JP2012214023A - 積層防湿フィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】防湿フィルムを複数使用してバリア性を向上した場合であっても、防湿性が極めて高く、かつ各防湿フィルム間に発生する気泡の量を低減することができる積層防湿フィルム、特に、太陽電池モジュール用表面保護材に使用しうる積層防湿フィルムを提供する。
【解決手段】下記防湿フィルム(a)及び防湿フィルム(b)が接着剤層を介して積層された構成を有することを特徴とする積層防湿フィルム。
(a)環状オレフィン系重合体を含む樹脂組成物からなる層を少なくとも一層有し、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(A))が1.0[g/m2・日]以下である防湿フィルム
(b)基材の片面に無機層を有し、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(B))が前記防湿フィルムの値の10%以下である防湿フィルム
【選択図】なし
【解決手段】下記防湿フィルム(a)及び防湿フィルム(b)が接着剤層を介して積層された構成を有することを特徴とする積層防湿フィルム。
(a)環状オレフィン系重合体を含む樹脂組成物からなる層を少なくとも一層有し、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(A))が1.0[g/m2・日]以下である防湿フィルム
(b)基材の片面に無機層を有し、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(B))が前記防湿フィルムの値の10%以下である防湿フィルム
【選択図】なし
Description
本発明は、積層防湿フィルムに関し、詳しくは、太陽電池モジュール用表面保護材に好適に使用しうる積層防湿フィルムに関する。
樹脂フィルム基材の表面に酸化珪素等の無機層を形成した防湿フィルムは、他の樹脂フィルムと積層され、さまざまな包装用途に用いられてきた。近年は、液晶表示素子、太陽電池、電磁波シールド、タッチパネル、有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子、有機TFT、有機半導体センサー、有機発光デバイス等の有機デバイス、電子ペーパー、フィルムコンデンサー、無機EL素子、カラーフィルター等で使用する基材フィルムや真空断熱材としての新しい用途にも使用されている。
これらの用途において、積層防湿フィルムには、より厳しい性能が求められるようになり、長期使用や高温条件下における防湿性の劣化が少ない優れた積層防湿フィルムの開発がなされてきた。
これらの用途において、積層防湿フィルムには、より厳しい性能が求められるようになり、長期使用や高温条件下における防湿性の劣化が少ない優れた積層防湿フィルムの開発がなされてきた。
このような背景の中で、例えば、特許文献1には、金属箔の代わりに、無機酸化物が樹脂のシートに蒸着された防湿フィルムを使用した太陽電池モジュール用の裏面保護材が提案されており、耐候性を有する基材層と環状ポリオレフィン系樹脂層とからなる積層体であり、更に、該積層体のいずれか一方の面に、無機酸化物の蒸着膜を設けたことを特徴とする太陽電池モジュ−ル用保護シ−トが開示されている。
また、特許文献2,3には、無機酸化物が樹脂のシートに蒸着された防湿フィルムを複数有する積層シートが提案されており、特許文献2では、一方の表面に金属酸化物の蒸着膜を有する第1蒸着樹脂層と、中間樹脂層と、一方の表面に金属酸化物の蒸着膜を有する第2蒸着樹脂層とがドライラミネート加工により積層された太陽電池モジュール用裏面保護シートであって、前記第1蒸着樹脂層及び前記第2蒸着樹脂層の蒸着膜が前記中間樹脂層側に配置される太陽電池モジュール用裏面保護シートが開示されている。更に、特許文献3では、一方の表面に金属酸化物の蒸着膜を有する蒸着樹脂層の少なくとも3層を順次ドライラミネート加工により積層し、前記蒸着樹脂層は、それぞれ40℃、90%RHにおける水蒸気透過度が0.03〜0.5[g/m2・日]である太陽電池モジュール用裏面保護シートの製造方法が開示されている。
また、特許文献2,3には、無機酸化物が樹脂のシートに蒸着された防湿フィルムを複数有する積層シートが提案されており、特許文献2では、一方の表面に金属酸化物の蒸着膜を有する第1蒸着樹脂層と、中間樹脂層と、一方の表面に金属酸化物の蒸着膜を有する第2蒸着樹脂層とがドライラミネート加工により積層された太陽電池モジュール用裏面保護シートであって、前記第1蒸着樹脂層及び前記第2蒸着樹脂層の蒸着膜が前記中間樹脂層側に配置される太陽電池モジュール用裏面保護シートが開示されている。更に、特許文献3では、一方の表面に金属酸化物の蒸着膜を有する蒸着樹脂層の少なくとも3層を順次ドライラミネート加工により積層し、前記蒸着樹脂層は、それぞれ40℃、90%RHにおける水蒸気透過度が0.03〜0.5[g/m2・日]である太陽電池モジュール用裏面保護シートの製造方法が開示されている。
また、特許文献4は、非吸湿性樹脂層の少なくとも片面に無機酸化物若しくは金属の蒸着膜が形成された複合フィルムを2枚以上含有し、該複合フィルムの蒸着膜面が、接着剤層を介して、他の複合フィルムの蒸着膜面と積層された層構成を1〜4の範囲内で含有する防湿性多層フィルムが開示されている。
樹脂シートからなる多層構造を有する積層防湿フィルムを作製する場合、層間の剥離を防止するために、層間の接着法としてドライラミネート加工を採用することが一般的である。ドライラミネート加工は、積層させようとする層と層との接着に反応性の接着剤を使用する積層方法であり、層間の強固な接着が得られる一方で、反応性接着剤が反応することに伴う二酸化炭素を主成分とする気泡が発生することがある。層間に発生した気泡は、通常は、樹脂シートからなる層の内部を透過して外部へ放出されるので、積層後に適切なエージング期間を設けることにより、層間に発生した気泡は、自然に消滅する。
しかしながら、表面保護材の防湿性を向上させるために、無機酸化物からなる薄膜層が樹脂シートに積層された防湿フィルムを複数積層させた場合、層と層との間に発生した気泡が無機酸化物からなる無機薄膜層を透過できずに、層と層との間、特に、防湿フィルムの無機薄膜層に面した層間に残留することがある。この場合、気泡の存在による応力の影響で、無機薄膜層に亀裂を生じ、防湿性が低下する要因となる。特に積層防湿フィルムとして高い防湿性能を得るため水蒸気透過率が低い高防湿フィルムを複数使用し、高防湿フィルム同士を積層させた場合、残留溶剤による発泡の傾向が顕著である。このため、高防湿フィルムを複数積層させるのみでは、得られる積層防湿フィルムの防湿性を向上させることは困難である。従って、前記特許文献1〜4の各々に開示された保護材あるいは多層シート等では防湿性は十分ではなかった。
また、高い防湿性をもった防湿フィルム同士をドライラミネート加工する場合、少なくとも一方の高防湿フィルムに接着剤を塗工、乾燥させる工程が必要であり、上記工程中での無機薄膜層面への引っかき、こすれ、荷重などによる少量の欠陥が無機薄膜層内部及び防湿フィルム基材、アンカーコート層及び無機薄膜層間で生じることがある。これらの欠陥は高い防湿性に対して重大な影響を与えるため、高防湿フィルム同士を単にドライラミネート加工で積層させるのみでは、成形後の積層防湿フィルムの防湿性において、品質及び信頼性を損なう恐れがある。
一方、太陽電池の分野においては、太陽電池素子としては、例えば、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、アモルファスシリコン型、ガリウム−砒素、銅−インジウム−セレン、カドミウム−テルルなどのIII−V族やII−VI族化合物半導体型、色素増感型、有機薄膜型等が挙げられ、従来の水蒸気透過率が0.1[g/m2・日]程度までの防湿フィルムを使用した結晶シリコン型太陽電池素子用表面保護材に対して、半導体型、色素増感型、有機薄膜型等の太陽電池素子に対しては水蒸気透過率が0.01[g/m2・日]以下の高防湿な表面保護材が必要となっており、層間の発泡を防ぎながら高防湿性の積層フィルムを得ることが課題である。
このように、本発明の課題は、防湿フィルムを複数使用してバリア性を向上した場合であっても、防湿性が極めて高く、かつ各防湿フィルム間に発生する気泡の量を低減することができ、透明性に優れる積層防湿フィルムを提供することである。
本発明は、以上の状況に鑑みてなされたものであり、高防湿性の防湿フィルムと比較的低防湿性の防湿フィルムを組み合わせることにより、防湿フィルム層間の溶剤の残留と気泡の生成を抑制しつつ積層防湿フィルムとして高い防湿性を実現し、かつ比較的低防湿性の防湿フィルムを使用することにより、ハンドリング性及び積層防湿フィルムの品質の向上を可能とするものである。
本発明は、以上の状況に鑑みてなされたものであり、高防湿性の防湿フィルムと比較的低防湿性の防湿フィルムを組み合わせることにより、防湿フィルム層間の溶剤の残留と気泡の生成を抑制しつつ積層防湿フィルムとして高い防湿性を実現し、かつ比較的低防湿性の防湿フィルムを使用することにより、ハンドリング性及び積層防湿フィルムの品質の向上を可能とするものである。
すなわち、本発明は、
(1)下記防湿フィルム(a)及び防湿フィルム(b)が接着剤層を介して積層された構成を有することを特徴とする積層防湿フィルム、
(a)環状オレフィン系重合体を含む樹脂組成物からなる層を少なくとも一層有し、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(A))が1.0[g/m2・日]以下である防湿フィルム
(b)基材の片面に無機層を有し、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(B))が前記防湿フィルムの値の10%以下である防湿フィルム
(2)下記防湿フィルム(a)及び防湿フィルム(b)が接着剤層を介して積層された構成を有することを特徴とする積層防湿フィルム、
(a)環状オレフィン系重合体を含む樹脂組成物からなる層を少なくとも一層有し、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(A))が0.1[g/m2・日] 以上、1.0[g/m2・日] 以下である防湿フィルム
(b)基材の片面に無機層を有し、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(B))が0.001[g/m2・日] 以上、0.1[g/m2・日] 未満である防湿フィルム
(1)下記防湿フィルム(a)及び防湿フィルム(b)が接着剤層を介して積層された構成を有することを特徴とする積層防湿フィルム、
(a)環状オレフィン系重合体を含む樹脂組成物からなる層を少なくとも一層有し、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(A))が1.0[g/m2・日]以下である防湿フィルム
(b)基材の片面に無機層を有し、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(B))が前記防湿フィルムの値の10%以下である防湿フィルム
(2)下記防湿フィルム(a)及び防湿フィルム(b)が接着剤層を介して積層された構成を有することを特徴とする積層防湿フィルム、
(a)環状オレフィン系重合体を含む樹脂組成物からなる層を少なくとも一層有し、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(A))が0.1[g/m2・日] 以上、1.0[g/m2・日] 以下である防湿フィルム
(b)基材の片面に無機層を有し、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(B))が0.001[g/m2・日] 以上、0.1[g/m2・日] 未満である防湿フィルム
(3)40℃、90%RHにおける積層防湿フィルムの水蒸気透過率(WVTR(L))が、[WTR(A)×WTR(B)]/[WTR(A)+WTR(B)]より低い値であることを特徴とする上記(1)または(2)に記載の積層防湿フィルム、
(4)40℃、90%RHにおける積層防湿フィルムの水蒸気透過率(WVTR(L))が、[WTR(A)×WTR(B)]/[WTR(A)+WTR(B)]の80%以下である上記(1)〜(3)のいずれかに記載の積層防湿フィルム、
