JP5939636B2 - SOLAR CELL MODULE BACK SHEET AND METHOD FOR PRODUCING SOLAR CELL MODULE BACK SHEET - Google Patents

SOLAR CELL MODULE BACK SHEET AND METHOD FOR PRODUCING SOLAR CELL MODULE BACK SHEET Download PDF

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Description

本発明は、太陽電池モジュールを構成する一部材である、複数種の機能性フィルムが接着剤層を介して積層してなる太陽電池モジュール用バックシートに関する。さらに詳しくは、その接着剤層の形成に用いる接着剤自身が高いガスバリア性を有すると共に、接着性に優れ、高温高湿環境下や酸性環境下でも接着強度の低下が少なく、しかも、その製造原料に、二酸化炭素を構造中に固定した樹脂を利用できることから、地球規模で問題となっている二酸化炭素削減効果にも有用な技術に関する。   The present invention relates to a back sheet for a solar cell module, which is a member constituting a solar cell module, and is formed by laminating a plurality of types of functional films via an adhesive layer. More specifically, the adhesive itself used for forming the adhesive layer has a high gas barrier property, is excellent in adhesiveness, has a low decrease in adhesive strength even in a high-temperature, high-humidity environment, and an acidic environment, and its production raw material. In addition, since a resin in which carbon dioxide is fixed in the structure can be used, the present invention relates to a technique useful for the carbon dioxide reduction effect which is a problem on a global scale.

近年、地球温暖化問題に対する関心が高まる中、二酸化炭素の排出抑制の種々の取り組みが続けられている。その一方で、現代社会における電力への依存度を考えた場合、現代社会を維持するためには、そのエネルギー源として電力が不可欠であり、電力への依存度は益々大きくなってきている。具体的には、家庭や市民生活の場における多種多様な電気製品類や情報機器類の利用、都市等における公的施設や商業施設の運営、これらの利用や活動を可能にするため、あらゆる産業分野で動力源として電力を必要としている。さらに、近年、その発達が目覚ましい情報伝達用電子機器類の作動にも電力が利用されている。交通機関においても、電車や貨物列車などの大量輸送手段の動力源として利用されているが、近年では、個人利用の自動車の動力源も、プラグインハイブリッド方式から完全電気自動車への移行が試みられ実施化もされており、電力の利用は益々多様化し、その消費量は増大している。上記したように、現代社会におけるエネルギー源の電力への依存度は、より大きなものになっている。   In recent years, with increasing interest in global warming issues, various efforts have been made to suppress carbon dioxide emissions. On the other hand, considering the degree of dependence on electric power in modern society, electric power is indispensable as an energy source in order to maintain the modern society, and the degree of dependence on electric power is increasing. Specifically, in order to enable the use of a wide variety of electrical products and information equipment at home and in the places of civic life, the operation of public and commercial facilities in cities, etc. Electric power is required as a power source in the field. Furthermore, in recent years, electric power has also been used for the operation of electronic devices for information transmission whose development has been remarkable. In transportation, it is also used as a power source for mass transportation means such as trains and freight trains. However, in recent years, the power source for automobiles for personal use has also been attempted from a plug-in hybrid system to a fully electric vehicle. It is also being implemented, the use of electricity is becoming increasingly diverse and its consumption is increasing. As described above, the dependence of energy sources on power in modern society has become even greater.

このような増え続ける電力エネルギー消費に対し、二酸化炭素を排出しない原子力発電が世界中で推進されてきた。しかし、2011年3月11日に発生した日本国の福島第一原子力発電所の事故により、原子力発電の安全神話は崩壊し、これを受けて行われた原子力発電の運転停止に伴い、不足する電力エネルギーを確保するため、休止していた火力発電がフル稼働する状態となっており、二酸化炭素排出削減とは相反する状況となっている。   Nuclear power generation that does not emit carbon dioxide has been promoted all over the world in response to such increasing electric energy consumption. However, the safety myth of nuclear power generation collapsed due to the accident at the Fukushima Daiichi nuclear power plant in Japan that occurred on March 11, 2011, and it is insufficient due to the nuclear power generation shutdown that took place. In order to secure electric energy, the thermal power generation that has been stopped is in full operation, which is in conflict with the reduction of carbon dioxide emissions.

一方、太陽光発電は、従来から、そのクリーン性や無公害性という点から期待されており、すでに、単結晶シリコンや多結晶シリコン或いはアモルファスシリコン等を太陽電池素子(セル)に用いた太陽電池は、屋外の電力用太陽電池として実用化されている。特に、先に説明した事情から、近時、原子力発電に代わり得る発電技術として注目されている。   On the other hand, solar power generation has been conventionally expected from the viewpoint of cleanliness and non-polluting properties. Solar cells that already use single crystal silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, or the like for solar cell elements (cells). Has been put to practical use as an outdoor power solar cell. In particular, due to the circumstances described above, recently, it has attracted attention as a power generation technology that can replace nuclear power generation.

太陽光発電に用いられる太陽電池の構造は、多数枚の太陽電池素子(セル)を直列、並列に配線し、これらのセルを長期間(約20年以上)にわたって保護するために種々の封止が行われ、ユニット化されている。このユニットは、太陽電池モジュール或いはソーラーパネルと呼ばれており、一般的には、図1に示すように、太陽光が当たる面をガラス板1で覆い、裏面を封止用保護シート(バックシート)5で保護し、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)等の熱可塑性プラスチックからなる充填材(封止材)2で、太陽電池素子(セル)3が配置されている、ガラス板1とバックシート5との間隙を埋めた構造になっている。   The structure of a solar cell used for photovoltaic power generation is a variety of sealing methods in which a large number of solar cell elements (cells) are wired in series and in parallel, and these cells are protected for a long period (about 20 years or more). Is done and unitized. This unit is called a solar cell module or a solar panel. Generally, as shown in FIG. 1, the surface that is exposed to sunlight is covered with a glass plate 1 and the back surface is a protective sheet for sealing (back sheet). ) 5 and a glass plate 1 on which a solar cell element (cell) 3 is arranged with a filler (sealing material) 2 made of a thermoplastic such as ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA). The gap with the back sheet 5 is filled.

上記した太陽電池モジュールは、主に屋外で使用されるため、その材質や構造などには、十分な耐久性、耐候性が要求される。特にバックシートに対しては、耐候性、ガスバリア性、水分バリア性(水蒸気バリア性)に優れていることが要求される。これは、バックシートからの水分の透過により、充填材が剥離や変色、配線の腐食を起こし、モジュールの出力そのものに影響を与える恐れがあるからである。   Since the above-described solar cell module is mainly used outdoors, its material and structure are required to have sufficient durability and weather resistance. In particular, the back sheet is required to have excellent weather resistance, gas barrier properties, and moisture barrier properties (water vapor barrier properties). This is because the penetration of moisture from the back sheet may cause the filler to peel off, discolor, and corrode the wiring, affecting the module output itself.

太陽電池モジュール用バックシート(以下、単に「バックシート」とも呼ぶ)には、上記したように、耐候性、耐久性、ガスバリア性等が要求されるため、例えば、ガスバリア性を発現する無機物層(金属層)の表面と裏面とを、一対の合成樹脂層でサンドイッチした積層体とされている。具体的には、例えば、一対の、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデンなどの「フッ素系樹脂」フィルムで、アルミニウム箔(金属層)をサンドイッチした構造のバックシートや、ポリエステル樹脂からなるプラスチックフィルムの一方の面に無機酸化物薄膜層を積層し、さらに、この薄膜層の外面に同様のポリエステル樹脂からなるプラスチックフィルムを複数層積層した構造のバックシートなど、が開発されている。このように、バックシートは複数種のフィルムからなる積層体であり、複数のフィルムは接着剤を介して積層されている(特許文献1、2)。   As described above, the solar cell module backsheet (hereinafter, also simply referred to as “backsheet”) is required to have weather resistance, durability, gas barrier properties, and the like. The metal layer is a laminate in which the front and back surfaces are sandwiched between a pair of synthetic resin layers. Specifically, for example, a pair of "fluorine resin" films such as polyvinyl fluoride and polyvinylidene fluoride, one of a back sheet having a structure in which an aluminum foil (metal layer) is sandwiched, or a plastic film made of a polyester resin A back sheet having a structure in which an inorganic oxide thin film layer is laminated on this surface and a plurality of plastic films made of the same polyester resin are laminated on the outer surface of the thin film layer has been developed. Thus, the back sheet is a laminate composed of a plurality of types of films, and the plurality of films are laminated via an adhesive (Patent Documents 1 and 2).

そして、バックシートの形成には、接着剤として、ポリウレタン系接着剤、アクリル系接着剤及びエポキシ系接着剤などが実際に使用されており、これらのものによって、その接着性や耐久性等の要求性能を達成できることは実証されている。しかし、これらバックシートの形成に使用されているフィルムや接着剤等はほとんどが石油由来であり、太陽電池の利用を促進することで、クリーン性や無公害性を実現するという趣旨からすると、現在求められている地球規模の環境保全という面では不十分である。   And, in the formation of the back sheet, polyurethane adhesive, acrylic adhesive, epoxy adhesive, etc. are actually used as adhesives, and these require the adhesiveness and durability, etc. It has been demonstrated that performance can be achieved. However, most of the films and adhesives used in the formation of these backsheets are derived from petroleum, and from the perspective of realizing cleanliness and pollution-free by promoting the use of solar cells, The required global environmental conservation is insufficient.

また、近年増加の一途をたどる二酸化炭素に起因すると考えられる地球の温暖化現象や海の酸性化現象は、世界的な問題となっており、二酸化炭素の排出量削減は、全世界的に重要な課題である。さらに、枯渇性石化資源(石油)問題の観点からも、バイオマス、メタンなどの再生可能資源への材料の転換が世界的潮流となっている。   In addition, global warming and ocean acidification, which are thought to be caused by the ever-increasing amount of carbon dioxide, have become a global problem, and reduction of carbon dioxide emissions is important worldwide. It is a difficult task. Furthermore, from the viewpoint of exhaustible petrochemical resources (petroleum), the conversion of materials to renewable resources such as biomass and methane has become a global trend.

これに対し、非特許文献1、2に見られるように、二酸化炭素を原料とするポリヒドロキシポリウレタン樹脂については以前から知られているが、その応用展開は進んでいないのが実情である。その理由は、同種系の高分子化合物として対比されるポリウレタン系樹脂に比べ、その特性面で明らかに劣るからである。   On the other hand, as can be seen in Non-Patent Documents 1 and 2, polyhydroxy polyurethane resin using carbon dioxide as a raw material has been known for a long time, but its application development has not progressed. The reason for this is that it is clearly inferior in terms of its characteristics as compared with the polyurethane-based resin that is compared as the same type of polymer compound.

