KR20150091154A - 시트의 열처리 방법 및 시트의 열처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 열처리로 내에서 시트를 복수의 반송 롤러로 지지하고, 반송하는 시트의 열처리 방법에 있어서, 이들 복수의 반송 롤러 중 적어도 1개가 하기 (a), (b) 및 (c)를 충족하는 시트의 열처리 방법이다. (a) 시트와 접촉하는 부분의 10점 평균 거칠기가 20㎛보다 크고 60㎛ 미만이다. (b) 시트와 접촉하는 부분이, 물과의 접촉각이 100°이상의 재질로 구성되어 있다. (c) 해당 롤러, 해당 롤러의 시트 반송 방향 1개 상류측의 반송 롤러 및 해당 롤러의 시트 반송 방향 1개 하류측의 반송 롤러가, 시트의 같은 측의 면과 접촉한다. 본 발명에 의해, 시트가 반송 롤러에 점착하는 경우 없이, 시트를 높은 온도에서 열처리할 수 있는 시트의 열처리 방법이 제공된다.

Description

시트의 열처리 방법 및 시트의 열처리 장치{SHEET HEAT-TREATING METHOD AND SHEET HEAT-TREATING DEVICE}
본 발명은 시트의 열처리 방법 및 시트의 열처리 장치에 관한 것이다.
자원의 유효 이용이나 환경 오염의 방지 등의 면 때문에 태양광을 직접 전기 에너지로 변환하는 태양 전지의 개발이 진행되고 있다. 태양 전지 모듈은 일반적으로 도 3에 도시하는 바와 같이 유리 기판(1)과 백시트(2) 사이에 유리면측의 밀봉용 시트(3a), 백시트면측의 밀봉용 시트(3b)에 의해, 태양 전지 셀(4)을 밀봉한 구성으로 되어 있다.
이러한 태양 전지 모듈은, 유리 기판(1), 밀봉용 시트(3a), 태양 전지 셀(4), 밀봉용 시트(3b) 및 백시트(2)의 순으로 적층되고, 이 적층체를 진공 라미네이팅해서 가열함으로써, 도 4와 같이, 기포없이 접착 일체화하는 것으로 제조된다.
태양 전지 모듈에 사용되는 밀봉용 시트(이하, 태양 전지 밀봉용 시트라고 한다)의 원재료로서는, 투명성이나 유동성의 면 때문에 에틸렌-초산 비닐 공중합체(EVA)를 주성분으로 하는 것이 많고, 가교제와 가교 조제를 함유하는 구성이 알려져 있다. 태양 전지 밀봉용 시트의 제조시에는, EVA수지 조성물은 미가교인 상태로 시트 모양으로 제막(製膜)되고, 태양 전지 모듈의 제조시에, 밀봉용 시트는 진공 라미네이팅시의 가열에 의해 가교해서 고화된다.
그러나 진공 라미네이팅시의 가열로 밀봉용 시트가 수축 변형되는(이하, 열 수축이라 부른다) 것에 의해, 태양 전지 셀(4)이 파손되거나 기포가 혼입되는 경우가 있다. 그 때문에 진공 라미네이팅시의 가열시에 밀봉용 시트의 수축이 작은 것이 요구된다.
태양 전지 밀봉용 시트의 일반적인 제조 방법은, 압출기 등으로 용융한 고온의 수지를, 꼭지쇠 등으로 토출하거나, 캘린더 롤러로 압축하거나 함으로써 시트 모양으로 성형하고, 속도차이를 가하여 인수하고 냉각 고화하고 나서, 권심 위에 롤 모양으로 권취한다. 수지에는 가교제 및 가교 조제가 함유되어 있기 때문에, 수지를 시트 모양으로 성형할 때에, 가교 반응을 억제할 필요가 있다. 이 점 때문에 성형 온도를 충분히 높일 수 없고, 시트 성형시에 밀봉용 시트에는 왜곡이 많이 잔존한다. 그 때문에 진공 라미네이팅시의 가열에 의해 시트는 크게 수축된다. 특히 근래에는 진공 라미네이팅 공정의 처리 시간을 짧게 하기 위해서, 가교 온도를 저온화하는 경향이 있다. 그 때문에 태양 전지 밀봉용 시트 제조시의 시트 성형 온도가 더 저온화될 수 밖에 없고, 시트 성형시의 밀봉용 시트의 잔류 왜곡이 커지는 것이 문제가 되고 있다.
따라서 태양 전지 모듈의 진공 라미네이트 공정 전에, 밀봉용 시트에 아닐링 처리를 수행하고, 시트의 잔류 왜곡을 제거하는 고안이 필요하게 된다. 밀봉용 시트의 열 수축을 저감하는 종래의 방법으로서는, 예컨대 특허문헌 1에서는, 밀봉용 시트의 제조 공정에 있어서, 시트 모양으로 성형한 직후의 시트를 복수의 반송 롤러로 반송하고, 시트의 온도를 가교 온도보다도 낮고, 연화점보다도 20∼25℃정도 높은 온도범위에서 1∼2분간 유지하고, 아울러 반송 롤러의 입구측의 롤러의 주속(周速)을 출구측의 롤러의 주속보다도 빠르게 함으로써 큰 장력을 걸지 않고 아닐링 처리를 실시하고 있다. 이러한 방법으로 시트의 잔류 왜곡을 제거하고, 진공 라미네이팅시의 열 수축을 저감하고 있다.
특허문헌 1: 일본공개공보 2000-084996호
그러나 근래 결정 실리콘의 자원 유효 활용이나, 태양 전지 모듈 보급을 목적으로 한 코스트다운의 요청 때문에 태양 전자 셀은 두께가 100㎛전후로 얇아지고, 깨지기 쉬워지고 있다. 그 때문에 점점 더 밀봉용 시트의 열 수축을 작게 하는 요구가 강해지고 있다. 특허문헌 1의 아닐링 처리는, 처리 온도가 밀봉용 시트의 융점 근방으로 낮고, 전술한 바와 같이 저온에서 성형한 밀봉용 시트가 가지는 잔류 왜곡을 제거하기 위해서는 불충분하다. 밀봉용 시트의 잔류 왜곡을 제거하기 위해서는 충분한 온도와 시간을 부여하는 것이 필요하지만, 아닐링 시간을 길게 잡으면, 생산성의 저하를 초래하는 것이 된다. 한편 아닐링 처리의 온도를 높이면, 그것이 가교 온도에 도달하지 않는 온도라 해도 밀봉용 시트와 아닐링 공정 내의 반송 롤러와의 점착성이 증가하기 때문에, 반송 롤러에 점착하고, 감김이나 깨짐이 발생한다. 이것을 방지하기 위해서, 롤러간의 속도차이로 장력을 높이면, 반송 롤러로부터의 밀봉용 시트의 박리성은 향상되지만, 재차 속도차이에 의해 왜곡이 발생한다. 이와 같이 종래의 아닐링 처리 방법에서는, 밀봉용 시트의 열 수축을 효율적으로 저감하는 것은 곤란하다.
본 발명은 상기 실정을 감안해서 시트가 반송 롤러에 점착하는 경우 없이, 시트를 높은 온도에서 열처리할 수 있는 시트의 열처리 방법을 제공한다. 또한 본 발명은 이 방법을 실현할 수 있는 열처리 장치를 제공한다. 또한 본 발명은 진공 라미네이팅시의 가열에 의한 수축이 작고, 태양 전지 밀봉재로서 적합한 밀봉용 시트를 제조하는 방법을 제공한다.
상기 과제를 해결하는 본 발명의 시트의 열처리 방법은 다음과 같다.
열처리로 내에서 시트를 복수의 반송 롤러로 지지하고, 반송하는 시트의 열처리 방법에 있어서, 이들 복수의 반송 롤러 중 적어도 1개가 하기 (a), (b) 및 (c)를 충족하는 시트의 열처리 방법.
(a) 시트와 접촉하는 부분의 10점 평균 거칠기가 20㎛보다 크고 60㎛미만이다.
(b) 시트와 접촉하는 부분이, 물과의 접촉각이 100°이상인 재질로 구성되어 있다.
(c) 해당 롤러, 해당 롤러의 시트 반송 방향 1개 상류측의 반송 롤러 및 해당 롤러의 시트 반송 방향 1개 하류측의 반송 롤러가, 시트의 같은 측의 면과 접촉한다.
본 발명에 있어서 「10점 평균 거칠기」이란, 일본공업규격 JIS B0601(2001)에 근거해서 측정한 10평균 거칠기를 말한다. 10점 평균 거칠기는, 주식회사 미쯔토요제(製) 접촉식 표면 거칠기 측정기로, 촉침(觸針) 재질 다이아몬드, 촉침 첨단반경 2㎛, 측정력 0.75mN으로 측정한 값이다. 본원에서는 「RzJIS」라고 칭한다.
