(57)【要約】  α−オレフィンと、アイオノマーコポリマーの総重量に基づいて約１〜約３０重量％の、３〜８個の炭素を有するα，β−エチレン性不飽和カルボン酸とのアイオノマーコポリマーを含むアイオノマー組成物を含むポリマーフィルムまたはシートであって、カルボン酸が、アイオノマーコポリマー中のカルボキシレート基のモル総数に基づいて、１種類以上の金属イオンにより、１〜１００モル％のレベルまで中和されており、アイオノマーコポリマーのメルトインデックスが、約２０〜約３００ｇ／１０分である、ポリマーフィルムまたはシート。アイオノマー組成物は、シランカップリング剤、有機過酸化物およびこれらの組み合わせからなる群から選択される添加剤を含むのが好ましい。さらに、ポリマーフィルムまたはシートで形成された中間層と、ガラス、他のポリマー中間層シート、ポリマーフィルム層および金属フィルムまたはシートからなる群から選択される追加の層とを含む物品。当該物品として、安全窓および太陽電池が例示される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
α−オレフィンと、アイオノマーコポリマーの総重量に基づいて約１〜約３０重量％の、３〜８個の炭素を有するα，β−エチレン性不飽和カルボン酸とのアイオノマーコポリマーを含むアイオノマー組成物を含むポリマーフィルムまたはシートであって、前記カルボン酸が、前記アイオノマーコポリマー中のカルボキシレート基のモル総数に基づいて、１種類以上の金属イオンにより、１〜１００モル％のレベルまで中和されており、前記アイオノマーコポリマーのメルトインデックスが、約２０〜約３００ｇ／１０分である、ポリマーフィルムまたはシート。
【請求項２】
前記アイオノマー組成物が、シランカップリング剤、有機過酸化物およびこれらの組み合わせからなる群から選択される添加剤をさらに含む請求項１に記載のポリマーフィルムまたはシート。
【請求項３】
請求項１または２に記載のポリマーフィルムまたはシートで形成された中間層と、ガラス、他のポリマー中間層シート、ポリマーフィルム層および金属フィルムまたはシートからなる群から選択される追加の層とを含む物品。
【請求項４】
（ａ）前記α−オレフィンがエチレンであり、（ｂ）前記α，β−エチレン性不飽和カルボン酸が、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、モノメチルマレイン酸およびこれらの混合物からなる群から選択され、（ｃ）前記アイオノマーコポリマーが、約１０〜約２５重量％のα，β−エチレン性不飽和カルボン酸を含み、（ｄ）前記カルボン酸が、前記アイオノマーコポリマー中のカルボキシレート基のモル総数に基づいて、１種類以上の金属イオンにより、２〜４０モル％のレベルまで中和され、（ｅ）前記アイオノマーコポリマーのメルトインデックスが、約３０〜約２００ｇ／１０分であり、（ｆ）前記中間層の厚さが、約０．１〜約２５０ミル（約０．００３〜約６．３５ｍｍ）である請求項１または２に記載のポリマーフィルムまたはシートあるいは請求項３に記載の物品。
【請求項５】
前記アイオノマー組成物が、前記アイオノマー組成物の総量に基づいて、約０．０１〜約５重量％のシランカップリング剤を含有し、前記シランカップリング剤が、γ−クロロプロピルメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−ビニルベンジルプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−（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、ビニルトリクロロシラン、γ−メルカプトプロピルメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシランおよびこれらの混合物からなる群から選択される請求項２に記載のポリマーフィルムまたはシートあるいは請求項３または４に記載の物品。
【請求項６】
前記アイオノマー組成物が、前記アイオノマー組成物の総量に基づいて、約０．０１〜約１０重量％の有機過酸化物を含有し、前記有機過酸化物が、２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジヒドロパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ベチルパーオキシ）ヘキサン−３、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド、ｔｅｒｔ−ブチルクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジクミルパーオキサイド、α，α’−ビス（ｔｅｒｔ−ブチル−パーオキシイソプロピル）ベンゼン、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、２，２−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチル−シクロヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ベンゾイルパーオキサイドおよびこれらの混合物からなる群から選択される請求項２に記載のポリマーフィルムまたはシートあるいは請求項３または４に記載の物品。
【請求項７】
安全ガラスラミネートであり、前記追加の層がガラスシートであり、前記中間層が約１０〜約２５０ミル（約０．２５〜約６．３５ｍｍ）の厚さを有し、前記ガラスシートにラミネートされている請求項３〜６のいずれか１項に記載の物品。
【請求項８】
太陽電池プレラミネートアセンブリであり、前記アセンブリが、１つまたは複数の太陽電池を含む太陽電池コンポーネントを含み、前記ポリマーフィルムまたはシートの厚さが約０．１〜約２０ミル（約０．００３〜約０．５ｍｍ）である請求項３〜６のいずれか１項に記載の物品。
【請求項９】
前記ポリマーフィルムまたはシートの反対側の、前記太陽電池コンポーネントの隣りに配置された第２のポリマー層をさらに含み、前記第２のポリマー層が、ポリ（ビニルアセタール）、エチレン酢酸ビニル、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリオレフィンブロックエラストマー、エチレンアクリレートエステルコポリマー、α−オレフィンとα，β−エチレン性不飽和カルボン酸とのコポリマーおよびこれらのアイオノマー、シリコーンエラストマーおよびエポキシ樹脂からなる群から選択されるポリマー組成物を含む請求項８に記載の物品。
【請求項１０】
（Ａ）透明な材料で形成されていて、前記アセンブリの受光側で外側層として機能する入射層、および／または（Ｂ）ガラス、プラスチックフィルムまたはシート、あるいは金属フィルムまたはシートで形成されていて、前記アセンブリの背面側で外側層として機能するバッキング層をさらに含む請求項８または９に記載の物品。
【請求項１１】
（ｉ）請求項８〜１０のいずれか１項に記載の太陽電池プレラミネートアセンブリを提供し、（ｉｉ）前記プレラミネートアセンブリをラミネートして、前記太陽電池モジュールを形成することを含む、太陽電池モジュールである物品を製造する方法。
【請求項１２】
前記ラミネート工程（ｉｉ）が、前記アセンブリを、熱、および任意で真空に供することにより実行される請求項１３に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の方法により作製された物品。
【請求項１４】
アイオノマー組成物と添加剤とを含むポリマー組成物であって、（ｉ）前記アイオノマー組成物が、α−オレフィンと、アイオノマーコポリマーの総重量に基づいて約１〜約３０重量％の、３〜８個の炭素を有するα，β−エチレン性不飽和カルボン酸とのコポリマーを含み、前記カルボン酸が、前記アイオノマーコポリマー中のカルボキシレート基のモル総数に基づいて、１種類以上の金属イオンにより、１〜１００モル％のレベルまで中和されており、（ｉｉ）前記アイオノマーコポリマーのメルトインデックスが、約２０〜約３００ｇ／１０分であり、（ｉｉｉ）前記添加剤が、シランカップリング剤、有機過酸化物およびこれらの混合物からなる群から選択されるポリマー組成物。
【請求項１５】
（Ａ）前記アイオノマーコポリマーのメルトインデックスが、約３０〜約２００ｇ／１０分であり、（Ｂ）前記α−オレフィンがエチレンであり、（Ｃ）前記α，β−エチレン性不飽和カルボン酸が、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、モノメチルマレイン酸およびこれらの混合物からなる群から選択され、（Ｄ）前記アイオノマー組成物が、前記アイオノマーコポリマーの総重量に基づいて約１０〜約２５重量％の、α，β−エチレン性不飽和カルボン酸からの繰り返し単位を含み、（Ｅ）前記カルボン酸が、前記アイオノマーコポリマー中のカルボキシレート基のモル総数に基づいて、１種類以上の金属イオンにより、２〜４０モル％のレベルまで中和されている請求項１５に記載のポリマー組成物。
【請求項１６】
前記ポリマー組成物が、γ−クロロプロピルメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−ビニルベンジルプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−（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、ビニルトリクロロシラン、γ−メルカプトプロピルメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシランおよびこれらの混合物からなる群から選択されるシランカップリング剤を、前記組成物の総重量に基づいて約０．０１〜約５重量％含む請求項１５または１６に記載のポリマー組成物。
【請求項１７】
前記ポリマー組成物が、２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジヒドロパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ベチルパーオキシ）ヘキサン−３、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド、ｔｅｒｔ−ブチルクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジクミルパーオキサイド、α、α’−ビス（ｔｅｒｔ−ブチル−パーオキシイソプロピル）ベンゼン、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、２，２−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチル−シクロヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ベンゾイルパーオキサイドおよびこれらの混合物からなる群から選択される有機過酸化物を、前記ポリマー組成物の総重量に基づいて約０．０１〜約１０重量％含む請求項１５または１６に記載のポリマー組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アイオノマー組成物、それから誘導されるポリマーフィルムまたはシート、および安全ラミネートならびに太陽電池モジュールにおけるそれらの利用に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラスラミネート製品は、ほぼ１世紀にわたって社会に貢献している。世間によく認知されている、自動車のフロントガラスに通常用いられる安全ガラスばかりでなく、ラミネートガラスは、運送業のあらゆる形態において用いられている。安全ガラスは、高い衝撃抵抗および貫入抵抗を特徴とし、砕いてもガラスのかけらや破片が散乱しない。
【０００３】
