게 진행할 수 있다.

또 예를 들면, 복수의 열판 본체 중, 인접하는 열판 본체끼리는, 표면측에서 열판 본체 사이에 걸쳐 마련되는 결합부재를 개재하여, 표면측에서 고정부재로 결합하는 구성으로 할 수도 있다. 이 경우, 작업자는 결합부재를 열판 본체 사이에 위치시킨 상태에서, 표면측에서 작업을 할 수 있으므로, 열판을 조립하는 작업효율이 향상한다.

또 예를 들면, 열판은, 열판 본체에 시스히터를 주입(casting)하는 것으로 매설하는 구성으로 할 수도 있다. 이 경우, 시스히터의 외주면이 수용홈의 내주면에 면접촉되는 열판을 용이하게 제조할 수 있다.

도 1은 라미네이트장치의 전체 구성을 나타내는 도면.
도 2는 라미네이트장치의 전체 구성을 나타내는 사시도.
도 3은 피가공물로서의 태양전지모듈의 구성을 나타내는 단면도.
도 4는 라미네이트장치의 라미네이트부의 측단면도.
도 5는 라미네이트장치의 라미네이트 가공시에 있어서의 라미네이트부의 측단면도.
도 6은 제 1 실시형태에 따른 열판 및 그 주변의 구성을 나타내는 사시도.
도 7은 제 1 실시형태에 따른 열판의 평면도.
도 8은 제 1 실시형태에 따른 열판의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 9는 열판의 온도를 측정한 온도변화를 나타내는 도면.
도 10은 제 2 실시형태에 따른 열판의 구성을 나타내는 도면.
도 11은 제 3 실시형태에 따른 열판의 구성을 나타내는 도면.
도 12는 제 4 실시형태에 따른 열판의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 13은 제 5 실시형태에 따른 열판 본체에 시스히터를 매설하는 공정을 설명하기 위한 도면.
도 14는 제 6 실시형태에 따른 열판의 구성을 나타내는 도면.
도 15는 제 7 실시형태에 따른 열판 및 그 주변의 구성을 나타내는 사시도.
도 16은 제 1 실시형태에 따른 열판 일부의 배면을 나타내는 도면.
도 17은 검증에 의해 판명한 종래의 라미네이트장치의 열판의 구성 및 열판에 전열성 실리콘 시트를 개재시킨 구성을 나타내는 도면.

이하, 도면을 참조하여 본 실시형태에 따른 라미네이트장치에 대해 설명한다.

도 1은 본 실시형태에 따른 라미네이트장치(100)의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 또한, 도 2는 라미네이트장치(100)의 전체 구성을 나타내는 사시도이다. 라미네이트장치(100)는 상케이스(110)와, 하케이스(120)와, 피가공물(10)을 반송하기 위한 반송벨트(130)를 구비한다. 반송벨트(130)는 피가공물(10)을 상케이스(110)와 하케이스(120) 사이로 반송한다. 라미네이트장치(100)에는, 라미네이트 전의 피가공물(10)을 라미네이트장치(100)로 반송하기 위한 반입 컨베이어(200)가 마련되어 있다. 또한, 라미네이트장치(100)에는, 라미네이트 후의 피가공물(10)을 라미네이트장치(100)로부터 반출하기 위한 반출 컨베이어(300)가 마련되어 있다. 반입 컨베이어(200)와 반출 컨베이어(300)는 흐름이 연결되도록 마련되어 있다. 피가공물(10)은 반입 컨베이어(200)로부터 반송벨트(130)에 전달되고, 반송벨트(130)로부터 반출 컨베이어(300)에 전달된다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 라미네이트장치(100)에는, 실린더 및 피스톤 로드 등으로 구성되는 승강장치(150)가 마련되어 있다. 승강장치(150)는 상케이스(110)를 수평상태로 유지한 채 하케이스(120)에 대하여 승강시킬 수 있다. 승강장치(150)가 상케이스(110)를 하강시키는 것으로, 상케이스(110)와 하케이스(120)의 내부공간을 밀폐시킬 수 있다.

다음으로, 라미네이트장치(100)로 라미네이트되는 피가공물(10)에 대해 설명한다.

도 3은 피가공물(10)로서 결정계셀을 사용한 태양전지모듈의 구성을 나타내는 단면도이다. 태양전지모듈은 도시되는 바와 같이, 투명한 커버 글래스(11)와 이면재(12) 사이에 충전재(13, 14)를 개재하여 스트링(string)(15)을 끼워넣은 구성을 갖는다. 이면재(12)에는 폴리에틸렌 수지 등의 재료가 사용된다. 충전재(13, 14)에는 EVA(에틸렌비닐아세테이트) 수지 등이 사용된다. 스트링(15)은 전극(16, 17) 사이에 결정계 셀로서의 태양전지셀(18)을 리드선(19)을 개재하여 접속한 구성이다.

또한, 피가공물(10)로서는, 상술한 태양전지모듈뿐만 아니라, 일반적으로 박막형으로 불리는 태양전지모듈을 대상으로 할 수도 있다. 이 박막형 태양전지모듈의 대표적인 구조의 예에서는, 투명한 커버 글래스에, 미리, 투명전극, 반도체, 배면전극으로 이루어지는 발전 소자가 증착되어 있다. 이러한 박막형 태양전지모듈은 커버 글래스를 하향으로 배치하고, 커버 글래스상의 발전 소자 위에 충전재를 씌운다. 더욱이, 충전재 위에 이면재를 씌운 구조로 되어 있다. 이러한 상태에서 진공가열 라미네이트하는 것으로 박막형 태양전지모듈의 구성부재가 접착된다. 즉, 박막형 태양전지모듈은, 상술한 태양전지모듈의 결정계 셀이 증착된 발전 소자로 바뀔 뿐이다. 박막형 태양전지모듈의 기본적인 봉지(seal)구조는 상술한 태양전지모듈과 동일하다.

다음으로, 본 실시형태에 따른 라미네이트장치(100)의 라미네이트부(101)의 구성에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다. 도 4는 라미네이트장치(100)에 있어서, 피가공물(10)을 라미네이트하는 라미네이트부(101)의 측단면도이다. 도 5는 라미네이트 가공시에 있어서의 라미네이트부(101)의 측단면도이다.

상케이스(110)에는 하방향으로 개구되는 공간이 형성되어 있다. 이 공간에는 공간을 수평으로 구획하도록 다이어프램(112)이 마련되어 있다. 다이어프램(112)은 실리콘계의 고무 등의 내열성을 갖는 고무로 형성되어 있다. 후술하는 바와 같이, 다이어프램(112)은 피가공물(10)을 가압하는 가압부재로서 기능을 하고, 라미네이트를 행한다. 상케이스(110) 내에는 다이어프램(112)에 의하여 구획되는 공간(상챔버(113))이 형성된다.

