JP6096135B2 - 白色ポリエステルフィルム及びその製造方法、並びに太陽電池モジュール及びその製造方法 - Google Patents
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Description
太陽電池は、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)等の封止材を用いて封止された発電素子をガラス板に貼り付けた構造を有しているが、太陽光が入射する側の面とは反対側の裏面には、風雨などによる劣化を防ぐため、裏面保護用のシート材(いわゆるバックシート(裏面保護部材))が配設されている。
封止材に対して良好な接着性を示すポリエステルフィルムとして、脂肪族系の構成成分を有するウレタン樹脂を用いた太陽電池用易接着性ポリエステルフィルムが提案されている(例えば、特許文献3〜4参照)。
<1> 微粒子を含有するポリエステルフィルムと、ポリエステルフィルムの少なくとも一方面に有し、厚みが0.01μm以上1μm以下であり、厚み分布が1%以上30%以下である易接着層と、を有し、微粒子を含有するポリエステルフィルムは、ポリエステルの質量に対して5質量%以上30質量%以下の微粒子を含み、かつ微粒子の分散度が10%以上100%以下である第1の層を含み、易接着層は、表面ヘイズが0.01%以上3%以下であり、表面ヘイズの面内分布が0.1%以上30%以下である白色ポリエステルフィルムである。
<2> 製膜途中のポリエステルフィルムの少なくとも一方面に塗布により易接着層を形成し、下記の(1)及び(2)の少なくとも一方の工程を施して製膜された<1>に記載の白色ポリエステルフィルムである。
(1)形成された易接着層を、易接着層の面内に0.5℃以上10℃以下の温度差を付与して乾燥させる乾燥工程
(2)易接着層が形成されたポリエステルフィルムを、ポリエステルフィルムの面内に0.5℃以上10℃以下の温度差を付与して、延伸する延伸工程
<3> 微粒子を含有するポリエステルフィルムは、更に、ポリエステルの質量に対して0.06質量%以上10質量%以下の微粒子を含み、かつ微粒子の分散度が10%以上100%以下である第2の層の少なくとも1層を含む<1>又は<2>に記載の白色ポリエステルフィルムである。
<4> 第1の層は、厚みが5μm以上80μm以下であり、かつ厚み分布が1%以上20%以下であって、微粒子を含有するポリエステルフィルムの総厚が40μm以上350μm以下である<1>〜<3>のいずれか1つに記載の白色ポリエステルフィルムである。
<5> 微粒子を含有するポリエステルフィルムとして、第1の層及び第2の層が積層され、かつ第1の層及び第2の層の少なくとも一方の表面に易接着層が積層された構造を有する<3>又は<4>に記載の白色ポリエステルフィルムである。
<6> 微粒子を含有するポリエステルフィルムとして、第1の層及び第2の層を含み、第1の層と、第2の層と、易接着層と、がこの順に積層された構造を有する<3>〜<5>のいずれか1つに記載の白色ポリエステルフィルムである。
<7> 温度120℃、湿度100%RHの環境条件下に60時間曝された際の破断伸度半減時間が70時間以上200時間以下である<1>〜<6>のいずれか1つに記載の白色ポリエステルフィルムである。
<9> 貼合工程は、貼り合わせる前に、エチレン−酢酸ビニル樹脂を、平均温度が40℃以上70℃以下であり、温度分布が0.5℃以上8℃以下であるヒーターを用いて1分以上10分以下の範囲で加熱処理する工程を含む、<8>に記載の太陽電池モジュールの製造方法である。
(1)形成された易接着層を、易接着層の面内に0.5℃以上10℃以下の温度差を付与して乾燥させる乾燥工程と、乾燥工程後、乾燥された易接着層を有するポリエステルフィルムを、ポリエステルフィルムの一方面と他方面との間に0.1℃以上10℃以下の温度差を付与して冷却する工程と、を有する工程
(2)易接着層が形成されたポリエステルフィルムを、ポリエステルフィルムの面内に0.5℃以上10℃以下の温度差を付与して、延伸する延伸工程
<11> (1)の工程を有するときには、乾燥工程後、乾燥された易接着層を有するポリエステルフィルムを、ポリエステルフィルムの面内に0.1℃以上10℃以下の温度差を付与して冷却する工程を、更に有する<10>に記載の白色ポリエステルフィルムの製造方法である。
<12> 樹脂材料及び微粒子、又は微粒子が分散された樹脂材料を溶融押出機に投入し、溶融押出機のスクリュのトルクに0.5%以上20%以下の変動を付与して溶融押出することで、更に、全質量に対して0.06質量%以上10質量%以下の微粒子を含み、かつ微粒子の分散度が10%以上100%以下である第2の層を製膜する工程を更に有し、ポリエステルフィルムは少なくとも第1の層及び第2の層を含む<10>又は<11>に記載の白色ポリエステルフィルムの製造方法である。
<13> 溶融押出機で溶融混練された溶融樹脂をダイから溶融押出して第1の層を製膜する際、ダイに0.5℃以上10℃以下の温度変動を付与する<10>〜<12>のいずれか1つに記載の白色ポリエステルフィルムの製造方法である。
<14> 上記した(1)の工程を有するときには、未延伸のポリエステルフィルムを縦延伸する工程と、縦延伸されたポリエステルフィルムを横延伸する工程と、縦延伸する工程と横延伸する工程との間に、縦延伸後のポリエステルフィルムを5℃/秒以上100℃/秒以下の冷却速度で冷却する工程と、を更に有する<10>〜<13>のいずれか1つに記載の白色ポリエステルフィルムの製造方法である。
<15> 上記した(2)の工程を有するときには、延伸工程は、未延伸のポリエステルフィルムを縦延伸する工程と、縦延伸されたポリエステルフィルムを横延伸する工程と、を含み、縦延伸する工程と横延伸する工程との間に、縦延伸後のポリエステルフィルムを5℃/秒以上100℃/秒以下の冷却速度で冷却する工程を更に有する、<10>〜<14>のいずれか1つに記載の白色ポリエステルフィルムの製造方法である。
<16> 太陽光が入射する透明性の基材と、基材上に設けられ、太陽電池素子及び太陽電池素子を封止する封止材を有する素子構造部分と、素子構造部分の基材が位置する側と反対側に配置された<1>〜<7>のいずれか1つに記載の白色ポリエステルフィルムと、を備えた太陽電池モジュールである。
本発明によれば、長期間に亘り熱や光に曝される環境下での耐久性に優れた太陽電池モジュール及びその製造方法が提供される。
本発明の白色ポリエステルフィルムは、白色顔料を含有するポリエステル樹脂膜と、ポリエステル樹脂膜の少なくとも一方面に有し、厚みが0.01μm以上1μm以下であり、厚み分布が1%以上30%以下である易接着層と、を設けて構成されている。
易接着層の厚い箇所は、密着界面での剥離応力により変形し、剥離エネルギーを吸収することで、ポリエステル内の凝集破壊やポリエステルと易接着層との界面剥離を抑制する作用があるものと推測される。また、易接着層の薄い箇所は、薄膜なためにポリエステルフィルムの表面と密着しやすく、密着力の確保に有利に働いているものと推定される。
このような厚みムラは、後述するように、(1)塗布形成された易接着層を所定の温度差を与えて乾燥させたり、(2)易接着層の形成後のポリエステル樹脂膜を所定の温度差を与えて延伸する等によって、好適に付与されるものである。
本発明の白色ポリエステルフィルムは、ポリエステルフィルムの一方面、又は両方の面に、厚みが0.01μm以上1μm以下であり、厚み分布が1%以上30%以下である易接着層を有している。易接着層は、封止材との間の密着性を高める機能を有し、本発明における易接着層によると、熱や光に長期間曝される環境下でも、長期に亘り優れた密着性を示す。したがって、太陽電池における剥離による劣化の促進が抑えられ、長期耐久性に優れたものとなる。
易接着層の厚みとしては、0.01μm以上1μm以下である。易接着層の厚みが0.01μm未満であると、薄い箇所で易接着層が形成されない領域が発生し、密着力が低下する。また、易接着層の厚みが1μmを超えると、厚い箇所において剥離応力による易接着層内の破壊が発生し、密着力が低下する。
易接着層の厚みとしては、好ましくは0.02μm以上0.5μm以下であり、より好ましくは0.04μm以上0.2μm以下である。
易接着層の厚みは、後述するポリエステルフィルムを構成する第2の層の厚みが16μm〜332.5μm(総厚(40μm〜350μm)の40%以上95%以下)であるのに比べて極めて薄く、別の機能層として区別されるものである。
本発明においては、後述するように厚み分布をより付与しやすいという点から、溶融樹脂を押出成形してポリエステルフィルムを製膜し、縦延伸した後、易接着層用塗布液をポリエステルフィルム上に塗布し、乾燥させて易接着層を形成した状態でさらに横延伸する態様が好ましい。
ここで、製膜途中のポリエステルフィルムを延伸する場合の延伸倍率は、2倍〜5倍が好ましい。延伸温度としては、「ポリエステルのガラス転移温度(Tg)−10℃」以上であって、「Tg+50℃」以下の範囲であるのが好ましい。
易接着層を設けた後の延伸は、縦方向、横方向のいずれ方向の延伸を行ってもよく、両方向に延伸させてもよい。本発明においては、製膜途中のポリエステルフィルムを予め縦延伸した後、易接着層を形成し、易接着層が形成された状態で横延伸することがより好ましい。これは、横延伸がテンターを用いてなされることが多く、非接触で搬送されるため、延伸中の熱で柔らかくなった易接着層がロール等に粘着することがないためである。
本発明の白色ポリエステルフィルムにおける易接着層の厚み分布は、1%以上30%以下の範囲とする。
本発明においては、易接着層の薄い箇所は、薄膜なためにポリエステル中に拡散しやすくポリエステルフィルムの表面の隙間に入り込み、ポリエステルフィルムとの間で界面混合を起こし、結果として密着力自体の向上に有利に働くものと推定される。このような界面混合は、ポリエステルフィルム上に易接着層を設けた後、延伸することで一層促進される。これは、延伸によりポリエステルフィルムに新たな表面が形成されるが、このときにフィルム中に易接着分子が拡散すると考えられる。
したがって、厚み分布が1%未満であると、厚い箇所と薄い箇所とを設けることによる相乗効果が得られず、密着力の向上効果が乏しい。また、厚み分布が30%を超えると、極めて厚い箇所と薄い箇所とができ、結果として密着が低下する。これは、厚みの厚い箇所と薄い箇所との境界で剥離応力が集中し、易接着層が破壊して密着不良が生じ易くなるためである。
