JP5867019B2 - 接着剤組成物及び太陽電池用裏面保護シート - Google Patents
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Description
前記ポリカーボネートウレタンポリオール(A)が、直鎖状アルキレンジオールからなるジオール単位を80〜100モル%含み、25℃で液状であるポリカーボネートポリオール(C)とジイソシアネート(D)とを構成成分とする、数平均分子量5,000〜25,000、ガラス転移温度が−40〜10℃のポリカーボネートウレタンポリオール(A)であり、
前記ポリカーボネートウレタンポリオール(A)と前記ポリイソシアネート(B)とを、前記ポリイソシアネート(B)中のイソシアネート基/前記ポリカーボネートウレタンポリオール(A)中の水酸基=0.5〜10/1(モル比)の範囲で、含む接着剤組成物に関する。
前記接着剤組成物において、ポリカーボネートポリオール(C)1分子あたりのカーボネート基当量は100〜145g/molであることが好ましい。
2つ以上のシート状部材の積層体を備え、
前記積層体を構成する前記シート状部材間の接着の少なくとも一部に、請求項1又は2記載の接着剤組成物から形成された硬化処理済み接着剤層が用いられている太陽電池用裏面保護シートに関する。
前記太陽電池用裏面保護シートは、前記積層体を構成する前記シート状部材の少なくとも1つが水蒸気バリア層を有し、前記水蒸気バリア層は、金属箔、金属酸化物層付きプラスチックフィルム、及び非金属酸化物層付きプラスチックフィルムからなる群より選ばれることが好ましい。
本発明で使用されるポリカーボネートポリオール(C)は、構造中のカーボネート基と基材との強い相互作用が得られるという理由から、前記ジオール成分として、直鎖状アルキレンジオールからなるジオール単位を80〜100モル%含むことが好ましい。ポリカーボネートポリオール(C)における直鎖状アルキレンジオールからなるジオール単位が80モル%より小さい場合、例えば、分岐アルキル鎖を有するジオール成分が多い場合、分岐したアルキル側鎖の立体障害によりカーボネート基と基材との相互作用が阻害され、高い接着力が得られない恐れがある。
ポリカーボネートポリオール(C)のカーボネート基当量は、次式から算出される。「ポリカーボネートポリオール(C)のカーボネート基当量(g/mol)=ポリカーボネートポリオール(C)の分子量(g)/ポリカーボネートポリオール(C)中のカーボネート基のモル数(mol)」
ポリカーボネートウレタンポリオール(A)を得る際に使用されるジイソシアネート(D)としては、例えば、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ビス(4−イソシアネートシクロヘキシル)メタン、若しくは水添化ジフェニルメタンジイソシアネート等の既知のジイソシアネート等が挙げられる。ジイソシアネート(D)としては、前記した種々のジイソシアネートと低分子ジオール類との付加体であって、イソシアネート基を2個有するものも挙げられる。ジイソシアネート(D)は、これら例示されたものに限定されるものではない。本発明では、ジイソシアネート(D)として、例示したものを単独で使用しても良いし、2種以上を任意に組み合わせて使用しても良い。
ガラス転移温度が−40℃以上のポリカーボネートウレタンポリオール(A)を用いることによって、エージング工程前に十分な接着力が得ることができ、エージング中に巻きズレを生じない。また、ガラス転移温度が10℃以下のポリカーボネートウレタンポリオール(A)を用いると、塗工時に基材を十分濡らすことができ、十分な接着力を確保できる。 なお、ガラス転移温度とは非晶質固体材料にガラス転移が起きる温度であり、ポリカーボネートウレタンポリオール(A)のガラス転移温度は、DSC(示差走査熱量分析)装置により、昇温速度10℃/min.で測った値である。
なお、ここでのガラス転位温度とは、(メタ)アクリル系共重合体(A)を乾燥させて固形分100%にした樹脂について、示差走査熱量分析(DSC)によって計測したガラス転位温度のことを示す。例えば、ガラス転移温度は、試料約10mgを秤量したサンプルを入れたアルミニウムパンと、試料を入れていないアルミニウムパンとをDSC装置にセットし、これを窒素気流中で、液体窒素を用いて−50℃まで急冷処理し、その後、20℃/分で150℃まで昇温し、DSC曲線をプロットする。このDSC曲線の低温側のベースライン(試験片に転移および反応を生じない温度領域のDSC曲線部分)を高温側に延長した直線と、ガラス転移の段階状変化部分の曲線の勾配が最大になるような点で引いた接線との交点から、補外ガラス転移開始温度(Tig)を求め、これをガラス転移温度として求めることができる。本発明の上記の方法により測定した値を記載している。