(5)防湿フィルム(a)の40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(A))が0.2 [g/m2・日] 以上であることを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれかに記載の積層防湿フィルム、
(6)防湿フィルム(a)の40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(A))が0.4[g/m2・日]以上であることを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれかに記載の積層防湿フィルム、
(4)40℃、90%RHにおける積層防湿フィルムの水蒸気透過率(WVTR(L))が、[WTR(A)×WTR(B)]/[WTR(A)+WTR(B)]の80%以下である上記(1)〜(3)のいずれかに記載の積層防湿フィルム、
(5)防湿フィルム(a)の40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(A))が0.2 [g/m2・日] 以上であることを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれかに記載の積層防湿フィルム、
(6)防湿フィルム(a)の40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(A))が0.4[g/m2・日]以上であることを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれかに記載の積層防湿フィルム、
(7)接着剤層が接着剤からなり、かつ該接着剤が主剤としてポリカーボネートポリオール、ポリエーテルポリオール、アクリルポリオール、ポリウレタンポリオール及びポリエステルポリオールのうち少なくとも1種を含むことを特徴とする上記(1)〜(6)のいずれかに記載の積層防湿フィルム、
(8)耐候性フィルム、防湿フィルム(b)及び防湿フィルム(a)を曝露側からこの順に有し、かつ防湿フィルム(b)の基材側に防湿フィルム(a)を有することを特徴とする上記(1)〜(7)のいずれかに記載の積層防湿フィルム、
(9)耐候性フィルム、防湿フィルム(a)及び防湿フィルム(b)を曝露側からこの順に有し、かつ防湿フィルム(b)の無機層側に防湿フィルム(a)を有する上記(1)〜(7)のいずれかに記載の積層防湿フィルム、
(10)太陽電池用表面保護部材に用いられる上記(1)〜(9)のいずれかに記載の積層防湿フィルム、
(11)化合物系発電素子太陽電池モジュール又はフレキシブル太陽電池モジュールの表面保護部材に用いられる上記(1)〜(10)のいずれかに記載の積層防湿フィルム、
(12)上記(1)〜(11)のいずれかに記載の積層防湿フィルムを有することを特徴とする太陽電池用表面保護部材、
(13)上記(12)に記載の太陽電池用表面保護材を用いて作製された太陽電池モジュール、
に関する。
なお、本発明において、「○以上、△以下」を「○〜△」と表すことがある。
(8)耐候性フィルム、防湿フィルム(b)及び防湿フィルム(a)を曝露側からこの順に有し、かつ防湿フィルム(b)の基材側に防湿フィルム(a)を有することを特徴とする上記(1)〜(7)のいずれかに記載の積層防湿フィルム、
(9)耐候性フィルム、防湿フィルム(a)及び防湿フィルム(b)を曝露側からこの順に有し、かつ防湿フィルム(b)の無機層側に防湿フィルム(a)を有する上記(1)〜(7)のいずれかに記載の積層防湿フィルム、
(10)太陽電池用表面保護部材に用いられる上記(1)〜(9)のいずれかに記載の積層防湿フィルム、
(11)化合物系発電素子太陽電池モジュール又はフレキシブル太陽電池モジュールの表面保護部材に用いられる上記(1)〜(10)のいずれかに記載の積層防湿フィルム、
(12)上記(1)〜(11)のいずれかに記載の積層防湿フィルムを有することを特徴とする太陽電池用表面保護部材、
(13)上記(12)に記載の太陽電池用表面保護材を用いて作製された太陽電池モジュール、
に関する。
なお、本発明において、「○以上、△以下」を「○〜△」と表すことがある。
本発明によれば、防湿フィルムを複数使用した場合であっても、透明性に優れ、防湿性が極めて高く、かつ防湿フィルム間に発生する気泡の量を低減することができる積層防湿フィルム、特に、太陽電池モジュール用表面保護材に使用しうる積層防湿フィルム、及び該積層防湿フィルムを用いる太陽電池用表面保護部材が提供される。
以下に本発明を更に詳細に説明する。
一般に、積層防湿フィルムはドライラミネート加工等により作成される。無機層を有する防湿フィルムと樹脂フィルムとのドライラミネート加工では、樹脂フィルムに溶剤を用いて希釈した接着剤を所定の厚みに塗布し、例えば100℃から140℃の範囲での乾燥により溶剤を蒸発させ樹脂フィルム上に接着剤層を形成する。その後、防湿フィルムの無機層面を接着剤側に向けて貼合し、所定の温度での養生を経て積層防湿フィルムが製造される。養生は、例えば30℃から80℃の範囲で1日から1週間行なわれる。
通常、高防湿フィルム同士をドライラミネート加工する場合、ドライラミネート加工時に接着剤塗液に含まれている溶剤は、高防湿フィルムの高防湿性の故に、積層フィルム内において内側から外側への拡散、及び表面からの揮発が困難であり、積層フィルム間に残留し、また、加熱により発泡が顕著となる。
一般に、積層防湿フィルムはドライラミネート加工等により作成される。無機層を有する防湿フィルムと樹脂フィルムとのドライラミネート加工では、樹脂フィルムに溶剤を用いて希釈した接着剤を所定の厚みに塗布し、例えば100℃から140℃の範囲での乾燥により溶剤を蒸発させ樹脂フィルム上に接着剤層を形成する。その後、防湿フィルムの無機層面を接着剤側に向けて貼合し、所定の温度での養生を経て積層防湿フィルムが製造される。養生は、例えば30℃から80℃の範囲で1日から1週間行なわれる。
通常、高防湿フィルム同士をドライラミネート加工する場合、ドライラミネート加工時に接着剤塗液に含まれている溶剤は、高防湿フィルムの高防湿性の故に、積層フィルム内において内側から外側への拡散、及び表面からの揮発が困難であり、積層フィルム間に残留し、また、加熱により発泡が顕著となる。
本発明者等は、環状オレフィン系重合体を含む樹脂組成物からなる層を少なくとも一層有する防湿フィルム(以下、「環状オレフィン防湿フィルム」ということがある)に、基材の一方の面に無機層を有し、その40℃、90%RHにおける水蒸気透過率の値が前記環状オレフィン防湿フィルムの値の10%以下である高防湿性のフィルムを、接着剤を介してドライラミネート加工等により貼り合わせることにより、加熱による発泡を生じず、かつ透明性及び防湿性に優れる積層防湿フィルムが得られることを見出した。また、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率が0.1[g/m2・日]以上、1.0[g/m2・日] 以下である環状オレフィン防湿フィルムと、基材の片面に無機層を有し、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率が0.001[g/m2・日] 以上、0.1[g/m2・日] 未満である高防湿性のフィルムを、ドライラミネート加工等により積層することにより、加熱による発泡を生じず、かつ透明性及び防湿性に優れる積層防湿フィルムが得られることを見出した。
これは、上記の構成とすることにより、接着剤塗液中の溶剤が容易に比較的低防湿性の環状オレフィン防湿フィルムを透過し、積層防湿フィルムの外へ揮発し、溶剤が残留しないためと考えられる。
これは、上記の構成とすることにより、接着剤塗液中の溶剤が容易に比較的低防湿性の環状オレフィン防湿フィルムを透過し、積層防湿フィルムの外へ揮発し、溶剤が残留しないためと考えられる。
上記積層防湿フィルムにおいては、防湿性の測定環境である40℃、90%RHにおいて、高防湿性の防湿フィルムを外層とする場合、高防湿性の防湿フィルムにより積層防湿フィルムへの水蒸気の進入が抑制され、内面側の比較的低防湿性の環状オレフィン防湿フィルムにおいては水蒸気透過率の測定環境と比べ低湿度状態が形成される。この低湿度状態は比較的低防湿性の環状オレフィン防湿フィルムへの水分吸着を著しく減少させ、その結果比較的低防湿性の環状オレフィン防湿フィルムの水分の透過が減少し、該環状オレフィン防湿フィルムの防湿性が上昇する。
一方、環状オレフィン防湿フィルムを外層とする場合も同様に環状オレフィン防湿フィルムにより積層防湿フィルムへの水蒸気の進入がある程度抑制され、内面側の高防湿性の防湿フィルムの無機層面においては水蒸気透過率の測定環境と比べ低湿度状態が形成される。この低湿度状態は高防湿性の防湿フィルムの無機層面への水分吸着を著しく減少させ、その結果,高防湿性の防湿フィルムの水分の透過がより減少し、該防湿フィルムの防湿性が上昇することとなり、積層防湿フィルムの防湿性が良好となる。
一方、環状オレフィン防湿フィルムを外層とする場合も同様に環状オレフィン防湿フィルムにより積層防湿フィルムへの水蒸気の進入がある程度抑制され、内面側の高防湿性の防湿フィルムの無機層面においては水蒸気透過率の測定環境と比べ低湿度状態が形成される。この低湿度状態は高防湿性の防湿フィルムの無機層面への水分吸着を著しく減少させ、その結果,高防湿性の防湿フィルムの水分の透過がより減少し、該防湿フィルムの防湿性が上昇することとなり、積層防湿フィルムの防湿性が良好となる。
<積層防湿フィルム>
本発明の積層防湿フィルムは、下記防湿フィルム(a)及び防湿フィルム(b)が接着剤層を介して積層された構成を有することを特徴とする。
(a)環状オレフィン系重合体を含む樹脂組成物からなる層を少なくとも一層有し、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(A))が1.0[g/m2・日]以下である防湿フィルム
(b)基材の片面に無機層を有し、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(B))が前記防湿フィルムの値の10%以下である防湿フィルム
また、本出願のもう一つの発明である積層防湿フィルムは、
下記防湿フィルム(a)及び防湿フィルム(b)が接着剤層を介して積層された構成を有することを特徴とする。
(a)環状オレフィン系重合体を含む樹脂組成物からなる層を少なくとも一層有し、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(A))が0.1[g/m2・日] 以上、1.0[g/m2・日] 以下である防湿フィルム
(b)基材の片面に無機層を有し、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(B))が0.001[g/m2・日] 以上、0.1[g/m2・日] 未満である防湿フィルム
以下、各構成層について説明する。
本発明の積層防湿フィルムは、下記防湿フィルム(a)及び防湿フィルム(b)が接着剤層を介して積層された構成を有することを特徴とする。
(a)環状オレフィン系重合体を含む樹脂組成物からなる層を少なくとも一層有し、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(A))が1.0[g/m2・日]以下である防湿フィルム
(b)基材の片面に無機層を有し、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(B))が前記防湿フィルムの値の10%以下である防湿フィルム
また、本出願のもう一つの発明である積層防湿フィルムは、
下記防湿フィルム(a)及び防湿フィルム(b)が接着剤層を介して積層された構成を有することを特徴とする。
(a)環状オレフィン系重合体を含む樹脂組成物からなる層を少なくとも一層有し、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(A))が0.1[g/m2・日] 以上、1.0[g/m2・日] 以下である防湿フィルム
(b)基材の片面に無機層を有し、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(B))が0.001[g/m2・日] 以上、0.1[g/m2・日] 未満である防湿フィルム
以下、各構成層について説明する。
[防湿フィルム(a)]
