JPH06140657A - Solar cell - Google Patents

Solar cell

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Publication number
JPH06140657A
JPH06140657A JP4291704A JP29170492A JPH06140657A JP H06140657 A JPH06140657 A JP H06140657A JP 4291704 A JP4291704 A JP 4291704A JP 29170492 A JP29170492 A JP 29170492A JP H06140657 A JPH06140657 A JP H06140657A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polysilazane
solar cell
group
coating
glycidol
Prior art date
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Pending
Application number
JP4291704A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kunio Asai
浅井邦夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tonen General Sekiyu KK
Original Assignee
Tonen Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Tonen Corp filed Critical Tonen Corp
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Publication of JPH06140657A publication Critical patent/JPH06140657A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

PURPOSE:To reduce a weight, improve moisture permeability proofness and reduce a cost. CONSTITUTION:A plurality or solar cell modules 1 are provided on a rigid plate 10 so as to have their interstices filled with sealing material 2 and the surface of the sealing material 2 is covered with a film 11 to compose a solar cell. An inorganic coating layer 12 made of ceramic precursor is formed on the film 11 and an organic coating layer 13 is applied to the inorganic coating layer 12.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は軽量化を図るとともに、
耐透湿性を向上するようにした太陽電池に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention aims to reduce the weight and
The present invention relates to a solar cell having improved moisture resistance.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の太陽電池パネルは、図3に示すよ
うに直列接続された複数の太陽電池セル1を封止剤2で
封止すると共に、その上にガラス板3を重ね、アルミ等
からなる構造材4で周囲を固定して専用の架台5で支持
し、所定位置に取り付けるようになっている。
2. Description of the Related Art In a conventional solar battery panel, a plurality of solar battery cells 1 connected in series as shown in FIG. The surroundings are fixed by a structural member 4 consisting of, and are supported by a dedicated pedestal 5, and attached at a predetermined position.

【0003】このような太陽電池においては、剛性があ
って支持する力があり、透光性のガラス板3を表面に使
っており、この面積が大きくなると割れやすくなるた
め、一般に強化ガラスを使っている。この強化ガラスは
非常に重量があって、太陽電池モジュール全体の6〜7
割の重量を占めるとともに、高価である。
In such a solar cell, a glass plate 3 which is rigid and has a supporting force and is transparent and which is transparent is used on the surface. When the area is large, the glass plate is easily broken. Therefore, generally, tempered glass is used. ing. This tempered glass is very heavy, and it takes 6-7% of the whole solar cell module.
It is relatively expensive and expensive.

【0004】この対策として、金属に炭素や酸素が結合
した金属アルコラートと呼ばれる化合物M(OR)nを
主成分とし、この金属アルコラートに水、アルコール及
び触媒の共存下で加水分解と重縮合反応を起こさせてま
ずゾル状に、続く加熱でゲル状にし、このゲルを加熱す
ることによってアモルファスの透明セラミック膜を形成
し、このセラミックコーティング膜を支持基板として利
用するものが提案されている(実開昭61ー11116
2号公報)。
As a countermeasure against this, a compound M (OR) n called a metal alcoholate in which carbon or oxygen is bonded to a metal is used as a main component, and the metal alcoholate is subjected to hydrolysis and polycondensation reaction in the presence of water, alcohol and a catalyst. It has been proposed to raise it to form a sol first, and then to form a gel by heating, heat this gel to form an amorphous transparent ceramic film, and use this ceramic coating film as a support substrate. Sho 61-11116
No. 2).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記提案のも
のは、ゾルゲル法によりセラミックコーティング膜を作
製しており、そのセラミック化温度は通常300〜35
0℃、或いは500℃以上と高温である。しかし、太陽
電池パネルはEVA(エチレンビニルアセテート)等の
封止剤を充填しており、このような高温のセラミック化
の温度では封止剤が溶融・分解を起こすため、使用する
ことができない。
However, in the above proposal, the ceramic coating film is produced by the sol-gel method, and the ceramicizing temperature is usually 300 to 35.
The temperature is as high as 0 ° C or 500 ° C or higher. However, the solar cell panel is filled with an encapsulant such as EVA (ethylene vinyl acetate) and cannot be used because the encapsulant melts and decomposes at such a high ceramicizing temperature.

【0006】また、軽量化対策として、裏面にプラスチ
ック等の支持板を設け、表面をフィルムコートすること
により軽量化を図ることが考えられるが、フィルムのみ
では透水性があると共に、光劣化してしまうという問題
があった。
As a measure for reducing the weight, it is possible to reduce the weight by providing a support plate made of plastic or the like on the back surface and film-coating the surface, but the film alone has water permeability and is deteriorated by light. There was a problem of being lost.

【0007】本発明は上記課題を解決するためのもの
で、軽量化を図るとともに耐透湿性を向上させ、低コス
ト化を図ることができる太陽電池を提供することを目的
とする。
The present invention is intended to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a solar cell which can be reduced in weight, improved in moisture permeation resistance, and reduced in cost.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、剛性のあるプ
レート上に封止剤を充填して複数の太陽電池モジュール
を配置し、その表面をフィルムで被覆した太陽電池にお
いて、前記フィルム上にセラミック前駆体による無機コ
ート層をコーティングしたこと、また無機コート層上に
有機コート層をコーティングしたことを特徴とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is a solar cell in which a plurality of solar cell modules are arranged by filling a sealant on a rigid plate, and the surface of the solar cell module is covered with a film. It is characterized in that an inorganic coat layer made of a ceramic precursor is coated, and an organic coat layer is coated on the inorganic coat layer.

【0009】セラミック前駆体としては、従来公知の各
種のポリシラザンが使用できるが、好ましくは、以下の
ようなポリシラザンが挙げられる。
As the ceramic precursor, various conventionally known polysilazanes can be used, but the following polysilazanes are preferable.

【0010】一般式(1)General formula (1)

【0011】[0011]

【化3】 [Chemical 3]

【0012】の繰り返し単位を有する数平均分子量が1
00〜50,000の環状無機ポリシラザン、鎖状無機
ポリシラザン又はこれらの混合物(特開昭59−207
812号)。
Having a number average molecular weight of 1 having a repeating unit of
00-50,000 cyclic inorganic polysilazane, chain inorganic polysilazane or a mixture thereof (JP-A-59-207)
812).

【0013】原料として上記の如きポリシラザン又は
A.Stock,Ber,54,P740(192
1)、W.M.Scantlim,Inorganic
Chemistry,11(1972)、A.Sey
Ferth,米国特許第4,397,328号明細書等
により開示されたシラザン重合体をトリアルキルアミン
の如き第3級アミン類、立体障害性の基を有する第2級
アミン類、フォスフィン等の如き塩基性化合物を溶媒と
するか又はこれを非塩基性溶媒、例えば、炭化水素類に
添加し−78℃〜300℃で加熱し脱水素縮合反応を行
わせることにより得られる数平均分子量200〜50
0,000、好ましくは500〜100,000の高重
合体(特開平1−138108号)。
As a raw material, the polysilazane or A. Stock, Ber, 54, P740 (192
1), W. M. Scanlim, Inorganic
Chemistry, 11 (1972), A.S. Seey
Ferth, U.S. Pat. No. 4,397,328, and other silazane polymers can be used to prepare tertiary amines such as trialkylamines, secondary amines having sterically hindering groups, phosphine and the like. A number average molecular weight of 200 to 50 obtained by using a basic compound as a solvent or adding it to a non-basic solvent, for example, hydrocarbons and heating at -78 ° C to 300 ° C to carry out a dehydrogenative condensation reaction.
A high polymer of 50,000, preferably 500 to 100,000 (JP-A-1-138108).

