JP5464051B2 - 硬化性樹脂組成物、太陽電池用保護シート及び太陽電池モジュール - Google Patents
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Description
また、硬化性樹脂組成物中にアルコール性水酸基とイソシアネート基とを共存させることで、高温加熱せずに紫外線などの活性エネルギー線で硬化せしめて得られた塗膜であっても、長期屋外曝露における塗膜のクラック発生を防止できることを見出した。
前記ポリシロキサンセグメント(a1)の含有率が硬化性樹脂組成物の全固形分量に対して10〜60重量%であり、且つ、ポリイソシアネート(B)の含有率が硬化性樹脂組成物の全固形分量に対して5〜50重量%である硬化性樹脂組成物を提供する。
本発明で使用する複合樹脂(A)は、前記一般式(1)および/または前記一般式(2)で表される構造単位と、シラノール基および/または加水分解性シリル基とを有するポリシロキサンセグメント(a1)(以下単にポリシロキサンセグメント(a1)と称す)と、アルコール性水酸基を有するビニル系重合体セグメント(a2)(以下単にビニル系重合体セグメント(a2)と称す)とが、前記一般式(3)で表される結合により結合された複合樹脂(A)である。前記一般式(3)で表される結合は、得られる塗膜の耐酸性及び耐アルカリ性に特に優れ好ましい。
複合樹脂(A)の形態は、例えば、前記ポリシロキサンセグメント(a1)が前記重合体セグメント(a2)の側鎖として化学的に結合したグラフト構造を有する複合樹脂や、前記重合体セグメント(a2)と前記ポリシロキサンセグメント(a1)とが化学的に結合したブロック構造を有する複合樹脂等が挙げられる。
本発明におけるポリシロキサンセグメント(a1)は、一般式(1)および/または一般式(2)で表される構造単位と、シラノール基および/または加水分解性シリル基とを有すセグメントである。一般式(1)および/または一般式(2)で表される構造単位中には重合性二重結合を有する基が含まれている。
前記一般式(1)および/または前記一般式(2)で表される構造単位は、重合性二重結合を有する基を必須成分として有している。
具体的には、前記一般式(1)及び(2)におけるR1、R2及びR3は、それぞれ独立して、−R4−CH=CH2、−R4−C(CH3)=CH2、−R4−O−CO−C(CH3)=CH2、及び−R4−O−CO−CH=CH2からなる群から選ばれる1つの重合性二重結合を有する基(但しR4は単結合又は炭素原子数1〜6のアルキレン基を表す)、炭素原子数が1〜6のアルキル基、炭素原子数が3〜8のシクロアルキル基、アリール基または炭素原子数が7〜12のアラルキル基を表し、R1、R2及びR3の少なくとも1つは前記重合性二重結合を有する基である。また前記R4における前記炭素原子数が1〜6のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基、sec−ブチレン基、tert−ブチレン基、ペンチレン基、イソペンチレン基、ネオペンチレン基、tert−ペンチレン基、1−メチルブチレン基、2−メチルブチレン基、1,2−ジメチルプロピレン基、1−エチルプロピレン基、ヘキシレン基、イソヘシレン基、1−メチルペンチレン基、2−メチルペンチレン基、3−メチルペンチレン基、1,1−ジメチルブチレン基、1,2−ジメチルブチレン基、2,2−ジメチルブチレン基、1−エチルブチレン基、1,1,2−トリメチルプロピレン基、1,2,2−トリメチルプロピレン基、1−エチル−2−メチルプロピレン基、1−エチル−1−メチルプロピレン基等が挙げられる。中でもR4は、原料の入手の容易さから単結合または炭素原子数が2〜4のアルキレン基が好ましい。
また、前記炭素原子数が3〜8のシクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。また、前記アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、4−ビニルフェニル基、3−イソプロピルフェニル基等が挙げられる。
また、前記炭素原子数が7〜12のアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、ジフェニルメチル基、ナフチルメチル基等が挙げられる。
