JP2014194985A - Protective sheet for solar cell, method for producing the same, and solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池モジュールの表面保護シートまたは裏面保護シートとして用いられる太陽電池用保護シートおよびその製造方法、ならびに当該太陽電池用保護シートを用いた太陽電池モジュールに関するものである。 The present invention relates to a solar cell protective sheet used as a surface protective sheet or a back surface protective sheet of a solar cell module, a method for producing the same, and a solar cell module using the solar cell protective sheet.
太陽の光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池モジュールは、大気汚染や地球温暖化などの環境問題に対応して、二酸化炭素を排出せずに発電できるクリーンなエネルギー源として注目されている。 Solar cell modules that convert solar light energy into electrical energy are attracting attention as clean energy sources that can generate electricity without emitting carbon dioxide in response to environmental problems such as air pollution and global warming.
一般に、太陽電池モジュールは、結晶シリコン、アモルファスシリコンなどからなり光電変換を行う太陽電池セルと、太陽電池セルを封止する電気絶縁体からなる封止材(充填層)と、封止材の表面(受光面)に積層された表面保護シート(フロントシート)と、封止材の裏面に積層された裏面保護シート(バックシート)とから構成されている。屋外および屋内において長期間の使用に耐えうる耐候性および耐久性を太陽電池モジュールに持たせるためには、太陽電池セルおよび封止材を風雨、湿気、砂埃、機械的な衝撃などから守り、太陽電池モジュールの内部を外気から遮断して密閉した状態に保つことが必要である。このため、太陽電池用保護シートには、長期間の使用に耐え得る耐湿性と耐候性とが要求される。 Generally, a solar cell module is composed of a solar cell made of crystalline silicon, amorphous silicon, or the like that performs photoelectric conversion, a sealing material (filling layer) made of an electrical insulator that seals the solar cell, and the surface of the sealing material. It is comprised from the surface protection sheet (front sheet) laminated | stacked on (light-receiving surface) and the back surface protection sheet (back sheet) laminated | stacked on the back surface of the sealing material. In order to provide the solar module with the weather resistance and durability that can withstand long-term use outdoors and indoors, the solar cells and sealing material are protected from wind, rain, moisture, dust, mechanical shock, etc. It is necessary to keep the inside of the battery module sealed from the outside air. For this reason, the protection sheet for solar cells is required to have moisture resistance and weather resistance that can withstand long-term use.
このような要求に応えるべく、特許文献1や2には、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフテネート(PEN)、またはエチレンテトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)から成る群から選ばれる担体材料を含んで成り、また担体材料の両側に隣接したポリアミドの層を含んで成るプラスチック複合体を太陽電池用保護シートとして使用する技術が開示されている。
In order to meet such requirements,
特許文献1および2によれば、ポリアミドの層は、太陽電池モジュールの封止材に対する接着性が高く、優れた絶縁性を有し、さらに耐候性も高いとされている。このようにポリアミドの層は優れた特性を有するが、上記の担体材料に対する密着性が低く、担体材料およびポリアミドの層の界面において剥離が生じたり、この界面から水分などが侵入したりしやすく、結果的に封止材内の太陽電池セルを十分に保護できないという問題があった。
According to
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、基材が封止材から剥離しにくい太陽電池用保護シート、そのシートの製造方法、およびかかる太陽電池用保護シートを備える太陽電池モジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and a solar cell protective sheet whose base material is difficult to peel off from a sealing material, a method for producing the sheet, and a solar cell including such a solar cell protective sheet. The purpose is to provide modules.
上記目的を達成するために提供される本発明は、第1に、基材、前記基材の少なくとも一方の面に積層された第一の樹脂層、および前記第一の樹脂層における前記基材側と反対の面に積層された第二の樹脂層を備えた太陽電池用保護シートであって、前記第一の樹脂層はエポキシ基を有する成分を含有し、前記第二の樹脂層はポリアミド系樹脂を含有することを特徴とする太陽電池用保護シートを提供する(発明1)。 In order to achieve the above object, the present invention provides, firstly, a base material, a first resin layer laminated on at least one surface of the base material, and the base material in the first resin layer. A protective sheet for a solar cell comprising a second resin layer laminated on the surface opposite to the side, wherein the first resin layer contains a component having an epoxy group, and the second resin layer is a polyamide Provided is a protective sheet for a solar cell, characterized by containing an epoxy resin (Invention 1).
上記発明(発明1)において、前記エポキシ基を有する成分が、エチレンと(メタ)アクリル酸グリシジルとを共重合してなる共重合体を含む樹脂からなることが好ましい(発明2)。 In the said invention (invention 1), it is preferable that the component which has the said epoxy group consists of resin containing the copolymer formed by copolymerizing ethylene and glycidyl (meth) acrylate (invention 2).
上記発明(発明1,2)において、前記ポリアミド系樹脂が、ポリアミド9T、ポリアミド11およびポリアミド12からなる群から選ばれる一種または二種以上を含むことが好ましい(発明3)。
In the said invention (
上記発明(発明1から3)において、前記第一の樹脂層および前記第二の樹脂層は、前記基材に対して共押出コーティングされることにより形成されたものであることが好ましい(発明4)。
In the above inventions (
上記発明(発明1から4)において前記基材における前記第一の樹脂層が積層される面には易接着処理が施されていることが好ましい(発明5)。
In the said invention (
上記発明(発明1から5)において、前記第二の樹脂層は、太陽電池モジュールを構成する封止材に対して接着される層であることが好ましい(発明6)。
In the said invention (
本発明は、第2に、基材、前記基材の少なくとも一方の面に積層された第一の樹脂層、および前記第一の樹脂層における前記基材側と反対の面に積層された第二の樹脂層を備えた太陽電池用保護シートの製造方法であって、エポキシ基を有する成分を含有する第一の材料およびポリアミド系樹脂を含有する第二の材料を、前記第一の材料の方が前記基材に対して近位になるように前記基材に対して共押出コーティングして、前記第一の材料を用いて形成された前記第一の樹脂層および前記第二の材料を用いて形成された前記第二の樹脂層を前記基材上に積層することを特徴とする太陽電池用保護シートの製造方法を提供する(発明7)。 Secondly, the present invention provides a substrate, a first resin layer laminated on at least one surface of the substrate, and a first layer laminated on a surface opposite to the substrate side in the first resin layer. A method for producing a protective sheet for a solar cell comprising two resin layers, the first material containing a component having an epoxy group and the second material containing a polyamide-based resin, The first resin layer and the second material formed using the first material by coextrusion coating on the substrate such that the first material is proximal to the substrate. The manufacturing method of the protective sheet for solar cells characterized by laminating | stacking said 2nd resin layer formed using on the said base material (invention 7) is provided.
本発明は、第3に、太陽電池セル、前記太陽電池セルを包容する封止材および前記封止材の主面のそれぞれに積層される二つの保護部材を備える太陽電池モジュールであって、前記保護部材の少なくとも一方は上記発明(発明1から5)に係る太陽電池用保護シートからなることを特徴とする太陽電池モジュールを提供する(発明8)。
Thirdly, the present invention is a solar cell module comprising a solar cell, a sealing material that encloses the solar cell, and two protective members stacked on each of the main surfaces of the sealing material, At least one of the protective members is provided with a solar cell protective sheet according to the above invention (
本発明に係る太陽電池用保護シートは、ポリアミド系樹脂を含有する第二の樹脂と基材との間に、基材に対する反応性に富んだ第一の樹脂層を有するため、基材と第一の樹脂層とが剥離してしまうことが抑制されている。したがって、本発明に係る太陽電池用保護シートを太陽電池モジュールに組み込んだ場合においても、太陽電池モジュールにおける封止材から基材が剥離しにくく、封止材内に水分などが侵入しにくい。それゆえ、本発明に係る太陽電池用保護シートを備えた太陽電池モジュールは、太陽電池セルが劣化しにくい。 Since the solar cell protective sheet according to the present invention has the first resin layer rich in reactivity with the base material between the second resin containing the polyamide-based resin and the base material, The separation of one resin layer is suppressed. Therefore, even when the solar cell protective sheet according to the present invention is incorporated in a solar cell module, the base material is unlikely to peel off from the sealing material in the solar cell module, and moisture or the like hardly enters the sealing material. Therefore, the solar cell module provided with the solar cell protective sheet according to the present invention is unlikely to deteriorate.
