ガラスラミネートにおけるEVAの使用についての紹介

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。

¹ 第 4 章からの抜粋 Hirschl 他、太陽エネルギー材料および太陽電池 152 (2016) 10-20

使用される架橋開始剤は過酸化物ベースのシステムです。 使用する過酸化物の特定の性質に応じて、反応が起こる速度を変えることができます。 人々は、標準 (または通常) 治療法、迅速な治療法、さらには超迅速な治療法について話します。 建築用途では通常、より遅い硬化の過酸化物が使用されますが、超高速硬化メカニズムは主に太陽電池モジュールの積層に適用されます。 すべてのラミネートプロセスが超高速硬化などに適しているわけではないため、ラミネートプロセスによってどの過酸化物硬化システムが使用できるかが決まります。

EVA と PVB の化学的性質におけるもう 1 つの重要な違いは、接着システムです。 PVB は主に、PVB フィルムのヒドロキシル基とガラスのシラノール基の水素結合を介してガラスに接着します。 これは、このシステムに水分が追加されると、ガラスとポリマーのヒドロキシル基の間の H ブリッジが妨げられる可能性があることも意味します。 したがって、PVB の接着メカニズムは水に敏感であり、可逆的です。 これはEVAには当てはまりません。 EVAは当然ガラス表面には接着しません。 PVB のようなヒドロキシル官能基は含まれていません。 したがって、オルガノシラン接着促進剤がポリマーに添加されます。 図 3 に、このオルガノシラン接着促進剤のメカニズムを示します。

ガラス表面に関する文献は数多くありますが、この論文ではこれでは行き過ぎてしまいます。 本質的に、ガラス表面はシラノール末端基と水からなるいわゆるゲル層で構成されています。 EVA中間層に配合されるオルガノシランカップリング剤には2つの側面があります。 シラン側がガラス表面のシラノール基と反応し、アルコールが放出されます。 この結合は共有結合であるため、不可逆的な結合です。 これは、前述の PVB システムとの大きな違いです。 結合システムの反対側には、EVA バックボーンと反応できる二重結合機能が含まれています。 有機面も EVA ポリマーと絡み合います。 シランカップリングは金属表面への結合にも使用でき、EVA は他のポリマー表面にも接着できます。 ただし、後者の場合、ポリマー間の結合を促進するために特定の結合層ポリマーを設計する必要がある場合があります。

PVB の場合、ガラス表面への接着レベルは、PVB マトリックスに特定の塩を添加することで微調整できます。 塩中のイオンは水素結合を妨げます。 この接着レベルの微調整は、ガラス積層板への衝撃中に PVB 中間層がガラス表面から剥離することができ、衝撃エネルギーの一部を吸収するため有益です。 PVB は引張強度が高いという事実 (詳細を参照) と組み合わせることで、安全ガラス用途に優れた素材となります。 EVA の場合、シランカップリング剤の濃度の変化は必ずしも直線的に変化するわけではないため、これはさらに困難です。 これは化学的付着メカニズムであり、一か八かの状況です。 EVA ポリマー中のシランカップリング剤の濃度を下げることで実際のレベルに少し影響を与えることができますが、濃度が低いとすぐに不安定で制御不能な接着レベルが生じます。 ガラス表面に対する EVA 中間層の接着力は比較的高い (180°剥離テストで > 100 N/cm) ものの、簡単に制御することはできません。

前のセクションで説明したように、EVA の配合はラミネート時の特性との関係で重要です。 以下では、PVB と簡単に比較します。 表 1 は、両方のポリマー間のいくつかの興味深い特性の簡単な比較を示しています。

表 1 から、両方のポリマー系の熱特性が明らかに異なることが明らかです。 前述したように、EVA は熱可塑性ポリマーであり、明確な融点を持っています。 原則として、この点を通過すると、ポリマーは完全に溶融状態になります。 その逆もまた真です。 ポリマーは冷却されると原則として固化しますが、過酸化物架橋システムの存在により、建築用ガラス用途に使用されるほとんどの市販の EVA ではこれは当てはまりません。 架橋システムを含まない内装用途向けの EVA もありますが、それらのほとんどには過酸化物が含まれています。

