CN105939851A - 白色聚酯薄膜及其制造方法、以及太阳能电池模块及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种白色聚酯薄膜及其应用,本发明的白色聚酯薄膜具有:聚酯薄膜,含有微粒;及易粘结层,在聚酯薄膜的至少一侧面具有,且厚度为0.01μm以上1μm以下,厚度分布为1%以上30%以下。

Description

白色聚酯薄膜及其制造方法、以及太阳能电池模块及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种白色聚酯薄膜及其制造方法、以及太阳能电池模块及其制造方法。
背景技术
聚酯利用于电绝缘用途和光学用途等各种用途。近年来,作为电绝缘用途,太阳能电池用背板等的太阳能电池用途受到关注。
太阳能电池具有将利用乙烯-醋酸乙烯酯树脂(EVA)等封装材料被封装的发电元件粘贴到玻璃板的结构,但在与太阳光入射的一侧的面相反的一侧的背面,为了防止由风雨等引起的劣化而配设有背面保护用的板材(所谓的背板(背面保护部件))。
近年来,在这种太阳能电池用背板中已使用树脂材料,且作为树脂材料的一例,正在使用聚酯薄膜。在日本专利第5288068号公报及日本专利第5102392号公报中,作为构成背板的聚酯薄膜,从提高光的反射率来提高发电效率的观点出发,公开有包含微粒而增白的聚酯薄膜。然而,在聚酯薄膜中添加微粒则有导致聚酯的脆化,且耐候性变差的倾向。作为改善这种耐候性的下降的技术,提出有具有多层结构的聚酯薄膜。
并且,通常背板与对发电元件进行封装的封装材料粘附而被使用的情况较多。因此,在构成背板的聚酯薄膜中通常设置有用于粘附聚酯薄膜和EVA的易粘结层。
在国际公开第2011/068132号小册子及日本专利公开2011-142128号公报中,作为相对于封装材料显示出良好的粘结性的聚酯薄膜而公开有使用具有脂肪族系的构成成分的氨脂树脂的太阳能电池用易粘结性聚酯薄膜。
发明内容
发明要解决的技术课题
然而,一直以来提出的易粘结性的聚酯薄膜中,存在长期使用中耐候性较差,尤其是长期暴露于光和热时粘附性明显下降的课题。若背板的聚酯薄膜和封装材料之间的粘附性下降,或在背板内聚酯薄膜与相邻层之间的粘附性下降,则会成为太阳能电池的耐久性能明显下降的原因之一。
本发明是鉴于如上所述的情况而完成的,其课题在于以提供一种在长期暴露于热和光的环境下仍显示出优异的粘附性的白色聚酯薄膜及其制造方法、以及在长期暴露于热和光的环境下的耐久性优异的太阳能电池模块及其制造方法为目的,并实现该目的。
用于解决技术课题的手段
用于解决课题的具体方法包括以下方式。
<1>一种白色聚酯薄膜,其具有:聚酯薄膜,含有微粒;及易粘结层,在聚酯薄膜的至少一侧面上具有,且厚度为0.01μm以上1μm以下,厚度分布为1%以上30%以下。
<2>根据<1>所记载的白色聚酯薄膜,其中,在制膜中途的聚酯薄膜的至少一侧面上通过涂布来形成易粘结层,并实施下述(1)及(2)中的至少一个工序来进行制膜,
(1)将已形成的易粘结层通过对易粘结层的面内赋予0.5℃以上10℃以下的温度差来进行干燥的干燥工序,
(2)将已形成有易粘结层的聚酯薄膜通过对聚酯薄膜的面内赋予0.5℃以上10℃以下的温度差来进行拉伸的拉伸工序。
<3>根据<1>或<2>所记载的白色聚酯薄膜,其中,易粘结层的表面雾度为0.01%以上3%以下,表面雾度的面内分布为0.1%以上30%以下。
<4>根据<1>~<3>中任一方案所记载的白色聚酯薄膜,其中,含有微粒的聚酯薄膜包含第1层,所述第1层相对于聚酯的质量含有5质量%以上30质量%以下的微粒,且微粒的分散度为10%以上100%以下。
<5>根据<4>所记载的白色聚酯薄膜,其中,含有微粒的聚酯薄膜还包含至少1层第2层,所述第2层相对于聚酯的质量包含0.06质量%以上10质量%以下的微粒,且微粒的分散度为10%以上100%以下。
<6>根据<4>或<5>中任一方案所记载的白色聚酯薄膜,其中,第1层的厚度为5μm以上80μm以下,且厚度分布为1%以上20%以下,含有微粒的聚酯薄膜的总厚度为40μm以上350μm以下。
<7>根据<5>或<6>所记载的白色聚酯薄膜,其中,作为含有微粒的聚酯薄膜,具有层叠有第1层及第2层,且在第1层及第2层中的至少一个的表面上层叠有易粘结层的结构。
<8>根据<5>~<7>中任一方案所记载的白色聚酯薄膜,其中,作为含有微粒的聚酯薄膜,具有包含第1层及第2层,且依次层叠有第1层、第2层及易粘结层的结构。
<9>根据<1>~<8>中任一方案所记载的白色聚酯薄膜,其中,当暴露于温度120℃、湿度100%RH的环境条件下时的断裂伸长率减半时间为70小时以上200小时以下。
<10>一种太阳能电池模块的制造方法,该方法包括贴合工序,在贴合工序中,将热尺寸变化分布为1%以上40%以下的乙烯-醋酸乙烯酯树脂和<1>~<9>中任一方案所记载的白色聚酯薄膜进行贴合。
<11>根据<10>所记载的太阳能电池模块的制造方法,其中,在贴合工序中包括如下工序,即在进行贴合之前,以乙烯-醋酸乙烯酯树脂的平均温度为40℃以上70℃以下且温度分布为0.5℃以上8℃以下的条件,利用加热器在1分钟以上10分钟以下的范围内进行加热处理。
<12>一种白色聚酯薄膜的制造方法,其具有如下工序:在包含微粒的制膜中途的聚酯薄膜的至少一侧面上,通过涂布来形成易粘结层的工序;及下述(1)及(2)中的至少一个工序,
(1)将已形成的易粘结层通过对易粘结层的面内赋予0.5℃以上10℃以下的温度差来进行干燥的干燥工序,
(2)将已形成有易粘结层的聚酯薄膜通过对聚酯薄膜的面内赋予0.5℃以上10℃以下的温度差来进行拉伸的拉伸工序。
<13>根据<12>所记载的白色聚酯薄膜的制造方法,其中,还具有在干燥工序之后,将具有已干燥的易粘结层的聚酯薄膜通过对聚酯薄膜的一侧面和另一侧面之间赋予0.1℃以上10℃以下的温度差来进行冷却的工序。
<14>根据<12>或<13>所记载的白色聚酯薄膜的制造方法,其中,还具有在干燥工序之后,对于具有已干燥的易粘结层的聚酯薄膜,对聚酯薄膜的面内赋予0.1℃以上10℃以下的温度差来进行冷却的工序。
<15>根据<12>~<14>中任一方案所记载的白色聚酯薄膜的制造方法,其中,还具有将树脂材料及微粒、或分散有微粒的树脂材料投放到熔融挤出机中,并对熔融挤出机的螺杆的扭矩赋予0.5%以上20%以下的变动来进行熔融挤出,从而制作出相对于总质量含有5质量%以上30质量%以下的微粒,且微粒的分散度为10%以上100%以下的第1层的工序,且聚酯薄膜至少包含第1层。
<16>根据<15>所记载的白色聚酯薄膜的制造方法,其中,还具有将树脂材料及微粒、或分散有微粒的树脂材料投放到熔融挤出机中,并对熔融挤出机的螺杆的扭矩赋予0.5%以上20%以下的变动来进行熔融挤出,从而进一步制作出相对于总质量包含0.06质量%以上10质量%以下的微粒,且微粒的分散度为10%以上100%以下的第2层的工序,且聚酯薄膜至少包含第1层及第2层。
<17>根据<15>或<16>所记载的白色聚酯薄膜的制造方法,其中,将在熔融挤出机中熔融混炼的熔融树脂从模具中熔融挤出来制作第1层时,对模具赋予0.5℃以上10℃以下的温度变动。
<18>根据<12>~<17>中任一方案所记载的白色聚酯薄膜的制造方法,其中,在具有上述(1)工序时,还具有如下工序:对未进行拉伸的聚酯薄膜进行纵向拉伸的工序;对已进行纵向拉伸的聚酯薄膜进行横向拉伸的工序;及在进行纵向拉伸的工序和进行横向拉伸的工序之间,对纵向拉伸后的聚酯薄膜以5℃/秒以上100℃/秒以下的冷却速度进行冷却的工序。
<19>根据<12>~<18>中任一方案所记载的白色聚酯薄膜的制造方法,其中,在具有上述(2)工序时,拉伸工序包含对未进行拉伸的聚酯薄膜进行纵向拉伸的工序、及对已进行纵向拉伸的聚酯薄膜进行横向拉伸的工序,在进行纵向拉伸的工序和横向拉伸的工序之间,还具有对纵向拉伸后的聚酯薄膜以5℃/秒以上100℃/秒以下的冷却速度进行冷却的工序。
<20>一种太阳能电池模块,其具备:太阳光入射的透明性的基材;设置于基材上,且具有太阳能电池元件及对太阳能电池元件进行封装的封装材料的元件结构部分;及在与元件结构部分的基材所位于的一侧的相反侧配置的<1>~<9>中任一方案所记载的白色聚酯薄膜。
发明效果
根据本发明,提供一种在长期暴露于热和光的环境下仍显示出优异的粘附性的白色聚酯薄膜及其制造方法。
并且,根据本发明,提供一种在长期暴露于热和光的环境下的耐久性优异的太阳能电池模块及其制造方法。
具体实施方式
以下,关于本发明的白色聚酯薄膜及其制造方法、以及利用该白色聚酯薄膜的太阳能电池模块及其制造方法进行详细说明。
<白色聚酯薄膜>
本发明的白色聚酯薄膜具有:聚酯薄膜,含有微粒;及易粘结层,在聚酯薄膜的至少一侧面上具有,且厚度为0.01μm以上1μm以下,厚度分布为1%以上30%以下。
在本说明书中,使用“~”标记来表示数值范围,使用“~”表示的数值范围意味着将记载于“~”前后的数值分别作为最小值及最大值而包含在内的范围。
在本发明中,在着色成白色的聚酯薄膜上设置易粘结性层时,以0.01μm以上1μm以下范围来较薄地制作易粘结性层。并且,将易粘结层设为较薄的同时,可将厚度分布调节为1%以上的比较大的范围。由此,在易粘结层的面内存在厚度较厚的部位和较薄的部位,能够提高和与易粘结性层相接触的相邻层之间的粘附性。即,使厚度较厚的部分和较薄的部分两者并存于面内,并设置周期比较大的波形的厚度不均,由此提高与彼此相接触的层之间的粘附性。
易粘结层的厚度较厚的部位中,当在粘附界面产生剥离应力时由于该剥离应力而变形并吸收剥离能量,由此可以推测具有抑制聚酯内的凝集破坏和聚酯与易粘结层的界面剥离的作用。并且可以推定,在易粘结层的厚度较薄的部位,由于是薄膜,因此易与聚酯薄膜的表面粘附,有利地作用于粘附性的确保。
如后所述,这种厚度不均通过如下方法等来适当地赋予:(1)对已涂布形成的易粘结层赋予规定的温度差来进行干燥;或(2)对形成易粘结层后的聚酯薄膜赋予规定温度差来进行拉伸。
-易粘结层-
本发明的白色聚酯薄膜在聚酯薄膜的一侧面或两个面上具有厚度为0.01μm以上1μm以下且厚度分布为1%以上30%以下的易粘结层。易粘结层具有提高与封装材料之间的粘附性的功能,通过本发明中的易粘结层,即使在长期暴露于热和光的环境下,仍长期显示出优异的粘附性。因此,抑制了因太阳能电池中所产生的剥离而导致的促进劣化的现象,且长期耐久性优异。
(厚度)
易粘结层的厚度为0.01μm以上1μm以下。若易粘结层的厚度小于0.01μm,则在较薄的部位产生未形成易粘结层的区域,粘附性下降。并且,若易粘结层的厚度超过1μm,则在较厚的部位产生由剥离应力引起的易粘结层内的破坏,粘附性下降。
易粘结层的厚度优选为0.02μm以上0.5μm以下,更优选为0.04μm以上0.2μm以下。
与后述的聚酯薄膜可以包含的第2层的厚度16μm~332.5μm(聚酯薄膜的总厚度(40μm~350μm)的40%以上95%以下)相比,易粘结层的厚度非常薄,并作为与第2层不同的功能层而被区分。
易粘结层的厚度是作为包含对后述的“易粘结层的厚度分布”进行测定时的沿长边方向(MD;Machine Direction)的厚度20点和沿宽度方向(TD;Transverse Direction)的厚度20点在内的总计40点的厚度的算术平均值而求出的值。
易粘结层可通过WET法(涂布法)、DRY法(共挤压法)中的任一方法来形成。从易将厚度设为较薄且易赋予厚度分布的观点来看,优选通过WET法来形成易粘结层。易粘结层的形成(例如易粘结层用涂布液的涂布)可以在完成聚酯薄膜的制作后(即纵向拉伸及横向拉伸结束后)实施,也可以在聚酯薄膜的制作过程中例如在制膜过程中进行聚酯薄膜的纵向拉伸和横向拉伸中的任一个之后(且进行另一个之前)、或者在进行多级拉伸的情况下的中途实施。
在本发明中,如后所述,从更容易赋予厚度分布的观点出发,优选如下方式:将熔融树脂挤压成型来制作聚酯薄膜,并在进行纵向拉伸之后,将易粘结层用涂布液涂布到聚酯薄膜上并使其干燥来形成易粘结层,在该状态下进一步进行横向拉伸。
易粘结层优选在制膜中途的聚酯薄膜上形成之后,通过将聚酯薄膜进行拉伸来变薄。由此,在易粘结层与聚酯薄膜之间产生界面混合,能够使粘附性进一步提高。
在这里,将制膜中途的聚酯薄膜进行拉伸时的拉伸倍率优选为2倍~5倍。拉伸温度优选在“聚酯的玻璃化转变温度(Tg)-10℃”以上且“Tg+50℃”以下的范围。
设置了易粘结层之后的拉伸可以进行纵向或横向中的任一方向的拉伸,也可以同时向两个方向拉伸。在本发明中,更优选在将制膜中途的聚酯薄膜预先进行纵向拉伸之后,形成易粘结层,并在形成有易粘结层的状态下进行横向拉伸。这是由于,横向拉伸多利用拉幅机来完成,易粘结层不与辊子等接触而被搬送,因此因拉伸中的热而变得柔软的易粘结层不会粘在辊子等之上。
(厚度分布)
本发明的白色聚酯薄膜中的易粘结层的厚度分布为1%以上30%以下的范围。
在本发明中,易粘结层较薄的部位由于是较薄的膜因此易在聚酯中扩散而进入到聚酯薄膜的表面的间隙中。因此可以推定,易粘结层在与聚酯薄膜之间引起界面混合,其结果,有利地作用于粘附性本身的提高。通过在聚酯薄膜上设置易粘结层之后进行拉伸来进一步促进这种界面混合现象。可以认为这是通过拉伸而在聚酯薄膜上形成了新的表面,此时易粘结分子在薄膜中扩散。
因此,若厚度分布小于1%,则无法得到通过设置较厚的部位和较薄的部位带来的协同效果,且粘附性的提高效果贫乏。并且,若厚度分布超过30%,则能够形成极厚的部位和极薄的部位,其结果粘附性下降。这是由于,剥离应力在厚度较厚的部位和较薄的部位的边界集中,因此易粘结层易破坏而产生粘附不良。
易粘结层的厚度分布如下求出。