20cm角のポリエステルフィルムを用意し、この中から任意の10点を選び、MD、TDに平行な辺を持つ1cm角のサンプルを10枚切り出す。そして、各サンプルのMDに沿った2辺、TDに沿った2辺、の各2辺ずつの中央部の断面を顕微鏡で観察し、MD、TDにおける易接着層の厚みを求める。同じ作業を10枚のサンプルに対して実施し、MD、TDの各々において合計20点の易接着層の厚みを求める。得られた厚みから、MDの20点の測定値の最大値と最小値の差を、20点の平均値で除算し、百分率で示した値をMDの易接着層の厚み分布とする。また、TDについても、TDの20点の測定値の最大値と最小値の差を、20点の平均値で除算し、百分率で示した値をTDの易接着層の厚み分布とする。易接着層における、MDでの厚み分布と、TDでの厚み分布と、の平均値を、易接着層の厚み分布とする。
(1)易接着層を塗設した後の乾燥時間分布
具体的には、易接着層の厚み分布は、塗布形成された易接着層を、製膜途中のポリエステルフィルムの面内に0.5℃以上10℃以下の温度差を付与した状態で乾燥させる乾燥工程を設けることで調節することができる。
高温部では乾燥が速く、低温では塗布液が高温部に流入しやすいため、高温部が厚くなる傾向がある。そのため、塗布後の乾燥時間に分布を付与することで易接着層に厚み分布を与えることができる。例えば、熱風等の乾燥風を吹き出すノズルのスリット部に吹き出し量の分布を持たせて、易接着層にあたる乾燥風の量に分布ができるようにすることで易接着層に厚み分布を与えることができる。また、乾燥ゾーンに設置したヒーターを分割し、各ヒーターの出力に分布を持たせてもよい。
具体的には、易接着層の厚み分布は、易接着層が形成されたポリエステルフィルムを、ポリエステルフィルムの面内に0.5℃以上10℃以下の温度差を付与して、延伸する延伸工程を設けることで調節することができる。
この場合、好ましい温度分布は、0.5℃以上10℃以下であり、より好ましくは1℃以上8℃以下であり、さらに好ましくは1.5℃以上6℃以下である。
ポリエステルフィルムに形成された易接着層は、表面ヘイズが0.01%以上3%以下であることが好ましい。ここでの表面ヘイズは、全ヘイズ(空気中で測定したフィルムのヘイズ値)から内部ヘイズ(フィルムの両面にシリコーンオイルを塗り表面凹凸を消して測定したヘイズ値)を差し引いたヘイズ値であり、表面凹凸由来のヘイズ値をさす。
太陽電池と白色ポリエステルフィルムとを貼り合せる際、易接着層を付与することでより密着力を向上させることができるが、易接着層の表面を粗らして表面に凹凸を付与することで、密着力をより向上させることができる。これは、EVAとの接触面積が増加したこと、易接着層の凹部の中までEVAが侵入して投錨効果が発現するためと推定される。このような表面凹凸の指標として、「表面ヘイズ」は有効である。
中でも、易接着層の表面ヘイズとしては、0.03%以上2.5%以下がより好ましく、さらに好ましくは0.05%以上2%以下である。
表面ヘイズ=(全ヘイズ)−(内部へイズ)
ここで、内部ヘイズは、ポリエステルフィルムのオモテ面及びウラ面にシリコーンオイルを数滴滴下し、厚さ1mmの2枚のガラス板(ミクロスライドガラス品番S 9111、MATSUNAMI製)を用いてポリエステルフィルムを裏表から挟み、2枚のガラス板とポリエステルフィルムとを光学的に密着させて、表面ヘイズを除去した状態で測定した値をいう。この内部ヘイズは、JIS K−7136に準拠してヘイズメーターNDH2000(日本電色工業(株))を用いて測定される。
また、全ヘイズは、ポリエステルフィルムを2枚のガラス板のみで挟んで測定した値をいい、JIS K−7136に準拠してヘイズメーターNDH2000(日本電色工業(株))を用いて測定される。
(イ)易接着層を塗布法により形成する場合
−a)冷却による形成−
ポリエステルフィルムに塗布形成された易接着層を乾燥する乾燥工程後、乾燥された易接着層を有するポリエステルフィルムを、ポリエステルフィルムの一方面と他方面との間に0.1℃以上10℃以下の温度差を付与して冷却する工程を設けることで、表面ヘイズを上記範囲に調節することができる。
塗布、乾燥後に冷却する際、塗布面側と塗布面側とは反対面側とに温度差を付与することで、表面粗さ、すなわち表面ヘイズを上記範囲に調節することができる。塗布後に延伸、熱固定を組み合わせる場合、これらの後にこのような表裏温度差を付与すればよい。これは、以下の機構によるものと推察される
つまり、塗布面側が高温になると、塗布面が伸張して塗布層である易接着層が伸ばされる。その後、室温まで冷却されて両面の温度が同じになった際、伸ばされた易接着層は弛み、微小な凹凸が形成され表面粗さ(表面ヘイズ)が発現する。逆に、塗布面側が低温になると、塗布面が収縮しようとし、塗布層である易接着層が引っ張られて微小なクラックが発生する。微小なクラックの発生により、微小な凹凸が形成され表面粗さ(表面ヘイズ)が発現する
このようなフィルム表裏への温度付与は、ポリエステルフィルムの両面にそれぞれ吹き出しノズルを配置し、各々のノズルから吹き出される乾燥風の温度を変えることで行える。ポリエステルフィルムの一方面と他方面との間の好ましい温度差は、0.3℃以上8℃以下がより好ましく、さらに好ましくは0.5℃以上6℃以下である。
溶融押出した樹脂をポリエステルフィルム上に積層(ラミネート)した後、例えば下記のような方法を用いることができる。
−b)冷却による形成−
ラミネート後、急冷する際、上記「a)冷却による形成」と同様にフィルム表裏に温度差を付与することで、表面ヘイズを上記範囲に調節することができる。
−c)エンボスによる形成−
表面を粗らしたロール(エンボスロール)を易接着層に接触させ、易接着層に凹凸を転写することで、表面ヘイズを上記範囲に調節することができる。
このとき、易接着層の温度は、100℃以上300℃以下が好ましく、より好ましくは120℃以上280℃以下であり、さらに好ましくは150℃以上250℃以下である。
易接着層の表面ヘイズの面内分布は、0.1%以上30%以下の範囲であることが好ましい。同一面内に存在する表面粗さの大きい箇所と小さい箇所とは、下記のような長短がある。
表面粗さの大きい箇所は、EVAに対して投錨効果を得やすいが、凸部で剥離応力が集中し易い。その一方、表面粗さの小さい箇所は、EVAに対する投錨効果が乏しいが、凸部での剥離応力が集中し難い。そのため、表面粗さの大きい箇所と小さい箇所とを所定の範囲に調節して共存させることで、相補的に作用すると同時に相乗効果が得られ、密着力が大きく向上する。このような表面粗さの分布の付与により、表面ヘイズの分布を引き起こす。
表面ヘイズの面内分布としては、0.5%以上20%以下がより好ましく、さらに好ましくは1%以上10%以下である。
20cm角の易接着層の表面において任意に選んだ10点について表面ヘイズを上記方法に従い測定し、最大値と最小値の差を、10点の表面ヘイズの平均値で除算し、百分率で示した値を表面ヘイズの面内分布とする。
(イ)上記「a)冷却による形成」による場合(塗布法)
表面粗さに面内分布を付与するには、塗布、乾燥後に行う冷却時に、冷却風の吹き出し温度に分布を与えて面内に温度差を付与することにより行える。これは、吹き出しノズルを複数設置し、各ノズルの噴出し温度に差を与えることで、面内に温度分布を形成することができる。このとき、塗布面、又は塗布面とは反対側の面のいずれの面、あるいは両面の面内に温度分布を付与してもよい。温度差としては、0.1℃以上10℃以下が好ましく、より好ましくは0.3℃以上8℃以下であり、さらに好ましくは0.5℃以上6℃以下である
(ロ)上記「b)冷却による形成」による場合(溶融ラミネート)
上記(イ)と同様に、塗布後に行う乾燥時に、乾燥風の吹き出し温度に分布を与えて面内に温度差を付与することで、表面粗さに面内分布を付与することができる。
(ハ)上記「c)エンボスによる形成」による場合(溶融ラミネート)
エンボスロールの表面凹凸に分布を付与してもよい。エンボスロール又はフィルムの加熱温度に分布を付与し、樹脂の変形し易さに差を付与することで、表面凹凸に差を付与してもよい。この場合、温度分布としては、1℃以上50℃以下が好ましく、より好ましくは2℃以上40℃以下であり、さらに好ましくは3℃以上30℃以下である。
樹脂の温度分布は、例えば加熱するIRヒーターや加熱ロールに温度変調を付与すればよい。IRヒーターによる場合は、複数に分割したヒーターを用い、各ヒーター毎に出力を変えることで達成できる。加熱ロールの場合は、ロール中の熱媒が流れる流路に邪魔板を設置し、流れに変調を付与することで達成できる。
ポリエステルフィルムに設ける易接着層は、ポリエステルフィルムの用途にもよるが、アクリル系、ウレタン系、ポリエステル系、又はポリアミド系の樹脂を含む易接着層が好ましい。これらの樹脂は、極性がポリエステルに近く、密着力が得られやすい。
易接着層を構成する樹脂としては、例えば、特開2006−152013号公報、特開2006−332091号公報、特許第4457322号公報、特開2006−175764号公報、特開2006−253565号公報、特許4547644号公報、特許3777725号公報、特許3731286号公報、特開2009−269301号公報、特開2006−335853号公報等に記載されている易接着層等、ポリエステルフィルム基材の表面に塗布形成するための塗布液に用いる樹脂が挙げられる。さらに具体的には、例えば以下の樹脂が挙げられる。
樹脂としては、ブロック型イソシアネート基を含有する樹脂であって、末端イソシアネート基を親水性基で封鎖(以下ブロックともいう)した、熱反応型の水溶性ウレタンなどが挙げられる。イソシアネート基を親水性基で封鎖するためのブロック化剤としては、重亜硫酸塩類及びスルホン酸基を含有したフェノール類、スルホン酸基を含有したアルコール類、スルホン酸基を含有したラクタム類、スルホン酸基を含有したオキシム類及びスルホン酸基を含有した活性メチレン化合物類等が挙げられる。ブロック化されたイソシアネート基はウレタンプレポリマーを親水化あるいは水溶化する。上記ポリウレタン樹脂に熱エネルギーが与えられると、ブロック化剤がイソシアネート基からはずれるため、上記ポリウレタン樹脂は自己架橋した編み目に、混合した水分散性共重合ポリエステル樹脂を固定化するとともに、上記共重合ポリエステル樹脂の末端基等とも反応する。塗布液調製中の樹脂は、親水性であるために耐水性が悪いが、塗布、乾燥して熱反応が完了すると、ウレタン樹脂の親水性基すなわちブロック化剤がはずれるため、耐水性が良好な塗膜が得られる。上記ブロック化剤の内、フィルム製造工程における熱処理温度、熱処理時間でブロック化剤がイソシアネート基からはずれる点、及び工業的に入手可能な点から、重亜硫酸塩類が最も好ましい。