先述したような背景下、再び、前記したポリヒドロキシポリウレタン樹脂が見直されている。すなわち、この樹脂の原料である二酸化炭素は、容易に入手可能、かつ、持続可能な炭素資源であり、さらに、二酸化炭素を原料とするプラスチックは、温暖化や海の酸性化、枯渇資源などの問題を解決する有効な手段となり得ると考えられる。   Against the background as described above, the above-mentioned polyhydroxy polyurethane resin has been reviewed again. That is, carbon dioxide, which is the raw material for this resin, is an easily available and sustainable carbon resource. Plastics that use carbon dioxide as a raw material are also used for warming, acidification of the sea, depleted resources, etc. It can be an effective means to solve the problem.

特開平6−177412号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-177412 特開2002−134771号公報JP 2002-134771 A

N.Kihara,T.Endo,J.Org.Chem.,1993,58,6198N. Kihara, T. Endo, J. Org. Chem., 1993, 58, 6198 N.Kihara,T.Endo,J.Polymer Sci.,PartA Polmer Chem.,1993,31(11), 2765N. Kihara, T. Endo, J. Polymer Sci., Part A Polmer Chem., 1993, 31 (11), 2765

上記したような状況下、今後の利用拡大が予想されている太陽電池モジュールを構成する各材料についても再検討が望まれる。このため、その一部材のバックシートの形成に使用される接着剤に対しても、上記の観点を含めた高い性能が要求されており、基本性能として、長期間の接着性や耐久性を維持するだけでなく、接着されたものが、耐候性や高いガスバリア性や水分バリア性に優れることを十分に満足すると共に、地球規模での環境保全性を持った環境対応製品の開発が要望されている。   Under the circumstances as described above, it is desired that each material constituting the solar cell module, which is expected to be used in the future, be reviewed. For this reason, high performance including the above viewpoint is also required for the adhesive used to form the back sheet of one member, and long-term adhesion and durability are maintained as basic performance. In addition to satisfying that the bonded materials have excellent weather resistance, high gas barrier properties and moisture barrier properties, development of environmentally friendly products with environmental conservation on a global scale is demanded. Yes.

したがって、本発明の目的は、太陽電池モジュール用バックシートの接着剤として使用した場合に、形成した接着剤層が、長期間の接着性や耐久性を維持できるだけでなく、バックシートに要求される耐候性を満足し、特に高いガスバリア性や水分バリア性を十分に満足できるものであると同時に、その原材料の一部が二酸化炭素である、環境対応製品としても優れた、付加価値の高い太陽電池モジュール用バックシートを提供することにある。すなわち、本発明の目的は、高い性能を実現した太陽電池モジュールの提供を可能にし、しかも、その原材料の面で地球規模の環境保全に寄与できる、多面的に優れた特長を有する太陽電池モジュール用バックシートを提供することにある。   Therefore, when the objective of this invention is used as an adhesive agent of a solar cell module backsheet, the formed adhesive layer can not only maintain long-term adhesion and durability, but is also required for the backsheet. High-value-added solar cells that satisfy weather resistance and that are particularly satisfactory for high gas barrier properties and moisture barrier properties. It is to provide a module backsheet. That is, an object of the present invention is to provide a solar cell module that realizes high performance, and further contributes to global environmental conservation in terms of its raw materials, and has a multifaceted excellent feature. To provide a backsheet.

上記目的は、以下の発明によって達成される。すなわち、本発明は、(1)複数種のフィルムが接着剤層を介して積層してなる、太陽電池モジュールを構成する一部材である太陽電池モジュール用バックシートにおいて、上記接着剤層の少なくともいずれかが、5員環環状カーボネート化合物とアミン化合物との反応から誘導された、二酸化炭素を原材料の一部として反応させて得られるポリヒドロキシポリウレタン樹脂を変性してなる、その構造中にマスキングされたイソシアネート基を有する自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂系接着剤で形成されていることを特徴とする太陽電池モジュール用バックシートを提供する。   The above object is achieved by the following invention. That is, the present invention provides (1) a solar cell module backsheet that is a member constituting a solar cell module, in which a plurality of types of films are laminated via an adhesive layer, and at least any of the adhesive layers described above. Is masked in its structure, which is derived from the reaction between a 5-membered cyclic carbonate compound and an amine compound, and is obtained by modifying a polyhydroxy polyurethane resin obtained by reacting carbon dioxide as a part of the raw material. Provided is a back sheet for a solar cell module, which is formed of a self-crosslinking polyhydroxy polyurethane resin-based adhesive having an isocyanate group.

上記本発明の太陽電池モジュール用バックシートの好ましい形態としては、下記のものが挙げられる。
(2)前記自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂の構造中のマスキングされたイソシアネート基は、有機ポリイソシアネート基とマスキング剤との反応生成物であって、熱処理することによりマスキングされた部分が解離されてイソシアネート基を生成し、該樹脂の構造中の水酸基と反応して自己架橋するものである前記(1)に記載の太陽電池モジュール用バックシート。
(3)前記5員環環状カーボネート化合物が、エポキシ化合物と二酸化炭素とを反応して得られる反応物であって、かつ、前記自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂の構造中に、二酸化炭素からなる構成成分(−COO)を1〜25質量%の範囲で含む前記(1)又は(2)に記載の太陽電池モジュール用バックシート。
The following are mentioned as a preferable form of the back sheet | seat for solar cell modules of the said invention.
(2) The masked isocyanate group in the structure of the self-crosslinking type polyhydroxy polyurethane resin is a reaction product of an organic polyisocyanate group and a masking agent, and the masked portion is dissociated by heat treatment. The back sheet for a solar cell module according to the above (1), which generates an isocyanate group and reacts with a hydroxyl group in the structure of the resin to self-crosslink.
(3) The 5-membered cyclic carbonate compound is a reaction product obtained by reacting an epoxy compound and carbon dioxide, and the self-crosslinking polyhydroxypolyurethane resin has a structure comprising carbon dioxide. The back sheet for a solar cell module according to (1) or (2), wherein the component (—COO) is contained in the range of 1 to 25% by mass.

本発明によれば、バックシートに用いる接着剤に、自己架橋し得るポリヒドロキシポリウレタン樹脂を利用することで、イソシアネート等の架橋剤を用いることなく、当該樹脂を、例えば、加熱処理によって自己架橋させて接着剤層を形成することができる。当該接着層は、耐久性や耐候性の基本性能を満足することは勿論、特に高いガスバリア性及び水分バリア性に優れたものになり、さらに地球環境の観点からも、使用する樹脂の原材料として二酸化炭素が使用され、当該樹脂からなる自己架橋して形成された皮膜に二酸化炭素が取り入れられることで温暖化ガス削減に寄与できる、環境対応製品としても有用な太陽電池モジュール用バックシートが提供される。   According to the present invention, by using a polyhydroxy polyurethane resin capable of self-crosslinking for the adhesive used for the backsheet, the resin can be self-crosslinked by, for example, heat treatment without using a crosslinking agent such as isocyanate. Thus, an adhesive layer can be formed. The adhesive layer not only satisfies the basic performance of durability and weather resistance, but also has a particularly high gas barrier property and moisture barrier property. Further, from the viewpoint of the global environment, the adhesive layer is used as a raw material for the resin used. Provided is a back sheet for a solar cell module that is useful as an environmentally-friendly product, because carbon is used and carbon dioxide is incorporated into a film formed by self-crosslinking made of the resin. .

太陽電池モジュールの一例の基本構成を示す模式断面図。The schematic cross section which shows the basic composition of an example of a solar cell module. 太陽電池モジュール用バックシートの一例を示す模式断面図。The schematic cross section which shows an example of the back seat | sheet for solar cell modules. 実施例で作製した太陽電池モジュール用バックシートの試験シートを示す模式断面図。The schematic cross section which shows the test sheet | seat of the solar cell module backsheet produced in the Example.

次に、好ましい実施の形態を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。本発明の太陽電池モジュール用バックシートは、太陽電池モジュールを構成する一部材であり、複数種のフィルムが接着剤層を介して積層してなるが、該接着剤層が、5員環環状カーボネート化合物とアミン化合物との反応から誘導され、その構造中にマスキングされたイソシアネート基を有する自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂を接着剤に利用し、例えば、加熱処理によって該樹脂を自己架橋させて形成した皮膜であることを特徴とする。   Next, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments. The back sheet for a solar cell module of the present invention is a member constituting the solar cell module, and a plurality of types of films are laminated via an adhesive layer. The adhesive layer is a five-membered cyclic carbonate. A self-crosslinking polyhydroxypolyurethane resin derived from a reaction between a compound and an amine compound and having an isocyanate group masked in its structure is used as an adhesive, and for example, the resin is self-crosslinked by heat treatment. It is a film.

以下、本発明のバックシートを特徴づける接着剤層の形成に用いられる接着剤を構成するポリヒドロキシポリウレタン樹脂について説明する。本発明を特徴づける当該樹脂は、その構造中にマスキングされたイソシアネート基を有する自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂であるため、別途、イソシアネート等の架橋剤を用いることなく、熱処理等によって迅速に自己架橋する。このため、本発明を特徴づけるポリヒドロキシポリウレタン樹脂を、バックシートを作製する際の接着剤として用い、例えば、加熱処理後、ドライラミネート等の方法でフィルムを接着させれば、その接着剤層は架橋した皮膜となり、その結果、優れた耐久性や耐候性に加え、より高いガスバリア性及び水分バリア性に優れたバックシートを提供することが可能になる。以下、本発明のバックシートを特徴づける接着剤層の形成に用いられる接着剤を構成する自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂について説明する。   Hereinafter, the polyhydroxy polyurethane resin constituting the adhesive used for forming the adhesive layer characterizing the back sheet of the present invention will be described. Since the resin characterizing the present invention is a self-crosslinking polyhydroxypolyurethane resin having an isocyanate group masked in its structure, it can be rapidly self-crosslinked quickly by heat treatment or the like without using a crosslinking agent such as isocyanate. To do. For this reason, if the polyhydroxypolyurethane resin characterizing the present invention is used as an adhesive when producing a back sheet, for example, if the film is adhered by a method such as dry lamination after heat treatment, the adhesive layer becomes As a result, it becomes possible to provide a back sheet excellent in higher gas barrier properties and moisture barrier properties in addition to excellent durability and weather resistance. Hereinafter, the self-crosslinking type polyhydroxy polyurethane resin constituting the adhesive used to form the adhesive layer characterizing the back sheet of the present invention will be described.