또한, 상케이스(110)의 표면에는 상챔버(113)와 연통하는 흡배기구(114)가 마련되어 있다. 상챔버(113)에서는, 흡배기구(114)를 개재하여 상챔버(113) 내를 공기를 뽑아 진공상태로 하거나, 상챔버(113) 내에 대기를 도입하거나 할 수 있다.

하케이스(120)에는 상방향으로 개구된 공간(하챔버(121))이 형성되어 있다. 이 공간에는 열판(122)(패널 형상의 히터)이 마련되어 있다. 열판(122)은 하케이스(120)의 바닥면에 세워 마련된 지지부재에 의하여 수평상태를 유지하도록 지지되어 있다. 이 경우, 열판(122)은 그 표면이 하챔버(121)의 개구면과 대략 동일높이가 되도록 지지된다.

또한, 하케이스(120)의 하면에는 하챔버(121)와 연통하는 흡배기구(123)가 마련되어 있다. 하챔버(121)에서는, 흡배기구(123)를 개재하여 하챔버(121) 내를 공기를 뽑아 진공상태로 하거나, 하챔버(121) 내에 대기를 도입하거나 할 수 있다.

상케이스(110)와 하케이스(120)의 사이에 위치하는 열판(122)의 상방에는, 반송벨트(130)가 이동이 자유롭게 마련되어 있다. 반송벨트(130)는 도 1의 반입 컨베이어(200)로부터 라미네이트 전의 피가공물(10)을 받아 라미네이트부(101)의 중앙위치로 반송한다. 또한, 반송벨트(130)는 라미네이트 후의 피가공물(10)을 도 1의 반출 컨베이어(300)로 전달한다.

또한, 상케이스(110)와 하케이스(120)의 사이에 위치하는 반송벨트(130)의 상방에는 박리 시트(140)가 마련되어 있다. 박리 시트(140)는 피가공물(10)의 충전재(13, 14)(도 3을 참조)가 용융되었을 때에, 충전재(13, 14)가 다이어프램(112)에 부착되는 것을 방지한다.

다음으로, 본 실시형태에 따른 라미네이트장치(100)에 의한 라미네이트 공정에 대해 더욱 구체적으로 설명한다. 우선, 도 4에 나타내는 바와 같이, 반송벨트(130)는 피가공물(10)을 라미네이트부(101)의 중앙위치로 반송한다.

다음으로, 승강장치(150)는 상케이스(110)를 하강시킨다. 상케이스(110)를 하강시키는 것으로, 도 5에 나타내는 바와 같이, 상케이스(110)와 하케이스(120)의 내부공간은 밀폐된다. 즉, 상케이스(110)와 하케이스(120)의 내부에서 상챔버(113) 및 하챔버(121)는 각각 밀폐 상태로 유지할 수 있다.

다음으로, 라미네이트장치(100)는 상케이스(110)의 흡배기구(114)를 개재하여 상챔버(113) 내의 공기를 뽑아 진공상태로 만든다. 마찬가지로, 라미네이트장치(100)는 하케이스(120)의 흡배기구(123)를 개재하여 하챔버(121) 내의 공기를 뽑아 진공상태로 만든다. 하챔버(121)의 공기를 뽑아 진공상태로 만드는 것에 의하여, 피가공물(10)에 포함되어 있는 거품은 피가공물(10) 밖으로 송출된다. 이 상태에서, 피가공물(10)은 열판(122)에 의해 가열되고, 그 내부에 포함되는 충전재(13, 14)가 용융된다.

다음으로, 라미네이트장치(100)는 하챔버(121)의 진공상태를 유지한 채, 상케이스(110)의 흡배기구(114)를 개재하여 상챔버(113)에 대기를 도입한다. 이에 의하여, 상챔버(113)와 하챔버(121)의 사이에 기압차이가 생김으로 인하여, 다이어프램(112)이 팽창한다. 따라서, 다이어프램(112)은 도 5에 나타내는 바와 같이 하방으로 밀려나온다. 피가공물(10)은 하측으로 밀려나온 다이어프램(112)과 열판(122)으로 협압되고, 용융된 충전재(13, 14)에 의하여 각 구성부재가 접착된다.

이때, 충전재(13, 14)가 커버 글래스(11)와 이면재(12)의 사이로부터 삐져나오는 경우가 있다. 이때, 삐져나온 충전재(13, 14)는 박리 시트(140)에 부착된다. 이와 같이, 박리 시트(140)를 개재시키는 것으로, 삐져나온 충전재(13, 14)가 다이어프램(112)에 부착되는 것을 방지한다. 따라서, 박리 시트(140)는, 다이어프램(112)으로부터 다음의 라미네이트하는 피가공물(10)에 충전재(13, 14)가 부착되는 것을 방지한다. 또한, 삐져나온 충전재(13, 14)가 반송벨트(130)상에 부착된 경우, 부착된 충전재(13, 14)는 도시하지 않는 클리닝 기구에 의해 제거된다.

이와 같이, 라미네이트 공정이 종료한 후, 라미네이트장치(100)는 하케이스(120)의 흡배기구(123)를 개재하여 하챔버(121)에 대기를 도입한다. 이때, 승강장치(150)는 상케이스(110)를 상승시킨다. 상케이스(110)를 상승시키는 것으로, 도 4에 나타내는 바와 같이, 반송벨트(130)를 이동시킬 수 있게 된다. 반송벨트(130)는 라미네이트 후의 피가공물(10)을 반출 컨베이어(300)에 전달한다.

< 제 1 실시형태 >

다음으로, 제 1 실시형태에 따른 라미네이트장치(100)의 열판(122)에 대해 상세하게 설명한다. 도 6은 열판(122) 및 그 주변의 구성을 나타내는 사시도이다. 열판(122)은 복수의 열판 본체(61)와 복수의 시스히터(62)를 구비한다. 열판(122)의 크기는 하케이스(120)에 들어가도록 형성되어 있다. 본 실시형태의 열판(122)은 근래 대형화되고 있는 피가공물의 사이즈에 대응하는 크기로 형성되고, 구체적으로는, 열판(122)의 사이즈는, 큰 것은 가로폭이 약 4000㎜(도 6의 W를 참조), 세로폭이 약 2000㎜(도 6의 DE를 참조)이다.

