JPWO2015115492A1 - 太陽電池用防眩機能付きガラス板 - Google Patents
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Abstract
優れた防眩性を有し、かつ太陽光の透過率が高い太陽電池用防眩機能付きガラス板を提供することを目的とする。ガラス板と、該ガラス板上に形成された、表面粗さＲａが０．０１〜０．２０μｍのアンチグレア層とを有し、前記アンチグレア層のマトリクスがアルコキシシランの加水分解重合物である、太陽電池用防眩機能付きガラス板。
Description
本発明は、太陽電池用防眩機能付きガラス板に関する。
太陽電池モジュールでは、太陽電池の保護のために、太陽電池の前面や背面にカバーガラスが配置される。該カバーガラスには、設置する屋根等への負荷を低減するために、軽量な薄板ガラスが利用される。具体的には、フロート法、フュージョン法で作製される薄板ガラスが用いられる。
一方、太陽電池モジュールには、設置場所によってはカバーガラスの表面で反射した反射光により光害が生じる問題がある。例えば、傾斜した屋根に太陽電池モジュールを設置すると、カバーガラス表面で反射した反射光が近隣の建物内に入射して光害が生じる場合がある。
一方、太陽電池モジュールには、設置場所によってはカバーガラスの表面で反射した反射光により光害が生じる問題がある。例えば、傾斜した屋根に太陽電池モジュールを設置すると、カバーガラス表面で反射した反射光が近隣の建物内に入射して光害が生じる場合がある。
ガラス板の表面で光が反射することを抑制する方法としては、ガラス板の表面に凹凸を形成し、該凹凸によって光を乱反射させる方法が知られている。例えば、比較的厚さのあるガラス板の場合、外周面に凹凸模様が形成されたロールを用いたロールアウト法により、表面に凹凸が形成されたガラス板を作製する方法がある。しかし、フロート法やフュージョン法で作製される薄板ガラスでは、製造時にガラス板の表面に凹凸を形成できない。
表面が平坦なガラス板の表面に凹凸を形成した防眩機能付きガラス板としては、例えば、フッ化水素等の試薬を用いてガラス板の表面をエッチングし、該表面に凹凸を形成した防眩機能付きガラス板が知られている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、フッ化水素等で表面処理された防眩機能付きガラス板では、太陽光の透過率はまだ充分とは言えない。太陽電池モジュールの発電効率を高くするためには、カバーガラスの太陽光の透過率を高くする必要があり、さらに太陽光の透過率が高い防眩機能付きガラス板を得ることは重要である。
本発明は、優れた防眩性を有し、かつ太陽光の透過率が高い太陽電池用防眩機能付きガラス板を提供することを目的とする。
本発明は、以下の［１］〜［９］の構成を有する太陽電池用防眩機能付きガラスを提供する。
［１］ガラス板と、該ガラス板上に形成された、表面粗さＲａが０．０１〜０．２０μｍのアンチグレア層（以下、ＡＧ層とも記す。）とを有し、
前記ＡＧ層のマトリクスがアルコキシシランの加水分解重合物である、太陽電池用防眩機能付きガラス板。
［２］前記ＡＧ層の表面の光沢度が７０以下である、前記［１］に記載の太陽電池用防眩機能付きガラス板。
［３］ヘイズが１３％以下である、前記［１］または［２］に記載の太陽電池用防眩機能付きガラス板。
[４] 前記ＡＧ層の５５０ｎｍにおける屈折率が１．１〜１．６である、前記［１］〜［３］のいずれかに記載の太陽電池用防眩機能付きガラス板。
[５] 以下で規定される透過率差が０より大きい、前記［１］〜［４］のいずれかに記載の太陽電池用防眩機能付きガラス板。
[透過率差］
分光光度計を用いて、波長４００〜１１００ｎｍの光（光の入射角度は０°であり、ガラス板に対して垂直に入射）について得られる、前記ＡＧ層を有するガラス板の透過率と、前記ＡＧ層を有さないガラス板との透過率の差。
透過率差：Ｔｄ＝Ｔ１−Ｔ２ ・・・（１）
ただし、式（１）中、Ｔ１はＡＧ層を有するガラス板の透過率であり、Ｔ２はガラス板のみの透過率。
［６］前記ＡＧ層を形成する前記マトリクスの塗布量が１．０〜８．０ｍｇである、前記［１］〜［５］のいずれかに記載の太陽電池用防眩機能付きガラス板。
［７］前記ガラス板の厚さが１．９ｍｍ以下である、前記［１］〜［６］のいずれかに記載の太陽電池用防眩機能付きガラス板。
［８］前記ガラス板が、アルミノシリケートガラス板である、前記［１］〜［７］のいずれかの太陽電池用防眩機能付きガラス板。
［９］前記アルミノシリケートガラス板が化学強化されている、前記［８］に記載の太陽電池用防眩機能付きガラス板。
［１］ガラス板と、該ガラス板上に形成された、表面粗さＲａが０．０１〜０．２０μｍのアンチグレア層（以下、ＡＧ層とも記す。）とを有し、
前記ＡＧ層のマトリクスがアルコキシシランの加水分解重合物である、太陽電池用防眩機能付きガラス板。
［２］前記ＡＧ層の表面の光沢度が７０以下である、前記［１］に記載の太陽電池用防眩機能付きガラス板。