本発明においてシラノール基とは、珪素原子に直接結合した水酸基を有する珪素含有基である。該シラノール基は具体的には、前記一般式(1)および/または前記一般式(2)で表される構造単位の、結合手を有する酸素原子が水素原子と結合して生じたシラノール基であることが好ましい。
またアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、4−ビニルフェニル基、3−イソプロピルフェニル基等が挙げられる。
またアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、ジフェニルメチル基、ナフチルメチル基等が挙げられる。
アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、第二ブトキシ基、第三ブトキシ基等が挙げられる。
またアシロキシ基としては、例えば、ホルミルオキシ、アセトキシ、プロパノイルオキシ、ブタノイルオキシ、ピバロイルオキシ、ペンタノイルオキシ、フェニルアセトキシ、アセトアセトキシ、ベンゾイルオキシ、ナフトイルオキシ等が挙げられる。
またアリールオキシ基としては、例えば、フェニルオキシ、ナフチルオキシ等が挙げられる。
アルケニルオキシ基としては、例えば、ビニルオキシ基、アリルオキシ基、1−プロペニルオキシ基、イソプロペニルオキシ基、2−ブテニルオキシ基、3−ブテニルオキシ基、2−ペテニルオキシ基、3−メチル−3−ブテニルオキシ基、2−ヘキセニルオキシ基等が挙げられる。
また前記加水分解性シリル基は具体的には、前記一般式(1)および/または前記一般式(2)で表される構造単位の、結合手を有する酸素原子が前記加水分解性基と結合もしくは置換されている加水分解性シリル基であることが好ましい。
また、前記シラノール基や前記加水分解性シリル基を含むポリシロキサンセグメント(a1)と後述のアルコール性水酸基を有するビニル系重合体セグメント(a2)とを、前記一般式(3)で表される結合を介して結合させる際に使用する。
前記一般式(1)におけるR1が前記重合性二重結合を有する基である構造単位と、前記一般式(1)におけるR1がメチル等のアルキル基である構造単位とが共存したポリシロキサンセグメント(a1)であってもよいし、
前記一般式(1)におけるR1が前記重合性二重結合を有する基である構造単位と、前記一般式(1)におけるR1がメチル基等のアルキル基である構造単位と、前記一般式(2)におけるR2及びR3がメチル基等のアルキル基である構造単位とが共存したポリシロキサンセグメント(a1)であってもよいし、
前記一般式(1)におけるR1が前記重合性二重結合を有する基である構造単位と、前記一般式(2)におけるR2及びR3がメチル基等のアルキル基である構造単位とが共存したポリシロキサンセグメント(a1)であってもよいし、特に限定はない。
具体的には、ポリシロキサンセグメント(a1)としては、例えば以下の構造を有するもの等が挙げられる。
本発明におけるビニル系重合体セグメント(a2)は、アルコール性水酸基を有するアクリル重合体、フルオロオレフィン重合体、ビニルエステル重合体、芳香族系ビニル重合体及びポリオレフィン重合体等のビニル重合体セグメントであり、中でもアルコール水酸基を有する(メタ)アクリルモノマーを共重合させたアクリル系重合体セグメントが、得られる塗膜の透明性や光沢に優れることから好ましい。
中でも2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートが、反応が容易であり好ましい。
また、後述の通り本発明においてはアルコール性水酸基を有する活性エネルギー線硬化性モノマーを併用してもより好ましい。従ってアルコール性水酸基を有するビニル系重合体セグメント(a2)中のアルコール性水酸基量は、併用するアルコール性水酸基を有する活性エネルギー線硬化性モノマーの量まで加味して決定することができる。実質的にはビニル系重合体セグメント(a2)の水酸基価に換算して30〜300の範囲となるように含有することが好ましい。