なお、ポリカーボネートウレタンポリオール(A)の水酸基価は、後述の方法により測定した値である。
本発明で使用されるポリイソシアネート(B)としては、以下に限定されるものではないが、周知のジイソシアネートから誘導された化合物を好ましく用いることができる。例えば、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ビス(4−イソシアネートシクロヘキシル)メタン、若しくは水添化ジフェニルメタンジイソシアネート等のジイソシアネートから誘導された化合物、即ち、前記ジイソシアネートヌレート体、トリメチロールプロパンアダクト体、ビウレット型、イソシアネート残基を有するプレポリマー(ジイソシアネートとポリオールから得られる低重合体)、イソシアネート残基を有するウレトジオン体、アロファネート体、若しくはこれらの複合体等が挙げられ、これらを単独で使用しても良いし、2種以上を任意に組み合わせても使用しても良い。
NCO/OH比が0.5未満では、ポリカーボネートウレタンポリオール(A)との反応による架橋構造の架橋密度が不足し、十分な接着剤の耐久性が得られない恐れがある。また、NCO/OH比が10より大きいと、ポリカーボネートウレタンポリオールとの反応が早すぎるため、接着剤組成物としてのポットライフが非常に短くなってしまったりする。
本発明で使用されるシランカップリング剤としては、たとえば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランなどのビニル基を有するトリアルコキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ基を有するトリアルコキシシラン;3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランなどのグリシジル基を有するトリアルコキシシランが挙げられる。これらは単独で使用しても良いし、2種以上を任意に組み合わせて使用しても良い。
本発明で使用される反応促進剤としては、たとえば、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチンジラウレート、ジオクチルチンジラウレート、ジブチルチンジマレート等金属系触媒;1 ,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7、1,5−ジアザビシクロ(4,3,0)ノネン−5、6−ジブチルアミノ−1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7等の3級アミン;トリエタノールアミンのような反応性3級アミン等が挙げられる。これらは単独で使用しても良いし、2種以上を任意に組み合わせて使用しても良い。
本発明で使用されるレベリング剤としては、たとえば、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエステル変性ポリジメチルシロキサン、アラルキル変性ポリメチルアルキルシロキサン、ポ
リエステル変性水酸基含有ポリジメチルシロキサン、ポリエーテルエステル変性水酸基含有ポリジメチルシロキサン、アクリル系共重合物、メタクリル系共重合物、ポリエーテル変性ポリメチルアルキルシロキサン、アクリル酸アルキルエステル共重合物、メタクリル酸アルキルエステル共重合物、レシチンなどが挙げられる。これらは単独で使用しても良いし、2種以上を任意に組み合わせて使用しても良い。
本発明で使用される消泡剤は、ポリカーボネートウレタンポリオール(A)の固形分100重量部に対し0.05〜3重量部の範囲が好ましく、さらに好ましくは0.1〜2重量部である。消泡剤の添加量が0.05重量未満であると、十分な消泡効果が得られない恐れがあり、3重量部よりも多いと、接着剤の接着力を大きく悪化させてしまう恐れがある。
これら図2A〜2Cの場合、第2シート状部材12が水蒸気バリア層として機能する。無論、第1シート状部材11、第2シート状部材が共にプラスチックフィルム等によって構成されていてもよい。シートを2層積層することによって、太陽電池用裏面保護シートに要求される複数の特性を効果的に満足させることができる。なお、本明細書でいうフィルムは、特に厚みに制限はないものとする。
ポリエチレン系樹脂フィルム、ポリプロピレン系樹脂フィルム、ポリ塩化ビニル系樹脂フィルム、ポリカーボネート系樹脂フィルム、ポリスルホン系樹脂フィルム、ポリ(メタ)アクリル系樹脂フィルム、
ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリエチレンテトラフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体などのフッ素系樹脂フィルム等が挙げられる。
これらのプラスチックフィルムを支持体として、アクリル系、フッ素系塗料がコーティングされてなるフィルムや、ポリフッ化ビニリデンやアクリル樹脂などが共押出しにより積層されてなる多層フィルムなどを使用することができる。さらに、ウレタン系接着剤層などを介して上記のプラスチックフィルムが複数積層されたシート状部材を用いても良い。
蒸着される金属酸化物もしくは非金属無機酸化物としては、例えば、ケイ素、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、カリウム、スズ、ナトリウム、ホウ素、チタン、鉛、ジルコニウム、イットリウムなどの酸化物が使用できる
本発明に係る接着剤組成物を用いて多層フィルムを製造するには、通常用いられている方法を採用できる。たとえば、シート状部材の片面に、コンマコーターやドライラミネーターによって接着剤を塗布し、溶剤を揮散させた後、他のシート状部材と貼り合わせ、常温もしくは加熱下に硬化させれば良く、加熱下に貼り合せることが好ましい。具体的には、50〜80℃、加圧下に貼り合せた後、40〜60℃で3〜7日程度静置し、エージング(接着剤層の硬化を進行)することが好ましい。ラミネート基材表面に塗布される接着剤量は、1〜50g/m2程度であることが好ましい。ラミネート基材としては、用途に応じて任意の基材を、任意の数で選択することができ、3層以上の多層構成とする際には、各層の貼り合わせの全てまたは一部に本発明に係る接着剤を使用できる。が好ましい。
数平均分子量の測定は、東ソー社製GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)「HPC−8020」を用い、溶媒はテトラヒドロフランを用いた。数平均分子量は標準ポリスチレン換算で行った。
ガラス転移温度の測定は、セイコーインスツルメンツ社製DSC「RDC220」を用いて行った。下記手法で合成したポリカーボネートウレタンポリオールA−1〜A−14溶液を乾燥した試料、約10mgをアルミニウムパンに量り採り、DSC装置にセットして液体窒素で−100℃まで冷却した後、10℃/minで昇温して得られたDSCチャートからガラス転移温度を求めた。
酸価は、試料0.2gを三角フラスコに取り、エタノール20mlに溶解した後に、0.01Nの水酸化カリウム(エタノール溶液)で滴定して求めた。指示薬にはフェノールフタレインを用いた。
水酸基価は、試料約2gをピリジン約10mlに溶解した後、予め調整した無水酢酸/ピリジンの体積比が15/85である混合溶液5mlを加え、20時間放置した。その後、水1mlとエタノール10mlを加え、0.1Nの水酸化カリウム(エタノール溶液)で滴定して求めた。指示薬にはフェノールフタレインを用いた。
<合成例1>
ジオール成分のモル比が1,4−ブタンジオール:1,6−ヘキサンジオール=70:30、カーボネート基当量が126.6g/mol、数平均分子量が2,000、25℃で液状のポリカーボネートポリオール(C)を、窒素気流下で攪拌しながら反応釜の酢酸エチル中に溶解させ、固形分80%のポリカーボネートポリオール(C)溶液を得た。
前記ポリカーボネートポリオール(C)溶液に、ジイソシアネート(D)としてキシリレンジイソシアネートを、NCO/OH比が0.76となるように添加し、70℃で5時間反応させた。
IR測定によりNCOピークがないことを確認した後、酢酸エチルを添加して、固形分50重量%のポリカーボネートウレタンポリオール(A―1)溶液を得た。
このポリカーボネートウレタンポリオール(A−1)は、数平均分子量5,800、ガラス転移温度−25℃、水酸基価19.8mgKOH/g、であった。
NCO/OH比を0.9とした以外は、前記合成例1と同様にして、固形分50重量%のポリカーボネートウレタンポリオール(A―2)溶液を得た。
このポリカーボネートウレタンポリオール(A−2)は、数平均分子量23,000、ガラス転移温度−19℃、水酸基価4.86mgKOH/g、であった。
ジオール成分のモル比が1,4−ブタンジオール:1,6−ヘキサンジオール=70:30、カーボネート基当量が133.5g/mol、数平均分子量が500、25℃で液状のポリカーボネートポリオール(C)と、低分子ジオール(E)である3−メチル−1,5−ペンタンジオールとを、前記ポリカーボネートポリオール(C)と前記低分子ジオールのモル比が70:30となるように、窒素気流下で攪拌しながら反応釜の酢酸エチル中に溶解させ固形分80%の、前記ポリカーボネートポリオール(C)と前記低分子ジオールとの混合溶液を得た。
