TWI780651B - 積層聚酯膜及其製造方法、太陽電池用保護片及太陽電池模組 - Google Patents
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Abstract
本發明的一實施形態提供一種積層聚酯膜及其製造方法、以及包含積層聚酯膜的太陽電池用保護片及太陽電池模組,所述積層聚酯膜包括:雙軸延伸聚酯膜,藉由使未延伸的聚酯膜於第1方向上進行延伸,並沿著膜表面在與第1方向正交的第2方向上進行延伸來製作,且藉由示差掃描熱量測定所測定的源自熱固定溫度的微小峰值溫度為160℃以上、210℃以下;以及底塗層,藉由在朝第2方向延伸前,將底塗層形成用組成物塗佈於在第1方向上進行了延伸的聚酯膜的一個面上,並於第2方向上進行延伸來形成,且彈性模數為0.7 GPa以上。
Description
本發明的一實施形態是有關於一種積層聚酯膜及其製造方法、太陽電池用保護片及太陽電池模組。
聚酯膜用於太陽電池用保護片、光學膜、描圖膠片(tracing film)、包裝膜、磁帶、絕緣帶等多方面。當將聚酯膜用於該些用途時,通常多數情況下使聚酯膜與其他原材料接著來使用。
例如,列舉將聚酯膜用於太陽電池用保護片的情況為例。太陽電池模組通常具有如下的結構:在配置於太陽光入射的表面側的前基板、和配置於與太陽光入射的表面側為相反側(背面側)的背面保護片之間,夾持有利用密封材密封的太陽電池元件的太陽電池單元。而且,密封材通常使用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(Ethylene Vinyl Acetate,EVA)樹脂等。即,當將聚酯膜用於太陽電池用途時,要求聚酯膜與密封材的密接性。
進而,通常使用太陽電池模組的環境為如室外等時常曝露於風雨中的環境,因此太陽電池用保護片的耐候性亦為重要的課題之一。
於此種環境下(例如濕熱環境下),太陽電池用保護片重要的是具有如下的程度的耐候性(濕熱穩定性):鄰接於太陽電池用保護片的密封材與太陽電池用保護片不剝離、及於太陽電池用保護片具有積層結構時太陽電池用保護片內的各層間不產生剝離。
因此,已提出有各種以提昇耐候性為目標的太陽電池用保護片。
例如,於日本專利特開2014-76632號公報中提出有一種積層膜,其包括聚酯膜、及積層於聚酯膜的至少一個面上的被膜層,被膜層含有酸改質聚烯烴樹脂與沸點為200℃以下的鹼性化合物,聚酯膜含有源自被膜層中所含有的酸改質聚烯烴樹脂的化合物。該積層膜利用線內塗佈法來形成具有使用聚烯烴樹脂的被膜層的積層膜,藉此具有優異的接著性與耐水性。
另一方面,於日本專利特開2012-189665號公報中提出有一種雙軸延伸聚對苯二甲酸乙二酯膜,其藉由線內塗佈來將塗佈層設置於在熱固定處理步驟中以220℃以上、230℃以下進行了處理的聚對苯二甲酸乙二酯膜上。該雙軸延伸聚對苯二甲酸乙二酯膜作為光學膜用途的聚酯膜,可使光學的軸精度與膜的熱尺寸穩定性並存。
[發明所欲解決之課題]
但是,如日本專利特開2014-76632號公報中所揭示的積層膜般,具有使用聚烯烴樹脂的層的積層聚酯膜雖然與乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)等密封材的密接性良好,但成為基材的聚酯膜容易凝聚破壞。作為其結果,存在聚酯膜自密封材上剝離之虞。
另一方面,藉由使熱固定溫度上昇並弄亂分子配向,聚酯膜的強度變高,且對於凝聚破壞的耐受性(耐凝聚破壞性)提昇。但是,若使熱固定溫度上昇,則存在聚酯膜的耐候性(濕熱穩定性)下降的傾向。
因此,實際情況是尚未提供一種使耐凝聚破壞性與耐候性(濕熱穩定性)並存的積層聚酯膜。
本發明的一實施形態是鑒於如上所述的情況而成者,本發明的一實施形態的目的在於提供一種使耐凝聚破壞性與耐候性(濕熱穩定性)並存的積層聚酯膜及其製造方法、太陽電池用保護片、以及具有長期耐久性的太陽電池模組,且以達成該目的為課題。
[解決課題之手段]
用以解決課題的具體手段包含以下的形態。
<1> 一種積層聚酯膜,其包括:雙軸延伸聚酯膜,藉由使未延伸的聚酯膜於第1方向上進行延伸,並沿著膜表面在與第1方向正交的第2方向上進行延伸來製作,且藉由示差掃描熱量測定所測定的源自熱固定溫度的微小峰值溫度為160℃以上、210℃以下;以及底塗層,藉由在朝第2方向延伸前,將底塗層形成用組成物塗佈於在第1方向上進行了延伸的聚酯膜的一個面上,並於第2方向上進行延伸來形成,且彈性模數為0.7 GPa以上。
<2> 如<1>所述的積層聚酯膜,其中底塗層含有丙烯酸系樹脂,丙烯酸系樹脂於底塗層中所含有的樹脂成分中所佔的含有比率為50質量%以上。
<3> 如<2>所述的積層聚酯膜,其中丙烯酸系樹脂於底塗層中所含有的樹脂成分中所佔的含有比率為75質量%以上。
<4> 如<2>或<3>所述的積層聚酯膜,其中底塗層中所含有的丙烯酸系樹脂具有苯乙烯骨架。
<5> 如<1>至<4>中任一項所述的積層聚酯膜,其中底塗層的彈性模數為1.0 GPa以上。
<6> 如<1>至<5>中任一項所述的積層聚酯膜,其中底塗層的彈性模數為1.3 GPa以上。
<7> 如<1>至<6>中任一項所述的積層聚酯膜,其中雙軸延伸聚酯膜的微小峰值溫度為170℃以上、200℃以下。
<8> 如<1>至<7>中任一項所述的積層聚酯膜,其中雙軸延伸聚酯膜的微小峰值溫度為180℃以上、190℃以下。
<9> 如<1>至<8>中任一項所述的積層聚酯膜,其中底塗層進而含有噁唑啉系交聯劑。
<10> 一種太陽電池用保護片,其包括:如<1>至<9>中任一項所述的積層聚酯膜、及配置於積層聚酯膜的底塗層上的含有丙烯酸系樹脂的樹脂層。
<11> 如<10>所述的太陽電池用保護片,其中樹脂層具有至少積層有兩層的結構,且最遠離積層聚酯膜的最外層含有丙烯酸系樹脂與聚烯烴樹脂。
<12> 如<10>或<11>所述的太陽電池用保護片,其中在積層聚酯膜的與具有底塗層之側的相反側具有耐候性層。
<13> 如<12>所述的太陽電池用保護片,其中耐候性層具有至少積層有兩層的結構,且最遠離積層聚酯膜的耐候性層含有氟系樹脂。
<14> 一種太陽電池模組,其包括如<10>至<13>中任一項所述的太陽電池用保護片。
<15> 一種積層聚酯膜的製造方法,其包括:使未延伸的聚酯膜於第1方向上進行延伸的步驟;將底塗層形成用組成物塗佈於在第1方向上進行了延伸的聚酯膜的一個面上的步驟;使塗佈有底塗層形成用組成物的聚酯膜沿著膜表面在與第1方向正交的第2方向上進行延伸,而形成彈性模數為0.7 GPa以上的底塗層的步驟;以及於165℃以上、215℃以下對形成有底塗層的聚酯膜進行熱固定處理的熱固定步驟;且製作形成有底塗層的雙軸延伸聚酯膜。
[發明的效果]
根據本發明的一實施形態,提供一種使耐凝聚破壞性與耐候性(濕熱穩定性)並存的積層聚酯膜及其製造方法、太陽電池用保護片、以及具有長期耐久性的太陽電池模組。
<積層聚酯膜>
積層聚酯膜包括:雙軸延伸聚酯膜(以下,亦適宜稱為基材),藉由使未延伸的聚酯膜於第1方向上進行延伸,並沿著膜表面在與第1方向正交的第2方向上進行延伸來製作,且藉由示差掃描熱量測定所測定的源自熱固定溫度的微小峰值溫度為160℃以上、210℃以下;以及底塗層,藉由在朝第2方向延伸前,將底塗層形成用組成物塗佈於在第1方向上進行了延伸的聚酯膜的一個面上,並於第2方向上進行延伸來形成,且彈性模數為0.7 GPa以上。
積層聚酯膜藉由包含所述構成,而難以產生凝聚破壞,並可使耐凝聚破壞性與耐候性(濕熱穩定性)並存。
本發明的一實施形態的作用雖然不明確,但本發明者等人如以下般進行推斷。
即,可認為積層聚酯膜藉由含有彈性模數為0.7 GPa以上的底塗層,而可有效地抑制作為基材的雙軸延伸聚酯膜的凝聚破壞。因此,先前藉由提高基材的熱固定溫度來提高基材的強度,並抑制基材的凝聚破壞,但可於比先前的基材的熱固定溫度低的溫度下進行處理。基材的熱固定溫度有助於濕熱穩定性,若熱固定溫度為規定的範圍,則濕熱穩定性變得良好,另一方面,若脫離規定的溫度範圍,則濕熱穩定性下降。即,可認為積層聚酯膜藉由將利用示差掃描熱量測定(Differential Scanning Calorimetry,DSC)所測定的源自熱固定溫度的微小峰值溫度為160℃以上、210℃以下的雙軸延伸聚酯膜作為基材,可維持濕熱穩定性。
可認為積層聚酯膜中,該些相互作用而可使耐凝聚破壞性與耐候性(濕熱穩定性)並存。
[雙軸延伸聚酯膜]
積層聚酯膜包含如下的雙軸延伸聚酯膜:藉由使未延伸的聚酯膜於第1方向上進行延伸,並沿著膜表面在與第1方向正交的第2方向上進行延伸來製作,且藉由示差掃描熱量測定所測定的源自熱固定溫度的微小峰值溫度為160℃以上、210℃以下。
(微小峰值溫度)
藉由示差掃描熱量測定所測定的源自熱固定溫度的微小峰值溫度反映製作積層聚酯膜時的熱固定步驟中的處理溫度(熱固定溫度)。
當雙軸延伸聚酯膜的藉由示差掃描熱量測定(DSC)所測定的源自熱固定溫度的微小峰值溫度為160℃以上時,雙軸延伸聚酯膜的結晶性高,製成積層聚酯膜時的耐候性優異。另外,當所述微小峰值溫度為210℃以下時,雙軸延伸聚酯膜為分子配向整齊的聚酯膜,因此於製成積層聚酯膜時,耐候性優異。
雙軸延伸聚酯膜的藉由DSC所測定的源自熱固定溫度的微小峰值溫度較佳為170℃以上、200℃以下,更佳為180℃以上、190℃以下。若微小峰值溫度為所述範圍,則於製成積層聚酯膜時,積層聚酯膜的耐候性更優異。
微小峰值溫度藉由以下的方法來測定。
微小峰值溫度是依據JIS K7122-1987(參照JIS手冊1999年版),使用精工電子工業(股份)製造的示差掃描熱量測定裝置「Robot DSC-RDC220」進行測定。資料分析使用Disk Session「SSC/5200」。
具體而言,於樣品盤中秤量5 mg的雙軸延伸聚酯膜,自25℃至300℃為止以20℃/min的昇溫速度進行昇溫並測定微小峰值溫度。
微小峰值溫度藉由讀取利用測定所獲得的示差掃描熱量測定圖中的結晶熔解峰值前(比結晶熔解峰值更低的溫度側)的微小吸熱峰值的溫度來決定。當難以觀測到微小的吸熱峰值時,將圖的結晶熔解峰值附近放大來讀取微小的吸熱峰值。
再者,微小的吸熱峰值的讀取方法根據以下的記載來實施。
首先,於示差掃描熱量測定圖的135℃的值與155℃的值處畫出與Y軸平行的直線與基線,並求出由圖表的曲線與所述平行於Y軸的2根直線及基線所圍成的吸熱側的面積。同樣地,針對140℃與160℃、145℃與165℃、150℃與170℃、155℃與175℃、160℃與180℃、165℃與185℃、170℃與190℃、175℃與195℃、180℃與200℃、185℃與205℃、190℃與210℃、195℃與215℃、200℃與220℃、205℃與225℃、210℃與230℃、215℃與235℃、220℃與240℃的17處亦求出面積。微小的峰值的吸熱量通常為0.2 J/g以上、5.0 J/g以下,因此僅將面積為0.2 J/g以上、5.0 J/g以下的資料作為有效資料進行處理。自合計18個面積資料之中,將作為有效資料且顯示出最大的面積的資料的溫度區域中的吸熱峰值的峰值溫度設為微小峰值溫度。當無有效資料時,設為無微小峰值溫度。
再者,所述微小峰值溫度可藉由後述的熱固定步驟中的處理溫度(熱固定溫度)來調節。
(聚酯)
雙軸延伸聚酯膜含有聚酯。聚酯的種類並無特別限制,作為聚酯,可選擇公知者。
作為聚酯,例如可列舉:由芳香族二元酸或芳香族二元酸的酯形成性衍生物與二醇或二醇的酯形成性衍生物所合成的線狀飽和聚酯。作為線狀飽和聚酯的具體例,可列舉:聚對苯二甲酸乙二酯、聚間苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚(對苯二甲酸1,4-伸環己基二甲酯)、聚乙烯-2,6-萘二甲酸酯等。其中,作為聚酯,就力學物性或成本的平衡的觀點而言,特佳為聚對苯二甲酸乙二酯、聚乙烯-2,6-萘二甲酸酯、及聚(對苯二甲酸1,4-伸環己基二甲酯)。
聚酯可為均聚物,亦可為共聚物。進而,聚酯亦可為含有少量其他種類的樹脂(例如聚醯亞胺等)者。
聚酯的種類並不限定於所述聚酯,亦可使用公知的聚酯。作為公知的聚酯,可使用二羧酸成分與二醇成分進行合成,亦可使用市售的聚酯。
當合成聚酯時,例如可列舉:藉由眾所周知的方法來使(a)二羧酸成分與(b)二醇成分進行酯化反應及酯交換反應的至少一種反應的方法。
作為(a)二羧酸成分,例如可列舉:丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、癸二酸、十二烷二酸、二聚酸、二十烷二酸、庚二酸、壬二酸、甲基丙二酸、乙基丙二酸等脂肪族二羧酸類;金剛烷二羧酸、降冰片烯二羧酸、環己烷二羧酸、十氫萘二羧酸等脂環族二羧酸;對苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、1,4-萘二甲酸、1,5-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸、1,8-萘二甲酸、4,4'-二苯基二羧酸、4,4'-二苯基醚二羧酸、間苯二甲酸-5-磺酸鈉、苯基茚滿二羧酸、蒽二羧酸、菲二羧酸、9,9'-雙(4-羧基苯基)茀酸等芳香族二羧酸等二羧酸或二羧酸的酯衍生物。
作為(b)二醇成分,例如可列舉:乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇等脂肪族二醇類;環己烷二甲醇、螺二醇、異山梨糖醇等脂環式二醇類;雙酚A、1,3-苯二甲醇、1,4-苯二甲醇、9,9'-雙(4-羥基苯基)茀等芳香族二醇類等二醇化合物。
作為(a)二羧酸成分,較佳為使用芳香族二羧酸的至少一種。更佳為含有二羧酸成分中的芳香族二羧酸作為主成分。再者,所謂「主成分」,是指芳香族二羧酸於二羧酸成分中所佔的比例為80質量%以上。作為(a)二羧酸成分,亦可含有芳香族二羧酸以外的二羧酸成分。此種二羧酸成分為芳香族二羧酸等的酯衍生物等。
作為(b)二醇成分,較佳為使用脂肪族二醇的至少一種。作為脂肪族二醇,可含有乙二醇,較佳為含有乙二醇作為主成分。再者,所謂主成分,是指乙二醇於二醇成分中所佔的比例為80質量%以上。
相對於芳香族二羧酸(例如對苯二甲酸等)及視需要的芳香族二羧酸的酯衍生物的1莫耳,脂肪族二醇(例如乙二醇等)的使用量較佳為1.015莫耳~1.50莫耳的範圍。脂肪族二醇的使用量更佳為1.02莫耳~1.30莫耳的範圍,進而更佳為1.025莫耳~1.10莫耳的範圍。若脂肪族二醇的使用量為1.015莫耳以上的範圍,則酯化反應容易進行。另外,若脂肪族二醇的使用量為1.50莫耳以下的範圍,則可抑制例如由乙二醇的二聚化所引起的二乙二醇的副產,因此可良好地保持聚酯的熔點及玻璃轉移溫度、結晶性、耐熱性、耐水解性、以及耐候性等特性。
於酯化反應或酯交換反應中,可使用公知的反應觸媒。作為反應觸媒,例如可列舉:鹼金屬化合物、鹼土金屬化合物、鋅化合物、鉛化合物、錳化合物、鈷化合物、鋁化合物、銻化合物、鈦化合物、磷化合物等。反應觸媒通常於聚酯的酯化反應或酯交換反應完成以前的任意的階段添加。作為反應觸媒,較佳為銻化合物、鍺化合物、及鈦化合物。
例如,當使用鍺化合物作為反應觸媒時,較佳為直接使用鍺化合物的粉體。
酯化反應例如藉由在含有鈦化合物的反應觸媒的存在下,使芳香族二羧酸與脂肪族二醇進行聚合來進行。於該酯化反應中,較佳為將以有機酸作為配位體的有機鈦螯合錯合物用作作為反應觸媒的鈦化合物,並且於反應中經過至少依次添加有機鈦螯合錯合物、鎂化合物、及不具有芳香環作為取代基的五價的磷酸酯的過程。
具體而言,於酯化反應中,首先將芳香族二羧酸及脂肪族二醇與含有作為鈦化合物的有機鈦螯合錯合物的反應觸媒混合。有機鈦螯合錯合物等鈦化合物對於酯化反應亦顯示出高觸媒活性,因此可促進酯化反應的進行。此時,可於混合芳香族二羧酸成分及脂肪族二醇成分後添加鈦化合物,亦可於混合芳香族二羧酸成分(或脂肪族二醇成分)與鈦化合物後添加脂肪族二醇成分(或芳香族二羧酸成分)。另外,亦可同時混合芳香族二羧酸成分與脂肪族二醇成分及鈦化合物。混合的方法並無特別限制,可選擇公知的方法。
