WO2023234024A1 - 帯電防止用コーティング剤、帯電防止ガラス基板、及び太陽光パネル - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an antistatic coating agent, an antistatic glass substrate, and a solar panel.
- a solar panel is constructed so that the necessary power and current can be obtained by connecting multiple solar cells (cells) into a panel.
- Solar panels are typically installed outdoors and are therefore continuously exposed to the elements. Therefore, a protective cover for protecting the solar panel is attached to the surface of the solar panel.
- a glass base material is usually used as a protective cover to protect solar panels.
- a protective cover is used in which fine irregularities are formed on the surface of such a glass base material to increase hydrophilicity and improve the staining effect caused by rain. Note that during power generation, it is necessary to capture more sunlight into the solar cells, so it is necessary to use a protective cover with high light transmittance.
- a solar panel with improved antifouling properties by improving hydrophilicity in which a tin oxide layer or a titanium oxide layer and an overcoat layer with a predetermined surface roughness are sequentially provided on the surface of a glass substrate.
- Glass with transparent electrodes for batteries has been proposed (Patent Document 1).
- Patent Document 1 Glass with transparent electrodes for batteries has been proposed (Patent Document 1).
- Patent Document 1 Glass with transparent electrodes for batteries has been proposed (Patent Document 1).
- Patent Documents 2 and 3 coating liquids containing tin oxide (SnO 2 ) and silica (SiO 2 ) have been proposed (Patent Documents 2 and 3). According to the coating liquids proposed in Patent Documents 2 and 3, it is possible to form a coating film having properties such as antistatic properties by directly applying it to a glass substrate and then curing it at room temperature. It is said that
- a coating film having properties such as antistatic properties can be formed even on the protective cover of an installed solar panel without requiring special equipment. It was possible. However, the properties of the formed coating film, such as antistatic properties, hydrophilicity, and durability such as abrasion resistance, are not necessarily sufficient, and there is room for further improvement.
- the present invention has been made in view of the problems of the prior art, and aims to provide a material with excellent durability such as antistatic properties, hydrophilicity, and abrasion resistance.
- An object of the present invention is to provide an antistatic coating agent that can easily form a coating layer with high visible light transmittance on the surface of a glass substrate at room temperature.
- the object of the present invention is to provide an antistatic glass substrate having excellent durability such as antistatic property, hydrophilicity, and abrasion resistance, and having a coating layer with high visible light transmittance, and this antistatic glass substrate.
- An object of the present invention is to provide a solar panel using an antistatic glass substrate.
- the following antistatic glass substrate is provided.
- a coating layer that is a hardened layer formed of a glass base material and the antistatic coating agent according to any one of [1] to [5] above, provided on the surface of the base material. and an antistatic glass substrate.
- the surface resistance value of the coating layer is 10 6 ⁇ or less, and the variation rate of visible light transmittance calculated from the following formula (1) is -0.5% or more, described in [6] above. antistatic glass substrate.
- a solar panel comprising the antistatic glass substrate according to [8] above as a protective cover.
- a coating layer that has excellent durability such as antistatic property, hydrophilicity, and abrasion resistance, and has high visible light transmittance can be easily formed on the surface of a glass substrate at room temperature. It is possible to provide an antistatic coating agent that is capable of
- an antistatic glass substrate having excellent durability such as antistatic property, hydrophilicity, and abrasion resistance, and having a coating layer with high visible light transmittance, and this antistatic glass.
- a solar panel using the substrate can be provided.
- One embodiment of the antistatic coating agent (hereinafter also simply referred to as “coating agent”) of the present invention is a room temperature curing coating agent, which is made of tin oxide (SnO 2 ), silica (SiO 2 ), tungsten oxide ( WO 3 ), single-walled carbon nanotubes, and a liquid medium.
- coating agent tin oxide (SnO 2 ), silica (SiO 2 ), tungsten oxide ( WO 3 ), single-walled carbon nanotubes, and a liquid medium.
- Tin oxide is a component that primarily functions as an antistatic material.
- Silica is a component that primarily functions as a low refractive index material, a hydrophilic material, and a binder.
- Tungsten oxide WO 3
- WO 3 is a component that primarily functions as a photocatalyst.
- Single-walled carbon nanotubes (hereinafter also referred to as "SWCNT”) are components that primarily function as an antistatic material. Furthermore, since SWCNT has a high thermal conductivity, it is a component that can improve the thermal conductivity of the coat layer to be formed, and is also expected to have an effect of promoting ice melting.
- the visible light transmittance of a glass substrate coated with this coating agent tends to decrease significantly.
- the coating agent of this embodiment contains tungsten oxide (WO 3 ) along with SWCNT.
- tungsten oxide (WO 3 ) together with SWCNT, the visible light transmittance of the coated glass substrate can be substantially increased, unlike when only SWCNT is included without tungsten oxide (WO 3 ). Preferably, it can be improved.
