JP6913331B2 - 光発電糸用塗布装置 - Google Patents

Description

本発明は、光発電糸用塗布装置、より詳しくは光発電糸に必要な厚さ５ｎｍ〜１０００ｎｍの各層を形成する塗布装置に関する。

化石燃料の代替エネルギーとして、太陽エネルギーを電力に直接変換する太陽光発電の普及が望まれている。なかでも、柔軟性に優れた糸状の光発電糸が身の回りの品、あるいは身に着けられる品として編や織により布帛状にできることから期待を集めている。

従来から、線状のものの表面に塗布する方法が知られている。例えば、特許文献１にはエナメル細線の絶縁ワニス塗布方法として、絶縁ワニスを塗布された細線が通過するワニス絞り用フェルト部を通過方向に少なくとも２箇所以上設け、かつ、細線が走行中は、全ワニス絞り用フェルト部のフェルトが、絶縁ワニスが走行中の細線に供給されることによって、常に絶縁ワニスにより一定状態湿潤している絶縁ワニス塗布方法とその装置について記載されている。

しかしながら、特許文献１の絶縁ワニス塗布方法は、塗布むら等の外観不良の解消を図る目的であり、エナメル線の１００μｍ以上のサイズでは塗布による扁平が１μｍから２μｍ内に安定するものの、光発電糸に必要な薄い層を形成することを想定したものではなかった。

特開平７−１８２９４３号公報

本発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、柔軟性に優れる光発電糸に必要な厚さ５ｎｍ〜１０００ｎｍの層を複数形成することができる塗布装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。

［１］細線に塗布する装置であって、
前記細線を把持する把持部を有するフレームと、
前記細線を挿入する孔を有する塗布ダイスと、
該塗布ダイスを保持するダイスホルダーと、
該ダイスホルダーを上下方向に昇降する機構と、
を備え、
前記塗布ダイスが、平面視で前記細線を挿入する孔の一部を含み分割可能であり、
前記塗布ダイスの孔に接して液溜め部を有することを特徴とする光発電糸用塗布装置。

［２］細線に塗布する装置であって、
前記細線を把持する把持部を有するフレームと、
前記細線を挿入する孔を有する塗布ダイスを２個以上と、
該塗布ダイスを保持するダイスホルダーと、
該ダイスホルダーを上下方向に昇降する機構と、
を備え、
前記塗布ダイスが、平面視で前記細線を挿入する孔の一部を含み分割可能であることを特徴とする光発電糸用塗布装置。

［３］前記塗布ダイスは、太さ２０μｍ〜２００μｍの細線を挿入する孔を有する前項１または２に記載の光発電糸用塗布装置。

［１］の発明では、細線を把持する把持部を有するフレームと、細線を挿入する孔を有する塗布ダイスと、塗布ダイスを保持するダイスホルダーと、ダイスホルダーを上下方向に昇降する機構とを備え、塗布ダイスが、平面視で前記細線を挿入する孔の一部を含み分割可能なことから、分割された塗布ダイスをダイスホルダーに装着してから、細線を塗布ダイスの孔の空間に位置決めしたあと、残りの塗布ダイスをダイスホルダーに装着して塗布ダイスを完成させ、ダイスホルダーを下降または上昇させることで、細線を中心に塗布することができる。なお、塗布ダイスの孔に接して液溜め部を有するので、無駄なく所望量を塗布することができるとともに、塗布カスレを防止することができる。フレームは把持部を有するので細線を確実に把持してフレームにセットすることができる。このように、比較的容易で確実に塗布装置に細線をセットすることができるとともに、ダイスホルダーを上下方向に昇降する機構によって、細線を中心にして塗布することができる光発電糸用塗布装置を提供することができ、この装置によって柔軟性に優れる光発電糸に必要な層を形成することができる。

［２］の発明では、細線を把持する把持部を有するフレームと、細線を挿入する孔を有する塗布ダイスと、塗布ダイスを保持するダイスホルダーと、ダイスホルダーを上下方向に昇降する機構とを備え、塗布ダイスが、平面視で前記細線を挿入する孔の一部を含み分割可能なことから、分割された塗布ダイスをダイスホルダーに装着してから、細線を塗布ダイスの孔の空間に位置決めしたあと、残りの塗布ダイスをダイスホルダーに装着して塗布ダイスを完成させ、ダイスホルダーを下降または上昇させることで、細線を中心に塗布することができる。なお、塗布ダイスを２個以上有するので、２本以上の細線に同時に塗布することができる。フレームは把持部を有するので細線を確実に把持してフレームにセットすることができる。このように、比較的容易で確実に塗布装置に細線をセットすることができるとともに、ダイスホルダーを上下方向に昇降する機構によって、細線を中心にして塗布することができ、生産性の高い光発電糸用塗布装置を提供することができ、この装置によって柔軟性に優れる光発電糸に必要な層を形成することができる。

