JP2014123750A - 太陽電池用コーティング組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 以下の(A)と(B)の各成分、(A)成分:粒子径が1nm〜400nmの金属化合物粒子と、(B)成分:粒子径が10nm〜800nmの重合体エマルジョン粒子とを含み、(B)成分が、以下の(b1)〜(b4)の各成分、(b1)成分:加水分解性珪素化合物、(b2)成分:水酸基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基、エーテル基よりなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を含有するビニル単量体、(b3)成分:乳化剤、(b4)成分:水、を含む重合原液を重合して得られる重合体エマルジョン粒子であることを特徴とする太陽電池用コーティング組成物。
【選択図】なし
Description
また、特許文献2に記載の方法では、表層部中の光触媒の有機物分解作用によって保護カバーフィルム層が劣化するのを防ぐため、フッ素系樹脂フィルム層を設けており、製造工程が煩雑になりやすい。また、各層の間に界面が存在するため、光触媒層の剥離等の問題が懸念される。従って、層構成がより単純な太陽電池カバーが求められていた。
更に、近年の太陽電池は低コスト、長期耐久性の要求が強いため、太陽電池カバーに用いられるガラス基材や樹脂基材への長期密着性に優れ、環境負荷の少ない水系の太陽電池用コーティング剤が望まれていた。
本発明の課題は、基材密着性、防汚染性、基材保護性が良好な太陽電池用コーティング組成物等を提供することにある。
すなわち、本発明は以下の通りである。
[1] 以下の(A)と(B)の各成分,
(A)成分:粒子径が1nm〜400nmの金属化合物粒子、
(B)成分:粒子径が10nm〜800nmの重合体エマルジョン粒子、
を含み、
前記(B)成分が、以下の(b1)〜(b4)の各成分、
(b1)成分:加水分解性珪素化合物、
(b2)成分:水酸基、カルボキシル基,アミド基、アミノ基、エーテル基よりなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を含有するビニル単量体、
(b3)成分:乳化剤、
(b4)成分:水、
を含む重合原液を重合して得られる重合体エマルジョン粒子であることを特徴とする太陽電池用コーティング組成物。
[2] (b2)成分が、2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体である上記[1]に記載の太陽電池用コーティング組成物。
[3] (b2)成分と、(B)成分との比(b2)/(B)(質量比)が、0.1/1〜0.8/1である上記[1]又は[2]に記載の太陽電池用コーティング組成物。
[4] (B)成分が、コア層と、当該コア層を被覆する1層又は2層以上のシェル層とを備えたコア/シェル構造を有する上記[1]〜[3]のいずれかに記載の太陽電池用コーティング組成物。
[5] コア層において、(b2)成分と(b1)成分との比(b2)/(b1)(質量比)が0.01/1〜1/1であり、シェル層の最外層において、(b2)成分と(b1)成分との比(b2)/(b1)(質量比)が0.1/1〜5/1である上記[4]に記載の太陽電池用コーティング組成物。
[6] (B)成分が、コア層と、当該コア層を被覆するシェル第1層とさらにその外側を被覆するシェル第2層とを備えた3層構造を有する上記[1]〜[3]のいずれかに記載の太陽電池用コーティング組成物。
[7] コア層において、(b2)成分と(b1)成分との比(b2)/(b1)(質量比)が0.01/1〜1/1であり、シェル第1層において(b2)/(b1)(質量比)が0.1/1〜1/1、シェル第2層において(b2)/(b1)(質量比)が1/1〜9/1である上記[6]に記載の太陽電池用コーティング組成物。
[8] (B)成分が、コア層を形成するシード粒子の存在下で重合原液を重合して得られ、前記シード粒子が、(b1)成分、(b2)成分、及び以下の(b5)成分、
(b5)成分:(b2)成分と共重合可能な他のビニル単量体、
よりなる群から選択される少なくとも1種以上を重合して得られる上記[4]〜[7]のいずれかに記載の太陽電池用コーティング組成物。
[9] (b1)成分が、以下の(b1−1)成分、
(b1−1)成分:ビニル重合性基を有する加水分解性珪素化合物、
を含み、
(b1−1)成分と、(B)成分との比(b1−1)/(B)(質量比)が、0.01/100〜20/100である上記[1]〜[8]のいずれかに記載の太陽電池用コーティング組成物。
[10] (b1−1)成分と、(b2)成分との比(b1−1)/(b2)(質量比)が、0.1/100〜100/100である上記[9]に記載の太陽電池用コーティング組成物。
[11] (A)成分が、二酸化珪素、光触媒活性を有する金属酸化物、又は導電性を有する金属酸化物のいずれかを用いて形成される上記[1]〜[10]のいずれかに記載の太陽電池用コーティング組成物。
[12] (A)成分の粒子長(l)と粒子直径(d)との比(l/d)が、1/1〜20/1である上記[1]〜[11]のいずれかに記載の太陽電池用コーティング組成物。
[13] (A)成分が、以下の(A’)成分、
(A’)成分:式(1)で表されるトリオルガノシラン単位、式(2)で表されるモノオキシジオルガノシラン単位、式(3)で表されるジオキシオルガノシラン単位、式(4)で表されるトリオキシシラン単位、及びジフルオロメチレン単位よりなる群から選択される少なくとも1種の構造単位を有する変性剤化合物を用いて、(A)成分の金属化合物粒子を変性処理して形成される変性金属化合物粒子、
を含む上記[1]〜[12]のいずれかに記載の太陽電池用コーティング組成物。
R3Si− (1)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は水酸基を表す。)
−(R2SiO)− (2)
(式中、Rは式(1)で定義した通りである。)
(式中、Rは式(1)で定義した通りである。)
[14] (A’)成分が、光触媒活性を有する上記[13]に記載の太陽電池用コーティング組成物。
[15] (A’)成分の粒子長(l)と粒子直径(d)の比(l/d)が、1/1から20/1である上記[13]又は[14]に記載の太陽電池用コーティング組成物。
[16] 上記[1]〜[15]のいずれかに記載の太陽電池用コーティング組成物を用いて形成される塗膜と、樹脂基材とを含む積層体。
[17] 塗膜のヘイズが20以下である上記[16]に記載の積層体。
[18] 上記[16]〜[17]のいずれかに記載の積層体を用いてなる太陽電池用カバー材。
[19] 上記[1]〜[15]のいずれかに記載の太陽電池用コーティング組成物を含んでなる太陽電池。
本実施の形態の太陽電池用コーティング組成物は、以下の(A)成分と(B)成分,
(A)成分:粒子径が1nm〜400nmの金属化合物粒子、
(B)成分:粒子径が10nm〜800nmの重合体エマルジョン粒子、
を含み、
前記(B)成分が、以下の(b1)〜(b4)の各成分、
(b1)成分:加水分解性珪素化合物、
(b2)成分:水酸基、カルボキシル基,アミド基、アミノ基、エーテル基よりなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を含有するビニル単量体、
(b3)成分:乳化剤、
(b4)成分:水、