ポリエステル系樹脂としては、以下のような多塩基酸もしくは多塩基酸のエステル形成誘導体と、ポリオール又はポリオールのエステル形成誘導体と、から形成される。すなわち、多塩基酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、無水フタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、ダイマー酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸等が挙げられる。これらの酸成分を好ましくは2種以上用いて共重合ポリエステル樹脂を合成する。また、若干量であれば不飽和多塩基酸成分としてマレイン酸、イタコン酸等や、p−ヒドロキシ安息香酸等の如きヒドロキシカルボン酸を併用することもできる。また、ポリオール成分としては、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、キシレングリコール、ジメチロールプロパン、ポリ(エチレンオキシド)グリコール、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール等が挙げられる。
アクリル系樹脂としては、以下に例示するようなアクリルモノマーを重合してなるアクリル樹脂が挙げられる。このアクリルモノマーとしては、アルキルアクリレート、アルキルメタクリレート(アルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、2−エチルヘキシル基、シクロヘキシル基等);2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート等の水酸基含有モノマー;グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル等のエポキシ基含有モノマー;アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、スチレンスルホン酸及びその塩(ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、第三級アミン塩等)等のカルボキシ基、スルホキシ基又はその塩を含有するモノマー;アクリルアミド、メタクリルアミド、N−アルキルアクリルアミド、N−アルキルメタクリルアミド、N、N−ジアルキルアクリルアミド、N、N−ジアルキルメタクリルアミド(アルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、2−エチルヘキシル基、シクロヘキシル基等)、N−アルコキシアクリルアミド、N−アルコキシメタクリルアミド、N、N−ジアルコキシアクリルアミド、N、N−ジアルコキシメタクリルアミド(アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基等)、アクリロイルモルホリン、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、N−フェニルアクリルアミド、N−フェニルメタクリルアミド等のアミド基を含有するモノマー;無水マレイン酸、無水イタコン酸等の酸無水物のモノマー;ビニルイソシアネート、アリルイソシアネート、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルトリアルコキシシラン、アルキルマレイン酸モノエステル、アルキルフマル酸モノエステル、アルキルイタコン酸モノエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、塩化ビニリデン、エチレン、プロピレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、ブタジエン等のモノマーが挙げられる。
また、易接着層に架橋剤を含有することにより、さらに耐湿性を向上させることができる。なお、架橋剤を用いる場合、その含有量が5質量%未満であると耐湿性向上の効果が発現し難く、一方、20質量%を超えると、塗膜の形成が困難となり、結果としてEVAとの接着性が低下することがあり、好ましくない。
本発明の白色ポリエステルフィルムは、実質的に含まれるポリエステルとともに微粒子を含有するポリエステルフィルムを有しており、このフィルム上に既述の易接着層が設けられる。本発明における易接着層は、白色ポリエステルフィルムとの間の密着もよく、長期に亘り白色ポリエステルフィルムと太陽電池本体との密着不良及び密着不良による耐久性低下を防ぐことができる。
ポリエステルとしては、種類が制限されるものではなく、ポリエステルとして公知のものを使用することができる。原料樹脂となるポリエステルとしては、ジカルボン酸成分とジオール成分とを用いて合成してもよいし、市販のポリエステルを用いてもよい。
本発明で用いることができる(A)ジカルボン酸成分及び(B)ジオール成分の具体例や好ましい態様、使用量等については、特開2012−197432号公報の段落[0036]〜[0039]の記載を参照することができる。
また、カルボン酸構成成分のカルボキシ末端に、l−ラクチド、d−ラクチド、ヒドロキシ安息香酸などのオキシ酸類及びその誘導体、オキシ酸類が複数個連なったもの等を付加させたものも好適に用いられる。
なお、カルボジイミド化合物とケテンイミン化合物とが併用される場合、2種類の化合物の含有率の合計が上記範囲内であることが好ましい。
工業的に入手可能な具体的なポリカルボジイミドとしては、カルボジライトHMV−8CA(日清紡製)、カルボジライト LA−1(日清紡製)、スタバクゾールP(ラインケミー社製)、スタバクゾールP100(ラインケミー社製)、スタバクゾールP400(ラインケミー社製)、スタビライザー9000(ラシヒケミ社製)などが例示される。
また、環骨格にカルボジイミド基を1つ含み、第一窒素と第二窒素とが結合基により結合されている環状構造を分子内に少なくとも1つ有する環状カルボジイミド化合物も使用することができる。環状カルボジイミド化合物は、国際公開2011/093478号パンフレットに記載された方法によって調製されるものが挙げられる。
固相重合することにより、ポリエステルの含水率、結晶化度、ポリエステルの酸価、すなわちポリエステルの末端カルボキシル基の濃度、固有粘度を制御することができる。固相重合する時間を長くすると、カルボン酸価は低下し、固相重合時間を短くすると、カルボン酸価は増加する。
特に、固相重合開始時のエチレングリコール(EG)ガス濃度を固相重合終了時のEGガス濃度よりも200ppm〜1000ppmの範囲で高くすることが好ましく、より好ましくは250ppm〜800ppm、さらに好ましくは300ppm〜700ppmの範囲で高くして固相重合することが好ましい。このとき、平均EGガス濃度(固相重合反応の開始時と終了時とにおけるガス濃度の平均値)を変化させることで、カルボン酸量(AV;acid value)を制御できる。すなわち、EG添加により末端COOH基と反応させてAVを低減できる。EGは、100ppm〜500ppmが好ましく、より好ましくは150ppm〜450ppmであり、さらに好ましくは200ppm〜400ppmである。
本発明の白色ポリエステルフィルムを構成するポリエステルフィルムは、ポリエステルの質量に対して、5質量%以上30質量%以下の微粒子を含有し、微粒子の分散度が10%以上100%以下である第1の層を含む態様が好ましい。
微粒子の含有量としては、ポリエステルの質量に対して、7質量%以上25質量%以下が好ましく、より好ましくは9質量%以上20質量%以下である。
微粒子の含有率は、ポリエステルの総量に対する微粒子の質量の割合で表される。具体的には、微粒子の含有率は、ポリエステルフィルムの焼成前後の重さを精秤することで算出することができる。具体的には、ポリエステルフィルムを坩堝に入れ、精秤し(Xg)、次いでそのフィルムを空気中、800℃、3時間の条件で焼成し、焼成後、室温に一晩放置した後、重さ(Yg)を秤量する。
無機微粒子の含有率(質量%)は、100×Y/Xにて算出される。
ここで、ポリエステルフィルムが後述する第2の層を有する積層フィルムの場合は、剃刀で第2の層を削り落とした後、フィルムを坩堝に入れて秤量する(Xg)。
微粒子は、均一に分散されるのが一般的であるが、本発明では、均一分散しないこと(不均一分散)で、長期経時での凝集破壊が抑制され、長期に亘り安定的な密着性を確保することができる。
まず、長手方向(MD)に沿ってポリエステルフィルムの断面を顕微鏡撮影し、厚み(T)とフィルム面方向の測定長(L)で囲まれる中に微粒子が10個〜50個入るようにLを定める。続いて、フィルム面方向にLずつ20回ずらしながら微粒子の数を計測し、この中の最大個数と最小個数との差を平均値で除算し、算出された値を「MD分散度」とする。次に、幅方向(TD)でも同様の測定を行い、「TD分散度」とする。
そして、得られたMD分散度とTD分散度との平均を求め、「分散度」とする。
長期経時で分解した低分子量成分は、ポリエステル中から押出され微粒子との界面に集まり易い。結果、凝集破壊が一層進み易くなる。微粒子の多い箇所では、凝集破壊し易くなるが、微粒子の少ない箇所では、凝集破壊は発生し難い。そのため、凝集破壊を起こし難い「微粒子の少ない箇所」の強度が「微粒子の多い箇所」よりも優位に働くと、フィルム全体の強度低下が抑制され、密着は剥離応力によって破壊し難くなる。したがって、微粒子量を同じにして比較した場合、密着強度が向上することになる。
更に、微粒子が多い箇所は、光が多重散乱するために耐光性が低下し易い(つまり、光によるポリエステルの分子切断が起きき易い)が、微粒子が少ない箇所では、光の多重散乱が少なく、耐光性が低下し難い。したがって、上記と同様に「微粒子の少ない箇所」での凝集破壊抑制効果が「微粒子の多い箇所」よりも優位に働き、フィルム全体の凝集破壊が抑制される効果が得られる。