［３］ヘイズが１３％以下である、前記［１］または［２］に記載の太陽電池用防眩機能付きガラス板。
[４] 前記ＡＧ層の５５０ｎｍにおける屈折率が１．１〜１．６である、前記［１］〜［３］のいずれかに記載の太陽電池用防眩機能付きガラス板。
[５] 以下で規定される透過率差が０より大きい、前記［１］〜［４］のいずれかに記載の太陽電池用防眩機能付きガラス板。
[透過率差］
分光光度計を用いて、波長４００〜１１００ｎｍの光（光の入射角度は０°であり、ガラス板に対して垂直に入射）について得られる、前記ＡＧ層を有するガラス板の透過率と、前記ＡＧ層を有さないガラス板との透過率の差。
透過率差：Ｔｄ＝Ｔ１−Ｔ２ ・・・（１）
ただし、式（１）中、Ｔ１はＡＧ層を有するガラス板の透過率であり、Ｔ２はガラス板のみの透過率。
［６］前記ＡＧ層を形成する前記マトリクスの塗布量が１．０〜８．０ｍｇである、前記［１］〜［５］のいずれかに記載の太陽電池用防眩機能付きガラス板。
［７］前記ガラス板の厚さが１．９ｍｍ以下である、前記［１］〜［６］のいずれかに記載の太陽電池用防眩機能付きガラス板。
［８］前記ガラス板が、アルミノシリケートガラス板である、前記［１］〜［７］のいずれかの太陽電池用防眩機能付きガラス板。
［９］前記アルミノシリケートガラス板が化学強化されている、前記［８］に記載の太陽電池用防眩機能付きガラス板。
本発明の太陽電池用防眩機能付きガラス板は、優れた防眩性を有し、かつ太陽光の透過率が高い。
本発明の太陽電池用防眩機能付きガラス板（以下、防眩機能付きガラス板とも記す。）は、太陽電池モジュールの前面のカバーガラスとして用いるガラス板である。
本発明の防眩機能付きガラス板は、ガラス板と、該ガラス板上に形成されたＡＧ層とを有する。
本発明の防眩機能付きガラス板は、ガラス板と、該ガラス板上に形成されたＡＧ層とを有する。
［ガラス板］
ガラス板の材質としては、例えば、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス、無アルカリガラス、ホウ珪酸ガラス、石英ガラス等が挙げられる。なかでも、化学強化処理により軽量で強度の高いガラス板としやすい点から、アルミノシリケートガラスが好ましい。
ここにおいて、アルミノシリケートガラスからなるアルミノシリケートガラス板とは、酸化アルミニウムと二酸化ケイ素を主成分とし、その他の成分として、ＭｇＯ、Ｎａ２ＯＫ２Ｏ、ＺｒＯ２等を含むガラスであり、代表的な組成としては、Ａｌ２Ｏ３を６〜２０モル％、ＳｉＯ２を６２〜６８モル％を含み、その他の成分としてＭｇＯを７〜１３モル％、Ｎａ２Ｏを９〜１７モル％、Ｋ２Ｏを０〜７モル％、ＺｒＯ２を０〜８モル％含むガラスからなるガラス板が挙げられるが、この代表的な組成に限定されるものではない。
ガラス板の材質としては、例えば、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス、無アルカリガラス、ホウ珪酸ガラス、石英ガラス等が挙げられる。なかでも、化学強化処理により軽量で強度の高いガラス板としやすい点から、アルミノシリケートガラスが好ましい。
ここにおいて、アルミノシリケートガラスからなるアルミノシリケートガラス板とは、酸化アルミニウムと二酸化ケイ素を主成分とし、その他の成分として、ＭｇＯ、Ｎａ２ＯＫ２Ｏ、ＺｒＯ２等を含むガラスであり、代表的な組成としては、Ａｌ２Ｏ３を６〜２０モル％、ＳｉＯ２を６２〜６８モル％を含み、その他の成分としてＭｇＯを７〜１３モル％、Ｎａ２Ｏを９〜１７モル％、Ｋ２Ｏを０〜７モル％、ＺｒＯ２を０〜８モル％含むガラスからなるガラス板が挙げられるが、この代表的な組成に限定されるものではない。
ガラス板としては、強度が高く、より薄いガラス板として太陽電池モジュールを軽量化しやすい点から、強化ガラス板が好ましく、特に化学強化した強化ガラス板がより好ましい。
化学強化は、ガラスの歪点温度以下の温度でガラス板を溶融塩に浸漬して、ガラス板表層のイオン（例えばナトリウムイオン）を、より大きなイオン半径のイオン（例えば溶融塩中のカリウムイオン）へと交換することで行う。これにより、ガラス板の表層に圧縮応力層が形成され、該圧縮応力層により、傷や衝撃に対するガラス板の強度が向上する。
強化ガラスとしては、化学強化により強化されやすく、薄くしても高強度が得られやすい点から、化学強化されたアルミノシリケートガラス板が好ましい。
化学強化は、ガラスの歪点温度以下の温度でガラス板を溶融塩に浸漬して、ガラス板表層のイオン（例えばナトリウムイオン）を、より大きなイオン半径のイオン（例えば溶融塩中のカリウムイオン）へと交換することで行う。これにより、ガラス板の表層に圧縮応力層が形成され、該圧縮応力層により、傷や衝撃に対するガラス板の強度が向上する。
強化ガラスとしては、化学強化により強化されやすく、薄くしても高強度が得られやすい点から、化学強化されたアルミノシリケートガラス板が好ましい。
