(57)【要約】  光電池バックシートに用いられる積層フィルムなどの多層シートに用いられるコーティングは、基材へコーティングを適用する前に、接着剤として用いられるポリウレタン混合物へエポキシおよびカルボジイミドを添加することによって作製することができる。そのようなコーティングは、加水分解に対する改善された耐性を示すことができ、ならびに長時間にわたる高温および高湿度条件下にて、接着強度を維持することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオール、
イソシアネート、および、
約１００ｇ／当量から約１０００ｇ／当量のエポキシ当量を有するエポキシ、
を含む組成物。
【請求項２】
前記ポリオールおよび前記イソシアネートが、混合されてポリウレタン混合物を形成する、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
さらにカルボジイミドを含む、請求項２に記載の組成物。
【請求項４】
前記エポキシが、約１００部のポリウレタン混合物に対して約１部から約４０部のエポキシの量で存在し、および前記カルボジイミドが、約１００部の前記ポリオールに対して約１部から約１０部のカルボジイミドの量で存在する、請求項３に記載の組成物。
【請求項５】
前記エポキシが、ジグリシジルエーテル；ビスフェノールＡならびにその二量体、三量体、およびより多量体であるオリゴマー；ならびに、１，１，２，２−テトラフェノールエテンのテトラグリシジルエーテルおよびそのオリゴマー、ならびにこれらの混合物から成る群より選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
第一の層、
第一の側および第二の側を有する第二の層、ならびに、
ポリオール、イソシアネート、および約１００ｇ／当量から約１０００ｇ／当量のエポキシ当量を有するエポキシを含む組成物による少なくとも１つの層、
を含む多層シートであって、
ここで、前記組成物による層は、前記第一の層を、前記第二の層の前記第一の側へ接着させて前記多層シートを形成し、前記多層シートの平均接着強度は、前記多層シートの形成後約４８時間の時点で測定した場合、少なくとも約８Ｎ／ｃｍである、多層シート。
【請求項７】
前記多層シートの平均接着強度が、約８５℃の温度および約８５％の相対湿度に少なくとも約２０００時間にわたって前記シートが曝された後に測定した場合、少なくとも約４Ｎ／ｃｍである、請求項１２に記載の多層シート。
【請求項８】
請求項６の多層シートを含む、光電池のためのバックシート。
【請求項９】
多層シートの加水分解安定性を改善する方法であって、
ポリオールを提供すること、
イソシアネートを提供すること、
前記ポリオールと前記イソシアネートを混合して、ポリウレタン混合物を形成すること、
約１００ｇ／当量から約１０００ｇ／当量のエポキシ当量を有するエポキシを前記ポリウレタン混合物へ添加して、組成物を形成すること、ならびに、
前記組成物による少なくとも１つの層を含む多層シートを形成すること、
を含む、方法。
【請求項１０】
前記ポリウレタン混合物へカルボジイミドを添加することをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、現在係属中である２０１０年６月２５日出願の米国特許仮出願第６１／３５８，６８２号、および現在係属中である２０１０年８月１９日出願の米国特許仮出願第６１／３７５，０９２号の利益を主張するものであり、これらの開示事項は、そのすべてが参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本技術は、例えば光電池モジュールへ光電池バックシートを接着するための接着剤として用いることができる、改善された耐加水分解性を有するコーティングに関する。
【背景技術】
【０００３】
光電池は、太陽光をＤＣ電流に変換するものである。光電池パネルとも称される光電池モジュールは、一つにまとめられて相互接続された光電池の集合体である。いくつかの光電池モジュールが組み合わされて、光電池アレイが形成される場合もある。光電池モジュールは、一般的に、電気絶縁性、構造的支持、ならびにＵＶ光および水分を例とする要素からの保護を提供するバックシートを有している。
【０００４】
その意図する使用を満足するために、光電池モジュールは、例えば、ＩＥＣ６１２１５、ＩＥＣ６１７３０、およびＩＥＣ６１６４６などの国際電気標準会議（ＩＥＣ）標準を含む様々な認証標準に合格する必要がある。例えば、ＩＥＣ６１２１５に示されるように、光電池モジュールは、一般的に、約８５℃の温度および約８５％の相対湿度で行われる高温高湿試験（damp heat testing）に合格することが求められる。光電池モジュールは、このような条件に１０００時間曝され、合格するためには、重大な目に見える欠陥の形跡を示してはならず、最大出力の低下が試験前に測定された値の５％を超えてはならず、絶縁性試験および湿潤漏れ電流試験において、高温高湿試験の前に実施されたこれらの試験と同じ基準を満たさなければならない。