前記混合溶液に、ジイソシアネート(D)として水素添加キシリレンジイソシアネートをNCO/OH比が0.91となるように添加し、70℃で5時間反応させた。IR測定によりNCOピークがないことを確認した後、酢酸エチルを添加して、固形分50重量%のポリカーボネートウレタンポリオール(A―3)溶液を得た。
このポリカーボネートウレタンポリオール(A−3)は、数平均分子量10,000、ガラス転移温度5℃、水酸基価11.2mgKOH/g、であった。
ジオール成分のモル比が1,4−ブタンジオール:1,6−ヘキサンジオール=70:30、カーボネート基当量が125.8g/mol、数平均分子量が3,000、25℃で液状のポリカーボネートポリオール(C)を、窒素気流下で攪拌しながら反応釜の酢酸エチル中に溶解させ固形分80%のポリカーボネートポリオール(C)溶液を得た。
前記ポリカーボネートポリオール(C)溶液に、ジイソシアネート(D)として水素添加キシリレンジイソシアネートをNCO/OH比が0.79となるように添加し、70℃で5時間反応させた。
IR測定によりNCOピークがないことを確認した後、酢酸エチルを添加して、固形分50重量%のポリカーボネートウレタンポリオール(A―4)溶液を得た。
このポリカーボネートウレタンポリオール(A−4)は、数平均分子量10,000、ガラス転移温度−32℃、水酸基価11.2mgKOH/g、であった。
ジオール成分のモル比が1,5−ペンタンジオール:1,6−ヘキサンジオール:3−メチル−1,5−ペンタンジオール=40:45:15、カーボネート基当量が140.8g/mol、数平均分子量が2,000、25℃で液状のポリカーボネートポリオール(C)と、低分子ジオール(E)である1,6−ヘキサンジオールを、前記ポリカーボネートポリオール(C)と前記低分子ジオールのモル比が50:50となるように窒素気流下で攪拌しながら反応釜の酢酸エチル中に溶解させ固形分80%の、前記ポリカーボネートポリオール(C)と前記低分子ジオールとの混合溶液を得た。
前記混合溶液に、ジイソシアネート(D)として水素添加キシリレンジイソシアネートをNCO/OH比が0.84となるように添加し、70℃で5時間反応させた。
IR測定によりNCOピークがないことを確認した後、酢酸エチルを添加して、固形分50重量%のポリカーボネートウレタンポリオール(A―5)溶液を得た。
このポリカーボネートウレタンポリオール(A−5)は、数平均分子量12,000、ガラス転移温度−22℃、水酸基価9.4mgKOH/g、であった。
ジオール成分のモル比が1,5−ペンタンジオール:1,6−オクタンジオール=50:50、カーボネート基当量が123.0g/mol、数平均分子量が1,000、25℃で液状のポリカーボネートポリオール(C)を、窒素気流下で攪拌しながら反応釜の酢酸エチル中に溶解させ固形分80%のポリカーボネートポリオール(C)溶液を得た。
前記ポリカーボネートポリオール(C)溶液に、ジイソシアネート(D)としてイソホロンジイソシアネートをNCO/OH比が0.84となるように添加し、70℃で5時間反応させた。IR測定によりNCOピークがないことを確認した後、酢酸エチルを添加して、固形分50重量%のポリカーボネートウレタンポリオール(A―6)溶液を得た。
このポリカーボネートウレタンポリオール(A−6)は、数平均分子量12,000、ガラス転移温度−21℃、水酸基価9.3mgKOH/g、であった。
NCO/OH比を0.83とした以外は、前記合成例6と同様にして、固形分50重量%のポリカーボネートウレタンポリオール(A―7)溶液を得た。
このポリカーボネートウレタンポリオール(A−7)は、数平均分子量14,000、ガラス転移温度−18℃、水酸基価8.0mgKOH/g、であった。
ジオール成分のモル比が1,4−ブタンジオール:1,6−ヘキサンジオール=70:30、カーボネート基当量が128.8g/mol、数平均分子量が1,000、25℃で液状のポリカーボネートポリオール(C)を、窒素気流下で攪拌しながら反応釜の酢酸エチル中に溶解させ固形分80%のポリカーボネートポリオール(C)溶液を得た。
前記ポリカーボネートポリオール(C)溶液に、ジイソシアネート(D)としてイソホロンジイソシアネートをNCO/OH比が0.83となるように添加し、70℃で5時間反応させた。
IR測定によりNCOピークがないことを確認した後、酢酸エチルを添加して、固形分50重量%のポリカーボネートウレタンポリオール(A―8)溶液を得た。