ガラス板の厚さは、１．９ｍｍ以下が好ましく、０．４〜１．３ｍｍがより好ましく、０．５〜１．１ｍｍがさらに好ましい。ガラス板の厚さが前記下限値以上であれば、ガラス板が撓みにくくなり、取り扱い性が良好になる。ガラス板の厚さが前記上限値以下であれば、光の吸収が低く抑えられ、高い透過率が得られやすい。また、ガラス板が軽くなり、太陽電池モジュールを顕著に軽量化できる。
ガラス板としては、強度が高く物理的衝撃への耐久性に優れるうえ、軽量で、耐荷重の低い屋根等にも設置できる点から、化学強化された厚さ１．９ｍｍ以下のアルミノシリケートガラス板が特に好ましい。
［ＡＧ層］
ＡＧ層は、表面で太陽光を乱反射させることで、太陽光の反射を抑制する役割を果たす。
ＡＧ層は、マトリクスとしてアルコキシシランの加水分解重合物を含有する。ＡＧ層のマトリクスがアルコキシシランの加水分解重合物であることで、ＡＧ層の屈折率が低くなる。そのため、後述の表面粗さＲａの条件を満たすＡＧ層とすることで、光学干渉効果によって太陽光の透過率が向上する。
ＡＧ層は、表面で太陽光を乱反射させることで、太陽光の反射を抑制する役割を果たす。
ＡＧ層は、マトリクスとしてアルコキシシランの加水分解重合物を含有する。ＡＧ層のマトリクスがアルコキシシランの加水分解重合物であることで、ＡＧ層の屈折率が低くなる。そのため、後述の表面粗さＲａの条件を満たすＡＧ層とすることで、光学干渉効果によって太陽光の透過率が向上する。
アルコキシシランとしては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン等が挙げられる。
ＡＧ層は、シリカ微粒子を含有してもよい。シリカ微粒子としては、例えば、中実シリカ微粒子、多孔質シリカ微粒子、中空シリカ微粒子等が挙げられる。
ＡＧ層がシリカ微粒子を含有する場合、膜中の全固形分のＳｉＯ２換算質量に対する、シリカ微粒子のＳｉＯ２換算質量の比率は、０．１〜８０質量％が好ましく、１〜７０質量％がより好ましい。前記比率が前記下限値以上であれば、ＡＧ層の表面粗さＲａを小さくしてもＡＧ効果が充分に発揮されやすい。前記比率が前記上限値以下であれば、ＡＧ層とガラス板との密着強度が高くなりやすい。
ＡＧ層がシリカ微粒子を含有する場合、膜中の全固形分のＳｉＯ２換算質量に対する、シリカ微粒子のＳｉＯ２換算質量の比率は、０．１〜８０質量％が好ましく、１〜７０質量％がより好ましい。前記比率が前記下限値以上であれば、ＡＧ層の表面粗さＲａを小さくしてもＡＧ効果が充分に発揮されやすい。前記比率が前記上限値以下であれば、ＡＧ層とガラス板との密着強度が高くなりやすい。
シリカ微粒子は、Ｓｉ以外の他の金属を含んでいてもよい。他の金属としては、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｚｒ等が挙げられる。他の金属は、金属酸化物として含まれてもよいし、またＳｉとともに複合酸化物を形成していてもよい。
シリカ微粒子の平均一次粒子径は、０．０１〜３μｍが好ましく、０．０４〜２μｍがより好ましい。
シリカ微粒子の平均一次粒子径は、０．０１〜３μｍが好ましく、０．０４〜２μｍがより好ましい。
ＡＧ層は、マトリクスおよびシリカ微粒子以外の他の成分を含有してもよい。該他の成分としては、例えば、チタニア、ジルコニア、アルミナ、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化アンチモンスズ（ＡＴＯ）等の酸化金属を成分とするマトリクスおよび微粒子、金属微粒子、無機顔料等が挙げられる。
ＡＧ層の表面粗さＲａは、０．０１〜０．２０μｍである。表面粗さＲａが前記範囲を満たすＡＧ層が形成されることで、良好な防眩性が得られるうえ、太陽光の透過率が高くなる。
ＡＧ層の表面粗さＲａは、０．０２〜０．１５μｍが好ましい。ＡＧ層の表面粗さＲａが前記下限値以上であれば、太陽光の透過率を高くしやすい。ＡＧ層の表面粗さＲａが前記上限値以下であれば、良好な防眩性が得られやすい。
なお、ＡＧ層の表面粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ０６０１（２００１年）に準拠して測定される算術平均粗さである。
ＡＧ層の表面粗さＲａは、０．０２〜０．１５μｍが好ましい。ＡＧ層の表面粗さＲａが前記下限値以上であれば、太陽光の透過率を高くしやすい。ＡＧ層の表面粗さＲａが前記上限値以下であれば、良好な防眩性が得られやすい。
なお、ＡＧ層の表面粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ０６０１（２００１年）に準拠して測定される算術平均粗さである。
ＡＧ層の表面の光沢度は、ＡＧ効果の指標となる。
ＡＧ層の表面の光沢度は、７０以下が好ましく、６０以下がより好ましい。
本発明においてＡＧ層の表面の光沢度とは、ガラス板の裏面反射の影響が排除されたＡＧ層の光沢度を意味する。ＡＧ層の表面の光沢度は、ＪＩＳ Ｚ８７４１（１９９７年）の６０°鏡面光沢度に規定されている方法により、ガラス板の裏面反射の影響を無くす対策を講じたうえで測定された値である。
