(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融樹脂をフィルム状に成形した後冷却することにより封止用熱可塑性樹脂フィルムを製造する方法において、
該樹脂フィルムの温度が該熱可塑性樹脂の軟化点以下に低下する前に、該樹脂フィルムをアニール処理する封止用熱可塑性樹脂フィルムの製造方法であって、
該熱可塑性樹脂原料が架橋剤を含むＥＶＡ樹脂組成物であり、該樹脂フィルムが７０〜７５℃の範囲であるうちにアニール処理を開始し、このアニール処理を、１．０〜２．０分間に亘って、該樹脂フィルムを６０〜８０℃に保持することにより行うことを特徴とする封止用熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
【請求項２】
請求項１において、複数のローラを有する搬送コンベアにより搬送される樹脂フィルムを加温手段で加温することにより前記アニール処理を行うことを特徴とする封止用熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
【請求項３】
請求項２において、該搬送コンベアの入口側のローラの周速を出口側のローラの周速よりも速くすることを特徴とする封止用熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、該封止用熱可塑性樹脂フィルムが太陽電池の封止膜用熱可塑性樹脂であることを特徴とする封止用熱可塑性樹脂フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は封止用熱可塑性樹脂フィルムの製造方法に係り、特に、加熱時の収縮が小さく、太陽電池の封止膜として好適な封止用ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）樹脂フィルムを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、資源の有効利用や環境汚染の防止等の面から、太陽光を直接電気エネルギーに変換する太陽電池が注目され、開発が進められている。
【０００３】
太陽電池は、一般に、図２に示す如く、ガラス基板１とバックカバー２との間にＥＶＡフィルム３Ａ，３Ｂの封止膜により、シリコン発電素子４を封止した構成とされている。
【０００４】
このような太陽電池は、ガラス基板１、封止膜用ＥＶＡフィルム３Ａ、シリコン発電素子４、封止膜用ＥＶＡフィルム３Ｂ及びバックカバー２をこの順で積層し、ＥＶＡを加熱溶融して架橋硬化させることにより接着一体化することで製造される。
【０００５】
このような太陽電池の製造に当り、封止膜用ＥＶＡフィルム３Ａ，３Ｂの加熱架橋時の収縮が大きいと、収縮によりシリコン発電素子４が破損するため、封止用ＥＶＡフィルム３Ａ，３Ｂには、加熱架橋時の収縮が小さいことが要求される。
【０００６】
この太陽電池の封止膜としてのＥＶＡフィルムは、溶融樹脂を直線状スリットを有するダイから押し出し、冷却ロール又は水槽で急冷固化するＴダイ法により製膜されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＴダイ法により製造されたＥＶＡフィルムは、加熱架橋時の収縮が十分に小さいとは言えず、シリコン発電素子の破損の問題があり、高品質の太陽電池を歩留り良く製造することが困難であった。
【０００８】
本発明は上記従来の問題点を解決し、加熱時の収縮が小さく、特に太陽電池の封止膜として好適な封止用ＥＶＡフィルムの製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明の封止用熱可塑性樹脂フィルムの製造方法は、溶融樹脂をフィルム状に成形した後冷却することにより封止用熱可塑性樹脂フィルムを製造する方法において、該樹脂フィルムの温度が該熱可塑性樹脂の軟化点以下に低下する前に、該樹脂フィルムをアニール処理する封止用熱可塑性樹脂フィルムの製造方法であって、該熱可塑性樹脂原料が架橋剤を含むＥＶＡ樹脂組成物であり、該樹脂フィルムが７０〜７５℃の範囲であるうちにアニール処理を開始し、このアニール処理を、１．０〜２．０分間に亘って、該樹脂フィルムを６０〜８０℃に保持することにより行うことを特徴とする。
【００１０】
本発明に従って、熱可塑性樹脂フィルムの温度が該熱可塑性樹脂の軟化点以下に低下する前にアニール処理することで、樹脂フィルムの温度低下速度を遅くすることにより、その後の加熱溶融及び硬化時の収縮量を小さくすることができる。
【００１２】
本発明におけるアニール処理は、具体的には複数のローラを有する搬送コンベアにより搬送される樹脂フィルムを加温手段で加温することにより行うことができ、この場合において、搬送コンベアの入口側のローラの周速を出口側のローラの周速よりも速くして、アニール処理時の樹脂フィルムに大きな張力がかからないようにすることにより、良好なアニール処理効果を得ることができる。
【００１３】
本発明で製膜される封止用熱可塑性樹脂フィルムは、特に太陽電池の封止膜として好適である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
本発明においては、例えばＴダイ法等により常法に従って溶融樹脂をフィルム状に成形した後、冷却ロール又は冷却槽で冷却して封止用熱可塑性樹脂フィルムを製造するに当り、この冷却工程に先立ち、該樹脂フィルムがその軟化点よりも高い温度であるときに、該樹脂フィルムを必要に応じて加温するなどしてアニール処理する。