炭素結合に直接結合したシラノール基および/または加水分解性シリル基を含有するビニル系モノマーとしては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルトリ(2−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、2−トリメトキシシリルエチルビニルエーテル、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリクロロシラン等が挙げられる。中でも、加水分解反応を容易に進行でき、また反応後の副生成物を容易に除去することができることからビニルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランが好ましい。
本発明で用いる複合樹脂(A)は、具体的には下記(方法1)〜(方法3)に示す方法で製造する。
該方法においては、シラノール基および/または加水分解性シリル基並びに重合性二重結合を併有するシラン化合物のシラノール基あるいは加水分解性シリル基と、炭素結合に直接結合したシラノール基および/または加水分解性シリル基を含有するビニル系重合体セグメント(a2)が有するシラノール基および/または加水分解性シリル基とが加水分解縮合反応し、前記ポリシロキサンセグメント(a1)が形成されると共に、前記ポリシロキサンセグメント(a1)と、アルコール性水酸基を有するビニル系重合体セグメント(a2)とが前記一般式(3)で表される結合により複合化された複合樹脂(A)が得られる。
一方、シラノール基および/または加水分解性シリル基並びに重合性二重結合を併有するシラン化合物、必要に応じて汎用のシラン化合物を加水分解縮合反応させ、ポリシロキサンセグメント(a1)を得る。そして、ビニル系重合体セグメント(a2)が有するシラノール基および/または加水分解性シリル基と、とポリシロキサンセグメント(a1)とが有するシラノール基および/または加水分解性シリル基とを加水分解縮合反応をさせる。
これらの触媒及び水は、一括供給でも逐次供給であってもよく、触媒と水とを予め混合したものを供給しても良い。
本発明の硬化性樹脂組成物は、ポリイソシアネート(B)を、硬化性樹脂組成物の全固形分量に対して5〜50重量%含有する。
ポリイソシアネートを該範囲含有させることで、屋外における長期耐候性(具体的には耐クラック性)が特に優れる塗膜が得られる。これは、ポリイソシアネートと系中の水酸基(これは、前記ビニル系重合体セグメント(a2)中の水酸基や後述のアルコール性水酸基を有する活性エネルギー線硬化性モノマー中の水酸基である)とが反応して、ソフトセグメントであるウレタン結合が形成され、重合性二重結合由来の硬化による応力の集中を緩和させる働きをするのではと推定している。
ポリイソシアネートと系中の水酸基(これは、前記ビニル系重合体セグメント(a2)中の水酸基や後述のアルコール性水酸基を有する活性エネルギー線硬化性モノマー中の水酸基である)との反応は、特に加熱等は必要なく、例えば硬化形態がUVである場合には、塗装、UV照射後室温に放置することで徐徐に反応していく。また必要に応じて、UV照射後、80℃で数分間〜数時間(20分〜4時間)加熱して、アルコール性水酸基とイソシアネートの反応を促進してもよい。その場合は、必要に応じて公知のウレタン化触媒を使用してもよい。ウレタン化触媒は、所望する反応温度に応じて適宜選択する。
本発明は、前記複合樹脂(A)、ポリイソシアネート(B)と、紫外線遮蔽能を有する金属酸化物(C)とを含有することが特徴である。金属化合物(C)を添加することで、屋外暴露された状態でも紫外線遮蔽能を長期に渡って維持することが可能である。
金属酸化物(C)としては特に制限はないが、二酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化アンチモン、酸化チタン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化鉛、酸化鉄、珪酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ニオブ、酸化セリウム、等を例示することができる。中でも、紫外線遮蔽能と価格の観点から、酸化亜鉛あるいは酸化チタンを使用することが好ましい。
本発明の硬化性樹脂組成物は、前述の通り重合性二重結合を有するので、紫外線等の活性エネルギー線もしくは熱により硬化可能である。また両方を含むことも可能である。なお、プラスチック基板の片面に前記硬化性樹脂組成物を硬化させた保護層を設けてなる太陽電池用保護シートの場合は、基板がプラスチックであることから紫外線硬化が好ましい。以下本発明の具体的態様として紫外線硬化させる場合の例について述べる。