准备20cm见方的聚酯薄膜,从中选择任意10个点,并切出具有与MD或TD平行的边的1cm见方的10个样品。并且,以显微镜观察各样品的沿MD的2个边、及沿TD的2个边这每2个边的中央部的截面,求出MD、TD上的易粘结层的厚度。对10个样本实施相同的操作,求出MD及TD的各方向上的总计20个点的易粘结层的厚度。根据所得到的厚度,将MD的20个点的测定值的最大值和最小值之差除以20个点的算术平均值,并将以百分率表示的值作为MD的易粘结层的厚度分布。并且,对于TD,也将TD的20个点的测定值的最大值和最小值之差除以20个点的算术平均值,并将以百分率表示的值作为TD的易粘结层的厚度分布。将易粘结层中的MD上的厚度分布和TD上的厚度分布的算术平均值作为易粘结层的厚度分布。
易粘结层的厚度分布能够通过以下来赋予:在制膜中途的聚酯薄膜的至少一侧面上通过涂布来形成易粘结层,并实施以下所示的(1)及(2)中的至少一个来进行制膜。
(1)涂布设置易粘结层之后的干燥时间分布
具体地,易粘结层的厚度分布能够通过设置如下干燥工序来调节:将已涂布形成的易粘结层在对易粘结层的面内赋予0.5℃以上10℃以下的温度差的状态下进行干燥。
在高温部中干燥迅速,涂布液易从低温部流入高温部,因此存在高温部的厚度变厚的倾向。因此,通过对涂布后的干燥时间赋予分布,能够对易粘结层赋予厚度分布。例如,通过使吹出热风等干燥风的喷嘴的狭缝部具有吹出量的分布,能够使与易粘结层接触的干燥风的量具有分布,从而能够对易粘结层赋予厚度分布。并且,也可以将设置于干燥区的加热器进行分割来使各加热器的输出具有分布。
(2)拉伸中的温度分布
具体地,易粘结层的厚度分布能够通过设置如下拉伸工序来调节:将已形成易粘结层的聚酯薄膜通过对聚酯薄膜的面内赋予0.5℃以上10℃以下的温度差来进行拉伸。
当在涂布后进行拉伸时,通过对拉伸中的薄膜赋予温度分布,能够局部性地改变拉伸倍率。即,温度越高则拉伸倍率越高,温度越低则拉伸倍率越低。因此,在高温部中易粘结层变薄,在低温部中易粘结层变厚,由此能够对易粘结层赋予厚度分布。
此时,优选的温度分布为0.5℃以上10℃以下,更优选为1℃以上8℃以下,进一步优选为1.5℃以上6℃以下。
作为易粘结层的厚度分布,优选为2%以上25%以下的范围,更优选为3%以上20%以下的范围。
(表面雾度)
形成于聚酯薄膜的易粘结层的表面雾度优选为0.01%以上3%以下。这里的表面雾度是从总雾度(在空气中测定的薄膜的雾度值)减去内部雾度(在薄膜的两个面上涂抹硅油来消去表面凹凸后测定的雾度值)的雾度值,指由表面凹凸引起的雾度值。
在将太阳能电池和白色聚酯薄膜进行贴合时,能够通过赋予易粘结层来进一步提高粘附性,通过使易粘结层的表面粗糙来对表面赋予凹凸,从而能够使粘附性进一步提高。可以推定,这是由于增加了与乙烯-醋酸乙烯酯树脂(EVA)等封装材料的接触面积,且封装材料进入到了易粘结层的凹部中而出现了锚固效果。作为这种表面凹凸的指标,“表面雾度”是有效的。
因此,若表面雾度为0.01%以上则易得到锚固效果,且有利于粘附性的提高。并且,若表面雾度为3%以下则凹凸不会变得过大,且在界面上的易粘结层难以形成如导致应力集中的部位(例如较薄的部位等),有利于防止由剥离应力引起的凝集破坏来实现优异的粘附性。
其中,作为易粘结层的表面雾度,更优选为0.03%以上2.5%以下,进一步优选为0.05%以上2%以下。
表面雾度是测定内部雾度及总雾度并由下述式求出的值。
表面雾度=(总雾度)-(内部雾度)
在这里,内部雾度是指向聚酯薄膜的表面及背面滴落数滴硅油,并利用厚度1mm的2片玻璃板(显微镜载玻片,编号S 9111,MATSUNAMI GLASSIND.,LTD.制)从两面夹住聚酯薄膜后,使2片玻璃板和聚酯薄膜光学性地粘附,并在去除表面雾度的状态下测定的值。该内部雾度遵照JIS K-7136并使用雾度计NDH2000(NIPPON DENSHOKU INDUSTRIES CO.,LTD.制)来进行测定。
并且,总雾度是指将聚酯薄膜仅以2片玻璃板夹住并进行测定的值,遵照JIS K-7136并使用雾度计NDH2000(NIPPON DENSHOKU INDUSTRIESCO.,LTD.制)进行测定。
作为使本发明中的易粘结层的表面带有凹凸来将表面雾度调节为上述范围的方法,能够例示出下述方法。
(甲)通过涂布法来形成易粘结层时
-a)基于冷却的形成-
在对涂布形成于聚酯薄膜的易粘结层进行干燥的干燥工序之后,设置将具有已干燥的易粘结层的聚酯薄膜通过对聚酯薄膜的一侧面和另一侧面之间赋予0.1℃以上10℃以下的温度差来进行冷却的工序,由此能够将表面雾度调节为上述范围。
在涂布及干燥之后进行冷却时,对涂布面侧和与涂布面侧相反面的一侧赋予温度差,由此能够将表面粗糙度即表面雾度调节为上述范围。当在涂布后组合拉伸和热固定时,在这些之后赋予这种两面温度差即可。这可以推定为与以下机构有关。
即若涂布面侧成为高温,则涂布面伸展而作为涂布层的易粘结层被拉长。之后,在被冷却至室温而两个面的温度变得相同时,被拉长的易粘结层松弛,形成微小的凹凸并显现表面粗糙度(表面雾度)。相反地,若涂布面侧成为低温,则涂布面欲收缩,作为涂布层的易粘结层被牵引而发生微小的龟裂。通过微小的龟裂的产生,形成微小的凹凸并显现表面粗糙度(表面雾度)。
这种对于薄膜两面的温度赋予通过在聚酯薄膜的两面分别配置吹出用喷嘴,并改变从各个喷嘴吹出的干燥风的温度来进行。聚酯薄膜的一侧面和另一侧面之间的较佳温度差更优选为0.3℃以上8℃以下,进一步优选为0.5℃以上6℃以下。
(乙)通过熔融层合形成易粘结层时
将熔融挤出的树脂层叠(层合)到聚酯薄膜上之后,例如能够使用如下方法。
-b)基于冷却的形成-
层合后,在进行淬冷时,与上述“a)基于冷却的形成”同样地对薄膜两面赋予温度差,从而能够将表面雾度调节为上述范围。
-c)基于压花的形成-
将使表面变粗糙的辊子(压花辊)与易粘结层接触,并将辊子表面的凹凸转印到易粘结层上,从而能够将表面雾度调节为上述范围。
此时,易粘结层的温度优选为100℃以上300℃以下,更优选为120℃以上280℃以下,进一步优选为150℃以上250℃以下。
(表面雾度的面内分布)
易粘结层的表面雾度的面内分布优选为0.1%以上30%以下的范围。存在于同一面内的表面粗糙度较大的部位和较小的部位具有如下所述的优缺点。
表面粗糙度较大的部位相对于封装材料(例如EVA)易获得锚固效果,但剥离应力易在凸部集中。另一方面,表面粗糙度较小的部位相对于封装材料的锚固效果贫乏,但剥离应力难以在凸部集中。因此,通过将表面粗糙度较大的部位和较小的部位的比例调节为规定的范围并使二者共存,可在起互补作用的同时,得到协同效果,粘附性大幅度提高。通过赋予这种表面粗糙度的分布,制造表面雾度的分布。
若表面雾度的面内分布为0.1%以上,则进一步有助于粘附性的提高。并且,若表面雾度的面内分布为30%以下,则通过表面粗糙度较大的部位和较小的部位,阻碍粘附的作用(在表面粗糙度较大的部位的凸部的应力集中、及在表面粗糙度较小的部位的锚固效果不佳)被抑制,表面粗糙度较大的部位和较小的部位起互补作用,作为协同效果,显现出更优异的粘附性。
作为表面雾度的面内分布,更优选为0.5%以上20%以下,进一步优选为1%以上10%以下。
表面雾度的面内分布如下求出。
对于在20cm见方的易粘结层的表面中任意选择的10个点,根据上述方法测定表面雾度,用10个点的表面雾度的算术平均值除以最大值和最小值之差,并将以百分率表示的值作为表面雾度的面内分布。
相对于调节表面雾度的上述方法a)~c),能够如下所述来赋予表面雾度的面内分布。
(甲)利用上述“a)基于冷却的形成”进行时(涂布法)
在对表面粗糙度赋予面内分布的情况下,在涂布及干燥后进行冷却时,对冷却风的吹出温度赋予分布来对面内赋予温度差,以此来进行。这样通过设置多个吹出用喷嘴并对各喷嘴的喷出温度赋予差,能够使面内形成温度分布。此时,也可以对涂布面或与涂布面相反一侧的面中的任一面或者两个面赋予温度分布。作为温度差,优选为0.1℃以上10℃以下,更优选为0.3℃以上8℃以下,进一步优选为0.5℃以上6℃以下。
(乙)利用上述“b)基于冷却的形成”进行时(熔融层合)
与上述(甲)同样地,在涂布后进行干燥时,对干燥风的吹出温度赋予分布来对面内赋予温度差,由此能够对表面粗糙度赋予面内分布。
(丙)利用上述“c)基于压花的形成”进行时(熔融层合)
可以对压花辊的表面凹凸赋予分布。可以对压花辊或薄膜的加热温度赋予分布,并对树脂的变形难易度赋予差别,由此对表面凹凸赋予差异。此时,作为温度分布,优选为1℃以上50℃以下,更优选为2℃以上40℃以下,进一步优选为3℃以上30℃以下。
关于树脂的温度分布,对例如树脂的加热中所使用的IR加热器或加热辊赋予温度调制即可。利用IR加热器进行时,能够通过使用分割成多个的加热器,并改变每个加热器的输出来实现。当利用加热辊进行时,能够通过在辊子中的热介质流动的流路上设置障碍板来对流动赋予调制来实现。
接着,对易粘结层的优选成分进行说明。
设置于聚酯薄膜的易粘结层还与聚酯薄膜的用途有关,优选包含丙烯酸系、氨酯系、聚酯系或聚酰胺系的树脂。这些树脂的极性接近聚酯,易获得粘附性。
作为包含于易粘结层的树脂,例如可以举出日本专利公开2006-152013号公报、日本专利公开2006-332091号公报、日本专利第4457322号公报、日本专利公开2006-175764号公报、日本专利公开2006-253565号公报、日本专利第4547644号公报、日本专利第3777725号公报、日本专利第3731286号公报、日本专利公开2009-269301号公报及日本专利公开2006-335853号公报等中所记载的易粘结层等,以及用于在聚酯薄膜基材的表面进行涂布形成的涂布液所使用的树脂。更具体地,例如可以举出以下树脂。
-氨酯系树脂-
作为氨酯系树脂,可以举出含有封端型异氰酸酯基的树脂等,且所述树脂是以亲水基团将末端异氰酸酯基进行封锁(以下称作封端)的热反应型的水溶性氨酯系树脂。
作为用于以亲水基团将末端异氰酸酯基进行封锁的封端剂,可以举出重亚硫酸盐类、含有磺酸基的苯酚类、含有磺酸基的醇类、含有磺酸基的内酰胺类、含有磺酸基的肟类及含有磺酸基的活性亚甲基化合物类等。
被封端的末端异氰酸酯基使氨酯系树脂亲水或水溶化。若对上述氨酯系树脂赋予热能,则封端剂从末端异氰酸酯基偏移。因此,将上述氨酯系树脂和水分散性共聚合聚酯树脂进行混合时,氨酯系树脂使已混合的水分散性共聚合聚酯树脂固定于自交联的网眼中,并与共聚合聚酯树脂的末端基等发生反应。
用于形成易粘结层的涂布液中的树脂是亲水性的,因此抗水性差,但若进行涂布及干燥并完成了热反应,则氨酯系树脂的亲水基团即封端剂偏移,因此可得到抗水性良好的涂膜。通过白色聚酯薄膜制造工序中的热处理温度及热处理时间,封端剂从末端异氰酸酯基偏移以及工业上能够得到,从这几点来看,上述封端剂中最优选重亚硫酸盐类。
作为在氨酯系树脂中使用的聚氨酯预聚物的化学成分为如下化合物:(1)在分子内具有2个以上的活性氢原子的有机聚异氰酸酯,或在分子内至少具有2个活性氢原子的分子量为200~20,000的化合物;(2)在分子内具有2个以上的异氰酸酯基的有机聚异氰酸酯;或者(3)具有使在分子内至少具有2个活性氢原子的扩链剂反应而得到的末端异氰酸酯基的化合物。
通常作为上述(1)的化合物而所知的有在末端或分子中含有2个以上的羟基、羧基、氨基或巯基的化合物,作为尤其优选的化合物,可以举出聚醚多元醇、聚酯多元醇及聚醚酯多元醇等。作为聚醚多元醇,例如有聚合环氧乙烷、环氧丙烷等的环氧烷类、氧化苯乙烯及环氧氯丙烷等的化合物,或无规共聚或封端共聚这些中的2种以上的化合物,或者进行它们与多元醇的加成聚合而得到的化合物。
-聚酯系树脂-
作为聚酯系树脂,优选由如下多元酸或多元酸的酯形成性衍生物、及多元醇或多元醇的酯形成性衍生物形成的树脂。即,作为多元酸成分,对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、2,6-萘二羧酸、1,4-环己烷二羧酸、己二酸、癸二酸、偏苯三酸、苯均四酸、二聚酸、间苯二甲酸-5-磺酸钠等。优选使用2种以上这些多元酸成分来合成共聚合聚酯树脂。并且,若为少量,则能够并用如作为不饱和多元酸成分的马来酸、衣康酸等或对羟基苯甲酸等的羟基羧酸。并且,作为多元醇成分,可以举出乙二醇、1,4-丁二醇,二甘醇、二丙二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、二甲苯醇、二羟甲基丙烷、聚(环氧乙烷)二醇、聚(四氢呋喃)二醇等。
-丙烯酸系树脂-
作为丙烯酸系树脂,可以举出如聚合以下所例示的丙烯酸单体而成的丙烯酸系树脂。作为该丙烯酸单体,可以举出丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯(作为烷基,甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、2-乙基己基、环己基等);2-羟乙基丙烯酸酯、2-羟乙基甲基丙烯酸酯、2-羟丙基丙烯酸酯、2-羟丙基甲基丙烯酸酯等含有羟基的单体;丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚等含有环氧基的单体;丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸及苯乙烯磺酸、以及这些的盐(钠盐、钾盐、铵盐、叔胺盐等)等的羧基、亚砜基或含有其盐的单体;丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-烷基丙烯酰胺、N-烷基甲基丙烯酰胺、-二烷基丙烯酰胺、N,N-二烷基甲基丙烯酰胺(作为烷基,为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、2-乙基己基、环己基等)、N-烷氧基丙烯酰胺、N-烷氧基甲基丙烯酰胺、N,N-二烷氧基丙烯酰胺、N,N-二烷氧基甲基丙烯酰胺(作为烷氧基,为甲氧基、乙氧基、丁氧基、异丁氧基等)、丙烯酰基吗啉、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟甲基甲基丙烯酰胺、N-苯基丙烯酰胺、N-苯基甲基丙烯酰胺等含有酰氨基的单体;马来酸酐、衣康酸酐等酸酐的单体;乙烯基异氰酸酯、烯丙基异氰酸酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲基酿、乙稀基乙基酿、乙烯基三烷氧基硅烷、烷基马来酸单酯、烷基富马酸单酯、烷基衣康酸单酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、偏二氯乙烯、乙烯、丙烯、氯乙烯、醋酸乙烯、丁二烯等单体。
