KR20230097648A - Polyolefin elastomer film composition for solar cell module with high transmittance and adhesive property and manufacturing method of polyolefin elastomer film for solar cell module using the film composition - Google Patents
Polyolefin elastomer film composition for solar cell module with high transmittance and adhesive property and manufacturing method of polyolefin elastomer film for solar cell module using the film composition Download PDFInfo
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Abstract
투과율과 접착특성이 우수한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물 및 이를 이용한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름의 제조방법이 제공된다. 상기 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물은 폴리올레핀 엘라스토머, 가교제, 가교조제 및 비닐계 실란커플링제로 구성되고, 광투과율이 89 내지 93%이며, 인장강도는 30 내지 37kg/cm2 인 것을 특징으로 한다. Provided are a polyolefin elastomer film composition for a solar module having excellent transmittance and adhesive properties, and a method for manufacturing a polyolefin elastomer film for a solar module using the same. The polyolefin elastomer film composition for solar modules is composed of a polyolefin elastomer, a crosslinking agent, a crosslinking aid, and a vinyl-based silane coupling agent, and has a light transmittance of 89 to 93% and a tensile strength of 30 to 37kg/cm 2 . .
Description
본 발명은 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물 및 이를 이용한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적절한 커플링제, 가교제 및 가교조제를 이용하여 투과율과 접착특성이 우수한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물 및 이를 이용한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polyolefin elastomer film composition for a solar module and a method for manufacturing a polyolefin elastomer film for a solar module using the same, and more particularly, to a solar module having excellent transmittance and adhesive properties by using an appropriate coupling agent, crosslinking agent, and crosslinking aid. It relates to a polyolefin elastomer film composition for an optical module and a method for manufacturing a polyolefin elastomer film for a solar module using the same.
폴리올레핀 엘라스토머(polyolefin elastomer, POE)는 폴리올레핀의 일종으로, 주원료인 에틸렌(ethylene)에 부텐이나 옥텐과 메탈로센 촉매로 중합된 에틸렌과 부텐 또는 옥텐의 공중합체이다. 폴리올레핀 엘라스토머는 상온에서 고무와 같은 탄성을 지니며, 플라스틱과 같이 용융하여 성형가능한 고분자로, 폴리올레틴 엘라스토머 내 α-올레핀 함량은 15 내지 40%로 매우 높다. 폴리올레핀 엘라스토머는 주로 자동차 내-외장재를 비롯한 부품, 신발, 포장재, 전선 등에 사용되고 있다.Polyolefin elastomer (POE) is a type of polyolefin, and is a copolymer of ethylene and butene or octene polymerized with butene or octene and a metallocene catalyst in ethylene, the main raw material. Polyolefin elastomer is a polymer that has rubber-like elasticity at room temperature and can be molded by melting like plastic, and the α-olefin content in polyoletin elastomer is very high, ranging from 15 to 40%. Polyolefin elastomers are mainly used for automotive interior and exterior parts, shoes, packaging materials, wires, and the like.
한편, 태양광 모듈은 열악한 옥외 환경에서 견딜 수 있는 장기 내구성과 내후성이 요구된다. 특히, 모듈 내 태양전지 셀(cell)을 보호하기 위해 사용되는 봉지재는 수분과 열에 의한 황변, 가수분해와 크랙(crack) 등의 문제점을 최소화해야 하므로, 높은 광투과율, 낮은 체적저항, 높은 인장강도, 셀과 백시트와의 높은 접착력과 낮은 수분흡수율 등 다양한 물성이 요구되고 있다.On the other hand, solar modules require long-term durability and weather resistance that can withstand harsh outdoor environments. In particular, since the encapsulant used to protect the solar cell in the module should minimize problems such as yellowing, hydrolysis and cracks caused by moisture and heat, high light transmittance, low volume resistance, and high tensile strength , various physical properties such as high adhesion between the cell and the back sheet and low water absorption are required.
현재, 태양광 모듈의 봉지재로는 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate, 이하, EVA로 표시)가 가장 많이 사용되고 있다. 그러나, EVA는 수분과 자외선에 의해 초산이 발생되어 태양광 모듈의 내구성을 악화시키는 문제점이 있어, 선행기술1(대한민국 등록특허 제10-1307426호)과, 선행기술2(대한민국 등록특허 제10-1999401호)와 같이 기존 EVA 필름을 개선하거나 대체할 수 있는 태양광 모듈용 필름에 대한 기술개발이 요구되고 있다.Currently, ethylene vinyl acetate (hereinafter referred to as EVA) is most commonly used as an encapsulant for solar modules. However, EVA has a problem in that acetic acid is generated by moisture and ultraviolet rays, which deteriorates the durability of the solar module. 1999401), there is a demand for technology development for a film for a solar module that can improve or replace the existing EVA film.
상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 가공조건에 적합한 물성을 지니며, 광투과율이 우수한 폴리올레핀 엘라스토머를 제시하고, 이를 이용하여 기존 EVA 필름과 유사한 가교특성을 가질 수 있도록 가교시스템을 도입하여, 접착부여제를 도입하여 접착 특성을 개선한 성형성, 투과율과 접착특성이 우수한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물 및 이를 이용한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름의 제조방법을 제공하는 데에 있다.In order to solve the above problems, the present invention proposes a polyolefin elastomer having physical properties suitable for processing conditions and excellent light transmittance, and using this, a crosslinking system is introduced so that it can have crosslinking characteristics similar to existing EVA films, It is an object of the present invention to provide a polyolefin elastomer film composition for a solar module having excellent moldability, transmittance and adhesive characteristics with improved adhesive properties by introducing an adhesive agent, and a method for manufacturing a polyolefin elastomer film for a solar module using the same.
또한, 본 발명은 투과율, 인장강도 및 접착강도 등 다양한 물성을 개선할 수 있고, 태양광 모듈용 봉지재로 사용시 모듈의 효율을 유지할 수 있는, 수분흡수율과 내열수축성이 낮으면서도 접착특성이 우수한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물 및 이를 이용한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름의 제조방법을 제공하는 데에 있다.In addition, the present invention can improve various physical properties such as transmittance, tensile strength, and adhesive strength, and can maintain the efficiency of the module when used as an encapsulant for a solar module, having excellent adhesive properties while having low water absorption and heat shrinkage resistance. It is to provide a polyolefin elastomer film composition for an optical module and a method for manufacturing a polyolefin elastomer film for a solar module using the same.
아울러, 본 발명은 종래의 EVA필름을 효과적으로 대체할 수 있고 폴리올레핀 소재의 단점을 효과적으로 해결할 수 있는 투과율과 접착특성이 우수한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물 및 이를 이용한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름의 제조방법을 제공하는 데에 있다.In addition, the present invention is a polyolefin elastomer film composition for solar modules with excellent transmittance and adhesive properties that can effectively replace the conventional EVA film and effectively solve the disadvantages of polyolefin materials, and manufacture of a polyolefin elastomer film for solar modules using the same It's about providing a way.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은, 폴리올레핀 엘라스토머, 가교제, 가교조제 및 비닐계 비닐계 실린커플링제로 구성되고, 광투과율이 89 내지 93%이며, 인장강도는 30 내지 37kg/cm2 인 것을 특징으로 하는 투과율과 접착특성이 우수한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, one aspect of the present invention is composed of a polyolefin elastomer, a crosslinking agent, a crosslinking aid, and a vinyl-based silin coupling agent, and has a light transmittance of 89 to 93% and a tensile strength of 30 to 37kg/cm 2 It provides a polyolefin elastomer film composition for solar modules with excellent transmittance and adhesive properties, characterized in that.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 폴리올레핀 엘라스토머 100중량부에 대하여, 상기 가교제 1 내지 3중량부, 상기 가교조제 1 내지 2중량부 및 상기 비닐계 실린커플링제 0.5 내지 1중량부로 구성된 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, with respect to 100 parts by weight of the polyolefin elastomer, 1 to 3 parts by weight of the crosslinking agent, 1 to 2 parts by weight of the crosslinking aid, and 0.5 to 1 part by weight of the vinyl-based silin coupling agent. do.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 조성물은 유리(glass)에서 접착강도 70 내지 90N/cm이며, 백시트(back-sheet)에서 접착강도 31.6 내지 44.8Ncm인 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the composition has an adhesive strength of 70 to 90 N/cm on glass and an adhesive strength of 31.6 to 44.8 Ncm on a back-sheet.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 폴리올레핀 엘라스토머는 용융지수(MI)가 5 내지 20g/10min인 옥텐(octene) 계열인 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, the polyolefin elastomer is characterized in that the melt index (MI) is octene (octene) series of 5 to 20g / 10min.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 가교제는, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산(2,5-dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexane) 및 t-부틸퍼옥시2-에틸헥실카보네이트(tert-butylperoxy 2-ethylhexyl carbonate) 중에서 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, the crosslinking agent is 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane (2,5-dimethyl-2,5-di (tert-butylperoxy) hexane ) and t-butylperoxy 2-ethylhexyl carbonate (tert-butylperoxy 2-ethylhexyl carbonate).
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 가교조제는 트리알릴 이소시안우레이트(triallyl isocyanurate, TAIC), 트리알릴 시안우레이트(Triallyl cyanurate, TAC), 트리알릴 포스페이트((Triallyl phosphate) 및 디비닐벤젠(divinylbenzene) 중에서 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the crosslinking aid is triallyl isocyanurate (TAIC), triallyl cyanurate (TAC), triallyl phosphate ((Triallyl phosphate) and divinylbenzene It is characterized in that any one or more of (divinylbenzene).
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 커플링제는 메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(methacryloxypropyl trimethoxysilane), 옥타메틸사이클로테트라실록산(octamethylcyclotetrasiloxane) 및 비닐트리메톡시실란(vinyltrimethoxysilane) 중에서 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the coupling agent is characterized in that any one or more of methacryloxypropyl trimethoxysilane, octamethylcyclotetrasiloxane and vinyltrimethoxysilane do.
본 발명의 다른 측면은, 상술한 투과율과 접착특성이 우수한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물을 이용하는 것으로, 상기 폴리올레핀 엘라스토머 100중량부에 대하여 상기 비닐계 실린커플링제 0.5 내지 1중량부, 상기 가교제 1 내지 3중량부와, 상기 가교조제 1 내지 2중량부를 준비하는 제 1단계, 상기 폴리올레핀 엘라스토머와 상기 비닐계 실린커플링제를 용융시켜 1차 혼합하여 제 1혼합물을 형성하는 제 2단계, 롤(roll)에서 상기 제 1혼합물을 분취한 후, 상기 가교제와 상기 가교조제를 투입하여 2차 혼합하여 제 2혼합물을 형성하는 제 3단계 및 상기 제 2혼합물을 필름 형태로 성형하는 제 4단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Another aspect of the present invention is to use the above-described polyolefin elastomer film composition for solar modules having excellent transmittance and adhesive properties, 0.5 to 1 part by weight of the vinyl-based silin coupling agent and 1 part by weight of the crosslinking agent based on 100 parts by weight of the polyolefin elastomer. to 3 parts by weight and 1 to 2 parts by weight of the crosslinking aid, a first step of preparing a first mixture by melting and primary mixing the polyolefin elastomer and the vinyl-based silin coupling agent, a roll After fractionating the first mixture from), a third step of adding the crosslinking agent and the crosslinking aid and secondary mixing to form a second mixture, and a fourth step of molding the second mixture into a film form. characterized by
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제 2단계는 110 내지 130℃에서 10 내지 15분 동안 수행하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the second step is characterized in that it is carried out at 110 to 130 ℃ for 10 to 15 minutes.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제 3단계는 90 내지 100℃의 온도를 갖는 롤에서 5 내지 10분 동안 수행하는 것을 특징으로 한다. In one embodiment of the present invention, the third step is characterized in that it is performed for 5 to 10 minutes in a roll having a temperature of 90 to 100 ℃.
본 발명의 투과율과 접착특성이 우수한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물 및 이를 이용한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름의 제조방법은 투과율, 인장강도 및 접착강도 등 다양한 물성을 개선할 수 있고, 태양광 모듈용 봉지재 필름으로 사용시 모듈의 효율을 유지할 수 있다.The polyolefin elastomer film composition for solar modules having excellent transmittance and adhesive properties and the manufacturing method of the polyolefin elastomer film for solar modules using the same of the present invention can improve various physical properties such as transmittance, tensile strength and adhesive strength, and can improve solar module When used as an encapsulant film, the efficiency of the module can be maintained.
또한, 본 발명의 투과율과 접착특성이 우수한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물 및 이를 이용한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름의 제조방법은 가공조건에 적합한 물성을 갖는 폴리올레핀 엘라스토머를 제시하고, 이를 이용하여 기존 EVA 필름과 유사한 가교특성을 구현할 수 있다.In addition, the polyolefin elastomer film composition for solar modules having excellent transmittance and adhesive properties and the method for manufacturing a polyolefin elastomer film for solar modules using the same of the present invention suggest a polyolefin elastomer having physical properties suitable for processing conditions, and using the same Crosslinking properties similar to those of EVA film can be realized.
이에, 본 발명의 투과율과 접착특성이 우수한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물 및 이를 이용한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름의 제조방법은 종래의 EVA필름을 효과적으로 대체할 수 있어, 관련 분야에 적극적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.Accordingly, the polyolefin elastomer film composition for solar modules having excellent transmittance and adhesive properties and the manufacturing method of the polyolefin elastomer film for solar modules using the composition of the present invention can effectively replace the conventional EVA film and are actively used in related fields. hopefully it can be
다만, 발명의 효과는 상기에서 언급한 효과로 제한되지 아니하며, 언급되지 않은 또 다른 효과들을 하기의 기재로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.However, the effects of the invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시예1 내지 실시예4의 필름 조성물의 경도를 비교한 도표.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시예1 내지 실시예4의 필름 조성물의 비중을 비교한 도표.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시예1 내지 실시예4의 필름 조성물의 인장강도와 인열강도를 포함하는 기계적 강도(mechanical strength)를 비교한 도표.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시예1 내지 실시예4의 필름 조성물의 투과율을 비교한 도표.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시예1 내지 실시예4와, 실시예23 내지 실시예34에서 제조된 필름 조성물의 밀도를 비교한 도표.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시예1 내지 실시예4와, 실시예23 내지 실시예34에서 제조된 필름 조성물의 필름 조성물의 인장강도를 비교한 도표.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시예1 내지 실시예4와, 실시예23 내지 실시예34에서 제조된 필름 조성물의 투과율을 비교한 도표.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시예1 내지 실시예4와, 실시예23 내지 실시예34에서 제조된 필름 조성물의 가교 특성을 비교한 도표.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시예1 내지 실시예4와, 실시예35 내지 실시예43에서 제조된 필름 조성물의 밀도를 비교한 도표.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시예1 내지 실시예4와, 실시예35 내지 실시예43에서 제조된 필름 조성물의 인장강도를 비교한 도표.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시예1 내지 실시예4와, 실시예35 내지 실시예43에서 제조된 필름 조성물의 투과율을 비교한 도표.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시예1 내지 실시예4와, 실시예35 내지 실시예43에서 제조된 필름 조성물의 가교특성을 비교한 도표.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 대조군인 상용EVA필름의 가교 특성을 나타낸 도표.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 가교특성 140℃에서의 대조군과 실시예44 내지 실시예53의 필름 조성물의 가교 특성 측정결과를 나타낸 도표.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 가교특성 160℃에서의 대조군과 실시예44 내지 실시예53의 필름 조성물의 가교 특성 측정결과를 나타낸 도표.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물의 제조하는 과정을 나타낸 이미지.
도 17에서 (a)는 대조군인 상용EVA필름, (b)는 본 발명의 실험예7에서 제조된 실시예1(S28-2)의 필름, (c)는 본 발명의 실험예7에서 제조된 실시예3(S32)의 필름, (d)는 본 발명의 실험예7에서 제조된 실시예46(S56)의 필름, (e)는 본 발명의 실험예7에서 제조된 실시예51(S61)의 필름의 동적 기계 분석(dynamic mechanical analysis, DMA)의 결과를 나타낸 도표.
도 18에서 (a)는 대조군인 상용EVA필름(EVA_1cy), (b)는 본 발명의 실험예7에서 제조된 실시예1의 필름(S28-2_1cy), (c)는 본 발명의 실험예7에서 제조된 실시예3의 필름(S32_1cy), (d)는 본 발명의 실험예7에서 제조된 실시예46(S56_1cy)의 필름, (e)는 본 발명의 실험예7에서 제조된 실시예51(S61_1cy)의 필름의 시차주사열량법(differential scanning calorimetry, DSC) 결과를 나타낸 도표.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 85℃, 상대습도 85%의 고온고습 시험 챔버 속 태양광 모듈을 나타낸 이미지.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 대조군인 상용EVA필름과 실시예46과 실시예51에서 제조된 태양광 모듈용 필름을 적용한 모듈의 고온고습시험에 따른 모듈 효율 변화를 비교한 도표.1 is a chart comparing the hardness of film compositions of Examples 1 to 4 according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a chart comparing the specific gravity of the film compositions of Examples 1 to 4 according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a graph comparing the mechanical strength (mechanical strength) including tensile strength and tear strength of the film compositions of Examples 1 to 4 according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a chart comparing the transmittance of the film compositions of Examples 1 to 4 according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a graph comparing the density of the film compositions prepared in Examples 1 to 4 and Examples 23 to 34 according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a chart comparing the tensile strength of the film compositions of Examples 1 to 4 and Examples 23 to 34 according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a graph comparing the transmittance of the film compositions prepared in Examples 1 to 4 and Examples 23 to 34 according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph comparing crosslinking properties of film compositions prepared in Examples 1 to 4 and Examples 23 to 34 according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a graph comparing the density of the film compositions prepared in Examples 1 to 4 and Examples 35 to 43 according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is a graph comparing the tensile strength of the film compositions prepared in Examples 1 to 4 and Examples 35 to 43 according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 is a graph comparing the transmittance of the film compositions prepared in Examples 1 to 4 and Examples 35 to 43 according to an embodiment of the present invention.
12 is a graph comparing crosslinking characteristics of film compositions prepared in Examples 1 to 4 and Examples 35 to 43 according to an embodiment of the present invention.
13 is a chart showing crosslinking characteristics of a commercial EVA film as a control group according to an embodiment of the present invention.
14 is a chart showing the measurement results of the crosslinking characteristics of the control group and the film compositions of Examples 44 to 53 at 140 ° C according to an embodiment of the present invention.
Figure 15 is a chart showing the crosslinking characteristics measurement results of the control group and the film compositions of Examples 44 to 53 at 160 ° C according to an embodiment of the present invention.
16 is an image showing a process of manufacturing a polyolefin elastomer film composition for a solar module according to an embodiment of the present invention.
17, (a) is a commercial EVA film as a control, (b) is a film of Example 1 (S28-2) prepared in Experimental Example 7 of the present invention, (c) is a film prepared in Experimental Example 7 of the present invention The film of Example 3 (S32), (d) is the film of Example 46 (S56) prepared in Experimental Example 7 of the present invention, (e) is the film of Example 51 (S61) prepared in Experimental Example 7 of the present invention Table showing the results of dynamic mechanical analysis (DMA) of the film of .
