JP2013209140A - 太陽電池用封止シートの梱包体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】中空状の巻芯と該巻芯の周面に巻き取られた太陽電池用封止シートとを有する複数のロール体10と、前記複数のロール体を収納する、パレット22A、底面カバー22B、ボディ22Cおよび天面カバー22Dから構成される梱包容器と、前記梱包容器の底面カバー上に設けられ前記巻芯を支持する複数の凸部が形成された支持部材24と、を含み、前記巻芯内に前記支持部材の凸部が係合され、かつ、巻芯内径(ID)と支持部材の凸部高さ(H)とが、0.2<[H/ID]<1の関係にある、太陽電池用封止シートの梱包体20。
【選択図】図2
Description
特に太陽電池用封止シートは、軟質材料であり、輸送中の揺れ等により容易に変形し、外観を悪化させ、商品価値を下げてしまうリスクがある。
特許文献1には、ロール体受凹部が形成されたベースにロール体の下端を嵌入し、ロール体の上端はロール体の巻芯端部と係合する係合手段を有する合成樹脂製の天板を用いるロール体の梱包方法が提案されている。
特許文献2には、特定の寸法及びエンボス構造を有する太陽電池用封止シートを、巻芯よりも短い幅で巻き取り、巻芯がロールよりも張り出した形にしたロール体を、梱包容器内の底面に配置された凹部または貫通孔を有する支持部材の該凹部または貫通孔に、ロール体の巻芯を嵌め込み、ロール体の幅方向端部を支持部材の表面と接触させることで、「梱包容器の振動とロール体の振動との非同期」による太陽電池封止シートの波打ちを抑制する技術、及びさらに仕切部材を用いることでその抑制を向上させる技術が提案されている。
特許文献2では、張り出したロール体の巻芯を、凹部または貫通孔に嵌め込み、梱包容器とロール体とを一体化させる支持構造とすることで太陽電池封止シートの波打ちを抑制するとされているが、実際には、さらに仕切部材を用いなければ太陽電池封止シート(ロール体)の波打ち抑制の効果を発揮できていないことは実施例よりも明らかである。そのため、梱包に要する部材が増加し、梱包時や開梱時に工程が増加する。
[1]中空状の巻芯と該巻芯の周面に巻き取られた太陽電池用封止シートとを有する複数のロール体と、前記複数のロール体を収納する、パレット、底面カバー、ボディおよび天面カバーから構成される梱包容器と、前記梱包容器の底面カバー上に設けられ前記巻芯を支持する複数の凸部が形成された支持部材と、を含み、前記巻芯内に前記支持部材の凸部が係合され、かつ、巻芯内径(ID)と支持部材の凸部高さ(H)とが、0.2<[H/ID]<1の関係にある、太陽電池用封止シートの梱包体。
[2]巻芯の、太陽電池用封止シートの巾方向の端部からの張り出し量が0mm〜15mmである、上記[1]に記載の梱包体。
[3]前記支持部材が、板状部材に穿けられた貫通孔とフランジ部を有する凸状支持具を嵌合することにより形成される、上記[1]又は[2]に記載の梱包体。
[4]天面カバーの内側に巻芯を支持する複数の凸部が形成された支持部材をさらに含む、上記[1]〜[3]のいずれかに記載の梱包体。
以下、本発明を詳細に説明する。
図1は、本発明の太陽電池封止シートのロール体の一例を示す図である。太陽電池封止シートのロール体10は、太陽電池封止シート10aを、巻芯10bの周囲に巻き取ったロール体であって、必要に応じて包装材(例えば、ポリエチレンフィルム、ポリエステルフィルム、アルミ蒸着フィルム等)で包装されていてもよい。
本発明の太陽電池封止シートの梱包体について、図を参照しながら説明する。図2、3は、太陽電池封止シートの梱包体の一作製例を示す分解斜視図であり、図4はその梱包体の斜視図である。本発明の梱包体20は、複数の太陽電池封止シートのロール体10と、複数のロール体10を収容する梱包容器22と、梱包容器22内の底面に配置されロール体10を支持する支持部材24とを有する。
底面カバー22B及び天面カバー22Dは、予め蓋状に形成されていても構わないし、平面状の縁付きカバーを、縁部分を折りたたむことにより蓋状に形成されても構わない。
また、ボディ22Cは、予め筒状に形成されていても構わないし、4面が平面状に連なったものを折りたたむことにより筒状に形成されても構わないし、2面が平面状に連なったもの2枚を組み合わせて筒状に形成されても構わない。作業性や部材の収納性等の観点から、2面又は4面が平面状に連なったものから形成することが好ましい。
パレット22Aの上に、平面状の縁付き底面カバー22Bを設置し、その上に支持部材24を設置する。ロール体10の巻き芯10bの内部に支持部材24の凸部24aを係合し、固定する。次いで2枚に分けて形成されたボディ22Cを底面カバー22Bの上に配置し、組み合わせて筒状に形成する。ボディ22Cの上に平面状の縁付き天面カバー22Dを配置し、底面カバー22B及び天面カバー22Dの縁部分を折りたたみ、蓋状に形成する。最後に、パレット22Aのフォーク挿入孔22aと、天面カバー22Dとの間を、ポリプロピレン製等の結束バンド26で結束し、一体化する。
