DE112009001580T5 - Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung, Folie zum Versiegeln eines Solarzellenelements und Solarzellenmodul - Google Patents

Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung, Folie zum Versiegeln eines Solarzellenelements und Solarzellenmodul Download PDF

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Abstract

Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung, umfassend ein Zink-Ionomer, welches als eine Hauptkomponente ein Copolymer mit einer Konstituenteneinheit, welche von Ethylen abgeleitet ist, und einer Konstituenteneinheit, welche von (Meth)acrylsäure abgeleitet ist, und ein Dialkoxysilan mit einer Aminogruppe enthält.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung, die für einen Solarzellenversiegelungszweck geeignet ist, welcher für das Fixieren eines Solarzellenelements in einem Solarzellenmodul bestimmt ist, sowie eine Folie zum Versiegeln eines Solarzellenelements und ein Solarzellenmodul, welches die Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung verwendet.
  • STAND DER TECHNIK
  • Die Wasserkrafterzeugung, Windkrafterzeugung, photovoltaische Krafterzeugung und dergleichen, die genutzt werden können, um zu versuchen, Kohlendioxid zu reduzieren oder andere Umweltprobleme zu verbessern durch die Nutzung von unerschöpflicher natürlicher Energie, erhielten viel Aufmerksamkeit. Unter diesen hat die photovoltaische Energieerzeugung eine bemerkenswerte Verbesserung in der Leistung, wie der Energieerzeugungseffizienz von Solarzellenmodulen, und einen anhaltenden Preisverfall erfahren, und nationale und lokale Regierungen arbeiteten an Projekten zur Unterstützung der Installation von photovoltaischen Energieerzeugungssystemen in Wohngebieten. So machte in den letzten Jahren die Ausbreitung von photovoltaischen Energieerzeugungssystemen beträchtliche Fortschritte.
  • Die photovoltaische Energieerzeugung wandelt direkt Solarenergie in elektrische Energie mit Hilfe eines Siliziumzellenhalbleiters (Solarzellenelements) um. Das Solarzellenelement, wie hierin verwendet, erfährt eine Verminderung in seiner Funktionsfähigkeit, wenn es direkt mit Außenluft in Kontakt gebracht wird. Aus diesem Grund wird ein Solarzellenelement zwischen Versiegelungsmaterialen platziert, um einen Puffer vorzusehen und auch um den Einschluss von Fremdmaterialien oder das Eindringen von Feuchtigkeit zu verhindern. Dieses Versiegelungsmaterial muss verschiedene Leistungskriterien besitzen, wie etwa dass das Material transparent ist und die Energieerzeugung durch Licht nicht behindert (Transparenz), dass das Material unter der Wirkung von Wärme nicht eluiert oder zerfällt (Wärmebeständigkeit), dass das Material eine gute Haftung an einem Schutzmaterial, wie Glas oder einer Trägerfolie, besitzt (Haftvermögen) und dass das Material keine signifikante Verschlechterung oder Vergilbung unter Sonnenlicht erfährt (Haltbarkeit). Um somit diese Anforderungen zu erfüllen, sind verschiedene Mischungsformulierungen in verschiedenen Komponenten untersucht worden. Zum Beispiel ist als eine repräsentative Formulierung im Hinblick auf Transparenz, Wärmebeständigkeit, Haftvermögen, Flexibilität, Formbarkeit, Haltbarkeit und dergleichen eine Mischung von Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, kombiniert mit einem Peroxid, bekannt, und es wird ein Silan-Haftvermittler als Solarzellenversiegelungsmaterial verwendet (siehe zum Beispiel Patentdokument 1).
  • Ein derartiges Solarzellenversiegelungsmaterial erfordert die Anwendung eines zweistufigen Verfahrens, welches einen Schritt zur Herstellung einer Folie aus einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer mit verschiedenen darin eingebrachten Additiven und einen Schritt zum Versiegeln eines Solarzellenelements unter Verwendung der so erhaltenen Folie einschließt. In diesem Schritt zur Herstellung einer Folie kann die Extrusionsformungsgeschwindigkeit nicht erhöht werden, da es notwendig ist, das Formen bei einer niedrigen Temperatur, bei welcher das zum Vernetzen eingeschlossene organische Peroxid keinen Abbau erfährt, durchzuführen. Darüber hinaus ist es in dem Schritt zum Versiegeln eines Solarzellenelements notwendig, ein Adhäsionsverfahren durchzuführen, das Zeit in Anspruch nimmt und zwei Stufen aufweist, darin eingeschlossen einen Schritt zur Durchführung eines kurzzeitigen Verbindens bzw. Verklebens in einem Laminator in einem Zeitraum von mehreren Minuten bis zu mehreren zehn Minuten und ein Schritt zur Durchführung eines Hauptverbindungsvorgang in einem Ofen bei einer hohen Temperatur, bei welcher das organische Peroxid über einen Zeitraum von mehreren zehn Minuten bis zu einer Stunde abgebaut wird. Aus diesem Grund erfordert die Herstellung eines Solarzellenmoduls Aufwand und Zeit und ist auch ein Faktor, der zum Ansteigen der Produktionskosten beiträgt.
  • In Anbetracht solcher Umstände werden Untersuchungen zu Ersatzmaterialien durchgeführt, welche nicht die Verwendung eines organischen Peroxids, wie weiter oben beschrieben, erfordern, welche die Herstellungseffizienz für Solarzellenmodule signifikant verbessern können und hervorragende Charakteristika als Versiegelungsmaterialien für Solarzellen besitzen. Insbesondere wurde ein Solarzellenelement-Versiegelungsmaterial unter Verwendung eines Ethylen-Ungesättigte-Carbonsäure-Copolymers mit einem ungesättigten Carbonsäuregehalt von 4 Massen-% oder mehr und einem Schmelzpunkt von 85°C oder höher oder eines Ionomers davon vorgeschlagen (siehe zum Beispiel Patentdokument 2).
  • Darüber hinaus ist eine Pressfolie offenbart worden, welche unter Durchführung eines Pressformens unter Verwendung als ein Versiegelungsmaterial, aus welchem ein Solarzellenmodul aufgebaut ist, einer Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung, die ein Ethylen-Methacrylsäure-Copolymer und ein Aminogruppen enthaltendes Trimethoxysilan in einem vorbestimmten Verhältnis enthält, erhalten wird (siehe zum Beispiel die Patentdokumente 3 und 4).
  • Andererseits verwendet eine Solarzelle verschiedene Trägerfolien auf der dem Solarzellenelement gegenüberliegenden Seite, wo Sonnenlicht einfällt, und die Zugabemenge eines Silan-Haftvermittlers in dem Versiegelungsmaterial kann erhöht werden, um die Haftfähigkeit an den Trägerfolien einzustellen.
    Patentdokument 1: WO 2006/095762 A1
    Patentdokument 2: Offengelegte japanische Patentanmeldung (JP-A) Nr. 2000-186114
    Patentdokument 3: JP-A Nr. 2004-31445
    Patentdokument 4: JP-A Nr. 2001-144313
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
  • Wenn nun aber Versuche unternommen werden, die Zugabemenge des Silan-Haftvermittlers zu erhöhen, gibt es das Problem, dass es zu einer Silanol-Kondensation zwischen den Silan-Haftvermittlermolekülen während der Folienherstellung kommt und eine gelartige Substanz in der Folie erzeugt wird, wodurch die Produktivität beeinträchtigt wird. Bei der beschriebenen Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung ist der Leistungsgrad für das Folienformen bei einer Stabilität wie einer solchen unzureichend.
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf solche Umstände bewerkstelligt. Unter solchen Umständen besteht ein Bedarf an einer Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung mit hervorragender Stabilität während der Folienherstellung, und an einer Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung, welche leicht zu formen ist und dies in einer kurzen Zeit im Vergleich mit den herkömmlichen Ethylen-Copolymer-Zusammensetzungen, ohne dass irgendeine Vernetzung durch ein organisches Peroxid oder dergleichen erforderlich wird, und die für die Anwendung für das Versiegeln von Solarzellenelementen geeignet ist.
  • Darüber hinaus besteht ein Bedarf an einer Folie zur Versiegelung eines Solarzellenelements, welche ein hohes Haftvermögen an einem Basis- bzw. Trägermaterial, wie einem Glassubstrat oder einer Trägerfolie, besitzt, und welche leicht und in einer kurzen Zeit im Vergleich mit herkömmlichen Folien geformt werden kann, ohne irgendeine Vernetzung durch ein organisches Peroxid oder dergleichen zu erfordern.
