本発明の太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤は、太陽電池のバックシートの表面保護に用いられるコーティング剤であり、分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂および着色剤を含有することを特徴とする。本発明の太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤は、分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂および着色剤を含有するので、本発明の太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤からなる被膜は、太陽電池として実際に使用される環境だけでなく、太陽電池モジュールを評価する際に検討されている高温多湿の雰囲気中における促進試験を行なった場合であっても、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性、耐候性および電気絶縁性に優れ、さらに太陽電池モジュール用バックシートを製造する際の加熱に対する耐熱性および折り曲げ性にも優れている。
分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂において、分散性基は、着色剤の分散性を向上させる基を意味する。好適な分散性基としては、酸性基および塩基性基が挙げられる。酸性はpKa(酸解離定数)で定義することができ、塩基性はpKb(塩基解離定数)で定義することができる。酸性基および塩基性基は、それぞれ単独で用いてもよく、併用してもよい。
分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂は、分散性基を有する単量体を含有する単量体成分を重合させることによって調製することができる。
分散性基を有する単量体としては、例えば、酸性基を有する単量体および塩基性基を有する単量体などが挙げられ、これらはそれぞれ単独で用いてもよく、併用してもよい。
酸性基を有する単量体のpKaは、耐候性を向上させる観点から、好ましくは1以上であり、電気絶縁性を向上させる観点から、好ましくは5以下である。
酸性基を有する単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸などのカルボキシル基を有する単量体;ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、スルホエチル(メタ)アクリレートなどのスルホン酸基を有する単量体;2−アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、2−メタクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、2−アクリロイルオキシプロピルアシッドホスフェート、2−メタクリロイルオキシプロピルアシッドホスフェート、2−アクリロイルオキシ−3−クロロプロピルアシッドホスフェート、2−メタクリロイルオキシ−3−クロロプロピルアシッドホスフェート、2−アクリロイルオキシエチルフェニルリン酸、2−メタクリロイルオキシエチルフェニルリン酸などの酸性リン酸エステル系単量体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの酸性基を有する単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
酸性基を有する単量体のなかでは、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性、耐候性および電気絶縁性に優れ、さらに太陽電池モジュール用バックシートを製造する際の加熱に対する耐熱性および形成された被膜の折り曲げ性にも優れたコーティング剤を得る観点から、カルボキシル基を有する単量体およびスルホン酸基を有する単量体が好ましく、アクリル酸(pKa:4.26)およびメタクリル酸(pKa:4.66)がより好ましい。
塩基性基を有する単量体のpKbは、耐候性を向上させる観点から、好ましくは3以上であり、電気絶縁性を向上させる観点から、好ましくは8以下である。
塩基性基を有する単量体としては、例えば、N,N’−ジメチルアミノエチルアクリレート、N,N’−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N’−ジエチルアミノエチルアクリレート、N,N’−ジエチルアミノエチルメタクリレートなどのジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート;テトラメチルピペリジルアクリレート、テトラメチルピペリジルメタクリレートなどのテトラアルキルピペリジル(メタ)アクリレート;ペンタメチルピペリジルアクリレート、ペンタメチルピペリジルメタクリレートなどのペンタアルキルピペリジル(メタ)アクリレート;ヘキサメチルピペリジルアクリレート、ヘキサメチルピペリジルメタクリレートなどのヘキサアルキルピペリジル(メタ)アクリレート;アクリルアミド、メタクリルアミドなどの(メタ)アクリルアミド;ジメチルアミノエチルアクリルアミド、ジメチルアミノエチルメタクリルアミド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、ジメチルアミノブチルアクリルアミド、ジメチルアミノブチルメタクリルアミドなどのジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド;アリルアミン、アミノスチレン、ビニルカルバゾール、ビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール、紫外線安定性基を有する塩基性の単量体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの塩基性基を有する単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。紫外線安定性基を有する塩基性単量体は、例えば、(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA−82、アデカスタブLA−87などのアデカスタブリーズなどとして商業的に容易に入手することができる。
塩基性基を有する単量体のなかでは、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性、耐候性および電気絶縁性に優れ、さらに太陽電池モジュール用バックシートを製造する際の加熱に対する耐熱性および形成された被膜の折り曲げ性にも優れたコーティング剤を得る観点から、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート、ペンタアルキルピペリジル(メタ)アクリレートおよびヘキサアルキルピペリジル(メタ)アクリレートが好ましく、N,N’−ジメチルアミノエチルメタクリレート(pKb:7.94)および1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジルメタクリレート(pKb:5.5)がより好ましい。
単量体成分における分散性基を有する単量体の含有量は、電気絶縁性を向上させる観点から、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、さらに好ましくは1質量%以上であり、バックシート基材に対する密着性および折り曲げ性を向上させる観点から、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、より一層好ましは10質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下である。
単量体成分には、基材に対する密着性、折り曲げ性および耐熱性を向上させる観点から、架橋性官能基を有する単量体が含まれていることが好ましい。好適な架橋性官能基を有する単量体としては、架橋性官能基として水酸基を有する単量体が好ましい。
架橋性官能基として水酸基を有する単量体としては、例えば、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレートなどの水酸基含有脂肪族カルボン酸エステル;カプロラクトン変性ヒドロキシアクリレート、カプロラクトン変性ヒドロキシメタクリレートなどのカプロラクトン変性ヒドロキシ(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの活性水素をもつ基を有する単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。カプロラクトン変性ヒドロキシ(メタ)アクリレートは、商業的に容易に入手することができるものであり、その例としては、ダイセル化学工業(株)製、商品名:プラクセルFM−1、プラクセルFM−1D、プラクセルFM−2D、プラクセルFM−3、プラクセルFA−1DM、プラクセルFA−2Dなどが挙げられる。
単量体成分における水酸基を有する単量体の量は、基材に対する密着性および折り曲げ性を向上させる観点から、分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂の水酸基価が好ましくは1mgKOH/g以上、より好ましくは3mgKOH/g以上、さらに好ましくは5mgKOH/g以上、さらに一層好ましくは10mgKOH/g以上となる量であり、基材に対する密着性および折り曲げ性を向上させる観点から、分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂の水酸基価が好ましくは100mgKOH/g以下、より好ましくは80mgKOH/g以下、より一層好ましくは50mgKOH/g以下、さらに好ましくは40mgKOH/g以下、さらに一層好ましくは30mgKOH/g以下、特に好ましくは25mgKOH/g以下となる量である。分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂の水酸基価は、当該分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂の原料である単量体成分における水酸基を有する単量体の含有率を調節することによって容易に調整することができる。
単量体成分には、前記した単量体以外の単量体を適宜用いることができる。前記した単量体以外の単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸エステル、エポキシ基を有する単量体、2個以上の重合性二重結合を有する単量体、芳香族系単量体、ハロゲン原子を有する単量体、ビニルエステル系単量体、ビニルエーテル系単量体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルアクリレート、n−プロピルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチルアクリレート、n−ブチルメタクリレート、tert−ブチルアクリレート、tert−ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレートなどの(メタ)アクリル酸アルキルエステル;イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレートなどのシクロアルキル(メタ)アクリレート;シクロヘキシルメチルアクリレート、シクロヘキシルメチルメタクリレート、シクロヘキシルエチルアクリレート、シクロヘキシルエチルメタクリレート、シクロヘキシルプロピルアクリレート、シクロヘキシルプロピルメタクリレート、4−メチルシクロヘキシルメチルアクリレート、4−メチルシクロヘキシルメチルメタクリレートなどのシクロアルキルアルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの(メタ)アクリル酸エステルは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
エポキシ基を有する単量体としては、例えば、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートなどのエポキシ基含有(メタ)アクリル酸エステルなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのエポキシ基を有する単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
2個以上の重合性二重結合を有する単量体としては、例えば、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの2個以上の重合性二重結合を有する単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
芳香族系単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレンなどのスチレン系化合物などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの芳香族系単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
ハロゲン原子を有する単量体としては、例えば、塩化ビニルなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。ハロゲン原子を有する単量体は、1種類のみを用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
ビニルエステル系単量体としては、例えば、酢酸ビニルなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。ビニルエステル系単量体は、1種類のみを用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
ビニルエーテル系単量体としては、例えば、ブチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテルなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのビニルエーテル系単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
前記した単量体以外の単量体のなかでは、太陽電池として実際に使用される環境だけでなく、太陽電池モジュールを評価する際に検討される高温多湿の雰囲気中における促進試験を行なった場合であっても、バックシート基材に対する密着性および耐候性を向上させる観点から、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレートなどの耐候性を付与する性質を有する単量体(以下、耐候性単量体という)、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性(メタ)アクリレートなどの水酸基含有単量体などが好ましい。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
単量体成分における前記した単量体以外の単量体の含有率は、耐候性を向上する観点から、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1質量%以上、より一層好ましくは3質量%以上、さらに好ましくは5質量%以上であり、バックシート基材に対する密着性を向上させる観点から、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下、さらに好ましくは80質量%以下、さらに一層好ましくは75質量%以下、特に好ましくは70質量%以下である。
