JP2015216213A - 太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムおよびそれからなる太陽電池裏面保護膜 - Google Patents

太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムおよびそれからなる太陽電池裏面保護膜 Download PDF

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Abstract

【課題】優れた耐加水分解性、耐紫外線性および耐剥がれ性を阻害することなく光沢度を低減させた、太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムおよびそれからなる太陽電池裏面保護膜を提供すること。【解決手段】表層(A)と基材層(B)の二層から構成された積層ポリエステルフィルムであって、該表層(A)は平均粒子径が0.1μm以上0.4μm以下のルチル型酸化チタン粒子8〜15重量%、平均粒子径が0.8μm以上2.0μm以下の無機粒子2〜5重量%およびポリエチレンテレフタレート80〜90重量%を含むポリエステル組成物で構成され、かつ該表層(A)が6μm以上50μm以下の厚さを有し、該基材層(B)は無機粒子0.3〜7重量%およびポリエチレンテレフタレート93〜99.7重量%を含むポリエステル組成物で構成され、かつ、該基材層(B)がフィルム総厚みの75%〜97%の厚さを有し、該積層ポリエステルフィルムのポリエチレンテレフタレートの重量平均分子量が38000〜54000であり、該積層ポリエステルフィルムのポリエチレンテレフタレートの末端カルボキシル基濃度が3〜30当量/トンであり、該積層ポリエステルフィルム全体でのルチル型酸化チタン粒子を含めた全粒子含有量が3〜8重量%である太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムにより得られる。【選択図】なし

Description

本発明は太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムおよびそれからなる太陽電池裏面保護膜に関し、詳しくは、優れた耐加水分解性、耐紫外線性を有し、さらにフッ素系フィルムに類似する低光沢な外観と耐剥がれ性を備える太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムおよびそれからなる太陽電池裏面保護膜に関する。
近年、太陽光発電システムは、クリーンエネルギーを利用する発電手段の一つとして、普及が進んでいる。太陽電池モジュールは、例えば特許文献1に記載があるように、一般的には、受光側のガラス基板と裏面保護膜との間に複数の板状太陽電池素子を挟み、内部の隙間に封止樹脂を充填した構造をとる。
太陽電池の裏面側の保護膜としては、従来フッ素系フィルムを使用するのが一般的であったが、昨今はコストと性能の面からポリエステルフィルムの使用も提案されてきた(例えば特許文献2〜4)。ポリエステルフィルムは、従来のフッ素系フィルムと比べると長期使用における耐久性が十分とはいえないことから種々の改良が試みられており、高分子量のポリエチレンテレフタレートフィルムを用いること(特許文献5)、オリゴマー含有量の少ないポリエチレンテレフタレートフィルムを用いること(特許文献6)、ポリエチレンナフタレートフィルムを用いること(特許文献7)が提案されている。さらには、太陽電池の発電効率を高める目的や耐紫外線性を付与する目的で白色のポリエステルフィルムの使用が提案されている(特許文献8)。
実開平6−38264号公報 特開2001−148497号公報 特開2001−257372号公報 特開2003−60218号公報 特開2002−26354号公報 特開2002−100788号公報 特開2006−306910号公報 国際公開第2010/140611号パンフレット
太陽電池用ポリエステルフィルムの耐加水分解性や耐紫外線性についてはこれまでの種々の検討により、以前より向上してきているものの、フッ素系フィルムよりも光沢度が高く、モジュール製造工程における外観検査が行い難いことや製造時や設置作業時に付着した指紋が目立ち易いという問題があった。
本発明の目的はかかる従来技術の問題点を解消し、優れた耐加水分解性、耐紫外線性および耐剥がれ性を阻害することなく光沢度を低減させた、太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムおよびそれからなる太陽電池裏面保護膜を提供することにある。
本発明者等はかかる従来技術の有する問題点を解決するために鋭意検討した結果、耐加水分解性および耐紫外線性を損なわずに光沢度を低減させるためには、単に粒径の大きな粒子だけで光沢度を下げる方法では耐加水分解性の低下や表層剥離の発生を伴うこと、そして粒子については粒径の小さなルチル型酸化チタン粒子と粒径の大きな無機粒子を特定の割合で併用することにより本発明の課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち本発明は、表層(A)と基材層(B)の二層から構成された積層ポリエステルフィルムであって、該表層(A)は平均粒子径が0.1μm以上0.4μm以下のルチル型酸化チタン粒子8〜15重量%、平均粒子径が0.8μm以上2.0μm以下の無機粒子2〜5重量%およびポリエチレンテレフタレート80〜90重量%を含むポリエステル組成物で構成され、かつ該表層(A)が6μm以上50μm以下の厚さを有し、該基材層(B)は無機粒子0.3〜7重量%およびポリエチレンテレフタレート93〜99.7重量%を含むポリエステル組成物で構成され、かつ、該基材層(B)がフィルム総厚みの75%〜97%の厚さを有し、該積層ポリエステルフィルムのポリエチレンテレフタレートの重量平均分子量が38000〜54000であり、該積層ポリエステルフィルムのポリエチレンテレフタレートの末端カルボキシル基濃度が3〜30当量/トンであり、該積層ポリエステルフィルム全体でのルチル型酸化チタン粒子を含めた全粒子含有量が3〜8重量%である太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムによって達成される。
さらに本発明によれば、本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムの好ましい態様として、テープ剥離法による表層(A)の剥がれ面積が10%未満であること、該表層(A)側から測定した表面光沢度(G60)が70未満であること、該基材層(B)がポリエステル100重量%に対して耐加水分解剤を0.5〜2重量%含有すること、の少なくともいずれか1つを具備する態様も包含される。
また本発明には、本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルム1枚のみから構成される太陽電池裏面保護膜、あるいは本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムに、さらに他のポリエステルフィルムを少なくとも1層積層した太陽電池裏面保護膜も包含される。