安全ガラスは、典型的に、ポリマーシートの中間層で一緒に貼り合わされた２枚のガラスシートまたはパネルのサンドイッチからなる。ガラスシートの１枚または両方を、ポリカーボネートでできたシート等の光学的に透明な剛性ポリマーシートに換えてもよい。安全ガラスは、ポリマーシートの中間層で貼り合わされた多層のガラスおよびポリマーシートを含むように発展してきた。
【０００４】
安全ガラスに用いる中間層は、典型的に、比較的厚いポリマーシートからできており、亀裂または破壊の際には、靭性およびガラスへの接着性を示す。広く用いられている中間層材料としては、ポリ（ビニルブチラール）（ＰＶＢ）、ポリ（ウレタン）（ＰＵ）、ポリ（エチレン酢酸ビニル）（ＥＶＡ）、アイオノマー等に基づく錯体多成分組成物が挙げられる。
【０００５】
再生可能なエネルギー源として、太陽電池モジュールの使用が急速に広がっている。太陽電池モジュールを製造するある好ましい方法には、少なくとも５枚の構造層を含むプレラミネートアセンブリを形成することが含まれる。太陽電池プレラミネートは、上部または入射層（すなわち、最初に光と接触する層）からバッキング（入射層から最も離れて移動させられる層）まで続く、次の順番で構築される。（１）入射層（典型的に、ガラス板または薄ポリマーフィルム（例えば、フルオロポリマーまたはポリエステルフィルム）、ただし、日光を透過する任意の材料が考えられる）、（２）フロントカプセル材層、（３）電圧生成コンポーネント（または太陽電池コンポーネント）、（４）バックカプセル材層および（５）バッキング層。
【０００６】
カプセル材層は、脆弱な電圧生成コンポーネントをカプセル化し、保護するように設計されている。通常、太陽電池プレラミネートは、太陽電池コンポーネント周囲で挟まれる少なくとも２つのカプセル材層を組み込む。フロントカプセル材層の光学特性は、光が、太陽電池コンポーネントまで効率的に透過するようなものでなければならない。さらに、カプセル材層は、通常、中間層を取り付ける際に上述したのと同様の要件および組成を有する。
【０００７】
アイオノマー組成物を、脅威抵抗性安全ラミネート中間層シートとして用いることは、当該技術分野において公知である（例えば、米国特許第３，３４４，０１４号明細書、米国特許第３，７６２，９８８号明細書、米国特許第４，６６３，２２８号明細書、米国特許第４，６６８，５７４号明細書、米国特許第４，７９９，３４６号明細書、米国特許第５，７５９，６９８号明細書、米国特許第５，７６３，０６２号明細書、米国特許第５，８９５，７２１号明細書、米国特許第６，１５０，０２８号明細書、米国特許第６，４３２，５２２号明細書、米国特許出願公開第２００２／０１５５３０２号明細書、米国特許出願公開第２００２／０１５５３０２号明細書、国際公開第９９／５８３３４号パンフレットおよび国際公開第２００６／０５７７７１号パンフレット参照）。例えば、米国特許第５，７５９，６９８号明細書には、有機過酸化物およびシラン剤により熱硬化されたアイオノマー樹脂から誘導されるガラスラミネートが開示されている。
【０００８】
アイオノマー組成物を、太陽電池カプセル材フィルムまたはシートとして用いることも、当該技術分野において公知である（例えば、米国特許第５，４７６，５５３号明細書、米国特許第５，４７８，４０２号明細書、米国特許第５，７３３，３８２号明細書、米国特許第５，７６２，７２０号明細書、米国特許第５，９８６，２０３号明細書、米国特許第６，１１４，０４６号明細書、米国特許第６，１８７，４４８号明細書、米国特許第６，６６０，９３０号明細書、米国特許出願公開第２００３／００００５６８号明細書、米国特許出願公開第２００５／０２７９４０１号明細書、特開２０００−１８６１１４号公報および特開２００６−０３２３０８号公報参照）。
【０００９】
しかしながら、安全ラミネートまたは太陽電池モジュールの当該技術分野において用いられているアイオノマー樹脂は、通常、１５ｇ／１０分以下という低いメルトフローインデックス（ＭＩ）（２１６０ｇ、１９０℃、ＩＳＯ１１３３、ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８）を有する。かかる低メルトフローのアイオノマー樹脂を用いるには、高いラミネーション温度（すなわち、１３０℃〜１７０℃）が必要であるため、ラミネーションプロセスが複雑になる。
【００１０】
Ｃｈｏｕらによる米国特許第６，６８０，８２１号明細書には、ＭＩが約２０〜約１，０００ｇ／１０分のα−オレフィンおよびα−β不飽和カルボン酸を含む特定の金属中和酸コポリマーを含む樹脂粉末を用いて、金属表面をコーティングする方法が記載されている。この特許には、かかる材料を安全ガラスまたは光起電モジュールラミネートまたはかかる用途においてコポリマーの性能を向上する追加のパッケージに用いることは記載されていない。
【００１１】
上述した欠点のない、安全窓および太陽電池等のガラスラミネート最終用途に中間層として用いるのに好適なポリマーフィルムまたはシート、およびかかるフィルムまたはシートを形成するのに有用な組成物が必要とされている。例えば、押出しコンパウンディング温度を下げて、有用な組成物を調製することが求められている。また、ラミネーション温度を好ましくは約１００℃〜約１２０℃まで下げる、ラミネーションサイクル時間を短縮する、またはその両方を行って、ラミネーションプロセスを単純にすることも求められている。また、そのような望ましい低温を含め、様々なラミネーション温度下で向上した接着強度を有し、ラミネートに改善された衝撃抵抗性を付与するフィルムまたはシートも求められている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、α−オレフィンと、アイオノマーコポリマーの総重量に基づいて約１〜約３０重量％の、３〜８個の炭素を有するα，β−エチレン性不飽和カルボン酸とのアイオノマーコポリマーを含むアイオノマー組成物を含むポリマーフィルムまたはシートであって、カルボン酸が、アイオノマーコポリマー中のカルボキシレート基のモル総数に基づいて、１種類以上の金属イオンにより、１〜１００モル％のレベルまで中和されており、アイオノマーコポリマーのメルトインデックスが、約２０〜約３００ｇ／１０分である、ポリマーフィルムまたはシートに関する。
【００１３】
本発明は、上述のポリマーフィルムまたはシートで形成された中間層と、ガラス、他のポリマー中間層シート、ポリマーフィルム層、および金属フィルムまたはシートからなる群から選択される追加の層とを含む物品にさらに関する。一実施形態において、物品は安全ガラスラミネートであり、追加の層はガラスシートであり、中間層がガラスシートにラミネートされている。他の実施形態において、物品は、太陽電池プレラミネートアセンブリであり、１つまたは複数の太陽電池を含む太陽電池コンポーネントを含む。
【００１４】
本発明は、（ａ）記載されているポリマーフィルムまたはシートで形成された中間層を提供し、（ｂ）１つまたは複数の太陽電池を含む太陽電池コンポーネントを提供し、（ｃ）アイオノマー組成物を含むマトリックスにおいて太陽電池コンポーネントをカプセル化することを含む工程により作製される太陽電池ラミネートにさらに関する。
【００１５】
本発明は、物品を製造する方法にさらに関し、物品は、太陽電池モジュールであり、その方法は、（ｉ）上述の太陽電池プレラミネートアセンブリを提供し、（ｉｉ）プレラミネートアセンブリをラミネートして、太陽電池モジュールを形成することを含む。
【００１６】
本発明は、アイオノマー組成物と添加剤とを含むポリマー組成物にさらに関し、（ｉ）アイオノマー組成物は、α−オレフィンと、アイオノマーコポリマーの総重量に基づいて約１〜約３０重量％の、３〜８個の炭素を有するα，β−エチレン性不飽和カルボン酸とのコポリマーを含み、カルボン酸が、アイオノマーコポリマー中のカルボキシレート基のモル総数に基づいて、１種類以上の金属イオンにより、１〜１００モル％のレベルまで中和されており、（ｉｉ）アイオノマーコポリマーのメルトインデックスが、約２０〜約３００ｇ／１０分であり、（ｉｉｉ）添加剤が、シランカップリング剤、有機過酸化物およびこれらの組み合わせからなる群から選択される。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本明細書で言及した出版物、特許出願、特許およびその他文献は全て、その全内容が、参考文献として組み込まれる。特に定義されない限り、本明細書で用いる科学技術用語は全て、本発明の属する当業者により一般的に理解されるのと同じ意味を持つ。不一致がある場合には、定義を含め本明細書が支配する。
【００１８】
本明細書に記載したのと同様または等価の方法および材料を、本発明の実施または試験に用いることができるけれども、好適な方法および材料が本明細書に記載されている。
【００１９】
特に断りのない限り、パーセンテージ、部、比率等は全て重量基準である。
【００２０】
量、濃度、その他値またはパラメータは、範囲、好ましい範囲、好ましい上限と好ましい下限のリストのいずれかで提示されるとき、範囲が別個に開示されているか否かにかかわらず、上限または好ましい値と下限または好ましい値の対から形成された全ての範囲を具体的に開示していると考えるものとする。本明細書において数値の範囲で示してある場合、別記しない限り、この範囲には、その終点、その範囲内の整数および分数の全てが含まれるものとする。本発明の範囲は、範囲を定義したときに示した特定の範囲に限定されないものとする。
【００２１】
「約」という用語を、値、または範囲の端点を説明するのに用いるとき、開示内容には、参照された特定の値または端点が含まれると考えるものとする。
【００２２】
本明細書で用いる「含む」、「含んでいる」、「有する」、「有している」、「含有する」、「特徴とする」、「持つ」、「持っている」またはその他変形の用語は、非排他的な包括を規定するものである。例えば、要素のリストを含むプロセス、方法、物品または装置は、それらの要素に必ずしも限定されず、明示的にリストされていない、またはかかるプロセス、方法、物品または装置に固有の他の要素も含まれる。さらに、明示的にそれには反するとした場合を除き、「または」は、包括的なまたはであり、排他的なまたはでない。例えば、条件ＡまたはＢを満足するのは次のうちのいずれかである。Ａが真（または存在する）でＢが偽（または存在しない）、Ａが偽（または存在しない）でＢが真（または存在する）、およびＡとＢの両方が真（または存在する）。
【００２３】
「からなる」という移行句は、特許請求の範囲において規定されていない要素、工程または成分を排除し、当たり前の関連の不純物を除き、列挙された以外の材料は特許請求の範囲に含まれない。「〜からなる」という句が、前段の直後ではなく、請求項の本文に現れるとき、それは、その本文に示された要素を限定するにすぎない。他の要素は全体として請求項から除外されない。
【００２４】
「から実質的になる」という移行句は、特許請求の範囲を特定の材料または工程および特許請求された発明の基本的および新規な特徴に悪影響を与えないものに限定するものである。「から実質的になる」請求項は、「からなる」形式で書かれるクローズドクレームと「含む」形式で書かれる完全オープンクレームとの間の中間である。
【００２５】
出願人が「含む」等の制約のない用語で発明またはその一部を規定した場合、（別記しない限り）「から実質的になる」または「からなる」を用いてこのような発明を記載するように説明が解釈されるべきであることは容易に理解されるはずである。
【００２６】
単数形（「ａ」または「ａｎ」）の使用は、本発明の要素および成分を記載するために使用される。これは、単に便宜上のために、かつ本発明の一般的な意味を与えるために使用される。この説明は、１つまたは少なくとも１つを含めるように読まれるべきであり、他の意味であることが明白でない限り、単数形には複数形も含まれる。
【００２７】