열판 본체(61)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 의해 패널 형상으로 형성되어 있다. 본 실시형태의 열판(122)은 가로폭 방향으로 4개의 열판 본체(61)를 배열하여 구성된다. 인접하는 열판 본체(61)끼리는, 이들 열판 본체(61)의 배면측에 있어서, 인접하는 열판 본체(61) 사이에 걸쳐 마련되는 결합부재(67)를 개재하여 표면측에서 볼트 등의 고정부재에 의해 결합된다. 이와 같이 분할하여 구성하는 것으로, 후술하는 수용홈을 가공하는 경우에 있어서, 열판 본체(61)별로 가공할 수 있다. 또한, 수용홈에 후술하는 시스히터를 매설하는 경우에 있어서, 열판 본체(61)별로 시스히터를 매설하면 된다. 따라서, 예를 들면, 시스히터를 열판 전체에 매설하는 바와 같은 대형 프레스기를 사용하지 않아도 되고, 가공비용을 삭감할 수 있다. 더욱이, 열판(122)의 수송이나 조립 작업이 쉬워진다. 또한, 열판 본체(61)를 더 결합하는 것으로, 더욱 대형인 피가공물에 대응하는 열판을 용이하게 구성할 수 있다. 한편, 열판(122)은 복수의 열판 본체(61)에 의해 구성되는 것에 한정되지 않고, 1장의 열판 본체(61)에 의해 구성되어 있어도 좋다.

각 열판 본체(61)의 배면에는 시스히터(62)를 매설하기 위한 수용홈(63)이 형성되어 있다. 수용홈(63)은 열판 본체(61)의 표면에서의 온도분포를 균일하게 하기 위하여, 배면의 전체면에 걸쳐 구불구불하게 형성되어 있다.

수용홈(63)에는 시스히터(62)가 매설된다. 시스히터(62)는 후술하는 도 8(b)에 나타내는 바와 같이, 중심이 코일 형상으로 가공된 니크롬선(62a)이다. 또한, 시스히터(62)는, 니크롬선(62a)의 주변을 산화마그네슘 등의 분말을 충전한 절연재(62b)를 구비하고 있다. 더욱이, 시스히터(62)는, 절연재(62b)의 주변을 시스(외주를 형성하는 관부재)(62c)의 재질로서, 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 씌워져 있다. 이와 같이, 열판 본체(61)와 시스히터(62)의 시스는 동일 재질로 형성되어 있다. 따라서, 열판(122)에서는, 시스히터(62)로부터 열판 본체(61)로의 열전달 효율을 향상시킬 수 있다. 각 열판 본체(61)의 수용홈(63)에 매설되는 시스히터(62)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 라미네이트장치(100) 내부 또는 외부에 설치되는 온도 컨트롤러(64)에 접속되어 있다. 상기 온도 컨트롤러(64)는 열판(122)의 온도가 목표온도가 되도록 온도제어 한다.

도 7은 열판(122)의 평면도이다. 또, 도 7에서는, 각 열판 본체(61)에 매설되는 시스히터(62)를 파선으로 나타내고 있다. 시스히터(62)는 독립적으로 온도제어 하기 위하여, 1 ∼ 12채널(ch)로 나누어져 있다. 구체적으로, 각 열판 본체(61)에는 4개의 시스히터(62)가 매설된다. 각 열판 본체(61)는 양단부의 시스히터(62)가 각각 1개의 채널로서 온도제어된다. 또한, 각 열판 본체(61)는 중앙의 2개의 시스히터(62)가 1개의 채널로서 온도제어된다. 수용홈(63)에 매설되는 시스히터(62)는 도 7의 화살표의 지점에 있어서 열판 본체(61)의 배면으로부터 외부로 노출되고, 열판(122)의 하측을 통과하여 온도 컨트롤러(64)에 접속된다. 또, 시스히터의 배치나 온도제어 채널(ch)의 설정은 도 7의 예시에 한정되는 것이 아니다.

시스히터(62)는 채널마다 그 굴곡 형상이 상이하다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 5채널의 시스히터(62)는 이점쇄선(L1)에 대해 대략 좌우대칭 되도록 구불구불하게 굴곡된다. 또한, 도 7에 나타내는 바와 같이, 8채널의 시스히터(62)는 이점쇄선(L2)에 대해 대략 좌우대칭 되도록 구불구불하게 굴곡된다. 한편, 도 7에 나타내는 1 ∼ 4채널, 6채널, 7채널, 9 ∼ 12채널의 시스히터(62)는 좌우 비대칭 되도록 구불구불하게 굴곡된다. 또한, 1 ∼ 3채널의 시스히터(62)와 10 ∼ 12채널의 시스히터(62)는 이점쇄선(L3)에 대해 대략 좌우대칭되어 있다. 또한, 4 ∼ 6채널의 시스히터(62)와 7 ∼ 9채널의 시스히터(62)는 이점쇄선(L3)에 대해 대략 좌우대칭되어 있다. 이는 특히, 열판(122) 전체의 온도분포를 균일하게 하기 위하여 구성되어 있다. 또, 이들의 형상은, 열판의 온도분포를 균일하게 하도록 적절히 설정할 수 있다.

또한, 채널마다 굴곡 형태를 상이하게 하고 있으므로, 열판 본체(61)의 배면으로부터 시스히터(62)가 외부에 노출되는 위치를, 열판(122)의 가로폭 방향으로 어긋나게 할 수 있다. 구체적으로, 10 ∼ 12채널이 매설되어 있는 열판 본체(61)를 예로 설명한다. 도 16은 10 ∼ 12채널이 매설되어 있는 열판 본체(61)를 배면에서 본 도면이다. 이 열판 본체(61)에는, 동일 세로폭 방향으로 시스히터(62A, 62B, 62C, 62D)가 매설되어 있다. 도 16에서는, 열판 본체(61)의 배면으로부터 외부로 노출되는 시스히터를 일점쇄선으로 나타내고 있다. 도 16에 나타내는 바와 같이, 각 시스히터(62)는, 11채널을 구성하는 시스히터(62B)와 시스히터(62C)의 조합을 제외하고, 열판 본체(61)의 배면으로부터 외부로 노출되는 시스히터의 위치가 서로 가로폭 방향으로 어긋나 있다. 즉, 임의로 2개의 시스히터(62)를 선택하는 복수의 조합 중 적어도 1개의 조합에 있어서, 2개의 시스히터(62)는 수용홈(63)으로부터 외부로 노출되는 위치가 열판 본체(61)의 가로폭 방향으로 어긋나 있다.

