JP2018057160A

JP2018057160A - ガラス基材積層体の製造方法、光学素子の製造方法、光学素子及び集光型太陽光発電装置

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Publication number: JP2018057160A
Application number: JP2016191157A
Authority: JP
Inventors: 慎二平松; Shinji Hiramatsu; 勝洋藤田; Katsuhiro Fujita; 直之三村; Naoyuki Mimura
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 2016-09-29
Filing date: 2016-09-29
Publication date: 2018-04-05

Abstract

【課題】シート状の光学素子と太陽電池素子との相対的な位置が安定しているガラス基材積層体の製造方法、光学素子の製造方法、光学素子及び集光型太陽光発電装置を提供する。【解決手段】ガラス基板５と、一方の面にフレネルレンズパターンを有し他方の面がガラス基板５上に接着された有機性樹脂からなるシート状成形体６を備えた、ガラス基板の外縁から少なくとも幅５ｍｍの外縁領域においてガラス基板が露出している光学素子の製造方法であって、熱可塑性樹脂成形体のガラス基材側の第１界面の外縁から少なくとも幅５ｍｍの外縁領域を除いた領域に活性エネルギーを照射して、第１界面を表面処理し、シランカップリング剤を架橋剤として、ガラス基材の熱可塑性樹脂成形体側の第２界面に熱可塑性樹脂成形体の第１界面を接着させ、ガラス基材側の第１界面の外縁領域上の熱可塑性樹脂成形体を除去する。【選択図】図３

Description

本発明は、集光型太陽光発電装置に用いる集光レンズ等の光学素子および積層体ならびにそれらの製造方法に関する。

近年、自然エネルギーの利用が注目されており、そのひとつに太陽光のエネルギーを太陽電池によって電力に変換する太陽光発電がある。このような太陽光発電として、発電効率（光電変換効率）を高めて大電力を得るために、同一平面上に複数配置された太陽電池素子の前方側に、太陽光を各太陽電池素子に集光させるための光学素子（集光レンズ）を配設した構成の集光型太陽光発電装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

集光型太陽光発電装置は、光学素子（集光レンズ）で太陽光を集光して太陽電池素子に受光させる構成により、高価な太陽電池素子のサイズを小さくできるので、発電装置全体の低コスト化を図ることができる。このため、集光型太陽光発電装置は、日照時間が長く、集光面を大面積化しても設置可能な広大な地域などで、電力供給用途として普及しつつある。

前記特許文献１の集光型太陽光発電装置では、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ樹脂）からなるシート状の光学素子（集光レンズ）の太陽光入射面側の表面には、耐環境性などを考慮して透明なガラス基板が接着されている。ところで、透明性と耐光性と兼ね備えたアクリル系樹脂からなる光学部材（例えば、シート状の光学素子）とガラス基材との接着には、従来シリコーン樹脂等の接着剤などが用いられているが、特に屋外等での高温高湿環境下では長期的な接着力に問題があった。

また、透明なアクリル系樹脂の表面を活性化処理することで、接着剤なしでもガラス基材との接着力を初期の間は維持することができるが、特に高温高湿環境下では時間の経過とともに接着力が著しく低下し、剥離するおそれがある。このように、ガラス基材とアクリル系樹脂とからなるシート状の光学素子との接着面間の接着力が低下し、接着面間に剥離が生じると、太陽電池素子上に光を効率よく集光できなくなり、発電効率が低下する。

また、特許文献２には、ガラス基材を活性化処理するとともに、シランカップリング剤を架橋剤として用いるガラス基材積層体の製造方法が開示されている。

特開２００６−３４３４３５号公報国際公開第２０１５／１０２０９３号

ところで、ガラス基材とアクリル系樹脂とからなるシート状の光学素子を太陽電池素子が設置された発電モジュールに固定した場合、アクリル系樹脂の厚み精度やアクリル系樹脂そのものの弾性変形から、シート状の光学素子と太陽電池素子との相対的な位置が設計値とは異なり、発電効率が低下することがある。

そこで、本発明は、シート状の光学素子と太陽電池素子との相対的な位置が安定しているガラス基材積層体の製造方法、光学素子の製造方法、光学素子及び集光型太陽光発電装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために本発明に係るガラス基材積層体の製造方法は、ガラス基材上に樹脂成形体を有する積層体の製造方法であって、前記樹脂成形体は、アクリル系ブロック共重合体（Ａ）又はアクリル系ブロック共重合体（Ａ）と、主としてメタクリル酸エステル単位から構成されるアクリル樹脂（Ｂ）とを含む熱可塑性重合体組成物を用いて形成され、前記熱可塑性重合体組成物は、前記アクリル系ブロック共重合体（Ａ）が、アクリル酸エステル単位を主体とする重合体ブロック（ａ１）の両末端にそれぞれメタクリル酸エステル単位を主体とする重合体ブロック（ａ２）が結合した構造を分子内に少なくとも１つ有するアクリル系ブロック共重合体であり、質量平均分子量が１０，０００〜１００，０００である熱可塑性樹脂成形体であり、前記熱可塑性樹脂成形体のガラス基材側の第１界面に活性エネルギー照射を行なう部分と行なわない部分を形成し、シランカップリング剤を架橋剤として、前記ガラス基材の熱可塑性樹脂成形体側の第２界面に前記熱可塑性樹脂成形体の前記第１界面を接着させ、活性エネルギー照射を行なわない部分の前記熱可塑性樹脂成形体をガラス基材から選択的に除去することを特徴としている。

