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図面 (2)

封入剤フィルムは、(A)非極性エチレン系ポリマー、(B)有機過酸化物、(C)シランカップリング剤、および(D)構造式Iの化合物を含む助剤を含む組成物から作製され、式中、R1〜R6は、それぞれ独立して、水素、C1〜C8ヒドロカルビル基、C1〜C36置換ヒドロカルビル基、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される。

化1

概要

背景

代替エネルギーの世界的な需要により、過去10年間でソーラーパネル光起電力PVモジュールの製造における大幅な増加をもたらした。太陽エネルギー電気エネルギーに変換する太陽電池PV電池とも呼ばれる)は、非常に壊れやすいため、耐久性のある封入剤フィルムで包囲しなければならない。封入剤フィルムの2つの主な機能は、(1)太陽電池をガラスカバーシートバックシート接着すること、および(2)環境ストレス(例えば、水分、温度、衝撃、振動電気絶縁等)からPVモジュールを保護することである。

封入剤フィルムとして使用するために、フィルムは、(a)良好なラミネート性能、(b)ガラス、PV電池、およびバックシートとの強力な接着力、(c)良好な電気絶縁性低リーク電流高体積抵抗率)、(d)良好な光学的透明性、(e)低水蒸気透過性および吸湿性、(f)良好な耐クリープ性、(g)UV暴露の安定性、および(h)良好な耐候性を示さなければならない。EVAは、(a)〜(h)の良好なバランスを示すため、現在の封入剤フィルムは、主にエチレン酢酸ビニル(EVA)で作製されている。EVAは、エチレン不飽和カルボン酸エステルコポリマー一種であり、不飽和カルボン酸エステルコモノマーは、カルボン酸ビニルである。EVAは、封入剤フィルムの形成に非常に容易に使用されるため、(a)〜(h)のうちの1つ以上を強化するために、多数の添加剤パッケージが開発されている。

概要

封入剤フィルムは、(A)非極性エチレン系ポリマー、(B)有機過酸化物、(C)シランカップリング剤、および(D)構造式Iの化合物を含む助剤を含む組成物から作製され、式中、R1〜R6は、それぞれ独立して、水素、C1〜C8ヒドロカルビル基、C1〜C36置換ヒドロカルビル基、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される。 なし

目的

封入剤フィルムの2つの主な機能は、(1)太陽電池をガラスカバーシートとバックシートに接着すること、および(2)環境ストレス(例えば、水分、温度、衝撃、振動、電気絶縁等)からPVモジュールを保護することである

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

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請求項1

組成物を含む封入剤フィルムであって、前記組成物が、(A)非極性エチレン系ポリマーと、(B)有機過酸化物と、(C)シランカップリング剤と、(D)構造式Iの化合物を含む助剤と、を含み、式中、R1〜R6が、それぞれ独立して、水素、C1〜C8ヒドロカルビル基、C1〜C36置換ヒドロカルビル基、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、封入剤フィルム。

請求項2

前記非極性エチレン系ポリマーが、エチレンホモポリマーおよびエチレンα−オレフィンコポリマーからなる群から選択される、請求項1に記載の封入剤フィルム。

請求項3

前記非極性エチレン系ポリマーが、エチレン/α−オレフィンランダムコポリマーおよびエチレン/α−オレフィンブロックコポリマーからなる群から選択される、請求項2に記載の封入剤フィルム。

請求項4

前記組成物が、(A)前記組成物の総重量に基づいて、50重量%〜99重量%の前記非極性エチレン系ポリマーと、(B)前記組成物の総重量に基づいて、0.1重量%〜5重量%の前記有機過酸化物と、(C)前記組成物の総重量に基づいて、0.01重量%〜2重量%の前記シランカップリング剤と、(D)前記組成物の総重量に基づいて、0.01重量%〜5重量%の前記助剤と、を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の封入剤フィルム。

請求項5

R1〜R6のそれぞれが、C3ヒドロカルビル基である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の封入剤フィルム。

請求項6

R1〜R6のそれぞれが、水素である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の封入剤フィルム。

請求項7

R1、R4およびR6のそれぞれが、同じであり、かつC9置換ヒドロカルビル基であり、R2およびR5のそれぞれが、同じであり、かつC34置換ヒドロカルビル基であり、R3が、C4ヒドロカルビル基である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の封入剤フィルム。

請求項8

R1およびR6のそれぞれが、同じであり、かつC9置換ヒドロカルビル基であり、R2およびR5のそれぞれが、同じであり、かつC34置換ヒドロカルビル基であり、R3が、水素であり、R4が、C4置換ヒドロカルビル基である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の封入剤フィルム。

請求項9

前記助剤が、前記助剤の総重量に基づいて、20重量%超〜100重量%未満の構造式Iの化合物を含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の封入剤フィルム。

請求項10

60℃で3.0*1015ohm.cm以上〜60℃で1.0*1019ohm.cmの体積抵抗率を有する、請求項1〜9のいずれか1項に記載の封入剤フィルム。

請求項11

前記組成物が、(A)前記組成物の総重量に基づいて、95重量%〜98.75重量%の前記非極性エチレン系ポリマーと、(B)前記組成物の総重量に基づいて、0.75重量%〜1.5重量%の前記有機過酸化物と、(C)前記組成物の総重量に基づいて、0.1重量%〜0.3重量%の前記シランカップリング剤と、(D)前記組成物の総重量に基づいて、0.4重量%〜0.7重量%の前記助剤と、を含み、前記封入剤フィルムが、60℃で3.0*1015ohm.cm以上〜3.0*1018ohm.cmの体積抵抗率を有する、請求項1〜10のいずれか1項に記載の封入剤フィルム。

請求項12

電子デバイスモジュールであって、電子デバイスと、少なくとも1つのフィルムであって、(A)非極性エチレン系ポリマー、(B)有機過酸化物、(C)シランカップリング剤、および(D)構造式Iの化合物を含む助剤を含む組成物の反応生成物である架橋ポリマー組成物で構成されるフィルムと、を備え、式中、R1〜R6が、それぞれ独立して、水素、C1〜C8ヒドロカルビル基、C1〜C36置換ヒドロカルビル基、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、電子デバイスモジュール。

請求項13

前記少なくとも1つのフィルムが、60℃で3.0*1015ohm.cm以上〜60℃で1.0*1019ohm.cmの体積抵抗率を有する、請求項12に記載の電子デバイスモジュール。

請求項14

前記架橋ポリマー組成物が、(A)前記組成物の総重量に基づいて、95重量%〜98.75重量%の前記非極性エチレン系ポリマー、(B)前記組成物の総重量に基づいて、0.75重量%〜1.5重量%の前記有機過酸化物、(C)前記組成物の総重量に基づいて、0.1重量%〜0.3重量%の前記シランカップリング剤、および(D)前記組成物の総重量に基づいて、0.4重量%〜0.7重量%の前記助剤の反応生成物であり、前記少なくとも1つのフィルムが、60℃で3.0*1015ohm.cm以上〜3.0*1018ohm.cmの体積抵抗率を有する、請求項12または13に記載の電子デバイスモジュール。

請求項15

前記電子デバイスが、光起電力電池である、請求項12〜14のいずれか1項に記載の電子デバイスモジュール。

技術分野

0001

本開示は、封入剤フィルム用の非極性エチレン系ポリマー組成物に関する。一態様では、本開示は、高い体積抵抗率を有する非極性エチレン系ポリマー組成物に関するが、別の態様では、本開示は、非極性エチレン系ポリマー組成物を含む封入剤フィルムおよびそれを含む電子デバイスに関する。

背景技術

0002

代替エネルギーの世界的な需要により、過去10年間でソーラーパネル光起電力PVモジュールの製造における大幅な増加をもたらした。太陽エネルギー電気エネルギーに変換する太陽電池PV電池とも呼ばれる)は、非常に壊れやすいため、耐久性のある封入剤フィルムで包囲しなければならない。封入剤フィルムの2つの主な機能は、(1)太陽電池をガラスカバーシートバックシート接着すること、および(2)環境ストレス(例えば、水分、温度、衝撃、振動電気絶縁等)からPVモジュールを保護することである。

0003

封入剤フィルムとして使用するために、フィルムは、(a)良好なラミネート性能、(b)ガラス、PV電池、およびバックシートとの強力な接着力、(c)良好な電気絶縁性低リーク電流高体積抵抗率)、(d)良好な光学的透明性、(e)低水蒸気透過性および吸湿性、(f)良好な耐クリープ性、(g)UV暴露の安定性、および(h)良好な耐候性を示さなければならない。EVAは、(a)〜(h)の良好なバランスを示すため、現在の封入剤フィルムは、主にエチレン酢酸ビニル(EVA)で作製されている。EVAは、エチレン不飽和カルボン酸エステルコポリマー一種であり、不飽和カルボン酸エステルコモノマーは、カルボン酸ビニルである。EVAは、封入剤フィルムの形成に非常に容易に使用されるため、(a)〜(h)のうちの1つ以上を強化するために、多数の添加剤パッケージが開発されている。

