JP2014031399A - 太陽電池モジュール用バックシート - Google Patents
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Abstract
【課題】太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性、耐候性および耐熱性に優れた太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤、前記バックシート用コーティング剤からなる被膜が形成された太陽電池モジュール用バックシート、前記太陽電池モジュール用バックシートを有する太陽電池モジュール、および前記太陽電池モジュールを有する太陽電池を提供する。
【解決手段】太陽電池モジュールのバックシートの表面に用いられるコーティング剤であって、硬化剤として、式(I):
で表わされる基およびイソシネート基2個以上を有するイソシアネート化合物を含有することを特徴とする太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤。
【選択図】なし
【解決手段】太陽電池モジュールのバックシートの表面に用いられるコーティング剤であって、硬化剤として、式(I):
で表わされる基およびイソシネート基2個以上を有するイソシアネート化合物を含有することを特徴とする太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤。
【選択図】なし
Description
本発明は、太陽電池モジュール用バックシートに関する。さらに詳しくは、本発明は、太陽電池モジュールのバックシートの表面保護に好適に使用することができる太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤、前記太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤からなる被膜が形成された太陽電池モジュール用バックシート、前記太陽電池モジュール用バックシートを有する太陽電池モジュールおよび前記太陽電池モジュールを有する太陽電池に関する。
太陽電池モジュールは、主に屋外で使用されるため、その材質や構造などには、耐候性が要求されている。特に、太陽電池モジュール用バックシートには、耐候性に優れていることが要求されている。さらに、太陽電池は、約20年間その性能を維持する必要があることから、太陽電池の耐久性を評価するために、例えば、85℃で相対湿度が85%の高温多湿の雰囲気中で促進試験が行なわれている。
従来、太陽電池モジュール用バックシートとして、電気絶縁性に優れていることから、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルフィルムが用いられている(例えば、特許文献1〜4参照)。
近年、ポリエステルフィルムなどからなる太陽電池モジュール用バックシートの表面に形成される被膜を形成するコーティング剤として、ただ単に太陽電池として実際に使用される環境において耐候性に優れているだけでなく、太陽電池モジュールを評価する際に検討される高温多湿の雰囲気中における促進試験を行なった場合であっても、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性および耐候性に優れ、さらに太陽電池モジュール用バックシートを製造する際の加熱に対する耐熱性に優れた太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤、前記太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤からなる被膜が形成された太陽電池モジュール用バックシート、前記太陽電池モジュール用バックシートを有する太陽電池モジュールおよび前記太陽電池モジュールを有する太陽電池の開発が望まれている。
本発明は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、太陽電池として実際に使用される環境だけでなく、太陽電池モジュールを評価する際に検討されている高温多湿の雰囲気中における促進試験を行なった場合であっても、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性および耐候性に優れ、さらに太陽電池モジュール用バックシートを製造する際の加熱に対する耐熱性に優れた太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤、前記太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤からなる被膜が形成された太陽電池モジュール用バックシート、前記太陽電池モジュール用バックシートを有する太陽電池モジュールおよび前記太陽電池モジュールを有する太陽電池を提供することを目的とする。
本発明は、
(1) 太陽電池モジュールのバックシートの表面に用いられるコーティング剤であって、硬化剤として、式(I):
(1) 太陽電池モジュールのバックシートの表面に用いられるコーティング剤であって、硬化剤として、式(I):
で表わされる基およびイソシネート基2個以上を有するイソシアネート化合物を含有することを特徴とする太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤、
(2) 前記(1)に記載の太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤からなる表面保護膜が太陽電池モジュールのバックシートの表面上に形成されていることを特徴とする太陽電池モジュール用バックシート、
(3) 前記(2)に記載の太陽電池モジュール用バックシートが設けられてなる太陽電池モジュール、および
(4) 前記(3)に記載の太陽電池モジュールを有することを特徴とする太陽電池
に関する。
(2) 前記(1)に記載の太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤からなる表面保護膜が太陽電池モジュールのバックシートの表面上に形成されていることを特徴とする太陽電池モジュール用バックシート、
(3) 前記(2)に記載の太陽電池モジュール用バックシートが設けられてなる太陽電池モジュール、および
(4) 前記(3)に記載の太陽電池モジュールを有することを特徴とする太陽電池
に関する。
本発明の太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤は、当該コーティング剤からなる被膜が太陽電池として実際に使用される環境だけでなく、太陽電池モジュールを評価する際に検討されている高温多湿の雰囲気中における促進試験を行なった場合であっても、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性および耐候性に優れ、さらに太陽電池モジュール用バックシートを製造する際の加熱に対する耐熱性に優れるという優れた効果を奏する。
本発明の太陽電池モジュール用バックシートは、前記太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤からなる被膜が形成されているので、太陽電池として実際に使用される環境だけでなく、太陽電池モジュールを評価する際に検討されている高温多湿の雰囲気中における促進試験を行なった場合であっても、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する前記被膜の密着性および耐候性に優れ、さらに前記被膜は耐熱性に優れるという優れた効果を奏する。
本発明の太陽電池モジュールは、本発明のバックシート用コーティング剤からなる被膜が形成された太陽電池モジュール用バックシートを有するので、太陽電池として実際に使用される環境だけでなく、太陽電池モジュールを評価する際に検討される高温多湿の雰囲気中における促進試験を行なった場合であっても、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する前記被膜の密着性および耐候性に優れ、さらに前記被膜は耐熱性に優れるという優れた効果を奏する。
本発明の太陽電池は、本発明のバックシート用コーティング剤からなる被膜が形成された太陽電池モジュール用バックシートを有するので、太陽電池として実際に使用される環境だけでなく、太陽電池モジュールを評価する際に検討される高温多湿の雰囲気中における促進試験を行なった場合であっても、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する前記被膜の密着性および耐候性に優れ、さらに前記被膜は耐熱性に優れるという優れた効果を奏する。
本発明の太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤は、前記したように、太陽電池のバックシートの表面保護に用いられるコーティング剤であり、硬化剤として、式(I):
で表わされる基およびイソシネート基2個以上を有するイソシアネート化合物を含有することを特徴とする。本発明の太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤は、式(I)で表わされる基およびイソシネート基2個以上を有するイソシアネート化合物を含有するので、本発明の太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤から形成された被膜は、太陽電池として実際に使用される環境だけでなく、太陽電池モジュールを評価する際に検討されている高温多湿の雰囲気中における促進試験を行なった場合であっても、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性および耐候性に優れ、さらに太陽電池モジュール用バックシートを製造する際の加熱に対する耐熱性に優れている。
式(I)で表わされる基およびイソシネート基2個以上を有するイソシアネート化合物が有するイソシアネート基の数は、2個以上であるが、好ましくは2〜6個、より好ましくは3〜6個である。なお、前記イソシアネート化合物が有するイソシアネート基の数は、当該イソシアネート化合物1分子に存在するイソシアネート基の平均数を意味する。
式(I)で表わされる基およびイソシネート基2個以上を有するイソシアネート化合物のなかでは、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性、耐候性および耐熱性を向上させる観点から、式(II):
(式中、R1は炭素数1〜40のアルコールの残基、炭素数2〜40のポリエーテルポリオールの残基または炭素数2〜40のポリカーボネートポリオールの残基、R2およびR3は、それぞれ独立して、ジイソシアネート化合物の残基を示す)
で表わされるポリイソシアネート化合物が好ましい。式(II)で表わされるポリイソシアネート化合物において、R1は、炭素数1〜40のアルコールの残基、炭素数2〜40のポリエーテルポリオールの残基または炭素数2〜40のポリカーボネートポリオールの残基である。好適な炭素数1〜40のアルコールの残基の例としては、炭素数1〜12の脂肪族モノオール、炭素数3〜12の脂環式モノオール、炭素数6〜12の芳香族モノオールなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。また、R2およびR3は、それぞれ独立して、ジイソシアネート化合物の残基である。ジイソシアネート化合物の残基としては、例えば、脂肪族ジイソシアネート化合物の残基、脂環式ジイソシアネートの残基などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
で表わされるポリイソシアネート化合物が好ましい。式(II)で表わされるポリイソシアネート化合物において、R1は、炭素数1〜40のアルコールの残基、炭素数2〜40のポリエーテルポリオールの残基または炭素数2〜40のポリカーボネートポリオールの残基である。好適な炭素数1〜40のアルコールの残基の例としては、炭素数1〜12の脂肪族モノオール、炭素数3〜12の脂環式モノオール、炭素数6〜12の芳香族モノオールなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。また、R2およびR3は、それぞれ独立して、ジイソシアネート化合物の残基である。ジイソシアネート化合物の残基としては、例えば、脂肪族ジイソシアネート化合物の残基、脂環式ジイソシアネートの残基などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
式(I)で表わされる基およびイソシネート基2個以上を有するイソシアネート化合物における式(II)で表わされるポリイソシアネート化合物の含有率は、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性、耐候性および耐熱性を向上させる観点から、好ましくは50質量%以上であり、当該含有率の上限値は100質量%である。
式(II)で表わされるポリイソシアネート化合物は、例えば、アルコール性水酸基含有化合物とジイソシアネート化合物とを触媒の存在下で反応させることにより、調製することができる。
前記アルコール性水酸基含有化合物において、「アルコール性水酸基」は、脂肪族炭化水素骨格に直接的に結合している水酸基を意味する。したがって、前記アルコール性水酸基含有化合物は、例えば、フェノール、クレゾールなどのように芳香族炭化水素骨格に水酸基が直接結合しているものが除外されたものを意味する。
アルコール性水酸基含有化合物としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンタデカノール、セチルアルコール、ヘプタデカノール、ステアリルアルコール、ノナデカノール、オレイルアルコールなどの脂肪族モノオール;シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノールなどの脂環式モノオールなどのモノオール;エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−n−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2−n−ヘキサデカン−1,2−エチレングリコール、2−n−エイコサン−1,2−エチレングリコール、2−n−オクタコサン−1,2−エチレングリコールなどの脂肪族ジオール;シクロヘキサン−1,4−ジオール、シクロヘキサン−1,4−ジメタノール、水素添加ビスフェノールAなどの脂環式ジオール;ビス(β−ヒドロキシエチル)ベンゼンなどの芳香族ジオール;グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどの脂肪族ポリオール;ジエチレングリコール、ジプロレングリコール、トリエチレングリコールなどのエーテル基含有グリコール;α−オキシプロピオン酸、オキシコハク酸、ジオキシコハク酸、ε−オキシプロパン−1,2,3−トリカルボン酸、ヒドロキシ酢酸、α−ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシステアリン酸、リシノール酸、リシノエライジン酸、リシノステアロール酸、サリチル酸、マンデル酸などのオキシカルボン酸と前記モノオールとを反応させることによって得られる水酸基含有エステル;前記水酸基含有化合物にエチレンオキサイド、プロピレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドを付加させることによって得られる水酸基含有ポリエーテル;前記ポリオールとポリカルボン酸とを反応させることによって得られる水酸基含有ポリエステル;前記ポリオールとエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジフェニルカーボネートなどのカーボネートとを反応させることによって得られる水酸基含有ポリカーボネートなど挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのアルコール性水酸基含有化合物は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
アルコール性水酸基含有化合物のなかでは、式(II)で表わされるポリイソシアネート化合物の粘度などを考慮すれば、数平均分子量が1000〜5000のポリエーテルポリオール、数平均分子量が1000〜5000のポリカーボネートポリオール、炭素数1〜12の脂肪族モノオールおよび炭素数3〜12の脂環式モノオールが好ましい。
また、式(II)で表わされるポリイソシアネート化合物において、R1は、式(II)で表わされるポリイソシアネート化合物の粘度などを考慮すれば、数平均分子量が1000〜5000のポリエーテルポリオールの残基、数平均分子量が1000〜5000のポリカーボネートポリオールの残基または炭素数1〜20のモノオールの残基であることが好ましい。