を含む重合原液を重合して得られる重合体エマルジョン粒子であることを特徴とする。
前記(A)成分は、前記(B)成分と相互作用することにより、前記(B)成分の硬化剤として作用すると考えられる。当該相互作用としては、例えば、前記(A)成分が一般に有する水酸基と、前記(B)成分が有する水酸基、カルボキシル基,アミド基、アミノ基、エーテル基との水素結合や、前記(A)成分が一般に有する水酸基と、前記(B)成分を構成する前記(b1)成分の重合生成物との縮合(化学結合)等を例示することができる。
また、前記(A)成分が、前記(B)成分と相互作用しながら前記(B)成分の粒子間に連続層を形成して存在することが好ましい。この場合、得られる太陽電池用コーティング組成物の透明性がより向上し得る。
中でも、相互作用の強さの観点から、表面水酸基の多い二酸化珪素(シリカ)、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化アンチモン、及びそれらの複合酸化物等が好ましく、これらの2種以上を併用することについては差し支えない。
なお、可視光(例えば約400nm〜800nmの波長)の照射により光触媒活性及び/又は親水性を発現する光触媒(可視光応答型光触媒)を選択すると、得られる太陽電池用コーティング組成物の表面は、紫外線が十分に照射されない場所(室内等)における環境浄化効果や防汚効果が非常に大きなものとなるため好ましい。
前記可視光応答型光触媒としては、例えば、TaON、LaTiO2N、CaNbO2N、LaTaON2、CaTaO2N等のオキシナイトライド化合物(例えば特開2002−66333号公報参照)、Sm2Ti2S2O7等のオキシサルファイド化合物(例えば特開2002−233770号公報参照)、CaIn2O4、SrIn2O4、ZnGa2O4、Na2Sb2O6等のd10電子状態の金属イオンを含む酸化物(例えば特開2002−59008号公報参照)、アンモニアや尿素等の窒素含有化合物存在下でチタン酸化物前駆体(オキシ硫酸チタン、塩化チタン、アルコキシチタン等)や高表面酸化チタンを焼成して得られる窒素ドープ酸化チタン(例えば特開2002−29750号公報、特開2002−87818号公報、特開2002−154823号公報、特開2001−207082号公報参照)、チオ尿素等の硫黄化合物存在下にチタン酸化物前駆体(オキシ硫酸チタン、塩化チタン、アルコキシチタン等)を焼成して得られる硫黄ドープ酸化チタン、酸化チタンを水素プラズマ処理したり真空下で加熱処理したりすることによって得られる酸素欠陥型の酸化チタン(例えば特開2001−98219号公報参照)、さらには光触媒粒子をハロゲン化白金化合物で処理したり(例えば特開2002−239353号公報参照)、タングステンアルコキシドで処理(特開2001−286755号公報参照)したりすることによって得られる表面処理光触媒、等を好適に挙げることができる。
また、前記(A)成分に用いられる金属化合物としては、得られる太陽電池用コーティング組成物の帯電防止性能等を発現する観点から、導電性を有する金属酸化物が好適に用いられる。
このような導電性を有する金属酸化物としては、例えば、錫をドープした酸化インジウム(ITO)、アンチモンをドープした酸化錫(ATO)、酸化スズ、酸化亜鉛等を挙げることができる。
なお、前記(A)成分は、上述した種々の金属化合物を用いて(好ましくは主成分として用いて)形成することができる。ここで、本実施の形態において「主成分」とは、特定成分(2種以上の特定成分を併用する場合には、それらの総量)がマトリックス成分中に占める割合が好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは90質量%以上であり、100質量%であってもよいことを意味する。
前記(A)成分を用いる際の形態としては、例えば、粉体、分散液、ゾル等が挙げられる。
ここでいう分散液、またはゾルとは、前記(A)成分が水及び/又は親水性有機溶媒中に0.01〜80質量%、好ましくは0.1〜50質量%の濃度で、一次粒子及び/又は二次粒子として分散された状態を意味する。
上記分散液又はゾル中に観察される前記(A)成分の数平均粒子径(1次粒子と2次粒子との混合物であっても良いし、1次粒子、2次粒子何れかのみであってもよい)としては、好ましくは1nm〜400nm、より好ましくは1nm〜100nm、更に好ましくは3nm〜80nm、特に好ましくは5nm〜50nmである。前記(A)成分の数平均粒子径は、得られる太陽電池用コーティング組成物を用いて形成される積層体(太陽電池用カバー材等)の光学特性等に寄与し得る。特に、100nm以下とすることは、得られる太陽電池用カバー材の透明性を大きく向上させ得る。
なお、本実施の形態における数平均粒子径(単に、「粒子径」と略記することがある)とは、後述する実施例の方法に準じて測定された値である。
(A’)成分:式(1)で表されるトリオルガノシラン単位、式(2)で表されるモノオキシジオルガノシラン単位、式(3)で表されるジオキシオルガノシラン単位、式(4)で表されるトリオキシシラン単位、及びジフルオロメチレン単位よりなる群から選択される少なくとも1種の構造単位を有する変性剤化合物を用いて、前記(A)成分の金属化合物粒子を変性処理して形成される変性金属化合物粒子を含むことが好ましい。なお、「変性処理」とは、上記変性剤化合物を前記金属化合物粒子の表面に固定化することを意味する。上記変性剤化合物の前記金属化合物粒子表面への固定化は、ファン・デル・ワールス力(物理吸着)または化学結合によるものと考えられる。
R3Si− (1)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は水酸基を表す。)
−(R2SiO)− (2)
(式中、Rは式(1)で定義した通りである。)
前記変性剤化合物の中でフルオロアルキル化合物の具体例を示すと、式(5)で示される化合物を挙げることができる。
CF3(CF2)g−Y−(V)w (5)
{式中、gは0〜29の整数を表す。Yは分子量14〜50000のw価の有機基を表す。wは1〜20の整数である。Vは、エポキシ基、水酸基、アセトアセチル基、チオール基、環状酸無水物基、カルボキシル基、スルホン酸基、ポリオキシアルキレン基、リン酸基、及び下式(6)で表される基からなる群から選ばれた少なくとも1つの官能基を表す。
−SiWxRy (6)
(式中、Wは炭素数1〜20のアルコキシ基、水酸基、炭素数1〜20のアセトキシ基、ハロゲン原子、水素原子、炭素数1〜20のオキシム基、エノキシ基、アミノキシ基、アミド基から選ばれた少なくとも1種の基を表す。Rは、直鎖状または分岐状の炭素数が1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、及び置換されていないか或いは炭素数1〜20のアルキル基又は炭素数1〜20のアルコキシ基、又はハロゲン原子で置換されている炭素数6〜20のアリール基から選ばれる少なくとも1種の炭化水素基を表す。xは1以上3以下の整数であり、yは0以上2以下の整数である。また、x+y=3である。)}
前記(A’)成分として、表面エネルギーの小さな化合物で変性された光触媒を用い、表面親水性の大きな基材を用いて太陽電池用カバー材を形成する場合、前記(A’)成分は空気と接する側に偏在して前記基材表面付近の存在量が少なくなる傾向となる。このような場合、高い光触媒活性を期待し得ると共に、基材が分解され難くなる(基材の耐久性が向上する)ため好ましい。
