説明

保護フィルム

【課題】太陽電池等、耐候性を必要とする素子等を保護するための保護フィルムにおいて、耐候性と耐傷性に優れた保護フィルムを提供する。
【解決手段】基材フィルム1の一方の面に、特定のトリアジン環構造を有する紫外線吸収剤と耐候性バインダーを含む紫外線遮蔽層2と、ハードコート層3とを設ける。更に、前記耐候性バインダーが、有機系のアクリル樹脂、および、有機無機ハイブリッド系のケイ素化合物の複合樹脂から選ばれる少なくとも1種であり、ハードコート層が、有機無機ハイブリッド系のケイ素化合物の複合樹脂、および、フッ素樹脂から選ばれるバインダーを含むことを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、太陽電池等、耐候性を必要とする素子等を保護するための保護フィルムに関する。
【背景技術】
【0002】
太陽電池モジュール用の保護シートが検討されている。例えば、特許文献1には、透明基材フィルムの一方の面に、紫外線遮蔽層及びシロキサン結合を持つケイ素化合物を含有するハードコート層が順次設けられたことを特徴とするハードコートフィルムが開示されている。しかしながら、かかるフィルムは、構成する層の数が多くなる傾向にある。また、紫外線遮蔽層に無機系紫外線吸収剤を用いているため、太陽電池のフロントシートの保護シートとして用いるには、ヘイズが高くなってしまう。一方、特許文献2には、ガラス表面に貼るための粘着剤層と、該粘着剤層を介して貼着される樹脂フィルムと、該樹脂フィルムの表面に設けられるハードコート層とを備え、前記粘着剤層および前記ハードコート層が紫外線吸収剤を含有することを特徴とする保護フィルムが開示されている。特許文献2に記載の保護フィルムは、低いヘイズは達成できる。しかしながら、本発明者が検討したところ、耐候性が不十分であることが分かった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平10−120540号公報
【特許文献2】特開2003−213230号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は上記課題を解決することを目的とするものであって、耐候性および耐傷性を満たす保護フィルムを提供することを目的とする。さらに、太陽電池モジュール用の保護シートなどの長期間、屋外で用いられるフィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
かかる状況のもと、本発明者が検討を行った結果、紫外線吸収剤として、特定の化合物を採用することにより、上記課題を解決しうることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、以下の手段により達成された。
(1)基材フィルムの一方の面に、下記一般式(1)で表される紫外線吸収剤と耐候性バインダーを含む紫外線遮蔽層と、ハードコート層とを有する保護フィルム。
【化1】

[R1a、R1c及びR1eは、水素原子を表す。R1b及びR1dは、互いに独立して、水素原子又はハメット則のσp値が正である置換基を表し、少なくとも1つは、ハメット則のσp値が正である置換基を表す。R1g、R1h、R1i、R1j、R1k、R1m、R1n及びR1pは、互いに独立して、水素原子又は1価の置換基を表す。また置換基同士で結合して環を形成しても良い。]
(2)耐候性バインダーが、有機系のアクリル樹脂、および、有機無機ハイブリッド系のケイ素化合物の複合樹脂から選ばれる少なくとも1種である、(1)に記載の保護フィルム。
(3)ハードコート層が、有機無機ハイブリッド系のケイ素化合物の複合樹脂、および、フッ素樹脂から選ばれるバインダーを含む、(1)または(2)に記載の保護フィルム。
(4)基材フィルムの一方の面上に、紫外線遮蔽層、ハードコート層の順に積層されている、(1)〜(3)のいずれか1項に記載の保護フィルム。
(5)さらに、プライマー層を有し、該プライマー層が、紫外線遮蔽層およびハードコート層よりも、基材フィルムに近い側に設けられている、(1)〜(4)のいずれか1項に記載の保護フィルム。
(6)前記一般式(1)で表される紫外線吸収剤における1価の置換基が、ハロゲン原子、置換又は無置換の炭素数1〜20のアルキル基、シアノ基、カルボキシル基、置換又は無置換のアルコキシカルボニル基、置換又は無置換のカルバモイル基、置換又は無置換のアルキルカルボニル基、ニトロ基、置換又は無置換のアミノ基、ヒドロキシ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、置換又は無置換のアリールオキシ基、置換又は無置換のスルファモイル基、チオシアネート基、又は置換又は無置換のアルキルスルホニル基であり、置換基を有する場合の置換基がハロゲン原子、炭素数1〜20のアルキル基、シアノ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルカルボニル基、ニトロ基、アミノ基、ヒドロキシ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、アリールオキシ基、スルファモイル基、チオシアネート基、又はアルキルスルホニル基であることを特徴とする、(1)〜(5)のいずれか1項に記載の保護フィルム。
(7)前記ハメット則のσp値が、0.1〜1.2の範囲であることを特徴とする、(1)〜(6)のいずれか1項に記載の保護フィルム。
(8)前記基材フィルムが透明である、(1)〜(7)のいずれか1項に記載の保護フィルム。
(9)基材フィルムが、ポリエチレンテレフタラートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリカーボネートフィルム、フッ素樹脂フィルムおよびアクリル樹脂フィルムから選択される、(1)〜(8)のいずれか1項に記載の保護フィルム。
(10)太陽電池の保護シート用部材である、(1)〜(9)のいずれか1項に記載の保護フィルム。
(11)太陽電池のフロントシート用である、(1)〜(9)のいずれか1項に記載の保護フィルム。
(12)(1)〜(11)のいずれか1項に記載の保護フィルムを含む、太陽電池素子。
【発明の効果】
【0006】
本発明により、耐候性および耐傷性を満たす保護フィルムを提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】図1は、本発明の保護フィルムの構成の一例を示す概略図である。
【図2】図2は、本発明の保護フィルムの構成の他の一例を示す概略図である。
【図3】図3は、本発明の太陽電子素子の構成の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。尚、本願明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
【0009】
本発明の保護フィルムは、基材フィルムの一方の面に、下記一般式(1)で表される紫外線吸収剤と耐候性バインダーを含む紫外線遮蔽層と、ハードコート層とを有することを特徴とする。以下、これらの詳細について、説明する。
【化2】

[R1a、R1c及びR1eは、水素原子を表す。R1b及びR1dは、互いに独立して、水素原子又はハメット則のσp値が正である置換基を表し、少なくとも1つは、ハメット則のσp値が正である置換基を表す。R1g、R1h、R1i、R1j、R1k、R1m、R1n及びR1pは、互いに独立して、水素原子又は1価の置換基を表す。また置換基同士で結合して環を形成しても良い。]
【0010】
基材フィルム
本発明で用いる基材フィルムは特に定めるものではないが、通常、プラスチックフィルムである。特に、本発明では、透明なフィルムを用いると、保護フィルムのヘイズを低くすることができるため好ましい。ここで、透明とは、例えば、ヘイズが10%未満の状態をいう。
本発明で用いる基材フィルムは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ4−メチルペンテン−1、ポリブテン−1などのポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリエーテルサルフォン系樹脂、ポリエチレンサルファイド系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、セルロースアセテートなどのセルロース系樹脂、フッ素樹脂フィルム又はこれらの積層フィルムが挙げられ、ポリエチレンテレフタラートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリカーボネートフィルム、フッ素樹脂フィルムおよびアクリル樹脂フィルムが好ましい。
また、基材フィルムは、所望により着色又は蒸着されていてもよく、また紫外線吸収剤を含んでいてもよいが、実質的に含んでいなくても、本発明の目的を達成することができる。さらに、その表面に設けられる層との密着性を向上させる目的で、所望により片面又は両面に、酸化法や凹凸化法などにより表面処理を施すことができる。上記酸化法としては、例えばコロナ放電処理、クロム酸処理(湿式)、火炎処理、熱風処理、オゾン・紫外線照射処理などが挙げられ、また、凹凸化法としては、例えばサンドブラスト法、溶剤処理法などが挙げられる。これらの表面処理法は基材フィルムの種類に応じて適宜選ばれるが、一般にはコロナ放電処理法が効果及び操作性などの面から、好ましく用いられる。
本発明における基材フィルムの厚みは、5μm〜1000μmが好ましく、10μm〜500μmであることがより好ましい。すなわち、本発明におけるフィルムには、厚さが250μm未満のフィルムも、厚さが250μm以上のシートの両方を含む趣旨である。
このような厚さとすることにより、寸法安定性の向上とフィルムのクニックが起こりにくくなり、バリア能の安定した太陽電池用保護シートを供給できるようになる。
【0011】
紫外線遮蔽層
本発明における紫外線遮蔽層は、一般式(1)で表される紫外線吸収剤と、耐候性バインダーを含む。一般式(1)で表される紫外線吸収剤は、波長300〜400nm間の紫外線吸収剤の極小吸収波長が乾燥膜厚10μmで吸光度が1.0〜6.0になるような配合割合で配合されることが好ましく、吸光度が2.0〜5.5になるような配合割合で配合されることがより好ましい。 一般式(1)で表される紫外線吸収剤は、通常、耐候性バインダーの、10〜60重量%の範囲で含まれることが好ましく、20〜50重量%の範囲で含まれることがより好ましい。
本発明における紫外線遮蔽層は、一般式(1)で表される紫外線吸収剤と耐候性バインダー以外の成分を含んでいてもよいが、本発明における紫外線遮蔽層は、その成分の90重量%以上が、一般式(1)で表される紫外線吸収剤と耐候性バインダーで構成されることが好ましく、95重量%以上が、一般式(1)で表される紫外線吸収剤と耐候性バインダーである構成されることがより好ましい。
紫外線遮蔽層の厚さは、特に定めるものではないが、例えば、1〜15μmであり、好ましくは、2〜10μmであり、より好ましくは3〜7μmである。
紫外線遮蔽層は、単層であってもよいし、必要に応じ2層以上、例えば2〜10層の積層構造を有していてもよい。
【0012】
一般式(1)で表される紫外線吸収剤
一般式(1)で表される紫外線吸収剤は、R1a、R1c及びR1eが水素原子を表し、かつ、R1b及びR1dは、互いに独立して、水素原子又はハメット則のσp値が正である置換基を表し、R1b及びR1dの少なくとも1つが、ハメット則のσp値が正である置換基を表すことにより、電子求引性基によりLUMOが安定化されるため、励起寿命が短くなる。また、化合物構造の対称性がくずれることとなり、優れた耐光性及び溶媒に対する高溶解性を有する。
【0013】
前記一般式(1)における1価の置換基(以下Aとする)としては、例えば、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、炭素数1〜20のアルキル基(例えばメチル、エチル)、炭素数6〜20のアリール基(例えばフェニル、ナフチル)、シアノ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基(例えばメトキシカルボニル)、アリールオキシカルボニル基(例えばフェノキシカルボニル)、置換又は無置換のカルバモイル基(例えばカルバモイル、N−フェニルカルバモイル、N,N−ジメチルカルバモイル)、アルキルカルボニル基(例えばアセチル)、アリールカルボニル基(例えばベンゾイル)、ニトロ基、置換又は無置換のアミノ基(例えばアミノ、ジメチルアミノ、アニリノ、置換スルホアミノ)、アシルアミノ基(例えばアセトアミド、エトキシカルボニルアミノ)、スルホンアミド基(例えばメタンスルホンアミド)、イミド基(例えばスクシンイミド、フタルイミド)、イミノ基(例えばベンジリデンアミノ)、ヒドロキシ基、炭素数1〜20のアルコキシ基(例えばメトキシ)、アリールオキシ基(例えばフェノキシ)、アシルオキシ基(例えばアセトキシ)、アルキルスルホニルオキシ基(例えばメタンスルホニルオキシ)、アリールスルホニルオキシ基(例えばベンゼンスルホニルオキシ)、スルホ基、置換又は無置換のスルファモイル基(例えばスルファモイル、N−フェニルスルファモイル)、アルキルチオ基(例えばメチルチオ)、アリールチオ基(例えばフェニルチオ)、チオシアネート基、アルキルスルホニル基(例えばメタンスルホニル)、アリールスルホニル基(例えばベンゼンスルホニル)、炭素数6〜20のヘテロ環基(例えばピリジル、モルホリノ)などを挙げることができる。
また、置換基は更に置換されていても良く、置換基が複数ある場合は、同じでも異なっても良い。その際、置換基の例としては、上述の1価の置換基Aを挙げることができる。また置換基同士で結合して環を形成しても良い。
【0014】
置換基同士で結合して形成される環としては、ベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、トリアジン環、ピリダジン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、フラン環、チオフェン環、セレノフェン環、シロール環、ゲルモール環、ホスホール環等が挙げられる。
【0015】
前記一般式(1)における1価の置換基としては、ハロゲン原子、置換又は無置換の炭素数1〜20のアルキル基、シアノ基、カルボキシル基、置換又は無置換のアルコキシカルボニル基、置換又は無置換のカルバモイル基、置換又は無置換のアルキルカルボニル基、ニトロ基、置換又は無置換のアミノ基、ヒドロキシ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、置換又は無置換のアリールオキシ基、置換又は無置換のスルファモイル基、チオシアネート基、又は置換又は無置換のアルキルスルホニル基であり、置換基を有する場合の置換基がハロゲン原子、炭素数1〜20のアルキル基、シアノ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルカルボニル基、ニトロ基、アミノ基、ヒドロキシ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、アリールオキシ基、スルファモイル基、チオシアネート基、又はアルキルスルホニル基が挙げられる。
【0016】
1b及びR1dは、互いに独立して、水素原子又はハメット則のσp値が正である置換基を表し、少なくとも1つは、ハメット則のσp値が正である置換基を表す。
1b及びR1dの少なくとも1つが、ハメット則のσp値が正である置換基であることにより、耐光性に優れるだけでなく、溶媒に対する溶解性及び耐熱性にも優れた効果を示す。
溶剤溶解性とは、酢酸エチル、メチルエチルケトン、トルエンなどの有機溶剤への溶解性を意味し、酢酸エチル、メチルエチルケトン、トルエンなどの有機溶剤に対し、10質量%以上溶解することが好ましく、30質量%以上溶解することがより好ましい。
【0017】
前記一般式(1)におけるハメット則のσp値が正である置換基として、好ましくは、σp値が0.1〜1.2の電子求引性基であり、さらに好ましくは、0.3〜1.2の電子求引性基である。σp値が0.1以上の電子求引性基の具体例としては、COORr(Rrは、水素原子又は1価の置換基を表し、水素原子、アルキル基が挙げられ、好ましくはアルキル基である。)、CONRs2(Rsは、水素原子又は1価の置換基を表し、例えば、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数6〜20のヘテロ環基が挙げられ、好ましくは水素原子である。)、シアノ基、ハロゲン原子、ニトロ基、SO3M(Mは、水素原子又はアルカリ金属を表す。)、アシル基、ホルミル基、アシルオキシ基、アシルチオ基、アルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、ジアルキルホスホノ基、ジアリールホスホノ基、ジアルキルホスフィニル基、ジアリールホスフィニル基、ホスホリル基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アシルチオ基、スルファモイル基、チオシアネート基、チオカルボニル基、イミノ基、N原子で置換したイミノ基、カルボキシ基(又はその塩)、少なくとも2つ以上のハロゲン原子で置換されたアルキル基(例えばCF3)、少なくとも2つ以上のハロゲン原子で置換されたアルコキシ基、少なくとも2つ以上のハロゲン原子で置換されたアリールオキシ基、アシルアミノ基、少なくとも2つ以上のハロゲン原子で置換されたアルキルアミノ基、少なくとも2つ以上のハロゲン原子で置換されたアルキルチオ基、σp値が0.2以上の他の電子求引性基で置換されたアリール基、ヘテロ環基、ハロゲン原子、アゾ基、セレノシアネート基などが挙げられる。ハメットのσp値については、Hansch,C.;Leo,A.;Taft,R.W.Chem.Rev.1991,91,165−195に詳しく記載されている。
【0018】
前記一般式(1)におけるハメット則のσp値が正である置換基として、より好ましくは、COORr、CONRs2、シアノ基、CF3、ハロゲン原子、ニトロ基、SO3Mである[Rr、Rsは、互いに独立して、水素原子又は1価の置換基を表す。Mは、水素原子又はアルカリ金属を表す]。1価の置換基としては前記置換基Aを挙げることができる。前記一般式(1)におけるハメット則のσp値が正である置換基として、より好ましくは、COORr又はシアノ基であり、COORrであることが更に好ましい。ハメット則のσp値が正である置換基がシアノ基である場合、優れた耐光性を示すためである。また、ハメット則のσp値が正である置換基がCOORrである場合、優れた溶解性を示するめである。
rは水素原子又はアルキル基を表すことが好ましく、炭素数1〜20の直鎖又は分岐鎖アルキル基がより好ましく、炭素数1〜15の直鎖又は分岐鎖アルキル基が更に好ましい。
【0019】
rは、溶媒に対する溶解性の観点からは、炭素数5〜15の分岐鎖アルキル基がより好ましい。
分岐鎖アルキル基は2級炭素原子又は3級炭素原子を有し、2級炭素原子又は3級炭素原子を1〜5個含むことが好ましく、1〜3個含むことが好ましく、1又は2個含むことが好ましく、2級炭素原子及び3級炭素原子を1又は2個含むことがより好ましい。また、不斉炭素を1〜3個含むことが好ましい。
rは、溶媒に対する溶解性の観点からは、2級炭素原子及び3級炭素原子を1又は2個含み、不斉炭素を1又は2個含む炭素数5〜15の分岐鎖アルキル基であることが特に好ましい。
これは、化合物構造の対称性がくずれ、溶解性が向上するためである。
【0020】
一方、紫外線吸収能の観点からは、炭素数1〜6の直鎖又は分岐鎖アルキル基がより好ましい。
炭素数1〜6の直鎖又は分岐鎖アルキル基としては、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、i−ペンチル、t−ペンチル、n−ヘキシル、i−ヘキシル、t−ヘキシル、n−オクチル、t−オクチル、i−オクチルを挙げることができ、メチル又はエチルが好ましく、メチルが特に好ましい。
【0021】
また、本発明において、R1g、R1h、R1i、R1j、R1k、R1m、R1n及びR1pが1価の置換基を表す場合は、R1g、R1h、R1i、R1j、R1k、R1m、R1n及びR1pのうち少なくとも1つが、前記ハメット則のσp値が正である置換基を表すことがより好ましく、R1g、R1h、R1i及びR1jのうち少なくとも1つが、前記ハメット則のσp値が正(好ましくは0.1〜1.2)である置換基を表すことがより好ましく、R1hが前記ハメット則のσp値が正である置換基を表すことが更に好ましい。R1b又はR1d、及びR1hが前記ハメット則のσp値が正(好ましくは0.1〜1.2)である置換基を表すことが特に好ましい。優れた耐光性を有するためである。
本発明において、R1h又はR1nがそれぞれ独立に水素原子、COORr、CONRs2、シアノ基、CF3、ハロゲン原子、ニトロ基、SO3Mのいずれかであることが好ましく、R1h又はR1nが水素原子であることがより好ましく、R1h及びR1nが水素原子であることが更に好ましく、R1g、R1h、R1i、R1j、R1k、R1m、R1n及びR1pが水素原子を表すことが特に好ましい。優れた耐光性を示すためである。
【0022】
前記一般式(1)で表される紫外線吸収剤において、R1b又はR1d、がハメット則のσp値が正(好ましくは0.1〜1.2)である置換基であって、R1g、R1h、R1i、R1j、R1k、R1m、R1n及びR1pは水素原子を表すことが好ましく、R1b又はR1d、がCOORr、CONRs2、シアノ基、CF3、ハロゲン原子、ニトロ基、SO3Mのいずれかであって、R1g、R1h、R1i、R1j、R1k、R1m、R1n及びR1pは水素原子であることがより好ましい。優れた耐光性を示すためである。
【0023】
前記一般式(1)で表される紫外線吸収剤はpKaが−5.0〜−7.0の範囲であることが好ましい。更に−5.2〜−6.5の範囲であることがより好ましく、−5.4〜−6.0の範囲であることが特に好ましい。
【0024】
前記一般式(1)で表される紫外線吸収剤の具体例を以下に示すが、本発明はこれに限定されない。
なお、下記の具体例中Meはメチル基を表し、Phはフェニル基を表し、−C613はn−ヘキシルを表す。
【0025】
【化3】

【0026】
【化4】

【0027】
【化5】

【0028】
【化6】

【0029】
前記一般式(1)で表される紫外線吸収剤は、構造とその置かれた環境によって互変異性体を取り得る。本発明においては代表的な形の一つで記述しているが、本発明の記述と異なる互変異性体も本発明の化合物に含まれる。
【0030】
前記一般式(1)で表される紫外線吸収剤は、同位元素(例えば、2H、3H、13C、15N、17O、18Oなど)を含有していてもよい。
【0031】
前記一般式(1)で表される紫外線吸収剤は、任意の方法で合成することができる。
例えば、公知の特許文献や非特許文献、例えば、特開平7−188190号公報、特開平11−315072、特開2001−220385号公報、「染料と薬品」第40巻12号(1995)の325〜339ページなどを参考にして合成できる。具体的には、例示化合物(16)はサリチルアミドと3,5-ビス(トリフルオロメチル)ベンゾイル クロリドと2−ヒドロキシベンズアミジン塩酸塩とを反応させることにより合成できる。また、サリチルアミドとサリチル酸と3,5-ビス(トリフルオロメチル)ベンズアミジン塩酸塩とを反応させることによっても合成できる。
【0032】
本発明で用いる紫外線吸収剤は、一般式(1)で表される。本発明の一般式(1)で表される紫外線吸収剤は特定の位置にハメット則のσp値が正である置換基を有するため、電子求引性基によりLUMOが安定化されるため、励起寿命が短くなり、優れた耐光性を有するという特徴を有する。紫外線吸収剤として用いた際にも、既知のトリアジン系化合物を用いた場合は、長時間使用した場合は、紫外線遮蔽効果が減少したり、分解して黄変するなど悪影響を及ぼす。
それに対して、本発明の一般式(1)で表される紫外線吸収剤は優れた耐光性を有するため長時間使用した場合でも紫外線遮蔽効果が減少したり、分解せず黄変することがないという効果が得られる。
【0033】
更に、一般式(1)で表される紫外線吸収剤は、R1a、R1c及びR1eが水素原子を表し、かつ、R1b及びR1dは、互いに独立して、水素原子又はハメット則のσp値が正である置換基を表し、R1b及びR1dの少なくとも1つが、ハメット則のσp値が正である置換基を表すため、電子求引性基によりLUMOが安定化されるため、励起寿命が短くなる。また、化合物構造の対称性がくずれることととなり、優れた耐光性及び溶媒に対する溶解性を有する。
【0034】
前記一般式(1)で表される紫外線吸収剤は、一種のみ用いてもよく、二種以上を併用することもできる。
本発明で用いる紫外線吸収剤の使用形態は、いずれでも良い。例えば、液体分散物、溶液、樹脂組成物などが挙げられる。
本発明で用いる紫外線吸収剤の極大吸収波長は、特に限定されないが、好ましくは250〜400nmであり、より好ましくは280〜380nmである。半値幅は好ましくは20〜100nmであり、より好ましくは40〜80nmである。
【0035】
本発明において規定される極大吸収波長及び半値幅は、当業者が容易に測定することができる。測定方法に関しては、例えば日本化学会編「第4版実験化学講座 7 分光II」(丸善,1992年)180〜186ページなどに記載されている。具体的には、適当な溶媒に試料を溶解し、石英製又はガラス製のセルを用いて、試料用と対照用の2つのセルを使用して分光光度計によって測定される。用いる溶媒は、試料の溶解性と合わせて、測定波長領域に吸収を持たないこと、溶質分子との相互作用が小さいこと、揮発性があまり著しくないこと等が要求される。上記条件を満たす溶媒であれば、任意のものを選択することができる。本発明においては、酢酸エチル(EtOAc)を溶媒に用いて測定を行うこととする。
【0036】
本発明における化合物の極大吸収波長及び半値幅は、酢酸エチルを溶媒として、濃度約5×10-5mol・dm-3の溶液を調製し、光路長10mmの石英セルを使用して測定した値を使用する。
【0037】
スペクトルの半値幅に関しては、例えば日本化学会編「第4版実験化学講座3 基本操作III」(丸善、1991年)154ページなどに記載がある。なお、上記成書では波数目盛りで横軸を取った例で半値幅の説明がなされているが、本発明における半値幅は波長目盛りで軸を取った場合の値を用いることとし、半値幅の単位はnmである。具体的には、極大吸収波長における吸光度の1/2の吸収帯の幅を表し、吸収スペクトルの形を表す値として用いられる。半値幅が小さいスペクトルはシャープなスペクトルであり、半値幅が大きいスペクトルはブロードなスペクトルである。ブロードなスペクトルを与える紫外線吸収化合物は、極大吸収波長から長波側の幅広い領域にも吸収を有するので、黄色味着色がなく長波紫外線領域を効果的に遮蔽するためには、半値幅が小さいスペクトルを有する紫外線吸収化合物の方が好ましい。
【0038】
時田澄男著「化学セミナー9 カラーケミストリー」(丸善、1982年)154〜155ページに記載されているように、光の吸収の強さすなわち振動子強度はモル吸光係数の積分に比例し、吸収スペクトルの対称性がよいときは、振動子強度は極大吸収波長における吸光度と半値幅の積に比例する(但しこの場合の半値幅は波長目盛りで軸を取った値である)。このことは遷移モーメントの値が同じとした場合、半値幅が小さいスペクトルを有する化合物は極大吸収波長における吸光度が大きくなることを意味している。このような紫外線吸収化合物は少量使用するだけで極大吸収波長周辺の領域を効果的に遮蔽できるメリットがあるが、波長が極大吸収波長から少し離れると急激に吸光度が減少するために、幅広い領域を遮蔽することができない。
【0039】
紫外線吸収剤は、極大吸収波長におけるモル吸光係数が20000以上であることが好ましく、30000以上であることがより好ましく、50000以上であることが特に好ましい。20000以上であれば、紫外線吸収剤の質量当たりの吸収効率が十分得られるため、紫外線領域を完全に吸収するための紫外線吸収剤の使用量を低減できる。これは皮膚刺激性や生体内への蓄積を防ぐ観点、及びブリードアウトが生じにくい点から好ましい。なお、モル吸光係数については、例えば日本化学会編「新版実験化学講座9 分析化学[II]」(丸善、1977年)244ページなどに記載されている定義を用いたものであり、上述した極大吸収波長及び半値幅を求める際に合わせて求めることができる。
【0040】
本発明で用いる紫外線吸収剤は、紫外線吸収剤が分散媒体に分散された分散物の状態でも使用できる。本発明で用いる紫外線吸収剤を含む分散物を得るための装置として、大きな剪断力を有する高速攪拌型分散機、高強度の超音波エネルギーを与える分散機などを使用できる。また、本発明で用いる紫外線吸収剤は、液体状の媒体に溶解された溶液の状態でも使用できる。
【0041】
耐候性バインダー
本発明における耐候性バインダーとは、主として太陽の紫外線による分子結合の解離による劣化、太陽の赤外線による熱劣化、雨水の加水分解による劣化に対して耐性のあるバインダーを意味する。本発明における耐候性バインダーとしては、有機系のアクリル樹脂、および、有機無機ハイブリッド系のケイ素化合物の複合樹脂が例示される。これらのバインダーは、1種類のみ含んでいても良いし、2種類以上含んでいても良い。本発明では、一般式(1)で表される紫外線吸収剤と、耐候性バインダー(シロキサン系、アクリル系)を組み合わせることで、ブリードアウト耐性が良化する傾向にある。さらに、一般的な有機紫外線吸収剤と耐候性バインダーを組み合わせると紫外線吸収剤自体の耐性貧弱化が起こっていたが、本発明ではこの点も有意に抑えることができる。
有機系のアクリル樹脂としてはポリメタクリル酸メチル樹脂、有機無機ハイブリッドのケイ素化合物としては、アクリルとシロキサン結合を持つケイ素化合物の複合樹脂があげられる。
有機系のアクリル樹脂のバインダーの平均分子量は、25000〜550000が好ましい。
【0042】
ハードコート層
本発明におけるハードコート層とは、耐候性と耐傷性を有する層を意味し、例えば、主として太陽の紫外線による分子結合の解離による劣化、太陽の赤外線による熱劣化、雨水の加水分解による劣化、スチールウール等で擦られる事で生じる擦傷等に対して耐性のある層を意味する。本発明におけるハードコート層は、通常、バインダーを含み、バインダーとしては、アクリルとシロキサン結合を持つケイ素化合物の複合樹脂、および、フッ素樹脂から選ばれるバインダーが例示される。このようなハードコート層を、紫外線遮蔽層の上に設けることにより、紫外線遮蔽層の湿熱耐性が良化する傾向にあり好ましい。
有機無機ハイブリッド系のケイ素化合物の複合樹脂としては、上記耐候性バインダーとのことで例示した複合樹脂が例示され、好ましい範囲も同じである。
フッ素樹脂から選ばれるバインダーとしては、3F系FEVEフッ素樹脂が例示される。
ハードコート層は、上記バインダーを主成分とすることが好ましく、ハードコート層の95重量%以上が、上記バインダーであることが好ましい。これらのバインダーは、1種類のみ含んでいても良いし、2種類以上含んでいても良い。本発明では、耐候性バインダーとハードコート層のバインダーとして、同種のものを用いることが好ましい。このような構成とすることにより、両層の密着性を高めることが可能になる。
ハードコート層は、単層であってもよいし、必要に応じ2層以上、例えば2〜10層の積層構造を有していてもよい。
【0043】
紫外線遮蔽層及びハードコート層には、上記のほか、当業者に公知の添加剤等が添加されていてもよい。また、紫外線遮蔽層およびハードコート層は、当業者に公知の方法によって製造できる。例えば、特開平10−120540号公報および特開2003−213230号公報に記載の技術を採用できる。
【0044】
層構成
本発明の保護フィルムの層構成について、図面に従って説明する。本発明の保護フィルムの層構成がこれらに限定されるものではないことは言うまでもない。
図1は、本発明の保護フィルムの層構成の一例を示したものであって、1は基材フィルムを、2は紫外線遮蔽層を、3はハードコート層をそれぞれ示している。このように紫外線遮蔽層の上にハードコート層を設けることにより、紫外線遮蔽層の湿熱耐性が良化する傾向にあり好ましい。さらに、図1では、基材フィルム1と紫外線遮蔽層2、および、紫外線遮蔽層2とハードコート層3が
それぞれ隣接しているが、必ずしもこの態様である必要はなく、他の構成層を有していても良い。但し、紫外線遮蔽層2とハードコート層3は隣接していることが好ましい。
図2は、図1において、さらに、基材フィルム1と紫外線遮蔽層2の間に、プライマー層4を設けた構成である。プライマー層は、下塗り層としての役割を果たし、基材フィルム1と紫外線遮蔽層2の密着性を向上させると共に、保護フィルムの耐傷性をより向上させることができる。
ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム上へのプライマー層としては、ウレタン系樹脂が例示され、特に上層にケイ素を含む層を設置する場合は、シラノール基を有したウレタン樹脂が好ましい。プライマー層の厚さは、特に定めるものではないが、好ましくは、0.01〜3μmであり、より好ましくは0.05〜1μmである。
【0045】
本発明の保護フィルムは、さらに、他の機能層を有していてもよく、水蒸気バリア性能層、ガスバリア性能層、遮熱性能層、親水性能層、疎水性能層が例示される。
【0046】
以下に、本発明の保護フィルムの好ましい層構成を下記に例示するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
基材フィルム/紫外線遮蔽層/ハードコート層
基材フィルム/ハードコート層/紫外線遮蔽層
紫外線遮蔽層/基材フィルム/ハードコート層
基材フィルム/プライマー層/紫外線遮蔽層/ハードコート層
基材フィルム/プライマー層/ハードコート層/紫外線遮蔽層
紫外線遮蔽層/基材フィルム/プライマー層/ハードコート層
紫外線遮蔽層/プライマー層/基材フィルム/ハードコート層
【0047】
本発明の保護フィルムは、基材フィルムとして、透明フィルムを用いることにより、ヘイズが、フレッシュ状態で10%未満とすることができ、さらには、3%未満とすることができる。
また、本発明の保護フィルムの厚さは、特に定めるものではないが、好ましくは、30〜300μmであり、より好ましくは50〜250μmである。
【0048】
保護シートの用途
本発明の保護シートは、太陽電池の保護シート用部材として好ましく用いることができる。太陽電池用保護シートのフロントシートであってもバックシートであってもよいが、本発明の保護シートは透明なものとすることができるので、フロントシートとして好ましく採用できる。
【0049】
(太陽電池)
本発明の太陽電池は、太陽光を電気に変換するシステムをいう。その構造の一例を図3に示す。すなわち、太陽光が入射する側からフロントシート層7、充填接着樹脂層8、太陽電池素子要部9、充填接着樹脂層10、バックシート層11が基本構成になる。本発明の保護フィルムは、好ましくは、フロントシート層に用いられるが、バックシート層に用いられてもよい。この太陽電池は、住宅の屋根に組み込まれたり、農池、牧場、排水や下水処理施設、火山や温泉地域、ビルや塀に設置されるものや電子部品に用いられるものもある。該太陽電池モジュールは採光型やシースルー型等と呼ばれる光を透過し窓や高速道路、鉄道等の防音壁に用いられるものもある。本発明では、特にフレキシブルなタイプとすることができる。
【0050】
本発明の保護フィルムが好ましく用いられる太陽電池としては、特に制限はないが、例えば、単結晶シリコン系太陽電池、多結晶シリコン系太陽電池、シングル接合型、またはタンデム構造型等で構成されるアモルファスシリコン系太陽電池、ガリウムヒ素(GaAs)やインジウム燐(InP)等のIII−V族化合物半導体太陽電池、カドミウムテルル(CdTe)等のII−VI族化合物半導体太陽電池、銅/インジウム/セレン系(いわゆる、CIS系)、銅/インジウム/ガリウム/セレン系(いわゆる、CIGS系)、銅/インジウム/ガリウム/セレン/硫黄系(いわゆる、CIGSS系)等のI−III−VI族化合物半導体太陽電池、色素増感型太陽電池、有機太陽電池等が挙げられる。中でも、本発明においては、上記太陽電池が、銅/インジウム/セレン系(いわゆる、CIS系)、銅/インジウム/ガリウム/セレン系(いわゆる、CIGS系)、銅/インジウム/ガリウム/セレン/硫黄系(いわゆる、CIGSS系)等のI−III−VI族化合物半導体太陽電池であることが好ましい。
【実施例】
【0051】
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具体例に限定されるものではない。
【0052】
合成例
(例示化合物(m−2)の調製)
サリチル酸300gをトルエン600mLに懸濁させ、塩化チオニル258gとDMF7mLを加え、50℃で2時間攪拌した(溶液A)。サリチルアミド299.0gにアセトニトリル900mLとDBU(ジアザビシクロウンデセン(1,8−diazabicyclo[5.4.0]undec−7−ene))660gを添加し溶解させた溶液に、調製した溶液Aを5℃条件下で滴下し、その後、室温下で24時間攪拌した。この反応液に35%塩酸300mLを添加し、室温で2時間攪拌した。得られた固体を濾過、水洗浄して合成中間体Aを504g得た(収率90%)。
【0053】
【化7】

【0054】
合成中間体A140gにトルエン1400mLとp−トルエンスルホン酸一水和物10.5gを添加し、150℃で6時間攪拌した。60℃まで冷却後、この反応液にトリエチルアミン14mLを添加し、室温まで冷却した。得られた固体を濾過、水洗浄して合成中間体Bを122g得た(収率94%)。
【0055】
【化8】

【0056】
イソフタロニトリル401gにメタノール8000mLと28%ナトリウムメトキシドメタノール溶液309gを加え、室温で3時間攪拌した。この反応液に塩化アンモニウム428gを加え、室温で24時間攪拌した。この反応液をロータリーエバポレーターで濃縮し、得られた固体をメタノールと酢酸エチルで洗浄して、水で再結晶することにより合成中間体Cを310g得た(収率55%)。
【0057】
【化9】

【0058】
合成中間体C42gにメタノール1000mLと28%ナトリウムメトキシドメタノール溶液44gを加えた。この懸濁液に室温下で合成中間体Bを50g添加し、室温で2時間、60℃で2時間攪拌した。この反応液に35%塩酸2mLを加え、得られた固体をメタノールと水で洗浄することにより例示化合物(m−2)を74g得た(収率96%)。MS:m/z 367(M+)
λmax=355nm(EtOAc)
【0059】
(例示化合物(m−1)の調製)
例示化合物(m−2)100gにメタノール1000mLを加え、60℃で塩化水素ガスを24時間バブリングしながら攪拌した。室温まで冷却後、得られた固体をメタノールと水で洗浄することにより例示化合物(m−1)を99g得た(収率91%)。MS:m/z 400(M+)
λmax=354nm(EtOAc)
【0060】
(例示化合物(m−3)の調製)
サリチルアミド200.0gにアセトニトリル800mLとDBU444.0gを添加し溶解させた。この溶液に3-(トリフルオロメチル)ベンゾイルクロリド303.9g
を添加し、室温で24時間攪拌した。この反応液に水2000mLと塩酸200mLを添加し、得られた固体を濾過、水洗浄して合成中間体Dを428.3g得た(収率95%)。
【0061】
【化10】

【0062】
合成中間体D34.0gにアセトニトリル240mLと硫酸20.2gを添加し、90℃で4時間攪拌した。この反応液にトリエチルアミン150mLを添加し、室温まで冷却した。得られた固体を濾過、水洗浄して合成中間体Eを34.8g得た(収率94%)。
【0063】
【化11】

【0064】
【化12】

【0065】
(X−2の合成)
3つ口フラスコに、アセトキシム39.5g(1.1モル当量)、DMF(N,N−ジメチルホルムアミド)600mL、カリウム-t-ブトキシド60.6g(1.1モル当量
)を入れて室温で30分攪拌した。その後、内温を0℃とし、そこへ化合物(X−1)60g(1.0モル当量)をゆっくり滴下した。滴下後、内温を25℃まで昇温し、その温度で1時間攪拌した。
反応混合物を塩化アンモニウム水溶液と酢酸エチルで抽出・分液操作を行い、得られた有機相に飽和食塩水を加えて洗浄し分液した。こうして得られた有機相を、ロータリーエバポレータで濃縮して得られた残留物を化合物(X−2)の粗生成物として得た。
【0066】
(X−3の合成)
3つ口フラスコに、上記で得られた化合物(X−2)の組成生物を全量を入れ、エタノール700mLと1Mの塩酸水500mLを加えて、反応混合物を内温80℃まで昇温しその温度で3時間攪拌した。
反応混合物を内温25℃まで冷却し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液と酢酸エチルで抽出・分液操作を行い、得られた有機相に飽和食塩水を加えて洗浄し分液した。こうして得られた有機相を、ロータリーエバポレータで濃縮して得られた残留物を化合物(X−3)の粗生成物として得た。
【0067】
(X−4の合成)
3つ口フラスコに、フラスコ内を窒素ガスで満たした後に10%Pd−C(和光純薬工業社製)を6.5g添加し、エタノールを2,000mL、上記で得られた化合物(X−3)の組成生物を全量加えて加熱・還流した。そこへギ酸55mL(3モル当量)をゆっくり滴下し、この温度で5時間攪拌した。その後反応混合物を内温25℃まで冷却し、セライトろ過を行い炉別した母液に1,5−ナフタレンジスルホン酸を105g加えて、内温を70℃まで昇温し、30分攪拌した。その後、徐々に室温まで冷却して結晶を濾別し化合物(X−4)を100g得た。収率は化合物(X−1)を出発物質として72%であった。得られた結晶は、淡茶色であった。
1H NMR(重DMSO):δ6.95−6.98(1H)、δ7.02−7.04(1H)、δ7.40−7.51(3H)、δ7.90−7.95(1H)、δ8.75(1H)、δ8.85−8.88(2H)、δ9.03(2H)、δ10.89(1H)
【0068】
化合物(X−4)6.8gにメタノール50mLと28%ナトリウムメトキシドメタノール溶液4.6gを添加した。この溶液に合成中間体E5.0gを添加し、60℃で3時間攪拌した。この反応液を室温まで冷却した後、35%塩酸を0.2mL添加した。得られた固体を濾過、水とメタノールで洗浄して例示化合物(m−3)を6.7g得た(収率95%)。MS:m/z 409(M+)
【0069】
(例示化合物(m−10)の調製)
例示化合物(m−1)50gにエタノール2500mL、10%水酸化カリウムエタノール溶液を2000mLと水500mLを加え、室温で24時間攪拌した。35%塩酸を300mL添加し、得られた固体をメタノールと水で洗浄して例示化合物(m−10)を46g得た(収率95%)。MS:m/z 386(M+)
【0070】
(例示化合物(m−18))
例示化合物(m−19)と同様の調製法で、原料の1−ヘキサノールを1−ブタノールに変更して例示化合物(m−18)を合成した。
1H NMR(CDCl3):δ1.03−1.07(3H),δ1.55−1.87(4H),δ4.41−4.45(2H),δ7.04−7.12(4H),δ7.53−7.58(2H),δ7.68−7.73(1H),δ8.34−8.36(1H),δ8.54−8.56(2H),δ8.62−8.64(1H),δ9.15(1H),δ12.93(2H)λmax=354nm(EtOAc)
【0071】
(例示化合物(m−19)の調製)
例示化合物(m−2)25gに1−ヘキサノール200gと硫酸13gを添加し、還流条件下で16時間攪拌した。室温まで冷却後、得られた固体をメタノールと水で洗浄して例示化合物(m−19)を29g得た(収率90%)。MS:m/z 470(M+)λmax=354nm(EtOAc)
【0072】
(例示化合物(m−20)の調製)
例示化合物(m−2)25gに2−エチルヘキサノール200gと硫酸13gを添加し、還流条件下で16時間攪拌した。室温まで冷却後、得られた固体をメタノールと水で洗浄して例示化合物(m−20)を31g得た(収率92%)。MS:m/z 498(M+)λmax=354nm(EtOAc)
【0073】
(例示化合物(m−21)の調製)
例示化合物(m−2)25gに3,5,5−トリメチル−1−ヘキサノール200gと硫酸13gを添加し、還流条件下で16時間攪拌した。室温まで冷却後、得られた固体をメタノールと水で洗浄して例示化合物(m−21)を32g得た(収率91%)。MS:m/z 512(M+)λmax=354nm(EtOAc)
【0074】
(例示化合物(m−25)の調製)
例示化合物(m−19)と同様の調製法で、原料の1−ヘキサノールをファインオキソコール180Nに変更して例示化合物(m−25)を合成した。
1H NMR(CDCl3):δ0.72−1.86(35H),δ4.30−4.37(2H),δ7.04−7.10(4H),δ7.51−7.55(2H),δ7.68−7.72(1H),δ8.32−8.34(1H),δ8.51−8.53(2H),δ8.61−8.63(1H),δ9.14(1H),δ12.91(2H)λmax=354nm(EtOAc)
【0075】
(例示化合物(m−58)の調製)
3-メトキシサリチルアミド20.0gにアセトニトリル80mLとDBU36.4gを添加し溶解させた。この溶液に3-(クロロホルミル)安息香酸メチル23.8gを添加し、室温で24時間攪拌した。この反応液に水100mLと塩酸20mLを添加し、得られた固体を濾過、水洗浄して合成中間体Hを36.0g得た(収率91%)。
【0076】
【化13】

【0077】
合成中間体H20.0gにアセトニトリル200mLと硫酸8.9gを添加し、90℃で4時間攪拌した。この反応液にトリエチルアミン80mLを添加し、室温まで冷却した。得られた固体を濾過、水洗浄して合成中間体Iを17.1g得た(収率90%)。
【0078】
【化14】

【0079】
化合物(X−4)5.5gにメタノール50mLと28%ナトリウムメトキシドメタノール溶液3.4gを添加した。この溶液に合成中間体I5.0gを添加し、60℃で3時間攪拌した。この反応液を室温まで冷却した後、塩酸を0.2mL添加した。得られた固体を濾過、水とメタノールで洗浄して例示化合物(m−58)を6.3g得た(収率91%)。MS:m/z 430(M+)
【0080】
(例示化合物(m−71)の調製)
例示化合物(m−3)と同様の調製法で、原料のサリチルアミドを4−メトキシサリチルアミドに変更して例示化合物(m−71)を合成した。
1H NMR(CDCl3):δ3.92(3H),δ6.58(1H),δ6.64−6.66(1H),δ7.05−7.12(2H),δ7.54−7.57(1H),δ7.74−7.79(1H),δ7.92−7.94(1H),δ8.43−8.52(2H),δ8.61−8.63(1H),δ8.73(1H),δ12.98(1H),δ13.14(1H)λmax=354nm(EtOAc)
【0081】
(例示化合物(m−72)の調製)
例示化合物(m−3)と同様の調製法で、原料のサリチルアミドを4−メトキシサリチルアミドに変更し、3−(トリフルオロメチル)ベンゾイルクロリドを3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンゾイルクロリドに変更して例示化合物(m−7
2)を合成した。1H NMR(CDCl3):δ3.92(3H),δ6.59(1H),δ6.66−6.68(1H),δ7.07−7.14(2H),δ7.56−7.59(1H),δ8.18(1H),δ8.40−8.42(1H),δ8.48(1H),δ8.88(2H),δ12.76(1H),δ12.94(1H)λmax=356nm(EtOAc)
【0082】
(例示化合物(m−73)の調製)
例示化合物(m−19)と同様の調製法で、原料の1−ヘキサノールを3,7-ジメチル-1-オクタノールに変更して例示化合物(m−73)を合成した。
1H NMR(CDCl3):δ0.84−0.86(6H),δ1.01−1.03(3H),δ1.16−1.39(6H),δ1.49−1.74(4H),δ1.86−1.91(1H),δ4.45(2H),δ7.01−7.09(4H),δ7.51−7.55(2H),δ7.66−7.70(1H),δ8.31−8.33(1H),δ8.50−8.52(2H),δ8.59−8.61(1H),δ9.11(1H),δ12.89(2H)λmax=354nm(EtOAc)
【0083】
比較例として、以下の化合物を用いた。
【化15】

【0084】
実施例1
表面コロナ処理を施した、厚み250μmのポリエチレテレフタレートフィルム(東洋紡製、シャインビーム)上に、下記塗布液1Aを乾燥膜厚10μmになるようにワイヤーバーで塗布し硬化させ、さらに、その上に、塗布液1Bを乾燥膜厚5μmになるようにワイヤーバーで塗布し硬化させて、保護フィルムを作成した。
【0085】
(塗布液1A)
波長300〜400nm間の紫外線吸収剤の極小吸収波長が乾燥膜厚10μmで吸光度が2になるような配合割合で、紫外線吸収剤として上記化合物m−21を酢酸エチルに溶解した液とアクリルとシロキサン結合を持つケイ素化合物の複合樹脂であるDIC製セラネートWSA−1070を混合し、超音波分散して得られた液をエバポレーターに掛け酢酸エチルを飛ばした後、セラネートの硬膜剤であるWSA−950を追添して、調製した。
(塗布液1B)
アクリルとシロキサン結合を持つケイ素化合物の複合樹脂であるDIC製セラネートWSA−1070とWSA−950を混合して、調製した。
【0086】
実施例2
実施例1において、上記紫外線吸収剤を上記化合物m−1に変更した以外は、実施例1と同様に行って、保護フィルムを得た。
【0087】
実施例3
実施例1において、上記紫外線吸収剤を上記化合物m−2に変更した以外は、実施例1と同様に行った。
【0088】
実施例4
実施例1において、上記紫外線吸収剤を上記化合物m−3に変更した以外は、実施例1と同様に行って、保護フィルムを得た。
【0089】
実施例5
実施例1において、上記紫外線吸収剤を上記化合物m−10に変更した以外は、実施例1と同様に行って、保護フィルムを得た。
【0090】
実施例6
実施例1において、上記紫外線吸収剤を上記化合物m−18に変更した以外は、実施例1と同様に行って、保護フィルムを得た。
【0091】
実施例7
実施例1において、上記紫外線吸収剤を上記化合物m−19に変更した以外は、実施例1と同様に行って、保護フィルムを得た。
【0092】
実施例8
実施例1において、上記紫外線吸収剤を上記化合物m−20に変更した以外は、実施例1と同様に行って、保護フィルムを得た。
【0093】
実施例9
実施例1において、上記紫外線吸収剤を上記化合物m−25に変更した以外は、実施例1と同様に行って、保護フィルムを得た。
【0094】
実施例10
実施例1において、上記紫外線吸収剤を上記化合物m−58に変更した以外は、実施例1と同様に行って、保護フィルムを得た。
【0095】
実施例11
実施例1において、上記紫外線吸収剤を上記化合物m−71に変更した以外は、実施例1と同様に行って、保護フィルムを得た。
【0096】
実施例12
実施例1において、上記紫外線吸収剤を上記化合物m−72に変更した以外は、実施例1と同様に行って、保護フィルムを得た。
【0097】
実施例13
実施例1において、上記紫外線吸収剤を上記化合物m−73に変更した以外は、実施例1と同様に行って、保護フィルムを得た。
【0098】
比較例1
実施例1において、表面コロナ処理を施した厚み250μmのポリエチレテレフタレートフィルム上に、塗布液1Aのみを塗布した保護フィルムを用いた。
【0099】
比較例2
実施例1において、表面コロナ処理を施した厚み250μmのポリエチレテレフタレートフィルム上に、塗布液1Bのみを塗布した保護フィルムを用いた。
【0100】
比較例3
実施例1において、塗布液1Aを、塗布液2Aに代え、他は同様に行って保護フィルムを得た。
(塗布液2A)
波長300〜400nm間の紫外線吸収剤の極小吸収波長が乾燥膜厚10μmで吸光度が2になるような配合割合で、紫外線吸収剤としてTINUVIN155FF(Ciba製)を塩化メチレン(和光純薬工業製)に溶解した液とアクリルとシロキサン結合を持つケイ素化合物の複合樹脂であるDIC製セラネートWSA−1070を混合し、超音波分散して得られた液をエバポレーターに掛け塩化メチレンを飛ばした後、セラネートの硬膜剤であるWSA−950を追添して、調製した。
【0101】
比較例4
比較例3の塗布液2AのTINUVIN155FF(Ciba製)をCYASORB UV−1164(CYTEC製)に変更した以外は比較例3と同様に行った。
【0102】
比較例5
実施例1において、塗布液1Aを、塗布液3Aに代え、他は同様に行って保護フィルムを得た。
(塗布液3A)
波長300〜400nm間の紫外線吸収剤の極小吸収波長が乾燥膜厚10μmで吸光度が2になるような配合割合で、紫外線吸収剤として酸化亜鉛(住友大阪セメント製、ZnO−350)と ピロリン酸ナトリウム(Aesar製、Alfa)を純水に超音波分散させた液とアクリルとシロキサン結合を持つケイ素化合物の複合樹脂であるDIC製セラネートWSA−1070を混合し、超音波分散して得られた液にセラネートの硬膜剤であるWSA−950を追添して、調製した。
【0103】
比較例6
比較例5において、塗布液3Aの酸化亜鉛(住友大阪セメント製、ZnO−350)を酸化チタン(日本アエロジル製、P−25)に変更した以外は比較例3と同様に行って、保護フィルムを得た。
【0104】
比較例7
実施例1において、塗布液1Aを、塗布液4Aに代え、他は同様に行って保護フィルムを得た。
(塗布液4A)
波長300〜400nm間の紫外線吸収剤の極小吸収波長が乾燥膜厚10μmで吸光度が2になるような配合割合で、紫外線吸収剤として酸化セリウム水分散液(多木化学製、ニードラールU−15)と、アクリルとシロキサン結合を持つケイ素化合物の複合樹脂であるDIC製セラネートWSA−1070を混合し、超音波分散して得られた液にセラネートの硬膜剤であるWSA−950を追添して、調製した。
【0105】
実施例14
実施例1のポリエチレテレフタレートフィルムと塗布液1Aで形成した膜の間に、易接着層となりうる三井化学製タケラックWSを乾燥膜厚0.5μmになるようにワイヤーバーで塗布した以外は実施例1と同様にし、保護フィルムを得た。
【0106】
実施例15
実施例1において、塗布液1Bをフッ素樹脂コーティング剤(旭ガラス製、オブリガート)に変えた外は実施例1と同様にして、保護フィルムを得た。
【0107】
実施例16
実施例1において、塗布液1Aを、塗布液5Aに代え、他は同様に行って保護フィルムを得た。
(塗布液5A)
波長300〜400nm間の紫外線吸収剤の極小吸収波長が乾燥膜厚10μmで吸光度が2になるような配合割合で、紫外線吸収剤である化合物m−21とアクリル樹脂(三菱レイヨン製、BR−80)を塩化メチレン(和光純薬工業製)に溶解して調整した。
【0108】
比較例8
実施例16において、塗布液5Aのアクリル樹脂(三菱レイヨン製、BR−80)をポリスチレン樹脂(Polysciences, Inc.製、ポリスチレン(MW125,000〜250,000))に変更した以外は実施例1と同様にして、保護フィルムを得た。
【0109】
比較例9
実施例1において、塗布液1Bを、塗布液2Bに代え、他は同様に行って保護フィルムを得た。
(塗布液2B)
ポリスチレン樹脂(Polysciences, Inc.製、ポリスチレン(MW125,000〜250,000))を塩化メチレン(和光純薬工業製)に溶解して、調整した。
【0110】
実施例17
実施例1において、ポリエチレテレフタレートフィルム(東洋紡製、シャインビーム)をポリエチレンナフタレートフィルム(帝人デュポン製、テオネックス)に変更した以外は実施例1と同様にして、保護フィルムを得た。
【0111】
実施例18
実施例1のポリエチレテレフタレートフィルム(東洋紡製、シャインビーム)をフッ素樹脂フィルム(旭硝子製、アフレックス)に変更した以外は実施例1と同様にして、保護フィルムを得た。
【0112】
実施例19
実施例1のポリエチレテレフタレートフィルム(東洋紡製、シャインビーム)をポリカーボネート樹脂フィルム(旭硝子製、レキサンフィルム8010)に変更した以外は実施例1と同様にして、保護フィルムを得た。
【0113】
実施例20
実施例1のポリエチレテレフタレートフィルム(東洋紡製、シャインビーム)をアクリル樹脂フィルム(三菱樹脂製、アクリプレン)に変更した以外は実施例1と同様にして、保護フィルムを得た。
【0114】
得られた保護フィルムについて、以下の評価を行った。
【0115】
[フレッシュ状態でのヘイズ測定(ヘイズ1)]
JIS K7361−1に準じて、ヘイズメーター(日本電色工業株式会社製、NDH 5000)を用いて、ヘイズを測定し、下記のように性能を判断した。
○:3%未満
△:3%以上10%未満
×:10%以上
【0116】
[湿熱経時後状態でのヘイズ測定(ヘイズ2)]
高度加速寿命試験装置(ESPEC製、EHS−221MD)を用いて、85℃、85%RHの湿熱環境下に1000時間サンプルを設置した。得られたサンプルを、JIS K7361−1に準じて、ヘイズメーター(日本電色工業株式会社製、NDH 5000)を用いて、ヘイズを測定し下記のように性能を判断した。
○:10%未満
△:10%以上20%未満
×:20%以上
【0117】
[フレッシュ状態で耐傷性(耐傷性)]
スチールウール(#0000)を1kg/inch2荷重で10往復させた後のサンプルの傷の数で下記のように判断した。
◎:無傷
○:100未満
×:100以上
【0118】
[耐候経時後状態での引張強度測定(耐候性)]
メタリングバーチカルウェザーメーター(スガ試験機製、MV3000)を用いて0.53kW/m2(波長:300〜400nm)、ブラックパネル温度63℃、槽内湿度50%で2000時間、試験用サンプルに対して紫外線暴露試験を実施した。紫外線暴露試験前後のサンプルにて破断伸度の変化率(紫外線暴露後の破断伸度/紫外線暴露前の破断伸度、単位:%)から下記のように性能を判断した。
○:50%以上
△:25%以上50%未満
×:25%未満
【0119】
結果を下記表に示す。
【0120】
【表1】