丙烯酸系树脂中包含羟基的单体优选例如2-羟乙基丙烯酸酯、2-羟乙基甲基丙烯酸酯、2-羟丙基丙烯酸酯、2-羟丙基甲基丙烯酸酯、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟甲基甲基丙烯酰胺等为2摩尔%~20摩尔%,优选含有4摩尔%~15摩尔%。
在用于形成易粘结层的涂布液中,除了上述树脂,还可以含有润湿剂、抗静电剂、着色剂、表面活性剂及紫外线吸收剂等。当含有润湿剂时,其含量例如相对于固体成分为1质量%~20质量%。
并且,作为易粘结层,还优选聚烯烃系树脂,例如苯乙烯·丁二烯橡胶(SBR)等的橡胶系树脂。若为这种包含聚烯烃系树脂的易粘结层,则为柔软的结构,因此能够提高易吸收剥离应力的粘附性。例如能够使用日本专利公开昭61-60424号公报、日本专利第2583455号公报、日本专利第3626305号公报、日本专利第3783989号公报、日本专利第4041784号公报、日本专利第4505402号公报等各公报中所记载的易粘结层。
并且,作为聚烯烃系树脂,还优选使用聚乙烯醇(PVA)系树脂。这是由于,将通过本发明制造的白色聚酯薄膜用作太阳能电池背板时,通过设置包含PVA系树脂的易粘结层,与在易粘结层上层叠的封装材料的亲和性较高。
优选易粘结层还包含交联性化合物(交联剂)。由此,在易粘结层内或在易粘结层与聚酯之间形成交联结构,能够进一步提高粘附性。作为交联剂,能够举出环氧化合物、缩水甘油基化合物、三聚氰胺化合物、噁唑啉基化合物等。
并且,通过在易粘结层中含有交联剂,能够进一步提高耐湿性。另外,在使用交联剂时,若其含量相对于易粘结层的固体成分为5质量%以上则易显现耐湿性提高的效果,另一方面,若为20质量%以下,则容易形成涂膜,其结果与EVA的粘结性提高,因此优选。
除了交联剂外,也可以并用其他具有环氧基的化合物。作为这些化合物的例子,能够举出山梨糖醇聚缩水甘油醚、聚甘油聚缩水甘油醚、季戊四醇聚缩水甘油醚、二甘油聚缩水甘油醚、三缩水甘油基三(2-羟基乙基)异氰酸酯、甘油聚缩水甘油醚、三羟甲基丙烷聚缩水甘油醚等聚环氧化合物、新戊二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚四亚甲基二醇二缩水甘油醚等二环氧化合物、烯丙基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚等单体环氧化合物。
在将这些环氧化合物与交联剂并用时,优选交联剂与这些环氧化合物的总量在相对于用于形成易粘结层的涂布液的固体成分为5质量%~20质量%的范围内使用。
另外,在较多地含有涂布液中所含的微粒和交联剂,且根据情况还较多地含有润湿剂时,通过相对减少树脂的量来使固体成分的总量成为100质量%即可。
在涂设易粘结层之前,还优选对聚酯薄膜基材进行表面处理,例如能够举出电晕处理、火焰处理、紫外线处理、辉光处理、大气压等离子体处理等。
本发明的白色聚酯薄膜中的易粘结层(与聚酯薄膜一起被拉伸时为拉伸后的易粘结层)的厚度优选为0.05μm以上1.5μm以下,更优选为0.1μm以上1.0μm以下,进一步优选为0.2μm以上0.7μm以下。若易粘结层的厚度为0.05μm以上,则能够良好地保持与聚酯薄膜的粘附性。并且,若易粘结层的厚度为1.5μm以下,则在温湿度比较高的湿热环境(热环境)下也能够抑制易粘结层随着时间劣化的现象,能够防止易粘结层内的破坏。由此,在长期使用中粘附性优异。
-聚酯薄膜-
本发明的白色聚酯薄膜具有实际所含的聚酯和含有微粒的聚酯薄膜,在该薄膜上设置有上述易粘结层。本发明中的易粘结层与聚酯薄膜之间的粘附性良好,能够防止经长期而白色聚酯薄膜与太阳能电池主体的粘附不良及由粘附不良引起的耐久性下降。
(聚酯)
作为成为聚酯薄膜的树脂材料的聚酯,其种类并没有特别的限制,能够使用作为聚酯而周知的聚酯。作为本发明中的聚酯,可以使用二羧酸成分和二醇成分来进行合成,也可以使用市售的聚酯。
关于能够在本发明中使用的二羧酸成分及二醇成分的具体例及优选方式、使用量等,能够参考日本专利公开2012-197432号公报的[0036]~[0039]段的记载。
合成聚酯时,例如能够通过使二羧酸成分和二醇成分以周知的方法进行酯化反应和/或酯交换反应来获得。在酯化反应和/或酯交换反应中,能够使用一直以来周知的反应催化剂。关于能够在本发明中使用的反应催化剂的具体例子或酯化反应工序等,能够参考日本专利公开2012-197432号公报的[0040]~[0042]段的记载。
在合成聚酯时,优选添加磷化合物、镁化合物等,关于磷化合物及镁化合物的具体例和添加率等,能够参考日本专利公开2012-197432号公报的[0071]~[0077]段的记载。并且,关于酯化反应工序的优选条件和能够使用的添加剂等,能够参考日本专利公开2012-197432号公报的[0078]~[0085]段的记载。
聚酯薄膜中可以含有源自羧酸基(a)和羟基(b)的总计(a+b)为3以上的三官能以上的单体的构成成分。
在作为羧酸基和羟基的总计为3以上的构成成分中,作为羧酸基数(a)为3以上的羧酸构成成分,可以例举出苯均三酸、偏苯三酸、苯均四酸、萘三羧酸、蒽三羧酸等三官能的芳香族羧酸构成成分、甲烷三羧酸、乙烷三羧酸、丙烷三羧酸、丁烷三羧酸等三官能的脂肪族羧酸构成成分、苯四羧酸、二苯甲酮四羧酸、萘四羧酸、蒽四羧酸、苝四羧酸等四官能的芳香族羧酸构成成分、乙烷四羧酸、乙烯四羧酸、丁烷四羧酸、环戊烷四羧酸、环己烷四羧酸、金刚烷四羧酸等四官能的脂肪族羧酸构成成分、苯五羧酸、苯六羧酸、萘五羧酸、萘六羧酸、萘七羧酸、萘八羧酸、蒽五羧酸、蒽六羧酸、蒽七羧酸、蒽八羧酸等五官能以上的芳香族羧酸构成成分、乙烷五羧酸、乙烷六羧酸、丁烷五羧酸、丁烷七羧酸、环戊烷五羧酸、环己烷五羧酸、环己烷六羧酸、金刚烷五羧酸、金刚烷六羧酸等五官能以上的脂肪族羧酸构成成分、以及它们的酯衍生物和酸酐等。
并且,作为羧酸基数(a)为3以上的羧酸构成成分,也可以适当地使用在羧酸构成成分的羧基末端加成l-丙交酯、d-丙交酯、羟基苯甲酸等的含氧酸类及其衍生物、含氧酸类相连多个的物质等而得到的成分。
作为羟基数(b)为3以上的构成成分,可以举出三羟基苯、三羟基萘、三羟基蒽、三羟基查尔酮、三羟基黄酮、三羟基香豆素等三官能的芳香族构成成分、甘油、三羟甲基丙烷、丙三醇等三官能的脂肪族醇构成成分、以及季戊四醇等四官能的脂肪族醇构成成分来作为例子。并且,作为羟基数(b)为3以上的构成成分,还优选在上述化合物的羟基末端加成了二醇类的构成成分(p)。
作为其他构成成分,可以举出羟基间苯二甲酸、羟基对苯二甲酸、二羟基对苯二甲酸等在一个分子中具有羟基和羧酸基两者的羟基酸类中羧酸基数(a)与羟基数(b)的总计(a+b)为3以上的成分。并且也可以适当地使用在上述构成成分的羧基末端加成了l-丙交酯、d-丙交酯、羟基苯甲酸等含氧酸类及其衍生物、以及其含氧酸类相连多个的物质等而得到的成分。
优选在聚酯薄膜中羧酸基和羟基的总计为3以上的构成成分的含量相对于聚酯薄膜中的总构成成分为0.005摩尔%以上2.5摩尔%以下,更优选为0.020摩尔%以上1摩尔%以下。羧酸基与羟基的总计为3以上的构成成分存在于聚酯薄膜中,由此,未在缩聚中使用的官能基与涂布层中的成分氢键结合或共价结合,从而能够使粘附性进一步提高。
形成本发明的白色聚酯薄膜的聚酯薄膜能够含有碳二亚胺化合物和/或乙烯亚胺化合物。碳二亚胺化合物或乙烯亚胺化合物可以分别单独使用一种,也可以将两者组合使用。
聚酯的末端羧酸及羟基的极性很高,且吸附水,并且具有部分放电易下降的倾向。通过使聚酯薄膜含有碳二亚胺化合物和/或乙烯亚胺化合物,这些化合物与聚酯的末端羧酸基及羟基发生反应,并作为末端封装剂而发挥功能。由此,能够抑制部分放电下降。尤其,在部分放电电压易下降的热处理后也能够维持较高的部分放电电压,能够发挥绝缘性。
碳二亚胺化合物和/或乙烯亚胺化合物的含量相对于聚酯的质量优选为0.1质量%~10质量%,更优选为0.1质量%~4质量%,进一步优选为0.1质量%~2质量%。若将环状碳二亚胺化合物的含有率设在上述范围内,则能够提高聚酯薄膜层间的粘附性、及聚酯薄膜与易粘结层之间的粘附性。并且,可以提高聚酯薄膜的耐热性。
另外,并用碳二亚胺化合物和乙烯亚胺化合物时,优选2种化合物的含有率的总计在上述范围内。
作为碳二亚胺化合物,可以举出在分子中具有1个以上的碳二亚胺基的化合物(包括聚碳二亚胺化合物),作为单碳二亚胺化合物,可以例示出二环己基碳二亚胺、二异丙基碳二亚胺、二甲基碳二亚胺、二异丁基碳二亚胺、二辛基碳二亚胺、叔丁基异丙基碳二亚胺、二苯基碳二亚胺、二-叔丁基碳二亚胺、二-β-萘基碳二亚胺、N,N’-二-2,6-二异丙基苯基碳二亚胺等。聚碳二亚胺化合物,可以举出通过美国专利第2941956号说明书、日本特公昭47-33279号公报、J.Org.Chem.28卷,p2069-2075(1963)、及Chemical Review 1981,81卷,第4号,p.619-621等中记载的方法来制造出的化合物。
作为工业上能够得到的具体的聚碳二亚胺,可以例示出carbodilite HMV-8CA(Nisshinbo Chemical Inc.制)、carbodilite LA-1(Nisshinbo Holdings Inc.制)、stabaxol P(Rhein Chemie公司制)、stabaxol P100(Rhein Chemie公司制)、stabaxol P400(Rhein Chemie公司制)、stabilizer 9000(Rashihikemi Co.,Ltd.制)等。
并且,也能够使用在分子内至少具有1个环状结构的环状碳二亚胺化合物,所述环状结构在环骨架中含有1个碳二亚胺基,且第一氮与第二氮通过键合基而键合。作为环状碳二亚胺化合物,可以举出通过国际公开2011/093478号小册子中记载的方法来制备的化合物。
用作聚酯薄膜的树脂材料的聚酯优选在通过酯化反应聚合之后进行固相聚合。
通过固相聚合,能够控制聚酯的含水率、结晶度、聚酯的酸值即聚酯的末端羧基的浓度(羧酸值)、及固有粘度。若固相聚合的时间较长,则羧酸值下降,若固相聚合时间较短,则羧酸值增加。
尤其优选如下设定固相聚合开始时的乙二醇(EG)气体浓度来进行固相聚合,即在比固相聚合结束时的EG气体浓度高200ppm~1000ppm的范围内进行设定,更优选为250ppm~800ppm的范围,进一步优选300ppm~700ppm的范围。此时,通过改变平均EG气体浓度(固相聚合反应开始时和结束时的气体浓度的算术平均值),能够控制羧酸值(AV;acid value)。即,通过添加EG来使其与末端羧基反应,从而能够降低AV。EG优选为100ppm~500ppm,更优选为150ppm~450ppm,进一步优选为200ppm~400ppm。
固相聚合的温度优选为180℃~230℃,更优选为190℃~215℃,进一步优选为195℃~209℃。并且,固相聚合时间优选为10小时~40小时,更优选为14小时~35小时,进一步优选为18小时~30小时。
作为优选的聚酯,为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚2,6-萘二甲酸乙二酯(PEN),更优选PET。
形成本发明的白色聚酯薄膜的聚酯薄膜可为仅由单一的聚酯薄膜构成的单层薄膜,也可为由多个聚酯薄膜层叠而成的层叠薄膜。当聚酯薄膜为单层薄膜时,该单层薄膜至少包含聚酯和微粒。当聚酯薄膜为层叠薄膜时,多个聚酯薄膜至少包含聚酯,聚酯薄膜的至少1层还包含微粒。层叠薄膜可为多个聚酯薄膜均包含微粒的形态,也可为多个聚酯薄膜中所含的微粒的含量在薄膜间相互不同的形态。多个聚酯薄膜也可为包含相互不同种类的微粒的形态。
~第1层~
形成本发明的白色聚酯薄膜的聚酯薄膜优选为包含相对于聚酯的质量含有5质量%以上30质量%以下的微粒,且微粒的分散度为10%以上100%以下的第1层的形态。
若微粒的含量为5质量%以上,则光的反射率更良好,发电效率提高。并且,若微粒的含量为30质量%以下,则难以引起脆性破坏,粘附提高效果优异。
作为微粒的含量,优选相对于聚酯的质量为7质量%以上25质量%以下,更优选为9质量%以上20质量%以下。
第1层中的微粒的含量的测定如下进行。
微粒的含量以微粒的质量相对于聚酯的质量的比例来表示。具体地,微粒的含量能够通过对聚酯薄膜的烧成前后的质量进行精确称量来计算。具体地,将聚酯薄膜放入坩埚内并进行精确称量(Xg),接着将放入有该聚酯薄膜的坩埚在空气中以800℃、3小时的条件进行烧成,烧成后,在室温中放置一晩,之后对质量(Yg)进行精确称量。
微粒的含量(质量%)以100×Y/X进行计算。
这里,当聚酯薄膜为后述的具有第2层的层叠薄膜时,用剃刀削掉第2层后将薄膜放入坩埚内进行精确称量(Xg)。
另外,当微粒为有机微粒时,有机微粒的含量能够通过使聚酯薄膜溶解后捕集其溶解液中所含的有机微粒,并进行精确称量来进行计算。具体地,对聚酯薄膜进行精确称量(Pg),并将其溶解于50ml的HFIP(六氟异丙醇)中。对于所得到的溶解液,以14000rpm进行30分钟的离心分离,并分离出有机微粒。捕集已分离的有机微粒,并以已精确称量的Teflon(注册商标)制的孔径0.2μm的过滤器(Qg)进行过滤,以HFIP进行清洗并进行干燥,并进行精确称量(Rg)。有机微粒的含量(质量%)能够以100×(R-Q)/P来计算。