前記(A’)成分が、前記(A)成分中に占める割合としては、好ましくは0.01〜100質量%、より好ましくは0.01〜99.99質量%、更に好ましくは0.1〜95質量%、特に好ましくは1〜90質量%である。当該割合を0.01質量%以上とすることは、自己傾斜性を付与する観点から好適である。なお、当該割合を99.99質量%以下とすることは、光触媒性能を比較的短時間で発現させる観点から好適である。
なお、上記粒子長や粒子直径の測定方法としては、透過型電子顕微鏡観察する方法を用いることができる。
(b1)成分:加水分解性珪素化合物、
(b2)成分:水酸基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基、エーテル基よりなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を含有するビニル単量体、
(b3)成分:乳化剤、
(b4)成分:水、
を含む重合原液を重合して得られる重合体エマルジョン粒子である。このようにして得られる(B)成分としては、前記(b1)成分に由来する水酸基と、前記(b2)成分の重合生成物とが、水素結合等により複合化されたものを用いることが好適である。
SiWxRy (7)
(式中、Wは炭素数1〜20のアルコキシ基、水酸基、炭素数1〜20のアセトキシ基、ハロゲン原子、水素原子、炭素数1〜20のオキシム基、エノキシ基、アミノキシ基、アミド基から選ばれた少なくとも1種の基を表す。Rは、直鎖状又は分岐状の炭素数が1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、及び置換されていないか又は炭素数1〜20のアルキル基若しくは炭素数1〜20のアルコキシ基若しくはハロゲン原子で置換されている炭素数6〜20のアリール基から選ばれる少なくとも1種の炭化水素基を表す。xは1以上4以下の整数であり、yは0以上3以下の整数である。また、x+y=4である。)
なお、シランカップリング剤とは、ビニル重合性基、エポキシ基、アミノ基、メタクリル基、メルカプト基、イソシアネート基等の有機物と反応性を有する官能基が分子内に存在する化合物を意味する。
更に、前記(b1)成分としては、チオール基を有するシランカップリング剤や、以下の(b1−1)成分、
(b1−1)成分:ビニル重合性基を有する加水分解性珪素化合物
を含んでもよい。これらを用いた場合、得られる太陽電池用カバー材の耐候性、防汚染性が良好となり好適である。
また、前記(b1−1)成分としては、例えば、3−(メタ)アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリn−プロポキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、2−トリメトキシシリルエチルビニルエーテル等のビニル重合性基を有するシランカップリング剤、等を挙げることができる。
これらシランカップリング剤は、後述する(b2)成分との共重合又は連鎖移動反応により化学結合を生成し得る。このため、ビニル重合性基やチオール基を有するシランカップリング剤を上述した前記(b1)成分と混合若しくは複合化させて用いた場合、前記(b1)の重合生成物と後述する(b2)成分の重合生成物とを化学結合により複合化し得る。
なお、(b1−1)成分にいう「ビニル重合性基」としては、例えば、ビニル基、アリル基等を挙げることができ、中でも3−(メタ)アクリルオキシプロピル基が好ましい。
(b1−2)成分:環状シロキサンオリゴマー
を含んでいてもよい。当該(b1−2)成分を用いた場合、得られる太陽電池用カバー材の柔軟性がより良好となり好適である。
(R’2SiO)m (8)
(式中、R’は、水素原子、直鎖状又は分岐状の炭素数が1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、及び置換されていないか又は炭素数1〜20のアルキル基若しくは炭素数1〜20のアルコキシ基若しくはハロゲン原子で置換されている炭素数6〜20のアリール基から選ばれる少なくとも1種を表す。mは整数であり、2≦m≦20である。)
中でも、反応性等の点からオクタメチルシクロテトラシロキサン等の環状ジメチルシロキサンオリゴマーが好ましい。
一方、前記(b1−1)成分と、前記(B)成分との比(b1−1)/(B)(質量比)としては、重合安定性の観点から、好ましくは0.01/100〜20/100、より好ましくは0.5/100〜10/100である。
また、前記(b1−1)成分と、前記(b2)成分との比(b1−1)/(b2)(質量比)としては、重合安定性の観点から、好ましくは0.1/100〜100/100、より好ましくは0.5/100〜50/100である。
他方、前記(b1−2)成分と、前記(B)成分との比(b1−2)/(B)(質量比)としては、親水性の観点から、好ましくは0.01/100〜20/100、より好ましくは0.5/100〜5/100である。
また、前記(b1−2)成分と、前記(b2)成分との比(b1−2)/(b2)(質量比)としては、重合安定性の観点から、好ましくは0.5/100〜50/100、より好ましくは1.0/100〜20/100である。
カルボキシル基含有ビニル単量体としては、(メタ)アクリル酸、2−カルボキシエチル(メタ)アクリレート、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸またはフマル酸の如き、各種の不飽和カルボン酸類;イタコン酸モノメチル、イタコン酸モノ−n−ブチル、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノ−n−ブチル、フマル酸モノメチル、フマル酸モノ−n−ブチルの如き、不飽和ジカルボン酸類と、飽和1価アルコール類とのモノエステル類(ハーフエステル類);アジピン酸モノビニルまたはコハク酸モノビニルの如き、各種の飽和ジカルボン酸のモノビニルエステル類;無水コハク酸、無水グルタル酸、無水フタル酸または無水トリメリット酸の如き、各種の飽和ポリカルボン酸の無水物類と前掲した各種の水酸基含有ビニル系単量体類との付加反応生成物;さらには、前掲したような各種のカルボキシル基含有単量体類とラクトン類を付加反応せしめて得られるような単量体類などである。
より具体的には、例えばN−メチルアクリルアミド、N−メチルメタアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルメタアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−エチルメタアクリルアミド、N−メチル−N−エチルアクリルアミド、N−メチル−N−エチルメタアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−n−プロピルアクリルアミド、N−イソプロピルメタアクリルアミド、N−n−プロピルメタアクリルアミド、N−メチル−N−n−プロピルアクリルアミド、N−メチル−N−イソプロピルアクリルアミド、N−アクリロイルピロリジン、N−メタクリロイルピロリジン、N−アクリロイルピペリジン、N−メタクリロイルピペリジン、N−アクリロイルヘキサヒドロアゼピン、N−アクリロイルモルホリン、N−メタクリロイルモルホリン、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、N,N’−メチレンビスメタクリルアミド、N−ビニルアセトアミド、ダイアセトンアクリルアミド、ダイアセトンメタアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタアクリルアミド等を挙げることができる。