본 발명에 있어서 「물과의 접촉각」이란, 고체면 위에 놓은 물방울의 표면과 고체면의 교점에 있어서, 물방울에 그은 접선과 고체면이 이루는 각으로, 물방울을 포함하는 쪽의 각을 말한다. 물과의 접촉각은, 공지의 접촉각 자동 측정기로 일본공업규격 JIS R3257(1999)에 근거해서 측정했다.
본 발명에 있어서 「상류측」이란, 시트가 반송되어 오는 방향이며, 「하류측」이란 시트가 반송되어 가는 방향을 말한다.
본 발명의 시트의 열처리 방법에 있어서, 상기 10점 평균 거칠기가 20㎛보다 크고 45㎛이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 시트의 열처리 방법에 있어서, 상기 시트가 가교제를 포함하고, 상기 (a), (b) 및 (c)를 충족하는 반송 롤러의 적어도 1개가, 이 시트의 온도가 이 시트의 융점 +10℃이상, 이 시트의 융점 +40℃이하인 부분과 접하고 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 「융점」이란 시차 주사 열량측정(DSC)에 있어서의 승온 과정에서의 흡열 피크치 온도를 말하고, 일본공업규격 JIS K7121(2012)에 근거해서 측정한 값이다.
본 발명의 시트의 열처리 방법에 있어서, 상기 (a), (b) 및 (c)를 충족하는 반송 롤러의 적어도 1개와 상기 시트와의 접촉 거리가 100mm이하인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 「시트와의 접촉 거리」란, 시트와 반송 롤러가 접촉을 시작한 점으로부터, 상기 롤러와 시트가 박리하는 점까지의 롤러 둘레 길이를 말한다.
본 발명의 시트의 열처리 방법에 있어서, 상기 열처리로를 나간 상기 시트의 일면에 엠보싱 처리를 실시하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 「엠보싱 처리」란, 반송성 개선이나 권취 중의 밀봉용 시트끼리의 블록킹을 방지하기 위해서, 밀봉용 시트 표면에 요철 형상을 부여하는 처리를 말한다.
본 발명의 시트의 열처리 방법에 있어서, 상기 시트가 에틸렌-초산 비닐 공중합체를 주성분으로 해서 포함하는 수지 조성물로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 시트의 열처리 방법에 있어서, 상기 (a), (b) 및 (c)를 충족하는 반송 롤러의 적어도 1개의 상기 시트와 접촉하는 부분이, 베이킹 실리콘 또는 불소계 수지를 포함하는 재료로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 「수지 조성물의 주성분」이란, 수지 조성물의 50질량%이상을 차지하는 성분을 말한다.
본 발명에 있어서 「베이킹 실리콘」이란, 가열에 의해 가교 반응을 시킨 실리콘 수지를 말하는 것으로 실리콘 수지란 실리콘(규소)과 산소로 이루어지는 실록산 결합을 갖는 합성 수지의 총칭을 말한다.
본 발명에 있어서 「불소 수지」란 에틸렌계 탄화수소 등의 일부에 불소 원소를 포함하는 합성 수지의 총칭을 말한다.
또한 상기 과제를 해결하는 본 발명의 시트의 열처리 장치는 다음과 같다.
시트 가열 수단, 시트 반송 수단 및 시트 온도 유지 수단을 갖는 시트의 열처리 장치로서, 상기 시트 반송 수단이 복수의 반송 롤러이며, 이들 복수의 반송 롤러 중 적어도 1개가 하기 (d), (e) 및 (f)를 충족하는 시트의 열처리 장치.
(d) 반송 중의 시트와 접촉하는 부분의 10점 평균 거칠기가 20㎛보다 크고 60㎛미만이다.
(e) 반송 중의 시트와 접촉하는 부분이, 물과의 접촉각이 100°이상인 재질로 구성되어 있다.
(f) 해당 롤러, 해당 롤러의 시트 반송 방향 1개 상류측의 반송 롤러 및 해당 롤러의 시트 반송 방향 1개 하류측의 반송 롤러가, 반송중의 시트의 동일측의 면에서 접촉한다.
본 발명에 있어서, 「시트 가열 수단」이란, 태양 전지 밀봉용 시트를 연속적으로 반송할 때에, 시트에 열 에너지를 조사 혹은 전열(傳熱)함으로써, 소정의 온도까지 시트를 승온시키기 위한 수단을 말한다.
본 발명에 있어서, 「시트 반송 수단」이란, 반송 방향으로 연속한 태양 전지 밀봉용 시트를, 제조 공정의 상류에서 하류로 반송하기 위한 수단을 말하고, 본 발명에서는 반송 롤러를 말한다.
본 발명에 있어서 「시트 온도 유지 수단」이란, 태양 전지 밀봉용 시트를 연속적으로 반송할 때에, 시트 온도를 고온에서 일정시간이상 유지하기 위한 수단을 말한다.
본 발명의 시트의 열처리 장치에 있어서, 상기 10점 평균 거칠기가 20㎛보다 크고 45㎛이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 시트의 열처리 장치에 있어서, 시트에 엠보싱 처리를 실시하는 엠보싱 처리 롤러가, 이 열처리 장치의 시트 반송 방향 하류측에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 시트의 열처리 장치에 있어서, 상기 (d), (e) 및 (f)를 충족하는 반송 롤러의 적어도 1개의 반송 중의 시트와 접촉하는 부분이, 베이킹 실리콘 또는 불소계 수지를 포함하는 재료로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
또한 상기 과제를 해결하는 본 발명의 태양 전지 밀봉용 시트의 제조 방법은 다음과 같다. 공급원으로부터 가교제를 포함하는 시트를 송출하고, 열처리로 내에서 상기 시트에 열처리를 실시하고, 이어서 상기 시트를 권취하는, 태양 전지 밀봉용 시트의 제조 방법에 있어서, 상기 열처리로서 본 발명의 시트의 열처리 방법을 이용하는 태양 전지 밀봉용 시트의 제조 방법.
본 발명에 있어서, 「공급원」이란, 시트를 성형하는 용융 토출원 등 외에, 원반 롤 등의 시트 권출기 등이 포함된다.
또한 상기 과제를 해결하는 본 발명의 태양 전지 밀봉용 시트의 제조 장치는 다음과 같다.
용융 수지를 시트 모양으로 성형해서 태양 전지 밀봉용 시트를 제조하는 태양 전지 밀봉용 시트 제조 장치로서, 본 발명의 시트의 열처리 장치를 구비하는 태양 전지 밀봉용 시트의 제조 장치.
본 발명에 의하면, 밀봉용 시트를 열처리 장치 내에서 융점을 넘는 온도로 반송해도, 반송 롤러로부터 시트를 용이하게 박리할 수 있기 때문에, 밀봉용 시트에 쓸데없는 왜곡을 발생시키지 않고, 밀봉용 시트의 열 수축을 효과적으로 제거할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 태양 전지 밀봉용 시트의 제조 장치의 일례를 도시한 개략 모식도시도이다.
도 2는, 본 발명의 태양 전지 밀봉용 시트의 제조 장치의 일례를 도시한 개략 모식도시도이다.
도 3은, 태양 전지 모듈의 부재 구성을 도시한 개략 모식도이다.
도 4는, 태양 전지 모듈의 부재 구성을 도시한 개략 모식도이다.
도 5는, 시트 접촉 직후의 종래의 반송 롤러 표면을 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 6은, 시트 박리 직전의 종래의 반송 롤러 표면을 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 7은, 시트 접촉 직후의 본 발명의 반송 롤러 표면을 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 8은, 시트 박리 직전의 본 발명의 반송 롤러 표면을 모식적으로 도시하는 설명도 및 그 볼록부의 부분 확대도이다.
도 9(A)는, 조건 (a), (b) 및 (c)를 충족하는 반송 롤러의 일례를 도시하는 개략 모식도이며, 도 9(B), (C) 및 (D)는, 조건 (c)를 충족하지 않는 반송 롤러의 일례를 도시하는 개략 모식도이다.
이하에 본 발명의 적합한 실시예를, 태양 전지 밀봉용 시트의 제조 방법에 적용했을 경우를 예로 들어, 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1은, 본 발명의 제조 방법의 일 실시태양을 도시한 개략도이다. 또한 도 1은 주요부만을 도시하고, 구조물을 고정하는 프레임이나 반송 롤러의 일부는 생략하고 있다.
