JP5565036B2 - ポリエステルフィルムおよびそれを用いた太陽電池用バックシート、太陽電池 - Google Patents
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Description
1.下記(1)および(2)の条件を満たすポリエステル層(P層)を含み、アルカリ金属元素含有量W1とリン元素含有量W2の比W1/W2が0.01以上1以下であるポリエステルフィルム。
(1)P層のポリエステルの(100)面結晶子サイズと(−105)面結晶子サイズと(0−11)面の結晶子サイズの積が10nm3以上110nm3以下であること
(2)P層のポリエステルの温度変調示差走査熱量測定(以下、温度変調DSC、または、m−DSCと称すことがある)で求められるガラス転移温度(このガラス転移温度を温度変調でないガラス転移温度と区別するために、以下、ガラス転移温度(m−Tg)、または単に、m−Tgと称すことがある)が103℃以上であること
2.P層のポリエステルの(100)面結晶子サイズと(−105)面結晶子サイズと(0−11)面の結晶子サイズの積が10nm 3 以上80nm 3 以下であり、P層のポリエステルの温度変調示差走査熱量測定で求められるガラス転移温度が105℃以上である請求項1に記載のポリエステルフィルム。
3.P層のポリエステルの結晶サイズの積が30nm3以上である1または2記載のポリエステルフィルム。
4.下記式(3)で定義される、125℃、100%RHで熱処理を実施した後のカルボキシル基末端量変化ΔCが110当量/t以下である1〜3のいずれかに記載のポリエステルフィルム。
カルボキシル基末端量変化ΔC(当量/t)=C1−C0 (3)
C0:P層のポリエステルの初期カルボキシル基末端量
C1:125℃、100%RHで72時間熱処理を実施した後のP層のポリエステルのカルボキシル基末端量
5.P層のポリエステル中のアルカリ金属元素含有量W1が2.5ppm以上125ppm以下である1〜4のいずれかに記載のポリエステルフィルム。
6.P層のポリエステルの主たる構成成分がジカルボン酸構成成分とジオール構成成分であり、かつ共重合成分として3官能以上のカルボン酸基および/または水酸基を有する構成成分を全構成成分に対して0.005モル%以上2.5モル%以下含む1〜5のいずれかに記載のポリエステルフィルム。
7.P層の示差走査熱量測定(以下、DSCと称すことがある)の1stRUNにおけるポリエステルの結晶化度が20%以上38%以下である1〜6のいずれかに記載のポリエステルフィルム。
8.1〜7のいずれかに記載のポリエステルフィルムを用いた太陽電池用バックシート。
9.8に記載の太陽電池用バックシートを用いた太陽電池。
10.1〜7のいずれかに記載のポリエステルフィルムの製造方法であって、アルカリ金属元素含有量W1が2.5ppm以上125ppm以下であり、かつアルカリ金属元素含有量W1とリン元素含有量W2の比W1/W2が0.01以上1以下であるポリエステルを有する層を含んだシートを下記(4)または(5)の条件で二軸延伸することを特徴とするポリエステルフィルムの製造方法。
(4)同時二軸延伸法で、ポリエステルのガラス転移温度Tg以上Tg+10℃以下の温度で、面積倍率12倍以上に延伸すること
(5)逐次二軸延伸法で、一軸目の延伸をポリエステルのガラス転移温度Tg以上Tg+10℃以下の温度で、二軸目の延伸をTg+15℃の温度で、面積倍率13倍以上に延伸すること
11.ポリエステルの主たる構成成分がジカルボン酸構成成分とジオール構成成分であり、かつ共重合成分として3官能以上のカルボン酸基および/または水酸基を有する構成成分を全構成成分に対して0.005モル%以上2.5モル%含む10に記載のポリエステルフィルムの製造方法。
12.二軸延伸した後、下記式(6)を満たす範囲で熱処理を実施する10または11に記載のポリエステルフィルムの製造方法。
35℃≦Tm−Th≦90℃ (6)
Tm:示差走査熱量測定により得られるポリエステル樹脂の融点(℃)
Th:熱処理温度(℃)
13.二軸延伸方法が同時二軸延伸法である10〜12のいずれかに記載のポリエステルフィルムの製造方法。