約 130°C を超えると EVA ポリマーが架橋し、屋外用途での溶融を防ぎます。 PVB は純粋な熱可塑性ポリマーではなく、エラストマー特性も持っています。 これは、明確な融点が存在せず、純粋な溶融状態への移行が存在しないことを意味します。 この材料は加熱するとどんどん柔らかくなります。

これに加えて、両方のポリマー間のメルト フロー インデックス (MFI) の差も大きく異なります。 PVB の場合、5 kg というより高い重量が適用された場合でも、比較的低いです。 EVA の MFI は、軽量であることを考慮すると、はるかに高くなります。 これは、EVA ポリマーが溶融すると非常に「液体」になるのに対し、PVB ポリマーは高温ではゴム状の状態になり、流動性が大幅に低下することを意味します。 したがって、EVAは大きな空隙を埋める必要がある用途に非常に適しています。 一例として、空隙を埋める必要がある深い表面構造を持つガラスの適用が挙げられます。 （厚い PVB）層の場合、このポリマーの流れが不足すると、空隙内に気泡が形成される可能性があります。 別の用途は、たとえば中間層間の布地や金属メッシュのカプセル化に見出されます。 図 4 に例を示します。 EVA の高流動性により、すべての微細な空隙を効率的に埋めることができます。

EVA の優れた流動性に加えて、前のセクションで説明したシラン系による金属への接着力により、金属インサートやメッシュをガラス積層板に封入することが EVA の典型的な応用分野となっています。

熱特性におけるもう 1 つの大きな違いは、ガラス転移温度 (Tg) です。 生の PVB ポリマーの場合、これはかなり高い (約 50°C) ため、PVB は脆いポリマーになります。 そのため、可塑剤を添加してTgを6～20℃程度に下げます。 EVA の Tg は非常に低く、-40°C ～ -30°C の範囲にあります。 このため、EVA は PVB に比べて非常に柔らかい素材になります。 柔らかさは機械的負荷に影響を与える一方で、この低い Tg により EVA は (超) 低温用途に非常に適しています。

表 1 の機械的特性を比較すると、引張強さと伸びにも大きな違いが観察されます。 PVB の引張強度は EVA の引張強度よりもかなり高くなります。 これは、PVB 素材が EVA に比べてさらなる強度を示すことを意味します。 また、EVA は破断点伸びが非常に高く、より柔軟な素材です。 衝撃性能の用途には、より強力な層間ポリマーとなる可能性がある PVB がより良い選択です。 表 2 は、2 つの EVA ブランドと PVB ブランドの衝撃性能の比較を示しています。

どちらのポリマーも同様の光学性能を示します。 どちらの中間層もガラスの屈折率 (1.52) に近い屈折率を持っているため、これらの材料は中間層材料としての使用に特に適しています。 前に説明したように、EVA は非常に非晶質のポリマーであり、その結果、光の透過率が高く、曇りの形成を引き起こす可能性のある散乱が低くなります。 EVA の透過率は 91% と非常に優れており、このポリマーは低ヘイズが求められる非常に美観的な用途に適しています。 ただし、すべてはラミネートの処理、より具体的にはラミネートの冷却速度に依存します。 速度が遅いほど、ポリマーが材料の非晶質バルク内に小さな結晶領域を形成するのに時間がかかります。 これらの微細な結晶島は光を散乱させ、曇りの形成を引き起こす可能性があります。 EVA 中間層はポリエチレン含有量が多いため、この現象に非常に敏感です。 したがって、EVA を中間層として使用する場合、特に厚いガラス板と組み合わせて使用​​する場合は、強制冷却を選択するのが適切である可能性があります。 冷却が制御されている場合、EVA は非晶質構造であるため、透明なラミネートを得ることができます。

