JP2013169770A - 太陽電池封止材シートの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の太陽電池封止材シートの製造方法は、ポリオレフィン系樹脂を主成分とする熱可塑性樹脂原料を、押出成形機100の供給口101からシリンダ103内に投入し、上記シリンダ103内で上記熱可塑性樹脂原料を溶融混練させる工程と、上記供給口101からスクリュー105の先端までの間に設けられた注入ノズル107から、上記シリンダ内の溶融混練状態の上記熱可塑性樹脂原料に、有機過酸化物を添加する工程と、上記熱可塑性樹脂原料と上記有機過酸化物とを溶融混練させながら、上記押出成形機100のダイ109からシート状に押出成形する工程を含む。
【選択図】図1
Description
一方、薄膜系太陽電池モジュールを得るには、薄膜型太陽電池素子/太陽電池封止材シート/太陽電池モジュール用保護シート(裏面側保護部材)の順に積層して積層体を形成する。次いで、得られた積層体を加圧および加熱して一体化する。その後、太陽電池封止材を架橋硬化させることにより、太陽電池モジュールが製造される。
このようにして製造される太陽電池モジュールは、耐候性を有し、建物の屋根部分などの屋外での使用にも適したものとなっている。
また、剛性と架橋特性のバランスと押出成形性に優れるエチレン・α−オレフィン共重合体を用いた太陽電池封止材用樹脂組成物も提案されている(例えば、特許文献3参照)。
したがって、従来の製造方法には、得られる太陽電池封止材シートの品質の安定性の点で改善の余地があった。
ポリオレフィン系樹脂を主成分とする熱可塑性樹脂原料を、押出成形機の供給口からシリンダ内に投入し、上記シリンダ内で上記熱可塑性樹脂原料を溶融混練させる工程と、
上記供給口からスクリューの先端までの間に設けられた注入ノズルから、上記シリンダ内の溶融混練状態の上記熱可塑性樹脂原料に、有機過酸化物を添加する工程と、
上記熱可塑性樹脂原料と上記有機過酸化物とを溶融混練させながら、上記押出成形機のダイからシート状に押出成形する工程とを含む、太陽電池封止材シートの製造方法。
上記[1]に記載の太陽電池封止材シートの製造方法において、
当該太陽電池封止材シートは、キシレン不溶分を含み、
上記キシレン不溶分が1質量%以下である、太陽電池封止材シートの製造方法。
上記[1]または[2]に記載の太陽電池封止材シートの製造方法において、
上記有機過酸化物の添加量は、
上記ポリオレフィン系樹脂100重量部に対して、0.1重量部以上3.0重量部以下である、太陽電池封止材シートの製造方法。
上記[1]乃至[3]いずれかに記載の太陽電池封止材シートの製造方法において、
上記有機過酸化物の1分間半減期温度が100℃以上170℃以下である、太陽電池封止材シートの製造方法。
上記[1]乃至[4]いずれかに記載の太陽電池封止材シートの製造方法において、
上記有機過酸化物を添加する工程では、
シランカップリング剤および架橋助剤からなる群より選択される少なくとも1種の添加剤をさらに添加する、太陽電池封止材シートの製造方法。
上記[1]乃至[5]いずれかに記載の太陽電池封止材シートの製造方法において、
上記ポリオレフィン系樹脂が、エチレン・α−オレフィン共重合体である、太陽電池封止材シートの製造方法。
上記[6]に記載の太陽電池封止材シートの製造方法において、
上記エチレン・α−オレフィン共重合体は、エチレンおよび炭素数3〜20のα−オレフィンを含み、
上記エチレン・α−オレフィン共重合体に含まれる、上記エチレンに由来する構成単位の含有割合が80〜90mol%であり、炭素数3〜20の上記α−オレフィンに由来する構成単位の含有割合が10〜20mol%である、太陽電池封止材シートの製造方法。
熱可塑性樹脂原料と有機過酸化物を混合して、供給口からシリンダ内に供給してシートを作製する従来の方法では、熱可塑性樹脂原料が溶融する段階で樹脂の温度が局所的に高くなってしまい、その結果、樹脂と接する有機過酸化物が必要以上に加熱されて、その半減期が短縮してしまうことが明らかになった。
ポリオレフィン系樹脂および有機過酸化物の種類やそれらの配合量を変えることによりキシレン不溶分を調整することができる。例えば、有機過酸化物の割合を相対的に減らすと、キシレン不溶分を低下させることができる。
また、溶融混練温度および溶融混練時間を変えることによりキシレン不溶分を調整することもできる。例えば、溶融混練温度が低いほど有機過酸化物は分解しにくくなるため、溶融混練温度を低下させることによりキシレン不溶分を低下させることができる。また、溶融混練時間が長いほど、有機過酸化物の半減期は短縮され、樹脂の架橋が起こりやすくなる。そのため、溶融混練時間を短くすることにより、キシレン不溶分を低下させることができる。また、シランカップリング剤や架橋助剤を適量添加し、キシレン不溶分を調整することもできる。