〔自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂〕
本発明で使用する自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂は、例えば、少なくとも一個の遊離のイソシアネート基と、マスキングされたイソシアネート基とを有する変性剤を用い、該変性剤の遊離のイソシアネート基を、5員環環状カーボネート化合物とアミン変性ポリシロキサン化合物との反応から誘導されたポリヒドロキシポリウレタン樹脂中の水酸基と反応させることで、容易に得られる。この際に使用する変性剤としては、有機ポリイソシアネート化合物とマスキング剤との反応生成物を用いればよい。以下に、各成分について説明する。
[Self-crosslinking type polyhydroxy polyurethane resin]
The self-crosslinking polyhydroxypolyurethane resin used in the present invention uses, for example, a modifier having at least one free isocyanate group and a masked isocyanate group. It can be easily obtained by reacting with a hydroxyl group in a polyhydroxypolyurethane resin derived from a reaction between a cyclic carbonate compound and an amine-modified polysiloxane compound. As a modifier used at this time, a reaction product of an organic polyisocyanate compound and a masking agent may be used. Below, each component is demonstrated.

(変性剤)
<有機ポリイソシアネート化合物>
本発明で使用する自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂の製造方法で使用する変性剤の構成成分について説明する。該変性剤としては、上記したように、有機ポリイソシアネート化合物とマスキング剤との反応生成物が用いられる。上記有機ポリイソシアネート化合物は、脂肪族或いは芳香族化合物中に少なくとも2個のイソシアネート基を有する有機化合物であって、従来からポリウレタン樹脂の合成原料として広く使用されている。これらの公知の有機ポリイソシアネート化合物はいずれも本発明において有用である。特に好ましい有機ポリイソシアネート化合物を挙げれば以下の通りである。
(Modifier)
<Organic polyisocyanate compound>
The components of the modifier used in the method for producing the self-crosslinking polyhydroxypolyurethane resin used in the present invention will be described. As the modifier, as described above, a reaction product of an organic polyisocyanate compound and a masking agent is used. The organic polyisocyanate compound is an organic compound having at least two isocyanate groups in an aliphatic or aromatic compound, and has been widely used as a raw material for synthesizing polyurethane resins. Any of these known organic polyisocyanate compounds are useful in the present invention. Particularly preferable organic polyisocyanate compounds are as follows.

1,4−テトラメチレンジイソシアネート、1,5−ペンタメチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、3−イソシアネートメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(イソホロンジイソシアネート)、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、トリ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(MDI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、さらに、これらの有機ポリイソシアネート化合物と他の化合物との付加体、例えば、下記構造式のものが挙げられるがこれらに限定されない。   1,4-tetramethylene diisocyanate, 1,5-pentamethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, 3-isocyanate methyl-3,5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate (isophorone diisocyanate), 4,4'-dicyclohexylmethane Diisocyanate, tolylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 1,5-naphthalene diisocyanate, tolidine diisocyanate, xylylene diisocyanate, and adducts of these organic polyisocyanate compounds with other compounds, for example, Although the thing of the following structural formula is mentioned, it is not limited to these.

Figure 0005939636
Figure 0005939636

<マスキング剤>
本発明の製造方法で使用する変性剤は、上記した有機ポリイソシアネート化合物とマスキング剤との反応生成物であるが、マスキング剤としては、下記のものが使用できる。アルコール系、フェノール系、活性メチレン系、酸アミド系、イミダゾール系、尿素系、オキシム系、ピリジン系化合物等があり、これらを単独あるいは混合して使用してもよい。具体的なマスキング剤としては下記の通りである。
<Masking agent>
The modifier used in the production method of the present invention is a reaction product of the organic polyisocyanate compound and the masking agent described above, and the following can be used as the masking agent. There are alcohol-based, phenol-based, active methylene-based, acid amide-based, imidazole-based, urea-based, oxime-based and pyridine-based compounds, and these may be used alone or in combination. Specific masking agents are as follows.

アルコール系としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、2−エチルヘキサノール、メチルセロソルブ、シクロヘキサノールなどが挙げられる。フェノール系としては、フェノール、クレゾール、エチルフェノール、ノニルフェノールなどが挙げられる。活性メチレン系としては、マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセチルアセトンなどが挙げられる。酸アミド系としては、アセトアニリド、酢酸アミド、カプロラクタム、γ−ブチロラクタムなどが挙げられる。イミダゾール系としては、イミダゾール、2−メチルイミダゾールなどが挙げられる。尿素系としては、尿素、チオ尿素、エチレン尿素などが挙げられる。オキシム系としては、ホルムアミドオキシム、アセトオキシム、メチルエチルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシムなどが挙げられる。ピリジン系としては、2−ヒドロキシピリジン、2−ヒドロキシキノリン等が挙げられる。   Examples of alcohols include methanol, ethanol, propanol, butanol, 2-ethylhexanol, methyl cellosolve, and cyclohexanol. Examples of the phenol type include phenol, cresol, ethylphenol, nonylphenol and the like. Examples of the active methylene type include dimethyl malonate, diethyl malonate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, and acetylacetone. Examples of acid amides include acetanilide, acetic acid amide, caprolactam, and γ-butyrolactam. Examples of the imidazole series include imidazole and 2-methylimidazole. Examples of the urea system include urea, thiourea, and ethylene urea. Examples of the oxime type include formamide oxime, acetoxime, methyl ethyl ketoxime, and cyclohexanone oxime. Examples of the pyridine series include 2-hydroxypyridine and 2-hydroxyquinoline.

<変性剤の合成方法>
先に列挙した有機ポリイソシアネート化合物と、上記に列挙したマスキング剤とを反応させて、本発明で用いる、少なくとも一個の遊離イソシアネート基を有し、かつ他はマスキングされたイソシアネート基を有する変性剤を合成することができる。合成方法は特に限定されないが、例えば、上記の如きマスキング剤と有機ポリイソシアネート化合物とを、1分子中でイソシアネート基が1個以上過剰になる官能基比で、有機溶媒及び触媒の存在下又は不存在下で、0〜150℃、好ましくは20〜80℃の温度で30分〜3時間反応させることによって容易に得ることができる。
<Method of synthesizing denaturant>
A modifier having at least one free isocyanate group and the other having a masked isocyanate group is used in the present invention by reacting the organic polyisocyanate compound listed above with the masking agent listed above. Can be synthesized. The synthesis method is not particularly limited. For example, the masking agent as described above and an organic polyisocyanate compound are added in a functional group ratio in which one or more isocyanate groups are excessive in one molecule, in the presence or absence of an organic solvent and a catalyst. In the presence, it can be easily obtained by reacting at a temperature of 0 to 150 ° C., preferably 20 to 80 ° C. for 30 minutes to 3 hours.

<ポリヒドロキシポリウレタン樹脂>
上記したような特定の変性剤によって変性させる対象のポリヒドロキシポリウレタン樹脂は、5員環環状カーボネート化合物とアミン化合物との反応により得られる。以下に、この際に用いる各成分について説明する。
<Polyhydroxy polyurethane resin>
The polyhydroxy polyurethane resin to be modified with the specific modifier as described above is obtained by a reaction between a 5-membered cyclic carbonate compound and an amine compound. Below, each component used in this case is demonstrated.

(5員環環状カーボネート化合物)
本発明で使用する5員環環状カーボネート化合物は、下記[式−A]で示されるように、例えば、エポキシ化合物と二酸化炭素とを反応させて製造することができる。さらに詳しくは、エポキシ化合物を、有機溶媒の存在下又は不存在下、及び触媒の存在下、40℃〜150℃の温度で常圧又は僅かに高められた圧力下、10〜20時間二酸化炭素と反応させることによって得られる。本発明を特徴づける自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂は、上記したようにして得られるため、その構造中に、二酸化炭素からなる構成成分(−COO)を1〜25質量%の範囲で含む二酸化炭素削減効果を有するものになる。
(5-membered cyclic carbonate compound)
The 5-membered cyclic carbonate compound used in the present invention can be produced, for example, by reacting an epoxy compound and carbon dioxide, as shown by the following [Formula-A]. More particularly, the epoxy compound is reacted with carbon dioxide in the presence or absence of an organic solvent and in the presence of a catalyst at a temperature of 40 ° C. to 150 ° C. under normal pressure or slightly elevated pressure for 10-20 hours. It is obtained by reacting. Since the self-crosslinking polyhydroxypolyurethane resin characterizing the present invention is obtained as described above, carbon dioxide containing a component (—COO) composed of carbon dioxide in the range of 1 to 25 mass% in its structure. It will have a reduction effect.

Figure 0005939636
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本発明で使用するエポキシ化合物としては、例えば、次の如き化合物が挙げられる。

Figure 0005939636
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Examples of the epoxy compound used in the present invention include the following compounds.
Figure 0005939636
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以上列記したエポキシ化合物は、本発明において使用する好ましい化合物であって、本発明はこれらの例示の化合物に限定されるものではない。従って、上述の例示の化合物のみならず、その他、現在市販されており、市場から容易に入手し得る化合物は、いずれも本発明において使用することができる。   The epoxy compounds listed above are preferable compounds used in the present invention, and the present invention is not limited to these exemplified compounds. Accordingly, not only the compounds exemplified above, but also any other compounds that are currently commercially available and can be easily obtained from the market can be used in the present invention.

上記のようなエポキシ化合物と、二酸化炭素との反応において使用できる触媒としては、塩基触媒及びルイス酸触媒が挙げられる。
塩基触媒として、トリエチルアミン、トリブチルアミンなどの第三級アミン類、ジアザビシクロウンデセン、ジアザビシクロオクタン、ピリジンなどの環状アミン類、リチウムクロライド、リチウムブロマイド、フッ化リチウム、塩化ナトリウムなどのアルカリ金属塩類、塩化カルシウムなどのアルカリ土類金属塩類、テトラブチルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモニウムブロマイド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、などの四級アンモニウム塩類、炭酸カリウム、炭酸ナトリウムなどの炭酸塩類、酢酸亜鉛、酢酸鉛、酢酸銅、酢酸鉄などの金属酢酸塩類、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛などの金属酸化物、テトラブチルホスホニウムクロリドなどのホスホニウム塩類が挙げられる。
Examples of the catalyst that can be used in the reaction of the above epoxy compound and carbon dioxide include a base catalyst and a Lewis acid catalyst.
Base catalysts include tertiary amines such as triethylamine and tributylamine, cyclic amines such as diazabicycloundecene, diazabicyclooctane and pyridine, alkali metals such as lithium chloride, lithium bromide, lithium fluoride and sodium chloride Salts, alkaline earth metal salts such as calcium chloride, quaternary ammonium salts such as tetrabutylammonium chloride, tetraethylammonium bromide, benzyltrimethylammonium chloride, carbonates such as potassium carbonate and sodium carbonate, zinc acetate, lead acetate, acetic acid Examples thereof include metal acetates such as copper and iron acetate, metal oxides such as calcium oxide, magnesium oxide and zinc oxide, and phosphonium salts such as tetrabutylphosphonium chloride.

