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図面 (1)

課題

光起電力モジュール分野における難燃性のような種々の要求を満たす難燃剤活性を持つポリプロピレン組成物の提供。

解決手段

ポリプロピレン組成物の全量(100wt%)に基づいて、(i)30wt%超の、プロピレンポリマー(PP)、(ii)1〜20wt%の、リン無機誘導体を含む難燃剤製品、(iii)0.2〜5wt%の、前記難燃剤製品(ii)以外の添加剤、および(iv)0〜30wt%のプラストマーを含む、ポリプロピレン組成物。

概要

背景

難燃剤製品(FR:flame retardant)は、プラスチックおよび織物などの製造品に付加され、延焼を防ぐために火炎の生成を阻止し、抑制し、または遅延させる表面仕上げおよびコーティングである。多くの応用領域において、難燃性必要条件であるか、または需要が増加していることから、望ましいであろう。

最終用途要件に応じて化学的に異なるタイプのFRが使用されうる。従来のFRの一例として、例えば水酸化アルミニウムなどの無機物有機ハロゲン化合物および有機リン化合物を挙げることができる。

FRは、基材と混合されうるか(添加型難燃剤製品)、基材に化学的に結合されうる(反応難燃剤製品)。無機系難燃剤製品は添加タイプの典型であり、一方、有機ハロゲン化合物および有機リン化合物は、反応タイプである場合も添加タイプである場合もある。

現在、さまざまな技術分野において、例えば、成長の続く太陽エネルギー分野における層要素のように、多様な最終物品の層要素において、最終物品、例えば光起電力PV:photovoltaic)モジュールに難燃性を与えることへの関心と需要が高まっている。

光起電力モジュールは、太陽電池モジュールとしても知られており、光から電気生産し、当分野において周知のとおり、多様な種類の用途に使用される。光起電力モジュールのタイプはさまざまであることができる。これらのモジュールは典型的には多層構造、すなわち異なる機能を有するいくつかの異なる層要素を有する。光起電力モジュールの層要素は、層材料および層構造に関して、さまざまであることができる。最終光起電力モジュールはリジッドまたはフレキシブルであることができる。

リジッド光起電力モジュールは、例えば、リジッドな保護前面層要素、例えばガラス要素と、前面封止層要素と、光起電力要素と、裏面(=背面)封止層要素と、バックシート層要素とも呼ばれ、リジッドまたはフレキシブルであることができる保護背面層要素と、場合によっては、例えばアルミニウムフレームとを含むことができる。

フレキシブルモジュールでは、上記の要素がすべてフレキシブルであって、保護前面層要素は、例えばポリフッ化ビニル(PVF:polyvinylfluoride)ポリマー製またはポリフッ化ビニリデン(PVDF:polyvinylidenefluoride)ポリマー製のフッ素化層であることができ、バックシート層要素は典型的にはポリマー層要素である。

上に例示した層要素は単層要素または多層要素であることができる。さらにまた、ある要素の層間または異なる層要素間に接着剤層単数または複数)があってもよい。

バックシート層要素は、顔料または充填剤を含む層(単数または複数)を含んでもよい。バックシート層要素は典型的には絶縁要素として機能する。しかし、光起電力モジュールのタイプによっては、伝導性バックシート層要素を持つ光起電力モジュールも存在する。

前記の用語はすべて当技術分野において周知の意味を有する。

今日まで、効率のよい難燃性ソリューションは、慣習的に、ハロゲン化学に基づいてきた。ExxonMobilの特許文献1は、PVモジュール用のポリプロピレンポリエチレン熱可塑性加硫物ソリューションを開示しており、ここではすべての実施例がハロゲン化(Br)およびZnO系難燃剤ソリューションに基づいている。

しかし現在、産業界ではハロゲン含有難燃剤製品が敬遠されつつある。それらの燃焼ガス有毒だからである。例えばNOR116(CAS番号191680−81−6)として知られている単量体型N−アルコキシヒンダードアミンは、UV安定剤であり、難燃剤製品としても作用する。このタイプのFRの短所は、例えばUL94(装置および器具部品用のプラスチック材料燃焼性試験(Safety of Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances testing)に関する規格)によるVTM−0分類に記載されている有効な難燃性を達成するには、それを協力剤と組み合わせることが必要になる点にある。特許文献2(東洋メタライジング株式会社(TOYO METALLISING KK))は、PVモジュールのバックシート用の耐火性ポリオレフィンフィルムを記載しており、そのポリオレフィンフィルムはA層/B層C層三層構造であって、B層は、有機リン酸エステルタイプの化合物である協力剤2〜10wt%と組み合わされた上述のヒンダードアミンタイプの化合物1〜3wt%を有する。これらのFRの短所は、耐湿・耐候性(wheathering resistance)が低く、熱安定性も低いことである。

さらにまた、ポリプロピレン(PP:polypropylene)ポリマーも、PP系ポリマー組成物のための難燃剤製品の選択を制限することがある。すなわち、PPは燃焼性が高いので、自己発火させることは容易でない。それゆえに、例えばフィルム用途および繊維用途の場合、組成物ポリマー特性および/または加工性犠牲にしないために、低含有量(好ましくは10%未満)のFRの使用を可能にするには、非常に効果的なFRが必要とされるであろう(非特許文献1を参照されたい)。したがって、例えばMgOH2はワイヤおよびケーブル層にとっては実現可能なソリューションであるが、約60wt%という添加量は、PP系のフィルムまたは繊維には使用することができない。

PPのためのもう一つの有効なソリューションは、チャー形成系(いわゆる膨張系)であり、これは窒素化学リン化学の協力効果を組み合わせるものであることが、非常に多い。Dowの特許文献3は、APP(有機ホスフィネートであるポリリン酸アンモニウム)系FRである、PVモジュール用熱可塑性ポリマー組成物のための非ハロゲン含有膨張型難燃剤製品を記載している。このFRの添加量は、膨張効果を与えるために、少なくとも20wt%と、高くなければならない。しかし高いFR添加量は例えばフィルム用途にとっては望ましくない。

