(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
層状ケイ酸塩鉱物と合成樹脂とを含有する水蒸気バリアフィルムであって、
前記層状ケイ酸塩鉱物として非膨潤性粘土鉱物と膨潤性粘土鉱物とを含有し、
前記層状ケイ酸塩鉱物の含有量が水蒸気バリアフィルムの全重量に対して３０重量％以上９０重量％以下であり、かつ、
４０℃、９０％ＲＨの環境下での水蒸気透過度が０．５ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下であり、
前記非膨潤性粘土鉱物は、膨潤力が５ｍＬ／２ｇ未満であり、
前記膨潤性粘土鉱物は、膨潤力が５ｍＬ／２ｇ以上である
ことを特徴とする水蒸気バリアフィルム。
【請求項２】
非膨潤性粘土鉱物は、タルク、カオリン、及び、パイロフィライトからなる群から選択される少なくとも一種であることを特徴とする請求項１記載の水蒸気バリアフィルム。
【請求項３】
膨潤性粘土鉱物は、モンモリロナイト、サポナイト、ヘクトライト、及び、スチーブンサイトからなる群から選択される少なくとも一種であることを特徴とする請求項１又は２記載の水蒸気バリアフィルム。
【請求項４】
膨潤性粘土鉱物の含有量が、層状ケイ酸塩鉱物の全重量に対して２重量％以上８０重量％以下であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の水蒸気バリアフィルム。
【請求項５】
合成樹脂は、耐熱性合成樹脂であることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の水蒸気バリアフィルム。
【請求項６】
耐熱性合成樹脂は、ポリイミド樹脂及び／又はポリアミドイミド樹脂であることを特徴とする請求項１、２、３、４、又は５記載の水蒸気バリアフィルム。
【請求項７】
厚みが１０μｍ以上であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６記載の水蒸気バリアフィルム。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の水蒸気バリアフィルムの製造に用いる水蒸気バリアフィルム用分散液であって、
分散媒と、不揮発成分である層状ケイ酸塩鉱物並びに合成樹脂及び／又は合成樹脂の前駆体とを含有し、
前記層状ケイ酸塩鉱物の含有量が不揮発成分の全重量に対して３０重量％以上９０重量％以下であることを特徴とする水蒸気バリアフィルム用分散液。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の水蒸気バリアフィルムを製造する方法であって、分散媒と、膨潤性粘土鉱物とを含有する膨潤性粘土鉱物分散液を調製する工程１と、分散媒と、非膨潤性粘土鉱物と、合成樹脂及び／又は合成樹脂の前駆体とを含有する非膨潤性粘土鉱物分散液を調製する工程２と、
膨潤性粘土鉱物分散液と非膨潤性粘土鉱物分散液とを混合し、請求項８記載の水蒸気バリアフィルム用分散液を調製する工程３と、
調製した水蒸気バリアフィルム用分散液を基板上に展開して静置する工程４と、
基板上に展開した水蒸気バリアフィルム用分散液から分散媒を除去してフィルム状に成形する工程５とを有する
ことを特徴とする水蒸気バリアフィルムの製造方法。
【請求項１０】
工程５において、分散媒を除去する際の温度が１５０℃以下であることを特徴とする請求項９記載の水蒸気バリアフィルムの製造方法。
【請求項１１】
基板は、ガラス、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリエチレン、又は、ポリプロピレンからなることを特徴とする請求項９又は１０記載の水蒸気バリアフィルムの製造方法。
【請求項１２】
請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の水蒸気バリアフィルムを用いてなることを特徴とする太陽電池バックシート。
【請求項１３】
請求項１、２、３、４、５、６若しくは７記載の水蒸気バリアフィルム、又は、請求項１２記載の太陽電池バックシートを用いてなることを特徴とする太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い機械的強度を有し、柔軟性、難燃性、及び、水蒸気バリア性に優れる水蒸気バリアフィルムに関する。また、本発明は、該水蒸気バリアフィルムの製造に用いる水蒸気バリアフィルム用分散液、該水蒸気バリアフィルムの製造方法、該水蒸気バリアフィルムを用いてなる太陽電池バックシート、該水蒸気バリアフィルム又は該太陽電池バックシートを用いてなる太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器分野で小型化、薄膜化、高機能化に伴いフレキシブルかつ耐熱性、耐薬品性、耐加水分解性、難燃性、不燃性、寸法安定性、水蒸気バリア性に優れた、高機能なフィルムが求められている。
これまで、電子デバイス用のフィルムは、主に、基材として有機高分子材料を用いて製造されてきた。ガスバリア性を有するフィルムとしては、高分子樹脂フィルムを基材として、該高分子樹脂フィルムの片面又は両面に、ガスバリア層を形成したフィルムが一般的であり、該ガスバリア層としては、酸化アルミ、酸化ケイ素、窒化ケイ素等からなるものが、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法等の様々な方法により形成されている。【０００３】
耐熱性フィルムとしては、例えば、フッ素樹脂を用いたフィルムや薄板ガラスが開発されているが、フッ素樹脂は高価である上、寸法安定性に乏しく、水蒸気バリア性も低い。更に、最高使用温度が２００℃前後と低く、高温での使用ができないという欠点がある。有機高分子材料の耐熱性は、最も高いエンジニアリングプラスチックで約３５０℃であり、更に高い温度でのガスバリア、水蒸気バリアが必要な用途には使用できなかった。また、薄板ガラスは安価で耐熱性や水蒸気バリア性は非常に優れるものの、柔軟性が充分ではなかった。そのため、高温におけるガスバリア性、水蒸気バリア性を有する材料としては、無機系シート又は金属シートを用いなければならなかった。【０００４】
無機系シートは、マイカやバーミキュライト等の天然又は合成鉱物をシート状に加工したものであり、これらは、高い耐熱性を有し、グランドパッキンとして、一応のガスシール部材として用いられている。しかし、これらの無機シートは、緻密に成型することが困難であり、微小なガス分子の流れるパスを完全に遮断できず、ガスバリア性がそれほど高くはなく、柔軟性もないという問題がある。
また、金属シートは、ガスバリア性には優れているものの、耐候性、電気絶縁性、耐薬品性等に難点があり、その用途が限られる。例えば、太陽電池等過酷な環境下で用いられるデバイスの保護膜や、バックシートでは、耐紫外線、耐湿、耐熱、耐塩害等の耐候性や、水蒸気バリア性、電気絶縁性、機械的強度、耐薬品性、封止材との接着性等が要求される。ガスバリア性に対しても、従来材料より、厳しい環境下で用いることが可能なフィルムが求められている。【０００５】
一般的に多く用いられているポリイミドフィルム等のプラスチックフィルムは柔軟であるものの、水蒸気バリア性や耐熱性に乏しく、近年、合成樹脂と無機化合物との混合によって更に高機能なフィルムを作製する試みが多くなされている。しかしながら、無機化合物の配合量を増加させるにつれて耐熱性が向上するものの、反対に柔軟性や機械的強度に劣るものとなるため、柔軟性、水蒸気バリア性に優れ、高い機械的強度を有するフィルムを製造することは困難であった。【０００６】
また、ポリイミド樹脂に粘土等の無機化合物を配合したフィルムが報告されているが、無機化合物は一般的にポリイミド樹脂と均一に混合されず、無機化合物が分離するため均一なフィルムが得られない。特許文献１〜４には、ポリイミドと無機化合物の均一な分散液を得るために、添加物として粘土の層間イオンを有機イオンに交換したものを調製して作製したフィルムが開示されているが、粘土に有機物を含むため、作製されたフィルムは耐熱性が低く、炎にさらすと燃焼するという欠点がある。更に、水蒸気バリア性が高くないという欠点もある。【０００７】
また、特許文献５、６には、不揮発成分がフィルム用分散液の全体量の５重量％以下という希薄な分散液を用いて作製したフィルムが開示されているが、無機化合物含量が全不揮発成分の８重量％以下のフィルムしか得られておらず、有機成分が大多数を占めるため、耐熱性に劣るものであった。【０００８】
更に、特許文献７、８には、無機化合物の含有量が全不揮発成分に対して８０重量％以上であるフィルムが開示されている。しかしながら、得られたフィルムは破れやすく、機械的強度が低いためハンドリング性が悪く、扱いにくいという問題がある。さらに、フィルムに厚みを持たせることが困難で、４０μｍよりも厚いものを作製しようとすると、亀裂や割れが生じるという欠点があった。【０００９】
一方、特許文献９には、少なくとも２層以上の基材をポリウレタン系接着剤にて貼り合わせた積層体からなる太陽電池バックシートにおいて、８５℃、８５％ＲＨでの促進試験において、ポリウレタン系接着剤の耐久性を向上する技術が開示されている。
しかしながら、特許文献９に開示されている技術を用いても、接着剤を用いるため、耐久性は充分ではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−３４０９１９号公報
【特許文献２】特開２００２−３２２２９２号公報
【特許文献３】特開２００３−３４２４７１号公報
【特許文献４】特許第３７４４６３４号公報
【特許文献５】特表２０１０−５３３２１３号公報
【特許文献６】特表２０１０−５３３３６２号公報
【特許文献７】特開２００６−７７２３７号公報
【特許文献８】特開２０１１−１２３７号公報
