JP5420808B1 - ポリビニルアセタールを含有するフィルム - Google Patents

ポリビニルアセタールを含有するフィルム Download PDF

Info

Publication number
JP5420808B1
JP5420808B1 JP2013539834A JP2013539834A JP5420808B1 JP 5420808 B1 JP5420808 B1 JP 5420808B1 JP 2013539834 A JP2013539834 A JP 2013539834A JP 2013539834 A JP2013539834 A JP 2013539834A JP 5420808 B1 JP5420808 B1 JP 5420808B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
pvb
pva
molecular weight
peak top
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2013539834A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2015019452A1 (ja
Inventor
健 楠藤
宏一郎 磯上
浩孝 保田
俊輔 藤岡
嘉久 辻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kuraray Co Ltd filed Critical Kuraray Co Ltd
Application granted granted Critical
Publication of JP5420808B1 publication Critical patent/JP5420808B1/ja
Publication of JPWO2015019452A1 publication Critical patent/JPWO2015019452A1/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/28Condensation with aldehydes or ketones
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • B32B17/10005Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing
    • B32B17/1055Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the resin layer, i.e. interlayer
    • B32B17/10688Adjustment of the adherence to the glass layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • B32B17/10005Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing
    • B32B17/1055Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the resin layer, i.e. interlayer
    • B32B17/10761Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the resin layer, i.e. interlayer containing vinyl acetal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/10Esters; Ether-esters
    • C08K5/101Esters; Ether-esters of monocarboxylic acids
    • C08K5/103Esters; Ether-esters of monocarboxylic acids with polyalcohols
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048Encapsulation of modules
    • H01L31/0481Encapsulation of modules characterised by the composition of the encapsulation material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2329/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal, or ketal radical; Hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Derivatives of such polymer
    • C08J2329/14Homopolymers or copolymers of acetals or ketals obtained by polymerisation of unsaturated acetals or ketals or by after-treatment of polymers of unsaturated alcohols
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10Photovoltaic [PV]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

アセタール化度が50〜85モル%、ビニルエステル単量体単位の含有量が0.1〜20モル%、粘度平均重合度が200〜2000であるポリビニルアセタールを含有するフィルムであって、前記フィルム中の可塑剤の含有量がポリビニルアセタール100質量部に対して10質量部未満であり、下記式(1)及び(2)を満たすフィルムとする。
(A−B)/A<0.80 (1)
1.00×10−2<(b/y)/(a/x)<2.00×10−1 (2)
これにより、加熱による着色が少なく、異物(未溶解分)も少ないうえに、長期間使用しても透湿度が上昇しにくいフィルムが提供される。

Description

本発明はポリビニルアセタールを含有するフィルムに関する。また、本発明は当該フィルムからなる合わせガラス用中間膜、及び当該中間膜を用いた合わせガラスに関する。さらに、当該フィルムからなる太陽電池用封止材、及び当該封止材を用いた太陽電池モジュールに関する。
ポリビニルアセタールは、ポリビニルアルコール(以下「PVA」と略記する場合がある)とアルデヒド化合物を用いて、酸性条件下、水中にて、アセタール化反応することにより得られる。ポリビニルアセタールからなるフィルムは強靭であること、親水性のヒドロキシ基と疎水性のアセタール基を併せ持つユニークな構造であることなどから、様々な用途に用いられており、種々のポリビニルアセタールが提案されている。その中でも、PVAとホルムアルデヒドから製造されるポリビニルホルマール、PVAとアセトアルデヒドから製造される狭義のポリビニルアセタール、およびPVAとブチルアルデヒドから製造されるポリビニルブチラールは、商業的に重要な位置を占めている。
特に、ポリビニルブチラールは、自動車や建築物の合わせガラス用の中間膜等として広く用いられており、商業的に特に重要な位置を占めている。
一方で、ポリビニルアセタールは、加熱により着色しやすい;ポリビニルアセタールのフィルム中に不純物(未溶解分)が生じやすいなどの問題を有していた。これらの問題を解決するために、種々の提案がなされている。
特許文献1及び2には、高温高圧下にて特定の水酸化物イオン濃度でアセタール化することにより、ポリビニルアセタールの着色を抑制する方法が記載されている。また、特許文献3には、アセタール化反応して中和した後に還元剤を添加することにより、得られるポリビニルアセタールの着色を抑制する方法が記載されている。しかしながら、特許文献1〜3に記載された方法により得られたポリビニルアセタールを用いて作成されたフィルム中に不純物が生じやすかった。特許文献4には、アセタール化反応後の中和反応において、得られた樹脂粒子のスラリーの濃度を調整することにより、粗粒子の発生を抑制する方法が記載されている。また、特許文献5には、アセタール化反応に用いる、酸触媒と界面活性剤との関係を規定することにより粗粒子の発生を抑制する方法が記載されている。しかしながら、特許文献4及び5に記載された方法により得られたポリビニルアセタールを用いて作製されたフィルム中には不純物が生じやすかった。また、当該フィルムは加熱により着色し易かった。このようなことから、上述した問題が全て解決されたポリビニルアセタールが強く求められている。
特に、昨今の省エネルギー化、資源の有効活用などの観点から、フィルム製造工程全体の収率向上が非常に重要な課題となっている。収率を向上させる観点から、フィルム製造時に発生するフィルム端部の端材(トリム)を再利用することが重要である。しかしながら、異物(未溶解分)などが混入したトリムは、不良の原因になるため、事実上再利用できない。また、トリムを再利用した場合、得られるフィルムは溶融押出成形による熱履歴を複数回受けるため着色しやすい。このような点からも上述した問題の解決が求められている。
また近年、資源の有効利用や環境汚染の防止等の面から、太陽光を電気エネルギーに直接変換する太陽電池が広く使用され、さらなる開発が進められている。太陽電池モジュールは通常、外部の影響から保護するための透明な覆いを備えた光電性の半導体層(以下、太陽電池セルとよぶことがある)を有する。当該太陽電池セルは、通常ガラス板とガラス等の硬質カバープレートとの間、又はガラス板とバックシートとの間に設置され、接着性を有する封止材によって固定される。
一般的に、太陽電池セルは極めて壊れやすい。そのため、低粘度の樹脂で太陽電池セルを覆った後に、架橋させて封止する方法が知られている。そして、封止材の原料としてエチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)や硬化性注型樹脂を用いる方法が提案されている(特許文献6及び7参照)。これらの原料は、気泡を含むことなく太陽電池セルを覆うことが可能な低い粘度に調整することができる。そして、架橋反応後には所定の力学的強度を有する封止材となる。
EVAを用いた太陽電池モジュールの問題点は、EVAの加水分解又は熱分解で生じた酢酸により金属成分が腐食することであった。別の問題点は、架橋反応を進めながらラミネートする必要があり、ロール・トゥ・ロール・プロセスによる製造が困難なことであった。
硬化性注型樹脂を用いた太陽電池モジュールを製造する際には、太陽電池セルの埋め込みと樹脂の硬化の制御が困難であり、実際には殆ど採用されていない。さらに硬化性注型樹脂の中には、数年後に気泡が発生したり剥離したりするものがあった。
封止材として、熱可塑性樹脂であるポリビニルブチラール(以下、PVBと略記することがある)を用いる方法が提案されている(特許文献8及び9参照)。PVBは、分解した場合に酢酸となりうる酢酸ビニル単位の含有量がEVAに比べて少ないため、金属成分が腐食を起こしにくいという利点がある。また、PVBは熱可塑性樹脂であるため、流動開始温度での粘性が高い。そのため、ラミネートする際にガラス板端部から樹脂が流れ出て装置やガラス端面を汚すことが少ない。そして、PVBを用いた封止材はガラスに対する接着性及び耐貫通性に優れている。このように、力学的にも優れている。さらには、架橋工程を必要としないため、ロール・トゥ・ロール・プロセスによる太陽電池モジュールの製造が可能である。
しかしながら、特許文献8及び9に記載の封止材は、ロールへの巻き取りなどの取り扱い性を向上させるために、多量の可塑剤を含有させる必要があった。しかしながら、可塑剤により封止材の透湿度が上昇しやすかった。そのため、高温高湿下で長期間使用すると、金属成分が腐食されることにより太陽電池モジュールが変色し、発電効率が低下することがあった。このような問題点を解決するために、低可塑剤量のポリビニルアセタールを用いる方法が提案されている(特許文献10)。しかしながら、近年、太陽電池モジュールの長寿命化に対する要求は益々強まっており、更なる改善が求められている。
特開2011−219670号公報 特開2011−219671号公報 特開平05−140211号公報 特開平5−155915号公報 特開2002−069126号公報 特開昭58−23870号公報 特開平6−177412号公報 特開2006−13505号公報 国際公開第2009/151952号 国際公開第2013/002292号
本発明は、加熱による着色が少ないうえに、異物(未溶解分)が少ないフィルム及びその製造方法を提供することを目的とする。また、当該フィルムからなる合わせガラス用中間膜、及び当該中間膜を用いた合わせガラスを提供することを目的とする。また、太陽電池の寿命を延ばすことができる封止材、及び当該封止材を用いた太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
上記課題は、アセタール化度が50〜85モル%、ビニルエステル単量体単位の含有量が0.1〜20モル%、粘度平均重合度が200〜2000であるポリビニルアセタールを含有するフィルムであって、前記フィルム中の可塑剤の含有量がポリビニルアセタール100質量部に対して12質量部未満であり、下記式(1)及び(2)を満たすフィルムを提供することによって解決される。
(A−B)/A<0.80 (1)
1.00×10−2<(b/y)/(a/x)<2.00×10−1 (2)
式中、
A:230℃において3時間加熱された前記フィルムをゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、GPCと略記することがある)測定したときの、示差屈折率検出器で測定されるピークトップ分子量
a:ピークトップ分子量(A)におけるシグナル強度
B:230℃において3時間加熱された前記フィルムをGPC測定したときの、吸光光度検出器(測定波長280nm)で測定されるピークトップ分子量
b:ピークトップ分子量(B)におけるシグナル強度
x:単分散のポリメタクリル酸メチル(以下、ポリメタクリル酸メチルをPMMAと略記することがある)をGPC測定したときの、示差屈折率検出器で測定されるピークトップ分子量におけるシグナル強度
y:前記単分散のPMMAをGPC測定したときの、吸光光度検出器(測定波長220nm)で測定されるピークトップ分子量におけるシグナル強度
である。
ただし、フィルム及びPMMAのGPC測定において、
移動相:20mmol/lトリフルオロ酢酸ナトリウム含有ヘキサフルオロイソプロパノール(以下、ヘキサフルオロイソプロパノールをHFIPと略記することがある。)
試料濃度:1.00mg/ml
試料注入量:100μl
カラム温度:40℃
流速:1.0ml/分
である。
前記フィルムが、下記式(3)及び(4)を満たすことが好適である。
(A−C)/A<0.80 (3)
5.00×10−3<(c/(y)/(a/x)<7.00×10−2 (4)
式中、
A:前記式(1)と同じ
a、x、y:前記式(2)と同じ
C:230℃において3時間加熱された前記フィルムをGPC測定したときの、吸光光度検出器(測定波長320nm)で測定されるピークトップ分子量
c:ピークトップ分子量(C)におけるシグナル強度
である。
前記ポリビニルアセタールがPVBであることが好適である。
前記フィルムが可塑剤としてトリエチレングリコール−ジ2−エチルヘキサノエートを含有することが好適である。
前記フィルム中の塩化物イオン濃度が100ppm以下であることが好適である。
本発明のフィルムからなる合わせガラス用中間膜が本発明の好適な実施態様である。前記合わせガラス用中間膜を用いて複数のガラス板を接着してなる合わせガラスも本発明の好適な実施態様である。
また、本発明のフィルムからなる太陽電池用封止材も本発明の好適な実施態様である。前記太陽電池用封止材有する太陽電池モジュールも本発明の好適な実施態様である。
本発明のフィルムは、加熱による着色が少なく、異物(未溶解分)も少ない。また、当該フィルムは長期間使用しても透湿度が上昇しにくい。したがって、本発明のフィルムは、合わせガラス用中間膜として有用であるとともに、当該フィルムを太陽電池用封止材として用いることにより、太陽電池用モジュールの寿命が延びる。
本発明のフィルムにおいて、分子量と示差屈折率検出器(RI)で測定された値との関係、及び分子量と吸光光度検出器(UV)(測定波長280nm)で測定された吸光度との関係を示したグラフの一例である。 本発明の太陽電池モジュールの一例の断面模式図である。
本発明のフィルムは、アセタール化度が50〜85モル%、ビニルエステル単量体単位の含有量が0.1〜20モル%、粘度平均重合度が200〜2000であるポリビニルアセタールを含有するフィルムであって、前記フィルム中の可塑剤の含有量がポリビニルアセタール100質量部に対して12質量部未満であり、下記式(1)及び(2)を満たすものである。
(A−B)/A<0.80 (1)
1.00×10−2<(b/y)/(a/x)<2.00×10−1 (2)
式中、
A:230℃において3時間加熱された前記フィルムをGPC測定したときの、示差屈折率検出器で測定されるピークトップ分子量
a:ピークトップ分子量(A)におけるシグナル強度
B:230℃において3時間加熱された前記フィルムをGPC測定したときの、吸光光度検出器(測定波長280nm)で測定されるピークトップ分子量
b:ピークトップ分子量(B)におけるシグナル強度
x:単分散のPMMAをGPC測定したときの、示差屈折率検出器で測定されるピークトップ分子量におけるシグナル強度
y:前記単分散のPMMAをGPC測定したときの、吸光光度検出器(測定波長220nm)で測定されるピークトップ分子量におけるシグナル強度
である。
ただし、フィルム及びPMMAのGPC測定において、
移動相:20mmol/lトリフルオロ酢酸ナトリウム含有ヘキサフルオロイソプロパノール(以下、ヘキサフルオロイソプロパノールをHFIPと略記することがある。)
試料濃度:1.00mg/ml
試料注入量:100μl
カラム温度:40℃
流速:1.0ml/分
である。
本発明におけるGPC測定では、示差屈折率検出器及び吸光光度検出器を有し、これらの検出器による測定を同時に行うことができるGPC装置を使用する。吸光光度検出器の検出部のセルは、セル長(光路長)が10mmのものが好ましい。吸光光度検出器は、特定波長の紫外光の吸収を測定するものでもよいし、特定範囲の波長の紫外光の吸収を分光測定するものでもよい。測定に供されたフィルムは、GPCカラムによって各分子量成分に分離される。示差屈折率検出器によるシグナル強度は、概ねフィルム成分の濃度(g/l)に比例する。一方、吸光光度検出器により検出される成分は、所定の波長を吸収する構造を有するもののみである。前記GPC測定により、フィルムの各分子量成分ごとの、濃度および所定の波長における吸光度を測定することができる。
前記GPC測定において測定されるフィルム及びPMMAの溶解に用いる溶媒及び移動相として、20mmol/lの濃度のトリフルオロ酢酸ナトリウム含有HFIPを用いる。HFIPは、本発明のフィルム及びPMMAを溶解させることができる。また、トリフルオロ酢酸ナトリウムを添加することにより、カラム充填剤へのフィルム成分やPMMAの吸着が防止される。前記GPC測定における流速は通常1.0ml/分であり、カラム温度は通常40℃である。
前記GPC測定において使用されるGPCカラムは、本発明のフィルム中の成分を分子量ごとに分離できるものであれば特に限定されない。具体的には、昭和電工株式会社製「GPC HFIP−806M」等が好適に用いられる。
本発明において、標準PMMAとは、単分散のPMMAである。標準PMMAとして、通常、GPC測定による分子量測定の検量線作成用の標品として使用される単分散のPMMAを使用できる。分子量の異なる数種類の標準PMMAを測定し、GPC溶出容量と標準PMMAの分子量から検量線を作成する。本発明においては、示差屈折率検出器による測定には当該検出器を用いて作成した検量線を使用し、吸光光度検出器による測定には当該検出器(測定波長220nm)を用いて作成した検量線を使用する。これらの検量線を用いてGPC溶出容量から分子量に換算し、ピークトップ分子量(A)及びピークトップ分子量(B)を求める。
前記GPC測定の前に、フィルムを230℃において3時間加熱する。本発明においては、以下の方法でフィルムを加熱する。フィルムを圧力2MPa、230℃にて、3時間熱プレスすることにより加熱を行う。これにより、加熱処理後の試料の色相の差異を吸光度(すなわち、吸光光度検出器で検出されるシグナル強度)の差異に明確に反映させる。加熱に供するフィルムの厚みは、600〜800μmであり、通常の合わせガラス中間膜の厚みである概ね760μmであることが好ましい。
加熱されたフィルムを前述した溶媒(トリフルオロ酢酸ナトリウム含有HFIP)に溶解させて測定試料を得る。測定試料の濃度は1.00mg/mlとし、注入量は100μlとする。
図1は、本発明のフィルムをGPC測定して得られた、分子量と示差屈折率検出器で測定されたシグナル強度との関係、及び分子量と吸光光度検出器(測定波長280nm)で測定されたシグナル強度(吸光度)との関係を示したグラフの一例である。図1を用いて本発明におけるGPC測定についてさらに説明する。図1において、「RI」で示されるクロマトグラムは、溶出容量から換算したフィルム成分の分子量(横軸)に対して、示差屈折率検出器で測定されたシグナル強度をプロットしたものである。本発明において当該クロマトグラム中のピークの位置における分子量をピークトップ分子量(A)とし、ピークトップ分子量(A)におけるシグナル強度をシグナル強度(a)とする。なお、クロマトグラム中に複数のピークが存在する場合には、ピーク高さが最も高いピークの位置における分子量をピークトップ分子量(A)とする。
図1において、「UV」で示されるクロマトグラムは、溶出容量から換算したフィルム成分の分子量(横軸)に対して、吸光光度検出器(測定波長280nm)で測定されたシグナル強度(吸光度)をプロットしたものである。本発明において当該クロマトグラム中のピークの位置における分子量をピークトップ分子量(B)とし、ピークトップ分子量(B)におけるシグナル強度(吸光度)をシグナル強度(b)とする。なお、クロマトグラム中にピークが複数存在する場合には、ピーク高さが最も高いピークの位置における分子量をピークトップ分子量(B)とする。
本発明のフィルムは、上述した方法によりGPC測定されたときの、示差屈折率検出器で測定されるピークトップ分子量(A)と、吸光光度検出器(測定波長280nm)で測定されるピークトップ分子量(B)が下記式(1)を満たす。
(A−B)/A<0.80 (1)
示差屈折率検出器によるシグナル強度は、各分子量成分におけるフィルム成分の濃度(g/l)の指標となる。一方、吸光光度検出器(測定波長280nm)によるシグナル強度(吸光度)は、各分子量成分中の波長280nmの紫外光を吸収する構造を有する成分の含有量の指標となる。通常、ピークトップ分子量(B)よりもピークトップ分子量(A)のほうが大きいため、(A−B)/Aは正の値になる。ピークトップ分子量(B)が大きくなれば、(A−B)/Aは小さくなり、ピークトップ分子量(B)が小さくなれば、(A−B)/Aは大きくなる。すなわち、(A−B)/Aが大きい場合には、フィルム中の低分子量成分に波長280nmの紫外線を吸収する成分が多いことを意味する。
(A−B)/Aが0.80以上の場合、上述の通り、低分子量成分に波長280nmの紫外線を吸収する成分が多くなる。この場合には、フィルム中の異物が増える。また、本発明のフィルムを用いて製造された太陽電池モジュールの寿命が短くなる。さらに、フィルムの耐着色性、フィルム中の異物(未溶解分)及び得られる太陽電池モジュールの寿命に関する性能のバランスが取れない。(A−B)/Aは、好ましくは0.75未満であり、より好ましくは0.70未満である。
本発明のフィルムは下記式(2)を満たす。
1.00×10−2<(b/y)/(a/x)<2.00×10−1 (2)
式(2)中、aは、前記GPC測定における、ピークトップ分子量(A)における示差屈折率検出器で測定されるシグナル強度である。bは、ピークトップ分子量(B)における吸光光度検出器(測定波長280nm)で測定されるシグナル強度(吸光度)である。
式(2)中、xは、単分散のPMMAをGPC測定したときの、示差屈折率検出器で測定されるピークトップ分子量におけるシグナル強度である。yは、前記単分散のPMMAをGPC測定したときの、吸光光度検出器で(測定波長220nm)で測定されるピークトップ分子量におけるシグナル強度(吸光度)である。単分散のPMMAのGPC測定は、加熱されたフィルムの代わりに単分散のPMMAを用いること及び吸光光度検出器の測定波長を220nmに変更すること以外は、前述したフィルムのGPC測定と同様にして行う。シグナル強度(x)は、シグナル強度(a)と同様にして求められる。シグナル強度(y)は、シグナル強度(b)と同様にして求められる。x及びyを求める際に使用する単分散のPMMAとして、重量平均分子量約85000であるPMMAが好ましい。
(b/y)/(a/x)は、フィルム成分中の、波長280nmの紫外光を吸収する構造を有する成分の含有量の指標となる。この値が大きい場合は、当該含有量が多いことを意味する。上述したとおり、示差屈折率検出器によるシグナル強度は概ねフィルム成分の濃度(g/l)に比例する。一方、吸光光度検出器により検出されるものは、測定波長である280nmに吸収を有する成分のみであり、吸光光度検出器によるシグナル強度(吸光度)は、280nmに吸収を有する成分の濃度に比例する。通常、示差屈折率検出器のシグナル強度は「ミリボルト」、吸光光度検出器のシグナル強度(吸光度)は「アブソーバンスユニット(A.U.)」で表示される。
但し、示差屈折率検出器により測定されるシグナル強度(a)及び吸光光度検出器により得られるシグナル強度(b)は、GPC装置の機種や測定条件によって異なるため、両者の比を単純に比較することは難しい。それに対して、本発明では、以下に説明するとおり、示差屈折率検出器により得られるシグナル強度と、吸光光度検出器により得られるシグナル強度の比を、GPC装置の機種や測定条件による差がなく求められる。
本発明では、示差屈折率検出器による単分散のPMMAのシグナル強度(x)に対する示差屈折率検出器によるフィルムのシグナル強度(a)の比(a/x)と、吸光光度検出器による単分散のPMMAのシグナル強度(y)に対する吸光光度検出器によるフィルムのシグナル強度(b)の比(b/y)とをそれぞれ求める。そして、両者の比(b/y)/(a/x)を求め、これを波長280nmの紫外光を吸収する構造を有する成分の含有量の指標とする。このように、単分散のPMMAのシグナル強度を基準に用いることで、装置の機種や測定条件に関わらず、同じ指標により評価できる。
本発明のフィルムは、下記式(2’)を満たすことが好ましく、下記式(2”)を満たすことがより好ましい。
1.50×10−2<(b/y)/(a/x)<1.50×10−1 (2’)
2.00×10−2<(b/y)/(a/x)<1.00×10−1 (2”)
(b/y)/(a/x)が1.00×10−2以下である場合、上述の通り、フィルム成分中に波長280nmの紫外光を吸収する成分が少ない。そのため、フィルム中の異物(未溶解分)が増える。また、本発明のフィルムを用いて製造された太陽電池モジュールの寿命が短くなる。さらに、フィルムの耐着色性、フィルム中の異物(未溶解分)及び得られる太陽電池モジュールの寿命に関する性能のバランスが取れない。逆に、(b/y)/(a/x)が2.00×10−1以上である場合、フィルム成分中に波長280nmの紫外光を吸収する成分が多い。そのため、フィルムの耐着色性が悪化する上に、得られる太陽電池モジュールの寿命が短くなる。
フィルムの耐着色性、フィルム中の異物(未溶解分)及び得られる太陽電池モジュールの寿命に関する性能のバランスに優れる観点からは、前記GPC測定における、示差屈折率検出器で測定されるピークトップ分子量(A)と、吸光光度検出器(測定波長320nm)で測定されるピークトップ分子量(C)が下記式(3)
(A−C)/A<0.80 (3)
を満たすことが好ましい。
ピークトップ分子量(C)は、吸光光度検出器における測定波長が320nmであること以外はピークトップ分子量(B)と同様にして測定される。ピークトップ分子量(C)は、フィルム成分中に存在する、320nmに吸収を有する成分に由来する。通常、ピークトップ分子量(C)よりもピークトップ分子量(A)のほうが大きいため、(A−C)/Aは正の値になる。ピークトップ分子量(C)が大きくなれば、(A−C)/Aは小さくなり、ピークトップ分子量(C)が小さくなれば、(A−C)/Aは大きくなる。すなわち、(A−C)/Aが大きい場合には、フィルム成分中の低分子量成分に320nm波長の紫外線を吸収する成分が多いことを意味する。
(A−C)/Aが0.80以上の場合、上述の通り、低分子量成分に波長320nmの紫外線を吸収する成分が多くなる。この場合には、フィルム中の異物が増えるおそれがある。また、本発明のフィルムを用いて製造された太陽電池モジュールの寿命が短くなるおそれがある。さらに、フィルムの耐着色性、フィルム中の異物(未溶解分)及び得られる太陽電池モジュールの寿命に関する性能のバランスが取れないおそれがある。(A−C)/Aは、より好ましくは0.75未満であり、さらに好ましくは0.70未満である。
本発明のフィルムは、下記式(4)を満たすことが好ましい。
5.00×10−3<(c/y)/(a/x)<7.00×10−2 (4)
式(4)中、a、x及びyは、上記式(2)と同じである。cは、ピークトップ分子量(C)における吸光光度検出器(測定波長320nm)で測定されるシグナル強度(吸光度)である。
ここで、(c/y)/(a/x)は、フィルム成分中の、波長320nmの紫外光を吸収する構造を有する成分の含有量の指標となる。この値が大きい場合は、当該含有量が多いことを意味する。そして、吸光光度検出器における測定波長が320nmであること以外は、上述の(b/y)/(a/x)と同様にして求められる。
本発明フィルムは、下記式(4’)を満たすことが好ましく、下記式(4”)を満たすことがより好ましい。
7.00×10−3<(c/y)/(a/x)<6.00×10−2 (4’)
1.00×10−2<(c/y)/(a/x)<5.00×10−2 (4”)
(c/y)/(a/x)が5.00×10−3以下である場合、上述の通り、フィルム成分中に波長320nmの紫外光を吸収する成分が少ない。そのため、フィルム中の異物が増えるおそれがある。また、フィルムの耐着色性、フィルム中の異物(未溶解分)及び得られる太陽電池モジュールの寿命に関する性能のバランスが取れないおそれがある。逆に、(c/y)/(a/x)が7.00×10−2以上である場合、フィルム成分中に波長320nmの紫外光を吸収する成分が多い。そのため、フィルムの耐着色性が悪化するおそれや本発明のフィルムを用いて製造された太陽電池モジュールの寿命が短くなるおそれがある。
本発明のフィルム中のポリビニルアセタールのアセタール化度は、50〜85モル%であり、好ましくは55〜82モル%、より好ましくは60〜78モル%、更に好ましくは65〜75モル%である。アセタール化度が50モル%に満たない場合には、ポリビニルアセタールの可塑剤などに対する相溶性が低下する。また、得られるフィルムの耐貫通性が低下する。一方、アセタール化度が85モル%を超える場合には、アセタール化反応の効率が著しく低下するため高温長時間の反応が必要になる。その結果、得られるフィルムの耐着色性が低下するとともに、本発明のフィルムを用いて製造された太陽電池モジュールの寿命が短くなる。
なお、アセタール化度はポリビニルアセタールを構成する全単量体単位に対する、アセタール化されたビニルアルコール単量体単位の割合を表す。原料のPVA中のビニルアルコール単量体単位のうち、アセタール化されなかったものは、得られるポリビニルアセタール中において、ビニルアルコール単量体単位として残存する。
本発明のフィルム中のポリビニルアセタールの粘度平均重合度は、JIS−K6726に準じて測定される原料のPVAの粘度平均重合度で表される。すなわち、PVAをけん化度99.5モル%以上に再けん化し、精製した後、30℃の水中で測定した極限粘度[η]から次式により求めることができる。PVAの粘度平均重合度と、それをアセタール化して得られるポリビニルアセタールの粘度平均重合度とは、実質的に同じである。

