(57)【要約】【課題】全光線透過率が高く、ヘイズが十分低く、引張弾性率が高い成形体及びその成形体を得るための（メタ）アクリル樹脂組成物を提供し、成形体を太陽電池トップシートの光学部材として使うことによって発電効率の良好な太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】（メタ）アクリル樹脂（Ａ）１００質量部、ガラス（Ｂ）５〜４０質量部及び安息香酸エステル（Ｃ）０．１〜２０質量部を含有する（メタ）アクリル樹脂組成物、（メタ）アクリル樹脂組成物を成形して得られる成形体、成形体を使用した光学部材、光学部材を使用した太陽電池トップシート及び太陽電池トップシートを使用した太陽電池モジュール。【選択図】図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（メタ）アクリル樹脂（Ａ）１００質量部、ガラス（Ｂ）５〜４０質量部及び安息香酸エステル（Ｃ）０．１〜２０質量部を含有する（メタ）アクリル樹脂組成物。
【請求項２】
ガラス（Ｂ）が鱗片状ガラスである請求項１に記載の（メタ）アクリル樹脂組成物。
【請求項３】
鱗片状ガラスの粒子径が１００〜２，０００μｍで、アスペクト比が１５以上である請求項２に記載の（メタ）アクリル樹脂組成物。
【請求項４】
（メタ）アクリル樹脂（Ａ）の屈折率とガラス（Ｂ）の屈折率の差の絶対値が０．０８以下である請求項１〜３のいずれかに記載の（メタ）アクリル樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の（メタ）アクリル樹脂組成物を成形して得られる成形体。
【請求項６】
請求項５に記載の成形体を使用した光学部材。
【請求項７】
請求項６に記載の光学部材を使用した太陽電池トップシート。
【請求項８】
請求項７に記載の太陽電池トップシートを使用した太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、（メタ）アクリル樹脂組成物、成形体、光学部材、太陽電池トップシート及び太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池のトップシート部材にはガラス材料が用いられている。ガラス材料を使用したトップシート部材は寸法安定性等に優れる利点があるが、軽量化には限界がある。そこで、太陽電池トップシートに樹脂材料を用いることが検討されている。樹脂に無機フィラー等のフィラーを添加した複合樹脂から得られる成形体を採用することにより、剛性、寸法安定性等の種々の特性を改善することが図られている。
【０００３】
例えば、（メタ）アクリル樹脂にガラスフィラーを添加した成形体を太陽電池トップシートに用いることが開示されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０９３，７１７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１で得られる成形体は全光線透過率は高いが、ヘイズが十分低いとはいえない。従って、この成形体を太陽電池トップシートに適用しようとすると、太陽電池モジュールの発電効率が十分とはいえない。
【０００６】
本発明の目的は、全光線透過率が高く、ヘイズが十分低く、引張弾性率が高い成形体及びその成形体を得るための（メタ）アクリル樹脂組成物を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の目的は、本発明の成形体を太陽電池トップシートの光学部材として使うことによって発電効率の良好な太陽電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題は、以下の発明［１］〜［８］によって解決される。
［１］  （メタ）アクリル樹脂（Ａ）１００質量部、ガラス（Ｂ）５〜４０質量部及び安息香酸エステル（Ｃ）０．１〜２０質量部を含有する（メタ）アクリル樹脂組成物。
［２］  ガラス（Ｂ）が鱗片状ガラスである［１］に記載の（メタ）アクリル樹脂組成物。
［３］  鱗片状ガラスの粒子径が１００〜２，０００μｍで、アスペクト比が１５以上である［２］に記載の（メタ）アクリル樹脂組成物。