単量体成分には、耐加水分解性および電気絶縁性を向上させる観点から、ビスアリールフルオレンを基本構造としたアクリレートを含有させることが好ましい。ビスアリールフルオレンを基本構造としたアクリレートは、例えば、大阪ガスケミカル(株)製、商品名:オグソールEA−0200、オグソールEA−0200、オグソールEA−0500、オグソールEA−1000などとして商業的に容易に入手することができる。また、特開2002−69130号公報に開示されているような(メタ)アクリル酸のシクロヘキシルアルキルエステル、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、トリシクロ[5,2,1,02.6]デカ−8−イル(メタ)アクリレートやテルペン系(メタ)アクリレートなどを使用することもできる。
また、単量体成分には、さらに紫外線吸収性を被膜に付与する観点から、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メタクリロイルオキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾールなどのベンゾトリアゾール系の紫外線吸収性基を有する単量体、ベンゾフェノン系の紫外線吸収性基を有する単量体、トリアジン系の紫外線吸収性基を有する単量体などの紫外線吸収性基を有する単量体を含有させることが好ましい。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。紫外線吸収性基を有する単量体は、例えば、大塚化学(株)製、商品名:RUVA93、大阪有機化学工業(株)製、商品名:BP−1Aなどとして商業的に容易に入手することができる。
単量体成分における紫外線吸収性基を有する単量体の含有率は、紫外線吸収性を被膜に付与する観点から、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1質量%以上であり、電気絶縁性を向上させる観点から、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下、さらに好ましくは20質量%以下である。
単量体成分を重合させる際には、分子量分布の増大やゲル化を抑制する観点から、必要により連鎖移動剤を用いてもよい。連鎖移動剤としては、例えば、メルカプト酢酸、3−メルカプトプロピオン酸などのメルカプトカルボン酸類;メルカプト酢酸メチル、3−メルカプトプロピオン酸メチル、3−メルカプトプロピオン酸2−エチルヘキシル、3−メルカプトプロピオン酸n−オクチル、3−メルカプトプロピオン酸メトキシブチル、3−メルカプトプロピオン酸ステアリル、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3−メルカプトプロピオネート)などのメルカプトカルボン酸エステル類;エチルメルカプタン、tert−ブチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、1,2−ジメルカプトエタンなどのアルキルメルカプタン類;2−メルカプトエタノール、4−メルカプト−1−ブタノールなどのメルカプトアルコール類;ベンゼンチオール、m−トルエンチオール、p−トルエンチオール、2−ナフタレンチオールなどの芳香族メルカプタン類;トリス〔(3−メルカプトプロピオニロキシ)−エチル〕イソシアヌレートなどのメルカプトイソシアヌレート類;2−ヒドロキシエチルジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィドなどのジスルフィド類;ベンジルジエチルジチオカルバメートなどのジチオカルバメート類;α−メチルスチレンダイマーなどのダイマー類;四臭化炭素などのハロゲン化アルキルなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの連鎖移動剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらの連鎖移動剤のなかでは、入手が容易であること、架橋防止性に優れていること、重合速度の低下の度合いが小さいことなどから、メルカプトカルボン酸類、メルカプトカルボン酸エステル類、アルキルメルカプタン類、メルカプトアルコール類、芳香族メルカプタン類、メルカプトイソシアヌレート類などのメルカプト基を有する化合物が好ましい。
単量体成分100質量部あたりの連鎖移動剤の量は、単量体成分の組成、重合温度などの重合条件、目標とする重合体の分子量などに応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、重量平均分子量が数千〜数万の重合体を得る場合には、0.1〜20質量部であることが好ましく、0.5〜15質量部であることがより好ましい。
単量体成分を重合させる方法としては、例えば、溶液重合法、分散重合法、懸濁重合法、乳化重合法などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
単量体成分を溶液重合法によって重合させる場合、溶媒として、例えば、トルエン、キシレンなどの芳香族系溶媒;イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコールなどのアルコール系溶媒;プロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブなどのエーテル系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸セロソルブなどのエステル系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジアセトンアルコールなどのケトン系溶媒;ジメチルホルムアミドなどのアミド系溶媒などの有機溶媒が挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの溶媒は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。溶媒の量は、重合条件、単量体成分の組成、得られる重合体の濃度などを考慮して適宜決定すればよい。
単量体成分を重合させる際には、重合開始剤を用いることができる。重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、ジ−tert−ブチルパーオキサイドなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの重合開始剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。単量体成分100質量部あたりの重合開始剤の量は、得られる重合体の所望する物性などに応じて適宜設定すればよいが、通常、好ましくは0.01〜50質量部、より好ましくは0.05〜20質量部である。
単量体成分を重合させる際の重合条件は、重合方法に応じて適宜設定すればよく、特に限定されるものではない。重合温度は、好ましくは室温〜200℃、より好ましくは40〜140℃である。反応時間は、単量体成分の重合反応が完結するように適宜設定すればよい。
以上のようにして単量体成分を重合させることによって重合体が得られる。重合体の重量平均分子量は、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性、耐候性および電気絶縁性を向上させ、さらに太陽電池モジュール用バックシートを製造する際の加熱に対する耐熱性および形成された被膜の折り曲げ性を向上させる観点から、好ましくは2000〜50万、より好ましくは4000〜20万である。なお、重量平均分子量は、ポリスチレン標準でゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって測定したときの値である。
分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂(不揮発分)のガラス転移温度は、電気絶縁性、耐候性および耐熱性を向上させる観点から、好ましくは60℃以上、より好ましくは65℃以上、さらに好ましくは70℃以上であり、分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂(不揮発分)のガラス転移温度の上限値は、バックシート基材に対する密着性および折り曲げ性を向上させる観点から、好ましくは150℃以下、より好ましくは120℃以下である。
分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂(不揮発分)のガラス転移温度は、当該分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂(不揮発分)の原料として用いられる単量体成分に含まれている単量体からなる単独重合体のガラス転移温度(Tg)(絶対温度:K)と単量体の質量分率から、式(I):
1/Tg=W1/Tg1+W2/Tg2+W3/Tg3+・・・+Wn/Tgn (I)
〔式中、Tgは、求めようとしている重合体のガラス転移温度(K)、W1、W2、W3・・・・Wnは、それぞれ各単量体の質量分率、Tg1、Tg2、Tg3・・・・Tgnは、それぞれ各単量体の質量分率に対応する単量体からなる単独重合体のガラス転移温度(K)を示す〕
で表されるフォックス(Fox)の式に基づいて求めることができる。なお、分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂(不揮発分)のガラス転移温度は、DSC(示差走査熱量測定装置)、DTA(示差熱分析装置)、TMA(熱機械測定装置)によって測定することもできる。
これらの分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂(不揮発分)のガラス転移温度の測定方法のうち、樹脂設計の利便性の観点から、分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂(不揮発分)のガラス転移温度には、主として式(I)に基づいて求められたガラス転移温度が用いられる。したがって、例えば、以下の製造例、実施例などにおいては、分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂(不揮発分)のガラス転移温度は、重合させる際に用いられたすべての単量体成分における各単量体の質量分率とこれに対応する単量体の単独重合体のガラス転移温度から求められたガラス転移温度を意味する。
なお、特殊単量体、多官能単量体などのようにガラス転移温度が不明の単量体については、単量体成分における当該ガラス転移温度が不明の単量体の合計含有率が10質量%以下である場合には、ガラス転移温度が判明している単量体のみを用いてガラス転移温度が求められる。また、単量体成分におけるガラス転移温度が不明の単量体の合計含有率が10質量%を超える場合には、単量体成分を重合させることによって得られた重合体のガラス転移温度を示差走査熱量分析(DSC)、示差熱量分析(DTA)、熱機械分析(TMA)などで測定することによって求められる。
単独重合体のガラス転移温度は、例えば、シクロヘキシルメタクリレートの単独重合体では83℃、n−ブチルアクリレートの単独重合体では−56℃、メチルメタクリレートの単独重合体では105℃、イソボルニルメタクリレートの単独重合体では180℃、2−ヒドロキシエチルメタクリレートでは55℃、カプロラクトン変性ヒドロキシメタクリレート〔ダイセル化学工業(株)製、商品名:プラクセルFM−1〕では−8℃(カタログ値)、メタクリル酸の単独重合体では130℃、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルメタクリレートでは約130℃、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメタクリレートでは約130℃、N,N’−ジメチルアミノエチルメタクリレートでは19℃、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メタクリロイルオキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾールでは約100℃、その他の単量体については、例えば、2−エチルヘキシルアクリレートの単独重合体では−70℃、n−ブチルメタクリレートの単独重合体では20℃、アクリル酸の単独重合体では106℃である。
太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤は、太陽電池として実際に使用される環境だけでなく、太陽電池モジュールを評価する際に検討されている高温多湿の雰囲気中における促進試験を行なった場合であっても、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する密着性、耐候性および電気絶縁性に優れ、さらに太陽電池モジュール用バックシートを製造する際の加熱に対する耐熱性および形成された被膜の折り曲げ性にも優れた太陽電池モジュールのバックシートを製造する観点から、分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂を含有する。
太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤における分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂の含有率は、前記溶媒を用いることにより、容易に調整することができる。太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤における分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂(不揮発分)の含有率は、特に限定されないが、通常、5〜80質量%の範囲から選ばれる。
太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤に含まれる不揮発分における分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂の含有率は、太陽電池として実際に使用される環境だけでなく、太陽電池モジュールを評価する際に検討される高温多湿の雰囲気中における促進試験を行なった場合であっても、バックシート基材に対する密着性および耐候性を向上させる観点から、好ましくは40質量%以上、より好ましくは45質量%以上である。太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤の不揮発分は、分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂および着色剤のみで構成されていてもよい。
太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤からなる被膜は、架橋および未架橋のいずれであってもよいが、耐加水分解性および電気絶縁性を向上させる観点から、架橋されていることが好ましい。被膜は、例えば、太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤自体を独自に架橋させることによって形成してもよく、太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤に硬化剤を含有させ、硬化剤で太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を架橋させることによって形成させてもよい。
硬化剤としては、(ブロック)ポリイソシアネート化合物、エポキシ樹脂、オキサゾリン基含有樹脂、アミノプラスト樹脂などが挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらのなかでは、硬化性および耐候性を向上させる観点から、(ブロック)ポリイソシアネート化合物、エポキシ樹脂およびオキサゾリン基含有樹脂からなる群より選ばれた少なくとも1種が好ましく、(ブロック)ポリイソシアネート化合物がより好ましい。
(ブロック)ポリイソシアネート化合物とは、ポリイソシアネート化合物および/またはブロックポリイソシアネート化合物を意味する。