若在聚酯薄膜中存在微粒,则在微粒-聚酯间易发生剥离。即,通过以微粒-聚酯之间为起点进行粘附性评价时的剥离力,在聚酯薄膜内产生脆性破坏,且粘附变得不良。通过时间流逝中的光分解、加水分解,聚酯分子被切断而分子量下降,由此更易发生凝集破坏,因此该粘附不良在经过长时间的流逝后变得明显。
微粒通常均匀地分散,但在本发明中,未均匀分散(不均匀分散),且经过长时间的流逝的凝集破坏被抑制,能够长期确保稳定的粘附性。
本发明中的微粒的分散度是如下测定出的。
首先,沿长边方向(MD)以显微镜拍摄聚酯薄膜的截面,通过在以厚度(T)和膜表面方向的测定长度(L)包围的范围内进入有10个~50个微粒的方式设定L。接着,一边沿膜表面方向分别以L挪动20次一边测量微粒的数,对于其中的最大个数和最小个数之差除以算术平均值,将计算出的值设为“MD分散度”。接着,在宽度方向(TD)上也同样地进行测定,并设为“TD分散度”。
并且,求出所得到的MD分散度和TD分散度的算术平均,并设为“分散度”。
如此可以推定,通过使分散度具有分布而可得到粘附性提高的效果的理由与以下机构有关。
经过长时间的流逝而分解的低分子量成分易在聚酯中在与微粒的界面集合。其结果,在低分子量成分较多的部位凝集破坏变得更易发展。即,在微粒较多的部位易发生凝集破坏,而在微粒较小的部位不易发生凝集破坏。因此,若难以引起凝集破坏的“微粒较少的部位”的强度比“微粒较多的部位”更优先发挥作用,则可抑制薄膜整体的强度下降,且不易产生剥离应力所引起的粘附的破坏。因此,使微粒量与微粒均匀地分散的层相同来进行比较时,粘附性提高。
而且,在微粒较多的部位,光会多重散乱,因此耐光性易下降(即,易产生光所引起的聚酯的分子切断),但在微粒较少的部位,光的多重散乱较少,耐光性不易下降。因此,与上述同样地在“微粒较少的部位”的凝集破坏抑制效果比“微粒较多的部位”更优先发挥作用,可得到抑制薄膜整体的凝集破坏的效果。
从以上几点来看,优选形成本发明的白色聚酯薄膜的聚酯薄膜包含微粒的分散度为10%以上100%以下的第1层。若微粒的分散度为10%以上,则粘附性进一步提高。并且,若微粒的分散度为100%以下,则微粒较多的部位的强度下降被抑制,与微粒较少的部位的高强度相互作用而薄膜整体的强度得到提高,粘附性进一步提高。
作为微粒的分散度,更优选为20%以上90%以下,进一步优选为25%以上85%以下。
第1层中的微粒的分散度能够以如下方式来赋予。
将原材料投放到挤出机中,并将在挤出机的料筒和螺杆之间熔融混炼的熔体从模具中挤出,将该熔体在冷却辊上冷却固化来制膜时,通过对螺杆的扭矩赋予变动,能够将微粒的分散度调整为上述范围。作为原材料,使用颗粒状的树脂材料(主要为聚酯颗粒)及微粒,或分散有微粒的树脂颗粒(例如包含聚酯的母粒)。
对于螺杆的扭矩,优选赋予0.5%以上20%以下的变动,更优选赋予1%以上15%以下的变动,进一步优选赋予1.5%以上10%以下的变动。
这里,扭矩的变动是指将测量了1分钟的扭矩的最大值和最小值之差除以扭矩的算术平均值的值。
微粒的分散度是指所谓的分散的不均匀性,能够通过降低对挤出机内的树脂进行熔融混炼的程度来实现。熔融混炼的程度的降低通过降低料筒与螺杆之间的树脂的充满程度即在料筒与螺杆之间制作间隙来实现。熔融混炼时,一般是以树脂和螺杆及料筒之间的摩擦来进行混炼,但若在料筒与螺杆之间产生间隙,则摩擦下降而混炼程度下降。
在本发明中,通过对螺杆的扭矩赋予变动,挤出机中的颗粒的吞入变得不稳定,在料筒与螺杆之间产生间隙。扭矩的变动通过改变使螺杆转动的马达的电流值来实现。
作为扭矩的变动周期,优选为螺杆旋转1次所需的时间的1/10~10倍。
(微粒)
作为微粒,可以举出无机微粒及有机微粒。对于微粒没有特别的限制,能够单独使用1种或组合2种以上来使用。
作为无机微粒,例如可以举出碳酸锌、碳酸钙、碳酸镁、氧化钛、氧化镁、氧化锌、二氧化硅、滑石、高岭土、氟化锂、氟化钙、硫酸钡、硫化锌、氧化铝、磷酸钙、云母等。并且,作为有机微粒,例如可以举出聚苯乙烯、聚甲基苯乙烯、聚甲氧基苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、交联聚二乙烯基苯粒子、交联聚苯乙烯粒子、交联聚酯粒子、交联聚酰亚胺粒子、交联聚醚砜粒子、硅酮粒子等。
作为微粒,从聚酯薄膜的白度和其色调等几点来看,优选为无机微粒,在无机微粒中,优选氧化钛、碳酸钙及硫酸钡,尤其优选氧化钛。关于氧化钛,公开有各种制备方法等,详细地,能够使用例如在化学大辞典(KYORITSUSHUPPAN CO.,LTD.)等中说明的金红石型、锐钛矿型的微粒。在氧化钛中,优选从白色度、分散性及隐蔽性等几点来看适合的来进行使用。
并且,微粒可为多孔质或中空多孔质等形态,而且,由于相对于聚酯的分散性优良,因此可以利用有机酸或其盐、具有官能基的聚合物,无机酸等实施表面处理。并且,若与微粒一起共用分散剂,则粒子的凝集被抑制,耐划伤性更良好,因此优选。
微粒的平均粒径无论是有机微粒或无机微粒均优选为0.1μm以上10μm以下的范围,更优选为0.2μm以上5μm以下的范围,进一步优选为0.3μm以上2μm以下。若平均粒径在上述范围内,则光的反射率优异。
另外,平均粒径能够利用HORIBA,LTD.制的LA-750粒度分析仪(Particle Size Analyzer)进行测定。具体地,读取相当于粒子整体的50质量%的各粒子的粒径,采用该值的算术平均值来作为平均粒径。
作为使聚酯薄膜含有微粒的方法,无特别限制,例如可以将微粒与聚酯进行混炼来作为母粒之后,将该母粒投放到挤出机中,并熔融混炼来制作聚酯薄膜。并且,也可以将微粒的粉体直接投放到挤出机中。
白色聚酯薄膜可以通过空隙(气泡)被白色化。并且,通过使白色聚酯薄膜含有空隙,能够使电场在聚酯和空隙的界面分散,能够使部分放电电压上升。
空隙的形成方法无特别限制,例如能够使聚酯含有与聚酯的亲和性较低的无机微粒、不相溶树脂或惰性气体并进行拉伸来形成。其中,将不相溶树脂混合于聚酯中,并将挤出的卷状膜进行拉伸,由此能够适当地形成空隙。
本发明中,优选不相溶树脂在聚酯中以颗粒状分散,且大量含有。不相溶树脂只要为与聚酯不相溶性的树脂则无特别限制,优选与聚酯非相溶的热可塑性树脂。作为不相溶树脂的具体例,可以举出聚苯乙烯系树脂、聚烯烃系树脂、聚丙烯酸系树脂、聚碳酸酯树脂、聚砜系树脂、纤维素系树脂等。尤其优选聚苯乙烯系树脂或者聚甲基戊烯、聚丙烯等聚烯烃系树脂。
不相溶树脂相对于聚酯的混合量根据目标空隙(气泡)的量而不同,优选相对于薄膜整体的质量为3质量%~20质量%的范围,更优选为5质量%~18质量%的范围。若不相溶树脂的混合量为3质量%以上,则能够生成目标量的空隙。并且,若不相溶树脂的混合量为20质量%以下,则不会损坏耐热性或强度、粘度强度。
作为第1层的厚度,优选为5μm以上80μm以下的范围。
若第1层的厚度为5μm以上,则反射率更高,且能够进一步提高太阳能电池的发电效率。并且,若第1层的厚度为80μm以下,则在第1层上层叠后述的第2层时的效果变得更高。即,在第2层维持相对于光和热的耐候性,且第1层不会变得过厚的范围,当第1层劣化时第2层可保持强度,且能够长期良好地维持粘附性。
作为第1层的厚度,优选为10μm以上70μm以下,进一步优选为15μm以上65μm以下。
将熔融树脂制作成膜来形成第1层时,第1层的厚度例如能够以下述方法来调节。
(1)通过调节树脂的挤出量来调整为所希望的厚度。例如若提高挤出量,则能够增加厚度。
(2)通过调整流延滚筒(cast drum)的圆周速度来调整为所希望的厚度。例如,在使从挤出机挤出的熔融树脂(熔体)在流延滚筒上固化时,通过减慢滚筒的圆周速度,能够增加厚度。
此时,作为第1层的厚度分布,优选1%以上20%以下的范围。
通过使第1层存在厚度分布来增加与相邻层(例如后述的第2层)之间的接触面积。其结果,在界面上易显现由微粒的分布赋予所带来的效果,粘附性更有效地得到提高。
若厚度分布为1%以上,则在界面上易显现基于微粒的分布赋予的效果,粘附性得到提高。并且,若厚度分布为20%以下,则第1层不会局部变得过厚。其结果,能够防止相邻层(例如后述的第2层)的厚度相对降低,在局部的应力集中或剥离应力下不易产生破坏,粘附性变得更优异。
作为第1层的厚度分布,更优选为2%以上18%以下,进一步优选为3%以上15%以下。
第1层的厚度及厚度分布通过以下方法求出。
关于第1层的厚度分布,将白色聚酯薄膜沿长边方向(MD)以2cm间隔制作长度1cm的10个样品,并以扫描型电子显微镜(SEM)观察各样品的截面,并且测定各点的第1层的厚度。在测定值中,求出最大值与最小值之差,并以百分率来表示将该差以测定值的算术平均值进行除算的值,以此来设为MD的厚度分布。并且,关于宽度方向(TD),将聚酯薄膜沿TD以2cm间隔制作长度1cm的10个样品,并与MD同样地测定厚度,并求出TD的厚度分布。
并且,求出所得到的MD的厚度分布和TD的厚度分布的算术平均值,并设为第1层的厚度分布。
并且,对第1层中的MD的平均厚度和TD的平均厚度进行算术平均,并将该平均值设为第1层的厚度。
将熔融树脂(熔体)在模具的内部层叠,并对此时的熔体的粘性赋予变动,从而在模具内产生流动性的差异,并形成厚度分布。
对熔体的粘性赋予变动可通过对设置于模具的加热器的输出赋予调制来实现。此时,优选调制加热器输出以使模具的温度变动成为0.5℃以上10℃以下。模具的温度变动更优选为0.7℃以上8℃以下,进一步优选为1℃以上5℃以下。
并且,作为温度调制的周期,优选为0.05秒以上1秒以下,更优选为0.1秒以上0.8秒以下,进一步优选为0.2秒以上0.7秒以下。
当聚酯薄膜具有上述第1层时,作为形成白色聚酯薄膜的聚酯薄膜的总厚度,优选为40μm以上350μm以下。
若总厚度为40μm以上,则光的反射效率更优异。并且,若总厚度为350μm以下,则粘附性更加优异。这是基于以下理由。即,在太阳能电池中层叠白色聚酯薄膜之后,使其剥离来评价粘附性时,白色聚酯薄膜通常以180°的剥离角度被剥离,因此在薄膜的内周侧和外周侧产生周长差,结果,在薄膜内产生翘曲。薄膜越厚则该内周与外周之差越大,基于翘曲的薄膜内的凝集破坏易导致粘附不良,因此优选总厚度为350μm以下。
作为总厚度,更优选为45μm以上330μm以下,进一步优选为50μm以上300μm以下。
对于第1层的总厚度,能够在将熔融树脂制作成膜时如上述以与调节例如第1层的厚度的方法相同的方式来进行调节。
~第2层~
形成本发明的白色聚酯薄膜的聚酯薄膜优选为在上述的第1层上进一步含有至少1层第2层的形态,所述第2层中相对于聚酯的质量含有0.06质量%以上10质量%以下的微粒,且微粒的分散度为10%以上100%以下。
形成本发明的白色聚酯薄膜的聚酯薄膜通过构成为在已述的第1层上还设置有第2层的形态,有助于得到基于将微粒的分散度设为规定的范围的效果,长期暴露于光和热等时的粘附性进一步得到改善。这可以推定为与以下机构有关。
即,微粒在第1层和第2层的界面上的含有浓度不同,在该界面中形成微粒的分散状态,如上述起到在与相邻层之间提高粘附性的效果。
第2层优选在第1层上设置至少1层。第2层可以设置于第1层的单面,也可以设置于两面。形成本发明的白色聚酯薄膜的聚酯薄膜优选为具有如下结构的形态:层叠有第1层及第2层,且在第1层或第2层的表面或者第1层及第2层两个的表面上层叠有易粘结层。进一步优选为具有如下结构的形态:包含第1层及第2层,且依次层叠有第1层、第2层、易粘结层。
作为第2层的层数,优选为1层以上5层以下,更优选为1层以上3层以下,进一步优选为1层以上2层以下。多层结构的层数在上述范围内,因此效果不会饱和而能够期待与层数相称的效果,且设备不会大型化。
第2层能够通过使用能够对多层进行共挤压的挤出机,并将挤出的熔融树脂导入到多歧管模具、进料块模具等中并进行层叠来形成。第2层为多层时,各层的成分可以相同也可以不同。
优选在第2层中微粒的含量相对于聚酯的质量为0.06质量%以上10质量%以下的范围,且与上述的第1层中的微粒的含量不同。第2层中的微粒的含量与第1层中的微粒的含量不同,因此能够进一步提高与第1层的界面上的粘附性。
并且,第2层中的微粒的含量低于第1层中的微粒的含量,即使在第1层劣化时第2层也可以起到保持强度的效果,因此第2层相对于光和热的耐候性进一步提高。其结果,即使第1层因剥离应力而被破坏,第2层也会抑制凝集破坏,且能够提高粘附性。
进一步在第2层中,通过与第1层同样地赋予微粒的分散度,能够得到与第1层同样的效果。即,通过与第1层相同的作用机构,粘附性得到提高。该效果通过层叠第2层和第1层,除了协同提高粘附性以外,还提高光的反射效率。因此,通过使从第1层泄漏的光在第2层中进行反射而返回到第1层,反射效率得到提高,且有助于提高发电效率。
第2层中的微粒的分散度与上述的第1层中的微粒的分散度定义相同,分散度的优选范围也相同。
即,若微粒的分散度为10%以上,则粘附性也进一步提高。并且,若微粒的分散度为100%以下,则微粒较多的部位的强度下降得到抑制,微粒较少的部位高强度相结合而薄膜整体的强度得到提高,粘附性进一步提高。
作为微粒的分散度,更优选为20%以上90%以下,进一步优选为25%以上85%以下。
第2层中的微粒的分散度的测定以与上述的第1层中的微粒的分散度的测定方法相同的方式来进行。
并且,第2层中的微粒的分散度与第1层中的情况同样地表示分散的不均匀性,且能够通过在挤出机中降低对树脂进行熔融混炼的程度来实现上述范围。详细的实现方法与第1层中的情况相同。
若第2层中的微粒的含量为0.06质量%以上,则光的反射率变得更良好,发电效率得到提高。并且,若微粒的含量为10质量%以下,则耐候性优异,即使在已述的第1层劣化时第2层也能够起到维持强度的效果,且能够更长期地保持粘附性。
