JP2015228423A - 太陽電池モジュール裏面保護シート用ポリオレフィン系樹脂フィルム - Google Patents

太陽電池モジュール裏面保護シート用ポリオレフィン系樹脂フィルム Download PDF

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Abstract

【課題】湿熱環境下においても充填材との密着性に優れた太陽電池モジュール裏面保護シート用ポリオレフィン系樹脂フィルムを提供する。
【解決手段】少なくともA層/B層の2層の構成からなるポリオレフィン系樹脂フィルムであって、A層が(a)ポリエチレン系樹脂20〜90重量%、(b)ポリプロピレン系樹脂9〜50重量%、および(c)オレフィン−ブタジエン−オレフィンブロック共重合体及びその水添加物が1〜30重量%からなり、B層が融点140〜170℃のポリプロピレン系樹脂組成物からなることを特徴とする太陽電池モジュール裏面保護シート用ポリオレフィン系樹脂フィルム。
【選択図】なし

Description

本発明は、太陽電池モジュール裏面保護シート用ポリオレフィン系樹脂フィルムに関する。すなわち、基材シートと積層されて太陽電池モジュール裏面保護シートとされるポリオレフィン系樹脂フィルムであって、太陽電池モジュールの製造工程において、充填材であるエチレン・酢酸ビニル共重合体シートとの密着強度に優れる太陽電池モジュール裏面保護シート用ポリオレフィン系樹脂フィルムに関する。
近年、環境問題に対する意識の高まりから、クリーンなエネルギー源としての太陽光発電が注目され、種々の形態からなる太陽電池モジュールが開発されている。一般に、太陽電池モジュールは、結晶シリコン太陽電池素子あるいはアモルファスシリコン太陽電池素子等の太陽電池素子を使用し、表面保護シート、エチレン・酢酸ビニル共重合体(以下EVAと略称することがある)等の充填材シート、太陽電池素子、充填材シート、および裏面保護シートの順に積層し、真空吸引して加熱圧着して一体化する方法により製造されている。
裏面保護シートは、太陽電池モジュールを裏面から機械的に保護するとともに、水蒸気の浸入や紫外線による劣化を防ぐという機能を有するものであり、軽量化や割れ難さの点からポリマー材料によるものが用いられる。裏面保護シートが長期にわたり上記機能を発揮するには、充填材シートと強固に接着する特性が求められる。
上記使用目的のため裏面保護シートの最表層に易接着性層を設けることが知られており、例えばポリエステル支持体上に特定の樹脂被膜を塗設したり、熱接着層を設けたりする技術が開示されている(例えば、特許文献1、特許文献2を参照)。
特許文献3にはポリエチレン系樹脂100重量部に対して、融点が140〜170℃のポリプロピレン系樹脂50〜500重量部を混合した接着層によってEVAシートとの密着性を向上させる技術が開示されている。
特許文献4には、基材フィルムと2層からなるポリプロピレンフィルムを貼りあわせた太陽電池モジュール裏面保護シートについて、太陽電池モジュール充填材シートと密着する側に位置するスキン層がエチレンユニットを2.3質量%以上5.0質量%以下含有するポリプロピレン系樹脂からなることで、EVAシートとの間の密着性に優れる旨が記載されている。
これら特許文献に記載の技術は、充填材シートと裏面保護シートとの密着性を向上させることを目的とするものであるが、高温・高湿度の環境に曝された後の密着性が不十分となる問題があった。
特開2006−152013号公報 特開2003−060218号公報 国際公開第2012/043248号 特開2013−211391号公報
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、高温・高湿度の環境に曝されても充填材シートであるエチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂シートとの密着性に優れた太陽電池モジュール裏面保護シート用ポリオレフィン系樹脂フィルムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するための具体的な手段は以下の通りである。本発明は、少なくともA層/B層の2層の構成からなるポリオレフィン系樹脂フィルムであって、A層が(a)ポリエチレン系樹脂20〜90重量%、(b)ポリプロピレン系樹脂9〜50重量%、および(c)オレフィン−ブタジエン−オレフィンブロック共重合体及びその水添加物1〜30重量%からなり、B層が融点140〜170℃のポリプロピレン系樹脂組成物からなることを特徴とする太陽電池モジュール裏面保護シート用ポリオレフィン系樹脂フィルムである。
