專利名稱：用于層壓基本為板形的工件的壓力機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種根據權利要求1前序部分的用于在壓力作用和熱作用下層壓基 本為板形的工件的壓力機。
背景技術：
據此，這種壓力機包括能夠為打開和閉合壓力機而彼此相對運動的下壓力機半部 和上壓力機半部。下壓力機半部和上壓力機半部在閉合狀態下借助于環繞的、一體式或多 件式的密封部形成一真空腔，在所述真空腔內層壓一個或多個工件。一柔性隔膜將所述真 空腔劃分成用于接納至少一個工件的、能被抽真空的產品室和能被抽真空和/或能被加載 壓力的壓力室。由于通過對所述產品室抽真空和/或通過對所述壓力室加載壓力而在所述 真空腔中產生的壓差，所述隔膜被壓靠在所述工件上，因此所述隔膜將工件直接或間接地 壓抵到真空腔的下側上，從而向工件施加層壓所必需的外加負荷。通常，真空腔的下側由加 熱板構成，從而在壓制過程中將層壓所必需的工藝熱直接導入工件。當然也可以采用其它 方式來引入工藝熱。工件在此不是直接放置在真空腔的下側上，而是放置在一輸送帶上，該輸送帶自 身在層壓過程中貼靠在真空腔的下側上。這種類型的壓力機優選用于層壓光電模塊。這種光電模塊通常包括太陽能電池 層，該太陽能電池層連同其電接觸元件一起設置在玻璃板與耐環境變化的薄膜之間或者設 置在兩塊玻璃板之間，并且利用一層或多層粘合劑層與玻璃板或薄膜層壓在一起，從而以 防潮并耐環境變化的方式封裝在一可透光的分層復合體中。現在為了層壓一個工件或者同時層壓多個工件——簡單起見下面分別僅針對一 個工件的情況進行說明，將工件放入真空腔的產品室內并閉合真空腔。接下來，通常首先給 真空腔的壓力室抽真空，以使隔膜被向上拉向上半腔。此后，通常在一段時間后產品室也被 抽真空，控制真空腔的兩個室的抽真空以使壓力室與產品室之間始終存在壓差，該壓差將 隔膜保持在上半腔內，并且避免隔膜提前與工件接觸。如果壓力機腔的產品室被抽真空至一通常低于Imbar的目標壓力，那么給該壓力 室通風從而使壓力室與產品室之間的壓差反轉并且使隔膜壓向工件。這樣，通過控制壓力 室內的壓力而設定一希望的隔膜壓制壓力，從而在工件上產生層壓所必需的外加負荷。通常以如下方式向工件提供層壓所必需的工藝熱將真空腔的下側設計成加熱 板，工件被隔膜壓在該加熱板上。這樣，壓力和工藝熱共同用于軟化和/或活化粘合劑層、 必要時也用于其硬化和/或交聯。盡可能在明顯加熱工件之前就迅速地對真空腔的尤其是產品室抽真空，使得可能 存在的殘留空氣(在各工件層之間的空氣)或可能在加熱時產生自工件的氣體被抽出，然 后才開始在粘合劑層中的粘合劑硬化和/或交聯。因為在制成的層壓工件中的氣泡對其使 用壽命有極為嚴重的不利影響或者在極端不利的情況下造成工件立即失效，因此制造時要 避免氣泡。
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于是，在真空下加熱工件之后通過隔膜的貼靠開始實際的層壓過程，在層壓過程 期間隔膜向工件施加層壓所必需的外加負荷。通常具有高彈性的隔膜由于產品室與壓力 室之間的壓差而緊密地貼靠在工件的上側以及所有側向表面上，其中，該隔膜在工件旁邊 壓靠在真空腔的下側上直至直接達到工件。由于設有將工件送入和送出真空腔的輸送帶并 且該輸送帶因此而穿過真空腔、緊靠在真空腔的下側上，所以一方面工件被壓靠在輸送帶 上從而間接地壓靠在真空腔的下側上，另一方面隔膜直接在工件旁邊貼靠在輸送帶的上側 上。