作为微粒的含量,优选相对于聚酯的质量为0.1质量%以上5质量%以下,更优选为0.2质量%以上2质量%以下。
第2层中的微粒的含量的测定如下进行。
微粒的含量能够与第1层同样地对聚酯薄膜的烧成前后的重量进行精确称量来计算。具体地,削掉聚酯薄膜的第2层并放入到坩埚中进行精确称量(Xg)。接着,将放入有第2层的坩埚在空气中以800℃、3小时的条件进行烧成。烧成后,在室温中放置一晩后,对质量进行精确称量(Yg)。
微粒的含量(质量%)通过100×Y/X进行计算。
另外,当第2层为多层时,通过上述方法对各层进行测定。
作为将微粒加入到第2层的方法没有特别的限制,优选在共挤压时在形成第2层的聚酯中添加微粒的方法。例如可以将微粒混炼于聚酯中来作为母粒后,将该母粒投放到挤出机中并进行熔融混炼来制膜。并且,可以将微粒的粉体直接投放到挤出机中。
当聚酯薄膜具有第2层时,第2层的厚度优选为聚酯薄膜的总厚度的40%以上95%以下,更优选为45%以上90%以下,进一步优选为50%以上85%以下。
若第2层的厚度为40%以上,进一步发挥由设置第2层带来的粘附改善效果。并且,若第2层的厚度为95%以下,则光反射率进一步得到提高。
作为本发明的白色聚酯薄膜在温度120℃、湿度100%RH的环境条件下暴露时的断裂伸长率减半时间,优选为70小时以上200小时以下。
若断裂伸长率减半时间为70小时以上,则有利于粘附性的提高,并且可抑制裁剪屑的产生。并且,若断裂伸长率减半时间为200小时以下,则可以保持聚酯分子的运动性而抑制脆化,其结果,在裁剪时不易产生破裂,还可抑制裁剪屑的产生。
作为断裂伸长率减半时间,更优选为80小时以上170小时以下,进一步优选为90小时以上150小时以下。
断裂伸长率减半时间在上述范围内,则除了下述(a)的效果,作为不可预测的特别的效果可起到(b)的效果。
(a)粘附性改善效果
当在温度120℃、湿度100%RH的环境条件下实施湿热处理时,聚酯通过加水分解而分子量下降,随着分子量的下降而聚酯脆化,在施加剥离应力时在聚酯内产生凝集破坏,粘附性下降。通过使断裂伸长率减半时间在上述范围内,聚酯的加水分解被抑制,湿热经过时间流逝后的粘附性得到提高。
(b)裁剪屑降低
聚酯薄膜中,通常通过微粒的含有而在切削时易发生裁剪屑,尤其如本发明般微粒具有浓度分布时,在微粒浓度较高的部位易产生裁剪屑。然而,通过使断裂伸长率减半时间在上述范围内,可减少裁剪屑。这可以推断为与以下机构有关。
即,断裂伸长率减半时间如上所述较长的(通常30小时~50小时)聚酯即难以加水分解的聚酯可通过抑制聚酯分子的运动性来得到。通过聚酯分子的运动性的下降而与水的反应性得到抑制,运动性较低的聚酯分子难以在薄膜中移动。因此,可抑制聚酯薄膜的变形(蠕变)。裁剪应力在微粒与聚酯的界面集中,聚酯变形(伸展)而被切断,由此产生裁剪屑。因此,提高聚酯的加水分解性来谋求聚酯分子的运动性的下降,由此来减少裁剪屑。
断裂伸长率减半时间的测定可通过如下所示的方法来进行。
对于样品薄膜,在温度120℃、湿度100%RH的环境中以50小时、60小时、70小时这样一边增加10小时一边以下述方法测定断裂伸长度保持率直至成为10%。将在上述环境中放置的时间(进行热处理的时间)设为横轴,且将断裂伸长度保持率设为纵轴来进行绘制,并内插来求出断裂伸长度保持率成为50%的时间。根据热处理前的断裂伸长度(S0)和进行恒定时间的热处理之后的断裂伸长度(St)并以下述式来求出断裂伸长度保持率。
断裂伸长度保持率(%)=100×(St)/(S0)
通常,聚酯的断裂伸长度保持率能够通过固相聚合等来提高,在白色聚酯中,该方法不能期待充分的效果。尤其无法得到抑制裁剪屑的效果。
当为白色聚酯(例如白色PET)时,除了通常的加水分解以外,聚酯易在微粒的周边晶化,且在高温高湿下晶化现象被促进。因此,聚酯更易变脆,且断裂伸长度保持率更易下降。通过抑制将白色聚酯制作成膜时成为晶核的球晶的产生,能够抑制结晶在微粒周围的形成,且易提高断裂伸长度保持率。在聚酯的制膜工序中,在纵向拉伸时最易形成球晶,能够通过在拉伸后进行淬冷来将形成球晶的温度区域迅速地进行冷却来实现。即,优选将纵向拉伸后的冷却速度设为5℃/秒以上100℃/秒以下。
冷却速度更优选设为10℃/秒以上90℃/秒以下,进一步优选设为15℃/秒以上80℃/秒以下。若冷却速度为5℃/秒以上,则难以在微粒周围生成结晶,可抑制裁剪屑的产生。并且,若冷却速度为100℃/秒以下,则与淬冷相伴的聚酯薄膜中的残留翘曲减少,裁剪时,可抑制以残留翘曲为起点而产生的破裂,还可抑制裁剪屑的产生。
作为在纵向拉伸后以规定的冷却速度进行冷却的方法,可以举出使聚酯薄膜与冷却辊接触的方法、使冷风吹到聚酯薄膜上的方法。
<白色聚酯薄膜的制造方法>
本发明的白色聚酯薄膜的制造方法至少具有在制膜中途的聚酯薄膜的至少一侧面上通过涂布形成易粘结层的工序、及下述(1)及(2)中的至少一个工序,
(1)将已涂布形成的易粘结层通过对易粘结层的面内赋予0.5℃以上10℃以下的温度差来进行干燥的干燥工序,
(2)将已形成有易粘结层的聚酯薄膜通过对聚酯薄膜的面内赋予0.5℃以上10℃以下的温度差来进行拉伸的拉伸工序。
(易粘结层的形成)
本发明的白色聚酯薄膜的制造方法具有在制膜中途的聚酯薄膜的至少一侧面上通过涂布来形成易粘结层的工序(以下,称作易粘结层形成工序)。在本发明中,关于易粘结层的形成,通过相对于制膜后的拉伸等处理还未结束的制膜中途的聚酯薄膜来进行,可得到厚度为0.01μm以上1μm以下且厚度分布为1%以上30%以下的易粘结层形成于聚酯薄膜之上的白色聚酯薄膜。
制膜中途的聚酯薄膜是指被熔融挤出的熔融树脂被制作成薄膜状,但拉伸处理以及拉伸后的热固定处理或热松弛处理还未完成的聚酯薄膜。
在本发明的易粘结层形成工序中,尤其作为制膜中途的聚酯薄膜,优选对于在制膜后进行纵向拉伸而未进行横向拉伸的聚酯薄膜涂布易粘结层用涂布液并使其干燥来形成易粘结层。由此,通过拉伸形成有易粘结层的聚酯薄膜,在易粘结层与聚酯薄膜之间产生界面混合,能够进一步提高粘附性。
关于易粘结层的详细内容,如上述。
作为在聚酯薄膜的表面设置易粘结层的方法,例如能够使用棒涂法、辊涂法、刀刃涂布(knife edge)法、凹版涂布法、帘式涂布法等周知的涂布技术。
并且,在形成易粘结层之前,可以对于聚酯薄膜的易粘结层形成面实施表面处理(火焰处理、电晕处理、等离子体处理、紫外线处理等)。
用于形成易粘结层的涂布液(易粘结层用涂布液)根据聚酯薄膜的用途而不同,但优选至少包含丙烯酸系、氨酯系、聚酯系或聚酰胺系的树脂。树脂的详细内容如上述。
(制膜工序)
设置有易粘结层的聚酯薄膜例如通过将作为树脂材料的聚酯与微粒或其他树脂等一起混合,并利用挤出机进行熔融混炼后,将被挤出的熔融树脂(熔体)制作成膜来得到。
在将树脂进行熔融混炼时,可以预先将聚酯、微粒或不相溶树脂进行熔融混炼,并准备以高浓度分散有微粒或不相溶树脂的母粒。
用于制备母粒的聚酯优选将二醇成分和二羧酸成分以通常的方法进行缩聚之后,加工成颗粒状来使用。碳二亚胺或乙烯亚胺化合物等的末端封装剂可以直接添加到挤出机中,也可以预先与聚酯一起混合来形成母料,从挤出稳定性的观点来看,优选将该母料投放到挤出机中。
母粒中的微粒、不相溶树脂或末端封装剂的含有浓度优选为设为聚酯薄膜时的含有浓度的1.5倍~20倍,更优选为2倍~15倍,进一步优选为3倍~10倍。将浓度设为高于目标含有浓度是由于在下一个工序的制膜工序中,母粒通过聚酯颗粒而被稀释。
进行混炼时,能够使用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、密闭式混炼器、布拉本德(小型磨粉机)等各种混炼机。在这些混炼机中,优选使用双螺杆挤出机。
混炼温度优选为聚酯的结晶熔解温度(Tm)以上Tm+80℃以下,更优选为Tm+10℃~Tm+70℃,进一步优选为Tm+20℃~Tm+60℃。
混炼气氛可为在空气中、真空中或惰性气流中的任一种,但更优选在真空中或惰性气流中。
混炼时间优选为1分钟~20分钟,更优选为2分钟~18分钟,进一步优选为3分钟~15分钟。
将已混炼的树脂以股线状挤出,并在空气中或水中进行冷却、固化之后进行裁剪来使其颗粒化。
原材料的干燥如下进行:将微粒、不相溶树脂、聚酯、末端封装剂等或它们的混合物在真空中或者热风中进行干燥,且使含水率成为100ppm以下,更优选成为80ppm以下,进一步优选成为60ppm以下。此时的干燥温度优选为80℃~200℃,更优选为100℃~180℃,进一步优选为110℃~170℃。干燥时间能够适当地进行调整以成为上述含水率。
在制膜工序中,微粒及不相溶树脂的含量不同的熔融树脂通过模具被挤出到流延滚筒上。进行层叠时,通过多层模具而在流延滚筒上被共挤压。熔融树脂在流延上固化而被制作成膜,并作为流延薄膜(未拉伸卷状膜)而得到。多层模具的方式能够适当地使用多歧管模具或进料头模具中的任一个。模具的形状能够设为T型模具、衣架式模具、或鱼尾等。熔融树脂(熔体)优选通过熔体配管,并通过齿轮泵、过滤器。过滤器的孔径优选为1μm~50μm,更优选为5μm~40μm,进一步优选为10μm~30μm。并且,还优选在熔体配管中设置静止混合器(static mixer)来促进树脂与添加物的混合。
流延滚筒的温度优选为0℃~60℃,更优选为5℃~55℃,进一步优选为10℃~50℃。在制膜工序中,作为提高熔融树脂与流延滚筒的粘附来提高平坦度的方法,还优选使用静电施加法、气刀法、对流延滚筒之上进行水包覆的方法等。为了进一步有效地进行冷却,也可以从流延滚筒吹冷风。
挤出优选在真空排气或惰性气体气氛下进行。由此,能够抑制乙烯亚胺及碳二亚胺化合物等的分解。对于挤出机的温度,优选以所使用的聚酯的融点起至融点+80℃以下为止的温度范围进行,更优选为融点+10℃以上融点+70℃以下的温度范围,进一步优选为融点+20℃以上融点+60℃以下的温度范围。若挤出机的温度为聚酯的融点以上,则树脂的熔解变得良好。另一方面,若挤出机的温度为“融点+80℃”以下,则聚酯、乙烯亚胺化合物、及碳二亚胺化合物等的分解被抑制。
另外,包含聚酯、乙烯亚胺化合物、及碳二亚胺化合物等的母料优选在挤出前先进行干燥。此时母料的优选含水率为10ppm~300ppm,更优选为20ppm~150ppm。
在制作出形成白色聚酯薄膜的聚酯薄膜的工序中,可以设置将树脂材料及微粒、或分散有微粒的树脂材料投放到熔融挤出机中,并对熔融挤出机的螺杆的扭矩赋予0.5%以上20%以下的变动来进行熔融挤出的工序。
在该工序中,制作出聚酯薄膜中所含的上述的“第1层”。聚酯薄膜由单层构成时,通过制作第1层可得到形成白色聚酯薄膜的聚酯薄膜。
作为投放到熔融挤出机中的原材料,可使用树脂材料(主要为聚酯)及微粒的混合材料、或微粒分散于树脂(主要为聚酯)中的树脂材料(例如聚酯材料)。
在用已投放有原材料的挤出机进行熔融挤出时,通过对旋转的螺杆的扭矩赋予0.5%以上20%以下的变动,从而在料筒与螺杆之间产生间隙,分散变得不均匀,其结果,能够将微粒的分散度调制成可得到良好的粘附性的范围。优选的微粒的分散度如上述为10%以上100%以下。
在制膜工序中,将在熔融挤出机中熔融混炼的熔融树脂从模具中挤出来制作第1层时,优选对模具赋予0.5℃以上10℃以下的温度变动。通过模具的温度变动,熔融树脂(熔体)的粘性改变,模具内的流动性产生差异而形成厚度分布,其结果能够对第1层赋予厚度分布。通过如此,白色聚酯薄膜的粘附性更加优异。
并且,制作出形成白色聚酯薄膜的聚酯薄膜的工序能够通过设置将树脂材料及微粒、或分散有微粒的树脂材料投放到熔融挤出机中,并对熔融挤出机的螺杆的扭矩赋予0.5%以上20%以下的变动来进行熔融挤出的工序而构成。
在该工序中,制作出聚酯薄膜中所含的上述的“第2层”。通过除了第1层进一步制作第2层,可得到形成白色聚酯薄膜的多层结构的聚酯薄膜。
作为投放到熔融挤出机中的原材料,与“第1层”的制作相同。
在用已投放有原材料的挤出机进行熔融挤出时,通过对旋转的螺杆的扭矩赋予0.5%以上20%以下的变动,从而在料筒与螺杆之间发生间隙,分散变得不均匀,其结果,能够将微粒的分散度调整为可得到良好的粘附性的范围。优选的微粒的分散度如上述为10%以上100%以下。
并且,在易粘结层形成工序之后实施下述(1)或(2)、或者(1)及(2)工序。
(1)干燥工序
这里的干燥工序中,将已涂布形成的易粘结层通过对易粘结层的面内赋予0.5℃以上10℃以下的温度差来进行干燥。干燥时,在高温部中干燥迅速,涂布液易从低温部流入到高温部,因此存在高温部的厚度变厚的倾向。因此,通过对涂布后的干燥时间赋予分布,能够对易粘结层赋予厚度分布。
关于0.5℃以上10℃以下的温度差的定义,如上述,温度差的优选范围也如上述。
在干燥工序中,例如能够使吹出热风等干燥风的喷嘴的狭缝部具有吹出量的分布,从而能够对吹到易粘结层的干燥风的量赋予分布。由此,能够对易粘结层赋予厚度分布。
并且,可以对设置于干燥区的加热器进行分割来使各加热器的输出具有分布。
并且,在干燥工序中,优选对面内赋予0.1℃以上10℃以下的温度差来进行干燥。若对面内赋予温度差来使其干燥,则能够对易粘结层赋予表面雾度的面内分布。作为表面雾度的面内分布,如上述,能够赋予0.1%以上30%以下的范围的面内分布。作为这里的温度差,更优选为0.3℃以上8℃以下,进一步优选为0.5℃以上6℃以下。
在上述干燥工序之后,能够设置将具有已干燥的易粘结层的聚酯薄膜通过对聚酯薄膜的一侧面与另一侧面之间赋予0.1℃以上10℃以下的温度差来进行冷却的冷却工序。涂布易粘结层用涂布液并使其干燥之后进行冷却时,能够对涂布面侧和与涂布面侧相反的一面侧赋予温度差,以此来调整表面粗糙度,即表面雾度。表面雾度的调整优选设为0.01%以上3%以下的范围。
温度差更优选为0.3℃以上8℃以下,进一步优选为0.5℃以上6℃以下。