本発明によれば、本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムは優れた耐加水分解性、耐紫外線性および耐剥がれ性を維持しながらフッ素系フィルムに類似する低光沢な外観を備えていることから、本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムを用いることにより、太陽電池モジュール製造後の外観検査を効率よく実施でき、また作業で付着した指紋等が目立ち難く、良好な外観性の太陽電池モジュールを提供することができる。
以下、本発明について詳細に説明する。
[ポリエチレンテレフタレート]
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムに用いられるポリエチレンテレフタレートは、主たる繰り返し単位がエチレンテレフタレート、すなわちテレフタル酸またはその誘導体をジカルボン酸成分、エチレングリコールをジオール成分としてなるポリエステルポリマーである。主たる繰り返し単位とは、各層について、ポリエステルを構成する全繰り返し単位のうち90モル%以上、好ましくは95モル%以上、さらに好ましくは97モル%以上を占める繰り返し単位である。
本発明におけるポリエチレンテレフタレートには、本発明の効果が損なわれない範囲で他の成分を共重合してもよく、共重合成分はジカルボン酸成分でもジオール成分でもよい。共重合成分として用いられるジカルボン酸成分として、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族カルボン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸などの脂肪族カルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環族カルボン酸が挙げられる。また共重合成分として用いられるジオール成分としては、ブタンジオール、ヘキサンジオールなどの脂肪族ジオール、シクロヘキサンジメタノールなどの脂環族ジオールが挙げられる。これらの共重合成分は単独で用いてもよく、二種以上を用いてもよい。上記のようなジカルボン酸成分および/またはジオール成分の共重合量が10モル%を超える場合、粒子を高濃度に添加しても凝集力を維持することが可能であり、表層(A)の層内破壊強度低下による表層剥離等の問題は起こりにくいものの、ポリエステルの結晶性が低下して耐熱性や耐加水分解性の低下につながるため好ましくない。
本発明におけるポリエチレンテレフタレートの極限粘度数は、好ましくは0.62〜0.90dl/g、さらに好ましくは0.65〜0.85dl/gである。この範囲の極限粘度数であることで、得られたフィルムのポリエステルの重量平均分子量を38000〜54000の範囲に調整することができ、高い耐加水分解性、耐剥がれ性、生産性を得ることができる。
[表層(A)のルチル型酸化チタン粒子]
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムにおいて、表層(A)を構成するポリエステル組成物はルチル型酸化チタン粒子を含有する。酸化チタンの結晶形態には、ルチル型とアナターゼ型があるが、本発明ではルチル型酸化チタン粒子を用いる。ルチル型酸化チタン粒子を用いることで、フィルムの紫外線劣化を抑制し、光線を長時間浴びたときのフィルム変色や機械的強度の低下を少なくするだけでなく、太陽電池モジュール内部の部材を保護し劣化を抑制することができる。また、粒子の分散性や耐紫外線性の観点から、アルミナやシリカで表面処理を施したものが好ましい。
表層(A)のルチル型酸化チタン粒子の平均粒子径は、0.1〜0.4μm、好ましくは0.1〜0.3μm、さらに好ましくは0.2〜0.3μmである。表層(A)のルチル型酸化チタン粒子の平均粒子径が下限に満たないと、粒子の分散性が低下し、粒子の凝集が起こるため、フィルム延伸時に破れの問題が発生したり、均一なフィルムを得ることが難しくなる。他方、表層(A)のルチル型酸化チタン粒子の平均粒子径が上限を超えるとフィルムの隠蔽性が低下し、耐紫外線性が悪化して好ましくない。
本発明の表層(A)は、この層を構成するポリエステル組成物100重量%あたり、ルチル型酸化チタン粒子を8〜15重量%、好ましくは10〜15重量%、さらに好ましくは10〜12重量%含有する。表層(A)のルチル型酸化チタン粒子の含有量が下限に満たないと、十分な耐候性が得られず、紫外線による劣化が起こり易い。他方、表層(A)のルチル型酸化チタン粒子の含有量が上限を超える場合、層内破壊強度が低下するため、製造工程内で表層組成物の脱落の問題が発生するだけでなく、フィルムの耐加水分解性が低下し、耐久期間が短くなる。
[表層(A)の第二の無機粒子]
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムは、表層(A)のポリエステル組成物中に平均粒子径0.8μm以上2.0μm以下の無機粒子を含有する。かかる無機粒子の平均粒子径は、好ましくは1.0〜1.5μm、さらに好ましくは1.0〜1.2μmである。また、本発明の表層(A)は、この層を構成するポリエステル組成物100重量%あたり、前記無機粒子を2〜5重量%、好ましくは3〜4重量%含有する。
表層(A)に上記の小粒径のルチル型酸化チタン粒子を特定量用い、さらに相対的に大きな粒径の無機粒子を少量用いることにより、小粒径のルチル型酸化チタン粒子で耐水加水分解性や表層剥離が生じない範囲で耐紫外線性を高めつつ、大粒径の無機粒子によって、耐加水分解性や表層剥離が生じない範囲で光沢度を低減することができる。
前記の無機粒子の平均粒子径が下限に満たないとフィルムの光沢度を十分に低減させることが難しくなり、目視による外観検査に時間を要したり、付着した指紋が目立ち易く製品の見栄えが悪くなる。他方、前記の無機粒子の平均粒子径が上限を超えると、粒子によって形成される空洞が大きくなり、表層の凝集力低下による剥がれの問題が生じる。
また、前記無機粒子の含有量が下限に満たないとフィルムの光沢度を十分に下げることができない。他方、前記無機粒子の含有量を上限より増やしてもフィルムの光沢度を下げる効果は小さく、一方で表層(A)の凝集力低下やフィルムの耐加水分解性低下が発生し好ましくない。
前記平均粒子径の無機粒子としては、ルチル型酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、シリカ、ゼオライトなどが例示され、中でもルチル型酸化チタンと炭酸カルシウムが好適である。さらに、無機粒子の分散性の観点や、周辺のポリエステル樹脂の劣化防止の観点から、ルチル型酸化チタンについてはシリカおよびアルミナで表面処理されたものが好ましく、炭酸カルシウムはリン酸トリメチルで表面処理されたものが好ましい。
[表層(A)のポリエチレンテレフタレート含有量]
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムは、表層(A)のポリエステル組成物中にポリエチレンテレフタレートを80〜90重量%含有し、上記小粒径のルチル型酸化チタン粒子および大粒径の無機粒子の好ましい含有量に応じてポリエチレンテレフタレートの含有量を調整することができる。
[表層(A)の層厚み]