特定のポリマーを説明するとき、出願人は、ポリマーを製造するために用いられたモノマー、ポリマーを製造するために用いられたモノマーの量、またはポリマーに組み込まれるモノマー残渣によってポリマーを参照することがあることを理解されたい。このような説明は、最終ポリマーを説明するために用いられた特定の用語を包含しなくてもよく、またはプロダクト−バイ−プロセスの用語を含まなくてもよいが、モノマー、モノマー残渣、繰り返し単位および量へのこのような言及は、ポリマーがそれらのモノマーまたはモノマーの量、相当するポリマーおよびそれらの組成物から製造されることを意味するように解釈されるべきである。これに関して、モノマーの残渣を含有するコポリマーを参照することは、コポリマーが、そのモノマーからの繰り返し単位を含有するという事実を参照することである。出願人が、あるパーセンテージのモノマーを含有するコポリマーを参照するとき、この参照は、そのモノマーを形成する繰り返し単位を含有するコポリマーであるものと考えるものとする。
【００２８】
本発明の説明および／または請求範囲において、「コポリマー」という用語は、２つ以上のモノマーを含むポリマーを指すのに用いられる。
【００２９】
「有限量」および「有限値」という用語は、ゼロより大きい量のことを指すのに用いる。
【００３０】
「酸コポリマー」という用語は、α−オレフィンの共重合残渣と、３〜８個の炭素を有するα，β−エチレン性不飽和カルボン酸の共重合残渣とを含む樹脂組成物を指すのに用いる。「アイオノマー」という用語は、部分的にまたは完全に中和された「酸コポリマー」から誘導された樹脂組成物を指すのに本明細書においては用いられる。
【００３１】
高メルトフローアイオノマー組成物
本発明は、安全中間シートまたは太陽電池カプセル材フィルムまたはシートを形成するのに有用な高メルトフローアイオノマー組成物に関する。具体的には、高メルトフローアイオノマー組成物は、１９０℃、２１６０ｇの荷重でＡＳＴＭ  Ｄ１２３８により測定した際、約２０〜約３００ｇ／１０分のＭＩを有するアイオノマーコポリマーを含む。（同様のＩＳＯ試験は、ＩＳＯ１１３３である。）
【００３２】
アイオノマーコポリマー：
高メルトフローアイオノマーコポリマーは、有限量のα−オレフィンおよび、コポリマーの総重量に基づいて、３〜８個の炭素を有する約１〜約３０重量％のα，β−エチレン性不飽和カルボン酸を含む特定の親酸コポリマーから誘導される。好ましくは、親酸コポリマーは、コポリマーの総重量に基づいて、約１０〜約２５重量％、より好ましくは約１５〜約２３重量％、さらにより好ましくは約１８〜約２３重量％のα，β−エチレン性不飽和カルボン酸を含む。
【００３３】
α−オレフィンコモノマーは、典型的に、２〜１０個の炭素原子を組み込む。好ましいα−オレフィンとしては、これらに限られるものではないが、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、３−メチル−１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン等およびこれらの混合物が挙げられる。より好ましくは、α−オレフィンはエチレンである。α，β−エチレン性不飽和カルボン酸コモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、モノメチルマレイン酸およびこれらの混合物が挙げられる。好ましいα，β−エチレン性不飽和カルボン酸コモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸およびこれらの混合物が挙げられる。
【００３４】
米国特許第３，４０４，１３４号明細書、米国特許第５，０２８，６７４号明細書、米国特許第６，５００，８８８号明細書および米国特許第６，５１８，３６５号明細書に開示されているとおりにして、親酸コポリマーを重合すればよい。
【００３５】
高メルトフローアイオノマーコポリマーを製造するには、親酸コポリマーは、カルボン酸総含量に基づいて、約１％〜約１００％、好ましくは約１％〜約５０％、より好ましくは約２％〜約４０％、さらにより好ましくは約２％〜約２０％、金属イオンにより中和される。金属イオンは、一価、二価、三価、多価またはこれらの混合物であってよい。有用な一価の金属イオンとしては、これらに限られるものではないが、ナトリウム、カリウム、リチウム、銀、水銀、銅等およびこれらの混合物が挙げられる。有用な二価の金属イオンとしては、これらに限られるものではないが、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、銅、カドミウム、水銀、錫、鉛、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛等およびこれらの混合物が挙げられる。有用な三価の金属イオンとしては、これらに限られるものではないが、アルミニウム、スカンジウム、鉄、イットリウム等およびこれらの混合物が挙げられる。有用な多価金属イオンとしては、これらに限られるものではないが、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、タンタル、タングステン、クロム、セリウム、鉄等およびこれらの混合物が挙げられる。金属イオンが多価のときは、米国特許第３，４０４，１３４号明細書に開示されているようなステアレート、オレエート、サリチレートおよびフェノレートラジカル等の錯化剤が挙げられることに留意する。金属イオンは、好ましくは、一価または二価の金属イオンである。より好ましくは、金属イオンは、ナトリウム、リチウム、マグネシウム、亜鉛およびこれらの混合物からなる群から選択される。さらにより好ましくは、金属イオンは、ナトリウム、亜鉛およびこれらの混合物からなる群から選択される。本発明の親酸コポリマーは、米国特許第３，４０４，１３４号明細書に開示されているとおり、中和してもよい。
【００３６】
高メルトフローアイオノマーコポリマーのＭＩは、約２０〜約３００ｇ／１０分である。好ましくは、アイオノマーコポリマーのＭＩは、約３０〜約２００ｇ／１０分である。通常、アイオノマーコポリマーの望ましい高メルトフローレートを達成するには、親酸コポリマーのＭＩは、約５０〜約６００ｇ／１０分、好ましくは約５０〜約４００ｇ／１０分、より好ましくは約５０〜約２００ｇ／１０分である。
【００３７】
かかる高メルトフローレートは、該レートから誘導されたアイオノマーフィルムまたはシートに、それらが安全ラミネートまたは太陽電池ラミネートに用いられるとき、低減されたラミネーション温度、低減されたサイクル時間またはその両方を提供する。さらに、そのラミネーション温度でラミネートすると、かかる高メルトフローアイオノマー組成物から誘導されたフィルムまたはシートは、比較的低いメルトフローレートのアイオノマー組成物から誘導されたものよりも高い接着強度を有する。
【００３８】
高メルトフローアイオノマーコポリマーは、任意で、他の不飽和コモノマーを含有していてもよい。好ましい他の不飽和コモノマーとしては、これらに限られるものではないが、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレートおよびこれらの混合物が具体的に例示される。通常、アイオノマーコポリマーは、コポリマーの総重量に基づいて、０〜約５０重量％、好ましくは０〜約３０重量％、より好ましくは０〜約２０重量％の他の不飽和コモノマーを組み込んでよい。
【００３９】
添加剤：
高メルトフローアイオノマー組成物は、１種類以上の添加剤をさらに含んでいてもよい。
【００４０】
ある特定の実施形態において、アイオノマー組成物は、１種類以上のシランカップリング剤をさらに含み、誘導されたフィルムまたはシートの接着強度がさらに向上する。
【００４１】
本発明に有用な例示のシランカップリング剤としては、これらに限られるものではないが、γ−クロロプロピルメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−ビニルベンジルプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−（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、ビニルトリクロロシラン、γ−メルカプトプロピルメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシランおよびこれらの混合物が挙げられる。シランカップリング剤は、組成物の総重量に基づいて、好ましくは約０．０１〜約５重量％、より好ましくは約０．０５〜約１重量％のレベルでアイオノマー組成物に組み込まれる。
【００４２】
シランカップリング剤は、組み込まれるアイオノマー組成物のメルトフローレートを減じることができることに留意する。従って、設定レベルのシランだと、高メルトフローアイオノマー組成物は、先行技術の低メルトフローアイオノマー組成物よりも、あるレベルの粘度を維持することができる。
【００４３】
本発明の他の実施形態において、アイオノマー組成物は、樹脂のメルトフローを、ラミネーション中のフィルムまたはシートの熱硬化の限界まで、有効に減じる添加剤をさらに含んでいてもよい。かかる添加剤を用いると、最終使用温度の上限を上げ、ラミネート中間層シートまたは誘導された太陽電池カプセル材フィルムまたはシートのクリープが減じる。典型的に、最終使用温度は、約２０〜約７０℃まで上がる。さらに、かかる材料から製造された安全ラミネートおよび太陽電池ラミネートは、耐火性である。具体的には、ラミネーション中、アイオノマー樹脂を熱硬化することにより、樹脂は、ラミネートからメルトフローする傾向が減じ、発射のための追加の燃料として機能することもある。
【００４４】
典型的に、有効なメルトフローを減じる添加剤は、有機過酸化物であり、例えば、２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジヒドロパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ベチルパーオキシ）ヘキサン−３、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド、ｔｅｒｔ−ブチルクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジクミルパーオキサイド、α、α’−ビス（ｔｅｒｔ−ブチル−パーオキシイソプロピル）ベンゼン、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、２，２−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチル−シクロヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ベンゾイルパーオキサイド等およびこれらの混合物である。好ましくは、有機過酸化物は、約１００℃以上の温度で分解して、ラジカルを生成する。より好ましくは、有機過酸化物は、約７０℃以上で１０時間の半減期を与えて、ブレンド操作の安定性を改善する分解温度を有する。
【００４５】
さらに、アイオノマー組成物コンパウンディング温度と有機過酸化物分解温度との間の温度ギャップは、コンパウンディングならびにフィルムおよびシート形成プロセス中、早期の架橋を避けるために重要である。押出しプロセスにおいて（高メルトフローアイオノマーフィルムまたはシートを製造するのに好ましいプロセスである）、高メルトフローアイオノマー組成物は、他の低メルトフローアイオノマー組成物と比べると、望ましい低い押出し温度を必要とするため、押出しコンパウンディング中、フィルムまたはシート形成中の早期の架橋を有効に防ぐ。
【００４６】
有機過酸化物は、組成物の総重量に基づいて、約０．０１〜約１０重量％、好ましくは約０．５〜約３重量％のレベルで添加される。
【００４７】