- tin oxide (SnO 2 ) is a component that also functions as an antistatic material, so even a coating agent that contains tin oxide (SnO 2 ) but does not contain SWCNTs has a certain degree of conductivity. It is possible to form a coating layer exhibiting antistatic properties.
- the electrical conductivity of tin oxide (SnO 2 ) depends on humidity, and sufficient electrical conductivity is not exhibited in low-humidity environments (for example, deserts, etc.), resulting in insufficient antistatic properties.
- the coating agent of this embodiment exhibits conductivity by using SWCNT, and can form a coating layer exhibiting antistatic properties.
- the conductivity of SWCNTs is thought to be developed by conductive paths formed when SWCNTs are entwined with each other, and is not dependent on humidity. Therefore, the coating agent of this embodiment containing SWCNTs is not affected by humidity levels, exhibits sufficient conductivity even in low humidity environments such as deserts, and has good antistatic properties. It is possible to form a coating layer showing the following.
- Tin oxide Tin oxide is usually contained in a coating agent in the form of dispersed fine particles.
- the average particle diameter of tin oxide is preferably 10 nm or less, more preferably 5 nm or less.
- the content of tin oxide in the coating agent may be appropriately set depending on the use of the coating agent.
- the content of tin oxide in the coating agent is usually 0.05 to 0.3% by mass, preferably 0.1 to 0.2% by mass.
- a low refractive index material is a material that increases the visible light transmittance of glass by suppressing surface reflection.
- Silica used as a low refractive index material is usually contained in a coating agent in the form of dispersed fine particles.
- the average particle diameter of silica is preferably 10 nm or less.
- Silica used as a hydrophilic material is usually contained in the coating agent in the form of dispersed fine particles.
- the coating agent of this embodiment further contains amorphous silica having an average particle diameter of 2 nm or less.
- the content of silica in the coating agent may be appropriately set depending on the use of the coating agent.
- the content of silica in the coating agent is usually 0.5 to 3% by weight, preferably 1 to 2% by weight.
- Tungsten oxide (WO3 ) Tungsten oxide is usually contained in a coating agent in the form of dispersed fine particles.
- the average particle diameter of tungsten oxide is preferably 50 nm or less, more preferably 40 nm or less.
- the content of tungsten oxide in the coating agent may be appropriately set depending on the use of the coating agent.
- the content of tungsten oxide in the coating agent is usually 0.1 to 0.5% by mass, preferably 0.2 to 0.3% by mass.
- Single-walled carbon nanotubes are contained in the coating agent in a dispersed state.
- the diameter of SWCNT is usually 3 nm or less, preferably 1 to 2 nm.
- the content of SWCNT in the coating agent is preferably 0.008 to 0.07% by mass, more preferably 0.015 to 0.045% by mass.
- liquid medium a volatile water-soluble organic solvent or water can be used. By using these liquid media, it is possible to obtain a room-temperature-curing coating agent that can be easily cured under room-temperature conditions.
- the volatile water-soluble organic solvent for example, alcohols such as methanol and ethanol can be used.
- the coating agent of this embodiment can be prepared by mixing components such as tin oxide, silica, tungsten oxide, and SWCNT, or a dispersion of each of these components in water or a water-soluble organic solvent, with a liquid medium. can be easily prepared.
- an antistatic glass substrate suitable as a protective cover for a solar panel can be manufactured. That is, one embodiment of the antistatic glass substrate of the present invention includes a glass base material and a coating layer that is a hardened layer formed with the above-mentioned coating agent and provided on the surface of this base material. . An embodiment of the solar panel of the present invention is provided with this antistatic glass substrate as a protective cover.
- the coating layer provided on the surface of the glass base material is a hardened layer formed with the above-mentioned coating agent, so it has excellent durability such as antistatic properties, hydrophilicity, and abrasion resistance.
- High visible light transmittance For example, the surface resistance value of the coating layer is preferably 10 6 ⁇ or less, more preferably 10 5 ⁇ or less, particularly preferably 10 4 ⁇ or less.
- the variation rate of the visible light transmittance of the antistatic glass substrate calculated from the following formula (1) is preferably -0.5% or more, more preferably -0.2% or more, and particularly preferably 0.0%. % or more. Note that the thickness of the coating layer is usually about 100 to 200 nm.
- the antistatic glass substrate of this embodiment is suitable as a protective cover for a solar panel.
- R ⁇ (T-T B )/T B ⁇ 100...(1)
- T B Visible light transmittance of base material (%)
- T Visible light transmittance of antistatic glass substrate (%)
- the coating agent of this embodiment used to form the coat layer is a room temperature curable coating agent.
- a coating layer which is a hardened layer, is formed by applying a coating agent to the surface of a glass substrate by a desired method such as brushing or spraying, and then drying it at room temperature (25°C).
- the desired antistatic glass substrate can be obtained.