ルイス酸触媒としては、テトラブチル錫、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫オクトエートなどの錫化合物が挙げられる。   Examples of the Lewis acid catalyst include tin compounds such as tetrabutyltin, dibutyltin dilaurate, dibutyltin diacetate, and dibutyltin octoate.

上記触媒の量は、エポキシ化合物50質量部当たり、0.1〜100質量部程度、好ましくは0.3〜20質量部とすればよい。上記使用量が0.1質量部未満では、触媒としての効果が小さく、100質量部を超えると最終樹脂の諸性能を低下させる場合があるので好ましくない。しかし、残留触媒が重大な性能低下を引き起こすような場合は、純水で洗浄して除去する構成としてもよい。   The amount of the catalyst may be about 0.1 to 100 parts by mass, preferably 0.3 to 20 parts by mass, per 50 parts by mass of the epoxy compound. If the amount used is less than 0.1 parts by mass, the effect as a catalyst is small, and if it exceeds 100 parts by mass, various performances of the final resin may be deteriorated. However, in the case where the residual catalyst causes a serious performance deterioration, it may be configured to be removed by washing with pure water.

エポキシ化合物と二酸化炭素の反応において使用できる有機溶媒としては、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホオキシド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、N−エチルピロリドン、テトラヒドロフランなどが挙げられる。また、これら有機溶剤と他の貧溶剤、例えば、メチルエチルケトン、キシレン、トルエン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、シクロヘキサノン等の混合系で使用してもよい。これらの有機溶媒は、本発明で使用するポリヒドロキシポリウレタン樹脂の製造の際や、接着剤として用いる際の希釈溶媒等としても利用することができる。   Examples of the organic solvent that can be used in the reaction between the epoxy compound and carbon dioxide include dimethylformamide, dimethylsulfoxide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, and tetrahydrofuran. These organic solvents and other poor solvents such as methyl ethyl ketone, xylene, toluene, tetrahydrofuran, diethyl ether, and cyclohexanone may be used in a mixed system. These organic solvents can also be used as a diluting solvent when the polyhydroxypolyurethane resin used in the present invention is produced or used as an adhesive.

本発明で使用するポリヒドロキシポリウレタン樹脂は、下記[式−B]で示されるように、例えば、上記反応で得た5員環環状カーボネート化合物とアミン化合物とを、有機溶媒の存在下、20℃〜150℃の温度下で反応させることで得ることができる。   As shown in the following [Formula-B], the polyhydroxy polyurethane resin used in the present invention is obtained by, for example, combining a 5-membered cyclic carbonate compound and an amine compound obtained by the above reaction in the presence of an organic solvent at 20 ° C. It can be obtained by reacting at a temperature of ˜150 ° C.

Figure 0005939636
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上記反応で使用することができるアミン化合物としては、ジアミンが好ましいが、従来ポリウレタン樹脂の製造に使用されているものがいずれも使用でき、特に限定されない。例えば、メチレンジアミン、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、1,3−ジアミノプロパン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミンなどの脂肪族ジアミン;フェニレンジアミン、3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−メチレンビス(フェニルアミン)、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミンなどの芳香族ジアミン;1,4−シクロヘキサンジアミン、4,4’−ジアミノシクロヘキシルメタン、1,4’−ジアミノメチルシクロヘキサン、イソホロンジアミンなどの脂環族ジアミン;モノエタノールジアミン、エチルアミノエタノールアミン、ヒドロキシエチルアミノプロピルアミンなどのアルカノールジアミンが挙げられる。   The amine compound that can be used in the above reaction is preferably a diamine, but any of those conventionally used in the production of polyurethane resins can be used and is not particularly limited. For example, aliphatic diamines such as methylenediamine, ethylenediamine, trimethylenediamine, 1,3-diaminopropane, hexamethylenediamine, octamethylenediamine; phenylenediamine, 3,3′-dichloro-4,4′-diaminodiphenylmethane, 4 , 4′-methylenebis (phenylamine), 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, metaxylylenediamine, paraxylylenediamine, and the like; 1,4-cyclohexanediamine, 4 , 4'-diaminocyclohexylmethane, 1,4'-diaminomethylcyclohexane, isophoronediamine and other alicyclic diamines; monoethanoldiamine, ethylaminoethanolamine, hydroxyethylaminopropylamine Like alkanol diamine is.

以上列記したアミン化合物は、本発明において使用する好ましい化合物であって、本発明はこれらの例示の化合物に限定されるものではない。従って、上述の例示の化合物のみならず、その他、現在市販されており、市場から容易に入手し得る化合物は、いずれも本発明において使用することができる。   The amine compounds listed above are preferable compounds used in the present invention, and the present invention is not limited to these exemplified compounds. Accordingly, not only the compounds exemplified above, but also any other compounds that are currently commercially available and can be easily obtained from the market can be used in the present invention.

(自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂)
本発明を特徴づける自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂は、それぞれ上述のようにして得られた、変性剤とポリヒドロキシポリウレタン樹脂とを反応させて、ポリヒドロキシポリウレタン樹脂を変性させることによって得られる。より詳しくは、上記ポリヒドロキシポリウレタン樹脂中の水酸基と、該変性剤中の少なくとも一個の遊離したイソシアネート基とが反応することによって得られる。
(Self-crosslinking type polyhydroxy polyurethane resin)
The self-crosslinking polyhydroxypolyurethane resin characterizing the present invention is obtained by reacting a modifier and a polyhydroxypolyurethane resin obtained as described above to modify the polyhydroxypolyurethane resin. More specifically, it can be obtained by reacting the hydroxyl group in the polyhydroxy polyurethane resin with at least one free isocyanate group in the modifier.

本発明で使用する自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂の変性剤による変性率は、2〜60%の変性率であることが好ましい。変成率が2%未満であると、バックシートの接着剤層とした場合に、自己架橋による皮膜が十分な架橋構造を有さず、その耐久性などが劣るおそれがあるので好ましくない。一方で、変性率が60%を超えると、解離したイソシアネート基が反応せずに残存する可能性が増すおそれがあるので好ましくない。尚、変性率は下記のようにして算出する。
変性率(%)={1−(変性後の樹脂の水酸基÷変性前の樹脂の水酸基)}×100
The modification rate of the self-crosslinking polyhydroxypolyurethane resin used in the present invention with the modifier is preferably 2 to 60%. When the modification rate is less than 2%, the film formed by self-crosslinking does not have a sufficient cross-linking structure when used as an adhesive layer of a back sheet, and the durability thereof may be inferior. On the other hand, if the modification rate exceeds 60%, there is a possibility that the dissociated isocyanate group may remain without reacting, which is not preferable. The modification rate is calculated as follows.
Modification rate (%) = {1− (hydroxyl group of resin after modification ÷ hydroxyl group of resin before modification)} × 100

変性剤とポリヒドロキシポリウレタン樹脂との反応は、有機溶媒及び触媒の存在下又は不存在下で、例えば、0〜150℃、好ましくは20〜80℃の温度で30分〜3時間反応させればよく、この結果、本発明に使用する自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂を容易に得ることができる。但し、反応時にはマスキング剤の解離温度より低い温度で反応させる点に注意し、反応後の樹脂が、その構造中にマスキングされたイソシアネート基を有するものとなるようにする必要がある。   The reaction between the modifier and the polyhydroxypolyurethane resin is carried out in the presence or absence of an organic solvent and a catalyst, for example, at a temperature of 0 to 150 ° C., preferably 20 to 80 ° C. for 30 minutes to 3 hours. As a result, the self-crosslinking polyhydroxy polyurethane resin used in the present invention can be easily obtained. However, attention should be paid to the fact that the reaction is carried out at a temperature lower than the dissociation temperature of the masking agent during the reaction, and the resin after the reaction needs to have a masked isocyanate group in its structure.

また、本発明を特徴づける接着剤層の形成に好適に用いられる自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂は、その数平均分子量(GPCで測定した、標準ポリスチレン換算値。以下同様。)が、2,000〜100,000程度のものであることが好ましく、より好ましくは5,000〜70,000程度のものである。   In addition, the self-crosslinking polyhydroxypolyurethane resin suitably used for forming the adhesive layer characterizing the present invention has a number average molecular weight (measured by GPC, standard polystyrene equivalent value; the same applies hereinafter) of 2,000. It is preferable that it is about -100,000, More preferably, it is about 5,000-70,000.

本発明に用いられる自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂は、変性剤によって変性されるものではあるが、5員環環状カーボネート化合物とアミン化合物との反応から誘導されたものであるため、先述したように、当該反応によってその構造中に従来のポリウレタン系樹脂では不可能であった水酸基を生成する。本発明者らの検討によれば、このような構造を有する樹脂をバックシートの接着剤層の形成に用いることで、バックシートに、さらなる性能の向上をもたらすことができる。より具体的に述べれば、水酸基は親水性を有しているため、基材に対して接着性を向上させることができ、これと同時に、従来のポリウレタン樹脂では達成できなかった高いガスバリア性をも得ることができる。そして、この水酸基と、樹脂構造中のマスキングされていたイソシアネート基とを架橋させることにより、さらなる耐久性の向上を図ることができる。   The self-crosslinking polyhydroxypolyurethane resin used in the present invention is modified by a modifier, but is derived from a reaction between a 5-membered cyclic carbonate compound and an amine compound. The reaction produces hydroxyl groups in the structure that were impossible with conventional polyurethane resins. According to the study by the present inventors, the use of a resin having such a structure for the formation of the adhesive layer of the backsheet can further improve the performance of the backsheet. More specifically, since the hydroxyl group has hydrophilicity, it can improve the adhesion to the substrate, and at the same time, has a high gas barrier property that could not be achieved with conventional polyurethane resins. Can be obtained. Further, the durability can be further improved by crosslinking the hydroxyl group with the masked isocyanate group in the resin structure.