ＡＧ層の表面の光沢度は、７０以下が好ましく、６０以下がより好ましい。
本発明においてＡＧ層の表面の光沢度とは、ガラス板の裏面反射の影響が排除されたＡＧ層の光沢度を意味する。ＡＧ層の表面の光沢度は、ＪＩＳ Ｚ８７４１（１９９７年）の６０°鏡面光沢度に規定されている方法により、ガラス板の裏面反射の影響を無くす対策を講じたうえで測定された値である。
ＡＧ層の屈折率は、１．１〜１．６が好ましく、１．２〜１．５がより好ましい。ＡＧ層の屈折率が前記下限値以上であれば、充分なＡＧ効果が得られやすい。ＡＧ層の屈折率が前記上限値以下であれば、太陽光の透過率が高くなりやすい。
屈折率は、５５０ｎｍにおける屈折率を意味し、屈折率計により測定される。
屈折率は、５５０ｎｍにおける屈折率を意味し、屈折率計により測定される。
［ヘイズ］
本発明の防眩機能付きガラス板のヘイズは、１３％以下が好ましく、１１％以下がより好ましい。ヘイズが前記上限値以下であれば、太陽電池モジュールの発電効率が高くなる。
ヘイズは、ＪＩＳ Ｋ７１０５（１９８１年）に準拠し、市販のヘイズメーターを用いて測定される。
本発明の防眩機能付きガラス板のヘイズは、１３％以下が好ましく、１１％以下がより好ましい。ヘイズが前記上限値以下であれば、太陽電池モジュールの発電効率が高くなる。
ヘイズは、ＪＩＳ Ｋ７１０５（１９８１年）に準拠し、市販のヘイズメーターを用いて測定される。
［製造方法］
本発明の防眩機能付きガラス板の製造方法は、特に限定されない。例えば、アルコキシシランの加水分解重合物と分散媒を必須成分として含み、必要に応じてシリカ微粒子等の他の成分を含む塗布液を、加熱したガラス板上にスプレー法で塗布した後、加熱養生する方法が挙げられる。
本発明の防眩機能付きガラス板の製造方法は、特に限定されない。例えば、アルコキシシランの加水分解重合物と分散媒を必須成分として含み、必要に応じてシリカ微粒子等の他の成分を含む塗布液を、加熱したガラス板上にスプレー法で塗布した後、加熱養生する方法が挙げられる。
塗布液の分散媒としては、例えば、水、アルコール類（メタノール、エタノール、イソプロパノール等）、ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン等）、エーテル類（テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等）、エステル類（酢酸エチル、酢酸メチル等）、グリコールエーテル類（エチレングリコールモノアルキルエーテル等）、含窒素化合物類（Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等）、含硫黄化合物類（ジメチルスルホキシド等）等が挙げられる。
塗布液の固形分濃度は、１〜５質量％が好ましく、２〜４質量％がより好ましい。塗布液の固形分濃度が前記下限値以上であれば、充分なＡＧ効果を発現するＡＧ層を形成しやすい。塗布液の固形分濃度が前記上限値以下であれば、ＡＧ層の膜厚制御が容易になる。
スプレー法に用いるスプレー噴霧装置におけるノズルとしては、二流体スプレーノズル、一流体スプレーノズル等が挙げられる。
形成されるＡＧ層の表面粗さＲａは、噴霧する塗布液の液滴径、スプレーノズル先端とガラス板との距離、スプレー法によるコート面数（すなわち、重ね塗り回数）、ガラス板の加熱温度等を調節することにより制御できる。例えば、コート面数が多いほど表面粗さＲａは、大きくなりやすい。塗布液の液滴径が大きいほど表面粗さＲａは、大きくなりやすい。
塗布液の液滴径は、スプレーノズルの種類、スプレー圧力、液量等により適宜調整できる。例えば、液体を気体と混合させることによって微細な霧にして噴霧する二流体ノズルでは、スプレー圧力が高くなるほど液滴は小さくなり、また、液量が多くなるほど液滴は大きくなるので、好ましく使用することができる。
形成されるＡＧ層の表面粗さＲａは、噴霧する塗布液の液滴径、スプレーノズル先端とガラス板との距離、スプレー法によるコート面数（すなわち、重ね塗り回数）、ガラス板の加熱温度等を調節することにより制御できる。例えば、コート面数が多いほど表面粗さＲａは、大きくなりやすい。塗布液の液滴径が大きいほど表面粗さＲａは、大きくなりやすい。
塗布液の液滴径は、スプレーノズルの種類、スプレー圧力、液量等により適宜調整できる。例えば、液体を気体と混合させることによって微細な霧にして噴霧する二流体ノズルでは、スプレー圧力が高くなるほど液滴は小さくなり、また、液量が多くなるほど液滴は大きくなるので、好ましく使用することができる。
スプレー圧力は、０．１〜０．７ＭＰａが好ましく、０．２〜０．５ＭＰａがより好ましい。
塗布液のガラス板へのスプレー時のスプレーノズル先端とガラス板との距離は、８０〜３００ｍｍが好ましく、１００〜２００ｍｍがより好ましい。スプレーノズル先端とガラス板との距離が前記範囲内であれば、防眩性に優れたＡＧ層を形成しやすい。
