JP5794232B2 - 太陽熱発電用フィルムミラー、その製造方法及び太陽熱発電用反射装置 - Google Patents
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Description
前記UV−A領域(320〜400nm)に吸収極大を持つUV吸収剤がベンゾトリアゾール系UV吸収剤であり、
前記トリアジン系UV吸収剤及びベンゾトリアゾール系UV吸収剤を同一の樹脂層中に含有する層が少なくとも1層以上存在し、
前記トリアジン系UV吸収剤及びベンゾトリアゾール系UV吸収剤を同一の樹脂層に含有する樹脂層が、脂肪族ジイソシアネート系架橋剤を樹脂の5〜40質量%含有し、かつ酸化防止剤を樹脂の0.5〜10質量%含有することを特徴とする太陽熱発電用フィルムミラー。
前記トリアジン系UV吸収剤及びUV−A領域(320〜400nm)に吸収極大を持つUV吸収剤が異なる樹脂層中に含有され、かつ前記トリアジン系UV吸収剤を含有する樹脂層が少なくとも1層のUV−A領域に吸収極大を持つUV吸収剤を含有する樹脂層よりも入射光側に存在し、かつ樹脂層内のUV吸収剤総量が樹脂の1〜15質量%であることを特徴とする太陽熱発電用フィルムミラー。
太陽熱発電用フィルムミラー10は、図1A〜図1Fに示すように、例えば、樹脂基材1、銀反射層2、腐食防止層3、UV吸収層4、UV吸収層5、UV吸収層6、UV吸収層7、ハードコート層8などを備えて構成されている。
本発明の太陽熱発電用フィルムミラーにおいては、最外層として、ハードコート層を設けることができる。本発明に係るハードコート層は、傷防止のために設けられる。
本発明に係るUV吸収層は、樹脂中にUV吸収剤を分散した構成のものである。
トリアジン系UV吸収剤は下記一般式(I)で表わされる。
式中、Q1は1,3,5−トリアジン環を表し、Q2は芳香族環を表す。
本発明に適用可能なものとしては、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系のUV吸収剤が挙げられる。
本発明に適用可能なものとしては、特に制限はなくTDI(トリレンジイソシアネート)系、XDI(キシレンジイソシアネート)系、MDI(メチレンジイソシアネート)系、HMDI(ヘキサメチレンジイソシアネート)系等の従来から使用されてきた各種イソシアネートが使用可能であるが、耐候性の点から脂肪族ジイソシアネートのMDI系、HMDI系のイソシアネートを使用するのが好ましい。脂肪族ジイソシアネートは一般に芳香族ジイソシアネート系架橋剤よりも耐候性が高い。例えば芳香族ジイソシアネート系の架橋剤を用いた場合、UV露光した際に樹脂層の黄変や銀層との界面の赤紫色変色が発生するため反射率の低下という問題を引き起こすことがある。
本発明に適用可能なものとしては、例えば、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、N−(2−(2−アミノエチル)アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(6−アミノヘキシル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(N−エチルアミノ)−2−メチルプロピルトリメトキシシラン、2−アミノエチルアミノメチルトリメトキシシラン、N−シクロヘキシルアミノメチルトリエトキシシラン、N−シクロヘキシルアミノメチルジエトキシメチルシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニルアミノメチルトリメトキシシラン、N−ベンジル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−ビニルベンジル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)−4,5−ジヒドロイミダゾール、N−シクロヘキシルアミノメチルトリエトキシシラン、N−シクロヘキシルアミノメチルジエトキシメチルシラン、N−フェニルアミノメチルトリメトキシシラン、(2−アミノエチル)アミノメチルトリメトキシシラン、N,N’−ビス[3−(トリメトキシシリル)プロピル]エチレンジアミンなどのアミノ基を有するシラン化合物が挙げられる。
本発明に適用可能なものとしては、ヒンダードフェノール系化合物、ヒンダードアミン系化合物、リン系化合物の酸化防止剤群の中から選ぶことができる。
