KR20120083729A - Fluororesin coated backside protective sheet - Google Patents
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Abstract
본 발명은 불소계 수지가 코팅된 태양전지용 이면보호 시트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기재층의 한면 또는 양면에 이산화티탄 및 실리카 입자를 함유한 불소계 수지 코팅층을 갖는 태양전지용 이면보호 시트에 관한 것이다. 본 발명의 이면보호 시트는 이산화티탄을 함유함으로써 투과율, 반사율 및 UV 차단성이 우수하며, 또한 특정크기의 실리카 입자를 함유함으로써 양호한 블로킹성을 보이므로, 기존의 PVF 필름, PVDF 필름 등의 불소계 필름을 적용한 이면보호 시트를 대체할 수 있다.The present invention relates to a solar cell back protective sheet coated with a fluorine-based resin, and more particularly, to a solar cell back protective sheet having a fluorine-based resin coating layer containing titanium dioxide and silica particles on one or both surfaces of the substrate layer. The back protective sheet of the present invention is excellent in transmittance, reflectance and UV blocking property by containing titanium dioxide, and also exhibits good blocking property by containing silica particles of a specific size. Thus, fluorine-based films such as conventional PVF films and PVDF films It can replace the back protection sheet which applied.
Description
본 발명은 불소계 수지가 코팅된 태양전지용 이면보호 시트에 관한 것으로서, 본 발명의 이면보호 시트는 은폐력, 반사율, UV 차단성, 기재 부착력 등이 우수하며, 수지 코팅 공정 중 발생되는 블로킹 문제를 개선하여 기존의 PVF 필름, PVDF 필름 등의 불소계 필름을 적용한 이면보호 시트를 대체할 수 있다.
The present invention relates to a solar cell back protective sheet coated with a fluorine-based resin, the back protective sheet of the present invention is excellent in hiding power, reflectance, UV blocking properties, substrate adhesion, etc., by improving the blocking problem generated during the resin coating process It is possible to replace the back protective sheet to which the fluorine-based film such as PVF film, PVDF film and the like is applied.
태양 전지는 지구온난화 등 환경 문제와 화석에너지 고갈 문제를 해결할 수 있는 가장 좋은 청정 에너지원이다. 이 태양 전지는 모듈화되어 있으며, 대표적인 모듈의 구조는 태양광을 전면에서 받는 유리 또는 투명 시트, 실제적으로 태양광 발전이 일어나는 태양 전지(셀), 이 셀을 고정 및 보호하는 봉지재, 태양 전지의 후면에서 외부 환경으로부터 태양전지를 보호하는 이면보호 시트 등으로 구성되어 있다.Solar cells are the best clean energy source that can solve environmental problems such as global warming and fossil energy depletion. The solar cell is modular, and the structure of a typical module includes a glass or transparent sheet that receives sunlight from the front, a solar cell (cell) that actually generates photovoltaic power, an encapsulant that fixes and protects the cell, and a solar cell. It consists of a back protective sheet that protects the solar cell from the external environment at the back.
이렇듯, 태양 전지용 이면보호 시트는 태양 전지의 후면에서 외부의 충격이나 수분의 침투 등 외부 환경으로부터 태양 전지를 보호하는 기능을 한다. 따라서, 장기간 셀을 보호할 수 있도록 내후성, 내열성, 내UV성 등이 필요하며 이를 위해서는 이면보호 시트의 재료로 사용되는 필름이나 부재의 선택이 중요하다.As such, the back protective sheet for the solar cell functions to protect the solar cell from the external environment such as external impact or moisture penetration from the rear of the solar cell. Therefore, weather resistance, heat resistance, UV resistance, and the like are required to protect the cell for a long time. For this purpose, selection of a film or a member used as a material for the back protective sheet is important.