PVB の黄色、または一般的な色には、加工に関連した劣化からポリマー内の特定の添加剤によって引き起こされる色まで、さまざまな理由が考えられます。 中間層の色の議論はこの文書の範囲外ですが、一般に、色は中間層のメーカーによって適切に管理される必要があります。 これは、製造プロセスを制御するだけでなく、中間層配合物に適切な添加剤を選択することによっても行われます。 これは確かにEVAにも当てはまります。 以前は、EVAは黄色くなりやすい、さらには茶色になりやすいという悪い評判がありました。 ポリマーにはアセテート基が含まれており、熱と湿気によりこれらの基が加水分解され、酢酸が生成され、深刻な化学反応を引き起こす可能性があります。 これに加えて、未反応の過酸化物も問題を引き起こす可能性があります。 特に他のポリマーや金属と組み合わせると、深刻な気泡の形成や色が発生する可能性があります。 最近では、最新の安定化添加剤がポリマーの劣化をはるかにうまく媒介できるため、EVA の変色はあまり話題になりませんが、すべての EVA 中間層メーカーが同じ高品質基準を持っているわけではないため、依然として注意が必要です。

中間層の水分吸収については、これまでに多くのことが書かれてきました。 PVB はラミネートの湿気に弱いことで知られており、開いたラミネートのエッジを開発する必要がある場合は、特別な注意が必要です。 前述したように、PVB のガラスへの接着メカニズムは、ガラス表面の水素結合により可逆的です。 PVB は、一定の水分含量が調整された状態でメーカーから出荷されます。 この調整された水分含有量は、ラミネートの初期接着レベルを決定するため重要です。 次に、表 1 から、水蒸気透過率 (WVTR) とこのポリマーの吸湿量を見ると、PVB がかなり多くの水分を吸収できることが明らかです。 たとえばオープンエッジ用途では、ラミネートの耐用年数中に水分が取り込まれて PVB が膨張し、接着力が低下する可能性があります。

エッジが再び乾燥すると、PVB 中間層が収縮し、ガラスと中間層の間に進行性の接着亀裂が発生します。 EVAの場合は違います。 EVAは可能な限り乾燥した状態で製造されます。 押出後の材料の急冷さえも可能な限り乾燥した状態で行うため、湿気は絶対に避けられます。 これは、有機シラン接着促進剤がガラス表面と反応する前に水分と反応してはいけないためです。 加工後、ガラスとEVAの間の結合は不可逆的になります。 ポリオレフィン素材である EVA は、PVB ほど水を吸収しにくく (表 1 に示すように)、吸収した場合でも、ガラス表面と中間層の間の接着結合ははるかに耐久性があります。 EVA はオープンエッジ用途に適した素材です。 EVA の吸湿量が少ないことは、電気絶縁特性が優れていることに関係しています。

要約すると、EVA は PVB と比べて明らかに異なる特性を持っています。 どちらの中間層材料にも、それぞれ特定の応用分野があります。 PVB は強度があり、柔軟性に欠け、より硬い材料であるため、安全ガラスの用途に特に適しています。 この材料は衝撃を非常によく吸収することができ、前のセクションで説明したように、衝撃時にガラスから剥がれるレベルまで粘着力を微調整することができます。 一方、EVAは柔らかく透明な素材であり、優れた流動特性を備えています。 その接着システムは不可逆的であり、湿気にそれほど敏感ではありません。 これらすべては、たとえばあらゆる種類のインサート (生地、金属メッシュ、金属インサート、ポリエステルフィルムなど) をラミネートに封入したい装飾的および美的用途にとって特に興味深いものです。