여기에서 예시하는 태양 전지 밀봉용 시트의 제조 장치의 반송 대상이 되는 시트(3)의 공급원은 어떠한 것이라도 된다. 바람직한 예로서는, 도 1과 같이, 고온 하에서 용융한 에틸렌계 공중합체 수지를 압출기(11)로 혼연해서 용융하고, 녹은 수지를 꼭지쇠(12)로부터 폴리싱 롤러(13a, 13b)에 토출해서 고화시키고, 시트 모양으로 성형한다. 압출기(11)는 실린더 내부에 스크류를 배치한 것이며, 가교제를 혼합한 상기 수지를 저온으로 토출하기 위해서는, 전단 발열이 작은 2축 압출기가 보다 바람직하다. 이 경우의 토출 온도는 수지의 선정과 가교제에 따라 다르지만, 바람직하게는 90℃이상 130℃이하가 바람직하고, 더 바람직하게는 100℃이상 115℃이하이다. 이 외에 시트 공급원은, 용융한 수지를 2개의 롤러 사이에서 압축해서 늘어나게 함으로써 성형하는 캘린더 장치를 이용해도 좋다. 이 경우 폴리싱 롤러(13a 또는 13b)중 어느 하나로, 시트 성형시에 밀봉용 시트(3)의 일면을 엠보싱 가공해도 좋다. 또는 폴리싱 롤러(13a 및 13b)의 양쪽에서, 시트 성형시에 시트(3)의 양면을 엠보싱 가공해도 된다. 엠보싱 가공을 실시함으로써 하류 공정에서의 시트(3)와 롤러의 접촉 면적을 저감하고, 반송성을 좋게 할 수 있다.
이렇게 해서 공급원에서 송출된 시트(3)는, 열처리 장치(14)에 보내지고, 시트 가열 수단인 히터(15)에 의해 가열되고, 고온의 상태대로 복수의 반송 롤러(16a)로 반송된다. 시트(3)는 열처리 장치(14)를 나간 후에, 바람직하게는 냉각 롤러(20)에 의해 냉각된 후, 권취기(32)에 의해 권취된다.
도 2는, 본 발명의 제조 방법의 다른 실시 태양을 도시한 개략도이다. 도 2의 실시예에 도시하는 바와 같이, 밀봉용 시트를 중간제품(34)으로서 권취하고, 후공정인 리와인더(34)로 시트(3)를 권출하고, 열처리 장치(14)로 가열 처리해도 된다.
시트(3)의 수지는, 투명하며 접착성이나 유연성을 갖는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면 저밀도 폴리에틸렌, 초저밀도 폴리에틸렌, 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 에틸렌을 주성분으로 하는 다른 모노머와의 공중합체 등의 폴리에틸렌계 수지를 들 수 있다. 여기에서 에틸렌을 주성분으로 하는 다른 모노머와의 공중합체란 공중합체 중의 50질량%이상이 에틸렌인 공중합체이다. 에틸렌을 주성분으로 하는 다른 모노머와의 공중합체로서, 에틸렌-α-올레핀 공중합체, 에틸렌-불포화 모노머 공중합체를 들 수 있다. α-올레핀으로서는, α-올레핀이, 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 이소부틸렌, 1-펜텐, 2-메틸-1-부텐, 3-메틸-1-부텐, 1-헥센, 1-헵탄, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센 등을 들 수 있다. 불포화 모노머로서는, 초산 비닐, 아크릴산, 메타크릴산, 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 또는 비닐알콜 등을 들 수 있다. 또한 이들의 폴리올레핀계 수지에, 필요에 따라서 실란 화합물이나, 카르복실산, 글리시딜 화합물 등을 이용해서 소량 공중합시키거나, 변성시키거나 하는 것은 바람직한 태양의 하나이다.
이들 중에서도, 유리와의 밀착성도 좋고, 코스트면에서 뛰어난 에틸렌-초산 비닐 공중합체(EVA)나, 에틸렌-메타크릴산 메틸 공중합체(EMMA), 초저밀도 폴리에틸렌(VLDPE)이, 밀봉용 시트를 구성하는 수지 조성물의 주성분으로서 적합하다. 또한 이것들과 같은 고온에서 점착성이 높아지는 수지에 대하여, 특히 본 발명은 효과를 발휘한다.
시트를 구성하는 수지 조성물로서 EVA가 주성분인 수지 조성물을 이용한 경우, 유연성 및 투습성의 관점에서 EVA중의 초산 비닐(VA) 함유율은 15∼35질량%인 것이 바람직하다. EVA는, VA함유율에 의해 융점이 변화되고, 15∼35질량%의 경우, 융점은 60∼90℃의 범위가 된다. 또한 EVA의 멜트플로레이트는 2∼50g/10분인 것이 바람직하다.
밀봉용 시트를 구성하는 수지 조성물로서 EMMA가 주성분인 수지 조성물을 이용한 경우, 유연성 및 투습성의 관점에서 EMMA중의 메타크릴산(MMA)의 함유율은 15∼28질량%인 것이 바람직하다. EMMA는, MMA함유율에 의해 융점이 변화되고, 15∼28질량%의 경우, 융점은 68∼94℃의 범위가 된다. 또한 EMMA의 멜트플로레이트는 2∼50g/10분인 것이 바람직하다.
밀봉용 시트를 구성하는 수지 조성물로서 VLDPE가 주성분인 수지 조성물을 이용한 경우, 유연성 및 투명성의 관점에서 이 수지 조성물의 밀도는 900kg/m3이하, 융점은 100℃이하인 것이 바람직하다. 또한 VLDPE의 멜트플로레이트는 2∼50g/10분인 것이 바람직하다.
또한 시트는 단층의 시트이어도, 시트의 두께 방향으로 다른 수지 조성물의 층을 2층 이상으로 적층시킨 다층 시트이어도 된다. 다층 시트이어도, 반송 롤러에 접하는 면에 상술한 접착성이나 유연성을 갖는 수지 조성물로 이루어지는 층을 갖고 있으면, 본 발명은 효과를 발휘한다.
본 발명에서 이용하는 수지 조성물에는, 내열성의 향상을 위한 첨가제로서 가교제를 배합해서 가교 구조를 갖게 한다. 이 가교제로서는, 일반적으로 100∼120℃이상으로 가교 반응을 개시하기 시작하는 유기 과산화물이 이용된다. 이와 같은 유기 과산화물로서는, 예를 들면 2, 5-디메틸헥산; 2, 5-디하이드로퍼옥사이드; 2, 5-디메틸-2, 5-디(t-부틸퍼옥시)헥산; 3-디-t-부틸퍼옥사이드; t-디쿠밀퍼옥사이드; 2, 5-디메틸-2, 5-디(t-부틸퍼옥시)헥신; 디쿠밀퍼옥사이드; α-α'-비스(t-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠; n-부틸-4, 4-비스(t-부틸퍼옥시)부탄; 2, 2-비스(t-부틸퍼옥시)부탄; 1, 1-비스(t-부틸퍼옥시)시클로헥산; 1, 1-비스(t-부틸퍼옥시)3, 3, 5-트리메틸시클로헥산; t-부틸퍼옥시벤조에이트; 벤조일퍼옥사이드; t-부틸퍼옥시-2-에틸헥실카보네이트 등을 이용할 수 있다. 이들의 유기 과산화물의 배합량은, 일반적으로 수지 조성물 100질량부에 대하여 5질량부 이하, 바람직하게는 0.2∼2질량부이다.
게다가, 수지 조성물의 가교율을 향상시키고, 내열성을 향상하기 위한 첨가제로서 수지 조성물에 가교 조제를 첨가할 수 있다. 이 목적으로 제공되는 가교 조제로서는, 공지의 것으로서 트리아릴이소시아누레이트; 트리아릴이소시아네이트 등의 3관능의 가교 조제의 것 외에, NK에스테르 등의 2관능이나 단관능의 가교 조제 등도 들 수 있다. 이것들의 가교 조제의 배합량은, 일반적으로 수지 조성물 100질량부에 대하여 5질량부 이하, 바람직하게는 1∼3질량부이다.
또한 태양 전지의 밀봉막으로서, 유리나 발전 소자와의 접착력을 향상시키기 위한 첨가제로서, 수지 조성물에 실란커플링제를 첨가하는 것이 일반적이다. 이 목적으로 제공되는 실란커플링제로서는 공지의 것, 예컨대 γ-클로로프로필트리메톡시실란;비닐트리클로로실란; 비닐트리에톡시실란; 비닐-트리스(tris)-(β-메톡시에톡시)실란; γ-메타크릴록시프로필트리메톡시실란; β-(3, 4-에톡시시클로헥실) 에틸트리메톡시실란; γ-글리시독시프로필트리메톡시실란; 비닐트리아세톡시실란; γ-메르캅토프로필트리메톡시실란; γ-아미노프로필트리메톡시실란; N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있다. 이들의 실란커플링제의 배합량은, 일반적으로 수지 조성물 100질량부에 대하여 5질량부 이하, 바람직하게는 0.1∼1질량부이다.
게다가 수지 조성물의 안정성을 향상시키기 위한 첨가제로서, 하이드로퀴논;하이드로퀴논모노메틸에테르; p-벤조 퀴논; 메틸 하이드로퀴논 등을 첨가할 수 있고, 이들의 배합량은 일반적으로 수지 조성물 100질량부에 대하여 3질량부 이하이다.