이에 의하여, 각 열판 본체(61)의 배면으로부터 외부로 노출된 복수의 시스히터(62)는, 열판 본체(61)의 하측에서 서로 교차하거나 겹치는 일이 적도록 배치할 수 있다. 즉, 시스히터(62)를 외부로 노출시키는 위치가, 열판(122)의 가로폭 방향에서 동일하면, 동일 경로로 온도 컨트롤러(64)에 배선되기 때문에, 시스히터(62)끼리가 교차하거나 겹쳐져 버려, 그만큼 열판 본체(61)의 하측에 상하 방향의 스페이스가 필요하게 된다. 본 실시형태와 같이, 시스히터(62)를 외부에 노출시키는 위치를, 열판(122)의 가로폭 방향으로 어긋나게 하는 것으로, 서로 교차하거나 겹치는 일이 적으므로, 열판(122)의 하측의 스페이스를 효율적으로 이용할 수 있다. 또, 도 16에서는, 11채널을 구성하는 시스히터(62B)와 시스히터(62C)의 열판 본체(61)의 배면으로부터 외부로 노출되는 위치를 가로폭 방향에 대하여 동일하게 하고 있지만, 양자 사이에서도 상이하게 배치하는 것으로, 열판(122)의 하측의 스페이스를 더욱 효율적으로 이용할 수 있다.

또한, 도 7에 나타내는 바와 같이, 각 채널의 중앙부에 열판(122)의 온도를 측정하기 위한 열전대(66)가 매설되어 있다. 열전대(66)는 열판 본체(61)의 표면으로부터 적당한 깊이의 위치에 매설되어 있고, 열판(122)의 배면에서 온도 컨트롤러(64)에 접속된다. 열전대(66)에 의해 측정된 열판(122)의 온도는 온도 컨트롤러(64)에 피드백된다. 온도 컨트롤러(64)는 열판(122)의 온도가 목표온도가 되도록 시스히터(62)의 발열을 제어한다.

다음으로, 열판 본체(61)의 수용홈(63)과 시스히터(62)의 관계에 대해 상세하게 설명한다. 도 8은 제 1 실시형태에 따른 열판의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 8(a)는 도 7에 있어서의 A-A단면을 화살표방향에서 본 단면도로서, 수용홈(63)에 시스히터(62)가 매설된 상태를 나타내고 있다. 도 8(a)에 나타내는 바와 같이, 시스히터(62)의 외주면은 수용홈(63)의 내주면과 틈이 생기지 않게 면접촉되도록 가압접촉되어 있다.

도 8(b)는 수용홈(63)에 시스히터(62)를 매설하기 전의 상태를 나타내는 도면이다. 도 8(b)에 나타내는 바와 같이, 수용홈(63)은 열판 본체(61)의 배면(65)에 오목하게 가공된 오목홈(71)의 바닥면에 형성되어 있다. 수용홈(63)의 개구 단부의 양측에는 돌출부(72)가 마련되어 있다. 도 8(b)에 나타내는 수용홈(63)을 형성하는 경우, 열판 본체(61)의 배면에서 절삭가공에 의해 시행한다. 이때, 오목홈(71) 및 돌출부(72)도, 마찬가지로 절삭가공한다.

다음으로, 수용홈(63)에 시스히터(62)를 매설하는 경우, 오목홈(71)의 형상에 대응되는 프레스금형을 이용하여, 프레스기에 의해 시스히터(62)의 외주면을 수용홈(63)의 내주면에 가압접촉시킨다.

도 8(c)는 수용홈(63)에 시스히터(62)를 매설한 후의 상태를 나타내는 도면이다. 프레스기에 의해, 시스히터(62)는 수용홈(63)의 내주면에 가압접촉되면, 시스히터(62)의 외주면(시스)이 수용홈(63)의 내주면에 밀접하게 상응되도록 소성변형 한다. 그 결과, 시스히터(62)의 외주면과 수용홈(63)의 내주면의 사이는 틈이 생기지 않도록 밀착하여 면접촉한 상태가 된다. 또한, 프레스기는, 시스히터(62)를 프레스하는 것과 함께, 수용홈(63)에 마련되는 돌출부(72)를, 수용홈(63)의 개구를 막도록 수용홈(63)의 내측방향으로 소성변형시켜, 코킹부(73)를 형성한다. 코킹부(73)에는, 오목홈(71)의 바닥면에서 하측으로 돌출되는 볼록부(타원으로 나타내는 부분)(74)가 형성된다. 이와 같이 코킹시키는 것에 의하여, 시스히터(62)의 외주면을 수용홈(63)의 내주면에 가압접촉한 상태를 유지할 수 있다. 또, 수용홈(63)이 형성되는 열판 본체(61)의 배면(65)은, 열판(122)을 하챔버(121)에 장착할 때의 장착면이 된다. 수용홈(63)을 오목홈(71)의 바닥면에 형성하는 것으로, 돌출부(72)를 밀착시켰을 때의 코킹부(73)는, 오목홈(71) 내에 위치한 대로 있다. 따라서, ㅋ코킹부(73)는 열판 본체(61)의 배면(65)으로부터 돌출되지 않는다.

여기서, 프레스금형을 이용하여 시스히터(62)의 외주면을 수용홈(63)의 내주면에 가압접촉시킬 때, 시스히터(62)의 굴곡 형상과 대략 동일형상의 프레스금형을 이용하여 시스히터(62)의 외주면을 한번에 수용홈(63)의 내주면에 가압접촉시킨다. 이와 같이 프레스 하는 것으로, 시스히터(62)의 외주면과 수용홈(63)의 내주면 사이에 틈을 없앨 수 있다. 이에 의하여, 시스히터로부터 열판 본체로의 열전달이 양호해지고, 열판의 온도제어성이 향상한다. 또한, 시스히터(62)를 발열시켰을 때에 열판(122) 표면의 온도분포를 균일하게 할 수 있다. 따라서, 열판(122)의 온도가 목표온도를 크게 초과하여 오버슈트되어 버리는 현상을 방지할 수 있다.

코킹(caulking) 상태의 균일성을 유지하고, 열판 본체(61)의 뒤틀림이나 휘는 변형을 없애기 위해서는, 상술한 바와 같이 한번에 전체면을 코킹시키는 것이 바람직하다. 하지만, 열판(122)의 대형화에 동반하여 열판 본체(61)도 커지기 때문에, 프레스 설비의 능력관계로 1장의 열판 본체(61)를 여러 번으로 분할하여 코킹시키는 방법을 이용하여도 좋다. 단, 분할하여 코킹시키는 방법을 이용하는 경우, 뒤틀림이나 휘는 변형을 제거하는 공정이 필요하게 된다.

다음으로, 본 실시형태의 열판(122)에 의해 피가공물(10)을 라미네이트하는 경우에 대해 설명한다. 또, 본 실시형태에 따른 열판(122)상에 피가공물(10)을 배치하지않은 상태로 라미네이트 공정을 진행하였을 때에 측정한 열판(122)의 온도변화는, 도 9에 나타내는 종래의 열판(특성선(2))과 동일하다.