在上述干燥工序之后,能够设置将具有已干燥的易粘结层的聚酯薄膜通过对聚酯薄膜的面内赋予0.1℃以上10℃以下的温度差来进行冷却的工序。表面雾度的调整优选设为0.01%以上3%以下的范围。
温度差更优选为0.3℃以上8℃以下,进一步优选为0.5℃以上6℃以下。
(2)拉伸工序
这里的拉伸工序中,将形成有易粘结层的聚酯薄膜通过对聚酯薄膜的面内赋予0.5℃以上10℃以下的温度差来进行拉伸。在涂布后进行拉伸时,通过对拉伸中的薄膜赋予温度分布,能够局部性地改变拉伸倍率。即,温度越高则拉伸倍率越高,且温度越低则拉伸倍率越低。因此,在高温部中易粘结层的厚度变薄且在低温部中易粘结层的厚度变厚,由此能够对易粘结层赋予厚度分布。
关于0.5℃以上10℃以下的温度差的定义,如上述,温度差的优选范围也如上述。
在制膜工序中制作的未拉伸薄膜在拉伸工序中能够实施拉伸处理。拉伸优选沿纵向(MD)、横向(TD)中的至少一个方向进行,从薄膜物性的平衡良好这点来看,优选向MD、TD两个方向拉伸。这种双向拉伸可沿纵、横逐次进行,也可以同时实施。在拉伸工序中,优选将用冷却辊进行冷却固化的未拉伸薄膜沿1个或两个方向进行拉伸,更优选沿两个方向进行拉伸。向两个方向进行拉伸(双轴拉伸)时优选为长边方向(MD)的拉伸(以下也称作“纵向拉伸”)及宽度方向(TD)的拉伸(以下也称作“横向拉伸”)。纵向拉伸、横向拉伸可以各实施1次,也可以经过多次来实施。也可以同时沿纵、横两个方向拉伸。
拉伸处理优选为以薄膜的玻璃化转变温度(Tg;℃)以上(Tg+60)℃以下的范围进行,更优选为(Tg+3)℃~(Tg+40)℃,进一步优选为(Tg+5)℃~(Tg+30)℃。此时,优选如上所述赋予温度分布。
优选拉伸倍率的至少一个为280%~500%,更优选为300%~480%,进一步优选为320%~460%。当为双轴拉伸时,也可沿纵、横均等地拉伸,但更优选为沿一个方向的拉伸倍率大于另一个方向而不均等地拉伸。可以将沿纵向(MD)、横向(TD)中的任一个方向拉伸的拉伸倍率设为较大。
拉伸倍率是利用以下式求出的。
拉伸倍率(%)=100×{(拉伸后的长度)/(拉伸前的长度)}
双轴拉伸处理例如能够在作为薄膜的玻璃化转变温度的(Tg1)℃~(Tg1+60)℃的范围内,以总计倍率成为3倍~6倍的方式沿纵向(MD)进行1次或2次以上拉伸后,在(Tg1)℃~(Tg1+60)℃的范围内,以倍率成为3倍~5倍的方式沿宽度方向进行拉伸。
双轴拉伸处理能够利用加快了出口侧的圆周速度的2对以上的夹持辊,沿长边方向(MD)进行拉伸(纵向拉伸),并且也可以用卡盘卡持薄膜的宽度方向(TD)的两端后,加宽该卡盘之间的长边方向的间隔来进行拉伸。横向拉伸能够以卡盘卡持薄膜的TD的两端,并将卡盘沿TD(长边方向和直角方向)加宽来进行。
并且,同时拉伸能够组合如下操作来实施,即以卡盘进行卡持后沿长边方向加宽卡盘间隔的操作、及沿宽度方向加宽卡盘间隔的操作。
在本发明中,优选将涂布形成易粘结层的涂布工序与拉伸工序进行组合。
易粘结层优选在拉伸工序之前或拉伸工序中途的工序中通过涂布来形成于聚酯薄膜的表面。即,在本发明中,优选对通过涂布涂布液而形成有易粘结层的聚酯薄膜至少拉伸一次。
例如,拉伸工序和涂布工序能够如下所述进行组合来实施。
(a)纵向拉伸→涂布→横向拉伸
(b)涂布→纵向拉伸→横向拉伸
(c)涂布→纵、横同时拉伸
(d)纵向拉伸→横向拉伸→涂布→纵向拉伸
(e)纵向拉伸→横向拉伸→涂布→横向拉伸
这种组合中优选的组合是(a)、(b)、(c),更优选的组合是(a)。此时,优选粘附性最高且设备变得紧凑。
当拉伸工序包含进行纵向拉伸的工序和进行横向拉伸的工序时,在进行纵向拉伸的工序和进行横向拉伸的工序之间,优选设置将纵向拉伸后的聚酯薄膜以5℃/秒以上100℃/秒以下的冷却速度进行冷却的工序。通过将纵向拉伸后的聚酯薄膜以规定的冷却速度进行冷却(淬冷),聚酯薄膜的断裂伸长率减半时间变长且粘附性变得优异。
淬冷例如能够通过使聚酯薄膜与冷却辊接触的方法、及喷吹冷风的方法等来进行。
在拉伸工序中,能够在拉伸处理前或后,优选在拉伸处理之后,对薄膜实施热处理。通过实施热处理,能够生成微结晶,并提高机械特性或耐久性。可以对薄膜以180℃~225℃左右(更优选为185℃~210℃)实施1秒~60秒(更优选为2秒~30秒)的热处理。
在拉伸工序中,能够在热处理后实施热松弛处理。
热松弛处理是为了对于薄膜进行应力松弛而加热并使薄膜收缩的处理。热松弛处理优选沿聚酯薄膜的MD及TD两个方向实施。热松弛处理中的诸条件优选以低于热处理温度的温度进行处理,优选为130℃~220℃。并且,热松弛处理中,薄膜的热收缩率优选MD及TD均为1%~12%,更优选为1%~10%。
作为求出热收缩率的方法,首先切出测定方向350mm、宽度50mm的样品,并对样品的长边方向的两端附近以300mm间隔赋予记号后,在调整为150℃的温度的烤箱上固定一端,并将另一端以设为自由的状态放置30分钟后,在室温中测定记号间距离。接着,将测定出的长度设为L(mm),并将测定值应用于下述式中来求出热收缩率。
150℃中的热收缩率(%)=100×(300-L)/300
并且,当热收缩率为正时表示收缩,当热收缩率为负时表示伸长。
本发明的白色聚酯薄膜的用途没有特别的限制,能够适当地用于太阳能电池模块用背板、阻隔膜基材等。将白色聚酯薄膜用于太阳能电池模块用背板时,可以在白色聚酯薄膜上设置易粘结层,并进一步设置下述层。
1.着色层
在本发明的白色聚酯薄膜上能够设置着色层。着色层是与聚酯薄膜的表面接触或者经由其他层而配置的层,能够包含颜料或粘合剂。具体地,能够参考日本专利公开2012-166354号公报的[0126]~[0138]段的记载。
2.底涂层
能够在本发明的白色聚酯薄膜上设置底涂层。关于底涂层,例如设置有着色层时,可以在着色层和聚酯薄膜之间设置底涂层。底涂层能够包含粘合剂、交联剂、表面活性剂等。具体地,能够参考日本专利公开2012-166354号公报的[0139]~[0142]段的记载。
3.防污层(氟系树脂层·硅系树脂层)
在本发明的白色聚酯薄膜上优选将氟系树脂层及硅系(Si系)树脂层中的至少一个作为防污层来设置。通过设置氟系树脂层或Si系树脂层,可防止聚酯表面的污垢,且可提高耐候性。具体地,能够参考日本专利公开2012-166354号公报[0143]~[0144]段的记载。
<太阳能电池模块及其制造方法>
本发明的太阳能电池模块作为太阳能电池用背板而具备上述的本发明的白色聚酯薄膜。本发明的太阳能电池模块所具备的上述的本发明的白色聚酯薄膜相对于相邻层在长期使用中粘附性优异,由此本发明的太阳能电池模块能够长期保持稳定的发电性能。
具体地,本发明的太阳能电池模块具备:太阳光入射的透明性基材(玻璃基板等前部基材);设置于基材上,且具有太阳能电池元件及对太阳能电池元件进行封装的封装材料的元件结构部分;及配置于与元件结构部分的玻璃基板等基板所位于的一侧相反的一侧的白色聚酯薄膜(太阳能电池用背板),并且具有透明性的前部衬底/元件结构部分/背板的层叠结构。具体地,成为如下构成:将配置有将太阳光的光能替换成电能的太阳能电池元件的元件结构部分配置于在太阳光直接入射侧配置的透明性的前部衬底和本发明的白色聚酯薄膜之间,且在前部衬底与白色聚酯薄膜之间,将包含太阳能电池元件的元件结构部分(例如太阳能电池单元)利用乙烯-醋酸乙烯酯树脂(EVA)等封装材料来进行封装、粘结。本发明的白色聚酯薄膜与EVA的粘结性尤其优异,能够实现长期耐久性的提高。
太阳能电池模块、太阳能电池单元、及背板以外的部件例如能够使用“太阳光发电系统构成材料”(杉本荣一监制,Kogyo Chosakai Publishing Co.,Ltd.,2008年发行)中详细记载的部件。
透明性的基材只要具有可透射太阳光的光透射性即可,能够从可透射光的基材中适当地选择。从发电效率的观点来看,光的透射率越高越优选,作为这种基板,例如能够适当地使用玻璃基板及丙烯酸树脂等透明树脂等。
作为太阳能电池元件的例子,能够使用单晶硅、多晶硅、非晶硅等硅系、铜-铟-镓-硒、铜-铟-硒、镉-碲、镓-砷等III-V族或II-VI族化合物半导体系等各种公知的太阳能电池元件。基板与聚酯薄膜之间例如能够利用乙烯-醋酸乙烯酯树脂(所谓的封装材料)等来进行封装而构成。
(贴合工序)
本发明的太阳能电池模块的制造方法包括将热尺寸变化分布为1%以上40%以下的乙烯-醋酸乙烯酯树脂和上述的本发明的白色聚酯薄膜进行贴合的贴合工序。在贴合工序中,通过与热尺寸变化分布为1%以上40%以下的乙烯-醋酸乙烯酯树脂(EVA)贴合,粘附性更加提高。
乙烯-醋酸乙烯酯树脂用作对太阳能电池所具备的太阳能电池元件进行封装的封装材料,在本发明的贴合工序中,对于该封装材料,将白色聚酯薄膜作为背板来贴合,以此来作为太阳能电池模块。
具有太阳能电池元件及对太阳能电池元件进行封装的封装材料的元件结构部分的制造能够适当地选择公知的方法来进行。
在使白色聚酯薄膜和EVA通过热而贴合时,EVA欲热收缩,但由于与聚酯贴合因此无法收缩而成为残留应力。该残留应力与赋予剥离应力时的力相互作用而促进剥离,粘附性下降。若在EVA内存在热收缩较大的部位和较小的部位,则热收缩较小的部位抑制EVA整体的热收缩。因此,通过将EVA的热收缩(热尺寸变化)分布设为1%以上40%以下的范围,EVA整体的平均热收缩率被抑制得较低,粘附性能够更有效地提高。
作为EVA的热尺寸变化分布,更优选为2%以上30%以下,进一步优选为3%以上20%以下。若热尺寸变化分布在该范围内,则热尺寸变化较大的部位减少且残留应力也被抑制,因此可抑制易由残留应力引起的剥离的产生。其结果,粘附性的提高效果优异。
EVA的热尺寸变化分布能够通过以下方法来测定。
a)将EVA薄板在25℃、60%RH的环境下调湿一晚后,以20cm的间隔赋予基准点,并测定长度(L1)
b)将该EVA薄板以60℃在恒温槽中进行1小时的热处理
c)之后,在25℃、60%RH的环境下调湿一晩后,再次测定基准点长度(L2)
d)通过下述式计算热尺寸变化
热尺寸变化(%)=100×|L1-L2|/L1
另外,式中的“|L1-L2|”表示L1和L2之差的绝对值。
e)对于按照30cm×30cm切出的EVA的10个薄板,反复沿MD、TD并通过上述方法测定各薄板的热尺寸变化,以此来进行该测定。
f)将沿MD、TD的各10点的热尺寸变化的最大值与最小值之差除以MD、TD各10点的热尺寸变化的算术平均值并以百分率表示,以此来求出MD、TD的热尺寸变化分布。并且,求出MD的热尺寸变化分布和TD的热尺寸变化分布的算术平均来作为热尺寸变化分布。
EVA的热尺寸变化的算术平均值优选为0.1%以上5%以下,更优选为0.3%以上4%以下,进一步优选为0.5%以上3%以下。
热尺寸变化分布能够通过使在制膜中发生的热收缩的一部分缓和来进行调整。
具体地,能够在贴合工序中,通过在使EVA与上述的本发明的白色聚酯薄膜贴合之前设置如下工序来调整热尺寸变化分布:在EVA的平均温度为40℃~70℃,更优选为45℃~65℃,进一步优选为50℃~60℃,且EVA的温度分布为0.5℃~8℃,更优选为1℃~7℃,进一步优选成为1.5℃~6℃的条件下,利用加热器,进行1分钟~10分钟,更优选为1.5分钟~9分钟,进一步优选为2分钟~8分钟的加热处理。
温度分布的周期优选为5cm~1m,更优选为10cm~80cm,进一步优选为15cm~60cm。具有这种温度分布的加热方法无特别限定,例如可举出如下所述的方法。
甲)利用以上述周期沿纵、横进行分割的板式加热器,将它们的温度以成为上述温度分布的方式进行设定,并使其与EVA接触。
乙)在EVA的单面或两面上,从分割的喷嘴喷出热风,且对各喷嘴的温度赋予上述温度分布。
上述平均温度及温度分布能够通过利用例如辐射温度计等测定EVA的温度来求出。
实施例
以下,通过实施例对本发明进行更具体的说明,本发明只要不脱离其主旨,则并不限定于以下实施例。另外,若没有特别地说明,则“部”为质量基准。
(1)聚酯
(1-1)颗粒的准备
-A.Ti催化剂PET(Ti-PET)-
以与在日本专利公开2007-70462号公报的[0098]~[0104]段中记载的实施例1相同的方法,利用钛催化剂来制造聚酯(聚对苯二甲酸乙二酯;以下,略记为Ti催化剂PET或Ti-PET。),并作为颗粒。
-B.Sb催化剂PET(Sb-PET)-
根据在国际公开第2010/110119号小册子的[0054]段中记载的“原料PET-1”,如下所述得到聚酯。
对于对苯二甲酸二甲酯100质量%及乙二醇60质量%的混合物,添加醋酸钙0.08质量%、三氧化二锑0.03质量%,并通过通常的方法进行加热升温来进行酯交换反应。对于在此得到的酯交换反应生成物,添加醋酸锂0.16质量%及磷酸三甲酯0.11质量%之后,转移到聚合反应槽中。一边进行加热升温一边使反应体系逐渐减压,在133Pa的减压下以290℃通过通常的方法来进行聚合,由此得到固有粘度为0.52的聚酯(聚对苯二甲酸乙二酯),将其作为颗粒。
-C.Al催化剂PET(Al-PET)-
在搅拌机自带的热介质循环式(2公升)不锈钢制高压釜中,将高纯度对苯二甲酸和其2倍摩尔量的乙二醇及三乙胺以相对于酸成分成为0.3mol%的方式进行添加,并在0.25MPa的加压下以245℃一边将水蒸馏去除到体系外一边实施120分钟的酯化反应,以此来得到低聚物混合物。在该低聚物混合物中,作为缩聚催化剂,将15g/l的碱性醋酸铝的乙二醇溶液以相对于聚酯中的酸成分以铝原子换算为0.014mol%的方式进行添加,作为磷化合物,将Irganox1425(CibaSpecialty Chemicals Corp.制)的10g/l的乙二醇溶液以相对于聚酯中的酸成分以Irganox1425的固体成分换算为0.02mol%的方式进行添加。
此时,作为缩聚催化剂而添加的碱性醋酸铝使用了可通过使碱性醋酸铝(Aldrich公司制)水溶液及乙二醇回流而得到的15g/l的碱性醋酸铝的乙二醇溶液。
