JP2011222714A - 太陽電池モジュール用ガスケット部材およびそれを用いた太陽電池モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】
太陽電池モジュールの耐水性、耐熱性、生産性の向上を可能とする太陽電池モジュール用ガスケット部材、および当該太陽電池モジュール用ガスケット部材を用いた生産性の高い太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】
エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合ゴムを前記共重合ゴム成分100gあたり0.005〜0.1molの有機過酸化物により架橋した共重合ゴムを用いて、太陽電池モジュール用ガスケット部材を作成し太陽電池モジュールを製造する。
【選択図】 なし
太陽電池モジュールの耐水性、耐熱性、生産性の向上を可能とする太陽電池モジュール用ガスケット部材、および当該太陽電池モジュール用ガスケット部材を用いた生産性の高い太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】
エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合ゴムを前記共重合ゴム成分100gあたり0.005〜0.1molの有機過酸化物により架橋した共重合ゴムを用いて、太陽電池モジュール用ガスケット部材を作成し太陽電池モジュールを製造する。
【選択図】 なし
Description
本発明は、太陽電池モジュールに用いられるガスケット部材、および当該ガスケット部材を用いた太陽電池モジュールに関するものである。
従来より太陽電池モジュールは太陽電池パネルと外枠の間にガスケット部材を嵌合させ、シーリング不良を防止することが多い。ガスケット部材の素材としては主に塩ビ樹脂を中心とするプラスチック素材が用いられてきた。しかし、塩ビ樹脂は硬いためクリアランス精度が重要であり、寸法が僅かにでもずれると、割れが発生したり、嵌合不良になったりする。嵌合不良は太陽電池モジュール内部に浸水する要因となり、太陽電池モジュールの寿命に大きな影響を与えることになる。また、プラスチック素材をガスケット部材として用いると、取り付け時の割れに注意しながら作業することとなり太陽電池モジュールの生産性が低くなるという欠点があった。さらに、塩ビ樹脂をガスケット部材の素材として用いた場合には、太陽電池モジュールのコーナー部までガスケット部材で被覆することは困難であり、コーナー部は別途ブチル材料やシリコーン材料を用いて封止せざるを得なかった。このことはコストアップにつながるだけでなく、太陽電池モジュール内部への水分の浸入の原因となり、太陽電池モジュールの耐久性の面からも問題があった。
このため、現在ガスケット部材の開発が盛んに行なわれている。例えば、特開2000−114570号には、硬質プラスチックと軟質プラスチックを複合成形してシーリング不良を防止する太陽電池モジュール用ガスケット部材が紹介されている。また、特開2001−7372号には熱硬化性ゴムや熱可塑性エラストマーを用いた四辺一体型の太陽電池モジュール用ガスケット部材が紹介されている。しかし、生産性と太陽電池モジュールの耐久性を両立させることのできる太陽電池モジュール用ガスケット部材を提供することはできていない。
本発明は上記問題に鑑み、太陽電池モジュールの耐久性を飛躍的に向上させることができ、取り扱いも容易な太陽電池モジュール用ガスケット部材、及びそれを用いた太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
特開2000‐114570号
特開2001‐7372号
本発明は、
(1)エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合ゴムを原料ゴム成分とした太陽電池モジュール用ガスケット部材において、
前記エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合ゴムが有機過酸化物によって架橋されていること、
前記有機過酸化物の添加量が前記エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合ゴム100gあたり0.005〜0.1molであること、
を特徴とする太陽電池モジュール用ガスケット部材、
(2)25℃におけるショアA硬度の値が30〜80である、
(1)に記載の太陽電池モジュール用ガスケット部材、
(3)−25℃におけるショアA硬度の値(H−25℃)と25℃におけるショアA硬度の値(H25℃)とが下記(式1)を満たすこと、
を特徴とする(1)〜(2)に記載の太陽電池モジュール用ガスケット部材