【０００５】
光電池バックシート積層体に一般的に用いられる接着剤は、２つ以上のイソシアネート官能基を持つイソシアネート化合物の使用によって鎖延長された標準的なポリエステル−ポリオール系である。この接着剤は、加水分解によるポリエステルセグメントの開裂によって酸基とヒドロキシル基を発生させ得る。この酸基は、続いて酸触媒として作用し、さらなる制御不能な加水分解を促進し得る。従って、加水分解は、用いられたいずれの鎖延長技術による凝集力への効果も打ち消してしまう。欧州特許出願Ｎｏ．２０４０３０６Ａ１にて取り扱われている過去の研究によると、酸捕捉剤の使用によって、この酸セグメントがさらなる加水分解を引き起こすことを阻止し、従って、ポリエステル−ポリオールウレタン接着剤を加水分解による凝集力の喪失に対してより耐性とすることができることが示されている。しかし、ポリエステルセグメントの加水分解によって形成された酸末端基を単に封止するだけでは、依然として、接着剤ポリマーバックボーンの分解を許してしまう。この分解は、接着剤の凝集破壊という形で現れるだけでなく、バックシート中のポリエステルテレフタレート誘電層への水の浸入も許すことになる。このことは、高温高湿度試験中に、誘電層の加水分解を進行させる。この加水分解反応の結果は、多くの場合、誘電層の脆化として観察される。例えば、本発明者らは、酸捕捉部分単独の使用では、相対湿度８５％での８５℃への接着剤の曝露に対する長期的な耐加水分解性が付与されないことを見出した。さらに、積層用接着剤に酸捕捉剤を使用することでは、誘電層は加水分解による脆化から保護されない。
【発明の概要】
【０００６】
本技術の組成物は、例えば、接着剤としてまたは保護層として基材上にて機能することができるコーティングとして用いることができる。１つの例では、本技術の組成物は、光電池のバックシートを形成するために用いられる多層シートにおける接着剤層などの層として用いることができる。
【０００７】
１つの態様では、ポリオール、イソシアネート、および約１００ｇ／当量から約１０００ｇ／当量のエポキシ当量を有するエポキシを含む組成物が提供される。この組成物は、カルボジイミドを含んでもよい。
【０００８】
第二の態様では、少なくとも１つの第一の層、第一の側および第二の側を有する少なくとも１つの第二の層、ならびに本技術の組成物による少なくとも１つの第一の層を含む多層シートが提供される。この組成物は、ポリオール、イソシアネート、および約１００ｇ／当量から約１０００ｇ／当量のエポキシ当量を有するエポキシを含んでよい。この組成物による第一の層は、少なくとも１つの第一の層を少なくとも１つの第二の層の第一の側へ接着して、多層シートを形成することができ、多層シートの平均接着強度は、多層シート形成の約４８時間後の時点で測定した場合、少なくとも約８Ｎ／ｃｍであってよい。光電池のバックシートは、この多層シートを含んでよい。
【０００９】
第三の態様では、ポリオールを提供すること、イソシアネートを提供すること、このポリオールとイソシアネートとを混合してポリウレタン混合物を形成すること、ならびに約１００ｇ／当量から約１０００ｇ／当量のエポキシ当量を有するエポキシをこのポリウレタン混合物へ添加して組成物を形成することを含む、組成物の加水分解安定性を改善する方法が提供される。この方法はまた、ポリウレタン混合物へカルボジイミドを添加することを含んでもよい。
【００１０】
第四の態様では、ポリオールを提供すること、イソシアネートを提供すること、このポリオールとイソシアネートとを混合してポリウレタン混合物を形成すること、ならびに約１００ｇ／当量から約１０００ｇ／当量のエポキシ当量を有するエポキシをこのポリウレタン混合物へ添加して組成物を形成すること、ならびにこの組成物による少なくとも１つの層を含む多層シートを形成することを含む、多層シートの加水分解安定性を改善する方法である。
【００１１】
第五の態様では、バックシートを含む光電池が提供され、ここで、バックシートは、ポリオール、イソシアネート、約１００ｇ／当量から約１０００ｇ／当量のエポキシ当量を有するエポキシ、および所望される場合は含んでいてよいカルボジイミド、を含む組成物による少なくとも１つの層を有する。
【００１２】