支持部材24は、底面カバー22B上に配置される板状部材であり、その表面には、ロール体の巻芯10b内に係合される複数の凸部(以下、「凸部24a」ともいう)が形成されている。凸部24aの外径は図9に示す通り、ロール体の巻芯10bの内径(ID)よりも若干小さいサイズ、例えば巻芯10bの内径(ID)よりも1mm〜5mm程度小さいサイズであってよい。
凸部24aの高さ(H)は、巻芯内径(ID)に対し、0.2<[H/ID]<1の関係にあることが重要である。0.2より大きければ、凸部が巻芯を安定して支持することができるため、輸送時の揺れ等によるロール体の変形等を抑制できるので、好ましい。1.0より小さければ、作業性を損なうことがないため、好ましい。
凸部24aの形状は、円柱形状に限らず、巻芯10bの内径よりも若干小さい円を外接円とする三角形、正方形、多角形の角柱形状であってもよい。
支持部材24の材質は、木材、樹脂またはダンボール紙や圧縮紙等の紙であり、軽量かつリユースまたはリサイクルが可能であり、加工が容易である点などから、好ましくは圧縮紙である。好ましい厚みは、内容物の重量等によって適宜選択すればよいが、木材、樹脂を用いる場合は、1mm〜15mm、ダンボール紙、圧縮紙を用いる場合は5mm〜15mmが好ましい。また、これらは全て同一の材質でも構わないし、例えば、凸状支持具24cをポリエチレン、ポリプロピレン等のプラスチックとし、板状部材24をダンボール紙とする等、異なった材質のものを使用しても構わない。
複数個の梱包体は、コンテナに積載し、陸路(トラック、列車)、海路、空路を経由して運搬される。ここで、経済的観点から、コンテナへの積載効率が重要となる。
一般的に使用されるコンテナは、20フィートコンテナ(内径:縦5926mm、横2349mm、高さ2382mm)、40フィートコンテナ(内径:縦12052mm、横2349mm、高さ2382mm)、40フィート背高コンテナ(内径:縦12052mm、横2349mm、高さ2689m)が使用される。
効率よく梱包体を積載できれば、梱包体20のサイズは特に制限されないが、作業性などの観点から、縦及び横の長さはそれぞれ2000mm以内であることが好ましく、長方形形状又は正方形形状が好ましい。高さは、1800mm以内であることが好ましい。図11に40フィートコンテナへの配置状態の一例を示す。縦1140mm、横1140mmの大きさの梱包体が、平面方向に2個×10個(20個)積載できている。また、40フィート背高コンテナへの配置状態の一例を図12に示す。コンテナの高さ2689mmに対し、通常、2550mm程度の高さまで梱包体を積載することができる。従って、梱包体の高さが1275mm以下であれば、一つの梱包体の上部にもう一つの梱包体を積載できるため、好ましい。
本発明によれば、巻芯の端面方向の張り出し(CL1)を設けることなく、揺れを抑制できるため、積載効率のよい梱包体を得ることができる。
[太陽電池用封止材]
本発明の梱包体に収容される太陽電池封止シートの材質としては、特に限定されるものではないが、工業的入手の容易さや、後述する柔軟性の観点から、ポリオレフィン系樹脂(変性ポリオレフィン系樹脂を含む)を主成分とする樹脂組成物からなる封止材が好ましい。
具体的な(変性)ポリオレフィン系樹脂は以下に例示するが、それらの樹脂は単独で用いられてもよく、また2種類以上を混合して使用されてもよい。また、封止材は単層でもよく、2層以上積層してなるものでも構わない。
前記ポリオレフィン系樹脂の種類は特に限定されるものではないが、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、環状オレフィン系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも一種の樹脂であることが好ましい。
前記ポリエチレン系樹脂の種類としては、特に限定されるものではなく、具体的には超低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン(エチレン−α−オレフィン共重合体)、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、または超高密度ポリエチレンなどが挙げられる。中でも線状低密度ポリエチレン(エチレン−α−オレフィン共重合体)が、結晶性が低く、透明性や柔軟性に優れるため、太陽電池素子の発電特性を阻害したり太陽電池素子に過剰な応力を加え損傷の原因になる等の不具合を生じにくく、好ましい。