1.0≦H−25℃/H25℃≦3.0 (式1)
(4)150℃にて72時間熱処理した後の破断伸び(EBa)と処理前の破断伸び(EBb)が下記(式2)を満たすこと、
を特徴とする(1)〜(3)記載の太陽電池モジュール用ガスケット部材
0≦(EBb―EBa)/EBb≦0.3 (式2)
(5)(1)〜(4)に記載の太陽電池モジュール用ガスケット部材を用いた太陽電池モジュール、
である。
(1)エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合ゴムを原料ゴム成分とした太陽電池モジュール用ガスケット部材において、
前記エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合ゴムが有機過酸化物によって架橋されていること、
前記有機過酸化物の添加量が前記エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合ゴム100gあたり0.005〜0.1molであること、
を特徴とする太陽電池モジュール用ガスケット部材、
(2)25℃におけるショアA硬度の値が30〜80である、
(1)に記載の太陽電池モジュール用ガスケット部材、
(3)−25℃におけるショアA硬度の値(H−25℃)と25℃におけるショアA硬度の値(H25℃)とが下記(式1)を満たすこと、
を特徴とする(1)〜(2)に記載の太陽電池モジュール用ガスケット部材
1.0≦H−25℃/H25℃≦3.0 (式1)
(4)150℃にて72時間熱処理した後の破断伸び(EBa)と処理前の破断伸び(EBb)が下記(式2)を満たすこと、
を特徴とする(1)〜(3)記載の太陽電池モジュール用ガスケット部材
0≦(EBb―EBa)/EBb≦0.3 (式2)
(5)(1)〜(4)に記載の太陽電池モジュール用ガスケット部材を用いた太陽電池モジュール、
である。
ここで、ショアA硬度とはJIS K 6253に準拠して測定した値である。
−25℃におけるエチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合ゴムのショアA硬度と25℃におけるエチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合ゴムのショアA硬度を測定し、それぞれ、H−25℃、H25℃の値とした。
−25℃におけるショアA硬度の測定は、硬度計も−25℃雰囲気下に放置したものを用い、 −25℃の雰囲気下にて測定したものである。
−25℃におけるショアA硬度の測定は、硬度計も−25℃雰囲気下に放置したものを用い、 −25℃の雰囲気下にて測定したものである。
また、150℃にて72時間熱処理した後の破断伸びをEBa、処理前の破断伸びをEBbとし、(EBb―EBa)/EBbの値を熱老化性と定義する。破断伸びの値はJIS K 6251に準拠して測定した値である。
本発明のように太陽電池モジュール用ガスケット部材を構成することで、ガスケット部材の生産性の向上及びコストダウン、太陽電池モジュールの耐久性、及び生産性の向上を図ることができる。
第2の発明である太陽電池モジュール用ガスケット部材は、25℃におけるショアA硬度の値が30〜80である、上記記載の太陽電池モジュール用ガスケット部材である。太陽電池モジュール用ガスケット部材をこのような構成にすることで、ガスケット部材の生産性、取扱性が格段に向上するという効果を得ることができる。
第3の発明である太陽電池モジュール用ガスケット部材は、ショアA硬度が温度による変化の少ない太陽電池モジュール用ガスケット部材である。−25℃におけるショアA硬度の値をH−25℃とし、25℃におけるショアA硬度の値をH25℃とした場合に、下記(式1)を満たすようガスケット部材の材料を調製すれば、温度変化に強く寒冷地においても柔軟なゴム弾性を示すため、アルミフレームやガラスの収縮に対しても部材同士の緩衝の役目を果たし、構造体としてのストレスフリー化に貢献することになり、太陽電池モジュールの耐久性向上が期待できる。
1.0≦H−25℃/H25℃≦3.0 (式1)
1.0≦H−25℃/H25℃≦3.0 (式1)
第4の発明である太陽電池モジュール用ガスケット部材は、高温で保持した場合にもゴムの特性を失うことがない太陽電池モジュール用ガスケット部材である。150℃にて72時間熱処理した後の破断伸びをEBaとし、処理前の破断伸びをEBbとした場合に、下記の(式2)を満たすよう太陽電池モジュール用ガスケット部材を構成すれば、耐熱性の面から耐久性の高い太陽電池モジュールを提供することができる。
0≦(EBb―EBa)/EBb≦0.3 (式2)
0≦(EBb―EBa)/EBb≦0.3 (式2)