概要

光起電力モジュール分野における難燃性のような種々の要求を満たす難燃剤活性を持つポリプロピレン組成物の提供。ポリプロピレン組成物の全量(100wt%)に基づいて、(i)30wt%超の、プロピレンのポリマー(PP)、(ii)1〜20wt%の、リンの無機誘導体を含む難燃剤製品、(iii)0.2〜5wt%の、前記難燃剤製品(ii)以外の添加剤、および(iv)0〜30wt%のプラストマーを含む、ポリプロピレン組成物。なし

目的

本発明はさらに、上記もしくは下記または特許請求の範囲において定義される、本発明のポリマー組成物を含む物品を生産するための、本発明のポリプロピレン組成物の使用を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

ポリプロピレン組成物の全量(100wt%)に基づいて、(i)30wt%超の、プロピレンポリマー(PP)、(ii)1〜20wt%の、リン無機誘導体を含む難燃剤製品、(iii)0.2〜5wt%の、前記難燃剤製品(ii)以外の添加剤、および(iv)0〜30wt%のプラストマーを含む、ポリプロピレン組成物。

請求項2

前記プロピレンのポリマー(PP)(i)がプロピレンのコポリマーであり、好ましくは、前記プロピレンのポリマー(PP)(i)が、ポリプロピレンマトリックス成分と前記ポリプロピレンマトリックス中に分散したエラストマープロピレンコポリマー成分とを含む、1つ以上のプロピレンの異相コポリマー(iPP)から選択される、請求項1に記載の組成物

請求項3

前記プロピレンのポリマー(PP)が、ポリプロピレンマトリックス成分(a1)と前記ポリプロピレンマトリックス(a1)中に分散したエラストマープロピレンコポリマー成分(a2)とを含むプロピレンの異相コポリマー(A)を含むプロピレンの異相コポリマー(iPP)であり、前記プロピレンの異相コポリマー(A)は、本明細書の決定方法の項に記載されるように測定された場合に、少なくとも145℃、好ましくは158〜170℃、好ましくは160〜170℃の融解温度(Tm)(DSC)、および少なくとも90℃、好ましくは少なくとも100℃、好ましくは130〜200℃のビカット軟化温度ビカットA)(ASTMD1525、A法、50℃/時、10Nによる)を有する、請求項1〜2のいずれか一項に記載の組成物。

請求項4

前記プロピレンの異相コポリマー(A)が、次に挙げる特性:・ISO1133に従って(230℃および荷重2.16kgで)測定された場合に、0.2〜20g/10分、好ましくは0.2〜15.0g/10分、好ましくは0.5〜10g/10分のMFR2、・本明細書の決定方法の項に記載されるように測定された場合に、3〜30wt%、好ましくは5〜25wt%の量の冷キシレン溶性(XCS)画分、・本明細書の決定方法の項に記載されるように測定された場合に、0.5〜20wt%、好ましくは1.0〜20wt%のコモノマー含有量、好ましくは、前記コモノマーは、エチレンおよび/またはC4〜C8アルファオレフィンコモノマーから、より好ましくはエチレンから選択される、・本明細書の決定方法の項に記載されるようにISO178に従って測定された場合に、少なくとも900MPa、好ましくは950〜3000MPa、好ましくは1000〜2400MPaの曲げ弾性率、および/または・本明細書の決定方法の項に記載されるように測定された場合に、900〜910kg/m3の密度のうち1つ以上を、任意の順序および任意の組合せで有し、好ましくはすべてを有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリプロピレン組成物。

請求項5

ポリマー組成物の全量(100wt%)に基づいて、(i)30wt%超、好ましくは40〜98.5wt%、好ましくは50〜98.5wt%、好ましくは60〜98wt%、好ましくは70〜98wt%の、プロピレンのポリマー(PP)、(ii)1〜20wt%、好ましくは2〜15wt%、より好ましくは3〜12wt%の、リンの無機誘導体を含む難燃剤製品、(iii)0.2〜5wt%、好ましくは0.3〜4.5wt%、より好ましくは0.4〜4wt%の、前記難燃剤製品(ii)以外の添加剤、および(iv)0〜30wt%、好ましくは0〜20wt%、好ましくは0〜18wt%、より好ましくは0〜15wt%のプラストマー、ならびに場合により、(v)0〜45wt%の、(i)〜(iv)以外のさらなる成分を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載のポリプロピレン組成物。

請求項6

ポリマー組成物の全量(100wt%)に基づいて、(i)30wt%超、好ましくは40〜98.5wt%、好ましくは50〜98.5wt%、好ましくは60〜98wt%、好ましくは70〜98wt%の、プロピレンのポリマー(PP)、(ii)1〜20wt%、好ましくは2〜15wt%、より好ましくは3〜12wt%の、リンの無機誘導体を含む難燃剤製品、(iii)0.2〜5wt%、好ましくは0.3〜4.5wt%、より好ましくは0.4〜4wt%の、前記難燃剤製品(ii)以外の添加剤、(iv)3〜30wt%、好ましくは3〜20wt%、好ましくは3〜18wt%、より好ましくは4〜15wt%、より好ましくは4〜12wt%のプラストマー、および場合により、(v)0〜45wt%の、(i)〜(iv)以外のさらなる成分を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載のポリプロピレン組成物。

請求項7

前記難燃剤製品(ii)の前記リンの無機誘導体が、好ましくは、無機ホスフィン酸誘導体、好ましくはホスフィン酸無機塩、好ましくはホスフィン酸の金属塩、好ましくはホスフィン酸のアルミニウム塩次亜リン酸アルミニウムとしても知られている)である、請求項1〜6のいずれか一項に記載のポリプロピレン組成物。