前記ポリプロピレン系樹脂の種類としては、特に限定されるものではなく、具体的にはプロピレンの単独重合体、プロピレンの共重合体、リアクター型のポリプロピレン系熱可塑性エラストマー、及びこれらの混合物などが挙げられる。
プロピレンの共重合体としてはプロピレンとエチレンまたは他のα−オレフィンとのランダム共重合体(ランダムポリプロピレン)、またはブロック共重合体(ブロックポリプロピレン)、ゴム成分を含むブロック共重合体あるいはグラフト共重合体等が挙げられる。前記プロピレンと共重合可能な他のα−オレフィンとしては、炭素原子数が4〜12のものが好ましく、例えば、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、4−メチル−1−ペンテン、1−デセン等が挙げられ、その1種または2種以上の混合物が用いられる。
前記環状オレフィン系樹脂の種類としては、特に限定されるものではなく、具体的には1種以上の環状オレフィンを開環重合して得られる環状オレフィン重合体や、その水素化物、さらに直鎖状α−オレフィンと環状オレフィンのブロック共重合体、及び直鎖状α−オレフィンと環状オレフィンのランダム共重合体などが挙げられる。
前記変性ポリオレフィン系樹脂の種類は特に限定されるものではないが、EVA(エチレン−酢酸ビニル共重合体)、EVOH(エチレン−ビニルアルコール共重合体)、E−MMA(エチレン−メチルメタアクリレート共重合体)、E−EAA(エチレン−エチルアクリレート共重合体)、E−GMA(エチレン−グリシジルメタアクリレート共重合体)、アイオノマー樹脂(イオン架橋性エチレン−メタクリル酸共重合体、イオン架橋性エチレン−アクリル酸共重合体)、シラン架橋性ポリオレフィン、及び無水マレイン酸グラフト共重合体からなる群から選ばれる少なくとも一種の樹脂であることが好ましい。
シランカップリング剤は、封止材の保護材(ガラス、樹脂製のフロントシート、バックシートなど)や太陽電池素子などに対する接着性を向上させるのに有用であり、その例としては、ビニル基、アクリロキシ基、メタクリロキシ基のような不飽和基、アミノ基、エポキシ基などとともに、アルコキシ基のような加水分解可能な基を有する化合物を挙げることができる。シランカップリング剤の具体例としては、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどを例示することができる。本発明においては、接着性が良好であり、黄変などの変色が少ないことなどからγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランやγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが好ましく用いられる。該シランカップリング剤の添加量は、押出成形時の樹脂圧の増加やゲル、フィッシュアイなどの異物の発生を抑制するため、また、成形品からのブリードアウトなどの不具合を抑制するためには、本発明における封止材層を構成する樹脂組成物100質量%に対し、5質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましい。また、接着性を発現させるためには0.1質量%以上であることが好ましく、0.2質量%以上であることがより好ましい。
また、シランカップリング剤と同様に、有機チタネート化合物などのカップリング剤も有効に活用できる。
酸化防止剤としては、種々の市販品が適用でき、モノフェノール系、ビスフェノール系、高分子型フェノール系等のフェノール系、硫黄系、ホスファイト系等の各種タイプのものを挙げることができる。
ビスフェノール系酸化防止剤としては、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス−(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデン−ビス−(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、3,9−ビス〔{1,1−ジメチル−2−{β−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}エチル}2,4,9,10−テトラオキサスピロ〕5,5−ウンデカン等を挙げることができる。
酸化防止剤の添加量は、本発明における封止材層を構成する樹脂組成物100質量%に対し、通常0.1質量%以上、好ましくは0.2質量%以上であり、かつ、1質量%以下、好ましくは0.5質量%以下の範囲で添加することが好ましい。
紫外線吸収剤としては、種々の市販品が適用でき、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、サリチル酸エステル系など各種タイプのものを挙げることができる。
