JP2015067669A - 樹脂組成物、2液型ラミネート接着剤、積層フィルム及び太陽電池のバックシート - Google Patents

樹脂組成物、2液型ラミネート接着剤、積層フィルム及び太陽電池のバックシート Download PDF

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Koji Akita
康二 秋田
康生 山下
Yasuo Yamashita
康生 山下
翔 三木
Sho Miki
翔 三木
常行 手島
Tsuneyuki Tejima
常行 手島
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Seiichi Uno
誠一 宇野
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Abstract

【課題】 硬化後の塗膜強度が強く、接着強度が高く、耐湿熱性試験において、接着強度が劣化しないという経時安定性に優れ、しかも、ラミネート加工後の外観にも優れる樹脂組成物、該樹脂組成物を含有してなる2液型ラミネート用接着剤、該接着剤からなる層を有する積層フィルム及び太陽電池のバックシートの提供。
【解決手段】 数平均分子量(Mn)が800〜3,000の範囲である水酸基含有エポキシ樹脂(A)、分子内に分岐構造を有し、重量平均分子量(Mw)が20,000〜100,000の範囲であり、かつ、分子量分布(Mw/Mn)が3.0以下であるポリエステルポリオール(B)、及びポリイソシアネート(C)を含有する樹脂組成物であって、(A)の質量部と(B)の質量部の割合が、(A)の質量部/(B)の質量部80/20〜50/50の範囲であることを特徴とする樹脂組成物、該樹脂組成物を含有する2液型ラミネート用接着剤。
【選択図】 なし

Description

本発明は、湿熱条件下での基材接着性に優れる樹脂組成物、2液型ラミネート用接着剤、積層フィルム及び太陽電池のバックシートに関する。
近年、石油、石炭をはじめとする化石燃料の枯渇が危ぶまれ、これらの化石燃料により得られる代替エネルギーを確保するための開発が急務とされている。このため原子力発電、水力発電、風力発電、太陽光発電等の種々の方法が研究され、実際の利用に及んでいる。太陽光エネルギーを電気エネルギーに直接変換することが可能な太陽光発電は、半永久的で無公害の新たなエネルギー源として実用化されつつあり、実際に利用される上での価格性能比の向上が目覚しく、クリーンなエネルギー源として非常に期待が高い。
太陽光発電に使用される太陽電池は、太陽光のエネルギーを直接電気エネルギーに変換する太陽光発電システムの心臓部を構成するものであり、シリコンなどに代表される半導体からできている。その構造としては、太陽電池素子を直列、並列に配線し、20年程度の長期間にわたって素子を保護するために種々のパッケージングが施され、ユニット化されている。このパッケージに組み込まれたユニットは太陽電池モジュールと呼ばれ、一般に太陽光が当たる面をガラスで覆い、熱可塑性樹脂からなる充填材で間隙を埋め、裏面を封止シートで保護した構成となっている。熱可塑性樹脂からなる充填材としては、透明性が高く、耐湿性にも優れているという理由でエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂(以下、EVA樹脂)が用いられることが多い。
一方、裏面保護シートには、機械強度、耐候性、耐熱性、耐湿熱性、耐光性、といった特性が要求され、裏面保護シートを構成する接着剤には、長期信頼性のある接着強度が求められる。
従来、太陽電池モジュール用裏面保護シートとしては、電気絶縁性に優れる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を用いた太陽電池モジュール用裏面保護シートが開発されており、ポリエステルフィルムを用いるデメリットとして挙げられる耐候性を改善させるべく、紫外線吸収剤を配合したフィルム(特許文献1)、ポリエステル中の環状オリゴマーの量を規定したフィルム(特許文献2、3)、ポリエステルの分子量を規定したフィルム(特許文献4)などを用いた裏面保護シートが開示されている。
また、前記フィルムと、エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)が通常使用される封止材との接着性の低さを改善すべく、前記フィルムにEVAを主成分とする熱接着性シートを接着剤により貼り合わせた裏面保護シートも開示されており、前記接着剤としてはウレタン系接着剤が使用されている(特許文献5〜7)。
特許文献8には、類似の樹脂組成物について、ポリエステルポリウレタンポリオール100質量部に対しエポキシ樹脂を5〜20質量部の範囲で含有する樹脂組成物が記載されている。