本発明に係るUV吸収層の形態としては、従来公知の種々の樹脂中にUV吸収剤を分散させたフィルムを挙げることができる。基材となる樹脂フィルムとしては、例えば、セルロースエステル系フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリカーボネート系フィルム、ポリアリレート系フィルム、ポリスルホン(ポリエーテルスルホンも含む)系フィルム、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、セロファン、セルロースジアセテートフィルム、セルローストリアセテートフィルム、セルロースアセテートプロピオネートフィルム、セルロースアセテートブチレートフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレンビニルアルコールフィルム、シンジオタクティックポリスチレン系フィルム、ポリカーボネートフィルム、ノルボルネン系樹脂フィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、ポリエーテルケトンイミドフィルム、ポリアミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、ナイロンフィルム、ポリメチルメタクリレートフィルム、アクリルフィルム等を挙げることができる。中でも、ポリカーボネート系フィルム、ポリエステル系フィルム、ノルボルネン系樹脂フィルム、セルロースエステル系フィルム、アクリルフィルムが好ましく、特に、アクリルフィルムが好ましい。また溶融流延製膜で製造されたフィルムであっても、溶液流延製膜で製造されたフィルムであってもよい。
本発明の太陽熱発電用フィルムミラーにおいては、腐食防止層を設けることができる。本発明に係る腐食防止層は、銀反射層の腐食防止のために設けられる。
本発明に係る腐食防止層に用いられる腐食防止剤としては、大別して、銀に対する吸着性基を有する腐食防止剤と酸化防止剤が好ましく用いられる。
銀に対する吸着性基を有する腐食防止剤としては、例えば、アミン類及びその誘導体、ピロール環を有する化合物、トリアゾール環を有する化合物、ピラゾール環を有する化合物、チアゾール環を有する化合物、イミダゾール環を有する化合物、インダゾール環を有する化合物、銅キレート化合物類、チオ尿素類、メルカプト基を有する化合物、ナフタレン系の少なくとも一種またはこれらの混合物から選ばれることが望ましい。
本発明に係る銀反射層の形成方法としては、湿式法及び乾式法のいずれの方法も適用することができる。
本発明に係る樹脂基材としては、従来公地の種々の樹脂フィルムを用いることができる。例えば、セルロースエステル系フィルム、ポリエステル系フィルム、ポリカーボネート系フィルム、ポリアリレート系フィルム、ポリスルホン(ポリエーテルスルホンも含む)系フィルム、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、セロファン、セルロースジアセテートフィルム、セルローストリアセテートフィルム、セルロースアセテートプロピオネートフィルム、セルロースアセテートブチレートフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレンビニルアルコールフィルム、シンジオタクティックポリスチレン系フィルム、ポリカーボネートフィルム、ノルボルネン系樹脂フィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、ポリエーテルケトンイミドフィルム、ポリアミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、ナイロンフィルム、ポリメチルメタクリレートフィルム、アクリルフィルム等を挙げることができる。
本発明の太陽熱発電用反射装置は、太陽熱発電用フィルムミラーを他の基材、特に金属支持体上に粘着層を介して貼り合せる。
本発明の太陽熱発電用フィルムミラーの全体の厚さは、ミラーのたわみ防止、正反射率、取り扱い性等の観点から、75〜250μmが好ましく、さらに好ましくは90〜230μm、特に好ましくは100〜220μmである。
本発明の太陽熱発電用フィルムミラーは、太陽光を集光する目的に好ましく使用できる。太陽熱発電用フィルムミラー単体で太陽光集光ミラーとして用いることもできるが、より好ましくは、樹脂基材を挟んで銀反射層を有する側と反対側の樹脂基材面に塗設された粘着層を介して、他の基材、特に金属支持体上に、本発明の太陽熱発電用フィルムミラーを貼り付けて、本発明の太陽熱発電用反射装置として用いることである。