【0014】無機ポリシラザンの改良反応により得られ
る重合体で架橋結合−NH−又は−NH−NH−を有
し、ケイ素原子に結合する窒素とケイ素との原子比(N
/Si)が0.8以上で数平均分子量が200〜50
0,000、好ましくは500〜100,000のも
の。この改質ポリシラザンはアンモニア又はヒドラジン
を使用してポリシラザンの脱水素縮合反応を行わせるこ
とにより製造することができる(特開平1−13810
7号)。
A polymer obtained by an improved reaction of an inorganic polysilazane, which has a cross-linking bond —NH— or —NH—NH— and has an atomic ratio of nitrogen bonded to a silicon atom and silicon (N
/ Si) is 0.8 or more and the number average molecular weight is 200 to 50.
50,000, preferably 500 to 100,000. This modified polysilazane can be produced by carrying out a dehydrogenative condensation reaction of polysilazane using ammonia or hydrazine (JP-A-1-13810).
No. 7).

【0015】 組成式(RSiHNH)x 〔(RSiH)1.5 N〕y (但し、式中、Rはアルキル基、アルケニル基、シクロ
アルキル基、アリール基、又はこれらの基以外でSiに
直結する原子が炭素である基、アルキルシリル基、アル
キルアミノ基、アルコキシ基を表し、yは1−xであ
り、そして0.4<x<1である)で表わされるポリオ
ルガノヒドロシラザン(特開昭62−156135
号)。
Compositional formula (RSiHNH) x [(RSiH) 1.5 N] y (wherein R represents an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or an atom other than these groups, which is directly bonded to Si. A polyorganohydrosilazane represented by a group that is carbon, an alkylsilyl group, an alkylamino group, an alkoxy group, y is 1-x, and 0.4 <x <1 (Japanese Patent Laid-Open No. 62-62). 156135
issue).

【0016】さらに、酸素を含有させたポリシロキサザ
ン(特開昭62−195024号)や金属アルコキシド
等を反応させたポリメタロシラザン(特開平2−774
27号)、有機硼素化合物を反応させたポリボロシラザ
ン(特開平2−84437号)等も使用し得る。前記し
た各種のポリシラザンは、その種類に応じて、常温で液
状〜固体状を示す。
Furthermore, polysiloxazane containing oxygen (JP-A-62-195024) and polymetallosilazane obtained by reacting a metal alkoxide (JP-A-2-774).
No. 27), polyborosilazane obtained by reacting an organic boron compound (JP-A-2-84437) and the like can also be used. The above-mentioned various polysilazanes are liquid to solid at room temperature depending on the type.

【0017】なお、ポリシラザンは、樹脂との密着性の
点では、ケイ素や窒素に直結する活性水素含有割合の高
いものの使用が好ましく、一般的には、ケイ素原子と窒
素原子との合計原子数100に対し、90以上、好まし
くは100〜152の活性水素原子を有するものの使用
が有利である。
It is preferable to use polysilazane having a high content of active hydrogen, which is directly connected to silicon or nitrogen, from the viewpoint of adhesiveness to the resin. Generally, the total number of silicon atoms and nitrogen atoms is 100. On the other hand, it is advantageous to use those having 90 or more, preferably 100 to 152, active hydrogen atoms.

【0018】ポリシラザンの硬化被膜を有する樹脂形成
体を製造するには、前記ポリシラザンをコーティング材
料として用い、これを樹脂形成体表面にコーティング
し、その樹脂表面にポリシラザン被膜を形成した後、こ
れを加熱処理又は電子線処理する。ポリシラザンが液状
のものであれば、これを樹脂表面にコーティングした
後、空気や、不活性ガス(例えばN2 、アルゴン等)、
還元性ガス(例えばアンモニア、ヒドラジン等)または
真空の雰囲気下において、常温からその樹脂の溶融点ま
たは分解点の間の温度、通常80〜200℃の温度に一
定時間保持する。これによって、架橋化された固体状ポ
リシラザンからなる被膜が得られる。また、ポリシラザ
ンが固体状(粉末状)のものであれば、これを有機溶媒
に溶解し、この溶液を樹脂表面にコーティングし、使用
した有機溶媒を蒸発除去して固体状のポリシラザン被膜
とすることができる。
In order to produce a resin-formed product having a cured film of polysilazane, the above polysilazane is used as a coating material, the surface of the resin-formed product is coated, and a polysilazane film is formed on the surface of the resin, followed by heating. Treatment or electron beam treatment. If the polysilazane is liquid, after coating the resin surface with air, an inert gas (for example, N 2 , argon, etc.),
In a reducing gas (for example, ammonia, hydrazine, etc.) or vacuum atmosphere, the temperature is maintained between room temperature and the melting point or decomposition point of the resin, usually at a temperature of 80 to 200 ° C. for a certain period of time. This gives a coating of solid crosslinked polysilazane. If the polysilazane is solid (powdered), dissolve it in an organic solvent, coat this solution on the surface of the resin, and evaporate and remove the used organic solvent to form a solid polysilazane film. You can

【0019】ポリシラザンを含むコーティング材料に
は,有機アミンやカルボン酸無水物、イソシアネート、
チオール、カルボキシイミド、金属アルコキシド、金属
ハゲロン化合物等の硬化剤を添加することができ、また
金属粉末やセラミック粉末、例えば金属の窒化物や、酸
化物、炭化物等を定量添加することもできるし、さらに
チタン酸アルミニウムやシリコン樹脂を適量添加するこ
ともできる。
Coating materials containing polysilazane include organic amines, carboxylic acid anhydrides, isocyanates,
Hardeners such as thiols, carboximides, metal alkoxides and metal hagerone compounds can be added, and metal powders and ceramic powders, such as metal nitrides, oxides, and carbides can also be added in a fixed amount, Furthermore, an appropriate amount of aluminum titanate or silicon resin can be added.

【0020】ポリシラザン被膜の加熱処理は、前記した
空気、不活性ガス、還元性ガスまたは真空の雰囲気下に
おいて、100℃以上の温度で行われる。この場合、昇
温速度は100℃/分以下、好ましくは20℃/分以下
である。加熱温度の上限は、その樹脂の溶融点又は分解
点である。加熱処理によりポリシラザン被膜は硬化被膜
に変換される。
The heat treatment of the polysilazane film is carried out at a temperature of 100 ° C. or higher in the atmosphere of air, inert gas, reducing gas or vacuum mentioned above. In this case, the rate of temperature rise is 100 ° C./min or less, preferably 20 ° C./min or less. The upper limit of the heating temperature is the melting point or decomposition point of the resin. The heat treatment converts the polysilazane coating into a cured coating.

【0021】本発明で用いるポリシラザンの特性につい
て述べると、このものは、一般的には、空気または酸素
雰囲気下で加熱処理すると、酸素の作用によりポリシラ
ザンの縮合又は分解が促進され、温度100〜300℃
程度の加熱では水素及び/又は炭素を含む硬化体が生成
され、約300℃を越える加熱では水素や炭素を実質上
含まないセラミックが形成される。一方、不活性ガスや
還元性雰囲気下での加熱においては、100〜500℃
程度までの加熱では、ポリシラザンの脱水素縮合が主と
して起こり、水素及び/又は炭素を含む硬化体が生成さ
れ、それ以上の温度では、ポリシラザンの分解が主とし
て起こり、セラミックが形成される。
The characteristics of the polysilazane used in the present invention will be described. Generally, when the polysilazane is heat-treated in an air or oxygen atmosphere, the condensation or decomposition of the polysilazane is promoted by the action of oxygen, and the temperature is 100 to 300. ℃
A moderate heating produces a hardened body containing hydrogen and / or carbon, and a heating above about 300 ° C. forms a ceramic substantially free of hydrogen and carbon. On the other hand, in heating under an inert gas or a reducing atmosphere, 100 to 500 ° C
By heating to a certain degree, dehydrogenative condensation of polysilazane mainly occurs, and a hardened body containing hydrogen and / or carbon is produced, and at a temperature higher than that, polysilazane mainly decomposes and a ceramic is formed.

【0022】樹脂形成品を構成する樹脂としては、その
軟化点が100℃以上、好ましくは130℃以上のもの
が用いられる。このような樹脂としては、例えば、ポリ
カーボネート、ポリイミド、フェノール樹脂、ポリエー
テルエーテルケトン、ポリブチレンテレフタレート、ポ
リエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテル、ポリフ
ェニレンサルファイド、エポキシ樹脂、ナイロン、ポリ
プロピレン等が挙げられる。
As the resin constituting the resin-formed product, one having a softening point of 100 ° C. or higher, preferably 130 ° C. or higher is used. Examples of such resin include polycarbonate, polyimide, phenol resin, polyether ether ketone, polybutylene terephthalate, polyether sulfone, polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, epoxy resin, nylon, polypropylene and the like.