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムは、表層(A)の厚みが6.0μm以上50μm以下、好ましくは10.0〜40.0μmである。表層(A)の厚みが下限に満たないと、フィルムが十分な耐紫外線性を有しておらず、紫外線によるフィルム変色や機械強度低下が大きくなる。また、得られたフィルムの隠蔽性が低下し、太陽電池モジュール内部を紫外線から保護する機能も低下してしまうため好ましくない。一方、表層(A)を上限を超える厚みにしても、さらなる耐紫外線効果は得られない。
[基材層(B)の無機粒子]
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムは、基材層(B)を構成するポリエステル組成物100重量%あたり、無機粒子を0.3〜7重量%、好ましくは1.0〜5.0重量%、さらに好ましくは2.0〜5.0重量%含有する。基材層(B)を構成する無機粒子の含有量が下限に満たないと、表層(A)との密着性に乏しく、積層界面から層間剥離が生じる。他方、基材層(B)を構成する無機粒子の含有量が上限を超えると耐加水分解性の良好なフィルムが得られない。基材層(B)に用いられる無機粒子として、表層(A)に用いられる無機粒子として例示した中から選択して用いることができる。
[基材層(B)のポリエチレンテレフタレート含有量]
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムは、基材層(B)のポリエステル組成物中にポリエチレンテレフタレートを93〜99.7重量%含有し、基材層(B)を構成する無機粒子の好ましい含有量に応じてポリエチレンテレフタレートの含有量を調整することができる。
[基材層(B)の構成比率]
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムは、耐紫外線性、耐加水分解性および低光沢を両立させるために、表層(A)と基材層(B)の二つの層から構成される。
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムは、ポリエステルフィルムの耐紫外線性を向上させるとともに太陽電池モジュールを紫外線から保護する観点から粒子含有率が高い表層(A)が太陽電池モジュールの外側になるように配置し、耐加水分解性および他積層材との接着性を向上させる観点から粒子含有率が低い基材層(B)をモジュール内側になるように配置する。
該基材層(B)の厚みはフィルム総厚みの75%〜97%、好ましくは80%〜90%である。基材層(B)の厚み比が下限に満たないと、耐加水分解性に劣ったフィルムとなる。他方、基材層(B)の厚み比が上限を超えると相対的に表層(A)の厚みが薄くなり、フィルムに十分な耐紫外線性が得られず、フィルムの変色や機械強度低下が大きくなるだけでなく、モジュール内部を保護する機能も低下するため内部部材の劣化も起こり易くなる。
[積層フィルムの重量平均分子量]
本発明のポリエステルフィルムは、積層フィルムのポリエチレンテレフタレートの重量平均分子量が38000〜54000であり、好ましくは40000〜50000、より好ましくは42000〜48000である。
フィルム全体でのポリエチレンテレフタレートの重量平均分子量が下限に満たないと、フィルムの耐熱性、耐加水分解性、耐候性が不十分となる。かかる重量平均分子量が高い方が耐熱性、耐加水分解性および接着性は良好となるが、重量平均分子量が上限を超えると、樹脂の押出し負荷が増大し、生産性が低下する。
分子量特性については、積層フィルム全体でかかる特性を満たしていればよく、積層フィルムを構成する各層のポリエステルの両方が必ずしもこの範囲を満足する必要はないが、少なくとも基材層(B)を構成するポリエチレンテレフタレートがかかる重量平均分子量にあることがより好ましく、さらに両層ともかかる特性を有する場合はさらに効果が高まり好ましい。
[積層フィルムの末端カルボキシル基濃度]
本発明のポリエステルフィルムは、積層フィルム全体のポリエチレンテレフタレートの末端カルボキシル基濃度が3〜30当量/トンであり、好ましくは3〜27当量/トン、より好ましくは5〜25当量/トン、さらに好ましくは8〜25当量/トンである。フィルム全体での末端カルボキシル基濃度が上限を超えるとフィルムの耐加水分解性が低下し、下限よりも末端カルボキシル基濃度を低減するのは工業的に製造が困難である。
積層フィルムを構成する各層のポリエステルの両方が必ずしもこの範囲を満足する必要はないが、少なくとも基材層(B)を構成するポリエチレンテレフタレートの末端カルボキシル基濃度がかかる範囲内にあることがより好ましく、さらに両層ともかかる特性を有する場合はさらに効果が高まり好ましい。
[積層フィルムの全層平均の粒子濃度]
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムは、積層ポリエステルフィルム全体で、平均粒子径0.1〜0.4μmのルチル型酸化チタン粒子を含めた全粒子含有量が3〜8重量%であり、好ましくは4〜6重量%である。
積層ポリエステルフィルム全体での前記の粒子含有量(重量%)は、下記式(1)で定義される。
全層平均の粒子含有量(重量%)
=表層(A)の酸化チタンと無機大粒子の合計含有量(重量%)×(表層(A)の厚み/フィルム総厚み)+基材層(B)の無機粒子含有量(重量%)×(基材層(B)の厚み/フィルム総厚み) ・・・(1)
積層ポリエステルフィルム全体での全粒子含有量が下限に満たない場合、耐加水分解性には優れるが耐候性に乏しく、紫外線による変色や機械特性低下が大きくなる。他方、積層ポリエステルフィルム全体での全粒子含有量が上限を超えると、耐紫外線性には優れるが耐加水分解性に乏しいフィルムとなってしまう。
[表層(A)の凝集力]
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムは、テープ剥離法による表層(A)の剥がれ面積が10%未満であることが好ましく、さらに5%未満であることが好ましい。この剥がれ面積がかかる範囲を超えて大きいと、太陽電池モジュール製造工程内や設置後に表層(A)が破壊され易くなり、表層(A)により発現する耐紫外線性、低光沢性などの効果が低下することがある。
表層(A)のテープ剥がれ面積をかかる範囲内にする方法としては、表層(A)における樹脂組成、および小粒径の酸化チタン粒子と大粒径の無機粒子の含有量を本発明の範囲とし、また、フィルム製造時の樹脂の溶融押出温度、および延伸条件を後述の範囲とすればよい。
[表面光沢度]
本発明のポリエステルフィルムの表層(A)側から測定した表面光沢度(G60)は70未満であることが好ましく、より好ましくは55未満、さらに好ましくは50未満、特に好ましくは45以下である。ここで本発明の表面光沢度はJIS規格Z8741に準拠し、入射角、受光角ともに60°で測定した値で定義される。本発明のポリエステルフィルムがかかる光沢度の外観を有することにより、太陽電池モジュールの外観検査を効率的に行うことができ、また作業時に付着した指紋などが目立ち難くなり、外観性の良好な太陽電池モジュールを得ることができる。表層(A)側の表面光沢度をかかる範囲にする方法として、表層(A)の小粒径のルチル型酸化チタン粒子および大粒径の無機粒子の粒径と含有量を本発明の範囲にする方法が挙げられる。
[耐加水分解剤]
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムには、耐加水分解性をさらに向上させる目的で耐加水分解剤を用いることが好ましい。かかる耐加水分解剤として、従来公知のカルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物、エポキシ化合物などの末端基封止剤を用いることができる。中でも単官能エポキシ化合が好ましく、特に脂肪酸グリシジルエステル化合物や、耐熱性のより良好な分枝脂肪酸グリシジルエステル化合物が好ましい。
