JP2009182186A - 太陽電池裏面保護膜用白色ポリエステルフィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】硫酸バリウム粒子8〜40重量部および重量平均分子量が50000〜65000のポリエステル60〜92重量部からなることを特徴とする、太陽電池裏面保護膜用白色ポリエステルフィルム。
【選択図】なし
Description
本発明は、十分な反射性能を備え、安定して製膜することができ、巻き癖が付き難い、太陽電池裏面保護膜用白色ポリエステルフィルムを提供することを課題とする。
本発明の白色ポリエステルフィルムは、硫酸バリウム粒子8〜40重量部およびポリエステル60〜92重量部、好ましくは硫酸バリウム粒子10〜37重量部およびポリエステル63〜90重量部からなる。硫酸バリウム粒子が8重量部未満であると得られる白色ポリエステルフィルムの光線反射率や白色度が十分でなく巻き癖も付き易く、40重量部を超えると延伸することができず、白色ポリエステルフィルムを得ることが困難になる。
本発明における硫酸バリウム粒子の平均粒径は、好ましくは0.1〜5μm、さらに好ましくは0.1〜3μmである。0.1μm未満であると分散性が悪くなり、粒子の凝集が起こるため、均一なフィルムを得ることが難しく好ましくない。5μmを超えるとフィルムの延伸性が悪くなり好ましくない。
本発明におけるポリエステルは、上記の重量平均分子量のものであればよく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、またはその共重合体を用いることができる。
本発明の太陽電池裏面保護膜用白色ポリエステルフィルムは、以下に定義される巻き癖指数40mm以下を達成することができる。巻き癖指数が40mmを超えると、フィルムを裁断し、所定の形状に折り曲げる等の加工工程でのハンドリング性が劣り、太陽電池裏面保護膜を組み込んだ太陽電池ユニットの生産性が劣ることになる。巻き癖指数のより好ましい範囲は30mm以下である。巻き癖指数の定義、測定方法は実施例に後述する。
また、本発明の太陽電池裏面保護膜用白色ポリエステルフィルムは、光線反射率が85%以上、さらには90%以上を達成することができる。
本発明の太陽電池裏面保護膜用白色ポリエステルフィルムは単層でもよいが、光学特性と機械特性を両立するために、他の層と積層して、もしくは本発明のフィルム同士を積層して、積層フィルムとすることが好ましい。積層フィルムは、例えば、A/Bの2層積層フィルムであってもよく、A/B/Aの3層積層フィルムであってもよく、さらに多層の積層フィルムであってもよい。
本発明における重量平均分子量50000〜65000のポリエステルは、通常の溶融重合で得られるポリマーに、さらに固相重合を施すことによって得ることができる。固相重合に供給するポリエステルのチップには、予め固相重縮合を行なう温度より低い温度に加熱して予備結晶化を行なってもよい。このような予備乾燥(結晶化)は、例えば100〜180℃、好ましくは120〜160℃の温度に、例えば30分〜4時間加熱して行なうことができる。また、ポリエステルのチップを水蒸気または水蒸気含有不活性ガス雰囲気下で、例えば100〜180℃の温度に30秒間以上加熱して行なうこともできる。
(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。
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。
分光光度計(島津製作所製UV−3101PC)に積分球を取り付け、BaSO4白板を100%とした時の反射率を波長400〜700nmにわたって測定した。得られたチャートより2nm間隔で反射率を読み取り、上記の範囲内で平均値を求めた。
白色ポリエステルフィルム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、条件は以下の通りである。
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”)
白色ポリエステルフィルムを10mm幅×150mm長さの短冊状に切り出し、直径1インチの紙管に巻き付け、常温、相対湿度55%にて24時間保管した後解放し、上に凹になるように平板に置いた際に観察される浮き上りを測定した。紙管への巻きつけは、片層を内面側にして巻くもの3本、反対側にして巻くもの3本として合計6サンプルについて測定し、浮き上りの大きい方から3サンプルの平均をとった。その平均値をmmで表した数値をフィルムの巻き癖指数とした。
オルトクロロフェノール溶媒に加熱溶解させ25℃で測定した。
縦方向2.9〜3.4倍、横方向3.5〜3.7倍に延伸して製膜し、安定に製膜できるか観察した。下記基準で評価した。
○:1時間以上安定に製膜できる。
△:10分間を超え1時間未満に切断が生ずる。
×:10分間以内に切断が発生し、安定な製膜ができない。
HORIBA製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。50マスパーセントに相当する粒子径を読み取り、この値を平均粒子径とした。
エステル交換反応容器にジメチルテレフタレートを100重量部、エチレングリコールを61重量部、酢酸マグネシウム四水塩を0.06重量部仕込み、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トリメチルリン酸を0.02重量部添加した。トリメチルリン酸を添加した後、反応物を重合装置に移行した。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。このようにして固有粘度が0.65dl/gであるポリエチレンテレフタレートのポリマーを得た。これをPET−A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7時間固相重合を行った。固相重合後の固有粘度は0.85dl/g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15時間固相重合を行った。固相重合後の固有粘度は1.00dl/gであった。これをPET−Cと称する。
参考例1で得られたPET−Aを40重量部、境化学工業株式会社製沈降性硫酸バリウム300R(平均粒径0.7μm)60重量部をブレンドし、2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は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PET−Bを40重量部、境化学工業株式会社製沈降性硫酸バリウム300R(平均粒径0.7μm)60重量部をブレンドし、2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は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PET−Cを40重量部、境化学工業株式会社製沈降性硫酸バリウム300R(平均粒径0.7μm)60重量部をブレンドし、2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は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PET−Bを40重量部、テイカ株式会社製ルチル型酸化チタンJR301(平均粒径0.3μm)60重量部をブレンドし、2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は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。