このポリカーボネートウレタンポリオール(A−8)は、数平均分子量12,000、ガラス転移温度−22℃、水酸基価9.4mgKOH/g、であった。
ジオール成分のモル比が1,4−ブタンジオール:1,6−ヘキサンジオール=70:30、カーボネート基当量が128.8g/mol、数平均分子量が1,000、25℃で液状のポリカーボネートポリオール(C)と、低分子ジオール(E)である3−メチル−1,5−ペンタンジオールとを、前記ポリカーボネートポリオール(C)と前記低分子ジオール(E)のモル比が90:10となるように、窒素気流下で攪拌しながら反応釜の酢酸エチル中に溶解させ固形分80%の、前記ポリカーボネートポリオール(C)と前記低分子ジオール(E)との混合溶液を得た。
前記混合溶液に、ジイソシアネート(D)としてイソホロンジイソシアネートをNCO/OH比が0.84となるように添加し、70℃で5時間反応させた。
IR測定によりNCOピークがないことを確認した後、酢酸エチルを添加して、固形分50重量%のポリカーボネートウレタンポリオール(A―9)溶液を得た。
このポリカーボネートウレタンポリオール(A−9)は、数平均分子量12,000、ガラス転移温度−16℃、水酸基価9.5mgKOH/g、であった。
NCO/OH比を0.4とした以外は、前記合成例8と同様にして、固形分50重量%のポリカーボネートウレタンポリオール(A’―10)溶液を得た。
このポリカーボネートウレタンポリオール(A’−10)は、数平均分子量3,500、ガラス転移温度−29℃、水酸基価32.1mgKOH/g、であった。
NCO/OH比を0.95とした以外は、前記合成例8と同様にして、固形分50重量%のポリカーボネートウレタンポリオール(A’―11)溶液を得た。
のポリカーボネートウレタンポリオール(A’−11)は、数平均分子量32,000、ガラス転移温度−3℃、水酸基価3.5mgKOH/g、であった。
ジオール成分のモル比が1,4−ブタンジオール:1,6−ヘキサンジオール=70:30、カーボネート基当量が133.5g/mol、数平均分子量が500、25℃で液状のポリカーボネートポリオール(C’)と、低分子ジオール(E)である3−メチル−1,5−ペンタンジオールとを、前記ポリカーボネートポリオール(C’)と前記低分子ジオール(E)のモル比が50:50となるように、窒素気流下で攪拌しながら反応釜の酢酸エチル中に溶解させ固形分80%の、前記ポリカーボネートポリオール(C’)と前記低分子ジオール(E)との混合溶液を得た。
前記混合溶液に、ジイソシアネート(D)としてイソホロンジイソシアネートをNCO/OH比が0.92となるように添加し、70℃で5時間反応させた。
IR測定によりNCOピークがないことを確認した後、酢酸エチルを添加して、固形分50重量%のポリカーボネートウレタンポリオール(A’―12)溶液を得た。
このポリカーボネートウレタンポリオール(A’−12)は、数平均分子量12,000、ガラス転移温度15℃、水酸基価9.3mgKOH/g、であった。
ジオール成分のモル比が1,4−ブタンジオール:1,6−ヘキサンジオール=70:30、カーボネート基当量が125.5g/mol、数平均分子量が4,000、25℃で液状のポリカーボネートポリオール(C’)を、窒素気流下で攪拌しながら反応釜の酢酸エチル中に溶解させ固形分80%のポリカーボネートポリオール(C’)溶液を得た。
前記ポリカーボネートポリオール(C’)溶液に、ジイソシアネート(D)としてイソホロンジイソシアネートをNCO/OH比が0.75となるように添加し、70℃で5時間反応させた。
IR測定によりNCOピークがないことを確認した後、酢酸エチルを添加して、固形分50重量%のポリカーボネートウレタンポリオール(A’―13)溶液を得た。
このポリカーボネートウレタンポリオール(A’−13)は、数平均分子量12,000、ガラス転移温度−44℃、水酸基価9.4mgKOH/g、であった。
ジオール成分のモル比が3−メチル−1,5−ペンタンジオール:1,6−ヘキサンジオール=90:10、カーボネート基当量が149.1g/mol、数平均分子量が1,000、25℃で液状のポリカーボネートポリオール(C’)を、窒素気流下で攪拌しながら反応釜の酢酸エチル中に溶解させ固形分80%のポリカーボネートポリオール(C’)溶液を得た。
前記ポリカーボネートポリオール(C’)溶液に、ジイソシアネート(D)としてイソホロンジイソシアネートをNCO/OH比が0.84となるように添加し、70℃で5時間反応させた。
IR測定によりNCOピークがないことを確認した後、酢酸エチルを添加して、固形分50重量%のポリカーボネートウレタンポリオール(A’―14)溶液を得た。
このポリカーボネートウレタンポリオール(A’−14)は、数平均分子量12,000、ガラス転移温度−22℃、水酸基価9.3mgKOH/g、であった。