特開2001−111073号公報 特開2002−100788号公報 特開2002−134771号公報 特開2002−26354号公報 特開2008−85294号公報 特開2007−320218号公報 特開2008−4691号公報 特許5170349号公報
しかしながら、前記ウレタン系接着剤は、硬化後の塗膜強度が弱く、また、耐湿熱性試験において、接着強度が劣化するという経時安定性に問題点があり、しかも、ラミネート加工後の外観が悪い、という問題点もあった。
本発明が解決しようとする課題は、硬化後の塗膜強度が強く、接着強度が高く、耐湿熱性試験において、接着強度が劣化しないという経時安定性に優れ、しかも、ラミネート加工後の外観にも優れる樹脂組成物、該樹脂組成物を含有してなる2液型ラミネート用接着剤、該接着剤からなる層を有する積層フィルム及び太陽電池のバックシートを提供することにある。
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討した結果、
(1)数平均分子量(Mn)が800〜3,000の範囲である水酸基含有エポキシ樹脂(A)、
(2)分子内に分岐構造を有し、重量平均分子量(Mw)が20,000〜100,000の範囲であり、かつ、分子量分布(Mw/Mn)が3.0以下であるポリエステルポリオール(B)、
及び
(3)ポリイソシアネート(C)を含有する樹脂組成物であって、
(A)の質量部と(B)の質量部の割合が、(A)の質量部/(B)の質量部=80/20〜50/50の範囲であることを特徴とする樹脂組成物を用いることにより、硬化後の塗膜強度が強く、接着強度が高く、耐湿熱性試験において、接着強度が劣化しないという経時安定性に優れ、しかも、ラミネート加工後の外観にも優れることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の項目からなるものである。
1.(1)数平均分子量(Mn)が800〜3,000の範囲である水酸基含有エポキシ樹脂(A)、
(2)分子内に分岐構造を有し、重量平均分子量(Mw)が20,000〜100,000の範囲であり、かつ、分子量分布(Mw/Mn)が3.0以下であるポリエステルポリオール(B)、
及び
(3)ポリイソシアネート(C)を含有する樹脂組成物であって、
(A)の質量部と(B)の質量部の割合が、(A)の質量部/(B)の質量部=80/20〜50/50の範囲であることを特徴とする樹脂組成物、
2.さらに数平均分子量(Mn)が500〜3,000の範囲である水酸基含有ポリカーボネート樹脂(D)を含有する請求項1に記載の樹脂組成物、
3.前記ポリイソシアネート化合物(C)に含まれるイソシアネート基のモル数[NCO]と、前記水酸基含有エポキシ樹脂(A)、及び前記ポリエステルポリオール(B)に含まれる水酸基の合計モル数[OH]との比[NCO]/[OH]が1/2〜2/1の範囲である1.に記載の樹脂組成物、
4.前記ポリイソシアネート化合物(C)に含まれるイソシアネート基のモル数[NCO]と、前記水酸基含有エポキシ樹脂(A)、前記ポリエステルポリオール(B)、及び前記水酸基含有ポリカーボネート樹脂(D)に含まれる水酸基の合計モル数[OH]との比[NCO]/[OH]が1/2〜2/1の範囲である請2.に記載の樹脂組成物、
5.1.〜4.の何れかに記載の樹脂組成物を含有する2液型ラミネート用接着剤、
6.ポリエステルフィルム、フッ素フィルム、ポリオレフィンフィルム、金属箔からなる群から選ばれる1種類以上のフィルムと、5.記載の接着剤からなる接着層とを有する積層フィルム、
7.6.記載の接着剤からなる接着層を有する太陽電池のバックシート。
本発明の樹脂組成物及び該樹脂組成物を含有する2液型ラミネート用接着剤は、硬化後の塗膜強度が強く、接着強度が高く、耐湿熱性試験において、接着強度が劣化しないという経時安定性に優れ、しかも、ラミネート加工後の外観にも優れるので、積層フィルム及び太陽電池のバックシートの接着剤として有用である。
本発明の樹脂組成物は、必須の成分として数平均分子量(Mn)が800〜3,000の範囲である水酸基含有エポキシ樹脂(A)を含有する。
当該樹脂を含有することにより、一般に接着性の低いPVF(ポリフッ化ビニル)フィルムやPVDF(ポリフッ化ビニリデン)フィルム等のフッ素系基材に対しても、高い接着性を発現することができる。前記エポキシ樹脂(A)の数平均分子量(Mn)が800未満の場合には、十分な接着強度が得られず、数平均分子量(Mn)が3,000を超える場合には、本発明の樹脂組成物への溶解性が低下する。中でも、本発明の樹脂組成物への溶解性及び湿熱条件下での基材接着性により優れる点で、数平均分子量(Mn)が1,500〜3,000の範囲であるものがより好ましい。
