JP2012030381A - ラミネート装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の高さを抑えて、メンテナンス性を向上させ、コストを削減すると共に、被ラミネート体の品質低下を防止するラミネート装置を提供する。
【解決手段】ラミネート装置１は、ダイアフラムが取り付けられた上ケースと、下ケースとを用いて内部に前記ダイアフラムによって仕切られた上下のチャンバを形成し、被ラミネート体を加熱し、前記ダイアフラムによって前記被ラミネート体を狭圧することによりラミネート加工を行うラミネート部２、３を上下方向に複数備えるラミネート装置であって、ラミネート部２の上ケース２２と、ラミネート部３の下ケース３１とは一体的に構成され、上ケース２２の下側及び下ケース３１の上側を通過する無端状のシート１０１を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、太陽電池モジュールのラミネート装置に関するものである。

太陽電池パネルを製造するためのラミネート装置として、下方に向かって膨張自在なダイアフラムを有する上チャンバと、ヒータ板を有する下チャンバとを備えた構成が知られている（例えば特許文献１参照）。ヒータ板上方に被ラミネート体を載置した状態で上チャンバと下チャンバを密閉して真空引き（減圧）した後、被ラミネート体を加熱して充填剤としての樹脂を溶融し、上チャンバに大気を導入して被ラミネート体をヒータ板の上面とダイアフラムとの間で挟圧することで、太陽電池モジュールのラミネートが行われる。

近年、スループットの向上のため、複数のヒータ板を備えた多段式のラミネート装置が使用されている。

多段式のラミネート装置として、例えば、複数のラミネート部が相互に独立してラミネート処理を行う構成が提案されている（例えば特許文献２参照）。しかし、このような構成は、樹脂がダイアフラムに付着することを防止する剥離シートが各段に設けられているため、ラミネート部の高さ及び装置全体の高さが高くなり、シート交換等のメンテナンスが困難になるという問題があった。また、装置コストが増すという問題もあった。

また、熱間ダブルベルトプレス方式で積層する多段積層プレスが知られている（例えば特許文献３参照）。これは、コンベアベルトの搬送ベルト部分をダイアフラムとして機能させ、工程効率の向上、及びダイアフラム交換のコスト削減を図っている。しかし、コンベアベルトの搬送ベルト部にテフロン（登録商標）を用いているため、ラミネート装置のダイアフラムに求められる伸縮性や追従性がなく、被ラミネート体（特に被ラミネート体の四隅近傍）を確実に押さえることができず、しわが発生するおそれがあった。しわの発生は、被ラミネート体（太陽電池モジュール）の品質を低下させるという問題があった。

実用新案登録第３０１７２３１号公報 特許第４２０９４５８号明細書 特開２００８−２９６２８０号公報

本発明は、装置の高さを抑えて、メンテナンス性を向上させ、コストを削減すると共に、被ラミネート体の品質低下を防止するラミネート装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様によるラミネート装置は、下方に向かって膨張自在なダイアフラムが取り付けられた上ケースと、上面が開放された内部空間を有する下ケースとを有し、前記上ケース及び前記下ケースを用いて内部に前記ダイアフラムによって仕切られた上下のチャンバを形成し、被ラミネート体を加熱し、前記ダイアフラムによって前記被ラミネート体を狭圧することによりラミネート加工を行うラミネート部を上下方向に複数備えるラミネート装置であって、第１ラミネート部の上ケースと、前記第１ラミネート部の上段に設けられる第２ラミネート部の下ケースとは一体的に構成され、前記第１ラミネート部の上ケースの下側及び前記第２ラミネート部の下ケースの上側を通過する無端状のシートを備えるものである。

本発明の一態様によるラミネート装置においては、前記シートは、前記第１ラミネート部において、被ラミネート体と前記ダイアフラムとの間に位置し、前記第２ラミネート部において、被ラミネート体の搬送を行うことが好ましい。

本発明の一態様によるラミネート装置においては、前記シートに付着した充填剤の滓を除去する除去部をさらに備えることが好ましい。

本発明の一態様によるラミネート装置においては、前記複数のラミネート部の開閉を行う開閉部と、前記開閉部により開閉したラミネート部に対応する位置に昇降して、被ラミネート体を当該ラミネート部に搬入する搬入部と、前記開閉部により開閉したラミネート部に対応する位置に昇降して、被ラミネート体を当該ラミネート部から搬出する搬出部と、をさらに備えることが好ましい。