  • Es besteht auch ein Bedarf an einem Solarzellenmodul, welches leicht herzustellen ist, und dies in kurzer Zeit im Vergleich mit den herkömmlichen Solarzellenmodulen, und welche eine verbesserte Haltbarkeit besitzt.
  • MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
  • Die Erfindung wurde auf Basis der Erkenntnis bewerkstelligt, dass eine Konstitution, welche ein Ethylen-basiertes Copolymer und einen spezifischen Silan-Haftvermittler in einem spezifischen Bereich kombiniert, eine stabilere Folienformbarkeit besitzt, während die hervorragende Leistungsfähigkeit der Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung, insbesondere deren Transparenz, Wärmebeständigkeit, Haftfähigkeit, Flexibilität, Formbarkeit, Haltbarkeit und dergleichen, aufrechterhalten werden.
  • Spezifische Mittel für die Erreichung der oben beschriebenen Ziele sind die folgenden. Ein erster Aspekt der Erfindung ist eine Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung, welche ein Zink-Ionomer, das als eine Hauptkomponente ein Copolymer mit einer Konstituenteneinheit, welche von Ethylen abgeleitet ist, und einer Konstituenteneinheit, die von (Meth)acrylsäure abgeleitet ist, und ein Dialkoxysilan mit einer Aminogruppe einschließt. Das Copolymer in dem Zink-Ionomer kann weiter eine Konstituenteneinheit aufweisen, die von einem Monomer abgeleitet ist, bei dem es sich nicht um Ethylen und (Meth)acrylsäure handelt (zum Beispiel ein (Meth)acrylsäureester).
  • Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist eine bevorzugte Ausführungsform eine Ethylen-Copolmyer-Zusammensetzung, in welcher das Dialkoxysilan mindestens eines von 3-Aminopropylalkyldialkoxysilan oder N-2-(Aminoethyl)-3-aminopropylalkyldialkoxysilan ist. Unter diesen ist ein Dialkoxysilan, das einen Alkylrest mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen enthält, bevorzugt.
  • Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist eine bevorzugte Ausführungsform eine Ethylen-Copolmyer-Zusammensetzung, in welcher das Dialkoxysilan in einer Menge im Bereich von 15 Massenteilen oder weniger, bezogen auf 100 Massenteilen des Zink-Ionomers, enthalten ist. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass der Gehaltsanteil des Dialkoxysilans 0,03 Massenteile bis 12 Massenteile, bezogen auf 100 Massenteile des Zink-Ionomers, beträgt.
  • Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist eine bevorzugte Ausführungsform eine Ethylen-Copolmyer-Zusammensetzung, die ferner einen Verwitterungsbeständigkeitsstabilisator enthält, der aus einer Gruppe gewählt ist, die aus einem Ultraviolett-Absorber, einem Photostabilisator oder einem Antioxidans besteht.
  • Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist es bevorzugt, dass das Copolymer in dem Zink-Ionomer weiter eine Konstituenteneinheit aufweist, die von einem (Meth)acrylsäureester abgeleitet ist. Es ist ebenfalls bevorzugt, dass der Gehaltsanteil der Konstituenteneinheit, die von (Meth)acrylsäure abgeleitet ist, 1 Massen-% bis 25 Massen-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Copolymers, beträgt.
  • Es ist bevorzugt, dass der Neutralisationsgrad des Zink-Ionomers 10% bis 60% beträgt.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist eine Folie zum Versiegeln eines Solarzellenelements, welches unter Verwendung der Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung des ersten Aspekts der Erfindung gebildet wird.
  • Ein dritter Aspekt der Erfindung ist ein Solarzellenmodul, das mit der Folie zum Versiegeln eines Solarzellenelements des zweiten Aspekts der Erfindung ausgerüstet ist.
  • WIRKUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß der Erfindung kann eine Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung mit hervorragender Stabilität während der Folienherstellung bereitgestellt werden. Darüber hinaus kann eine Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung, welche leicht zu formen ist und dies in einer kurzen Zeit im Vergleich mit den herkömmlichen Ethylen-Copolymer-Zusammensetzungen, ohne dass irgendeine Vernetzung durch ein organisches Peroxid oder dergleichen erforderlich wird, und die für die Anwendung für das Versiegeln von Solarzellenelementen geeignet ist, bereitgestellt werden.
  • Darüber hinaus kann gemäß der Erfindung eine Folie zur Versiegelung eines Solarzellenelements, welches ein hohes Haftvermögen an einem Basis- bzw. Trägermaterial, wie einem Glassubstrat oder einer Trägerfolie, besitzt und leicht geformt werden kann, und dies in kurzer Zeit im Vergleich mit den herkömmlichen Folien zum Versiegeln eines Solarzellenelements, Ethylen-Copolymer-Zusammensetzungen, ohne dass irgendeine Vernetzung durch ein organisches Peroxid oder dergleichen erforderlich ist, bereitgestellt werden.
  • Gemäß der Erfindung kann auch ein Solarzellenmodul bereitgestellt werden, welches auf einfache Weise und in einer kurzen Zeit im Vergleich mit herkömmlichen Solarzellenmodulen hergestellt werden kann und welches eine verbesserte Haltbarkeit besitzt.
  • BESTER WEG ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Im Folgenden wird die Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung der Erfindung und die Folie zum Versiegeln eines Solarzellenelements und das Solarzellenelement, welche die Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung verwenden, ausführlich beschrieben.
  • Die Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung der Erfindung wird durch Mischen eines Zink-Ionomers (im Folgenden auch als ”Zink-Ionomer gemäß der Erfindung” bezeichnet), welches als eine Hauptkomponente ein Copolymer (im Folgenden auch als ein ”Ethylen-(Meth)Acrylsäure-basiertes Copolymer” bezeichnet), das eine Konstituenteneinheit enthält, die von Ethylen abgeleitet ist, und eine Konstituenteneinheit, die von (Meth)acrylsäure abgeleitet ist, enthält, mit einem Dialkoxysilan mit einer Aminogruppe aufgebaut. Vorzugsweise wird die Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung der Erfindung durch Mischen von 15 Massenteilen oder weniger des Dialkoxysilans mit einer Aminogruppe mit 100 Massenteilen des Zink-Ionomers aufgebaut.
  • Da ein Zink-Ionomer, das ein Ethylen-(Meth)acrylsäure-basiertes Copolymer als eine Hauptkomponente enthält, in der Erfindung verwendet wird, besitzt die Erfindung eine hervorragende Transparenz, Wärmebeständigkeit, Haftvermögen, Flexibilität, Formbarkeit, Haltbarkeit und dergleichen, und es kann eine stabile Folienherstellung erreicht werden, da die Erzeugung einer gelartigen Substanz in dem System, das einen Silan-Haftvermittler enthält, verhindert wird, während diese Eigenschaften in einem hohen Maße beibehalten werden. Darüber hinaus wird ein Vernetzungsprozess unter Verwendung eines organischen Peroxids oder dergleichen überflüssig gemacht, so dass das Formen in einer kurzen Zeit durch ein einfaches Verfahren durchgeführt werden kann im Vergleich mit herkömmlichen Verfahren und gleichzeitig ein geeignetes Produkt für die Anwendung zum Versiegeln von Solarzellenelementen erhalten wird.
  • Der Ausdruck ”das ein Copolymer als eine Hauptkomponente enthält” bedeutet, dass der Anteil, der von dem ”Copolymer, das eine Konstituenteneinheit, die von Ethylen abgeleitet ist, und eine Konstituenteneinheit, die von (Meth)acrylsäure abgeleitet ist, enthält”, besetzt wird, in der Gesamtmasse der Harzkomponente in dem Zink-Ionomer gemäß der Erfindung 80 Massen-% oder mehr beträgt.
  • Ein Vorteil der Verwendung eines solchen Ionomers ist, dass die Transparenz und der elastische Lagermodul bei hoher Temperatur hoch sind. Der Neutralisationsgrad (Neutralisationsgrad der Säuregruppen in dem Ionomer) beträgt zum Beispiel vorzugsweise 80% oder weniger, jedoch ist im Hinblick auf das Haftvermögen und dergleichen ein Neutralisationsgrad, der nicht übermäßig hoch ist, bevorzugt. Insbesondere beträgt der Neutralisationsgrad vorzugsweise 60% oder weniger, und besonders bevorzugt 30% oder weniger. Die Untergrenze des Neutralisationsgrads beträgt vorzugsweise 10% vom Standpunkt des Haftvermögens.