本発明により、高温・高湿度の環境に曝されても充填材シートであるエチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂シートとの密着性に優れた太陽電池モジュール裏面保護シートとすることができる太陽電池モジュール裏面保護シート用ポリオレフィン系樹脂フィルムを提供することができる。
本発明の太陽電池モジュール裏面保護シート用ポリオレフィン系樹脂フィルムは、少なくともA層/B層の2層の構成からなるポリオレフィン系樹脂フィルムである。すなわちA層/B層、またはA層/B層/C層が代表的なものであるが、A層/B層の2層の構成を必須として、必要に応じてさらに4層以上に積層数を増大させることができる。
本発明において、A層に用いられる(a)ポリエチレン系樹脂としては、高圧法低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体またはこれらの混合樹脂を挙げることができる。なかでも、直鎖状低密度ポリエチレンがより好ましい。
本発明において、A層の(a)ポリエチレン系樹脂の融点は、100〜130℃の範囲にあることが好ましい。融点が100℃以上とするとEVAシートと熱圧着したときに、裏面保護シートの厚さが低減しにくく、耐電圧特性が確保できやすくなる。130℃以下であるとEVAシートとの密着強度向上効果に優れる。直鎖状低密度ポリエチレン(以下、LLDPEと略称することがある。)とは、エチレンと炭素原子数4〜20のα−オレフィンとの共重合体であり、より好ましくは炭素原子数4〜8のα−オレフィンの共重合体である。具体的には、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−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−デセンなどとの共重合体が挙げられる。これらのα−オレフィンは、単独で、または組み合わせて用いることができ、特に、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテンなどが、重合生産性からより好ましく用いられる。(a)ポリエチレン系樹脂の添加量としては、A層中に20〜90重量%であることが好ましく、40〜80重量%であることが特に好ましい。添加量が20重量%よりも少ないと、高温・高湿度の環境に曝された際に、EVAシートとの密着強度が低下する。一方、90重量%よりも多いと、ポリエチレンと非相溶なポリプロピレン系樹脂組成物からなるB層との密着力が低くなってしまう。
本発明におけるA層の(b)ポリプロピレン系樹脂としては、エチレン・プロピレンランダム共重合体、エチレン・プロピレン・ブテンランダム共重合体、エチレン・プロピレンブロック共重合体から選ばれる少なくとも一種以上の樹脂が好ましいが、中でも融点が低いエチレン・プロピレンランダム共重合体またはエチレン・プロピレン・ブテンランダム共重合体であることがさらに好ましい。(b)ポリプロピレン系樹脂の添加量としては、A層中に9〜50重量%であることが重要であり、17〜40重量%であることが好ましい。添加量が9重量%よりも少ないと、ポリプロピレン系樹脂からなるB層との密着力が低下する。一方、50重量%よりも多いと、高温・高湿度の環境に曝された際に、EVAシートとの密着強度が低下する。
A層に(c)オレフィン−ブタジエン−オレフィンブロック共重合体及びその水添加物を配合することで、高温・高湿度の環境に曝されても充填材シートであるEVAシートとの密着性に優れたものとすることができるが、その理由としては(a)ポリエチレン系樹脂と(b)ポリプロピレン系樹脂への相溶性を高めることでA層中での凝集破壊を抑え、かつA層とB層の密着力を高める効果によるものと推定している。本発明におけるA層の(c)オレフィン−ブタジエン−オレフィンブロック共重合体及びその水添加物とは、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの結晶性オレフィンとポリブタジエンのブロック共重合体を水添したものであって、市販されている樹脂、例えばJSR社製の完全水添物であるエチレン−エチレン・ブチレン−エチレンブロックポリマー “ダイナロン”(タイプ名:6100P、6200P)などを挙げることができる。
本発明におけるA層の(c)オレフィン−ブタジエン−オレフィンブロック共重合体及びその水添加物の添加量としては、A層中に1〜30重量%であることが必要であり、3〜20重量%であることが好ましい。1重量%未満ではA層内で凝集剥離することでEVAシートとの密着力が不十分であり、また高温・高湿度の環境に曝された後のEVAシートとの密着力が低下し、またA層とB層の密着力が低下して剥離する場合がある。30重量%を超えると耐熱性が低下し、高温に曝された後に密着力が低下する。
