專(zhuān)利名稱(chēng)：在壓力和熱作用下層壓基本為板形的工件的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的、用于在壓力和熱作用
下層壓基本為板形的工件的方法，以及根據(jù)權(quán)利要求10的前序部分的相應(yīng) 設(shè)備。其中待層壓工件具有多層結(jié)構(gòu)，并包含至少一個(gè)帶可通過(guò)熱作用活 化并可能在熱作用下硬化的膠合劑的膠合劑層。本發(fā)明的優(yōu)選應(yīng)用領(lǐng)域是 層壓光電模塊，其中防潮地封裝以及耐環(huán)境變化但透光地覆蓋太陽(yáng)能電池 層及其電接觸元件。
背景技術(shù)：
在本發(fā)明范圍內(nèi)采用真空層壓壓力機(jī)。該壓力機(jī)包含一真空腔，該真 空腔在壓力機(jī)閉合時(shí)被氣密地封閉并由一氣密的柔性壓緊件/加壓件分成 產(chǎn)品半部和壓力半部。真空腔的產(chǎn)品半部用來(lái)接納至少一個(gè)工件并可被抽 真空。真空腔的壓力半部同樣可以3皮抽真空，也可以通過(guò)引入壓縮空氣或 其它加壓氣體而凈皮加載壓力。柔性壓緊件設(shè)計(jì)和布置成，由于通過(guò)對(duì)產(chǎn)品 半部抽真空和/或通過(guò)必要時(shí)附加地對(duì)壓力半部的壓力加載而在真空腔中 產(chǎn)生的壓力差，直接或間接地將工件壓靠在真空腔的下側(cè)上。該下側(cè)通常 是將必要的工藝熱量傳遞給工件的加熱板。
這種真空層壓壓力才幾例如由WO 2006/128699 A2已知。其中在加熱板 上設(shè)置一帶有包圍真空腔的密封框架的上部。在壓力機(jī)閉合時(shí)密封框架密 閉地貼合在加熱板上，從而可以將真空腔抽真空。在密封框架上張緊一柔 性隔膜，該柔性隔膜封閉真空腔并用作柔性壓緊件，用以朝向加熱板施加 層壓工件所需的壓力。為此，在壓力機(jī)閉合時(shí)在隔膜下方位于該隔膜與加 熱板之間的、形成真空腔的產(chǎn)品半部的空間被抽真空，使隔膜緊密地貼合在工件上。根據(jù)需要還以壓縮空氣對(duì)通過(guò)密封框架貼靠擠壓板的密封而形 成的、向下由隔膜限定的真空腔壓力半部進(jìn)行加載。
對(duì)于層壓光電模塊，迄今為止不可避免地利用這種隔膜進(jìn)行工作，原 因是這種才莫塊大多具有不平的表面而仍需對(duì)其施加均勻的壓力，以確保進(jìn) 行無(wú)氣泡的層壓。因?yàn)樵趯訅簳r(shí)形成氣泡會(huì)導(dǎo)致不密封性，可能會(huì)使?jié)駳?進(jìn)入光電模塊。
因?yàn)橥ǔ閷訅汗怆娔K采用粘附性非常強(qiáng)的膠合劑，在
WO2006/128699 A2中另外采用一種布置在工件與隔膜之間的隔離薄膜， 以保護(hù)隔膜不受例如從工件中滲出的殘余膠合劑的影響。因?yàn)樵诟裟ど系?多余膠合劑可能使隔膜不能再被使用、或至少在以后的層壓處理中使加工 效果變差，同時(shí)幾乎不能以合理的成本從安裝在真空腔內(nèi)部的隔膜上除去 這種殘余膠合劑.
