WO2012005034A1 - 太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルム - Google Patents
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Definitions
- a polyester film containing a component derived from 2,6-naphthalenedicarboxylic acid has a large deterioration due to ultraviolet rays and is more expensive than a polyethylene terephthalate film, and its use in this application is limited.
- the high molecular weight polyethylene terephthalate film and the polyethylene terephthalate film having a low oligomer content are relatively inexpensive and excellent in hydrolysis resistance, improvement in production efficiency has been a problem.
- This invention is a polyester film for solar cell back surface protective films which comprises a white polyester film layer,
- This film may be a single layer film, and is good also as a laminated film in the range which does not impair the characteristic of a film.
- it is preferable to set it as the laminated film by coextrusion from a viewpoint of productivity.
- the delamination strength after the wet heat treatment is such that a surface layer substantially free of a carbodiimide compound is provided on both sides of the substrate layer containing the carbodiimide compound with a thickness of 3.0 ⁇ m or more. Can be achieved.
- the thickness of the surface layer is less than 3.0 ⁇ m, the low molecular weight component may bleed out from the base material layer, and it may be difficult to maintain the delamination strength before and after aging for 3000 hours at 4 N / 15 mm or more. .
- the polyester film for solar cell back surface protective film of the present invention has a thermal shrinkage rate of ⁇ 0.1% to 1.5% in both the film longitudinal direction and the width direction when heat-treated at 150 ° C. for 30 minutes. Preferably, it is -0.05% to 1.2%, particularly preferably -0.01% to 1.0%.
- a heat shrinkage rate characteristic in this range when the solar cell is unitized using this film, the wiring is not bent and the solar cell element is not displaced. Further, when the film is bonded to the sealant by vacuum lamination, no protrusion occurs and productivity is not impaired.
- a negative heat shrinkage rate means that the film dimensions after heat treatment are larger than the original dimensions.
- the base material layer has a carbodiimide compound and has a surface layer having a thickness of 3.0 ⁇ m or more made of polyethylene terephthalate not containing a carbodiimide compound on both sides.
- the polyester film for a solar cell back surface protective film of the present invention can be produced according to a conventionally known film forming method. An example is shown below.
- the raw material polyester is melt-extruded into a film form from a slit die, cooled and solidified with a casting drum to form an unstretched film, and the resulting unstretched sheet is stretched in at least one axial direction, preferably in a biaxial direction.
- the stretching may be sequential biaxial stretching or simultaneous biaxial stretching.
- an unstretched film is heated by roll heating, infrared heating, or the like, and stretched in the longitudinal direction to obtain a vertically stretched film. This stretching is preferably performed by utilizing the difference in peripheral speed between two or more rolls.
- the raw materials of each layer are melt-mixed with separate extruders, laminated using a feed block, and then an unstretched film is obtained through a slit die
- the simultaneous multilayer extrusion method is used. That is, taking the case of a three-layer structure as an example, the polymer melt constituting the surface layer and the polymer melt constituting the base material layer are converted into a surface layer / base material layer / surface layer using a feed block. Are laminated in three layers and spread on a slit die for extrusion. At this time, the polymer laminated by the feed block maintains the laminated form.
- the stretching ratio is in the range of 2.8 to 4.0 times, more preferably 3.0 to 3.8 times in both the longitudinal direction and the direction orthogonal to the longitudinal direction (hereinafter referred to as the transverse direction). If it is less than 2.8 times, not only will the thickness unevenness of the film worsen, but the heat resistance and hydrolysis resistance will decrease. On the other hand, when it exceeds 4.0 times, the delamination intensity
- a polyester resin or an acrylic resin can be exemplified, and a crosslinking component It is preferable to contain.
- a general known coating method can be used. Preferably, it is performed by an in-line coating method in which an aqueous liquid containing the components of the coating layer described above is applied to a stretchable polyester film, and then dried, stretched, and heat-treated. At this time, the thickness of the coating film formed on the film is preferably 0.01 to 1 ⁇ m.