18, (a) is a commercial EVA film (EVA_1cy) as a control, (b) is a film (S28-2_1cy) of Example 1 prepared in Experimental Example 7 of the present invention, and (c) is Experimental Example 7 of the present invention. (S32_1cy) of Example 3 prepared in (d) is a film of Example 46 (S56_1cy) prepared in Experimental Example 7 of the present invention, (e) is Example 51 prepared in Experimental Example 7 of the present invention A diagram showing the differential scanning calorimetry (DSC) results of the film of (S61_1cy).
19 is an image showing a photovoltaic module in a high-temperature, high-humidity test chamber at a temperature of 85° C. and a relative humidity of 85% according to an embodiment of the present invention.
20 is a chart comparing module efficiency changes according to high temperature and high humidity tests of modules to which a commercial EVA film, which is a control group, and films for solar modules prepared in Examples 46 and 51 according to an embodiment of the present invention are applied.
이하, 본 발명에 의한 투과율과 접착특성이 우수한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물 및 이를 이용한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름의 제조방법의 바람직한 실시예 및 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, a polyolefin elastomer film composition for a solar module having excellent transmittance and adhesive properties according to the present invention and a method for manufacturing a polyolefin elastomer film for a solar module using the same will be described in detail with reference to preferred embodiments and drawings.
본 발명의 일 측면은, 투과율과 접착특성이 우수한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물을 제공한다. 구체적으로, 상기 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물은 폴리올레핀 엘라스토머, 가교제, 가교조제 및 비닐계 실린커플링제로 구성되는 것일 수 있다. 또한, 상기 조성물은 광투과율이 89 내지 83%이며, 인장강도는 30 내지 37kg/cm2 인 것일 수 있다. 즉, 본 발명은 태양광 모듈용 필름으로 사용할 수 있도록 적절한 물성을 갖는 폴리올레핀 엘라스토머를 제시하고, 여기에 가교제, 가교조제, 비닐계 실린커플링제를 적정하게 첨가하여 최적의 투과율과 접착특성을 구현할 수 있는 필름 조성물을 제공하는 것일 수 있다.One aspect of the present invention provides a polyolefin elastomer film composition for a solar module having excellent transmittance and adhesive properties. Specifically, the polyolefin elastomer film composition for solar modules may be composed of a polyolefin elastomer, a crosslinking agent, a crosslinking aid, and a vinyl-based silin coupling agent. In addition, the composition may have a light transmittance of 89 to 83% and a tensile strength of 30 to 37 kg/cm 2 . That is, the present invention proposes a polyolefin elastomer having appropriate physical properties so that it can be used as a film for a solar module, and can realize optimal transmittance and adhesive properties by appropriately adding a crosslinking agent, a crosslinking aid, and a vinyl-based silin coupling agent thereto. It may be to provide a film composition with
상기 폴리올레핀 엘라스토머는 본 발명의 폴리올레핀 엘라스토머의 베이스폴리머(base polymer)로 기능하는 것으로, 적정한 물성을 갖는 것을 사용할 수 있다. 일반적으로 폴리올레핀 엘라스토머는 에틸렌 베이스인 EL계와, 프로필렌 베이스인 PL계로 나뉠 수 있다. 상기 EL계는 에틸렌 1-부텐 러버(ethylene 1-butene rubber, EBR)와 에틸렌 1-옥텐 러버(ethylene 1-octene rubber, EOR)로 나뉠 수 있다. 상기 폴리올레핀은 에틸렌과 알파올레핀의 공중합체일 수 있으며, 예를 들어, 상기 알파올레핀은 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센 및 이들의 혼합물 중 어느 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.The polyolefin elastomer functions as a base polymer of the polyolefin elastomer of the present invention, and one having appropriate physical properties may be used. In general, polyolefin elastomers can be divided into ethylene-based EL-based and propylene-based PL-based. The EL system can be divided into ethylene 1-butene rubber (EBR) and ethylene 1-octene rubber (EOR). The polyolefin may be a copolymer of ethylene and an alpha olefin, for example, the alpha olefin is propylene, 1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1- It may include one or more of octene, 1-decene, 1-undecene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, and mixtures thereof.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 폴리올레핀 엘라스토머는 용융지수(Melt Index, MI)가 5 내지 20g/10min인 옥텐(octene) 계열인 것일 수 있다. 용융지수는 일정 하중, 일정 온도에서 가지는 수지의 용융 흐름성을 나타내는 것으로, 고분자의 용융특성은 제품의 가공성에 관계되며 성형된 제품의 물성에 영향을 줄 수 있다. 본 발명은 폴리올레핀 엘라스토머를 이용하여 태양광 모듈에 적용가능한 필름으로 제조하는 성형과정에서 본 발명의 필름용 조성물이 성형된 형체를 일정 수준으로 유지하기 위하여 적정 용융지수를 갖는 폴리올레핀 엘라스토머를 사용하는 것일 수 있다. Specifically, in one embodiment of the present invention, the polyolefin elastomer may be an octene series having a melt index (MI) of 5 to 20 g/10 min. The melt index indicates the melt flowability of a resin at a constant load and a certain temperature, and the melt characteristics of a polymer are related to the processability of a product and can affect the physical properties of a molded product. The present invention may be to use a polyolefin elastomer having an appropriate melt index in order to maintain the molded shape of the film composition of the present invention at a certain level during the molding process of manufacturing a film applicable to a solar module using polyolefin elastomer. there is.
일 구현예에서, 상기 폴리올레핀 엘라스토머의 용융지수가 5g/10min 미만인 경우, 다른 재료와의 용융혼합이 용이하게 일어나지 않아 배합효율과 성형공정 수행이 어려울 수 있다. 또한, 상기 폴리올레핀 엘라스토머의 용융지수가 20g/10min을 초과하는 경우, 높은 용융지수로 인해 다른 원료와의 가교과정이나 모듈에 적용하기 위한 성형/라미네이션 공정에서 필름의 물성이 변화되거나 인장강도가 낮아질 수 있다. In one embodiment, when the melt index of the polyolefin elastomer is less than 5 g/10 min, melting and mixing with other materials does not easily occur, making it difficult to perform the mixing efficiency and molding process. In addition, when the melt index of the polyolefin elastomer exceeds 20g/10min, the high melt index may change the physical properties of the film or lower the tensile strength in a crosslinking process with other raw materials or a molding/lamination process for application to a module. there is.
상기 가교제는 고분자 사슬 사이에서 가교 역할을 하는 물질로 본 발명의 폴리올레핀 엘라스토머 필름용 조성물에 경도, 인장강도, 인열 강도 등의 계적 강도를 향상시킬 수 있고, 다양한 재료의 혼합시 화학적 안정성을 부여할 수 있다.The crosslinking agent is a material that serves as a bridge between polymer chains, and can improve the mechanical strength such as hardness, tensile strength, and tear strength of the composition for a polyolefin elastomer film of the present invention, and can impart chemical stability when mixing various materials. there is.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 가교제는 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산(2,5-dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexane) 및 t-부틸퍼옥시2-에틸헥실카보네이트(tert-butylperoxy 2-ethylhexyl carbonate) 중에서 어느 하나 이상인 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the crosslinking agent is 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane (2,5-dimethyl-2,5-di (tert-butylperoxy) hexane) And t- butylperoxy 2-ethylhexyl carbonate (tert-butylperoxy 2-ethylhexyl carbonate) may be any one or more.
상기 가교조제는 가교제와 함께 가교속도와 가교밀도 등을 향상시키는 역할을 수행하는 것으로, 본 발명의 폴리올레핀 엘라스토머 필름용 조성물의 가교 특성을 향상시키는 것일 수 있다. 특히, 본 발명은 가교조제로 비닐계 고분자를 사용함으로써 베이스폴리머인 폴리올레핀 엘라스토머와 상술한 가교제의 가교 반응을 효과적으로 도울 수 있다.The crosslinking aid serves to improve the crosslinking rate and crosslinking density together with the crosslinking agent, and may improve crosslinking properties of the composition for a polyolefin elastomer film of the present invention. In particular, the present invention can effectively help the crosslinking reaction between the polyolefin elastomer as a base polymer and the aforementioned crosslinking agent by using a vinyl polymer as a crosslinking aid.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 가교조제는 트리알릴 이소시안우레이트(triallyl isocyanurate, TAIC), 트리알릴 시안우레이트(Triallyl cyanurate, TAC), 트리알릴 포스페이트((Triallyl phosphate) 및 디비닐벤젠(divinylbenzene) 중에서 어느 하나 이상인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the crosslinking aid is triallyl isocyanurate (TAIC), triallyl cyanurate (TAC), triallyl phosphate ((Triallyl phosphate) and divinylbenzene It may be any one or more of (divinylbenzene).
상기 비닐계 실린커플링제는 일반적으로 분자 내에 유기 기능성 기와 결합할 수 있는 반응기와 무기재료를 결합할 수 있는 반응기를 함께 갖고 있어 본 발명의 필름용 조성물 내에서 혼합되는 원료들의 계면 결합제로서 작용하는 것일 수 있다.The vinyl-based silin coupling agent generally has a reactive group capable of bonding to an organic functional group and a reactive group capable of bonding to an inorganic material in a molecule, thereby acting as an interfacial binder for raw materials mixed in the composition for a film of the present invention. can
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 비닐계 실린커플링제는 메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(methacryloxypropyl trimethoxysilane), 옥타메틸사이클로테트라실록산(octamethylcyclotetrasiloxane) 및 비닐트리메톡시실란(vinyltrimethoxysilane) 중에서 어느 하나 이상인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the vinyl-based silin coupling agent is any one or more of methacryloxypropyl trimethoxysilane, octamethylcyclotetrasiloxane, and vinyltrimethoxysilane. it could be
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 폴리올레핀 엘라스토머 100중량부에 대하여, 상기 가교제 1 내지 3중량부, 상기 가교조제 1 내지 2중량부 및 상기 비닐계 실린커플링제 0.5 내지 1중량부로 구성된 것일 수 있다. 즉, 본 발명은 베이스폴리머인 폴리올레핀 엘라스토머에 상기 가교제와 상기 가교조제 및 비닐계 실린커플링제를 적절하게 혼합하여 조성물을 구성함으로써, 본 발명의 필름용 조성을 적용한 태양광 모듈용 필름의 투과율을 높이면서도 인장강도와 접착특성 또한 향상시킬 수 있다. In one embodiment of the present invention, it may be composed of 1 to 3 parts by weight of the crosslinking agent, 1 to 2 parts by weight of the crosslinking aid, and 0.5 to 1 part by weight of the vinyl-based silin coupling agent, based on 100 parts by weight of the polyolefin elastomer. . That is, the present invention increases the transmittance of a film for a solar module to which the composition for a film of the present invention is applied by constituting a composition by appropriately mixing the crosslinking agent, the crosslinking aid, and the vinyl-based silin coupling agent with a polyolefin elastomer, which is a base polymer. Tensile strength and adhesive properties can also be improved.
일 구현예에서, 상기 폴리올레핀 엘라스토머 100중량부에 대하여 상기 가교제가 1중량부 미만으로 구성되는 경우, 상기 베이스폴리머와, 상기 베이스폴리머와 커플링제 등 다른 원료들과의 가교가 원활하게 일어나지 않아, 접착강도가 낮아질 수 있다. 또한, 상기 폴리올레핀 엘라스토머 100중량부에 대하여 상기 가교제가 3중량부를 초과하여 구성되는 경우, 각각의 원료들을 혼합한 조성물의 용해도가 커지면서 인장강도 등 기계적 물성이 저하될 수 있다.In one embodiment, when the crosslinking agent is composed of less than 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the polyolefin elastomer, crosslinking between the base polymer and other raw materials such as the base polymer and the coupling agent does not occur smoothly, resulting in adhesion strength may be reduced. In addition, when the crosslinking agent is composed in excess of 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyolefin elastomer, the solubility of the composition in which each raw material is mixed increases, and mechanical properties such as tensile strength may decrease.
일 구현예에서, 상기 폴리올레핀 엘라스토머 100중량부에 대하여 상기 가교조제가 1중량부 미만으로 구성되는 경우, 소량으로 가교조제를 통한 가교 특성 향상을 용이하게 구현하기 어려울 수 있다. 또한, 상기 폴리올레핀 엘라스토머 100중량부에 대하여 상기 가교조제가 2중량부를 초과하여 구성되는 경우, 혼합물 내 가교반응에 참여하지 않고 잔류되는 가교조제로 인해 필름 조성물의 투과율이 낮아질 수 있다.In one embodiment, when the amount of the crosslinking aid is less than 1 part by weight based on 100 parts by weight of the polyolefin elastomer, it may be difficult to easily improve crosslinking properties through the crosslinking aid in a small amount. In addition, when the amount of the crosslinking aid exceeds 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyolefin elastomer, the transmittance of the film composition may be lowered due to the crosslinking aid remaining without participating in the crosslinking reaction in the mixture.
일 구현예에서, 상기 폴리올레핀 엘라스토머 100중량부에 대하여 상기 비닐계 실린커플링제가 0.5중량부 미만으로 구성되는 경우, 커플링제를 통한 필름 조성물의 수분흡수율을 목표하는 수준으로 증가시키기 어려울 수 있다. 또한, 상기 폴리올레핀 엘라스토머 100중량부에 대하여 상기 비닐계 실린커플링제가 1중량부를 초과하여 구성되는 경우, 필름 조성물의 안정성이 낮아질 수 있다.In one embodiment, when the vinyl-based silin coupling agent is composed of less than 0.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyolefin elastomer, it may be difficult to increase the water absorption rate of the film composition through the coupling agent to a target level. Also, when the vinyl-based silin coupling agent is included in an amount exceeding 1 part by weight based on 100 parts by weight of the polyolefin elastomer, stability of the film composition may be lowered.
본 발명의 일 실시예에 있어서 상기 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물은 유리(glass)에서 접착강도 70 내지 90N/cm이며, 백시트(back-sheet)에서 접착강도 31.6 내지 44.8Ncm인 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the polyolefin elastomer film composition for a solar module may have an adhesive strength of 70 to 90 N/cm on glass and an adhesive strength of 31.6 to 44.8 Ncm on a back-sheet. .
상기와 같이, 본 발명의 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물은 적정한 융융지수와 인장강도를 갖는 폴리올레핀 엘라스토머를 베이스로 하여, 이와 효과적으로 결합할 수 있는 가교제, 가교조제 및 커플링제를 적절하게 배합하여 접착강도를 향상시키는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물의 접착강도에 대해서는 하기의 실험예들을 참고할 수 있다.As described above, the polyolefin elastomer film composition for a photovoltaic module of the present invention is based on a polyolefin elastomer having an appropriate melting index and tensile strength, and a crosslinking agent, crosslinking aid, and coupling agent capable of effectively bonding thereto are appropriately blended to achieve adhesion. It may be to improve strength. Specifically, the following experimental examples may be referred to for the adhesive strength of the polyolefin elastomer film composition for a solar module.
본 발명의 다른 측면은, 상술한 투과율과 접착특성이 우수한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물을 이용하는 것으로, 상기 폴리올레핀 엘라스토머 100중량부에 대하여 상기 비닐계 실린커플링제 0.5 내지 1중량부, 상기 가교제 1 내지 3중량부와, 상기 가교조제 1 내지 2중량부를 준비하는 제 1단계(S10), 상기 폴리올레핀 엘라스토머와 상기 비닐계 실린커플링제를 용융시켜 1차 혼합하여 제 1혼합물을 형성하는 제 2단계(S20), 롤(roll)에서 상기 제 1혼합물을 분취한 후, 상기 가교제와 상기 가교조제를 투입하여 2차 혼합하여 제 2혼합물을 형성하는 제 3단계(S30) 및 상기 제 2혼합물을 필름 형태로 성형하는 제 4단계(S40)를 포함하는 것을 특징으로 한다.Another aspect of the present invention is to use the above-described polyolefin elastomer film composition for solar modules having excellent transmittance and adhesive properties, 0.5 to 1 part by weight of the vinyl-based silin coupling agent and 1 part by weight of the crosslinking agent based on 100 parts by weight of the polyolefin elastomer. A first step (S10) of preparing to 3 parts by weight and 1 to 2 parts by weight of the crosslinking aid (S10), a second step of melting and primary mixing the polyolefin elastomer and the vinyl-based silin coupling agent to form a first mixture ( S20), a third step (S30) of dividing the first mixture on a roll, and then adding the crosslinking agent and the crosslinking aid and secondarily mixing to form a second mixture (S30), and the second mixture in the form of a film It is characterized in that it comprises a fourth step (S40) of molding into.
구체적으로, 상기 S10은 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름의 제조방법은 상기 폴리올레핀 엘라스토머 100 중량부에 대하여, 상기 가교제 1 내지 3중량부, 상기 가교조제 1 내지 2중량부 및 상기 비닐계 실린커플링제 0.5 내지 1중량부를 준비하는 것일 수 있다. 원료 간의 혼합비율은 앞서 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름용 조성물의 설명을 참고할 수 있다.Specifically, the S10 is a method for manufacturing a polyolefin elastomer film for a solar module, based on 100 parts by weight of the polyolefin elastomer, 1 to 3 parts by weight of the crosslinking agent, 1 to 2 parts by weight of the crosslinking aid, and 0.5 parts by weight of the vinyl-based silin coupling agent. to 1 part by weight may be prepared. The mixing ratio between the raw materials may refer to the description of the composition for polyolefin elastomer film for solar modules.
상기 S20은 상기 폴리올레핀 엘라스토머와 상기 비닐계 실린커플링제를 용융시켜 1차 혼합하여 제 1혼합물을 형성하는 것일 수 있다. 구체적으로, 니더 등의 용융혼합장치를 이용하여 혼합하는 것일 수 있다. The step S20 may be to form a first mixture by melting and primary mixing the polyolefin elastomer and the vinyl-based silin coupling agent. Specifically, it may be mixing using a melt mixing device such as a kneader.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 S20은 110 내지 130℃에서 10 내지 15분 동안 수행하는 것일 수 있다. 이를 통해 각각의 원료들을 용이하게 혼합하여 적절한 물성을 갖는 필름 조성물을 구현하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the S20 may be performed at 110 to 130 ° C. for 10 to 15 minutes. Through this, each raw material may be easily mixed to implement a film composition having appropriate physical properties.
상기 S30은 롤(roll)에서 상기 제 1혼합물을 분취한 후, 상기 가교제와 상기 가교조제를 투입하여 2차 혼합하여 제 2혼합물을 형성하는 것일 수 있다. 상기 롤은 상기 S20에서 형성된 제 1혼합물과 롤에서 투입되는 가교제 및 가교조제를 균일하게 혼합/분산시키기 위해 이용하는 것으로 일정 온도를 갖고 있는 것일 수 있다. The step S30 may be to form a second mixture by dividing the first mixture on a roll and then adding the crosslinking agent and the crosslinking aid to secondary mixing. The roll is used to uniformly mix/disperse the first mixture formed in S20 and the crosslinking agent and the crosslinking aid added from the roll, and may have a constant temperature.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 S30은 90 내지 100℃의 온도를 갖는 롤에서 5분 내지 10분 동안 수행하는 이용하는 것일 수 있다. 이는 상기 혼합물의 연신을 용이하게 수행하며 분산도를 높이기 위한 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the S30 may be performed for 5 minutes to 10 minutes in a roll having a temperature of 90 to 100 ℃. This may be to facilitate stretching of the mixture and increase dispersion.
