(57)【要約】本発明は、封止用樹脂と、シランカップリング剤及びｐＫｂが５〜１２の塩基性化合物を含んだ添加剤溶液とを混合して樹脂組成物を得る混合工程と、前記樹脂組成物をシート化して太陽電池用封止材を得るシート化工程と、を有する、太陽電池用封止材の製造方法を提供する。また、本発明の太陽電池用封止材の製造方法においては、前記塩基性化合物が、ｐＫｂが５〜１２の光安定剤であることが好ましい。【特許請求の範囲】
【請求項１】
封止用樹脂と、シランカップリング剤及びｐＫｂが５〜１２の塩基性化合物を含んだ添加剤溶液とを混合して樹脂組成物を得る混合工程と、
前記樹脂組成物をシート化して太陽電池用封止材を得るシート化工程と、を有する、太陽電池用封止材の製造方法。
【請求項２】
前記塩基性化合物が、ｐＫｂが５〜１２の光安定剤である、請求項１に記載の太陽電池用封止材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池用封止材の製造方法に関する。本願は、２０１３年１１月５日に日本に出願された特願２０１３−２２９５１６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールにおいては、太陽電池セルを封止して固定するために、透明性、加工性、架橋性に優れたエチレン−酢酸ビニル共重合体等の封止用樹脂で形成された太陽電池用封止材（以下、単に封止材ともいう。）が広く用いられている。また、封止材には、太陽電池モジュールの表面側に配置されるガラス板等の透明保護材や、バックシート等との接着性を高める目的で、シランカップリング剤が配合されることが多い（例えば、特許文献１）。【０００３】
封止材の製造方法としては、例えば、封止用樹脂と、シランカップリング剤、架橋剤、架橋助剤等を含んだ添加剤溶液とを混合して樹脂組成物を得た後、前記樹脂組成物を押出成形法、プレス成形法等でシート化する方法が挙げられる。
シランカップリング剤は、添加剤溶液中で加水分解し、さらに縮合反応を引き起こして変質しやすい。シランカップリング剤が加水分解や縮合によって変質すると、封止用樹脂の架橋特性が設計通りにならなかったり、シラノール基が減少して封止材の接着性が低下したりする問題がある。そのため、シランカップリング剤を用いる場合は使用する添加剤溶液を厳重に管理する必要がある。【０００４】
保管時の加水分解及び縮合を抑制できるシランカップリング剤として、縮合反応部位の構造、配位数を調節して縮合反応の速度を低下させたシランカップリング剤が提案されている（特許文献２）。しかし、前記シランカップリング剤では、充分な接着性を有する封止材を得ることが難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国特開２０００−１７４２９６号公報
【特許文献２】日本国特開２００８−１２０９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、添加剤溶液の保管安定性に優れ、その管理が簡便であり、品質の良好な封止材を効率良く高い生産性で製造できる、太陽電池用封止材の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の太陽電池用封止材の製造方法は、封止用樹脂と、シランカップリング剤及びｐＫｂが５〜１２の塩基性化合物を含んだ添加剤溶液とを混合して樹脂組成物を得る混合工程と、前記樹脂組成物をシート化して太陽電池用封止材を得るシート化工程と、を有する方法である。【０００８】
本発明の太陽電池用封止材の製造方法においては、前記塩基性化合物が、ｐＫｂが５〜１２の光安定剤であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の太陽電池用封止材の製造方法によれば、添加剤溶液の保管安定性に優れ、その管理が簡便であり、品質の良好な封止材を効率良く高い生産性で製造できる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の封止材の製造方法は、混合工程と、シート化工程とを有する方法である。
【００１１】
＜混合工程＞
混合工程では、封止用樹脂と、シランカップリング剤及びｐＫｂが５〜１２の塩基性化合物（以下、塩基性化合物（Ａ）ともいう。）を含んだ添加剤溶液とを混合して樹脂組成物を得る。すなわち、予めシランカップリング剤と塩基性化合物を混合して調製された添加剤溶液と、封止用樹脂とを混合して樹脂組成物を得る。
封止用樹脂と添加剤溶液の混合方法としては、特に限定されず、例えば、ヘンシェルミキサー、タンブラーミキサー、バンバリーミキサー、ニーダー等の各種ミキサーを用いる方法が挙げられる。
【００１２】
［封止用樹脂］
封止用樹脂としては、封止材に通常使用される樹脂を使用することができる。