P=([η]×10000/8.29)(1/0.62)
前記ポリビニルアセタールの粘度平均重合度は200〜2000であり、250〜1700が好ましく、300以上1400未満がより好ましい。粘度平均重合度が200に満たない場合には、実用的な強度が得られない。逆に、粘度平均重合度が2000を超える場合には溶融粘度が高くなりすぎ、製膜時のせん断発熱によりポリビニルアセタールが着色しやすくなり、本発明の効果が得られない。
本発明のフィルム中のポリビニルアセタールのビニルエステル単量体単位の含有量は0.1〜20モル%であり、好ましくは0.3〜18モル%であり、より好ましくは0.5〜15モル%であり、更に好ましくは0.7〜13モル%である。ビニルエステル単量体単位の含有量が0.1モル%に満たない場合、ポリビニルアセタールを安定に製造することができず、製膜できない。また、ビニルエステル単量体単位の含有量が20モル%を超える場合には、フィルムの着色が激しくなる。
前記ポリビニルアセタール中の、アセタール化された単量体単位、ビニルエステル単量体単位及びビニルアルコール単量体単位以外の単量体単位の含有量は、好ましくは20モル%以下、より好ましくは10モル%以下である。
本発明のフィルム中の可塑剤含有量は、ポリビニルアセタール100質量部に対して、12質量部未満であり、10質量部未満が好ましく、9質量部未満がより好ましい。可塑剤含有量が12質量部以上である場合、本発明のフィルムを用いて製造された太陽電池モジュールの寿命が短くなる。長期間経過後も透湿度の上昇が極めて少ないフィルムを得る観点からは、本発明のフィルムは可塑剤を実質的に含まないことが好ましい。このようなフィルムからなる封止材を用いて製造された太陽電池モジュールは寿命がさらに向上する。
前記可塑剤は、本発明の効果を損なわず、かつポリビニルアセタールとの相溶性に問題がなければ特に制限されない。前記可塑剤として、両末端に水酸基を有するオリゴアルキレングルコールとカルボン酸とのモノまたはジエステル、ジカルボン酸と水酸基含有化合物とのジエステルなどを用いることができる。これらは単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。両末端に水酸基を有するオリゴアルキレングリコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,2−プロピレングリコールの二量体および三量体、1,3−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコールの二量体および三量体、1,2−ブチレングリコール、1,2−ブチレングリコールの二量体および三量体、1,4−ブチレングリコール、1,4−ブチレングリコールの二量体および三量体、1,2−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,2−オクタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、1,2−デカンジオール、1,4−シクロヘキサンジオールなどが挙げられる。カルボン酸としては、酢酸、プロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、2−エチルヘキサン酸、ノナン酸、デカン酸などが挙げられる。ここで、オリゴアルキレングリコールとカルボン酸との組み合わせは任意である。これらの中でも、トリエチレングリコールと2−エチルヘキサン酸のモノエステルおよびジエステルが取り扱い性(成形時の揮発性)などの観点で好ましい。また、ジカルボン酸としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン酸などのアルキレンジカルボン酸や、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸などの芳香族ジカルボン酸などが挙げられる。水酸基含有化合物としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、2−エチルヘキサノール、ノナオール、デカノール、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−プロポキシエタノール、2−ブトキシエタノールなどが挙げられる。ここで、ジカルボン酸と水酸基含有化合物の組み合わせは任意である。
また、本発明に使用される可塑剤の酸価は0.50KOHmg/g以下であることが好ましく、0.30KOHmg/g以下であることがより好ましく、0.10KOHmg/g以下であることがさらに好ましく、0.06KOHmg/g以下であることが特に好ましい。可塑剤の酸価が0.50KOHmg/gを超える場合、得られるフィルムが着色したり、分解ガスを生じたりすることがある。その結果、前記フィルムを用いて製造された太陽電池モジュールの寿命が短くなるおそれや前記フィルムからなる合わせガラス用中間膜の長期耐久性が低下するおそれがある。ここで、可塑剤の酸価は、JIS K6728:1977年に準じて測定した値である。
前記ポリビニルアセタールは、通常、PVAをアセタール化することにより製造する。
原料PVAのけん化度は80〜99.9モル%が好ましく、より好ましくは82〜99.7モル%であり、更に好ましくは85〜99.5モル%であり、更に好ましくは87〜99.3モル%である。原料PVAのけん化度が80モル%に満たない場合、フィルム中の異物(未溶解分)の数が増加するおそれや、フィルムの耐着色性が悪化するおそれがある。また、得られる太陽電池モジュールの寿命が短くなるおそれがある。けん化度が99.9モル%を超える場合、PVAを安定に製造することができない場合がある。
原料PVAは、カルボン酸のアルカリ金属塩を含有しても良く、その含有量はアルカリ金属の質量換算で0.50質量%以下が好ましく、0.37質量%以下がより好ましく、0.28質量%以下が更に好ましく、0.23質量以下が特に好ましい。原料PVA中のカルボン酸のアルカリ金属塩の含有量が0.50質量%を超える場合、フィルムが着色しやすくなる場合がある。カルボン酸のアルカリ金属塩の含有量(アルカリ金属の質量換算)は、PVAを白金ルツボにて灰化したのち、得られた灰分をICP発光分析により測定して得たアルカリ金属イオン量から求めることができる。
原料PVAの製造に用いられるビニルエステルモノマーとしては、例えば、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、ピバリン酸ビニルおよびバーサティック酸ビニル等が挙げられ、とりわけ酢酸ビニルが好ましい。
また、原料PVAは、ビニルエステルモノマーを2−メルカプトエタノール、n−ドデシルメルカプタン、メルカプト酢酸、3−メルカプトプロピオン酸などのチオール化合物の存在下で重合させ、得られるポリビニルエステルをけん化することによっても製造することもできる。この方法により、チオール化合物に由来する官能基が末端に導入されたPVAが得られる。
ビニルエステル単量体を重合する方法としては、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法などの公知の方法が挙げられる。その方法の中でも、無溶媒で行う塊状重合法またはアルコールなどの溶媒を用いて行う溶液重合法が通常採用される。本発明の効果を高める点では、低級アルコールと共に重合する溶液重合法が好ましい。低級アルコールとしては、特に限定はされないが、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなど炭素数3以下のアルコールが好ましく、通常、メタノールが用いられる。塊状重合法や溶液重合法で重合反応を行うにあたって、反応の方式は回分式および連続式のいずれの方式にても実施可能である。重合反応に使用される開始剤としては、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチル−バレロニトリル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)などのアゾ系開始剤;過酸化ベンゾイル、n−プロピルパーオキシカーボネート、パーオキシジカーボネートなどの有機過酸化物系開始剤など本発明の効果を損なわない範囲で公知の開始剤が挙げられる。中でも、60℃での半減期が10〜110分の有機化酸化物系開始剤が好ましく、特にパーオキシジカーボネートを用いることが好ましい。重合反応を行う際の重合温度については特に制限はないが、5℃〜200℃の範囲が適当である。
ビニルエステル系単量体をラジカル重合させる際には、本発明の効果が損なわれない範囲であれば、必要に応じて、共重合可能な単量体を共重合させることができる。このような単量体としては、エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブテン、1−ヘキセン等のα−オレフィン類;フマール酸、マレイン酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸等のカルボン酸またはその誘導体;アクリル酸またはその塩、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸イソプロピル等のアクリル酸エステル類;メタクリル酸またはその塩、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸イソプロピル等のメタクリル酸エステル類;アクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド等のアクリルアミド誘導体;メタクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド等のメタクリルアミド誘導体;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;エチレングリコールビニルエーテル、1,3−プロパンジオールビニルエーテル、1,4−ブタンジオールビニルエーテル等のヒドロキシ基含有ビニルエーテル類;アリルアセテート、プロピルアリルエーテル、ブチルアリルエーテル、ヘキシルアリルエーテル等のアリルエーテル類;オキシアルキレン基を有する単量体;酢酸イソプロペニル、3−ブテン−1−オール、4−ペンテン−1−オール、5−ヘキセン−1−オール、7−オクテン−1−オール、9−デセン−1−オール、3−メチル−3−ブテン−1−オール等のヒドロキシ基含有α−オレフィン類;エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等のスルホン酸基を有する単量体;ビニロキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、ビニロキシブチルトリメチルアンモニウムクロライド、ビニロキシエチルジメチルアミン、ビニロキシメチルジエチルアミン、N−アクリルアミドメチルトリメチルアンモニウムクロライド、N−アクリルアミドエチルトリメチルアンモニウムクロライド、N−アクリルアミドジメチルアミン、アリルトリメチルアンモニウムクロライド、メタアリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジメチルアリルアミン、アリルエチルアミン等のカチオン基を有する単量体;ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルジメチルメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルジメチルエトキシシラン、3−(メタ)アクリルアミド−プロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリルアミド−プロピルトリエトキシシラン等のシリル基を有する単量体などが挙げられる。これらのビニルエステル系単量体と共重合可能な単量体の使用量は、その使用される目的および用途等によっても異なるが、通常、共重合に用いられる全ての単量体を基準にした割合で20モル%以下、好ましくは10モル%以下である。
上述の方法により得られたポリビニルエステルをアルコール溶媒中でけん化することによりPVAが得られる。
ポリビニルエステルのけん化反応の触媒としては通常アルカリ性物質が用いられ、その例として、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属の水酸化物、およびナトリウムメトキシドなどのアルカリ金属アルコキシドが挙げられる。アルカリ性物質の使用量は、ポリビニルエステルのビニルエステル単量体単位を基準にしたモル比で0.002〜0.2の範囲内であることが好ましく、0.004〜0.1の範囲内であることが特に好ましい。けん化触媒は、けん化反応の初期に一括して添加しても良いし、けん化反応の初期に一部を添加し、残りをけん化反応の途中で添加しても良い。
けん化反応に用いることができる溶媒としては、メタノール、酢酸メチル、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、ジメチルホルムアミドなどが挙げられる。これらの溶媒の中でもメタノールが好ましく用いられる。その使用にあたり、メタノールの含水率が好ましくは0.001〜1重量%、より好ましくは0.003〜0.9重量%、特に好ましくは0.005〜0.8重量%に調整される。
けん化反応は、好ましくは5〜80℃、より好ましくは20〜70℃の温度で行われる。けん化反応に必要とされる時間は、好ましくは5分間〜10時間、より好ましくは10分間〜5時間である。けん化反応は、バッチ法および連続法のいずれの方式によっても実施可能である。けん化反応の終了後に、必要に応じて、残存するけん化触媒を中和しても良い。使用可能な中和剤として、酢酸、乳酸などの有機酸、および酢酸メチルなどのエステル化合物などが挙げられる。
けん化反応時に添加したアルカリ金属を含有するアルカリ性物質は、通常、けん化反応の進行により生じる酢酸メチルなどのエステルにより中和されるか、酢酸などのカルボン酸添加などにより中和される。このとき、酢酸ナトリウムなどのカルボン酸のアルカリ金属塩が生じる。上述したとおり、原料のPVAはカルボン酸のアルカリ金属塩を所定量含有することが好ましい。
このようなPVAを得るために、けん化後にPVAをメタノールなどの低級アルコールを含む洗浄液で洗浄しても良い。前記洗浄液は、低級アルコール100質量部に対して20質量部以下の水を含んでいてもよい。また、前記洗浄液は、けん化工程において生成する酢酸メチルなどのエステルを含んでいてもよい。このときの、エステルの含有量としては、特に制限はないが、低級アルコール100質量部に対して、1000質量部以下が好ましい。洗浄に用いる洗浄液の添加量としては、けん化により得られる、アルコールによってPVAが膨潤したゲル100質量部に対して、100質量部〜10000質量部が好ましく、150質量部〜5000質量部がより好ましく、200質量部〜1000質量部が更に好ましい。洗浄液の添加量が100質量部に満たない場合には、カルボン酸のアルカリ金属塩量が上記範囲を超えるおそれがある。一方、洗浄液の添加量が10000質量部を超える場合には、添加量を増やすことによる洗浄効果の改善が見込めない。洗浄の方法としては、特に限定はないが、例えば、槽内にPVA(膨潤したゲル)と洗浄液とを加え、5〜100℃で、5分〜180分程度、攪拌あるいは静置し脱液する工程を、カルボン酸のアルカリ金属塩の含有量が上記範囲になるまで繰り返すバッチ方式が挙げられる。また、おおよそバッチ方式と同温度、同時間で、塔頂からPVAを連続的に添加するとともに、塔底より洗浄液を連続的に添加し、両者を接触交流させる連続方式も挙げられる。
原料PVAに含有されるカルボン酸のアルカリ金属塩としては、上述したけん化工程で使用するアルカリ触媒、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムメチラートなどをカルボン酸で中和して得られるもの、また、重合工程で使用する酢酸ビニルなどの原料ビニルエステル単量体の加アルコール分解を抑制する目的で添加されるカルボン酸が、けん化工程で中和されて得られるもの、ラジカル重合を停止させるために添加する禁止剤として共役二重結合を有するカルボン酸を用いた場合に、当該カルボン酸がけん化工程で中和されて得られるもの、あるいは意図的に添加されたものもなどが含まれる。具体例としては、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、プロピオン酸ナトリウム、プロピオン酸カリウム、グリセリン酸ナトリウム、グリセリン酸カリウム、リンゴ酸ナトリウム、リンゴ酸カリウム、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム、乳酸ナトリウム、乳酸カリウム、酒石酸ナトリウム、酒石酸カリウム、サリチル酸ナトリウム、サリチル酸カリウム、マロン酸ナトリウム、マロン酸カリウム、コハク酸ナトリウム、コハク酸カリウム、マレイン酸ナトリウム、マレイン酸カリウム、フタル酸ナトリウム、フタル酸カリウム、シュウ酸ナトリウム、シュウ酸カリウム、グルタル酸ナトリウム、グルタル酸カリウム、アビエチン酸ナトリウム、アビエチン酸カリウム、ソルビン酸ナトリウム、ソルビン酸カリウム、2,4,6−オクタトリエン−1−カルボン酸ナトリウム、2,4,6−オクタトリエン−1−カルボン酸カリウム、エレオステアリン酸ナトリウム、エレオステアリン酸カリウム、2,4,6,8−デカテトラエン−1−カルボン酸ナトリウム、2,4,6,8−デカテトラエン−1−カルボン酸カリウム、レチノイン酸ナトリウム、レチノイン酸カリウムなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
こうして得られたPVAをアセタール化してフィルムの製造に用いられるポリビニルアセタールを製造する。アセタール化の方法は特に限定されないが、例えば以下の方法が挙げられる。80〜100℃に加熱してPVAを水に溶解させた後、10〜60分かけて徐々に冷却することにより、PVAの3〜40質量%水溶液を得る。温度が−10〜30℃まで低下したところで、前記水溶液にアルデヒドおよび酸触媒を添加し、温度を一定に保ちながら、30〜300分間アセタール化反応を行う。その際、一定のアセタール化度に達したポリビニルアセタールが析出する。その後反応液を30〜300分かけて25〜80℃まで昇温し、その温度を10分〜25時間保持する(この温度を追い込み時反応温度とする)。次に反応溶液に、必要に応じてアルカリなどの中和剤を添加して酸触媒を中和し、水洗、乾燥することにより、ポリビニルアセタールが得られる。
一般的に、このような反応や処理の工程においてポリビニルアセタールからなる凝集粒子が生じ、粗粒子を形成しやすい。このような粗粒子が生じた場合には、バッチ間のばらつきの原因になるおそれがある。それに対して、後述する特定のPVAを原料とした場合、従来品より粗粒子の生成が抑制され、その結果、得られるポリビニルアセタールを溶融製膜した際に、異物(未溶解分)が低減されたフィルムを得ることができる。
アセタール化反応に用いる酸触媒としては特に限定されず、有機酸および無機酸のいずれでも使用可能であり、例えば、酢酸、パラトルエンスルホン酸、硝酸、硫酸、塩酸等が挙げられる。これらの中でも塩酸、硫酸、硝酸が好ましく用いられる。また一般には、硝酸を用いた場合は、アセタール化反応の反応速度が速くなり、生産性の向上が望める一方、得られるポリビニルアセタールの粒子が粗大になりやすく、バッチ間のばらつきが大きくなる傾向があるが、後述する特定のPVAを原料とした場合、粗粒子の生成が抑制され、結果として、得られたポリビニルアセタールを溶融製膜した際に、異物(未溶解分)が低減されたフィルムを得ることができる。
上述の方法により得られるポリビニルアセタールは、水の存在下、酸により分解してアルデヒドを生じる。このようなアルデヒドの生成を防止する観点から、アルカリ中和後のポリビニルアセタールのアルカリタイター値が正の値になるよう調整することが好ましい。アルカリ中和後のポリビニルアセタールのアルカリタイター値は、0.1〜30であることが好ましく、1〜20であることがより好ましく、1〜10であることがさらに好ましい。アルカリタイター値が0.1未満であると、加水分解しやすくなるおそれがある。逆にアルカリタイター値が30を超えると、フィルム製造時に着色しやすくなるおそれがある。ここで、アルカリタイター値とは、100gのポリビニルアセタール中のアルカリ成分を中和滴定するのに要する0.01mol/L塩酸量(mL)である。
また、上述の方法により得られるポリビニルアセタールの酸価は、0.50KOHmg/g以下であることが好ましく、0.30KOHmg/g以下であることがより好ましく、0.10KOHmg/g以下であることがさらに好ましく、0.06KOHmg/g以下であることが特に好ましい。ポリビニルアセタールの酸価が0.50KOHmg/gを超えると、得られる太陽電池用封止材又は合わせガラス用中間膜が着色するおそれや、得られる太陽電池モジュールの電極が腐食し、寿命を低下するおそれがある。ここで、ポリビニルアセタールの酸価は、JIS
K6728:1977年に準じて測定した値である。
ポリビニルアセタールのアセタール化反応に用いられるアルデヒドは特に限定されないが、従来公知の炭素数1〜8のアルデヒドが好ましく、炭素数4〜6のアルデヒドがより好ましく、n−ブチルアルデヒドが特に好ましい。本発明においては、アルデヒドを2種類以上併用して得られるポリビニルアセタールを使用することもできる。
本発明において、フィルムのGPC測定により求められる各値がそれぞれ上述した範囲に入るように調整する方法としては、1)ポリビニルアセタールに酸化防止剤を添加して製膜する方法、2)フィルムの製造に用いるポリビニルアセタールの原料に特定のPVAを用いる方法、3)特定のポリビニルアセタールを用いて製膜する方法が挙げられる。これらの方法を適宜組み合わせてもよい。
上記1)の方法で用いられる酸化防止剤は、特に限定されないが、例えばフェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤などが挙げられ、これらの中でもフェノール系酸化防止剤が好ましく、アルキル置換フェノール系酸化防止剤が特に好ましい。
フェノール系酸化防止剤の例としては、2−t−ブチル−6−(3−t−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、2,4−ジt−アミル−6−(1−(3,5−ジt−アミル−2−ヒドロキシフェニル)エチル)フェニルアクリレートなどのアクリレート系化合物;2,6−ジt−ブチル−4−メチルフェノール、2,6−ジt−ブチル−4−エチルフェノール、オクタデシル−3−(3,5−)ジt−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,2’−メチレン−ビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデン−ビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデン−ビス(6−t−ブチル−m−クレゾール)、4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、ビス(3−シクロヘキシル−2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)メタン、3,9−ビス(2−(3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ)−1,1−ジメチルエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジt−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス(メチレン−3−(3’,5’−ジt−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート)メタン、トリエチレングリコールビス(3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート)などのアルキル置換フェノール系化合物;6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジt−ブチルアニリノ)−2,4−ビス−オクチルチオ−1,3,5−トリアジン、6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルアニリノ)−2,4−ビス−オクチルチオ−1,3,5−トリアジン、6−(4−ヒドロキシ−3−メチル−5−t−ブチルアニリノ)−2,4−ビス−オクチルチオ−1,3,5−トリアジン、2−オクチルチオ−4,6−ビス−(3,5−ジt−ブチル−4−オキシアニリノ)−1,3,5−トリアジンなどのトリアジン基含有フェノール系化合物などが挙げられる。