第5の発明である太陽電池モジュールは上記の太陽電池モジュール用ガスケット部材を用いた太陽電池モジュールである。上記の太陽電池モジュール用ガスケット部材を用いて太陽電池モジュールを製造することで耐水性、耐熱性の面から耐久性の高い太陽電池モジュールを提供できる。また太陽電池モジュール製造コストを低減し、生産性を大きく向上させることができる。
以下、本発明にかかる太陽電池モジュール用ガスケット部材および太陽電池モジュールについて説明する。
<原料ゴム>
本発明に用いられるガスケット部材の原料ゴム成分としてエチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合体ゴムが好適に用いられるが、エチレン・α−オレフィン共重合体ゴムを用いることもできる。以下、これらについて詳細を説明する。
本発明に用いられるガスケット部材の原料ゴム成分としてエチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合体ゴムが好適に用いられるが、エチレン・α−オレフィン共重合体ゴムを用いることもできる。以下、これらについて詳細を説明する。
<α−オレフィン>
共重合体ゴムに用いられるα−オレフィンは、炭素数2〜8が好ましく、単独でも2種以上混合しても差し支えない。炭素数2〜8のα−オレフィンとしては、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテンなどが例示されるが、特に炭素数3のプロピレンを好ましく用いることができる。
共重合体ゴムに用いられるα−オレフィンは、炭素数2〜8が好ましく、単独でも2種以上混合しても差し支えない。炭素数2〜8のα−オレフィンとしては、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテンなどが例示されるが、特に炭素数3のプロピレンを好ましく用いることができる。
<非共役ジエン>
共重合体ゴムに用いられる非共役ジエンは公知の非共役ジエンを全て用いることができ、単独でも2種以上混合しても差し支えない。例えば、1,4−ヘキサジエン、1,6−オクタジエン、2−メチル−1,5−ヘキサジエン、6−メチル−1,5−ヘプタジエン、7−メチル−1,6−オクタジエンなどの鎖状非共役ジエン化合物、ビニルシクロヘキセン、シクロヘキサジエン、メチルテトラヒドロインデン、5−ビニル−2−ノルボルネン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、5−メチレン−2−ノルボルネン、5−イソプロピリデン−2−ノルボルネン、6−クロロメチル−5−イソプロペニル−2−ノルボルネンなどの環状非共役ジエン化合物を例示することができる。これらの中でも、好ましい非共役ジエンは、5−エチリデン−2−ノルボルネンである。
共重合体ゴムに用いられる非共役ジエンは公知の非共役ジエンを全て用いることができ、単独でも2種以上混合しても差し支えない。例えば、1,4−ヘキサジエン、1,6−オクタジエン、2−メチル−1,5−ヘキサジエン、6−メチル−1,5−ヘプタジエン、7−メチル−1,6−オクタジエンなどの鎖状非共役ジエン化合物、ビニルシクロヘキセン、シクロヘキサジエン、メチルテトラヒドロインデン、5−ビニル−2−ノルボルネン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、5−メチレン−2−ノルボルネン、5−イソプロピリデン−2−ノルボルネン、6−クロロメチル−5−イソプロペニル−2−ノルボルネンなどの環状非共役ジエン化合物を例示することができる。これらの中でも、好ましい非共役ジエンは、5−エチリデン−2−ノルボルネンである。
<非共役ジエンのヨウ素価>
非共役ジエンのヨウ素価値を35以下とすることで酸素に対する劣化が抑えられるというメリットがある。さらに、ヨウ素価値の範囲は0〜30であることが材料の耐久性と機械的物性のバランスの点で好ましく、さらに好ましい範囲は0〜26である。
非共役ジエンのヨウ素価値を35以下とすることで酸素に対する劣化が抑えられるというメリットがある。さらに、ヨウ素価値の範囲は0〜30であることが材料の耐久性と機械的物性のバランスの点で好ましく、さらに好ましい範囲は0〜26である。
<有機過酸化物>
本発明は架橋剤として有機過酸化物を用いることを特徴とする。有機過酸化物を用いると、他の架橋剤を用いるのと比較して長期耐熱安定性に優れ、また、架橋剤のブリードによる他の材料への汚染がない点で好ましい。一般的な架橋剤であるイオウは、ゴム表面に噴出し、モジュール内部の金属材料を腐食させることがあるので、好ましくない。