［４］  （メタ）アクリル樹脂（Ａ）の屈折率とガラス（Ｂ）の屈折率の差の絶対値が０．０８以下である［１］〜［３］のいずれかに記載の（メタ）アクリル樹脂組成物。
［５］  ［１］〜［４］のいずれかに記載の（メタ）アクリル樹脂組成物を成形して得られる成形体。
［６］  ［５］に記載の成形体を使用した光学部材。
［７］  ［６］に記載の光学部材を使用した太陽電池トップシート。
［８］  ［７］に記載の太陽電池トップシートを使用した太陽電池モジュール。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の成形体は全光線透過率、ヘイズ及び引張弾性率に優れるので、透明板、電子・電気機器の筐体等の屋内用途部材、遮音板、看板、集光機器、屋根部材等の屋外使用のパネル部材、光学レンズ、液晶表示素子用プラスチック基板、カラーフィルター用基板、有機ＥＬ表示素子用プラスチック基板、植物工場部材、太陽電池基板、太陽電池トップシート部材、タッチパネル、光学素子、光導波路、ＬＥＤ封止材等の光学部材等の各種用途に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の太陽電池モジュールの一実施態様を示す断面図
【図２】本発明の太陽電池モジュールの一実施態様を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜（メタ）アクリル樹脂（Ａ）＞
（メタ）アクリル樹脂（Ａ）は、本発明の（メタ）アクリル樹脂組成物に含有される成分である。
【００１２】
（メタ）アクリル樹脂（Ａ）としては、成形性、耐候性、耐熱性、力学的特性及び光学特性の点から、メタクリル酸エステル単位を５０質量％以上含むもの好ましく、メタクリル酸エステル単位を７０質量％以上含むものがより好ましく、メタクリル酸エステル単位を９０質量％以上含むもの更に好ましい。
【００１３】
メタクリル酸エステルとしては、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル及びメタクリル酸ｔｅｒｔ−ブチルが挙げられ、成形性、耐候性、耐熱性、力学的特性及び光学特性の点から、メタクリル酸メチルが好ましい。
【００１４】
メタクリル酸メチル単位を含有する樹脂は、優れた光学特性及び耐光性の観点から、メタクリル酸メチル単位５０〜９９．９質量％及び共重合可能な単量体単位０．１〜５０質量％を含有するものが好ましく、メタクリル酸メチル単位６０〜９９．９質量％及び共重合可能な単量体単位０．１〜４０質量％を含有するものがより好ましく、メタクリル酸メチル単位７０〜９９．９質量％及び共重合可能な単量体単位０．１〜３０質量％を含有するものが更に好ましい。
【００１５】
メタクリル酸メチルと共重合可能な単量体としては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル等のアクリル酸エステル；メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル及びメタクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル等のメタクリル酸メチル以外のメタクリル酸エステル；酢酸ビニル；スチレン、ｐ−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、α−メチルスチレン、ビニルナフタレン等の芳香族ビニル単量体；アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル化合物；アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等のα，β−不飽和カルボン酸；及びＮ−エチルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド等のマレイミド化合物が挙げられる。これらは単独又は２種以上を併用することができる。
【００１６】
本発明においては、必要に応じて、（メタ）アクリル樹脂（Ａ）として、（メタ）アクリル樹脂（Ａ）の構造中に安息香酸エステル残基を導入したものを用いることができる。
【００１７】
