JP5707866B2 - バリア性積層体 - Google Patents
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Description
前記複数のシート状部材には、金属酸化膜の蒸着膜を有する樹脂シート、金属の蒸着膜を有する樹脂シート、及び金属箔からなる群より独立して選択される第一バリア性シート及び第二バリア性シートが含まれ、
前記第一バリア性シートと前記第二バリア性シートとの間に接着剤層が形成されたバリア性積層体であって、
前記接着剤は、分子内に複数の水酸基を有する樹脂化合物(A)を含む主剤と、ポリイソシアネート化合物(B)を含む硬化剤と、シランカップリング剤とを含み、
以下に規定される[I]と[II]との、比[I]/[II]が0.3〜1.5であることを特徴とするバリア性積層体。
[I]:前記主剤と前記硬化剤の混合物の質量に対する前記シランカップリング剤の質量%
[II]:前記ポリイソシアネート化合物(B)のイソシアネート基と前記樹脂化合物(A)の水酸基の比
まず、本発明のバリア性積層体の一例である、バリア性積層体1について、図1を参照しながら説明する。図1は、本発明のバリア性積層体1を模式的に示す断面図である。
上記接着剤層は、上記第一バリア性シートと第二バリア性シートを接合するために設けられる層である。接着剤層は、第一バリア性シートと第二バリア性シートに塗布された主剤と硬化剤からなる接着剤が硬化することにより形成される。
本実施形態で使用される接着剤の主剤は、樹脂化合物(A)を主成分とするものである。樹脂化合物(A)は、分子内に複数の水酸基を有する樹脂化合物である。このような樹脂化合物としては、ポリエステルポリオール、ポリウレタンポリオール、ポリカーボネートポリオール等が例示される。ここで、本実施形態で作製されるバリア性積層体1が太陽電池モジュールのバックシートとして使用される場合、長期間に亘って屋外環境に曝されることに伴う接着剤層4の加水分解を抑制するとの観点から、接着剤の主剤に含まれる樹脂化合物(A)として、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が好ましい。
上記接着剤の硬化剤は、ポリイソシアネート化合物(B)を主成分とするものである。ポリイソシアネート化合物(B)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、樹脂化合物(A)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、上記主剤成分である樹脂化合物(A)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」)、アダクト変性のHDI、イソホロンジイソシアネート(以下、「IPDI」)、イソシアヌレート変性の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、アダクト変性のHDIとイソシアヌレート変性の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。
接着剤成分の硬化剤には、主剤と硬化剤の反応を促進するためにシランカップリング剤が含まれる。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。
上記接着剤成分である主剤及び硬化剤には、良好な塗布性及びハンドリング適性を得るために、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、既に述べたように上記接着剤は、主剤と硬化剤の2液剤として構成されるが、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。
接着剤成分の硬化剤には、必要に応じて粘着付与剤、安定化剤、充填剤等を添加剤として混合することができる。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、消泡剤等が挙げられる。充填剤としては、無機フィラー等が挙げられる。
接着剤成分は、主剤と硬化剤を主成分とするものであるが、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1.2〜3.5の範囲であることが好ましく、さらに、1.35〜3.0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、各バリア性シートを強固に接合することができる接着剤を得ることができるため好ましい。
接着剤は、第一バリア性シート2の第一バリア膜22に塗布された後、加熱や送風を受けることによって接着剤に含まれる溶剤が除去され、第一バリア膜22の表面に接着剤膜を形成させる。このときの接着剤膜の厚さは、要求される接着強度等に応じて適宜設定すればよい。一例として、接着剤膜の厚さとして、1〜10μmが挙げられるが、特に限定されない。
ここで、第一バリア性シート2と第二バリア性シート3とを接合して得られるバリア性積層体の接着剤層4の内部には、上記シランカップリング剤が存在する。このシランカップリング剤中のアルコキシシラン化合物中は、アルコキシ基を有しており、接着剤層4に含まれる水分と反応してアルコールガスを発生させる。そして、発生したアルコールガスは、互いに集まって、接着剤膜の内部にアルコールガスからなる気泡を形成させる。
本発明では、以下に規定される[I]と[II]との、比[I]/[II] を調整することによって、このような問題を解決する。ここで、[I]は、上記主剤と上記硬化剤の混合物の質量に対する上記シランカップリング剤の質量%(以下、[I] ということがある。)であり、[II]は、上記ポリイソシアネート化合物(B)のイソシアネート基と上記樹脂化合物(A)の水酸基の比(以下、[II] ということがある。)である。このことを、以下説明する。
[I]/[II]の値を一定の範囲に調整することによって、接着剤層4に存在する水分を除去し、シランカップリング剤と水分が反応することを防止し、アルコールガスの発生を抑制する。上記[I]/[II]の値は、0.3〜1.5であることが好ましい。上記[I]/[II] の値が0.3以上であると、ラミネート強度が向上するため好ましく、上記[I])/[II] の値が1.5以下であると、アルコールガスの発生による発泡を抑制することができるため好ましい。