- it is possible to form a coating layer that exhibits excellent properties such as antistatic properties by simply applying and drying at room temperature without the need for special equipment. It can also be easily applied to the surface of a glass protective cover installed on an existing solar panel.
- the antistatic glass substrate used as the protection panel for the solar panel of this embodiment has a low surface resistance value and excellent antistatic properties, so it is difficult for dirt and other dirt to adhere to it, and even if it does, it is easily removed. Easy to fall off. Further, since the surface of the antistatic glass substrate is highly hydrophilic, attached dirt is easily washed away by rainwater or the like. Furthermore, although the coating layer is made of a coating agent containing SWCNT that contributes to improving antistatic properties, the visible light transmittance tends to improve, so the power generation efficiency of solar cells can be improved. Hard to disturb. Since it has a coating layer made of a coating agent containing SWCNT, which has high thermal conductivity, it is expected to have an ice-melting promoting effect even if it is installed in a cold region where snowfall is expected.
- each of the prepared coating agents was applied to a 3 mm thick float glass (normal glass, thickness: 3 mm) at a concentration of 10 mL/m 2 and then left at room temperature (25° C.) for 30 minutes. Thereby, each applied coating agent was cured to form a coat layer, and an antistatic glass substrate was obtained.
- the thickness of the formed coat layer was in the range of 150 to 200 nm. Note that a float glass to which no coating agent was applied (no coating layer was formed) was prepared as Reference Example 1.
- the antistatic coating agent of the present invention is useful as a material for forming a coating layer on the surface of a glass substrate used as a protective cover for a solar panel, for example.
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Abstract
帯電防止性、親水性、及び耐摩耗性等の耐久性に優れているとともに、可視光透過率が高いコート層をガラス製の基材表面に常温で容易に形成することが可能な帯電防止用コーティング剤、並びにこの帯電防止用コーティング剤を用いた帯電防止ガラス基板を提供する。酸化スズ（ＳｎＯ２）、シリカ（ＳｉＯ２）、酸化タングステン（ＷＯ３）、単層カーボンナノチューブ、及び液媒体を含有する常温硬化型の帯電防止用コーティング剤である。また、ガラス製の基材と、基材の表面上に設けられた、帯電防止用コーティング剤で形成された硬化層であるコート層と、を備える帯電防止ガラス基板である。