以下、本発明の実施形態について説明する。
1.太陽電池用保護シート
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る太陽電池用保護シート1は、基材11、基材11の一方の面(図1中では上面)に積層された第一の樹脂層12、第一の樹脂層12における基材11側と反対側の面に積層された第二の樹脂層13を備えている。この太陽電池用保護シート1は、一具体例において、第二の樹脂層13が封止材への熱融着性層として機能し、太陽電池モジュールの表面保護シート(フロントシート)または裏面保護シート(バックシート)として用いられるものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
1. Protective sheet for solar cell As shown in FIG. 1, a
(1)基材
基材11としては、電気絶縁性を有し、かつ第二の樹脂層が積層可能なものであればよく、通常は樹脂フィルムを主体とするものが用いられる。
(1) Base material The
基材11に用いられる樹脂フィルムとしては、一般に太陽電池モジュール用バックシートにおける樹脂フィルムとして用いられているものが選択される。このような樹脂フィルムの具体例として、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂などの樹脂からなるフィルムまたはシートが挙げられる。これらの樹脂フィルムのなかでも、ポリエステル系樹脂からなるフィルムが好ましく、特にPETフィルムが好ましい。
As a resin film used for the
なお、上記樹脂フィルムは、必要に応じて、顔料、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、難燃剤、可塑剤、帯電防止剤、滑剤、ブロッキング防止剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。顔料としては、例えば、二酸化チタン、カーボンブラック等が挙げられる。また、紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、蓚酸アニリド系、シアノアクリレート系、トリアジン系等が挙げられる。 In addition, the said resin film may contain various additives, such as a pigment, a ultraviolet absorber, a ultraviolet stabilizer, a flame retardant, a plasticizer, an antistatic agent, a lubricant, and an antiblocking agent, as needed. Examples of the pigment include titanium dioxide and carbon black. Examples of the ultraviolet absorber include benzophenone series, benzotriazole series, oxalic acid anilide series, cyanoacrylate series, and triazine series.
ここで、本実施形態に係る太陽電池用保護シート1を太陽電池モジュールのバックシートとして使用する場合には、樹脂フィルムは、可視光を反射させる顔料を含有することが好ましい。また、本実施形態に係る太陽電池用保護シート1を太陽電池モジュールのフロントシートとして使用する場合は、可視光領域の光の透過率を低下させる顔料を含有しないことが好ましく、耐候性の向上を目的として紫外線吸収剤を含有することがより好ましい。
Here, when using the solar cell
樹脂フィルムの第二の樹脂層13が積層される側の面には、後述する第一の樹脂層12との密着性を向上させるために、コロナ処理、プラズマ処理、プライマー処理等の表面処理を施すことが好ましい。
The surface of the resin film on the side where the
基材11の厚さは、太陽電池モジュールに要求される電気絶縁性に基づいて適宜設定される。例えば、基材11が樹脂フィルムである場合、その厚さは10μm以上300μm以下であることが好ましい。より具体的に説明すれば、基材11がPETフィルムである場合には、電気絶縁性および軽量化の観点から、その厚さは10μm以上300μm以下であることが好ましく、20μm以上250μm以下であることがより好ましく、30μm以上200μm以下であることが特に好ましい。
The thickness of the
(2)第一の樹脂層
本実施形態における第一の樹脂層12は、上記の基材11と後述する第二の樹脂層13との間に配置されて、基材11が第二の樹脂層13に対して剥離したり、基材11側の界面から第二の樹脂層13に水分などが侵入したりすることを生じにくくするためのものである。
(2) 1st resin layer The
本実施形態における第一の樹脂層12はエポキシ基を有する成分を含む。第一の樹脂層12はその成分が有するエポキシ基に基づき、基材11における第一の樹脂層12が積層されるべき面、すなわち被着面に対して濡れやすくなっている。このため、基材11と第一の樹脂層12との真実接触面積が大きくなって、これらの界面における密着性が高まりやすい。また、第一の樹脂層12を構成する材料が基材11の被着面における凹部に入り込むように濡れ広がる場合もあり、この場合には投錨効果(アンカー効果)に基づき基材11と第一の樹脂層12との界面の密着性が高まる。さらに、基材11がエポキシ基と反応しうる官能基(カルボキシル基、アミノ基など)を有する成分を含む場合には、基材11の被着面に位置する当該成分は、第一の樹脂層12に含有されるエポキシ基を有する成分と結合反応を行うことができる。かかる結合反応は、基材11と第一の樹脂層12との密着性を高めることに寄与する。上記のエポキシ基と反応しうる成分としてポリエステル系樹脂が例示され、具体的にはPETやPENが例示される。
The
このように、基材11と第一の樹脂層12との界面での相互作用が大きくなるため、この界面での剥離が発生しにくくなる。さらに、後述するように第一の樹脂層12と第二の樹脂層13との界面における相互作用も大きくなるため、この界面での剥離も発生しにくくなる。こうして基材11と第二の樹脂層13とが剥離しにくくなることにより、太陽電池用保護シート1を備える太陽電池モジュール内の太陽電池セルの品質が劣化しにくくなる。
Thus, since the interaction at the interface between the
以下、第一の樹脂層12を与える材料である第一の材料について詳細を説明する。第一の材料は、上記の第一の樹脂層12に含有されるエポキシ基を有する成分を与える成分(以下、「エポキシ基含有成分」という。)を含む。なお、第一の材料はエポキシ基含有成分から構成されていてもよい。
Hereinafter, the details of the first material that is the material for providing the
第一の材料に含有されるエポキシ基含有成分の種類は特に限定されない。エポキシ基含有成分の具体例として、重合性二重結合を有する単量体とエポキシ基および重合性二重結合を有する単量体またはそのオリゴマーとの共重合体が挙げられる。 The kind of the epoxy group-containing component contained in the first material is not particularly limited. Specific examples of the epoxy group-containing component include a copolymer of a monomer having a polymerizable double bond and a monomer having an epoxy group and a polymerizable double bond or an oligomer thereof.
上記の重合性二重結合を有する単量体としては、たとえば、エチレン、プロピレン等の非環式オレフィン類;ノルボルネン、シクロペンタジエン等の環式オレフィン類;スチレン、p−メチルスチレン、αメチルスチレン、ビニルトルエン等のスチレン類;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸フルフリル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノメチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ベンゾイルオキシエチル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸フェノキシエチル、(メタ)アクリル酸フェノキシジエチレングリコール、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル、アクリル酸ポリエチレングリコール、(メタ)アクリル酸ポリプロピレングリコール等のアクリル酸エステル類;フマル酸ジメチル、フマル酸ジブチル、フマル酸ジオクチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジブチル、マレイン酸ジオクチル、イタコン酸メチルエチル等の不飽和二塩基酸のジエステル類;(メタ)アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、N置換アクリルアミド、N置換メタクリルアミド等のアミド類、メチルビニルケトン、ブチルビニルケトン等の不飽和ケトン類;酢酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類;メチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類などが挙げられる。 Examples of the monomer having a polymerizable double bond include acyclic olefins such as ethylene and propylene; cyclic olefins such as norbornene and cyclopentadiene; styrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, Styrenes such as vinyltoluene; methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, ( Stearyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, furfuryl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate, dimethylaminomethyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid Dimethylaminoethyl, benzoyl (meth) acrylate Xylethyl, benzyl (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate, phenoxydiethylene glycol (meth) acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate, polyethylene glycol acrylate, polypropylene (meth) acrylate Acrylic acid esters such as glycol; diesters of unsaturated dibasic acids such as dimethyl fumarate, dibutyl fumarate, dioctyl fumarate, dimethyl maleate, dibutyl maleate, dioctyl maleate, methyl ethyl itaconate; (meth) Amides such as acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide, methacrylamide, N-substituted acrylamide, N-substituted methacrylamide, unsaturated ketones such as methyl vinyl ketone and butyl vinyl ketone; vinyl acetate And vinyl esters such as vinyl butyrate; vinyl ethers such as methyl vinyl ether and butyl vinyl ether.
なお、本明細書において、(メタ)アクリル酸メチルとは、アクリル酸メチルおよびメタクリル酸メチルの両方を意味する。他の類似用語も同様である。 In the present specification, methyl (meth) acrylate means both methyl acrylate and methyl methacrylate. The same applies to other similar terms.