추가로 필요에 따라, 상기 이외의 첨가제로서 자외선 흡수제, 산화 방지제, 광안정제 등을 첨가할 수 있다. 자외선 흡수제에는, 2-히드록시-4-옥톡시벤조페논; 2-히드록시-4-메톡시-5-술포벤조페논 등의 벤조페논계; 2-(2’-히드록시-5-메틸페닐) 벤조트리아졸 등의 벤조트리아졸계; 페닐살시레이트; p-t-부틸페닐살시레이트 등의 힌다트아민계가 있다. 산화방지제로서는, 디-t-부틸-p-크레졸, n-옥타데실-3-(3, 5-디-t-부틸-4-히드록시페닐프로피오네이트) 등이 있다. 광안정제로서는, 비스(2, 2, 6, 6-테트라메틸-4-피페라딜) 세바케이트 등이 있다.
상기 제조 방법에 있어서, 공급원에서 송출된 시트(3)에는, 시트 성형시에 생긴 왜곡이 잔류하고 있으며, 열처리 장치(14)에서의 가열 처리에 의해 왜곡을 제거하고 있다. 열처리 장치(14)는 시트를 재가열하는 시트 가열 수단과, 시트를 반송하는 시트 반송 수단과, 가열한 시트의 온도를 유지하는 시트 온도 유지 수단으로 구성된다.
시트 가열 수단은, 상기 열처리 장치(14)의 입구에서 출구에 도달하는 반송 방향의 영역 중 적어도 일부에, 시트의 폭 방향 전폭에 걸쳐서 시트를 적절한 온도까지 가열하기 위해서 설치되어 있다. 이 가열에는 시트를 반송하는 롤러로부터의 전열을 이용해서 가열하는 방법이나, 적외선 히터를 근접시켜서, 복사열로 가열하는 방법이나, 열풍을 시트에 불어 대서 열 전달을 이용해서 가열하는 방법 등 어느 것이어도 무방하다.
시트 반송 수단은 복수의 반송 롤러(16a)에 의해 구성되고 있으며, 회전하는 것으로 그 표면에 접촉한 시트(3)를 반송하는 것이다. 이들 반송 롤러(16a)는, 도시하지 않는 모터 등의 구동원에 의해, 벨트나 체인 등의 구동 전달 수단을 통해서 회전 구동되는 것이 바람직하다. 구동이 어려운 부위에 대해서는, 마찰 저항이 낮은 베어링 등으로 회전 지지함으로써 구동하지 않는 롤러를 이용할 수 있다.
여기에서, 시트가 반송 롤러에 감기지 않고, 안정되게 반송되기 위해서는, 시트가 반송 롤러에 점착하는 힘에 대하여, 시트를 반송 롤러로부터 박리하려고 하는 장력이 클 필요가 있다. 박리하고자 하는 장력은 반송 롤러 사이의 속도차이와 시트(3)의 강성에 비례한다. 시트는 고온이 되면 연화되고, 특히 융점을 넘으면, 분자사슬이 미끄러지기 시작하고, 현저한 연화 현상이 생기기 때문에, 시트의 강성이 낮아지고, 박리하려고 하는 장력이 작아진다. 또한 전술한 바와 같이 시트는 융점을 넘으면 연화에 의해 유동성을 나타내기 때문에, 이러한 상태에서, 반송 롤러에 접촉하면, 도 5와 같이, 접촉 직후는 롤러 표면의 마크로한 요철의 볼록부에만 접촉하고 있지만, 반송 롤러로부터 시트가 박리하기까지의 사이에, 도 6과 같이, 반송 롤러 표면의 마크로한 요철의 오목부에 시트(3)가 들어가고, 접촉 면적이 증대되고, 점착력이 커진다. 이와 같이 밀봉용 시트는 융점을 넘으면, 연화에 의해 강성이 저하되어 박리하려고 하는 장력이 저하되고, 아울러 유동성의 증가에 의해 요철에 수지가 들어가고 점착력이 증가하고, 반송 롤러에 감기기 쉬워진다. 한편, 박리하려고 하는 장력은, 시트의 강성에 반송 롤러간의 속도차이를 곱한 것이며, 점착· 감김을 회피하기 위해서, 반송 롤러 사이의 속도차이를 크게 하는 것을 수행하면, 반대로 밀봉용 시트가 연화에 의해 시트의 분자사슬이 반송 방향으로 미끄러지면서 신장하기 때문에, 본래의 열처리로로서 시트의 왜곡을 제거하기는커녕 반대로 왜곡을 발생시키고 열 수축을 크게 해 버린다.
따라서 반송 롤러에의 밀봉용 시트의 감김을 방지하기 위해서는, 반송 롤러의 시트와 접촉하는 부분의 점착력을 저감하고, 추가로 시트의 반송 중에 반송 롤러와 시트가 접촉하는 거리를 짧게 하면 된다. 여기에서, 반송 롤러의 시트와 접촉하는 부분이란, 반송 롤러의 표면 중, 시트를 반송하고 있는 동안에 시트와 접촉하는 부분을 말한다. 이후 이 부분을, 시트 접촉 부분이라고 한다. 반송 롤러와 시트가 접촉하는 거리란, 시트를 반송하고 있는 반송 롤러를 반송 롤러의 축 방향에서 관찰했을 때에, 시트가 반송 롤러와 접촉하기 시작하는 점에서 반송 롤러로부터 박리하기 시작하는 점까지의 반송 롤러 원주상의 거리를 말한다. 이후 이 거리를 시트 접촉 거리라고 한다.
특히, 시트의 온도가 융점을 넘고 있는 위치에 있는 반송 롤러가, 시트 접촉 부분의 점착력이 작고, 시트 접촉 거리가 짧으면, 시트의 온도를 높게 해서 열 수축을 저감할 수 있음과 함께, 그것에 수반하는 감김의 문제를 해결할 수 있다.
본 발명에서는 이하에 설명하는 바와 같이, 반송 롤러의 시트 접촉 부분의 점착력을 저감하기 위해서, 반송 롤러의 「물과의 접촉각」과 「10점 평균 거칠기」를 적절한 범위로 설정하고, 반송 롤러와 시트의 시트 접촉 거리를 짧게 하기 위해서, 시트의 「반송 경로」를 규정하고 있다.
(a) 물과의 접촉각
반송 롤러가 시트에 대하여 뛰어난 이형성을 가지기 위해서는, 반송 롤러의 시트 접촉 부분에 물과의 접촉각이 큰 재질을 이용하는 것이 바람직하다. 특히 반송 롤러의 시트 접촉 부분을 물과의 접촉각이 100°이상인 재질로 구성함으로써 뛰어난 이형성을 도시한다. 더 바람직하게는 접촉각이 110°이상이다. 물과의 접촉각이 클 수록 시트 접촉 부분의 분자간 힘이 작으므로, 시트가 연화되어서 접촉 면적이 증대된 경우에 있어서도, 점착력을 억제할 수 있다. 접촉각이 100°미만이면, 시트가 반송 롤러에 점착하고, 박리를 위해서 강한 장력이 필요하기 때문에 양호한 열 수축 저감 효과를 얻을 수 없다.
(b) 10점 평균 거칠기
반송 롤러가, 연화된 시트에 대하여 더욱 뛰어난 이형성을 가지기 위해서는, 반송 롤러의 시트 접촉 부분의 10점 평균 거칠기가 20㎛보다 크고 60㎛미만이면 된다. 10점 평균 거칠기의 하한은 25㎛이상이 바람직하다. 10점 평균 거칠기의 상한은 45㎛이하가 바람직하고, 40㎛이하가 더 바람직하다.
10점 평균 거칠기가 상기 범위라면 연화된 시트를 반송 롤러에 접촉시켰을 때에, 도 7과 같이, 접촉 직후는 마크로한 요철의 볼록부에만 접촉한다. 그리고, 반송 롤러로부터 박리할 때까지의 단시간 동안에, 도 8과 같이 볼록부의 미크로한 요철에 시트를 구성하는 연화된 수지가 들어간다. 그러나 반송 롤러 표면에 접촉하고 있는 단시간 동안에는 시트가 들어갈 수 없을 만큼 마크로한 요철을 반송 롤러 표면에 형성하고 있으므로, 시트는 반송 롤러 표면의 마크로한 요철의 오목부에는 접촉하지 않고, 시트와 반송 롤러의 접촉 면적을 저감할 수 있다. 한편 접촉하고 있는 부분에 대해서는 융점을 넘은 시트의 수지가 미크로한 요철의 오목부에 들어가고 있지만, 물과의 접촉각이 100°이상이므로, 시트의 점착을 방지할 수 있다.
10점 평균 거칠기가 20㎛이하이면, 연화된 시트가 반송 롤러에 접촉하고, 반송 롤러로부터 박리할 때까지의 단시간 동안에, 밀봉용 시트가 반송 롤러 표면의 마크로한 요철의 오목부에 들어가고 접촉 면적을 저감할 수 없다. 그 때문에 융점을 넘은 반송 시트의 감김을 방지할 수 없다. 또한 10점 평균 거칠기가 60㎛이상이면, 정밀도 좋은 반송 롤러 표면을 가공할 수 없고 막히기도 쉽다.