- GPC HLC-8020 manufactured by Tosoh Detector: UV-8010 manufactured by Tosoh Column: TSK-gel GMHHR ⁇ M ⁇ 2 manufactured by Tosoh Mobile phase: chloroform for HPLC Flow rate: 1.0 ml / min Column temperature: 40 ° C Detector: UV (254 nm) Injection volume: 200 ⁇ l Sample for calibration curve: Polystyrene (EasiCal “PS-1” manufactured by Polymer Laboratories)
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Abstract
Description
しかしながら、特許文献9のようにポリマーを高分子量化させる方法のみで白色フィルムの耐加水分解性を得ようとすると長時間の重合時間を要し不経済なうえ、得られる耐加水分解性も十分とはいえなかった。
(特許文献2)特開2007-007885号公報
(特許文献3)特開2006-306910号公報
(特許文献4)特開2002-026354号公報
(特許文献5)国際公開第07/105306号パンフレット
(特許文献6)特開2002-100788号公報
(特許文献7)特開2002-134770号公報
(特許文献8)特開2002-134771号公報
(特許文献9)特開2006-270025号公報
2. 温度130℃の環境における6000時間エージング前後の伸度保持率が40%以上である項1に記載の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルム。
3. 温度85℃,湿度85%RHの環境における3000時間エージング前後のデラミネーション強度が4N/15mm以上である項1または2に記載の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルム。
4. 該リン酸化合物がフェニルホスホン酸またはフェニルホスフィン酸である項1~3のいずれかに記載の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルム。
5. 該白色ポリエステルフィルム層を構成するポリエチレンテレフタレートの末端カルボキシル基濃度が6~20当量/トンである請求項1~4のいずれかに記載の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルム。
6. 該白色ポリエステルフィルム層を構成するポリエチレンテレフタレートの重量平均分子量が44,000~61,000である請求項1~5のいずれかに記載の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルム。
7. 基材層およびその少なくとも片面に設けられた表層からなる積層構成の延伸フィルムであり、少なくともいずれかの層が該白色ポリエステルフィルム層である、請求項1~6のいずれかに記載の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルム。
8. 基材層およびその両面に設けられた表層からなる積層構成の延伸フィルムであって、少なくともいずれかの層が該白色ポリエステルフィルム層であり、該表層はカルボジイミド化合物を含有しないポリエチレンテレフタレートからなる厚み3.0μm以上の層で、該基材層はポリエチレンテレフタレート100重量部に対してカルボジイミド化合物を0.3~2.5重量部含有しており、温度85℃、湿度85%RHの環境における4000時間エージング前後でのポリエステルフィルムの伸度保持率が40%以上である項7に記載の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルム
また、本発明には項1~8のいずれかに記載の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムを用いた太陽電池裏面保護膜も包含される。
本発明は白色ポリエステルフィルム層を含んでなる太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムであり、かかるフィルムは単層フィルムであってもよく、またフィルムの特性を損なわない範囲で積層フィルムとしてもよい。積層フィルムとする場合には、生産性の観点から共押出による積層フィルムとすることが好ましい。
本発明のポリエステルフィルムを構成するポリエチレンテレフタレートは、主たる繰り返し単位がエチレンテレフタレートであるポリエステルであり、すなわちテレフタル酸またはその誘導体をジカルボン酸成分、エチレングリコールをジオール成分としてなるポリエステルである。主たる繰り返し単位とは、ポリエステルを構成する全繰り返し単位のうち90モル%以上、好ましくは95モル%以上、さらに好ましくは97モル%以上を占める繰り返し単位である。
本発明において白色ポリエステルフィルム層を構成するポリエステル組成物は、ポリエチレンテレフタレートを構成する全ジカルボン酸成分のモル数を基準として10~40ミリモル%、好ましくは10~30ミリモル%、さらに好ましくは10~20ミリモル%の割合で、下記一般式(I)または(II)で表されるリン酸化合物を含有していることが必要である。ここで本発明におけるリン酸化合物とは総称としてのリン酸化合物の意味で使用される。
かかるリン酸化合物は、ポリエチレンテレフタレートを重合する任意の段階で添加することができる。