일 구현예에서, 상기 롤의 온도가 90℃ 미만이거나 5분 미만으로 수행하는 경우, 분산율이 저하되어 목표하는 혼합물의 분산을 수행하기 어려울 수 있다. 또한, 상기 롤의 온도가 100℃를 초과하거나, 10분을 초과하여 수행하는 경우, 분산되고 롤에 의해 연신되는 과정에서 일부가 용융되어 상기 제 2혼합물이 작업대에 달라붙거나 잔여물이 남아 작업환경에 영향을 줄 수 있고, 고온으로 인해 혼합물의 물성이 변화될 수 있다. In one embodiment, when the temperature of the roll is less than 90 ° C. or less than 5 minutes, the dispersion rate is lowered and it may be difficult to disperse the target mixture. In addition, when the temperature of the roll exceeds 100 ° C or exceeds 10 minutes, a part of the second mixture is melted in the process of being dispersed and stretched by the roll, so that the second mixture sticks to the workbench or remains. It can affect the environment, and high temperatures can change the physical properties of the mixture.
실시예에 따라, 상기 S30에서 상기 제 2혼합물에 상기 롤을 밀착시켜 상기 제 2혼합물을 일정 방향 또는 다중의 방향으로 밀면서 연신하게 되면, 상기 제 2혼합물을 구성하는 원료들이 상기 제 2혼합물 내에서 고르게 분포하게 되어 일정한 물성을 구현할 수 있다.According to the embodiment, when the roll is brought into close contact with the second mixture in S30 to stretch while pushing the second mixture in a certain direction or in multiple directions, the raw materials constituting the second mixture are in the second mixture. As it is evenly distributed, certain physical properties can be realized.
이 후, 상기 S40은 제 2혼합물을 필름 형태로 성형하는 것일 수 있다. 실시예에 따라, 성형방법은 다양하게 적용할 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 사출 성형 또는 프레스 성형 또는 펠렛 형태로 1차 성형한 후, 사출 또는 프레스로 2차 성형하는 것일 수 있다.After that, the step S40 may be to mold the second mixture into a film form. Depending on the embodiment, the molding method may be applied in various ways. Specifically, for example, after primary molding in the form of injection molding, press molding, or pellets, secondary molding may be performed by injection or press.
일 실시예에서, 펠렛 형태로 1차 성형한 후, 사출 또는 프레스로 2차 성형시에는, 상기 제 2혼합물을 압출기를 이용하여 110 내지 130℃에서 펠렛 형태로 1차 성형하는 것일 수 있다. 일 구현예에서, 상기 펠렛 성형시의 온도가 110℃ 미만인 경우, 성형성이 낮아져 펠렛 형태로의 가공이 어려울 수 있다. 또한, 상기 펠렛 성형시의 온도가 130℃ 를 초과하는 경우, 압출기 내에 용융된 혼합물이 잔존하여 다른 펠렛들과 엉켜서 압출되거나, 펠렛 형태를 유지하기 어려워 성형효율이 저하될 수 있다. 상기 펠렛 형태로의 성형을 위해 사용하는 압출기는 통상의 압출기를 모두 적용할 수 있어, 특별히 한정하지는 않는다. In one embodiment, after the primary molding in the form of pellets, in the case of secondary molding by injection or press, the second mixture may be primarily molded into pellets at 110 to 130 ° C. using an extruder. In one embodiment, when the temperature at the time of forming the pellets is less than 110 ° C., formability is lowered and processing into pellets may be difficult. In addition, when the temperature at the time of forming the pellets exceeds 130° C., the molten mixture remains in the extruder and is entangled with other pellets to be extruded, or it is difficult to maintain the pellet form, and thus the molding efficiency may decrease. Extruders used for molding in the form of pellets may be all conventional extruders, and are not particularly limited.
그런 다음, 상기 1차 성형된 혼합물을 필름 형태로 2차 성형하는 것일 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 상기 1차 성형된 펠렛 형태의 성형물을 사출성형 또는 프레스성형을 통해 필름 형태로 성형하는 것일 수 있다. 2차 성형을 통해 본 발명의 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름용 조성물은 막 형상의 필름으로 구현되어 태양광 모듈의 봉지재 등으로 활용될 수 있다. 2차 성형시 사출성형 또는 프레스 성형은 통상의 방법을 사용할 수 있다. Then, the primary molded mixture may be secondary molded into a film form. Specifically, for example, the firstly molded pellet form may be molded into a film form through injection molding or press molding. Through secondary molding, the composition for a polyolefin elastomer film for a solar module according to the present invention can be implemented as a membrane-shaped film and used as an encapsulant for a solar module. In the case of secondary molding, injection molding or press molding may use a conventional method.
본 발명의 투과율과 접착특성이 우수한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물의 제조방법은 실시예에 따라 다양한 가교조건과 성형조건을 적용할 수 있으며, 구체적으로는, 후술하는 실험예를 참고할 수 있다. The method for manufacturing a polyolefin elastomer film composition for a solar module having excellent transmittance and adhesive properties according to the present invention may apply various crosslinking conditions and molding conditions according to embodiments, and specifically, reference may be made to experimental examples to be described later.
상기와 같이, 본 발명의 투과율과 접착특성이 우수한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물의 제조방법을 통해 제조된 필름은 적정 용융지수, 인장강도, 투과율과 접착특성 등 태양광 모듈에 적합한 물성을 구현할 수 있어, 기존의 태양광 모듈의 봉지재로써 주로 사용되는 EVA필름을 효과적으로 대체할 수 있을 것으로 기대된다. As described above, the film produced through the method of manufacturing the polyolefin elastomer film composition for solar modules having excellent transmittance and adhesive properties of the present invention can implement physical properties suitable for solar modules such as appropriate melt index, tensile strength, transmittance and adhesive properties. Therefore, it is expected to be able to effectively replace the EVA film, which is mainly used as an encapsulant for existing solar modules.
다음으로, 본 발명의 투과율과 접착특성이 우수한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물과 이를 이용한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름의 제조방법을 살펴본다.Next, the polyolefin elastomer film composition for solar modules having excellent transmittance and adhesive properties and the manufacturing method of the polyolefin elastomer film for solar modules using the same will be described.
이하, 상술한 조성물을 포함하는 투과율과 접착특성이 우수한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물 및 이를 이용한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름의 제조방법을 통해 실험한 내용을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the contents of experiments conducted through the polyolefin elastomer film composition for solar modules having excellent transmittance and adhesive properties including the above-described composition and the manufacturing method of the polyolefin elastomer film for solar modules using the same will be described in detail.
하기 실험예들에서 필름 조성물과 이를 이용한 필름의 다양한 물성평가방법은 하기 내용을 참고하여 수행하였다. In the following experimental examples, the film composition and various physical property evaluation methods of the film using the same were performed with reference to the following information.
본 발명의 실험예에서 사용된 시편은 각 실시예에서 형성한 필름용 조성물을 두께 3mm의 시편으로 사출하여 형성한 후, 다양한 물성 평가를 수행하였다.Specimens used in the experimental examples of the present invention were formed by injecting the film composition formed in each example into specimens having a thickness of 3 mm, and then various physical properties were evaluated.
1) 용융지수1) Melt index
폴리올레핀 엘라스토머의 용융지수를 측정하기 전, 준비된 시편들을 상온 24±2℃으로 유지된 오븐(oven) 안에서 24시간 동안 건조하였다.Before measuring the melt index of the polyolefin elastomer, the prepared specimens were dried for 24 hours in an oven maintained at room temperature of 24 ± 2 °C.
구체적으로, 용융지수의 측정은 ASTM D1238 표준에 따라 진행하였다. 상세하게는, 190℃로 예열된 용융지수 측정기의 배럴 내부에 폴리올레핀 엘라스토머 시편을 충분히 채운 후 피스톤으로 막고 용융시켰다. 시편 투입 후, 5분이 경과되면 질량 2.16kg의 추를 피스톤 위에 얹어 용융된 시편이 다이(die)로 토출되도록 하였다. 이 때, 시간당 토출되는 제품의 질량을 측정하여 시편의 용융지수를 구하였다.Specifically, the measurement of the melt index was conducted according to the ASTM D1238 standard. Specifically, after sufficiently filling the polyolefin elastomer specimen in the barrel of a melt index meter preheated to 190 ° C., it was blocked with a piston and melted. After 5 minutes had elapsed after the introduction of the specimen, a weight of 2.16 kg was placed on the piston so that the molten specimen was discharged through a die. At this time, the melt index of the specimen was obtained by measuring the mass of the product discharged per hour.
2) 밀도 2) Density
측정시, 상온 24±2℃의 조건을 유지하였다. At the time of measurement, the condition of room temperature 24 ± 2 ℃ was maintained.
구체적으로, 폴리올레핀 엘라스토머 시편의 밀도는 ASTM D792 표준에 따라 진행하였다. 상세하게는, 먼저, 열프레스(heat Press)를 활용하여 밀도 시편을 제작하는데, 정해진 크기는 없으나 제작 시 시편 내부에 기포가 생기지 않도록 주의하였다. 연속 측정 및 계산이 용이한 특수 저울과 밀도를 알고 있는 보조 액체가 필요하며 보조 액체에 담그기 전과 후의 시편의 질량을 측정, 계산하여 시편의 밀도를 확인하였다.Specifically, the density of the polyolefin elastomer specimen was conducted according to the ASTM D792 standard. In detail, first, a density specimen was prepared using a heat press, but there was no fixed size, but care was taken not to create air bubbles inside the specimen during manufacture. A special balance for easy continuous measurement and calculation and an auxiliary liquid whose density is known are required. The density of the specimen was confirmed by measuring and calculating the mass of the specimen before and after being immersed in the auxiliary liquid.
3) 시트 투과율3) Sheet transmittance
광원은 할로겐 램프(A)를 사용하였으며, 시험광속 14 mmφ이고, 입사개구 20mmφ를 사용하여, 측정하였다. 구체적으로, ASTM D1003에 근거한 플라스틱 필름의 전광선투과율 측정하였다. 입사개구보다 시편을 크게 절단하여 탁도계(Hazemeter)를 사용하여 투과율 측정하였다.A halogen lamp (A) was used as the light source, the test light flux was 14 mmφ, and the measurement was performed using an incident aperture of 20 mmφ. Specifically, the total light transmittance of the plastic film based on ASTM D1003 was measured. The specimen was cut larger than the incident aperture and the transmittance was measured using a hazemeter.
4) 시트 치수안정성4) Sheet dimensional stability
건조오븐(Dry Oven)에 150℃, 30min 동안 방치한 후, 건조오븐에 투입 전과 투입후의 치수안정성을 비교하여 평가하였다. 구체적으로, ASTM D 2305에 근거한 열가소성 탄성소재의 온도에 대한 치수안정성을 측정하였다. 시트의 MD 방향으로 120mm, TD 방향으로 60mm로 절단하여 시료를 준비하였다.After being left in a dry oven at 150° C. for 30 min, the dimensional stability before and after being put into the drying oven was compared and evaluated. Specifically, the dimensional stability of the thermoplastic elastic material against temperature was measured according to ASTM D 2305. Samples were prepared by cutting the sheet into 120 mm in the MD direction and 60 mm in the TD direction.
여기서, 치수안정성 = (L0 - L)/L0 Х 100 이다.Here, dimensional stability = (L0 - L)/
이 때, L0: 초기치수, L: 열처리 후 치수이다.At this time, L0: Initial dimension, L: Dimension after heat treatment.
5) 시트 투습도5) Sheet permeability
측정시, 상온 (24±2)℃의 조건을 유지하였다. ASTM F 1249에 근거하여, 투습도 측정 장비(MOCON사) 또는 이소스테틱(Iso static) 방식을 사용하여 투습 성능을 확인하였다.During the measurement, the condition of room temperature (24 ± 2) ° C was maintained. Based on ASTM F 1249, the moisture permeability was confirmed using a moisture permeability measuring device (MOCON) or an isostatic method.
6) 시트 수분흡수율6) Sheet moisture absorption rate
시험하기 전에 시험편을 50±2℃로 유지된 오븐 안에서 최소 24시간 동안 건조하였다. 이 후, 23±1℃의 증류수에 시편을 넣고 24±1시간 동안 침지시킨 후, 시편을 꺼냈다. 그런 다음, 시편 표면의 수분을 모두 제거하고, 1분 이내에 시험편의 질량을 측정하였다. Before testing, the specimens were dried in an oven maintained at 50 ± 2 °C for at least 24 hours. Thereafter, the specimen was put in distilled water at 23 ± 1 ° C. and immersed for 24 ± 1 hour, and then the specimen was taken out. Then, all moisture on the surface of the specimen was removed, and the mass of the specimen was measured within 1 minute.
구체적으로, KS M ISO 62 방법을 준용하여, 시험편을 주어진 온도에서 규정된 시간 동안 23℃의 증류수, 끓는 증류수에 침지 또는 50%의 상대습도에 노출시켰다. 시편에 의해 흡수된 물의 양은 질량의 변화, 즉 초기 질량과 물에 노출된 후의 질량의 차이를 측정함으로써 결정되고, 초기 질량의 백분율로 나타냈다. 필요한 경우에는 시편의 건조 후, 손실된 물의 양을 결정할 수도 있다.Specifically, in accordance with the
7) 황색도(Yellow Index, YI)7) Yellow Index (YI)
상온 24±2℃의 조건을 유지하여, 측정하였다. 구체적으로, 열프레스 등을 통해 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물 시편을 제작한 후 색차계를 이용하여 황색도를 측정하였다. 조건은 투과모드에서 전용 흰색 뒷판(back-plate)을 장착한 후, 광원 D65(상관색 온도 6,404~6,408K), 시야각 10°로 하여 측정하였다. 색차계에서 측정되는 X, Y와, Z 값은 각각 빨강, 초록과, 파랑의 색좌표를 나타내는 상대적인 값으로 ASTM E313에 명시된 표준에 X, Y와, Z 값을 대입하여 황색도값을 구하였다.It was measured while maintaining the condition of room temperature 24±2°C. Specifically, after preparing a polyolefin elastomer film composition specimen through a heat press or the like, the yellowness was measured using a color difference meter. Conditions were measured with a light source D65 (correlated color temperature 6,404-6,408K) and a viewing angle of 10° after mounting a dedicated white back-plate in transmission mode. The X, Y, and Z values measured by the colorimeter are relative values representing the color coordinates of red, green, and blue, respectively, and the yellowness value was obtained by substituting the X, Y, and Z values into the standard specified in ASTM E313.
8) 접착강도8) Adhesion strength
상온 24±2℃의 조건을 유지하였다. 구체적으로, 접착강도 측정을 위해 유리판, 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물, 뒷판을 준비하였다. 측정은 ASTM D1879 표준에 준하여 시편의 두께는 1mm의 직사각형이며, 고정부와 이동부의 각도를 90°로, 50mm/min의 인장속도로 박리하여 그 강도를 측정하였다. 측정하려는 접착면의 구분에 따라 유리판만을 고정부로 하거나 유리/폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물 적층판을 고정부로 할 수 있다. Conditions of room temperature 24±2° C. were maintained. Specifically, a glass plate, a polyolefin elastomer film composition, and a back plate were prepared for the measurement of adhesive strength. Measurements were made according to the ASTM D1879 standard, and the thickness of the specimen was 1 mm rectangular, and the strength was measured by peeling at a tensile rate of 50 mm/min at an angle of 90 ° between the fixed part and the moving part. Depending on the classification of the adhesive surface to be measured, only the glass plate can be used as a fixing part or the laminated plate of the glass/polyolefin elastomer film composition can be used as a fixing part.
9) 접촉각 시험9) Contact angle test
측정시, 상온 24±2℃의 조건을 유지하였다. 구체적으로, 물방울을 기능성 코팅막이 있는 기재 표면 위에 떨어뜨린 후, 정지된 물방울과 기능성 코팅막이 있는 기재 표면이 이루는 각도를 측정하였다. 통상적으로 표면의 표면장력이 높을수록 물에 대한 젖음성(wettability)이 좋아지고 접촉각은 작아진다. 상세하게는, ASTM D 5946에 따라 시험하였다.At the time of measurement, the condition of room temperature 24 ± 2 ℃ was maintained. Specifically, after dropping the water droplet on the surface of the substrate with the functional coating film, the angle formed between the still water droplet and the surface of the substrate with the functional coating film was measured. In general, the higher the surface tension of the surface, the better the wettability to water and the smaller the contact angle. Specifically, it was tested according to ASTM D 5946.
10) 고온 고습 시험10) High temperature and high humidity test
시험 온도는 85±2℃, 상대 습도는 85±5%, 시험 지속 기간은 1,000 시간으로 시험을 진행하였다. 구체적으로, 시험은 습도의 장기간 침투에 대한 모듈의 내구성을 조사하는 것을 목적으로 한다. 실온의 모듈을 전처리를 위해 시험 챔버(chamber)에 넣었다. 시험 조건은, 시험온도는 85±2℃, 상대습도는 85±5%, 시험지속기간은 1,000시간으로 하여, 최대 출력 전력의 저하를 시험 이전에 측정된 값과 비교하였다. KS C IEC 61215에 따라 시험하였다.The test was conducted at a test temperature of 85±2° C., a relative humidity of 85±5%, and a test duration of 1,000 hours. Specifically, the test aims to investigate the durability of the module against long-term penetration of humidity. Modules at room temperature were placed in a test chamber for pretreatment. As the test conditions, the test temperature was 85 ± 2 ° C, the relative humidity was 85 ± 5%, and the test duration was 1,000 hours, and the decrease in maximum output power was compared with the value measured before the test. Tested according to KS C IEC 61215.
11) 모듈 부품의 효율성('모듈 부품' 자제의 효율성 평가)11) Efficiency of module parts (evaluating the efficiency of 'module parts')
태양광 모듈을 이용한 Charger 전력 효율로 평가하였다. (효율=출력전력/입력전력). 구체적으로, 상온 24±2℃내에서 입력전력과 출력전력의 비율로 평가하며, 여기서 입력전력은, 태양광 모듈 또는 전원공급기구(Power Supply)를 활용하며, 출력전력은 전력부하기 또는 배터리를 활용하였다. The charger power efficiency using a solar module was evaluated. (Efficiency=output power/input power). Specifically, it is evaluated by the ratio of input power and output power within a room temperature of 24 ± 2 ° C, where the input power uses a solar module or power supply, and the output power uses a power load or battery. Utilized.
측정 전력계의 사양은, 전력 정확도 ±0.1% 이하 능력을 갖는 2CH 이상의 전력분석기(Power Analyzers)를 사용하였으며, 고정밀도 관통형 전류센서를 사용할 수 있다. 1000V 이상의 고전압 써지(surge) 내성을 같는 전력분석기를 사용하였다.For the specifications of the measurement power meter, a power analyzer of 2CH or more with a power accuracy of ±0.1% or less was used, and a high-precision pass-through current sensor can be used. A power analyzer with high voltage surge resistance of 1000V or more was used.
결선 방법은, 태양광모듈출력(Charger입력)에 전력분석기 및 전력계#1(V/I)연결하였고, 충전기(Charger)출력(Electronic입력)에 전력분석기 및 전력계#2(V/I) 연결하였다.As for the wiring method, the power analyzer and power meter #1 (V/I) were connected to the solar module output (Charger input), and the power analyzer and power meter #2 (V/I) were connected to the charger output (Electronic input). .