本発明において耐加水分解剤を用いる場合、基材層(B)のポリエステル100重量%に対して0.5〜2重量%の範囲で含有させることが好ましい。この範囲で含有させることで効果的に耐加水分解性を向上させることができる。
かかる耐加水分解剤は表層(B)だけでなく、本発明の効果を損なわない範囲であれば表層(A)にも添加することもできるが、基材層(B)のみに耐加水分解剤を含有させる場合、フィルム製膜工程や加工工程でのブリードアウトによる工程汚染を少なくすることができ、好ましい。
[その他添加剤]
本発明において、表層(A)および/または基材層(B)のポリエステル組成物には、本発明の目的を阻害しない範囲で、前述の耐加水分解剤以外の添加剤を併用してもよい。かかる添加剤としては、例えば、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤を挙げることができる。酸化防止剤としては、例えばヒンダードフェノール系化合物を、熱安定剤としては、例えばリン系化合物を、紫外線吸収剤としては、例えばベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物を例示することができる。
[耐加水分解性]
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムは、温度85℃、湿度85%RHの環境下において3000時間エージング後の伸度保持率が50%以上であることが好ましく、70%以上であることがさらに好ましい。温度85℃、湿度85%RHの環境下において3000時間のエージングは、概ね30年間の屋外暴露状態に相当する加水分解性を検査する加速試験の一つであり、上記伸度保持率が50%未満である場合、太陽電池裏面保護膜として用いた際に耐加水分解性の不足により劣化を引き起こす可能性がある。前記の伸度保持率を50%以上とするためには、フィルムの層構成、各層の組成、および積層フィルムの重量平均分子量と末端カルボキシル基濃度を本発明の範囲内とすることにより達成できる。
[耐紫外線性]
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムは、表層(A)側からの紫外線照射前後において、表層(A)のb*値の変化Δb*が、好ましくは5以下、さらに好ましくは3以下である耐紫外線性を備える。Δb*がかかる範囲を超えると、耐紫外線性の不足により太陽電池裏面保護膜に着色が生じたり、太陽電池裏面保護膜用フィルムとしての保護機能が十分でないことがある。
本発明におけるΔb*は、キセノン光を用い765W/mの照射強度で1000時間フィルムに紫外線照射する前後でのフィルムのb*値の変化量であり、日本電色工業製SE−2000を用いて測定したフィルムのb*値から、下記式(2)で算出される。
Δb*=照射後のb*値−照射前のb*値 ・・・(2)
また、本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムは、表層(A)側からのキセノン光照射前後(キセノン光を用いた765W/mの照射強度での1000時間紫外線照射前後)において、照射後の伸度保持率が好ましくは60%以上、より好ましくは70%以上、さらに好ましくは80%以上である耐紫外線性を備えることが好ましい。キセノン光照射前後での伸度保持率がかかる範囲より低いと、耐紫外線性の不足により太陽電池裏面保護膜用フィルムとしての保護機能が十分でないことがある。
[フィルムの熱収縮率]
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムは、150℃、30分間熱処理したときのフィルム長手方向および幅方向の熱収縮率がともに、好ましくは−0.1%〜1.5%、さらに好ましくは−0.05%〜1.2%、特に好ましくは−0.01%〜1.0%である。この範囲の熱収縮率であれば、他材料と貼り合せて裏面保護膜を製造した場合にシワや反りの発生がなく加工性に優れる。また、本発明のポリエステルフィルムが単独で太陽電池の裏面保護膜として使用される場合においても、真空ラミネートで封止剤と貼り合わされる際にはみ出しが生じず、生産性を損なうことなく生産することができる。
[フィルム厚み]
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムのフィルム厚みは、好ましくは38〜300μm、さらに好ましくは50〜250μmである。この範囲の厚みであることで、耐加水分解性と耐紫外線性に優れ、製造上扱いやすいフィルムを高い生産性で得ることができる。フィルム厚みが上限を超える場合、不経済なだけでなく、耐加水分解性の低下を伴うことがある。
[フィルムの製造]
本発明のポリエステルフィルムを製膜する際に原料として用いるポリエチレンテレフタレートは、従来公知のポリエチレンテレフタレート製造方法を用いて製造すればよく、例えば、テレフタル酸及びエチレングリコールを用いてエステル化反応を行い、あるいはテレフタル酸の低級アルコール(例えばジメチルエステル)およびエチレンテレフタレートを用いてエステル交換反応を行って、得られた反応生成物を更に重縮合反応させることによって製造できる。これらのポリエステルを製造する際にエステル交換触媒、重合触媒、安定剤などを使用することが好ましい。これらの触媒、安定剤などはポリエステル、特にポリエチレンテレフタレートの触媒、安定剤などとして知られているものを用いることができる。
高い耐加水分解性を備える太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムを得るためには、原料のポリエチレンテレフタレートとして、極限粘度数が高く、かつ末端カルボキシル基濃度が低いものを用いることが重要である。かかる特性のポリエチレンテレフタレートを得る方法として、得られたポリエステルテレフタレートに固相重合を施す方法、耐加水分解剤を用いる方法が挙げられる。
続いて、本発明の粒子をポリエステル組成物中に分散含有させる方法として、以下の各種方法を用いることができる。
(ア)ポリエステル合成時のエステル交換反応もしくはエステル化反応終了前に粒子を添加もしくは重縮合反応開始前に添加する方法。
(イ)重縮合されたポリエステルに粒子を添加し、溶融混練する方法。
(ウ)上記(ア)、(イ)の方法において粒子を多量添加したマスターペレットを製造し、得られたマスターペレットと粒子を含有しないポリエステルとを混練して所定量の粒子を含有させる方法。
(エ)上記(ウ)のマスターペレットをそのまま使用する方法。
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムは、これらポリエステル原料を用いて、従来公知の製膜方法に準拠して製造することができる。以下、その一例としてポリエチレンテレフタレート、およびポリエチレンテレフタレートにルチル型酸化チタン粒子を含有させたマスターペレット、およびポリエチレンテレフタレートに炭酸カルシウムを含有させたマスターペレットを用いて製造する方法を説明する。以下、ガラス転移温度をTg、融点をTmと表記することがある。