【特許文献９】特開２００８−４６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、高い機械的強度を有し、柔軟性、難燃性、及び、水蒸気バリア性に優れる水蒸気バリアフィルムを提供することを目的とする。また、本発明は、該水蒸気バリアフィルムの製造に用いる水蒸気バリアフィルム用分散液、該水蒸気バリアフィルムの製造方法、該水蒸気バリアフィルムを用いてなる太陽電池バックシート、該水蒸気バリアフィルム又は該太陽電池バックシートを用いてなる太陽電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、層状ケイ酸塩鉱物と合成樹脂とを含有する水蒸気バリアフィルムであって、前記層状ケイ酸塩鉱物として非膨潤性粘土鉱物と膨潤性粘土鉱物とを含有し、前記層状ケイ酸塩鉱物の含有量が水蒸気バリアフィルムの全重量に対して３０重量％以上９０重量％以下であり、かつ、４０℃、９０％ＲＨの環境下での水蒸気透過度が０．５ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下であり、前記非膨潤性粘土鉱物は、膨潤力が５ｍＬ／２ｇ未満であり、前記膨潤性粘土鉱物は、膨潤力が５ｍＬ／２ｇ以上である水蒸気バリアフィルムである。
以下に、本発明を詳述する。
【００１３】
本発明者らは、非膨潤性粘土鉱物と膨潤性粘土鉱物とを含有する層状ケイ酸塩鉱物を特定量配合することにより、高い機械的強度を有し、柔軟性、難燃性、及び、水蒸気バリア性に優れる水蒸気バリアフィルムを得ることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
これまでの水蒸気バリアフィルムは、水蒸気バリア性を発揮させるために膨潤性粘土鉱物を用いていた。膨潤性粘土鉱物は層間イオンを有するために分散媒中で膨潤と剥離をし、分散媒除去中に徐々に積層し、水蒸気等のガスバリア性を発揮することが知られている。しかしながら、膨潤性粘土鉱物を用いたフィルム、例えば、膨潤性粘土鉱物と非膨潤性粘土鉱物と合成樹脂とのコンポジットフィルムは、均一な分散液の調製が難しく、均一なフィルムの形成が困難であった。また、通常、膨潤性粘土鉱物を用いたフィルムは厚くすることが困難であり、製膜過程で亀裂や割れが生じるため４０μｍ以上の厚みのものを作製することが困難であった。
また、非膨潤性粘土鉱物は通常、板状結晶が高配向したフィルムを得ることができないため、非膨潤性粘土鉱物を用いて高い水蒸気バリア性を有するフィルムを作製することは困難であった。そこで、本発明者らは、まず、膨潤性粘土鉱物と非膨潤性粘土鉱物とを特定量含有する均一な分散液を、特定の混合方法を用いることにより調製できることを見出した。更に、驚くべきことに、非膨潤性粘土鉱物単一では板状結晶が高配向したフィルムにならないが、この均一な分散液を用いることで、非膨潤性粘土鉱物を含めてすべての粘土鉱物が高配向したフィルムとなり、高い水蒸気バリアを発揮することを見出した。これにより、高い機械的強度を有し、柔軟性、難燃性、及び、水蒸気バリア性に優れる水蒸気バリアフィルムを開発することに成功した。【００１４】
本発明の水蒸気バリアフィルムは、層状ケイ酸塩鉱物を含有する。
本発明の水蒸気バリアフィルムは、前記層状ケイ酸塩鉱物として、非膨潤性粘土鉱物と膨潤性粘土鉱物とを含有する。
なお、本明細書において、前記「非膨潤性」とは、水や有機溶媒に加えた際にほとんど膨潤しないことをいう。具体的には、膨潤力が５ｍＬ／２ｇ未満であるものをいう。
前記「膨潤力」は、日本ベントナイト工業会標準試験方法ＪＢＡＳ−１０４−７７、ベントナイト（粉状）の膨潤力測定方法に準じた方法で、水１００ｍＬの入った１００ｍＬ容メスシリンダーに粘土鉱物の粉末２．０ｇを少量ずつ入れて自然沈降させ膨潤した粘土鉱物の見かけ容積を読むことで測定することができる。
前記非膨潤性粘土鉱物を含有せず、膨潤力が５ｍＬ／２ｇ以上の膨潤性粘土鉱物のみを含有する場合、分散媒への分散性が悪くなり、フィルムが表面の平坦性に劣るものとなる。前記非膨潤性粘土鉱物の膨潤力の好ましい上限は４ｍＬ／２ｇ、より好ましい上限は３ｍＬ／２ｇである。特に限定されるわけではないが、実用上の観点から、好ましい下限は０．５ｍＬ／２ｇである。【００１５】
前記非膨潤性粘土鉱物としては、例えば、天然物又は合成物の雲母、タルク、カオリン、パイロフィライト等が挙げられる。なかでも、得られるフィルムの機械的強度や水蒸気バリア性の観点から、層電荷が０である粘土鉱物が好ましく、タルク、カオリン、パイロフィライトからなる群から選択される少なくとも一種がより好ましい。前記非膨潤性粘土鉱物は、単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。【００１６】
本明細書において、前記「膨潤性」とは、水や有機溶媒に加えた際に膨潤することをいう。前記膨潤性粘土鉱物の層間にはナトリウムイオン等のイオンが存在し、それらのイオンと溶媒の親和力により膨潤性粘土鉱物は膨潤する。具体的には、上述した「膨潤力」が５ｍＬ／２ｇ以上であるものをいう。
前記膨潤性粘土鉱物を含有せず、膨潤力が５ｍＬ／２ｇ未満の非膨潤性粘土鉱物のみを含有する場合、得られるフィルム中の粘土鉱物の積層化が悪くなり、水蒸気透過度が大きくなる。前記膨潤性粘土鉱物の膨潤力の好ましい下限は１８ｍＬ／２ｇ、より好ましい下限は５０ｍＬ／２ｇ、更に好ましい下限は８０ｍＬ／２ｇである。特に限定されるわけではないが、実用上の観点から、好ましい上限は１０５ｍＬ／２ｇである。【００１７】
前記膨潤性粘土鉱物としては、例えば、バーミキュライト、モンモリロナイト、バイデライト、サポナイト、ヘクトライト、スチーブンサイト、マガディアイト、アイラライト、カネマイト、イライト、セリサイト等が挙げられる。また、市販品としては、例えば、ソマシフ（コープケミカル社製）、クニピア（クニミネ工業社製）等が挙げられ、クニピアが好ましく用いられる。なかでも、得られるフィルムの平滑性や水蒸気バリア性の観点から、層電荷が１／２単位胞あたり０．２〜０．６である粘土鉱物が好ましく、モンモリロナイト、サポナイト、ヘクトライト、及び、スチーブンサイトからなる群から選択される少なくとも一種がより好ましい。前記膨潤性粘土鉱物は、単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。【００１８】
前記膨潤性粘土鉱物は、分散液の分散性を向上させることを目的として、シリル化剤と反応させて変性したものであることが好ましい。
前記シリル化剤としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン等が挙げられる。【００１９】
前記膨潤性粘土鉱物は、膨潤性や耐水性を向上させることを目的として、層間陽イオンを交換したものであることが好ましい。
前記層間陽イオンとしては、例えば、ナトリウムイオン、リチウムイオン、マグネシウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン等の金属イオン、アンモニウムイオン化合物、ホスホニウムイオン化合物等のオニウムイオン、水素イオン等に交換することが好ましく、層間イオンが１価である、ナトリウムイオン、リチウムイオン、カリウムイオン、アンモニウムイオン化合物、ホスホニウムイオン化合物、水素イオン等がより好ましい。耐水性の効果を高める観点から、リチウムイオンに交換することが更に好ましい。【００２０】
前記層状ケイ酸塩鉱物の平均粒子径によっても、得られる水蒸気バリアフィルムの性質が変わるため、前記層状ケイ酸塩鉱物は、粒子径を選択した上で使用することが好ましい。  【００２１】
前記膨潤性粘土鉱物の平均粒子径の好ましい下限は０．０１μｍ、好ましい上限は５０μｍである。前記膨潤性粘土鉱物の平均粒子径が０．０１μｍ未満であると、フィルム中の粘土鉱物の積層化が悪くなり、水蒸気透過度が大きくなることがある。前記膨潤性粘土鉱物の平均粒子径が５０μｍを超えると、得られるフィルムが表面の平坦性に劣るものとなることがある。前記膨潤性粘土鉱物の平均粒子径のより好ましい下限は０．０５μｍ、より好ましい上限は２０μｍ、更に好ましい下限は０．１μｍ、更に好ましい上限は１５μｍである。
また、前記非膨潤性粘土鉱物の平均粒子径の好ましい下限は０．１μｍ、好ましい上限は５０μｍである。前記非膨潤性粘土鉱物の平均粒子径が０．１μｍ未満であると、得られるフィルムが機械的強度に劣るものとなることがある。前記非膨潤性粘土鉱物の平均粒子径が５０μｍを超えると、得られるフィルムが表面の平坦性に劣るものとなることがある。前記非膨潤性粘土鉱物の平均粒子径のより好ましい下限は０．２μｍ、より好ましい上限は２０μｍ、更に好ましい下限は０．５μｍ、更に好ましい上限は１５μｍである。
なお、前記膨潤性粘土鉱物、前記非膨潤性粘土鉱物の平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布計等を用いて粒度分布を測定することにより求めることができる。【００２２】
前記層状ケイ酸塩鉱物の含有量は、水蒸気バリアフィルムの全重量に対して、下限が３０重量％、上限が９０重量％である。前記層状ケイ酸塩鉱物の含有量が３０重量％未満であると、得られるフィルムの水蒸気透過度が高くなるだけでなく、耐熱性も悪くなる。前記層状ケイ酸塩鉱物の含有量が９０重量％を超えると、得られるフィルムが機械的強度に劣るものとなる。前記層状ケイ酸塩鉱物の含有量の好ましい下限は３５重量％、好ましい上限は８５重量％、より好ましい下限は４０重量％、より好ましい上限は８０重量％、更に好ましい下限は５０重量％、更に好ましい上限は７０重量％、特に好ましい下限は６０重量％である。【００２３】
前記膨潤性粘土鉱物の含有量は、層状ケイ酸塩鉱物全重量に対して、好ましい下限が２重量％、好ましい上限が８０重量％である。前記膨潤性粘土鉱物の含有量が２重量％未満であると、得られるフィルムの水蒸気透過度が高くなることがある。前記膨潤性粘土鉱物の含有量が８０重量％を超えると、得られるフィルムが機械的強度に劣るものとなることがある。前記膨潤性粘土鉱物の含有量のより好ましい下限は５重量％、より好ましい上限は７０重量％、更に好ましい下限は１０重量％、更に好ましい上限は６０重量％、特に好ましい下限は２０重量％、特に好ましい上限は５０重量％である。