発明が解決しようとする課題

0004

エチレン/不飽和カルボン酸エステルコポリマーではないエチレン系エラストマーなどの非極性ポリオレフィンは、封入剤フィルムの作製に使用されてきたが、ガラスに十分に接着するために、有機過酸化物カップリング剤、一般にシランカップリング剤を必要とする。架橋助剤は、典型的に、十分なガラス接着力を得るために、非極性ポリオレフィン系封入剤フィルムとともに使用される。しかしながら、多くの従来の架橋剤は、封入剤フィルムの体積抵抗率を低減するため問題がある。その結果、当技術分野は、十分なガラス接着力を提供し、封入剤フィルムの体積抵抗率を改善する架橋助剤の必要性を認識している。

課題を解決するための手段

0005

本開示は、組成物を含む封入剤フィルムを提供し、この組成物は、(A)非極性エチレン系ポリマー、(B)有機過酸化物、(C)シランカップリング剤、および(D)構造式Iの化合物を含む助剤を含み、



式中、R1〜R6は、それぞれ独立して、水素、C1〜C8ヒドロカルビル、C1〜C8置換ヒドロカルビル、およびこれらの組み合わせから選択される。

0006

別の実施形態では、本開示は、電子デバイスと、(A)非極性エチレン系ポリマー、(B)シランカップリング剤、および(C)本明細書に記載される構造式Iの化合物を含む助剤を含む架橋ポリマー組成物で構成される少なくとも1つのフィルムと、を備える、電子デバイスモジュールを提供する。

図面の簡単な説明

0007

図1は、例示的な光起電力モジュールの分解斜視図である。

0008

定義および試験方法
元素周期表へのいかなる参照も、CRCPress,Inc.,1990−1991によって出版されたものへの参照である。この周期表元素族について記載される場合、番号順に並べた族に関する新しい表記法に依拠している。

0009

米国特許慣行の目的のため、いかなる参照される特許、特許出願、または刊行物の内容も、特に定義の開示(本開示に具体的に提供されるいかなる定義とも矛盾しない程度において)および当該技術分野の一般知識に関して、それらの全体が参照により組み込まれる(またはその米国版に相当するものが、参照により同様に組み込まれる)。

0010

本明細書に開示されている数値範囲は、下限値および上限値を含む、下限値から上限値の全ての値を含む。明確な数値(例えば、1もしくは2、または3〜5、または6、または7)を含む範囲については、任意の2つの明確な数値間の任意の部分範囲が含まれる(例えば、1〜2、2〜6、5〜7、3〜7、5〜6など)。相反する記載がない限り、文脈から黙示的でない限り、または当該技術分野で慣習的でない限り、全ての部およびパーセントは重量に基づき、全ての試験方法は本開示の出願日時点で最新のものである。

0011

ブレンド」、「ポリマーブレンド」などの用語は、2つ以上のポリマーの組成物を意味する。そのようなブレンドは、混和性であっても、そうでなくてもよい。このようなブレンドは、相分離していても、していなくてもよい。そのようなブレンドは、透過電子分光法光散乱X線散乱、およびドメイン構成を測定および/または特定するために使用される任意の他の方法から決定される、1つ以上のドメイン構成を含んでいても、含んでいなくてもよい。ブレンドは、積層体ではないが、積層体の1つ以上の層がブレンドを含んでもよい。

0012

本明細書で使用する「組成物」は、組成物、ならびに組成物の材料から形成される反応生成物および分解生成物を含む材料の混合物を含む。

0013

「含む(comprising)」、「含む(including)」、「有する(having)」という用語、およびそれらの派生語は、任意の追加の構成要素、ステップ、または手順の存在を、それらが具体的に開示されているか否かにかかわらず、除外することを意図するものではない。いかなる疑いも避けるために、「含む(comprising)」という用語を使用して特許請求される全ての組成物は、相反する記述がない限り、ポリマー性かまたはポリマー性ではないかにかかわらず、あらゆる追加の添加剤補助剤、または化合物を含んでもよい。対照的に、「本質的に〜からなる(consisting essentially of)」という用語は、操作性に必須ではないものを除いて、あらゆる後続の記載の範囲から、任意の他の成分、ステップ、または手順を除外する。「〜からなる(consisting of)」という用語は、具体的に列挙されていない任意の成分、ステップ、または手順を除外する。「または」という用語は、別途記載がない限り、列挙されたメンバーを個々に、および任意の組み合わせで指す。単数形の使用には、複数形の使用が含まれ、またその逆も含まれる。

0014

可動ダイレオメーターを使用して、架橋または硬化試験する。可動ダイレオメーター(MDR)には、5グラムの各サンプルが載荷されている。MDRを25分間稼働させ、サンプルの時間対トルク曲線を所定の間隔で作成する。MDRは、130℃および150℃で稼働させる。130℃は、最高フィルム製造温度を表す。150℃は、モジュール積層温度を表す。25分間の試験間隔中にMDRによって加えられる最大トルクMH)は、dNmで報告される。MHは、通常、25分で加えられるトルクに対応する。トルクがMHのX%(tx)に達するのにかかる時間は、分単位で報告される。txは、各樹脂硬化速度を理解するための標準化された測定値である。MHの90%(T90)に達するまでの時間は、分単位で報告される。

0015

エチレン酢酸ビニル(EVA)の密度は、ASTMD1525に従って測定される)。非極性エチレン系ポリマーの密度は、ASTM D792に従って測定される。測定結果は、1立方センチメートル当たりのグラム(g)(g/ccまたはg/cm3)で記録される。

0016

直接接触している」とは、第1の層が第2の層に直接隣接して位置し、第1の層と第2の層との間に介在層または介在構造体が存在しない層構成を意味する。

0017

「エチレン系ポリマー」は、(重合性モノマーの総量に基づいて)50重量パーセント超の重合エチレンモノマーを含み、任意選択により、少なくとも1つのコモノマーを含み得るポリマーである。エチレン系ポリマーは、エチレンホモポリマー、およびエチレンコポリマー(エチレンおよび1つ以上のコモノマーに由来する単位を意味する)を含む。用語「エチレン系ポリマー」および「ポリエチレン」は、互換的に使用され得る。エチレン系ポリマー(ポリエチレン)の非限定的な例としては、低密度ポリエチレン(LDPE)および直鎖状ポリエチレンが挙げられる。直鎖状ポリエチレンの非限定的な例としては、直鎖状低密度ポリエチレンLLDPE)、超低密度ポリエチレン(ULDPE)、超低密度ポリエチレン(VLDPE)、多成分エチレン系コポリマー(EPE)、エチレン/α−オレフィンマルチブロックコポリマーオレフィンブロックコポリマー(OBC)としても知られる)、シングルサイト触媒直鎖状低密度ポリエチレン(m−LLDPE)、実質的に直鎖状または直鎖状のプラストマーエラストマー中密度ポリエチレン(MDPE)、および高密度ポリエチレン(HDPE)が挙げられる。一般的に、ポリエチレンは、チーグラーナッタ触媒などの不均一触媒系、4族遷移金属およびメタロセン非メタロセン金属中心ヘテロアリールヘテロ原子アリールオキシエーテルホスフィンイミン等の配位子構造を含む均一触媒系を用いて、気相流動床反応器、液相スラリープロセス反応器、または液相溶液プロセス反応器で生成することができる。不均一触媒および/または均一触媒の組み合わせもまた、単一反応器または二重反応器の構成のいずれにも使用することができる。

0018

ガラス接着強度(最大ガラス接着強度および1〜2インチの平均ガラス接着強度)は、180°剥離試験で測定される。積層サンプルのそれぞれのバックシートとフィルム層切り込みを入れて(例えば、比較例と本発明の例の配合)、各積層サンプルを3つの1インチ幅のストリップ試験片に分割し、ストリップガラス層に接着したままにする。180°剥離試験は、制御された周囲条件下、Instron TM5565上で実施する。初期のガラス接着力と、85℃、湿度85%で500時間および1000時間のエージング湿熱(DH)エージング試験)後のガラス接着力を試験する。結果は、ニュートン/cmで報告する。各条件で各サンプルの平均ガラス接着強度を得るために、3つの試験片を試験する。

0019

ガラス転移温度(Tg)は、ASTM−D3418−15に従って測定される。

0020

ヒドロカルビル基」および「炭化水素」は、水素および炭素原子のみを含有する置換基を指し、分岐鎖状または非分岐鎖状の、飽和または不飽和、環式多環式または非環式の種、およびこれらの組み合わせを含む。ヒドロカルビル基の非限定的な例としては、アルキル基シクロアルキル基アルケニル基アルカジエニル基シクロアルケニル基シクロアルカジエニル基、アリール基アラルキル基、およびアルキニル基が挙げられる。「置換ヒドロカルビル」および「置換炭化水素」は、1つ以上の非ヒドロカルビル置換基置換されたヒドロカルビル基を指す。非ヒドロカルビル置換基の非限定的な例は、ヘテロ原子である。「ヘテロ原子」は、炭素または水素以外の原子を指す。ヘテロ原子は、周期表の第IV、V、VIおよびVII族からの非炭素原子であり得る。ヘテロ原子の非限定的な例としては、F、N、O、P、B、S、およびSiが挙げられる。「アルキル基」は、飽和直鎖状、環式、または分岐鎖状の炭化水素基を指す。適切なアルキル基の非限定的な例としては、例えば、メチルエチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、t−ブチル、i−ブチル(または2−メチルプロピル)等が挙げられる。一実施形態では、アルキルは、1〜20個の炭素原子を有する。

0021

本明細書で使用する「インターポリマー」は、少なくとも2つの異なる種類のモノマーの重合によって調製されるポリマーを指す。したがって、このインターポリマーという総称は、コポリマー(2つの異なる種類のモノマーから調製されるポリマーを指すために用いられる)、および3つ以上の異なる種類のモノマーから調製されるポリマーを含む。

0022

メルトインデックスMI)は、190℃、2.16kgでASTMD1238に従って測定され、10分当たりのグラム数(g/10分)で報告される。

0023

融点(Tm)は、ASTMD3418−15に従って測定される。

0024

「非極性エチレン系ポリマー」などの用語は、永久双極子を持たない、すなわち、ポリマーが正端および負端を持たず、ヘテロ原子および官能基を含まないエチレン系ポリマーを指す。「官能基」などの用語は、特定の化合物に特徴的な反応を与えることに関与する原子の部分または群を指す。官能基の非限定的な例としては、ヘテロ原子含有部分、酸素含有部分(例えば、アルコールアルデヒドエステル、エーテル、ケトン、および過酸化物基)、ならびに窒素含有部分(例えば、アミドアミン、アゾ、イミド、イミン、ニトラタイ、ニトリル、および亜硝酸基)が挙げられる。「ヘテロ原子」は、上記に定義されるように、炭素または水素以外の原子である。

0025

光起電力電池」、「PV電池」などの用語は、当技術分野において、および先行技術の光起電力モジュールの教示から知られるいくつかの無機または有機タイプのうちのいずれかの1つ以上の光起電力効果材料を含む構造である。例えば、一般的に使用される光起電力効果材料としては、結晶シリコン多結晶シリコン非晶質シリコン、(二)セレン化銅インジウムガリウムCIGS)、セレン化銅インジウム(CIS)、テルル化カドミウムヒ化ガリウム色素増感材料、および有機太陽電池材料を含むがこれらに限定されない1つ以上の既知の光起電力効果材料が挙げられる。図1に示すように、PV電池は、典型的に、積層構造で用いられ、入射光電流に変換する少なくとも1つの光反応性表面を有している。光起電力電池は、一般に、電池複数可)を保護し、様々な用途環境、典型的に、屋外用途での使用を可能にする光起電力モジュールにパッケージ化される。PV電池は、本質的に柔軟性または剛性であってよく、生産時に適用される光起電力効果材料および任意の保護コーティング表面材料、ならびに適切な配線および電子駆動回路を含んでもよい。

0026

「光起電力モジュール」、「PVモジュール」などの用語は、PV電池を含む構造を指す。PVモジュールはまた、カバーシート、前面封入剤フィルム、後面封入剤フィルム、およびバックシートを含むことができ、PV電池は、前面封入剤フィルムと後面封入剤フィルムとの間に挟まれている。

0027

本明細書で使用する「ポリマー」は、同じまたは異なる種類に限らずモノマーを重合することによって調製されたポリマー化合物を指す。したがって、ポリマーという一般的な用語は、ホモポリマーという用語(微量の不純物ポリマー構造に組み込まれ得るという理解の下に、唯一の種類のモノマーから調製されるポリマーを指すために用いられる)、および以前に定義されたインターポリマーという用語を包含する。微量の不純物、例えば触媒残渣は、ポリマー中に、および/またはポリマー内に取り込まれる可能性がある。

0028

体積抵抗率は、ASTMD257に基づくダウ法に従って試験する。測定は、Keithley6517 B電位計を、Keithley 8009試験用治具と組み合わせて使用して行う。Keithleyモデル8009試験チャンバは、強制空気オーブン内にあり、高温で動作することができる(オーブン最高温度は80℃である)。リーク電流は、機器から直接読み取り、次の等式を使用して体積抵抗率を計算する。



ここで、ρは、体積抵抗率(ohm.cm)であり、Vは、印加電圧ボルト)であり、Aは、電極接触面積(cm2)であり、Iは、リーク電流(amp)であり、tは、サンプルの平均厚さである。サンプルの平均厚さを得るには、試験前に各サンプルの厚さを測定し、サンプルの5つの点を測定して平均厚さを得る。体積抵抗率試験は、室温(RT)および60℃で1000電圧で実施する。2つの圧縮成形フィルムを試験して平均を得る。

0029

詳細な説明
実施形態では、本開示は、組成物を含む封入剤フィルムを提供し、この組成物は、(A)非極性エチレン系ポリマー、(B)有機過酸化物、(C)シランカップリング剤、および(D)構造式Iの化合物を含む助剤を含み、



式中、R1〜R6は、それぞれ独立して、水素、C1〜C8ヒドロカルビル基、C1〜C36置換ヒドロカルビル基、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される。

0030

組成物
(A)非極性エチレン系ポリマー、(B)有機過酸化物、(C)シランカップリング剤、および(D)上記の構造式Iを有する化合物を含む助剤を含む組成物を使用して、封入剤フィルムを形成する。

0031

(A)非極性エチレン系ポリマー
組成物は、非極性エチレン系ポリマーを含む。

0032

実施形態では、非極性エチレン系ポリマーは、0.850g/cc、または0.855g/cc、または0.860g/cc、または0.865g/cc、または0.870g/cc〜0.875g/cc、または0.880g/cc、または0.885g/cc、または0.890g/cc、または0.900g/ccの密度を有する。

0033

実施形態では、非極性エチレン系コポリマーは、40℃、または45℃、または50℃、または55℃〜60℃、または65℃、または70℃、または80℃、または90℃、または95℃、または100℃、または110℃、または120℃、または125℃の融点を有する。

0034

実施形態では、非極性エチレン系ポリマーのガラス転移温度(Tg)は、−35℃、または−40℃、または−45℃、または−50℃〜−80℃、または−85℃、または−90℃、または−95℃、または−100℃である。

0035

実施形態では、非極性エチレン系ポリマーのメルトインデックス(MI)は、2g/10分、または5g/10分、または10g/10分、または12g/10分〜30g/10分、または35g/10分、または40g/10分、または45g/10分、または50g/10分である。

0036

実施形態では、非極性エチレン系ポリマーは、エチレン/α−オレフィンコポリマーである。エチレン/α−オレフィンコポリマーは、ランダムまたはブロックインターポリマーであり得る。

0037

α−オレフィンは、(i)1つのみのエチレン性不飽和(この不飽和は、第1の炭素原子と第2の炭素原子との間に位置する)および(ii)3〜20個の炭素原子または場合によっては4〜10個の炭素原子、他の場合には4〜8個の炭素原子のうちの少なくとも3個の炭素原子を含む、炭化水素分子で構成された炭化水素分子である。コポリマーが調製される適切なα−オレフィンの非限定的な例としては、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン1−ヘキセン1−オクテン、1−ドデセン、およびこれらのモノマーのうちの2つ以上の混合物が挙げられる。

0038

適切なエチレン/α−オレフィンインターポリマーの非限定的な例としては、エチレン/プロピレン、エチレン/ブテン、エチレン/1−ヘキセン、エチレン/1−オクテン、エチレン/プロピレン/1−オクテン、エチレン/プロピレン/ブテン、およびエチレン/ブテン/1−オクテンインターポリマーが挙げられる。実施形態では、エチレン/α−オレフィンインターポリマーは、コポリマーである。適切なエチレン/α−オレフィンコポリマーの非限定的な例としては、エチレン/プロピレンコポリマー、エチレン/ブテンコポリマー、エチレン/1−ヘキセンコポリマー、およびエチレン/1−オクテンコポリマーが挙げられる。

0039

実施形態では、非極性エチレン系ポリマーは、エチレン/α−オレフィンコポリマーである。エチレン/α−オレフィンインターポリマーは、以下の特性のうちの1つ、いくつか、または全てを有する。
(i)0.850g/cc、もしくは0.855g/cc、もしくは0.860g/cc、もしくは0.865g/cc、もしくは0.870g/cc〜0.875g/cc、もしくは0.880g/cc、もしくは0.885g/cc、もしくは0.890g/cc、もしくは0.900g/ccの密度、
(ii)2g/10分、もしくは5g/10分、もしくは10g/10分、もしくは12g/10分〜30g/10分、もしくは35g/10分、もしくは40g/10分、もしくは45g/10分、もしくは50g/10分のメルトインデックス、および/または
(iii)40℃、もしくは45℃、もしくは50℃、もしくは55℃〜60℃、もしくは65℃、もしくは70℃、もしくは80℃、もしくは90℃、もしくは95℃、もしくは100℃、もしくは110℃、もしくは120℃、もしくは125℃の融点(Tm)。

0040

実施形態では、エチレン/α−オレフィンインターポリマーは、特性(i)〜(iii)のうちの少なくとも2つまたは3つ全てを有する。

0041

実施形態では、非極性エチレン系ポリマーは、組成物の総重量に基づいて、50重量パーセント(重量%)、または80重量%、または95重量%〜98.5重量%、または98.75重量%、または99.0重量%、または99.5重量%、または100重量%未満の量で組成物中に存在する。

0042

非極性エチレン系ポリマーのブレンドを使用することもでき、非極性エチレン系ポリマーは、ポリマーが(i)互いに混和し、(ii)他のポリマーが、もしあったとしても、非極性エチレン系ポリマーの望ましい特性にほとんど影響を与えず、(iii)非極性エチレン系ポリマー(複数可)が、ブレンドの70重量%、または75重量%、または80重量%、または85重量%、または90重量%〜95重量%、または98重量%、または99重量%、または100重量%未満を構成する程度まで1つ以上の他のポリマーとブレンドされても、希釈されてもよい。

0043

適切な市販の非極性エチレン系ポリマーの非限定的な例としては、Dow ChemicalのENGAGE樹脂、EMCCのEXACT樹脂、LG ChemicalのLUCENE樹脂が挙げられる。

0044

(B)有機過酸化物
組成物は、有機過酸化物を含む。適切な有機過酸化物の非限定的な例としては、ジクミルペルオキシドラウリルペルオキシドベンゾイルペルオキシド第三級ブチルペルベンゾエート、ジ(第三級ブチル)ペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシヘキシン−3,2−5−ジ−メチル−2,5−ジ(t−ブチル−ペルオキシヘキサン、第三級ブチルヒドロペルオキシドイソプロピルペルカーボネート、α,α′−ビス(第三級−ブチルペルオキシ)ジイソプロピルベンゼン、t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート、1,1−ビス(t−ブチルペルオキシ)−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジヒドロキシペルオキシド、t−ブチルクミルペルオキシド、α,α′−ビス(t−ブチルペルオキシ)−p−ジイソプロピルベンゼン等が挙げられる。

0045

適切な市販の有機過酸化物の非限定的な例としては、AkzoNobelのTRIGONOX(登録商標)およびARKEMAのLUPEROX(登録商標)が挙げられる。

0046

実施形態では、有機過酸化物は、反応組成物の総重量に基づいて、0.1重量%、または0.5重量%、または0.75重量%〜1.5重量%、または2重量%、または3重量%、または5重量%の量で反応組成物中に存在する。

0047

(C)シランカップリング剤
組成物は、シランカップリング剤を含む。実施形態では、シランカップリング剤は、少なくとも1つのアルコキシ基を含有する。適切なシランカップリング剤の非限定的な例としては、γ−クロロプロピルトリメト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ビニルトリス−(β−メトキシシラン、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が含まれる、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、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、および3−(トリメトキシシリル)プロピルメタクリレートが挙げられる。

0048

実施形態では、シランカップリング剤は、ビニルトリメトキシシランまたは3−(トリメトキシシリル)プロピルメタクリレートである。

0049

実施形態では、シランカップリング剤は、反応組成物の総重量に基づいて、0.01重量%、または0.05重量%、または0.1重量%、または0.2重量%〜0.3重量%、または0.5重量%、または1重量%、または2重量%の量で存在する。

0050

(D)助剤
組成物は、構造式Iの化合物を含む助剤を含み、



式中、R1〜R6が、それぞれ独立して、水素、C1〜C8ヒドロカルビル基、C1〜C36置換ヒドロカルビル基、およびこれらの組み合わせから選択される。

0051

実施形態では、R1〜R6のそれぞれは、同じである。

0052

実施形態では、R1〜R6のそれぞれは、C1〜C8ヒドロカルビル基である。実施形態では、R1〜R6のそれぞれは、同じC1〜C8ヒドロカルビル基である。

0053

実施形態では、R1〜R6のそれぞれは、C3ヒドロカルビル基である。実施形態では、R1〜R6のそれぞれは、同じC3ヒドロカルビル基である。

0054

実施形態では、R1〜R6のそれぞれは、C1〜C8アルキル基である。実施形態では、R1〜R6のそれぞれは、同じC1〜C8アルキル基である。

0055

実施形態では、R1〜R6のそれぞれは、C3アルキル基である。実施形態では、R1〜R6のそれぞれは、同じC3アルキル基であり、助剤は、構造式II(ヘキサプロピルメラミン、N2,N2,N4,N4,N6,N6−ヘキサプロピル−1,3,5−トリアジン−2,4,6−トリアミンまたはHPM)を有する。

0056

実施形態では、R1〜R6のそれぞれは、C1〜C8アルケニル基である。実施形態では、R1〜R6のそれぞれは、同じC1〜C8アルケニル基である。

0057

実施形態では、R1〜R6のそれぞれは、C3アルケニル基である。実施形態では、R1〜R6のそれぞれは、同じC3アルケニル基であり、助剤は、構造式III(ヘキサアリルメラミン、N,N,N′,N′,N″,N″−ヘキサアリル−1,3,5−トリアジン−2,4,6−トリアミンまたはHAM)を有する。

0058

HAMの調製は、WO2015/149221およびWO2015/149634に記載されており、これらは両方とも参照により本明細書に組み込まれる。

0059

実施形態では、R1〜R6のそれぞれは、水素であり、助剤は、構造式IV(メラミン)を有する。

0060

実施形態では、R1、R4およびR6は、同じであり、それぞれがC9置換ヒドロカルビル基であり、R2およびR5は、同じであり、それぞれがC34置換ヒドロカルビル基であり、R3は、C4ヒドロカルビル基である。実施形態では、助剤は、構造式V(1,6−ヘキサンジアミン、N−ブチル−1ブタンアミンおよびN−ブチル−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジンアミンとの2,4,6−トリクロロ−1,3,5−トリアジン反応生成物を有するN,N′−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)−ポリマー、BASFからChimassorb 2020として入手可能)を有し、



式中、nは、1〜100である。

0061

実施形態では、R1およびR6は、同じであり、それぞれがC9置換ヒドロカルビル基であり、R2およびR5は、同じであり、それぞれがC34置換ヒドロカルビル基であり、R3は、水素であり、R4は、C4置換ヒドロカルビル基である。実施形態では、助剤は、構造式VI(ポリ[(6−モルホリノ−s−トリアジン−2,4−ジイル)[2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルイミノ]−ヘキサメチレン[(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ]]、Cytec IndustriesからCyasorb UV−3345として入手可能)を有し、



式中、nは、1〜100である。

0062

実施形態では、構造式Iの化合物は、HAM、HPM、メラミン、Chimassorb 2020およびUV 3346から選択される。

0063

実施形態では、助剤は、組成物の総重量に基づいて、0.01重量%、または0.05重量%、または0.1重量%、または0.15重量%、または0.2重量%〜0.4重量%、または0.6重量%、または0.8重量%、または1.0重量%、または1.3重量%、または1.5重量%、または3重量%、または5重量%の量で存在する。

0064

実施形態では、助剤は、構造式Iを有する化合物のみで構成される。そのような実施形態では、構造式Iを有する化合物は、組成物の総重量に基づいて、0.01重量%、または0.05重量%、または0.1重量%、または0.15重量%、または0.2重量%〜0.4重量%、または0.6重量%、または0.8重量%、または1.0重量%、または1.3重量%、または1.5重量%、または3重量%、または5重量%の量で存在する。

0065

実施形態では、助剤は、構造式Iまたは構造式IIを有する化合物と、少なくとも1つの他の化合物とのブレンドを含む。実施形態では、助剤は、構造式Iを有する化合物と、(i)トリアリルシアヌレート(TAC)および(ii)トリアリルイソシアヌレート(TAIC)の少なくとも1つとのブレンドを含む。ブレンドにおいて、構造式Iを有する化合物は、ブレンドの総重量に基づいて、0重量%、または1重量%、または20重量%、または50重量%超〜99重量%、または99.5重量%、または100重量%未満を構成する。例えば、助剤が構造式Iを有する化合物と、(i)TACおよび(ii)TAICの少なくとも1つとのブレンドを含む実施形態では、構造式Iを有する化合物は、ブレンドの総重量に基づいて、0重量%、または0.01重量%、または0.05重量%、または0.1重量%、または0.15重量%、または0.2重量%、または0.4重量%、または0.6重量%、または0.8重量%、または1重量%、または1.3重量%、または1.5重量%、または5重量%、または10重量%、または15重量%、または20重量%、または50重量%超〜99重量%、または99.5重量%、または100重量%未満を構成し、(i)TACおよび(ii)の少なくとも1つは、ブレンドの総重量に基づいて、0重量%、または0.5重量%、または1重量%超〜50重量%、または80重量%、または99重量%を構成する。

0066

(E)任意の添加剤
実施形態では、組成物は、1種以上の添加剤を含む。適切な添加剤の非限定的な例としては、酸化防止剤ブロッキング防止剤、安定剤、着色剤紫外線(UV)吸収剤または安定剤、難燃剤相溶化剤充填剤および加工助剤が挙げられる。

0067

任意の添加剤は、組成物の総重量に基づいて、0重量%、または0.01重量%、または0.1重量%超〜1重量%、または2重量%、または3重量%の量で存在する。

0068

封入剤フィルム
組成物は、封入剤フィルムに形成される。上記の任意の実施形態または2つ以上の実施形態の組み合わせに記載されているものなどの組成物を使用して、封入剤フィルムを形成する。

0069

実施形態では、組成物は封入剤フィルムの全体を形成する。

0070

(A)非極性エチレン系ポリマー、(B)有機過酸化物、(C)シランカップリング剤、(D)構造式Iの化合物と任意の添加剤を含む助剤は、任意の順序で、または同時に互いに添加および配合することができる。実施形態では、有機過酸化物、シランカップリング剤、助剤、および任意の添加剤を事前に混合し、配合前または配合中に、予備混合物を非極性エチレン系ポリマーに添加する。実施形態では、非極性エチレン系ポリマーの乾燥ペレットを予備混合物に浸漬させ、次いで、浸漬したペレットを配合する。

0071

適切な配合装置の非限定的な例としては、内部バッチミキサー(例えば、BANBURYおよびBOLLING内部ミキサー)および連続シングルまたはツインスクリューミキサー(例えば、FARREL連続ミキサー、BRABENDERシングルスクリューミキサー、WERNERおよびPFLEIDERERツインスクリューミキサー、BUSS混練連続押出機)が挙げられる。利用される混合機の種類、および混合機の操作条件は、粘度、体積抵抗率、および押出表面の滑らかさなどの組成物の特性に影響を及ぼし得る。

0072

実施形態では、積層までの架橋を回避または制限することが望ましい。有機過酸化物の時期尚早の架橋および/または時期尚早の分解により、ガラス接着力が減少した封入剤フィルムをもたらし得る。言い換えると、封入剤フィルムは、積層まで反応性を維持し、その時点で架橋が完了し、封入剤フィルムの封入剤フィルム組成物は、非極性エチレン系ポリマー、シランカップリング剤、および助剤を含む反応生成物になり、残留有機過酸化物は、もしあったとしてもわずかである。したがって、組成物の配合温度は、有機過酸化物の分解温度よりも低い。実施形態では、組成物の配合温度は、80℃、または90℃〜100℃、または110℃、または120℃である。

0073

封入剤フィルム1:実施形態では、封入剤フィルムは、(A)非極性エチレン系ポリマー、(B)有機過酸化物、(C)シランカップリング剤、および(D)本明細書に記載される構造(I)〜(VI)のうちのいずれかの化合物を含む助剤を含む組成物で構成される。

0074

封入剤フィルム2:実施形態では、封入剤フィルムは、(A)組成物の総重量に基づいて、50重量%、または80重量%、または95重量%〜98.5重量%、または98.75重量%、または99重量%、または99.5重量%、または100重量%未満の非極性エチレン系ポリマー、(B)組成物の総重量に基づいて、0.1重量%、または0.5重量%、または0.75重量%〜1.5重量%、または2重量%、または3重量%、または5重量%の有機過酸化物、(C)組成物の総重量に基づいて、0.01重量%、または0.05重量%、または0.1重量%、または0.2重量%〜0.3重量%、または0.5重量%、または1重量%、または2重量%のシランカップリング剤、(D)組成物の総重量に基づいて、0.01重量%、または0.05重量%、または0.1重量%、または0.15重量%、または0.2重量%〜0.4重量%、または0.6重量%、または0.8重量%、または1.0重量%、または1.3重量%、または1.5重量%、または3重量%、または5重量%の構造(I)〜(VI)のうちのいずれかの化合物を含む助剤で構成される。成分(A)、(B)、(C)および(D)、ならびに任意の添加剤の総量は、組成物の100重量%をもたらすことが理解される。

0075

封入剤フィルム3:実施形態では、封入剤フィルムは、(A)組成物の総重量に基づいて、95重量%〜98.75重量%の非極性エチレン系ポリマー、(B)組成物の総重量に基づいて、0.75重量%〜1.5重量%の有機過酸化物、(C)組成物の総重量に基づいて、0.1重量%〜0.3重量%のシランカップリング剤、(D)組成物の総重量に基づいて、構造(I)〜(VI)のうちのいずれかの化合物を含む0.4重量%〜0.7重量%の助剤を含む組成物で構成される。成分(A)、(B)、(C)および(D)、ならびに任意の添加剤の総量は、組成物の100重量%をもたらすことが理解される。

0076

実施形態では、封入剤フィルムは、以下の特性のうちの1つ、いくつか、または全てを有する封入剤フィルム1、封入剤フィルム2、または封入剤フィルム3によるものである。
(i)室温で1.0*1016ohm.cm、または5.0*1016ohm.cm、または1.0*1017ohm.cm、または5.0*1017ohm.cm、または1.0*1018ohm.cm、または1.0*1019ohm.cm以上〜2.0*1019ohm.cm、または2.5*1019ohm.cm、または3.0*1019ohm.cm、または5.0*1019ohm.cmの体積抵抗率、および
(ii)60℃で2.0*1015ohm.cm、または3.0*1015ohm.cm、または5.0*1015ohm.cm、または1.0*1016ohm.cm、または3.0*1016ohm.cm、または5.0*1016ohm.cm、または7.0*1016ohm.cm、または1.0*1017ohm.cm、または3.0*1017ohm.cm以上〜3.0*1017ohm.cm、または1.0*1018ohm.cm、または3.0*1018ohm.cm、または5.0*1018ohm.cm、または7.0*1018ohm.cm、または1.0*1019ohm.cmの体積抵抗率。

0077

実施形態では、封入剤フィルムは、封入剤フィルム1、封入剤フィルム2、または封入剤フィルム3によるものであり、特性(i)および(ii)の両方を有する。

0078

実施形態では、封入剤フィルムは、以下の特性のうちの1つ、いくつか、または全てを有する封入剤フィルム1、封入剤フィルム2、または封入剤フィルム3によるものである。
(i)室温で1.0*1017ohm.cm以上〜3.0*1019ohm.cmの体積抵抗率、および
(ii)60℃で3.0*1015ohm.cm以上〜3.0*1018ohm.cm以上の体積抵抗率。

0079

実施形態では、封入剤フィルムは、封入剤フィルム1、封入剤フィルム2、または封入剤フィルム3によるものであり、特性(i)および(ii)の両方を有する。

0080

実施形態では、封入剤フィルムは、封入剤フィルム1、封入剤フィルム2、または封入剤フィルム3によるものであり、ここで助剤は、構造(I)〜(VI)のうちのいずれかの化合物を含み、R1〜R6は、それぞれ独立して、水素またはC1〜C8ヒドロカルビル基であり、封入剤フィルムは、以下の特性のうちの1つ、いくつか、または全てを有する。
(i)室温で5.0*1016ohm.cm以上〜3.0*1019ohm.cmの体積抵抗率、および
(ii)60℃で3.0*1015ohm.cm以上〜3.0*1018ohm.cmの体積抵抗率。

0081

実施形態では、封入剤フィルムは、封入剤フィルム1、封入剤フィルム2、または封入剤フィルム3によるものであり、ここで助剤は、構造(I)〜(VI)のうちのいずれかの化合物を含み、R1〜R6は、それぞれ独立して、水素またはC1〜C8ヒドロカルビル基であり、封入剤フィルムは、以下の特性(i)および(ii)の両方を有する。

0082

実施形態では、封入剤フィルムは、封入剤フィルム1、封入剤フィルム2、または封入剤フィルム3によるものであり、ここで助剤は、構造式Iの化合物を含み、R1〜R6は、それぞれ独立して、C1〜C8ヒドロカルビル基であり、封入剤フィルムは、以下の特性のうちの1つ、いくつか、または全てを有する。
(i)室温で1.0*1017ohm.cm以上〜3.0*1019ohm.cmの体積抵抗率、および
(ii)60℃で3.0*1016ohm.cm以上〜3.0*1018ohm.cmの体積抵抗率。

0083

実施形態では、封入剤フィルムは、封入剤フィルム1、封入剤フィルム2、または封入剤フィルム3によるものであり、ここで助剤は、構造式Iの化合物を含み、R1〜R6は、それぞれ独立して、C1〜C8ヒドロカルビル基であり、封入剤フィルムは、以下の特性(i)および(ii)の両方を有する。

0084

実施形態では、封入剤フィルムは、封入剤フィルム1、封入剤フィルム2、または封入剤フィルム3によるものであり、ここで助剤は、構造式Iの化合物を含み、R1、R4およびR6は、同じであり、それぞれがC9置換ヒドロカルビル基であり、R2およびR5は、同じであり、それぞれがC34置換ヒドロカルビル基であり、R3は、C4ヒドロカルビル基であり、封入剤フィルムは、以下の特性の1つ、いくつか、または全てを有する。
(i)室温で5.0*1016ohm.cm以上〜3.0*1019ohm.cmの体積抵抗率、および
(ii)60℃で3.0*1015ohm.cm以上〜3.0*1016ohm.cmの体積抵抗率。

0085

実施形態では、封入剤フィルムは、封入剤フィルム1、封入剤フィルム2、または封入剤フィルム3によるものであり、ここで助剤は、R1、R4およびR6は、同じであり、それぞれがC9置換ヒドロカルビル基であり、R2およびR5は、同じであり、それぞれがC34置換ヒドロカルビル基であり、R3は、C4ヒドロカルビル基であり、封入剤フィルムは特性(i)および(ii)の両方を有する。

0086

実施形態では、封入剤フィルムは、封入剤フィルム1、封入剤フィルム2、または封入剤フィルム3によるものであり、ここで助剤は、構造式Iの化合物を含み、R1およびR6は、同じであり、それぞれがC9置換ヒドロカルビル基であり、R2およびR5は、同じであり、それぞれがC34置換ヒドロカルビル基であり、R3は、水素であり、R4は、C4置換ヒドロカルビル基であり、封入剤フィルムは、以下の特性のうちの1つ、いくつか、または全てを有する。
(i)室温で5.0*1016ohm.cm以上〜3.0*1019ohm.cmの体積抵抗率、および
(ii)60℃で3.0*1015ohm.cm以上〜3.0*1016ohm.cmの体積抵抗率。

0087

実施形態では、封入剤フィルムは、封入剤フィルム1、封入剤フィルム2、または封入剤フィルム3によるものであり、ここで助剤は、構造式Iの化合物を含み、R1およびR6は、同じであり、それぞれがC9置換ヒドロカルビル基であり、R2およびR5は、同じであり、それぞれがC34置換ヒドロカルビル基であり、R3は、水素であり、R4は、C4置換ヒドロカルビル基であり、封入剤フィルムは、特性(i)および(ii)の両方を有する。

0088

実施形態では、封入剤フィルムは、0.25mm、または0.275mm、または0.3mm、または0.325mm、または0.35mm、または0.375mm、または0.4mm〜0.425mm、または0.45mm、または0.475mm、または0.5mm、または0.525mm、または0.55mmの厚さを有する。

0089

実施形態では、封入剤フィルムは、1つの層であり、この単一の層は、本組成物で構成される。実施形態では、封入剤フィルムは、2つ以上の層を有し、少なくとも1つの層は、本組成物で構成される。

0090

電子デバイス
本開示の組成物は、電子デバイスモジュール、特に電子デバイスモジュールの構築に使用される封入剤フィルムを構築するために使用される。封入剤フィルムは、電子デバイスの1つ以上の「スキン」として使用され、すなわち、電子デバイスの片面または両面に、例えば、前面封入剤フィルムもしくは後面封入剤フィルムとして、または前面封入剤フィルおよび後面封入剤フィルムの両方として適用され、例えば、電子デバイスが材料内に完全に封入される。

0091

一実施形態では、電子デバイスモジュールは、(i)少なくとも1つの電子デバイス、典型的に、線形または平面パターンに配列された複数のそのようなデバイス、(ii)少なくとも1つのカバーシート、および(iii)本開示の組成物の少なくとも一部を構成する少なくとも1つの封入剤フィルムを備える。封入剤フィルムは、カバーシートと電子デバイスとの間にあり、封入剤フィルムは、デバイスおよびシートの両方に対して良好な接着力を呈する。

0092

実施形態では、電子デバイスモジュールは、(i)少なくとも1つの電子デバイス、典型的には線形または平面パターンに配列された複数のそのようなデバイス、(ii)フロントカバーシート、(iii)前面封入剤フィルム、(iv)後面封入剤フィルム、および(v)バックシートを備え、(iii)前面封入剤フィルムおよび(iv)後面封入剤フィルムのうちの少なくとも1つが、本開示の組成物の少なくとも一部で構成される。電子デバイスは、前面封入剤フィルムと後面封入剤フィルムとの間に挟まれ、カバーシートおよびバックシートが、前面封入剤フィルム/電子デバイス/後面封入剤フィルムユニットを包囲する。

0093

実施形態では、カバーシートは、ガラス、アクリル樹脂ポリカーボネートポリエステル、またはフッ素含有樹脂である。実施形態では、カバーシートは、ガラスである。

0094

実施形態では、バックシートは、ガラス、金属、またはポリマー樹脂で構成される単一または多層フィルムである。バックシートは、ガラスまたはポリマー樹脂で構成されたフィルムである。さらなる実施形態では、バックシートは、フッ素ポリマー層およびポリエチレンテレフタレート層で構成される多層フィルムである。

0095

実施形態では、電子デバイスは、太陽電池または光起電力(PV)電池である。

0096

実施形態では、電子デバイスモジュールは、PVモジュールである。

0097

図1は、例示的なPVモジュールを例示する。剛性PVモジュール10は、前面封入剤フィルム12aおよび後面封入剤フィルム12bによって包囲または封入された光起電力電池11(PV電池11)を含む。ガラスカバーシート13は、PV電池11上に配置された前面封入剤フィルム12aの部分の前面を覆う。バックシート14、例えば、第2のガラスカバーシートまたはポリマー基板は、PV電池11の後面に配設された後面封入剤フィルム12bの部分の後面を支持する。バックシート14は、対向するPV電池の表面が太陽光に反応しない場合、透明である必要はない。この実施形態では、封入剤フィルム12aおよび12bは、PV電池11を完全に封入する。図1に示される実施形態では、前面封入剤フィルム12aは、ガラスカバーシート13に直接接触し、後面封入剤フィルム12bは、バックシート14に直接接触する。PV電池11は、前面封入剤フィルム12aと後面封入剤フィルム12bの間に挟まれ、前面封入剤フィルム12aおよび後面封入剤フィルム12bの両方が、PV電池11と直接接触するようになっている。前面封入剤フィルム12aおよび後面封入剤フィルム12bはまた、PV電池11がない場所で互いに直接接触している。

0098

本開示の封入剤フィルムは、前面封入剤フィルム、後面封入剤フィルム、または前面封入剤フィルムおよび後面封入剤フィルムの両方であり得る。実施形態では、本開示の封入剤フィルムは、前面封入剤フィルムである。別の実施形態では、封入剤フィルムは、前面封入剤フィルムおよび後面封入剤フィルムの両方である。

0099

実施形態では、本開示の組成物を含む封入剤フィルム(複数可)は、1つ以上の積層技法によって電子デバイスに適用される。積層により、カバーシートは、封入剤フィルムの第1の表面に直接接触させられ、電子デバイスは、封入剤フィルムの第2の表面に直接接触させられる。別の実施形態では、カバーシートは、前面封入剤フィルムの第1の表面と直接接触させられ、バックシートは、後面封入剤フィルムの第2の表面と直接接触させられ、電子デバイス(複数可)は、前面封入剤フィルムの第2の表面と後面封入剤フィルムの第1の表面との間に固定され、それらと直接接触している。

0100

実施形態では、積層温度は、有機過酸化物を活性化し、組成物を架橋するのに十分であり、すなわち、非極性エチレン系ポリマー、有機過酸化物、シランカップリング剤、および助剤を含む組成物は、架橋が起こるときに、積層するまで反応性を維持する。架橋中、シランカップリング剤は、シラン結合を介して、非極性エチレン系ポリマーの分子鎖のうちの2つ以上の間に化学結合を形成する。「シラン結合」は、構造−Si−O−Si−を有する。各シラン結合は、非極性エチレン系ポリマーの2つ以上、または3つ以上の分子鎖を接続することができる。シランカップリング剤はまた、カバーシートの表面と相互作用して、封入剤フィルムとカバーシートとの間の接着力を高める。積層後、組成物は、非極性エチレン系ポリマー、有機過酸化物、シランカップリング剤、および助剤の反応生成物である。

0101

実施形態では、電子デバイスを製造するための積層温度は、130℃、または135℃、または140℃、または145℃〜150℃、または155℃、または160℃である。実施形態では、積層時間は、8分、または10分、または12分、または15分〜18分、または20分、または22分、または25分である。

0102

実施形態では、本開示の電子デバイスは、(A)非極性エチレン系ポリマー、(B)有機過酸化物、(C)シランカップリング、および(D)本明細書に記載される構造式Iの化合物を含む助剤の反応生成物である組成物で構成される封入剤フィルムを含み、封入剤フィルムを湿熱(85℃、湿度85%、500時間)にさらし、140°で15分間エージングした後、封入剤フィルムは、100N/cm、または150N/cm、または200N/cm、または210N/cm、または220N/cm超〜230N/cm、または240N/cm、または250N/cmのガラス接着力を有する。

0103

実施形態では、本開示の電子デバイスは、(A)非極性エチレン系ポリマー、(B)有機過酸化物、(C)シランカップリング、および(D)本明細書に記載される構造式Iの化合物を含む助剤の反応生成物である組成物で構成される封入剤フィルムを含み、封入剤フィルムを湿熱(85℃、湿度85%、500時間)にさらし、150°で20分間エージングした後、封入剤フィルムは、200N/cm、または210N/cm、または215N/cm、または220N/cm、または225N/cm超〜230N/cm、または240N/cm、または250N/cmのガラス接着力を有する。

0104

実施形態では、本開示の電子デバイスは、以下の特性のうちの1つ、いくつか、または全てを有する封入剤フィルム1、封入剤フィルム2、または封入剤フィルム3による封入剤フィルムを含む。
(i)封入剤フィルムを湿熱(85℃、湿度85%、500時間)にさらし、140°で15分間エージングした後、100N/cm、または150N/cm、または200N/cm、または210N/cm、または220N/cm超〜230N/cm、または240N/cm、または250N/cmのガラス接着力、
(ii)封入剤フィルムを湿熱(85℃、湿度85%、500時間)にさらし、150°で20分間エージングした後、200N/cm、または210N/cm、または215N/cm、または220N/cm、または225N/cm超〜230N/cm、または240N/cm、または250N/cmのガラス接着力、
(iii)室温で1.0*1016ohm.cm、または5.0*1016ohm.cm、または1.0*1017ohm.cm、または5.0*1017ohm.cm、または1.0*1018ohm.cm、または1.0*1019ohm.cm以上〜2.0*1019ohm.cm、または2.5*1019ohm.cm、または3.0*1019ohm.cm、または5.0*1019ohm.cmの体積抵抗率、および
(iv)60℃で2.0*1015ohm.cm、または3.0*1015ohm.cm、または5.0*1015ohm.cm、または1.0*1016ohm.cm、または3.0*1016ohm.cm、または5.0*1016ohm.cm、または7.0*1016ohm.cm、または1.0*1017ohm.cm、または3.0*1017ohm.cm以上〜3.0*1017ohm.cm、または1.0*1018ohm.cm、または3.0*1018ohm.cm、または5.0*1018ohm.cm、または7.0*1018ohm.cm、または1.0*1019ohm.cmの体積抵抗率。

0105

実施形態では、本開示の電子デバイスは、特性(i)〜(iv)のうちの少なくとも2つ、少なくとも3つ、または4つ全てを有する封入剤フィルム1、封入剤フィルム2、または封入剤フィルム3による封入剤フィルムを含む。

0106

実施形態では、本開示の電子デバイスは、以下の特性のうちの1つ、いくつか、または全てを有する封入剤フィルム1、封入剤フィルム2、または封入剤フィルム3による封入剤フィルムを含む。
(i)封入剤フィルムを湿熱(85℃、湿度85%、500時間)にさらし、140°で15分間エージングした後、150N/cm超〜240N/cmのガラス接着力、
(ii)封入剤フィルムを湿熱(85℃、湿度85%、500時間)にさらし、150°で20分間エージングした後、215N/cm超〜250N/cmのガラス接着力、
(iii)室温で1.0*1017ohm.cm以上〜3.0*1019ohm.cmの体積抵抗率、および
(iv)60℃で3.0*1015ohm.cm以上〜3.0*1018ohm.cmの体積抵抗率。

0107

実施形態では、本開示の電子デバイスは、特性(i)〜(iv)のうちの少なくとも2つ、少なくとも3つ、または4つ全てを有する封入剤フィルム1、封入剤フィルム2、または封入剤フィルム3による封入剤フィルムを含む。

0108

実施形態では、本開示の電子デバイスは、封入剤フィルム1、封入剤フィルム2、または封入剤フィルム3による封入剤フィルムを含み、ここで助剤は、構造式Iの化合物を含み、R1〜R6は、それぞれ独立して、水素またはC1〜C8ヒドロカルビル基であり、封入剤フィルムは、以下の特性のうちの1つ、いくつか、または全てを有する。
(i)封入剤フィルムを湿熱(85℃、湿度85%、500時間)にさらし、140°で15分間エージングした後、150N/cm超〜240N/cmのガラス接着力、
(ii)封入剤フィルムを湿熱(85℃、湿度85%、500時間)にさらし、150°で20分間エージングした後、215N/cm超〜250N/cmのガラス接着力、
(iii)室温で5.0*1016ohm.cm以上〜3.0*1019ohm.cmの体積抵抗率、および
(iv)60℃で3.0*1015ohm.cm以上〜3.0*1018ohm.cmの体積抵抗率。

0109

実施形態では、本開示の電子デバイスは、封入剤フィルム1、封入剤フィルム2、または封入剤フィルム3による封入剤フィルムを含み、ここで助剤は、構造式Iの化合物を含み、R1〜R6は、それぞれ独立して、水素またはC1〜C8ヒドロカルビル基であり、封入剤フィルムは、特性(i)〜(iv)のうちの少なくとも2つ、少なくとも3つ、または4つ全てを有する。

0110

実施形態では、本開示の電子デバイスは、封入剤フィルム1、封入剤フィルム2、または封入剤フィルム3による封入剤フィルムを含み、ここで助剤は、構造式Iの化合物を含み、R1〜R6は、それぞれ独立して、C1〜C8ヒドロカルビル基であり、封入剤フィルムは、以下の特性のうちの1つ、いくつか、または全てを有する。
(i)封入剤フィルムを湿熱(85℃、湿度85%、500時間)にさらし、140°で15分間エージングした後、150N/cm超〜240N/cmのガラス接着力、
(ii)封入剤フィルムを湿熱(85℃、湿度85%、500時間)にさらし、150°で20分間エージングした後、215N/cm超〜250N/cmのガラス接着力、
(iii)室温で1.0*1017ohm.cm以上〜3.0*1019ohm.cmの体積抵抗率、および
(iv)60℃で3.0*1016ohm.cm以上〜3.0*1018ohm.cmの体積抵抗率。

0111

実施形態では、本開示の電子デバイスは、封入剤フィルム1、封入剤フィルム2、または封入剤フィルム3による封入剤フィルムを含み、ここで助剤は、構造式Iの化合物を含み、R1〜R6は、それぞれ独立して、C1〜C8ヒドロカルビル基であり、封入剤フィルムは、特性(i)〜(iv)のうちの少なくとも2つ、少なくとも3つ、または4つ全てを有する。

0112

実施形態では、本開示の電子デバイスは、封入剤フィルム1、封入剤フィルム2、または封入剤フィルム3による封入剤フィルムを含み、ここで助剤は、構造式Iの化合物を含み、R1、R4およびR6は、同じであり、それぞれがC9置換ヒドロカルビル基であり、R2およびR5は、同じであり、それぞれがC34置換ヒドロカルビル基であり、R3は、C4ヒドロカルビル基であり、封入剤フィルムは、以下の特性の1つ、いくつか、または全てを有する。
(i)室温で5.0*1016ohm.cm以上〜3.0*1019ohm.cmの体積抵抗率、および
(ii)60℃で3.0*1015ohm.cm以上〜3.0*1016ohm.cmの体積抵抗率。

0113

実施形態では、本開示の電子デバイスは、封入剤フィルム1、封入剤フィルム2、または封入剤フィルム3による封入剤フィルムを含み、ここで助剤は、構造式Iの化合物を含み、R1、R4およびR6は、同じであり、それぞれがC9置換ヒドロカルビル基であり、R2およびR5は、同じであり、それぞれがC34置換ヒドロカルビル基であり、R3は、C4ヒドロカルビル基であり、封入剤フィルムは、特性(i)および(ii)の両方を有する。

0114

実施形態では、本開示の電子デバイスは、封入剤フィルム1、封入剤フィルム2、または封入剤フィルム封入剤3による封入剤フィルムを含み、ここで助剤は、構造式Iの化合物を含み、R1およびR6は、同じであり、それぞれがC9置換ヒドロカルビル基であり、R2およびR5は、同じであり、それぞれがC34置換ヒドロカルビル基であり、R3は、水素であり、R4は、C4置換ヒドロカルビル基であり、封入剤フィルムは、以下の特性のうちの1つ、いくつか、または全てを有する。
(i)室温で5.0*1016ohm.cm以上〜3.0*1019ohm.cmの体積抵抗率、および
(ii)60℃で3.0*1015ohm.cm以上〜3.0*1016ohm.cmの体積抵抗率。

0115

実施形態では、本開示の電子デバイスは、封入剤フィルム1、封入剤フィルム2、または封入剤フィルム封入剤3による封入剤フィルムを含み、ここで助剤は、構造式Iの化合物を含み、R1およびR6は、同じであり、それぞれがC9置換ヒドロカルビル基であり、R2およびR5は、同じであり、それぞれがC34置換ヒドロカルビル基であり、R3は、水素であり、R4は、C4置換ヒドロカルビル基であり、封入剤フィルムは、特性(i)および(ii)の両方を有する。

0116

本開示のいくつかの実施形態を、以下の実施例において詳細に記載する。

0117

材料
EVA:密度0.955g/cc(ASTMD792に従って測定)、メルトインデックス(MI)6.0g/10分(ASTM D1238に従って190°、2.16kgで測定)、およびコポリマーの総重量に基づいて、28重量%の酢酸ビニル含有量を有するエチレン/酢酸ビニルコポリマー、DuPontからElvax 260として入手可能。
POE:密度0.880g/cc、MI18.0g/10分を有するエチレン/オクテンコポリマー(非極性、エチレン系ポリマー)
過酸化物:tert−ブチルペルオキシ2−エチルヘキシルカーボネート(J&K Scientific Ltd.から入手可能な有機過酸化物)
MMS:3−(トリメトキシシリル)プロピルメタクリレート(Dow Corningから入手可能なシランカップリング剤)
TAIC:トリアリルイソシアヌレート(Fangruida Chemicals Co.,Ltd.から入手可能な架橋助剤)
HAM:ヘキサアリルメラミン(またはN,N,N′,N′,N″,N″−ヘキサアリル−1,3,5−トリアジン−2,4,6−トリアミン)
HPM:ヘキサプロピルメラミン(またはN2,N2,N4,N4,N6,N6−ヘキサプロピル−1,3,5−トリアジン−2,4,6−トリアミン)
UV3346:ポリ[(6−モルホリノ−s−トリアジン−2,4−ジイル)[2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニルイミノ]−ヘキサメチレン[(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ]]
Chimassorb 2020:1,6−ヘキサンジアミン、2,4,6−トリクロロ−1,3,5−トリアジンを有するN,N′−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)−ポリマー、N−ブチル−1−ブタンアミンおよびN−ブチル−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジンアミンとの反応生成物(BASFのヒンダードアミン光安定剤
メラミン:1,3,5−トリアジン−2,4,6−トリアミン(Sinopharm Chemical Reagent Co.Ltd.)

0118

サンプル調製
組成物は、下記の表1に従い、最初に有機過酸化物、シランカップリング剤、および助剤(複数可)を、表1に記載の望ましい割合で密封可能なボトル内で予備混合することによって調製される。実施例に応じてEVAまたはPOEの乾燥ペレット(表1を参照)をボトルに入れ、ボトルを1分間振盪する。次いで、ボトルを40℃のオーブンに入れ、ペレットを最初の60分間浸漬し、ペレット浸漬中にボトルを10分ごとに振盪して、硬化パッケージの均一な分布を維持する(すなわち、有機過酸化物、シランカップリング剤および助剤(複数可))。最初の60分後、ボトルを40℃のオーブン内で一晩(15〜20時間)保管する。

0119

フィルムを製造するには、浸漬したペレットを、40rpmの回転速度でBrabenderシングルスクリューミキサーに100℃で供給する。およそ0.5mmの厚さを有するフィルムを調製し、試験までアルミホイル袋内で保管する。

0120

フィルムは、0.5mmのフィルムに圧縮成形される。サンプルフィルムを120℃で5分間予熱した後、脱気し、続いて150℃で15分間プレス処理して完全な硬化を保証する。次いで、サンプルを室温まで下降させる。体積抵抗率試験には、圧縮成形フィルムを使用する。

0121

積層品を製造するには、水を使用して6インチの正方形ガラスシート洗浄し、乾燥させる。バックシート材料の断片を、6インチの正方形にカットする。次いで、調製したフィルムを、ガラスおよびバックシートのサイズに合わせて断片にカットする。次いで、材料を次の順序で層状にし、PENERGY L036ラミネーターを使用して積層する。(i)ガラス、(ii)調製したフィルム、(iii)バックシート。図2および図3に示すように、2つの異なる積層条件を比較に使用して、ガラスの接着力を試験する。積層品の第1のセットを製造するには、層を140℃で15分間積層する(4分間の真空処理および11分間のプレス加工)。積層品の第2のセットを製造するには、層を150℃で20分間積層する(4分間の真空処理および16分間のプレス加工)。

0122

CE1は、添加剤なしのEVAフィルムVRを示す。EVAへのHAM(本開示の代表的な助剤)の添加は、VRのわずかな改善のみを示す(CE2を参照)。添加剤を含まないPOE(非極性エチレン系ポリマー)フィルムのVRは、CE3で示される。EVAフィルムで一般的に使用される助剤であるTAICの添加は、わずかなVRの改善をもたらすだけである(CE4を参照)。

0123

本発明の実施例は、構造式Iまたは構造式IIの化合物(本明細書に記載)を含む助剤と組み合わせたPOEのVRが、TAIC単独の使用と比較して改善されることを示す。本発明の実施例はまた、構造式Iまたは構造式IIの化合物を含む助剤と組み合わせたPOEのVR(本明細書に記載)が、構造式Iまたは構造式IIの化合物を含む助剤を使用するEVA配合物と比較して改善されることを示す。

0124

IE1は、非極性エチレン系ポリマーフィルムでHAM(本開示の代表的な助剤)を使用する。IE1のVRは、室温ではCE4(同じ非極性エチレン系ポリマーフィルム+TAIC)よりもおよそ3桁大きく、60℃ではCE4よりも1桁大きい(室温で2.5*1019対2.7*1016および60℃で4.9*1016対1.3*1015)。60℃でのIE1の改善は、添加剤なしで同じ非極性エチレン系ポリマーフィルムを使用するCE3(4.9*1016対1.0*1015)と比較しても有意である。HAMとTAIC(IE2)との組み合わせもまた、室温と60℃の両方でVRの有意な増加をもたらす。室温でのIE2のVRは非常に高く、機器試験の制限を超えているため、表1には値が報告されていない。非極性エチレン系ポリマー(IE3)へのHPMの添加もまた、室温と60℃の両方でCE4と比較して1桁のスケールで有意なVR改善を示している。IE6は、非極性エチレン系ポリマーフィルムにメラミンを使用しており、IE6のVRは、室温と60℃の両方で同様に改善される。

0125

IE4およびIE5は、それぞれ構造式Iおよび構造式IIの化合物のオリゴマーまたはポリマー型を助剤として使用する。構造式Iの化合物を含む助剤を使用するIE4は、室温と60℃の両方でCE4と比較して1桁のスケールで有意なVR改善を示す。構造式IIの化合物を含む助剤を使用するIE5は、CE4と比較して室温で約3.7倍、60℃でおよそ2.5のVR改善を示す。

0126

非極性エチレン系ポリマー材料は、未処理の場合、あったとしても限られたガラス表面への接着を示す。したがって、有機過酸化物およびシランカップリング剤を使用して、非極性ポリエチレン系ポリマーを架橋および官能化し、それにより許容可能なガラス接着力を達成する。助剤を使用して、硬化を促進する。表1に示すように、IE1およびIE2は、特定された条件の範囲で、CE4(非極性エチレン系ポリマー+TAIC)と比較して、一般に改善された接着力を示す。具体的には、IE1とIE2の両方は、CE4と比較して、両方の積層条件で500時間のエージング後に改善された接着力を示す。さらに、CE4は、両方の積層条件でエージング後のガラス接着力の有意な低下を示すが、IE1およびIE2は、エージング後のガラス接着力の改善を維持する。

0127

さらに、IE1は、CE2よりも短いt90を示し、より硬化が速いことを示す。

実施例

0128

本開示は、本明細書に含まれる実施形態および例示に限定されず、実施形態の一部、および異なる実施形態の要素の組み合わせを含むこれらの実施形態の変更された形態を、以下の特許請求の範囲の範疇内に含むことが明確に意図される。

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