由于隔膜在四周緊密地貼靠在工件上，所以隔膜氣密地封閉工件并且尤其是阻止 了在實際的層壓階段中抽出和吸出工件中仍可能出現的氣體。這明顯提高了在工件中形成 氣泡的危險。這種效果特別是當在層壓階段期間不再對產品室進一步抽空時出現。然而當在真 空腔的下側中設有抽吸開口 /吸出開口從而不是朝向側面、而是朝向下方對產品室抽真空 并且在層壓過程中仍繼續抽吸時，隔膜通過彈性地緊貼工件外輪廓而使在工件中出現的氣 體不能到達抽吸開口，其原因是所述抽吸開口被隔膜覆蓋。此前的解決方案試圖以如下方式解決該問題將隔膜固定在上半腔上的雙框架 中。在抽真空階段中隔膜被吸起的狀態下以及在無壓差的真空腔閉合狀態下，隔膜與工件 所在的平面相距下雙框架半部的高度，通常相距15mm至55mm的高度。由于經常需要更換 隔膜，所以這種雙框架不是優選方案，這是因為它使更換隔膜更為復雜、進而延長了壓力機 在必需更換隔膜時的停機時長。除雙框架的所述不利特性之外，上述問題仍未得到完全解決。這極有可能是因為 隔膜在從壓力室中的真空狀態到壓力狀態的負荷變換時首先在雙框架上的夾緊區域中張 緊，隨后由于產品室內的抽吸橫截面的抽吸作用才緊貼在真空腔下側的邊緣區域上，從而 封閉抽吸開口。即使在僅Imbar的殘余壓力下仍保留在產品室內的氣體由于剩余體積變小 而再次被壓縮至更高的壓力。另外，在工藝過程中產生的工藝氣體、如剩余潮氣、催化劑氣 體、蒸汽形態的軟化劑/增塑劑等不再能被排出。這一點最終造成在工件內形成氣泡，這些 氣泡嚴重地影響工件質量。
發明內容
因此，本發明的目的在于提供一種前述類型的壓力機，該壓力機避免或至少明顯 降低工件內的氣泡形成。該目的通過具有權利要求1的特征的壓力機來實現。根據本發明的壓力機的擴展 實施方式和優選實施方式由權利要求2至11給出。根據本發明，對所提出的問題的解決方案主要包括在壓制過程中直接貼靠在工 件上的壓力機元件具有一表面，該表面朝向工件具有一定結構從而在該表面中至少部分地 形成沿該表面延伸的導氣通道。這些沿該表面延伸的通道可以在工件的整個長度或寬度上 延伸，當然也可以設計成很短，只要所述通道通入豎直開口中或通入在工件內延伸的通道絕由。在本發明的范圍內提出，至少改變輸送帶。根據本發明，輸送帶至少在其面對工件 的表面上這樣具有一定結構，從而能夠在輸送帶的體積內、亦即至少部分地沿所述輸送帶的表面輸送氣體。在壓制過程中直接貼靠在工件上的其它壓力機元件可以包括真空腔下側的表面、 特別是加熱板的表面，附加地或替代地也可以包括隔膜的面對工件的表面。因此，基于本發明的措施，雖然隔膜被緊密貼放，但在層壓過程中可能出現的或仍 然殘留在產品室內的氣體仍能沿著真空腔下側的表面、必要時還沿著隔膜下側到達產品室 的抽吸開口，并在所述抽吸開口處在實際的層壓過程中被吸出。在層壓尤其是光電模塊時采用的輸送帶通常比較薄，也就是說，輸送帶的厚度小 于1毫米，以盡可能小地影響下壓力機半部和上壓力機半部之間的環繞的密封部的密封； 原因是即使在壓力機閉合時輸送帶也穿過真空腔、進而在真空腔的兩側被夾緊在環繞的密 封部中。常見的輸送帶是涂覆有PTFE的織物帶，優選為用包覆以PTFE的纖維密實織造的 玻璃纖維織物，該玻璃纖維織物在兩側被附加地涂覆PTFE。已證明PTFE涂層能夠極為有效 地抵抗不小心從工件中溢出的殘余粘合劑。