ジイソシアネート化合物としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、2−メチル−ペンタン−1,5−ジイソシアネート、3−メチル−ペンタン−1,5−ジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート化合物;イソホロンジイソシアネート、水素添加トリレンジイソシアネート、水素添加キシレンジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート、水素添加テトラメチルキシレンジイソシアネートなどの脂環式ジイソシアネートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのジイソシアネート化合物は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。ジイソシアネート化合物のなかでは、式(II)で表わされるポリイソシアネート化合物の耐候性を向上させる観点から、好ましくは無黄変ジイソシアネート、より好ましくはヘキサメチレンジイソシアネートである。したがって、式(II)で表わされるポリイソシアネート化合物において、R2およびR3は、それぞれ独立して、好ましくは無黄変ジイソシアネートの残基、より好ましくはヘキサメチレンジイソシアネートの残基である。
前記触媒としては、例えば、ジルコニウムテトラカルボン酸塩などが挙げられる。ジルコニウムテトラカルボン酸塩において、カルボン酸としては、例えば、オクチル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、2−エチルヘキサン酸などの炭素数が6以上の飽和脂肪族カルボン酸;シクロヘキサンカルボン酸、シクロペンタンカルボン酸などの飽和単環カルボン酸;ビシクロ[4.4.0]デカン−2−カルボン酸などの飽和複環カルボン酸;ナフテン酸などの前記カルボン酸の混合物;オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、大豆油脂肪酸、トール油脂肪酸などの不飽和脂肪族カルボン酸;ジフェニル酢酸などの芳香族カルボン酸;安息香酸、トルイル酸などの芳香族カルボン酸などのモノカルボン酸類;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、クルタコン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,4−シクロヘキシルジカルボン酸、α−ハイドロムコン酸、β−ハイドロムコン酸、α−ブチル−α−エチルグルタル酸、α,β−ジエチルサクシン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸などのポリカルボン酸が挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの触媒は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。前記触媒のなかでは、炭素数6〜10の脂肪族モノカルボン酸のジルコニウム塩が好ましい。
式(II)で表わされるポリイソシアネート化合物は、例えば、アルコール性水酸基含有化合物とジイソシアネート化合物とを、当該アルコール性水酸基含有化合物が有する水酸基に対して当該ジイソシアネート化合物が有するイソシアネート基が過剰となる量で混合し、50〜100℃の温度でウレタン化反応させた後、触媒の存在下でウレタン基が実質的になくなるまで80〜130℃の温度で反応を行なうことにより、調製することができる。ここで、「アルコール性水酸基含有化合物が有する水酸基に対してジイソシアネート化合物が有するイソシアネート基が過剰となる量」は、ジイソシアネート化合物が有するイソシアネート基/アルコール性水酸基含有化合物が有する水酸基(モル比)が7/1以上である量であることが好ましい。
式(II)で表わされるポリイソシアネート化合物の数平均分子量は、その保存安定性、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性および耐候性を向上させる観点から、好ましくは500〜7000、より好ましくは1000〜4000である。
式(I)で表わされる基およびイソシネート基2個以上を有するイソシアネート化合物は、商業的に容易に入手することができるものであり、例えば、日本ポリウレタン工業(株)製、商品名:コロネート2793、SRC−202などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
式(I)で表わされる基およびイソシネート基2個以上を有するイソシアネート化合物の量は、その種類などによって異なるので一概には決定することができないが、通常、本発明の太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤に用いられる樹脂成分100質量部あたり、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する耐候性および耐熱性を向上させる観点から、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上であり、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性を向上させる観点から、好ましくは60質量部以下、より好ましくは50質量部以下、さらに好ましくは30質量部以下である。
本発明の太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤の樹脂成分としては、例えば、(メタ)アクリル樹脂、フッ素樹脂などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの樹脂は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
なお、本明細書において、「(メタ)アクリル」は、「アクリル」または「メタクリル」を意味する。「(メタ)アクリレート」は、「アクリレート」または「メタクリレート」を意味する。また、「(メタ)アクリロイル」は、「アクリロイル」または「メタクリロイル」を意味する。
(メタ)アクリル樹脂としては、一般に太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤の樹脂成分として用いられている(メタ)アクリル樹脂を用いることができる。(メタ)アクリル樹脂のなかでは、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性および耐候性に優れ、さらに太陽電池モジュール用バックシートを製造する際の加熱に対する耐熱性に優れるようにする観点から、分散性基を有する(メタ)アクリル樹脂であることが好ましい。
分散性基を有する(メタ)アクリル樹脂において、分散性基は、着色剤の分散性を向上させる基を意味する。好適な分散性基としては、酸性基および塩基性基が挙げられる。酸性はpKa(酸解離定数)で定義することができ、塩基性はpKb(塩基解離定数)で定義することができる。酸性基および塩基性基は、それぞれ単独で用いてもよく、併用してもよい。
分散性基を有する(メタ)アクリル樹脂は、(メタ)アクリル系単量体および分散性基を有する単量体を含有する単量体成分を重合させることによって調製することができる。(メタ)アクリル系単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイル基を有する単量体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの(メタ)アクリル系単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
分散性基を有する単量体としては、例えば、酸性基を有する単量体および塩基性基を有する単量体などが挙げられ、これらはそれぞれ単独で用いてもよく、併用してもよい。
酸性基を有する単量体のpKaは、耐候性を向上させる観点から、好ましくは1以上であり、電気絶縁性を向上させる観点から、好ましくは5以下である。
酸性基を有する単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸などのカルボキシル基を有する単量体;ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、スルホエチルアクリレート、スルホエチルメタクリレートなどのスルホン酸基を有する単量体;2−アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、2−メタクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、2−アクリロイルオキシプロピルアシッドホスフェート、2−メタクリロイルオキシプロピルアシッドホスフェート、2−アクリロイルオキシ−3−クロロプロピルアシッドホスフェート、2−メタクリロイルオキシ−3−クロロプロピルアシッドホスフェート、2−アクリロイルオキシエチルフェニルリン酸、2−メタクリロイルオキシエチルフェニルリン酸などの酸性リン酸エステル系単量体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの酸性基を有する単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
酸性基を有する単量体のなかでは、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性および耐候性に優れ、さらに太陽電池モジュール用バックシートを製造する際の加熱に対する耐熱性に優れたコーティング剤を得る観点から、カルボキシル基を有する単量体およびスルホン酸基を有する単量体が好ましく、アクリル酸(pKa:4.26)およびメタクリル酸(pKa:4.66)がより好ましい。
塩基性基を有する単量体のpKbは、耐候性を向上させる観点から、好ましくは3以上であり、電気絶縁性を向上させる観点から、好ましくは8以下である。
塩基性基を有する単量体としては、例えば、N,N’−ジメチルアミノエチルアクリレート、N,N’−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N’−ジエチルアミノエチルアクリレート、N,N’−ジエチルアミノエチルメタクリレートなどのジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート;テトラメチルピペリジルアクリレート、テトラメチルピペリジルメタクリレートなどのテトラアルキルピペリジル(メタ)アクリレート;ペンタメチルピペリジルアクリレート、ペンタメチルピペリジルメタクリレートなどのペンタアルキルピペリジル(メタ)アクリレート;ヘキサメチルピペリジルアクリレート、ヘキサメチルピペリジルメタクリレートなどのヘキサアルキルピペリジル(メタ)アクリレート;アクリルアミド、メタクリルアミドなどの(メタ)アクリルアミド;ジメチルアミノエチルアクリルアミド、ジメチルアミノエチルメタクリルアミド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、ジメチルアミノブチルアクリルアミド、ジメチルアミノブチルメタクリルアミドなどのジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド;アリルアミン、アミノスチレン、ビニルカルバゾール、ビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール、紫外線安定性基を有する塩基性の単量体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの塩基性基を有する単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。紫外線安定性基を有する塩基性単量体は、例えば、(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA−82、アデカスタブLA−87などのアデカスタブリーズなどとして商業的に容易に入手することができる。
塩基性基を有する単量体のなかでは、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性および耐候性に優れ、さらに太陽電池モジュール用バックシートを製造する際の加熱に対する耐熱性に優れたコーティング剤を得る観点から、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート、ペンタアルキルピペリジル(メタ)アクリレートおよびヘキサアルキルピペリジル(メタ)アクリレートが好ましく、N,N’−ジメチルアミノエチルメタクリレート(pKb:7.94)および1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジルメタクリレート(pKb:5.5)がより好ましい。
単量体成分における分散性基を有する単量体の含有量は、電気絶縁性を向上させる観点から、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、さらに好ましくは1質量%以上であり、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性を向上させる観点から、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、より一層好ましは10質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下である。
単量体成分には、基材に対する密着性および耐熱性を向上させる観点から、架橋性官能基を有する単量体が含まれていることが好ましい。好適な架橋性官能基を有する単量体としては、架橋性官能基として水酸基を有する単量体が好ましい。
架橋性官能基として水酸基を有する単量体としては、例えば、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレートなどの水酸基含有脂肪族カルボン酸エステル;カプロラクトン変性ヒドロキシアクリレート、カプロラクトン変性ヒドロキシメタクリレートなどのカプロラクトン変性ヒドロキシ(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの活性水素をもつ基を有する単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。カプロラクトン変性ヒドロキシ(メタ)アクリレートは、商業的に容易に入手することができるものであり、その例としては、ダイセル化学工業(株)製、商品名:プラクセルFM−1、プラクセルFM−1D、プラクセルFM−2D、プラクセルFM−3、プラクセルFA−1DM、プラクセルFA−2Dなどが挙げられる。
単量体成分には、前記した単量体以外の単量体を適宜用いることができる。前記した単量体以外の単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸エステル、エポキシ基を有する単量体、芳香族系単量体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルアクリレート、n−プロピルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチルアクリレート、n−ブチルメタクリレート、tert−ブチルアクリレート、tert−ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレートなどの(メタ)アクリル酸アルキルエステル;イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレートなどのシクロアルキル(メタ)アクリレート;シクロヘキシルメチルアクリレート、シクロヘキシルメチルメタクリレート、シクロヘキシルエチルアクリレート、シクロヘキシルエチルメタクリレート、シクロヘキシルプロピルアクリレート、シクロヘキシルプロピルメタクリレート、4−メチルシクロヘキシルメチルアクリレート、4−メチルシクロヘキシルメチルメタクリレートなどのシクロアルキルアルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの(メタ)アクリル酸エステルは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
エポキシ基を有する単量体としては、例えば、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートなどのエポキシ基含有(メタ)アクリル酸エステルなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのエポキシ基を有する単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