をその骨子とするものである。
(1)P層のポリエステルの(100)面結晶子サイズと(−105)面結晶子サイズと(0−11)面の結晶子サイズの積が10nm3以上110nm3以下であること
(2)P層のポリエステルの温度変調示差走査熱量測定で求められるガラス転移温度が103℃以上であること。
(A)ポリエステル中に緩衝剤をP層全体に対して0.1モル/t以上5.0モル/t含有させること。具体例の一つとしては、緩衝剤としてリン酸アルカリ金属塩を用いた場合においては、ポリエステルP層中のアルカリ金属元素含有量W1が2.5ppm以上125ppm以下であり、かつアルカリ金属元素含有量W1とリン元素含有量W2の比W1/W2が0.01以上1以下の範囲とすること。
(B)該ポリエステルを含むP層を有するシートを同時二軸延伸法の場合はポリエステルのガラス転移温度Tg以上(Tg+10℃)以下の温度で面積倍率12倍以上に延伸すること、また逐次二軸延伸法の場合は一軸目をポリエステルのガラス転移温度Tg以上(Tg+10℃)以下の温度で、二軸目を(Tg+15℃)以下の温度で面積倍率13倍以上に延伸すること。
(C)二軸延伸後に、下記式(6)の温度範囲で熱処理を施こすこと。
35℃≦Tm−Th≦90℃ (6)
Tm:示差走査熱量測定により得られるポリエステル樹脂の融点(℃)
Th:熱処理温度(℃)
さらには、上記(A)〜(C)に加えて、下記(D)を満たすことが好ましい。
(D)ポリエステルが主たる構成成分がジカルボン酸構成成分とジオール構成成分であり、かつ共重合成分として3官能以上のカルボン酸基および/または水酸基を有する構成成分を全構成成分に対して0.005モル%以上2.5モル%含むこと。
(A)本発明の緩衝剤とは、本発明のポリエステルを構成するジオール構成成分、たとえばエチレングリコールなどに可溶性であり、かつ溶解後解離してイオン性を示す物質のことである。本発明のポリエステルフィルムにおいて、P層に緩衝剤を含ませることによって、ポリエステル中、および加水分解反応により新たに発生したカルボキシル末端基由来のプロトンを中和させることで加水分解反応を抑制できる(以下、加水分解抑制効果ともいう)だけでなく、これらはポリエステルのカルボニル基と相互作用して、分子鎖を拘束することが可能である。その結果、製膜工程で予熱、延伸、熱処理等の熱履歴を受けた際の非晶部の分子運動性を抑制することができ、得られたフィルムの結晶体積を従来のポリエステルフィルムに比べて低減させることが可能となる(以下、結晶体積低減効果ともいう)。また、湿熱雰囲気下に曝された際の分子運動性を低減させることで、結晶化の進行を抑制させることが出来る。
POxHyMz ・・・(I)
(ここで、xは2〜4の整数、yは1または2、zは1または2であり、Mはアルカリ金属である。)
緩衝剤の含有量はP層に対して、0.1モル/t以上5.0モル/t以下であることが好ましい。更に好ましくは0.7モル/t以上3.0モル/tである。0.1モル/t未満の場合、加水分解抑制効果、及び結晶体積の低減効果が不足し、得られたポリエステルフィルムが十分な耐湿熱性が得られない場合がある。また、5.0モル/tを超えると、過剰なアルカリ金属によって分解反応が促進されるため、分子量が低下し、耐湿熱性や機械特性低下の原因となる。
35℃≦Tm−Th≦90℃ (6)
Tm:示差走査熱量測定により得られるポリエステル樹脂の融点(℃)
Th:熱処理温度(℃)
より好ましくは差Tm−Thが、40℃以上90℃以下、より好ましくは45℃以上80℃以下、更に好ましくは50℃以上75℃以下である。差Tm−Thが35℃を越えると、熱処理工程での熱履歴で結晶体積が粗大化しやすくなったり、非晶部の拘束性が低下しやすくなる。また90℃に満たないと、熱収縮率が高くなりすぎて、例えば本発明のポリエステルフィルムを太陽電池用バックシート用として用いた場合に、バックシートの反りが大きくなったり、しわが入りやすくなったりする場合がある。本発明のポリエステルフィルムの製造において上記(1)を満たすように熱処理を実施することによって、熱処理工程の熱履歴による結晶体積の増大や、非晶部の拘束性低下によるガラス転移温度(m−Tg)の低下を抑制しつつ、熱収縮特性を良好なものとすることが可能となる。
