TWI630246B - 水性防汙鍍劑、防汙鍍層、積層體以及太陽電池模組 - Google Patents

水性防汙鍍劑、防汙鍍層、積層體以及太陽電池模組 Download PDF

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Abstract

本發明的課題在於提供一種除具有優異的水洗洗淨性以外，即便在晴天時或乾燥時亦可抑制汙染物質的附著的鍍層。本發明是有關於一種水性防汙鍍劑，其是混合有下述通式(1)所表示的矽氧烷低聚物、水成分、抗靜電劑、及二氧化矽微粒子的水性防汙鍍劑，且水性防汙鍍劑中包含0.01質量%以上的顯示出界面活性的成分。進而，本發明是有關於一種含有水性防汙鍍劑的防汙鍍層、積層體、太陽電池模組。
通式(1)中，R1~R3分別獨立地表示碳數1~碳數6的有機 基，R4表示碳數1~碳數6的烷基。另外，n表示2~20的整數。

Description

水性防汙鍍劑、防汙鍍層、積層體以及太陽電池模 組
本發明是有關於一種水性防汙鍍劑、防汙鍍層及太陽電池模組。具體而言，本發明是有關於一種用以形成防汙鍍層的水性防汙鍍劑，該防汙鍍層是用於保護太陽電池模組的表面。使用此種水性防汙鍍劑形成的防汙鍍層可較佳地用作太陽電池模組的表面保護材料。
太陽電池是在發電時不排出二氧化碳而環境負荷小的發電方式，因此近年來急速地進行普及。太陽電池模組通常具有如下構造：在配置於太陽光入射的光接收面側(表面側)的表面保護材料與配置於與太陽光入射的光接收面側為相反側(背面側)的基材(所謂背板)之間，夾持有利用密封材料將太陽電池元件密封而成的太陽電池單元。
太陽電池的光接收面通常經包含玻璃或耐候性樹脂膜等的表面保護材料保護。由於太陽電池的光接收面為太陽光入射的面，因此對設置於光接收面側的表面保護材料要求具有高透光 性。另外，設置於光接收面的表面保護材料多數情況下暴露於露天環境，亦要求具有高耐候性。另一方面，太陽電池的表面保護材料存在易受大氣中的粗沙塵或煤煙的影響而容易附著汙染物質的問題。在附著有汙染物質的表面保護材料中，透光率下降，對太陽電池的能量轉換效率造成不良影響，因此成為問題。
為了解消此種汙染物質的附著，例如專利文獻1中揭示有具有高親水性的親水性膜、及用以形成此種膜的水性親水化處理劑。此處，提出藉由在設置於室外的物品的表面設置親水性膜，而對所附著的汙染物質進行水洗。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2006-52352號公報
如上所述，如專利文獻1中記載的現有的表面保護材料中，可藉由水洗而去除所附著的汙染物質。但是，在晴天時或乾燥時，無去除汙染物質的手段，如果無降雨，則存在汙染物質堆積的問題。在如此汙染物質堆積的情況下，透光率變差，而對太陽電池的能量轉換效率造成不良影響，因此成為問題。
因此，本發明者等人為了解決此種現有技術的課題，以提供一種除具有優異的水洗洗淨性以外，即便在晴天時或乾燥時亦可抑制汙染物質的附著的防汙鍍層、及可形成此種防汙鍍層的 水性防汙鍍劑為目的而進行研究。
本發明者等人為了解決所述課題而進行潛心研究，結果發現，藉由獲得如下水性防汙鍍劑，可形成兼具優異的水洗洗淨性與防汙性的防汙鍍層，該水性防汙鍍劑是具有抗靜電劑的水性防汙鍍劑，且將其中所含的顯示出界面活性的成分的含有率設為特定量以上。進而，本發明者等人發現，在設置有此種防汙鍍層的太陽電池模組中，表面的透光率不會下降，可長期將太陽電池的能量轉換效率維持為良好的狀態，從而完成本發明。
具體而言，本發明具有如下構成。
[1]一種水性防汙鍍劑，其是混合有下述通式(1)所表示的矽氧烷低聚物、水成分、抗靜電劑、及二氧化矽微粒子的水性防汙鍍劑，且水性防汙鍍劑中包含0.01質量%以上的顯示出界面活性的成分，
通式(1)中，R1~R4分別獨立地表示碳數1~碳數6的有機 基；另外，n表示2~20的整數。
[2]如[1]所述之水性防汙鍍劑，其進而包含促進矽氧烷低聚物的縮合的觸媒。
[3]如[1]或[2]所述之水性防汙鍍劑，其包含離子性的顯示出界面活性的成分。
[4]如[1]至[3]中任一項所述之水性防汙鍍劑，其包含非離子性的顯示出界面活性的成分。