本発明の積層防湿フィルムにおける防湿フィルム(a)は、環状オレフィン系重合体を含む樹脂組成物からなる層を少なくとも一層有し、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(A))が1.0[g/m2・日]以下である。該層中の環状オレフィン系重合体の含有量は50〜100質量%であるのが好ましい。
本発明における、防湿フィルム(a)及び防湿フィルム(b)の組み合わせにおいて、接着剤塗液中の溶剤が残留しないためには、防湿フィルム(a)の水蒸気透過率(WTR(A))は、40℃、90%RHで好ましくは0.1[g/m2・日]以上であり、より好ましくは0.2[g/m2・日]以上であり、更に好ましくは0.4[g/m2・日]以上であり、特に好ましくは0.6[g/m2・日]以上である。防湿フィルム(a)の水蒸気透過率(WTR(A))が上記の範囲であれば、積層防湿フィルムの防湿性が高い場合であっても、溶剤が防湿フィルム(a)を透過することが容易であり加熱による発泡がおき難い。
本発明の積層防湿フィルムにおける防湿フィルム(a)は、環状オレフィン系重合体を含む樹脂組成物からなる層を少なくとも一層有し、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(A))が1.0[g/m2・日]以下である。該層中の環状オレフィン系重合体の含有量は50〜100質量%であるのが好ましい。
本発明における、防湿フィルム(a)及び防湿フィルム(b)の組み合わせにおいて、接着剤塗液中の溶剤が残留しないためには、防湿フィルム(a)の水蒸気透過率(WTR(A))は、40℃、90%RHで好ましくは0.1[g/m2・日]以上であり、より好ましくは0.2[g/m2・日]以上であり、更に好ましくは0.4[g/m2・日]以上であり、特に好ましくは0.6[g/m2・日]以上である。防湿フィルム(a)の水蒸気透過率(WTR(A))が上記の範囲であれば、積層防湿フィルムの防湿性が高い場合であっても、溶剤が防湿フィルム(a)を透過することが容易であり加熱による発泡がおき難い。
環状オレフィン系重合体は、主骨格が炭素から構成されるため、撥水性のほか、塗工性、環境安全性に優れており、本発明の防湿フィルム(a)に好適に用いられる。該環状オレフィン系重合体としては、主として以下の(A)〜(C)にかかる3通りの構成を挙げることが出来る。
(A):直鎖状オレフィン成分と環状オレフィン成分とからなる環状オレフィン系ランダム共重合体
(B):環状オレフィン成分からなる開環重合体もしくはその水素化物
(C):(A)と(B)との混合物
ここで、環状オレフィン成分の例としては、ビシクロヘプト−2−エン(2−ノルボルネン)及びその誘導体、例えば、ノルボルネン、6−メチルノルボルネン、6−エチルノルボルネン、6−n−ブチルノルボルネン、5−プロピルノルボルネン、1−メチルノルボルネン、7−メチルノルボルネン、5,6−ジメチルノルボルネン、5−フェニルノルボルネン、5−ベンジルノルボルネン等を挙げることができる。
(A):直鎖状オレフィン成分と環状オレフィン成分とからなる環状オレフィン系ランダム共重合体
(B):環状オレフィン成分からなる開環重合体もしくはその水素化物
(C):(A)と(B)との混合物
ここで、環状オレフィン成分の例としては、ビシクロヘプト−2−エン(2−ノルボルネン)及びその誘導体、例えば、ノルボルネン、6−メチルノルボルネン、6−エチルノルボルネン、6−n−ブチルノルボルネン、5−プロピルノルボルネン、1−メチルノルボルネン、7−メチルノルボルネン、5,6−ジメチルノルボルネン、5−フェニルノルボルネン、5−ベンジルノルボルネン等を挙げることができる。
前記構成(A)の環状オレフィン系ランダム共重合体は、直鎖状オレフィン成分と上記環状オレフィン成分との共重合体であり、流動性、透明性、及び水蒸気バリア性などの点で、本発明において好適に用いられる。前記環状オレフィン成分に共重合させる直鎖状オレフィン成分としては、炭素数2〜20のα−オレフィンが好適に用いられ、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、3−メチル−ブテン−1、4−メチル−ペンテン−1などがあげられる。本発明においては、工業的な入手しやすさや諸特性、経済性の観点から直鎖状オレフィン成分としては、エチレンが好適に用いられ、環状オレフィン成分としては、ノルボルネンあるいは、テトラシクロドデセンが好適に用いられる。共重合する環状オレフィン成分と直鎖状オレフィン成分はそれぞれ1種を単独で、又は2種以上を組み合わせても構わない。
前記環状オレフィン系ランダム共重合体における環状オレフィン成分の含有量(モル%)は特に限定されるものではないが、エチレン―ノルボルネンランダム共重合体を例に挙げると、ノルボルネン成分は、好ましくは1モル%以上、より好ましくは10モル%以上、さらに好ましくは15モル%以上であり、かつ、好ましくは60モル%以下、より好ましくは40モル%以下、さらに好ましくは30モル%以下である。該範囲にあれば、太陽電池用表面保護部材に使用する際の溶融粘度や力学特性、経済性などに優れるため好ましい。
環状オレフィン系重合体としては、例えばJSR株式会社製アートン(商品名)、日本ゼオン株式会社製ゼオネックス(商品名)等の市販品を使用することもできる。
環状オレフィン系重合体は一般的に耐熱性があり、透明性が高く、また環状オレフィン系重合体を含む樹脂組成物からなるフィルムは単位面積あたりの水蒸気透過率が低く、水蒸気バリア性に優れている。
環状オレフィン系重合体としては、例えばJSR株式会社製アートン(商品名)、日本ゼオン株式会社製ゼオネックス(商品名)等の市販品を使用することもできる。
環状オレフィン系重合体は一般的に耐熱性があり、透明性が高く、また環状オレフィン系重合体を含む樹脂組成物からなるフィルムは単位面積あたりの水蒸気透過率が低く、水蒸気バリア性に優れている。
本発明において、環状オレフィン防湿フィルムとしては、例えば、上記の環状オレフィン系重合体の1種ないし、2種以上を使用し、押し出し法、キャスト成形法、Tダイ法、切削法、インフレ−ション法又はその他等の製膜化法を用いて、上記の環状オレフィン系重合体を製膜化する方法、あるいは、2種以上の環状オレフィン系重合体を使用して多層共押し出し製膜化する方法、更には、2種以上の環状オレフィン系重合体を使用し、製膜化する前に混合してから製膜化する方法等により、環状オレフィン系重合体防湿フィルムを製造し、更に、要すれば、例えば、テンタ−方式、あるいは、チュ−ブラ−方式等を利用して1軸ないし2軸方向に延伸加工してなる環状オレフィン防湿フィルムが得られる。
本発明において、環状オレフィン防湿フィルムの厚みとしては、防湿性と柔軟性を両立させる観点から、好ましくは12〜700μm、より好ましくは、25〜500μmである。また、環状オレフィン防湿フィルムは、太陽電池の表面保護材として用いる際には、可視光透過率が、85%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは92%以上であって、入射する太陽光を透過する性質を有することが発電効率の向上を達成できるため望ましい。
なお、上記において、環状オレフィン系重合体の製膜化に際して、例えば、フィルムの加工性、耐熱性、耐候性、強度、機械的性質、寸法安定性、抗酸化性、滑り性、離形性、難燃性、抗カビ性、電気的特性、耐突き刺し性、その他等を改良、改質する目的で、種々の樹脂配合剤や添加剤等を添加することができ、その添加量としては、極く微量から数十%まで、その目的に応じて、任意に添加することができる。また、上記において、一般的な添加剤としては、例えば、滑剤、架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤充填剤、帯電防止剤、難燃剤、耐炎剤、顔料、その他等を使用することができ、更には、改質用樹脂等も使用することができる。
本発明において、環状オレフィン防湿フィルムの表面は、必要に応じて、例えば、コロナ放電処理、オゾン処理、酸素ガス若しくは窒素ガス等を用いた低温プラズマ処理、グロ−放電処理、化学薬品等を用いて処理する酸化処理、その他の前処理を任意に施すことができ、環状オレフィン防湿フィルムの表面に、予め、プライマ−コ−ト剤層、アンダ−コ−ト剤層、あるいは、蒸着アンカ−コ−ト剤層等を任意に形成することもできる。上記のコ−ト剤層には、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂等をビヒクルの主成分とする樹脂組成物を使用することができる。また、上記において、コ−ト剤層の形成法としては、例えば、溶剤型、水性型、あるいは、エマルジョン型等のコ−ト剤を使用し、ロ−ルコ−ト法、グラビアロ−ルコ−ト法、キスコ−ト法、その他等のコ−ト法を用いてコ−トすることができ、そのコ−ト時期としては、環状ポリオレフィン防湿フィルムの製膜後、又は2軸延伸処理後の後工程として、あるいは、製膜時、2軸延伸処理のインライン処理等で実施することができる。
防湿フィルム(a)の水蒸気透過率(WTR(A))の調整は、防湿フィルム(a)を構成する樹脂組成物の組成や、樹脂の種類、フィルムの厚さ等により調整することができる。
防湿フィルム(a)の水蒸気透過率(WTR(A))の調整は、防湿フィルム(a)を構成する樹脂組成物の組成や、樹脂の種類、フィルムの厚さ等により調整することができる。
[防湿フィルム(b)]
本発明において、防湿フィルム(b)は、基材の片面に無機層を有し、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(B))が前記防湿フィルム(a)の値の10%以下であるものであり、好ましくは5%以下であり、より好ましく3%以下である。上記比率を10%以下とすることで、得られる積層防湿フィルムは、高い防湿性を有し、一方で接着剤塗液中の溶剤は比較的容易に防湿フィルム(a)を透過し、溶剤が残留せず表面から積層防湿フィルム外へ揮発し、加熱による発泡も防止できる。
更に防湿フィルム(b)の水蒸気透過率は、40℃、90%RHで0.1[g/m2・日]以下であるのが好ましく、より好ましくは0.05[g/m2・日]以下、更に好ましくは0.03[g/m2・日]以下、特に好ましくは0.005[g/m2・日]以下である。
本発明において、防湿フィルム(b)は、基材の片面に無機層を有し、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(B))が前記防湿フィルム(a)の値の10%以下であるものであり、好ましくは5%以下であり、より好ましく3%以下である。上記比率を10%以下とすることで、得られる積層防湿フィルムは、高い防湿性を有し、一方で接着剤塗液中の溶剤は比較的容易に防湿フィルム(a)を透過し、溶剤が残留せず表面から積層防湿フィルム外へ揮発し、加熱による発泡も防止できる。
更に防湿フィルム(b)の水蒸気透過率は、40℃、90%RHで0.1[g/m2・日]以下であるのが好ましく、より好ましくは0.05[g/m2・日]以下、更に好ましくは0.03[g/m2・日]以下、特に好ましくは0.005[g/m2・日]以下である。
また本出願のもう一つの発明である積層防湿フィルムにおいて防湿フィルム(b)は、水蒸気透過率(WTR(B))が0.001[g/m2・日]以上、0.1 [g/m2・日]未満、好ましくは0.001[g/m2・日]以上、0.05 [g/m2・日]以下、更に好ましくは0.001[g/m2・日]以上、0.02 [g/m2・日]以下であるものである。
前記無機層により、湿気の透過による太陽電池の内面側を保護することができ、また、高い透明性を確保することにより表面保護材においては発電効率の向上を達成できる。
前記無機層により、湿気の透過による太陽電池の内面側を保護することができ、また、高い透明性を確保することにより表面保護材においては発電効率の向上を達成できる。
上記無機層を有する基材としては、樹脂フィルムが好ましく、その材料としては、通常の太陽電池材料に使用しうる樹脂であれば特に制限なく用いることができる。具体的には、エチレン、プロピレン、ブテン等の単独重合体または共重合体などのポリオレフィン、環状ポリオレフィン等の非晶質ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12、共重合ナイロン等のポリアミド、エチレン−酢酸ビニル共重合体部分加水分解物(EVOH)、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、ポリアリレート、フッ素樹脂、アクリル系樹脂、生分解性樹脂などが挙げられる。これらの中では、熱可塑性樹脂が好ましく、フィルム物性、コストなどの点から、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィンがより好ましい。中でも、フィルム物性の点から、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステルが特に好ましい。