현재 가장 많이 사용되는 태양전지용 이면보호 시트로는 상품명 Tedlar인 폴리비닐 플루오라이드(PVF) 필름이 적층된 복합 필름을 사용하고 있다. 가장 대표적인 구조로는 TPT, TPE 구조이며, 이는 Tedlar/PET/Tedlar, Tedlar/PET/올레핀 및 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 공중합체로 이루어져 있다. 이 폴리비닐 플루오라이드 필름은 화학적으로 가장 안정한 불소기를 포함하고 있으며, 이런 불소기는 전기 음성도가 크고 전자밀도가 높으며 원자반경이 작기 때문에 화학적 안정성, 내열성, 내후성 등이 탁월하며, 장기 내구성의 신뢰도가 높은 기재이다. 하지만 태양 전지 시장의 급속한 성장으로 폴리비닐 플루오라이드 필름의 공급 안정성이 떨어지고 가격이 높아져, 태양 전지 제조 시 저비용 측면에서 많은 단점을 가지고 있다. 이런 폴리비닐 플루오라이드 필름을 대체하기 위해 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF) 필름, 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체 필름, 클로로트리플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체 필름 등을 사용하기도 한다. 하지만 이런 불소계 필름들도 제조 시 고온에서 용융 압출 과정이 필요하며, 20 ㎛ 이하의 낮은 두께를 가지는 필름을 성형하기 위해서는 많은 기술적 난제를 가지고 있는 것이 사실이다. 또한, 필름 제조 후 다시 이면보호용 시트 기재에 드라이 라미네이트용 접착제를 사용하여 적층해야 하는 추가적인 공정을 진행하므로 공정 비용의 저비용화에 단점을 가지고 있다.Currently, the most commonly used solar cell back protective sheet is a composite film in which a polyvinyl fluoride (PVF) film under the trade name Tedlar is laminated. The most representative structures are TPT and TPE structures, which consist of Tedlar / PET / Tedlar, Tedlar / PET / olefin and ethylene vinyl acetate (EVA) copolymers. This polyvinyl fluoride film contains chemically the most stable fluorine group. Since the fluorine group has high electronegativity, high electron density and small atomic radius, the polyvinyl fluoride film has excellent chemical stability, heat resistance, weather resistance, and long-term durability. It is a high substrate. However, due to the rapid growth of the solar cell market, the supply stability of polyvinyl fluoride film is lowered and the price is higher, which has many disadvantages in terms of low cost in manufacturing solar cells. In order to replace such polyvinyl fluoride film, a polyvinylidene fluoride (PVDF) film, a tetrafluoroethylene-ethylene copolymer film, a chlorotrifluoroethylene-ethylene copolymer film, etc. may be used. However, these fluorine-based films also require a melt extrusion process at a high temperature during manufacturing, and it is true that there are many technical difficulties in forming a film having a low thickness of 20 μm or less. In addition, since the film is manufactured and then an additional process of laminating the back protective sheet base material using an adhesive for dry lamination is carried out, there is a disadvantage in reducing the process cost.
이에, 불소계 수지와 같은 내후 코팅제를 적용하여 불소계 필름 대체용으로 이면보호 시트가 제조하려는 연구가 진행되고 있으며, 이는 공정의 간소화 및 제조 비용 절감 측면에서 큰 이점을 가지고 있다.Therefore, research is being conducted to manufacture a back protective sheet for replacing a fluorine-based film by applying a weatherproof coating such as a fluorine-based resin, which has great advantages in terms of simplification of the process and reduction of manufacturing cost.
미국 등록특허 제 7,553,540 호에는 불소계 수지를 기재에 코팅함으로써 전체적인 이면보호용 시트 제조 공정을 단축시키고 기재와의 강한 접착력 및 내구성을 확보할 수 있으며, 또한 불소 코팅층을 얇게 도포하는 것이 가능하여 비용 절감 효과를 얻을 수 있다고 제안하고 있다. 그리고 여러 가지 색상과 은폐도 그리고 다른 요구되는 물성들을 만족하기 위해 여러 가지 안료나 충전제 등을 1 ~ 35 중량%를 사용하는 것이 적절하다고 제시하고 있다.U.S. Pat.No. 7,553,540 can reduce the overall back protective sheet manufacturing process, secure strong adhesion and durability to the substrate by coating a fluorine-based resin on the substrate, and can also apply a thin coating of the fluorine coating layer to reduce costs. It is suggested that it can be obtained. In addition, it is suggested to use 1 to 35% by weight of various pigments and fillers to satisfy various colors, concealment, and other required properties.
또한, 유럽 등록특허 제 1,938,967 호에는 수분이 통과하지 않는 필름이나 증착 필름 및 금속 시트의 단면 또는 양면에 관능기를 가진 불소계 수지를 코팅한 태양전지용 이면보호 시트를 제안하고 있으며, 대한민국 공개특허 제 10-2009-0121273, 10-2010-0089038 호, 일본 공개특허 제 2010-212633 호에도 여러 가지 불소계 수지를 코팅함으로써 우수한 내후성, 내열성, 보색성을 가지는 태양전지용 이면보호 시트 제조에 관한 내용이 기재되어 있다.In addition, European Patent No. 1,938,967 proposes a solar cell back protective sheet coated with a fluorine-based resin having a functional group on one side or both sides of a film, a vapor deposition film, and a metal sheet that do not pass moisture. 2009-0121273, 10-2010-0089038, and Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-212633 also describe the manufacture of the back surface protection sheet for solar cells which has excellent weather resistance, heat resistance, and complementary color by coating various fluorine-type resins.
그리고 일본 공개특허 제 2010-212496 호에서는 불소 함유 수지 코팅층의 표면의 산술 평균 거칠기(Ra)가 0.2 ㎛ 이상인 것을 특징으로 하며, 이산화티탄과 실리카의 분산시간을 통해 표면 조도를 조절하여 블로킹 억제성이 우수한 태양전지 모듈 보호 시트에 관한 내용이 기재되어 있다.In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-212496, the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the fluorine-containing resin coating layer is 0.2 µm or more, and the surface roughness is controlled through the dispersion time of titanium dioxide and silica to prevent blocking. The contents regarding the excellent solar cell module protection sheet are described.