塗布液のガラス板へのスプレー時のスプレーノズル先端とガラス板との距離は、８０〜３００ｍｍが好ましく、１００〜２００ｍｍがより好ましい。スプレーノズル先端とガラス板との距離が前記範囲内であれば、防眩性に優れたＡＧ層を形成しやすい。
塗布液をガラス板面に塗布する際のガラス板の加熱温度は、３０〜１００℃が好ましく、４０〜９５℃がより好ましい。ガラス板の加熱温度が前記下限値以上であれば、分散媒が早く蒸発するため、ＡＧ層の形成が容易になる。ガラス板の加熱温度が前記上限値以下であれば、ガラス板との密着性が良好なＡＧ層を形成しやすい。
ＡＧ層を形成する塗布液のマトリクスの塗布量は、１．０〜８．０ｍｇが好ましく、１．３〜７．８ｍｇがより好ましく、２．０〜７．０ｍｇがさらに好ましい。マトリクスの塗布量が前記範囲内であれば、優れた防眩性を有し、かつ太陽光の透過率が高い防眩機能付きガラス板が得られやすい。マトリクスの塗布量が前記下限値以上であれば、優れた防眩性を有するＡＧ層を形成しやすい。マトリクスの塗布量が前記上限値以下であれば、太陽光の透過率が高い防眩機能付きガラス板が得られやすい。
尚、本発明におけるＡＧ層を形成するマトリクスの塗布量とは、１００ｍｍ×１００ｍｍのサイズのガラス板上に塗布されたマトリックスの乾燥重量であり、詳細は後述する。
尚、本発明におけるＡＧ層を形成するマトリクスの塗布量とは、１００ｍｍ×１００ｍｍのサイズのガラス板上に塗布されたマトリックスの乾燥重量であり、詳細は後述する。
塗布液をガラス板面に塗布する際には、加熱した保温板をガラス板の下に配置して、ガラス板の温度低下を抑えてもよい。
塗布液の塗布後に塗布層の加熱養生を行う場合、加熱養生温度は、１００〜７００℃が好ましく、２００〜７００℃がより好ましい。
また、塗布液中にＡＧ層に撥水性を付与する物質、もしくはＡＧ層に親水性を付与する物質を添加してもよい。それによって、汚れが付きにくい、また汚れが付いても雨水等で取れやすい防眩機能付きガラス板とすることができる。
また、本発明の防眩機能付きガラス板を損なわない範囲であれば、ＡＧ層の上に、反射防止膜、防汚膜等の機能付加層を１層ないし複数層形成していてもよい。
塗布液の塗布後に塗布層の加熱養生を行う場合、加熱養生温度は、１００〜７００℃が好ましく、２００〜７００℃がより好ましい。
また、塗布液中にＡＧ層に撥水性を付与する物質、もしくはＡＧ層に親水性を付与する物質を添加してもよい。それによって、汚れが付きにくい、また汚れが付いても雨水等で取れやすい防眩機能付きガラス板とすることができる。
また、本発明の防眩機能付きガラス板を損なわない範囲であれば、ＡＧ層の上に、反射防止膜、防汚膜等の機能付加層を１層ないし複数層形成していてもよい。
［作用効果］
以上説明した本発明の防眩機能付きガラス板にあっては、マトリクスとしてアルコキシシランの加水分解重合物を含有する、表面粗さＲａが特定の範囲に制御されたＡＧ層が形成されているため、優れた防眩性と、太陽光の高い透過率が両立される。そのため、本発明の防眩機能付きガラス板を用いることで、太陽光の反射による光害を抑制できるうえ、太陽電池モジュールの発電効率を高くできる。
特に、ソーダライムガラスに比べて透過率が低くなる傾向があるアルミノシリケートガラス板を用いる場合でも、表面粗さＲａが特定の範囲に制御されたＡＧ層が形成されることで、太陽光の透過率を高くすることができる。そのため、化学強化法により高強度化させやすいアルミノシリケートガラス板を用いれば、優れた防眩性を有し、太陽光の透過率が高く、さらにより軽量で耐久性に優れた防眩機能付きガラス板とすることができる。
以上説明した本発明の防眩機能付きガラス板にあっては、マトリクスとしてアルコキシシランの加水分解重合物を含有する、表面粗さＲａが特定の範囲に制御されたＡＧ層が形成されているため、優れた防眩性と、太陽光の高い透過率が両立される。そのため、本発明の防眩機能付きガラス板を用いることで、太陽光の反射による光害を抑制できるうえ、太陽電池モジュールの発電効率を高くできる。
特に、ソーダライムガラスに比べて透過率が低くなる傾向があるアルミノシリケートガラス板を用いる場合でも、表面粗さＲａが特定の範囲に制御されたＡＧ層が形成されることで、太陽光の透過率を高くすることができる。そのため、化学強化法により高強度化させやすいアルミノシリケートガラス板を用いれば、優れた防眩性を有し、太陽光の透過率が高く、さらにより軽量で耐久性に優れた防眩機能付きガラス板とすることができる。
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明は、以下の記載によっては限定されない。例１〜６は実施例であり、例７〜１０は比較例である。
［光沢度］
ＡＧ層の表面の光沢度は、光沢度計（日本電色工業社製、ＰＧ−３Ｄ型）を用いて、ＪＩＳ Ｚ８７４１（１９９７年）の６０゜鏡面光沢度に規定されている方法により、ＡＧ層のほぼ中央部で測定した。また、ＡＧ層の表面の光沢度は、ガラス板における裏面（ＡＧ層と反対側の面）に黒テープを貼り付けることにより、ガラス板の裏面反射の影響を無くした状態で測定した。