[5]如[3]或[4]所述之水性防汙鍍劑，其中離子性的顯示出界面活性的成分的含有率相對於水性防汙鍍劑的總質量為1.0質量%以下。
[6]如[1]至[5]中任一項所述之水性防汙鍍劑，其中抗靜電劑包含金屬氧化物微粒子。
[7]如[1]至[6]中任一項所述之水性防汙鍍劑，其中水性防汙鍍劑中所含的所有固體成分中的碳的比例為3質量%以下。
[8]如[6]或[7]所述之水性防汙鍍劑，其中金屬氧化物微粒子的一次粒徑為100nm以下。
[9]如[1]至[8]中任一項所述之水性防汙鍍劑，其中水性防汙鍍劑中所含的分子量為1100以上的有機化合物的含有率為0.2質量%以下。
[10]一種防汙鍍層，其是塗佈如[1]至[9]中任一項所述之水性防汙鍍劑，並使之乾燥而形成。
[11]如[10]所述之防汙鍍層，其中表面電阻為1×1012Ω/□以下。
[12]如[10]或[11]所述之防汙鍍層，其中表面的水接觸角為40°以下。
[13]如[10]至[12]中任一項所述之防汙鍍層，其中波長300nm~1200nm時的平均的積分球透過率為95%以上。
[14]一種積層體，其是將如[10]至[13]中任一項所述之防汙鍍層積層於玻璃層之上。
[15]一種太陽電池模組，其具有如[14]所述之積層體。
藉由使用本發明的水性防汙鍍劑，則可形成兼具優異的水洗洗淨性與防汙性的防汙鍍層。即，藉由使用本發明的水性防汙鍍劑，則可獲得雨天時汙染物質易經雨水等沖洗、且在晴天時或乾燥時汙染物質的附著得以抑制的防汙鍍層。以所述方式獲得的防汙鍍層可較佳地用作各種基材的表面、尤其是太陽電池表面保護材料的防汙層。
以下對本發明詳細地進行說明。以下所記載的構成要件的說明有時是基於代表性實施方式或具體例而進行，但本發明並不限定於此種實施方式。此外，在本說明書中，使用「~」表示的數值範圍是指包含「~」前後所記載的數值作為下限值及上限值的範圍。
(水性防汙鍍劑)
本發明是有關於一種水性防汙鍍劑，其混合有下述通式(1)所表示的矽氧烷低聚物、水成分、抗靜電劑、及二氧化矽微粒子。此處，水性防汙鍍劑中包含0.01質量%以上的顯示出界面活性的成分。在本發明中，藉由使用此種水性防汙鍍劑，可在對象基材的表面形成富有抗靜電性與親水性的鍍層。藉此，可獲得兼具水洗洗淨性與防汙性(耐汙垢附著性)的防汙鍍層。
此處，通式(1)中，R1~R4分別獨立地表示碳數1~碳數6的有機基。另外，n表示2~20的整數。
通式(1)中，R1~R4分別獨立地表示碳數1~碳數6的有機基。此外，R1~R4可分別為相同的有機基，亦可為不同的有機基。另外，R1~R4可為直鏈狀，亦可具有分支。R1~R4所表示的有機基較佳為碳數1~碳數6的烷基，作為R1~R4所表示的烷基，例如可列舉：甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、第三丁基、正戊基、正己基、環己基等。在本發明中，藉由將R1~R4 所表示的烷基的碳數設為1~6，可提高矽氧烷低聚物的水解性。此外，就水解的容易性而言，更佳為碳數1~碳數4的烷基，尤佳為碳數1或2的烷基。
通式(1)中，n為2~20的整數。藉由將n設為所述範圍內，可將包含水解物的溶液的黏度設為適當的範圍，且可將矽氧烷低聚物的反應性控制為較佳的範圍。此外，如果n超過20，則成為水解物溶液的黏度變得過高而難以操作的傾向。另一方面，n為1時成為難以控制烷氧基矽烷的反應性的傾向，塗佈後難以獲得適當地具有親水性基的防汙鍍層。n只要為2~20即可，較佳為3~15，更佳為5~10。
本發明中所使用的矽氧烷低聚物藉由與水成分一同混合，而呈現至少一部分進行水解的狀態。此種矽氧烷低聚物的水解物可藉由如下方法而獲得：使矽氧烷低聚物與水成分反應，而使鍵結於矽的烷氧基轉變為羥基。雖然在水解時未必需要所有烷氧基進行反應，但為了使鍍劑在塗佈後發揮親水性，較佳為儘可能多的烷氧基進行水解。另外，水解時需要的最低限度的水成分的量成為與矽氧烷低聚物的烷氧基相等的莫耳量，但為了順利地進行反應，較佳為存在大量過多的水。
該水解反應在室溫下亦進行，但為了促進反應，亦可進行加熱。另外，由於反應時間長會使反應進一步進行，因此較佳。另外，如果為後述觸媒的存在下，則亦能以半天左右獲得水解物。
