(57)【要約】【課題】積層処理時に生じうるガラス破損に対して適切に対処してそれに起因する損害のリスクを低減する複合材料製造方法及びその装置を提案する。【解決手段】少なくとも１層はガラス板である、互いに積層された複数層からなる複合材料を製造するため、複合材料を熱圧作用下で積層するための積層プレス１及び積層プレス１に後置された後段処理ステーション及び積層プレス１から後段処理ステーションに複合材料を移送するための搬送装置３を備えた複合材料製造装置。積層プレス１と後段処理ステーション２との間に複合材料のガラス破損の有無を検査するための検査装置１１が配置されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１層はガラス板である、互いに積層された複数層からなる複合材料を製造するための複合材料製造装置であって、前記複合材料を熱圧作用下で積層するための少なくとも１つの積層プレス及び前記積層プレスに後置された、前記複合材料を処理する少なくとも１つの後段処理ステーション及び前記積層プレスから前記後段処理ステーションに前記複合材料を移送するための搬送装置が備えられており、前記後段処理ステーションには前記複合材料を硬化する硬化ステーションまたは前記複合材料を冷却する冷却ステーションあるいはその両方のステーションが含まれ、
前記積層プレスと前記後段処理ステーションとの間に前記複合材料のガラス破損の有無を検査するための検査装置が配置されていることを特徴とする複合材料製造装置。
【請求項２】
前記検査装置が前記複合材料に生起させたたわみを検出するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の複合材料製造装置。
【請求項３】
前記検査装置が前記複合材料の中心に作用する力を付与する手段を備えていることを特徴とする請求項２に記載の複合材料製造装置。
【請求項４】
前記検査装置が前記複合材料を局所的に持ち上げるための手段を備えていることを特徴とする請求項２または３のいずれか一項に記載の複合材料製造装置。
【請求項５】
前記検査装置が所定の力で上方へ持ち上げられる少なくとも１つのプローブローラまたは１つのプローブ滑り体を備えていることを特徴とする請求項４に記載の複合材料製造装置。
【請求項６】
前記プローブローラまたは前記プローブ滑り体は上方へ向かって作用する、前記複合材料の重力よりも小さい力の作用を受けることができると共に、前記プローブローラまたは前記プローブ滑り体の上方への変位運動を検知して、相応した信号を発生する検知部が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の複合材料製造装置。
【請求項７】
前記検査装置がたわみを生起させる際に前記ガラス板を引っ張ることで前記複合材料のたわみを生起することを特徴とする請求項２から６のいずれか一項に記載の複合材料製造装置。
【請求項８】
前記検査装置が前記複合材料のたわみを検知するための光学式検知部を備えていることを特徴とする請求項２から７のいずれか一項に記載の複合材料製造装置。
【請求項９】
上記光学式検知部がカメラまたはレーザ測定器からなることを特徴とする請求項８に記載の複合材料製造装置。
【請求項１０】
前記検査装置が前記複合材料のたわみを検知するための機械式検知部を備えていることを特徴とする請求項２から９のいずれか一項に記載の複合材料製造装置。
【請求項１１】
前記検査装置が、ガラス破損が生じていると検知された複合材料を排出するための排出機構と連結されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の複合材料製造装置。
【請求項１２】
前記検査装置または前記排出機構あるいはその両方は制御ユニットと接続されており、この排出が制御ユニットに通知されることを特徴とする請求項１１に記載の複合材料製造装置。
【請求項１３】
前記積層プレスならびに前記後段処理ステーションが多段式に形成されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の複合材料製造装置。
【請求項１４】
少なくとも１層はガラス板である、互いに積層された複数層からなる複合材料を製造するための複合材料製造方法であって、先ず少なくとも１つの複合材料が、積層に使用される接着剤を少なくとも活性化すべく、積層プレス内において熱圧作用下で積層され、次いで前記複合材料は、前記複合材料を硬化する硬化ステーションまたは前記複合材料を冷却する冷却ステーションあるいはその両方のステーションからなる後段処理ステーションに搬送され、
前記積層プレスからの搬出時に生じている前記複合材料のガラス破損が前記複合材料の自己保持安定性検査によって確認されることを特徴とする複合材料製造方法。
【請求項１５】