接着,在氮气氛下,在常压中以245℃搅拌10分钟。之后,经由60分钟来升温至275℃,并且使反应系统的压力逐渐下降来设为13.3Pa(0.1Torr),进而以275℃、13.3Pa实施缩聚反应直至得到所希望的固有粘度(IV)。在达到规定的IV的时点向高压釜内导入氮气来返回到常压,并停止缩聚反应。
如此得到Al催化剂PET(Al-PET)并作为颗粒。
-D.PEN-
通过与在日本专利公开2011-258641号公报的[0120]段记载的实施例3相同的方法制造聚2,6-萘二甲酸乙二酯(PEN)树脂,并作为颗粒。
(1-2)固相聚合
对于上述各树脂(颗粒),分别以180℃使其干燥5小时,并使其晶化。另外,使用了尺寸为直径3mm、长度5mm的圆柱状的颗粒。
干燥后,将颗粒转移到205℃的固相聚合槽中,并使氮气以每1kg树脂为1Nm3/hr的方式流入到固相聚合槽中来进行固相聚合反应。固相聚合以205℃实施24小时。
(2)微粒(增白材料等)的准备
作为白色化材,准备以下无机微粒及非相溶性树脂。另外,利用HORIBA,LTD.制的LA-750粒度分析仪(Particle Size Analyzer)来测定平均粒径。读取相当于粒子整体的50质量%的各粒子的粒径,并采用该值的算术平均值来作为平均粒径。
<甲.无机微粒(白色粒子)>
·TiO2-1:金红石型二氧化钛粒子(以氧化铝包覆表面的粒子,平均粒径:0.2μm)
·TiO2-2:金红石型二氧化钛粒子(以氟化铝和三羟甲基丙烷包覆表面的粒子,平均粒径:0.3μm)
·BaSO4-1:硫酸钡粒子(硫酸钡单体;平均粒径:1μm)
·BaSO4-2:硫酸钡粒子(以二氧化硅包覆表面的粒子、平均粒径:3μm)
<乙.非相溶性树脂>
·TPX:聚甲基戊烯(TPX DX820,Mitsui Chemicals,Inc.制)
(3)聚酯薄膜的制造
-制膜(挤出,流延)-
如下述表1~表2所示般使用如上所述结束固相聚合的各颗粒(聚酯)、微粒、及非相溶性树脂来进行混合。此时,微粒的配合比例设为下述表1~表2所示的比率(添加量[质量基准])。
制膜时,预先制作出使用双螺杆混炼机配合了聚酯、微粒、及非相溶性树脂的母料,并将该母料和仅由与使用于母料的聚酯相同的聚酯构成的颗粒混合,并投放到螺杆径200mm的双螺杆混炼挤出机的料斗中,在真空下以290℃进行熔融混炼来挤出。此时,通过将螺杆的旋转方向设为同向旋转,并对挤出机的螺杆赋予表1~表2所记载的扭矩变动,从而改变微粒的分散度。当制作由双层结构构成的聚酯薄膜时,制膜通过共挤压来进行。另外,将颗粒在投放于料斗之前使其干燥至含水率50ppm以下。
已挤出的熔融树脂(熔体)通过齿轮泵并过滤(孔径:20μm)之后,使用进料块模头来进行层叠,并从模具唇挤出到流延滚筒上来进行制膜。此时,对安装于模具的分割加热器赋予表1~表2所记载的温度分布,从而对形成白色聚酯薄膜的聚酯薄膜(第1层)赋予厚度分布。
流延时以下述条件进行静电施加。
·流延滚筒:直径3m
·流延滚筒温度:25℃
·流延滚筒速度:10m/分钟
-纵向拉伸·涂布-
如上所述,在流延滚筒上冷却固化的树脂(未拉伸的聚酯薄膜)在从流延滚筒剥取后,预热至70℃。并且,将该未拉伸的聚酯薄膜利用圆周速度差不同的夹持辊来以90℃、3.5倍进行纵向拉伸,并以下述表1~表2所示的冷却速度冷却至30℃。此时,通过在纵向拉伸后吹冷风来赋予下述表1~表2所记载的温度分布,从而实现断裂伸长率减半时间。
接着,在未拉伸的聚酯薄膜的单面上,以下述条件实施电晕处理。
<条件>
·电极和电介质辊之间的对缝间隙:1.6mm
·处理频率:9.6kHz
·处理速度:20m/分
·处理强度:0.375kV·A·分钟/m2
之后,对于未拉伸的聚酯薄膜的电晕处理面,将以下易粘结层用涂布液如下述表1~表2所示进行改变并进行棒涂,从而形成作为涂布层的易粘结层。易粘结层用涂布液的详细内容如下。并且,涂布层的厚度通过改变棒的数量来实现。
并且,易粘结层的形成中,为了确认粘附程度,如下述表1~表2所示,在第1层侧和第2层侧分别进行。表1~表2中的易粘结层的“涂布面”栏中,“第1层”表示在第1层的表面形成有易粘结层,“两面”表示在第1层和第2层两个面上形成有易粘结层。
(易粘结层用涂布液的制备)
将具有以下所示的成分的树脂(甲)~(丑)的溶液分别用作易粘结层涂布液。
(甲)丙烯酸系树脂:A-1
·甲基丙烯酸甲基……55摩尔%
·丙烯酸乙酯……40摩尔%
·N-羟甲基丙烯酰胺……3摩尔%
·2-羟乙基甲基丙烯酸酯……2摩尔%
由以上成分构成的丙烯酸树脂的Tg=27℃
(乙)氨酯系树脂:U-1
·下述聚氨脂树脂
-聚氨脂树脂的制备-
在具备搅拌机、迪姆罗特冷凝器、氮气导入管、二氧化硅凝胶干燥管、及温度计的4口烧瓶中,投放4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯43.75质量%、二羟甲基丁酸12.85质量%、数平均分子量2000的聚六亚甲基碳酸醋二醇153.41质量%、二月桂酸二丁基锡0.03质量%、及作为溶剂的丙酮84.00质量%,并在氮气氛下,在75℃中搅拌3小时,并确认反应液达到了规定的胺当量。接着,将该反应液降温至40℃后,添加三乙胺8.77质量%,从而得到聚氨酯预聚物溶液。接着,在具备能够高速搅拌的均质分散器的反应容器中,添加水450g,并调整为25℃后,一边以2000min-1进行搅拌混合,一边添加聚氨酯预聚物溶液来进行水分散。之后,在减压下,通过去除丙酮及水的一部分,制备固体成分35%的水溶性聚氨脂树脂。所得到的聚氨脂树脂的玻璃化转变温度为-30℃。
(丙)氨酯系树脂:U-2
·水……51.00质量%
·异丙醇……30.00质量%
·上述聚氨脂树脂……12.58质量%
·具有下述噁唑啉基的树脂……4.72质量%
·粒子……1.57质量%
(平均粒径40nm的二氧化硅凝胶,固体成分浓度40质量%)
·粒子……0.08质量%
(平均粒径450nm的二氧化硅凝胶,固体成分浓度40质量%)
·表面活性剂……0.05质量%
(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制的KF6011,硅酮系表面活性剂,固体成分浓度100质量%)
-具有噁唑啉基的树脂的制备-
在具备温度计、氮气导入管、回流冷却器、滴液漏斗、及搅拌机的烧瓶中投放作为水性介质的离子交换水58质量%和异丙醇58质量%的混合物、及聚合引发剂(2,2’-偶氮二(2-脒基丙烷)·二盐酸盐)4质量%。另一方面,向滴液漏斗中投放作为具有噁唑啉基的聚合性不饱和单体的2-异丙烯基-2-噁唑啉16质量%、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯(乙二醇的平均加成摩尔数·9摩尔,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd制)32质量%、及甲基丙烯酸甲酯32质量%的混合物,并在氮气氛下,以70℃经1小时进行滴落。滴落结束后,将反应溶液搅拌9小时并进行冷却,从而得到固体成分浓度40质量%的具有噁唑啉基的水溶性树脂。
(丁)氨酯系树脂:U-3
以各成分的固体成分成为下述比率的方式添加水来制备的浓度10质量%的涂布液
·聚氨酯……60质量%
(DIC CORPORATION制的HYDRAN AP-40)
·聚氨酯……10质量%
(Sanyo Chemical Industries,Ltd.制的Permarin UA310)
·聚酯……20质量%
(DIC CORPORATION制的Finetex ES-670)
·烷醇三聚氰胺……10质量%
(戊)氨酯系树脂:U-4
·水……55.86质量%
·异丙醇……30.00质量%
·上述聚氨脂树脂……13.52质量%
·粒子……0.59质量%
(平均粒径40nm的二氧化硅凝胶,固体成分浓度:40质量%)
·表面活性剂……0.03质量%
(硅酮系,固体成分浓度:100质量%)
(己)聚酯系树脂:E-1
·交联剂……15质量%
(由甲基丙烯酸甲基30摩尔%/2-异丙烯基-2-噁唑啉30摩尔%/聚环氧乙烷(n=10)甲基丙烯酸酯10摩尔%/丙烯酰胺30摩尔%构成的具有噁唑啉基的聚合体(Tg=50℃))
·树脂成分……75质量%
(作为酸成分的对苯二甲酸80摩尔%/间苯二甲酸15摩尔%/间苯二甲酸-5-磺酸钠5摩尔%、及作为乙二醇成分的乙二醇60摩尔%/二甘醇40摩尔%构成的共聚合聚酯(Tg=43℃))
·填充物(平均粒径为60nm的二氧化硅粒子)……4质量%
·润湿剂(聚氧乙烯(n=7)十二烷基醚)……6质量%
(庚)聚酯系树脂:E-2
·水……40.16质量%
·异丙醇……30.00质量%
·下述聚酯水分散液……18.19质量%
·嵌段多异氰酸酯水分散液……2.08质量%
(DKS Co.Ltd.制的ELASTRON E-37)
·粒子A……9.37质量%
(Taki Chemical Co.,Ltd.制的CERAMACE S-8,固体成分浓度:8质量%)
·粒子B……0.17质量%
(NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.制的SEAH0STAR KEW50,固体成分浓度:15质量%)
·硅酮系表面活性剂0.03质量%
(Dow Corning Toray Co.,Ltd.制的DC57,固体成分浓度:100质量%)
粒子A是折射率为2.1的SnO2,粒子B是平均粒径为约500nm的二氧化硅粒子。
-聚酯水分散液的制备-
在具备搅拌机、温度计、及回流装置的反应器中加入下述聚酯树脂(a-1)30质量%、及乙二醇正丁醚15质量%,并在110℃中进行加热、搅拌来溶解树脂。当树脂完全溶解后,在聚酯溶液中一边搅拌一边缓慢地添加55质量%的水。添加后,一边搅拌溶液一边将其冷却至室温,从而制作出固体成分30质量%的乳白色的聚酯水分散液。
-聚酯树脂(a-1)的制备-
在具备搅拌机、温度计、及部分回流式冷却器的不锈钢制高压釜中放入对苯二甲酸二甲酯194.2质量%、间苯二甲酸二甲醋184.5质量%、二甲基-5-横酸基间苯二甲酸钠14.8质量%、二甘醇233.5质量%、乙二醇136.6质量%、及钛酸四-正丁酯0.2质量%,并从160℃至220℃为止经4小时进行酯交换反应。接着升温至255℃,并对反应系统缓慢进行减压后,在30Pa的减压下反应1小时30分钟,从而得到共聚合聚酯树脂(a-1)。所得到的共聚合聚酯树脂(a-1)为淡黄色透明的树脂。并且,对所得到的共聚合聚酯树脂(a-1)的还原粘度进行测定,结果为0.70dl/g。基于DSC的玻璃化转变温度为40℃。
(辛)聚酯系树脂:E-3
·变性聚酯高分子粘结剂……80质量%
(FS-44,NIPPON KAKO TORYO CO.,LTD制)
·异氰酸酯系交联结合剂(TD硬化剂)……19.9质量%
·润滑剂MP-300(Soken Chemical&Engineering Co.,Ltd.)……0.1质量%
(壬)聚酯系树脂:E-4
-酸成分-
·对苯二甲酸……32.8质量%
·间苯二甲酸……10.5质量%
·偏苯三酸……14.7质量%
·癸二酸……4.3质量%
-乙二醇成分-
·乙二醇……6.5质量%
·新戊二醇……13.1质量%
·1,4-丁二醇……18.1质量%
这里,得到使酸成分与乙二醇成分反应而得到的聚酯树脂(Tg:20℃)的铵盐型水分散体。
(癸)聚酯系树脂:E-5
·水系聚酯……30质量%
(TOYOBO CO.,LTD.制,Vylonal)
·水性聚嵌段异氰酸酯化合物B……33质量%
(DKS Co.Ltd.制,亜硫酸塩封端型)
·水性聚嵌段异氰酸酯化合物C……3质量%
(DKS Co.Ltd.制,ELASTRON BN11)
·作为抗静电剂使用的半极性有机硼化合物……34质量%
(Boron International Co.,Ltd.制,High-Boron)
在此,由酸成分和溶剂质量比率为水/异丙醇=93/7的溶剂而得到固体成分浓度14.6质量%的涂布液。
(子)PVA系树脂:V-1
·聚乙烯醇(皂化度86~89mol%的聚乙烯醇)……20质量%
·微粒(平均粒径100nm的球形二氧化硅粒子)……0.2质量%
·交联剂(下述结构的化合物)……1质量%
在此,得到具有上述成分的水性涂布液。
[化学式1]
(丑)聚烯烃系树脂:O-1
·聚烯烃粘合剂……24.12质量%
(ARROW BASE SE-1013N,UNITIKA LTD.制,固体成分浓度:20质量%)
·噁唑啉系交联剂……3.90质量%
(EPOCROS WS-700,NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.制,固体成分浓度:25质量%)
·氟系表面活性剂……0.19质量%
(双(3,3,4,4,5,5,6,6-九氟)-2-磺基氧基琥珀酸钠,SANKYOCHEMICAL CO.,LTD.制,固体成分浓度:1质量%)
·蒸留水……71.80质量%
<干燥、横向拉伸>
接着,在未拉伸的聚酯薄膜上涂布易粘结层用涂布液后,通过如下述表1~表2所示对向涂布面喷吹的干燥风的风量赋予分布来对干燥速度赋予分布,并对易粘结层赋予厚度分布。此时,干燥风的分布是对干燥风的吹出用喷嘴的开度设置分布来形成。进而,对于与涂布面相反的一面,如下述表1~表2所示,以使聚酯薄膜的涂布面侧和非涂布面侧之间产生温度差的方式对两面分别喷吹干燥风,并赋予厚度分布。
接着,使形成有易粘结层的未拉伸的聚酯薄膜通过拉幅机并以卡盘卡持住两端后,一边暴露于平均120℃的热风中一边扩展宽度,由此沿宽度方向进行4倍拉伸。之后,以210℃进行30秒钟的热固定,并以205℃沿纵向、横向分别各缓和5%后,冷却至70℃。此时,对薄膜的两面吹冷风以成为下述表1~表2所示的温度差,通过对薄膜的两面赋予温度差,如表1~表2所示对表面雾度进行调整。进而,对涂布面侧的吹出用喷嘴进行分割来对涂布面侧赋予温度分布,并调整表面雾度的面内分布。