前記水酸基含有エポキシ樹脂(A)としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂の如きビスフェノール型エポキシ樹脂;ビフェニル型エポキシ樹脂、テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂の如きビフェニル型エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン−フェノール付加反応型エポキシ樹脂、などが挙げられる。これらの水酸基含有エポキシ樹脂は、それぞれ単独で用いても良いし、二種類以上を併用しても良い。これらの中でも、湿熱条件下での基材接着性及び初期の接着強度に優れる樹脂組成物が得られる点で、ビスフェノール型エポキシ樹脂が好ましい。
また、本発明の樹脂組成物は、分子内に分岐構造を有し、重量平均分子量(Mw)が20,000〜100,000の範囲であり、かつ、分子量分布(Mw/Mn)が3.0以下であるポリエステルポリオール(B)を必須の成分として含有する。
前記ポリエステルポリオール(B)は、その分子内に分岐構造を有することにより、特に、ラミネート接着剤に用いた場合に、初期の接着性と耐湿熱接着性の向上に寄与するものである。
また、前記ポリエステルポリオール(B)の重量平均分子量(Mw)は、20,000〜100,000の範囲である。重量平均分子量(Mw)が前記範囲内にあることにより、硬化物が高い強度を示すものとなり、初期の接着強度に優れる樹脂組成物となる。また、樹脂組成物が塗工に適した粘度のものとなる。前記ポリエステルポリオール(B)の重量平均分子量(Mw)が20,000未満の場合には、初期の接着強度が低下する傾向にあり、粘度が低いため均一に塗工しにくい樹脂組成物となる。
一方、前記ポリエステルポリオール(B)の重量平均分子量(Mw)が100,000を超える場合には、粘度が高くなる傾向にあるために塗工し難い樹脂組成物となる。そのようなポリエステルポリオール(B)の重量平均分子量(Mw)は、初期の接着強度が高く、かつ、湿熱条件下での基材接着性にも優れる樹脂組成物が得られる点で、重量平均分子量(Mw)は上記の範囲であることが好ましい。
前記ポリエステルポリオール(B)の分子量分布(Mw/Mn)は3.0以下である。分子量分布(Mw/Mn)が前記範囲内とすることにより、2液型ラミネート用接着剤として用いた場合に、ラミネート加工後の外観に優れるという効果が発揮される。前記ポリエステルポリオール(B)の分子量分布(Mw/Mn)が3.0を越える場合には、2液型ラミネート用接着剤として用いた場合に、初期接着性が低下する傾向にある。
前記ポリエステルポリオール(B)の分子量分布(Mw/Mn)は3.0以下であることが好ましいが、なかでも○〜△の範囲であることがより好ましい。
また、前記ポリエステルポリオール(B)の数平均分子量(Mn)は、湿熱条件下での基材接着性に優れ、塗工に適した粘度の樹脂組成物となる点で、3,000〜20,000の範囲であることが好ましく、5,000〜10,000の範囲であることがより好ましい。
また、前記ポリエステルポリオール(B)の水酸基価は、湿熱条件下での基材接着性に優れる点で、2〜20mgKOH/gの範囲であることが好ましく、7〜15mgKOH/gの範囲であることがより好ましい。
前記ポリエステルポリオール(B)は、例えば、下記多塩基酸(E)と、下記多価アルコール(F)とを反応させることにより得られる。この場合、ポリエステルポリオール(B)の分子内に分岐構造を導入するために、多塩基酸(E)及び多価アルコール(F)のいずれか一種類以上の原料成分に3官能以上の化合物を用いる。
ここで、多塩基酸(E)は、二塩基酸(E1)と3官能以上の多塩基酸(E2)とが挙げられる。
前記二塩基酸(E1)としては、例えば、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカンニ酸、ヘプタデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、イコサン二酸の如き脂肪族二塩基酸;テトラヒドロフタル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸の如き脂肪族不飽和二塩基酸及びその無水物;フタル酸、無水フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸の如き芳香族二塩基酸及びその無水物などが挙げられる。
前記3官能以上の多塩基酸(E2)としては、例えば、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸の如き脂肪族三塩基酸;トリメリット酸、無水トリメリット酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸の如き芳香族三塩基酸及びその無水物などが挙げられる。