於合成所述聚酯時,添加下述的五價的磷化合物作為添加劑亦較佳。
作為五價的磷化合物,可列舉不具有芳香環作為取代基的五價的磷酸酯的至少一種。作為五價的磷化合物,較佳為具有碳數2以下的低級烷基作為取代基的磷酸酯[(OR)3
-P=O;R為碳數1或2的烷基],更佳為磷酸三甲酯、磷酸三乙酯。
作為磷化合物的添加量,較佳為相對於合成後的聚酯,磷(P)元素換算值變成50 ppm~90 ppm的範圍的量。磷化合物的量更佳為磷(P)元素換算值變成60 ppm~80 ppm的量,進而更佳為磷(P)元素換算值變成60 ppm~75 ppm的量。
另外,於合成聚酯時,添加鎂化合物作為添加劑亦較佳。
藉由聚酯中含有鎂化合物,聚酯的靜電施加性提昇。
作為鎂化合物,例如可列舉:氧化鎂、氫氧化鎂、醇鎂、乙酸鎂、碳酸鎂等鎂鹽。其中,就對於乙二醇的溶解性的觀點而言,較佳為乙酸鎂。
作為鎂化合物的添加量,為了賦予高靜電施加性,較佳為相對於合成後的聚酯,鎂(Mg)元素換算值變成50 ppm以上的量,更佳為鎂(Mg)元素換算值變成50 ppm~100 ppm的範圍的量。就賦予靜電施加性的觀點而言,鎂化合物的添加量較佳為變成60 ppm~90 ppm的範圍的量,更佳為變成70 ppm~80 ppm的範圍的量。
於酯化反應中,較佳為以根據下述式(i)所算出的值Z滿足下述的關係式(ii)的方式,添加作為反應觸媒的鈦化合物與作為添加劑的鎂化合物及磷化合物來合成聚酯(較佳為進行熔融聚合)。此處,磷(P)含量為源自包含不具有芳香環的五價的磷酸酯的磷化合物整體的磷量,鈦(Ti)含量為源自包含有機鈦螯合錯合物的鈦化合物整體的鈦量。
如此,於酯化反應中,在包含鈦化合物的系統中併用鎂化合物及磷化合物,並控制鎂化合物及磷化合物的添加的時間點及添加的比例,藉此可適度地將鈦化合物的觸媒活性維持得高,並獲得黃色色澤少的色調的聚酯。即,利用所述方法進行酯化反應,藉此即便於酯化反應時或其後的製膜時(例如熔融時)等曝露於高溫下,亦可獲得難以產生黃色著色且被賦予了耐熱性的聚酯。
(i)Z=5×(P含量[ppm]/P原子量)-2×(Mg含量[ppm]/Mg原子量)-4×(Ti含量[ppm]/Ti原子量)
(ii)0≦Z≦5.0
磷化合物不僅作用於鈦化合物,而且亦作用於鎂化合物,因此所述式(i)是成為定量地表示三者的平衡的指標者。
式(i)是自可進行反應的總磷量中去除作用於鎂化合物的磷量,而表示可作用於鈦化合物的磷量者。可以說於值Z為正的情況下,作用於鈦化合物的磷原子處於剩餘的狀況,相反地,於值Z為負的情況下,用以作用於鈦化合物所需的磷原子處於不足的狀況。於反應中,Ti、Mg、P的各1個原子並不等價,因此使式(i)中的各者的莫耳數乘以價數後實施加權。
再者,聚酯的合成可使用廉價且可容易地獲得的鈦化合物、如上所述的磷化合物、及鎂化合物,一面具有反應中所需的反應活性,一面獲得耐熱性優異的聚酯。
式(ii)中,於保持聚合反應性的狀態下,就進一步提高聚酯的耐熱性的觀點而言,較佳為滿足1.0≦Z≦4.0的情況,更佳為滿足1.5≦Z≦3.0的情況。
作為酯化反應的適宜的形態,較佳為於酯化反應完成前,向芳香族二羧酸及脂肪族二醇中添加1 ppm~30 ppm的將檸檬酸或檸檬酸鹽作為配位體的鈦螯合錯合物。其後,較佳為於鈦螯合錯合物的存在下,添加60 ppm~90 ppm(更佳為70 ppm~80 ppm)的弱酸的鎂鹽,添加後,進而添加60 ppm~80 ppm(更佳為65 ppm~75 ppm)的不具有芳香環作為取代基的五價的磷酸酯。
酯化反應可使用將至少兩個反應槽串聯連結的多段式裝置,於乙二醇進行回流的條件下,一面將藉由反應所生成的水或醇去除至系統外,一面實施。
酯化反應可藉由一階段來進行,亦可分成多階段來進行。
當藉由一階段來進行酯化反應時,酯化反應溫度較佳為230℃~260℃,更佳為240℃~250℃。
當分成多階段來進行酯化反應時,第一反應槽的酯化反應的溫度較佳為230℃~260℃,更佳為240℃~250℃,反應槽內的壓力較佳為1.0 kg/cm2
~5.0 kg/cm2
,更佳為2.0 kg/cm2
~3.0 kg/cm2
。第二反應槽的酯化反應的溫度較佳為230℃~260℃,更佳為245℃~255℃,反應槽內的壓力為0.5 kg/cm2
~5.0 kg/cm2
,更佳為1.0 kg/cm2
~3.0 kg/cm2
。進而,當分成3階段以上來實施酯化反應時,較佳為將中間階段的酯化反應的條件設定成第一反應槽與最終反應槽之間的條件。
另一方面,使藉由酯化反應所生成的酯化反應產物進行縮聚反應來生成縮聚物。縮聚反應可藉由一階段來進行,亦可分成多階段來進行。
將藉由酯化反應所生成的寡聚物等酯化反應產物繼續供於縮聚反應。縮聚反應可藉由將酯化反應產物供給至多階段的縮聚反應槽中來適宜地進行。
例如,作為藉由3階段的反應槽來進行縮聚反應時的縮聚反應的條件,較佳為以下所示的條件。
第一反應槽較佳為如下的形態:反應溫度為255℃~280℃,更佳為265℃~275℃,第一反應槽內的壓力為100 torr~10 torr(13.3×10-3
MPa~1.3×10-3
MPa),更佳為50 torr~20 torr(6.67×10-3
MPa~2.67×10-3
MPa)。
第二反應槽較佳為如下的形態:反應溫度為265℃~285℃,更佳為270℃~280℃,第二反應槽內的壓力為20 torr~1 torr(2.67×10-3
MPa~1.33×10-4
MPa),更佳為10 torr~3 torr(1.33×10-3
MPa~4.0×10-4
MPa)。
作為最終反應槽的第三反應槽較佳為如下的形態:反應溫度為270℃~290℃,更佳為275℃~285℃,壓力為10 torr~0.1 torr(1.33×10-3
MPa~1.33×10-5
MPa),更佳為5 torr~0.5 torr(6.67×10-4
MPa~6.67×10-5
MPa)。
於以所述方式合成的聚酯中,可進而含有光穩定劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、阻燃劑、潤滑劑(微粒子)、成核劑(結晶化劑)、結晶化抑制劑等添加劑。
聚酯較佳為於藉由酯化反應進行聚合後,進行固相聚合。藉由使聚酯進行固相聚合,可控制聚酯的含水率、結晶化度、聚酯的酸價、即聚酯的末端羧基(COOH基)的濃度(AV)、固有黏度。
尤其,較佳為與固相聚合結束時的EG氣體濃度相比,於200 ppm~1000 ppm的範圍內提高固相聚合開始時的乙二醇(Ethylene Glycol,EG)氣體濃度,更佳為於250 ppm~800 ppm,進而更佳為於300 ppm~700 ppm的範圍內提高固相聚合開始時的乙二醇(EG)氣體濃度來進行固相聚合。此時,藉由增加平均EG氣體濃度(固相聚合開始時與結束時的氣體濃度的平均)而可控制AV。即,藉由添加EG來使EG的末端羥基與末端COOH基進行反應而可減少AV。固相聚合開始時的EG氣體濃度與固相聚合結束時的EG氣體濃度的差較佳為100 ppm~500 ppm,更佳為150 ppm~450 ppm,進而更佳為200 ppm~400 ppm。
另外,固相聚合的溫度較佳為180℃~230℃,更佳為190℃~215℃,進而更佳為195℃~209℃。
另外,固相聚合時間較佳為10小時~40小時,更佳為14小時~35小時,進而更佳為18小時~30小時。
此處,聚酯較佳為具有高耐水解性。因此,聚酯中的末端羧基的濃度較佳為50當量/t(此處,t是指噸(ton)。再者,ton是指1000 kg)以下,更佳為35當量/t以下,進而更佳為20當量/t以下。若末端羧基的濃度為50當量/t以下,則可保持耐水解性,並減小濕熱經時時的強度下降。就保持基材與鄰接的層之間的密接性的觀點而言,末端羧基的濃度的下限較佳為2當量/t,更佳為3當量/t。
聚酯中的末端羧基的濃度可藉由反應觸媒種類、製膜條件(製膜溫度及時間)、固相聚合、添加劑(封端劑等)來調整。
-碳二醯亞胺化合物、烯酮亞胺化合物-
聚酯可含有碳二醯亞胺化合物及烯酮亞胺化合物的至少一者。碳二醯亞胺化合物及烯酮亞胺化合物分別可單獨使用,亦可併用兩者。藉此,抑制濕熱環境下的聚酯的劣化,即便於濕熱環境下,對於保持高絕緣性亦有效。
相對於聚酯的總質量,較佳為含有0.1質量%~10質量%的碳二醯亞胺化合物或烯酮亞胺化合物,更佳為含有0.1質量%~4質量%的碳二醯亞胺化合物或烯酮亞胺化合物,進而更佳為含有0.1質量%~2質量%的碳二醯亞胺化合物或烯酮亞胺化合物。藉由將碳二醯亞胺化合物或烯酮亞胺化合物的含量設為所述範圍內,可進一步提高基材與鄰接的層之間的密接性。另外,可提高基材的耐熱性。
再者,當併用碳二醯亞胺化合物與烯酮亞胺化合物時,較佳為兩種化合物的含量的合計為所述範圍內。
作為碳二醯亞胺化合物,可列舉分子中具有一個以上的碳二醯亞胺基的化合物(包含聚碳二醯亞胺化合物)。
具體而言,作為單碳二醯亞胺化合物,例如可例示:二環己基碳二醯亞胺、二異丙基碳二醯亞胺、二甲基碳二醯亞胺、二異丁基碳二醯亞胺、二辛基碳二醯亞胺、第三丁基異丙基碳二醯亞胺、二苯基碳二醯亞胺、二-第三丁基碳二醯亞胺、二-β-萘基碳二醯亞胺、N,N'-二-2,6-二異丙基苯基碳二醯亞胺等。
作為聚碳二醯亞胺化合物,例如可列舉聚合度的下限通常為2以上、較佳為4以上,聚合度的上限通常為40以下、較佳為30以下者。具體而言,作為聚碳二醯亞胺化合物,可列舉藉由美國專利第2941956號說明書,日本專利特公昭47-33279號公報,「有機化學期刊(J.Org.Chem.)」28卷、pp.2069-2075(1963),及「化學評論(Chemical Review)」1981、81卷、第4號、pp.619-621等中所記載的方法所製造者。
作為聚碳二醯亞胺化合物的製造原料的有機二異氰酸酯例如可列舉:芳香族二異氰酸酯、脂肪族二異氰酸酯、脂環族二異氰酸酯、及該些的混合物。具體而言,作為有機二異氰酸酯,可例示:1,5-萘二異氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯、4,4'-二苯基二甲基甲烷二異氰酸酯、1,3-伸苯基二異氰酸酯、1,4-伸苯基二異氰酸酯、2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、2,4-甲苯二異氰酸酯與2,6-甲苯二異氰酸酯的混合物、六亞甲基二異氰酸酯、環己烷-1,4-二異氰酸酯、伸二甲苯基二異氰酸酯(xylylene diisocyanate)、異佛爾酮二異氰酸酯、4,4'-二環己基甲烷二異氰酸酯、甲基環己烷二異氰酸酯、四甲基伸二甲苯基二異氰酸酯、2,6-二異丙基苯基異氰酸酯、1,3,5-三異丙基苯-2,4-二異氰酸酯等。
作為能夠以工業方式獲得的具體的聚碳二醯亞胺化合物,可例示:卡保迪萊(Carbodilite)(註冊商標)HMV-8CA(日清紡化學(股份)製造)、卡保迪萊(Carbodilite)(註冊商標)LA-1(日清紡化學(股份)製造)、斯塔魃索(Stabaxol)(註冊商標)P(萊茵化學(Rhein Chemie)公司製造)、斯塔魃索(Stabaxol)(註冊商標)P100(萊茵化學公司製造)、斯塔魃索(Stabaxol)(註冊商標)P400(萊茵化學公司製造)、斯塔布萊澤(Stabilizer)9000(拉西格(Raschig)公司製造)等。
碳二醯亞胺化合物可單獨使用,亦可將多個化合物混合使用。
作為烯酮亞胺化合物,較佳為使用由下述通式(K-A)所表示的烯酮亞胺化合物。
通式(K-A)中,R1
及R2
分別獨立地表示烷基、芳基、烷氧基、烷氧基羰基、胺基羰基、芳氧基、醯基或芳氧基羰基,R3
表示烷基或芳基。
此處,較佳為烯酮亞胺化合物的除氮原子與鍵結於氮原子上的取代基R3
以外的部分的分子量為320以上。即,通式(K-A)中,R1
-C(=C)-R2
基的分子量較佳為320以上。烯酮亞胺化合物的除氮原子與鍵結於氮原子上的取代基R3
以外的部分的分子量更佳為500~1500,進而更佳為600~1000。如此,藉由將除氮原子與鍵結於氮原子上的取代基R3
以外的部分的分子量設為所述範圍內,可提高基材與鄰接的層的密接性。其原因在於:藉由除氮原子與鍵結於氮原子上的取代基R3
以外的部分具有固定範圍的分子量,具有某種程度的大體積的聚酯末端擴散至鄰接於基材的層中併發揮定錨效應。
相對於烯酮亞胺化合物中的烯酮亞胺部(>C=C=N-)的數量的烯酮亞胺化合物的莫耳分子量(莫耳分子量/烯酮亞胺部的數量)較佳為1000以下,更佳為500以下,進而更佳為400以下。藉由將烯酮亞胺化合物的烯酮亞胺部碳上的取代基的分子量及相對於烯酮亞胺部的數量的烯酮亞胺化合物的莫耳分子量設為所述範圍內,可抑制烯酮亞胺化合物本身的揮散,並抑制對聚酯的末端羧基進行封端時所產生的烯酮化合物的揮散,進而可利用低添加量的烯酮亞胺化合物進行聚酯的末端羧基的封端。
具有至少一個烯酮亞胺部的烯酮亞胺化合物例如可參考「美國化學學會雜誌(J.Am.Chem.Soc.)」,1953,75(3),pp657-660中所記載的方法等來合成。
[底塗層]
積層聚酯膜包含如下的底塗層:藉由在朝第2方向延伸前,將底塗層形成用組成物塗佈於在第1方向上進行了延伸的聚酯膜的一個面上,並於第2方向上進行延伸來形成,且彈性模數為0.7 GPa以上。
(彈性模數)
若底塗層的彈性模數為0.7 GPa以上,則積層聚酯膜的耐凝聚破壞性優異。
底塗層的彈性模數較佳為1.0 GPa以上,更佳為1.3 GPa以上。
底塗層的彈性模數較佳為2.0 GPa以下,更佳為1.7 GPa以下。
若底塗層的彈性模數為所述範圍,則製成積層膜時的耐凝聚破壞性進一步提昇。
底塗層的彈性模數可藉由底塗層所含有的樹脂成分的種類來調整,當含有交聯劑時,亦可藉由交聯劑的種類或添加量來調整。
底塗層的彈性模數可藉由以下的方法來測定。
以乾燥後的膜厚變成15 μm的方式,將底塗層形成用組成物塗佈於利用剝離劑進行了處理的聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate,PET)膜(東麗(股份)製造,塞拉皮(Cerapeel)(註冊商標))上,並於170℃下進行2分鐘乾燥,藉此於PET膜上形成底塗層。
將底塗層切斷成3 cm×5 mm的大小,並自PET膜上剝離底塗層。
針對所獲得的底塗層,利用拉伸試驗機(滕喜龍(Tensilon):A&D公司製造),於溫度23.0℃、相對濕度50.0%的環境下,以50 mm/min的速度進行底塗層的拉伸試驗,並測定彈性模數。
(線內塗佈法)
底塗層藉由如下方式來形成:將底塗層形成用組成物塗佈於在第1方向上進行了延伸的聚酯膜的一個面上,並使塗佈有底塗層形成用組成物的聚酯膜沿著膜表面在與第1方向正交的第2方向上進行延伸。即,底塗層藉由所謂的線內塗佈法來形成,與在積層聚酯膜的製造中途捲取膜後另外進行塗佈的離線塗佈法有區別。
藉由線內塗佈法來形成底塗層,藉此積層聚酯膜的層間的密接性變得良好,另外,就生產性的觀點而言有利。
底塗層的厚度較佳為0.01 μm~1 μm。底塗層的厚度較佳為0.01 μm以上,更佳為0.03 μm以上,進而更佳為0.05 μm以上。另外,底塗層的厚度較佳為1 μm以下,更佳為0.8 μm以下,進而更佳為0.7 μm以下。
(底塗層形成用組成物)
底塗層藉由如下方式來形成:將使下述的樹脂成分溶解於適當的溶媒中而成的溶液或使樹脂成分分散於分散媒中而成的分散體作為底塗層形成用組成物,塗佈於在第1方向上進行了延伸的聚酯膜上,並沿著膜表面在與第1方向正交的第2方向上進行延伸。於底塗層形成用組成物中,除樹脂成分及溶媒或分散媒以外,視需要可含有其他添加劑。因對於環境的關懷,底塗層形成用組成物較佳為使用分散於水中的水性分散體。
於本發明的一實施形態中,用以獲得水性分散體的方法並無特別限定。作為用以獲得水性分散體的方法,例如可列舉如日本專利特開2003-119328號公報等中所例示般,較佳為於可密閉的容器中對樹脂成分、水、及視需要的有機溶劑進行加熱及攪拌的方法。根據該方法,即便實質上不添加非揮發性水性化助劑,亦可良好地將樹脂成分製成水性分散體,因此作為用以獲得水性分散體的方法較佳。
