(57)【要約】      （修正有）【課題】熱及び水分のような環境条件への長期曝露中、亀裂又は剥脱の生じない、不透明、反射型、低収縮性ソーラー裏面フィルムを提供する。【解決手段】示差走査熱量測定により測定し、ガラス転移（Ｔｇ）の終点から２３０℃までで測定されたとき約−１５Ｊ／ｇ〜約５Ｊ／ｇの正味ピーク面積を有するＰＥＴフィルムと、ＰＥＴフィルムを不透明化するための添加剤とを含む。高分子層は、ＰＥＴフィルムに接着し、ソーラーパネル裏面フィルムを構成する。ソーラーパネル裏面フィルムは、一般に、可視光域のある点で５０％以上の反射率を有する。更に、ソーラーパネル裏面フィルムは、ソーラーパネルに適用され、８５℃及び相対湿度８５％に２０００時間曝露されたとき、ＰＥＴフィルムに剥脱又は目に見える亀裂を生じさせない。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）
（ｉ）示差走査熱量測定により測定し、ガラス転移点の終点から２３０℃までで測定されたときの約−１５Ｊ／ｇ〜約５Ｊ／ｇの正味ピーク面積、及び
（ｉｉ）ポリエチレンテレフタレートフィルムを不透明化するための添加剤を有する、ポリエチレンテレフタレートフィルムと、
ｂ）ポリエチレンテレフタレートフィルムに接着してソーラーパネル裏面フィルムを構成する高分子層であって、該ソーラーパネル裏面フィルムが、可視光域のある点で、５０％以上の反射率を有し、該ソーラーパネル裏面フィルムが、ソーラーパネルに適用され、８５℃及び相対湿度８５％に２０００時間曝露されたとき、ポリエチレンテレフタレートフィルムに剥脱又は目に見える亀裂を生じさせない高分子層とを含む、ソーラーパネル裏面フィルム。
【請求項２】
示差走査熱量測定により測定し、前記正味ピーク面積が、そのガラス転移の終点から２３０℃までで測定されたとき約−７Ｊ／ｇ〜約０Ｊ／ｇである、請求項１に記載のソーラーパネル裏面フィルム。
【請求項３】
前記ソーラーパネル裏面フィルムが、８５℃及び相対湿度８５％に２０００時間曝露した後、前記ポリエチレンテレフタレートフィルムと、前記ポリエチレンテレフタレートフィルム内で凝集していない高分子層との間で接着破壊機構を示す、請求項１に記載のソーラーパネル裏面フィルム。
【請求項４】
前記反射率が、可視光域内のある点で７０％以上である、請求項１に記載のソーラーパネル裏面フィルム。
【請求項５】
前記高分子層が、ポリオレフィンを含む、請求項１に記載のソーラーパネル裏面フィルム。
【請求項６】
ＵＶ保護を提供する層が、前記高分子層の反対側のソーラーパネル裏面フィルムの外側に面する表面に適用される、請求項１に記載のソーラーパネル裏面フィルム。
【請求項７】
前記高分子層が、フルオロポリマーを含む、請求項１に記載のソーラーパネル裏面フィルム。
【請求項８】
前記フルオロポリマーが、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、又はこれらの組み合わせから選択される重合単位を含み、任意に、他の完全にフッ素化された、部分的にフッ素化された又はフッ素化されていないモノマーを含む、請求項７に記載のソーラーパネル裏面フィルム。
【請求項９】
前記フルオロポリマーが、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、エチレン−コ−テトラフルオロエチレンポリマー、又は、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロエチレン若しくはフッ化ビニリデンのコポリマーから選択される、請求項７に記載のソーラーパネル裏面フィルム。
【請求項１０】
ＡＳＴＭ  ２３０５−０２に従って１５分間保持したとき、前記ソーラーパネル裏面フィルムが、１５０℃で測定したとき１％未満の収縮率を有する、請求項１に記載のソーラーパネル裏面フィルム。
【請求項１１】
前記ポリエチレンテレフタレートフィルムの前記高分子層への接着が、８５℃及び相対湿度８５％に２０００時間曝露した後、少なくとも１ポンド／直線インチである、請求項１に記載のソーラーパネル裏面フィルム。
【請求項１２】
前記ポリエチレンテレフタレートフィルムが、８５℃及び相対湿度８５％に２０００時間曝露した後、少なくとも１０％の破断伸びを示す、請求項１に記載のソーラーパネル裏面フィルム。
【請求項１３】
前記添加剤が、１０重量％以上の濃度で存在する、請求項１に記載のソーラーパネル裏面フィルム。
【請求項１４】
前記添加剤が、ＴｉＯ2を含む、請求項１３に記載のソーラーパネル裏面フィルム。
【請求項１５】
（ａ）０．６０以上の固有粘度を有するポリエチレンテレフタレートフィルムと、