即ち、前記非膨潤性粘土鉱物と前記膨潤性粘土鉱物との比は、重量比で９８：２〜２０：８０であることが好ましい。前記非膨潤性粘土鉱物の比率が２０％未満であると、得られるフィルムが機械的強度に劣るものとなることがある。前記非膨潤性粘土鉱物の比率が９８％を超えると、得られるフィルムの水蒸気透過度が高くなることがある。【００２４】
本発明の水蒸気バリアフィルムは、合成樹脂を含有する。
前記合成樹脂は特に限定されず、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニル樹脂、メラミン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂等が挙げられる。なかでも、耐熱性の観点から、前記合成樹脂は、耐熱性合成樹脂が好ましく、スーパーエンジニアリングプラスチック（スーパーエンプラ）が好ましい。
前記耐熱性合成樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、フッ素樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂等が挙げられる。なかでも、得られる不燃フィルムの製膜性、耐熱性、及び、機械的強度が特に優れるものとなることから、ポリイミド樹脂及び／又はポリアミドイミド樹脂が好適に使用される。【００２５】
前記ポリイミド樹脂は、下記式（１）の繰り返し構造を有する化合物であり、前記ポリアミドイミド樹脂は、下記式（２）の繰り返し構造を有する化合物である。【００２６】
【化１】
0006019518.tif 000002
【００２７】
式（１）中、Ｒ１は４価であり、ベンゼン環を一つ又は二つ有する有機基である。なかでも、Ｒ１は下記式（３）に示す構造であることが好ましく、前記ポリイミド樹脂は、Ｒ１として下記式（３）に示す構造を単独で有するものであってもよいし、２種類以上有する共重合体であってもよい。【００２８】
【化２】
0006019518.tif 000003
【００２９】
式（２）中、Ｒ２は３価であり、ベンゼン環を一つ又は二つ有する有機基である。なかでも、Ｒ２は下記式（４）に示す構造であることが好ましく、前記ポリアミドイミド樹脂は、Ｒ２として下記式（４）に示す構造を単独で有するものであってもよいし、２種類以上有する共重合体であってもよい。【００３０】
【化３】
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【００３１】
式（１）及び式（２）中、Ｒ３は２価でありベンゼン環を一つ又は二つ有する有機基である。なかでも、Ｒ３は下記式（５）に示す構造であることが好ましく、前記ポリイミド樹脂及び前記ポリアミドイミド樹脂は、Ｒ３として下記式（５）に示す構造を単独で有するものであってもよいし、２種類以上有する共重合体であってもよい。【００３２】
【化４】
0006019518.tif 000005
【００３３】
なかでも、得られる水蒸気バリアフィルム支持層が安価で機械的強度に優れるものとなることから、Ｒ１、Ｒ２、及び、Ｒ３は、下記式（６）に示す構造であることが好ましい。前記ポリイミド樹脂は、Ｒ１、Ｒ３として下記式（６）に示す構造を単独で有するものであってもよいし、２種類以上有する共重合体であってもよい。また、前記ポリアミドイミド樹脂は、Ｒ２、Ｒ３として下記式（６）に示す構造を単独で有するものであってもよいし、２種類以上有する共重合体であってもよい。【００３４】
【化５】
0006019518.tif 000006
【００３５】
本発明の水蒸気バリアフィルムは、機械的強度を上げるため、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤等のカップリング剤を含有していてもよい。
前記シラン系カップリング剤としては、例えば、アミノ系シランカップリング剤、ウレイド系シランカップリング剤、ビニル系シランカップリング剤、メタクリル系シランカップリング剤、エポキシ系シランカップリング剤、メルカプト系シランカップリング剤及びイソシアネート系シランカップリング剤等が挙げられる。
前記チタネート系カップリング剤としては、例えば、少なくとも炭素数１〜６０のアルキレート基を有するチタネート系カップリング剤、アルキルホスファイト基を有するチタネート系カップリング剤、アルキルホスフェート基を有するチタネート系カップリング剤もしくはアルキルパイロホスフェート基を有するチタネート系カップリング剤等が挙げられる。
前記カップリング剤は、事前に層状ケイ酸塩鉱物と混合させて作用させておいてもよいし、後述する水蒸気バリアフィルム用分散液に混合してもよい。【００３６】
前記カップリング剤の使用量は、層状ケイ酸塩鉱物の全重量に対して好ましい下限は０．１重量％、好ましい上限は３．０重量％である。前記カップリング剤の使用量が０．１重量％未満であると、カップリング剤を使用する効果が充分に発揮されないことがある。前記カップリング剤を、３．０重量％を超えて使用しても、使用量に見合った効果が得られないことがある。前記カップリング剤の使用量のより好ましい下限は０．５重量％、より好ましい上限は２．０重量％である。【００３７】
本発明の水蒸気バリアフィルムの厚みは、１０μｍ以上であることが好ましい。水蒸気バリアフィルムの厚みが１０μｍ未満であると、水蒸気バリア性が低下するだけでなく、機械的強度が低くなり、取り扱いが困難になることがある。水蒸気バリアフィルムの厚みは、２０μｍ以上であることがより好ましく、４０μｍ以上であることが更に好ましく、４５μｍ以上であることが更により好ましく、５０μｍ以上であることが特に好ましい。
また、本発明の水蒸気バリアフィルムの厚みは、２５０μｍ以下であることが好ましい。水蒸気バリアフィルムの厚みが２５０μｍより大きいと、硬くなり曲げ強度が低下することがある。水蒸気バリアフィルムの厚みは２００μｍ以下であることがより好ましい。【００３８】
本発明の水蒸気バリアフィルムは、４０℃、９０％ＲＨの環境下での水蒸気透過度が０．５ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下である。前記４０℃、９０％ＲＨでの水蒸気透過度が０．５ｇ／ｍ２・ｄａｙを超えると、電気材料等の用途に用いることが困難となる。前記４０℃、９０％ＲＨでの水蒸気透過度は、０．２ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下であることが好ましく、０．１ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下であることがより好ましい。【００３９】
本発明の水蒸気バリアフィルムは、ＵＬ９４規格薄手材料垂直燃焼試験（ＶＴＭ試験）において、燃焼性分類がＶＴＭ−０であることが好ましい。なお、前記ＶＴＭ試験は、フィルム試験片を円筒状に巻き、クランプに垂直に取付け、２０ｍｍの大きさの炎による３秒間接炎を２回行い、その燃焼挙動により表１に示した燃焼性分類の判定を行うものである。
本発明の水蒸気バリアフィルムにおいて、ＵＬ９４規格ＶＴＭ試験を行う際のフィルム厚みは２００μｍ以下であることが好ましく、１５０μｍ以下であることがより好ましい。  【００４０】
【表１】
0006019518.tif 000007
【００４１】
また、本発明の水蒸気バリアフィルムは、ＵＬ９４規格垂直燃焼試験（Ｖ試験）において、燃焼性分類がＶ−０であることが好ましい。なお、前記Ｖ試験は、試験片クランプに垂直に取付け、２０ｍｍの大きさの炎による１０秒間接炎を２回行い、その燃焼挙動により表２に示した燃焼性分類の判定を行うものである。【００４２】
【表２】
0006019518.tif 000008
【００４３】
更に、水蒸気バリアフィルムは、ＵＬ９４規格１２５ｍｍ垂直燃焼試験（５Ｖ試験）において、燃焼性分類が５Ｖ−Ａ又は５Ｖ−Ｂであることが好ましい。なお、前記５Ｖ試験は、短冊試験片をクランプに垂直に取付け、１２５ｍｍの大きさの炎による５秒間接炎を５回行い、その燃焼挙動により燃焼性分類の判定を行い、更に、平板試験片を水平に保持し、下方から１２５ｍｍの大きさの炎の５秒間接炎を５回行い、その燃焼挙動により表３に示した燃焼性分類の判定を行うものである。【００４４】
【表３】
0006019518.tif 000009
【００４５】
本発明の水蒸気バリアフィルムは、国土交通省令第１５１号「鉄道に関する技術上の基準を定める法令」に基づく鉄道車両用材料燃焼試験の「不燃性」に該当するものであることが好ましい。【００４６】
本発明の水蒸気バリアフィルムは、ＩＳＯ５６６０−１に準拠したコーンカロリーメーターによる発熱性試験において、加熱開始後２０分間の総発熱量がサンプル面積に対して８ＭＪ／ｍ２以下であり、加熱開始後２０分間の最大発熱速度が、サンプル面積に対して３００ｋＷ／ｍ２以下であり、かつ、試験開始から着火するまでの時間が６０秒以上であることが好ましい。【００４７】
本発明の水蒸気バリアフィルムの引裂強度は、２５Ｎ／ｍｍ以上であることが好ましい。前記引裂強度が２５Ｎ／ｍｍ未満であると、フィルムが破れやすくなり、取扱いが困難となる。前記引裂強度は、３０Ｎ／ｍｍ以上であることがより好ましく、４０Ｎ／ｍｍ以上であることが更に好ましい。
なお、本明細書において前記引裂強度は、ＪＩＳ  Ｋ７１２８−１に準拠した測定法によって求められる値である。【００４８】
本発明の水蒸気バリアフィルムの引張強度は、２５Ｎ／ｍｍ２以上であることが好ましい。前記引張強度が２５Ｎ／ｍｍ２未満であると、フィルムが破れやすくなり、取扱いが困難となる。前記引張強度は、３０Ｎ／ｍｍ２以上であることがより好ましく、４０Ｎ／ｍｍ２以上であることが更に好ましい。
なお、本明細書において前記引張強度は、ＪＩＳ  Ｋ７１２７−１に準拠した測定法によって求められる値であり、引張強度試験機を用い、つかみ間隔８０ｍｍ、引張速度２０ｍｍ／分の条件で測定される。【００４９】
本発明の水蒸気バリアフィルムは、ＪＩＳ  Ｋ５６００−５−１（１９９９）に準拠した円筒形マンドレル法による耐屈曲性試験において、フィルムの割れの起こるマンドレル直径が２０ｍｍ以下であることが好ましい。前記フィルムの割れの起こるマンドレル直径が２０ｍｍを超えると、柔軟性に劣るものとなることがある。前記フィルムの割れの起こるマンドレル直径は、１５ｍｍ以下であることがより好ましく、１２ｍｍ以下であることが更に好ましく、１０ｍｍ以下であることが特に好ましい。【００５０】