도 9에 있어서, 특성선(3)은 본 실시형태에 따른 열판(122)상에 피가공물(10)을 배치한 상태에서 라미네이트 공정을 진행하였을 때에 측정한 열판(122)의 온도변화이다. 종래의 열판(특성선(1))과 마찬가지로, 피가공물(10)을 열판(122)상에 배치하는 것으로, 열판(122)의 열이 피가공물(10)에 빼앗기고, 열판(122)의 온도는 급격하게 저하한다. 이 온도의 저하를 보충하기 위하여, 열판(122)의 온도를 상승시키는 온도제어가 행하여진다. 특성선(3)에 나타내는 바와 같이, 열판(122)의 온도는 목표온도를 향해 급격하게 상승한다. 따라서, 이에 의해 가열작업의 효율이 향상된다. 그리고, 목표온도에 도달하였을 때, 열판(122)의 온도와 시스히터(62)의 온도에 큰 오차가 생기지 않는다. 이는, 시스히터(62)의 외주면이 수용홈(63)의 내주면에 면접촉하도록 가압접촉되어 있으므로, 시스히터(62)와 수용홈(63) 사이에는 틈이 발생 되어 있지 않기 때문이다. 즉, 하챔버(121)가 진공상태에 있어도, 시스히터(62)의 열이 직접 열판 본체(61)에 전달되기 때문에, 시스히터(62)의 온도가 열판(122)에 바로 반영된다. 이와 같이, 온도 컨트롤러(64)는 시스히터(62)의 온도를 상승시켰다 자연냉각시켰다 하는 것으로, 열판(122)의 온도를 목표온도로 용이하고 확실하게 제어할 수 있다.

더욱이, 피가공물의 가열 시간(예를 들면, 5분간)이 종료되고, 하챔버(121)의 진공상태가 해제되었을 때, 종래의 열판과 같이 열판의 온도 이상으로 과도하게 시스히터(62)의 온도가 상승하지 않는다. 즉, 열판(122)의 온도가 목표온도를 크게 초과하여 오버슈트되어 버리는 일이 없다. 이와 같이, 본 실시형태의 열판(122)에 의하면, 목표온도를 확실하게 유지할 수 있다. 또한, 종래의 열판(특성선(1))의 경우, 라미네이트 공정이 종료된 후, 오버슈트에 의한 열판의 과도한 온도상승이 발생하고 있었기 때문에, 다음 피가공물(10)의 라미네이트를 하는 경우에 있어서, 열판의 온도하강을 기다릴 필요가 있었다. 그러나, 본 실시형태의 열판(122)에 의하면, 과도한 온도상승이 방생하지 않기 때문에, 바로 다음 피가공물(10)의 라미네이트를 할 수 있고, 작업효율이 향상한다.

본 실시형태에 의하면, 라미네이트 공정 때에 열판(122)의 온도를 목표온도로 용이하고 확실하게 제어할 수 있다. 따라서, 라미네이트 공정에 있어서의 태양전지의 구성부재의 접착 불량 등을 방지하여, 라미네이트 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 라미네이트의 작업효율을 향상시킬 수 있다.

또, 본 실시형태에 의하면, 프레스기에 의해 시스히터(62)의 외주면을 수용홈(63)의 내주면에 가압접촉시킬 때, 도 8의 오목홈(71)의 형상에 대응되는 전용 프레스금형을 채용할 필요가 있다. 따라서, 열판의 기종마다 전용 프레스금형의 비용 등이 필요하게 되고, 초기비용이 들게 된다. 하지만, 열판 본체(61)에 수용홈(63)을 형성하는 경우, 기준면을 절삭하는 바와 같은 후술되는 도 11의 제 3 실시형태에 비교하여, 절삭해야 하는 면적을 줄일 수 있다. 즉, 본 실시형태에 의하면, 열판 본체의 가공비 등을 줄일 수 있으므로, 운전자금을 삭감할 수 있다. 이와 같이, 본 실시형태는 적은 기종의 대량생산에 적합한 실시형태다.

< 제 2 실시형태 >

도 10은 제 2 실시형태에 따른 열판의 구성을 나타내는 도면이다. 본 실시형태에서는, 열판 본체(81)의 배면에 형성된 수용홈(83)은, 열판 본체(81)의 표면을 향해 끝이 가는 대략 삼각형의 쐐기모양으로 형성되어 있다. 이 경우에, 쐐기모양의 선단은 대략 60℃의 각도로 되어 있다. 한편, 수용홈(83)에 매설되는 시스히터(82)는, 단면 형상이 대략 삼각형의 쐐기모양으로 형성되어 있다. 프레스기에 의해 시스히터(82)의 외주면을 수용홈(83)의 내주면에 가압접촉시킨다. 그러면, 시스히터(82)의 외주면은 수용홈(83)의 내주면 사이에 틈 없이 면접촉하도록 소성변형 한다. 이때, 도 10에 나타내는 바와 같이, 코킹부(73)에는 오목홈(71)의 바닥면으로부터 하측으로 돌출되는 볼록부(74)가 형성된다.

본 실시형태에서도, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 수용홈(83)의 개구 단부에 마련되는 돌출부를 코킹시켜 코킹부(73)를 형성하는 것으로, 시스히터(82)의 외주면과 수용홈(83)의 내주면 사이의 면접촉을 유지할 수 있다. 또한, 시스히터(82)가 수용홈(83)으로부터 탈락하는 것을 방지할 수 있다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 시스히터(82)의 단면 형상을 대략 삼각형으로 하고, 수용홈(83)의 단면을 대략 삼각형으로 구성하고 있다. 따라서, 시스히터(82)의 삼각형의 평탄면과 수용홈(83)의 삼각형의 평탄면을 면접촉시키기 쉽게 할 수 있다.

< 제 3 실시형태 >

도 11은 제 3 실시형태에 따른 열판의 구성을 나타내는 도면이다. 지금까지(제 1 및 제 2 실시형태)의 실시형태는, 도 8 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 열판 본체의 배면(65)에 오목홈(71)을 가공하고, 당해 오목홈(71)에 수용홈(63, 83)을 형성하는 경우에 대해 설명하였다. 본 실시형태에서는, 오목홈을 가공하지 않고, 열판 본체(85)의 배면(65)으로부터 돌출되는 평탄부(76)를 마련하고, 그 평탄부(76)에 수용홈(63)을 형성한 것이다.

도 11에 나타내는 바와 같이, 수용홈(63)은, 열판 본체(85)의 배면(65)으로부터 돌출된 철(凸)형상으로 가공되어 마련된 평탄부(76)에 형성되어 있다. 수용홈(63)의 개구 단부의 양측에는 도 8(b)에 나타내는 실시형태와 마찬가지로, 돌출부가 마련되어 있다. 도 11에 나타내는 열판 본체(85)의 배면(65)은, 열판(122)을 하챔버(121)에 장착할 때의 기준면(75)이 된다. 수용홈(63)을 형성하는 경우, 열판 본체(85)의 배면에서 절삭 가공에 의해 시행한다. 이때, 기준면(65), 평탄부(76) 및 돌출부도 마찬가지로 절삭 가공한다.