以上から、上記の条件を適宜調整することにより、キシレン不溶分を上記範囲内に調整することができる。
本実施形態の製造方法で得られる太陽電池封止材シートは、ポリオレフィン系樹脂と、有機過酸化物を必須成分として含み、必要に応じて各種添加剤を含有している。以下、本実施形態の太陽電池封止材料の製造に使用する各材料について詳細に説明する。
本実施形態におけるポリオレフィン系樹脂としてはとくに限定はされないが、例えば、低密度エチレン系樹脂、中密度エチレン系樹脂、超低密度エチレン系樹脂、プロピレン(共)重合体、1−ブテン(共)重合体、4−メチルペンテン−1(共)重合体、エチレン・α−オレフィン共重合体、エチレン・環状オレフィン共重合体、エチレン・α−オレフィン・環状オレフィン共重合体、エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共重合体、エチレン・α−オレフィン・共役ポリエン共重合体、エチレン・芳香族ビニル共重合体、エチレン・α−オレフィン・芳香族ビニル共重合体などが挙げられる。これらのポリオレフィン系樹脂は1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
本実施形態におけるエチレンおよび炭素数3〜20のα−オレフィンを含むエチレン・α−オレフィン共重合体は、例えば、エチレンと、炭素数3〜20のα−オレフィンとを共重合することによって得られる。α−オレフィンとしては、通常、炭素数3〜20のα−オレフィンを1種類単独でまたは2種類以上を組み合わせて用いることができる。中でも好ましいのは、炭素数が10以下であるα−オレフィンであり、とくに好ましいのは炭素数が3〜8のα−オレフィンである。
このようなα−オレフィンの具体例としては、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、3−メチル−1−ブテン、3,3−ジメチル−1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセンなどを挙げることができる。中でも、入手の容易さからプロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテンおよび1−オクテンが好ましい。なお、エチレン・α−オレフィン共重合体はランダム共重合体であっても、ブロック共重合体であってもよいが、柔軟性の観点からランダム共重合体が好ましい。
α−オレフィン単位の割合が10mol%以上であると、高い透明性を有するシートが得られる。また、低温での押出成形を容易に行うことができ、例えば130℃以下での押出成形が可能である。
このため、エチレン・α−オレフィン共重合体に有機過酸化物を練り込む場合においても、押出機内での架橋反応が進行することを抑制できる。また、適度な柔軟性が得られるため、太陽電池モジュールのラミネート成形時に太陽電池素子の割れや、薄膜電極のカケなどの発生を防ぐことができる。
a1)エチレンに由来する構成単位の含有割合が80〜90mol%であり、炭素数3〜20のα−オレフィンに由来する構成単位の含有割合が10〜20mol%である。
a2)ASTM D1238に準拠し、190℃、2.16kg荷重の条件で測定されるMFRが10〜50g/10分である。
a3)ASTM D1505に準拠して測定される密度が0.865〜0.884g/cm3である。
a4)ASTM D2240に準拠して測定されるショアA硬度が60〜85である。
本実施形態における有機過酸化物は、シランカップリング剤と、ポリオレフィン系樹脂とのグラフト変性の際のラジカル開始剤として、さらには、ポリオレフィン系樹脂の太陽電池モジュールのラミネート成形時の架橋反応の際のラジカル開始剤として用いられる。ポリオレフィン系樹脂に、シランカップリング剤をグラフト変性することにより、表面側透明保護部材、裏面側保護部材、セル、電極との接着性が良好な太陽電池モジュールが得られる。さらに、ポリオレフィン系樹脂を架橋することにより、耐熱性、接着性に優れた太陽電池モジュールを得ることができる。
有機過酸化物の1分間半減期温度が100℃以上であると、押出シート成形時に太陽電池封止材の架橋反応が進行するのを抑制することができる。有機過酸化物の1分間半減期温度が170℃以下であると、太陽電池モジュールのラミネート成形時の架橋速度の低下を抑制できるため、太陽電池モジュールの生産性の低下を防ぐことができる。また、太陽電池封止材の耐熱性、接着性の低下を防ぐこともできる。