Description
本発明は、帯電防止用コーティング剤、帯電防止ガラス基板、及び太陽光パネルに関する。
太陽光パネルは、複数枚の太陽電池（セル）をパネル状に接続して必要な電力と電流が得られるように構成されている。太陽光パネルは、通常、屋外に設置されるために継続的に風雨に曝される。したがって、太陽光パネルの表面には、太陽光パネルを保護するための保護カバーが取り付けられる。
太陽光パネルを保護するための保護カバーとしては、通常、ガラス製の基材が用いられている。そして、このようなガラス製の基材の表面に微細な凹凸を形成して親水性を高め、降雨による汚れ効果を向上させた保護カバーが用いられている。なお、発電時にはより多くの太陽光を太陽電池へと取り込む必要があるので、光透過率の高い保護カバーを用いることが必要とされる。
関連する従来技術として、例えば、ガラス基板の表面に、酸化錫層又は酸化チタン層、及び所定表面粗さのオーバーコート層を順次設けた、親水性を向上させることで防汚性を高めた太陽電池用の透明電極付きガラスが提案されている（特許文献１）。しかし、表面に凹凸を設けたガラス製の基材の場合、砂漠等の降水量の少ない地域に設置される太陽光パネルに用いられる場合には、凹凸がある分、砂等の汚れがかえって溜まりやすいとともに、降雨による洗浄も期待しにくいといった課題があった。さらに、特許文献１で提案された透明電極付きガラスを製造するには特別の工場設備が必要とされるため、汎用性に欠けるといった課題もあった。
これに対して、酸化スズ（ＳｎＯ２）及びシリカ（ＳｉＯ２）を配合した塗布液が提案されている（特許文献２及び３）。特許文献２及び３で提案された塗布液によれば、ガラス製の基材に直接塗布した後に常温で硬化させることで、帯電防止性等の特性を有する塗膜を形成することが可能であるとされている。
特許文献２及び３で提案された塗布液によれば、特殊な設備等を必要とせず、設置済みの太陽光パネルの保護カバーに対しても帯電防止性等の特性を有する塗膜を形成することが可能であった。しかし、形成される塗膜の帯電防止性、親水性、及び耐摩耗性等の耐久性等の特性については必ずしも十分であるとはいえず、さらなる改良の余地があった。
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、帯電防止性、親水性、及び耐摩耗性等の耐久性に優れているとともに、可視光透過率が高いコート層をガラス製の基材表面に常温で容易に形成することが可能な帯電防止用コーティング剤を提供することにある。
また、本発明の課題とするところは、帯電防止性、親水性、及び耐摩耗性等の耐久性に優れているとともに、可視光透過率が高いコート層を備えた帯電防止ガラス基板、並びにこの帯電防止ガラス基板を用いた太陽光パネルを提供することにある。
すなわち、本発明によれば、以下に示す帯電防止用コーティング剤が提供される。
［１］酸化スズ（ＳｎＯ２）、シリカ（ＳｉＯ２）、酸化タングステン（ＷＯ３）、単層カーボンナノチューブ、及び液媒体を含有する常温硬化型の帯電防止用コーティング剤。
［２］前記単層カーボンナノチューブの含有量が、０．００８～０．０７質量％である前記［１］に記載の帯電防止用コーティング剤。
［３］前記単層カーボンナノチューブの直径が、３ｎｍ以下である前記［１］又は［２］に記載の帯電防止用コーティング剤。
［４］前記液媒体が、水溶性有機溶媒及び水を含む前記［１］～［３］のいずれかに記載の帯電防止用コーティング剤。
［５］ガラス製の基材の表面にコート層を形成するために用いられる前記［１］～［４］のいずれかに記載の帯電防止用コーティング剤。
［１］酸化スズ（ＳｎＯ２）、シリカ（ＳｉＯ２）、酸化タングステン（ＷＯ３）、単層カーボンナノチューブ、及び液媒体を含有する常温硬化型の帯電防止用コーティング剤。
［２］前記単層カーボンナノチューブの含有量が、０．００８～０．０７質量％である前記［１］に記載の帯電防止用コーティング剤。
［３］前記単層カーボンナノチューブの直径が、３ｎｍ以下である前記［１］又は［２］に記載の帯電防止用コーティング剤。
［４］前記液媒体が、水溶性有機溶媒及び水を含む前記［１］～［３］のいずれかに記載の帯電防止用コーティング剤。
［５］ガラス製の基材の表面にコート層を形成するために用いられる前記［１］～［４］のいずれかに記載の帯電防止用コーティング剤。
また、本発明によれば、以下に示す帯電防止ガラス基板が提供される。
［６］ガラス製の基材と、前記基材の表面上に設けられた、前記［１］～［５］のいずれかに記載の帯電防止用コーティング剤で形成された硬化層であるコート層と、を備える帯電防止ガラス基板。
［７］前記コート層の表面抵抗値が１０６Ω以下であり、下記式（１）より算出される可視光透過率の変動割合が、－０．５％以上である前記［６］に記載の帯電防止ガラス基板。
Ｒ＝｛（Ｔ－ＴＢ）／ＴＢ｝×１００ ・・・（１）
Ｒ：可視光透過率の変動割合（％）
ＴＢ：基材の可視光透過率（％）
Ｔ：帯電防止ガラス基板の可視光透過率（％）
［８］太陽光パネル用の保護カバーである前記［６］又は［７］に記載の帯電防止ガラス基板。
