太陽電池封止用フィルムの組成物
【課題】 酢酸が発生することによる腐食がなく、リサイクル性にも優れた太陽電池モジュールの封止材に関するエラストマー組成物を提供する。
【解決手段】 芳香族ビニル単量体単位および共役ジエン単量体単位を主要構成単位として含有する特定の水添熱可塑性エラストマーＣを１００重量部、特定の軟化剤Ｄを５〜１２０質量部、エチレン単位を必須単量体単位として含有し、曲げ弾性率１〜２００MPaであるエチレン重合体Ｅを３０〜４００質量部またはプロピレン単位を必須単量体単位として含有し、曲げ弾性率４００〜２０００MPaであるプロピレン重合体Ｆを５〜１００質量部含有する太陽電池封止材用熱可塑性組成物。
【解決手段】 芳香族ビニル単量体単位および共役ジエン単量体単位を主要構成単位として含有する特定の水添熱可塑性エラストマーＣを１００重量部、特定の軟化剤Ｄを５〜１２０質量部、エチレン単位を必須単量体単位として含有し、曲げ弾性率１〜２００MPaであるエチレン重合体Ｅを３０〜４００質量部またはプロピレン単位を必須単量体単位として含有し、曲げ弾性率４００〜２０００MPaであるプロピレン重合体Ｆを５〜１００質量部含有する太陽電池封止材用熱可塑性組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池セルが封止された太陽電池モジュールの封止材に関し、特に透明性、緩衝性、成形性に優れ、リサイクルが可能な封止材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境問題、エネルギー問題等が深刻さを増す中、クリーンでかつ枯渇のおそれが無いエネルギー源として、太陽電池が注目されている。
太陽電池は、一般に、ガラス基板などからなる受光面側透明保護部材と裏面側保護部材（バックカバー）との間にＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）フィルムの受光面側封止膜および裏面側封止膜を介して、シリコン発電素子太陽電池用セルを複数、封止した構成とされている。
太陽電池は、高温高加湿や風雨に曝される屋外などの環境下で長期にわたって使用されると、電池内部に湿気ないし水が透過する場合がある。このように電池内部に浸水した水分などにより加水分解して遊離した酢酸が発生する。酢酸は電極材料などを腐食する可能性があり、劣化や故障の原因となり、結果として、太陽電池の機能を低下させる。
特許文献１には、これらの酢酸を受酸剤としてＭｇ（ＯＨ）２を含ませ酢酸の発生を抑制する方法も用いられる。
特許文献２には、リサイクルや分別回収の観点からアルカリ水溶液で処理する方法が挙げられる。
特許文献３には、太陽電池セルの破損を防止することのできる太陽電池モジュールの製造方法が挙げられている。また、気泡残り、太陽電池セルの移動あるいは封止樹脂の端面からのはみ出しが抑制できる外観良好な太陽電池モジュールの製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１１８０７３号公報
【特許文献２】特開２００８−３０７４９１号公報
【特許文献３】特許第３８７５７１５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記先行文献には、架橋剤を含有するＥＶＡフィルムを用いて太陽電池セルを封止することが記載されている。そして上記先行文献に記載された方法により、製造や分離回収が行われる工程も記載されていた。
しかしながら、ＥＶＡフィルムを用いた封止樹脂では継続的に酢酸が発生することになり腐食の進行は止められない。
また、ＰＨ１０以上の強アルカリ水溶液の作業時の取り扱いや廃液の処理の問題が残されている。製造工程においても、多段階の工程を経ると工程管理または各工程における事故が懸念される。
また、近年芳香族ビニル単量体単位−共役ジエン単量体単位とからなる水添熱可塑性エラストマーは、優れた柔軟性、成形性等の物性や低比重であるという特徴を有し、またリサイクル性にも優れていることから、近年、環境汚染等の問題とも相俟って、加硫ゴムやポリ塩化ビニルの代替として、自動車部品、工業用品、雑貨、スポーツ用途等の広範囲の分野において使用されるようになっている。また、各種用途に応じ、バランスの取れた柔軟性、耐熱性を付与するため、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系重合体等の他の重合体との組成物としても使用されている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、芳香族ビニル単量体単位を主要構成単位として含有する重合体ブロックＡを２個以上、および共役ジエン単量体単位を主要構成単位として含有する重合体ブロックＢを１個以上有するブロック共重合体Ｚの水素添加物であり、重量平均分子量が５〜１５万である水添熱可塑性エラストマーＣを１００質量部と、４０℃における動粘度が５０〜３８０センチストークス（ｃＳｔ）である軟化剤Ｄを５〜１２０質量部と、エチレン単位を必須単量体単位として含有し、曲げ弾性率１〜２００MPaであるエチレン共重合体Ｅを３０〜４００質量部またはプロピレン単位を必須単量体単位として含有し、曲げ弾性率４００〜２０００MPaであるプロピレン重合体Ｆを５〜１００質量部と、を含有し、ＪＩＳ Ｋ７１３６に準拠して測定したヘーズ値が７０％以下である太陽電池封止材用熱可塑性組成物に関する組成物を提供するものである。
【０００６】
上記エチレン重合体Ｅは、エチレン単位を必須単量単位として含有し、密度０．８５〜０．９４ｇ／ｃｍ３であるエチレン共重合体および／またはエチレン単位を必須単量体単位として含有するエチレン・α−オレフィン共重合体であることが望ましい。
更に、上記エチレン・α−オレフィン共重合体は、メタロセン触媒を使用して製造されたエチレン・オクテン共重合体であることが望ましい。
上記重合体ブロックＡを構成する芳香族ビニル単量体は、スチレンであることが望ましい。
上記水添熱可塑性エラストマーＣは、水添熱可塑性エラストマーＣの全構成単量体単位を基準とするスチレン単位の割合が１５〜５０質量％であることが望ましい。
上記太陽電池封止材用熱可塑性組成物はＪＩＳ ６２５３Ａに準拠して測定したＡ硬度が、９０以下であることが望ましい。
太陽電池封止材用熱可塑性フィルムは、上記太陽電池封止材用熱可塑性組成物からなることが望ましい。
太陽電池モジュールは、上記太陽電池封止材用熱可塑性組成物により太陽電池セルを封止されることが望ましい。
上記太陽電池モジュールは、ガラスＸおよび／またはバックシートＹの間に積層されることが望ましい。
上記ガラスＸが、形板強化ガラスであることが望ましい。
上記バックシートＹが、ポリエチレンテレフタレートフィルムであることが望ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の熱可塑性組成物は、射出成形、押出成形、プレス成形など公知の方法で成形可能である。本発明の熱可塑性組成物を材料として得られた成形体は、太陽電池封止材に要求される重要特性である酢酸ビニル由来の腐食性ガスが発生せず、架橋工程を有さず、透明性に優れ、良好なフィルム成形性を有し、緩衝性に優れ、リサイクル可能な熱可塑性組成物が提供される。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明を以下に詳細に説明する。
〔水添熱可塑性エラストマーＣ〕
水添熱可塑性エラストマーＣは、得られる成形体の耐熱性、機械特性およびフィルム成形性を良好とするために重要な成分である。
本発明に使用する水添熱可塑性エラストマーＣとは、芳香族ビニル単量体単位を主要構成単位として含有する重合体ブロックＡ（以下単に重合体ブロックＡともいう)を２個以上と、共役ジエン単量体単位を主要構成単位として含有する重合体ブロックＢ（以下単に重合体ブロックＢともいう）を有するブロック共重合体Ｚであって、該ブロック共重合体Ｚ中の共役ジエン単量体単位を主要構成単位とする重合体ブロックＢは、一部または全部が水素添加されている。
【０００９】