また、有機過酸化物の添加量は有機過酸化物の種類によっても異なるが、ポリオレフィン系樹脂100重量部に対し、0.1〜3重量部であることが好ましく、0.2〜3重量部であることがより好ましい。
本実施形態における太陽電池封止材シートの製造方法では、太陽電池封止材シートに一般的に用いられる添加剤をさらに添加してもよい。太陽電池封止材シートに一般的に用いられる添加剤としては、例えば、有機過酸化物、シランカップリング剤、架橋助剤、紫外線吸収剤、耐熱安定剤、光安定化剤などが挙げられる。
本実施形態におけるシランカップリング剤は、保護材や太陽電池素子などに対する接着性を向上させるのに有用である。例えば、アミノ基またはエポキシ基とともに、アルコキシ基のような加水分解可能な基を有する化合物を挙げることができる。具体的には、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシシラン)、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどが使用できる。好ましくは、接着性が良好なγ−グリシドキシプロピルメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランが挙げられる。これらのシランカップリング剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
また、シランカップリング剤の添加量はシランカップリング剤の種類によっても異なるが、ポリオレフィン系樹脂100重量部に対し、0.1〜4重量部であることが好ましく、0.1〜3重量部のであることがより好ましい。上記下限値以上であると、太陽電池封止材シートの接着性が優れる。また、上記上限値以下であると、太陽電池封止材シートのコストと性能とのバランスが優れる。
本実施形態における架橋助剤は、架橋反応を促進させ、ポリオレフィン系樹脂の架橋度を高めるのに有効である。例えば、架橋助剤としては、オレフィン系樹脂に対して一般に使用される従来公知のものが挙げられる。このような架橋助剤は、分子内に二重結合を二個以上有する化合物である。具体的には、t−ブチルアクリレート、ラウリルアクリレート、セチルアクリレート、ステアリルアクリレート、2−メトキシエチルアクリレート、エチルカルビトールアクリレート、メトキシトリプロピレングリコールアクリレートなどのモノアクリレート;t−ブチルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、セチルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、メトキシエチレングリコールメタクリレート、メトキシポリエチレングリコールメタクリレートなどのモノメタクリレート;1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレートなどのジアクリレート;1,3−ブタンジオールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、1,9−ノナンジオールジメタクリレートネオペンチルグリコールジメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレートなどのジメタクリレート;トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレートなどのトリアクリレート;トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレートなどのトリメタクリレート;ペンタエリスリトールテトラアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレートなどのテトラアクリレート;ジビニルベンゼン、ジ−i−プロペニルベンゼンなどのジビニル芳香族化合物;トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレートなどのシアヌレート;ジアリルフタレートなどのジアリル化合物;トリアリル化合物;p−キノンジオキシム、p−p'−ジベンゾイルキノンジオキシムなどのオキシム:フェニルマレイミドなどのマレイミドが挙げられる。
