JP2012092202A - シート状樹脂成形物、ロール状物、及び多層構造体 - Google Patents
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Abstract
小径のロールで巻き取ることが可能で、高い曲げ弾性率を有するシート状樹脂成形物を提供することを目的とする。
【解決手段】
本発明は、曲げ弾性率が200MPa以上および体積平均厚さが150μm以上であり、横手方向に連続した凹部が0.5〜10cmの間隔毎に設けられ、該凹部の最深部分における厚さが体積平均厚さの1/3以下で、且つ、300μm以下であるシート状樹脂成形物に関する。シート状樹脂成形物を構成する樹脂は、ビニルアルコール単位10〜50モル%を含有するポリビニルアセタール樹脂であることが好ましい。
【選択図】 図1
Description
本発明のシート状樹脂成形物に使用される樹脂は、均一な厚さを持った(凹部を有さない状態の)試料について、JIS K7171の規定に基づき測定した曲げ弾性率が、200MPa以上である要件を満たしていれば特に限定されないが、後述するポリビニルアセタール樹脂または不飽和カルボン酸共重合体が好ましい。
本発明に使用される、曲げ弾性率が200MPa以上のポリビニルアセタール樹脂は、ポリビニルアセタール樹脂の重合度、アセタール化度を最適化し、可塑剤を少量使用するか、或いは、全く使用しないことで、得ることができる。ポリビニルアセタール樹脂の平均重合度は800〜4000であることが好ましく、1000〜3000であることがより好ましい。また、ポリビニルアセタール樹脂の平均アセタール化度(ビニルアセタール単位含有量)は、50〜90モル%であることが好ましく、55〜88モル%であることがより好ましく、60〜85モル%であることが特に好ましい。
本発明に使用される曲げ弾性率が200MPa以上の不飽和カルボン酸共重合体は、例えば、不飽和カルボン酸共重合体のモノマーの種類、重合度、共重合率等を最適化し、不飽和カルボン酸モノマー単位中のカルボキシル基を、金属原子を有する塩基で中和して、アイオノマーとすることにより得ることができる。
これらの樹脂に、必要に応じて添加剤を添加し、シート又はフィルムを製造する方法は特に制限はなく、公知の方法が用いられるが、一般的なT−ダイ押出機、カレンダー成形機によりシート状樹脂成形物を製造する方法が好適に用いられる。押出し時の樹脂または重合体の温度は、ポリビニルアセタール樹脂については150〜250℃が好ましく、180〜230℃がより好ましい。そして、不飽和カルボン酸共重合体については、100〜250℃が好ましい。樹脂または重合体の温度が高くなりすぎると樹脂または重合体が分解を起こし、揮発性物質が揮発することがある。逆に温度が低すぎると、未溶融物や混合不良による組成の不均一が発生する。若干ならが発生する揮発性物質を効率的に除去するためには、押出機のベント口から減圧により、揮発性物質を除去することが好ましい。
本発明で使用されるシート状樹脂成形物の曲げ弾性率は、得られる多層構造体が目的の強度を満たすために、凹部を設ける前におけるシート状樹脂成形物の弾性率、或いは、シート状樹脂成形物の凹部と凸部を平準化した際の曲げ弾性率が200MPa以上であることが必要であるが、より好ましくは、250MPa以上である。ここで、曲げ弾性率は、JIS K7171で測定される値である。該曲げ弾性率が200MPa未満であると、多層構造体の曲げ強度が著しく低下する。
図13は、図12のシート状樹脂成形物の横手方向に垂直な面による断面図のうち、凹部付近の一部を表す図である(図12におけるA−A断面図の一部である)。この場合、四角錐台の上面が凸部12であり、四角錐台の上面以外の部分が凹部13となる。このように、四角錐台状のエンボス加工を行なうことは、任意に曲げ易く、脱気し易い点で好ましい。なお、図12のシート状樹脂成形物11の場合、隣り合う凹部13と凹部13の間隔(D)は、四角錐台の底面における一辺の長さに相当する。