在工件區域中甚至可以只有0. 2mm至0. 5mm厚 的輸送帶的薄質構型旨在在加熱板與工件之間確保盡可能好的傳熱，這種輸送帶由極薄的 纖維構成，因此必須相應緊密地織造而成。由此并且由于附加地涂覆以PTFE，這種常見的輸 送帶具有接近平面的光滑的表面以及帶封閉孔的(geschlossenporigen)織物結構。此前 由于必須使真空腔對外密封(如上所述)，這種結構甚至是非常理想的。根據本發明對輸送帶的修改優選以如下方式進行，輸送帶構造為網狀織物。網狀 織物結構形成了以三維方式起作用的通道，這些通道不僅具有豎直的截面、而且具有水平 的截面。網狀織物結構的在豎直方向上和水平方向上都起作用的導氣截面基于網狀織物 的每個網眼中存在四個織物長絲交叉部，這四個交叉點對于位于該網狀織物上、下的相鄰 表面而言，起到局部的微小的間隔保持部的作用。即使在這些相鄰表面被壓緊的狀態下，所 有這樣構成的結點截面的總和也足以使殘留空氣和產生的工藝氣體通過導氣通道沿著輸 送帶表面排向產品室的抽吸開口。輸送帶的網狀織物結構優選以如下方式構成織物結構的網眼寬度與織物長絲厚 度之比約為1 1至5 1，優選約為3 1。織物長絲可以如此前(的現有技術)一樣被 浸漬以PTFE或包覆以PTFE，但仍具有根據本發明的導氣作用。因為輸送帶的這種結構自然地增加了在如下位置處的泄露率，在所述位置處輸送 帶穿過在上壓力機半部與下壓力機半部之間的密封部，所以有利的是，輸送帶基本上僅在 工件所處的區域中被構造為網狀織物或設計成具有其它的表面通道。相反地，在上壓力機 半部和/或下壓力機半部的密封部所處的輸送帶區域中，輸送帶可以具有基本上封閉的平 面的表面。作為輸送帶的另一種較有利的實施方式提出，輸送帶設計成由在高達約200°C下 溫度穩定的塑料長絲構成的網狀織物，其中附加地加入金屬長絲以提高輸送帶的導熱性， 從而在通常構造為加熱板的真空腔下側與工件之間確保最優的傳熱。尤其是當輸送帶被構造為網狀織物時，可以至少在工件所處的區域中將輸送帶構 造成在水平和豎直方向上均為透氣的，從而保證在實際的層壓過程中最優地排出可能出現 氣體或殘余氣體。為了在這種情況下保護真空腔的下側免受可能穿過輸送帶滲出的殘余粘 合劑的影響，可以提出在輸送帶與真空腔下側之間引入一薄的保護膜。最后，輸送帶可以至少在工件所處的區域中由多層復合物構成，該多層復合物包括帶開放孔的(offenporigen)網狀織物和一層或多層的氣密薄膜。為了保護隔膜免受粘性的殘余粘合劑的影響，尤其是在光電模塊層壓機中通常在 隔膜與工件之間引入一隔離膜。在本發明的范圍內，這種隔離膜同樣可以具有如下的表面， 該表面具有一定結構從而能夠沿著該表面輸送氣體。而在本發明的范圍內尤其有利的是，隔離膜設計成氣密的并且具有這樣的尺寸， 使該隔離膜阻止隔膜與在層壓過程中來自工件的氣體相接觸。因為按照經驗通常采用的硅 樹脂隔膜或由天然橡膠制成的隔膜會被氣體腐蝕，所述氣體在層壓時來自通常用來制造光 電模塊的EVA粘合膜(乙烯-乙酸乙烯共聚物，Ethylenvinylacetat)。這嚴重縮短了隔膜 的使用壽命。尤其是通過將形成三維結構的輸送帶與氣密光滑的隔離膜相組合可以在壓制階 段中利用貼靠的隔膜而在產品室中形成一內部處理室，該內部處理室不允許直接向隔膜下 側滲透氣體。隔離膜通常優選具有這樣的尺寸，使得該隔離膜在真空腔內覆蓋隔膜，由此相對 于壓力機的產品室完全蓋住該隔膜。尤其是，在工件的輸送方向上觀察，隔離膜在左側和右 側超出可能設置在那里的抽吸開口，一直到達隔膜的框架結構下方。