此外，水解反應為可逆反應，如果自體系中去除水，則矽氧 烷低聚物的水解物在羥基間開始縮合。因此，在使矽氧烷低聚物與大量過多的水反應而獲得水解物的水溶液的情況下，較佳為不強行使水解物自其中分離而在水溶液的狀態下用作鍍劑的原料。
本發明的水性防汙鍍劑含有水成分作為其主溶劑。藉由將水成分作為溶劑，可減輕對操作時的作業人員的健康的負荷或對環境的負荷，且可防止矽氧烷低聚物的水解物在貯存中在溶液中進行縮合。
此外，本發明中所使用的水成分是包含水作為主成分的水成分，較佳為包含30質量%以上的水的水成分，更佳為包含40質量%以上的水的水成分。另外，水成分亦可為除水以外含有有機溶劑或化合物的水成分。例如，亦可含有親水性的有機溶劑。藉由含有親水性的有機溶劑，因表面張力減小而可進行均勻的塗佈，或低沸點溶劑的比率增高，因此可獲得乾燥變容易等效果。作為親水性有機溶劑，並無特別限定，可列舉：甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、丙酮、乙二醇、乙基溶纖劑等。如果考慮環境負荷或對作業人員的健康的負荷，則較佳為醇類，更佳為乙醇或異丙醇。
固體成分質量相對於本發明的水性防汙鍍劑的總質量的比例較佳為0.1%~30%，更佳為0.2%~20%，進而較佳為0.5%~10%。
另外，關於矽氧烷低聚物的含有率，相對於水性防汙鍍劑的所有固體成分質量，較佳為3質量%~70質量%，更佳為5質量%~60質量%，進而較佳為10質量%~50質量%。藉由將矽氧烷低 聚物的含有率設為所述範圍內，可形成具有適度的硬度與耐久性的防汙鍍層。
(抗靜電劑)
本發明的水性防汙鍍劑具有抗靜電劑。抗靜電劑是藉由對防汙鍍層賦予抗靜電性，而抑制汙染物質的附著。用以賦予抗靜電性的抗靜電劑例如可列舉離子性的界面活性劑或金屬氧化物微粒子等。作為抗靜電劑，可使用離子性的界面活性劑或金屬氧化物微粒子的任一種，亦可使用混合有該些的兩種以上的抗靜電劑。
離子性的界面活性劑具有偏析於塗佈後的鍍劑的最表面附近而發揮作用的性質，因此能藉由添加更少量來發揮效果。另一方面，為了賦予抗靜電性，金屬氧化物微粒子必須添加較多的量，由於為無機物，因此可提高防汙鍍層的耐久性。
離子性的界面活性劑的例子可列舉：烷基硫酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基磷酸鹽等陰離子性界面活性劑，或烷基三甲基銨鹽、二烷基二甲基銨鹽等陽離子性界面活性劑，烷基羧基甜菜鹼等兩性型界面活性劑。
此外，已知，如果過量添加離子性的界面活性劑，則體系內的電解質的量增加而導致二氧化矽微粒子的凝聚。因此，離子性的界面活性劑避免與二氧化矽微粒子同時使用。但是，發現，在本發明中，令人驚訝的是，在將此種離子性的界面活性劑添加至水性防汙鍍劑中的情況下，可提高防汙鍍層的防汙性。如此，在本發明中，成功地藉由添加離子性的界面活性劑，而更有效地提 高防汙性與水洗洗淨性。
在本發明中，離子性的顯示出界面活性的成分的含有率相對於水性防汙鍍劑的總質量較佳為1.0質量%以下，更佳為0.8質量%以下，進而較佳為0.5質量%以下。藉由將離子性的顯示出界面活性的成分的含有率設為所述範圍內，可避免二氧化矽微粒子的凝聚，且可提高防汙鍍層的防汙性。
可用作抗靜電劑的金屬氧化物微粒子並無特別限定，可列舉：氧化錫微粒子、摻銻氧化錫微粒子、摻錫氧化銦微粒子、氧化鋅微粒子等。另外，金屬氧化物微粒子亦可混合使用尺寸或形狀、原材料不同的金屬氧化物微粒子。此外，如果氧化物粒子的折射率大且粒徑大，則產生由透過光的過度的散射所引起的損失，因此一次粒徑較佳為100nm以下，更佳為50nm以下，進而較佳為30nm以下。另外，粒子的形狀並無特別限定，可為球狀，可為板狀，亦可為針狀。
金屬氧化物微粒子的一次粒徑亦可藉由穿透式電子顯微鏡觀察分散的粒子，根據所獲得的照片而求出。求出粒子的投影面積，並由其求出圓當量徑而設為平均粒徑(平均一次粒徑)。本說明書中的平均粒徑可對300個以上的粒子測定投影面積，並求出圓當量徑而算出。
此外，在金屬氧化物微粒子的形狀為非球狀的情況下，亦可使用其他方法、例如動態光散射法而求出。