하지만, 내후 코팅제를 적용한 이면보호 시트는 대부분 코팅제를 얇게 도공 하기 때문에 이면보호 시트의 은폐력 및 반사율이 떨어지는 문제점이 있으며, 코팅제에 이산화티탄(TiO2) 등의 충전제 함량을 높이면 반사율 및 UV 차단성이 우수해지지만 기재 부착력은 상대적으로 저하되는 문제가 있다. 또한, 작은 입자 크기의 실리카 등 충전제의 분산시간을 조절하여 원하는 표면 조도를 조절하기에는 분산 균일성 및 조액 조건에 따른 재현성에 문제점이 있다.
However, most of the back protective sheet to which the weathering coating is applied have a problem of decreasing the hiding power and reflectance of the back protective sheet because the coating is thinly applied, and if the filler content such as titanium dioxide (TiO 2 ) is increased in the coating, the reflectance and UV blocking properties Although excellent, there is a problem that the substrate adhesion is relatively low. In addition, there is a problem in the uniformity of the dispersion and the reproducibility according to the crude liquid conditions in order to adjust the dispersion time of the filler such as silica of small particle size to adjust the desired surface roughness.
이에 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 노력한 결과, 불소계 수지에 함유되는 이산화티탄 등의 충전제 함량을 최적화 하여 은폐력, UV 차단성, 반사율, 기재와의 부착성 등을 확보하고, 특정 입자 크기의 실리카를 사용하면 블로킹성이 개선된 태양전지용 이면보호 시트를 얻을 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하였다. 즉, 본 발명은 불소계 필름 적층형 이면보호 시트를 대체하기 위한 불소계 수지가 코팅된 태양전지용 이면보호 시트의 제공에 그 목적이 있다.
Accordingly, the present inventors have tried to solve the above problems, and as a result, by optimizing the filler content, such as titanium dioxide contained in the fluorine-based resin to ensure hiding power, UV blocking properties, reflectance, adhesion to the substrate, and the like, By using silica, it was found that the back protective sheet for solar cells having improved blocking property was completed. That is, the present invention has an object to provide a back protective sheet for solar cells coated with a fluorine-based resin for replacing the fluorine-based film laminated back protective sheet.
본 발명은 기재층의 한면 또는 양면에 불소계 수지가 코팅된 태양전지용 이면보호 시트에 있어서, 불소계 수지 코팅층은 불소계 수지 100 중량부에 대하여, 이산화티탄 80 ~ 100 중량부 및 평균 입자크기가 3 ~ 8 ㎛인 실리카 8 ~ 16 중량부를 함유하는 것을 특징으로 하는 태양전지용 이면보호 시트를 그 특징으로 한다.
The present invention is a solar cell back protective sheet coated with a fluorine resin on one side or both sides of the base layer, the fluorine resin coating layer is 80 to 100 parts by weight of titanium dioxide and 3 to 8 average particle size with respect to 100 parts by weight of fluorine-based resin The back surface protection sheet for solar cells containing 8-16 weight part of silicas which are micrometers is the characteristics.
본 발명의 태양전지용 이면보호 시트는 투과율 15% 이하, 반사율 80% 이상, 400 nm의 단파장 UV 투과율 1% 이하의 물성을 가지며, 불소계 수지 코팅 공정 및 수지층 경화 기간에 발생되는 블로킹성이 개선되어 공정성 및 생산성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 기존의 불소계 필름 적층형 이면보호 시트를, 동등 이상의 물성을 가지면서도 제조단가가 낮은 코팅형 이면보호 시트로 대체할 수 있을 것으로 기대된다.
The back protective sheet for solar cells of the present invention has physical properties of transmittance of 15% or less, reflectance of 80% or more, and short wavelength UV transmittance of 1% or less of 400 nm, and improved blocking properties generated during the fluorine resin coating process and the resin layer curing period. It can improve processability and productivity. Therefore, it is expected that the existing fluorine film laminated back protective sheet can be replaced with a coated back protective sheet having low physical cost while having equivalent properties or more.
이하에서는 본 발명을 더욱 자세하게 설명하겠다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명은 불소계 수지 100 중량부에 대하여, 이산화티탄 80 ~ 100 중량부 및 평균 입자크기가 3 ~ 8 ㎛인 실리카 8 ~ 16 중량부를 함유하는 불소계 수지 코팅층을 가진 태양전지용 이면보호 시트에 관한 것이다. 본 발명에 따른 태양전지용 이면호보 시트는 은폐력, 반사율, 내UV성이 우수하며 특히 투과율 15% 이하, 반사율 80% 이상, 400 nm의 단파장 UV 투과율 1% 이하의 물성을 갖는다. 또한, 특정크기의 실리카를 함유함으로써 블로킹성 개선효과가 뛰어나다.The present invention relates to a solar cell back protective sheet having a fluorine-based resin coating layer containing 80 to 100 parts by weight of titanium dioxide and 8 to 16 parts by weight of silica having an average particle size of 3 to 8 m. Solar cell back cover sheet according to the present invention is excellent in hiding power, reflectance, UV resistance, and especially has a transmittance of 15% or less, reflectance of 80% or more, and short wavelength UV transmittance of 1% or less of 400 nm. In addition, by containing a specific size of silica excellent blocking effect is excellent.