光電模塊的電能收益/效率直接與模塊的面積相關(guān)。因此每個(gè)面積單元 的工藝容量在時(shí)間固定的處理、如層壓處理中直接影響模塊制造的成本效 率。
提高每個(gè)面積單元的工藝容量的一種途徑為，采用多層真空層壓壓力 機(jī)。這卻由于單塊加熱板與環(huán)境的交互作用的減少而使在加熱、冷卻循環(huán) 中本已較高的能量需求進(jìn)一步提高。
在本方法及相應(yīng)設(shè)備中，提出了另一種提高工藝容量的途徑縮短工 作循環(huán)(Arbeitstakte)。為此， 一旦膠合劑層被活化到這樣的程度即不 能抽出真空腔的產(chǎn)品半部的真空中的氣態(tài)成分或膠合劑層的活化使抽出停 止；以及倒過(guò)來(lái)空氣不能從外部進(jìn)入工件或這些層之間，則通過(guò)打開(kāi)真空 層壓壓力;^幾而中斷其中的層壓處理。在層壓處理的這個(gè)時(shí)刻^f更從打開(kāi)的真 空層壓壓力機(jī)中取出工件，原因是后續(xù)處理一一亦即通常的膠合劑層的硬 化一一不必再在真空條件下進(jìn)行。這種后續(xù)處理更適于由不具有真空腔的 層壓機(jī)進(jìn)行，該層壓機(jī)對(duì)工件施加一在最終溫度一一也可能M合劑層的 硬化溫度一一以上的溫度。亦即與膠合劑層的硬化完全在真空層壓壓力機(jī) 內(nèi)進(jìn)行的情況相比，真空層壓壓力機(jī)的后續(xù)工作循環(huán)已經(jīng)快很多。在WO 94/29106 Al中z^布了這種方法的一個(gè)例子。

發(fā)明內(nèi)容
基于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的是在投資成本、運(yùn)行成本以及維護(hù)費(fèi)用 方面改進(jìn)開(kāi)頭所述類(lèi)型的方法和設(shè)備。
該目的通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的方法和具有權(quán)利要求10的特征的
設(shè)備實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明方法的優(yōu)選改進(jìn)方案在權(quán)利要求2至9中說(shuō)明，本發(fā)明設(shè)備的 優(yōu)選結(jié)構(gòu)形式在權(quán)利要求11至18中說(shuō)明。
本發(fā)明的突出之處在于，在這種類(lèi)型的方法和設(shè)備中采用薄膜作為柔 性壓緊件，該柔性壓緊件不是以位置固定地緊固在真空層壓壓力機(jī)中，而 是被單獨(dú)地引入真空腔中或者與工件一起輸入。薄膜也可以是薄膜帶，該 薄膜帶被引導(dǎo)穿過(guò)真空腔，從而能夠通過(guò)從真空腔外驅(qū)動(dòng)而將薄膜帶的在 真空腔中起壓緊件作用的各部分引入真空腔中并從真空腔中引出。相應(yīng)地 不再使用在這種類(lèi)型的層壓壓力機(jī)中過(guò)去作為壓緊件不可放棄的、固定布 置的、具拉伸彈性的隔膜。
柔性壓緊件不再如過(guò)去那樣固定布置在真空層壓壓力機(jī)內(nèi)部，而是如 工件那樣^皮輸入壓力機(jī)中、再?gòu)膲毫C(jī)中輸出。由此，不僅因?yàn)橥耆槐?對(duì)損耗或損壞隔膜進(jìn)行更換而極其顯著地減小了維護(hù)費(fèi)用，而且按本發(fā)明 設(shè)計(jì)的真空層壓壓力機(jī)的制造更為經(jīng)濟(jì)。同時(shí)提高了真空層壓壓力機(jī)的運(yùn) 行可靠性，原因是盡管從工件中例如流出的膠合劑仍能到達(dá)柔性壓緊件， 但這不再導(dǎo)致問(wèn)題，因?yàn)榘凑毡景l(fā)明可將由此被殘余膠合劑污染的柔性壓 緊件輸出真空層壓壓力機(jī)，因而不影響后續(xù)的層壓處理的加工效果。基于 隔膜更換的、由維護(hù)和故障引起的停機(jī)時(shí)間已屬于過(guò)去。因此本發(fā)明是特 別有利的，因?yàn)樵诟裟じ鼡Q中的停機(jī)時(shí)間可以忽略為了更換常規(guī)真空層 壓壓力機(jī)的隔膜，必須首先冷卻壓力機(jī)，在拆卸舊隔膜并安裝新隔膜后重
新力口熱o
在常規(guī)真空層壓壓力機(jī)中為了防止隔膜與例如從工件中流出的膠合劑 直接接觸，過(guò)去通常在工件與隔膜之間放置一通常為帶形的隔離薄膜，該 隔離薄膜由易于脫離工件的材料制成。其中最有效的是，采用與工件一起或必要時(shí)與工件無(wú)關(guān)地輸入真空層壓壓力機(jī)的、在一定程度上連續(xù)不斷的