在本發明中，金屬氧化物微粒子的含有率相對於水性防 汙鍍劑的所有固體成分質量較佳為70質量%以下，更佳為60質量%以下，進而較佳為50質量%以下。藉由將金屬氧化物微粒子的含有率設為所述範圍內，可在無損鍍劑的成膜性的情況下有效地賦予抗靜電性。
另一方面，金屬氧化物微粒子的含有率相對於水性防汙鍍劑的總質量較佳為30質量%以下，更佳為20質量%以下，進而較佳為10質量%以下。藉由將金屬氧化物微粒子所佔的比例設為所述範圍內，可提高水性防汙鍍劑中的金屬氧化物微粒子的分散性，而可在不產生本身的凝聚等缺點的情況下賦予抗靜電性。
(二氧化矽微粒子)
本發明的水性防汙鍍劑具有二氧化矽微粒子。二氧化矽微粒子具有如下功能，即，提高塗佈水性防汙鍍劑而形成的防汙鍍層的物理耐受性，且進而發揮親水性。即，二氧化矽微粒子發揮作為硬填料的作用，且藉由其表面的羥基對進一步的親水性起作用。本發明中可使用的二氧化矽微粒子的形狀並無特別限定，可列舉：球狀、板狀、針狀、珠粒狀等。
另外，由於存在如果所添加的二氧化矽微粒子的粒徑大至某程度以上則會使透過光散射的情況，因此二氧化矽微粒子的一次粒徑較佳為100nm以下，更佳為50nm以下，進而較佳為30nm以下。另外，二氧化矽微粒子亦可混合使用尺寸或形狀不同的二氧化矽微粒子。
二氧化矽微粒子的一次粒徑可藉由與所述金屬氧化物微粒子 的一次粒徑同樣的測定方法進行測量。
二氧化矽微粒子的含有率相對於水性防汙鍍劑的所有固體成分質量較佳為5質量%~95質量%，更佳為10質量%~90質量%，進而較佳為20質量%~80質量%。藉由將二氧化矽微粒子所佔的比例設為所述範圍內，可形成高硬度且耐損傷性及耐衝擊性優異同時具有親水性的防汙鍍層。
另一方面，二氧化矽微粒子的含有率相對於水性防汙鍍劑的總質量較佳為30質量%以下，更佳為20質量%以下，進而較佳為10質量%以下。藉由將二氧化矽微粒子所佔的比例設為所述範圍內，可提高水性防汙鍍劑中的二氧化矽微粒子的分散性，而可在不產生本身的凝聚等缺點的情況下形成所述防汙鍍層。
(顯示出界面活性的成分)
本發明的水性防汙鍍劑包含顯示出界面活性的成分。在本發明中，顯示出界面活性的成分亦可為源自抗靜電劑的界面活性成分。另外，在抗靜電劑不具有界面活性成分的情況下，較佳為含有界面活性劑。即，在本發明中，顯示出界面活性的成分是包含源自抗靜電劑的界面活性成分及源自界面活性劑的界面活性成分的至少一種的成分。
藉由含有此種界面活性成分，可提高水性防汙鍍劑的塗佈性。另外，藉由界面活性成分的存在，鍍劑的表面張力降低，而可進行更均勻的塗佈。針對此種目的，可較佳地使用非離子性界面活性劑、離子性(陰離子性、陽離子性、兩性)界面活性劑等 的任一種。此外，在使用離子性界面活性劑作為所述抗靜電劑的情況下，作為抗靜電劑而添加的離子性界面活性劑亦可對提高潤濕性起作用。
但是，如果過量添加離子性的界面活性劑則體系內的電解質的量增加而導致二氧化矽微粒子的凝聚，因此在使用離子性的界面活性劑作為抗靜電劑的情況下，較佳為進而包含非離子性的顯示出界面活性的成分。此外，非離子性的顯示出界面活性的成分無需與離子性的界面活性劑同時使用，亦可單獨使用非離子性的顯示出界面活性的成分作為界面活性成分。
非離子性的界面活性劑的例子可列舉：聚伸烷基二醇單烷基醚類、聚伸烷基二醇單烷基酯類、聚伸烷基二醇單烷基酯．單烷基醚類等。更具體而言，可列舉：聚乙二醇單月桂醚、聚乙二醇單硬脂醚、聚乙二醇單鯨蠟醚、聚乙二醇單月桂酯、聚乙二醇單硬脂酯等。
作為離子性的界面活性劑，可適當使用抗靜電劑的部分中所例示的化合物。
在本發明中，顯示出界面活性的成分相對於水性防汙鍍劑的總質量包含0.01質量%以上即可，較佳為包含0.02質量%以上，更佳為包含0.03質量%以上。藉由在所述範圍內含有界面活性成分，可提高潤濕性，且可提高水性防汙鍍劑的塗佈性。另一方面，如果過量添加界面活性成分，則有在鍍劑的塗佈後偏析於表面而損及膜的硬度之虞。因此，界面活性成分的量相對於水性 防汙鍍劑的所有固體成分質量較佳為10%以下，更佳為8%以下，進而較佳為5%以下。
(觸媒)
本發明的水性防汙鍍劑較佳為進而包含促進矽氧烷低聚物的縮合的觸媒。藉由使用此種觸媒，可形成耐久性優異的防汙鍍層。此外，在本發明中，在塗佈水性防汙鍍劑後使之乾燥而去除水分，藉此矽氧烷低聚物的水解物所具有的羥基(的至少一部分)相互縮合形成鍵而成為穩定的皮膜(防汙鍍層)。此時，藉由具有促進矽氧烷低聚物的縮合的觸媒，可更迅速地進行該防汙鍍層的形成。