ここで、前記熱可塑性樹脂成形体のガラス基材側の第１界面の活性エネルギー非照射部は、シランカップリング剤を架橋剤として、前記ガラス基材の熱可塑性樹脂成形体側の第２界面に前記熱可塑性樹脂成形体の前記第１界面が接着されても容易に前記熱可塑性樹脂成形体が除去できることを特徴としている。

本発明に係る光学素子の製造方法は、ガラス基材と、一方の面に光学機能パターンを有し他方の面が前記ガラス基材上に接着された有機性樹脂からなるシート状成形体を備えた光学素子の製造方法であって、前記シート状成形体は、アクリル系ブロック共重合体（Ａ）又はアクリル系ブロック共重合体（Ａ）と、主としてメタクリル酸エステル単位から構成されるアクリル樹脂（Ｂ）とを含む熱可塑性重合体組成物を用いて形成され、前記熱可塑性重合体組成物は、前記アクリル系ブロック共重合体（Ａ）が、アクリル酸エステル単位を主体とする重合体ブロック（ａ１）の両末端にそれぞれメタクリル酸エステル単位を主体とする重合体ブロック（ａ２）が結合した構造を分子内に少なくとも１つ有するアクリル系ブロック共重合体であり、質量平均分子量が１０，０００〜１００，０００である熱可塑性樹脂成形体であり、前記熱可塑性樹脂成形体のガラス基材側の第１界面の外縁から少なくとも幅５ｍｍの外縁領域を除いた領域に活性エネルギー照射を行ない、前記第１界面を表面処理し、シランカップリング剤を架橋剤として、前記ガラス基材の熱可塑性樹脂成形体側の第２界面に前記熱可塑性樹脂成形体の前記第１界面を接着させ、前記ガラス基材側の第１界面の前記外縁領域上の前記熱可塑性樹脂成形体を除去することを特徴としている。

本発明に係る光学素子は、ガラス基材と、一方の面に光学機能パターンを有し他方の面が前記ガラス基材上に接着された有機性樹脂からなるシート状成形体を備えた光学素子であって、前記シート状成形体は、アクリル系ブロック共重合体（Ａ）又はアクリル系ブロック共重合体（Ａ）と、主としてメタクリル酸エステル単位から構成されるアクリル樹脂（Ｂ）とを含む熱可塑性重合体組成物を用いて形成され、前記熱可塑性重合体組成物は、前記アクリル系ブロック共重合体（Ａ）が、アクリル酸エステル単位を主体とする重合体ブロック（ａ１）の両末端にそれぞれメタクリル酸エステル単位を主体とする重合体ブロック（ａ２）が結合した構造を分子内に少なくとも１つ有するアクリル系ブロック共重合体であり、質量平均分子量が１０，０００〜１００，０００である熱可塑性樹脂成形体であり、前記熱可塑性樹脂成形体のガラス基材側の第１界面は、シランカップリング剤を架橋剤として、前記ガラス基材の熱可塑性樹脂成形体側の第２界面に直接接着されており、前記ガラス基材の外縁から少なくとも幅５ｍｍの外縁領域において前記第２界面が露出していることを特徴としている。

本発明に係る集光型太陽光発電装置は、太陽光を集光する前記ガラス基材の外縁から少なくとも幅５ｍｍの外縁領域において前記第２界面が露出していることを特徴とする光学素子と、前記光学素子により集光された太陽光を受光して光電変換する太陽電池素子を有する発電モジュールとを備えた集光型太陽光発電装置において、前記光学素子は、前記発電モジュールに前記第２界面が露出した外縁領域において固定されていることを特徴とする。

本発明によれば、ガラス基材に接着した透明なアクリル系樹脂を容易に除去して、ガラス基材を単層にすることができるガラス基材積層体（光学素子）を提供することができる。

また、本発明の集光型太陽光発電装置は、ガラス基材に接着した透明なアクリル系樹脂を容易に除去して、単層のガラス基材を露出させた光学素子を有する。単層のガラス基材に発電モジュールを固定させることで、光学素子の太陽電池素子に対する相対的な位置が安定する。したがって、長期にわたって安定して強い接着力で接着された光学素子によって、長期にわたって安定して高い発電効率を維持することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る光学素子を備えた集光型太陽光発電装置の概略構成を示した図である。図２は、本発明の実施形態に係る集光型太陽光発電装置の太陽光入射側から見た概要を示した平面図である。図３は、本発明の実施形態に係る集光型太陽光発電装置の横断面図である。図４Ａは、ガラス基板とシート状成形体の各接着面を示した図である。図４Ｂは、ガラス基板とシート状成形体の各接着面が接着された状態を示した図である。