微粒子の分散度としては、20%以上90%以下がより好ましく、更に好ましくは25%以上85%以下である。
押出機に原材料を投入し、押出機のバレルとスクリュとの間で溶融混練したメルトをダイから押出し、このメルトをチルロール上で冷却固化して製膜するに際して、スクリュのトルクに変動を与えることで、微粒子の分散度を上記範囲に調整できる。原材料としては、樹脂ペレット(主としてポリエステルペレット)及び微粒子、又は微粒子が分散された樹脂ペレット(例えばポリエステルを含むマスターペレット)が用いられる。
スクリュのトルクには、0.5%以上20%以下の変動、より好ましくは1%以上15%以下の変動、更に好ましくは1.5%以上10%以下の変動を与えることが好ましい。
ここで、トルクの変動とは、1分間計測したトルクの最大値と最小値の差を、トルクの平均値で除算した値である。
本発明においては、スクリュのトルクに変動を与えることで、押出機でのペレットの食い込みが不安定になり、バレルとスクリュとの間に隙間が発生する。トルクの変動は、スクリュを動かすモータの電流値を変動させることで達成される。
トルクの変動周期としては、スクリュ1回転に要する時間の1/10〜10倍が好ましい。
微粒子としては、無機微粒子及び有機微粒子が挙げられる。微粒子は、特に制限されるものではないが、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
無機微粒子としては、例えば、炭酸亜鉛、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、シリカ、タルク、カオリン、フッ化リチウム、フッ化カルシウム、硫酸バリウム、硫化亜鉛、アルミナ、リン酸カルシウム、マイカ等を挙げることができる。また、有機微粒子としては、例えば、ポリスチレン、ポリメチルスチレン、ポリメトキシスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリレート、ポリメチルメタクリレート、架橋ポリジビニルベンゼン粒子、架橋ポリスチレン粒子、架橋ポリエステル粒子、架橋ポリイミド粒子、架橋ポリエーテルスルフォン粒子、シリコーン粒子等を用いることができる。
第1の層の厚みが5μm以上であると、反射率がより高く、太陽電池での発電効率をより向上させることができる。また、第1の層の厚みが80μm以下であると、第1の層上に後述する第2の層を積層した場合の効果がより高くなる。つまり、第2の層は光や熱に対する耐候性を維持するが、第1の層が厚くなり過ぎない範囲であることで、第1の層が劣化した場合に第2の層が強度を保持し得、密着性を長期に亘り良好に維持することができる。
第1の層の厚みとしては、10μm以上70μm以下が好ましく、さらに好ましくは15μm以上65μm以下である。
(1)樹脂の押出し量を調節することで、所望とする厚みに調整する。例えば押出量を上げると、膜厚を厚くすることができる。
(2)キャストドラムの周速を調整することで、所望とする厚みに調整する。例えば、押出機から押出された溶融樹脂(メルト)をキャストドラム上で固化する際に、ドラムの周速を遅くすることで、膜厚を厚くすることができる。
第1の層に厚み分布が存在することで、隣接層(例えば後述する第2の層)との間の境界長が長くなる。結果、界面での微粒子の分布付与による効果が発現し易くなり、密着力がより効果的に向上する。
厚み分布が1%以上であると、界面での微粒子の分布付与による効果が現れやすく、密着力が向上する。また、厚み分布が20%以下であると、第1の層の一部が厚くなり過ぎることがない。結果、相対的に隣接層(例えば後述する第2の層)の厚みが低下するのを防ぐことができることになり、部分的な応力集中や剥離応力での破壊が生じ難く、密着力がより優れたものとなる。
第1の層の厚みの分布としては、2%以上18%以下がより好ましく、さらに好ましくは3%以上15%以下である。
第1の層の厚み分布は、ポリエステルフィルムをMDに沿って2cm間隔で10点の1cm長サンプルを作成し、各サンプルの断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察し、各点の第1の層の厚みを測定する。測定値のうち、最大値と最小値との差を求め、この差を測定値の平均値で除算した値を百分率で示し、MDの厚み分布とする。また、TDについても、ポリエステルフィルムをTDに沿って2cm間隔で10点の1cm長サンプルを作成し、MDと同様にして測定し、TDの厚み分布を求める。
そして、得られたMDの厚み分布とTDの厚み分布との平均を求め、第1の層の厚み分布とする。
また、第1の層におけるMDの平均厚みとTDの平均厚みとを平均し、この平均値を第1の層の厚みとする。
メルトの粘性に変動を与えるには、ダイに設置したヒーターの出力に変調を与えることで達成される。このとき、ダイの温度変動が0.5℃以上10℃以下になるようにヒーター出力を変調することが好ましい。ダイの温度変動は、0.7℃以上8℃以下がより好ましく、さらに好ましくは1℃以上5℃以下である。
また、温度変調の周期としては、0.05秒以上1秒以下が好ましく、より好ましくは0.1秒以上0.8秒以下であり、さらに好ましくは0.2秒以上0.7秒以下である。
総厚が40μm以上であると、光の反射効率により優れる。また、総厚が350μm以下であると、密着性により優れたものとなる。これは、次の理由によるものである。すなわち、太陽電池に白色ポリエステルフィルムを積層した後、剥離させて密着性を評価する場合、白色ポリエステルフィルムは通常U字状に曲げながら剥離されるため、U字部の内周側と外周側とで周長差が生じ、結果、フィルム内に歪みが発生する。この内周と外周との差はフィルムが厚いほど大きく、歪みによるフィルム内の凝集破壊による密着不良を招きやすいため、総厚は350μm以下が好ましい。
総厚としては、45μm以上330μm以下がより好ましく、さらに好ましくは50μm以上300μm以下である。
本発明の白色ポリエステルフィルムを構成するポリエステルフィルムは、既述の第1の層に加え、更に、ポリエステルの質量に対して0.06質量%以上10質量%以下の微粒子を含み、かつ微粒子の分散度が10%以上100%以下である第2の層の少なくとも1層を含む態様が好ましい。
つまり、第1の層と第2の層との界面では、微粒子の含有濃度が異なり、この界面において微粒子の分散状態が形成されており、既述したように、隣接層との間で密着性の向上効果が奏される。
第2の層の層数としては、1層以上5層以下が好ましく、より好ましくは1層以上3層以下であり、さらに好ましくは1層以上2層以下である。多層構造の層数が上記の範囲であることで、効果が飽和せずに層数に見合う効果が期待でき、設備が大型化することもない。
また、第2の層中の微粒子濃度が第1の層中の微粒子濃度より低いことで、第1の層が劣化した場合でも第2の層が強度を保つ効果を奏するので、第2の層の光や熱に対する耐候性がより向上する。結果、剥離応力で第1の層が破壊しかけても、第2の層が凝集破壊を抑制し、密着力が向上させる。
微粒子の分散度が10%以上であると、密着力がより向上する。また、微粒子の分散度が100%以下であると、微粒子の多い箇所の強度低下が抑えられ、微粒子の少ない箇所の高強度と相俟ってフィルム全体の強度が向上し、密着力がより向上する。
微粒子の分散度としては、20%以上90%以下がより好ましく、更に好ましくは25%以上85%以下である。
また、第2の層中の微粒子の分散度は、第1の層における場合と同様、分散の不均一性のことであり、押出機内で樹脂を溶融混練する程度を低下させることで達成することができる。詳細な達成方法については、第1の層における場合と同様である。
微粒子の含有量としては、ポリエステルの質量に対して、0.1質量%以上5質量%以下が好ましく、より好ましくは0.2質量%以上2質量%以下である。
微粒子の含有率は、第1の層と同様に、ポリエステルフィルムの焼成前後の重さを精秤することで算出することができる。具体的には、ポリエステルフィルムの第2の層を削り落として坩堝に入れ、精秤する(Xg)。次いで、坩堝に入れた第2の層を空気中、800℃、3時間の条件で焼成する。焼成後、室温に一晩放置した後、重さを秤量する(Yg)。
無機微粒子の含有率(質量%)は、100×Y/Xにて算出される。
なお、第2の層が複数層ある場合は、上記方法で各層について測定する。
第2の層の厚みが40%以上であると、第2の層を設けることによる密着改善効果がより一層奏される。また、第2の層の厚みが95%以下であると、光反射率により優れたものとなる。
破断伸度半減時間が70時間以上であると、密着性の向上に有利であると共に、裁断屑の発生が抑えられる。また、破断伸度半減時間が200時間以下であると、ポリエステル分子の運動性が保たれて脆化が抑制され、結果、裁断時の割れが生じ難く、裁断屑の発生も抑えられる。
破断伸度半減時間としては、80時間以上170時間以下がより好ましく、さらに好ましくは90時間以上150時間以下である。
(a)密着改善効果
温度120℃、湿度100%RHの環境条件下で湿熱処理を施した場合、ポリエステルは加水分解して分子量が低下し、分子量の低下に伴ってポリエステルは脆化し、剥離応力が加えられたときにはポリエステル内で凝集破壊が発生し、密着力は低下する。破断伸度半減時間が上記範囲内であることで、ポリエステルの加水分解が抑制され、湿熱経時した後の密着力が向上する。
(b)裁断屑低減
微粒子の含有により切削時に裁断屑が発生しやすく、特に本発明のように微粒子に濃度分布がある場合には、微粒子濃度の高い箇所で裁断屑が発生し易い。破断伸度半減時間が上記範囲内であることで、裁断屑が低減される。これは、以下の機構によるものと推察される。すなわち、
破断伸度半減時間が上記のように長い(通常30〜50時間)ポリエステル、すなわち加水分解し難いポリエステルは、ポリエステル分子の運動性を抑制することにより得られる。運動性の低下により水との反応性が抑制されることになり、運動性の低いポリエステルは、フィルム中を移動し難く、ポリエステルフィルムの変形(クリープ)が抑制されることになる。裁断屑は、微粒子とポリエステルとの界面に裁断応力が集中し、ポリエステルが変形(伸張)して切断されることで発生する。したがって、ポリエステルの加水分解性を上げて運動性の低下を図ることで、裁断屑は低下する。