ポリイソシアネート化合物としては、イソシアネート基を分子内に少なくとも2つ有する化合物が挙げられる。ポリイソシアネート化合物の具体例としては、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタ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、イソホロンジイソシアネート、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、リジンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアナートメチル)シクロヘキサン、1,5−ナフタレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネートなどのポリイソシアネート;これらのポリイソシアネートのアダクト体、ビュレット体、イソシアヌレート体などのポリイソシアネートの変性物(誘導体)などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
ブロックポリイソシアネート化合物は、加熱によって太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を架橋させるが、常温で貯蔵安定性を向上させる性質および密着性を有する。また、ブロックポリイソシアネート化合物は、太陽電池として実際に使用される環境だけでなく、太陽電池モジュールを評価する際に検討される高温多湿の雰囲気中における促進試験を行なった場合であっても、バックシート基材に対する密着性に優れている。ブロックポリイソシアネート化合物は、通常、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基をブロック化剤でブロックさせたものである。ブロック化剤としては、例えば、ε−カプロラクタム、フェノール、クレゾール、オキシム、アルコールなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。ブロックポリイソシアネート化合物のなかでは、芳香環に直接結合したイソシアネート基を有しない無黄変性ポリイソシアネート化合物は、被膜の黄変を防止する観点から好ましい。
(ブロック)ポリイソシアネート化合物は、例えば、住化バイエルウレタン(株)製、商品名:デスモジュールN3200、デスモジュールN3300、デスモジュールBL3175、デスモジュールN3400、デスモジュールN3600、デスモジュールVPLS2102、スミジュールBL3575MPA/X;旭化成ケミカルズ(株)製、商品名:デュラネートE−402−90T、デュラネートTPA−B80E、デュラネートMF−B60X、デュラネートMF−K60Xなどとして商業的に容易に入手することができる。
(ブロック)ポリイソシアネート化合物の量は、特に限定されない。例えば、分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂中の水酸基1モルあたりの(ブロック)ポリイソシアネート化合物におけるイソシアネート基の量は、被膜の耐加水分解性および電気絶縁性を向上させる観点から、好ましくは0.6モル以上、より好ましくは0.8モル以上であり、未反応のイソシアネート基が空気中の水分と反応することによって被膜が発泡したり、白化することを防止する観点から、好ましくは1.4モル以下、より好ましくは1.2モル以下である。
エポキシ樹脂としては、例えば、ジャパンエポキシレジン(株)製、商品名:エピコート828、エピコート1001X70、エピコート815;(株)ADEKA製、商品名:アデカレジンEP−4100などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
オキサゾリン基含有樹脂としては、例えば、(株)日本触媒製、商品名:エポクロスK−2000シリーズ、エポクロスWS−500、エポクロスWS−700などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
アミノプラスト樹脂は、メラミンやグアナミンなどのアミノ基を有する化合物とホルムアルデヒドとの付加縮合物であり、アミノ樹脂とも呼ばれている。
アミノプラスト樹脂としては、例えば、ジメチロールメラミン、トリメチロールメラミン、テトラメチロールメラミン、ペンタメチロールメラミン、ヘキサメチロールメラミン、完全アルキル型メチル化メラミン、完全アルキル型ブチル化メラミン、完全アルキル型イソブチル化メラミン、完全アルキル型混合エーテル化メラミン、メチロール基型メチル化メラミン、イミノ基型メチル化メラミン、メチロール基型混合エーテル化メラミン、イミノ基型混合エーテル化メラミンなどのメラミン樹脂;ブチル化ベンゾグアナミン、メチル/エチル混合アルキル化ベンゾグアナミン、メチル/ブチル混合アルキル化ベンゾグアナミン、ブチル化グリコールウリルなどのグアナミン樹脂などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
アミノプラスト樹脂は、例えば、三井サイテック(株)製、商品名:サイメル1128、サイメル303、マイコート506、サイメル232、サイメル235、サイメル771、サイメル325、サイメル272、サイメル254、サイメル1170などとして商業的に容易に入手することができる。
アミノプラスト樹脂の量は、特に限定されない。分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂とアミノプラスト樹脂との固形分の質量比(分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂/アミノプラスト樹脂)は、バックシート基材に対する密着性を向上させる観点から、好ましくは6/4以上であり、被膜の耐加水分解性および密着性を高める観点から、好ましくは9/1以下である。
硬化剤の量は、硬化剤の種類などによって異なるので一概には決定することができないが、通常、分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂100質量部に対して、被膜の耐加水分解性および電気絶縁性の観点から、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上であり、バックシート基材に対する密着性を向上させる観点から、好ましくは60質量部以下、より好ましくは50質量部以下、さらに好ましくは30質量部以下である。硬化剤の量は、例えば、分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂が1分子内に複数個の水酸基を有する場合には、当該分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂が有する水酸基の数に応じて硬化剤の量を適宜調整してもよい。
太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤は、該太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤の用途や該太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤に用いられる硬化剤の種類などに応じて種々の硬化条件で硬化させることができる。太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤は、常温硬化型、加熱硬化型、紫外線硬化型または電子線硬化型として用いることができる。また、硬化剤の添加方法や分散方法などには、特に限定がない。例えば、分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂が1分子内に複数個の水酸基を有する場合には、該分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂の種類に応じて硬化剤の添加方法や分散方法を選択すればよい。
本発明の太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤には、必要に応じて、分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂と硬化剤との架橋反応を促進させるための硬化触媒を含有させてもよい。硬化触媒としては、特に限定がないが、例えば、(ブロック)ポリイソシアネート化合物を用いる場合には、ジブチル錫ジラウレート、第3級アミンなどが好ましい。また、アミノプラスト樹脂を用いる場合には、酸性または塩基性の硬化触媒が好ましい。
本発明の太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤は、着色剤を含有する。着色剤としては、顔料および染料が挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、併用してもよい。これらのなかでは、本発明のコーティング剤の耐候性を高める観点から、顔料が好ましい。顔料の粒子径は、分散性を向上させる観点から、好ましくは0.01μm以上であり、平滑な被膜を形成する観点から、好ましくは1.0μm以下、より好ましくは0.5μm以下である。
顔料としては、無機顔料および有機顔料が挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、併用してもよい。顔料のなかでは、本発明のコーティング剤の耐候性を高める観点から、無機顔料が好ましい。
無機顔料としては、例えば、酸化チタン、カーボンブラック、酸化鉄、炭酸カルシウム、マイカ、酸化アルミニウム、酸化クロムなどが挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらのなかでは、被膜が太陽電池バックシートの最表面に形成される場合、光反射性を向上させる観点から、酸化チタンが好ましく、コーティング剤の耐候性を高める観点から、カーボンブラックが好ましい。
有機顔料としては、例えば、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、アニリンブラック系顔料、アンスラキノン系顔料などが挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、黒色顔料としては、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック、アニリンブラックなどのカーボンブラックなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。カーボンブラックは、商業的に入手が可能であり、その例としては、三菱化学(株)製、品番:MA−100、♯970(酸性処理)、♯2350などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。また、白色顔料としては、例えば、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸バリウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、珪酸マグネシウム、酸化マグネシウム、シリカ、アルミナ、アンチモン白、ホワイトカーボン、クレー、タルクなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。二酸化チタンは、商業的に入手が可能であり、その例としては、石原産業(株)製、商品名:タイペークCR−90−2、タイペークCR−93、タイペークCR−95などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
染料としては、天然染料および化学染料が挙げられる。天然染料としては、例えば、ベニバナ、サフラン、貝紫などが挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
化学染料としては、例えば、酸性染料、塩基性染料、直接染料、反応性染料、油溶染料、媒染染料、反応染料などが挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。酸性染料としては、例えば、C.I.アシッド・ブラック2、C.I.アシッド・ブラック52、C.I.アシッド・イエロー23、C.I.アシッド・レッド51、C.I.アッド・レッド87などが挙げられる。塩基性染料としては、例えば、C.I.ベーシック・ブラック2、C.I.ベーシック・イエロー2、C.I.ベーシック・イエロー11、C.I.ベーシック・レッド1、C.I.ベーシック・レッド13、C.I.ベーシック・バイオレット1、C.I.ベーシック・バイオレット3、C.I.ベーシック・バイオレット7、C.I.ベーシック・ブルー5、C.I.ベーシック・ブルー7などが挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。直接染料としては、例えば、C.I.ダイレクト・ブラック19、C.I.ダイレクト・ブラック22、C.I.ダイレクト・ブラック38、C.I.ダイレクト・ブラック51などが挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。反応性染料としては、例えば、C.I.リアクティブ・ブラック4、C.I.リアクティブ・ブラック39、C.I.リアクティブ・レッド180などが挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。油溶染料としては、例えば、C.I.ソルベント・ブラック3、C.I.ソルベント・ブラック5、C.I.ソルベント・ブラック7などなどが挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。媒染染料としては、例えば、C.I.モーダント・ブラック17などが挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。反応染料としては、例えば、C.I.リアクティブ・ブラック4、C.I.リアクティブ・ブラック39などが挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、黒色染料としては、例えば、C.I.ダイレクト・ブラック19、C.I.ダイレクト・ブラック22、C.I.ダイレクト・ブラック38、C.I.ダイレクト・ブラック51などの黒色直接染料、C.I.アシッド・ブラック2、C.I.アシッド・ブラック52などの黒色酸性染料、C.I.ベーシック・ブラック2などの黒色塩基性染料、C.I.ソルベント・ブラック3、C.I.ソルベント・ブラック5、C.I.ソルベント・ブラック7などの黒色油溶染料、C.I.モーダント・ブラック17などの媒染染料、C.I.リアクティブ・ブラック4、C.I.リアクティブ・ブラック39などの黒色反応染料などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
着色剤のなかでは、コーティング剤の耐候性を向上させる観点から、無機顔料が好ましく、カーボンブラックおよび酸化チタンがより好ましい。
コーティング剤における着色剤の含有率は、着色剤の種類や目的とする着色の度合いなどによって異なるので一概には決定することができない。例えば、着色剤として顔料を用いる場合には、通常、コーティング剤における着色剤の含有率は、バックシートの意匠性およびバックシート基材に対する密着性を向上させる観点から、好ましくは3〜80質量%、より好ましくは5〜60質量%である。
本発明の太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤には、溶媒や添加剤などを含有させてもよい。溶媒としては、例えば、上述したのと同様の有機溶媒が挙げられる。また、添加剤としては、フィルムやコーティング膜などを形成するコーティング剤に一般に使用されている添加剤などが挙げられる。
添加剤の具体例としては、レベリング剤;微粒子;消泡剤;タレ防止剤;シランカップリング剤;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;粘性調整剤;紫外線安定剤;金属不活性化剤;過酸化物分解剤;難燃剤;補強剤;可塑剤;潤滑剤;防錆剤;蛍光性増白剤;有機系および無機系の紫外線吸収剤、無機系熱線吸収剤;有機系および無機系の防炎剤;有機系および無機系の帯電防止剤;オルソギ酸メチルなどの脱水剤などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