水性分散體中的樹脂成分的固體成分並無特別限定,但就塗佈的容易性或底塗層的厚度的調整容易性等觀點而言,相對於水性分散體的總質量,較佳為1質量%~60質量%,更佳為2質量%~50質量%,進而更佳為5質量%~30質量%。
-樹脂成分-
底塗層中所含有的樹脂成分可藉由線內塗佈法來形成層,只要可將製成底塗層時的彈性模數設為0.7 GPa以上,則並無特別限定。作為底塗層中所含有的樹脂成分,例如可列舉:丙烯酸系樹脂、聚酯樹脂、聚烯烴樹脂、矽酮系化合物等。
底塗層更佳為含有丙烯酸系樹脂,且丙烯酸系樹脂於底塗層中所含有的樹脂成分中所佔的含有比率為50質量%以上,進而更佳為75質量%以上。
若樹脂成分的50質量%以上為丙烯酸系樹脂,則容易將底塗層的彈性模數調整成0.7 GPa以上,製成積層膜時的耐凝聚破壞性進一步提昇。
~丙烯酸系樹脂~
作為丙烯酸系樹脂,例如較佳為含有聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丁酯等的聚合物等。
作為丙烯酸系樹脂,可使用已上市的市售品,例如可列舉:AS-563A(大賽璐精細化工(Daicel FineChem)(股份)製造)、聚利瑪(Julimer)(註冊商標)ET-410、聚利瑪(Julimer)SEK-301(均為日本純藥工業(股份)製造)。
就製成底塗層時的彈性模數的觀點而言,丙烯酸系樹脂更佳為含有聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯的丙烯酸系樹脂,進而更佳為含有苯乙烯骨架的丙烯酸系樹脂。
~聚酯樹脂~
作為聚酯樹脂,例如較佳為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚乙烯-2,6-萘二甲酸酯(Polyethylene-2,6-Naphthalate,PEN)等。
作為聚酯樹脂,可使用已上市的市售品,例如可較佳地使用拜龍納(Vylonal)(註冊商標)MD-1245(東洋紡(股份)製造)。
~聚胺基甲酸酯樹脂~
作為聚胺基甲酸酯樹脂,例如較佳為碳酸酯系胺基甲酸酯樹脂,例如可較佳地使用優級福萊克斯(Superflex)(註冊商標)460(第一工業製藥(股份)製造)。
~聚烯烴樹脂~
作為聚烯烴樹脂,例如較佳為改質聚烯烴共聚物。作為聚烯烴樹脂,可使用已上市的市售品,例如可列舉:阿羅貝斯(Alowbase)(註冊商標)SE-1013N、SD-1010、TC-4010、TD-4010(均為尤尼吉可(Unitika)(股份)製造),海特克(Hytec)S3148、S3121、S8512(均為東邦化學(股份)製造),開米帕(Chemipearl)(註冊商標)S-120、S-75N、V100、EV210H(均為三井化學(股份)製造)等。其中,就提昇密接性的觀點而言,較佳為使用作為低密度聚乙烯、丙烯酸酯、及順丁烯二酸酐的三元共聚物的阿羅貝斯(Alowbase)(註冊商標)SE-1013N(尤尼吉可(股份)製造)。
另外,亦可較佳地使用日本專利特開2014-76632號公報的段落[0022]~段落[0034]中所記載的酸改質聚烯烴。
~矽酮系化合物~
作為矽酮系化合物,較佳為後述的具有(聚)矽氧烷結構單元的化合物。作為矽酮系化合物,可使用已上市的市售品,例如可列舉:塞拉那(Ceranate)(註冊商標)WSA1060、塞拉那(Ceranate)WSA1070(均為迪愛生(DIC)(股份)製造),及H7620、H7630、H7650(均為旭化成化學(Asahi Kasei Chemicals)(股份)製造)。
-其他添加劑-
作為其他添加劑,對應於賦予至底塗層的功能,例如可列舉:用以提昇膜強度的交聯劑、用以提昇塗膜的均勻性的界面活性劑、抗氧化劑、防腐劑等。
~交聯劑~
底塗層形成用組成物較佳為含有交聯劑。
藉由底塗層形成用組成物含有交聯劑,於底塗層形成用組成物中所含有的樹脂成分中形成交聯結構,而形成密接性及膜強度進一步提昇的層。
即,使用含有交聯劑的底塗層形成用組成物所形成的底塗層含有交聯劑,且與鄰接的層的密接性及膜強度優異。
作為交聯劑,可列舉:環氧系交聯劑、異氰酸酯系交聯劑、三聚氰胺系交聯劑、碳二醯亞胺系交聯劑、噁唑啉系交聯劑等交聯劑。其中,就確保底塗層與基材之間的濕熱經時後的密接性的觀點而言,特佳為噁唑啉系交聯劑。
即,底塗層較佳為含有噁唑啉系交聯劑。
作為噁唑啉系交聯劑的具體例,可列舉:2-乙烯基-2-噁唑啉、2-乙烯基-4-甲基-2-噁唑啉、2-乙烯基-5-甲基-2-噁唑啉、2-異丙烯基-2-噁唑啉、2-異丙烯基-4-甲基-2-噁唑啉、2-異丙烯基-5-乙基-2-噁唑啉、2,2'-雙-(2-噁唑啉)、2,2'-亞甲基-雙-(2-噁唑啉)、2,2'-伸乙基-雙-(2-噁唑啉)、2,2'-三亞甲基-雙-(2-噁唑啉)、2,2'-四亞甲基-雙-(2-噁唑啉)、2、2'-六亞甲基-雙-(2-噁唑啉)、2,2'-八亞甲基-雙-(2-噁唑啉)、2,2'-伸乙基-雙-(4,4'-二甲基-2-噁唑啉)、2,2'-對伸苯基-雙-(2-噁唑啉)、2,2'-間伸苯基-雙-(2-噁唑啉)、2,2'-間伸苯基-雙-(4,4'-二甲基-2-噁唑啉)、雙-(2-噁唑啉基環己烷)硫化物、雙-(2-噁唑啉基降冰片烷)硫化物等。進而,亦可較佳地使用該些化合物的(共)聚合體。
另外,噁唑啉系交聯劑可使用已上市的市售品,例如可使用:愛波卡斯(Epocros)(註冊商標)K2010E、K2020E、K2030E、WS500、WS700(均為日本觸媒化學工業(股份)製造)等。
交聯劑可僅使用一種,亦可併用兩種以上。
相對於樹脂成分100質量份,交聯劑的添加量較佳為1質量份以上、30質量份以下的範圍,更佳為5質量份以上、25質量份以下的範圍。
~交聯劑的觸媒~
於底塗層形成用組成物中,亦可併用交聯劑與交聯劑的觸媒。藉由底塗層形成用組成物含有交聯劑的觸媒,而促進樹脂成分與交聯劑的交聯反應,並可謀求底塗層的耐溶劑性的提昇。另外,藉由交聯反應良好地進行,底塗層的膜強度、尺寸穩定性進一步提昇。
尤其,當使用具有噁唑啉基的交聯劑(噁唑啉系交聯劑)作為交聯劑時,較佳為使用交聯劑的觸媒。
作為交聯劑的觸媒,例如可列舉鎓化合物。
作為鎓化合物,可適宜地列舉:銨鹽、鋶鹽、氧鎓鹽、錪鹽、鏻鹽、硝鎓鹽、亞硝鎓鹽、重氮鎓鹽等。
作為鎓化合物的具體例,可列舉:磷酸一銨、磷酸二銨、氯化銨、硫酸銨、硝酸銨、對甲苯磺酸銨、磺胺酸銨、醯亞胺二磺酸銨、氯化四丁基銨、氯化苄基三甲基銨、氯化三乙基苄基銨、四氟化硼四丁基銨、六氟化磷四丁基銨、過氯酸四丁基銨、硫酸四丁基銨等銨鹽;
碘化三甲基鋶、四氟化硼三甲基鋶、四氟化硼二苯基甲基鋶、四氟化硼苄基四亞甲基鋶、六氟化銻2-丁烯基四亞甲基鋶、六氟化銻3-甲基-2-丁烯基四亞甲基鋶等鋶鹽;
四氟化硼三甲基氧鎓等氧鎓鹽;
氯化二苯基錪、四氟化硼二苯基錪等錪鹽;
六氟化銻氰基甲基三丁基鏻、四氟化硼乙氧基羰基甲基三丁基鏻等鏻鹽;
四氟化硼硝鎓等硝鎓鹽;
四氟化硼亞硝鎓等亞硝鎓鹽;
氯化4-甲氧基苯重氮鎓等重氮鎓鹽等。
其中,就縮短硬化時間的觀點而言,鎓化合物更佳為銨鹽、鋶鹽、錪鹽、鏻鹽,進而更佳為銨鹽。另外,就安全性、pH、及成本的觀點而言,較佳為磷酸系鎓化合物、氯化苄基系鎓化合物。鎓化合物特佳為磷酸二銨。
交聯劑的觸媒可僅使用一種,亦可併用兩種以上。
相對於底塗層形成用組成物中的交聯劑,交聯劑的觸媒的添加量較佳為0.1質量%以上、15質量%以下的範圍,更佳為0.5質量%以上、12質量%以下的範圍,進而更佳為1質量%以上、10質量%以下的範圍,特佳為2質量%以上、7質量%以下。相對於交聯劑的交聯劑的觸媒的添加量為0.1質量%以上表示積極地含有交聯劑的觸媒。於底塗層形成用組成物中,藉由含有交聯劑的觸媒,樹脂成分與交聯劑之間的交聯反應容易進行,可獲得更優異的耐溶劑性。另外,就溶解性、塗佈液的過濾性、與鄰接的各層的密接性的觀點而言,有利的是交聯劑的觸媒的含量為15質量%以下。
為了提高底塗層的利用線內塗佈法的生產性,即製膜速度,於水性分散體中可含有界面活性劑或乳化劑等非揮發性水性化助劑。藉由選擇適當的非揮發性水性化助劑,可更有效地使生產性與各種性能並存。
此處,所謂非揮發性水性化助劑,是指有助於樹脂成分的分散或穩定化的非揮發性的化合物。作為非揮發性水性化助劑,例如可列舉:陽離子性界面活性劑、陰離子性界面活性劑、非離子性(nonionic)界面活性劑、兩性界面活性劑、氟系界面活性劑、反應性界面活性劑、水溶性高分子等。作為非揮發性水性化助劑,除通常用於乳化聚合者以外,亦包含乳化劑類,特佳為氟系界面活性劑、及非離子性界面活性劑。
因所述氟系界面活性劑及非離子性界面活性劑為非離子性,故不會成為聚酯的分解的觸媒,因此耐候性優異。相對於水性塗佈液,界面活性劑的添加量較佳為1 ppm~100 ppm,更佳為5 ppm~70 ppm,特佳為10 ppm~50 ppm。
[積層聚酯膜的製造方法]
積層聚酯膜的製造方法包括:使未延伸的聚酯膜於第1方向上進行延伸的步驟;將底塗層形成用組成物塗佈於在第1方向上進行了延伸的聚酯膜的一個面上的步驟;使塗佈有底塗層形成用組成物的聚酯膜在與第1方向正交的第2方向上進行延伸,而形成彈性模數為0.7 GPa以上的底塗層的步驟;以及於165℃以上、215℃以下對形成有底塗層的聚酯膜進行熱固定處理的熱固定步驟。
(於第1方向上進行延伸的步驟)
積層聚酯膜的製造方法包含使未延伸的聚酯膜於第1方向上進行延伸的步驟。
未延伸的聚酯膜例如將所述聚酯作為原料樹脂,對原料樹脂進行乾燥後使其熔融,並使所獲得的熔融體通過齒輪泵或過濾器,其後,經由模具而擠出至冷卻輥上,並使其冷卻固化,藉此作為未延伸的聚酯膜來獲得。熔融較佳為使用擠出機來進行,作為擠出機,可使用單軸擠出機,亦可使用雙軸擠出機。
擠出較佳為於真空排氣或惰性氣體環境下進行。擠出機的溫度較佳為所使用的聚酯的熔點~熔點+80℃以下,更佳為熔點+10℃以上、熔點+70℃以下的範圍,進而更佳為熔點+20℃以上、熔點+60℃以下的範圍。若擠出機的溫度為熔點+10℃以上,則聚酯充分地熔融,另一方面,若為熔點+70℃以下,則聚酯的分解得到抑制,故較佳。再者,聚酯較佳為於投入至擠出機中前先進行乾燥,乾燥後的聚酯的較佳的含水率為10 ppm~300 ppm,更佳為20 ppm~150 ppm。
為了提昇未延伸的聚酯膜的耐水解性,於將原料樹脂熔融時,可添加烯酮亞胺化合物及碳二醯亞胺化合物的至少一者。
碳二醯亞胺化合物或烯酮亞胺化合物可直接投入至擠出機中,但就擠出穩定性的觀點而言,較佳為事先形成聚酯與母料並投入至擠出機中。當使用含有烯酮亞胺化合物的母料進行擠出時,較佳為對含有烯酮亞胺化合物的母料的供給量賦予變動。再者,母料中的烯酮亞胺化合物較佳為使用經濃縮者。就成本的觀點而言,較佳為濃縮的倍率為製膜後的膜中的濃度的2倍~100倍,更佳為5倍~50倍。
再者,自擠出機中擠出的熔融體通過齒輪泵、過濾器、多層模具後於鑄造鼓上流延。多層模具的方式可適宜地使用多歧管(multi-manifold)模具、進料頭(feed-block)模具的任一種。模具的形狀可為T字模、懸掛塗佈(hanger coat)模具、及魚尾型(fish tail)的任一種。較佳為對此種模具的前端(模唇)賦予溫度變動。於鑄造鼓上,可利用靜電施加法使熔融體與冷卻輥密接。此時,較佳為對鑄造鼓的驅動速度賦予變動。鑄造鼓的表面溫度大概可設為10℃~40℃。鑄造鼓的直徑較佳為0.5 m以上、5 m以下,更佳為1 m以上、4 m以下。鑄造鼓的驅動速度(最外周的線速度)較佳為1 m/min以上、50 m/min以下,更佳為3 m/min以上、30 m/min以下。
於積層聚酯膜的製造方法中,對所形成的未延伸的聚酯膜實施延伸處理。延伸是於縱向(MD:Machine Direction)、橫向(TD:Transverse Direction)的一方向上進行。延伸處理可為MD的延伸及TD的延伸的任一種。
延伸處理較佳為於聚酯膜的玻璃溫度(Tg:單位℃)以上、Tg+60℃以下進行,更佳為Tg+3℃以上、Tg+40℃以下,進而更佳為Tg+5℃以上、Tg+30℃以下。於延伸處理時,較佳為對聚酯膜賦予溫度分佈。
延伸處理中的較佳的延伸倍率為270%~500%,更佳為280%~480%,進而更佳為290%~460%。此處所述的延伸倍率是使用下式所求出者。
延伸倍率(%)=100×{(延伸後的長度)/(延伸前的長度)}
經過以上的步驟,而獲得於第1方向上進行了延伸的聚酯膜。
(塗佈底塗層形成用組成物的步驟)
積層聚酯膜的製造方法包含將底塗層形成用組成物塗佈於在第1方向上進行了延伸的聚酯膜的一個面上的步驟。
塗佈就簡便且可形成均勻性高的薄膜的觀點而言較佳。作為塗佈方法,例如可利用使用凹版塗佈機或棒式塗佈機等的公知的方法。作為用於塗佈的底塗層形成用組成物的溶媒,可使用水,亦可使用甲苯或甲基乙基酮等有機溶媒。溶媒可單獨使用一種,亦可將兩種以上混合使用。
朝於第1方向上進行了延伸的聚酯膜上塗佈底塗層形成用組成物是緊接著所述使未延伸的聚酯膜於第1方向上進行延伸的步驟,於線內來進行。
於塗佈底塗層形成用組成物前,對在第1方向上進行了延伸的聚酯膜進行電暈放電處理、輝光處理、大氣壓電漿處理、火焰處理、紫外線(Ultraviolet,UV)處理等表面處理亦較佳。
較佳為於塗佈底塗層形成用組成物後,設置使塗膜乾燥的步驟。乾燥步驟是對塗膜供給乾燥風的步驟。乾燥風的平均風速較佳為5 m/sec~30 m/sec,更佳為7 m/sec~25 m/sec,進而更佳為9 m/sec~20 m/sec以下。
塗膜的乾燥較佳為兼作熱處理。
(於第2方向上進行延伸的步驟)
積層聚酯膜的製造方法包含使至少塗佈有底塗層形成用組成物的聚酯膜(於使未延伸的聚酯膜進行單軸延伸所獲得的聚酯膜上塗佈底塗層形成用組成物而成的聚酯膜)進而沿著膜表面在與第1方向正交的第2方向上進行延伸,而形成彈性模數為0.7 GPa以上的底塗層的步驟。
藉由在第2方向上進行延伸,於第1方向上進行了延伸的聚酯膜與底塗層形成用組成物一同被拉伸,而獲得塗布設置有底塗層的雙軸延伸聚酯膜。
只要是與第1方向正交的方向,則延伸可於縱向(MD)、橫向(TD)的任一方向上進行。
作為於第2方向上進行延伸的步驟的較佳的形態,與所述使未延伸的聚酯膜於第1方向上進行延伸的步驟相同。
(熱固定步驟)
積層聚酯膜的製造方法包含於165℃以上、215℃以下對形成有底塗層的聚酯膜進行熱固定處理的熱固定步驟。
所謂熱固定步驟,是指於165℃以上、215℃以下(較佳為175℃以上、205℃以下,更佳為185℃以上、190℃以下)對膜實施1秒~60秒(更佳為2秒~30秒)的熱處理的步驟。熱固定步驟中的熱固定溫度決定雙軸延伸聚酯膜的藉由示差掃描熱量測定(DSC)所測定的源自熱固定溫度的微小峰值溫度。即,若熱固定溫度為165℃以上,則聚酯膜的結晶性高,製成積層聚酯膜時的耐候性優異。另外,若熱固定溫度為215℃以下,則為分子配向整齊的聚酯膜,因此製成積層聚酯膜時的耐候性優異。此處所述的熱固定溫度是指熱固定處理時的膜表面溫度。
於延伸步驟後所設置的熱固定步驟中,可使沸點為200℃以下的揮發性的鹼性化合物的一部分揮散。
例如於第2方向的延伸為橫向延伸的情況下,熱固定步驟較佳為緊接著橫向延伸,於拉幅機內以在夾頭中握持的狀態進行,此時,能夠以夾頭間隔為橫向延伸結束時的寬度來進行,進而,可擴大間隔來進行,亦可縮小間隔來進行。藉由實施熱固定處理,可生成微晶,並提昇力學特性或耐久性。
積層聚酯膜的製造方法較佳為緊接著熱固定步驟而進行熱緩和步驟。所謂熱緩和步驟,是指實施如下的處理的步驟:為了緩和應力而對雙軸延伸聚酯膜加熱,使雙軸延伸聚酯膜收縮。熱緩和步驟較佳為於縱向及橫向的至少一方向上進行緩和,緩和量較佳為縱橫均為1%~15%(相對於橫向延伸後的寬度的比例),更佳為2%~10%,進而更佳為3%~8%。熱緩和步驟中的緩和溫度較佳為聚酯膜的Tg+50℃~Tg+180℃,更佳為Tg+60℃~Tg+150℃,進而更佳為Tg+70℃~Tg+140℃。