上記重合体ブロックＡを構成する芳香族ビニル単量体としては、スチレン、ｏ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−ｔ（ターシャリー）−ブチルスチレン、１，３−ジメチルスチレン、α−メチルスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン等が挙げられ、一般的には入手容易なスチレンが選択される。
上記水添熱可塑性エラストマーＣは、重合体ブロックＡからなる硬い部分（ハードセグメント）と、重合体ブロックＢからなる柔らかい部分（ソフトセグメント）とを有し、全体の物性を決定する観点から、水添熱可塑性エラストマーＣにおける重合体ブロックＡの含有量は、５〜８０質量％が好ましく、１０〜７０質量％がより好ましく、１５〜５０質量％がさらに好ましい。スチレン単位の割合が不足すると、得られる熱可塑性組成物からなる成形体は耐熱性が悪いものとなる。
上記重合体ブロックＢを構成する共役ジエン単量体としては、ブタジエン、イソプレン、１，３−ペンタジエン等が挙げられる。
上記重合体ブロックＢにおける共役ジエン単量体単位の割合は７０質量％以上が好ましく、８０質量％以上がより好ましく、９０質量％以上がさらに好ましい。上記共役ジエン単量体単位の割合が７０質量％に満たない場合には、結果物である熱可塑性組成物のゴム弾性が不足し、得られる成形体の緩衝性が悪くなる。
【００１０】
上記水添熱可塑性エラストマーＣの具体例としては、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ピリジン−ブタジエンゴム、スチレン−イソプレンゴム、スチレン−エチレン共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、ポリ（α−メチルスチレン）−ポリブタジエン−ポリ（α−メチルスチレン）、ポリ（α−メチルスチレン）−ポリイソプレン−ポリ（α−メチルスチレン）、エチレン−プロピレン共重合体、スチレン−クロロプレンゴム等が挙げられる。これらは、単独であっても２種以上の混合物であってもよいが、原料調整及び作業性の観点から、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）、及びスチレン−エチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＥＰＳ）からなる群より選ばれた少なくとも１種であることが好ましい。
上記水添熱可塑性エラストマーＣの水素添加は、一部であっても、全部であってもよいが、水素添加することにより不飽和結合が減少し、耐熱性、耐候性及び機械的特性が得られる。それらの観点から、水素添加率は、８０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。
上記水添熱可塑性エラストマーＣの重量平均分子量は５〜１５万である。耐熱性や機械特性の観点から、５万以上であり、好ましくは６万以上、より好ましくは７万以上である。また、加熱時の流れやすさ、つまり製造時におけるフィルム成形性の観点から、１５万以下であり、好ましくは１４万以下、より好ましくは１３万以下である。これらの観点から、水添熱可塑性エラストマーＣの重量平均分子量は、好ましくは６〜１４万、より好ましくは７〜１３万である。
上記水添熱可塑性エラストマーＣの重量平均分子量（Ｍｗ）としては、下記するゲルパーミエーションクロマトグラフ（ＧＰＣ）法による測定値を用いる。
【００１１】
〔ＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフ）法によるポリスチレン換算分子量測定〕
・測定条件
ａ）測定機器：ＳＩＣ Ａｕｔｏｓａｍｐｌｅｒ Ｍｏｄｅｌ ０９
Ｓｕｇａｉ Ｕ−６２０ ＣＯＬＵＭＮ ＨＥＡＴＥＲ
Ｕｎｉｆｌｏｗｓ ＵＦ−３００５Ｓ２Ｂ２
ｂ）検出器 ：ＭＩＬＬＩＰＯＲＥ Ｗａｔｅｒｓ ４１０
Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｒｅｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒ
ｃ）カラム ：Ｓｈｏｄｅｘ ＫＦ８０６Ｍ×２本
ｄ）オーブン温度：４０℃
ｅ）溶離液 ：テトラヒドロフラン（ＴＨＦ） １．０ｍｌ／ｍｉｎ
ｆ）標準試料 ：ポリスチレン
ｇ）注入量 ：１００μｌ
ｈ）濃度 ：０．０２０ｇ／１０ｍｌ
ｉ）試料調整 ：２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−フェノール（ＢＨＴ）が０．２重量％添加されたＴＨＦを溶媒として、室温で攪拌して溶解させた。
ｊ）補正 ：検量線測定時と試料測定時とのＢＨＴのピークのずれを補正して、分子量計算を行った。
上記水添熱可塑性エラストマーＣは、１種のみを用いてもよく、重量平均分子量や１，２−ビニル結合量等が異なる２種以上を併用することも可能である。
【００１２】
〔軟化剤Ｄ〕
軟化剤Ｄは、得られる成形体の機械特性とりわけ緩衝性を良好にする成分であり、また、加熱溶融された組成物に流動性を付与してフィルム成形性を良好にする成分である。
本発明において使用される軟化剤Ｄとしては、非芳香族系のオイルが使用され、例えばパラフィン系オイル、ナフテン系オイルが使用されるが、本発明の水添熱可塑性エラストマーＣと良好な相溶性を示すパラフィン系オイルは望ましい軟化剤Ｄである。
上記軟化剤Ｄとしては、動粘度が４０℃で５０センチストークス（ｃＳｔ）以上であるものを使用する。動粘度が４０℃で５０ｃＳｔに満たない場合には、組成物を成形する際にガスの発生が著しくなり、ブリードが発生しやすくなる。また動粘度が４０℃で３８０ｃＳｔを超えると、フィルム成形品のべたつきが激しくなり、作業性が低下する。上記軟化剤Ｄは２種類以上が併用されてもよい。
軟化剤の動粘度は、ASTMD445に従って測定されるものである。
【００１３】
〔エチレン共重合体Ｅ〕
エチレン共重合体Ｅは、得られる組成物に柔軟性および伸びを付与する成分であり、特定の割合で配合されることにより組成物のフィルム成形性を優れたものにする成分である。
上記エチレン共重合体Ｅは、曲げ弾性率が１〜２００ＭＰａであるものが好ましく、５〜１７５ＭＰａであるものがより好ましく、１０〜１５０ＭＰａであるものがさらに好ましい。このような弾性率の小さいポリオレフィンが特定の割合で併用されることにより、組成物のフィルムの柔軟性を優れたものにすることができる。
上記エチレン共重合体Ｅとしては、エチレンの単独重合体またはエチレンと炭素数３以上のα−オレフィンが好ましく、プロピレン、ブテン−１、ペンテン−１、ヘキセン−１、４−メチルペンテン−１、オクテン−１、ノネン−１、デセン−１等が挙げられる。ブテン−１およびオクテン−１はより好ましく、オクテン−１は特に好ましいα−オレフィンである。
上記エチレン重合体Ｅは、エチレン単位を必須単量単位として含有し、密度０．８５〜０．９４ｇ／ｃｍ３であるポリエチレンＥ１および／またはエチレン単位を必須単量体単位として含有するエチレン・α−オレフィン共重合体Ｅ２であることが好ましい。さらに、上記エチレン・α−オレフィン共重合体Ｅ２は、メタロセン触媒を使用して製造されたエチレン・オクテン共重合体であることが好ましい。
【００１４】
本発明において使用されるポリエチレンＥ１は、所定の物性を満たす限り、特に制限はないが、密度が０．９０〜０．９４ｇ／ｃｍ３、好ましくは０．９１〜０．９２ｇ／ｃｍ３である。
本発明において使用されるエチレン・α−オレフィン共重合体Ｅ２は、エチレン単位を必須単量体単位として含有する。 エチレン・α−オレフィン共重合体Ｅ２は、エチレン単位の割合が５０重量％を超え９９重量％以下であるものが好ましく、５５〜９７重量％であるものがより好ましい。α−オレフィン単位の割合は１〜５０重量％以上であるものが好ましく、３〜４５重量％以上であるものがより好ましい。
