專利名稱：紅外反射性層合體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有吸收可見光和反射紅外光的性能以便防止在用光照射時蓄熱并 且耐熱性優(yōu)異的層合體，并且還涉及耐候性、耐水解性和撓性優(yōu)異的紅外反射性層合體。此 外，本發(fā)明還涉及在水蒸氣阻隔性能優(yōu)異和/或防止發(fā)生卷曲的紅外反射性層合體。
背景技術(shù)：
近年來，對太陽能電池存在逐漸增長的需求，太陽能電池作為替代引起全球變暖 的石油的能量供給手段而受到關(guān)注。隨著對太陽能電池需求的增加，要求零件例如太陽能 電池用被板的穩(wěn)定供給和成本降低，并且對改善太陽能電池的發(fā)電效率也存在逐漸增加的 要求。在用封裝樹脂例如乙烯乙酸乙烯酯樹脂將硅電池(silicon cell)封裝于玻璃板 下面之后將太陽能電池用被板層合在該封裝樹脂面上。通常，作為太陽能電池用被板，使用層合在聚酯片的兩個面上的白色熱塑性樹脂 片以改善太陽光反射從而改善太陽能電池的發(fā)電效率(專利文獻(xiàn)1和2)在另一方面，因為太陽能電池被布置在屋頂，從設(shè)計的觀點看最近要求著深顏色 例如黑色的太陽能電池用被板。然而，通常的太陽能電池用黑色背板一般通過將炭黑混煉到樹脂中而模塑，因此 炭黑吸收太陽光并提高溫度。其結(jié)果是，太陽能電池的發(fā)電效率被降低，并且耐久性也可被 降低。在另一方面，還提出具有低蓄熱的太陽能電池用被板，其通過在橡膠增強乙烯基 類樹脂中混煉具有紅外反射性能的無機顏料，接著進(jìn)行模塑而獲得(專利文獻(xiàn)3)，但是需 要進(jìn)一步改善紅外反射率。此外，還提出其表面上提供有黑色樹脂層的太陽能電池用被板，所述黑色樹脂層 含有茈顏料并且在SOO-IlOOnm的波長具有30%或更高的反光率以便反射近紅外光并防止 蓄熱(專利文獻(xiàn)4)，但是因為其基材由聚對苯二甲酸乙二醇酯膜制成，不利地是其耐候性 和耐水解性差。而且，因為如上所述背板層合在太陽能電池的封裝樹脂表面上，要求具有水蒸氣 阻隔性能以防止蒸氣從背板侵入封裝樹脂并且劣化硅電池。專利文獻(xiàn)1 日本專利特開No. 2006-270025專利文獻(xiàn)2 日本專利特開No. 2007-177136專利文獻(xiàn)3 日本專利特開No. 2007-103813專利文獻(xiàn)4 日本專利特開No. 2007-12894
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題本發(fā)明目的是提供一種紅外反射性層合體，該產(chǎn)品具有反射特定波長紅外輻射的性能以便對于甚至黑色著色或彩色著色的外觀也防止蓄熱，此外熱變形小且耐熱性優(yōu)異， 另外甚至當(dāng)在戶外長時間使用時也難以水解且耐候性優(yōu)異，甚至為膜形式也難以破裂且撓 性優(yōu)異，以及可加工性、生產(chǎn)性和可操作性良好。此外，本發(fā)明的目的提供一種還防止發(fā)生卷曲的紅外反射性層合體。而且，本發(fā)明的目的提供一種這樣的層合體，該層合體是水蒸氣阻隔性能優(yōu)異且 特別合適用于太陽能電池用被板的紅外反射性層合體。解決問題的方法作為為解決上述問題而深入研究的結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了一種層合體，其具有反 射紅外輻射的性能以便甚至對于著色的外觀也防止蓄熱并且耐熱性優(yōu)異，可通過將低紅外 光吸收率的著色樹脂層設(shè)置在具有特定耐熱性的熱塑性樹脂層的一側(cè)上并且將光反射率 高的著色樹脂層設(shè)置在該熱塑性樹脂層的另一側(cè)上而獲得。因此，完成了本發(fā)明。另外，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)當(dāng)上述層合體的各層厚度滿足特定關(guān)系時可防止卷曲，并且 另外，水蒸氣阻隔性能優(yōu)異的層合體可通過將水蒸氣阻隔層設(shè)置在上述層合體的外表面或 層間而獲得。因此，完成了本發(fā)明。換言之，本發(fā)明提供了包含以下的紅外反射性層合體作為基材層的下述層⑶；層合在層⑶一側(cè)上的下述層㈧；和層合在層(B)另一側(cè)上的下述層(C)。