芳香族系単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレンなどのスチレン系化合物などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの芳香族系単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
前記した単量体以外の単量体のなかでは、太陽電池として実際に使用される環境だけでなく、太陽電池モジュールを評価する際に検討される高温多湿の雰囲気中における促進試験を行なった場合であっても、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性および耐候性を向上させる観点から、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレートなどの耐候性を付与する性質を有する単量体(以下、耐候性単量体という)、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性(メタ)アクリレートなどの水酸基含有単量体などが好ましい。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
単量体成分における前記した単量体以外の単量体の含有率は、耐候性を向上する観点から、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1質量%以上、より一層好ましくは3質量%以上、さらに好ましくは5質量%以上であり、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性を向上させる観点から、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下、さらに好ましくは80質量%以下、さらに一層好ましくは75質量%以下、特に好ましくは70質量%以下である。
単量体成分には、耐加水分解性および電気絶縁性を向上させる観点から、ビスアリールフルオレンを基本構造としたアクリレートを含有させることが好ましい。ビスアリールフルオレンを基本構造としたアクリレートは、例えば、大阪ガスケミカル(株)製、商品名:オグソールEA−0200、オグソールEA−0200、オグソールEA−0500、オグソールEA−1000などとして商業的に容易に入手することができる。また、特開2002−69130号公報に開示されているような(メタ)アクリル酸のシクロヘキシルアルキルエステル、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−イル(メタ)アクリレートやテルペン系(メタ)アクリレートなどを使用することもできる。
また、単量体成分には、さらに紫外線吸収性を被膜に付与する観点から、紫外線吸収性基を有する単量体を含有させることが好ましい。
紫外線吸収性基を有する単量体としては、例えば、ベンゾトリアゾール系の紫外線吸収性基を有する単量体、ベンゾフェノン系の紫外線吸収性基を有する単量体、トリアジン系の紫外線吸収性基を有する単量体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
紫外線吸収性基を有する単量体のなかでは、紫外線吸収性を向上させる観点から、ベンゾトリアゾール系の紫外線吸収性基を有する単量体が好ましい。ベンゾトリアゾール系の紫外線吸収性基を有する単量体としては、例えば、セサモール型ベンゾトリアゾール系単量体、レゾルシノール型ベンゾトリアゾール系単量体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
セサモール型ベンゾトリアゾール系単量体としては、例えば、式(III):
(式中、R4は水素原子またはメチル基、R5は炭素数1〜6のアルキレン基または炭素数1〜6のオキシアルキレン基を示す)
で表わされる化合物などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
で表わされる化合物などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
レゾルシノール型ベンゾトリアゾール系単量体としては、例えば、式(IV):
(式中、R4は前記と同じ。R6は炭素数1〜6のアルキレン基。R7は水素原子、炭素数1〜18の炭化水素基または炭素数1〜18のアルコキシ基を示す)
で表わされる化合物などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。R7のなかでは、炭素数4〜12のアルキル基が好ましく、ブチル基およびオクチル基がより好ましい。
で表わされる化合物などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。R7のなかでは、炭素数4〜12のアルキル基が好ましく、ブチル基およびオクチル基がより好ましい。
式(III)で表わされるセサモール型ベンゾトリアゾール系単量体としては、例えば、2−[2−(6−ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール−5−イル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イル]エチルメタクリレート、2−[2−(6−ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール−5−イル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イル]エチルアクリレート、3−[2−(6−ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール−5−イル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イル]プロピルメタクリレート、3−[2−(6−ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール−5−イル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イル]プロピルアクリレート、4−[2−(6−ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール−5−イル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イル]ブチルメタクリレート、4−[2−(6−ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール−5−イル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イル]ブチルアクリレート、2−[2−(6−ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール−5−イル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イルオキシ]エチルメタクリレート、2−[2−(6−ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール−5−イル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イルオキシ]エチルアクリレート、2−[3−{2−(6−ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール−5−イル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イル}プロパノイルオキシ]エチルメタクリレート、2−[3−{2−(6−ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール−5−イル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イル}プロパノイルオキシ]エチルアクリレート、4−[3−{2−(6−ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール−5−イル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イル}プロパノイルオキシ]ブチルメタクリレート、4−[3−{2−(6−ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール−5−イル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イル}プロパノイルオキシ]ブチルアクリレート、2−[3−{2−(6−ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール−5−イル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イル}プロパノイルオキシ]エチルメタクリレート、2−[3−{2−(6−ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール−5−イル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イル}プロパノイルオキシ]エチルアクリレート、2−(メタクリロイルオキシ)エチル2−(6−ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール−5−イル)−2H−ベンゾトリアゾール−5カルボキシレート、2−(アクリロイルオキシ)エチル2−(6−ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール−5−イル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−カルボキシレート、4−(メタクリロイルオキシ)ブチル2−(6−ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール−5−イル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−カルボキシレート、4−(アクリロイルオキシ)ブチル2−(6−ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール−5−イル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−カルボキシレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのセサモール型ベンゾトリアゾール系単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
式(IV)で表わされるレゾルシノール型ベンゾトリアゾール系単量体としては、例えば、2−[2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イルオキシ]エチルメタクリレート、2−[2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イルオキシ]エチルアタクリレート、2−[2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イルオキシ]エチルメタクリレート、2−[2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イルオキシ]エチルアクリレート、2−[2−(4−ブトキシ−2−ヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イルオキシ]エチルメタクリレート、2−[2−(4−ブトキシ−2−ヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イルオキシ]エチルアクリレート、2−[2−(2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イルオキシ]エチルメタクリレート、2−[2−(2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イルオキシ]エチルメタクリレート、2−[2−(2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イルオキシ]エチルアクリレート、2−[2−(4−ベンゾイルオキシ−2−ヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イルオキシ]エチルメタアクリレート、2−[2−(4−ベンゾイルオキシ−2−ヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イルオキシ]エチルアクリレート、4−[2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イルオキシ]ブチルメタクリレート、4−[2−(2,4−ジヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イルオキシ]ブチルアクリレート、4−[2−(4−エトキシ−2−ヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イルオキシ]ブチルメタクリレート、4−[2−(4−エトキシ−2−ヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イルオキシ]ブチルアクリレート、4−[2−(4−ブトキシ−2−ヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イルオキシ]ブチルメタクリレート、4−[2−(4−ブトキシ−2−ヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イルオキシ]ブチルアクリレート、4−[2−(2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イルオキシ]ブチルメタクリレート、4−[2−(2−ヒドロキシ−4−オクチルオキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イルオキシ]ブチルアクリレート、4−[2−(4−ベンゾイルオキシ−2−ヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イルオキシ]ブチルメタクリレート、4−[2−(4−ベンゾイルオキシ−2−ヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イルオキシ]ブチルアクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのレゾルシノール型ベンゾトリアゾール系単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
紫外線吸収性基を有する単量体は、例えば、大塚化学(株)製、商品名:RUVA93、大阪有機化学工業(株)製、商品名:BP−1Aなどとして商業的に容易に入手することができる。
単量体成分における紫外線吸収性基を有する単量体の含有率は、紫外線吸収性を被膜に十分に付与する観点から、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1質量%以上であり、耐候性を向上させる観点から、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下である。
単量体成分を重合させる際には、分子量分布の増大やゲル化を抑制する観点から、必要により連鎖移動剤を用いてもよい。連鎖移動剤としては、例えば、メルカプト酢酸、3−メルカプトプロピオン酸などのメルカプトカルボン酸類;メルカプト酢酸メチル、3−メルカプトプロピオン酸メチル、3−メルカプトプロピオン酸2−エチルヘキシル、3−メルカプトプロピオン酸n−オクチル、3−メルカプトプロピオン酸メトキシブチル、3−メルカプトプロピオン酸ステアリル、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3−メルカプトプロピオネート)などのメルカプトカルボン酸エステル類;エチルメルカプタン、tert−ブチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、1,2−ジメルカプトエタンなどのアルキルメルカプタン類;2−メルカプトエタノール、4−メルカプト−1−ブタノールなどのメルカプトアルコール類;ベンゼンチオール、m−トルエンチオール、p−トルエンチオール、2−ナフタレンチオールなどの芳香族メルカプタン類;トリス〔(3−メルカプトプロピオニロキシ)−エチル〕イソシアヌレートなどのメルカプトイソシアヌレート類;2−ヒドロキシエチルジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィドなどのジスルフィド類;ベンジルジエチルジチオカルバメートなどのジチオカルバメート類;α−メチルスチレンダイマーなどのダイマー類;四臭化炭素などのハロゲン化アルキルなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの連鎖移動剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらの連鎖移動剤のなかでは、入手が容易であること、架橋防止性に優れていること、重合速度の低下の度合いが小さいことなどから、メルカプトカルボン酸類、メルカプトカルボン酸エステル類、アルキルメルカプタン類、メルカプトアルコール類、芳香族メルカプタン類、メルカプトイソシアヌレート類などのメルカプト基を有する化合物が好ましい。