本発明において接着剤に使用する自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂中における水酸基の含有量は、約3〜30質量%(水酸基価25〜300mgKOH/g)であることが好ましい。水酸基含有量が上記範囲未満であると、形成した接着剤層のガスバリア性及び二酸化炭素削減効果が十分に得られないおそれがあり、一方、上記範囲を超えると、高分子化合物としての十分な諸物性が実現できないおそれがあるので好ましくない。   In the present invention, the hydroxyl group content in the self-crosslinking polyhydroxypolyurethane resin used for the adhesive is preferably about 3 to 30% by mass (hydroxyl value 25 to 300 mgKOH / g). If the hydroxyl group content is less than the above range, the gas barrier property and carbon dioxide reduction effect of the formed adhesive layer may not be sufficiently obtained. This is not preferable because physical properties may not be realized.

本発明のバックシートの接着剤層の形成に使用される、上記した自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂を含む接着剤(自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂系接着剤)は、上記した自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂に加えて、溶媒や添加剤などを含有させてもよい。   The adhesive (self-crosslinking polyhydroxypolyurethane resin-based adhesive) containing the above-mentioned self-crosslinking polyhydroxypolyurethane resin used for forming the adhesive layer of the backsheet of the present invention is the above-mentioned self-crosslinking polyhydroxypolyurethane. In addition to the polyurethane resin, a solvent, an additive, or the like may be included.

溶媒としては、自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂を合成する際に使用したのと同様の有機溶媒を用いることができる。また、添加剤としては、フィルムやコーティング膜を形成する際に一般的に使用されている添加剤などを適宜に用いることができる。添加剤の具体例としては、レベリング剤、コロイド状シリカ、アルミナゾルなどの無機微粒子やポリメチルメチクリレート系やポリウレタン系の有機微粒子、消泡剤、タレ性防止剤、シランカップリング剤、チタン白、カーボンブラック、有機顔料、顔料分散剤、リン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤などの酸化防止剤、紫外線安定剤、難燃剤、可塑剤、防錆剤、有機系及び無機系の紫外線吸収剤、無機系熱線吸収剤、防炎剤、帯電防止剤、脱水剤等が挙げられるが、本発明はかかる例示に限定されるものではない。   As the solvent, the same organic solvent as used when synthesizing the self-crosslinking type polyhydroxy polyurethane resin can be used. Moreover, as an additive, the additive etc. which are generally used when forming a film and a coating film can be used suitably. Specific examples of additives include inorganic fine particles such as leveling agents, colloidal silica, and alumina sol, polymethylmethacrylate and polyurethane organic fine particles, antifoaming agents, anti-sagging agents, silane coupling agents, titanium white , Carbon black, organic pigments, pigment dispersants, phosphorus antioxidants, phenolic antioxidants and other antioxidants, UV stabilizers, flame retardants, plasticizers, rust inhibitors, organic and inorganic UV absorbers An agent, an inorganic heat-absorbing agent, a flameproofing agent, an antistatic agent, a dehydrating agent and the like can be mentioned, but the present invention is not limited to such examples.

本発明のバックシートは、複数種のフィルム(基材)を、上記した自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂系接着剤で形成した接着剤層を介して積層してなることを特徴とするが、これらの接着剤層は、少なくともいずれかが上記した自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂系接着剤で形成されたものであればよい。本発明では、全ての接着剤層を上記した自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂系接着剤で形成することがより好ましい。上記した自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂系接着剤は、例えば、太陽電池に用いられる充填材に対する接着性を向上させる目的で、上記した自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂に、その他の接着剤樹脂成分を混合して性能バランスを調整したものであってもよい。この際に使用するその他の樹脂成分としては、例えば、ポリエステル系樹脂、変性ポリオレフィン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合系樹脂、ポリビニルブチラール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、塩化ビニル系樹脂などを用いることができる。   The backsheet of the present invention is characterized by laminating a plurality of types of films (base materials) through an adhesive layer formed of the above-mentioned self-crosslinking type polyhydroxy polyurethane resin-based adhesive. Any adhesive layer may be formed of at least one of the above-mentioned self-crosslinking polyhydroxypolyurethane resin adhesives. In the present invention, it is more preferable to form all the adhesive layers with the above-mentioned self-crosslinking polyhydroxy polyurethane resin-based adhesive. The above-mentioned self-crosslinking polyhydroxypolyurethane resin-based adhesive is used, for example, for the purpose of improving the adhesiveness to the filler used in solar cells, and other adhesive resin components to the above-mentioned self-crosslinking polyhydroxypolyurethane resin. What mixed and adjusted the performance balance may be used. Examples of other resin components used in this case include polyester resins, modified polyolefin resins, ethylene-vinyl acetate copolymer resins, polyvinyl butyral resins, polyurethane resins, vinyl chloride resins, and the like. it can.

次に、複数種のフィルムが接着剤層を介して積層され、当該接着剤層が上記したポリヒドロキシポリウレタン樹脂系接着剤によって形成されてなることを特徴とする本発明のバックシートを構成するその他の材料、及び構造について説明する。   Next, a plurality of types of films are laminated via an adhesive layer, and the adhesive layer is formed of the above-described polyhydroxy polyurethane resin-based adhesive. The material and structure will be described.

図2は、本発明のバックシートの一実施形態に係わるシート構造を示す模式断面図である。図2に示したバックシート5は、基材フィルム6、接着剤層7、ガスバリアフィルム8、接着剤層7、上記と同一或いは別の材料からなる基材フィルム10の順番で、機能性が異なる複数のフィルムが、上記で説明した特有の接着剤で形成した接着剤層7を介して積層されている。なお、図2に示したガスバリアフィルム8は、基材フィルム6に蒸着層が形成されてなるものであるが、この点の詳細については後述する。以下、図2に示した実施形態の本発明のバックシートを例に用い、本発明のバックシートを構成し得るフィルム材料などについて詳細に説明する。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a sheet structure according to an embodiment of the back sheet of the present invention. The back sheet 5 shown in FIG. 2 has different functionality in the order of the base film 6, the adhesive layer 7, the gas barrier film 8, the adhesive layer 7, and the base film 10 made of the same or different material as described above. A plurality of films are laminated via an adhesive layer 7 formed of the specific adhesive described above. Note that the gas barrier film 8 shown in FIG. 2 is formed by forming a vapor deposition layer on the base film 6, and details of this point will be described later. Hereinafter, the film material etc. which can comprise the back sheet of this invention are demonstrated in detail using the back sheet of this invention of embodiment shown in FIG. 2 as an example.

図2に示した構造の本発明のバックシートを構成する基材フィルム6に用いられる合成樹脂としては、特に限定されるものではなく、以下に示す樹脂からなるフィルムを目的に合わせて適宜に用いることができる。例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、ポリ(メタ)アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、アセタール樹脂、セルロース樹脂等が挙げられる。上記の樹脂の中でも、高熱性、強度、耐候性、耐久性、ガスバリア性等を有し、アルミニウム蒸着層との接着性に優れているポリエステル樹脂、フッ素樹脂及び環状ポリオレフィン樹脂が好ましい。   The synthetic resin used for the base film 6 constituting the back sheet of the present invention having the structure shown in FIG. 2 is not particularly limited, and a film made of the following resin is appropriately used according to the purpose. be able to. For example, polyethylene resin, polypropylene resin, cyclic polyolefin resin, polystyrene resin, acrylonitrile-styrene resin, polyvinyl chloride resin, fluorine resin, poly (meth) acrylic resin, polycarbonate resin, polyester resin, polyamide resin, polyimide resin, polyamideimide resin , Silicone resin, polysulfone resin, polyethersulfone resin, acetal resin, cellulose resin and the like. Among the above resins, polyester resins, fluororesins and cyclic polyolefin resins having high heat resistance, strength, weather resistance, durability, gas barrier properties, etc. and excellent adhesion to the aluminum vapor deposition layer are preferable.

上記したような樹脂材料からなる基材フィルム6は、必要に応じて、コロナ処理、フレーム処理、プラズマ処理などの接着性を向上させるための表面処理を施したものであってもよい。   The base film 6 made of the resin material as described above may be subjected to surface treatment for improving adhesiveness such as corona treatment, flame treatment, plasma treatment, and the like, if necessary.

また、基材フィルム6の厚みは、10μm〜300μmであることが好ましい。厚みが10μm未満であると、例えば、機能を付与するために表面にアルミニウム蒸着等の蒸着加工をした際に、カールが発生しやすくなるため、好ましくない。一方、厚みが300μmを超えると、太陽電池モジュールの薄型化や軽量化に反することになるため好ましくない。   Moreover, it is preferable that the thickness of the base film 6 is 10 micrometers-300 micrometers. When the thickness is less than 10 μm, for example, when the surface is subjected to a vapor deposition process such as aluminum vapor deposition in order to impart a function, curling tends to occur, which is not preferable. On the other hand, when the thickness exceeds 300 μm, it is not preferable because it is contrary to the reduction in thickness and weight of the solar cell module.

上記した基材フィルム6の形成材料中には、加工性、耐熱性、耐候性、機械強度、寸法安定性等を改良する目的で、種々の添加剤等を混合することができる。この添加剤としては、例えば、滑剤、架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、強化繊維、補強剤、帯電防止剤、難燃剤、防カビ剤、顔料、耐炎剤等が挙げられる。   Various additives and the like can be mixed in the forming material of the base film 6 for the purpose of improving processability, heat resistance, weather resistance, mechanical strength, dimensional stability, and the like. Examples of the additive include a lubricant, a crosslinking agent, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a reinforcing fiber, a reinforcing agent, an antistatic agent, a flame retardant, an antifungal agent, a pigment, and a flame retardant. .