前記複合材料の前記自己保持安定性が前記複合材料のたわみを生起させることを通じて検知されることを特徴とする請求項１４に記載の複合材料製造方法。
【請求項１６】
前記たわみが光学的に検知されることを特徴とする請求項１５に記載の複合材料製造方法。
【請求項１７】
前記たわみが曲げ抵抗の算定によって検知されることを特徴とする請求項１５または１６に記載の複合材料製造方法。
【請求項１８】
前記複合材料に対して、その中心に作用する力を付与する操作または前記複合材料を局所的な支えで持ち上げる操作、あるいはその両方の操作が行われることを特徴とする請求項１５から１７のいずれか一項に記載の複合材料製造方法。
【請求項１９】
前記複合材料がプローブローラまたはプローブ滑り体上を通過搬送され、その際、前記プローブローラまたは前記プローブ滑り体は上方へ向かって作用する、前記複合材料の重力よりも小さい力の作用を受け、同時に、前記プローブローラまたは前記プローブ滑り体の上方への変位運動が検知されることを特徴とする請求項１８に記載の複合材料製造方法。
【請求項２０】
前記複合材料のたわみが前記ガラス板を引っ張ることで生起されることを特徴とする請求項１５から１９のいずれか一項に記載の複合材料製造方法。
【請求項２１】
ガラス破損が検知された複合材料が前記積層プレスと前記後段処理ステーションとの間で排出されることを特徴とする請求項１４から２０のいずれか一項に記載の複合材料製造方法。
【請求項２２】
前記複合材料の排出が制御ユニットに通知されることを特徴とする請求項２１に記載の複合材料製造方法。
【請求項２３】
多段に形成された前記積層プレスならびに前記後段処理ステーションが利用されることを特徴とする請求項１４から２２のいずれか一項に記載の複合材料製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１層はガラス板である、互いに積層された複数層からなる複合材料を製造するための複合材料製造方法及びその方法を用いた複合材料製造装置に関する。
【０００２】
本発明の主たる適用分野は、面状のソーラ電池ユニットが前面側においてガラス板によって被覆されると共に、裏面側において裏面シート等によって耐候被覆、とりわけ防湿カプセル被覆される、太陽電池モジュールの積層である。これにはさらに、熱作用によって活性化される熱反応性接着剤、例えば溶着性接着剤を含んだ少なくとも１つの接着層が含まれている。
【０００３】
このような複合製造装置は、熱圧作用下で複合材料を積層するための積層プレス及びこの積層プレスに後置される後段処理ステーションを備えている。後段処理ステーションには、複合材料を硬化するための少なくとも１つの硬化ステーションまたは複合材料を冷却する少なくとも１つの冷却ステーションあるいはその両方が含まれている。通常、硬化ステーションならびに冷却ステーションのいずれもヒータプレートないし冷却プレートを備えたプレスとして形成されている。
【背景技術】
【０００４】
この種の公知の複合材料製造方法および装置に用いられている積層プレスの一例は、国際公開第２００６／１２８６９９号（特許文献１）に開示されている。その記載によれば、ヒータプレート上方には、真空チャンバを作り出す密閉フレームを備えた上下可動する上部体が配置されている。この上部体はプレス閉時にヒータプレート上に移動して密閉フレームがヒータプレート上に密封載置されるため、真空チャンバは排気可能である。この密閉フレームにはその全体にわたって柔軟な膜が張設されており、この膜は真空チャンバを封止すると共に、ヒータプレート上に配置された被積層材の積層に必要な対ヒータプレートへの圧接力をもたらす圧接手段として機能する。そのため、プレス閉時に膜の下方、つまり膜とヒータプレートとの間にある空間が排気され、これによって、膜は被積層材に密接する。
【０００５】
被積層材を圧接する膜は膜下方の空間の排気によって積層処理に必要な圧力を被積層材にもたらす一方で、同時に、この被積層材周囲空気の排気によって被積層材の加熱時に被積層材中に気泡が形成されないように、あるいは気泡が除去されるようにしている。積層プレス内での積層処理が完了すると、続いてこの被積層材は冷却ステーションを通過する。また、積層プレス内における真空下での積層処理の実施を接着層の接着剤が活性化するまでにとどめ、次いで積層プレスを開放し、その後の硬化ステーションにおいて被積層材を標準圧力下でさらに熱処理するような工程を採用することも可能である。
【０００６】