上記のエポキシ基および重合性二重結合を有する単量体としては、たとえば、(メタ)アクリル酸グリシジル、α−エチルアクリル酸グリシジル、α−n−プロピルアクリル酸グリシジル、α−n−ブチルアクリル酸グリシジル、および(メタ)アクリル酸βメチルグリシジル、(メタ)アクリル酸−3,4−エポキシブチル、(メタ)アクリル酸−6,7−エポキシペンチル、α−エチルアクリル酸−6,7−エポキシペンチル、(メタ)アクリル酸−3,4−エポキシシクロヘキシル、ラクトン変性(メタ)アクリル酸−3,4−エポキシシクロヘキシル、および1−ビニル−3,4−エポキシシクロヘキサンが挙げられる。また、分子中に2個以上の脂環エポキシ基を有する化合物と分子中に1個の重合性不飽和二重結合と1個の脂環エポキシ基と反応性を有する基とを合わせ持つ化合物とを反応せしめて得られるエポキシ基含有エチレン性不飽和単量体もエポキシ基および重合性二重結合を有する単量体の例として挙げられる。 Examples of the monomer having an epoxy group and a polymerizable double bond include glycidyl (meth) acrylate, glycidyl α-ethyl acrylate, glycidyl α-n-propyl acrylate, α-n-butyl acrylic acid. Glycidyl and β-methylglycidyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid-3,4-epoxybutyl, (meth) acrylic acid-6,7-epoxypentyl, α-ethylacrylic acid-6,7-epoxypentyl , (Meth) acrylic acid-3,4-epoxycyclohexyl, lactone-modified (meth) acrylic acid-3,4-epoxycyclohexyl, and 1-vinyl-3,4-epoxycyclohexane. A compound having two or more alicyclic epoxy groups in the molecule, one polymerizable unsaturated double bond in the molecule, and one group reactive with one alicyclic epoxy group; An epoxy group-containing ethylenically unsaturated monomer obtained by reacting is also an example of a monomer having an epoxy group and a polymerizable double bond.
これらの中でも、重合性二重結合を有する単量体はその一種としてエチレンを含み、エポキシ基および重合性二重結合を有する単量体はその一種として(メタ)アクリル酸グリシジルを含むことが好ましく、エポキシ基含有成分がこれらの単量体が共重合してなる構造を有していることがさらに好ましく、エポキシ基含有成分がこれらを単量体とする共重合体を含むことが特に好ましい。 Among these, the monomer having a polymerizable double bond preferably contains ethylene as one kind thereof, and the monomer having an epoxy group and a polymerizable double bond preferably contains glycidyl (meth) acrylate as one kind thereof. More preferably, the epoxy group-containing component has a structure obtained by copolymerizing these monomers, and the epoxy group-containing component particularly preferably contains a copolymer containing these monomers.
第一の材料は架橋剤を含有していてもよい。架橋剤の種類は任意であり、ジクミルパーオキサイドのような有機過酸化物やイソシアネート基を有する化合物が典型的である。しかしながら、架橋剤を過度に含有すると、第一の材料から形成される第一の樹脂層12が熱可塑性を失うため、熱可塑性が必要な場合には、架橋剤の含有量には適宜上限が設定される。
The first material may contain a crosslinking agent. The type of the crosslinking agent is arbitrary, and an organic peroxide such as dicumyl peroxide or a compound having an isocyanate group is typical. However, if the crosslinking agent is excessively contained, the
製造しやすさ、特に後述する共押出コーティングによる製造のしやすさ、および取り扱い性の観点から、第一の樹脂層12は熱可塑性を有することが好ましく、前述のようにエチレンおよび(メタ)アクリル酸グリシジルを単量体とする共重合体を含有することが特に好ましい。
From the viewpoint of ease of manufacture, especially ease of manufacture by coextrusion coating, which will be described later, and handleability, the
第一の材料がエポキシ基含有成分としてエチレンおよび(メタ)アクリル酸グリシジルを単量体とする共重合体を含有する場合において、その共重合体の分子量(重量平均分子量)は特に限定されない。 When the first material contains a copolymer having ethylene and glycidyl (meth) acrylate as monomers as an epoxy group-containing component, the molecular weight (weight average molecular weight) of the copolymer is not particularly limited.
また、第一の樹脂層12が熱可塑性を有する場合には、JIS K7210:1999(ISO1133:1997)に準拠した、温度230℃、荷重2.16kgfにおける第一の樹脂層12を加熱して得られる樹脂材料のメルトマスフローレートは、1g/10min以上20g/10min以下であることが加工性等の観点から好ましい。特に、押出コーティングにより第一の樹脂層12を形成する場合には、その形成を安定的に行う観点から、この樹脂材料のメルトマスフローレートは2g/10min以上10g/10min以下であることが好ましい。
When the
第一の材料は、必要に応じて、二酸化チタンなどの着色材料、シリカ粒子などのブロッキング防止剤、ベンゾフェノンなどの紫外線吸収剤、紫外線安定剤、難燃剤、可塑剤、帯電防止剤、滑剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。 The first material is a coloring material such as titanium dioxide, an anti-blocking agent such as silica particles, an ultraviolet absorber such as benzophenone, an ultraviolet stabilizer, a flame retardant, a plasticizer, an antistatic agent, or a lubricant, if necessary. Various additives may be included.
第一の樹脂層12の厚さは特に制限されない。電気絶縁性および軽量化などの観点から、5μm以上150μm以下であることが好ましく、10μm以上100μm以下であることがより好ましく、15μm以上75μm以下であることがさらに好ましい。
The thickness of the
(3)第二の樹脂層
本実施形態における第二の樹脂層13は、その一具体例において、封止材に対して接着することによって、基材11を含む太陽電池用保護シート1を太陽電池モジュールに固定するためのものである。
(3) Second resin layer In one specific example, the
第二の樹脂層13はポリアミド系樹脂を含有する。ポリアミド系樹脂は、前述のように、太陽電池モジュールの封止材に対する接着性が高く、優れた絶縁性を有し、さらに耐候性も高い。加えて、耐加水分解性を有しているため、仮に第二の樹脂層13内に水分が侵入しても、その水分によって第二の樹脂層13を構成する材料が劣化する事態になりにくい。
The
しかも、ポリアミド系樹脂に含まれるアミド結合はエポキシ基と反応することができる。それゆえ、第二の樹脂層13と第一の樹脂層12との界面では化学的な相互作用が生じやすく、この界面での剥離が生じにくい。
Moreover, the amide bond contained in the polyamide resin can react with the epoxy group. Therefore, chemical interaction tends to occur at the interface between the
本実施形態における第二の樹脂層13がポリアミド系樹脂を含有する第二の材料から形成されている場合を具体例として、以下説明する。かかる第二の材料が含有するポリアミド系樹脂とは、アミド結合を主鎖内に有する単独重合体または共重合体であり、この重合体におけるアミド結合の形成に直接的に関わる単量体は、単独でアミド結合が形成される場合(この場合には単独の重合体となりうる。)もあれば、複数の化合物によりアミド結合が形成される場合(この場合には共重合体となる。)もある。例えば、単量体がラクタムまたはアミノカルボン酸である場合には、その単量体の単独重合体を形成することができる。アミド結合が複数の化合物により形成される例としては、脂肪族ジアミンと脂肪族ジカルボン酸との組み合わせ(この場合には脂肪族ポリアミドが得られる。)、芳香族ジアミンと脂肪族ジカルボン酸との組み合わせ、脂肪族ジアミンと芳香族ジカルボン酸との組み合わせ(これらの場合には部分芳香族ポリアミドが得られる。)、および脂肪族ジアミンと芳香族ジカルボン酸との組み合わせ(これらの場合には全芳香族ポリアミドが得られる。)が挙げられる。
The case where the
上記のラクタムもしくはアミノカルボン酸の具体例として、ε−カプロラクタム、ウンデカンラクタム、ラウリルラクタム等のラクタム類;アミノカプロン酸、アミノウンデカン酸、アミノラウリル酸等の脂肪族アミノカルボン酸類;パラ−アミノメチル安息香酸のような芳香族アミノカルボン酸などが挙げられる。第二の材料が含有するポリアミド系樹脂を与える単量体がラクタムおよび/またはアミノカルボン酸を含む場合には、その単量体に係るラクタムおよび/またはアミノカルボン酸は一種類の化合物から構成されていてもよいし、複数種類の化合物から構成されていてもよい。 Specific examples of the above lactams or aminocarboxylic acids include lactams such as ε-caprolactam, undecane lactam, lauryl lactam; aliphatic aminocarboxylic acids such as aminocaproic acid, aminoundecanoic acid, aminolauric acid; para-aminomethylbenzoic acid An aromatic aminocarboxylic acid such as When the monomer that gives the polyamide-based resin contained in the second material contains lactam and / or aminocarboxylic acid, the lactam and / or aminocarboxylic acid according to the monomer is composed of one kind of compound. It may be composed of a plurality of types of compounds.