當將雙軸延伸聚酯膜的熔點設為Tm時,熱緩和步驟較佳為於Tm-100℃~Tm-10℃下進行熱緩和處理,更佳為Tm-80℃~Tm-20℃,進而更佳為Tm-70℃~Tm-35℃。藉由熱緩和步驟中的熱緩和處理,而促進雙軸延伸聚酯膜生成結晶,且力學強度、及熱收縮性提昇。進而,藉由Tm-35℃以下的熱緩和處理,雙軸延伸聚酯膜的耐水解性提昇。其原因在於:不打亂容易產生水解的非晶部的配向而提高張力(束縛),藉此抑制與水的反應性。
橫向的緩和可藉由縮小拉幅機的夾具的寬度來進行。另外,縱向的緩和可藉由縮小拉幅機的鄰接的夾具的間隔來進行。作為縮小鄰接的夾具的間隔的方法,可列舉將鄰接的夾具間連結成縮放儀(pantograph)狀,並縮小該縮放儀的方法。另外,雙軸延伸聚酯膜於自拉幅機中取出後,亦可一面以低張力進行搬送一面進行熱處理來進行緩和。於雙軸延伸聚酯膜的單位剖面面積上,張力較佳為0 N/mm2
~0.8 N/mm2
,更佳為0 N/mm2
~0.6 N/mm2
,進而更佳為0 N/mm2
~0.4 N/mm2
。張力0 N/mm2
可藉由在進行搬送時設置兩對以上的夾輥,並使兩對以上的夾輥之間(懸垂狀地)鬆弛來實現。
自拉幅機中取出的雙軸延伸聚酯膜較佳為由夾具所握持的兩端得到修整,於對兩端實施滾紋加工(壓紋加工)後進行捲取。雙軸延伸聚酯膜的較佳的寬度為0.8 m~10 m,更佳為1 m~6 m,進而更佳為1.5 m~4 m。雙軸延伸聚酯膜的厚度較佳為30 μm~300 μm,更佳為40 μm~280 μm,進而更佳為45 μm~260 μm。雙軸延伸聚酯膜的厚度的調整可藉由擠出機的噴出量的調整、或製膜速度的調整(冷卻輥的速度、與其連動的延伸速度等的調整)來達成。
經修整的雙軸延伸聚酯膜的邊緣部分等再生用膜作為樹脂混合物被回收並再利用。再生用膜成為下一批次的積層聚酯膜的原料,返回至如上所述的乾燥步驟並依次重複製造步驟。
<太陽電池用保護片>
太陽電池用保護片具有已述的積層聚酯膜。因此,太陽電池用保護片可使耐凝聚破壞性與耐候性(濕熱穩定性)並存。
另外,太陽電池用保護片視需要可具有至少一層樹脂層或耐候性層等功能性層。
太陽電池用保護片例如可於雙軸延伸後的積層聚酯膜上塗布設置下述的功能性層。功能性層的塗布設置可使用輥塗法、刀邊塗佈法、凹版塗佈法、簾塗法等公知的塗佈技術。
另外,亦可於該些功能性層的塗布設置前對積層聚酯膜實施表面處理(火焰處理、電暈處理、電漿處理、紫外線處理等)。進而,使用黏著劑將積層聚酯膜與功能性層貼合亦較佳。
[樹脂層]
太陽電池用保護片較佳為具有所述積層聚酯膜、及配置於積層聚酯膜的底塗層上的含有丙烯酸系樹脂的樹脂層。
樹脂層可為單層結構,亦可為兩層以上的積層結構。當樹脂層為兩層以上的積層結構時,例如較佳為包含下述的樹脂層(B)及樹脂層(C)。
(樹脂層(B))
太陽電池用保護片更佳為於積層聚酯膜的積層有底塗層的面上進而積層樹脂層(B)。
作為樹脂層(B)的積層方法,較佳為如下的形態:將使樹脂層(B)中的樹脂成分溶解於適當的溶媒中而成的溶液、或使樹脂成分分散於水中而成的分散體作為樹脂層(B)形成用組成物進行塗佈來進行積層。
作為樹脂層(B)中的樹脂成分,較佳為至少含有丙烯酸系樹脂,亦可併用丙烯酸系樹脂與聚烯烴樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、聚酯樹脂等其他樹脂。
樹脂層(B)中的樹脂成分可使用已上市的市售品,例如可列舉:AS-563A(大賽璐精細化工(股份)製造)、聚利瑪(Julimer)(註冊商標)ET-410、聚利瑪(Julimer)SEK-301(均為日本純藥工業(股份)製造),寶龍(Bonron)(註冊商標)XPS001、寶龍(Bonron)(註冊商標)XPS002(均為三井化學(股份)製造)等丙烯酸系樹脂,阿羅貝斯(Alowbase)(註冊商標)SE-1013N、SD-1010、TC-4010、TD-4010(均為尤尼吉可(股份)製造),海特克(Hytec)S3148、S3121、S8512(均為東邦化學(股份)製造),開米帕(Chemipearl)(註冊商標)S-120、S-75N、V100、EV210H(均為三井化學(股份)製造)等聚烯烴樹脂等。
樹脂層(B)中的樹脂成分可僅使用一種,亦可將兩種以上混合使用,但較佳為丙烯酸系樹脂的含量為樹脂層(B)中的樹脂成分的總質量的50質量%以上。
於樹脂層(B)形成用組成物中,除樹脂成分及溶媒或分散媒以外,視需要可含有其他添加劑。
-其他添加劑-
作為其他添加劑,對應於賦予至樹脂層(B)的功能,例如可列舉:用以提昇膜強度的無機粒子、交聯劑、用以提昇塗膜的均勻性的界面活性劑、著色劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、防腐劑等。
-無機粒子-
樹脂層(B)較佳為含有無機粒子。作為無機粒子,例如可列舉:膠體二氧化矽等二氧化矽粒子,二氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂、氧化錫等金屬氧化物粒子,碳酸鈣、碳酸鎂等無機碳酸鹽粒子,硫酸鋇等金屬化合物粒子,碳黑等黑色顏料粒子。其中,較佳為金屬氧化物粒子及黑色顏料粒子,更佳為膠體二氧化矽、二氧化鈦、氧化鋁、及氧化鋯、碳黑。再者,以上所列舉的金屬氧化物粒子為白色的粒子,因此可用作白色顏料。
樹脂層(B)可僅含有一種無機粒子,亦可含有兩種以上。當含有兩種以上時,可僅含有兩種以上的白色顏料,亦可含有兩種以上的黑色顏料,亦可含有白色顏料與黑色顏料。
藉由使用黑色顏料作為無機粒子,可使太陽電池用保護片具有隱蔽性。
於太陽電池中,就匠心性的觀點而言,較佳為自外側看不到針對發電元件的配線等,較佳為使太陽電池用保護片具有高隱蔽性。
先前,為了提昇太陽電池用保護片的隱蔽性,而向基材中直接添加作為黑色顏料的碳黑。但是,若向基材中直接添加碳黑,則碳黑成為聚酯的結晶化的核,聚酯的結晶化速度變快,因此存在如下等問題:難以藉由延伸來使膜成形,或者當將使用聚酯的膜放置於濕熱環境下時膜的結晶化度增大的速度快、提前脆化、膜的耐濕熱性下降。
相對於此,於本發明的一實施形態中,向樹脂層(B)中添加碳黑等黑色顏料,藉此除提昇匠心性、及膜強度的效果以外,亦具有抑制成為基材的雙軸延伸聚酯膜的耐濕熱性下降,進而可對太陽電池用保護片賦予高隱蔽性這一優點。
可用於樹脂層(B)的膠體二氧化矽是指以矽氧化物作為主成分的粒子將水、醇類、二醇類等、或該些的混合物作為分散媒而以膠體狀存在的形態。
膠體二氧化矽的體積平均粒徑較佳為幾nm~100 nm左右。體積平均粒徑可藉由霍尼韋爾(Honeywell)公司製造的麥奇克(Microtrac)FRA來測定。
膠體二氧化矽的粒子形狀可為球形,亦可為球形的粒子連結成念珠狀的形狀。
膠體二氧化矽可使用已上市的市售品,例如可列舉:日產化學工業(股份)製造的斯諾特(Snowtex)(註冊商標)系列、日揮觸媒化成(股份)製造的卡特勒德(Cataloid)(註冊商標)-S系列、拜耳(Bayer)公司的萊沃西(Levasil)系列等。具體而言,例如可列舉:日產化學工業(股份)製造的斯諾特(Snowtex)(註冊商標)ST-20、ST-30、ST-40、ST-C、ST-N、ST-20L、ST-O、ST-OL、ST-S、ST-XS、ST-XL、ST-YL、ST-ZL、ST-OZL、ST-AK,斯諾特(Snowtex)(註冊商標)AK系列,斯諾特(Snowtex)(註冊商標)PS系列,斯諾特(Snowtex)(註冊商標)UP系列等。
樹脂層(B)中所使用的碳黑並無特別限制,可適宜選擇使用作為黑色顏料而為人所知的碳黑。
作為碳黑,為了以少量獲得高著色力,較佳為使用碳黑粒子,更佳為使用體積平均粒徑為1 μm以下的碳黑粒子,進而更佳為體積平均粒徑為0.1 μm~0.8 μm的碳黑粒子。再者,體積平均粒徑可藉由已述的方法來測定。
另外,碳黑粒子較佳為與分散劑一同分散於水中來使用。
作為碳黑,可使用已上市的市售品,例如可列舉:MF-5630 Black(大日精化(股份)製造)、或日本專利特開2009-132887號公報的段落[0035]中所記載者等。
樹脂層(B)中所含有的無機粒子的體積平均粒徑並無特別限制,但就提昇膜強度、且維持良好的密接性這一觀點而言,體積平均粒徑較佳為樹脂層(B)的膜厚以下,更佳為樹脂層(B)的膜厚的1/2以下,進而更佳為樹脂層(B)的膜厚的1/3以下。
樹脂層(B)中的無機粒子的含有率較佳為10體積%~35體積%的範圍,更佳為20體積%~30體積%的範圍。
-交聯劑-
樹脂層(B)中所含有的樹脂成分可藉由交聯劑來形成交聯結構。即,樹脂層(B)可含有交聯劑。藉由在樹脂層(B)中形成交聯結構,可進一步提昇與鄰接的層的密接性,故較佳。作為交聯劑,例如可列舉:環氧系交聯劑、異氰酸酯系交聯劑、三聚氰胺系交聯劑、碳二醯亞胺系交聯劑、噁唑啉系交聯劑等。作為交聯劑的具體例,可列舉與可用於底塗層的交聯劑相同的交聯劑,較佳的形態亦相同。
-交聯劑的觸媒-
當樹脂層(B)含有交聯劑時,可進而含有交聯劑的觸媒。藉由樹脂層(B)含有交聯劑的觸媒,而促進樹脂成分與交聯劑的交聯反應,並可謀求樹脂層(B)的耐溶劑性的提昇。另外,藉由交聯反應良好地進行,樹脂層(B)與底塗層、或樹脂層(B)與後述的樹脂層(C)的密接性進一步提昇。
尤其,當使用具有噁唑啉基的交聯劑(噁唑啉系交聯劑)作為交聯劑時,較佳為使用交聯劑的觸媒。
作為交聯劑的觸媒,例如可列舉鎓化合物。
作為鎓化合物,可適宜地列舉:銨鹽、鋶鹽、氧鎓鹽、錪鹽、鏻鹽、硝鎓鹽、亞硝鎓鹽、重氮鎓鹽等。
作為該些交聯劑的觸媒,可列舉與可用於底塗層的交聯劑的觸媒相同的交聯劑的觸媒,較佳的形態亦相同。
-樹脂層(B)的厚度-
就提昇密接性的觀點而言,樹脂層(B)的厚度較佳為比後述的作為易接著層的樹脂層(C)的厚度厚。即,當將樹脂層(B)的厚度設為(b),將樹脂層(C)的厚度設為(c)時,較佳為(b)>(c)的關係,更佳為(b):(c)為2:1~15:1的範圍。
另外,樹脂層(B)的厚度較佳為0.5 μm以上,更佳為0.7 μm以上。另外,樹脂層(B)的厚度較佳為7.0 μm以下。
若樹脂層(B)的厚度、及樹脂層(B)的厚度與樹脂層(C)的厚度的平衡為所述範圍,則形成樹脂層(B)的樹脂成分的特性良好地顯現,當將太陽電池用保護片應用於太陽電池模組時,太陽電池用保護片與密封材的密接性及太陽電池用保護片的耐久性變得更優異。
-樹脂層(B)的形成方法-
作為樹脂層(B)的形成方法,例如可列舉塗佈樹脂層形成用組成物的方法。塗佈就簡便且可形成均勻性高的薄膜的觀點而言較佳。作為塗佈方法,例如可利用使用凹版塗佈機或棒式塗佈機等的公知的方法。
較佳為於塗佈樹脂層(B)形成用組成物後,設置使塗膜乾燥的步驟(乾燥步驟)。乾燥步驟是對塗膜供給乾燥風的步驟。乾燥風的平均風速較佳為5 m/sec~30 m/sec,更佳為7 m/sec~25 m/sec,進而更佳為9 m/sec~20 m/sec以下。
當藉由塗佈來形成樹脂層(B)時,較佳為於乾燥步驟中兼具塗膜的乾燥與熱處理。
(樹脂層(C))
當太陽電池用保護片具有所述樹脂層(B)時,較佳為在樹脂層(B)的與底塗層相反的面上具有樹脂層(C)。
樹脂層(C)較佳為位於與應用本發明一實施形態的太陽電池用保護片的太陽電池模組的密封材直接接觸的位置上的層。即,較佳為位於太陽電池用保護片的最外層,並作為易接著層發揮功能的層。
樹脂層(C)至少含有樹脂成分,視需要可含有各種添加劑。
作為樹脂層(C)中的樹脂成分,可列舉選自丙烯酸系樹脂、聚酯樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、矽酮系化合物、及聚烯烴樹脂中的一種以上的樹脂。藉由使用所述樹脂作為樹脂成分,樹脂層(C)與鄰接的層的密接性進一步提昇。作為樹脂成分,例如可列舉以下所示的樹脂。
作為丙烯酸系樹脂,例如較佳為含有聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯等的聚合物等。
作為丙烯酸系樹脂,可使用已上市的市售品,例如可列舉:AS-563A(大賽璐精細化工(股份)製造)、聚利瑪(Julimer)(註冊商標)ET-410、聚利瑪(Julimer)SEK-301(均為日本純藥工業(股份)製造)。
作為聚酯樹脂,例如較佳為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚乙烯-2,6-萘二甲酸酯(PEN)等。
作為聚酯樹脂,可使用已上市的市售品,例如可較佳地使用拜龍納(Vylonal)(註冊商標)MD-1245(東洋紡(股份)製造)。
作為聚胺基甲酸酯樹脂,例如較佳為碳酸酯系胺基甲酸酯樹脂,例如可較佳地使用優級福萊克斯(Superflex)(註冊商標)460(第一工業製藥(股份)製造)。
作為矽酮系化合物,較佳為後述的具有(聚)矽氧烷結構單元的化合物。作為矽酮系化合物,可使用已上市的市售品,例如可列舉:塞拉那(Ceranate)(註冊商標)WSA1060、塞拉那(Ceranate)WSA1070(均為迪愛生(股份)製造),及H7620、H7630、H7650(均為旭化成化學(股份)製造)。
作為聚烯烴樹脂,例如較佳為改質聚烯烴共聚物。作為聚烯烴樹脂,可使用已上市的市售品,例如可列舉:阿羅貝斯(Alowbase)(註冊商標)SE-1013N、SD-1010、TC-4010、TD-4010(均為尤尼吉可(股份)製造),海特克(Hytec)S3148、S3121、S8512(均為東邦化學(股份)製造),開米帕(Chemipearl)(註冊商標)S-120、S-75N、V100、EV210H(均為三井化學(股份)製造)等。其中,就提昇密接性的觀點而言,較佳為使用作為低密度聚乙烯、丙烯酸酯、及順丁烯二酸酐的三元共聚物的阿羅貝斯(Alowbase)(註冊商標)SE-1013N,尤尼吉可(股份)製造。
該些樹脂可單獨使用,亦可併用兩種以上來使用。
當併用兩種以上的所述樹脂時,較佳為丙烯酸系樹脂與聚烯烴樹脂的組合、聚酯樹脂與聚烯烴樹脂的組合、胺基甲酸酯樹脂與聚烯烴樹脂的組合,更佳為丙烯酸系樹脂與聚烯烴樹脂的組合。
即,太陽電池用保護片較佳為積層有至少兩層的結構,且於最外層含有丙烯酸系樹脂與聚烯烴樹脂。
當以丙烯酸系樹脂與聚烯烴樹脂的組合來使用時,相對於樹脂層(C)中的聚烯烴樹脂與丙烯酸系樹脂的合計的丙烯酸系樹脂的含量較佳為3質量%~50質量%,更佳為5質量%~40質量%,特佳為7質量%~25質量%。
-交聯劑-
樹脂層(C)中所含有的樹脂成分可藉由交聯劑來形成交聯結構。即,樹脂層(C)可含有交聯劑。藉由在樹脂層(C)中形成交聯結構,可進一步提昇與鄰接的層的密接性,故較佳。作為交聯劑,例如可列舉:環氧系交聯劑、異氰酸酯系交聯劑、三聚氰胺系交聯劑、碳二醯亞胺系交聯劑、噁唑啉系交聯劑等。作為交聯劑的具體例,可列舉與可用於底塗層的交聯劑相同的交聯劑。
其中,作為樹脂層(C)中所含有的交聯劑,較佳為噁唑啉系交聯劑。作為噁唑啉系交聯劑,例如可列舉:愛波卡斯(Epocros)(註冊商標)K2010E、愛波卡斯(Epocros)K2020E、愛波卡斯(Epocros)K2030E、愛波卡斯(Epocros)WS-500、愛波卡斯(Epocros)WS-700(均為日本觸媒化學工業(股份)製造)等。
交聯劑可僅使用一種,亦可併用兩種以上。
相對於樹脂層(C)所含有的樹脂成分,交聯劑的添加量較佳為0.5質量%~50質量%,更佳為3質量%~40質量%,特佳為5質量%以上、未滿30質量%。尤其,若交聯劑的添加量為0.5質量%以上,則一面保持樹脂層(C)的膜強度及密接性一面獲得充分的交聯效果,若添加量為50質量%以下,則可將塗佈液的適用期保持得長,若添加量未滿40質量%,則可改良塗佈面狀。
-交聯劑的觸媒-
當樹脂層(C)含有交聯劑時,可進而含有交聯劑的觸媒。藉由樹脂層(C)含有交聯劑的觸媒,而促進樹脂成分與交聯劑的交聯反應,並可謀求樹脂層(C)的耐溶劑性的提昇。另外,藉由交聯反應良好地進行,樹脂層(C)與密封材的密接性進一步提昇。