層(A):著色樹脂層，其對于800-1400nm波長的光具有不大于10%的吸收率。層⑶熱塑性樹脂層，其在150°C下放置30分鐘時顯示出滿足彡s彡-1%的 尺寸變化率。層(C)著色樹脂層，其對于400-1400nm波長的光具有不小于50%的反射率。另外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，提供包含層合在上述層(A)或上述層(C)的外 表面上、或者在上述層(A)和上述層(B)或上述層(B)和上述層(C)之間的水蒸氣阻隔層 (D)的上述層合體。在上述層合體不包含水蒸氣阻隔層(D)時，優(yōu)選包含在上述層(A)外表面上和/ 或在上述層(C)外表面上的保護(hù)層(E)。此外，在上述層合體包含水蒸氣阻隔層(D)時，優(yōu)選包含在層(C)側(cè)上作為最外層 的保護(hù)層(E)。另外，根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施方案，提供其中上述層(A)的厚度(Ha)、上述 層(B)的厚度(Hb)和上述層(C)的厚度(Hc)滿足下面表達(dá)式(2)和(3)的上述層合體。0. 5 ≤ Ha/Hc ≤ 1. 3— (2)0. 4 ≤(Ha+Hc) /Hb ≤ 2. 4... (3)此外，根據(jù)本發(fā)明又一個優(yōu)選實施方案，提供了包含本發(fā)明上述層合體的太陽能 電池用被板和包含該背板的太陽能電池組件。發(fā)明效果本發(fā)明的層合體包含層合在耐熱熱塑性樹脂層(B)的一個面上的紅外可透射性 著色樹脂層(A)，和層合在其另一個面上的紅外反射性樹脂層(C)。因此，當(dāng)將光施加到著 色樹脂層(A)上時，著色層(A)吸收可見光并表現(xiàn)出著色外觀，但是使紅外光透射到內(nèi)部，從上述層(B)透射的紅外光被樹脂層(C)反射并且再次從上述層(B)和上述層(A)發(fā)射出。因此，本發(fā)明的紅外反射性層合體適合于要求紅外反射或輻射功能的用途例如太 陽能電池用被板，且因為其防止由紅外光引起的熱產(chǎn)生或蓄熱且具有耐熱性，其適合與暴 露于太陽光的戶外裝置和輻射紅外光的裝置一起使用。本發(fā)明的紅外反射性層合體可容易地制得，這是因為所有的三層可作為模塑樹脂 層構(gòu)成。本發(fā)明的紅外反射性層合體在各層(A)至(C)的厚度滿足預(yù)定關(guān)系時不導(dǎo)致卷
曲ο當(dāng)本發(fā)明的紅外反射性層合體用作太陽能電池用被板時，紅外光從上述層(B)透 射并被樹脂層(C)反射且再次從上述層(B)和上述層(A)輻射，因此改善太陽能電池的發(fā) 電效率。當(dāng)本發(fā)明的紅外反射性層合體具有水蒸氣阻隔層時，其適合在暴露于太陽光、風(fēng) 和雨的戶外長時間使用，當(dāng)其用作太陽能電池用被板時，其防止太陽能電池的硅電池劣化。
具體實施例方式在下文，將詳細(xì)描述本發(fā)明。在本說明書中，術(shù)語“(共)聚物”是指均聚物和共聚 物，術(shù)語“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸和/或甲基丙烯酸，術(shù)語“(甲基)丙烯酸酯”是指 丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。本發(fā)明的基材層(層(B))構(gòu)成本發(fā)明紅外反射性層合體的基材層的上述層(B)是當(dāng)其在150°C下放置30 分鐘時尺寸變化率滿足s ^ 的熱塑性樹脂層。該基材層提供了在光例如太陽光 的照射下長期使用的耐久性，并同時甚至當(dāng)本層合體在印刷后該層合體干燥或表面處理期 間、或者在其它二次處理期間經(jīng)受動態(tài)溫度變化歷程時，具有使由熱收縮和熱膨脹引起的 尺寸變化率最小化的功能。此外，該基材層具有透射從上述層(A)透射的紅外輻射以及透 射從上述層(C)反射的紅外輻射的功能，并且從上述層(A)透射的紅外輻射的透射率越高， 則層(B)變得越好。具有這樣的功能的層(B)通?？赏ㄟ^將不具有任何著色劑的樹脂模塑 成膜或片而制得，并且其優(yōu)選是透明或半透明的，更優(yōu)選是透明的。