サンプルフィルムを120℃100%の中に50時間、60時間、70時間と10時間ずつ増やしながら、下記の方法で破断伸度保持率が10%になるまで測定する。サーモ処理した時間を横軸にとり、破断伸度保持率を縦軸にとってプロットし、破断伸度保持率が50%となる時間を内挿して求める。破断伸度保持率は、サーモ処理前の破断伸度(S0)と、一定時間サーモ処理した後の破断伸度(St)と、から下記式にしたがって求められる。
破断伸度保持率(%)=100×(St)/(S0)
白色ポリエステル(例えば白色PET)の場合、通常の加水分解以外に、微粒子の周辺でポリエステルが結晶化し易く、かつ高温高湿下でこれが促進される。そのため、ポリエステルは一層脆くなり易く、破断伸度保持率が低下し易い。白色ポリエステルを製膜する際に結晶核となる球晶の発生を抑制することで、微粒子周辺での結晶形成を抑制でき、破断伸度保持率を向上させ易い。ポリエステルの製膜工程の中では、縦延伸で球晶が最も形成され易く、延伸後に急冷し球晶を形成する温度域を速やかに冷却することで達成できる。すなわち、縦延伸後の冷却速度を5℃/秒以上100℃/秒以下にするのが好ましい。
冷却速度は、10℃/秒以上90℃/秒以下がより好ましく、15℃/秒以上80℃/秒以下がさらに好ましい。冷却速度が5℃/秒以上であると、微粒子周囲に結晶が生成し難く、裁断屑の発生が抑えられる。また、冷却速度が100℃/秒以下であると、急冷に伴うポリエステルフィルム中の残留歪みが小さくなり、裁断時に残留歪みを起点に発生する割れが抑えられ、裁断屑の発生も抑制される。
縦延伸後に所定の冷却速度で冷却する方法は、ポリエステルフィルムを冷却ロールに接触させたり、冷風を吹き当てることにより行なえる。
本発明の白色ポリエステルフィルムの製造方法は、製膜途中のポリエステルフィルムの少なくとも一方面に塗布により易接着層を形成する工程と、下記の(1)及び(2)の少なくとも一方の工程と、を少なくとも有している。
(1)塗布形成された易接着層を、易接着層の面内に0.5℃以上10℃以下の温度差を付与して乾燥させる乾燥工程
(2)易接着層が形成されたポリエステルフィルムを、ポリエステルフィルムの面内に0.5℃以上10℃以下の温度差を付与して、延伸する延伸工程
本発明の白色ポリエステルフィルムの製造方法は、製膜途中のポリエステルフィルムの少なくとも一方面に塗布により易接着層を形成する工程(以下、易接着層形成工程ともいう。)を有する。本発明では、易接着層の形成を、製膜後の延伸等の処理が完了していない製膜途中のポリエステルフィルムに対して行うことで、厚みが0.01μm以上1μm以下であり、厚み分布が1%以上30%以下である易接着層がポリエステルフィルム上に形成された白色ポリエステルフィルムが得られる。
易接着層の詳細については、既述の通りである。
また、易接着層の形成前に、ポリエステルフィルムの易接着層形成面に対して表面処理(火炎処理、コロナ処理、プラズマ処理、紫外線処理等)を施してもよい。
易接着層が設けられるポリエステルフィルムは、原材料となるポリエステルを微粒子や他の樹脂などと共に混合し、押出機で溶融混練し、押出された溶融樹脂(メルト)を製膜することで得られる。
マスターペレットの調製に用いるポリエステル樹脂は、ジオールとジカルボン酸とを常法に従い重縮合した後、ペレット状に加工して用いることが好ましい。カルボジイミドやケテンイミン化合物等の末端封止剤は、押出機に直接添加してもよいが、予めポリエステルと共に混合してマスターバッチを形成し、このマスターバッチを押出機に投入することが、押出安定性の観点から好ましい。
マスターペレット中の微粒子又は非相溶樹脂、末端封止剤の含有濃度は、フィルムでの使用濃度の1.5倍〜20倍が好ましく、より好ましくは2倍〜15倍、さらに好ましくは3倍〜10倍である。含有濃度を目的とする濃度よりも高くするのは、次工程の製膜工程で、ポリエステルペレットによって希釈されて目的濃度となるためである。
混練温度は、ポリエステルの結晶融解温度(Tm)以上Tm+80℃以下が好ましく、より好ましくはTm+10〜Tm+70℃であり、さらに好ましくはTm+20〜Tm+60℃である。
混練雰囲気は、空気中、真空中、又は不活性気流中いずれでもよいが、より好ましくは真空中又は不活性気流中である。
混練時間は、1分〜20分が好ましく、より好ましくは2分〜18分であり、さらに好ましくは3分〜15分である。
混練した樹脂はストランド状に押出し、空気中あるいは水中で冷却、固化した後に裁断しペレット化する。
なお、ポリエステルやケテンイミン化合物、カルボジイミド化合物等のマスターバッチは、押出前に乾燥させておくことが好ましい。この場合の好ましい含水率は、10ppm〜300ppmであり、より好ましくは20ppm〜150ppmである。
この工程では、ポリエステルフィルムを構成する既述の「第1の層」が製膜される。ポリエステルフィルムが単層よりなる場合、第1の層を製膜することで、白色ポリエステルフィルムを構成するポリエステルフィルムが得られる。
溶融押出機に投入される原材料としては、樹脂材料(主としてポリエステル)及び微粒子の混合材料、又は微粒子が樹脂(主としてポリエステル)中に分散された樹脂材料(例えばポリエステル材)が用いられる。
原材料が投入された押出機で溶融押出するに際して、回転するスクリュのトルクに0.5%以上20%以下の変動を付与することにより、バレルとスクリュとの間に隙間が発生し、分散が不均一になり、結果、微粒子の分散度を良好な密着性が得られる範囲に調製することができる。好ましい微粒子の分散度は、既述のように10%以上100%以下である。
この工程では、ポリエステルフィルムを構成する既述の「第2の層」が製膜される。第1の層に加え、さらに第2の層を製膜することで、白色ポリエステルフィルムを構成する多層構造のポリエステルフィルムが得られる。
溶融押出機に投入される原材料としては、「第1の層」の製膜と同様である。
原材料が投入された押出機で溶融押出するに際して、回転するスクリュのトルクに0.5%以上20%以下の変動を付与することにより、バレルとスクリュとの間に隙間が発生し、分散が不均一になり、結果、微粒子の分散度を良好な密着性が得られる範囲に調製することができる。好ましい微粒子の分散度は、既述のように10%以上100%以下である。
(1)乾燥工程
ここでの乾燥工程では、塗布形成された易接着層を、製膜途中のポリエステルフィルムの面内に0.5℃以上10℃以下の温度差を付与して乾燥させる。乾燥時は、高温部では乾燥が速く、低温では塗布液が高温部に流入しやすいため、高温部が厚くなる傾向がある。このことから、塗布後の乾燥時間に分布を付与することで、易接着層に厚み分布を与えることができる。
0.5℃以上10℃以下の温度差の意義については、既述の通りであり、温度差の好ましい範囲も既述した通りである。
また、乾燥ゾーンに設置したヒーターを分割し、各ヒーターの出力に分布を持たせてもよい。
温度差は、0.3℃以上8℃以下がより好ましく、さらに好ましくは0.5℃以上6℃以下である。
ここでの延伸工程では、易接着層が形成されたポリエステルフィルムを、ポリエステルフィルムの面内に0.5℃以上10℃以下の温度差を付与して、延伸する。塗布後に延伸する場合、延伸中のフィルムに温度分布を付与することで、局所的に延伸倍率を変えることができる。すなわち、高温ほど延伸倍率が高く、低温ほど延伸倍率が低くなる。したがって、高温部では易接着層が薄くなり、低温部では易接着層が厚くなることで、易接着層に厚み分布が付与できる。
0.5℃以上10℃以下の温度差の意義については、既述の通りであり、温度差の好ましい範囲も既述した通りである。
延伸処理は、フィルムのガラス温度(Tg;℃)以上(Tg+60)℃以下の範囲で行うのが好ましく、より好ましくは(Tg+3)℃〜(Tg+40)℃であり、さらに好ましくは(Tg+5)℃〜(Tg+30)℃である。このとき、上述のように温度分布を付与することが好ましい。
延伸倍率は、以下の式を用いて求められるものである。
延伸倍率(%)=100×{(延伸後の長さ)/(延伸前の長さ)}
また、同時延伸は、チャックで把持した後、長手方向にチャック間隔を拡げる操作と、幅方向にチャック間隔を拡げる操作と、を組み合わせることで実施できる。
易接着層は、延伸工程の前や延伸工程の途中の工程において、塗布によりポリエステルフィルムの表面に形成されるのが好ましい。すなわち、本発明では、塗布液を塗布することで易接着層が形成されたポリエステルフィルムを少なくとも1回延伸することが好ましい。
例えば、延伸工程と塗布工程とは、下記のような組合せで実施することができる。
(a)縦延伸→塗布→横延伸
(b)塗布→縦延伸→横延伸
(c)塗布→縦、横同時延伸
(d)縦延伸→横延伸→塗布→縦延伸
(e)縦延伸→横延伸→塗布→横延伸
この中で好ましい方法は、(a)、(b)、(c)であり、より好ましい方法は(a)である。この場合、最も密着力が高く、設備もコンパクトとなり好ましい。
急冷は、例えば、ポリエステルフィルムを冷却ロールに接触させる方法、冷風を吹き付ける方法、等により行なうことができる。
0℃)で1〜60秒間(更に好ましくは2〜30秒間)の熱処理をフィルムに施してもよい。
熱緩和処理とは、フィルムに対して応力緩和のために熱を加えて、フィルムを収縮させる処理である。熱緩和処理は、ポリエステルフィルムのMD及びTDの両方向に施すことが好ましい。熱緩和処理における諸条件は、熱処理温度より低い温度で処理することが好ましく、130℃〜220℃が好ましい。また、熱緩和処理は、フィルムの熱収縮率がMD及びTDのいずれも1%〜12%であることが好ましく、1%〜10%が更に好ましい。
熱収縮率は、測定方向350mm、幅50mmのサンプルを切り出し、サンプルの長手方向の両端近傍300mm間隔に標点を付け、150℃の温度に調整されたオーブンに一端を固定、他端をフリーとした状態で30分間放置した後、室温で標点間距離を測定する。測定された長さをL(mm)とし、測定値を下記式にあてはめることで熱収縮率が求められる。
150℃での熱収縮率(%)=100×(300−L)/300
また、熱収縮率が正の場合は縮みを、熱収縮率が負の場合は伸びを表す。
1.着色層
本発明の白色ポリエステルフィルムには、着色層を設けることができる。着色層は、ポリエステルフィルムの表面に接触させて、あるいは他の層を介して配置される層であり、顔料やバインダーを用いて構成することができる。具体的には、特開2012−166354号公報の段落[0126]〜[0138]の記載を参照することができる。