尤其,當使用噁唑啉系交聯劑作為交聯劑時,較佳為使用交聯劑的觸媒。
作為交聯劑的觸媒,例如可列舉鎓化合物。
作為鎓化合物,可適宜地列舉:銨鹽、鋶鹽、氧鎓鹽、錪鹽、鏻鹽、硝鎓鹽、亞硝鎓鹽、重氮鎓鹽等。
作為該些交聯劑的觸媒,可列舉與可用於底塗層的交聯劑的觸媒相同的交聯劑的觸媒,較佳的形態亦相同。
交聯劑的觸媒可僅為一種,亦可併用兩種以上。
相對於樹脂層(C)中的交聯劑,交聯劑的觸媒的添加量較佳為0.1質量%以上、15質量%以下的範圍,更佳為0.5質量%以上、12質量%以下的範圍,進而更佳為1質量%以上、10質量%以下的範圍,特佳為2質量%以上、7質量%以下。相對於交聯劑的交聯劑的觸媒的添加量為0.1質量%以上表示積極地含有交聯劑的觸媒,藉由含有交聯劑的觸媒,樹脂成分與交聯劑之間的交聯反應容易進行,可獲得更優異的耐溶劑性。另外,就溶解性、塗佈液的過濾性、提昇樹脂層(C)與密封材的密接性的觀點而言,有利的是交聯劑的觸媒的含量為15質量%以下。
只要無損由本發明的一實施形態所產生的效果,則除樹脂成分以外,樹脂層(C)可含有各種添加劑。
作為添加劑,例如可列舉:抗靜電劑、紫外線吸收劑、著色劑、防腐劑等。
作為抗靜電劑,例如可列舉:非離子性界面活性劑等界面活性劑,有機系導電性材料、無機系導電性材料、有機系/無機系複合導電性材料等。
作為界面活性劑,較佳為非離子性界面活性劑、及陰離子性界面活性劑,其中,更佳為非離子性界面活性劑。作為非離子性界面活性劑,可較佳地列舉具有乙二醇鏈(聚氧乙烯鏈;-(CH2
-CH2
-O)n
-)且不具有碳-碳三鍵(炔烴鍵)的非離子性界面活性劑。進而,作為非離子性界面活性劑,更佳為乙二醇鏈為7~30者。
作為非離子性界面活性劑,具體而言,可列舉六乙二醇單十二基醚、3,6,9,12,15-五氧雜十六烷-1-醇、聚氧乙烯苯基醚、聚氧乙烯甲基苯基醚、聚氧乙烯萘基醚、聚氧乙烯甲基萘基醚等,但並不限定於該些非離子性界面活性劑。
當使用界面活性劑作為抗靜電劑時,相對於樹脂層(C)的總固體成分,樹脂層(C)中的界面活性劑的含量較佳為2.5質量%~40質量%,更佳為5.0質量%~35質量%,進而更佳為10質量%~30質量%。
若為該含量的範圍,則太陽電池用保護片的部分放電電壓的下降得到抑制、且針對密封太陽電池元件的密封材而將太陽電池用保護片與密封材(例如,EVA:乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)的密接性得到良好地維持。
作為有機系導電性材料,例如可列舉:分子中具有銨基、胺鹽基、四級銨基等陽離子性的取代基的陽離子系導電性化合物;具有磺酸鹽基、磷酸鹽基、羧酸鹽基等陰離子性的取代基的陰離子系導電性化合物;具有陰離子性的取代基、陽離子性取代基此兩者的兩性系導電性化合物等離子性的導電性材料;具有經共軛的多烯系骨架的聚乙炔、聚對苯、聚苯胺、聚噻吩、聚對苯乙炔、聚吡咯等導電性高分子化合物等。
作為無機系導電性材料,例如可列舉:使將金、銀、銅、鉑、矽、硼、鈀、錸、釩、鋨、鈷、鐵、鋅、釕、鐠、鉻、鎳、鋁、錫、鋅、鈦、鉭、鋯、銻、銦、釔、鑭、鎂、鈣、鈰、鉿、鋇等無機物群組作為主成分者進行氧化、亞氧化、次亞氧化而成者;所述無機物群組與使所述無機物群組進行氧化、亞氧化、次亞氧化而成者的混合物(以後將該些稱為無機氧化物);使將所述無機物群組作為主成分者進行氮化、亞氮化、次亞氮化而成者;所述無機物群組與使所述無機物群組進行氮化、亞氮化、次亞氮化而成者的混合物(以後將該些稱為無機氮化物);使將所述無機物群組作為主成分者進行氮氧化、亞氮氧化、或次亞氮氧化而成者;所述無機物群組與使所述無機物群組進行氮氧化、亞氮氧化、或次亞氮氧化而成的混合物(以後將該些稱為無機氮氧化物);使將所述無機物群組作為主成分者進行碳化、亞碳化、或次亞碳化而成者;所述無機物群組與使所述無機物群組進行碳化、亞碳化、或次亞碳化而成者的混合物(以後將該些稱為無機碳化物);使將所述無機物群組作為主成分者進行氟化、氯化、溴化及碘化的至少一種鹵化、亞鹵化、或次亞鹵化而成者;所述無機物群組與使所述無機物群組進行鹵化、亞鹵化、或次亞鹵化而成者的混合物(以後將該些稱為無機鹵化物);所述無機物群組與使所述無機物群組進行硫化、亞硫化、或次亞硫化而成者的混合物(以後將該些稱為無機硫化物);於無機物群組中摻雜不同元素而成者;石墨狀碳、類鑽碳、碳纖維、碳奈米管、富勒烯等碳系化合物(以後將該些稱為碳系化合物);該些的混合物等。
[耐候性層]
太陽電池用保護片可於積層聚酯膜的與具有底塗層之側的相反的面(雙軸延伸聚酯膜的背面側的面)上具有以下將詳述的耐候性層的至少一層。藉由太陽電池用保護片具有耐候性層,對基材所造成的來自環境的影響得到抑制,耐候性、耐久性進一步提昇。
以下,作為可適宜地用於太陽電池用保護片的耐候性層,列舉塗佈層(D)及塗佈層(E)為例進行詳細說明。
(含有黏合劑、著色劑及散射粒子的耐候性層:塗佈層(D))
作為耐候性層,可列舉含有黏合劑、著色劑及散射粒子的層(塗佈層(D))。於具有太陽電池側基板[=太陽光入射之側的透明性的基板(例如玻璃基板等)]/包含太陽電池元件的元件結構部分/太陽電池用保護片的積層結構的太陽電池模組中,塗佈層(D)較佳為配置在太陽電池用保護片中的基材(雙軸延伸聚酯膜)的與太陽電池側基板接觸之側為相反側的背面保護層。
塗佈層(D)可為單層結構,亦可為兩層以上的積層結構。於單層結構的情況下,較佳為於基材上配置含有黏合劑、著色劑及散射粒子的層的形態。另一方面,於兩層以上的積層結構的情況下,較佳為於基材上積層兩層以上的含有黏合劑、著色劑及散射粒子的層的形態,以及不僅於基材上形成含有黏合劑、著色劑及散射粒子的層,進而積層含有後述的氟系樹脂、不含著色劑及散射粒子的任一者的層(例如,如以下將詳述的塗佈層(E)般的其他組成物的層)的形態。
-黏合劑-
塗佈層(D)中所使用的黏合劑可為包含樹脂成分、無機高分子、以及含有樹脂成分與無機高分子的複合化合物的黏合劑的任一種。藉由塗佈層(D)包含所述成分,對於基材的密接性提昇、或將耐候性層設為兩層以上的積層結構時的層間的密接性提昇,並且可獲得濕熱環境下的耐劣化性。
作為無機高分子,並無特別限制,可使用公知的無機高分子。
作為樹脂成分或複合化合物,並無特別限制,較佳為含有氟系樹脂及矽酮系化合物的至少一者,更佳為含有氟系樹脂及矽酮-丙烯酸有機·無機複合化合物的至少一者,特佳為含有矽酮-丙烯酸有機·無機複合化合物。
《矽酮系化合物》
矽酮系化合物為分子鏈中具有(聚)矽氧烷結構的化合物,並無特別限制。矽酮系化合物可為具有(聚)矽氧烷結構單元的化合物的均聚物(homopolymer),亦可為含有(聚)矽氧烷結構單元與其他結構單元的共聚物。與(聚)矽氧烷結構單元進行共聚的其他結構單元為非矽氧烷系的結構單元。
塗佈層(D)藉由含有矽酮系化合物,與太陽電池用保護片的基材及後述的塗佈層(E)等鄰接的材料的密接性、以及濕熱環境下的耐久性變得更優異。
矽酮系化合物較佳為具有由下述通式(1)所表示的矽氧烷結構單元作為(聚)矽氧烷結構者。
通式(1)中,R1
及R2
分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、或一價的有機基。此處,R1
與R2
可相同,亦可不同,另外,存在多個的R1
及R2
分別可相互相同,亦可不同。n表示1以上的整數。
作為矽酮系化合物中的矽氧烷結構單元的「-(Si(R1
)(R2
)-O)n
-」的部分結構為可形成具有線狀、分支狀或環狀的結構的各種(聚)矽氧烷結構的矽氧烷片段。
作為R1
及R2
表示鹵素原子時的鹵素原子,可列舉:氟原子、氯原子、碘原子等。
作為R1
及R2
表示一價的有機基時的一價的有機基,只要是可與Si原子進行共價鍵結的基,則可為任意的基,例如可列舉:烷基(例如:甲基、乙基等)、芳基(例如:苯基等)、芳烷基(例如:苄基、苯基乙基等)、烷氧基(例如:甲氧基、乙氧基、丙氧基等)、芳氧基(例如:苯氧基等)、巰基、胺基(例如:胺基、二乙基胺基等)、醯胺基等。該些有機基可未經取代,亦可進一步具有取代基。
其中,就與鄰接的層的密接性及濕熱環境下的耐久性的觀點而言,作為R1
、R2
,較佳為分別獨立地為氫原子、氯原子、溴原子、未經取代或經取代的碳數1~4的烷基(特別是甲基、乙基)、未經取代或經取代的苯基、未經取代或經取代的烷氧基、巰基、未經取代的胺基、醯胺基,就濕熱環境下的耐久性的觀點而言,更佳為未經取代或經取代的烷氧基(較佳為碳數1~4的烷氧基)。
n較佳為1~5000,更佳為1~1000。
相對於矽酮系化合物的總質量,矽酮系化合物中的「-(Si(R1
)(R2
)-O)n
-」的部分(由通式(1)所表示的(聚)矽氧烷結構單元)的比率較佳為15質量%~85質量%。其中,就謀求塗佈層(D)的膜強度的提昇,抑制因刮擦或擦過等而產生損傷,並且與鄰接的層的密接性及濕熱環境下的耐久性更優異的觀點而言,更佳為20質量%~80質量%的範圍。若(聚)矽氧烷結構單元的比率為15質量%以上,則塗佈層(D)的膜強度提昇,防止因刮擦或擦過、飛來的小石等的碰撞而產生損傷,另外,與鄰接的層的密接性優異。藉由抑制損傷的產生,耐候性提昇,可有效地提高被賦予熱或水分後容易劣化的耐剝離性、形狀穩定性、以及曝露於濕熱環境下時的耐久性。另外,若(聚)矽氧烷結構單元的比率為85質量%以下,則可穩定地保持塗佈液。
當矽酮系化合物為具有(聚)矽氧烷結構單元與其他結構單元的共聚物時,較佳為於分子鏈中以質量比率計含有15質量%~85質量%的由通式(1)所表示的(聚)矽氧烷結構單元,且以質量比率計含有85質量%~15質量%的非矽氧烷系結構單元的形態。塗佈層(D)藉由含有此種共聚物,塗佈層(D)的膜強度提昇,可防止因刮擦或擦過等而產生損傷,且與先前相比,可飛躍性地提昇與鄰接的層的密接性,即被賦予熱或水分後容易劣化的耐剝離性、形狀穩定性、以及濕熱環境下的耐久性。
作為共聚物,較佳為矽氧烷化合物(包含聚矽氧烷)與選自非矽氧烷系單體或非矽氧烷系聚合物中的化合物進行共聚,而具有由通式(1)所表示的(聚)矽氧烷結構單元與非矽氧烷系的結構單元的嵌段共聚物。於此情況下,矽氧烷化合物及進行共聚的非矽氧烷系單體或非矽氧烷系聚合物可為單獨一種,亦可為兩種以上。
與(聚)矽氧烷結構單元進行共聚的非矽氧烷系結構單元(源自非矽氧烷系單體或非矽氧烷系聚合物)除不具有矽氧烷結構以外,並無特別限制,可為源自任意的聚合物的聚合物片段的任一種。作為聚合物片段的前驅物的聚合體(前驅聚合物),例如可列舉乙烯基系聚合體、聚酯系聚合體、聚胺基甲酸酯系聚合體等各種聚合體等。
其中,就容易製備及耐水解性優異的觀點而言,較佳為乙烯基系聚合體及聚胺基甲酸酯系聚合體,特佳為乙烯基系聚合體。
作為乙烯基系聚合體的代表例,可列舉丙烯酸系聚合體、羧酸乙烯酯系聚合體、芳香族乙烯基系聚合體、氟烯烴系聚合體等各種聚合體。其中,就設計的自由度的觀點而言,特佳為丙烯酸系聚合體。
再者,形成非矽氧烷系結構單元的聚合體可為單獨一種,亦可併用兩種以上。
另外,可形成非矽氧烷系結構單元的前驅聚合物較佳為含有酸基及經中和的酸基的至少一個、及/或水解性矽烷基者。此種前驅聚合物之中,乙烯基系聚合體例如可利用以下等各種方法來製備:(1)使含有酸基的乙烯基系單量體與含有水解性矽烷基及/或矽醇基的乙烯基系單量體、與可與該些進行共聚的單量體進行共聚的方法;(2)使事先製備的含有羥基以及水解性矽烷基及/或矽醇基的乙烯基系聚合體、與多羧酸酐進行反應的方法;(3)使事先製備的含有酸酐基以及水解性矽烷基及/或矽醇基的乙烯基系聚合體、與具有活性氫的化合物(水、醇、胺等)進行反應的方法。
前驅聚合物例如可利用日本專利特開2009-52011號公報的段落[0021]~段落[0078]中所記載的方法進行製造而獲得。
塗佈層(D)可單獨使用矽酮系化合物作為黏合劑,亦可與其他樹脂成分、無機高分子、或複合化合物併用。當併用矽酮系化合物與其他樹脂成分、無機高分子或複合化合物時,矽酮系化合物的含有比率較佳為總黏合劑量的30質量%以上,更佳為60質量%以上。藉由矽酮系化合物的含有比率為30質量%以上,而謀求塗佈層(D)的膜強度提昇,防止因刮擦或擦過等而產生損傷,並且與鄰接的層的密接性及濕熱環境下的耐久性更優異。
作為矽酮系化合物的分子量,較佳為5,000~100,000,更佳為10,000~50,000。
於製備矽酮系化合物時,可利用以下等方法:(i)使前驅聚合物與具有由通式(1)所表示的結構單元的聚矽氧烷進行反應的方法;(ii)於前驅聚合物的存在下,使具有R1
及/或R2
為水解性基的由通式(1)所表示的結構單元的矽烷化合物進行水解縮合的方法。
作為(ii)的方法中所使用的矽烷化合物,可列舉各種矽烷化合物,但特佳為烷氧基矽烷化合物。
當藉由(i)的方法來製備矽酮系化合物時,例如視需要向前驅聚合物與聚矽氧烷的混合物中添加水與觸媒,並於20℃~150℃左右的溫度下進行30分鐘~30小時左右(較佳為於50℃~130℃下進行1小時~20小時)反應,藉此可製備矽酮系化合物。作為觸媒,可添加酸性化合物、鹼性化合物、含金屬的化合物等各種矽烷醇縮合觸媒。
另外,當藉由(ii)的方法來製備矽酮系化合物時,例如向前驅聚合物與烷氧基矽烷化合物的混合物中添加水與矽烷醇縮合觸媒,並於20℃~150℃左右的溫度下進行30分鐘~30小時左右(較佳為於50℃~130℃下進行1小時~20小時)水解縮合,藉此可製備矽酮系化合物。
另外,矽酮系化合物可使用已上市的市售品,例如可使用:迪愛生(股份)製造的塞拉那(Ceranate)(註冊商標)系列(例如塞拉那(Ceranate)(註冊商標)WSA1070、塞拉那(Ceranate)WSA1060等)、旭化成化學(股份)製造的H7600系列(H7650、H7630、H7620等)、JSR(股份)製造的無機·丙烯酸複合乳液等。
作為矽酮系化合物於塗佈層(D)中的塗佈量,較佳為超過0.2 g/m2
、且為15 g/m2
以下的範圍。若矽酮系化合物的塗佈量為所述範圍,則可抑制因太陽電池用保護片受到外力所產生的損傷。
於所述範圍中,就塗佈層(D)的膜強度的觀點而言,較佳為0.5 g/m2
~10.0 g/m2
的範圍,更佳為1.0 g/m2
~5.0 g/m2
的範圍。
所述之中,塗佈層(D)較佳為使用迪愛生(股份)製造的塞拉那(Ceranate)(註冊商標)系列、或JSR(股份)製造的無機·丙烯酸複合乳液作為矽酮系化合物來構成的形態。
-氟系樹脂-
塗佈層(D)可將氟系樹脂作為主黏合劑來構成。所謂主黏合劑,表示於層中含量最多的黏合劑。
作為此處可使用的氟系樹脂,只要是具有由-(CFX1
-CX2
X3
)-所表示的重複單元的樹脂,則並無特別限制(其中,X1
、X2
、X3
分別獨立地表示氫原子、氟原子、氯原子或碳數1~3的全氟烷基)。
作為具體例,可列舉:聚四氟乙烯(以後,有時表示成PTFE(Polytetrafluoroethylene))、聚氟乙烯(以後,有時表示成PVF(Polyvinyl fluoride))、聚偏二氟乙烯(以後,有時表示成PVDF(Poly(vinylidene difluoride)))、聚三氟氯乙烯(以後,有時表示成PCTFE(Polychlorotrifluoroethylene))、聚四氟丙烯(以後,有時表示成PTFP(Tetrafluoropropene ))等。
氟系樹脂可為使單獨的單體進行聚合而成的均聚物,亦可為使兩種以上的單體進行共聚而成的共聚物。作為使兩種以上的單體進行共聚而成的共聚物的例子,可列舉使四氟乙烯與四氟丙烯進行共聚而成的共聚物(略記為P(TFE/ TFP ))、使四氟乙烯與偏二氟乙烯進行共聚而成的共聚合物(略記為P(TFE/VDF))等。
進而,作為氟系樹脂,可為使由-(CFX1
-CX2
X3
)-所表示的氟系結構單元、與其以外的結構單元進行共聚而成的共聚物。作為該些的例子,可列舉:四氟乙烯與乙烯的共聚物(以下,略記為P(TFE/E))、四氟乙烯與丙烯的共聚物(略記為P(TFE/P))、四氟乙烯與乙烯基醚的共聚物(略記為P(TFE/VE))、四氟乙烯與全氟乙烯基醚的共聚物(略記為P(TFE/FVE))、三氟氯乙烯與乙烯基醚的共聚物(略記為P(CTFE/VE))、三氟氯乙烯與全氟乙烯基醚的共聚物(略記為P(CTFE/FVE))。