必要であれば、ジブチル錫ジラウレート等の開始剤を、組成物の総重量に基づいて、約０．０１〜約０．０５重量％のレベルで、アイオノマー組成物に含有させてもよい。また、必要であれば、ヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、ｐ−ベンゾキノンおよびメチルヒドロキノン等の阻害剤を、反応および安定性に対する制御を高めるために添加してもよい。典型的に、阻害剤は、組成物の総重量に基づいて、約５重量％未満のレベルで添加される。
【００４８】
さらに他の実施形態において、高メルトフローアイオノマー組成物は、当該技術分野において公知の他の好適な添加剤をさらに含んでいてもよい。かかる添加剤としては、これらに限られるものではないが、可塑剤、処理助剤、流動促進添加剤、潤滑剤、顔料、染料、難燃剤、衝撃改質剤、核剤、ブロッキング防止剤（例えば、シリカ）、熱安定剤、ＵＶ吸収剤、ＵＶ安定剤、分散剤、界面活性剤、キレート化剤、カップリング剤、接着剤、プライマー、補強添加剤（例えば、ガラスファイバー）、フィラー等が挙げられる。通常、太陽電池カプセル材フィルムまたはシートに用いるとき、組成物の光学明瞭度を減じる添加剤、例えば、補強添加剤およびフィラーを、バックカプセル材層として用いるフィルムまたはシート用に備えておく。
【００４９】
熱安定剤を用いることができ、当該技術分野において広く開示されてきた。公知の熱安定剤が本発明に有用である。好ましい一般部類の熱安定剤としては、これらに限られるものではないが、フェノール酸化防止剤、アルキル化モノフェノール、アルキルチオメチルフェノール、ヒドロキノン、アルキル化ヒドロキノン、トコフェロール、ヒドロキシル化チオジフェニルエーテル、アルキリデンビスフェノール、Ｏ−、Ｎ−およびＳ−ベンジル化合物、ヒドロキシベンジル化マロネート、芳香族ヒドロキシベンジル化合物、トリアジン化合物、アミン系酸化防止剤、アリールアミン、ジアリールアミン、ポリアリールアミン、アシルアミノフェノール、オキサミド、金属不活性化剤、亜リン酸塩、フォスフォナイト、ベンジルフォスフォネート、アスコルビン酸（ビタミンＣ）、過酸化物を破壊する化合物、ヒドロキシルアミン、ニトロン、チオ共力剤、ベンゾフラノン、インドリノン等およびこれらの混合物が挙げられる。高メルトフローアイオノマー組成物は、有効量の熱安定剤を含有していてもよい。熱安定剤を用いることは任意であり、場合によっては好ましくない。用いるとき、高メルトフローアイオノマー組成物は、組成物の総重量に基づいて、少なくとも約０．０５重量％、約１０重量％まで、より好ましくは約５重量％まで、最も好ましくは約１重量％までの熱安定剤を含有する。
【００５０】
ＵＶ吸収剤を用いることができ、当該技術分野において広く開示されてきた。公知のＵＶ吸収剤が本発明に有用である。好ましい一般部類のＵＶ吸収剤としては、これらに限られるものではないが、ベンゾトリアゾール、ヒドロキシベンゾフェノン、ヒドロキシフェニルトリアジン、置換および非置換安息香酸のエステル等およびこれらの混合物が挙げられる。高メルトフローアイオノマー組成物は、有効量のＵＶ吸収剤を含有していてもよい。ＵＶ吸収剤を用いることは任意であり、場合によっては好ましくない。用いるとき、高メルトフローアイオノマー組成物は、組成物の総重量に基づいて、少なくとも約０．０５重量％、約１０重量％まで、より好ましくは約５重量％まで、最も好ましくは約１重量％までのＵＶ吸収剤を含有する。
【００５１】
ヒンダードアミン光安定剤（ＨＡＬＳ）を用いることができ、当該技術分野において広く開示されてきた。通常、ヒンダードアミン光安定剤は、第２級、第３級、アセチル化、Ｎ−ヒドロカルビルオキシ置換、ヒドロキシ置換Ｎ−ヒドロカルビルオキシ置換またはその他置換環状アミンとして開示されており、さらに、立体障害が組み込まれ、通常、アミン官能基に近接する炭素原子の脂肪族置換基から誘導される。高メルトフローアイオノマー組成物は、有効量のヒンダードアミン光安定剤を含有していてもよい。ヒンダードアミン光安定剤を用いることは任意であり、場合によっては好ましくない。用いるとき、高メルトフローアイオノマー組成物は、組成物の総重量に基づいて、少なくとも約０．０５重量％、約１０重量％まで、より好ましくは約５重量％まで、最も好ましくは約１重量％までのヒンダードアミン光安定剤を含有する。
【００５２】
高メルトフローアイオノマーフィルムまたはシート
本発明は、高メルトフローアイオノマー組成物を含むフィルムまたはシート等の成型物品をさらに提供する。これらの高メルトフローアイオノマーフィルムおよびシートは、任意の好適なプロセスにより製造してよい。例えば、フィルムおよびシートは、ディップコーティング、溶液流延、圧縮成形、射出成形、溶融押出し、溶融ブローまたは当業者に公知のその他手段により形成してよい。好ましくは、高メルトフローアイオノマーフィルムおよびシートは、溶融押出しにより形成され、これは、「エンドレス」製品の形成に特に好ましいプロセスである。
【００５３】
上述したとおり、高メルトフローアイオノマーフィルムまたはシートは、太陽電池ラミネートにおいて、安全ラミネートまたはカプセル材フィルムまたはシートに、中間層シートを形成するのに有用である。さらに、高メルトフローアイオノマーフィルムまたはシートは、単層または多層フィルムまたはシートの形態を採ってもよい。単層とは、フィルムまたはシートが、１枚のみの単層を有し、１枚の単層が、高メルトフローアイオノマー組成物でできていることを意味する。多層とは、高メルトフローアイオノマーフィルムまたはシートが、２層以上の副層を有し、副層の少なくとも１層が、高メルトフローアイオノマー組成物でできていることを意味する。多層フィルムまたはシートの他の副層は、任意の好適なポリマー組成物でできている。しかしながら、好ましくは、他の副層は、酸コポリマーおよびそれから誘導されたアイオノマー、ポリ（エチレン酢酸ビニル）、ポリ（ビニルアセタール）（例えば、ポリ（ビニルブチラール））、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン（例えば、メタロセン触媒鎖状低密度ポリエチレン）、ポリオレフィンブロックエラストマー、エチレンアクリレートエステルコポリマー（例えば、ポリ（エチレン−コ−メチルアクリレート）およびポリ（エチレン−コ−ブチルアクリレート））、シリコーンエラストマーおよびエポキシ樹脂からなる群から選択されるポリマー組成物でできている。より好ましくは、他の副層は、酸コポリマーおよびそれから誘導されたアイオノマー、ポリ（エチレン酢酸ビニル）、メタロセン触媒鎖状低密度ポリエチレン、ポリオレフィンブロックエラストマーおよびエチレンアクリレートエステルコポリマーからなる群から選択されるポリマー組成物でできている。さらに、適切な接着強度を提供するには、多層フィルムまたはシートの表面副層の少なくとも１つ、好ましくは両方が、高メルトフローアイオノマー組成物で形成されている。ある好ましい実施形態において、高フローアイオノマーコポリマー表面と低フローコア層を有する多層フィルムおよびシートは、本発明の望ましい低ラミネーション温度および高接着力を提供する。
【００５４】
本発明のフィルムまたはシートは、好ましくは合計厚さ約０．１ミル（０．００３ｍｍ）〜約２５０ミル（６．３５ｍｍ）である。安全ラミネート中間層シートとして用いるときは、高メルトフローアイオノマーシートの合計厚さは、好ましくは約１０ミル（０．２５ｍｍ）〜約２５０ミル（６．３５ｍｍ）、より好ましくは約１５ミル（０．３８ｍｍ）〜約９０ミル（２．２８ｍｍ）、さらにより好ましくは約３０ミル（０．７６ｍｍ）〜約６０ミル（１．５２ｍｍ）である。同じく、本発明によれば、太陽電池カプセル材として用いるには、シートまたはフィルムの厚さは、好ましくは約０．１ミル（０．００３ｍｍ）〜約２０ミル（０．５１ｍｍ）である。すなわち、フレキシブル太陽電池ラミネートにおいて、太陽電池カプセル材フィルムとして用いるとき、高メルトフローアイオノマーフィルムの合計厚さは、好ましくは約０．１ミル（０．００３ｍｍ）〜約１０ミル（０．２５ｍｍ）、より好ましくは約１ミル（０．０３ｍｍ）〜約５ミル（０．１３ｍｍ）であり、一方、リジッド太陽電池ラミネートを、太陽電池カプセル材シートとして用いるとき、高メルトフローアイオノマーフィルムの合計厚さは、好ましくは約１０ミル（０．２５ｍｍ）〜約２０ミル（０．５１ｍｍ）である。合計多層アイオノマーフィルムまたはシートを作製する個々の副層の厚さは重要でなく、特定の用途に応じて、独立して変えてよい。しかしながら、好ましくは、多層フィルムまたはシートの表面層の厚さは、約１ミル（０．０３ｍｍ）〜約５ミル（０．１３ｍｍ）でなければならない。
【００５５】
高メルトフローアイオノマーフィルムまたはシートは、片側または両側に平滑または粗面を有していてもよい。好ましくは、高メルトフローフィルムまたはシートは、粗面を有していて、ラミネートプロセスによりラミネートの脱気を促進する。ラミネーション中、空気を逃がし、空気を除去するためのチャネルを与えることは、許容できる外観を有するラミネートを得るのに公知の方法である。粗面は、中間層シートまたはカプセル材層またはシートの押出し中の機械的なエンボス加工またはメルトフラクチャーに続いて、冷却して、取扱中の粗さを保持することにより得られる。表面パターンを、一般的な当該技術分野のプロセスにより、高メルトフローアイオノマーフィルムまたはシートに適用することができる。例えば、押出されたままのフィルムまたはシートを、ダイの出口に近接配置されたダイロールの特別に作製された表面を通過させて、所望の表面特徴を、溶融ポリマーの片側に付与する。このように、かかるロールの表面に微小な山と谷があると、ポリマーキャストで形成されたフィルムまたはシートは、ロール表面の山と谷にそれぞれほぼ従うロールと接触する側に粗面を有する。かかるダイロールは、例えば、米国特許第４，０３５，５４９号明細書に開示されている。
【００５６】
必要であれば、高メルトフローアイオノマーフィルムまたはシートの一面または両面を処理して、他のラミネート層に対する接着力を向上してもよい。この処理は、当該技術分野において公知の任意の形態を採り、例えば、接着剤、シランのようなプライマー、火炎処理（例えば、米国特許第２，６３２，９２１号明細書、米国特許第２，６４８，０９７号明細書、米国特許第２，６８３，８９４号明細書、米国特許第２，７０４，３８２号明細書参照）、プラズマ処理（例えば、米国特許第４，７３２，８１４号明細書参照）、電子ビーム処理、酸化処理、コロナ放電処理、化学処理、クロム酸処理、温風処理、オゾン処理、紫外線処理、サンドブラスト処理、溶媒処理等およびこれらの組み合わせが挙げられる。例えば、炭素の薄層を、米国特許第４，８６５，７１１号明細書に開示されているような真空スパッタリングにより、フィルムまたはシートの一面または両面に堆積してもよい。一方、米国特許第５，４１５，９４２号明細書には、ポリ（エチレンテレフタレート）フィルムの接着促進プライマーとして作用するヒドロキシ−アクリルヒドロゾルプライマーコーティングが開示されている。
【００５７】
接着層は、接着プライマーまたはコーティングの単層の形態を採るのが好ましい。接着剤／プライマーコーティングの厚さは、約１ミル（０．０３ｍｍ）未満、好ましくは約０．５ミル（０．０１３ｍｍ）未満、より好ましくは約０．１ミル（０．００３ｍｍ）未満である。接着剤は、当該技術分野において公知の任意の接着剤またはプライマーであってよい。好ましくは、接着剤またはプライマーは、シランカップリング剤またはポリ（ビニルアミン）またはポリ（アリルアミン）である。ポリ（アリルアミン）系プライマーおよびそれらのポリ（エチレンテレフタレート）ポリマーフィルムへの適用は、米国特許第５，４１１，８４５号明細書、米国特許第５，７７０，３１２号明細書、米国特許第５，６９０，９９４号明細書および米国特許第５，６９８，３２９号明細書に開示されている。
【００５８】
安全ラミネート
本発明は、高メルトフローアイオノマー組成物で形成されたポリマー中間層を含む安全ラミネートをさらに提供する。具体的には、安全ラミネートは、少なくとも１枚の剛性シート層と少なくとも１層の高メルトフローアイオノマーシートを中間層シートとして含む。