상기 불소계 수지는 유기 용제 가용성 불소계 수지로서, 이소시아네이트와 가교 반응을 일으킬 수 있는 수산기(-OH)와 유기 용제에의 용해성을 위한 유기기를 가지고 있는 것이라면 특별히 한정하지는 않는다. 이러한 불소계 수지는 대부분 클로로트리플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌 및 불화 비닐리덴 중에서 선택한 1종 이상의 불소를 함유한 모노머와; 이소부틸렌, 프로필렌 또는 이들의 혼합물인 알킬렌 화합물과; 하이드록시 알킬 비닐 에테르 등의 수산기와 유기기를 포함한 모노머와;의 공중합으로 얻어진다. 일반적으로 불소 함량이 높을수록 화학적으로 안정하고 내후성등이 우수하므로 불소기가 4개가 치환된 테트라플루오로에틸렌 모노머를 공중합한 수지가 더 바람직하다.The fluorine-based resin is not particularly limited as long as it is an organic solvent-soluble fluorine-based resin and has a hydroxyl group (-OH) capable of causing a crosslinking reaction with isocyanate and an organic group for solubility in an organic solvent. These fluorine-based resins are mostly monomers containing at least one fluorine selected from chlorotrifluoroethylene, tetrafluoroethylene and vinylidene fluoride; Alkylene compounds which are isobutylene, propylene or mixtures thereof; It is obtained by copolymerization with the monomer containing hydroxyl group and organic groups, such as hydroxy alkyl vinyl ether. In general, the higher the fluorine content, the more chemically stable and excellent weather resistance, and thus, a resin copolymerized with tetrafluoroethylene monomers having four substituted fluorine groups is more preferable.
본 발명의 이면보호 시트는 얇은 두께로 코팅 시 문제가 되는 낮은 은폐력, UV차단성, 반사율을 개선하기 위해 이산화티탄이 불소계 수지 코팅층에 불소계 수지 100 중량부에 대하여 80 ~ 100 중량부로 함유되어 있으며, 이를 통해 기존 PVF 필름, PVDF 필름 등 불소계 필름을 사용하여 제조한 이면보호 시트와 유사한 은폐력, UV 차단성 및 반사율을 구현할 수 있으며, 또한 상기 조성에서 양호한 기재 부착력을 보인다. 함유량이 80 중량부 미만이면 투과율, 반사율 등의 광학 특성이 떨어지는 문제가 있을 수 있으며, 100 중량부를 초과하면 기재 부착력이 떨어지는 문제가 있을 수 있다.The back protective sheet of the present invention contains titanium dioxide in an amount of 80 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the fluorine-based resin in the fluorine-based resin coating layer in order to improve low hiding power, UV blocking property and reflectance, which are a problem when coating a thin film. Through this, it is possible to realize the hiding power, UV blocking property and reflectance similar to the back protective sheet manufactured using a fluorine-based film such as a conventional PVF film, PVDF film, and also shows good substrate adhesion in the composition. If the content is less than 80 parts by weight, there may be a problem that the optical properties such as transmittance, reflectance, etc. are inferior, and if it exceeds 100 parts by weight, there may be a problem that the substrate adhesion is poor.
이산화티탄(TiO2)은 코팅 산업에서 가장 주요한 백색 안료로 사용되고 있으며 내UV, 백색도, 은폐도, 명도 등을 조절한다. 이산화티탄은 아나타제(Anatase) 타입과 루타일(rutile) 타입이 있으나 루타일 타입이 더 안정하고 내후성이 뛰어나기 때문에 사용상 더 바람직하다. 또한 이산화티탄이 불소계 수지에 분산이 잘 되어야만 코팅성이 좋아지며 외관상 표면 불량 등이 발생되지 않는다. 이를 위해 보통 비드나 볼 등으로 밀링을 통해 분산처리 하는데 이 때, 비드나 볼의 투입비가 중요하다. 비드나 볼의 투입비는 밀링 조액 무게비 대비하여 1:1 정도가 바람직하다.Titanium dioxide (TiO 2 ) is used as the most important white pigment in the coating industry and controls UV, whiteness, concealment, and brightness. Titanium dioxide has an anatase type and a rutile type, but is more preferable in use because the rutile type is more stable and has excellent weather resistance. In addition, the coating property is good only when titanium dioxide is well dispersed in the fluorine resin, and surface defects do not occur in appearance. For this purpose, it is usually distributed by milling beads or balls. At this time, the input cost of beads or balls is important. The feed ratio of beads or balls is preferably about 1: 1 compared to the milling crude weight ratio.
또한, 불소계 수지를 기재층에 코팅하는 공정이나 수지층 경화 시에는 블로킹성 개선이 중요하다. 블로킹성은 미경화된 수지층으로 인하여 양면 코팅 공정 시 건조로에서 가이드롤에 붙는 현상이나 단면 코팅 시 권취 후 배면으로 코팅면이 벗겨져서 넘어가는 현상, 권취된 롤에서 이면보호 시트 사용 시 잘 풀리지 않는 현상 등을 말한다. 이는 태양전지용 이면보호 시트 제조 시 공정성 및 생산성을 높이기 위해 반드시 개선되어야 한다.In addition, improvement of blocking property is important at the time of coating a base material layer with a fluorine resin, or at the time of hardening of a resin layer. The blocking property is the phenomenon of sticking to the guide roll in the drying furnace in the double-side coating process due to the uncured resin layer, or the coating surface peeling off to the back after winding in the single-side coating process, and the phenomenon of being difficult to loosen when using the back protective sheet in the rolled roll. Say This must be improved in order to increase processability and productivity in manufacturing a back protective sheet for solar cells.