また、前記(b2)成分と、前記(A)成分との比(b2)/(A)(質量比)としては、(A)成分との水素結合性や配合安定性の観点から、好ましくは0.1/1〜1.0/1である。
前記(b3)成分としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルスルホン酸、アルキルスルホコハク酸、ポリオキシエチレンアルキル硫酸、ポリオキシエチレンアルキルアリール硫酸、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテルスルホン酸等の酸性乳化剤、酸性乳化剤のアルカリ金属(Li、Na、K等)塩、酸性乳化剤のアンモニウム塩、脂肪酸石鹸等のアニオン性界面活性剤;アルキルトリメチルアンモニウムブロミド、アルキルピリジニウムブロミド、イミダゾリニウムラウレート等の四級アンモニウム塩、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩型のカチオン性界面活性剤;ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテル等のノニオン型界面活性剤;等が挙げられる。これらは1種を単独で、又は2種以上を併用することができる。
上記反応性乳化剤としてより具体的には、例えば、スルホン酸基又はスルホネート基を有するビニル単量体、硫酸エステル基を有するビニル単量体やそれらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、ポリオキシエチレン等のノニオン基を有するビニル単量体、4級アンモニウム塩を有するビニル単量体等を挙げることができる。
上記スルホン酸基又はスルホネート基を有するビニル単量体としては、例えば、ラジカル重合性の二重結合を有し、且つスルホン酸基のアンモニウム塩、ナトリウム塩又はカリウム塩のような置換基により一部が置換された、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜4のアルキルエーテル基、炭素数2〜4のポリアルキルエーテル基、フェニル基、ナフチル基、及びコハク酸基よりなる群から選ばれる置換基を有する化合物;スルホン酸基のアンモニウム塩、ナトリウム塩又はカリウム塩のような置換基が結合しているビニル基を有するビニルスルホネート化合物;等が挙げられる。
硫酸エステル基を有するビニル単量体としては、例えば、ラジカル重合性の二重結合を有し、かつ硫酸エステル基のアンモニウム塩、ナトリウム塩又はカリウム塩のような置換基により一部が置換された、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜4のアルキルエーテル基、炭素数2〜4のポリアルキルエーテル基、フェニル基、及びナフチル基よりなる群から選ばれる置換基を有する化合物が挙げられる。
上記スルホン酸基のアンモニウム塩、ナトリウム塩又はカリウム塩のような置換基により一部が置換されたコハク酸基を有する化合物の具体例としては、アリルスルホコハク酸塩が挙げられる。より詳しくは、例えば、エレミノールJS−2(商品名)(三洋化成(株)製)、ラテムルS−120、S−180A又はS−180(商品名)(花王(株)製)等を挙げることができる。
また、ノニオン基を有するビニル単量体として具体的には、例えば、α−〔1−〔(アリルオキシ)メチル〕−2−(ノニルフェノキシ)エチル〕−ω−ヒドロキシポリオキシエチレン(商品名:アデカリアソープNE−20、NE−30、NE−40等、旭電化工業(株)製)、ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル(商品名:アクアロンRN−10、RN−20、RN−30、RN−50等、第一製薬工業(株)製)等を挙げることができる。
前記(b3)成分の使用量としては、重合安定性の観点から、前記(B)成分100質量部に対して、好ましくは10質量部以下、より好ましくは0.001〜5質量部である。
前記(B)成分は上述した(b1)〜(b3)の各成分、及び前記(b4)成分(即ち「水」)を含む重合原液を重合して得られる重合体エマルジョン粒子である。前記(b4)成分の使用量としては、重合安定性の観点から、重合原液中の含有率として好ましくは30〜99.9質量%である。
前記重合原液には、(b1)〜(b4)成分に加え、更に種々の成分を混合することができる。
(b5)成分:(b2)成分と共重合可能な他のビニル単量体、
を混合することができる。
このような(b5)成分を用いることは、生成する重合生成物の特性(ガラス転移温度、分子量、水素結合力、極性、分散安定性、耐候性、加水分解性珪素化合物(b1)の重合生成物との相溶性等)を制御する観点から好適である。
前記(b5)成分としては、例えば、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、芳香族ビニル化合物、シアン化ビニル類の他、エポキシ基含有ビニル単量体、カルボニル基含有ビニル単量体、アニオン型ビニル単量体のような官能基を含有する単量体、等を挙げることができる。
前記(b5)成分が全ビニル単量体中に占める割合としては、好ましくは0.001〜30質量%であり、より好ましくは0.05〜10質量%の範囲である。このような使用量とすることは、ガラス転移温度、分子量、水素結合力、極性、分散安定性、耐候性、加水分解性珪素化合物(b1)の重合生成物との相溶性等を制御する観点から好適である。
また、前記重合原液には、連鎖移動剤を混合することができる。
このような連鎖移動剤としては、例えば、n−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタンのようなアルキルメルカプタン類;ベンジルメルカプタン、ドデシルベンジルメルカプタンのような芳香族メルカプタン類;チオリンゴ酸のようなチオカルボン酸又はそれらの塩若しくはそれらのアルキルエステル類、又はポリチオール類、ジイソプロピルキサントゲンジスルフィド、ジ(メチレントリメチロールプロパン)キサントゲンジスルフィド及びチオグリコール、さらにはα−メチルスチレンのダイマー等のアリル化合物等を挙げることができる。
これら連鎖移動剤の使用量としては、全ビニル単量体合計量100質量部に対して、好ましくは0.001〜30質量部、より好ましくは0.05〜10質量部である。このような使用量とすることは、重合安定性の観点から好適である。
更に、前記重合原液には分散安定剤を混合することができる。
このような分散安定剤としては、例えば、ポリカルボン酸及びスルホン酸塩からなる群から選ばれる各種の水溶性オリゴマー類や、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、澱粉、マレイン化ポリブタジエン、マレイン化アルキッド樹脂、ポリアクリル酸(塩)、ポリアクリルアミド、水溶性又は水分散性アクリル樹脂などの合成又は天然の水溶性又は水分散性の各種の水溶性高分子物質が挙げられ、これらの1種又は2種以上の混合物を使用することができる。
これらの分散安定剤の使用量としては、重合体エマルジョン粒子(B)100質量部に対して、好ましくは10質量部以下であり、より好ましくは0.001〜5質量部である。
上述した重合原液の重合は、重合触媒の存在下で実施するのが好ましい。