以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る光学素子を備えた集光型太陽光発電装置の概略構成を模式的に示した概略断面図である。

〈集光型太陽光発電装置の全体構成〉
図１に示すように、本実施形態に係る集光型太陽光発電装置１は、受光した太陽光を光電変換する太陽電池素子（太陽電池セル）２と、該太陽電池素子２が実装された太陽電池基板３と、太陽電池素子２の前方側（太陽光入射側）に対向するようにして配置され、太陽光を集光する光学素子４とを主要構成部材として備えている。なお、図１において、Ｌ１は光学素子４に入射する太陽光、Ｌ２は光学素子４で集光された太陽光を示している。

光学素子４は、太陽光入射側に設けた透明なガラス基板５と、該ガラス基板５（ガラス基材とも称してもよい。）の出射側（太陽電池素子２と対向する側）の面に接着された透光性を有する熱可塑性重合体組成物からなるシート状成形体６とで構成されている。光学素子４は、ガラス基材積層体と称してもよいし、ガラス基板積層体と称してもよい。

シート状成形体６のガラス基板５と反対側（太陽電池素子２と対向する側）の面には、入射された太陽光を太陽電池素子２の受光領域に集光させるフレネルレンズパターン６ａが同心円状に形成されている。このように、このフレネルレンズパターン６ａが形成されたシート状成形体６は、集光レンズとして機能する。

集光型太陽光発電装置１では、図２に示すように、太陽電池基板３（図１参照）上に一定間隔で複数の太陽電池素子２が実装され、また各太陽電池素子２の受光領域とそれぞれ対向するようにして複数の光学素子４が同一平面上に一体的に設けられている。

各太陽電池素子２と各光学素子４は、精度よく位置決めされて配置されており、また太陽電池基板３と光学素子４との間の側面周囲等は、太陽電池基板３と光学素子４との間の空間内部に湿気（水分）や塵等が侵入しないように封止されている。なお、対向配置される太陽電池素子２と光学素子４の数や大きさは、集光型太陽光発電装置１のサイズや設置場所等によって任意に設定される。

さらに、図３を参照して、集光型太陽光発電装置１の外縁部の詳細について説明する。なお、図３では、集光型太陽光発電装置１が１つの光学素子４を含む例を示したが、集光型太陽光発電装置１は、並んで配置された複数の光学素子４を含んでもよい。
図３に示すように、集光型太陽光発電装置１の外縁部における光学素子４の外縁部４ｃは、ガラス基板５の出射側（太陽電池素子２と対向する側）の面において、シート状成形体６と接着してない領域を有する。言い換えると、外縁部４ｃでは、シート状成形体６がガラス基板５に積層しておらず、ガラス基板５の単層からなる。
外縁部４ｃは、接着する、又は結合する等、技術的な固定手段を用いて、装置本体７に固定されている。装置本体７は、例えば、集光型太陽光発電装置１のフレームやケース等を含み、このフレームやケース等は、所定の位置に固定されるものである。外縁部４ｃでは、シート状成形体６がそのまま露出しているので、装置本体７に直接接触した状態で固定されているため、装置本体７に位置精度よく強固に固定される。すなわち、長期にわたって固定位置の変動がなく、安定して高い発電効率を維持することができる。

〈シート状成形体６の詳細〉
本実施形態におけるシート状成形体６は、透明性、耐候性、柔軟性等に優れている、以下のようなアクリル系ブロック共重合体（Ａ）とアクリル樹脂（Ｂ）とを含む熱可塑性重合体組成物を用いて形成されている。より、シート状成形体６は、組成の異なる２種類の樹脂層からなるとしてもよく、さらに、ガラス基板５に近接した側の樹脂層の弾性率が他方の樹脂層よりも低いとよい。

なお、前記アクリル系ブロック共重合体（Ａ）は、アクリル酸エステル単位を主体とする重合体ブロック（ａ１）の両末端にそれぞれメタクリル酸エステル単位を主体とする重合体ブロック（ａ２）が結合した構造、即ち、（ａ２）−（ａ１）−（ａ２）の構造（この構造中「−」は、化学結合を示す）を分子内に少なくとも１つ有するアクリル系ブロック共重合体である。また、質量平均分子量が１０，０００〜１００，０００である。また、アクリル系ブロック共重合体（Ａ）が、アクリル系ブロック共重合体（Ａ１）と、アクリル系ブロック共重合体（Ａ２）とを含んでもよい。また、アクリル系ブロック共重合体（Ａ１）における重合体ブロック（ａ２）の含有量は、４０質量％以上８０質量％以下である。アクリル系ブロック共重合体（Ａ２）における重合体ブロック（ａ２）の含有量は、１０質量％以上４０質量％未満である。

また、前記アクリル樹脂（Ｂ）は、主として、メタクリル酸エステル単位から構成されるアクリル樹脂である。上記の熱可塑性重合体組成物からなるシート状成形体の透明性、成形加工性等を向上させる観点から、メタクリル酸エステルの単独重合体又はメタクリル酸エステル単位を主体とする共重合体であることが好ましい。