リン系酸化防止剤としては、例えば、トリフェニルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、フェニルジイソデシルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(ジノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2−t−ブチル−4−メチルフェニル)ホスファイト、トリス(シクロヘキシルフェニル)ホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジt−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイド、10−(3,5−ジt−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイド、10−デシロキシ−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレンなどのモノホスファイト系化合物;4,4’−ブチリデン−ビス(3−メチル−6−t−ブチルフェニル−ジトリデシルホスファイト)、4,4’−イソプロピリデン−ビス(フェニル−ジアルキル(C12〜C15)ホスファイト)、4,4’−イソプロピリデン−ビス(ジフェニルモノアルキル(C12〜C15)ホスファイト)、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ジトリデシルホスファイト−5−t−ブチルフェニル)ブタン、テトラキス(2,4−ジt−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンホスファイトなどのジホスファイト系化合物が挙げられる。中でもモノホスファイト系化合物が好ましい。
硫黄系酸化防止剤としては、例えば、ジラウリル3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリル3,3’−チオジプロピオネート、ラウリルステアリル3,3’−チオジプロピオネート、ペンタエリスリトール−テトラキス−(β−ラウリル−チオプロピオネート)、3,9−ビス(2−ドデシルチオエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカンなどがある。
これらの酸化防止剤は単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。酸化防止剤の配合量は、特に制限はないが、ポリビニルアセタール100質量部に対して好ましくは0.001〜5質量部、より好ましくは0.01〜1質量部の範囲である。酸化防止剤の量が0.001質量部未満である場合には十分な効果が発現しないことがあり、また5質量部を超える場合、配合量を増やすことによる効果の向上が望めない。
上記2)の方法で用いられるPVAとしては、120℃において3時間加熱された前記PVAをGPC測定したときの、示差屈折率検出器で測定されるピークトップ分子量(D)と、吸光光度検出器(測定波長280nm)で測定されるピークトップ分子量(E)が下記式(5)
(D−E)/D<0.75 (5)
を満たし、かつピークトップ分子量(E)における吸光度が0.25×10−3〜3.00×10−3となるものが好ましい。このときのGPC測定は、以下の点以外は、上述した、フィルムのGPC測定方法と同様にして行う。
前記GPC測定において、GPCカラムとして、昭和電工株式会社製「GPC HFIP−806M」を用いる。吸光光度検出器のセル長は10mmとする。測定時のカラム温度は40℃とし、流速は1ml/分とする。
前記GPC測定において、以下に示す条件で加熱したPVAを測定する。PVA粉体を溶解させた水溶液を流延した後、20℃、65%RHにて乾燥させてPVAフィルムを得る。当該PVAフィルムの厚みは、30〜75μmであり、40〜60μmが好ましい。加熱乾燥後の試料の色相の差異を吸光度の差異に明確に反映させるために、熱風乾燥機を用いて当該フィルムを120℃において3時間加熱する。試料間の熱処理誤差を抑制する観点から、熱風乾燥機としてギアオーブンが好ましい。こうして加熱されたPVAをGPC測定に供する。
前記PVAのピークトップ分子量(D)は、上述したフィルムのピークトップ分子量(A)と同様にして求め、原料PVAのピークトップ分子量(E)は、上述したフィルムのピークトップ分子量(B)と同様にして求める。
前記PVAは、上述した方法によりGPC測定されたときの、示差屈折率検出器で測定されるピークトップ分子量(D)と、吸光光度検出器(測定波長280nm)で測定されるピークトップ分子量(E)が下記式(5)を満たすことが好ましい。
(D−E)/D<0.75 (5)
ピークトップ分子量(D)は、PVAの分子量の指標となる値である。一方、ピークトップ分子量(E)は、PVA中に存在する、280nmに吸収を有する成分に由来する。通常、ピークトップ分子量(E)よりもピークトップ分子量(D)のほうが大きいため、(D−E)/Dは正の値になる。ピークトップ分子量(E)が大きくなれば、(D−E)/Dは小さくなり、ピークトップ分子量(E)が小さくなれば、(D−E)/Dは大きくなる。すなわち、(D−E)/Dが大きい場合には、PVA中の低分子量成分に波長280nmの紫外線を吸収する成分が多いことを意味する。
(D−E)/Dが0.75以上の場合、上述の通り、低分子量成分に波長280nmの紫外線を吸収する成分が多くなる。この場合には、フィルム中の異物(未溶解分)が増えるおそれや、本発明のフィルムを用いて製造される太陽電池モジュールの寿命が短くなるおそれがある。また、フィルムの耐着色性、フィルム中の異物(未溶解分)及び得られる太陽電池モジュールの寿命に関する性能のバランスが取れないおそれがある。(D−E)/Dは、より好ましくは0.70未満であり、さらに好ましくは0.65未満である。
前記PVAは、上述した方法によりGPC測定されたときの、ピークトップ分子量(E)における吸光度(測定波長280nm)が0.25×10−3〜3.00×10−3となることが好ましい。前記吸光度が0.25×10−3未満の場合には、フィルム中の異物(未溶解分)が増えるおそれや、本発明のフィルムを用いて製造される太陽電池モジュールの寿命が短くなるおそれがある。また、フィルムの耐着色性、フィルム中の異物(未溶解分)及び得られる太陽電池モジュールの寿命に関する性能のバランスが取れないおそれがある。一方、前記吸光度が3.00×10−3を超える場合には、フィルム中に280nm紫外可視光の吸収成分が多くなるおそれがあり、フィルムが着色しやすくなるおそれや得られる太陽電池モジュールの寿命が短くなるおそれがある。前記吸光度は0.50×10−3〜2.80×10−3がより好ましく、0.75×10−3〜2.50×10−3がさらに好ましい。
前記PVAは、上述した方法によりGPC測定されたときの、示差屈折率検出器で測定されるピークトップ分子量(D)と、吸光光度検出器(測定波長320nm)で測定されるピークトップ分子量(F)が下記式(6)を満たすことがより好ましい。
(D−F)/D<0.75 (6)
ピークトップ分子量(F)は、吸光光度検出器における測定波長が320nmであること以外はピークトップ分子量(E)と同様にして測定される。ピークトップ分子量(F)は、原料のPVA中に存在する、320nmに吸収を有する成分に由来する。通常、ピークトップ分子量(F)よりもピークトップ分子量(D)のほうが大きいため、(D−F)/Dは正の値になる。ピークトップ分子量(F)が大きくなれば、(D−F)/Dは小さくなり、ピークトップ分子量(F)が小さくなれば、(D−F)/Dは大きくなる。すなわち、(D−F)/Dが大きい場合には、PVA中の低分子量成分に波長320nmの紫外線を吸収する成分が多いことを意味する。
(D−F)/Dが0.75以上の場合、上述の通り、低分子量成分に波長320nmの紫外線を吸収する成分が多くなる。この場合には、フィルム中の異物(未溶解分)が増えるおそれや、本発明のフィルムを用いて製造される太陽電池モジュールの寿命が短くなるおそれがある。また、フィルムの耐着色性、フィルム中の異物(未溶解分)及び得られる太陽電池モジュールの寿命に関する性能のバランスが取れないおそれがある。(D−F)/Dは、さらに好ましくは0.70未満であり、特に好ましくは0.65未満である。
前記PVAは、上述した方法によりGPC測定されたときの、ピークトップ分子量(F)における吸光度(測定波長320nm)が0.20×10−3〜2.90×10−3であることがより好ましい。前記吸光度が0.20×10−3未満の場合には、フィルム中の異物(未溶解分)が増えるおそれや、本発明のフィルムを用いて製造される太陽電池モジュールの寿命が短くなるおそれがある。また、フィルムの耐着色性、フィルム中の異物(未溶解分)及び得られる太陽電池モジュールの寿命に関する性能のバランスが取れないおそれがある。一方、前記吸光度が2.90×10−3を超える場合にはフィルム中に320nm紫外可視光の吸収成分が多くなるおそれがあり、フィルムが着色しやすくなるおそれや得られる太陽電池モジュールの寿命が短くなるおそれがある。前記吸光度は0.40×10−3〜2.70×10−3がさらに好ましく、0.60×10−3〜2.40×10−3が特に好ましい。
上述した、PVAのGPC測定における、示差屈折率検出器によって求められる、前記PVAの数平均分子量Mnに対する重量平均分子量Mwの比Mw/Mnが2.2〜6.0であることが好ましい。Mw及びMnは、前述したピークトップ分子量(D)を求める際に使用する、PVAの分子量に対して、示差屈折率検出器で測定された値をプロットして得たクロマトグラムから求められる。したがって、ここで求められるMw及びMnは、PMMA換算の値である。
Mw/Mnが2.2未満の場合、PVAにおいて、低分子量成分の割合が小さいことを示す。Mw/Mnが2.2未満の場合、フィルム中の異物(未溶解分)の数が増えるおそれや本発明のフィルムを用いて製造される太陽電池モジュールの寿命が短くなるおそれがある。Mw/Mnが2.3以上であることがより好ましい。一方、Mw/Mnが6.0を超える場合、PVAにおいて、低分子量成分の割合が大きいことを示す。Mw/Mnが6.0を超える場合、フィルムが着色しやすくなるおそれや得られる太陽電池モジュールの寿命が短くなるおそれがある。Mw/Mnが4.5以下であることがより好ましく、3.0以下であることがさらに好ましい。
前記PVAの、ピークトップ分子量(D)、ピークトップ分子量(E)、ピークトップ分子量(E)における吸光度、ピークトップ分子量(F)及びピークトップ分子量(F)における吸光度が上述した条件を満たすように調整する方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。
A)原料ビニルエステルモノマーに含まれるラジカル重合禁止剤を予め取り除いたビニルエステルモノマーを重合に用いる。
B)原料ビニルエステルモノマー中に含まれる不純物の合計含有量が、好ましくは1〜1200ppm、より好ましくは3〜1100ppm、さらに好ましくは5〜1000ppmであるビニルエステルモノマーをラジカル重合に用いる。不純物としては、アセトアルデヒド、クロトンアルデヒド、アクロレインなどのアルデヒド;同アルデヒドが溶媒のアルコールによりアセタール化したアセトアルデヒドジメチルアセタール、クロトンアルデヒドジメチルアセタール、アクロレインジメチルアセタールなどのアセタール;アセトンなどのケトン;酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステルなどが挙げられる。
C)アルコール溶媒中にて原料ビニルエステルモノマーをラジカル重合し、未反応モノマーを回収再利用する一連の工程にて、アルコールや微量の水分によるモノマーの加アルコール分解や加水分解を抑制するために、有機酸、具体的にはグリコール酸、グリセリン酸、リンゴ酸、クエン酸、乳酸、酒石酸、サリチル酸などのヒドロキシカルボン酸;マロン酸、コハク酸、マレイン酸、フタル酸、シュウ酸、グルタル酸などの多価カルボン酸などを添加し、分解により生じるアセトアルデヒドなどのアルデヒドの生成を極力抑制する。有機酸の添加量としては、原料ビニルエステルモノマーに対して、好ましくは1〜500ppm、より好ましくは3〜300ppm、さらに好ましくは5〜100ppmである。
D)重合に用いる溶媒として、不純物の合計含有量が、好ましくは1〜1200ppm、より好ましくは3〜1100ppm、さらに好ましくは5〜1000ppmであるものを用いる。溶媒中に含まれる不純物としては、原料ビニルエステルモノマー中に含まれる不純物として上述したものが挙げられる。
E)ビニルエステルモノマーをラジカル重合する際に、ビニルエステルモノマーに対する溶媒の比を高める。
F)ビニルエステルモノマーをラジカル重合する際に使用するラジカル重合開始剤として、有機過酸化物を用いる。有機過酸化物としては、アセチルパーオキシド、イソブチルパーオキシド、ジ−イソプロピルパーオキシカーボネート、ジ−アリルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジ−ミリスチルパーオキシジカーボネート、ジ(2−エトキシエチル)パーオキシジカーボネート、ジ(2−エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ(メトキシイソプロピル)パーオキシジカーボネート、ジ(4−tert−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネートなどが挙げられ、特に、60℃での半減期が10〜110分のパーオキシジカーボネートを用いることが好ましい。
G)ビニルエステルモノマーのラジカル重合後に、重合を抑制するために禁止剤を添加する場合、残存する未分解のラジカル重合開始剤に対して5モル当量以下の禁止剤を添加する。禁止剤の種類としては、分子量が1000以下の共役二重結合を有する化合物であって、ラジカルを安定化させて重合反応を阻害する化合物が挙げられる。具体的には、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2,3−ジエチル−1,3−ブタジエン、2−t−ブチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ペンタジエン、2,4−ジメチル−1,3−ペンタジエン、3,4−ジメチル−1,3−ペンタジエン、3−エチル−1,3−ペンタジエン、2−メチル−1,3−ペンタジエン、3−メチル−1,3−ペンタジエン、4−メチル−1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエン、2,4−ヘキサジエン、2,5−ジメチル−2,4−ヘキサジエン、1,3−オクタジエン、1,3−シクロペンタジエン、1,3−シクロヘキサジエン、1−メトキシ−1,3−ブタジエン、2−メトキシ−1,3−ブタジエン、1−エトキシ−1,3−ブタジエン、2−エトキシ−1,3−ブタジエン、2−ニトロ−1,3−ブタジエン、クロロプレン、1−クロロ−1,3−ブタジエン、1−ブロモ−1,3−ブタジエン、2−ブロモ−1,3−ブタジエン、フルベン、トロポン、オシメン、フェランドレン、ミルセン、ファルネセン、センブレン、ソルビン酸、ソルビン酸エステル、ソルビン酸塩、アビエチン酸等の炭素−炭素二重結合2個の共役構造よりなる共役ジエン;1,3,5−ヘキサトリエン、2,4,6−オクタトリエン−1−カルボン酸、エレオステアリン酸、桐油、コレカルシフェロール等の炭素−炭素二重結合3個の共役構造よりなる共役トリエン;シクロオクタテトラエン、2,4,6,8−デカテトラエン−1−カルボン酸、レチノール、レチノイン酸等の炭素−炭素二重結合4個以上の共役構造よりなる共役ポリエンなどのポリエンが挙げられる。なお、1,3−ペンタジエン、ミルセン、ファルネセンのように、複数の立体異性体を有するものについては、そのいずれを用いても良い。さらに、p−ベンゾキノン、ヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、2−フェニル−1−プロペン、2−フェニル−1−ブテン、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン、3,5−ジフェニル−5−メチル−2−ヘプテン、2,4,6−トリフェニル−4,6−ジメチル−1−ヘプテン、3,5,7−トリフェニル−5−エチル−7−メチル−2−ノネン、1,3−ジフェニル−1−ブテン、2,4−ジフェニル−4−メチル−2−ペンテン、3,5−ジフェニル−5−メチル−3−ヘプテン、1,3,5−トリフェニル−1−ヘキセン、2,4,6−トリフェニル−4,6−ジメチル−2−ヘプテン、3,5,7−トリフェニル−5−エチル−7−メチル−3−ノネン、1−フェニル−1,3−ブタジエン、1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン等の芳香族系化合物が挙げられる。
H)残存するビニルエステルモノマーが極力除去されたポリビニルエステルのアルコール溶液をけん化反応に用いる。好ましくは残存モノマーの除去率99%以上、より好ましくは99.5%以上、更に好ましくは99.8%以上のものを用いる。
A)〜H)を適宜組み合わせることで所望のPVAが得られる。こうして得られるPVAをアセタール化して得られるポリビニルアセタールをフィルムの原料とすることが好ましい。
また、上記3)の方法に用いられるポリビニルアセタールとして、230℃において3時間加熱された前記ポリビニルアセタールをGPC測定したときの、示差屈折率検出器で測定されるピークトップ分子量(G)と、吸光光度検出器(測定波長280nm)で測定されるピークトップ分子量(H)が下記式(7)
(G−H)/G<0.60 (7)
を満たし、かつピークトップ分子量(H)における吸光度が0.50×10−3〜1.00×10−2となるものが挙げられる。このときのGPC測定は、以下の点以外は、上述した、フィルムのGPC測定方法と同様にして行う。
前記GPC測定において、GPCカラムとして、昭和電工株式会社製「GPC HFIP−806M」を用いる。吸光光度検出器のセル長は10mmとする。測定時のカラム温度は40℃とし、流速は1.0ml/分とする。
前記GPC測定において、以下に示す条件で加熱したポリビニルアセタールを測定する。加熱処理後の試料の色相の差異を吸光度の差異に明確に反映させるために、ポリビニルアセタールの粉末を圧力2MPa、230℃にて、3時間熱プレスすることにより、加熱されたポリビニルアセタール(フィルム)を得る。このときのフィルムの厚みは、600〜800μmであり、通常の合わせガラス中間膜の厚みである概ね760μmであることが好ましい。こうして加熱されたポリビニルアセタールをGPC測定に供する。
前記ポリビニルアセタールのピークトップ分子量(G)は、上述したフィルムのピークトップ分子量(A)と同様にして求め、前記ポリビニルアセタールのピークトップ分子量(H)は、上述したフィルムのピークトップ分子量(B)と同様にして求める。
前記ポリビニルアセタールは、上述した方法によりGPC測定されたときの、示差屈折率検出器で測定されるピークトップ分子量(G)と、吸光光度検出器(測定波長280nm)で測定されるピークトップ分子量(H)が下記式(7)を満たすことが好ましい。
(G−H)/G<0.60 (7)
ピークトップ分子量(G)は、ポリビニルアセタールの分子量の指標となる値である。一方、ピークトップ分子量(H)は、ポリビニルアセタール中に存在する、280nmに吸収を有する成分に由来する。通常、ピークトップ分子量(H)よりもピークトップ分子量(G)のほうが大きいため、(G−H)/Gは正の値になる。ピークトップ分子量(H)が大きくなれば、(G−H)/Gは小さくなり、ピークトップ分子量(H)が小さくなれば、(G−H)/Gは大きくなる。すなわち、(G−H)/Gが大きい場合には、ポリビニルアセタール中の低分子量成分に280nm波長の紫外線を吸収する成分が多いことを意味する。
(G−H)/Gが0.60以上の場合、上述の通り、低分子量成分に波長280nmの紫外線を吸収する成分が多くなる。この場合には、フィルム中の異物(未溶解分)が増えるおそれや、本発明のフィルムを用いて製造される太陽電池モジュールの寿命が短くなるおそれがある。また、フィルムの耐着色性、フィルム中の異物(未溶解分)及び得られる太陽電池モジュールの寿命に関する性能のバランスが取れないおそれがある。(G−H)/Gは、より好ましくは0.55未満であり、さらに好ましくは0.50未満である。
前記ポリビニルアセタールは、上述した方法によりGPC測定されたときの、ピークトップ分子量(H)における吸光度(測定波長280nm)が0.50×10−3〜1.00×10−2となることが好ましい。前記吸光度が0.50×10−3未満の場合には、フィルム中の異物(未溶解分)が増えるおそれや、本発明のフィルムを用いて製造される太陽電池モジュールの寿命が短くなるおそれがある。また、フィルムの耐着色性、フィルム中の異物(未溶解分)及び得られる太陽電池モジュールの寿命に関する性能のバランスが取れないおそれがある一方、前記吸光度が1.00×10−2を超える場合には、フィルム中に波長280nmの紫外線を吸収する成分が多くなるおそれがあり、フィルムが着色しやすくなるおそれや得られる太陽電池モジュールの寿命が短くなるおそれがある。前記吸光度は1.50×10−3〜1.00×10−2がより好ましく、1.55×10−3〜8.50×10−3が更に好ましく、1.60×10−3〜7.00×10−3が特に好ましい。
前記ポリビニルアセタールは、上述した方法によりGPC測定されたときの、示差屈折率検出器で測定されるピークトップ分子量(G)と、吸光光度検出器(測定波長320nm)で測定されるピークトップ分子量(I)が下記式(8)を満たすことがより好ましい。
(G−I)/G<0.65 (8)
ピークトップ分子量(I)は、吸光光度検出器における測定波長が320nmであること以外はピークトップ分子量(H)と同様にして測定される。ピークトップ分子量(I)は、原料のPVA中に存在する、320nmに吸収を有する成分に由来する。通常、ピークトップ分子量(I)よりもピークトップ分子量(G)のほうが大きいため、(G−I)/Gは正の値になる。ピークトップ分子量(I)が大きくなれば、(G−I)/Gは小さくなり、ピークトップ分子量(I)が小さくなれば、(G−I)/Gは大きくなる。すなわち、(G−I)/Gが大きい場合には、ポリビニルアセタール中の低分子量成分に波長320nmの紫外線を吸収する成分が多いことを意味する。
(G−I)/Gが0.65以上の場合、上述の通り、低分子量成分に波長320nmの紫外線を吸収する成分が多くなる。この場合には、フィルム中の異物(未溶解分)が増えるおそれや、本発明のフィルムを用いて製造される太陽電池モジュールの寿命が短くなるおそれがある。また、フィルムの耐着色性、フィルム中の異物(未溶解分)及び得られる太陽電池モジュールの寿命に関する性能のバランスが取れないおそれがある。(G−I)/Gは、さらに好ましくは0.60未満であり、特に好ましくは、0.55未満である。
前記ポリビニルアセタールは、上述した方法によりGPC測定されたときの、ピークトップ分子量(I)における吸光度(測定波長320nm)が0.35×10−3〜4.50×10−3であることがより好ましい。前記吸光度が0.35×10−3未満の場合には、フィルム中の異物(未溶解分)が増えるおそれや、本発明のフィルムを用いて製造される太陽電池モジュールの寿命が短くなるおそれがある。また、フィルムの耐着色性、フィルム中の異物(未溶解分)及び得られる太陽電池モジュールの寿命に関する性能のバランスが取れないおそれがある。一方、前記吸光度が4.50×10−3を超える場合にはフィルム中に320nm紫外可視光の吸収成分が多くなるおそれがあり、フィルムが着色しやすくなるおそれや得られる太陽電池モジュールの寿命が短くなるおそれがある。前記吸光度は0.75×10−3〜4.50×10−3が更に好ましく、0.80×10−3〜3.50×10−3が特に好ましく、0.85×10−3〜2.50×10−3が最も好ましい。
このような特定のポリビニルアセタールを得る手段としては、上記2)に示した特定のPVAを原料にして、アセタール化する方法が挙げられる。
本発明のフィルム中の塩化物イオンの含有量が100ppm以下であることが好ましく、50ppm以下であることがより好ましい。塩化物イオンの含有量が100ppmを超える場合は、高温高湿下において、得られる太陽電池モジュールの金属成分の腐食による変色が起こりやすくなるおそれがある。その結果、太陽電池モジュールの出力が低下するおそれがある。一方、塩化物イオンの含有量の下限値は特に限定されないが、製法上の理由から0.1ppmである。塩化物イオンの含有量の測定方法は、電位差滴定法にて測定することができる。具体的には、0.001mol/Lの硝酸銀水溶液を滴下溶液に用い、当該溶液滴下したときの電気伝導度の変化から、フィルム中の塩化物イオン濃度を求めることができる。特に、本発明のフィルムを合わせガラス用中間膜や太陽電池用封止材として使用した場合に、塩化物イオン含有量が上述の範囲であることが好ましい。