これらの架橋助剤の中でより好ましいのは、ジアクリレート、ジメタクリレート、ジビニル芳香族化合物、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレートなどのトリアクリレート;トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレートなどのトリメタクリレート;ペンタエリスリトールテトラアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレートなどのテトラアクリレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレートなどのシアヌレート、ジアリルフタレートなどのジアリル化合物;トリアリル化合物:p−キノンジオキシム、p−p'−ジベンゾイルキノンジオキシムなどのオキシム:フェニルマレイミドなどのマレイミドである。さらにこれらの中でとくに好ましいのは、トリアリルイソシアヌレートであり、ラミネート後の太陽電池封止材の気泡発生や架橋特性のバランスが最も優れる。これらの架橋助剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
架橋助剤の添加量は架橋助剤の種類によっても異なるが、ポリオレフィン系樹脂100重量部に対し、0.05〜5重量部であることが好ましい。架橋助剤の添加量が上記範囲内であると、適度な架橋構造を有することができ、耐熱性、機械物性、接着性を向上させることができる。
本実施形態における紫外線吸収剤としては、具体的には、2−ヒドロキシ−4−ノルマル−オクチルオキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4メトキシベンゾフェノン、2,2−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−4−カルボキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−N−オクトキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系;2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾールなどのベンゾトリアリゾール系;フェニルサルチレート、p−オクチルフェニルサルチレートなどのサリチル酸エステル系のものが用いられる。これらの紫外線吸収剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
紫外線吸収剤の添加量は紫外線吸収剤の種類によっても異なるが、ポリオレフィン系樹脂100重量部に対し、0.005〜5重量部であることが好ましい。紫外線吸収剤の添加量が上記範囲にあると、耐候安定性を向上する効果を十分に確保し、かつ、太陽電池封止材の透明性や表面側透明保護部材、裏面側保護部材、セル、電極、アルミニウムとの接着性の低下を防ぐことができるので好ましい。
本実施形態における光安定化剤としては、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ポリ[{6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル}{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}]などのヒンダードアミン型、ヒンダードピペリジン型化合物などが好ましく使用される。これらの光安定化剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
光安定化剤の添加量は光安定化剤の種類によっても異なるが、ポリオレフィン系樹脂100重量部に対し、0.005〜5重量部であることが好ましい。光安定化剤の添加量が上記範囲にあると、耐候安定性を向上する効果を十分に確保し、かつ、太陽電池封止材の透明性や表面側透明保護部材、裏面側保護部材、セル、電極、アルミニウムとの接着性の低下を防ぐことができるので好ましい。