まず、ポリエチレンテレフタレートとルチル型酸化チタンマスターペレットと炭酸カルシウムマスターペレットとを所定の配合比にブレンドした表層(A)に用いるポリエステル組成物と、ポリエチレンテレフタレートと炭酸カルシウムマスターペレットとを所定の配合比にブレンドした基材層(B)に用いるポリエステル組成物を用意する。
必要に応じて乾燥させた後、各々を別々の押出機で280〜300℃の温度で溶融混合し、フィードブロックを用いた同時多層押出法により、未延伸積層シートを製造する。すなわち表層(A)を構成するポリエステル組成物の溶融物と基材層(B)を構成するポリエステル組成物の溶融物とを、フィードブロックを用いて表層(A)/基材層(B)となるように2層に積層し、スリットダイに展開して押出を実施する。この時、フィードブロックで積層された溶融物は積層された形態を維持している。溶融混合する温度が280℃未満では樹脂の溶融が不充分で押出機への負荷が高くなることがある。他方、300℃を超えると樹脂の劣化が進み、結果としてフィルムの耐加水分解性や表層(A)の凝集力の低下を伴うことがある。
次に、得られた未延伸積層シートを、少なくとも一軸方向、好ましくは二軸方向に延伸する。延伸は、逐次二軸延伸でもよく、同時二軸延伸でもよい。逐次二軸延伸する場合、スリットダイより押出された溶融物はキャスティングドラムで冷却固化され、未延伸積層シートとなる。この未延伸積層シートを、ロール加熱、赤外線加熱等で加熱し、縦方向(長手方向、MD方向と称することがある)に延伸して縦延伸積層フィルムを得る。この延伸は2個以上のロールの周速差を利用して行うのが好ましい。延伸温度はポリエステルのTg以上の温度、さらにはTg〜(Tg+70℃)とするのが好ましい。
縦延伸後のフィルムは、続いて、横方向(縦方向と直交する方向、幅方向、TD方向と称することがある)に延伸、熱固定、熱弛緩の処理を順次施して二軸配向フィルムとするが、これら処理はフィルムを走行させながら行う。横延伸工程はポリエステルのTgより高い温度から始める。そしてTgより(5〜70)℃高い温度まで昇温しながら行う。横延伸工程での昇温は連続的でも段階的(逐次的)でもよいが、通常逐次的に昇温する。例えばテンターの横延伸ゾーンをフィルム走行方向に沿って複数に分け、ゾーン毎に所定温度の加熱媒体を流すことで昇温する。
延伸倍率は、縦方向、横方向ともに、好ましくは3.0〜4.2倍、さらに好ましくは3.2〜4.0倍である。下限より低い延伸倍率の範囲では厚み斑の良好なフィルムが得られないことがある。また、基材層(B)の凝集力は高くなるが、フィルムの耐加水分解性の低下を伴うことがある。他方、延伸倍率が上限を超えるとフィルムの耐加水分解性は高まるものの、表層(A)の凝集力が低下して剥がれが発生し易くなることがある。
熱固定温度は、フィルムの融解サブピーク温度(Tsm)が200℃〜215℃になるように調整することが好ましく、さらには205℃〜210℃に調整することが好ましい。ここで融解サブピーク温度とは、示差走査熱量計測定によるポリエステルの結晶融解前に現れる微小な吸熱ピークであり、この融解サブピーク(Tsm)はフィルムの熱固定温度に相当する温度に微小ピークとして観測され、熱固定処理で形成された結晶構造のうち不完全な部分(擬結晶)が融解するために生じるものである。Tsmが上限を超えると耐加水分解性の低下を伴うことがあり、一方で下限よりも低い場合、熱収縮率の大きなフィルムとなり、加工性が低下することがある。かかる熱固定は、横延伸後のフィルムの両端を把持したまま、定幅あるいは10%以下の幅減少下で行われることが好ましい。
さらに、縦方向の熱収縮率を調整する方法として、熱固定後、フィルム温度を常温に戻す過程で把持しているフィルムの両端を切り落し、フィルム縦方向の引き取り速度を調整し、縦方向に弛緩させる方法を用いることができる。
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムのうえに太陽電池素子の封止樹脂を設ける場合、フィルムと封止樹脂との接着性を向上させる目的で、フィルムの基材層(B)のうえに易接着性のコーティング層を設けてもよい。コーティング層の構成材としては、ポリエステルフィルムとEVA(エチレンビニルアセテート)の双方に優れた接着性を示す材を用いることが好ましく、例えばポリエステル樹脂やアクリル樹脂、ウレタン樹脂が挙げられ、これらの樹脂にさらに架橋成分を含有させることが好ましい。
コーティング層の塗設は、一般的な既知のコーティング方法を用いることができるが、好ましくは、延伸可能なポリエステルフィルムに前述のコーティング層の構成成分を含む水性液を塗布した後、乾燥、延伸し、熱処理するインラインコーティング法で行う。このとき、フィルムの上に形成されるコーティング層の厚さは0.01〜1μmであることが好ましい。
[太陽電池裏面保護膜]
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムは、1枚のみ、すなわち単独で太陽電池裏面保護膜として用いることがき、また2枚以上を貼り合わせたり、他材料と貼り合せたりして太陽電池裏面保護膜として用いることもできる。例えば、絶縁特性を向上させる目的で他のポリエステルフィルムと貼り合わせて用いることができ、さらに耐久性を向上させる目的でポリフッ化ビニルなどの高耐候性樹脂からなるフィルムと貼り合わせて本発明のポリエステルフィルムが最外層となる態様で用いることもできる。
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムを太陽電池裏面保護膜として用いる際、水蒸気バリア性を付与する目的で、水蒸気バリア層を積層することもできる。この構成の太陽電池裏面保護膜は、JIS Z0208−73に従い測定される水蒸気の透過率が5g/(m・24h)以下であることが好ましい。
水蒸気バリア層としては、水蒸気バリア性を有するフィルムや箔を用いることができる。水蒸気バリア性を有するフィルムとしては、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリ塩化ビニリデンコートフィルム、ポリフッ化ビニリデンコートフィルム、酸化ケイ素蒸着フィルム、酸化アルミニウム蒸着フィルム、アルミニウム蒸着フィルムを例示することができ、箔としては、アルミニウム箔、銅箔を例示することができる。水蒸気バリア層は、コーティングで設けてもよく、蒸着で設けてもよい。
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。評価方法を以下に示す。
(1)フィルム厚み
フィルムサンプルをエレクトリックマイクロメーター(アンリツ製 K−402B)にて、10点厚みを測定し、平均値をフィルムの厚みとした。
(2)極限粘度数(η)
ポリマーサンプル0.6mgを重量比6:4のフェノール:テトラクロロエタン混合溶媒50mlに溶解後、35℃の温度にて測定した溶液粘度から、下式で計算した値を用いた。
ηsp/C=[η]+K[η]・C
ここで、ηsp=(溶液粘度/溶媒粘度)−1であり、Cは、溶媒100mlあたりの溶解ポリマー重量(g/100ml)、Kはハギンス定数である。また、溶液粘度、溶媒粘度はオストワルド粘度計を用いて測定した。単位は[dl/g]で示す。
(3)重量平均分子量
フィルム試料1mgにHFIP:クロロホルム(1:1)0.5mlを加えて溶解(一晩)させ、測定直前にクロロホルムを9.5mlを加えて、メンブレンフィルター0.1μmでろ過しGPC分析を行った。測定機器、条件は以下のとおりである。