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムは、上記のリン酸化合物と、重縮合触媒として用いられるアンチモン化合物に由来するアンチモン元素および/またはチタン化合物に由来するチタン元素を含有することで、従来ほどの長時間の重縮合反応を要することなく、後述する極限粘度数および末端カルボキシル基濃度を有するポリエチレンテレフタレートを効率的に得ることができ、さらにフィルムの結晶性を高め、高い耐熱性、耐加水分解性、寸法安定性が得られる。
本発明において白色ポリエステルフィルム層を構成するポリエステル組成物は、ルチル型酸化チタン粒子を含有する。酸化チタンの結晶形態にはルチル型とアナターゼ型があるが、本発明ではルチル型酸化チタンを用いることで、フィルムの紫外線劣化を抑制し、光線を長時間照射したときのフィルム変色や機械的強度の低下を少なくすることができる。
(ア)ポリエチレンテレフタレート合成時のエステル交換反応もしくはエステル化反応終了前にルチル型酸化チタン粒子を添加、もしくは重縮合反応開始前にルチル型酸化チタン粒子を添加する方法。
(イ)ポリエチレンテレフタレートにルチル型酸化チタン粒子を添加し、溶融混練する方法。
(ウ)上記(ア)、(イ)の方法においてルチル型酸化チタン粒子を多量に添加したマスターペレットを製造し、これらとルチル型酸化チタン粒子を含有しないポリエチレンテレフタレートとを混練して、所定量のルチル型酸化チタン粒子を含有させる方法。
(エ)上記(ウ)のマスターペレットをそのまま使用する方法。
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムは、耐加水分解性向上剤を用いなくても十分な耐加水分解性を有するが、さらに耐加水分解性を高めるために耐加水分解性向上剤を添加してもよい。かかる耐加水分解性向上剤として、オキサゾリン系化合物、カルボジイミド系化合物を例示することができる。
また芳香族ポリカルボジイミドとして、R-N=C=N-で表されるカルボジイミドのRとしてアリール基を介して連結された芳香族ポリカルボジイミドが例示される。
かかるカルボジイミド化合物は太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムが積層フィルムの場合、基材層に含有されることが好ましい。
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムは、さらに紫外線吸収剤を含有してもよく、特に基材層がルチル型酸化チタン粒子を含み、表層がルチル型酸化チタン粒子を含まない積層構成において、表層が紫外線吸収剤を含有することが好ましい。かかる積層構成において、表層に紫外線吸収剤を用いることにより、表層を構成するポリエチレンテレフタレートの紫外線による劣化を抑制するだけでなく、紫外線が基材層にまで透過するのを防ぐことで、基材層を構成するポリエチレンテレフタレートの劣化による黄変を効果的に抑制することができる。さらにカルボジイミド化合物を基材層中に含む場合にも、表層に紫外線吸収剤を用いることにより、基材層を構成するカルボジイミド化合物の劣化による黄変を効果的に抑制することができる。
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、2,2’-メチレンビス[4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)-6-2H-ベンゾトリアゾール-2-イル]フェノール、2,4-ビス(1-メチル-1-フェニルエチル)-6-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)フェノールなどが挙げられる。
トリアジン系紫外線吸収剤としては、2,4-ジフェニル-6-(2-ヒドロキシフェニル-4-ヘキシルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-(2-ヒドロキシフェニル-4-[2-エチルヘキシルオキシフェニル])-4,6-ビス(4-フェニルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-(2-ヒドロキシ-4-[1-オクチロキシカルボニルエトキシ]-4,6-ビス(4-フェニルフェニル)-1,3,5-トリアジン、などが挙げられる。
本発明において白色ポリエステルフィルム層を構成するポリエチレンテレフタレートは、好ましくはその重量平均分子量が44,000~61,000である。該層を構成するポリエチレンテレフタレートの重量平均分子量がこの範囲にあることで、良好な耐熱性、耐加水分解性および耐デラミネーション性を有するフィルムを高い生産性で得ることができる。かかる重量平均分子量は、フィルム製膜後の特性を表している。
本発明において白色ポリエステルフィルム層を構成するポリエチレンテレフタレートの末端カルボキシル基濃度は、好ましくは6~29当量/トン、さらに好ましくは6~24当量/トン、特に好ましくは6~20当量/トンの範囲である。末端カルボキシル基濃度がこの範囲であることで、耐熱性および耐加水分解性に優れ、高温・多湿の条件において長時間使用した場合においても機械的性質の低下の少ないフィルムを得ることができる。他方、末端カルボキシル基濃度が6当量/トン未満のフィルムを得るためには、それ以上に末端カルボキシル基濃度の少ないポリエステルを原料とする必要があり、原料の重合時間を長くする必要がある。かかる末端カルボキシル基濃度はフィルム製膜後の特性を表している。