본 발명에서는 평균 입자크기가 3 ~ 8 ㎛인 실리카를 투입함으로써 상기 블로킹성을 개선하였으며 태양전지 이면보호 시트의 광택도도 조절할 수 있었다. 실리카 평균 입자크기가 3 ㎛ 미만일 경우 블로킹성 개선에 효과가 거의 없으며, 8 ㎛를 초과하는 경우 표면 거칠기가 너무 높아지는 문제가 있을 수 있다. 이러한 실리카는 코팅층에 불소계 수지 100 중량부에 대하여 8 ~ 16 중량부로 함유되는 것이 바람직하다. 실리카의 함유량이 8 중량부 미만일 경우 충분한 불로킹성 개선효과를 얻을 수 없으며 16 중량부를 초과하는 경우 조액 안정성 등에 문제가 있을 수 있다.In the present invention, the blocking property was improved by adding silica having an average particle size of 3 to 8 μm, and the glossiness of the solar cell back protective sheet was also controlled. When the average silica particle size is less than 3 ㎛ has little effect on improving the blocking properties, if it exceeds 8 ㎛ may have a problem that the surface roughness is too high. Such silica is preferably contained in the coating layer of 8 to 16 parts by weight based on 100 parts by weight of the fluorine-based resin. If the content of silica is less than 8 parts by weight, sufficient blocking effect improvement may not be obtained, and if it exceeds 16 parts by weight, there may be a problem in the stability of crude liquid.
또한, 본 발명의 태양전지용 이면보호 시트의 코팅층에는 필요에 따라 부착성 증진을 위해 실란 커플링제를 추가할 수도 있으며, 자외선 흡수제 및 기타 투습 방지 성능을 높이기 위해 유리 섬유 등을 추가로 첨가할 수 있다.In addition, a silane coupling agent may be added to the coating layer of the back protective sheet for solar cells of the present invention to enhance adhesion as necessary, and glass fibers and the like may be further added to increase the UV absorber and other moisture permeability. .
본 발명에서 사용하는 불소계 수지는 경화형 타입으로서 가교제를 필요로 하며, 필요에 따라 가교 촉진제를 포함할 수도 있다. 경화 시 사용되는 가교제는 불소계 수지 내 반응성 관능기인 수산기와 반응하며 보통 이소시아네이트 가교제를 사용한다. 더 자세하게는 불소계 수지의 수산기와 가교제의 이소시아네이트기 간의 우레탄 경화 반응을 통해 코팅 층을 형성한다. 상기 이소시아네이트 가교제의 종류에 따라 경화 속도 및 황변, 기재와의 부착성 등 주요 물성이 좌우되므로 가교제 선택 시 주의하여야 한다. 이소시아네이트 가교제로는 2,4-톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI), 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), HDI 삼량체(HDI trimer), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 자일렌 디이소시아네이트(XDI) 및 4,4'-디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트(HMDI) 중에서 선택한 1종 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하기로는 HDI 삼량체를 사용하는 것이 좋다. 이는 반응성은 느리지만 내황변 등 내후성이 우수하기 때문에 주로 사용한다.The fluorine-based resin used in the present invention requires a crosslinking agent as a curable type, and may contain a crosslinking accelerator as necessary. The crosslinking agent used in curing reacts with a hydroxyl group which is a reactive functional group in the fluorine-based resin and usually uses an isocyanate crosslinking agent. More specifically, the coating layer is formed through a urethane curing reaction between the hydroxyl group of the fluorine resin and the isocyanate group of the crosslinking agent. Since the main physical properties such as curing rate and yellowing, adhesion to the substrate depends on the type of the isocyanate crosslinking agent, care must be taken when selecting the crosslinking agent. Isocyanate crosslinkers include 2,4-toluene diisocyanate (TDI), 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 1,6-hexamethylene diisocyanate (HDI), HDI trimer (HDI trimer), iso Poron diisocyanate (IPDI), xylene diisocyanate (XDI) and 4,4'-dicyclohexylmethane One or more selected from diisocyanates (HMDI) may be used, and preferably, HDI trimers are used. It is mainly used because of its low reactivity but excellent weather resistance such as yellowing.
가교촉진제는 유기금속 화합물, 산, 아민염, 유기 과산화물 등을 사용할 수 있으나, 유기 금속 화합물이 가장 바람직하다. 구체적인 예로는 디부틸틴 라우레이트(Dibutyltin laurate) 또는 디옥틸틴 디라우레이트를 사용하는 것이 좋다. 가교촉진제의 첨가는 조액의 가사시간을 단축시킬 수 있으므로 소량만 첨가하는 것이 바람직하다.The crosslinking accelerator may be an organometallic compound, an acid, an amine salt, an organic peroxide, or the like, but an organometallic compound is most preferred. As a specific example, it is preferable to use dibutyltin laurate or dioctyltin dilaurate. The addition of the crosslinking accelerator can shorten the pot life of the crude liquid, so it is preferable to add only a small amount.