ジオール成分のモル比が1,4−ブタンジオール:1,6−ヘキサンジオール=70:30、カーボネート基当量が130.0g/mol、数平均分子量が1,000、25℃で固形のポリカーボネートポリオール(C’)を、窒素気流下で攪拌しながら反応釜の酢酸エチル中に溶解させ固形分80%のポリカーボネートポリオール(C’)溶液を得た。
前記ポリカーボネートポリオール(C’)溶液に、ジイソシアネート(D)としてイソホロンジイソシアネートをNCO/OH比が0.82となるように添加し、70℃で5時間反応させた。
IR測定によりNCOピークがないことを確認した後、酢酸エチルを添加して、固形分50重量%のポリカーボネートウレタンポリオール(A’―15)溶液を得た。
このポリカーボネートウレタンポリオール(A’−15)は、数平均分子量12,000、ガラス転移温度−21℃、水酸基価9.3mgKOH/g、であった。
ジオール成分として1,6−ヘキサンジオールだけを用いた、カーボネート基当量が149.1g/mol、数平均分子量が1000、25℃で固体のポリカーボネートポリオール(C’)を、窒素気流下で攪拌しながら反応釜の酢酸エチル中に溶解させ固形分80%のポリカーボネートポリオール(C’)溶液を得た。
前記ポリカーボネートポリオール(C’)溶液に、ジイソシアネート(D)としてイソホロンジイソシアネートをNCO/OH比が0.83となるように添加し、70℃で5時間反応させた。
IR測定によりNCOピークがないことを確認した後、酢酸エチルを添加して、固形分50重量%のポリカーボネートウレタンポリオール(A’―16)溶液を得た。
このポリカーボネートウレタンポリオール(A’−16)は、数平均分子量14,000、ガラス転移温度6℃、水酸基価8mgKOH/g、であった。
3−メチル−1,5−ペンタンジオール:アジピン酸=50:50(モル)で反応させた、数平均分子量が1,000、25℃で液状のポリエステルポリオールを、窒素気流下で攪拌しながら反応釜の酢酸エチル中に溶解させ固形分80%とし、ジイソシアネート(D)としてイソホロンジイソシアネートをNCO/OH比が0.82となるように添加し、70℃で5時間反応させた。
IR測定によりNCOピークがないことを確認した後、酢酸エチルを添加して、固形分50重量%のポリエステルウレタンポリオール(A’―16)溶液を得た。
このポリエステルウレタンポリオール(A’−16)は、数平均分子量12,000、ガラス転移温度−18℃、水酸基価9.4mgKOH/g、であった。
<調製例1>
ヘキサメチレンジイソシアネートの三量体(イソシアネート基の官能基量5.19mmol/g、1分子あたりの平均イソシアネート基数3)を酢酸エチルで希釈して固形分50%の樹脂溶液としたものをポリイソシアネート(B−1)溶液とする。
<調製例2>
イソホロンジイソシアネートのトリメチロールプロパンとのアダクト体(イソシアネート基の官能基量3.75mmol/g、1分子あたりの平均イソシアネート基数3)を酢酸エチルで希釈して固形分50%の樹脂溶液としたものをポリイソシアネート(B−2)溶液とする。
<調製例3>
イソホロンジイソシアネートの三量体(イソシアネート基の官能基量4.08mmol/g、1分子あたりの平均イソシアネート基数3)を酢酸エチルで希釈して固形分50%の樹脂溶液としたものをポリイソシアネート(B−3)溶液とする。
表2に示すNCO/OH比となるように、各種ポリカーボネートウレタンポリオール(A)溶液とポリイソシアネート(B)溶液を配合し、ポリカーボネートウレタンポリオール(A)とポリイソシアネート(B)の合計100重量部に対して、グリシジル基含有シランカップリング剤(「KBM−403」信越化学(株)製)を1重量部及びジラウリン酸ジオクチル錫(「ネオスタン U−810」、日東化成(株)製)を0.01重量部配合し、酢酸エチルで希釈して固形分30%に調整した溶液を接着剤溶液とする。
<ポリカーボネートジオール(C)、低分子ジオール(E)>
・1,3−PD:1,3−プロパンジオール(分子量76)
・1,4−BD:1,4−ブタンジオール(分子量90)
・1,5−PD:1,5−ペンタンジオール(分子量104)
・1,6−HD:1,6−ヘキサンジオール(分子量118)
・MPD:3−メチル−1,5−ペンタンジオール(分子量118)
・AA:アジピン酸
・XDI:キシリレンジイソシアネート(イソシアネート基の官能基量10.64mmol/g、1分子あたりの平均イソシアネート基数2)
・H6XDI:水素添加キシリレンジイソシアネート(イソシアネート基の官能基量10mmol/g、1分子あたりの平均イソシアネート基数2)