前記フィルム中の塩化物イオンの含有量を上記範囲とするためには、例えば、使用されるポリビニルアセタールにおける塩化物イオンの含有量を少なくする方法が挙げられる。具体的には、PVAをアルデヒドでアセタール化する際に用いる触媒として、非塩素系触媒を用いる方法が例示される。非塩素系触媒としては上述のものが使用される。十分な反応速度を有する点及び反応後の洗浄が容易である点から硫酸または硝酸が好ましく、特に取り扱い性が容易なことから硝酸がより好ましい。また、塩酸等の塩素系触媒を用いる場合であっても、アセタール化して得られたポリビニルアセタールをろ過後及び/又は中和後、水等を用いて繰り返し洗浄することで、塩化物イオンの含有量を低減させることも可能である。
本発明のフィルムは、本発明の主旨に反しない限り、紫外線吸収剤、光安定剤、pH調整用緩衝剤、ゴム、接着性調整剤、顔料、染料その他従来公知の添加剤を含んでいても良い。以下にそれを説明する。
前記紫外線吸収剤としては、2−(5−メチル−2−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−3,5−ビス(α,α’−ジメチルベンジル)フェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジt−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(3−t−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジt−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジt−アミル−2−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−5’−t−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤;2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルベンゾエート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)−2−(3,5−ジt−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2−n−ブチルマロネート、4−(3−(3,5−ジt−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ)−1−(2−(3−(3,5−ジt−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ)エチル)−2,2,6,6−テトラメチルピペリジンなどのヒンダードアミン系紫外線吸収剤;2,4−ジt−ブチルフェニル−3,5−ジt−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート、ヘキサデシル−3,5−ジt−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエートなどのベンゾエート系紫外線吸収剤;マロン酸[(4−メトキシフェニル)−メチレン]−ジメチルエステル等のマロン酸エステル系紫外線吸収剤;2−エチル−2’−エトキシ−オキサルアニリド等のシュウ酸アニリド系紫外線吸収剤などが挙げられる。これらの紫外線吸収剤は単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。フィルム中の紫外線吸収剤の含有量は特に制限はないが、10〜50,000ppmであることが好ましく、100〜10,000ppmの範囲であることがより好ましい。含有量が10ppmより少ないと十分な効果が発現しないことがあり、また50,000ppmより多くしても含有量を増やすことによる効果の向上が望めない
また、光安定剤としてはヒンダードアミン系のもの、例えば、株式会社ADEKA製「アデカスタブLA−57」が挙げられる。
また、pH調整用緩衝剤としては公知のものが使用でき、例えばクエン酸−クエン酸塩緩衝剤(クエン酸とクエン酸ナトリウム等)、酢酸−酢酸塩緩衝剤(酢酸と酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸マグネシウム等)、酪酸−酢酸塩緩衝剤(酪酸と酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸マグネシウム等)、クエン酸−リン酸塩緩衝剤(クエン酸とリン酸水素二ナトリウム等)、リン酸塩−リン酸塩緩衝剤(リン酸二水素ナトリウムとリン酸水素二ナトリウム等)、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン−塩酸緩衝剤、グリシン−水酸化ナトリウム緩衝剤、炭酸塩−重炭酸塩緩衝剤(炭酸ナトリウムと重炭酸ナトリウム等)が挙げられる。どの緩衝剤を使用するかは、本発明のフィルムと接触する金属や金属酸化物の耐腐食性に応じて適宜選択すればよいが、pH5〜9の範囲の緩衝剤が好ましく、特に酢酸−酢酸塩緩衝剤、酪酸−酢酸塩緩衝剤、リン酸塩−リン酸塩緩衝剤がpH値、取り扱い性及びコストの観点から好ましい。
上記pH調整用緩衝剤の添加量は特に限定されないが、ポリビニルアセタールに対して1〜50,000ppmであることが好ましく、5〜10,000ppmであることがより好ましく、10〜5,000ppmであることがさらに好ましく、15〜2,000ppmであることが特に好ましい。
本発明のフィルムを合わせガラス用中間膜や太陽電池用封止材として用いる場合には、ゴムを混合することが、耐衝撃性を向上させる観点から好ましい。
使用されるゴムは特に制限はないが、例えば、シリコーン・アクリル複合ゴム、アクリル系ゴム、シリコーンゴム、ブタジエン系ゴム(MBS、NBR、ABS、SBR等)、ウレタンゴム、天然ゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、フッ素ゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、ポリエステル系熱可塑性エラストマー(TPEE)、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、熱硬化性エラストマーなどが挙げられる。これらの中でも、シリコーン・アクリル複合ゴム、アクリル系ゴム、ブタジエン系ゴムが好ましく、シリコーン・アクリル複合ゴム及びアクリル系ゴムがより好ましい。また、耐衝撃性向上の観点からはポリビニルアセタールに対して非相溶性のゴムも好ましく、このようなゴムとして、熱硬化性エラストマーがより好ましい。なお、ゴムは1種のみを単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
耐衝撃性を向上させる観点から、上記ゴムのガラス転移温度は−10℃以下であることが好ましく、−20℃以下であることがより好ましく、−30℃以下であることがさらに好ましい。上記ゴムのガラス転移温度の下限は特に限定されないが、ゴムのガラス転移温度は、−200℃以上であることが好ましく、−150℃以上であることがより好ましい。ガラス転移温度の測定方法は、JIS K7244−4:1999年に基づく測定から、tanδのピーク値を用いることが好ましい。
また、耐衝撃性向上の観点から、前記ゴムの平均粒子径は50〜400nmが好ましい。ゴムの平均粒子径は、例えば濁度法により求めることができる。
また、耐衝撃性向上の観点から、上記ゴムの含有量はポリビニルアセタール100質量部に対して、1〜100質量部であることが好ましく、3〜80質量部であることがより好ましく、5〜60質量部であることがさらに好ましい。ゴムの含有量が1質量部より少ないと耐衝撃性の改善効果が不十分になるおそれがある。一方、ゴムの含有量が100質量部を超えると、室温(25℃程度)および50℃での貯蔵弾性率やガラスとの接着力が低下することにより、破断強度が不十分となるおそれがある。加えて、得られる合わせガラス用中間膜や太陽電池用封止材の流動性も低下しラミネートが難しくなるおそれがある。ゴムの添加量については、ポリビニルアセタールの組成、粘度平均重合度等により適宜選択すればよい。
また、本発明のフィルムを建築用の合わせガラスの中間膜として使用する場合等には、前記中間膜の透明性も重要である。透明性を維持する観点からは、上記ゴムとポリビニルアセタールとの屈折率の差が0.04以下であることが好ましく、0.02以下であることがより好ましく、0.01以下であることが特に好ましい。そして、より一層透明性を向上させる観点からは、アクリル系ゴムを用いることが好ましい。
本発明のフィルムは、ガラスとの接着性を適切に調節するために、接着性調整剤を含有しても構わない。接着性調整剤としては、従来公知のものが使用可能である。例えば酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ヘキサン酸、2−エチルブタン酸、2−エチルヘキサン酸などの有機酸のナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩などが用いられる。これらは単独で、あるいは2種類以上を組み合わせて使用できる。接着性調整剤の好適な含有量は、その種類により異なるが、得られるフィルムのガラスへの接着力が、パンメル試験(Pummel test;国際公開第03/033583号等に記載)において、一般には3〜10になるように調整することが好ましい。特に高い耐貫通性を必要とする場合は3〜6になるように含有量を調整することが好ましく、高いガラス飛散防止性を必要とする場合は7〜10になるように含有量を調整することが好ましい。高いガラス飛散防止性が求められる場合は、接着性調整剤を添加しないことも有用な方法である。通常、フィルム中の接着性調整剤の含有量としては、0.0001〜1質量%であることが好ましく、0.0005〜0.1質量%がより好ましく、0.001〜0.03質量%が更に好ましい。
また、上記接着性を調整するための他の添加剤としてはシランカップリング剤が挙げられる。フィルム中のシランカップリング剤の含有量は、0.01〜5質量%が好ましい。
本発明のフィルムを用いた合わせガラス用中間膜や太陽電池用封止材として用いる場合、そのガラス転移温度は特に限定されず、目的に応じて適宜選択可能であるが、20〜100℃の範囲であることが好ましく、25〜95℃であることがより好ましく、30〜90℃であることがさらに好ましい。
本発明のフィルムの製造方法は特に限定されないが、PVAをアセタール化してポリビニルアセタールを得た後、該ポリビニルアセタールを含有する樹脂組成物を溶融成形する方法が好ましい。前記溶融成形方法としては、押出機を用いて、得られたポリビニルアセタール、必要に応じて可塑剤、その他の成分を溶融混練して樹脂組成物を得た後に、当該樹脂組成物を製膜する方法が好ましい。押出し時の樹脂温度は150〜250℃が好ましく、170〜230℃がより好ましい。樹脂温度が高くなりすぎるとポリビニルアセタールが分解を起こし、製膜後の中間膜中の揮発性物質の含有量が多くなる。逆に温度が低すぎると、押出機での揮発分除去が不十分となり、製膜後の中間膜中の揮発性物質の含有量は多くなる。揮発性物質を効率的に除去するためには、押出機内を減圧することによりベント口から揮発性物質を除去することが好ましい。本発明のフィルムは、ポリビニルアセタール、可塑剤及びその他の成分を有機溶剤に溶解又は分散させたものを製膜した後、前記有機溶剤を留去する方法によっても製造できる。
本発明において、フィルムの原料のポリビニルアセタールとして、バージン樹脂(再利用されたポリビニルアセタールを含まないもの)のみを用いて製膜してもよいが、後述するトリムやオフスペック品を再利用して製膜してもよい。通常、製膜には、押出機にギアポンプなどの計量機およびTダイなどのダイを備え付けた製膜装置等が用いられる。一般的に、合わせガラス用中間膜等を製膜する際には、フィルムの両端部(トリム)は切り取られる。このようなトリムを回収し、再利用することは省エネルギー化、資源の有効活用や収率向上の観点から非常に重要である。また、表面に凹凸を有するフィルムの製造の際に生じたオフスペック品も、トリム同様に再利用できるため有用である。本発明のフィルムは、溶融製膜した際に生じる異物(未溶解分)が少ない。また、本発明のフィルムは熱処理した際の着色が少ないことから、上記回収フィルム(トリム、オフスペック品のフィルム)を有効に再利用できる。回収フィルムを再び押出機に投入する方法として、トリムやオフスペック品のフィルムをロールに巻き取ったものを、そのまま巻き出して押出機に再投入する方法;トリムやオフスペック品のフィルムをロールに巻き取ったものを一定の大きさにカットした後、押出機に再投入する方法などが挙げられる。本発明のフィルムを製膜する際は、原料中のバージン樹脂と回収フィルムの比率(バージン樹脂:回収フィルム)は0:100〜100:0の間で任意に変更できる。
上記トリムやオフスペック品のフィルムを再利用してフィルムを製造する場合、可塑剤、その他成分の含有量は以下の方法により調整できる。得られるフィルムの成分を分析しつつ、押出機への各成分の添加量を調整することにより、所望のフィルムが得られる。
前記フィルムからなる合わせガラス用中間膜及び前記フィルムからなる太陽電池用封止材が本発明の好適な実施態様である。本発明のフィルムは、透明性、および柔軟性に優れるため、このような中間膜や封止材として好適に使用される。この場合のフィルムの厚さは特に限定されないが、0.05〜5.0mmであることが好ましく、0.1〜2.0mmであることがより好ましく、0.1〜1.2mmであることがさらに好ましい。
前記合わせガラス用中間膜や太陽電池用封止材には、必要に応じて、顔料、染料などが添加されても良い。
前記合わせガラス用中間膜の表面の形状は特に限定されないが、ガラスとラミネートする際の取り扱い性(泡抜け性)を考慮すると、ガラスと接触する面に、従来公知の方法により、メルトフラクチャー、エンボスなどの凹凸構造が形成されていることが好ましい。エンボス高さについては特に制限はないが、5μm〜500μmであることが好ましく、7μm〜300μmであることがより好ましく、10μm〜200μmであることが更に好ましい。エンボス高さが5μmに満たない場合には、ラミネートの際に、ガラスと中間膜との間にできる気泡を効率よく除去できない場合があり、500μmを超える場合には、エンボスの形成が難しい。エンボスを中間膜の片面に施してもよいし、両面に施してもよいが、通常、両面に施すのが好ましい。エンボスパターンは、規則的でもよいし、不規則的でもよい。
このようなエンボスを形成するには、従来公知の、エンボスロール法、異形押出法、メルトフラクチャーを利用した押出リップエンボス法、等が採用される。特に均一で微細な凹凸が形成されたエンボスフィルムを安定的に得るにはエンボスロール法が好適である。
エンボスロール法で用いられるエンボスロールは、例えば、所望の凹凸模様を有する彫刻ミル(マザーミル)を用い、この凹凸模様を金属ロール表面に転写することにより作製できる。また、レーザーエッチングを用いてもエンボスロールを作製できる。さらに上記のようにしてロ−ル表面に微細な凹凸模様を形成した後、その表面に酸化アルミニウムや酸化珪素やガラスビ−ズなどの研削材を用いてブラスト処理を行ってさらに微細な凹凸模様を形成することもできる。
またエンボスロ−ル法で用いられるエンボスロ−ルに離形処理を施すことが好ましい。離形処理されていないロ−ルを用いた場合、フィルムがロ−ルから剥離できないトラブルが発生しやすい。離形処理はシリコ−ン処理、テフロン(登録商標)処理、プラズマ処理、等の公知の方法が利用できる。
前記合わせガラス用中間膜を用いて複数のガラス板を接着してなる合わせガラスが本発明の好適な実施態様である。当該合わせガラスは、前記中間膜を少なくとも2枚のガラス板で挟み、中間膜を加熱し接着することによって製造することができる。前記合わせガラスに使用するガラスは特に限定されず、フロート板ガラス、強化板ガラス、磨き板ガラス、型板ガラス、網入り板ガラス、熱線吸収板ガラスなどの無機ガラスのほか、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネートなどの従来公知の有機ガラス等が使用できる。これらは無色、有色のいずれであってもよい。また、これらは透明、非透明のいずれであってもよい。同じ種類のガラスをラミネートしてもよいし、異なる種類のガラスをラミネートしてもよい。ガラスの厚みは特に限定されないが、100mm以下であることが好ましい。
前記合わせガラスは従来公知の方法で製造が可能であり、例えば、真空ラミネーター装置を用いる方法、真空バッグを用いる方法、真空リングを用いる方法、ニップロールを用いる方法等が挙げられる。またこれらの方法を用いて仮圧着させた後に、得られた積層体をオートクレーブに投入する方法も挙げられる。
真空ラミネーター装置を用いる場合、例えば、1×10−6〜3×10−2MPaの減圧下、100〜200℃、特に130〜160℃でガラスと中間膜がラミネートされる。真空バッグまたは真空リングを用いる方法は、例えば、欧州特許第1235683号明細書に記載されており、約2×10−2MPaの圧力下、130〜145℃でラミネートされる。
ニップロールを用いる製造方法としては、フィルムの流動開始温度以下の温度でロールにより脱気した後、さらに流動開始温度に近い温度で圧着を行う方法が挙げられる。具体的には、例えば、赤外線ヒーターなどで30〜70℃に加熱した後、ロールで脱気し、さらに50〜120℃に加熱した後ロールで圧着させる方法が挙げられる。
上述の方法を用いて圧着させた後にオートクレーブに投入してさらに圧着を行う場合、オートクレーブ工程の運転条件は、合わせガラスの厚さや構成により適宜選択されるが、例えば1.0〜1.5MPaの圧力下、130〜145℃にて0.5〜3時間処理することが好ましい。
前記太陽電池用封止材を有する太陽電池モジュールも本発明の好適な実施態様である。前記封止材は、太陽電池セルと表面側透明保護部材及び/又は裏面側保護部材との間を封止するために使用できる。前記太陽電池モジュールとしては、種々のものが例示される。例えば、表面側透明保護部材/表面封止材/太陽電池セル/裏面封止材/裏面側保護部材のように太陽電池セルを両側から封止材で挟む構成のもの、表面側透明保護部材/太陽電池セル/封止材/裏面側保護部材のような構成のもの(スーパーストレート構造)、表面側透明保護部材/封止材/太陽電池セル/裏面側保護部材のような構成のもの(サブストレート構造)を挙げることができる。
太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルとしては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコンなどのシリコン系、ガリウム・砒素、CIGS、カドミウム・テルルなどの周期律表III−V族やII−VI族化合物半導体系、色素増感、有機薄膜などの有機系等の各種太陽電池セルが挙げられる。
図2は、本発明の太陽電池モジュールの一例の断面模式図である。図2は、太陽電池セルとして薄膜系シリコン(シリコン発電素子など)を用いた太陽電池モジュールである。このような、薄膜系シリコンを用いた太陽電池モジュールは、図2に示すように、表面側透明保護部材であるガラス基板11と裏面側保護部材(バックカバー)であるガラス基板16との間に、本発明の封止材15を介して、太陽電池セルを封止したスーパーストレート構成であってもよい。ここで、太陽電池セルとは、透明電極層12と、光電変換ユニット13と、裏面電極14とからなる部分を指す。光電変換ユニット13は、例えば、p型層13aとしてp層のアモルファスSi膜、i型層13bとしてi層のアモルファスSi膜、n型層13cとしてn層のアモルファスSi膜から構成される。本発明の封止材15は、耐腐食性に優れる。したがって、封止材15と接触している裏面電極14が銀、アルミニウム、チタン、モリブデン等の金属層であるような場合より一層、金属成分の腐食が低減される。すなわち、封止材の少なくとも一部が金属層と接触している場合により一層金属成分の腐食が低減されるという効果が発揮され、有用である。
詳細には、太陽電池モジュールの発電効率低下の一つの要因として金属成分の腐食が挙げられる。本発明の封止材を、当該封止材と金属層とが接触する太陽電池モジュールに用いることで発電効率の低下を大幅に抑制することが可能となる。このような構成のモジュール以外でも、前記封止材は、例えば、封止材と金属成分を含む配線とが接触する太陽電池モジュールにも有用である。
太陽電池モジュールを構成する表面側透明保護部材としては、ガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、フッ素含有樹脂等が挙げられる。これらの中でも、水分バリア性及びコストの面からガラスが好ましい。また、裏面側保護部材としては、金属や各種熱可塑性樹脂フィルムなどの単層又は多層のシートを挙げることができ、具体的には、錫、アルミ、ステンレススチールなどの金属、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又は多層のシートを挙げることができる。これらの中でも、水分バリア性及びコストの面からガラスが好ましい。
また、本発明においては、金属の腐食による変色をさらに抑制するため、太陽電池モジュールの端部をシリコーンゴム、ブチルゴム等で耐水シール処理することができる。しかし、コスト削減の観点からはこのような処理を行わない、フレームレスの構成が好ましい。前記封止材は耐腐食性に優れるため、このようなフレームレスのモジュールに使用した場合、特に有用である。
太陽電池モジュールの製造に当たっては、予め作製したフィルム(封止材)を、当該フィルムが溶融する温度で圧着するという従来公知の方法が採用できる。
真空ラミネーター装置を用いる場合は、例えば、1〜30,000Paの減圧下、100〜200℃、特に好ましくは130〜170℃でラミネートする方法が挙げられる。真空バッグ又は真空リングを用いる場合には、例えば、欧州特許第1235683号明細書に記載されているように、約20,000Paの圧力下、130〜170℃でラミネートするのが好ましい。前記真空ラミネーター装置として、太陽電池モジュールの製造に用いられる公知の装置が挙げられる。
ニップロールを用いる製造方法としては、フィルムの流動開始温度以下の温度でロールにより脱気した後、さらに流動開始温度に近い温度で圧着を行う方法が挙げられる。具体的には、例えば、赤外線ヒーターなどで30〜100℃に加熱した後、ロールで脱気し、さらに50〜150℃に加熱した後ロールで圧着させる方法が挙げられる。
上述の方法を用いて圧着させた後にオートクレーブに投入してさらに圧着を行う場合の処理条件は、太陽電池モジュールの厚さや構成により適宜調整される。例えば、約1〜1.5MPaの圧力下、130〜155℃にて約2時間処理することが好ましい。
本発明のフィルムからなる封止材を用いた太陽電池モジュールは、窓、壁、屋根、サンルーム、防音壁、ショーウィンドー、バルコニー、手すり等の部材、会議室などの仕切りガラス部材、及び家電製品の部材等として使用することもできる。また、太陽光発電所でも利用できる。
以下、実施例および比較例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、以下の実施例および比較例において「部」および「%」は、特に断らない限り質量基準を意味する。
[GPC測定]
(測定装置)
VISCOTECH製「GPCmax」を用いてGPC測定を行った。示差屈折率検出器としてVISCOTECH製「TDA305」を用いた。紫外可視吸光光度検出器としてVISCOTECH製「UV Detector2600」を用いた。当該吸光光度検出器の検出用セルの光路長は10mmである。GPCカラムには昭和電工株式会社製「GPC HFIP−806M」を用いた。また、解析ソフトには、装置付属のOmniSEC(Version 4.7.0.406)を用いた。
(測定条件)
試料を20mmol/lトリフルオロ酢酸ナトリウム含有ヘキサフルオロイソプロパノール(以下「HFIP」と略記する)に溶解し、試料が溶解した溶液(濃度1.00mg/ml)を調製した。当該溶液を0.45μmのポリテトラフルオロエチレン製フィルターでろ過した後、測定に用いた。
移動相には、20mmol/lトリフルオロ酢酸ナトリウム含有HFIPを用いた。移動相の流速は1.0ml/分とした。試料注入量は100μlとし、GPCカラム温度40℃にて測定した。
なお、試料中のPVA粘度平均重合度が2400を超える試料は、適宜希釈した試料(100μl)を用いてGPC測定を行った。実測値から下記式により、試料濃度が1.00mg/mlの場合における吸光度を算出した。α(mg/ml)は希釈された試料の濃度である。