（メタ）アクリル樹脂（Ａ）の質量平均分子量（Ｍｗ）は、本発明の（メタ）アクリル樹脂組成物の成形性及び力学特性の点から、３０，０００以上５００，０００以下が好ましい。（メタ）アクリル樹脂（Ａ）のＭｗの下限値は、４０，０００以上がより好ましく、７０，０００以上が更に好ましい。（メタ）アクリル樹脂（Ａ）のＭｗの上限値は、３００，０００以下がより好ましく１５０，０００以下が更に好ましい。
＜ガラス（Ｂ）＞
ガラス（Ｂ）は、本発明の（メタ）アクリル樹脂組成物に含有される成分である。
【００１８】
ガラス（Ｂ）としては、例えば、Ｅガラス、Ｃガラス、Ａガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、ＮＥガラス、Ｔガラス、クオーツ、低誘電率ガラス及び高誘電率ガラスが挙げられる。
【００１９】
ガラス（Ｂ）としては、例えば、ガラス長繊維、ガラス短繊維、ガラスビーズ、ガラスクロス及び鱗片状ガラスが挙げられ、光学特性に優れる点で、鱗片状ガラスが好ましい。
【００２０】
鱗片状ガラスの数平均粒径は、１００〜２，０００μｍが好ましい。鱗片状ガラスの数平均粒径が１００μｍ以上で本発明の成形体の透光性が良好である傾向にあり、１，０００μｍ以下で本発明の成形体を得る際の成形性に優れる傾向にある。鱗片状ガラスの数平均粒径の上限値は、１，０００μｍ以下がより好ましく、６００μｍ以下が更に好ましい。
【００２１】
尚、本発明において、鱗片状ガラスの数平均粒径は、粒度分布測定装置（（株）堀場製作所製、商品名：ＬＡ−９１０）を使用して得られる値である。
【００２２】
鱗片状ガラスのアスペクト比は、１５以上が好ましい。ここでアスペクト比は、鱗片状ガラスの数平均粒径を鱗片状ガラスの平均厚さで除した値である。
【００２３】
ガラス（Ｂ）としては、（メタ）アクリル樹脂（Ａ）の屈折率との差の絶対値は０．０８以下のものが好ましく、０．０４以下がより好ましい。（メタ）アクリル樹脂（Ａ）の屈折率とガラス（Ｂ）の屈折率の差の絶対値が０．０８以下で本発明の成形体の光学特性に優れる傾向にある。
【００２４】
（メタ）アクリル樹脂（Ａ）の屈折率との差の絶対値が０．０８以下となるガラス（Ｂ）としては、例えば、Ｃガラス、Ｔガラス及びＮＥガラスが挙げられる。
【００２５】
ガラス（Ｂ）の具体例としては、日本板硝子（株）製「ガラスフレーク」（商品名）が挙げられる。
＜安息香酸エステル（Ｃ）＞
安息香酸エステル（Ｃ）は、本発明のアクリル樹脂組成物に含有される成分である。
【００２６】
安息香酸エステル（Ｃ）としては、例えば、ジプロピレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジベンゾエート、ポリエチレングリコールジベンゾエート、ペンタエリスリトールテトラベンゾエート、グリセロールトリベンゾエート及び１，４−シクロヘキサンジメタノールジベンゾエートが挙げられる。
【００２７】
安息香酸エステル（Ｃ）は、本発明の成形体のヘイズの点で、（メタ）アクリル樹脂（Ａ）成分との相容性に優れるものが好ましい。
＜（メタ）アクリル樹脂組成物＞
本発明の（メタ）アクリル樹脂組成物は、（メタ）アクリル樹脂（Ａ）、ガラス（Ｂ）及び安息香酸エステル（Ｃ）を含有する。
【００２８】
（メタ）アクリル樹脂組成物中のガラス（Ｂ）の配合量は、（メタ）アクリル樹脂（Ａ）１００質量部に対して５〜４０質量部である。ガラス（Ｂ）の含有量が５質量部以上で本発明の成形体の強度に優れ、４０質量部以下で本発明の成形体を得る際の成形性に優れる。ガラス（Ｂ）の配合量の下限値は１０質量部以上が好ましい。また、ガラス（Ｂ）の配合量の上限値は３０質量部以下が好ましく、２０質量部以下がより好ましい。
【００２９】
（メタ）アクリル樹脂組成物中の安息香酸エステル（Ｃ）の配合量は、（メタ）アクリル樹脂（Ａ）１００質量部に対して０．１〜２０質量部である。安息香酸エステル（Ｃ）の含有量が０．１質量部以上で本発明の成形体の光学特性に優れ、２０質量部以下で本発明の成形体を得る際の成形性に優れる。安息香酸エステル（Ｃ）の配合量の下限値は０．５質量部以上が好ましく、１質量部以上がより好ましい。また、安息香酸エステル（Ｃ）の配合量の上限値は１５質量部以下が好ましい。
【００３０】