［３］の発明では、塗布ダイスの孔径が異なるものに容易に交換することができるので、太さ２０μｍ〜２００μｍの細線に塗布することができる。この範囲の細線に塗布できることから、柔軟性に優れる光発電糸とすることができる。

本発明の一実施形態に係る光発電糸用塗布装置の説明図である。 本発明の一実施形態に係る光発電糸用塗布装置の塗布ダイスの概略平面図である。 図２に示す塗布ダイスの概略断面図である。 本発明の一実施形態に係る光発電糸用塗布装置を用いて製造された光発電糸の概略断面図である。

第１の発明の一実施形態に係る光発電糸用塗布装置を図１に示す。また、図２に塗布ダイス５の概略平面図を示す。図３には塗布ダイス５の概略断面図を示す。なお、図４に本発明の一実施形態に係る光発電糸用塗布装置１を用いて製造された光発電糸１１の概略断面図を示す。

第１の発明の一実施形態に係る光発電糸用塗布装置１は、細線２を把持する把持部３を有するフレーム４と、細線２を挿入する孔を有する塗布ダイス５と、塗布ダイス５を保持するダイスホルダー６と、ダイスホルダー６を上下方向に昇降する機構７とを備え、塗布ダイス５が、平面視で細線２を挿入する孔５３の一部を含み分割可能であることを特徴とし、細線２を把持する把持部３を有するフレーム４と、細線２を挿入する孔５３を有する塗布ダイス５と、塗布ダイス５を保持するダイスホルダー６と、ダイスホルダー６を上下方向に昇降する機構７とを備え、塗布ダイス５が、平面視で細線２を挿入する孔５３の一部を含み分割可能なことから、分割された一方の塗布ダイス５１をダイスホルダー６に装着してから、細線２を塗布ダイス５の孔５３の空間に位置決めしたあと、残りの（他方の）塗布ダイス５２をダイスホルダー６に装着して塗布ダイス５を完成させ、ダイスホルダー６を下降または上昇させることで、細線２を中心に塗布することができる。フレームは把持部を有するので細線を確実に把持してフレームにセットすることができる。このように、比較的容易で確実に塗布装置に細線２をセットすることができるとともに、ダイスホルダー６を上下方向に昇降する機構によって、細線２を中心にして塗布することができる。すなわち、柔軟性に優れる光発電糸１１に必要な層を形成することができる。

第１の発明によれば、柔軟性に優れる光発電糸に必要な厚さ５ｎｍ〜１０００ｎｍの層を形成することができる塗布装置を提供できる。さらに、繰り返すことで異なる種類の層を複数形成することができる。

第１の発明の細線２としては、電気を流すものであれば特に限定されないが、例えば、ステンレス線、アルミ線、チタン線、錫めっき銅線、銅線、金線などの金属線が好ましい。また、細線２の太さは、２０μｍ〜２００μｍの範囲が好ましい。

第１の発明の把持部３は、細線２を確実にフレーム４に固定できればよく、例えば板とフレーム４との間に細線２を挟んだ後、板をフレーム４にボルトで締め付けることで固定することができる。なお、細線２を挟む位置を示す目印や溝を把持部３及び／またはフレーム４設けるのが好ましい。また、張力付与機構を設けるのが好ましく、細線２を把持した後に細線２に張力をかけることで細線２の軸のブレを抑制することができる。この張力付与機構としては細線２の軸方向に把持部３全体が移動できる機構であればよい。

第１の発明のフレーム４は、細線２を確実に把持部３によって固定できればよい。フレーム４は、細線２の径や、塗布の際の塗布量のバラツキに影響を及ぼさない精度にすれば良く、材質も特に限定されないが、例えばチタンや、ステンレスやアルミニウム等を挙げることができる。

第１の発明の塗布ダイス５は、例えば図２に示すように、孔５３を有し、液溜め部５４を有するのが好ましく、塗布ダイス５は分割線に沿って、一方の塗布ダイス５１と他方の塗布ダイス５２とに平面視で細線２を挿入する孔５１の一部を含み割可能である。この図２では、塗布ダイス５は略均等に２分割であるが、平面視で、略２／３の扇形と略１／３の扇形の２分割でもよく、さらに２分割以上でもよい。平面視で円形であっても矩形であってもよく、適宜決定すればよい。こうして、塗布ダイス５に比較的容易で確実に細線２をセットすることができる。

第１の発明の塗布ダイス５の材質としては特に限定されないが、例えばテフロン（登録商標）、ステンレス、アルミ等を挙げることができる。塗布液８が付着し難いことからテフロン（登録商標）が好ましい。