本発明の太陽熱発電用反射装置に用いられる金属支持体としては、鋼板、銅板、アルミニウム板、アルミニウムめっき鋼板、アルミニウム系合金めっき鋼板、銅めっき鋼板、錫めっき鋼板、クロムめっき鋼板、ステンレス鋼板等熱伝導率の高い金属材料を用いることができる。
「実施例;太陽熱発電用反射装置の作製」
(太陽熱発電用反射装置1の作製)
樹脂基材として、2軸延伸ポリエステルフィルム(ポリエチレンテレフタレートフィルム、厚さ100μm)を用いた。上記ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面に、銀反射層として、真空蒸着法により厚さ80nmの銀反射層を形成し、この銀反射層上に、ポリエステル系樹脂とトルエンジイソシアナート系樹脂とを、樹脂固形分比率(質量比)で10:2に混合した樹脂中に、腐食防止剤としてグリコールジメルカプトアセテートを樹脂固形分に対して3質量%となる量を添加し、グラビアコート法によりコーティングして、厚さ0.1μmの腐食防止層を形成した。
太陽熱発電用反射装置1の作製において、表2に記載のようにUV吸収剤の種類と量を変え、一部の試料には脂肪族ジイソシアネート系架橋剤のヘキサメチレンジイソシアネート、酸化防止剤としてヒンダードアミン系化合物のTinuvin152をUV吸収層に添加して、UV−A領域に吸収極大を有するUV吸収剤とトリアジン系UV吸収剤を同一のUV吸収層に有する太陽熱発電用反射装置2〜10、15〜18を作製した。
太陽熱発電用反射装置1の作製において、銀反射層の上に腐食防止層を設けることなくUV吸収層を積層した。UV吸収層には、表2に記載のようにUV吸収剤、脂肪族ジイソシアネート系架橋剤のヘキサメチレンジイソシアネート、酸化防止剤としてヒンダードアミン系化合物のTinuvin152、さらにアミノ基を有するシランカップリング剤としてアミノプロピルトリエトキシシランをUV吸収層に添加して、UV−A領域に吸収極大を有するUV吸収剤とトリアジン系UV吸収剤が同一のUV吸収層にあり、かつUV吸収層が銀層と接する構造の太陽熱発電用反射装置11〜14を作製した。
太陽熱発電用反射装置1の作製において、腐食防止層の上にUV吸収層1及びUV吸収層2を設けた。一部の試料には表3に記載のように脂肪族ジイソシアネート系架橋剤のヘキサメチレンジイソシアネート、酸化防止剤としてヒンダードアミン系化合物のTinuvin152をUV吸収層に添加して、UV−A領域に吸収極大を有するUV吸収剤とトリアジン系UV吸収剤を別のUV吸収層に有する太陽熱発電用反射装置19〜26及び32〜34を作製した。
太陽熱発電用反射装置19〜26の作製において、銀反射層の上に腐食防止層を設けることなくUV吸収層を2層または3層積層した。UV吸収層には、表3に記載のようにUV吸収剤、脂肪族ジイソシアネート系架橋剤のヘキサメチレンジイソシアネート、酸化防止剤としてヒンダードアミン系化合物のTinuvin152、さらにアミノ基を有するシランカップリング剤としてアミノプロピルトリエトキシシランをUV吸収層に添加した。また、太陽熱発電用装置31においては、膜厚40μmのUV吸収層3を積層した。以上の方法によりUV−A領域に吸収極大を有するUV吸収剤とトリアジン系UV吸収剤が別のUV吸収層にあり、かつUV吸収層が銀層と接する構造の太陽熱発電用反射装置27〜31及び35を作製した。
上記作製した太陽熱発電用反射装置について、下記の方法に従って、耐光性、耐湿熱性、耐硫化性及び膜密着性の評価を行った。
島津製作所社製の分光光度計UV265を、積分球反射付属装置を取り付けたものに改造し、反射面の法線に対して、入射光の入射角を5°となるように調整し、各試料の反射角5°での正反射率を測定した。評価は、350nmから700nmまでの平均反射率として測定した。
◎:正反射率の平均値が、85%以上である
○:正反射率の平均値が、80%以上、85%未満である
△:正反射率の平均値が、70%以上、80%未満である
×:正反射率の平均値が、70%未満である
NAGANO SCIENCE社製の恒温恒湿槽LH43を用いて、80℃、90%Rhの環境下で7日間試料を処理した後、蛍光灯下及びグリーンランプ(フナテック社製)下で目視による観察を行い、下記の基準に従って耐湿熱性を評価した。
○:蛍光灯下及びグリーンランプ下で添加剤析出見られず
△:蛍光灯下で添加剤の析出は見られないが、グリーンランプ下で1cm2当たり5個以下の添加剤の析出が見られる
×:蛍光灯下及びグリーンランプ下で、1cm2当たり5個以上の添加剤析出見られる