불소계 수지, 이소시아네이트 가교제, 가교촉진제 등을 용해시키는 용제로는 불소계 수지와 상용성이 나오는 것이라면 특별히 한정하지 않지만, 에틸 아세테이트, 노말 부틸 아세테이트 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.The solvent for dissolving the fluorine resin, the isocyanate crosslinking agent, the crosslinking accelerator and the like is not particularly limited as long as it is compatible with the fluorine resin, but ethyl acetate, normal butyl acetate or a mixture thereof is preferably used.
본 발명에서 사용되는 기재층은 다른 태양 전지용 이면보호 시트와 마찬가지로 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리아미드 중에서 선택한 1종 이상을 사용할 수 있으며, 투습 방지 성능을 개선하기 위해 이들에 금속이 증착된 필름이나 알루미늄 등의 금속박을 사용할 수도 있다. 상기 기재층의 한편 또는 양면에 불소계 수지, 이산화티탄, 실리카 및 가교제를 함유하는 불소계 수지층를 코팅함으로써 본 발명의 태양전지용 이면보호 시트를 얻게 된다. 건조 후 코팅 두께는 내후성 및 은폐도, UV 차단성 등에 근거하여 조절하는 것이 바람직한데, 구체적으로는 10 ~ 25 ㎛가 좋다. 코팅층 두께가 10 ㎛ 미만인 경우 은폐도 확보가 어려운 문제가 있을 수 있으며, 반대로 25 ㎛를 초과하는 경우 과도하게 불소계 수지를 사용하여 비용 증가의 문제가 있을 수 있다.As the base layer used in the present invention, like other solar cell back protective sheet, one or more selected from polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and polyamide may be used, and these may be used to improve moisture permeation prevention performance. Metal foil, such as a film in which metal was deposited, and aluminum can also be used. The solar cell back protective sheet of the present invention is obtained by coating a fluorine resin layer containing fluorine resin, titanium dioxide, silica and a crosslinking agent on one or both surfaces of the base layer. It is preferable to adjust the coating thickness after drying based on weather resistance, hiding degree, UV blocking property, and the like, specifically, 10 to 25 μm. If the thickness of the coating layer is less than 10 ㎛ may be difficult to secure concealment, on the contrary, if the thickness exceeds 25 ㎛ there may be a problem of increasing the cost by using an excessively fluorine-based resin.
본 발명의 태양전지용 이면보호 시트는 투과율 15% 이하, 반사율 80% 이상, 400 nm의 단파장 UV 투과율 1% 이하의 물성을 가지며, 불소계 수지 코팅 공정 및 수지층 경화 기간에 발생되는 블로킹성이 개선되어 공정성 및 생산성을 향상시킬 수 있으므로, 제조비용이 높은 기존의 불소계 필름 적층형 이면보호 시트를 대체할 수 있을 것으로 기대된다.
The back protective sheet for solar cells of the present invention has physical properties of transmittance of 15% or less, reflectance of 80% or more, and short wavelength UV transmittance of 1% or less of 400 nm, and improved blocking properties generated during the fluorine resin coating process and the resin layer curing period. Since the processability and productivity can be improved, it is expected to be able to replace the existing fluorine-based film laminated back protective sheet having a high manufacturing cost.
이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 다음 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by the following Examples.
[[ 실시예Example ]]
실시예 1 ~ 7 및 비교예 1 ~ 9Examples 1-7 and Comparative Examples 1-9
테트라플루오로에틸렌(TFE) 불소계 수지인 GK-570(다이킨공업社, 고형분 65%)과 이산화티탄(D-918, 사카이社)를 용제인 노말 부틸 아세테이트와 함께 밀링하였다. 밀링 시 1.2 mm의 글라스 비드를 밀링 용액 중량 기준 1:1로 투입하여 사용하였다. 이 때 불소계 수지와 용제를 밀링 시 전량 투입할 경우, 사용되는 비드량이 많아지므로 각각 50% 만 투입하여 밀 베이스로 제조하고 나머지는 밀링 후 추가로 투입하였다. 이후, 실리카 입자(Syloid C-503, GRACE社)를 첨가하여 수지용액을 제조하였다.Tetrafluoroethylene (TFE) fluorine-based resin GK-570 (Dakin Industries, Inc., 65% solids) and titanium dioxide (D-918, Sakai) were milled with a solvent of normal butyl acetate. 1.2 mm glass beads were used at a milling rate of 1: 1 based on the weight of the milling solution. In this case, when the entire amount of fluorine-based resin and solvent were added during milling, the amount of beads used was increased. Thus, only 50% of the fluorine-based resin and the solvent were added to prepare a mill base, and the rest was added after milling. Thereafter, silica particles (Syloid C-503, GRACE, Inc.) were added to prepare a resin solution.