本発明は架橋剤として有機過酸化物を用いることを特徴とする。有機過酸化物を用いると、他の架橋剤を用いるのと比較して長期耐熱安定性に優れ、また、架橋剤のブリードによる他の材料への汚染がない点で好ましい。一般的な架橋剤であるイオウは、ゴム表面に噴出し、モジュール内部の金属材料を腐食させることがあるので、好ましくない。
有機過酸化物としては、ジクミルパ−オキサイド、ジ−t−ブチルパ−オキサイド、t−ブチルクミルパ−オキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパ−オキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパ−オキシ)ヘキシン−3、1,1−ビス−t−ブチルパ−オキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,3−ビス(t−ブチルパ−オキシイソプロピル)ベンゼンなどが用いられる。これらの内では、反応性、臭気性、スコ−チ安定性の点で、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(t−ブチルパ−オキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(t−ブチルパ−オキシ)ヘキシン−3、1,3−ビス(t−ブチルパ−オキシイソプロピル)ベンゼン等の2官能の有機過酸化物が特に好ましい。更にそのなかでも、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(t−ブチルパ−オキシ)ヘキサンが最も好ましい。また、架橋助剤として、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、p,p−ジベンゾイルキノンジオキシム、p,キノンジオキシジズム、1,2ポリブタジエン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、エチレンジメタクリレートを好ましく用いることができる。
<有機過酸化物の添加量>
本発明にかかる有機過酸化物の添加量は原料ゴム成分100gに対して0.005〜0.1molである。添加量が当該範囲であればモジュールのエッジ部から進入する湿気をシャットアウトできる。また、経済性とゴムとしての伸縮性の観点からも有機過酸化物の添加量は原料ゴム成分100gに対して0.005〜0.1molであることが好ましい。さらに好ましい範囲は原料ゴム成分100gに対して0.01〜0.05molである。
本発明にかかる有機過酸化物の添加量は原料ゴム成分100gに対して0.005〜0.1molである。添加量が当該範囲であればモジュールのエッジ部から進入する湿気をシャットアウトできる。また、経済性とゴムとしての伸縮性の観点からも有機過酸化物の添加量は原料ゴム成分100gに対して0.005〜0.1molであることが好ましい。さらに好ましい範囲は原料ゴム成分100gに対して0.01〜0.05molである。
<耐熱安定剤>
オレフィン系ゴム中には耐熱性向上のために耐熱安定剤を含有させることが好ましい。
オレフィン系ゴム中には耐熱性向上のために耐熱安定剤を含有させることが好ましい。
耐熱安定剤として、フェノール系酸化防止剤、又はフェノール系酸化防止剤にフォスファイト系酸化防止剤、チオエーテル系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤を任意に組み合わせたものを用いることが、太陽電池モジュールに使用されるエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂から発生するガス中の有機過酸化物のラジカルを捕捉できるため好適である。中でも、複数を任意に組み合わせた場合がより効果的である。
フェノール系酸化防止剤の一種であるヒンダードフェノール系酸化防止剤を用いる場合には、耐熱性の点から分子量が400以上のものが好ましい。耐熱性の点以外でも、分子量が400未満であると、飛散、揮散や接触する物質に抽出される等の現象が見られることがある。したがって分子量が400以上のものが好ましく用いられ、更に好ましくは分子量が500以上のものである。また、高分子量のものを選択することにより、組成物の耐熱性を向上させることができる効果も奏する。