本発明の一態様によるラミネート装置においては、前記第２ラミネート部において、被ラミネート体と前記ダイアフラムとの間に位置する剥離シートをさらに備えることが好ましい。

本発明によれば、装置の高さを抑えて、メンテナンス性を向上させ、コストを削減すると共に、被ラミネート体の品質低下を防止できる。

本発明の実施形態に係るラミネート装置の平面図である。 同実施形態に係るラミネート装置の側面図である。 ラミネート部の概略断面図である。 剥離シート供給部の概略構成図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１及び図２に本発明の実施形態に係るラミネート装置の概略構成を示す。図１は平面図であり、図２は側面図である。ラミネート装置１は、複数のラミネート部２、３と、各ラミネート部２、３を開閉する開閉部４と、各ラミネート部２、３にラミネート処理を行う太陽電池モジュール（以下、モジュールと称する）を搬入する搬入部５と、各ラミネート部２、３からラミネート処理されたモジュールを搬出する搬出部６と、を備える。ラミネート部２、３は、基台７上面に対して平行な水平状態で配置されている。ラミネート部２、３は上下方向に重ねられており、ラミネート部２が下段ラミネート部、ラミネート部３が上段ラミネート部となる。

開閉部４は、基台７の正面側と背面側（図２における手前側と後側）に設けられている。開閉部４は、複数のラミネート部２、３のうち、任意のラミネート部を開閉することができる。

搬入部５は、支柱５１、５２と、支柱５１と支柱５２との間に設けられた昇降装置５３を有する。昇降装置５３は、図示しない供給コンベアにより搬送されてきたラミネート処理前のモジュールを受け取って載置し、開閉部４によって開放された各ラミネート部２、３に合わせて昇降し、搬入する。

搬入部５が各ラミネート部２、３に搬入するモジュールは、例えば、下側に配置された透明なカバーガラスと、上側に配置された保護材とを有し、カバーガラスと保護材との間に充填剤を介してストリングを挟んだ構成となっている。ストリングは、２つの電極の間に、リード線を介して、複数の太陽電池セルを接続した構成を有する。保護材は例えばＰＥ樹脂等の透明な材料が使用される。充填剤には、例えば、エチレンビニルアセテート樹脂などが使用される。

搬出部６は、支柱６１、６２と、支柱６１と支柱６２との間に設けられた昇降装置６３を有する。昇降装置６３は、開閉部４によって開放された各ラミネート部２、３に合わせて昇降し、ラミネート処理後のモジュールを各ラミネート部２、３から受け取って載置する。そして、昇降装置６３は、ラミネート処理後のモジュールを、図示しない搬出コンベアへ搬出する。

次に、ラミネート部２、３の構成を、図３に示す概略断面図を用いて説明する。ここでは、ラミネート部２、３が開放した状態を示している。

まず、ラミネート部２について説明する。ラミネート部２は、下ケース２１と上ケース２２を有する。下ケース２１には、上方向に開口した空間である下チャンバ２３が形成されている。下チャンバ２３には、モジュールを加熱するためのヒータ板２４が、開口を塞ぐように、水平方向に沿って設けられている。ヒータ板２４は、例えばアルミニウム製の金属板の内部にヒータを設けたものである。ヒータ板２４と下ケース２１の内壁底面との間には、ヒータ板２４を支持する断熱性の支持部材２４ａが設けられている。また、下ケース２１の側面には、下チャンバ２３内を真空引きするための吸排気口（図示せず）が設けられている。

下ケース２１には、モジュールを載せて搬入、搬出を行う搬送シート２５が設けられている。搬送シート２５は、駆動プーリＰ１、従動プーリＰ２〜Ｐ４、及び駆動プーリＰ１と従動プーリＰ２〜Ｐ４との間に巻回されたチェーンにより、循環するように移動する。搬送シート２５は、下ケース２１の上側と下側とを通過するように構成されている。また、搬送シート２５は、無端状、すなわちエンドレスに形成されている。搬送シート２５は例えばフッ素樹脂によってコーティングされた耐熱ガラスクロスシートを用いることができる。

従動プーリＰ３の近傍には、搬送シート２５の表面に当接するように、搬送シート２５の表面に付着した充填剤などを掻き取って除去する除去部Ｃ１が設けられている。除去部Ｃ１は例えばナイロンブラシで構成される。除去部Ｃ１はシリンダ等により斜め方向に移動させることができる。