［光沢度］
ＡＧ層の表面の光沢度は、光沢度計（日本電色工業社製、ＰＧ−３Ｄ型）を用いて、ＪＩＳ Ｚ８７４１（１９９７年）の６０゜鏡面光沢度に規定されている方法により、ＡＧ層のほぼ中央部で測定した。また、ＡＧ層の表面の光沢度は、ガラス板における裏面（ＡＧ層と反対側の面）に黒テープを貼り付けることにより、ガラス板の裏面反射の影響を無くした状態で測定した。
［ヘイズ］
ヘイズは、ヘイズメーター（村上色彩研究所社製、ＨＭ１５０Ｌ２型）を用いて、ガラス板のほぼ中央部で測定した。
ヘイズは、ヘイズメーター（村上色彩研究所社製、ＨＭ１５０Ｌ２型）を用いて、ガラス板のほぼ中央部で測定した。
［透過率差］
分光光度計（日本分光社製、Ｖ６７０）を用いて、波長４００〜１１００ｎｍの光について、各例で得た防眩機能付きガラス板の透過率と、ＡＧ層を形成していない化学強化ガラス板（旭硝子社製。商品名「Ｌｅｏｆｌｅｘ」。）の透過率を測定し、下式（１）により透過率差Ｔｄを求めた。光の入射角度は０°（ガラス板に対して垂直に入射）とした。
Ｔｄ＝Ｔ１−Ｔ２ ・・・（１）
ただし、式（１）中、Ｔ１は防眩機能付きガラス板の透過率であり、Ｔ２は化学強化ガラス板のみの透過率である。
分光光度計（日本分光社製、Ｖ６７０）を用いて、波長４００〜１１００ｎｍの光について、各例で得た防眩機能付きガラス板の透過率と、ＡＧ層を形成していない化学強化ガラス板（旭硝子社製。商品名「Ｌｅｏｆｌｅｘ」。）の透過率を測定し、下式（１）により透過率差Ｔｄを求めた。光の入射角度は０°（ガラス板に対して垂直に入射）とした。
Ｔｄ＝Ｔ１−Ｔ２ ・・・（１）
ただし、式（１）中、Ｔ１は防眩機能付きガラス板の透過率であり、Ｔ２は化学強化ガラス板のみの透過率である。
［防眩性］
防眩性は、ガラス板における裏面（ＡＧ層と反対側の面）に黒テープを貼り付け、ＡＧ層表面に蛍光灯が映り込む程度を目視にて確認し、以下の基準で評価した。
◎：蛍光灯が見えない。
○：蛍光灯がぼやけて充分な防眩性を示す。
△：蛍光灯の映り込みが目立つ。
×：蛍光灯がはっきり見える。
防眩性は、ガラス板における裏面（ＡＧ層と反対側の面）に黒テープを貼り付け、ＡＧ層表面に蛍光灯が映り込む程度を目視にて確認し、以下の基準で評価した。
◎：蛍光灯が見えない。
○：蛍光灯がぼやけて充分な防眩性を示す。
△：蛍光灯の映り込みが目立つ。
×：蛍光灯がはっきり見える。
[屈折率]
ＡＧ層の材料自体の屈折率を求めるという観点から、散乱構造の層となってしまうスプレーコート法を避け、散乱構造の層とならないスピンコート法により前述した塗布液を用いてガラス板面に薄膜を作成し、大塚電子社製の反射分光膜厚計「ＦＥ３０００」を用いて屈折率を測定した。ＡＧ層を形成する層の材料自体の薄膜の屈折率は、１．４６であった。
［ＡＧ層を形成するマトリクス塗布量］
以下の２種類のガラス板ＡおよびＢを用意した。
Ａ：実施例に記載された方法で１００ｍｍ×１００ｍｍの矩形状のガラス板（厚さ０．８５ｍｍ）上にＡＧ層が形成されたガラス板。
Ｂ：ＡＧ層を形成せずに、実施例に記載されたものと同じ条件で養生されたガラス板。
各ガラス板の質量を電子天秤で測定し、その差を測定した。同手順をｎ＝５で行い、その平均値をマトリクスの塗布量とした。
ＡＧ層の材料自体の屈折率を求めるという観点から、散乱構造の層となってしまうスプレーコート法を避け、散乱構造の層とならないスピンコート法により前述した塗布液を用いてガラス板面に薄膜を作成し、大塚電子社製の反射分光膜厚計「ＦＥ３０００」を用いて屈折率を測定した。ＡＧ層を形成する層の材料自体の薄膜の屈折率は、１．４６であった。
［ＡＧ層を形成するマトリクス塗布量］
以下の２種類のガラス板ＡおよびＢを用意した。
Ａ：実施例に記載された方法で１００ｍｍ×１００ｍｍの矩形状のガラス板（厚さ０．８５ｍｍ）上にＡＧ層が形成されたガラス板。
Ｂ：ＡＧ層を形成せずに、実施例に記載されたものと同じ条件で養生されたガラス板。
各ガラス板の質量を電子天秤で測定し、その差を測定した。同手順をｎ＝５で行い、その平均値をマトリクスの塗布量とした。
［使用材料］
（シリカ系マトリクス溶液（ａ−１）の調製）
変性エタノール（日本アルコール販売社製、商品名「ソルミックスＡＰ−１１」。エタノールを主剤とした混合溶媒。以下同様。）の７５．８ｇを撹拌しながら、イオン交換水の１１．９ｇと６１質量％硝酸の０．１ｇとの混合液を加え、５分間撹拌した。これに、テトラエトキシシラン（ＳｉＯ２換算固形分濃度：２９質量％）の１２．２ｇを加え、室温で３０分間撹拌し、ＳｉＯ２換算固形分濃度が３．５質量％のシリカ系マトリクス溶液（ａ−１）を調製した。
なお、ＳｉＯ２換算固形分濃度は、テトラエトキシシランのすべてのＳｉがＳｉＯ２に転化したときの固形分濃度である。
（シリカ系マトリクス溶液（ａ−１）の調製）