ところで太陽電池モジュールまたはその他の複合材料を、圧接手段を備えた積層プレス内でガラス板と積層する場合には、どうしてもガラス板（または複数のガラス板のうちの少なくとも１枚のガラス板）が割れてしまうことがある。積層処理によって破損されたガラス板の破片は、接着剤が活性化された状態の接着層に付着したとしてもその後に、破片または裂片がばらけながら落ち、その後の加工工程にしたがって、特に硬化ステーションや冷却ステーションなどの後段処理ステーションにおいて大きな問題をもたらし、その他の複合材料を硬化ないし冷却させる時に製品を破損ないしは傷つけてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００６／１２８６９９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した実情に鑑み、本発明の目的は、積層処理時に生じうるガラス破損に対して適切に対処してそれに起因する損害のリスクを低減する複合材料製造方法及びその装置を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
少なくとも１層はガラス板である、互いに積層された複数層からなる複合材料を製造するための複合材料製造装置において、上記目的を達成するため、本発明では、前記複合材料を熱圧作用下で積層するための少なくとも１つの積層プレス及び前記積層プレスに後置された、前記複合材料を処理する少なくとも１つの後段処理ステーション及び前記積層プレスから前記後段処理ステーションに前記複合材料を移送するための搬送装置が備えられており、前記後段処理ステーションには前記複合材料を硬化する硬化ステーションまたは前記複合材料を冷却する冷却ステーションあるいはその両方のステーションが含まれ、前記積層プレスと前記後段処理ステーションとの間に前記複合材料のガラス破損の有無を検査するための検査装置が配置されている。
【００１０】
さらには、少なくとも１層はガラス板である、互いに積層された複数層からなる複合材料を製造するための複合材料製造方法において、上記目的を達成するため、本発明では、先ず少なくとも１つの複合材料が、積層に使用される接着剤を少なくとも活性化すべく、積層プレス内において熱圧作用下で積層され、次いで前記複合材料は、前記複合材料を硬化する硬化ステーションまたは前記複合材料を冷却する冷却ステーションあるいはその両方のステーションからなる後段処理ステーションに搬送され、前記積層プレスからの搬出時に生じている前記複合材料のガラス破損が前記複合材料の自己保持安定性検査によって確認される。
【００１１】
つまり、本発明によれば、積層プレスと硬化ステーションや冷却ステーションといった後段処理ステーションとの間、または積層プレスとの間に、複合材料のガラス破損の有無を検知するために、好ましくは複合材料にたわみを生起させてそれに基づいてガラス破損を検知する検査装置が配置される。したがって、本発明は、破損したガラス板は破損していないガラス板よりも低いたわみ特性を有し、これがまたも複合材料全体のたわみ特性に影響をもたらすとの事実を利用する。したがって特に、例えば、上記被積層材をその隅または中心で持ち上げるか、またはその他の方法で上記被積層材に局所的に作用する力を作用させて当該複合材料にたわみを生じさせる場合には、このたわみは当該複合材料の自己保持安定性が小さければ小さいほど大きいものとなる。ガラス板が破損していない複合材料は著しく高い自己保持安定性を有しており、したがって、１枚または複数枚のガラス板が破損している複合材料に比較しても著しく小さいたわみを示す。
【００１２】
本発明によれば、複合材料のガラス破損の有無のチェックは、積層プレスからの出口領域、したがって積層プレスとその後の加工ステーションとの間の移送路領域（それゆえ、ガラスの裂片ないし破片がばらけながら落ちてもまだ極度に大きな損害が生ずることのない場所）において複合材料の自己保持安定性が検知されることによって行われる。これは積層プレスとその後の加工ステーションが、特に太陽電池モジュールの製造にあたってできるだけ高い単位面積容量を保持すべく、それぞれ多段式に形成されている場合に特に重要である。というのも、上方のプレス段のいずれかの段でガラス板が破損すれば、ガラスの裂片、破片はその後の加工ステーションにおいてそれぞれ多数のプレス段にばらけながら落ち、これにより、何倍も大きな損害を引き起こしてしまう。
【００１３】
好ましくは、上記複合材料はガラス破損の有無を検知するため、たわみ負荷時にはガラス板が引っ張りによりたわまされる。したがって、たわんだガラス板は上記被積層材の凸面側に配置されている必要があり、少なくとも、たわみ負荷が及ぼされている複合材料の中間繊維の外側面に配置されている必要がある。ガラス板がこの中間材料の凹面側にあれば、たわみ時につぶされてしまうからである。ただし、ほとんどのガラス破損の場合に、破片はなお板状に互いに隣接しているために、それらはまだ十分に圧縮強さを有しているが、引張り強さを失っている。それゆえ、ガラス板は複合材料のたわみ負荷時において引張り荷重が働く面に配置されている必要があり、圧縮荷重が働く面では不都合である。
【００１４】