本發明中可使用的促進矽氧烷低聚物的縮合的觸媒並無特別限定，例如可列舉：酸觸媒、鹼觸媒、有機金屬觸媒等。酸觸媒的例子可列舉：硝酸、鹽酸、硫酸、乙酸、氯乙酸、甲酸、草酸、甲苯磺酸等。鹼觸媒的例子可列舉：氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化四甲基銨等。有機金屬觸媒的例子可列舉：雙(乙醯乙酸乙基)單(乙醯丙酮(acetonate))鋁、三(乙醯丙酮)鋁、乙醯乙酸乙基鋁二異丙酯等鋁螯合化合物，四(乙醯丙酮)鋯、雙(丁氧基)雙(乙醯丙酮)鋯等鋯螯合化合物，四(乙醯丙酮)鈦、雙(丁氧基)雙(乙醯丙酮)鈦等鈦螯合化合物及二乙酸二丁基錫、二月桂酸二丁基錫、二辛酸二丁基錫等有機錫化合物等。所述觸媒的種類並無特別限定，較佳為有機金屬觸媒，尤佳為鋁螯合化合物或者鋯螯合化合物。
促進矽氧烷低聚物的縮合的觸媒的含有率相對於水性 防汙鍍劑的所有固體成分質量較佳為0.1質量%~20質量%，更佳為0.2質量%~15質量%，進而較佳為0.3質量%~10質量%。藉由將觸媒的含有率設為所述範圍內，可形成具有適度的硬度與耐久性的防汙鍍層。另外，能以適度的速度進行防汙鍍層的形成。
此外，促進矽氧烷低聚物的縮合的觸媒對所述矽氧烷低聚物的水解亦有用。此處，鍵結於矽氧烷低聚物的矽的烷氧基的水解反應與縮合反應處於平衡的關係，如果在體系內水多，則向水解的方向發展，如果水少，則向縮合的方向發展。由於促進烷氧基的縮合反應的觸媒促進其反應的兩個方向，因此在體系內水多的狀態下可促進水解反應。藉由觸媒的存在，可在更平穩的條件下更確實地進行矽氧烷低聚物的水解。
此時，如果將矽氧烷低聚物的水解反應中所使用的觸媒直接保留於體系內作為水性防汙鍍劑的成分，而直接用作矽氧烷低聚物的縮合用的觸媒，則效率良好。
(其他添加劑)
本發明的水性防汙鍍劑除所述以外亦可適當含有防腐劑等添加劑。另一方面，由於本發明的水性防汙鍍劑的特徵在於：在塗佈後的膜形成時無需光照射或高溫熱處理，因此無需對應於該些的光聚合起始劑或熱聚合起始劑。毋寧說，若考慮鍍劑的貯存穩定性，則反而較佳為不具有光聚合起始劑或熱聚合起始劑。如此，在本發明中，可藉由簡便的方法由水性防汙鍍劑形成防汙鍍層。
此外，本發明的防汙鍍劑中，其固體成分的大部分為矽 與氧，碳的含有率少。藉由將碳的含有率設為最低限度，例如在塗佈．乾燥後的防汙鍍層處於太陽電池表面等嚴酷的環境中時，亦可將光或熱的影響限制為最低限度。在本發明的防汙鍍劑中，所有固體成分中的碳的比例較佳為3質量%以下，更佳為2.5質量%以下，進而較佳為2質量%以下。
另外，在本發明中，水性防汙鍍劑中所含的最低限度的碳化合物較佳為低分子量的碳化合物。具體而言，水性防汙鍍劑的所有固體成分中所含的分子量為1100以上的有機化合物的含有率較佳為0.2質量%以下，更佳為0.1質量%，進而較佳為0質量%。藉此，可提高水性防汙鍍劑的固體成分的相容性，而可提高塗佈．乾燥後的鍍層的成膜性。
(水性防汙鍍劑的製備方法)
本發明的水性防汙鍍劑可藉由混合矽氧烷低聚物、水成分、抗靜電劑、及二氧化矽微粒子而獲得。矽氧烷低聚物較佳為首先與水成分混合，較佳為獲得矽氧烷低聚物的水解物。此外，此時，較佳為添加促進矽氧烷低聚物的縮合的觸媒。以所述方式可獲得矽氧烷低聚物的水解物溶液。
在矽氧烷低聚物的水解物溶液中進而添加抗靜電劑與二氧化矽微粒子。此處，較佳為進而添加界面活性劑作為潤濕性提昇劑。此外，此時亦可追加促進矽氧烷低聚物的縮合的觸媒。另外，抗靜電劑或界面活性劑的一部分或全部亦可在獲得矽氧烷低聚物的水解物的步驟中添加。
此外，對水性防汙鍍劑的製備條件並無特別限定，根據所使用的二氧化矽微粒子，存在因pH值或共存成分的濃度而產生凝聚的情況。因此，二氧化矽微粒子宜在製備溶液的後半程、較佳為最後添加。另外，此時，在使用二氧化矽微粒子的分散液的情況下，宜將分散液的pH值與鍍劑的pH值均設為酸性、或者均設為鹼性。
(防汙鍍層的形成方法)