（ｂ）該ポリエチレンテレフタレートフィルムに接着してソーラーフィルムを構成する、少なくとも１層の他の高分子層であって、該ソーラーフィルムが、ソーラーパネルに適用され、８５℃及び相対湿度８５％に２０００時間曝露されたとき、該ポリエチレンテレフタレートフィルムが、目に見える亀裂又は剥脱を呈しない高分子層とを含む、フィルム。
【請求項１６】
前記ソーラーパネル裏面フィルムが、１５０℃で測定したときマシン方向に１％未満の収縮率及び、７０％以上の可視光域内での反射率を示す、請求項１５に記載のソーラーパネル裏面フィルム。
【請求項１７】
（ａ）ガラスと、
（ｂ）ポリマーに封入され、該ガラスに接着された複数の太陽電池と、
（ｃ）ガラスの反対側の表面上で該ポリマーに接着された請求項１に記載のソーラーパネル裏面フィルムとを含む、ソーラーパネル。
【請求項１８】
前記ソーラーパネル裏面フィルムが、前記ポリマーへ接着するよう処理された、請求項１７に記載のソーラーパネル
【請求項１９】
ａ）
（ｉ）示差走査熱量測定により測定し、ガラス転移点の終点から２３０℃までで測定されたとき約−１５Ｊ／ｇ〜約５Ｊ／ｇの正味ピーク面積、及び
（ｉｉ）ポリエチレンテレフタレートフィルムを不透明化するための添加剤を有する、ポリエチレンテレフタレートフィルムを提供する工程と、
ｂ）ポリエチレンテレフタレートフィルムに高分子層を適用してソーラーパネル裏面フィルムを構成する工程であって、該ソーラーパネル裏面フィルムが、可視光域のある点で５０％以上の反射率を有し、該ソーラーパネル裏面フィルムが、ソーラーパネルに適用され、８５℃及び相対湿度８５％に２０００時間曝露されたとき、ポリエチレンテレフタレートフィルムに剥脱又は目に見える亀裂を生じさせない工程とを含む、ソーラーパネル裏面フィルムを製造する方法。
【請求項２０】
（ａ）ガラスと、
（ｂ）ポリマーに封入され、該ガラスに接着された複数の太陽電池と、
（ｃ）ガラスの反対側の表面上で該ポリマーに接着された請求項１５に記載のソーラーパネル裏面フィルムとを含む、ソーラーパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソーラーモジュール裏面フィルムとして有用なＰＥＴフィルム又は積層体、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ソーラーパネル裏面フィルムは、多くの場合、ソーラーパネルに定置される太陽光電池モジュールの耐久性、耐用寿命、及び性能を高めるために用いられる。ソーラーパネル裏面フィルムは、多くの場合、性能を向上させるために、異なる材料の特性を組み合わせようと試みる、多層フィルム又は積層体構造である。このような特性としては、水、切断抵抗、耐候性及び電気絶縁のような、要素に対するバリア抵抗性が挙げられる。更に、ソーラーパネル裏面フィルムの反射率は、ソーラーモジュールの電力出力を向上させることができる。従来の積層体は、ソーラーモジュールに対する多くの要求に取り組んできたが、多くの場合、特性のバランスを誤ったり、より高価になったり、又は取扱若しくは加工が難しくなる結果になっている。更に、多層フィルムの内層は、多くの場合、モジュールの耐用期間の終わりまで、完全には保護されない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
太陽光電池モジュールの耐久性、耐用寿命及び性能を向上させるために、積層体は、ポリエチレンテレフタレート（以後「ＰＥＴ」）のようなバリア材料のより厚い層で構築されているか、又は、金属箔、無機コーティング、若しくはフルオロポリマーを含む多層ポリマーの使用に頼っている。これらの試みは、典型的には、多くの場合、より高価になり、かつソーラーモジュールの性能を必ずしも向上しない構成に終わる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
それらの物理的及び機械的一体性を維持し、熱及び水分のような環境条件への長期曝露中、亀裂又は剥脱の生じない、不透明、反射型、低収縮性ソーラー裏面フィルムを構築するための、改善されたＰＥＴフィルムに対する要求が存在する。不透明度及び反射率を高めるために、このようなＰＥＴフィルムに色素を添加することは、典型的には、環境的耐用寿命に対して悪影響を与える。同様に、ＰＥＴフィルムの収縮率を低下させる努力もまた、その耐用年数を短くする場合がある。
【０００５】
簡潔に言えば、本発明は、ソーラーパネル構造物で用いられる従来のフィルムの欠陥に対処するための、ソーラーパネル裏面フィルムを目的とする。本発明のフィルムは、示差走査熱量測定により測定し、ガラス転移（Ｔｇ）の終点から２３０℃までで測定されたとき約−１５Ｊ／ｇ〜約５Ｊ／ｇの正味ピーク面積を有するＰＥＴフィルムと、ＰＥＴフィルムを不透明化するための添加剤とを含む。高分子層をＰＥＴフィルムに接着し、ソーラーパネル裏面フィルムを構成する。ソーラーパネル裏面フィルムは、一般的に、可視光域のある点で５０％以上の反射率を有する。更に、ソーラーパネル裏面フィルムは、ソーラーパネルに適用され、８５℃及び相対湿度８５％に２０００時間曝露されたとき、ＰＥＴフィルムに剥脱又は目に見える亀裂を生じさせない。