上記エチレン・α−オレフィン共重合体Ｅ２は、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１〜３である。分子量分布が３を超えると、得られる組成物がフィルム成形性の悪いものとなる。メタロセン触媒を使用して製造されたエチレン・α−オレフィン共重合体Ｅ２は、分子量分布が小さくなりやすいため好ましい。
上記エチレン・α−オレフィン共重合体Ｅ２は、融解温度が３０℃以上１１０℃未満のものであり、４０〜１０５℃であるものが好ましい。このような融解温度の低いポリオレフィンが特定の割合で併用されることにより、組成物をフィルム成形性の優れたものにすることができる。
【００１５】
〔プロピレン重合体Ｆ〕
プロピレン重合体Ｆは、得られる成形体の耐熱性および機械特性のバランスを良好にする成分であり、また、組成物の成形性を良好にする成分である。
上記プロピレン重合体Ｆは、曲げ弾性率が４００〜２０００ＭＰａであるものが好ましく、４２５〜１９００ＭＰａであるものがより好ましく、４５０〜１８００ＭＰａであるものがさらに好ましい。このような弾性率のポリオレフィンが特定の割合で併用されることにより、組成物のフィルム成形性を優れたものにすることができる。
上記プロピレン重合体Ｆとして代表的なものは、ポリプロピレンであり、当該ポリプロピレンとしては、プロピレン単独重合体、プロピレン−エチレン共重合体、ポリプロピレンにポリエチレンやエチレン−プロピレン共重合体を添加した変性ポリプロピレン等が挙げられる。
上記プロピレン重合体Ｆのメルトマスフローレイト（ＭＦＲ）は１〜２０００ｇ／１０ｍｉｎ以上が理想的である。ＭＦＲが低すぎると成形時に成形材料に加える温度がより高温となるため加工が困難になる。また、ＭＦＲが高すぎると、混練時にせん断力がかからず練り込みが行えない。プロピレン重合体Fは異なる２種以上を併用しても構わない。
【００１６】
〔第３成分〕
上記成分以外にも所望により、本発明の特徴を損なわない範囲において、必要に応じて他の配合成分を配合することができる。
その他の第３成分としては、老化防止剤、難燃剤、防炎剤、撥水剤、撥油剤、防虫剤、防腐剤、ワックス類、界面活性剤、滑剤、紫外線吸収剤、ＤＢＰ、ＤＯＰ、熱安定剤、キレート剤、分散剤等の各種添加剤を添加してもよい。
また、本発明の組成物は、本発明の特徴を損なわない範囲であれば、他のポリマーをブレンドして使用することも可能である。
【００１７】
〔配合〕
本発明の組成物は、上記水添熱可塑性エラストマーＣ１００質量部と、上記軟化剤５〜１２０質量部と、上記エチレン共重合体Ｅ３０〜４００質量部または上記プロピレン重合体Ｆ５〜１００質量部配合したものである。
上記水添熱可塑性エラストマーＣ１００質量部に対して、上記軟化剤Ｄの添加量が１２０質量部を超えた組成物を使用して成形することによって得られた成形物では、該成形物の表面に該軟化剤Ｄがブリードしてきて顕著にべたつきが発生する。一方該軟化剤Ｄの添加量が５質量部以下の組成物の場合には、成形時の溶融物の流動性が殆んどなく、成形が不可能となる。
上記水添熱可塑性エラストマーＣ１００質量部に対して、上記エチレン共重合体Ｅの添加量が３０質量部または上記プロピレン共重合体Ｆの添加量が５質量部に満たない組成物では、該２成分のつなぎの作用が不十分となり、混練中に混練物がまとまりにくくなりくずれやすくなるので成形が不可能となる。一方該エチレン共重合体Ｅの添加量が４００質量部または該プロピレン共重合体Ｆの添加量が１００質量部を超えた組成物では、ゴム弾性がなくなって柔軟性が悪くなる。
上記材料は、例えばヘンシェルミキサー等の混合装置によって混合され、混合物は、通常、押出機によって溶融混練してストランドに押出し、冷水中で冷却しつつカッターによってペレットに切断する。得られたペレットは、通常、射出成形、押出成形によって所定の成形品とする。また、混合した組成物をバンバリーミキサーおよびルーダー等でペレットにし成形加工原料とすることもできる。
本発明の熱可塑性組成物の硬さは、太陽電池封止材として用いる場合において、良好な柔軟性を発揮し、十分なシール性（密閉性）を得る観点から、１００以下が好ましく、９０以下がより好ましい。また、形状保持、機械特性、オイルブリードの観点から２０以上が好ましく、３０以上がより好ましい。これらの観点から、熱可塑性組成物の硬さは好ましくは１００以下、より好ましくは２０〜９０、さらに好ましくは３０〜９０である。組成物の硬さは、ＪＩＳ
Ｋ ６２５３Ａに従って測定されるものである。
【００１８】
〔太陽電池モジュール〕
本発明の太陽電池封止材用熱可塑性フィルム（以下単に熱可塑性フィルムともいう)は、通常、０．１〜１．５ｍｍ、好ましくは０．１〜１ｍｍ程度の厚みのシート状で使用される。太陽電池封止材用熱可塑性組成物からなる熱可塑性フィルムは、Ｔ−ダイ押出機、カレンダー成形機などを使用する公知のシート成形法によって製造することができる。
太陽電池モジュールについて具体的に、太陽電池セルを封止する場合を挙げて説明する。太陽電池セルとは、光起電力効果を利用し、光エネルギーを直接電力に変換する電力機器である。例えば、本実施の形態における熱可塑性フィルムを、ガラス／熱可塑性フィルム／複数の太陽電池セル等の発電部分／熱可塑性フィルム／バックシートの順に積層した太陽電池モジュールを、真空ラミネーターを用いて、内部の気泡等を排除し、加熱して樹脂を軟化させ、貼り合わせる。これにより封止状態が形成できる。これにより、良好な接着性及び段差埋め込み性を確保しつつ、モジュールの製造時や長期使用中における水分やガスの侵入に起因する性能低下を効果的に防止した太陽電池モジュールが得られる。特に屋外で使用されることが多く、かつ長期間に亘る耐久性が要求される太陽電池や、水分に対する耐久性の低い有機ＥＬ等に対し、顕著な効果が発揮される。
ガラスは、水蒸気バリア性が高く、長期の使用に際して水分の侵入を遮断できる。本発明のガラスＸは、太陽電池モジュールの使用が屋外であるため、形板強化ガラスであることが望ましい。
【００１９】
上記ガラスの反対側のバックシートは、通常、ガラス基盤と比較して水蒸気バリア性が低い樹脂系のシートが使用されるため、高い水蒸気捕捉機能を要求される。また、バックシート側は透明性が要求されないため、捕捉剤の含有量を高くすることができるという利点を有している。本発明のバックシートＹは、水蒸気バリア性および高い水蒸気捕捉機能を有するポリエチレンテレフタレートフィルムであることが望ましい。
上記熱可塑性フィルムは、太陽電池セルにおける光起電力を少しでも高く維持するために、透明性が高いものが望まれる。
本発明の熱可塑性フィルムの透明度は、太陽電池封止材として用いる場合において、十分な光起電力を得る観点から、厚み２．０ｍｍにおけるヘーズ値７０％以下が好ましく、６５％以下がより好ましい。該ヘーズ値はＪＩＳ
Ｋ７１３６に準拠して測定した。
【実施例】
【００２０】
以下に、本発明を更に具体的に説明するための実施例および比較例を記載する。
（実施例１〜４、比較例１〜５）
〔原料〕
１．水添熱可塑性エラストマーＣ
（１）セプトン４０３３〔商品名、クラレ（株）製〕、スチレン系単量体の含有量：３０％、Ｍｗ：１０．１万
（２）セプトン４０５５〔商品名、クラレ（株）製〕、スチレン系単量体の含有量：３０％、Ｍｗ：２４．３万
（３）Ｇ１６５０〔商品名、クレイトンポリマージャパン（株）製〕、スチレン系単量体の含有量：２９％、Ｍｗ：１０．９万
（４）ＭＤ６９３２〔商品名、クレイトンポリマージャパン（株）製〕、スチレン系単量体の含有量：２０％、Ｍｗ８．６万
２．軟化剤Ｄ
（１）ＮＴＫ４００〔商品名、日本サン石油（株）製〕、動粘度（４０℃）：８４．０ｃＳｔ
（２）ケイドール〔商品名、Ｓｏｎｎｅｂｏｒｎ〕、動粘度（４０℃）：７０．０ｃＳｔ
（３）スーパーオイルＭ４６０〔商品名、新日本石油（株）製〕：動粘度（４０℃）：４６７．０ｃＳｔ
【００２１】
３．エチレン共重合体Ｅ
（１）ノバテックＬＪ８０８〔商品名、日本ポリエチレン〕、メルトフローレート（ＭＦＲ；ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８、１９０℃、２．１６ｋｇ荷重、単位ｇ／１０分）：２１
曲げ弾性率：１１０ＭＰａ、密度０．９１７ｇ／ｃｍ３