封止用樹脂としては、透明性、加工性及び架橋性に優れる点から、エチレン−極性基含有モノマー共重合体が好ましい。
前記極性基としては、例えば、エステル基（−Ｃ（Ｏ）Ｏ−Ｒ又はＲ−Ｃ（Ｏ）Ｏ−（ただし、Ｒはアルキル基）等）、カルボキシル基等が挙げられる。
【００１３】
極性基を有するモノマーの具体例としては、例えば、ビニルエステル（酢酸ビニル等）、（メタ）アクリル酸アルキルエステル（（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル等）、不飽和カルボン酸（（メタ）アクリル酸、等）、不飽和ジカルボン酸の無水物（無水マレイン酸等）、不飽和ジカルボン酸のエステル（マレイン酸モノメチル、マレイン酸ジメチル等）等が挙げられる。
【００１４】
エチレン−極性基含有モノマー共重合体としては、柔軟性及び透明性の点から、エチレン−酢酸ビニル共重合体（以下、ＥＶＡという。）、エチレン−（メタ）アクリル酸アルキルエステル共重合体が好ましく、ＥＶＡが特に好ましい。
【００１５】
エチレン−極性基含有モノマー共重合体における極性基を有するモノマー単位の割合は、耐熱性、接着性、柔軟性、成形性、耐久性、絶縁性の点から、全構成単位（１００質量％）のうち、１０〜４０質量％が好ましく、１５〜３５質量％がより好ましい。
【００１６】
エチレン−極性基含有モノマー共重合体の質量平均分子量は、１０，０００〜３００，０００が好ましく、１００，０００〜１７０，０００がより好ましい。エチレン−極性基含有モノマー共重合体の質量平均分子量が前記下限値以上であれば、機械的物性が良好な封止材が得られやすい。エチレン−極性基含有モノマー共重合体の質量平均分子量が前記上限値以下であれば、加工性に優れた封止材が得られやすい。
なお、質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィを用いて測定した値である。
【００１７】
また、封止用樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル樹脂等を用いてもよい。
封止用樹脂は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１８】
［添加剤溶液］
混合工程において封止用樹脂と混合する添加剤溶液は、シランカップリング剤と、塩基性化合物（Ａ）とを含む。また、前記添加剤溶液は、必要に応じて、シランカップリング剤及び塩基性化合物（Ａ）以外の他の添加剤を含んでもよい。
【００１９】
（シランカップリング剤）
シランカップリング剤は、太陽電池セル、透明保護材、バックシート等と封止材との接着性を改善する役割を果たす。シランカップリング剤としては、封止材に通常用いられるシランカップリング剤を使用することができる。
シランカップリング剤の具体例としては、例えば、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【００２０】
シランカップリング剤としては、剥離力の値から、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが好ましい。
シランカップリング剤は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２１】
シランカップリング剤の使用量は、封止用樹脂の１００質量部に対して、０．１〜２質量部が好ましく、０．２〜１質量部がより好ましい。シランカップリング剤の使用量が前記下限値以上であれば、接着性に優れた封止材が得られやすい。シランカップリング剤の使用量が前記上限値以下であれば、コスト的に有利である。
【００２２】
（塩基性化合物（Ａ））
塩基性化合物（Ａ）は、ｐＫｂが５〜１２の塩基性の化合物である。塩基性化合物（Ａ）を用いることで、添加剤溶液中でのシランカップリング剤の加水分解反応及び縮合反応の速度を低下させることができる。その結果、添加剤溶液中のシランカップリング剤の経時変化を抑制できるため、添加剤溶液の管理を簡便にでき、また品質の良好な封止材を効率良く高い生産性で製造することが可能となる。
なお、ｐＫｂは、日本工業規格ＪＩＳ  Ｋ  ２５０１中和価測定の電位差滴定法により測定できる。
【００２３】
塩基性化合物（Ａ）としては、ｐＫｂが５〜１２の塩基性の化合物であればよく、耐光性が高く、酸化等により変色しにくい点から、ｐＫｂが５〜１２の光安定剤（以下、光安定剤（ａ）ともいう。）が好ましい。
【００２４】
光安定剤（ａ）としては、例えば、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート（ｐＫｂ＝５〜６）、ブタン二酸１−［２−（４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジノ）エチル］（ｐＫｂ＝７〜８）、デカン二酸ビス［２，２，６，６−テトラメチル−１−（オクチルオキシ）ピペリジン−４−イル］（ｐＫｂ＝８〜１０）、ビス（１−ウンデカノキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジノン−４−イル）カーボネート（ｐＫｂ＝１１〜１２）等が挙げられる。