第１の発明の塗布ダイス５は、孔５３を有するので、例えば、図３に示すように、細線２を塗布ダイス５の孔５３に通して塗布液８を塗布することができる。塗布ダイス５の孔５３は、２０μｍ〜２００μｍの細線２を挿入できるのが好ましい。より詳しくは、孔５３の直径は５０μｍ〜５０００μｍが好ましく、塗布ダイス５の孔５３の径が異なるものを用意し、必要に応じて交換すればよい。こうして、太さ２０μｍ〜２００μｍの細線２に塗布することができる。塗布ダイス５は容易に交換することができ、この範囲の細線に塗布できることから、柔軟性に優れる光発電糸とすることができる。

また、例えば図３には、図２に示す塗布ダイス５の概略断面図示してあり、図３に示すように、細線２を塗布ダイス５の孔５３に通し、液溜め部５４に塗布液８を溜め、塗布ダイス５に対して矢印方向に相対的に細線２が移動させることで、細線２の表面側に塗布液８を塗布することができる。塗布ダイス５に液溜め部５４を設けることで、所望の塗布厚を実現するための量を確保できるとともに、塗布カスレの発生を防止することができる。塗布ダイス５はダイスホルダー６に装着されているので、ダイスホルダー６を下降させることで、細線２を中心に塗布することができる。なお、ダイスホルダー６を下降させても上昇さても、いずれでもよいが塗布液の塗布膜厚が安定することから下降させるのが好ましい。

ダイスホルダー６は上下方向に昇降する機構と連動し、ダイスホルダー６を下降または上昇させることでダイスホルダー６に装着された塗布ダイス５によって細線２を中心に塗布液８を塗布することができるが、塗布ダイス５の孔５３と昇降速度とを調整することで、乾燥処理を施した後の層の厚さを０．００５μｍ〜１．０μｍの範囲にすることができる。こうして、所望量を確実に塗布することができるので、柔軟性に優れた光発電糸を製造できる。

ダイスホルダー６の形状は特に限定されず、塗布ダイス５を装着できればよい。例えば、塗布ダイス５の形状に合わせた形状の装着部をダイスホルダー６に設けて塗布ダイス５を装着する。平面視で塗布ダイス５が円形であれば円形の装着部、矩形であれば矩形の装着部とすればよく、脱落防止として段差を設けたり、ネジで固定してもよい。なお、塗布ダイス５は分割可能であることから、分割された面同士の隙間の緩みを低減するためにネジやバネ等により締め付けることができるダイスホルダー６が好ましい。なお、ダイスホルダー６の材質は特に限定されないが、例えばチタンや、ステンレスやアルミニウム等を挙げることができる。

第１の発明の上下方向に昇降する機構７としては、特に限定されないが、アクチュエータにより上下方向にスライドさせる機構を例示することができる。

第１の発明の一実施形態に係る光発電糸用塗布装置１において、塗布ダイス５を２個以上設けるのが好ましい。図１の光発電糸用塗布装置１では、３個の塗布ダイス５にて、３本の細線２にそれぞれ同時に塗布することができるので、高い生産効率を発揮する装置とすることができる。

本発明の光発電糸用塗布装置は、糸状の光発電糸を製造する際の塗布装置として好適である。

１…光発電糸用塗布装置
２…細線
３…把持部
４…フレーム
５…塗布ダイス
５１…分割された一方の塗布ダイス
５２…分割された他方の塗布ダイス
５３…孔
５４…液溜め部
６…ダイスホルダー
７…昇降機構
８…塗布液
８１…陰極側バッファー層
８２…活性層
８３…透明電極層
８４…封止層
９…導電線材
１０…電気取り出し線
１１…光発電糸

Claims (3)

1. 細線に塗布する装置であって、
   前記細線を把持する把持部を有するフレームと、
   前記細線を挿入する孔を有する塗布ダイスと、
   該塗布ダイスを保持するダイスホルダーと、
   該ダイスホルダーを上下方向に昇降する機構と、
   を備え、
   前記塗布ダイスが、平面視で前記細線を挿入する孔の一部を含み分割可能であり、
   前記塗布ダイスの孔に接して液溜め部を有することを特徴とする光発電糸用塗布装置。
2. 細線に塗布する装置であって、
   前記細線を把持する把持部を有するフレームと、
   前記細線を挿入する孔を有する塗布ダイスを２個以上と、
   該塗布ダイスを保持するダイスホルダーと、
   該ダイスホルダーを上下方向に昇降する機構と、
   を備え、
   前記塗布ダイスが、平面視で前記細線を挿入する孔の一部を含み分割可能であることを特徴とする光発電糸用塗布装置。
3. 前記塗布ダイスは、太さ２０μｍ〜２００μｍの細線を挿入する孔を有する請求項１または２に記載の光発電糸用塗布装置。

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