【００５９】
上述したとおり、用いるラミネーション温度で、高メルトフローアイオノマー中間層シートは、典型的に、他の低メルトフローアイオノマーから誘導されたシートより高い接着強度を有しているため、安全ラミネート構造に、改善された耐衝撃性を与える。
【００６０】
剛性シートは、ガラスまたは剛性プラスチックシート、例えば、ポリカーボネート、アクリル、ポリアクリレート、環状ポリオレフィン（例えば、エチレンノルボルネンポリマー）、メタロセン触媒ポリスチレン、ポリアミド、ポリエステル、フルオロポリマー等およびこれらの組み合わせであってよい。金属シート（例えば、アルミニウム、鋼または亜鉛めっき鋼）またはセラミック板を、剛性ポリマーシートまたはガラスに換えてもよい。
【００６１】
「ガラス」という用語には、窓ガラス、板ガラス、シリケートガラス、シートガラス、低鉄ガラス、強化ガラス、強化ＣｅＯフリーガラスおよびフロートガラスばかりでなく、着色ガラス、特殊ガラス（例えば、太陽光加熱を制御する成分を含むもの等）、コートガラス（太陽光を制御するために金属（例えば、銀または酸化インジウム錫）でスパッタされたもの等）、Ｅ−ガラス、Ｔｏｒｏｇｌａｓｓ、Ｓｏｌｅｘ（登録商標）ガラス（Ｓｏｌｕｔｉａ）も含まれる。かかる特殊ガラスは、例えば、米国特許第４，６１５，９８９号明細書、米国特許第５，１７３，２１２号明細書、米国特許第５，２６４，２８６号明細書、米国特許第６，１５０，０２８号明細書、米国特許第６，３４０，６４６号明細書、米国特許第６，４６１，７３６号明細書および米国特許第６，４６８，９３４号明細書に開示されている。しかしながら、特定のラミネートについて選択されるガラスの種類は、目的の用途に応じて異なるものと考えられる。
【００６２】
本発明のある好ましい実施形態は、少なくとも１層のガラスと、少なくとも１層の高メルトフローアイオノマーシートとを含む安全ラミネートである。好ましくは、高メルトフローアイオノマーシートは、ガラスに自己接着する。本明細書で用いる際、ポリマーシートがガラスに「自己接着」すると言われるとき、ガラスとポリマー層との間にプライマーまたは薄接着層等の中間層がなく、ガラスまたはポリマー層の表面に特別な処理がなされていないことを意味する。本発明のより好ましい実施形態は、２層のガラスと、その間にボンドされた少なくとも１層の高メルトフローアイオノマーシートとを含むラミネートである。好ましくは、高メルトフローアイオノマーシートは、ガラス層の一方または両方に自己接着している。
【００６３】
本発明の安全ラミネートは、他の任意の中間層シートおよび／またはフィルム層をさらに含んでいてもよい。他の任意の中間層シートは、任意の好適な材料、例えば、酸コポリマーおよびそれから誘導されたアイオノマー、ポリ（エチレン酢酸ビニル）、ポリ（ビニルアセタール）（例えば、ポリ（ビニルブチラール））、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン（例えば、メタロセン触媒鎖状低密度ポリエチレン）、ポリオレフィンブロックエラストマー、エチレンアクリレートエステルコポリマー（例えば、ポリ（エチレン−コ−メチルアクリレート）およびポリ（エチレン−コ−ブチルアクリレート））、シリコーンエラストマーおよびエポキシ樹脂で形成されていてよい。ある好ましい実施形態において、他の中間層は、アイオノマー組成物を含む第２のポリマーフィルムまたはシートである。他の任意の中間層シートの厚さは重要でなく、特定の用途に応じて独立して変えてもよい。酸コポリマー層について上に挙げた値が多くの場合好ましい。
【００６４】
安全ラミネートに用いるフィルム層は、金属、例えば、アルミニウムホイルまたはポリマーであってよい。好ましいポリマーフィルム材料としては、これらに限られるものではないが、ポリエステル（例えば、ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ)）、ポリ（エチレンナフタレート）、ポリカーボネート、ポリオレフィン（例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンおよび環状ポリオレフィン）、ノルボルネンポリマー、ポリスチレン（シンジオタクチックポリスチレンを含む）、スチレン−アクリレートコポリマー、アクリロニトリル−スチレンコポリマー、ポリスルホン（例えば、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン等）、ナイロン、ポリ（ウレタン）、アクリル、酢酸セルロース（例えば、酢酸セルロース、三酢酸セルロース等）、セロファン、塩化ビニルポリマー（例えば、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデンコポリマー等）、フルオロポリマー（例えば、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー等）等が挙げられる。より好ましくは、ポリマーフィルムは、二軸延伸ポリ（エチレンテレフタレート）フィルムである。
【００６５】
ポリマーフィルムの厚さは重要でなく、特定の用途に応じて変えてよい。しかしながら、通常、ポリマーフィルムの厚さは、約０．１ミル（０．００３ｍｍ）〜約１０ミル（０．２６ｍｍ）、好ましくは約１ミル（０．０２５ｍｍ）〜約７ミル（０．１８ｍｍ）である。
【００６６】
さらに、ポリマーフィルムは、コーティングおよびラミネーションプロセスの際、十分に応力緩和され、収縮安定されるのが好ましい。ポリマーフィルムは、熱安定化して、高温としたときに、低収縮特性（すなわち、１５０℃で、３０分後、両方向に、２％未満の収縮）を与えるのが好ましい。
【００６７】
フィルムはまた、必要であればコートしてもよい。例えば、フィルムは、有機赤外線吸収剤およびスパッタ金属層、例えば、銀コーティング等でコートしてもよい。金属コートポリマーフィルムは、米国特許第３，７１８，５３５号明細書、米国特許第３，８１６，２０１号明細書、米国特許第４，４６５，７３６号明細書、米国特許第４，４５０，２０１号明細書、米国特許第４，７９９，７４５号明細書、米国特許第４，８４６，９４９号明細書、米国特許第４，９５４，３８３号明細書、米国特許第４，９７３，５１１号明細書、米国特許第５，０７１，２０６号明細書、米国特許第５，３０６，５４７号明細書、米国特許第６，０４９，４１９号明細書、米国特許第６，１０４，５３０号明細書、米国特許第６，２０４，４８０号明細書、米国特許第６，２５５，０３１号明細書および米国特許第６，５６５，９８２号明細書に開示されている。例えば、コーティングは、米国特許第６，５２１，８２５号明細書、米国特許第６，８１８，８１９号明細書および欧州特許第１  １８２  ７１０号明細書に開示された酸素および防湿コーティング、例えば、金属酸化物コーティングとして機能する。
【００６８】
必要であれば、ラミネート層、例えば、アイオノマー中間層シート、任意の他の中間層シートまたはフィルム層、または剛性シートの一面または両面を処理して、上述したとおり、接着強度を増大してもよい。
【００６９】
本発明の安全ラミネートは、当該技術分野において公知の任意の形態を採ってもよい。好ましい具体的なガラスラミネート構造としては、上述したとおり、例えば、次のものが挙げられ、「ＩＯＮ」は中間層シートを含む好ましい高メルトフローアイオノマーを意味する。
・ガラス／ＩＯＮ
・ガラス／ＩＯＮ／フィルム
・ガラス／ＩＯＮ／ガラス
・ガラス／ＩＯＮ／フィルム／ＩＯＮ／ガラス
・ガラス／ＩＯＮ／フィルム／ＩＯＮ／フィルム
等。
【００７０】
本発明の安全ラミネートは、詳細を後述するラミネーションプロセスまたはその他プロセスにより製造される。
【００７１】
太陽電池プレラミネートアセンブリおよび太陽電池ラミネート
本発明は、１つまたは複数の太陽電池および上述した少なくとも１層の高メルトフローアイオノマーフィルムまたはシートで形成された太陽電池コンポーネントを含む太陽電池プレラミネートアセンブリをさらに提供する。
【００７２】
太陽電池は、技術の発展と最適化に伴い、種々のものが一般に利用されるようになっている。本発明内で、“太陽電池”とは、光を電気エネルギーに変換できる物品のことを意味する。太陽電池の様々な形態の典型的な技術例としては、例えば、単結晶シリコン太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、微結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコンベースの太陽電池、セレン化銅インジウム太陽電池、化合物半導体太陽電池、色素増感太陽電池等が挙げられる。最も一般的なタイプの太陽電池としては、大規模太陽電池を、比較的低費用で、製造しやすいことから、多結晶太陽電池、薄膜太陽電池、化合物半導体太陽電池およびアモルファスシリコン太陽電池が挙げられる。
【００７３】
薄膜太陽電池は、典型的に、ガラスや可撓性フィルムといった、数枚の薄膜層を、基板に堆積することにより製造される。層はパターン化されて、電気的に相互接続された複数の個々の電池を形成して、好適な電圧出力を生成する。多層堆積を行う順番に応じて、基板は、太陽電池モジュールの背面またはフロントウィンドウとして作用する。例を挙げると、薄膜太陽電池は、米国特許第５，５１２，１０７号明細書、米国特許第５，９４８，１７６号明細書、米国特許第５，９９４，１６３号明細書、米国特許第６，０４０，５２１号明細書、米国特許第６，１３７，０４８号明細書および米国特許第６，２５８，６２０号明細書に開示されている。薄膜太陽電池モジュールとしては、テルル化カドミウムまたはＣＩＧＳ（Ｃｕ（Ｉｎ−Ｇａ）（ＳｅＳ）２）、薄膜電池を含むものが例示される。
【００７４】
ある特別な実施形態において、太陽電池プレラミネートアセンブリは、１層の高メルトフローアイオノマーフィルムまたはシートを含み、これは、太陽電池コンポーネントの隣に位置していて、カプセル材層の１つとして作用する、または、好ましくは高メルトフローアイオノマーフィルムまたはシートは、受光側で太陽電池コンポーネントの隣に位置していて、フロントカプセル材層として作用する。
【００７５】
本発明によれば、少なくとも１つの高メルトフローアイオノマーフィルムまたはシートに加えて、太陽電池プレラミネートアセンブリは、任意で、他のポリマー材料、例えば、酸コポリマーおよびそれから誘導されたアイオノマー、ポリ（エチレン酢酸ビニル）、ポリ（ビニルアセタール）（例えば、ポリ（ビニルブチラール）、音響等級のポリ（ビニルブチラール）を含む）、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン（例えば、鎖状低密度メタロセン触媒ポリエチレン）、ポリオレフィンブロックエラストマー、エチレンアクリレートエステルコポリマー（例えば、ポリ（エチレン−コ−メチルアクリレート）およびポリ（エチレン−コ−ブチルアクリレート））、シリコーンエラストマーおよびエポキシ樹脂で形成されたカプセル材層をさらに含んでいてもよい。
【００７６】
さらなる実施形態において、太陽電池プレラミネートアセンブリは、２層の高メルトフローアイオノマーフィルムまたはシートを含み、２枚の高メルトフローアイオノマーフィルムまたはシートのそれぞれが、太陽電池コンポーネントの２つの側にそれぞれラミネートされており、フロントおよびバックカプセル材層として作用する。
【００７７】
高メルトフローアイオノマーフィルムまたはシート以外の個々のカプセル材層の厚さは、重要でなく、特定の用途に応じて、独立して変えてよい。好ましくは、これらのカプセル材層のそれぞれの厚さは、独立に、約１ミル（０．０２６ｍｍ）〜約１２０ミル（３．００ｍｍ）、より好ましくは約１ミル〜約４０ミル（１．０２ｍｍ）、最も好ましくは約１ミル〜約２０ミル（０．５１ｍｍ）の範囲である。また、太陽電池プレラミネートアセンブリに含まれるカプセル材層は全て、平滑または粗面を有していてもよい。しかしながら、好ましくは、カプセル材層は、粗面を有していて、ラミネーションプロセスによりラミネートの脱気を促進する。