2.下塗り層
本発明の白色ポリエステルフィルムには、下塗り層を設けることができる。下塗り層は、例えば、着色層が設けられるときには、着色層とポリエステルフィルムとの間に下塗り層を設けてもよい。下塗り層は、バインダー、架橋剤、界面活性剤等を用いて構成することができる。具体的には、特開2012−166354号公報の段落[0139]〜[0142]の記載を参照することができる。
3.防汚層(フッ素系樹脂層・ケイ素系樹脂層)
本発明の白色ポリエステルフィルムには、フッ素系樹脂層及びケイ素系(Si系)樹脂層の少なくとも一方を防汚層として設けることが好ましい。フッ素系樹脂層やSi系樹脂層を設けることで、ポリエステル表面の汚れ防止、耐候性向上が図れる。具体的には、特開2012−166354号公報の段落[0143]〜[0144]の記載を参照することができる。
本発明の太陽電池モジュールは、既述の本発明の白色ポリエステルフィルムを太陽電池用バックシートとして設けて構成されている。本発明の太陽電池モジュールに設けられている、既述の本発明の白色ポリエステルフィルムが隣接層に対する長期に亘る密着性に優れたものであることで、本発明の太陽電池モジュールは、長期間安定的な発電性能を保つことが可能になる。
透明性の基材は、太陽光が透過し得る光透過性を有していればよく、光を透過する基材から適宜選択することができる。発電効率の観点からは、光の透過率が高いものほど好ましく、このような基板として、例えば、ガラス基板、アクリル樹脂などの透明樹脂などを好適に用いることができる。
太陽電池素子の例としては、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、銅−インジウム−ガリウム−セレン、銅−インジウム−セレン、カドミウム−テルル、ガリウム−砒素などのIII−V族やII−VI族化合物半導体系など、各種公知の太陽電池素子を適用することができる。基板とポリエステルフィルムとの間は、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体等の樹脂(いわゆる封止材)で封止して構成することができる。
本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、熱寸法変化分布が1%以上40%以下のエチレン−酢酸ビニル樹脂と、既述の本発明の白色ポリエステルフィルムと、を貼り合わせる貼合工程を設けて構成されている。熱収縮分布が1%以上40%以下のEVAと貼り合せることで、密着性が更に向上する。
太陽電池素子及び太陽電池素子を封止する封止材を有する素子構造部分の製造については、公知の方法を適宜選択して行うことができる。
a)EVAを25℃、60%RHの環境下に一晩調湿した後、20cm間隔で基準点を付け、測長する(L1)
b)このEVAシートを60℃で1時間、空気恒温槽中で熱処理する
c)その後、25℃、60%RHの環境下に一晩調湿した後、測長する(L2)
d)下記式より熱寸法変化を算出する
熱寸法変化(%)=100×|L1−L2|/L1
なお、式中の「|L1−L2|」は、L1とL2との差の絶対値を表す。
e)この測定を、原反ロールから切り出した30cm角のシート10枚について繰り返し、MD、TDに沿って上記方法で各シートの熱寸法変化を測定する
f)MD、TDに沿った各10点の熱寸法変化の最大値と最小値との差を、MD、TD各10点の熱寸法変化の平均値で除算して百分率で示し、MD、TDの熱寸法変化分布を求める。そして、MDの熱寸法変化分布とTDの熱寸法変化分布との平均を求め、熱寸法変化分布とする。
具体的には、EVAの平均温度が40℃〜70℃、より好ましくは45℃〜65℃、さらに好ましくは50℃〜60℃であり、EVAの温度分布が0.5〜8℃、より好ましくは1〜7℃、さらに好ましくは1.5〜6℃であるヒーターを用い、1分〜10分、より好ましくは1.5分〜9分、さらに好ましくは2分〜8分間加熱する。
イ)上記周期で縦、横に分割したパネルヒーターを用い、これらの温度を上記温度分布となるように設定、これにEVAを接触させる
ロ)EVAの片面もしくは両面から、分割したノズルから熱風を噴出し、各ノズルの温度に上記温度分布を付与する
なお、本発明16、本発明22、本発明23、本発明29、本発明30、本発明37、及び本発明43は、本発明の参考例である。
(1−1)ペレットの準備
−A.Ti触媒PET(Ti−PET)−
特開2007−70462号公報の段落0098〜0104に記載の実施例1と同様の方法でチタン触媒を用いてポリエステル(ポリエチレンテレフタレート;以下、Ti触媒PET又はTi−PETと略記する。)を製造し、ペレットとした。
国際公開第2010/110119号パンフレットの段落0054に記載されている「原料PET−1」に従い、下記のようにポリエステルを得た。
ジメチルテレフタレート100質量%、及びエチレングリコール60質量%の混合物を、酢酸カルシウム0.08質量%、三酸化アンチモン0.03質量%を添加して、常法により加熱昇温してエステル交換反応を行った。ここで得られたエステル交換反応生成物に、酢酸リチウム0.16質量%、及びリン酸トリメチル0.11質量%を添加した後、重合反応槽に移行した。加熱昇温しながら反応系を徐々に減圧し、1mmHgの減圧下、290℃で常法により重合し、固有粘度が0.52のポリエステル(ポリエチレンテレフタレート)を得、ペレットとした。
攪拌機付の熱媒循環式(2リットル)ステンレス製オートクレーブに、高純度テレフタル酸とその2倍モル量のエチレングリコール及びトリエチルアミンを、酸成分に対して0.3mol%になるように加え、0.25MPaの加圧下245℃にて、水を系外に留去しながらエステル化反応を120分間実施して、オリゴマー混合物を得た。このオリゴマー混合物に、重縮合触媒として15g/l塩基性酢酸アルミニウムのエチレングリコール溶液を、ポリエステル中の酸成分に対してアルミニウム原子換算で0.014mol%と、リン化合物としてIrganox1425(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)の10g/lエチレングリコール溶液を、ポリエステル中の酸成分に対してIrganox1425の固形分量換算で0.02 mol%と、を加えた。
このとき、重縮合触媒として加える塩基性酢酸アルミニウムは、塩基性酢酸アルミニウム(Aldrich製)水溶液及びエチレングリコールを還留することで得られる、15g/l塩基性酢酸アルミニウムのエチレングリコール溶液として使用した。
次いで、窒素雰囲気下、常圧にて245℃で10分間攪拌した。その後、60分間をかけて275℃まで昇温しつつ、反応系の圧力を徐々に下げて13.3Pa(0.1Torr)として、さらに275℃、13.3Paで所望のIVが得られるまで、重縮合反応を実施した。所定の攪拌トルクに到達した時点でオートクレーブに窒素を導入して常圧に戻し、重縮合反応を停止させた。
このようにして、Al触媒PET(Al−PET)を得て、ペレットとした。
特開2011−258641号公報の段落0120に記載の実施例3と同様の方法により、ポリエチレン−2,6−ナフタレート(PEN)樹脂を製造し、ペレットとした。
上記の各樹脂(ペレット)をそれぞれ180℃で5時間乾燥させ、結晶化させた。なお、ペレットのサイズは、直径3mm、長さ5mmの円柱状のものを用いた。
乾燥後、205℃の固相重合槽にペレットを移し、固相重合槽に窒素ガスを、樹脂1kgあたり1Nm3/hrとなるように流して固相重合反応させた。固相重合は、205℃で24時間実施した。
白色化材として、以下の無機微粒子及び非相溶性樹脂を用意した。なお、平均粒径は、HORIBA製のLA−750パーティクルサイズアナライザー(Particle Size Analyzer)を用いて測定した。粒子全体の50質量%に相当する各粒子の粒子径を読み取り、この値の平均値を取って平均粒径とした。
<イ.無機微粒子(白色粒子)>
・TiO2−1:ルチル型二酸化酸価チタン粒子(表面をアルミナで被覆したもの、平均粒径:0.2μm)
・TiO2−2:ルチル型二酸化酸価チタン粒子(表面をアルミナとトリメチロールプロパンで被覆したもの、平均粒径:0.3μm)
・BaSO4−1:硫酸バリウム粒子(硫酸バリウム単体;平均粒径:1μm)
・BaSO4−2:硫酸バリウム粒子(表面をシリカで被覆したもの(平均粒径:3μm)
・TPX:ポリメチルペンテン(TPX DX820、三井化学社製)
−製膜(押出し、キャスト)−
上記のように固相重合を終えた各ペレット(ポリエステル)、微粒子、及び非相溶性樹脂を下記表1〜表2に示すように用いて混合した。このとき、微粒子の配合割合は、下記表1〜表2に示す比率(添加量[質量基準])とした。
製膜にあたり、予め2軸混練機を用いてポリエステル、微粒子、及び非相溶性樹脂を配合したマスターバッチを作製し、このマスターバッチと、マスターバッチに用いたものと同じポリエステル単独から成るペレットと、を混合し、スクリュ径200mmの二軸混練押出機のホッパーに投入し、真空下、290℃で溶融混練して押出した。このとき、スクリュの回転方向は、同方向回転とし、押出機のスクリュに表1〜表2に記載のトルク変動を付与することで、微粒子の分散度を変化させた。2層構造よりなるポリエステルフィルムを製膜する場合は、製膜は共押出により行なった。なお、ペレットは、ホッパー投入前に含水率を50ppm以下に乾燥させておいた。
押出された溶融樹脂(メルト)は、ギアポンプを通し、濾過(孔径:20μm)した後、フィードブロックダイを用いて積層し、ダイリップからキャストドラム上に押出して製膜した。このとき、ダイに取り付けた分割ヒーターに表1〜表2に記載の温度分布を付与することで、ポリエステルフィルムを構成するポリエステルフィルム(第1の層)に厚み分布を付与した。
キャスト時には下記条件で静電印加した。
・キャストドラム:直径3m
・キャストドラム温度:25℃
・キャストドラム速度:10m/分
上記のようにして、キャストドラム上で冷却固化された樹脂(未延伸のポリエステルフィルム)は、キャストドラムから剥ぎ取られた後、70℃に予熱した。そして、この未延伸のポリエステルフィルムを周速差の異なるニップロールを用いて90℃で3.5倍に縦延伸し、下記表1〜表2に示す冷却速度にて30℃まで冷却した。このとき、縦延伸後に冷風を吹き当てることにより、下記表1〜表2に記載の温度分布を付与し、破断伸度半減時間を達成した。