前記光重合開始剤(B)の使用量は、前記複合樹脂(A)100重量%に対して、1〜15重量%が好ましく、2〜10重量%がより好ましい。
特に、硬化塗膜の耐擦傷性の観点と、ポリイソシアネートとの反応による耐クラック性の向上の観点から、ペンタエリスリトールトリアクリレート及びジペンタエリスリトールペンタアクリレートが好ましい。
本発明の接着剤を活性エネルギー線硬化させる際に使用する活性エネルギー線としては、電子線、紫外線、赤外線等が挙げられるが、紫外線が簡便であり好ましい。紫外線硬化させる際に使用する光は、例えば、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、アルゴンレーザー、ヘリウム・カドミウムレーザー等を使用することができる。これらを用いて、約180〜400nmの波長の紫外線を、接着剤の塗布面に照射することによって、塗膜を硬化させることが可能である。紫外線の照射量としては、使用される光重合開始剤の種類及び量によって適宜選択される。
また、熱硬化性樹脂を併用することも可能である。熱硬化性樹脂としては、ビニル系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、エポキシエステル樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、石油樹脂、ケトン樹脂、シリコン樹脂あるいはこれらの変性樹脂等が挙げられる。
前記硬化性樹脂組成物をプラスチック基板の片面に設けて硬化させることで、太陽電池用保護シートを得ることができる。
本願で使用するプラスチックシートは、たとえば、ポリエチレン(PE)(高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン)、ポリプロピレン(PP)、ポリブテン等のポリオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート系樹脂、フッ素樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、アセタール系樹脂、ポリエステル系樹脂(ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート)、ポリアミド系樹脂、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂、その他の各種の樹脂のフィルムまたはシートを使用することができる。これらの樹脂のフィルムまたはシートは、一軸または二軸方向に延伸されているものでもよい。また前記樹脂フィルムを複数層積層されたものであってもよいし、金属及び金属酸化物、並びに無機化合物が蒸着されていても良い。またこれらの樹脂フィルムは、太陽電池モジュールの裏面側保護シートとして使用する場合であれば、モジュールへの入射光を吸収または反射する目的で、酸化チタンや硫酸バリウム等の白色顔料、または、カーボン等の黒色顔料が添加されていてもよく、また、着色顔料以外の公知の紫外線吸収剤、水分吸収剤(乾燥剤)、酸素吸収剤、酸化防止剤等公知の添加剤が添加されていてもよい。中でも透明性等太陽電池向け保護シートの性能を考慮すると、ポリエチレン(PE)(高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン)、ポリプロピレン(PP)、ポリブテン等のポリオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂(ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂等が好ましく使用される。
硬化性樹脂組成物層の膜厚は、0.05μm〜150μmの範囲が好ましい。0.05μm未満では紫外線遮蔽能の不足するおそれがあり、150μmを超える膜厚では後工程において塗膜に割れが生じるおそれがある。
前記保護層のヘイズとしては、塗膜の強度や耐久性、太陽電池の変換効率の観点から総合的に選定すれば良いが、太陽電池の変換効率の観点から好ましくは20以下、より好ましくは10以下、さらに好ましくは5以下である。