ここで、前記3官能以上の多塩基酸(E2)を用いることにより、本願発明のポリエステルポリオール(B)の分子内に分岐構造を導入することができる。
これら多塩基酸(E)はそれぞれ単独で用いても良いし、二種類以上を併用しても良い。中でも、湿熱条件下での基材接着性に優れ、かつ、塗工に適した粘度の樹脂組成物が得られる点で、脂肪族多塩基酸と、芳香族多塩基酸とを併用することが好ましく、その場合、全多塩基酸成分中に占める脂肪族多塩基酸の含有量が10〜50モル%の範囲で、芳香族多塩基酸50〜90モル%の範囲であることが好ましい。また、湿熱条件下での基材接着性により優れる樹脂組成物となる点で、前記脂肪族多塩基酸は、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカンニ酸、ヘプタデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、イコサン二酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸の如き炭素原子数が6〜20の範囲である脂肪族多塩基酸が好ましく、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸の如き炭素原子数が8〜13の範囲である脂肪族多塩基酸がより好ましい。
また、多価アルコール(F)は、例えば、以下のジオール(F1)と、3官能以上のポリオール(F2)が挙げられる。多価アルコールは、それぞれ単独で用いることも、二種類以上を併用して用いることもできる。
前記ジオール(F1)としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,2,2−トリメチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチル−3−イソプロピル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル1,5−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘサン、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールの如き脂肪族ジオール;ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコールの如きエーテルグリコール;前記脂肪族ジオールと、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、テトラヒドロフラン、エチルグリシジルエーテル、プロピルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテルの如き環状エーテル結合含有化合物との開環重合によって得られる変性ポリエーテルジオール;前記脂肪族ジオールと、ε−カプロラクトン等の種々のラクトン類との重縮合反応によって得られるラクトン系ポリエステルポリオール;ビスフェノールA、ビスフェノールFの如きビスフェノール;ビスフェノールA、ビスフェノールFの如きビスフェノールにエチレンオキサイド、プロプレンオキサイド等を付加して得られるビスフェノールのアルキレンオキサイド付加物、などが挙げられる。
前記3官能以上のポリオール(F2)としては、例えば、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン、ヘキサントリオール、ペンタエリスリトールの如き脂肪族ポリオール;前記脂肪族ポリオールと、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、テトラヒドロフラン、エチルグリシジルエーテル、プロピルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテルの如き環状エーテル結合含有化合物との開環重合によって得られる変性ポリエーテルポリオール;前記脂肪族ポリオールと、ε−カプロラクトンの如きラクトン類との重縮合反応によって得られるラクトン系ポリエステルポリオール、などが挙げられる。
これら多価アルコール(F)は、それぞれ単独で用いても良いし、二種類以上を併用しても良い。塗工性に優れる樹脂組成物となる点で、全多価アルコール成分中に占める前記脂肪族多価アルコールの含有量が40モル%以上であることが好ましく、80モル%以上であることがより好ましい。また、湿熱条件下での基材接着性がより優れる樹脂組成物が得られる点で、前記脂肪族多価アルコールが、炭素原子数が5以上の脂肪族多価アルコールが好ましく、前記脂肪族ジオールがより好ましい。
前記ポリエステルポリオール(B)を製造する方法としては、例えば、前記多塩基酸(E)と、前記多価アルコール(F)とを、エステル化触媒の存在下、150〜270℃の温度範囲で反応させる方法などが挙げられる。