【００７８】
さらなる実施形態において、受光側と背面側でそれぞれアセンブリの外側層として作用する太陽電池プレラミネートアセンブリは、入射層および／またはバッキング層を含んでいてもよい。
【００７９】
太陽電池プレラミネートアセンブリの外側層、すなわち、入射層とバッキング層は、任意の好適なシートまたはフィルムから誘導してよい。好適なシートは、ガラスまたはプラスチックシートであり、例えば、ポリカーボネート、アクリル、ポリアクリレート、環状ポリオレフィン（例えば、エチレンノルボルネンポリマー）、メタロセン触媒ポリスチレン、ポリアミド、ポリエステル、フルオロポリマー等およびこれらの組み合わせであってよい。また、金属シート、例えば、アルミニウム、鋼、亜鉛めっき鋼またはセラミック板を、バックシートを形成するのに用いてもよい。
【００８０】
好適なフィルム層はポリマーである。ポリマーフィルムを形成するのに用いる好ましいポリマーとしては、これらに限られるものではないが、ポリエステル（例えば、ポリ（エチレンテレフタレート））、ポリ（エチレンナフタレート）、ポリカーボネート、ポリオレフィン（例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンおよび環状ポリオレフィン）、ノルボルネンポリマー、ポリスチレン（シンジオタクチックポリスチレンを含む）、スチレン−アクリレートコポリマー、アクリロニトリル−スチレンコポリマー、ポリスルホン（例えば、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン等）、ナイロン、ポリ（ウレタン）、アクリル、酢酸セルロース（例えば、酢酸セルロース、三酢酸セルロース等）、セロファン、塩化ビニルポリマー（例えば、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデンコポリマー等）、フルオロポリマー（例えば、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー等）等が挙げられる。最も好ましくは、ポリマーフィルムは、二軸延伸ポリエステルフィルム（好ましくは、ポリ（エチレンテレフタレート）フィルムまたはフルオロポリマーフィルム（例えば、Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）製Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）、Ｔｅｆｚｅｌ（登録商標）およびＴｅｆｌｏｎ（登録商標）フィルムである。フルオロポリマー−ポリエステル−フルオロポリマー（「ＴＰＴ」）フィルムはまた、ある用途にとっても好ましい。金属フィルム、例えば、アルミニウムホイルはまた、バックシートとして用いてもよい。
【００８１】
本発明の太陽電池プレラミネートアセンブリは、任意で、アセンブリ内に埋め込まれた他の機能性フィルムまたはシート層（例えば、誘電性層またはバリア層）をさらに含んでいてもよい。かかる機能性層は、上述のポリマーフィルムまたは追加の機能性コーティングでコートしたものから誘導してよい。例えば、米国特許第６，５２１，８２５号明細書、米国特許第６，８１８，８１９号明細書および欧州特許第１  １８２  ７１０号明細書に開示されているような金属酸化物コーティングでコートされたポリ（エチレンテレフタレート）フィルムは、ラミネートにおいて酸素および防湿層として機能する。
【００８２】
必要に応じて、不織ガラス繊維（スクリム）の層を、太陽電池ラミネートに含めて、ラミネーションプロセス中の脱気を促進したり、カプセル材層の補強として作用させてもよい。太陽電池ラミネート内のかかるスクリム層の使用は、例えば、米国特許第５，５８３，０５７号明細書、米国特許第６，０７５，２０２号明細書、米国特許第６，２０４，４４３号明細書、米国特許第６，３２０，１１５号明細書、米国特許第６，３２３，４１６号明細書および欧州特許第０  ７６９  ８１８号明細書に開示されている。
【００８３】
さらに、太陽電池層の受光側に配置されたフィルムまたはシート層の全てが、日光を太陽電池コンポーネントへ十分に透過できる透明材料でできていると考えられる。場合によっては、特別なフィルムまたはシートは、カプセル材層および外側層の機能の両方を果たすために含まれていてもよい。アセンブリに含まれるフィルムまたはシート層は、プレフォームされた単層または多層フィルムまたはシートの形態であってもよいものと考えられる。
【００８４】
必要であれば、太陽電池プレラミネートアセンブリのラミネート層の一面または両面を処理して、上述したとおり、接着強度を向上してもよい。
【００８５】
太陽電池プレラミネートアセンブリは、当該技術分野において公知の任意の形態を採ってよい。好ましい具体的な太陽電池プレラミネート構造（上（入射光）側から背面側）は、例えば、上述したとおり、例えば、次のものが挙げられ、「ＩＯＮ」は本発明の好ましい高メルトフローアイオノマーカプセル材フィルムまたはシートを意味する。
・ガラス／ＩＯＮ／太陽電池／ＩＯＮ／ガラス
・ガラス／ＩＯＮ／太陽電池／ＩＯＮ／フルオロポリマーフィルム
・フルオロポリマーフィルム／ＩＯＮ／太陽電池／ＩＯＮ／ガラス
・フルオロポリマーフィルム／ＩＯＮ／太陽電池／ＩＯＮ／フルオロポリマーフィルム
・ガラス／ＩＯＮ／太陽電池／ＩＯＮ／ポリエステルフィルム
・フルオロポリマーフィルム／ＩＯＮ／太陽電池／ＩＯＮ／ポリエステルフィルム
・ガラス／ＩＯＮ／太陽電池／ＩＯＮ／バリアコートフィルム／ＩＯＮ／ガラス
・フルオロポリマーフィルム／ＩＯＮ／バリアコートフィルム／ＩＯＮ／太陽電池／ＩＯＮ／バリアコートフィルム／ＩＯＮ／フルオロポリマーフィルム
・ガラス／ＩＯＮ／太陽電池／ＩＯＮ／アルミニウムストック
・フルオロポリマーフィルム／ＩＯＮ／太陽電池／ＩＯＮ／アルミニウムストック
・ガラス／ＩＯＮ／太陽電池／ＩＯＮ／亜鉛めっき鋼シート
・ガラス／ＩＯＮ／太陽電池／ＩＯＮ／ポリエステルフィルム／ＩＯＮ／アルミニウムストック
・フルオロポリマーフィルム／ＩＯＮ／太陽電池／ＩＯＮ／ポリエステルフィルム／ＩＯＮ／アルミニウムストック
・ガラス／ＩＯＮ／太陽電池／ＩＯＮ／ポリエステルフィルム／ＩＯＮ／亜鉛めっき鋼シート
・フルオロポリマーフィルム／ＩＯＮ／太陽電池／ＩＯＮ／ポリエステルフィルム／ＩＯＮ／亜鉛めっき鋼シート
・ガラス／ＩＯＮ／太陽電池／音響ポリ（ビニルブチラール）カプセル材層／ガラス
・ガラス／ＩＯＮ／太陽電池／ポリ（ビニルブチラール）カプセル材層／フルオロポリマーフィルム
・フルオロポリマーフィルム／ＩＯＮ／太陽電池／酸コポリマーカプセル材層／Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）フィルム
・ガラス／ＩＯＮ／太陽電池／エチレン酢酸ビニルカプセル材層／ポリエステルフィルム
・フルオロポリマーフィルム／ＩＯＮ／太陽電池／ポリ（エチレン−コ−メチルアクリレート）カプセル材層／ポリエステルフィルム
・ガラス／ポリ（エチレン−コ−ブチルアクリレート）カプセル材層／太陽電池／ＩＯＮ／バリアコートフィルム／ポリ（エチレン−コ−ブチルアクリレート）カプセル材層／ガラス
等。
【００８６】
上記の実施例のそれぞれにおいて好ましいフルオロポリマーフィルムは、Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）フルオロポリマーフィルムまたはフルオロポリマー−ポリエステル−フルオロポリマー三層フィルムである。上記の実施例のそれぞれにおいて好ましいポリエステルフィルムは、ポリ（エチレンテレフタレート）フィルムである。「ガラス」という用語は、上述の種類のガラスまたはガラス代替品のいずれかのシートを指すものである。
【００８７】
本発明は、上記の開示された太陽電池プレラミネートアセンブリから作製された太陽電池ラミネートをさらに提供する。具体的には、太陽電池ラミネートは、太陽電池プレラミネートアセンブリにさらにラミネーションプロセスを施すことにより形成される。詳細は後述する。
【００８８】
さらに、上述したとおり、本明細書で用いるラミネーション温度で、高メルトフローアイオノマーカプセル材フィルムまたはシートは、他の低メルトフローアイオノマーから誘導されたカプセル材フィルムまたはシートより高い接着強度を有するため、本明細書に記載した少ないラミネーション条件で太陽電池ラミネート構造を提供し、簡単な製造プロセスで太陽電池ラミネート構造を提供する。
【００８９】
ラミネーションプロセス
本発明は、安全ラミネートまたは太陽電池ラミネートを製造するための簡単なプロセスをさらに提供する。具体的には、上述したとおり、高メルトフローアイオノマー中間層シートまたは高メルトフローアイオノマー太陽電池カプセル材フィルムまたはシートの組み込みに必要なラミネーション温度、サイクル時間またはこの両方は、低メルトフローアイオノマーを含むプロセスで用いるよりも、低い、または短い。
【００９０】
ラミネーションプロセスは、オートクレーブまたはノンオートクレーブプロセスであってもよい。
【００９１】
例示のプロセスにおいて、ガラスシート、フロントカプセル材層、太陽電池コンポーネント、バックカプセル材層、バッキング層（例えば、Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）フィルム）およびカバーガラスシートをレイアップし、加熱、加圧、真空（例えば、約２７〜２８インチ（６８９〜７１１ｍｍ）Ｈｇ）下で一緒にラミネートして空気を除去する。好ましくは、ガラスシートは洗って乾燥しておく。典型的なガラスの種類は、厚さ９０ミルのアニールされた低鉄ガラスである。例示の手順において、本発明のプレラミネートアセンブリを、真空を保持できる袋（「真空袋」）に入れ、真空ラインまたは袋に真空を引くその他手段を用いて、袋から空気を引き、真空を維持しながら袋を封止し、封止した袋を約１００℃〜約１８０℃の温度で、約１５０〜約２５０、好ましくは約２００ｐｓｉｇ（約１５バール）の圧力で、約１０〜約５０分間オートクレーブに入れる。好ましくは、袋は、約１００℃〜約１２０℃の温度で、約２０〜約４５分間オートクレーブに入れる。より好ましくは、袋は、約１１０℃〜約１２０℃の温度で、約２０〜約４０分間オートクレーブに入れる。真空リングを真空袋の代わりにしてもよい。真空袋の１つのタイプは、米国特許第３，３１１，５１７号明細書に開示されている。本発明の高メルトフローアイオノマーフィルムおよびシートは、ラミネータの選択によっては、低いラミネーション温度および／または早いラミネーションサイクル時間という望ましい利点を与える。
【００９２】
プレラミネートアセンブリ内にトラップされた空気は、ニップロールプロセスにより除去してもよい。例えば、プレラミネートアセンブリは、約８０℃〜約１２０℃の温度、好ましくは約９０℃〜約１００℃の温度のオーブン中で、約１５〜約６０（好ましくは約３０）分加熱する。その後、加熱したプレラミネートアセンブリを、一組のニップロールに通過して、太陽電池外側層、太陽電池コンポーネント、カプセル材層間の空隙にある空気を絞り出して、アセンブリの端部を封止する。このプロセスによって、構造材料および用いた正確な条件によって、最終太陽電池モジュールが提供される、またはプレプレスアセンブリと呼ばれるものが提供される。
【００９３】
次に、プレプレスアセンブリを、温度を約１００℃〜約１６０℃、好ましくは約１１０℃〜約１２０℃に上げ、約１００ｐｓｉｇ〜約３００ｐｓｉｇ、好ましくは約２００ｐｓｉｇ（１４．３バール）の圧力で、エアオートクレーブに入れてもよい。これらの条件は、約１５分〜約１時間、好ましくは約２０〜約５０分間維持し、その後、空気をもうオートクレーブに加えずに、空気を冷却する。約１０〜約３０（好ましくは約２０）分の冷却後、過剰の空気圧を抜き、太陽電池ラミネートをオートクレーブから取り出す。これは限定と考えないものとする。当該技術分野において公知の本質的に任意のラミネーションプロセスを用いて構わない。