下面結合附圖進一步說明和闡述根據本發明設計的壓力機的兩個實施例。附圖 中圖1以橫向于行進方向的示意性剖視圖示出根據本發明設計的壓力機；圖2以平行于行進方向的示意性剖視圖示出根據圖1的壓力機；圖3以類似于圖1的視圖示出一經修改的實施例；圖4、圖5和圖6以類似于圖1的示意性剖視圖分別示出處于打開狀態、閉合狀態 和在層壓階段期間的根據現有技術的壓力機。
具體實施例方式首先根據圖4 6簡要說明此前的現有技術。在這些附圖中示意性地示出、具體 來說以橫向于光電模塊1的行進方向的剖視圖示出根據現有技術的用于層壓光電模塊的 壓力機，其中，圖4示出打開的壓力機，圖5示出在抽真空時閉合的壓力機，而圖6示出在實 際的層壓過程中閉合的壓力機。在由下壓力機半部2和上壓力機半部3形成的壓力機中，將一光電模塊1設置在 輸送帶4和隔離膜5之間。輸送帶4位于下壓力機半部2上，該下壓力機半部2在該區域 中具有加熱板6以便為光電模塊1引入所需的工藝熱。沿行進方向觀察，在下壓力機半部 2中、在加熱板6旁側設有多個抽吸開口 7，這些抽吸開口通入下通道8中。下通道8與抽 真空及通風單元(此處未示出)相連接。輸送帶4用于將光電模塊1送入和送出壓力機， 因此該輸送帶以垂直于圖紙平面的方式穿過該壓力機。上壓力機半部3設有用于抽真空、通風或施加壓力的上通道9 ；上壓力機半部3帶 有供隔膜11張緊于其中的雙框架10。雙框架10利用上環形密封部12和下環形密封部13 形成多件式密封結構用以氣密地封閉壓力機，該上環形密封部12和該下環形密封部13分別相對/抵靠上壓力機半部3和下壓力機半部2進行密封，其中，該雙框架10在其內部與 相鄰的壓力機半部2、3 —起圍成真空腔14。真空腔14利用缺口 15與下通道8和上通道9 建立連接。隔膜11將真空腔14分成一位于隔膜11下方的、與下通道8相連接的產品室16 和一位于隔膜11上方的、與上通道9相連接的壓力室17。圖4示出將位于輸送帶4上的光電模塊1連同位于該光電模塊上的隔離膜5在真 空腔14的區域內送入壓力機的階段，此時壓力機仍然是打開的。為了保護隔膜11免受機 械損害，通過上通道9將隔膜11吸附在上壓力機半部3上。然后如圖5所示，通過使上壓力機半部3下降而閉合壓力機。通過上通道9和下 通道8使真空腔14被抽真空，但其中要注意使隔膜11上方的壓力小于隔膜11下方的壓 力，從而保持朝向上壓力機半部3、向上吸引隔膜11。因此在圖5中僅能夠看到產品室16， 而看不到壓力室17。在產品室16被抽真空至大約Imbar的最終壓力之后，通過上通道9給壓力室17 通風，從而得到圖6所示的狀況。隔膜11由于存在的壓差而貼到光電模塊1上，并將光電 模塊壓在加熱板6上。此處，隔離膜5避免隔膜11與光電模塊1直接接觸，從而使此處可 能出現的粘合劑不能接觸到隔膜11。圖6所示的階段是實際的層壓階段，在實際的層壓階 段中利用隔膜11將光電模塊1壓緊，同時由加熱板6經過輸送帶4向光電模塊施加熱量。根據圖6清晰可見，隔膜11尤其在邊緣側極為緊密地貼靠在由光電模塊1、輸送 帶4和隔離膜5構成的分層體上，從而形成一種與抽吸開口 7分隔的內部處理室。因此不 再能吸出殘留氣體和在層壓時產生于工件內的氣體，并導致光電模塊1中形成氣泡。