このことから、被覆層として単一のガラス板を備えた太陽電池モジュールにおいては、ガラス板が基本的に凸状に湾曲するようにモジュールがたわむように見えるはずである。
【００１５】
ここで、ガラス破損の有無の検知を目的とした上記複合材料のたわみは、当然凸状ないし凹状に行われる必要がないことに留意されたい。むしろその他の不規則なたわみならびに二次元形態、つまり実質的に円筒状のたわみも可能であり、そのようなたわみ形態も本発明の範囲に含まれる。
【００１６】
さらに好ましくは、複合材料のたわみを光学式に、例えばカメラまたはレーザ測定器によって検知するか、あるいは機械式に、例えば曲げ抵抗測定によって検知する検知部が設けられている。この検知部によって記録された測定値は評価され、ガラス破損の有無の判定に利用される。
【００１７】
上記複合材料のたわみは、特に、頭上を通過搬送される複合材料を、好ましくはその側方端縁領域で持ち上げる、ないし持ち上げようとする作用を与える、上方移動可能なプローブローラまたはプローブ滑り体によって作り出すことができる。この場合、このプローブローラまたはプローブ滑り体の持ち上げが上記複合材料の重力よりも著しく小さい力で行われれば、上記複合材料が容易にたわむことができる条件下で、プローブローラないしプローブ滑り体の持ち上げが可能となる。その条件はガラス破損が生じている場合である。複合材料のガラス板が破損していない限り、そのたわみはごく僅かであるため、複合材料の重力はプローブローラまたはプローブ滑り体の持ち上げを妨げることになる。ガラス破損が生じている場合にのみ、プローブローラないしプローブ滑り体はその複合材料を局所的に持ち上げることができる。したがって、プローブローラないしプローブ滑り体が、同所に複合材料が載っているにもかかわらず持ち上げが行われたことを検知する検知部を備えていれば、それによって、ガラス破損が生じた複合材料を高信頼度で検知することが可能となる。
【００１８】
好適には、複合材料の自己保持安定性を介してガラス破損を検知する本発明による検査装置は、ガラス破損の検知された当該複合材料を、その場で直ちに加工ラインから除外する排出機構と連結されている。これにより、ガラス破損に起因する装置の誤動作や緊急停止等の問題が回避される。
【００１９】
この種の排出機構が設けられている場合、この排出機構による破損複合材料の排出が行われたことを装置制御ユニットに通知し、その結果、装置制御ユニットはこの緊急排出（除外）によって加工ラインにおいて生じた空きスペースを複合材料のさらなる加工処理の際に考慮することが可能となり、好都合である。これは、ガラス板を備えた複合材料の脆性ゆえにこの複合材料となる被積層材は使用されるプレス内で一般にセンタリングされなければならず、それぞれ複数の複合材料が積層プレス内で一緒に積層され、後段の加工ステーションへ一緒に搬送され、当該加工ステーションで一緒にさらなる加工処理を施される場合に特に好都合である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による複合材料製造装置の実施形態の１つを概略的に示す側面図である。
【図２】図１の一部の詳細を示す図である。
【図３】図１に示した複合材料製造装置の平面図である。
【図４】図２に示した複合材料製造装置の詳細な正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して、本発明による装置の一実施形態を詳細に記載し、説明する。
図１に示した複合材料製造装置は、６個のプレス段を有した積層プレス１と、多段プレスとして形成された冷却ステーション２と、積層プレス１内で積層された複合材料を冷却ステーション２へ移送するための搬送装置３とから構成されている。積層プレス１ならびに冷却ステーション２も、さらにまた搬送装置３も、それぞれ６個のプレス段およびそれと同数の周回式搬送ベルト４を備えている。積層プレス１は個々のプレス段に高温熱媒オイルを供給するための加熱装置５を有し、他方、冷却ステーション２は個々のプレス段に冷却液を導入するための冷却装置６を有している。積層プレス１も冷却ステーション２も、個々のプレス段を閉じることで積層処理ないし冷却処理を行うために連動可動するそれぞれ７枚のヒータプレート７ないし冷却プレート８を備えている。これに対して、搬送装置３は、複合材料を積層プレス１から冷却ステーション２へ移送する役割だけを有し、複合材料をプレスする役割を有していないため、連動可動式には形成されていない。
【００２２】