連鎖移動剤の量は、単量体成分の組成、重合温度などの重合条件、目標とする重合体の分子量などに応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、重量平均分子量が数千〜数万の重合体を得る場合には、単量体成分100質量部あたり、0.1〜20質量部であることが好ましく、0.5〜15質量部であることがより好ましい。
単量体成分を重合させる方法としては、例えば、溶液重合法、分散重合法、懸濁重合法、乳化重合法などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
単量体成分を溶液重合法によって重合させる場合、溶媒として、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族系溶媒;イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコールなどのアルコール系溶媒;プロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブなどのエーテル系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸セロソルブなどのエステル系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジアセトンアルコールなどのケトン系溶媒;ジメチルホルムアミドなどのアミド系溶媒などの有機溶媒が挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの溶媒は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。溶媒の量は、重合条件、単量体成分の組成、得られる重合体の濃度などを考慮して適宜決定すればよい。
単量体成分を重合させる際には、重合開始剤を用いることができる。重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、ジ−tert−ブチルパーオキサイドなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの重合開始剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。重合開始剤の量は、得られる重合体の所望する物性などに応じて適宜設定すればよいが、通常、単量体成分100質量部あたり、好ましくは0.01〜50質量部、より好ましくは0.05〜20質量部である。
単量体成分を重合させる際の重合条件は、重合方法に応じて適宜設定すればよく、特に限定されるものではない。重合温度は、好ましくは室温〜200℃、より好ましくは40〜140℃である。反応時間は、単量体成分の重合反応が完結するように適宜設定すればよい。
以上のようにして単量体成分を重合させることにより、(メタ)アクリル樹脂が得られる。
(メタ)アクリル樹脂の水酸基価は、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性および耐熱性を向上させる観点から、好ましくは2mgKOH/g以上、より好ましくは3mgKOH/g以上、さらに好ましくは5mgKOH/g以上、さらに一層好ましくは10mgKOH/g以上であり、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性および耐熱性を向上させる観点から、好ましくは100mgKOH/g以下、より好ましくは90mgKOH/g以下、より一層好ましくは80mgKOH/g以下、さらに好ましくは70mgKOH/g以下である。(メタ)アクリル樹脂の水酸基価は、当該(メタ)アクリル樹脂の原料である単量体成分における水酸基を有する単量体の含有率を調節することによって容易に調整することができる。
(メタ)アクリル樹脂の重量平均分子量は、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性および耐候性を向上させ、さらに太陽電池モジュール用バックシートを製造する際の加熱に対する耐熱性を向上させる観点から、好ましくは2000〜50万、より好ましくは4000〜20万である。なお、重量平均分子量は、ポリスチレン標準でゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって測定したときの値である。
(メタ)アクリル樹脂(不揮発分)のガラス転移温度は、耐候性および耐熱性を向上させる観点から、好ましくは0℃以上、より好ましくは20℃以上、さらに好ましくは30℃以上であり、(メタ)アクリル樹脂(不揮発分)のガラス転移温度の上限値は、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性を向上させる観点から、好ましくは150℃以下、より好ましくは120℃以下、さらに好ましくは100℃以下、さらに一層好ましくは80℃以下である。
(メタ)アクリル樹脂(不揮発分)のガラス転移温度は、当該(メタ)アクリル樹脂(不揮発分)の原料として用いられる単量体成分に含まれている単量体からなる単独重合体のガラス転移温度(Tg)(絶対温度:K)と単量体の質量分率から、式(V):
1/Tg=W1/Tg1+W2/Tg2+W3/Tg3+・・・+Wn/Tgn (V)
〔式中、Tgは、求めようとしている重合体のガラス転移温度(K)、W1、W2、W3・・・・Wnは、それぞれ各単量体の質量分率、Tg1、Tg2、Tg3・・・・Tgnは、それぞれ各単量体の質量分率に対応する単量体からなる単独重合体のガラス転移温度(K)を示す〕
で表されるフォックス(Fox)の式に基づいて求めることができる。
1/Tg=W1/Tg1+W2/Tg2+W3/Tg3+・・・+Wn/Tgn (V)
〔式中、Tgは、求めようとしている重合体のガラス転移温度(K)、W1、W2、W3・・・・Wnは、それぞれ各単量体の質量分率、Tg1、Tg2、Tg3・・・・Tgnは、それぞれ各単量体の質量分率に対応する単量体からなる単独重合体のガラス転移温度(K)を示す〕
で表されるフォックス(Fox)の式に基づいて求めることができる。
本明細書においては、(メタ)アクリル樹脂(不揮発分)のガラス転移温度は、式(V)に基づいて求められたガラス転移温度を意味する。
本明細書においては、(メタ)アクリル樹脂のガラス転移温度は、特に断りがない限り、式(V)に基づいて求められたガラス転移温度を意味する。なお、特殊単量体、多官能単量体などのようにガラス転移温度が不明の単量体については、単量体成分における当該ガラス転移温度が不明の単量体の合計量が10質量%以下である場合には、ガラス転移温度が判明している単量体のみを用いてガラス転移温度が求められる。単量体成分におけるガラス転移温度が不明の単量体の合計量が10質量%を超える場合には、(メタ)アクリル樹脂のガラス転移温度は、示差走査熱量分析(DSC)、示差熱量分析(DTA)、熱機械分析(TMA)などによって求められる。
単独重合体のガラス転移温度は、例えば、メタクリル酸の単独重合体では130℃、2−ヒドロキシエチルメタクリレートの単独重合体では55℃、メチルメタクリレートの単独重合体では105℃、シクロヘキシルメタクリレートの単独重合体では83℃、n−ブチルアクリレートの単独重合体では−54℃、2−[2’−ヒドロキシ−5’−メタクリロイルオキシエチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾールの単独重合体では約100℃、2−[2−(6−ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール−5−イル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イルオキシ]エチルメタクリレートの単独重合体では約100℃、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメタクリレートの単独重合体では約130℃である。
前記フッ素樹脂としては、例えば、パーフルオロオレフィン系ポリマー、クロロトリフルオロエチレン系ポリマー、ビニリデンフルオライド系ポリマー、フルオロアルキル基含有ポリマーなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのフッ素樹脂は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらのフッ素樹脂のなかでは、耐候性および防湿性の観点から、パーフルオロオレフィン系ポリマーが好ましい。
パーフルオロオレフィン系ポリマーとしては、例えば、テトラフルオロエチレン単独重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのパーフルオロオレフィン系ポリマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。パーフルオロオレフィン系ポリマーのなかでは、テトラフルオロエチレン系ポリマーは、顔料分散性、耐候性、共重合性および耐薬品性の観点から好ましい。パーフルオロオレフィン系ポリマーは、商業的に容易に入手することができるものであり、その例として、ダイキン工業(株)、商品名:ゼッフルGKなどが挙げられる。
パーフルオロオレフィン系ポリマーのなかで硬化性官能基を有するものとしては、例えば、テトラフルオロエチレン−イソブチレン−ヒドロキシブチルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−バーサチック酸ビニル−ヒドロキシブチルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ビニリデンフルオライド−ヒドロキシブチルビニルエーテル共重合体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのなかでは、テトラフルオロエチレン−イソブチレン−ヒドロキシブチルビニルエーテル共重合体およびテトラフルオロエチレン−バーサチック酸ビニル−ヒドロキシブチルビニルエーテル共重合体が好ましい。
クロロトリフルオロエチレン系ポリマーとしては、例えば、クロロテトラフルオロエチレン−ヒドロキシブチルビニルエーテル共重合体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。クロロトリフルオロエチレン系ポリマーは、商業的に容易に入手することができるものであり、その例として、旭硝子(株)製、商品名:ルミフロン、大日本インキ化学工業(株)、商品名:フルオネート、セントラル硝子(株)製、商品名:セフラルコート、東亜合成(株)製、商品名:ザフロンなどが挙げられる。
ビニリデンフルオライド系ポリマーとしては、例えば、ビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレン−ヒドロキシブチルビニルエーテル共重合体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
フルオロアルキル基含有ポリマーとしては、例えば、式(VI):
CH2=CHC(O)OCH2CH2(CF2CF2)pCF2CF3 (VI)
(式中、pは3または4を示す)
で表わされるフッ素含有単量体と2−ヒドロキシエチルメタクリレートとステアリルアクリレートとの共重合体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。フルオロアルキル基含有ポリマーは、商業的に容易に入手することができるものであり、その例として、ダイキン工業(株)製、商品名:ユニダイン、エフトーン、デュポン社製、商品名:ゾニールなどが挙げられる。
CH2=CHC(O)OCH2CH2(CF2CF2)pCF2CF3 (VI)
(式中、pは3または4を示す)
で表わされるフッ素含有単量体と2−ヒドロキシエチルメタクリレートとステアリルアクリレートとの共重合体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。フルオロアルキル基含有ポリマーは、商業的に容易に入手することができるものであり、その例として、ダイキン工業(株)製、商品名:ユニダイン、エフトーン、デュポン社製、商品名:ゾニールなどが挙げられる。
なお、前記例示した重合体は、当該重合体の原料として用いられる単量体成分に他の単量体が含有されていてもよい。前記他の単量体としては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプロン酸ビニル、バーサチック酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、シクロヘキシルカルボン酸ビニル、安息香酸ビニル、p−tert−ブチル安息香酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエステル;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテルなどのアルキルビニルエーテル;エチレン、プロピレン、n−ブテン、イソブテンなどオレフィン系化合物;ビニリデンフルオライド、クロロトリフルオロエチレン、クロロテトラフルオロエチレン、ビニルフルオライド、フルオロビニルエーテルなどのフッ素系単量体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
本発明の太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤の樹脂成分のなかでは、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性、耐候性および耐熱性を向上させる観点から、(メタ)アクリル樹脂およびフッ素樹脂が好ましく、(メタ)アクリル樹脂がより好ましく、分散性基を有する(メタ)アクリル樹脂がさらに好ましい。
太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤における樹脂成分の含有率は、前記溶媒を用いることにより、容易に調整することができる。太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤における樹脂成分(不揮発分)の含有率は、特に限定されないが、通常、5〜80質量%の範囲から選ばれる。
太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤に含まれる不揮発分における樹脂成分の含有率は、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性および耐候性を向上させる観点から、好ましくは40質量%以上、より好ましくは45質量%以上である。太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤の不揮発分は、樹脂成分または当該樹脂成分と着色剤で構成されていてもよい。
太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤からなる被膜は、架橋および未架橋のいずれであってもよいが、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性および耐候性を向上させる観点から、架橋されていることが好ましい。被膜は、例えば、太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤自体を独自に架橋させることによって形成してもよく、太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤に硬化剤を含有させ、硬化剤で太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を架橋させることによって形成させてもよい。
本発明においては、式(I)で表わされる基およびイソシネート基2個以上を有するイソシアネート化合物以外に、必要により、他の硬化剤を用いてもよい。