一般に、さまざまな色やデザインが市場で入手可能であるため、EVA は、特に内装および外装デザインの特徴として PVB に代わる興味深い代替品となります。 EVA フォイルのこれまでのところ最大の市場は太陽光発電市場です (この文書では説明しません)。 高流動性 (結晶セルとコネクターの間の隙間を埋める)、架橋システム (困難な条件下でも長寿命)、および非常に優れた電気特性により、このポリマーは特にこの用途に適していますが、建築市場の特定のプロジェクトでも恩恵を受けることができます。この中間層からも。

ハンドリングとレイアップ

EVA はラミネートされていない状態では湿気に弱いため、一般に湿気を通さないアルミニウム裏地の包装が使用されますが、不透明なポリエチレン袋も使用されます。 ホイルはこれらの防湿袋に保管する必要があり、ロールの詰まりを避けるために保管室の温度は 35°C 未満である必要があります。 ただし、PVB の場合のようにロールを冷蔵倉庫に保管する必要はありません。 温度により自己粘着が発生する可能性がありますが、PVB の場合ほどではありません。 温度を 35°C 以下に制御できない場合 (暖かい熱帯地域)、薄いインターリーブ フォイルを使用した EVA を注文することをお勧めしますが、通常は必要ありません。

ただし、この中間層の保存寿命には特に注意する必要があります。 PVB の場合、「期限までに使用することをお勧めします」は通常 3 年ですが、EVA には接着促進剤と架橋システムが存在するため、これは当てはまりません。 どちらも敏感な添加剤であり、処理されていないフォイルでは時間の経過とともに急速に劣化する可能性があります。 したがって、ほとんどの EVA フォイル メーカーは、9 か月から最長 1 年の保存期間を推奨していますが、これは PVB よりもかなり短いです。 よくある質問は、EVA は有効期限が切れた後も処理できるかどうかです。 メーカーがいかなる保証もしないことに加えて、加工中、あるいはラミネートの耐用年数中にさえ気泡が発生する可能性が非常に高いため、これは避けるべきです。 これに加えて、期限切れの材料の粘着力が低下する可能性もあります。

ラミネートレイアップルームで EVA を取り扱うために必要な特別な要件はありません。 通常、空調や湿度管理は実際には必要ありませんが、EVA シート上で湿気が凝結することを避ける必要があり、これは PVB 処理でも同様です。 EVA 素材を梱包から取り出したら、すぐに使用し、使用後に残った素材は再梱包する必要があります。 一般的な経験則として、船外活動は 8 時間を超えて屋外に放置すべきではないと言えます。

シートをレイアップする際、EVA ではシートをガラス板と同じ幅にカットするのが一般的です。 場合によっては最大5mm程度突出する場合がありますが、通常はそれ以上突出することはありません。 EVA は PVB と同じように収縮したり変形したりしないため、エッジを補正する必要はありません。 EVA はメルトフローが高いため、この材料は強化ガラスのエッジのカールやその他のガラスの局所的な変形にも適切に対応します。 これに加えて、EVA が端からはみ出しすぎると、EVA が折れて外面が溶けて、後処理が複雑になる可能性があります (詳細を参照)。

ラミネート加工

一般に、EVA は真空オーブンプロセスで非常にうまく処理されます。 EVA ラミネートの脱気にはローラープロセスを使用できません。 材料の融点が低くメルトインデックスが高いため、EVA は PVB よりもはるかに容易に流動します。 ニップローラープロセスでは、EVA はガラス板から絞り出されます (サンドイッチのマーマレードのように)。 脱気は通常真空プロセスで行われます。 これには、真空オーブンプロセス、真空ラミネータープロセス、またはオートクレーブと組み合わせた（使い捨て）真空バッグの使用が可能です。

