ガラスラミネートにおけるEVAの使用についての紹介

Sep 05, 2023

日付: 2022 年 12 月 15 日

EVA ベースの封止材は太陽光発電業界で広く使用されていますが、特定の建築用ガラス用途でも EVA 中間層を検討することは興味深いかもしれません。 これらの材料は、安全ガラスとして広く使用されている PVB 中間膜と直接競合するものではありませんが、(配合された) EVA ポリマーの特定の性質が利点となる特定のニッチなプロジェクトで用途が見出されます。 以下では、EVA ポリマー中間層の化学的背景について説明します。 EVA と PVB の化学には重要な違いがあるため、このポリマーの用途と加工についてより深く理解するには、化学的側面を深く掘り下げることが重要です。 その後、材料の典型的な特性が PVB の特性と比較されます。 この情報から、どの典型的なニッチな用途で EVA の使用が利点があるかが明らかになるでしょう。 最後に、EVA の処理について説明し、PVB 解析では一般的に使用されないいくつかの典型的な品質評価手法について簡単に説明します。

EVAはエチレン酢酸ビニルコポリマーの略です。 図 1 にこのポリマーの構造を示します。

このポリマーは、エチレン構成ブロック (x) と酢酸ビニル ブロック (y) が交互に配置された広範なポリオレフィン ファミリーの一部です。 酢酸ビニル部分の量、つまり VA 含有量によってポリマーの特性が決まり、通常は 4% ～ 40% の範囲になります。 VA 含有量が低いほど、EVA は典型的な結晶性ポリマーであるポリエチレンの特性に似てきます。 VA 含有量が高くなるほど、ポリマーはより非晶質になります。 これは、透明性 (VA 含有量が高いほど、ポリマーの透明性が高くなります) や融点 (VA 含有量が高いほど、融点が低くなります) などの特性に大きな影響を与えます。 また、VA 含有量の高い EVA はより柔らかく、脆くなりにくいです。 中間層およびソーラー封止材の用途には、VA 含有量の高い EVA が通常値 26 ～ 28% で使用されます。 以前は、VA 含有量が 32 ～ 33% のポリマーも使用されていましたが、現在ではあまり一般的ではありません。 VA 含有量の高い EVA は通常、接着剤システムに使用されます。

EVA ポリマーは熱可塑性ポリマーであり、VA 含有量が 26 ～ 28% の場合、70 ～ 75°C の明確な融点を持ちます。 融点を超えると、熱可塑性ポリマーは、鎖長やポリマー鎖の分岐などのポリマーの特性に応じて、明確なメルトフローを示す溶融状態になります。 たとえば建築用ガラス用途で使用される EVA タイプの場合、メルト フローは非常に高く、メルト フロー インデックス メーターで測定すると約 25 g/10 分になります。メルト フロー インデックス メーターは、ガラスの流動特性を測定するための特別なテストです。溶融したポリマー。

この材料の低い融解温度と高いメルトフローは、ラミネート中に明確な効果をもたらします。 特に、より「液体」のポリマー特性が必要な用途では、EVA が解決策を提供する可能性があります。 たとえば、大きな空隙を埋める必要がある用途では、EVA を検討するのは興味深いかもしれません。 これは、EVA ラミネート箔の主な応用分野が、溶融ポリマーがセル間のギャップを埋める必要がある結晶性太陽光発電モジュールのラミネートにある理由も説明しています。 PVB と比較した EVA のアプリケーションについては、この文書の後半で説明します。

説明したように、融点が低いことはラミネート中に一定の影響を及ぼしますが、合わせガラスの耐用年数にも影響します。 特定の環境では 75°C の温度に容易に達する可能性があり、100°C もの使用温度であっても例外ではありません。 これにより EVA ポリマーが溶ける可能性があり、ラミネートがフレームで適切に保護されていない場合、ガラス板の剥離につながる可能性があります。

したがって、外装用途では、架橋システムを備えた EVA の配合が望まれます。 このような架橋システムは、ポリマー鎖を互いに結合するために使用されます。 これらの連結されたポリマー鎖の実際の溶融はもはや不可能であり、中間層は高い動作温度でも固体のままである。 この文書の後半で説明するように、架橋は積層サイクルの最後、EVA が溶けて流れた後に行われます。 図 2 は、架橋メカニズムの概略図を示しています。