例えば、受光面側保護シートとして使用する場合は、前記金属酸化物(C)として透明性の高い酸化亜鉛を使用するのが好ましい。この場合、使用する酸化亜鉛の添加量は1〜25%が好ましく、1.5〜20%が最も好ましい。一方、裏面側保護シートとして使用する場合は透明性を求められないことから、透明性の低い金属酸化物を使用することもできる。具体的には酸化チタン等が挙げられる。
本願の太陽電池用保護シートを受光面側保護シートとして使用する場合の、太陽電池モジュールの具体的態様の一例を図1に示す。なお本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。
図1において示される太陽電池モジュールは、太陽電池用受光面側保護シート1、第1封止材2、太陽電池群3、第2封止材4、太陽電池用保護シート5が順次積層されることによって構成される。なお太陽電池用受光面側保護シート1は、該保護シート1のプラスチック基板(本発明の硬化性樹脂組成物の硬化面とは反対側の面)と第1封止材2とが合わさる状態、即ち前記硬化性樹脂組成物を硬化させた保護層が最表層となるように積層させる。
攪拌機、温度計、滴下ロート、冷却管及び窒素ガス導入口を備えた反応容器に、メチルトリメトキシシラン(MTMS) 415部、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン(MPTS)756部を仕込んで、窒素ガスの通気下、攪拌しながら、60℃まで昇温した。次いで、「A−3」〔堺化学(株)製のiso−プロピルアシッドホスフェート〕 0.1部と脱イオン水 121部からなる混合物を5分間で滴下した。滴下終了後、反応容器中を80℃まで昇温し、4時間攪拌することにより加水分解縮合反応を行い、反応生成物を得た。
得られた反応生成物中に含まれるメタノールおよび水を、1〜30キロパスカル(kPa)の減圧下、40〜60℃の条件で除去することにより、数平均分子量が1000で、有効成分が75.0%であるポリシロキサン(a1−1) 1000部を得た。
尚、「有効成分」とは、使用したシランモノマーのメトキシ基が全て加水分解縮合反応した場合の理論収量(重量部)を、加水分解縮合反応後の実収量(重量部)で除した値、即ち、〔シランモノマーのメトキシ基が全て加水分解縮合反応した場合の理論収量(重量部)/加水分解縮合反応後の実収量(重量部)〕の式により算出したものである。
合成例1と同様の反応容器に、フェニルトリメトキシシラン(PTMS) 20.1部、ジメチルジメトキシシラン(DMDMS) 24.4部、酢酸n−ブチル 107.7部を仕込んで、窒素ガスの通気下、攪拌しながら、80℃まで昇温した。次いで、メチルメタクリレート(MMA) 15部、n−ブチルメタクリレート(BMA) 45部、2−エチルヘキシルメタクリレート(EHMA) 39部、アクリル酸(AA) 1.5部、MPTS 4.5部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA) 45部、酢酸n−ブチル 15部、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(TBPEH) 15部を含有する混合物を、同温度で、窒素ガスの通気下、攪拌しながら、前記反応容器中へ4時間で滴下した。さらに同温度で2時間撹拌したのち、前記反応容器中に、「A−3」 0.05部と脱イオン水 12.8部の混合物を、5分間をかけて滴下し、同温度で4時間攪拌することにより、PTMS、DMDMS、MPTSの加水分解縮合反応を進行させた。反応生成物を、1H−NMRで分析したところ、前記反応容器中のシランモノマーが有するトリメトキシシリル基のほぼ100%が加水分解していた。次いで、同温度にて10時間攪拌することにより、TBPEHの残存量が0.1%以下の反応生成物であるビニル系重合体(a2−1)が得られた。