이후, 시트 접촉 부분의 「(a) 물과의 접촉각」 및 「(b) 10점 평균 거칠기」가 함께 상기 범위 내를 충족하는 반송 롤러를, 「(a) 및 (b)를 채우는 반송 롤러」라고 한다.
또한 본 발명에 있어서의 물과의 접촉각은, 반송 롤러의 시트 접촉 부분의 재질과 같은 재질의 시험편을 이용해서 일본공업규격 JIS R3257(1999)에 의거하여 측정한 값이다. (a) 및 (b)를 충족하는 반송 롤러의 시트 접촉 부분에서 직접 측정한다, 즉 롤러상에서 측정할 때에는, 곡면상이며, 거칠기도 있기 때문에 일본공업규격 JIS R3257(1999)에 근거한 측정이 어려운 경우가 있다. 이 경우에는, 롤러상의 물과의 접촉각은, 롤러 위에 적하한 물방울을 카메라로 촬영하고, 물방울의 표면과 롤러면의 교점에서, 물방울에 그은 접선과 롤러에 그은 접선이 이루는 각을 측정함으로써 구해도 된다.
(a) 및 (b)를 충족하는 반송 롤러상에서 측정된 물과의 접촉각의 값은, 시험편으로 측정된 물과의 접촉각의 값보다도 커지고, 110°이상이 된다.
또한 (a) 및 (b)를 충족한 반송 롤러의 시트 접촉 부분의 박리력은 2N/30mm 폭 미만이다. 박리력의 측정은, 실시예의 [박리력]에 기재한 대로이다.
(c) 반송 경로
게다가 반송 롤러와 밀봉용 시트와의 시트 접촉 거리를 짧게 하기 위해서, (a) 및 (b)를 충족하는 반송 롤러, (a) 및 (b)를 충족하는 반송 롤러의 시트 반송 방향 1개 상류측의 반송 롤러 및 (a) 및 (b)를 충족하는 반송 롤러의 시트 반송 방향 1개 하류측의 반송 롤러가, 반송 중의 시트의 같은 측의 면과 접촉하는 반송 경로로 시트를 반송한다. 이러한 반송 경로로 함으로써 (a) 및 (b)를 충족하는 반송 롤러로의 시트의 감김 각을 작게 할 수 있고, 시트 접촉 거리를 짧게 할 수 있다. 이후 (a) 및 (b)을 충족하고, 아울러 이러한 반송 경로가 되도록 배치되어 있는 반송 롤러를 「(a), (b) 및 (c)를 충족하는 반송 롤러」라고 한다.
도 9를 이용해서 구체적인 예를 설명한다. 도 9(A)에서는, (a) 및 (b)를 충족하는 반송 롤러(16a2), (a) 및 (b)를 충족하는 반송 롤러의 시트 반송 방향 1개 상류측의 반송 롤러(16a1), 및 (a) 및 (b)를 충족하는 반송 롤러의 시트 반송 방향 1개 하류측의 반송 롤러(16a3)가, 반송 중의 밀봉용 시트(3)의 같은 측의 면과 접촉하면서 시트(3)를 반송하고 있다. 도 9(B)에서는, 반송 롤러(16a2)가 접하는 시트(3)의 면과, 반송 롤러(16a1) 및 반송 롤러(16a2)가 접하는 시트(3)의 면이 다르다. 도 9(C) 및 (D)에서는, 반송 롤러(16a2)가 접하는 시트(3)의 면과, 반송 롤러(16a1) 및 반송 롤러(16a2)가 접하는 시트(3)의 면이 다르다. 도 9(A)와 도 9(B)∼(D)를 대비함으로써 알 수 있는 바와 같이, 도 9(A)와 같이, 반송 롤러(16a1, 16a2, 16a3) 모두가 밀봉용 시트(3)의 같은 면에서 접촉하도록 시트(3)를 반송함으로써 (a) 및 (b)를 충족하는 반송 롤러(16a2)로의 밀봉용 시트의 감김 각을 작게 할 수 있고, 시트 접촉 거리를 짧게 할 수 있다. 또한 도 9는 어디까지나 설명을 위한 일례이며, 본 발명에 있어서의 반송 롤러의 배치는 도 9의 배치에 한정되는 것은 아니다.
시트 접촉 거리를 짧게 하면, 실질적으로 접촉 시간을 짧게 하는 것이 되고, 시트가 반송 롤러에 접촉해도, 시트를 구성하는 연화된 수지가 마크로한 요철의 오목부에 들어가기 전에, 반송 롤러로부터 시트가 박리되므로, 시트를 반송 롤러에서 용이하게 뗄 수 있다. 보다 바람직하게는 도 1이나 도 2에 나타내는 바와 같이, 열처리 장치 내의 모든 반송 롤러를 실질적으로 수평하게 배치해서, 모든 반송 롤러가 시트의 같은 면과 접촉하도록 해서 시트를 반송하는 것이 좋다.
또한 반송 시트의 신장 왜곡을 저감하는 것에다가, (a), (b) 및 (c)를 충족하는 반송 롤러인 것이 바람직하다. 열처리 장치 내의 반송 시트는 융점을 넘고, 연화되고 있기 때문에, 자중에 의해 처짐 변형을 일으킨다. 이것에 의해 연화된 시트가 신장되고, 시트에 왜곡을 발생시킨다. 시트를 지지하는 반송 롤러의 간격이 긴 만큼, 처짐 변형은 커지고, 시트가 신장된다. 그러나 (a), (b) 및 (c)를 충족하는 반송 롤러로 함으로써, 시트를 지지하는 반송 롤러의 간격을 짧게 할 수 있고, 자중에 의한 신장 왜곡을 억제할 수 있다. 특히, 도 1이나 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 열처리 장치 내의 모든 반송 롤러를 실질적으로 수평으로 배치해서, 모든 반송 롤러가 시트의 같은 면과 접촉하도록 해서 시트를 반송했을 때에 효과를 발휘한다. 다만 반송 롤러의 간격을 지나치게 짧게 하면, 롤러 개수가 늘어나기 때문에 핸들링이 곤란하고, 메인터넌스도 번잡해진다. 그 때문에 롤러 중심 간격은 100mm보다 크고 350mm이하인 것이 바람직하다. 롤러 중심 간격의 하한은 150mm이상이 바람직하다. 롤러 중심 간격의 상한은 300mm이하가 바람직하다.
(a), (b) 및 (c)를 충족하는 반송 롤러를, 열처리 장치 내의 반송 시트가 고온이 되는 영역에 배치함으로써 반송 롤러에의 시트의 점착을 방지할 수 있다.
그 결과, 시트를 낮은 장력으로 반송해도, 시트가 반송 롤러에 감기는 경우가 없고, 열 수축이 작은 밀봉 시트를 얻을 수 있다. 바람직하게는, 열처리 장치내의 시트가 융점 이상까지 가열되는 영역에, (a), (b) 및 (c)를 충족하는 반송 롤러를 배치한다. 더 바람직하게는, 열처리 장치 내의 시트의 온도가 융점 +10℃이상 융점 +40℃이하가 되는 영역에, (a), (b) 및 (c)를 충족하는 반송 롤러를 배치한다. 물론 열처리 장치 내의 모든 반송 롤러를, (a), (b) 및 (c)를 충족하는 반송 롤러로 해도 무방하다.
열처리 장치 내에서 시트를 잡아당기는 장력은 1N/m이상 15N/m이하가 바람직하다. 더 바람직하게는 1N/m이상 5N/m이하이다. 장력이 15N/m이하이면, 시트에 불필요한 왜곡을 발생시키는 경우가 없다. 상기 (a), (b) 및 (c)를 충족하는 반송 롤러를 이용하면, 이러한 낮은 장력이어도, 시트를 반송 롤러로부터 박리할 수 있다.
반송 롤러의 폭 방향 중, 시트 접촉 부분을 불소 수지 또는 베이킹 실리콘을 포함하는 재료로 구성하는 것이 바람직하다. 상기 (a), (b) 및 (c)를 충족하는 반송 롤러 만을 이러한 재료로 구성해도 무방하고, 그 이외의 반송 롤러도 이러한 재료로 구성해도 무방하다.
반송 롤러상에의 불소 수지의 형성은 어떠한 방법이어도 무방하다. 예를 들면 불소 수지 도료를 코팅이나 불어 붙이기 등에 의해, 반송 롤러 표면에 함침 또는 도포해서 형성해도 된다. 또한 테이프 형상이나 튜브 형상의 불소 수지를 반송 롤러에 피복함으로써 형성해도 된다.
반송 롤러상에의 베이킹 실리콘의 형성은 어떠한 방법이어도 무방하다. 예를 들면 실리콘 도료를 코팅이나 불어 붙이기 등으로 반송 롤러 상에 함침 또는 도포하고, 전기로 등을 이용해서 베이킹해서 형성해도 된다.
반송 롤러의 모재(母材)는, 강(鋼), 스테인레스강, 알루미늄합금, CFRP 등이 바람직하다.