試料濃度1.00mg/mlにおける吸光度=(1.00/α)×吸光度の測定値
(検量線の作成)
標品として、Agilent Technologies製の単分散のPMMA(ピークトップ分子量:1944000、790000、467400、271400、144000、79250、35300、13300、7100、1960、1020、690)を測定し、示差屈折率検出器および吸光光度検出器のそれぞれについて、溶出容量をPMMA分子量に換算するための検量線を作成した。各検量線の作成には、前記解析ソフトを用いた。なお、本測定においてはPMMAの測定において、1944000と271400の両分子量の標準試料同士のピークが分離できる状態のカラムを用いた。
なお、本装置においては、示差屈折率検出器から得られるシグナル強度はミリボルトで、吸光光度検出器から得られるシグナル強度は吸光度(abs unit:アブソーバンスユニット)で表される。
[ポリ酢酸ビニルの合成例]
PVAc−1
撹拌機、温度計、窒素導入チューブ、還流管を備え付けた6Lセパラブルフラスコに、あらかじめ脱酸素した、アセトアルデヒド(AA)を500ppm、アセトアルデヒドジメチルアセタール(DMA)を50ppm含有する酢酸ビニルモノマー(VAM)2100g;DMAを50ppm含有するメタノール(MeOH)1400g;VAMに対する添加量が20ppmとなる量の酒石酸1%メタノール溶液を仕込んだ。前記フラスコ内に窒素を吹き込みながら、フラスコ内の温度を60℃に調整した。なお、還流管には−10℃のエチレングリコール/水溶液を循環させた。ジn−プロピルパーオキシジカーボネートの1.00質量%メタノール溶液を調整し、25.2mLを前記フラスコ内に添加し重合を開始した。なお、前記ジn−プロピルパーオキシジカーボネートのメタノール溶液を28.3mL/時間の速度で重合終了まで逐次添加した。重合中、フラスコ内の温度を60℃に保った。重合開始から4時間後、重合溶液の固形分濃度が29.2%となった時点で、重合液中に未分解で残存するジ−n−プロピルパーオキシジカーボネートの3モル等量に相当する量のソルビン酸(0.0141g)を含有するメタノールを1200g添加しした後、重合液を冷却し重合を停止した。なお、重合停止時のVAMの重合率は50.0%であった。重合液を室温まで冷却した後、水流アスピレータを用いてフラスコ内を減圧することにより、VAMおよびメタノールを留去し、ポリ酢酸ビニルを析出させた。析出したポリ酢酸ビニルポリマーにメタノールを3.5L添加し、再び水流アスピレータを用いてフラスコ内を減圧することにより、VAMおよびメタノールを留去してポリ酢酸ビニルを析出させた。ポリ酢酸ビニルをメタノールに溶解させた後、析出させる操作をさらに2回繰り返した。析出したポリ酢酸ビニルにメタノールを添加し、VAMの除去率99.8%のポリ酢酸ビニル(PVAc−1)の40重量%のメタノール溶液を得た。
得られたPVAc−1のメタノール溶液の一部を用いて重合度を測定した。PVAc−1のメタノール溶液に、ポリ酢酸ビニル中の酢酸ビニル単位に対する水酸化ナトリウムのモル比が、0.1となるように水酸化ナトリウムの10%メタノール溶液を添加した。ゲル化物が生成した時点でゲルを粉砕し、メタノールでソックスレー抽出を3日間行い、得られたPVAを乾燥し、粘度平均重合度を測定した。重合度は1000であった。
表1に記載した条件に変更したこと以外は、PVAc−1と同様の方法により、ポリ酢酸ビニル(PVAc−2〜22)を得た。なお、表1中の「ND」は1ppm未満を意味する。得られた各ポリ酢酸ビニルの重合度をPVAc−1と同様にして求めた。その結果を表1に示す。
Figure 0005420808
[PVAの合成及び評価]
PVA−1
PVAc−1のポリ酢酸ビニルポリマーの40重量%のメタノール溶液に対して、総固形分濃度(けん化濃度)が35質量%となるように、メタノールおよびポリ酢酸ビニルポリマーの酢酸ビニル単位に対する水酸化ナトリウムのモル比が0.022となるように水酸化ナトリウムの8%メタノール溶液を撹拌下に加え、40℃でけん化反応を開始した。けん化反応の進行に伴ってゲル化物が生成した時点でゲルを粉砕し、粉砕後のゲルを40℃の容器に移し、けん化反応の開始から60分経過した時点で、メタノール/酢酸メチル/水(25/70/5質量比)の溶液に浸漬し、中和処理した。得られた膨潤ゲルを遠心分離し、膨潤ゲルの質量に対して、2倍の質量のメタノールを添加、浸漬し30分間放置した後、遠心分離する操作を4回繰り返し、60℃で1時間、100℃で2時間乾燥してPVA−1を得た。
PVA−1の重合度およびけん化度は、JIS−K6726に記載の方法により求めた。得られたPVAの重合度は1000、けん化度は98.4モル%であった。これらの物性データを表2にも示す。
PVA−1を灰化した後に、ジャーレルアッシュ社製ICP発光分析装置「IRIS AP」を用いて、得られた灰分中のナトリウム量を測定することによりPVA−1の酢酸ナトリウム含有量を求めた。酢酸ナトリウム含有量0.7%(ナトリウム換算で0.20%)であった。これらの物性データを表2にも示す。
以下の方法により、PVA−1のGPC測定用試料を準備した。95℃にて1時間加熱してPVA−1を水に溶解させた後、室温に冷却して、PVA−1の2%水溶液を得た。ポリエチレンテレフタレートフィルム上(20cm×20cm)に得られた水溶液を流延し、20℃、65%RHの条件下で1週間乾燥させて、厚さ50μmのPVAフィルムを得た。得られたフィルムをステンレス製の金属型枠(20cm×20cmで幅1cmの金属枠)にクリップで固定し、ギアオーブンにて120℃で3時間熱処理した。熱処理後のPVAフィルムの中央付近から試料を採取した。
得られた試料を上記方法によりGPC測定した。このときの、溶出容量から換算した分子量(PMMA換算分子量)に対して、示差屈折率検出器で測定されたシグナル強度をプロットしたクロマトグラムを作成して、ピークトップ分子量(D)を求めた。また、分子量(PMMA換算分子量)に対して、吸光光度検出器(測定波長280nm)で測定されたシグナル強度(吸光度)をプロットしたクロマトグラムを作成して、ピークトップ分子量(E)を求めた。得られた値を下記式
(D−E)/D
に代入して得られた値は0.39であった。ピークトップ分子量(E)における吸光度(280nm)は1.41×10−3であった。これらの結果を表2にも示す。
ピークトップ分子量(E)を求めた方法と同様にして求めた吸光光度検出器(320nm)で測定されたピークトップ分子量(F)を求めた。ピークトップ分子量(D)とピークトップ分子量(F)とを下記式
(D−F)/D
に代入して得られた値は0.45であった。ピークトップ分子量(F)における吸光度(320nm)は1.13×10−3であった。これらの結果を表2にも示す。
PVA−2〜PVA−8
表2に示す条件に変更したこと以外はPVA−1と同様にして各PVAを合成した。得られたPVAの重合度、けん化度及び酢酸ナトリウムの含有量(ナトリウムの質量換算)をPVA−1と同様にして測定した。PVA−1と同様にしてGPC測定を行った。それらの結果を表2に示す。
比較PVA−1〜比較PVA−5
表2に示す条件に変更したこと以外はPVA−1と同様にして各PVAを合成した。得られたPVAの重合度、けん化度及び酢酸ナトリウムの含有量(ナトリウムの質量換算)をPVA−1と同様にして測定した。PVA−1と同様にしてGPC測定を行った。それらの結果を表2に示す。
Figure 0005420808
PVA−9、比較PVA−6および比較PVA−7
表3に示す条件に変更したこと以外はPVA−1と同様にして各PVAを合成した。得られたPVAの重合度、けん化度及び酢酸ナトリウムの含有量(ナトリウムの質量換算)をPVA−1と同様にして測定した。PVA−1と同様にしてGPC測定を行った。それらの結果を表3に示す。
Figure 0005420808
PVA−10、および比較PVA−8〜比較PVA−10
表4に示す条件に変更したこと以外はPVA−1と同様にして各PVAを合成した。得られたPVAの重合度、けん化度及び酢酸ナトリウムの含有量(ナトリウムの質量換算)をPVA−1と同様にして測定した。PVA−1と同様にしてGPC測定を行った。それらの結果を表4に示す。
Figure 0005420808
PVA−11、比較PVA−11および比較PVA−12
表5に示す条件に変更したこと以外はPVA−1と同様にして各PVAを合成した。得られたPVAの重合度、けん化度及び酢酸ナトリウムの含有量(ナトリウムの質量換算)をPVA−1と同様にして測定した。PVA−1と同様にしてGPC測定を行った。それらの結果を表5に示す。
Figure 0005420808
PVA−12、比較PVA−13および比較PVA−14
表6に示す条件に変更したこと以外はPVA−1と同様にして各PVAを合成した。得られたPVAの重合度、けん化度及び酢酸ナトリウムの含有量(ナトリウムの質量換算)をPVA−1と同様にして測定した。PVA−1と同様にしてGPC測定を行った。それらの結果を表6に示す。
Figure 0005420808
比較PVA−15〜比較PVA−17
表7に示す条件に変更したこと以外はPVA−1と同様にして各PVAを合成した。得られたPVAの重合度、けん化度及び酢酸ナトリウムの含有量(ナトリウムの質量換算)をPVA−1と同様にして測定した。PVA−1と同様にしてGPC測定を行った。それらの結果を表7に示す。
Figure 0005420808
PVA−13〜PVA−19
表8に示す条件に変更したこと以外はPVA−1と同様にして各PVAを合成した。得られたPVAの重合度、けん化度及び酢酸ナトリウムの含有量(ナトリウムの質量換算)をPVA−1と同様にして測定した。PVA−1と同様にしてGPC測定を行った。それらの結果を表8に示す。
比較PVA−18〜比較PVA−21
表8に示す条件に変更したこと以外はPVA−1と同様にして各PVAを合成した。得られたPVAの重合度、けん化度及び酢酸ナトリウムの含有量(ナトリウムの質量換算)をPVA−1と同様にして測定した。PVA−1と同様にしてGPC測定を行った。それらの結果を表8に示す。
Figure 0005420808
PVA−20、比較PVA−22および比較PVA−23
表9に示す条件に変更したこと以外はPVA−1と同様にして各PVAを合成した。得られたPVAの重合度、けん化度及び酢酸ナトリウムの含有量(ナトリウムの質量換算)をPVA−1と同様にして測定した。PVA−1と同様にしてGPC測定を行った。それらの結果を表9に示す。
Figure 0005420808
PVA−21、比較PVA−24および比較PVA−25
表10に示す条件に変更したこと以外はPVA−1と同様にして各PVAを合成した。得られたPVAの重合度、けん化度及び酢酸ナトリウムの含有量(ナトリウムの質量換算)をPVA−1と同様にして測定した。PVA−1と同様にしてGPC測定を行った。それらの結果を表10に示す。
比較PVA−26
PVAc−3の55質量%メタノール溶液に対して、総固形分濃度(けん化濃度)が40質量%となるように、メタノールおよびポリ酢酸ビニルポリマーの酢酸ビニル単位に対する水酸化ナトリウムのモル比が0.005となるように水酸化ナトリウムの8%メタノール溶液を撹拌下に加え、40℃でけん化反応を開始した。なお、この際の系内の水分率を3.0%となるよう蒸留水を添加してけん化反応を行った。水酸化ナトリウムのメタノール溶液を添加してから1時間後、1%酢酸水を水酸化ナトリウムの0.8モル等量および多量の蒸留水を添加し、けん化反応を停止した。得られた溶液を乾燥機に移し、65℃で12時間乾燥した後、100℃で2時間乾燥して比較PVA−26を得た。得られたPVAの重合度は300、けん化度は45.3モル%、酢酸ナトリウム含有量1.2%(ナトリウム換算で0.34%)であった。結果を表10にも示す。なお、得られたPVAは水に対して不溶であったことから、GPC測定のためのフィルム準備ができず、GPC測定ができなかった。
比較PVA−27
PVAc−3の55質量%のメタノール溶液に対して、総固形分濃度(けん化濃度)が40質量%となるように、メタノールおよびポリ酢酸ビニルポリマーの酢酸ビニル単位に対する水酸化ナトリウムのモル比が0.005となるように水酸化ナトリウムの8%メタノール溶液を撹拌下に加え、40℃でけん化反応を開始した。なお、この際の系内の水分率を1.2%となるよう蒸留水を添加してけん化反応を行った。水酸化ナトリウムのメタノール溶液を添加してから1時間後、1%酢酸水を水酸化ナトリウムの0.8モル等量および多量の蒸留水を添加し、けん化反応を停止した。得られた溶液を乾燥機に移し、65℃で12時間乾燥した後、100℃で2時間乾燥して比較PVA−27を得た。得られたPVAの重合度は300、けん化度は60.2モル%、酢酸ナトリウム含有量1.3%(ナトリウム換算で0.36%)であった。PVA−1と同様にしてGPC測定を行った。これらの結果を表10に示す。
Figure 0005420808
PVA−22、比較PVA−28および比較PVA−29
表11に示す条件に変更したこと以外はPVA−1と同様にして各PVAを合成した。得られたPVAの重合度、けん化度及び酢酸ナトリウムの含有量(ナトリウムの質量換算)をPVA−1と同様にして測定した。PVA−1と同様にしてGPC測定を行った。それらの結果を表11に示す。
Figure 0005420808
PVA−23、比較PVA−30および比較PVA−31
表12に示す条件に変更したこと以外はPVA−1と同様にして各PVAを合成した。得られたPVAの重合度、けん化度及び酢酸ナトリウムの含有量(ナトリウムの質量換算)をPVA−1と同様にして測定した。PVA−1と同様にしてGPC測定を行った。それらの結果を表12に示す。
Figure 0005420808
比較PVA−32〜比較PVA−34
表13に示す条件に変更したこと以外はPVA−1と同様にして各PVAを合成した。得られたPVAの重合度、けん化度及び酢酸ナトリウムの含有量(ナトリウムの質量換算)をPVA−1と同様にして測定した。PVA−1と同様にしてGPC測定を行った。それらの結果を表13に示す。
Figure 0005420808
[PVBの合成及び評価]
PVB−1
還流冷却器、温度計、イカリ型攪拌翼を備えた10L(リットル)のガラス製容器に、イオン交換水8100g、PVA−1を660g仕込み(PVA濃度7.5%)、内容物を95℃に昇温して完全に溶解させた。次に内容物を120rpmで攪拌しながら、8℃まで約30分かけて徐々に冷却後、前記容器にn−ブチルアルデヒド384gと20%の塩酸540mLを添加し、ブチラール化反応を150分間行った。その後60分かけて60℃まで昇温し、60℃にて120分間保持した後、室温まで冷却した。析出した樹脂を10倍量のイオン交換水で洗浄後、過剰量の水酸化ナトリウム水溶液を添加し、十分に中和した後、更にポリビニルブチラールの10倍量のイオン交換水で再洗浄し、十分脱水した後、乾燥してポリビニルブチラールを得た。得られたポリビニルブチラールのブチラール化度(アセタール化度)は68.5モル%、酢酸ビニル単量体単位の含有量は1.6モル%であり、ビニルアルコール単量体単位の含有量は29.9モル%であった。なお、得られたポリビニルブチラールのブチラール化度、酢酸ビニル単量体単位の含有量、及びビニルアルコール単量体単位の含有量はJIS K6728に従って測定した。結果を表14にも示す。
以下の方法により、PVB−1のGPC測定用試料を準備した。PVB−1の粉末を圧力2MPa、230℃にて、3時間熱プレスし、冷却して、30cm×30cm、厚み760μmのポリビニルアセタールフィルムを得た。こうして加熱処理されたフィルムの中央付近から試料を採取した。
得られた試料を上記方法によりGPC測定した。このときの、溶出容量から換算した分子量(PMMA換算分子量)に対して、示差屈折率検出器で測定されたシグナル強度をプロットしたクロマトグラムを作成して、ピークトップ分子量(G)を求めた。また、分子量(PMMA換算分子量)に対して、吸光光度検出器(測定波長280nm)で測定されたシグナル強度(吸光度)をプロットしたクロマトグラムを作成して、ピークトップ分子量(H)を求めた。得られた値を下記式
(G−H)/G
に代入して得られた値は0.22であった。ピークトップ分子量(H)における吸光度(280nm)は2.40×10−3であった。これらの結果を表14にも示す。
ピークトップ分子量(H)を求めた方法と同様にして求めた吸光光度検出器(320nm)で測定されたピークトップ分子量(I)を求めた。ピークトップ分子量(G)とピークトップ分子量(I)とを下記式
(G−I)/G
に代入して得られた値は0.33であった。ピークトップ分子量(I)における吸光度(320nm)は1.36×10−3であった。これらの結果を表14にも示す。
PVB−2〜PVB−8
原料PVAを表14に示すものに変更したこと以外はPVB−1と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表14に示す。
PVB−9
n−ブチルアルデヒドの添加量を320gに変更したこと以外はPVB−1と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表14に示す。
PVB−10
n−ブチルアルデヒドの添加量を365gに変更したこと以外はPVB−1と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表14に示す。
PVB−11
n−ブチルアルデヒドの添加量を449gに変更したこと以外はPVB−1と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表14に示す。
PVB−12
ブチラール化反応後に析出した樹脂の6倍量のイオン交換水で洗浄後、過剰量の水酸化ナトリウム水溶液を添加し、十分に中和した後、更にポリビニルブチラールの6倍量のイオン交換水で再洗浄したこと以外はPVB−1と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表14に示す。
PVB−13
ブチラール化反応後に析出した樹脂の4倍量のイオン交換水で洗浄後、過剰量の水酸化ナトリウム水溶液を添加し、十分に中和した後、更にポリビニルブチラールの4倍量のイオン交換水で再洗浄したこと以外はPVB−1と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表14に示す。
PVB−14
ブチラール化反応の際に、20%の塩酸の代わりに20%の硝酸を添加したこと、及びブチラール化反応後に析出した樹脂の3倍量のイオン交換水で洗浄後、過剰量の水酸化ナトリウム水溶液を添加し、十分に中和した後、更にポリビニルブチラールの3倍量のイオン交換水で再洗浄したこと以外はPVB−1と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表14に示す。
PVB−15
ブチラール化反応の際に、20%の塩酸の代わりに20%の硝酸を添加したこと、及びブチラール化反応後に析出した樹脂の2倍量のイオン交換水で洗浄後、過剰量の水酸化ナトリウム水溶液を添加し、十分に中和した後、更にポリビニルブチラールの2倍量のイオン交換水で再洗浄したこと以外はPVB−1と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表14に示す。
Figure 0005420808
比較PVB−1〜比較PVB−5
原料PVAを表15に示すものに変更したこと以外はPVB−1と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表15に示す。
比較PVB−6
原料PVAとして比較PVA−1を用いたこと、及びn−ブチルアルデヒドの添加量を271gに変更したこと以外はPVB−1と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表15に示す。
比較PVB−7
原料PVAとして比較PVA−1を用いたこと以外は、PVB−9と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表15に示す。
比較PVB−8
原料PVAとして比較PVA−1を用いたこと以外は、PVB−11と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表15に示す。
比較PVB−9
原料PVAとして比較PVA−2を用いたこと以外は、比較PVB−6と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表15に示す。
比較PVB−10
原料PVAとして比較PVA−2を用いたこと以外は、比較PVB−7と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表15に示す。
比較PVB−11
原料PVAとして比較PVA−2を用いたこと以外は、比較PVB−8と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表15に示す。
比較PVB−12
原料PVAとしてPVA−1を用いたこと以外は、比較PVB−6と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表15に示す。
比較PVB−13
n−ブチルアルデヒドの添加量を740gに変更し、20%の塩酸の添加量を810mLに変更したこと以外は、PVB−1と同様にしてブチラール化反応を行った。その後90分かけて80℃まで昇温し、80℃にて16時間保持した後、室温まで冷却した。析出した樹脂の洗浄以降の工程はPVB−1と同様にして行い、PVBを得た。得られたPVBの評価をPVB−1と同様にして行った。その結果を表15に示す。
Figure 0005420808
PVB−16、比較PVB−14および比較PVB−15
原料PVAを表16に示すものに変更したこと以外はPVB−1と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表16に示す。
Figure 0005420808
PVB−17
還流冷却器、温度計、イカリ型攪拌翼を備えた10L(リットル)のガラス製容器に、イオン交換水8100g、PVA−10を660g仕込み(PVA濃度7.5%)、内容物を95℃に昇温して完全に溶解させた。次に内容物を120rpmで攪拌しながら、1℃まで約30分かけて徐々に冷却後、n−ブチルアルデヒド422gと20%の塩酸540mLを添加し、ブチラール化反応を120分間行った。その後60分かけて45℃まで昇温し、45℃にて120分間保持した後、室温まで冷却した。析出した樹脂の洗浄以降の工程はPVB−1と同様にして行い、PVBを得た。得られたPVBの評価をPVB−1と同様にして行った。その結果を表17に示す。
比較PVB−16〜比較PVB−18
原料PVAを表17に示すものに変更したこと以外はPVB−17と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表17に示す。
Figure 0005420808
PVB−18
還流冷却器、温度計、イカリ型攪拌翼を備えた10Lのガラス製容器に、イオン交換水8100g、PVA−11を660g仕込み(PVA濃度7.5%)、内容物を95℃に昇温して完全に溶解させた。次に内容物を120rpmで攪拌しながら、5℃まで約30分かけて徐々に冷却後、n−ブチルアルデヒド402gと20%の塩酸540mLを添加し、ブチラール化反応を120分間行った。その後60分かけて50℃まで昇温し、50℃にて120分間保持した後、室温まで冷却した。析出した樹脂の洗浄以降の工程はPVB−1と同様にして行い、PVBを得た。得られたPVBの評価をPVB−1と同様にして行った。その結果を表18に示す。
比較PVB−19および比較PVB−20
原料PVAを表18に示すものに変更したこと以外はPVB−18と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表18に示す。
Figure 0005420808
PVB−19
還流冷却器、温度計、イカリ型攪拌翼を備えた10Lのガラス製容器に、イオン交換水8100g、PVA−12を660g仕込み(PVA濃度7.5%)、内容物を95℃に昇温して完全に溶解させた。次に内容物を120rpmで攪拌しながら、10℃まで約30分かけて徐々に冷却後、n−ブチルアルデヒド384gと20%の塩酸540mLを添加し、ブチラール化反応を150分間行った。その後60分かけて60℃まで昇温し、60℃にて120分間保持した後、室温まで冷却した。析出した樹脂の洗浄以降の工程はPVB−1と同様にして行い、PVBを得た。得られたPVBの評価をPVB−1と同様にして行った。その結果を表19に示す。
比較PVB−21および比較PVB−22
原料PVAを表19に示すものに変更したこと以外はPVB−19と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表19に示す。
Figure 0005420808
比較PVB−23
還流冷却器、温度計、イカリ型攪拌翼を備えた10Lのガラス製容器に、イオン交換水8234g、比較PVA−15を526g仕込み(PVA濃度6.0%)、内容物を95℃に昇温して完全に溶解させた。次に内容物を120rpmで攪拌しながら、15℃まで約30分かけて徐々に冷却後、n−ブチルアルデヒド307gと20%の塩酸540mLを添加し、ブチラール化反応を120分間行った。その後60分かけて60℃まで昇温し、60℃にて120分間保持した後、室温まで冷却した。析出した樹脂の洗浄以降の工程はPVB−1と同様にして行い、PVBを得た。得られたPVBの評価をPVB−1と同様にして行った。その結果を表20に示す。
比較PVB−24および比較PVB−25
原料PVAを表20に示すものに変更したこと以外は比較PVB−23と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表20に示す。
Figure 0005420808
PVB−20
還流冷却器、温度計、イカリ型攪拌翼を備えた10Lのガラス製容器に、イオン交換水8100g、PVA−13を660g仕込み(PVA濃度7.5%)、内容物を95℃に昇温して完全に溶解させた。次に内容物を120rpmで攪拌しながら、10℃まで約60分かけて徐々に冷却後、n−ブチルアルデヒド450gと20%の塩酸540mLを添加し、ブチラール化反応を90分間行った。析出した樹脂の洗浄以降の工程はPVB−1と同様にして行い、PVBを得た。得られたPVBの評価をPVB−1と同様にして行った。その結果を表21に示す。
PVB−21〜PVB−26
原料PVAを表21に示すものに変更したこと以外はPVB−20と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表21に示す。
PVB−27
n−ブチルアルデヒドの添加量を269gに変更したこと以外はPVB−20と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表21に示す。
PVB−28