本発明におけるB層は、融点が140〜170℃のポリプロピレン系樹脂組成物からなり、ホモポリプロピレンやエチレン・プロピレンブロック共重合体が好ましく使用される。B層には、ポリエチレン系樹脂や、A層に用いられる(c)オレフィン−ブタジエン−オレフィンブロック共重合体及びその水添加物を混合しても良いが、その含有量合計がB層樹脂成分全体の30重量%未満であることが耐熱性の点から好ましい。
本発明におけるA層表面の中心線平均粗さRaとしては、0.10〜0.30μmであることが、加工時のフィルムのハンドリング性を満足させるのでより好ましい。
また、本発明におけるA層には、フィルムの取扱い性、滑り性を改善する目的で平均粒子径1〜5μmの無機または有機粒子を、A層の樹脂成分に対し0.1〜10重量%添加してもよい。さらに、A層樹脂成分に対し、有機化合物の滑剤を0.1〜10重量%添加することができる。有機化合物の滑剤としては、ステアリン酸アミド、ステアリン酸カルシウム等をあげることができる。
さらに、本発明におけるB層には必要に応じ白色化剤を用いても良い。白色化剤は炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ、水酸化マグネシウム、酸化亜鉛、タルク、カオリンクレー、酸化チタン、硫酸バリウム等の無機系の微粒子であることが耐候性の点から好ましく、中でも酸化チタン粒子が最も好ましく、結晶型として、ルチル型、アナターゼ型、ブルッカイト型などが知られているが、優れた白色度と耐候性および光反射性などの特性からルチル型が好ましい。B層に白色化剤を用いた場合、ポリオレフィン系樹脂フィルムをA層/B層/C層の3層構成とすることで、白色化剤を含有するB層を、A層およびC層で挟むことにより、溶融押出時の口金における、白色化剤を大量に含む樹脂分解物の付着を抑制し、分解物が脱落することによる工程汚染や、フィルムの傷といった品質問題を回避できる。
本発明において、ポリオレフィン系樹脂フィルムにC層を積層する場合は、C層はポリプロピレン系樹脂組成物からなることが好ましい。C層は、B層と同様にポリプロピレン系樹脂からなり、ホモポリプロピレン、エチレン・プロピレンランダム共重合体、エチレン・プロピレン・ブテンランダム共重合体、エチレン・プロピレンブロック共重合体から選ばれる少なくとも一種以上の樹脂との混合樹脂からなることが好ましい。特に、耐熱性をはじめ、滑り性やフィルムのハンドリング性、耐傷付き性、耐カール性の点からブロック共重合体が最も好ましく、その融点が140〜170℃の範囲であることが、耐熱性に加え滑り性やフィルムのハンドリング性、耐傷付き性、耐カール性の点から好ましい。C層の融点を140℃以上とすることで耐熱性に優れ、太陽電池モジュール裏面保護シートとしてEVAシートと熱圧着したときの温度と圧力によって太陽電池モジュール裏面保護シートの厚さが部分的に低減せず、耐電圧特性が保持できることから好ましい。
さらにC層には、ポリエチレン系樹脂を混合しても良いが、その含有量がC層樹脂成分全体の30重量%未満であることが耐熱性の点からより好ましい。
本発明の太陽電池モジュール裏面保護シート用ポリオレフィン系樹脂フィルムは、各層に変色防止、強度維持の点から、公知の酸化防止剤を添加することが好ましい。酸化防止剤としては、フェノール系、芳香族アミン系、チオエーテル系、リン系などがあり、少量配合で効果を高めるため、2種以上のものを併用するのがより好ましい。例えば、フェノール系とリン系の併用は好ましく、リン−フェノール系酸化防止剤を挙げることができる。
上記以外の添加剤としては、光安定剤、紫外線吸収剤、熱安定剤を挙げることができる。光安定剤としては、樹脂中の光劣化開始の活性種を捕捉し、光酸化を防止するものを用いることができる。具体的には、ヒンダードアミン系化合物、ヒンダードピペリジン系化合物、およびその他等から選択される1種類または2種類以上を組み合わせたものを使用することができる。中でもヒンダードアミン系化合物を用いることがより好ましい。
上記紫外線吸収剤としては、太陽光中の有害な紫外線を吸収して、分子内で無害な熱エネルギーへと変換し、樹脂中の光劣化開始の活性種が励起されるのを防止するものを用いることができる。具体的には、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サルチレート系、アクリルニトリル系、金属錯塩系、ヒンダードアミン系、および、超微粒子酸化チタン(粒子径:0.01μm〜0.06μm)あるいは超微粒子酸化亜鉛(粒子径:0.01μm〜0.04μm)等の無機系等の紫外線吸収剤からなる群から選択される少なくとも1種類以上のものを使用することができる。