図２は搬送装置３の１段、例えば最上段の詳細を示している。支持枠９を内側にして２個の案内ローラ１０の周りを周回する搬送ベルト４は、この搬送ベルト４に載置されて移送される複合材料より幅狭に形成されている。搬送ベルト４の脇には、したがって図中において搬送ベルト４の外側にプローブローラ１１が配置されており、このプローブローラ１１は破線で示唆されているように上方に作用する一定の力で持ち上げられる。検知部１２は、空気圧シリンダ１３の往復運動を利用して行われるプローブローラ１１の持ち上げを検知する。プローブローラ１１は、複合材料が搬送ベルト４上に載置されてプローブローラ上を通過搬送されるたびに作動され、これによって複合材料を局所的に持ち上げようとする。複合材料のガラス板が損傷していなければ、複合材料は非常に高い自己保持安定性を有するために、複合材料の重力の大部分はプローブローラ１１に作用して、プローブローラが持ち上げられることを妨げる。ただしガラス破損が生じている場合には、複合材料の自己保持安定性は著しく低くなり、これによりプローブローラ１１は複合材料のたわみを大きくしながら上方へ可動して、複合材料を局所的に持ち上げる。検知部１２はプローブローラ１１が上方へ可動したことを検知して、ガラス破損が生じていることを通知する。
【００２３】
図３は図１に示した装置の平面図を示しており、そのため、図２に示した搬送装置３の最上段を平面視の形で読み取ることができる。図３から、搬送ベルト４は積層プレス１のヒータプレート７ないし冷却ステーション２の冷却プレート８よりも幅狭に形成されていることが明らかである。搬送ベルト４はまた、積層プレス１ならびに冷却ステーション２内で加工処理される、図中不図示の複合材料よりも狭幅であるために、当該複合材料を構成することになる被積層材は搬送ベルト４の左右の脇に張り出している。積層プレス１を通過した直後の、搬送装置から見て搬送ベルト４の左脇にはプローブローラ１１が配置されているため、プローブローラは頭上を通過搬送される複合材料の端縁近傍でこの複合材料のための被積層材に作用して、当該被積層材を全面的にではなく、つまり、端縁側で持ち上げようとする。すでに述べたように、プローブローラ１１は複合材料の重力よりも著しく小さい力で持ち上げようとするため、この被積層材は、当該被積層材内部のガラス板に損傷が生じておらず、そのゆえに相応した自己保持安定性を有していれば、持ち上げられることはない。
【００２４】
図４はまたも搬送装置３の最上段の詳細を正面図として示しており、積層プレス１側から見た図となっている。この図４から理解できるように、支持枠９も周回式搬送ベルト４と共に、ここに図示されている搬送ベルト４に載置された、二点鎖線で示された複合材料１４の幅（モジュール幅）は、搬送装置３の周回式搬送ベルト４の幅（搬送ベルト幅）及び支持枠９の幅よりかなり大きくなっており、それらの横側端から十分にオーバーハングしている。また、この搬送ベルト４の幅は、搬送装置３よりさらに後置されている冷却ステーション２の冷却プレート８の幅より狭くなっている。搬送ベルト４を駆動するためのモータ１５の出力軸は、長尺の駆動シャフト１６を経て案内ローラ１０と連結されている。
【００２５】
プローブローラ１１は、搬送ベルト４によって搬送される複合材料１４のオーバーハング領域に、つまりプローブローラ１１は搬送ベルト４の端部から十分な間隔をあけて配置されており、これによりプローブローラ１１は複合材料（被積層材）１４の端縁領域に作用することが保証されている。複合材料１４は、この実施形態において１枚のガラス板と、１つのソーラ電池層と、貼り合わされた裏面シートとからなっており、そのガラス板は積層プレス１内において、それゆえ搬送装置３ならびに冷却ステーション２内においても、最も下側に配置されている。プローブローラ１１による複合材料１４への上方への力の付与は複合材料１４のたわみを引き起こすが、その際、ガラス板は引っ張られるが、圧潰されることはない。ガラス板が破損していない限り、たわみはごくわずかなままであり、そのため、プローブローラ１１には瞬間的に複合材料１４の重力の大部分がかかることから、本発明により、プローブローラに作用する持ち上げ力はプローブローラ１１を高い位置に変位させるようなものではない。ガラス板が破損している場合にのみ、プローブローラ１１によって十分に持ち上げられることになるが、実際には、ガラス板の破損により複合材料自体は小さな力が加えられただけで破損領域から簡単にたわむことから、複合材料１４の大部分が持ち上げられることはない。
【００２６】
最後に、複合材料の自己保持安定性検査によってガラス破損の有無を確認するという本発明の主題は、この原理の具体的実現方法とは独立したものであり、そのあらゆる実現方法を本発明は含むものであり、とりわけ、自己保持安定性検査が行われる場所も含め、また、本発明の原理が実現される装置が積層プレスの他に硬化ステーションや冷却ステーションも備えているか否かとも無関係であることを付記しておく。
【図１】
2010023511.tif 000003
【図２】
2010023511.tif 000004
【図３】
2010023511.tif 000005
【図４】
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