前記(b1)成分の重合触媒としては、例えば、塩酸、フッ酸等のハロゲン化水素類、酢酸、トリクロル酢酸、トリフルオロ酢酸、乳酸等のカルボン酸類、硫酸、p−トルエンスルホン酸等のスルホン酸類、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルスルホン酸、アルキルスルホコハク酸、ポリオキシエチレンアルキル硫酸、ポリオキシエチレンアルキルアリール硫酸、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテルスルホン酸等の酸性乳化剤類、酸性又は弱酸性の無機塩、フタル酸、リン酸、硝酸のような酸性化合物類;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムメチラート、酢酸ナトリウム、テトラメチルアンモニウムクロリド、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、トリブチルアミン、ジアザビシクロウンデセン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、エタノールアミン類、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)−アミノプロピルトリメトキシシランのような塩基性化合物類;ジブチル錫オクチレート、ジブチル錫ジラウレートのような錫化合物等を挙げることができる。
前記(b2)成分の重合触媒としては、熱又は還元性物質などによってラジカル分解してビニル単量体の付加重合を起こさせるラジカル重合触媒が好適である。水溶性又は油溶性の過硫酸塩、過酸化物、アゾビス化合物等が好ましく使用される。より具体的には、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、t−ブチルヒドロパーオキシド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、2,2−アゾビスイソブチロニトリル、2,2−アゾビス(2−ジアミノプロパン)ヒドロクロリド、2,2−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等が挙げられる。
本実施の形態において、前記(b1)成分の重合と、前記(b2)成分との重合とは、別々に実施することも可能であるが、同時に実施すると水素結合等によるミクロな有機・無機複合化が達成できるので好ましい。
前記(B)成分を得る方法としては、乳化剤がミセルを形成するのに十分な量の水の存在下に前記(b1)成分と前記(b2)成分とを重合する、いわゆる乳化重合が適している。
乳化重合の方法としては、例えば、前記(b1)成分と前記(b2)成分、更には必要に応じて前記(b3)成分を、そのまま又は乳化した状態で、一括若しくは分割して、又は連続的に、反応容器中に滴下し、前記重合触媒の存在下、好ましくは大気圧から必要により10MPaの圧力下で、約30〜150℃の反応温度で重合させる方法が挙げられる。場合によっては、これ以上の圧力で、又はこれ以下の温度条件で重合を行っても差し支えない。
なお、重合原液の配合としては、重合安定性の観点から、最終固形分量が0.1〜70質量%、好ましくは1〜55質量%の範囲になるように前記(b1)〜(b4)の各成分を配合するのが好ましい。
更に、前記乳化重合を行なうに際しては、粒子径を適度に成長又は制御する観点から、シード重合法を用いることが好ましい。シード重合法とは、予め水相中にエマルジョン粒子(シード粒子)を存在させて重合させる方法である。シード重合法を行なう際の重合系中のpHとしては、好ましくは1.0〜10.0、より好ましくは1.0〜6.0である。pHは、燐酸二ナトリウムやボラックス、又は、炭酸水素ナトリウム、アンモニアなどのpH緩衝剤を用いて調節することが可能である。
なお、前記(B)成分を得る方法としては、前記(b1)成分を重合させるのに必要な前記(b3)成分及び前記(b4)成分の存在下、前記(b1)成分及び前記(b2)成分を、必要により溶剤存在下で重合した後、重合生成物がエマルジョンとなるまで水を添加する手法も適用できる。
多段乳化重合の例としてより具体的には、例えば第一段階として、前記(b3)成分及び前記(b4)成分の存在下、前記(b1)、(b2)、及び(b5)成分よりなる群から選択される少なくとも1種以上を重合してシード粒子を形成し、第二段階として、当該シード粒子の存在下、前記(b1)成分及び前記(b2)成分、更には必要に応じ前記(b5)成分を含む重合原液を添加して重合する(2段重合法)。3段以上の多段乳化重合を実施する場合は、例えば第三段階として、さらに前記(b1)成分及び前記(b2)成分、必要に応じ前記(b5)成分を含む重合原液を添加して重合することができる。このような方法は、重合安定性の観点からも好適である。
3段重合法においては、前記第一段階において用いられる重合原液中の固形分質量(M1)と、前記第二段階において添加される重合原液中の固形分質量(M2)、前記第三段階において添加される重合原液中の固形分質量(M3)の質量比としては、重合安定性の観点から、好ましくは(M2+M3)/(M1)=9/1〜1/9、M3/M2=1/1〜0.1/1が好ましい。
また、前記コア/シェル構造としては、重合安定性の観点から、前記シード粒子の粒径分布(体積平均粒子径/数平均粒子径)が大きく変化することなく、前記第二段階の重合によって粒子径が増大した構造を有することが好ましい。なお、体積平均粒子径は、数平均粒子径と同様に測定し得る。
前記コア/シェル構造は、例えば、透過型電子顕微鏡等による形態観察や粘弾性測定による解析等により観察することができる。
前記コア/シェル構造のコア層のガラス転移温度(Tg)としては、好ましくは0℃以下である。この場合、得られる太陽電池用コーティング組成物の物性として、室温における柔軟性に優れ、割れ等が生じにくい太陽電池用カバー材を形成することが可能となり、好ましい。
なお、本実施の形態におけるTgは示差走査熱量測定装置(DSC)にて測定することができる。
前記(B)成分の粒子径としては、10nm〜800nmである。この様な粒子径の範囲に調整し、粒子径が1nm〜400nmの前記(A)成分と組み合わせて組成物を形成することにより、耐候性、防汚染性が良好であり、しかも樹脂基材に対する保護性が良好な太陽電池用コーティング組成物を実現し得る。また、前記(B)成分の粒子径を50nm〜300nmとすることは、得られる塗膜の透明性向上の観点から好適である。
前記(A)成分と前記(B)成分の比(A)/(B)(質量比)としては、好ましくは1/99〜99/1、より好ましくは5/95〜90/10、さらに好ましくは9/91〜83/17である。この範囲で配合された太陽電池用コーティング組成物からは、耐候性、防汚染性に優れた太陽電池用カバー材を実現し得るため好ましい。
本実施の形態の太陽電池用コーティング組成物には、その用途及び使用方法などに応じて、通常、塗料や成型用樹脂に添加配合される添加剤成分、例えば、光安定剤、紫外線吸収剤、増粘剤、レベリング剤、チクソ化剤、消泡剤、凍結安定剤、艶消し剤、架橋反応触媒、顔料、硬化触媒、架橋剤、充填剤、皮張り防止剤、分散剤、湿潤剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、レオロジーコントロール剤、成膜助剤、防錆剤、染料、可塑剤、潤滑剤、還元剤、防腐剤、防黴剤、消臭剤、黄変防止剤、静電防止剤又は帯電調整剤等をそれぞれの目的に応じて選択したり、組み合わせたりして配合することができる。