請求項8

請求項1〜7のいずれか一項に記載のポリマー組成物を含む物品

請求項9

層要素を含み、前記層要素が、請求項1〜7のいずれか一項に記載のポリマー組成物を含む少なくとも1つの層を含む、請求項8に記載の物品。

請求項10

・請求項1〜7のいずれか一項に定義されるポリプロピレン組成物を含む単層要素、または・少なくとも1つの層が請求項1〜7のいずれか一項に定義される前記ポリプロピレン組成物を含む多層要素から選択される層要素を含む光起電力モジュールである、請求項8または9に記載の物品。

請求項11

請求項1〜7のいずれか一項に記載のポリマー組成物を含む少なくとも1つの層を含む、請求項8〜10のいずれか一項に記載の層要素。

請求項12

・請求項1〜7のいずれか一項に定義されるポリプロピレン組成物を含む単層フィルム、または・少なくとも1つの層が請求項1〜7のいずれか一項に定義される前記ポリプロピレン組成物を含む多層フィルムから選択される、請求項11に記載の層要素。

請求項13

・請求項1〜7のいずれか一項に定義されるポリプロピレン組成物を含む単層要素、または・少なくとも1つの層が請求項1〜7のいずれか一項に定義される前記ポリプロピレン組成物を含む多層要素から選択される、光起電力モジュールの層要素である、請求項11に記載の層要素。

請求項14

少なくとも1つの光起電力要素と、請求項1〜7のいずれか一項に記載のポリプロピレン組成物を含む少なくとも1つの層を含む請求項11または13のいずれか一項に記載の少なくとも1つの層要素とを含む、請求項8〜10のいずれか一項に記載の光起電力モジュール。

請求項15

保護上面層要素、前面封止層要素、少なくとも1つの光起電力層要素、裏面封止層要素、バックシート層要素、および場合により、保護カバーを、記載の順に含み、前記層要素の少なくとも1つ、好ましくは前記バックシート層要素が、請求項1〜7のいずれか一項に記載の前記ポリプロピレン組成物を含む少なくとも1つの層を含む、請求項14に記載の光起電力モジュール。

請求項16

請求項11または13のいずれか一項に記載の層要素であり、・請求項1〜7のいずれか一項に記載のポリマー組成物を含むバックシート単層要素、または・少なくとも1つの層が請求項1〜7のいずれか一項に記載のポリマー組成物を含むバックシート多層要素から選択される、請求項15に記載の光起電力モジュールのバックシート層要素。

請求項17

ポリプロピレン組成物用の難燃化剤としてのリンの無機誘導体の使用。

技術分野

0001

本発明は、難燃剤活性を持つポリマー組成物物品生産するための該ポリマー組成物の使用、該ポリマー組成物を含む物品、好ましくは該ポリマー組成物を含む少なくとも1つの層を含む層要素を含む物品、好ましくは少なくとも1つの光起電力要素と少なくとも1つの本発明の層要素とを含む光起電力モジュールである物品に関する。

背景技術

0002

難燃剤製品(FR:flame retardant)は、プラスチックおよび織物などの製造品に付加され、延焼を防ぐために火炎の生成を阻止し、抑制し、または遅延させる表面仕上げおよびコーティングである。多くの応用領域において、難燃性必要条件であるか、または需要が増加していることから、望ましいであろう。

0003

最終用途要件に応じて化学的に異なるタイプのFRが使用されうる。従来のFRの一例として、例えば水酸化アルミニウムなどの無機物有機ハロゲン化合物および有機リン化合物を挙げることができる。

0004

FRは、基材と混合されうるか(添加型難燃剤製品)、基材に化学的に結合されうる(反応難燃剤製品)。無機系難燃剤製品は添加タイプの典型であり、一方、有機ハロゲン化合物および有機リン化合物は、反応タイプである場合も添加タイプである場合もある。

0005

現在、さまざまな技術分野において、例えば、成長の続く太陽エネルギー分野における層要素のように、多様な最終物品の層要素において、最終物品、例えば光起電力PV:photovoltaic)モジュールに難燃性を与えることへの関心と需要が高まっている。

0006

光起電力モジュールは、太陽電池モジュールとしても知られており、光から電気を生産し、当分野において周知のとおり、多様な種類の用途に使用される。光起電力モジュールのタイプはさまざまであることができる。これらのモジュールは典型的には多層構造、すなわち異なる機能を有するいくつかの異なる層要素を有する。光起電力モジュールの層要素は、層材料および層構造に関して、さまざまであることができる。最終光起電力モジュールはリジッドまたはフレキシブルであることができる。

0007

リジッド光起電力モジュールは、例えば、リジッドな保護前面層要素、例えばガラス要素と、前面封止層要素と、光起電力要素と、裏面(=背面)封止層要素と、バックシート層要素とも呼ばれ、リジッドまたはフレキシブルであることができる保護背面層要素と、場合によっては、例えばアルミニウムフレームとを含むことができる。

0008

フレキシブルモジュールでは、上記の要素がすべてフレキシブルであって、保護前面層要素は、例えばポリフッ化ビニル(PVF:polyvinylfluoride)ポリマー製またはポリフッ化ビニリデン(PVDF:polyvinylidenefluoride)ポリマー製のフッ素化層であることができ、バックシート層要素は典型的にはポリマー層要素である。

0009

上に例示した層要素は単層要素または多層要素であることができる。さらにまた、ある要素の層間または異なる層要素間に接着剤層単数または複数)があってもよい。

0010

バックシート層要素は、顔料または充填剤を含む層(単数または複数)を含んでもよい。バックシート層要素は典型的には絶縁要素として機能する。しかし、光起電力モジュールのタイプによっては、伝導性バックシート層要素を持つ光起電力モジュールも存在する。