本發明的防汙鍍層可藉由塗佈所述水性防汙鍍劑並使之乾燥而形成。塗佈水性防汙鍍劑的對象並無特別限定，可較佳地用於玻璃、樹脂、金屬、陶瓷等各種支持體的表面。此外，在使用玻璃層作為基材的情況下，矽上的羥基的縮合亦會在與玻璃表面的羥基之間發生，因此可獲得密接性優異的積層體。如此，本發明的防汙鍍層較佳為例如設置於太陽電池模組的光接收面側的玻璃表面，可用作太陽電池模組用防汙鍍層。
塗佈本發明的水性防汙鍍劑的方法並無特別限定，例如可列舉：噴霧塗佈、毛刷塗佈、輥式塗佈、棒式塗佈、浸漬塗佈等。關於塗佈後的乾燥法，可在室溫下進行乾燥，亦可在40℃~120℃下進行1分鐘~30分鐘左右的加熱。
(防汙鍍層的物性)
本發明的防汙鍍層為了顯示出充分的防汙性，較佳為防汙鍍層的表面具有抗靜電性與親水性。藉此，可抑制汙染物質的附著，且即便在汙染物質附著於防汙鍍層的表面的情況下，亦可對該汙 垢進行沖洗(水洗)。
防汙鍍層的表面電阻較佳為1×1012Ω/□以下，更佳為1×1011Ω/□以下，進而較佳為1×1010Ω/□以下。藉由將防汙鍍層的表面電阻設為所述範圍內，可對防汙鍍層賦予充分的防汙性。
另外，防汙鍍層的水接觸角較佳為40°以下，更佳為30°以下，進而較佳為25°以下。藉由將防汙鍍層的水接觸角設為所述範圍內，可對防汙鍍層賦予充分的親水性。
進而，本發明的防汙鍍層較佳為具有充分的透光性。尤其是在對太陽電池模組的表面的保護玻璃使用本發明的防汙鍍層的情況下，要求具有高透光率。因此，本發明的防汙鍍層的波長(λ)300nm~1200nm時的平均的積分球透過率較佳為90%以上，更佳為95%以上。此外，防汙鍍層的積分球透過率是藉由如下方法求出：以未設置防汙鍍層的玻璃的積分球透過率作為參考，測定設置有防汙鍍層的玻璃的積分球透過率。積分球透過率的測定可藉由使用附有積分球的穿透式分光光度計而進行測定。具體而言，例如可利用如下裝置進行測定：使紫外可見紅外分光光度計(UV-3600，島津製作所)與積分球附屬裝置(ISR-2200，島津製作所)連接而成的裝置、或使紫外可見紅外分光光度計(UV-3600，島津製作所)與多用途大型試樣室(MPC-3100，島津製作所)連接而成的裝置。
另外，本發明的防汙鍍層的波長(λ)300nm~1200nm時的平均的透過率較佳為70%以上，更佳為80%以上。防汙鍍層 的透過率是與積分球透過率同樣地藉由如下方法求出：以未設置防汙鍍層的玻璃的積分球透過率作為參考，測定設置有防汙鍍層的玻璃的積分球透過率。
透過率例如可利用自記分光光度計(UV2400-PC，島津製作所製造)進行測定。
(太陽電池模組)
本發明的太陽電池模組具有包含所述防汙鍍層的積層體。本發明的太陽電池模組是將使太陽光的光能轉換為電能的太陽電池元件配置於設置於太陽光入射側的透明性的基板與聚酯膜(太陽電池用背板)之間而構成。基板與聚酯膜之間例如可利用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等樹脂(所謂密封劑)進行密封而構成。
關於太陽電池模組、太陽電池單元、背板以外的構件，例如詳細地記載於「太陽光發電系統構成材料」(杉本榮一監修，工業調査會股份有限公司，2008年發行)中。
設置於太陽光入射側的基板例如可列舉玻璃基板、丙烯酸系樹脂等透明樹脂等，其中可較佳地使用玻璃基板。
作為太陽電池元件，可應用單晶矽、多晶矽、非晶矽等矽系、銅-銦-鎵-硒、銅-銦-硒、鎘-碲、鎵-砷等III-V族或II-VI族化合物半導體系等各種公知的太陽電池元件。
[實施例]
以下列舉實施例與比較例而更具體地說明本發明的特徵。以下的實施例所示的材料、使用量、比例、處理內容、處理 順序等只要不脫離本發明的主旨，則可適當變更。因此，本發明的範圍不應被以下所示的具體例限定地解釋。另外，於以下中，將實施例4~8分別替換為參考例4~8。
(實施例1)
相對於乙醇81.07g，添加通式(1)所示的矽氧烷低聚物(n=5)3.06g及雙(乙醯乙酸乙基)單(乙醯基丙酮)鋁的1%異丙醇溶液0.94g而加以混合。相對於所獲得的溶液，緩慢添加溶解有聚乙二醇單月桂醚(環氧乙烷部的重複數為15)0.057g的水114.80g，在室溫下攪拌12小時以上，進行矽氧烷低聚物的水解而製作鍍劑母液S-1。