また、上記熱安定剤としては、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)フォスファイト、ビス[2,4−ビス(1,1−ジメチルエチル)−6−メチルフェニル]エチルエステル亜リン酸、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)[1,1−ビフェニル]−4,4’−ジイルビスホスフォナイト、および、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジフォスファイト等のリン系熱安定剤、8−ヒドロキシ−5,7−ジ−tert−ブチル−フラン−2−オンとo−キシレンとの反応生成物等のラクトン系熱安定剤を挙げることができる。また、これらを1種類または2種類以上を用いることもできる。中でも、リン系熱安定剤およびラクトン系熱安定剤を併用して用いることが更に好ましい。
また、本発明の太陽電池モジュール裏面保護シート用ポリオレフィン系樹脂フィルムには必要に応じて、難燃剤を添加することができる。難燃剤としては特に限定されるものではなく、有機難燃剤、無機難燃剤など公知の技術が適用できる。有機難燃剤の例としては、塩素原子や臭素原子を分子中に1個以上含むもの、例えば塩素化パラフィン、塩素化ポリエチレン、ヘキサクロロエンドメチレンテトラヒドロフタル酸、パークロロペンタシクロデカン、四塩化無水フタル酸などや、トリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレート等の芳香環を有しかつ該芳香環に直接ハロゲン原子が結合していないモノマーやポリマー、1,1,2,2−テトラブロモエタン、1,4−ジブロモブタン、1,3−ジブロモブタン、1,5−ジブロモペンタン、α−ブロモ酪酸エチル、1,2,5,6,9,10−ヘキサブロモシクロデカン等の芳香環を持たないものが挙げられる。
また、無機難燃剤の例としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどの水酸化無機塩、リン酸アンモニウム、リン酸亜鉛などのリン酸化物、赤リン、三酸化アンチモンや膨張黒鉛などが挙げられる。
有機難燃剤及び無機難燃剤の単独、又は混合物の配合量は、各層の樹脂に対して5〜30重量%の範囲が好ましい。添加量が5重量%未満では添加効果がなく、30重量%をこえると分散性が悪化したり、難燃剤による着色が起こる場合がある。
本発明は、少なくともA層/B層の2層の構成からなり、A層が上述の組成の(a)ポリエチレン系樹脂、(b)ポリプロピレン系樹脂および(c)オレフィン−ブタジエン−オレフィンブロック共重合体及びその水添加物からなり、B層が融点140〜170℃のポリプロピレン系樹脂からなる太陽電池モジュール裏面保護シート用ポリオレフィン系樹脂フィルムとすることで、A層側と熱圧着されたEVAシートとの初期密着強度が60N/cm以上であり、120℃、100%RH条件下48時間後の密着強度が40N/cm以上あることが好ましい。初期密着強度を60N/cm以上とすることで、太陽電池モジュールの施工時の様々な機械的なストレスに対して十分な耐性を保証することができ、120℃、100%RH条件下48時間後の密着強度が40N/cm以上とすることで、太陽電池モジュールが長期に使用された際の剥離によるトラブルを抑えることができる。
本発明の太陽電池モジュール裏面保護シート用ポリオレフィン系樹脂フィルムは、前述のごとくA層/B層、あるいはA層/B層/C層から構成されていることが好ましく、その積層比は特に限定されないが、ポリオレフィン系樹脂フィルムを100%としてA層が5〜20%、B層が95〜60%、C層が0〜20%の厚さ構成比率範囲であることがより好ましい。
本発明のポリオレフィン系樹脂フィルムを太陽電池モジュール裏面保護シートとして使用する際には、B層またはC層側と以下に述べる基材フィルムとを積層して使用し、裏面保護シートとしての機械的強度および長期耐久性を確保することが好ましい。このため、B層またはC層に表面改質処理が施されるのがより好ましい。本発明における表面改質処理とは、大気中でのコロナ放電処理、窒素雰囲気下でのコロナ放電処理、プラズマ処理などが挙げられるが、基材フィルムと接着するためにされる処理であれば、これらに限定されるものではない。
本発明において、A層表面は改質処理を施さないことが好ましい。A層およびB層またはC層共に表面改質処理を行うと、フィルムの製造、およびスリット工程においてフィルム同士がブロッキングしやすくなり、破れ、剥離帯電の問題、巻出し不良などの問題が起こる場合がある。更に、フィルム同士の滑り性が悪くなり、ラミネートや、コーティングなど加工性を損なうなどの問題が生じやすくなる。