［６］ガラス製の基材と、前記基材の表面上に設けられた、前記［１］～［５］のいずれかに記載の帯電防止用コーティング剤で形成された硬化層であるコート層と、を備える帯電防止ガラス基板。
［７］前記コート層の表面抵抗値が１０６Ω以下であり、下記式（１）より算出される可視光透過率の変動割合が、－０．５％以上である前記［６］に記載の帯電防止ガラス基板。
Ｒ＝｛（Ｔ－ＴＢ）／ＴＢ｝×１００ ・・・（１）
Ｒ：可視光透過率の変動割合（％）
ＴＢ：基材の可視光透過率（％）
Ｔ：帯電防止ガラス基板の可視光透過率（％）
［８］太陽光パネル用の保護カバーである前記［６］又は［７］に記載の帯電防止ガラス基板。
さらに、本発明によれば、以下に示す太陽光パネルが提供される。
［９］前記［８］に記載の帯電防止ガラス基板を保護カバーとして備える太陽光パネル。
［９］前記［８］に記載の帯電防止ガラス基板を保護カバーとして備える太陽光パネル。
本発明によれば、帯電防止性、親水性、及び耐摩耗性等の耐久性に優れているとともに、可視光透過率が高いコート層をガラス製の基材表面に常温で容易に形成することが可能な帯電防止用コーティング剤を提供することができる。
また、本発明によれば、帯電防止性、親水性、及び耐摩耗性等の耐久性に優れているとともに、可視光透過率が高いコート層を備えた帯電防止ガラス基板、並びにこの帯電防止ガラス基板を用いた太陽光パネルを提供することができる。
＜帯電防止用コーティング剤＞
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。本明細書における各種物性値は、特に断りのない限り、常温（２５℃）、湿度５０％ＲＨにおける値である。
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。本明細書における各種物性値は、特に断りのない限り、常温（２５℃）、湿度５０％ＲＨにおける値である。
本発明の帯電防止用コーティング剤（以下、単に「コーティング剤」とも記す）の一実施形態は、常温硬化型のコーティング剤であり、酸化スズ（ＳｎＯ２）、シリカ（ＳｉＯ２）、酸化タングステン（ＷＯ３）、単層カーボンナノチューブ、及び液媒体を含有する。以下、本実施形態のコーティング剤の詳細について説明する。
酸化スズ（ＳｎＯ２）は、帯電防止材料として主に機能する成分である。シリカ（ＳｉＯ２）は、低屈折材料、親水性材料、及びバインダーとして主に機能する成分である。酸化タングステン（ＷＯ３）は、光触媒として主に機能する成分である。単層カーボンナノチューブ（以下、「ＳＷＣＮＴ」とも記す）は、帯電防止材料として主に機能する成分である。また、ＳＷＣＮＴは熱伝導率が高いことから、形成されるコート層の熱伝導性を向上させうる成分であり、解氷促進効果も期待される。
一般的なガラス用のコート剤にＳＷＣＮＴを含有させると、このコート剤でコーティングしたガラス製の基材の可視光透過率は顕著に低下する傾向にある。これに対して、本実施形態のコーティング剤は、ＳＷＣＮＴとともに酸化タングステン（ＷＯ３）を含有する。ＳＷＣＮＴとともに酸化タングステン（ＷＯ３）を含有させることで、酸化タングステン（ＷＯ３）を含有させずにＳＷＣＮＴのみを含有させた場合と異なり、コーティングしたガラス製の基材の可視光透過率が実質的に低下せず、好ましくは向上させることができる。
前述の通り、酸化スズ（ＳｎＯ２）は帯電防止材料としても機能する成分であることから、酸化スズ（ＳｎＯ２）を含有するがＳＷＣＮＴを含有しないコート剤であっても、ある程度の導電性が発揮され、帯電防止性を示すコート層を形成することができる。但し、酸化スズ（ＳｎＯ２）による導電性は湿度に依存し、低湿度の環境下（例えば、砂漠等）では十分な導電性が発揮されず、帯電防止性が不十分になる。これに対して、本実施形態のコーティング剤は、ＳＷＣＮＴを用いることで導電性が発揮され、帯電防止性を示すコート層を形成しうるものである。ＳＷＣＮＴによる導電性は、ＳＷＣＮＴどうしが絡みつくことで形成される導電パスによって発現すると考えられ、湿度に依存しない。このため、ＳＷＣＮＴを含有する本実施形態のコート剤によれば、湿度の高低に影響されず、砂漠等の低湿度の環境下であっても十分な導電性が発揮され、良好な帯電防止性を示すコート層を形成することができる。
（酸化スズ（ＳｎＯ２））
酸化スズは、通常、分散した微粒子の状態でコーティング剤に含有される。酸化スズの平均粒子径は、１０ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ以下であることがさらに好ましい。平均粒子径が小さい酸化スズの微粒子を用いることで、可視光透過率に及ぶ影響が小さくなり、可視光透過率がより高いガラス基板を製造しうるコーティング剤とすることができる。なお、本明細書における「平均粒子径」は、体積基準の粒度分布における５０％粒子径（メジアン径（Ｄ５０））を意味する。
酸化スズは、通常、分散した微粒子の状態でコーティング剤に含有される。酸化スズの平均粒子径は、１０ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ以下であることがさらに好ましい。平均粒子径が小さい酸化スズの微粒子を用いることで、可視光透過率に及ぶ影響が小さくなり、可視光透過率がより高いガラス基板を製造しうるコーティング剤とすることができる。なお、本明細書における「平均粒子径」は、体積基準の粒度分布における５０％粒子径（メジアン径（Ｄ５０））を意味する。