C0:P層のポリエステルの初期カルボキシル基末端量。
C1:125℃×100%RH×72hr処理を実施した後のP層のポリエステルのカルボキシル基末端量。
伸度保持率(%)=E1/E0×100 (7)
なお、E1は試料を測定片の形状に切り出した後、温度125℃、相対湿度100%RHの条件下84時間処理を施したものを用いて測定した値である。より好ましくは、上述の方法にて求められた伸度保持率が20%以上、更に好ましくは30%以上、特に好ましくは40%以上、最も好ましくは50%以上である。本発明のポリエステルフィルムにおいて、伸度保持率が20%に満たないと、例えば太陽電池用バックシート用として用いた場合に、そのフィルムを含むバックシートの耐湿熱性が不十分となり、バックシートを搭載した太陽電池を長期間使用した際に劣化が進行し、外部から何らかの衝撃が太陽電池に加わったとき(例えば、落石などが太陽電池に当たった場合など)に、バックシートが破断することがあるため好ましくない。本発明のポリエステルフィルムにおいて、伸度保持率を20%以上とすることによって、例えば太陽電池用バックシート用として用いる場合に、長期使用時のバックシートの耐久性を高めることができる。
1)同時二軸延伸法の場合
本発明のポリエステルフィルムにおいて、同時二軸延伸法で延伸する場合はポリエステルのガラス転移温度Tg以上Tg+10℃以下の温度で延伸することが好ましい。より好ましくは、Tg以上Tg+5℃以下である。同時二軸延伸法の場合に、延伸温度がTgに満たない場合は延伸が困難となり、また延伸温度がTg+10℃を越えると、延伸工程での熱履歴により、結晶体積が粗大化しやすくなったり、延伸しても配向付与による非晶部の分子鎖の拘束が困難となる結果、ガラス転移温度(m−Tg)が低下したりすることがある。また続く熱処理工程での熱履歴を受けた際に結晶体積が粗大化しやすくなったり、非晶部の分子鎖の拘束性が低下しやすくなる。それにより、得られたフィルムの結晶体積が粗大化したり、ガラス転移温度(m−Tg)が低下したりして、耐加水分解性、耐湿熱性が低下することがある。本発明のポリエステルフィルムにおいて、同時二軸延伸の場合はポリエステルのガラス転移温度Tg以上Tg+10℃以下の温度で延伸することによって延伸することによって、延伸、熱処理工程の熱履歴による結晶体積の増大を抑制しつつ、非晶部の分子鎖の拘束性を高めることができ、ガラス転移温度(m−Tg)を高めることが可能となり、高い耐湿熱性を有するポリエステルフィルムとすることができる。
2)逐次二軸延伸方法の場合
本発明のポリエステルフィルムにおいて、逐次二軸延伸法の場合は一軸目の延伸をTg以上Tg+10℃以下の温度で実施することが好ましい。より好ましくはTg+5℃以下、さらに好ましくはTg+3℃以下である。逐次二軸延伸の場合に、一軸目の延伸温度がTgに満たない場合は延伸が困難となり、また延伸温度がTg+10℃を越えると、延伸しても配向付与による非晶部の分子鎖の拘束が困難となる結果、横延伸工程の熱履歴により、結晶体積が粗大化しやすくなったり、横延伸での配向付与による非晶部の分子鎖の拘束が困難となる。また続く熱処理工程での熱履歴を受けた際に結晶体積が粗大化しやすくなったり、非晶部の拘束性が低下しやすくなる。それにより、得られたフィルムの結晶体積が粗大化したり、ガラス転移温度(m−Tg)が低下したりして、耐加水分解性、耐湿熱性が低下することがある。本発明のポリエステルフィルムにおいて、逐次二軸延伸の場合は一軸目の延伸をTg+10℃以下の温度で実施することによって、延伸、熱処理工程の熱履歴による結晶体積の増大を抑制しつつ、非晶部の拘束性を高めることができ、ガラス転移温度(m−Tg)を高めることが可能となり、高い耐湿熱性を有するポリエステルフィルムとすることができる。
35℃≦Tm−Th≦90℃ (6)
Tm:示差走査熱量測定により得られるポリエステル樹脂の融点(℃)
Th:熱処理温度(℃)
より好ましくは差Tm−Thが40℃以上80℃以下、更に好ましくは50℃以上75℃以下である。なお、Thを制御することによって、結晶体積、ガラス転移温度(m−Tg)、Tmetaを制御することができる。また、上記熱処理工程中では、必要に応じて幅方向あるいは長手方向に3〜12%の弛緩処理を施してもよい。続いて必要に応じて、他素材との密着性をさらに高めるためにコロナ放電処理などを行い、巻き取ることにより、本発明のポリエステルフィルムのP層を形成することができる。