本発明の太陽電池モジュール裏面保護シート用ポリオレフィン系樹脂フィルムと積層するための基材フィルムは、ポリエチレンテレフタレート(以下、PETと略称することがある。)、ポリエチレンナフタレート(以下、PENと略称することがある。)などのポリエステルフィルム、フッ素系樹脂フィルムなどである。これらの中で、機械的強度や耐熱性、経済性の点から、PETフィルムが好ましく用いられ、長期間の特性維持が求められることから耐加水分解性PETフィルムであることがより好ましい。同様に、高い耐加水分解性が得られる理由でPENフィルムであることが好ましい。
基材フィルムとして好ましく用いられる耐加水分解性PETフィルムとしては、140℃高圧スチーム下で10時間保管後の引張伸度が初期の引張伸度の60%以上を保持するものが好ましい。140℃高圧スチーム下で10時間保管後の引張伸度が初期の引張伸度の60%以上を保持する耐加水分解性PETフィルムが太陽電池モジュール裏面保護シートを構成する基材フィルムとして使用されることで、太陽電池モジュール裏面保護シートの耐候性を大きく向上させ、太陽電池モジュールとしての10年以上の性能保証に寄与することができ、好ましい。
140℃高圧スチーム下で10時間保管後の引張伸度が60%以上を保持するPETフィルムとしては、JIS C2151(1996)によりフィルムの破断伸度を測定したとき、140℃高圧スチーム条件下でスチーム処理前と比較し、50%伸度低下時間が耐加水分解性を有しないフィルムの2倍以上になるものをいい、具体的には東レ(株)製の“ルミラー”X10Sなどが基材フィルムとして好ましく例示される。
同様に、基材フィルムとして好ましく用いられるPENフィルムは、ジカルボン酸成分に2,6−ナフタレンジカルボン酸、ジオール成分にエチレングリコールを用い、公知の方法で重合された樹脂を、公知の方法で二軸延伸されたフィルムである。
また、基材フィルムは、耐候性の点からフッ素系樹脂フィルムであることが好ましく、ポリエステルフィルムとフッ素系樹脂フィルムを積層したフィルムも好ましく用いることができる。
基材フィルムとして好ましく用いられるフッ素系樹脂フィルムは、フッ素系樹脂を溶融し、口金からシート状に押し出して回転冷却ドラム上で冷却固化させ、目的とする厚さのフッ素系樹脂フィルムとすることができる。
フッ素系樹脂としては、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、テトラフロロエチレン・ヘキサフロロプロピレン・フッ化ビニリデン共重合体、テトラフロロエチレン・プロピレン共重合体、テトラフロロエチレン・ヘキサフロロプロピレン・プロピレン共重合体、エチレン・テトラフロロエチレン共重合体(ETFE)、ヘキサフロロプロピレン・テトラフロロエチレン共重合体(FEP)、またはパーフロロ(アルキルビニルエーテル)・テトラフロロエチレン共重合体、ポリクロロトリフロロエチレン樹脂などが挙げられる。これらのフッ素樹脂のうち、特にポリフッ化ビニル、エチレン・テトラフロロエチレン共重合体(ETFE)、ヘキサフロロプロピレン・テトラフロロエチレン共重合体(FEP)、パーフロロ(アルキルビニルエーテル)・テトラフロロエチレン共重合体、ポリクロロトリフロロエチレン重合体がフィルムとするための溶融押出成形性の点から好ましい。これらフッ素系樹脂フィルムは、コロナ放電処理、プラズマ処理、火炎処理、化学処理などにより表面を活性化処理することで積層された後の密着強度を向上させることができる。
本発明の太陽電池モジュール裏面保護シート用ポリオレフィン系樹脂フィルムを裏面保護シートとする製造方法としては、例えば、基材フィルムにグラビア・ロールコート法、ロールコート法、リバースコート法、キスコ−ト法、その他等のコ−ト法、あるいは、印刷法等を用いて接着剤を塗工するドライラミネートなどの公知手法を用いて基材フィルムと本発明の太陽電池モジュール裏面保護シート用ポリオレフィン系樹脂フィルムを積層することができる。このとき、基材フィルムは必要に応じて、コロナ処理、プラズマ処理などの接着性を向上させるための表面処理を施すことも可能である。
基材フィルムと太陽電池モジュール裏面保護シート用ポリオレフィン系樹脂フィルムとの密着強度は、2N/15mm以上が好ましい。これらフィルム間の密着強度が、2N/15mm以上であると、積層したフィルムの層間強度が十分得られ、太陽電池モジュール加工時あるいは促進試験等による層間剥離が起こり難く、6N/15mm以上であることがより好ましい。基材フィルムと太陽電池モジュール裏面保護シート用ポリオレフィン系樹脂フィルムとの接着については、2液硬化タイプ等、公知の接着剤を使用することで可能となる。
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。なお、各特性は以下の方法により測定、評価を行った。
(1)EVAシートとの熱圧着による密着強度(N/cm)