【０００６】
本発明の別の実施形態では、ソーラーパネル裏面フィルムは、高分子層に固着した、０．６５以上の固有粘度を有するＰＥＴフィルムを含む。このフィルムは、ソーラーパネルに適用され、８５℃及び相対湿度８５％に２０００時間曝露されたとき、ＰＥＴフィルムに剥脱又は目に見える亀裂を生じさせない。
【０００７】
別の実施形態は、本発明のフィルムを調製する方法を含む。本発明はまた、ソーラーパネルの耐久性及び耐用寿命を向上させるための、特定のソーラーパネル裏面フィルムを利用するソーラーパネルを提供する。
【０００８】
本発明のその他の特徴及び利点は、本発明の以下の詳細な説明及び特許請求の範囲により明らかとなるであろう。本開示内容の原理に関する上述の発明の概要は、本開示内容の、例示されたそれぞれの実施形態又は全ての方法を説明することを意図しない。以下の詳細な説明は、本明細書に開示される原理を使用したある好ましい実施態様を特により詳細に例示している。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、高分子層に固着したポリエチレンテレフタレートフィルムを含む、改善された特性を有するソーラーパネル裏面フィルムである。モジュール上で裏面フィルムとして利用するとき、ＰＥＴフィルムは、太陽光電池モジュールの耐久性及び耐用寿命を増加させ、性能を高める。ソーラーパネル裏面フィルムは、その基本形では、ＰＥＴフィルム及びＰＥＴフィルムに接着された高分子層を包含する多層構造である。ＰＥＴフィルムは、示差走査熱量計によって測定し、ガラス転移点の終点から２３０℃までで測定されたとき、約−１５Ｊ／ｇ〜約５Ｊ／ｇの正味ピーク面積を有する。更に、ＰＥＴフィルムは、フィルムを不透明化するための添加剤を含む。ＰＥＴフィルムの製造では、マシン方向の伸長と横方向の伸長との積を伸長面積と称することができる。この伸長面積は、典型的には、約１１以上、好ましくは、１２以上である。それは、１２．５以上であっても、又は１３以上であってもよい。
【００１０】
ＰＥＴフィルム
一般に、本発明で用いるのに好適なＰＥＴフィルムは、幅出しと呼ばれる周知のプロセスにより製造することができ、これはフィルムの分子構造を配向するものである。フィルムは、従来認められた技術により順次又は同時に２軸配向してよい。ガラス転移の終点から２３０℃までで測定したＰＥＴフィルムの正味ピーク面積は、ＰＥＴフィルムの製造に用いられるプロセスパラメータにより変化させることができる。具体的には、ＰＥＴフィルムの幅出しラインのヒートセットゾーン及び冷却ゾーンを含む種々のゾーンの温度、滞留時間及び気流速度を用いて、この特性を調節することができる。ヒートセット温度は、２４０℃未満が好ましく、より好ましくは、２３０℃以下である。ヒートセット条件が低すぎる場合、得られるフィルムは十分に又は適切に結晶化しない場合がある。マシン方向と横方向との延伸比を用いて、ＰＥＴフィルムで望ましい種々の特性を実現することができる。
【００１１】
本発明の目的のために、ＴＡインスツルメンツ２９２０型モジュレーティッド（登録商標）（TA Instruments model 2920 Modulated）示差走査熱量計（ＭＤＳＣ）を用いて、ＰＥＴフィルムサンプルを分析してよい。４℃／分の線形加熱速度を、６０秒毎に＋／−０．６３６℃の摂動振幅で適用する。試料を、−１０〜３００℃の温度範囲の熱プロファイルに供する。これにより、熱流、逆熱流及び非逆熱流として指定される３つの信号が生じる。
【００１２】
逆熱流信号を用いて解析ソフトウェアにより、ガラス転移の終点を決定することができる。主な融解転移後、この終点とベースラインへの回復との間の線形ベースラインを用いて、熱流信号を積分する。次いで、それぞれのサンプルについて、熱流信号のガラス転移終点と２３０℃との間の正味ピーク面積の値を求めてよい。ピーク面積の積分結果をサンプル重量に対して正規化し、ジュール／グラム（Ｊ／ｇ）で報告する。積分端は、主な融解の開始前である２３０℃を選択する。
【００１３】
正の数として発熱ピーク及び負の値として吸熱ピークを記述する規則を用いて、次いで、Ｔｇの終点から２３０℃までの温度領域の積分結果を利用し、個々のＰＥＴフィルムと比較することができる。本発明のフィルムは、典型的には、正味ピーク面積が約−１５Ｊ／ｇ〜約５Ｊ／ｇ、好ましくは約−７Ｊ／ｇ〜０Ｊ／ｇの範囲である、ガラス転移の終点と２３０℃の間の領域に微小ピークを含む。好ましいＰＥＴフィルムは、約１２５〜１３０℃で発熱低温結晶化ピークを呈しない。本発明のＰＥＴフィルムは、好ましくは、２３０℃の前に微小吸熱ピークを示すか、又は線形積分ベースラインを近似する熱流曲線による正味吸熱ピーク領域を示す。