0011

前記の用語はすべて当技術分野において周知の意味を有する。

0012

今日まで、効率のよい難燃性ソリューションは、慣習的に、ハロゲン化学に基づいてきた。ExxonMobilの特許文献1は、PVモジュール用のポリプロピレンポリエチレン熱可塑性加硫物ソリューションを開示しており、ここではすべての実施例がハロゲン化(Br)およびZnO系難燃剤ソリューションに基づいている。

0013

しかし現在、産業界ではハロゲン含有難燃剤製品が敬遠されつつある。それらの燃焼ガス有毒だからである。例えばNOR116(CAS番号191680−81−6)として知られている単量体型N−アルコキシヒンダードアミンは、UV安定剤であり、難燃剤製品としても作用する。このタイプのFRの短所は、例えばUL94(装置および器具部品用のプラスチック材料燃焼性試験(Safety of Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances testing)に関する規格)によるVTM−0分類に記載されている有効な難燃性を達成するには、それを協力剤と組み合わせることが必要になる点にある。特許文献2(東洋メタライジング株式会社(TOYO METALLISING KK))は、PVモジュールのバックシート用の耐火性ポリオレフィンフィルムを記載しており、そのポリオレフィンフィルムはA層/B層C層三層構造であって、B層は、有機リン酸エステルタイプの化合物である協力剤2〜10wt%と組み合わされた上述のヒンダードアミンタイプの化合物1〜3wt%を有する。これらのFRの短所は、耐湿・耐候性(wheathering resistance)が低く、熱安定性も低いことである。

0014

さらにまた、ポリプロピレン(PP:polypropylene)ポリマーも、PP系ポリマー組成物のための難燃剤製品の選択を制限することがある。すなわち、PPは燃焼性が高いので、自己発火させることは容易でない。それゆえに、例えばフィルム用途および繊維用途の場合、組成物ポリマー特性および/または加工性犠牲にしないために、低含有量(好ましくは10%未満)のFRの使用を可能にするには、非常に効果的なFRが必要とされるであろう(非特許文献1を参照されたい)。したがって、例えばMgOH2はワイヤおよびケーブル層にとっては実現可能なソリューションであるが、約60wt%という添加量は、PP系のフィルムまたは繊維には使用することができない。

0015

PPのためのもう一つの有効なソリューションは、チャー形成系(いわゆる膨張系)であり、これは窒素化学リン化学の協力効果を組み合わせるものであることが、非常に多い。Dowの特許文献3は、APP(有機ホスフィネートであるポリリン酸アンモニウム)系FRである、PVモジュール用熱可塑性ポリマー組成物のための非ハロゲン含有膨張型難燃剤製品を記載している。このFRの添加量は、膨張効果を与えるために、少なくとも20wt%と、高くなければならない。しかし高いFR添加量は例えばフィルム用途にとっては望ましくない。

0016

国際公開第2012/030578号
特開2014−139001(A)号
国際公開第2014/205802号

先行技術

0017

S.Zhang,A.R.Horrocks,A review of flame retardant polypropylene fibres,Prog.Polym.Sci 28(2003)1517−1538

発明が解決しようとする課題

0018

さらにまた、上述のFRには、例えば屋外条件において、水を吸収し(=高い吸水挙動を有し)、それらのFR挙動を失うという課題があることが多い。

0019

したがって、ポリプロピレン系難燃剤最終用途に関係する制約を解消することは、今なお、難題である。

0020

さらにまた、例えば、光起電力モジュールの技術はまだかなり開発途上にあり、光起電力モジュール分野における難燃性のような種々の要求を満たすために、層材料のための異なる解決策が、引き続き必要とされている。

図面の簡単な説明

0021

本発明の光起電力モジュールの一例を模式的に表した図である。

0022

したがって本発明は、ポリプロピレン組成物であって、ポリプロピレン組成物の全量(100wt%)に基づいて、
(i)30wt%超の、好ましくは40〜98.5wt%の、プロピレンのポリマー(PP)、
(ii)1〜20wt%の、リン(Phosphor)の無機誘導体を含む難燃剤製品、
(iii)0.2〜5wt%の、難燃剤製品(ii)以外の添加剤(単数または複数)、および
(iv)0〜30wt%の、好ましくは0〜20wt%の、プラストマー
を含むポリプロピレン組成物を対象とする。

0023

本発明のポリプロピレン組成物は、本明細書においては、例えば「PP組成物」、「組成物」または「本発明の組成物」とも呼ばれる。「(i)プロピレンのポリマー(PP)」は、本明細書においては、「PPポリマー」とも呼ばれる。「(ii)難燃剤製品」は、本明細書においては、「FR」または「難燃剤製品(ii)」とも呼ばれる。

0024

驚いたことに、無機リン系FRを含む本発明の組成物は、例えばUL94規格要件(装置および器具部品用のプラスチック材料燃焼性試験に関する規格)の観点から、優れた難燃剤挙動をもたらす。ポリプロピレンと本発明のFRとの本願請求項に記載の組合せの好ましい実施形態は、UL94VTM−0(UL94規格による要件)さえ達成することを可能にする。それゆえに、本発明の組成物は、難燃性が要求されまたは望まれるさまざまな最終用途にとって、極めて適している。

0025

例えば、PP系組成物が火炎に曝されている間は、多くの場合、PPポリマーの分解の増加が起こり、それが通常は滴下を引き起こすことにより、液滴が燃焼するという、望ましくないことになる。しかし、本発明の場合、分解しつつある本発明の組成物から形成される液滴はいずれも燃焼せず、1回目および2回目の着火中に、数秒以内に自己消火する。本発明のPP組成物は、好ましくは、3回目またはより長い着火時間(UL94規格の範囲外)でさえ、やはり優れた自己発火性を有するか、または1週間の水浴コンディショニング後でも性能が変化しない。