参考例3で得られたPET−Cを40重量部、テイカ株式会社製ルチル型酸化チタンJR301(平均粒径0.3μm)60重量部をブレンドし、2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は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−Hと称する。
参考例2で得られたPET−Bと参考例5で得られたPET−Eを硫酸バリウム添加量が30重量%となるように混合し、回転式真空乾燥機にて180℃で3時間乾燥した。乾燥の終了したチップを押出し機1に供給し280℃で溶融押出しした。参考例2で得られたPET−Bと参考例5で得られたPET−Eを硫酸バリウム添加量が5重量%となるように混合し、回転式真空乾燥機にて180℃で3時間乾燥した。乾燥の終了したチップを押出し機2に供給し280℃で溶融押出しした。それぞれの押出し機で溶融したポリマーを、3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ダイスよりシート状に成形した。さらにこのシートを表面温度25℃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3.0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220℃に加熱された雰囲気中で熱固定を行い、横方向に2%の幅入れを行い、室温まで冷やして白色ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの層厚構成、物性は表1の通りであった。
硫酸バリウム添加量、各層膜厚を表1に示すとおりに変更した以外は実施例1と同様にして白色ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの層厚構成、物性は表1の通りであった。
参考例3で得られたPET−Cと参考例6で得られたPET−Fを硫酸バリウム添加量が30重量%となるように混合し、回転式真空乾燥機にて180℃で3時間乾燥した。乾燥の終了したチップを押出し機1に供給し280℃で溶融押出しした。参考例3で得られたPET−Cと参考例6で得られたPET−Fを硫酸バリウム添加量が5重量%となるように混合し、回転式真空乾燥機にて180℃で3時間乾燥した。乾燥の終了したチップを押出し機2に供給し280℃で溶融押出しした。それぞれの押出し機で溶融したポリマーを、3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ダイスよりシート状に成形した。さらにこのシートを表面温度25℃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3.0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220℃に加熱された雰囲気中で熱固定を行い、横方向に2%の幅入れを行い、室温まで冷やして白色ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの層厚構成、物性は表1の通りであった。
硫酸バリウム添加量、各層膜厚を表1に示すとおりに変更した以外は実施例8と同様にして白色ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの層厚構成、物性は表1の通りであった。
参考例1で得られたPET−Aと参考例4で得られたPET−Dを硫酸バリウム添加量が30重量%となるように混合し、回転式真空乾燥機にて180℃で3時間乾燥した。乾燥の終了したチップを押出し機1に供給し280℃で溶融押出しした。参考例1で得られたPET−Aと参考例4で得られたPET−Dを硫酸バリウム添加量が5重量%となるように混合し、回転式真空乾燥機にて180℃で3時間乾燥した。乾燥の終了したチップを押出し機2に供給し280℃で溶融押出しした。それぞれの押出し機で溶融したポリマーを、3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ダイスよりシート状に成形した。さらにこのシートを表面温度25℃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3.0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220℃に加熱された雰囲気中で熱固定を行い、横方向に2%の幅入れを行い、室温まで冷やして白色ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの層厚構成、物性は表1の通りであった。
参考例2で得られたPET−Bと参考例7で得られたPET−Gを酸化チタン添加量が30重量%となるように混合し、回転式真空乾燥機にて180℃で3時間乾燥した。乾燥の終了したチップを押出し機1に供給し280℃で溶融押出しした。参考例2で得られたPET−Bと参考例7で得られたPET−Gを酸化チタン添加量が5重量%となるように混合し、回転式真空乾燥機にて180℃で3時間乾燥した。乾燥の終了したチップを押出し機2に供給し280℃で溶融押出しした。それぞれの押出し機で溶融したポリマーを、3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ダイスよりシート状に成形した。さらにこのシートを表面温度25℃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3.0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220℃に加熱された雰囲気中で熱固定を行い、横方向に2%の幅入れを行い、室温まで冷やして白色ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの層厚構成、物性は表1の通りであった。
参考例3で得られたPET−Cと参考例8で得られたPET−Hを酸化チタン添加量が30重量%となるように混合し、回転式真空乾燥機にて180℃で3時間乾燥した。乾燥の終了したチップを押出し機1に供給し280℃で溶融押出しした。参考例3で得られたPET−Cと参考例8で得られたPET−Hを酸化チタン添加量が5重量%となるように混合し、回転式真空乾燥機にて180℃で3時間乾燥した。乾燥の終了したチップを押出し機2に供給し280℃で溶融押出しした。それぞれの押出し機で溶融したポリマーを、3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ダイスよりシート状に成形した。さらにこのシートを表面温度25℃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3.0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220℃に加熱された雰囲気中で熱固定を行い、横方向に2%の幅入れを行い、室温まで冷やして白色ポリエステルフィルムを得た。得られたフィルムの層厚構成、物性は表1の通りであった。
Claims (3)
- 硫酸バリウム粒子8〜40重量部および重量平均分子量が50000〜65000のポリエステル60〜92重量部からなることを特徴とする、太陽電池裏面保護膜用白色ポリエステルフィルム。
- 巻き癖指数が40mm以下である、請求項1記載の太陽電池裏面保護膜用白色ポリエステルフィルム。
- 光線反射率が85%以上である、請求項1記載の太陽電池裏面保護膜用白色ポリエステルフィルム。
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---|---|---|---|---|
WO2011040398A1 (ja) | 2009-09-29 | 2011-04-07 | 東洋紡績株式会社 | 太陽電池用ポリエステルフィルム |
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