【００１４】
本発明に従って製造されたＰＥＴフィルムは、別の高分子層と組み合わせられる。その際、高分子層と組み合わせた後のＰＥＴフィルムの著しい収縮は、目的とするソーラーパネル裏面フィルムの最終的な特性に悪影響を与える場合がある。著しい収縮は、ソーラーパネル裏面フィルムのしわを引き起こす場合さえある。それ故、ＰＥＴフィルムの収縮率は、好ましくは約１％以下であり、用途に応じて最も好ましくは０．５％未満である。収縮率は、ＡＳＴＭ  ２３０５−０２に定められているように、１５０℃で１５分間測定される。ヒートセットゾーン内の温度及び／又は滞留時間が減少するにつれて、ＰＥＴフィルムの収縮率は増加する傾向があり、最終的にはこの増加を妨げる工程が必要になる場合がある。製造プロセス中、フィルム上に定置される配向及び拘束により、収縮をある程度制御することができる。ヒートセット直後又は後の第２のプロセスで、ＰＥＴフィルムを更に熱処理に曝露することにより、収縮率を低減することも可能である。好ましくは、用いられる温度は、元のヒートセットプロセスで用いられる温度より低く、ＰＥＴフィルムは、収縮を取り除くために若干又は完全に非拘束であるべきである。ロールツーロール、連続又はバッチプロセスでの熱収縮を低減するために好ましい温度は、通常１４０℃〜２２０℃の範囲である。ＰＥＴフィルムの収縮はまた、他の層を接着してソーラーモジュール裏面フィルムを製造した後低下する場合もあるが、通常ＰＥＴフィルムに材料を適用する前にフィルムの収縮を取り除くことが好ましい。
【００１５】
本発明のＰＥＴフィルムは、一般に、約０．０２ｍｍ（１ｍｉｌ）以上、好ましくは０．０５ｍｍ（２ｍｉｌ）以上の厚さを有する。別の実施形態では、ＰＥＴフィルムはまた、多層のＰＥＴから形成してもよい。薄いＰＥＴ層は単独で、ＰＥＴフィルムの亀裂を引き起こし得る最終用途での機械的力に耐えることができる場合がある。
【００１６】
ＰＥＴフィルムの不透明化は、ソーラーパネル裏面フィルムで所望の水準の反射率を達成するために好ましい。ＣａＣＯ３、ＺｎＯ、ＢａＳＯ４、又はＴｉＯ２のような無機物を含む、種々の添加剤を、組み合わせて又は単独で用いて、ＰＥＴを不透明化してよい。ＰＥＴフィルム内で過剰な微小空洞化を誘発しないものが好ましい。微小空洞化とは、小さな空洞又は穴がフィルム内に生じ得ることを意味する。この微小空洞化は、フィルムの不透明化の一因となり得る、それを脆弱化する場合もある。過剰な場合、それは環境老化中のフィルムの剥脱の一因となる場合があり得る。剥脱は、フィルムの層又は片がＰＥＴフィルムから容易に除去される貼着機構を通して、ＰＥＴフィルムがそれ自体内で機能しなくなることを意味する。微小空洞化の程度はまた、ＰＥＴフィルムの製造条件、即ち、分子の配向、ヒートセット温度及び低分子量ＰＥＴにより影響を受け、これらは全てＰＥＴフィルムをより剥脱しやすくし得る。
【００１７】
ＰＥＴフィルムを不透明化するための好ましい添加剤は、ＴｉＯ２である。上述のように、ＢａＳＯ４を用いてフィルムを不透明化することもできるが、特定の条件下及び／又は水準では、それはＰＥＴフィルムの剥脱の一因となり得る。好ましくは、ＰＥＴフィルムは少なくとも５０％不透明であり、典型的には、少なくとも５重量％の添加剤を含有し、これは多くの場合最高１０％以上の濃度で使用される。ソーラーモジュール裏面フィルム全体の不透明度は、通常８０％以上であり、多くの場合最大９０％又は更には９５％及びそれ以上である。ソーラーモジュール裏面フィルムの不透明度は、ＰＥＴフィルム単独で、又は他の不透明層の添加、着色若しくは別の方法で達成してよい。ＰＥＴフィルムのいずれかの側に位置する不透明化層を利用して、下層のＰＥＴフィルムにＵＶ保護を提供することができる。
【００１８】
ＰＥＴフィルムの剥脱は、それを十分に高分子層に接着し、次いで積層体を湿熱下で老化させることにより、容易に測定できる。湿熱条件は８５℃及び相対湿度８５％と定義する。湿熱下で老化させた後、ＰＥＴフィルムの他のポリマーへの層間接着を、２枚のフィルムを引き剥がすことにより評価できる。剥脱するＰＥＴフィルムは、一般に、実験の章に記載する剥離試験を介して測定したとき、０．１８ｋｇ／ｃｍ（１ｐｌｉ）以下の層間接着値を有する。ＰＥＴフィルムが剥脱する場合、そのＰＥＴフィルムに接着されたポリマーの露出面の界面は、ＰＥＴフィルムの残部を示す。典型的には、これは、視覚的に、又は化学分析電子分光法（ＥＳＣＡ）のような表面分析技術を介して評価できる。好ましくは、第２ポリマーに接着したＰＥＴフィルムは、２０００時間以上湿熱に曝露した後、容易には剥脱せず、破壊メカニズムは第２ポリマー内の接着破壊又は凝集破壊によるものである。いくつかの例では、ＰＥＴフィルムは、特にそれが固着している材料より弱い場合、亀裂が入ったり、裂けたり、又は別の方法で壊れる場合がある。これは必ずしも剥脱としては解釈されない。試験に用いる接着メカニズムは、長期間湿熱に耐え得るべきである。