このような分子量が400以上のヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、例えば、4,4’−メチレン−ビス−(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)(MW=420)や、オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート(MW=531)(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製 イルガノックス1076)、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート](MW=1178)(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製 イルガノックス1010)、3,9−ビス[2−〔3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン(MW=741)(住友化学株式会社製 スミライザーGA−80)などが挙げられる。
フォスファイト系酸化防止剤は、例えば、トリス−(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)フォスファイト(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製 イルガフォス168、株式会社ADEKA製 アデカスタブ2112等)やビス−(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリトール−ジフォスファイト(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製 イルガフォス126、株式会社ADEKA製 アデカスタブPEP−24G等)、ビス−(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトール−ジフォスファイト(株式会社ADEKA製 アデカスタブPEP−36)、ジステアリル−ペンタエリスリトール−ジフォスファイト(株式会社ADEKA製 アデカスタブPEP−8、城北化学工業株式会社製 JPP−2000等)などが挙げられるが、耐加水分解性向上の点でペンタエリスリトール構造を有するものが好ましく、ペンタエリスリトール構造に加えて、さらにt−ブチル基を有する芳香族炭化水素基を有するものが特に好ましい。
チオエーテル系酸化防止剤は、例えば、2,2−ビス({[3−(ドデシルチオ)プロピオニル]オキシ}メチル)−1,3−プロパンジイル=ビス[3−(ドデシルチオ)プロピオナート](株式会社ADEKA製 アデカスタブAO−412S)やジトリデカン−1−イル=3,3’−スルファンジイルジプロパノアート(株式会社ADEKA製 アデカスタブAO−503)などが挙げられる。
アミン系酸化防止剤は、ジフェニルアミンやフェニルαナフチルアミンなどの芳香族アミン系を挙げることができる。これらは、本発明の効果を損なわない範囲で、上記ヒンダードフェノール系やフォスファイト系酸化防止剤と併用することができる。
<その他の添加剤>
本発明のガスケット材には、他の添加剤を必要に応じて用いることもできる。添加剤の具体例として、発泡剤、発泡助剤、補強剤、無機充填剤、軟化剤、安定剤
、加工助剤、可塑剤、着色剤架橋用の触媒、顔料、紫外線吸収剤、難燃剤、および反応抑制剤などが例示される。これらの添加剤は、その種類、含有量が適宜選択される。
本発明のガスケット材には、他の添加剤を必要に応じて用いることもできる。添加剤の具体例として、発泡剤、発泡助剤、補強剤、無機充填剤、軟化剤、安定剤
、加工助剤、可塑剤、着色剤架橋用の触媒、顔料、紫外線吸収剤、難燃剤、および反応抑制剤などが例示される。これらの添加剤は、その種類、含有量が適宜選択される。
<合成ゴム>
使用するエチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合ゴムは公知の方法によって得られる合成ゴムである。例えば三井化学株式会社製のEPT-4010やEPT-4070、EPT-K9720などが例示される。
使用するエチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合ゴムは公知の方法によって得られる合成ゴムである。例えば三井化学株式会社製のEPT-4010やEPT-4070、EPT-K9720などが例示される。
<ガスケット部材の成形方法>
ガスケット部材の成形はカレンダー成形、射出成形、押出成形、圧縮成形、真空成形等、従来から知られた各種の成形方法によって成形することができる。なお、押出成形法は連続成形が可能であり、巻かれた状態で製品を得ることができることから、特に好適に用いられる。
ガスケット部材の成形はカレンダー成形、射出成形、押出成形、圧縮成形、真空成形等、従来から知られた各種の成形方法によって成形することができる。なお、押出成形法は連続成形が可能であり、巻かれた状態で製品を得ることができることから、特に好適に用いられる。
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例1