EVAシートとの熱圧着による密着強度測定は、実施例で説明するポリオレフィン系樹脂フィルムと基材フィルムである耐加水分解性二軸延伸PETフィルム東レ(株)製“ルミラー”X10S(125μm)を接着剤で積層した太陽電池裏面保護シートを使用した。EVAシートとしてサンビック(株)製、PV−45FR000 厚さ450μmを使用し、ポリオレフィン系樹脂フィルムのA層側がEVAシートと向かい合う方向で、密着強度測定用シート/EVAシート/EVAシート/ガラス板をこの順に積層し、(株)エヌ・ピー・シー製、太陽電池モジュールラミネーター(LM−50×50−S)に設置後、真空時間5分、制御時間1分、プレス時間9分、温度142℃の条件にて加熱圧着した。圧着後、室温冷却し、密着強度評価用サンプルを作製した。
密着強度評価用サンプルから1cm幅にてポリオレフィン系樹脂フィルム/EVAシート層間にて剥離し、室温条件下にて(株)ORIENTEC製テンシロンPTM−50を用いて、剥離角度180°、剥離スピード100mm/minで剥離し、密着強度を測定した。
(2)耐湿熱性評価
前記密着強度評価用サンプルを、120℃、100%RH下で48時間の耐湿熱性試験を行った後、上記と同様に剥離し、EVAシートとの密着強度を測定した。
以下、本発明の実施例及び比較例について説明する。なお、実施例及び比較例においては下記の樹脂を使用した。
ホモポリプロピレン:融点163℃(これをh−PPと略称する。)
エチレン・プロピレンランダム共重合体:融点147℃、エチレン含有量4重量%(これをr−EPCと略称する。)
エチレン・プロピレンブロック共重合体:融点160℃、エチレン含有量7重量%(これをb−PPと略称する。)
直鎖状低密度ポリエチレン:融点127℃、エチレン・1−ブテン共重合体(これをLLDPE(C4)と略称する。)
エチレン−エチレン・ブチレン−エチレンブロックポリマー:“ダイナロン”(タイプ名:6200P)(これをCEBCと略称する。)
酸化チタンマスターバッチ:r−EPC40重量%と、珪素、アルミニウム、亜鉛などの1種あるいは複数種を主成分とする無機酸化物で表面処理された平均粒子径200nmのルチル型酸化チタン(堺化学工業(株)製FTR−700)60重量%とを二軸押出機にて240℃で溶融混練した後、ストランドカットし、酸化チタンマスターバッチを製造した。(これを酸化チタンMBと略称する。)
(3)フィルム厚みおよび厚み構成比率
フィルム厚みは、ダイヤルゲージ(ピーコック製、RIGHTUP DIAL GAUGE)を用い、JIS K7130(1992年)A−2法に準じて、フィルムの任意の10ヶ所について厚さを測定した。その平均値を10で除してフィルム厚みとし、μm単位の少数点以下を四捨五入した。また、積層フィルムの場合の各層の厚みは、積層フィルムをエポキシ樹脂に包埋しフィルム断面をミクロトームで切り出し、該断面を偏光顕微鏡(ニコン製、ECLIPSE(エクリプス)E400 POL)で200倍の倍率で観察し、積層各層の厚み比率を求めた。
(4)A層とB層の密着性
上記EVAとの密着強度を測定した際に、剥離したフィルムの断面を偏光顕微鏡(ニコン製、ECLIPSE(エクリプス)E400 POL)にて200倍の倍率で観察し、下記の評価を行った。
○:A層とB層の界面での剥離がない(密着性良好)
×:A層とB層の界面で剥離している(密着性不良)
(5)融点測定
使用する各種樹脂と、B層の樹脂組成の融点を示差走査熱量計(島津製作所製 DSC−60)を用いて、20℃から10℃/分の速度で昇温し、300℃まで加熱した際の融解ピークの最も高いピーク温度を融点とした。なお、B層の樹脂組成の融点測定においては、フィルムの断面を偏光顕微鏡(ニコン製、ECLIPSE(エクリプス)E400 POL)にて200倍の倍率で観察し、A層又はC層を削り取って測定した。
(実施例1)
A層に使用する樹脂として、r−EPC50重量%に対して、LLDPE(C4)20重量%、CEBC30重量%を混合した樹脂を用いた。B層に使用する樹脂として、h−PP80重量%に対して、酸化チタンMB20重量%を混合した樹脂を用いた。白色化剤である酸化チタンの添加量は12重量%である。
このようにして用意したA層、B層の各層それぞれの樹脂を単軸の溶融押出機に供給し、それぞれ260℃にて溶融してA層/B層型のマルチ・マニホールド型のTダイに導き、30℃に保たれたキャスティングドラム上に押し出し、非ドラム面側から25℃の冷風を吹き付けて冷却固化して、各層の厚さ構成比率がA層/B層=20%/80%である厚さ150μmのポリオレフィン系樹脂フィルムを得た。
上記ポリオレフィン系樹脂フィルムのB層側に大気中、23W・min/mの電気エネルギー量でコロナ放電処理を行うことでB層表面のヌレ張力を40mN/mにして巻き取った。
密着強度評価用サンプルを作成するため、基材フィルムとして耐加水分解性二軸延伸PETフィルム東レ(株)製“ルミラー”X10S(125μm)を準備した。