【００１９】
不透明化添加剤は、典型的には、商業的に入手した濃縮物を添加することができ、又は当該技術分野において周知の方法で合成することができる。あるいは、それらは、重合中にＰＥＴに添加することができる。濃縮物を用いる場合、添加剤及びキャリア樹脂の両方は、時に、ＰＥＴフィルムの加水分解耐用期間を減じる場合がある。ＰＥＴフィルム内での添加剤の分散を改善すると、その影響を減らすことができる。
【００２０】
ＰＥＴの押出成形条件は、更に、ＰＥＴフィルムの性能を低下させ得ることが、当該技術分野においては一般に認識されている。不透明化ＰＥＴフィルムの固有粘度（ＩＶ）は、少なくとも０．５、好ましくは０．５５以上であってよく、また０．６、０．６２又は０．６５の高さであってよい。他の実施形態では、フィルムのＩＶは、０．７又は更に０．８以上の高さであってよい。ＩＶが増加するにつれて、ＰＥＴフィルム製造の要件はより厳しくなり得る。フィルム及び樹脂のＩＶは、当該技術分野において周知の技術により容易に測定することができる。例えば、Ｅ．Ｉ．デュポン・ド・ヌムール社（E.I. du Pont de Nemours and Company）（デラウェア州、ウィルミントン（Wilmington））、インヴィスタ（Invista）（カンザス州、ウィチタ（Wichita））、又はイーストマン・ケミカル社（Eastman Chemical Company）（テネシー州、キングスポート（Kingsport））から、広範囲のＩＶの市販の樹脂が入手可能である。その上、様々なＩＶの樹脂をブレンドして、特定のＩＶを達成することができる。更に、ＰＥＴフィルム製造プロセスからの再利用若しくはエッジトリム又は既に熱曝露がみられる樹脂の使用は、ＰＥＴフィルムの性能に悪影響を与え得る。好ましくは、再利用ＰＥＴ樹脂の量は５０％未満である。既に熱履歴のある又はより低いＩＶを有する再使用材料の有害な影響を軽減するために、固体状態重合のような技術を適用することができる。フィルムを製造するために用いられるＰＥＴ樹脂は、当該技術分野において一般に既知であり、他の添加剤、安定剤及び末端保護剤を含有してよい。好ましくは、それらは分岐剤を含有しない。
【００２１】
ＰＥＴフィルムのＩＶが０．６５以上であるとき、不透明度はまた、ソーラーパネル裏面フィルム内に他の層を組み込むことにより提供してもよい。これらの層はＰＥＴフィルムのいずれかの側に位置してよい。あるいは、本発明によるフィルムは、添加剤を除くことにより、フィルムを不透明化してよい。フィルムを不透明化するための本明細書における教示は、このような添加剤又は不透明層を用いることなくフィルムに適用可能である。得られるフィルムは、ソーラーパネル前面フィルムとして好適である場合がある。
【００２２】
高分子層
高分子層は、一般に、ソーラーパネル裏面フィルムの機能寿命を延ばすために、耐候性層として適用されるが、ＰＥＴフィルムのいずれの側に適用される層であってもよい。高分子層は、環境条件に耐えることができる任意のポリマーを含んでよい。種々の種類の材料を高分子層として用いてよい。好ましくは、裏面フィルムは、ＵＶ及び悪天候のような環境への曝露からソーラーモジュールのＰＥＴフィルム及び／若しくは内層又は他の構成要素を保護するための層又は手段を含有する。好ましい層は、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、クロロ−トリフルオロエチレンテトラフルオロエチレンのホモポリマー若しくはコポリマー、又はこれらと、他のフッ素化されていない、部分的に若しくは完全にフッ素化されたモノマーとの組み合わせが挙げられるがこれらに限定されないフルオロポリマーを含む。好適なフルオロポリマーの例としては、Ｅ．Ｉ．デュポン・ド・ヌムール社（E.I. du Pont de Nemours and Company）（デラウェア州、ウィルミントン（Wilmington）からテドラー（Tedlar）として入手可能なポリフッ化ビニル、及びダイネオン社（Dyneon LLC）（オークデール（ミネソタ州、Oakdale）からのポリフッ化ビニリデン、エチレン−コ−テトラフルオロエチレンポリマー、又は、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン若しくはフッ化ビニリデンのコポリマーのようなポリマーが挙げられる。
【００２３】