また、本発明の樹脂組成物における前記ポリイソシアネート(C)は、前記水酸基含有エポキシ樹脂(A)、前記ポリエステルポリオール(B)、下記水酸基含有ポリカーボネート樹脂(D)が含有する水酸基と反応する硬化剤として働く。該ポリイソシアネート(C)は、ジイソシアネート化合物(C1)と、3官能以上のポリイソシアネート化合物(C2)とが挙げられる。
前記ジイソシアネート化合物(C1)としては、例えば、ブタン−1,4−ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、m−テトラメチルキシリレンジイソシアネートの如き脂肪族ジイソシアネート;シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、イソプロピリデンジシクロヘキシル−4,4’−ジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネートの如き脂環族ジイソシアネート;1,5−ナフチレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート、4,4’−ジベンジルジイソシアネート、ジアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、テトラアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネートの如き芳香族ジイソシアネート、などが挙げられる。
前記3官能以上のポリイソシアネート化合物(C2)は、例えば、分子内にウレタン結合部位を有するアダクト型ポリイソシアネート化合物や、分子内にイソシアヌレート環構造を有するヌレート型ポリイソシアネート化合物が挙げられる。
前記分子内にウレタン結合部位を有するアダクト型ポリイソシアネート化合物は、例えば、ジイソシアネート化合物と多価アルコールとを反応させて得られる。該反応で用いるジイソシアネート化合物は、例えば、前記ジイソシアネート化合物(C1)として例示した各種のジイソシアネート化合物が挙げられ、これらはそれぞれ単独で使用しても良いし、二種類以上を併用しても良い。また、該反応で用いるポリオール化合物は、前記多価アルコール(F)として例示した各種のポリオール化合物や、多価アルコールと多塩基酸とを反応させて得られるポリエステルポリオール等が挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いることも、二種類以上を併用して用いることもできる。
前記分子内に分子内にイソシアヌレート環構造を有するヌレート型ポリイソシアネート化合物は、例えば、ジイソシアネート化合物とモノアルコールおよび/又はジオールとを反応させて得られる。該反応で用いるジイソシアネート化合物は、例えば、前記ジイソシアネート化合物として例示した各種のジイソシアネート化合物が挙げられ、これらはそれぞれ単独で使用しても良いし、二種類以上を併用することもできる。また、該反応で用いるモノアルコールとしては、例えば、ヘキサノール、2−エチルヘキサノール、オクタノール、n−デカノール、n−ウンデカノール、n−ドデカノール、n−トリデカノール、n−テトラデカノール、n−ペンタデカノール、n−ヘプタデカノール、n−オクタデカノール、n−ノナデカノール、エイコサノール、5−エチル−2−ノナノール、トリメチルノニルアルコール、2−ヘキシルデカノール、3,9−ジエチル−6−トリデカノール、2−イソヘプチルイソウンデカノール、2−オクチルドデカノール、2−デシルテトラデカノールなどが挙げられ、ジオールとしては前記多価アルコール(F)で例示した脂肪族ジオールなどが挙げられる。これらのモノアルコールやジオールは、それぞれ単独で用いることも、二種類以上を併用して用いることもできる。
これらポリイソシアネート(C)は、それぞれ単独で用いても良いし、二種類以上を併用しても良い。中でも、湿熱条件下での接着強度に優れる樹脂組成物が得られる点で、前記3官能以上のポリイソシアネート化合物(C2)が好ましく、ヌレート型ポリイソシアネート化合物がより好ましい。また、樹脂組成物を塗工に適した粘度に調節することが容易となる点で、前記ジイソシアネート化合物(C1)と、前記3官能以上のポリイソシアネート化合物(C2)とを併用することが好ましい。
この場合、湿熱条件下での基材接着性に優れ、かつ、塗工に適した粘度を示す樹脂組成物となる点で、両者の質量比[(C1)/(C2)]が50/50〜5/95の範囲であることが好ましく、40/60〜10/90の範囲であることがより好ましく、30/70〜15/85の範囲であることが特に好ましい。
これらポリイソシアネート(C)の中でも、接着剤塗膜が黄変し難い点では、前記脂肪族ジイソシアネート化合物が好ましい。また、湿熱条件下での基材密着性に優れる点では、前記ヌレート型ポリイソシアネート化合物が好ましい。