コーティング剤中の酸化スズの含有量は、コーティング剤の用途等に応じて適宜設定すればよい。コーティング剤中の酸化スズの含有量は、通常、０．０５～０．３質量％であり、好ましくは０．１～０．２質量％である。
（シリカ（ＳｉＯ２））
低屈折材料は、表面反射の抑制によりガラスの可視光透過率を高める材料である。低屈折材料として用いるシリカは、通常、分散した微粒子の状態でコーティング剤に含有される。シリカの平均粒子径は、１０ｎｍ以下であることが好ましい。平均粒子径１０ｎｍ以下のシリカの微粒子を用いることで、可視光透過率がより高いガラス基板を製造しうるコーティング剤とすることができる。
低屈折材料は、表面反射の抑制によりガラスの可視光透過率を高める材料である。低屈折材料として用いるシリカは、通常、分散した微粒子の状態でコーティング剤に含有される。シリカの平均粒子径は、１０ｎｍ以下であることが好ましい。平均粒子径１０ｎｍ以下のシリカの微粒子を用いることで、可視光透過率がより高いガラス基板を製造しうるコーティング剤とすることができる。
親水性材料として用いるシリカは、通常、分散した微粒子の状態でコーティング剤に含有される。シリカの粒径が小さいほど、形成されるコート層の水との接触角が小さくなり、親水性が高くなる。このため、低屈折材料として用いる前述のシリカに比して、より粒径の小さいシリカをさらに含有することが好ましい。具体的には、本実施形態のコーティング剤は、平均粒子径２ｎｍ以下のアモルファスシリカをさらに含有することが好ましい。
コーティング剤中のシリカの含有量（低屈折材料として用いるシリカとアモルファスシリカの合計含有量）は、コーティング剤の用途等に応じて適宜設定すればよい。コーティング剤中のシリカの含有量は、通常、０．５～３質量％であり、好ましくは１～２質量％である。
（酸化タングステン（ＷＯ３））
酸化タングステンは、通常、分散した微粒子の状態でコーティング剤に含有される。酸化タングステンの平均粒子径は、５０ｎｍ以下であることが好ましく、４０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
酸化タングステンは、通常、分散した微粒子の状態でコーティング剤に含有される。酸化タングステンの平均粒子径は、５０ｎｍ以下であることが好ましく、４０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
コーティング剤中の酸化タングステンの含有量は、コーティング剤の用途等に応じて適宜設定すればよい。コーティング剤中の酸化タングステンの含有量は、通常、０．１～０．５質量％であり、好ましくは０．２～０．３質量％である。
（単層カーボンナノチューブ）
単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）は、分散状態でコーティング剤に含有される。ＳＷＣＮＴの直径は、通常、３ｎｍ以下、好ましくは１～２ｎｍである。
単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）は、分散状態でコーティング剤に含有される。ＳＷＣＮＴの直径は、通常、３ｎｍ以下、好ましくは１～２ｎｍである。
コーティング剤中のＳＷＣＮＴの含有量は、０．００８～０．０７質量％であることが好ましく、０．０１５～０．０４５質量％であることがさらに好ましい。ＳＷＣＮＴの含有量を上記の範囲内とすることで、表面抵抗値がより低く、帯電防止性にさらに優れているとともに、可視光透過率がコーティング前と同等以上である帯電防止ガラス基板を製造しうるコーティング剤とすることができる。
（液媒体）
液媒体としては、揮発性の水溶性有機溶媒や水を用いることができる。これらの液媒体を用いることで、常温条件で容易に硬化させることが可能な常温硬化型のコーティング剤とすることができる。揮発性の水溶性有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール等のアルコール類を用いることができる。
液媒体としては、揮発性の水溶性有機溶媒や水を用いることができる。これらの液媒体を用いることで、常温条件で容易に硬化させることが可能な常温硬化型のコーティング剤とすることができる。揮発性の水溶性有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール等のアルコール類を用いることができる。
（コーティング剤の調製）
本実施形態のコーティング剤は、例えば、酸化スズ、シリカ、酸化タングステン、及びＳＷＣＮＴ等の各成分、又はこれらの各成分の水や水溶性有機溶媒等の分散体と、液媒体とを混合することで容易に調製することができる。
本実施形態のコーティング剤は、例えば、酸化スズ、シリカ、酸化タングステン、及びＳＷＣＮＴ等の各成分、又はこれらの各成分の水や水溶性有機溶媒等の分散体と、液媒体とを混合することで容易に調製することができる。