측정 방법은, 태양광 모듈(Power Supply)의 전력이 공급되는 조건에서 Electronic Load 전류(CC Mode)를 가변 하면서 전력계 #1, 전력계 #2의 전력 측정하였다.The measurement method measured the power of the power meter #1 and
이 때, 전력계 #1의 전력= 전압 × 전류이며, 전류계#2의 전력= 전압 × 전류이다. 충전기 효율 = 전력계#2의 전력/전력계#1 전력이다. At this time, the power of the power meter #1 = voltage × current, and the power of the
12) 모듈 부품의 전자기파 내성/간섭 신뢰성 측정12) Measurement of electromagnetic wave immunity/interference reliability of module components
HKMC ES 96200-00 스펙에 준용하여 신뢰성 확보하였다. 구성요소 카테고리를 기준으로 ‘모듈부품’의 테스트 범위 한정이 필요하다. 예를 들어, EMI 내 5번 항목인 전도 방출(Conducted Emission)과, 7번 항목인 과도 평가(Transient Test) 등이다. 시험 환경 조건(일반)에서, 온도는 23.5±5.0℃, 습도는 20~80%, 상대습도(relative humidity), 길이는 mm단위이며, 공급전압 기준은 13.0±1.0V이며, 별도 전원공급장치를 사용할 경우 협의가 필요하다. Reliability secured by conforming to HKMC ES 96200-00 specifications. Based on the component category, it is necessary to limit the test scope of 'module parts'. For example, the 5th item in EMI, Conducted Emission, and the 7th item, Transient Test. Under the test environment conditions (general), the temperature is 23.5±5.0℃, the humidity is 20~80%, the relative humidity is in mm, the supply voltage is 13.0±1.0V, and a separate power supply is required. If used, consultation is required.
구체적으로, HKMC ES 96200-00 스펙(spec)에 준용하여 신뢰성 확보하였다. 자동차에 적용되는 전기, 전자 부품의 전자기적합성(EMC) 평가를 위한 시험 규격 및 평가방법과 평가절차가 정의된 스펙이다. 또한, 외부와의 주파수가 차단된 쉴딩룸(shielding Room)내에서 모듈부품의 전자파 간섭과 전자파 내성 관련된 시험을 수행하였다.Specifically, reliability was secured by complying with the HKMC ES 96200-00 specification. It is a specification that defines test standards, evaluation methods, and evaluation procedures for electromagnetic compatibility (EMC) evaluation of electric and electronic parts applied to automobiles. In addition, tests related to electromagnetic interference and electromagnetic wave immunity of module components were conducted in a shielding room where frequencies from the outside were blocked.
13) 복합환경 내구시험13) Endurance test in complex environment
측정시 온도는, 23±2℃이며, 습도는 50±10% RH이다. 구체적으로, ES84700-00에 근거하여 복합환경 내구시험 후 각 부품의 변위차 및 외관상 파손, 변형, 잔금 등을 확인하고 정상 기능 동작 확인하였다.The temperature at the time of measurement is 23±2° C., and the humidity is 50±10% RH. Specifically, based on ES84700-00, after a multi-environment durability test, the difference in displacement and external damage, deformation, cracks, etc. of each part were confirmed, and normal function operation was confirmed.
14) 가교 특성 평가14) Evaluation of cross-linking properties
필름 제조 공정에서 가교제 혼합 후, 레오미터(oscillated disk rheometer, ODR)을 이용하여 170℃/20분 동안의 가교시간, 점도변화 등의 가교특성을 평가하였다.After mixing the crosslinking agent in the film manufacturing process, crosslinking characteristics such as crosslinking time and viscosity change at 170°C/20 minutes were evaluated using an oscillated disk rheometer (ODR).
실험예1. 폴리올레핀 엘라스토머(베이스폴리머)의 기본 특성 평가Experimental example 1. Evaluation of basic properties of polyolefin elastomer (base polymer)
1.1. 용융지수와 밀도를 달리한 폴리올레핀 엘라스토머 준비1.1. Preparation of polyolefin elastomer with different melt index and density
본 발명의 투과율과 접착특성이 우수한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물의 제조를 위하여, 필름의 가공조건에 적합한 용융지수(MI) 범위를 설정하고, 이를 충족하는 신규한 폴리올레핀 엘라스토머 소재를 합성하여 하기 실시예1 내지 실시예4와 같이, 준비하였다. In order to prepare the polyolefin elastomer film composition for solar modules with excellent transmittance and adhesive properties of the present invention, a melt index (MI) range suitable for the processing conditions of the film is set, and a novel polyolefin elastomer material satisfying the range is synthesized as follows It was prepared as in Examples 1 to 4.
[실시예1][Example 1]
용융지수가 18g/10min이고, 밀도(density)가 0.877g/cm3을 갖도록 부텐(butene) 계열의 폴리올레핀 엘라스토머를 합성하였다. 도면에서 상기 실시예1을 LEB 7702로 표시하였다.A butene-based polyolefin elastomer was synthesized to have a melt index of 18 g/10 min and a density of 0.877 g/cm 3 . In the drawings, Example 1 is indicated as
[실시예2][Example 2]
용융지수가 5.0g/10min이고, 밀도가 0.877g/cm3을 갖도록 부텐(butene) 계열의 폴리올레핀 엘라스토머를 합성하였다. 도면에서 상기 실시예2를 LEB 7750으로 표시하였다.A butene-based polyolefin elastomer was synthesized to have a melt index of 5.0 g/10 min and a density of 0.877 g/cm 3 . In the drawing, Example 2 is indicated as
[실시예3][Example 3]
용융지수가 5.0g/10min이고, 밀도가 0.870g/cm3을 갖도록 옥텐(octene) 계열의 폴리올레핀 엘라스토머를 합성하였다. 도면에서 상기 실시예3을 LEO 7050으로 표시하였다.An octene-based polyolefin elastomer was synthesized to have a melt index of 5.0 g/10 min and a density of 0.870 g/cm 3 . In the drawing, Example 3 is indicated as
[실시예4] [Example 4]
용융지수가 5.0g/10min이고, 밀도가 0.873g/cm3을 갖도록 옥텐(octene) 계열의 폴리올레핀 엘라스토머를 합성하였다. 도면에서 상기 실시예4를 LEO 7050T로 표시하였다.An octene-based polyolefin elastomer was synthesized to have a melt index of 5.0 g/10 min and a density of 0.873 g/cm 3 . In the drawing, Example 4 is indicated as
1.2. 특성 평가 결과1.2. Characteristic evaluation result
하기 표 1은 상기 실시예1 내지 실시예4에서 합성된 폴리올레핀 엘라스토머의 특성을 평가한 결과이다.Table 1 below shows the results of evaluating the properties of the polyolefin elastomers synthesized in Examples 1 to 4 above.
도 1 내지 도 4는 상기 실시예1 내지 실시예4에서 측정한 폴리올레핀 엘라스토머의 특성을 비교한 도표이다. 구체적으로, 도 1은 경도, 도 2는 비중, 도 3은 인장강도와 인열강도를 포함하는 기계적 강도(mechanical strength), 도 4는 투과율을 비교한 도표이다.1 to 4 are charts comparing the properties of the polyolefin elastomers measured in Examples 1 to 4 above. Specifically, FIG. 1 is hardness, FIG. 2 is specific gravity, FIG. 3 is mechanical strength including tensile strength and tear strength, and FIG. 4 is a chart comparing transmittance.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 옥텐(octene) 계열인 실시예3과 실시예4의 투과율이 매우 우수하며, 부텐(butene)계열인 실시예1과 실시예2에 비해 비중도 낮은 것으로 나타났다. 또한, 실시예1의 수분흡수율이 가장 낮았다.Referring to FIGS. 1 to 4, it was found that octene-based examples 3 and 4 had very excellent transmittance, and specific gravity was lower than that of butene-based examples 1 and 2. In addition, the water absorption rate of Example 1 was the lowest.
즉, 상기 표 1 및 도 1 내지 도 4와 같이, 투과율이 가장 높으면서도 적정한 용융지수와 밀도를 갖는 옥텐 계열의 실시예3의 폴리올레핀 엘라스토머가 베이스폴리머로 가장 적합한 것을 알 수 있다. That is, as shown in Table 1 and FIGS. 1 to 4, it can be seen that the octene-based polyolefin elastomer of Example 3 having the highest transmittance and appropriate melt index and density is the most suitable base polymer.
실험예2: 가교제 적용에 따른 가교 효율 및 제반 특성 평가Experimental Example 2: Evaluation of crosslinking efficiency and general characteristics according to application of crosslinking agent
본 발명은 종래의 폴리올레핀 엘라스토머를 태양광 모듈용 필름(봉지재)로 사용하는 경우, 내열성이 낮아 외부 열기에 의해 제품이 녹아 셀을 고정하는 역할을 할 수 없는 문제점을 해결하기 위하여 가교시스템을 도입하여 내열성과 기계적 강도를 개선하고자, 하기와 같이 가교제의 종류 및 함량에 따른 가교 효율과 배합별 기본 특성을 평가하여, 폴리올레핀 엘라스토머와 가교제와의 최적의 배합을 선정하였다.The present invention introduces a cross-linking system to solve the problem that, when using a conventional polyolefin elastomer as a film (encapsulant) for a solar module, the product is melted by external heat and cannot play a role in fixing the cell due to its low heat resistance. In order to improve heat resistance and mechanical strength, the optimal blend of the polyolefin elastomer and the crosslinking agent was selected by evaluating the crosslinking efficiency according to the type and content of the crosslinking agent and the basic properties for each formulation as follows.
2.1. 퍼옥사이드(peroxide)계 가교제 3종의 준비와 가교제 특성 비교2.1. Preparation of three types of peroxide-based crosslinking agents and comparison of crosslinking agent properties
상기 퍼옥사이드 가교제의 특성은 하기 표 2와 같다.The properties of the peroxide crosslinking agent are shown in Table 2 below.
(grade) (grade)
(Chemical name)(Chemical name)
(chemical structure)(chemical structure)
(Typical (Typical
Crosslink Crosslink
Temperature)Temperature)
(Safe (Safe
Processing Processing
Temperature) Temperature)
(Molecular (Molecular
weight)weight)
(Active oxygen content peroxide)(Active oxygen content peroxide)
제품product
(Actual (Actual
productproduct
(%)(%)
(TRIGONOX (TRIGONOX
29-40B-PD) 29-40B-PD)
(TRIGONOX (TRIGONOX
101-50D-PD) 101-50D-PD)
2.2. 제 1가교제(DCP) 함량에 따른 가교 특성 평가 및 필름의 물 변화 측정2.2. Evaluation of cross-linking characteristics according to the content of primary cross-linking agent (DCP) and measurement of water change in film
1) 폴리올레핀 엘라스토머 필름의 제조1) Preparation of polyolefin elastomer film
베이스폴리머로는, 상기 실시예1과 실시예2를 사용하였다.As the base polymer, Example 1 and Example 2 were used.
첨가제로는 스테아릭엑시드(stearic Acid, St/A)를 사용하였다.As an additive, stearic acid (St/A) was used.
하기 실시예5 내지 실시예10과 같이, 베이스폴리머 100중량부에 대하여 제 1가교제의 첨가량을 달리하여 필름 시편을 제조하였다. 제조과정에서 가교 특성 평가 및 필름의 물성 변화를 측정하였다As in Examples 5 to 10 below, film specimens were prepared by varying the addition amount of the first crosslinking agent with respect to 100 parts by weight of the base polymer. In the manufacturing process, crosslinking properties were evaluated and changes in physical properties of the film were measured.
필름 시편의 제조는, 베이스폴리머와 첨가제를 120℃로 조성된 니더(kneader)에서 용융하여 1차 혼합하고, 이를 분취한 후, 90℃로 조성된 롤에서 상기 제 1가교제를 투입하여 2차 혼합하였다. 그런 다음, 170℃에서 10분 동안 3t 금형(mold)에서 프레스(press) 성형하여 필름 형태로 제조하였다.In the preparation of the film specimen, the base polymer and additives are firstly mixed by melting in a kneader composed of 120 ° C., and after separating them, the first cross-linking agent is introduced in a roll composed of 90 ° C. for secondary mixing. did Then, it was prepared in the form of a film by press molding in a 3t mold at 170° C. for 10 minutes.
[실시예5][Example 5]
상기 실시예1의 부텐계열의 폴리우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여 제 1가교제 1중량부 및 첨가제 1중량부를 혼합하여, 필름 시편을 제조하였다. A film specimen was prepared by mixing 1 part by weight of the first crosslinking agent and 1 part by weight of the additive with respect to 100 parts by weight of the butene-based polyurethane elastomer of Example 1.
[실시예6][Example 6]
상기 실시예1의 부텐계열의 폴리우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여 제 1가교제 2중량부 및 첨가제 1중량부를 혼합하여, 필름 시편을 제조하였다.A film specimen was prepared by mixing 2 parts by weight of the first crosslinking agent and 1 part by weight of an additive with respect to 100 parts by weight of the butene-based polyurethane elastomer of Example 1.
[실시예7][Example 7]
상기 실시예1의 부텐계열의 폴리우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여 제 1가교제 3중량부 및 첨가제 1중량부를 혼합하여, 필름 시편을 제조하였다.A film specimen was prepared by mixing 3 parts by weight of the first crosslinking agent and 1 part by weight of an additive with respect to 100 parts by weight of the butene-based polyurethane elastomer of Example 1.
[실시예8][Example 8]
상기 실시예2의 부텐계열의 폴리우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여 제 1가교제 1중량부 및 첨가제 1중량부를 혼합하여, 필름 시편을 제조하였다.A film specimen was prepared by mixing 1 part by weight of the first crosslinking agent and 1 part by weight of the additive with respect to 100 parts by weight of the butene-based polyurethane elastomer of Example 2.
[실시예9][Example 9]
상기 실시예2의 부텐계열의 폴리우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여 제 1가교제 2중량부 및 첨가제 1중량부를 혼합하여, 필름 시편을 제조하였다.A film specimen was prepared by mixing 2 parts by weight of the first crosslinking agent and 1 part by weight of the additive with respect to 100 parts by weight of the butene-based polyurethane elastomer of Example 2.
[실시예10][Example 10]
상기 실시예2의 부텐계열의 폴리우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여 제 1가교제 3중량부 및 첨가제 1중량부를 혼합하여, 필름 시편을 제조하였다.A film specimen was prepared by mixing 3 parts by weight of the first crosslinking agent and 1 part by weight of the additive with respect to 100 parts by weight of the butene-based polyurethane elastomer of Example 2.
2) 측정결과2) Measurement result
상기 실시예5 내지 실시예10의 가교특성 평가 및 폴리올레핀 엘라스토머 필름의 물성 변화 측정결과는, 하기 표 3과 같다.The results of evaluation of crosslinking properties and measurement of changes in physical properties of polyolefin elastomer films in Examples 5 to 10 are shown in Table 3 below.
(base polymer)base polymer
(base polymer)
(additives)additive
(additives)
(crosslinking
agent)cross-linking agent
(crosslinking
agent)
(Cure properties)cross-linking properties
(Cure properties)
표 3에서, 가교제의 증량에 따라 가교 시간(t90)이 감소하고 조성물의 점도 변화(ㅿtorque) 폭이 커지고 있어, 이를 통해 가교 밀도가 증가하는 것을 알 수 있다. 또한, 제 1가교제인 DCP는 백색 알갱이 형태이므로 증량에 따라 시트의 투과율이 현저히 감소되는 것을 알 수 있다. 아울러, 필름 내 겔함량은 90% 이상의 수준을 나타내고 있으나, 가교도에 따른 경향성은 보이지 않는 것을 확인할 수 있다.In Table 3, it can be seen that the crosslinking time (t90) decreases and the width of change in viscosity (torque) of the composition increases as the amount of the crosslinking agent increases, thereby increasing the crosslinking density. In addition, since DCP, the first cross-linking agent, is in the form of white granules, it can be seen that the transmittance of the sheet decreases significantly with increasing amount. In addition, although the gel content in the film shows a level of 90% or more, it can be seen that there is no tendency according to the degree of crosslinking.
2.3. 제 2가교제(29-40B)함량에 따른 가교특성평가 및 필름의 물성변화측정2.3. Evaluation of crosslinking characteristics and measurement of changes in film properties according to the content of the second crosslinking agent (29-40B)
1) 폴리올레핀 엘라스토머 필름의 제조1) Preparation of polyolefin elastomer film
베이스폴리머로는, 상기 실시예1과 실시예2를 사용하였다.As the base polymer, Example 1 and Example 2 were used.
첨가제로는 St/A를 사용하였다.St/A was used as an additive.
하기 실시예11 내지 실시예16과 같이, 베이스폴리머 100중량부에 대하여 제 2가교제의 첨가량을 달리하여 필름 시편을 제조하였다. 제조과정에서 가교 특성 평가 및 필름의 물성 변화를 측정하였다.As in Examples 11 to 16 below, film specimens were prepared by varying the addition amount of the second crosslinking agent with respect to 100 parts by weight of the base polymer. In the manufacturing process, crosslinking properties were evaluated and changes in physical properties of the film were measured.
필름 시편의 제조는, 베이스폴리머와 첨가제를 120℃로 조성된 니더에서 용융하여 1차 혼합하고, 이를 분취한 후, 90℃로 조성된 롤에서 가교제를 투입하여 2차 혼합하였다. 그런 다음, 170℃에서 10분 동안 3t 금형(mold)에서 프레스(press) 성형하여 필름 형태로 제조하였다.In the preparation of the film specimen, the base polymer and additives were melted and first mixed in a kneader set at 120 ° C., and then secondarily mixed by introducing a crosslinking agent in a roll set at 90 ° C. Then, it was prepared in the form of a film by press molding in a 3t mold at 170° C. for 10 minutes.
[실시예11][Example 11]
상기 실시예1의 부텐계열의 폴리우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여 제 2가교제 1중량부 및 첨가제 1중량부를 혼합하여, 필름 시편을 제조하였다. A film specimen was prepared by mixing 1 part by weight of the second crosslinking agent and 1 part by weight of the additive with respect to 100 parts by weight of the butene-based polyurethane elastomer of Example 1.
[실시예12][Example 12]
상기 실시예1의 부텐계열의 폴리우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여 제 2가교제 2중량부 및 첨가제 1중량부를 혼합하여, 필름 시편을 제조하였다.A film specimen was prepared by mixing 2 parts by weight of the second crosslinking agent and 1 part by weight of the additive with respect to 100 parts by weight of the butene-based polyurethane elastomer of Example 1.
[실시예13][Example 13]
상기 실시예1의 부텐계열의 폴리우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여 제 2가교제 3중량부 및 첨가제 1중량부를 혼합하여, 필름 시편을 제조하였다.A film specimen was prepared by mixing 3 parts by weight of the second crosslinking agent and 1 part by weight of the additive with respect to 100 parts by weight of the butene-based polyurethane elastomer of Example 1.
[실시예14][Example 14]
상기 실시예2의 부텐계열의 폴리우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여 제 2가교제 1중량부 및 첨가제 1중량부를 혼합하여, 필름 시편을 제조하였다.A film specimen was prepared by mixing 1 part by weight of the second crosslinking agent and 1 part by weight of the additive with respect to 100 parts by weight of the butene-based polyurethane elastomer of Example 2.
