JP2016069586A - 赤外線透過性暗色インキ及びそれを用いた赤外線透過性シート - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この赤外線透過性暗色インキは、オキサジン系顔料、及びフタロシアニン系顔料及びイソインドリン系顔料とを含み、フタロシアニン系顔料が15質量%以上33質量%以下、イソインドリン系顔料が23質量%以上40質量%以下含まれる。このような赤外線透過性インキは、特に意匠性において優れたものである。
【選択図】図3
Description
フタロシアニン系顔料:15質量%以上33質量%以下
イソインドリン系顔料:23質量%以上40質量%以下
オキサジン系顔料:40質量%以上45質量%以下
フタロシアニン系顔料:15質量%以上20質量%以下
イソインドリン系顔料:35質量%以上40質量%以下
オキサジン系顔料:6質量%以上8質量%以下
フタロシアニン系顔料:28質量%以上33質量%以下
イソインドリン系顔料:23質量%以上28質量%以下
キナクリドン系顔料:33質量%以上37質量%以下
赤外線透過性暗色インキは、意匠性の観点から暗色に着色する用途で用いることができる。また、本実施形態の赤外線透過性暗色インキは赤外線の透過率が高いため、赤外線の吸収に起因する発熱を抑えることができる。例えば、赤外線を反射することができる反射シートに本実施形態の赤外線透過性暗色インキを塗布することで、外観を暗色としながら、赤外線を反射することのできる赤外線反射シートとすることができる。
着色顔料としてはオキサジン系顔料、フタロシアニン系顔料及びイソインドリン系顔料を用いる。オキサジン系顔料、フタロシアニン系顔料及びイソインドリン系顔料を用いることにより、赤外線透過性暗色インキについて十分に黒みを維持しつつ赤外線透過性を維持することができるため良好である。
樹脂成分の主剤成分は、例えばポリウレタンジオールと脂肪族ポリカーボネートジオールとの混合物を含む、ポリウレタン/ポリカーボネートジオール系を用いることができる。主剤を構成するポリウレタンジオール及び脂肪族ポリカーボネートジオールは、ともに水酸基を有するポリオールであり、イソシアネート基を有する硬化剤と反応して、接着剤層を構成するものである。本実施形態においては、主剤を特定のポリウレタンジオールと脂肪族ポリカーボネートジオールを所定量配合した混合物とすることによって、接着剤層の接着性及び耐候性を向上させることができる。
赤外線透過性暗色インキに用いることができる硬化剤は、例えばポリイソシアネート化合物を主成分とするものが挙げられる。ポリイソシアネート化合物は、1分子中に2以上のイソシアネート基を有する化合物であり、このイソシアネート基が上記主剤のポリウレタンジオール化合物中の水酸基と反応することにより、ポリウレタンジオール化合物を架橋する。このようなポリイソシアネート化合物としては、上記主剤のポリウレタンジオール化合物を架橋することができるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、ポリウレタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(以下、「HDI」)、イソシアヌレート変性のイソホロンジイソシアネート(以下、「ヌレート変性IPDI」)等を例示することができる。これらのポリイソシアネート化合物の中でも、HDIとヌレート変性IPDIとを組み合わせた混合物が水酸基に対する反応性を向上させる観点より好ましい。なお、硬化剤をHDIとヌレート変性IPDIとの混合物とする場合、HDIとヌレート変性IPDIは、70:30〜50:50(質量比)の範囲で使用することが好ましい。
赤外線透過性暗色インキの成分は、硬化剤を含有し基材等同士を接合するものとする場合には、主剤と硬化剤の配合比率は、(ポリイソシアネート化合物由来のイソシアネート基)/(ポリウレタンジオール化合物由来の水酸基)の比が1.0以上3.5以下の範囲であることが好ましく、更に、1.2以上3.0以下の範囲にあることが好ましい。主剤成分のポリウレタンジオール化合物と硬化剤成分のポリイソシアネート化合物との配合比率が上記範囲にあることにより、各基材を強固に接合することができる赤外線透過性暗色インキを得ることができるため好ましい。