第六の態様では、第一の基材を提供すること、第二の基材を提供すること、および第一の基材と第二の基材との間に組成物の層を適用して第一の基材と第二の基材とを接着することを含む、基材を接着する方法が提供される。この組成物は、ポリオール、イソシアネート、および約１００ｇ／当量から約１０００ｇ／当量のエポキシ当量を有するエポキシを含む。
【００１３】
第七の態様では、基材上に組成物の層を適用することを含む、基材上に保護層を提供する方法が提供され、その組成物は、ポリオール、イソシアネート、および約１００ｇ／当量から約１０００ｇ／当量のエポキシ当量を有するエポキシを含む。
【００１４】
説明し、記述する目的で具体例が選択され、それらは、本明細書の一部を形成する添付の図面で示される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本技術の五層の多層シートの一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本技術の組成物は、例えばコーティングとして、および多層シートの層として、を含む多くの用途で用いることができる。
１つの例において、光電池は、本技術の組成物による少なくとも１つの層を含む多層シートから形成されるバックシートを有していてよい。多層シートは、適切であるいかなる数の層を有していてもよく、例えば、図１に示される五層構造を含む。図１に示されるように、多層シート１００は、第一の側および第二の側を有するコア層１０２、第一の外側層１０４、第二の外側層１０６、組成物による第一の層１０８、および組成物による第二の層１１０を含む。組成物による第一の層１０８および組成物による第二の層１１０は、各々、接着剤の層として作用することができる。従って、組成物による第一の層１０８は、第一の外側層１０４をコア層１０２の第一の側へ接着することができ、組成物による第二の層１１０は、第二の外側層１０６をコア層１０２の第二の側へ接着することができる。多層シート１００は、例えばグラビアラミネーターを含む適切ないずれの装置を用いて作製されてもよい。
【００１７】
別の選択肢としての例では、多層シート１００は、少なくとも３つの層を含んでよい。１つの例では、多層シート１００は、コア層１０２、第一の外側層１０４などの少なくとも１つの外側層、および外側層１０４をコア層１０２の第一の側に接着させる組成物による第一の層１０８を有していてよい。別の例では、多層シートは、第一の側および第二の側を有するコア層１０２、組成物による第一の層１０８、ならびに組成物による第二の層１１０を有していてよい。いくつかの例では、本技術の多層シートは、改善された加水分解安定性、ならびに蒸気および水分の透過に対する改善された耐性を示すことができる。
【００１８】
コア層１０２は、高い誘電率を有してよく、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフテネート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド、ポリカーボネート、またはフルオロポリマーなどである。
【００１９】
第一および第二の外側層１０４および１０６は、適切ないかなる材料を含んでいてもよく、ＦＥＰ、ＰＣＴＦＥ、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＥＴＦＥ、ＰＶＦ、またはこれらの混合物が挙げられるがこれらに限定されない。いくつかの例では、外側層１０４および１０６の一方または両方は、その中に適切な顔料を組み込むことにより、ＵＶ光に対して実質的に非透過性としてよい。
【００２０】
一般的に、光電池バックシートに用いられる接着剤は、ポリウレタンを含み得る。ポリエステルポリオールまたはポリエーテルポリオールを含み得る従来のポリウレタン接着剤は、加水分解を受ける可能性があり、それによってその凝集力を喪失し、従って、ＩＥＣ６１２１５の高温高湿試験に示されるものなどの試験条件下にて、特にそのような条件に長時間曝された場合に、その接着性を喪失する。特定のいかなる理論にも束縛されるものではないが、加水分解は、主として、ポリエステル結合の分解によるものであり、その過程で、カルボン酸末端基および／またはヒドロキシル末端基が発生し得るものと考えられる。
【００２１】
特定のいかなる理論にも束縛されるものではないが、本技術の組成物は、ポリエステル結合の分解に起因する凝集力の喪失を阻止するための配合を含んでおり、それによって耐加水分解性を高めることができるものと考えられる。例えば、本技術の組成物は、ポリエステルセグメントの開裂が早期の凝集破壊を引き起こさないように、加水分解の前にポリマーバックボーンを架橋または鎖延長することにより、加水分解安定性を改善することができる。そのような架橋機構が、部分的に酸捕捉部分としても作用し得る場合、この凝集力は、加水分解に対抗してさらに長期間維持されることになるであろう。