また、上記基材は、公知の添加剤、例えば、帯電防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、フィラー、着色剤、耐候安定剤等の安定剤、潤滑剤、架橋剤、ブロッキング防止剤、酸化防止剤等を含有することができる。
使用する紫外線吸収剤としては、種々の市販品が適用でき、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、サリチル酸エステル系など各種タイプのものを挙げることができる。ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、例えば、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−2'−カルボキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−ドデシルオキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−オクタデシルオキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−ベンジルオキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−5− クロロベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2'−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2'−ジヒドロキシ−4、4'−ジメトキシベンゾフェノン、2,2'、4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノンなどを挙げることができる。
使用する紫外線吸収剤としては、種々の市販品が適用でき、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、サリチル酸エステル系など各種タイプのものを挙げることができる。ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、例えば、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−2'−カルボキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−ドデシルオキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−n−オクタデシルオキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−ベンジルオキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−5− クロロベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2'−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2'−ジヒドロキシ−4、4'−ジメトキシベンゾフェノン、2,2'、4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノンなどを挙げることができる。
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、ヒドロキシフェニル置換ベンゾトリアゾール化合物であって、例えば、2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−メチル−4−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3−メチル−5−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−アミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2− ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾールなどを挙げることができる。またトリアジン系紫外線吸収剤としては、2−[4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン−2−イル]−5−(オクチルオキシ)フェノール、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−(ヘキシルオキシ)フェノールなどを挙げることができる。サリチル酸エステル系としては、フェニルサリチレート、p−オクチルフェニルサリチレートなどを挙げることができる。
該紫外線吸収剤の添加量は、基材中、通常、0.01〜2.0質量%程度であり、0.05〜0.5質量%添加することが好ましい。
上記の紫外線吸収剤以外に耐候性を付与する耐候安定剤としては、ヒンダードアミン系光安定化剤が好適に用いられる。ヒンダードアミン系光安定化剤は、紫外線吸収剤のようには紫外線を吸収しないが、紫外線吸収剤と併用することによって著しい相乗効果を示す。
上記の紫外線吸収剤以外に耐候性を付与する耐候安定剤としては、ヒンダードアミン系光安定化剤が好適に用いられる。ヒンダードアミン系光安定化剤は、紫外線吸収剤のようには紫外線を吸収しないが、紫外線吸収剤と併用することによって著しい相乗効果を示す。
ヒンダードアミン系光安定化剤としては、コハク酸ジメチル−1−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン重縮合物、ポリ[{6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ−1,3,5−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}]、N,N′−ビス(3−アミノプロピル)エチレンジアミン−2,4−ビス[N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アミノ]−6−クロロ−1,3,5−トリアジン縮合物、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セパレート、2−(3,5−ジ−tert−4−ヒドロキシベンジル)−2−n−ブチルマロン酸ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)などを挙げることができる。該ヒンダードアミン系光安定化剤の添加量は、基材中、通常、0.01〜0.5質量%程度であり、0.05〜0.3質量%添加することが好ましい。
上記基材としての樹脂フィルムは、上記の原料を用いて成形してなるものであるが、基材として用いる際は、未延伸であってもよいし延伸したものであってもよい。
また、1種以上の樹脂フィルムが積層されたものであってもよい。
また、1種以上の樹脂フィルムが積層されたものであってもよい。
かかる基材は、従来公知の方法により製造することができ、例えば、原料樹脂を押出機により溶融し、環状ダイやTダイにより押出して、急冷することにより実質的に無定型で配向していない未延伸フィルムを製造することができる。また、多層ダイを用いることにより、1種の樹脂からなる単層フィルム、1種の樹脂からなる多層フィルム、多種の樹脂からなる多層フィルム等を製造することができる。
この未延伸フィルムを一軸延伸、テンター式逐次二軸延伸、テンター式同時二軸延伸、チューブラー式同時二軸延伸などの公知の方法により、フィルムの流れ(縦軸)方向又はフィルムの流れ方向とそれに直角な(横軸)方向に延伸することにより、一軸方向又は二軸方向に延伸したフィルムを製造することができる。延伸倍率は任意に設定できるが、150℃における熱収縮率が、0.01〜5%であることが好ましく、更には0.01〜2%であることがより好ましい。中でもフィルム物性の点から、二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンテレフタレートとポリエチレンナフタレートの共押出二軸延伸フィルムやポリエチレンテレフタレート及び/又はポリエチレンナフタレートと他の樹脂の共押出二軸延伸フィルムが好ましい。
上記基材の厚さは、一般に5〜100μm程度であり、生産性や取り扱いやすさの点から8〜50μmが好ましく、12〜25μmが更に好ましい。
上記基材の厚さは、一般に5〜100μm程度であり、生産性や取り扱いやすさの点から8〜50μmが好ましく、12〜25μmが更に好ましい。
なお、上記基材には、無機層との密着性向上のため、アンカーコート剤を塗布することによりアンカーコート層を設けることが好ましい。アンカーコート剤としては、溶剤性又は水性のポリエステル樹脂、イソシアネート樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、変性ビニル樹脂、ビニルアルコール樹脂等のアルコール性水酸基含有樹脂、ビニルブチラール樹脂、ニトロセルロース樹脂、オキサゾリン基含有樹脂、カルボジイミド基含有樹脂、メチレン基含有樹脂、エポキシ基含有樹脂、変性スチレン樹脂、変性シリコーン樹脂等が挙げられる。これらは単独、あるいは2種以上組み合わせて使用することができる。また、アンカーコート層は必要に応じ、シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、紫外線吸収剤、耐候安定剤等の安定剤、潤滑剤、ブロッキング防止剤、酸化防止剤等を含有することができる。
紫外線吸収剤及び耐候安定剤としては、前述の基材の説明において挙げたものが使用できる。該紫外線吸収剤及び/または耐候安定剤が前記した樹脂と共重合したポリマータイプのものも使用することもできる。
紫外線吸収剤及び耐候安定剤としては、前述の基材の説明において挙げたものが使用できる。該紫外線吸収剤及び/または耐候安定剤が前記した樹脂と共重合したポリマータイプのものも使用することもできる。
アンカーコート層の形成方法としては、公知のコーティング方法が適宜採択される。例えば、リバースロールコーター、グラビアコーター、ロッドコーター、エアドクタコーター、スプレイを用いたコーティング方法等の方法がいずれも使用できる。また、基材を樹脂液に浸漬して行ってもよい。塗布後は、80〜200℃程度の温度での熱風乾燥、熱ロール乾燥などの加熱乾燥や、赤外線乾燥などの公知の乾燥方法を用いて溶媒を蒸発させることができる。また、耐水性、耐久性を高めるために、電子線照射による架橋処理を行う事もできる。また、アンカーコート層の形成は、基材の製造ラインの途中で行う方法(インライン)でも、基材製造後に行う(オフライン)方法でも良い。
アンカーコート層の厚みは無機層との密着性の観点から、10〜200nmであることが好ましく、10〜100nmであることがより好ましい。
アンカーコート層の厚みは無機層との密着性の観点から、10〜200nmであることが好ましく、10〜100nmであることがより好ましい。
上記無機層の形成方法としては、蒸着法、コーティング法などの方法がいずれも使用できるが、ガスバリア性の高い均一な薄膜が得られるという点で蒸着法が好ましい。この蒸着法には、物理気相蒸着法(PVD)、あるいは化学気相蒸着法(CVD)などの方法が含まれる。物理気相蒸着法としては、真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリングなどが挙げられ、化学気相蒸着法としては、プラズマを利用したプラズマCVD、加熱触媒体を用いて材料ガスを接触熱分解する触媒化学気相成長法(Cat−CVD)等が挙げられる。