前記アクリル系ブロック共重合体（Ａ）とアクリル樹脂（Ｂ）との質量比〔（Ａ）／（Ｂ）〕が９７／３〜１０／９０である。

本実施形態における上記の熱可塑性重合体組成物の詳細については、国際公開第２０１０／０５５７９８号に記載されている。そして、この熱可塑性重合体組成物からなるシート状成形体（表面にフレネルレンズパターンが形成される前の成形体）は、例えば、周知のＴダイ法やインフレーション法などによって製造することができる。

また、この熱可塑性重合体組成物からなるシート状成形体６の表面にフレネルレンズパターン６ａを形成する方法として、例えば、周知のプレス成形法、射出成形法、紫外線硬化性樹脂を用いた２Ｐ（Photo Polymerization）成形法などが挙げられる。

（製造方法及び接着方法）
次に、図４Ａ及び図４Ｂを参照して、本実施形態に係るガラス基材積層体としての光学素子４の製造方法と、この製造方法における、ガラス基板５とシート状成形体６との接着方法とについて説明する。

図４Ａに示すように、まず、シート状成形体６のガラス基板５との接着面（第１界面）６ｂの外縁部６ｃ（外縁領域とも称してもよい。）に金属プレート（図示略）を置いた状態のまま、プラズマ（活性エネルギー）照射を行なって、表面処理（プラズマ処理）する（シート状成形体表面処理工程Ｓ１）。表面処理方法として、プラズマ照射に限らず公知の活性エネルギー照射が利用でき、他にプラズマ照射、紫外線照射、電子線照射、コロナ放電照射なども利用できる。
外縁部６ｃは、金属プレート（図示略）が置かれているため、プラズマ（活性エネルギー）を遮断して、照射を殆ど受けない。そのため、外縁部６ｃは、表面処理されていない未処理状態のままである。具体的には、外縁部６ｃは、ガラス基板５の外縁部５ｃから少なくとも幅５ｍｍの領域であり、ガラス基板５のシート状成形体６との接着面（第２界面）が露出している。

また、ガラス基板５のシート状成形体６との接着面（第２界面）５ａにシランカップリング剤を塗布する処理を行う（ガラス基板シランカップリング剤塗布工程Ｓ２）。ガラス基板シランカップリング剤塗布工程Ｓ２は、シート状成形体表面処理工程Ｓ１の前に行ってもよい。

そして、図４Ｂに示すように、このような処理が行われたガラス基板５とシート状成形体６の接着面５ａ，６ｂ同士を、例えば、周知の真空圧着（熱圧着）法や真空ラミネート法によって接着する（接着工程Ｓ３）。以上より、ガラス基板５とシート状成形体６とを接着することができる。
続いて、シート状成形体６の外縁部６ｃをガラス基板５から切除する（切除工程Ｓ４）。最後に、ガラス基板５の外縁部５ｃを装置本体７（図３参照。）に固定させる（固定工程Ｓ５）。以上より、光学素子４を製造することができる。

上記したように、シート状成形体表面処理工程Ｓ１では、アクリル酸エステルを含む樹脂成形体（シート状成形体６）の接着面にプラズマ（活性化エネルギー）を照射することで、この接着面表面のアクリル酸エステルのエステル基を切断することにより、ＣＯＯＨ基やＯＨ基が増加する。
また、この増加した状態において、ガラス基板シランカップリング剤塗布工程Ｓ２では、ガラス基板５とシート状成形体６の接着面５ａ，６ｂ間に、特にアミノ基やエポキシ基末端を有するシランカップリング剤を介する。
さらに、接着工程Ｓ３では、シランカップリング剤の有機官能基であるアミノ基とエポキシ基が、化学結合であるアミド結合やエステル結合の形成、または水素結合や塩の形成によって強固に結合する。ここで、シランカップリング剤は架橋剤として機能する。一方、樹脂成形体（シート状成形体６）の接着面６ｂの外縁部６ｃは、表面処理がされなかった未処理状態のままなので、ガラス基板５の外縁部５ｃと微弱に結合する。
さらに、切除工程Ｓ４では、上記したように、外縁部６ｃは、ガラス基板５の外縁部５ｃと微弱に結合しているため、ガラス基板５から容易に切除することができる。

シランカップリング剤の種類は限定されるものではないが、ＣＯＯＨ基やＯＨ基とよい親和性を示す材料が好ましい。シランカップリング剤の一例として信越化学工業株式会社の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（ＫＢＭ−３０３）,３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシラン（ＫＢＭ-４０２）、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＥ-４０２）、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン(ＫＢＥ-４０３)、Ｎ−２（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン（ＫＢＭ-６０２）、Ｎ−２（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ-６０３）、３-アミノプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ-９０３）、３-トリエトキシシリル-Ｎ-（１，３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミン（ＫＢＥ-９１０３）、Ｎ-フェニル-３-アミノプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ-５７３）等が挙げられる。