ＰＥＴフィルムと組み合わせられた高分子層はまた、アイオノマー及びＥＶＡ樹脂を含むポリオレフィンのような、太陽電池を内部に封入するために用いられる材料を含んでもよい。更に、太陽電池の裏面フィルムは、ソーラーモジュールを製造するために用いられるのと同じ積層工程で形成してよい。任意の高分子層は、色素、充填剤、架橋剤、安定剤及び他の改質添加剤を含有してよい。
【００２４】
ソーラーパネル裏面フィルム
ＰＥＴフィルム及び高分子層は、一般に、組み合わせれられてソーラーパネル裏面フィルムを形成する。
【００２５】
多層ソーラーモジュール裏面フィルムの例としては、（１）フルオロポリマー層、接着剤、ＰＥＴフィルム及びポリオレフィン層を含む４層構造、（２）太陽電池封入体としても機能することができるポリマーの層に接着されたＰＥＴフィルムに接着されたＵＶ保護層を含む３層構造、（３）ＰＥＴフィルムに接着されたＰＥＴの第２層、並びに（４）ポリオレフィンに接着されたＰＥＴフィルムが挙げられるが、これらに限定されない。全ての実施形態の層は、ソーラーモジュールに固着することができる。多層フィルム内の個々の層の厚さは、最終用途の適用要件毎に変化及び適合させることができる。
【００２６】
任意に、任意の数の追加層をソーラーパネル裏面フィルムに接着してよい。追加層は、バリア特性を強化するための金属酸化物のような蒸着された材料を含む、下塗り、接着剤、コーティング、スクリム、メッシュ、箔又は別のポリマーであると考えてよい。これらの層は、ＰＥＴフィルム若しくは第２高分子層のいずれかに接着してよく、又はその２つの間に位置してもよい。
【００２７】
多くの例では、コーティング、下塗り、接着剤、バリアコーティング若しくは層、又は類似の剤は、ＰＥＴフィルムと高分子層との間の界面に存在してよい。湿熱老化後の剥脱は、ＰＥＴの残部がＰＥＴフィルムの表面から除去される場合、同様に解釈され、ＰＥＴフィルムの反対側の破壊界面上で検出することができる。ＰＥＴフィルム及び別のポリマーの積層体は、湿熱曝露の期間後、好ましくは、少なくとも０．１８ｋｇ／ｃｍ（１ｐｌｉ、（ポンド／直線インチ））、好ましくは０．２７ｋｇ／ｃｍ（１．５ｐｌｉ）〜０．３６ｋｇ／ｃｍ（２ｐｌｉ）以上の剥離強度を示す。
【００２８】
最も有用であるために、本発明のソーラーパネル裏面フィルムは、使用中に離層するべきではない。つまり、異なる層間の接着剤の固着強度は、例えば、水分、熱、冷気、風、化学物質及び又は他の環境曝露に曝された場合、異なる層が分離するのを防ぐために十分強くかつ安定であるべきである。全ての事例における層間接着を増大させる種々の方法は、一般に当業者に知られている。
【００２９】
種々の方法を使用して、本発明の高分子材料を固着する。例えば、層は、２層間の接着剤材料の層によって相互に接着固着することができる。あるいは、独立に又は接着剤材料と併せて用いられる、一方の又は両方の層の表面処理を用いて、２種類の材料を相互に固着させる。例えば、フルオロポリマーを含む層は、帯電している気体雰囲気で処理され、続いて非フッ素化ポリマーの層が積層される。別の態様として、「結合層」を用いて、フルオロポリマー材料を、実質的に非フッ素化ポリマーを含む材料の層に固着させる。
【００３０】
フルオロポリマーとの層間接着を向上させるための結合層法は、基剤及びカテコールノボラック樹脂、カテコールクレゾールノボラック樹脂、ポリヒドロキシ芳香族樹脂（任意に相間移動触媒を含む）のような芳香族材料をフルオロポリマーとブレンドし、次いで固着前にいずれかの層に適用することを含む。あるいは、この組成物は、米国特許出願公開第２００５／００８０２１０（Ａ１）号に開示されているように、別個の結合層を有しないフルオロポリマー層として用いてよい。
【００３１】
フルオロポリマーを固着させるための別の結合層法は、基剤、クラウンエーテル及び非フッ素化ポリマーの混合物の使用である。この方法は、米国特許第６，７６７，９４８号に開示されている。
【００３２】
フルオロポリマーを固着させるために結合層又は下塗りとして用いてよい別の方法は、アミノ置換オルガノシランの使用を伴う。この方法は、米国特許第６，７５３，０８７号に完全に開示されている。オルガノシランは、任意に、フッ素化ポリマーとブレンドしてよい。
【００３３】
層間接着はまた、無水ポリオレフィン又は酸修飾ポリオレフィンの適用、シラン下塗り剤の適用、電子ビーム照射の利用、紫外線及び熱の利用、コロナ処理又はこれらの組み合わせを含む、種々の方法によっても達成し得る。
【００３４】
当業者は、所望の水準の層間接着を実現するために、適切な従来の固着技術を、選択された多層材料に適合させることができる。
【００３５】
ＰＥＴフィルム及び高分子層を含む得られるソーラーモジュール裏面フィルムは、可視光域内又は約４５０〜約７００ｎｍの範囲内のある点で、より好ましくは、電気を発生させるために太陽電池が利用できる光線範囲の大部分で、少なくとも５０％の反射率を有する。より好ましくは、ソーラーモジュール裏面フィルムは、７０％若しくは８０％以上の反射率を有してよい。反射率は、ソーラーモジュール裏面フィルムの他の層により、部分的に導かれるか、又は増大することができる。好ましくは、ＰＥＴフィルム自体が反射率の大部分を提供する。