本願発明の樹脂組成物は、水酸基含有エポキシ樹脂(A)、ポリエステルポリオール(B)、及びポリイソシアネート(C)を必須の成分として含有するが、さらに、数平均分子量(Mn)が500〜3,000の範囲である水酸基含有ポリカーボネート樹脂(D)
を含有してもよく、当該樹脂を含有することにより、湿熱条件下での基材接着性に優れる樹脂組成物となる。数平均分子量(Mn)が500未満の場合には、十分な接着強度が得られず、数平均分子量(Mn)が3,000を超える場合には本発明の樹脂組成物への溶解性が低下する。中でも、本発明の樹脂組成物への溶解性及び湿熱条件下での基材接着性により優れる点で、数平均分子量(Mn)が400〜2,000の範囲であるものがより好ましい。
前記水酸基含有ポリカーボネート樹脂(D)は、より硬化性に優れる樹脂組成物となる点で、水酸基価が20〜300mgKOH/gの範囲であることが好ましく、40〜250mgKOH/gの範囲であることがより好ましい。また、湿熱条件下での基材接着性に優れる点で、ポリカーボネートジオールであることが好ましい。
前記水酸基含有ポリカーボネート樹脂(D)は、例えば、多価アルコールとカルボニル化剤とを重縮合反応させる方法により製造することができる。
前記水酸基含有ポリカーボネート樹脂(D)の製造で用いるカルボニル化剤は、例えば、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、ジブチルカーボネート、ジフェニルカーボネート等を挙げることができる。これらは、それぞれ単独で用いることも、二種類以上を併用して用いることもできる。
本発明では、前記ポリイソシアネート化合物(C)に含まれるイソシアネート基のモル数[NCO]と、前記水酸基含有エポキシ樹脂(A)、及び前記ポリエステルポリオール(B)に含まれる水酸基の合計モル数[OH]との比[NCO]/[OH]を1/2〜2/1の範囲とすることにより、硬化性に優れる樹脂組成物となる。
また、樹脂組成物中に前記水酸基含有ポリカーボネート樹脂(D)を含有する場合には、同様の理由から、前記ポリイソシアネート化合物(C)に含まれるイソシアネート基のモル数[NCO]と、前記水酸基含有エポキシ樹脂(A)、前記ポリエステルポリオール(B)、及び前記水酸基含有ポリカーボネート樹脂(D)に含まれる水酸基の合計モル数[OH]との比[NCO]/[OH]を1/2〜2/1の範囲とすることが好ましい。
前記本発明の課題を解決するために、本発明の樹脂組成物は、水酸基含有エポキシ樹脂(A)の質量部とポリエステルポリオール(B)の質量部の割合が、(A)の質量部/(B)の質量部=80/20〜50/50の範囲であることを特徴とする。
この範囲を外れて(A)の質量部の割合が大きくなる場合は、エージング後の接着強度が低くなり、一方、(B)の質量部の割合が大きくなる場合は、耐湿熱試験後の接着強度保持率が低下するので好ましくない。
本願発明の樹脂組成物は、更に、各種の溶剤を含有していても良い。前記溶剤は、例えば、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトンの如きケトン系化合物;テトラヒドロフラン(THF)、ジオキソランの如き環状エーテル系化合物;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルの如きエステル系化合物;トルエン、キシレンの如き芳香族系化合物;カルビトール、セロソルブ、メタノール、イソプロパノール、ブタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルの如きアルコール系化合物、などが挙げられる。これらの溶剤は、単独で使用することも、二種類以上を併用して使用することもできる。
本発明の樹脂組成物は、更に、紫外線吸収剤、酸化防止剤、シリコン系添加剤、フッ素系添加剤、レオロジーコントロール剤、脱泡剤、帯電防止剤、防曇剤等の各種添加剤を含有しても良い。
本願発明の樹脂組成物は、種々のプラスチックフィルムを接着する為の2液型ラミネート用接着剤として好適に用いることができる。
前記種々のプラスチックフィルムは、例えば、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリエステル、ポリオレフィン、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、トリアセチルセルロース樹脂、ポリビニルアルコール、ABS樹脂、ノルボルネン系樹脂、環状オレフィン系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂等からなるフィルムが挙げられる。本願発明の2液型ラミネート用接着剤は、上記各種フィルムの中でも特に接着が難しいポリフッ化ビニル樹脂やポリフッ化ビニリデン樹脂からなるフィルムに対しても高い接着性を示す。