EPDM系ゴム(三井化学株式会社製 EPT 4070) 100質量部に、亜鉛華 5質量部、ステアリン酸 1質量部、カーボンブラック 90質量部、プロセスオイル(出光興産株式会社製 PW380) 60質量部、耐熱安定剤としてフェノール系酸化防止剤であるペンタエリスリトールテトラキス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製 イルガノックス1010) 0.1質量部、アミン系酸化防止剤(川口化学工業株式会社製 ANTAGE RD) 0.1質量部を添加しニーダー50Lで15分混練することでコンパウンドを得た。温度が90℃以下になってから、架橋剤として2,5−ジメチル−2,5−ジ−(t−ブチルパ−オキシ)ヘキサンをEPDM系ゴム100gあたり0.015mol配合し、厚さ1mmの未架橋ゴムシートを作成した。
EPDM系ゴム(三井化学株式会社製 EPT 4070) 100質量部に、亜鉛華 5質量部、ステアリン酸 1質量部、カーボンブラック 90質量部、プロセスオイル(出光興産株式会社製 PW380) 60質量部、耐熱安定剤としてフェノール系酸化防止剤であるペンタエリスリトールテトラキス〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製 イルガノックス1010) 0.1質量部、アミン系酸化防止剤(川口化学工業株式会社製 ANTAGE RD) 0.1質量部を添加しニーダー50Lで15分混練することでコンパウンドを得た。温度が90℃以下になってから、架橋剤として2,5−ジメチル−2,5−ジ−(t−ブチルパ−オキシ)ヘキサンをEPDM系ゴム100gあたり0.015mol配合し、厚さ1mmの未架橋ゴムシートを作成した。
実施例2〜3、比較例2〜4
原料ゴム及び原料ゴムに配合する各種物質の種類や量を表1のように変化させた以外は、実施例1と同様の方法で未架橋ゴムシートを作成した。
原料ゴム及び原料ゴムに配合する各種物質の種類や量を表1のように変化させた以外は、実施例1と同様の方法で未架橋ゴムシートを作成した。
比較例1
架橋剤を2,5−ジメチル−2,5−ジ−(t−ブチルパ−オキシ)ヘキサンの代わりにイオウ(S8)とし、架橋剤の添加量をEPDM系ゴム100質量部あたり0.5質量部とした上で、架橋促進剤としてチウラム系加硫促進剤(大内新興化学工業株式会社製 ノクセラーTT) 1.5質量部、チウラム系加硫促進剤(大内新興化学工業株式会社製 ノクセラーTRA) 1.0質量部を配合した以外は、実施例1と同様の方法で未架橋ゴムシートを作成した。
架橋剤を2,5−ジメチル−2,5−ジ−(t−ブチルパ−オキシ)ヘキサンの代わりにイオウ(S8)とし、架橋剤の添加量をEPDM系ゴム100質量部あたり0.5質量部とした上で、架橋促進剤としてチウラム系加硫促進剤(大内新興化学工業株式会社製 ノクセラーTT) 1.5質量部、チウラム系加硫促進剤(大内新興化学工業株式会社製 ノクセラーTRA) 1.0質量部を配合した以外は、実施例1と同様の方法で未架橋ゴムシートを作成した。
比較例5
ゴム成分としてEPDM系ゴムの代わりにクロロプレンゴムを用い、架橋剤を2,5−ジメチル−2,5−ジ−(t−ブチルパ−オキシ)ヘキサンの代わりにイオウ(S8)とし、架橋剤の添加量をクロロプレンゴム100質量部あたり0.5質量部とした上で、架橋促進剤としてグアニジン系加硫促進剤(大内新興化学工業株式会社 ノクセラーDT)をクロロプレンゴム100質量部あたり1.0質量部、チウラム系加硫促進剤(大内新興化学工業株式会社 ノクセラーTS)をクロロプレンゴム100質量部あたり1.0質量部添加した。また、クロロプレンゴム100質量部あたりカーボンブラックの添加量を105質量部、ステアリン酸の添加量を0.5質量部、プロセスオイルの添加量を20質量部とした。また、酸化防止剤は添加しなかった。それ以外は実施例1と同様の方法で未架橋ゴムシートを作成した。
ゴム成分としてEPDM系ゴムの代わりにクロロプレンゴムを用い、架橋剤を2,5−ジメチル−2,5−ジ−(t−ブチルパ−オキシ)ヘキサンの代わりにイオウ(S8)とし、架橋剤の添加量をクロロプレンゴム100質量部あたり0.5質量部とした上で、架橋促進剤としてグアニジン系加硫促進剤(大内新興化学工業株式会社 ノクセラーDT)をクロロプレンゴム100質量部あたり1.0質量部、チウラム系加硫促進剤(大内新興化学工業株式会社 ノクセラーTS)をクロロプレンゴム100質量部あたり1.0質量部添加した。また、クロロプレンゴム100質量部あたりカーボンブラックの添加量を105質量部、ステアリン酸の添加量を0.5質量部、プロセスオイルの添加量を20質量部とした。また、酸化防止剤は添加しなかった。それ以外は実施例1と同様の方法で未架橋ゴムシートを作成した。