合成例1と同様の反応容器に、フェニルトリメトキシシラン(PTMS) 20.1部、ジメチルジメトキシシラン(DMDMS) 24.4部、酢酸n−ブチル 107.7部を仕込んで、窒素ガスの通気下、攪拌しながら、80℃まで昇温した。次いで、メチルメタクリレート(MMA) 14.5部、n−ブチルメタクリレート(BMA) 2部、シクロヘキシルメタクリレート(CHMA) 105部、アクリル酸(AA) 7.5部、MPTS 4.5部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA) 15部、酢酸n−ブチル 15部、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(TBPEH) 6部を含有する混合物を、同温度で、窒素ガスの通気下、攪拌しながら、前記反応容器中へ4時間で滴下した。さらに同温度で2時間撹拌したのち、前記反応容器中に、「A−3」 0.05部と脱イオン水 12.8部の混合物を、5分間をかけて滴下し、同温度で4時間攪拌することにより、PTMS、DMDMS、MPTSの加水分解縮合反応を進行させた。反応生成物を、1H−NMRで分析したところ、前記反応容器中のシランモノマーが有するトリメトキシシリル基のほぼ100%が加水分解していた。次いで、同温度にて10時間攪拌することにより、TBPEHの残存量が0.1%以下の反応生成物であるビニル系重合体(a2−2)が得られた。
前記合成例2で得たビニル系重合体(a2−1)307部に、合成例1で得られたポリシロキサン(a1−1) 162.5部を添加して、5分間攪拌したのち、脱イオン水 27.5部を加え、80℃で4時間攪拌を行い、前記反応生成物とポリシロキサンの加水分解縮合反応を行った。得られた反応生成物を、10〜300kPaの減圧下で、40〜60℃の条件で2時間蒸留することにより、生成したメタノール及び水を除去し、次いで、メチルエチルケトン(MEK) 150部、酢酸n−ブチル 27.3部を添加し、不揮発分が50.0%であるポリシロキサンセグメント(a1−1)とビニル系重合体セグメント(a2−1)とを有する複合樹脂(A−1) 600部を得た。
前記合成例2で得たビニル系重合体(a2−1)307部に、合成例1で得られたポリシロキサン(a1−1) 562.5部を添加して、5分間攪拌したのち、脱イオン水 80.0部を加え、80℃で4時間攪拌を行い、前記反応生成物とポリシロキサンの加水分解縮合反応を行った。得られた反応生成物を、10〜300kPaの減圧下で、40〜60℃の条件で2時間蒸留することにより、生成したメタノール及び水を除去し、次いで、MEK 128.6部、酢酸n−ブチル 5.8部を添加し、不揮発分が70.0%であるポリシロキサンセグメントとビニル重合体セグメントからなる複合樹脂(A−2) 857部を得た。
前記合成例3で得たビニル系重合体(a2−2)307部に、合成例1で得られたポリシロキサン(a1−1) 162.5部を添加して、5分間攪拌したのち、脱イオン水 27.5部を加え、80℃で4時間攪拌を行い、前記反応生成物とポリシロキサンの加水分解縮合反応を行った。得られた反応生成物を、10〜300kPaの減圧下で、40〜60℃の条件で2時間蒸留することにより、生成したメタノール及び水を除去し、次いで、メチルエチルケトン(MEK) 150部、酢酸n−ブチル 27.3部を添加し、不揮発分が50.0%であるポリシロキサンセグメント(a1−1)とビニル系重合体セグメント(a2−2)とを有する複合樹脂(A−3) 600部を得た。
EVA(エチレン・酢酸ビニル共重合体(酢酸ビニル含量 28重量%))100部と、架橋剤として2,5−ジメチル2,5−ジ(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン1.3部を、ロールミルで70℃で混練し、太陽電池用封止材用組成物を調製した。前記太陽電池用封止材用組成物を70℃でカレンダ成形し、放冷して太陽電池用封止材(厚さ0.6mm)を作製した。
表1に記載の組成に従い、実施例1〜11の硬化性樹脂組成物、及び比較例1〜5の硬化性樹脂組成物を調整した。なお、金属酸化物(C)として使用する酸化亜鉛、あるいは酸化チタンは、以下のように混合した。即ち酸化亜鉛を混合する際は、すべての原料をカップに投入した後、プライミクス株式会社製T.K.HOMO MIXERを使用して500rpmで4分間混合することにより、硬化性樹脂組成物を得た。
酸化チタンを混合する際は、複合樹脂と酸化チタンを褐色ボトルに投入し、直径約1.5mmのガラスビーズを原料の重量と等量投入し、ペイントコンディショナーを使用して30分間混合した。その後他の原料を投入して、前述同様T.K.HOMO MIXERを使用して500rpmで4分間混合することにより、硬化性樹脂組成物を得た。