GPC:HLC−8020 東ソー製
検出器:UV−8010 東ソー製
カラム:TSK−gelGMHHR・M×2 東ソー製
移動相:HPLC用クロロホルム
流速:1.0ml/min
カラム温度:40℃
検出器:UV(254nm)
注入量:200μl
較正曲線用試料:ポリスチレン(Polymer Laboratories製 EasiCal “PS−1”)
(4)末端カルボキシル基濃度
試料10mgをHFIP(ヘキサフルオロイソプロパノール):重クロロホルム=1:3の混合溶媒0.5mlに溶解してイソプロピルアミンを数滴添加し、H−NMR法(50℃、600MHz)により定量した。
(5)各層の厚み
サンプルを三角形に切り出し、包埋カプセルに垂直方向に固定後、エポキシ樹脂にて包埋した。そして、包埋されたサンプルをミクロトーム(ULTRACUT−S)で50nm厚の薄膜切片にした後、走査型電子顕微鏡(株式会社日立製作所製、商品名:S−2400)を用いて観察撮影し、写真から各層の厚みを測定した。
(6)耐加水分解性
フィルムの長手方向に100mm長、幅方向に10mm幅に切り出した短冊状の試料片を、温度85℃、湿度85%RHに設定した環境試験機内に3000時間放置する。その後試料片を取り出し、試料の縦方向の破断伸度を5回測定し、平均値を求めた。引張試験は東洋ボールドウィン社製(商品名「テンシロン」)を用いておこない、チャック間距離50mm、引張速度50mm/minにて実施した。5点の平均値を放置前の破断伸度5点の平均値で割った値を破断伸度保持率[%]とし、下記基準にて耐加水分解性を評価した。なお、耐加水分解性は破断伸度保持率の高いものを良好と判断した。なお、劣化が激しく引張試験をおこなうことができないものについては、便宜上破断伸度保持率を0%とした。
破断伸度保持率[%]
={(処理時間3000時間後の破断伸度)/(処理前の破断伸度)}×100
◎:破断伸度保持率が70%以上
○:破断伸度保持率が50%以上70%未満
×:破断伸度保持率が50%未満
(7)テープ剥離法による剥がれ面積
フィルムの表層(A)面に15mm幅のニチバン製セロハン粘着テープを貼り付け、テープの上からゴムローラーを強く押し付けて十分に圧着させたあと、テープの一端を持ち90°程度の角度で瞬時に強く引き剥がし、テープ側に付着した白色成分の面積から表層(A)の凝集力を以下の基準で評価した。
◎:テープに付着したフィルムからの剥がれ面積が測定面積全体の5%未満
○:テープに付着したフィルムからの剥がれ面積が測定面積全体の5%以上10%未満
×:テープに付着したフィルムからの剥がれ面積が測定面積全体の10%以上
(8)表面光沢度 表層Aについて、ミノルタ製「Multi−Gloss268」を用いて、JIS Z8741に準じ入射角および受光角を60°にあわせてN=5ずつ測定し、その平均値を用いた。さらに以下の基準で光沢性を判断した。
◎:50未満
○:50以上55未満
△:55以上70未満
×:70以上
(9)耐紫外線性(フィルムの黄変)
ATLAS社製サンテストCPS+を用い、照射強度765W/m、BP温度60℃の条件で、試料の表層(A)面に1000時間のキセノン光照射を行った。予め測定しておいたキセノン光照射前のフィルムのb*値と照射後のb*値を用いて、Δb*を下記式(2)に従い算出し、下記基準で耐紫外線性を評価した。なお、b*値は日本電色工業製色差計(商品名:SE−2000)を用い白板反射法にて測定した。
Δb*=照射後のb*値−照射前のb*値 ・・・(2)
◎:Δb*が3未満
○:Δb*が3以上、5以下
×:Δb*が5を超える
(10)耐紫外線性(フィルムの機械特性低下)
フィルムの長手方向に75mm長、幅方向に10mm幅に切り出した短冊状の試料片を、黄変評価と同様の条件にてキセノン照射した。その後試料片を取り出し、試料の長手方向の破断伸度を5回測定し、平均値を求めた。引張試験は東洋ボールドウィン社製(商品名「テンシロン」)を用いておこない、チャック間距離50mm、引張速度50mm/minにて実施した。5点の平均値を照射前の破断伸度5点の平均値で割った値を破断伸度保持率[%]とし、下記基準にて耐紫外線性を評価した。なお、耐紫外線性は破断伸度保持率の高いものを良好と判断した。なお、劣化が激しく引張試験をおこなうことができないものについては、便宜上破断伸度保持率を0%とした。
破断伸度保持率[%]
={(処理時間3000時間後の破断伸度)/(処理前の破断伸度)}×100
◎:破断伸度保持率が70%以上
○:破断伸度保持率が50%以上70%未満
×:破断伸度保持率が50%未満
(11)平均粒子径および粒子含有量
各層を構成する各粒子について、レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置HORIBA製LA−750パーティクルサイズアナライザー(Particle Size Analyzer)を用いて測定した。各粒子について50マスパーセントに相当する粒径を読み取り、この値を平均粒子径とした。また顔料種は必要に応じてSEM−XMA、ICPなどの金属元素の定量分析によって同定した。
また各層および積層フィルムについて、それぞれ5g採取して300℃で加熱溶融して40mmφ、厚み5mmの円形ディスクを作成し、理学電気工業(株)製蛍光X線装置3270型を用いて、サンプル中のチタン元素濃度(単位:ppm)およびカルシウム元素濃度(単位:ppm)を測定し、それぞれ酸化チタン粒子と炭酸カルシウム粒子の含有量に換算した。
(12)融解サブピーク(Tsm)
ティー・エイ・インスツルメント社製Q100を用い、フィルム試料20mg、昇温速度20℃/分でDSC曲線を描かせ、結晶融解による明瞭な吸熱ピークより低温側の吸熱ピークを融解サブピーク温度とした。
(参考例1) ポリエチレンテレフタレートの製造(PET−a)
予め225部のエチレングリコール−テレフタル酸オリゴマーが滞留している反応容器中に、前記オリゴマーを撹拌しながら、窒素雰囲気で255℃、常圧下に維持された条件下に、179部の高純度テレフタル酸と95部のエチレングリコールとを混合して調製されたスラリーを一定速度で供給し、反応で発生する水とエチレングリコールを系外に留去ながら、4時間にわたり両化合物をエステル化し、その反応を完結させた。このときのエステル化率は98%以上で、生成されたオリゴマー重合度は約5〜7であった。
このエステル化反応で得られたオリゴマー225部を重縮合反応槽に移し、重縮合触媒としてテトラブトキシチタネート0.018重量部、安定剤としてトリメチルホスフェート25%濃度のエチレングリコール溶液を0.121重量部投入した。引き続き系内の反応温度を255℃から280℃、また、反応圧力を常圧から60Paにそれぞれ段階的に上昇および減圧し、反応で発生する水、エチレングリコールを系外に除去しながら重縮合反応を行った。重縮合反応の進行度合いについて、系内の撹拌翼の負荷をモニターしながら確認し、所望の重合度に達した時点で反応を終了した。その後、系内の反応物を吐出部からストランド状に連続的に押し出し、冷却、カッティングして、約3mm程度の粒状ペレットを得た。この時の重縮合反応時間は110分であり、得られたポリエチレンテレフタレートペレットの固有粘度は0.52dl/g、DEG(ジエチレングリコール)含有量は2.7mol%であった。
このポリエチレンテレフタレートペレットを高速撹拌式の流動式結晶化機を用いて、160℃において10分間処理してポリマーを半結晶化させた後、さらに窒素流通下、160℃で4時間処理して結晶化、および乾燥させた。このペレットを充填式固相重合塔に移し、窒素流通下215℃で22時間の固相重縮合工程に供した。このときポリエチレンテレフタレートの極限粘度数が0.78dl/g、末端カルボキシル基濃度が10当量/トンになるように反応時間を調整した。
これをPET−aと称する。
(参考例2) ポリエチレンテレフタレートの製造(PET−b)
参考例1で得られたポリマー(PET−a)50重量部と堺化学株式会社製ルチル型酸化チタン粒子TCR−52(平均粒子径0.2μm)50重量部とをブレンドし、二軸混練機に供給して280℃で溶融した。溶融混練したポリエステル組成物をストランド状にして水中に吐出し、カッターによってチップ化した。これをPET−bと称する。
(参考例3) ポリエチレンテレフタレートの製造(PET−c)
参考例1で得られたポリマー(PET−a)60重量部とテイカ株式会社製ルチル型酸化チタン粒子JR−1000(平均粒子径1.0μm)40重量部とをブレンドし、二軸混練機に供給して280℃で溶融した。溶融混練したポリエステル組成物をストランド状にして水中に吐出し、カッターによってチップ化した。これをPET−cと称する。
(参考例4) ポリエチレンテレフタレートの製造(PET−d)
参考例1で得られたポリマー(PET−a)70重量部と三共製粉株式会社製炭酸カルシウム粒子#3200(平均粒子径1.2μm、炭酸カルシウムに対し1重量%のリン酸トリメチルで予め表面処理をおこなったもの)30重量部とをブレンドし、二軸混練機に供給して280℃で溶融した。溶融混練したポリエステル組成物をストランド状にして水中に吐出し、カッターによってチップ化した。これをPET−dと称する。
(参考例5) ポリエチレンテレフタレートの製造(PET−e)
エステル交換反応容器にテレフタル酸ジメチルを100重量部、エチレングリコールを60重量部、酢酸マンガン四水和物を仕込み、150℃に加熱して溶融し撹拌した。反応容器内温度をゆっくりと235℃まで昇温しながら反応を進め、生成するメタノールを反応容器外へ留出させた。メタノールの留出が終了したら正リン酸を添加し、エステル交換反応を終了させた。その後反応物を重縮合装置に移行し、三酸化アンチモンを添加した。ついで重合装置内の温度を235℃から290℃まで90分かけて昇温し、同時に装置内の圧力を大気圧から100Paまで90分かけて減圧した。重合装置内容物の撹拌トルクが所定の値に達したら装置内を窒素ガスで大気圧に戻して重合を終了した。重合装置下部のバルブを開いて重合装置内部を窒素ガスで加圧し、重合の完了したポリエチレンテレフタレートをストランド状にして水中に吐出した。ストランドはカッターによってチップ化した。このようにして極限粘度数0.61dl/g、末端カルボキシル基濃度が25当量/トン、Mn元素とSb元素の濃度が30mmol%、20mmol%、リン元素の濃度が15mmol%であるポリエチレンテレフタレートを得た。これをPET−eと称する。
(参考例6) ポリエチレンテレフタレートの製造(PET−f)
参考例5で得られたポリマー(PET−e)40重量部と堺化学株式会社製ルチル型酸化チタン粒子TCR−52(平均粒子径0.2μm)60重量部とをブレンドし、二軸混練機に供給して280℃で溶融した。溶融混練したポリエステル組成物をストランド状にして水中に吐出し、カッターによってチップ化した。これをPET−fと称する。
(参考例7) ポリエチレンテレフタレートの製造(PET−g)
参考例1で得られたポリマー(PET−a)40重量部とテイカ株式会社製ルチル型酸化チタン粒子JR−1000(平均粒子径1.0μm)60重量部とをブレンドし、二軸混練機に供給して280℃で溶融した。溶融混練したポリエステル組成物をストランド状にして水中に吐出し、カッターによってチップ化した。これをPET−gと称する。
(参考例8) ポリエチレンテレフタレートの製造(PET−h)
エステル交換反応後に酢酸カリウム0.26重量部を20%エチレングリコールスラリーとして添加する以外は参考例5と同様にして、ポリエステルチップを得た。これをPET−hと称する。
[実施例1〜3]
表1に示したとおりの配合比でポリエステル原料を混合し、回転式真空乾燥機にて180℃で3時間乾燥した後、押出機に供給して285℃で溶融押出し、スリットダイよりシート状に成形した。さらにこのシートを表面温度20℃の冷却ドラムで冷却固化した未延伸フィルムを100℃にて長手方向(縦方向)に3.5倍延伸し、25℃のロール群で冷却した。続いて、縦延伸したフィルムの両端をクリップで保持しながらテンターに導き130℃に加熱された雰囲気中で長手に垂直な方向(横方向)に3.8倍延伸した。その後テンター内で222℃に加熱された雰囲気中で15秒間熱固定を行い、横方向に4.0%の幅入れを行い、続いて両端を切り落として長手方向に2.5%の弛緩率で弛緩した後、室温まで冷やして厚み50μmのポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの特性は表2のとおりであった。長期にわたり耐加水分解性、耐紫外線性に優れていることに加え、フィルム表層の凝集力にも優れているため本発明のフィルムを太陽電池裏面保護膜として用いた際の物理的ストレスに対する表層部の剥がれが非常に少なく、好適に用いることができた。また、フィルム表面が低光沢であるため、モジュール組立て等の作業で付着した指紋についても目立ちにくく、良好な外観性であった。
Figure 2015216213
Figure 2015216213
[比較例1]
表層(A)の原料配合比を変更するほかは実施例1と同様にして行い、厚み50μmのポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの特性は表2のとおりであった。フィルム表層の凝集力が弱いため破壊され易く、太陽電池裏面保護膜用としては不向きであった。
[比較例2]
表層(A)および基材層(B)の原料配合比を変更するほかは実施例1と同様にして行い、厚み50μmのポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの特性は表2のとおりであった。フィルムの光沢度が高く、モジュール組立て後の品質検査時の効率の問題や、作業で付着した指紋が目立ち易いという問題があり、太陽電池裏面保護膜用としては不向きであった。
[比較例3]
表層(A)と基材層(B)の層比率を変更するほかは実施例1と同様にして行い、厚み50μmのポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの特性は表2のとおりであった。フィルムの耐紫外線性が悪く、モジュール内部の部材を保護する機能が低いため、太陽電池裏面保護膜用としては不向きであった。
[比較例4]
表層(A)と基材層(B)の原料を表1に示すとおりに変更するほかは実施例1と同様にして行い、厚み50μmのポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの特性は表2のとおりであった。耐加水分解性に劣り、太陽電池裏面保護膜用としては不向きであった。
[比較例5]