之后,对薄膜的两端分别按10cm进行修整后,卸下卡盘,并赋予滚花。之后,以2m的宽度2000m进行了卷取。
如上制作出在聚酯薄膜上具有易粘结层的本发明的白色聚酯薄膜。
<评价>
使用如上所述而得到的白色聚酯薄膜,通过下述方法对粘附性、裁剪屑进行了评价。评价结果示于下述表1~表2。
另外,关于易粘结层的厚度及厚度分布、易粘结层的表面雾度及面内分布、微粒的量及分散度、第1层的厚度及厚度分布、以及EVA的热收缩(热尺寸变化及其分布)的测定方法,如上述。
在本实施例中,粘贴于白色聚酯薄膜的EVA薄板使用以如下述表1~表2所记载的条件进行热处理并赋予热收缩分布的薄板。
(1)粘附性
将所得到的白色聚酯薄膜以长度100mm×宽度100mm的尺寸进行裁剪来准备PET样品。并且,将EVA薄板以长度90mm×宽度70mm切出来准备EVA样品。
利用这些样品,以PET样品(易粘结层面)/EVA样品/(易粘结层面)PET样品的顺序重叠,并通过真空层压机在下述粘结条件下进行加热压接,由此来制作出层叠体。另外,PET样品以在易粘结层面上与EVA样品相接触的方式配置。将所得到的层叠体以下述条件进行热处理后,以长度100mm×宽度20mm的来切出,并粘贴到SUS板上,并利用拉伸试验机根据下述条件来测定PET样品与EVA样品之间的剥离强度。将超过极大点后稳定剥离的部分的平均值作为剥离强度来求出。
<EVA薄板的种类>
A.标准固化型
Urtla Pearl PV(厚度:0.4μm),SANVIC Inc.制
B.快速固化型
SOLAR EVA RC02B(厚度:0.45μm),Mitsui Fabro公司制
<粘结条件>
·装置:真空层压机NPC Incorporated制LM-30×30型
·加压:1个气压
·在EVA薄板上使用Urtla Pearl PV时,
层合工序:100℃(真空5分钟,真空加压5分钟)
固化工序:热处理150℃(常压45分钟)
在EVA薄板上使用SOLAR EVA RC02B时
层合工序:150℃(真空5分钟,真空加压15分钟)
<热条件>
·温度:120℃,湿度:100%RH
·处理时间:70小时
<测定条件>
将热处理后的层叠体在25℃、60%RH的气氛中放置1天后,通过下述方法来进行剥离强度的测定。
·装置:Tensilon,TOYO BALDWIN公司制RTM-100
·剥离速度:200mm/分钟
·剥离角度:180度
(2)裁剪屑(切屑)
利用一边为10cm的正方形的汤姆逊刀片,在黑纸上,从白色聚酯薄膜中冲切出10片薄膜片,并对分散在黑纸上的白色屑进行计数。
(3)光线反射率
在分光光度计(SHIMADZU CORPORATION制,自动记录分光光度计“UV-3150”)上安装积分球,并将标准白色板(SphereOptics公司制,白色标准板“ZRS-99-010-W”)的反射率作为100%进行校正,并且对于白色聚酯薄膜,从易粘结层侧入射光来测定分光反射率(%)。在波长400nm~800nm的区域以1nm的间隔进行测定,并求出算术平均值。
(4)断裂伸长率减半时间
将白色聚酯薄膜在120℃、100%RH的环境下静置,并以50小时、60小时、70小时这样一边增加10小时一边以下述方法测定断裂伸长度保持率直至成为10%。
此时,将进行热处理的时间作为横轴且将断裂伸长度保持率作为纵轴来进行绘制,并内插断裂伸长度保持率成为50%的时间来求出。断裂伸长度保持率根据热处理前的断裂伸长度(S0)和进行恒定时间热处理之后的断裂伸长度(St)并以下述式求出。
断裂伸长度保持率(%)=100×(St)/(S0)
[表1]
[表2]
如上述表1~表2所示,在白色聚酯薄膜上以0.01μm以上1μm以下的厚度设置的易粘结层具有1%以上30%以下的范围的厚度分布,在与EVA之间显示出优异的粘附性。并且,光线反射率也良好,切屑的产生也被抑制得较低。
日本专利申请2014-020801号中公开的内容全部通过参考引入于本说明书中。
关于本说明书中所记载的所有文献、专利申请、及技术规格,各文献、专利申请、及技术规格在通过参考引入时,以与具体地且分别记载时相同程度地通过参考引入于本说明书中。

Claims (20)

1.一种白色聚酯薄膜,其具有:
聚酯薄膜,含有微粒;及
易粘结层,在所述聚酯薄膜的至少一侧面具有,且厚度为0.01μm以上且1μm以下,厚度分布为1%以上且30%以下。
2.根据权利要求1所述的白色聚酯薄膜,其中,
其是在制膜中途的聚酯薄膜的至少一侧面上通过涂布来形成所述易粘结层,并实施下述(1)及(2)中的至少一个工序进行制膜而得到的薄膜,
(1)将已形成的易粘结层通过对该易粘结层的面内赋予0.5℃以上且10℃以下的温度差来进行干燥的干燥工序,
(2)将已形成有易粘结层的聚酯薄膜通过对该聚酯薄膜的面内赋予0.5℃以上且10℃以下的温度差来进行拉伸的拉伸工序。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的白色聚酯薄膜,其中,
所述易粘结层的表面雾度为0.01%以上且3%以下,所述表面雾度的面内分布为0.1%以上且30%以下。
4.根据权利要求1~权利要求3中任一项所述的白色聚酯薄膜,其中,
所述含有微粒的聚酯薄膜包含第1层,所述第1层中相对于聚酯的质量含有5质量%以上且30质量%以下的微粒,且该微粒的分散度为10%以上且100%以下。
5.根据权利要求4所述的白色聚酯薄膜,其中,
所述含有微粒的聚酯薄膜还包含至少1层的第2层,所述第2层相中对于聚酯的质量含有0.06质量%以上且10质量%以下的微粒,且该微粒的分散度为10%以上且100%以下。
6.根据权利要求4或权利要求5所述的白色聚酯薄膜,其中,
所述第1层的厚度为5μm以上且80μm以下,且厚度分布为1%以上且20%以下,所述含有微粒的聚酯薄膜的总厚度为40μm以上且350μm以下。
7.根据权利要求5或权利要求6所述的白色聚酯薄膜,其中,
作为所述含有微粒的聚酯薄膜,具有层叠有所述第1层及所述第2层、且在第1层及第2层中的至少一者的表面上层叠有所述易粘结层的结构。
8.根据权利要求5~权利要求7中任一项所述的白色聚酯薄膜,其中,
作为所述含有微粒的聚酯薄膜,具有包含所述第1层及所述第2层、且由第1层、第2层及易粘结层依次层叠而成的结构。
9.根据权利要求1~权利要求8中任一项所述的白色聚酯薄膜,其中,
当暴露于温度120℃、湿度100%RH的环境条件下时的断裂伸长率减半时间为70小时以上且200小时以下。
10.一种太阳能电池模块的制造方法,其中,
所述方法包括贴合工序,在所述贴合工序中,将热尺寸变化分布为1%以上且40%以下的乙烯-醋酸乙烯酯树脂和权利要求1~权利要求9中任一项所述的白色聚酯薄膜进行贴合。
11.根据权利要求10所述的太阳能电池模块的制造方法,其中,
所述贴合工序包括如下工序,即在进行贴合之前,以乙烯-醋酸乙烯酯树脂的平均温度为40℃以上且70℃以下且温度分布为0.5℃以上且8℃以下的条件,利用加热器在1分钟以上且10分钟以下的范围内进行加热处理。
12.一种白色聚酯薄膜的制造方法,该方法具有如下工序:
在包含微粒的制膜中途的聚酯薄膜的至少一侧面上,通过涂布形成易粘结层的工序;及
下述(1)及(2)中的至少一个工序,
(1)将已形成的易粘结层通过对该易粘结层的面内赋予0.5℃以上且10℃以下的温度差来进行干燥的干燥工序,
(2)将已形成有易粘结层的聚酯薄膜通过对该聚酯薄膜的面内赋予0.5℃以上且10℃以下的温度差来进行拉伸的拉伸工序。
13.根据权利要求12所述的白色聚酯薄膜的制造方法,其中,
还具有在所述干燥工序之后,将具有已干燥的易粘结层的聚酯薄膜通过对该聚酯薄膜的一侧面和另一侧面之间赋予0.1℃以上且10℃以下的温度差来进行冷却的工序。
14.根据权利要求12或权利要求13所述的白色聚酯薄膜的制造方法,其中,
所述方法还具有在所述干燥工序之后,将具有已干燥的易粘结层的聚酯薄膜通过对该聚酯薄膜的面内赋予0.1℃以上且10℃以下的温度差来进行冷却的工序。
15.根据权利要求12~权利要求14中任一项所述的白色聚酯薄膜的制造方法,其中,
所述方法还具有通过将树脂材料及微粒、或分散有微粒的树脂材料投放到熔融挤出机中,并对熔融挤出机的螺杆的扭矩赋予0.5%以上且20%以下的变动来进行熔融挤出,从而制作出相对于总质量包含5质量%以上且30质量%以下的微粒、且微粒的分散度为10%以上且100%以下的第1层的工序,且所述聚酯薄膜至少包含第1层。
16.根据权利要求15所述的白色聚酯薄膜的制造方法,其中,
所述方法还具有通过将树脂材料及微粒、或分散有微粒的树脂材料投放到熔融挤出机中,并对熔融挤出机的螺杆的扭矩赋予0.5%以上且20%以下的变动来进行熔融挤出,从而进一步制作出相对于总质量包含0.06质量%以上且10质量%以下的微粒、且微粒的分散度为10%以上且100%以下的第2层的工序,且所述聚酯薄膜至少包含第1层及第2层。
17.根据权利要求15或权利要求16所述的白色聚酯薄膜的制造方法,其中,
在将在所述熔融挤出机中进行了熔融混炼的熔融树脂从模具中熔融挤出来制作第1层时,对模具赋予0.5℃以上且10℃以下的温度变动。
18.根据权利要求12~权利要求17中任一项所述的白色聚酯薄膜的制造方法,其中,
在具有所述(1)工序时,还具有如下工序:
对未进行拉伸的所述聚酯薄膜进行纵向拉伸的工序;
对已进行纵向拉伸的聚酯薄膜进行横向拉伸的工序;及
在进行纵向拉伸的工序和进行横向拉伸的工序之间,对纵向拉伸后的聚酯薄膜以5℃/秒以上且100℃/秒以下的冷却速度进行冷却的工序。
19.根据权利要求12~权利要求18中任一项所述的白色聚酯薄膜的制造方法,其中,
在具有所述(2)工序时,所述拉伸工序包含对未进行拉伸的所述聚酯薄膜进行纵向拉伸的工序、及对已进行纵向拉伸的聚酯薄膜进行横向拉伸的工序,
在进行纵向拉伸的工序和进行横向拉伸的工序之间,还具有对纵向拉伸后的聚酯薄膜以5℃/秒以上且100℃/秒以下的冷却速度进行冷却的工序。
20.一种太阳能电池模块,其具备:
太阳光入射的透明性基材;设置于所述基材上,且具有太阳能电池元件及对所述太阳能电池元件进行封装的封装材料的元件结构部分;及在与所述元件结构部分的所述基材所位于的一侧的相反侧配置的权利要求1~权利要求9中任一项所述的白色聚酯薄膜。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114254072A (zh) 2020-09-23 2022-03-29 卡西欧计算机株式会社 服务器装置、学习辅助方法和记录介质
KR20230079116A (ko) * 2020-10-01 2023-06-05 도요보 가부시키가이샤 열수축성 폴리에스테르계 필름

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011255624A (ja) * 2010-06-10 2011-12-22 Fujifilm Corp ポリエステルフィルム積層体とその製造方法
JP2013045980A (ja) * 2011-08-25 2013-03-04 Fujifilm Corp 太陽電池用ポリマーシート、及び、太陽電池モジュール
JP5288068B1 (ja) * 2011-10-07 2013-09-11 東洋紡株式会社 太陽電池用白色ポリエステルフィルム、これを用いた太陽電池裏面封止シートおよび太陽電池モジュール
WO2013146224A1 (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 富士フイルム株式会社 ポリエステルフィルムとその製造方法、太陽電池用バックシートおよび太陽電池モジュール

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101080263B1 (ko) * 2008-12-11 2011-11-08 도레이첨단소재 주식회사 이접착성과 내구성이 향상된 프라이머층을 갖는 폴리에스터계 적층필름
JP2014080561A (ja) * 2012-09-26 2014-05-08 Fujifilm Corp 芳香族ポリエステルフィルム、太陽電池モジュール用バックシートおよび太陽電池モジュール
JP2014162107A (ja) * 2013-02-25 2014-09-08 Fujifilm Corp 白色多層ポリエステルフィルム、積層フィルム、太陽電池モジュール用バックシートおよび太陽電池モジュール

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011255624A (ja) * 2010-06-10 2011-12-22 Fujifilm Corp ポリエステルフィルム積層体とその製造方法
JP2013045980A (ja) * 2011-08-25 2013-03-04 Fujifilm Corp 太陽電池用ポリマーシート、及び、太陽電池モジュール
JP5288068B1 (ja) * 2011-10-07 2013-09-11 東洋紡株式会社 太陽電池用白色ポリエステルフィルム、これを用いた太陽電池裏面封止シートおよび太陽電池モジュール
WO2013146224A1 (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 富士フイルム株式会社 ポリエステルフィルムとその製造方法、太陽電池用バックシートおよび太陽電池モジュール

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