（２）エンゲージ８２００〔商品名、デュポンダウエラストマーズ製〕メタロセン触媒による重合品、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．２、密度０．８７ｇ／ｃｍ３、オクテン含有量：２４％、融点（DSC、ダウ法）：６８℃
４．プロピレン重合体Ｆ
（１）ＰＷＨ００Ｎ〔商品名、サンアロマー（株）製〕、曲げ弾性率：１６００ＭＰａ、メルトフローレート（ＭＦＲ；ＡＳＴＭ
Ｄ−１２３８、２３０℃、２．１６ｋｇ荷重、単位ｇ／１０分）：１７５０
（２）ＰＨ９４３Ｂ〔商品名、サンアロマー（株）製〕、曲げ弾性率：５５０ＭＰａ、メルトフローレート（ＭＦＲ；ＡＳＴＭ
Ｄ−１２３８、２３０℃、２．１６ｋｇ荷重、単位ｇ／１０分）：２１．０
（３）ウインテックＷＦＸ４Ｔ〔商品名、日本ポリプロ（株）製〕、曲げ弾性率：７００ＭＰａ、メルトフローレート（ＭＦＲ；ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８、２３０℃、２．１６ｋｇ荷重、単位ｇ／１０分）：７．０
（４）ＰＸ６００Ｎ〔商品名、サンアロマー（株）製〕、曲げ弾性率：１６５０ＭＰａ、メルトフローレート（ＭＦＲ；ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８、２３０℃、２．１６ｋｇ荷重、単位ｇ／１０分）：７．５
（４）ＰＣ５４０Ｒ〔商品名、サンアロマー（株）製〕、曲げ弾性率：４８０ＭＰａ、メルトフローレート（ＭＦＲ；ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８、２３０℃、２．１６ｋｇ荷重、単位ｇ／１０分）：５．０
５．ＥＶＡフィルム
（１）エバフレックスＥＶ２５０〔商品名、三井デュポンケミカル（株）製〕、ＥＶＡ樹脂、ＶＡ含有量：２８％
（２）ルパゾール１０１〔商品名、アトケム吉富〕、有機過酸化物、２，５−ジメチル−２，５−ビス（第３ブチルパーオキシ）ヘキサン
（３）ＴＡＩＣ〔商品名、日本化成（株）製〕、架橋助剤、トリアリルイソシアヌレート
（４）ＫＢＭ５０３〔商品名、信越化学工業〕、シランカップリング剤
【００２２】
〔組成物の製造〕
上記原料を使用して、本発明の組成物および比較用組成物を製造した。配合割合（質量部）は表１のとおりである。
固体状原料（軟化剤Ｄ以外の成分）を混合（ドライブレンド）して固体原料混合物を調整し、該混合物に液状原料（軟化剤Ｄ）を添加して混合、含浸させて原料混合物を調整した。該原料混合物を下記の条件で押出機で溶融混練して、組成物のペレットを製造した。
・押出機：株式会社テクノベル製 ＫＺＷ３２ＴＷ−６０ＭＧ−ＮＨ
・シリンダー温度：１８０〜２５０℃（この範囲で組成物毎に適切な温度を選択する。また比較例５（ＥＶＡ）については、１３０℃にて溶融混練する。）
・スクリュー回転数：３００ｒｐｍ
【００２３】
〔フィルム成形性〕
各実施例および比較例の組成物を使用して、幅１００ｍｍ、厚み０．８ｍｍであるＴダイが取り付けられた単軸押出機にて押出成形し、フィルム状物を製造した。各実施例の組成物においては、フィルムの幅が変動したり、フィルムが途中で切断したりすることなく、生産性よく均一なフィルムを得ることができた。
比較例の組成物を使用して、幅１００ｍｍ、厚み０．８ｍｍであるＴダイが取り付けられた単軸押出機にて押出成形し、フィルム状物を製造した。フィルムの幅が変動したり、フィルムが途中で切断したりするなど成形不良を生じた。比較例５においては、フィルムを成形できたが均一な成形形状ではなかった。
（単軸押出機仕様）
・メーカー：株式会社パーカーコーポレーション
・スクリュー：直径２５ｍｍ、フルフライトタイプ、圧縮比１：４
（Ｔダイ仕様）
・フィッシュテイル型フィルム用ダイ
・フィルム幅１００ｍｍ
・吐出方向は斜め下方向
・温度条件：２００℃（比較例５、ＥＶＡ樹脂については、１３０℃にて行う。）
・スクリュー回転数：２５０ｒｐｍ
＜評価基準＞
○：均一なフィルム形状。
△：不均一なフィルム形状。
×：切断等によりフィルム成形不可。
【００２４】
〔硬さ〕
上記ペレットを、下記の条件で射出成形し、プレート（厚み２ｍｍ×幅１２５ｍｍ×長さ１２５ｍｍ）に成形した。
〔射出成形条件〕
射出成形機：三菱重工（株）製、１００ＭＳ３−１０Ｅ
射出成形温度：１７０℃
射出圧力：３０％
射出時間：１０秒
金型温度：４０℃
＜測定＞
組成物の硬さは、ＪＩＳ Ｋ ６２５３Ａに従って測定した。
【００２５】
〔架橋工程の有無およびリサイクル性〕
比較例５においては架橋工程を有した。
上記条件により作成したフィルムを用い、ガラス／フィルム／太陽電池セル／フィルム／バックシートの順番で積層し、下記の条件でプレスした。
・ガラス：形板強化ガラス、厚み３．２ｍｍ
・バックシート：PETフィルム、厚み０．２ｍｍ
（プレス機仕様）
・メーカー：東邦マシナリー株式会社
・型式：TBP４０−２
・温度条件：２００℃
・プレス時間：１分、プレス圧：１MPa
比較例５については、架橋工程が必要になるため、プレス時間は１５分を要した。
架橋工程を有した成形物は、熱をかけても変形できないためリサイクル性はない。
〔ヘーズ（％）〕
厚み２．０ｍｍにおけるヘーズ値を、ＪＩＳ
Ｋ７１３６に準拠して測定した。
【００２６】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の太陽電池封止材用熱可塑性組成物は、太陽電池モジュール等に用いられる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池セルが封止された太陽電池モジュールの封止材に関し、特に透明性、緩衝性、成形性に優れ、リサイクルが可能な封止材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境問題、エネルギー問題等が深刻さを増す中、クリーンでかつ枯渇のおそれが無いエネルギー源として、太陽電池が注目されている。
太陽電池は、一般に、ガラス基板などからなる受光面側透明保護部材と裏面側保護部材（バックカバー）との間にＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）フィルムの受光面側封止膜および裏面側封止膜を介して、シリコン発電素子太陽電池用セルを複数、封止した構成とされている。
太陽電池は、高温高加湿や風雨に曝される屋外などの環境下で長期にわたって使用されると、電池内部に湿気ないし水が透過する場合がある。このように電池内部に浸水した水分などにより加水分解して遊離した酢酸が発生する。酢酸は電極材料などを腐食する可能性があり、劣化や故障の原因となり、結果として、太陽電池の機能を低下させる。
特許文献１には、これらの酢酸を受酸剤としてＭｇ（ＯＨ）２を含ませ酢酸の発生を抑制する方法も用いられる。
特許文献２には、リサイクルや分別回収の観点からアルカリ水溶液で処理する方法が挙げられる。
特許文献３には、太陽電池セルの破損を防止することのできる太陽電池モジュールの製造方法が挙げられている。また、気泡残り、太陽電池セルの移動あるいは封止樹脂の端面からのはみ出しが抑制できる外観良好な太陽電池モジュールの製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１１８０７３号公報
【特許文献２】特開２００８−３０７４９１号公報
【特許文献３】特許第３８７５７１５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記先行文献には、架橋剤を含有するＥＶＡフィルムを用いて太陽電池セルを封止することが記載されている。そして上記先行文献に記載された方法により、製造や分離回収が行われる工程も記載されていた。
しかしながら、ＥＶＡフィルムを用いた封止樹脂では継続的に酢酸が発生することになり腐食の進行は止められない。
また、ＰＨ１０以上の強アルカリ水溶液の作業時の取り扱いや廃液の処理の問題が残されている。製造工程においても、多段階の工程を経ると工程管理または各工程における事故が懸念される。