【００９４】
ノンオートクレーブラミネーションプロセスは、例えば、米国特許第３，２３４，０６２号明細書、米国特許第３，８５２，１３６号明細書、米国特許第４，３４１，５７６号明細書、米国特許第４，３８５，９５１号明細書、米国特許第４，３９８，９７９号明細書、米国特許第５，５３６，３４７号明細書、米国特許第５，８５３，５１６号明細書、米国特許第６，３４２，１１６号明細書、米国特許第５，４１５，９０９号明細書、米国特許出願公開第２００４−０１８２４９３号明細書、米国特許出願公開第２００３−０１４８１１４  Ａ１号明細書、欧州特許第１  ２３５  ６８３  Ｂ１号明細書、国際公開第９１／０１８８０号パンフレットおよび国際公開第０３／０５７４７８  Ａ１号パンフレットに開示されている。通常、ノンオートクレーブプロセスには、プレラミネートアセンブリまたはプレプレスアセンブリの加熱、任意で、真空、圧力または両方の印加が含まれる。例えば、プレプレスを、連続的に、加熱オーブンおよびニップロールに通過させてもよい。光起電ラミネーションプロセスの商業的な例としては、Ｍｅｉｅｒ  Ｖａｋｕｕｍｔｅｃｈｎｉｋ  ＧｍｂＨ（Ｂｏｃｈｏｌｔ，Ｇｅｒｍａｎｙ）のｌｃｏｌａｍ真空ラミネーティングシステムが挙げられる。
【００９５】
太陽電池ラミネートの製造の際、必要であれば、ラミネートの端部を封止して、水分および空気の侵入、ならびに太陽電池の効率および寿命を潜在的に劣化させる影響を、当該技術分野において開示された手段により、減じてもよい。好適な端部封止材料としては、これらに限られるものではないが、ブチルゴム、ポリスルフィド、シリコーン、ポリウレタン、ポリプロピレンエラストマー、ポリスチレンエラストマー、ブロックエラストマー、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン（ＳＥＢＳ）等が挙げられる。
【実施例】
【００９６】
以下の実施例は、本発明を例示するためのものであり、本発明の範囲を決して制限するものではない。
【００９７】
方法
後述する実施例においては、以下の方法を用いている。
【００９８】
メルトインデックス
メルトインデックス（ＭＩ）は、ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８により、１９０℃で２１６０ｇの荷重を用いて測定する。同様のＩＳＯ試験は、ＩＳＯ１１３３である。
【００９９】
Ｉ．ラミネーションプロセス１：
後述するラミネート層をスタック（レイアップ）して、実施例に記載されたプレラミネートアセンブリを形成する。フィルム層を入射またはバックシート層を含むアセンブリについては、カバーガラスシートをフィルム層上に配置する。次に、プレラミネートアセンブリをＭｅｉｅｒ  ＩＣＯＬＡＭ１０／０８ラミネータ（Ｍｅｉｅｒ  Ｖａｋｕｕｍｔｅｃｈｎｉｋ  ＧｍｂＨ（Ｂｏｃｈｏｌｔ，Ｇｅｒｍａｎｙ））に入れる。ラミネーションサイクルには、５．５分の排気工程（３ｉｎ．Ｈｇの真空）および１１５℃の温度での５．５分のプレス段階（２バールの圧力）が含まれる。実施例１１、１６、２０、５２、５７および６０については、プレス条件を維持しながら１４５℃で５分間の追加の工程を組み込んで組成物を硬化する。次に、ラミネートを剥がす。
【０１００】
ＩＩ．ラミネーションプロセス２：
後述するラミネート層をスタック（レイアップ）して、実施例に記載したプレラミネートアセンブリを形成する。フィルム層を入射またはバックシート層として含むアセンブリについては、カバーガラスシートをフィルム層上に配置する。プレラミネートアセンブリを、真空袋に入れ、真空袋を封止し、真空を印加して、空気を真空袋から除去する。袋をオーブンに入れ、９０〜１００℃まで３０分間加熱して、アセンブリ間に含まれた空気を除去する。プリプレスアセンブリに、上述したように、１１５℃で３０分間、エアオートクレーブ中で、２００ｐｓｉｇ（１４．８バール）の圧力までオートクレーブ処理を行う。そうしたら、空気をもうオートクレーブに添加せずに、空気を冷却する。冷却２０分後、空気温度が、約５０℃未満に達したら、過剰の圧力を抜いて、ラミネートをオートクレーブから取り出す。
【０１０１】
実施例１〜２０
表１に後述する１２×１２ｉｎ（３０５×３０５ｍｍ）ラミネート構造を、ラミネーションプロセス１により、組立て、ラミネートする。
【０１０２】
表１
ラミネート構造                            
実施例        層1         層2        層3        層4          層5      
1, 21      ガラス 1      ION 1      ION 1      ガラス 1
2, 22      ガラス 1      ION 2      ガラス 1
3, 23      ガラス 1      ION 2      ION 2      ガラス 1
4, 24      ガラス 2      ION 3      PET 1      ION 3      ガラス 2
5, 25      ガラス 3      ION 4      EBA        ION 4      ガラス 1
6, 26      ガラス 1      ION 5      ION 5      PET 2
7, 27      ガラス 2      ION 6      PET 3      EVA        ガラス 2
8, 28      ガラス 1      ION 7      PET 1
9, 29      ガラス 1      ION 8      PET 4      PVB A      ガラス 1
10, 30     ガラス 2      ION 9      PET 5      PVB        PET 1
11, 31     ガラス 1      ION 10     ION 11     ION 10     ガラス 1
12, 32     ガラス 2      ION 12     ION 12     PET 1
13, 33     ガラス 1      ION 13     PET 6      ION 13     ガラス 1
14, 34     ガラス 1      ION 14     ION 11     ION 14     ガラス 1
15, 35     ガラス 3      ION 15     PET 1      ION 15     ガラス 2
16, 36     ガラス 1      ION 16     ION 11     ION 16     ガラス 1
17, 37     ガラス 1      ION 17     PET 2      ION 17     ガラス 1
18, 38     ガラス 2      ION 18     PET 4      ION 18     ガラス 2
19, 39     ガラス 3      ION 19     ION 19     ガラス 1
20, 40     ガラス 1      ION 20     ガラス1                          
【０１０３】
・ＩＯＮ１は、アイオノマーＡ、亜鉛イオンにより２０％中和されたメタクリル酸の１５重量％重合残渣を含有し、ＭＩが３０ｇ／１０分のポリ（エチレン−コ−メタクリル酸）の厚さ２０ミル（０．５１ｍｍ）のエンボス加工されたシートである。
【０１０４】
・ＩＯＮ２は、（ｉ）アイオノマーＢ、ナトリウムイオンにより１０％中和されたメタクリル酸の１８重量％の重合残渣を含有し、ＭＩが５０ｇ／１０分のポリ（エチレン−コ−メタクリル酸）、およびブレンドの総重量に基づいて０．１５重量％のＴＩＮＵＶＩＮ３２８（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｍｐａｎｙ）のブレンドで形成された厚さ２ミル（０．０６ｍｍ）の２層の表面層と、（ｉｉ）ナトリウムイオンにより３５％中和されたメタクリル酸の１８重量％の重合残渣を含有し、ＭＩが１ｇ／１０分のポリ（エチレン−コ−メタクリル酸）で形成されたコア層とを有する厚さ６０ミル（１．５２ｍｍ）のエンボス加工された三層シートである。
【０１０５】
・ＩＯＮ３は、（ｉ）アイオノマーＣ、亜鉛イオンにより７．５％中和されたメタクリル酸の１９重量％の重合残渣を含有し、ＭＩが１００ｇ／１０分のポリ（エチレン−コ−メタクリル酸）の厚さ１ミル（０．０３ｍｍ）の２枚の表面層と、（ｉｉ）イソブチルアクリレートの１０重量％の重合残渣、および亜鉛イオンにより７０％中和されたメタクリル酸の１０重量％の重合残渣を含有し、ＭＩが１ｇ／１０分のポリ（エチレン−コ−イソブチルアクリレート−コ−メタクリル酸）のコア層とを有する厚さ１５ミル（０．３８ｍｍ）のエンボス加工された三層シートである。
【０１０６】
・ＩＯＮ４は、アイオノマーＤ、亜鉛イオンにより５％中和されたメタクリル酸の１９重量％重合残渣を含有し、ＭＩが２００ｇ／１０分のポリ（エチレン−コ−メタクリル酸）の厚さ１ミル（０．０３ｍｍ）フィルムである。
【０１０７】
・ＩＯＮ５は、アイオノマーＥ、亜鉛イオンにより７．５％中和されたメタクリル酸の２２重量％重合残渣を含有し、ＭＩが７５ｇ／１０分のポリ（エチレン−コ−メタクリル酸）の厚さ２０ミル（０．５１ｍｍ）のエンボス加工されたシートである。
【０１０８】
・ＩＯＮ６は、アイオノマーＦ、組成物の総重量に基づいて、９９．５重量％のアイオノマーＡおよび０．５重量％のＮ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシランを含む組成物の厚さ２０ミル（０．５１ｍｍ）のエンボス加工されたシートである。
【０１０９】
・ＩＯＮ７は、（ｉ）アイオノマーＧ、組成物の総重量に基づいて、９９．２５重量％のアイオノマーＢおよび０．２５重量％のＮ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシランを含む組成物の厚さ１ミル（０．０３ｍｍ）の２層の表面層と、（ｉｉ）ｎ−ブチルアクリレートの３５重量％の重合残渣を含有し、ＭＩが３ｇ／１０分のポリ（エチレン−コ−ｎ−ブチルアクリレート）のコア層とを有する厚さ９０ミル（２．２５ｍｍ）のエンボス加工された三層シートである。
【０１１０】
・ＩＯＮ８は、（ｉ）アイオノマーＨ、組成物の総重量に基づいて、９９．８７５重量％のアイオノマーＣおよび０．１２５重量％のＮ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシランを含む組成物の厚さ２ミル（０．０６ｍｍ）の２層の表面層と、（ｉｉ）ナトリウムイオンにより３５％中和されたメタクリル酸の２２重量％の重合残渣を含有し、ＭＩが１．５ｇ／１０分のポリ（エチレン−コ−メタクリル酸）のコア層とを有する厚さ２０ミル（０．５１ｍｍ）のエンボス加工された三層シートである。
【０１１１】
・ＩＯＮ９は、アイオノマーＩ、組成物の総重量に基づいて、９９．８７５重量％のアイオノマーＤおよび０．１２５重量％のγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを含む組成物の厚さ１５ミル（０．３８ｍｍ）のエンボス加工されたシートである。
【０１１２】
・ＩＯＮ１０は、アイオノマーＪ、組成物の総重量に基づいて、９９．８７５重量％のアイオノマーＥ、０．３０重量％のＴＩＮＵＶＩＮ１５７７、０．３０重量％のＣＨＩＭＡＳＳＯＲＢ９４４（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｍｐａｎｙ）および０．１２５重量％のγ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランを含む組成物の厚さ１ミル（０．０３ｍｍ）のフィルムである。
【０１１３】