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムは、温度85℃、湿度85%RHの環境における3000時間エージング前後の伸度保持率が50%以上である。この温度85℃、湿度85%RHの環境において3000時間のエージングは、概ね30年間の屋外暴露状態に相当する耐加水分解性を検査する加速試験の一つであり、上記伸度保持率が50%未満である場合は、耐加水分解性の不足により屋外での長期使用において劣化を引き起こし、機械的性質が低下する可能性がある。かかる伸度保持率は好ましくは55%、より好ましくは60%以上、さらに好ましくは65%以上、特に好ましくは70%以上である。
かかる環境における伸度保持率を50%以上とするためには、上記のリン酸化合物と重縮合触媒をそれぞれ所定量用い、フィルムのポリエチレンテレフタレートの重量平均分子量と末端カルボキシル基濃度を本発明の範囲とし、製造方法欄の方法で製造することができる。
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムは、初期のデラミネーション強度が6N/15mm以上、好ましくは8N/15mm以上である。ここで初期のデラミネーション強度とは、測定方法において詳述するように、フィルムを粘着テープを介してガラス板に貼着し、粘着剤を硬化させたものを引張試験機で剥離させて得られた剥離力を称する。
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムは、温度85℃、湿度85%RHの環境における3000時間エージング前後のデラミネーション強度が、好ましくは4N/15mm以上、さらに好ましくは6N/mm以上である。かかる条件で湿熱処理した後のデラミネーション強度がこの範囲にあることで、太陽電池裏面保護膜として屋外で長期間使用したときにもデラミネーションの発生することのない太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムを得ることができる。
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムは、150℃、30分間熱処理したときのフィルム長手方向および幅方向の熱収縮率が、いずれも-0.1%~1.5%であることが好ましく、さらに好ましくは-0.05%~1.2%、特に好ましくは-0.01%~1.0%である。この範囲の熱収縮率特性を有することにより、このフィルムを用いて太陽電池をユニット化する場合に配線が曲がったりすることがなく、また太陽電池素子にズレが発生することがない。また、真空ラミネートによりフィルムが封止剤と貼り合わされたときにはみ出しが生じず、生産性が損なわれることがない。なお、マイナスの熱収縮率は、熱処理後のフィルム寸法が元の寸法より大きくなることを意味している。
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムは、温度130℃の環境において6000時間エージング前後の伸度保持率が40%以上であることが好ましい。太陽電池裏面保護膜用に用いられる材料は米国UNDERWRITERS LABORATORIES社(以下ULと省略する)のRTI認定において、太陽電池モジュールが動作中に到達する最高温度より10~15℃高い温度にて認定を取得していることが望ましい。年々太陽電池モジュールの高効率化が図られ発電量が大きくなっていることや、モジュールの設置場所によっても異なるが、モジュールの最高到達温度は100℃前後と言われており、裏面保護膜に使用する材料は120℃以上のRTI値で認定を受けていることが要求される。この120℃以上のRTI値でUL認定を受けるための目安として、温度130℃の環境において6000時間エージング前後の伸度保持率が40%以上であることが好ましく、50%以上であることがさらに好ましい。
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムは、紫外線照射後の破断伸度保持率が好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上である耐候性を備える。この範囲の破断伸度保持率を有することで高い耐候性を備え、太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムとして太陽電池モジュール内部を十分に保護し、封止剤や接着剤の劣化を防ぐことができる。この破断伸度保持率は、キセノンランプを用い、550W/m2の照射強度で200時間、フィルムに紫外線照射する前後での破断伸度から算出する。
破断伸度保持率を80%以上とするためには、フィルムを構成する酸化チタンの粒子としてルチル型酸化チタン粒子を用い、本発明の範囲の濃度とすることが挙げられる。さらに積層フィルムの場合、かかる方法で得られた層を入射光側に配置することが重要である。
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムは、白色ポリエステルフィルム層の厚みが5μm以上あればよい。かかる層厚みを有することにより、ルチル型酸化チタン粒子を用いてフィルムの紫外線劣化を十分に抑制できる。
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムが積層フィルムである場合、アンチモン化合物および/またはチタン化合物を重縮合触媒として重合されたポリエチレンテレフタレート85~96重量%およびルチル型酸化チタン粒子4~15重量%を含有するポリエステル組成物からなる白色ポリエステルフィルム層を少なくとも1層含むことが好ましい。
2層積層フィルムの場合、白色ポリエステルフィルム層は太陽電池モジュールの外側になるように配置されることが好ましい。
なお、表層の厚みは二軸延伸後の厚みであり、押出直後の延伸前における積層シートの表層の厚みは、延伸倍率が面積倍率で例えば9倍である場合は27μm以上、例えば8倍である場合は24μm以上である。