薄膜帶，為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明僅需對(duì)其做以下改進(jìn)使該薄膜帶可以承擔(dān)過(guò)去常 用的柔性隔膜的^"壬務(wù)，亦即氣密地分隔真空腔的產(chǎn)品半部和壓力半部、以 及承受真空層壓壓力機(jī)的真空腔中形成的壓力差和對(duì)工件的機(jī)械加載。因 為這種材料相對(duì)而言性能高/價(jià)值高(hochwertig)，所以這種薄膜帶必要 時(shí)可以不是在一定程度上連續(xù)不斷的，而是實(shí)際上是連續(xù)不斷的，亦即i殳 置成閉合地圍繞真空層壓壓力機(jī)的上部，其中優(yōu)選設(shè)置一凈化裝置用以清 除可能的殘余膠合劑。
對(duì)于用作柔性壓緊件的、根據(jù)本發(fā)明的薄膜的材料通常不會(huì)提出如過(guò) 去在真空層壓壓力機(jī)中采用的、不僅具有柔性而且具有拉伸彈性的隔膜那 樣的高要求。這種高彈性隔膜鋪設(shè)得非常緊(例如在家具板制造 (M6belplattenherstellung )中明確要求的)并在很大程度上在工件邊緣上 貼合在工件上。而這在當(dāng)前卻是不必要、甚至是不利的，因?yàn)橛纱嗽诠ぜ?邊緣區(qū)域中產(chǎn)生的壓力載荷增大，這針對(duì)光電模塊的情況可能導(dǎo)致玻璃碎 裂或設(shè)置在邊緣處的太陽(yáng)能電池的碎裂。彈性較小的或者完全沒(méi)有彈性的、 并因此而成本較低廉的薄膜材料有助于避免這種壓力載荷。
優(yōu)選地，在真空層壓壓力機(jī)中同時(shí)處理多個(gè)工件或多于一個(gè)的工件； 層壓成排的多個(gè)工件組；按照周期地將工件輸入真空層壓壓力機(jī)中、將工 件轉(zhuǎn)送到所述層壓機(jī)中。
如果在真空層壓壓力機(jī)中預(yù)層壓的工作周期比用于使膠合劑層硬化的 層壓機(jī)的工作周期短，則合理的是，在真空層壓壓力機(jī)下游連接多于一個(gè) 的層壓機(jī)。例如在采用兩個(gè)層壓機(jī)時(shí)，可在真空層壓壓力機(jī)不必再空運(yùn)行 的情況下使硬化周期是真空層壓壓力機(jī)工作周期的兩倍。
代替或附加于一個(gè)或多個(gè)另外的層壓機(jī)，還可以在下游連接一用于將 工件冷卻到一低于膠合劑層軟化溫度的溫度的冷卻裝置。這種冷卻裝置優(yōu) 選設(shè)計(jì)成壓力機(jī)，以借助于與冷卻板的接觸壓力冷卻工件。
按照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在真空層壓壓力機(jī)中的預(yù)層壓能夠在這樣低的溫 度下進(jìn)行，使得膠合劑層雖然軟化或開(kāi)始軟化，但是尚未液化到要擔(dān)心殘 余膠合劑會(huì)達(dá)到壓緊件或通常設(shè)計(jì)成加熱板的真空腔下側(cè)的程度。在連接在下游的層壓機(jī)中的后續(xù)處理雖然在最終溫度一一特別是膠合劑層的硬化 溫度一一下進(jìn)行，但在所述層壓機(jī)中可以在無(wú)柔性壓緊件的情況下進(jìn)行所 述處理。
總體而言，根據(jù)本發(fā)明方法和相應(yīng)的設(shè)備的一個(gè)較大優(yōu)點(diǎn)在于，在各 個(gè)工位——亦即真空層壓壓力機(jī)、層壓機(jī)和必要時(shí)還有其它層壓機(jī)——中 的溫度控制可以相互獨(dú)立地進(jìn)行，從而能夠比整個(gè)層壓處理在一個(gè)真空層 壓壓力機(jī)內(nèi)進(jìn)行的情況更加獨(dú)立地控制對(duì)加熱和壓力的調(diào)協(xié)。例如在真空 層壓壓力機(jī)內(nèi)目標(biāo)溫度可以選擇成高于最終溫度很多，以保證工件被迅速 加熱。在這種情況下，應(yīng)該在工件中達(dá)到最終溫度之前相應(yīng)地提前中止處 理。相反地，真空層壓壓力機(jī)中的目標(biāo)溫度也可以選擇成明顯低于膠合劑 層的最終溫度，以使對(duì)工件的加熱更緩慢地進(jìn)行一一如果希望一一同時(shí)使 能量輸入最小化。
以相應(yīng)的方式，可以在使用能量和優(yōu)化的溫度控制方面這樣地改進(jìn)層 壓處理，即順序連接多個(gè)層壓機(jī)，這些層壓機(jī)各自的目標(biāo)溫度互不相同， 特別是逐漸升高。