제조된 수지용액에 가교제를 투입하여 코팅용액을 제조하였다. 이때, 가교제로는 지방족 폴리이소시아네이트인 HDI 삼량체(N3300, NCO 21%)을 사용하였으며, 불소계 수지의 수산기와 가교제의 이소시아네이트기가 1 : 1의 몰비가 되도록 투입하였다. A crosslinking agent was added to the prepared resin solution to prepare a coating solution. In this case, HDI trimer (N3300, NCO 21%), which is an aliphatic polyisocyanate, was used, and the hydroxyl group of the fluorine resin and the isocyanate group of the crosslinking agent were added in a molar ratio of 1: 1.
가교제를 투입하여 30분 이상 교반 후, 200 메시망을 통해 필터링하고 바 코터를 사용하여 PET 필름(SG00L, SKC社)에 건조 후 13 ㎛ 정도의 두께로 코팅을 실시하였다. 코팅 후 150℃ 드라이 컨벡션 오븐에서 3분간 용제를 건조하고, 동일한 방법으로 양면 코팅을 실시한 후 45℃에서 3일간 경화를 진행하여, 기재층인 PET에 불소계 수지가 양면 코팅된 태양전지용 이면보호 시트 샘플을 제조하였다.After the crosslinking agent was added and stirred for 30 minutes or more, the filter was filtered through a 200 mesh network and dried on a PET film (SG00L, SKC) using a bar coater, and then coated with a thickness of about 13 μm. After coating, the solvent was dried in a 150 ° C. dry convection oven for 3 minutes, double-coated in the same manner, and then cured at 45 ° C. for 3 days. Was prepared.
코팅층 내에서 불소계 수지 100 중량부를 기준으로 한 이산화 티탄과 실리카의 함량, 그리고 실리카의 평균 입자크기는 하기 표 1과 같다.The content of titanium dioxide and silica based on 100 parts by weight of the fluorine-based resin, and the average particle size of the silica in the coating layer is shown in Table 1 below.
(중량부)TiO 2 content
(Parts by weight)
평균 입자크기
(㎛)Silica
Average particle size
(Μm)
(중량부)Silica content
(Parts by weight)
물성측정시험Physical property test
(1) 투과율(은폐력)(1) transmittance (hiding force)
색차계(UltraScanTM Pro, HunterLab社)를 사용하여 투과 모드에서 파장 550 ㎚의 광원으로 측정하였다.Using a color difference meter (UltraScan ™ Pro, HunterLab Co., Ltd.) was measured with a light source having a wavelength of 550 nm in transmission mode.
(2) 반사율(2) reflectance
색차계를 사용하여 반사 모드에서 파장 550 ㎚의 광원으로 측정하였다.It measured with the light source of wavelength 550nm in reflection mode using the color difference meter.
(3) UV 차단성(3) UV blocking
색차계를 사용하여 투과 모드에서 단파장 대인 400 ㎚의 광원으로 측정하였다.The color difference meter was used to measure a light source having a wavelength of 400 nm in the transmission mode.
(4) 기재 부착력(4) substrate adhesion
ASTM D3359(Cross cut tape adhesion test)에 의거하여 측정하였다.(격자 100ea)It was measured according to ASTM D3359 (Cross cut tape adhesion test). (Grid 100ea)
(5) 광택도(5) glossiness
광택계(Gloss meter)를 사용하여 각도 60°(ASTM D523)에서 측정하였다.Measurement was made at an angle of 60 ° (ASTM D523) using a gloss meter.
(6) 블로킹성(6) blocking property
150℃ 오븐에서 SUS판에 이면보호 시트 샘플을 0.2 kgf/cm2 압력으로 눌러서 당겨보았을 때 슬립성으로 평가하였다.(◎:우수, △:보통, ×:불량)When the back protective sheet sample was pressed at 0.2 kgf / cm 2 pressure on a SUS plate in a 150 ° C. oven, the slip was evaluated. (◎: Excellent, △: Normal, ×: Poor)
(7) 동마찰계수(7) dynamic friction coefficient
마찰계수측정기(Friction tester)를 사용하여 ASTM D1894의 방법으로 동마찰 계수를 측정하였다. The coefficient of kinetic friction was measured by the method of ASTM D1894 using a friction tester.
(중량부)TiO 2 content
(Parts by weight)
평균 입자크기
(㎛)Silica
Average particle size
(Μm)
(중량부)Silica content
(Parts by weight)
(%)Transmittance
(%)
(%)reflectivity
(%)
(%)UV barrier
(%)
(Cross cut)Adhesion
(Cross cut)
상기 표 2는 이산화 티탄 함량에 따른 광학 특성 및 기재 부착력을 평가한 결과를 나타낸 것이다. 실시예 1 ~ 3에서 제조한 이면보호 시트는 550 nm 파장의 빛에 대하여 8 ~ 11%의 투과율을 보여 종래의 불소계 필름을 적용한 이면보호 시트와 동등 이상의 물성치를 보였으며, 단파장인 400 nm의 자외선 차단성도 1% 이하로 우수하였다. 이산화티탄이 80 중량부 미만으로 함유된 비교예 1의 경우 투과율, 반사율, UV 차단성 면에서 불량한 결과를 보였으며, 100 중량부를 초과한 비교예 2 ~ 4의 경우 코팅된 수지층과 기재와의 접착력이 떨어지는 결과를 보였다.