EVA 箔はエンボス加工された表面構造を持っています。 EVA の場合、溶融物の冷却中に表面構造が表面にエンボス加工 (プレス) されます。 これにより、幅広いデザインの自由度が得られ、通常、どのメーカーも独自のエンボス デザインを持っています。 また、表面構造は一般に PVB に比べて深く、よく制御されているため、ラミネートの脱気は非常に容易になります。 多くの場合、表面のエンボス加工は非対称になることもあり、一方の面は粗く、もう一方の面は滑らかです。 これは通常、EVA 押出ラインの非対称エンボスロール設計の結果であり、実際の利点は一般に限られています (欠点もありません)。 小さな利点は、ガラス表面に向かって粗い面を向けて EVA シートをレイアップするときに、手動レイアップ ラインにとって興味深い位置に中間層を移動できることです。 滑らかな面にレイアップする場合はその逆です。 ホイルはよりよく固定され（「粘着性」）、輸送中に動くことはありません。 通常、これは完全に自動化されたラインで好まれます。

EVA フォイルの最大の市場は、太陽電池モジュールのラミネート市場です。 PV パネルの製造に採用されている真空ラミネート法は、EVA フォイルに最もよく使用されている方法です。 PV ラミネート システムについては、以前の論文で説明されていますが、このようなタイプのラミネータの PV モジュールにおける EVA フィルムのラミネートについて説明するには、行き過ぎとなります。 建築用ガラスに PV ラミネーターを使用する主な欠点は、サイズに制限があることです。 PV モジュールは通常 1.7 ～ 2 m² の範囲にあるため、ラミネート機は通常そのようなサイズに合わせて設計されています。

非常に多くの場合、EVA 中間層は真空バッグオーブンを使用してラミネートされます。 ここで、アセンブリは（シリコンまたは使い捨てナイロン）真空バッグに挿入され、閉じられます。 次に、真空バッグをオーブンに入れます。 多くのサイクルが可能です。 EVA は脱気しやすく高流動性であるため、ラミネートパラメータに対して非常に寛容です。 ラミネートにインサートを追加すると、事態はさらに複雑になる可能性があります。 ここでは、実験的な方法で積層パラメータを微調整する必要があります。

EVA の一般的な真空オーブン プロセスは、室温 (20°C) での低温真空から始まり、通常、真空はラミネート表面 1 平方メートルあたり 30 分間維持されます。 その後、真空バッグを 30 分で 85°C まで加熱できます。 2 番目のステップでは、特定のケース (硬化システム、ラミネートの複雑さ、ラミネートのサイズなど) に応じて、オーブンをさらに 130°C ～ 150°C まで加熱します。 深い表面構造を持つガラスの場合のように、大量の流れが必要な場合は、より高い温度が推奨されます。 ガラスの厚さとEVAの硬化度に応じて、高温を1〜3時間維持する必要があります。 ラミネート後、ラミネートは真空下で 40°C まで冷却され、その後中間層は真空を解放するのに十分な温度になります。 この冷却期間が守られなかった場合、空気が流入したときに柔らかい EVA 中間層がまだ十分に強くなく、エッジの欠陥が発生する可能性があります。 図 5 は、真空オーブン法を使用した典型的な EVA ラミネート プログラムの概略図を示しています。

EVA は、オートクレーブを使用しない真空オーブンの製造に最適です。 多くの場合、その優れた流動特性により、構造化および/または曲面ガラスおよび/またはインサートを備えた複雑な積層板を処理する必要がある場合に、中間層および方法として選択されます。

PVB ラミネートの場合、オートクレーブは多くの場合、ニップローラープロセスと組み合わせて使用​​され、場合によっては真空バッグ/リング脱気と組み合わせて使用​​されます。 オートクレーブプロセスでは、上昇した温度と圧力を利用して、前処理で除去されなかった残留空気を PVB マトリックスに溶解します。 EVA中間層の脱気はそれほど面倒ではありません。 また、ニップローラー工程が使用できないため、より効率的に空気を除去できるバキューム方式が採用されています。 EVA 中間層の場合、すべての空気を除去する必要があり、ラミネートを高温で仕上げる前に追加の気泡が存在することはできません。 気泡がまだ存在する場合、架橋システムがポリマーと気泡の両方の流動挙動を制限するため、気泡はポリマーマトリックス内で凍結します。 温度が架橋温度に達すると、最終的に残った気泡はそれ以上除去できなくなります。 これは、EVA ラミネートにはオートクレーブ プロセスが必ずしも必要ではありませんが、ラミネート プラントに資産があれば、大規模な真空オーブンとして使用できることを意味します。 私たちの知る限り、高圧は実際には必要ありません。