ところで、本発明の太陽電池モジュールは、例えば、太陽電池表面封止シート、受光面側封止材、太陽電池セル、非受光面側封止材および太陽電池裏面保護シートをこの順で減圧下にて加熱させながら接触させ、貼り合せることによって製造することができる。したがって、前記添加剤として用いられる微粒子は、当該方法によって太陽電池モジュールを製造する場合には、加熱によって当該粒子が溶融することを防止する観点から、その融点が120℃以上であるか、または融点を有しないことが好ましい。
前記微粒子の平均粒子径は、二次凝集を防止し、取扱い性を向上させる観点から、好ましくは5nm以上であり、コーティング剤からなる被膜の硬度、伸長性および柔軟性を向上させる観点から、好ましくは100nm以下である。
前記微粒子としては、例えば、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、シリカ、アルミナ、クレー、タルク、マイカ、ホワイトカーボン、コロイド状シリカ、アルミナゾルなどの無機微粒子;ポリメチルメタクリレートなどの(メタ)アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどのポリオレフィン系ワックス、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂、ポリスチレン系樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン系樹脂、尿素樹脂、ナイロン6、ナイロン6,6などのポリアミド系樹脂、フェノール樹脂などの樹脂からなる有機微粒子などの微粒子が挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの微粒子は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらの微粒子のなかでは、ポリメチルメタクリレートなどの(メタ)アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどのポリオレフィン系ワックスおよびポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂などの樹脂からなる有機微粒子が好ましい。
コーティング剤からなる被膜における前記微粒子の含有率は、コーティング剤からなる被膜の耐候性を向上させる観点から、好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上であり、コーティング剤からなる被膜の伸長性、柔軟性および基材に対する密着性を向上させる観点から、好ましくは50質量%以下、より好ましくは30質量%以下である。
コーティング剤からなる被膜は、当該被膜の表面に凹凸を形成させることによって耐すべり性およびブロッキング性を向上させる観点から、平均粒子径が0.2μm以上で当該被膜の厚さの2倍以下である粒状物を含有させることが好ましい。前記粒状物の平均粒子径は、耐すべり性およびブロッキング性を向上させる観点から、好ましくは0.3μm以上、より好ましくは0.5μm以上であり、コーティング剤からなる被膜における隠蔽性を向上させるとともに当該被膜の耐候性を向上させる観点から、好ましくは当該被膜の厚さの2倍以下、より好ましくは当該被膜の厚さの1.5倍以下、さらに好ましくは当該被膜の厚さの1.3倍以下、さらに一層好ましくは当該被膜の厚さの1.1倍以下である。
なお、本明細書において、微粒子および粒状物の平均粒子径は、レーザー解析散乱法による粒度分布測定器〔ベックマン・コールター社製、商品名:BECKMAN COULTER LS 13 320)を用いて測定された体積平均粒子径を意味する。
分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂100質量部あたりの前記粒状物の量は、コーティング剤からなる被膜の耐すべり性および湿熱密着性を向上させる観点から、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上であり、基材に対するコーティング剤からなる被膜の密着性を向上させる観点から、好ましくは50質量部以下、より好ましくは30質量部以下、さらに好ましくは15質量部以下である。
前記粒状物は、太陽電池モジュールを製造する際の加熱によって溶融することを防止するとともに、コーティング剤からなる被膜の耐擦傷性および基材に対する密着性を向上させる観点から、その融点が120℃以上であるか、または融点を有しないことが好ましい。
前記粒状物としては、例えば、シリカ、ガラス繊維、ガラス粉末、ガラスビーズ、クレー、ワラスナイト、酸化鉄、酸化アンチモン、リトポン、軽石粉、硫酸アルミニウム、ケイ酸ジルコニウム、ドロマイト、砂鉄などの無機粒状物;ポリメチルメタクリレートなどの(メタ)アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどのポリオレフィン系ワックス、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂、ポリスチレンなどのポリスチレン系樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン系樹脂、尿素樹脂、ナイロン6、ナイロン6,6などのポリアミド系樹脂、フェノール樹脂などの樹脂からなる樹脂粒状物;セルロースパウダー、ニトロセルロースパウダー、木粉、古紙粉、籾殻粉、澱粉などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの粒状物は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらの粒状物のなかでは、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、尿素樹脂などの窒素含有樹脂粒状物、ポリメチルメタクリレートなどの(メタ)アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどのポリオレフィン系ワックスおよびポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂などの樹脂からなる樹脂粒状物が好ましく、耐熱性を高める観点から、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、尿素樹脂などの窒素含有樹脂粒子が好ましい。樹脂粒状物は、例えば、乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法、ソープフリー重合法、シード重合法、マイクロサスペンジョン重合法などの重合法によって調製することができる。
また、前記微粒子および前記粒状物のうちの少なくとも1種には、紫外線吸収剤および/または光安定剤を含有させることが好ましい。前記微粒子および前記粒状物のうちの少なくとも1種に紫外線吸収剤および/または光安定剤を含有させた場合には、太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤からなる被膜の耐候性を向上させることができるだけでなく、湿熱時の密着性を向上させることができる。
前記微粒子および前記粒状物のうちの少なくとも1種に紫外線吸収剤および/または光安定剤を含有させる方法としては、例えば、微粒子または粒状物のなかに紫外線吸収剤および/または光安定剤を添加する方法、微粒子または粒状物を形成する樹脂を調製する際に当該樹脂の原料として用いられるモノマー成分に反応性二重結合を有する紫外線吸収剤および/または反応性二重結合を有する光安定剤を含有させた後、当該モノマー成分を重合させることにより、紫外線吸収剤および/または光安定剤を樹脂に化学的に結合させる方法などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの方法のなかでは、微粒子および粒状物からの浸出を抑制する観点から、後者の方法、すなわち、微粒子または粒状物を形成する樹脂を調製する際に当該樹脂の原料として用いられるモノマー成分に反応性二重結合を有する紫外線吸収剤および/または反応性二重結合を有する光安定剤を含有させた後、当該モノマー成分を重合させることにより、紫外線吸収剤および/または光安定剤を樹脂に化学的に結合させる方法が好ましい。
前記紫外線吸収剤および前記光安定剤は、それぞれ無機系と有機系とに大別される。
無機系紫外線吸収剤としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウムなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。無機系の紫外線吸収剤のなかでは、紫外線吸収性、光触媒活性および経済性の観点から、酸化亜鉛が好ましい。
有機系紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール化合物、トリアジン化合物などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。なお、これらの紫外線吸収剤は、紫外線吸収性を有するが、紫外線が照射されたときに発生する有機ラジカルを捕捉することができないことから、このラジカルによって基材のポリエステルフィルムなどの樹脂フィルムが劣化するおそれがある。したがって、前記ラジカルを捕捉するために光安定剤を紫外線吸収剤と併用することが好ましい。光安定剤としては、例えば、ヒンダードアミン化合物などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。反応性二重結合を有する有機系紫外線吸収剤または反応性二重結合を有する光安定剤としては、例えば、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メタクリロイルオキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメタクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
前記紫外線吸収剤および/または前記光安定剤の総量は、これらの種類によって異なることから一概には決定することができないが、例えば、微粒子または粒状物を形成する樹脂を調製する際に当該樹脂の原料として用いられるモノマー成分に反応性二重結合を有する紫外線吸収剤および/または反応性二重結合を有する光安定剤を含有させた後、当該モノマー成分を重合させることにより、紫外線吸収剤および/または光安定剤を樹脂に化学的に結合させる方法においては、前記モノマー成分100質量部あたり、太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤からなる被膜の湿熱時における密着性を向上させる観点から、好ましくは0.05質量部以上、より好ましくは0.1質量部以上、さらに好ましくは1質量部以上、さらに一層好ましくは3質量部以上であり、前記モノマー成分の重合性を向上させる観点から、好ましくは50質量部以下、より好ましくは40質量部以下、さらに好ましくは30質量部以下である。
なお、本発明の太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤には、着色剤の分散性および太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤の保存安定性を向上させる観点から、分散剤を含有させてもよい。分散剤としては、例えば、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルとの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルとの塩、高分子量不飽和酸エステル、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、ポリエーテルエステル型アニオン界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ステアリルアミンアセテート、シナジストなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
前記分散剤は、商業的に入手が可能であり、その例としては、BYK Chemie社製、商品名:Disperbyk−101(長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルとの塩)、Disperbyk−106(酸性を含む重合体塩)、Disperbyk−130(ポリアミノアマイド)、Disperbyk−2164(アミン含有重合体)など;楠本化成(株)製、商品名:ディスパロンDA−703−50(ポリアミノアマイド)、ディスパロンKS−860(ポリエステルアミン塩)、ディスパロン2150(脂肪族多価カルボン酸)、ディスパロン7004(ポリエーテルエステル)など;日本ルーブリゾール(株)製、商品名:ソルスパーズ5000、ソルスパーズ12000(フタロシアニンアンモニウム塩)、ソルスパーズ13940(ポリエステルアミン)、ソルスパーズ17000(脂肪酸アミン)、ソルスパーズ24000など;味の素ファインテクノ(株)製、商品名:アジスパーPB821、アジスパーPB822(塩基性分散剤)などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの分散剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
本発明の太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤における分散剤の含有量は、その種類によって異なるので一概には決定することができないが、通常、0.1〜10質量%程度であることが好ましい。
本発明においては、バックシート基材に対する密着性を向上させる観点から、太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤に、例えば、ポリエステル系樹脂、変性ポリオレフィン系樹脂、EVA、ポリビニルブチラール(PVB)、シリコーン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリウレタン、アミノ基含有樹脂などの熱可塑性樹脂、粘着性付与剤などを含有させてもよい。
前記ポリエステル系樹脂としては、例えば、東洋紡績(株)製、バイロン(登録商標)103、240、500、GK110、GK640など;日本合成化学工業(株)製、ニチゴーポリエスター(登録商標)TP−220、TP−235、TP−236、TP−290などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
前記変性オレフィン系樹脂としては、例えば、日本製紙ケミカル(株)製、アウローレン(登録商標)100、200、350、S−5189など;三洋化成工業(株)、ユーメックス1001、1010、2000などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
前記EVAとしては、例えば、東ソー(株)製、メルセン(登録商標)H−6051、H−6410など;住友化学(株)製、スミテート(登録商標)KA−31、KA−42などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
前記ポリビニルブチラール(PVB)としては、例えば、(株)クラレ製、Mowital(登録商標)シリーズB30H、B45M、B60Hなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
前記シリコーン樹脂としては、例えば、信越化学工業(株)製、品番:KE−103、KE−1013などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
前記塩化ビニル樹脂としては、例えば、積水化学工業(株)製、商品名:セキスイPVCTSなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