伸度保持率(%)=E1’/E0’×100 (2’)
なお、E1’は試料を測定片の形状に切り出した後、温度125℃、相対湿度100%RHの条件下84時間処理を施したものを用いて測定した値である。より好ましくは、上述の方法にて求められた伸度保持率が25%以上、更に好ましくは35%以上、特に好ましくは45%以上である。本発明のポリエステルフィルムを用いた太陽電池用バックシートにおいて、伸度保持率が15%に満たないと、例えばバックシートを搭載した太陽電池を長期間使用した際に劣化が進行し、外部から何らかの衝撃が太陽電池に加わったとき(例えば、落石などが太陽電池に当たった場合など)に、バックシートが破断することがあるため好ましくない。本発明の太陽電池用バックシートにおいて、伸度保持率を15%以上とすることによって、長期使用時の太陽電池の耐久性を高めることができる。
[特性の評価方法]
A.ポリエステルの組成分析
ポリエステルをアルカリにより加水分解し、各成分をガスクロマトグラフィーあるいは高速液体クロマトグラフィーにより分析し、各成分のピーク面積より組成比を求めた。以下に一例を示す。ジカルボン酸構成成分や、カルボン酸基を有する3官能以上の構成成分は高速液体クロマトグラフィーにて測定を行った。測定条件は既知の方法で分析することができ、以下に測定条件の一例を示す。
装置:島津LC−10A
カラム:YMC−Pack ODS−A 150×4.6mm S−5μm 120A
カラム温度:40℃
流量:1.2ml/min
検出器:UV 240nm
ジオール構成成分や、水酸基を有する3官能以上の構成成分の定量はガスクロマトグラフィーを用いて既知の方法で分析することができる。以下に測定条件の一例を示す。
装置 :島津9A(島津製作所製)
カラム:SUPELCOWAX−10 キャピラリーカラム30m
カラム温度:140℃〜250℃(昇温速度5℃/min)
流量 :窒素 25ml/min
検出器:FID。
オルトクロロフェノール100mlにポリエステルフィルム(積層フィルムの場合はポリエステル層(P層))を溶解させ(溶液濃度C=1.2g/ml)、その溶液の25℃での粘度をオストワルド粘度計を用いて測定した。また、同様に溶媒の粘度を測定した。得られた溶液粘度、溶媒粘度を用いて、下記式(8)により、[η]を算出し、得られた値でもって固有粘度(IV)とした。
ηsp/C=[η]+K[η]2・C (8)
(ここで、ηsp=(溶液粘度/溶媒粘度)―1、Kはハギンス定数(0.343とする)である。)
C.アルカリ金属元素含有量の定量
ポリエステルフィルム(積層フィルムの場合はポリエステル層(P層))をO−クロロフェノールに溶解した後、0.5規定の塩酸で抽出操作を行った。この抽出液について原子吸光分析法(日立製作所製:偏光ゼーマン原子吸光光度計180−80。フレーム:アセチレン−空気)にてNa,K,Liの定量を行い、その和でもってアルカリ金属量W1とした。なお定量は既知濃度の標準溶液を用いて予め作製した検量線を用いて行った。
ポリエステルフィルム(積層フィルムの場合はポリエステル層(P層)を、理学電機(株)製蛍光X線分析装置(型番:3270)を用いて蛍光X線の強度を測定した。得られた値を用いて、リン元素含有量既知のサンプルで予め作成した検量線を用い、リン元素含有量W2を求めた。
ポリエステルフィルム(積層フィルムの場合はポリエステル層(P層))について、Mauliceの方法によって測定した。(文献 M.J.Maulice,F.Huizinga.Anal.Chim.Acta,22 363(1960))。
ポリエステルフィルムを(株)プレッシャークッカーで125℃、相対湿度100%RHの条件下72時間処理を行った後、処理後のサンプルのポリエステル層のカルボキシル基末端数C1をE項記載の方法に従って測定した。また処理前のフィルムのカルボキシル基末端数C0をE項記載の方法に従って測定した。得られたC0,C1を用いて下記式(3)に従ってカルボキシル基末端量変化ΔCを求めた。