ドライラミネーター(岡崎機械工業(株)製一色印刷付きドライラミネーターOG/DL−130TA−AF)により、上記“ルミラー”X10Sへイソシアネート架橋型接着剤(大日本インキ化学工業(株)製、LX−903/KL−75=8/1)を固形分塗布厚さ5μmに塗布、乾燥し、前述のポリオレフィン系樹脂フィルムのB層側と60N/cmのニップ圧でラミネートを実施して、太陽電池裏面保護シートとした。
基材フィルムと積層した太陽電池裏面保護シートは、温度40℃にて72時間エージングを実施し、接着剤層の硬化反応を促した後、EVA密着強度を測定した。その評価結果を表1に示す。
EVAシートとの密着強度が初期で65N/cm、耐湿熱性試験後48時間後も40N/cmであった。
(実施例2)
A層に使用する樹脂として、LLDPE(C4)90重量%に対して、r−EPC9重量%、CEBC1%を混合した樹脂を用いた。B層に使用する樹脂は実施例1と同じものとした。
各層の厚さ構成比率をA層/B層=10%/90%とした以外は実施例1と同様の方法で、基材フィルムとして耐加水分解性二軸延伸PETフィルム東レ(株)製“ルミラー”X10S(125μm)とラミネートして太陽電池裏面保護シートを作成し、EVA密着強度を測定した。その評価結果を表1に示す。
EVAシートとの密着強度が初期で80N/cm、耐湿熱性試験後48時間後も60N/cmであった。
(実施例3)
A層に使用する樹脂として、LLDPE(C4)40重量%に対して、r−EPC40重量%、CEBC20重量%を混合した樹脂を用いた。B層に使用する樹脂は実施例1と同じものとした。
このようにして用意したA層、B層の各層それぞれの樹脂を用い、実施例1と同様の方法で、基材フィルムとして耐加水分解性二軸延伸PETフィルム東レ(株)製“ルミラー”X10S(125μm)とラミネートして太陽電池裏面保護シートを作成し、EVA密着強度を測定した。その評価結果を表1に示す。
EVAシートとの密着強度が初期で85N/cm、耐湿熱性試験48時間後も50N/cmであった。
(実施例4)
A層に使用する樹脂として、LLDPE(C4)80重量%に対して、r−EPC17重量%、CEBC3重量%を混合した樹脂を用いた。B層に使用する樹脂として、h−PP70重量%に対して、酸化チタンMB20重量%と、CEBC10重量%を混合した樹脂を用いた。C層に使用する樹脂として、b−PP100重量%を用いた。
このようにして用意したA層、B層、C層の各層それぞれの樹脂を単軸の溶融押出機に供給し、それぞれ260℃にて溶融してA層/B層/C層型のマルチ・マニホールド型のTダイに導き、30℃に保たれたキャスティングドラム上に押し出し、非ドラム面側から25℃の冷風を吹き付けて冷却固化して、各層の厚さ構成比率がA層/B層/C層=20%/70%/10%である厚さ150μmのポリオレフィン系樹脂フィルムを得、実施例1と同様の方法で、基材フィルムとして耐加水分解性二軸延伸PETフィルム東レ(株)製“ルミラー”X10S(125μm)とラミネートして太陽電池裏面保護シートを作成し、EVA密着強度を測定した。その評価結果を表1に示す。
EVAシートとの密着強度が初期で100N/cm、耐湿熱性試験48時間後も80N/cmであった。
(比較例1)
A層に使用する樹脂として、LLDPE(C4)10重量%に対して、r−EPC80重量%、CEBC10重量%を混合した樹脂を用いた。B層に使用する樹脂とは実施例1と同じものとした。
このようにして用意したA層、B層の各層それぞれの樹脂を用い、各層の厚さ構成比率をA層/B層=30%/70%とした以外は実施例1と同様の方法で、基材フィルムとして耐加水分解性二軸延伸PETフィルム東レ(株)製“ルミラー”X10S(125μm)とラミネートして太陽電池裏面保護シートを作成し、EVA密着強度を測定した。その評価結果を表1に示す。
A層のLLDPE混合量が少ないために、EVAシートとの密着強度が初期で45N/cmであり、耐湿熱性試験48時間後は30N/cmであった。
(比較例2)
A層に使用する樹脂として、LLDPE(C4)100重量%を用いた。B層に使用する樹脂は実施例1と同じものとした。
このようにして用意したA層、B層の各層それぞれの樹脂を用い、各層の厚さ構成比率をA層/B層=30%/70%とした以外は実施例1と同様の方法で、基材フィルムとして耐加水分解性二軸延伸PETフィルム東レ(株)製“ルミラー”X10S(125μm)とラミネートして太陽電池裏面保護シートを作成し、EVA密着強度を測定した。その評価結果を表1に示す。
A層とB層の界面で剥離してしまい、EVAシートとの密着強度が初期で20N/cmであり、耐湿熱性試験48時間後も20N/cmであった。
(比較例3)
A層に使用する樹脂として、LLDPE(C4)20重量%に対して、r−EPC60重量%、CEBC20重量%を混合した樹脂を用いた。B層に使用する樹脂は実施例1と同じものとした。