無機層を構成する無機物質としては、珪素、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、錫、ニッケル、チタン、水素化炭素等、あるいはこれらの酸化物、炭化物、窒化物またはそれらの混合物が挙げられるが、太陽電池に使用した場合、電流がリークする等の恐れがない点から、酸化珪素、酸化窒化珪素及び酸化アルミニウム等の無機酸化物、窒化珪素等の窒化物並びに水素化炭素を主体としたダイアモンドライクカーボンが好ましい。特に、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウムは、高いガスバリア性が安定に維持できる点で好ましい。
上記無機層の厚さは、安定な防湿性能の発現の点から、10〜1000nmであることが好ましく、40〜1000nmであることがより好ましく、40〜800nmが更に好ましく、50〜600nmが特に好ましい。無機層は単層であっても多層であってもよい。
防湿フィルム(b)の厚さは、一般に5〜100μm程度であり、生産性や取り扱いやすさの点から8〜50μmが好ましく、12〜25μmが更に好ましい。
防湿フィルム(a)の防湿性は防湿フィルム(a)内の水分拡散の大小と防湿フィルム(a)表裏両側の水分濃度差により決定される。本発明では高い防湿性をもった防湿フィルム(b)を曝露側に配置する場合、内面側へ透過する水分を抑制し、防湿フィルム(a)表裏間での水分濃度差を低減することにより防湿フィルム(a)の防湿性を向上させることができる。また、防湿フィルム(a)を曝露側に配置する場合、内面側へ透過する水分を抑制し、防湿フィルム(b)の表裏間での水分濃度差を低減することにより防湿フィルム(b)の防湿性をより向上させることができる。
防湿フィルム(b)の厚さは、一般に5〜100μm程度であり、生産性や取り扱いやすさの点から8〜50μmが好ましく、12〜25μmが更に好ましい。
防湿フィルム(a)の防湿性は防湿フィルム(a)内の水分拡散の大小と防湿フィルム(a)表裏両側の水分濃度差により決定される。本発明では高い防湿性をもった防湿フィルム(b)を曝露側に配置する場合、内面側へ透過する水分を抑制し、防湿フィルム(a)表裏間での水分濃度差を低減することにより防湿フィルム(a)の防湿性を向上させることができる。また、防湿フィルム(a)を曝露側に配置する場合、内面側へ透過する水分を抑制し、防湿フィルム(b)の表裏間での水分濃度差を低減することにより防湿フィルム(b)の防湿性をより向上させることができる。
防湿フィルム(b)の水蒸気透過率(WTR(B))の調整は、基材の選択や無機層を構成する材料の選択、無機層の厚さ、無機層を構成する材料が無機酸化物の場合は該酸化物の酸化数及び防湿フィルム(b)全体の厚さ等を調整することにより行うことができる。
[積層防湿フィルム]
本発明の積層防湿フィルムは、前記防湿フィルム(a)及び前記防湿フィルム(b)を有するものであるが、その40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WVTR(L))が、[WTR(A)×WTR(B)]/[WTR(A)+WTR(B)]より低い値であることが好ましい。
接着剤を用いて複数の防湿フィルムを積層した積層防湿フィルムにおいて、使用する接着剤に防湿フィルムの防湿性を低下させている要因である無機層表面内の欠陥を補強するなどの防湿性を向上させる効果がない場合、積層体の防湿性は各々の防湿フィルムの防湿性への寄与から直列的に導き出されると考えられる。すなわち、得られる積層防湿フィルムの40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(W)は、1/W=1/WTR(A)+1/WTR(B) と表され、W=[WTR(A)×WTR(B)]/[WTR(A)+WTR(B)]として理論的に求めることができる。
本発明の積層防湿フィルムは、前記防湿フィルム(a)及び前記防湿フィルム(b)を有するものであるが、その40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WVTR(L))が、[WTR(A)×WTR(B)]/[WTR(A)+WTR(B)]より低い値であることが好ましい。
接着剤を用いて複数の防湿フィルムを積層した積層防湿フィルムにおいて、使用する接着剤に防湿フィルムの防湿性を低下させている要因である無機層表面内の欠陥を補強するなどの防湿性を向上させる効果がない場合、積層体の防湿性は各々の防湿フィルムの防湿性への寄与から直列的に導き出されると考えられる。すなわち、得られる積層防湿フィルムの40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(W)は、1/W=1/WTR(A)+1/WTR(B) と表され、W=[WTR(A)×WTR(B)]/[WTR(A)+WTR(B)]として理論的に求めることができる。
本発明の積層防湿フィルムは、水蒸気透過率(WVTR(L))が、理論値である上記W=[WTR(A)×WTR(B)]/[WTR(A)+WTR(B)]の値より低い値とすることができ、極めて防湿性に優れた積層防湿フィルムである。このことは、本発明の高防湿フィルムと低防湿フィルムの組み合わせによる積層防湿フィルムが重大な防湿性向上効果を有することを意味する。本発明によれば、高価でかつ加工プロセスにおいて防湿性を損ないやすい高防湿性フィルムを複数枚使用することなく、比較的安価で取り扱いの容易な低防湿性フィルムと組み合わせることにより大きな防湿性向上効果を得ることが可能となる。
上記観点から、積層防湿フィルムの水蒸気透過率(WVTR(L))は、上記Wの値の80%以下が好ましく、より好ましくは75%以下、さらに好ましくは72%以下である。
更に、実施例記載の方法により求めた積層防湿フィルムの初期ヘイズ値が30以下であり、かつヘイズの変化度が1〜2であると、積層防湿フィルムが透明性に優れるため好ましい。
上記観点から、積層防湿フィルムの水蒸気透過率(WVTR(L))は、上記Wの値の80%以下が好ましく、より好ましくは75%以下、さらに好ましくは72%以下である。
更に、実施例記載の方法により求めた積層防湿フィルムの初期ヘイズ値が30以下であり、かつヘイズの変化度が1〜2であると、積層防湿フィルムが透明性に優れるため好ましい。
本発明の積層防湿フィルムにおいては、防湿フィルム(a)に、防湿フィルム(b)を積層するが、その際積層方法は任意であるが、防湿フィルム(a)と、防湿フィルム(b)の無機層面とを張り合わせ、防湿フィルム(b)の基材側を曝露面とする場合、水蒸気は防湿フィルム(b)の基材側より浸透するため基材強度が加水分解により低下、それにより無機層の基材への密着性が損なわれ防湿性が著しく低下する、このため、本発明においては、水蒸気の進入方向(曝露面側)に無機層を向けて貼合することが好ましい。
また、本発明の積層防湿フィルムにおいては、防湿フィルム(a)と防湿フィルム(b)の間に接着剤層を有する。
また、本発明の積層防湿フィルムにおいては、防湿フィルム(a)と防湿フィルム(b)の間に接着剤層を有する。
接着剤としては、ポリウレタン系接着剤が好ましく用いられ、接着剤の主剤として具体的には、ポリカーボネートポリオール、ポリエーテルポリオール、アクリルポリオール、ポリウレタンポリオールあるいはポリエステルポリオールを含む組成物などが挙げられるが、熱安定性、湿度安定性などの観点から、ポリカーボネートポリオール、ポリエーテルポリオール及びポリウレタンポリオールのうち少なくとも1つを含むものがより好ましい。
また、接着剤の主剤は、ポリカーボネートポリオール、ポリエーテルポリオール及びポリウレタンポリオールから選ばれる少なくとも1種を20〜70質量%含むものが好ましく、30〜50質量%含むものがより好ましい。なお上記含有量は、ポリカーボネートポリオール、ポリエーテルポリオール及びポリウレタンポリオールから選ばれる2種以上を併用する場合、それらの合計量を意味する。
ポリカーボネートポリオールは、例えば、ジフェニルカーボネートと、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール(NPG)、シクロヘキサンジオール等のジオールとを原料として得ることができる。
ポリカーボネートポリオールは、例えば、ジフェニルカーボネートと、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール(NPG)、シクロヘキサンジオール等のジオールとを原料として得ることができる。
ポリエーテルポリオールは、例えばエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラヒドロフラン等のアルキレンオキサイドを、アルカリ触媒又は酸触媒を触媒として開環重合を行うことで得ることができる。開環重合の出発物質となる活性水素含有化合物としてはエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−へキサンジオール等の多価アルコールを用いることができる。
ポリアクリルポリオールは、水酸基をもった(メタ)アクリル酸エステルと他のモノマーとを共重合させて得ることができる。(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレート、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、脂環式構造を有するシクロヘキシルメタクリレート等を挙げることができる。好ましくは、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、脂環式構造を有するシクロヘキシルメタクリレート等のモノマーを重合させたポリアクリルポリオール、もしくは、これらのモノマーを共重合させたポリアクリルポリオールが挙げられる。
ポリウレタンポリオールは、ジオールとジイソシアネートを、イソシアネート基に対する水酸基の比が1以上の割合でウレタン化反応させることにより得ることができる。ポリウレタンポリオールの成分として、ジオール成分、ジイソシアネート成分を任意に選ぶことができる。
ジオール成分、ジイソシアネート成分は、ポリウレタンポリオールの流動性や溶剤への溶解性等を考慮して選択することができる。ジオール成分として好ましくは、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ネオペンチルグリコール等の1級水酸基を有するジオールが挙げられる。また、イソシアネート成分としては、脂肪族ジイソシアネート、脂環系ジイソシアネート、芳香族イソシアネートが挙げられる。
ジオール成分、ジイソシアネート成分は、ポリウレタンポリオールの流動性や溶剤への溶解性等を考慮して選択することができる。ジオール成分として好ましくは、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ネオペンチルグリコール等の1級水酸基を有するジオールが挙げられる。また、イソシアネート成分としては、脂肪族ジイソシアネート、脂環系ジイソシアネート、芳香族イソシアネートが挙げられる。
ポリエステルポリオールは、例えばコハク酸、グルタル酸、アジピン酸、イソフタル酸(IPA)、テレフタル酸(TPA)等のジカルボン酸化合物と、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジオール等のジオール、又はポリテトラメチレングリコール等とから構成されるものが挙げられる。
ポリエステルポリオールを原料とする接着剤は基材との密着性が高いという点で好ましいが、エステル結合の加水分解による熱劣化を抑制する観点から、加水分解点となり得るエステル結合基数が少ないポリエステルポリオールを選択することが望ましい。例えばネオペンチルグリコール(NPG)等のアルキル鎖の長いグリコールや、1,4−シクロヘキサンジメタノール等の脂環構造をもつグリコールを有することが望ましい。
更に、例えばポリテトラメチレングリコール(PTMG)のように主鎖構造にポリエーテル構造を含む、耐加水分解ポリエステルポリオールを選択することが望ましい。このようなポリエステルポリオールとしては、エステル基1個当たりの分子量が、好ましくは100〜5,000、より好ましくは120〜3,000である。
更に、例えばポリテトラメチレングリコール(PTMG)のように主鎖構造にポリエーテル構造を含む、耐加水分解ポリエステルポリオールを選択することが望ましい。このようなポリエステルポリオールとしては、エステル基1個当たりの分子量が、好ましくは100〜5,000、より好ましくは120〜3,000である。
