(57)【要約】【課題】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。【解決手段】芯層およびその両側に設けられた表層からなる積層フィルムであって、芯層は硫酸バリウム粒子を０〜１５重量％含有するポリエステルの組成物から構成され、表層は硫酸バリウム粒子を１０〜４０重量％含有するポリエステルの組成物から構成され、表層の硫酸バリウム含有率が芯層の硫酸バリウム粒子含有率より５％以上高いことを特徴とする太陽電池裏面保護膜白色ポリエステルフィルム。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯層およびその両側に設けられた表層からなる積層フィルムであって、芯層は硫酸バリウム粒子を０〜１５重量％含有するポリエステルの組成物から構成され、表層は硫酸バリウム粒子を１０〜４０重量％含有するポリエステルの組成物から構成され、そして、芯層と表層の硫酸バリウム粒子含有率が下記式を満足することを特徴とする太陽電池裏面保護膜白色ポリエステルフィルム。
表層の硫酸バリウム粒子含有率  −  芯層の硫酸バリウム粒子含有率  ≧  ５％
（ただし、硫酸バリウム粒子含有率（％）＝硫酸バリウム粒子（重量部）／（硫酸バリウム粒子（重量部）＋ポリエステル（重量部））
【請求項２】
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。
【請求項３】
可視光線反射率が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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池裏面保護膜用白色ポリエステルフィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池裏面保護膜としてポリエステルフィルムを用いることが知られおり、特に、ポリエステルと非相溶の物質を含有させ、延伸によってポリエステルとの界面でボイドを形成したポリエステルフィルムが知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２６３５４号公報
【特許文献２】特開２００６−２７００２５号公報
【特許文献３】特開２００７−１１８２６７号公報
【特許文献４】特開２００５−１１９２３号公報
【特許文献５】特開２００２−１３４７７１号公報
【特許文献６】特開２００７−７０４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ポリエステルフィルムは、延伸後、ロール状に巻き取り、保管および輸送されるが、ボイドを多く含むポリエステルフィルムは、ロール状の巻き癖が残りやすい。巻き癖が残っていると、ポリエステルフィルムを裁断したり、太陽電池裏面保護膜として用いるため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。
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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち本発明は、芯層およびその両側に設けられた表層からなる積層フィルムであって、芯層は硫酸バリウム粒子を０〜１５重量％含有するポリエステルの組成物から構成され、表層は硫酸バリウム粒子を１０〜４０重量％含有するポリエステルの組成物から構成され、そして、芯層と表層の硫酸バリウム粒子含有率が下記式を満足することを特徴とする太陽電池裏面保護膜白色ポリエステルフィルムである。
表層の硫酸バリウム粒子含有率  −  芯層の硫酸バリウム粒子含有率  ≧  ５％
（ただし、硫酸バリウム粒子含有率（％）＝硫酸バリウム粒子（重量部）／（硫酸バリウム粒子（重量部）＋ポリエステル（重量部））
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、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ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を詳細に説明する。
［硫酸バリウム粒子］
芯層は硫酸バリウム粒子を含有するポリエステルの組成物から成る。この組成物の硫酸バリウム粒子含有率は０〜１５重量％、好ましくは０〜１０重量％である。芯層の硫酸バリウム粒子含有率が１５重量％を超えると、表層との硫酸バリウム粒子含有率の差を５重量％以上としても巻き癖がつきにくくなる効果が得られない。
【０００８】
表層は硫酸バリウム粒子を含有するポリエステルの組成物から成る。この組成物の硫酸バリウム粒子含有率は１０〜４０重量％、好ましくは１２〜３０重量％である。この範囲で硫酸バリウム粒子を含有することで、高い光線反射率と白色度を備え、巻き癖が付き難く、かつ延伸が容易に行える白色ポリエステルフィルムを得ることができる。
【０００９】
表層の硫酸バリウム粒子含有率と芯層の硫酸バリウム粒子含有率は、下記式を満足する必要である。硫酸バリウム粒子含有率が下記式を満足しないと、巻き癖がつきにくくなる効果が得られない。
表層の硫酸バリウム粒子含有率  −  芯層の硫酸バリウム粒子含有率  ≧  ５％
（ただし、硫酸バリウム粒子含有率（％）＝硫酸バリウム粒子（重量部）／（硫酸バリウム粒子（重量部）＋ポリエステル（重量部））
【００１０】
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。この範囲の平均粒径の硫酸バリウム粒子を用いることによって、粒子の分散性がよく、粒子の凝集が起こらず、均一なフィルムを得ることができ、良好な延伸性で白色ポリエステルフィルムを製造することができる。
【００１１】
この硫酸バリウム粒子を含有するポリエステル組成物をシート化し、延伸することでポリエステル中に分散した硫酸バリウム粒子とポリエステルとの間に界面剥離が生じてボイドが発生する。ボイドはその界面で光を反射するので、白色のフィルムが得られる。
【００１２】
［ポリエステル］  
本発明におけるポリエステルは、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。
【００１３】
これらポリエステルの中でも、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートがフィルムとしての特性が良好で好ましく、さらにポリエチレンテレフタレートが最も好ましい。
【００１４】
ポリエステルは共重合体を用いてもよい。例えば、ポリエステルとしてポリエチレンテレフタレートの共重合体を用いる場合、適した共重合成分の共重合量は、例えば１〜１４モル％である。共重合成分としては、例えばイソフタル酸、２，６―ナフタレンジカルボン酸、４，４′―ジフェニルジカルボン酸といった芳香族ジカルボン酸成分、１，４―ブタンジオール、１，４―シクロヘキサンジメタノール、１，６―ヘキサンジオールといったジオール成分を例示することができる。  
【００１５】
ポリエステルの固有粘度は、好ましくは０．５５ｄｌ／ｇ以上、さらに好ましくは０．６０〜１．００ｄｌ／ｇである。固有粘度が０．５５ｄｌ／ｇ未満であるとフィルムがデラミネーションを起こしやすく好ましくない。１．００ｄｌ／ｇを超えると溶融粘度が高く溶融押出しが困難になり、また重合時間が長く不経済であり好ましくない。    