また、近年芳香族ビニル単量体単位−共役ジエン単量体単位とからなる水添熱可塑性エラストマーは、優れた柔軟性、成形性等の物性や低比重であるという特徴を有し、またリサイクル性にも優れていることから、近年、環境汚染等の問題とも相俟って、加硫ゴムやポリ塩化ビニルの代替として、自動車部品、工業用品、雑貨、スポーツ用途等の広範囲の分野において使用されるようになっている。また、各種用途に応じ、バランスの取れた柔軟性、耐熱性を付与するため、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系重合体等の他の重合体との組成物としても使用されている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、芳香族ビニル単量体単位を主要構成単位として含有する重合体ブロックＡを２個以上、および共役ジエン単量体単位を主要構成単位として含有する重合体ブロックＢを１個以上有するブロック共重合体Ｚの水素添加物であり、重量平均分子量が５〜１５万である水添熱可塑性エラストマーＣを１００質量部と、４０℃における動粘度が５０〜３８０センチストークス（ｃＳｔ）である軟化剤Ｄを５〜１２０質量部と、エチレン単位を必須単量体単位として含有し、曲げ弾性率１〜２００MPaであるエチレン共重合体Ｅを３０〜４００質量部またはプロピレン単位を必須単量体単位として含有し、曲げ弾性率４００〜２０００MPaであるプロピレン重合体Ｆを５〜１００質量部と、を含有し、ＪＩＳ Ｋ７１３６に準拠して測定したヘーズ値が７０％以下である太陽電池封止材用熱可塑性組成物に関する組成物を提供するものである。
【０００６】
上記エチレン重合体Ｅは、エチレン単位を必須単量単位として含有し、密度０．８５〜０．９４ｇ／ｃｍ３であるエチレン共重合体および／またはエチレン単位を必須単量体単位として含有するエチレン・α−オレフィン共重合体であることが望ましい。
更に、上記エチレン・α−オレフィン共重合体は、メタロセン触媒を使用して製造されたエチレン・オクテン共重合体であることが望ましい。
上記重合体ブロックＡを構成する芳香族ビニル単量体は、スチレンであることが望ましい。
上記水添熱可塑性エラストマーＣは、水添熱可塑性エラストマーＣの全構成単量体単位を基準とするスチレン単位の割合が１５〜５０質量％であることが望ましい。
上記太陽電池封止材用熱可塑性組成物はＪＩＳ ６２５３Ａに準拠して測定したＡ硬度が、９０以下であることが望ましい。
太陽電池封止材用熱可塑性フィルムは、上記太陽電池封止材用熱可塑性組成物からなることが望ましい。
太陽電池モジュールは、上記太陽電池封止材用熱可塑性組成物により太陽電池セルを封止されることが望ましい。
上記太陽電池モジュールは、ガラスＸおよび／またはバックシートＹの間に積層されることが望ましい。
上記ガラスＸが、形板強化ガラスであることが望ましい。
上記バックシートＹが、ポリエチレンテレフタレートフィルムであることが望ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の熱可塑性組成物は、射出成形、押出成形、プレス成形など公知の方法で成形可能である。本発明の熱可塑性組成物を材料として得られた成形体は、太陽電池封止材に要求される重要特性である酢酸ビニル由来の腐食性ガスが発生せず、架橋工程を有さず、透明性に優れ、良好なフィルム成形性を有し、緩衝性に優れ、リサイクル可能な熱可塑性組成物が提供される。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明を以下に詳細に説明する。
〔水添熱可塑性エラストマーＣ〕
水添熱可塑性エラストマーＣは、得られる成形体の耐熱性、機械特性およびフィルム成形性を良好とするために重要な成分である。
本発明に使用する水添熱可塑性エラストマーＣとは、芳香族ビニル単量体単位を主要構成単位として含有する重合体ブロックＡ（以下単に重合体ブロックＡともいう)を２個以上と、共役ジエン単量体単位を主要構成単位として含有する重合体ブロックＢ（以下単に重合体ブロックＢともいう）を有するブロック共重合体Ｚであって、該ブロック共重合体Ｚ中の共役ジエン単量体単位を主要構成単位とする重合体ブロックＢは、一部または全部が水素添加されている。
【０００９】
上記重合体ブロックＡを構成する芳香族ビニル単量体としては、スチレン、ｏ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−ｔ（ターシャリー）−ブチルスチレン、１，３−ジメチルスチレン、α−メチルスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン等が挙げられ、一般的には入手容易なスチレンが選択される。
上記水添熱可塑性エラストマーＣは、重合体ブロックＡからなる硬い部分（ハードセグメント）と、重合体ブロックＢからなる柔らかい部分（ソフトセグメント）とを有し、全体の物性を決定する観点から、水添熱可塑性エラストマーＣにおける重合体ブロックＡの含有量は、５〜８０質量％が好ましく、１０〜７０質量％がより好ましく、１５〜５０質量％がさらに好ましい。スチレン単位の割合が不足すると、得られる熱可塑性組成物からなる成形体は耐熱性が悪いものとなる。
上記重合体ブロックＢを構成する共役ジエン単量体としては、ブタジエン、イソプレン、１，３−ペンタジエン等が挙げられる。
上記重合体ブロックＢにおける共役ジエン単量体単位の割合は７０質量％以上が好ましく、８０質量％以上がより好ましく、９０質量％以上がさらに好ましい。上記共役ジエン単量体単位の割合が７０質量％に満たない場合には、結果物である熱可塑性組成物のゴム弾性が不足し、得られる成形体の緩衝性が悪くなる。
【００１０】
上記水添熱可塑性エラストマーＣの具体例としては、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ピリジン−ブタジエンゴム、スチレン−イソプレンゴム、スチレン−エチレン共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、ポリ（α−メチルスチレン）−ポリブタジエン−ポリ（α−メチルスチレン）、ポリ（α−メチルスチレン）−ポリイソプレン−ポリ（α−メチルスチレン）、エチレン−プロピレン共重合体、スチレン−クロロプレンゴム等が挙げられる。これらは、単独であっても２種以上の混合物であってもよいが、原料調整及び作業性の観点から、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）、及びスチレン−エチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＥＰＳ）からなる群より選ばれた少なくとも１種であることが好ましい。
上記水添熱可塑性エラストマーＣの水素添加は、一部であっても、全部であってもよいが、水素添加することにより不飽和結合が減少し、耐熱性、耐候性及び機械的特性が得られる。それらの観点から、水素添加率は、８０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。
上記水添熱可塑性エラストマーＣの重量平均分子量は５〜１５万である。耐熱性や機械特性の観点から、５万以上であり、好ましくは６万以上、より好ましくは７万以上である。また、加熱時の流れやすさ、つまり製造時におけるフィルム成形性の観点から、１５万以下であり、好ましくは１４万以下、より好ましくは１３万以下である。これらの観点から、水添熱可塑性エラストマーＣの重量平均分子量は、好ましくは６〜１４万、より好ましくは７〜１３万である。
上記水添熱可塑性エラストマーＣの重量平均分子量（Ｍｗ）としては、下記するゲルパーミエーションクロマトグラフ（ＧＰＣ）法による測定値を用いる。
【００１１】
〔ＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフ）法によるポリスチレン換算分子量測定〕
・測定条件
ａ）測定機器：ＳＩＣ Ａｕｔｏｓａｍｐｌｅｒ Ｍｏｄｅｌ ０９
Ｓｕｇａｉ Ｕ−６２０ ＣＯＬＵＭＮ ＨＥＡＴＥＲ
Ｕｎｉｆｌｏｗｓ ＵＦ−３００５Ｓ２Ｂ２