他の硬化剤としては、例えば、(ブロック)ポリイソシアネート化合物、エポキシ樹脂、オキサゾリン基含有樹脂、アミノプラスト樹脂などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの他の硬化剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらの他の硬化剤なかでは、硬化性および耐候性を向上させる観点から、(ブロック)ポリイソシアネート化合物、エポキシ樹脂およびオキサゾリン基含有樹脂からなる群より選ばれた少なくとも1種が好ましく、(ブロック)ポリイソシアネート化合物がより好ましい。
(ブロック)ポリイソシアネート化合物とは、ポリイソシアネート化合物および/またはブロックポリイソシアネート化合物を意味する。
エポキシ樹脂としては、例えば、ジャパンエポキシレジン(株)製、商品名:エピコート828、エピコート1001X70、エピコート815;(株)ADEKA製、商品名:アデカレジンEP−4100などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
オキサゾリン基含有樹脂としては、例えば、(株)日本触媒製、商品名:エポクロスK−2000シリーズ、エポクロスWS−500、エポクロスWS−700などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
アミノプラスト樹脂は、メラミンやグアナミンなどのアミノ基を有する化合物とホルムアルデヒドとの付加縮合物であり、アミノ樹脂とも呼ばれている。
アミノプラスト樹脂としては、例えば、ジメチロールメラミン、トリメチロールメラミン、テトラメチロールメラミン、ペンタメチロールメラミン、ヘキサメチロールメラミン、完全アルキル型メチル化メラミン、完全アルキル型ブチル化メラミン、完全アルキル型イソブチル化メラミン、完全アルキル型混合エーテル化メラミン、メチロール基型メチル化メラミン、イミノ基型メチル化メラミン、メチロール基型混合エーテル化メラミン、イミノ基型混合エーテル化メラミンなどのメラミン樹脂;ブチル化ベンゾグアナミン、メチル/エチル混合アルキル化ベンゾグアナミン、メチル/ブチル混合アルキル化ベンゾグアナミン、ブチル化グリコールウリルなどのグアナミン樹脂などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
アミノプラスト樹脂は、例えば、三井サイテック(株)製、商品名:サイメル1128、サイメル303、マイコート506、サイメル232、サイメル235、サイメル771、サイメル325、サイメル272、サイメル254、サイメル1170などとして商業的に容易に入手することができる。
アミノプラスト樹脂の量は、特に限定されない。樹脂成分とアミノプラスト樹脂との固形分の質量比(樹脂成分/アミノプラスト樹脂)は、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性を向上させる観点から、好ましくは6/4以上であり、被膜の耐加水分解性および密着性を高める観点から、好ましくは9/1以下である。
他の硬化剤の量は、当該他の硬化剤の種類などによって異なるので一概には決定することができないことから、本発明の太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤に要求される性質に応じて適宜調整することが好ましい。なお、樹脂成分が1分子内に複数個の水酸基を有する場合には、当該樹脂成分が有する水酸基の数に応じて硬化剤の量を適宜調整してもよい。
本発明の太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤は、常温硬化型、加熱硬化型、紫外線硬化型または電子線硬化型として用いることができる。また、硬化剤の添加方法や分散方法などには、特に限定がない。例えば、樹脂成分が1分子内に複数個の水酸基を有する場合には、樹脂成分の種類に応じて硬化剤の添加方法および分散方法を選択すればよい。
太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤には、必要に応じて、樹脂成分と硬化剤との架橋反応を促進させるための硬化触媒を含有させてもよい。硬化触媒としては、特に限定がないが、例えば、(ブロック)ポリイソシアネート化合物を用いる場合には、ジブチル錫ジラウレート、第3級アミンなどが好ましい。また、アミノプラスト樹脂を用いる場合には、酸性または塩基性の硬化触媒が好ましい。
本発明の太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤は、着色剤を含有していてもよい。着色剤としては、顔料および染料が挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、併用してもよい。これらのなかでは、本発明のコーティング剤の耐候性を高める観点から、顔料が好ましい。顔料の粒子径は、分散性を向上させる観点から、好ましくは0.01μm以上であり、平滑な被膜を形成する観点から、好ましくは1.0μm以下、より好ましくは0.5μm以下である。
顔料としては、無機顔料および有機顔料が挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、併用してもよい。顔料のなかでは、本発明のバックシート用コーティング剤の耐候性を高める観点から、無機顔料が好ましい。
無機顔料としては、例えば、酸化チタン、カーボンブラック、酸化鉄、炭酸カルシウム、マイカ、酸化アルミニウム、酸化クロムなどが挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらのなかでは、被膜が太陽電池バックシートの最表面に形成される場合、光反射性を向上させる観点から、酸化チタンが好ましく、コーティング剤の耐候性を高める観点から、カーボンブラックが好ましい。
有機顔料としては、例えば、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、アニリンブラック系顔料、アンスラキノン系顔料などが挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、黒色顔料としては、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック、アニリンブラックなどのカーボンブラックなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。カーボンブラックは、商業的に入手が可能であり、その例としては、三菱化学(株)製、品番:MA−100、♯970(酸性処理)、♯2350などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。また、白色顔料としては、例えば、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸バリウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、珪酸マグネシウム、酸化マグネシウム、シリカ、アルミナ、アンチモン白、ホワイトカーボン、クレー、タルクなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。二酸化チタンは、商業的に入手が可能であり、その例としては、堺化学工業(株)製、品番:D−918、石原産業(株)製、商品名:タイペークCR−90−2、タイペークCR−93、タイペークCR−95などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
染料としては、天然染料および化学染料が挙げられる。天然染料としては、例えば、ベニバナ、サフラン、貝紫などが挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
化学染料としては、例えば、酸性染料、塩基性染料、直接染料、反応性染料、油溶染料、媒染染料、反応染料などが挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。酸性染料としては、例えば、C.I.アシッド・ブラック2、C.I.アシッド・ブラック52、C.I.アシッド・イエロー23、C.I.アシッド・レッド51、C.I.アッド・レッド87などが挙げられる。塩基性染料としては、例えば、C.I.ベーシック・ブラック2、C.I.ベーシック・イエロー2、C.I.ベーシック・イエロー11、C.I.ベーシック・レッド1、C.I.ベーシック・レッド13、C.I.ベーシック・バイオレット1、C.I.ベーシック・バイオレット3、C.I.ベーシック・バイオレット7、C.I.ベーシック・ブルー5、C.I.ベーシック・ブルー7などが挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。直接染料としては、例えば、C.I.ダイレクト・ブラック19、C.I.ダイレクト・ブラック22、C.I.ダイレクト・ブラック38、C.I.ダイレクト・ブラック51などが挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。反応性染料としては、例えば、C.I.リアクティブ・ブラック4、C.I.リアクティブ・ブラック39、C.I.リアクティブ・レッド180などが挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。油溶染料としては、例えば、C.I.ソルベント・ブラック3、C.I.ソルベント・ブラック5、C.I.ソルベント・ブラック7などなどが挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。媒染染料としては、例えば、C.I.モーダント・ブラック17などが挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。反応染料としては、例えば、C.I.リアクティブ・ブラック4、C.I.リアクティブ・ブラック39などが挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、黒色染料としては、例えば、C.I.ダイレクト・ブラック19、C.I.ダイレクト・ブラック22、C.I.ダイレクト・ブラック38、C.I.ダイレクト・ブラック51などの黒色直接染料、C.I.アシッド・ブラック2、C.I.アシッド・ブラック52などの黒色酸性染料、C.I.ベーシック・ブラック2などの黒色塩基性染料、C.I.ソルベント・ブラック3、C.I.ソルベント・ブラック5、C.I.ソルベント・ブラック7などの黒色油溶染料、C.I.モーダント・ブラック17などの媒染染料、C.I.リアクティブ・ブラック4、C.I.リアクティブ・ブラック39などの黒色反応染料などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
着色剤のなかでは、バックシート用コーティング剤の耐候性を向上させる観点から、無機顔料が好ましく、カーボンブラックおよび酸化チタンがより好ましい。
バックシート用コーティング剤における着色剤の含有率は、着色剤の種類や目的とする着色の度合いなどによって異なるので一概には決定することができない。例えば、着色剤として顔料を用いる場合には、通常、バックシート用コーティング剤における着色剤の含有率は、バックシートの意匠性および太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性を向上させる観点から、好ましくは3〜80質量%、より好ましくは5〜60質量%である。
本発明の太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤には、溶媒や添加剤などを含有させてもよい。溶媒としては、例えば、上述したのと同様の有機溶媒が挙げられる。また、添加剤としては、フィルムやコーティング膜などを形成するコーティング剤に一般に使用されている添加剤などが挙げられる。
添加剤の具体例としては、レベリング剤;微粒子;消泡剤;タレ防止剤;シランカップリング剤;分散剤;リン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤などの酸化防止剤;粘性調整剤;紫外線安定剤;金属不活性化剤;過酸化物分解剤;難燃剤;補強剤;高分子可塑剤;潤滑剤;防錆剤;蛍光性増白剤;有機系および無機系の紫外線吸収剤、無機系熱線吸収剤;有機系および無機系の防炎剤;有機系および無機系の帯電防止剤;オルソギ酸メチルなどの脱水剤などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
ところで、本発明の太陽電池モジュールは、例えば、太陽電池表面封止シート、受光面側封止材、太陽電池セル、非受光面側封止材および太陽電池裏面保護シートをこの順で減圧下にて加熱させながら接触させ、貼り合せることによって製造することができる。したがって、前記添加剤として用いられる微粒子は、当該方法によって太陽電池モジュールを製造する場合には、加熱によって当該粒子が溶融することを防止する観点から、その融点が120℃以上であるか、または融点を有しないことが好ましい。
前記微粒子の平均粒子径は、二次凝集を防止し、取扱い性を向上させる観点から、好ましくは5nm以上であり、バックシート用コーティング剤からなる被膜の硬度、伸長性および柔軟性を向上させる観点から、好ましくは100nm以下である。
前記微粒子としては、例えば、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、シリカ、アルミナ、クレー、タルク、マイカ、ホワイトカーボン、コロイド状シリカ、アルミナゾルなどの無機微粒子;ポリメチルメタクリレート系有機微粒子などの微粒子が挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの微粒子は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
バックシート用コーティング剤からなる被膜における前記微粒子の含有率は、当該被膜の耐候性を向上させる観点から、好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上であり、当該被膜の伸長性、柔軟性および基材に対する密着性を向上させる観点から、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下である。
また、バックシート用コーティング剤からなる被膜は、当該被膜の表面に凹凸を形成させることによって耐すべり性およびブロッキング性を向上させる観点から、平均粒子径が0.2μm以上で当該被膜の厚さの1.1倍以下である粒状物を含有させることが好ましい。前記粒状物の平均粒子径は、耐すべり性およびブロッキング性を向上させる観点から、好ましくは0.3μm以上、より好ましくは0.5μm以上であり、バックシート用コーティング剤からなる被膜における隠蔽性を向上させるとともに当該被膜の耐候性を向上させる観点から、好ましくは当該被膜の厚さの1.1倍以下、より好ましくは当該被膜の厚さの1倍以下である。
前記粒状物は、太陽電池モジュールを製造する際の加熱によって溶融することを防止するとともに、バックシート用コーティング剤からなる被膜の耐擦傷性および基材に対する密着性を向上させる観点から、その融点が120℃以上であるか、または融点を有しないことが好ましい。
前記粒状物としては、例えば、シリカ、ガラス繊維、ガラス粉末、ガラスビーズ、クレー、ワラスナイト、酸化鉄、酸化アンチモン、リトポン、軽石粉、硫酸アルミニウム、ケイ酸ジルコニウム、ドロマイト、砂鉄などの無機粒状物;ポリオレフィン系ワックス、(メタ)アクリル樹脂、ポリスチレン、ナイロンなどのポリアミド、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂などの樹脂粒状物;セルロースパウダー、ニトロセルロースパウダー、木粉、古紙粉、籾殻粉、澱粉などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。樹脂粒状物のなかでは、耐熱性を高める観点から、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、尿素樹脂などの窒素含有樹脂粒子が好ましい。樹脂粒状物は、例えば、乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法、ソープフリー重合法、シード重合法、マイクロサスペンジョン重合法などの重合法によって調製することができる。
なお、本発明の太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤には、着色剤の分散性および太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤の保存安定性を向上させる観点から、分散剤を含有させてもよい。分散剤としては、例えば、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルとの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルとの塩、高分子量不飽和酸エステル、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、ポリエーテルエステル型アニオン界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ステアリルアミンアセテート、シナジストなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