【0023】ポリシラザンを電子線処理する場合、その
電子線発生装置としては、(株)アイ・エレクトロンビ
ーム ELECTOROCURTAIN TYPE:C
B175/15/180L等が用いられる。
In the case of subjecting polysilazane to electron beam treatment, the electron beam generator is, for example, I-Electron Beam ELECTROCURTAIN TYPE: C.
B175 / 15 / 180L or the like is used.

【0024】樹脂形成体表面に対するポリシラザン被膜
の形成方法としては、従来公知の各種の塗布方法、例え
ば、浸漬法やスプレー法等の方法が挙げられる。また、
あらかじめ形成したポリシラザンフィルムを樹脂形成体
表面に熱圧着させる方法も採用可能である。
As a method for forming the polysilazane film on the surface of the resin formed body, various conventionally known coating methods, for example, a dipping method, a spray method and the like can be mentioned. Also,
A method of thermocompression-bonding a preformed polysilazane film on the surface of the resin formed body can also be adopted.

【0025】ポリシラザンの硬化被膜を有する樹脂形成
体を得る方法としては、ポリシラザンの被膜を有する樹
脂シートを形成材料として用い、これを所要形状に加工
した後、熱処理や電子線処理する方法や、ポリシラザン
被膜を有する樹脂シートを加熱処理や電子線処理した
後、所要形状に加工する方法等がある。被膜の加工性を
考えると、ポリシラザン被膜を有する樹脂シートを所要
形状に加工した後、加熱処理又は電子線処理する方法が
好ましい。
As a method of obtaining a resin-formed product having a cured film of polysilazane, a resin sheet having a film of polysilazane is used as a forming material, which is processed into a desired shape and then heat-treated or electron beam-treated, or polysilazane. There is a method in which a resin sheet having a coating film is subjected to heat treatment or electron beam treatment and then processed into a desired shape. Considering the processability of the coating, it is preferable to heat the resin sheet having the polysilazane coating into a desired shape and then subject it to heat treatment or electron beam treatment.

【0026】本発明においてコーティング材として用い
るポリシラザンは、そのケイ素原子や窒素原子に結合す
る水素原子が活性水素として作用することから、樹脂と
の接着性に非常に優れたものである。また、このポリシ
ラザンを熱処理や電子線処理により硬化させたものの樹
脂に対する密着強度も非常に大きなものとなり、耐久性
にすぐれた被膜を与える。
The polysilazane used as the coating material in the present invention is very excellent in adhesiveness to the resin because the hydrogen atom bonded to the silicon atom or the nitrogen atom acts as active hydrogen. In addition, the polysilazane cured by heat treatment or electron beam treatment has a very high adhesion strength with respect to the resin, and gives a coating having excellent durability.

【0027】本発明で用いるポリシラザンは、その熱処
理や電子線処理により、脱水素縮合して架橋化されて硬
質の硬化体となり、最終的にはセラミックスとなる。従
って、樹脂表面上の被膜の性状は、その熱処理や電子線
処理の条件によって調節することができる。耐熱性、耐
蝕性、対摩耗性、対擦傷性にすぐれた硬化被膜とするに
は、水素や炭素含有率ができるだけ小さな被膜、例え
ば、水素と炭素の合計含有率が5重量%以下、好ましく
は0.2〜2重量%の被膜とするのがよい。硬化被膜の
厚さは、通常、0.1〜100μm、好ましくは0.5
〜50μmである。
The polysilazane used in the present invention is dehydrogenated and condensed by the heat treatment and the electron beam treatment to be crosslinked to form a hard cured product, and finally to a ceramic. Therefore, the properties of the coating film on the resin surface can be adjusted by the conditions of the heat treatment and electron beam treatment. In order to obtain a cured coating having excellent heat resistance, corrosion resistance, abrasion resistance, and scratch resistance, a coating having a hydrogen or carbon content as small as possible, for example, a total content of hydrogen and carbon of 5% by weight or less, preferably A coating of 0.2 to 2% by weight is preferable. The thickness of the cured film is usually 0.1 to 100 μm, preferably 0.5.
˜50 μm.

【0028】上記したポリシラザンの硬化被膜は、収縮
が少なく、ワレ発生の極めて少ないもので、かつ緻密な
ものであることから、ピンホールの発生の殆どないもの
である。
The above-mentioned cured film of polysilazane has little shrinkage, extremely few cracks, and is dense, and therefore has almost no pinholes.

【0029】また、セラミック化温度がより低温の変成
ポリシラザンをより好適に用いることが可能である。変
成ポリシラザンは、ポリシラザンにグリシドールを付加
させることにより、該付加物の塗膜を空気中で焼成する
際の硬化反応が促進され、従来よりも低い焼成温度で良
好な被覆が形成される。
Further, it is possible to more suitably use the modified polysilazane having a lower ceramization temperature. In the modified polysilazane, by adding glycidol to the polysilazane, the curing reaction when the coating film of the addition product is fired in air is promoted, and a good coating is formed at a firing temperature lower than conventional ones.

【0030】変成ポリシラザンは、主として一般式
(2):
The modified polysilazane is mainly represented by the general formula (2):

【0031】[0031]

【化4】 [Chemical 4]

【0032】(但し、R1 ,R2 ,R3 はそれぞれ独立
に水素原子、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキ
ル基、アリール基、またはこれらの基以外でケイ素に直
結する基が炭素である基、アルキルシリル基、アルキル
アミノ基、アルコキシ基を表し、R1 ,R2 ,R3 のう
ち少なくとも1つは水素原子である)で表される単位か
らなる主骨格を有する数平均分子量が100〜5万のポ
リシラザンとグリシドールを反応させて得られる、グリ
シドール/ポリシラザン重量比が0.001〜2の範囲
内かつ数平均分子量が約200〜50万のグリシドール
付加ポリシラザンを少なくとも含有するコーティング用
組成物である。
(However, R 1 , R 2 , and R 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or a group other than these groups in which the group directly bonded to silicon is carbon. , An alkylsilyl group, an alkylamino group, and an alkoxy group, and at least one of R 1 , R 2 , and R 3 is a hydrogen atom) having a main skeleton composed of units represented by A coating composition containing at least a glycidol-added polysilazane having a glycidol / polysilazane weight ratio in the range of 0.001 to 2 and a number average molecular weight of about 200 to 500,000, obtained by reacting 50,000 polysilazanes with glycidol. is there.

【0033】コーティング組成物の必須成分として用い
られるグリシドール付加ポリシラザンは、ポリシラザン
の全骨格中の少なくとも一部のケイ素原子に結合した水
素原子とグリシドールとが反応して、ポリシラザン中の
ケイ素原子がグリシドールと縮合した側鎖基あるいは環
状、架橋構造を有することを特徴とする化合物である。
The glycidol-added polysilazane used as an essential component of the coating composition is such that the hydrogen atoms bonded to at least a part of silicon atoms in the entire skeleton of polysilazane react with glycidol, and the silicon atoms in polysilazane react with glycidol. It is a compound having a condensed side chain group or a cyclic or crosslinked structure.

【0034】ポリシラザンとグリシドールとの反応で
は、グリシドールのOH基とポリシラザンのSiH基の
間で脱水素縮合反応が起こり、Si−O−C結合が形成
される。
In the reaction between polysilazane and glycidol, a dehydrogenative condensation reaction occurs between the OH group of glycidol and the SiH group of polysilazane to form a Si-O-C bond.