<条件>
・電極と誘電体ロールギャップクリアランス:1.6mm
・処理周波数:9.6kHz
・処理速度:20m/分
・処理強度:0.375kV・A・分/m2
以下に示す組成を有する樹脂(イ)〜(ヲ)の溶液を、それぞれ易接着層塗布液として用いた。
(イ)アクリル系樹脂:A−1
・メチルメタクリレート ・・・55モル%
・エチルアクリレート ・・・40モル%
・N−メチロールアクリルアミド ・・・3モル%
・2−ヒドロキシエチルメタクリレート ・・・2モル%
以上の成分で構成されているアクリル樹脂のTg=27℃
・下記のウレタン樹脂A−1
・水 ・・・51.00質量%
・イソプロパノール ・・・30.00質量%
・下記のポリウレタン樹脂 ・・・12.58質量%
・下記のオキサゾリン基を有する樹脂 ・・・4.72質量%
・粒子 ・・・1.57質量%
(平均粒径40nmのシリカゾル、固形分濃度40質量%)
・粒子 ・・・0.08質量%
(平均粒径450nmのシリカゾル、固形分濃度40質量%)
・界面活性剤 ・・・0.05質量%
(信越シリコーン社製のKF6011、シリコーン系界面活性剤、固形分濃度100質量%)
撹拌機、ジムロート冷却器、窒素導入管、シリカゲル乾燥管、及び温度計を備えた4つ口フラスコに、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート43.75質量%、ジメチロールブタン酸12.85質量%、数平均分子量2000のポリヘキサメチレンカーボネートジオール153.41質量%、ジブチルスズジラウレート0.03質量%、及び溶剤としてアセトン84.00質量%を投入し、窒素雰囲気下、75℃において3時間撹拌し、反応液が所定のアミン当量に達したことを確認した。次に、この反応液を40℃にまで降温した後、トリエチルアミン8.77質量%を添加し、ポリウレタンプレポリマー溶液を得た。次に、高速攪拌可能なホモディスパーを備えた反応容器に、水450gを添加して、25℃に調整して、2000min−1で攪拌混合しながら、ポリウレタンプレポリマー溶液を添加して水分散した。その後、減圧下で、アセトン及び水の一部を除去することにより、固形分35%の水溶性ポリウレタン樹脂を調製した。得られたポリウレタン樹脂のガラス転移点温度は−30℃であった。
温度計、窒素ガス導入管、還流冷却器、滴下ロート、及び攪拌機を備えたフラスコに水性媒体としてのイオン交換水58質量%とイソプロパノール58質量%との混合物、及び、重合開始剤(2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)・二塩酸塩)4質量%を投入した。一方、滴下ロートに、オキサゾリン基を有する重合性不飽和単量体としての2−イソプロペニル−2−オキサゾリン16質量%、メトキシポリエチレングリコールアクリレート(エチレングリコールの平均付加モル数・9モル、新中村化学社製)32質量%、及びメタクリル酸メチル32質量%の混合物を投入し、窒素雰囲気下、70℃において1時間にわたり滴下した。滴下終了後、反応溶液を9時間攪拌し、冷却することで固形分濃度40質量%のオキサゾリン基を有する水溶性樹脂を得た。
各成分の固形分が下記比率になるように水を加えて調製した濃度10質量%の塗布液
・ポリウレタン ・・・60質量%
(大日本インキ化学工業社製のハイドランAP−40)
・ポリウレタン ・・・10質量%
(三洋化成工業社製のパーマリンUA310
・ポリエステル ・・・20質量%
(大日本インキ化学工業社製のファインテックスES−670)
・アルキロールメラミン ・・・10質量%
・水 ・・・55.86質量%
・イソプロパノール ・・・30.00質量%
・下記のポリウレタン樹脂溶液(A−1) ・・・13.52質量%
・粒子 ・・・0.59質量%
(平均粒径40nmのシリカゾル、固形分濃度:40質量%)
・界面活性剤 ・・・0.03質量%
(シリコーン系、固形分濃度:100質量%)
撹拌機、ジムロート冷却器、窒素導入管、シリカゲル乾燥管、及び温度計を備えた4つ口フラスコに、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート43.75質量部、ジメチロールブタン酸12.85質量部、数平均分子量2000のポリヘキサメチレンカーボネートジオール153.41質量部、ジブチルスズジラウレート0.03質量部、及び溶剤としてアセトン84.00質量部を投入し、窒素雰囲気下、75℃において3時間撹拌し、反応液が所定のアミン当量に達したことを確認した。次いで、この反応液を40℃にまで降温した後、トリエチルアミン8.77質量部を添加し、ポリウレタンプレポリマー溶液を得た。次に、高速攪拌可能なホモディスパーを備えた反応容器に水450gを添加し、25℃に調整して2000min−1で攪拌混合しながら、ポリウレタンプレポリマー溶液を添加して水分散した。その後、減圧下で、アセトン及び水の一部を除去することにより、固形分35質量%の水溶性ポリウレタン樹脂溶液(A−1)を調製した。得られたポリウレタン樹脂(A−1)のガラス転移点温度は−30℃であった。
・架橋剤 ・・・15質量%
(メチルメタクリレート30モル%/2−イソプロペニル−2−オキサゾリン30モル%/ポリエチレンオキシド(n=10)メタクリレート10モル%/アクリルアミド30モル%で構成された、オキサゾリン基を有する重合体(Tg=50℃))
・樹脂成分 ・・・75質量%
(酸成分としてテレフタル酸80モル%/イソフタル酸15モル%/5−ナトリウムスルホイソフタル酸5モル%、グリコール成分としてエチレングリコール60モル%/ジエチレングリコール40モル%で構成された共重合ポリエステル(Tg=43℃))
・フィラー(平均粒径60nmのシリカ粒子) ・・・4質量%
・濡れ剤(ポリオキシエチレン(n=7)ラウリルエーテル) ・・・6質量%
・水 ・・・40.16質量%
・イソプロパノール ・・・30.00質量%
・下記のポリエステル水分散液 ・・・18.19質量%
・ブロックポリイソシアネート水分散液 ・・・2.08質量%
(第一工業製薬社製のエラストロンE−37)
・粒子A ・・・9.37質量%
(多木化学社製のセラメースS−8、固形分濃度:8質量%)
・粒子B ・・・0.17質量%
(日本触媒社製のシーホスターKEW50、固形分濃度:15質量%)
・シリコーン系界面活性剤 0.03質量%
(東レ・ダウコーニング社製のDC57、固形分濃度:100質量%)
粒子Aは屈折率2.1のSnO2であり、粒子Bは平均1次粒径約500nmのシリカ粒子である。
攪拌機、温度計と還流装置を備えた反応器に下記のポリエステル樹脂(a−1)30質量%、エチレングリコールn−ブチルエーテル15質量%を入れ、110℃で加熱、攪拌し樹脂を溶解した。樹脂が完全に溶解した後、水55質量%をポリエステル溶液に攪拌しつつ徐々に添加した。添加後、液を攪拌しつつ室温まで冷却して、固形分30質量%の乳白色のポリエステル水分散液を作製した。
攪拌機、温度計、及び部分還流式冷却器を備えたステンレススチール製オートクレーブに、ジメチルテレフタレート194.2質量%、ジメチルイソフタレート184.5質量%、ジメチル−5−ナトリウムスルホイソフタレート14.8質量%、ジエチレングリコール233.5質量%、エチレングリコール136.6質量%、及びテトラ−n−ブチルチタネート0.2質量%を仕込み、160℃から220℃まで4時間かけてエステル交換反応を行なった。次いで255℃まで昇温し、反応系を徐々に減圧した後、30Paの減圧下で1時間30分反応させ、共重合ポリエステル樹脂(a−1)を得た。得られた共重合ポリエステル樹脂(a−1)は、淡黄色透明であった。また、得られた共重合ポリエステル樹脂(a−1)の還元粘度を測定したところ,0.70dl/gであった。DSCによるガラス転移温度は40℃であった。
・変性ポリエステル高分子結着剤 ・・・80質量%
(FS−44、日本化工塗料社製)
・イソシアネート系架橋結合剤(TD硬化剤) ・・・19.9質量%
・滑剤MP−300(綜研化学(株)) ・・・0.1質量%
−酸成分−
・テレフタル酸 ・・・32.8質量%
・イソフタル酸 ・・・10.5質量%
・トリメリット酸 ・・・14.7質量%
・セバシン酸 ・・・4.3質量%
−グリコール成分−
・エチレングリコール ・・・6.5質量%
・ネオペンチルグリコール ・・・13.1質量%
・1,4−ブタンジオール ・・・18.1質量%
ここでは、酸成分とグリコール成分とからなるポリエステル樹脂(Tg:20℃)のアンモニウム塩型水分散体を得た。
・水系ポリエステル ・・・30質量%
(東洋紡績社製、バイロナール)
・水系ポリブロックイソシアネート化合物B ・・・33質量%
(第一工業製薬社製、亜硫酸塩ブロック型)
・水系ポリブロックイソシアネート化合物C ・・・3質量%
(第一工業製薬社製、エラストロンBN11)
・帯電防止剤として半極性有機ホウ素化合物 ・・・34質量%
(ボロンインターナショナル社製、ハイボロン)
ここでは、酸成分と、溶剤質量比率が水/イソプロパノール=93/7の溶媒と、により固形分濃度14.6質量%の塗布液を得た。
・ポリビニルアルコール(ケン化度86〜89mol%のポリビニルアルコール)・・・20質量%
・微粒子(平均粒径100nmの球状シリカ粒子)・・・0.2質量%
・架橋剤(下記構造の化合物)・・・1質量%
ここでは、上記組成を有する水性塗布液を得た。
・ポリオレフィンバインダー ・・・24.12質量%
(アローベースSE−1013N、ユニチカ社製、固形分濃度:20質量%)
・オキサゾリン系架橋剤 ・・・3.90質量%
(エポクロスWS−700、日本触媒社製、固形分濃度:25質量%)
・フッ素系界面活性剤 ・・・ 0.19質量%
(ナトリウム=ビス(3,3,4,4,5,5,6,6−ノナフルオロ)=2−スルホナイトオキシスクシナート、三協化学社製、固形分濃度:1質量%)
・蒸留水 ・・・71.80質量%
続いて、未延伸のポリエステルフィルム上に易接着層用塗布液を塗布した後、下記表1〜表2に示すように塗布面に与えられる乾燥風の風量に分布を付与することにより乾燥速度に分布を付与し、易接着層に厚み分布を与えた。このとき、乾燥風の分布は、乾燥風の吹き出しノズルの開度に分布を設けて形成した。さらに、塗布面とは反対面に対し、下記表1〜表2に示すように、ポリエステルフィルムの塗布面側と非塗布面側との間に温度差ができるように両面にそれぞれ乾燥風を吹きつけ、厚み分布を付与した。