前記ポリウレタンとしては、例えば、ディーアイシーバイエル重合体(株)製、商品名:デスモパンDP6580Aなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
前記アミノ基含有樹脂としては、例えば、(株)日本触媒製、商品名:ポリメントNK−350、NK−380などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
前記粘着性付与剤としては、例えば、ロジン系粘着性付与剤;ロジンエステル系粘着性付与剤、テルペン系粘着性付与剤、テルペンフェノール系粘着性付与剤、飽和炭化水素樹脂、クマロン系粘着性付与剤、クマロン−インデン系粘着性付与剤、スチレン樹脂系粘着性付与剤、キシレン樹脂系粘着性付与剤、フェノール樹脂系粘着性付与剤、石油樹脂系粘着性付与剤などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの粘着性付与剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
前記ロジン系粘着性付与剤としては、例えば、ハリマ化成(株)製、商品名:ハリエスターDS−90などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
前記ロジンエステル系粘着性付与剤としては、例えば、荒川化学工業(株)製、商品名:パインクリスタルKE−100、KE−311などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
前記テルペン系粘着性付与剤としては、例えば、ヤスハラケミカル(株)製、クリアロン(登録商標)M−115、P−115などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
前記テルペンフェノール系粘着性付与剤としては、例えば、荒川化学工業(株)製、商品名:タノマル803Lなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
前記飽和炭化水素樹脂としては、例えば、荒川化学工業(株)製、商品名:アルコンP−90、P−100などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
前記スチレン樹脂系粘着性付与剤としては、例えば、三井化学(株)製、品番:FTR−6000などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂100質量部あたりの粘着性付与剤の量は、所望する粘着性に応じて適宜調整すればよく、特に限定されないが、被着体に対する粘着性を向上させる観点から、好ましくは3質量部以上、より好ましくは5質量部以上であり、粘着力の低下を抑制する観点から、好ましくは200質量部以下、より好ましくは150質量部以下である。
太陽電池モジュール用バックシートとして用いられる基材としては、例えば、ポリエステル系基材、ポリカーボネート系基材、フッ素樹脂系基材、アクリル樹脂系基材などが挙げられる。これらのなかでは、耐候性およびコストの観点から、ポリエステル系基材およびフッ素樹脂系基材が好ましい。基材の厚さは、特に限定されないが、通常、10〜800μm程度であることが好ましい。
ポリエステル系基材に用いられるポリエステルとしては、例えば、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、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメタノールテレフタレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのポリエステルは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
フッ素樹脂系基材に用いられるフッ素樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリエチレンテトラフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのフッ素樹脂は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
また、本発明においては、前記した基材以外にも、耐熱性、強度物性、電気絶縁性、耐加水分解性などを考慮して、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアリレート系樹脂などの樹脂からなる基材を用いることができる。
なお、太陽電池に用いられる充填材としては、例えば、EVA、ポリビニルブチラール、シリコーン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリウレタンなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのなかでは、耐候性および難燃性の観点から、EVAが好ましい。
本発明の太陽電池モジュール用バックシートにおいて、バックシートの表面に形成されるバックシート用コーティング剤からなる被膜の乾燥後の厚さは、密着性、絶縁性および耐候性を向上させる観点から、好ましくは0.1μm以上、より好ましくは0.3μm以上、さらに好ましくは1μm以上であり、折り曲げ性を向上させる観点から、好ましくは50μm以下、より好ましくは30μm以下、さらに好ましくは20μm以下である。
前記バックシートにコーティング剤からなる被膜が形成されたときの構成を示す概略断面図を図1に示す。図1は、本発明の太陽電池モジュール用バックシートの一実施態様を示す概略断面図であり、もっとも単純な構造を有する。2つの基材1,1は、接着剤2で貼り合わされている。基材1,1は、それぞれ同じ材質からなる基材であってもよく、あるいは異なる材質からなる基材であってもよい。
接着剤2としては、例えば、太陽電池モジュールのバックシート用接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリウレタン系接着剤、ポリカーボネート系接着剤などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
本発明の太陽電池モジュール用バックシートにおいては、太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤からなる被膜3が基材1の表面上に形成されているので、太陽電池として実際に使用される環境だけでなく、太陽電池モジュールを評価する際に検討される高温多湿の雰囲気中における促進試験を行なった場合であっても、太陽電池モジュール用バックシート基材に対する前記被膜の密着性、耐候性および電気絶縁性に優れ、さらに太陽電池モジュール用バックシートを製造する際の加熱に対する耐熱性および形成された被膜の折り曲げ性にも優れるという優れた効果が奏される。
図2は、本発明の太陽電池モジュール用バックシートの他の実施態様を示す概略断面図である。図2に示された太陽電池モジュール用バックシートでは、一方の基材1の表面上にプライマー層4が形成され、2つの接着剤層2,2の間にバリア層5が介在している。
図2において、2つの基材1,1のそれぞれ一方表面には、接着剤2,2が塗布されており、2つの基材1,1に形成されている接着剤2,2の層の間に例えばガスバリア層などのバリア層5を介在させることによって2つの基材1,1が一体化されている。また、前記バックシートにおいて、太陽電池モジュールモジュールに用いられる充填材と接触する基材1の表面には、プライマー層4が形成されている。プライマー層4は、一般に太陽電池モジュール用接着剤として用いられているものであればよい。
図2に示される太陽電池モジュール用バックシートにおいては、基材1の表面に分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂および着色剤を含有する太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤からなる被膜3が形成されている。この実施態様の太陽電池モジュール用バックシートにおいても、バックシート用コーティング剤からなる被膜3が形成されているので、太陽電池として実際に使用される環境だけでなく、太陽電池モジュールを評価する際に検討される高温多湿の雰囲気中における促進試験を行なった場合であっても、太陽電池モジュール用バックシート基材1に対する前記被膜3の密着性、耐候性および電気絶縁性に優れ、さらに太陽電池モジュール用バックシートを製造する際の加熱に対する耐熱性および形成された被膜3の折り曲げ性にも優れるという優れた効果が奏される。
図2に示されるバリア層5としては、例えば、金属箔、金属蒸着フィルム、酸化物蒸着フィルムなどの酸化物を蒸着した蒸着基材などが挙げられる。
金属箔としては、例えば、アルミニウム箔などが挙げられる。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。
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、酸化マグネシウム、酸化インジウム、これら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であって、透明でかつ酸素ガス、水蒸気などのガスバリア性を有するものなどが挙げられる。これらのなかでは、二酸化ケイ素をポリエステルフィルムに蒸着したフィルムおよび酸化アルミニウムをポリエステルフィルムに蒸着したフィルムが好ましい。
酸化物蒸着フィルムにおいて、好適な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、好ましくは5nm以上、より好ましくは10nm以上であり、柔軟性を付与し、外的応力によって亀裂が生じないようにする観点から、好ましくは300nm以下、より好ましくは150nm以下である。酸化物の蒸着層をフィルム上に形成させる方法としては、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、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
本発明の太陽電池モジュール用バックシートのガスバリア性を安定化させるとともに向上させる観点から、例えば、基材上にアクリルポリオール、イソシアネート化合物およびシラン化合物からなるアンダーコート層が設けられていてもよく、酸化物の蒸着層上にポリビニルアルコールの部分または完全ケン化物とシラン化合物とからなるオーバーコート層が設けられていてもよい。
図1に示される太陽電池モジュール用バックシートおよび図2に示される太陽電池モジュール用バックシートのなかでは、図1に示される太陽電池モジュール用バックシートは、バックシートの低コスト化の観点から好ましい。
本発明の太陽電池モジュール用バックシートは、例えば、基材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、乾燥後の膜厚が0.1〜20μmとなるように接着剤を塗工し、その基材上に他の基材をドライラミネートなどの方法で貼り合わせた後、太陽電池モジュールを構成する充填材と貼り合わされる面に太陽電池モジュールのバックシート用接着剤からなる被膜を形成させ、当該バックシート用接着剤からなる被膜が形成される面とは反対面の基材の表面上にバックシート用コーティング剤を塗布することによって製造することができる。基材の表面上にバックシート用コーティング剤を塗布する方法としては、例えば、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が挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。なお、基材には、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密着性を向上させるための表面処理を施してもよい。例えば、基材としてフッ素樹脂からなる基材を用いる場合には、その基材にプラズマ処理などを施すことが好ましい。
本発明の太陽電池モジュール用バックシートが用いられた太陽電池モジュールは、太陽電池として実際に使用される環境だけでなく、太陽電池モジュールを評価する際に検討される高温多湿の雰囲気中における促進試験を行なった場合であっても、バックシート基材に対する密着性、耐候性および電気絶縁性に優れている。
本発明の太陽電池モジュールは、例えば、一般に用いられている太陽電池モジュールにおいて、バックシートとして本発明の太陽電池モジュール用バックシートを置き換えることによって容易に構成させることができる。また、本発明の太陽電池は、例えば、一般に用いられている太陽電池において、太陽電池モジュールを本発明の太陽電池モジュールに置き換えることによって容易に構成させることができる。
次に本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
製造例1
撹拌機、滴下口、温度計、冷却管および窒素ガス導入口を備えた300mL容のフラスコ内に酢酸エチル100gを仕込み、還流温度まで昇温させた。還流し始めたら、シクロヘキシルメタクリレート23.6g、ブチルアクリレート13.9g、メチルメタクリレート60g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート2gおよびメタクリル酸0.5gからなる単量体成分と、重合開始剤として2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)1.5gとの混合物を2時間かけてフラスコ内に連続的に滴下した。さらに還流温度で4時間加熱することにより、分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂の不揮発分含量が49.5質量%の溶液を得た。なお、この分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量は20000であり、当該分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂(不揮発分)の水酸基価は8.6mgKOH/gであり、ガラス転移温度は65℃であった。
製造例2
撹拌機、滴下口、温度計、冷却管および窒素ガス導入口を備えた300mL容のフラスコ内に酢酸エチル100gを仕込み、還流温度まで昇温させた。還流し始めたら、シクロヘキシルメタクリレート14.7g、ブチルアクリレート3.6g、メチルメタクリレート75g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート4.7gおよびメタクリル酸2gからなる単量体成分と、重合開始剤として2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)1.5gとの混合物を2時間かけてフラスコ内に連続的に滴下した。さらに還流温度で4時間加熱することにより、分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂の不揮発分含量が49.6質量%の溶液を得た。なお、この分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量は21000であり、当該分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂(不揮発分)の水酸基価は20mgKOH/gであり、ガラス転移温度は90℃であった。
製造例3