ｂ）検出器 ：ＭＩＬＬＩＰＯＲＥ Ｗａｔｅｒｓ ４１０
Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｒｅｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒ
ｃ）カラム ：Ｓｈｏｄｅｘ ＫＦ８０６Ｍ×２本
ｄ）オーブン温度：４０℃
ｅ）溶離液 ：テトラヒドロフラン（ＴＨＦ） １．０ｍｌ／ｍｉｎ
ｆ）標準試料 ：ポリスチレン
ｇ）注入量 ：１００μｌ
ｈ）濃度 ：０．０２０ｇ／１０ｍｌ
ｉ）試料調整 ：２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−フェノール（ＢＨＴ）が０．２重量％添加されたＴＨＦを溶媒として、室温で攪拌して溶解させた。
ｊ）補正 ：検量線測定時と試料測定時とのＢＨＴのピークのずれを補正して、分子量計算を行った。
上記水添熱可塑性エラストマーＣは、１種のみを用いてもよく、重量平均分子量や１，２−ビニル結合量等が異なる２種以上を併用することも可能である。
【００１２】
〔軟化剤Ｄ〕
軟化剤Ｄは、得られる成形体の機械特性とりわけ緩衝性を良好にする成分であり、また、加熱溶融された組成物に流動性を付与してフィルム成形性を良好にする成分である。
本発明において使用される軟化剤Ｄとしては、非芳香族系のオイルが使用され、例えばパラフィン系オイル、ナフテン系オイルが使用されるが、本発明の水添熱可塑性エラストマーＣと良好な相溶性を示すパラフィン系オイルは望ましい軟化剤Ｄである。
上記軟化剤Ｄとしては、動粘度が４０℃で５０センチストークス（ｃＳｔ）以上であるものを使用する。動粘度が４０℃で５０ｃＳｔに満たない場合には、組成物を成形する際にガスの発生が著しくなり、ブリードが発生しやすくなる。また動粘度が４０℃で３８０ｃＳｔを超えると、フィルム成形品のべたつきが激しくなり、作業性が低下する。上記軟化剤Ｄは２種類以上が併用されてもよい。
軟化剤の動粘度は、ASTMD445に従って測定されるものである。
【００１３】
〔エチレン共重合体Ｅ〕
エチレン共重合体Ｅは、得られる組成物に柔軟性および伸びを付与する成分であり、特定の割合で配合されることにより組成物のフィルム成形性を優れたものにする成分である。
上記エチレン共重合体Ｅは、曲げ弾性率が１〜２００ＭＰａであるものが好ましく、５〜１７５ＭＰａであるものがより好ましく、１０〜１５０ＭＰａであるものがさらに好ましい。このような弾性率の小さいポリオレフィンが特定の割合で併用されることにより、組成物のフィルムの柔軟性を優れたものにすることができる。
上記エチレン共重合体Ｅとしては、エチレンの単独重合体またはエチレンと炭素数３以上のα−オレフィンが好ましく、プロピレン、ブテン−１、ペンテン−１、ヘキセン−１、４−メチルペンテン−１、オクテン−１、ノネン−１、デセン−１等が挙げられる。ブテン−１およびオクテン−１はより好ましく、オクテン−１は特に好ましいα−オレフィンである。
上記エチレン重合体Ｅは、エチレン単位を必須単量単位として含有し、密度０．８５〜０．９４ｇ／ｃｍ３であるポリエチレンＥ１および／またはエチレン単位を必須単量体単位として含有するエチレン・α−オレフィン共重合体Ｅ２であることが好ましい。さらに、上記エチレン・α−オレフィン共重合体Ｅ２は、メタロセン触媒を使用して製造されたエチレン・オクテン共重合体であることが好ましい。
【００１４】
本発明において使用されるポリエチレンＥ１は、所定の物性を満たす限り、特に制限はないが、密度が０．９０〜０．９４ｇ／ｃｍ３、好ましくは０．９１〜０．９２ｇ／ｃｍ３である。
本発明において使用されるエチレン・α−オレフィン共重合体Ｅ２は、エチレン単位を必須単量体単位として含有する。 エチレン・α−オレフィン共重合体Ｅ２は、エチレン単位の割合が５０重量％を超え９９重量％以下であるものが好ましく、５５〜９７重量％であるものがより好ましい。α−オレフィン単位の割合は１〜５０重量％以上であるものが好ましく、３〜４５重量％以上であるものがより好ましい。
上記エチレン・α−オレフィン共重合体Ｅ２は、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１〜３である。分子量分布が３を超えると、得られる組成物がフィルム成形性の悪いものとなる。メタロセン触媒を使用して製造されたエチレン・α−オレフィン共重合体Ｅ２は、分子量分布が小さくなりやすいため好ましい。
上記エチレン・α−オレフィン共重合体Ｅ２は、融解温度が３０℃以上１１０℃未満のものであり、４０〜１０５℃であるものが好ましい。このような融解温度の低いポリオレフィンが特定の割合で併用されることにより、組成物をフィルム成形性の優れたものにすることができる。
【００１５】
〔プロピレン重合体Ｆ〕
プロピレン重合体Ｆは、得られる成形体の耐熱性および機械特性のバランスを良好にする成分であり、また、組成物の成形性を良好にする成分である。
上記プロピレン重合体Ｆは、曲げ弾性率が４００〜２０００ＭＰａであるものが好ましく、４２５〜１９００ＭＰａであるものがより好ましく、４５０〜１８００ＭＰａであるものがさらに好ましい。このような弾性率のポリオレフィンが特定の割合で併用されることにより、組成物のフィルム成形性を優れたものにすることができる。
上記プロピレン重合体Ｆとして代表的なものは、ポリプロピレンであり、当該ポリプロピレンとしては、プロピレン単独重合体、プロピレン−エチレン共重合体、ポリプロピレンにポリエチレンやエチレン−プロピレン共重合体を添加した変性ポリプロピレン等が挙げられる。
上記プロピレン重合体Ｆのメルトマスフローレイト（ＭＦＲ）は１〜２０００ｇ／１０ｍｉｎ以上が理想的である。ＭＦＲが低すぎると成形時に成形材料に加える温度がより高温となるため加工が困難になる。また、ＭＦＲが高すぎると、混練時にせん断力がかからず練り込みが行えない。プロピレン重合体Fは異なる２種以上を併用しても構わない。
【００１６】
〔第３成分〕
上記成分以外にも所望により、本発明の特徴を損なわない範囲において、必要に応じて他の配合成分を配合することができる。
その他の第３成分としては、老化防止剤、難燃剤、防炎剤、撥水剤、撥油剤、防虫剤、防腐剤、ワックス類、界面活性剤、滑剤、紫外線吸収剤、ＤＢＰ、ＤＯＰ、熱安定剤、キレート剤、分散剤等の各種添加剤を添加してもよい。
また、本発明の組成物は、本発明の特徴を損なわない範囲であれば、他のポリマーをブレンドして使用することも可能である。
【００１７】
〔配合〕
本発明の組成物は、上記水添熱可塑性エラストマーＣ１００質量部と、上記軟化剤５〜１２０質量部と、上記エチレン共重合体Ｅ３０〜４００質量部または上記プロピレン重合体Ｆ５〜１００質量部配合したものである。
上記水添熱可塑性エラストマーＣ１００質量部に対して、上記軟化剤Ｄの添加量が１２０質量部を超えた組成物を使用して成形することによって得られた成形物では、該成形物の表面に該軟化剤Ｄがブリードしてきて顕著にべたつきが発生する。一方該軟化剤Ｄの添加量が５質量部以下の組成物の場合には、成形時の溶融物の流動性が殆んどなく、成形が不可能となる。
上記水添熱可塑性エラストマーＣ１００質量部に対して、上記エチレン共重合体Ｅの添加量が３０質量部または上記プロピレン共重合体Ｆの添加量が５質量部に満たない組成物では、該２成分のつなぎの作用が不十分となり、混練中に混練物がまとまりにくくなりくずれやすくなるので成形が不可能となる。一方該エチレン共重合体Ｅの添加量が４００質量部または該プロピレン共重合体Ｆの添加量が１００質量部を超えた組成物では、ゴム弾性がなくなって柔軟性が悪くなる。
上記材料は、例えばヘンシェルミキサー等の混合装置によって混合され、混合物は、通常、押出機によって溶融混練してストランドに押出し、冷水中で冷却しつつカッターによってペレットに切断する。得られたペレットは、通常、射出成形、押出成形によって所定の成形品とする。また、混合した組成物をバンバリーミキサーおよびルーダー等でペレットにし成形加工原料とすることもできる。