為了調(diào)節(jié)向工件的導(dǎo)熱和為了更好地分配壓力，在真空層壓壓力機(jī)和/ 或?qū)訅簷C(jī)和/或冷卻裝置中可在工件下加墊壓力墊或軟墊和/或以壓力墊或 軟墊蓋在工件上。這里這種壓力墊或軟墊是位置固定地安裝在機(jī)器內(nèi)還是 不固定地與工件一起輸入處理腔，其效果無(wú)明顯區(qū)別。這里為了進(jìn)一步影
的壓力墊或軟墊。


下面借助附圖詳細(xì)說(shuō)明和闡述本發(fā)明的一些實(shí)施例。附圖中 圖1示出一打開(kāi)的真空層壓壓力機(jī)的示意性局部側(cè)視圖； 圖2示出另一種實(shí)施形式的、與圖l類(lèi)似的示意性局部側(cè)視圖； 圖3示出一根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的、包括一真空層壓壓力機(jī)、 一層壓機(jī)和 一冷卻裝置的生產(chǎn)線的示意性側(cè)視圖4a、 4b示出待層壓的工件的示意性側(cè)視圖；圖5示出一才艮據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的生產(chǎn)線的示意圖； 圖6示出根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的生產(chǎn)線的一種變型方案的示意圖； 圖7示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在真空層壓壓力機(jī)中處理的工件的不同參數(shù)關(guān) 于時(shí)間的圖表；
圖8示出利用根據(jù)本發(fā)明分布的、在一個(gè)真空層壓壓力機(jī)和兩個(gè)連接 在下游的層壓機(jī)內(nèi)的處理的與圖7類(lèi)似的圖表；
圖9示出帶另一邊界M的、與圖8類(lèi)似的圖； 圖IO補(bǔ)充圖8和9示出一冷卻裝置工位。
具體實(shí)施例方式
圖1以一示意性局部側(cè)視圖示出一具有一壓力機(jī)下部1、 一壓力機(jī)上 部2以及一加熱板3和一密封框架4的真空層壓壓力機(jī)。在加熱板3與密 封框架4之間運(yùn)4亍有一輸送帶5以及一隔離薄膜6。在加熱板3上、在輸 送帶5與隔離薄膜6之間布置有一工件7,以在所示壓力機(jī)閉合后對(duì)其進(jìn) 行預(yù)層壓。加熱板3、壓力機(jī)上部2以及密封框架4在壓力機(jī)閉合的情況 下形成真空腔8的邊界，該真空腔被隔離薄膜6分成一由壓力機(jī)上部2、 密封框架4和隔離薄膜6界定的壓力半部9以及一由加熱板3和隔離薄膜 6界定的產(chǎn)品半部10。產(chǎn)品半部10可經(jīng)由一僅示意性示出的通道11而被 抽空，而壓力半部9可借助一同樣示意性示出的通道12同樣地被抽真空或 者被加載壓縮空氣。
如果閉合圖1所示的壓力機(jī)，則首先借助抽吸裝置通過(guò)通道12將真空 腔8的壓力半部9抽真空，以使隔離薄膜6抬離工件7。幾乎同時(shí)借助抽 吸裝置通過(guò)通道11將真空腔8的產(chǎn)品半部10抽真空，以避免工件7的膠 合劑層內(nèi)形成氣泡。這里在壓力半部9與產(chǎn)品半部10之間保持一壓力差， 該壓差使隔離薄膜6繼續(xù)遠(yuǎn)離工件7。在產(chǎn)品半部10內(nèi)建立足以防止氣泡 形成的真空后，對(duì)壓力半部9充氣到使壓力差逆轉(zhuǎn)。通過(guò)由此而在真空腔 8的壓力半部9與產(chǎn)品半部10之間產(chǎn)生的壓力差，使隔離薄膜6緊密貼靠 在工件7上并將其壓緊在加熱板3上。必要時(shí)通過(guò)經(jīng)壓力通道12向真空腔 8的壓力半部9中輸入壓縮空氣來(lái)加大該壓力差。但為了在需要時(shí)保持小的壓力差，真空腔8的壓力半部9也可以保持被抽真空。
在通過(guò)與加熱板3相接觸而對(duì)工件7的加熱進(jìn)行到使得膠合劑層軟化 之后，而(這時(shí))對(duì)于采用可硬化的膠合劑的情況則尚未到達(dá)膠合劑層的 硬化溫度，在真空腔8的兩側(cè)通風(fēng)，打開(kāi)壓力機(jī)，在輸送帶5上將工件7 從壓力機(jī)中輸送出，并轉(zhuǎn)送到一層壓機(jī)(這里未示出)中。
圖2是與圖1幾乎相同的視圖，但其中示出一改進(jìn)的實(shí)施例。相同的 元件具有相同的附圖標(biāo)記，因而可以基本上參照對(duì)圖1的"^兌明。與4艮據(jù)圖 l的實(shí)施例的區(qū)別在于，在加熱板3與工件7之間設(shè)置一壓力墊13。該壓 力墊一方面補(bǔ)償工件7的可能的不平度或平行度公差。另一方面，該壓力 墊以預(yù)定方式和方法通過(guò)限定的導(dǎo)熱性能延遲從加熱板3向工件7的傳熱， 從而能夠在工件7被明顯加熱之前對(duì)真空腔8的產(chǎn)品半部IO抽真空以避免 工件7中形成氣泡。