【００３６】
不透明化添加剤を組み込むことにより、ＰＥＴフィルムは機械的に弱くなる場合があり、環境条件に曝露したとき、早すぎる脆化をまねく。フィルムの脆化は、ソーラーモジュール裏面フィルムとしてソーラーモジュールの裏面に積層されるとき、湿熱曝露中にＰＥＴフィルムに結果として亀裂が入ることにより、証明される。ソーラーパネル裏面フィルムは、ガラスパネル又はソーラーモジュールにフィルムを固着させ、構造物を既に記載した湿熱条件と同じ条件に供することにより、評価できる。試験期間の終わりに、構造物を湿熱から取り出し、周囲温度に冷却する。ＰＥＴフィルムが十分な特性を保持しない場合、亀裂を示す。これらの亀裂は、特にＰＥＴフィルムが不透明材料の他の層で覆われていない場合、目視できる。好ましくは、ＰＥＴフィルムは、ソーラーモジュール裏面フィルムとしてソーラーモジュールの裏面に積層されたとき、湿熱に２０００時間曝露した後も、亀裂は生じない。
【００３７】
ＰＥＴフィルムはまた、湿熱老化後ソーラーパネル裏面フィルムから抽出し、その機械的特性を測定することもできる。好ましくは、２０００時間湿熱に曝露した後のＰＥＴフィルムは、少なくとも２％、より好ましくは５％、若しくは更には１０％以上のの破断伸びを有する。破断伸びを測定するための試験方法は、実施例の章に記載する。
【００３８】
ソーラーモジュール
ソーラーモジュール又はパネルは、典型的には、光電効果を介して電気を発生させることができる１つ以上の要素を有するガラスの層を含む。元素は電気接続され、典型的にはポリマーに封入されて分離され、ガラスに接着される。ソーラーモジュール裏面フィルムは、電子発生要素の後ろに接着されて、ソーラーモジュールを形成する。ソーラーパネル裏面フィルムは、封入材料に直接接着してよく、結合層又は接着剤層のような他の従来の手段で接着してもよい。本発明のソーラーパネル裏面フィルムを利用するソーラーモジュールの構築は、従来の手段によって達成される。
【実施例】
【００３９】
以下の試験手順を本発明とともに用いる。
【００４０】
反射率：反射率は、８°の入射角における全視感反射率（ＴＬＲ）として測定した。測定は、ＡＳＴＭ  Ｅ９０３により、１５０ｍｍの一体化した球形の装備を取り付けた、パーキンエルマー・ラムダ９５０機器（Perkin Elmer Lambda 950 instrument）で行った。
【００４１】
剥離試験：剥離試験は、マーリン（Merlin）ソフトウェアパッケージを備えるインストロン伸び計（Instron tensometer）モデル５５６４を用いて、ＡＳＴＭ  Ｄ１８７６−０２により行った。フィルムのサンプルを幅１．２７ｃｍ×長さ１５．２ｃｍ（幅１／２”×６”）に切断した。剥離界面を開始し、〜２．５ｃｍ（１”）剥がした。剥がしたＰＥＴ層を下顎部に定置した。高分子層を上顎部に定置した。サンプルを、１５．２ｃｍ／分（６インチ／分）で、１５．２ｃｍ（６インチ）のクロスヘッド移動長さだけ剥がした。平均剥離値（Ｎ／ｃｍ及びｋｇ／ｃｍ（ｐｌｉ））を、荷重の最も安定な部分対伸び曲線で実施した積分計算を介して報告する。結果を５サンプルの平均として報告する。
【００４２】
破断伸び試験：破断伸びは１．２ｃｍ（１／２インチ）のサンプルを用い、５ｃｍ／分（２インチ／分）の伸び速度でＡＳＴＭ  Ｄ８８２により測定することができ、少なくとも５つの試料の結果を平均する。
【００４３】
比較実施例１
ミツビシ（Mitsubishi）（サウスカロライナ州、グリーア（Greer））からのＷＤＷと呼ばれる市販の０．０７ｍｍ（３ｍｉｌ）の白色不透明ＰＥＴフィルムを、８５℃及び相対湿度８５％の湿熱条件に供した。その破断伸びを１０日毎に測定した。７０日目、フィルムは測定可能な伸びを有さず、容易に亀裂が生じた。Ｔｇ終点から２３０℃までの正味ピーク面積は、１５Ｊ／ｇであった。
【００４４】
比較実施例２
Ｅ．Ｉ．デュポン・ド・ヌムール社（E.I. du Pont de Nemours and Company）（デラウェア州、ウィルミントン（Wilmington））からのメリネックス（Melinex）３２９と呼ばれる不透明白色ＰＥＴフィルムのサンプルを、比較実施例１のように試験した。最後の測定可能な破断伸び値は、５０日目の１．８％であった。
【００４５】
ＰＥＴフィルムの調製