東洋紡株式会社製のコロナ処理済み透明PETフィルム(厚み125μm)に、実施例1〜10向けの硬化性樹脂組成物を、DICフィルテック株式会社製透明PPフィルム(商品名DIFAREN M1143B)に実施例11向けの硬化性樹脂組成物を、それぞれ前記バーコーター#22を用いて塗布したのち、80℃で4分間加熱して溶剤成分を除去した。塗膜面に剥離用フィルムを載せ、FUSION製UV照射装置F−6100Vにて1000mJ/cm2の条件で、剥離用フィルム側からUVを照射した。養生期間を経て接着層中のウレタン化反応を進行させ、太陽電池用保護シート(F−1)〜(F−11)及び比較用太陽電池用保護シート(HF−1)〜(HF−5)を得た。
ラミネート装置(日清紡メカトロニクス製)の熱板を150℃に調整し、その熱板の上に、白板強化ガラス、前記太陽電池用封止材、多結晶シリコン型太陽電池セル、前記太陽電池用封止材、太陽電池用保護シート(F−1)〜(F−11)及び比較用太陽電池用保護シート(HF−1)〜(HF−5)(但し太陽電池用保護シートは、剥離性フィルムを剥離後、硬化性樹脂組成物塗布面が最外層となるように重ね合わせる)の順に重ね合わせ、ラミネート装置の蓋を閉じた状態で、脱気3分、プレス8分を順に行い、その後10分間保持してから取り出し、スーパーストレート型太陽電池モジュール(SM−1)〜(SM−11)、及び(HSM−1)〜(HSM−5)とした。
ラミネート装置(日清紡メカトロニクス製)の熱板を150℃に調整し、その熱板の上に、ステンレス板、前記太陽電池用封止材、多結晶シリコン型太陽電池セル、前記太陽電池用封止材、太陽電池用保護シート(F−1)〜(F−5)、(F−7)〜(F−9)、(F−11)及び比較用太陽電池用保護シート(HF−1)〜(HF−5)(但し太陽電池用保護シートは、剥離性フィルムを剥離後、硬化性樹脂組成物塗布面が最外層となるように重ね合わせる)の順に重ね合わせ、ラミネート装置の蓋を閉じた状態で、脱気3分、プレス8分を順に行い、その後10分間保持してから取り出し、バックストレート型太陽電池モジュール(BM−1)〜(BM−5)、(BM−7)〜(BM−9)、(BM−11)及び(HBM−1)〜(HBM−5)とした。
紫外線劣化促進試験機(アイスーパーUVテスター SUV−W131:岩崎電気(株)製)を用いて、UV照射強度100mW/cm2として促進耐光試験を行った。
太陽電池用保護シート(F−1)〜(F−11)及び比較用太陽電池用保護シート(HF−1)〜(HF−5)の促進試験200時間実施前後での、フィルムの黄変度の評価を、グレタグマクベス社製の色彩色差計CR−100を用いてLab表示色の黄色味を示すb値を測定した。試験前後でのb値の差分Δbが0−1の時を○、1−5の時を△、5以上の値を示すときを×として、黄変度の評価を行った。
太陽電池用保護シート(F−1)〜(F−11)及び比較用太陽電池用保護シート(HF−1)〜(HF−5)のサンシャインウェザオメーターによる促進耐候性試験(3000時間)を実施し、試験前後での外観変化を観察した。外観の特徴を下記の基準に従って評価を行うことにより、耐候性の評価を行った。
5;変化なし
4;ヘアークラック(細いひび)が散在する状態
3;幅1mm以上のクラックが観察される状態
2;部分的に塗膜が剥がれて欠落している状態
1;塗膜のほとんどが欠落している状態
上記で得られたスーパーストレート型太陽電池モジュール(SM−1)〜(SM−11)、及び(HSM−1)〜(HSM−5)、バックストレート型太陽電池モジュール(BM−1)〜(BM−5)、(BM−7)〜(BM−9)、(BM−11)、及び(HBM−1)〜(HBM−5)の各々を、ワコム電創製ソーラーシミュレータを使用して、モジュール温度25℃、放射強度1kW/m2、分光分布AM1.5Gの条件にて、発電効率を測定した。
ポリイソシアネート;DN−902S〔DIC(ディーアイシー)株式会社製〕
光重合開始剤;ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン
酸化亜鉛1;テイカ株式会社製 ZD019
酸化チタン1;テイカ株式会社製 MT−500HD
酸化チタン2;テイカ株式会社製 JR−805
UVa1;大塚化学株式会社製 RUVA−93