これにより、ガラス基板５とシート状成形体６の接着面５ａ，６ｂ間が強固に接着されるので、高温高湿環境下においても、ガラス基板５とシート状成形体６の接着面５ａ，６ｂ間が剥離することなく、長期にわたって安定して強い接着力で接着された光学素子４を得ることができる。

よって、高温高湿環境等の厳しい自然環境下においても長期にわたって、光学素子４の太陽電池素子２（図１及び図２参照。）に対する位置をしっかり固定することができる。そのため、光学素子４で集光された光を、太陽電池素子２の受光領域に良好に受光させることができるので、長期にわたって安定して良好な発電効率を維持することができる。

なお、ガラス基板５側の接着面にシランカップリング剤を塗布する代わりに、プラズマ処理されたシート状成形体６側の接着面にシランカップリング剤を塗布するようにしてもよい。この塗布した後において、シランカップリング剤がシート状成形体６側の接着面に内包されていてもよい。

また、ゴムロールを用いたラミネートによってガラス基板５とシート状成形体６の接着面同士を接着させる際に、溶剤や水などの液体を接着面同士の間に介して、気泡を含まないようにその接着面同士の間にある空隙を埋め、かつ残留する液体を押し出して排出しながら接着させるようにしてもよい。気泡を含まないように液体を介するために、該工程は減圧下で行うのが好ましい。用いる液体としては、排出後に残渣を残さないために純度の高いものを用いるのが好ましく、水の場合は、イオン交換水、蒸留水等のいわゆる純水を用いるのが好ましい。また、溶剤の場合は、イソプロピルアルコール、エタノール、トルエン等を用いてもよい。

また、上記した光学素子４の、シート状成形体６又は／及びガラス基板５の中に紫外線吸収剤を含むように構成してもよい。これらの構成によって、光学素子４に入射する太陽光の紫外線が吸収されるので、紫外線によるシート状成形体６の着色や物性の変化を抑制し、長期にわたって高い発電効率を維持することができる。

なお、本実施形態では、ガラス基材積層体が、ガラス基板５上に樹脂成形体として表面にフレネルレンズパターン６ａを有するシート状成形体６（集光レンズ）が接着された光学素子であったが、上記したフレネルレンズパターン６ａを有するシート状成形体６以外の樹脂成形体においても同様に本発明を適用することができる。

次に、前記した本実施形態に係る光学素子４の、ガラス基板５とシート状成形体６の接着面間の接着力を評価するために、以下に示す本発明の実施例１〜１３と比較用の比較例１〜５の構成で接着力評価を行った。

〈実施例１〉
実施例１では、メタアクリル酸メチル（ＭＭＡ）とアクリル酸ブチル（ＢＡ）のブロック共重合体とメタアクリル樹脂の混合物からなる厚み４００μｍのシート状の樹脂成形体（前記したフレネルレンズパターンが形成される前のシート状成形体に相当）に、密着性を高めるために下記の条件でプラズマ処理を行った。プラズマ処理は、接着する部分と貼合せた後に切除する部分を作るために、下記の方法で行った。

樹脂成形体に対面するガラス基板表面には、信越化学工業株式会社製のシランカップリング剤（商品名：KBM-903）を厚み約４０ｎｍで塗布した。そして、この塗布されたガラス基板及び樹脂成形体を保持温度１８０℃で保持した状態において、この樹脂成形体を厚み３．２ｍｍの透明なガラス基板に真空圧着（熱圧着）して貼り合わせた。これによって、ガラス基板積層体（ガラス基材積層体、光学素子）を作製した。

樹脂成形体へのプラズマ処理は、次のように行った。
樹脂成形体へ接着させたくない部分に金属プレートを置いて密着させたまま、春日電機株式会社製の大気圧プラズマ装置（APG-500型）を用いて、供給エアー流量１９０ＮＬ／ｍｉｎ、定格出力電力を４５０〜５００Ｗ、照射距離を１０ｍｍの条件で照射した。大気プラズマが照射される面積は約３ｃｍ^２であり、同一場所に約１秒間プラズマが照射される条件でヘッドを動かし、樹脂成形体全体にプラズマを照射した。作製したガラス基板積層体の剥離接着強さ（接着力）は、JISK685-2で規定されている１８０度剥離接着強さを測定する手法で測定した。
その結果、金属プレートを置かなかった部分の樹脂成形体は、ガラス基板から剥離せずに材料破壊し、強固に接着していた。
一方、金属プレートを置かれたことによってプラズマ照射を受けなかった表面未処理部分は、（剥離強度を入れる）容易に剥離、除去することができた。

そして、同じ条件で作製したガラス基板積層体を、高温高湿（温度６５℃、湿度８５％）の環境下に２０００時間放置後、同様の接着力測定を実施した結果、金属プレートを置かなかった部分の樹脂成形体はガラス基板から剥離せずに材料破壊し、強固に接着していた。