ＰＥＴフィルムの実施例１：ＰＥＴフィルムを生産規模の幅出しラインで製造した。元になる樹脂は、約０．５９の初期ＩＶを有するＤＭＴ及びエチレングリコールのポリマーであった。これにマスターバッチを介して、１５％の、０．７４ＩＶのイーストエイパック（Eastapak）７３５２  ＰＥＴ樹脂、約１３％の、５０％濃縮物からのＴｉＯ２、及び１％の、ＯＢ−１蛍光増白剤（全てイーストマン・ケミカル社（Eastman Chemical Co）（テネシー州、キングスポート（Kingsport）から）を添加した。全てのパーセントは、最終的なＰＥＴフィルム組成物の重量パーセントとして与えられる。キャストウェブを約７８℃〜８２℃の範囲内に予熱し、マシン方向に３．２３：１に伸ばした。その後、フィルムを約９７℃〜１０３℃の範囲に更に加熱し、次いで約９秒間横方向に４．３：１に伸ばした。ヒートセットゾーンの温度は平均約２３５℃に設定し、滞留時間は約９秒間であった。ヒートセットゾーンを出ると、ウェブは約９０℃〜約１００℃の第１冷却ゾーンに入り、続いて約４０℃〜約５０℃の第２冷却ゾーンに入った。それぞれの冷却ゾーンでの時間は約３秒であった。得られたフィルムは名目上０．０７ｍｍ（３ｍｉｌ）の厚さであり、約９５％の不透明度を有し、低拘束下で１８０℃の第２の短時間熱曝露に曝した。得られたフィルムは、１５０℃で１５分間測定したとき、マシン方向に０．８１％、横方向に１．０２％の収縮値を有していた。ガラス転移の終点から２３０℃までのＤＳＣにより測定したときの正味ピーク面積は、−５Ｊ／ｇであった。このフィルムを比較実施例１と同じ湿熱試験条件に供した結果、８０日目に１３．４％、１００日目に４．４％と測定された。
【００４６】
ヒートセットゾーン内の温度を２２５℃に低下させたことを除き、ＰＥＴフィルムの実施例１で記載したようにＰＥＴフィルムの実施例２を製造した。得られたフィルムは、１５０℃で１５分間測定したとき、マシン方向に１．５３％、横方向に１．６５％の収縮率を有していた。ガラス転移の終点から２３０℃までのＤＳＣにより測定したときの正味ピーク面積は、−１．９３Ｊ／ｇであった。このフィルムを比較実施例１と同じ湿熱試験条件に供した結果、８０日目に４７．３％、１００日目に６．０％と測定された。
【００４７】
ＰＥＴフィルムのサンプル１及び２をそれぞれ１５０℃で１０分間の追加熱曝露で処理して、１５０℃で１５分間測定したときの収縮率を０％付近まで低下させた。この追加熱処理は、それらの脆化耐用期間に影響を及ぼさなかった。
【手続補正書】
【提出日】平成25年12月25日(2013.12.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）
（ｉ）示差走査熱量測定により測定し、ガラス転移点の終点から２３０℃までで測定されたときの約−１５Ｊ／ｇ〜約５Ｊ／ｇの正味ピーク面積を達成するヒートセット温度と滞留時間によってもたらされる分子構造、及び
（ｉｉ）ポリエチレンテレフタレートコポリマーフィルムを不透明化するための添加剤を有する、ソーラーパネル裏面フィルムの全体不透明度は８０％より大きい、
ポリエチレンテレフタレートコポリマーフィルムと、
ｂ）ポリエチレンテレフタレートコポリマーフィルムに接着してソーラーパネル裏面フィルムを構成する高分子層であって、該ソーラーパネル裏面フィルムが、可視光域のある点で、５０％以上の反射率を有し、該ソーラーパネル裏面フィルムが、ソーラーパネルに適用され、８５℃及び相対湿度８５％に２０００時間曝露されたとき、ポリエチレンテレフタレートコポリマーフィルムに剥脱又は目に見える亀裂を生じさせない高分子層とを含む、ソーラーパネル裏面フィルム。
【請求項２】
前記高分子層が、フルオロポリマーを含む、請求項１に記載のソーラーパネル裏面フィルム。
【請求項３】
（ａ）０．６０以上の固有粘度を有するポリエチレンテレフタレートフィルムと、
（ｂ）該ポリエチレンテレフタレートフィルムに接着してソーラーフィルムを構成する、少なくとも１層の他の高分子層であって、該少なくとも１層の他の高分子層はフルオロポリマーを含み、該ソーラーパネル裏面フィルムが、ソーラーパネルに適用され、８５℃及び相対湿度８５％に２０００時間曝露されたとき、該ポリエチレンテレフタレートフィルムが、目に見える亀裂又は剥脱を呈しない高分子層と、
（ｃ）前記ポリエチレンテレフタレートフィルムを不透明化する添加剤を含み、ソーラーパネル裏面フィルムの全体不透明度が８０％より大きい、ソーラーパネル裏面フィルム。
【請求項４】
（ａ）ガラスと、
（ｂ）ポリマーに封入され、該ガラスに接着された複数の太陽電池と、
（ｃ）ガラスの反対側の表面上で該ポリマーに接着された請求項１又は２に記載のソーラーパネル裏面フィルムとを含む、ソーラーパネル。
【請求項５】
（ａ）ガラスと、
（ｂ）ポリマーに封入され、該ガラスに接着された複数の太陽電池と、
（ｃ）ガラスの反対側の表面上で該ポリマーに接着された請求項３に記載のソーラーパネル裏面フィルムとを含む、ソーラーパネル。
【外国語明細書】
2014116601000001.pdf