由于 隔膜11 (參見圖6)在與輸送帶4鄰接的區域中氣密地覆蓋抽吸開口 7，上述效果還會被明 顯增強。至少因為由于使用雙框架10而將隔膜11布置成與光電模塊1相距一明顯的高 度距離、從而使隔膜11首先壓靠在光電模塊1上然后才覆蓋抽吸開口 7，所以上述效果有一 定程度的延遲。然而根據本發明發現這是非常理論化的想法，在實踐中無法操作。圖1和圖2示例性地示出一種壓力機，在該壓力機中實施了根據本發明的對所述 問題的解決方案，其中圖1是類似于圖4至圖6的視圖，亦即橫向于工件行進方向的壓力機 示意性剖視圖，而圖2是沿著行進方向的剖視圖。與圖4至圖6所示的現有技術相比，圖1和圖2所示的壓力機的主要區別在于，輸 送帶4具有帶開放孔的網狀織物結構，因此在輸送帶4的截面內或在輸送帶4的體積內具 有三維的、亦即在豎直和水平方向上均有效的氣體導通截面。圖1和圖2示出了實際的層 壓階段，并顯示出輸送帶4的網狀織物如何避免形成密封封閉的內部處理室。因為，在層壓 時產生于光電模塊1內的氣體可以沿著在輸送帶4的表面上延伸的導氣通道18排出，或沿 著輸送帶4的表面至少排出到這樣的程度，直至所述氣體能夠穿過該輸送帶4或者可以在 該輸送帶4內被進一步輸送并且一直到抽吸開口 7，經過該抽吸開口 7輸送帶4由于故意的 超寬/加寬(tiberbreite)而通到外界。所以，在實際的層壓過程中產生于光電模塊ι內 的氣體或在隔膜11下降時被封留的氣體可以經由抽吸開口 7和下通道8從產品室16中除 去，從而在很大程度上避免了在工件內形成氣泡。如圖2所示，該實施例的輸送帶4僅在將放置光電模塊1和存在抽吸開口 7的區 域中被構造為網狀織物。沿行進方向在所述區域的上游和下游，如現有技術中常見的將輸 送帶4構造為盡可能薄的光滑帶件，以便不損害雙框架10的下密封部13相對下壓力機半部2的密封作用。最后，圖3以對應于圖1的視圖示出根據本發明設計的壓力機的所述實施例的一 種變形實施方式。該變形實施方式的改變之處在于，沿行進方向觀察，在加熱板6的旁側不 設置抽吸開口 ；而僅在加熱板6的上游和下游設置抽吸開口。另外，此處輸送帶4不以超寬 的方式制成從而與現有技術一樣僅覆蓋加熱板6。為此隔離膜5以超寬的方式構成，因而 隔離膜5在側向/橫向方向上不僅覆蓋光電模塊1而且覆蓋輸送帶4，從而避免隔膜11與 來自光電模塊1、和尤其是來自光電模塊1中使用的粘合劑的氣體建立連接。因為隔離膜5 與輸送帶4 一樣穿過壓力機(參見圖2)，所以即使在抽吸開口 7的區域內也無需擔心隔膜 11與對其有害的、來自光電模塊1的氣體相接觸。因為此處選擇的輸送帶4具有三維的帶開放孔的結構，所以最后有利的是(此處 未示出)，在輸送帶4與加熱板6之間設置一極薄的、帶封閉孔的、涂覆有PTFE的膜用以保 護加熱板6免受殘余粘合劑的影響。
權利要求
一種用于在壓力作用和熱作用下層壓基本為板形的工件的壓力機，所述壓力機具有能為打開和閉合所述壓力機而相對運動的下壓力機半部(2)和上壓力機半部(3)，所述下壓力機半部(2)和上壓力機半部(3)借助于環繞的、一體式或多件式的密封部(12、13)在閉合狀態下形成一真空腔(14)；柔性隔膜(11)，所述柔性隔膜將所述真空腔(14)劃分成用于接納至少一個工件(1)的、能被抽真空的產品室(16)和能被抽真空和/或能被加載壓力的壓力室(17)，其中所述隔膜(11)設計和布置成，使所述隔膜由于在所述真空腔(14)中產生的壓差而將工件(1)直接或間接地壓靠到所述真空腔(14)的下側(2)上，所述壓差通過對所述產品室(16)抽真空和/或通過對所述壓力室(17)加載壓力而產生；穿過所述真空腔(14)延伸的輸送帶(4)，在所述輸送帶上放置所述工件(1)，其特征在于，所述輸送帶(4)至少在其面對所述工件(1)的表面上具有一定結構，從而能夠在所述輸送帶的體積內、亦即至少部分地沿所述輸送帶的表面輸送氣體。