ΔC=C1−C0 (3)
G.(100)面結晶子サイズ、(−105)面結晶子サイズ、(0−11)面の結晶子サイズ、およびそれらの積(結晶体積)
ポリエステルフィルムを長手方向40mm、幅1mmの短冊状に複数枚切り出しそれを厚さ約1mm程度に重ね合わせた試料を作製した。その試料を用いて、理学電機(株)製X線発生装置4036A2型(X線源−CuKα線(Niフィルター使用))を備えた理学電機(株)製ゴニオメーター2155D(スリット2mmφ−1°−1°)を用いて以下の条件にて、透過法で広角X線回折を実施した。
・2θ−θステップスキャン方式:測定範囲(2θ)10°〜50°、測定ステップ(2θ)0.05°、計数時間2秒。
・βステップスキャン方式:測定範囲(β)0〜360°、測定ステップ0.5°(0−11、100)、1.0°(−105)、計数時間2秒。
また、フィルムを理学電機(株)製X線発生装置RU−200R(X線源−CuKα線(Niフィルター使用))を備えた理学電機(株)製ゴニオメーター2155S2(スリット径1°−1°−0.15mm−0.45mm)を用いて、以下の条件にて、反射法で広角X線回折を実施した。
・2θ−θ連続スキャン方式:測定範囲(2θ)10°〜50°、測定ステップ(2θ)0.02°、スキャン速度3°/分
得られた透過光の回折ピークについて、2θ=約16.4°のピークから(0−11)結晶子サイズ、2θ=約43°のピークから(−105)結晶子サイズ、また反射光の回折ピークについて2θ=約26°のピークから(100)結晶子サイズをそれぞれ以下の式にて求めた。
ポリエステルフィルム(積層フィルムの場合はポリエステル層(P層))を5mg、アルミニウム製標準容器に入れ、TA Instrument社製 Q100を用いて、窒素流雰囲気下(流速50mL/min)にて0°からポリエステルの融点Tm−75℃の範囲で2℃/min、温度変調周期が60秒で温度変調振幅1℃の正弦波状温度変調で測定を実施した。なお比熱校正はサファイヤで実施し、データ解析にはTA Instrument社製 “Universal Analysis 2000”を用いて解析を実施した。得られた可逆成分の温度変調DSCチャートの階段状の変化部分において、ガラス転移温度をJISK7121(1987)の「9.3ガラス転移温度の求め方(1)中間点ガラス転移温度Tmg」記載の方法と同様の方法にて、温度変調DSCのガラス転移温度(m−Tg)を求めた(各ベースラインの延長した直線から縦軸方向に等距離にある直線とガラス転移の階段状の変化部分の曲線とが交わる点を温度変調DSCのガラス転移温度(m−Tg)とした)。
ポリエステルフィルム(積層フィルムの場合はポリエステル層(P層))について、JIS K7122(1987)に準じて、TA Instrument社製 Q100を、データ解析にはTA Instrument社製 “Universal Analysis 2000”を用いて、下記の要領にて、測定を実施した。サンプルパンに樹脂サンプルを5mgずつ秤量し、昇温速度は10℃/minで樹脂を0℃から300℃まで加熱し、得られた示差走査熱量測定チャートにおいて、結晶融解ピークの熱量をJISK7122(1987)の「9.転移熱の求め方」に基づいて求めた。次に、求めた結晶融解ピークの熱量をポリエステル100%結晶化度の理論値を除算して、結晶化度(%)を求めた。ポリエステル100%結晶化度の結晶融解熱量は、ポリエステル層を構成する樹脂がエチレンテレフタレートを主たる構成成分とする場合、140.1(J/g)である。
ポリエステルフィルム(積層フィルムの場合はポリエステル層(P層))について、JIS K7122(1987)に準じて、セイコー電子工業(株)製示差走査熱量測定装置“ロボットDSC−RDC220”を、データ解析にはディスクセッション“SSC/5200”を用いて測定を実施した。
下記(A1)〜(A4)の手順にて求めた。
(A1)サンプルパンに封入したサンプルを、昇温速度20℃/minで樹脂を25℃から融点Tm+50℃まで20℃/minの昇温速度で加熱する(1stRUN)。
(A2)その状態で5分間保持後、次いで25℃以下となるよう急冷する。
(A3)再度室温から20℃/minの昇温速度で300℃まで昇温を行う(2ndRUN)。