＜帯電防止ガラス基板及び太陽光パネル＞
上述のコーティング剤を用いることで、例えば、太陽光パネル用の保護カバーとして好適な帯電防止ガラス基板を製造することができる。すなわち、本発明の帯電防止ガラス基板の一実施形態は、ガラス製の基材と、この基材の表面上に設けられた、前述のコーティング剤で形成された硬化層であるコート層とを備える。そして、本発明の太陽光パネルの一実施形態は、この帯電防止ガラス基板を保護カバーとして備えるものである。
上述のコーティング剤を用いることで、例えば、太陽光パネル用の保護カバーとして好適な帯電防止ガラス基板を製造することができる。すなわち、本発明の帯電防止ガラス基板の一実施形態は、ガラス製の基材と、この基材の表面上に設けられた、前述のコーティング剤で形成された硬化層であるコート層とを備える。そして、本発明の太陽光パネルの一実施形態は、この帯電防止ガラス基板を保護カバーとして備えるものである。
ガラス製の基材の表面上に設けられるコート層は、前述のコーティング剤で形成された硬化層であるため、帯電防止性、親水性、及び耐摩耗性等の耐久性に優れているとともに、可視光透過率が高い。例えば、コート層の表面抵抗値は、好ましくは１０６Ω以下、さらに好ましくは１０５Ω以下、特に好ましくは１０４Ω以下である。そして、下記式（１）より算出される帯電防止ガラス基板の可視光透過率の変動割合は、好ましくは－０．５％以上、さらに好ましくは－０．２％以上、特に好ましくは０．０％以上である。なお、コート層の厚さは、通常、１００～２００ｎｍ程度である。このため、本実施形態の帯電防止ガラス基板は、太陽光パネル用の保護カバーとして好適である。
Ｒ＝｛（Ｔ－ＴＢ）／ＴＢ｝×１００ ・・・（１）
Ｒ：可視光透過率の変動割合（％）
ＴＢ：基材の可視光透過率（％）
Ｔ：帯電防止ガラス基板の可視光透過率（％）
Ｒ＝｛（Ｔ－ＴＢ）／ＴＢ｝×１００ ・・・（１）
Ｒ：可視光透過率の変動割合（％）
ＴＢ：基材の可視光透過率（％）
Ｔ：帯電防止ガラス基板の可視光透過率（％）
コート層を形成するために用いる本実施形態のコーティング剤は、常温硬化型のコーティング剤である。このため、刷毛塗りやスプレー等の所望とする方法によってガラス製の基材の表面にコーティング剤を塗布した後、常温（２５℃）条件で乾燥することで硬化層であるコート層が形成され、目的とする帯電防止ガラス基板を得ることができる。このように、前述のコーティング剤を用いれば、特殊な設備等を必要とせず、塗布及び常温乾燥するだけで、帯電防止性をはじめとする優れた特性を示すコート層を形成することができるので、既設の太陽光パネルに設置されるガラス製の保護カバーの表面に対しても容易に施工することができる。
本実施形態の太陽光パネルの保護パネルとして用いられる帯電防止ガラス基板は、表面抵抗値が低く、帯電防止性に優れているため、土埃等の汚れが付着しにくく、仮に付着したとしても容易に落ちやすい。また、帯電防止ガラス基板の表面は親水性が高いため、付着した汚れは雨水等によっても容易に洗い流される。さらに、帯電防止性の向上に寄与するＳＷＣＮＴを含有するコーティング剤で形成されたコート層を備えながらも、可視光透過率はむしろ向上する傾向にあることから、太陽電池（セル）の発電効率を妨げにくい。そして、熱伝導率の高いＳＷＣＮＴを含有するコーティング剤で形成されたコート層を備えるため、積雪が予想される寒冷地等に設置されたとしても、解氷促進効果の発揮が期待される。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」及び「％」は、特に断らない限り質量基準である。
＜材料の用意＞
以下に示す材料を用意した。
・酸化スズ（ＳｎＯ２）の水分散液（スケッチ社製、ＳｎＯ２の含有量：４％、ＳｎＯ２の平均粒子径：２ｎｍ）
・シリカ（ＳｉＯ２）のメタノール分散液（スケッチ社製、ＳｉＯ２の含有量：２０％、ＳｎＯ２の平均粒子径：１０ｎｍ以下）
・アモルファスシリカ（ＳｉＯ２）の水分散液（スケッチ社製、ＳｉＯ２の含有量：１．６％、ＳｎＯ２の平均粒子径：２ｎｍ以下）
・酸化タングステン（ＷＯ３）の水分散液（ＷＯ３の含有量：５％、ＷＯ３の平均粒子径：４０ｎｍ）
・単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）（直径：１～２ｎｍ）
以下に示す材料を用意した。
・酸化スズ（ＳｎＯ２）の水分散液（スケッチ社製、ＳｎＯ２の含有量：４％、ＳｎＯ２の平均粒子径：２ｎｍ）
・シリカ（ＳｉＯ２）のメタノール分散液（スケッチ社製、ＳｉＯ２の含有量：２０％、ＳｎＯ２の平均粒子径：１０ｎｍ以下）
・アモルファスシリカ（ＳｉＯ２）の水分散液（スケッチ社製、ＳｉＯ２の含有量：１．６％、ＳｎＯ２の平均粒子径：２ｎｍ以下）
・酸化タングステン（ＷＯ３）の水分散液（ＷＯ３の含有量：５％、ＷＯ３の平均粒子径：４０ｎｍ）
・単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）（直径：１～２ｎｍ）
＜コーティング剤の調製＞
（実施例１～５、比較例１～３）