各試料を、10%硫化アンモニウム水溶液中に48時間浸漬した後、正反射率を測定し、硫化処理後の正反射率の平均値を算出し、下記の基準に従って、耐光性を評価した。
◎:正反射率の平均値が、85%以上である
○:正反射率の平均値が、80%以上85%未満である
△:正反射率の平均値が、75%以上、80%未満である
×:正反射率の平均値が、75%未満である
岩崎電気製アイスーパーUVテスターを用いて、65℃の環境下で7日間紫外線照射を行った後、粘着層の密着性の評価を、JIS K5400の碁盤目セロハンテープ剥離試験に従って評価した。即ち、強制劣化後のサンプル表面にカッターナイフで1mm間隔の碁盤目状に切り込みを入れ、セロハンテープ(ニチバン社製)を貼り付けた後にはく離し、はく離部の割合を測定し、下記の基準に従って、接着層の膜密着性を評価した。
◎:劣化試験後に膜はく離部の割合が1.0%未満
○:劣化試験後に膜はく離部の割合が1.0%以上、2.0%未満
△:劣化試験後に膜はく離部の割合が2.0%以上、3.0%未満
×:劣化試験後に膜はく離部の割合が3.0%以上
2 銀反射層
3 腐食防止層
4 UV吸収層
5 UV吸収層−1
6 UV吸収層−2
7 UV吸収層−3
8 ハードコート層
10 太陽熱発電用フィルムミラー
Claims (8)
- 銀層からなる金属反射層の入射光側の1層以上の樹脂層が、トリアジン系UV吸収剤及びUV−A領域(320〜400nm)に吸収極大を持つUV吸収剤をそれぞれ樹脂の1質量%以上含有し、かつ樹脂層内のUV吸収剤総量が樹脂の15質量%以下であり、
前記UV−A領域(320〜400nm)に吸収極大を持つUV吸収剤がベンゾトリアゾール系UV吸収剤であり、
前記トリアジン系UV吸収剤及びベンゾトリアゾール系UV吸収剤を同一の樹脂層中に含有する層が少なくとも1層以上存在し、
前記トリアジン系UV吸収剤及びベンゾトリアゾール系UV吸収剤を同一の樹脂層に含有する樹脂層が、脂肪族ジイソシアネート系架橋剤を樹脂の5〜40質量%含有し、かつ酸化防止剤を樹脂の0.5〜10質量%含有することを特徴とする太陽熱発電用フィルムミラー。 - 前記トリアジン系UV吸収剤及びベンゾトリアゾール系UV吸収剤を同一の樹脂層に含有する樹脂層が、アミノ基を有するシランカップリング剤を樹脂の0.1〜10質量%含有し、かつ前記樹脂層が銀層からなる金属反射層と接していることを特徴とする請求項1に記載の太陽熱発電用フィルムミラー。
- 銀層からなる金属反射層の入射光側の1層以上の樹脂層が、トリアジン系UV吸収剤及びUV−A領域(320〜400nm)に吸収極大を持つUV吸収剤をそれぞれ樹脂の1質量%以上含有し、かつ樹脂層内のUV吸収剤総量が樹脂の15質量%以下であり、
前記トリアジン系UV吸収剤及びUV−A領域(320〜400nm)に吸収極大を持つUV吸収剤が異なる樹脂層中に含有され、かつ前記トリアジン系UV吸収剤を含有する樹脂層が少なくとも1層のUV−A領域に吸収極大を持つUV吸収剤を含有する樹脂層よりも入射光側に存在し、かつ樹脂層内のUV吸収剤総量が樹脂の1〜15質量%であることを特徴とする太陽熱発電用フィルムミラー。 - 前記UV−A領域(320〜400nm)に吸収極大を持つUV吸収剤がベンゾトリアゾール系UV吸収剤であることを特徴とする請求項3に記載の太陽熱発電用フィルムミラー。
- 前記トリアジン系UV吸収剤またはベンゾトリアゾール系UV吸収剤を含有する樹脂層が、脂肪族ジイソシアネート系架橋剤を樹脂の5〜40質量%含有し、かつ酸化防止剤を樹脂の0.5〜10質量%含有することを特徴とする請求項4に記載の太陽熱発電用フィルムミラー。
- 前記トリアジン系UV吸収剤またはベンゾトリアゾール系UV吸収剤を含有する樹脂層が、アミノ基を有するシランカップリング剤を樹脂の0.1〜10質量%含有し、かつ前記樹脂層が銀層からなる金属反射層と接していることを特徴とする請求項4又は5に記載の太陽熱発電用フィルムミラー。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の太陽熱発電用フィルムミラーを製造する太陽熱発電用フィルムミラーの製造方法であって、
前記金属反射層を銀の蒸着により形成することを特徴とする太陽熱発電用フィルムミラーの製造方法。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載の太陽熱発電用フィルムミラーを金属支持体上に粘着層を介して貼り合せてなることを特徴とする太陽熱発電用反射装置。
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