このようにして用意したA層、B層の各層それぞれの樹脂を用い、各層の厚さ構成比率がA層/B層=30%/70%とした以外は実施例1と同様の方法で、基材フィルムとして耐加水分解性二軸延伸PETフィルム東レ(株)製“ルミラー”X10S(125μm)とラミネートして太陽電池裏面保護シートを作成し、EVA密着強度を測定した。その評価結果を表1に示す。 A層内のr−EPCの混合量が多いために、EVAシートとの密着強度が初期で50N/cmであったが、耐湿熱性試験48時間後では25N/cmと低下が大きかった。
(比較例4)
A層に使用する樹脂として、LLDPE(C4)75重量%に対して、r−EPC5重量%、CEBC20重量%を混合した樹脂を用いた。B層に使用する樹脂は実施例1と同じものとした。
このようにして用意したA層、B層の各層それぞれの樹脂を用い、各層の厚さ構成比率をA層/B層=30%/70%とした以外は実施例1と同様の方法で、基材フィルムとして耐加水分解性二軸延伸PETフィルム東レ(株)製“ルミラー”X10S(125μm)とラミネートして太陽電池裏面保護シートを作成し、EVA密着強度を測定した。その評価結果を表1に示す。
A層とB層の界面で剥離してしまい、EVAシートとの密着強度が初期で35N/cm、耐湿熱性試験48時間後も25N/cmであった。
(比較例5)
A層に使用する樹脂として、LLDPE(C4)70重量%に対して、r−EPC30重量%を混合した樹脂を用いた。B層に使用する樹脂は実施例1と同じものとした。C層に使用する樹脂として、b−PP100重量%を用いた。
このようにして用意したA層、B層、C層の各層それぞれの樹脂を用い、実施例4と同様の方法で、基材フィルムとして耐加水分解性二軸延伸PETフィルム東レ(株)製“ルミラー”X10S(125μm)とラミネートして太陽電池裏面保護シートを作成し、EVA密着強度を測定した。その評価結果を表1に示す。
EVAシートとの密着強度が初期で40N/cmであったが、CEBCが添加されないことから、耐湿熱性試験48時間後で凝集破壊が起こり、35N/cmとなった。
(比較例6)
A層に使用する樹脂として、LLDPE(C4)30重量%に対して、r−EPC20重量%、CEBC50重量%を混合した樹脂を用いた。B層に使用する樹脂は実施例1と同じものとした。
このようにして用意したA層、B層の各層それぞれの樹脂を用い、各層の厚さ構成比率をA層/B層=30%/70%とした以外は実施例1と同様の方法で、基材フィルムとして耐加水分解性二軸延伸PETフィルム東レ(株)製“ルミラー”X10S(125μm)とラミネートして太陽電池裏面保護シートを作成し、EVA密着強度を測定した。その評価結果を表1に示す。
EVAシートとの密着強度が初期では50N/cmであったが、A層内のCEBCの混合量が多過ぎるために耐熱性が低く、耐湿熱性試験48時間後では、35N/cmとなった。
Figure 2015228423
本発明は、高温・高湿度の環境に曝されても充填材シートであるエチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂シートとの密着性に優れた太陽電池モジュール裏面保護シート用ポリオレフィン系樹脂フィルムを提供するので、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂シート充填材を用いた太陽電池モジュールの製造分野に有効に利用できる。

Claims (3)

  1. 少なくともA層/B層の2層の構成からなるポリオレフィン系樹脂フィルムであって、A層が(a)ポリエチレン系樹脂20〜90重量%、(b)ポリプロピレン系樹脂9〜50重量%、および(c)オレフィン−ブタジエン−オレフィンブロック共重合体及びその水添加物1〜30重量%からなり、B層が融点140〜170℃のポリプロピレン系樹脂組成物からなることを特徴とする太陽電池モジュール裏面保護シート用ポリオレフィン系樹脂フィルム。
  2. A層側と熱圧着されたエチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂シートとの初期密着強度が60N/cm以上であり、120℃、100%RH条件下48時間後の密着強度が40N/cm以上であることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池モジュール裏面保護シート用ポリオレフィン系樹脂フィルム。
  3. 請求項1または2に記載の太陽電池モジュール裏面保護シート用ポリオレフィン系樹脂フィルムに、基材フィルムを積層した太陽電池モジュール裏面保護シート。
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