[실시예15][Example 15]
상기 실시예2의 부텐계열의 폴리우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여 제 2가교제 2중량부 및 첨가제 1중량부를 혼합하여, 필름 시편을 제조하였다.A film specimen was prepared by mixing 2 parts by weight of the second crosslinking agent and 1 part by weight of the additive with respect to 100 parts by weight of the butene-based polyurethane elastomer of Example 2.
[실시예16][Example 16]
상기 실시예2의 부텐계열의 폴리우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여 제 2가교제 3중량부 및 첨가제 1중량부를 혼합하여, 필름 시편을 제조하였다.A film specimen was prepared by mixing 3 parts by weight of the second crosslinking agent and 1 part by weight of the additive with respect to 100 parts by weight of the butene-based polyurethane elastomer of Example 2.
2) 측정결과2) Measurement result
상기 실시예11 내지 실시예16의 가교특성 평가 및 필름의 물성 변화 측정결과는 하기 표 4와 같다.The results of evaluating the crosslinking properties and measuring the change in physical properties of the films of Examples 11 to 16 are shown in Table 4 below.
(base polymer)base polymer
(base polymer)
(MI:18)Example 1
(MI:18)
additives)additive
additives)
crosslinking
agent)cross-linking agent
crosslinking
agent)
(Cure properties)cross-linking properties
(Cure properties)
표 4를 참조하면, 제 2가교제의 증량에 따라 가교 시간(t90)이 감소하고 필름 조성물의 점도 변화(ㅿtorque) 폭이 커지고 있어, 가교 밀도가 증가하는 것으로 볼 수 있다. 또한, 가교도 증가에 따라 인장강도, 신장율과 인열강도 등의 기계적 강도도 증가하였다. 반발탄성은 가교도 증량과 관계없이 비슷한 수준을 유지하였다. 아울러, 겔함량은 전반적으로 90% 이상의 수준을 나타내며, 가교도에 따른 경향성은 없었다. 상기 제 2가교제는 칼슘카보네이트(calcium carbonate)와 실리카(silica)에 바인딩 되어있는 가교제 마스터 배치(master batch) 형태라 가교 시트의 투과율이 낮은 편인 것을 알 수 있다.Referring to Table 4, it can be seen that the crosslinking density increases as the crosslinking time (t90) decreases and the viscosity change (torque) of the film composition increases as the amount of the second crosslinking agent increases. In addition, mechanical strength such as tensile strength, elongation, and tear strength increased as the degree of crosslinking increased. The rebound resilience was maintained at a similar level regardless of the increase in crosslinking degree. In addition, the gel content generally showed a level of 90% or more, and there was no tendency according to the degree of crosslinking. It can be seen that the transmittance of the crosslinking sheet is low because the second crosslinking agent is in the form of a crosslinking agent master batch bound to calcium carbonate and silica.
2.4. 제 3가교제(101-50D)함량에 따른 가교특성평가 및 필름의 물성변화 측정2.4. Evaluation of cross-linking characteristics and measurement of changes in film properties according to the content of the third cross-linking agent (101-50D)
1) 폴리올레핀 엘라스토머 필름 시편의 제조1) Preparation of polyolefin elastomer film specimens
베이스폴리머로는, 상기 실시예1과 실시예2를 사용하였다.As the base polymer, Example 1 and Example 2 were used.
첨가제로는 St/A를 사용하였다.St/A was used as an additive.
하기 실시예17 내지 실시예22와 같이, 베이스폴리머 100중량부에 대하여 제 3가교제의 첨가량을 달리하여 필름 시편을 제조하였다. 제조과정에서 가교 특성 평가 및 필름의 물성 변화를 측정하였다.As in Examples 17 to 22 below, film specimens were prepared by varying the addition amount of the third crosslinking agent with respect to 100 parts by weight of the base polymer. In the manufacturing process, crosslinking properties were evaluated and changes in physical properties of the film were measured.
필름 시편의 제조는, 베이스폴리머와 첨가제를 120℃로 조성된 니더에서 용융하여 1차 혼합하고, 이를 분취한 후, 90℃로 조성된 롤에서 가교제를 투입하여 2차 혼합하였다. 그런 다음, 170℃에서 10분 동안 3t 금형(mold)에서 프레스(press) 성형하여 필름 형태로 제조하였다.In the preparation of the film specimen, the base polymer and additives were melted and first mixed in a kneader set at 120 ° C., and then secondarily mixed by introducing a crosslinking agent in a roll set at 90 ° C. Then, it was prepared in the form of a film by press molding in a 3t mold at 170° C. for 10 minutes.
[실시예17][Example 17]
상기 실시예1의 부텐계열의 폴리우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여 제 3가교제 1중량부 및 첨가제 1중량부를 혼합하여, 필름 시편을 제조하였다. A film specimen was prepared by mixing 1 part by weight of the third crosslinking agent and 1 part by weight of an additive with respect to 100 parts by weight of the butene-based polyurethane elastomer of Example 1.
[실시예18][Example 18]
상기 실시예1의 부텐계열의 폴리우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여 제 3가교제 2중량부 및 첨가제 1중량부를 혼합하여, 필름 시편을 제조하였다.A film specimen was prepared by mixing 2 parts by weight of the third crosslinking agent and 1 part by weight of the additive with respect to 100 parts by weight of the butene-based polyurethane elastomer of Example 1.
[실시예19][Example 19]
상기 실시예1의 부텐계열의 폴리우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여 제 3가교제 3중량부 및 첨가제 1중량부를 혼합하여, 필름 시편을 제조하였다.A film specimen was prepared by mixing 3 parts by weight of the third crosslinking agent and 1 part by weight of the additive with respect to 100 parts by weight of the butene-based polyurethane elastomer of Example 1.
[실시예20][Example 20]
상기 실시예2의 부텐계열의 폴리우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여 제 3가교제 1중량부 및 첨가제 1중량부를 혼합하여, 필름 시편을 제조하였다.A film specimen was prepared by mixing 1 part by weight of the third crosslinking agent and 1 part by weight of the additive with respect to 100 parts by weight of the butene-based polyurethane elastomer of Example 2.
[실시예21][Example 21]
상기 실시예2의 부텐계열의 폴리우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여 제 3가교제 2중량부 및 첨가제 1중량부를 혼합하여, 필름 시편을 제조하였다.A film specimen was prepared by mixing 2 parts by weight of the third crosslinking agent and 1 part by weight of the additive with respect to 100 parts by weight of the butene-based polyurethane elastomer of Example 2.
[실시예22][Example 22]
상기 실시예2의 부텐계열의 폴리우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여 제 3가교제 3중량부 및 첨가제 1중량부를 혼합하여, 필름 시편을 제조하였다.A film specimen was prepared by mixing 3 parts by weight of the third crosslinking agent and 1 part by weight of the additive with respect to 100 parts by weight of the butene-based polyurethane elastomer of Example 2.
2) 측정결과2) Measurement result
상기 실시예17 내지 실시예22의 가교특성 평가 및 필름 조성물의 물성 변화 측정결과는 하기 표 5와 같다.The evaluation results of the crosslinking properties and the measurement of the change in physical properties of the film composition of Examples 17 to 22 are shown in Table 5 below.
(base polymer)base polymer
(base polymer)
(dditives)additive
(additives)
crosslinking
agent)cross-linking agent
crosslinking
agent)
(Cure properties)cross-linking properties
(Cure properties)
표 5를 참조하면, 제 3가교제의 증량에 따라 가교 시간(t90)이 감소하고 조성물의 점도 변화(ㅿtorque) 폭이 증대되어 가교 밀도가 증가하는 것으로 파악할 수 있지만, 폴리머의 MI가 큰 실시예1의 경우엔 가교제 증량 효과가 거의 없으며, 가교도 상당히 지연되는 것으로 나타났다. 이를 통해 제 1가교제와 제 2가교제에 비해서는 제 3가교제의 가교 효율이 낮은 것으로 볼 수 있다. Referring to Table 5, it can be seen that the crosslinking time (t90) decreases and the width of change in viscosity of the composition (torque) increases as the amount of the third crosslinking agent increases, and the crosslinking density increases. In the case of 1, there was almost no effect of increasing the amount of the crosslinking agent, and the crosslinking was also significantly delayed. Through this, it can be seen that the crosslinking efficiency of the third crosslinking agent is lower than that of the first crosslinking agent and the second crosslinking agent.
이는, 제 3가교제도 실리카에 50% 함침된 형태이므로 실리카에 의해 시트의 투명도가 저하되는 것으로 볼 수 있다. This is because the third cross-linking agent is 50% impregnated with silica, so it can be seen that the transparency of the sheet is lowered by the silica.
상기 실험예2를 통해 필름 조성물의 투과율 개선을 위해서는 액상가교제 도입하고, 가교조제를 배합하여 적용하는 것이 바람직할 것으로 판단되었다.In order to improve the transmittance of the film composition through Experimental Example 2, it was determined that it would be preferable to introduce a liquid crosslinking agent and mix and apply a crosslinking aid.
실험예3: 액상가교제(제 4가교제) 및 가교조제를 적용한 필름 조성물의 물성 변화 측정Experimental Example 3: Measurement of change in physical properties of a film composition to which a liquid crosslinking agent (fourth crosslinking agent) and a crosslinking aid are applied
3.1. 액상가교제(제 4가교제) 및 가교조제의 특징3.1. Characteristics of liquid cross-linking agent (fourth cross-linking agent) and cross-linking aid
하기 표 6은 액상가교제(제 4가교제) 및 가교조제의 특징을 나타낸 도표이다.Table 6 below is a chart showing the characteristics of the liquid cross-linking agent (fourth cross-linking agent) and the cross-linking aid.
(Grade)(Grade)
(Chemical name) (Chemical name)
(chemical structure)(chemical structure)
(typical (typical
Crosslink Crosslink
Temperature) Temperature)
(Safe (Safe
Processing Processing
Temperature) Temperature)
Molecular Molecular
weight)weight)
(Active oxygen content peroxide)(Active oxygen content peroxide)
(Luperox101)(Luperox101)
-10.4710.25
-10.47
3.2. 베이스폴리머에 액상가교제 및 가교조제를 적용한 필름 조성물의 물성 변화 측정3.2. Measurement of change in physical properties of film composition with liquid cross-linking agent and cross-linking aid applied to base polymer
1) 폴리올레핀 엘라스토머 필름 시편의 제조1) Preparation of polyolefin elastomer film specimens
베이스폴리머로는, 상기 실시예1 내지 실시예4를 사용하였다.As the base polymer, Examples 1 to 4 were used.
가교조제는 상술한 표 6의 TAIC를 사용하였다.As a crosslinking aid, TAIC of Table 6 was used.
하기 실시예23 내지 실시예34와 같이, 베이스폴리머 100중량부에 대하여 제 4가교제의 첨가량을 달리하여 필름 시편을 제조하였다. 제조된 필름의 물성 변화를 측정하였다.As in Examples 23 to 34 below, film specimens were prepared by varying the addition amount of the fourth cross-linking agent with respect to 100 parts by weight of the base polymer. Changes in physical properties of the prepared film were measured.
필름 시편의 제조는, 베이스폴리머와 가교조제를 120℃로 조성된 니더에서 용융하여 1차 혼합하고, 이를 분취한 후, 90℃로 조성된 롤에서 가교제를 투입하여 2차 혼합하였다. 그런 다음, 170℃에서 10분 동안 3t 금형(mold)에서 프레스(press) 성형하여 필름 형태로 제조하였다.In the preparation of the film specimen, the base polymer and the crosslinking aid were melted and first mixed in a kneader set at 120 ° C., and then secondarily mixed by introducing the crosslinking agent in a roll set at 90 ° C. Then, it was prepared in the form of a film by press molding in a 3t mold at 170° C. for 10 minutes.
[실시예23][Example 23]
상기 실시예1의 부텐계열의 폴리우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여 제 4가교제 1중량부 및 가교조제 1중량부를 혼합하여, 필름 시편을 제조하였다.A film specimen was prepared by mixing 1 part by weight of the fourth crosslinking agent and 1 part by weight of a crosslinking aid with respect to 100 parts by weight of the butene-based polyurethane elastomer of Example 1.
[실시예24][Example 24]
상기 실시예1의 부텐계열의 폴리우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여 제 4가교제 2중량부 및 가교조제 1중량부를 혼합하여, 필름 시편을 제조하였다.A film specimen was prepared by mixing 2 parts by weight of the fourth crosslinking agent and 1 part by weight of a crosslinking aid with respect to 100 parts by weight of the butene-based polyurethane elastomer of Example 1.
[실시예25][Example 25]
상기 실시예1의 부텐계열의 폴리우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여 제 4가교제 3중량부 및 가교조제 1중량부를 혼합하여, 필름 시편을 제조하였다.A film specimen was prepared by mixing 3 parts by weight of the fourth crosslinking agent and 1 part by weight of a crosslinking aid with respect to 100 parts by weight of the butene-based polyurethane elastomer of Example 1.
[실시예26][Example 26]
상기 실시예2의 부텐계열의 폴리우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여 제 4가교제 1중량부 및 가교조제 1중량부를 혼합하여, 필름 시편을 제조하였다.A film specimen was prepared by mixing 1 part by weight of the fourth crosslinking agent and 1 part by weight of a crosslinking aid with respect to 100 parts by weight of the butene-based polyurethane elastomer of Example 2.
[실시예27][Example 27]
상기 실시예2의 부텐계열의 폴리우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여 제 4가교제 2중량부 및 가교조제 1중량부를 혼합하여, 필름 시편을 제조하였다.A film specimen was prepared by mixing 2 parts by weight of the fourth crosslinking agent and 1 part by weight of a crosslinking aid with respect to 100 parts by weight of the butene-based polyurethane elastomer of Example 2.
[실시예28][Example 28]
상기 실시예2의 부텐계열의 폴리우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여 제 4가교제 3중량부 및 가교조제 1중량부를 혼합하여, 필름 시편을 제조하였다.A film specimen was prepared by mixing 3 parts by weight of the fourth crosslinking agent and 1 part by weight of a crosslinking aid with respect to 100 parts by weight of the butene-based polyurethane elastomer of Example 2.
[실시예29][Example 29]
상기 실시예3의 옥텐계열의 폴리우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여 제 4가교제 1중량부 및 가교조제 1중량부를 혼합하여, 필름 시편을 제조하였다.A film specimen was prepared by mixing 1 part by weight of the fourth crosslinking agent and 1 part by weight of a crosslinking aid with respect to 100 parts by weight of the octene-based polyurethane elastomer of Example 3.
[실시예30][Example 30]
상기 실시예3의 옥텐계열의 폴리우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여 제 4가교제 2중량부 및 가교조제 1중량부를 혼합하여, 필름 시편을 제조하였다.A film specimen was prepared by mixing 2 parts by weight of the fourth crosslinking agent and 1 part by weight of a crosslinking aid with respect to 100 parts by weight of the octene-based polyurethane elastomer of Example 3.
[실시예31][Example 31]
상기 실시예3의 옥텐계열의 폴리우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여 제 4가교제 3중량부 및 가교조제 1중량부를 혼합하여, 필름 시편을 제조하였다.A film specimen was prepared by mixing 3 parts by weight of the fourth crosslinking agent and 1 part by weight of a crosslinking aid with respect to 100 parts by weight of the octene-based polyurethane elastomer of Example 3.
[실시예32][Example 32]
상기 실시예4의 옥텐계열의 폴리우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여 제 4가교제 1중량부 및 가교조제 1중량부를 혼합하여, 필름 시편을 제조하였다.A film specimen was prepared by mixing 1 part by weight of the fourth crosslinking agent and 1 part by weight of a crosslinking aid with respect to 100 parts by weight of the octene-based polyurethane elastomer of Example 4.
[실시예33][Example 33]
상기 실시예4의 옥텐계열의 폴리우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여 제 4가교제 2중량부 및 가교조제 1중량부를 혼합하여, 필름 시편을 제조하였다.A film specimen was prepared by mixing 2 parts by weight of the fourth crosslinking agent and 1 part by weight of a crosslinking aid with respect to 100 parts by weight of the octene-based polyurethane elastomer of Example 4.
[실시예34][Example 34]
상기 실시예4의 옥텐계열의 폴리우레탄 엘라스토머 100중량부에 대하여 제 4가교제 3중량부 및 가교조제 1중량부를 혼합하여, 필름 시편을 제조하였다.A film specimen was prepared by mixing 3 parts by weight of the fourth crosslinking agent and 1 part by weight of a crosslinking aid with respect to 100 parts by weight of the octene-based polyurethane elastomer of Example 4.
2) 측정결과2) Measurement result
도 5 내지 도 8은 상기 실시예1 내지 실시예4와, 상기 실시예23 내지 실시예34에서 제조된 필름 조성물의 물성 측정결과를 비교한 도표이다. 구체적으로, 도 5는 실시예별 필름 조성물의 밀도, 도 6은 실시예별 필름 조성물의 인장강도, 도 7은 실시예별 필름 조성물의 투과율, 도 8은 실시예별 필름 조성물의 가교 속도를 나타낸 도표이다.5 to 8 are charts comparing the measurement results of physical properties of the film compositions prepared in Examples 1 to 4 and Examples 23 to 34. Specifically, FIG. 5 is a graph showing the density of film compositions according to examples, FIG. 6 is tensile strength of film compositions according to examples, FIG. 7 is transmittance of film compositions according to examples, and FIG. 8 is a crosslinking rate of film compositions according to examples.
도 5에서 실시예별 밀도를 비교해보면, 가교제 함량에 따른 차이가 크지 않은 것을 확인할 수 있다.Comparing the densities of each example in FIG. 5 , it can be seen that the difference according to the content of the crosslinking agent is not large.
도 6에서 실시예별 인장강도를 살펴보면, 가교 후 인장강도가 상승한 것을 알 수 있으며, 가교제 증량시 오히려 인장강도 감소한 것을 확인할 수 있다.Looking at the tensile strength of each example in FIG. 6, it can be seen that the tensile strength increased after crosslinking, and it can be seen that the tensile strength rather decreased when the crosslinking agent was increased.
도 7에서 실시예별 투과율을 살펴보면, 옥텐계열의 폴리올레핀 엘라스토머인 실시예3(LEO 7050)과, 실시예4(LEO 7050T)의 투과율이 우수한 것을 알 수 있으며, 전반적으로 가교제 증량에 따라 투과율은 조금씩 증가하는 것을 확인할 수 있다. Looking at the transmittance for each example in FIG. 7, it can be seen that the transmittance of Example 3 (LEO 7050) and Example 4 (
도 8에서 실시예별 가교 속도를 살펴보면, 가교제 증량에 따라 가교시간이 감소하는 것을 알 수 있다. 또한, 가교제 증량에 따라 점도변화도 더 크게 나타나고 있다. 용융지수가 높은 실시예1(LEB 7702)와 실시예1의 폴리올레핀 엘라스토머를 베이스폴리머로 적용한 실시예들(실시예23, 실시예24와 실시예25)의 경우엔 가교 시간이 다소 길어진 것을 확인할 수 있다. 이에, 성형시간을 10분으로 통일하였기 때문에 미반응된 가교제가 남아있을 가능성이 있다고 볼 수 있다. Looking at the crosslinking rate for each example in FIG. 8, it can be seen that the crosslinking time decreases according to the increase in the amount of the crosslinking agent. In addition, the viscosity change is also larger according to the increase in the amount of the crosslinking agent. In the case of Example 1 (LEB 7702) having a high melt index and Examples in which the polyolefin elastomer of Example 1 was applied as a base polymer (Example 23, Example 24 and Example 25), it can be seen that the crosslinking time was slightly longer. there is. Therefore, since the molding time was unified to 10 minutes, it can be seen that there is a possibility that unreacted crosslinking agent remains.