圖3以示意性側(cè)視圖示出根據(jù)本發(fā)明的、用于層壓光電模塊的設(shè)備的 一個(gè)實(shí)施例，該設(shè)備分為三個(gè)工位，即真空層壓壓力機(jī)200、層壓機(jī)201 和冷卻裝置202。層壓機(jī)201和冷卻裝置202都設(shè)計(jì)成壓力機(jī)，其中層壓 機(jī)201具有一加熱板203用以加熱工件7，，冷卻裝置202具有一冷卻板204 用以冷卻工件7"。僅在真空層壓壓力機(jī)200中設(shè)置密封框架4，而在層壓 機(jī)201和冷卻裝置202中不需要該密封框架。輸送帶5引導(dǎo)這里所示的一 列工件7、 7，、 7，，按周期地通過(guò)三個(gè)工位200、 201、 202，而隔離薄膜6 僅設(shè)置在真空層壓壓力機(jī)200中，并在那里形成彈性壓緊件。當(dāng)然隔離薄 膜也可以貫穿所有三個(gè)工位200、 201、 202,以防止殘留的膠合劑附著在 相應(yīng)的壓力機(jī)上部上，或者也可以在工位200、 201、 202中分別采用單獨(dú) 的隔離薄膜或薄膜帶。
在圖4a中示出可以用根據(jù)本發(fā)明的方法進(jìn)行層壓的工件7的一個(gè)例 子。該工件7是一硅太陽(yáng)能電池模塊，該模塊包括一定數(shù)量的、嵌入兩個(gè) 膠合劑薄膜402之間的硅太陽(yáng)能電池401。模塊正面由一基質(zhì)玻璃403構(gòu) 成，而在模塊背面上設(shè)置一背面薄膜404。通過(guò)本發(fā)明的方法這樣對(duì)所示 的工件7進(jìn)行層壓，使得基質(zhì)玻璃403、硅太陽(yáng)能電池401和背面薄膜404 由于膠合劑薄膜402內(nèi)所含的、以交聯(lián)或單純粘合的形式起作用的膠合劑而持久并耐環(huán)境變化地相互連接。
圖4b示出待層壓的工件7的另一個(gè)例子，該工件同樣是光電模塊。而 該工件包含一在基質(zhì)玻璃403與背面玻璃406之間嵌入膠合劑薄膜402中 的薄層太陽(yáng)能電池405。在層壓處理后，基質(zhì)玻璃403和背面玻璃406與 位于二者之間的薄層太陽(yáng)能電池405持久并耐環(huán)境變化地相互連接。
圖5和6示意性示出根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的兩個(gè)不同的實(shí)施例。其中在 按圖5的實(shí)施例中，在真空層壓壓力機(jī)200 (真空工位I)的下游連接兩個(gè) 層壓機(jī)201a和201b (加熱工位II和II)以及一個(gè)冷卻裝置202 (冷卻工 位IV)。為給真空層壓壓力機(jī)200裝料而設(shè)置有一供料裝置203，為給冷 卻裝置202卸料而在下游連接一卸料裝置204。在按圖6的實(shí)施例中不是 i殳置僅一個(gè)冷卻裝置202，而是設(shè)置兩個(gè)冷卻裝置202a和202b，例如用以 與其工作循環(huán)可能太短而不足以使完成層壓的工件在一個(gè)冷卻工位內(nèi)冷卻
下來(lái)的真空層壓壓力機(jī)200的工作循環(huán)相匹配。
在下面對(duì)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法和根據(jù)本發(fā)明的方法的說(shuō)明中示例性地 從這樣的情況出發(fā)即在工件的膠合劑層中采用交聯(lián)的膠合劑，該膠合劑 在熱作用下硬化。在這里卻要說(shuō)明的是在本發(fā)明范圍內(nèi)也可以采用單純 地起粘合作用的、其它的熱反應(yīng)式(thermoreaktiv)膠合劑。也就是說(shuō)本 發(fā)明對(duì)熱固性塑料和熱塑性塑料同樣適用并且有利。
圖7示出在真空層壓壓力機(jī)中的常規(guī)處理的不同邊界條件的圖表。根 據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，一直在真空層壓壓力機(jī)中對(duì)工件進(jìn)行處理直至膠合劑層硬化。 實(shí)線301表示工件內(nèi)的溫度；在圖表的第一半中的點(diǎn)劃線302表示在真空 腔產(chǎn)品半部?jī)?nèi)的空氣壓力；在第二半中的曲線303表示作用在工件上的接 觸壓力。對(duì)于曲線302直接作為氣壓以mbar標(biāo)注，對(duì)于曲線303與氣壓 等效地以mbar標(biāo)注。由這種邊界條件(壓力和溫度)得到虛線表示的曲 線304和305，其中曲線304以百分比(％)示出膠合劑層的軟化率，而 曲線305表示膠合劑層一一這里是交聯(lián)的膠合劑一一的交聯(lián)率。
