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立体造形

機能性フッ素フィルムの効率的な生産を実現する熱インプリント連続形状転写技術を開発!

兵庫県

明昌機工株式会社

2021年2月19日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 ナノレベルの超精密非球面形状からなる太陽電池用集光フィルムの熱インプリント連続形状転写技術の開発
基盤技術分野 立体造形
対象となる産業分野 環境・エネルギー、光学機器
産業分野でのニーズ対応 低コスト化
キーワード ナノインプリント、フッ素フィルム、集光フィルム、電鋳、金型
事業化状況 実用化に成功し事業化に向けて取り組み中
事業実施年度 平成24年度~平成25年度

プロジェクトの詳細

事業概要

太陽電池(PV)メーカーでは発電効率の向上を目指し、PV表面の高い光の取り込みによる効率改善の検討が行われている。しかし、現状の反射防止膜やモスアイ構造による光の取り込みでは効率向上が低く、また全方位での高い集光性能は得られていない。そこで、今回透明性に優れるフッ素フィルムにナノレベルの超精密非球面形状加工による全方位集光を可能とし、新規PV用非球面フィルムの高度化した連続加工法と、その量産技術を確立する

開発した技術のポイント

プロトタイプ品で発現する「発電効率への高い集光寄与」を維持し、「安価」かつ「大面積な量産化」を可能とする「熱インプリント」技術を両立する、新規PV用非球面フィルムの高度化した連続加工法とその量産技術を確立するとともに、目標の1m2/min以上のフィルムの生産速度と、転写率90%以上の転写精度でのフィルム転写を行う
(新技術)
新規PV用非球面フィルムの連続加工法を高度化させるとともに、その量産技術を確立する
(新技術の特徴)
量産技術が確立されることによって、コスト削減へと寄与することが可能になる

熱インプリント連続形状転写装置1
熱インプリント連続形状転写装置2
具体的な成果

・フィルム転写の高速化/大面積化
-機構付き熱式ロール転写装置および薄膜ロール金型の研究開発を実施した
・転写精度の向上
-ロール転写条件(温度、圧力、速度)の最適化を行った
・フッ素集光フィルムの評価
-実曝発電試験を実施し、特定形状に熱転写した集光フィルムにおいて目標の発電向上を確認した

知財出願や広報活動等の状況

特許出願:微細パターン熱転写装置(出願番号 特願2013-048484 、登録番号 第6069041号)

研究開発成果の利用シーン

・微細パターンを付加した機能性フッ素フィルム
・形状パターンを付与した冷却機構付き熱式ロール転写装置

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・設計開発した薄膜ロール金型を用いた冷却機構付き熱式ロール転写装置は、従来のロール式の高い生産性(大面積転写及び高速性)に加え、離型前に冷却プロセスを付加することで高精度な転写が実現できた
・ロール金型を薄膜にすることで金型自体の熱容量が小さくなり加熱及び冷却の繰り返しサイクルを短時間で行うことが可能となった

提携可能な製品・サービス内容

設計・製作

製品・サービスのPRポイント

・機能性フィルムの効率的な生産を通じて、製品コスト削減へ寄与
-従来のフッ素フィルム素材への転写では、製造プロセスが開発されておらず、転写の精度も相対的に低かった
-本研究によって開発された転写技術を活用することによって、ロール転写方式による転写の最適化へとつなげることが可能となった
-結果、転写フィルムの効率的な生産が可能になり、集光フィルム加工のコスト削減とともに、太陽電池の発電量アップへと寄与する
・微細化・大型化によりフィルムの用途を拡大
-機能性フッ素フィルムの大量生産、微細化が可能になったことで、当初は想定していなかった機能に着目して用途の横展開が可能である

今後の実用化・事業化の見通し

・今後は、サポイン事業の開発プロセスを用いた太陽光集光フィルムの高精度化及び高スループット化技術のブラッシュアップを継続し、市場動向に合わせた製品開発を行っていく
・さらに、太陽光集光フィルムのみに限らず、微細パターンを付加した機能性フッ素フィルムの工業的用途への展開を模索し、市場開発と広範囲な実用化に努める予定である

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 明昌機工株式会社
事業管理機関 明昌機工株式会社
研究等実施機関 ダイキン工業株式会社 TIC BKプロジェクト 化学研究開発センター
若狭電機産業株式会社

サポイン事業者 企業情報

企業名 明昌機工株式会社(法人番号:4140001041348)
事業内容 精密機械機器の設計・製作・組立・制御
社員数 51 名
生産拠点 本社工場
本社所在地 〒669-3634 兵庫県丹波市氷上町沼148
ホームページ www.meisyo.co.jp
連絡先窓口 管理部 芦田基
メールアドレス ashida.motoi@meisyo.co.jp
電話番号 0795-82-7111