本発明の水蒸気バリアフィルムは、絶縁破壊電圧が２０ｋＶ／ｍｍ以上であることが好ましい。前記絶縁破壊電圧が２０ｋＶ／ｍｍ未満であると、電気材料等の用途に用いることが困難となる。前記絶縁破壊電圧は、２５ｋＶ／ｍｍ以上であることがより好ましく、３０ｋＶ／ｍｍ以上であることが更に好ましい。【００５１】
本発明の水蒸気バリアフィルムは、ＩＥＣ６１７３０−２：２００４  １１．１項に準じた部分放電試験を行った際の部分放電電圧が少なくとも７００Ｖ以上であることが好ましい。前記部分放電電圧が７００Ｖ以下であると、電解集中が起こりフィルムの局所的な劣化が起こるため、電気材料に用いることが困難となる。前記部分放電電圧は１０００Ｖ以上が好ましく、１５００Ｖ以上であることがより好ましく、２０００Ｖ以上であることが更に好ましい。【００５２】
本発明の水蒸気バリアフィルムにおける、４０℃の水に２４時間浸漬した後の吸水率は、２．０重量％以下であることが好ましい。前記吸水率が２．０重量％を超えると、電気材料等の用途に用いることが困難となる。前記吸水率は、１．０重量％であることがより好ましい。【００５３】
本発明の水蒸気バリアフィルムにおける、４０℃、ＲＨ９０％の環境下に２４時間放置した後の吸湿率は、２．０重量％以下であることが好ましい。前記吸湿率が２．０重量％を超えると、電気材料等の用途に用いることが困難となる。前記吸湿率は、１．０重量％以下であることがより好ましい。【００５４】
本発明の水蒸気バリアフィルムは、８５℃、８５％ＲＨの環境下に保管する耐候性試験で、少なくとも５００時間保管しても表面や断面に変色や剥離の変化が無いことが好ましい。前記耐候性試験において、５００時間以下で変化が現れるものは、太陽電池等、屋外用途での使用が困難となる。前記耐候性試験で表面や断面に変色や剥離の変化が現れる時間は、１０００時間以上であることがより好ましく、２０００時間以上であることが更に好ましく、３０００時間以上であることが特に好ましい。【００５５】
本発明の水蒸気バリアフィルムの製造に用いる水蒸気バリアフィルム用分散液であって、分散媒と、不揮発成分である層状ケイ酸塩鉱物並びに合成樹脂及び／又は合成樹脂の前駆体とを含有し、前記層状ケイ酸塩鉱物の含有量が不揮発成分の全重量に対して３０重量％以上９０重量％以下である水蒸気バリアフィルム用分散液もまた、本発明の１つである。  【００５６】
本発明の水蒸気バリアフィルムは、分散媒と、膨潤性粘土鉱物とを含有する膨潤性粘土鉱物分散液を調製する工程１と、分散媒と、非膨潤性粘土鉱物と、合成樹脂及び／又は合成樹脂の前駆体とを含有する非膨潤性粘土鉱物分散液を調製する工程２と、膨潤性粘土鉱物分散液と非膨潤性粘土鉱物分散液とを混合し、本発明の水蒸気バリアフィルム用分散液を調製する工程３と、調製した水蒸気バリアフィルム用分散液を基板上に展開して静置する工程４と、基板上に展開した水蒸気バリアフィルム用分散液から分散媒を除去してフィルム状に成形する工程５とを有する方法により、製造することができる。このような水蒸気バリアフィルムの製造方法もまた、本発明の１つである。
膨潤性粘土鉱物分散液と、非膨潤性粘土鉱物分散液を混合することにより、本発明の水蒸気バリアフィルム用分散液を調製する本発明の水蒸気バリアフィルムの製造方法によれば、従来は困難であった、高い機械的強度を有し、柔軟性、難燃性、及び、水蒸気バリア性に優れる水蒸気バリアフィルムを製造することができる。【００５７】
本発明の水蒸気バリアフィルムの製造方法は、分散媒と、膨潤性粘土鉱物とを含有する膨潤性粘土鉱物分散液を調製する工程１を有する。【００５８】
前記工程１の膨潤性粘土鉱物分散液の調製において、膨潤性粘土鉱物と分散媒とを混合する前に、前記膨潤性粘土鉱物をシリル化剤と反応させて変性し、更に、層間陽イオンを交換することが好ましい。
前記膨潤性粘土鉱物をシリル化剤と反応させる方法としては、例えば、膨潤性粘土鉱物とシリル化剤とをボールミル処理する方法、自転公転ミキサーで混合する方法等が挙げられる。
前記膨潤性粘土鉱物の層間陽イオンを交換する方法としては、例えば、膨潤性粘土鉱物と交換する陽イオンを含有する水溶液とを振とうにより混合分散させる方法、攪拌機で撹拌する方法、自転公転ミキサーで混合分散させる方法等が挙げられる。【００５９】
前記工程１の膨潤性粘土鉱物分散液の調製では、膨潤性粘土鉱物と分散媒とを混合することにより、膨潤性粘土鉱物がゲル化し、更に分散媒を加えることにより、膨潤性粘土鉱物分散液が得られる。前記工程１において、膨潤性粘土鉱物分散液とせずにゲル化した状態のまま用いると、得られる水蒸気バリアフィルム用分散液にダマが発生し、均一な水蒸気バリアフィルムを作製することができなくなる。【００６０】
前記工程１において調製される膨潤性粘土鉱物分散液における前記膨潤性粘土鉱物の含有量は、膨潤性粘土鉱物分散液の全重量に対して、好ましい下限が１重量％、好ましい上限が２０重量％である。前記膨潤性粘土鉱物の含有量が１重量％未満であると、分散媒が多くなり、分散媒の除去に時間を要することがある。前記膨潤性粘土鉱物の含有量が２０重量％を超えると、水蒸気バリアフィルム用分散液の粘性が高くなり、製膜できなくなることがある。前記膨潤性粘土鉱物の含有量のより好ましい下限は１．５重量％、より好ましい上限は１５重量％である。【００６１】
前記膨潤性粘土鉱物分散液における分散媒としては、例えば、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−オクタン、ｎ−デカン等の炭化水素系溶媒や、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、イソブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、１−ペンタノール、２−ペンタノール、１−ヘキサノール、２−ヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール系溶媒や、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチル−イソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒や、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のアミド系溶媒や、ジエチルエーテル、メチル−ｔｅｒｔブチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、シクロペンチルメチルエーテル等のエーテル系溶媒や、ベンゼン、クロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、ｍ−ジクロロベンゼン、ｐ−ジクロロベンゼン、トルエン、ｏ−キシレン、ｐ−キシレン、エチルベンゼン、フェノール、ｐ−クロロフェノール、ｏ−クロロフェノール、ｏ−クレゾール等のベンゼン系溶媒や、ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホン、スルホラン等の含硫黄系溶媒、水等を使用することができる。なかでも、合成樹脂の溶解性が高くなることから、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、スルホラン、及び、水からなる群のうち少なくとも一種であることが好ましい。これらの分散媒は単独で使用してもよいし、２種類以上を併用してもよい。【００６２】
本発明の水蒸気バリアフィルムの製造方法は、分散媒と、非膨潤性粘土鉱物と、合成樹脂及び／又は合成樹脂の前駆体とを含有する非膨潤性粘土鉱物分散液を調製する工程２を有する。【００６３】
前記工程２において調製される非膨潤性粘土鉱物分散液における不揮発成分の含有量は、非膨潤性粘土鉱物分散液の全重量に対して、好ましい下限が１８重量％、好ましい上限が６５重量％である。前記不揮発成分の含有量が１８重量％未満であると、水蒸気バリアフィルム用分散液が不均一になり、均一なフィルムが得られなくなることがある。前記不揮発成分の含有量が６５重量％を超えると、水蒸気バリアフィルム用分散液の粘度が高くなり、製膜できなくなることがある。前記不揮発成分の含有量のより好ましい下限は２０重量％、より好ましい上限は５５重量％である。
なお、本明細書において前記「不揮発成分」とは、常圧で沸点を持たない、又は、沸点が３００℃以上の成分を意味する。不揮発成分の割合は、熱重量測定（ＴＧ）や示差熱−熱重量同時測定（ＴＧ−ＤＴＡ）やエバポレーター等を用いて真空蒸発により分散媒を除去し、残存した固形物の重量から求めることができる。【００６４】
本発明の水蒸気バリアフィルム用分散液における膨潤性粘土鉱物、非膨潤性粘土鉱物については、本発明の水蒸気バリアフィルムと同様のものであるため、その説明を省略する。  【００６５】
本発明の水蒸気バリアフィルム用分散液における合成樹脂としては、上述した本発明の水蒸気バリアフィルムと同様のものが挙げられる。
前記合成樹脂の前駆体としては、例えば、ポリアミド酸が挙げられ、該ポリアミド酸をイミド化することにより、ポリイミド樹脂又はポリアミドイミド樹脂が得られる。
前記ポリアミド酸をイミド化する方法としては、例えば、ポリアミド酸を加熱閉環してイミド化する方法、ポリアミド酸を化学閉環してイミド化する方法が挙げられる。【００６６】
前記ポリアミド酸を加熱閉環してイミド化する方法は特に限定されず、例えば、前記ポリアミド酸を分散媒中に分散させて、１２０〜４００℃で０．５〜２４時間加熱する方法が挙げられる。【００６７】
前記非膨潤性粘土鉱物分散液における分散媒としては、前記膨潤性粘土鉱物分散液における分散媒と同様のものを用いることができる。【００６８】
本発明の水蒸気バリアフィルムの製造方法は、膨潤性粘土鉱物分散液と非膨潤性粘土鉱物分散液とを混合し、本発明の水蒸気バリアフィルム用分散液を調製する工程３を有する。  【００６９】