脂肪族ジアミンは、直鎖状であっても分岐を有する鎖状であってもよいし、脂環族であってもよい。直鎖状または鎖状の脂肪族ジアミンの具体例としては、エチレンジアミン、1−メチルエチレンジアミン、1,3−プロピレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタンジアミン、ヘキサンジアミン、3−メチルペンタンー1,5−ジアミン、ノナンジアミン、デカメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン等の脂肪族ジアミンが挙げられる。また、脂環族ジアミンの具体例としては、シクロヘキサンジアミン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン等が挙げられる。芳香族ジアミンとしては、m−キシリレンジアミン、p−キシリレンジアミン、p−ビス(2−アミノエチル)ベンゼン、m−フェニレンビスアミン、p−フェニレンビスアミンなどが挙げられる。第二の材料が含有するポリアミド系樹脂を与える単量体がジアミンおよびジカルボン酸を含む場合には、その単量体に係るジアミンは一種類の化合物から構成されていてもよいし、複数種類の化合物から構成されていてもよい。 The aliphatic diamine may be linear, branched, or alicyclic. Specific examples of linear or linear aliphatic diamines include ethylenediamine, 1-methylethylenediamine, 1,3-propylenediamine, tetramethylenediamine, pentanediamine, hexanediamine, and 3-methylpentane-1,5-diamine. , Aliphatic diamines such as nonane diamine, decamethylene diamine, undecamethylene diamine, and dodecamethylene diamine. Specific examples of the alicyclic diamine include cyclohexanediamine, 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, 1,4-bis (aminomethyl) cyclohexane, and the like. Examples of the aromatic diamine include m-xylylenediamine, p-xylylenediamine, p-bis (2-aminoethyl) benzene, m-phenylenebisamine, p-phenylenebisamine and the like. When the monomer that gives the polyamide-based resin contained in the second material contains diamine and dicarboxylic acid, the diamine according to the monomer may be composed of one type of compound, or a plurality of types of compounds. You may be comprised from the compound.
脂肪族ジカルボン酸としては、直鎖状であっても分岐を有する鎖状であってもよいし、脂環族であってもよい。直鎖状または鎖状の脂肪族ジカルボン酸の例としては、アジピン酸、セバシン酸、マロン酸、コハク酸、メチルコハク酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、ウンデカン酸、ウンデカジオン酸、ドデカンジオン酸などが挙られる。脂環族ジカルボン酸としては、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸などが挙げられる。芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ジフェニル−4,4'−ジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸などが挙げられる。第二の材料が含有するポリアミド系樹脂を与える単量体がジアミンおよびジカルボン酸を含む場合には、その単量体に係るジカルボン酸は一種類の化合物から構成されていてもよいし、複数種類の化合物から構成されていてもよい。 The aliphatic dicarboxylic acid may be linear, branched, or alicyclic. Examples of linear or linear aliphatic dicarboxylic acids include adipic acid, sebacic acid, malonic acid, succinic acid, methyl succinic acid, glutaric acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, undecanoic acid, undecanoic acid, dodecane Dionic acid is listed. Examples of the alicyclic dicarboxylic acid include 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, hexahydroterephthalic acid, hexahydroisophthalic acid and the like. Examples of the aromatic dicarboxylic acid include terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, diphenyl-4,4′-dicarboxylic acid, diphenoxyethanedicarboxylic acid, and the like. When the monomer that provides the polyamide-based resin contained in the second material contains diamine and dicarboxylic acid, the dicarboxylic acid according to the monomer may be composed of one kind of compound, or a plurality of kinds You may be comprised from the compound of these.
第二の材料が含有するポリアミド系樹脂は、主鎖における単量体の重合に係る結合としてアミド結合以外の結合を有していてもよい。アミド結合は耐候性に優れることから、ポリアミド系樹脂は主鎖における単量体の重合に係る結合が実質的にアミド結合のみからなることが好ましい。 The polyamide resin contained in the second material may have a bond other than an amide bond as a bond related to polymerization of the monomer in the main chain. Since the amide bond is excellent in weather resistance, it is preferable that the polyamide resin has substantially only an amide bond in the main chain.
そのような主鎖における単量体の重合に係る結合が実質的にアミド結合のみからなるポリアミド系樹脂の具体例として、ポリアミド4、ポリアミド6、ポリアミド10、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド46、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド6T、ポリアミド9T、ポリアミド6IT、ポリメタキシリレンアジパミド(ポリアミドMXD6)、イソフタル酸共重合ポリメタキシリレンアジパミド(ポリアミドMXD6I)、ポリメタキシリレンセバカミド(ポリアミドMXD10)、ポリメタキシリレンドデカナミド(ポリアミドMXD12)、ポリ1,3−ビスアミノシクロヘキサンアジパミド(ポリアミドBAC6)、ポリパラキシリレンセバカミド(ポリアミドPXD10)などが挙げられる。これらの中でも、吸水性の少なさなどの観点から、ポリアミド9T、ポリアミド11、ポリアミド12などが好ましい。
Specific examples of the polyamide-based resin in which the bond related to the polymerization of the monomer in the main chain is substantially composed only of the amide bond include
ポリアミド系樹脂の分子量は特に限定されないが、押出コーティングの流動性の観点から重量平均分子量として10,000以上50,000以下であることが好ましい。 The molecular weight of the polyamide-based resin is not particularly limited, but is preferably 10,000 or more and 50,000 or less as a weight average molecular weight from the viewpoint of fluidity of extrusion coating.
第二の材料は架橋剤を含有していてもよい。架橋剤の種類は任意であり、ジクミルパーオキサイドのような有機過酸化物やイソシアネート基またはエポキシ基を有する化合物が典型的である。しかしながら、架橋剤を過度に含有すると、取り扱い性や製造のしやすさ(製膜性)が低下したり、封止材に対する接着性が低下したりすることが懸念されるため、その含有量には適宜上限が設定される。 The second material may contain a crosslinking agent. The kind of the crosslinking agent is arbitrary, and a compound having an organic peroxide such as dicumyl peroxide or an isocyanate group or an epoxy group is typical. However, if the crosslinking agent is excessively contained, there is a concern that the handleability and ease of production (film forming property) may decrease or the adhesiveness to the sealing material may decrease. The upper limit is set as appropriate.
取り扱い性、製造のしやすさ(製膜性)、封止材に対する接着性を高める観点から、第二の樹脂層13は熱可塑性を有することが好ましい。この場合には、JIS K7210:1999(ISO1133:1997)に準拠した、温度230℃、荷重2.16kgfにおける第二の樹脂層13を加熱して得られる樹脂材料のメルトマスフローレートは、1g/10min以上20g/10min以下であることが加工性等の観点から好ましい。特に、押出コーティングにより第二の樹脂層13を形成する場合には、その形成を安定的に行う観点から、この樹脂材料のメルトマスフローレートは2g/10min以上10g/10min以下であることが好ましい。
The
第二の材料は、必要に応じて、二酸化チタンなどの着色材料、シリカ粒子などのブロッキング防止剤、ベンゾフェノンなどの紫外線吸収剤、紫外線安定剤、難燃剤、可塑剤、帯電防止剤、滑剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。 If necessary, the second material is a coloring material such as titanium dioxide, an anti-blocking agent such as silica particles, an ultraviolet absorber such as benzophenone, an ultraviolet stabilizer, a flame retardant, a plasticizer, an antistatic agent, a lubricant, etc. Various additives may be included.
第二の樹脂層13の厚さは、封止材などの被着体に対して所望の接着性を発揮するとともに、本発明の効果を損なわない限り特に制限されない。具体的には、1μm以上200μm以下であることが好ましく、電気絶縁性および軽量化などの観点から、10μm以上18μm以下であることがより好ましく、30μm以上150μm以下であることがさらに好ましい。
The thickness of the
(4)フッ素樹脂層
本実施形態に係る太陽電池用保護シート1は、図2に示すように、基材11における第一の樹脂層12が積層されない側の面(図2中では下面)には、フッ素樹脂層14が設けられていてもよい。このようにフッ素樹脂層14を設けることで、太陽電池用保護シート1の耐候性および耐薬品性が向上する。なお、基材11が樹脂フィルムからなる場合には、当該樹脂フィルムのフッ素樹脂層14が積層される側の面は、フッ素樹脂層14との密着性を向上させるために、コロナ処理、プラズマ処理、プライマー処理等の表面処理が施されることが好ましい。
(4) Fluororesin Layer As shown in FIG. 2, the solar cell
フッ素樹脂層14は、フッ素を含む層であれば特に制限されず、例えば、フッ素含有樹脂を有するシート(フッ素含有樹脂シート)や、フッ素含有樹脂を含む塗料を塗布してなる塗膜などによって構成される。これらの中でも、太陽電池用保護シート1の軽量化のため、フッ素樹脂層14をより薄くする観点から、フッ素含有樹脂を有する塗料を塗布してなる塗膜が好ましい。
The
フッ素含有樹脂シートとしては、例えば、ポリフッ化ビニル(PVF)、エチレンクロロトリフルオロエチレン(ECTFE)またはエチレンテトラフルオロエチレン(ETFE)を主成分とする樹脂をシート状に加工したものが用いられる。PVFを主成分とする樹脂としては、例えば、E.I.du Pont de Nemours and Company社製の「Tedlar」(商品名)が挙げられる。ECTFEを主成分とする樹脂としては、例えば、Solvay Solexis社製の「Halar」(商品名)が挙げられる。ETFEを主成分とする樹脂としては、例えば、旭硝子社製の「Fluon」(商品名)が挙げられる。 As the fluorine-containing resin sheet, for example, a sheet obtained by processing a resin mainly composed of polyvinyl fluoride (PVF), ethylene chlorotrifluoroethylene (ECTFE), or ethylene tetrafluoroethylene (ETFE) is used. Examples of the resin mainly composed of PVF include E.I. I. “Tedlar” (trade name) manufactured by du Pont de Nemours and Company. Examples of the resin mainly composed of ECTFE include “Halar” (trade name) manufactured by Solvay Solexis. Examples of the resin mainly composed of ETFE include “Fluon” (trade name) manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.