変性エタノール（日本アルコール販売社製、商品名「ソルミックスＡＰ−１１」。エタノールを主剤とした混合溶媒。以下同様。）の７５．８ｇを撹拌しながら、イオン交換水の１１．９ｇと６１質量％硝酸の０．１ｇとの混合液を加え、５分間撹拌した。これに、テトラエトキシシラン（ＳｉＯ２換算固形分濃度：２９質量％）の１２．２ｇを加え、室温で３０分間撹拌し、ＳｉＯ２換算固形分濃度が３．５質量％のシリカ系マトリクス溶液（ａ−１）を調製した。
なお、ＳｉＯ２換算固形分濃度は、テトラエトキシシランのすべてのＳｉがＳｉＯ２に転化したときの固形分濃度である。
（シリカ系マトリクス溶液（ａ−２）の調製）
変性エタノールの８０．３ｇを撹拌しながら、イオン交換水の７．９ｇと６１質量％硝酸の０．２ｇとの混合液を加え、５分間撹拌した。次いで、１，６−ビス（トリメトキシシリル）ヘキサン（信越シリコーン社製、商品名「ＫＢＭ３０６６」、ＳｉＯ２換算固形分濃度：３７質量％）の１１．６ｇを加え、ウォーターバス中６０℃で１５分間撹拌し、ＳｉＯ２換算固形分濃度が４．３質量％のシリカ系マトリクス溶液（ａ−２）を調製した。
変性エタノールの８０．３ｇを撹拌しながら、イオン交換水の７．９ｇと６１質量％硝酸の０．２ｇとの混合液を加え、５分間撹拌した。次いで、１，６−ビス（トリメトキシシリル）ヘキサン（信越シリコーン社製、商品名「ＫＢＭ３０６６」、ＳｉＯ２換算固形分濃度：３７質量％）の１１．６ｇを加え、ウォーターバス中６０℃で１５分間撹拌し、ＳｉＯ２換算固形分濃度が４．３質量％のシリカ系マトリクス溶液（ａ−２）を調製した。
（塗布液の調製）
シリカ系マトリクス溶液（ａ−１）の７７．１ｇを撹拌しながらシリカ系マトリクス溶液（ａ−２）の７．０ｇを加え、３０分間撹拌した。次いで、変性エタノール１５．９ｇを加え、室温で３０分間撹拌し、ＳｉＯ２換算固形分濃度が３．０質量％の塗布液（Ａ）を得た。
シリカ系マトリクス溶液（ａ−１）の７７．１ｇを撹拌しながらシリカ系マトリクス溶液（ａ−２）の７．０ｇを加え、３０分間撹拌した。次いで、変性エタノール１５．９ｇを加え、室温で３０分間撹拌し、ＳｉＯ２換算固形分濃度が３．０質量％の塗布液（Ａ）を得た。
［例１］
（ガラス板の洗浄）
ガラス板として、化学強化されたアルミノシリケートガラス板（旭硝子社製、商品名「Ｌｅｏｆｌｅｘ」。サイズ：３００ｍｍ×３００ｍｍ、厚さ０．８５ｍｍ。）を用意した。該ガラス板の表面を炭酸水素ナトリウム水で洗浄後、イオン交換水でリンスし、乾燥させた。
（ガラス板の洗浄）
ガラス板として、化学強化されたアルミノシリケートガラス板（旭硝子社製、商品名「Ｌｅｏｆｌｅｘ」。サイズ：３００ｍｍ×３００ｍｍ、厚さ０．８５ｍｍ。）を用意した。該ガラス板の表面を炭酸水素ナトリウム水で洗浄後、イオン交換水でリンスし、乾燥させた。
（防眩機能付きガラス板の作製）
前記ガラス板を予熱炉（ＩＳＵＺＵ社製、ＶＴＲ−１１５）にて予熱した。次いで、ガラス板の表面温度を８０℃に保温した状態で、前記ガラス板上に、下記の条件で、表１に示す表面粗さＲａとなるように塗布液（Ａ）を塗布した。
スプレー圧力：０．２ＭＰａ、
ノズル移動速度：７５０ｍｍ／分、
スプレーピッチ：２２ｍｍ。
その後、大気中、２００℃で３分間加熱養生し、ＡＧ層を有する防眩機能付きガラス板を得た。
スプレー法による塗布には、６軸塗装用ロボット（川崎ロボティックス社製、ＪＦ−５）を用いた。また、ノズル２０としては、ＶＡＵノズル（スプレーイングシステムジャパン社製の二流体ノズル）を用いた。ＡＧ層の表面粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ０６０１（２００１年）に準拠して測定した。
前記ガラス板を予熱炉（ＩＳＵＺＵ社製、ＶＴＲ−１１５）にて予熱した。次いで、ガラス板の表面温度を８０℃に保温した状態で、前記ガラス板上に、下記の条件で、表１に示す表面粗さＲａとなるように塗布液（Ａ）を塗布した。
スプレー圧力：０．２ＭＰａ、
ノズル移動速度：７５０ｍｍ／分、
スプレーピッチ：２２ｍｍ。
その後、大気中、２００℃で３分間加熱養生し、ＡＧ層を有する防眩機能付きガラス板を得た。
スプレー法による塗布には、６軸塗装用ロボット（川崎ロボティックス社製、ＪＦ−５）を用いた。また、ノズル２０としては、ＶＡＵノズル（スプレーイングシステムジャパン社製の二流体ノズル）を用いた。ＡＧ層の表面粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ０６０１（２００１年）に準拠して測定した。
［例２〜８］
表面粗さＲａを表１に示すように変更した以外は、例１と同様にして防眩機能付きガラス板を得た。
表面粗さＲａを表１に示すように変更した以外は、例１と同様にして防眩機能付きガラス板を得た。
［例９］
比較対象として、化学強化されたアルミノシリケートガラス板（旭硝子社製、商品名「Ｌｅｏｆｌｅｘ」。サイズ：３００ｍｍ×３００ｍｍ、厚さ０．８５ｍｍ。）をそのまま評価に用いた。