本発明の水蒸気バリアフィルム用分散液における前記層状ケイ酸塩鉱物の含有量は、不揮発成分の全重量に対して、下限が３０重量％、上限が９０重量％である。前記層状ケイ酸塩鉱物の含有量が３０重量％未満であると、得られるフィルムの水蒸気透過度が高くなる。前記層状ケイ酸塩鉱物の含有量が９０重量％を超えると、得られるフィルムが機械的強度に劣るものとなる。前記層状ケイ酸塩鉱物の含有量の好ましい下限は３５重量％、好ましい上限は８５重量％、より好ましい下限は４０重量％、より好ましい上限は８０重量％、更に好ましい下限は５０重量％、更に好ましい上限は７０重量％、特に好ましい下限は６０重量％である。【００７０】
前記工程４において、分散液を基板上に展開する方法としては、ドクターブレードやバーコーター等を用いて膜状に塗布する方法等が挙げられる。【００７１】
前記工程４において、基板上に展開する分散液の厚みは１００μｍ以上であることが好ましい。前記分散液の厚みが１００μｍ未満であると、得られる水蒸気バリアフィルムが薄くなり、機械的強度が低くなることがある。前記分散液の厚みのより好ましい下限は１５０μｍ、更に好ましい下限は２００μｍである。【００７２】
前記分散液を展開する基板としては、分散液と基板との相溶性や濡れ性、乾燥後の剥離性の観点から、ガラス製、ポリエチレンテレフタレート製、ポリイミド製、ポリエチレン製、又は、ポリプロピレン製のものが好ましい。【００７３】
前記工程５において、基板上に展開した水蒸気バリアフィルム用分散液から分散媒を除去する方法としては、種々の固液分離方法、例えば、遠心分離、ろ過、真空乾燥、凍結真空乾燥、加熱蒸発法や、これらの方法の組み合わせが可能である。これらの方法のうち、例えば、分散液を容器に流し込む加熱蒸発法を用いる場合、基板上に塗布された分散液を、水平を保った状態で、強制送風式オーブンで２０〜１５０℃の温度条件下、好ましくは、３０〜１２０℃の温度条件下で０．５〜２４時間程度、好ましくは２〜１２時間乾燥することにより、フィルムが得られる。
なお、作製するフィルムの欠陥を無くす観点から、前記工程５において、分散媒を除去する際の温度は１５０℃以下であることが好ましい。【００７４】
本発明の水蒸気バリアフィルム用分散液に合成樹脂の前駆体を配合した場合は、得られたフィルムを更に電気炉等を使用し加熱することにより、水蒸気バリアフィルムを得ることができる。具体的には例えば、合成樹脂の前駆体としてポリアミド酸を配合した場合、前記で得られたフィルムを１２０〜４００℃で０．５〜２４時間熱処理することにより、水蒸気バリアフィルムを得ることができる。【００７５】
本発明の水蒸気バリアフィルムは、柔軟性、耐湿性、及び、高い機械的強度を有することから、太陽電池バックシートに使用することができる。このような太陽電池バックシートもまた、本発明の１つである。【００７６】
本発明の水蒸気バリアフィルム又は本発明の太陽電池バックシートを用いてなる太陽電池もまた、本発明の１つである。本発明の水蒸気バリアフィルム及び本発明の太陽電池バックシートは柔軟性、耐湿性、及び、高い機械的強度を有するため、これを用いた本発明の太陽電池は、耐久性、耐候性に優れるものとなる。また、通常、太陽電池バックシートは、複数の樹脂層からなる多層構造を有するため、長期に亙って使用すると樹脂層間を接着する接着剤層等が劣化するという問題があった。しかしながら、本発明の水蒸気バリアフィルムは単層または２層以上積層させ一体化した積層体で太陽電池バックシートに用いることができるため、このような太陽電池の経年劣化を抑制することができる。【００７７】
本発明の太陽電池の一例を表す断面模式図を図１に示す。
図１に示すように、本発明の太陽電池１は、光起電力により光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池素子２を有しており、該太陽電池素子２は封止剤３によって封止されている。また、本発明の太陽電池１は、太陽光を受ける側の表面に光透過性基板４を有し、光透過性基板４と反対側の面に、本発明の太陽電池バックシート５を有する。【００７８】
また、本発明の太陽電池の別の一例を表す断面模式図を図２に示す。
図２では、図１と同様に、本発明の太陽電池１は、太陽電池素子２が封止剤３によって封止されている。本発明の太陽電池１は、太陽光を受ける側の表面に光透過性基板４を有し、光透過性基板４と反対側の面に、本発明の水蒸気バリアフィルム６を有する。【００７９】
前記太陽電池素子２としては、光起電力により光エネルギーを電気エネルギーに変換できるものであれば特に限定されず、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、化合物半導体（３−５族、２−６族、その他）等を用いることができ、なかでも、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、ＣＩＧＳ（銅、インジウム、ガリウム、セレン）が好ましい。【００８０】
前記封止剤３としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−脂肪族不飽和カルボン酸共重合体、エチレン−脂肪族カルボン酸エステル共重合体、あるいはこれらのけん化物等を含む封止剤が挙げられる。【００８１】
前記光透過性基板４は太陽電池１の太陽光を受ける側の最表層に位置するため、透明性に加え、耐候性、撥水性、耐汚染性、機械強度等に優れることが好ましい。
前記光透過性基板４の材料としては、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体等からなる樹脂製の基板や、ガラス基板等が挙げられ、なかでも、耐候性及び耐衝撃性に優れ、安価に作製することができることからガラス基板が好ましい。また、特に耐侯性が優れることから、フッ素樹脂も好適に用いられる。【００８２】
本発明の太陽電池１を製造する方法は特に限定されないが、例えば、光透過性基板４、太陽電池素子２が封止された封止剤３、本発明の太陽電池バックシート５の順に重ねて真空ラミネートする方法や、光透過性基板４、封止剤３、本発明の水蒸気バリアフィルム６上に形成された太陽電池素子２の順に重ねて真空ラミネートする方法等が挙げられる。
【発明の効果】
【００８３】
本発明によれば、柔軟性及び耐湿性に優れ、高い機械的強度を有する水蒸気バリアフィルムを提供することができる。また、本発明によれば、該水蒸気バリアフィルムの製造に用いる水蒸気バリアフィルム用分散液、該水蒸気バリアフィルムの製造方法、該水蒸気バリアフィルムを用いてなる太陽電池バックシート、該水蒸気バリアフィルム又は該太陽電池バックシートを用いてなる太陽電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の太陽電池の一例を表す断面模式図である。
【図２】本発明の太陽電池の別の一例を表す断面模式図である。
【図３】実施例１〜４及び比較例１で作製したフィルムの断面の電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００８５】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されない。
【００８６】
（実施例１）
（リチウム交換変性粘土の作製）
天然の精製ベントナイトであり、モンモリロナイト（１／２単位胞あたりの層電荷０．２〜０．６、平均粒子径１．１μｍ）を主成分とするクニピアＦ（クニミネ工業社製）を、オーブンで１１０℃以上の温度で、充分に乾燥させた。当該ベントナイト３００ｇを、アルミナボールとともに、ボールミル用ポットに入れた。次に、ポット内にシリル化剤（チッソ社製、「サイラエースＳ３３０」）６ｇを加え、ポット内を窒素ガスに置換し、１時間ボールミル処理を行うことにより、変性粘土を得た。
得られた変性粘土２４ｇを、０．５規定の硝酸リチウム水溶液４００ｍＬに加え、振とうにより、混合分散させた。２時間、振とう分散して、粘土の層間イオンをリチウムイオンに交換し、分散物を得た。
次に、得られた分散物について、遠心分離により固液分離し、得られた固体を２８０ｇの蒸留水と１２０ｇのエタノールの混合溶液で洗浄し、過剰の塩分を除いた。この洗浄操作を、二回以上繰り返した。得られた生成物を、オーブンで、充分に乾燥させた後、解砕して、リチウム交換変性粘土（１／２単位胞あたりの層電荷０．２〜０．６）を得た。
【００８７】
（リチウム交換変性粘土の膨潤性評価）
水１００ｍＬの入った１００ｍＬ容メスシリンダーに、作製したリチウム交換変性粘土の粉末２．０ｇを少量ずつ入れて自然沈降させ、全量を添加した後１時間静置し、膨潤した粘土鉱物の見かけ容積を読んだところ、膨潤力は８５ｍＬ／２ｇであった。
【００８８】
（膨潤性粘土鉱物ゲルの調製）
得られたリチウム交換変性粘土１０ｇを秤量し、容器に入れ、純水２０ｍＬを加え、１０分程度放置し、該リチウム交換変性粘土に純水をなじませた。その後、ステンレス製スパチュラで軽く混練した。次いで、自転公転ミキサー（シンキー社製、「ＡＲＥ−３１０」）を用い、混合モード（２０００ｒｐｍ）にて１０分間混合処理を行った。これに、再度、純水２０ｍＬを加え、全体に純水が行き渡る様に、混練し、全体が一つにまとまる程度まで練り込んだ。
次に、自転公転ミキサーを用い、混合モード（２０００ｒｐｍ）にて１０分間混合処理を行った。１回目の混合処理に比べ、全体がまとまった粘土プレゲルになった。そこへ、純水５０ｍＬを加え、ステンレス製スパチュラでよく混練した。大きなダマ（ゲルの塊）があれば極力つぶし、再度、自転公転ミキサーを用い、混合モード（２０００ｒｐｍ）にて１０分間混合処理を行い、膨潤性粘土鉱物ゲルを得た。
【００８９】
（膨潤性粘土鉱物分散液の調製）
容器にＮ−メチル−２−ピロリドン３５０ｇを入れ、ホモジナイザー（ＩＫＡ社製、「ＵＬＵＴＲＡ  ＴＵＲＲＡＸ  Ｔ５０」）で撹拌しながら、膨潤性粘土鉱物ゲル１０ｇを加えた。約７０００ｒｐｍで約３０分間撹拌を続け、膨潤性粘土鉱物分散液を得た。
【００９０】
（非膨潤性粘土鉱物分散液の調製）