실험예4: 비닐계 실린커플링제를 적용한 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물의 특성 평가Experimental Example 4: Evaluation of characteristics of a polyolefin elastomer film composition using a vinyl-based silin coupling agent
종래의 폴리올레핀 엘라스토머를 필름용 소재로 사용할 경우 유리판 또는 백시트(back sheet)와의 부착력이 취약한 문제점이 발생된다. When a conventional polyolefin elastomer is used as a material for a film, a problem of poor adhesion to a glass plate or a back sheet occurs.
비닐계 실린커플링제는 무기질 재료와 화학결합을 하는 반응기와 유기질 재료와 화학결합을 하는 반응기 등 분자중에 2개 이상의 서로 다른 반응기를 가지고 있기 때문에, 일반적으로 연결시키기 어려운 유기질 재료와 무기질 재료를 이어주는 중개 역할로써 기능을 갖는다. Since vinyl-based silin coupling agents have two or more different reactive groups in their molecules, such as a reactive group that chemically bonds with inorganic materials and a reactive group that chemically bonds with organic materials, it is a mediator that connects organic and inorganic materials that are generally difficult to connect. function as a role.
이러한 비닐계 실린커플링제의 성질을 이용하여 필름과 유리층 간의 접착성을 개선시키기 위해서 본 발명은 실험예4에서 커플링제를 기능성 첨가제로 사용하여 구성 성분 및 함량에 따른 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물의 특성 평가를 실시하였다.In order to improve the adhesion between the film and the glass layer by using the properties of the vinyl-based silin coupling agent, the present invention uses the coupling agent as a functional additive in Experimental Example 4 to evaluate the characteristics of the polyolefin elastomer film composition according to the components and contents was carried out.
4.1. 커플링제의 특징4.1. Characteristics of the coupling agent
실험예4에서 적용된 비닐계 실린커플링제 3종의 특징은 하기 표 7과 같다.The characteristics of the three vinyl-based silin coupling agents applied in Experimental Example 4 are shown in Table 7 below.
4.2. 비닐계 실린커플링제의 종류를 달리한 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물의 물성 측정4.2. Measurement of physical properties of polyolefin elastomer film compositions with different types of vinyl-based silin coupling agents
1) 비닐계 실린커플링제의 종류를 달리한 폴리올레핀 엘라스토머 필름 시편의 제조1) Preparation of polyolefin elastomer film specimens with different types of vinyl-based silin coupling agents
하기 실시예35 내지 실시예43과 같이, 비닐계 실린커플링제의 종류를 달리하여 베이스폴리머 100중량부에 대하여 비닐계 실린커플링제 0.5중량부를 첨가하여 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물을 제조하였다. 제조된 실시예별 필름조성물을 성형조건 170℃/10분, 프레스 성형하여 시편으로 제작하였다. As in Examples 35 to 43 below, polyolefin elastomer film compositions were prepared by adding 0.5 parts by weight of a vinyl-based silin coupling agent to 100 parts by weight of the base polymer by changing the type of the vinyl-based silin coupling agent. The prepared film compositions for each example were press-molded under molding conditions of 170° C./10 minutes to produce specimens.
[실시예35][Example 35]
실시예1(LEB 7702)의 폴리올레핀 엘라스토머를 베이스폴리머로 사용하였고, 여기에 제 1커플링제(Octamethylcyclotetrasiloxane)를 혼합하여 필름 조성물을 제조하였다.The polyolefin elastomer of Example 1 (LEB 7702) was used as a base polymer, and a first coupling agent (Octamethylcyclotetrasiloxane) was mixed thereto to prepare a film composition.
[실시예36][Example 36]
실시예1(LEB 7702)의 폴리올레핀 엘라스토머를 베이스폴리머로 사용하였고, 여기에 제 2커플링제(Vinyltrimethoxysilane)를 혼합하여 필름 조성물을 제조하였다.The polyolefin elastomer of Example 1 (LEB 7702) was used as a base polymer, and a film composition was prepared by mixing it with a second coupling agent (Vinyltrimethoxysilane).
[실시예37][Example 37]
실시예1(LEB 7702)의 폴리올레핀 엘라스토머를 베이스폴리머로 사용하였고, 여기에 제 3커플링제(3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane KBM-503(메타크릴계))를 혼합하여 필름 조성물을 제조하였다.The polyolefin elastomer of Example 1 (LEB 7702) was used as a base polymer, and a third coupling agent (3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane KBM-503 (methacrylic)) was mixed thereto to prepare a film composition.
[실시예38][Example 38]
실시예2(LEB 7750)의 폴리올레핀 엘라스토머를 베이스폴리머로 사용하였고, 여기에 제 1커플링제(Octamethylcyclotetrasiloxane)를 혼합하여 필름 조성물을 제조하였다.The polyolefin elastomer of Example 2 (LEB 7750) was used as a base polymer, and a first coupling agent (Octamethylcyclotetrasiloxane) was mixed thereto to prepare a film composition.
[실시예39][Example 39]
실시예2(LEB 7750)의 폴리올레핀 엘라스토머를 베이스폴리머로 사용하였고, 여기에 제 2커플링제(Vinyltrimethoxysilane)를 혼합하여 필름 조성물을 제조하였다.The polyolefin elastomer of Example 2 (LEB 7750) was used as a base polymer, and a second coupling agent (Vinyltrimethoxysilane) was mixed thereto to prepare a film composition.
[실시예40][Example 40]
실시예2(LEB 7750)의 폴리올레핀 엘라스토머를 베이스폴리머로 사용하였고, 여기에 제 3커플링제(3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane KBM-503(메타크릴계))를 혼합하여 필름 조성물을 제조하였다.The polyolefin elastomer of Example 2 (LEB 7750) was used as a base polymer, and a third coupling agent (3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane KBM-503 (methacrylic)) was mixed thereto to prepare a film composition.
[실시예41][Example 41]
실시예3(LEO 7050)의 폴리올레핀 엘라스토머를 베이스폴리머로 사용하였고, 여기에 제 1커플링제(Octamethylcyclotetrasiloxane)를 혼합하여 필름 조성물을 제조하였다.The polyolefin elastomer of Example 3 (LEO 7050) was used as a base polymer, and a first coupling agent (Octamethylcyclotetrasiloxane) was mixed thereto to prepare a film composition.
[실시예42][Example 42]
실시예3(LEO 7050)의 폴리올레핀 엘라스토머를 베이스폴리머로 사용하였고, 여기에 제 2커플링제(Vinyltrimethoxysilane)를 혼합하여 필름 조성물을 제조하였다.The polyolefin elastomer of Example 3 (LEO 7050) was used as a base polymer, and a second coupling agent (Vinyltrimethoxysilane) was mixed thereto to prepare a film composition.
[실시예43][Example 43]
실시예3(LEO 7050)의 폴리올레핀 엘라스토머를 베이스폴리머로 사용하였고, 여기에 제 3커플링제(3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane KBM-503 (메타크릴계))를 혼합하여 필름 조성물을 제조하였다.The polyolefin elastomer of Example 3 (LEO 7050) was used as a base polymer, and a third coupling agent (3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane KBM-503 (methacrylic)) was mixed thereto to prepare a film composition.
2) 물성 측정 결과2) Physical property measurement results
상기 실시예35 내지 실시예43에서 제조된 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물의 물성 측정결과는 하기 표 8과 도 9 내지 도 12와 같이 나타냈다.The measurement results of the physical properties of the polyolefin elastomer film compositions prepared in Examples 35 to 43 are shown in Table 8 and FIGS. 9 to 12 below.
/14.011.90
/14.01
/13.471.75
/13.47
/13.982.99
/13.98
/12.301.48
/12.30
/11.821.32
/11.82
/13.182.65
/13.18
/11.491.25
/11.49
/11.451.27
/11.45
/12.232.51
/12.23
표 8, 도 9 내지 도 12를 참조하면, 폴리올레핀 엘라스토머에 커플링제 첨가에 따른 밀도 및 경도변화는 거의 없으나, 투과율이 다소 저하되는 것을 관찰할 수 있다. 그러나, 제 3커플링제 사용시 인장강도가 현저히 증가하는 것을 알 수 있다.Referring to Table 8 and FIGS. 9 to 12, it can be observed that there is almost no change in density and hardness according to the addition of a coupling agent to the polyolefin elastomer, but a slight decrease in transmittance. However, it can be seen that the tensile strength significantly increases when the third coupling agent is used.
실험예5: 비닐계 실린커플링제 첨가량과 제 4가교제 및 가교조제의 첨가량 변화에 따른 필름 조성물의 가교 특성 측정Experimental Example 5: Measurement of Crosslinking Characteristics of Film Compositions Depending on the Added Amount of Vinyl-Based Silene Coupling Agent and Changes in Added Amounts of the Fourth Crosslinking Agent and Crosslinking Auxiliary
기존 EVA 제품의 빠른 가교 속도에 맞춰진 모듈 제조 공정을 폴리올레핀 엘라스토머 제품에도 적용할 경우에 폴리올레핀 엘라스토머의 느린 가교 속도 때문에 가교가 제대로 일어나지 않아 접착이 되지 않고, 이를 보완하기 위해 고온에서 장시간 성형할 경우에는 황변 또는 열수축 등의 변형이 일어날 우려가 있기 때문에 저온에서도 가급적 빠른 시간내에 가교가 일어날 수 있도록 하는 배합 설계가 필요하다. 이를 위해 범용 제품의 가교 특성 분석을 통해 목표치를 설정하고 이에 유사한 가교 특성을 가질 수 있도록 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물의 가교 시스템에 대한 연구를 진행하였다.When the module manufacturing process tailored to the fast crosslinking speed of existing EVA products is also applied to polyolefin elastomer products, crosslinking does not occur properly due to the slow crosslinking speed of polyolefin elastomer, resulting in poor adhesion. Or, since deformation such as heat shrinkage may occur, it is necessary to design a formulation that allows crosslinking to occur as quickly as possible even at low temperatures. To this end, a target value was set through analysis of crosslinking characteristics of general-purpose products, and a crosslinking system of a polyolefin elastomer film composition was studied to have similar crosslinking characteristics.
5.1. 상용EVA필름의 가교 특성 평가5.1. Evaluation of cross-linking properties of commercial EVA films
대조군으로 상용EVA필름(한화솔루션 제품)의 가교 특성을 평가하여 하기 표 9 및 도 13에 나타냈다.As a control, the crosslinking properties of a commercial EVA film (manufactured by Hanwha Solutions) were evaluated and shown in Table 9 and FIG. 13 below.
(Reference (EVA film))(Reference (EVA film))
50min50min
60min60min
60min60min
(Cure properties)(Cure properties)
상기 표 9와 도 13은 일정온도에서 시간에 따른 토크값 변화 측정한 것으로, 가교발생시 토크가 증가한다. 여기서, t90은 최대 토크값의 90%가 되는 시간으로, 최적 성형시간을 의미한다. 또한, t10은 최대 토크값의 10%가 되는 시간으로, 가공안정성을 의미한다. Table 9 and FIG. 13 show the measurement of the torque value change over time at a constant temperature, and the torque increases when crosslinking occurs. Here, t90 is the time to reach 90% of the maximum torque value, and means the optimal molding time. In addition, t10 is the time at which 10% of the maximum torque value is obtained, which means machining stability.
5.2. 5.2. 커플링제 첨가량과 제 4가교제 및 가교조제의 첨가량 변화에 따른 필름 조성물의 가교 특성 측정Measurement of Crosslinking Characteristics of Film Compositions Depending on the Added Amount of Coupling Agent and Changes in Added Amounts of the Fourth Crosslinking Agent and Crosslinking Auxiliary
1) 폴리올레핀 엘라스토머 필름 시편의 제조1) Preparation of polyolefin elastomer film specimens
베이스폴리머로는, 실시예3(LEO 7050)의 옥텐계열의 폴리올레핀 엘라스토머를 사용하였다.As the base polymer, the octene-based polyolefin elastomer of Example 3 (LEO 7050) was used.
가교제로는 실험예3에서 상술한 제 4가교제인 Luperox101을 사용하였으며, 가교조제로는 실험예3에서 상술한 가교조제 TAIC를 사용하였다.As a crosslinking agent, Luperox101, the fourth crosslinking agent described in Experimental Example 3, was used, and as a crosslinking aid, TAIC, a crosslinking agent described above in Experimental Example 3, was used.
커플링제로는 제 3커플링제(3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane KBM-503 (메타크릴계))를 사용하였다. As a coupling agent, a third coupling agent (3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane KBM-503 (methacrylic)) was used.
하기 실시예44와 실시예53과 같이, 상기 베이스폴리머와 상기 가교제 및 상기 커플링제를 혼합하여 필름 조성물을 제조하고 이를 필름 형태로 성형하여 시편을 제조하였다. As in Examples 44 and 53 below, a film composition was prepared by mixing the base polymer, the crosslinking agent, and the coupling agent, and then molded into a film form to prepare a specimen.
[실시예44][Example 44]
실시예3(LEO 7050) 100중량부에 대하여 제 4가교제 1중량부, 가교조제 1중량부와, 제 3커플링제 0.5중량부를 혼합하여 필름 조성물을 제조하였다. Example 3 (LEO 7050) A film composition was prepared by mixing 1 part by weight of the fourth crosslinking agent, 1 part by weight of the crosslinking aid, and 0.5 part by weight of the third coupling agent with respect to 100 parts by weight of
[실시예45][Example 45]
실시예3(LEO 7050) 100중량부에 대하여 제 4가교제 2중량부, 가교조제 1중량부와, 제 3커플링제 0.5중량부를 혼합하여 필름 조성물을 제조하였다.Example 3 (LEO 7050) A film composition was prepared by mixing 2 parts by weight of the fourth cross-linking agent, 1 part by weight of the cross-linking aid, and 0.5 part by weight of the third coupling agent with respect to 100 parts by weight of
[실시예46][Example 46]
실시예3(LEO 7050) 100중량부에 대하여 제 4가교제 3중량부, 가교조제 1중량부와, 제 3커플링제 0.5중량부를 혼합하여 필름 조성물을 제조하였다.Example 3 (LEO 7050) A film composition was prepared by mixing 3 parts by weight of the fourth crosslinking agent, 1 part by weight of the crosslinking aid, and 0.5 part by weight of the third coupling agent with respect to 100 parts by weight of
[실시예47][Example 47]
실시예3(LEO 7050) 100중량부에 대하여 제 4가교제 1중량부, 가교조제 1.5중량부와, 제 3커플링제 0.5중량부를 혼합하여 필름 조성물을 제조하였다.Example 3 (LEO 7050) A film composition was prepared by mixing 1 part by weight of the fourth crosslinking agent, 1.5 parts by weight of the crosslinking aid, and 0.5 part by weight of the third coupling agent with respect to 100 parts by weight of
[실시예48][Example 48]
실시예3(LEO 7050) 100중량부에 대하여 제 4가교제 1중량부, 가교조제 2중량부와, 제 3커플링제 0.5중량부를 혼합하여 필름 조성물을 제조하였다. Example 3 (LEO 7050) A film composition was prepared by mixing 1 part by weight of the fourth crosslinking agent, 2 parts by weight of the crosslinking aid, and 0.5 part by weight of the third coupling agent with respect to 100 parts by weight of
[실시예49][Example 49]
실시예3(LEO 7050) 100중량부에 대하여 제 4가교제 1중량부, 가교조제 1중량부와, 제 3커플링제 1중량부를 혼합하여 필름 조성물을 제조하였다.Example 3 (LEO 7050) A film composition was prepared by mixing 1 part by weight of the fourth crosslinking agent, 1 part by weight of the crosslinking aid, and 1 part by weight of the third coupling agent with respect to 100 parts by weight of
[실시예50][Example 50]
실시예3(LEO 7050) 100중량부에 대하여 제 4가교제 2중량부, 가교조제 1중량부와, 제 3커플링제 1중량부를 혼합하여 필름 조성물을 제조하였다.Example 3 (LEO 7050) A film composition was prepared by mixing 2 parts by weight of the fourth crosslinking agent, 1 part by weight of the crosslinking aid, and 1 part by weight of the third coupling agent with respect to 100 parts by weight of
[실시예51][Example 51]
실시예3(LEO 7050) 100중량부에 대하여 제 4가교제 3중량부, 가교조제 1중량부와, 제 3커플링제 1중량부를 혼합하여 필름 조성물을 제조하였다.Example 3 (LEO 7050) A film composition was prepared by mixing 3 parts by weight of the fourth crosslinking agent, 1 part by weight of the crosslinking aid, and 1 part by weight of the third coupling agent with respect to 100 parts by weight of
[실시예52][Example 52]
실시예3(LEO 7050) 100중량부에 대하여 제 4가교제 1중량부, 가교조제 1.5중량부와, 제 3커플링제 1중량부를 혼합하여 필름 조성물을 제조하였다.Example 3 (LEO 7050) A film composition was prepared by mixing 1 part by weight of the fourth crosslinking agent, 1.5 parts by weight of a crosslinking aid, and 1 part by weight of the third coupling agent with respect to 100 parts by weight of
[실시예53][Example 53]
실시예3(LEO 7050) 100중량부에 대하여 제 4가교제 1중량부, 가교조제 2중량부와, 제 3커플링제 1중량부를 혼합하여 필름 조성물을 제조하였다.Example 3 (LEO 7050) A film composition was prepared by mixing 1 part by weight of the fourth crosslinking agent, 2 parts by weight of the crosslinking aid, and 1 part by weight of the third coupling agent with respect to 100 parts by weight of
2) 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물의 배합비 및 가교 특성 평가 결과2) Results of evaluation of compounding ratio and crosslinking characteristics of polyolefin elastomer film composition
상기 실시예44 내지 실시예53에서 제조된 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물의 배합비 및 가교 특성 평가 결과를 하기 표 10과 도 14 내지 도 15에 나타냈다. 도 14 내지 도 15에서 EVA140은 앞서 상술한 상용EVA필름(한화솔루션 제조)을 의미한다. The compounding ratio and crosslinking property evaluation results of the polyolefin elastomer film compositions prepared in Examples 44 to 53 are shown in Table 10 and FIGS. 14 and 15. In FIGS. 14 and 15, EVA140 means the aforementioned commercial EVA film (manufactured by Hanwha Solutions).