由所述圖表可見(jiàn)，工件溫度從室溫(20°C )起、沿曲線301升高至目 標(biāo)溫度(約150°C ),其中曲線301的斜率取決于加熱板與工件之間的傳 熱。借助曲線302的快遞下降表示出，在工件4皮明顯加熱前將真空腔的產(chǎn) 品半部盡可能迅速地抽真空。在工件溫度尚低于50。C時(shí)真空腔中的壓力已 下降到接近5mbar，從而避免在膠合劑層中形成氣泡。膠合劑層的軟化(曲 線304 )與工件溫度301的上升相應(yīng)地增加。在到達(dá)約120。C的溫度并且軟 化率超過(guò)80%時(shí)，真空腔的壓力半部換氣以使將真空腔的壓力半部與(繼 續(xù)抽真空的)產(chǎn)品半部隔開(kāi)的壓緊件在工件上施加越來(lái)越大的壓緊力。這 通過(guò)曲線303表示出。在當(dāng)前情況下，真空腔的壓力半部?jī)H進(jìn)行換氣而不 被加栽另外的壓力，因此作用在工件上的合壓緊力(曲線303)保持略低 于大氣壓力。隨著壓力(303)和溫度(301)的上升，膠合劑層的交聯(lián)度 (305)加大，從而進(jìn)行硬化。通過(guò)對(duì)真空腔的壓力半部的換氣而使工件與 加熱板之間形成的接觸壓力自然使向工件的傳熱提高，因此溫度(301)更 迅速地上升，直到其平緩地接近目標(biāo)溫度。
與此不同，圖8示出按本發(fā)明分布的處理過(guò)程的第一示例，其中工位 I表示真空層壓壓力機(jī)，工位II表示層壓機(jī)，工位III表示第二層壓機(jī)。冷 卻裝置在圖10中作為工位IV示出。
如圖8所示，在工位I中仍使真空腔產(chǎn)品半部?jī)?nèi)的壓力(曲線302) 盡可能快速下降，以防止在膠合劑層內(nèi)形成氣泡。因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的處理 過(guò)程分布于多個(gè)工位，所以與在常規(guī)處理過(guò)程不同、目標(biāo)溫度不必在膠合 劑層的硬化溫度以上，而是可以選擇成較低。在此示例中目標(biāo)溫度在 120°C,這通過(guò)雙線306表示。
由于目標(biāo)溫度306降低使工件緩慢地加熱，致使溫度曲線301較平緩。 因此膠合劑層的軟化304也進(jìn)行得較慢，從而能夠在膠合劑層明顯軟化之 前便執(zhí)行產(chǎn)品室的抽真空(曲線302)。
然后膠合劑層的硬化在工位II和III中——亦即在兩個(gè)順序連接的層 壓機(jī)中——分段進(jìn)行。在第一層壓機(jī)(工位II)中目標(biāo)溫度306還始終低 于硬化溫度，這里為約140。C，因此溫度301只是緩慢接近，而在工位III 中第二階段內(nèi)目標(biāo)溫度才接近150°C。因?yàn)楣の籌I和III的層壓機(jī)設(shè)計(jì)成 熱壓機(jī)，所以能夠如曲線303所示地調(diào)節(jié)作用在工件上的壓緊力，以?xún)?yōu)化 交聯(lián)(曲線305)。由于在工位I內(nèi)首先只在真空腔的壓力半部單側(cè)換氣，
13而后才兩側(cè)換氣以打開(kāi)真空層壓壓力機(jī)，所以在工位I內(nèi)已經(jīng)另外地在工
件上施加了 一定的壓緊力一 _曲線303 。
圖9示出根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施過(guò)程的另一示例，該示例與圖8所 示的示例相對(duì)應(yīng)，但在工藝參數(shù)方面卻設(shè)計(jì)不同。這里，特別是在工位III 中在工件上施加較高的壓緊力，而目標(biāo)溫度選擇成與根據(jù)圖8的示例相同。 在這里更早地、以更高的程度進(jìn)行在工位I中為更好地避免在預(yù)層壓時(shí)形 成氣泡而對(duì)工件施加壓緊力的過(guò)程。
圖10以工位IV將圖8和圖9補(bǔ)充完整，該工位IV象征性地表示一 冷卻裝置。因此這里的目標(biāo)溫度306為室溫，工件溫度曲線301從接近 150。C的硬化溫度下降到室溫。通過(guò)壓緊力303改善了從冷卻板(306)向 工件(301)的傳熱，因此冷卻裝置(工位IV)設(shè)計(jì)成帶冷卻板的壓力機(jī)。
