JP2016531190A - エチレン系ポリマーの架橋過程 - Google Patents
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Abstract
Description
EVA樹脂の架橋に一般に用いられる架橋剤として、1分子当たり2つのパーオキサイド結合(−O−O−)をもつ二官能性の有機過酸化物、例えばジアルキルパーオキサイドである2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ならびに分解温度がさらに低い有機過酸化物、例えばパーオキシケタール構造もしくはパーオキシカーボネート構造を有する有機過酸化物がある。
例えば、国際公開第2012/114761号(欧州特許出願公開第2680318号明細書としても公開)は、EVAと、架橋剤として2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサンと、を含む太陽電池セル封止フィルムを開示している。
したがって、本発明は、エチレンと少なくとも1種類の他のモノマーとの共重合体を、下記式(1)で表される有機過酸化物を用いて架橋する方法に関する。
−R1がメチル基の場合、R2は炭素数1〜8のアルキル基であり、かつ炭素原子はO、Si、P、S、SO−、またはSO2官能基を含有する基と置換されていてもよく、
−R1がエチル基の場合、R2は炭素数2〜8のアルキル基であり、かつ炭素原子はO、Si、P、S、SO−、またはSO2官能基を含有する基と置換されていてもよい。
式(1)に従う有機過酸化物は、別の構造を有する有機過酸化物、例えば式(1)とは異なる構造を有するジアルキルパーオキサイド類、パーオキシカーボネート類、アルキルパーエステル類、パーオキシケタール類、ジアシルパーオキサイド類、ケトンパーオキサイド類、およびヒドロパーオキサイド類と組み合わせて用いてもよい。
有機過酸化物はそれ単独で共重合体に添加してもよいし、希釈した組成物として添加してもよい。過酸化物は1種類以上の固体もしくは液体希釈剤で希釈してもよい。
有機過酸化物と任意選択の添加剤は、ミキサ、ニーダ、ローラ等を用い、従来の方法によって共重合体と均一になるように混合してもよい。得られた、有機過酸化物と共重合体とを含む混合物は、従来の方法、例えば加熱加圧による架橋によって架橋してもよい。
用いた有機過酸化物はtert−ブチル−1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキサイド(略語:BOP)であった。それぞれのケースにおいて、1.1重量部のBOPを100重量部のEVA樹脂(酢酸ビニル含有量:32重量部)に添加し、2本のロールを用いて65℃で均一に分散させた。得られたEVA樹脂化合物の架橋特性をキュラストメーター(JSRモデルIII)を用いて160℃で測定した。T10はトルクが最大トルクの10%に達するまでの時間を表し、T90はトルクが最大トルクの90%に達するまでの時間を表す。架橋速度の指標としてT90−T10を用いる。太陽電池の封止過程における架橋特性はこれらの値から推定できる。試験結果を表1に示す。
BOP(1.1重量部)を100重量部のEVA樹脂(酢酸ビニル含有量:32重量部)に添加し、2本のロールを用いて60℃で均一に分散させた。得られたEVA樹脂化合物を90℃のプレス機に載置して3分間放置した。この化合物を5kg/cm2、10kg/cm2、20kg/cm2、30kg/cm2、40kg/cm2、または50kg/cm2の圧力下で2分間保持してシート状にした(長さ9.5cm×幅7.5cm)。
各シートを150℃、40分間、および荷重21g/cm2の条件下で架橋した。シート内に形成されるボイドの量を目視で測定した。太陽電池用途で特に重要となるEVA樹脂の変退色も目視で評価した。試験結果を表1に示す。
架橋の指標としてゲル分率が使用できる。ゲル分率が高いほど架橋特性がよいことを示す。0.5gの架橋EVA樹脂を16時間にわたってキシレンに還流させてゲル分率を決定した。濾過によって不溶性画分を回収し、乾燥させた後に重量を測定した。ゲル分率とは、乾燥残留物の重量を樹脂の初期重量で除した値である。試験結果を表1に示す。
実施例1で用いた有機過酸化物(BOP)の代わりに1.2重量部の1,1−ジメチルプロピル1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキサイド(略語:POP)を用いた以外は、実施例1と同じ手順を用いた。また、ボイド発生の観察は行わなかった。試験結果を表1に示す。
実施例1で用いた有機過酸化物(BOP)の代わりに0.8重量部の2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン(略語:DMDTB)を用いた以外は、実施例1と同じ手順を用いた。試験結果を表1に示す。
実施例1で用いた有機過酸化物(BOP)の代わりに1.4重量部のジ(1,1,3,3−テトラメチルブチル)パーオキサイド(略語:DOP)を用い、ボイド発生検査では架橋時間を30分に設定した以外は、実施例1と同じ手順を用いた。試験結果を表1に示す。
架橋速度
◇:T90−T10は400秒以下(かなり高速)。
○:T90−T10は400秒超〜1,000秒以下(高速)。
△:T90−T10は1,000秒超〜1,600秒以下(やや低速)。
×:T90−T10は1,600秒超(低速)。
ボイド
◇:ボイド数[/10cm2]は60以下(かなり少ない)。
○:ボイド数[/10cm2]は60超〜80以下(少ない)。
△:ボイド数[/10cm2]は80超〜100以下(やや多い)。
×:ボイド数[/10cm2]は100超(多い)。
架橋度
◇:ゲル分率は90%以上(かなり高率)。
○:ゲル分率は85%以上(高率)。
△:ゲル分率は80%以上(やや低率)。
×:ゲル分率は80%以下(低率)。
変退色
◇:変退色はまったく観察されない。
○:変退色が少し観察される。
△:変退色が明瞭に観察される。
×:かなり明確な変退色が観察される。
Claims (6)
- エチレンと少なくとも1種類の他のモノマーとの共重合体を、下記式(1)で表される有機過酸化物を用いて架橋する方法。
R1がメチル基の場合、R2は炭素数1〜8のアルキル基であり、かつ炭素原子はO、Si、P、S、SO−、またはSO2官能基を含有する基で置換されていてもよく、
R1がエチル基の場合、R2は炭素数2〜8のアルキル基であり、かつ炭素原子はO、Si、P、S、SO−、またはSO2官能基を含有する基で置換されていてもよい。) - R1がメチル基の場合にR2は炭素数1〜8のアルキル基であり、R1がエチル基の場合にR2は炭素数2〜8のアルキル基である、請求項1に記載の方法。
- R1はメチル基を表し、R2は炭素数1〜4のアルキル基を表す、請求項1または2に記載の方法。
- エチレンと少なくとも1種類の他のモノマーとの前記共重合体がエチレン酢酸ビニル共重合体である、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1から4のいずれか一項に記載の過程によって得ることが可能な、エチレンと少なくとも1種類の他のモノマーとの架橋共重合体。
- 請求項1から4のいずれか一項に記載の過程によって得ることが可能な架橋エチレン酢酸ビニル共重合体。
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