撹拌機、滴下口、温度計、冷却管および窒素ガス導入口を備えた300mL容のフラスコ内に酢酸エチル100gを仕込み、還流温度まで昇温させた。還流し始めたら、ブチルアクリレート2.5g、メチルメタクリレート39g、イソボルニルメタクリレート50g、水酸基含有単量体としてカプロラクトン変性ヒドロキシメタクリレート〔ダイセル化学工業(株)製、商品名:プラクセルFM−1〕6.45g、メタクリル酸1gおよび紫外線安定性基を有する単量体として1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメタクリレート〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA82〕1gからなる単量体成分と、重合開始剤として2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)1.1gとの混合物を2時間かけてフラスコ内に連続的に滴下した。さらに還流温度で4時間加熱することにより、分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂の不揮発分含量が50.1質量%の溶液を得た。なお、この分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量は23000であり、当該分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂(不揮発分)の水酸基価は15mgKOH/gであり、ガラス転移温度は120℃であった。
製造例4
撹拌機、滴下口、温度計、冷却管および窒素ガス導入口を備えた300mL容のフラスコ内に酢酸エチル100gを仕込み、還流温度まで昇温させた。還流し始めたら、シクロヘキシルメタクリレート65.9g、ブチルアクリレート10.3g、メチルメタクリレート20g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート2.3g、メタクリル酸0.5gおよび紫外線安定性基を有する単量体として2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルメタクリレート〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA87〕1gからなる単量体成分と、重合開始剤として2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)1.6gとの混合物を2時間かけてフラスコ内に連続的に滴下した。さらに還流温度で4時間加熱することにより、分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂の不揮発分含量が49.4質量%の溶液を得た。なお、この分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量は18000であり、当該分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂(不揮発分)の水酸基価は10mgKOH/gであり、ガラス転移温度は65℃であった。
製造例5
撹拌機、滴下口、温度計、冷却管および窒素ガス導入口を備えた300mL容のフラスコ内に酢酸エチル100gを仕込み、還流温度まで昇温させた。還流し始めたら、シクロヘキシルメタクリレート35.1g、ブチルアクリレート10.6g、メチルメタクリレート40g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート2.3g、メタクリル酸1g、紫外線安定性基を有する単量体として2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルメタクリレート〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA87〕1gおよび紫外線吸収性基を有する単量体として2−(2’−ヒドロキシ−5’−メタクリロイルオキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール〔大塚化学(株)製、商品名:RUVA93〕10gからなる単量体成分と、重合開始剤として2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)1.5gとの混合物を2時間かけてフラスコ内に連続的に滴下した。さらに還流温度で4時間加熱することにより、分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂の不揮発分含量が49.7質量%の溶液を得た。なお、この分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量は17000であり、当該分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂(不揮発分)の水酸基価は10mgKOH/gであり、ガラス転移温度は70℃であった。
製造例6
撹拌機、滴下口、温度計、冷却管および窒素ガス導入口を備えた300mL容のフラスコ内に酢酸エチル100gを仕込み、還流温度まで昇温させた。還流し始めたら、シクロヘキシルメタクリレート15.4g、ブチルアクリレート1.3g、メチルメタクリレート70g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート1.3g、メタクリル酸7gおよび紫外線安定性基を有する単量体として2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルメタクリレート〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA87〕5gからなる単量体成分と、重合開始剤として2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)1gとの混合物を2時間かけてフラスコ内に連続的に滴下した。さらに還流温度で4時間加熱することにより、分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂の不揮発分含量が49.8質量%の溶液を得た。なお、この分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量は30000であり、当該分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂(不揮発分)の水酸基価は5.6mgKOH/gであり、ガラス転移温度は100℃であった。
製造例7
撹拌機、滴下口、温度計、冷却管および窒素ガス導入口を備えた300mL容のフラスコ内に酢酸エチル100gを仕込み、還流温度まで昇温させた。還流し始めたら、シクロヘキシルメタクリレート78.9g、ブチルアクリレート6.8g、メチルメタクリレート10g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート2.3g、メタクリル酸0.2g、紫外線安定性基を有する単量体として1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメタクリレート〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA82〕0.5gおよびN,N’−ジメチルアミノエチルメタクリレート0.2gからなる単量体成分と、重合開始剤として2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)1.5gとの混合物を2時間かけてフラスコ内に連続的に滴下した。さらに還流温度で4時間加熱することにより、分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂の不揮発分含量が49.8質量%の溶液を得た。なお、この分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量は22000であり、当該分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂(不揮発分)の水酸基価は10mgKOH/gであり、ガラス転移温度は70℃であった。
製造例8
撹拌機、滴下口、温度計、冷却管および窒素ガス導入口を備えた300mL容のフラスコ内に酢酸エチル100gを仕込み、還流温度まで昇温させた。還流し始めたら、シクロヘキシルメタクリレート16.6g、ブチルアクリレート2.1g、メチルメタクリレート70g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート2.3g、メタクリル酸2g、紫外線安定性基を有する単量体として2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルメタクリレート〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA87〕2gおよびN,N’−ジメチルアミノエチルメタクリレート5gからなる単量体成分と、重合開始剤として2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)1.4gとの混合物を2時間かけてフラスコ内に連続的に滴下した。さらに還流温度で4時間加熱することにより、分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂の不揮発分含量が50.0質量%の溶液を得た。なお、この分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量は20000であり、当該分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂(不揮発分)の水酸基価は10mgKOH/gであり、ガラス転移温度は90℃であった。
製造例9
撹拌機、滴下口、温度計、冷却管および窒素ガス導入口を備えた300mL容のフラスコ内に酢酸エチル100gを仕込み、還流温度まで昇温させた。還流し始めたら、シクロヘキシルメタクリレート10g、ブチルアクリレート14g、メチルメタクリレート59.5g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート9.4g、メタクリル酸2gおよび紫外線安定性基を有する単量体として2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルメタクリレート〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA87〕5gからなる単量体成分と、重合開始剤として2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)0.9gとの混合物を2時間かけてフラスコ内に連続的に滴下した。さらに還流温度で4時間加熱することにより、分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂の不揮発分含量が49.6質量%の溶液を得た。なお、この分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量は35000であり、当該分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂(不揮発分)の水酸基価は40mgKOH/gであり、ガラス転移温度は65℃であった。
製造例10
撹拌機、滴下口、温度計、冷却管および窒素ガス導入口を備えた300mL容のフラスコ内に酢酸エチル100gを仕込み、還流温度まで昇温させた。還流し始めたら、シクロヘキシルメタクリレート68.8g、ブチルアクリレート0.5g、メチルメタクリレート25g、2−ヒドロキシエチルメタクリレート4.7gおよびN,N’−ジメチルアミノエチルメタクリレート1gからなる単量体成分と、重合開始剤として2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)1.3gとの混合物を2時間かけてフラスコ内に連続的に滴下した。さらに還流温度で4時間加熱することにより、分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂の不揮発分含量が49.8質量%の溶液を得た。なお、この分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量は22000であり、当該分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂(不揮発分)の水酸基価は20mgKOH/gであり、ガラス転移温度は85℃であった。
製造例11
撹拌機、滴下口、温度計、冷却管および窒素ガス導入口を備えた300mL容のフラスコ内に酢酸エチル100gを仕込み、還流温度まで昇温させた。還流し始めたら、ブチルアクリレート38.3g、メチルメタクリレート53.7gおよび2−ヒドロキシエチルメタクリレート8gからなる単量体成分と、重合開始剤として2,2’−アゾビス−(2−メチルブチロニトリル)0.1gとの混合物を2時間かけてフラスコ内に連続的に滴下した。さらに還流温度で4時間加熱することにより、分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂の不揮発分含量が49.4質量%の溶液を得た。なお、この分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量は、125000であり、当該分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂(不揮発分)の水酸基価は、35mgKOH/gであり、ガラス転移温度は20℃であった。
製造例12
還流冷却器、温度計、窒素ガス導入管および撹拌機〔特殊機加工工業(株)製、商品名:T.K.ホモジナイザー〕を備えた1L容のフラスコ内に、分散安定剤としてポリオキシエチレンアルキルスルホアンモニウム〔第一工業製薬(株)製、商品名:ハイテノール(登録商標)N−08〕0.5gを脱イオン水600gとともに仕込み、溶解させた。
次に、前記フラスコ内に、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メタクリロイルオキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール〔大塚化学(株)製、品番:RUVA−93〕10g、1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルメタクリレート0.5g、メチルメタクリレート64.5g、エチレングリコールジメタクリレート25g、重合開始剤として過酸化ラウロイル1.0gを添加し、フラスコの内容物を回転速度4000rpmで5分間撹拌することにより、均一な組成を有する懸濁液を得た。
フラスコ内に窒素ガスを吹き込みながら前記懸濁液を加熱し、75℃に昇温した後、同温度を保持しながら1時間加熱し、ラジカル重合反応を行なうことにより、重合体粒子の分散液を得た。前記で得られた重合体粒子の分散液を自然沈降させることにより、固液分離し、得られた沈殿物を90℃で10時間熱風乾燥により、乾燥させた。得られた乾燥物を粉砕機〔日本ニューマチック工業(株)製、超音速ジェット粉砕機IDS−2型〕で粉砕することにより、紫外線吸収剤を含む粒状物(平均粒子径:4μm、変動係数:25%)を得た。
なお、前記粒状物の平均粒子径および変動例数は、レーザ回折散乱法粒度分布測定装置〔ベックマン・コールター社製、商品名:BECKMAN COULTER LS 13 320〕を用いて体積基準の粒度分布を計測し、得られた体積基準の粒度分布より、平均粒子径および粒子径の標準偏差を算出し、式:
[変動係数(%)]={[粒子径の標準偏差]÷[平均粒子径]}×100
に基づいて変動係数を算出した。
実施例1
製造例1で得られた分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂100質量部(不揮発分量)、着色剤として二酸化チタン〔石原産業(株)製、商品名:タイペークCR−95〕25質量部を混合し、さらにトルエンで不揮発分量が50質量%となるように希釈し、ペイントシェーカーで2時間分散させて分散液を得た。得られた分散液に含まれている(メタ)アクリル系重合体100質量部(不揮発分量)に対して脂肪族ポリイソシアネート系架橋剤〔住化バイエルウレタン(株)製、商品名:デスモジュールN3200〕3質量部を混合し、得られた混合物をトルエンで希釈することにより、不揮発分含量が50質量%である太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