フッ素樹脂層14がフッ素含有樹脂シートである場合、接着性を有する層を介して、基材11にフッ素樹脂層14が積層される。接着性を有する層は、基材11およびフッ素含有樹脂シートに対して接着性を有する接着剤を用いて形成される。かかる接着剤としては、例えば、アクリル系接着剤、ポリウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリエステルポリウレタン系接着剤などが用いられる。これらの接着剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
When the
一方、フッ素樹脂層14がフッ素含有樹脂を有する塗料を塗布してなる塗膜である場合、通常、接着性を有する層を介することなく、フッ素含有樹脂を含有した塗料を基材11に直接塗布することにより、基材11にフッ素樹脂層14が積層される。
On the other hand, when the
フッ素含有樹脂を含有する塗料としては、溶剤に溶解または水に分散されたものであって、塗布可能なものであれば特に限定されない。 The paint containing the fluorine-containing resin is not particularly limited as long as it is dissolved in a solvent or dispersed in water and can be applied.
塗料に含まれるフッ素含有樹脂としては、本発明の効果を損なわず、フッ素を含有する樹脂であれば特に限定されないが、通常、塗料の溶媒(有機溶媒または水)に溶解し、架橋可能であるものが用いられる。フッ素含有樹脂としては、硬化性官能基を有するフルオロオレフィン樹脂を用いることが好ましい。かかるフルオロオレフィン樹脂としては、例えば、テトラフルオロエチレン(TFE)、イソブチレン、フッ化ビニリデン(VdF)、ヒドロキシブチルビニルエーテルおよびその他のモノマーからなる共重合体、あるいは、TFE、VdF、ヒドロキシブチルビニルエーテルおよびその他のモノマーからなる共重合体が挙げられる。 The fluorine-containing resin contained in the paint is not particularly limited as long as it does not impair the effects of the present invention and contains fluorine. However, it is usually soluble in a paint solvent (organic solvent or water) and can be crosslinked. Things are used. As the fluorine-containing resin, it is preferable to use a fluoroolefin resin having a curable functional group. Examples of such a fluoroolefin resin include tetrafluoroethylene (TFE), isobutylene, vinylidene fluoride (VdF), a copolymer comprising hydroxybutyl vinyl ether and other monomers, or TFE, VdF, hydroxybutyl vinyl ether and other Examples thereof include a copolymer composed of monomers.
フルオロオレフィン樹脂の具体例としては、旭硝子社製の「LUMIFLON」(商品名)、セントラル硝子社製の「CEFRAL COAT」(商品名)、DIC社製の「FLUONATE」(商品名)などのクロロトリフルオロエチレン(CTFE)を主成分としたポリマー類、ダイキン工業社製の「ZEFFLE」(商品名)などのテトラフルオロエチレン(TFE)を主成分としたポリマー類、E.I.du Pont de Nemours and Company社製の「Zonyl」(商品名)、ダイキン工業社製の「Unidyne」(商品名)などのフルオロアルキル基を有するポリマー、フルオロアルキル単位を主成分としたポリマー類などが挙げられる。これらの中でも、耐候性および顔料分散性などの観点から、CTFEを主成分としたポリマーおよびTFEを主成分としたポリマーが好ましく、「LUMIFLON」および「ZEFFLE」が特に好ましい。 Specific examples of fluoroolefin resins include “LUMIFLON” (trade name) manufactured by Asahi Glass Co., “CEFRAL COAT” (trade name) manufactured by Central Glass Co., Ltd., and “FLUONATE” (trade name) manufactured by DIC Corporation. Polymers mainly composed of fluoroethylene (CTFE), polymers mainly composed of tetrafluoroethylene (TFE) such as “ZEFFLE” (trade name) manufactured by Daikin Industries, Ltd .; I. Polymers having a fluoroalkyl group, such as “Zonyl” (trade name) manufactured by du Pont de Nemours and Company, “Unidyne” (trade name) manufactured by Daikin Industries, Ltd. Can be mentioned. Among these, from the viewpoint of weather resistance, pigment dispersibility, and the like, a polymer containing CTFE as a main component and a polymer containing TFE as a main component are preferable, and “LUMIFLON” and “ZEFFLE” are particularly preferable.
「LUMIFLON」は、CTFEと、数種類の特定のアルキルビニルエーテル(VE)またはヒドロキシアルキルビニルエーテルとを主な構成単位として含む非結晶性の樹脂である。この「LUMIFLON」のように、ヒドロキシアルキルビニルエーテルのモノマー単位を有する樹脂は、溶剤可溶性、架橋反応性、基材密着性、顔料分散性、硬さおよび柔軟性に優れるので好ましい。 “LUMIFLON” is an amorphous resin containing CTFE and several types of specific alkyl vinyl ethers (VE) or hydroxyalkyl vinyl ethers as main structural units. A resin having a monomer unit of hydroxyalkyl vinyl ether such as “LUMIFLON” is preferable because it is excellent in solvent solubility, cross-linking reactivity, substrate adhesion, pigment dispersibility, hardness and flexibility.
「ZEFFLE」は、TFEと有機溶媒可溶性の炭化水素オレフィンとの共重合体であり、中でも反応性の高い水酸基を備えた炭化水素オレフィンを含むものが、溶剤可溶性、架橋反応性、基材密着性および顔料分散性に優れることから好ましい。 “ZEFFLE” is a copolymer of TFE and organic solvent-soluble hydrocarbon olefins. Among them, those containing hydrocarbon olefins with highly reactive hydroxyl groups are solvent-soluble, crosslinking reactivity, and substrate adhesion. And pigment dispersibility is preferable.
塗料に含まれるフッ素含有樹脂を形成する共重合可能なモノマーとしては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ブチル、イソ酪酸ビニル、ピバル酸ビニル、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および安息香酸ビニルなどのカルボン酸のビニルエステル類、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および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類、CTFE、フッ化ビニル(VF)、VdFおよびフッ素化ビニルエーテルなどのフッ素含有モノマー類が挙げられる。 Examples of the copolymerizable monomer that forms the fluorine-containing resin contained in the paint include vinyl acetate, vinyl propionate, butyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl pivalate, vinyl caproate, vinyl versatate, vinyl laurate, Vinyl esters of carboxylic acids such as vinyl stearate, vinyl cyclohexyl carboxylate and vinyl benzoate, alkyl vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, butyl vinyl ether and cyclohexyl vinyl ether, CTFE, vinyl fluoride (VF), VdF and fluorine And fluorine-containing monomers such as fluorinated vinyl ethers.
さらに、塗料に含まれるフッ素含有樹脂としては、1種以上のモノマーからなる樹脂であってもよく、三元重合体であってもよい。三元重合体としては、例えば、VdFとTFEとヘキサフルオロプロピレンとの三元重合体である3M Company社製の「Dyneon THV」(商品名)が挙げられる。このような三元重合体は、それぞれのモノマーが有する特性を樹脂に付与することができるので好ましい。特に、「Dyneon THV」は、比較的低温で製造することができ、エラストマーや炭化水素ベースのプラスチックにも接着でき、柔軟性や光学的透明度にも優れるので好ましい。 Further, the fluorine-containing resin contained in the paint may be a resin composed of one or more monomers or a terpolymer. Examples of the terpolymer include “Dyneon THV” (trade name) manufactured by 3M Company, which is a terpolymer of VdF, TFE, and hexafluoropropylene. Such a terpolymer is preferable because it can impart the properties of each monomer to the resin. In particular, “Dyneon THV” is preferable because it can be produced at a relatively low temperature, can be bonded to an elastomer or a hydrocarbon-based plastic, and is excellent in flexibility and optical transparency.