酸化スズの水分散液、シリカのメタノール分散液、アモルファスシリカの水分散液、酸化タングステンの水分散液、ＳＷＣＮＴ、及びメタノールを表１示す組成（％）となるように混合して、各コーティング剤を調製した。
（実施例１～５、比較例１～３）
酸化スズの水分散液、シリカのメタノール分散液、アモルファスシリカの水分散液、酸化タングステンの水分散液、ＳＷＣＮＴ、及びメタノールを表１示す組成（％）となるように混合して、各コーティング剤を調製した。
＜帯電防止ガラス基板の製造＞
調製した各コーティング剤を厚さ３ｍｍのフロートガラス（ノーマルガラス、厚さ：３ｍｍ）に１０ｍＬ／ｍ２となるように塗布した後、常温（２５℃）で３０分間放置した。これにより、塗布した各コーティング剤を硬化させてコート層を形成し、帯電防止ガラス基板を得た。形成したコート層の厚さは、いずれも１５０～２００ｎｍの範囲内であった。なお、コーティング剤を塗布しない（コート層を形成しない）フロートガラスを参考例１として用意した。
調製した各コーティング剤を厚さ３ｍｍのフロートガラス（ノーマルガラス、厚さ：３ｍｍ）に１０ｍＬ／ｍ２となるように塗布した後、常温（２５℃）で３０分間放置した。これにより、塗布した各コーティング剤を硬化させてコート層を形成し、帯電防止ガラス基板を得た。形成したコート層の厚さは、いずれも１５０～２００ｎｍの範囲内であった。なお、コーティング剤を塗布しない（コート層を形成しない）フロートガラスを参考例１として用意した。
＜評価＞
（表面抵抗値）
表面抵抗計（商品名「デジタル表面抵抗テスターＴＲ－ＳＲ１００」、ペパレス製作所社製）を使用して、製造した帯電防止ガラス基板のコート層表面の表面抵抗値を測定した。結果を表１に示す。
（表面抵抗値）
表面抵抗計（商品名「デジタル表面抵抗テスターＴＲ－ＳＲ１００」、ペパレス製作所社製）を使用して、製造した帯電防止ガラス基板のコート層表面の表面抵抗値を測定した。結果を表１に示す。
（可視光透過率）
透過率測定器（商品名「光学特性機ＬＳ－１８３」、Ｓｈｅｎｚｈｅｎ Ｌｉｎｓｈａｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製）を使用して、製造した帯電防止ガラス基板の可視光透過率を測定した。結果を表１に示す。
透過率測定器（商品名「光学特性機ＬＳ－１８３」、Ｓｈｅｎｚｈｅｎ Ｌｉｎｓｈａｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製）を使用して、製造した帯電防止ガラス基板の可視光透過率を測定した。結果を表１に示す。
（耐摩耗性）
製造した帯電防止ガラス基板のコート層表面を不織布で２０往復摩擦する乾式摩擦を行った。接触角計（商品名「接触角計Ｂ１００」、あすみ技研社製）を使用して、乾式摩擦前後のコート層表面の水との接触角をそれぞれ測定し、以下に示す評価基準にしたがってコート層の耐摩耗性を評価した。結果を表１に示す。
Ａ：接触角の変化が５°以下であった。
Ｂ：接触角の変化が５°を超えて１０°以下であった。
Ｃ：接触角の変化が１０°を超えていた。
製造した帯電防止ガラス基板のコート層表面を不織布で２０往復摩擦する乾式摩擦を行った。接触角計（商品名「接触角計Ｂ１００」、あすみ技研社製）を使用して、乾式摩擦前後のコート層表面の水との接触角をそれぞれ測定し、以下に示す評価基準にしたがってコート層の耐摩耗性を評価した。結果を表１に示す。
Ａ：接触角の変化が５°以下であった。
Ｂ：接触角の変化が５°を超えて１０°以下であった。
Ｃ：接触角の変化が１０°を超えていた。
本発明の帯電防止用コーティング剤は、例えば、太陽光パネルに保護カバーとして用いられるガラス製の基材の表面にコート層を形成するため材料として有用である。
Claims (9)
- 酸化スズ（ＳｎＯ２）、シリカ（ＳｉＯ２）、酸化タングステン（ＷＯ３）、単層カーボンナノチューブ、及び液媒体を含有する常温硬化型の帯電防止用コーティング剤。
- 前記単層カーボンナノチューブの含有量が、０．００８～０．０７質量％である請求項１に記載の帯電防止用コーティング剤。
- 前記単層カーボンナノチューブの直径が、３ｎｍ以下である請求項１に記載の帯電防止用コーティング剤。
- 前記液媒体が、水溶性有機溶媒及び水を含む請求項１に記載の帯電防止用コーティング剤。
- ガラス製の基材の表面にコート層を形成するために用いられる請求項１～４のいずれか一項に記載の帯電防止用コーティング剤。
- ガラス製の基材と、
前記基材の表面上に設けられた、請求項５に記載の帯電防止用コーティング剤で形成された硬化層であるコート層と、を備える帯電防止ガラス基板。 - 前記コート層の表面抵抗値が１０６Ω以下であり、
下記式（１）より算出される可視光透過率の変動割合が、－０．５％以上である請求項６に記載の帯電防止ガラス基板。
Ｒ＝｛（Ｔ－ＴＢ）／ＴＢ｝×１００ ・・・（１）
Ｒ：可視光透過率の変動割合（％）
ＴＢ：基材の可視光透過率（％）
Ｔ：帯電防止ガラス基板の可視光透過率（％） - 太陽光パネル用の保護カバーである請求項７に記載の帯電防止ガラス基板。
- 請求項８に記載の帯電防止ガラス基板を保護カバーとして備える太陽光パネル。
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