（メタ）アクリル樹脂組成物中には、必要に応じて、紫外線吸収剤、難燃剤、紫外線吸収剤等の各種添加剤を添加することができる。また、本発明においては、必要に応じて添加剤の構造に安息香酸エステル残基を導入した添加剤を使用することができる。
【００３１】
（メタ）アクリル樹脂組成物を得る方法としては、例えば、（メタ）アクリル樹脂（Ａ）、ガラス（Ｂ）及び安息香酸エステル（Ｃ）を含有する混合物を溶融混練する方法が挙げられる。
【００３２】
溶融混練に使用する装置としては、例えば、リボンブレンダー、タンブラー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、プラネタリーミキサー等の予備混合機及びバンバリーミキサー、ニーダー、ロール、ニーダールーダー、単軸押出機、二軸押出機等の溶融混練装置が挙げられる。
【００３３】
（メタ）アクリル樹脂組成物の形態としては、例えば、粉体及びペレットが挙げられる。
【００３４】
ペレットのサイズは、ペレットの取り扱いやすさ及び成形の容易さから、１〜１０ｍｍ程度が好ましく、１〜５ｍｍ程度がより好ましい。
＜成形体＞
本発明の成形体は、（メタ）アクリル樹脂組成物を成形して得られる成形体である。
【００３５】
成形体の成形方法としては、例えば、射出成形法、押出成形法及び圧縮成形法が挙げられる。
＜光学部材＞
本発明の光学部材は、本発明の成形体を使用した光学部材である。
【００３６】
光学部材としては、例えば、透明板、光学レンズ、液晶表示素子用プラスチック基板、カラーフィルター用基板、有機ＥＬ表示素子用プラスチック基板、太陽電池基板、太陽電池トップシート部材、タッチパネル、光学素子、光導波路及びＬＥＤ封止材が挙げられる。
【００３７】
太陽電池トップシートに用いる光学部材は、太陽電池セルが発電するために十分な光を通すことができれば特に形状や組成は制限されない。
【００３８】
太陽電池トップシートに用いる光学部材としては、例えば、凹凸構造を付与したもの、曲率を有するもの及びフィルム状のものが挙げられる。
＜太陽電池トップシート＞
本発明の太陽電池トップシートは、本発明の光学部材を使用した太陽電池トップシートである。
＜太陽電池モジュール＞
本発明の太陽電池モジュールは太陽電池トップシートを使用したものである。
【００３９】
太陽電池モジュールは、太陽電池セルが発電できれば特に構成は制限されない。
【００４０】
本発明の太陽電池モジュールの一実施態様を図１に示す。太陽電池モジュール１は、本発明の光学部材を使用した太陽電池トップシート２、封止材３、太陽電池セル４及びバックシート５が順に積層されている。
【００４１】
本発明の太陽電池モジュールの別の一実施態様を図２に示す。太陽電池モジュール１は、本発明の光学部材を使用した太陽電池トップシート２、封止材３及び太陽電池セル４が順に積層されている。
【実施例】
【００４２】
以下に本発明を実施例により説明する。成形体の評価を以下の方法で行った。尚、以下において、「部」は「質量部」を示す。
（ａ）ヘイズ及び全光線透過率
厚さ２ｍｍの成形体に対し、ヘイズメーターＮＤＨ２０００（日本電色工業（株）製、商品名）を使用し、Ｄ６５光源でのヘイズ（単位：％）及び全光線透過率（単位：％）を測定した。
（ｂ）引張弾性率
ＪＩＳ  Ｋ７１１３に準拠して作製したダンベル１号型試験片の引張弾性率を、テンシロン万能試験機ＲＴＣ−１２５０Ａ（（株）オリエンテック製、商品名）を用い、チャック間距離１１５ｍｍ及び引張速度５０ｍｍ／分の条件で評価した。
（c）太陽電池モジュールの最大電力値
下記〔製造方法１〕の手順に従って製造された太陽電池モジュールの最大電力値の測定は、ソーラーシミュレータ（（株）エヌ・ピー・シー製）を用いて、２５℃の環境下、強度１，０００Ｗ／ｍ２の条件で行った。
〔製造方法１〕太陽電池モジュール
下記の材料（１）〜（５）を順次積層させたものを、２枚の縦横各５００ｍｍ長の離型用ガラスクロスシート（本多産業（株）製、ホンダフローファブリック）で挟む。これを、太陽電池モジュールラミネーター（（株）エヌ・ピー・シー製、ＬＭ−５０Ｘ５０−Ｓ）の熱板上に設置し、真空下において１３５℃で１５分間加熱し、１０．３ｋＰａで圧着させることによって、太陽電池モジュールを得る。
（１）トップシート部材：縦横各１５０ｍｍ長のシート