上記の他、必要に応じてシランカップリング剤、粘着付与剤、安定化剤、充填剤、可塑剤、軟化点向上剤、触媒等を添加剤として混合することができる。シランカップリング剤としては、例えば、メチルトリメトキシラン、メチルトリエトキシシラン等のシランモノマー、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニルシラン、3−メタクリロキシプロピルエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメトキシシラン等のメタクリルシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシシランを挙げることができる。粘着付与剤としては、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂等が挙げられる。安定化剤としては、酸化防止剤、紫外線防止剤等が挙げられる。充填剤としては、無機フィラー等が挙げられる。
上記の赤外線透過性暗色インキの組成物として、良好な塗布性及びハンドリング適正を得るために、溶剤成分を添加することが好ましい。このような溶剤成分としては、上記酢酸エチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル等のカルボン酸エステルを挙げることができるがこれに限定されない。なお、主剤と硬化剤の2液剤として構成される場合には、主剤で使用される溶剤成分と硬化剤で使用される溶剤成分はそれぞれ独立に選択され、同一でも異なっていてもよい。
(赤外線透過性暗色層の形成)
以上説明した硬化剤を含有した赤外線透過性インキ組成物を反射層61及び/又は透明密着層62上に塗布又は積層して乾燥硬化することにより赤外線透過性暗色層60を形成することができる。塗布の方法としては、ロールコート法、グラビアロールコート法、キスコート法、その他等のコート法、或いは、印刷法等によって塗布することができる。塗布量は10g/m2以上15g/m2以下とすることが好ましく、赤外線透過暗色層60の厚さは、10.0μm以上15.0μm以下の範囲であることが好ましい。この範囲であれば、赤外線反射シートに必要な接着強度等に応じて適宜変更すればよく、また、この範囲であることにより、近赤外線を効率よく透過することできる。
本実施形態の赤外線反射シートは、例えば、太陽電池モジュールの太陽電池素子の非受光面側に配置することで、太陽電池モジュール用の裏面保護シートとして用いることができる。図1は、太陽電池モジュ−ルについて、その層構成の一例を例示する断面の模式図である。太陽電池を構成する太陽電池モジュール1は、図1に示すように入射光7の受光面側から、透明前面基板2、前面封止材層3、太陽電池素子4、背面封止材層5、裏面保護シート6が順に積層された構成である。これらを順次積層し、例えば真空熱ラミネート加工により一体化する。この際のラミネート温度は、130℃以上190℃以下の範囲内とすることが好ましい。また、ラミネート時間は、5分以上60分以下の範囲内が好ましく、特に8分以上40分以下の範囲内が好ましい。このようにして、上記の各層を一体成形体として加熱圧着成形して、太陽電池モジュール1を製造することができる。
反射層61は、白色顔料を含む樹脂シート又は白色顔料を含むコート層(塗布膜や印刷膜)を形成した樹脂シートからなり、近赤外線を反射する白色樹脂層である。反射層61は赤外線透過暗色層60を透過してきた近赤外線を反射することにより、太陽電池モジュール1の発電効率向上に寄与する。なお、本明細書では、樹脂をシート状に加工したものの名称として樹脂シートという用語を使用するが、この用語は、樹脂フィルムも含む概念として使用される。
透明密着層62は、エチレン−酢酸ビニルアルコール共重合体樹脂(EVA樹脂)、又はポリエチレン等のポリオレフィンを使用した背面封止材層5と、裏面保護シート6との接着性を向上させる機能を有する。また、透明密着層62には、反射層61で反射された近赤外線を透過するものであること、また、意匠性の要請より透明若しくは半透明であることが求められる。このような観点から透明密着層62には、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂を用いることが好ましい。これらの樹脂のなかでも、背面封止材層との密着性の観点からポリエチレン樹脂を、特に好ましく用いることができる。なお、「全光線を透過」とは、全光線透過率が80%以上である。