【００１６】
［巻き癖指数］
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が、好ましくは４０ｍｍ以下、さらに好ましくは３０ｍｍ以下である。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り好ましくない。巻き癖指数の定義、測定方法は実施例に後述する。
【００１７】
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、波長４００〜７００ｎｍの可視光線の平均反射率が、好ましくは８５％以上、さらに好ましくは９０％以上である。この範囲の反射率を備えることで十分に高い発電効率を得ることができる。
【００１８】
［積層構造］
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、Ａ／Ｂ／ＡタイプまたはＡ／Ｂ／Ｃタイプの３層積層フィルムである。３層積層フィルムの両表層の全厚みに対する比率は５〜４０％、好ましくは１０〜３０％である。この範囲の厚み比率とすることで、可視光線反射率や白色度が十分に高く、巻き癖がつきにくい白色ポリエステルフィルムを得ることができる。
【００１９】
［製造方法］
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、ポリエステルおよび硫酸バリウム粒子を用いて製造する。
【００２０】
３層積層フィルムを得るには、Ａ／Ｂ／Ａタイプの場合、２台の押出機を準備し、一台にＡ層の組成物、もう一台にＢ層の組成物を仕込む。Ａ／Ｂ／Ｃタイプの場合、３台の押出機を準備し、一台にＡ層の組成物、もう一台にＢ層の組成物、もう一台にＣ層の組成物を仕込む。それぞれの押出機で溶融し、必要に応じてフィルタによって濾過した溶融樹脂を、例えば積層ブロックや口金内で積層し、口金から吐出し、これを静電印加法などによって鏡面ドラム上で急冷して非晶シートを得る。得られた非晶シートは少なくとも１軸方向、好ましくは二軸方向に延伸する。延伸は逐次二軸延伸でも同時二軸延伸でもかまわない。例えばポリエチレンテレフタレートの組成物を逐次二軸延伸する場合、未延伸フィルムを７０〜１２０℃程度に加熱したロールによって加熱し、回転速度の異なるロール間で延伸を行う。延伸倍率は２〜５倍程度が好ましい。このようにしてフィルム長手方向に延伸したフィルムは一旦冷却し、ついでフィルムの両端をクリップで把持しながらテンターに導き、９０〜１５０℃に加熱した雰囲気中でフィルムを横方向に延伸する。延伸倍率は２〜５倍程度が好ましい。横延伸が終了したフィルムは寸法安定性を付与するためにさらに１５０〜２３０℃の範囲で熱固定し、室温まで冷却すれば得ることができる。
【００２１】
二軸延伸後の太陽電池裏面保護膜用白色ポリエステルフィルムの厚みは、好ましくは２０〜３５０μｍ、さらに好ましくは４０〜２５０μｍ、特に好ましくは５０〜２００μｍである。この範囲の厚みであることによって、高い反射率と、良好な生産性およびハンドリング性を得ることができる。
【実施例】
【００２２】
以下本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
（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。
【００２３】
（２）各層の厚み
フィルム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。
【００２４】
（３）平均反射率
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、４００〜７００ｎｍでの平均値を求めた。
【００２５】
（４）フィルムの巻き癖指数
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てフィルムサンプルとした。これを、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、一方の層を内面側にして巻くもの３本、他方の層を内面側にして巻くもの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。
【００２６】
（５）固有粘度
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。
【００２７】
（６）延伸性
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分間を超えて１時間未満の間に切断が生ずる。
×：１０分間以内に切断が発生し、安定な製膜ができない。
【００２８】
（７）平均粒径
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、この値を平均粒径とした。
【００２９】
［実施例１］
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、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。
【００３０】
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粒子３００Ｒ（平均粒径０．７μｍ）６０重量部をブレンドし、二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−Ｂと称する。
【００３１】
ＰＥＴ−ＡとＰＥＴ−Ｂを硫酸バリウム粒子添加量が５ｗｔ％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。さらに、ＰＥＴ−ＡとＰＥＴ−Ｂを硫酸バリウム粒子含有量が２０ｗｔ％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。
【００３２】
［実施例２〜１６、比較例１〜７］
硫酸バリウム粒子添加量、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。
【００３３】
［比較例８］
実施例１で得られたＰＥＴ−Ａ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、二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−Ｃと称する。
【００３４】
ＰＥＴ−ＡとＰＥＴ−Ｃをルチル型酸化チタン添加量が５ｗｔ％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。さらに、ＰＥＴ−ＡとＰＥＴ−Ｃをルチル型酸化チタン含有量が１０ｗｔ％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。
【００３５】
［比較例９および１０］
ルチル型酸化チタン含有量、各層膜厚を表１に示すとおりに変更した以外は比較例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。
【００３６】
【表１】
2009212432.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００３７】
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、太陽電池ユニットを構成する部材である裏面保護膜として最適に用いることができる。