該些氟系樹脂可使樹脂溶解於有機溶劑中來使用,亦可使樹脂分散於水中來使用。就環境負荷小的觀點而言,較佳為後者。關於氟系樹脂的水分散物,例如可參照日本專利特開2003-231722號公報、日本專利特開2002-20409號公報、及日本專利特開平9-194538號公報等的記載,可應用所述各公報中所記載的樹脂。
作為塗佈層(D)的黏合劑,可單獨使用所述氟系樹脂,亦可併用兩種以上。另外,當將氟系樹脂用作塗佈層(D)的主黏合劑時,亦可於不超過所有黏合劑的50質量%的範圍內併用丙烯酸系樹脂、聚酯樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、聚烯烴樹脂、矽酮系化合物等氟系樹脂以外的樹脂。
相對於後述的散射粒子100質量份,塗佈層(D)中的黏合劑(包含矽酮系化合物)的含量較佳為15質量份~200質量份的範圍,更佳為17質量份~100質量份的範圍。若黏合劑的含量為15質量份以上,則可充分地獲得著色層的強度,另外,若為200質量份以下,則可良好地保持反射率或裝飾性。
-著色劑-
作為可用於塗佈層(D)的著色劑,並無特別限制,可使用公知的染料或公知的顏料等。但是,本說明書中的著色劑不包含後述的散射粒子。作為著色劑,可列舉:黑色的著色劑、綠色系的著色劑、藍色系的著色劑、紅色系的著色劑等。
可用於塗佈層(D)的著色劑較佳為含有選自碳黑、鈦黑、黑色的複合金屬氧化物、花青系顏料、及喹吖啶酮系顏料中的至少一種。另外,著色劑可對應於所要求的光學濃度進行選擇。
作為黑色的複合金屬氧化物,可列舉含有鐵、錳、鈷、鉻、銅、鎳中的至少一種的複合金屬氧化物、較佳為含有鈷、鉻、鐵、錳、銅、及鎳中的兩種以上,更佳為色指數(color index)選自PBk26、PBk27、PBk28、及PBr34中的至少一種以上的顏料。再者,PBk26的顏料為鐵、錳、及銅的複合氧化物,PBk27的顏料為鐵、鈷、及鉻的複合氧化物,PBk-28為銅、鉻、及錳的複合氧化物,PBr34為鎳及鐵的複合氧化物。作為花青系顏料及喹吖啶酮系顏料,可列舉:花青綠、花青藍、喹吖啶酮紅、酞菁藍、酞菁綠等。
其中,就容易將光學濃度調整成所述較佳的範圍的觀點、及能夠以少量調整光學濃度的觀點而言,較佳為使用碳黑作為著色劑。
碳黑較佳為體積平均粒徑為0.1 μm~0.8 μm的碳黑微粒子。再者,體積平均粒徑可藉由已述的方法來測定。
進而,較佳為使碳黑與分散劑一同分散於水中來使用。
再者,碳黑可使用已上市的市售品,例如可使用MF-5630 Black(大日精化(股份)製造)、或日本專利特開2009-132887號公報的段落[0035]中所記載者等。
-散射粒子-
作為塗佈層(D)可含有的散射粒子,並無特別限制,可使用公知的散射粒子。所謂散射粒子,是指幾乎不吸收可見光區域的光的粒子,不包含所述著色劑。作為散射粒子,較佳為使用白色顏料。
作為可用作散射粒子的白色顏料,可列舉二氧化鈦、硫酸鋇、氧化矽、氧化鋁、氧化鎂、碳酸鈣、高嶺土、滑石、膠體二氧化矽等無機顏料,中空粒子等有機顏料等,其中,較佳為二氧化鈦。
二氧化鈦的結晶系有金紅石型、銳鈦礦型、板鈦礦型,較佳為金紅石型。二氧化鈦視需要可藉由氧化鋁(Al2
O3
)、二氧化矽(SiO2
)、烷醇胺化合物、矽化合物等來進行表面處理。
尤其,藉由使用體比重為0.50 g/cm3
以上的二氧化鈦,二氧化鈦緊密地堆滿,塗佈層(D)的膜強度提昇。另一方面,藉由使用體比重為0.85 g/cm3
以下的二氧化鈦,可良好地保持二氧化鈦的分散性、且塗佈層(D)的面狀優異。作為用於塗佈層(D)的二氧化鈦的體比重,特佳為0.60 g/cm3
以上、0.80 g/cm3
以下。
體比重為藉由下述的方法所測定的值。
(1)使著色劑通過孔徑為1.0 mm的篩。(2)秤量約100 g的所述著色劑(m),並慢慢地放入至250 mL量筒中。視需要,添加完著色劑後,不將上表面壓實而小心地弄平,並測定體積(V)。(3)根據下式,求出體比重。體比重=m/V(單位:g/cm3
)
塗佈層(D)藉由除矽酮系化合物或氟系樹脂等黏合劑以外,進而含有作為散射粒子的白色顏料,而可提高塗佈層(D)的反射率,並可減少長期高溫高濕試驗(於85℃、相對濕度85%下2000小時~3000小時)及紫外線(UV)照射試驗(依據IEC61215的UV試驗,總照射量為45 Kwh/m2
)下的黃變。進而,藉由向塗佈層(D)中添加散射粒子,與鄰接的其他層的密接性進一步提昇。
將散射粒子用於塗佈層(D)時的含量較佳為於每1層塗佈層(D)中為1.0 g/m2
~15 g/m2
。若散射粒子(較佳為白色顏料)的含量為1.0 g/m2
以上,則可有效地賦予反射率或耐UV性(耐光性)。另外,若散射粒子(較佳為白色顏料)於塗佈層(D)中的含量為15 g/m2
以下,則容易良好地維持塗佈層(D)的面狀,且膜強度更優異。其中,塗佈層(D)中所含有的散射粒子的含量更佳為2.5 g/m2
~10 g/m2
的範圍,特佳為4.5 g/m2
~8.5 g/m2
的範圍。
散射粒子的體積平均粒徑較佳為0.03 μm~0.8 μm,更佳為0.15 μm~0.5 μm。若體積平均粒徑為範圍內,則光的反射率高。體積平均粒徑可藉由已述的方法來測定。
-其他成分-
當太陽電池用保護片具有含有黏合劑、著色劑及散射粒子的塗佈層(D)時,視需要可進而含有各種添加劑等其他成分,例如可含有交聯劑、界面活性劑、填料等。
其中,就進一步提昇塗佈層(D)的膜強度及耐久性的觀點而言,較佳為添加交聯劑而於塗佈層(D)中形成源自黏合劑與交聯劑的交聯結構。
作為交聯劑,例如可列舉:環氧系交聯劑、異氰酸酯系交聯劑、三聚氰胺系交聯劑、碳二醯亞胺系交聯劑、噁唑啉系交聯劑等交聯劑。其中,作為交聯劑,較佳為選自碳二醯亞胺系交聯劑、噁唑啉系交聯劑及異氰酸酯系交聯劑中的至少一種交聯劑。
作為交聯劑的具體例,於底塗層中所說明者亦可同樣地應用於塗佈層(D)中,較佳例亦相同。
相對於塗佈層(D)中所含有的黏合劑100質量份,將交聯劑用於塗佈層(D)時的添加量較佳為0.5質量份~30質量份,更佳為3質量份以上、未滿15質量份。若交聯劑的添加量為0.5質量份以上,則一面保持塗佈層(D)的膜強度及與鄰接的層的密接性,一面獲得充分的交聯效果,若為30質量份以下,則可將塗佈液的適用期保持得長,若未滿15質量份,則可進一步改良塗佈面狀。
作為可用於塗佈層(D)的界面活性劑,可列舉陰離子性界面活性劑及非離子性界面活性劑等公知的界面活性劑。將界面活性劑用於塗佈層(D)時的添加量較佳為0.1 mg/m2
~10 mg/m2
,更佳為0.5 mg/m2
~3 mg/m2
。若界面活性劑的添加量為0.1 mg/m2
以上,則可獲得塌凹的產生得到抑制的層,若添加量為10 mg/m2
以下,則與鄰接的層的密接性優異。
亦可向塗佈層(D)中添加填料。作為填料,可使用膠體二氧化矽等公知的填料。
塗佈層(D)可藉由將含有黏合劑等的塗佈液(塗佈層(D)形成用組成物)塗佈於基材的背面側(積層聚酯膜的與具有底塗層之側相反的面)的表面,並進行乾燥來形成。
太陽電池用保護片較佳為塗佈層(D)為塗佈含有矽酮系化合物及氟系樹脂的至少一者的塗佈層(D)形成用組成物所形成的層。
塗佈就簡便且可形成均勻性高的薄膜的觀點而言較佳。作為塗佈方法,例如可利用使用凹版塗佈機或棒式塗佈機等的公知的方法。作為用於塗佈的塗佈層(D)形成用組成物的溶媒,可使用水,亦可使用甲苯或甲基乙基酮等有機溶媒。溶媒可單獨使用一種,亦可將兩種以上混合使用。就環境負荷的觀點而言,較佳為使用水作為溶媒。
當使用水作為溶媒時,亦可併用水與有機溶媒,相對於溶媒的總質量,溶媒中的水的含量較佳為60質量%以上,更佳為80質量%以上。
塗佈層(D)形成用組成物較佳為如下的形態:製備使黏合劑或視需要而併用的其他成分分散於水中而成的水分散液,將該水分散液作為塗佈層(D)形成用組成物而塗佈於所期望的基材上。
較佳為於塗佈塗佈層(D)形成用組成物後,設置使塗膜乾燥的步驟。乾燥步驟中的乾燥溫度只要對應於塗佈液的組成或塗佈量等而適宜選擇即可。
另外,朝基材的塗佈可於雙軸延伸聚酯膜上進行,亦可於在第1方向上進行了延伸的聚酯膜上進行,亦可於未延伸的聚酯膜上進行。
-塗佈層(D)的厚度-
作為塗佈層(D)的厚度,通常較佳為1 μm~30 μm,更佳為5 μm~25 μm,進而更佳為10 μm~20 μm的範圍。當厚度為範圍內而曝露於濕熱環境下時,水分難以滲透至塗佈層(D)的內部,另外,水分難以到達塗佈層(D)與基材的界面,藉此密接性顯著地提昇,並且塗佈層(D)本身的膜強度亦得到良好地維持,當暴露於濕熱環境下時,難以產生耐候性層的破壞。
(含有氟系樹脂的耐候性層:塗佈層(E))
太陽電池用保護片可於塗佈層(D)的表面進而具有含有氟系樹脂的塗佈層(E)。
當太陽電池用保護片具有含有氟系樹脂的塗佈層(E)時,塗佈層(E)較佳為直接設置於任意地設置在基材上的塗佈層(D)的表面。塗佈層(E)較佳為位於太陽電池用保護片的最外層。即,耐候性層較佳為具有積層有2層的結構,且最遠離積層聚酯膜的耐候性層含有氟系樹脂。
含有氟系樹脂的塗佈層(E)較佳為將氟系樹脂作為主黏合劑來構成。所謂主黏合劑,是指於塗佈層(E)中含量最多的黏合劑。
以下,對塗佈層(E)及塗佈層(E)中所含有的氟系聚合物進行具體說明。
-氟系樹脂-
作為氟系樹脂,只要是具有由-(CFX1
-CX2
X3
)-所表示的重複單元的樹脂,則並無特別限制(式中,X1
、X2
、及X3
分別獨立地表示氫原子、氟原子、氯原子或碳數1~3的全氟烷基)。
氟系樹脂可列舉與可用於塗佈層(D)的氟系樹脂相同的樹脂,具體例及較佳例亦相同。
氟系樹脂可使樹脂溶解於有機溶劑中來使用,亦可使樹脂粒子分散於水等適當的分散媒中來使用。就環境負荷小的觀點而言,較佳為用作將水或水系溶劑作為分散媒的樹脂粒子分散物。關於氟系樹脂的水分散物,例如可參照日本專利特開2003-231722號公報、日本專利特開2002-20409號公報、及日本專利特開平9-194538號公報等的記載,可將該些用於塗佈層(E)的形成。
作為塗佈層(E)的黏合劑,可單獨使用氟系樹脂,亦可併用兩種以上的樹脂成分。當併用兩種以上的樹脂成分時,亦可於不超過所有黏合劑的50質量%的範圍內併用丙烯酸系樹脂、聚酯樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、聚烯烴樹脂、矽酮系化合物等氟系樹脂以外的樹脂。但是,藉由在塗佈層(E)中含有超過50質量%的氟系樹脂,耐候性提昇效果更良好地顯現。
-潤滑劑-
塗佈層(E)較佳為含有至少一種潤滑劑。
藉由含有潤滑劑,可抑制使用氟系樹脂時容易產生的滑動性的下降(即動摩擦係數的上昇),因此飛躍性地緩和因刮擦或擦過、小石等的碰撞等外力所產生的易受損性。另外,可改善使用氟系樹脂時容易產生的塗佈液的面狀塌凹,而可形成面狀良好的塗佈層(E)。
於塗佈層(E)中,較佳為在0.2 mg/m2
~200 mg/m2
的範圍內含有潤滑劑。若潤滑劑的含量為0.2 mg/m2
以上,則動摩擦係數的降低效果大。另外,若潤滑劑的含量為200 mg/m2
以下,則當塗佈形成塗佈層(E)時,塗佈不均或凝聚物的產生得到抑制,且塌凹的產生得到抑制。
所述範圍之中,就動摩擦係數的降低效果與塗佈適應性的觀點而言,潤滑劑的含量較佳為1.0 mg/m2
~1150 mg/m2
的範圍,更佳為5.0 mg/m2
~100 mg/m2
的範圍。
作為潤滑劑,例如可列舉:合成蠟系化合物、天然蠟系化合物、界面活性劑系化合物、無機系化合物、有機樹脂系化合物等。其中,就塗佈層(E)的表面強度的觀點而言,較佳為選自合成蠟系化合物、天然蠟系化合物、及界面活性劑中的化合物。
作為合成蠟系化合物,例如可列舉:聚乙烯蠟、聚丙烯蠟等烯烴系蠟,硬脂酸、油酸、芥子酸、月桂酸、二十二酸、棕櫚酸、己二酸等的酯,醯胺,雙醯胺,酮,金屬鹽及其衍生物,費托蠟(fischer-tropsch wax)等合成烴系蠟,磷酸酯,硬化蓖麻油、硬化蓖麻油衍生物的氫化蠟等。
作為天然蠟系化合物,例如可列舉:棕櫚蠟、堪地里拉蠟(candelilla wax)、木蠟等植物系蠟,石蠟、微晶蠟等石油系蠟,褐煤蠟等礦物系蠟,蜂蠟、羊毛脂等動物系蠟等。
作為界面活性劑,例如可列舉:烷基胺鹽等陽離子性界面活性劑、烷基硫酸酯鹽等陰離子性界面活性劑、聚氧乙烯烷基醚等非離子性界面活性劑、烷基甜菜鹼等兩性系界面活性劑、氟系界面活性劑等。
潤滑劑可使用已上市的市售品,具體而言,
作為合成蠟系化合物,例如可列舉三井化學(股份)製造的開米帕(Chemipearl)(註冊商標)系列(例如開米帕(Chemipearl)(註冊商標)W700、開米帕(Chemipearl)W900、開米帕(Chemipearl)W950等),中京油脂(股份)製造的保麗龍(Polyron)P-502、海密科龍(Hymicron)L-271、海德林(Hidorin)L-536等,
作為天然蠟系化合物,例如可列舉中京油脂(股份)製造的海德林(Hidorin)L-703-35、賽羅澤(Serozol)524、(Serozol)R-586等,另外,
作為界面活性劑,例如可列舉:日光化學(Nikko Chemicals)(股份)製造的日光(NIKKOL)(註冊商標)系列(例如日光(NIKKOL)(註冊商標) SCS等)、花王(股份)製造的艾瑪(Emal)(註冊商標)系列(例如艾瑪(Emal)(註冊商標)40等)。
-其他添加劑-
於塗佈層(E)中,視需要亦可添加膠體二氧化矽、矽烷偶合劑、交聯劑、界面活性劑等。
膠體二氧化矽可列舉與可用於樹脂層(B)的膠體二氧化矽相同的膠體二氧化矽,較佳的形態亦相同。
作為塗佈層(E)含有膠體二氧化矽時的含量,於塗佈層(E)的總固體成分中,較佳為0.3質量%~1.0質量%,更佳為0.5質量%~0.8質量%。藉由將含量設為0.3質量%以上,可獲得面狀改良效果,藉由將含量設為1.0質量%以下,可更有效地防止塗佈層(E)形成用組成物的凝聚。
當於塗佈層(E)中含有膠體二氧化矽時,就面狀改良的觀點而言,較佳為併用矽烷偶合劑。
作為矽烷偶合劑,較佳為烷氧基矽烷化合物,例如可列舉:四烷氧基矽烷、三烷氧基矽烷等。其中,較佳為三烷氧基矽烷,特佳為具有胺基的烷氧基矽烷化合物。
相對於塗佈層(E)的總固體成分,併用矽烷偶合劑時的添加量較佳為0.3質量%~1.0質量%,特佳為0.5質量%~0.8質量%。藉由將添加量設為0.3質量%以上,可獲得面狀改良效果,藉由將添加量設為1.0質量%以下,可更有效地防止塗佈層(E)形成用組成物的凝聚。
就提昇耐候性的觀點而言,較佳為向塗佈層(E)中添加交聯劑來形成源自黏合劑及交聯劑的交聯結構。作為可用於塗佈層(E)的交聯劑,可同樣地列舉作為可用於底塗層的交聯劑所列舉者。
作為塗佈層(E)中所使用的界面活性劑,可使用陰離子性界面活性劑或非離子性界面活性劑等公知的界面活性劑。當添加界面活性劑時,其添加量較佳為0 mg/m2
~15 mg/m2
,更佳為0.5 mg/m2
~5 mg/m2
。若界面活性劑的添加量為0.1 mg/m2
以上,則抑制塌凹的產生而可獲得良好的層形成,若添加量為15 mg/m2
以下,則與鄰接的層的密接性進一步提昇。
-厚度-
作為塗佈層(E)的厚度,通常較佳為0.5 μm~12 μm,更佳為0.5 μm~5 μm,進而更佳為0.8 μm~3 μm的範圍。
於厚度為範圍內,耐候性、耐久性進一步提昇,塗佈面狀的惡化得到抑制。
太陽電池用保護片亦可於塗佈層(E)上(外層)進而積層其他層,但就太陽電池用保護片的耐久性的提昇,輕量化、薄型化、低成本化等的觀點而言,較佳為塗佈層(E)為太陽電池用保護片的最外層。
-其他層-
(阻氣層)
亦可於基材的與樹脂層(B)相反側的面上設置阻氣層。阻氣層是賦予防止水或氣體朝基材中的浸入的防濕性的功能的層。
作為阻氣層的水蒸氣透過量(透濕度),較佳為102
g/m2