0026

さらにまた、本発明の組成物は、好ましくは、優れた防水性(すなわち、低い水蒸気透過率、低い吸水挙動ともいう)を有する。したがって、PPポリマーは水をほとんど吸収せず、この特性は、光起電力モジュール用途の層要素(単数または複数)のような多くの最終用途において極めて重要である。

0027

PPポリマーはプロピレンのホモポリマーまたはコポリマーであることができる。さらにまた、PPポリマーは1つ以上のPPポリマー成分を含むことができる。

0028

好ましくは、PPポリマーはプロプレンのコポリマーである。より好ましくは、プロピレンのポリマー(PP)は、
ポリプロピレンマトリックス成分と
前記ポリプロピレンマトリックス中に分散したエラストマープロピレンコポリマー成分と
を含む1つ以上のプロピレンの異相コポリマー(iPP)から選択される。

0029

この実施形態において、プロピレンの異相コポリマー(iPP)と本発明のFRとの組合せは、上記または下記の状態における多くのポリプロピレン関連最終用途において非常に望ましい特性バランス、すなわち優れた難燃性と、高剛性のような実行可能性の高い機械的特性と、好ましくは有利な耐衝撃性能とに寄与する。さらに好ましくは、この実施形態において、本発明の前記ポリマー組成物は、好ましくは有利な吸水特性と、物品の生産において必要とされる場合には貼り合わせ中でも最終使用用途でも高い熱安定性とを有し、好ましくは非常に有利な収縮挙動も有する。

0030

所望であれば、本発明のポリマー組成物の特性バランスを、プラストマーのような、より軟質な材料で、さらには上記、下記または特許請求の範囲において定義されるPPポリマー以外のPPポリマーのような他のポリマーを含む他の成分で、さらに改質することさえできる。

0031

好ましい一実施形態において、プロピレンの異相コポリマー(iPP)は、
・ポリプロピレンマトリックス成分(a1)と
・前記ポリプロピレンマトリックス(a1)中に分散したエラストマープロピレンコポリマー成分(a2)と
を含み、本明細書の決定方法の項に記載されるように測定された場合に少なくとも145℃の融解温度(Tm:melting temperature)(DSC)を有し、少なくとも90℃のビカット軟化温度ビカットA)(ASTMD1525、A法、50℃/時、10Nによる)を有する、少なくとも1つのプロピレンの異相コポリマー(A)である。

0032

プロピレンの異相コポリマー(iPP)およびプロピレンの異相コポリマー(A)は、本明細書においては、それぞれ「PPコポリマー」および「PPコポリマー(A)」とも呼ばれる。

0033

「ポリプロピレンマトリックス成分(a1)」は、本明細書においては、「マトリックス成分(a1)」とも呼ばれる。「エラストマープロピレンコポリマー成分(a2)」は、本明細書においては、「エラストマー成分(a2)」とも呼ばれる。

0034

一般に、「プロピレンの異相コポリマー」(PPコポリマーまたは好ましくはPPコポリマー(A)に関連して本明細書において用いられる)は、プロピレンホモポリマーマトリックス成分またはプロピレンランダムコポリマーマトリックス成分(1)およびプロピレンとエチレンおよび/またはC4〜C8アルファオレフィンコモノマーの1つ以上とのエラストマーコポリマー成分(2)を含むプロピレンコポリマーであり、該エラストマー(非晶質)コポリマー成分(2)は前記プロピレンホモまたはランダムコポリマーマトリックスポリマー(1)中に(微細)分散している。

0035

周知のとおり、「コモノマー」は、共重合性コモノマー単位を指す。

0036

PPコポリマー(または好ましくはPPコポリマー(A))のXCS画分は、本明細書においては、エラストマー成分(または好ましくはエラストマー成分(a2))と見なされる。というのも、マトリックス成分中のXCS画分の量は通常はるかに少ないからである。例えば、マトリックス成分(または好ましくはマトリックス成分(a1))がプロピレンのホモポリマーである場合、プロピレンの異相コポリマーの冷キシレン溶性(XCS:xylene cold soluble)画分(非晶質画分)の量(wt%)は、本願においては、PPコポリマー(または好ましくはPPコポリマー(A))中に存在するエラストマープロピレンコポリマー成分の量であるとも理解される。

0037

ポリマー組成物は、場合により、成分(i)〜(iv)以外に、(v)さらなる成分を含んでもよい。

0038

本発明は、ポリプロピレン組成物用の難燃化剤としてのリン(Phosphor)の無機誘導体(ii)の使用も対象とする。

0039

前記特性バランスは、物品の難燃剤活性が望まれまたは要求される多様な最終用途におけるさまざまな物品に関して、本発明の組成物の実行可能性を高める。

0040

したがって本発明はさらに、上記もしくは下記または特許請求の範囲において定義される、本発明のポリマー組成物を含む物品を生産するための、本発明のポリプロピレン組成物の使用を提供する。

0041

本発明は、さらに、上記もしくは下記または特許請求の範囲において定義される本発明のポリマー組成物を含む物品を対象とする。

0042

好ましい物品は、上記もしくは下記または特許請求の範囲において定義される、本発明のポリマー組成物を含む少なくとも1つの層を含む層要素を含む。

0043

本発明はさらに、上記もしくは下記または特許請求の範囲において定義される、本発明のポリマー組成物を含む少なくとも1つの層を含む層要素を提供する。

0044

好ましくは、本発明の物品の層要素の前記少なくとも1つの層は、少なくとも70wt%、好ましくは少なくとも80wt%、好ましくは少なくとも90wt%、好ましくは90〜100wt%の本発明のポリマー組成物を含み、好ましくは本発明のポリマー組成物からなる。

0045

したがって、本発明の層要素は単層要素または多層要素であることができる。層要素が単層要素である場合は、「少なくとも1つの」層、すなわち単層要素が、本発明の組成物を含む。多層要素の場合、層要素の「少なくとも1つの層」という表現は、前記要素は2つ以上の層を含むことができ、そこでは、少なくとも1つの層が本発明のポリマー組成物を含むことを意味する。他の層(単数または複数)は、異なる層材料(単数または複数)を含んでよく、または本発明のポリマー組成物を含んでもよい。多層要素の他の層の材料はさまざまであってよく、所望する最終用途に応じて当業者によって選択されうることは、明白である。