搬送シート２５は、搬入部５からモジュールを受け取って、ヒータ板２４の中央部に搬送したり、モジュールを搬出部６に受け渡したりする。

上ケース２２には、内部空間の下面を水平に仕切るようにしてダイアフラム２７が装着されており、このダイアフラム２７と上ケース２２の内壁面で囲まれた空間が上チャンバ２８を構成する。ダイアフラム２７は、シリコン系材料やブチル系材料を用いることができる。

また、上ケース２２の側面には、上チャンバ２８に連通するようにして、吸排気口（図示せず）が設けられている。この吸排気口を介して、上チャンバ２８内を真空引きしたり、上チャンバ２８内に大気を導入したりすることができる。

上ケース２２は、後述するラミネート部３の下ケース３１と一体的に構成されている。
上ケース２２には、シート１０１が設けられている。シート１０１は、ラミネート処理において溶融したモジュールの充填剤がダイアフラム２７に付着することを防止するための剥離シートである。

シート１０１は、駆動プーリＰ１１、従動プーリＰ１２〜Ｐ１４、及び駆動プーリＰ１と従動プーリＰ１２〜Ｐ１４との間に巻回されたチェーンにより、循環するように移動する。シート１０１は、上ケース２２の下側と、ラミネート部３の下ケース３１の上側とを通過するように構成されている。また、シート１０１は、無端状、すなわちエンドレスに形成されている。

ラミネート部３におけるシート１０１は、ラミネート部２における搬送シート２５と同様の役割を持つ。シート１０１は、ラミネート部３において、搬入部５からモジュールを受け取ったり、モジュールを搬出部６に受け渡したりする。

すなわち、シート１０１は、下段ラミネート部の剥離シートであると共に、上段ラミネート部の搬送シートである。シート１０１は例えばフッ素樹脂によってコーティングされた耐熱ガラスクロスシートを用いることができる。

例えば、シート１０１は、ベルト押さえバーで両端を固定し、チェーンでつないだ２枚のシートで構成することができる。一方のシートがラミネート部２において剥離シートとして機能している時、他方のシートはラミネート部３において搬送シートとして機能する。

駆動プーリＰ１１の近傍には、シート１０１の表面に当接するように、シート１０１の表面に付着した充填剤などを掻き取って除去する除去部Ｃ２が設けられている。同様に、従動プーリＰ１３の近傍には、シート１０１の表面に当接するように、シート１０１の表面に付着した充填剤などを掻き取って除去する除去部Ｃ３が設けられている。除去部Ｃ２、Ｃ３は例えばナイロンブラシで構成される。除去部Ｃ２、Ｃ３はシリンダ等により斜め方向に移動させることができる。

上ケース２２を下降させて下ケース２１に載置されるように重ね合わせることで、上チャンバ２８及び下チャンバ２３で構成されるラミネート部２を閉塞して密閉状態にすることができる。一方、密閉状態から上ケース２２を上昇させることで、上チャンバ２８及び下チャンバ２３で構成されるラミネート部２を開放状態にすることができる。

次に、ラミネート部３について説明する。ラミネート部３は、下ケース３１と上ケース３２を有する。下ケース３１は、ラミネート部２の上ケース２２と一体的に構成されている。下ケース３１には、上方向に開口した空間である下チャンバ３３が形成されている。下チャンバ３３には、モジュールを加熱するためのヒータ板３４が、開口を塞ぐように、水平方向に沿って設けられている。ヒータ板３４は、例えばアルミニウム製の金属板の内部にヒータを設けたものである。ヒータ板３４と下ケース３１の内壁底面との間には、ヒータ板３４を支持する断熱性の支持部材３４ａが設けられている。また、下ケース３１の側面には、下チャンバ３３内を真空引きするための吸排気口（図示せず）が設けられている。

下ケース３１には、モジュールを載せて搬入、搬出を行うシート１０１が設けられている。上述したように、シート１０１は上ケース２２の下側と、ラミネート部３の下ケース３１の上側とを通過するように構成されており、ラミネート部２では剥離シートとして機能し、ラミネート部３では搬送シートとして機能する。シート１０１は、搬入部５からモジュールを受け取って、ヒータ板３４の中央部に搬送したり、モジュールを搬出部６に受け渡したりする。

上ケース３２には、内部空間の下面を水平に仕切るようにしてダイアフラム３７が装着されており、このダイアフラム３７と上ケース３２の内壁面で囲まれた空間が上チャンバ３８を構成する。ダイアフラム３７は、シリコン系材料やブチル系材料を用いることができる。