表１は、上記した実施例１において、シランカップリング剤（商品名：KBM-903）をガラス基板表面に塗布するときの濃度（塗工濃度）と、真空圧着後の乾燥温度を変化させたときにおける、初期の接着状態と、高温高湿（温度６５℃、湿度８５％）の環境下に１０００時間放置後の接着状態と、２０００時間放置後の接着状態との評価結果である。いずれの場合もプラズマ照射を行なわなかった場合は簡単に剥離した（剥離強度7.9N/25mm）。

この評価結果から明らかなように、シランカップリング剤の塗工濃度と真空圧着後の乾燥温度を変化させた場合でも、高温高湿（温度６５℃、湿度８５％）の環境下に２０００時間放置後の接着力は、初期の接着力からあまり変化することなく、高い接着力であり、接着面が剥離することはなく材料破壊した。

〈実施例２〉
実施例２では、実施例１で用いたシランカップリング剤を別のシランカップリング剤（信越化学工業株式会社製；商品名：KBE-903）に変更した以外は、実施例１と同様の条件でガラス基材積層体を作製した。

作製したガラス基板積層体の剥離接着強さは、JISK685-2で規定されている１８０度剥離接着強さを測定する手法で測定した。金属プレートを置かなかった部分の樹脂成形体はガラス基板から剥離せずに材料破壊し、強固に接着していた。
一方、金属プレートを置かれたことによってプラズマ照射を受けなかった表面未処理部分は、容易に剥離、除去することができた。

〈実施例３〉
実施例３では、実施例１のシランカップリング剤をガラス基板面ではなく樹脂成形体のガラス基板と接する表面に、水を溶媒として分散した溶液を調整後に厚さ４０ｎｍとなるように塗布し、温度４０度、湿度９５％の条件下で加水分解した以外は、実施例１と同様の条件でガラス基板積層体を作製した。

作製したガラス基板積層体の剥離接着強さを、JISK685-2で規定されている１８０度剥離接着強さを測定する手法で測定した。金属プレートを置かなかった部分の樹脂成形体はガラス基板から剥離せずに材料破壊し、強固に接着していた。
一方、金属プレートを置かれたことによってプラズマ照射を受けなかった表面未処理部分は、容易に剥離、除去することができた。

〈実施例４〉
実施例４では、実施例３で用いたシランカップリング剤を別のシランカップリング剤（信越化学工業株式会社製；商品名：KBE-903）に変更した以外は、実施例３と同様の条件でガラス基板積層体を作製した。

〈実施例５〉
実施例５では、実施例１のように処理されたガラス基板と樹脂成形体を用い、このガラス基板と樹脂成形体の間にイオン交換水を介してゴムロールによるラミネートにより貼り合わせた構成のガラス基板積層体を作製した。

〈実施例６〉
実施例６では、実施例１のように処理されたガラス基板と樹脂成形体を用い、このガラス基板と樹脂成形体の間にイソプロピルアルコールを介してゴムロールを用いたラミネートにより貼り合わせた構成のガラス基板積層体を作製した。

〈実施例７〉
実施例７では、実施例１のように処理されたガラス基板と樹脂成形体を用い、このガラス基板と樹脂成形体の間にトルエンを介してゴムロールを用いたラミネートによりで貼り合わせた構成のガラス基板積層体を作製した。

〈実施例８〉
実施例８では、実施例２のように処理されたガラス基板と樹脂成形体を用い、このガラス基板と樹脂成形体の間にイオン交換水を介してゴムロールを用いたラミネートにより貼り合わせた構成のガラス基板積層体を作製した。

〈実施例９〉
実施例９では、実施例２のように処理されたガラス基板と樹脂成形体を用い、このガラス基板と樹脂成形体の間にイソプロピルアルコールを介してゴムロールを用いたラミネートにより貼り合わせた構成のガラス基板積層体を作製した。

〈実施例１０〉
実施例１０では、実施例２のように処理されたガラス基板と樹脂成形体を用い、このガラス基板と樹脂成形体の間にトルエンを介してゴムロールを用いたラミネートにより貼り合わせた構成のガラス基板積層体を作製した。

〈実施例１１〉
実施例１１では、樹脂成形体へ接着させたくない部分に金属プレートを置いて密着させたまま、積水化学工業株式会社製の常圧プラズマ表面処理装置を用い、照射ヘッドと樹脂成形体の距離を３ｍｍ、照射速度を３ｍ／分で貼り合わせ面を処理された樹脂成形体と、表面にシランカップリング剤を塗布していないガラスを用い、この樹脂成形体とガラス基板の間に、信越化学工業株式会社製のシランカップリング剤（商品名：ＫＢＥ−９０３）を１重量部、超純水を１重量部、エタノールを９８重量部を混合した溶液を介してゴムロールによるラミネートにより貼り合せた構成のガラス基板積層体を作製した。

そして、同じ条件にて作製したガラス基板積層体を、高温高湿（温度６５℃、湿度８５％）の環境下に２０００時間放置後、同様の接着力測定を実施した結果、樹脂成形体はガラス基板から剥離せずに材料破壊し、強固に接着していた。