接着剤に用いられる硬化剤としてはジイソシアネートが好ましく、例えばヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)等の脂肪族系、キシリレンジイソシアネート(XDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)等の芳香族系、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12MDI)等の脂環系が挙げられる。
硬化後に高い耐熱性をもたせる硬化剤として、例えば芳香族系ジイソシアネートであるXDI、及び脂環系ジイソシアネートであるIPDI等が好ましい。更に、接着剤の黄変を防ぐためには脂環系ジイソシアネートであるIPDI等がより好ましい。
硬化後に高い耐熱性をもたせる硬化剤として、例えば芳香族系ジイソシアネートであるXDI、及び脂環系ジイソシアネートであるIPDI等が好ましい。更に、接着剤の黄変を防ぐためには脂環系ジイソシアネートであるIPDI等がより好ましい。
主剤がポリカーボネートポリオールを含む場合は、高い耐熱性、高い防湿性という点で優れているが、黄変しにくい点から、HDI系硬化剤として組み合わせることが望ましい。
また、より熱的に安定な接着剤層を得るために、主剤にエポキシ系化合物を含んだものを用いてもよい。
本発明における接着剤の主剤と硬化剤の好ましい配合比は、接着剤中に残留する反応性官能基を減らす観点から、質量比で、主剤/硬化剤=5〜25、また官能基のモル比で、NCO/OH=0.8〜9である。
また、より熱的に安定な接着剤層を得るために、主剤にエポキシ系化合物を含んだものを用いてもよい。
本発明における接着剤の主剤と硬化剤の好ましい配合比は、接着剤中に残留する反応性官能基を減らす観点から、質量比で、主剤/硬化剤=5〜25、また官能基のモル比で、NCO/OH=0.8〜9である。
本発明における積層防湿フィルムを太陽電池用表面保護材に使用する場合は、防湿フィルム(a)及び防湿フィルム(b)に更に、耐加水分解性や耐候性に優れた耐候性フィルム、封止材との密着性や耐電圧などを確保する背面フィルム等を備えることが好ましい。具体的には、積層体としてより高い防湿性を得るとの観点から、防湿フィルム(b)側に耐候性フィルムを、防湿フィルム(a)側に背面フィルム等を備えることが好ましく、曝露側から、耐候性フィルム、防湿フィルム(b)、防湿フィルム(a)、背面フィルムの順に積層することが好ましい。また、本発明においては、より積層防湿フィルムからの残留溶剤を透過させるとの観点から、防湿フィルム(a)側に耐候性フィルムを、防湿フィルム(b)側に背面フィルムなどを備えることも好ましく、曝露側から、耐候性フィルム、防湿フィルム(a)、防湿フィルム(b)、背面フィルムの順に積層することも好ましい態様である。更に本発明においては、積層防湿フィルムの層間強度を確保する観点から、耐候性フィルムと防湿フィルム(a)又は防湿フィルム(b)、防湿フィルム(a)又は防湿フィルム(b)と背面フィルムは、それぞれ接着剤層を介して積層されたものであることが好ましい。
本発明の積層防湿フィルムは、その用途にもよるが、太陽電池などに使用する場合は透明であることが好ましいが、他の非透明部材との併用も任意である。
本発明の積層防湿フィルムは、その用途にもよるが、太陽電池などに使用する場合は透明であることが好ましいが、他の非透明部材との併用も任意である。
[耐候性フィルム]
耐候性フィルムは、耐候性を有するものであれば特に限定されないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)及びポリビニルフルオライド(PVF)等のフッ素樹脂フィルム、或いは、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等の樹脂に紫外線吸収剤を混合した樹脂組成物を製膜したものが好ましく用いられる。
耐候性フィルムは、耐候性を有するものであれば特に限定されないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)及びポリビニルフルオライド(PVF)等のフッ素樹脂フィルム、或いは、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等の樹脂に紫外線吸収剤を混合した樹脂組成物を製膜したものが好ましく用いられる。
長期耐久性の観点からは、上記樹脂としては、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体(ETFE)、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)がより好ましく用いられる。
真空ラミネーション時や高温高湿時の温度・湿度変化においてもその特性変化が小さいことが好ましいことから、ポリエチレンナフタレートなどの低収縮性耐候基材が好ましい。また、収縮率が大きいポリエチレンテレフタレートフィルムやフッ素系フィルムの場合は、事前の熱処理による低収縮化等が行われたフィルムを使用することが好ましい。
真空ラミネーション時や高温高湿時の温度・湿度変化においてもその特性変化が小さいことが好ましいことから、ポリエチレンナフタレートなどの低収縮性耐候基材が好ましい。また、収縮率が大きいポリエチレンテレフタレートフィルムやフッ素系フィルムの場合は、事前の熱処理による低収縮化等が行われたフィルムを使用することが好ましい。
長期耐候性とフィルム収縮率のいずれも考慮すると、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル樹脂等に紫外線吸収剤を混合した樹脂組成物を製膜して得られたフィルムや、ポリエステル樹脂等の樹脂組成物を製膜して得られたフィルムに紫外線吸収剤を含有する層を設けたフィルムが好ましく用いられる。
また、太陽電池保護材への使用を考えると可撓性に富み、耐熱性、防湿性、紫外線耐久性に優れる性能を有する耐候性フィルムであることが望ましく、フッ素系フィルムや紫外線吸収剤を含有する耐加水分解性ポリエステルフィルムや耐加水分解性ポリエステルフィルムに紫外線吸収剤を含有する層を設けたフィルムが好ましく用いられる。
また、太陽電池保護材への使用を考えると可撓性に富み、耐熱性、防湿性、紫外線耐久性に優れる性能を有する耐候性フィルムであることが望ましく、フッ素系フィルムや紫外線吸収剤を含有する耐加水分解性ポリエステルフィルムや耐加水分解性ポリエステルフィルムに紫外線吸収剤を含有する層を設けたフィルムが好ましく用いられる。
使用する紫外線吸収剤としては、前述の基材の説明において挙げたものが使用できる。
該紫外線吸収剤の添加量は、耐候性フィルム中、通常、0.01〜2.0質量%程度であり、0.05〜0.5質量%添加することが好ましい。
上記の紫外線吸収剤以外に耐候性を付与する耐候安定剤としては、ヒンダードアミン系光安定化剤が好適に用いられる。ヒンダードアミン系光安定化剤としては、前述の基材の説明において挙げたものが使用できる。該ヒンダードアミン系光安定化剤の添加量は、耐候性フィルム中、通常、0.01〜0.5質量%程度であり、0.05〜0.3質量%添加することが好ましい。
該紫外線吸収剤の添加量は、耐候性フィルム中、通常、0.01〜2.0質量%程度であり、0.05〜0.5質量%添加することが好ましい。
上記の紫外線吸収剤以外に耐候性を付与する耐候安定剤としては、ヒンダードアミン系光安定化剤が好適に用いられる。ヒンダードアミン系光安定化剤としては、前述の基材の説明において挙げたものが使用できる。該ヒンダードアミン系光安定化剤の添加量は、耐候性フィルム中、通常、0.01〜0.5質量%程度であり、0.05〜0.3質量%添加することが好ましい。
前記耐候性フィルムの厚さは、一般に20〜200μm程度であり、フィルムの取り扱いやすさとコストの点から20〜100μmが好ましく、20〜50μmがより好ましい。
[背面フィルム]
太陽電池は発電時の発熱や太陽光の輻射熱などで、その使用温度が85〜90℃程度まで昇温する為、該背面フィルムの融点が使用温度以下であると背面フィルムは軟化し動作中に本来の太陽電池素子を保護する機能が失われる。従って背面フィルムとしては、ポリプロピレン(PP)、ポリ乳酸(PLA)、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、酪酢酸セルロース(CAB)などの樹脂に紫外線吸収剤や着色剤を練り込んだ樹脂組成物を成膜したものが好ましく用いられるが、これらに限定されるものではない。
太陽電池は発電時の発熱や太陽光の輻射熱などで、その使用温度が85〜90℃程度まで昇温する為、該背面フィルムの融点が使用温度以下であると背面フィルムは軟化し動作中に本来の太陽電池素子を保護する機能が失われる。従って背面フィルムとしては、ポリプロピレン(PP)、ポリ乳酸(PLA)、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、酪酢酸セルロース(CAB)などの樹脂に紫外線吸収剤や着色剤を練り込んだ樹脂組成物を成膜したものが好ましく用いられるが、これらに限定されるものではない。
前記背面フィルムは、太陽電池表面保護材への使用を考えると、可撓性に富み、紫外線耐久性、加湿耐久性に優れることが望ましく、主にポリプロピレン、ポリ乳酸及びポリフッ化ビニリデンのいずれか1つ以上を含むものが好ましく、これらの樹脂を合計で50質量%以上含有するものであることが好ましい。
なお、上記紫外線吸収剤としては、前述の基材の説明において挙げたものが使用できる。また、着色剤としては、酸化チタン、炭酸カルシウムなどが使用できる。
背面フィルムの厚さは、一般に25〜300μm程度であり、フィルムの取り扱いやすさとコストの点から好ましくは50〜300μm、より好ましくは50〜250μmである。
背面フィルムの厚さは、一般に25〜300μm程度であり、フィルムの取り扱いやすさとコストの点から好ましくは50〜300μm、より好ましくは50〜250μmである。
<太陽電池モジュール、太陽電池の製造方法>
本発明の積層防湿フィルムは、そのまま、あるいはガラス板等と貼り合わせて太陽電池用表面保護部材として用いることができる。本発明の表面保護材を用いて本発明の太陽電池モジュール及び/又は太陽電池を製造するには、公知の方法により、作成すれば良い。
本発明の積層防湿フィルムは、そのまま、あるいはガラス板等と貼り合わせて太陽電池用表面保護部材として用いることができる。本発明の表面保護材を用いて本発明の太陽電池モジュール及び/又は太陽電池を製造するには、公知の方法により、作成すれば良い。
本発明の表面保護材を太陽電池用上部保護材、下部保護材等の表面保護部材の層構成に使用し、太陽電池素子を封止材とともに固定することにより太陽電池モジュールを製作することができる。このような太陽電池モジュールとしては、種々のタイプのものを例示することができる。例えば、上部保護材(本発明の表面保護材)/封止材(封止樹脂層)/太陽電池素子/封止材(封止樹脂層)/下部保護材の構成のもの、上部保護材/封止材(封止樹脂層)/太陽電池素子/封止材(封止樹脂層)/下部保護材(本発明の表面保護材)の構成のもの、下部保護材の内周面上に形成させた太陽電池素子上に封止材と上部保護材(本発明の表面保護材)を形成させるような構成のもの、上部保護材(本発明の表面保護材)の内周面上に形成させた太陽電池素子、例えばフッ素樹脂系護材上にアモルファス太陽電池素子をスパッタリング等で作製したものの上に封止材と下部保護材を形成させるような構成のものなどを挙げることができる。上記上部保護材として本発明の表面保護材の外側にガラス板を貼り合わせることは任意である。なお、前述の封止材・表面保護材一体型の表面保護材を用いる場合は、上記の封止材は用いなくてもよい場合がある。
太陽電池素子としては、例えば、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、アモルファスシリコン型の発電素子、ガリウム−砒素、銅−インジウム−セレン、カドミウム−テルル等のIII−V族やII−VI族化合物半導体型等の化合物系発電素子、色素増感型、有機薄膜型等のフレキシブル発電素子が挙げられる。