·day~10-6
g/m2
·day,更佳為101
g/m2
·day~10-5
g/m2
·day,進而更佳為100
g/m2
·day~10-4
g/m2
·day。
作為形成具有此種透濕度的阻氣層的方法,適宜的是乾式法。作為乾式法,例如可列舉:電阻加熱蒸鍍、電子束蒸鍍、感應加熱蒸鍍、及利用電漿或離子束對該些進行輔助的輔助法等真空蒸鍍法,反應性濺鍍法、離子束濺鍍法、ECR(電子迴旋加速器)濺鍍法等濺鍍法,離子鍍法等物理氣相成長法(物理氣相沈積(Physical Vapor Deposition,PVD)法),利用熱或光、以及電漿等的化學氣相成長法(化學氣相沈積(Chemical Vapor Deposition,CVD)法)等。其中,較佳為於真空下藉由蒸鍍法來進行膜形成的真空蒸鍍法。
作為形成阻氣層的材料,例如可列舉:無機氧化物、無機氮化物、無機氮氧化物、無機鹵化物、無機硫化物等。
再者,亦可於基材上貼合鋁箔來作為阻氣層。
阻氣層的厚度較佳為1 μm以上、30 μm以下。若厚度為1 μm以上,則於濕熱經時(加熱)過程中水難以滲透至基材中且耐水解性優異,若厚度為30 μm以下,則無機層不會變得過厚,亦不會因無機層的應力而於基材上產生隆起。
<太陽電池模組>
太陽電池模組包含已述的具有積層聚酯膜的太陽電池用保護片。
太陽電池模組所包含的已述的具有積層聚酯膜的太陽電池用保護片為對於鄰接層的長期的密接性優異者,藉此太陽電池模組可長時間保持穩定的發電性能。
具體而言,太陽電池模組包括:太陽光入射的透明性的基板(玻璃基板等前基板);元件結構部分,設置於基板上,具有太陽電池元件及對太陽電池元件進行密封的密封材;以及太陽電池用保護片,具有配置在元件結構部分的與玻璃基板等基板所在之側的相反側的積層聚酯膜;且具有透明性的前基板/元件結構部分/太陽電池用保護片的積層結構。具體而言,成為如下的構成:將配置有使太陽光的光能轉換成電能的太陽電池元件的元件結構部分配置於在太陽光直接入射之側所配置的透明性的前基板、與太陽電池用保護片之間,且在前基板與太陽電池用保護片之間,使用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)等密封材對包含太陽電池元件的元件結構部分(例如太陽電池單元)進行密封及接著。太陽電池用保護片尤其與EVA的密接性優異,可謀求長期耐久性的提昇。
關於太陽電池模組、太陽電池單元、太陽電池用保護片以外的構件,例如於「太陽光發電系統構成材料」(杉本榮一主編,工業調查會(Kogyo Chosakai Publishing)(股份),2008年發行)中有詳細記載。
透明性的基板只要具有太陽光可透過的透光性即可,可自使光透過的基板中適宜選擇。就發電效率的觀點而言,光的透過率越高越佳,作為此種基板,例如可適宜地使用玻璃基板、丙烯酸系樹脂等透明樹脂基板等。
作為太陽電池元件的例子,可應用:單晶矽、多晶矽、非晶矽等的矽系太陽電池元件,銅-銦-鎵-硒、銅-銦-硒、鎘-碲、鎵-砷等的III-V族或II-VI族化合物半導體系太陽電池元件等各種公知的太陽電池元件。基板與太陽電池用保護片之間可利用例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等樹脂(所謂的密封材)進行密封來構成。
[實施例]
以下,藉由實施例來具體地說明本發明的一實施形態,但本發明只要不超出其主旨,則並不限定於以下的實施例。再者,只要事先無特別說明,則「份」為質量基準。
-聚酯的合成-
於加入有對苯二甲酸雙(羥基乙基)酯約123 kg,並保持為溫度250℃、壓力1.2×105
Pa的酯化反應槽中,歷時4小時依次供給高純度對苯二甲酸(三井化學(股份)製造)100 kg及乙二醇(日本觸媒(股份)製造)45 kg的漿料。於高純度對苯二甲酸及乙二醇的供給結束後,亦歷時1小時進一步進行酯化反應。其後,將所獲得的酯化反應產物123 kg移送至縮聚反應槽中。
繼而,以相對於所獲得的聚合物變成0.3質量%的方式,向移送有酯化反應產物的縮聚反應槽中添加乙二醇。攪拌5分鐘後,以相對於所獲得的聚合物,按鈷元素換算值計變成30 ppm、按錳元素換算值計變成15 ppm的方式分別添加乙酸鈷的乙二醇溶液及乙酸錳的乙二醇溶液。進而攪拌5分鐘後,以相對於所獲得的聚合物,按鈦元素換算值計變成5 ppm的方式添加醇鈦化合物的2質量%乙二醇溶液。5分鐘後,以相對於所獲得的聚合物,按磷元素換算值計變成5 ppm的方式添加二乙基膦醯基乙酸乙酯的10質量%乙二醇溶液。其後,一面以30 rpm對低聚合體進行攪拌,一面將反應系統自250℃緩慢地昇溫至285℃為止,並且將縮聚反應槽內的壓力減壓至40 Pa為止。到達最終溫度、最終壓力為止的時間均設為60分鐘。於變成規定的攪拌轉矩的時間點對反應系統進行氮氣沖洗,然後恢復成常壓,並停止縮聚反應。然後,將藉由所述縮聚反應所獲得的聚合物呈股線狀噴出至冷水中,並立即進行切割來製作聚合物的顆粒(直徑約為3 mm,長度約為7 mm)。再者,自開始減壓至到達規定的攪拌轉矩為止的時間為3小時。
此處,醇鈦化合物使用日本專利特開2005-340616號公報的段落[0083]的實施例1中所合成的醇鈦化合物(Ti含量=4.44質量%)。
-固相聚合-
於保持為40 Pa的真空容器中,在220℃的溫度下將以上所獲得的顆粒保持30小時,而進行固相聚合。
(實施例1)
-積層聚酯膜的製作-
將如以上般經過固相聚合後的顆粒於280℃下熔融後澆鑄至金屬滾筒上,製作厚度約為3 mm的未延伸的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜。
其後,於90℃下使未延伸的PET膜在縱向(MD)上延伸至3.4倍,並於下述條件下對單軸延伸PET膜的一個面進行電暈放電處理。
繼而,於MD延伸後、橫向(TD)延伸前,以塗佈量變成5.1 mL/m2
的方式,藉由線內塗佈法將下述組成的底塗層形成用組成物(組成物1)塗佈於在MD上進行了延伸的單軸延伸PET膜的電暈處理面上。
使塗佈有底塗層形成用組成物(組成物1)的PET膜進行TD延伸,而形成厚度為0.1 μm、彈性模數為1.5 GPa的底塗層。再者,TD延伸是於溫度為105℃、延伸倍率為4.5倍的條件下進行。
於膜面190℃下對形成有底塗層的PET膜進行15秒的熱固定處理,然後於190℃下以MD緩和率為5%、TD緩和率為11%,在MD方向及TD方向上進行熱緩和處理,而獲得形成有底塗層的厚度為250 μm的雙軸延伸PET膜(以下,稱為「積層聚酯膜」)。藉由示差掃描熱量測定(DSC)來測定所獲得的積層聚酯膜的微小峰值溫度的結果,微小峰值溫度為185℃。
(電暈放電處理)
對單軸延伸PET膜的一個面所進行的電暈放電處理的條件如下所述。
·電極與介電輥間隔間隙:1.6 mm
·處理頻率:9.6 kHz
·處理速度:20 m/min
·處理強度:0.375 kV·A·min/m2
(底塗層形成用組成物(組成物1)的組成)
·丙烯酸系樹脂水分散液 21.9份
[AS-563A,大賽璐精細化工(股份)製造,固體成分:28質量%的具有苯乙烯骨架的乳膠]
·水溶性噁唑啉系交聯劑 4.9份
[愛波卡斯(Epocros)(註冊商標)WS-700,日本觸媒(股份)製造,固體成分:25質量%]
·氟系界面活性劑 0.1份
·蒸餾水 73.1份
於以所述方式獲得的積層聚酯膜上,以如下方式形成樹脂層(B)及樹脂層(C)。
首先,以變成以下所記載的組成的方式製備樹脂層(B)形成用組成物。
-樹脂層(B)形成用組成物(B1)-
·水溶性噁唑啉系交聯劑 3.3份
[愛波卡斯(Epocros)(註冊商標)WS-700,日本觸媒(股份)製造,固體成分:25質量%]
·丙烯酸系樹脂水分散液 7.4份
[寶龍(Bonron)(註冊商標)XPS002,三井化學(股份)製造,固體成分:45質量%,結構內具有苯乙烯骨架]
·膠體二氧化矽 10.2份
[斯諾特(Snowtex)(註冊商標)C,日產化學工業(股份)製造,固體成分:20質量%]
·二氧化鈦分散液(固體成分:48.0質量%) 3.3份
·磷酸二銨(固體成分:35.0質量%) 0.3份
·氟系界面活性劑(固體成分:2.0質量%) 0.3份
·蒸餾水 75.3份
所述「二氧化鈦分散液」使用藉由下述的方法所製備者。
~二氧化鈦分散液的製備~
使用DYNO-MILL分散機,以變成下述的組成的方式使體積平均粒徑為0.42 μm的二氧化鈦進行分散,而製備二氧化鈦分散液。再者,二氧化鈦的體積平均粒徑是使用霍尼韋爾公司製造的麥奇克(Microtrac)FRA進行測定。
~二氧化鈦分散液的組成~
·二氧化鈦 455.8份
[提帕克(Tipaque)(註冊商標)CR-95,石原產業(股份)製造,粉體]
·聚乙烯醇(PVA)水溶液 227.9份
[PVA-105,可樂麗(股份)製造,固體成分:10質量%]
·分散劑 5.5份
[德莫耳(Demol)(註冊商標)EP,花王(股份)製造,固體成分:25質量%]
·蒸餾水 310.8份
以乾燥後的膜厚(乾燥膜厚)變成0.9 μm的方式,將所獲得的樹脂層(B)形成用組成物塗佈於積層聚酯膜的形成有底塗層之側的表面上,並於170℃下進行2分鐘乾燥而形成樹脂層(B)。
其後,以乾燥後的膜厚變成0.3 μm的方式,將下述組成的樹脂層(C)形成用組成物塗佈於樹脂層(B)的表面上,並進行乾燥而形成樹脂層(C)。
以下表示樹脂層(C)形成用組成物的組成。艾木萊克(EMLEX)(註冊商標)110是利用水/乙醇2:1的混合溶媒,以變成2質量%的方式進行稀釋後使用。
-實施例1的樹脂層(C)形成用組成物(C1)-
·水溶性噁唑啉系交聯劑 1.2份
[愛波卡斯(Epocros)(註冊商標)WS-700,日本觸媒(股份)製造,固體成分:25質量%]
·聚烯烴樹脂水分散液 9.4份
[阿羅貝斯(Alowbase)(註冊商標)SE-1013N,尤尼吉可(股份)製造,固體成分:20.2質量%]
·丙烯酸系樹脂水分散液 1.7份
[AS-563A,大賽璐精細化工(股份)製造,固體成分:28質量%的具有苯乙烯骨架的乳膠]
·界面活性劑 4.2份
[艾瑪萊克(EMALEX)(註冊商標)110,日本乳化(Nihon Emulsion)(股份)製造,固體成分:2質量%]
·蒸餾水 83.4份
進而,於積層聚酯膜的未形成底塗層之側,使用下述組成的塗佈層(D)形成用組成物及塗佈層(E)形成用組成物,依次形成塗佈層(D)及塗佈層(E)來作為耐候性層,而製作太陽電池用保護片。
-塗佈層(D)的形成-
塗佈層(D)形成用組成物的製備
將下述所記載的各成分混合,製備塗佈層(D)形成用組成物(D1)。下述的「二氧化鈦分散液」使用與所述樹脂層(B)中所製備的二氧化鈦分散液相同者。
-塗佈層(D)形成用組成物(D1)-
·矽酮系化合物 381.7份
[塞拉那(Ceranate)(註冊商標)WSA1070,迪愛生(股份)製造,固體成分:38質量%]
·聚氧伸烷基烷基醚 13.1份
[那洛迪(Naroacty)(註冊商標)CL-95,三洋化成工業(股份)製造,固體成分:1質量%]
·水溶性噁唑啉系交聯劑 105.1份
[愛波卡斯(Epocros)(註冊商標)WS-700,日本觸媒(股份)製造,固體成分:25質量%]
·蒸餾水 14.3份
·二氧化鈦分散液(固體成分:48質量%) 483.4份
塗佈層(D)的形成
以黏合劑塗佈量變成4.7 g/m2
、二氧化鈦的塗佈量變成5.6 g/m2
的方式,將所獲得的塗佈層(D)形成用組成物塗佈於積層聚酯膜的背面(樹脂層(B)非形成面)上,並於170℃下進行2分鐘乾燥,而形成乾燥後的膜厚為20 μm的塗佈層(D)。
-塗佈層(E)的形成-
以黏合劑的塗佈量變成1.3 g/m2
的方式,將下述所示的塗佈層(E)形成用組成物(E1)的塗佈液塗佈於塗佈層(D)的表面上,並於175℃下進行2分鐘乾燥,而形成厚度為1 μm的塗佈層(E)。
-塗佈層(E)形成用組成物(E1)-
·氟系樹脂 345.0份
[奧布格特(Obbligato)(註冊商標)SW0011F,AGC塗料技術(AGC Coat-tech)(股份)製造,固體成分:36質量%]
·膠體二氧化矽 3.9份
[斯諾特(Snowtex)(註冊商標)UP,日產化學工業(股份)製造,固體成分:20質量%]
·矽烷偶合劑 78.5份
[TSL8340,邁圖高新材料(Momentive Performance Materials),固體成分:1質量%]·合成蠟 207.0份
[開米帕(Chemipearl)(註冊商標)W950,三井化學(股份)製造,固體成分:5質量%]
·聚氧伸烷基烷基醚 60.0份
[那洛迪(Naroacty)(註冊商標)CL-95,三洋化成工業(股份)製造,固體成分:1質量%]
·碳二醯亞胺化合物 62.3份
[卡保迪萊(Carbodilite)(註冊商標)V-02-L2,日清紡化學(股份)製造,固體成分:20質量%]
·蒸餾水 242.8份
(實施例2~實施例17、及比較例1~比較例12)
除如表4所示般分別變更底塗層形成用組成物、樹脂層(B)形成用組成物、樹脂層(C)形成用組成物、微小峰值溫度、及熱固定溫度以外,藉由與實施例1相同的方法,同樣地製作實施例2~實施例17、及比較例1~比較例12。
對各實施例及比較例實施以下所示的評價,並將評價結果示於表4。
再者,將底塗層形成用組成物、樹脂層(B)形成用組成物及樹脂層(C)形成用組成物的詳細情況示於下述表1~表3。
[表1]
| 原材料 | 濃度 | 組成物1 | 組成物2 | 組成物3 | 組成物4 | 組成物5 | 組成物6 | 組成物7 | 組成物8 | 組成物9 | 組成物10 | 組成物11 | 組成物12 | 組成物13 |
| 水 | - | 73.1 | 72.3 | 71.0 | 68.9 | 66.7 | 64.5 | 81.3 | 82.4 | 74.6 | 73.1 | 81.6 | 78.7 | 74.6 |
| 愛波卡斯(Epocros)WS700 | 25 | 4.9 | 4.9 | 4.9 | 4.9 | 4.9 | 4.9 | 4.9 | 4.9 | 4.9 | 4.9 | 4.9 | 4.9 | 4.9 |
| 阿羅貝斯(Alowbase)SE-1013N | 20.2 | 3.0 | 7.6 | 15.2 | 22.8 | 30.4 | ||||||||
| AS-563A | 28 | 21.9 | 19.7 | 16.4 | 10.9 | 5.5 | ||||||||
| 寶龍(Bonron)XPS002 | 45 | 13.7 | ||||||||||||
| 哲恩科利(Joncryl)PDX-7341 | 49 | 12.6 | ||||||||||||
| 海德恩(Hardlen)NZ-1001 | 30 | 20.4 | ||||||||||||
| 海特克(Hytec)S3148 | 28 | 21.9 | ||||||||||||
| 優級福萊克斯(Superflex)500M | 46 | 13.4 | ||||||||||||
| 優級福萊克斯(Superflex)460S | 37.6 | 16.3 | ||||||||||||
| 優級福萊克斯(Finetex) ES2200 | 30 | 20.4 | ||||||||||||
| 氟系界面活性劑 | 2 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| 合計 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
對表1中的記載進行說明。
哲恩科利(Joncryl)(註冊商標)PDX-7341:丙烯酸系樹脂,巴斯夫(BASF)公司製造
海德恩(Hardlen)(註冊商標)NZ-1001:聚烯烴樹脂,東洋紡(股份)製造
海特克(Hytec)S3148:聚烯烴樹脂,東邦化學工業(股份)製造
優級福萊克斯(Superflex)(註冊商標)500M:聚胺基甲酸酯樹脂,第一工業製藥(股份)製造
