JP5267400B2 - 太陽電池用白色ポリエステルフィルム - Google Patents
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Description
本発明におけるポリエステル組成物の固有粘度は、得られるフィルムの強度、加工性等の点で、0.40dl/g以上が好ましく、より好ましくは0.45〜0.7dl/gである。
なお、物性の測定方法、効果の評価方法は次の方法に従って行った。
酸化チタン粒子を、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置(堀場製作所製LA950)を用いて粒度分布の測定を行う。測定温度25℃、純水溶媒の循環速度1.2L/minの条件下、酸化チタンを光線透過率80〜90%になるように添加し、測定した等価球形分布における積算体積分率50%の粒子径を平均粒子径とした。
ビーカー(300ml)に純水180gと酸化チタン20gを秤量しガラス棒で十分に攪拌、分散させる。この際使用する純水は比抵抗が25×104Ω・cm以上のものを使用する。次に該分散液を電熱器上で5分間煮沸する。煮沸後、室温まで冷却し該分散液の重量を200g(±0.1g以内)となるように純水を追加する。該分散液を18℃に調整後、電気伝導度計(東亜電波(株)製CM−30S)にて測定し指示値を読む。次式によって指示値を比抵抗に換算する。
比抵抗(Ω・cm)=1/R×106
R:試料の電気伝導度計指示値(μS/cm)
(3)ポリエステル組成物の固有粘度
25℃のオルトクロロフェノールで溶解後、酸化チタンを遠心沈降後上澄み液を採取し、0.1g/cc濃度で測定した。
蛍光X線元素分析装置(堀場製作所社製、MESA−500W型)で、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属元素、リン元素、チタン元素を測定し、あらかじめ求めた検量線より求めた。
Mauriceの方法に準じた。ポリエステル組成物2gをo−クレゾール/クロロホルム(重量比7/3)50mlに溶解し、遠心沈降後の上澄み液を採取した。該上澄み液を、N/20−NaOHメタノール溶液によって滴定し、カルボキシル末端基量として当量/ポリエステル1tの値で示した。
ポリエステル組成物中の粗大粒子量の指標として、富士フィルター製フジメルトスピニングテスター(MST−C400)を用いて濾過圧力を測定した。ポリエステル組成物のチップをあらかじめ145℃で7.5時間乾燥後、メルトスピニングテスターのシリンダー温度290℃で、濾過面積2.5cm2のフィルタ−目開き20μm焼結繊維フィルター、吐出量14.4g/minの条件下測定し、初期圧力と3時間後圧力との差を濾過圧力ΔPとして判定した。ΔPが1MPa以下を合格○、1MPaを超えるものを×とした。
日立自記分光光度計EPE−2を用いてタングステン光源で測定した450nmおよび550nmのフィルム各反射率R450およびR550から次式によって算出した。
白度(%)=4R450−3R550
(8)ポリエステルフィルムの隠蔽性
マクベス社透過濃度計TD−504で、フィルムの可視光線透過濃度を測定し、隠蔽性とした。ここでいう透過濃度は次式より算出した。
ここで、O・D:透過濃度(−)
T:可視光透過率(%)
(9)ポリエステルフィルムの光沢度
JIS Z84741に従い、60度鏡面光沢を測定し、フィルムの光沢度を測定した。
フィルムを東京電色(株)製「TC−1800MKII」を用いてJIS Z−8722の方法に準じて、透過法によるL値、b値を測定した。
85℃−85%RHの雰囲気にフィルムをエージングし、ASTM−D61Tによりシートの破断伸度を測定し、エージングなしの破断伸度を100%にしたときの比(保持率)で比較し下記の基準で判定した。
エージング時間:0hr(100%)、3000hr
・ :保持率が60%以上
○:保持率が50%以上〜60%未満
△:保持率が40%以上〜50%未満
×:保持率が40%未満
実施例1
(酸化チタンの製造)
イルメナイト鉱を粉砕し、硫酸で溶解させながらチタン成分と硫酸とを反応させて、硫酸チタニル(TiOSO4)を生成させ、静置分級、濾過した後、硫酸チタニルを加熱加水分解し含水酸化チタン(TiO(OH)2)を生成する。該含水酸化チタンを、酸化チタンに対してリン元素として500ppmとなるように五酸化二リンを添加し、ロータリーキルンを用いて950℃で10時間加熱焼成して、得られた二酸化チタン粒子を水スラリーとし、サンドミルで湿式粉砕し、粗粒と金属イオンを除去するための遠心分離の工程では、遠心分離器としてスーパーデカンター(トモエ製P−3000)を使用し湿式分級を実施した。該湿式分級は、酸化チタンの15%水スラリーを、ボール回転数4000rpm、バックドライブ回転数1800rpm、供給速度0.4m3/hr、温度45℃で実施し、酸化チタンの比抵抗値が9000Ω・cmとなるまで、サンドミルでの湿式粉砕、スーパーデカンターでの湿式分級を3回繰り返して実施した。その後、脱水・洗浄、150℃で乾燥後、トリメチロールエタンを酸化チタンに対して0.2重量%添加し、ジェットミルを用いて酸化チタンを50kg/hrで供給、エア温度270℃、圧力6.5kg/cm2、風量10m3/minで乾式粉砕することで平均粒径0.5μm、比抵抗値9000Ω・cm、リン元素500ppmのアナターゼ型酸化チタンを得た。