（２）封止部材：縦横各１５０ｍｍ長、厚み０．４５ｍｍのエチレン／酢酸ビニル共重合体シート（シーアイ化成（株）製、商品名：ＣＩＫｃａｐ）
（３）配線した単結晶太陽電池セル：縦横各１２５ｍｍ長、厚み０．２ｍｍ（アスデン(株)製）
（４）封止部材：縦横各１５０ｍｍ長、厚み０．４５ｍｍのエチレン／酢酸ビニル共重合体シート（シーアイ化成（株）製、商品名：ＣＩＫｃａｐ）
（５）裏面保護部材：縦横各１５０ｍｍ長、厚み０．３ｍｍのシート（エムエーパッケージング、商品名：ＰＴＤ２５０）
（実施例１）
（メタ）アクリル樹脂（Ａ）としてＢＲ−８０（三菱レイヨン（株）製、商品名、Ｍｗ：１０８，０００、屈折率：１．４９２）１００部、ガラス（Ｂ）としてＲＣＦ−６００（日本板硝子（株）製、商品名、粒子径：４３７μｍ、アスペクト比：８７、屈折率：１．５２）１１部及び安息香酸エステル（Ｃ）としてポリサイザーＷ−８３（ＤＩＣ（株）製、商品名）１．１部をポリエチレン製の袋に入れ、ポリエチレン製の袋を手でよく振ってポリエチレン製の袋内に添加したものをドライブレンドした後、単軸押出機（サーモ・プラステイックス工業（株）製、商品名：３０ｍｍΦ単軸押出機）を用いて２５０℃で溶融混練し、押出されたストランドをペレット状にカットし、ペレットを得た。
【００４３】
上記ペレットを射出成形機（東芝機械プラスチックエンジニアリング（株）製、商品名：ＩＳ１００ＥＮ）によって成形温度２５０℃、金型温度８０℃の温度で成形し、厚さ２ｍｍのシート状の成形体及びＪＩＳ  Ｋ７１１３に準拠したダンベル１号型引張試験片を得た。評価結果を表１に示す。
【００４４】
【表１】
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【００４５】
（実施例２及び３）
安息香酸エステル（Ｃ）の配合量を表１に示す量に変更した以外は実施例１と同様にして成形体及びダンベル１号型引張試験片を得た。評価結果を表１に示す。
表１中の略称は以下の化合物を示す。
ＢＲ−８０：メタクリル樹脂（三菱レイヨン（株）製、商品名）
ＲＣＦ−６００：ガラスフレーク（日本板硝子（株）製、商品名）
Ｗ−８３：（ＤＩＣ（株）製、商品名：ポリサイザーＷ−８３）
Ｈ１Ｐ：ポリカプロラクトン（（株）ダイセル（株）製、商品名：プラクセルＨ１Ｐ）
（比較例１）
安息香酸エステル（Ｃ）を用いず、（メタ）アクリル樹脂（Ａ）及びガラス（Ｂ）の組成を表１に示す組成に変更した以外は実施例１と同様にして成形体及びダンベル１号型引張試験片を得た。評価結果を表１に示す。安息香酸エステルを用いていないため、成形体のヘイズが高い。また、太陽電池モジュールの発電効率も低い。
（比較例２）
安息香酸エステル（Ｃ）の代わりにポリカプロラクトン（（株）ダイセル（株）製、商品名：プラクセルＨ１Ｐ）を用い、表１に示す組成に変更した以外は実施例１と同様にして成形体及びダンベル１号型引張試験片を得た。評価結果を表１に示す。安息香酸エステル（Ｃ）を用いていないため、成形体のヘイズが高く、引張弾性率も低い。また、太陽電池モジュールの発電効率も低い。
（比較例３）
安息香酸エステル（Ｃ）の代わりにポリカプロラクトン（（株）ダイセル（株）製、商品名：プラクセルＨ１Ｐ）を用い、表１に示す組成に変更した以外は実施例１と同様にして成形体及びダンベル１号型引張試験片を得た。評価結果を表１に示す。安息香酸エステル（Ｃ）を用いていないため、成形体の引張弾性率が低い。また、太陽電池モジュールの発電効率も低い。
（比較例４）
安息香酸エステル（Ｃ）の代わりにポリカプロラクトン（（株）ダイセル（株）製、商品名：プラクセルＨ１Ｐ）を用い、表１に示す組成に変更した以外は実施例１と同様にして成形体及びダンベル１号型引張試験片を得た。評価結果を表１に示す。安息香酸エステル（Ｃ）を用いていないため、成形体の引張弾性率が低い。また、太陽電池モジュールの発電効率も低い。
【符号の説明】
【００４６】
１：太陽電池モジュール
２：太陽電池トップシート
３：封止材
４：太陽電池セル
５：バックシート
【図１】
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【図２】
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