前記光安定剤としては、例えば、ヒンダードアミン系光安定剤が好ましく用いられる。中でも、分子内にラジカル重合性の二重結合を有するラジカル重合性光安定剤が好ましい。
また、前記紫外線吸収剤としては、例えば有機系紫外線吸収剤を挙げることができる。このような有機系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、トリアジン系紫外線吸収剤が挙げられる。中でも、分子内にラジカル重合性の二重結合を有するラジカル重合性紫外線吸収剤を用いることが好ましい。また、紫外線吸収能の高いベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、トリアジン系紫外線吸収剤が好ましい。
なお、前記光安定剤は、前記有機系紫外線吸収剤と併用することが好ましい。両者を併用することは、得られる太陽電池用コーティング組成物の耐候性向上に寄与し得る。
本実施の形態の積層体は、樹脂基材と、上述した太陽電池用コーティング組成物にて形成される塗膜とを含む積層体であり、好ましくは、樹脂基材と、上述した太陽電池用コーティング組成物からなる塗膜とからなる積層体である。
また、本実施の形態の太陽電池用カバー材は、当該積層体を用いて形成され、好ましくは樹脂基材と、上述した太陽電池用コーティング組成物からなる塗膜とからなる積層体として形成される。
ここで、前記基材としては、例えば、合成樹脂、天然樹脂等の有機基材や、ガラス等の無機基材や、それらの組み合わせ等を挙げることができる。
上述した太陽電池用コーティング組成物は、特に限定されるものではないが、水等の溶媒等に溶解乃至分散させた状態として調製することができる。
また、前記塗膜は、例えば、水等の溶媒等に分散させた前記太陽電池用コーティング組成物(「水分散体」と略記することがある)を前記基材上に塗工し、乾燥して形成される。ここで、水分散体の固形分濃度としては、好ましくは0.01〜60質量%、より好ましくは1〜40質量%である。また、水分散体の粘度としては、好ましくは20℃において0.1〜100000mPa・s、好ましくは1〜10000mPa・sである。更に、前記塗工方法としては、例えばスプレー吹き付け法、フロー太陽電池用コーティング法、ロールコート法、刷毛塗り法、ディップ太陽電池用コーティング法、スピン太陽電池用コーティング法、スクリーン印刷法、キャスティング法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法等が挙げられる。なお、前記積層体は、例えば、前記塗膜を前記基材上で乾燥した後、所望により好ましくは20℃〜500℃、より好ましくは40℃〜250℃での熱処理や紫外線照射等を行い、形成することも可能である。
前記塗膜の厚みとしては、好ましくは0.05〜100μm、より好ましくは0.1〜10μmである。透明性の面から、100μm以下の厚みであることが好ましく、耐候性、防汚染性等の機能を発現するためには0.05μm以上の厚みであることが好ましい。
なお、本実施の形態に言う「塗膜」は、必ずしも連続膜である必要はなく、不連続膜、島状分散膜等の態様であっても構わない。
前記塗膜のヘイズとしては、塗膜の強度や耐久性、太陽電池の変換効率の観点から総合的に選定すれば良いが、太陽電池の変換効率の観点から好ましくは20以下、より好ましくは10以下、さらに好ましくは5以下である。
1.数平均粒子径
試料中の固形分含有量が0.01〜20質量%となるよう適宜溶媒を加えて希釈し、湿式粒度分析計(日本国日機装製マイクロトラックUPA−9230)を用いて測定した。
2.接触角(CA)
太陽電池用カバー材の表面(太陽電池用コーティング組成物の塗工面)に脱イオン水の水滴を乗せ、20℃で1分間放置した後、接触角測定装置(日本国協和界面科学製 CA−X150型接触角計)を用いて測定した。
3.ヘイズ
濁度計(日本国日本電色工業製NDH2000)を用い、太陽電池用コーティング組成物の塗膜について、JIS−K7105に準じてヘイズ値を測定した(初期ヘイズ値)。
4.耐汚染性
太陽電池用コーティング組成物を市販の太陽電池モジュールに塗布した後一般道路に面した曝露台(南面、曝露角度30度)に1ヶ月貼り付けた後、変換効率をI−Vカーブトレーサー(英弘精機(株)製、型式MP−160)で測定し、曝露前の変換効率と比較し、低下度合いを以下の基準で評価した。
○:効率低下5%以下
△:効率低下5〜10%
×:効率低下20%以下
5.基材密着性
太陽電池用カバー材をサンシャインウェザーメーター(スガ試験器製)を使用して曝露試験(ブラックパネル温度63℃、降雨18分/2時間)を行った後に、塗工面にセロテープ(登録商標)(1cm×5cm)を貼り付け、180℃の角度でセロテープ(登録商標)を剥がし、セロテープ(登録商標)への太陽電池用コーティング組成物の塗膜の付着状況を目視で判定した。
○:付着なし
△:わずかに付着あり
×:付着あり
6.基材保護性
太陽電池用カバー材に対し、UV照射機(オーク製作所製 UV300)を使用して照度10mWで6時間、紫外光を照射した。その後、基材(PETフィルム)の黄変度を色差計(BYK Gardner製 カラーガイド45/0)を用いて評価した。UV光照射前のPETフィルムに対するΔb値を測定し、以下の基準で評価した。
○:1未満
△:1以上5未満
×:5以上
[エマルジョン粒子B−1]
還流冷却器、滴下槽、温度計および撹拌装置を有する反応器に、イオン交換水1600g、ドデシルベンゼンスルホン酸3gを投入した後、撹拌下で温度を80℃に加温した。これに、ジメチルジメトキシシラン185g、フェニルトリメトキシシラン117gの混合液を反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて滴下し、その後、反応容器中の温度が80℃の状態で約1時間撹拌を続行した。次にアクリル酸ブチル86g、フェニルトリメトキシシラン133g、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン1.3gの混合液とジエチルアクリルアミド137g、アクリル酸3g、反応性乳化剤(商品名「アデカリアソープSR−1025」、旭電化(株)製、固形分25%水溶液)13g、過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液40g、イオン交換水1900gの混合液を、反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて同時に滴下した。さらに反応容器中の温度が80℃の状態で約2時間撹拌を続行した後、室温まで冷却した。100メッシュの金網で濾過した後、イオン交換水で固形分を10質量%に調整し、エマルジョン粒子B−1((B)成分)の10質量%水分散体(数平均粒子径160nm)を得た。
[エマルジョン粒子B−2]