  • Gemäß der Erfindung ist es, wenn ein Zink-Ionomer, das ein Ethylen-(Meth)acrylsäure-basiertes Copolymer als eine Hauptkomponente enthält, verwendet wird, vom Standpunkt der Transparenz der so erhältlichen Copolymerzusammensetzung und dem Haftvermögen an einem Basismaterial, wie Glas oder einer Trägerfolie, bevorzugt, dass der Gehalt (Copolymerisationsanteil) von (Meth)acrylsäure 1 Massen-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmasse des Ethylen-(Meth)acrylsäure-basierten Copolymers, beträgt. Wenn der Gehalt an (Meth)acrylsäure erhöht wird, wird ein Produkt mit überlegener Transparenz erhalten, doch kann es zu Problemen kommen, wie einem herabgesetzten Schmelzpunkt oder erhöhten hygroskopischen Eigenschaften. Somit beträgt der Gehalt an (Meth)acrylsäure (Copolymerisationsanteil) vorzugsweise 25 Massen-% oder weniger, und stärker bevorzugt 20 Massen-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse des Ethylen-(Meth)acrylsäure-basierten Copolymers.
  • Das Zink-Ionomer gemäß der Erfindung enthält ein Zinkion als ein Metallion, und daher besitzt das Zink-Ionomer eine hervorragende Verwitterungsbeständigkeit im Vergleich mit jenen Ionomeren, die andere Metallionen, wie Na, enthalten. Ferner wird, da das Ionomer mit einem spezifischen Silan-Haftvermittler, der durch die Erfindung definiert wird, kombiniert wird, die Erzeugung einer gelartigen Substanz, ein Aufschäumen und dergleichen während des Folienherstellungsverfahrens unterdrückt, und die Stabilität während der Folienherstellung wird verbessert.
  • Der Schmelzpunkt des Zink-Ionomers gemäß der Erfindung liegt vorzugsweise bei 55°C oder höher, stärker bevorzugt bei 60°C oder höher, und besonders bevorzugt bei 70°C oder höher. Wenn der Schmelzpunkt des Zink-Ionomers 55°C oder höher ist, wird die Wärmebeständigkeit verbessert, und wenn die Zusammensetzung in einem Versiegelungs-(Verkapselungs-)Material für Solarzellenelemente verwendet wird, wird die Verformung infolge einer Erhöhung der Temperatur während des Gebrauchs einer Solarzelle unterdrückt. Darüber hinaus fließt das Versiegelungsmaterial nicht mehr als notwendig aus, wenn ein Solarzellenmodul durch ein Heißpressverfahren hergestellt werden soll, und die Erzeugung von Graten wird ebenfalls verhindert.
  • Was das Zink-Ionomer gemäß der Erfindung angeht, beträgt die Schmelzflussrate (MFR, im Folgenden dasselbe) bei 190°C unter einer Last von 2160 g gemäß JIS K7210-1999 vorzugsweise 1 g/10 min bis 100 g/10 min, und besonders bevorzugt 5 g/10 min bis 50 g/10 min im Hinblick auf die Formungsverarbeitbarkeit, mechanische Festigkeit und dergleichen.
  • Das Ethylen-(Meth)Acrylsäure-basierte Copolymer in dem Zink-Ionomer gemäß der Erfindung kann mit einem anderen, von Ethylen und (Meth)Acrylsäure verschiedenen Monomer copolymerisiert werden. Wenn zum Beispiel ein Vinylester, ein (Meth)acrylsäureester oder dergleichen als das andere Monomer copolymerisiert wird, kann eine Wirkung der Verleihung von Flexibilität erzielt werden. Unter diesen ist ein (Meth)acrylsäureester bevorzugt. Der (Meth)acrylsäureester ist vorzugsweise ein Ester von (Meth)acrylsäure mit einer Niederalkylgruppe mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen, und stärker bevorzugt ein Ester von (Meth)acrylsäure mit einem Alkyl mit 4 Kohlenstoffatomen, wie Isobutyl oder n-Butyl. Spezifische Beispiele schließen Esterverbindungen, wie Methylacrylat, Ethylacrylat, Isopropylacrylat, Isobutylacrylat, n-Butylacrylat, Isooctylacrylat, Methylmethacrylat, Isobutylmethacrylat und Dimethylmaleat, ein. Unter diesen sind Niederalkylester (Kohlenstoffzahl 2 bis 5) von Acrylsäure oder Methacrylsäure, wie Methylacrylat, Ethylacrylat, Isopropylacrylat, Isobutylacrylat, n-Butylacrylat, Methylmethacrylat und Isobutylmethacrylat bevorzugt. Außerdem ist n-Butylester oder Isobutylester von Acrylsäure oder Methacrylsäure bevorzugt, und unter anderem ist ein Ester von Acrylsäure mit einem Alkyl mit 4 Kohlenstoffatomen bevorzugt, während Isobutylester besonders bevorzugt ist.
  • Der Copolymerisationsanteil des anderen Monomers kann in geeigneter Weise so gewählt werden, um den Zweck der Erfindung nicht zu beeinträchtigen.
  • Das Ethylen-(Meth)acrylsäure-basierte Copolymer gemäß der Erfindung kann durch Radikal-Copolymerisation unter hoher Temperatur und hohem Druck erhalten werden. Das Zink-Ionomer von Ethylen-(Meth)acrylsäure-basiertem Copolymer kann durch Umsetzen eines Ethylen-(Meth)acrylsäure-basierten Copolymers mit Zinkacetat oder Zinkoxid erhalten werden.
  • Beispiele für das ”Dialkoxysilan mit einer Aminogruppe”, das in die Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung der Erfindung gemischt wird, schließen N-2-(Aminoethyl)-3-aminopropylalkyldialkoxysilane, wie N-2-(Aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilan und N-2-(Aminoethyl)-3-aminopropylmethyldiethoxysilan; 3-Aminopropylalkyldialkoxysilane, wie 3-Aminopropylmethyldimethoxysilan und 3-Aminopropylmethyldiethoxysilan; N-Phenyl-3-aminopropylmethyldimethoxysilan und N-Phenyl-3-aminopropylmethyldiethoxysilan ein.
  • Unter diesen ist N-2-(Aminoethyl)-3-aminopropylalkyldialkoxysilan (stärker bevorzugt mit einem Alkylrest mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen) oder 3-Aminopropylalkyldialkoxysilan (stärker bevorzugt mit einem Alkylrest mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen) bevorzugt, und unter diesen sind besonders N-2-(Aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilan, N-2-(Aminoethyl)-3-aminopropylmethyldiethoxysilan, 3-Aminopropylmethyldimethoxysilan und 3-Aminopropylmethyldiethoxysilan bevorzugt. Insbesondere ist N-2-(Aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilan leicht zu niedrigen Kosten auf dem Markt verfügbar und ist daher bevorzugt.
  • Wenn ein Trialkoxysilan als ein Silan-Haftvermittler in der Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung verwendet wird, ist die Viskositätszunahme groß, die Zusammensetzung wandelt sich wahrscheinlich in eine gelartige Substanz um und das Haftvermögen nimmt relativ rasch während der Lagerung ab. Wenn dagegen ein Dialkoxysilan als ein Silan-Haftvermittler wie in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird die Viskositätszunahme oder Gelierung während des Folienherstellungsverfahrens unterdrückt, und die Zusammensetzung wird stabilisiert und behält ihr Haftvermögen bei. So kann die Adhäsionsprozessierung an ein Basismaterial, wie Glas oder eine Trägerfolie, in einer stabilen Weise erfolgen.