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムは、表面を滑らせハンドリング性を良好にするためにルチル型酸化チタン粒子の他に、滑剤を含有させてもよい。滑剤としては、有機物、無機物いずれの滑剤を用いてもよく、無機物の滑剤としては、例えば硫酸バリウム、炭酸カルシウム、二酸化珪素、アルミナの粒子を挙げることができる。分散性と滑り性の観点から、好ましくは平均粒径0.1~5.0μm、さらに好ましくは0.2~4.0μmの粒子を用いる。粒子の形状は、板状、球状いずれであってもよいが、滑剤の中には水分を吸着しやすいものや配位しやすいものがあり、滑剤により持ち込まれた水分がフィルムの分子量を低下させ、耐熱性、耐加水分解性に乏しいものとなるため、吸着水や配位水の少ない構造、組成のものが好ましい。滑剤として特に好ましいものは、真球状シリカである。
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムは、フィルム1枚で太陽電池裏面保護膜として使用してもよく、他のシートと積層した積層体を太陽電池裏面保護膜として使用してもよい。積層体の例として、絶縁特性を向上させる目的で別のポリエステルフィルムと貼り合わせた積層体、さらに耐久性を向上させる目的でポリフッ化ビニルなどの高耐候性樹脂からなるフィルムと貼り合わせた積層体を例示することができる。
本発明の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムを製膜する際に用いるポリエチレンテレフタレートの製造方法について説明する。なお、ポリマーのガラス転移温度をTg、融点をTmと表記することがある。
本発明に用いるポリエチレンテレフタレートの製造方法として、テレフタル酸などの芳香族ジカルボン酸とエチレングリコールをエステル化反応させた後に重縮合反応を行う方法、テレフタル酸ジメチルに代表される芳香族ジカルボン酸エステルとエチレングリコールをエステル交換反応により反応させた後に重縮合反応を行う方法が挙げられる。例えばエステル交換反応を用いた製造過程において、発生するアルコールを除去させつつエステル交換反応を実施した後、本発明のリン酸化合物を添加して実質的にエステル交換反応を完了させ、次いで得られた反応生成物にアンチモン化合物および/またはチタン化合物を添加し、重縮合反応を行う。
(1)フィルム厚み
フィルムサンプルをエレクトリックマイクロメーター(アンリツ製 K-402B)にて、10点厚みを測定し、平均値をフィルムの厚みとした。
重量比6:4のフェノール:テトラクロロエタン混合溶媒に溶解後、35℃の温度にて測定した溶液粘度から、下式で計算した値を用いた。
ηsp/C=[η]+K[η]2・C
ここで、ηsp=(溶液粘度/溶媒粘度)-1であり、Cは、溶媒100mlあたりの溶解ポリマー重量(g/100ml)、Kはハギンス定数である。また、溶液粘度、溶媒粘度はオストワルド粘度計を用いて測定した。単位は[dl/g]で示す。
フィルム試料1mgにHFIP:クロロホルム(1:1)0.5mlを加えて溶解(一晩)させ、測定直前にクロロホルムを9.5mlを加えて、メンブレンフィルター0.1μmでろ過しGPC分析を行った。測定機器、条件は以下のとおりである。
GPC:HLC-8020 東ソー製
検出器:UV-8010 東ソー製
カラム:TSK-gelGMHHR・M×2 東ソー製
移動相:HPLC用クロロホルム
流速:1.0ml/min
カラム温度:40℃
検出器:UV(254nm)
注入量:200μl
較正曲線用試料:ポリスチレン(Polymer Laboratories製 EasiCal “PS-1”)
試料10mgをHFIP(ヘキサフルオロイソプロパノール):重クロロホルム=1:3の混合溶媒0.5mlに溶解してイソプロピルアミンを数滴添加し、1H-NMR法(50℃、600MHz)により定量した。
(i)温度85℃、湿度85%RH、3000時間での耐加水分解性
フィルムの縦方向に100mm長、横方向に10mm幅に切り出した短冊状の試料片を、温度85℃、湿度85%RHに設定した環境試験機内に3000時間放置する。その後試料片を取り出し、試料の縦方向の破断伸度を5点測定し、平均値を求めた。引張試験は東洋ボールドウィン社製(商品名「テンシロン」)を用いておこない、チャック間距離50mm、引張速度50mm/minにて実施した。5点の平均値を環境試験を行う前の破断伸度5点の平均値で割った値を破断伸度保持率[%]とし、下記基準にて耐加水分解性を評価した。なお、耐加水分解性は破断伸度保持率の高いものを良好と判断した。
={(処理時間3000時間後の破断伸度)/(処理前の破断伸度)}×100
◎:破断伸度保持率が70%以上
○:破断伸度保持率が50%以上70%未満
×:破断伸度保持率が50%未満
(ii)温度85℃、湿度85%RH、4000時間での耐加水分解性
(i)の耐加水分解性試験において、試験時間を3000時間から4000時間に変更した以外は同様の条件で破断伸度保持率[%]を求め、下記基準にて耐加水分解性を評価した。
破断伸度保持率[%]
={(処理時間4000時間後の破断伸度)/(処理前の破断伸度)}×100
◎:破断伸度保持率が60%以上
○:破断伸度保持率が40%以上60%未満
×:破断伸度保持率が40%未満
幅15mmの短冊状にスリットした試料をノンキャリアー粘着テープ(厚み25μm、日栄化工株式会社製、MHM-25)を介してガラス板に貼着し、180℃、30分熱風乾燥して粘着剤を硬化させたものを用いた。フィルムが2層構成の場合はルチル型酸化チタン粒子の含有量が少ない層を粘着テープ側へ貼り合せた。