本発明の熱可塑性組成物の硬さは、太陽電池封止材として用いる場合において、良好な柔軟性を発揮し、十分なシール性（密閉性）を得る観点から、１００以下が好ましく、９０以下がより好ましい。また、形状保持、機械特性、オイルブリードの観点から２０以上が好ましく、３０以上がより好ましい。これらの観点から、熱可塑性組成物の硬さは好ましくは１００以下、より好ましくは２０〜９０、さらに好ましくは３０〜９０である。組成物の硬さは、ＪＩＳ
Ｋ ６２５３Ａに従って測定されるものである。
【００１８】
〔太陽電池モジュール〕
本発明の太陽電池封止材用熱可塑性フィルム（以下単に熱可塑性フィルムともいう)は、通常、０．１〜１．５ｍｍ、好ましくは０．１〜１ｍｍ程度の厚みのシート状で使用される。太陽電池封止材用熱可塑性組成物からなる熱可塑性フィルムは、Ｔ−ダイ押出機、カレンダー成形機などを使用する公知のシート成形法によって製造することができる。
太陽電池モジュールについて具体的に、太陽電池セルを封止する場合を挙げて説明する。太陽電池セルとは、光起電力効果を利用し、光エネルギーを直接電力に変換する電力機器である。例えば、本実施の形態における熱可塑性フィルムを、ガラス／熱可塑性フィルム／複数の太陽電池セル等の発電部分／熱可塑性フィルム／バックシートの順に積層した太陽電池モジュールを、真空ラミネーターを用いて、内部の気泡等を排除し、加熱して樹脂を軟化させ、貼り合わせる。これにより封止状態が形成できる。これにより、良好な接着性及び段差埋め込み性を確保しつつ、モジュールの製造時や長期使用中における水分やガスの侵入に起因する性能低下を効果的に防止した太陽電池モジュールが得られる。特に屋外で使用されることが多く、かつ長期間に亘る耐久性が要求される太陽電池や、水分に対する耐久性の低い有機ＥＬ等に対し、顕著な効果が発揮される。
ガラスは、水蒸気バリア性が高く、長期の使用に際して水分の侵入を遮断できる。本発明のガラスＸは、太陽電池モジュールの使用が屋外であるため、形板強化ガラスであることが望ましい。
【００１９】
上記ガラスの反対側のバックシートは、通常、ガラス基盤と比較して水蒸気バリア性が低い樹脂系のシートが使用されるため、高い水蒸気捕捉機能を要求される。また、バックシート側は透明性が要求されないため、捕捉剤の含有量を高くすることができるという利点を有している。本発明のバックシートＹは、水蒸気バリア性および高い水蒸気捕捉機能を有するポリエチレンテレフタレートフィルムであることが望ましい。
上記熱可塑性フィルムは、太陽電池セルにおける光起電力を少しでも高く維持するために、透明性が高いものが望まれる。
本発明の熱可塑性フィルムの透明度は、太陽電池封止材として用いる場合において、十分な光起電力を得る観点から、厚み２．０ｍｍにおけるヘーズ値７０％以下が好ましく、６５％以下がより好ましい。該ヘーズ値はＪＩＳ
Ｋ７１３６に準拠して測定した。
【実施例】
【００２０】
以下に、本発明を更に具体的に説明するための実施例および比較例を記載する。
（実施例１〜４、比較例１〜５）
〔原料〕
１．水添熱可塑性エラストマーＣ
（１）セプトン４０３３〔商品名、クラレ（株）製〕、スチレン系単量体の含有量：３０％、Ｍｗ：１０．１万
（２）セプトン４０５５〔商品名、クラレ（株）製〕、スチレン系単量体の含有量：３０％、Ｍｗ：２４．３万
（３）Ｇ１６５０〔商品名、クレイトンポリマージャパン（株）製〕、スチレン系単量体の含有量：２９％、Ｍｗ：１０．９万
（４）ＭＤ６９３２〔商品名、クレイトンポリマージャパン（株）製〕、スチレン系単量体の含有量：２０％、Ｍｗ８．６万
２．軟化剤Ｄ
（１）ＮＴＫ４００〔商品名、日本サン石油（株）製〕、動粘度（４０℃）：８４．０ｃＳｔ
（２）ケイドール〔商品名、Ｓｏｎｎｅｂｏｒｎ〕、動粘度（４０℃）：７０．０ｃＳｔ
（３）スーパーオイルＭ４６０〔商品名、新日本石油（株）製〕：動粘度（４０℃）：４６７．０ｃＳｔ
【００２１】
３．エチレン共重合体Ｅ
（１）ノバテックＬＪ８０８〔商品名、日本ポリエチレン〕、メルトフローレート（ＭＦＲ；ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８、１９０℃、２．１６ｋｇ荷重、単位ｇ／１０分）：２１
曲げ弾性率：１１０ＭＰａ、密度０．９１７ｇ／ｃｍ３
（２）エンゲージ８２００〔商品名、デュポンダウエラストマーズ製〕メタロセン触媒による重合品、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．２、密度０．８７ｇ／ｃｍ３、オクテン含有量：２４％、融点（DSC、ダウ法）：６８℃
４．プロピレン重合体Ｆ
（１）ＰＷＨ００Ｎ〔商品名、サンアロマー（株）製〕、曲げ弾性率：１６００ＭＰａ、メルトフローレート（ＭＦＲ；ＡＳＴＭ
Ｄ−１２３８、２３０℃、２．１６ｋｇ荷重、単位ｇ／１０分）：１７５０
（２）ＰＨ９４３Ｂ〔商品名、サンアロマー（株）製〕、曲げ弾性率：５５０ＭＰａ、メルトフローレート（ＭＦＲ；ＡＳＴＭ
Ｄ−１２３８、２３０℃、２．１６ｋｇ荷重、単位ｇ／１０分）：２１．０
（３）ウインテックＷＦＸ４Ｔ〔商品名、日本ポリプロ（株）製〕、曲げ弾性率：７００ＭＰａ、メルトフローレート（ＭＦＲ；ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８、２３０℃、２．１６ｋｇ荷重、単位ｇ／１０分）：７．０
（４）ＰＸ６００Ｎ〔商品名、サンアロマー（株）製〕、曲げ弾性率：１６５０ＭＰａ、メルトフローレート（ＭＦＲ；ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８、２３０℃、２．１６ｋｇ荷重、単位ｇ／１０分）：７．５
（４）ＰＣ５４０Ｒ〔商品名、サンアロマー（株）製〕、曲げ弾性率：４８０ＭＰａ、メルトフローレート（ＭＦＲ；ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８、２３０℃、２．１６ｋｇ荷重、単位ｇ／１０分）：５．０
５．ＥＶＡフィルム
（１）エバフレックスＥＶ２５０〔商品名、三井デュポンケミカル（株）製〕、ＥＶＡ樹脂、ＶＡ含有量：２８％
（２）ルパゾール１０１〔商品名、アトケム吉富〕、有機過酸化物、２，５−ジメチル−２，５−ビス（第３ブチルパーオキシ）ヘキサン
（３）ＴＡＩＣ〔商品名、日本化成（株）製〕、架橋助剤、トリアリルイソシアヌレート
（４）ＫＢＭ５０３〔商品名、信越化学工業〕、シランカップリング剤
【００２２】
〔組成物の製造〕
上記原料を使用して、本発明の組成物および比較用組成物を製造した。配合割合（質量部）は表１のとおりである。
固体状原料（軟化剤Ｄ以外の成分）を混合（ドライブレンド）して固体原料混合物を調整し、該混合物に液状原料（軟化剤Ｄ）を添加して混合、含浸させて原料混合物を調整した。該原料混合物を下記の条件で押出機で溶融混練して、組成物のペレットを製造した。
・押出機：株式会社テクノベル製 ＫＺＷ３２ＴＷ−６０ＭＧ−ＮＨ
・シリンダー温度：１８０〜２５０℃（この範囲で組成物毎に適切な温度を選択する。また比較例５（ＥＶＡ）については、１３０℃にて溶融混練する。）
・スクリュー回転数：３００ｒｐｍ
【００２３】
〔フィルム成形性〕
各実施例および比較例の組成物を使用して、幅１００ｍｍ、厚み０．８ｍｍであるＴダイが取り付けられた単軸押出機にて押出成形し、フィルム状物を製造した。各実施例の組成物においては、フィルムの幅が変動したり、フィルムが途中で切断したりすることなく、生産性よく均一なフィルムを得ることができた。
比較例の組成物を使用して、幅１００ｍｍ、厚み０．８ｍｍであるＴダイが取り付けられた単軸押出機にて押出成形し、フィルム状物を製造した。フィルムの幅が変動したり、フィルムが途中で切断したりするなど成形不良を生じた。比較例５においては、フィルムを成形できたが均一な成形形状ではなかった。
（単軸押出機仕様）
・メーカー：株式会社パーカーコーポレーション
・スクリュー：直径２５ｍｍ、フルフライトタイプ、圧縮比１：４
（Ｔダイ仕様）
・フィッシュテイル型フィルム用ダイ
・フィルム幅１００ｍｍ
・吐出方向は斜め下方向
・温度条件：２００℃（比較例５、ＥＶＡ樹脂については、１３０℃にて行う。）
・スクリュー回転数：２５０ｒｐｍ