n−ブチルアルデヒドの添加量を307gに変更したこと以外はPVB−20と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表21に示す。
PVB−29
n−ブチルアルデヒドの添加量を458gに変更したこと以外はPVB−20と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表21に示す。
PVB−30
ブチラール化反応後に析出した樹脂の6倍量のイオン交換水で洗浄後、過剰量の水酸化ナトリウム水溶液を添加し、十分に中和した後、更にポリビニルブチラールの6倍量のイオン交換水で再洗浄したこと以外はPVB−20と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表21に示す。
PVB−31
ブチラール化反応後に析出した樹脂の4倍量のイオン交換水で洗浄後、過剰量の水酸化ナトリウム水溶液を添加し、十分に中和した後、更にポリビニルブチラールの4倍量のイオン交換水で再洗浄したこと以外はPVB−20と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表21に示す。
PVB−32
ブチラール化反応の際に、20%の塩酸の代わりに20%の硝酸を添加したこと、及びブチラール化反応後に析出した樹脂の3倍量のイオン交換水で洗浄後、過剰量の水酸化ナトリウム水溶液を添加し、十分に中和した後、更にポリビニルブチラールの3倍量のイオン交換水で再洗浄したこと以外はPVB−20と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表21に示す。
PVB−33
ブチラール化反応の際に、20%の塩酸の代わりに20%の硝酸を添加したこと、及びブチラール化反応後に析出した樹脂の2倍量のイオン交換水で洗浄後、過剰量の水酸化ナトリウム水溶液を添加し、十分に中和した後、更にポリビニルブチラールの2倍量のイオン交換水で再洗浄したこと以外はPVB−20と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表21に示す。
Figure 0005420808
比較PVB−26〜比較PVB−29
原料PVAを表22に示すものに変更したこと以外はPVB−20と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表22に示す。
比較PVB−30
原料PVAとして比較PVA−18を用いたこと、及びn−ブチルアルデヒドの添加量を225gに変更したこと以外はPVB−20と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表22に示す。
比較PVB−31
原料PVAとして比較PVA−18を用いたこと以外はPVB−27と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表22に示す。
比較PVB−32
原料PVAとして比較PVA−18を用いたこと以外はPVB−29と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表22に示す。
比較PVB−33
原料PVAとして比較PVA−19を用いたこと以外は比較PVB−30と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表22に示す。
比較PVB−34
原料PVAとして比較PVA−19を用いたこと以外はPVB−27と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表22に示す。
比較PVB−35
原料PVAとして比較PVA−19を用いたこと以外はPVB−29と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表22に示す。
比較PVB−36
原料PVAとしてPVA−13を用いたこと以外は比較PVB−30と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表22に示す。
比較PVB−37
n−ブチルアルデヒドの添加量を837gに変更し、20%の塩酸の添加量を810mLに変更したこと以外は、PVB−20と同様にしてブチラール化反応を行った。その後、60分かけて60℃まで昇温し、60℃にて24時間保持した後、室温まで冷却した。析出した樹脂の洗浄以降の工程はPVB−20と同様にして行い、PVBを得た。得られたPVBの評価をPVB−1と同様にして行った。その結果を表22に示す。
Figure 0005420808
PVB−34、比較PVB−38および比較PVB−39
原料PVAを表23に示すものに変更したこと以外はPVB−20と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表23に示す。
Figure 0005420808
PVB−35
還流冷却器、温度計、イカリ型攪拌翼を備えた10Lのガラス製容器に、イオン交換水8100g、PVA−21を660g仕込み(PVA濃度7.5%)、内容物を95℃に昇温して完全に溶解させた。次に内容物を120rpmで攪拌しながら、1℃まで約60分かけて徐々に冷却後、n−ブチルアルデヒド468gと20%の塩酸540mLを添加し、ブチラール化反応を90分間行った。その後30分かけて25℃まで昇温し、25℃にて180分間保持した後、室温まで冷却した。析出した樹脂の洗浄以降の工程はPVB−1と同様にして行い、PVBを得た。得られたPVBの評価をPVB−1と同様にして行った。その結果を表24に示す。
比較PVB−40〜比較PVB−43
原料PVAを表24に示すものに変更したこと以外はPVB−35と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表24に示す。なお、比較PVB−42において、原料の比較PVA−26の水溶性が不十分であり、水溶液が得られなかったため、合成を中止した。
Figure 0005420808
PVB−36
還流冷却器、温度計、イカリ型攪拌翼を備えた10Lのガラス製容器に、イオン交換水8100g、PVA−22を660g仕込み(PVA濃度7.5%)、内容物を95℃に昇温して完全に溶解させた。次に内容物を120rpmで攪拌しながら、5℃まで約60分かけて徐々に冷却後、n−ブチルアルデヒド450gと20%の塩酸540mLを添加し、ブチラール化反応を90分間行った。その後30分かけて30℃まで昇温し、30℃にて180分間保持した後、室温まで冷却した。析出した樹脂の洗浄以降の工程はPVB−1と同様にして行い、PVBを得た。得られたPVBの評価をPVB−1と同様にして行った。その結果を表25に示す。
比較PVB−44および比較PVB−45
原料PVAを表25に示すものに変更したこと以外はPVB−36と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表25に示す。
Figure 0005420808
PVB−37
還流冷却器、温度計、イカリ型攪拌翼を備えた10Lのガラス製容器に、イオン交換水8100g、PVA−23を660g仕込み(PVA濃度7.5%)、内容物を95℃に昇温して完全に溶解させた。次に内容物を120rpmで攪拌しながら、15℃まで約30分かけて徐々に冷却後、n−ブチルアルデヒド432gと20%の塩酸540mLを添加し、ブチラール化反応を90分間行った。その後30分かけて45℃まで昇温し、45℃にて180分間保持した後、室温まで冷却した。析出した樹脂の洗浄以降の工程はPVB−1と同様にして行い、PVBを得た。得られたPVBの評価をPVB−1と同様にして行った。その結果を表26に示す。
比較PVB−46および比較PVB−47
原料PVAを表26に示すものに変更したこと以外はPVB−37と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表26に示す。
Figure 0005420808
比較PVB−48
還流冷却器、温度計、イカリ型攪拌翼を備えた10Lのガラス製容器に、イオン交換水8234g、PVA−18を526g仕込み(PVA濃度6.0%)、内容物を95℃に昇温して完全に溶解させた。次に内容物を120rpmで攪拌しながら、15℃まで約60分かけて徐々に冷却後、n−ブチルアルデヒド344gと20%の塩酸540mLを添加し、ブチラール化反応を90分間行った。その後30分かけて45℃まで昇温し、45℃にて180分間保持した後、室温まで冷却した。析出した樹脂の洗浄以降の工程はPVB−1と同様にして行い、PVBを得た。得られたPVBの評価をPVB−1と同様にして行った。その結果を表27に示す。
比較PVB−49および比較PVB−50
原料PVAを表27に示すものに変更したこと以外は比較PVB−48と同様にしてPVBの合成及び評価を実施した。その結果を表27に示す。
Figure 0005420808
実施例1
PVB−1の粉体70質量部および酢酸マグネシウム0.014質量部とを、株式会社東洋精機製作所製ラボプラストミル「Cモデル」を用い、190℃、50rpmにて5分間溶融混練した。溶融混練中、容器内に窒素(100mL/分)を吹き込み続けた。得られた混練物を170℃、5MPa、30分間熱プレスして、30cm×30cm、厚み760μmのフィルムを作成した。得られたフィルムのGPC測定、塩化物イオン含有量の測定及び異物(未溶解分)の評価を以下のとおり行った。また、得られたフィルムを太陽電池モジュールの作製に供した。
(GPC測定)
得られたフィルムを圧力2MPa、230℃にて、3時間熱プレスすることにより加熱した。こうして加熱処理されたフィルム(30cm×30cm、厚み760μm)の中央付近から試料を採取した。得られた試料を上記方法によりGPC測定した。得られたピークトップ分子量(A)及びピークトップ分子量(B)を下記式
(A−B)/A
に代入して得られた値は0.43であった。また、ピークトップ分子量(A)とピークトップ分子量(C)とを下記式
(A−C)/A
に代入して得られた値は0.58であった。結果を表28にも示す。
単分散のPMMAとして、American Polymer Standard Corp.社製「PMMA85K」(重量平均分子量85450、数平均分子量74300、固有粘度0.309)を使用した。当該単分散のPMMAを上記方法によりGPC測定した。ピークトップ分子量(A)を求めた方法と同様にして求めた、示差屈折率検出器で測定されたピークトップ分子量におけるシグナル強度(x)は390.82mVであった。また、ピークトップ分子量(B)を求めた方法と同様にして求めた、吸光光度検出器(220nm)で測定されたピークトップ分子量におけるシグナル強度(吸光度、y)は269.28mV(0.26928アブソーバンスユニット)であった。
シグナル強度(a)、シグナル強度(b)、シグナル強度(x)及びシグナル強度(y)を下記式
(b/y)/(a/x)
に代入して得られた値は4.00×10−2であった。結果を表28にも示す。
シグナル強度(a)、シグナル強度(c)、シグナル強度(x)及びシグナル強度(y)を下記式
(c/y)/(a/x)
に代入して得られた値は2.14×10−2であった。結果を表28にも示す。
(フィルム中の塩化物イオンの含有量)
3質量%硝酸水溶液1mL、蒸留水10mL及びエタノール80mLを混合した後、得られた混合液に前記フィルム1gを溶解させた。得られた溶液に0.001mol/Lの硝酸銀水溶液を滴下し、電気伝導度の変化からサンプル中の塩化物イオン濃度を求めた。結果を表28に示す。
(フィルム中の未溶解分)
得られたフィルムを2枚の透明なガラス板(20cm×20cm)の間に挟み、ガラス板とフィルムの間の空気を押出しながら110℃にてプレスロールを通すことにより予備接着を行った。予備接着後の積層体をオートクレーブにて135℃、1.2MPaで30分間静置することにより合わせガラスを作製(合計20枚)した。拡大鏡を用いて得られた合わせガラス中の異物の数をカウントした。合わせガラス20枚中の合計異物数を求め、以下の判定基準で評価した。結果を表28に示す。
A:0(個/20枚)
B:1(個/20枚)
C:2〜3(個/20枚)
D:4〜8(個/20枚)
E:9以上(個/20枚)
(フィルムの耐着色性)
上述したPVB−1を含むフィルムの作製に使用した混練物と同じものを作製した。当該混練物35質量部に、新たに、PVB−1の粉体35質量部および酢酸マグネシウム0.007質量部を加え、再び前記混練物を作製した際と同じ条件にて溶融混練した。得られた混練物にPVB−1の粉体および酢酸マグネシウムを加え混練する操作をさらに3回繰り返した。得られた混練物を用いて、上述したPVB−1を含むフィルムの作製方法と同様にしてフィルムを作製した。そして、当該フィルムを用いて、「フィルム中の未溶解分」の項に記載した合わせガラスの作製方法と同様にして合わせガラスを作製した。ここで得られた合わせガラス(繰り返し加熱されたPVBを用いたもの)と、上記「フィルム中の未溶解分」で得られた合わせガラス(バージンのPVBを用いたもの)の黄色度(YI)をそれぞれ測定し、両者の黄色度の差(ΔYI)から以下の判定基準で耐着色性を評価した。測定は、スガ試験機株式会社製SMカラーコンピュータ「SM−T−H」を用い、JIS K 7105に従って行った。結果を表28に示す。
A:2未満
B:2以上4未満
C:4以上6未満
D:6以上10未満
E:10以上
(太陽電池モジュールの評価)
図2を用いて薄膜太陽電池セル及び太陽電池モジュールの作製方法について説明する。大きさ100mm×100mm、厚さ4mmのガラス基板11上に透明電極層12として、厚さ約700nmのSnO膜をCVD法にて形成した。次に透明電極層12上に、プラズマCVD装置で基板全面に光電変換ユニット13としてアモルファスシリコン系薄膜を形成した。ここで、p型層13aはp層のアモルファスSi膜(膜厚約15nm)、i型層13bはi層のアモルファスSi膜(膜厚約500nm)、n型層13cはn層のアモルファスSi膜(膜厚約3nm)である。次に、裏面電極14としてスパッタ法により基板全面にZnO膜(膜厚約80nm)とAg膜(膜厚約200nm)を形成した。こうしてガラス基板上に太陽電池セルを形成した。
太陽電池セルが形成されたガラス基板11を、真空ラミネーター(日清紡メカトロニクス株式会社製「1522N」)の熱板上に、ガラス基板11が熱板と接触するように置いた。裏面電極14上に、封止材15として、100mm×100mmにカットしたPVB−1を含む上記フィルムを、当該フィルム上に、100mm×100mm、厚さ4mmのガラス基板16を積層した後、以下の条件で太陽電池セルを封止して太陽電池モジュールを作製した。
<条件>
熱板温度:165℃
真空引き時間:12分
プレス圧力:50kPa
プレス時間:17分
このようにして得られた太陽電池モジュールを85℃、85%RHの条件下、5000時間保持した後の外観の変化および変換効率の低下率を測定した。
(太陽電池モジュールの外観の変化)
上記のとおり太陽電池モジュールを保持した後、封止材15に発泡が生じたか否かを目視にて確認した。その結果、発泡は認められなかった。結果を表28にも示す。
(太陽電池モジュールの変換効率の低下率)
太陽電池セルに電気特性が測定できるように配線を施した以外は、上記と同様の方法により太陽電池モジュールを作製した。この太陽電池モジュールに、AM1.5、1000W/mの基準太陽光を照射して変換効率を測定した。変換効率の測定には、日清紡メカトロニクス株式会社製ソーラーシミュレーターを使用した。次に、前記太陽電池モジュールを、85℃、85%RHの条件下で5000時間暴露した後、前記方法にて変換効率を測定した。暴露前の変換効率を100%(基準)とした場合の、暴露後の変換効率の低下率(%)を算出した。その結果、変換効率の低下率は1%未満であった。結果を表28にも示す。
実施例2〜11および実施例13〜16
PVB−1の代わりに表28に示すPVBを用いたこと以外は、実施例1と同様にしてフィルムの作製及び評価を実施した。結果を表28に示す。
実施例12
PVB−1の粉体64.4質量部、トリエチレングリコール−ジ2−エチルヘキサノエート5.6質量部および酢酸マグネシウム0.014質量部とを、株式会社東洋精機製作所製ラボプラストミル「Cモデル」を用い、190℃、50rpmにて5分間溶融混練した。溶融混練中、容器内に窒素(100mL/分)を吹き込み続けた。得られた混練物を170℃、5MPa、30分間熱プレスして、30cm×30cm、厚み760μmのフィルムを作成した。得られたフィルムのGPC測定及び塩化物イオン含有量の測定を実施例1と同様にして行った。また、得られたフィルムを用いたこと以外は実施例1と同様にして、太陽電池モジュールの作製及び評価を行った。これらの結果を表28に示す。さらに、前記フィルム中の未溶解分の評価を下記のとおり行った。
(フィルム中の未溶解分)
前記フィルムを用いたこと以外は実施例1と同様にして合わせガラスの作製及び未溶解分の測定を行った。結果を表28に示す。
(フィルムの耐着色性)
上述した、PVB−1の粉体64.4質量部、トリエチレングリコール−ジ2−エチルヘキサノエート5.6質量部および酢酸マグネシウム0.014質量部とからなる混練物と同じものを作製した。得られた混練物35質量部に、新たに、PVB−1の粉体32.2質量部、トリエチレングリコール−ジ2−エチルヘキサノエート2.8質量部および酢酸マグネシウム0.007質量部を加え、再び前記混練物を作製した際と同じ条件にて溶融混練した。得られた混練物にPVB−1の粉体、トリエチレングリコール−ジ2−エチルヘキサノエートおよび酢酸マグネシウムを加え混練する操作をさらに3回繰り返した。こうして得られた混練物を用いたこと以外は実施例1と同様にして合わせガラス(繰り返し加熱されたPVBを用いたもの)を作製した。ここで得られた合わせガラスと、上記「フィルム中の未溶解分」で得られた合わせガラス(バージンのPVBを用いたもの)の黄色度(YI)をそれぞれ測定し、両者の黄色度の差(ΔYI)から耐着色性を評価した。黄色度の測定方法及び耐着色性の評価基準は実施例1と同様とした。結果を表28に示す。
Figure 0005420808
比較例1〜比較例13
PVB−1の代わりに表29に示すPVBを用いたこと以外は、実施例1と同様にしてフィルムの作製及び評価を実施した。結果を表29に示す。
比較例14
PVB−1の粉体61.5質量部、トリエチレングリコール−ジ2−エチルヘキサノエート8.5質量部および酢酸マグネシウム0.014質量部とを、株式会社東洋精機製作所製ラボプラストミル「Cモデル」を用い、190℃、50rpmにて5分間溶融混練した。溶融混練中、容器内に窒素(100mL/分)を吹き込み続けた。得られた混練物を170℃、5MPa、30分間熱プレスして、30cm×30cm、厚み760μmのフィルムを作成した。得られたフィルムのGPC測定及び塩化物イオン含有量の測定を実施例1と同様にして行った。また、得られたフィルムを用いたこと以外は実施例1と同様にして、太陽電池モジュールの作製及び評価を行った。これらの結果を表29に示す。さらに、前記フィルム中の未溶解分の評価を下記のとおり行った。
(フィルム中の未溶解分)
前記フィルムを用いたこと以外は実施例1と同様にして合わせガラスの作製及び未溶解分の測定を行った。結果を表29に示す。
(フィルムの耐着色性)
上述した、PVB−1の粉体61.5質量部、トリエチレングリコール−ジ2−エチルヘキサノエート8.5質量部および酢酸マグネシウム0.014質量部とからなる混練物と同じものを作製した。得られた混練物35質量部に、新たに、PVB−1の粉体30.7質量部、トリエチレングリコール−ジ2−エチルヘキサノエート4.3質量部および酢酸マグネシウム0.007質量部を加え、再び前記混練物を作製した際と同じ条件にて溶融混練した。得られた混練物にPVB−1の粉体、トリエチレングリコール−ジ2−エチルヘキサノエートおよび酢酸マグネシウムを加え混練する操作をさらに3回繰り返した。こうして得られた混練物を用いたこと以外は実施例1と同様にして合わせガラス(繰り返し加熱されたPVBを用いたもの)を作製した。ここで得られた合わせガラスと、上記「フィルム中の未溶解分」で得られた合わせガラス(バージンのPVBを用いたもの)の黄色度(YI)をそれぞれ測定し、両者の黄色度の差(ΔYI)から耐着色性を評価した。黄色度の測定方法及び耐着色性の評価基準は実施例1と同様とした。結果を表29に示す。
Figure 0005420808
実施例17、比較例15および比較例16
PVB−1の代わりに表30に示すPVBを用いたこと以外は、実施例1と同様にしてフィルムの作製及び評価を実施した。結果を表30に示す。
実施例18
PVB−1の代わりにPVB−16を用いたこと以外は、実施例12と同様にしてフィルムの作製及び評価を実施した。結果を表30に示す。
比較例17
PVB−1の代わりにPVB−16を用いたこと以外は、比較例14と同様にしてフィルムの作製及び評価を実施した。結果を表30に示す。
Figure 0005420808
実施例19、比較例18〜比較例20
PVB−1の代わりに表31に示すPVBを用いたこと以外は、実施例1と同様にしてフィルムの作製及び評価を実施した。結果を表31に示す。
比較例21
PVB−1の代わりにPVB−17を用いたこと以外は、比較例14と同様にしてフィルムの作製及び評価を実施した。結果を表31に示す。
Figure 0005420808
実施例20、比較例22および比較例23
PVB−1の代わりに表32に示すPVBを用いたこと以外は、実施例1と同様にしてフィルムの作製及び評価を実施した。結果を表32に示す。
比較例24
PVB−1の代わりにPVB−18を用いたこと以外は、比較例14と同様にしてフィルムの作製及び評価を実施した。結果を表32に示す。
Figure 0005420808
実施例21、比較例25および比較例26
PVB−1の代わりに表33に示すPVBを用いたこと以外は、実施例12と同様にしてフィルムの作製及び評価を実施した。結果を表33に示す。
比較例27
PVB−1の代わりにPVB−19を用いたこと以外は、比較例14と同様にしてフィルムの作製及び評価を実施した。結果を表33に示す。
Figure 0005420808
比較例28〜比較例30
PVB−1の代わりに表34に示すPVBを用いたこと以外は、実施例12と同様にしてフィルムの作製及び評価を実施した。結果を表34に示す。
比較例31
PVB−1の代わりに比較PVB−23を用いたこと以外は、比較例14と同様にしてフィルムの作製及び評価を実施した。結果を表34に示す。
Figure 0005420808
実施例22〜実施例31および実施例33〜実施例36
PVB−1の代わりに表35に示すPVBを用いたこと以外は、実施例1と同様にしてフィルムの作製及び評価を実施した。但し、フィルムの耐着色性の評価は以下の方法に変更した。結果を表35に示す。
(フィルムの耐着色性)
混練物に対して、新たに、PVBの粉体および酢酸マグネシウムを加えた後、溶融混練する工程を1回のみ行ったこと以外は実施例1と同様にして評価した。
実施例32
PVB−1の代わりにPVB−20を用いたこと以外は、実施例12と同様にしてフィルムの作製及び評価を実施した。但し、フィルムの耐着色性の評価は以下の方法に変更した。結果を表35に示す。
(フィルムの耐着色性)
混練物に対して、新たに、PVBの粉体、トリエチレングリコール−ジ2−エチルヘキサノエートおよび酢酸マグネシウムを加えた後、溶融混練する工程を1回のみ行ったこと以外は実施例12と同様にして評価した。
Figure 0005420808
比較例32〜比較例43
PVB−20の代わりに表36に示すPVBを用いたこと以外は、実施例22と同様にしてフィルムの作製及び評価を実施した。結果を表36に示す。
比較例44
PVB−1の代わりにPVB−16を用いたこと以外は、比較例14と同様にしてフィルムの作製及び評価を実施した。但し、フィルムの耐着色性の評価は以下の方法に変更した。結果を表36に示す。
(フィルムの耐着色性)
混練物に対して、新たに、PVBの粉体、トリエチレングリコール−ジ2−エチルヘキサノエートおよび酢酸マグネシウムを加えた後、溶融混練する工程を1回のみ行ったこと以外は比較例14と同様にして評価した。
Figure 0005420808
実施例37、比較例45および比較例46
PVB−20の代わりに表37に示すPVBを用いたこと以外は、実施例22と同様にしてフィルムの作製及び評価を実施した。結果を表37に示す。
実施例38
PVB−20の代わりにPVB−34を用いたこと以外は、実施例32と同様にしてフィルムの作製及び評価を実施した。結果を表37に示す。
比較例47
PVB−16の代わりにPVB−34を用いたこと以外は、比較例44と同様にしてフィルムの作製及び評価を実施した。結果を表37に示す。
Figure 0005420808
実施例39、比較例48〜比較例51
PVB−20の代わりに表38に示すPVBを用いたこと以外は、実施例22と同様にしてフィルムの作製及び評価を実施した。結果を表38に示す。
比較例52
PVB−16の代わりにPVB−35を用いたこと以外は、比較例44と同様にしてフィルムの作製及び評価を実施した。結果を表38に示す。
Figure 0005420808
実施例40、比較例53および比較例54
PVB−20の代わりに表39に示すPVBを用いたこと以外は、実施例22と同様にしてフィルムの作製及び評価を実施した。結果を表39に示す。
比較例55
PVB−16の代わりにPVB−36を用いたこと以外は、比較例44と同様にしてフィルムの作製及び評価を実施した。結果を表39に示す。
Figure 0005420808
実施例41、比較例56および比較例57
PVB−20の代わりに表40に示すPVBを用いたこと以外は、実施例32と同様にしてフィルムの作製及び評価を実施した。結果を表40に示す。
比較例58
PVB−16の代わりにPVB−37を用いたこと以外は、比較例44と同様にしてフィルムの作製及び評価を実施した。結果を表40に示す。
Figure 0005420808
比較例59〜比較例61
PVB−20の代わりに表41に示すPVBを用いたこと以外は、実施例32と同様にしてフィルムの作製及び評価を実施した。結果を表41に示す。
比較例62
PVB−16の代わりに比較PVB−48を用いたこと以外は、比較例44と同様にしてフィルムの作製及び評価を実施した。結果を表41に示す。
Figure 0005420808
本発明のフィルム(実施例1〜41)は、フィルム中の未溶解分が少なく、フィルムの耐着色性に優れていた。さらに、本発明の太陽電池モジュール(実施例1〜41)は、曝露後、発泡が認められず、変換効率の低下も小さかった。このように本発明のフィルムは、バランス良い性能を示した。一方、本発明で規定した条件を満たさないフィルム(比較例1〜比較例62)は、いずれかの性能が低下した。なお、重合度2400のポリビニルアセタールを用いた場合(比較例28〜31及び59〜62)、重合度2000以下のポリビニルアセタールを用いた場合と比較して、耐着色性が低下するとともに、太陽電池モジュールの変換効率が著しく低下した。理由は定かではないが、溶融粘度が高すぎるため、ラボプラストミルでの溶融混練時に、せん断発熱によりポリビニルアセタールが劣化した可能性がある。