次に、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラーX10S〕に、前記で得られたコーティング剤をバーコーターで乾燥後の膜厚が20μmとなるように塗布し、100℃で2分間、次いで50℃で3日間乾燥させることにより、積層体を得た。
実施例2
製造例1で得られた分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂100質量部(不揮発分量)、着色剤〔石原産業(株)製、商品名:タイペークCR−95〕100質量部を混合し、さらにトルエンで不揮発分量が50質量%となるように希釈し、ペイントシェーカーで2時間分散させて分散液を得た。得られた分散液に含まれている(メタ)アクリル系重合体100質量部(不揮発分量)に対して脂肪族ポリイソシアネート系架橋剤〔住化バイエルウレタン(株)製、商品名:デスモジュールN3200〕3質量部を混合し、得られた混合物をトルエンで希釈することにより、不揮発分含量が50質量%である太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
次に、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラーX10S〕に、前記で得られたコーティング剤をバーコーターで乾燥後の膜厚が20μmとなるように塗布し、100℃で2分間、次いで50℃で3日間乾燥させることにより、積層体を得た。
実施例3
製造例1で得られた分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂100質量部(不揮発分量)、着色剤〔石原産業(株)製、商品名:タイペークCR−95〕400質量部を混合し、さらにトルエンで不揮発分量が50質量%となるように希釈し、ペイントシェーカーで2時間分散させて分散液を得た。得られた分散液に含まれている(メタ)アクリル系重合体100質量部(不揮発分量)に対して脂肪族ポリイソシアネート系架橋剤〔住化バイエルウレタン(株)製、商品名:デスモジュールN3200〕3質量部を混合し、得られた混合物をトルエンで希釈することにより、不揮発分含量が50質量%である太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
次に、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラーX10S〕に、前記で得られたコーティング剤をバーコーターで乾燥後の膜厚が20μmとなるように塗布し、100℃で2分間、次いで50℃で3日間乾燥させることにより、積層体を得た。
実施例4
製造例2で得られた分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂100質量部(不揮発分量)、着色剤〔石原産業(株)製、商品名:タイペークCR−95〕65質量部を混合し、さらにトルエンで不揮発分量が50質量%となるように希釈し、ペイントシェーカーで2時間分散させて分散液を得た。得られた分散液に含まれている(メタ)アクリル系重合体100質量部(不揮発分量)に対して脂肪族ポリイソシアネート系架橋剤〔住化バイエルウレタン(株)製、商品名:デスモジュールN3200〕7質量部を混合し、得られた混合物をトルエンで希釈することにより、不揮発分含量が50質量%である太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
次に、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラーX10S〕に、前記で得られたコーティング剤をバーコーターで乾燥後の膜厚が20μmとなるように塗布し、100℃で2分間、次いで50℃で3日間乾燥させることにより、積層体を得た。
実施例5
製造例3で得られた分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂100質量部(不揮発分量)、着色剤〔石原産業(株)製、商品名:タイペークCR−95〕40質量部を混合し、さらにトルエンで不揮発分量が50質量%となるように希釈し、ペイントシェーカーで2時間分散させて分散液を得た。得られた分散液に含まれている(メタ)アクリル系重合体100質量部(不揮発分量)に対して脂肪族ポリイソシアネート系架橋剤〔住化バイエルウレタン(株)製、商品名:デスモジュールN3200〕5.5質量部を混合し、得られた混合物をトルエンで希釈することにより、不揮発分含量が50質量%である太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
次に、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラーX10S〕に、前記で得られたコーティング剤をバーコーターで乾燥後の膜厚が20μmとなるように塗布し、100℃で2分間、次いで50℃で3日間乾燥させることにより、積層体を得た。
実施例6
製造例4で得られた分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂100質量部(不揮発分量)、着色剤〔石原産業(株)製、商品名:タイペークCR−95〕80質量部を混合し、さらにトルエンで不揮発分量が50質量%となるように希釈し、ペイントシェーカーで2時間分散させて分散液を得た。得られた分散液に含まれている(メタ)アクリル系重合体100質量部(不揮発分量)に対して脂肪族ポリイソシアネート系架橋剤〔住化バイエルウレタン(株)製、商品名:デスモジュールN3200〕3.5質量部を混合し、得られた混合物をトルエンで希釈することにより、不揮発分含量が50質量%である太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
次に、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラーX10S〕に、前記で得られたコーティング剤をバーコーターで乾燥後の膜厚が20μmとなるように塗布し、100℃で2分間、次いで50℃で3日間乾燥させることにより、積層体を得た。
実施例7
製造例5で得られた分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂100質量部(不揮発分量)、着色剤〔石原産業(株)製、商品名:タイペークCR−95〕40質量部を混合し、さらにトルエンで不揮発分量が50質量%となるように希釈し、ペイントシェーカーで2時間分散させて分散液を得た。得られた分散液に含まれている(メタ)アクリル系重合体100質量部(不揮発分量)に対して脂肪族ポリイソシアネート系架橋剤〔住化バイエルウレタン(株)製、商品名:デスモジュールN3200〕3.5質量部を混合し、得られた混合物をトルエンで希釈することにより、不揮発分含量が50質量%である太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
次に、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラーX10S〕に、前記で得られたコーティング剤をバーコーターで乾燥後の膜厚が20μmとなるように塗布し、100℃で2分間、次いで50℃で3日間乾燥させることにより、積層体を得た。
実施例8
製造例6で得られた分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂100質量部(不揮発分量)、着色剤〔三菱化学(株)製、品番:MA−100〕60質量部を混合し、さらにトルエンで不揮発分量が50質量%となるように希釈し、ペイントシェーカーで2時間分散させて分散液を得た。得られた分散液に含まれている(メタ)アクリル系重合体100質量部(不揮発分量)に対して脂肪族ポリイソシアネート系架橋剤〔住化バイエルウレタン(株)製、商品名:デスモジュールN3200〕2質量部を混合し、得られた混合物をトルエンで希釈することにより、不揮発分含量が50質量%である太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
次に、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラーX10S〕に、前記で得られたコーティング剤をバーコーターで乾燥後の膜厚が20μmとなるように塗布し、100℃で2分間、次いで50℃で3日間乾燥させることにより、積層体を得た。
実施例9
製造例6で得られた分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂100質量部(不揮発分量)、着色剤〔三菱化学(株)製、品番:MA−100〕30質量部を混合し、さらにトルエンで不揮発分量が50質量%となるように希釈し、ペイントシェーカーで2時間分散させて分散液を得た。得られた分散液に含まれている(メタ)アクリル系重合体100質量部(不揮発分量)に対して脂肪族ポリイソシアネート系架橋剤〔住化バイエルウレタン(株)製、商品名:デスモジュールN3200〕2質量部を混合し、得られた混合物をトルエンで希釈することにより、不揮発分含量が50質量%である太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
次に、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラーX10S〕に、前記で得られたコーティング剤をバーコーターで乾燥後の膜厚が20μmとなるように塗布し、100℃で2分間、次いで50℃で3日間乾燥させることにより、積層体を得た。
実施例10
製造例6で得られた分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂100質量部(不揮発分量)、着色剤〔三菱化学(株)製、品番:MA−100〕5質量部を混合し、さらにトルエンで不揮発分量が50質量%となるように希釈し、ペイントシェーカーで2時間分散させて分散液を得た。得られた分散液に含まれている(メタ)アクリル系重合体100質量部(不揮発分量)に対して脂肪族ポリイソシアネート系架橋剤〔住化バイエルウレタン(株)製、商品名:デスモジュールN3200〕2質量部を混合し、得られた混合物をトルエンで希釈することにより、不揮発分含量が50質量%である太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
次に、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラーX10S〕に、前記で得られたコーティング剤をバーコーターで乾燥後の膜厚が20μmとなるように塗布し、100℃で2分間、次いで50℃で3日間乾燥させることにより、積層体を得た。
実施例11
製造例7で得られた分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂100質量部(不揮発分量)、着色剤〔三菱化学(株)製、品番:MA−100〕20質量部を混合し、さらにトルエンで不揮発分量が50質量%となるように希釈し、ペイントシェーカーで2時間分散させて分散液を得た。得られた分散液に含まれている(メタ)アクリル系重合体100質量部(不揮発分量)に対して脂肪族ポリイソシアネート系架橋剤〔住化バイエルウレタン(株)製、商品名:デスモジュールN3200〕3.5質量部を混合し、得られた混合物をトルエンで希釈することにより、不揮発分含量が50質量%である太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
次に、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラーX10S〕に、前記で得られたコーティング剤をバーコーターで乾燥後の膜厚が20μmとなるように塗布し、100℃で2分間、次いで50℃で3日間乾燥させることにより、積層体を得た。
実施例12
製造例7で得られた分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂100質量部(不揮発分量)、着色剤〔三菱化学(株)製、品番:MA−100〕5質量部を混合し、さらにトルエンで不揮発分量が50質量%となるように希釈し、ペイントシェーカーで2時間分散させて分散液を得た。得られた分散液に含まれている(メタ)アクリル系重合体100質量部(不揮発分量)に対して脂肪族ポリイソシアネート系架橋剤〔住化バイエルウレタン(株)製、商品名:デスモジュールN3200〕3.5質量部を混合し、得られた混合物をトルエンで希釈することにより、不揮発分含量が50質量%である太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
次に、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラーX10S〕に、前記で得られたコーティング剤をバーコーターで乾燥後の膜厚が20μmとなるように塗布し、100℃で2分間、次いで50℃で3日間乾燥させることにより、積層体を得た。
実施例13
製造例8で得られた分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂100質量部(不揮発分量)、着色剤〔三菱化学(株)製、品番:MA−100〕15質量部を混合し、さらにトルエンで不揮発分量が50質量%となるように希釈し、ペイントシェーカーで2時間分散させて分散液を得た。得られた分散液に含まれている(メタ)アクリル系重合体100質量部(不揮発分量)に対して脂肪族ポリイソシアネート系架橋剤〔住化バイエルウレタン(株)製、商品名:デスモジュールN3200〕3.5質量部を混合し、得られた混合物をトルエンで希釈することにより、不揮発分含量が50質量%である太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
次に、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラーX10S〕に、前記で得られたコーティング剤をバーコーターで乾燥後の膜厚が20μmとなるように塗布し、100℃で2分間、次いで50℃で3日間乾燥させることにより、積層体を得た。
実施例14
製造例9で得られた分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂100質量部(不揮発分量)、着色剤〔三菱化学(株)製、品番:MA−100〕15質量部を混合し、さらにトルエンで不揮発分量が50質量%となるように希釈し、ペイントシェーカーで2時間分散させて分散液を得た。得られた分散液に含まれている(メタ)アクリル系重合体100質量部(不揮発分量)に対して脂肪族ポリイソシアネート系架橋剤〔住化バイエルウレタン(株)製、商品名:デスモジュールN3200〕14質量部を混合し、得られた混合物をトルエンで希釈することにより、不揮発分含量が50質量%である太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
次に、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラーX10S〕に、前記で得られたコーティング剤をバーコーターで乾燥後の膜厚が20μmとなるように塗布し、100℃で2分間、次いで50℃で3日間乾燥させることにより、積層体を得た。
実施例15
製造例10で得られた分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂100質量部(不揮発分量)、着色剤〔三菱化学(株)製、品番:MA−100〕5質量部を混合し、さらにトルエンで不揮発分量が50質量%となるように希釈し、ペイントシェーカーで2時間分散させて分散液を得た。得られた分散液に含まれている(メタ)アクリル系重合体100質量部(不揮発分量)に対して脂肪族ポリイソシアネート系架橋剤〔住化バイエルウレタン(株)製、商品名:デスモジュールN3200〕7質量部を混合し、得られた混合物をトルエンで希釈することにより、不揮発分含量が50質量%である太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。なお、実施例15は、参考例として扱われるものである。