塩基性化合物（Ａ）は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。また、塩基性化合物（Ａ）の使用量は、封止用樹脂１００質量部に対して０．０１質量部超５質量部以下が好ましい。
【００２５】
（他の添加剤）
他の添加剤としては、紫外線吸収剤、光安定剤（ａ）以外の光安定剤、酸化防止剤、架橋剤、架橋助剤、顔料、染料、可塑剤、充填材等が挙げられる。
紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、サリチル酸エステル系紫外線吸収剤等が挙げられる。
【００２６】
光安定剤（ａ）以外の光安定剤としては、例えば、セバシン酸ビス（２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−４−イル）（４≦ｐＫｂ＜５）、３−（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジニル）−２−メチル−１−プロペン−３−オン（４≦ｐＫｂ＜５）等が挙げられる。
【００２７】
架橋剤は、封止用樹脂を架橋させる成分である。
架橋剤としては、公知の有機過酸化物（パーオキシケタール類、ジアルキルパーオキサイド類、パーオキシエステル類等）、光増感剤等が挙げられる。
添加剤溶液が架橋剤を含む場合、架橋剤の使用量は、封止用樹脂１００質量部に対して、０質量部超５質量部以下が好ましく、０質量部超２質量部以下がより好ましい。
【００２８】
架橋助剤は、重合性不飽和基（ビニル基、アリル基、（メタ）アクリロキシ基等）を１つ以上（好ましくは２つ以上）有する化合物である。
架橋助剤としては、例えば、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート等が挙げられる。
添加剤溶液が架橋助剤を含む場合、架橋助剤の使用量は、封止用樹脂１００質量部に対して、０質量部超５質量部以下が好ましく、０質量部超２質量部以下がより好ましい。
【００２９】
（添加剤溶液の調製方法）
添加剤溶液は、シランカップリング剤及び塩基性化合物（Ａ）と、必要に応じて用いる他の添加剤とを混合することで得られる。各成分の混合順序は、特に限定されない。
各成分の混合方法としては、特に限定されず、例えば、バッチミキサー（シルバーソン社製）等を用いる方法が挙げられる。
【００３０】
また、固体の添加剤が溶解しやすいように溶媒を使用することができる。溶媒としては、例えば、トリエチレングリコール−ジ（２−エチルヘキサノエート）、トリエチレングリコール−ジ（２−エチルヘキサノエート）、１，２−シクロヘキサンジカルボン酸−ジイソノニルエステル、トリエチレングリコール−ジ（２−エチルヘキサノエート）等のエステル系可塑剤が挙げられる。
前記溶媒は、封止用樹脂と混合する前の添加剤溶液に配合するのが好ましいが、封止用樹脂と添加剤溶液とを混合する際に混合してもよい。
【００３１】
＜シート化工程＞
シート化工程では、前記混合工程で得られた樹脂組成物をシート化して太陽電池用封止材を得る。
シート化方法としては、例えば、Ｔダイを用いた押出成形法、プレス成形法等が挙げられる。また、樹脂組成物を溶液とする場合は、離型シートに樹脂組成物を塗工し、乾燥することにより、シート化することもできる。
【００３２】
封止材の厚さは、太陽電池モジュールに応じて適宜設定すればよく、０．０５〜１ｍｍが好ましい。封止材の厚さを前記下限値以上とすれば、太陽電池セルを封止することが容易になる。封止材の厚さを前記上限値以下とすれば、太陽電池モジュールを薄型化できる。
【００３３】
＜作用効果＞
以上説明した本発明の封止材の製造方法においては、添加剤溶液に特定のｐＫｂの塩基性の低い塩基性化合物（Ａ）が含まれているため、添加剤溶液中のシランカップリング剤が加水分解や縮合によって経時変化することが抑制される。また、本発明の封止材の製造方法においては、シランカップリング剤の縮合反応部位の構造や配位数を調節して縮合反応の速度を低下させる必要がないため、シランカップリング剤の接着性が充分に得られる。
以上のことから、本発明では、添加剤溶液を簡便に管理することができ、品質の良好な封止材を効率良く高い生産性で製造できる。
【００３４】
なお、本発明の封止材の製造方法は、前記した方法には限定されない。例えば、本発明の封止材の製造方法は、前記混合工程及びシート化工程以外の他の工程を有していてもよい。
他の工程としては、例えば、カレンダー工程によるシート化等が挙げられる。
【００３５】