〈実施例１２〉
実施例１２では、樹脂成形体へ接着させたくない部分に金属プレートを置いて密着させたまま、積水化学工業株式会社製の常圧プラズマ表面処理装置を用い、照射ヘッドと樹脂成形体の距離を３ｍｍ、照射速度を３ｍ／分で貼り合わせ面を処理された樹脂成形体と、表面にシランカップリング剤を塗布していないガラスを用い、この樹脂成形体とガラス基板の間に、信越化学工業株式会社製のシランカップリング剤（商品名：ＫＢＥ−９０３）を１重量部、超純水を３重量部、エタノールを９６重量部を混合した溶液を介してゴムロールによるラミネートにより貼り合せた構成のガラス基板積層体を作製した。

そして、同じ条件にて作製したガラス基板積層体を、高温高湿（温度６５℃、湿度８５％）の環境下に２０００時間放置後、同様の接着力測定を実施した結果、金属プレートを置かなかった部分の樹脂成形体はガラス基板から剥離せずに材料破壊し、強固に接着していた。

〈実施例１３〉
実施例１３では、樹脂成形体へ接着させたくない部分に金属プレートを置いて密着させたまま、積水化学工業株式会社製の常圧プラズマ表面処理装置を用い、照射ヘッドと樹脂成形体の距離を３ｍｍ、照射速度を３ｍ／分で貼り合わせ面を処理された樹脂成形体と、表面にシランカップリング剤を塗布していないガラスを用い、この樹脂成形体とガラス基板の間に、信越化学工業株式会社製のシランカップリング剤（商品名：ＫＢＥ−９０３）を１重量部、超純水を９９重量部を混合した溶液を介してゴムロールによるラミネートにより貼り合せた構成のガラス基板積層体を作製した。

〈比較例１〉
比較例１では、実施例１の樹脂成形体に対して金属プレートを用いずに全面にプラズマ処理した樹脂成形体を用いる以外は、実施例１と同様にしてガラス基板積層体を作製した。

作製したガラス基板積層体の樹脂成形体はガラス基板と強固に接着しており、選択的に剥離することができなかった。
ガラス基板積層体の樹脂成形体を剥離除去したガラス基板単層と装置本体は、隙間なく固定された。一方、ガラス基板積層体の樹脂成形体と装置本体は、樹脂成形体の厚みばらつきによる隙間ができ、これらの固定は不安定であった。

１集光型太陽光発電装置
２太陽電池素子
３太陽電池基板
４光学素子
４ｃ外縁部
５ガラス基板（ガラス基材）
５ａ接着面
５ｃ外縁部
６シート状成形体
６ａフレネルレンズパターン
６ｂ接着面
６ｃ外縁部
７装置本体
８固定部