タルク（日本タルク社製、「タルクＭＳ−Ｋ」、層電荷０、平均粒子径１４μｍ）４．４ｇ、及び、１８．６重量％ポリアミド酸のＮ−メチル−２−ピロリドン溶液（宇部興産社製、「Ｕ−ワニスＡ」）３３．０ｇをプラスチック製密閉容器にとり、自転公転ミキサー（シンキー社製、「ＡＲＥ−３１０」）で混合モード（２０００ｒｐｍ）を１０分間行って撹拌し、全不揮発成分に対するタルクの割合が４１．９重量％、分散液の全体量に対する不揮発成分の割合が２８．１重量％である均一な非膨潤性粘土鉱物分散液を得た。
なお、「Ｕ−ワニスＡ」に含まれるポリアミド酸は、下記式（７）の繰り返し構造単位を有する芳香族系ポリアミド酸である。
【００９１】
【化６】
0006019518.tif 000010
【００９２】
（タルクの膨潤性評価）
水１００ｍＬの入った１００ｍＬ容メスシリンダーに「非膨潤性粘土鉱物分散液の調製」に用いたタルク（日本タルク社製、「タルクＭＳ−Ｋ」）の粉末２．０ｇを少量ずつ入れて自然沈降させ、全量を添加した後１時間静置し、膨潤した粘土鉱物の見かけ容積を読んだところ、膨潤力は２ｍＬ／２ｇであった。
【００９３】
（水蒸気バリアフィルム用分散液の調製）
膨潤性粘土鉱物分散液４９．５ｇと非膨潤性粘土鉱物分散液３７．４ｇをプラスチック製密閉容器にとり、自転公転ミキサー（シンキー社製、「ＡＲＥ−３１０」）で混合モード（２０００ｒｐｍ）を１０分間、脱泡モード（２２００ｒｐｍ）を１０分間行って撹拌し、全不揮発成分に対する層状ケイ酸塩鉱物の割合が４７．４重量％、膨潤性粘土鉱物の含有量が層状ケイ酸塩鉱物全重量の２０．０重量％である均一な水蒸気バリアフィルム用分散液を得た。
【００９４】
（フィルムの作製）
得られた水蒸気バリアフィルム用分散液を、底面が平坦であり、底面の形状が長方形であるポリプロピレン製シートに、ドクターブレードを用いて厚みが２０００μｍとなるように塗布した。ポリプロピレン製シートを水平に保った状態で強制送風式オーブン中５０℃の温度条件で１０時間乾燥して、ポリプロピレン製シート上にフィルムを形成した。このフィルムをポリプロピレン製シートから剥離し、順に、１２０℃で１時間、１５０℃で１時間、２００℃で１時間、３５０℃で１２時間熱処理して、タルクとモンモリロナイトとポリイミド樹脂とからなり、全重量に対する層状ケイ酸塩鉱物の割合が４７．４重量％、膨潤性粘土鉱物の含有量が層状ケイ酸塩鉱物全重量の２０．０重量％である厚さ９０μｍの水蒸気バリアフィルムを得た。
【００９５】
（実施例２）
「水蒸気バリアフィルム用分散液の調製」において、実施例１で調製した膨潤性粘土鉱物分散液９９．０ｇと非膨潤性粘土鉱物分散液３７．４ｇを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、全不揮発成分に対する層状ケイ酸塩鉱物の割合が５２．０重量％、膨潤性粘土鉱物の含有量が、層状ケイ酸塩鉱物全重量の３３．３重量％である均一な水蒸気バリアフィルム用分散液を得た。
実施例１と同様にして「フィルムの作製」を行い、タルクとモンモリロナイトとポリイミド樹脂とからなり、全重量に対する層状ケイ酸塩鉱物の割合が５２．０重量％、膨潤性粘土鉱物の含有量が、層状ケイ酸塩鉱物全重量の３３．３重量％である厚さ１１０μｍの水蒸気バリアフィルムを得た。
【００９６】
（実施例３）
「水蒸気バリアフィルム用分散液の調製」において、実施例１で調製した膨潤性粘土鉱物分散液１４８．５ｇと非膨潤性粘土鉱物分散液３７．４ｇを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、全不揮発成分に対する層状ケイ酸塩鉱物の割合が５５．８重量％、膨潤性粘土鉱物の含有量が、層状ケイ酸塩鉱物全重量の４２．９重量％である均一な水蒸気バリアフィルム用分散液を得た。
実施例１と同様にして「フィルムの作製」を行い、タルクとモンモリロナイトとポリイミド樹脂とからなり、全不揮発成分に対する層状ケイ酸塩鉱物の割合が５５．８重量％、膨潤性粘土鉱物の含有量が、層状ケイ酸塩鉱物全重量の４２．９重量％である厚さ９０μｍの水蒸気バリアフィルムを得た。
【００９７】
（実施例４）
「水蒸気バリアフィルム用分散液の調製」において、実施例１で調製した膨潤性粘土鉱物分散液１９８．０ｇと非膨潤性粘土鉱物分散液３７．４ｇを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、全不揮発成分に対する層状ケイ酸塩鉱物の割合が５９．１重量％、膨潤性粘土鉱物の含有量が、層状ケイ酸塩鉱物全重量の５０．０重量％である均一な水蒸気バリアフィルム用分散液を得た。
実施例１と同様にして「フィルムの作製」を行い、タルクとモンモリロナイトとポリイミド樹脂とからなり、全不揮発成分に対する層状ケイ酸塩鉱物の割合が５９．１重量％、膨潤性粘土鉱物の含有量が、層状ケイ酸塩鉱物全重量の５０．０重量％である厚さ７０μｍの水蒸気バリアフィルムを得た。
【００９８】
（実施例５）
（非膨潤性粘土鉱物分散液の調製）
タルク（日本タルク社製、「タルクＭＳ−Ｋ」）２．２ｇ、及び、１８．６重量％ポリアミド酸のＮ−メチル−２−ピロリドン溶液（宇部興産社製、「Ｕ−ワニスＡ」）４７．８ｇをプラスチック製密閉容器にとり、自転公転ミキサー（シンキー社製、「ＡＲＥ−３１０」）で混合モード（２０００ｒｐｍ）を１０分間行って撹拌し、全不揮発成分に対するタルクの割合が１９．８重量％、分散液の全体量に対する不揮発成分の割合が２２．２重量％である均一な非膨潤性粘土鉱物分散液を得た。
【００９９】
（水蒸気バリアフィルム用分散液の調製）
次に前記非膨潤性粘土鉱物分散液５０．０ｇと実施例１の「水蒸気バリアフィルム用分散液の調製」で調製した膨潤性粘土鉱物分散液９９．０ｇとを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、全不揮発成分に対する層状ケイ酸塩鉱物の割合が３３．１重量％、膨潤性粘土鉱物の含有量が、層状ケイ酸塩鉱物全重量の５０．０重量％である均一な水蒸気バリアフィルム用分散液を得た。
【０１００】
（フィルムの作製）
ドクターブレードを用いて厚みが１５００μｍとした以外は実施例１と同様にして「フィルムの作製」を行い、タルクとモンモリロナイトとポリイミド樹脂とからなり、全重量に対する層状ケイ酸塩鉱物の割合が３３．１重量％、膨潤性粘土鉱物の含有量が、層状ケイ酸塩鉱物全重量の５０．０重量％である厚さ８５μｍの水蒸気バリアフィルムを得た。
【０１０１】
（実施例６）
（リチウム交換粘土の作製）
天然の精製ベントナイトであり、モンモリロナイト（１／２単位胞あたりの層電荷０．２〜０．６、平均粒子径１．１μｍ）を主成分とするクニピアＦ（クニミネ工業社製）を、オーブンで１１０℃以上の温度で、充分に乾燥させた。乾燥粘土２４ｇを、０．５規定の硝酸リチウム水溶液４００ｍＬに加え、振とうにより、混合分散させた。２時間、振とう分散して、粘土の層間イオンをリチウムイオンに交換し、分散物を得た。
次に、得られた分散物について、遠心分離により固液分離し、得られた固体を２８０ｇの蒸留水と１２０ｇのエタノールの混合溶液で洗浄し、過剰の塩分を除いた。この洗浄操作を、二回以上繰り返した。得られた生成物をオーブンで充分に乾燥させた後、解砕してリチウム交換粘土（１／２単位胞あたりの層電荷０．２〜０．６）を得た。
【０１０２】
（リチウム交換粘土の膨潤性評価）
水１００ｍＬの入った１００ｍＬ容メスシリンダーに、作製したリチウム交換粘土の粉末２．０ｇを少量ずつ入れて自然沈降させ、全量を添加した後１時間静置し、膨潤した粘土鉱物の見かけ容積を読んだところ、膨潤力は９０ｍＬ／２ｇであった。
【０１０３】
（膨潤性粘土鉱物ゲルの調製）
得られたリチウム交換粘土２０ｇを秤量し、容器に入れ、純水４０ｍＬを加え、１０分程度放置し、該リチウム交換粘土に純水をなじませた。その後、ステンレス製スパチュラで軽く混練した。次いで、自転公転ミキサー（シンキー社製、「ＡＲＥ−３１０」）を用い、混合モード（２０００ｒｐｍ）にて１０分間混合処理を行った。これに、再度、純水４０ｍＬを加え、全体に純水が行き渡る様に、混練し、全体が一つにまとまる程度まで練り込んだ。
次に、自転公転ミキサーを用い、混合モード（２０００ｒｐｍ）にて１０分間混合処理を行い、膨潤性粘土鉱物ゲルを得た。
【０１０４】
（膨潤性粘土鉱物分散液の調製）
容器にＮ−メチル−２−ピロリドン３５０ｇを入れ、ホモジナイザー（ＩＫＡ社製、「ＵＬＵＴＲＡ  ＴＵＲＲＡＸ  Ｔ５０」）で撹拌しながら、膨潤性粘土鉱物ゲル１００ｇを加えた。約７０００ｒｐｍで約３０分間撹拌を続け、膨潤性粘土鉱物分散液を得た。
【０１０５】
（非膨潤性粘土鉱物分散液の調製）
タルク（日本タルク社製、「タルクＭＳ−Ｋ」）４．０ｇ、及び、１８．６重量％ポリアミド酸のＮ−メチル−２−ピロリドン溶液（宇部興産社製、「Ｕ−ワニスＡ」）３３．０ｇをプラスチック製密閉容器にとり、自転公転ミキサー（シンキー社製、「ＡＲＥ−３１０」）で混合モード（２０００ｒｐｍ）を１０分間行って撹拌し、全不揮発成分に対するタルクの割合が３９．６重量％、分散液の全体量に対する不揮発成分の割合が２７．３重量％である均一な非膨潤性粘土鉱物分散液を得た。
【０１０６】
（水蒸気バリアフィルム用分散液の調製）
膨潤性粘土鉱物分散液６８．０ｇと非膨潤性粘土鉱物分散液３７．０ｇをプラスチック製密閉容器にとり、自転公転ミキサー（シンキー社製、「ＡＲＥ−３１０」）で混合モード（２０００ｒｐｍ）を１０分間、脱泡モード（２２００ｒｐｍ）を１０分間行って撹拌し、全不揮発成分に対する層状ケイ酸塩鉱物の割合が５３．４重量％、膨潤性粘土鉱物の含有量が層状ケイ酸塩鉱物全重量の４２．９重量％である均一な水蒸気バリアフィルム用分散液を得た。
【０１０７】
（フィルムの作製）
得られた水蒸気バリアフィルム用分散液を、底面が平坦であり、底面の形状が長方形であるポリプロピレン製シートに、ドクターブレードを用いて厚みが１５００μｍとなるように塗布した。ポリプロピレン製シートを水平に保った状態で強制送風式オーブン中５０℃の温度条件で１０時間乾燥して、ポリプロピレン製シート上にフィルムを形成した。このフィルムをポリプロピレン製シートから剥離し、順に、１２０℃で１時間、１５０℃で１時間、２００℃で２時間、３５０℃で１２時間熱処理して、タルクとモンモリロナイトとポリイミド樹脂とからなり、全重量に対する層状ケイ酸塩鉱物の割合が５３．４重量％、膨潤性粘土鉱物の含有量が層状ケイ酸塩鉱物全重量の４２．９重量％である厚さ８０μｍの水蒸気バリアフィルムを得た。