前記各種フィルム同士を接着する際、本願発明の2液型ラミネート用接着剤の使用量は、2〜10g/mの範囲であることが好ましい。
本願発明の2液型ラミネート用接着剤を用い、複数のフィルムを接着して得られる積層フィルムは、湿熱条件下でも高い接着性を有し、フィルム同士が剥がれ難い特徴がある。従って、本願発明の2液型ラミネート用接着剤は、屋外等の厳しい環境下で用いる積層フィルム用途に好適に用いることができ、このような用途としては、例えば、太陽電池のバックシートを製造する際の接着剤などが挙げられる。
以下、本発明を具体的な合成例、実施例を挙げてより詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下の例において、「部」及び「%」は、特に断りがない限り、「質量部」及び「質量%」をそれぞれ表わす。
(製造例1)ポリエステルポリオール(B)の製造例
攪拌棒、温度センサー、精留管を有するフラスコに、エチレングリコール379部、イソフタル酸199部、テレフタル酸299部、セバシン酸582部及び有機チタン化合物0.7部を仕込み、乾燥窒素をフラスコ内にフローさせ攪拌しながら230〜250℃に加熱しエステル化反応を行った。230〜250℃到達1時間後、フラスコ内を5Torr以下まで減圧し加熱撹拌した。酸価が1.0mgKOH/g以下となったところで反応を停止し、数平均分子量が51000、重量平均分子量90000、水酸基価10.0のポリエステルポリオールを得た。100℃まで冷却後、酢酸エチルで固形分80%に希釈した樹脂溶液をポリエステルポリオール(B)とする。
(実施例1〜4)
表1に示す配合比率で、エポキシ樹脂(A1)としてJER1007(分子量約2900,三菱化学社製)、ポリエステルポリオール(B)として製造例1で作製したポリエステルポリオール(B)を混合した。更にポリイソシアネート(C)としてヌレート型スミジュールN3300(住友バイエルウレタン社製)を一括混合して接着剤組成物を調整した。
但し、表中の[NCO]/[OH]は、ポリイソシアネート化合物(C)に含まれるイソシアネート基のモル数[NCO]と、前記水酸基含有エポキシ樹脂(A)、及び前記ポリエステルポリオール(B)に含まれる水酸基の合計モル数[OH]との比[NCO]/[OH]、又は、
ポリイソシアネート化合物(C)に含まれるイソシアネート基のモル数[NCO]と、前記水酸基含有エポキシ樹脂(A)、前記ポリエステルポリオール(B)、及び前記水酸基含有ポリカーボネート樹脂(D)に含まれる水酸基の合計モル数[OH]との比[NCO]/[OH]を表す。
(実施例5)
表1に示す配合比率で、JER1007(分子量約2900,三菱化学社製)の替わりに、エポキシ樹脂(A2)としてJER1004(分子量約1650,三菱化学社製)を用いた他は実施例1と同様にして接着剤組成物を調整した。
(実施例6)
表1に示す配合比率で、JER1007(分子量約2900,三菱化学社製)の替わりに、エポキシ樹脂(A3)としてJER1001(分子量約900,三菱化学社製)を用いた他は実施例1と同様にして接着剤組成物を調整した。
(実施例7、8)
表1に示す配合比率で、実施例1と同様にして接着剤組成物を調整した。
(実施例9〜11)
表1に示す配合比率で、ポリカーボネート(D)として、プラクセルCD210(ダイセル化学性)を更に追加して用いて、実施例1と同様にして接着剤組成物を調整した。
(比較例1)
表2に示す配合比率で、JER1007(分子量約2900,三菱化学社製)の替わりに、エポキシ樹脂(a1)としてJER1009(分子量約3800 三菱化学社製)を用いた他は実施例1と同様にして接着剤組成物を調整した。
(比較例2)
表2に示す配合比率で、JER1007(分子量約2900,三菱化学社製)の替わりに、エポキシ樹脂(a2)としてJER828(分子量約370三菱化学社製)を用いた他は実施例1と同様にして接着剤組成物を調整した。
(比較例3〜6)
表2に示す配合比率で、実施例1と同様にして接着剤組成物を調整した。
(評価サンプルの作製)
原反として125μm厚のPETフィルム(東レ(株)X10S)を用い、上記の各接着剤組成物を5〜6g/m(乾燥質量)に塗装して、貼合用フィルムとして25μm厚のフッ素フィルム(旭硝子(株)アフレックス25PW)を用い、評価サンプルを得た。評価サンプルは、50℃、72時間、エージングした後、評価に供した。
(数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)の測定)
下記条件のゲルパーミアーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した。
測定装置 ;東ソー株式会社製 HLC−8220GPC