還流冷却器、滴下槽、温度計および撹拌装置を有する反応器に、イオン交換水1600g、ドデシルベンゼンスルホン酸3gを投入した後、撹拌下で温度を80℃に加温した。これに、ジメチルジメトキシシラン185g、フェニルトリメトキシシラン117gの混合液を反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて滴下し、その後、反応容器中の温度が80℃の状態で約1時間撹拌を続行した。次にアクリル酸ブチル86g、フェニルトリメトキシシラン133g、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン1.3gの混合液とジエチルアクリルアミド137g、アクリル酸3g、反応性乳化剤(商品名「アデカリアソープSR−1025」、旭電化(株)製、固形分25%水溶液)13g、過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液40g、イオン交換水1900gの混合液を、反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて同時に滴下した。さらに、アクリル酸ブチル5g、フェニルトリメトキシシラン5g、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン0.1gの混合液とジエチルアクリルアミド30g、アクリル酸0.1g、反応性乳化剤(商品名「アデカリアソープSR−1025」、旭電化(株)製、固形分25%水溶液)0.1g、過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液4g、イオン交換水190gの混合液さらに反応容器中の温度が80℃の状態で約2時間撹拌を続行した後、室温まで冷却した。100メッシュの金網で濾過した後、イオン交換水で固形分を10質量%に調整し、エマルジョン粒子B−2((B)成分)の10質量%水分散体(数平均粒子径180nm)を得た。
[エマルジョン粒子B−3]
還流冷却器、滴下槽、温度計および撹拌装置を有する反応器に、イオン交換水1600g、ドデシルベンゼンスルホン酸3gを投入した後、撹拌下で温度を80℃に加温した。これに、ジメチルジメトキシシラン185g、フェニルトリメトキシシラン117gの混合液を反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて滴下し、その後、反応容器中の温度が80℃の状態で約1時間撹拌を続行した。次にアクリル酸ブチル86g、フェニルトリメトキシシラン133g、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン1.3gの混合液とポリオキシメチレンメタクリレート(商品名「ブレンマーPE−200」、日本油脂(株)製)137g、アクリル酸3g、反応性乳化剤(商品名「アデカリアソープSR−1025」、旭電化(株)製、固形分25%水溶液)13g、過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液40g、イオン交換水1900gの混合液を、反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて同時に滴下した。さらに反応容器中の温度が80℃の状態で約2時間撹拌を続行した後、室温まで冷却した。100メッシュの金網で濾過した後、イオン交換水で固形分を10質量%に調整し、エマルジョン粒子B−3((B)成分)の10質量%水分散体(数平均粒子径250nm)を得た。
[エマルジョン粒子B−4]
還流冷却器、滴下槽、温度計および撹拌装置を有する反応器に、イオン交換水1600g、ドデシルベンゼンスルホン酸3gを投入した後、撹拌下で温度を80℃に加温した。これに、ジメチルジメトキシシラン185g、フェニルトリメトキシシラン117gの混合液を反応容器中の温度を80℃に保った状態で約2時間かけて滴下し、その後、反応容器中の温度が80℃の状態で約1時間撹拌を続行した。次にアクリル酸ブチル86g、フェニルトリメトキシシラン133g、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン1.3g、ジメチルジメトキシシラン137g、アクリル酸3gの混合液と反応性乳化剤(商品名「アデカリアソープSR−1025」、旭電化(株)製、固形分25%水溶液)13g、過硫酸アンモニウムの2質量%水溶液40g、イオン交換水1900gの混合液を、反応容器中の温度を80℃に保った状態で約4時間かけて同時に滴下した。さらに反応容器中の温度が80℃の状態で約2時間撹拌を続行した後、室温まで冷却した。100メッシュの金網で濾過した後、イオン交換水で固形分を10質量%に調整し、エマルジョン粒子B−4((B)成分)の10質量%水分散体(数平均粒子径160nm)を得た。
表1に示す配合にて太陽電池用コーティング組成物を得た。
石原産業(株)製商品名「TSK−5」((A)成分)を水中に分散させたもの(固形分10質量%、数平均粒子径73nm)。
すなわち、本発明は以下の通りである。
[1] 以下の(A)と(B)の各成分,
(A)成分:粒子径が1nm〜400nmの金属化合物粒子、
(B)成分:粒子径が10nm〜800nmの重合体エマルジョン粒子、
を含み、
前記(B)成分が、以下の(b1)〜(b4)の各成分、
(b1)成分:加水分解性珪素化合物、
(b2)成分:ポリオキシメチレンメタクリレート、
(b3)成分:乳化剤、
(b4)成分:水、
を含む重合原液を重合して得られる重合体エマルジョン粒子であることを特徴とする太陽電池用コーティング組成物。
[2] (b2)成分と、(B)成分との比(b2)/(B)(質量比)が、0.1/1〜0.8/1である上記[1]に記載の太陽電池用コーティング組成物。
[3] (B)成分が、コア層と、当該コア層を被覆する1層又は2層以上のシェル層とを備えたコア/シェル構造を有する上記[1]又は[2]に記載の太陽電池用コーティング組成物。
[4] 前記シェル層の最外層において、前記(b2)成分と前記(b1)成分との比(b2)/(b1)(質量比)が0.1/1〜5/1である上記[3]に記載の太陽電池用コーティング組成物。
[5] コア層において、(b2)成分と(b1)成分との比(b2)/(b1)(質量比)が0.01/1〜1/1であり、前記シェル層の最外層において、前記(b2)成分と前記(b1)成分との比(b2)/(b1)(質量比)が0.1/1〜5/1である上記[3]に記載の太陽電池用コーティング組成物。
[6] (B)成分が、コア層と、当該コア層を被覆するシェル第1層とさらにその外側を被覆するシェル第2層とを備えた3層構造を有する上記[1]又は[2]に記載の太陽電池用コーティング組成物。
[7] コア層において、(b2)成分と(b1)成分との比(b2)/(b1)(質量比)が0.01/1〜1/1であり、シェル第1層において(b2)/(b1)(質量比)が0.1/1〜1/1、シェル第2層において(b2)/(b1)(質量比)が1/1〜9/1である上記[6]に記載の太陽電池用コーティング組成物。
[8] (B)成分が、コア層を形成するシード粒子の存在下で重合原液を重合して得られ、前記シード粒子が、(b1)成分、(b2)成分、及び以下の(b5)成分、
(b5)成分:(b2)成分と共重合可能な他のビニル単量体、
よりなる群から選択される少なくとも1種以上を重合して得られる上記[3]〜[7]のいずれかに記載の太陽電池用コーティング組成物。
[9] (b1)成分が、以下の(b1−1)成分、
(b1−1)成分:ビニル重合性基を有する加水分解性珪素化合物、
を含み、
(b1−1)成分と、(B)成分との比(b1−1)/(B)(質量比)が、0.01/100〜20/100である上記[1]〜[8]のいずれかに記載の太陽電池用コーティング組成物。
[10] (b1−1)成分と、(b2)成分との比(b1−1)/(b2)(質量比)が、0.1/100〜100/100である上記[9]に記載の太陽電池用コーティング組成物。