(A4)得られた1stRUNの示差走査熱量測定チャートにおける結晶融解ピーク前の微少吸熱ピーク温度でもってTmetaとした。また、得られた2ndRUNの示差走査熱量測定チャートにおいて、ガラス転移の階段状の変化部分において、JISK7121(1987)の「9.3ガラス転移温度の求め方(1)中間点ガラス転移温度Tmg」記載の方法でポリエステルのガラス転移温度Tgを求めた(各ベースラインの延長した直線から縦軸方向に等距離にある直線とガラス転移の階段状の変化部分の曲線とが交わる点をポリエステル層のガラス転移温度Tgとする)。また、2ndRunの結晶融解ピークにおけるピークトップの温度をポリエステル層の融点Tmとした。
ポリエステルフィルムの破断伸度はASTM−D882(1997)に基づいて、サンプルを1cm×20cmの大きさに切り出し、チャック間5cm、引っ張り速度300mm/minにて引っ張ったときの破断伸度を測定した。なお、測定は長手方向と幅方向について、それぞれ10サンプルについて実施し、その平均値でもって破断伸度E0とした。
伸度保持率(%)=E1/E0×100 (7)
得られた伸度保持率について、以下のように判定した。
伸度保持率が50%以上の場合:S
伸度保持率が40%以上50%未満の場合:A
伸度保持率が30%以上40%未満:B
伸度保持率が20%以上30%未満:C
伸度保持率が20%未満:E
SまたはAまたはBまたはCが良好であり、Sが最も優れている。
また、バックシートの破断伸度、耐湿熱性は、上記と同様に処理前のバックシートの破断伸度E0’,温度125℃、相対湿度100%RHの条件下84時間放置後の破断伸度E1’を求めて、下記式(7’)により伸度保持率を算出した。
伸度保持率(%)=E1’/E0’×100 (7’)
なお、それぞれの測定はバックシート長手方向と幅方向について、10サンプルについて実施し、その平均値でもって、E0’,E1’とした。
得られた伸度保持率について、以下のように判定した。
伸度保持率が45%以上の場合:S
伸度保持率が35%以上45%未満の場合:A
伸度保持率が25%以上35%未満:B
伸度保持率が15%以上25%未満:C
伸度保持率が15%未満:E
SまたはAまたはBまたはCが良好であり、Sが最も優れている。
(実施例1−1)
第一工程として、テレフタル酸ジメチル100質量部、トリメリット酸トリメチル(テレフタル酸ジメチル/トリメリット酸トリメチル=99.7/0.3のモル比となるように添加)、エチレングリコール57.5質量部、酢酸マンガン0.06質量部、三酸化アンチモン0.03質量部を150℃、窒素雰囲気下で溶融後、攪拌しながら230℃まで3時間かけて昇温し、メタノールを留出させ、エステル交換反応を終了した。第二工程として、エステル交換反応終了後、リン酸0.020質量部(2モル/t相当)とリン酸二水素ナトリウム2水和物0.031質量部(1.7モル/t相当)をエチレングリコール0.5質量部に溶解したエチレングリコール溶液(PH5.0)を添加した。
第三工程として、重合反応を最終到達温度285℃、真空度0.1Torrで行い、固有粘度0.53、カルボキシル基末端基数12等量/tのポリエステルを得た。第四工程として、得られたポリエチレンテレフタレートを160℃で6時間乾燥、結晶化させたのち、220℃、真空度0.3Torr、8時間の固相重合を行い、固有粘度0.80、カルボキシル基末端基数10等量/tのポリエステルを得た。得られたポリエステルの特性を評価した結果を表1に示す。ポリエステルの全構成成分中に3官能以上のカルボン酸基および/または水酸基を有する構成成分としてトリメリット酸を0.15モル%含むことがわかった。
得られたフィルムの特性を評価した結果を表1に示す。耐湿熱性に優れたフィルムであることが分かった。次にこのフィルムを第1層として用い、接着層として“タケラック(登録商標)”A310(三井武田ケミカル(株)製)90質量部、“タケネート(登録商標)”A3(三井武田ケミカル(株)製)を塗布し、その上に第2層として厚さ100μmのポリエチレンフィルムを貼り合わせ、厚さ180μmのバックシートを形成した。得られたバックシートの耐湿熱性の評価を実施した。結果を表1に示す。高い耐湿熱性を有することが分かった。