接著，相對於鍍劑母液S-1 19.99g，添加乙醇7.36g、水12.58g、聚乙二醇單月桂醚(環氧乙烷部的重複數為15)0.0056g、及二(2-乙基己基)磺基琥珀酸鈉0.0011g而加以稀釋。在其中添加雙(乙醯乙酸乙基)單(乙醯基丙酮)鋁的1%異丙醇溶液0.85g及二氧化矽微粒子(一次粒徑10nm~15nm)的33%分散液1.70g，而製作實施例1的水性防汙鍍劑AS-1。所製作的水性防汙鍍劑是使用輥而塗佈於白板玻璃板上，在室溫下乾燥1小時而獲得含防汙鍍層的積層體。測定所製作的防汙鍍層的表面電阻，結果為1.7×109Ω/□。另外，以塗佈所使用的白板玻璃板作為參考，測定所製作的防汙鍍層的積分球透過率，結果以波長300nm~1200nm的平均計為95%以上。
(實施例2)
在實施例1中將二(2-乙基己基)磺基琥珀酸鈉的量自0.0011g設為0.011g，除此以外，以與實施例1同樣的方式製作實施例2的水性防汙鍍劑AS-2。
(實施例3)
在實施例1中將二(2-乙基己基)磺基琥珀酸鈉的量自0.0011g設為0.11g，除此以外，以與實施例1同樣的方式製作實施例3的水性防汙鍍劑AS-3。
(實施例4)
在實施例1中將二(2-乙基己基)磺基琥珀酸鈉的量自0.0011g設為1.1g，除此以外，以與實施例1同樣的方式製作實施例4的水性防汙鍍劑AS-4。
(比較例1)
在實施例1中未添加二(2-乙基己基)磺基琥珀酸鈉0.0011g，除此以外，以與實施例1同樣的方式製作比較例1的水性防汙鍍劑AS-21。
(評價)
使用輥將所製作的水性防汙鍍劑塗佈於白板玻璃板上。在乾燥1小時後評價防汙鍍層的親水性及耐汙垢附著性。此外，作為參考例1，不具有防汙鍍層的白板玻璃板的評價結果亦示於下述表1。
對親水性以水的接觸角進行評價(40°以下為合格)。對耐汙垢附著性，重複5次將荷爾拜因(Holbein)公司製造的天然 黃土顏料均勻地撒在防汙鍍層上後敲打背面並將其去除的作業，目測評價所附著的汙垢的量(A~E的5等級評價，B以上為合格)。
A：在防汙鍍層表面未附著黃土顏料，無色透明。
B：在防汙鍍層表面的10%以下附著有黃土顏料。
C：在防汙鍍層表面的50%以下附著有黃土顏料。
D：在防汙鍍層表面的幾乎整個面上附著有黃土顏料，但透明性得以維持。
E：在防汙鍍層表面的幾乎整個面上附著有黃土顏料，一部分或全部不透明。
結果，使用實施例的水性防汙鍍劑AS-1~AS-3製作的樣品具有無色透明且堅硬而均勻的塗佈膜，並且親水性、防汙性(耐汙垢附著性)均優異。水性防汙鍍劑AS-4在水性防汙鍍劑的 狀態下產生被認為是源自二氧化矽的凝聚物，且使用AS-4製作的樣品包含被預測由凝聚物引起的異物，親水性、防汙性勉強合格。使用比較例1的水性防汙鍍劑AS-21製作的玻璃的親水性雖良好，但防汙性不足。
(實施例5)
在實施例1中，使用氧化錫微粒子(一次粒徑15nm~25nm)的50%分散液1.20g代替二(2-乙基己基)磺基琥珀酸鈉0.0022g，除此以外，以與實施例1同樣的方式製作實施例5的水性防汙鍍劑AS-5。
(實施例6)
在實施例5中，使用氧化鋅．氧化銻複合氧化物微粒子(一次粒徑15nm~25nm)的30%分散液2.00g代替氧化錫微粒子(一次粒徑15nm~25nm)的50%分散液1.20g，除此以外，以與實施例5同樣的方式製作實施例6的水性防汙鍍劑AS-6。
(實施例7)
在實施例5中，使用摻鎵氧化鋅微粒子(一次粒徑20nm~40nm)的30%分散液2.00g代替氧化錫微粒子(一次粒徑15nm~25nm)的50%分散液1.20g，除此以外，以與實施例5同樣的方式製作實施例7的水性防汙鍍劑AS-7。
(實施例8)
在實施例5中，使用氧化錫微粒子(平均一次粒徑150nm)的20%分散液1.20g代替氧化錫微粒子(一次粒徑15nm~25nm) 的50%分散液1.20g，除此以外，以與實施例5同樣的方式製作實施例8的水性防汙鍍劑AS-8。
(評價)
使用輥將所製作的水性防汙鍍劑塗佈於白板玻璃板上。在乾燥1小時後評價樣品的親水性及耐汙垢附著性。
結果，使用實施例的水性防汙鍍劑AS-5~AS-7製作的樣品與使用AS-1製作的樣品同樣地具有無色透明且堅硬而均勻的塗佈膜，且親水性、防汙性均優異。使用水性防汙鍍劑AS-8製作的樣品稍有著色，但作為親水性、防汙性，顯示出優異的性能。