これを引張試験機にセットし、引張速度500mm/minの速度で180°剥離し、フィルム内に強制的にデラミネーションを発生させた。デラミネーションが起こっている状態での剥離力を読み取り、デラミネーション強度とした(単位は、N/15mm)。なお、試料のデラミネーションが起こらずフィルム破断が発生した場合には、デラミネーション強度としては十分に高いものと判断し、◎とした。
◎:デラミネーション強度が8N/15mm以上
○:デラミネーション強度が6N/15mm以上8N/15mm未満
×:デラミネーション強度が6N/15mm未満
温度85℃、湿度85%RHの雰囲気にフィルムを3000時間保持した後、上記(6)と同様の方法でサンプル作成および180°剥離試験を行い、湿熱処理後のデラミネーション強度を測定した(単位はN/15mm)。
フィルムの縦方向に150mm長、横方向に10mm幅に切り出した短冊状の試料片を、温度130℃に設定したオーブン内に6000時間放置する。その試料片を取り出し、試料の縦方向の破断伸度を5点測定し、平均値を求めた。引張試験は東洋ボールドウィン社製(商品名「テンシロン」)を用いておこない、チャック間距離100mm、引張速度100mm/minにて実施した。5点の平均値を耐熱性試験前の破断伸度5点の平均値で割った値を破断伸度保持率[%]とし、耐熱性を評価した。なお、耐熱性は破断伸度保持率の高いものを良好と判断した。
破断伸度保持率[%]
={(処理時間6000時間後の破断伸度)/(処理前の破断伸度)}×100
評価はJIS K7350-2に準拠して行った。フィルムの縦方向に75mm長、横方向に10mm幅に切り出した短冊状の試料片に、キセノンウェザーメーター(スガ試験機製 X75)を用いて550W/m2の照射強度で、2時間ごとに18分間の水噴霧を行いながら200時間紫外線照射を行った後、試料の縦方向の破断伸度を5点測定し、平均値を求めた。引張試験は東洋ボールドウィン社製(商品名「テンシロン」)を用いて行い、チャック間距離50mm、引張速度50mm/minにて実施した。5点の平均値を照射前の破断伸度5点の平均値で割った値を破断伸度保持率[%]とし、下記基準にて耐候性を評価した。なお、耐候性は破断伸度保持率の高いものを良好と判断した。
破断伸度保持率[%]
={(照射時間200時間後の破断伸度)/(照射前の破断伸度)}×100
粒度分布計(堀場製作所製LA-950)にて、粒子の粒度分布を求め、d50での粒子径を平均粒径とした。
サンプルを三角形に切り出し、包埋カプセルに固定後、エポキシ樹脂にて包埋した。そして、包埋されたサンプルをミクロトーム(ULTRACUT-S)で縦方向に平行な断面を50nm厚の薄膜切片にした後、透過型電子顕微鏡を用いて、加速電圧100kvにて観察撮影し、写真から各層の厚みを測定し、平均厚みを求めた。
エステル交換反応容器にテレフタル酸ジメチルを100重量部、エチレングリコールを60重量部、酢酸マンガン四水和物を仕込み、150℃に加熱して溶融し撹拌した。反応容器内温度をゆっくりと235℃まで昇温しながら反応を進め、生成するメタノールを反応容器外へ留出させた。メタノールの留出が終了したらフェニルホスホン酸を添加し、エステル交換反応を終了させた。その後反応物を重縮合装置に移行し、酸化アンチモンおよび酢酸チタンの両方を添加した。
ついで重合装置内の温度を235℃から290℃まで90分かけて昇温し、同時に装置内の圧力を大気圧から100Paまで90分かけて減圧した。重合装置内容物の撹拌トルクが所定の値に達したら装置内を窒素ガスで大気圧に戻して重合を終了した。重合装置下部のバルブを開いて重合装置内部を窒素ガスで加圧し、重合の完了したポリエチレンテレフタレートをストランド状にして水中に吐出した。ストランドはカッターによってチップ化した。
参考例1で得られたポリマー(PET-a)を150~160℃で3時間予備乾燥した後、210℃、100トール、窒素ガス雰囲気下で7時間固相重合を行った。固相重合後の極限粘度数は0.82dl/g、末端カルボキシル基濃度は10当量/トンであった。これをPET-bと称する。
参考例1で得られたポリマー(PET-a)を150~160℃で3時間予備乾燥した後、210℃、100トール、窒素ガス雰囲気下で10時間固相重合を行った。固相重合後の極限粘度数は0.90dl/g、末端カルボキシル基濃度は8当量/トンであった。これをPET-cと称する。
参考例1で得られたポリマー(PET-a)40重量部と堺化学株式会社製ルチル型酸化チタン粒子TCR-52(平均粒径0.2μm)60重量部とをブレンドし、二軸混練機に供給して280℃で溶融した。溶融混練したポリエステル組成物をストランド状にして水中に吐出し、カッターによってチップ化した。これをPET-dと称する。
参考例2で得られたポリマー(PET-b)60重量部と堺化学株式会社製ルチル型酸化チタン粒子TCR-52(平均粒径0.2μm)40重量部とをブレンドし、二軸混練機に供給して280℃で溶融した。溶融混練したポリエステル組成物をストランド状にして水中に吐出し、カッターによってチップ化した。これをPET-eと称する。
参考例3で得られたポリマー(PET-c)60重量部と堺化学株式会社製ルチル型酸化チタン粒子TCR-52(平均粒径0.2μm)40重量部とをブレンドし、二軸混練機に供給して280℃で溶融した。溶融混練したポリエステル組成物をストランド状にして水中に吐出し、カッターによってチップ化した。これをPET-fと称する。
参考例2で得られたポリマー(PET-b)60重量部とチタン工業株式会社製アナターゼ型酸化チタン粒子KA-30T(平均粒径0.2μm)40重量部とをブレンドし、二軸混練機に供給して280℃で溶融した。溶融混練したポリエステル組成物をストランド状にして水中に吐出し、カッターによってチップ化した。これをPET-gと称する。