다음으로, 수용홈(63)에 시스히터(62)를 매설하는 경우, 프레스기를 이용하여 시스히터(62)의 외주면을 수용홈(63)의 내주면에 가압접촉시킨다. 또한, 그와 동시에 프레스기는, 수용홈(63)의 개구 단부에 마련되는 돌출부를 수용홈(63)의 개구를 막도록 수용홈(63)의 내측방향으로 코킹시켜 코킹부(73)를 형성한다. 이 결과, 도 11에 나타내는 바와 같이, 열판(84)은, 열판 본체(85)의 배면(65)으로부터 돌출된 평탄부(76)에 볼록부(74)를 구비하는 형상이 된다.

본 실시형태에 의하면, 기준면(75), 수용홈(63) 및 돌출부를 형성하도록 절삭 가공을 하기 위하여, 열판 본체(85)의 배면 전체에 걸쳐 절삭 가공을 할 필요가 있다. 따라서, 열판 본체(85)의 재료비, 및 가공비가 들게 된다. 그러나, 본 실시형태에서는, 열판 본체(85)의 배면(65)의 평탄부(76)에 돌출부를 마련하므로, 오목홈 등에 의해 밀착 공간이 제한되지 않는다. 따라서, 밀착 가공용의 프레스금형을 예를 들면, 평면판으로 하는 등 단순한 형상으로 할 수 있고, 프레스금형의 비용을 대폭 삭감할 수 있다. 즉, 본 실시형태는 열판의 기종마다 전용 프레스금형의 비용이 불필요하므로, 초기비용을 삭감할 수 있다. 이와 같이, 본 실시형태는 다기종의 소량생산에 적합한 실시형태다.

< 제 4 실시형태 >

도 12는 제 4 실시형태에 따른 열판의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 12(a)는 도 7에 있어서의 A-A단면을 화살표방향에서 본 단면도로서, 수용홈(63)에 시스히터(62)가 매설된 상태를 나타내고 있다. 도 12(a)에 나타내는 바와 같이, 시스히터(62)의 외주면은 수용홈(63)의 내주면과 틈이 생기지 않게 면접촉하도록 가압접촉되어 있다.

도 12(b)는 수용홈(63)에 시스히터(62)를 매설하기 전의 상태를 나타내는 도면이다. 도 12(b)에 나타내는 바와 같이, 수용홈(63)은 열판 본체(91)의 배면(92)에 직접 요(凹)형상으로 형성되어 있다. 또한, 수용홈(63)의 개구 단부의 양측은, 개구 단부의 면과 열판 본체(91)의 배면이 동일면으로 형성되어 있다. 즉, 본 실시형태는 제 1 내지 제 3 실시형태에서 설명한 돌출부가 형성되어있지 않다. 여기서, 도 12(b)에 나타내는 시스히터(62)의 지름(d)은 수용홈(63)의 안 지름(D)(도 12(b)에 나타내는 파선을 참조)보다 작게 형성되어 있다. 따라서, 시스히터(62)를 수용홈(63)에 쉽게 수용할 수 있다. 시스히터(62)를 수용홈(63)에 수용한 상태에서, 프레스금형을 이용하여 프레스기에 의해 시스히터(62)의 외주면을 수용홈(63)의 내주면에 가압접촉시킨다.

도 12(c)는 수용홈(63)에 시스히터(62)를 매설한 후의 상태를 나타내는 도면이다. 프레스기에 의해, 시스히터(62)는 수용홈(63)의 내주면에 가압접촉되면, 시스히터(62)의 외주면(시스)이 수용홈(63)의 내주면에 밀접하게 상응되도록 소성변형 한다. 그 결과, 시스히터(62)의 외주면과 수용홈(63)의 내주면의 사이는 틈이 생기지 않도록 밀착하여 면접촉한 상태가 된다. 또한, 프레스기는, 시스히터(62)를 프레스하는 것과 함께, 수용홈(63)의 개구 단부 그 자체를, 수용홈(63)의 개구를 막도록 수용홈(63)의 내측방향으로 소성변형시켜, 코킹부(73)를 형성한다. 도 12(c)에는 시스히터(62) 및 개구 단부를 소성변형시키는 프레스금형(93)의 형상이 도시되어 있다. 프레스금형(93)은 이격되어 배치되는 양측의 돌기(94a, 94b)로부터 중앙을 향해 경사지는 경사부(95a, 95b)를 구비하고 있다. 따라서, 프레스금형(93)이 열판 본체(91)의 배면(92)을 프레스 하였을 때에, 경사부(95a, 95b)가 수용홈(63)의 개구 단부를 수용홈(63)의 내측방향을 향하도록 변형시킨다. 또한, 프레스금형(93)에는, 시스히터(62)와 열판 본체(91)의 개구 단부의 경계에 형성되는 미소한 오목홈에 대응하는 부분에, 작은 돌기(97a, 97b)를 구비하고 있다.

여기서, 프레스금형(93)에 의해 시스히터(62) 및 개구 단부를 소성변형시킬 때에, 도 12(c)에 나타내는 바와 같이, 오목홈(96)도 동시에 형성한다. 따라서, ㅋ코킹부(73)는 열판 본체(91)의 배면(92)으로부터 돌출하지 않는다.

또, 본 실시형태에 의하면, 개구 단부를 소성변형시킴과 함께 오목홈(96)을 형성하는 바와 같은 전용 프레스금형을 사용할 필요가 있고, 초기비용이 들게 된다. 하지만, 열판 본체(91)에 수용홈(63)을 형성하는 경우, 열판 본체(91)에 수용홈(63)만 가공하면 된다. 따라서, 본 실시형태에 의하면, 돌출부나 오목홈 등의 절삭 가공이 필요 없고, 운전자금을 삭감할 수 있다.