最后指出，真空層壓壓力機(jī)、層壓機(jī)以及必要時(shí)另外的層壓機(jī)或冷卻 裝置都可以設(shè)計(jì)成一層或多層式的。
權(quán)利要求
1.一種用于在壓力和熱作用下層壓基本為板形的工件的方法，該工件具有至少一個(gè)能通過(guò)熱活化的膠合劑層，其中首先將至少一個(gè)工件送入一真空層壓壓力機(jī)的真空腔中，該真空腔被一氣密的柔性壓緊件分成產(chǎn)品半部和壓力半部；然后在真空腔的產(chǎn)品半部中、在熱作用下對(duì)工件進(jìn)行層壓處理，這時(shí)將所述產(chǎn)品半部抽真空，所述壓緊件由于由此形成的壓差和/或通過(guò)對(duì)真空腔的壓力半部的附加壓力加載而將工件直接或間接地壓緊在真空腔的下側(cè)上；最后通過(guò)打開(kāi)所述真空層壓壓力機(jī)而中斷層壓處理，將工件轉(zhuǎn)送到一層壓機(jī)內(nèi)，在該層壓機(jī)中施加膠合劑層的活化溫度和/或硬化溫度以上的溫度，其特征為作為所述柔性壓緊件采用一單獨(dú)地或與工件一起輸入真空層壓壓力機(jī)的薄膜或一穿過(guò)真空腔延伸的薄膜帶。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征為采用穿過(guò)真空腔延伸的、由易于脫離工件的材料制成的薄膜帶作為所 述柔性壓緊件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征為采用抗粘附的材料，特別是PTFE薄膜或涂覆有PTFE的載體薄膜作 為所述薄膜帶的材料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3之至少一項(xiàng)所述的方法，其特征為 在所述層壓機(jī)下游，所述工件被轉(zhuǎn)送到另 一層壓機(jī)和/或一用于將工件冷卻到一低于膠合劑層軟化溫度的溫度的冷卻裝置中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l至4之至少一項(xiàng)所述的方法，其特征為對(duì)多個(gè)工件或成排的多個(gè)工件組進(jìn)行層壓，按周期將工件輸入所述真 空層壓壓力^IL中、以及將工件轉(zhuǎn)送到所迷層壓才幾中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至4之至少一項(xiàng)所述的方法，其特征為 為了影響隨時(shí)間變化的、對(duì)工件的膠合劑層的熱作用，在真空層壓壓力機(jī)和/或?qū)訅簷C(jī)和/或冷卻裝置中、在工件與各換熱面之間放入具有各自限 定的導(dǎo)熱特性的壓力墊或軟墊。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6之至少一項(xiàng)所述的方法，其特征為 調(diào)節(jié)在真空層壓壓力機(jī)中對(duì)工件的熱作用，以偵敗合劑層軟化、層壓處理開(kāi)始，而膠合劑層中的溫度仍保持低于最終溫度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征為為了調(diào)節(jié)在所述真空層壓壓力機(jī)中的熱作用，將目標(biāo)溫度選擇得相對(duì) 較低或者相對(duì)提前結(jié)束處理。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征為 采用多個(gè)順序連接的層壓機(jī)，各層壓機(jī)的目標(biāo)溫度互不相同，特別是逐漸升高。
10. —種用于在壓力和熱作用下層壓基本為板形的工件(7)的設(shè)備， 該工件具有至少一個(gè)能通過(guò)熱活化的膠合劑層(402)，該設(shè)備包括一帶真 空腔(8)的真空層壓壓力機(jī)(200)，該真空腔被一氣密的柔性壓緊件(6) 分成產(chǎn)品半部(10)和壓力半部(9),其中產(chǎn)品半部(10)用于接納至少 一個(gè)工件(7)、能被抽真空，而壓力半部(9)能被抽真空、也能被>載 壓力，其中柔性壓緊件(6)設(shè)計(jì)成，由于通過(guò)對(duì)產(chǎn)品半部(10)抽真空和 /或通過(guò)對(duì)壓力半部(9)加載壓力在真空腔(8)中存在的壓力差而將工件(7)直接或間接地壓緊在真空腔(8)的下側(cè)(3)上；該設(shè)備包括至少一 個(gè)連接在該真空層壓壓力機(jī)(200)下游的層壓機(jī)(201),在該層壓機(jī)中 對(duì)工件(7 )施加一膠合劑層(402 )的活化溫度和/或硬化溫度以上的溫度； 該設(shè)備還包括一用于將工件(7 )輸入真空層壓壓力機(jī)(200 )和將工件(7 ) 從真空層壓壓力機(jī)(200)轉(zhuǎn)送到層壓機(jī)(201)中的輸送裝置(5)， 其特征為所述柔性壓緊件是一單獨(dú)地或與工件(7) —起輸入真空層壓壓力機(jī) (200)中的薄膜(6)或一穿過(guò)真空腔(8)延伸的薄膜帶。