表1の組成、特性となるようにポリエステルを重合し、表1の条件で製膜した以外は実施例1−1と同様に厚さ75μmのポリエステルフィルムを得た。得られたポリエステル、およびフィルムの特性を評価した結果を表1に示す。耐湿熱性に優れることが分かった。また、実施例1−1と同様の方法で太陽電池用バックシートを得た。得られたバックシートの特性を評価した結果を表1に示す。耐湿熱性に優れることが分かった。
表1のアルカリ金属元素量W1,およびリン元素量W2以外は実施例1―1と同様の方法で表1の特性のポリエステルを重合し、表1の条件で製膜した以外は実施例1−1と同様に厚さ75μmのポリエステルフィルムを得た。得られたポリエステル、およびフィルムの特性を評価した結果を表1に示す。耐湿熱性に優れることが分かった。また、実施例1−1と同様の方法で太陽電池用バックシートを得た。得られたバックシートの特性を評価した結果を表1に示す。耐湿熱性に優れることが分かった。
表2の組成、組成となるようにポリエステルを重合した以外は実施例1−1と同様に未延伸単層フィルムを得た。続いて、該未延伸単層フィルムを80℃の温度に加熱したロール群で予熱した後、84℃の温度の加熱ロールを用いて長手方向(縦方向)に3.9倍延伸を行い、25℃の温度のロール群で冷却して一軸延伸フィルムを得た。得られた一軸延伸フィルムの両端をクリップで把持しながらテンター内の75℃の温度の予熱ゾーンに導き、引き続き連続的に85℃の温度の加熱ゾーンで長手方向に直角な方向(幅方向)に4.5倍延伸した。さらに引き続いて、テンター内の熱処理ゾーン1で200℃の温度で20秒間の熱処理を施し、さらに熱処理ゾーン2で150℃の熱処理を行い、熱処理ゾーン3で100℃の温度で熱処理を行った。なお、熱処理に際し、熱処理ゾーン1−熱処理ゾーン2間で4%の弛緩処理を行った。次いで、均一に徐冷後、巻き取って、厚さ75μmの二軸延伸フィルムを得た。得られたポリエステル、フィルムの特性を評価した結果を表2に示す。耐湿熱性に優れることが分かった。また、実施例1−1と同様の方法で太陽電池用バックシートを得た。得られたバックシートの特性を評価した結果を表2に示す。耐湿熱性に優れることが分かった。
表2の組成、特性になるようにした以外は実施例1−1と同様にポリエステルを重合し、表2の条件で製膜した以外は実施例2−1と同様に厚さ75μmのポリエステルフィルムを得た。得られたポリエステル、フィルムの特性を評価した結果を表2に示す。耐湿熱性に優れることが分かった。また、実施例1−1と同様の方法で太陽電池用バックシートを得た。得られたバックシートの特性を評価した結果を表2に示す。耐湿熱性に優れることが分かった。
表1の組成・特性となるようにポリエステルを重合し、表1の条件で製膜した以外は実施例1−1と同様に厚さ75μmのポリエステルフィルムを得た。得られたポリエステル、フィルムの特性を評価した結果を表1に示す。実施例と比べて耐湿熱性に劣ることがわかった。また、実施例1−1と同様の方法で太陽電池用バックシートを得た。得られたバックシートの特性を評価した結果を表1に示す。実施例と比べて耐湿熱性に劣ることがわかった。
熱処理温度を表1の条件で製膜した以外は実施例1−1と同様に厚さ75μmのポリエステルフィルムを得た。得られたポリエステル、およびフィルムの特性を評価した結果を表1に示す。実施例と比べて耐湿熱性に劣ることがわかった。また、実施例1−1と同様の方法で太陽電池用バックシートを得た。得られたバックシートの特性を評価した結果を表1に示す。実施例と比べて耐湿熱性に劣ることがわかった。
表2の組成、特性となるようにポリエステルを重合した以外は実施例1−1と同様にポリエステルを重合し、表2の条件で製膜した以外は実施例2−1と同様に厚さ75μmのポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの特性を評価した結果を表2に示す。実施例と比べて耐湿熱性に劣ることがわかった。また、実施例1−1と同様の方法で太陽電池用バックシートを得た。得られたバックシートの特性を評価した結果を表2に示す。実施例と比べて耐湿熱性に劣ることがわかった。