【００２２】
本技術の組成物は、ポリオールおよびイソシアネートを含むポリウレタンを含有してよい。１つの例では、本技術の組成物は、ポリエステルポリオールおよび二官能性または三官能性イソシアネートを含有してよい。ポリオールおよびイソシアネートは、約５０：１から約２：１の重量比でポリウレタン中に存在してよい。いくつかの例では、ポリオールおよびイソシアネートの比は、約２０：１から約５：１、または約１５：１から約８：１であってよい。本技術の組成物を作製する際、ポリオールおよびイソシアネートは、適切な容器中で一緒に混合して、ポリウレタン混合物を形成してよい。所望される場合は、酢酸エチルが挙げられるがこれに限定されない適切な溶媒を用いて、ポリウレタン混合物の粘度を所望される粘度へ低下させてよい。ポリオールおよびイソシアネートの容器への添加は、いずれかの順序で１回に１つずつ行ってよく、または同時に行ってもよい。適切なポリエステルポリオールの例としては、これらに限定されないが、コハク酸、グルタル酸、ピメリン酸、アジピン酸、スペリン酸（speric acid）、セバシン酸、またはブラシリン酸などの脂肪族ジカルボン酸；イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸；エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、メチルペンタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、オクタンジオール、ノナンジオール、デカンジオール、およびドデカンジオールなどの脂肪族ジオール；シクロヘキサンジオールおよび水素化キシリレンジオールなどの脂環式ジオール；ならびにキシリレングリコールなどの芳香族ジオールが挙げられる。これらは、単独で用いてよく、または２つ以上のポリエステルポリオールの混合物として用いてもよい。
【００２３】
適切なイソシアネート部分としては、これらに限定されないが、２，４−トルエンジイソシアネート；２，６−トルエンジイソシアネート；イソホロンジイソシアネート；キシレンジイソシアネート；４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート；メチレンジイソシアネート；イソプロピレンジイソシアネート；リジンジイソシアネート；２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート；２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート；１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート；メチルシクロへキサンジイソシアネート；イソホロンジイソシアネート；４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート；およびイソプロピリデンシクロヘキシル−４，４’−ジイソシアネートを挙げることができる。適切なイソシアネート部分としてはまた、これらに限定されないが、上記で挙げたジイソシアネート化合物の少なくとも１つを含有するビュウレット付加体、ウレトジオン二量体、またはイソシアヌレート三量体、およびこれらの混合物も挙げることができる。適切なイソシアネート部分としてはさらに、これらに限定されないが、部分的にポリオールと反応した上述のイソシアネートのいずれかの予備オリゴマー形成された形態（pre-oligomerized forms）およびそれらの混合物も挙げることができる。
【００２４】
ポリエステルポリオールウレタン接着剤の加水分解による凝集破壊を防止するために、エポキシポリマーが添加される。適切なエポキシ化合物としては、これらに限定されないが、ジグリシジルエーテル；ビスフェノールＡならびにその二量体、三量体、およびより多量体であるオリゴマー；ならびに、１，１，２，２−テトラフェノールエテンのテトラグリシジルエーテルおよびそのオリゴマー、ならびにこれらの混合物が挙げられる。エポキシ部分は、適切なエポキシ当量数を有するものとして記載することができる。エポキシ当量数は、１当量の反応性を有するポリマーの質量として定義され、これは、多くの場合、１モルの反応性側鎖基に対応するポリマーの質量である。エポキシ当量は、ＡＳＴＭ Ｄ１６５２に記載のプロセス（過塩素酸法）によって測定されるか、または対象のエポキシ物質の分子量をエポキシド基の数で除することによってより簡便に算出することができる。例えば、Ｅｐｏｎ ８２８（ヘキシオン（Hexion））は、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテルである。これは、従って、２つのエポキシド基を有しており、分子量は３４０である。従って、エポキシ当量は、３４０／２＝１７０ｇ／当量となる。本技術の組成物に用いられるエポキシに適するエポキシ当量の例としては、例えば、約１００ｇ／当量から約１０００ｇ／当量、および約１００ｇ／当量から約２００ｇ／当量を挙げることができる。好ましくは、エポキシは、約２００ｇ／当量未満、より好ましくは約１９５ｇ／当量未満のエポキシ当量を有する。