0046

さらにまた、本発明の単層要素または多層要素は、異なる機能性を持ち所望の層状多要素構造に配置された、いくつかの単層および/または多層要素を含み、それら単層および/または多層要素のうちの1つ以上が、1つ以上の本発明のポリマー組成物の層を含みうる、光起電力モジュールのような組立体の一部であってもよい。したがって、2つ以上の層要素を持つ組立体の場合であれば、本発明のポリマー組成物の層(単数または複数)は、そのような層要素のうちの1つ以上に存在してよい。

0047

好ましくは、層要素は、本発明のポリマー組成物を含む少なくとも1つの層を含む単層または多層要素である。

0048

本明細書において「本発明のポリマー組成物を含む少なくとも1つの層を含む本発明の層要素」および「本発明のポリマー組成物を含む本発明の層要素の少なくとも1つの層」という定義は、文脈から明白であるとおり、本発明の層(単数または複数)および/または層要素に言及するために、本明細書においては可換的に使用される。

0049

さらにまた、上述し後述する優れた特性バランスゆえに、本発明の組成物は、要素がポリオレフィン系の層からなる多層要素を、例えば光起電力モジュールにおいて使用することを可能にする。そのようなポリオレフィンポリマー(単数または複数)は、例えば、エチレンおよび/またはアルファオレフィン、典型的にはC3〜C10アルファ−オレフィンから選択される1つ以上のモノマーを含むことができる。加えて、例えばグラフティングによって、ポリオレフィンにさらなる機能単位を組み込むこともできる。例えば、無水マレイン酸(MAH:maleic anhydride)などの極性機能性基をそのようなポリオレフィンにグラフトすることで、その機能性ポリマーを形成させることができる。

0050

上記、下記または特許請求の範囲において定義される本発明のPPポリマーは、そのようなグラフトされた機能単位を伴わない。すなわち、機能性基がグラフトされたPPポリマーは、本発明のPPポリマーという用語からは除外される。しかし本発明のPP組成物は、さらなる成分(単数または複数)(v)としてさらなるポリマーを、例えば機能性基がグラフトされたポリプロピレンポリマー成分(単数または複数)を、追加して含んでもよい。そのような機能的にグラフトされたポリプロピレン成分は、「PPポリマー」の量には算入されず、上記または下記にいう随意のさらなる成分(v)の量に算入される。

0051

さらにまた、物品は、少なくとも1つの光起電力要素と、本ポリマー組成物を含む少なくとも1つの層を含む本発明の層要素である少なくとも1つの層要素とを含む光起電力モジュールである。

0052

さらにまた、本発明はさらに、前記物品である光起電力モジュールを提供し、このPVモジュールは少なくとも1つの光起電力要素と、本ポリマー組成物を含む少なくとも1つの層を含む本発明の層要素である少なくとも1つの層要素とを含む。

0053

「光起電力要素」とは、要素が光起電力活性を有することを意味する。光起電力要素は、例えば、当技術分野において周知の意味を有する光起電力セル(単数または複数)の要素であることができる。ケイ素系材料、例えば結晶シリコンは、光起電力セル(単数または複数)において使用される材料の非限定的な一例である。結晶シリコン材料は、当業者には周知のとおり、結晶化度および結晶サイズに関してさまざまであることができる。あるいは、光起電力要素は、光起電力活性を持つさらなる層または堆積物がその一方の表面に付加された基板層、例えば光起電力活性を持つインク材料がその片面にプリントされたガラス層、または光起電力活性を持つ材料を片面に堆積させた基板層であることができる。例えば、光起電力要素の周知の薄膜ソリューションでは、例えば光起電力活性を持つインクが、典型的にはガラス基板である基板の片側にプリントされる。したがって、前記少なくとも1つの本発明の層は、薄膜ベースの光起電力モジュールの任意の層要素中の層であることもできる。

0054

光起電力要素は最も好ましくは光起電力セル(単数または複数)の要素である。

0055

「光起電力セル(単数または複数)」とは、本明細書において、上に説明した光起電力セル(単数または複数)の層要素とコネクタとを意味する。

0056

上記もしくは下記または特許請求の範囲において定義される、本発明のポリマー組成物を含む本発明の光起電力モジュールの前記少なくとも1つの層要素は、バックシート層要素であることが、好ましい。

0057

したがって本発明はさらに、上記もしくは下記または特許請求の範囲において定義される、
・本発明のポリマー組成物を含むバックシート単層要素、または
・少なくとも1つの層が本発明のポリマー組成物を含むバックシート多層要素
から選択される、光起電力モジュールのバックシート層要素を提供する。

0058

本発明の組成物、PPポリマー、好ましくはPPコポリマー、好ましくはPPコポリマー(A)、物品、好ましくは光起電力モジュールのバックシート要素のような単層または多層要素の少なくとも1つの層、および本発明の光起電力モジュールは、以下および特許請求の範囲に、さらなる詳細、好ましい実施形態、範囲および特性と共に記載されるが、それら好ましい実施形態、範囲および特性は、任意の組合せであることができ、任意の順序で組み合わせることができる。