【００１７】
以下に図面を参照して本発明に好適なアニール処理方法を説明する。
【００１８】
図１は本発明に好適なアニール処理方法を示す模式図であり、複数のローラ１１でフィルムを搬送する搬送コンベア１２により樹脂フィルム１０を搬送し、この搬送中の樹脂フィルム１０をヒータ１３で加温してアニール処理を行う。
【００１９】
このようなアニール処理において、アニール処理中の樹脂フィルム１０には、大きな張力が付加されず、樹脂フィルム１０は弛んだ状態で加温されることが好ましい。樹脂フィルム１０を弛んだ状態とするためには、搬送コンベア１２のローラ１１の周速を入口側で速く、出口側で遅くなるようにするのが有利である。
【００２０】
例えば、図１に示す搬送コンベア１２において、入口側のローラ１１Ａの周速を出口側のローラ１１Ｂの周速の１．０５〜１．１５倍程度とし、これらのローラ１１Ａ，１１Ｂ間のローラの周速がこの中間の周速となり、入口側から出口側へ向けてローラの周速が徐々に小さくなるようにするのが好ましい。
【００２１】
なお、本発明に従ってＥＶＡフィルムを製造する場合、製膜されたＥＶＡフィルムが７０〜７５℃の範囲であるうちに、１．０〜２．０分間に亘って、ＥＶＡフィルムを６０〜８０℃に保持することによりアニール処理を行う。
【００２２】
次に、本発明に従って、ＥＶＡフィルムを製造する場合の製膜原料として好適なＥＶＡ樹脂組成物について説明する。
【００２３】
本発明に係るＥＶＡ樹脂は、酢酸ビニル含有量が２５重量％以下であることが好ましい。この酢酸ビニル含有量が２５重量％未満では、水蒸気透過率が大き過ぎて太陽電池の封止膜として十分な防湿性を得ることが困難である。しかし、酢酸ビニル含有量が過度に少ないＥＶＡ樹脂は加工性が悪く、粘度も高くなり過ぎて太陽電池製作時、シリコン発電素子への追従性が悪くなることから、ＥＶＡ樹脂の酢酸ビニル含有量は１０重量％以上であることが好ましい。
【００２４】
また、本発明で用いられるＥＶＡ樹脂は、メルトフローレートが０．７〜２０、特に１．５〜１０であることが好ましい。
【００２５】
本発明で用いるＥＶＡ樹脂組成物には、耐久性の向上のために架橋剤を配合して架橋構造を持たせるが、この架橋剤としては、一般に、１００℃以上でラジカルを発生する有機過酸化物が用いられ、特に、配合時の安定性を考慮に入れれば、半減期１０時間の分解温度が７０℃以上であるものが好ましい。このような有機過酸化物としては、例えば２，５−ジメチルヘキサン；２，５−ジハイドロパーオキサイド；２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン；３−ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド；ｔ−ジクミルパーオキサイド；２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン；ジクミルパーオキサイド；α，α’−ビス（ｔ−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（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン；２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン；１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン；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；ｔ−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を用いることができる。これらの有機過酸化物の配合量は、一般にＥＶＡ樹脂１００重量部に対して５重量部以下、好ましくは１〜３重量部である。
【００２６】
また、太陽電池の封止膜として、発電素子との接着力向上の目的で、ＥＶＡ樹脂にシランカップリング剤を添加することができる。この目的に供されるシランカップリング剤としては公知のもの、例えばγ−クロロプロピルトリメトキシシラン；ビニルトリクロロシラン；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−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン；β−（３，４−エトキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン；γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン；ビニルトリアセトキシシラン；γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン；γ−アミノプロピルトリメトキシシラン；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等を挙げることができる。これらのシランカップリング剤の配合量は、一般にＥＶＡ樹脂１００重量部に対して５重量部以下、好ましくは０．１〜２重量部である。
【００２７】
更に、ＥＶＡ樹脂のゲル分率を向上させ、耐久性を向上するためにＥＶＡ樹脂に架橋助剤を添加することができる。この目的に供される架橋助剤としては、公知のものとしてトリアリルイソシアヌレート；トリアリルイソシアネート等の３官能の架橋助剤の他、ＮＫエステル等の単官能の架橋助剤等も挙げることができる。これらの架橋助剤の配合量は、一般にＥＶＡ樹脂１００重量部に対して１０重量部以下、好ましくは１〜５重量部である。