【００２５】
本技術の組成物は、エポキシ、またはエポキシおよびカルボジイミドを、ポリウレタン混合物を作り出すポリオールおよびイソシアネートへ添加することによって形成することができる。特定のいかなる理論にも束縛されるものでもないが、エポキシは、ポリウレタン構造と反応して、カルボキシル基の弱い鎖結合の影響を低減または除去するものであり、ならびに、カルボジイミドは、続いてのいずれかの加水分解によって生成されたカルボン酸と反応してポリマー鎖結合を安定化することができるものと考えられる。エポキシ、および用いられた場合はカルボジイミドも、その添加は、ポリオールおよびイソシアネートに対して、ならびに互いに対して、適切ないかなる順序で行ってもよいが、いくつかの例では、エポキシは、ポリウレタン混合物の形成後に添加してよく、カルボジイミドは、エポキシの後に添加してよい。
【００２６】
１つの例では、エポキシは、ポリオールおよびイソシアネートが組み合わされ、例えば約１分から約３０分、または約５分から約１５分など、所望される時間にわたって混合されポリウレタン混合物が形成された後に添加されてよい。エポキシは、約１００部のポリウレタン混合物に対して約１部から約４０部のエポキシの量で存在してよく、好ましくは、約１００部のポリウレタン混合物に対して約３部から約２０部のエポキシ、より好ましくは、約１００部のポリウレタン混合物に対して約５部から約１５部のエポキシである。好ましくは、エポキシは、液状エポキシであり、ビスフェノールＡグレードのジグリシジルエーテル（ＤＧＥＢＡ）、または１，１，２，２‐テトラフェノールエタンのテトラグリシジルエーテル（ＴＧＡＴＰＥ）であってよい。
【００２７】
カルボジイミドは、約１００部のポリオールに対して約１部から約１０部のカルボジイミドの量で存在してよく、好ましくは、約１００部のポリオールに対して約１部から約８部のカルボジイミド、より好ましくは、約１００部のポリオールに対して約１部から約４部のカルボジイミドである。好ましくは、ポリカルボジイミドは、レインケミーレイナウ社（Rhein Chemie Rheinau GmbH）製のＳｔａｂａｘｏｌ（商標）Ｐ２００であり、これは、テトラメチルキシレンジイソシアネートの反応生成物であるカルボジイミドポリマーであり、液状テトラメチルキシレン−カルボジイミドポリマーとして記載することができる。
【００２８】
いずれかの加水分解反応によって形成されるカルボン酸末端基を封止するために添加してよいカルボジイミド化合物の例としては、これらに限定されないが、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｏ−トルイルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｐ−トルイルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ’−ジ−２，６−ジメチルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ’−ビス（２，６−ジイソプロピルフェニル）カルボジイミド、Ｎ，Ｎ’−ジオクチルデシルカルボジイミド、Ｎトリイル，Ｎ’−シクロへキシルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ’−ジ−２，２−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルカルボジイミド、Ｎトリイル，Ｎ’−フェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｐ−ニトロフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｐ−アミノフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｐ−ヒドロキシフェニルカルボジイミド、およびＮ，Ｎ’−ジ−シクロヘキシルカルボジイミドが挙げられる。
【００２９】