構(gòu)成基材層的熱塑性樹脂(I)(下文也稱作“組分(I) ”)不受特定限制，只要其滿 足上述尺寸變化率，但包括乙烯基類樹脂(例如苯乙烯類樹脂、橡膠增強苯乙烯類樹脂、丙 烯腈/苯乙烯類樹脂和芳族乙烯基類樹脂如芳族乙烯基化合物的(共)聚物)，聚烯烴類樹 脂(例如聚乙烯類樹脂、聚丙烯類樹脂、乙烯-α -烯烴類樹脂等)，聚氯乙烯類樹脂，聚偏氯 乙烯類樹脂，聚乙酸乙烯酯類樹脂，飽和聚酯類樹脂，聚碳酸酯類樹脂，丙烯酸類樹脂(例 如(甲基)丙烯酸酯化合物的(共)聚物)，氟類樹脂，乙烯/乙酸乙烯酯類樹脂等。這些 可單獨使用或者兩種或更多種組合使用。從耐熱性觀點看，熱塑性樹脂(I)具有優(yōu)選120°C或更高，更優(yōu)選120_220°C，進(jìn)一 步優(yōu)選130-190°C，還進(jìn)一步優(yōu)選140-170°C，特別優(yōu)選145_160°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。當(dāng)玻 璃化轉(zhuǎn)變溫度小于120°C時，耐熱性不足。熱塑性樹脂(I)的例子典型地包括乙烯基類樹脂(Γ )，即通過在橡膠狀聚合物 (i)存在下使乙烯基類單體(ii)聚合而獲得的橡膠增強乙烯基類樹脂(I-I)、和/或乙烯基類單體(ii)的(共)聚物(1-2)。后者(共)聚物(1-2)可通過在不存在橡膠狀聚合 物(i)下使乙烯基類單體(ii)聚合而獲得。橡膠增強乙烯基類樹脂(I-I)通常包括其中 上述乙烯基類單體(i i)接枝共聚到橡膠狀聚合物(i)上的共聚物和由乙烯基類單體(ii) 制得但沒有接枝到橡膠狀聚合物(i)上的未接枝組分(其與上述(共)聚物(1-2)類型相 同)。在這些中，優(yōu)選的熱塑性樹脂(I)為通過在橡膠狀聚合物(i)存在下使包含芳 族乙烯基化合物和任選的可與該芳族乙烯基化合物共聚的另一種單體的乙烯基類單體 (ii')聚合獲得的橡膠增強苯乙烯類樹脂(I-I')，和/或乙烯基類單體(ii')的(共) 聚物(1-2')。從抗沖擊性和撓性的觀點看，本發(fā)明的熱塑性樹脂(I)優(yōu)選含有至少一種橡膠增 強乙烯基類樹脂(1-1)，并且如果需要，可以含有(共)聚物(1-2)。橡膠狀聚合物(i)的 含量相對于100質(zhì)量份的組分(I)優(yōu)選為5-40質(zhì)量份，更優(yōu)選8-30質(zhì)量份，進(jìn)一步優(yōu)選 10-20質(zhì)量份，特別優(yōu)選12-18質(zhì)量份。當(dāng)橡膠狀聚合物(i)的含量超過40質(zhì)量份時，耐熱 性不足，并且加工成膜可能是困難的。在另一方面，當(dāng)橡膠狀聚合物(i)的含量小于5質(zhì)量 份時，抗沖擊性和撓性可能不足。從耐熱性的觀點看，乙烯基類樹脂(Γ )優(yōu)選包含馬來酰亞胺類化合物單元作 為乙烯基類單體(ii)。馬來酰亞胺類化合物單元的含量相對于100質(zhì)量％的熱塑性樹脂 (Γ )通常優(yōu)選為0-30質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選1-30質(zhì)量％，進(jìn)一步更優(yōu)選5-27質(zhì)量％，還進(jìn) 一步優(yōu)選10-27質(zhì)量％，特別優(yōu)選15-25質(zhì)量％。當(dāng)馬來酰亞胺類化合物單元的含量超過 30%時，層合體的撓性可能不足。此外，馬來酰亞胺類化合物單元可以來源自橡膠增強乙烯 基類樹脂(I-I)或者可以來源自(共)聚合物(1-2)?？砂瓷院笏鐾ㄟ^由馬來酰亞胺類 化合物單元的含量來調(diào)節(jié)乙烯基類樹脂(Γ )的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，并且含有馬來酰亞胺類 化合物單元作為構(gòu)成單體的(共)聚物(1-2)對制備具有所需玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的乙烯基類 樹脂(Γ )是有利的。上述橡膠狀聚合物(i)包括但不受特定限于共軛二烯類橡膠例如聚丁二烯、丁二 烯/苯乙烯無規(guī)共聚物、丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物、丁二烯/丙烯腈共聚物和它們的氫化 產(chǎn)物(即氫化共軛二烯類橡膠)以及非二烯類橡膠例如乙烯_ α -烯烴類橡膠、丙烯酸類橡 膠、有機硅類橡膠和有機硅/丙烯酸類復(fù)合橡膠，并且這些可以單獨使用或者兩種或多種 組合使用。在這些中，從耐候性的觀點看，優(yōu)選乙烯-α-烯烴類橡膠(i_l)、氫化共軛二烯 類橡膠(i_2)、丙烯酸酯類橡膠(i_3)、有機硅類橡膠(i-4)和有機硅/丙烯酸類復(fù)合橡膠 (i_5)。在它們中，從撓性的觀點看，更優(yōu)選丙烯酸類橡膠(i_3)、有機硅類橡膠(i-4)和有 機硅/丙烯酸類復(fù)合橡膠(i_5)，且特別優(yōu)選有機硅/丙烯酸類復(fù)合橡膠(i_5)。這些可以 單獨使用或者兩種或多種組合使用。乙烯-α -烯烴類橡膠(i-Ι)的例子包括乙烯/ α -烯烴共聚物和乙烯/ α -烯烴 /非共軛二烯共聚物。構(gòu)成乙烯-α-烯烴類橡膠(i-Ι)的α-烯烴的例子包括具有3-20 個碳原子的α -烯烴，具體地為丙烯、1- 丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-庚烯、 1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-十六碳烯和1-二十碳烯。這些α-烯烴可以單獨使用或 者兩種或多種組合使用。α -烯烴的碳原子數(shù)目優(yōu)選為3-20，更優(yōu)選3-12，進(jìn)一步優(yōu)選3_8。
權(quán)利要求
一種紅外反射性層合體，包含作為基材層的下述層(B)，層合在層(B)一側(cè)上的下述層(A)，和層合在層(B)另一側(cè)上的下述層(C)；層(A)著色樹脂層，其對于800 1400nm波長的光具有不大于10％的吸收率，層(B)熱塑性樹脂層，其在150℃下放置30分鐘時顯示出滿足1％≥s≥ 1％的尺寸變化率，層(C)著色樹脂層，其對于400 1400nm波長的光具有不小于50％的反射率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的層合體，在其層(A)側(cè)上的表面的L值(亮度)不大于40，在其 層(C)側(cè)上的表面的L值(亮度)不小于70。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的層合體，其中層(A)由含有紅外可透射性著色劑的樹脂制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的層合體，其中層(C)由含有白色顏料的樹脂制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的層合體，其中層(B)由玻璃化轉(zhuǎn)變溫度不小于120°C的熱塑性樹 脂(I)制成，且層(A)和層(C)由玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于熱塑性樹脂(I)的熱塑性樹脂(II) 制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的層合體，其中所述熱塑性樹脂(II)是苯乙烯類樹脂(11-1)，該苯 乙烯類樹脂(II-I)包含通過在橡膠狀聚合物(a)存在下將包含芳族乙烯基化合物和任選 的可與該芳族乙烯基化合物共聚的另一種單體的乙烯基類單體(b)聚合而獲得的橡膠增 強苯乙烯類樹脂(11-1-1)、且任選地包含乙烯基類單體(b)的(共)聚物(11-1-2)，該橡 膠狀聚合物(a)的含量相對于100質(zhì)量份的該苯乙烯類樹脂(II-I)為5-40質(zhì)量份。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的層合體，其中所述橡膠狀聚合物(a)為選自乙烯-α-烯烴類橡 膠、氫化共軛二烯類橡膠、丙烯酸類橡膠、有機硅類橡膠和有機硅/丙烯酸類復(fù)合橡膠的至 少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的層合體，其中構(gòu)成所述苯乙烯類樹脂(II-I)的乙烯基類單體(b) 包含馬來酰亞胺類化合物單元，該馬來酰亞胺類化合物單元的含量相對于100質(zhì)量％的苯 乙烯類樹脂(II-I)為1-30質(zhì)量％。
9.根據(jù)權(quán)利要求5的層合體，其中所述熱塑性樹脂(I)是乙烯基類樹脂(Γ)，該乙烯 基類樹脂(Γ )包含通過在橡膠狀聚合物(i)存在下使乙烯基類單體(ii)聚合而獲得的 橡膠增強乙烯基類樹脂(1-1)、和任選的乙烯基類單體(ii)的(共)聚物(1-2)，橡膠狀聚 合物(i)的含量相對于100質(zhì)量份的熱塑性樹脂(I)為5-40質(zhì)量份。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的層合體，其中所述橡膠狀聚合物(i)為選自乙烯-α-烯烴類橡 膠、氫化共軛二烯類橡膠、丙烯酸類橡膠、有機硅類橡膠和有機硅/丙烯酸類復(fù)合橡膠的至 少一種。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的層合體，其中構(gòu)成所述熱塑性樹脂(I)的乙烯基類單體(ii)包 含馬來酰亞胺類化合物單元，該馬來酰亞胺類化合物單元的含量相對于100質(zhì)量％的熱塑 性樹脂(I)為1-30質(zhì)量％。
12.根據(jù)權(quán)利要求5的層合體，其中所述熱塑性樹脂(I)具有120-220°C的玻璃化 轉(zhuǎn)變溫度(Tg(I))，且所述熱塑性樹脂(II)具有滿足下面表達(dá)式(1)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 (Tg(II))，(Tg(I)-Tg(II)) ^ IO0C- (Do
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項的層合體，其包含提供在層(A)外表面上和/或?qū)?C) 外表面上的保護(hù)層(E)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項的層合體，其還包含層合在所述層(A)或所述層(C) 的外表面上、或者在所述層(A)和所述層(B)之間或所述層(B)和所述層(C)之間的水蒸 氣阻隔層(D)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的層合體，其包含提供在層(C)側(cè)上作為最外層的保護(hù)層(E)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至12、13、14和15中任一項的層合體，其中層㈧的厚度(Ha)、層 (B)的厚度(Hb)和層(C)的厚度(Hc)滿足下面表達(dá)式(2)和(3)，`0. 5 ^ Ha/Hc ^ 1. 3... (2) 0. 4 ^ (Ha+Hc) /Hb ( 2. 4... (3)。
17.一種太陽能電池用被板，其包含根據(jù)權(quán)利要求1至12、13、14、15和16中任一項的層合體。
18.—種太陽能電池組件，其包含根據(jù)權(quán)利要求17的太陽能電池用被板。全文摘要
本發(fā)明提供了紅外反射性層合體，特別是太陽能電池用被板，其甚至在具有黑色著色或色彩有色外觀時，可反射具有某些波長的紅外輻射以防止蓄熱，同時，其具有優(yōu)異的耐熱性。該紅外反射性層合體包含作為基材層的下述層(B)；層合在層(B)一側(cè)上的下述層(A)；和層合在層(B)另一側(cè)上的下述層(C)，層(A)著色樹脂層，對于800-1400nm波長的光具有不大于10％的吸收率，層(B)熱塑性樹脂層，其在150℃下放置30分鐘時顯示出滿足1％≥s≥-1％的尺寸變化率，層(C)著色樹脂層，對于400-1400nm波長的光具有不小于50％的反射率。優(yōu)選地，層(A)由含有紅外可透射性著色劑的樹脂形成。層(C)由含有白色顏料的樹脂形成?？梢粤硗馓峁┧魵庾韪魧?D)。
文檔編號H01L31/04GK101896339SQ200880120170
公開日2010年11月24日 申請日期2008年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月25日
發(fā)明者加來野涉, 橋本昌典, 渡邊篤史 申請人:大科能樹脂有限公司