＜評価基準＞
○：均一なフィルム形状。
△：不均一なフィルム形状。
×：切断等によりフィルム成形不可。
【００２４】
〔硬さ〕
上記ペレットを、下記の条件で射出成形し、プレート（厚み２ｍｍ×幅１２５ｍｍ×長さ１２５ｍｍ）に成形した。
〔射出成形条件〕
射出成形機：三菱重工（株）製、１００ＭＳ３−１０Ｅ
射出成形温度：１７０℃
射出圧力：３０％
射出時間：１０秒
金型温度：４０℃
＜測定＞
組成物の硬さは、ＪＩＳ Ｋ ６２５３Ａに従って測定した。
【００２５】
〔架橋工程の有無およびリサイクル性〕
比較例５においては架橋工程を有した。
上記条件により作成したフィルムを用い、ガラス／フィルム／太陽電池セル／フィルム／バックシートの順番で積層し、下記の条件でプレスした。
・ガラス：形板強化ガラス、厚み３．２ｍｍ
・バックシート：PETフィルム、厚み０．２ｍｍ
（プレス機仕様）
・メーカー：東邦マシナリー株式会社
・型式：TBP４０−２
・温度条件：２００℃
・プレス時間：１分、プレス圧：１MPa
比較例５については、架橋工程が必要になるため、プレス時間は１５分を要した。
架橋工程を有した成形物は、熱をかけても変形できないためリサイクル性はない。
〔ヘーズ（％）〕
厚み２．０ｍｍにおけるヘーズ値を、ＪＩＳ
Ｋ７１３６に準拠して測定した。
【００２６】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の太陽電池封止材用熱可塑性組成物は、太陽電池モジュール等に用いられる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芳香族ビニル単量体単位を主要構成単位として含有する重合体ブロックＡを２個以上、および共役ジエン単量体単位を主要構成単位として含有する重合体ブロックＢを１個以上有するブロック共重合体Ｚの水素添加物であり、重量平均分子量が５〜１５万である水添熱可塑性エラストマーＣを１００質量部と、
４０℃における動粘度が５０〜３８０センチストークス（ｃＳｔ）である軟化剤Ｄを５〜１２０質量部と、
エチレン単位を必須単量体単位として含有し、曲げ弾性率１〜２００MPaであるエチレン重合体Ｅを３０〜４００質量部またはプロピレン単位を必須単量体単位として含有し、曲げ弾性率４００〜２０００MPaであるプロピレン重合体Ｆを５〜１００質量部と、を含有し、
ＪＩＳ Ｋ７１３６に準拠して測定したヘーズ値が７０％以下である太陽電池封止材用熱可塑性組成物。
【請求項２】
上記エチレン重合体Ｅは、エチレン単位を必須単量単位として含有し、密度０．８５〜０．９４ｇ／ｃｍ３であるポリエチレンＥ１および／またはエチレン単位を必須単量体単位として含有するエチレン・α−オレフィン共重合体Ｅ２である、請求項１に記載の太陽電池封止材用熱可塑性組成物。
【請求項３】
上記エチレン・α−オレフィン共重合体Ｅ２は、メタロセン触媒を使用して製造されたエチレン・オクテン共重合体である、請求項２に記載の太陽電池封止材用熱可塑性組成物。
【請求項４】
上記重合体ブロックＡを構成する芳香族ビニル単量体は、スチレンである請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池封止材用熱可塑性組成物。
【請求項５】
上記水添熱可塑性エラストマーＣは、水添熱可塑性エラストマーＣの全構成単量体単位を基準とするスチレン単位の割合が１５〜５０質量％である、請求項４に記載の太陽電池封止材用熱可塑性組成物。
【請求項６】
ＪＩＳ ６２５３Ａに準拠して測定したＡ硬度が、９０以下である、請求項１〜５のいずれかに記載の太陽電池封止材用熱可塑性組成物。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の太陽電池封止材用熱可塑性組成物からなる太陽電池封止材用熱可塑性フィルム。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載の太陽電池封止材用熱可塑性組成物により太陽電池セルを封止した太陽電池モジュール。
【請求項９】
ガラスＸおよび／またはバックシートＹの間に積層された、請求項８に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１０】
上記ガラスＸが、形板強化ガラスである請求項９に記載された太陽電池モジュール。
【請求項１１】
上記バックシートＹが、ポリエチレンテレフタレートフィルムである請求項９に記載された太陽電池モジュール。
【請求項１】
芳香族ビニル単量体単位を主要構成単位として含有する重合体ブロックＡを２個以上、および共役ジエン単量体単位を主要構成単位として含有する重合体ブロックＢを１個以上有するブロック共重合体Ｚの水素添加物であり、重量平均分子量が５〜１５万である水添熱可塑性エラストマーＣを１００質量部と、
４０℃における動粘度が５０〜３８０センチストークス（ｃＳｔ）である軟化剤Ｄを５〜１２０質量部と、
エチレン単位を必須単量体単位として含有し、曲げ弾性率１〜２００MPaであるエチレン重合体Ｅを３０〜４００質量部またはプロピレン単位を必須単量体単位として含有し、曲げ弾性率４００〜２０００MPaであるプロピレン重合体Ｆを５〜１００質量部と、を含有し、
ＪＩＳ Ｋ７１３６に準拠して測定したヘーズ値が７０％以下である太陽電池封止材用熱可塑性組成物。
【請求項２】
上記エチレン重合体Ｅは、エチレン単位を必須単量単位として含有し、密度０．８５〜０．９４ｇ／ｃｍ３であるポリエチレンＥ１および／またはエチレン単位を必須単量体単位として含有するエチレン・α−オレフィン共重合体Ｅ２である、請求項１に記載の太陽電池封止材用熱可塑性組成物。
【請求項３】
上記エチレン・α−オレフィン共重合体Ｅ２は、メタロセン触媒を使用して製造されたエチレン・オクテン共重合体である、請求項２に記載の太陽電池封止材用熱可塑性組成物。
【請求項４】
上記重合体ブロックＡを構成する芳香族ビニル単量体は、スチレンである請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池封止材用熱可塑性組成物。
【請求項５】
上記水添熱可塑性エラストマーＣは、水添熱可塑性エラストマーＣの全構成単量体単位を基準とするスチレン単位の割合が１５〜５０質量％である、請求項４に記載の太陽電池封止材用熱可塑性組成物。
【請求項６】
ＪＩＳ ６２５３Ａに準拠して測定したＡ硬度が、９０以下である、請求項１〜５のいずれかに記載の太陽電池封止材用熱可塑性組成物。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の太陽電池封止材用熱可塑性組成物からなる太陽電池封止材用熱可塑性フィルム。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載の太陽電池封止材用熱可塑性組成物により太陽電池セルを封止した太陽電池モジュール。
【請求項９】
ガラスＸおよび／またはバックシートＹの間に積層された、請求項８に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１０】
上記ガラスＸが、形板強化ガラスである請求項９に記載された太陽電池モジュール。
【請求項１１】
上記バックシートＹが、ポリエチレンテレフタレートフィルムである請求項９に記載された太陽電池モジュール。
【公開番号】特開２０１２−１０７１０７（Ｐ２０１２−１０７１０７Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５６４４０（Ｐ２０１０−２５６４４０）
【出願日】平成２２年１１月１７日（２０１０．１１．１７）
【出願人】（００００００５０５）アロン化成株式会社 (317)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１７日（２０１０．１１．１７）
【出願人】（００００００５０５）アロン化成株式会社 (317)
【Ｆターム（参考）】
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