<水密性の評価>
得られた厚み1mmの未架橋ゴムシートから10cm角のシートを切出した。当該シートから同心9cm角の四角形を切り抜き、幅5mmのロの字形ゴムシートを得た。これを1辺10cm角のガラスではみ出さないように挟み込み、未加硫ゴムの厚さが0.95mmになるよう4点をクリップで押さえた。この状態で各種類のゴムを以下の条件で架橋反応した。
エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合ゴムの有機過酸化物架橋:
180℃×15分
エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合ゴムのイオウ架橋:
160℃×20分
クロロプレンゴム:
150℃×30分
室温に冷ました後、150℃で168時間の熱処理を行い、室温になったところで、Athena水圧試験機(アテナ工央製)内にセットし、水圧10kg/cm2で、水密性の評価を行なった。この際の太陽電池モジュール内部への水の浸入具合を以下の評価基準で評価した。
1:端面から20mmの位置まで全体的に水が浸入した。
2:端面から20mmの位置まで水滴状に水が付着した。
3:端面から20mmの位置に水の浸入が全くない。
得られた厚み1mmの未架橋ゴムシートから10cm角のシートを切出した。当該シートから同心9cm角の四角形を切り抜き、幅5mmのロの字形ゴムシートを得た。これを1辺10cm角のガラスではみ出さないように挟み込み、未加硫ゴムの厚さが0.95mmになるよう4点をクリップで押さえた。この状態で各種類のゴムを以下の条件で架橋反応した。
エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合ゴムの有機過酸化物架橋:
180℃×15分
エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合ゴムのイオウ架橋:
160℃×20分
クロロプレンゴム:
150℃×30分
室温に冷ました後、150℃で168時間の熱処理を行い、室温になったところで、Athena水圧試験機(アテナ工央製)内にセットし、水圧10kg/cm2で、水密性の評価を行なった。この際の太陽電池モジュール内部への水の浸入具合を以下の評価基準で評価した。
1:端面から20mmの位置まで全体的に水が浸入した。
2:端面から20mmの位置まで水滴状に水が付着した。
3:端面から20mmの位置に水の浸入が全くない。
<架橋反応>
未架橋ゴムシートを用いて熱プレスによって、下記条件にて厚み2mmシートを作成し、ショアA硬度の測定を行なった。
エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合ゴムの有機過酸化物架橋:
180℃×15分
エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合ゴムのイオウ架橋:
160℃×20分
クロロプレンゴム:
150℃×30分
未架橋ゴムシートを用いて熱プレスによって、下記条件にて厚み2mmシートを作成し、ショアA硬度の測定を行なった。
エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合ゴムの有機過酸化物架橋:
180℃×15分
エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合ゴムのイオウ架橋:
160℃×20分
クロロプレンゴム:
150℃×30分
<ショアA硬度の測定>
ショアA硬度はJIS K 6253に準拠して測定した値である。25℃におけるゴムシートのショアA硬度と−25℃におけるゴムシートのショアA硬度を測定し、それぞれ、H25℃、H−25℃の値とした。
−25℃におけるショアA硬度の測定は、硬度計も−25℃雰囲気下に放置したものを用い、 −25℃の雰囲気下にて測定したものである。
ショアA硬度はJIS K 6253に準拠して測定した値である。25℃におけるゴムシートのショアA硬度と−25℃におけるゴムシートのショアA硬度を測定し、それぞれ、H25℃、H−25℃の値とした。
−25℃におけるショアA硬度の測定は、硬度計も−25℃雰囲気下に放置したものを用い、 −25℃の雰囲気下にて測定したものである。
<熱老化性の評価>
ガスケット部材は、太陽電池モジュールの厚みや形状に合わせて口金を作成し、φ60mmのゴム用押出機、UHF加硫槽、およびHAV加硫槽の順番に直列配列した連続架橋成形ラインにて、生産条件を、引き取り速度:3.5m/min、UHF加硫槽温度:230℃、出力:2kW、HAV加硫槽温度:250℃として、未架橋ゴムを架橋成形することにより生産することができる。熱老化性試験サンプルは、実施例1〜3、比較例1〜5の組成からなるコンパウンドを、上記と同様の条件・装置にて、開口部の形状が直径1mmの円形である口金により、丸棒状に成形したものを用いた。熱老化性は、150℃にて72時間熱処理した後の破断伸び(EBa)と熱処理前の破断伸び(EBb)から下記(式3)を用いて表すことができる。なお、破断伸びの測定はJIS K 6251に準拠して測定した。