(Materials)matter
(Materials)
(S54)Example 44
(S54)
(S55)Example 45
(S55)
(S56)Example 46
(S56)
(S57)Example 47
(S57)
(S58)Example 48
(S58)
(S59)Example 49
(S59)
(S60)Example 50
(S60)
(S61)Example 51
(S61)
(S62)Example 52
(S62)
(S63)Example 53
(S63)
(Luperox101)4th cross-linking agent
(Luperox101)
(TAIC)cross-linking aid
(TAIC)
특성
@160℃ 50minbridge
characteristic
@160℃ 50min
/t90 (min)t10
/t90 (min)
/32.804.98
/32.80
/20.492.63
/20.49
/18.572.22
/18.57
/26.634.02
/26.63
/25.853.61
/25.85
/26.374.99
/26.37
/22.443.32
/22.44
/17.362.58
/17.36
/26.114.43
/26.11
/24.884.18
/24.88
특성
@140℃ 60minbridge
characteristic
@140℃ 60min
/t90 (min)t10
/t90 (min)
/45.469.45
/45.46
/49.2014.01
/49.20
/48.9812.94
/48.98
/50.3117.00
/50.31
표 10과 도 14 내지 도 15를 참조하면, 160℃에서의 t90이 앞서 상술한 범용 EVA(EVA140) 시판제품의 140℃에서의 t90과 유사한 것을 알 수 있다. 이를 통해, 실랑커플링제 증량시 가교가 다소 빨라지는 것을 확인할 수 있다. Referring to Table 10 and FIGS. 14 to 15 , it can be seen that t90 at 160° C. is similar to t90 at 140° C. of the commercially available general-purpose EVA (EVA140) product. Through this, it can be confirmed that crosslinking is somewhat faster when the amount of the silang coupling agent is increased.
또한, 상용 EVA 제품에서의 추천 성형조건 대비 실시예 44 내지 실시예53의 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물은 성형시 고온과, 장시간의 열처리가 필요하기 때문에 저온에서 가교가 시작되는 가교제로 변경하여 사용할 필요가 있음을 알 수 있다.In addition, compared to the recommended molding conditions for commercial EVA products, the polyolefin elastomer film compositions of Examples 44 to 53 require high temperature and long heat treatment during molding, so it is necessary to use a crosslinking agent that starts crosslinking at low temperature. can know
실험예6: 가교제 변경에 따른 가교특성 개선Experimental Example 6: Improvement of crosslinking characteristics by changing crosslinking agent
본 발명의 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물 구성시, 사용온도가 기존의 액상 가교제에 비해 낮은 신규 가교제를 도입하여 저온(140℃에서의 가교 시간을 단축하고자 하였다.When constructing the polyolefin elastomer film composition of the present invention, the crosslinking time at low temperature (140 ° C.) was shortened by introducing a novel crosslinking agent having a lower operating temperature than conventional liquid crosslinking agents.
이에, 저온에서 가교가 가능한 제 5가교제(tert-butylperoxy 2-ethylhexyl carbonate, TBEC)를 사용하였다.Accordingly, a fifth crosslinking agent capable of crosslinking at low temperature (tert-butylperoxy 2-ethylhexyl carbonate, TBEC) was used.
하기 표 11은 상기 제 4가교제와 상기 제 5가교제의 다양한 온도(℃)에서의 스코치시간(Scorch time(ts2))과 최적가교시간(optimal cure time(t90))을 나타낸 도표이다. Table 11 below is a chart showing the scorch time (t s2 ) and optimal cure time (t 90 ) of the fourth cross-linking agent and the fifth cross-linking agent at various temperatures (° C.).
6.1. 제 5가교제를 첨가한 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물의 가교 특성 및 물성 평가6.1. Evaluation of Crosslinking Characteristics and Physical Properties of Polyolefin Elastomer Film Composition Added with Fifth Crosslinking Agent
1) 제 5가교제를 첨가한 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물의 제조1) Preparation of Polyolefin Elastomer Film Composition Added with Fifth Crosslinking Agent
베이스폴리머로는, 실시예3(LEO 7050)의 옥텐계열의 폴리올레핀 엘라스토머를 사용하였다.As the base polymer, the octene-based polyolefin elastomer of Example 3 (LEO 7050) was used.
가교제로 상기 제 5가교제인 t-부틸퍼옥시 2-에틸헥실 카보네이트(tert-butylperoxy 2-ethylhexyl carbonate, TBEC)를 사용하였으며, 가교조제로는 TAIC를 사용하였다.As a crosslinking agent, the fifth crosslinking agent, tert-butylperoxy 2-ethylhexyl carbonate (TBEC), was used, and TAIC was used as a crosslinking aid.
커플링제로는 제 3커플링제(3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane KBM-503 (메타크릴계))를 사용하였다. As a coupling agent, a third coupling agent (3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane KBM-503 (methacrylic)) was used.
하기 실시예54와 실시예60과 같이, 상기 베이스폴리머와 상기 가교제 및 상기 커플링제를 혼합하여 조성물을 제조하고 이를 필름 형태로 성형하여 시편으로 제조하였다. As in Examples 54 and 60 below, a composition was prepared by mixing the base polymer, the crosslinking agent, and the coupling agent, and then molded into a film form to prepare a specimen.
[실시예54][Example 54]
실시예3(LEO 7050) 100중량부에 대하여 제 5가교제 1중량부를 혼합하여 필름 조성물을 제조하였다.Example 3 (LEO 7050) A film composition was prepared by mixing 1 part by weight of the fifth crosslinking agent with respect to 100 parts by weight.
[실시예55][Example 55]
실시예3(LEO 7050) 100중량부에 대하여 제 5가교제 2중량부를 혼합하여 필름 조성물을 제조하였다.Example 3 (LEO 7050) A film composition was prepared by mixing 2 parts by weight of the fifth crosslinking agent with respect to 100 parts by weight.
[실시예56][Example 56]
실시예3(LEO 7050) 100중량부에 대하여 제 5가교제 3중량부를 혼합하여 필름 조성물을 제조하였다.Example 3 (LEO 7050) A film composition was prepared by mixing 3 parts by weight of the fifth crosslinking agent with respect to 100 parts by weight.
[실시예57][Example 57]
실시예3(LEO 7050) 100중량부에 대하여 제 5가교제 1중량부와 가교조제 1중량부를 혼합하여 필름 조성물을 제조하였다.Example 3 (LEO 7050) A film composition was prepared by mixing 1 part by weight of the fifth cross-linking agent and 1 part by weight of a cross-linking aid with respect to 100 parts by weight.
[실시예58][Example 58]
실시예3(LEO 7050) 100중량부에 대하여 제 5가교제 3중량부와 가교조제 1중량부를 혼합하여 필름 조성물을 제조하였다.Example 3 (LEO 7050) A film composition was prepared by mixing 3 parts by weight of the fifth crosslinking agent and 1 part by weight of a crosslinking aid with respect to 100 parts by weight.
[실시예59][Example 59]
실시예3(LEO 7050) 100중량부에 대하여 제 5가교제 3중량부, 가교조제 1중량부와 제 3커플링제 0.5중량부를 혼합하여 필름 조성물을 제조하였다.Example 3 (LEO 7050) A film composition was prepared by mixing 3 parts by weight of the fifth cross-linking agent, 1 part by weight of the cross-linking aid, and 0.5 part by weight of the third coupling agent with respect to 100 parts by weight of
[실시예60][Example 60]
실시예3(LEO 7050) 100중량부에 대하여 제 5가교제 3중량부, 가교조제 1중량부와 제 3커플링제 1중량부를 혼합하여 필름 조성물을 제조하였다Example 3 (LEO 7050) A film composition was prepared by mixing 3 parts by weight of the fifth crosslinking agent, 1 part by weight of the crosslinking aid, and 1 part by weight of the third coupling agent with respect to 100 parts by weight of
2) 가교 특성 및 물성 측정 결과2) Measurement results of cross-linking properties and physical properties
상기 제 5가교제를 첨가한 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물의 가교 특성 및 물성측정 결과는 하기 표 12와 같다.Table 12 shows the crosslinking characteristics and physical property measurement results of the polyolefin elastomer film composition to which the fifth crosslinking agent was added.
폴리머Base
polymer
(LEO 7050)Example 3
(LEO 7050)
(KBM-503)3rd coupling agent
(KBM-503)
(TBEC)5th cross-linking agent
(TBEC)
@170℃ 20mincross-linking properties
@170℃ 20min
@140℃ 50mincross-linking properties
@140℃ 50min
표 12를 참조하면, 신규 가교제의 증량에 따라 가교시간이 빨라짐을 확인할 수 있었다. 제 3커플링제를 사용하는 경우에 가교시간이 더욱 단축되는 효과를 나타냈다. 기존 액상 가교제와 동일 함량 기준으로 140℃에서의 가교시간이 45.46분에서 18.52분으로 현저히 단축되었다. 제 3커플링제를 사용한 경우에 제 5가교제의 함량이 3중량부일 때, 기존 EVA 제품과 유사한 가교 특성이 나타났다.Referring to Table 12, it was confirmed that the crosslinking time increased as the amount of the new crosslinking agent increased. In the case of using the third coupling agent, the crosslinking time was further shortened. The crosslinking time at 140 ° C was significantly reduced from 45.46 minutes to 18.52 minutes based on the same content as the existing liquid crosslinking agent. In the case of using the third coupling agent, when the content of the fifth crosslinking agent was 3 parts by weight, crosslinking properties similar to those of existing EVA products were exhibited.
실험예7: 필름 조성물의 제조 공정 연구 및 특성 평가Experimental Example 7: Study of manufacturing process and evaluation of characteristics of film composition
본 발명의 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물을 이용하여 필름 제조시 사용하는 첨가제에 따른 가교 특성 및 그에 따른 제반 특성을 평가하기 위해 본 발명의 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물(개발된 베이스폴리머에 첨가제, 가교제, 공가교제(가교조제) 및 커플링제를 블렌드(blend)하여 조성물을 제조하였으며, 각 배합별 성능 평가를 실시하였다.In order to evaluate the crosslinking characteristics according to the additives used in film production using the polyolefin elastomer film composition of the present invention and various properties thereof, the polyolefin elastomer film composition of the present invention (additives, crosslinking agents, co-crosslinking agents (crosslinking agent in the developed base polymer) A composition was prepared by blending the auxiliary agent) and the coupling agent, and performance evaluation for each formulation was performed.
먼저, 1차로 90% 이상의 겔함량을 지니면서 투과율이 우수한 배합을 선정하여 필름용 조성물(실시예1과 실시예3)의 필름 성형성을 평가하였으며, 1차 결과를 토대로 하여 유리판과 백시트와의 접착특성을 개선한 필름용 조성물(실시예46과 실시예51)의 필름 성형조건을 달리하여 필름을 제조하고, 이를 이용하여 태양광 모듈을 제작하여 제반 특성을 평가하였다. First, the film formability of the composition for film (Example 1 and Example 3) was evaluated by selecting a formulation having a gel content of 90% or more and excellent transmittance, and based on the primary results, a glass plate and a back sheet and A film was prepared by varying the film forming conditions of the film composition (Example 46 and Example 51) with improved adhesive properties, and a solar module was manufactured using the same, and various properties were evaluated.
1) 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물을 이용한 필름 제조 공정1) Film manufacturing process using polyolefin elastomer film composition
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물의 제조하는 과정을 나타낸 이미지이다.16 is an image showing a process of manufacturing a polyolefin elastomer film composition for a solar module according to an embodiment of the present invention.
도 16에서 (a)와 같이 먼저 혼합원료(베이스폴리머, 첨가제, 가교제, 가교조제 및 커플링제)를 120℃의 니더에서 원료의 용융에 의한 혼합을 수행하였다. 이 후, 도 16에서 (b)와 같이, 90℃ 내지 100℃로 조성된 롤에서 2차 분산을 통해 필름 조성물의 균일도를 개선시켰다. 그런 다음, 도 16에서 (c)와 같이, 120℃로 조성된 싱글압출기에서 펠렛타입으로 1차 성형하여 도 16에서 (d)와 같이, 펠렛형태의 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물을 제조하였다. As shown in (a) in FIG. 16, mixing of the raw materials (base polymer, additives, crosslinking agent, crosslinking aid, and coupling agent) was first performed by melting the raw materials in a kneader at 120 ° C. After that, as shown in (b) in FIG. 16, the uniformity of the film composition was improved through secondary dispersion in a roll formed at 90 ° C to 100 ° C. Then, as shown in (c) in FIG. 16, a pellet-type polyolefin elastomer film composition for a solar module in the form of a pellet was prepared by primary molding in a single extruder at 120 ° C. as shown in (d) in FIG. .
2) 1차 테스트 필름 조성물의 특성2) Characteristics of the first test film composition
하기 표 13은 상기 실시예1과 실시예3에서 제조된 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물을 170℃/10분에서 가교하여 필름으로 성형한 후, 해당 필름의 가교, 가교율 특성 및 물성을 평가한 결과이다.Table 13 below shows the results of evaluation of crosslinking, crosslinking rate characteristics and physical properties of the polyolefin elastomer film compositions prepared in Example 1 and Example 3 after crosslinking at 170° C./10 minutes to form a film.
@170℃ 20mincross-linking properties
@170℃ 20min
3) 2차 테스트 필름 조성물의 특성3) Characteristics of the secondary test film composition
하기 표 14는 상기 실시예46과 실시예51에서 제조된 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물을 170℃/10분 조건과 160℃/15분의 조건에서 각각 가교하여 필름으로 성형한 후, 해당 필름의 가교, 가교율 특성 및 물성 등을 평가한 결과이다.Table 14 below shows the crosslinking of the polyolefin elastomer film compositions prepared in Example 46 and Example 51 under conditions of 170° C./10 minutes and 160° C./15 minutes, respectively, to form a film, followed by crosslinking and crosslinking of the corresponding film. This is the result of evaluating rate characteristics and physical properties.
@160℃ 50mincross-linking properties
@160℃ 50min
@140℃ 60mincross-linking properties
@140℃ 60min
(3mm 두께)87.3
(3mm thick)
(3mm 두께)84.8
(3mm thickness)
(3mm 두께)88.5
(3mm thick)
(3mm 두께)87.2
(3mm thick)
(0.6mm 두께)92.3
(0.6mm thick)
(0.6mm 두께)89.8
(0.6mm thick)
(0.6mm 두께)93.5
(0.6mm thick)
(0.6mm 두께)92.2
(0.6mm thick)
상기 2차 테스트 필름 제조시 약간의 점착성이 발생하였으나, 필름 제조에 큰 문제가 발생되지 않았다.Although some adhesiveness occurred during the manufacture of the secondary test film, no major problem occurred in the manufacture of the film.
표 13과 표 14를 참조하면, 커플링제 사용으로 수분흡수율이 현저히 증가된 것을 알 수 있다.Referring to Tables 13 and 14, it can be seen that the water absorption rate was significantly increased by the use of the coupling agent.
실험예8: 태양광 모듈용 필름의 접착 특성 평가Experimental Example 8: Evaluation of adhesive properties of films for solar modules
다양한 첨가제 등으로 배합되어진 태양광 모듈용 소재의 접착특성을 평가하기 위해 실시예46과 실시예51에서 제조된 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물을 이용하여 태양광 모듈용 필름 시편을 제조하여 유리판과 필름, 백시트와 필름간의 접착강도를 평가하였다.In order to evaluate the adhesive properties of materials for solar modules formulated with various additives, film specimens for solar modules were prepared using the polyolefin elastomer film compositions prepared in Examples 46 and 51, and glass plates, films, and backsheets were prepared. The adhesive strength between the film and the film was evaluated.
접착 시편 제조 공정은 최대한 모듈 제조 공정과 유사할 수 있게 설정하였으며, 원료를 준비한 후, 가교 및 성형을 위해 150~160℃로 셋팅된 진공 오븐을 이용하였다. The adhesive specimen manufacturing process was set to be similar to the module manufacturing process as much as possible, and after preparing the raw materials, a vacuum oven set at 150 to 160 ° C. was used for crosslinking and molding.
커플링제를 사용하지 않은 필름의 경우 유리판에 접착되지 않고 바로 분리되며, 제조 공정에 따라 접착력의 차이를 나타낼 수 있다. 저온에서 성형시에는 필름의 가교가 이루어지지 않고 접착력이 취약할 수 있으며, 필름의 용융과 가교 속도가 부적절할 경우에는 필름이 기포가 생기며 불량이 발생될 수 있음을 주의하였다.In the case of a film that does not use a coupling agent, it is immediately separated without being adhered to the glass plate, and may show a difference in adhesive strength depending on the manufacturing process. It was noted that when molding at low temperature, crosslinking of the film may not occur and adhesive strength may be weak, and if the melting and crosslinking rate of the film are inappropriate, bubbles may occur in the film and defects may occur.
표 15는 상기 실험예8의 태양광 모듈용 필름의 접착 특성 평가를 나타낸 결과이다.Table 15 shows the results of evaluating the adhesive properties of the film for a solar module of Experimental Example 8.
표 15와 같이, 본 발명의 실시예46과 실시예61에서 제조된 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물은 우수한 접착특성을 나타낸 것을 확인할 수 있다.As shown in Table 15, it can be confirmed that the polyolefin elastomer film compositions for solar modules prepared in Examples 46 and 61 of the present invention exhibited excellent adhesive properties.
실험예9: 상용EVA필름과 본 발명의 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름의 열적 물성 비교 분석Experimental Example 9: Comparative analysis of thermal properties of commercial EVA film and polyolefin elastomer film for solar module of the present invention
상기 실험예7에서 실시예1, 실시예3, 실시예46과, 실시예51의 필름용 조성물을 이용하여 제조된 필름과 시중에 판매되는 상용EVA필름(제조사: 한화솔루션, 도면에서 한화 EVA 로 표시)을 비교하여 열적 물성을 분석/비교하였다.Films prepared using the film compositions of Examples 1, 3, 46, and 51 in Experimental Example 7 and a commercially available EVA film (manufacturer: Hanwha Solution, Hanwha EVA in the drawings) display) to analyze/compare thermal properties.
도 17에서 (a)는 대조군인 상용EVA필름, (b)는 본 발명의 실험예7에서 제조된 실시예1(S28-2)의 필름, (c)는 본 발명의 실험예7에서 제조된 실시예3(S32)의 필름, (d)는 본 발명의 실험예7에서 제조된 실시예46(S56)의 필름, (e)는 본 발명의 실험예7에서 제조된 실시예51(S61)의 필름의 동적 기계 분석(dynamic mechanical analysis, DMA)의 결과를 나타낸 도표이다.17, (a) is a commercial EVA film as a control, (b) is a film of Example 1 (S28-2) prepared in Experimental Example 7 of the present invention, (c) is a film prepared in Experimental Example 7 of the present invention The film of Example 3 (S32), (d) is the film of Example 46 (S56) prepared in Experimental Example 7 of the present invention, (e) is the film of Example 51 (S61) prepared in Experimental Example 7 of the present invention It is a chart showing the results of dynamic mechanical analysis (DMA) of the film.
도 17을 참조하면, (a)의 상용EVA필름의 DMA 분석결과, -23℃부근에서 저장탄성률(storage modulus)이 급격히 감소하기 시작하고, 탄젠트델타(tangent delta)곡선 역시 이 부근에서 피크(peak)를 나타내고 있어, 유리전이온도(Tg)가 이 근방인 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 17, as a result of DMA analysis of the commercial EVA film of (a), the storage modulus begins to decrease rapidly around -23 ° C, and the tangent delta curve also peaks around this. ), it can be confirmed that the glass transition temperature (Tg) is in the vicinity of this.
또한, 상기 실시예1, 실시예3, 실시예46과 실시예51의 DMA 분석결과, 4가지 타입 모두 -50℃부근에서 저장탄성률이 급격히 감소하기 시작하고, 탄젠트델타(tangent delta)곡선 역시 이 부근에서 피크를 나타내고 있어, 해당 샘플의 유리전이온도(Tg)가 이 근방인 것을 확인할 수 있었다.In addition, as a result of DMA analysis of Examples 1, 3, 46 and 51, the storage modulus of all four types starts to decrease rapidly around -50 ° C, and the tangent delta curve also A peak was shown in the vicinity, and it was confirmed that the glass transition temperature (Tg) of the sample was in this vicinity.