本発明の表面保護材を用いて作製された太陽電池モジュールを構成する各部材については、特に限定されるものではないが、封止材としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体を挙げることができる。本発明の表面保護部材以外の上部保護部材及び下部保護材としては、金属等の無機材料や各種熱可塑性樹脂フィルムなどの単層もしくは多層のシートであり、例えば、錫、アルミ、ステンレスなどの金属、ガラス等の無機材料、ポリエステル、無機物蒸着ポリエステル、フッ素含有樹脂、ポリオレフィンなどの単層もしくは多層の保護材を挙げることができる。上部および/又は下部の保護材の表面には、封止材や他の部材との接着性を向上させるためにプライマー処理やコロナ処理など公知の表面処理を施すことができる。
本発明の表面保護材を用いて作製された太陽電池モジュールを既述した上部保護材(本発明の表面保護材)/封止材/太陽電池素子/封止材/下部保護材のような構成のものを例として説明する。太陽光受光側から順に、本発明の表面保護材、封止樹脂層、太陽電池素子、封止樹脂層、下部保護材が積層されてなり、さらに、下部保護材の下面にジャンクションボックス(太陽電池素子から発電した電気を外部へ取り出すための配線を接続する端子ボックス)が接着されてなる。太陽電池素子は、発電電流を外部へ電導するために配線により連結されている。配線は、バックシートに設けられた貫通孔を通じて外部へ取り出され、ジャンクションボックスに接続されている。
太陽電池モジュールの製造方法としては、公知の製造方法が適用でき、特に限定されるものではないが、一般的には、上部保護材、封止材、太陽電池素子、封止材、下部保護材の順に積層する工程と、それらを真空吸引し加熱圧着する工程を有する。また、バッチ式の製造設備やロール・ツー・ロール式の製造設備なども適用することができる。具体的には上部保護材、封止材、太陽電池素子、封止材、下部保護材を、常法に従って、真空ラミネーターで、好ましくは130〜180℃、より好ましくは130〜150℃、脱気時間2〜15分、プレス圧力0.5〜1atm、プレス時間が好ましくは8〜45分、より好ましくは10〜40分で加熱加圧圧着することにより容易に製造することができる。
本発明の表面保護材を用いて作製された太陽電池モジュールは、適用される太陽電池のタイプとモジュール形状により、モバイル機器に代表される小型太陽電池、屋根や屋上に設置される大型太陽電池など屋内、屋外に関わらず各種用途に適用することができる。
以下に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、これらの実施例及び比較例により本発明は制限を受けるものではない。なお、種々の物性の測定および評価は次のようにして行った。
(物性測定)
(1)防湿フィルム及び積層防湿フィルムの防湿性
防湿フィルムについては、防湿フィルム作成後、一週間40℃保管後の時点で、また、積層防湿フィルムについては、ドライラミネート養生後にJIS Z0222「防湿包装容器の透湿度試験方法」、JIS Z 0208「防湿包装材料の透湿度試験方法(カップ法)」の諸条件に順じ、次の手法で評価した。
透湿面積10.0cm×10.0cm角の防湿フィルム又は積層防湿フィルムそれぞれ2枚用い、全てのサンプルに関して無機蒸着面を外側となるようにして吸湿剤として無水塩化カルシウム約20gを入れ四辺を封じた袋を作製し、その袋を温度40℃相対湿度90%の恒温恒湿装置に入れ、72時間以上の間隔でおよそ200日目まで質量測定し、4日目以降の経過時間と袋重量との回帰直線の傾きから水蒸気透過率[g/m2・日]を算出した。
(1)防湿フィルム及び積層防湿フィルムの防湿性
防湿フィルムについては、防湿フィルム作成後、一週間40℃保管後の時点で、また、積層防湿フィルムについては、ドライラミネート養生後にJIS Z0222「防湿包装容器の透湿度試験方法」、JIS Z 0208「防湿包装材料の透湿度試験方法(カップ法)」の諸条件に順じ、次の手法で評価した。
透湿面積10.0cm×10.0cm角の防湿フィルム又は積層防湿フィルムそれぞれ2枚用い、全てのサンプルに関して無機蒸着面を外側となるようにして吸湿剤として無水塩化カルシウム約20gを入れ四辺を封じた袋を作製し、その袋を温度40℃相対湿度90%の恒温恒湿装置に入れ、72時間以上の間隔でおよそ200日目まで質量測定し、4日目以降の経過時間と袋重量との回帰直線の傾きから水蒸気透過率[g/m2・日]を算出した。
(2) 積層防湿フィルム発泡性評価
積層防湿フィルムを10.0cm×10.0cm角切り出し150℃オーブンに30分保持し耐候性フィルム側と反対の面より目視にて発泡の有無を確認した。
○:10.0cm×10.0cm角サンプルの一部のみ発泡、もしくは発泡がないもの
×:10.0cm×10.0cm角サンプルの全面に発泡が認められるもの
積層防湿フィルムを10.0cm×10.0cm角切り出し150℃オーブンに30分保持し耐候性フィルム側と反対の面より目視にて発泡の有無を確認した。
○:10.0cm×10.0cm角サンプルの一部のみ発泡、もしくは発泡がないもの
×:10.0cm×10.0cm角サンプルの全面に発泡が認められるもの
(3)ヘイズ値測定
積層防湿フィルムを15.0cm×15.0cm角切り出し、150℃、30分の熱処理後に、JIS−K7136に準じ、積層防湿フィルムのヘイズ値を測定した(初期ヘイズ値)。なお、ヘイズ値測定は日本電色工業社製ヘイズメーターNDH2000を用いた。
さらに、切り出した上記熱処理後の積層防湿フィルムをJIS C 60068−2−66に準じ、加速試験であるプレッシャークッカー試験(120℃、湿度100%で32時間(PC32))を行ない、その後ヘイズ値を測定した。なお、プレッシャークッカー試験はトミー精工社製プレッシャークッカー試験LSK-500を用いた。
ヘイズの変化度は、[プレッシャークッカー試験(PC32)後のヘイズ値/初期ヘイズ値]により算出した。なお、プレッシャークッカー試験(PC32)前後で気泡が発生しない場合は、ヘイズの変化がないためヘイズの変化度は1となる。
積層防湿フィルムを15.0cm×15.0cm角切り出し、150℃、30分の熱処理後に、JIS−K7136に準じ、積層防湿フィルムのヘイズ値を測定した(初期ヘイズ値)。なお、ヘイズ値測定は日本電色工業社製ヘイズメーターNDH2000を用いた。
さらに、切り出した上記熱処理後の積層防湿フィルムをJIS C 60068−2−66に準じ、加速試験であるプレッシャークッカー試験(120℃、湿度100%で32時間(PC32))を行ない、その後ヘイズ値を測定した。なお、プレッシャークッカー試験はトミー精工社製プレッシャークッカー試験LSK-500を用いた。
ヘイズの変化度は、[プレッシャークッカー試験(PC32)後のヘイズ値/初期ヘイズ値]により算出した。なお、プレッシャークッカー試験(PC32)前後で気泡が発生しない場合は、ヘイズの変化がないためヘイズの変化度は1となる。
(構成フィルム)
<耐候性フィルム1>
アルケマ社製ポリフッ化ビニリデン(PVDF)系フィルムKynar 302−PGM−TR(厚み:30μm)を使用した。
<耐候性フィルム1>
アルケマ社製ポリフッ化ビニリデン(PVDF)系フィルムKynar 302−PGM−TR(厚み:30μm)を使用した。
<防湿フィルム(a):環状オレフィン防湿フィルム(COC)>
環状オレフィン系重合体として、エチレン−ノルボルネンランダム共重合体(ポリプラスチックス(株)社製、商品名:TOPAS 9506X1、ノルボルネン含有量:22モル%)をTダイを備えた32mm単軸押出機を用いて設定温度260℃で溶融混練し、20℃のキャストロールで急冷製膜することにより厚みが0.5mmの環状オレフィン防湿フィルム(COC)を得た。また上述の方法で測定した防湿性能は0.50[g/(m2・日)]であった。
環状オレフィン系重合体として、エチレン−ノルボルネンランダム共重合体(ポリプラスチックス(株)社製、商品名:TOPAS 9506X1、ノルボルネン含有量:22モル%)をTダイを備えた32mm単軸押出機を用いて設定温度260℃で溶融混練し、20℃のキャストロールで急冷製膜することにより厚みが0.5mmの環状オレフィン防湿フィルム(COC)を得た。また上述の方法で測定した防湿性能は0.50[g/(m2・日)]であった。
<防湿フィルム(b)>
防湿フィルムB−1
基材として、厚さ12μmの二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム(帝人デュポン製、「Q51C12」)を用い、そのコロナ処理面に、下記のコート液を塗布乾燥して厚さ0.1μmのコート層を形成した。
次いで、真空蒸着装置を使用して1.33×10-3Pa(1×10-5Torr)の真空下でSiOを加熱蒸発させ、コート層上に厚さ40nmのSiOx(x=1.5)無機層を有する防湿フィルムB−1を得た。作成した防湿フィルムB−1の防湿性能は0.015[g/m2・日]であった。
防湿フィルムB−1
基材として、厚さ12μmの二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム(帝人デュポン製、「Q51C12」)を用い、そのコロナ処理面に、下記のコート液を塗布乾燥して厚さ0.1μmのコート層を形成した。
次いで、真空蒸着装置を使用して1.33×10-3Pa(1×10-5Torr)の真空下でSiOを加熱蒸発させ、コート層上に厚さ40nmのSiOx(x=1.5)無機層を有する防湿フィルムB−1を得た。作成した防湿フィルムB−1の防湿性能は0.015[g/m2・日]であった。
コート液
日本合成(株)製「ゴーセノール」(ケン化度:97.0〜98.8mol%、重合度:2400)のポリビニルアルコール樹脂220gをイオン交換水2810gに加え加温溶解した水溶液に、20℃で攪拌しながら35%塩酸645gを加えた。次いで、10℃でブチルアルデヒド3.6gを攪拌しながら添加し、5分後に、アセトアルデヒド143gを攪拌しながら滴下し、樹脂微粒子を析出させた。次いで、60℃で2時間保持した後、液を冷却し、炭酸水素ナトリウムで中和し、水洗、乾燥し、ポリビニルアセトアセタール樹脂粉末(アセタール化度75mol%)を得た。
また、架橋剤としてイソシアネート樹脂(住友バイエルウレタン(株)製「スミジュールN−3200」)を用い、水酸基に対するイソシアネート基の当量比が1:2になるように混合した。
日本合成(株)製「ゴーセノール」(ケン化度:97.0〜98.8mol%、重合度:2400)のポリビニルアルコール樹脂220gをイオン交換水2810gに加え加温溶解した水溶液に、20℃で攪拌しながら35%塩酸645gを加えた。次いで、10℃でブチルアルデヒド3.6gを攪拌しながら添加し、5分後に、アセトアルデヒド143gを攪拌しながら滴下し、樹脂微粒子を析出させた。次いで、60℃で2時間保持した後、液を冷却し、炭酸水素ナトリウムで中和し、水洗、乾燥し、ポリビニルアセトアセタール樹脂粉末(アセタール化度75mol%)を得た。
また、架橋剤としてイソシアネート樹脂(住友バイエルウレタン(株)製「スミジュールN−3200」)を用い、水酸基に対するイソシアネート基の当量比が1:2になるように混合した。
防湿フィルムB−2
12μmポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムにシリカを蒸着した三菱樹脂(株)製テックバリアLXを使用した。また上述の方法で測定した防湿性は0.200[g/m2・日]であった。
12μmポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムにシリカを蒸着した三菱樹脂(株)製テックバリアLXを使用した。また上述の方法で測定した防湿性は0.200[g/m2・日]であった。
防湿フィルムB−3
12μmポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムにシリカを蒸着した三菱樹脂(株)製テックバリアTXを使用して防湿フィルムa−2とした。また上述の方法で測定した防湿性は0.400[g/m2・日]であった。
12μmポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムにシリカを蒸着した三菱樹脂(株)製テックバリアTXを使用して防湿フィルムa−2とした。また上述の方法で測定した防湿性は0.400[g/m2・日]であった。
<接着剤塗液>
ポリウレタンポリオール成分を含む主剤としてロックペイント(株)製HD1013を使用し、脂肪族系のヘキサメチレンジイソシアナート成分を含む硬化剤としてロックペイント(株)製H62を使用し、質量比で10:1となるように混合し、固形分濃度が30%となるように酢酸エチルで希釈して接着剤塗液を調製した。また本接着剤塗液を50μmPETフィルムに塗布後、防湿フィルムB1〜B3またはCOCと貼合、養生し水蒸気透過率を測定し、接着剤に前記防湿フィルムに対する防湿性向上効果がないことを確認した。