次に、本発明の第二実施形態のバリア性積層体1aについて、図2を参照しながら説明する。図2は、第二実施形態のバリア性積層体1aを模式的に示す断面図である。なお、本実施形態の説明において、既に説明した第一実施形態の説明と重複する箇所には、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、上記と重複する効果等の説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
次に、本発明の第三実施形態のバリア性積層体1bについて、図3を参照しながら説明する。図3は、本発明の第三実施形態のバリア性積層体1bを模式的に示す断面図である。なお、本実施形態の説明において、既に説明した第一実施形態及び第二実施形態の説明と重複する箇所には、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、上記と重複する効果等の説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
次に、本発明の第四実施形態のバリア性積層体1cについて、図4を参照しながら説明する。図4は、第四実施形態のバリア性積層体1cを模式的に示す断面図である。なお、本実施形態の説明において、既に説明した第一実施形態、第二実施形態及び第三実施形態の説明と重複する箇所には、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、上記と重複する効果等の説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
以上、各実施形態を示して本発明を具体的に説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものでなく、本発明の構成の範囲において適宜変更を加えて実施することができる。
[接着剤の製造]
主剤:樹脂化合物(A)として、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタンの混合物(質量平均分子量2000、水酸基価14mg/g)を使用した。上記樹脂化合物(A)を酢酸エチルで希釈して主剤とした。
太陽電池用裏面保護シート(バックシート)用に、下記に示す仕様のバリア性積層体を従来公知のドライラミネート法により作製し、巻取り状態で本発明のバリア性積層体を得た。得られた積層体を巻き取りの状態とし、この巻き取り状態の積層体を放置して、接着剤膜を硬化させ、バリア性積層体を得た。
ETFE/DL1/PET/DL2/VMPET/DL3/VMPET/DL4/PET
各層を構成する材料は、以下のものを使用した。
ETFE(エチレンーテトラフルオロエチレン共重合体):25μm、旭硝子社製、商品名「25PW」
PET:50〜250μm、東レ社製、商品名「X10S」
VMPET:シリカ蒸着PET12μm、三菱樹脂社製、商品名「テックバリアLX」
接着剤層:実施例1の接着剤
接合の完了したバリア性積層体を湿熱条件下で一定時間保持し、バリア性積層体の内部に残存する気泡を目視にて観察し、気泡の残留状態を評価した。その結果を表1に示す。なお、湿熱条件は、湿度85%RH、120℃、168時間とした。気泡の残留状態の評価基準は以下の通りである。
○:積層体の内部に気泡が観察されない
△:10倍ルーペで積層体の内部に気泡観察される
×:目視で気泡が観察される
○:接着強度 5N/15mm幅以上
△:接着強度 3〜5N/15mm幅
×:接着強度 3N/15mm幅以下
硬化剤に添加されるシランカップリング剤の添加量、樹脂化合物(A)の水酸基及びポリイソシアネート化合物(B)のイソシアネート基を変化させ、[I]/[II]の値を変えた以外は実施例1と同様にして、接着剤を作製し、各実施例で作製した接着剤を使用してバリア性積層体を製造した。得られたバリア性積層体について、アルコールガス気泡の残留状態を評価した。結果を表1に示す。
2 第一バリア性シート
21 第一基材シート
22 第一バリア膜
3 第二バリア性シート
31 第二基材シート
32 第二バリア膜
4 接着剤層
1a 第二実施態様バリア性積層体
5 樹脂シート
1b 第三実施態様バリア性積層体
3a 第二バリア性シート(金属箔シート)
1c 第二実施態様バリア性積層体
3b 第二バリア性シート(金属蒸着シート)
32b 第二バリア膜(金属蒸着膜)
Claims (4)
- 複数のシート状部材が接着剤で形成された接着剤層によって接合され、
前記複数のシート状部材には、金属酸化膜の蒸着膜を有する樹脂シート、金属の蒸着膜を有する樹脂シート、及び金属箔からなる群より独立して選択される第一バリア性シート及び第二バリア性シートが含まれ、
前記第一バリア性シートと前記第二バリア性シートとの間に接着剤層が形成されたバリア性積層体であって、
前記接着剤は、分子内に複数の水酸基を有する樹脂化合物(A)を含む主剤と、ポリイソシアネート化合物(B)を含む硬化剤と、シランカップリング剤とを含み、
以下に規定される[I]と[II]との、比[I]/[II]が0.3〜1.5であり、
前記ポリイソシアネート化合物(B)が、アダクト変性のヘキサメチレンジイソシアネート(アダクト変性HDI)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)との混合物であることを特徴とするバリア性積層体。
[I]:前記主剤と前記硬化剤の混合物の質量に対する前記シランカップリング剤の質量%
[II]:前記ポリイソシアネート化合物(B)のイソシアネート基と前記樹脂化合物(A)の水酸基の比 - 前記シランカップリング剤が、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン及び/又は、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であることを特徴とする請求項1記載のバリア性積層体。
- 前記混合物中におけるアダクト変性のヘキサメチレンジイソシアネート(アダクト変性HDI)の含有量が50〜80質量%であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のバリア性積層体。
- 請求項1から請求項3いずれか1項記載のバリア性積層体を備えたことを特徴とする太陽電池モジュール。
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