0059

本発明のポリプロピレン組成物
ポリマー組成物は、当業者には明白であるとおり、最終用途に応じたさらなる成分、最終製品に望ましい任意の追加特性などを含んでもよい。

0060

したがって、本発明の好ましい一実施形態において、ポリプロピレン組成物は、上記もしくは下記または特許請求の範囲において定義される、本発明のポリマー組成物の全量(100wt%)に基づいて、
(i)30wt%超、好ましくは40〜98.5wt%、好ましくは50〜98.5wt%、好ましくは60〜98wt%、好ましくは70〜98wt%の、プロピレンのポリマー(PP)、
(ii)1〜20wt%、好ましくは2〜15wt%、より好ましくは3〜12wt%の、リン(Phosphor)の無機誘導体を含む難燃剤製品、
(iii)0.2〜5wt%、好ましくは0.3〜4.5wt%、より好ましくは0.4〜4wt%の、難燃剤製品(ii)以外の添加剤(単数または複数)、および
(iv)0〜30wt%、好ましくは0〜20wt%、好ましくは0〜18wt%、より好ましくは0〜15wt%のプラストマー、ならびに場合によっては、
(v)0〜45wt%の、(i)〜(iv)以外のさらなる成分(単数または複数)
を含み、好ましくは、それらからなる。

0061

「本発明のポリマー組成物の全量(100wt%)に基づいて」とは、ポリマー組成物中に存在する成分の量が合計で100wt%になることを意味する。

0062

プロピレンのポリマー(PP)は、2つ以上のプロピレンのポリマー(PP)成分の混合物であることもできる。

0063

一実施形態において、プロピレンのポリマー(PP)は、プロピレンのコポリマー、好ましくは、
ポリプロピレンマトリックス成分と、
前記ポリプロピレンマトリックス中に分散したエラストマープロピレンコポリマー成分と
を含み、好ましくは、それらからなる、少なくとも1つのプロピレンの異相コポリマー(iPP)(本明細書においては「PPコポリマー」とも呼ばれる)、または2つ以上の、例えば2つの、異なる、そのようなプロピレンの異相コポリマー(iPP)の混合物である。

0064

同様に、プロピレンのコポリマー、好ましくはPPコポリマーは、各PPコポリマー成分がポリプロピレンマトリックス成分と前記ポリプロピレンマトリックス中に分散したエラストマープロピレンコポリマー成分とを含む、2つの異なるPPコポリマー成分の混合物であることができる。

0065

プロピレンのコポリマー、好ましくはPPコポリマーは、好ましくは、マトリックス成分としてのプロピレンホモポリマーまたはエチレンおよび/もしくはC4〜C8アルファオレフィンコモノマーの1つ以上とのプロピレンランダムコポリマーと、プロピレンとエチレンおよび/またはC4〜C8アルファオレフィンコモノマーの1つ以上とのエラストマーコポリマー成分とを含み、エラストマー(非晶質)コポリマー成分が、前記プロピレンホモまたはランダムコポリマーマトリックスポリマー中に分散している、プロピレンコポリマーである。

0066

プロピレンのコポリマーの、好ましくはPPコポリマーの、総コモノマー含有量は、本明細書の決定方法の項に記載されるように測定された場合に、好ましくは、0.5〜20wt%、好ましくは1.0〜20wt%であり、コモノマー(単数または複数)は、エチレンおよび/またはC4〜C8アルファオレフィンコモノマーから、より好ましくはエチレンから選択される。

0067

好ましくは、PPコポリマーのポリプロピレンマトリックス成分はプロピレンのホモポリマーである。

0068

好ましい一実施形態において、プロピレンのポリマー(PP)は、
ポリプロピレンマトリックス成分(a1)と、
前記ポリプロピレンマトリックス(a1)中に分散したエラストマープロピレンコポリマー成分(a2)と
を含み、好ましくは、それらからなり、本明細書の決定方法の項に記載されるように測定された場合に少なくとも145℃の融解温度(Tm)(DSC)、少なくとも90℃のビカット軟化温度(ビカットA)(ASTMD1525、A法、50℃/時、10Nによる)を有する、プロピレンの異相コポリマー(A)(本明細書においてはPPコポリマー(A)とも呼ばれる)を含むプロピレンの異相コポリマー(iPP)である。

0069

一実施形態において、プロピレンの異相コポリマー(iPP)は、プロピレンの異相コポリマー(A)からなる。

0070

別の一実施形態において、プロピレンの異相コポリマー(iPP)は、プロピレンの異相コポリマー(A)と、1つ以上の、例えば1つの、PPコポリマー(A)とは異なる、さらなるプロピレンの異相コポリマー(iPP)を含む。

0071

PPコポリマー(A)の融解温度Tmは、好ましくは、本明細書の決定方法の項に記載されるように測定された場合に、158〜170℃、好ましくは160〜170℃である。

0072

PPコポリマー(A)のビカット軟化温度(ビカットA)は、好ましくは、少なくとも100℃、好ましくは130〜200℃である。

0073

好ましくは、PPコポリマー(A)のポリプロピレンマトリックス(a1)は、プロピレンのホモポリマーである。

0074

さらにより好ましくは、プロピレンの異相コポリマー(A)は、次に挙げるさらなる特性の1つ以上を任意の順序で有し、好ましくはすべてを有する:
・ISO1133に従って(230℃および荷重2.16kgで)測定された場合に、0.2〜20.0g/10分、好ましくは0.2〜15.0g/10分、好ましくは0.5〜10g/10分のMFR2、
・本明細書の決定方法の項に記載されるように測定された場合に、3〜30wt%、好ましくは5〜25wt%の量の、冷キシレン可溶性(XCS)画分、
・本明細書の決定方法の項に記載されるように測定された場合に、0.5〜20wt%、好ましくは1.0〜20wt%のコモノマー含有量、好ましくは、コモノマー(単数または複数)は、エチレンおよび/またはC4〜C8アルファオレフィンコモノマーから、より好ましくはエチレンから選択され、
・本明細書の決定方法の項に記載されるようにISO178に従って測定された場合に、少なくとも900MPa、好ましくは950〜3000MPa、好ましくは1000〜2400MPaの、曲げ弾性率、および/または
・本明細書の決定方法の項に記載されるように測定された場合に900〜910kg/m3の密度