・IPDI:イソホロンジイソシアネート(イソシアネート基の官能基量9mmol/g、1分子あたりの平均イソシアネート基数2)
(PETフィルム/接着剤層/PETフィルムの作製)
厚さ50μmの延伸ポリエステルフィルム(東レ製:商品名 X10S)のコロナ処理面側に実施例および比較例の各接着剤を塗布し、80℃、1分間乾燥し、乾燥時接着剤量:4〜5g/m2の接着剤層をそれぞれ形成し、PETフィルム上の前記接着剤層に厚さ50μmの延伸ポリエステルフィルム(東レ製:商品名 X10S)のコロナ処理面側を重ね合わせ、60℃に設定した2つのロール間を通過させることでラミネートした。
その後、得られたPETフィルム/接着剤層/PETフィルムの積層体の一部を、40℃、40%RHの環境下で、5日間、エージングし、接着剤層を十分に硬化させた。
エージング前後の前記積層体を、それぞれ200mm×15mmの大きさに切断し、25℃、湿度65%の環境下で6時間静置後、ASTM−D1876−61の試験法に準じ、引張り試験機を用いて、25℃、湿度65%の環境下で、荷重速度300mm/分でT型剥離試験をおこなった。PETフィルム間の剥離強度(N/15mm巾)を5個の試験片の平均値で示す。
得られた積層フィルムの評価結果を表2に示す。
(PETフィルム/接着剤層/PETフィルムの作製)
前記のようにして、40℃、40%RHの環境下で、5日間、エージングし、接着剤層を十分に硬化させたPETフィルム/接着剤層/PETフィルムの積層体を、それぞれ200mm×15mmの大きさに切断し、85℃、湿度85%の環境下で1000時間、2000時間、3000時間静置した。
その後、25℃、湿度65%の環境下で6時間静置後、ASTM−D1876−61の試験法に準じ、引張り試験機を用いて、25℃、湿度65%の環境下で、荷重速度300mm/分でT型剥離試験をおこなった。PETフィルム間の剥離強度(N/15mm巾)を5個の試験片の平均値で示す。
得られた積層フィルムの評価結果を表2に示す。
[エージング前の接着力試験]
◎ 実用上優れる:3N/15mm以上
○ 実用域:2〜3N/15mm
△ 実用下限:1〜2N/15mm
× 実用不可:1N/15mm未満
[エージング後の試験、耐湿熱性試験後の接着力試験]
◎ 実用上優れる:5N/15mm以上
○ 実用域:4〜5N/15mm
△ 実用下限:2〜4N/15mm
× 実用不可:2N/15mm未満
<ポリイソシアネート(B)>
・HDIトリマー:ヘキサメチレンジイソシアネートの三量体(イソシアネート基の官能基量5.19mmol/g、1分子あたりの平均イソシアネート基数3)
・IPDI−TMP:イソホロンジイソシアネートのトリメチロールプロパンとのアダクト体(イソシアネート基の官能基量3.75mmol/g、1分子あたりの平均イソシアネート基数3)
・IPDIトリマー:イソホロンジイソシアネートの三量体(イソシアネート基の官能基量4.08mmol/g、1分子あたりの平均イソシアネート基数3)
<添加剤>
・KBM−403:信越化学株式会社製 グリシジル基含有シランカップリング剤 KBM−403
・U−810:日東化成株式会社製 ジラウリン酸ジオクチル錫 ネオスタン U−810
比較例2は、ポリイソシアネート(B)を使用していないため、ポリカーボネートウレタンポリオール(A)との反応による架橋構造が形成されていないため、耐湿熱性が不十分であり、耐湿熱性試験後の接着力が大幅に悪化した。
比較例3は、ポリカーボネートウレタンポリオール(A)の数平均分子量が3,500であり、5,000未満であることから、エージング工程前の接着剤の凝集力が不足し、エージング工程前の接着力が大きく悪化した。
更にポリイソシアネート(B)がポリイソシアネート(B)のイソシアネート基/前記ポリカーボネートウレタンポリオール(A)の水酸基=0.5〜10/1(モル比)の範囲で含有しており、エージング前の接着力、エージング後の接着力、耐湿熱性試験後の接着力をすべてバランスよく満たしていた。
実施例8、9の接着剤は、ポリカーボネートウレタンポリオール(A)の数平均分子量が8,000〜15,000という好適範囲であったため、好適範囲外の実施例1、2と比較すると、凝集力およびPETフィルムとの濡れ性が良好であり高い接着強度を示した。
また、実施例8、9の接着剤は、ポリカーボネートウレタンポリオール(A)のガラス転移温度が−30〜0℃という好適範囲であったため、好適範囲外の実施例3、4と比較すると、凝集力およびPETフィルムとの濡れ性が良好であり高い接着強度を示した。