Claims (10)

  1. アセタール化度が50〜85モル%、ビニルエステル単量体単位の含有量が0.1〜20モル%、粘度平均重合度が200〜2000であるポリビニルアセタールを含有するフィルムであって、
    前記フィルム中の可塑剤の含有量がポリビニルアセタール100質量部に対して12質量部未満であり、
    下記式(1)及び(2)を満たすフィルム。
    (A−B)/A<0.80 (1)
    1.00×10−2<(b/y)/(a/x)<2.00×10−1 (2)
    式中、
    A:230℃において3時間加熱された前記フィルムをゲルパーミエーションクロマトグラフィー測定したときの、示差屈折率検出器で測定されるピークトップ分子量
    a:ピークトップ分子量(A)におけるシグナル強度
    B:230℃において3時間加熱された前記フィルムをゲルパーミエーションクロマトグラフィー測定したときの、吸光光度検出器(測定波長280nm)で測定されるピークトップ分子量
    b:ピークトップ分子量(B)におけるシグナル強度
    x:単分散のポリメタクリル酸メチルをゲルパーミエーションクロマトグラフィー測定したときの、示差屈折率検出器で測定されるピークトップ分子量におけるシグナル強度
    y:前記単分散のポリメタクリル酸メチルをゲルパーミエーションクロマトグラフィー測定したときの、吸光光度検出器(測定波長220nm)で測定されるピークトップ分子量におけるシグナル強度
    である。
  2. 下記式(3)及び(4)を満たす請求項1に記載のフィルム。
    (A−C)/A<0.80 (3)
    5.00×10−3<(c/y)/(a/x)<7.00×10−2 (4)
    式中、
    A:前記式(1)と同じ
    a、x及びy:前記式(2)と同じ
    C:230℃において3時間加熱された前記フィルムをゲルパーミエーションクロマトグラフィー測定したときの、吸光光度検出器(測定波長320nm)で測定されるピークトップ分子量
    c:ピークトップ分子量(C)におけるシグナル強度
    である。
  3. 前記ポリビニルアセタールがポリビニルブチラールである請求項1又は2に記載のフィルム。
  4. 前記可塑剤としてトリエチレングリコール−ジ2−エチルヘキサノエートを含有する請求項1〜3のいずれかに記載のフィルム。
  5. 塩化物イオン濃度が100ppm以下である請求項1〜4のいずれかに記載のフィルム。
  6. ポリビニルアルコールをアセタール化して、アセタール化度が50〜85モル%、ビニルエステル単量体単位の含有量が0.1〜20モル%、粘度平均重合度が200〜2000であるポリビニルアセタールを得た後、該ポリビニルアセタールを含有する樹脂組成物を溶融成形する請求項1〜請求項5のいずれかに記載のフィルムの製造方法。
  7. 請求項1〜5のいずれかに記載のフィルムからなる合わせガラス用中間膜。
  8. 請求項7に記載の合わせガラス用中間膜を用いて複数のガラス板を接着してなる合わせガラス。
  9. 請求項1〜5のいずれかに記載のフィルムからなる太陽電池用封止材。
  10. 請求項9に記載の太陽電池用封止材を有する太陽電池モジュール。
JP2013539834A 2013-08-07 2013-08-07 ポリビニルアセタールを含有するフィルム Expired - Fee Related JP5420808B1 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2013/071418 WO2015019452A1 (ja) 2013-08-07 2013-08-07 ポリビニルアセタールを含有するフィルム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP5420808B1 true JP5420808B1 (ja) 2014-02-19
JPWO2015019452A1 JPWO2015019452A1 (ja) 2017-03-02