[11] (A)成分が、二酸化珪素、光触媒活性を有する金属酸化物、又は導電性を有する金属酸化物のいずれかを用いて形成される上記[1]〜[10]のいずれかに記載の太陽電池用コーティング組成物。
[12] (A)成分の粒子長(l)と粒子直径(d)との比(l/d)が、1/1〜20/1である上記[1]〜[11]のいずれかに記載の太陽電池用コーティング組成物。
[13] (A)成分が、以下の(A’)成分、
(A’)成分:式(1)で表されるトリオルガノシラン単位、式(2)で表されるモノオキシジオルガノシラン単位、式(3)で表されるジオキシオルガノシラン単位、式(4)で表されるトリオキシシラン単位、及びジフルオロメチレン単位よりなる群から選択される少なくとも1種の構造単位を有する変性剤化合物を用いて、(A)成分の金属化合物粒子を変性処理して形成される変性金属化合物粒子、
を含む上記[1]〜[12]のいずれかに記載の太陽電池用コーティング組成物。
R3Si− (1)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は水酸基を表す。)
−(R2SiO)− (2)
(式中、Rは式(1)で定義した通りである。)
(式中、Rは式(1)で定義した通りである。)
[14] (A’)成分が、光触媒活性を有する上記[13]に記載の太陽電池用コーティング組成物。
[15] (A’)成分の粒子長(l)と粒子直径(d)の比(l/d)が、1/1から20/1である上記[13]又は[14]に記載の太陽電池用コーティング組成物。
[16] 上記[1]〜[15]のいずれかに記載の太陽電池用コーティング組成物を用いて形成される塗膜と、樹脂基材とを含む積層体。
[17] 塗膜のヘイズが20以下である上記[16]に記載の積層体。
[18] 上記[16]〜[17]のいずれかに記載の積層体を用いてなる太陽電池用カバー材。
[19] 上記[1]〜[15]のいずれかに記載の太陽電池用コーティング組成物を含んでなる太陽電池。
Claims (19)
- 以下の(A)と(B)の各成分,
(A)成分:粒子径が1nm〜400nmの金属化合物粒子、
(B)成分:粒子径が10nm〜800nmの重合体エマルジョン粒子、
を含み、
前記(B)成分が、以下の(b1)〜(b4)の各成分、
(b1)成分:加水分解性珪素化合物、
(b2)成分:水酸基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基、エーテル基よりなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を含有するビニル単量体、
(b3)成分:乳化剤、
(b4)成分:水、
を含む重合原液を重合して得られる重合体エマルジョン粒子であることを特徴とする太陽電池用コーティング組成物。 - (b2)成分が、2級及び/又は3級アミド基を有するビニル単量体である請求項1に記載の太陽電池用コーティング組成物。
- (b2)成分と、(B)成分との比(b2)/(B)(質量比)が、0.1/1〜0.8/1である請求項1又は2に記載の太陽電池用コーティング組成物。
- (B)成分が、コア層と、当該コア層を被覆する1層又は2層以上のシェル層とを備えたコア/シェル構造を有する請求項1〜3のいずれか一項に記載の太陽電池用コーティング組成物。
- コア層において、(b2)成分と(b1)成分との比(b2)/(b1)(質量比)が0.01/1〜1/1であり、前記シェル層の最外層において、前記(b2)成分と前記(b1)成分との比(b2)/(b1)(質量比)が0.1/1〜5/1である請求項4に記載の太陽電池用コーティング組成物。
- (B)成分が、コア層と、当該コア層を被覆するシェル第1層とさらにその外側を被覆するシェル第2層とを備えた3層構造を有する請求項1〜3のいずれか一項に記載の太陽電池用コーティング組成物。
- コア層において、(b2)成分と(b1)成分との比(b2)/(b1)(質量比)が0.01/1〜1/1であり、シェル第1層において(b2)/(b1)(質量比)が0.1/1〜1/1、シェル第2層において(b2)/(b1)(質量比)が1/1〜9/1である請求項6に記載の太陽電池用コーティング組成物。
- (B)成分が、コア層を形成するシード粒子の存在下で重合原液を重合して得られ、前記シード粒子が、(b1)成分、(b2)成分、及び以下の(b5)成分、
(b5)成分:(b2)成分と共重合可能な他のビニル単量体、
よりなる群から選択される少なくとも1種以上を重合して得られる請求項4〜7に記載の太陽電池用コーティング組成物。 - (b1)成分が、以下の(b1−1)成分、
(b1−1)成分:ビニル重合性基を有する加水分解性珪素化合物、
を含み、
(b1−1)成分と、(B)成分との比(b1−1)/(B)(質量比)が、0.01/100〜20/100である請求項1〜8のいずれか一項に記載の太陽電池用コーティング組成物。 - (b1−1)成分と、(b2)成分との比(b1−1)/(b2)(質量比)が、0.1/100〜100/100である請求項9に記載の太陽電池用コーティング組成物。
- (A)成分が、二酸化珪素、光触媒活性を有する金属酸化物、又は導電性を有する金属酸化物のいずれかを用いて形成される請求項1〜10のいずれか一項に記載の太陽電池用コーティング組成物。
- (A)成分の粒子長(l)と粒子直径(d)との比(l/d)が、1/1〜20/1である請求項1〜11のいずれか一項に記載の太陽電池用コーティング組成物。
- (A)成分が、以下の(A’)成分、
(A’)成分:式(1)で表されるトリオルガノシラン単位、式(2)で表されるモノオキシジオルガノシラン単位、式(3)で表されるジオキシオルガノシラン単位、式(4)で表されるトリオキシシラン単位、及びジフルオロメチレン単位よりなる群から選択される少なくとも1種の構造単位を有する変性剤化合物を用いて、(A)成分の金属化合物粒子を変性処理して形成される変性金属化合物粒子、
を含む請求項1〜12のいずれか一項に記載の太陽電池用コーティング組成物。
R3Si− (1)
(式中、Rは各々独立に直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のアルキル基、炭素数5〜20のシクロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数1〜30個のフルオロアルキル基、直鎖状または分岐状の炭素数2〜30個のアルケニル基、フェニル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、又は水酸基を表す。)
−(R2SiO)− (2)
(式中、Rは式(1)で定義した通りである。)
(式中、Rは式(1)で定義した通りである。)
- (A’)成分が、光触媒活性を有する請求項13に記載の太陽電池用コーティング組成物。
- (A’)成分の粒子長(l)と粒子直径(d)の比(l/d)が、1/1から20/1である請求項13又は14に記載の太陽電池用コーティング組成物。
- 請求項1〜15のいずれか一項に記載の太陽電池用コーティング組成物を用いて形成される塗膜と、樹脂基材とを含む積層体。
- 前記塗膜のヘイズが20以下である請求項16に記載の積層体。
- 請求項16〜17のいずれか一項に記載の積層体を用いてなる太陽電池用カバー材。
- 請求項1〜15に記載の太陽電池用コーティング組成物を含んでなる太陽電池。
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