本実施形態の赤外線反射シートを用いた裏面保護シート6には、本発明の効果を害さない範囲で、その他の層を設けてもよい。例えば、上記の反射層61の更に外側にフッ素系樹脂やポリエチレンテレフタレート(PET)等からなる耐候層(図示せず)を更に設けてもよい。この場合は意匠性向上のために耐候層を暗色としてもよい。或いは、反射層61と透明密着層62の間に、例えば裏面保護シート6の強度を増すための他の透明な補強層(図示せず)を設けてもよい。
裏面保護シート6は、反射層61と透明密着層62の間に赤外線透過暗色層60を設けて、ドライラミネート加工により製造することができる。なお、その他の層を設けることにより、接着剤層が複数の層となる場合にも、同様の方法で各層を密着させて積層することができる。
窒素雰囲気下、攪拌機、窒素導入管を備えたフラスコに、エチレングリコール(32.3質量部)、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール(270.8質量部)、1,6−ヘキサンジオール(122.9質量部)、アジピン酸(228.1質量部)、イソフタル酸(664質量部)を加え、180℃から220℃にて窒素にてバブリングさせ、酸価2mgKOH/gまで反応させ、酢酸エチル(860質量部)を加え、ポリエステルジオールHの50%溶液を得た。得られた樹脂の水酸基価は、32mgKOH/gであり、数平均分子量は約3500であった。
ヘキサメチレンジイソシアネート(HDIアダクト:2官能)とイソシアヌレート変性のイソホロンジイソシアネート(ヌレート変性IPDI)の混合物を使用した。上記アダクト変性HDI及びヌレート変性IPDIの混合比(HDIアダクト)/(ヌレート変性IPDI)を6:4(質量比)とした。
顔料:ジオキサン化合物(CIダイレクトバイオレット37、分子量789)、非晶質型フタロシアニン系顔料青(C.I.Pigment Blue15、粒径0.15〜0.20μm)、イソインドリン系顔料黄(C.I.Pigment Yellow109、粒径0.15〜0.20μm)
溶剤:酢酸エチル
上記主剤(固形分率50質量%)、上記硬化剤(固形分率10質量%)、上記ジオキサン化合物(CIダイレクトバイオレット37、分子量789)、非晶質型フタロシアニン系顔料青(C.I.Pigment Blue15、粒径0.15〜0.20μm)、イソインドリン系顔料黄(C.I.Pigment Yellow109、粒径0.15〜0.20μm)(ジオキサン化合物、フタロシアニン系顔料及びイソインドリン系化合物との含有量比が40〜45:15〜20:35:40、樹脂成分100質量部に対して顔料成分が30質量部)を、上記溶剤に溶解させ調整した。
顔料:ジオキサン化合物(CIダイレクトバイオレット37、分子量789)、非晶質型フタロシアニン系顔料青(C.I.Pigment Blue15、粒径0.15〜0.20μm)、イソインドリン系顔料黄(C.I.Pigment Yellow109、粒径0.15〜0.20μm)キナクリドン系化合物(C.I.ダイレクトレッド122、粒径0.15〜0.20μm)
上記主剤(固形分率50質量%)、上記硬化剤(固形分率10質量%)、上記ジオキサン化合物(CIダイレクトバイオレット37、分子量789)、非晶質型フタロシアニン系顔料青(C.I.Pigment Blue15、粒径0.15〜0.20μm)、イソインドリン系顔料黄(C.I.Pigment Yellow109、粒径0.15〜0.20μm)、キナクリドン系化合物(C.I.ダイレクトレッド122、粒径0.15〜0.20μm)(ジオキサン化合物、フタロシアニン系顔料及びイソインドリン系化合物との含有量比が7:28〜33:23〜28:33〜37、樹脂成分100質量部に対して顔料成分が30質量部)を、上記溶剤に溶解させ調整した。
有機顔料を以下のように調整してインキ1同様に調整した。
顔料:ジオキサジン化合物(バイオレット23、分子量589、粒径0.08μm、樹脂成分100質量部に対して顔料成分が30質量部)
<サンプル作成>