前記分散剤は、商業的に入手が可能であり、その例としては、BYK Chemie社製、商品名:Disperbyk−101(長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルとの塩)、Disperbyk−106(酸性を含む重合体塩)、Disperbyk−130(ポリアミノアマイド)、Disperbyk−2164(アミン含有重合体)など;楠本化成(株)製、商品名:ディスパロンDA−703−50(ポリアミノアマイド)、ディスパロンKS−860(ポリエステルアミン塩)、ディスパロン2150(脂肪族多価カルボン酸)、ディスパロン7004(ポリエーテルエステル)など;日本ルーブリゾール(株)製、商品名:ソルスパーズ5000、ソルスパーズ12000(フタロシアニンアンモニウム塩)、ソルスパーズ13940(ポリエステルアミン)、ソルスパーズ17000(脂肪酸アミン)、ソルスパーズ24000など;味の素ファインテクノ(株)製、商品名:アジスパーPB821、アジスパーPB822(塩基性分散剤)などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの分散剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
本発明の太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤における分散剤の含有量は、その種類によって異なるので一概には決定することができないが、通常、0.1〜10質量%程度であることが好ましい。
本発明においては、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性を向上させる観点から、太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤に、例えば、ポリエステル系樹脂、変性ポリオレフィン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体(以下、EVAという)、ポリビニルブチラール(PVB)、シリコーン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリウレタン、アミノ基含有樹脂などの熱可塑性樹脂、粘着性付与剤などを含有させてもよい。
前記ポリエステル系樹脂としては、例えば、東洋紡績(株)製、バイロン(登録商標)103、240、500、GK110、GK640など;日本合成化学工業(株)製、ニチゴーポリエスター(登録商標)TP−220、TP−235、TP−236、TP−290などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
前記変性オレフィン系樹脂としては、例えば、日本製紙ケミカル(株)製、アウローレン(登録商標)100、200、350、S−5189など;三洋化成工業(株)、ユーメックス1001、1010、2000などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
前記EVAとしては、例えば、東ソー(株)製、メルセン(登録商標)H−6051、H−6410など;住友化学(株)製、スミテート(登録商標)KA−31、KA−42などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
前記ポリビニルブチラール(PVB)としては、例えば、(株)クラレ製、Mowital(登録商標)シリーズB30H、B45M、B60Hなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
前記シリコーン樹脂としては、例えば、信越化学工業(株)製、品番:KE−103、KE−1013などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
前記塩化ビニル樹脂としては、例えば、積水化学工業(株)製、商品名:セキスイPVCTSなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
前記ポリウレタンとしては、例えば、ディーアイシーバイエル重合体(株)製、商品名:デスモパンDP6580Aなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
前記アミノ基含有樹脂としては、例えば、(株)日本触媒製、商品名:ポリメントNK−350、NK−380などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
前記粘着性付与剤としては、例えば、ロジン系粘着性付与剤;ロジンエステル系粘着性付与剤、テルペン系粘着性付与剤、テルペンフェノール系粘着性付与剤、飽和炭化水素樹脂、クマロン系粘着性付与剤、クマロン−インデン系粘着性付与剤、スチレン樹脂系粘着性付与剤、キシレン樹脂系粘着性付与剤、フェノール樹脂系粘着性付与剤、石油樹脂系粘着性付与剤などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの粘着性付与剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
前記ロジン系粘着性付与剤としては、例えば、ハリマ化成(株)製、商品名:ハリエスターDS−90などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
前記ロジンエステル系粘着性付与剤としては、例えば、荒川化学工業(株)製、商品名:パインクリスタルKE−100、KE−311などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
前記テルペン系粘着性付与剤としては、例えば、ヤスハラケミカル(株)製、クリアロン(登録商標)M−115、P−115などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
前記テルペンフェノール系粘着性付与剤としては、例えば、荒川化学工業(株)製、商品名:タノマル803Lなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
前記飽和炭化水素樹脂としては、例えば、荒川化学工業(株)製、商品名:アルコンP−90、P−100などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
前記スチレン樹脂系粘着性付与剤としては、例えば、三井化学(株)製、品番:FTR−6000などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
粘着性付与剤の量は、所望する粘着性に応じて適宜調整すればよく、特に限定されないが、樹脂成分100質量部あたり、被着体に対する粘着性を向上させる観点から、好ましくは3質量部以上、より好ましくは5質量部以上であり、粘着力の低下を抑制する観点から、好ましくは200質量部以下、より好ましくは150質量部以下である。
太陽電池モジュール用バックシートとして用いられる基材としては、例えば、ポリエステル系基材、ポリカーボネート系基材、フッ素樹脂系基材、アクリル樹脂系基材などが挙げられる。これらのなかでは、耐候性およびコストの観点から、ポリエステル系基材およびフッ素樹脂系基材が好ましい。基材の厚さは、特に限定されないが、通常、10〜800μm程度であることが好ましい。
ポリエステル系基材に用いられるポリエステルとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメタノールテレフタレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのポリエステルは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
フッ素樹脂系基材に用いられるフッ素樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリエチレンテトラフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのフッ素樹脂は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
また、本発明においては、前記した基材以外にも、耐熱性、強度物性、電気絶縁性、耐加水分解性などを考慮して、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアリレート系樹脂などの樹脂からなる基材を用いることができる。
なお、太陽電池に用いられる充填材としては、例えば、EVA、ポリビニルブチラール、シリコーン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリウレタンなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのなかでは、耐候性および難燃性の観点から、EVAが好ましい。
本発明の太陽電池モジュール用バックシートにおいて、バックシートの表面に形成されるバックシート用コーティング剤からなる被膜の乾燥後の厚さは、密着性、絶縁性および耐候性を向上させる観点から、好ましくは0.1μm以上、より好ましくは0.3μm以上、さらに好ましくは1μm以上であり、折り曲げ性を向上させる観点から、好ましくは50μm以下、より好ましくは30μm以下、さらに好ましくは20μm以下である。
前記バックシートにバックシート用コーティング剤からなる被膜が形成されたときの構成を示す概略断面図を図1に示す。図1は、本発明の太陽電池モジュール用バックシートの一実施態様を示す概略断面図であり、もっとも単純な構造を有する。2つの基材1,1は、接着剤2で貼り合わされている。基材1,1は、それぞれ同じ材質からなる基材であってもよく、あるいは異なる材質からなる基材であってもよい。
接着剤2としては、例えば、太陽電池モジュールのバックシート用接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリウレタン系接着剤、ポリカーボネート系接着剤などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
本発明の太陽電池モジュール用バックシートにおいては、太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤からなる被膜3が基材1の表面上に形成されているので、太陽電池として実際に使用される環境だけでなく、太陽電池モジュールを評価する際に検討される高温多湿の雰囲気中における促進試験を行なった場合であっても、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する前記被膜の密着性および耐候性に優れ、さらに太陽電池モジュール用バックシートを製造する際の加熱に対する耐熱性に優れるという優れた効果が奏される。
図2は、本発明の太陽電池モジュール用バックシートの他の実施態様を示す概略断面図である。図2に示された太陽電池モジュール用バックシートでは、一方の基材1の表面上にプライマー層4が形成され、2つの接着剤層2,2の間にバリア層5が介在している。
図2において、2つの基材1,1のそれぞれ一方表面には、接着剤2,2が塗布されており、2つの基材1,1に形成されている接着剤2,2の層の間に例えばガスバリア層などのバリア層5を介在させることによって2つの基材1,1が一体化されている。また、前記バックシートにおいて、太陽電池モジュールモジュールに用いられる充填材と接触する基材1の表面には、プライマー層4が形成されている。プライマー層4は、一般に太陽電池モジュール用接着剤として用いられているものであればよい。
図2に示される太陽電池モジュール用バックシートにおいては、基材1の表面に太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤からなる被膜3が形成されている。この実施態様の太陽電池モジュール用バックシートにおいても、バックシート用コーティング剤からなる被膜3が形成されているので、太陽電池として実際に使用される環境だけでなく、太陽電池モジュールを評価する際に検討される高温多湿の雰囲気中における促進試験を行なった場合であっても、太陽電池モジュール用バックシート基材1に対する前記被膜3の密着性および耐候性に優れ、さらに太陽電池モジュール用バックシートを製造する際の加熱に対する耐熱性および形成された被膜3の折り曲げ性にも優れるという優れた効果が奏される。
図2に示されるバリア層5としては、例えば、金属箔、金属蒸着フィルム、酸化物蒸着フィルムなどの酸化物を蒸着した蒸着基材などが挙げられる。
図1に示される太陽電池モジュール用バックシートおよび図2に示される太陽電池モジュール用バックシートのなかでは、図1に示される太陽電池モジュール用バックシートは、バックシートの低コスト化の観点から好ましい。
本発明の太陽電池モジュール用バックシートは、例えば、基材上にグラビアコート、ロールコート、バーコート、リバースコートなどの方法で、乾燥後の膜厚が0.1〜20μmとなるように接着剤を塗工し、その基材上に他の基材をドライラミネートなどの方法で貼り合わせた後、太陽電池モジュールを構成する充填材と貼り合わされる面に太陽電池モジュールのバックシート用接着剤からなる被膜を形成させ、当該バックシート用接着剤からなる被膜が形成される面とは反対面の基材の表面上にバックシート用コーティング剤を塗布することによって製造することができる。基材の表面上にバックシート用コーティング剤を塗布する方法としては、例えば、グラビアコート、ロールコート、バーコート、リバースコートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。なお、基材には、必要に応じて、コロナ処理、フレーム処理、プラズマ処理などの密着性を向上させるための表面処理を施してもよい。例えば、基材としてフッ素樹脂からなる基材を用いる場合には、その基材にプラズマ処理などを施すことが好ましい。
本発明の太陽電池モジュール用バックシートが用いられた太陽電池モジュールは、太陽電池として実際に使用される環境だけでなく、太陽電池モジュールを評価する際に検討される高温多湿の雰囲気中における促進試験を行なった場合であっても、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性および耐候性に優れている。
本発明の太陽電池モジュールは、例えば、一般に用いられている太陽電池モジュールにおいて、バックシートとして本発明の太陽電池モジュール用バックシートを置き換えることによって容易に構成させることができる。また、本発明の太陽電池は、例えば、一般に用いられている太陽電池において、太陽電池モジュールを本発明の太陽電池モジュールに置き換えることによって容易に構成させることができる。
次に本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
製造例1
撹拌機、滴下口、温度計、冷却管および窒素ガス導入口を備えた300mL容のフラスコ内に酢酸エチル90g、メタクリル酸1g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート4.6g、メチルメタクリレート71.8gおよびn−ブチルアクリレート22.6gを仕込み、還流温度まで昇温させた。重合開始剤として2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)1.5gと酢酸エチル10gとの混合物を3時間かけてフラスコ内に連続的に滴下した。さらに還流温度で4時間加熱することにより、(メタ)アクリル樹脂の不揮発分含量が50.0質量%の溶液を得た。なお、この(メタ)アクリル樹脂の重量平均分子量は40000であり、酸価は3.2mgKOH/gであり、水酸基価は20mgKOH/gであり、ガラス転移温度は50℃であった。
撹拌機、滴下口、温度計、冷却管および窒素ガス導入口を備えた300mL容のフラスコ内に酢酸エチル90g、メタクリル酸1g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート4.6g、メチルメタクリレート71.8gおよびn−ブチルアクリレート22.6gを仕込み、還流温度まで昇温させた。重合開始剤として2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)1.5gと酢酸エチル10gとの混合物を3時間かけてフラスコ内に連続的に滴下した。さらに還流温度で4時間加熱することにより、(メタ)アクリル樹脂の不揮発分含量が50.0質量%の溶液を得た。なお、この(メタ)アクリル樹脂の重量平均分子量は40000であり、酸価は3.2mgKOH/gであり、水酸基価は20mgKOH/gであり、ガラス転移温度は50℃であった。