【０１０８】
（実施例７）
（水蒸気バリアフィルム用分散液の調製）
実施例６の「水蒸気バリアフィルム用分散液の調製」で調製した膨潤性粘土鉱物分散液１１４．０ｇと非膨潤性粘土鉱物分散液３７．０ｇを用いたこと以外は、実施例６と同様にして、全不揮発成分に対する層状ケイ酸塩鉱物の割合が５９．９重量％、膨潤性粘土鉱物の含有量が、層状ケイ酸塩鉱物全重量の５６．０重量％である均一な水蒸気バリアフィルム用分散液を得た。
【０１０９】
（フィルムの作製）
得られた水蒸気バリアフィルム用分散液を用いて、実施例６と同様にして「フィルムの作製」を行い、タルクとモンモリロナイトとポリイミド樹脂とからなり、全重量に対する層状ケイ酸塩鉱物の割合が５９．９重量％、膨潤性粘土鉱物の含有量が、層状ケイ酸塩鉱物全重量の５６．０重量％である厚さ１００μｍの水蒸気バリアフィルムを得た。
【０１１０】
（実施例８）
（非膨潤性粘土鉱物分散液の調製）
実施例６の「非膨潤性粘土鉱物分散液の調製」において、タルク（日本タルク社製、「タルクＭＳ−Ｋ」）の代わりにタルク（日本タルク社製、「タルクＧＡＴ−４０」、平均粒子径７．１μｍ）を用いたこと以外は、実施例６と同様にして、全不揮発成分に対するタルクの割合が３９．６重量％、分散液の全体量に対する不揮発成分の割合が２７．３重量％である均一な非膨潤性粘土鉱物分散液を得た。
【０１１１】
（タルクの膨潤性評価）
水１００ｍＬの入った１００ｍＬ容メスシリンダーに「非膨潤性粘土鉱物分散液の調製」に用いたタルク（日本タルク社製、「タルクＧＡＴ−４０」）の粉末２．０ｇを少量ずつ入れて自然沈降させ、全量を添加した後１時間静置し、膨潤した粘土鉱物の見かけ容積を読んだところ、膨潤力は２ｍＬ／２ｇであった。
【０１１２】
（水蒸気バリアフィルム用分散液の調製）
実施例６の「水蒸気バリアフィルム用分散液の調製」で調製した膨潤性粘土鉱物分散液１１４．０ｇと、前記非膨潤性粘土鉱物分散液３７．０ｇを用いたこと以外は、実施例６と同様にして、全不揮発成分に対する層状ケイ酸塩鉱物の割合が５９．９重量％、膨潤性粘土鉱物の含有量が、層状ケイ酸塩鉱物全重量の５６．０重量％である均一な水蒸気バリアフィルム用分散液を得た。
【０１１３】
（フィルムの作製）
得られた水蒸気バリアフィルム用分散液を用いて、実施例６と同様にして「フィルムの作製」を行い、タルクとモンモリロナイトとポリイミド樹脂とからなり、全重量に対する層状ケイ酸塩鉱物の割合が５９．９重量％、膨潤性粘土鉱物の含有量が、層状ケイ酸塩鉱物全重量の５６．０重量％である厚さ８０μｍの水蒸気バリアフィルムを得た。
【０１１４】
（実施例９）
（非膨潤性粘土鉱物分散液の調製）
実施例６の「非膨潤性粘土鉱物分散液の調製」において、タルク（日本タルク社製、「タルクＭＳ−Ｋ」）８．０ｇ、及び、１８．６重量％ポリアミド酸のＮ−メチル−２−ピロリドン溶液（宇部興産社製、「Ｕ−ワニスＡ」）３０．０ｇを用いたこと以外は実施例６と同様にして、全不揮発成分に対するタルクの割合が５８．８重量％、分散液の全体量に対する不揮発成分の割合が３５．８重量％である均一な非膨潤性粘土鉱物分散液を得た。  
【０１１５】
（水蒸気バリアフィルム用分散液の調製）
実施例６の「水蒸気バリアフィルム用分散液の調製」で調製した膨潤性粘土鉱物分散液４５．０ｇと前記非膨潤性粘土鉱物分散液１９．０ｇを用いたこと以外は、実施例６と同様にして、全不揮発成分に対する層状ケイ酸塩鉱物の割合が６８．２重量％、膨潤性粘土鉱物の含有量が、層状ケイ酸塩鉱物全重量の３３．３重量％である均一な水蒸気バリアフィルム用分散液を得た。
【０１１６】
（フィルムの作製）
得られた水蒸気バリアフィルム用分散液を用いて、実施例６と同様にして「フィルムの作製」を行い、タルクとモンモリロナイトとポリイミド樹脂とからなり、全重量に対する層状ケイ酸塩鉱物の割合が６８．２重量％、膨潤性粘土鉱物の含有量が、層状ケイ酸塩鉱物全重量の３３．３重量％である厚さ９０μｍの水蒸気バリアフィルムを得た。
【０１１７】
（実施例１０）
（水蒸気バリアフィルム用分散液の調製）
実施例６の「水蒸気バリアフィルム用分散液の調製」で調製した膨潤性粘土鉱物分散液７６．０ｇと実施例９の非膨潤性粘土鉱物分散液１９．０ｇを用いたこと以外は、実施例６と同様にして、全不揮発成分に対する層状ケイ酸塩鉱物の割合が７２．６重量％、膨潤性粘土鉱物の含有量が、層状ケイ酸塩鉱物全重量の４６．０重量％である均一な水蒸気バリアフィルム用分散液を得た。
【０１１８】
（フィルムの作製）
得られた水蒸気バリアフィルム用分散液を用いて、実施例６と同様にして「フィルムの作製」を行い、タルクとモンモリロナイトとポリイミド樹脂とからなり、全重量に対する層状ケイ酸塩鉱物の割合が７２．６重量％、膨潤性粘土鉱物の含有量が、層状ケイ酸塩鉱物全重量の４６．０重量％である厚さ１００μｍの水蒸気バリアフィルムを得た。
【０１１９】
（実施例１１）
（非膨潤性粘土鉱物分散液の調製）
実施例６の「非膨潤性粘土鉱物分散液の調製」において、タルク（日本タルク社製、「タルクＭＳ−Ｋ」）の代わりにカオリン（イメリス社製、「ＸＰ０１−６１００」、層電荷０、平均粒子径１μｍ）４．０ｇを用いたこと以外は、実施例６と同様にして、全不揮発成分に対するカオリンの割合が３９．６重量％、分散液の全体量に対する不揮発成分の割合が２７．３重量％である均一な非膨潤性粘土鉱物分散液を得た。
【０１２０】
（カオリンの膨潤性評価）
水１００ｍＬの入った１００ｍＬ容メスシリンダーに「非膨潤性粘土鉱物分散液の調製」に用いたカオリン（イメリス社製、「ＸＰ０１−６１００」）の粉末２．０ｇを少量ずつ入れて自然沈降させ、全量を添加した後１時間静置し、膨潤した粘土鉱物の見かけ容積を読んだところ、膨潤力は２ｍＬ／２ｇであった。
【０１２１】
（フィルムの作製）
得られた水蒸気バリアフィルム用分散液を用いて、実施例６と同様にして「フィルムの作製」を行い、カオリンとモンモリロナイトとポリイミド樹脂とからなり、全重量に対する層状ケイ酸塩鉱物の割合が５３．４重量％、膨潤性粘土鉱物の含有量が、層状ケイ酸塩鉱物全重量の４２．９重量％である厚さ１００μｍの水蒸気バリアフィルムを得た。
【０１２２】
（実施例１２）
（非膨潤性粘土鉱物分散液の調製）
実施例６の「非膨潤性粘土鉱物分散液の調製」において、タルク（日本タルク社製、「タルクＭＳ−Ｋ」）の代わりに非膨潤性雲母（ヤマグチマイカ社製、「ＳＪ−０１０」、層電荷０．６〜１．０、平均粒子径１０μｍ）４．０ｇを用いたこと以外は、実施例６と同様にして、全不揮発成分に対する非膨潤性雲母の割合が３９．６重量％、分散液の全体量に対する不揮発成分の割合が２７．３重量％である均一な非膨潤性粘土鉱物分散液を得た。
【０１２３】
（非膨潤性雲母の膨潤性評価）
水１００ｍＬの入った１００ｍＬ容メスシリンダーに「非膨潤性粘土鉱物分散液の調製」に用いた非膨潤性雲母（ヤマグチマイカ社製、「ＳＪ−０１０」）の粉末２．０ｇを少量ずつ入れて自然沈降させ、全量を添加した後１時間静置し、膨潤した粘土鉱物の見かけ容積を読んだところ、膨潤力は２ｍＬ／２ｇであった。
【０１２４】
（フィルムの作製）
得られた水蒸気バリアフィルム用分散液を用いて、実施例６と同様にして「フィルムの作製」を行い、非膨潤性雲母とモンモリロナイトとポリイミド樹脂とからなり、全重量に対する層状ケイ酸塩鉱物の割合が５３．４重量％、膨潤性粘土鉱物の含有量が、層状ケイ酸塩鉱物全重量の４２．９重量％である厚さ１００μｍの水蒸気バリアフィルムを得た。
【０１２５】
（実施例１３）
実施例６の「リチウム交換粘土の作製」で得られたリチウム交換粘土４５ｇと水２９５５ｇを５０００ｍＬのプラスチック製ビーカーに入れ撹拌し、均一な分散液とした。これを５００ｍＬ密閉容器６本に移し、遠心分離機（久保田商事株式会社製  高速大容量冷却遠心機  ＭＯＤＥＬ７０００）を用い８０００ｒｐｍで１０分間遠心分離を行い、沈殿物を除去し、上澄みを回収した。この上澄みを偏光板２枚の間に置くと、虹色模様（クロスニコル透過光像）が見られ、液晶転移性を示すことを確認した。得られた上澄みをオーブンで充分に乾燥させた後、解砕して液晶転移性を示すリチウム交換粘土を２５ｇ得た。
以降は前記液晶転移性を示すリチウム交換粘土を用いたこと以外は実施例６と同様に「膨潤性粘土鉱物ゲルの調製」から「フィルムの作製」まで行い、タルクとモンモリロナイトとポリイミド樹脂とからなり、全重量に対する層状ケイ酸塩鉱物の割合が５３．４重量％、膨潤性粘土鉱物の含有量が層状ケイ酸塩鉱物全重量の４２．９重量％である厚さ８５μｍの水蒸気バリアフィルムを得た。
【０１２６】
（実施例１４）
実施例１３で得られた液晶転移性を示すリチウム交換粘土を用いたこと以外は実施例７と同様にして「フィルムの作製」まで行い、タルクとモンモリロナイトとポリイミド樹脂とからなり、全重量に対する層状ケイ酸塩鉱物の割合が５９．９重量％、膨潤性粘土鉱物の含有量が層状ケイ酸塩鉱物全重量の５６．０重量％である厚さ１００μｍの水蒸気バリアフィルムを得た。
【０１２７】
（比較例１）
タルク（日本タルク社製、「タルクＭＳ−Ｋ」）４．４ｇ、及び、１８．６重量％ポリアミド酸のＮ−メチル−２−ピロリドン溶液（宇部興産社製、「Ｕ−ワニスＡ」）３３．０ｇをプラスチック製密閉容器にとり、自転公転ミキサー（シンキー社製、「ＡＲＥ−３１０」）で混合モード（２０００ｒｐｍ）を１０分間、脱泡モード（２２００ｒｐｍ）を１０分間行って撹拌し、全不揮発成分に対するタルクの割合が４１．８重量％、分散液の全体量に対する不揮発成分の割合が２８．２重量％である均一な非膨潤性粘土鉱物分散液を得た。
膨潤性粘土鉱物分散液を加えず、ドクターブレードを用いて厚みが４００μｍとなるように塗布した以外は、実施例１と同様にしてフィルムを作成し、全重量に対する層状ケイ酸塩鉱物の割合が４１．８重量％であり、膨潤性粘土鉱物を含有しない厚さ８０μｍの水蒸気バリアフィルムを得た。
【０１２８】
（比較例２）