トリアジン系紫外線吸収剤としては、2−[4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン−2−イル]−5−(オクチルオキシ)フェノール、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−(ヘキシルオキシ)フェノールなどを挙げることができる。
サリチル酸エステル系としては、フェニルサリチレート、p−オクチルフェニルサリチレートなどを挙げることができる。
上記の紫外線吸収剤以外に耐候性を付与する耐候安定剤としては、ヒンダードアミン系光安定化剤が好適に用いられる。ヒンダードアミン系光安定化剤は、紫外線吸収剤のようには紫外線を吸収しないが、紫外線吸収剤と併用することによって著しい相乗効果を示す。ヒンダードアミン系以外にも光安定化剤として機能するものはあるが、着色している場合が多く本発明における封止材層には好ましくない。
ヒンダードアミン系光安定化剤の添加量は、本発明における封止材層を構成する樹脂組成物100質量%に対し、通常0.01質量%以上、好ましくは0.05質量%以上であり、かつ、0.5質量%以下、好ましくは0.3質量%以下の範囲で添加することが好ましい。
本発明に用いられる封止材の柔軟性は、適用される太陽電池の形状や厚み、設置場所などを考慮して適宜調整すればよいが、例えば、動的粘弾性測定における振動周波数10Hz、温度20℃の貯蔵弾性率(E’)が1〜2000MPaであることが好ましい。太陽電池素子の保護の観点からは貯蔵弾性率(E’)は、より低い方が好ましいが、シート形状などで前記した封止材を採取した場合のハンドリング性やシート表面同士のブロッキング防止などを考慮すると、3〜1000MPaであることがより好ましく、5〜500MPaであることがさらに好ましく、10〜100MPaであることが特に好ましい。貯蔵弾性率(E’)は、粘弾性測定装置を用いて、振動周波数10Hzで所定温度で測定し、温度20℃における値を求めることで得られる。
次に、封止材の製膜方法について説明する。封止シートの厚みは特に限定されるものではないが、通常30μm以上、好ましくは50μm以上、より好ましくは100μm以上であり、かつ、1000μm(1mm)程度以下、好ましくは700μm以下、より好ましくは500μm以下であればよい。
製膜方法としては、公知の方法、例えば単軸押出機、多軸押出機、バンバリーミキサー、ニーダーなどの溶融混合設備を有し、Tダイを用いる押出キャスト法やカレンダー法などを採用することができ、特に限定されるものではないが、本発明においては、ハンドリング性や生産性などの面からTダイを用いる押出キャスト法が好適に用いられる。Tダイを用いる押出キャスト法での成形温度は、用いる樹脂組成物の流動特性や製膜性などによって適宜調整されるが、概ね80℃以上、好ましくは100℃以上、より好ましくは120℃以上、さらに好ましくは140℃以上であり、かつ、概ね300℃以下、好ましくは250℃以下、より好ましくは200℃以下、さらに好ましくは180℃以下であり、シランカップリング剤などを添加する場合は架橋反応に伴う樹脂圧の増加やフィッシュアイの増加を抑制するために成形温度を低下させることが好ましい。シランカップリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、耐候安定剤などの各種添加剤は、予め樹脂とともにドライブレンドしてからホッパーに供給してもよいし、予め全ての材料を溶融混合してペレットを作製してから供給してもよいし、添加剤のみを予め樹脂に濃縮したマスターバッチを作製し供給しても構わない。また、必要に応じて、シートを巻物とした場合のシート同士のブロッキング防止や太陽電池素子の封止工程でのハンドリング性やエア抜きのしやすさ向上などの目的のためエンボス加工や種々の凹凸(円錐や角錐形状や半球形状など)加工を行っても構わない。さらに、シートを製膜する際に、シート製膜時のハンドリング性を向上するなどの目的のため、別の基材フィルム(延伸ポリエステルフィルム(OPET)や延伸ポリプロピレンフィルム(OPP)など)と押出ラミネート法やサンドラミネート法などの方法で積層しても構わない。
(封止シートロール体)
エチレン−オクテンランダム共重合体(ダウ・ケミカル(株)製、商品名:エンゲージ8200、オクテン含有量:10.1モル%(31質量%)、MFR:5、Tm:65℃、ΔHm:53J/g)を95質量部とエチレン−オクテンブロック共重合体(ダウ・ケミカル(株)製、商品名:インフューズ9100、オクテン含有量:12.8モル%(37質量%)、MFR:1、Tm:119℃、ΔHm:38J/g)を5質量部の割合で混合した樹脂組成物をTダイを備えた40mmφ単軸押出機を用いて設定温度200℃で溶融混練し、エンボス加工されたゴムロールと20℃のキャストロールで急冷することにより厚みが500μm、エンボス深さが30μmである太陽電池封止シートを得た。これを、幅(L)1100mm、長さ100mになるよう、内径(ID)76mm、肉厚10mm、長さ1100mmの紙製の巻芯に巻き付け、封止シートロール体とした。このときの外径(D)は、270mmであった。