エポキシ、またはエポキシとカルボジイミドがポリウレタン混合物へ添加されて組成物が形成されると、組成物は、光電池バックシートを含む多層シートの形成に用いることができる。例えば、本技術の組成物は、例えば従来のグラビアコーティング加工を含む適切ないかなる加工法によっても、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基材へ適用することができる。組成物は、ＰＥＴ基材上にて、約１５０°Ｆから約２００°Ｆの温度にて乾燥して、溶媒を除去してよい。そこで乾燥された組成物を有するＰＥＴは、次に、例えばポリエチレン（ＰＥ）またはエチレンクロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）を含む第二の基材へ積層することができる。好ましくは、多層シートは、少なくとも約４８時間であり得る、一次ウレタン反応および二次エポキシ反応を完了させるのに十分な時間を与えるための硬化後プロセスを受ける。
【００３０】
本技術の組成物による１つ以上の層を含む、光電池バックシートなどの多層シートは、適切な初期接着性を有することができ、また、高温および高湿度への長時間にわたる曝露下での加水分解に対する耐性も有することができる。例えば、本技術の組成物による１つ以上の層を含む多層シートは、少なくとも約８Ｎ／ｃｍの初期平均接着強度を有し、約８５℃の温度および約８５％の相対湿度に少なくとも約２０００時間にわたって曝された後は、少なくとも約４Ｎ／ｃｍの平均接着強度を有する。特定のいかなる理論にも束縛されるものではないが、８５℃での２０００時間の曝露は、２５℃へのおよそ１５年間の曝露に相当するものと考えられる。いくつかの例では、本技術の組成物は、約８５℃の温度および約８５％の相対湿度に約３０００時間曝された時点まで、またはその後まで、加水分解しない。
【００３１】
さらに、本技術の改善された耐加水分解性を有する組成物を、ＰＥＴコア層を有する光電池バックシート構造に用いることにより、ＰＥＴコア層の耐加水分解性も高めることができ、それによって、８５℃および相対湿度８５％にてこの積層体を１５００時間以上試験した後に、それが脆化しないことも見出された。対照的に、本技術の加水分解安定性向上組成物なしに構築された積層体は、８５℃および相対湿度８５％にてこの積層体を１５００時間以上試験した後、コアＰＥＴ層の破壊的な脆化を示す。
【実施例】
【００３２】
実施例１  組成物混合手順：
本技術の組成物は、以下の混合手順によって作製することができ、ここで、ウレタン部分Ａはポリオールであり、ウレタン部分Ｂはポリイソシアネートである：
１．１００部のウレタン部分Ａを混合容器へ投入する；
２．溶媒としての酢酸エチルを添加し、粘度を約１００センチポイズから約３００センチポイズまでに低下させる；
３．１０部のウレタン部分Ｂを混合容器へ添加して、ポリウレタン混合物を形成する；
４．ポリウレタン混合物を１０分間混合する；
５．１０部の液状エポキシを容器中のポリウレタン混合物へ添加し、さらに１０分間混合を続ける；および、
６．容器中のポリウレタン混合物１００部に対して約２部の量の液状カルボジイミドを添加し、さらに１０分間混合を続ける。
【００３３】
実施例２  接着剤加水分解試験：
光電池バックシートを、約８５℃の温度および約８５％の相対湿度にて試験した。光電池バックシートは、各々、上述のように五層構造を有しており、第一の外側層とコア層との間に第一の接着剤層、および第二の外側層とコア層との間に第二の接着剤層を有していた。各々の試験した接着剤層の具体的な成分を含む積層体構造を、以下の表１に挙げる。サンプルＡ、Ｂ、およびＦの接着剤層は、エポキシまたはカルボジイミドを含有していなかった。サンプルＤの接着剤は、エポキシを含有していたが、カルボジイミドは含有していなかった。サンプルＥの接着剤は、本技術の組成に従って、エポキシおよびカルボジイミドの両方を含有しており、上記の実施例１に従って形成された。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
光電池バックシートの各種類に対するサンプルすべての平均接着強度を、１００での５日間の硬化後処理後、試験条件に曝される前（０時間）に測定し、その後、試験条件に曝される５００時間ごとに、合計の試験継続時間２０００時間にわたって測定した。結果を以下の表２に示す。
【００３６】
【表２】
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【００３７】