・ＩＯＮ１１は、アイオノマーＫ、組成物の総重量に基づいて、９８．５重量％のアイオノマーＡおよび１．５重量％の１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンを含む組成物の厚さ９０ミル（２．２５ｍｍ）のエンボス加工されたシートである。
【０１１４】
・ＩＯＮ１２は、アイオノマーＬ、組成物の総重量に基づいて、９８．０重量％のアイオノマーＢおよび２．０重量％の１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンを含む組成物の厚さ１５ミル（０．３８ｍｍ）のエンボス加工されたシートである。
【０１１５】
・ＩＯＮ１３は、アイオノマーＭ、組成物の総重量に基づいて、９７．５重量％のアイオノマーＣ、０．５重量％のＣＹＡＳＯＲＢ  ＵＶ−１１６４（Ｃｙｔｅｃ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）および２．５重量％の１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンを含む組成物の厚さ２０ミル（０．５１ｍｍ）のエンボス加工されたシートである。
【０１１６】
・ＩＯＮ１４は、アイオノマーＮ、組成物の総重量に基づいて、９３．０重量％のアイオノマーＤ、５．０重量％のトリアリルイソシアヌレートおよび２．０重量％の１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンを含む組成物の厚さ１ミル（０．０３ｍｍ）のエンボス加工されたシートである。
【０１１７】
・ＩＯＮ１５は、（ｉ）アイオノマーＯ、組成物の総重量に基づいて、９５．０重量％のアイオノマーＥ、３重量％のトリメチロールプロパントリアクリレートおよび２．０重量％の１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンを含む組成物の厚さ１ミル（０．０３ｍｍ）の２枚の表面層と、（ｉｉ）メチルアクリレートの２５重量％の重合残渣を含有し、ＭＩが５ｇ／１０分のポリ（エチレン−コ−メチルアクリレート）のコア層とを有する厚さ２０ミル（０．５１ｍｍ）のエンボス加工された三層シートである。
【０１１８】
・ＩＯＮ１６は、アイオノマーＰ、組成物の総重量に基づいて、９８．０重量％のアイオノマーＡ、０．５重量％のビニルトリメトキシシランおよび１．５重量％の１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンを含む組成物の厚さ１ミル（０．０３ｍｍ）のフィルムである。
【０１１９】
・ＩＯＮ１７は、アイオノマーＱ、組成物の総重量に基づいて、９７．７５重量％のアイオノマーＢ、０．２５重量％のγ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランおよび２．０重量％の１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンを含む組成物の厚さ２０ミル（０．５１ｍｍ）のエンボス加工されたシートである。
【０１２０】
・ＩＯＮ１８は、（ｉ）アイオノマーＲ、組成物の総重量に基づいて、９７．３７５重量％のアイオノマーＣ、０．１２５重量％のＮ−β−（Ｎ−ベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシランおよび２．５重量％の１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンを含む組成物の厚さ１ミル（０．０３ｍｍ）の２枚の表面層と、（ｉｉ）ナトリウムイオンにより７０％中和されたメタクリル酸の１８重量％の重合残渣を含有し、ＭＩが１．５ｇ／１０分のポリ（エチレン−コ−メチルアクリル酸）のコア層とを有する厚さ１５ミル（０．３８ｍｍ）のエンボス加工された三層シートである。
【０１２１】
・ＩＯＮ１９は、（ｉ）アイオノマーＳ、組成物の総重量に基づいて、９２．８７５重量％のアイオノマーＤ、５．０重量％のトリアリルイソシアヌレート、０．１２５重量％のγ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランおよび２．０重量％の１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンを含む組成物の厚さ２ミル（０．０６ｍｍ）の２枚の表面層と、（ｉｉ）亜鉛イオンにより３５％中和されたメタクリル酸の２２重量％の重合残渣を含有し、ＭＩが０．５ｇ／１０分のポリ（エチレン−コ−メタクリル酸）のコア層とを有する厚さ２０ミル（０．５１ｍｍ）のエンボス加工された三層シートである。
【０１２２】
・ＩＯＮ２０は、アイオノマーＴ、組成物の総重量に基づいて、９４．８７５重量％のアイオノマーＥ、３重量％のトリメチロールプロパントリアクリレート、０．１２５重量％のＮ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、ＣＹＡＳＯＲＢ  ＵＶ−１１６４、ＴＩＮＵＶＩＮ１２３および２．０重量％の１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサンを含む組成物の厚さ９０ミル（２．２５ｍｍ）のエンボス加工されたシートである。
【０１２３】
・ＰＶＢ  Ａは、ＰＣＴ特許出願の国際公開第２００４／０３９５８１号パンフレットに開示されたものと同様のやり方で作製された、ヒドロキシル価が１５で、４８．５ｐｐｈの可塑剤テトラエチレングリコールジヘプタノエートで可塑化された百分率１００（ｐｐｈ）のポリ（ビニルブチラール）を含有する厚さ４０ミル（１．０２ｍｍ）の音響ポリ（ビニルブチラール）シートである。
【０１２４】
実施例２１〜４０
表１に上述した１２×１２ｉｎ（３０５×３０５ｍｍ）太陽電池ラミネート構造を、ラミネーションプロセス２により、組立て、ラミネートする。
【０１２５】
実施例４１〜６０
表２に後述する１２×１２ｉｎ（３０５×３０５ｍｍ）太陽電池ラミネート構造を、ラミネーションプロセス１により、組立て、ラミネートする。層１および２は、入射層およびフロントシートカプセル材層をそれぞれ構成し、層４および５は、バックシートカプセル材層およびバッキング層をそれぞれ構成する。
【０１２６】
表２
太陽電池プレラミネーション構造                 
実施例        層1        層2          層3            層4          層5      
41, 61      ガラス4      ION 1      太陽電池 1      ION 1        FPF
42, 62      ガラス4      EVA        太陽電池 2      ION 2        ガラス 1
43, 63      ガラス4      ION 3      太陽電池 3      ION 2        AL
44, 64      ガラス2      ION 3      太陽電池 4      ION 3        ガラス 2
45, 65      FPF          ION 4      太陽電池 1      ION 4        FPF
46, 66      ガラス1      ION 5      太陽電池 2      ION 5        PET 1
47, 67      ガラス4      ION 6      太陽電池 3      ION 6        FPF
48, 68      ガラス4      ION 6      太陽電池 4      ION 7        PET 1
49, 69      ガラス4      ION 8      太陽電池 1      ION 8        ガラス 1
50, 70      ガラス4      ION 9      太陽電池 2      ION 9        FPF
51, 71      FPF          ION 10     太陽電池 3      ION 10       FPF
52, 72      ガラス2      ION 12     太陽電池 4      ION 11       ガラス 2
53, 73      ガラス4      ION 13     太陽電池 1      ION 13       FPF
54, 74      FPF          ION 14     太陽電池 2      ION 14       PET 1
55, 75      ガラス4      ION 15     太陽電池 3      ION 15       AL
56, 76      FPF          ION 16     太陽電池 4      ION 16       FPF
57, 77      ガラス4      ION 17     太陽電池 1      ION 17       ガラス 1
58, 78      ガラス4      ION 18     太陽電池 2      ION 18       FPF
59, 79      FPF          ION 19     太陽電池 3      ION 19       AL
60, 80      ガラス4      ION 19     太陽電池 4      ION 20                  
【０１２７】
実施例６１〜８０
表２に上述した１２×１２ｉｎ（３０５×３０５ｍｍ）太陽電池ラミネート構造を、ラミネーションプロセス２により、組立て、ラミネートする。層１および２は、入射層およびフロントシートカプセル材層をそれぞれ構成し、層４および５は、バックシートカプセル材層およびバッキング層をそれぞれ構成する。
【０１２８】
比較例ＣＥ１実施例８１
比較例ＣＥ１において、亜鉛イオンにより２３％中和され、ＭＩが５ｇ／１０分のメタクリル酸の１５重量％重合残渣を含有するポリ（エチレン−コ−メタクリル酸）コポリマーである５０グラムの低メルトフローアイオノマーを、５０ｃｃの混合ヘッドを備えた９０℃に予熱したＢｒａｂｅｎｄｅｒ  Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒ（Ｃ．Ｗ．  Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．，Ｓｏ．（Ｈａｃｋｅｎｓａｃｋ，  ＮＪ）に、混合ブレードの速度を８ｒｐｍに設定し、１分間にわたって添加した。混合ブレードの速度を、３０ｒｐｍまで増大し、ポリマー樹脂をさらに１分間混合した後の、高トルクおよび混合モータのためにせん断されたシャーピンは５ａｍｐｓであった。プロセスを終了した。
【０１２９】
実施例８１において、亜鉛イオンにより１１．９％中和され、ＭＩが１００ｇ／１０分のメタクリル酸の１５重量％重合残渣を含有するポリ（エチレン−コ−メタクリル酸）コポリマーである５０グラムの高メルトフローアイオノマーを、５０ｃｃの混合ヘッドを備えた９０℃に予熱したＢｒａｂｅｎｄｅｒ  Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒに、混合ブレードの速度を８ｒｐｍに設定し、１分間にわたって添加した。混合ブレードの速度を、３０ｒｐｍまで増大し、ポリマー樹脂をさらに５分間混合した後、１ａｍｐの混合モータおよびポリマー融点１０１℃で均一なポリマーメルトが得られた。プロセスを終了した。
【０１３０】
これらの結果から、高メルトフローアイオノマー（実施例８１）は、商業的に実現可能かつ拡張可能な押出しコンパウンディング機器により、有機過酸化物を組み込むのに十分に低い温度（約９０℃）でコンパウンディングすることができるが、対応の低メルトフローアイオノマー（比較例ＣＥ１）はできないことが分かる。
【国際調査報告】
2010519346.tif 000002
2010519346.tif 000003
2010519346.tif 000004