＜用途＞
本発明の製造方法によって得られる封止材は、封止材が用いられる公知の様々な態様の太陽電池モジュールに制限なく使用できる。例えば、本発明の製造方法で得られた封止材によって太陽電池セルを封止し、その表面側にガラス板等の表面保護材を配置し、裏面側にバックシートを配置することで太陽電池モジュールとすることができる。
【実施例】
【００３６】
［化合物］
使用した化合物の略号を以下に示す。
（光安定剤）
ａ−１：ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート（ｐＫｂ＝５〜６、製品名「ＪＦ−９５」、城北化学工業社製）、
ａ−２：ブタン二酸１−［２−（４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジノ）エチル］（ｐＫｂ＝７〜８、製品名「Ｔｉｎｕｖｉｎ６２２」、ＢＡＳＦジャパン社製）、
ａ−３：デカン二酸ビス［２，２，６，６−テトラメチル−１−（オクチルオキシ）ピペリジン−４−イル］（ｐＫｂ＝８〜１０、製品名「Ｔｉｎｕｖｉｎ１２３」、ＢＡＳＦジャパン社製）、
ａ−４：ビス（１−ウンデカノキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジノン−４−イル）カーボネート（ｐＫｂ＝１１〜１２、製品名「ＬＡ−８１」、ＡＤＥＫＡ社製）、
ｅ−１：セバシン酸ビス（２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−４−イル）（４≦ｐＫｂ＜５、製品名「ＪＦ−９０」、城北化学工業社製）、
ｅ−２：３−（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジニル）−２−メチル−１−プロペン−３−オン（４≦ｐＫｂ＜５、製品名「ＬＡ−８７」、ＡＤＥＫＡ社製）。【００３７】
（シランカップリング剤）
ｂ−１：３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（製品名「ＫＢＭ−５０３」、信越シリコーン社製）。【００３８】
（架橋剤）
ｃ−１：ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート（製品名「カヤヘキサＡＤ」、化薬アクゾ社製）。【００３９】
（架橋助剤）
ｄ−１：トリアリルイソシアヌレート（製品名「ＴＡＩＣ（登録商標）」、日本化成社製）。【００４０】
［例１］
塩基性化合物である光安定剤（ａ−１）０．２質量部と、シランカップリング剤（ｂ−１）０．４質量部と、架橋剤（ｃ−１）０．５質量部と、架橋助剤（ｄ−１）０．５質量部とを混合し、添加剤溶液を得た。【００４１】
［例２〜１０］
各化合物の組成を表１に示すとおりに変更した以外は、例１と同様にして添加剤溶液を得た。【００４２】
【表１】
2015068627.tif 000002
【００４３】
［残存率の測定］
各例の製造直後の添加剤溶液におけるシランカップリング剤（ｂ−１）、架橋剤（ｃ−１）及び架橋助剤（ｄ−１）を定量した。その後、前記添加剤溶液を、２０℃５０％ＲＨの条件にて回転数６０ｒｐｍで撹拌しながら保管し、２日後、４日後、６日後及び８日後にシランカップリング剤（ｂ−１）、架橋剤（ｃ−１）及び架橋助剤（ｄ−１）を再度定量し、製造直後に対する割合を算出して残存率（単位：％）とした。
シランカップリング剤（ｂ−１）、架橋剤（ｃ−１）及び架橋助剤（ｄ−１）の定量は、ガスクロマトグラフィーにより行った。
各例の残存率の測定結果を表２に示す。【００４４】
【表２】
2015068627.tif 000003
【００４５】
表２に示すように、ｐＫｂが５〜１２の塩基性化合物を含む例１〜６の添加剤溶液は、８日間保管した後でもシランカップリング剤（ｂ−１）の残存率が９０％を超えており、保管中のシランカップリング剤（ｂ−１）の加水分解反応及び縮合反応が抑制されていた。
一方、ｐＫｂが５未満の塩基性化合物を含むものの、ｐＫｂが５〜１２の塩基性化合物を含まない例７〜１０の添加剤溶液では、シランカップリング剤（ｂ−１）の残存率は２日後でも９０％未満であり、８日後では著しく低かった。
また、架橋剤（ｃ−１）及び架橋助剤（ｄ−１）の残存率は、例１〜１０のいずれの添加剤溶液においても、８日間保管後で９０％を超えていた。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明によれば、添加剤溶液の保管安定性に優れ、その管理が簡便であり、品質の良好な封止材を効率良く高い生産性で製造できる、太陽電池用封止材の製造方法を提供することができる。
【国際調査報告】
2015068627.tif 000004
2015068627.tif 000005
2015068627.tif 000006
2015068627.tif 000007