시트를 구성하는 수지는 일반적으로 다양한 분자량과 융점을 가지는 수지를 함유하고 있으며, 어떤 폭으로 분자량 분포를 갖는다. 따라서 시트의 온도가 융점을 크게 넘고, 융점 +10℃이상이 되면 이 분자량 분포의 융점이 높은 성분의 분자사슬도 미끄러지기 시작하기 때문에, 점착력이 추가로 증대된다.
이러한 상황에 특히 본원 발명의 반송 롤러는 적합하며, 상기 표면에 의해 용이하게 박리할 수 있다. 게다가 열처리 중의 시트의 온도가 높아지고, 융점 +40℃를 넘으면, 시트의 가교 온도에 도달하게 된다. 시트의 잔류 왜곡을 충분히 제거하기 위해서, 시트를 고온으로 반송하는 것이 바람직하기 때문에, 열처리 때의 시트의 온도는, 반송 방향에 있어서의 적어도 일부를, 시트재의 융점의 +10℃이상이면서 아울러 융점+40℃이하로 하는 것이 바람직하다. 시트의 온도의 하한은, 시트재의 융점 +15℃이상이 더 바람직하다. 시트의 온도의 상한은, 시트재의 융점 +25℃이하가 더 바람직하다. 예를 들면 융점이 75℃인 EVA로 구성된 시트를 제조할 경우, 시트의 온도는 85℃이상 115℃이하가 바람직하고, 90℃이상 100℃이하가 더 바람직하다.
반송 롤러는, 그 표면 온도가 지나치게 낮으면, 시트가 냉각되게 되고, 충분히 잔류 왜곡을 제거할 수 없는 경우가 있다. 반대로 표면 온도가 지나치게 높으면, 시트가 반송 롤러에 점착하고, 시트를 양호하게 반송할 수 없는 경우가 있다. 그 때문에 반송 롤러의 표면 온도는 시트의 온도 -30℃이상 시트의 온도 +30℃이하가 바람직하다. 반송 롤러의 표면 온도의 하한은 시트의 온도 -15℃이상이 더 바람직하다. 반송 롤러의 표면 온도의 상한은 시트의 온도 +15℃이하가 더 바람직하다.
열처리 장치에 의해 시트가 가열 처리되는 시간은, 시트가 융점 +10℃이상으로 유지되는 시간이 20초 이상 2분 이하인 것이 바람직하다. 20초 이상이면, 시트의 잔류 왜곡을 충분히 제거할 수 있다. 2분 이하이면, 열처리 장치(14)를 콤팩트하게 할 수 있고, 설비를 저렴하게 할 수 있다.
시트의 박리를 쉽게 하기 위해서, (a), (b) 및 (c)를 충족하는 반송 롤러의 상류측 접점과 하류측 접점과의 접점간 거리는 100mm이하가 바람직하다. 접점간 거리는 50mm이하가 더 바람직하다. 접점간 거리는 0mm, 즉 상류측 접점과 하류측 접점이 일치하는 것이 특히 바람직하다. 상류측 접점이란, 반송 롤러와, 이 반송 롤러의 하나 전의 상류측 반송 롤러와의 사이로 당길 수 있는 4개의 공통 접선 중, 시트가 통과하는 위치에 해당하는 공통 접선과, 이 반송 롤러의 접점을 말한다. 하류측 접점이란, 반송 롤러와, 이 반송 롤러의 하나 뒤의 하류측 반송 롤러의 사이로 당길 수 있는 4개의 공통 접선 중, 시트가 통과하는 위치에 해당하는 공통 접선과, 이 반송 롤러의 접점을 말한다. 접점간 거리란, 상류측 접점으로부터 하류측 접점까지의 롤러 둘레 길이 중, 짧은 쪽의 거리를 말한다.
게다가 상기 롤러 중심간격을 350mm이하로 하고, 접점간 거리가 상기의 범위가 되도록 반송 롤러를 배치하면 시트와 반송 롤러가 접촉을 시작한 점으로부터, 반송 롤러와 시트가 박리하는 점까지의 롤러 둘레 길이, 즉 시트와 반송 롤러의 접촉 거리를 100mm이하, 바람직하게는 50mm이하로 할 수 있다. 바람직하게는 도 1, 도 2와 같이 반송 롤러를 실질적으로 수평으로 배치한다. 또한 전술한 바와 같이, 시트는 융점을 넘으면 점착성이 증대하기 때문에, 열처리 장치 내의 시트가 융점 이상으로 가열되는 영역에서, 시트와 반송 롤러의 접촉 거리를 100mm이하로 하는 것이 바람직하다. 열처리 장치 내의 시트가 융점 +10℃이상 융점 +40이하가 되는 영역에서, 시트와 반송 롤러의 접촉 거리가 100mm이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
시트 온도 유지 수단은 열처리 장치의 입구로부터 출구에 도달하는 영역 중 적어도 일부에 배치되어 설치되어 있다. 시트의 온도 유지에는 어떠한 방법이어도 무방하다. 예를 들면 노즐로부터 열풍을 분출하고, 화로내의 분위기 온도를 제어하는 것에 의해 온도 유지하는 수단이 바람직하다. 열풍 노즐의 태양은 다양하게 취할 수 있지만 본 실시예에서는 시트의 하부에 배치되고 있으며, 시트의 반송 방향을 따라서 복수 설치되어 있다. 또한 열처리 장치 전체를 단열성이 높은 케이스로 둘러싸는 것이 바람직하다.
또한 시트가 최대 온도가 되는 영역보다도 하류에서, 열처리 장치(14)의 출구까지의 영역에서, 시트를 냉각하는 영역이 있는 것이 보다 바람직하다. 또한 이 냉각에서는, 열처리 장치의 출구로부터 나간 시트가, 자중 등에 의해 처짐 변형을 일으키지 않도록, 수지 조성물의 융점 +10℃이하로 시트 온도를 저감시키는 기능이 있으면 된다.
또한 바람직하게는, 열처리 장치와 전술의 냉각 롤러(20) 사이에 엠보싱 처리 롤러(18) 및 엠보싱 처리 대향 롤러(19)를 배치하고, 시트를 압축함으로써, 상기 시트에 엠보싱 처리를 한다. 열처리 장치 통과 후의 시트의 온도 저하를 방지하기 위해서, 엠보싱 처리 롤러 및 엠보싱 처리 대향 롤러는, 열처리 장치에 가능한 한 근접하고 있는 것이 바람직하다. 열처리 장치의 출구로부터, 엠보싱 처리 롤러의 중심까지의 거리는 250mm으로부터 2500mm가 바람직하고, 더 바람직하게는 250mm부터 1500mm이다.
엠보싱 처리를 수행할 때에, 열처리 장치를 나간 시트의 온도와, 엠보싱 처리 롤러에 도입되는 시트의 온도를 제어하는 것이 바람직하다. 시트의 온도제어에는 어떠한 방법을 사용해도 무방하다. 예를 들면 시트를 반송하는 롤러로부터의 전열(傳熱)을 이용해서 온도를 제어하는 방법을 들 수 있다. 또한 열처리 장치로부터 엠보싱 처리 사이에 롤러를 배치하는 경우에는, 열처리 장치 내의 반송 롤러와 마찬가지로 이형성을 부여해 두는 것이 바람직하다.
엠보싱 처리 롤러 및 엠보싱 처리 대향 롤러에 공급되는 시트의 온도는 융점보다 10℃ 낮은 온도에서 융점보다 20℃ 높은 온도 범위 내이면 바람직하다.
폴리싱 롤러인 정도로 엠보싱 가공했을 경우에, 시트 표면의 엠보싱 형상이, 열처리 장치로 시트를 융점 이상으로 가열했을 경우에 녹아서 없어지지만, 열처리 장치 통과 후에 엠보싱 가공을 수행하면, 엠보싱 형상이 유지되므로, 반송성이 개선되고 블록킹도 방지할 수 있다.
게다가 시트 표면에 엠보싱 처리가 있으면, 태양 전지 모듈에 성형할 때에, 쿠션성이 높아지고, 셀의 깨어짐의 문제를 일어나기 어렵게 하는 효과도 있다. 그 때문에 바람직하게는, 엠보싱 처리 롤러의 표면에 조각 가공 등에 의해 깊이가 10㎛이상의 깊은 요철 형상을 형성해 두는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 상기 가열 처리 후의 시트의 80℃에 있어서의 열 수축을 30%이하로 하는 것이 특징이며, 이에 따라 태양 전지 모듈 제조시, 특히 120㎛이하의 초박형 태양 전지 셀을 취급할 경우에 있어서, 시트의 수축 변형에 의한 태양 전지 셀의 위치 어긋남 또는 태양 전지 셀의 깨어짐을 방지할 수 있고, 태양 전지의 밀봉재로서 바람직하다. 더 바람직하게는 열 수축 0∼15%이다. 열 수축은, 80℃의 온수 중에 1분간 방치했을 때의 시트의 치수 변화량을 측정함으로써 계산되는 것으로, 측정 및 계산 방법은, 실시예에 기재된 바와 같다.