Family

ID=50287233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013539834A Expired - Fee Related JP5420808B1 (ja) 2013-08-07 2013-08-07 ポリビニルアセタールを含有するフィルム

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP5420808B1 (ja)
WO (1) WO2015019452A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015125688A1 (ja) * 2014-02-18 2015-08-27 株式会社クラレ 高接着性樹脂組成物及びそれからなる成形体並びに積層体
EP3159372A4 (en) * 2014-06-17 2017-12-27 Mitsubishi Chemical Corporation Rubber-containing graft polymer powder, solar cell sealing material containing same, and interlayer for laminated glass

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10259198B2 (en) 2014-02-18 2019-04-16 Kuraray Co., Ltd. Interlayer film for laminated glass
JPWO2020067184A1 (ja) 2018-09-26 2021-09-24 株式会社クラレ ポリビニルアセタール樹脂フィルムおよびそのフィルムロール、並びに積層体
EP3858896A4 (en) * 2018-09-26 2022-06-22 Kuraray Europe GmbH POLYVINYL ACETAL RESIN FILM AND MULTILAYER BODY CONTAINING THE SAME
CN112771100A (zh) * 2018-09-26 2021-05-07 株式会社可乐丽 聚乙烯醇缩醛树脂薄膜和包含其的层叠体
CN113527755B (zh) * 2021-07-08 2022-09-27 暨南大学 一种pva衍生物辐射制冷膜材料及其制备方法与应用
WO2023171710A1 (ja) * 2022-03-09 2023-09-14 株式会社クラレ ポリビニルアルコールフィルム及びポリビニルアルコールフィルムの製造方法
CN115266966B (zh) * 2022-07-07 2024-05-07 重庆光谱新材料科技有限公司 一种检测聚乙烯醇薄膜溶出物含量的方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0931124A (ja) * 1994-11-24 1997-02-04 Sekisui Chem Co Ltd ポリビニルアセタールの製造方法、ポリビニルアセタール、合わせガラス用中間膜及び合わせガラス
JPH09316110A (ja) * 1996-03-29 1997-12-09 Kuraray Co Ltd 酢酸ビニル系重合体の製造方法
JPH1180272A (ja) * 1997-09-10 1999-03-26 Nof Corp エチレン−酢酸ビニル共重合体けん化物の製造方法
JP2005029764A (ja) * 2003-07-11 2005-02-03 Kuraray Co Ltd ビニルアセタール系重合体およびその製造法
JP2008214435A (ja) * 2007-03-01 2008-09-18 Denki Kagaku Kogyo Kk ポリビニルアセタール樹脂及びその製造方法
JP2011508802A (ja) * 2007-12-21 2011-03-17 セキスイ・スペシャルティ・ケミカルズ・アメリカ・エルエルシー 低色ポリビニルアルコールの作成方法
WO2011108152A1 (ja) * 2010-03-03 2011-09-09 電気化学工業株式会社 ポリビニルアルコール樹脂の製造方法
JP2011241234A (ja) * 2009-04-28 2011-12-01 Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The ポリビニルアルコール系樹脂組成物

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0931124A (ja) * 1994-11-24 1997-02-04 Sekisui Chem Co Ltd ポリビニルアセタールの製造方法、ポリビニルアセタール、合わせガラス用中間膜及び合わせガラス
JPH09316110A (ja) * 1996-03-29 1997-12-09 Kuraray Co Ltd 酢酸ビニル系重合体の製造方法
JPH1180272A (ja) * 1997-09-10 1999-03-26 Nof Corp エチレン−酢酸ビニル共重合体けん化物の製造方法
JP2005029764A (ja) * 2003-07-11 2005-02-03 Kuraray Co Ltd ビニルアセタール系重合体およびその製造法
JP2008214435A (ja) * 2007-03-01 2008-09-18 Denki Kagaku Kogyo Kk ポリビニルアセタール樹脂及びその製造方法
JP2011508802A (ja) * 2007-12-21 2011-03-17 セキスイ・スペシャルティ・ケミカルズ・アメリカ・エルエルシー 低色ポリビニルアルコールの作成方法
JP2011241234A (ja) * 2009-04-28 2011-12-01 Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The ポリビニルアルコール系樹脂組成物
WO2011108152A1 (ja) * 2010-03-03 2011-09-09 電気化学工業株式会社 ポリビニルアルコール樹脂の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015125688A1 (ja) * 2014-02-18 2015-08-27 株式会社クラレ 高接着性樹脂組成物及びそれからなる成形体並びに積層体
EP3159372A4 (en) * 2014-06-17 2017-12-27 Mitsubishi Chemical Corporation Rubber-containing graft polymer powder, solar cell sealing material containing same, and interlayer for laminated glass

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015019452A1 (ja) 2015-02-12
JPWO2015019452A1 (ja) 2017-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5420808B1 (ja) ポリビニルアセタールを含有するフィルム
JP6259307B2 (ja) 合わせガラス用中間膜およびそれを用いた合わせガラス
JP5469286B1 (ja) 複層フィルム及びそれからなる合わせガラス用中間膜
JP5174280B2 (ja) ポリビニルアセタールフィルムおよびその用途
JP5420804B1 (ja) ポリビニルアセタールを含有するフィルム
JP6441307B2 (ja) 合わせガラス用中間膜
JP5301724B2 (ja) ポリビニルアセタール系樹脂フィルムおよびそれを用いた多層構造体
JP5469287B1 (ja) 複層フィルム及びそれからなる合わせガラス用中間膜
JP5469288B1 (ja) 複層フィルム及びそれからなる合わせガラス用中間膜
EP3159372A1 (en) Rubber-containing graft polymer powder, solar cell sealing material containing same, and interlayer for laminated glass
JP5420806B1 (ja) ポリビニルアセタール及びそれを含有する合わせガラス用中間膜
JP5469289B1 (ja) 複層フィルム及びそれからなる合わせガラス用中間膜
JP5431997B2 (ja) 太陽電池封止材、それを用いた太陽電池モジュール
JP5420805B1 (ja) ポリビニルアセタールおよびそれを含有する合わせガラス用中間膜
JP5421874B2 (ja) ガラス中間膜用樹脂及び太陽電池封止材用樹脂
JP5766776B2 (ja) 樹脂組成物からなるフィルム

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131022

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131120

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5420808

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees