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WO2013172171A1 - 環状カルボジイミド化合物、ポリエステルフィルム、太陽電池モジュール用バックシートおよび太陽電池モジュール - Google Patents

環状カルボジイミド化合物、ポリエステルフィルム、太陽電池モジュール用バックシートおよび太陽電池モジュール Download PDF

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WO2013172171A1
WO2013172171A1 PCT/JP2013/062184 JP2013062184W WO2013172171A1 WO 2013172171 A1 WO2013172171 A1 WO 2013172171A1 JP 2013062184 W JP2013062184 W JP 2013062184W WO 2013172171 A1 WO2013172171 A1 WO 2013172171A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
group
polyester
polyester film
general formula
solar cell
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2013/062184
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English (en)
French (fr)
Inventor
桜井 靖也
福田 誠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of WO2013172171A1 publication Critical patent/WO2013172171A1/ja
Priority to US14/539,689 priority patent/US9716189B2/en
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Ceased legal-status Critical Current

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    • Y02E10/52PV systems with concentrators

Definitions

  • the present invention relates to a cyclic carbodiimide compound, a polyester film using the cyclic carbodiimide compound, a back sheet for a solar cell module, and a solar cell module.
  • a solar cell module has a transparent filling material (hereinafter also referred to as a sealing material) / solar cell element / sealing material / back sheet (on a glass or front sheet on a light receiving surface side on which sunlight is incident).
  • BS transparent filling material
  • a solar cell element is generally structured to be embedded in a resin (sealing material) such as EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer) and further to a solar cell protective sheet.
  • a polyester film, particularly a polyethylene terephthalate (hereinafter referred to as PET) film has been used.
  • the protection sheet for solar cells especially the back sheet (BS) for the solar cell module, which is the outermost layer, is supposed to be placed in an environment exposed to outdoor wind and rain for a long period of time. Therefore, excellent weather resistance is required.
  • BS back sheet
  • a polyester film such as PET used also as a back sheet for a solar cell module has excellent heat resistance, mechanical properties, chemical resistance, and the like. There is still room for improvement.
  • the hydrolysis resistance is improved by reacting the carbodiimide compound with the terminal carboxyl group of the polyester.
  • Application of is being studied.
  • Patent Documents 1 and 2 describe that the isocyanate produced by reacting cyclic carbodiimide with the terminal carboxyl group of the polyester is linked to the terminal of the polyester, so that it is possible to suppress isocyanate gas volatilization.
  • the polyester film used in the solar cell module needs to increase the partial discharge voltage as the required power output increases, but the film formation stability is poor and the film thickness is partially thin. If there is a portion, the partial discharge voltage is greatly reduced. Therefore, in the polyester film used for a solar cell module, film formation stability, ie, film thickness uniformity, is required.
  • film formation stability ie, film thickness uniformity
  • the isocyanate group connected to the polyester terminal is the hydroxyl group terminal of the polyester. As long as a known cyclic carbodiimide is used, it has been found that the polyester is significantly thickened and difficult to use.
  • the present invention has been made in consideration of the above circumstances, and the problem to be solved by the present invention is to provide a polyester film that does not contain an isocyanate having a low molecular weight and has good film thickness uniformity without thickening. It is. Another object of the present invention is to provide a cyclic carbodiimide compound that can be used in the production of such a polyester film, can suppress thickening during film formation, and can suppress generation of isocyanate gas.
  • the inventors of the present invention include a cyclic structure in which a primary nitrogen and a secondary nitrogen of a carbodiimide group are both adjacent to an arylene group, and the arylene groups are bonded to each other by a bonding group, and the carbodiimide group of the arylene group
  • a compound having a specific bulky substituent at the ortho position the generation of isocyanate gas can be suppressed, and the reaction between the isocyanate linked to the terminal of the polyester and the hydroxyl terminal of the polyester can be suppressed. It has been found that thickening can be suppressed during film formation, and the present invention has been provided having the following constitution.
  • R 1 and R 5 each independently represents an alkyl group, an aryl group or an alkoxy group.
  • R 2 to R 4 and R 6 to R 8 each independently represents a hydrogen atom, Represents an alkyl group, an aryl group or an alkoxy group, R 1 to R 8 may combine with each other to form a ring
  • X 1 and X 2 each independently represents a single bond, —O—, —CO—, Represents —S—, —SO 2 —, —NH— or —CH 2 —
  • L 1 represents a divalent linking group.
  • R 11 , R 15 , R 21 and R 25 each independently represents an alkyl group, an aryl group or an alkoxy group.
  • R 12 to R 14 , R 16 to R 18 , R 22 ⁇ R 24 and R 26 ⁇ R 28 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, .R represents an aryl group or an alkoxy group 11 ⁇ R 28 are bonded may also form a ring .
  • X 11 together, X 12 , X 21 and X 22 each independently represents a single bond, —O—, —CO—, —S—, —SO 2 —, —NH— or —CH 2 —, wherein L 2 represents a tetravalent group.
  • R 2 and R 6 are both hydrogen atoms in the general formula (O-1).
  • the cyclic carbodiimide compound described in [1] or [2] includes R 1 and R 5 , and R 11 , R 15 , R 21 in the general formulas (O-1) and (O-2).
  • R 25 each independently represents a secondary or tertiary alkyl group or an aryl group.
  • a polyester film comprising a cyclic carbodiimide compound represented by the following general formula (O-1) or general formula (O-2) and polyester.
  • R 1 and R 5 each independently represents an alkyl group, an aryl group or an alkoxy group.
  • R 2 to R 4 and R 6 to R 8 each independently represents a hydrogen atom, Represents an alkyl group, an aryl group or an alkoxy group, R 1 to R 8 may combine with each other to form a ring,
  • X 1 and X 2 each independently represents a single bond, —O—, —CO—, Represents —S—, —SO 2 —, —NH— or —CH 2 —, and L 1 represents a divalent linking group.
  • R 11 , R 15 , R 21 and R 25 each independently represents an alkyl group, an aryl group or an alkoxy group.
  • R 12 to R 14 , R 16 to R 18 , R 22 ⁇ R 24 and R 26 ⁇ R 28 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, .R represents an aryl group or an alkoxy group 11 ⁇ R 28 are bonded may also form a ring .
  • X 11 together, X 12 , X 21 and X 22 each independently represents a single bond, —O—, —CO—, —S—, —SO 2 —, —NH— or —CH 2 —, wherein L 2 represents a tetravalent group.
  • R 2 and R 6 are both hydrogen atoms in the general formula (O-1).
  • the polyester film according to [4] or [5] includes R 1 and R 5 , and R 11 , R 15 , R 21 and the general formulas (O-1) and (O-2). It is preferred that each R 25 independently represents a secondary or tertiary alkyl group or an aryl group.
  • the polyester film according to any one of [4] to [6] preferably includes 0.05 to 5% by mass of the cyclic carbodiimide compound with respect to the polyester.
  • the component derived from the carboxylic acid of the polyester is a component derived from an aromatic dibasic acid or an ester-forming derivative thereof. preferable.
  • the polyester film according to any one of [4] to [8] is preferably biaxially oriented.
  • a back sheet for a solar cell module comprising the polyester film according to any one of [4] to [9].
  • the present invention it is possible to provide a polyester film that does not contain an isocyanate having a small molecular weight and has good film thickness uniformity without thickening. Moreover, the cyclic carbodiimide compound which can be used for manufacture of such a polyester film of this invention, can suppress a viscosity increase at the time of film forming, and can suppress generation
  • a numerical range expressed using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
  • Examples of the isocyanate having a small molecular weight include isocyanates having a molecular weight of 300 or less, but the present invention is not limited to this molecular weight range.
  • a polyester film of the present invention (hereinafter also referred to as a film of the present invention) is characterized by containing a cyclic carbodiimide compound represented by the following general formula (O-1) or general formula (O-2) and polyester. It is characterized by that.
  • R 1 and R 5 each independently represents an alkyl group, an aryl group or an alkoxy group.
  • R 2 to R 4 and R 6 to R 8 each independently represents a hydrogen atom, Represents an alkyl group, an aryl group or an alkoxy group, R 1 to R 8 may combine with each other to form a ring, X 1 and X 2 each independently represents a single bond, —O—, —CO—, Represents —S—, —SO 2 —, —NH— or —CH 2 —, and L 1 represents a divalent linking group.
  • R 11 , R 15 , R 21 and R 25 each independently represents an alkyl group, an aryl group or an alkoxy group.
  • R 12 to R 14 , R 16 to R 18 , R 22 ⁇ R 24 and R 26 ⁇ R 28 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, .R represents an aryl group or an alkoxy group 11 ⁇ R 28 are bonded may also form a ring .
  • X 11 together, X 12 , X 21 and X 22 each independently represents a single bond, —O—, —CO—, —S—, —SO 2 —, —NH— or —CH 2 —, wherein L 2 represents a tetravalent group. Represents a linking group.
  • the polyester film of the constitution of the present invention is formed by forming a polyester film using a cyclic carbodiimide compound having a specific bulky substituent at the ortho position with respect to the carbodiimide group of the arylene group adjacent to the carbodiimide. It has been found that the reaction with PET-OH in the above reaction scheme can be suppressed, and the adverse effect on film thickness uniformity when a cyclic carbodiimide compound is added can be suppressed.
  • the present invention is not limited to this embodiment.
  • the polyester film of the present invention has various additives such as polycarbodiimidization catalyst, compatibilizer, plasticizer, weathering agent, antioxidant, thermal stability. Agents, lubricants, antistatic agents, brighteners, colorants, conductive agents, ultraviolet absorbers, flame retardants, flame retardant aids, pigments and dyes may be added.
  • polyester film of the present invention contains polyester. Although the said polyester is not specifically limited, A preferable aspect is demonstrated below.
  • the intrinsic viscosity (IV) of the polyester is preferably 0.5 to 0.9 dl / g from the viewpoint of achieving both hydrolysis resistance and film thickness uniformity.
  • the intrinsic viscosity of the polyester By setting the intrinsic viscosity of the polyester within such a range, the number of polyester terminals, that is, the crosslinking point can be reduced, and gel formation can be suppressed. Suppressing gel formation, achieving both hydrolysis resistance and film thickness uniformity, and further setting the intrinsic viscosity after film formation as a film within a preferred range described later, and stirring during synthesis with carbodiimide described later From the viewpoint of properties, 0.55 to 0.85 dl / g is more preferable, and 0.6 to 0.84 dl / g is particularly preferable.
  • the intrinsic viscosity (IV) of the polyester is the intrinsic viscosity of the polyester in which all the polyesters are mixed when there are two or more kinds of polyesters used in film formation (such as when the recovered polyesters of JP2011-256337A are used). It is preferable that the viscosity satisfies the above range.
  • the intrinsic viscosity (IV) of the polyester was obtained by dissolving the polyester in orthochlorophenol and obtaining the intrinsic viscosity [ ⁇ ] from the following formula from the solution viscosity measured at 25 ° C.
  • ⁇ sp / C [ ⁇ ] + K [ ⁇ ] 2 ⁇ C
  • ⁇ sp (solution viscosity / solvent viscosity) ⁇ 1
  • C is the weight of dissolved polymer per 100 ml of solvent (1 g / 100 ml in this measurement)
  • K is the Huggins constant (0.343)
  • the solution viscosity and the solvent viscosity were measured using an Ostwald viscometer.
  • the polyester is preferably a saturated polyester.
  • a saturated polyester a polyester film that is superior in terms of mechanical strength as compared with a film using an unsaturated polyester can be obtained.
  • the polyester has a —COO— bond or —OCO— bond in the middle of the polymer.
  • the terminal group of the polyester is an OH group, a COOH group, or a group in which these are protected (OR X group, COOR X group (R X is an arbitrary substituent such as an alkyl group)), and an aromatic dibasic acid Or a linear saturated polyester synthesized from an ester-forming derivative thereof and a diol or an ester-forming derivative thereof Examples of the linear saturated polyester include, for example, 2009-155479 and JP2010. -235824 can be used as appropriate.
  • linear saturated polyester examples include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene isophthalate, polybutylene terephthalate, poly (1,4-cyclohexylenedimethylene terephthalate), polyethylene-2,6-naphthalate, of which polyethylene terephthalate Alternatively, polyethylene-2,6-naphthalate is particularly preferable from the viewpoint of the balance between mechanical properties and cost, and polyethylene terephthalate is more particularly preferable.
  • Polyethylene-2,6-naphthalate and polybutylene terephthalate are heated to 230 ° C. or higher during film formation to form a melt film, whereas PET is heated to 250 ° C. or higher to form a melt film.
  • PET is heated to 250 ° C. or higher to form a melt film.
  • the polyester may be a homopolymer or a copolymer. Further, the polyester may be blended with a small amount of another type of resin such as polyimide. Moreover, you may use crystalline polyester which can form anisotropy at the time of a fusion
  • the terminal carboxyl group content in the polyester is preferably 25 eq / ton or less, more preferably 20 eq / ton or less, particularly preferably 16 eq / ton, relative to the polyester. Or less, and particularly preferably 15 eq / ton or less.
  • carboxyl group content is 25 eq / ton or less, it is possible to maintain the hydrolysis resistance and heat resistance of the polyester film by combining with the cyclic carbodiimide compound, and to suppress a decrease in strength when wet heat is aged.
  • the lower limit of the terminal carboxyl group content is the point of maintaining the adhesion (adhesiveness) between the layer formed when the polyester film of the present invention is used as a back sheet for a solar cell module (for example, a white layer). 10 eq / ton or more is desirable.
  • the terminal carboxyl group content in the polyester can be adjusted by polymerization catalyst species, polymerization time, and film forming conditions (film forming temperature and time).
  • the carboxyl group content is H.264. A. Pohl, Anal. Chem. 26 (1954) 2145, and can be measured by a titration method.
  • the polyester is dissolved in benzyl alcohol at 205 ° C., a phenol red indicator is added, and titrated with a solution of sodium hydroxide in water / methanol / benzyl alcohol to determine the carboxylic acid value (eq / ton) can be calculated.
  • the terminal hydroxyl group content in the polyester is preferably 120 eq / ton or less, more preferably 90 eq / ton or less with respect to the polyester.
  • the hydroxyl group content is 120 eq / ton or less, the reaction between the cyclic carbodiimide having a bulky functional group at a specific position described later and the hydroxyl group is suppressed, and it reacts preferentially with the carboxyl group, further reducing the carboxylic acid value.
  • the lower limit of the hydroxyl group content is preferably 20 eq / ton from the viewpoint of adhesion to the upper layer.
  • the hydroxyl group content in the polyester can be adjusted by polymerization catalyst species, polymerization time, and film forming conditions (film forming temperature and time).
  • the terminal hydroxyl group content may be a value measured by 1 H-NMR using a deuterated hexafluoroisopropanol solvent.
  • the molecular weight of the polyester is preferably a weight average molecular weight (Mw) of 5000 to 30000, more preferably 8000 to 26000, and particularly preferably 12000 to 24000 from the viewpoints of heat resistance and viscosity.
  • Mw weight average molecular weight
  • a value in terms of polymethyl methacrylate (PMMA) measured by gel permeation chromatography (GPC) using hexafluoroisopropanol as a solvent can be used.
  • polyester can be synthesized by a known method.
  • polyester can be synthesized by a known polycondensation method or ring-opening polymerization method, and any of transesterification and direct polymerization can be applied.
  • the polyester used in the present invention is a polymer or copolymer obtained by a condensation reaction mainly comprising an aromatic dibasic acid or an ester-forming derivative thereof and a diol or an ester-forming derivative thereof
  • An aromatic dibasic acid or an ester-forming derivative thereof and a diol or an ester-forming derivative thereof can be produced by an esterification reaction or an ester exchange reaction and then a polycondensation reaction.
  • the carboxylic acid value and intrinsic viscosity of the polyester can be controlled by selecting the raw material and reaction conditions. In order to effectively advance the esterification reaction or transesterification reaction and polycondensation reaction, it is preferable to add a polymerization catalyst during these reactions.
  • the polymerization catalyst for polymerizing the polyester Sb-based, Ge-based, and Ti-based compounds are preferably used from the viewpoint of suppressing the carboxyl group content to a predetermined range or less, and Ti-based compounds are particularly preferable.
  • Ti-based compounds an embodiment in which polymerization is performed by using the Ti-based compound as a catalyst in a range of 1 ppm to 30 ppm, more preferably 3 ppm to 15 ppm is preferable.
  • the proportion of the Ti-based compound is within the above range, the terminal carboxyl group can be adjusted to the following range, and the hydrolysis resistance of the polymer substrate can be kept low.
  • Examples of the synthesis of polyester using a Ti compound include Japanese Patent Publication No. 8-301198, Japanese Patent No. 2543624, Japanese Patent No. 3335683, Japanese Patent No. 3717380, Japanese Patent No. 3897756, Japanese Patent No. 3996226, Japanese Patent No. 3997866, Japanese Patent No. 39968661,
  • the methods described in Japanese Patent No. 40000867, Japanese Patent No. 4053837, Japanese Patent No. 4127119, Japanese Patent No. 4134710, Japanese Patent No. 4159154, Japanese Patent No. 4269704, Japanese Patent No. 431538, and the like can be applied.
  • the polyester is preferably solid-phase polymerized after polymerization.
  • the solid-phase polymerization may be a continuous method (a method in which a tower is filled with a resin, and this is slowly heated for a predetermined time and then sent out), or a batch method (a resin is charged into a container). And a method of heating for a predetermined time).
  • solid-phase polymerization is described in Japanese Patent No. 2621563, Japanese Patent No. 3121876, Japanese Patent No. 3136774, Japanese Patent No. 3603585, Japanese Patent No. 3616522, Japanese Patent No. 3617340, Japanese Patent No. 3680523, Japanese Patent No. 3717392, Japanese Patent No. 4167159, etc. The method can be applied.
  • the temperature of the solid phase polymerization is preferably 170 ° C. or higher and 240 ° C. or lower, more preferably 180 ° C. or higher and 230 ° C. or lower, and further preferably 190 ° C. or higher and 220 ° C. or lower.
  • the solid phase polymerization time is preferably 5 hours to 100 hours, more preferably 10 hours to 75 hours, and still more preferably 15 hours to 50 hours.
  • the solid phase polymerization is preferably performed in a vacuum or in a nitrogen atmosphere.
  • the polyester film of the present invention contains a cyclic carbodiimide compound represented by the general formula (O-1) or the general formula (O-2) (hereinafter also referred to as the cyclic carbodiimide compound of the present invention).
  • a cyclic carbodiimide compound represented by the general formula (O-1) or the general formula (O-2) hereinafter also referred to as the cyclic carbodiimide compound of the present invention.
  • preferred structures of the cyclic carbodiimide compound of the present invention will be described in the order of the general formula (O-1) and the general formula (2).
  • R 1 and R 5 each independently represents an alkyl group, an aryl group or an alkoxy group.
  • R 2 to R 4 and R 6 to R 8 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or an alkoxy group.
  • R 1 to R 8 may be bonded to each other to form a ring.
  • X 1 and X 2 each independently represents a single bond, —O—, —CO—, —S—, —SO 2 —, —NH— or —CH 2 —.
  • L 1 represents a divalent linking group.
  • R 1 and R 5 each independently represents an alkyl group, an aryl group or an alkoxy group, preferably an alkyl group or an aryl group, or a secondary or tertiary alkyl group or Representing an aryl group is more preferable from the viewpoint of suppressing the reaction between the isocyanate end linked to the terminal of the polyester and the hydroxyl terminal of the polyester and suppressing the thickening, and particularly preferably a secondary alkyl group.
  • the alkyl group represented by R 1 and R 5 is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms. It is particularly preferred.
  • the alkyl group represented by R 1 and R 5 may be linear, branched or cyclic, but is branched or cyclic, and isocyanate and polyester linked to the end of the polyester. It is preferable from the viewpoint of suppressing the reaction at the hydroxyl terminal and suppressing thickening.
  • the alkyl group represented by R 1 and R 5 is preferably a secondary or tertiary alkyl group, and more preferably a secondary alkyl group.
  • the alkyl group represented by R 1 and R 5 is methyl group, ethyl group, n-propyl group, sec-propyl group, iso-propyl group, n-butyl group, tert-butyl group, sec-butyl group, iso-butyl.
  • the alkyl group represented by R 1 and R 5 may further have a substituent, and the substituent is not particularly limited. However, the alkyl group represented by R 1 and R 5 preferably has no further substituent from the viewpoint of reactivity with the carboxylic acid.
  • the aryl group represented by R 1 and R 5 is preferably an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, more preferably an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and an aryl group having 6 carbon atoms. Particularly preferred.
  • the aryl group represented by R 1 and R 5 may be an aryl group formed by condensing R 1 and R 2 or condensing R 5 and R 6, but R 1 and R 5 are each represented by R 2 It is preferable that the ring is not condensed with R 6 .
  • Examples of the aryl group represented by R 1 and R 5 include a phenyl group and a naphthyl group, and among them, a phenyl group is more preferable.
  • the aryl group represented by R 1 and R 5 may further have a substituent, and the substituent is not particularly limited. However, the aryl group represented by R 1 and R 5 preferably has no further substituent from the viewpoint of reactivity with the carboxylic acid.
  • the alkoxy group represented by R 1 and R 5 is preferably an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, and an alkoxy group having 2 to 6 carbon atoms. It is particularly preferred.
  • the alkoxy group represented by R 1 and R 5 may be linear, branched or cyclic, but is branched or cyclic, and isocyanate and polyester linked to the end of the polyester. It is preferable from the viewpoint of suppressing the reaction at the hydroxyl terminal and suppressing thickening.
  • alkoxy groups R 1 and R 5 represent, the may include groups terminated -O- is linked alkyl group represented by R 1 and R 5, the same preferable ranges R 1 and R 5
  • the preferred alkyl group represented is a group in which —O— is linked to the terminal.
  • the alkoxy group represented by R 1 and R 5 may further have a substituent, and the substituent is not particularly limited. However, the alkoxy group represented by R 1 and R 5 preferably has no further substituent from the viewpoint of reactivity with carboxylic acid.
  • R 1 and R 5 may be the same or different, but are preferably the same from the viewpoint of cost.
  • R 2 to R 4 and R 6 to R 8 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or an alkoxy group, and a hydrogen atom, an alkyl having 1 to 20 carbon atoms Group is preferably an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and particularly preferably a hydrogen atom.
  • the alkyl group, aryl group or alkoxy group represented by R 2 to R 4 and R 6 to R 8 may further have a substituent, and the substituent is not particularly limited.
  • R 2 and R 6 are both hydrogen atoms from the viewpoint of easily introducing bulky substituents into R 1 and R 5 .
  • R 2 and R 6 are both hydrogen atoms from the viewpoint of easily introducing bulky substituents into R 1 and R 5 .
  • an alkyl group or an aryl group is substituted at a site corresponding to R 2 and R 6 in the general formula (O-1) (meta position with respect to the carbodiimide group).
  • these compounds cannot suppress the reaction between the isocyanate linked to the terminal of the polyester and the hydroxyl terminal of the polyester, and R 2 and R 6 in the general formula (O-1). It is difficult to introduce a substituent into a site corresponding to (ortho position with respect to the carbodiimide group).
  • R 1 to R 8 may be bonded to each other to form a ring.
  • the ring formed at this time is not particularly limited, but is preferably an aromatic ring.
  • two or more of R 1 to R 4 may be bonded to each other to form a condensed ring, and an arylene group or heteroarylene group having 10 or more carbon atoms is formed with a benzene ring substituted by R 1 to R 4 May be.
  • the arylene group having 10 or more carbon atoms formed at this time include aromatic groups having 10 to 15 carbon atoms such as naphthalenediyl group.
  • R 5 to R 8 may be bonded to each other to form a condensed ring, and an arylene group or heteroarylene having 10 or more carbon atoms together with a benzene ring substituted by R 5 to R 8.
  • a preferred range at that time is the same as the preferred range when an arylene group or heteroarylene group having 10 or more carbon atoms is formed together with the benzene ring substituted by R 1 to R 4 .
  • the cyclic carbodiimide compound of the present invention is preferably such that, in the general formula (O-1), R 1 to R 8 are not bonded to each other to form a ring.
  • X 1 and X 2 are each independently selected from a single bond, —O—, —CO—, —S—, —SO 2 —, —NH— and —CH 2 —.
  • —O—, —CO—, —S—, —SO 2 —, —NH— is preferable, and —O—, —S— is easy to synthesize. From the viewpoint of
  • L 1 represents a divalent linking group, each of which may contain a heteroatom and a substituent, a divalent aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms, a divalent A alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms, a divalent aromatic group having 5 to 15 carbon atoms, or a combination thereof is preferable, and a divalent aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms is preferable. More preferred.
  • Examples of the divalent aliphatic group represented by L 1 include an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms.
  • Examples of the alkylene group having 1 to 20 carbon atoms include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentylene group, a hexylene group, a heptylene group, an octylene group, a nonylene group, a decylene group, a dodecylene group, and a hexadecylene group. More preferred are a methylene group, an ethylene group and a propylene group, and an ethylene group is particularly preferred. These aliphatic groups may be substituted.
  • substituents examples include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, a halogen atom, a nitro group, an amide group, a hydroxyl group, an ester group, an ether group, and an aldehyde group.
  • Examples of the divalent alicyclic group represented by L 1 include a cycloalkylene group having 3 to 20 carbon atoms.
  • Examples of the cycloalkylene group having 3 to 20 carbon atoms include cyclopropylene group, cyclobutylene group, cyclopentylene group, cyclohexylene group, cycloheptylene group, cyclooctylene group, cyclononylene group, cyclodecylene group, cyclododecylene group, and cyclohexadecylene. Group and the like. These alicyclic groups may be substituted.
  • substituents examples include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, a halogen atom, a nitro group, an amide group, a hydroxyl group, an ester group, an ether group, and an aldehyde group.
  • Examples of the divalent aromatic group represented by L 1 include an arylene group having 5 to 15 carbon atoms, which includes a hetero atom and may have a heterocyclic structure.
  • Examples of the arylene group having 5 to 15 carbon atoms include a phenylene group and a naphthalenediyl group. These aromatic groups may be substituted.
  • Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, a halogen atom, a nitro group, an amide group, a hydroxyl group, an ester group, an ether group, and an aldehyde group.
  • the number of atoms in the cyclic structure containing a carbodiimide group is preferably 8 to 50, more preferably 10 to 30, further preferably 10 to 20, and particularly preferably 10 to 15.
  • the number of atoms in the cyclic structure containing a carbodiimide group means the number of atoms that directly constitute the cyclic structure containing a carbodiimide group. For example, if it is an 8-membered ring, it is 50; It is. This is because if the number of atoms in the cyclic structure is smaller than 8, the stability of the cyclic carbodiimide compound is lowered, and it may be difficult to store and use.
  • the number of atoms in the cyclic structure is preferably 10 to 30, more preferably 10 to 20, and particularly preferably 10 to 15.
  • R 11 , R 15 , R 21 and R 25 each independently represents an alkyl group, an aryl group or an alkoxy group.
  • R 12 to R 14 , R 16 to R 18 , R 22 to R 24 and R 26 to R 28 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or an alkoxy group.
  • R 11 to R 28 may combine with each other to form a ring.
  • X 11 , X 12 , X 21 and X 22 each independently represent a single bond, —O—, —CO—, —S—, —SO 2 —, —NH— or —CH 2 —.
  • L 2 represents a tetravalent linking group.
  • R 11 , R 15 , R 21 and R 25 are the same as the preferred ranges of R 1 and R 5 in the general formula (O-1).
  • R 11 and R 12 are condensed
  • R 15 and R 16 are condensed
  • R 21 and R 22 are condensed
  • R 25 and R 26 are condensed.
  • R 11 , R 15 , R 21 and R 25 do not form a ring by condensing with R 12 , R 16 , R 22 and R 26 , respectively.
  • R 11 , R 15 , R 21 and R 25 may be the same or different, but are preferably the same from the viewpoint of cost.
  • R 12 to R 14 , R 16 to R 18 , R 22 to R 24 and R 26 to R 28 are R 2 in the general formula (O-1). This is the same as the preferred range of ⁇ R 4 and R 6 ⁇ R 8 .
  • R 12 ⁇ R 14, R 16 ⁇ R 18, R 22 ⁇ R 24 and R 26 ⁇ R 28, can R 12, R 16, R 22 and R 26 are both hydrogen atoms, R 11, R 15 , R 21 and R 25 are preferred from the viewpoint of easily introducing bulky substituents.
  • R 11 to R 28 may be bonded to each other to form a ring, and a preferable ring range is that in the general formula (O-1), R 1 to R 8 are This is the same as the range of the ring formed by bonding.
  • L 2 represents a tetravalent linking group, each of which may contain a heteroatom and a substituent, a tetravalent aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms, a tetravalent It is preferably an alicyclic group having 3 to 20 carbon atoms, a tetravalent aromatic group having 5 to 15 carbon atoms, or a combination thereof, and is preferably a tetravalent aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms. More preferred.
  • Examples of the tetravalent aliphatic group represented by L 2 include an alkanetetrayl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • an alkanetetrayl group having 1 to 20 carbon atoms methanetetrayl group, ethanetetrayl group, propanetetrayl group, butanetetrayl group, pentanetetrayl group, hexanetetrayl group, heptanetetrayl group, octanetetrayl group Group, nonanetetrayl group, decanetetrayl group, dodecanetetrayl group, hexadecanetetrayl group and the like, methanetetrayl group, ethanetetrayl group, propanetetrayl group are more preferable, and ethanetetrayl group is particularly preferable preferable.
  • These aliphatic groups may contain a substituent.
  • substituents include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, a halogen atom, a nitro group, an amide group, a hydroxyl group, an ester group, an ether group, and an aldehyde group.
  • Examples of the tetravalent alicyclic group represented by L 2 include a cycloalkanetetrayl group having 3 to 20 carbon atoms as the alicyclic group.
  • Examples of the cycloalkanetetrayl group having 3 to 20 carbon atoms include cyclopropanetetrayl group, cyclobutanetetrayl group, cyclopentanetetrayl group, cyclohexanetetrayl group, cycloheptanetetrayl group, cyclooctanetetrayl group, cyclononanetetrayl group Yl group, cyclodecanetetrayl group, cyclododecanetetrayl group, cyclohexadecanetetrayl group and the like.
  • These alicyclic groups may contain a substituent.
  • substituents include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an arylene group having 6 to 15 carbon atoms, a halogen atom, a nitro group, an amide group, a hydroxyl group, an ester group, an ether group, and an aldehyde group.
  • Examples of the tetravalent aromatic group represented by L 2 include an arenetetrayl group having 5 to 15 carbon atoms which may include a hetero atom and have a heterocyclic structure.
  • Examples of the arenetetrayl group (tetravalent) having 5 to 15 carbon atoms include a benzenetetrayl group and a naphthalenetetrayl group. These aromatic groups may be substituted.
  • Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, a halogen atom, a nitro group, an amide group, a hydroxyl group, an ester group, an ether group, and an aldehyde group.
  • L 2 which is a tetravalent linking group.
  • the preferred range of the number of atoms in the cyclic structure containing each carbodiimide group in the general formula (O-2) is the preferred range of the number of atoms in the cyclic structure containing the carbodiimide group in the general formula (O-1). It is the same.
  • the cyclic carbodiimide compound of the present invention is an aromatic carbodiimide having no ring structure in which the first nitrogen and the second nitrogen of two or more carbodiimide groups are bonded by a linking group in the molecule.
  • the carbodiimide compound is monocyclic and is preferably represented by the general formula (O-1) from the viewpoint of being hard to thicken.
  • the cyclic carbodiimide compound of the present invention preferably has a plurality of cyclic structures and is represented by the general formula (O-2). .
  • the molecular weight of the cyclic carbodiimide compound of the present invention is 400 or more, volatility is small and generation of isocyanate gas during production can be suppressed, which is preferable.
  • the upper limit of the molecular weight of the cyclic carbodiimide compound of the present invention is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the molecular weight of the cyclic carbodiimide compound of the present invention is more preferably 500 to 1200.
  • cyclic carbodiimide compound represented by the general formula (O-1) or (O-2), that is, specific examples of the cyclic carbodiimide compound of the present invention include the following compounds. It is done. However, the present invention is not limited to the following specific examples.
  • the cyclic carbodiimide compound of the present invention is a compound having at least one structure (carbodiimide group) represented by —N ⁇ C ⁇ N— adjacent to an aromatic ring.
  • the organic isocyanate can be heated and produced by a decarboxylation reaction.
  • the cyclic carbodiimide compound of the present invention can be synthesized with reference to the method described in JP 2011-256337 A. In synthesizing the cyclic carbodiimide compound of the present invention, there is no particular limitation as a method for introducing a specific bulky substituent into the ortho position of the arylene group adjacent to the first nitrogen and the second nitrogen of the carbodiimide group.
  • nitrobenzene substituted with an alkyl group can be synthesized, and based on this, cyclic carbodiimide can be synthesized by the method described in WO2011 / 158958.
  • the polyester film in order to improve the hydrolysis resistance of the polyester film, it may be preferable to seal many carboxyl ends of the polyester.
  • a cyclic carbodiimide compound such as the cyclic carbodiimide compound of the present invention
  • gel formation occurs and the film thickness uniformity of the polyester film tends to be insufficient. Therefore, by controlling the addition amount of the cyclic carbodiimide compound of the present invention within a specific range, the hydrolysis resistance and film thickness uniformity of the polyester film can be easily controlled within a preferable range.
  • the cyclic carbodiimide compound added in a large amount as a secondary reaction not only remains as an unreacted cyclic carbodiimide compound, but may also be decomposed into isocyanate by reacting with moisture, polyester end groups and other free acids. is there.
  • the polyester film of the present invention preferably contains 0.05 to 5% by mass of the cyclic carbodiimide compound of the present invention relative to the polyester. Containing at least the lower limit is preferable from the viewpoint of improving the hydrolysis resistance and film thickness uniformity of the polyester film of the present invention. It is preferable to include the upper limit or less from the viewpoint of suppressing gelation and improving the film thickness uniformity of the polyester film of the present invention.
  • the polyester film of the present invention preferably contains 0.1 to 2% by mass, particularly preferably 0.1 to 1% by mass, of the cyclic carbodiimide compound of the present invention relative to the polyester.
  • the polyester film of the present invention does not refuse to contain a carbodiimide compound other than the cyclic carbodiimide compound of the present invention as long as it is not contrary to the spirit of the present invention, but 90 of the carbodiimide compound contained in the polyester film of the present invention.
  • % Or more is preferably the cyclic carbodiimide compound of the present invention, more preferably 95% or more is the cyclic carbodiimide compound of the present invention, and 100% is particularly preferably the cyclic carbodiimide compound of the present invention.
  • the thickness of the polyester film of the present invention varies depending on the application, but when used as a member for a solar cell module backsheet, it is preferably 25 ⁇ m to 300 ⁇ m, more preferably 120 ⁇ m to 300 ⁇ m. When the thickness is 25 ⁇ m or more, sufficient mechanical strength is obtained, and when the thickness is 300 ⁇ m or less, it is advantageous in terms of cost.
  • the polyester film of the present invention is preferably stretched, more preferably biaxially stretched, and plane biaxially stretched is particularly preferable as compared with stretch of tubular or the like, and sequential biaxial stretch It is particularly preferred that
  • the MD orientation degree and the TD orientation degree of the polyester film of the present invention are each preferably 0.14 or more, more preferably 0.155 or more, and particularly preferably 0.16 or more. When the degree of orientation is 0.14 or more, the restraint property of the amorphous chain is improved (the mobility is lowered), and the hydrolysis resistance is improved.
  • the MD and TD orientation degrees are x, y of a biaxially oriented film in an atmosphere at 25 ° C.
  • the refractive index in the z direction can be measured and calculated from MD orientation degree: ⁇ n (x ⁇ z), TD; ⁇ n (yz).
  • the intrinsic viscosity (IV) of the polyester film of the present invention is preferably 0.70 to 0.94 dl / g, more preferably 0.71 to 0.84 dl / g, and 0.72 to 0.84 dl / g. Particularly preferred.
  • the intrinsic viscosity of the polyester film is preferably not more than the above lower limit value from the viewpoint of improving the film forming property and improving the film thickness uniformity.
  • the film forming step the melted product of the polyester and the cyclic carbodiimide compound contained in the resin composition for forming the polyester film of the present invention is passed through a gear pump or a filter, and then cooled through a die.
  • a film (unstretched) can be formed by extruding into a roll and cooling and solidifying it. The extruded melt can be brought into close contact with the cooling roll using an electrostatic application method. At this time, the surface temperature of the cooling roll can be about 10 ° C. to 40 ° C.
  • the (unstretched) film formed by the film forming step can be subjected to a stretching treatment in the stretching step.
  • the film that has been cooled and solidified with a cooling roll is preferably stretched in one or two directions, and more preferably stretched in two directions.
  • Stretching in the two directions includes stretching in the longitudinal direction (MD: Machine Direction) (hereinafter also referred to as “longitudinal stretching”) and stretching in the width direction (TD: Transverse Direction) (hereinafter referred to as “lateral stretching”).
  • MD Machine Direction
  • TD Transverse Direction
  • the longitudinal stretching and lateral stretching may each be performed once, or may be performed a plurality of times, and may be simultaneously performed longitudinally and laterally.
  • the stretching treatment is preferably performed at a glass temperature (Tg) ° C. to (Tg + 60) ° C. of the film, more preferably Tg + 3 ° C. to Tg + 40 ° C., and further preferably Tg + 5 ° C. to Tg + 30 ° C.
  • a preferred draw ratio is 280% to 500%, more preferably 300% to 480%, and still more preferably 320% to 460% on at least one side.
  • the film may be stretched uniformly in the vertical and horizontal directions, but it is more preferable to stretch one of the stretch ratios more than the other and unevenly stretch. Either vertical (MD) or horizontal (TD) may be increased.
  • the biaxial stretching treatment is performed, for example, once or twice or more in the longitudinal direction at (Tg 1 ) ° C. to (Tg 1 +60) ° C. which is the glass transition temperature of the film, and the total magnification becomes 3 to 6 times. Then, the film can be stretched at (Tg 1 ) ° C. to (Tg + 60) ° C. so that the magnification is 3 to 5 times in the width direction.
  • the biaxial stretching treatment can be stretched in the longitudinal direction using two or more pairs of nip rolls with increased peripheral speed on the outlet side (longitudinal stretching), and both ends of the film are gripped by chucks and are orthogonally crossed (longitudinal). In the direction perpendicular to the direction) (lateral stretching).
  • the film in the stretching step, can be subjected to heat treatment before or after the stretching treatment, preferably after the stretching treatment.
  • heat treatment By performing the heat treatment, crystallites can be generated, and mechanical properties and durability can be improved.
  • the film may be subjected to heat treatment at about 180 ° C. to 210 ° C. (more preferably 185 ° C. to 210 ° C.) for 1 second to 60 seconds (more preferably 2 seconds to 30 seconds).
  • a heat relaxation treatment can be performed after the heat treatment.
  • the heat relaxation treatment is a treatment for shrinking the film by applying heat to the film for stress relaxation.
  • the thermal relaxation treatment is preferably performed in both the MD and TD directions of the film.
  • the various conditions in the thermal relaxation treatment are preferably a treatment at a temperature lower than the heat treatment temperature, and preferably 130 ° C. to 205 ° C.
  • the thermal shrinkage rate (150 ° C.) of the film is preferably 1 to 12% for MD and TD, more preferably 1 to 10%.
  • the polyester film of the present invention can be suitably used not only as a protective sheet for solar cell modules (back sheet for solar cell modules) but also for other uses.
  • the film of the present invention can be on their, COOH, OH, SO 3 H, also be used as a laminate having a coating layer comprising at least one functional group selected from NH 2 and salts thereof.
  • the back sheet for a solar cell module of the present invention includes the polyester film of the present invention.
  • the polyester film of the present invention is used for a solar cell module backsheet, the problem of adhesion between layers is reduced, and particularly the adhesion between layers after aging with wet heat can be greatly improved.
  • the following functional layer may be applied to a polyester film after uniaxial stretching and / or biaxial stretching.
  • a known coating technique such as a roll coating method, a knife edge coating method, a gravure coating method, or a curtain coating method can be used.
  • surface treatment flame treatment, corona treatment, plasma treatment, ultraviolet treatment, etc.
  • the polyester film of the present invention has an easy-adhesive layer on the side facing the sealing material of the battery side substrate in which the solar cell element is sealed with the sealing material when constituting the solar cell module. Is preferred. Easy adhesion showing adhesion to an adherend containing a sealing material (especially ethylene-vinyl acetate copolymer) (for example, the surface of the sealing material of the battery side substrate in which the solar cell element is sealed with the sealing material). By providing the conductive layer, the back sheet and the sealing material can be firmly bonded.
  • a sealing material especially ethylene-vinyl acetate copolymer
  • the easily adhesive layer has an adhesive force of 10 N / cm or more, preferably 20 N / cm or more, particularly with EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer) used as a sealing material.
  • EVA ethylene-vinyl acetate copolymer
  • the easy-adhesion layer needs to prevent the backsheet from peeling off during use of the solar cell module, and therefore, the easy-adhesion layer desirably has high hydrolysis resistance.
  • Binder The easy-adhesive layer in the present invention can contain at least one binder.
  • the binder for example, polyester, polyurethane, acrylic resin, polyolefin, or the like can be used. Among these, acrylic resins and polyolefins are preferable from the viewpoint of durability.
  • acrylic resin a composite resin of acrylic and silicone is also preferable. The following can be mentioned as an example of a preferable binder.
  • the polyolefin include Chemipearl S-120 and S-75N (both manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.).
  • the acrylic resin include Julimer ET-410 and SEK-301 (both manufactured by Nippon Pure Chemical Industries, Ltd.).
  • Examples of the composite resin of acrylic and silicone include Ceranate WSA 1060 and WSA 1070 (both manufactured by DIC Corporation), and H7620, H7630, and H7650 (both manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation).
  • the amount of the binder is preferably in the range of 0.05 to 5 g / m 2 and particularly preferably in the range of 0.08 to 3 g / m 2 .
  • the binder amount is more good adhesion is obtained by at 0.05 g / m 2 or more, a better surface is obtained by at 5 g / m 2 or less.
  • the easy-adhesion layer in the present invention can contain at least one kind of fine particles.
  • the easy-adhesive layer preferably contains 5% by mass or more of fine particles with respect to the mass of the entire layer.
  • fine particles inorganic fine particles such as silica, calcium carbonate, magnesium oxide, magnesium carbonate, tin oxide and the like are preferably exemplified.
  • fine particles of tin oxide and silica are preferable in that the decrease in adhesiveness when exposed to a humid heat atmosphere is small.
  • the particle size of the fine particles is preferably about 10 to 700 nm, more preferably about 20 to 300 nm. By using fine particles having a particle diameter in the above range, good easy adhesion can be obtained.
  • the shape of the fine particles is not particularly limited, and those having a spherical shape, an indefinite shape, a needle shape, or the like can be used.
  • the addition amount of the fine particles in the easy-adhesive layer is preferably 5 to 400% by mass, more preferably 50 to 300% by mass, based on the binder in the easy-adhesive layer.
  • the addition amount of the fine particles is 5% by mass or more, the adhesiveness when exposed to a moist heat atmosphere is excellent, and when it is 1000% by mass or less, the surface state of the easy-adhesive layer is better.
  • the easy-adhesion layer in this invention can contain at least 1 sort (s) of a crosslinking agent.
  • the crosslinking agent include epoxy-based, isocyanate-based, melamine-based, carbodiimide-based, and oxazoline-based crosslinking agents.
  • an oxazoline-based cross-linking agent is particularly preferable from the viewpoint of securing adhesiveness after aging with wet heat.
  • Specific examples of the oxazoline-based crosslinking agent include 2-vinyl-2-oxazoline, 2-vinyl-4-methyl-2-oxazoline, 2-vinyl-5-methyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-2-oxazoline.
  • (co) polymers of these compounds can also be preferably used.
  • a compound having an oxazoline group Epocros K2010E, K2020E, K2030E, WS500, WS700 (all manufactured by Nippon Shokubai Chemical Co., Ltd.) and the like can be used.
  • a preferable addition amount of the crosslinking agent in the easy-adhesion layer is preferably 5 to 50% by mass, more preferably 20 to 40% by mass, based on the binder of the easy-adhesion layer.
  • the addition amount of the crosslinking agent is 5% by mass or more, a good crosslinking effect is obtained, and the strength of the reflective layer is not reduced and adhesion failure hardly occurs, and when it is 50% by mass or less, the pot life of the coating liquid is further increased. I can keep it long.
  • the easy-adhesive layer in the present invention is added with known matting agents such as polystyrene, polymethylmethacrylate, silica, etc., as well as known surfactants such as anionic and nonionic types, if necessary. May be.
  • Method for forming an easy-adhesive layer there are a method for pasting a polymer sheet having easy adhesion to a polyester film and a method for coating. It is preferable in that it can be formed with a simple and highly uniform thin film.
  • a coating method for example, a known method such as a gravure coater or a bar coater can be used.
  • the solvent of the coating solution used for coating may be water or an organic solvent such as toluene or methyl ethyl ketone.
  • a solvent may be used individually by 1 type and may be used in mixture of 2 or more types.
  • the thickness of the easy-adhesion layer in the present invention is usually preferably 0.05 to 8 ⁇ m, more preferably 0.1 to 5 ⁇ m.
  • the thickness of the easy-adhesive layer is 0.05 ⁇ m or more, the required easy adhesion can be easily obtained, and when the thickness is 8 ⁇ m or less, the planar shape can be maintained better.
  • the easy-adhesion layer in the present invention may have transparency from the viewpoint of not impairing the effect of the colored layer when a colored layer (particularly a reflective layer) is disposed between the polyester film. preferable.
  • the polyester film of the present invention can be provided with a colored layer.
  • the colored layer is a layer arranged in contact with the surface of the polyester film or through another layer, and can be constituted using a pigment or a binder.
  • the first function of the colored layer is to increase the power generation efficiency of the solar cell module by reflecting the light that has reached the back sheet without being used for power generation in the solar cell out of the incident light and returning it to the solar cell. is there.
  • the second function is to improve the decorativeness of the appearance when the solar cell module is viewed from the front side. In general, when a solar cell module is viewed from the front side, a back sheet can be seen around the solar cell, and the decorativeness can be improved by providing a colored layer on the back sheet.
  • the colored layer in the present invention can contain at least one pigment.
  • the pigment is preferably contained in the range of 2.5 to 8.5 g / m 2 .
  • a more preferable pigment content is in the range of 4.5 to 7.5 g / m 2 .
  • the pigment content is 2.5 g / m 2 or more, necessary coloring can be easily obtained, and the light reflectance and decorativeness can be adjusted to be more excellent.
  • the pigment content is 8.5 g / m 2 or less, the planar shape of the colored layer can be maintained better.
  • the pigment examples include inorganic pigments such as titanium oxide, barium sulfate, silicon oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, calcium carbonate, kaolin, talc, ultramarine blue, bitumen, and carbon black, and organic pigments such as phthalocyanine blue and phthalocyanine green. It is done.
  • a white pigment is preferable from the viewpoint of constituting a colored layer as a reflective layer that reflects incident sunlight.
  • titanium oxide, barium sulfate, silicon oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, calcium carbonate, kaolin, talc and the like are preferable.
  • the average particle size of the pigment is preferably 0.03 to 0.8 ⁇ m, more preferably about 0.15 to 0.5 ⁇ m. If the average particle size is within the above range, the light reflection efficiency may be reduced.
  • the preferred addition amount of the pigment in the reflective layer varies depending on the type of pigment used and the average particle size, but cannot be generally stated. It is preferably about 15 to 15 g / m 2 , more preferably about 3 to 10 g / m 2 . When the addition amount is 1.5 g / m 2 or more, the required reflectance is easily obtained, and when the addition amount is 15 g / m 2 or less, the strength of the reflection layer can be kept higher.
  • the colored layer in the present invention can contain at least one binder.
  • the binder is included, the amount is preferably in the range of 15 to 200% by mass, more preferably in the range of 17 to 100% by mass with respect to the pigment.
  • the amount of the binder is 15% by mass or more, the strength of the colored layer can be more favorably maintained, and when it is 200% by mass or less, the reflectance and the decorativeness are lowered.
  • a binder suitable for the colored layer for example, polyester, polyurethane, acrylic resin, polyolefin, or the like can be used. From the viewpoint of durability, the binder is preferably an acrylic resin or a polyolefin.
  • the acrylic resin a composite resin of acrylic and silicone is also preferable.
  • Examples of preferred binders include the following.
  • Examples of the polyolefin include Chemipearl S-120 and S-75N (both manufactured by Mitsui Chemicals).
  • Examples of the acrylic resin include Julimer ET-410 and SEK-301 (both manufactured by Nippon Pure Chemical Industries, Ltd.).
  • Examples of the composite resin of acrylic and silicone include Ceranate WSA1060, WSA1070 (both manufactured by DIC Corporation), H7620, H7630, H7650 (both manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation) and the like.
  • ком ⁇ онент In addition to the binder and the pigment, a cross-linking agent, a surfactant, a filler, and the like may be further added to the colored layer in the present invention as necessary.
  • crosslinking agent examples include epoxy-based, isocyanate-based, melamine-based, carbodiimide-based, and oxazoline-based crosslinking agents.
  • the addition amount of the crosslinking agent in the colorant is preferably 5 to 50% by mass, more preferably 10 to 40% by mass, per binder of the colored layer.
  • the addition amount of the crosslinking agent is 5% by mass or more, a good crosslinking effect can be obtained, the strength and adhesiveness of the colored layer can be maintained high, and when it is 50% by mass or less, the coating solution The pot life can be maintained longer.
  • the surfactant a known surfactant such as an anionic or nonionic surfactant can be used.
  • the addition amount of the surfactant is preferably 0.1 to 15 mg / m 2 , more preferably 0.5 to 5 mg / m 2 .
  • the amount of the surfactant added is 0.1 mg / m 2 or more to effectively suppress the occurrence of repelling, and the amount added is 15 mg / m 2 or less to provide excellent adhesion.
  • a filler such as silica may be added to the colored layer in addition to the above pigment.
  • the addition amount of the filler is preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less per binder of the colored layer.
  • the strength of the colored layer can be increased.
  • the ratio of a pigment can be maintained because the addition amount of a filler is 20 mass% or less, favorable light reflectivity (reflectance) and decorativeness are obtained.
  • a forming method of the colored layer there are a method of pasting a polymer sheet containing a pigment on a polyester film, a method of co-extruding a colored layer at the time of forming a polyester film, a method by coating, and the like.
  • the method by coating is preferable in that it can be formed with a simple and highly uniform thin film.
  • a coating method for example, a known method such as a gravure coater or a bar coater can be used.
  • the solvent of the coating solution used for coating may be water or an organic solvent such as toluene or methyl ethyl ketone. However, from the viewpoint of environmental burden, it is preferable to use water as a solvent.
  • a solvent may be used individually by 1 type and may be used in mixture of 2 or more types.
  • a colored layer contains a white pigment and is comprised as a white layer (light reflection layer).
  • the light reflectance at 550 nm in the case of the reflective layer is preferably 75% or more. When the reflectance is 75% or more, sunlight that has passed through the solar battery cell and has not been used for power generation can be returned to the cell, and the effect of increasing power generation efficiency is high.
  • the thickness of the white layer is preferably 1 to 20 ⁇ m, more preferably 1 to 10 ⁇ m, and still more preferably about 1.5 to 10 ⁇ m.
  • the film thickness is 1 ⁇ m or more, necessary decoration and reflectance are easily obtained, and when it is 20 ⁇ m or less, the surface shape may be deteriorated.
  • An undercoat layer can be provided on the polyester film of the present invention.
  • the undercoat layer may be provided between the colored layer and the polyester film.
  • the undercoat layer can be formed using a binder, a crosslinking agent, a surfactant, and the like.
  • binder contained in the undercoat layer examples include polyester, polyurethane, acrylic resin, and polyolefin.
  • an epoxy, isocyanate, melamine, carbodiimide, oxazoline, or other crosslinking agent, anionic or nonionic surfactant, silica or other filler may be added to the undercoat layer.
  • the solvent may be water or an organic solvent such as toluene or methyl ethyl ketone.
  • a solvent may be used individually by 1 type and may be used in mixture of 2 or more types.
  • the application may be applied to the polyester film after biaxial stretching or may be applied to the polyester film after uniaxial stretching.
  • the film may be further stretched in a direction different from the initial stretching after coating.
  • the thickness of the undercoat layer is preferably 0.05 ⁇ m to 2 ⁇ m, more preferably about 0.1 ⁇ m to 1.5 ⁇ m. When the film thickness is 0.05 ⁇ m or more, the necessary adhesiveness is easily obtained, and when it is 2 ⁇ m or less, the surface shape can be favorably maintained.
  • the polyester film of the present invention is preferably provided with at least one of a fluorine-based resin layer and a silicon-based (Si-based) resin layer as an antifouling layer.
  • a fluorine-based resin layer or the Si-based resin layer it is possible to prevent contamination of the polyester surface and improve weather resistance.
  • fluorine resin films such as Tedlar (manufactured by DuPont).
  • each of the fluorine-based resin layer and the Si-based resin layer is preferably in the range of 1 ⁇ m to 50 ⁇ m, more preferably in the range of 1 ⁇ m to 40 ⁇ m, still more preferably 1 ⁇ m to 10 ⁇ m.
  • the solar cell module of the present invention includes the polyester film of the present invention or the back sheet for the solar cell module of the present invention.
  • the solar cell module of the present invention comprises a solar cell element that converts light energy of sunlight into electric energy, a transparent substrate on which sunlight is incident, and the polyester film (back sheet for solar cell) of the present invention described above. It is arranged and arranged between.
  • the substrate and the polyester film can be formed by sealing with a resin (so-called sealing material) such as an ethylene-vinyl acetate copolymer.
  • the transparent substrate only needs to have a light-transmitting property through which sunlight can be transmitted, and can be appropriately selected from base materials that transmit light. From the viewpoint of power generation efficiency, the higher the light transmittance, the better.
  • a transparent resin such as an acrylic resin, or the like can be suitably used.
  • Solar cell elements include silicon-based materials such as single crystal silicon, polycrystalline silicon, and amorphous silicon, III-V groups such as copper-indium-gallium-selenium, copper-indium-selenium, cadmium-tellurium, gallium-arsenic, and II Various known solar cell elements such as -VI group compound semiconductor systems can be applied.
  • the following compounds were used in the respective comparative examples as carbodiimide-based end-capping agents.
  • the cyclic carbodiimide (1) used in the comparative example is a compound having a molecular weight of 252 described in Examples of JP 2011-258461 A, and the synthesis method described in Reference Example 1 of JP 2011-258641 A is used. Synthesized for reference.
  • the cyclic carbodiimide (2) used in the comparative example is a compound having a molecular weight of 516 described in Examples of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-258641. Synthesized.
  • the cyclic carbodiimides (3) to (5) used in the comparative examples are compounds described in WO2010 / 072111 and were synthesized with reference to the synthesis method described in WO2010 / 072111.
  • a cyclic carbodiimide compound represented by the general formula (O-1) or (O-2) of the present invention having the following structure was used in each Example as an end-capping agent.
  • intermediate product A (0.1 mol), 5% palladium carbon (Pd / C) (1 g), and 200 ml of ethanol / dichloromethane (70/30) were charged into a reactor equipped with a stirrer, and 5 hydrogen substitution was performed. The reaction was performed in a state where hydrogen was constantly supplied at 25 ° C., and the reaction was terminated when there was no decrease in hydrogen. When Pd / C was recovered and the mixed solvent was removed, an intermediate product B (amine body) was obtained.
  • an intermediate product B (0.025 mol), imidazole (0.2 mol), carbon disulfide (0.2 mol), and 150 ml of acetonitrile were charged in a reactor equipped with a stirrer and a heating device under an N 2 atmosphere. . The temperature of the reaction solution is raised to 80 ° C. and reacted for 15 hours. The obtained acetonitrile solution was concentrated and purified by column chromatography to obtain intermediate product C (thiourea).
  • intermediate product A (0.02 mol), 560 ml of 2-isopropanol and 110 ml of 35% aqueous hydrochloric acid solution were charged into a reaction vessel equipped with a stirrer, and zinc powder (0.8 mol) was slowly added, followed by refluxing for 1 hour. . After collecting the zinc powder by filtration, 1.0 L of chloroform was added, followed by liquid separation twice with pure water. The organic layer was dehydrated with magnesium sulfate, and chloroform was removed under reduced pressure to obtain an intermediate product B (amine body).
  • an intermediate product B (0.015 mol), imidazole (0.03 mol), carbon disulfide (0.09 mol), and 50 ml of acetonitrile were charged in a reactor equipped with a stirrer and a heating device under an N 2 atmosphere. . The temperature of the reaction solution is raised to 100 ° C. and reacted for 15 hours. The solid precipitated after the reaction was collected by filtration and washed with acetonitrile to obtain intermediate product C (thiourea).
  • intermediate product A (0.1 mol), 5% palladium carbon (Pd / C) (1 g), and 200 ml of ethanol / dichloromethane (70/30) were charged into a reactor equipped with a stirrer, and 5 hydrogen substitution was performed. The reaction was performed in a state where hydrogen was constantly supplied at 25 ° C., and the reaction was terminated when there was no decrease in hydrogen. When Pd / C was recovered and the mixed solvent was removed, an intermediate product B (amine body) was obtained.
  • an intermediate product B (0.025 mol), imidazole (0.2 mol), carbon disulfide (0.2 mol), and 150 ml of acetonitrile were charged in a reactor equipped with a stirrer and a heating device under an N 2 atmosphere. . The temperature of the reaction solution is raised to 80 ° C. and reacted for 15 hours. The obtained acetonitrile solution was concentrated and purified by column chromatography to obtain intermediate product C (thiourea).
  • intermediate product A (nitro compound).
  • intermediate product A (0.02 mol), 5% palladium carbon (Pd / C) (1 g), and 200 ml of ethanol / dichloromethane (70/30) were charged into a reactor equipped with a stirrer, and 5 hydrogen substitution was performed. The reaction was performed in a state where hydrogen was constantly supplied at 25 ° C., and the reaction was terminated when there was no decrease in hydrogen. When Pd / C was recovered and the mixed solvent was removed, an intermediate product B (amine body) was obtained.
  • an intermediate product B (0.015 mol), imidazole (0.2 mol), carbon disulfide (0.2 mol), and 150 ml of acetonitrile were charged in a reactor equipped with a stirrer and a heating device under an N 2 atmosphere. . The temperature of the reaction solution is raised to 100 ° C. and reacted for 15 hours. The solid precipitated after the reaction was collected by filtration and washed to obtain an intermediate product C (thiourea). Next, an intermediate product C (0.01 mol), 30% NaOH (0.04 mol), benzyltriethylammonium chloride (0.002 mol), chloroform 200 ml, and methanol 6.6 ml were charged into a reactor equipped with a stirrer.
  • Example 1 Preparation of saturated polyester resin-Process (A)- 4.7 tons of high-purity terephthalic acid and 1.8 tons of ethylene glycol were mixed for 90 minutes to form a slurry, which was continuously supplied to the first esterification reactor at a flow rate of 3800 kg / h.
  • an ethylene glycol solution of a citrate chelate titanium complex in which citric acid is coordinated to Ti metal (“VERTEC AC-420”, manufactured by Johnson Matthey) was continuously supplied to the first esterification reaction tank. While stirring at an internal temperature of 250 ° C., the reaction was carried out with an average residence time of about 4.4 hours to obtain an oligomer. At this time, the citric acid chelate titanium complex was continuously added so that the amount of Ti added was 9 ppm in terms of element. The acid value of the obtained oligomer was 500 eq / ton.
  • the obtained oligomer was transferred to a second esterification reaction tank and reacted by stirring at a reaction tank temperature of 250 ° C. and an average residence time of 1.2 hours to obtain an oligomer having an acid value of 180 eq / ton.
  • the inside of the second esterification reaction tank is divided into three zones from the first zone to the third zone. From the second zone, an ethylene glycol solution of magnesium acetate is added, and the amount of Mg added is 75 ppm in terms of element. Then, from the third zone, an ethylene glycol solution of trimethyl phosphate was continuously supplied so that the addition amount of P was 65 ppm in terms of element.
  • the ethylene glycol solution of trimethyl phosphate was prepared by adding a 25 ° C. trimethyl phosphate solution to a 25 ° C. ethylene glycol solution and stirring at 25 ° C. for 2 hours (phosphorus compound content in the solution: 3 .8% by mass). As a result, an esterification reaction product was obtained.
  • reaction product was transferred from the first polycondensation reaction tank to the second double condensation reaction tank. Thereafter, the reaction product was stirred in the second double condensation reaction tank at a reaction tank temperature of 276 ° C. and a reaction tank pressure of 5 torr (6.67 ⁇ 10 ⁇ 4 MPa), and the residence time was about 1.2 hours. (Transesterification reaction).
  • the reaction product obtained by the transesterification reaction is further transferred from the second double condensation reaction tank to the third triple condensation reaction tank.
  • the reaction tank internal temperature is 276 ° C. and the reaction tank internal pressure is 1.
  • the reaction (transesterification reaction) was carried out under the conditions of a residence time of 1.5 hours.
  • Carboxylic acid value 22 eq / ton
  • IV intrasic viscosity
  • 0.65 dl / G reaction product polyethylene terephthalate (PET)
  • the obtained PET was subjected to a heat treatment (solid phase polymerization) at 205 ° C. for 24 hours under a reduced pressure of 50 Pa using a rotary vacuum polymerization apparatus. It should be noted that by increasing the solid phase polymerization time, IV increases and AV tends to decrease, and by increasing the solid phase polymerization temperature, AV increases and IV tends to decrease. Thereafter, nitrogen gas at 25 ° C. was allowed to flow into the vacuum polymerization apparatus, and the pellet was cooled to 25 ° C. to obtain PET having a carboxylic acid value of 15 eq / ton and IV of 0.78 dl / g.
  • the obtained PET was put into a hopper of a biaxial kneading extruder having a diameter of 50 mm with a main feeder, the compound 1 of the present invention was put into a sub-feeder, melted at 280 ° C. and extruded.
  • the extruded melt (melt) was passed through a gear pump and a filter (pore diameter: 20 ⁇ m), and then extruded from a die to a 20 ° C. cooling roll to obtain an amorphous sheet.
  • the extruded melt was brought into close contact with the cooling roll using an electrostatic application method.
  • the hydrolysis resistance was evaluated based on the half life of elongation at break.
  • the breaking elongation retention half-life is the breakage exhibited by the polyester film after storage after the storage treatment (heat treatment) was performed on the polyester film obtained in Example 1 under the conditions of 120 ° C. and 100% relative humidity.
  • the elongation (%) was evaluated by measuring a storage time at which the elongation (%) was 50% with respect to the breaking elongation (%) exhibited by the polyester film before storage. The obtained results are shown in Table 1 below.
  • the polyester film of the present invention preferably has a breaking elongation half-life of 130 hours or more before and after storage at 120 ° C. and a relative humidity of 100%, more preferably 160 hours or more.
  • the reflection layer-forming coating solution obtained above was applied to the polyester film of Example 1 with a bar coater and dried at 180 ° C. for 1 minute, and (i) reflection with a titanium dioxide coating amount of 6.5 g / m 2. A layer (white layer) was formed.
  • Undercoat layer Various components having the following composition were mixed to prepare a coating solution for an undercoat layer, this coating solution was applied to a polyester film, dried at 180 ° C. for 1 minute, and an undercoat layer (dry coating amount: about 0.1 g / m 2 ) was formed.
  • Polyester resin 1.7 parts (Vaironal MD-1200, manufactured by Toyobo Co., Ltd., solid content: 17% by mass)
  • Polyester resin 3.8 parts (Sulphonic acid-containing binder: Pesresin A-520, manufactured by Takamatsu Yushi Co., Ltd., solid content: 30% by mass)
  • Polyoxyalkylene alkyl ether 1.5 parts (Naroacty CL95, manufactured by Sanyo Chemical Industries, solid content: 1% by mass)
  • Carbodiimide compound 1.3 parts (Carbodilite V-02-L2, manufactured by Nisshinbo Co., Ltd., solid content: 10% by mass) ⁇ Distilled water ... 91.7 parts
  • (V) Antifouling Layer As shown below, a coating solution for forming the first and second antifouling layers is prepared, and a first antifouling layer coating solution and a second antifouling layer are formed on the barrier layer. The coating liquid for layers was applied in this order, and a two-layer antifouling layer was applied.
  • ⁇ First antifouling layer> -Preparation of coating solution for first antifouling layer- Components in the following composition were mixed to prepare a first antifouling layer coating solution.
  • the obtained coating solution was coated on the barrier layer so that the binder coating amount was 3.0 g / m 2 and dried at 180 ° C. for 1 minute to form a first antifouling layer.
  • composition of coating solution > ⁇ Fluorine binder: Obligard (manufactured by AGC Co-Tech Co., Ltd.) ... 45.9 parts oxazoline compound ... 7.7 parts (Epocross WS-700, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., solid content: 25% by mass; crosslinking agent) ⁇ Polyoxyalkylene alkyl ether: 2.0 parts (Naroacty CL95, manufactured by Sanyo Chemical Industries, solid content: 1% by mass) -The pigment dispersion prepared for the reflective layer ... 33.0 parts-Distilled water ... 11.4 parts
  • Second antifouling layer The prepared coating solution for the second antifouling layer was applied on the first antifouling layer formed on the barrier layer so that the binder coating amount was 2.0 g / m 2 , and the mixture was applied at 180 ° C. for 1 minute. A second antifouling layer was formed by drying.
  • the back sheet for the solar cell module of Example 1 having the reflective layer and the easy adhesion layer on one side of the polyester film and the undercoat layer, the barrier layer, and the antifouling layer on the other side. Produced.
  • Examples 2 to 8, Comparative Examples 1 to 10 Except having used the material of following Table 1, it carried out similarly to Example 1, and manufactured the polyester film of each Example and the comparative example. Except having used the polyester film of each Example and comparative example which were obtained, it carried out similarly to Example 1, and produced the solar cell module backsheet of each Example and comparative example.
  • polyester films of Comparative Examples 1 to 3 using monocarbodiimide or polycarbodiimide having a non-cyclic structure isocyanate was generated during film formation, and a volatile component was contained in the film.
  • the polyester film of Comparative Example 4 using a small amount of a monocyclic carbodiimide (1) having no specific functional group at the ortho position of the arylene group has a large viscosity during film formation and is inferior in film formation stability.
  • Met The polyester film of Comparative Example 5 using a monocyclic carbodiimide (1) having no specific functional group at the ortho position of the arylene group has increased viscosity during film formation, and the film thickness is uniform. It was inferior in nature.
  • the polyester films of Comparative Examples 6 and 7 using the bicyclic carbodiimide (2) having no specific functional group at the ortho position of the arylene group have increased viscosity during film formation, and the film thickness uniformity. It was inferior to.
  • the polyester film of Comparative Example 8 using a cyclic carbodiimide (3) having a specific functional group in the meta position at the ortho position of the arylene group has a large viscosity during film formation and is inferior in film formation stability. there were.
  • the polyester film of Comparative Example 9 using a cyclic carbodiimide (4) having a specific functional group at the ortho position of the arylene group has a large viscosity at the time of film formation and is inferior in film formation stability. there were.
  • the polyester film of Comparative Example 10 using a cyclic carbodiimide (5) having a specific functional group at the ortho position of the arylene group has a large viscosity at the time of film formation and is inferior in film formation stability. there were.
  • the solar cell module was produced by pasting it to a transparent filler so as to have the structure shown in FIG. 1 of JP-A-2009-158952. .
  • the easy-adhesion layer of the solar cell module backsheet of each Example was attached so as to be in contact with the transparent filler embedding the solar cell element. It was confirmed that the produced solar cell module can generate power stably over a long period of time.

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Description

環状カルボジイミド化合物、ポリエステルフィルム、太陽電池モジュール用バックシートおよび太陽電池モジュール
 本発明は、環状カルボジイミド化合物、ならびに、該環状カルボジイミド化合物を用いたポリエステルフィルム、太陽電池モジュール用バックシートおよび太陽電池モジュールに関する。
 太陽電池モジュールは、一般に、太陽光が入射する受光面側にガラス又はフロントシートの上に/透明な充填材料(以下、封止材ともいう。)/太陽電池素子/封止材/バックシート(以下、BSとも言う)がこの順に積層された構造を有している。具体的には、太陽電池素子は一般にEVA(エチレン-酢酸ビニル共重合体)等の樹脂(封止材)で包埋し、更にこの上に太陽電池用保護シートを貼り付けた構造に構成される。また、この太陽電池用保護シートとしては、従来、ポリエステルフィルム、特にポリエチレンテレフタレート(以下、PET)フィルムが使用されている。
 しかし、太陽電池用保護シート、その中でも特に最外層となる太陽電池モジュール用のバックシート(BS)は、屋外の風雨などに曝されるような環境下に長期間置かれる状況が想定されるものであるため、優れた耐候性が求められる。
 ここで、太陽電池モジュール用のバックシートとしても用いられるPET等のポリエステルフィルムは、優れた耐熱性、機械特性及び耐薬品性などを有しているため、工業的に多く用いられているが、未だ改善の余地がある。このようにポリエステルフィルムの特性を改善する技術として、カルボジイミド化合物をポリエステルの末端カルボキシル基へ反応させることで、耐加水分解性が向上することが知られており、太陽電池バックシート用PETフィルムなどへの応用が検討されている。しかし一般のカルボジイミド化合物は、ポリエステルの末端カルボキシル基との反応により分子量の小さいイソシアネートが生成するため、製造工程で刺激性ガスが揮散し、問題となっている。
 近年、環状カルボジイミド化合物が提案され、ポリエステルに添加して溶融製膜したときにイソシアネートガス抑制を可能としたことが報告されている(特許文献1および2参照)。これらの文献には、環状カルボジイミドはポリエステルの末端カルボキシル基と反応して生成したイソシアネートがポリエステルの末端に連結されるため、イソシアネートガス揮散を抑制できることが記載されている。
WO2010/071211号公報 特開2011-258641号公報
 一方、太陽電池モジュールに用いられるポリエステルフィルムは、求められる発電出力が高まってきていることに伴って部分放電電圧を高くする必要があるが、製膜安定性が悪く、部分的に膜厚が薄い部分が存在すると、部分放電電圧が大きく低下してしまう。そのため、太陽電池モジュールに用いられるポリエステルフィルムでは、製膜安定性、すなわち膜厚均一性が必要である。
 しかし、本発明の発明者らがこれらの特許文献1および2に記載の環状カルボジイミドを用いて2軸配向ポリエステルフィルムを製膜したところ、ポリエステル末端に連結されたイソシアネート基は、ポリエステルの水酸基末端との反応性に富んでおり、公知の環状カルボジイミドを用いる限り、ポリエステルの著しい増粘を引き起こし使用が困難であることがわかった。
 本発明は、前記実情を検討してなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、分子量の小さいイソシアネートを含有しない、増粘なく膜厚均一性が良好なポリエステルフィルムを提供することである。また、このようなポリエステルフィルムの製造に用いることができ、製膜時に増粘を抑制でき、イソシアネートガス発生を抑制できる環状カルボジイミド化合物を提供することである。
 本発明の発明者らは、カルボジイミド基の第一窒素と第二窒素とがともにアリーレン基に隣接し、該アリーレン基どうしが結合基により結合されている環状構造を含み、前記アリーレン基のカルボジイミド基に対してオルト位に特定の嵩高い置換基を有する化合物を用いることによって、イソシアネートガス発生を抑制でき、かつ、ポリエステルの末端に連結したイソシアネートとポリエステルの水酸基末端との反応を抑制することで製膜時に増粘も抑制できることを見出し、以下の構成を有する本発明を提供するに至った。
[1] 下記一般式(O-1)または一般式(O-2)で表されることを特徴とする環状カルボジイミド化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
(一般式(O-1)中、RおよびRは、それぞれ独立にアルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表す。R~RおよびR~Rは、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表す。R~Rは互いに結合して環を形成してもよい。XおよびXは、それぞれ独立に単結合、-O-、-CO-、-S-、-SO-、-NH-または-CH-を表す。Lは2価の連結基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(一般式(O-2)中、R11、R15、R21およびR25は、それぞれ独立にアルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表す。R12~R14、R16~R18、R22~R24およびR26~R28は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表す。R11~R28は互いに結合して環を形成してもよい。X11、X12、X21およびX22は、それぞれ独立に単結合、-O-、-CO-、-S-、-SO-、-NH-または-CH-を表す。Lは4価の連結基を表す。)
[2] [1]に記載の環状カルボジイミド化合物は、前記一般式(O-1)中、RおよびRがともに水素原子であることが好ましい。
[3] [1]または[2]に記載の環状カルボジイミド化合物は、前記一般式(O-1)および(O-2)中、RおよびR、ならびに、R11、R15、R21およびR25がそれぞれ独立に2級もしくは3級アルキル基、または、アリール基を表すことが好ましい。
[4] 下記一般式(O-1)または一般式(O-2)で表される環状カルボジイミド化合物と、ポリエステルを含むことを特徴とするポリエステルフィルム。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(一般式(O-1)中、RおよびRは、それぞれ独立にアルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表す。R~RおよびR~Rは、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表す。R~Rは互いに結合して環を形成してもよい。XおよびXは、それぞれ独立に単結合、-O-、-CO-、-S-、-SO-、-NH-または-CH-を表す。Lは2価の連結基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
(一般式(O-2)中、R11、R15、R21およびR25は、それぞれ独立にアルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表す。R12~R14、R16~R18、R22~R24およびR26~R28は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表す。R11~R28は互いに結合して環を形成してもよい。X11、X12、X21およびX22は、それぞれ独立に単結合、-O-、-CO-、-S-、-SO-、-NH-または-CH-を表す。Lは4価の連結基を表す。)
[5] [4]に記載のポリエステルフィルムは、前記一般式(O-1)中、RおよびRがともに水素原子であることが好ましい。
[6] [4]または[5]に記載のポリエステルフィルムは、前記一般式(O-1)および(O-2)中、RおよびR、ならびに、R11、R15、R21およびR25がそれぞれ独立に2級もしくは3級アルキル基、または、アリール基を表すことが好ましい。
[7] [4]~[6]のいずれか一項に記載のポリエステルフィルムは、前記ポリエステルに対して、前記環状カルボジイミド化合物を0.05~5質量%含むことが好ましい。
[8] [4]~[7]のいずれか一項に記載のポリエステルフィルムは、前記ポリエステルのカルボン酸由来の成分が、芳香族二塩基酸又はそのエステル形成性誘導体由来の成分であることが好ましい。
[9] [4]~[8]のいずれか一項に記載のポリエステルフィルムは、2軸配向されたことが好ましい。
[10] [4]~[9]のいずれか一項に記載のポリエステルフィルムを用いたことを特徴とする太陽電池モジュール用バックシート。
[11] [10]に記載の太陽電池モジュール用バックシートを用いた太陽電池モジュール。
 本発明によれば、分子量の小さいイソシアネートを含有しない、増粘なく膜厚均一性が良好なポリエステルフィルムを提供することができる。また、このような本発明のポリエステルフィルムの製造に用いることができ、製膜時に増粘を抑制でき、イソシアネートガス発生を抑制できる環状カルボジイミド化合物を提供することができる。
 以下、本発明のポリエステルフィルム、太陽電池モジュール用バックシートおよび太陽電池モジュールについて詳細に説明する。
 以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。なお、本明細書において「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
 なお、分子量の小さいイソシアネートとしては、例えば分子量300以下のイソシアネートを挙げることができるが、本発明はこの分子量の範囲に限定されるものではない。
[ポリエステルフィルム]
 本発明のポリエステルフィルム(以下、本発明のフィルムとも言う)は、下記一般式(O-1)または一般式(O-2)で表される環状カルボジイミド化合物と、ポリエステルを含むことを特徴とすることを特徴とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
(一般式(O-1)中、RおよびRは、それぞれ独立にアルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表す。R~RおよびR~Rは、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表す。R~Rは互いに結合して環を形成してもよい。XおよびXは、それぞれ独立に単結合、-O-、-CO-、-S-、-SO-、-NH-または-CH-を表す。Lは2価の連結基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
(一般式(O-2)中、R11、R15、R21およびR25は、それぞれ独立にアルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表す。R12~R14、R16~R18、R22~R24およびR26~R28は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表す。R11~R28は互いに結合して環を形成してもよい。X11、X12、X21およびX22は、それぞれ独立に単結合、-O-、-CO-、-S-、-SO-、-NH-または-CH-を表す。Lは4価の連結基を表す。)
 いかなる理論に拘泥するものでもないが、ポリエステルとカルボジイミド化合物を含む組成物を約280℃で溶融押出しするとき、例えば従来公知の環状芳香族カルボジイミドをPETの末端封止剤として用いると、下記反応スキームのように(1)カルボジイミド基とPET-COOHの反応と、(2)イソシアネート基とPET-OHの反応が起こり、増粘し、ゲル生成すると推定される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 上記反応スキームにより増粘し、ゲル生成したことによって、得られるポリエステルフィルムの膜厚均一性に悪影響を与える要因となる。
 これに対し、本発明の構成のポリエステルフィルムは、カルボジイミドに隣接するアリーレン基のカルボジイミド基に対してオルト位に特定の嵩高い置換基を有する環状カルボジイミド化合物を用いてポリエステルフィルムを製膜することで、上記反応スキームのPET-OHとの反応を抑制できることを見出し、環状カルボジイミド化合物を添加したときの膜厚均一性への悪影響を抑制することができる。その結果、分子量の小さいイソシアネートを含有しない、増粘なく膜厚均一性が良好なポリエステルフィルムを提供することができる。また、製造工程で記載したイソシアネートガスがポリエステルフィルム中に含まれると、太陽電池モジュール用バックシートに用いたときに湿熱経時後の機能層との密着性が悪化する問題が生じるとの知見があるところ、本発明の環状カルボジイミドを用いることでこのような問題も解決することができる。
 以下、本発明の環状カルボジイミド化合物を含む本発明のポリエステルフィルムに用いられる材料と、本発明のポリエステルフィルムの構成および特性と、本発明のポリエステルフィルムを製造する方法について説明するが、本発明は以下の態様に限定されるものではない。
 なお、本発明の効果を阻害しない範囲内であれば、本発明のポリエステルフィルムには、各種添加剤、例えば、ポリカルボジイミド化触媒、相溶化剤、可塑剤、耐候剤、酸化防止剤、熱安定剤、滑剤、帯電防止剤、増白剤、着色剤、導電剤、紫外線吸収剤、難燃剤、難燃助剤、顔料および染料などが添加されてもよい。
<ポリエステルフィルムに用いられる材料>
(ポリエステル)
 本発明のポリエステルフィルムは、ポリエステルを含む。前記ポリエステルは特に限定されるものではないが、以下に好ましい態様を説明する。
 前記ポリエステルの固有粘度(IV)は、0.5~0.9dl/gであることが、耐加水分解性と膜厚均一性を両立する観点から好ましい。前記ポリエステルの固有粘度をこのような範囲とすることで、ポリエステル末端数、すなわち架橋点を少なくすることができ、ゲル生成を抑制することができる。
 ゲル生成を抑制し、耐加水分解性と膜厚均一性を両立し、さらにフィルムとして成膜した後の固有粘度を後述する好ましい範囲に設定する観点、及び、後述するカルボジイミドとの合成時における攪拌性の観点から、0.55~0.85dl/gが更に好ましく、0.6~0.84dl/gが特に好ましい。
 ポリエステルの固有粘度(IV)は、フィルム製膜時に使用するポリエステルが2種以上である場合(特開2011-256337号公報の回収ポリエステルを使用する場合など)、すべてのポリエステルを混合したポリエステルの固有粘度が、上記範囲を満たすことが好ましい。
 ポリエステルの固有粘度(IV)は、ポリエステルをオルトクロロフェノールに溶解し、25℃で測定した溶液粘度から、下式より固有粘度[η]を得た。
 ηsp/C=[η]+K[η]・C
 ここで、ηsp=(溶液粘度/溶媒粘度)-1であり、Cは、溶媒100mlあたりの溶解ポリマー重量であり(本測定では1g/100mlとする)、Kはハギンス定数(0.343とする)であり、溶液粘度、溶媒粘度はオストワルド粘度計を用いて測定した。
 前記ポリエステルは、飽和ポリエステルであることが好ましい。このように飽和ポリエステルを用いることで、不飽和のポリエステルを用いたフィルムと比べて力学強度の観点で優れるポリエステルフィルムを得ることができる。
 前記ポリエステルは、高分子の途中に、-COO-結合、又は、-OCO-結合を有する。また、ポリエステルの末端基は、OH基、COOH基又はこれらが保護された基(OR基、COOR基(Rは、アルキル基等任意の置換基)であって、芳香族二塩基酸又はそのエステル形成性誘導体と、ジオール又はそのエステル形成性誘導体と、から合成される線状飽和ポリエステルであることが好ましい。前記線状飽和ポリエステルとしては、例えば、2009-155479号公報や特開2010-235824号公報に記載のものを適宜用いることができる。
 前記線状飽和ポリエステルの具体例として、ポリエチレンテレフタレート(PET)、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(1,4-シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート)、ポリエチレン-2,6-ナフタレート、このうち、ポリエチレンテレフタレート又はポリエチレン-2,6-ナフタレートが、力学的物性及びコストのバランスの点で特に好ましく、ポリエチレンテレフタレートがより特に好ましい。なお、ポリエチレン-2,6-ナフタレートやポリブチレンテレフタレートは製膜時に230℃以上に加熱して溶融製膜するのに対し、PETでは250℃以上に加熱して溶融製膜するため、さらにイソシアネートが生成しやすいが、本発明のポリエステルフィルムでは、前記(A)ポリエステルがPETの場合でもイソシアネートの残留量を低減させることができる。
 前記ポリエステルは、単独重合体であってもよいし、共重合体であってもよい。更に、前記ポリエステルに他の種類の樹脂、例えばポリイミド等を少量ブレンドしたものであってもよい。また、前記ポリエステルとして、溶融時に異方性を形成することができる結晶性のポリエステルを用いてもよい。
 前記ポリエステル中の末端カルボキシル基含量(前記ポリエステルのカルボン酸価、以下、AVともいう)は、前記ポリエステルに対して25eq/ton以下が好ましく、20eq/ton以下がより好ましく、特に好ましくは16eq/ton以下であり、より特に好ましくは15eq/ton以下である。カルボキシル基含量が25eq/ton以下であると、前記環状カルボジイミド化合物と組み合わせることでポリエステルフィルムの耐加水分解性、耐熱性を保持し、湿熱経時したときの強度低下を小さく抑制することができる。前記末端カルボキシル基含量の下限は、本発明のポリエステルフィルムを太陽電池モジュール用バックシートとするときに形成される層(例えば白色層)との間の密着性(接着性)を保持する点で、10eq/ton以上が望ましい。前記ポリエステル中の末端カルボキシル基含量は、重合触媒種、重合時間、製膜条件(製膜温度や時間)によって調整することが可能である。前記カルボキシル基含量は、H.A.Pohl,Anal.Chem.26(1954)2145に記載の方法に従って、滴定法にて測定することができる。具体的には、ポリエステルを、ベンジルアルコールに205℃で溶解し、フェノールレッド指示薬を加え、水酸化ナトリウムの水/メタノール/ベンジルアルコール溶液で滴定することで、その適定量からカルボン酸価(eq/ton)を算出することができる。
 前記ポリエステル中の末端ヒドロキシル基含量は、前記ポリエステルに対して120eq/ton以下が好ましく、より好ましくは90eq/ton以下である。ヒドロキシル基含量が120eq/ton以下であると、後述の特定の位置に嵩高い官能基を有する環状カルボジイミドとヒドロキシル基の反応が抑制され、カルボキシル基と優先的に反応し、カルボン酸価をより低下させることができる。ヒドロキシル基含量の下限は、上層との密着性の観点で、20eq/tonが望ましい。前記ポリエステル中のヒドロキシル基含量は、重合触媒種、重合時間、製膜条件(製膜温度や時間)によって調整することが可能である。前記末端ヒドロキシル基含量は、重水素化ヘキサフルオロイソプロパノール溶媒を用いて、H-NMRにより測定した値を用いることできる。
 前記ポリエステルの分子量は、耐熱性や粘度の観点から、重量平均分子量(Mw)5000~30000であることが好ましく、8000~26000であることが更に好ましく、12000~24000であることが特に好ましい。前記ポリエステルの重量平均分子量は、ヘキサフルオロイソプロパノールを溶媒として用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定したポリメチルメタクリレート(PMMA)換算の値を用いることができる。
 前記ポリエステルは公知の方法によって合成することができる。例えば、公知の重縮合法や開環重合法などによってポリエステルを合成することができ、エステル交換反応及び直接重合による反応のいずれでも適用することができる。
 本発明で用いるポリエステルが、芳香族二塩基酸又はそのエステル形成性誘導体と、ジオール又はそのエステル形成性誘導体とを主成分とする縮合反応により得られる重合体ないしは共重合体である場合には、芳香族二塩基酸又はそのエステル形成性誘導体とジオール又はそのエステル形成性誘導体とを、エステル化反応又はエステル交換反応させ、次いで重縮合反応させることによって製造することができる。また、原料物質や反応条件を選択することにより、ポリエステルのカルボン酸価や固有粘度を制御することができる。なお、エステル化反応又はエステル交換反応及び重縮合反応を効果的に進めるために、これらの反応時に重合触媒を添加することが好ましい。
 前記ポリエステルを重合する際の重合触媒としては、カルボキシル基含量を所定の範囲以下に抑える観点から、Sb系、Ge系、及びTi系の化合物を用いることが好ましいが、特にTi系化合物が好ましい。Ti系化合物を用いる場合、Ti系化合物を1ppm以上30ppm以下、より好ましくは3ppm以上15ppm以下の範囲で触媒として用いることにより重合する態様が好ましい。Ti系化合物の割合が前記範囲内であると、末端カルボキシル基を下記範囲に調整することが可能であり、ポリマー基材の耐加水分解性を低く保つことができる。
 Ti系化合物を用いたポリエステルの合成には、例えば、特公平8-301198号公報、特許第2543624、特許第3335683、特許第3717380、特許第3897756、特許第3962226、特許第3979866、特許第3996871、特許第4000867、特許第4053837、特許第4127119、特許第4134710、特許第4159154、特許第4269704、特許第4313538等に記載の方法を適用できる。
 前記ポリエステルは、重合後に固相重合されていることが好ましい。これにより、好ましいカルボン酸価を達成することができる。前記固相重合は、連続法(タワーの中に樹脂を充満させ、これを加熱しながらゆっくり所定の時間滞流させた後、送り出す方法)でもよいし、バッチ法(容器の中に樹脂を投入し、所定の時間加熱する方法)でもよい。具体的には、固層重合には、特許第2621563、特許第3121876、特許第3136774、特許第3603585、特許第3616522、特許第3617340、特許第3680523、特許第3717392、特許第4167159等に記載の方法を適用することができる。
 前記固相重合の温度は、170℃以上240℃以下が好ましく、より好ましくは180℃以上230℃以下であり、さらに好ましくは190℃以上220℃以下である。また、固相重合時間は、5時間以上100時間以下が好ましく、より好ましくは10時間以上75時間以下であり、さらに好ましくは15時間以上50時間以下である。固相重合は、真空中あるいは窒素雰囲気下で行なうことが好ましい。
(環状カルボジイミド化合物)
 本発明のポリエステルフィルムは、前記一般式(O-1)または一般式(O-2)で表されることを特徴とする環状カルボジイミド化合物(以下、本発明の環状カルボジイミド化合物とも言う)を含む。
 以下、本発明の環状カルボジイミド化合物の好ましい構造について、前記一般式(O-1)と前記一般式(2)の順に説明する。
 まず、前記一般式(O-1)で表される環状カルボジイミド化合物について説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 一般式(O-1)中、RおよびRは、それぞれ独立にアルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表す。R~RおよびR~Rは、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表す。R~Rは互いに結合して環を形成してもよい。XおよびXは、それぞれ独立に単結合、-O-、-CO-、-S-、-SO-、-NH-または-CH-を表す。Lは2価の連結基を表す。
 前記一般式(O-1)中、RおよびRは、それぞれ独立にアルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表し、アルキル基またはアリール基を表すことが好ましく、2級もしくは3級アルキル基またはアリール基を表すことがポリエステルの末端に連結したイソシアエネートとポリエステルの水酸基末端の反応を抑制し、増粘を抑制する観点からより好ましく、2級アルキル基を表すことが特に好ましい。
 RおよびRが表すアルキル基は、炭素数1~20のアルキル基であることが好ましく、炭素数1~12のアルキル基であることがより好ましく、炭素数2~6のアルキル基であることが特に好ましい。RおよびRが表すアルキル基は直鎖であっても分枝であっても環状であってもよいが、分枝または環状であることが、ポリエステルの末端に連結したイソシアエネートとポリエステルの水酸基末端の反応を抑制し、増粘を抑制する観点から好ましい。RおよびRが表すアルキル基は2級または3級アルキル基であることが好ましく、2級アルキル基であることがより好ましい。RおよびRが表すアルキル基は、メチル基、エチル基、n-プロピル基、sec-プロピル基、iso-プロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基、sec-ブチル基、iso-ブチル基、n-ペンチル基、sec-ペンチル基、iso-ペンチル基、n-ヘキシル基、sec-ヘキシル基、iso-ヘキシル基、シクロヘキシル基、などを挙げることができ、その中でもiso-プロピル基、tert-ブチル基、iso-ブチル基、iso-ペンチル基、iso-ヘキシル基、シクロヘキシル基が好ましく、iso-プロピル基、シクロヘキシル基、tert-ブチル基がより好ましく、iso-プロピル基およびシクロヘキシル基が特に好ましい。
 RおよびRが表すアルキル基はさらに置換基を有していてもよく、該置換基としては特に制限されるものではない。但し、RおよびRが表すアルキル基は、カルボン酸との反応性の観点から、さらに置換基を有さないことが好ましい。
 RおよびRが表すアリール基は、炭素数6~20のアリール基であることが好ましく、炭素数6~12のアリール基であることがより好ましく、炭素数6のアリール基であることが特に好ましい。RおよびRが表すアリール基は、RとRが縮合またはRとRが縮合して形成されたアリール基であってもよいが、RおよびRは、それぞれRおよびRと縮合して環を形成しないことが好ましい。RおよびRが表すアリール基は、フェニル基、ナフチル基などを挙げることができ、その中でもフェニル基がより好ましい。
 RおよびRが表すアリール基はさらに置換基を有していてもよく、該置換基としては特に制限されるものではない。但し、RおよびRが表すアリール基は、カルボン酸との反応性の観点から、さらに置換基を有さないことが好ましい。
 RおよびRが表すアルコキシ基は、炭素数1~20のアルコキシ基であることが好ましく、炭素数1~12のアルコキシ基であることがより好ましく、炭素数2~6のアルコキシ基であることが特に好ましい。RおよびRが表すアルコキシ基は直鎖であっても分枝であっても環状であってもよいが、分枝または環状であることが、ポリエステルの末端に連結したイソシアエネートとポリエステルの水酸基末端の反応を抑制し、増粘を抑制する観点から好ましい。RおよびRが表すアルコキシ基の好ましい例は、RおよびRが表すアルキル基の末端に-O-が連結した基を挙げることがあり、好ましい範囲も同様にRおよびRが表す好ましいアルキル基の末端に-O-が連結した基である。
 RおよびRが表すアルコキシ基はさらに置換基を有していてもよく、該置換基としては特に制限されるものではない。但し、RおよびRが表すアルコキシ基は、カルボン酸との反応性の観点から、さらに置換基を有さないことが好ましい。
 RおよびRは、同じであっても異なっていてもよいが、コストの観点から同じであることが好ましい。
 前記一般式(O-1)中、R~RおよびR~Rは、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表し、水素原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基であることが好ましく、水素原子、炭素数1~6のアルキル基がより好ましく、水素原子が特に好ましい。
 R~RおよびR~Rが表すアルキル基、アリール基またはアルコキシ基はさらに置換基を有していてもよく、該置換基としては特に制限されるものではない。
 本発明の環状カルボジイミド化合物は、前記一般式(O-1)中、RおよびRがともに水素原子であることが、RおよびRに嵩高い置換基を導入しやすい観点から好ましい。ここで、WO2010/071211号公報のp14およびp15には、前記一般式(O-1)においてRおよびRに相当する部位(カルボジイミド基に対してメタ位)にアルキル基やアリール基が置換した化合物が例示されているが、これらの化合物はポリエステルの末端に連結したイソシアネートとポリエステルの水酸基末端との反応を抑制することができない上、前記一般式(O-1)においてRおよびRに相当する部位(カルボジイミド基に対してオルト位)に置換基を導入することが困難である。
 前記一般式(O-1)中、R~Rは互いに結合して環を形成してもよい。このときに形成される環は特に制限はないが、芳香族環であることが好ましい。例えば、R~Rの2以上が互いに結合して縮合環を形成してもよく、R~Rが置換しているベンゼン環とともに炭素数10以上のアリーレン基やヘテロアリーレン基を形成してもよい。このときに形成される炭素数10以上のアリーレン基としては、ナフタレンジイル基などの炭素数10~15の芳香族基が挙げられる。
 同様に、例えば、R~Rの2以上が互いに結合して縮合環を形成してもよく、R~Rが置換しているベンゼン環とともに炭素数10以上のアリーレン基やヘテロアリーレン基を形成してもよく、そのときの好ましい範囲はR~Rが置換しているベンゼン環とともに炭素数10以上のアリーレン基やヘテロアリーレン基を形成するときの好ましい範囲と同様である。
 但し、本発明の環状カルボジイミド化合物は、前記一般式(O-1)中、R~Rは互いに結合して環を形成しないことが好ましい。
 前記一般式(O-1)中、XおよびXは、それぞれ独立に単結合、-O-、-CO-、-S-、-SO-、-NH-および-CH-から選択される少なくとも1種を表し、その中でも-O-、-CO-、-S-、-SO-、-NH-であることが好ましく、-O-、-S-であることが合成容易性の観点からより好ましい。
 前記一般式(O-1)中、Lは2価の連結基を表し、それぞれヘテロ原子ならびに置換基を含んでいてもよい、2価の炭素数1~20の脂肪族基、2価の炭素数3~20の脂環族基、2価の炭素数5~15の芳香族基、またはこれらの組み合わせであることが好ましく、2価の炭素数1~20の脂肪族基であることがより好ましい。
 Lが表す2価の脂肪族基として、炭素数1~20のアルキレン基が挙げられる。炭素数1~20のアルキレン基として、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、へプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ドデシレン基、へキサデシレン基などが挙げられ、メチレン基、エチレン基、プロピレン基がより好ましく、エチレン基が特に好ましい。これらの脂肪族基は置換されていてもよい。置換基として、炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~15のアリール基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミド基、ヒドロキシル基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基などが挙げられる。
 Lが表す2価の脂環族基として、炭素数3~20のシクロアルキレン基が挙げられる。炭素数3~20のシクロアルキレン基として、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロへプチレン基、シクロオクチレン基、シクロノニレン基、シクロデシレン基、シクロドデシレン基、シクロへキサデシレン基などが挙げられる。これらの脂環族基は置換されていてもよい。置換基として、炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~15のアリール基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミド基、ヒドロキシル基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基などが挙げられる。
 Lが表す2価の芳香族基として、へテロ原子を含んで複素環構造を持っていてもよい、炭素数5~15のアリーレン基が挙げられる。炭素数5~15のアリーレン基として、フェニレン基、ナフタレンジイル基などが挙げられる。これらの芳香族基は置換されていてもよい。置換基として、炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~15のアリール基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミド基、ヒドロキシル基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基などが挙げられる。
 前記一般式(O-1)中、カルボジイミド基を含む環状構造中の原子数は、好ましくは8~50、より好ましくは10~30、さらに好ましくは10~20、特に、10~15が好ましい。
 ここで、カルボジイミド基を含む環状構造中の原子数とは、カルボジイミド基を含む環状構造を直接構成する原子の数を意味し、例えば、8員環であれば8、50員環であれば50である。環状構造中の原子数が8より小さいと、環状カルボジイミド化合物の安定性が低下して、保管、使用が困難となる場合があるためである。また反応性の観点よりは環員数の上限値に関しては特別の制限はないが、50を超える原子数の環状カルボジイミド化合物は合成上困難となり、コストが大きく上昇する場合が発生するためである。かかる観点より前記一般式(O-1)中、環状構造中の原子数は好ましくは、10~30、より好ましくは10~20、特に好ましくは10~15の範囲が選択される。
 次に、前記一般式(O-2)で表される環状カルボジイミド化合物について説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 一般式(O-2)中、R11、R15、R21およびR25は、それぞれ独立にアルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表す。R12~R14、R16~R18、R22~R24およびR26~R28は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表す。R11~R28は互いに結合して環を形成してもよい。X11、X12、X21およびX22は、それぞれ独立に単結合、-O-、-CO-、-S-、-SO-、-NH-または-CH-を表す。Lは4価の連結基を表す。)
 前記一般式(O-2)中、R11、R15、R21およびR25の好ましい範囲は、前記一般式(O-1)中のRおよびRの好ましい範囲と同様である。
 R11、R15、R21およびR25が表すアリール基は、R11とR12が縮合、R15とR16が縮合、R21とR22が縮合またはR25とR26が縮合して形成されたアリール基であってもよいが、R11、R15、R21およびR25は、それぞれR12、R16、R22およびR26と縮合して環を形成しないことが好ましい。
 R11、R15、R21およびR25は、同じであっても異なっていてもよいが、コストの観点から同じであることが好ましい。
 前記一般式(O-2)中、R12~R14、R16~R18、R22~R24およびR26~R28の好ましい範囲は、前記一般式(O-1)中のR~RおよびR~Rの好ましい範囲と同様である。
 R12~R14、R16~R18、R22~R24およびR26~R28中、R12、R16、R22およびR26がともに水素原子であることが、R11、R15、R21およびR25に嵩高い置換基を導入しやすい観点から好ましい。
 前記一般式(O-2)中、R11~R28は互いに結合して環を形成してもよく、好ましい環の範囲は前記一般式(O-1)中、R~Rが互いに結合して形成する環の範囲と同様である。
 前記一般式(O-2)中、X11、X12、X21およびX22の好ましい範囲は、前記一般式(O-1)中のXおよびXの好ましい範囲と同様である。
 前記一般式(O-2)中、Lは4価の連結基を表し、それぞれヘテロ原子ならびに置換基を含んでいてもよい、4価の炭素数1~20の脂肪族基、4価の炭素数3~20の脂環族基、4価の炭素数5~15の芳香族基、またはこれらの組み合わせであることが好ましく、4価の炭素数1~20の脂肪族基であることがより好ましい。
 Lが表す4価の脂肪族基として、炭素数1~20のアルカンテトライル基などが挙げられる。炭素数1~20のアルカンテトライル基として、メタンテトライル基、エタンテトライル基、プロパンテトライル基、ブタンテトライル基、ペンタンテトライル基、ヘキサンテトライル基、ヘプタンテトライル基、オクタンテトライル基、ノナンテトライル基、デカンテトライル基、ドデカンテトライル基、ヘキサデカンテトライル基などが挙げられ、メタンテトライル基、エタンテトライル基、プロパンテトライル基がより好ましく、エタンテトライル基が特に好ましい。これら脂肪族基は置換基を含んでいてもよい。置換基として、炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~15のアリール基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミド基、ヒドロキシル基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基などが挙げられる。
 Lが表す4価の脂環族基として、脂環族基として、炭素数3~20のシクロアルカンテトライル基が挙げられる。炭素数3~20のシクロアルカンテトライル基として、シクロプロパンテトライル基、シクロブタンテトライル基、シクロペンタンテトライル基、シクロヘキサンテトライル基、シクロヘプタンテトライル基、シクロオクタンテトライル基、シクロノナンテトライル基、シクロデカンテトライル基、シクロドデカンテトライル基、シクロヘキサデカンテトライル基などが挙げられる。これら脂環族基は置換基を含んでいてもよい。置換基として、炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~15のアリーレン基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミド基、ヒドロキシル基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基などが挙げられる。
 Lが表す4価の芳香族基として、へテロ原子を含んで複素環構造を持っていてもよい、炭素数5~15のアレーンテトライル基が挙げられる。炭素数5~15のアレーンテトライル基(4価)として、ベンゼンテトライル基、ナフタレンテトライル基などが挙げられる。これらの芳香族基は置換されていてもよい。置換基として、炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~15のアリール基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミド基、ヒドロキシル基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基などが挙げられる。
 前記一般式(O-2)中、4価の連結基であるLを介して、カルボジイミド基を含む環状構造が2つ含まれる。
 前記一般式(O-2)中における各カルボジイミド基を含む環状構造中の原子数の好ましい範囲はそれぞれ、前記一般式(O-1)中におけるカルボジイミド基を含む環状構造中の原子数の好ましい範囲と同様である。
 本発明の環状カルボジイミド化合物は、分子内に2つ以上のカルボジイミド基の第一窒素と第二窒素とが連結基により結合した環構造を有さない芳香族カルボジイミドであること、すなわち本発明の環状カルボジイミド化合物は単環であり、前記一般式(O-1)で表されることが、増粘し難い観点から好ましい。
 但し、揮散を抑制でき、製造時のイソシアネートガスの発生を抑制できる観点からは、本発明の環状カルボジイミド化合物は環状構造を複数有し、前記一般式(O-2)で表されることも好ましい。
 本発明の環状カルボジイミド化合物の分子量が、400以上であると、揮散性が小さく、製造時のイソシアネートガスの発生を抑制できるため好ましい。また、本発明の環状カルボジイミド化合物の分子量の上限は本発明の効果を損なわない限り特に限定はないが、カルボン酸との反応性の観点から、1500以下が好ましい。
 本発明の環状カルボジイミド化合物の分子量は、500~1200であることがより好ましい。
 前記一般式(O-1)または一般式(O-2)で表されることを特徴とする環状カルボジイミド化合物の具体例、すなわち本発明の環状カルボジイミド化合物の具体例としては、以下の化合物が挙げられる。但し、本発明は以下の具体例により限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 本発明の環状カルボジイミド化合物は、芳香環に隣接して-N=C=N-で表される構造(カルボイジイミド基)を少なくとも1つ有する化合物であり、例えば、適当な触媒の存在下に、有機イソシアネートを加熱し、脱炭酸反応で製造できる。また、本発明の環状カルボジイミド化合物は、特開2011-256337号公報に記載の方法などを参考にして合成することができる。
 本発明の環状カルボジイミド化合物を合成するにあたり、カルボジイミド基の第一窒素と第二窒素に隣接するアリーレン基のオルト位に特定の嵩高い置換基を導入する方法としては特に制限はないが、例えば既知の方法でアルキルベンゼンをニトロ化することで、アルキル基が置換されたニトロベンゼンを合成することができ、それを元にWO2011/158958に記載の方法で環状カルボジイミドを合成することができる。
 ここで、ポリエステルフィルムの耐加水分解性を高めるためには、ポリエステルの多くのカルボキシル末端を封止することが好ましいとも考えられる。しかしながら、ポリエステルに対して、多量の本発明の環状カルボジイミド化合物のような環状カルボジイミド化合物を投入すると、ゲル生成し、ポリエステルフィルムの膜厚均一性が不十分となりやすい。そこで、本発明の環状カルボジイミド化合物の添加量を特定の範囲に制御することで、ポリエステルフィルムの耐加水分解性と膜厚均一性を好ましい範囲に制御しやすい。なお、副次的反応として多量に投入した環状カルボジイミド化合物は未反応の環状カルボジイミド化合物として残留するだけでなく、水分やポリエステルの末端基やその他遊離酸と反応して、イソシアネートに分解されることもある。
 本発明のポリエステルフィルムは、前記ポリエステルに対して、本発明の環状カルボジイミド化合物を0.05~5質量%含むことが好ましい。下限値以上含むことが、本発明のポリエステルフィルムの耐加水分解性および膜厚均一性を改善する観点から好ましい。上限値以下含むことが、ゲル化を抑制し、本発明のポリエステルフィルムの膜厚均一性を改善する観点から好ましい。
 本発明のポリエステルフィルムは、前記ポリエステルに対して、本発明の環状カルボジイミド化合物を0.1~2質量%含むことがより好ましく、0.1~1質量%含むことが特に好ましい。
 本発明のポリエステルフィルムは、本発明の趣旨に反しない限りにおいて、本発明の環状カルボジイミド化合物以外のカルボジイミド化合物を含むことを拒むものではないが、本発明のポリエステルフィルム中に含まれるカルボジイミド化合物の90%以上が本発明の環状カルボジイミド化合物であることが好ましく、95%以上が本発明の環状カルボジイミド化合物であることがより好ましく、100%が本発明の環状カルボジイミド化合物であることが特に好ましい。
<ポリエステルフィルムの構成および特性>
 本発明のポリエステルフィルムの厚みは、用途によって異なるが、太陽電池モジュール用バックシートの部材として用いる場合には、25μm~300μmであることが好ましく、120μm以上300μm以下であることがより好ましい。厚みが25μm以上であることで、十分な力学強度が得られ、300μm以下とすることで、コスト上、有利である。
 本発明のポリエステルフィルムは延伸されていることが好ましく、二軸延伸されていることがさらに好ましく、平面二軸延伸されていることがチューブラーなどの延伸と比較して特に好ましく、逐次二軸延伸されていることがより特に好ましい。本発明のポリエステルフィルムのMD配向度、及び、TD配向度は、それぞれ0.14以上であることが好ましく、0.155以上が更に好ましく、0.16以上が特に好ましい。各配向度が0.14以上であると、非晶鎖の拘束性が向上し(運動性が低下)、耐加水分解性が向上する。前記MD及びTD配向度は、アッベの屈折率計を用い、光源としては単色光ナトリウムD線を用い、マウント液としてはヨウ化メチレンを用いて25℃雰囲気中で二軸配向フィルムのx、y、z方向の屈折率を測定し、MD配向度:Δn(x-z)、TD;Δn(y-z)から算出することができる。
 また、本発明のポリエステルフィルムの固有粘度(IV)は、0.70~0.94dl/gが好ましく、0.71~0.84dl/gが更に好ましく、0.72~0.84dl/gが特に好ましい。
 ポリエステルフィルムの固有粘度は上記下限値以下であることが、製膜性を改善し、膜厚均一性を改善する観点から好ましい。
<ポリエステルフィルムの製造方法>
(フィルム形成工程)
 フィルム形成工程においては、本発明のポリエステルフィルムを形成するための樹脂組成物に含まれる前記ポリエステルおよび前記環状カルボジイミド化合物を溶融させた溶融体をギアポンプや濾過器を通し、その後、ダイを介して冷却ロールに押出し、これを冷却固化させることで(未延伸)フィルムを形成することができる。なお、押出された溶融体は、静電印加法を用いて冷却ロールに密着させることができる。この際、冷却ロールの表面温度は、おおよそ10℃~40℃とすることができる。
(延伸工程)
 前記フィルム形成工程によって形成された(未延伸)フィルムは、延伸工程において、延伸処理を施すことができる。前記延伸工程においては、冷却ロールで冷却固化させた(未延伸)フィルムに1つまたは2つの方向に延伸されることが好ましく、2つの方向に延伸されることがより好ましい。前記2つの方向への延伸(二軸延伸)は、長手方向(MD:Machine Direction)の延伸(以下「縦延伸」ともいう)及び幅方向(TD:Transverse Direction)の延伸(以下、「横延伸」ともいう)であることが好ましい。当該縦延伸、横延伸は各々1回で行っても良く、複数回に亘って実施しても良く、同時に縦、横に延伸してもよい。
 前記延伸処理は、フィルムのガラス温度(Tg)℃~(Tg+60)℃で行うのが好ましく、より好ましくはTg+3℃~Tg+40℃、さらに好ましくはTg+5℃~Tg+30℃である。
 好ましい延伸倍率は少なくとも一方に280%~500%、より好ましくは300%~480%、さらに好ましくは320%~460%である。二軸延伸の場合、縦、横均等に延伸してもよいが、一方の延伸倍率を他方より大きくし不均等に延伸するほうがより好ましい。縦(MD)、横(TD)いずれを大きくしてもよい。ここで云う延伸倍率は、以下の式を用いて求めたものである。
   延伸倍率(%)=100×{(延伸後の長さ)-(延伸前の長さ)}/(延伸前の長さ)
 前記二軸延伸処理は、例えば、フィルムのガラス転移温度である(Tg)℃~(Tg+60)℃で長手方向に1回もしくは2回以上、合計の倍率が3倍~6倍になるよう延伸し、その後、(Tg)℃~(Tg+60)℃で幅方向に倍率が3~5倍になるよう施すことができる。
 前記二軸延伸処理は出口側の周速を速くした2対以上のニップロールを用いて、長手方向に延伸することができ(縦延伸)、フィルムの両端をチャックで把持しこれを直交方向(長手方向と直角方向)に広げておこなうことができる(横延伸)。
 前記延伸工程においては、延伸処理の前又はその後、好ましくは延伸処理後に、フィルムに熱処理を施すことができる。前記熱処理を施すことによって、微結晶を生成し、力学特性や耐久性を向上させることができる。180℃~210℃程度(更に好ましくは、185℃~210℃)で1秒間~60秒間(更に好ましくは2秒間~30秒間)の熱処理をフィルムに施してもよい。
 前記延伸工程においては、前記熱処理後、熱緩和処理を施すことができる。前記熱緩和処理とは、フィルムに対して応力緩和のために熱を加えて、フィルムを収縮させる処理である。熱緩和処理は、フィルムのMD及びTDの両方向に施すことが好ましい。前記熱緩和処理における諸条件は、熱処理温度より低い温度で処理することが好ましく、130℃~205℃が好ましい。また、前記熱緩和処理は、フィルムの熱収縮率(150℃)がMD及びTDがいずれも1~12%であることが好ましく、1~10%が更に好ましい。尚、熱収縮率(150℃)は、測定方向350mm、幅50mmのサンプルを切り出し、サンプルの長手方向の両端近傍300mm間隔に標点を付け、150℃の温度に調整されたオーブンに一端を固定、他端をフリーで30分間放置し、その後、室温で標点間距離を測定し、この長さをL(mm)とし、かかる測定値を用いて、下記式にて熱収縮率を求めることができる。
 150℃熱収縮率(%)=100×(300-L)/300
 また、熱収縮率が正の場合は縮みを、負は伸びを表わす。
 以上説明したように、上述の方法によって、耐加水分解性に優れたフィルムを作製することができる。本発明のポリエステルフィルムは、後述するように太陽電池モジュールの保護シート(太陽電池モジュール用バックシート)として好適に用いることができるのみならず、他の用途にも用いることができる。
 また、本発明のフィルムは、その上に、COOH、OH、SOH、NH及びその塩から選ばれる少なくとも一つの官能基を含む塗布層を設けた積層体として用いることもできる。
[太陽電池モジュール用バックシート]
 本発明の太陽電池モジュール用バックシートは、本発明のポリエステルフィルムを含むことを特徴とする。本発明のポリエステルフィルムを太陽電池モジュール用バックシートに用いると、層間の密着性の問題が少なくなり、特に湿熱経時後の層間の密着性を大きく改善することができる。
 本発明の太陽電池モジュール用バックシートは、例えば、一軸延伸後及び/又は二軸延伸後のポリエステルフィルムに下記の機能性層を塗設してもよい。塗設には、ロールコート法、ナイフエッジコート法、グラビアコート法、カーテンコート法等の公知の塗布技術を用いることができる。
 また、これらの塗設前に表面処理(火炎処理、コロナ処理、プラズマ処理、紫外線処理等)を実施してもよい。さらに、粘着剤を用いて貼り合わせることも好ましい。
-易接着性層-
 本発明のポリエステルフィルムは、太陽電池モジュールを構成する場合に太陽電池素子が封止材で封止された電池側基板の該封止材と向き合う側に、易接着性層を有していることが好ましい。封止材(特にエチレン-酢酸ビニル共重合体)を含む被着物(例えば太陽電池素子が封止材で封止された電池側基板の封止材の表面)に対して接着性を示す易接着性層を設けることにより、バックシートと封止材との間を強固に接着することができる。具体的には、易接着性層は、特に封止材として用いられるEVA(エチレン-酢酸ビニル共重合体)との接着力が10N/cm以上、好ましくは20N/cm以上であることが好ましい。
 さらに、易接着性層は、太陽電池モジュールの使用中にバックシートの剥離が起こらないことが必要であり、そのために易接着性層は高い耐加水分解性を有することが望ましい。
(1)バインダー
 本発明における易接着性層はバインダーの少なくとも1種を含有することができる。
 バインダーとしては、例えば、ポリエステル、ポリウレタン、アクリル樹脂、ポリオレフィン等を用いることができる。中でも、耐久性の観点から、アクリル樹脂、ポリオレフィンが好ましい。また、アクリル樹脂として、アクリルとシリコーンとの複合樹脂も好ましい。好ましいバインダーの例として、以下のものを挙げることができる。
 前記ポリオレフィンの例として、ケミパールS-120、同S-75N(ともに三井化学(株)製)が挙げられる。前記アクリル樹脂の例として、ジュリマーET-410、同SEK-301(ともに日本純薬工業(株)製)が挙げられる。また、前記アクリルとシリコーンとの複合樹脂の例として、セラネートWSA1060、同WSA1070(ともにDIC(株)製)、及びH7620、H7630、H7650(ともに旭化成ケミカルズ(株)製)が挙げられる。
 前記バインダーの量は、0.05~5g/mの範囲が好ましく、0.08~3g/mの範囲が特に好ましい。バインダー量は、0.05g/m以上であることでより良好な接着力が得られ、5g/m以下であることでより良好な面状が得られる。
(2)微粒子
 本発明における易接着性層は、微粒子の少なくとも1種を含有することができる。易接着性層は、微粒子を層全体の質量に対して5質量%以上含有することが好ましい。
 微粒子としては、シリカ、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化錫等の無機微粒子が好適に挙げられる。特にこの中でも、湿熱雰囲気に曝されたときの接着性の低下が小さい点で、酸化錫、シリカの微粒子が好ましい。
 微粒子の粒径は、10~700nm程度が好ましく、より好ましくは20~300nm程度である。粒径が前記範囲の微粒子を用いることにより、良好な易接着性を得ることができる。微粒子の形状には特に制限はなく、球形、不定形、針状形等のものを用いることができる。
 微粒子の易接着性層中における添加量としては、易接着性層中のバインダー当たり5~400質量%が好ましく、より好ましくは50~300質量%である。微粒子の添加量は、5質量%以上であると、湿熱雰囲気に曝されたときの接着性に優れており、1000質量%以下であると、易接着性層の面状がより良好である。
(3)架橋剤
 本発明における易接着性層は、架橋剤の少なくとも1種を含有することができる。
 架橋剤の例としては、エポキシ系、イソシアネート系、メラミン系、カルボジイミド系、オキサゾリン系等の架橋剤を挙げることができる。湿熱経時後の接着性を確保する観点から、これらの中でも特にオキサゾリン系架橋剤が好ましい。
 前記オキサゾリン系架橋剤の具体例として、2-ビニル-2-オキサゾリン、2-ビニル-4-メチル-2-オキサゾリン、2-ビニル-5-メチル-2-オキサゾリン、2-イソプロペニル-2-オキサゾリン、2-イソプロペニル-4-メチル-2-オキサゾリン、2-イソプロペニル-5-エチル-2-オキサゾリン、2,2’-ビス-(2-オキサゾリン)、2,2’-メチレン-ビス-(2-オキサゾリン)、2,2’-エチレン-ビス-(2-オキサゾリン)、2,2’-トリメチレン-ビス-(2-オキサゾリン)、2,2’-テトラメチレン-ビス-(2-オキサゾリン)、2、2’-ヘキサメチレン-ビス-(2-オキサゾリン)、2,2’-オクタメチレン-ビス-(2-オキサゾリン)、2,2’-エチレン-ビス-(4,4’-ジメチル-2-オキサゾリン)、2,2’-p-フェニレン-ビス-(2-オキサゾリン)、2,2’-m-フェニレン-ビス-(2-オキサゾリン)、2,2’-m-フェニレン-ビス-(4,4’-ジメチル-2-オキサゾリン)、ビス-(2-オキサゾリニルシクロヘキサン)スルフィド、ビス-(2-オキサゾリニルノルボルナン)スルフィド等が挙げられる。さらに、これらの化合物の(共)重合体も好ましく利用することができる。
 また、オキサゾリン基を有する化合物として、エポクロスK2010E、同K2020E、同K2030E、同WS500、同WS700(いずれも日本触媒化学工業(株)製)等も利用できる。
 架橋剤の易接着性層中における好ましい添加量は、易接着性層のバインダー当たり5~50質量%が好ましく、より好ましくは20~40質量%である。架橋剤の添加量は、5質量%以上であることで良好な架橋効果が得られ、反射層の強度低下や接着不良が起こりにくく、50質量%以下であることで塗布液のポットライフをより長く保てる。
(4)添加剤
 本発明における易接着性層には、必要に応じて、更にポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、シリカ等の公知のマット剤、アニオン系やノニオン系などの公知の界面活性剤などを添加してもよい。
(5)易接着性層の形成方法
 本発明における易接着性層の形成方法としては、易接着性を有するポリマーシートをポリエステルフィルムに貼合する方法や塗布による方法があるが、塗布による方法は、簡便でかつ均一性の高い薄膜での形成が可能である点で好ましい。塗布方法としては、例えば、グラビアコーターやバーコーターなどの公知の方法を利用することができる。塗布に用いる塗布液の溶媒としては、水でもよいし、トルエンやメチルエチルケトンのような有機溶媒でもよい。溶媒は、1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
 また、易接着性層を塗布により形成する場合は、熱処理後の乾燥ゾーンにおいて塗布層の乾燥と熱処理を兼ねることが好ましい。なお、後述する着色層やその他の機能性層を塗布により形成する場合も同様である。
(6)物性
 本発明における易接着性層の厚みには特に制限はないが、通常は0.05~8μmが好ましく、より好ましくは0.1~5μmの範囲である。易接着性層の厚みは、0.05μm以上であることで必要とする易接着性が得られやすく、8μm以下であることで面状をより良好に維持することができる。
 また、本発明における易接着性層は、ポリエステルフィルムとの間に着色層(特に反射層)が配置された場合の該着色層の効果を損なわない観点から、透明性を有していることが好ましい。
-着色層-
 本発明のポリエステルフィルムには、着色層を設けることができる。着色層は、ポリエステルフィルムの表面に接触させて、あるいは他の層を介して配置される層であり、顔料やバインダーを用いて構成することができる。
 着色層の第一の機能は、入射光のうち太陽電池セルで発電に使われずにバックシートに到達した光を反射させて太陽電池セルに戻すことにより、太陽電池モジュールの発電効率を上げることにある。第二の機能は、太陽電池モジュールをオモテ面側から見た場合の外観の装飾性を向上することにある。一般に太陽電池モジュールをオモテ面側から見ると、太陽電池セルの周囲にバックシートが見えており、バックシートに着色層を設けることにより装飾性を向上させることができる。
(1)顔料
 本発明における着色層は、顔料の少なくとも1種を含有することができる。顔料は、2.5~8.5g/mの範囲で含有されるのが好ましい。より好ましい顔料含有量は、4.5~7.5g/mの範囲である。顔料の含有量が2.5g/m以上であることで、必要な着色が得られやすく、光の反射率や装飾性をより優れたものに調整することができる。顔料の含有量が8.5g/m以下であることで、着色層の面状をより良好に維持することができる。
 顔料としては、例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、カオリン、タルク、群青、紺青、カーボンブラック等の無機顔料、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等の有機顔料が挙げられる。これら顔料のうち、入射する太陽光を反射する反射層として着色層を構成する観点からは、白色顔料が好ましい。白色顔料としては、例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、カオリン、タルクなどが好ましい。
 顔料の平均粒径としては、0.03~0.8μmが好ましく、より好ましくは0.15~0.5μm程度が好ましい。平均粒径が前記範囲内であると、光の反射効率が低下する場合がある。
 入射した太陽光を反射する反射層として着色層を構成する場合、顔料の反射層中における好ましい添加量は、用いる顔料の種類や平均粒径により変化するため一概には言えないが、1.5~15g/mが好ましく、より好ましくは3~10g/m程度である。添加量は、1.5g/m以上であることで必要な反射率が得られやすく、15g/m以下であることで反射層の強度をより一層高く維持することができる。
(2)バインダー
 本発明における着色層は、バインダーの少なくとも1種を含有することができる。バインダーを含む場合の量としては、前記顔料に対して、15~200質量%の範囲が好ましく、17~100質量%の範囲がより好ましい。バインダーの量は、15質量%以上であることで着色層の強度を一層良好に維持することができ、200質量%以下であることで反射率や装飾性が低下する。
 着色層に好適なバインダーとしては、例えば、ポリエステル、ポリウレタン、アクリル樹脂、ポリオレフィン等を用いることができる。バインダーは、耐久性の観点から、アクリル樹脂、ポリオレフィンが好ましい。また、アクリル樹脂として、アクリルとシリコーンとの複合樹脂も好ましい。好ましいバインダーの例として、以下のものが挙げられる。
 前記ポリオレフィンの例としては、ケミパールS-120、同S-75N(ともに三井化学(株)製)などが挙げられる。前記アクリル樹脂の例としては、ジュリマーET-410、SEK-301(ともに日本純薬工業(株)製)などが挙げられる。前記アクリルとシリコーンとの複合樹脂の例としては、セラネートWSA1060、WSA1070(ともにDIC(株)製)、H7620、H7630、H7650(ともに旭化成ケミカルズ(株)製)等を挙げることができる。
(3)添加剤
 本発明における着色層には、バインダー及び顔料以外に、必要に応じて、さらに架橋剤、界面活性剤、フィラー等を添加してもよい。
 架橋剤としては、エポキシ系、イソシアネート系、メラミン系、カルボジイミド系、オキサゾリン系等の架橋剤を挙げることができる。架橋剤の着色剤中における添加量は、着色層のバインダーあたり5~50質量%が好ましく、より好ましくは10~40質量%である。架橋剤の添加量は、5質量%以上であることで良好な架橋効果が得られ、着色層の強度や接着性を高く維持することができ、また50質量%以下であることで、塗布液のポットライフをより長く維持することができる。
 界面活性剤としては、アニオン系やノニオン系等の公知の界面活性剤を利用することができる。界面活性剤の添加量は、0.1~15mg/mが好ましく、より好ましくは0.5~5mg/mが好ましい。界面活性剤の添加量は、0.1mg/m以上であることでハジキの発生が効果的に抑制され、また、15mg/m以下であることで接着性に優れる。
 さらに、着色層には、上記の顔料とは別に、シリカ等のフィラーなどを添加してもよい。フィラーの添加量は、着色層のバインダーあたり20質量%以下が好ましく、より好ましくは15質量%以下である。フィラーを含むことにより、着色層の強度を高めることができる。また、フィラーの添加量が20質量%以下であることで、顔料の比率が保てるため、良好な光反射性(反射率)や装飾性が得られる。
(4)着色層の形成方法
 着色層の形成方法としては、顔料を含有するポリマーシートをポリエステルフィルムに貼合する方法、ポリエステルフィルム成形時に着色層を共押出しする方法、塗布による方法等がある。このうち、塗布による方法は、簡便でかつ均一性の高い薄膜での形成が可能である点で好ましい。塗布方法としては、例えば、グラビアコーターやバーコーターなどの公知の方法を利用することができる。塗布に用いられる塗布液の溶媒としては、水でもよいし、トルエンやメチルエチルケトンのような有機溶媒でもよい。しかし、環境負荷の観点から、水を溶媒とすることが好ましい。
 溶媒は、1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
(5)物性
 着色層は、白色顔料を含有して白色層(光反射層)として構成されることが好ましい。反射層である場合の550nmの光反射率としては、75%以上であるのが好ましい。反射率が75%以上であると、太陽電池セルを素通りして発電に使用されなかった太陽光をセルに戻すことができ、発電効率を上げる効果が高い。
 白色層(光反射層)の厚みは、1~20μmが好ましく、1~10μmがより好ましく、更に好ましくは1.5~10μm程度である。膜厚が1μm以上である場合、必要な装飾性や反射率が得られやすく、20μm以下であると面状が悪化する場合がある。
-下塗り層-
 本発明のポリエステルフィルムには、下塗り層を設けることができる。下塗り層は、例えば、着色層が設けられるときには、着色層とポリエステルフィルムとの間に下塗り層を設けてもよい。下塗り層は、バインダー、架橋剤、界面活性剤等を用いて構成することができる。
 下塗り層中に含有するバインダーとしては、ポリエステル、ポリウレタン、アクリル樹脂、ポリオレフィン等が挙げられる。下塗り層には、バインダー以外にエポキシ系、イソシアネート系、メラミン系、カルボジイミド系、オキサゾリン系等の架橋剤、アニオン系やノニオン系等の界面活性剤、シリカ等のフィラーなどを添加してもよい。
 下塗り層を塗布形成するための方法や用いる塗布液の溶媒には、特に制限はない。
 塗布方法としては、例えば、グラビアコーターやバーコーターを利用することができる。前記溶媒は、水でもよいし、トルエンやメチルエチルケトンのような有機溶媒でもよい。溶媒は、1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
 塗布は、二軸延伸した後のポリエステルフィルムに塗布してもよいし、一軸延伸後のポリエステルフィルムに塗布してもよい。この場合、塗布後に初めの延伸と異なる方向に更に延伸してフィルムとしてもよい。さらに、延伸前のポリエステルフィルムに塗布した後に、2方向に延伸してもよい。
 下塗り層の厚みは、0.05μm~2μmが好ましく、より好ましくは0.1μm~1.5μm程度の範囲が好ましい。膜厚が0.05μm以上であることで必要な接着性が得られやすく、2μm以下であることで、面状を良好に維持することができる。
-防汚層(フッ素系樹脂層・ケイ素系樹脂層)-
 本発明のポリエステルフィルムには、フッ素系樹脂層及びケイ素系(Si系)樹脂層の少なくとも一方を防汚層として設けることが好ましい。フッ素系樹脂層やSi系樹脂層を設けることで、ポリエステル表面の汚れ防止、耐候性向上が図れる。具体的には、特開2007-35694号公報、特開2008-28294号公報、WO2007/063698明細書に記載のフッ素樹脂系塗布層を有していることが好ましい。
 また、テドラー(DuPont社製)等のフッ素系樹脂フィルムを張り合わせることも好ましい。
 フッ素系樹脂層及びSi系樹脂層の厚みは、各々、1μm~50μmの範囲が好ましく、より好ましくは1μm~40μmの範囲が好ましく、更に好ましくは1μm~10μmである。
[太陽電池モジュール]
 本発明の太陽電池モジュールは、本発明のポリエステルフィルムまたは本発明の太陽電池モジュール用バックシートを含むことを特徴とする。
 本発明の太陽電池モジュールは、太陽光の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を、太陽光が入射する透明性の基板と既述の本発明のポリエステルフィルム(太陽電池用バックシート)との間に配置して構成されている。基板とポリエステルフィルムとの間は、例えばエチレン-酢酸ビニル共重合体等の樹脂(いわゆる封止材)で封止して構成することができる。
 太陽電池モジュール、太陽電池セル、バックシート以外の部材については、例えば、「太陽光発電システム構成材料」(杉本栄一監修、(株)工業調査会、2008年発行)に詳細に記載されている。
 透明性の基板は、太陽光が透過し得る光透過性を有していればよく、光を透過する基材から適宜選択することができる。発電効率の観点からは、光の透過率が高いものほど好ましく、このような基板として、例えば、ガラス基板、アクリル樹脂などの透明樹脂などを好適に用いることができる。
 太陽電池素子としては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコンなどのシリコン系、銅-インジウム-ガリウム-セレン、銅-インジウム-セレン、カドミウム-テルル、ガリウム-砒素などのIII-V族やII-VI族化合物半導体系など、各種公知の太陽電池素子を適用することができる。
 以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は質量基準である。
 カルボジイミド系の末端封止剤として、以下の化合物を各比較例に用いた。なお、比較例で用いた環状カルボジイミド(1)は特開2011-258641号公報の実施例に記載の分子量252の化合物であり、特開2011-258641号公報の参考例1に記載の合成方法を参考に合成した。
 比較例で用いた環状カルボジイミド(2)は特開2011-258641号公報の実施例に記載の分子量516の化合物であり、特開2011-258641号公報の参考例2に記載の合成方法を参考に合成した。
 比較例で用いた環状カルボジイミド(3)~(5)はWO2010/071211号公報に記載の化合物であり、WO2010/071211号公報に記載の合成方法を参考に合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 以下の構造の本発明の一般式(O-1)または(O-2)で表される環状カルボジイミド化合物を末端封止剤として、各実施例に用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 上記のカルボジイミド系の末端封止剤のうち、各実施例で使用した化合物は以下の方法によって合成した。
[合成例1]
(化合物1の合成)
 攪拌装置を取り付けた反応装置に、カルバクロール(1.0mol)、酢酸1.6Lに攪拌しながら、硝酸(1.1mol)と酢酸800mlの混合液をゆっくり滴下した後、酢酸エチルを1Lで2回抽出し十分に水洗した。得られた有機層を硫酸マグネシウムで脱水した後、濃縮した。その後、カラムクロマトグラフィーにて精製し、カルバクロールのオルトニトロ体を50g得た。
 次に上記で得られたニトロ体(0.1mol)と1,2-ジブロモエタン(0.05mol)、炭酸カリウム(0.3mol)、N,N-ジメチルホルムアミド200mlを攪拌装置および加熱装置を設置した反応装置にN雰囲気下仕込み、130℃で12時間反応後、DMFを減圧により除去し、得られた固形物をジクロロメタン200mlに溶かし、水100mlで3回分液を行った。有機層を硫酸マグネシウム5gで脱水し、ジクロロメタンを減圧により除去し、中間生成物A(ニトロ体)を得た。
 次に中間生成物A(0.1mol)と5%パラジウムカーボン(Pd/C)(1g)、エタノール/ジクロロメタン(70/30)200mlを、攪拌装置を設置した反応装置に仕込み、水素置換を5回行い、25℃で水素を常に供給した状態で反応させ、水素の減少がなくなったら反応を終了した。Pd/Cを回収し、混合溶媒を除去すると中間生成物B(アミン体)が得られた。
 次に攪拌装置および加熱装置を設置した反応装置に、N雰囲気下、中間生成物B(0.025mol)とイミダゾール(0.2mol)、二硫化炭素(0.2mol)、アセトニトリル150mlを仕込んだ。この反応溶液の温度を80℃にし、15時間反応させる。得られたアセトニトリル溶液を濃縮後、カラムクロマトグラフィーで精製することで中間生成物C(チオウレア体)が得られた。
 次に、攪拌装置を設置した反応装置に、中間生成物C(0.025mol)、30%NaOH(0.052mol)、塩化ベンジルトリエチルアンモニウム(0.0019mol)、クロロホルム170ml、メタノール5.8mlを仕込み攪拌した。10.5%次亜塩素酸水溶液(0.103mol)をゆっくり滴下し1時間攪拌した後、純水で3回分液した。
 得られたクロロホルム溶液を硫酸マグネシウムで脱水し濃縮後、ヘキサン洗浄を2回行い、目的の化合物を得た。構造はNMR、IRで確認した。
 H-NMR(CDCl) δ(ppm); 1.22(12H)、2.33(6H)、3.41(2H)、4.18(4H)、6.94(4H)
 以上の反応により、化合物1を合成した。
[合成例2]
(化合物2の合成)
 合成例1で得たニトロ体(0.1mol)とペンタエリスリトールテトラブロミド(0.025mol)、炭酸カリウム(0.3mol)、N,N-ジメチルホルムアミド200mlを攪拌装置および加熱装置を設置した反応装置にN雰囲気下仕込み、130℃で30時間反応後、DMFを減圧により除去し、得られた固形物を水、エタノール、ヘキサンで洗浄し、中間生成物A(ニトロ体)を得た。
 次に中間生成物A(0.02mol)と2-イソプロパノール560mlと35%塩酸水溶液110mlを攪拌装置を設置した反応容器に仕込み、亜鉛粉末(0.8mol)をゆっくり加えた後、1時間還流した。濾過により亜鉛粉末を回収した後、クロロホルム1.0L加え、純水で2回分液した。有機層を硫酸マグネシウムで脱水し、クロロホルムを減圧により除去し、中間生成物B(アミン体)が得られた。
 次に攪拌装置および加熱装置を設置した反応装置に、N雰囲気下、中間生成物B(0.015mol)とイミダゾール(0.03mol)、二硫化炭素(0.09mol)、アセトニトリル50mlを仕込んだ。この反応溶液の温度を100℃にし、15時間反応させる。反応後析出した固体をろ過回収し、アセトニトリルで洗浄することで中間生成物C(チオウレア体)が得られた。
 次に、攪拌装置を設置した反応装置に、中間生成物C(0.01mol)、30%NaOH(0.04mol)、塩化ベンジルトリエチルアンモニウム(0.002mol)、クロロホルム200ml、メタノール6.6mlを仕込み攪拌した。10.5%次亜塩素酸水溶液(0.08mol)をゆっくり滴下し1時間攪拌した後、純水で3回分液した。
 得られたクロロホルム溶液を硫酸マグネシウムで脱水し濃縮後、ヘキサン洗浄を2回行い、目的の化合物を得た。構造はNMR、IRで確認した。
 H-NMR(CDCl) δ(ppm); 1.22(24H)、2.20(12H)、3.42(4H)、4.42(8H)、6.94(8H)
 以上の反応により、化合物2を合成した。
[合成例3]
(化合物3の合成)
 3-ヒドロキシビフェニル171g(1.0mol)をニトロメタン1700mlに溶解し、氷浴で2℃に冷却した後、攪拌しながら発煙硝酸を34ml滴下し、そのまま12時間攪拌した。200mlの水を加え、500mlのクロロホルムで反応性生物を抽出して塩酸水200ml、水100mlで洗浄した後、濃縮した。その後、カラムクロマトグラフィーにて生成し、2-ニトロ-3-ヒドロキシビフェニルを41g(0.3mol)得た。
 次に上記で得られたニトロ体(0.1mol)と1,2-ジブロモエタン(0.05mol)、炭酸カリウム(0.3mol)、N,N-ジメチルホルムアミド200mlを攪拌装置および加熱装置を設置した反応装置にN雰囲気下仕込み、130℃で12時間反応後、DMFを減圧により除去し、得られた固形物をジクロロメタン200mlに溶かし、水100mlで3回分液を行った。有機層を硫酸マグネシウム5gで脱水し、ジクロロメタンを減圧により除去し、中間生成物A(ニトロ体)を得た。
 次に中間生成物A(0.1mol)と5%パラジウムカーボン(Pd/C)(1g)、エタノール/ジクロロメタン(70/30)200mlを、攪拌装置を設置した反応装置に仕込み、水素置換を5回行い、25℃で水素を常に供給した状態で反応させ、水素の減少がなくなったら反応を終了した。Pd/Cを回収し、混合溶媒を除去すると中間生成物B(アミン体)が得られた。
 次に攪拌装置および加熱装置を設置した反応装置に、N雰囲気下、中間生成物B(0.025mol)とイミダゾール(0.2mol)、二硫化炭素(0.2mol)、アセトニトリル150mlを仕込んだ。この反応溶液の温度を80℃にし、15時間反応させる。得られたアセトニトリル溶液を濃縮後、カラムクロマトグラフィーで精製することで中間生成物C(チオウレア体)が得られた。
 次に、攪拌装置を設置した反応装置に、中間生成物C(0.01mol)、30%NaOH(0.04mol)、塩化ベンジルトリエチルアンモニウム(0.002mol)、クロロホルム200ml、メタノール6.6mlを仕込み攪拌した。10.5%次亜塩素酸水溶液(0.08mol)をゆっくり滴下し1時間攪拌した後、純水で3回分液した。
 得られたクロロホルム溶液を硫酸マグネシウムで脱水し濃縮後、ヘキサン洗浄を2回行い、目的の化合物を得た。構造はNMR、IRで確認した。
 以上の反応により、化合物3を合成した。
[合成例4]
(化合物4の合成)
 合成例3で得たニトロ体(0.1mol)とペンタエリスリトールテトラブロミド(0.025mol)、炭酸カリウム(0.3mol)、N,N-ジメチルホルムアミド200mlを攪拌装置および加熱装置を設置した反応装置にN雰囲気下仕込み、130℃で12時間反応後、DMFを減圧により除去し、得られた固形物をジクロロメタン200mlに溶かし、水100mlで3回分液を行った。有機層を硫酸マグネシウム5gで脱水し、ジクロロメタンを減圧により除去し、中間生成物A(ニトロ体)を得た。
 次に中間生成物A(0.02mol)と5%パラジウムカーボン(Pd/C)(1g)、エタノール/ジクロロメタン(70/30)200mlを、攪拌装置を設置した反応装置に仕込み、水素置換を5回行い、25℃で水素を常に供給した状態で反応させ、水素の減少がなくなったら反応を終了した。Pd/Cを回収し、混合溶媒を除去すると中間生成物B(アミン体)が得られた。
 次に攪拌装置および加熱装置を設置した反応装置に、N雰囲気下、中間生成物B(0.015mol)とイミダゾール(0.2mol)、二硫化炭素(0.2mol)、アセトニトリル150mlを仕込んだ。この反応溶液の温度を100℃にし、15時間反応させる。反応後析出した固体をろ過回収し、洗浄することで中間生成物C(チオウレア体)が得られた。
 次に、攪拌装置を設置した反応装置に、中間生成物C(0.01mol)、30%NaOH(0.04mol)、塩化ベンジルトリエチルアンモニウム(0.002mol)、クロロホルム200ml、メタノール6.6mlを仕込み攪拌した。10.5%次亜塩素酸水溶液(0.08mol)をゆっくり滴下し1時間攪拌した後、純水で3回分液した。
 得られたクロロホルム溶液を硫酸マグネシウムで脱水し濃縮後、ヘキサン洗浄を2回行い、目的の化合物を得た。構造はNMR、IRで確認した。
 以上の反応により、化合物4を合成した。
[実施例1]
1.飽和ポリエステル樹脂の作製
-工程(A)-
 高純度テレフタル酸4.7トンとエチレングリコール1.8トンとを90分間かけて混合してスラリーを形成し、3800kg/hの流量で連続的に第一エステル化反応槽に供給した。次いで、クエン酸がTi金属に配位したクエン酸キレートチタン錯体(「VERTEC AC-420」、ジョンソン・マッセイ社製)のエチレングリコール溶液を連続的に第一エステル化反応槽に供給し、反応槽内温度250℃として攪拌しながら平均滞留時間約4.4時間で反応を行なってオリゴマーを得た。この際、クエン酸キレートチタン錯体は、Ti添加量が元素換算値で9ppmとなるように連続的に添加した。得られたオリゴマーの酸価は500eq/トンであった。
 得られたオリゴマーを第二エステル化反応槽に移送し、反応槽内温度250℃・平均滞留時間1.2時間で攪拌して反応させ、酸価が180eq/トンのオリゴマーを得た。第二エステル化反応槽は内部が第1ゾーン~第3ゾーンまでの3つのゾーンに仕切られており、第2ゾーンから酢酸マグネシウムのエチレングリコール溶液を、Mg添加量が元素換算値で75ppmになるように連続的に供給し、続いて第3ゾーンから、リン酸トリメチルのエチレングリコール溶液を、P添加量が元素換算値で65ppmになるように連続的に供給した。なお、リン酸トリメチルのエチレングリコール溶液は、25℃のエチレングリコール液に、25℃のリン酸トリメチル液を加え、25℃で2時間攪拌することにより調製した(溶液中のリン化合物含有量:3.8質量%)。
 以上により、エステル化反応生成物を得た。
-工程(B)-
 工程(A)で得られたエステル化反応生成物を連続的に第一重縮合反応槽に供給した。次いで、反応温度270℃・反応槽内圧力20torr(2.67×10-3MPa)でエステル化反応生成物を攪拌しながら、平均滞留時間約1.8時間で重縮合(エステル交換反応)させた。
 次いで、得られた反応物を、第一重縮合反応槽から第二重縮合反応槽に移送した。その後、反応物を第二重縮合反応槽反応槽において、反応槽内温度276℃・反応槽内圧力5torr(6.67×10-4MPa)で攪拌し、滞留時間約1.2時間の条件で反応(エステル交換反応)させた。
 次いで、エステル交換反応によって得られた反応物を、第二重縮合反応槽から、更に第三重縮合反応槽に移送し、この反応槽では、反応槽内温度276℃、反応槽内圧力1.5torr(2.0×10-4MPa)で攪拌しながら、滞留時間1.5時間の条件で反応(エステル交換反応)させ、カルボン酸価:22eq/ton、IV(固有粘度):0.65dl/gの反応物(ポリエチレンテレフタレート(PET))を得た。
 更に、回転型真空重合装置を用いて、50Paの減圧下で、得られたPETに205℃で24時間加熱処理(固相重合)を行った。なお、固相重合時間を長くすることでIVは増加しAVは減少し易く、固相重合温度を上げることでAVは増加しIVは低下し易い。
 その後、真空重合装置内に、25℃の窒素ガスを流し、ペレットを25℃まで、冷却し、カルボン酸価15eq/トン、IVが0.78dl/gのPETを得た。
2.ポリエステルフィルムの作製と評価
-押出成形(合成工程・フィルム形成工程)-
 得られた上述のPETを直径50mmの2軸混練押出し機のホッパーに主フィーダーで投入し、副フィーダーに本発明の化合物1を投入し、280℃で溶融して押出した。押出した溶融体(メルト)をギアポンプ及び濾過器(孔径20μm)を通した後、ダイから20℃の冷却ロールに押出し、非晶性シートを得た。なお、押出されたメルトは、静電印加法を用い冷却ロールに密着させた。
-延伸(二軸延伸工程)-
 冷却ロール上に押出し、固化した未延伸フィルムに対し、以下の方法で逐次2軸延伸を施し、厚み175μmのポリエステルフィルムを得た。
<延伸方法>
(a)縦延伸
 未延伸フィルムを周速の異なる2対のニップロールの間に通し、縦方向(搬送方向)に延伸した。なお、予熱温度を90℃、延伸温度を90℃、延伸倍率を3.5倍、延伸速度を3000%/秒として実施した。
(b)横延伸
 縦延伸した前記フィルムに対し、テンターを用いて下記条件にて横延伸した。
 <条件>
・予熱温度:100℃
・延伸温度:110℃
・延伸倍率:4.2倍
・延伸速度:70%/秒
-熱固定・熱緩和-
 続いて、縦延伸及び横延伸を終えた後の延伸フィルムを下記条件で熱固定した。さらに、熱固定した後、テンター幅を縮め下記条件で熱緩和した。
<熱固定条件>
 ・熱固定温度:198℃
 ・熱固定時間:2秒
<熱緩和条件>
 ・熱緩和温度:195℃
 ・熱緩和率:5%
-巻き取り-
 熱固定及び熱緩和の後、ポリエステルフィルムの両端を10cmずつトリミングした。その後、両端に幅10mmで押出し加工(ナーリング)を行なった後、張力25kg/mで巻き取った。なお、幅は1.5m、巻長は2000mであった。
 以上のようにして、実施例1のポリエステルフィルムを作製した。得られたサンプルフィルムはブツや皺などなく面状も良好であった。
-プロセス評価-
(増粘)
 フィルムのIVを官能評価し、下記の基準にしたがって増粘を評価した。得られた結果を下記表1に記載した。
〈基準〉
○:IV(押出し後)-IV’(押出し前)≦1.0dl/g。
×:1.0dl/g<IV(押出し後)-IV’(押出し前)。
(ガス)
 2軸押し出し機のダイから発生する煙、臭いを官能評価し、下記の基準にしたがって揮発性を評価した。得られた結果を下記表1に記載した。
〈基準〉
○:煙・臭いの発生はなかった。
△:煙の発生はなかったが、臭いが発生した。
×:煙・臭いが発生した。
-ポリエステルフィルムの性能-
(耐湿熱性(PCT試験))
 耐加水分解性の評価は破断伸度保持率半減期で評価した。破断伸度保持率半減期は、実施例1にて得られたポリエステルフィルムに対して、120℃、相対湿度100%の条件で保存処理(加熱処理)を行い、保存後のポリエステルフィルムが示す破断伸度(%)が、保存前のポリエステルフィルムが示す破断伸度(%)に対して50%となる保存時間を測定することで評価した。得られた結果を下記表1に記載した。
○:破断伸度半減期が160時間以上
△:破断伸度半減期が130時間以上60時間未満
×:破断伸度半減期が130時間未満
 破断伸度保持率半減期が長い程、ポリエステルフィルムの耐加水分解性が優れていることを示す。すなわち、本発明のポリエステルフィルムは、120℃、相対湿度100%の条件で保存処理した前後の破断伸度半減期が130時間以上であることが好ましく、160時間以上であることがより好ましい。
(揮散成分)
 得られたポリエステルフィルムに対して、下記の基準にしたがってフィルム中の揮散成分の量をガスクロマトグラフィ(商品名P&T-GC/MS、日本分光(株)社製)により測定し、以下の基準で評価した。得られた結果を下記表1に記載した。
〈条件〉
 280℃で10分加熱し、発生したガスを検出した。
〈基準〉
○:カルボジイミド由来の化合物は検出限界以下。
△:カルボジイミド由来のイソシアネート化合物は検出限界以下。
×:カルボジイミド由来のイソシアネート化合物が検出された。
(膜厚均一性)
 4時間連続して製膜した際のポリエステルフィルムの膜厚変動を評価した。得られた結果を下記表1に記載した。
◎:膜厚変動が5%以内
○:膜厚変動が5%より大きく、10%以内
△:膜厚変動が10%より大きく、15%以内
×:膜厚変動が15%より大きい
3.太陽電池モジュール用バックシートの作製
 実施例1で作製したポリエステルフィルムを用いて、太陽電池モジュール用バックシートを作製した。
 まず、実施例1で作製したポリエステルフィルムの片面に、下記の(i)反射層と(ii)易接着性層をこの順で塗設した。
(i)反射層(着色層)
 下記組成の諸成分を混合し、ダイノミル型分散機により1時間分散処理して顔料分散物を調製した。
<顔料分散物の処方>
・二酸化チタン                   ・・・39.9部
 (タイペークR-780-2、石原産業(株)製、固形分100質量%)
・ポリビニルアルコール                ・・・8.0部
 (PVA-105、(株)クラレ製、固形分10%)
・界面活性剤(デモールEP、花王(株)製、固形分:25%)
                           ・・・0.5部
・蒸留水                      ・・・51.6部
 次いで、得られた顔料分散物を用い、下記組成の諸成分を混合することにより反射層形成用塗布液を調製した。
<反射層形成用塗布液の処方>
・前記の顔料分散物                 ・・・71.4部
・ポリアクリル樹脂水分散液             ・・・17.1部
 (バインダー:ジュリマーET410、日本純薬工業(株)製、固形分:30質量%)
・ポリオキシアルキレンアルキルエーテル        ・・・2.7部
 (ナロアクティーCL95、三洋化成工業(株)製、固形分:1質量%)
・オキサゾリン化合物(架橋剤)            ・・・1.8部
 (エポクロスWS-700、日本触媒(株)製、固形分:25質量%)
・蒸留水                       ・・・7.0部
 前記より得られた反射層形成用塗布液を実施例1のポリエステルフィルムにバーコーターによって塗布し、180℃で1分間乾燥して、二酸化チタン塗布量が6.5g/mの(i)反射層(白色層)を形成した。
(ii)易接着性層
 下記組成の諸成分を混合して易接着性層用塗布液を調製し、これをバインダー塗布量が0.09g/mになるように(i)反射層の上に塗布した。その後、180℃で1分間乾燥させ、(ii)易接着性層を形成した。
<易接着性層用塗布液の組成>
・ポリオレフィン樹脂水分散液             ・・・5.2部
 (カルボン酸含有バインダー:ケミパールS75N、三井化学(株)製、固形分:24質量%)
・ポリオキシアルキレンアルキルエーテル        ・・・7.8部
 (ナロアクティーCL95、三洋化成工業(株)製、固形分:1質量%)
・オキサゾリン化合物                 ・・・0.8部
 (エポクロスWS-700、日本触媒(株)製、固形分25質量%)
・シリカ微粒子水分散物                ・・・2.9部
 (アエロジルOX-50、日本アエロジル(株)製、固形分:10質量%)
・蒸留水                      ・・・83.3部
 次に、ポリエステルフィルムの(i)反射層及び(ii)易接着性層が形成されている側と反対側の面に、下記の(iii)下塗り層、(iv)バリア層、及び(v)防汚層をポリエステルフィルム側から順次、塗設した。
(iii)下塗り層
 下記組成の諸成分を混合して下塗り層用塗布液を調製し、この塗布液をポリエステルフィルムに塗布し、180℃で1分間乾燥させ、下塗り層(乾燥塗設量:約0.1g/m)を形成した。
<下塗り層用塗布液の組成>
・ポリエステル樹脂                  ・・・1.7部
 (バイロナールMD-1200、東洋紡(株)製、固形分:17質量%)
・ポリエステル樹脂                  ・・・3.8部
 (スルホン酸含有バインダー:ペスレジンA-520、高松油脂(株)製、固形分:30質量%)
・ポリオキシアルキレンアルキルエーテル        ・・・1.5部
 (ナロアクティーCL95、三洋化成工業(株)製、固形分:1質量%)
・カルボジイミド化合物                ・・・1.3部
 (カルボジライトV-02-L2、日清紡(株)製、固形分:10質量%)
・蒸留水                      ・・・91.7部
(iv)バリア層
 続いて、形成された下塗り層の表面に下記の蒸着条件にて厚み800Åの酸化珪素の蒸着膜を形成し、バリア層とした。
<蒸着条件>
 ・反応ガス混合比(単位:slm):ヘキサメチルジシロキサン/酸素ガス/ヘリウム=1/10/10
 ・真空チャンバー内の真空度:5.0×10-6mbar
 ・蒸着チャンバー内の真空度:6.0×10-2mbar
 ・冷却・電極ドラム供給電力:20kW
 ・フィルムの搬送速度   :80m/分
(v)防汚層
 以下に示すように、第1及び第2防汚層を形成するための塗布液を調製し、前記バリア層の上に第1防汚層用塗布液、第2防汚層用塗布液の順に塗布し、2層構造の防汚層を塗設した。
<第1防汚層>
-第1防汚層用塗布液の調製-
 下記組成中の成分を混合し、第1防汚層用塗布液を調製した。
 <塗布液の組成>
・セラネートWSA1070(DIC(株)製)    ・・・45.9部
・オキサゾリン化合物(架橋剤)            ・・・7.7部
 (エポクロスWS-700、日本触媒(株)製、固形分:25質量%)
・ポリオキシアルキレンアルキルエーテル        ・・・2.0部
 (ナロアクティーCL95、三洋化成工業(株)製、固形分:1質量%)
・反射層で用いた顔料分散物             ・・・33.0部
・蒸留水                      ・・・11.4部
-第1防汚層の形成-
 得られた塗布液を、バインダー塗布量が3.0g/mになるように、バリア層の上に塗布し、180℃で1分間乾燥させて第1防汚層を形成した。
-第2防汚層用塗布液の調製-
 下記組成中の成分を混合し、第2防汚層用塗布液を調製した。
<塗布液の組成>
・フッ素系バインダー:オブリガード(AGCコーテック(株)製)
                          ・・・45.9部
・オキサゾリン化合物                 ・・・7.7部
 (エポクロスWS-700、日本触媒(株)製、固形分:25質量%;架橋剤)
・ポリオキシアルキレンアルキルエーテル        ・・・2.0部
 (ナロアクティーCL95、三洋化成工業(株)製、固形分:1質量%)
・前記反射層用に調製した前記顔料分散物       ・・・33.0部
・蒸留水                      ・・・11.4部
-第2防汚層の形成-
 調製した第2防汚層用塗布液を、バインダー塗布量が2.0g/mになるように、バリア層上に形成された第1防汚層の上に塗布し、180℃で1分間乾燥させて第2防汚層を形成した。
 以上のようにして、ポリエステルフィルムの一方の側に反射層及び易接着層を有し、他方の側に下塗り層、バリア層、及び防汚層を有する実施例1の太陽電池モジュール用バックシートを作製した。
[実施例2~8、比較例1~10]
 下記表1に記載の材料を用いた以外は実施例1と同様にして、各実施例および比較例のポリエステルフィルムを製造した。
 得られた各実施例および比較例のポリエステルフィルムを用いた以外は実施例1と同様にして、各実施例および比較例の太陽電池モジュール用バックシートを作製した。
 各実施例および比較例において、実施例1と同様の評価を行った結果を下記表1に記載した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
 上記表1より、各実施例で用いた本発明の一般式(O-1)または(O-2)で表される環状カルボジイミド化合物1~4を用いると製膜時の増粘を抑制でき、イソシアネートガスの発生を抑制でき、得られた各実施例のポリエステルフィルムは、耐加水分解性に優れ、フィルム中の分子量の小さいイソシアネートの含有がなく、増粘なく、膜厚均一性が良好であった。
 なお、本発明は以下の効果を奏することに限定されるものでもないが、各実施例のポリエステルフィルムは耐湿熱性も良好であった。
 一方、環状ではない構造のモノカルボジイミドやポリカルボジイミドを用いた比較例1~3のポリエステルフィルムは、製膜時にイソシアネートが発生し、フィルム中に揮散成分が含まれていた。
 アリーレン基のオルト位に特定の官能基を有さない単環の環状カルボジイミド(1)を少量用いた比較例4のポリエステルフィルムは、製膜時の増粘が大きく、製膜安定性に劣るものであった。
 アリーレン基のオルト位に特定の官能基をオルト位に有さない単環の環状カルボジイミド(1)を用いた比較例5のポリエステルフィルムは、製膜時の増粘が生じ、フィルムの膜厚均一性に劣るものであった。
 アリーレン基のオルト位に特定の官能基を有さない2環の環状カルボジイミド(2)を用いた比較例6および7のポリエステルフィルムは、製膜時の増粘が生じ、フィルムの膜厚均一性に劣るものであった。
 アリーレン基のオルト位に特定の官能基をメタ位に有する環の環状カルボジイミド(3)を用いた比較例8のポリエステルフィルムは、製膜時の増粘が大きく、製膜安定性に劣るものであった。
 アリーレン基のオルト位に特定の官能基をメタ位に有する環の環状カルボジイミド(4)を用いた比較例9のポリエステルフィルムは、製膜時の増粘が大きく、製膜安定性に劣るものであった。
 アリーレン基のオルト位に特定の官能基をメタ位に有する環の環状カルボジイミド(5)を用いた比較例10のポリエステルフィルムは、製膜時の増粘が大きく、製膜安定性に劣るものであった。
[太陽電池の作製]
 前記のようにして作製した各実施例の太陽電池モジュール用バックシートを用い、特開2009-158952号公報の図1に示す構造になるように透明充填剤に貼り合わせ、太陽電池モジュールを作製した。このとき、各実施例の太陽電池モジュール用バックシートの易接着性層が、太陽電池素子を包埋する透明充填剤に接するように貼り付けた。
 作製した太陽電池モジュールは、長期にわたって、安定して発電できることが確認された。

Claims (11)

  1.  下記一般式(O-1)または一般式(O-2)で表されることを特徴とする環状カルボジイミド化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (一般式(O-1)中、RおよびRは、それぞれ独立にアルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表す。R~RおよびR~Rは、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表す。R~Rは互いに結合して環を形成してもよい。XおよびXは、それぞれ独立に単結合、-O-、-CO-、-S-、-SO-、-NH-または-CH-を表す。Lは2価の連結基を表す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (一般式(O-2)中、R11、R15、R21およびR25は、それぞれ独立にアルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表す。R12~R14、R16~R18、R22~R24およびR26~R28は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表す。R11~R28は互いに結合して環を形成してもよい。X11、X12、X21およびX22は、それぞれ独立に単結合、-O-、-CO-、-S-、-SO-、-NH-または-CH-を表す。Lは4価の連結基を表す。)
  2.  前記一般式(O-1)中、RおよびRがともに水素原子であることを特徴とする請求項1に記載の環状カルボジイミド化合物。
  3.  前記一般式(O-1)および(O-2)中、RおよびR、ならびに、R11、R15、R21およびR25がそれぞれ独立に2級もしくは3級アルキル基、または、アリール基を表すことを特徴とする請求項1または2に記載の環状カルボジイミド化合物。
  4.  下記一般式(O-1)または一般式(O-2)で表される環状カルボジイミド化合物と、ポリエステルを含むことを特徴とするポリエステルフィルム。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (一般式(O-1)中、RおよびRは、それぞれ独立にアルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表す。R~RおよびR~Rは、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表す。R~Rは互いに結合して環を形成してもよい。XおよびXは、それぞれ独立に単結合、-O-、-CO-、-S-、-SO-、-NH-または-CH-を表す。Lは2価の連結基を表す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    (一般式(O-2)中、R11、R15、R21およびR25は、それぞれ独立にアルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表す。R12~R14、R16~R18、R22~R24およびR26~R28は、それぞれ独立に水素原子、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表す。R11~R28は互いに結合して環を形成してもよい。X11、X12、X21およびX22は、それぞれ独立に単結合、-O-、-CO-、-S-、-SO-、-NH-または-CH-を表す。Lは4価の連結基を表す。)
  5.  前記一般式(O-1)中、RおよびRがともに水素原子であることを特徴とする請求項4に記載のポリエステルフィルム。
  6.  前記一般式(O-1)および(O-2)中、RおよびR、ならびに、R11、R15、R21およびR25がそれぞれ独立に2級もしくは3級アルキル基、または、アリール基を表すことを特徴とする請求項4または5に記載のポリエステルフィルム。
  7.  前記ポリエステルに対して、前記環状カルボジイミド化合物を0.05~5質量%含むことを特徴とする請求項4~6のいずれか一項に記載のポリエステルフィルム。
  8.  前記ポリエステルのカルボン酸由来の成分が、芳香族二塩基酸又はそのエステル形成性誘導体由来の成分であることを特徴とする請求項4~7のいずれか一項に記載のポリエステルフィルム。
  9.  2軸配向されたことを特徴とする請求項4~8のいずれか一項に記載のポリエステルフィルム。
  10.  請求項4~9のいずれか一項に記載のポリエステルフィルムを用いたことを特徴とする太陽電池モジュール用バックシート。
  11.  請求項10に記載の太陽電池モジュール用バックシートを用いた太陽電池モジュール。
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