2.根據權利要求1所述的壓力機，其特征在于，所述輸送帶(4)至少在所述工件(1)所處的區域中被構造為網狀織物。
3.根據權利要求1或2所述的壓力機，其特征在于，所述輸送帶(4)至少在所述工件(1)所處的區域中由多層復合物構成，所述多層復合 物包括帶開放孔的網狀織物和氣密薄膜。
4.根據權利要求2或3所述的壓力機，其特征在于，所述輸送帶(4)在上壓力機半部(3)和/或下壓力機半部(2)的密封部所處的區域中 具有基本封閉的、平面的表面。
5.根據權利要求2至4之一所述的壓力機，其特征在于，所述輸送帶的網狀織物由在高達約200°C的溫度下穩定的塑料長絲構成，其中附加地 加入金屬長絲以改善導熱性。
6.根據權利要求1至5中至少一項所述的壓力機，其特征在于，所述輸送帶在所述工件(1)所處的區域內設計成在水平和豎直方向上是透氣的。
7.根據權利要求6所述的壓力機，其特征在于，在所述輸送帶(4)與所述真空腔(14)的下側(6)之間設有保護膜。
8.根據權利要求1至7中至少一項所述的壓力機，其特征在于，在所述工件(1)與所述隔膜(11)之間設有一氣密的隔離膜(5)，所述隔離膜阻止所述 隔膜(11)與來自所述工件(1)的氣體相接觸。
9.根據權利要求1至8中至少一項所述的壓力機，其特征在于，在所述工件⑴與所述隔膜(11)之間設有一隔離膜(5)，所述隔離膜(5)在所述真空 腔(14)內覆蓋所述隔膜(11)，從而相對于所述產品室(16)完全蓋住所述隔膜(11)。
10.根據權利要求1至9中至少一項所述的壓力機，其特征在于，在所述工件(1)與所述隔膜(11)之間設有一隔離膜(5)，所述隔離膜在其面對所述工 件(1)的表面上具有一定結構以便能夠沿著所述表面輸送氣體。
11.根據權利要求1至10中至少一項所述的壓力機，其特征在于，所述隔膜(11)在其面對所述工件(1)的表面上具有一定結構以便能夠沿所述表面輸 送氣體。
全文摘要
本發明涉及一種用于在壓力作用和熱作用下層壓基本為板形的工件的壓力機，包括下壓力機半部(2)和上壓力機半部(3)，它們借助密封部(12、13)在閉合狀態下形成真空腔(14)；柔性隔膜(11)，其將真空腔(14)劃分成用于接納工件(1)的、能被抽真空的產品室(16)和能被抽真空和/或能被加載壓力的壓力室(17)，使隔膜由于壓差而將工件(1)直接或間接壓在真空腔(14)下側(2)上，所述壓差通過對產品室(16)抽真空和/或通過對壓力室(17)加載壓力而產生；穿過真空腔(14)延伸的、其上放有工件的輸送帶(4)。輸送帶(4)至少在面對工件(1)的表面上具有一定結構，從而能夠在其體積內、即至少部分沿輸送帶的表面輸送氣體。
文檔編號B30B15/00GK101879787SQ20101017548
公開日2010年11月10日 申請日期2010年5月7日 優先權日2009年5月7日
發明者N·達姆, W·倫茨 申請人:羅伯特別克勒有限公司