【００２８】
更に、ＥＶＡ樹脂の安定性を向上する目的でハイドロキノン；ハイドロキノンモノメチルエーテル；ｐ−ベンゾキノン；メチルハイドロキノンなどを添加することができ、これらの配合量は、一般にＥＶＡ樹脂１００重量部に対して５重量部以下である。
【００２９】
更に、必要に応じ、上記以外に着色剤、紫外線吸収剤、老化防止剤、変色防止剤等を添加することができる。着色剤の例としては、金属酸化物、金属粉等の無機顔料、アゾ系、フタロシアニン系、アヂ系、酸性又は塩基染料系レーキ等の有機顔料がある。紫外線吸収剤には、２−ヒドロキシ−４−オクトキシベンゾフェノン；２−ヒドロキシ−４−メトキシ−５−スルフォベンゾフェノン等のベンゾフェノン系；２−（２’−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系；フェニルサルシレート；ｐ−ｔ−ブチルフェニルサルシレート等のヒンダートアミン系がある。老化防止剤としては、アミン系；フェノール系；ビスフェニル系；ヒンダートアミン系があり、例えばジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール；ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペラジル）セバケート等がある。
【００３０】
本発明により製膜されたＥＶＡフィルムを用いて太陽電池を製造するには、図２に示す如く、ガラス基板１、ＥＶＡフィルム３Ａ、シリコン発電素子４、ＥＶＡフィルム３Ｂ及びバックカバー２を積層し、１００〜１５０℃、１気圧で３〜１０ｍｉｎ程度加熱加圧すれば良く、この加熱加圧時に、ＥＶＡフィルム３Ａ，３Ｂが架橋して耐候性に優れた封止膜を形成することができる。この封止に当り、本発明で製膜されるＥＶＡフィルムは、加熱架橋時の収縮が小さいために、発電素子の損傷を防止して高品質の製品を歩留り良く製造することができる。
【００３１】
なお、太陽電池の作製に当り、発電素子の損傷を確実に防止するためには、通常の太陽電池作製時の加熱架橋温度である１４０〜１６０℃程度で加熱したときのＥＶＡフィルムの収縮率（流れ方向の収縮率）が１．５％以下であることが好ましいが、本発明によれば、この収縮率が１．０％以下の、加熱架橋時の収縮が極めて小さいＥＶＡフィルムを製膜することができる。
【００３２】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００３３】
実施例１
下記配合のＥＶＡ樹脂組成物を用いて、ＥＶＡフィルムを製膜した。
【００３４】
［ＥＶＡ樹脂組成物配合（重量部）］
ＥＶＡ樹脂（酢酸ビニル含有量２５重量％、メルトフローレート２．０）：１００
架橋剤                ：１．５
シランカップリング剤  ：０．２
架橋助剤              ：２．０
通常のＴダイ法により製膜したＥＶＡフィルムが７５℃以上であるうちに、図１に示す方法に従って、アニール処理した。
【００３５】
搬送コンベア１２としては、１２個のローラ１１が並設されたものを用い、出口側のローラ１１Ｂの周速を１００とした場合、入口側のローラ１１Ａの周速が１１０、この入口側のローラ１１Ａにつづく２〜３個のローラの周速を１０６〜１０７、更に、これらのローラに続く３〜４個のローラの周速を１０２〜１０３とし、ローラ１１の周速が入口側から出口側へ向けて徐々に小さくなるように周速を設定した。そして、この搬送コンベア１２で搬送中のＥＶＡフィルム１０をヒータ１３で加温することにより７０℃以上に保持した。このアニール処理は１．０分間行った。
【００３６】
アニール処理後のＥＶＡフィルムは、冷却ロールで冷却し、巻き取り機で巻き取った。
【００３７】
得られたＥＶＡフィルムを、通常の太陽電池作製時の加熱架橋温度である１５５℃に加熱したときの収縮率（流れ方向の収縮率）を調べたところ、０．３％であった。
【００３８】
比較例１
実施例１において、アニール処理を行わなかったこと以外は同様にしてＥＶＡフィルムを製膜し、同様に収縮率を調べたところ、１０％と実施例１に比べて大きな収縮率を示した。
【００３９】
上記実施例及び比較例の結果から、本発明で製膜されるＥＶＡフィルムは加熱架橋時の収縮が小さいため、このＥＶＡフィルムを封止膜とすることにより、高品質の太陽電池を歩留り良く作製することができることがわかる。
【００４０】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の封止用熱可塑性樹脂フィルムの製造方法によれば、加熱硬化時の収縮が小さく、特に太陽電池の封止膜として好適な封止用熱可塑性樹脂フィルムを製膜することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアニール処理の実施の形態を示す模式図である。
【図２】一般的な太陽電池を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ガラス基板
２  バックカバー
３Ａ，３Ｂ  ＥＶＡフィルム
４  シリコン発電素子
１０  樹脂フィルム
１１  ローラ
１２  搬送コンベア
１３  ヒータ
【図１】
0003972482.tif 000002
【図２】
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