(熱老化性)=(EBb―EBa)/EBb (式3)
ガスケット部材は、太陽電池モジュールの厚みや形状に合わせて口金を作成し、φ60mmのゴム用押出機、UHF加硫槽、およびHAV加硫槽の順番に直列配列した連続架橋成形ラインにて、生産条件を、引き取り速度:3.5m/min、UHF加硫槽温度:230℃、出力:2kW、HAV加硫槽温度:250℃として、未架橋ゴムを架橋成形することにより生産することができる。熱老化性試験サンプルは、実施例1〜3、比較例1〜5の組成からなるコンパウンドを、上記と同様の条件・装置にて、開口部の形状が直径1mmの円形である口金により、丸棒状に成形したものを用いた。熱老化性は、150℃にて72時間熱処理した後の破断伸び(EBa)と熱処理前の破断伸び(EBb)から下記(式3)を用いて表すことができる。なお、破断伸びの測定はJIS K 6251に準拠して測定した。
(熱老化性)=(EBb―EBa)/EBb (式3)
実施例1〜3の条件で作成したゴム成形体は水密性が高く、当該素材を用いて太陽電池モジュール用ガスケット部材を作成することで太陽電池モジュールの耐久性を高めることができる。また、ショアA硬度の値が適正であるためガスケット部材の生産性、取扱性が格段に向上する。加えて、ゴム成形体をこのように構成することで、(EBb―EBa)/EBbの値が小さいことから耐熱性に優れ、H‐25℃/H25℃の値が小さいことから温度変化に強い太陽電池モジュールを提供することができる。
比較例1より架橋剤にイオウを用いるとゴム成形体に水密性を付与することができないことがわかる。水密性が付与できなければ、太陽電池モジュールの耐水性が劣ることになり、太陽電池モジュールの耐久性向上を図ることができない。また、比較例1のゴム成形体は(EBb―EBa)/EBbの値が大きく、熱による劣化が進行しやすいものであった。
比較例2〜4より、架橋剤の添加量が適正でないとゴム成形体に水密性を付与することができないことがわかる。また、比較例2〜4のゴム成形体は(EBb―EBa)/EBbの値が大きく、熱による劣化が進行しやすいものであった。加えて、比較例3〜4の条件で作成されたゴムはショアA硬度の値が適正なものではなく、当該構成でガスケット部材を作成すると生産性、取扱性が低下することになる。
比較例5のゴム成形体はショアA硬度の値が適正なものであったが、ゴム成分にクロロプレンゴムを用い、架橋剤にイオウを用いているため、水密性を付与することができなかった。また、(EBb―EBa)/EBbの値が大きく熱による劣化が進行しやすいものであった。
したがって、本発明のように太陽電池モジュール用ガスケット部材を構成することで、耐久性、生産性の高いガスケット部材、耐久性、生産性の高い太陽電池モジュールを提供することができる。
Claims (5)
- エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合ゴムを原料ゴム成分とした太陽電池モジュール用ガスケット部材において、
前記エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合ゴムが有機過酸化物によって架橋されていること、
前記有機過酸化物の添加量が前記エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合ゴム100gあたり0.005〜0.1molであること、
を特徴とする太陽電池モジュール用ガスケット部材。 - 25℃におけるショアA硬度の値が30〜80である、
請求項1に記載の太陽電池モジュール用ガスケット部材。 - −25℃におけるショアA硬度の値(H−25℃)と25℃におけるショアA硬度の値(H25℃)とが下記(式1)を満たすこと、
を特徴とする請求項1〜2に記載の太陽電池モジュール用ガスケット部材。
1.0≦H−25℃/H25℃≦3.0 (式1) - 150℃にて72時間熱処理した後の破断伸び(EBa)と処理前の破断伸び(EBb )が下記(式2)を満たすこと、
を特徴とする請求項1〜3に記載の太陽電池モジュール用ガスケット部材。
0≦(EBb―EBa)/EBb≦0.3 (式2) - 請求項1〜4に記載の太陽電池モジュール用ガスケット部材を用いた太陽電池モジュール。
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