< 제 5 실시형태 >

도 13은 제 5 실시형태에 따른 열판 본체(87)에 시스히터(62)를 매설하는 공정을 설명하기 위한 도면이다. 상술한 제 1 내지 제 4 실시형태에서는 시스히터(62)를 수용홈(63)의 내주면에 가압하여 접촉시키고, 시스히터(62)의 외주면을 수용홈(63)의 내주면에 밀접하게 상응되도록 소성변형시키는 경우에 대해 설명하였다. 본 실시형태에서는 수용홈(63)의 내주면을 시스히터(62)의 외주면에 밀접하게 상응되도록 소성변형시킨다. 예를 들면, 도 13에 나타내는 바와 같이, 열판 본체(87)의 수용홈(63)의 개구 단부 양측에, 외측면에 경사부를 갖는 돌출부(77)를 마련한다. 그리고, 돌출부(77)의 경사부의 각도보다 완만한 각도의 경사부를 내면에 구비하는 코킹 가공용의 프레스금형(78)을 이용한다. 프레스기는, 프레스금형(78)에 의해 수용홈(63)에 시스히터(62)가 수용된 상태에서 열판 본체(87)를 프레스 한다. 그 결과, 돌출부(77) 및 프레스금형(78)의 경사부의 작용에 의해, 수용홈(63)의 돌출부(77)(내주면)가 시스히터(62)의 외주면을 따라 소성변형 한다. 이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 수용홈(63)을 소성변형시키는 것으로, 시스히터(62)의 외주면을 수용홈(63)의 내주면에 면접촉시킬 수 있다.

< 제 6 실시형태 >

도 14는 제 6 실시형태에 따른 열판의 구성을 나타내는 도면이다. 상술한 제 1 내지 제 5 실시형태에서는 프레스기를 이용하여 시스히터(62)의 외주면을 수용홈(63)의 내주면에 면접촉시키는 경우에 대해 설명하였다. 본 실시형태에서는 프레스기에 의하여 가공하지 않고, 시스히터(62)를 알루미늄의 주물 등에 의해 주입(casting)하는 것에 의하여 열판 본체(89)에 매설한다. 구체적으로는, 시스히터(62)를 주형의 소정위치에 배치한 상태에서, 주형에 용융시킨 알루미늄을 흘려 넣는 것으로, 시스히터(62)의 외주 전체에 열판 본체를 구성하는 주물이 주입입(casting) 된다. 또, 시스히터(62)의 시스(62c)는 주형에 주입되는 주물보다 용융점이 높은 재질로 구성되어 있다. 여기서는, 시스(62c)의 재질은, 예를 들면, 철 파이프, 스테인리스 파이프, 인코로이(incoloy)나 인코넬(inconel)을 이용한 파이프 등이 바람직하다.

도 14는, 상술한 주입 공정에 의하여 형성된 열판(88)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 시스히터(62)의 외주 전체면은 열판 본체(89)에 면접촉하도록 둘러싸여 있다. 따라서, 시스히터(62)의 열은 열판 본체(89)에 효율적으로 전달된다. 또, 주물재를 주형에 주입하는 방법은, 주물재 내에 가스가 포함되어 있기 때문에 주물이 응고할 때 기공이 형성되어버린다. 따라서, 시스히터(62)와 열판 본체(89)의 접촉은, 상술한 프레스기에 의해 코킹하는 열판과 비교하면 뒤진다. 하지만, 종래 기술인 도 17에 기재의 방법과 비교하면, 라미네이트 가공시에 열판(88)이 진공으로 되어도 열전달은 충분히 이루어지고, 열판(88)의 온도제어성은 충분히 확보된다.

< 제 7 실시형태 >

도 15는 제 7 실시형태에 따른 열판 및 그 주변의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 15는 열판(98) 및 그 주변의 구성을 나타내는 사시도이다. 제 1 실시형태에 있어서 설명한 열판(122)은, 인접하는 열판 본체(61)끼리를, 이들 열판 본체(61)의 배면측에 있어서, 인접하는 열판 본체(61) 사이에 걸쳐 마련되는 결합부재(67)를 개재하여 표면측에서 볼트 등의 고정부재에 의해 결합하고 있었다.

본 실시형태의 열판(98)은, 인접하는 열판 본체(99)끼리를, 이들 열판 본체(99)의 표면측에 있어서, 인접하는 열판 본체(99) 사이에 걸쳐 마련되는 결합부재(67)를 개재하여 표면측에서 볼트 등의 고정부재에 의해 열판(98)의 표면측에서 결합한다. 이와 같이 구성하는 것으로, 작업자는, 결합부재(67)를 열판 본체(99)의 사이에 위치시킨 상태로 표면측에서 작업을 할 수 있으므로, 열판(98)을 조립하는 작업효율이 향상한다.

< 산업상의 이용가능성 >

상술한 바와 같이, 본 발명의 열판을 라미네이트 공정에 있어서 진공상태가 되는 바와 같은 라미네이트장치에 사용하는 것에 의하여, 열판의 온도제어성을 월등히 향상시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 열판은, 라미네이트 공정에 있어서 진공상태가 되는 바와 같은 라미네이트장치에 사용한 경우, 시스히터의 열을 열판 본체에 효율적으로 전달할 수 있다. 본 발명의 열판은, 라미네이트 공정에 있어서 진공상태가 되는 바와 같은 라미네이트장치의 사용에 특히 적합하고, 그러한 라미네이트장치에 사용되는 것으로 현저한 효과를 발휘할 수 있다.

또한, 본 발명의 열판은, 열판의 온도분포를 종래 기술인 도 17에 기재의 방법과 비교하여, 월등히 향상시킬 수 있다. 종래 기술인 도 17에 기재의 방법은, 상판(161) 및 하판(162), 이른바 2장의 판에 홈을 가공하고, 그 홈에 시스히터(163)를 매설하고 있었다. 복잡하게 구부러진 형상의 시스히터(163)를 매설하는 것은 쉽지않다. 즉, 상하 2장의 홈의 가공 정밀도를 향상시킬 필요가 있고, 더욱이, 시스히터(163)의 절곡가공의 정밀도를 향상시킬 필요가 있기 때문이다. 따라서, 종래 기술에서는, 상하 2장의 판에 직선형상의 홈을 가공하여 직선형상의 시스히터(163)를 매설하고 있었다.

한편, 본 발명의 열판에서는, 1장의 열판 본체에 시스히터의 수용홈을 가공하면 되기 때문에, 그 수용홈은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 복잡한 곡선형상도 쉽게 실현할 수 있다. 따라서, 시스히터의 굴곡 형상을 적절히 설정하면 열판의 온도분포를 균일하게 할 수 있다.