基材層(B)の原料を表1に示すとおりに変更するほかは実施例1と同様にして行い、厚み50μmのポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの特性は表2のとおりであった。表層(A)と基材層(B)の界面で剥がれが生じやすく、太陽電池裏面保護膜用としては不向きであった。
[比較例6]
表層(A)と基材層(B)の原料を表1に示すとおりに変更するほかは実施例1と同様にして行い、厚み50μmのポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの特性は表2のとおりであった。フィルムの耐紫外線性が悪く屋外の長期使用において劣化が速いだけでなく、表層(A)の粒子の周辺に多数の空洞が形成されることから凝集力が弱く剥がれが発生し易いため、太陽電池裏面保護膜用としては不向きであった。
[実施例4]
表1に示したとおりの配合比で基材層(B)のポリエステル原料を混合し、回転式真空乾燥機にて180℃で3時間乾燥した後、押出機1のフィードポケットに供給し285℃で溶融押出した。同時に、カーデュラE10P(ネオデカン酸グリシジルエステル、モメンティブスペシャリティケミカルズ(株)製)を層(B)のポリエステル組成物100重量%に対し1.2重量%の添加量となるよう、チューブポンプを用いてフィードポケット側部から添加した。表層(A)についても表1に示したとおりの配合比で、基材層(B)と同様に混合・乾燥を行い、押出機2に供給し285℃で溶融押出しした。スリットダイよりシート状に成形した。延伸以降は実施例1と同様に実施して行い、厚み50μmのポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの特性は表2のとおりであり、耐加水分解性、耐紫外線性、光沢性、表層(A)の剥がれ性など、太陽電池裏面保護膜用として好適なものであった。
[実施例5]
実施例2と同様の配合比で表層(A)および基材層(B)のポリエステル原料を混合し、回転式真空乾燥機にて180℃で3時間乾燥した後、押出機に供給し285℃で溶融押出し、スリットダイよりシート状に成形した。さらにこのシートを表面温度20℃の冷却ドラムで冷却固化した未延伸フィルムを100℃にて長手方向(縦方向)に3.4倍延伸し、25℃のロール群で冷却したあと、下記に示した組成の易接着塗剤の濃度4重量%の水溶性塗液をロールコート方式で基材層(B)面に均一に塗布した。続いて、フィルムの両端をクリップで保持しながらテンターに導き130℃に加熱された雰囲気中で長手に垂直な方向(横方向)に3.6倍延伸した。その後テンター内で222℃に加熱された雰囲気中で40秒間熱固定を行い、横方向に3.0%の幅入れを行い、続いて両端を切り落として長手方向に2.0%の弛緩率で弛緩した後、室温まで冷やして厚み250μmのポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの特性は表2のとおりであり、耐加水分解性、耐紫外線性、光沢性、表層(A)の剥がれ性など、太陽電池裏面保護膜として好適に用いることができるものであった。
<EVA易接着塗布液>
ポリエステルバインダー 75重量%: 酸成分が2,6−ナフタレンジカルボン酸65モル%/イソフタル酸30モル%/5−ナトリウムスルホイソフタル酸5モル%、グリコール成分がエチレングリコール90モル%/ジエチレングリコール10モル%の共重合PETで構成されている(Tg=80℃、平均分子量13000、固形分15重量%)。なお、該ポリエステルは、特開平06−116487号公報の実施例1に記載の方法に準じて製造した。
オキサゾリン化合物 23重量%: 日本触媒(株)製 エポクロスWS700 固形分25重量%
界面活性剤 2重量%: 花王(株)製 ぺレックスSS−L 固形分100重量%
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムは優れた耐加水分解性、耐紫外線性および耐剥がれ性を維持しながらフッ素系フィルムに類似する低光沢な外観を備えていることから、本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムを用いることにより、太陽電池モジュール製造後の外観検査を効率よく実施でき、また作業で付着した指紋等が目立ち難く、良好な外観性の太陽電池モジュールを提供することができる。

Claims (6)

  1. 表層(A)と基材層(B)の二層から構成された積層ポリエステルフィルムであって、
    該表層(A)は平均粒子径が0.1μm以上0.4μm以下のルチル型酸化チタン粒子8〜15重量%、平均粒子径が0.8μm以上2.0μm以下の無機粒子2〜5重量%およびポリエチレンテレフタレート80〜90重量%を含むポリエステル組成物で構成され、かつ該表層(A)が6μm以上50μm以下の厚さを有し、該基材層(B)は無機粒子0.3〜7重量%およびポリエチレンテレフタレート93〜99.7重量%を含むポリエステル組成物で構成され、かつ、該基材層(B)がフィルム総厚みの75%〜97%の厚さを有し、該積層ポリエステルフィルムのポリエチレンテレフタレートの重量平均分子量が38000〜54000であり、該積層ポリエステルフィルムのポリエチレンテレフタレートの末端カルボキシル基濃度が3〜30当量/トンであり、該積層ポリエステルフィルム全体でのルチル型酸化チタン粒子を含めた全粒子含有量が3〜8重量%であることを特徴とする太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルム。
  2. テープ剥離法による表層(A)の剥がれ面積が10%未満である請求項1に記載の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルム。
  3. 該表層(A)側から測定した表面光沢度(G60)が70未満である請求項1または2に記載の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルム。
  4. 該基材層(B)がポリエステル100重量%に対して耐加水分解剤を0.5〜2重量%含有する請求項1〜3のいずれかに記載の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルム。
  5. 請求項1〜4のいずれかに記載の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルム1枚のみから構成される太陽電池裏面保護膜。
  6. 請求項1〜4のいずれかに記載の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムに、さらに他のポリエステルフィルムを少なくとも1層積層した太陽電池裏面保護膜。
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JP2016108504A (ja) * 2014-12-10 2016-06-20 東レ株式会社 二軸配向ポリエステルフィルム
CN113583221A (zh) * 2021-09-09 2021-11-02 万凯新材料股份有限公司 耐紫外耐湿热老化共聚酯的制备方法
CN117410365A (zh) * 2023-12-15 2024-01-16 宁波长阳科技股份有限公司 一种太阳能电池组件反光膜及其制备方法、应用

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