製造例2
撹拌機、滴下口、温度計、冷却管および窒素ガス導入口を備えた300mL容のフラスコ内に酢酸エチル90g、メタクリル酸1g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート13.9g、メチルメタクリレート54.4g、シクロヘキシルメタクリレート10g、n−ブチルアクリレート19.7gおよび1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメタクリレート1gを仕込み、還流温度まで昇温させた。重合開始剤として2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)1.5gと酢酸エチル10gとの混合物を3時間かけてフラスコ内に連続的に滴下した。さらに還流温度で4時間加熱することにより、(メタ)アクリル樹脂の不揮発分含量が50.1質量%の溶液を得た。なお、この(メタ)アクリル樹脂の重量平均分子量は35000であり、酸価は3.2mgKOH/gであり、水酸基価は30mgKOH/gであり、ガラス転移温度は50℃であった。
撹拌機、滴下口、温度計、冷却管および窒素ガス導入口を備えた300mL容のフラスコ内に酢酸エチル90g、メタクリル酸1g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート13.9g、メチルメタクリレート54.4g、シクロヘキシルメタクリレート10g、n−ブチルアクリレート19.7gおよび1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメタクリレート1gを仕込み、還流温度まで昇温させた。重合開始剤として2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)1.5gと酢酸エチル10gとの混合物を3時間かけてフラスコ内に連続的に滴下した。さらに還流温度で4時間加熱することにより、(メタ)アクリル樹脂の不揮発分含量が50.1質量%の溶液を得た。なお、この(メタ)アクリル樹脂の重量平均分子量は35000であり、酸価は3.2mgKOH/gであり、水酸基価は30mgKOH/gであり、ガラス転移温度は50℃であった。
製造例3
撹拌機、滴下口、温度計、冷却管および窒素ガス導入口を備えた300mL容のフラスコ内に酢酸エチル90g、メタクリル酸1g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート9.3g、メチルメタクリレート53.1g、シクロヘキシルメタクリレート10g、n−ブチルアクリレート20.6g、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメタクリレート1gおよび2−[2’−ヒドロキシ−5’−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール5gを仕込み、還流温度まで昇温させた。重合開始剤として2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)1.5gと酢酸エチル10gとの混合物を3時間かけてフラスコ内に連続的に滴下した。さらに還流温度で4時間加熱することにより、(メタ)アクリル樹脂の不揮発分含量が50.0質量%の溶液を得た。なお、この(メタ)アクリル樹脂の重量平均分子量は37000であり、酸価は3.2mgKOH/gであり、水酸基価は20mgKOH/gであり、ガラス転移温度は50℃であった。
撹拌機、滴下口、温度計、冷却管および窒素ガス導入口を備えた300mL容のフラスコ内に酢酸エチル90g、メタクリル酸1g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート9.3g、メチルメタクリレート53.1g、シクロヘキシルメタクリレート10g、n−ブチルアクリレート20.6g、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメタクリレート1gおよび2−[2’−ヒドロキシ−5’−(メタクリロイルオキシエチル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール5gを仕込み、還流温度まで昇温させた。重合開始剤として2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)1.5gと酢酸エチル10gとの混合物を3時間かけてフラスコ内に連続的に滴下した。さらに還流温度で4時間加熱することにより、(メタ)アクリル樹脂の不揮発分含量が50.0質量%の溶液を得た。なお、この(メタ)アクリル樹脂の重量平均分子量は37000であり、酸価は3.2mgKOH/gであり、水酸基価は20mgKOH/gであり、ガラス転移温度は50℃であった。
製造例4
撹拌機、滴下口、温度計、冷却管および窒素ガス導入口を備えた300mL容のフラスコ内に酢酸エチル90g、メタクリル酸1g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート9.3g、メチルメタクリレート57.9g、シクロヘキシルメタクリレート10g、n−ブチルアクリレート20.8g、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメタクリレート1gおよび2−[2−(6−ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール−5−イル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イルオキシ]エチルメタクリレート3gを仕込み、還流温度まで昇温させた。重合開始剤として2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)1.5gと酢酸エチル10gとの混合物を3時間かけてフラスコ内に連続的に滴下した。さらに還流温度で4時間加熱することにより、(メタ)アクリル樹脂の不揮発分含量が50.0質量%の溶液を得たなお、この(メタ)アクリル樹脂の重量平均分子量は36000であり、酸価は3.2mgKOH/gであり、水酸基価は20mgKOH/gであり、ガラス転移温度は40℃であった。
撹拌機、滴下口、温度計、冷却管および窒素ガス導入口を備えた300mL容のフラスコ内に酢酸エチル90g、メタクリル酸1g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート9.3g、メチルメタクリレート57.9g、シクロヘキシルメタクリレート10g、n−ブチルアクリレート20.8g、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメタクリレート1gおよび2−[2−(6−ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール−5−イル)−2H−ベンゾトリアゾール−5−イルオキシ]エチルメタクリレート3gを仕込み、還流温度まで昇温させた。重合開始剤として2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)1.5gと酢酸エチル10gとの混合物を3時間かけてフラスコ内に連続的に滴下した。さらに還流温度で4時間加熱することにより、(メタ)アクリル樹脂の不揮発分含量が50.0質量%の溶液を得たなお、この(メタ)アクリル樹脂の重量平均分子量は36000であり、酸価は3.2mgKOH/gであり、水酸基価は20mgKOH/gであり、ガラス転移温度は40℃であった。
実施例1
製造例1で得られた(メタ)アクリル樹脂100質量部、二酸化チタン〔堺化学工業(株)製、品番:D−918〕33.3質量部(不揮発分における二酸化チタンの濃度:40質量%)および直径が2mmのガラスビーズ50gを混合し、ペイントシェーカーで1時間分散させることにより、分散液を得た。得られた分散液に式(I)で表わされる基およびイソシネート基を平均5.1個有するイソシアネート化合物〔日本ポリウレタン工業(株)製、商品名:コロネート2793、NCO含量:16.5質量%、数平均分子量:1700〕5質量部を添加した後、分散液に含まれている不揮発分含量が20質量%になるまでトルエンで希釈することにより、太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
製造例1で得られた(メタ)アクリル樹脂100質量部、二酸化チタン〔堺化学工業(株)製、品番:D−918〕33.3質量部(不揮発分における二酸化チタンの濃度:40質量%)および直径が2mmのガラスビーズ50gを混合し、ペイントシェーカーで1時間分散させることにより、分散液を得た。得られた分散液に式(I)で表わされる基およびイソシネート基を平均5.1個有するイソシアネート化合物〔日本ポリウレタン工業(株)製、商品名:コロネート2793、NCO含量:16.5質量%、数平均分子量:1700〕5質量部を添加した後、分散液に含まれている不揮発分含量が20質量%になるまでトルエンで希釈することにより、太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
次に、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラーX10S〕に、前記で得られたバックシート用コーティング剤をバーコーターで乾燥後の膜厚が5μmとなるように塗布し、100℃で1分間、次いで40℃で3日間乾燥させることにより、積層体を得た。
実施例2
製造例2で得られた(メタ)アクリル樹脂100質量部、二酸化チタン〔堺化学工業(株)製、品番:D−918〕33.3質量部(不揮発分における二酸化チタンの濃度:40質量%)および直径が2mmのガラスビーズ50gを混合し、ペイントシェーカーで1時間分散させることにより、分散液を得た。得られた分散液に式(I)で表わされる基およびイソシネート基を平均5.1個有するイソシアネート化合物〔日本ポリウレタン工業(株)製、商品名:コロネート2793、NCO含量:16.5質量%、数平均分子量:1700〕14質量部を添加した後、分散液に含まれている不揮発分含量が20質量%になるまでトルエンで希釈することにより、太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
製造例2で得られた(メタ)アクリル樹脂100質量部、二酸化チタン〔堺化学工業(株)製、品番:D−918〕33.3質量部(不揮発分における二酸化チタンの濃度:40質量%)および直径が2mmのガラスビーズ50gを混合し、ペイントシェーカーで1時間分散させることにより、分散液を得た。得られた分散液に式(I)で表わされる基およびイソシネート基を平均5.1個有するイソシアネート化合物〔日本ポリウレタン工業(株)製、商品名:コロネート2793、NCO含量:16.5質量%、数平均分子量:1700〕14質量部を添加した後、分散液に含まれている不揮発分含量が20質量%になるまでトルエンで希釈することにより、太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
次に、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラーX10S〕に、前記で得られたバックシート用コーティング剤をバーコーターで乾燥後の膜厚が5μmとなるように塗布し、100℃で1分間、次いで40℃で3日間乾燥させることにより、積層体を得た。
実施例3
製造例3で得られた(メタ)アクリル樹脂100質量部、二酸化チタン〔堺化学工業(株)製、品番:D−918〕33.3質量部(不揮発分における二酸化チタンの濃度:40質量%)および直径が2mmのガラスビーズ50gを混合し、ペイントシェーカーで1時間分散させることにより、分散液を得た。得られた分散液に式(I)で表わされる基およびイソシネート基を平均5.1個有するイソシアネート化合物〔日本ポリウレタン工業(株)製、商品名:コロネート2793、NCO含量:16.5質量%、数平均分子量:1700〕9質量部を添加した後、分散液に含まれている不揮発分含量が20質量%になるまでトルエンで希釈することにより、太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
製造例3で得られた(メタ)アクリル樹脂100質量部、二酸化チタン〔堺化学工業(株)製、品番:D−918〕33.3質量部(不揮発分における二酸化チタンの濃度:40質量%)および直径が2mmのガラスビーズ50gを混合し、ペイントシェーカーで1時間分散させることにより、分散液を得た。得られた分散液に式(I)で表わされる基およびイソシネート基を平均5.1個有するイソシアネート化合物〔日本ポリウレタン工業(株)製、商品名:コロネート2793、NCO含量:16.5質量%、数平均分子量:1700〕9質量部を添加した後、分散液に含まれている不揮発分含量が20質量%になるまでトルエンで希釈することにより、太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
次に、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラーX10S〕に、前記で得られたバックシート用コーティング剤をバーコーターで乾燥後の膜厚が5μmとなるように塗布し、100℃で1分間、次いで40℃で3日間乾燥させることにより、積層体を得た。
実施例4
製造例4で得られた(メタ)アクリル樹脂100質量部、二酸化チタン〔堺化学工業(株)製、品番:D−918〕33.3質量部(不揮発分における二酸化チタンの濃度:40質量%)および直径が2mmのガラスビーズ50gを混合し、ペイントシェーカーで1時間分散させることにより、分散液を得た。得られた分散液に式(I)で表わされる基およびイソシネート基を平均5.1個有するイソシアネート化合物〔日本ポリウレタン工業(株)製、商品名:コロネート2793、NCO含量:16.5質量%、数平均分子量:1700〕9質量部を添加した後、分散液に含まれている不揮発分含量が20質量%になるまでトルエンで希釈することにより、太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
製造例4で得られた(メタ)アクリル樹脂100質量部、二酸化チタン〔堺化学工業(株)製、品番:D−918〕33.3質量部(不揮発分における二酸化チタンの濃度:40質量%)および直径が2mmのガラスビーズ50gを混合し、ペイントシェーカーで1時間分散させることにより、分散液を得た。得られた分散液に式(I)で表わされる基およびイソシネート基を平均5.1個有するイソシアネート化合物〔日本ポリウレタン工業(株)製、商品名:コロネート2793、NCO含量:16.5質量%、数平均分子量:1700〕9質量部を添加した後、分散液に含まれている不揮発分含量が20質量%になるまでトルエンで希釈することにより、太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
次に、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラーX10S〕に、前記で得られたバックシート用コーティング剤をバーコーターで乾燥後の膜厚が5μmとなるように塗布し、100℃で1分間、次いで40℃で3日間乾燥させることにより、積層体を得た。
実施例5
フッ素樹脂〔ダイキン工業(株)製、商品名:ゼッフルGK570、不揮発分含量:65質量%、重量平均分子量:25000、酸価:3.8mgKOH/g、水酸基価:64mgKOH/g〕100質量部、二酸化チタン〔堺化学工業(株)製、品番:D−918〕33.3質量部(不揮発分における二酸化チタンの濃度:40質量%)および直径が2mmのガラスビーズ50gを混合し、ペイントシェーカーで1時間分散させることにより、分散液を得た。得られた分散液に式(I)で表わされる基およびイソシネート基を平均4.5個有するイソシアネート化合物〔日本ポリウレタン工業(株)製、商品名:SRC−202、NCO含量:13.5質量%、数平均分子量:2000〕23質量部を添加した後、分散液に含まれている不揮発分含量が20質量%になるまでトルエンで希釈することにより、太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
フッ素樹脂〔ダイキン工業(株)製、商品名:ゼッフルGK570、不揮発分含量:65質量%、重量平均分子量:25000、酸価:3.8mgKOH/g、水酸基価:64mgKOH/g〕100質量部、二酸化チタン〔堺化学工業(株)製、品番:D−918〕33.3質量部(不揮発分における二酸化チタンの濃度:40質量%)および直径が2mmのガラスビーズ50gを混合し、ペイントシェーカーで1時間分散させることにより、分散液を得た。得られた分散液に式(I)で表わされる基およびイソシネート基を平均4.5個有するイソシアネート化合物〔日本ポリウレタン工業(株)製、商品名:SRC−202、NCO含量:13.5質量%、数平均分子量:2000〕23質量部を添加した後、分散液に含まれている不揮発分含量が20質量%になるまでトルエンで希釈することにより、太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