Claims

ガラス基材上に樹脂成形体を有する積層体の製造方法であって、
前記樹脂成形体は、アクリル系ブロック共重合体（Ａ）又はアクリル系ブロック共重合体（Ａ）と、主としてメタクリル酸エステル単位から構成されるアクリル樹脂（Ｂ）とを含む熱可塑性重合体組成物を用いて形成され、
前記熱可塑性重合体組成物は、前記アクリル系ブロック共重合体（Ａ）が、アクリル酸エステル単位を主体とする重合体ブロック（ａ１）の両末端にそれぞれメタクリル酸エステル単位を主体とする重合体ブロック（ａ２）が結合した構造を分子内に少なくとも１つ有するアクリル系ブロック共重合体であり、質量平均分子量が１０，０００〜１００，０００である熱可塑性樹脂成形体であり、
前記熱可塑性樹脂成形体のガラス基材側の第１界面に活性エネルギー照射を行なう部分と行なわない部分を形成し、
シランカップリング剤を架橋剤として、前記ガラス基材の熱可塑性樹脂成形体側の第２界面に前記熱可塑性樹脂成形体の前記第１界面を接着させ、
活性エネルギー照射を行なわない部分の前記熱可塑性樹脂成形体をガラス基材から選択的に除去する、
ことを特徴とするガラス基材積層体の製造方法。
前記シランカップリング剤によって、接着前に前記ガラス基材の前記第２界面がシランカップリング処理され、
前記ガラス基材の前記第２界面と前記熱可塑性樹脂成形体の前記第１界面を、熱圧着することで接着させることを特徴とする請求項１に記載のガラス基材積層体の製造方法。
前記シランカップリング剤によって、接着前に前記ガラス基材の前記第２界面がシランカップリング処理され、
前記ガラス基材の前記第２界面と前記熱可塑性樹脂成形体の前記第１界面を、液体により空隙を埋め、かつ液体を排出しつつラミネートすることで接着させることを特徴とする請求項１に記載のガラス基材積層体の製造方法。
前記ガラス基材の前記第２界面と前記熱可塑性樹脂成形体の前記第１界面を、前記シランカップリング剤を含有した液体により空隙を埋め、かつ液体を排出しつつラミネートすることで接着させることを特徴とする請求項１に記載のガラス基材積層体の製造方法。
前記熱可塑性樹脂成形体の前記第１界面に、前記シランカップリング剤が内包されており、
前記ガラス基材の前記第２界面と前記熱可塑性樹脂成形体の前記第１界面を、液体により空隙を埋め、かつ液体を排出しつつラミネートすることで接着させることを特徴とする請求項１に記載のガラス基材積層体の製造方法。
ガラス基材と、一方の面に光学機能パターンを有し他方の面が前記ガラス基材上に接着された有機性樹脂からなるシート状成形体を備えた光学素子の製造方法であって、
前記シート状成形体は、アクリル系ブロック共重合体（Ａ）又はアクリル系ブロック共重合体（Ａ）と、主としてメタクリル酸エステル単位から構成されるアクリル樹脂（Ｂ）とを含む熱可塑性重合体組成物を用いて形成され、
前記熱可塑性重合体組成物は、前記アクリル系ブロック共重合体（Ａ）が、アクリル酸エステル単位を主体とする重合体ブロック（ａ１）の両末端にそれぞれメタクリル酸エステル単位を主体とする重合体ブロック（ａ２）が結合した構造を分子内に少なくとも１つ有するアクリル系ブロック共重合体であり、質量平均分子量が１０，０００〜１００，０００である熱可塑性樹脂成形体であり、
前記熱可塑性樹脂成形体のガラス基材側の第１界面の外縁から少なくとも幅５ｍｍの外縁領域を除いた領域に活性エネルギーを照射して、前記第１界面を表面処理し、
シランカップリング剤を架橋剤として、前記ガラス基材の熱可塑性樹脂成形体側の第２界面に前記熱可塑性樹脂成形体の前記第１界面を接着させ、
前記ガラス基材側の第１界面の前記外縁領域上の前記熱可塑性樹脂成形体を除去することを特徴とする光学素子の製造方法。
前記シランカップリング剤によって、接着前に前記ガラス基材の前記第２界面がシランカップリング処理され、
前記ガラス基材の前記第２界面と前記熱可塑性樹脂成形体の前記第１界面を、熱圧着することで接着させることを特徴とする請求項６に記載の光学素子の製造方法。
前記シランカップリング剤によって、接着前に前記ガラス基材の前記第２界面がシランカップリング処理され、
前記ガラス基材の前記第２界面と前記熱可塑性樹脂成形体の前記第１界面を、液体により空隙を埋め、かつ液体を排出しつつラミネートすることで接着させることを特徴とする請求項６に記載の光学素子の製造方法。
前記ガラス基材の前記第２界面と前記熱可塑性樹脂成形体の前記第１界面を、前記シランカップリング剤を含有した液体により空隙を埋め、かつ液体を排出しつつラミネートすることで接着させることを特徴とする請求項６に記載の光学素子の製造方法。
前記熱可塑性樹脂成形体の前記第１界面に、前記シランカップリング剤が内包されており、
前記ガラス基材の前記第２界面と前記熱可塑性樹脂成形体の前記第１界面を、液体により空隙を埋め、かつ液体を排出しつつラミネートすることで接着させることを特徴とする請求項６に記載の光学素子の製造方法。
ガラス基材と、一方の面に光学機能パターンを有し他方の面が前記ガラス基材上に接着された有機性樹脂からなるシート状成形体を備えた光学素子であって、
前記シート状成形体は、アクリル系ブロック共重合体（Ａ）又はアクリル系ブロック共重合体（Ａ）と、主としてメタクリル酸エステル単位から構成されるアクリル樹脂（Ｂ）とを含む熱可塑性重合体組成物を用いて形成され、
前記熱可塑性重合体組成物は、前記アクリル系ブロック共重合体（Ａ）が、アクリル酸エステル単位を主体とする重合体ブロック（ａ１）の両末端にそれぞれメタクリル酸エステル単位を主体とする重合体ブロック（ａ２）が結合した構造を分子内に少なくとも１つ有するアクリル系ブロック共重合体であり、質量平均分子量が１０，０００〜１００，０００である熱可塑性樹脂成形体であり、
前記熱可塑性樹脂成形体のガラス基材側の第１界面は、シランカップリング剤を架橋剤として、前記ガラス基材の熱可塑性樹脂成形体側の第２界面に直接接着されており、
前記ガラス基材の外縁から少なくとも幅５ｍｍの外縁領域において前記第２界面が露出していることを特徴とする光学素子。
前記熱可塑性樹脂成形体は、組成の異なる２種類の樹脂層からなり、前記ガラス基材に近接した側の樹脂層の弾性率が他方の樹脂層よりも低いことを特徴とする請求項１１に記載の光学素子。
前記ガラス基材の中に紫外線吸収剤を含んでいることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の光学素子。
前記熱可塑性樹脂成形体の中に紫外線吸収剤を含んでいることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の光学素子。
前記シート状成形体に形成された前記光学機能パターンは、フレネルレンズパターンであることを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか一項に記載の光学素子。
太陽光を集光する請求項１５に記載の光学素子と、前記光学素子により集光された太陽光を受光して光電変換する太陽電池素子を有する発電モジュールとを備えた集光型太陽光発電装置において、
前記光学素子は、前記発電モジュールに前記第２界面が露出した外縁領域において固定されていることを特徴とする集光型太陽光発電装置。