図 6 は、ナイロン製の使い捨て真空バッグを使用して作成されたラミネートの例を示しています。 ラミネートの端はナイロンと綿の織布の組み合わせで包まれており、ガラスの端が真空バッグに突き刺さるのを防ぎ、ラミネートの端での空気の流れも促進します。

これらの真空バッグはオートクレーブに移すことができます。 オートクレーブ プログラムの例を図 7 に示します。真空バッグを一定の真空下に保ち、さらに 2 bar をオートクレーブに加えます。

他のオートクレーブプログラムも可能ですが、一般に、EVA ラミネートには高圧、長時間のラミネート、および高温は必要ありません。 経験則の 1 つは、スタックが加熱されて完全な架橋が起こる前に、すべての空気が積層体から出ている (そして出たままである) ことを確認する必要があるということです。 オートクレーブによる積層手順が真空オーブンの手順によく似ていることに気づく人もいるかもしれません。

後処理

EVA ラミネートの後処理は通常は難しくありません。 注意点の 1 つは、端からの EVA の流出を追跡することです。 流量が多いため、エッジフローも非常に一般的です。 原理的には、前述したように EVA は柔らかいポリマーであるため、このようなエッジのこぼれはトリミングによって簡単に除去できます。 ただし、その柔らかい性質により、中間層の端がラミネートからはみ出しすぎると、問題が発生する可能性があります。 これにより、加工中にガラス板の外面の EVA が折れたり溶けたりする可能性があります。 これらの折り畳まれた粘着ストリップは、取り除くのが難しい場合があります。 イソプロパノールまたはアセトンを吹きかけると効果的です。

EVA のトリミングに一般的に使用されるツールは、加熱されたナイフです。 実際には必要ではありませんが、オペレーターの作業を軽減することができます。 エッジトリミング中に EVA が依然として非常に柔軟である場合、または表面に簡単に貼り付く場合、これは EVA が適切に硬化されていないことを意味します。 この場合、プロセスの最適化にさらに注意を払う必要があります。 EVA は付着しやすく作業場を汚染しやすいため、EVA を使用する場合は、定期的に機器をチェックして清掃する必要があります。

このセクションの目的は、EVA ラミネートに対して行われたすべての実験室テストをリストすることではありません。 PVB ラミネートの典型的なラボテストの多くは、EVA ラミネートに対しても実行できます。 ただし、留意すべき例外と典型的な機能がいくつかあります。

合わせガラス業界で非常に一般的な接着評価は、パンメル試験です。 PVB のガラス転移温度を十分に下回っているため、テストは -18°C に下げた温度で実行されます。 -18°C では PVB は非常に脆くなるため、ポリマーとガラス間の接着相互作用をより適切に評価できます。 ポリマーが柔らかすぎる（Tg を超える）場合、ガラスの破片がポリマーのバルクに押し込まれるだけであり、このテストは実際にはガラスとポリマー間の接着のみを示すものではありません。 EVA の Tg ははるかに低い温度 (-40°C から -30°C の間) にあるため、-18°C での古典的なパンメル テストでも歪んだ結果が得られます。 同等の結果を得るには、たとえばラミネートを -50°C 未満に冷却する必要がありますが、これは実際には不可能です (危険ですらあります)。 EVA のパンメル テストは -18°C で実行できますが、通常、大きな問題が発生しない限り、ガラスの破片が非常に柔らかい EVA に押し込まれるため、値は常に非常に高くなります。 ただし、実際に大きな問題がある場合は、非常に低いパンメル値も観察される可能性があるため、テストを行うことは常に意味があります。