本発明のバックシートは、先に述べたように、その構造中にある少なくともいずれかの接着剤層7が、特有の自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂系接着剤で形成されたものであればよいが、下記に挙げるような方法で形成することができる。具体的には、いずれかの基材フィルム上に、グラビアコート、ロールコート、バーコート、リバースコートなどの方法で本発明を特徴づける接着剤を塗工し、該塗工面に、ドライラミネートなどの方法により他のフィルムを貼り合わせることで形成することができる。このようにして形成される接着剤層は、熱処理等の際に、樹脂中のマスキングされた部分が解離されてイソシアネート基を生成し、該樹脂の構造中の水酸基と反応して自己架橋した皮膜となる。上記したようにして形成される接着剤層の乾燥後の厚みは、接着性や耐候性の観点から0.1μm〜50μm程度であることが好ましく、より好ましくは0.5μm〜30μmの範囲である。この範囲よりも接着剤層の乾燥後の厚みが薄い場合は、接着強度やガスバリア蒸着層の欠陥封止機能が得られないおそれがあるため、好ましくない。一方、この範囲よりも接着剤層の乾燥後の厚みが厚い場合は、十分な接着強度や耐久性が得られないおそれがあるので好ましくない。   As described above, the back sheet of the present invention may be one in which at least one of the adhesive layers 7 in the structure is formed of a specific self-crosslinking polyhydroxy polyurethane resin-based adhesive. However, it can be formed by the following methods. Specifically, an adhesive characterizing the present invention is applied on any of the base films by a method such as gravure coating, roll coating, bar coating, reverse coating, and the coated surface is coated with a dry laminate or the like. It can form by bonding another film by a method. The adhesive layer thus formed is a film that is self-crosslinked by reacting with a hydroxyl group in the structure of the resin by generating an isocyanate group by dissociating the masked portion in the resin during heat treatment or the like. It becomes. The thickness after drying of the adhesive layer formed as described above is preferably about 0.1 μm to 50 μm, more preferably in the range of 0.5 μm to 30 μm from the viewpoint of adhesion and weather resistance. . If the thickness of the adhesive layer after drying is smaller than this range, the adhesive strength and the defect sealing function of the gas barrier vapor deposition layer may not be obtained. On the other hand, if the thickness of the adhesive layer after drying is larger than this range, it is not preferable because sufficient adhesive strength and durability may not be obtained.

ガスバリアフィルム8としては、例えば、アルミニウム箔などの金属箔であってもよいが、図2に示したような、金属蒸着フィルムや酸化物蒸着フィルムなどの、基材フィルム6表面に蒸着層9が形成されてなる蒸着基材を用いることができる。   The gas barrier film 8 may be, for example, a metal foil such as an aluminum foil, but the vapor deposition layer 9 is formed on the surface of the base film 6 such as a metal vapor deposition film or an oxide vapor deposition film as shown in FIG. A formed vapor deposition substrate can be used.

上記金属蒸着フィルムとしては、例えば、ポリエステルフィルムやポリオレフィン系延伸フィルムにアルミニウムを蒸着させたアルミニウム蒸着フィルムなどが挙げられる。   As said metal vapor deposition film, the aluminum vapor deposition film etc. which vapor-deposited aluminum on the polyester film and the polyolefin-type stretched film are mentioned, for example.

上記酸化物蒸着フィルムとしては、例えば、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、酸化錫、酸化インジウム等の複合酸化物などをポリエステルフィルムに蒸着したフィルムが挙げられ、好ましく使用される。これらの酸化物蒸着フィルムにおいて、複合酸化物などの酸化物の蒸着層の厚さは、酸化物の種類や組成によって異なるが、一般に、均一な酸化物の蒸着層を形成させる観点から、5nm〜300nmの範囲が好ましい。柔軟性の付与及び外的応力による亀裂等の発生がないようにする観点からは、酸化物の蒸着層の厚さは、10nm〜150nmの範囲であることが好ましい。また、酸化物の蒸着層を形成する方法としては、例えば、真空蒸着法をはじめ、薄膜形成方法であるスパッタリング法、イオンプレーティング法、プラズマ気相成長法(CVD)などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。   As said oxide vapor deposition film, the film which vapor-deposited complex oxides, such as aluminum oxide, silicon dioxide, a tin oxide, an indium oxide, etc., for example is mentioned, It uses preferably. In these oxide-deposited films, the thickness of the oxide deposition layer such as a composite oxide varies depending on the type and composition of the oxide, but in general, from the viewpoint of forming a uniform oxide deposition layer, the thickness is 5 nm to A range of 300 nm is preferred. From the viewpoint of imparting flexibility and preventing the occurrence of cracks and the like due to external stress, the thickness of the oxide deposition layer is preferably in the range of 10 nm to 150 nm. Examples of the method for forming an oxide deposition layer include a vacuum deposition method, a sputtering method which is a thin film formation method, an ion plating method, a plasma vapor deposition method (CVD), and the like. It is not limited to.

図2に示した構造のバックシートを構成する基材フィルム10は、太陽電池モジュールを作製する際に、充填材(封止剤)2と貼り合わせる側に位置するものである。このため、先に挙げた基材材料の中でも、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)等のシートや充填材に対して接着性のある形態のフィルムであることが好ましい。   The base film 10 constituting the back sheet having the structure shown in FIG. 2 is positioned on the side to be bonded to the filler (sealing agent) 2 when the solar cell module is manufactured. For this reason, it is preferable that it is a film of the form which has adhesiveness with respect to sheets and fillers, such as ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), among the base material mentioned above.

本発明は、バックシートを構成する接着剤層の少なくともいずれか、或いはその全てが、特定の自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂系接着剤で形成されてなることを特徴とし、該接着剤層は、接着剤を構成する樹脂のマスキングされた部分が解離されてイソシアネート基を生成し、該樹脂の構造中の水酸基と反応して自己架橋した皮膜になる。このような構成とすることで、耐久性、耐候性、特にガスバリア性に優れた太陽電池モジュール用バックシートとなる。その理由は、接着剤層を形成している、ポリヒドロキシポリウレタン樹脂の有する水酸基が、基材シートと界面で強く相互作用することにより、基材に対する優れた接着性や可とう性を有することによると考えられる。これに加えて、上記したように、その構造中のイソシアネート基と水酸基とが自己架橋して接着剤層を形成することにより、より一層耐熱性や耐久性に優れた性能のバックシートとなる。さらに、本発明で使用するポリヒドロキシポリウレタン樹脂は、5員環環状カーボネート化合物とアミン化合物との反応から誘導されるが、該5員環環状カーボネート化合物は、二酸化炭素を、その原料の一部とでき、例えば、エポキシ化合物と二酸化炭素とを反応させて得られるため、樹脂中に二酸化炭素を取り入れ固定化することができる。このことは、本発明によって、温暖化ガス削減の観点からも有用な、従来品では到達できなかった環境保全対応製品としてのバックシートの提供が可能となることを意味している。   The present invention is characterized in that at least any one or all of the adhesive layers constituting the backsheet are formed of a specific self-crosslinking polyhydroxy polyurethane resin-based adhesive, The masked portion of the resin constituting the adhesive is dissociated to generate isocyanate groups, which react with the hydroxyl groups in the resin structure to form a self-crosslinked film. By setting it as such a structure, it becomes a solar cell module backsheet excellent in durability, a weather resistance, especially gas barrier property. The reason is that the hydroxyl group of the polyhydroxypolyurethane resin forming the adhesive layer interacts strongly at the interface with the substrate sheet, thereby having excellent adhesion and flexibility to the substrate. it is conceivable that. In addition, as described above, the isocyanate group and the hydroxyl group in the structure are self-crosslinked to form an adhesive layer, whereby a back sheet having further excellent heat resistance and durability is obtained. Furthermore, the polyhydroxypolyurethane resin used in the present invention is derived from the reaction between a 5-membered cyclic carbonate compound and an amine compound, and the 5-membered cyclic carbonate compound contains carbon dioxide as a part of its raw material. For example, since it is obtained by reacting an epoxy compound and carbon dioxide, carbon dioxide can be incorporated and fixed in the resin. This means that the present invention makes it possible to provide a backsheet as an environmental protection product that was useful from the viewpoint of reducing greenhouse gases and that could not be achieved with conventional products.

次に、具体的な製造例、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、以下の各例における「部」及び「%」は特に断りのない限り質量基準である。   Next, the present invention will be described in more detail with reference to specific production examples, examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following examples, “part” and “%” are based on mass unless otherwise specified.

<製造例1>(変性剤の製造)
トリメチロールプロパンと、ヘキサメチレンジイソシアネートの3量体付加物[コロネートHL(商品名)、日本ポリウレタン社製、NCO=12.9%、固形分75%]100部、酢酸エチル24.5部を、100℃でよく撹拌しながら、ε−カプロラクタム25.5部を添加し、5時間反応させた。得られた変性剤の赤外吸収スペクトル(堀場製作所製FT−720にて測定。以下同じ。)によれば、2,270cm-1に遊離イソシアネート基による吸収は残っていた。この遊離イソシアネート基を定量すると、固形分50%で理論値が2.1%であるのに対し、実測値は1.8%であった。したがって、上記の変性剤の主たる構造は、下記式と推定される。
<Production Example 1> (Production of modifier)
Trimethylolpropane and hexamethylene diisocyanate trimer adduct [Coronate HL (trade name), manufactured by Nippon Polyurethane, NCO = 12.9%, solid content 75%] 100 parts, ethyl acetate 24.5 parts, While stirring well at 100 ° C., 25.5 parts of ε-caprolactam was added and allowed to react for 5 hours. According to the infrared absorption spectrum of the obtained modifier (measured with FT-720 manufactured by Horiba, the same applies hereinafter), absorption due to free isocyanate groups remained at 2,270 cm −1 . When this free isocyanate group was quantified, the theoretical value was 2.1% at a solid content of 50%, whereas the measured value was 1.8%. Therefore, the main structure of the above modifier is presumed to be the following formula.

Figure 0005939636
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<製造例2>(変性剤の製造)
ヘキサメチレンジイソシアネートと水の付加体[ジュラネート24A−100(商品名)、旭化成社製、NCO=23.0%]100部、酢酸エチルを80℃でよく撹拌しながら、メチルエチルケトオキシム32部を添加し、5時間反応させた。得られた変性剤の赤外吸収スペクトルによれば、2,270cm-1に遊離イソシアネート基による吸収は残っており、また、この遊離イソシアネート基を定量すると、固形分50%で理論値が2.9%であるのに対し、実測値は2.6%であった。よって、上記の変性剤の主たる構造は下記式と推定される。
<Production Example 2> (Production of modifier)
Hexamethylene diisocyanate and water adduct [Duranate 24A-100 (trade name), Asahi Kasei Co., Ltd., NCO = 23.0%] 100 parts, while stirring ethyl acetate at 80 ° C, 32 parts of methyl ethyl ketoxime was added. The reaction was performed for 5 hours. According to the infrared absorption spectrum of the resulting modifier, absorption due to free isocyanate groups remains at 2,270 cm −1 , and when this free isocyanate group is quantified, the theoretical value is 2. at a solid content of 50%. The actual measured value was 2.6%, compared with 9%. Therefore, the main structure of the above modifier is estimated as the following formula.