UVa2;2−[4−[(2−ヒドロキシ−3−(2‘−エチル)ヘキシル)オキシ]−2−ヒドロキシフェニル]−4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン
2:第1封止材
3:太陽電池群
4:第2封止材4
5:裏面側保護材
Claims (6)
- 一般式(1)および/または一般式(2)で表される構造単位と、シラノール基および/または加水分解性シリル基とを有するポリシロキサンセグメント(a1)と、アルコール性水酸基を有するビニル系重合体セグメント(a2)とが、一般式(3)で表される結合により結合された複合樹脂(A)、ポリイソシアネート(B)、及び金属酸化物(C)を含有し、
前記ポリシロキサンセグメント(a1)の含有率が硬化性樹脂組成物の全固形分量に対して10〜60重量%であり、且つ、ポリイソシアネート(B)の含有率が硬化性樹脂組成物の全固形分量に対して5〜50重量%であって、
上記金属酸化物(C)が酸化亜鉛であることを特徴とする硬化性樹脂組成物。
(1)
(2)
(一般式(1)及び(2)中、R1、R2及びR3は、それぞれ独立して、−R4−CH=CH2、−R4−C(CH3)=CH2、−R4−O−CO−C(CH3)=CH2、及び−R4−O−CO−CH=CH2からなる群から選ばれる1つの重合性二重結合を有する基(但しR4は単結合又は炭素原子数1〜6のアルキレン基を表す。)、炭素原子数が1〜6のアルキル基、炭素原子数が3〜8のシクロアルキル基、アリール基、または炭素原子数が7〜12のアラルキル基を表し、R1、R2及びR3の少なくとも1つは前記重合性二重結合を有する基である)
(3)
(一般式(3)中、炭素原子は前記ビニル系重合体セグメント(a2)の一部分を構成し、酸素原子のみに結合したケイ素原子は、前記ポリシロキサンセグメント(a1)の一部分を構成するものとする) - 前記金属酸化物(C)の平均粒子径が、0.5nm〜500nmの範囲である請求項1に記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記金属酸化物(C)の含有率が硬化性樹脂組成物の全固形分量に対して1〜25重量%である請求項1〜2に記載の硬化性樹脂組成物。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物を使用することを特徴とするコーティング剤。
- プラスチック基板の片面に、一般式(1)および/または一般式(2)で表される構造単位と、シラノール基および/または加水分解性シリル基とを有するポリシロキサンセグメント(a1)と、アルコール性水酸基を有するビニル系重合体セグメント(a2)とが、一般式(3)で表される結合により結合された複合樹脂(A)、ポリイソシアネート(B)、及び金属酸化物(C)を含有し、
前記ポリシロキサンセグメント(a1)の含有率が硬化性樹脂組成物の全固形分量に対して10〜60重量%であり、且つ、ポリイソシアネート(B)の含有率が硬化性樹脂組成物の全固形分量に対して5〜50重量%であることを特徴とする硬化性樹脂組成物を硬化させた保護層を設けてなることを特徴とする太陽電池用保護シート。
(1)
(2)
(一般式(1)及び(2)中、R 1 、R 2 及びR 3 は、それぞれ独立して、−R 4 −CH=CH 2 、−R 4 −C(CH 3 )=CH 2 、−R 4 −O−CO−C(CH 3 )=CH 2 、及び−R 4 −O−CO−CH=CH2からなる群から選ばれる1つの重合性二重結合を有する基(但しR 4 は単結合又は炭素原子数1〜6のアルキレン基を表す。)、炭素原子数が1〜6のアルキル基、炭素原子数が3〜8のシクロアルキル基、アリール基、または炭素原子数が7〜12のアラルキル基を表し、R 1 、R 2 及びR 3 の少なくとも1つは前記重合性二重結合を有する基である)
(3)
(一般式(3)中、炭素原子は前記ビニル系重合体セグメント(a2)の一部分を構成し、酸素原子のみに結合したケイ素原子は、前記ポリシロキサンセグメント(a1)の一部分を構成するものとする) - 請求項5に記載の太陽電池用保護シートを、前記硬化性樹脂組成物を硬化させた保護層が最表層となるように太陽電池モジュールに設けてなることを特徴とする太陽電池モジュール。
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