10 피가공물
100 라미네이트장치
101 라미네이트부
110 상케이스
112 다이어프램
113 상챔버
120 하케이스
121 하챔버
122 열판
61 열판 본체
62 시스히터
63 수용홈
65 배면
67 결합부재
71 오목홈
72 돌출부
73 코킹부
74 볼록부
75 기준면
76 평탄부
77 돌출부
78 프레스금형
80 열판
81 열판 본체
82 시스히터
83 수용홈
84 열판
85 열판 본체
86 열판
87 열판 본체
88 열판
89 열판 본체
91 열판 본체
92 배면
98 열판
99 열판 본체

Claims (17)

1. 가압부재에 의하여 구획되는 상챔버와 하챔버를 구비하고, 당해 하챔버에 마련되는 열판상에 피가공물을 배치하고, 상기 열판에 의해 가열한 상기 피가공물을, 상기 하챔버를 진공으로 하고 상기 상챔버에 대기를 도입하여 상기 열판과 상기 가압부재로 협압하여 라미네이트하는 라미네이트장치이고,
   상기 열판은 배면에 수용홈이 마련되는 열판 본체와, 상기 수용홈에 매설되는 시스히터를 구비하고,
   상기 수용홈 및 상기 시스히터 중의 적어도 어느 하나를 변형시켜, 상기 시스히터의 외주면이 상기 수용홈의 내주면에 면접촉하도록 한 것을 특징으로 하는 라미네이트장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 수용홈에 상기 시스히터가 매설된 상태에서, 상기 수용홈의 개구 단부에 마련되는 돌출부를 상기 수용홈의 내측방향으로 코킹시키는 것을 특징으로 하는 라미네이트장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 수용홈은 상기 열판 본체의 배면에 마련되는 오목홈의 바닥면에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 라미네이트장치.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 수용홈의 개구 단부에 마련되는 돌출부를 상기 수용홈의 내측방향으로 코킹시킨 부분이 상기 열판 본체의 배면으로부터 돌출되는 것을 특징으로 하는 라미네이트장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 수용홈에 상기 시스히터가 매설된 상태에서, 상기 수용홈의 개구 단부 그 자체를 상기 수용홈의 내측방향으로 코킹시키는 것을 특징으로 하는 라미네이트장치.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 수용홈의 개구 단부 그 자체를 코킹시키기 전의 상태에 있어서, 상기 수용홈은 상기 열판 본체의 배면에 직접 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 라미네이트장치.
7. 제 1항 내지 제 6항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 열판 본체의 재질과 상기 시스히터의 외주부재의 재질이 동일한 것을 특징으로 하는 라미네이트장치.
8. 제 1항 내지 제 7항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 열판 본체에는 복수의 시스히터가 매설되는 것을 특징으로 하는 라미네이트장치.
9. 제 1항 내지 제 8항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 열판 본체의 배면에는 면방향을 따라 상이하게 구불구불한 수용홈이 복수로 마련되고,
   상기 복수의 수용홈 각각에 매설되는 시스히터를 복수로 구비하는 것을 특징으로 하는 라미네이트장치.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 복수의 시스히터 중, 상기 열판 본체의 동일 세로폭 방향으로 매설되는 복수의 시스히터는, 상기 수용홈으로부터 외부로 노출되는 위치가 상기 열판 본체의 가로폭 방향으로 어긋나는 것을 특징으로 하는 라미네이트장치.
11. 제 1항 내지 제 10항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 열판은, 복수의 열판 본체를 결합하여 구성되는 것을 특징으로 하는 라미네이트장치.
12. 제 11항에 있어서,
    상기 복수의 열판 본체 중, 인접하는 열판 본체끼리는, 표면측에서 열판 본체 사이에 걸쳐 마련되는 결합부재를 개재하여, 표면측에서 고정부재로 결합되는 것을 특징으로 하는 라미네이트장치.
13. 가압부재에 의하여 구획되는 상챔버와 하챔버를 구비하고, 당해 하챔버에 마련되는 열판상에 피가공물을 배치하고, 상기 열판에 의해 가열한 상기 피가공물을, 상기 하챔버를 진공으로 하고 상기 상챔버에 대기를 도입하여 상기 열판과 상기 가압부재로 협압하여 라미네이트하는 라미네이트장치이고,
    상기 열판은 열판 본체와, 상기 열판 본체에 매설되는 시스히터를 구비하고,
    상기 시스히터 외주의 전체면이 상기 열판 본체와 접촉하도록 한 것을 특징으로 하는 라미네이트장치.
14. 가압부재에 의하여 구획되는 상챔버와 하챔버를 구비하고, 당해 하챔버에 마련되는 열판상에 피가공물을 배치하고, 상기 열판에 의해 가열한 상기 피가공물을, 하챔버를 진공으로 하고 상챔버에 대기를 도입하여 상기 가압부재와의 사이에서 협압하여 라미네이트하는 라미네이트장치용 열판이고,
    배면에 수용홈이 마련되는 열판 본체와, 상기 수용홈에 매설되는 시스히터를 구비하고,
    상기 수용홈 및 상기 시스히터 중의 적어도 어느 하나를 변형시켜, 상기 시스히터의 외주면이 상기 수용홈의 내주면에 면접촉하도록 한 것을 특징으로 하는 라미네이트장치용 열판.
15. 가압부재에 의하여 구획되는 상챔버와 하챔버를 구비하고, 당해 하챔버에 마련되는 열판상에 피가공물을 배치하고, 상기 열판에 의해 가열한 상기 피가공물을, 하챔버를 진공으로 하고 상챔버에 대기를 도입하여 상기 가압부재와의 사이에서 협압하여 라미네이트하는 라미네이트장치용 열판이고,
    상기 열판은, 열판 본체에, 시스히터 외주의 전체면이 상기 열판 본체와 접촉하도록 매설되는 것을 특징으로 하는 라미네이트장치용 열판.
16. 가압부재에 의하여 구획되는 상챔버와 하챔버를 구비하고, 당해 하챔버에 마련되는 열판상에 피가공물을 배치하고, 상기 열판에 의해 가열한 상기 피가공물을, 상기 하챔버를 진공으로 하고 상기 상챔버에 대기를 도입하여 상기 가압부재와의 사이에서 협압하여 라미네이트하는 라미네이트장치용 열판의 제조방법이고,
    열판 본체의 배면에 마련되는 수용홈에 시스히터를 매설하는 매설공정을 포함하고,
    상기 매설공정에 있어서, 프레스기에 의하여, 상기 시스히터의 외주면이 상기 수용홈의 내주면에 면접촉하도록 상기 수용홈 및 상기 시스히터 중의 적어도 어느 하나를 변형시킴과 함께, 상기 수용홈의 개구 단부에 마련되는 돌출부 또는 개구 단부 그 자체를 상기 수용홈의 내측방향으로 코킹시키는 것을 특징으로 하는 제조방법.
17. 가압부재에 의하여 구획되는 상챔버와 하챔버를 구비하고, 당해 하챔버에 마련되는 열판상에 피가공물을 배치하고, 상기 열판에 의해 가열한 상기 피가공물을, 하챔버를 진공으로 하고 상챔버에 대기를 도입하여 상기 가압부재와의 사이에서 협압하여 라미네이트하는 라미네이트장치용 열판의 제조방법이고,
    시스히터의 외주 전체가 열판 본체와 접촉하도록 상기 열판 본체에 상기 시스히터를 주입(casting)하는 것으로 매설하는 것을 특징으로 하는 제조방법.

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