その後、フィルムの両端を10cmずつトリミングした後、チャックを外し、ナーリングを付与した。その後、2m幅で2000m巻き取った。
上記より得られた白色ポリエステルフィルムを用い、下記方法により密着性、裁断屑を評価した。評価結果は、下記表1〜表2に示す。
なお、易接着層の厚み及び厚み分布、易接着層の表面ヘイズ及び面内分布、微粒子の量及び分散度、第1の層の厚み及び厚み分布、並びにEVAの熱収縮(熱寸法変化及びその分布)の測定方法については、既述の通りである。
得られた白色ポリエステルフィルムを長さ100mm×幅100mmのサイズに裁断し、PETサンプルを用意した。また、EVAシートを長さ90mm×幅70mmに切り出し、EVAサンプルを用意した。
これらサンプルを用い、PETサンプル(易接着層面)/EVAサンプル/(易接着層面)PETサンプルの順に重ね、真空ラミネーターで下記の接着条件で加熱圧着し、積層体を作製した。なお、PETサンプルは、易接着層面においてEVAサンプルと接するように配置されている。得られた積層体を下記条件でサーモ処理した後、長さ100mm×20mm幅に切り出し、SUS板に貼りつけ、引張り試験機を用いて下記条件にてPETサンプルとEVAサンプルとの間の剥離強度を測定した。剥離強度は、極大点を越えた後に安定して剥離している部分の平均値として求めた。
<EVAシートの種類>
A.スタンダードキュアタイプ
Urtla Pearl PV(厚み:0.4μm)、サンビック社製
B.ファストキュアタイプ
ソーラーエバ RC02B(厚み:0.45μm)、三井ファブロ社製
<接着条件>
・装置:真空ラミネーター エヌ・ピー・シー社製 LM−30×30型
・加圧:1気圧
・EVAシートにUrtla Pearl PVを用いた場合、
ラミネート工程:100℃(真空5分、真空加圧5分)
キュア工程:熱処理150℃(常圧45分)
EVAシートにソーラーエバ RC02Bを用いた場合
ラミネート工程:150℃(真空5分、真空加圧15分)
<サーモ条件>
・温度:120℃、湿度:100%RH
・処理時間:70時間
<測定条件>
剥離強度の測定は、サーモ処理後の積層体を25℃、60%RHの雰囲気中に1日放置した後、下記方法で行なった。
・装置:テンシロン 東洋BALDWIN社製 RTM−100
・剥離速度:200mm/分
・剥離角度:180度
一辺10cmの正方形のトムソン刃を用いて、黒紙の上で白色ポリエステルフィルムから10枚のフィルム片を打ち抜き、黒紙上に散在した白色の屑を数えた。
分光光度計(島津製作所社製、自記分光光度計「UV−3150」)に積分球を装着し、標準白色板(SphereOptics社製、白色標準板「ZRS−99−010−W」)の反射率を100%として校正し、白色ポリエステルフィルムに対して易接着層側から光を入射して分光反射率(%)を測定した。測定は、波長400nm〜800nmの領域で1nm刻みに行い、平均値を求めた。
白色ポリエステルフィルムを120℃、100%RHの環境下に静置し、50時間、60時間、70時間と10時間ずつ増やしながら、下記の方法で破断伸度保持率が10%になるまで測定した。
このとき、サーモ処理した時間を横軸にとり、破断伸度保持率を縦軸にとってプロットし、破断伸度保持率が50%となる時間を内挿して求めた。破断伸度保持率は、サーモ処理前の破断伸度(S0)と、一定時間サーモ処理した後の破断伸度(St)と、から下記式にしたがって求めた。
破断伸度保持率(%)=100×(St)/(S0)
Claims (16)
- 微粒子を含有するポリエステルフィルムと、
前記ポリエステルフィルムの少なくとも一方面に有し、厚みが0.01μm以上1μm以下であり、厚み分布が1%以上30%以下である易接着層と、
を有し、
前記微粒子を含有するポリエステルフィルムは、ポリエステルの質量に対して5質量%以上30質量%以下の微粒子を含み、かつ該微粒子の分散度が10%以上100%以下である第1の層を含み、
前記易接着層は、表面ヘイズが0.01%以上3%以下であり、前記表面ヘイズの面内分布が0.1%以上30%以下である白色ポリエステルフィルム。 - 製膜途中のポリエステルフィルムの少なくとも一方面に塗布により前記易接着層を形成し、下記の(1)及び(2)の少なくとも一方の工程を施して製膜された請求項1に記載の白色ポリエステルフィルム。
(1)形成された易接着層を、該易接着層の面内に0.5℃以上10℃以下の温度差を付与して乾燥させる乾燥工程
(2)易接着層が形成されたポリエステルフィルムを、該ポリエステルフィルムの面内に0.5℃以上10℃以下の温度差を付与して、延伸する延伸工程 - 前記微粒子を含有するポリエステルフィルムは、更に、ポリエステルの質量に対して0.06質量%以上10質量%以下の微粒子を含み、かつ該微粒子の分散度が10%以上100%以下である第2の層の少なくとも1層を含む請求項1又は請求項2に記載の白色ポリエステルフィルム。
- 前記第1の層は、厚みが5μm以上80μm以下であり、かつ厚み分布が1%以上20%以下であって、前記微粒子を含有するポリエステルフィルムの総厚が40μm以上350μm以下である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の白色ポリエステルフィルム。
- 前記微粒子を含有するポリエステルフィルムとして、前記第1の層及び前記第2の層が積層され、かつ第1の層及び第2の層の少なくとも一方の表面に前記易接着層が積層された構造を有する請求項3又は請求項4に記載の白色ポリエステルフィルム。
- 前記微粒子を含有するポリエステルフィルムとして、前記第1の層及び前記第2の層を含み、第1の層と、第2の層と、易接着層と、がこの順に積層された構造を有する請求項3〜請求項5のいずれか1項に記載の白色ポリエステルフィルム。
- 温度120℃、湿度100%RHの環境条件下に60時間曝された際の破断伸度半減時間が70時間以上200時間以下である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の白色ポリエステルフィルム。
- 熱寸法変化分布が1%以上40%以下のエチレン−酢酸ビニル樹脂と、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の白色ポリエステルフィルムと、を貼り合わせる貼合工程を含む太陽電池モジュールの製造方法。
- 前記貼合工程は、貼り合わせる前に、エチレン−酢酸ビニル樹脂を、平均温度が40℃以上70℃以下であり、温度分布が0.5℃以上8℃以下であるヒーターを用いて1分以上10分以下の範囲で加熱処理する工程を含む、請求項8に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
- 微粒子を含む製膜途中のポリエステルフィルムの少なくとも一方面に、塗布により易接着層を形成する工程と、
下記の(1)及び(2)の少なくとも一方の工程と、
樹脂材料及び微粒子、又は微粒子が分散された樹脂材料を溶融押出機に投入し、溶融押出機のスクリュのトルクに0.5%以上20%以下の変動を付与して溶融押出することで、全質量に対して5質量%以上30質量%以下の微粒子を含み、かつ微粒子の分散度が10%以上100%以下である第1の層を製膜する工程と、
を有し、
前記ポリエステルフィルムは少なくとも第1の層を含む白色ポリエステルフィルムの製造方法。
(1)形成された易接着層を、該易接着層の面内に0.5℃以上10℃以下の温度差を付与して乾燥させる乾燥工程と、前記乾燥工程後、乾燥された易接着層を有するポリエステルフィルムを、該ポリエステルフィルムの一方面と他方面との間に0.1℃以上10℃以下の温度差を付与して冷却する工程と、を有する工程
(2)易接着層が形成されたポリエステルフィルムを、該ポリエステルフィルムの面内に0.5℃以上10℃以下の温度差を付与して、延伸する延伸工程 - 前記(1)の工程を有するときには、前記乾燥工程後、乾燥された易接着層を有するポリエステルフィルムを、該ポリエステルフィルムの面内に0.1℃以上10℃以下の温度差を付与して冷却する工程を、更に有する請求項10に記載の白色ポリエステルフィルムの製造方法。
- 樹脂材料及び微粒子、又は微粒子が分散された樹脂材料を溶融押出機に投入し、溶融押出機のスクリュのトルクに0.5%以上20%以下の変動を付与して溶融押出することで、更に、全質量に対して0.06質量%以上10質量%以下の微粒子を含み、かつ微粒子の分散度が10%以上100%以下である第2の層を製膜する工程を更に有し、前記ポリエステルフィルムは少なくとも第1の層及び第2の層を含む請求項10又は請求項11に記載の白色ポリエステルフィルムの製造方法。
- 前記溶融押出機で溶融混練された溶融樹脂をダイから溶融押出して第1の層を製膜する際、ダイに0.5℃以上10℃以下の温度変動を付与する請求項10〜請求項12のいずれか1項に記載の白色ポリエステルフィルムの製造方法。
- 前記(1)の工程を有するときには、
未延伸の前記ポリエステルフィルムを縦延伸する工程と、
縦延伸されたポリエステルフィルムを横延伸する工程と、
縦延伸する工程と横延伸する工程との間に、縦延伸後のポリエステルフィルムを5℃/秒以上100℃/秒以下の冷却速度で冷却する工程と、
を更に有する請求項10〜請求項13のいずれか1項に記載の白色ポリエステルフィルムの製造方法。 - 前記(2)の工程を有するときには、前記延伸工程は、未延伸の前記ポリエステルフィルムを縦延伸する工程と、縦延伸されたポリエステルフィルムを横延伸する工程と、を含み、
縦延伸する工程と横延伸する工程との間に、縦延伸後のポリエステルフィルムを5℃/秒以上100℃/秒以下の冷却速度で冷却する工程を更に有する、請求項10〜請求項14のいずれか1項に記載の白色ポリエステルフィルムの製造方法。 - 太陽光が入射する透明性の基材と、前記基材上に設けられ、太陽電池素子及び前記太陽電池素子を封止する封止材を有する素子構造部分と、前記素子構造部分の前記基材が位置する側と反対側に配置された請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の白色ポリエステルフィルムと、を備えた太陽電池モジュール。
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