【0035】更に、反応条件によってはグリシドールの
3位、または2位の炭素とポリシラザンのNH基の間に
結合が生じてエポキシ基が開環し、更にこれによって生
じたOH基とポリシラザンのSiH基の間で脱水素縮合
反応が起こり、Si−O−C結合が形成される場合もあ
る。この場合にはポリシラザン分子間にグリシドール分
子を介して架橋構造が形成されることになる。
Further, depending on the reaction conditions, a bond is formed between the carbon at the 3-position or 2-position of glycidol and the NH group of polysilazane to open the epoxy group, and the OH group thus generated and the SiH group of polysilazane are generated. In some cases, a dehydrogenative condensation reaction may occur between them to form a Si—O—C bond. In this case, a crosslinked structure is formed between the polysilazane molecules via the glycidol molecule.

【0036】本発明に用いるグリシドール付加ポリシラ
ザンを製造する方法は、ポリシラザンとグリシドールを
無溶媒または溶媒中で、かつ反応に対して不活性な雰囲
気下で反応させることからなる。
The method for producing the glycidol-added polysilazane used in the present invention comprises reacting polysilazane and glycidol with or without a solvent and in an atmosphere inert to the reaction.

【0037】用いるポリシラザンは、分子内に少なくと
もSi−H結合、あるいはN−H結合を有するポリシラ
ザンであればよく、ポリシラザン単独は勿論のこと、ポ
リシラザンと他のポリマーとの共重合体やポリシラザン
と他の化合物との混合物でも利用できる。
The polysilazane to be used may be any polysilazane having at least a Si--H bond or an N--H bond in the molecule. Not only polysilazane alone, but also a copolymer of polysilazane and another polymer or polysilazane and other It can also be used as a mixture with the compound of.

【0038】用いるポリシラザンには、鎖状、環状、あ
るいは架橋構造を有するもの、あるいは分子内にこれら
複数の構造を同時に有するものがあり、これら単独でも
あるいは混合物でも利用できる。
The polysilazanes to be used include those having a chain structure, a cyclic structure, or a cross-linking structure, or those having a plurality of these structures simultaneously in the molecule, and these can be used alone or in a mixture.

【0039】用いるポリシラザンの代表例としては下記
のようなものがあるが、これらに限定されるものではな
い。
The following are typical examples of polysilazanes to be used, but the polysilazanes are not limited to these.

【0040】一般式(2)でR1 ,R2 、及びR3 に水
素原子を有するものは、ペルヒドロポリシラザンであ
り、その製造法は例えば特開昭60−145903号公
報、D.SeyferthらCommunication of Am.Cer.Soc.,C-1
3 ,January 1983.に報告されている。これらの方
法で得られるものは、種々の構造を有するポリマーの交
合物であるが、基本的には分子内に鎖状部分と環状部分
を含み、
The one having hydrogen atoms in R 1 , R 2 and R 3 in the general formula (2) is perhydropolysilazane, and the production method thereof is, for example, JP-A-60-145903, D. Seyferth et al. Communication of Am.Cer.Soc., C-1
3, January 1983. Has been reported to. What is obtained by these methods is a combination of polymers having various structures, but basically contains a chain portion and a cyclic portion in the molecule,

【0041】[0041]

【化5】 [Chemical 5]

【0042】の化学式で表すことができる。ペルヒドロ
ポリシラザンの構造の一例を示すと、下記の如くであ
る。
It can be represented by the chemical formula: An example of the structure of perhydropolysilazane is shown below.

【0043】[0043]

【化6】 [Chemical 6]

【0044】一般式(2)でR1 及びR2 に水素原子、
3 にメチル基を有するポリシラザンを製造方法は、D.
SeyferthらPolym.Prepr.,Am.Chem.Soc.,Div.Polym.Che
m,.25,10(1984)に報告されている。この方
法により得られるポリシラザンは、繰り返し単位が−
(SiH2 NCH3 )−の鎖状ポリマーと環状ポリマー
であり、いずれも架橋構造をもたない。
In the general formula (2), R 1 and R 2 are hydrogen atoms,
The method for producing polysilazane having a methyl group in R 3 is described in D.
Seyferth et al. Polym.Prepr., Am.Chem.Soc., Div.Polym.Che
m, .25,10 (1984). The polysilazane obtained by this method has a repeating unit of −
(SiH 2 NCH 3) - is a chain polymer and a cyclic polymer, either no cross-linked structure.

【0045】一般式(2)でR1 及びR2 に水素原子、
3 に有機基を有するポリオルガノ(ヒドロ)シラザン
の製造法は、D.SeyferthらPolym.Prepr.,Am.Chem.Soc.,
Div.Polym.Chem,.25,10(1984)、特開昭61
−89230号に報告されている。これらの方法により
得られるポリシラザンには、−(R2 SiHNH)−を
繰り返し単位として、主として重合度が3〜5の環状構
造を有するものや、また(R3 SiHNH)x 〔(R2
SiH)1.5 N〕1-x (0.4<x<1)の化学式で示
せる分子内に鎖状構造と環状構造を同時に有するものが
ある。
In the general formula (2), R 1 and R 2 are hydrogen atoms,
A method for producing a polyorgano (hydro) silazane having an organic group in R 3 is described in D. Seyferth et al., Polym.Prepr., Am.Chem.Soc.,
Div. Polym. Chem., 25, 10 (1984), JP-A-61
-89230. The polysilazane obtained by these methods, - (R 2 SiHNH) - as a repeating unit, and primarily a polymerization degree having a cyclic structure 3-5, also (R 3 SiHNH) x [(R 2
SiH) 1.5 N] 1-x (0.4 <x <1) has a chain structure and a cyclic structure at the same time in the molecule.

【0046】一般式(2)でR1 に水素原子、R2 及び
3 に有機基を有するポリシラザン、またはR1 及びR
2 に有機基、R3 に水素原子を有するものは、−(R1
2 SiNR3 )−を繰り返し単位として、主に重合度
が3〜5の環状構造を有している。
In the general formula (2), polysilazane having a hydrogen atom for R 1 and an organic group for R 2 and R 3 , or R 1 and R
Those having an organic group in 2 and a hydrogen atom in R 3 are represented by-(R 1
It has a cyclic structure mainly having a degree of polymerization of 3 to 5 with R 2 SiNR 3 ) − as a repeating unit.

【0047】次に用いるポリシラザンの内、一般式
(2)以外のものの代表例をあげる。
Among the polysilazanes used next, typical examples other than those of the general formula (2) will be given.

【0048】ポリオルガノ(ヒドロ)シラザンの中に
は、D.SeyferthらCommunication of Am.Cer.Soc.,C-1
3 2 , July 1984.が報告されている様な分子内に
架橋構造を有するものもある。一例を示すと下記の如く
である。
Among the polyorgano (hydro) silazanes are D. Seyferth et al. Communication of Am. Cer. Soc., C-1.
3 2, July 1984. There are also those having a cross-linked structure in the molecule as reported in. An example is as follows.

【0049】[0049]

【化7】 [Chemical 7]

【0050】また、特開昭49−69717号公報に報
告されているようなR1 SiX3 (X:ハロゲン)のア
ンモニア分解によって得られる架橋構造を有するポリシ
ラザン(R1 Si(NH)x )、あるいはR1 SiX3
及びR2 2 SiX2 の共アンモニア分解によって得られ
る下記の構造を有するポリシラザンも出発材料として用
いることができる。
Further, polysilazane (R 1 Si (NH) x ) having a crosslinked structure obtained by ammonia decomposition of R 1 SiX 3 (X: halogen) as reported in JP-A-49-69717, Or R 1 SiX 3
And polysilazane having the following structure obtained by co-ammonia decomposition of R 2 2 SiX 2 can also be used as a starting material.

【0051】[0051]

【化8】 [Chemical 8]

【0052】用いるポリシラザンは、上記の如く一般式
(2)で表わされる単位からなる主骨格を有するが、一
般式(2)で表わされる単位は、上記にも明らかな如く
環状化することがあり、その場合にはその環状部分が末
端基となり、このような環状化がされない場合には、主
骨格の末端はR1 ,R2 ,R3 と同様の基または水素で
あることができる。
The polysilazane to be used has a main skeleton composed of the unit represented by the general formula (2) as described above, but the unit represented by the general formula (2) may be cyclized as is apparent from the above. In that case, the cyclic portion serves as a terminal group, and when such a cyclization is not carried out, the terminal of the main skeleton may be a group similar to R 1 , R 2 or R 3 or hydrogen.

【0053】用いるポリシラザンの分子量に特に制約は
なく、入手可能なものを用いることができるが、グリシ
ドールとの反応性の点で、式(2)におけるR1
2 、及びR3 は立体障害の小さい基が好ましい。即
ち、R1 ,R2 及びR3 としては水素原子及びC1 〜C
5 のアルキル基が好ましく、水素原子及びC1 〜C2
アルキル基がさらに好ましい。
There is no particular restriction on the molecular weight of the polysilazane to be used, and any available polysilazane can be used, but in view of reactivity with glycidol, R 1 in the formula (2),
R 2 and R 3 are preferably groups having small steric hindrance. That is, R 1 , R 2 and R 3 are hydrogen atoms and C 1 to C
The alkyl group of 5 is preferable, and a hydrogen atom and a C 1 to C 2 alkyl group are more preferable.

【0054】ポリシラザンとグリシドールとの混合比
は、グリシドール/ポリシラザン重量比が0.001か
ら2になるように、好ましくは0.01から1になるよ
うに、さらに好ましくは0.05から0.5になるよう
に加える。グリシドールの添加量をこれより増やすとポ
リシラザンの分子量が上がり過ぎてゲル化し、また、少
ないと十分な効果が得られない。
The mixing ratio of polysilazane and glycidol is such that the glycidol / polysilazane weight ratio is 0.001 to 2, preferably 0.01 to 1, and more preferably 0.05 to 0.5. To be added. If the amount of glycidol added is increased beyond this range, the molecular weight of polysilazane increases too much to cause gelation, and if it is too small, no sufficient effect can be obtained.

【0055】反応は、無溶媒で行うこともできるが、有
機溶媒を使用する時に比べて、反応制約が難しく、ゲル
状物質が生成する場合もあるので、一般に有機溶媒を用
いた方が良い。溶媒としては、芳香族炭化水素、脂肪族
炭化水素、脂環式炭化水素の炭化水素溶媒、ハロゲン化
炭化水素、脂肪族エーテル、脂環式エーテル類、芳香族
アミン類が使用できる。好ましい溶媒としては、例えば
ベンゼン、トルエン、キシレン、塩化メチレン、クロロ
ホルム、n−ヘキサン、エチルエーテル、テトラヒドロ
フラン、ピリジン、メチルピリジン等があり、特に好ま
しい溶媒としてはピリジン、メチルピリジン等があげら
れる。また反応に対して不活性な雰囲気、例えば窒素、
アルゴン等の雰囲気中において反応を行うことが必要で
あり、空気中のような酸化性雰囲気中で行うと、原料の
ポリシラザン及びグリシドールの酸化や加水分解が起こ
るため好ましくない。
Although the reaction can be carried out without a solvent, it is generally preferable to use an organic solvent because the reaction restriction is more difficult and a gelled substance may be formed than when an organic solvent is used. As the solvent, aromatic hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons, hydrocarbon solvents of alicyclic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, aliphatic ethers, alicyclic ethers, and aromatic amines can be used. Preferred solvents include, for example, benzene, toluene, xylene, methylene chloride, chloroform, n-hexane, ethyl ether, tetrahydrofuran, pyridine, methylpyridine and the like, and particularly preferred solvents include pyridine and methylpyridine. Also, an atmosphere inert to the reaction, such as nitrogen,
It is necessary to carry out the reaction in an atmosphere of argon or the like, and it is not preferable to carry out the reaction in an oxidizing atmosphere such as air because the raw material polysilazane and glycidol are oxidized or hydrolyzed.

【0056】反応温度は広い範囲にわたって変更するこ
とができ、例えば有機溶媒を使用する場合には、その有
機溶媒の沸点以下の温度に加熱してもよいが、数平均分
子量の高い固体を得るには、引き続き有機溶媒の沸点以
上に加熱して有機溶媒を留去させて反応を行うこともで
きる。反応温度はグリシドール中のエポキシ基の過度の
開環とそれによるポリシラザンのゲル化を防ぐため一般
に150℃以下にするのが好ましい。
The reaction temperature can be varied over a wide range. For example, when an organic solvent is used, it may be heated to a temperature below the boiling point of the organic solvent, but it is necessary to obtain a solid having a high number average molecular weight. Alternatively, the reaction can be carried out by subsequently heating the organic solvent to a boiling point or higher to distill off the organic solvent. The reaction temperature is generally preferably 150 ° C. or lower in order to prevent excessive ring opening of the epoxy group in glycidol and gelation of polysilazane due to it.

【0057】反応時間は特に重要でないが、通常、1〜
50時間程度である。反応は一般に常圧付近で行うのが
好ましい。本発明において、前記グリシドール付加ポリ
シラザンを用いてコーティング用組成物を調整するに
は、通常グリシドール付加ポリシラザンを溶剤に溶解さ
せればよい。
The reaction time is not particularly important, but usually 1 to
It is about 50 hours. It is generally preferable to carry out the reaction at around normal pressure. In the present invention, in order to prepare a coating composition using the glycidol-added polysilazane, usually, the glycidol-added polysilazane may be dissolved in a solvent.

【0058】溶剤としては、脂肪族炭化水素、脂環式炭
化水素、芳香族炭化水素の炭化水素溶媒、ハロゲン化メ
タン、ハロゲン化エタン、ハロゲン化ベンゼン等のハロ
ゲン化炭化水素、脂肪族エーテル、脂環式エーテル等の
エーテル類が使用できる。好ましい溶媒は塩化メチレ
ン、クロロホルム、四塩化炭素、ブロモホルム、塩化エ
チレン、塩化エチリデン、トリクロロエタン、テトラク
ロロエタン等のハロゲン化炭化水素、エチルエーテル、
イソプロピルエーテル、エチルブチルエーテル、ブチル
エーテル、1,2−ジオキシエタン、ジオキサン、ジメ
チルジオキサン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピ
ラン等のエーテル類、ペンタン、ヘキサン、イソヘキサ
ン、メチルペンタン、ヘプタン、イソヘプタン、オクタ
ン、イソオクタン、シクロペンタン、メチルシクロペン
タン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の炭化水素
等である。
Examples of the solvent include aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, hydrocarbon solvents of aromatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons such as halogenated methane, halogenated ethane and halogenated benzenes, aliphatic ethers and fats. Ethers such as cyclic ethers can be used. Preferred solvents are halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, bromoform, ethylene chloride, ethylidene chloride, trichloroethane and tetrachloroethane, ethyl ether,
Ethers such as isopropyl ether, ethyl butyl ether, butyl ether, 1,2-dioxyethane, dioxane, dimethyldioxane, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, pentane, hexane, isohexane, methylpentane, heptane, isoheptane, octane, isooctane, cyclopentane, methylcyclo Hydrocarbons such as pentane, cyclohexane, methylcyclohexane, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene and the like.

【0059】これらの溶剤を使用する場合、前記グリシ
ドール付加ポリシラザンの溶解度や溶剤の蒸発速度を調
整するために、2種類以上の溶剤を混合してもよい。溶
剤の使用量(割合)は採用するコーティング方法により
作業性がよくなるように選択され、またグリシドール付
加ポリシラザンの平均分子量、分子量分布、その構造に
よって異なるので、コーティング用組成物中溶剤は90
重量%程度まで混合することができ、好ましくは10〜
50重量%の範囲で混合することができる。
When using these solvents, two or more kinds of solvents may be mixed in order to adjust the solubility of the glycidol-added polysilazane and the evaporation rate of the solvent. The amount (ratio) of the solvent used is selected so as to improve the workability depending on the coating method adopted, and it depends on the average molecular weight, the molecular weight distribution, and the structure of the glycidol-added polysilazane.
It can be mixed up to about 10% by weight, preferably 10 to
It is possible to mix in the range of 50% by weight.

【0060】また溶剤濃度はグリシドール付加ポリシラ
ザンの平均分子量、分子量分布、その構造によって異な
るが、通常0〜90重量%の範囲で良い結果が得られ
る。
The solvent concentration varies depending on the average molecular weight of the glycidol-added polysilazane, the molecular weight distribution, and its structure, but good results are usually obtained within the range of 0 to 90% by weight.

【0061】また、本発明においては、必要に応じて適
当な充填剤を加えてもよい。充填剤の例としてはシリ
カ、アルミナ、ジルコニア、マイカを始めとする酸化物
系無機物あるいは炭化珪素、窒化珪素等の非酸化物系無
機物の微粉等が上げられる。また用途によってはアルミ
ニウム、亜鉛、銅等の金属粉末の添加も可能である。さ
らに充填剤の例を詳しく述べれば、ケイ砂、石英、ノバ
キュライト、ケイ藻土などのシリカ系:合成無定形シリ
カ:カオリナイト、雲母、滑石、ウオラストナイト、ア
スベスト、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム等の
ケイ酸塩:ガラス粉末:ガラス球、中空ガラス球、ガラ
スフレーク、泡ガラス球等のガラス体:窒化ホウ素、炭
化ホウ素、窒化アルミニウム、炭化アルミニウム、窒化
ケイ素、炭化ケイ素、ホウ化チタン、窒化チタン、炭化
チタン等の非酸化物系無機物:炭酸カルシウム:酸化亜
鉛、アルミナ、マグネシア、酸化チタン、酸化ベリリウ
ム等の金属酸化物:硫化バリウム、二硫化モリブデン、
二硫化タングステン、弗化炭素その他無機物:アルミニ
ウム、ブロンズ、鉛、ステンレススチール、亜鉛等の金
属粉末:カーボンブラック、コークス、黒鉛、熱分解炭
素、中空カーボン球等のカーボン体等が挙げられる。
Further, in the present invention, a suitable filler may be added if necessary. Examples of the filler include fine particles of oxide-based inorganic materials such as silica, alumina, zirconia and mica, or non-oxide-based inorganic materials such as silicon carbide and silicon nitride. Depending on the application, it is also possible to add metal powders such as aluminum, zinc and copper. More specifically, examples of fillers are silica-based materials such as silica sand, quartz, novaculite and diatomaceous earth: Synthetic amorphous silica: Kaolinite, mica, talc, wollastonite, asbestos, calcium silicate, aluminum silicate Silicates such as: Glass powder: Glass spheres, hollow glass spheres, glass flakes, foam glass spheres, etc .: Boron nitride, boron carbide, aluminum nitride, aluminum carbide, silicon nitride, silicon carbide, titanium boride, nitride Non-oxide inorganic substances such as titanium and titanium carbide: calcium carbonate: zinc oxide, alumina, magnesia, titanium oxide, beryllium oxide and other metal oxides: barium sulfide, molybdenum disulfide,
Tungsten disulfide, carbon fluoride, and other inorganic substances: metal powders such as aluminum, bronze, lead, stainless steel, zinc: carbon black, coke, graphite, pyrolytic carbon, carbon bodies such as hollow carbon spheres, and the like.

【0062】これら充填剤は、針状(ウィスカーを含
む。)、粒状、鱗片状等種々の形状のものを単独又は2
種以上混合して用いることができる。又、これら充填剤
の粒子の大きさは1回に塗布可能な膜厚よりも小さいこ
とが望ましい。また充填剤の添加量はケイ素アルコキシ
ド付加ポリシラザン1重量部に対し、0.05重量部〜
10重量部の範囲であり、特に好ましい添加量は0.2
重量部〜3重量部の範囲である。又、充填剤の表面をカ
ップリング剤処理、蒸着、メッキ等で表面処理して使用
してもよい。
These fillers have various shapes such as needles (including whiskers), granules, and scales, either alone or in the form of 2
A mixture of two or more species can be used. Further, it is desirable that the particle size of these fillers is smaller than the film thickness that can be applied at one time. Further, the amount of the filler added is 0.05 parts by weight to 1 part by weight of the silicon alkoxide-added polysilazane.
It is in the range of 10 parts by weight, and a particularly preferable amount of addition is 0.2.
The range is 3 to 3 parts by weight. Further, the surface of the filler may be surface-treated by a coupling agent treatment, vapor deposition, plating or the like for use.

【0063】コーティング用組成物には、必要に応じて
各種顔料、レベリング剤、消泡剤、帯電防止剤、紫外線
吸収剤、pH調整剤、分散剤、表面改質剤、可塑剤、乾
燥促進剤、流れ止め剤を加えてもよい。
The coating composition may contain various pigments, leveling agents, defoaming agents, antistatic agents, ultraviolet absorbers, pH adjusters, dispersants, surface modifiers, plasticizers, and drying accelerators, if necessary. Alternatively, anti-flow agents may be added.

【0064】本発明のコーティング用組成物は、上記の
コーティング用組成物を基板に1回又は2回以上繰り返
し塗布した後、焼成し珪素−窒素−酸素系又は珪素−窒
素−酸素−炭素系セラミックスから成る被覆膜を形成さ
せることにより行われる。
The coating composition of the present invention is obtained by repeatedly coating the above coating composition on a substrate once or twice or more, and then firing it to obtain silicon-nitrogen-oxygen system or silicon-nitrogen-oxygen-carbon system ceramics. It is performed by forming a coating film composed of.

【0065】また本発明は上記のごとく焼成した被覆膜
を50℃未満の条件で長時間保持し、被覆膜の性質を向
上させることができる。
Further, according to the present invention, the properties of the coating film can be improved by keeping the coating film fired as described above under the condition of less than 50 ° C. for a long time.

【0066】更に本発明は上記のごときコーティング用
組成物を基板に1回または2回以上繰り返し塗布した
後、被覆膜を50℃未満の条件で長時間保持し、珪素−
窒素−酸素−又は珪素−窒素−酸素−炭素系セラミック
スから成る被覆膜を形成させることができる。
Further, in the present invention, after the coating composition as described above is repeatedly applied to the substrate once or twice or more, the coating film is kept at a temperature of less than 50 ° C. for a long time, and the silicon-
A coating film made of nitrogen-oxygen- or silicon-nitrogen-oxygen-carbon ceramics can be formed.

【0067】コーティング組成物を塗布する基板は、特
に限定されず、金属、セラミックス、プラスチックス等
のいずれでもよい。コーティングとしての塗布手段とし
ては、通常の塗布方法、つまり浸漬、ロール塗り、バー
塗り、刷毛塗り、スプレー塗り、フロー塗り等が用いら
れる。又、塗布前に基板をヤスリがけ、脱脂、各種ブラ
スト等で表面処理しておくとコーティング組成物の付着
性能は向上する。
The substrate on which the coating composition is applied is not particularly limited and may be any of metal, ceramics, plastics and the like. As a coating means for coating, a usual coating method, that is, dipping, roll coating, bar coating, brush coating, spray coating, flow coating or the like is used. Further, if the substrate is sanded, degreased, and surface-treated with various blasts before coating, the adhesion performance of the coating composition is improved.

【0068】このような方法でコーティングし、充分乾
燥させた後、加熱・焼成する。この焼成によってグリシ
ドール付加ポリシラザンは架橋、縮合、あるいは、焼成
雰囲気によって酸化、加水分解して硬化し、強靭な被覆
を形成する。
After coating by such a method and sufficiently dried, it is heated and baked. By this baking, the glycidol-added polysilazane is crosslinked, condensed, or oxidized and hydrolyzed in a baking atmosphere to be hardened to form a tough coating.

【0069】上記焼成条件はグリシドール付加ポリシラ
ザンの分子量や構造によって異なるが0.5〜10℃/
分の穏やかな昇温速度で50℃〜1000℃の範囲の温
度で焼成する。好ましい焼成温度は50℃〜300℃の
範囲である。焼成雰囲気は空気中あるいは不活性ガス等
のいずれであってもよいが、空気中がより好ましい。空
気中での焼成によりグリシドール付加ポリシラザンの酸
化、あるいは空気中に共存する水蒸気による加水分解が
進行し、上記のような低い焼成温度でSI−O結合ある
いはSi−N結合を主体とする強靭な被覆の形成が可能
となる。
The above firing conditions vary depending on the molecular weight and structure of the glycidol-added polysilazane, but are 0.5-10 ° C /
Bake at a temperature in the range of 50 ° C. to 1000 ° C. at a moderate heating rate of a minute. The preferred firing temperature is in the range of 50 ° C to 300 ° C. The firing atmosphere may be in the air, an inert gas, or the like, but the air is more preferable. Oxidation of glycidol-added polysilazane by hydrolysis in air or hydrolysis by water vapor coexisting in air progresses, resulting in a tough coating mainly composed of SI-O bond or Si-N bond at the above low baking temperature. Can be formed.

【0070】コーティングするグリシドール付加ポリシ
ラザンの種類によっては、限られた焼成条件ではセラミ
ックスへの転化が不完全である場合があり、この場合に
は焼成後の被覆膜を50℃未満の条件で長時間保持し、
被覆膜の性質を向上させることが可能である。この場合
の保持雰囲気は空気中が好ましく、また水蒸気圧を高め
た湿潤空気中でも更に好ましい。保持する時間は特に限
定されるものではないが、10分以上30日以内が現実
的に適当である。また保持温度は特に限定されるもので
はないが、0℃以上50℃未満が現実的に適当である。
ここで50℃以上で保持することも当然有効であるが、
本発明では50℃以上での加熱操作を「焼成」と定義し
ている。即ち、ある温度で一定時間焼成した後、温度を
例えば50℃に下げて長時間焼成することも有効である
が、この操作は前述の「加熱・焼成」操作の一類型であ
る。
Depending on the type of glycidol-added polysilazane to be coated, the conversion to ceramics may be incomplete under limited firing conditions. In this case, the coating film after firing may be treated at a temperature lower than 50 ° C. for a long time. Hold time,
It is possible to improve the properties of the coating film. In this case, the holding atmosphere is preferably air, and more preferably wet air having an increased water vapor pressure. The holding time is not particularly limited, but 10 minutes or more and 30 days or less is practically appropriate. The holding temperature is not particularly limited, but 0 ° C or more and less than 50 ° C is practically appropriate.
Of course, holding at 50 ° C or higher is also effective,
In the present invention, the heating operation at 50 ° C. or higher is defined as “baking”. That is, it is also effective to bake at a certain temperature for a certain period of time and then lower the temperature to, for example, 50 ° C. and bake for a long time.

【0071】この空気中での保持によりグリシドール付
加ポリシラザンの酸化、あるいは空気中に共存する水蒸
気による加水分解が更に進行し、セラミックスへの転化
が完了して、性質のより向上した、より強靭な被覆膜の
形成が可能となる。以上の方法によれば焼成温度が低下
でき、高い焼成温度に起因する種々の問題を軽減するこ
とができる。
By this holding in air, oxidation of glycidol-added polysilazane or hydrolysis by water vapor coexisting in air further progresses, conversion to ceramics is completed, and a tougher coating with improved properties is obtained. A covering film can be formed. According to the above method, the firing temperature can be lowered and various problems caused by the high firing temperature can be alleviated.

【0072】更に、コーティングするグリシドール付加
ポリシラザンの種類によっては、50℃以上での焼成を
全く行なわず、塗布後の被覆膜を50℃未満の条件で長
時間保持し、被覆膜の性質を向上させることが可能であ
る。この場合の保持雰囲気は空気中が好ましく、また水
蒸気圧を高めた湿潤空気中でも更に好ましい。保持する
時間は特に限定されるものではないが、10分以上30
日以内が現実的に適当である。また保持温度は特に限定
されるものではないが、0℃以上50℃未満が現実的に
適当である。ここで50℃以上で保持することも当然有
効であり、前述したように、50℃以上での加熱操作を
「焼成」と定義している。この空気中での保持によりグ
リシドール付加ポリシラザンの酸化、あるいは空気中に
共存する水蒸気による加水分解が進行し、セラミックス
への転化が完了して、Si−O結合あるいはSi−N結
合を主体として強靭な被覆膜の形成が可能となる。以上
の方法によれば高い焼成温度に起因する種々の問題を大
幅に軽減することができ、場合によっては室温付近での
セラミックスへの転化が可能となる。
Further, depending on the type of the glycidol-added polysilazane to be coated, the coating film after coating is kept at a temperature of less than 50 ° C. for a long time without performing baking at 50 ° C. or higher at all. It is possible to improve. In this case, the holding atmosphere is preferably air, and more preferably wet air having an increased water vapor pressure. The holding time is not particularly limited, but 10 minutes or more and 30
Within a day is realistically appropriate. The holding temperature is not particularly limited, but 0 ° C or more and less than 50 ° C is practically appropriate. Here, it is naturally effective to hold at 50 ° C. or higher, and as described above, the heating operation at 50 ° C. or higher is defined as “baking”. Due to this retention in air, oxidation of glycidol-added polysilazane or hydrolysis by water vapor coexisting in air progresses, conversion to ceramics is completed, and it is toughened mainly by Si—O bond or Si—N bond. It becomes possible to form a coating film. According to the above method, various problems caused by the high firing temperature can be significantly reduced, and in some cases, conversion to ceramics near room temperature becomes possible.

【0073】[0073]

【作用】本発明は裏面に剛性のプレートを配置して太陽
電池を支持し、フィルムコートした表面にセラミック前
駆体による無機コート層をコーティングして耐透湿性を
向上させることにより、重量を従来の半分程度にするこ
とができる。さらに無機コート層みのでは熱ストレスに
よるクラックが入る可能性があるため、無機コート層上
に弾力性があるフッ素樹脂系の有機コート層をコーティ
ングすることにより、無機コート層にクラックが入って
も耐透湿性を維持することが可能となり、また、低コス
ト化を図ることができる。
In the present invention, a rigid plate is arranged on the back surface to support the solar cell, and the film-coated surface is coated with an inorganic coating layer of a ceramic precursor to improve moisture permeation resistance, thereby reducing weight. It can be halved. Further, since only the inorganic coat layer may be cracked by heat stress, even if the inorganic coat layer is cracked by coating an elastic fluororesin-based organic coat layer on the inorganic coat layer. The moisture resistance can be maintained, and the cost can be reduced.

【0074】本発明のセラミック前駆体は、実開昭61
ー111162号公報において使用さているゾルゲル法
によるものと膜組成、緻密性、セラミック化温度とも基
本的な性質が相違している。すなわち、ゾルゲル法によ
るものでは、膜組成がSi、Oからなり、Nを含まない
のに対して、本発明のセラミック前駆体は、Si、O、
Nからなっており、緻密性についての350℃焼成にお
ける試料についての評価{1%フッ酸溶液(フッ酸:硝
酸=1:100)によるエンチッグレートの測定}で
は、ゾルゲル法によるもの(市販ゾルゲル溶液、東京応
化製OCD)では約2000Å/minであるのに対し
て、本発明のセラミック前駆体では500〜800Å/
minを示し、より緻密であることから、本発明のセラ
ミック前駆体をコートすることにより、信頼性のある太
陽電池が提供できることが分かる。また、前述したよう
に、ゾルゲル法によるセラミックは、その焼成温度が3
00〜350℃、或いはそれ以上であるので、樹脂封じ
する必要のある太陽電池に適用するのは樹脂が溶融・分
解を起こすために本質的に困難である。
The ceramic precursor of the present invention is manufactured by Shokai 61.
-111162 differs from the sol-gel method used in Japanese Patent Laid-Open No. 111162 in basic properties in terms of film composition, denseness, and ceramization temperature. That is, in the sol-gel method, the film composition is composed of Si and O and does not contain N, whereas the ceramic precursor of the present invention is composed of Si, O and
In the evaluation of the sample in the case of baking at 350 ° C. for denseness {measurement of the entiglate by a 1% hydrofluoric acid solution (hydrofluoric acid: nitric acid = 1: 100)}, the sol-gel method (commercial sol-gel method) was used. Solution, OCD manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) is about 2000Å / min, while the ceramic precursor of the present invention is 500-800Å / min.
Since it shows min and is more dense, it can be seen that a reliable solar cell can be provided by coating with the ceramic precursor of the present invention. Further, as described above, the firing temperature of the sol-gel ceramic is 3
Since the temperature is from 00 to 350 ° C. or higher, it is essentially difficult to apply to a solar cell that needs to be sealed with a resin because the resin melts and decomposes.

【0075】[0075]

【実施例】図1は本発明の太陽電池の構造を示す断面
図、図2はその平面図である。図中、1は太陽電池セ
ル、2は封止剤、10はバックプレート、11は透明フ
ィルム、12は無機コート層、13は有機コート層、1
4はフレーム、15は端面シール材である。
1 is a sectional view showing the structure of a solar cell of the present invention, and FIG. 2 is a plan view thereof. In the figure, 1 is a solar cell, 2 is a sealant, 10 is a back plate, 11 is a transparent film, 12 is an inorganic coating layer, 13 is an organic coating layer, 1
Reference numeral 4 is a frame, and 15 is an end face sealing material.

【0076】バックプレート10は2〜3mm厚のアル
ミニウム板、ガラスエポキシ板、スレート板、カーボン
ファイバー等からなり、この上にEVA(エチレンビニ
ルアセテート)からなる封止剤2を充填して太陽電池セ
ル1を配置する。太陽電池セル1間はそれぞれ図示しな
い配線で電気的に接続されいてる。この上にPET等の
透明な表面フィルム11を被覆すると共に、さらに、前
述したようなセラミック前駆体からなる無機コート層1
2をコーティングし、さらにフッ素樹脂系の有機コート
層13をコーティングする。さらに端部は端面シール材
15でシールして、フレーム14により固定する。
The back plate 10 is made of an aluminum plate having a thickness of 2 to 3 mm, a glass epoxy plate, a slate plate, a carbon fiber or the like, and a sealing agent 2 made of EVA (ethylene vinyl acetate) is filled on the back plate 10 to make a solar cell. Place 1 The solar cells 1 are electrically connected to each other by wiring (not shown). On top of this, a transparent surface film 11 such as PET is coated, and further, the inorganic coating layer 1 made of the ceramic precursor as described above.
2 and then a fluororesin-based organic coating layer 13 is coated. Further, the end portion is sealed with an end face sealing material 15 and fixed by the frame 14.

【0077】このように透明フィルム11上に無機コー
ト層12をコーティングすることにより耐透湿性を向上
させることが可能となる。また、無機コート層12のみ
では熱ストレスによりクラックが入る可能性があるの
で、さらに弾力性がある有機コート層13をコーティン
グすることにより、たとえクラックが入っても耐透湿性
を維持することができる。
By coating the inorganic coating layer 12 on the transparent film 11 as described above, the moisture permeation resistance can be improved. Further, since the inorganic coating layer 12 alone may cause cracks due to thermal stress, by coating the organic coating layer 13 having further elasticity, moisture resistance can be maintained even if cracks occur. .

【0078】このような構造とすることにより、例え
ば、従来7Kg程度あったパネルの重量をほぼ半分程度
にすることが可能となり、また従来使用されている強化
ガラスは非常に高価であったが、これに代えて安価な材
料を使用することができるので低コスト化を図ることが
可能となる。
With such a structure, for example, the weight of the panel, which was about 7 kg in the past, can be reduced to about half, and the tempered glass used in the past was very expensive. Instead of this, an inexpensive material can be used, so that the cost can be reduced.

【0079】なお、上記実施例においては、無機コート
層上に有機コート層をコーティングするようにしたが、
本発明はこれに限定されるものではなく、無機コート層
のみであってもよく、この構成でも十分機能し、適用可
能であることはいうまでもない。
In the above embodiment, the organic coat layer is coated on the inorganic coat layer.
It is needless to say that the present invention is not limited to this, and the inorganic coat layer alone may be used, and even with this configuration, it sufficiently functions and is applicable.

【0080】[0080]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、剛性体か
らなるバックプレートで全体を支持するようにし、太陽
電池表面側にフィルムを被覆し、さらにセラミック前駆
体による無機コート層あるいはさらにその上に有機コー
ト層をコーティングするようにしたので、従来のように
強化ガラスを使うものに比して大幅に軽量化を図ること
ができ、かつ耐透湿性を維持し、低コスト化を図ること
が可能となる。
As described above, according to the present invention, a back plate made of a rigid body is used to support the whole, a surface of the solar cell is covered with a film, and an inorganic coating layer of a ceramic precursor or further Since the organic coating layer is coated on the top, it is possible to significantly reduce the weight compared to the conventional one that uses tempered glass, and to maintain moisture resistance and reduce costs. Is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の太陽電池の構造を示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a sectional view showing a structure of a solar cell of the present invention.

【図2】 図1の平面図である。FIG. 2 is a plan view of FIG.

【図3】 従来の太陽電池の構造を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a structure of a conventional solar cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…太陽電池セル、2…封止剤、10…バックプレー
ト、11…透明フィルム、12…無機コート層、13…
有機コート層、14…フレーム、15…端面シール材。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Solar cell, 2 ... Sealant, 10 ... Back plate, 11 ... Transparent film, 12 ... Inorganic coat layer, 13 ...
Organic coat layer, 14 ... Frame, 15 ... End face sealing material.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 剛性のあるプレート上に封止剤を充填し
て複数の太陽電池モジュールを配置し、その表面をフィ
ルムで被覆した太陽電池において、前記フィルム上にセ
ラミック前駆体による無機コート層をコーティングした
ことを特徴とする太陽電池。
1. A solar cell in which a plurality of solar cell modules are arranged by filling a sealing plate with a sealant on a rigid plate, and the surfaces of the solar cell modules are covered with a film, and an inorganic coating layer of a ceramic precursor is formed on the film. A solar cell characterized by being coated.
【請求項2】 請求項1記載の太陽電池において、さら
に無機コート層上に有機コート層をコーティングしたこ
とを特徴とする太陽電池。
2. The solar cell according to claim 1, further comprising an organic coating layer coated on the inorganic coating layer.
【請求項3】 請求項1または2記載の太陽電池におい
て、セラミック前駆体は、一般式(1): 【化1】 の繰り返し単位を有する数平均分子量が100〜50,
000の環状無機ポリシラザン、鎖状無機ポリシラザン
又はこれらの混合物であることを特徴とする太陽電池。
3. The solar cell according to claim 1 or 2, wherein the ceramic precursor is represented by the general formula (1): Having a repeating unit of 100 to 50,
000 cyclic inorganic polysilazanes, chain inorganic polysilazanes, or a mixture thereof.
【請求項4】 請求項1または2記載の太陽電池におい
て、セラミック前駆体は、主として一般式(2): 【化2】 (但し、R1 ,R2 ,R3 はそれぞれ独立に水素原子、
アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリー
ル基、またはこれらの基以外でケイ素に直結する基が炭
素である基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基、ア
ルコキシ基を表し、R1 ,R2 ,R3 のうち少なくとも
1つは水素原子である)で表される単位からなる主骨格
を有する数平均分子量が100〜5万のポリシラザンと
グリシドールを反応させて得られる、グリシドール/ポ
リシラザン重量比が0.001〜2の範囲内かつ数平均
分子量が約200〜50万のグリシドール付加ポリシラ
ザンを少なくとも含有するコーティング用組成物である
ことを特徴とする太陽電池。
4. The solar cell according to claim 1, wherein the ceramic precursor is mainly represented by the general formula (2): (However, R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom,
An alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, or a group other than these groups in which the group directly bonded to silicon is carbon, an alkylsilyl group, an alkylamino group, an alkoxy group, R 1 , R 2 and R At least one of which is a hydrogen atom), which has a main skeleton composed of a unit represented by a unit represented by the following formula: polysilazane having a number average molecular weight of 100 to 50,000 and glycidol, and having a glycidol / polysilazane weight ratio of 0. A solar cell comprising a coating composition containing at least a glycidol-added polysilazane having a number average molecular weight in the range of 001 to 2 and a number average molecular weight of about 200 to 500,000.
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