本発明のシート状樹脂成形物は上述のように特定の凹部を有するため、ロールに巻きつけロール状物とすることができる。図1は、本発明の実施形態にかかるロール状物を表す図である。ロール状物1は、外径(r)を有する円筒状の巻き芯14と、略長方形の形状を有するシート状のシート状樹脂成形物11から構成される。シート状樹脂成形物11は、通常、いずれか一方が長い細長の略長方形状であり、長手方向に沿って、巻き芯14に巻きつけられる。シート状樹脂成形物11は、長方形上の一方の面、あるいは両面に、巻取方向とは垂直な横手方向に連続した凹部が設けられており、その凹部に沿って、折り曲げることが可能である。シート状樹脂成形物11が凹部にて内側(巻き芯14側)に折り曲げられると、凹部が存在する面とは逆の外側の面に屈折点11aが生じる。シート状樹脂成形物11に、凹部が所定の間隔で複数設けられていることにより、巻き芯14への巻きつけが可能となる。
本発明のシート状樹脂成形物は、片側に少なくとも1層以上の構造体が配置されて多層構造体となるが、特に両側を無機ガラスまたは有機ガラスとする場合が強度面、透明性の面から好ましく、これらは建築用合わせガラス、自動車用フロントガラスなどの安全ガラスおよび、太陽電池モジュールとして使用される。ここで、両側に配置されるガラスの種類は同じであってもよく、異なっていてもよい。
攪拌機を取り付けた2m3反応器に、ポリビニルアルコール(以下、PVAと略記することがある)(PVA−1:重合度1700、けん化度99モル%)7.5%の水溶液1700kgと、ブチルアルデヒド74.6kg、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール0.13kgを仕込み、全体を14℃に冷却した。これに、濃度20質量%の塩酸160.1Lを添加して、PVAのブチラール化を開始した。塩酸の添加が終了してから10分後、90分かけて65℃まで昇温し、更に120分反応を行った。その後、室温まで冷却して析出した樹脂をろ過し、イオン交換水(樹脂に対して10倍量のイオン交換水で10回)で洗浄した。その後、0.3質量%水酸化ナトリウム溶液を用いて充分に中和を行い、さらに、樹脂に対して10倍量のイオン交換水で10回洗浄し、脱水したのち、乾燥させ、ポリビニルブチラール(以下、PVBと略記することがある)樹脂(PVB−1)を得た。得られたPVB樹脂は、酢酸ビニル(ビニルエステル)単位0.9モル%、ビニルアルコール単位28.5モル%であった。また、PVB樹脂の平均アセタール化度は70.6モル%であった。
実施例1のシートPS−1を2枚用い、その間に、厚さ200μmの結晶シリコンセルに電流を取り出す為、はんだコートした銅線(厚さ0.3mm×幅5mm)をはんだ付けした物を間に配して、ガラス/PS−1/結晶セル/PS−1/ガラスになるように重ね、他は同様にして結晶シリコン型太陽電池モジュールを作製した。得られたモジュールに気泡は無く、変色、腐食も見られなかった。このモジュールを標準光にて初期の発電量を測定した後、80℃、85%RHの恒温チャンバー内に1000時間保持した。保持後の外観に変化は見られず、発電量の低下は5%であった。
実施例1で得た、賦形前シートSE−1を、超硬刃を持つナイフを治具で固定し、シートの横手方向に深さ280μmの直線的な切れ込みを10mm間隔で入れることで、体積平均厚さ408μm、最厚部分410μm、最薄部分(d)120μm、最薄部分の間隔(D)10mm、凹部の幅(w)100μm、平均幅44cmおよび長さ約3mの賦形シート状樹脂成形物(PS−3)とした。
実施例1で使用したPVB樹脂(PVB−1)100質量部に対して、可塑剤としてトリエチレングリコールジ−(2−エチルヘキサノエート)4.5質量部を混合した以外は実施例1と同様にして、厚さ412μm、幅44cm、長さ3mのフラットなPVBシート(SE−4)を得た。SE−4の揮発分は0.4%、曲げ弾性率は400MPaであった。このシートに実施例1と同様に凹凸を賦形し、体積平均厚さ400μm、最厚部分403μm、最薄部分(d)100μm、凹部の間隔(D)2cm、凹部の幅(w)400μm、平均幅44.3cmおよび長さ約3mの賦形シート状樹脂成形物(PS−4)を得た。
実施例1のPVB樹脂に替えて、メタクリル酸2.4質量%、アクリル酸エステル20.0質量%およびエチレン77.6質量%であり、かつ亜鉛での中和度70モル%、MFR1.3g/10分(190℃、2.16kg)である不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマーを使用した以外は実施例1と同様にして、厚さ408μm、幅44cm、長さ3mのフラットなシート状樹脂成形物(SE−5)を得た。SE−5の揮発分は0.1%以下で、曲げ弾性率は350MPaであった。このシートに実施例1と同様に凹凸を賦形し、体積平均厚さ400μm、最厚部分403μm、最薄部分(d)100μm、凹部の間隔(D)2cm、凹部の幅(w)400μm、平均幅44.1cmおよび長さ約3mの賦形シート状樹脂成形物(PS−5)を得た。
実施例1で得た、賦形前シート(SE−1)を外径(r)が6インチである円筒状の巻き芯に巻きつけようとしたところ、15Kg以上の力が必要であり、シートが破断し、巻き取れなかった。
実施例1の凸部ロールに替え、高さ100μm、底辺の幅130μmの断面形状の凸部が2cm間隔である金属製ロール−2を用いて最大間隙403μmで凹凸を賦形した以外は実施例1と同様にして、体積平均厚さ402μm、最厚部分403μm、最薄部分(d)303μm、凹部の間隔(D)2cm、凹部の幅(w)130μm、平均幅44.5cmおよび長さ約3mの賦形シート状樹脂成形物PS−2’を得た。これを外径(r)が6インチである円筒状の巻き芯に巻きつけようとしたところ、15kg以上の力が必要であり、シートが破断し、巻き取れなかった。
実施例1で用いたPVB樹脂(PVB−1)100質量部に対して、可塑剤としてトリエチレングリコールジ−(2−エチルヘキサノエート)30質量部を混合した以外は実施例1と同様にして、厚さ416μm、幅44cm、長さ3mのフラットなPVBシート(SE−3’)を得た。SE−3’の揮発分は0.4%、曲げ弾性率は20MPaであった。このフラットなSE−3’シートを用いて、実施例1と同様に合わせガラスを作製しその破断荷重を測定したところ、0.29kNであった。
11 シート状樹脂成形物
12 凸部
13 凹部
14 巻き芯
15 金属製ロール
Claims (13)
- 曲げ弾性率が200MPa以上および体積平均厚さが150μm以上であり、横手方向に連続した凹部が0.5〜10cmの間隔(D)毎に設けられ、該凹部の最深部分における厚さ(d)が体積平均厚さの1/3以下で、且つ、300μm以下であるシート状樹脂成形物。
- シート状樹脂成形物を構成する樹脂が、ビニルアルコール単位10〜50モル%を含有するポリビニルアセタール樹脂である、請求項1に記載のシート状樹脂成形物。
- 可塑剤の含有量が、ポリビニルアセタール樹脂100質量部に対し15質量部以下である、請求項2に記載のシート状樹脂成形物。
- シート状樹脂成形物を構成する樹脂が、不飽和カルボン酸モノマー単位1〜40質量%を含み、さらに、不飽和カルボン酸モノマー単位の少なくとも一部がカルボキシルイオンの対イオンとして金属原子を有する、請求項1に記載のシート状樹脂成形物。
- 前記樹脂が、さらにエチレンモノマー単位を含む、請求項4に記載のシート状樹脂成形物。
- 凹部が溝状である請求項1〜5のいずれかに記載のシート状樹脂成形物。
- 前記凹部における溝の幅(w)が10μm以上であり、且つ前記凹部の間隔(D)に対して1/2以下である、請求項6に記載のシート状樹脂成形物。
- 前記凹部における溝の幅(w)と凹部の間隔(D)の比w/Dが1/2〜1/300である、請求項7に記載のシート状樹脂成形物。
- 請求項1〜8のいずれかに記載のシート状樹脂成形物を巻き芯に巻きつけて得られるロール状物。
- 巻き芯の外径(r)が、前記凹部の間隔(D)の5倍以上である、請求項9に記載のロール状物。
- 請求項1〜8のいずれかに記載のシート状樹脂成形物に対して脱気および熱プレスを行なうことにより、シート状樹脂成形物の凹部とその他の凸部を平準化すると共に、シート状樹脂成形物の両面の略全体にわたって構造体を沿わせることで、構造体をラミネートして得られる多層構造体。
- 前記構造体が、ガラスである請求項11に記載の多層構造体。
- 請求項1〜8のいずれかに記載のシート状樹脂成形物に対して脱気および熱プレスを行なうことにより、シート状樹脂成形物の凹部とその他の凸部を平準化すると共に、シート状樹脂成形物の両面の略全体にわたって構造体を沿わせることで、構造体をラミネートして得られる多層構造体の製造方法。
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