比較対象として、化学強化されたアルミノシリケートガラス板（旭硝子社製、商品名「Ｌｅｏｆｌｅｘ」。サイズ：３００ｍｍ×３００ｍｍ、厚さ０．８５ｍｍ。）をそのまま評価に用いた。
［例１０］
フッ酸溶液によるエッチングにて表面を防眩化処理したガラス板（旭硝子社製、商品名「ＬＳＴ１１０」。ソーダライムガラス板。）を評価に用いた。
各例の評価結果を表１に示す。
フッ酸溶液によるエッチングにて表面を防眩化処理したガラス板（旭硝子社製、商品名「ＬＳＴ１１０」。ソーダライムガラス板。）を評価に用いた。
各例の評価結果を表１に示す。
表１に示すように、表面粗さＲａが０．０１〜０．２０μｍの範囲内のＡＧ層を形成した例１〜６の防眩機能付きガラス板は、ＡＧ層を設けていない例９の防眩機能付きガラス板と比べて、ＡＧ層の表面の光沢度が低く、優れた防眩性を有しているうえ、透過率差Ｔｄが正の値であり、透過率が向上した。また、例１〜６の防眩機能付きガラス板は、ヘイズも充分に低かった。
一方、表面粗さＲａが本発明の範囲を満たさないＡＧ層を形成した例７および例８の防眩機能付きガラス板は、優れた防眩性が得られたものの、透過率差Ｔｄが負の値であり、透過率が低下した。
また、フッ酸溶液によるエッチングにより防眩化処理した例１０のガラス板では、優れた防眩性が得られたものの、透過率差Ｔｄが負の値であり、透過率が低下した。
一方、表面粗さＲａが本発明の範囲を満たさないＡＧ層を形成した例７および例８の防眩機能付きガラス板は、優れた防眩性が得られたものの、透過率差Ｔｄが負の値であり、透過率が低下した。
また、フッ酸溶液によるエッチングにより防眩化処理した例１０のガラス板では、優れた防眩性が得られたものの、透過率差Ｔｄが負の値であり、透過率が低下した。
本発明によれば、マトリクスとしてアルコキシシランの加水分解重合物を含有する、表面粗さＲａが特定の範囲に制御されたＡＧ層が形成されているため、優れた防眩性と、太陽光の高い透過率が両立された防眩機能付きガラス板を提供することができる。従って、本発明の防眩機能付きガラス板を太陽電池用カバーガラス板として用いることで、太陽光の反射による光害を抑制できるうえ、太陽電池モジュールの発電効率を高くできる。
なお、２０１４年１月３０日に出願された日本特許出願２０１４−０１５６６８号の明細書、特許請求の範囲、および要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。
なお、２０１４年１月３０日に出願された日本特許出願２０１４−０１５６６８号の明細書、特許請求の範囲、および要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。
Claims (9)
- ガラス板と、該ガラス板上に形成された、表面粗さＲａが０．０１〜０．２０μｍのアンチグレア層とを有し、
前記アンチグレア層のマトリクスがアルコキシシランの加水分解重合物である、太陽電池用防眩機能付きガラス板。 - 前記アンチグレア層の表面の光沢度が７０以下である、請求項１に記載の太陽電池用防眩機能付きガラス板。
- ヘイズが１３％以下である、請求項１または２に記載の太陽電池用防眩機能付きガラス板。
- 前記アンチグレア層の５５０ｎｍにおける屈折率が１．１〜１．６である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の太陽電池用防眩機能付きガラス板。
- 以下で規定される透過率差が０より大きい、請求項１〜４のいずれか一項に記載の太陽電池用防眩機能付きガラス板。
[透過率差］
分光光度計を用いて、波長４００〜１１００ｎｍの光（光の入射角度は０°であり、ガラス板に対して垂直に入射）について得られる、前記アンチグレア層を有するガラス板の透過率と、前記アンチグレア層を有さないガラス板との透過率の差。
透過率差：Ｔｄ＝Ｔ１−Ｔ２ ・・・（１）
ただし、式（１）中、Ｔ１はアンチグレア層を有するガラス板の透過率であり、Ｔ２はガラス板のみの透過率。 - 前記アンチグレア層を形成する前記マトリクスの塗布量が１．０〜８．０ｍｇである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の太陽電池用防眩機能付きガラス板。
（ここにおいて、前記マトリクスの塗布量は、１００ｍｍ×１００ｍｍのサイズのガラス板上に塗布されたマトリックスの乾燥重量である。） - 前記ガラス板の厚さが１．９ｍｍ以下である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の太陽電池用防眩機能付きガラス板。
- 前記ガラス板が、アルミノシリケートガラス板である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の太陽電池用防眩機能付きガラス板。
- 前記アルミノシリケートガラス板が化学強化されている、請求項８に記載の太陽電池用防眩機能付きガラス板。
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