  • Das Dialkoxysilan mit einer Aminogruppe wird in einem Anteil von 15 Massenteilen oder weniger, vorzugsweise von 0,03 Massenteilen bis 12 Massenteilen, und besonders bevorzugt von 0,05 Massenteilen bis 12 Massenteilen, bezogen auf 100 Massenteile des Zink-Ionomers gemäß der Erfindung, vom Standpunkt der Wirkung einer Verbesserung des Haftvermögens an den Basismaterialien (Glas, Trägerfolie und dergleichen), die ein Solarzellenelement dazwischen einschließen, und vom Standpunkt der Stabilität, wie einer Unterdrückung der Erzeugung beispielsweise einer gelartigen Substanz während des Folienformens, gemischt. Der optimale Bereich wird innerhalb des oben beschriebenen Bereichs eingestellt, weil die Umstände für die Erzeugung einer gelartigen Substanz sich mit der Wärme-Vorgeschichte oder dergleichen verändern. Wenn jedoch allgemein die Menge des Dialkoxysilans mit einer Aminogruppe 15 Massenteile übersteigt, ist kein gutes Haftvermögen durch ein herkömmliches Formungsverarbeitungsverfahren erhältlich, und das Folienformen kann infolge der Erzeugung einer gelartigen Substanz nicht in stabiler Weise bewerkstelligt werden.
  • Es ist ebenfalls vom Standpunkt der Verhinderung der Verschlechterung des Versiegelungsmaterials aufgrund von Ultraviolettstrahlung in Sonnenlicht wirksam, mindestens einen Verwitterungsbeständigkeitsstabilisator, wie ein Antioxidans, einen Photostabilisator oder einen Ultraviolett-Absorber, in die Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung der Erfindung einzubringen.
  • Zum Beispiel können verschiedene gehinderte Mittel auf Phenolbasis und Phosphitbasis in geeigneter Weise als Antioxidans verwendet werden. Spezifische Beispiele des gehinerten Antioxidans auf Phenolbasis schließen ein 2,6-Di-t-butyl-p-cresol, ein 2-t-Butyl-4-methoxyphenol, ein 3-t-Butyl-4-methoxyphenol, ein 2,6-Di-t-butyl-4-ethylphenol, ein 2,2'-Methylenbis(4-methyl-6-t-butylphenol), ein 2,2'-Methylenbis(4-ethyl-6-t-butylphenol), ein 4,4'-Methylenbis(2,6-di-t-butylphenol), ein 2,2'-Methylenbis[6-(1-methylcyclohexyl)-p-cresol], einen Bis[3,3-bis(4-hydroxy-3-t-butylphenyl)buttersäure]-glykolester, ein 4,4'-Butylidenbis(6-t-butyl-m-cresol), ein 2,2'-Ethylidenbis(4-sec-butyl-6-t-butylphenol), ein 2,2'-Ethylidenbis(4,6-di-t-butylphenol), ein 1,1,3-Tris(2-methyl-4-hydroxy-5-t-butylphenyl)butan, ein 1,3,5-Tris(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)-2,4,6-trimethylbenzol, ein 2,6-Diphenyl-4-octadecyloxyphenol, ein Tetrakis[methylen-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat]methan, ein n-Octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat, ein 4,4'-Thiobis(6-t-butyl-m-cresol), ein Tocopherol, ein 3,9-Bis[1,1-dimethyl-2-[β-(3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionyloxy]ethyl]-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5,5]undecan, ein 2,4,6-Tris(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzylthio)-1,3,5-triazin und dergleichen ein.
  • Außerdem schließen spezifische Beispiele des Antioxidans auf Phosphitbasis einen 3,5-Di-t-butyl-4-hydroxybenzylphosphanat-dimethylester, ein Ethyl-bis(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzylphosphonat, ein Tris(2,4-di-t-butylphenyl)phosphanat und dergleichen ein.
  • Als Photostabilisator können zum Beispiel Mittel auf Basis von gehindertem Amin zweckmäßigerweise verwendet werden. Beispiele für die Photostabilisatoren auf Basis von gehindertem Amin schließen ein 4-Acetoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin, ein 4-Stearoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin, ein 4-Acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin, ein 4-Benzoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin, ein 4-Cyclohexanoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin, ein 4-(o-Chlorbenzoyloxy)-2,2,6,6-tetramethylpiperidin, ein 4-(Phenoxyacetoxy)-2,2,6,6-tetramethylpiperidin, ein 1,3,8-Triaza-7,7,9,9-tetramethyl-2,4-dioxo-3-n-octylspiro[4,5]decan, ein Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)sebacat, ein Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)terephthalat, ein Bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)sebacat, ein Tris(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)benzol-1,3,5-tricarboxylat, ein Tris(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-2-acetoxypropan-1,2,3-tricarboxylat, ein Tris(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)2-hydroxypropan-1,2,3-tricarboxylat, ein Tris(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)triazin-2,4,6-tricarboxylat, ein Tris(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidin)phosphit, ein Tris(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)butan-1,2,3-tricarboxylat, ein Tetrakis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)propan-1,1,2,3-tetracarboxylat, ein Tetrakis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)butan-1,2,3,4-tetracarboxylat und dergleichen ein.
  • Beispiele für den Ultraviolett-Absorber schließen Mittel auf Benzophenonbasis, wie ein 2-Hydroxy-4-methoxybenzophenon, ein 2,2'-Dihydroxy-4-methoxybenzophenon, ein 2-Hydroxy-4-methoxy-2-carboxybenzophenon und ein 2-Hydroxy-4-n-octoxybenzophenon; Mittel auf Benzotriazolbasis, wie ein 2-(2'-Hydroxy-3',5'-di-tertiäres-butylphenyl)benzotriazol, ein 2-(2'-Hydroxy-5-methylphenyl)benzotriazol und ein 2-(2'-Hydroxy-5-tertiäres Octylphenyl)benzotriazol; und Mittel auf Salicylsäureester-Basis, wie ein Phenylsalicylat, ein p-Octylphenylsalicylat und dergleichen ein.
  • Es ist wirksam, diese Verwitterungsbeständigkeitsstabilisatoren in einem Anteil von 5 Massenteilen oder weniger und insbesondere von 0,1 Massenteilen bis 3 Massenteilen, bezogen auf 100 Massenteile des Zink-Ionomers gemäß der Erfindung, zu mischen.
  • Die Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung der Erfindung kann mit beliebigen anderen Additiven in einem Maße, dass der Zweck der Verwendung oder die Wirkungen der Erfindung nicht beeinträchtigt werden, gemischt werden. Als die anderen Additive können verschiedene bekannte Additive verwendet werden.
  • Beispiele für die anderen Additive schließen ein Pigment, einen Farbstoff, ein Gleitmittel, ein Verfärbung verhinderndes Mittel, ein Antihaftmittel bzw. Antiblockiermittel, ein Schäumungsmittel, ein Schäumungshilfsmittel, ein Vernetzungsmittel, einen Vernetzungshilfsstoff, einen anorganischen Füllstoff und dergleichen ein.
  • Wenn die Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung der Erfindung als ein Solarzellen-Versiegelungs-(Verkapselungs-)material verwendet wird, können zum Beispiel Fettsäuresalze von Metallen, wie Cadmium und Barium, als eine Verfärbung verhinderndes Mittel eingebracht werden.
  • Wenn die Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung als ein Versiegelungsmaterial auf der gegenüberliegenden Seite zu der Seite, wo Sonnenlicht einfallt, verwendet wird, das heißt auf der Seite, wo ein den unteren Teil schützendes Material, wie eine so genannte Trägerfolie, vorgesehen ist, wird Transparenz nicht verlangt, und daher können ein Pigment, ein Farbstoff, ein anorganischer Füllstoff und dergleichen zum Zwecke einer Färbung und einer Steigerung der Energieerzeugungseffizienz eingebracht werden. Zum Beispiel können weiße Pigmente, wie Titanoxid und Calciumcarbonat; blaue Pigmente, wie Ultramarinblau; schwarze Pigmente, wie Russ, sowie Glaskügelchen und ein lichtstreuendes Mittel als Beispiele genommen werden. Besonders wenn die Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung der Erfindung bei einem System angewandt wird, in dem ein anorganisches Pigment, wie Titanoxid, eingebracht ist, ist dies im Hinblick auf die Erzielung einer hervorragenden Wirkung zur Verhinderung einer Verringerung des Isolationswiderstands bevorzugt. Wenn ein Pigment, ein Farbstoff, ein anorganischer Füllmittel und dergleichen eingebracht werden, beträgt eine geeignete Menge für deren Einbringung (besonders eines anorganischen Pigments) vorzugsweise 100 Massenteile oder weniger, stärker bevorzugt 0,5 Massenteile bis 50 Massenteile, und besonders bevorzugt 4 Massenteile bis 50 Massenteile, bezogen auf 100 Massenteile des Zink-Ionomers, welches ein Ethylen-(Meth)acrylsäure-basiertes Copolymer als Hauptkomponente enthält.