Figure 0005939636
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<製造例3>(5員環環状カーボネート化合物の製造)
撹拌機、温度計、ガス導入管及び還流冷却器を備えた反応容器中に、下記式Aで表される2価エポキシ化合物[エピコート828(商品名)、ジャパンエポキシレジン(株)製;エポキシ当量187g/mol]100部、N−メチルピロリドン100部、ヨウ化ナトリウム1.5部を加え、均一に溶解させた。
<Production Example 3> (Production of 5-membered cyclic carbonate compound)
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a gas introduction tube and a reflux condenser, a divalent epoxy compound represented by the following formula A [Epicoat 828 (trade name), manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd .; epoxy equivalent 187 g / mol] 100 parts, 100 parts of N-methylpyrrolidone and 1.5 parts of sodium iodide were added and dissolved uniformly.

Figure 0005939636
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その後、炭酸ガスを0.5リッター/分の速度でバブリングしながら、80℃で30時間加熱撹拌した。反応終了後、得られた溶液を、300部のn−ヘキサン中に300rpmで高速撹拌しながら徐々に添加し、生成した粉末状生成物をフィルターでろ過、さらにメタノールで洗浄し、N−メチルピロリドン及びヨウ化ナトリウムを除去した。得られた粉末を乾燥機中で乾燥し、白色粉末の5員環環状カーボネート化合物(1−A)118部(収率95%)を得た。   Thereafter, the mixture was heated and stirred at 80 ° C. for 30 hours while bubbling carbon dioxide at a rate of 0.5 liter / min. After completion of the reaction, the resulting solution was gradually added to 300 parts of n-hexane with high-speed stirring at 300 rpm, and the resulting powdery product was filtered through a filter, further washed with methanol, and N-methylpyrrolidone. And sodium iodide was removed. The obtained powder was dried in a drier to obtain 118 parts (yield 95%) of a white powder 5-membered cyclic carbonate compound (1-A).

上記で得られた生成物の赤外吸収スペクトルは、910cm-1付近のエポキシ基由来のピークが生成物ではほぼ消滅し、1,800cm-1付近に原料には存在しない環状カーボネート基のカルボニル基の吸収が確認された。また、生成物の数平均分子量は414(ポリスチレン換算、東ソー;GPC−8220)であった。得られた5員環環状カーボネート化合物(1−A)中には、19%の二酸化炭素が固定化されている。 The infrared absorption spectrum of the product obtained above shows that the peak derived from the epoxy group near 910 cm −1 almost disappears in the product, and the carbonyl group of the cyclic carbonate group that does not exist in the raw material near 1,800 cm −1. Absorption was confirmed. Moreover, the number average molecular weight of the product was 414 (polystyrene conversion, Tosoh; GPC-8220). In the obtained 5-membered cyclic carbonate compound (1-A), 19% of carbon dioxide is immobilized.

<製造例4>(5員環環状カーボネート化合物の製造)
製造例3で用いた2価エポキシ化合物(A)の代わりに、下記式B[YDF−170(商品名)、東都化成(株)製;エポキシ当量172g/mol]を使い、製造例3と同様に反応させ、白色粉末の5員環環状カーボネート化合物(1−B)121部(収率96%)を得た。得られた生成物は、製造例3の場合と同様に、赤外吸収スペクトル、GPC、で確認した。得られた5員環環状カーボネート化合物(1−B)中には、20.3%の二酸化炭素が固定化されている。
<Production Example 4> (Production of 5-membered cyclic carbonate compound)
Similar to Production Example 3 using the following formula B [YDF-170 (trade name), manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd .; epoxy equivalent 172 g / mol] instead of the divalent epoxy compound (A) used in Production Example 3. To obtain 121 parts (yield 96%) of white powder 5-membered cyclic carbonate compound (1-B). The obtained product was confirmed by an infrared absorption spectrum and GPC as in the case of Production Example 3. In the obtained 5-membered cyclic carbonate compound (1-B), 20.3% of carbon dioxide is immobilized.

Figure 0005939636
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<重合例1>(自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂の製造)
撹拌機、温度計、ガス導入管及び還流冷却器を備えた反応容器を窒素置換し、これに製造例3で得られた5員環環状カーボネート化合物100部を、固形分が35%になるようにプロピレングリコールモノエーテルアセテート(PGM)を加え均一に溶解した。次にヘキサメチレンジアミン27.1部を加え、90℃の温度で10時間撹拌し、ヘキサメチレンジアミンが確認できなくなるまで反応させ、ポリヒドロキシポリウレタン樹脂を合成した。次に、製造例1の変性剤を20部(固形分50%)添加し、90℃で3時間反応させた。赤外吸収スペクトルによるイソシアネート基の吸収が消失したことを確認し、自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂溶液を得た。
<Polymerization Example 1> (Production of self-crosslinking type polyhydroxy polyurethane resin)
A reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a gas introduction pipe and a reflux condenser was replaced with nitrogen, and 100 parts of the 5-membered cyclic carbonate compound obtained in Production Example 3 was added thereto so that the solid content became 35%. Propylene glycol monoether acetate (PGM) was added to and uniformly dissolved. Next, 27.1 parts of hexamethylene diamine was added, and the mixture was stirred at a temperature of 90 ° C. for 10 hours and reacted until no hexamethylene diamine could be confirmed to synthesize a polyhydroxy polyurethane resin. Next, 20 parts of the modifier of Production Example 1 (solid content 50%) was added and reacted at 90 ° C. for 3 hours. After confirming that the absorption of the isocyanate group by the infrared absorption spectrum disappeared, a self-crosslinking polyhydroxy polyurethane resin solution was obtained.

<重合例2〜4>(自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂の製造)
以下、重合例1と同様に、5員環環状カーボネート化合物、ポリアミン化合物、製造例1又は2で得た変性剤を組み合わせて、重合例1と同様に方法で反応させて、表1に記載の重合例2〜4の自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂溶液をそれぞれ得た。
<Polymerization Examples 2 to 4> (Production of self-crosslinking type polyhydroxy polyurethane resin)
Hereinafter, in the same manner as in Polymerization Example 1, a 5-membered cyclic carbonate compound, a polyamine compound, and the modifier obtained in Production Example 1 or 2 were combined and reacted in the same manner as in Polymerization Example 1, and listed in Table 1. The self-crosslinking type polyhydroxy polyurethane resin solutions of Polymerization Examples 2 to 4 were obtained.

<比較重合例1>(ポリエステルウレタン樹脂)
下記のようにして、比較例で用いるポリエステルウレタン樹脂を合成した。撹拌機、温度計、ガス導入管及び還流冷却器を備えた反応容器を窒素置換し、平均分子量約2,000のポリブチレンアジペート150部と、1,4−ブタンジオール15部とを、250部のジメチルホルムアミド中に溶解した。そして、60℃でよく撹拌しながら、62部の水添加MDI(メチレンビス(1,4−シクロヘキシレン)−ジイソシアネート)を171部のジメチルホルムアミドに溶解したものを徐々に滴下し、滴下終了後80℃で6時間反応させた。
<Comparative polymerization example 1> (polyester urethane resin)
The polyester urethane resin used in the comparative example was synthesized as follows. A reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, gas introduction pipe and reflux condenser was replaced with nitrogen, and 150 parts of polybutylene adipate having an average molecular weight of about 2,000 and 15 parts of 1,4-butanediol were 250 parts. In dimethylformamide. Then, with good stirring at 60 ° C., 62 parts of water-added MDI (methylenebis (1,4-cyclohexylene) -diisocyanate) dissolved in 171 parts of dimethylformamide was gradually added dropwise. For 6 hours.

<比較重合例2>(ポリカーボネートポリウレタン樹脂)
比較重合例1と同様にして比較例で用いるポリカーボネートポリウレタン樹脂を合成した。比較重合例1と同様の反応容器に、平均分子量約2,000のポリカーボネートジオール(宇部興産(株)製)150部と、1,4−ブタンジオール15部とを、200部のメチルエチルケトンと50部のジメチルホルムアミドからなる混合有機溶剤中に溶解した。そして、60℃でよく撹拌しながら、62部の水添加MDIを171部のジメチルホルムアミドに溶解したものを徐々に滴下し、滴下終了後80℃で6時間反応させた。
<Comparative Polymerization Example 2> (Polycarbonate polyurethane resin)
In the same manner as in Comparative Polymerization Example 1, a polycarbonate polyurethane resin used in the Comparative Example was synthesized. In a reaction vessel similar to Comparative Polymerization Example 1, 150 parts of polycarbonate diol having an average molecular weight of about 2,000 (manufactured by Ube Industries, Ltd.) and 15 parts of 1,4-butanediol were mixed with 200 parts of methyl ethyl ketone and 50 parts. In a mixed organic solvent composed of dimethylformamide. Then, a solution obtained by dissolving 62 parts of water-added MDI in 171 parts of dimethylformamide was gradually added dropwise with stirring at 60 ° C., and reacted at 80 ° C. for 6 hours after the completion of the addition.

重合例1〜4、比較重合例1〜2で得た樹脂の組成と性状を表1に記載した。   Table 1 shows the compositions and properties of the resins obtained in Polymerization Examples 1 to 4 and Comparative Polymerization Examples 1 and 2.

Figure 0005939636
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<実施例1〜4、比較例1、2>
重合例1〜4、比較重合例1、2で得た各樹脂溶液をそれぞれ使用し、表2に記載の配合にて接着剤層用の塗工液を作製した。これを用いて以下のようにして、図3に示す構造の太陽電池モジュール用バックシートの試験シートを作製した。具体的には、表2に示したように、重合例1〜4では、上記で調製した接着剤用塗工液を用い、比較重合例1、2では、上記で調製した樹脂溶液に架橋剤としてイソシアネートをさらに添加したものを用いた。そして、得られた各試験シートについて、下記の方法でそれぞれ評価した。
<Examples 1-4, Comparative Examples 1 and 2>
Using the resin solutions obtained in Polymerization Examples 1 to 4 and Comparative Polymerization Examples 1 and 2, respectively, a coating solution for an adhesive layer was prepared according to the formulation shown in Table 2. Using this, a test sheet for a back sheet for a solar cell module having the structure shown in FIG. 3 was produced. Specifically, as shown in Table 2, in Polymerization Examples 1 to 4, the adhesive coating solution prepared above was used, and in Comparative Polymerization Examples 1 and 2, the resin solution prepared above was used as a crosslinking agent. A further addition of isocyanate was used. The obtained test sheets were evaluated by the following methods.