表1に記載の凸部高さの複数の凸部が形成された支持部材を使用した。
支持部材は、厚さ10mm、縦1100mm、横1100mmの正方形状のダンボール紙を使用し、直径74mmの円形の孔を9箇所(3×3)穿けた板状部材に、厚み2mm、凸部(円柱形状)の外径74mm、フランジ部の外径95mmのポリプロピレン製の凸状支持具とを嵌合して形成した。
縦1140mm、横1140mm、高さ120mmに形成された木材製のパレット上に、厚さ10mmのダンボール紙を使用し、折りたたんだ後の寸法がパレットの寸法と同様になるように形成された平面状の底面カバーを設置し、その上に上記支持部材を設置した。次いで、上記ロール体の巻芯の内部に支持部材の凸部を係合し、固定した。次いで、厚さ10mmのダンボール紙を使用し、巻芯の長さと同一の高さになるように調整され、2枚に分けて形成されたボディを底面カバー上に配置し、組み合わせて筒状に形成した。2枚の接合部はテープで固定した。ボディの上に、厚さ10mmの段ボール紙を使用し、底面カバーと同一の寸法に調整され、平面状に形成された天面カバーを配置した。底面カバー及び天面カバーを折りたたみ、蓋状に形成した。最後に、パレットのフォーク挿入孔と、点面カバーとの間を、ポリプロピレン製の結束バンドで結束し、一体化した。
(揺れ抑制)
梱包体をトラックに積載し、滋賀県〜名古屋港間往復を輸送した後の封止シートロール体の外観を以下の基準で評価した。
(◎)ロール体にシワや波打ちを生じない。
(○)ロール体に軽度のシワや波打ちを生じている。
(×)ロール体に大きなシワや波打ちを生じている。
ロール体を梱包容器に収納し梱包体を形成する際、及び梱包体からロール体を取り出す際の作業性を以下の基準で評価した。
(◎)ロール体を一人で容易に梱包容器に収納し、また、取り出すことができる。
(○)ロール体を二人で容易に梱包容器に収納し、また、取り出すことができる。
(×)二人で慎重に作業しないと、ロール体を梱包容器に収納し、また、取り出すことができない。
比較例1、2から、凸状部を有さないもの、又は有していてもH/IDが本発明の範囲を下回る(小さい)ものでは、ロール体の揺れを抑制できなかった。
比較例3から、H/IDが本発明の範囲を超える(大きい)ものでは、作業性に劣る結果が得られた。
梱包体を40フィート背高コンテナに2段重ねに収納して、上記揺れ抑制、作業性の他に積載効率を下記基準で評価し、表2に示した。
実施例4の梱包体は実施例1と同じものであり、実施例5の梱包体は実施例2において巻芯の長さを1110mm(巻芯がロール両端から5mmずつ張り出している)に変更したものであり、比較例4の梱包体は比較例1において巻芯の長さを1160mm(巻芯がロール両端から30mmずつ張り出している)に変更したものである。
梱包体を40フィート背高コンテナに収納する際の積載効率を以下の基準で評価した。
(◎)梱包体を2段重ねにした際の高さが2500mm以下
(○)梱包体を2段重ねにした際の高さが2500mmより大きく2550mm以下
(×)梱包体を2段重ねにした際の高さが2550mmより大きい
10a 太陽電池封止シート
10b 巻芯
20 梱包体
22A パレット
22B 底面カバー
22C ボディ
22D 天面カバー
24 支持部材
24a 凸部
24b 貫通孔
24c フランジ部を有する凸状支持具
26 結束バンド
30 コンテナ
Claims (4)
- 中空状の巻芯と該巻芯の周面に巻き取られた太陽電池用封止シートとを有する複数のロール体と、前記複数のロール体を収納する、パレット、底面カバー、ボディおよび天面カバーから構成される梱包容器と、前記梱包容器の底面カバー上に設けられ前記巻芯を支持する複数の凸部が形成された支持部材と、を含み、
前記巻芯内に前記支持部材の凸部が係合され、
かつ、巻芯内径(ID)と支持部材の凸部高さ(H)とが、0.2<[H/ID]<1の関係にある、
太陽電池用封止シートの梱包体。 - 巻芯の、太陽電池用封止シートの巾方向の端部からの張り出し量が0mm〜15mmである、請求項1に記載の梱包体。
- 前記支持部材が、板状部材に穿けられた貫通孔とフランジ部を有する凸状支持具を嵌合することにより形成される、請求項1又は2に記載の梱包体。
- 天面カバーの内側に巻芯を支持する複数の凸部が形成された支持部材をさらに含む、請求項1〜3のいずれかに記載の梱包体。
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