塗料は、上述したフッ素含有樹脂の他に、架橋剤、硬化触媒、溶媒等を含んでいてもよく、さらに必要であれば、顔料、充填剤等の無機化合物を含んでいてもよい。 The coating material may contain a crosslinking agent, a curing catalyst, a solvent and the like in addition to the fluorine-containing resin described above, and may further contain an inorganic compound such as a pigment and a filler, if necessary.
塗料に含まれる溶媒としては、本発明の効果を損なうものでなければ特に限定されず、例えば、メチルエチルケトン(MEK)、シクロヘキサノン、アセトン、メチルイソブチルケトン(MIBK)、トルエン、キシレン、メタノール、イソプロパノール、エタノール、ヘプタン、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸n−ブチルまたはn−ブチルアルコールから選択されるいずれか1種または2種以上の有機溶媒を含む溶媒が好適に用いられる。 The solvent contained in the paint is not particularly limited as long as it does not impair the effects of the present invention. For example, methyl ethyl ketone (MEK), cyclohexanone, acetone, methyl isobutyl ketone (MIBK), toluene, xylene, methanol, isopropanol, ethanol , Heptane, ethyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate or n-butyl alcohol, and a solvent containing any one or more organic solvents is preferably used.
塗料に含まれる顔料または充填剤としては、本発明の効果を損なうものでなければ特に限定されず、例えば、二酸化チタン、カーボンブラック、ペリレン顔料、マイカ、ポリアミドパウダー、窒化ホウ素、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、シリカ、紫外線吸収剤、防腐剤、乾燥剤などが用いられる。具体的に、顔料および充填剤としては、耐久性を付与するため、酸化ケイ素で処理したルチル型二酸化チタンであるE.I.du Pont de Nemours and Company社製の「Ti−Pure R105」(商品名)、およびジメチルシリコーンの表面処理によってシリカ表面の水酸基を修飾した疎水性シリカであるCabot社製の「CAB−O−SIL TS 720」(商品名)が好適に用いられる。 The pigment or filler contained in the paint is not particularly limited as long as it does not impair the effects of the present invention. For example, titanium dioxide, carbon black, perylene pigment, mica, polyamide powder, boron nitride, zinc oxide, aluminum oxide Silica, ultraviolet absorbers, preservatives, desiccants and the like are used. Specifically, as pigments and fillers, E.I. is rutile titanium dioxide treated with silicon oxide in order to impart durability. I. “Ti-Pure R105” (trade name) manufactured by du Pont de Nemours and Company, and “CAB-O-SIL TS” manufactured by Cabot, which is a hydrophobic silica in which hydroxyl groups on the silica surface are modified by surface treatment of dimethyl silicone. “720” (trade name) is preferably used.
フッ素含有樹脂の塗膜は、耐候性および耐擦傷性を向上させるため、架橋剤により硬化していることが好ましい。架橋剤としては、本発明の効果を損なうものでなければ特に限定されず、金属キレート類、シラン類、イソシアネート類またはメラミン類が好適に用いられる。太陽電池用保護シート1を屋外において長期間使用することを想定した場合、耐候性の観点から、架橋剤としては、脂肪族のイソシアネート類が好ましい。
The coating film of the fluorine-containing resin is preferably cured with a crosslinking agent in order to improve weather resistance and scratch resistance. The crosslinking agent is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and metal chelates, silanes, isocyanates, or melamines are preferably used. Assuming that the solar cell
塗料に含まれる硬化触媒としては、本発明の効果を損なうものでなければ特に限定されず、例えば、フッ素含有樹脂とイソシアネートとの架橋を促進するためのジブチルジラウリン酸スズ等が挙げられる。 The curing catalyst contained in the coating is not particularly limited as long as it does not impair the effects of the present invention, and examples thereof include tin dibutyldilaurate for promoting the crosslinking between the fluorine-containing resin and isocyanate.
塗料の組成は、本発明の効果を損なわなければ特に限定されず、例えば、フッ素含有樹脂、顔料、架橋剤、溶媒および触媒を混合して調製される。組成比としては、塗料全体を100質量%としたときに、フッ素含有樹脂の含有率が3質量%以上80質量%以下、特に25質量%以上50質量%以下であることが好ましく、顔料の含有率が5質量%以上60質量%以下、特に10質量%以上30質量%以下であることが好ましく、溶媒の含有率が20質量%以上80質量%以下、特に25質量%以上65質量%以下であることが好ましい。 The composition of the coating is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired. For example, the coating composition is prepared by mixing a fluorine-containing resin, a pigment, a crosslinking agent, a solvent, and a catalyst. As a composition ratio, when the entire coating is 100% by mass, the content of the fluorine-containing resin is preferably 3% by mass or more and 80% by mass or less, and particularly preferably 25% by mass or more and 50% by mass or less. The rate is preferably 5% by mass or more and 60% by mass or less, particularly preferably 10% by mass or more and 30% by mass or less, and the solvent content is 20% by mass or more and 80% by mass or less, particularly 25% by mass or more and 65% by mass or less. Preferably there is.
塗料を基材11に塗布する方法としては、公知の方法が用いられ、例えば、バーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法、グラビアコート法等によって、得られるフッ素樹脂層14が所望の厚さになるように塗布すればよい。
As a method for applying the coating material to the
基材11に塗布した塗料の乾燥温度は、本発明の効果を損なわない温度であればよく、基材11への影響を低減する観点からは、50〜130℃の範囲であることが好ましい。
The drying temperature of the coating material applied to the
フッ素樹脂層14の厚さは、耐候性、耐薬品性、軽量化などを考慮して設定され、5μm以上50μm以下であることが好ましく、特に10μm以上30μm以下であることが好ましい。
The thickness of the
(5)蒸着層、金属シート
本実施形態に係る太陽電池用保護シート1は、基材11における第一の樹脂層12が積層されない側の面には、図3に示すように、基材11とフッ素樹脂層14との間に蒸着層15が設けられてもよいし、図4に示すように、接着層16を介して金属シート17が積層されてもよいし、さらに蒸着層15または金属シート17の表面(図3および図4中では下面)には、上述したフッ素樹脂層14が設けられてもよい。このように蒸着層15または金属シート17を設けることで、太陽電池用保護シート1の防湿性および耐候性を向上させることができる。なお、本実施形態において「金属シート」とは、金属系材料(すなわち金属元素を含む材料)からなるシート状の部材を意味する。
(5) Vapor deposition layer, metal sheet As shown in FIG. 3, the solar cell
なお、基材11が樹脂フィルムからなる場合、当該樹脂フィルムの蒸着層15または接着層16が積層される側の面は、蒸着層15または接着層16との密着性を向上させるために、コロナ処理、プラズマ処理、プライマー処理等の表面処理が施されることが好ましい。
In addition, when the
蒸着層15は、金属もしくは半金属、または金属もしくは半金属の酸化物、窒化物、珪化物などの無機材料から構成され、かかる材料から構成されることで、基材11(太陽電池用保護シート1)に防湿性(水蒸気バリア性)および耐候性を付与することができる。
The
蒸着層15を形成する蒸着方法としては、例えば、プラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、光化学気相成長法などの化学気相法、または真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの物理気相法が用いられる。これらの方法の中でも、操作性や層厚の制御性を考慮した場合、スパッタリング法が好ましい。
Examples of the vapor deposition method for forming the
この蒸着層15の原料となる金属としては、例えば、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、カリウム(K)、スズ(Sn)、ナトウリム(Na)、チタン(Ti)、鉛(Pb)、ジルコニウム(Zr)、イットリウム(Y)などが挙げられる。半金属としては、例えば、ケイ素(Si)、ホウ素(B)どが挙げられる。これらの金属または半金属の酸化物、窒化物、酸窒化物としては、例えば、酸化アルミニウム、酸化スズ、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸窒化アルミニウムなどが挙げられる。