Figure 0005939636
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[太陽電池モジュール用バックシートの試験シートの製造]
厚さ100μmのPET樹脂フィルム(基材)6の一方の面に、真空蒸着法により厚さ50nmのアルミニウム蒸着層9を積層し、バリアフィルムシート(蒸着基材)8を作製した。そして、作製したバリアフィルムシート8を2枚用い、図3に示したように、一方のシートのアルミニウム蒸着層9と他方のPET樹脂フィルム(基材)6の背面が重なるように(アルミニウム蒸着層が同じ側に向く状態)、重合例1〜4、比較重合例1、2ので調製した接着剤層用塗工液を用いて積層接着して、太陽電池モジュール用バックシート試験シートを得た。具体的には、各接着剤層用塗工液を2枚のバリアフィルムシート8の一方に乾燥後の厚みが10μmになるように塗工し、140℃で5分熱処理後、ドライラミネート加工により、2枚のバリアフィルムシート8を、接着剤層7を介して積層接着させた。
[Manufacture of test sheet for back sheet for solar cell module]
An aluminum vapor deposition layer 9 having a thickness of 50 nm was laminated on one surface of a PET resin film (base material) 6 having a thickness of 100 μm by a vacuum vapor deposition method to produce a barrier film sheet (vapor deposition substrate) 8. Then, using the two produced barrier film sheets 8, as shown in FIG. 3, the aluminum vapor deposition layer 9 of one sheet and the back surface of the other PET resin film (base material) 6 overlap each other (aluminum vapor deposition layer). Are laminated to each other using the coating solution for adhesive layer prepared in Polymerization Examples 1 to 4 and Comparative Polymerization Examples 1 and 2, to obtain a solar cell module backsheet test sheet. Specifically, each adhesive layer coating solution is applied to one of the two barrier film sheets 8 so that the thickness after drying is 10 μm, heat-treated at 140 ° C. for 5 minutes, and then dry laminated. Two barrier film sheets 8 were laminated and bonded via the adhesive layer 7.

[評価]
上記で得た各試験シートを用いて、下記の方法及び基準で評価した。結果を表3にまとめて示した。
[Evaluation]
Each test sheet obtained above was used for evaluation according to the following methods and criteria. The results are summarized in Table 3.

(酸素ガス透過度)
実施例及び比較例の各試験シートの酸素ガス透過度を、MOCON社(米)・OX−TRANで、JIS−K−7126に準じて測定した。その結果を表3に示した。
(Oxygen gas permeability)
The oxygen gas permeability of each test sheet of Examples and Comparative Examples was measured according to JIS-K-7126 with MOCON (USA) · OX-TRAN. The results are shown in Table 3.

(水蒸気透過度)
実施例及び比較例の各試験シートの水蒸気透過度を、MOCON社(米)・Permatran−Wで、JIS−Z−0208B法に準拠し、温度40℃・相対湿度90%の条件で測定した。その結果を表3に示した。
(Water vapor permeability)
The water vapor permeability of each test sheet of Examples and Comparative Examples was measured by MOCON (USA) Permantran-W under the conditions of a temperature of 40 ° C. and a relative humidity of 90% based on the JIS-Z-0208B method. The results are shown in Table 3.

(ラミネート強度)
実施例及び比較例の各試験シートをA4サイズに切断し、85℃・85%RHの恒温槽に1,000時間放置後の試験片を引張試験機により180°の剥離強度を測定した。その結果を表3に示した。
(Lamination strength)
Each test sheet of the example and the comparative example was cut into A4 size, and the peel strength at 180 ° was measured for the test piece after being left in a constant temperature bath at 85 ° C. and 85% RH for 1,000 hours. The results are shown in Table 3.

(環境対応性)
実施例及び比較例の各試験シートの接着剤層に用いた樹脂中における二酸化炭素の固定化の有無によって、○×で評価した。その結果を表3に示した。
(Environmental compatibility)
It evaluated by (circle) * by the presence or absence of the fixation of the carbon dioxide in resin used for the adhesive bond layer of each test sheet of an Example and a comparative example. The results are shown in Table 3.

Figure 0005939636
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表3の結果から明らかなように、太陽電池モジュール用バックシートの接着剤層に、自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂を含む接着剤を用いることにより、耐久性、耐候性、特にガスバリア性や水分バリア性に優れた太陽電池モジュール用バックシートを得ることができる。自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂の有する水酸基は、基材シートと界面で強く相互作用するため、基材に対する優れた接着性や可とう性が付与されたものとなる。また、該樹脂の構造中に存在するマスキングされたイソシアネート基は、加熱等することでマスキング剤が解離してイソシアネート基が生成され、その構造中の水酸基と架橋するため、より一層、耐熱性や耐久性に優れた性能のバックシートとなる。さらに、本発明で使用する自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂は、二酸化炭素を樹脂中に取り入れ固定化した、地球温暖化、資源枯渇などの問題解決に資する有用な材料であるため、これを用いて得られる太陽電池モジュール用バックシートも従来品では到達できなかった環境保全対応の製品となる。   As is apparent from the results in Table 3, durability, weather resistance, particularly gas barrier properties and moisture barriers can be obtained by using an adhesive containing a self-crosslinking polyhydroxypolyurethane resin for the adhesive layer of the solar cell module backsheet. A solar cell module back sheet having excellent properties can be obtained. Since the hydroxyl group of the self-crosslinking polyhydroxypolyurethane resin interacts strongly with the base material sheet at the interface, excellent adhesion to the base material and flexibility are imparted. Further, the masked isocyanate group present in the structure of the resin is heated to dissociate the masking agent to form an isocyanate group, which crosslinks with the hydroxyl group in the structure. It becomes a back sheet with excellent durability. Furthermore, the self-crosslinking polyhydroxypolyurethane resin used in the present invention is a useful material that contributes to solving problems such as global warming and resource depletion by incorporating and fixing carbon dioxide in the resin. The solar cell module backsheet obtained is also a product for environmental conservation that cannot be achieved with conventional products.

1:ガラス板
2:充填材(EVA)
3:太陽電池素子(セル)
4:カバー材
5:バックシート
6:基材フィルム
7:接着剤層
8:ガスバリアフィルム
9:蒸着層
10:基材フィルム(EVA)
1: Glass plate 2: Filler (EVA)
3: Solar cell element (cell)
4: Cover material 5: Back sheet 6: Base film 7: Adhesive layer 8: Gas barrier film 9: Deposition layer 10: Base film (EVA)

Claims (4)

複数種のフィルムが接着剤層を介して積層してなる、太陽電池モジュールを構成する一部材である太陽電池モジュール用バックシートにおいて、
厚みが10μm〜300μmである基材フィルムに、金属箔又は蒸着層が形成されてなるガスバリアフィルムを積層させるための前記接着剤層の少なくともいずれかが、5員環環状カーボネート化合物とアミン化合物との反応から誘導された、二酸化炭素を原材料の一部としたポリヒドロキシポリウレタン樹脂であって、変性剤由来のイソシアネート基を有する自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂の自己橋皮膜で形成されていることを特徴とする太陽電池モジュール用バックシート。
In the back sheet for a solar cell module, which is a member constituting a solar cell module, in which a plurality of types of films are laminated via an adhesive layer,
At least one of the adhesive layers for laminating a gas barrier film in which a metal foil or a vapor deposition layer is formed on a base film having a thickness of 10 μm to 300 μm is composed of a 5-membered cyclic carbonate compound and an amine compound. derived from the reaction, carbon dioxide a port polyhydroxy polyurethane resins which as part of the raw materials, self-crosslinking of the polyhydroxy polyurethane resins self cross-linking skin layer having a b isocyanate group derived from the modifying agent A back sheet for a solar cell module, which is formed.
前記ガスバリアフィルムが、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂及び環状ポリオレフィン樹脂からなる群から選ばれる基材フィルムに、5nm〜300nmの範囲の金属蒸着層又は酸化物蒸着層が形成されてなるものである請求項1に記載の太陽電池モジュール用バックシート。   2. The gas barrier film is formed by forming a metal vapor deposition layer or an oxide vapor deposition layer in a range of 5 nm to 300 nm on a base film selected from the group consisting of a polyester resin, a fluororesin, and a cyclic polyolefin resin. The back sheet for solar cell modules as described in 2. 複数種のフィルムが接着剤層を介して積層してなる、太陽電池モジュールを構成する一部材である太陽電池モジュール用バックシートの製造方法であって、
厚みが10μm〜300μmである基材フィルムに、金属箔又は蒸着層が形成されてなるガスバリアフィルムを積層する際に、5員環環状カーボネート化合物とアミン化合物との反応から誘導された、二酸化炭素を原材料の一部として反応させて得られるポリヒドロキシポリウレタン樹脂を変性してなる、その構造中にマスキングされたイソシアネート基を有する自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂系接着剤を用い、加熱処理して自己架橋皮膜からなる接着剤層を形成することを特徴とする太陽電池モジュール用バックシートの製造方法
A method for producing a back sheet for a solar cell module, which is a member constituting a solar cell module, wherein a plurality of types of films are laminated via an adhesive layer,
When laminating a gas barrier film in which a metal foil or a vapor deposition layer is formed on a base film having a thickness of 10 μm to 300 μm, carbon dioxide derived from the reaction between a 5- membered cyclic carbonate compound and an amine compound Self-crosslinking by heat treatment using a self-crosslinking polyhydroxypolyurethane resin adhesive having a masked isocyanate group in its structure, which is obtained by modifying a polyhydroxypolyurethane resin obtained by reacting as part of the raw material The manufacturing method of the solar cell module backsheet characterized by forming the adhesive bond layer which consists of a membrane | film | coat .
前記自己架橋型ポリヒドロキシポリウレタン樹脂の構造中のマスキングされたイソシアネート基は、有機ポリイソシアネート基とマスキング剤との反応生成物であって、熱処理することによりマスキングされた部分が解離されてイソシアネート基を生成し、該樹脂の構造中の水酸基と反応して自己架橋するものである請求項3に記載の太陽電池モジュール用バックシートの製造方法The masked isocyanate group in the structure of the self-crosslinking type polyhydroxypolyurethane resin is a reaction product of an organic polyisocyanate group and a masking agent, and the masked portion is dissociated by heat treatment to remove the isocyanate group. The method for producing a back sheet for a solar cell module according to claim 3 , wherein the method produces and self-crosslinks by reacting with a hydroxyl group in the resin structure.
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