  • Die Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung der Erfindung kann zum Beispiel in der Form einer Folie verwendet werden. Das Formen von Folien kann gemäß einem bekannten Verfahren unter Verwendung eines T-Düsen-Extruders, einer Kalandriermaschine, einer Aufblasformungsmaschine oder dergleichen durchgeführt werden. Zum Beispiel wird eine Folie durch vorausgehendes Trockenmischen eines Zink-Ionomers, welches ein Ethylen-(Meth)acrylsäure-basiertes Copolymer als eine Hauptkomponente, ein Dialkoxysilan mit einer Aminogruppe, und, falls notwendig, ein anorganisches Pigment und andere Additive, die nach Bedarf zugegeben werden, enthält, durch Zuführen der Mischung in einen Extruder über dessen Trichter und, falls andere Komponenten einzumischen sind, durch Zugeben eines Masterbatch, anschließendes Erwärmen der Mischung bei zum Beispiel 110°C bis 300°C, Schmelzextrudieren der Mischung zu einer Folienform und damit Laminieren der Folie auf ein Basismaterial durchgeführt werden. Die Dicke der Folie unterliegt keiner besonderen Beschränkung, beträgt aber in der Regel etwa 0,2 mm bis 1,2 mm.
  • Ein Solarzellenmodul kann durch Vorsehen eines Solarzellenelements zwischen zwei Folien aus schützenden Basismaterialien, Vorsehen der Folie zum Versiegeln eines Solarzellenelements der Erfindung, zum Beispiel einer wie oben beschrieben geformten Folie (im Folgenden auch als eine Versiegelungsmaterialfolie bezeichnet), jeweils zwischen jedem aus dem schützenden Basismaterial und dem Solarzellenelement und Fixieren durch Erwärmen und/oder Pressen hergestellt werden. Ein solches Solarzellenmodul schließt verschiedene Typen von Modulen ein. Ein Beispiel kann ein Solarzellenmodul mit einer Laminatstruktur einschließen, in welcher ein Solarzellenelement zwischen Versiegelungsmaterialfolien (Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung der Erfindung) auf beiden Seiten sandwichartig eingebettet ist, wie in der Struktur aus dem oberen transparenten Schutzmaterial auf der Seite, wo Sonnenlicht einfällt/Versiegelungsmaterialfolie/Solarzellenelement/Versiegelungsmaterialfolie/unteres Schutzmaterial. In einem Solarzellenmodul mit einer derartigen Konstitution ist es bevorzugt, eine Folien zum Versiegeln eines Solarzellenelements der Erfindung zu verwenden, welches kein anorganisches Pigment als Versiegelungsmaterial auf der Seite, wo ein oberes transparentes Schutzmaterial vorgesehen ist, zu verwenden und eine Folie zum Versiegeln eines Solarzellenelements der Erfindung, welches ein anorganisches Pigment als Versiegelungsmaterial auf der Seite, wo ein unteres Schutzmaterial vorgesehen ist, enthält, zu verwenden.
  • Beispiele für ein Solarzellenmodul eines anderen Typs schließen ein Modul mit einer Konstitution, in welcher ein Solarzellenelement, das auf der Oberfläche eines Substrats, wie Glas, gebildet wird, zwischen Versiegelungsmaterialien auf beiden Seiten des auf dem Substrat gebildeten Solarzellenelements angeordnet ist, wie im Fall aus einem oberen transparenten Schutzmaterial auf der Seite, wo Sonnenlicht einfällt/Versiegelungsmaterialfolie/Substrat mit dem darauf gebildeten Solarzellenelement/Versiegelungsmaterialfolie/unteres Schutzmaterial; und ein Modul mit einer Konstitution ein, in welcher ein Solarzellenelement, das auf der inneren peripheren Oberfläche eines oberen transparenten Schutzmaterials gebildet ist, zum Beispiel ein amorphes Solarzellenelement, das auf Glas oder einer Folie auf Fluorharzbasis durch Sputtern oder dergleichen hergestellt wird; und eine Versiegelungsmaterialfolie und ein unteres Schutzmaterial auf dem Solarzellenelement gebildet sind.
  • Die Versiegelungsmaterialfolie, die aus der Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung der Erfindung gebildet ist, besitzt eine hervorragende Feuchtigkeitsbeständigkeit. Da allgemein eine Solarzelle vom Dünnfilmtyp eine Elektrode verwendet, die durch Abscheiden eines Metallfilms auf einem Substrat gebildet wird, neigt die Solarzelle dazu, störungsanfällig insbesondere gegenüber Feuchtigkeit zu sein. Aus diesem Grund ist eine bevorzugte Ausführungsform die Verwendung der Versiegelungsmaterialfolie der Erfindung in einer Solarzelle vom Dünnfilmtyp. Insbesondere ist es eine bevorzugte Ausführungsform, die Versiegelungsmaterialfolie auf ein Solarzellenmodul vom Dünnfilmtyp mit einer Konstitution, in welcher eine Versiegelungsmaterialfolie und ein unteres Schutzmaterial auf einem Solarzellenelement gebildet sind, das auf der inneren peripheren Oberfläche eines oberen transparenten Schutzmaterials gebildet ist, aufzubringen.
  • Beispiele für das Solarzellenelement schließen verschiedene Solarzellenelemente ein, zum Beispiel Elemente auf Siliciumbasis, wie Einkristallsilicium, polykristallines Silicium und amorphes Silicium; und auf Verbindungen von Elementen der Gruppe-III–V oder der Gruppe II–VI basierende Halbleiter, wie Gallium-Arsen, Kupfer-Indium-Selen, Cadmium-Tellur und dergleichen. Die Folie für das Versiegeln eines Solarzellenelements (Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung) der Erfindung ist besonders nützlich beim Versiegeln von amorphen Solarzellenelementen, zum Beispiel von amorphem Silicium, und zwar vom Standpunkt der Beständigkeit der Adhäsion mit den zwei Folien aus schützenden Basismaterialien (oberes transparentes Schutzmaterial und unteres Schutzmaterial, wie oben beschrieben).
  • Beispiele für das obere Schutzmaterial, welches das Solarzellenmodul bildet, schließen Glas, ein Acrylharz, Polycarbonat, Polyester und ein fluorhaltiges Harz von dem Standpunkt ein, dass das obere Schutzmaterial die Einfallsoberfläche ist, durch welche Sonnenlicht eintritt. Beispiele für das untere Schutzmaterial schließen ein- oder mehrschichtige Folien von Metallen oder verschiedenen Filmen aus thermoplastischem ein, und Beispiele schließen einschichtige oder mehrschichtige Folien aus einem anorganischen Material, wie Metallen, wie Zinn, Aluminium und rostfreiem Stahl, Glas und dergleichen, Polyester, anorganisch abgeschiedenem Polyester, ein fluorhaltiges Harz und Polyolefin ein.
  • Die Folie zum Versiegeln eines Solarzellenelements der Erfindung zeigt ein gutes Haftvermögen an diesem oberen Schutzmaterial und/oder unteren Schutzmaterial.
  • Die Herstellung eines Solarzellenmoduls kann durch Erwärmen der Folie zum Versiegeln eines Solarzellenelements der Erfindung bei einer Temperatur, bei welcher die Folie schmilzt, über den jeweils benötigten Zeitraum und Anhaftenlassen der Versiegelungsmaterialfolie an dem Solarzellenelement oder dem Schutzmaterial durch enges Verbinden von diesen durchgeführt werden.
  • BEISPIELE
  • Im Folgenden wird die Erfindung noch spezifischer auf Basis von Beispielen beschrieben, jedoch soll die Erfindung nicht auf die nachfolgenden Beispiele beschränkt sein, solange das Wesentliche der Erfindung beibehalten wird. Wenn nicht speziell anders angegeben, ist die Einheit ”Teil” auf die Masse bezogen.