ポリウレタンポリオール成分を含む主剤としてロックペイント(株)製HD1013を使用し、脂肪族系のヘキサメチレンジイソシアナート成分を含む硬化剤としてロックペイント(株)製H62を使用し、質量比で10:1となるように混合し、固形分濃度が30%となるように酢酸エチルで希釈して接着剤塗液を調製した。また本接着剤塗液を50μmPETフィルムに塗布後、防湿フィルムB1〜B3またはCOCと貼合、養生し水蒸気透過率を測定し、接着剤に前記防湿フィルムに対する防湿性向上効果がないことを確認した。
実施例1
耐候性フィルムに接着剤塗液を固形分6g/m2となるよう塗布乾燥し、防湿フィルム(b)として防湿フィルムB−1の無機層を接着剤面に向けてドライラミネートによって貼合した。
その後、積層フィルムの防湿フィルムB−1の基材側に接着剤塗液を固形分6g/m2となるよう塗布乾燥し、防湿フィルム(a)としてCOCを貼合し、40℃×5日間養生し、厚み554μmの積層防湿フィルムD−1を作成し防湿性、発泡性及びヘイズ変化度を測定及び評価した。結果を表2に示す。
耐候性フィルムに接着剤塗液を固形分6g/m2となるよう塗布乾燥し、防湿フィルム(b)として防湿フィルムB−1の無機層を接着剤面に向けてドライラミネートによって貼合した。
その後、積層フィルムの防湿フィルムB−1の基材側に接着剤塗液を固形分6g/m2となるよう塗布乾燥し、防湿フィルム(a)としてCOCを貼合し、40℃×5日間養生し、厚み554μmの積層防湿フィルムD−1を作成し防湿性、発泡性及びヘイズ変化度を測定及び評価した。結果を表2に示す。
実施例2
実施例1において、耐候性フィルム側になる防湿フィルムを入れ替えた。
すなわち、耐候性フィルムに接着剤塗液を固形分6g/m2となるよう塗布乾燥し、防湿フィルム(a)としてCOCを用い、該COCをドライラミネートによって貼合した。
その後、積層フィルムのCOCに接着剤塗液を固形分6g/m2となるよう塗布乾燥し、防湿フィルム(b)として防湿フィルムB−1を用い、該防湿フィルムB−1の無機層面を貼合し、40℃×5日間養生し、厚み554μmの積層防湿フィルムD−2を作成し防湿性、発泡性及びヘイズ変化度を測定及び評価した。結果を表2に示す。
実施例1において、耐候性フィルム側になる防湿フィルムを入れ替えた。
すなわち、耐候性フィルムに接着剤塗液を固形分6g/m2となるよう塗布乾燥し、防湿フィルム(a)としてCOCを用い、該COCをドライラミネートによって貼合した。
その後、積層フィルムのCOCに接着剤塗液を固形分6g/m2となるよう塗布乾燥し、防湿フィルム(b)として防湿フィルムB−1を用い、該防湿フィルムB−1の無機層面を貼合し、40℃×5日間養生し、厚み554μmの積層防湿フィルムD−2を作成し防湿性、発泡性及びヘイズ変化度を測定及び評価した。結果を表2に示す。
比較例1
防湿フィルム(b)として防湿フィルムB−2を用いたこと以外は実施例1と同様にして厚み554μmの積層防湿フィルムD−3を作成し防湿性、発泡性及びヘイズ変化度を測定及び評価した。結果を表2に示す。
防湿フィルム(b)として防湿フィルムB−2を用いたこと以外は実施例1と同様にして厚み554μmの積層防湿フィルムD−3を作成し防湿性、発泡性及びヘイズ変化度を測定及び評価した。結果を表2に示す。
比較例2
防湿フィルム(b)として防湿フィルムB−3を用いたこと以外は実施例1と同様にして厚み554μmの積層防湿フィルムD−4を作成し防湿性、発泡性及びヘイズ変化度を測定及び評価した。結果を表2に示す。
防湿フィルム(b)として防湿フィルムB−3を用いたこと以外は実施例1と同様にして厚み554μmの積層防湿フィルムD−4を作成し防湿性、発泡性及びヘイズ変化度を測定及び評価した。結果を表2に示す。
比較例3
防湿フィルム(b)として防湿フィルムB−2を用いたこと以外は実施例2と同様にして厚み554μmの積層防湿フィルムD−5を作成し防湿性、発泡性及びヘイズ変化度を測定及び評価した。結果を表2に示す。
防湿フィルム(b)として防湿フィルムB−2を用いたこと以外は実施例2と同様にして厚み554μmの積層防湿フィルムD−5を作成し防湿性、発泡性及びヘイズ変化度を測定及び評価した。結果を表2に示す。
比較例4
防湿フィルム(a)のCOCを防湿フィルムB−1に代えたこと以外は実施例1と同様にして厚み66μmの積層防湿フィルムD−6を作成し防湿性、発泡性及びヘイズ変化度を測定及び評価した。結果を表2に示す。
防湿フィルム(a)のCOCを防湿フィルムB−1に代えたこと以外は実施例1と同様にして厚み66μmの積層防湿フィルムD−6を作成し防湿性、発泡性及びヘイズ変化度を測定及び評価した。結果を表2に示す。
比較例5
防湿層フィルム(a)のCOCを防湿フィルムB−2に代えたこと以外は比較例1と同様にして厚み66μmの積層防湿フィルムD−7を作成し防湿性、発泡性及びヘイズ変化度を測定及び評価した。結果を表2に示す。
防湿層フィルム(a)のCOCを防湿フィルムB−2に代えたこと以外は比較例1と同様にして厚み66μmの積層防湿フィルムD−7を作成し防湿性、発泡性及びヘイズ変化度を測定及び評価した。結果を表2に示す。
このように、本発明の構成を有する実施例1及び2の積層防湿フィルムは、その40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(L))が、使用する防湿フィルム(a)の防湿性能WTR(A)と比較して、顕著に優れた防湿性能を示すのみならず、防湿フィルム(a)及び(b)の防湿性能WTR(A)、WTR(B)から理論的に導き出される[WTR(A)×WTR(B)]/[WTR(A)+WTR(B)]の値(R)と比較しても、想定以上に優れた防湿性を示すものであることが明らかであった。
また、実施例1及び2の積層防湿フィルムは、上述のとおり優れた防湿性を示しながらも発泡が見られず、透明性に優れ、外観及び機能のいずれにも優れたものであった。
また、実施例1及び2の積層防湿フィルムは、上述のとおり優れた防湿性を示しながらも発泡が見られず、透明性に優れ、外観及び機能のいずれにも優れたものであった。
一方、基材の片面に無機薄膜層を有する防湿フィルム(b)として、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(B))の値がWTR(A)値の10%を超える防湿フィルムを使用した比較例1〜3や、環状オレフィン系重合体を含む樹脂組成物からなる防湿フィルム(a)を使用せず、基材の片面に無機薄膜層を有する防湿フィルム(b)を2枚使用した比較例4、5の積層防湿フィルムは、その40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(L))が、理論的に導き出される値Wと同一程度の防湿性を示すものであった。
なお、環状オレフィン系重合体を含む樹脂組成物からなる防湿フィルム(a)を使用せず、基材の片面に無機薄膜層を有し優れた水蒸気透過率(WTR(B))を有する防湿フィルム(b)を2枚使用した比較例4の積層防湿フィルムは、理論的に導き出される値Wと同等とはいえ優れた防湿性を示した。しかしながら、発泡が発生したことから、外観上、問題となる可能性があった。
すなわち、本実施品である実施例1、2の積層防湿フィルムは、予想以上の優れた防湿性能を示し、且つ、発泡問題を生じさせない外観上も機能上もすぐれたフィルムであることが明らかとなった。
すなわち、本実施品である実施例1、2の積層防湿フィルムは、予想以上の優れた防湿性能を示し、且つ、発泡問題を生じさせない外観上も機能上もすぐれたフィルムであることが明らかとなった。
Claims (13)
- 下記防湿フィルム(a)及び防湿フィルム(b)が接着剤層を介して積層された構成を有することを特徴とする積層防湿フィルム。
(a)環状オレフィン系重合体を含む樹脂組成物からなる層を少なくとも一層有し、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(A))が1.0[g/m2・日]以下である防湿フィルム
(b)基材の片面に無機層を有し、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(B))が前記防湿フィルムの値の10%以下である防湿フィルム - 下記防湿フィルム(a)及び防湿フィルム(b)が接着剤層を介して積層された構成を有することを特徴とする積層防湿フィルム。
(a)環状オレフィン系重合体を含む樹脂組成物からなる層を少なくとも一層有し、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(A))が0.1[g/m2・日] 以上、1.0[g/m2・日] 以下である防湿フィルム
(b)基材の片面に無機層を有し、40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(B))が0.001[g/m2・日] 以上、0.1[g/m2・日] 未満である防湿フィルム - 40℃、90%RHにおける積層防湿フィルムの水蒸気透過率(WVTR(L))が、[WTR(A)×WTR(B)]/[WTR(A)+WTR(B)]より低い値であることを特徴とする請求項1または2に記載の積層防湿フィルム。
- 40℃、90%RHにおける積層防湿フィルムの水蒸気透過率(WVTR(L))が、[WTR(A)×WTR(B)]/[WTR(A)+WTR(B)]の80%以下である請求項1〜3のいずれかに記載の積層防湿フィルム。
- 防湿フィルム(a)の40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(A))が0.2 [g/m2・日] 以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の積層防湿フィルム。
- 防湿フィルム(a)の40℃、90%RHにおける水蒸気透過率(WTR(A))が0.4[g/m2・日]以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の積層防湿フィルム。
- 接着剤層が接着剤からなり、かつ該接着剤が主剤としてポリカーボネートポリオール、ポリエーテルポリオール、アクリルポリオール、ポリウレタンポリオール及びポリエステルポリオールのうち少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の積層防湿フィルム。
- 耐候性フィルム、防湿フィルム(b)及び防湿フィルム(a)を曝露側からこの順に有し、かつ防湿フィルム(b)の基材側に防湿フィルム(a)を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の積層防湿フィルム。
- 耐候性フィルム、防湿フィルム(a)及び防湿フィルム(b)を曝露側からこの順に有し、かつ防湿フィルム(b)の無機層側に防湿フィルム(a)を有する請求項1〜7のいずれかに記載の積層防湿フィルム。
- 太陽電池用表面保護部材に用いられる請求項1〜9のいずれかに記載の積層防湿フィルム。
- 化合物系発電素子太陽電池モジュール又はフレキシブル太陽電池モジュールの表面保護部材に用いられる請求項1〜10のいずれかに記載の積層防湿フィルム。
- 請求項1〜11のいずれかに記載の積層防湿フィルムを有することを特徴とする太陽電池用表面保護部材。
- 請求項12に記載の太陽電池用表面保護材を用いて作製された太陽電池モジュール。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016076170A1 (ja) * | 2014-11-11 | 2016-05-19 | シャープ株式会社 | エレクトロルミネッセンス装置、及び製造方法 |
JP2019018410A (ja) * | 2017-07-13 | 2019-02-07 | 大日本印刷株式会社 | 積層体 |
CN114025851A (zh) * | 2019-07-03 | 2022-02-08 | 株式会社资生堂 | 保湿用膜化妆料 |
-
2012
- 2012-03-14 JP JP2012057346A patent/JP2012214023A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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