(實施例9)
在實施例1中未添加雙(乙醯乙酸乙基)單(乙醯基丙酮)鋁的1%異丙醇溶液，除此以外，以與實施例1同樣的方式製作實施例9的水性防汙鍍劑AS-9。
(實施例10)
在實施例1中，將在鍍劑母液中追加添加的聚乙二醇單月桂醚(環氧乙烷部的重複數為15)的量自0.0056g設為0.11g，除此以外，以與實施例1同樣的方式製作實施例10的水性防汙鍍劑AS-10。
(實施例11)
在實施例1中，使用硬脂酸聚氧乙烯硬脂醚(環氧乙烷部的重複數為15，分子量1210)0.11g代替在鍍劑母液中追加添加的聚乙二醇單月桂醚(環氧乙烷部的重複數為15，分子量848)0.0056g，除此以外，以與實施例1同樣的方式製作實施例11的水性防汙鍍劑AS-11。
(評價)
使用輥將所製作的水性防汙鍍劑塗佈於白板玻璃板上。在乾燥1小時後評價樣品的親水性及耐汙垢附著性。
結果，使用實施例的水性防汙鍍劑AS-9~AS-11製作的樣品與使用AS-1製作的樣品相比，雖然在硬度方面稍差，但具有 無色透明的塗佈膜，且親水性、耐汙垢附著性均優異。
[產業上之可利用性]
藉由使用本發明的水性防汙鍍劑，則可形成兼具優異的水洗洗淨性與防汙性的防汙鍍層。以所述方式獲得的防汙鍍層可較佳地用作各種基材的表面、尤其是太陽電池模組的表面保護材料的防汙層，產業上的可利用性高。

Claims (13)

  1. 一種水性防汙鍍劑，其是混合有下述通式(1)所表示的矽氧烷低聚物、水成分、抗靜電劑、及二氧化矽微粒子的水性防汙鍍劑，且其特徵在於：所述水性防汙鍍劑中包含0.01質量%以上的顯示出界面活性的成分，所述顯示出界面活性的成分包含離子性的顯示出界面活性的成分，且所述離子性的顯示出界面活性的成分的含有率相對於所述水性防汙鍍劑的總質量為1.0質量%以下， 通式(1)中，R1~R4分別獨立地表示碳數1~碳數6的有機基，另外，n表示2~20的整數。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之水性防汙鍍劑，其進而包含促進矽氧烷低聚物的縮合的觸媒。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之水性防汙鍍劑，其進而包含非離子性的顯示出界面活性的成分。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之水性防汙鍍劑，其 中所述抗靜電劑包含金屬氧化物微粒子。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之水性防汙鍍劑，其中所述水性防汙鍍劑中所含的所有固體成分中的碳的比例為3質量%以下。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之水性防汙鍍劑，其中所述金屬氧化物微粒子的一次粒徑為100nm以下。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之水性防汙鍍劑，其中所述水性防汙鍍劑中所含的分子量為1100以上的有機化合物的含有率為0.2質量%以下。
  8. 一種防汙鍍層，其是塗佈如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述之水性防汙鍍劑並使之乾燥而形成。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之防汙鍍層，其中表面電阻為1×1012Ω/□以下。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之防汙鍍層，其中表面的水接觸角為40°以下。
  11. 如申請專利範圍第8項至第10項中任一項所述之防汙鍍層，其中波長300nm~1200nm時的平均的積分球透過率為95%以上。
  12. 一種積層體，其是將如申請專利範圍第8項至第11項中任一項所述之防汙鍍層積層於玻璃層之上。
  13. 一種太陽電池模組，其具有如申請專利範圍第12項所述之積層體。
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