  • – 1. Rohmaterialien –
  • Die folgenden Materialien wurden zur Durchführung der nachstehend beschriebenen Beispiele und Vergleichsbeispiele hergestellt. Der Ausdruck ”Methacrylsäuregehalt” bedeutet den Copolymerisationsanteil der sich wiederholenden Konstituenteneinheit, die von Methacrylsäure abgeleitet ist, und der Ausdruck ”Isobutylacrylatgehalt” bedeutet den Copolymerisationsanteil der sich wiederholenden Konstituenteneinheit, die von Isobutylacrylat abgeleitet ist. Die MFR ist der Schmelzflussratenwert, gemessen gemäß JIS K7210-1999 bei 190°C unter einer Last von 2160 g.
    • (1) Harz: • Harz (a): Zn-Ionomer eines Ethylen-Methacrylsäure-Copolymers (Methacrylsäuregehalt: 15 Massen-%, MFR: 5 g/10 min, Neutralisationsgrad: 23%) • Harz (b): Zn-Ionomer eines Ethylen-Methacrylsäure-Copolymers (Methacrylsäuregehalt: 8,5 Massen-%, MFR: 5,5 g/10 min, Neutralisationsgrad: 18%) • Harz (c): Ethylen-Methacrylsäure-Copolymer (Methacrylsäuregehalt: 15 Massen-%, MFR: 25 g/10 min) • Harz (d): Ethylen-Methacrylsäure-Copolymer (Methacrylsäuregehalt: 20 Massen-%, MFR: 60 g/10 min) • Harz (e): Na-Ionomer eines Ethylen-Methacrylsäure-Copolymers (Methacrylsäuregehalt: 15 Massen-%, MFR: 2,8 g/10 min, Neutralisationsgrad: 30%) • Harz (f): Zn-Ionomer eines Ethylen-Isobutylacrylat-Methacrylsäure-Copolymers (Isobutylacrylatgehalt: 10 Massen-%, Methacrylsäuregehalt: 10 Massen-%, MFR: 9 g/10 min, Neutralisationsgrad: 35%)
    • (2) Silan-Haftvermittler: • Silan-Haftvermittler (a): N-2-(Aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilan • Silan-Haftvermittler (b): N-2-(Aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilan • Silan-Haftvermittler (c): 3-Aminopropyltriethoxysilan • Silan-Haftvermittler (d): 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan • Silan-Haftvermittler (e): 3-Glycidoxypropylmethyldiethoxysilan
    • (3) Antioxidans: Pentaerythritoltetrakis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat](IRGANOX 1010, hergestellt von Ciba Specialty Chemicals, Inc.)
    • (4) Ultraviolett-Absorber: 2-Hydroxy-4-n-octoxybenzophenon (CHIMASSORB 81, hergestellt von Ciba Specialty Chemicals, Inc.)
    • (5) Photostabilisator: Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)sebacat (TINUVIN 770DF, hergestellt von Ciba Specialty Chemicals, Inc.)
  • – 2. Basismaterial –
  • Es wurden die folgenden zwei Arten von Basismaterialien hergestellt.
    • (1) Floatglas: Dicke 3 mm, Größe 7,5 cm × 12 cm
    • (2) Trägerfolie: Laminatbasismaterial aus PVF(Polyvinylfluorid 38 μm dick)/PET (Polyethylenterephthalat 75 μm dick)/PVF(Polyvinylfluorid 38 μm dick)
    [PTD75 (Fluorharz-Basismaterial), hergestellt von MA Packaging Co., Ltd.; PVF; TEDLAR (eingetragenes Warenzeichen), hergestellt von Du Pont Company]
  • (Beispiel 1)
  • 70 g des Harzes (a) und 0,7 g des Silan-Haftvermittlers (a) wurden jeweils gewogen und in einer LABO PLASTOMILL-KNETMASCHINE (hergestellt von Toyo Seiki Seisakusho, Ltd., Doppelschnecke) bei 150°C und einer Rotationsgeschwindigkeit von 30 U/min 15 Minuten lang gemischt. Die Veränderung des Drehmoments [N·m] wurde überwacht. Der Zustand der Mischung wurde ebenfalls begutachtet. Während dieses Vorgangs wurde der Silan-Haftvermittler zugegeben, nachdem das Harzdrehmoment nach der Harzeinspeisung stabilisiert worden war.
  • Die Veränderung des Drehmoments, ΔN (%), wurde durch die folgende Formel aus dem Maximalwert (Nmax) und dem Minimalwert (Nmin) des Drehmoments ermittelt. Die Resultate sind in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt. ΔN [%] = (Nmax/Nmin) × 100 Formel
  • Als Nächstes wurde die so erhaltene Mischung durch ein Heißpressverfahren (150°C) zu einer Folie von 0,5 mm Dicke heißgepresst, und diese Folie (Versiegelungsfolie) wurde auf Floatglas durch einen Laminator unter den weiter unten gezeigten Bedingungen laminiert. Das so erhaltene laminierte Produkt wurde zu einer Probe mit einer Breite von 10 mm geschnitten. Die Haftfestigkeit [N/10 mm] zwischen dem Floatglas und der Versiegelungsfolie wurde mit Hilfe eines Zugtesters bei einer Zuggeschwindigkeit von 50 mm/min gemessen. Die Messergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt. Ein akzeptabler Bereich für die Haftfestigkeit zwischen dem Floatglas und der Versiegelungsfolie beläuft sich auf 20 N/10 mm oder höher.
  • <Klebe- bzw. Pating-Bedingungen>
    • • Klebebedingungen: Kleben bei 150°C × 10 min [Nach einem Pressen während 1,5 Minuten bei einem Anfangsdruck von 1 MPa, Pressen während 3,5 Minuten unter Druck bei 10 MPa und Kühlen während 5 Minuten bei 23°C]
    • • Klebevorrichtung (Laminator): LM-50x50S, hergestellt von NPC Corp.
    • • Probenzusammensetzung: Floatglas/Versiegelungsfolie
  • (Beispiel 2)
  • Ein laminiertes Produkt wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass das in Beispiel 1 verwendete Harz (a) zu Harz (b) abgeändert wurde, und es wurden ebenfalls Messungen durchgeführt. Die Messergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt.
  • (Vergleichsbeispiel 1)
  • Ein laminiertes Produkt wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass der in Beispiel 1 verwendete Silan-Haftvermittler (a) zu Silan-Haftvermittler (b) abgeändert wurde, und es wurden ebenfalls Messungen durchgeführt. Die Messergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt.
  • (Vergleichsbeispiel 2)
  • Ein laminiertes Produkt wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass der in Beispiel 1 verwendete Silan-Haftvermittler (a) zu Silan-Haftvermittler (c) abgeändert wurde, und es wurden ebenfalls Messungen durchgeführt. Die Messergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt.
  • (Vergleichsbeispiel 3)
  • Ein laminiertes Produkt wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass der in Beispiel 1 verwendete Silan-Haftvermittler (a) zu Silan-Haftvermittler (d) abgeändert wurde, und es wurden ebenfalls Messungen durchgeführt. Die Messergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt.
  • (Vergleichsbeispiel 4)
  • Ein laminiertes Produkt wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass der in Beispiel 1 verwendete Silan-Haftvermittler (a) zu Silan-Haftvermittler (e) abgeändert wurde, und es wurden ebenfalls Messungen durchgeführt. Die Messergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt.
  • (Vergleichsbeispiel 5)
  • Ein laminiertes Produkt wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass das in Beispiel 1 verwendete Harz (a) zu Harz (b) abgeändert wurde und der Silan-Haftvermittler (a) zu Silan-Haftvermittler (c) abgeändert wurde, und es wurden ebenfalls Messungen durchgeführt. Die Messergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt.
  • (Vergleichsbeispiel 6)
  • Ein laminiertes Produkt wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass das in Beispiel 1 verwendete Harz (a) zu Harz (c) abgeändert wurde und der Silan-Haftvermittler (a) zu Silan-Haftvermittler (c) abgeändert wurde, und es wurden ebenfalls Messungen durchgeführt. Die Messergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt.
  • (Vergleichsbeispiel 7)
  • Ein laminiertes Produkt wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass das in Beispiel 1 verwendete Harz (a) zu Harz (c) abgeändert wurde, und es wurden ebenfalls Messungen durchgeführt. Die Messergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt.
  • (Vergleichsbeispiel 8)
  • Ein laminiertes Produkt wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass das in Beispiel 1 verwendete Harz (a) zu Harz (d) abgeändert wurde und der Silan-Haftvermittler (a) zu Silan-Haftvermittler (c) abgeändert wurde, und es wurden ebenfalls Messungen durchgeführt. Die Messergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt.