[実施例1〜2]:インキ1及びインキ2を各塗布量により反射層(白色PET、188μm)にグラビアコートすることで接着剤層を積層し、その上に透明密着層(ポリエチレン、60μm)を積層し45℃〜55℃、168時間のエージング処理をして過熱硬化させることにより赤外線反射シートを作成した。その後、各赤外線反射シートを裏面保護シートとして疑似モジュールを新たに作成した。
JISZ8722に準拠し、D65光源、10°視野角の条件によって、KONICA MINOLTA分光測色計CM−700dを用いて各サンプルを透明樹脂層側から光源を当てることで測定を行った。本試験により得られた色座標の結果を表1及び図3に示す。
<サンプル作成>
[実施例3]:実施例1の疑似モジュールの作成において使用するインキ1の塗布量を10g/m2とし、グラビアコートすることで赤外線反射シート試料を作成した。その後、赤外線反射シート試料から上記同様に疑似モジュールを新たに作成した。
上記サンプルを170℃14時間保管し、保管後の色調を測定した。色調は、JISZ8722に準拠し、D65光源、10°視野角の条件によって、実施例、比較例及び太陽電池素子の各試料の色座標を測定することにより行った。各試料測定には、KONICA MINOLTA分光測色計CM-700dを用いて測定を行った。
分光光度計(株式会社日立ハイテクノロジーズ製、「U−4100」)を用いて、実施例1に係る赤外線反射シート及び比較例4の試料について光を入射したときの、波長300nmから1200nmの光の反射率(%)を評価した。評価結果を図4に示す。なお比較例4はインキ3の塗布量を12g/m2とした以外は比較例1に係る赤外線反射シートと同様に赤外線反射シートを作成した。
2 透明前面基板
3 前面封止材層
4 太陽電池素子
5 背面封止材層
6 裏面保護シート
60 赤外線透過暗色層
61 反射層
62 透明密着層
Claims (8)
- 樹脂成分と、顔料成分と、を包含し、波長750nm以上1500nm以下の近赤外線を透過する赤外線透過性暗色インキであって、
前記顔料成分は、オキサジン系顔料、フタロシアニン系顔料及びイソインドリン系顔料を含んでなり、
前記顔料成分中における前記フタロシアニン系顔料、前記イソインドリン系顔料の含有量比が、いずれも以下の範囲内にある赤外線透過性暗色インキ。
フタロシアニン系顔料:15質量%以上33質量%以下
イソインドリン系顔料:23質量%以上40質量%以下 - 前記顔料成分中におけるオキサジン系顔料、前記フタロシアニン系顔料、及び前記イソインドリン系顔料の含有量比が、いずれも以下の範囲内にある請求項1に記載の赤外線透過性暗色インキ。
オキサジン系顔料:40質量%以上45質量%以下
フタロシアニン系顔料:15質量%以上20質量%以下
イソインドリン系顔料:35質量%以上40質量%以下 - 前記顔料成分は、更にキナクリドン系顔料を含有し、
前記顔料成分中における前記オキサジン系顔料、前記フタロシアニン系顔料、及び前記イソインドリン系顔料の含有量比が、いずれも以下の範囲内にある請求項1に記載の赤外線透過性暗色インキ。
オキサジン系顔料:6質量%以上8質量%以下
フタロシアニン系顔料:28質量%以上33質量%以下
イソインドリン系顔料:23質量%以上28質量%以下
キナクリドン系顔料:33質量%以上37質量%以下 - 前記オキサジン系顔料の分子量が700以上1200以下である請求項1から3のいずれかに記載の赤外線透過性暗色インキ。
- 更に硬化剤を含有し、前記樹脂成分100質量部に対して前記顔料成分が20質量部以上40質量部以下である請求項1から4のいずれかに記載の赤外線透過性暗色インキ。
- 750nm以上1500nm以下の近赤外線を反射する反射層の表面に赤外線透過暗色層が積層されてなる赤外線反射シートであって、
前記赤外線透過暗色層が、請求項1から5のいずれかに記載の赤外線透過性暗色インキによって形成されている赤外線反射シート。 - 前記赤外線透過暗色層を形成する赤外線透過性暗色インキの固形分換算の塗布量が10g/m2以上15g/m2以下である請求項6に記載の赤外線反射シート。
- 請求項6又は7に記載の赤外線反射シートを、太陽電池素子の非受光面側に配置してなる太陽電池モジュール。
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