本実施形態における耐熱安定剤としては、具体的には、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ビス[2,4−ビス(1,1−ジメチルエチル)−6−メチルフェニル]エチルエステル亜リン酸、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)[1,1−ビフェニル]−4,4'−ジイルビスホスフォナイト、およびビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトなどのホスファイト系耐熱安定剤;3−ヒドロキシ−5,7−ジ−tert−ブチル−フラン−2−オンとo−キシレンとの反応生成物などのラクトン系耐熱安定剤;3,3',3",5,5',5"−ヘキサ−tert−ブチル−a,a',a"−(メチレン−2,4,6−トリイル)トリ−p−クレゾール、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)ベンジルベンゼン、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、チオジエチレンビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]などのヒンダードフェノール系耐熱安定剤;硫黄系耐熱安定剤;アミン系耐熱安定剤などを挙げることができる。これらの中でも、ホスファイト型耐熱安定剤、およびヒンダードフェノール型耐熱安定剤が好ましい。これらの耐熱安定剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
耐熱安定剤の添加量は耐熱安定剤の種類によっても異なるが、ポリオレフィン系樹脂100重量部に対し、0.005〜5重量部であることが好ましい。耐熱安定剤の添加量が上記範囲内にあると、高温高湿への耐性、ヒートサイクルの耐性および耐熱安定性を向上する効果を十分に確保し、かつ、太陽電池封止材の透明性や表面側透明保護部材、裏面側保護部材、セル、電極、アルミニウムとの接着性の低下を防ぐことができる。
本実施形態の添加剤には、以上述べた添加剤以外の各種添加剤を、本発明の目的を損なわない範囲において、適宜含有させることができる。例えば、ポリオレフィン系樹脂以外の各種樹脂、各種ゴム、可塑剤、充填剤、顔料、染料、酸化防止剤、帯電防止剤、抗菌剤、防黴剤、難燃剤、架橋助剤、光拡散剤、変色防止剤および分散剤などから選ばれる一種以上の添加剤を適宜添加することができる。
つづいて、本実施形態における太陽電池封止材シートの製造方法について説明する。
本実施形態の太陽電池封止材シートの製造方法は、ポリオレフィン系樹脂を主成分とする熱可塑性樹脂原料を、押出成形機100の供給口101からシリンダ103内に投入し、上記シリンダ103内で上記熱可塑性樹脂原料を溶融混練させる工程と、上記供給口101からスクリュー105の先端までの間に設けられた注入ノズル107から、上記シリンダ内の溶融混練状態の上記熱可塑性樹脂原料に、有機過酸化物を添加する工程と、上記熱可塑性樹脂原料と上記有機過酸化物とを溶融混練させながら、上記押出成形機100のダイ109からシート状に押出成形する工程を含んでいる。
本実施形態におけるポリオレフィン系樹脂を主成分とする熱可塑性樹脂原料の形態はとくに限定はされないが、取り扱いが容易である点からペレット形状であることが好ましい。ポリオレフィン系樹脂を主成分とするペレットの製造方法はとくに限定はされないが、例えば、一軸または二軸押出成形機により、ポリオレフィン系樹脂を溶融混練してストランド状またはシート状に押し出し、ペレタイザを用いて、所定の粒度となるようにペレット状に切断して得る方法などが挙げられる。なお、ペレットには、あらかじめ上述した添加剤を本発明の目的を損なわない範囲において、適宜含有させておいてもよい。
ポリオレフィン系樹脂を主成分とする熱可塑性樹脂原料を押出成形機100に供給してシリンダ103内で溶融混練させる工程について説明する。
本実施形態における押出成形機100としては、公知の各種二軸押出成形機や単軸押出成形機が挙げられる。押出成形機100は、最上流部には熱可塑性樹脂原料をシリンダ103内に投入できる供給口101、シリンダ103内にはスクリュー105が配置され、最下流の先端部にTダイやリングダイなどのダイ109を有している。そして、上記供給口101からスクリュー105の先端までの間に、有機過酸化物を注入できる注入ノズル107が設けられている。
まず、ポリオレフィン系樹脂を主成分とする熱可塑性樹脂原料は、上記供給口101からシリンダ103内に投入される。次いで、シリンダ103内に投入された熱可塑性樹脂原料はシリンダ103の外側に配置されたヒータによって加熱溶融され、回転するスクリュー105により溶融混練される。押出成形機100としては、混練性能に優れる点で、二軸押出成形機が好ましい。
次に、注入ノズルから有機過酸化物を添加する工程について説明する。
まず、上記供給口101からスクリュー105の先端までの間に設けられた注入ノズル107から、上記シリンダ103内の溶融混練状態の上記熱可塑性樹脂原料に、有機過酸化物を添加する。注入ノズル107としては、公知のものが使用できる。