実施例１で作製した膨潤性粘土鉱物ゲルを、膨潤性粘土鉱物分散液の調製を行わず、タルク（日本タルク社製、「タルクＭＳ−Ｋ」）４．４ｇ、及び、１８．６重量％ポリアミド酸のＮ−メチル−２−ピロリドン溶液（宇部興産社製、「Ｕ−ワニスＡ」）３３．０ｇ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン３８．５ｇ、膨潤性粘土鉱物ゲル１１．０ｇをプラスチック製密閉容器にとり、自転公転ミキサー（シンキー社製、「ＡＲＥ−３１０」）で混合モード（２０００ｒｐｍ）を１０分間、脱泡モード（２２００ｒｐｍ）を１０分間行って撹拌した。しかし、得られた水蒸気バリアフィルム用分散液はダマが存在し、均一では無かったため、フィルムを作製することができなかった。
【０１２９】
（比較例３）
実施例１で作製した膨潤性粘土鉱物分散液１２０ｇと、１８．６重量％ポリアミド酸のＮ−メチル−２−ピロリドン溶液（宇部興産社製、「Ｕ−ワニスＡ」）４．８ｇをプラスチック製密閉容器にとり、自転公転ミキサー（シンキー社製、「ＡＲＥ−３１０」）で混合モード（２０００ｒｐｍ）を１０分間、脱泡モード（２２００ｒｐｍ）を１０分間行って撹拌し、非膨潤性粘土鉱物を含まない水蒸気バリアフィルム用分散液を得た。
実施例１と同様にして、ドクターブレードを用いて厚みが２０００μｍとなるように塗布し、乾燥させた。しかし、乾燥後のフィルムには多数の割れが生じ、均一なフィルムを得ることができなかった。乾燥後のフィルム厚みは４０μｍであり、焼成後も厚みは変わらなかった。
【０１３０】
（比較例４）
（非膨潤性粘土鉱物分散液の調製）
実施例５で調製した、非膨潤性粘土鉱物分散液５０．０ｇと実施例１の「水蒸気バリアフィルム用分散液の調製」で調製した膨潤性粘土鉱物分散液２５．０ｇとを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、全不揮発成分に対する層状ケイ酸塩鉱物の割合が２３．７重量％、膨潤性粘土鉱物の含有量が、層状ケイ酸塩鉱物全重量の２０．２重量％である均一な分散液を得た。
実施例１と同様にして「フィルムの作製」を行い、タルクとモンモリロナイトとポリイミド樹脂とからなり、全重量に対する層状ケイ酸塩鉱物の割合が２３．７重量％、膨潤性粘土鉱物の含有量が、層状ケイ酸塩鉱物全重量の２０．２重量％である厚さ８０μｍのフィルムを得た。
【０１３１】
（比較例５）
（非膨潤性粘土鉱物分散液の調製）
タルク（日本タルク社製、「タルクＭＳ−Ｋ」）２５．０ｇ、及び、１８．６重量％ポリアミド酸のＮ−メチル−２−ピロリドン溶液（宇部興産社製、「Ｕ−ワニスＡ」）１５．０ｇ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン１８．０ｇをプラスチック製密閉容器にとり、自転公転ミキサー（シンキー社製、「ＡＲＥ−３１０」）で混合モード（２０００ｒｐｍ）を１０分間行って撹拌し、全不揮発成分に対するタルクの割合が８９．９重量％、分散液の全体量に対する不揮発成分の割合が４７．９重量％である均一な非膨潤性粘土鉱物分散液を得た。
次に前記非膨潤性粘土鉱物分散液４０．０ｇと実施例１の「水蒸気バリアフィルム用分散液の調製」で調製した膨潤性粘土鉱物分散液４０．０ｇとを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、全不揮発成分に対する層状ケイ酸塩鉱物の割合が９０．９重量％、膨潤性粘土鉱物の含有量が、層状ケイ酸塩鉱物全重量の９．４重量％である均一な分散液を得た。
ドクターブレードを用いて厚みが７５０μｍとした以外は実施例１と同様にして「フィルムの作製」を行い、タルクとモンモリロナイトとポリイミド樹脂とからなり、全重量に対する層状ケイ酸塩鉱物の割合が９０．９重量％、膨潤性粘土鉱物の含有量が、層状ケイ酸塩鉱物全重量の９．４重量％である厚さ９０μｍの水蒸気バリアフィルムの作製を試みたが、乾燥後のフィルムは容易に割れが生じ、均一なフィルムを得ることができなかった。  
【０１３２】
（比較例６）
タルク（日本タルク社製、「タルクＭＳ−Ｋ」）２．２ｇ、非膨潤性雲母（ヤマグチマイカ社製、「ＳＪ−０１０」）３．４ｇ、及び、１８．６重量％ポリアミド酸のＮ−メチル−２−ピロリドン溶液（宇部興産社製、「Ｕ−ワニスＡ」）３０．０ｇをプラスチック製密閉容器にとり、自転公転ミキサー（シンキー社製、「ＡＲＥ−３１０」）で混合モード（２０００ｒｐｍ）を１０分間、脱泡モード（２２００ｒｐｍ）を１０分間行って撹拌し、全不揮発成分に対する非膨潤性粘土鉱物の割合が５０．０重量％、分散液の全体量に対する不揮発成分の割合が３１．４重量％である均一な非膨潤性粘土鉱物分散液を得た。
膨潤性粘土鉱物分散液を加えず、ドクターブレードを用いて厚みが４００μｍとなるように塗布した以外は、実施例１と同様にしてフィルムを作成し、全重量に対する層状ケイ酸塩鉱物の割合が５０．０重量％であり、膨潤性粘土鉱物を含有しない厚さ６５μｍの水蒸気バリアフィルムを得た。
【０１３３】
＜評価＞
実施例１〜１４及び比較例１、４、６で得られた水蒸気バリアフィルムについて以下の評価を行った。結果を表４〜６に示した。
なお、比較例２ではフィルムを作製することができなかったため、以下の評価を行うことができず、比較例３、５ではフィルムに割れが生じたため、以下の評価は行わなかった。  
【０１３４】
（水蒸気透過度）
ＪＩＳ  Ｋ  ７１２６  Ａ法（差圧法）に準じた差圧式のガスクロ法により、ガスや蒸気等の透過率や透湿度の測定が可能なガス・蒸気透過率測定装置を用いて、４０℃、９０％ＲＨの条件で水蒸気バリアフィルムの水蒸気透過度の測定を行った。なお、ガス・蒸気透過率測定装置として、実施例１〜５及び比較例１、４、６では、ＧＴＲ−３０ＸＡ（ＧＴＲテック社製）を用い、実施例６〜１４では、ＤＥＬＴＡＰＥＲＭ（Ｔｅｃｈｎｏｌｏｘ社製）を用いた。
【０１３５】
（ＶＴＭ試験による燃焼性分類）
得られた水蒸気バリアフィルムについて、ＵＬ９４規格による薄手材料垂直燃焼試験（ＶＴＭ試験）を行った。
表１に示した各判定基準において、各試験片（長さ約２００ｍｍ、幅５０ｍｍ）を５枚使用した。炎の大きさは２０ｍｍとした。
なお、接炎時間は３秒間とし、接炎後の残炎時間をそれぞれ測定した。また、火が消えると同時に２回目の接炎を３秒間行って、１回目と同様にして、接炎後の残炎時間をそれぞれ測定した。更に、落下する火種により試験片の下に置いた綿が発火するか否かについても同時に評価した。また、標線は試験片の下端から１２５ｍｍの位置にあり、標識用綿は試験片の下端から３００ｍｍ下方に配置した。
ＶＴＭ試験において、燃焼性分類としては、ＶＴＭ−０が最高のものであり、ＶＴＭ−１、ＶＴＭ−２となるに従って難燃性が低下することを示す。ただし、ＶＴＭ−０〜ＶＴＭ−２のランクのいずれにも該当しないものは不合格とした。
【０１３６】
（耐屈曲性）
得られた水蒸気バリアフィルムについて、ＪＩＳ−Ｋ５６００−５−１に準拠した方法で耐屈曲性（円筒形マンドレル法）試験を実施した。試験方法は、１〜５ｍｍ径マンドレルを使用し、一つの試験片に対して大きい直径のマンドレルから小さいマンドレルへと順に試験し、フィルム割れやひび割れの初めて起こるマンドレル直径を示した。１ｍｍのマンドレルでも割れの生じなかったフィルムについては１ｍｍ以下とした。
【０１３７】
【表４】
0006019518.tif 000011
【０１３８】
【表５】
0006019518.tif 000012
【０１３９】
【表６】
0006019518.tif 000013
【０１４０】
図３に、実施例１〜４及び比較例１で作製したフィルムの断面の電子顕微鏡写真を示す。図３において、（ａ）が実施例１で作製したフィルムの断面、（ｂ）が実施例２で作製したフィルムの断面、（ｃ）が実施例３で作製したフィルムの断面、（ｄ）が実施例４で作製したフィルムの断面、（ｅ）が比較例１で作製したフィルムの断面である。
【０１４１】
図３から、比較例１の非膨潤性粘土鉱物のみでは、明確な積層化が見られないのに対し、実施例１の膨潤性粘土鉱物を２０重量％添加した写真においては、明らかに積層化していることがわかる。
また、実施例２〜４において、膨潤性粘土鉱物の割合を上げるに従って、更に積層化の状態が良くなっていることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
本発明によれば、柔軟性及び耐湿性に優れ、高い機械的強度を有する水蒸気バリアフィルムを提供することができる。また、本発明によれば、該水蒸気バリアフィルムの製造に用いる水蒸気バリアフィルム用分散液、該水蒸気バリアフィルムの製造方法、該水蒸気バリアフィルムを用いてなる太陽電池バックシート、該水蒸気バリアフィルム又は該太陽電池バックシートを用いてなる太陽電池を提供することができる。
更に、本発明の水蒸気バリアフィルムは、充分な機械的強度と優れた柔軟性を持つフィルムであり、様々な電気材料、機械材料等の部材、例えば、ＬＣＤ用基板フィルム、有機ＥＬ用基板フィルム、電子ペーパー用基板フィルム、電子デバイス用封止フィルム、ＰＤＰ用フィルム、ＬＥＤ用フィルム、ＩＣタグ用フィルム、太陽電池用バックシート、太陽電池用保護フィルム等の電子デバイス関連フィルム、光通信用部材、その他電子機器用フレキシブルフィルム、燃料電池用隔膜、燃料電池用封止フィルム、各種機能性フィルムの基板フィルムとして、また、食品包装用フィルム、飲料包装用フィルム、医薬品包装用フィルム、日用品包装用フィルム、工業製品包装用フィルム、その他各種製品の包装用フィルム、更に、二酸化炭素及び水素を含むガス種に対するガスバリアシールテープ、多層包装フィルム、抗酸化皮膜、耐食性皮膜、耐候性皮膜、不燃性皮膜、耐熱性皮膜、耐薬品性皮膜等、多くの製品に使用可能である。これらの分野に新素材を提供し、新技術への発展に貢献できる。
【符号の説明】
【０１４３】
１  太陽電池
２  太陽電池素子
３  封止剤
４  光透過性基板
５  太陽電池バックシート
６  水蒸気バリアフィルム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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