また、実施例8、9の接着剤は、ポリカーボネートウレタンポリオール(A)で使用しているポリカーボネートジオール(C)のカーボネート基当量が110〜140という好適範囲であったため、好適範囲外の実施例5と比較すると、カーボネート基の密度が高く、PETフィルムとの相互作用が強固であるため高い接着強度を示した。
また、実施例8、9の接着剤は、ポリイソシアネート(B)の配合量が、ポリイソシアネート(B)のイソシアネート基/前記ポリカーボネートウレタンポリオール(A)の水酸基=1〜4/1(モル比)の好適範囲であったため、好適範囲外の実施例6、7と比較すると、凝集力のバランスが優れ、高い接着強度を示した。
たとえば、JIS C 8917(結晶系太陽電池モジュールの環境試験方法及び耐久試験方法)には、耐湿性試験B−2として、85℃、85%RH下で1000時間の耐久性試験が課せられており、特に過酷な試験方法として知られている。今回は85℃、85%RH雰囲気下で3000時間まで耐湿熱性試験を行っており、この耐湿熱性試験に耐えることは、本接着剤がより過酷な長期の耐湿性試験に十分耐え得ることを示唆する。
本発明の接着剤を用いてなる太陽電池裏面保護シートは、このような長期耐湿熱試験において、十分な層間接着強度(ラミネート強度)を保持し、シート層間にデラミネーションを発生させないことにより、太陽電池素子の保護、発電効率の維持、さらに太陽電池の寿命延長に寄与することができる。太陽電池の寿命延長は、太陽電池システムの普及につながり、化石燃料以外でのエネルギー確保の観点から、環境保全に寄与することにもなる。
さらに、その他の分野、例えば、プラスチックレンズやプリズム、光ファイバーなどの光学部材、フレキシブルプリント配線盤用ソルダーレジスト、多層プリント配線盤用層間絶縁膜などの電気・電子部材、リチウムイオンの電池パックの包装フィルム、その他紙やプラスチックフィルム全般等のコーティング剤、食品パッケージ用の接着剤などとしても幅広く用いることができる。
2 太陽電池用表面封止シート
3 受光面側封止材層
4 非受光面側封止材層
5 太陽電池用裏面保護シート
11 第1シート状部材
12 第2シート状部材
13 第3シート状部材
14 第4シート状部材
21 プラスチックフィルム
22 蒸着層
23 金属箔
24 コーティング層
31 非金属酸化物層
51 第1接着剤層
52 第2接着剤層
53 第3接着剤層
100 太陽電池モジュール
Claims (5)
- ポリカーボネートウレタンポリオール(A)と、ポリイソシアネート(B)とを含有する接着剤組成物であって、
前記ポリカーボネートウレタンポリオール(A)が、直鎖状アルキレンジオールからなるジオール単位を80〜100モル%含み、25℃で液状であるポリカーボネートポリオール(C)とジイソシアネート(D)とを構成成分とする、数平均分子量5,000〜25,000、ガラス転移温度が−40〜10℃のポリカーボネートウレタンポリオール(A)であり、
前記ポリカーボネートウレタンポリオール(A)と前記ポリイソシアネート(B)とを、前記ポリイソシアネート(B)中のイソシアネート基/前記ポリカーボネートウレタンポリオール(A)中の水酸基=0.5〜10/1(モル比)の範囲で、含む接着剤組成物。 - ポリカーボネートポリオール(C)1分子あたりのカーボネート基当量が100〜145g/molであることを特徴とする請求項1に記載の接着剤組成物。
- 太陽電池に設けられている太陽電池素子の太陽光の入射面とは反対側の面を保護する太陽電池用裏面保護シートであって、
2つ以上のシート状部材の積層体を備え、
前記積層体を構成する前記シート状部材間の接着の少なくとも一部に、請求項1又は2記載の接着剤組成物から形成された硬化処理済み接着剤層が用いられている太陽電池用裏面保護シート。 - 前記積層体を構成する前記シート状部材の少なくとも1つが水蒸気バリア層を有し、
前記水蒸気バリア層は、金属箔、金属酸化物層付きプラスチックフィルム、及び非金属酸化物層付きプラスチックフィルムからなる群より選ばれることを特徴とする請求項3記載の太陽電池用裏面保護シート。 - 直鎖状アルキレンジオールからなるジオール単位を80〜100モル%含み、25℃で液状であるポリカーボネートポリオール(C)とジイソシアネート(D)とを反応させ、数平均分子量5,000〜25,000、ガラス転移温度が−40〜10℃のポリカーボネートウレタンポリオール(A)を得、
前記ポリカーボネートウレタンポリオール(A)と、ポリイソシアネート(B)とを、前記ポリイソシアネート(B)中のイソシアネート基/前記ポリカーボネートウレタンポリオール(A)中の水酸基=0.5〜10/1(モル比)の範囲で、配合する、
接着剤組成物の製造方法。
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