優級福萊克斯(Superflex)(註冊商標)460S:聚胺基甲酸酯樹脂,第一工業製藥(股份)製造
費恩泰克(Finetex)(註冊商標)ES2200:聚酯樹脂,迪愛生(股份)製造
[表2]
| 原材料 | 濃度 | B1 | B2 |
| 水 | - | 75.3 | 7.4 |
| 斯諾特(Snowtex)C | 20.0 | 10.2 | - |
| 氧化鈦分散液 | 49.0 | 3.3 | 30.5 |
| 愛波卡斯(Epocros)WS700 | 25.0 | 3.3 | 12.5 |
| 磷酸二銨 | 35.0 | 0.3 | 0.8 |
| 寶龍(Bonron)S002 | 45.0 | 7.4 | - |
| 阿羅貝斯(Alowbase)SE-1013N | 20.2 | - | 40.6 |
| AS-563A | 28.0 | - | 7.8 |
| 氟系界面活性劑 | 2.0 | 0.3 | 0.4 |
| 合計 | 100.0 | 100.0 |
[表3]
| 原材料 | 濃度 | C1 | C2 |
| 水 | - | 83.4 | 73.7 |
| 愛波卡斯(Epocros)WS700 | 25.0 | 1.2 | 4.3 |
| 阿羅貝斯(Alowbase)SE-1013N | 20.2 | 9.4 | 19.8 |
| AS-563A | 28.0 | 1.7 | 0.9 |
| 艾瑪萊克(EMALEX)110 | 10.0 | 4.2 | - |
| 那洛迪(Naroacty)CL-95 | 1.0 | - | 1.0 |
| 氟系界面活性劑 | 2.0 | - | 0.2 |
| 合計 | 100.0 | 100.0 |
(耐凝聚破壞性)
耐凝聚破壞性藉由以下的方法來評價。
將各例中所獲得的太陽電池用保護片切成1.0 cm(TD方向)×30 cm(MD方向)。繼而,於20 cm×20 cm×厚度0.3 cm的玻璃板上積層2片EVA膜(杭州,F806)。
於自積層有EVA膜的玻璃板的一個端部至10 cm~20 cm為止的距離內,積層利用剝離劑進行了處理的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜(塞拉皮(Cerapeel)(註冊商標),東麗(股份)製造),使另一個端部與所述太陽電池用保護片的MD的端部合在一起,並以樹脂層(C)接觸EVA膜的方式裝上太陽電池用保護片,然後於145℃、抽真空4分鐘、加壓10分鐘的條件下,利用日清紡精密機器(Nisshinbo Mechatronics)(股份)製造的真空層壓裝置(拉米那特(LAMINATOR)0505S)進行層壓來製作樣品。
於溫度23℃、相對濕度50%的條件下,對接著於EVA上的太陽電池用保護片進行24小時以上的調濕後,以100 mm/min的速度,利用拉伸試驗機(滕喜龍(Tensilon):A&D公司製造),以180°的剝離角度對以上所製作的樣品的1.0 cm寬的部分進行拉伸試驗。
而且,藉由以下的評價基準來評價破壞應力。該破壞應力越高,評價為耐凝聚破壞性越優異。
-評價基準-
5:峰頂的應力為9 N/mm以上。
4:峰頂的應力為8 N/mm以上、未滿9 N/mm。
3:峰頂的應力為6 N/mm以上、未滿8 N/mm。
2:峰頂的應力為4 N/mm以上、未滿6 N/mm。
1:峰頂的應力為0 N/mm以上、未滿4 N/mm。
(耐候性)
藉由以下的方法來測定斷裂伸長率的保持半衰期,並以下述基準評價耐候性(濕熱穩定性)。
-斷裂伸長率的保持半衰期-
於120℃、相對濕度100%的條件下,對所獲得的積層聚酯膜進行保存處理(加熱處理),並測定相對於保存處理前的積層聚酯膜所顯示的斷裂伸長率(%),保存處理後的積層聚酯膜所顯示的斷裂伸長率(%)變成50%的保存時間(斷裂伸長率的保持半衰期)。
斷裂伸長率的保持半衰期的時間越長,表示積層聚酯膜的濕熱穩定性越優異。
-評價基準-
5:斷裂伸長率半衰時間為100小時以上。
4:斷裂伸長率半衰時間為90小時以上、未滿100小時。
3:斷裂伸長率半衰時間為80小時以上、未滿90小時。
2:斷裂伸長率半衰時間為70小時以上、未滿80小時。
1:斷裂伸長率半衰時間未滿70小時。
[表4]
| 底塗層 | 樹脂層(B) | 樹脂層(C) | 塗佈層(D) | 塗佈層(E) | 雙軸延伸膜 | 熱固定溫度 | 評價結果 | ||||||||||
| 組成物 | 樹脂種類 | 調配比例 | 乾燥膜厚 | 彈性率 | 組成物 | 乾燥膜厚 | 組成物 | 乾燥膜厚 | 組成物 | 乾燥膜厚 | 組成物 | 乾燥膜厚 | 微小峰值溫度 | 設定溫度 | 耐凝聚破壞性 | 耐候性 | |
| (質量比) | (μm) | (GPa) | (μm) | (μm) | (μm) | (μm) | (℃) | (℃) | |||||||||
| 實施例1 | 組成物1 | 丙烯酸系 | 100 | 0.1 | 1.5 | B1 | 0.9 | C1 | 0.3 | D1 | 20 | E1 | 1 | 185 | 190 | 5 | 5 |
| 實施例2 | 組成物2 | 丙烯酸系 烯烴系 | 90 10 | 0.1 | 1.3 | B1 | 0.9 | C1 | 0.3 | D1 | 20 | E1 | 1 | 185 | 190 | 4 | 5 |
| 實施例3 | 組成物3 | 丙烯酸系 烯烴系 | 75 25 | 0.1 | 1.1 | B1 | 0.9 | C1 | 0.3 | D1 | 20 | E1 | 1 | 185 | 190 | 4 | 5 |
| 實施例4 | 組成物4 | 丙烯酸系 烯烴系 | 50 50 | 0.1 | 0.8 | B1 | 0.9 | C1 | 0.3 | D1 | 20 | E1 | 1 | 185 | 190 | 3 | 5 |
| 比較例1 | 組成物5 | 丙烯酸系 烯烴系 | 25 75 | 0.1 | 0.2 | B1 | 0.9 | C1 | 0.3 | D1 | 20 | E1 | 1 | 185 | 190 | 2 | 5 |
| 比較例2 | 組成物6 | 烯烴系 | 100 | 0.1 | 0.1 | B1 | 0.9 | C1 | 0.3 | D1 | 20 | E1 | 1 | 185 | 190 | 1 | 5 |
| 比較例3 | 組成物7 | 丙烯酸系 | 100 | 0.1 | 0.6 | B1 | 0.9 | C1 | 0.3 | D1 | 20 | E1 | 1 | 185 | 190 | 1 | 5 |
| 比較例4 | 組成物8 | 丙烯酸系 | 100 | 0.1 | 0.1 | B1 | 0.9 | C1 | 0.3 | D1 | 20 | E1 | 1 | 185 | 190 | 1 | 5 |
| 比較例5 | 組成物9 | 烯烴系 | 100 | 0.1 | 0.6 | B1 | 0.9 | C1 | 0.3 | D1 | 20 | E1 | 1 | 185 | 190 | 1 | 5 |
| 比較例6 | 組成物10 | 烯烴系 | 100 | 0.1 | 0.1 | B1 | 0.9 | C1 | 0.3 | D1 | 20 | E1 | 1 | 185 | 190 | 1 | 5 |
| 比較例7 | 組成物11 | 聚胺基甲酸酯系 | 100 | 0.1 | 0.1 | B1 | 0.9 | C1 | 0.3 | D1 | 20 | E1 | 1 | 185 | 190 | 1 | 5 |
| 比較例8 | 組成物12 | 聚胺基甲酸酯系 | 100 | 0.1 | 0.2 | B1 | 0.9 | C1 | 0.3 | D1 | 20 | E1 | 1 | 185 | 190 | 1 | 5 |
| 實施例5 | 組成物13 | 聚酯系 | 100 | 0.1 | 1.4 | B1 | 0.9 | C1 | 0.3 | D1 | 20 | E1 | 1 | 185 | 190 | 3 | 5 |
| 比較例9 | 組成物1 | 丙烯酸系 | 100 | 0.1 | 1.5 | B1 | 0.9 | C1 | 0.3 | D1 | 20 | E1 | 1 | 220 | 225 | 5 | 2 |
| 實施例6 | 組成物1 | 丙烯酸系 | 100 | 0.1 | 1.5 | B1 | 0.9 | C1 | 0.3 | D1 | 20 | E1 | 1 | 210 | 215 | 5 | 3 |
| 實施例7 | 組成物1 | 丙烯酸系 | 100 | 0.1 | 1.5 | B1 | 0.9 | C1 | 0.3 | D1 | 20 | E1 | 1 | 200 | 205 | 5 | 4 |
| 實施例8 | 組成物1 | 丙烯酸系 | 100 | 0.1 | 1.5 | B1 | 0.9 | C1 | 0.3 | D1 | 20 | E1 | 1 | 190 | 195 | 5 | 5 |
| 實施例9 | 組成物1 | 丙烯酸系 | 100 | 0.1 | 1.5 | B1 | 0.9 | C1 | 0.3 | D1 | 20 | E1 | 1 | 180 | 185 | 5 | 5 |
| 實施例10 | 組成物1 | 丙烯酸系 | 100 | 0.1 | 1.5 | B1 | 0.9 | C1 | 0.3 | D1 | 20 | E1 | 1 | 170 | 175 | 5 | 4 |
| 實施例11 | 組成物1 | 丙烯酸系 | 100 | 0.1 | 1.5 | B1 | 0.9 | C1 | 0.3 | D1 | 20 | E1 | 1 | 160 | 165 | 3 | 3 |
| 比較例10 | 組成物1 | 丙烯酸系 | 100 | 0.1 | 1.5 | B1 | 0.9 | C1 | 0.3 | D1 | 20 | E1 | 1 | 150 | 155 | 1 | 2 |
| 比較例11 | 組成物1 | 丙烯酸系 | 100 | 0.1 | 1.5 | B2 | 6.5 | C2 | 0.5 | D1 | 20 | E1 | 1 | 220 | 225 | 5 | 2 |
| 實施例12 | 組成物1 | 丙烯酸系 | 100 | 0.1 | 1.5 | B2 | 6.5 | C2 | 0.5 | D1 | 20 | E1 | 1 | 210 | 215 | 5 | 3 |
| 實施例13 | 組成物1 | 丙烯酸系 | 100 | 0.1 | 1.5 | B2 | 6.5 | C2 | 0.5 | D1 | 20 | E1 | 1 | 200 | 205 | 5 | 4 |
| 實施例14 | 組成物1 | 丙烯酸系 | 100 | 0.1 | 1.5 | B2 | 6.5 | C2 | 0.5 | D1 | 20 | E1 | 1 | 190 | 195 | 5 | 5 |
| 實施例15 | 組成物1 | 丙烯酸系 | 100 | 0.1 | 1.5 | B2 | 6.5 | C2 | 0.5 | D1 | 20 | E1 | 1 | 180 | 185 | 5 | 5 |
| 實施例16 | 組成物1 | 丙烯酸系 | 100 | 0.1 | 1.5 | B2 | 6.5 | C2 | 0.5 | D1 | 20 | E1 | 1 | 170 | 175 | 5 | 4 |
| 實施例17 | 組成物1 | 丙烯酸系 | 100 | 0.1 | 1.5 | B2 | 6.5 | C2 | 0.5 | D1 | 20 | E1 | 1 | 160 | 165 | 2 | 3 |
| 比較例12 | 組成物1 | 丙烯酸系 | 100 | 0.1 | 1.5 | B2 | 6.5 | C2 | 0.5 | D1 | 20 | E1 | 1 | 150 | 155 | 1 | 2 |
(實施例18~實施例34)
<太陽電池模組的製作>
使用實施例1~實施例17的太陽電池用保護片,藉由以下的方法來製作實施例18~實施例34的太陽電池模組。
使厚度為3.2 mm的強化玻璃(透明性的基材)、EVA片(密封材)(三井化學華普洛(Mitsui Chemicals Fabro)(股份)製造的SC50B)、結晶系太陽電池單元(太陽電池元件)、EVA片(三井化學華普洛(Mitsui Chemicals Fabro)(股份)製造的SC50B)、及實施例1~實施例17的太陽電池用保護片的任一者依次疊加,並使用真空層壓機(日清紡精密機器(股份)製造,真空層壓機)進行熱壓,藉此使各構件與EVA片接著。以所述方式製成太陽電池模組。
(評價)
對以上所製作的實施例18~實施例34的各太陽電池模組進行發電運轉試驗的結果,於任一實施例中,作為太陽電池均顯示出良好的發電性能。
日本專利申請2014-156943號的揭示的全部內容可藉由參照而被編入至本說明書中。
本說明書中所記載的所有文獻、專利申請、及技術規格是以與如下情況相同的程度,藉由參照而被編入至本說明書中,該情況是具體地且個別地記載藉由參照而編入各個文獻、專利申請、及技術規格的情況。
無
Claims (12)
- 一種積層聚酯膜,其包括:雙軸延伸聚酯膜,藉由使未延伸的聚酯膜於第1方向上進行延伸,並沿著膜表面在與所述第1方向正交的第2方向上進行延伸來製作,且藉由示差掃描熱量測定所測定的源自熱固定溫度的微小峰值溫度為170℃以上且200℃以下;以及底塗層,藉由在朝所述第2方向延伸前,將底塗層形成用組成物塗佈於在所述第1方向上進行了延伸的所述聚酯膜的一個面上,並於所述第2方向上進行延伸來形成,且23.0℃且相對濕度50.0%下的彈性模數為1.0GPa以上且1.5GPa以下,所述底塗層含有丙烯酸系樹脂,所述底塗層中所含有的丙烯酸系樹脂具有苯乙烯骨架。
- 如請求項1所述的積層聚酯膜,其中所述底塗層含有丙烯酸系樹脂,所述丙烯酸系樹脂於底塗層中所含有的樹脂成分中所佔的含有比率為50質量%以上。
- 如請求項2所述的積層聚酯膜,其中丙烯酸系樹脂於所述底塗層中所含有的樹脂成分中所佔的含有比率為75質量%以上。
- 如請求項1或請求項2所述的積層聚酯膜,其中所述底塗層的23.0℃且相對濕度50.0%下的彈性模數為1.3GPa以上且1.5GPa以下。
- 如請求項1或請求項2所述的積層聚酯膜,其中所 述雙軸延伸聚酯膜的所述微小峰值溫度為180℃以上且190℃以下。
- 如請求項1或請求項2所述的積層聚酯膜,其中所述底塗層進而含有噁唑啉系交聯劑。
- 一種太陽電池用保護片,其包括:如請求項1至請求項6中任一項所述的積層聚酯膜、及配置於所述積層聚酯膜的底塗層上的含有丙烯酸系樹脂的樹脂層。
- 如請求項7所述的太陽電池用保護片,其中所述樹脂層具有至少積層有兩層的結構,且最遠離所述積層聚酯膜的最外層含有丙烯酸系樹脂與聚烯烴樹脂。
- 如請求項7或請求項8所述的太陽電池用保護片,其中在所述積層聚酯膜的與具有底塗層之側的相反側具有耐候性層。
- 如請求項9所述的太陽電池用保護片,其中所述耐候性層具有至少積層有兩層的結構,且最遠離所述積層聚酯膜的耐候性層含有氟系聚合物。
- 一種太陽電池模組,其包括如請求項7至請求項10中任一項所述的太陽電池用保護片。
- 一種積層聚酯膜的製造方法,其包括:使未延伸的聚酯膜於第1方向上進行延伸的步驟;將底塗層形成用組成物塗佈於在所述第1方向上進行了延伸的聚酯膜的一個面上的步驟,所述底塗層形成用組成物含有丙烯 酸系樹脂;使塗佈有所述底塗層形成用組成物的聚酯膜沿著膜表面在與所述第1方向正交的第2方向上進行延伸,而形成23.0℃且相對濕度50.0%下的彈性模數為1.0GPa以上且1.5GPa以下的底塗層的步驟;以及於165℃以上且215℃以下對形成有所述底塗層的聚酯膜進行熱固定處理的熱固定步驟;且製作形成有所述底塗層的雙軸延伸聚酯膜。
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