【0121】
上記結果から明らかなとおり、一般式(1)で表される紫外線吸収剤と耐候性バインダーを含む紫外線遮蔽層とハードコート層を有する保護フィルムを採用することにより、耐候性および耐傷性に優れた保護フィルムを得ることが可能になった。特に、基材フィルムとして、透明フィルムを用いることにより、低いヘイズも併せて達成可能になった。
また、本発明では、紫外線吸収剤として、OH基を2つ有する化合物を採用することにより、ブリードアウト耐性と紫外線耐性の両立を達成できる点で意義が高い。
【0122】
実施例21 太陽電池用フロントシートの作成
エチレンビニルアセテート(EVA)樹脂フィルムを接着剤として用いて、上記実施例の構成のサンプルをフロントシートとして特開2009−99973号公報の実施例1に記載のCIS系の薄膜太陽電池を貼り合わせ、太陽電池セルを作成し、太陽電池として作動することを確認した。
【符号の説明】
【0123】
1 基材フィルム
2 紫外線遮蔽層
3 ハードコート層
4 プライマー層
7 フロントシート層
8 充填接着樹脂層
9 太陽電池素子要部
10 充填接着樹脂層
11 バックシート層

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基材フィルムの一方の面に、下記一般式(1)で表される紫外線吸収剤と耐候性バインダーを含む紫外線遮蔽層と、ハードコート層とを有する保護フィルム。
【化1】

[R1a、R1c及びR1eは、水素原子を表す。R1b及びR1dは、互いに独立して、水素原子又はハメット則のσp値が正である置換基を表し、少なくとも1つは、ハメット則のσp値が正である置換基を表す。R1g、R1h、R1i、R1j、R1k、R1m、R1n及びR1pは、互いに独立して、水素原子又は1価の置換基を表す。また置換基同士で結合して環を形成しても良い。]
【請求項2】
耐候性バインダーが、有機系のアクリル樹脂、および、有機無機ハイブリッド系のケイ素化合物の複合樹脂から選ばれる少なくとも1種である、請求項1に記載の保護フィルム。
【請求項3】
ハードコート層が、有機無機ハイブリッド系のケイ素化合物、および、フッ素樹脂から選ばれるバインダーを含む、請求項1または2に記載の保護フィルム。
【請求項4】
基材フィルムの一方の面上に、紫外線遮蔽層、ハードコート層の順に積層されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の保護フィルム。
【請求項5】
さらに、プライマー層を有し、該プライマー層が、紫外線遮蔽層およびハードコート層よりも、基材フィルムに近い側に設けられている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の保護フィルム。
【請求項6】
前記一般式(1)で表される紫外線吸収剤における1価の置換基が、ハロゲン原子、置換又は無置換の炭素数1〜20のアルキル基、シアノ基、カルボキシル基、置換又は無置換のアルコキシカルボニル基、置換又は無置換のカルバモイル基、置換又は無置換のアルキルカルボニル基、ニトロ基、置換又は無置換のアミノ基、ヒドロキシ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、置換又は無置換のアリールオキシ基、置換又は無置換のスルファモイル基、チオシアネート基、又は置換又は無置換のアルキルスルホニル基であり、置換基を有する場合の置換基がハロゲン原子、炭素数1〜20のアルキル基、シアノ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキルカルボニル基、ニトロ基、アミノ基、ヒドロキシ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、アリールオキシ基、スルファモイル基、チオシアネート基、又はアルキルスルホニル基であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の保護フィルム。
【請求項7】
前記ハメット則のσp値が、0.1〜1.2の範囲であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の保護フィルム。
【請求項8】
前記基材フィルムが透明である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の保護フィルム。
【請求項9】
基材フィルムが、ポリエチレンテレフタラートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリカーボネートフィルム、フッ素樹脂フィルムおよびアクリル樹脂フィルムから選択される、請求項1〜8のいずれか1項に記載の保護フィルム。
【請求項10】
太陽電池の保護シート用部材である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の保護フィルム。
【請求項11】
太陽電池のフロントシート用である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の保護フィルム。
【請求項12】
請求項1〜11のいずれか1項に記載の保護フィルムを含む、太陽電池素子。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2012−116112(P2012−116112A)
【公開日】平成24年6月21日(2012.6.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−268383(P2010−268383)
【出願日】平成22年12月1日(2010.12.1)
【出願人】(306037311)富士フイルム株式会社 (25,513)
【Fターム(参考)】