  • (Vergleichsbeispiel 9)
  • Ein laminiertes Produkt wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass das in Beispiel 1 verwendete Harz (a) zu Harz (d) abgeändert wurde, und es wurden ebenfalls Messungen durchgeführt. Die Messergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt.
  • (Vergleichsbeispiel 10)
  • Ein laminiertes Produkt wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass das in Beispiel 1 verwendete Harz (a) zu Harz (e) abgeändert wurde und der Silan-Haftvermittler (a) zu Silan-Haftvermittler (c) abgeändert wurde, und es wurden ebenfalls Messungen durchgeführt. Die Messergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt.
  • (Vergleichsbeispiel 11)
  • Ein laminiertes Produkt wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass das in Beispiel 1 verwendete Harz (a) zu Harz (e) abgeändert wurde, und es wurden ebenfalls Messungen durchgeführt. Die Messergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt.
  • (Beispiel 3)
  • Ein laminiertes Produkt wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass die Menge des in Beispiel 1 zugegebenen Silan-Haftvermittlers (a) von 1 Gewichtsteil auf 43 Gewichtsteile abgeändert wurde, und es wurden ebenfalls Messungen durchgeführt. Die Messergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt.
  • (Beispiel 4)
  • 100 kg des Harzes (a) und 12 kg des Silan-Haftvermittlers (a) wurden jeweils gewogen und gemischt, und die Mischung wurde zu imprägnierten Pellets verarbeitet. Die so erhaltenen imprägnierten Pellets wurden bei 150°C unter Verwendung eines Doppelschneckenextruders (LID = 33, Schneckendurchmesser 44 mm) geknetet, und auf diese Weise wurde eine Pelletverbindung erhalten. Während dieses Prozesses wurde der Zustand der Verbindung stabilisiert, und die Erzeugung einer besonders auffälligen gelartigen Substanz war nicht festzustellen selbst in der Form von Strängen. Anschließend wurde die Verbindung zu Pellets verarbeitet, und die so erhaltenen Pellets wurden bei 150°C 5 Minuten lang gepresst (1,5 Minuten bei einem Anfangsdruck von 1 MPa + 3,5 Minuten unter Druck bei 10 MPa), und auf diese Weise wurde eine Pressfolie mit einer Dicke von 0,5 mm hergestellt. Diese Pressfolie wurde verwendet und auf Floatglas mit Hilfe eines Laminators laminiert (LM-50x50S, hergestellt von der NPC Corp.). Das so erhaltene laminierte Produkt wurde zu einer Probe mit einer Breite von 10 mm geschnitten, und es wurde die Haftfestigkeit [N/10 mm] zwischen dem Floatglas und der Versiegelungsfolie mit Hilfe eines Zugtesters bei einer Zuggeschwindigkeit von 50 mm/min gemessen. Als ein Ergebnis zeigte die Probe eine Haftfestigkeit von 60 N/10 mm oder höher (Folienabriss).
  • (Beispiel 5)
  • 5000 g des Harzes (a), 10 g des Silan-Haftvermittlers (a), 1 g des Antioxidans, 10 g des Ultraviolett-Absorbers und 3,5 g des Photostabilisators wurden jeweils gewogen und gemischt, und die Mischung wurde zu imprägnierten Pellets verarbeitet. Die so erhaltenen imprägnierten Pellets wurden bei 180°C mit Hilfe eines Extruders (L/D = 26, Vollgangschnecke, Kompressionsverhältnis 2,6) geknetet, und auf diese Weise wurde eine gleichmäßige Folie (Versiegelungsfolie) mit einer Dicke von 0,4 mm erhalten. Die so erhaltene Versiegelungsfolie wurde auf Floatglas und eine Trägerfolie unter Verwendung eines Laminators unter den nachfolgenden Bedingungen laminiert, und auf diese Weise wurde ein laminiertes Produkt erhalten. Dieses laminierte Produkt wurde zu einer Probe mit einer Breite von 10 mm geschnitten, und die Haftfestigkeiten [N/10 mm] zwischen der Trägerfolie und der Versiegelungsfolie und zwischen dem Floatglas und der Versiegelungsfolie wurden mit einem Zugtester bei einer Zuggeschwindigkeit von 50 mm/min gemessen. Akzeptable Bereiche für die Haftfestigkeit zwischen der Trägerfolie und der Versiegelungsfolie und akzeptable Bereiche für die Haftfestigkeit zwischen dem Floatglas und der Versiegelungsfolie sind 5 N/10 mm oder höher bzw. 20 N/10 mm oder höher. Die Messergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 2 aufgeführt.
  • <Klebebedingungen>
    • • Klebebedingungen: Kleben bei 150°C × 10 min [nach einem Pressen während 1,5 Minuten bei einem Anfangsdruck von 1 MPa, Pressen während 3,5 Minuten unter Druck bei 10 MPa und Kühlen während 5 Minuten bei 23°C].
    • • Klebevorrichtung (Laminator): LM-50x50S, hergestellt von der NPC Corp.
    • • Probenzusammensetzung: Floatglas/Versiegelungsfolie/Trägerfolie
  • Die auf diese Weise erhaltene Probe wurde zur Messung des anfänglichen Gelbindexes, YI, mit Hilfe eines Farbcomputers SM-T (hergestellt von Suga Test Instruments Co., Ltd.) verwendet. Anschließend wurde die Probe einer Alterung unter den folgenden Umweltbedingungen gemäß den Evaluierungskriterien unter Verwendung eines Ci-4000 (hergestellt von Atlas Material Testing Technology LLC) unterworfen, und danach wurde der YI erneut in der gleichen Weise wie oben beschrieben gemessen. Der Vergilbungsgrad wurde durch Vergleichen des YI-Wertes mit dem anfänglichen YI-Wert verglichen, und auf diese Weise wurde die Haltbarkeit evaluiert. Eine kleinere Veränderung in den YI-Werten, die vor und nach dem Alter gemessen wurde, bedeutet eine ausgezeichnete Haltbarkeit. Die Ergebnisse der Messung und der Evaluierung sind in der nachstehenden Tabelle 2 aufgeführt.
  • <Evaluierungskriterien und Umweltbedingungen>
    • • Wärmebeständigkeit: 85°C × 1000 Stunden
    • • Feuchtigkeitsbeständigkeit: 85°C × 90% RH × 1000 Stunden
    • • Verwitterungsbeständigkeit: 83°C × 180 W/m2 × 50% RH × 2000 Stunden
  • (Beispiel 6)
  • 4915 g des Harzes (a), 85 g der in Beispiel 4 erhaltenen imprägnierten Pellets, 1 g von dem Antioxidans, 10 g von dem Ultraviolett-Absorber und 3,5 g von dem Photostabilisator wurden jeweils gewogen und gemischt. Diese Mischung wurde bei 180°C unter Verwendung eines Extruders (L/D = 26, Vollgangschnecke, Kompressionsverhältnis 2,6) geknetet und auf diese Weise wurde eine gleichmäßige Folie mit einer Dicke von 0,4 mm erhalten. Die so erhaltene Folie wurde zur Herstellung einer Probe in der gleichen Weise wie in Beispiel 5 verwendet, und gleichzeitig wurde eine Messung der Haftfestigkeit und eine Evaluierung der Haltbarkeit durchgeführt. Die Ergebnisse der Messung und der Evaluierung sind in der nachstehenden Tabelle 2 aufgeführt.
  • (Beispiel 7)
  • Eine Probe wurde in derselben Weise wie in Beispiel 5 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das in Beispiel 5 verwendete Harz (a) zu Harz (b) abgeändert wurde, und es wurde ebenfalls eine Messung der Haftfestigkeit und eine Evaluierung der Haltbarkeit durchgeführt. Die Ergebnisse der Messung und Evaluierung sind in der nachstehenden Tabelle 2 aufgeführt.
  • (Beispiel 8)
  • Eine Probe wurde in derselben Weise wie in Beispiel 5 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das in Beispiel 5 verwendete Harz (a) zu Harz (f) abgeändert wurde und die Menge des Silan-Haftvermittlers (a) von 10 g auf 20 g abgeändert wurde, und es wurde ebenfalls eine Messung der Haftfestigkeit und eine Evaluierung der Haltbarkeit durchgeführt. Die Ergebnisse der Messung und Evaluierung sind in der nachstehenden Tabelle 2 aufgeführt.