反応開始モル比1.15のテレフタル酸、エチレングリコールを140〜260℃で水を留出させながらエステル化反応を行う。エステル化反応が終了した後、常圧下、三酸化アンチモンをアンチモン元素として200ppm、酢酸マグネシウム・4水和物をマグネシウム元素として60ppm、さらにトリメチルフォスフェートをリン元素として15ppmとなる量添加し、反応系を常圧から100Paまで徐々に下げ、290℃まで昇温して重縮合反応を終了させポリエステル組成物Aを得た。ポリエステル組成物の特性は、固有粘度0.62dl/gであり、カルボキシル末端基30eq/tであった。
未乾燥ポリエステル組成物Aを50kg/hr、酸化チタンを粉体でサイドフィーダーより50kg/hrとなるように供給し、合計100kg/hr(Q)で46mmφのL/D45の同方向ベント式二軸混練機を用いて、スクリュー回転数200rpm(Ns)、Q/Ns=0.5で樹脂温280℃、真空度5kPaAで押し出しポリエステル組成物Bを得た。ポリエステル組成物Bの特性を表1に示すが、カルボキシル末端基も低く、濾過圧力も低いことから酸化チタンの分散性は良好であった。
反応開始エチレングリコールモル比1.85のジメチルテレフタレート、エチレングリコールをエステル交換触媒として酢酸マンガンをマンガン元素として130ppm、三酸化アンチモンをアンチモン元素として400ppmとなるように加え、140〜220℃でメタノールを留出させ、エステル交換反応を終了させた。次いで、系内に平均粒径が3.6μm、吸油量が220ml/100gの凝集シリカを、6重量部およびリン酸をリン元素として80ppm(対凝集シリカ)を、エチレングリコールスラリーとして、添加した。反応系を常圧から100Paまで徐々に下げ、290℃まで昇温して重縮合反応を終了させポリエステル組成物Cを得た。ポリエステル組成物の特性は、固有粘度0.60dl/gであり、カルボキシル末端基15eq/tであった。
ポリエステル組成物A(無粒子)、B(酸化チタン含有)、C(凝集シリカ含有)を67:28:5の比率でフィルムに配合して使用した。これらの原料については、減圧乾燥機にて乾燥し、押出機に供給した。ポリエステル組成物は押出機にて280℃で溶融状態とし、ギヤポンプおよびフィルタを介した後、Tダイに供給しシート状に成形した後、表面温度20℃に保たれたキャスティングドラム上で急冷固化した。得られたキャストフィルムは、90℃に設定したロール群で加熱し、縦方向に3.2倍延伸後、テンターに導き、100℃の熱風で予熱後、横方向に3.7倍延伸した。延伸したフィルムは、そのまま、テンター内で200℃の熱風にて熱処理を行い、室温まで徐冷後、巻き取った。得られたフィルムの厚みは、50μmでフィルム中の酸化チタン含有量は14重量%であった。ポリエステルフィルムの特性を表2に示した。フィルムの白色度、隠蔽性、光沢度、色調、耐加水分解性ともに良好であった。
酸化チタンの平均粒径、表面処理剤の種類、表面処理量、リン量およびポリエステル組成物の酸化チタン含有量を表1に示す条件に変更した以外は実施例1と同様の方法でポリエステル組成物、フィルムを得た。結果を表1、2に示す。
酸化チタンの製造において、サンドミルでの湿式粉砕、スーパーデカンターによる湿式分級処理を1回に変更し、スーパーデカンターでの湿式分級条件で酸化チタンスラリー温度を20℃とする以外は実施例1と同様の方法でポリエステル組成物、フィルムを得た。結果を表1、2に示す。
酸化チタンの製造において、サンドミルでの湿式粉砕、スーパーデカンターによる湿式分級処理を5回に変更し、スーパーデカンターでの湿式分級条件で酸化チタンスラリー温度を55℃とする以外は実施例1と同様の方法でポリエステル組成物、フィルムを得た。結果を表1、2に示す。
酸化チタンの結晶形態、平均粒径、表面処理剤の種類、表面処理量およびポリエステル組成物の酸化チタン含有量を表1に示す条件に変更した以外は実施例1と同様の方法でポリエステル組成物、フィルムを得た。結果を表1、2に示す。
サンドミルでの湿式粉砕を1回、スーパーデカンターによる湿式分級処理を実施しないこと以外は実施例1と同様の方法でポリエステル組成物、フィルムを得た。結果を表1、2に示すが、カルボキシル末端基およびろ圧共に高く、フィルムの耐加水分解性が劣るものであった。
Claims (2)
- 主たる繰り返し単位がエチレンテレフタレートから成るポリエステルフィルムであって、該ポリエステルフィルムが、平均粒径0.1〜1.0μm、10重量%の水分散体として測定した電気伝導度より算出した比抵抗が7000〜10000Ω・cm、多価アルコールで0.05〜2.0重量%表面処理されたアナターゼ型酸化チタンを10〜60重量%含有し、かつ、カルボキシル末端基が50〜100eq/tであることを特徴とする太陽電池用白色ポリエステルフィルム。
- 多価アルコールがトリメチロールエタンであり、リン元素を酸化チタンに対して300〜700ppm含有することを特徴とする請求項1記載の太陽電池用白色ポリエステルフィルム。
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