カラム ;東ソー株式会社製 TSK−GUARDCOLUMN SuperHZ−L
+東ソー株式会社製 TSK−GEL SuperHZM−M×4
検出器 ;RI(示差屈折計)
データ処理;東ソー株式会社製 マルチステーションGPC−8020modelII
測定条件 ;カラム温度 40℃
溶媒 テトラヒドロフラン
流速 0.35mL/分
標準 ;単分散ポリスチレン
試料 ;樹脂固形分換算で0.2質量%のテトラヒドロフラン溶液をマイクロフィルターでろ過したもの(100μL)
(接着力の評価)
作製した評価サンプルを、引っ張り試験機(SHIMADZU社製;AGS500NG)で、剥離速度300mm/minで引っ張った際の強度(N/15mm、T型剥離)を接着力として、初期、及び121℃100%環境下で25時間、50時間、75時間暴露後に測定した。
(湿熱条件下での接着力の測定)
前記方法で作成した評価サンプルについて、引っ張り試験機(SHIMADZU社製「AGS500NG」)を用い、剥離速度スピード300mm/min、強度N/15mmの条件下でT型剥離試験を行い、その強度を接着力として評価した。評価サンプルの初期の接着力と、121℃、湿度100%環境下で25時間、50時間、75時間暴露した後のサンプルの接着力を測定した。
(耐湿熱性の評価)
前記接着力の評価で測定した評価サンプルの初期の接着力と、121℃、湿度100%環境下で75時間暴露した後のサンプルの接着力とを比較し、暴露後の接着力が初期の接着力の80%以上であったものを◎、60%以上であったものを○、40%以上60%未満であったものを△、40%未満であったものを×として評価した(表中の保持率で評価)。
Figure 2015067669
Figure 2015067669
上記の実施例比較例により、水酸基含有エポキシ樹脂(A)の質量部とポリエステルポリオール(B)の質量部の割合が、(A)の質量部/(B)の質量部=80/20〜50/50の範囲であることが、本発明の課題を解決することが明らかとなった。
例えば、実施例1と比較例3との対比により、(A)の質量部/(B)の質量部が本発明の範囲内にある場合が、接着力が強いことが明らかである。
また、イソシアネート基のモル数[NCO]と、水酸基の合計モル数[OH]との比[NCO]/[OH]が1/2〜2/1の範囲である樹脂組成物が、本発明の課題を解決することが明らかとなった。
例えば、実施例3と比較例5との対比により、上記[NCO]/[OH]が本発明の範囲内にある場合が、硬化性、耐湿熱性に優れた接着剤が得られることが明らかである。
本発明の樹脂組成物は、2液型ラミネート用接着剤、ポリエステルフィルム、フッ素フィルム、ポリオレフィンフィルム、金属箔からなる群から選ばれる1種類以上のフィルムと、請求項5記載の接着剤からなる接着層とを有する積層フィルム、太陽電池のバックシート等としての利用が可能である。

Claims (7)

  1. (1)数平均分子量(Mn)が800〜3,000の範囲である水酸基含有エポキシ樹脂(A)、
    (2)分子内に分岐構造を有し、重量平均分子量(Mw)が20,000〜100,000の範囲であり、かつ、分子量分布(Mw/Mn)が3.0以下であるポリエステルポリオール(B)、
    及び
    (3)ポリイソシアネート(C)を含有する樹脂組成物であって、
    (A)の質量部と(B)の質量部の割合が、(A)の質量部/(B)の質量部=80/20〜50/50の範囲であることを特徴とする樹脂組成物。
  2. さらに数平均分子量(Mn)が500〜3,000の範囲である水酸基含有ポリカーボネート樹脂(D)を含有する請求項1に記載の樹脂組成物。
  3. 前記ポリイソシアネート化合物(C)に含まれるイソシアネート基のモル数[NCO]と、前記水酸基含有エポキシ樹脂(A)、及び前記ポリエステルポリオール(B)に含まれる水酸基の合計モル数[OH]との比[NCO]/[OH]が1/2〜2/1の範囲である請求項1に記載の樹脂組成物。
  4. 前記ポリイソシアネート化合物(C)に含まれるイソシアネート基のモル数[NCO]と、前記水酸基含有エポキシ樹脂(A)、前記ポリエステルポリオール(B)、及び前記水酸基含有ポリカーボネート樹脂(D)に含まれる水酸基の合計モル数[OH]との比[NCO]/[OH]が1/2〜2/1の範囲である請求項2に記載の樹脂組成物。
  5. 請求項1〜4の何れかに記載の樹脂組成物を含有する2液型ラミネート用接着剤。
  6. ポリエステルフィルム、フッ素フィルム、ポリオレフィンフィルム、金属箔からなる群から選ばれる1種類以上のフィルムと、請求項5記載の接着剤からなる接着層とを有する積層フィルム。
  7. 請求項6記載の接着剤からなる接着層を有する太陽電池のバックシート。
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