重縮合触媒として酢酸チタンは使用せず酸化アンチモンのみとし、リン酸化合物を正リン酸とする以外は参考例1と同様に実施し、極限粘度数0.64dl/g、末端カルボキシル基濃度25当量/トン、Mnの濃度が30mmol%、Sbの濃度が20mmol%、正リン酸の濃度が15mmol%であるポリエチレンテレフタレートのポリマーを得た。次いで、得られたポリマーを150~160℃で3時間予備乾燥した後、210℃、100トール、窒素ガス雰囲気下で10時間固相重合を行った。固相重合後の極限粘度数は0.82dl/g、末端カルボキシル基濃度は18当量/トンであった。これをPET-hと称する。
フェニルホスホン酸の含有量を5mmol%となるように調整する以外は参考例1と同様に実施し、極限粘度数0.64dl/g、末端カルボキシル基濃度25当量/トンであるポリエチレンテレフタレートのポリマーを得た。次いで、得られたポリマーを150~160℃で3時間予備乾燥した後、210℃、100トール、窒素ガス雰囲気下で10時間固相重合を行った。固相重合後の極限粘度数は0.82dl/g、末端カルボキシル基濃度は18当量/トンであった。これをPET-jと称する。
フェニルホスホン酸の含有量を50mmol%となるように調整する以外は参考例1と同様に実施し、極限粘度数0.64dl/g、末端カルボキシル基濃度25当量/トンであるポリエチレンテレフタレートのポリマーを得た。次いで、得られたポリマーを150~160℃で3時間予備乾燥した後、210℃、100トール、窒素ガス雰囲気下で7時間固相重合を行った。固相重合後の極限粘度数は0.82dl/g、末端カルボキシル基濃度は10当量/トンであった。これをPET-lと称する。
参考例2で得られたポリマー(PET-b)85重量%とライン・ケミー社製芳香族ポリカルボジイミド『Stabaxol P100』15重量%とをブレンドし、二軸混練機に供給して280℃で溶融した。溶融混練したポリエステル組成物をストランド状にして水中に吐出し、カッターによってチップ化した。これをPET-nと称する。
表1に示したとおりの配合比でポリエステル原料を混合し、回転式真空乾燥機にて180℃で3時間乾燥した後、押出機に供給し285℃で溶融押出し、スリットダイよりシート状に成形した。さらにこのシートを表面温度20℃の冷却ドラムで冷却固化した未延伸フィルムを100℃にて長手方向(縦方向)に3.4倍延伸し、25℃のロール群で冷却した。続いて、縦延伸したフィルムの両端をクリップで保持しながらテンターに導き130℃に加熱された雰囲気中で長手に垂直な方向(横方向)に3.7倍延伸した。その後テンター内で222℃に加熱された雰囲気中で15秒間熱固定を行い、横方向に4.0%の幅入れを行い、続いて両端を切り落として長手方向に2.5%の弛緩率で弛緩した後、室温まで冷やして厚み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は表2のとおりであった。
原料の種類と配合比を変更するほかは実施例1と同様にして行い、厚み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は表2のとおりであった。フィルムの重量平均分子量が低く、耐加水分解性、デラミネーション強度、耐熱性に劣り、太陽電池裏面保護膜用としては不向きであった。
原料の配合比を変更するほかは実施例1と同様にして行い、厚み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は表2のとおりであった。フィルムの重量平均分子量が低く、さらにチタン濃度が高いために、耐加水分解性、デラミネーション強度、耐熱性に劣り、太陽電池裏面保護膜用としては不向きであった。
原料の配合比を変更するほかは実施例1と同様にして行い、厚み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は表2のとおりであった。耐加水分解性、デラミネーション強度、耐熱性は良好であったが、耐候性に劣り、太陽電池裏面保護膜用としては不向きであった。
表1に示すとおりの原料に変更するほかは実施例1と同様にして行い、厚み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は表2のとおりであった。耐候性に劣り、太陽電池裏面保護膜用としては不向きであった。
表1に示すとおりの配合比で層(A)のポリエステル原料を混合し、回転式真空乾燥機にて180℃で3時間乾燥した後、押出機1に供給し285℃で溶融押出しした。層(B)は、PET-bを回転式真空乾燥機にて180℃で3時間乾燥した後、押出機2に供給し285℃で溶融押出しした。それぞれの押出機で溶融した樹脂組成物を、2層フィードブロック装置を使用して合流させ、その積層状態を保持したままスリットダイよりシート状に成形した。層(A)と層(B)の厚み比率が20%:80%になるように原料の供給量を調整した。キャスティングから熱固定までは実施例1と同様に行い、横方向に4.0%の幅入れを行ったあと、続いて両端を切り落として長手方向に3.0%の弛緩率で弛緩した後、室温まで冷して厚み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は表2のとおりであった。デラミネーション強度は層(B)側をガラス板に貼着し測定した。
層(B)の原料をPET-aにし、長手方向の弛緩率を2.5%とする他は実施例4と同様に実施し、厚み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は表2のとおりであった。デラミネーション強度は層(B)側をガラス板に貼着し測定した。フィルム全体で測定した重量平均分子量が低く、耐加水分解性、デラミネーション強度、耐熱性に劣り、太陽電池裏面保護膜用としては不向きであった。