有機過酸化物は、有機過酸化物が保存された容器201から供給ポンプ203を用いて、注入ノズル107から、上記シリンダ103内に添加される。このとき、有機過酸化物の添加速度と、太陽電池封止材シートの押出速度とを調整することにより、得られる太陽電池封止材シート中の有機過酸化物の量を調整することができる。
なお、その他の添加剤については、注入ノズル107から有機過酸化物と同時に添加してもよいし、ポリオレフィン系樹脂と同時に供給口から添加してもよい。また、あらかじめポリオレフィン系樹脂に含浸させていてもよいし、マスターバッチを作成しておいてもよい。
最後に、上記熱可塑性樹脂原料と上記有機過酸化物とを溶融混練させながら、上記押出成形機100のダイ109からシート状に押出成形する工程について説明する。
供給口101から上記熱可塑性樹脂原料と上記有機過酸化物とを溶融混練させながら、押出成形機100の先端に取り付けたTダイなどのダイ109からシート状に押し出して太陽電池用封止シートを得る。
押出温度はとくに限定されないが、使用する有機過酸化物の一時間半減期温度よりも低い温度にて溶融混練し、シート状に押し出すのが好ましい。こうすることで、有機過酸化物の失活を抑制することができる。
具体的には、押出温度(シリンダ温度)が100〜130℃である。押出温度を上記下限値以上にすることにより、太陽電池封止材の生産性を向上させることができる。また、押出温度を上記上限値以下にすることにより、添加剤の劣化を抑制することができる。また、太陽電池封止材のゲル化を抑制することができる。
シートの表面にエンボス加工を施す方法としてはとくに限定されないが、Tダイから押出されたシートを、表面にエンボス模様が施されたエンボスロールと、このエンボスロールに対峙して配設されたゴムロールとの間に供給し、エンボスロールを溶融シートに押圧させながら、シートの表面にエンボス加工を施す方法が挙げられる。なお、得られたシートを再度加熱して溶融させ、エンボス加工を施してもよい。
(1)エチレン単位およびα−オレフィン単位の含有割合
試料0.35gをヘキサクロロブタジエン2.0mlに加熱溶解させて得られた溶液をグラスフィルター(G2)で濾過した後、重水素化ベンゼン0.5mlを加え、内径10mmのNMRチューブに装入した。日本電子社製のJNM GX−400型NMR測定装置を使用し、120℃で13C−NMR測定を行った。積算回数は8000回以上とした。得られた13C−NMRスペクトルより、共重合体中のエチレン単位の含有割合、およびα−オレフィン単位の含有割合を定量した。
ASTM D1238に準拠し、190℃、2.16kg荷重の条件にてエチレン・α−オレフィン共重合体のMFRを測定した。
ASTM D1505に準拠して、エチレン・α−オレフィン共重合体の密度を測定した。
太陽電池封止材シートのキシレン不溶分(%)は、以下の手順によって測定し、(1)式により算出した。はじめに、押出機にて得られた太陽電池封止材シートよりサンプル1gを採取し、沸騰キシレンでのソックスレー抽出を10時間おこなう。次いで、30メッシュでのステンレスメッシュでろ過後、メッシュを110℃にて8時間減圧乾燥をおこなう。メッシュ上に得られた乾燥物の質量によりキシレン不溶分を算出した。
キシレン不溶分 [%] =(キシレン不溶分の乾燥質量)×100 (1)
得られた太陽電池封止材シートのサンプルを真空ラミネーター内に仕込み、150℃に温調したホットプレート上に載せて3分間減圧、15分間加熱し、架橋シートサンプルを得た。得られた架橋シートサンプルを目視観察し、以下の基準に従ってシート表面および内部のゲルの有無を評価した。
◎:表面および内部にゲル状の異物なし
○:表面にゲル状の異物がわずかに付着
×:表面および内部にゲル状の固まりが存在
(1)エチレン・α−オレフィン共重合体の合成
撹拌羽根を備えた内容積50Lの連続重合器の一つの供給口に、共触媒としてメチルアルミノキサンのトルエン溶液を8.0mmol/hr、主触媒としてビス(1,3−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライドのヘキサンスラリーを0.025mmol/hr、トリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液を0.5mmol/hrの割合で供給し、触媒溶液と重合溶媒として用いる脱水精製したノルマルヘキサンの合計が20L/hrとなるように脱水精製したノルマルヘキサンを連続的に供給した。同時に重合器の別の供給口に、エチレンを3kg/hr、1−ブテンを15kg/hr、水素を5NL/hrの割合で連続供給し、重合温度90℃、全圧3MPaG、滞留時間1.0時間の条件下で連続溶液重合を行った。重合器で生成したエチレン・α−オレフィン共重合体のノルマルヘキサン/トルエン混合溶液は、重合器の底部に設けられた排出口を介して連続的に排出させ、エチレン・α−オレフィン共重合体のノルマルヘキサン/トルエン混合溶液が150〜190℃となるように、ジャケット部が3〜25kg/cm2スチームで加熱された連結パイプに導いた。