次に、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラーX10S〕に、前記で得られたコーティング剤をバーコーターで乾燥後の膜厚が20μmとなるように塗布し、100℃で2分間、次いで50℃で3日間乾燥させることにより、積層体を得た。
実施例16
製造例1で得られた分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂100質量部(不揮発分量)、着色剤〔石原産業(株)製、商品名:タイペークCR−95〕100質量部を混合し、さらにトルエンで不揮発分量が50質量%となるように希釈し、ペイントシェーカーで2時間分散させて分散液を得た。得られた分散液に含まれている(メタ)アクリル系重合体100質量部(不揮発分量)に対して脂肪族ポリイソシアネート系架橋剤〔住化バイエルウレタン(株)製、商品名:デスモジュールN3200〕3質量部を混合し、得られた混合物をトルエンで希釈することにより、不揮発分含量が50質量%である太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
次に、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラーX10S〕に、前記で得られたコーティング剤をバーコーターで乾燥後の膜厚が3μmとなるように塗布し、100℃で2分間、次いで50℃で3日間乾燥させることにより、積層体を得た。
実施例17
製造例1で得られた分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂100質量部(不揮発分量)、着色剤〔石原産業(株)製、商品名:タイペークCR−95〕100質量部を混合し、さらにトルエンで不揮発分量が50質量%となるように希釈し、ペイントシェーカーで2時間分散させて分散液を得た。得られた分散液に含まれている(メタ)アクリル系重合体100質量部(不揮発分量)に対して脂肪族ポリイソシアネート系架橋剤〔住化バイエルウレタン(株)製、商品名:デスモジュールN3200〕3質量部および平均粒子径が3.5μmのポリエチレンワックス粒状物5質量部を混合し、得られた混合物をトルエンで希釈することにより、不揮発分含量が50質量%である太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
次に、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラーX10S〕に、前記で得られたコーティング剤をバーコーターで乾燥後の膜厚が3μmとなるように塗布し、100℃で2分間、次いで50℃で3日間乾燥させることにより、積層体を得た。
実施例18
製造例1で得られた分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂100質量部(不揮発分量)、着色剤〔石原産業(株)製、商品名:タイペークCR−95〕100質量部を混合し、さらにトルエンで不揮発分量が50質量%となるように希釈し、ペイントシェーカーで2時間分散させて分散液を得た。得られた分散液に含まれている(メタ)アクリル系重合体100質量部(不揮発分量)に対して脂肪族ポリイソシアネート系架橋剤〔住化バイエルウレタン(株)製、商品名:デスモジュールN3200〕3質量部およびフッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレン)粒状物とポリエチレンワックス粒状物との平均粒子径が3.6μmである混合粒状物5質量部を混合し、得られた混合物をトルエンで希釈することにより、不揮発分含量が50質量%である太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
次に、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラーX10S〕に、前記で得られたコーティング剤をバーコーターで乾燥後の膜厚が3μmとなるように塗布し、100℃で2分間、次いで50℃で3日間乾燥させることにより、積層体を得た。
実施例19
製造例1で得られた分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂100質量部(不揮発分量)、着色剤〔石原産業(株)製、商品名:タイペークCR−95〕100質量部を混合し、さらにトルエンで不揮発分量が50質量%となるように希釈し、ペイントシェーカーで2時間分散させて分散液を得た。得られた分散液に含まれている(メタ)アクリル系重合体100質量部(不揮発分量)に対して脂肪族ポリイソシアネート系架橋剤〔住化バイエルウレタン(株)製、商品名:デスモジュールN3200〕3質量部および平均粒子径が4.5μmの架橋ポリメチルメタクリレート粒状物10質量部を混合し、得られた混合物をトルエンで希釈することにより、不揮発分含量が50質量%である太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
次に、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラーX10S〕に、前記で得られたコーティング剤をバーコーターで乾燥後の膜厚が4μmとなるように塗布し、100℃で2分間、次いで50℃で3日間乾燥させることにより、積層体を得た。
実施例20
製造例1で得られた分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂100質量部(不揮発分量)、着色剤〔石原産業(株)製、商品名:タイペークCR−95〕100質量部を混合し、さらにトルエンで不揮発分量が50質量%となるように希釈し、ペイントシェーカーで2時間分散させて分散液を得た。得られた分散液に含まれている(メタ)アクリル系重合体100質量部(不揮発分量)に対して脂肪族ポリイソシアネート系架橋剤〔住化バイエルウレタン(株)製、商品名:デスモジュールN3200〕3質量部および平均粒子径が3.5μmのポリエチレンワックス粒状物20質量部を混合し、得られた混合物をトルエンで希釈することにより、不揮発分含量が50質量%である太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
次に、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラーX10S〕に、前記で得られたコーティング剤をバーコーターで乾燥後の膜厚が3μmとなるように塗布し、100℃で2分間、次いで50℃で3日間乾燥させることにより、積層体を得た。
実施例21
製造例1で得られた分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂100質量部(不揮発分量)、着色剤〔石原産業(株)製、商品名:タイペークCR−95〕100質量部を混合し、さらにトルエンで不揮発分量が50質量%となるように希釈し、ペイントシェーカーで2時間分散させて分散液を得た。得られた分散液に含まれている(メタ)アクリル系重合体100質量部(不揮発分量)に対して脂肪族ポリイソシアネート系架橋剤〔住化バイエルウレタン(株)製、商品名:デスモジュールN3200〕3質量部および製造例12で得られた粒状物10質量部を混合し、得られた混合物をトルエンで希釈することにより、不揮発分含量が50質量%である太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
次に、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラーX10S〕に、前記で得られたコーティング剤をバーコーターで乾燥後の膜厚が3μmとなるように塗布し、100℃で2分間、次いで50℃で3日間乾燥させることにより、積層体を得た。
比較例1
製造例11で得られた分散性基を有する(メタ)アクリル系樹脂100質量部(不揮発分量)、着色剤〔石原産業(株)製、商品名:タイペークCR−95〕25質量部を混合し、さらにトルエンで不揮発分量が50質量%となるように希釈し、ペイントシェーカーで2時間分散させて分散液を得た。得られた分散液に含まれている(メタ)アクリル系重合体100質量部(不揮発分量)に対して脂肪族ポリイソシアネート系架橋剤〔住化バイエルウレタン(株)製、商品名:デスモジュールN3200〕12質量部を混合し、得られた混合物をトルエンで希釈することにより、不揮発分含量が50質量%である太陽電池モジュールのバックシート用コーティング剤を得た。
次に、厚さ125μmのポリエチレンテレフタレートフィルム〔東レ(株)製、商品名:ルミラーX10S〕に、前記で得られたコーティング剤をバーコーターで乾燥後の膜厚が20μmとなるように塗布し、100℃で2分間、次いで50℃で3日間乾燥させることにより、積層体を得た。
〔積層体の物性評価〕
各実施例または比較例1で得られた積層体を用い、密着性、折り曲げ性、電気絶縁性、耐候性および耐熱性を以下の方法に準じて調べ、それらの評価得点を合計することにより、総合評価を行なった。その結果を表1に示す。
(1)密着性
1mm間隔のカッターガイドを用い、積層体の塗膜側からカッターナイフで塗膜層を貫通し、ポリエチレンテレフタレートフィルムに達する1mm角の100個の碁盤目状の切り傷を形成させた。
次に、セロハン粘着テープ〔ニチバン(株)製、品番:CT405AP−18、テープ幅:18mm〕を切り傷面に貼り付け、消しゴムでそのテープの上を擦ってテープを完全に付着させた後、垂直方向にテープを引き剥がし、ポリエチレンテレフタレートフィルムに残存している塗膜の碁盤目の数を数え、以下の評価基準に基づいて密着性(初期値)を評価した。
この碁盤目密着性は、積層体を85℃で相対湿度が85%の雰囲気中で1000時間または2000時間保管することにより、加熱および加湿処理を施したものに対しても行なった。積層体を85℃で相対湿度が85%の雰囲気中で1000時間保管したときの結果は表1の「1000時間後」の欄に記載し、積層体を85℃で相対湿度が85%の雰囲気中で2000時間保管したときの結果は表1の「2000時間後」の欄に記載した。
なお、ポリエチレンテレフタレートフィルムに残存している塗膜の碁盤目の数が多いほど、密着性に優れている。
[評価基準]
100点:残存している塗膜の碁盤目の数が100個
70点:残存している塗膜の碁盤目の数が70〜99個
50点:残存している塗膜の碁盤目の数が50〜69個
0点:残存している塗膜の碁盤目の数が49個以下
(2)折り曲げ性
JIS K5600−5−1に規定の円筒形マンドレル法に準じて積層体の塗膜がマンドレル(心棒)とは反対面に位置するようにし、直径が4mm、5mm、6mm、8mm、10mmまたは12mmであるマンドレルを用い、積層体をマンドレルに沿って折り曲げ、亀裂または剥がれが生じるときのマンドレルの直径を調べ、以下の評価基準に基づいて折り曲げ性(初期値)を評価した。
この折り曲げ性は、積層体を雰囲気温度が85℃で相対湿度が85%の雰囲気中で1000時間または2000時間保管することにより、加熱および加湿処理を施したものに対しても行なった。積層体を85℃で相対湿度が85%の雰囲気中で1000時間保管したときの結果は表1の「1000時間後」の欄に記載し、積層体を85℃で相対湿度が85%の雰囲気中で2000時間保管したときの結果は表1の「2000時間後」の欄に記載した。
なお、マンドレルの直径が小さいほど、塗膜に亀裂および剥がれが生じがたく、折り曲げ性に優れている。
[評価基準]
100点:亀裂または剥がれが生じるときのマンドレルの直径が5mm以下である。
70点:亀裂または剥がれが生じるときのマンドレルの直径が6mmまたは8mmである。
50点:亀裂または剥がれが生じるときのマンドレルの直径が10mmである。
0点:亀裂または剥がれが生じるときのマンドレルの直径が12mmである。
(3)電気絶縁性
雰囲気温度が23℃で相対湿度が65%の雰囲気中で、部分放電試験機〔菊水電子工業(株)製、品番:KPD2050〕を用い、以下の測定条件に基づいて積層体に電圧を印加することにより、部分放電電圧を測定し、以下の評価基準に基づいて電気絶縁性(初期値)を評価した。
〔測定条件〕
・出力電圧印加パターン
1段階目:0Vから所定の試験電圧まで単純に電圧を上昇させるパターン、設定時間は10秒間
2段階目:所定の試験電圧を維持するパターン、設定時間は2秒間
3段階目:所定の試験電圧から0Vまで単純に電圧を降下させるパターン、設定時間は10秒間
・設定周波数:50Hz
・所定の試験電圧:1kV
・電荷量:1000pC
・パルスカウントシートにおけるカウント方法は「+」(プラス)、レンジシートにおける電荷量はレンジ1000pCとした。また、計測モードにおける開始電荷量は1.0pC]、消費電荷量は1.0pCに設定した。
・積層体の任意の10カ所で測定し、その測定値の平均値を求めた。
前記部分放電電圧は、積層体を雰囲気温度が85℃で相対湿度が85%の雰囲気中で2000時間保管することにより、加熱および加湿処理を施したものに対しても行なった。積層体を85℃で相対湿度が85%の雰囲気中で2000時間保管したときの結果は表1の「2000時間後」の欄に記載した。
なお、部分放電電圧が大きいほど、積層体は電気絶縁性に優れている。
[評価基準]
100点:部分放電電圧が600V以上である。
50点:部分放電電圧が500V以上600V未満である。
0点:部分放電電圧が500V未満である。
(4)耐候性
雰囲気温度が23℃で相対湿度が65%の雰囲気中で、変角光沢計〔日本電色工業(株)製、品番:VG−2000〕を用いて積層体のコーティング剤の塗布面の60°グロスを測定し、その値を耐候性試験前のグロス値とした。
次に、積層体から6cm×6cmに切り出したサンプルを以下の耐候性試験条件に設定された耐候性試験機〔スガ試験機(株)製、商品名:スーパーキセノンウェザーメーターSX2−75〕内に1000時間保管したサンプルに対しても前記と同様にして積層体のコーティング剤の塗布面の60°グロスを測定し、その値を耐候性試験後のグロス値とした。
[耐候性試験条件]
・ブラックパネル温度:63℃
・放射照度:180W/m2
・照射面:積層体のコーティング剤の塗布面
前記で測定された耐候性試験前のグロス値および耐候性試験後のグロス値から、式:
[保持率]={[耐候性試験後のグロス値]÷[耐候性試験前のグロス値]}×100
に基づいて保持率を求め、以下の評価基準に基づいて折り曲げ性を評価した。
なお、保持率が高いほど、積層体は耐候性に優れている。
[評価基準]
100点:保持率が90%以上である。
50点:保持率が60%以上90%未満である。
0点:保持率が60%未満である。
(5)耐熱性
積層体から6cm×6cmに切り出したサンプルを、フッ素樹脂を含浸させたガラスクロスシート〔本多産業(株)製、品番:HGS−P601〕で挟み、真空ラミネ―ター〔NPS(株)製、品番:LM−30×30〕を用い、150℃で5分間真空引きした後、1分間圧量を調整し、30分間加圧することにより、サンプルに熱プレスを施した。その後、このサンプルを目視によって観察し、以下の評価基準に基づいて耐熱性を評価した。
なお、熱プレス前後でサンプル(積層体)に変化がないほど、太陽電池モジュールを生産する際に加わる熱に対する耐熱性に優れている。
[評価基準]
100点:サンプル(積層体)のコーティング剤の塗布面にガラスクロスシートによる凹凸が転写されていない。
0点:サンプル(積層体)のコーティング剤の塗布面にガラスクロスシートによる凹凸が転写されている。
(6)総合評価
密着性、折り曲げ性、電気絶縁性、耐候性および耐熱性が評価された得点を合計し、以下の評価基準に基づいて総合評価した。
[評価基準]
◎:合計得点が900点以上
○:合計得点が700点以上900点未満
△:合計得点が500点以上700点未満
×:合計得点が500点未満
表1に示された結果から、各実施例で得られた積層体は、いずれも、比較例1で得られた積層体と対比して、太陽電池として実際に使用される環境だけでなく、太陽電池モジュールを評価する際に検討される高温多湿の雰囲気中における促進試験を行なった場合であっても、バックシート基材に対する密着性、折り曲げ性、電気絶縁性、耐候性および耐熱性に総合的に優れていることがわかる。
以上のことから、各実施例で得られた太陽電池モジュール用バックシート用コーティング剤は、いずれも、太陽電池モジュールおよび太陽電池に好適に使用することができることがわかる。