原料を表1のとおりとする他は実施例1と同様にして、厚み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は表2のとおりであった。フィルムの結晶性が不十分で、耐加水分解性に劣り、太陽電池裏面保護膜用としては不向きであった。
原料の配合比を表1のとおりとする他は実施例1と同様にして、厚み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は表2のとおりであった。フィルムの結晶性が不十分で、耐加水分解性に劣り、太陽電池裏面保護膜用としては不向きであった。
原料の配合比を表1のとおりとする他は実施例1と同様にして、厚み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は表2のとおりであった。理由は明らかではないが、耐加水分解性、耐熱性に劣り、太陽電池裏面保護膜用としては不向きであった。
熱固定温度を200℃とする以外は実施例1と同様にして、厚み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は表2のとおりであった。耐加水分解性は良好であったが、デラミネーション強度が低いことなど問題点があり、太陽電池裏面保護膜用としては不向きであった。
熱固定温度を245℃とする以外は実施例1と同様にして、厚み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は表2のとおりであった。耐加水分解性に劣り、太陽電池裏面保護膜用としては不向きであった。
表3に示した表層(A)、基材層(B)のポリエステル原料をそれぞれ別々の回転式真空乾燥機にて180℃で3時間乾燥した後、別々の押出し機に供給し280℃で溶融押出し、三層フィードブロックを用いて合流させた後、その積層状態を保持したままスリットダイよりシート状に成形した。各層の厚みの比率は各押出機に供給する原料の量で調整し、(A)層/(B)層/(A)層を表3に記載の比率とした。さらにこのシートを表面温度20℃の冷却ドラムで冷却固化した未延伸フィルムを100℃にて長手方向(縦方向)に3.4倍延伸し、25℃のロール群で冷却した。続いて、縦延伸したフィルムの両端をクリップで保持しながらテンターに導き130℃に加熱された雰囲気中で長手に垂直な方向(横方向)に3.7倍延伸した。その後テンター内で222℃に加熱された雰囲気中で約15秒間熱固定を行い、横方向に4%の幅入れを行い、続いて両端を切り落して長手方向に2.5%の弛緩率で弛緩した後、室温まで冷やして、厚み50μmの積層フィルムを得た。得られたフィルムの特性は表4のとおりであった。
Claims (9)
- アンチモン化合物および/またはチタン化合物を重縮合触媒として重合されたポリエチレンテレフタレート85~96重量%およびルチル型酸化チタン粒子4~15重量%を含有するポリエステル組成物からなる白色ポリエステルフィルム層を含む太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムであって、該ポリエステル組成物は、ポリエチレンテレフタレートを構成する全ジカルボン酸成分のモル数を基準として、下記一般式(I)または(II)で表わされるリン酸化合物10~40ミリモル%と、
- 温度130℃の環境における6000時間エージング前後の伸度保持率が40%以上である請求項1に記載の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルム。
- 温度85℃,湿度85%RHの環境における3000時間エージング前後のデラミネーション強度が4N/15mm以上である請求項1に記載の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルム。
- 該リン酸化合物がフェニルホスホン酸またはフェニルホスフィン酸である請求項1に記載の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルム。
- 該白色ポリエステルフィルム層を構成するポリエチレンテレフタレートの末端カルボキシル基濃度が6~20当量/トンである請求項1に記載の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルム。
- 該白色ポリエステルフィルム層を構成するポリエチレンテレフタレートの重量平均分子量が44,000~61,000である請求項1に記載の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルム。
- 基材層およびその少なくとも片面に設けられた表層からなる積層構成の延伸フィルムであり、少なくともいずれかの層が該白色ポリエステルフィルム層である、請求項1に記載の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルム。
- 基材層およびその両面に設けられた表層からなる積層構成の延伸フィルムであって、少なくともいずれかの層が該白色ポリエステルフィルム層であり、該表層はカルボジイミド化合物を含有しないポリエチレンテレフタレートからなる厚み3.0μm以上の層で、該基材層はポリエチレンテレフタレート100重量部に対してカルボジイミド化合物を0.3~2.5重量部含有しており、温度85℃、湿度85%RHの環境における4000時間エージング前後でのポリエステルフィルムの伸度保持率が40%以上である請求項7に記載の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルム。
- 請求項1~8のいずれかに記載の太陽電池裏面保護膜用ポリエステルフィルムを用いた太陽電池裏面保護膜。
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