攪拌翼を持つ内容積50Lの攪拌槽にて有機過酸化物(t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルカーボネート)を50重量部、シランカップリング剤(ビニルトリエトキシシラン)を50重量部、架橋助剤(トリアリルイソシアヌレート)100重量部、ヒンダードフェノール型耐熱安定剤(イルガノックス1010)を2重量部配合し、35℃にて2hr攪拌し、十分に攪拌混合された添加剤溶液を調合した。
さらに、原料供給口とスクリュー先端との中間部に装着された注入ノズルに、プランジャーポンプを用いて、添加速度404g/hで上述の添加剤溶液を供給し、注入ノズルからシリンダ内に添加剤を添加した。この際、添加剤溶液の添加量はペレット100重量部に対し、1重量部となるように調節した。押出機にはTダイ(幅:900mm)を取り付けておき、押出された溶融シートを冷却ロールにて冷却固化後、巻き取った。
シリンダ温度を120℃に変更した以外は実施例1と同様の方法でシートを製造し、平均厚み0.6mmのシートを得た。得られたシートの各種評価結果を表1に示す。
注入ノズルから添加剤溶液を添加する方法に変えて、上述のエチレン・α−オレフィン共重合体のペレットと、上述の添加剤溶液をニ軸押出成形機の原料供給口に同時に供給する方法にした以外は、実施例1と同様の方法でシートを製造し、平均厚み0.6mmのシートを得た。この際、添加剤溶液の添加量はペレット100重量部に対し、1重量部となるように調節した。得られたシートの各種評価結果を表1に示す。
101 供給口
103 シリンダ
105 スクリュー
107 注入ノズル
109 ダイ
201 容器
203 供給ポンプ
205 巻き取り機
Claims (7)
- ポリオレフィン系樹脂を主成分とする熱可塑性樹脂原料を、押出成形機の供給口からシリンダ内に投入し、前記シリンダ内で前記熱可塑性樹脂原料を溶融混練させる工程と、
前記供給口からスクリューの先端までの間に設けられた注入ノズルから、前記シリンダ内の溶融混練状態の前記熱可塑性樹脂原料に、有機過酸化物を添加する工程と、
前記熱可塑性樹脂原料と前記有機過酸化物とを溶融混練させながら、前記押出成形機のダイからシート状に押出成形する工程とを含む、太陽電池封止材シートの製造方法。 - 請求項1に記載の太陽電池封止材シートの製造方法において、
当該太陽電池封止材シートは、キシレン不溶分を含み、
前記キシレン不溶分が1質量%以下である、太陽電池封止材シートの製造方法。 - 請求項1または2に記載の太陽電池封止材シートの製造方法において、
前記有機過酸化物の添加量は、
前記ポリオレフィン系樹脂100重量部に対して、0.1重量部以上3.0重量部以下である、太陽電池封止材シートの製造方法。 - 請求項1乃至3いずれか一項に記載の太陽電池封止材シートの製造方法において、
前記有機過酸化物の1分間半減期温度が100℃以上170℃以下である、太陽電池封止材シートの製造方法。 - 請求項1乃至4いずれか一項に記載の太陽電池封止材シートの製造方法において、
前記有機過酸化物を添加する工程では、
シランカップリング剤および架橋助剤からなる群より選択される少なくとも1種の添加剤をさらに添加する、太陽電池封止材シートの製造方法。
の製造方法。 - 請求項1乃至5いずれか一項に記載の太陽電池封止材シートの製造方法において、
前記ポリオレフィン系樹脂が、エチレン・α−オレフィン共重合体である、太陽電池封止材シートの製造方法。 - 請求項6に記載の太陽電池封止材シートの製造方法において、
前記エチレン・α−オレフィン共重合体は、エチレンおよび炭素数3〜20のα−オレフィンを含み、
前記エチレン・α−オレフィン共重合体に含まれる、前記エチレンに由来する構成単位の含有割合が80〜90mol%であり、炭素数3〜20の前記α−オレフィンに由来する構成単位の含有割合が10〜20mol%である、太陽電池封止材シートの製造方法。
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