ガラス中間膜業界で一般的に使用されるもう 1 つの接着試験は、圧縮せん断強度試験 (CSS) です。 EVA 中間層の CSS テストは、PVB ラミネートの場合と同じ方法で実行できますが、結果を解釈する際には注意が必要です。 EVA 中間層の柔らかさと伸び (表 1 を参照) により、せん断試験中に変形しやすくなります。 エネルギーの一部は、より硬くて強力な PVB の場合とは異なる方法で中間層の変形に蓄えられます。 したがって、第一に、EVA と PVB CSS の結果を相互に比較することはできません。 次に、表 1 の機械的特性を思い出してください。EVA の引張強度は PVB の値よりもかなり低いです。 これにより、テスト中に結束力が低下しやすくなる可能性があります。 このテーマについてはおそらくさらなる理論的研究が必要ですが、実際の接着強度を測定しているのではなく、むしろ材料の凝集破壊が測定されている可能性があります。 EVA サンプルの圧縮せん断強度を測定すると、通常、非常に高い値が得られますが、これらの値が真実を物語っているかどうかはわかりません。

EVA の接着力を測定するためのより簡単なテストは、剥離テストです。 180° と 90° の両方の剥離テストが使用されますが、おそらく 180° テストの実行が最も複雑ではありません。 このテストでは、ガラス - EVA とバックシート素材でラミネートが作成され、テストでの剛性が向上します。 このバックシート材料は、光起電性バックシート（ポリオレフィンベースではなく、ＰＥＴベース）であってもよい。 ガラスは試験装置の底部に固定されており、剥離アームは EVA とバックシートで構成されています。 以下の図 8 にテスト設定を示します。CSS は EVA ラミネートに対して常に高い値を返し、差異はほとんど得られないため、通常、剥離テストはガラスと EVA 間の接着強度を適切に表します。 良好な品質を得るには、80 N/cm 以上の EVA 値が得られる必要がありますが、通常は 100 N/cm 以上の剥離値が見られます。

残念ながら、PVB はポリマー製バックシートや金属箔裏地に対する接着力が限られているため、PVB サンプルの剥離試験を行うことは (私たちの知る限りでは) 困難です。

もう 1 つの非常に典型的な EVA 特性は、架橋密度の評価であるゲル含有量です。 処理時間が短すぎる場合、またはラミネート中に問題が発生した場合 (たとえば、特定の状況による温度が低すぎる場合)、過酸化物システムは反応しません。 これにより材料が未硬化となり、前述したように耐用年数中に故障が発生する可能性があります。 架橋密度を評価する方法はいくつかありますが、ソックスレー抽出によるゲル含有量の測定と示差走査熱量測定 (DSC) 測定により、正確で再現性のある結果が得られます。 DSC 法は非常に高度な技術であるため、この文書では詳しく説明しません。 サンプルの残りの硬化可能性を相対的に測定するために使用できます。

ソックスレー抽出法は、ゲル含有量を測定する最も簡単で最もよく使用される方法であると考えられます。 この抽出方法では、あらかじめ重量を量った硬化 EVA サンプルをキシレンやトルエンなどの温かい溶媒に入れます。 ソックスレー法について詳しく説明するには時間がかかりすぎますが、抽出装置は新鮮な溶媒がサンプル上を循環するように構成されています。 架橋された EVA は高温の溶媒に溶解しませんが、架橋されていない材料は溶解します。 通常 8 時間の抽出時間の後、EVA サンプルを装置から取り出し、オーブンで乾燥させます。 残った EVA は適切に架橋されており、初期重量と残りの重量の比はゲル含有量と呼ばれます。 EVA の良好な経年変化を保証するには、適切に硬化した EVA のゲル含有量が 75% 以上であることが好ましい。