Examples of the metal used as the raw material of the
蒸着層15は、一種の無機材料からなるものであっても、複数種の無機材料からなるものであってもよい。蒸着層15が複数種の無機材料からなる場合、各無機材料からなる層が順に蒸着された積層構造の蒸着層であってもよいし、複数種の無機材料が同時に蒸着された蒸着層であってもよい。
The
蒸着層15の厚さは、水蒸気バリア性を考慮して適宜設定され、用いる無機材料の種類や蒸着密度などによって変更される。通常、蒸着層15の厚さは、5nm以上200nm以下であることが好ましく、特に10nm以上100nm以下であることが好ましい。
The thickness of the
一方、金属シート17も、上記蒸着層15と同様に、基材11(太陽電池用保護シート1)に防湿性(水蒸気バリア性)および耐候性を付与することができる。金属シート17の材料としては、かかる機能を有するものであれば特に制限されず、例えば、アルミニウム、アルミニウム−鉄合金等のアルミニウム合金などの金属が挙げられる。
On the other hand, the
金属シート17の厚さは、本発明の効果を損なわない限り特に限定されないが、ピンホール発生頻度の低さ、機械強度の強さ、水蒸気バリア性の高さ、および軽量化などの観点から、5μm以上100μm以下であることが好ましく、10μm以上50μm以下であることが特に好ましい。
The thickness of the
接着層16は、基材11および金属シート17に対して接着性を有する接着剤を用いて形成される。接着層16を与える接着剤としては、例えば、アクリル系接着剤、ポリウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリエステルポリウレタン系接着剤などが用いられる。これらの接着剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
The
接着層16の厚さは、本発明の効果を損なわない限り特に限定されないが、通常は、1μm以上20μm以下であることが好ましく、3μm以上10μm以下であることが特に好ましい。
The thickness of the
なお、以上の実施形態では、基材11の一方の面に第一の樹脂層12および第二の樹脂層13が積層された太陽電池用保護シート1を例示したが、本発明の太陽電池用保護シートはこれに限定されず、基材11の他方の面(上記一方の面とは反対側の面)にも第一の樹脂層および第二の樹脂層が積層されてもよい。
In the above embodiment, the solar cell
2.太陽電池用保護シートの製造方法
本実施形態に係る太陽電池用保護シート1(一例として図1に示す太陽電池用保護シート1)を製造する方法は特に限定されない。上記の第一の樹脂層12および第二の樹脂層13が熱可塑性を有する場合を例として説明すれば、これらの樹脂層を与える第一の材料および第二の材料を基材11の少なくとも一方の面上に押出コーティングして、基材11、第一の樹脂層12および第二の樹脂層13がこの順に積層された積層体としての太陽電池用保護シート1を形成する。このような押出コーティング法によれば、高い生産性で安価に太陽電池用保護シート1を製造することができる。また、太陽電池モジュールの封止材に対して太陽電池用保護シート1を接着するための接着剤層を別途設ける必要がないため、当該接着剤の分解等による経時劣化を防止することができる。
2. The manufacturing method of the protection sheet for solar cells The method to manufacture the
具体的には、Tダイ押出機やTダイ製膜機等を使用して、第一の材料および第二の材料をそれぞれ溶融・混練し、基材11を一定の速度にて移動させながら、その基材11の一方の面に、溶融したこれらの材料を押し出して積層すればよい。
Specifically, using a T-die extruder or a T-die film forming machine, the first material and the second material are respectively melted and kneaded, and the
ここで、第一の材料および第二の材料の押し出しのタイミングは個別であってもよいし、同時であってもよい。個別に押し出しする場合には、基材11上に第一の材料を押し出すことによって基材11と第一の樹脂層12とからなる積層体をまず形成し、この積層体における第一の樹脂層12側の面上に第二の材料を押し出すことによって、基材11、第一の樹脂層12および第二の樹脂層13がこの順に積層された積層体としての太陽電池用保護シート1を得る。
一方、押し出しのタイミングが同時である場合には、第一の材料と第二の材料とを平行した2つのスリットから共に押し出す(このとき、第一の材料の吐出口の方が基材11に近位となるように配置される。)ことによって、第一の樹脂層12および第二の樹脂層13を同時に基材11上に形成する。
Here, the timing of extrusion of the first material and the second material may be individual or simultaneous. When extruding individually, a laminate composed of the
On the other hand, when the timing of extrusion is the same, the first material and the second material are extruded together from two parallel slits (at this time, the discharge port of the first material is directed to the
この共押出コーティングは、一回の積層工程で太陽電池用保護シート1が得られるという製造工程上の利点に加え、共押し出しされた直後は、第一の樹脂層12を与える第一の材料と第二の樹脂層13を与える第二の材料とが溶融状態で接するため、これらの材料間の相互作用が容易に生じ、得られた第一の樹脂層12と第二の樹脂層13との密着性が高まるという利点もある。したがって、図1に示される構造を備える太陽電池用保護シート1を製造する場合には、共押出コーティングにより製造することが好ましい。
This coextrusion coating has the advantage in the production process that the solar cell
図2から図4に示すように、基材11に他の層が形成されている場合には、基材11における当該他の層が形成されていない側の面に、第一の樹脂層12および第二の樹脂層13を形成すればよい。
As shown in FIGS. 2 to 4, when another layer is formed on the
第一の材料および第二の材料を溶融する温度は、これらの材料が溶融状態にあり、かつ溶融状態にあるこれらの材料の温度(熱)によって基材11が変形しない程度とし、80℃以上350℃以下であることが好ましく、150℃以上300℃以下であることが特に好ましい。また、第一の材料および第二の材料が変質しやすい場合には、変質の影響を最小限にするよう、温度の上限を低下させることが好ましい。
The temperature at which the first material and the second material are melted is such that these materials are in a molten state and the
また、第一の材料および第二の材料のTダイ押出機それぞれからの吐出量は、目的とする第一の樹脂層12および第二の樹脂層13それぞれの厚みや基材11の搬送速度に応じて適宜調整される。
Also, the discharge amount of the first material and the second material from each of the T-die extruders depends on the thicknesses of the target
基材11は、例えば、ロール・トゥ・ロール方式により一定速度にて、長手方向に搬送され、その搬送速度は、第一の材料および第二の材料のTダイ押出機からの吐出量に応じて適宜調整される。
The
上記のような共押出コーティング法によれば、基材11の一方の面に、Tダイ押出機から溶融した第一の材料および第二の材料を押し出して積層するだけで、基材11に第一の樹脂層12および第二の樹脂層13を強固に接合することができ、高い生産性で太陽電池用保護シート1を製造することができる。特に、第一の材料に含有される成分が有するエポキシ基と基材11との反応が促進されるため、基材11と第一の樹脂層12との密着性が高まる。
According to the above-described coextrusion coating method, the first material and the second material melted from the T-die extruder are extruded and laminated on one surface of the
3.太陽電池モジュール
図5は、本発明の一実施形態に係る太陽電池モジュールの概略断面図である。本実施形態に係る太陽電池モジュール10は、光電変換素子である結晶シリコン、アモルファスシリコン等からなる複数の太陽電池セル2と、それら太陽電池セル2を封止する電気絶縁体からなる封止材(充填層)3と、封止材3の表面(図5中では上面)に積層されたガラス板4と、封止材3の裏面(図5中では下面)に積層された、裏面保護シート(バックシート)としての太陽電池用保護シート1とから構成されている。
3. Solar Cell Module FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a solar cell module according to an embodiment of the present invention. The
なお、太陽電池用保護シート1は、第二の樹脂層13が封止材3側となるように封止材3に積層されており、この第二の樹脂層13によって封止材3に対する接着性は高められている。しかも、第二の樹脂層13と基材11との間から水分などが侵入することはこれらの間に配置された第一の樹脂層12によって抑制されている。したがって、太陽電池用保護シート1は耐候性に優れている。
In addition, the
封止材3の材料はオレフィン系樹脂であることが好ましく、具体例として、中密度ポリエチレン(MDPE,密度:930kg/m3以上、942kg/m3未満)、低密度ポリエチレン(LDPE,密度:910kg/m3以上、930kg/m3未満)、超低密度ポリエチレン(VLDPE,密度:870kg/m3以上、910kg/m3未満)などのポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂(PP)、ポリエチレン−ポリプロピレン重合体、オレフィン系エラストマー(TPO)、シクロオレフィン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸ブチル共重合体(EBA)、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル−無水マレイン酸共重合体などが挙げられる。なお、本明細書において、(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸およびメタクリル酸の両方を意味する。他の類似用語も同様である。
Preferably the material of the sealing
これらの樹脂の中でも、酸素等に対するガスバリア性が高いこと、架橋が容易であること、入手のし易さ等の観点から、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)であることが特に好ましい。 Among these resins, an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) is particularly preferable from the viewpoints of high gas barrier properties against oxygen and the like, easy crosslinking, and availability.