실시예
태양 전지 밀봉용 시트의 제조 장치를 이용해서, 밀봉용 시트를 제조한 결과를 설명한다.
[실시예 1]
엠보싱 처리 롤러(18) 및 엠보싱 처리 대향 롤러(19)을 사용하지 않은 이외에는, 도 1에 개략을 도시한 제조 장치를 이용해서 밀봉용 시트를 제조했다. EVA(초산 비닐 함유량: 28질량%, 멜트프로레이트: 15g/10분, 융점: 71℃) 100질량부, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥실모노카보네이트(1시간 반감기 온도: 119℃) 0.5질량부, 2, 6-디-t-부틸-4-메틸 페놀 0.1질량부 및 2-히드록시-4-메톡시벤조페논 0.3질량부로 이뤄지는 수지 조성물을 준비했다. 이 수지 조성물을 2축 압출기(11)에 공급해서 100℃로 용융 혼련하고, 105℃로 유지된 T다이(12)로부터 밀봉용 시트를 압출했다. 또한 T다이의 립 폭은 1300mm, 립 간격은 1.0mm로 했다.
이 밀봉용 시트를 20℃로 유지된 폴리싱 롤(13a, 13b)에 의해 냉각 고화했다. 또한 밀봉용 시트가 T다이로부터 토출된 시점의 시트 온도는 107℃이며, 시트 반송 속도는 10m/분이었다.
이어서 열처리 장치(14)에 밀봉용 시트를 공급하고, 반송 롤러(16a)로 밀봉용 시트를 반송했다. 이 열처리 장치 내를 통과하는 시트의 온도는 최대 74℃로, 열처리 장치 내를 30초 동안에 통과하는 조건으로 했다. 열처리 장치(14) 내의 모든 반송 롤러(16a)와 밀봉용 시트와의 접촉 거리는 150mm이하가 되도록 했다. 열처리 장치(14) 내의 모든 반송 롤러(16a)는 다음 조건을 충족하는 것으로 했다.
·밀봉용 시트와 접촉하는 부분의 재질: 불소 수지
·밀봉용 시트와 접촉하는 부분의 물과의 접촉각: 103°
·밀봉용 시트와 접촉하는 부분의 10점 평균 거칠기: 55㎛.
이렇게 해서 열처리 장치(14)에 통과시켜서 가열 처리한 시트를 냉각 롤부(21)로 냉각해서 권취했다. 권취한 직후의 시트 온도는 28℃이었다.
[실시예 2]
열처리 장치(14) 내를 통과하는 시트의 온도를 최대 85℃로 한 것 이외에는 실시예 1과 같은 조건으로 밀봉용 시트를 제조했다.
[실시예 3]
열처리 장치(14) 내를 통과하는 시트의 온도를 최대 108℃로 한 것 이외에는 실시예 1과 같은 조건으로 밀봉용 시트를 제조했다.
[실시예 4]
물과의 접촉각이 109°인 반송 롤러를 사용한 것 이외에는, 실시예 3과 같은 조건으로 밀봉용 시트를 제조했다.
[실시예 5]
물과의 접촉각이 121°인 반송 롤러를 사용한 것 이외에는, 실시예 3과 같은 조건으로 밀봉용 시트를 제조했다.
[실시예 6]
10점 평균 거칠기가 43㎛인 반송 롤러를 사용한 것 이외에는, 실시예 5와 같은 조건으로 밀봉용 시트를 제조했다.
[실시예 7]
10점 평균 거칠기가 29㎛인 반송 롤러를 사용한 것 이외에는, 실시예 5와 같은 조건으로 밀봉용 시트를 제조했다.
[실시예 8]
반송 롤러(16a)와 밀봉용 시트의 접촉 거리를 100mm로 한 것 이외에는, 실시예 7과 같은 조건으로 밀봉용 시트를 제조했다.
[실시예 9]
반송 롤러(16a)와 밀봉용 시트의 접촉 거리를 70mm로 한 것 이외에는, 실시예 7과 같은 조건으로 밀봉용 시트를 제조했다.
[실시예 10]
열처리 장치(14)의 직후에 엠보싱 처리 롤러(18) 및 엠보싱 처리 대향 롤러(19)를 설치한 것 이외에는 실시예 9와 같은 조건으로 밀봉용 시트를 제조했다.
[실시예 11]
표면의 재질이 베이킹 실리콘이며, 물과의 접촉각이 124°인 반송 롤러를 사용한 것 이외에는 실시예 10과 같은 조건으로 밀봉용 시트를 제조했다.
[비교예 1]
물과의 접촉각이 103°이며, 10점 평균 거칠기가 15㎛인 반송 롤러를 사용한 것 이외에는 실시예 10과 같은 조건으로 밀봉용 시트를 제조했다.
[비교예 2]
물과의 접촉각이 96°이며, 10점 평균 거칠기가 29㎛인 반송 롤러를 사용한 것 이외에는 실시예 10과 같은 조건으로 밀봉용 시트를 제조했다.
[비교예 3]
물과의 접촉각이 96°이며, 10점 평균 거칠기가 15㎛인 반송 롤러를 사용한 것 이외에는 실시예 10과 같은 조건으로 밀봉용 시트를 제조했다.
[비교예 4]
표면의 재질이 실리콘, 물과의 접촉각이 90°, 10점 평균 거칠기가 15㎛인 반송 롤러를 사용한 것 이외에는 실시예 10과 같은 조건으로 밀봉용 시트를 제조했다.
[비교예 5]
열처리 장치(14) 내를 통과하는 시트의 온도를 최대 85℃로 한 것 이외에는 비교예 4와 같은 조건으로 밀봉용 시트를 제조했다.
[비교예 6]
열처리 장치(14) 내를 통과하는 시트의 온도를 최대 74℃로 한 것 이외에는 비교예 4와 같은 조건으로 밀봉용 시트를 제조했다.
[비교예 7]
열처리 장치(14) 내를 통과하는 시트의 온도를 최대 67℃로 한 것 이외에는 비교예 4와 같은 조건으로 밀봉용 시트를 제조했다.
각 실시예, 비교예의 제조 조건 및 평가 결과를 표1에 도시한다. 평가 방법은 이하와 같다.
[블록킹]
말아 올라간 롤의 블록킹의 발생 유무를 확인하고, 전혀 보이지 않았던 경우에는 「A」, 블록킹이 보여진 경우에는 「B」, 블록킹에 의해 시트의 변형이나 깨짐이 발생하고, 제품으로서 인정되지 않는 경우에는 「C」라고 판정했다.
「A」이면 뛰어난 밀봉용 시트이며, 「B」이면 실용상 문제는 없다.
[박리력]
수득된 밀봉용 시트에서 30mm×80mm의 평면 장방 형상의 시험편을 잘라내었다. 이 시험편을, 반송 롤러의 시트 접촉 부분의 재질과 같은 재질의 기판 또는 반송 롤러의 시트 접촉 부분에서 잘라낸 기판과 PET시트로 끼고, 열 프레스에 의해 압력 1MPa, 프레스 온도 80°에서 90초간 프레싱했다. 그리고 PET시트를 끌어 올리고, 그 때의 하중을 측정했다. 박리력이 2N/30mm 폭 미만을 「A」, 2N/30mm 폭 이상 3N/30mm 폭 미만을 「B」, 3N/30mm 폭 이상을 「C」라고 판정했다.
[열 수축]
수득된 밀봉용 시트에서 1변이 120mm인 평면 정방 형상의 시험편을 잘라내었다. 이 시험편 위에 제조시의 주행 방향에 대하여 수직인 직선을 2개 그었다. 이 때의 직선간의 간격은 100mm로 했다. 이어서 시험편을 80℃로 가열한 온수 내에 침지시키고 60초 경과하고 나서, 밀봉용 시트를 온수로부터 꺼내고, 시트 표면의 수분을 제거하였다. 시험편 위에 그린 2개의 직선간의 간격(L)(mm)을 노기스로 5점 측정하고, 각 측정점에 대해서 하기식에 의거하여 열 수축을 산출했다. 산출한 5점의 평균값을 시험편의 열 수축 값으로 했다.
·열수율(%)=100×(100-L)/100
열 수축이 25%미만을 「A」, 25%이상 30%미만을 「B」, 30%이상을 「C」라고 판정했다.
「A」이면 뛰어난 밀봉용 시트며, 「B」이면 실용상 문제는 없다.
[롤러의 막힘]
20시간 연속 사용한 후의 반송 롤러(16a) 표면의 상태를 확인하고, 막힘이 전혀 발견되지 않았던 경우에는 「A」, 막힘이 약간 발견된 경우에는 「B」, 막힘이 발견된 경우에는 「C」라고 판정했다.
「A」이면 생산성이 좋고, 「B」이면 실용상 문제는 없다.