次に、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラーX10S〕に、前記で得られたバックシート用コーティング剤をバーコーターで乾燥後の膜厚が5μmとなるように塗布し、100℃で1分間、次いで40℃で3日間乾燥させることにより、積層体を得た。
比較例1
製造例1で得られた(メタ)アクリル樹脂100質量部、二酸化チタン〔堺化学工業(株)製、品番:D−918〕33.3質量部(不揮発分における二酸化チタンの濃度:40質量%)および直径が2mmのガラスビーズ50gを混合し、ペイントシェーカーで1時間分散させることにより、分散液を得た。得られた分散液に式(I)で表わされる基を有しないイソシアネート化合物〔旭化成(株)製、商品名:デュラネートE−402−80B、アダクトタイプ、NCO含量:7.3質量%〕10質量部を添加した後、分散液に含まれている不揮発分含量が20質量%になるまでトルエンで希釈することにより、太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
製造例1で得られた(メタ)アクリル樹脂100質量部、二酸化チタン〔堺化学工業(株)製、品番:D−918〕33.3質量部(不揮発分における二酸化チタンの濃度:40質量%)および直径が2mmのガラスビーズ50gを混合し、ペイントシェーカーで1時間分散させることにより、分散液を得た。得られた分散液に式(I)で表わされる基を有しないイソシアネート化合物〔旭化成(株)製、商品名:デュラネートE−402−80B、アダクトタイプ、NCO含量:7.3質量%〕10質量部を添加した後、分散液に含まれている不揮発分含量が20質量%になるまでトルエンで希釈することにより、太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
次に、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラーX10S〕に、前記で得られたバックシート用コーティング剤をバーコーターで乾燥後の膜厚が5μmとなるように塗布し、100℃で1分間、次いで40℃で3日間乾燥させることにより、積層体を得た。
比較例2
フッ素樹脂〔ダイキン工業(株)製、商品名:ゼッフルGK570、不揮発分含量:65質量%、重量平均分子量:25000、酸価:3.8mgKOH/g、水酸基価:64mgKOH/g〕100質量部、二酸化チタン〔堺化学工業(株)製、品番:D−918〕33.3質量部(不揮発分における二酸化チタンの濃度:40質量%)および直径が2mmのガラスビーズ50gを混合し、ペイントシェーカーで1時間分散させることにより、分散液を得た。得られた分散液に式(I)で表わされる基を有しないイソシアネート化合物〔日本ポリウレタン工業(株)製、商品名:コロネートHX、イソシアヌレートタイプ、NCO含量:20質量%〕16質量部を添加した後、分散液に含まれている不揮発分含量が20質量%になるまでトルエンで希釈することにより、太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
フッ素樹脂〔ダイキン工業(株)製、商品名:ゼッフルGK570、不揮発分含量:65質量%、重量平均分子量:25000、酸価:3.8mgKOH/g、水酸基価:64mgKOH/g〕100質量部、二酸化チタン〔堺化学工業(株)製、品番:D−918〕33.3質量部(不揮発分における二酸化チタンの濃度:40質量%)および直径が2mmのガラスビーズ50gを混合し、ペイントシェーカーで1時間分散させることにより、分散液を得た。得られた分散液に式(I)で表わされる基を有しないイソシアネート化合物〔日本ポリウレタン工業(株)製、商品名:コロネートHX、イソシアヌレートタイプ、NCO含量:20質量%〕16質量部を添加した後、分散液に含まれている不揮発分含量が20質量%になるまでトルエンで希釈することにより、太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
次に、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラーX10S〕に、前記で得られたバックシート用コーティング剤をバーコーターで乾燥後の膜厚が5μmとなるように塗布し、100℃で1分間、次いで40℃で3日間乾燥させることにより、積層体を得た。
〔積層体の物性評価〕
各実施例または各比較例で得られた積層体を用い、密着性、促進試験後の密着性、耐候性および耐熱性を以下の方法に準じて調べ、それらの評価得点を合計することにより、総合評価を行なった。その結果を表1に示す。
各実施例または各比較例で得られた積層体を用い、密着性、促進試験後の密着性、耐候性および耐熱性を以下の方法に準じて調べ、それらの評価得点を合計することにより、総合評価を行なった。その結果を表1に示す。
(1)密着性
1mm間隔のカッターガイドを用い、積層体の塗膜側からカッターナイフで塗膜層を貫通し、ポリエチレンテレフタレートフィルムに達する1mm角の100個の碁盤目状の切り傷を形成させた。
1mm間隔のカッターガイドを用い、積層体の塗膜側からカッターナイフで塗膜層を貫通し、ポリエチレンテレフタレートフィルムに達する1mm角の100個の碁盤目状の切り傷を形成させた。
次に、セロハン粘着テープ〔ニチバン(株)製、品番:CT405AP−18、テープ幅:18mm〕を切り傷面に貼り付け、消しゴムでそのテープの上を擦ってテープを完全に付着させた後、垂直方向にテープを引き剥がし、ポリエチレンテレフタレートフィルムに残存している塗膜の碁盤目の数を数え、以下の評価基準に基づいて密着性を評価した。
なお、ポリエチレンテレフタレートフィルムに残存している塗膜の碁盤目の数が多いほど、密着性に優れている。
[評価基準]
100点:残存している塗膜の碁盤目の数が100個
70点:残存している塗膜の碁盤目の数が70〜99個
50点:残存している塗膜の碁盤目の数が50〜69個
0点:残存している塗膜の碁盤目の数が49個以下
100点:残存している塗膜の碁盤目の数が100個
70点:残存している塗膜の碁盤目の数が70〜99個
50点:残存している塗膜の碁盤目の数が50〜69個
0点:残存している塗膜の碁盤目の数が49個以下
(2)促進試験後の密着性
積層体を恒温恒湿器〔アドバンテック東洋(株)製、型番:THN064PB〕に入れ、気温−20℃で6時間温度を調節し、次いで気温85℃、相対湿度85%で6時間温度および湿度を調節する操作を1サイクルとし、この操作を10サイクル、15サイクルまたは20サイクル繰り返すことにより、促進試験を行なった。
積層体を恒温恒湿器〔アドバンテック東洋(株)製、型番:THN064PB〕に入れ、気温−20℃で6時間温度を調節し、次いで気温85℃、相対湿度85%で6時間温度および湿度を調節する操作を1サイクルとし、この操作を10サイクル、15サイクルまたは20サイクル繰り返すことにより、促進試験を行なった。
1mm間隔のカッターガイドを用い、促進試験を行なった積層体の塗膜側からカッターナイフで塗膜層を貫通し、ポリエチレンテレフタレートフィルムに達する1mm角の100個の碁盤目状の切り傷を形成させた。
次に、セロハン粘着テープ〔ニチバン(株)製、品番:CT405AP−18、テープ幅:18mm〕を切り傷面に貼り付け、消しゴムでそのテープの上を擦ってテープを完全に付着させた後、垂直方向にテープを引き剥がし、ポリエチレンテレフタレートフィルムに残存している塗膜の碁盤目の数を数え、以下の評価基準に基づいて密着性を評価した。
なお、ポリエチレンテレフタレートフィルムに残存している塗膜の碁盤目の数が多いほど、密着性に優れている。
[評価基準]
100点:残存している塗膜の碁盤目の数が100個
70点:残存している塗膜の碁盤目の数が70〜99個
50点:残存している塗膜の碁盤目の数が50〜69個
0点:残存している塗膜の碁盤目の数が49個以下
100点:残存している塗膜の碁盤目の数が100個
70点:残存している塗膜の碁盤目の数が70〜99個
50点:残存している塗膜の碁盤目の数が50〜69個
0点:残存している塗膜の碁盤目の数が49個以下
(3)耐候性
雰囲気温度が23℃で相対湿度が65%の雰囲気中で、変角光沢計〔日本電色工業(株)製、品番:VG−2000〕を用いて積層体のコーティング剤の塗布面の60°での光沢を測定し、その値を耐候性試験前の光沢値とした。
雰囲気温度が23℃で相対湿度が65%の雰囲気中で、変角光沢計〔日本電色工業(株)製、品番:VG−2000〕を用いて積層体のコーティング剤の塗布面の60°での光沢を測定し、その値を耐候性試験前の光沢値とした。
次に、積層体から6cm×6cmに切り出したサンプルを以下の耐候性試験条件に設定された耐候性試験機〔岩崎電機(株)製、商品名:アイスーパーUVテスター、形式:SUV−W151〕内に50時間、100時間または150時間保管したサンプルに対しても前記と同様にして積層体のコーティング剤の塗布面の60°での光沢を測定し、その値を耐候性試験後の光沢値とした。
[耐候性試験条件]
・ブラックパネル温度:63℃(相対湿度:50%)
・放射照度:100mW/cm2
・照射面:積層体のコーティング剤の塗布面
・ブラックパネル温度:63℃(相対湿度:50%)
・放射照度:100mW/cm2
・照射面:積層体のコーティング剤の塗布面
前記で測定された耐候性試験前の光沢値および耐候性試験後の光沢値から、式:
[保持率]={[耐候性試験後の光沢値]÷[耐候性試験前の光沢値]}×100
に基づいて保持率を求め、以下の評価基準に基づいて耐候性を評価した。
なお、保持率が高いほど、積層体は耐候性に優れている。
[保持率]={[耐候性試験後の光沢値]÷[耐候性試験前の光沢値]}×100
に基づいて保持率を求め、以下の評価基準に基づいて耐候性を評価した。
なお、保持率が高いほど、積層体は耐候性に優れている。
[評価基準]
100点:保持率が90%以上である。
50点:保持率が60%以上90%未満である。
0点:保持率が60%未満である。
100点:保持率が90%以上である。
50点:保持率が60%以上90%未満である。
0点:保持率が60%未満である。
(4)耐熱性
積層体から6cm×6cmに切り出したサンプルを、フッ素樹脂を含浸させたガラスクロスシート〔本多産業(株)製、品番:HGS−P601〕で挟み、真空ラミネ―ター〔NPS(株)製、品番:LM−30×30〕を用い、150℃で5分間真空引きした後、1分間圧量を調整し、30分間加圧することにより、サンプルに熱プレスを施した。その後、このサンプルを目視によって観察し、以下の評価基準に基づいて耐熱性を評価した。
なお、熱プレス前後でサンプル(積層体)に変化がないほど、太陽電池モジュールを生産する際に加わる熱に対する耐熱性に優れている。
積層体から6cm×6cmに切り出したサンプルを、フッ素樹脂を含浸させたガラスクロスシート〔本多産業(株)製、品番:HGS−P601〕で挟み、真空ラミネ―ター〔NPS(株)製、品番:LM−30×30〕を用い、150℃で5分間真空引きした後、1分間圧量を調整し、30分間加圧することにより、サンプルに熱プレスを施した。その後、このサンプルを目視によって観察し、以下の評価基準に基づいて耐熱性を評価した。
なお、熱プレス前後でサンプル(積層体)に変化がないほど、太陽電池モジュールを生産する際に加わる熱に対する耐熱性に優れている。
[評価基準]
100点:サンプル(積層体)のコーティング剤の塗布面にガラスクロスシートによる凹凸が転写されていない。
50点:サンプル(積層体)のコーティング剤の塗布面にガラスクロスシートによる凹凸が僅かに転写されている。
0点:サンプル(積層体)のコーティング剤の塗布面にガラスクロスシートによる凹凸が転写されている。
100点:サンプル(積層体)のコーティング剤の塗布面にガラスクロスシートによる凹凸が転写されていない。
50点:サンプル(積層体)のコーティング剤の塗布面にガラスクロスシートによる凹凸が僅かに転写されている。
0点:サンプル(積層体)のコーティング剤の塗布面にガラスクロスシートによる凹凸が転写されている。
(5)総合評価
密着性、促進試験後の密着性、耐候性および耐熱性が評価された得点を合計し、以下の評価基準に基づいて総合評価した。
密着性、促進試験後の密着性、耐候性および耐熱性が評価された得点を合計し、以下の評価基準に基づいて総合評価した。
[評価基準]
◎:合計得点が700点以上
○:合計得点が600点以上700点未満
△:合計得点が500点以上600点未満
×:合計得点が500点未満
◎:合計得点が700点以上
○:合計得点が600点以上700点未満
△:合計得点が500点以上600点未満
×:合計得点が500点未満
表1に示された結果から、各実施例で得られた積層体は、いずれも、各比較例で得られた積層体と対比して、太陽電池として実際に使用される環境だけでなく、太陽電池モジュールを評価する際に検討される高温多湿の雰囲気中における促進試験を行なった場合であっても、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性、耐候性および耐熱性に総合的に優れていることがわかる。したがって、各実施例で得られた太陽電池モジュール用バックシート用コーティング剤は、いずれも、太陽電池モジュールおよび太陽電池に好適に使用することができるものであることがわかる。
本発明の太陽電池モジュール用バックシートは、太陽電池として実際に使用される環境だけでなく、太陽電池モジュールを評価する際に検討される高温多湿の雰囲気中における促進試験を行なった場合であっても、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性、耐候性および耐熱性に総合的に優れているので、太陽電池モジュールおよび太陽電池に好適に使用することができる。
1:基材
2:接着剤(層)
3:被膜
4:プライマー層
5:バリア層
2:接着剤(層)
3:被膜
4:プライマー層
5:バリア層
Claims (4)
- 太陽電池モジュールのバックシートの表面に用いられるコーティング剤であって、硬化剤として、式(I):
- 請求項1に記載の太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤からなる表面保護膜が太陽電池モジュールのバックシートの表面上に形成されていることを特徴とする太陽電池モジュール用バックシート。
- 請求項2に記載の太陽電池モジュール用バックシートが設けられてなる太陽電池モジュール。
- 請求項3に記載の太陽電池モジュールを有することを特徴とする太陽電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012171025A JP2014031399A (ja) | 2012-08-01 | 2012-08-01 | 太陽電池モジュール用バックシート |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012171025A JP2014031399A (ja) | 2012-08-01 | 2012-08-01 | 太陽電池モジュール用バックシート |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014031399A true JP2014031399A (ja) | 2014-02-20 |
Family
ID=50281511
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012171025A Pending JP2014031399A (ja) | 2012-08-01 | 2012-08-01 | 太陽電池モジュール用バックシート |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014031399A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022048185A (ja) * | 2016-03-04 | 2022-03-25 | 大日本印刷株式会社 | 光学積層体、画像表示装置又はタッチパネルセンサー |
WO2024071136A1 (ja) * | 2022-09-27 | 2024-04-04 | 日本製紙株式会社 | ハードコートフィルム |
-
2012
- 2012-08-01 JP JP2012171025A patent/JP2014031399A/ja active Pending
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WO2024071136A1 (ja) * | 2022-09-27 | 2024-04-04 | 日本製紙株式会社 | ハードコートフィルム |
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