サンプルＡ、サンプルＢ、およびサンプルＩは、２つの異なるポリエステルポリオールを用いた比較データポイントであり、高温高湿への長時間にわたる曝露によって接着強度の喪失を示している。サンプルＡは、芳香族ジイソシアネートを用い、一方サンプルＢは、より加水分解安定性である脂肪族ジイソシアネートを用いている。架橋剤を変えることによって加水分解安定性の向上が見られるが、ほんの僅かである。サンプルＣは、積層体の高温高湿に対する一般的な挙動を説明するためにここで示される競合的な光電池バックシートである。
【００３８】
サンプルＤ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、およびＪは、添加されたエポキシのエポキシ当量の増加による効果を示している。
初期接着強度、および長時間にわたる高温高湿への曝露に対するその接着強度の安定性に最も大きな効果を示すのは、以下の表３に与えられるエポキシ当量データと表２の結果を比較することから分かるように、低分子量エポキシの場合が最良であり、これは、サンプルＪの結果に基づくと、ポリエステルポリオールまたはイソシアネート架橋剤の種類には依存しないと考えられる。サンプルＥおよびＫは、低分子量エポキシおよびカルボジイミドの添加によって長期的な接着強度安定性のさらなる改善を付与することができること、ならびにこの改善された結果が、ポリオールまたはイソシアネート架橋剤の種類に依存しないことを示している。
【００３９】
【表３】
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【００４０】
サンプルＬおよびＭは、添加剤としてカルボジイミドのみを用いることによって得られる耐加水分解性が限定的であることを示している。これらのサンプルは、カルボジイミドおよびエポキシの両方が用いられているサンプルＥの結果との比較として見ることができる。
【００４１】
サンプルＮおよびＯは、サンプルＪと比較することができる。サンプルＪは、主たるポリオール成分中のヒドロキシル１００部に対して１０部のエポキシを含有する。サンプルＮは、主たるポリオール成分中のヒドロキシル１００部に対して５部のエポキシを含有する。サンプルＯは、主たるポリオール成分中のヒドロキシル１００部に対して１５部のエポキシを含有する。剥離強度のデータより、エポキシ添加剤の量を増加することにはほとんど利点がないことが分かる。
【００４２】
サンプルＥおよびＫは、低分子量エポキシおよびカルボジイミドの添加によって長期的な接着強度安定性のさらなる改善を付与することができること、ならびにこの効果が、ポリオールまたはイソシアネート架橋剤の種類に依存しないことを示している
全体として、これらの試験結果は、ポリオール／イソシアネート接着剤混合物にエポキシを添加することが、初期接着強度を増加させ、加水分解の過程でより高い接着強度が維持されるように作用することができることを示している。
【００４３】
８５℃および相対湿度８５％の試験条件への曝露の間に行った経時でのサンプルの目視検査も特筆すべきものである。高温高湿への長時間にわたる曝露の後、ＰＥＴコア層は脆化し、剥離強度試験の過程にて、または積層体を曲げた際に折れてしまうことが多く見られる。表４は、考察された様々なサンプルにおけるこのような観察結果をまとめたものである。全体として、エポキシ部分の添加は、ＰＥＴコア層の早期の脆化を阻止するものと思われる。
【００４４】
【表４】
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【００４５】
さらに、剥離した表面を検査することで、付与された耐加水分解性のさらなる態様が得られる。高温高湿への曝露における初期段階にて、界面の接着破壊モードは、代表的には接着に起因することが観察されており、このことは、ポリマーフィルム表面の一方から接着剤が無傷の状態で引き離されることを意味している。長期間にわたる曝露後、この破壊モードは、凝集破壊へ変化し得るものであり、このことは、接着剤がその内部強度を喪失し、この破壊によって剥離したフィルム層の両方に接着剤が残されることを意味している（例：接着剤が中央部分で引き裂かれ、分裂する）。破壊接着剤の粘着性を調べることにより、加水分解による分子量の喪失または可塑化が示され得る。接着剤が加水分解から保護されていないいくつかの場合では、破壊は凝集型となり得るものであり、接着剤は、過剰な粘着性を有するようになり得る。接着剤が保護されている場合、破壊モードは接着型のままであり、接着剤表面は乾燥し、非粘着性である。表５は、これらの観察結果をまとめたものである。
【００４６】
【表５】
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【００４７】
実施例３  接着剤加水分解試験：