また、上ケース３２の側面には、上チャンバ３８に連通するようにして、吸排気口（図示せず）が設けられている。この吸排気口を介して、上チャンバ３８内を真空引きしたり、上チャンバ３８内に大気を導入したりすることができる。

上ケース３２を下降させて下ケース３１に載置されるように重ね合わせることで、上チャンバ３８及び下チャンバ３３で構成されるラミネート部３を閉塞して密閉状態にすることができる。一方、密閉状態から上ケース３２を上昇させることで、上チャンバ３８及び下チャンバ３３で構成されるラミネート部３を開放状態にすることができる。

上ケース３２と下ケース３１の間には、以下に説明する剥離シート供給部１１０によって供給される剥離シート１１１が進入できる状態になっている。剥離シート１１１は、ラミネート処理において溶融したモジュールの充填剤がダイアフラム３７に付着することを防止するためのシートである。剥離シート１１１は例えばフッ素樹脂によってコーティングされた耐熱ガラスクロスシートを用いることができる。

図４に示すように、剥離シート供給部１１０において、剥離シート１１１の両端に回転ロール１１２、１１３がそれぞれ配置されている。回転ロール１１２が、図４中において反時計回りに回転することで、剥離シート１１１を図中右方向１１４に移動させることができる。また、回転ロール１１３が図４中において時計回りに回転することで、剥離シート１１１を図中左方向１１５に移動させることができる。このように、回転ロール１１２、１１３の一方を回転させることで、剥離シート１１１を所望の方向に移動させることができる。

回転ロール１１２の下方には、ガイドロール１１６が回転自在に配置されており、剥離シート１１１はこのガイドロール１１６の周面に沿って上方に方向を変えてから回転ロール１１２に巻き取られると共に、回転ロール１１２から繰り出された剥離シート１１１はこのガイドロール１１６の周面に沿って水平に方向を変えてから回転ロール１１３に巻き取られるようになっている。回転ロール１１３とガイドロール１１６を、ラミネート部３の左右外側において同じ高さに配置することで、上ケース３２と下ケース３１の間に剥離シート１１１が水平な姿勢で供給される。

また、ガイドロール１１６と回転ロール１１３の間で移動する剥離シート１１１の下面側に当接するように、除去ロール１１７が配置されている。この除去ロール１１７は、剥離シート１１１の下面側に付着した充填剤などを掻き取ることができ、例えばナイロンブラシなどで構成されている。

上述したように、ラミネート部２の剥離シートとラミネート部３の搬送シートが接続され、無端状（エンドレス）に形成されたシート１０１を設けることで、ラミネート部２の剥離シートと、ラミネート部３の搬送シートとを別々に設ける場合と比較して、ラミネート部２、３の高さ及びラミネート装置１全体の高さを低くすることができる。従って、シート交換等のメンテナンス性を向上させると共に、装置コストを削減できる。

次に、このようなラミネート装置１を用いてモジュールをラミネート処理する方法について説明する。

まず、搬入部５が、ラミネート処理を行うモジュールをラミネート部２、３に搬入する。なお、モジュールの搬入前に、ラミネート部２、３は開閉部４により開放状態にされている。

モジュールがラミネート部２、３に搬入されると、搬送シート２５、シート１０１がモジュールをヒータ板２４、３４の中央部に搬送する。

次に、開閉部４が、ラミネート部２、３を密閉状態にする。

続いて、ラミネート部２、３の吸排気口を介して、上チャンバ２８、下チャンバ２３、上チャンバ３８、及び下チャンバ３３をそれぞれ例えば０．７〜１．０Ｔｏｒｒにまで真空引きする。この真空引きにより、モジュール内の脱気を行う。そして、モジュールはヒータ板２４、３４により加熱される。ヒータ板２４、３４は例えば１５０℃程度の温度で加熱を行う。加熱により、モジュール内の充填剤の化学反応（融解）が促進され、架橋が行われる。この状態で吸排気口を介して上チャンバ２８、３８内に大気を導入して、上チャンバ２８、３８内を大気圧にすることで、ダイアフラム２７、３７が下方に膨張する。これにより、モジュールが、ヒータ板２４、３４と、ダイアフラム２７、３７との間で狭圧される。なお、モジュールとダイアフラム２７、３７との間にはシート１０１、剥離シート１１１が挟まれている。

ダイアフラム２７、３７は、シリコン系材料やブチル系材料を用いて構成され、伸縮性や追従性を持つ。従って、モジュールが確実に押さえられ、しわの発生を抑制し、品質低下を防止することができる。