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征為 所述柔性壓緊件是一穿過(guò)真空腔(8)延伸的、由易于脫離工件(7)的材料制成的薄膜帶(6)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征為所述薄膜帶(6)由抗附著材料，特別是PTFE薄膜或涂覆有PTFE 的載體薄膜制成。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10至12之至少一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征為 在所述層壓機(jī)(201)下游連接另一層壓機(jī)(201a、 201b)和/或一用于將工件(7)冷卻到一低于膠合劑層(402)的軟化溫度的溫度的冷卻裝 置(202 )。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10至13之至少一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征為 所述i殳備按周期工作。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10至14之至少一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征為 在真空層壓壓力機(jī)(200)或?qū)訅簷C(jī)(201)和/或冷卻裝置(202)中，在工件(7)下加墊一壓力墊(13)或軟墊，和/或在工件(7)上加墊一壓 力墊(13)或軟墊。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其特征為 為了影響隨時(shí)間變化的、對(duì)工件(7)的膠合劑層(402)的熱作用，所述壓力墊(13)或軟墊具有各自限定的導(dǎo)熱特性。
17. 根據(jù)權(quán)利要求10至16之至少一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征為 特別是通過(guò)使目標(biāo)溫度能夠被調(diào)節(jié)成較高或較低，能與層壓機(jī)(201)無(wú)關(guān)地控制真空層壓壓力機(jī)(200)中的工藝溫度。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其特征為 能這樣調(diào)節(jié)在所述真空層壓壓力4幾(200)中對(duì)工件(7)的熱作用，使膠合劑層(402)軟化、層壓處理開(kāi)始，而膠合劑層(402)中的溫度仍 保持低于最終溫度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在壓力和熱作用下層壓基本為板形的工件的方法和設(shè)備，該工件具有至少一個(gè)可熱活化的膠合劑層。首先將至少一個(gè)工件送入真空層壓壓力機(jī)的真空腔中，該真空腔被一氣密柔性壓緊件分成壓力半部和產(chǎn)品半部。在真空腔的產(chǎn)品半部中在熱作用下對(duì)工件進(jìn)行層壓處理，這時(shí)將產(chǎn)品半部抽真空，壓緊件由于由此形成的壓差和/或由于對(duì)真空腔的壓力半部附加地壓力加載而將工件直接或間接地壓緊在真空腔的下側(cè)上。打開(kāi)真空層壓壓力機(jī)中斷層壓處理，將工件輸送到層壓機(jī)，在該層壓機(jī)中施加膠合劑層的活化溫度和/或硬化溫度以上的溫度。本發(fā)明的突出之處為，用單獨(dú)的或與工件一起輸入真空層壓壓力機(jī)的薄膜或穿過(guò)真空腔的薄膜帶作為柔性壓緊件。
文檔編號(hào)B32B37/10GK101618625SQ2009101398
公開(kāi)日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月2日
發(fā)明者D·梅茨格, N·達(dá)姆 申請(qǐng)人:羅伯特別克勒有限公司