上記太陽電池モジュール10を製造する方法は特に限定されず、例えば、封止材3を構成する2枚のシートで太陽電池セル2をサンドイッチし、当該シートの一方の露出面に太陽電池用保護シート1、他方の露出面にガラス板4を設置し、それらを加熱しながらプレスして一体化することにより、太陽電池モジュール10を製造することができる。このとき、太陽電池用保護シート1は、第二の樹脂層13と封止材3との熱融着により、封止材3に接合されることとなる。
The method for producing the
なお、図6に示すように、ガラス板4に代えて、太陽電池用保護シート1を表面保護シート(フロントシート)として使用することもできる。この場合、太陽電池セルにフレキシブル基板を用いれば、フレキシブル性を有する太陽電池モジュールを得ることができる。このように、太陽電池モジュールをフレキシブル化することにより、ロール・トゥ・ロールで大量生産することが可能となる。また、フレキシブル性を有する太陽電池モジュールは、アーチ状や放物線状の壁面を有する物体にもフィットさせることができるので、ドーム状の建築物や高速道路の防音壁などに設置することが可能となる。
In addition, as shown in FIG. 6, it can replace with the
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 The embodiment described above is described for facilitating understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
以下、実施例等により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例等に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example etc. demonstrate this invention further more concretely, the scope of the present invention is not limited to these Examples etc.
〔実施例1〕
基材としてのPETフィルム(東レ社製ルミラーX10S、厚さ125μm)の一方の面にコロナ処理(出力3000W)を施し、Tダイ押出機(シリンダー温度:230〜280℃,Tダイ温度:300℃)により、第一の材料としてのエチレン−グリシジルメタクリレート共重合体(アルケマ社製 LOTADER AX8840)と、第二の材料としてのポリアミド11(アルケマ社製 Rilsan B)とを、第一の材料が基材に近位になるように基材上に吐出することによって共押出コーティングして、基材上に15μmの厚さの第一の樹脂層が積層され、第一の樹脂層における基材側と反対の面上に25μmの第二の樹脂層が積層されてなる、図1に示す構成の太陽電池用保護シートを得た。
[Example 1]
One side of a PET film (Lumirror X10S manufactured by Toray Industries Inc., thickness 125 μm) as a substrate is subjected to corona treatment (output 3000 W), and a T-die extruder (cylinder temperature: 230 to 280 ° C., T-die temperature: 300 ° C.) ), The first material is an ethylene-glycidyl methacrylate copolymer (LOTADER AX8840 manufactured by Arkema) and the polyamide 11 (Rilsan B manufactured by Arkema) as a second material. The first resin layer having a thickness of 15 μm is laminated on the substrate, and is opposite to the substrate side in the first resin layer. A protective sheet for a solar cell having a structure shown in FIG. 1 was obtained, in which a 25 μm second resin layer was laminated on the surface.
〔実施例2〕
実施例1において、第二の材料としてポリアミド11に代えてポリアミド12(アルケマ社製 Rilsan A)とした以外は、実施例1と同様にして、図1に示す構成の太陽電池用保護シートを得た。
[Example 2]
In Example 1, a solar cell protective sheet having the structure shown in FIG. 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that polyamide 12 (Rilsan A manufactured by Arkema Inc.) was used instead of
〔実施例3〕
実施例1において、第二の材料としてポリアミド11に代えてポリアミド9T(クラレ社製 Genestar N1001D)とした以外は、実施例1と同様にして、図1に示す構成の太陽電池用保護シートを得た。
Example 3
In Example 1, a solar cell protective sheet having the configuration shown in FIG. 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that polyamide 9T (Genestar N1001D manufactured by Kuraray Co., Ltd.) was used instead of
〔比較例1〕
基材としてのPETフィルム(東レ社製ルミラーX10S、厚さ125μm)の一方の面にコロナ処理(出力3000W)を施し、Tダイ製膜機(シリンダー温度:230〜280℃,Tダイ温度:300℃)により、ポリアミド11(アルケマ社製 Rilsan B)を基材上に吐出することによって押出コーティングして、基材上に25μmのポリアミド11からなる層が積層されてなる、太陽電池用保護シートを得た。
[Comparative Example 1]
One side of a PET film (Lumirror X10S manufactured by Toray Industries Inc., thickness 125 μm) as a substrate is subjected to corona treatment (output 3000 W), and a T-die film forming machine (cylinder temperature: 230-280 ° C., T-die temperature: 300) A protective sheet for a solar cell in which a polyamide 11 (Rilsan B manufactured by Arkema Co., Ltd.) is extrusion coated by discharging onto a base material, and a layer of 25
〔試験例1〕<はく離接着強さの測定>
実施例または比較例で作製した太陽電池用保護シートを25mm×200mmの矩形に切り出し、JIS K6854−3:1999(ISO11339:1993)に準じて、次の条件で、基材と第一の樹脂層との間(第一の界面)、および第一の樹脂層と第二の樹脂層との間(第二の界面)のはく離接着強さを測定した。評価結果を表1に示す。
試験雰囲気:23℃、相対湿度50%
剥離速度:300mm/分
[Test Example 1] <Measurement of peel adhesion strength>
The protective sheet for solar cell produced in the example or the comparative example was cut into a rectangle of 25 mm × 200 mm, and the base material and the first resin layer were formed according to JIS K6854-3: 1999 (ISO11339: 1993) under the following conditions. The peel adhesion strength between the first resin layer and the second resin layer (second interface) was measured. The evaluation results are shown in Table 1.
Test atmosphere: 23 ° C, relative humidity 50%
Peeling speed: 300mm / min
表1における「剥離不可」とは、はく離接着強さが特に高く、上記の条件では剥離することができなかったことを意味する。また、「測定不可」とは、基材に対するポリアミド11からなる層の密着性が特に低いため、はく離接着強さを測定した際に測定値が安定せず、はく離接着強さの程度を評価することができなかったことを意味する。表1に示されるように、本発明の条件を満たす実施例の太陽電池用保護シートは基材を第一の樹脂層から分離することも第一の樹脂層と第二の樹脂層との間で剥離させることも容易でない。したがって、かかる太陽電池用保護シートを備える太陽電池モジュールは、太陽電池保護シートから水分などが侵入しにくく、経時劣化しにくいものとなることが期待される。
“Unpeelable” in Table 1 means that the peel adhesion strength is particularly high, and it was not possible to peel off under the above conditions. In addition, “not measurable” means that the adhesion of the layer made of
本発明に係る太陽電池用保護シートは、例えば太陽電池モジュールのバックシートまたはフロントシートとして好適に用いられる。 The solar cell protective sheet according to the present invention is suitably used, for example, as a back sheet or a front sheet of a solar cell module.
1…太陽電池用保護シート
11…基材
12…第一の樹脂層
13…第二の樹脂層
14…フッ素樹脂層
15…蒸着層
16…接着層
17…金属シート
2…太陽電池セル
3…封止材
4…ガラス板
10…太陽電池モジュール
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記第一の樹脂層はエポキシ基を有する成分を含有し、
前記第二の樹脂層はポリアミド系樹脂を含有すること
を特徴とする太陽電池用保護シート。 A sun comprising a base material, a first resin layer laminated on at least one surface of the base material, and a second resin layer laminated on a surface of the first resin layer opposite to the base material side A battery protection sheet,
The first resin layer contains a component having an epoxy group,
The protective sheet for a solar cell, wherein the second resin layer contains a polyamide-based resin.
エポキシ基を有する成分を含有する第一の材料およびポリアミド系樹脂を含有する第二の材料を、前記第一の材料の方が前記基材に対して近位になるように前記基材に対して共押出コーティングして、前記第一の材料を用いて形成された前記第一の樹脂層および前記第二の材料を用いて形成された前記第二の樹脂層を前記基材上に積層することを特徴とする太陽電池用保護シートの製造方法。 A sun comprising a base material, a first resin layer laminated on at least one surface of the base material, and a second resin layer laminated on a surface of the first resin layer opposite to the base material side A method for producing a battery protection sheet, comprising:
A first material containing a component having an epoxy group and a second material containing a polyamide-based resin with respect to the substrate such that the first material is proximal to the substrate; The first resin layer formed using the first material and the second resin layer formed using the second material are laminated on the base material. The manufacturing method of the protection sheet for solar cells characterized by the above-mentioned.
前記保護部材の少なくとも一方は請求項1から5のいずれか一項に記載される太陽電池用保護シートからなることを特徴とする太陽電池モジュール。 A solar battery module, comprising a solar cell, a sealing material that encloses the solar battery cell, and two protective members stacked on each of the main surfaces of the sealing material,
At least one of the said protection members consists of a protection sheet for solar cells as described in any one of Claim 1 to 5, The solar cell module characterized by the above-mentioned.
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JP2016081947A (en) * | 2014-10-10 | 2016-05-16 | 東レ株式会社 | Insulation sheet for solar cell |
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- 2013-03-28 JP JP2013070427A patent/JP2014194985A/en active Pending
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