表2の組成、特性となるようにポリエステルを重合した以外は実施例1−1と同様にポリエステルを重合し、表2の条件とした以外は実施例2−1と同様の方法で75μmの二軸延伸ポリエステルフィルムを得ようとしたが、横延伸工程にてフィルム破れが多発し、得ることができなかった。
2:透明充填剤
3:発電素子
4:透明基板
Claims (13)
- 下記(1)および(2)の条件を満たすポリエステル層(P層)を含み、アルカリ金属元素含有量W1とリン元素含有量W2の比W1/W2が0.01以上1以下であることを特徴とするポリエステルフィルム。
(1)P層のポリエステルの(100)面結晶子サイズと(−105)面結晶子サイズと(0−11)面の結晶子サイズの積が10nm3以上110nm3以下であること
(2)P層のポリエステルの温度変調示差走査熱量測定で求められるガラス転移温度が103℃以上であること - P層のポリエステルの(100)面結晶子サイズと(−105)面結晶子サイズと(0−11)面の結晶子サイズの積が10nm 3 以上80nm 3 以下であり、P層のポリエステルの温度変調示差走査熱量測定で求められるガラス転移温度が105℃以上である請求項1に記載のポリエステルフィルム。
- P層のポリエステルの結晶サイズの積が30nm3以上である請求項1または2に記載のポリエステルフィルム。
- 下記式(3)で定義される、125℃、100%RHで熱処理を実施した後のカルボキシル基末端量変化ΔCが110当量/t以下である請求項1〜3のいずれかに記載のポリエステルフィルム。
カルボキシル基末端量変化ΔC(当量/t)=C1−C0 (3)
C0:P層のポリエステルの初期カルボキシル基末端量
C1:125℃、100%RHで72時間熱処理を実施した後のP層のポリエステルのカルボキシル基末端量 - P層のポリエステル中のアルカリ金属元素含有量W1が2.5ppm以上125ppm以下である請求項1〜4のいずれかに記載のポリエステルフィルム。
- P層のポリエステルの主たる構成成分がジカルボン酸構成成分とジオール構成成分であり、かつ共重合成分として3官能以上のカルボン酸基および/または水酸基を有する構成成分を全構成成分に対して0.005モル%以上2.5モル%以下含む請求項1〜5のいずれかに記載のポリエステルフィルム。
- P層の示差走査熱量測定の1stRUNにおけるポリエステルの結晶化度が20%以上38%以下である請求項1〜6のいずれかに記載のポリエステルフィルム。
- 請求項1〜7のいずれかに記載のポリエステルフィルムを用いた太陽電池用バックシート。
- 請求項8に記載の太陽電池用バックシートを用いた太陽電池。
- 請求項1〜7のいずれかに記載のポリエステルフィルムの製造方法であって、アルカリ金属元素含有量W1が2.5ppm以上125ppm以下であり、かつアルカリ金属元素含有量W1とリン元素含有量W2の比W1/W2が0.01以上1以下であるポリエステルを有する層を含んだシートを下記(4)または(5)の条件で二軸延伸することを特徴とするポリエステルフィルムの製造方法。
(4)同時二軸延伸法で、ポリエステルのガラス転移温度Tg以上Tg+10℃以下の温度で、面積倍率12倍以上に延伸すること
(5)逐次二軸延伸法で、一軸目の延伸をポリエステルのガラス転移温度Tg以上Tg+10℃以下の温度で、二軸目の延伸をTg+15℃の温度で、面積倍率13倍以上に延伸すること - ポリエステルの主たる構成成分がジカルボン酸構成成分とジオール構成成分であり、かつ共重合成分として3官能以上のカルボン酸基および/または水酸基を有する構成成分を全構成成分に対して0.005モル%以上2.5モル%含む請求項10に記載のポリエステルフィルムの製造方法。
- 二軸延伸した後、下記式(6)を満たす範囲で熱処理を実施する請求項10または11に記載のポリエステルフィルムの製造方法。
35℃≦Tm−Th≦90℃ (6)
Tm:示差走査熱量測定により得られるポリエステル樹脂の融点(℃)
Th:熱処理温度(℃) - 二軸延伸方法が同時二軸延伸法である請求項10〜12のいずれかに記載のポリエステルフィルムの製造方法。
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