  • (Vergleichsbeispiel 12)
  • Eine Probe wurde in derselben Weise wie in Beispiel 5 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das in Beispiel 5 verwendete Harz (a) zu Harz (c) abgeändert wurde, und es wurde ebenfalls eine Messung der Haftfestigkeit und eine Evaluierung der Haltbarkeit durchgeführt. Die Ergebnisse der Messung und Evaluierung sind in der nachstehenden Tabelle 2 aufgeführt. [Tabelle 1]
    Harz Silan-Haftvermittler Drehmomentänderung ΔN und Begutachtung Haftfestigkeit an Glas [N/10 mm]
    Typ Zugabemenge (*1)
    Beispiel 1 Harz (a) Silan-Haftvermittler (a) 1 Teil 100% 74/Folienabriss
    Beispiel 2 Harz (b) Silan-Haftvermittler (a) 1 Teil 103% 61/Folienabriss
    Vergleichsbeispiel 1 Harz (a) Silan-Haftvermittler (b) 1 Teil 168%, Geliert Keine Folienbildung
    Vergleichsbeispiel 2 Harz (a) Silan-Haftvermittler (c) 1 Teil 192%, Geliert Keine Folienbildung
    Vergleichsbeispiel 3 Harz (a) Silan-Haftvermittler (d) 1 Teil 186%, Geliert Keine Folienbildung
    Vergleichsbeispiel 4 Harz (a) Silan-Haftvermittler (e) 1 Teil 236%, Geliert Keine Folienbildung
    Vergleichsbeispiel 5 Harz (b) Silan-Haftvermittler (c) 1 Teil 255%, Geliert Keine Folienbildung
    Vergleichsbeispiel 6 Harz (c) Silan-Haftvermittler (c) 1 Teil 239%, Geliert Keine Folienbildung
    Vergleichsbeispiel 7 Harz (c) Silan-Haftvermittler (a) 1 Teil 144% 70/Folienabriss
    Vergleichsbeispiel 8 Harz (d) Silan-Haftvermittler (c) 1 Teil 232%, Geliert Keine Folienbildung
    Vergleichsbeispiel 9 Harz (d) Silan-Haftvermittler (a) 1 Teil 169% 89/Folienabriss
    Vergleichsbeispiel 10 Harz (e) Silan-Haftvermittler (c) 1 Teil 220%, Geliert Keine Folienbildung
    Vergleichsbeispiel 11 Harz (e) Silan-Haftvermittler (a) 1 Teil 133%, Geliert Keine Folienbildung
    Beispiel 3 Harz (a) Silan-Haftvermittler (a) 43 Teile 114% 55/Folienabriss
    *1: Zugabemenge auf Basis von 100 Teilen des Harzes
  • Figure 00210001
  • Wie in der Tabelle 1 gezeigt, wurde in den Beispielen ein gelierter Zustand in der Harzzusammensetzung für die Folienformung nicht festgestellt, und die Herstellung der Folie und die Herstellung des Solarzellenmoduls konnten in einer stabilen Weise durchgeführt werden, während sich hohe Werte für die Haftfestigkeit an Glas zeigten. Darüber hinaus wiesen, wie in der Tabelle 2 gezeigt, die Beispiele ein hohes Haftvermögen an der Trägerfolie, geringe Veränderungen bezüglich des YI, welcher den Vergilbungsgrad zeigt, und eine gute Beständigkeit gegenüber Wärme, Feuchtigkeit und Licht auf.
  • Demgegenüber war in den Vergleichsbeispielen eine starke Erhöhung der Viskosität während des Knetens zu sehen, und es war optisch ein gelierter Zustand zu erkennen. Wenn die Harzzusammensetzungen an Glas adhäriert wurden, war die Haftfestigkeit ebenfalls verschlechtert. Darüber hinaus konnten in den Vergleichsbeispielen die Harzzusammensetzungen nicht zu Folien ausgebildet werden, da die Harzzusammensetzungen während der Knetverarbeitung gelierten.
  • Die oben stehenden Beispiele wurden auf Basis der Beispiele der Verwendung von N-2-(Aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilan als Dialkoxysilan mit einer Aminogruppe erläutert, jedoch ist die Erfindung nicht auf diese beschränkt. Ferner können in den Fällen einer Verwendung von anderen N-2-(Aminoethyl)-3-aminopropylalkyldialkoxysilanen die gleichen Wirkungen wie in den Beispielen ebenfalls erzielt werden. Darüber hinaus können, wenn das zuvor beschriebene andere ”Dialkoxysilan mit einer Aminogruppe”, bei dem es sich nicht um das N-2-(Aminoethyl)-3-aminopropylalkyldialkoxysilan handelt, in Kombination mit einem Ethylen-(Meth)acrylsäure-Copolymer verwendet wird, die gleichen Wirkungen wie in den Beispielen erzielt werden.
  • Die gesamte Offenbarung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2008-161494 ist durch den Bezug hierin in diese Patentbeschreibung mit eingeschlossen.
  • Alle Dokumente, Patentanmeldungen und technischen Spezifikationen, die in dieser Patentbeschreibung angeführt werden, sind hierin durch den Bezug in dieser Patentbeschreibung in demselben Maße eingeschlossen, als wenn für jede(n) einzelne Veröffentlichung, Patentanmeldung und technischen Standard angegeben worden wäre, dass diese spezifisch und einzeln durch den Bezug darauf eingeschlossen sind.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Es wird eine Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung, die ein Zink-Ionomer einschließt, welches als eine Hauptkomponente ein Copolymer mit einer Konstituenteneinheit, welche von Ethylen abgeleitet ist, und eine Konstituenteneinheit, welche von (Meth)acrylsäure abgeleitet ist, und ein Dialkoxysilan mit einer Aminogruppe enthält, bereitgestellt. Dies macht es möglich, die Stabilität während der Folienherstellung zu erhöhen. Es ist bevorzugt, dass der Gehaltsanteil von dem Dialkoxysilan 15 Massenteile oder weniger, basierend auf 100 Massenteile des Zink-Ionomers, beträgt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
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    • JP 2004-31445 A [0007]
    • JP 2001-144313 A [0007]
    • JP 2008-161494 [0087]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • JIS K7210-1999 [0032]
    • JIS K7210-1999 [0059]

Claims (11)

  1. Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung, umfassend ein Zink-Ionomer, welches als eine Hauptkomponente ein Copolymer mit einer Konstituenteneinheit, welche von Ethylen abgeleitet ist, und einer Konstituenteneinheit, welche von (Meth)acrylsäure abgeleitet ist, und ein Dialkoxysilan mit einer Aminogruppe enthält.
  2. Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei das Dialkoxysilan mindestens eines von 3-Aminopropylalkyldialkoxysilan oder N-2-(Aminoethyl)-3-aminopropylalkyldialkoxysilan ist.
  3. Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei der Gehaltsanteil von dem Dialkoxysilan 15 Massenteile oder weniger, basierend auf 100 Massenteilen des Zink-Ionomers, beträgt.
  4. Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, weiterhin umfassend einen Verwitterungsbeständigkeitsstabilisator, der aus der Gruppe gewählt ist, die aus einem Ultraviolett-Absorber, einem Photostabilisator oder einem Antioxidans besteht.
  5. Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei das Copolymer ferner eine Konstituenteneinheit aufweist, die von (Meth)acrylsäureester abgeleitet ist.
  6. Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei ein Neutralisationsgrad von dem Zinkionomer von 10% bis 60% beträgt.
  7. Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei der Gehaltsanteil der von (Meth)acrylsäure abgeleiteten Konstituenteneinheit von 1 Massen-% bis 25 Massen-%, basierend auf der Gesamtmasse des Copolymers, beträgt.
  8. Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei der Alkylrest des Dialkoxysilans 1 bis 3 Kohlenstoffatome aufweist.
  9. Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei der Gehaltsanteil von dem Dialkoxysilan von 0,03 Massenteile bis 12 Massenteile, basierend auf 100 Massenteilen des Zink-Ionomers, beträgt.
  10. Folie zur Versiegelung eines Solarzellenelementes, welches unter Verwendung der Ethylen-Copolymer-Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 gebildet wurde.
  11. Solarzellenmodul, umfassend die Folie zur Versiegelung eines Solarzellelementes gemäß Anspruch 10.
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