Table 2 shows the results of evaluating the optical properties and substrate adhesion according to the titanium dioxide content. The back protective sheet prepared in Examples 1 to 3 exhibited a transmittance of 8 to 11% with respect to light having a wavelength of 550 nm, showing physical properties equivalent to those of the back protective sheet to which a fluorine-based film was applied, and having a short wavelength of 400 nm. The barrier properties were also excellent at less than 1%. Comparative Example 1 containing less than 80 parts by weight of titanium dioxide exhibited poor results in terms of transmittance, reflectance, and UV blocking properties, and in Comparative Examples 2 to 4 exceeding 100 parts by weight of the coated resin layer and the substrate. The adhesion was poor.
(중량부)TiO 2 content
(Parts by weight)
평균 입자크기
(㎛)Silica
Average particle size
(Μm)
(중량부)Silica content
(Parts by weight)
(%)Glossiness
(%)
(슬립성)Blocking property
(Slip)
(μK)Dynamic friction coefficient
(μK)
안정성Amount
stability
상기 표 3은 실리카의 평균 입자크기 및 함량 변화에 따른 블로킹성 개선 효과를 나타내는 결과이다. 평균 입자크기가 3 ㎛ 미만인 경우 SUS판에서의 슬립성이 불량하여 블로킹성 개선 효과를 기대하기 어려웠으며, 8 ㎛를 초과하는 경우 블로킹성은 우수하였으나, 표면 거칠기가 증가하여 동마찰계수가 상승하는 문제점이 있었다. 또한, 실리카의 함량이 8 중량부 미만에서는 블로킹성 및 동마찰계수가 좋지 못하였고, 16 중량부를 초과하는 경우에는 동마찰계수가 상승하는 문제를 나타내었으며 조액 안정성도 저하되는 현상이 발생하였다.
Table 3 is a result showing the blocking property improvement effect according to the change of the average particle size and content of silica. When the average particle size was less than 3 μm, it was difficult to expect the effect of improving the blocking property due to poor slipability in the SUS plate. When the average particle size was larger than 8 μm, the blocking property was excellent, but the dynamic coefficient of friction increased due to the increase of the surface roughness. There was this. In addition, when the silica content is less than 8 parts by weight, the blocking property and the coefficient of dynamic friction were not good, and when the content of the silica was more than 16 parts by weight, the dynamic friction coefficient was increased and the stability of the crude liquid also decreased.
결국, 본 발명의 태양전지용 이면보호 시트는 투과율, 반사율, UV차단성, 기재 부착력이 우수하며, 블로킹성 개선효과가 뛰어나므로 기존의 불소계 필름 적층형 이면보호 시트를 제조단가가 낮은 코팅형 이면보호 시트로 대체 가능함을 확인할 수 있었다.As a result, the back protective sheet for solar cells of the present invention is excellent in transmittance, reflectance, UV blocking property, substrate adhesion, and excellent blocking properties, so the conventional fluorine-based film laminated back protective sheet manufacturing cost-effective back coating sheet It could be confirmed that it can be replaced with.
Claims (6)
In the solar cell back protective sheet coated with fluorine resin on one side or both sides of the base layer, the fluorine resin coating layer is silica with 80 to 100 parts by weight of titanium dioxide and an average particle size of 3 to 8 μm, based on 100 parts by weight of fluorine resin. A solar cell back protective sheet comprising 8 to 16 parts by weight.
The solar cell back protective sheet according to claim 1, wherein the fluorine resin is a copolymer of a fluorine-containing monomer, an alkylene compound and a hydroxy alkyl vinyl ether.
The back protective sheet for solar cell according to claim 2, wherein the fluorine-containing monomer is at least one selected from chlorotrifluoroethylene, tetrafluoroethylene and vinylidene fluoride.
The back protective sheet for solar cell according to claim 2, wherein the alkylene compound is isobutylene, propylene or a mixture thereof.
The method of claim 1, wherein the base layer is at least one selected from polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate polyethylene naphthalate and polyamide; Or a film having a metal deposited thereon; Or a metal foil back protective sheet for solar cell.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110005028A KR20120083729A (en) | 2011-01-18 | 2011-01-18 | Fluororesin coated backside protective sheet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110005028A KR20120083729A (en) | 2011-01-18 | 2011-01-18 | Fluororesin coated backside protective sheet |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120083729A true KR20120083729A (en) | 2012-07-26 |
Family
ID=46714888
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020110005028A Ceased KR20120083729A (en) | 2011-01-18 | 2011-01-18 | Fluororesin coated backside protective sheet |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20120083729A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101429858B1 (en) * | 2013-06-27 | 2014-08-19 | 삼화페인트 공업주식회사 | Paint composition |
-
2011
- 2011-01-18 KR KR1020110005028A patent/KR20120083729A/en not_active Ceased
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20110118 |
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| PG1501 | Laying open of application | ||
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| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20160106 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20110118 Comment text: Patent Application |
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20160822 Patent event code: PE09021S01D |
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| E601 | Decision to refuse application | ||
| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20161031 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20160822 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |