水蒸气阻隔膜、水蒸气阻隔膜用分散液、水蒸气阻隔膜的制造方法、太阳能电池背板和太阳能电池技术

本发明专利技术的目的在于提供柔软性和耐湿性优异且具有高机械强度的水蒸气阻隔膜。另外，本发明专利技术的目的在于提供用于制造该水蒸气阻隔膜的水蒸气阻隔膜用分散液、该水蒸气阻隔膜的制造方法、使用该水蒸气阻隔膜而成的太阳能电池背板、使用该水蒸气阻隔膜或该太阳能电池背板而成的太阳能电池。本发明专利技术为水蒸气阻隔膜，其含有层状硅酸盐矿物和合成树脂，其中，含有非溶胀性粘土矿物和溶胀性粘土矿物作为上述层状硅酸盐矿物，上述层状硅酸盐矿物的含量相对于水蒸气阻隔膜的总重量为30重量%以上其90重量%以下，并且该水蒸气阻隔膜在40℃、90%RH的环境下的水蒸气透过率为0.5g/m2·日以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术的目的在于提供柔软性和耐湿性优异且具有高机械强度的水蒸气阻隔膜。另外，本专利技术的目的在于提供用于制造该水蒸气阻隔膜的水蒸气阻隔膜用分散液、该水蒸气阻隔膜的制造方法、使用该水蒸气阻隔膜而成的太阳能电池背板、使用该水蒸气阻隔膜或该太阳能电池背板而成的太阳能电池。本专利技术为水蒸气阻隔膜，其含有层状硅酸盐矿物和合成树脂，其中，含有非溶胀性粘土矿物和溶胀性粘土矿物作为上述层状硅酸盐矿物，上述层状硅酸盐矿物的含量相对于水蒸气阻隔膜的总重量为30重量%以上其90重量%以下，并且该水蒸气阻隔膜在40℃、90%RH的环境下的水蒸气透过率为0.5g/m2·日以下。【专利说明】水蒸气阻隔膜、水蒸气阻隔膜用分散液、水蒸气阻隔膜的制造方法、太阳能电池背板和太阳能电池
本专利技术涉及具有高机械强度且柔软性、阻燃性和水蒸气阻隔性优异的水蒸气阻隔膜。另外，本专利技术涉及用于制造该水蒸气阻隔膜的水蒸气阻隔膜用分散液、该水蒸气阻隔膜的制造方法、使用该水蒸气阻隔膜而成的太阳能电池背板、使用该水蒸气阻隔膜或该太阳能电池背板而成的太阳能电池。
技术介绍
近年来，随着电子设备领域的小型化、薄膜化、高性能化，需求柔性且耐热性、耐化学品性、耐水解性、阻燃性、不燃性、尺寸稳定性和水蒸气阻隔性优异的高性能膜。迄今，电子器件用膜主要使用有机高分子材料作为基材来进行制造。作为具有阻气性的膜，一般来说是以高分子树脂膜作为基材且在该高分子树脂膜的单面或双面上形成有阻气层的膜。作为该阻气层，通过CVD法、PVD法等各种方法来形成由氧化铝、二氧化硅、氮化硅等构成的阻气层。作为耐热性膜，例如已开发出使用了氟树脂的膜、薄板玻璃，但是氟树脂不仅价格昂贵，而且尺寸稳定性差，水蒸气阻隔性也低。还存在最高使用温度低至200°C左右而无法在高温下使用的缺点。对于有机高分子材料的耐热性来说，耐热性最高的工程塑料的最高使用温度约为350°C，无法用于在更高温度下需要阻隔气体、阻隔水蒸气的用途。另外，薄板玻璃廉价且耐热性和水蒸气阻隔性非常优异，但是柔软性不足。因此，作为具有高温下的阻气性、水蒸气阻隔性的材料，必须使用无机系片材或金属片材。无机系片材是将云母、蛭石等天然或合成矿物加工成片状而成的，这些无机系片材具有高耐热性，作为压盖填料而被用作暂时的气封部件。然而，这些无机片材存在如下问题:难以致密地进行成型，无法 完全截断微小的气体分子的流动路径，气体阻隔性并不是那么高，而且没有柔软性。另外，金属片材的气体阻隔性优异，但在耐候性、电绝缘性、耐化学品性等方面存在难点，其用途受到限制。例如，在太阳能电池等苛刻的环境下使用的器件的保护膜或背板要求耐候性(耐紫外线、耐湿、耐热、耐盐蚀等)、水蒸气阻隔性、电绝缘性、机械强度、耐化学品性、与封装材料的接合性等。即使是对于气体阻隔性来说，也需求比以往材料更能够在严苛环境下使用的膜。通常被广泛使用的聚酰亚胺膜等塑料膜柔软但水蒸气阻隔性和耐热性差，近年来，进行了很多通过混合合成树脂和无机化合物来制作更高性能的膜的尝试。然而，随着无机化合物的混配量的增加，耐热性提高，但是相反地柔软性和机械强度变差，因此难以制造柔软性、水蒸气阻隔性优异且具有高机械强度的膜。另外，已报道了在聚酰亚胺树脂中混配了粘土等无机化合物的膜，但是无机化合物通常不能与聚酰亚胺树脂均匀地混合，无机化合物发生分离因而得不到均匀的膜。在专利文献I~4中公开了一种膜，其中，为了得到聚酰亚胺与无机化合物的均匀的分散液，制备将粘土的层间离子交换为有机离子而成的物质作为添加剂，从而制作了所述膜，但是粘土中含有有机物，因此存在所制作的膜的耐热性低、接触明火时会发生燃烧这样的缺点。进一步还存在水蒸气阻隔性不高的缺点。另外，专利文献5、6中公开了一种膜，其是使用不挥发成分为膜用分散液的总量的5重量％以下这样的稀薄分散液制作而成，但是只能得到无机化合物含量为总不挥发成分的8重量％以下的膜，并且有机成分占大多数，因此耐热性差。进一步，专利文献7、8中公开了一种无机化合物含量相对于总不挥发成分为80重量％以上的膜。然而，存在如下问题:所得到的膜容易破损，机械强度低，因此操作性差，难以处理。进一步存在难以使膜具有较厚的厚度、在试图制作比40 μ m厚的膜时会产生龟裂、裂纹这样的缺点。另一方面，专利文献9中公开了如下技术:在由利用聚氨酯系接合剂将至少2层以上的基材贴合而成的层积体构成的太阳能电池背板中，提高聚氨酯系接合剂在85°C、85%RH的条件下的促进试验中的耐久性。然而，即便使用专利文献9中公开的技术，由于使用了接合剂，因而耐久性不足。现有技术文献专利文献专利文献1:日 本特开2003-340919号公报专利文献2:日本特开2002-322292号公报专利文献3:日本特开2003-342471号公报专利文献4:日本专利第3744634号公报专利文献5:日本特表2010-533213号公报专利文献6:日本特表2010-533362号公报专利文献7:日本特开2006-77237号公报专利文献8:日本特开2011-1237号公报专利文献9:日本特开2008-4691号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术的目的在于提供一种具有高机械强度且柔软性、阻燃性和水蒸气阻隔性优异的水蒸气阻隔膜。另外，本专利技术的目的在于提供用于制造该水蒸气阻隔膜的水蒸气阻隔膜用分散液、该水蒸气阻隔膜的制造方法、使用该水蒸气阻隔膜而成的太阳能电池背板、使用该水蒸气阻隔膜或该太阳能电池背板而成的太阳能电池。用于解决问题的手段本专利技术为水蒸气阻隔膜，其含有层状硅酸盐矿物和合成树脂，其中，含有非溶胀性粘土矿物和溶胀性粘土矿物作为上述层状硅酸盐矿物，上述层状硅酸盐矿物的含量相对于水蒸气阻隔膜的总重量为30重量％以上且90重量％以下，并且该水蒸气阻隔膜在40°C、90%RH的环境下的水蒸气透过率为0.5g/m2 ?日以下。以下详细描述本专利技术。本专利技术人发现，通过混配特定量的含有非溶胀性粘土矿物和溶胀性粘土矿物的层状硅酸盐矿物，可以得到具有高机械强度且柔软性、阻燃性和水蒸气阻隔性优异的水蒸气阻隔膜，从而完成了本专利技术。迄今为止的水蒸气阻隔膜为了发挥水蒸气阻隔性而使用了溶胀性粘土矿物。已知溶胀性粘土矿物具有层间离子，因而会在分散介质中发生溶胀和剥离，在除去分散介质过程中逐渐层积，发挥阻水蒸气等阻气性。然而，对于使用了溶胀性粘土矿物的膜(例如由溶胀性粘土矿物、非溶胀性粘土矿物和合成树脂构成的复合膜)来说，难以制备均匀的分散液，并且难以形成均匀的膜。另外，使用了溶胀性粘土矿物的膜通常难以增厚，并且在制膜过程中会发生龟裂、裂纹，因而难以制作40 μ m以上厚度的膜。另外，非溶胀性粘土矿物通常无法得到板状结晶发生了高取向化的膜，因此难以使用非溶胀性粘土矿物制作具有高水蒸气阻隔性的膜。因此，首先本专利技术人发现:通过使用特定混合方法可以制备含有特定量的溶胀性粘土矿物和非溶胀性粘土矿物的均匀的分散液；进一步，更令人吃惊的是，本专利技术人发现单纯使用非溶胀性粘土矿物无法形成板状晶体发生了高取向化的膜，但通过使用该均匀的分散液，可形成包括非溶胀性粘土矿物在内的所有粘土矿物发生了高取向化的膜，由此发挥高的水蒸气阻隔性。由此，本专利技术人成功地开发出一种具有高机械强本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：坂东诚二，见正大祐，川崎加瑞范，蛯名武雄，林拓道，中村考志，吉田学，
申请(专利权)人：住友精化株式会社，独立行政法人产业技术综合研究所，
类型：
国别省市：