多層シートのサンプルを試験チャンバー内へ配置し、１．０５気圧の圧力、１０５℃の加圧スチーム条件を合計で２４０時間施した。試験の継続時間中、サンプルの平均接着強度を定期的に測定し、以下の表６に示す。
【００４８】
各サンプルは、ＰＥＴコア層およびポリウレタン接着剤層を含む図１に示した五層積層フィルム構造を有する光電池用バックシートであった。コントロールサンプルは、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．から入手可能であるＰＶ ２７０ Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｐｏｗｅｒｓｈｉｅｌｄ（商標）とした。サンプルＡおよびＢは、業界での他の競合社製の市販のバックシートとした。サンプルＣは、コントロールと同じコアおよび保護層を有するが、接着剤層として本技術の組成物を含有するバックシートとした。
【００４９】
【表６】
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【００５０】
上記の表６から分かるように、サンプルＣは、より高い初期接着強度を有しており、試験の継続時間全体にわたって接着強度を９Ｎ／１５ｍｍ超に維持した。１６８時間後にて、サンプルはすべて６Ｎ／１５ｍｍよりも高い接着強度を有していたが、サンプルＡおよびＢの接着強度は、試験条件を２４０時間施した後、大きく低下した。
【００５１】
実施例４  水蒸気透過率試験：
上記実施例２で述べたサンプルＢおよびＤの接着剤系を、マイヤーロッド（meyer rod）を用いて、厚さ１ミルの二軸延伸ナイロンシートへ適用した。次に、ナイロン／接着剤系のナイロンとは逆の側を、接着剤を被覆し、そうでければ試験中に接着剤の粘着性によって引き起こされかねない問題を回避するために、不織布へ積層した。不織布は、E. I. du Pont de Nemours and Companyより市販されているＤｕＰｏｎｔ（商標）Ｓｏｎｔａｒａ（商標）スパンレースＰＥＴ織布であり、約４３ｇ／ｍ２から約５０ｇ／ｍ２の目付を有する。不織布は、水分をブロックしないため、積層体の水蒸気透過率（ＭＶＴＲ）にまったく影響を与えることはなかった。
【００５２】
積層体は、次に、室温にて４８時間硬化された。以下で考察する試験サンプルＸは、サンプルＢの接着剤系を用いて構築された積層体に対応し、以下で考察する試験サンプルＹは、サンプルＤの接着剤系を用いて構築された積層体に対応する。
【００５３】
試験サンプルＸおよびＹの積層体は、各々、以下の表７に示すように、２つの異なる接着剤コーティング重量（ＣＷ）で構築した。接着剤コーティング重量は、５．０７ｇ／ｃｍ２（３．１１ｌｂ／ｒｅａｍ）および１０．０７ｇ／ｃｍ２（６．３０ｌｂ／ｒｅａｍ）であった。
【００５４】
積層体を、Ｍｏｃｏｎ  Ｐｅｒｍａｔｒａｎユニットへ載せ、１００°Ｆ（３７．８℃）および相対湿度（ＲＨ）１００％の標準条件にてＭＶＴＲの試験を行った。データを表７に示す。
【００５５】
【表７】
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【００５６】
上記の表７に挙げた接着剤単独に対するＭＶＴＲは、以下の式に基づいて算出された数値である：
ＭＶＴＲ（接着剤）＝１／（１／ＭＶＴＲ（積層体）−１／ＭＶＴＲ（ナイロン））
試験サンプルＸおよびＹに用いた１ミルの厚さを有するナイロンのＭＶＴＲは、３７．８℃（１００°Ｆ）および１００％ＲＨにて３８７．５ｇ／ｍ２／日（２５ｇ／１００ｉｎ２／日）であることが公知である。
【００５７】
上記の表７に報告した結果から分かるように、試験サンプルＸと試験サンプルＹとの間にＭＶＴＲの大きな違いはなかった。加えて、これらの結果から、ＭＶＴＲは、接着剤のコーティング重量に依存しないことも示される。これらの結果はさらに、本技術のコーティングに関して、実施例２および３で示された耐加水分解性の改善は、それらのコーティングが高められた水分バリア特性を有していることに起因するものではないことも示している。
【００５８】
上述より、例示の目的で具体例を本明細書で記載してきたが、本開示の趣旨または範囲から逸脱することなく種々の変更を行うことが可能であることは理解されるであろう。従って、上述の詳細な記載が、限定的ではなく例示的なものとして見なされること、ならびに請求される主題を特に指摘し明白に請求することを意図するのは、すべての均等物を含む以下の特許請求の範囲であることが理解されること、を意図している。
【図１】
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【国際調査報告】
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