도 18에서 (a)는 대조군인 상용EVA필름(EVA_1cy), (b)는 본 발명의 실험예7에서 제조된 실시예1의 필름(S28-2_1cy), (c)는 본 발명의 실험예7에서 제조된 실시예3의 필름(S32_1cy), (d)는 본 발명의 실험예7에서 제조된 실시예46(S56_1cy)의 필름, (e)는 본 발명의 실험예7에서 제조된 실시예51(S61_1cy)의 필름의 시차주사열량법(differential scanning calorimetry, DSC) 결과를 나타낸 도표이다.18, (a) is a commercial EVA film (EVA_1cy) as a control, (b) is a film (S28-2_1cy) of Example 1 prepared in Experimental Example 7 of the present invention, and (c) is Experimental Example 7 of the present invention. (S32_1cy) of Example 3 prepared in (d) is a film of Example 46 (S56_1cy) prepared in Experimental Example 7 of the present invention, (e) is Example 51 prepared in Experimental Example 7 of the present invention It is a chart showing the results of differential scanning calorimetry (DSC) of the film of (S61_1cy).
도 18의 (a)의 상용EVA필름의 DSC 분석결과, 히팅(heating)곡선 50℃ 근에서 용융피크(melting peak)가, 쿨링(cooling)곡선 42℃ 부근에서 결정화 피크(crystallization peak)가 관찰되었다.As a result of DSC analysis of the commercial EVA film in (a) of FIG. 18, a melting peak was observed near the heating curve of 50 ° C and a crystallization peak was observed near the cooling curve of 42 ° C. .
도 18에서 (b) 내지 (e)의 DSC 분석결과, 실시예1의 필름과 실시예3의 필름에서는 히팅곡선 50℃부근에서 용융피크가, 쿨링곡선 60℃부근에서 결정화 피크 가 관찰되었고, 실시예46과 실시예51의 샘플에서는 히팅곡선 42℃부근에서 용융피크가, 쿨링곡선 48℃에서 결정화 피크가 관찰되었다.As a result of DSC analysis of (b) to (e) in FIG. 18, in the film of Example 1 and Example 3, a melting peak was observed around 50 ° C. of the heating curve and a peak of crystallization was observed around 60 ° C. of the cooling curve. In the samples of Examples 46 and 51, a melting peak was observed at around 42°C of the heating curve and a crystallization peak was observed at 48°C of the cooling curve.
상기와 같이, 열적 분석을 종합한 결과, 상용EVA필름과 본 발명의 실시예들의 폴리올레핀 엘라스토머 봉지재 필름의 용융피크에 차이가 크지 않았다. 이에, 모듈 접합 공정 조건에 있어서 한화 EVA 필름의 라미네이션(lamination) 성형 조건을 참고(Reference)하여 공정 조건을 설정해야 할 것으로 판단되었다. As described above, as a result of the thermal analysis, there was no significant difference in the melting peak of the commercial EVA film and the polyolefin elastomer encapsulant film of the embodiments of the present invention. Accordingly, it was determined that the process conditions should be set with reference to the lamination molding conditions of the Hanwha EVA film in the module bonding process conditions.
실험예10: 조작변인(온도, 시간, 압력)에 따른 모듈 접합 공정 조건 최적화Experimental Example 10: Optimization of module bonding process conditions according to operating variables (temperature, time, pressure)
상술한 상용EVA필름의 라미네이션 성형 조건을 기준으로 하고, 온도/시간/압력을 조작변인으로 두어 변형시킨 9가지 조건을 본 발명의 폴리올레핀 엘라스토머 필름에 적용하였다.Based on the lamination molding conditions of the commercial EVA film described above, 9 conditions modified by setting temperature/time/pressure as operating variables were applied to the polyolefin elastomer film of the present invention.
하기 표 16에 상용EVA필름의 라미네이션 성형 조건을 나타냈다.Table 16 below shows the lamination molding conditions of the commercial EVA film.
상기 실시예1과 실시예3의 필름을 봉지재로 사용, 상기 표 16의 조건1~6을 적용하여 모듈을 접합했으나, 모든 조건에서 상용EVA필름 대비 유리와의 접착력이 부족한 것으로 판단되었다.The films of Examples 1 and 3 were used as encapsulants, and the modules were bonded by applying the conditions 1 to 6 of Table 16, but it was determined that the adhesive strength with glass was insufficient compared to the commercial EVA film in all conditions.
반면, 유리와의 접착력을 향상시킨 실시예46과 실시예 51의 필름 샘플은 두께가 0.8~1.2mm로 상기 상용EVA필름(0.5~0.6mm) 대비 2배 이상 두꺼워 표 16에서 온도와 시간을 대폭 증가시킨 조건7~9를 적용하였다.On the other hand, the film samples of Example 46 and Example 51 with improved adhesion to glass had a thickness of 0.8 to 1.2 mm, which was more than twice as thick as the commercial EVA film (0.5 to 0.6 mm), and the temperature and time in Table 16 were significantly reduced. Increased conditions 7 to 9 were applied.
하기 표 17은 라미네이션 성형 조건을 달리한 필름을 적용한 모듈 효율 분석 결과이다.Table 17 below shows the results of module efficiency analysis using films with different lamination molding conditions.
표 17을 참조하면, 모듈 효율 분석결과, 상용EVA필름(한화 EVA로 표기)을 봉지재로 사용한 모듈과 실시예46(S56으로 표기), 실시예51(S61로 표기)을 봉지재로 사용한 모듈의 효율에는 큰 차이가 없어 공정 조건이 최적화되었다고 판단되었다.Referring to Table 17, as a result of module efficiency analysis, a module using a commercial EVA film (represented as Hanwha EVA) as an encapsulant and a module using Example 46 (denoted as S56) and Example 51 (denoted as S61) as an encapsulant There was no significant difference in efficiency, so it was judged that the process conditions were optimized.
실험예11: 공정 조건에 따른 충진재의 가교율 변화 분석Experimental Example 11: Analysis of changes in crosslinking rate of fillers according to process conditions
상용EVA필름과 실시예46과 실시예51의 필름의 공정 조건에 따른 충진재 물성 변형을 분석하였다. 가교율 변화는 일정 온도에서 시간에 따른 토크값 변화를 측정하여, 가교 발생 시 토크 값이 증가됨을 확인하였다. 또한, 최대 토크 값의 10%가 되는 시간을 t10, 최대 토크값의 90%가 되는 시간을 t90으로 하여 최적 성형시간을 판단하였다.The commercial EVA film and the film of Example 46 and Example 51 were analyzed for the change in physical properties of the filler according to the process conditions. As for the change in crosslinking rate, it was confirmed that the torque value increased when crosslinking occurred by measuring the change in torque value over time at a constant temperature. In addition, the optimal molding time was determined by setting the time to reach 10% of the maximum torque value as t10 and the time to reach 90% of the maximum torque value as t90.
하기 표 18은 상용EVA필름(한화 EVA 필름)의 가교율 변화(온도/시간에 따른 토크 값 변화)를 나타낸 표이다.Table 18 below is a table showing the change in crosslinking rate (change in torque value according to temperature/time) of a commercial EVA film (Hanwha EVA film).
표 18을 참조하면, 상용EVA필름은 160℃에서의 t90은 약 3분, 140℃에서의 t90은 약 15분, 130℃에서의 t90은 약 31분으로 확인되었다. 성형 장비의 열적 안정성을 고려하여 본 발명은 성형온도를 130℃, 140℃에서 성형 시간을 조정하면서 라미네이션 공정 조건을 최적화시켰다.Referring to Table 18, the commercial EVA film had a t90 of about 3 minutes at 160 ° C, a t90 of about 15 minutes at 140 ° C, and a t90 of about 31 minutes at 130 ° C. Considering the thermal stability of the molding equipment, the present invention optimized the lamination process conditions while adjusting the molding temperature at 130 ° C and 140 ° C and the molding time.
하기 표 19는 실시예46(S56)과 실시예51(S61)의 가교율 변화(온도/시간에 따른 토크값 변화)를 나타낸 표이다.Table 19 below is a table showing the change in crosslinking rate (change in torque value according to temperature/time) of Example 46 (S56) and Example 51 (S61).
표 19를 참조하면, 실시예46과 실시예51에서는 베이스폴리머에 유리와의 접착력 향상을 위한 커플링제 및 가교정도를 보조해주는 가교조제가 첨가되어 있는 것이 특징이다. Referring to Table 19, Examples 46 and 51 are characterized in that a coupling agent for improving adhesion with glass and a crosslinking aid for assisting the degree of crosslinking are added to the base polymer.
실시예46의 t90은 140℃에서 약 49분, 160℃에서 약 25분으로 확인되었고, 실시예51의 t90은 140℃에서 약 48분, 160℃에서 약 17분으로 확인되었다. 시간에 따른 토크 값의 변화로 가교 정도를 판단하여 볼 때, 전반적으로 본 발명의 실시예46과 실시예%1의 필름 봉지재의 경우, 한화 EVA 필름에 비해 훨씬 더 긴 가교시간을 필요로 하는 것을 확인할 수 있다.The t90 of Example 46 was found to be about 49 minutes at 140°C and about 25 minutes at 160°C, and the t90 of Example 51 was found to be about 48 minutes at 140°C and about 17 minutes at 160°C. When the degree of crosslinking is judged by the change in torque value over time, overall, in the case of the film encapsulant of Example 46 and Example % 1 of the present invention, it is found that a much longer crosslinking time is required than that of the Hanwha EVA film. You can check.
이에, 본 발명은 성형 장비의 열적 안정성을 고려하여, 140~150℃성형 온도 조건에서 성형 시간을 조정하면서 라미네이션 공정 조건을 최적화시켰다. Accordingly, the present invention optimizes the lamination process conditions while adjusting the molding time at a molding temperature of 140 to 150 ° C. in consideration of the thermal stability of the molding equipment.
실험예12: 모듈의 환경조건에 따른 모듈의 효율 변화 분석Experimental Example 12: Analysis of module efficiency change according to module environmental conditions
상용EVA필름과 실시예46과 실시예51에서 제조된 필름을 적용한 모듈의 고온고습시험 1000시간 동안의 모듈 효율 변화를 분석하였다. 분석시, KS C IEC 61215을 기준으로 시험하였다. 구체적으로, 도 19와 같이, 고온고습시험은 온도 85℃, 상대습도 85%에서 시험 지속시간 1000시간 동안의 최대 출력 전력의 저하를 시험 이전에 측정된 값과 비교하였다.The module efficiency change during 1000 hours of high-temperature and high-humidity test of the module to which the commercial EVA film and the films prepared in Examples 46 and 51 were applied was analyzed. At the time of analysis, it was tested based on KS C IEC 61215. Specifically, as shown in FIG. 19, in the high temperature and high humidity test, the decrease in maximum output power during the test duration of 1000 hours at a temperature of 85° C. and a relative humidity of 85% was compared with the value measured before the test.
하기 표 20은 상용EVA필름(한화 EVA)과 실시예46(S56)과 실시예51(S61)에서 제조된 필름을 적용한 모듈의 고온고습시험에 따른 모듈 효율 변화를 나타낸 도표이며, 도 20은 상용EVA필름과 실시예46과 실시예51에서 제조된 필름을 적용한 모듈의 고온고습시험에 따른 모듈 효율 변화를 비교한 도표이다. Table 20 below is a chart showing the change in module efficiency according to the high temperature and high humidity test of the module to which the commercial EVA film (Hanwha EVA) and the films prepared in Example 46 (S56) and Example 51 (S61) are applied. It is a chart comparing the change in module efficiency according to the high-temperature and high-humidity test of the module to which the EVA film and the films prepared in Examples 46 and 51 are applied.
표 20과 도 20을 참조하면, 고온고습시험 전후의 모듈 효율 비교 결과, 한화 EVA 필름, 본 발명의 실시예46과 실시예51의 필름 모두 출력 전력 저하가 거의 없어 본 발명의 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물이 태양광 모듈의 봉지재로써 장기적인 고온고습의 환경에도 셀을 효과적으로 보호할 수 있다고 판단된다.Referring to Table 20 and FIG. 20, as a result of module efficiency comparison before and after the high temperature and high humidity test, the Hanwha EVA film and the films of Examples 46 and 51 of the present invention showed almost no decrease in output power, so that the polyolefin elastomer film composition of the present invention As an encapsulant for solar modules, it is judged that it can effectively protect cells even in a long-term high-temperature, high-humidity environment.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.As such, it will be understood that the technical configuration of the present invention described above can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention by those skilled in the art to which the present invention belongs.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative and not limiting in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and the meaning and scope of the claims and All changes or modified forms derived from the equivalent concept should be construed as being included in the scope of the present invention.
Claims (10)
가교제;
가교조제;및
비닐계 실란커플링제;로 구성되고,
광투과율이 89 내지 93%이며, 인장강도는 30 내지 37kg/cm2 인 것을 특징으로 하는 투과율과 접착특성이 우수한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물.polyolefin elastomers;
cross-linking agent;
cross-linking aid; and
It consists of; a vinyl-based silane coupling agent,
A polyolefin elastomer film composition for photovoltaic modules having excellent transmittance and adhesive properties, characterized in that the light transmittance is 89 to 93% and the tensile strength is 30 to 37 kg/cm 2 .
상기 폴리올레핀 엘라스토머 100중량부에 대하여, 상기 가교제 1 내지 3중량부, 상기 가교조제 1 내지 2중량부 및 상기 비닐계 실란커플링제 0.5 내지 1중량부로 구성된 것을 특징으로 하는 투과율과 접착특성이 우수한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물.According to claim 1,
With respect to 100 parts by weight of the polyolefin elastomer, 1 to 3 parts by weight of the crosslinking agent, 1 to 2 parts by weight of the crosslinking aid, and 0.5 to 1 part by weight of the vinyl-based silane coupling agent. A polyolefin elastomer film composition for modules.
상기 조성물은,
유리(glass)에서 접착강도 70 내지 90N/cm이며,
백시트(back-sheet)에서 접착강도 31.6 내지 44.8Ncm인 것을 특징으로 하는 투과율과 접착특성이 우수한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물.According to claim 1,
The composition,
The adhesive strength in glass is 70 to 90 N / cm,
A polyolefin elastomer film composition for solar modules having excellent transmittance and adhesive properties, characterized in that the adhesive strength in the back-sheet is 31.6 to 44.8 Ncm.
상기 폴리올레핀 엘라스토머는,
용융지수(MI)가 5 내지 20g/10min인 옥텐(octene) 계열인 것을 특징으로 하는 투과율과 접착특성이 우수한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물.According to claim 1,
The polyolefin elastomer,
A polyolefin elastomer film composition for solar modules having excellent transmittance and adhesive properties, characterized in that the melt index (MI) is 5 to 20 g / 10 min of octene (octene) series.
상기 가교제는,
2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산(2,5-dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexane) 및 t-부틸퍼옥시2-에틸헥실카보네이트(tert-butylperoxy 2-ethylhexyl carbonate) 중에서 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 투과율과 접착특성이 우수한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물.According to claim 1,
The crosslinking agent,
2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane (2,5-dimethyl-2,5-di (tert-butylperoxy) hexane) and t-butylperoxy 2-ethylhexyl carbonate ( tert-butylperoxy 2-ethylhexyl carbonate) polyolefin elastomer film composition for solar modules having excellent transmittance and adhesive properties, characterized in that any one or more.
상기 가교조제는,
트리알릴 이소시안우레이트(triallyl isocyanurate, TAIC), 트리알릴 시안우레이트(Triallyl cyanurate, TAC), 트리알릴 포스페이트((Triallyl phosphate) 및 디비닐벤젠(divinylbenzene) 중에서 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 투과율과 접착특성이 우수한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물.According to claim 1,
The crosslinking aid,
Transmittance characterized by at least one of triallyl isocyanurate (TAIC), triallyl cyanurate (TAC), triallyl phosphate (triallyl phosphate) and divinylbenzene A polyolefin elastomer film composition for solar modules with excellent adhesive properties.
상기 비닐계 실란커플링제는,
메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(methacryloxypropyl trimethoxysilane), 옥타메틸사이클로테트라실록산(octamethylcyclotetrasiloxane) 및 비닐트리메톡시실란(vinyltrimethoxysilane) 중에서 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 투과율과 접착특성이 우수한 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름 조성물.According to claim 1,
The vinyl-based silane coupling agent,
Polyolefin elastomer for solar modules with excellent transmittance and adhesive properties, characterized in that it is at least one of methacryloxypropyl trimethoxysilane, octamethylcyclotetrasiloxane, and vinyltrimethoxysilane. film composition.
상기 폴리올레핀 엘라스토머 100중량부에 대하여 상기 비닐계 실란커플링제 0.5 내지 1중량부, 상기 가교제 1 내지 3중량부와, 상기 가교조제 1 내지 2중량부를 준비하는 제 1단계;
상기 폴리올레핀 엘라스토머와 상기 비닐계 실란커플링제를 용융시켜 1차 혼합하여 제 1혼합물을 형성하는 제 2단계;
롤(roll)에서 상기 제 1혼합물을 분취한 후, 상기 가교제와 상기 가교조제를 투입하여 2차 혼합하여 제 2혼합물을 형성하는 제 3단계; 및
상기 제 2혼합물을 필름 형태로 성형하는 제 4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름의 제조방법.By using the polyolefin elastomer film composition for solar modules having excellent transmittance and adhesive properties of claim 1,
A first step of preparing 0.5 to 1 part by weight of the vinyl-based silane coupling agent, 1 to 3 parts by weight of the crosslinking agent, and 1 to 2 parts by weight of the crosslinking aid based on 100 parts by weight of the polyolefin elastomer;
a second step of melting and primary mixing the polyolefin elastomer and the vinyl-based silane coupling agent to form a first mixture;
a third step of dividing the first mixture on a roll, and then adding the crosslinking agent and the crosslinking aid to secondary mixing to form a second mixture; and
A method for producing a polyolefin elastomer film for a photovoltaic module comprising a; fourth step of molding the second mixture into a film form.
상기 제 2단계는,
110 내지 130℃에서 10 내지 15분 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름의 제조방법.According to claim 8,
In the second step,
Method for producing a polyolefin elastomer film for a solar module, characterized in that carried out at 110 to 130 ℃ for 10 to 15 minutes.
상기 제 3단계는,
90 내지 100℃의 온도를 갖는 롤에서 5 내지 10분 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈용 폴리올레핀 엘라스토머 필름의 제조방법.According to claim 8,
The third step is
Method for producing a polyolefin elastomer film for a solar module, characterized in that carried out for 5 to 10 minutes in a roll having a temperature of 90 to 100 ℃.
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| KR101307426B1 (en) | 2012-01-13 | 2013-09-11 | 도레이첨단소재 주식회사 | Low shrinkable encapsulant sheet for solar cell module and solar cell module using the same |
| KR101999401B1 (en) | 2011-10-14 | 2019-07-11 | 에보니크 데구사 게엠베하 | Use of a multilayer film for the production of photovoltaic modules |
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