Figure pct00001
Figure pct00002
[평가 결과]
실시예 1∼5에서는, 반송 롤러의 표면의 10점 평균 거칠기 및 물과의 접촉각이 적절한 범위 내였다. 그 결과, 낮은 장력으로 밀봉용 시트를 반송 롤러(16a)로부터 박리할 수 있고, 열수율이 실용상 문제가 없는 범위의 밀봉용 시트가 수득되었다. 반송 롤러의 표면에 약간의 막힘이 발견되었지만 실용상 문제는 없었다. 또한 밀봉용 시트의 표면에 엠보싱이 없기 때문에, 블록킹이 발견되었지만 시트의 변형이나 깨짐은 발생하지 않았다.
실시예 6, 7에서는, 실시예 5보다도 반송 롤러의 표면의 거칠기를 보다 최적화했다. 그 결과, 반송 롤러 표면의 막힘이 없어졌다.
실시예 8, 9에서는, 실시예 7에 비해서 추가로 반송 롤러와 밀봉용 시트의 접촉 거리를 짧게 했다. 그 결과 반송 롤러와 밀봉용 시트의 점착을 추가로 작게 할 수 있고, 양호한 열 수축의 밀봉용 시트를 얻을 수 있었다.
실시예 10에서는, 실시예 9의 제조 조건에 덧붙여서, 엠보싱 처리 롤러 및 엠보싱 처리 대향 롤러를 설치하고, 밀봉용 시트의 표면에 엠보싱 가공을 실시했다. 그 결과, 밀봉용 시트의 블록킹을 방지할 수 있었다.
실시예 11에서는, 실시예 10의 반송 롤러의 표면 재질을 베이킹 실리콘으로 했다. 그 결과, 실시예 10과 동등한 밀봉용 시트를 얻을 수 있었다.
비교예 1에서는, 반송 롤러의 표면의 거칠기가 적절한 범위보다도 작기 때문, 반송 롤러에 밀봉용 시트가 점착되었다. 따라서 점착을 방지하기 위해서 장력을 높였기 때문에, 밀봉용 시트의 열 수축은 악화되었다.
비교예 2에서는, 반송 롤러의 표면의 물과의 접촉각이 적절한 범위보다도 낮기 때문에, 반송 롤러에 밀봉용 시트가 점착되었다. 따라서 점착을 방지하기 위해서 장력을 높였기 때문에, 밀봉용 시트의 열 수축은 악화되었다
비교예 3∼5에서는, 반송 롤러의 표면의 거칠기가 적절한 범위보다도 작고, 게다가 물과의 접촉각도 적절한 범위보다도 낮기 때문에, 밀봉용 시트가 롤러에 점착되었다. 점착을 방지하기 위해서 비교예 1, 2보다도 추가로 장력을 높여야만 하고, 열 수축은 악화되었다. 비교예 4와 5에서는, 반송 롤러 표면의 표면 재질을 실리콘으로 변경하고 있지만, 밀봉용 시트가 롤러에 점착되고 있다. 이에 의해 반송 롤러의 표면 재질의 종류에 관계없이, 표면의 거칠기나 물과의 접촉각이 적절한 범위 내가 아니면 이형성은 발현되지 않는 것을 알 수 있다. 비교예 6, 7에서는, 반송 롤러의 표면의 거칠기가 적절한 범위보다도 작고, 게다가 물과의 접촉각도 적절한 범위보다도 낮았다. 따라서 밀봉용 시트와 롤러의 점착을 방지하기 위해서, 밀봉용 시트의 온도를 내렸으므로, 점착력은 낮아졌다. 그러나 밀봉용 시트의 온도가 낮기 때문 잔류 왜곡을 충분히 제거할 수 없고, 열 수축은 악화되었다.
본 발명의 열처리 방법 및 열처리 장치는, 시트, 필름 등의 웹을 그 융점을 넘는 온도에서 아닐링 처리할 경우에 적합하게 이용할 수 있고, 그 응용 범위는 이것들에 한정되는 것은 아니다. 중에서도 태양 전지 모듈에 이용하는 밀봉용 시트의 제조 방법에는 대단히 유용하다.
1 유리 기판
2 백시트
3 시트
3a 유리면측 밀봉용 시트
3b 백시트면측 밀봉용 시트
4 태양 전지 셀
5 알루미늄 프레임
6 배선 박스
11 2축 압출기
12 T다이
13a 폴리싱 롤
13b 폴리싱 롤
14 열처리 장치
15 히터
16a 반송 롤러
16b 반송 롤러
16a1 조건 (a) 및 (b)를 충족하는 반송 롤러의 시트 반송 방향 1개 상류측의 반송 롤러
16a2 조건 (a) 및 (b)를 충족하는 반송 롤러
16a3 조건 (a) 및 (b)를 충족하는 반송 롤러의 시트 반송 방향 1개 하류측의 반송 롤러
17 노즐
18 엠보싱 처리 롤러
19 엠보싱 처리 대향 롤러
20 냉각 롤러
31 기어 펌프
32 권취기
33 시트 반송 방향 1
34 권출기
41 반송 롤러 모재
42 표면 재질

Claims (13)

  1. 열처리로내에서 시트를 복수의 반송 롤러로 지지하고, 반송하는 시트의 열처리 방법에 있어서, 이들 복수의 반송 롤러 중 적어도 1개가 하기 (a), (b) 및 (c)를 충족하는 시트의 열처리 방법.
    (a) 시트와 접촉하는 부분의 10점 평균 거칠기가 20㎛보다 크고 60㎛미만이다.
    (b) 시트와 접촉하는 부분이, 물과의 접촉각이 100°이상의 재질로 구성되어 있다.
    (c) 해당 롤러, 해당 롤러의 시트 반송 방향 1개 상류측의 반송 롤러 및 해당 롤러의 시트 반송 방향 1개 하류측의 반송 롤러가, 시트의 같은 측의 면과 접촉한다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 10점 평균 거칠기가 20㎛보다 크고 45㎛이하인 시트의 열처리 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 시트가 가교제를 포함하고 있으며, 상기 (a), (b) 및 (c)를 충족하는 반송 롤러의 적어도 1개가, 이 시트의, 온도가 시트의 융점 +10℃이상, 시트의 융점 +40℃이하인 부분과 접하고 있는 시트의 열처리 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (a), (b) 및 (c)를 충족하는 반송 롤러의 적어도 1개와 상기 시트와의 접촉 거리가 100mm이하인 시트의 열처리 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열처리로를 나간 상기 시트의 일면에 엠보싱 처리를 실시하는 시트의 열처리 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시트가 에틸렌-초산 비닐 공중합체를 주성분으로 해서 포함하는 수지 조성물로 구성되어 있는 시트의 열처리 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (a), (b) 및 (c)를 충족하는 반송 롤러의 적어도 1개의 상기 시트와 접촉하는 부분이, 베이킹 실리콘 또는 불소계 수지를 포함하는 재료로 구성되어 있는 시트의 열처리 방법.
  8. 공급원으로부터 가교제를 포함하는 시트를 송출하고, 열처리로 내에서 상기 시트에 열처리를 실시하고, 이어서 상기 시트를 권취하는, 태양 전지 밀봉용 시트의 제조 방법에 있어서, 상기 열처리로서 청구항 1 내지 7항 중 어느 한 항의 열처리 방법을 이용하는 태양 전지 밀봉용 시트의 제조 방법.
  9. 시트 가열 수단, 시트 반송 수단 및 시트 온도 유지 수단을 갖는 시트의 열처리 장치로서, 상기 시트 반송 수단이 복수의 반송 롤러이며, 이들 복수의 반송 롤러 중 적어도 1개가 하기 (d), (e) 및 (f)를 충족하는 시트의 열처리 장치.
    (d) 반송 중의 시트와 접촉하는 부분의 10점 평균 거칠기가 20㎛보다 크고 60㎛미만이다.
    (e) 반송 중의 시트와 접촉하는 부분이, 물과의 접촉각이 100°이상의 재질로 구성되어 있다.
    (f) 해당 롤러, 해당 롤러의 시트 반송 방향 1개 상류측의 반송 롤러 및 해당 롤러의 시트 반송 방향 1개 하류측의 반송 롤러가, 반송 중의 시트의 같은 측의 면에서 접촉한다.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 10점 평균 거칠기가 20㎛보다 크고 45㎛이하인 시트의 열처리 장치.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    시트에 엠보싱 처리를 실시하는 엠보싱 처리 롤러가, 상기 열처리 장치의 시트 반송 방향 하류측에 배치된 시트의 열처리 장치.
  12. 제9항 내지 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (d), (e) 및 (f)를 충족하는 반송 롤러의 적어도 1개의 반송 중의 시트와 접촉하는 부분이, 베이킹 실리콘 또는 불소계 수지를 포함하는 재료로 구성되어 있는 시트의 열처리 장치.
  13. 용융 수지를 시트 모양으로 성형해서 태양 전지 밀봉용 시트를 제조하는 태양 전지 밀봉용 시트 제조 장치로서, 청구항 9 내지 12항 중 어느 한 항의 열처리 장치를 구비한 태양 전지 밀봉용 시트의 제조 장치.


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