加熱及び狭圧によるラミネート処理が終了すると、吸排気口を介して下チャンバ２３、３３内に大気を導入する。また、ラミネート部２、３を開放状態にする。

搬送シート２５、シート１０１がモジュールを搬出部６に受け渡す。搬出部６はラミネート処理されたモジュールを搬出する。搬送シート２５、シート１０１、剥離シート１１１に付着した充填剤の滓は、除去部Ｃ１〜Ｃ３、除去ロール１１７により除去される。

このように、本実施形態によれば、ラミネート部２の剥離シートとラミネート部３の搬送シートが接続され、無端状（エンドレス）に形成されたシート１０１を設けることで、ラミネート部２の剥離シートと、ラミネート部３の搬送シートとを別々に設ける場合と比較して、ラミネート部２、３の高さ及びラミネート装置１全体の高さを低くすることができる。従って、シート交換等のメンテナンス性を向上させると共に、装置コストを削減できる。

また、モジュールをダイアフラム２７、３７で確実に押さえてしわの発生を防止することで、ラミネート処理されたモジュールの品質低下を防止することができる。

上記実施形態では、ラミネート部２、３が同時にラミネート処理を行う例について説明したが、ラミネート部３がラミネート処理を行っている間に、ラミネート部２にモジュールを搬入するなど独立して動作してもよい。

また、上記実施形態において、ラミネート部３の剥離シート１１１は、上ケース３２の上側と下側とを通過する、無端状（エンドレス）に形成されたものとしてもよい。

また、上記実施形態では、ラミネート部を２つ設けた例について説明したが、ラミネート部の数は３つ以上でもよい。３段以上のラミネート部が設けられている場合でも、上下に隣接するラミネート部では、下段ラミネート部の上ケースと上段ラミネート部の下ケースとが一体的に構成され、下段ラミネート部の剥離シートと上段ラミネート部の搬送シートが接続され、無端状（エンドレス）に形成される。

従って、下段ラミネート部の剥離シートと、上段ラミネート部の搬送シートとを別々に設ける場合と比較して、ラミネート部の高さ及びラミネート装置全体の高さを低くすることができ、シート交換等のメンテナンス性を向上させると共に、装置コストを削減できる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１ ラミネート装置
２、３ ラミネート部
４ 開閉部
５ 搬入部
６ 搬出部
７ 基台
２１ 下ケース
２２ 上ケース
２３ 下チャンバ
２４ ヒータ板
２５ 搬送シート
２７ ダイアフラム
２８ 上チャンバ
３１ 下ケース
３２ 上ケース
３３ 下チャンバ
３４ ヒータ板
３７ ダイアフラム
３８ 上チャンバ
１０１ シート
１１０ 剥離シート供給部
１１１ 剥離シート
１１２、１１３ 回転ロール
１１６ ガイドロール
１１７ 除去ロール

Claims (5)

1. 下方に向かって膨張自在なダイアフラムが取り付けられた上ケースと、上面が開放された内部空間を有する下ケースとを有し、前記上ケース及び前記下ケースを用いて内部に前記ダイアフラムによって仕切られた上下のチャンバを形成し、被ラミネート体を加熱し、前記ダイアフラムによって前記被ラミネート体を狭圧することによりラミネート加工を行うラミネート部を上下方向に複数備えるラミネート装置であって、
   第１ラミネート部の上ケースと、前記第１ラミネート部の上段に設けられる第２ラミネート部の下ケースとは一体的に構成され、
   前記第１ラミネート部の上ケースの下側及び前記第２ラミネート部の下ケースの上側を通過する無端状のシートを備えることを特徴とするラミネート装置。
2. 前記シートは、前記第１ラミネート部において、被ラミネート体と前記ダイアフラムとの間に位置し、前記第２ラミネート部において、被ラミネート体の搬送を行うことを特徴とする請求項１に記載のラミネート装置。
3. 前記シートに付着した充填剤の滓を除去する除去部をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のラミネート装置。
4. 前記複数のラミネート部の開閉を行う開閉部と、
   前記開閉部により開閉したラミネート部に対応する位置に昇降して、被ラミネート体を当該ラミネート部に搬入する搬入部と、
   前記開閉部により開閉したラミネート部に対応する位置に昇降して、被ラミネート体を当該ラミネート部から搬出する搬出部と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のラミネート装置。
5. 前記第２ラミネート部において、被ラミネート体と前記ダイアフラムとの間に位置する剥離シートをさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のラミネート装置。

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