0075

難燃剤製品のリンの無機誘導体(ii)が、好ましくは無機ホスフィン酸誘導体、好ましくはホスフィン酸無機塩、好ましくはホスフィン酸の金属塩、好ましくはホスフィン酸のアルミニウム塩次亜リン酸アルミニウムとしても知られている)である、先行の請求項のいずれか一項に記載のポリプロピレン組成物。

0076

好ましい一実施形態においては、リンの無機誘導体が、7784−22−7のCAS番号を有するホスフィン酸のアルミニウム塩である。

0077

適切な無機リン系FR(inorganic phosphorous based FR)は、好ましくは、市販されている。非常に適切な市販FRの例は、Phoslite B404A(F)という商品名で販売され、ITALMATCH CHEMICALSS.p.A.によって生産され、供給されている難燃剤製品である。

0078

したがって、難燃剤製品(ii)(=FR)の量は、本明細書においては、その生産者によって供給される難燃剤製品(ii)の量(PP組成物に基づくwt%)を意味する。したがってFRは、添加剤、難燃剤協力剤および/または担体媒質のようなさらなる成分を、微量に含有しうる。したがって、そのようなさらなる成分はFRの量に算入されると理解すべきである。

0079

したがって難燃剤製品(ii)は、場合によっては、難燃性をさらに強化するいわゆる協力剤化合物を、さらに含んでもよい。そのような難燃剤協力剤の例は、有機ホスフィネートのような有機リン化学に基づく。

0080

より好ましくは、本発明のFRは、少なくとも60wt%、好ましくは少なくとも70〜99wt%、より好ましくは少なくとも75〜99wt%、好ましくは80〜99wt%、より好ましくは少なくとも85〜99wt%のリンの無機誘導体を含む。

0081

本発明のFRは、ポリリン酸アンモニウムおよびさらなる難燃剤協力剤を伴わないことが好ましく、好ましくは本発明のFRはポリリン酸アンモニウムを伴わない。すなわち、FRはポリリン酸アンモニウムおよびさらなる難燃剤強力剤を何も含まず、好ましくは本発明のFRはポリリン酸アンモニウムを含まない。

0082

本発明のポリマー組成物の一実施形態では、プラストマー(iv)がポリマー組成物中に存在しない。すなわち、プラストマーの量は0wt%である。

0083

本発明の別の一実施形態では、プラストマー(iv)が存在する。

0084

好ましくは、ポリマー組成物はプラストマー(iv)を含む。したがって好ましくは、本発明のポリプロピレン組成物は、上記もしくは下記または特許請求の範囲において定義される、本発明のポリマー組成物の全量(100wt%)に基づいて、
(i)30wt%超、好ましくは40〜98.5wt%、好ましくは50〜98.5wt%、好ましくは60〜98wt%、好ましくは70〜98wt%の、プロピレンのポリマー(PP)、
(ii)1〜20wt%、好ましくは2〜15wt%、より好ましくは3〜12wt%の、リン(Phosphor)の無機誘導体を含む難燃剤製品、
(iii)0.2〜5wt%、好ましくは0.3〜4.5wt%、より好ましくは0.4〜4wt%の、難燃剤製品(ii)以外の添加剤(単数または複数)、
(iv)3〜30wt%、好ましくは3〜20wt%、好ましくは3〜18wt%、より好ましくは4〜15wt%、より好ましくは4〜12wt%のプラストマー、および場合により、
(v)0〜45wt%の、(i)〜(iv)以外のさらなる成分(単数または複数)
を含む。

0085

随意の好ましいプラストマー(iv)は、好ましくは、エチレンと少なくとも1つのC3〜C10アルファ−オレフィンとのコポリマーである。プラストマー(iv)は、好ましくは、以下の特性の1つまたはすべて、好ましくはすべてを有する
・860〜915kg/m3、好ましくは860〜910kg/m3、好ましくは860〜900kg/m3の密度、
・0.1〜50、好ましくは0.2〜40(190℃、2.16kg)のMFR2、および/または
・アルファ−オレフィンコモノマーオクテンである。

0086

随意のプラストマー(iv)は、好ましくは、メタロセン触媒を使って生産され、この用語は、先行技術において周知の意味を有する。適切なプラストマー(iv)は市販されており、例えば、Borealisによって供給されている商品名QUEO(商標)、ExxonMobilによって供給されている商品名Engage(商標)、LGによって供給されている商品名Lucene、または三井化学株式会社(Mitsui)によって供給されている商品名タフマー(Tafmer)のプラストマー製品である。随意のプラストマー(v)が存在する場合、その量はポリマーPP(i)の量より少ない。

0087

さらなる成分(単数または複数)(v)は、例えば、顔料および/またはPPポリマーもしくはプラストマー(iv)以外のポリマーであることができる。顔料は当技術分野において周知の意味を有する。

0088

随意のさらなるポリマーは、機能性ポリマー(例えばグラフティングによって機能化されたポリマー)であることもできる。ポリマー組成物が、さらなるポリマー((i)および(iv)とは異なるもの)を、随意のさらなる成分(単数または複数)(v)として含む場合、そのようなさらなるポリマー(単数または複数)の量は、PPポリマーの量より少ない。すなわち、PPポリマーの量は、ポリマー組成物中に存在するポリマー成分(単数または複数)の総量に基づいて、最も多い。

0089

好ましくは、ポリマー組成物中に充填剤は存在しない。すなわち好ましくは、ポリマー組成物は充填材を伴わない。充填剤は周知の意味を有し、当技術分野において周知の顔料とは異なる。

0090

ポリプロピレン組成物中に随意の顔料が存在する場合、それは好ましくは白色顔料である。白色顔料は好ましくはTiO2である。そのような顔料は周知であり、例えば、本明細書においてはTiO2とも呼ばれる市販TiO2顔料として入手することができる。任意の担体媒質、例えば担体ポリマーは、顔料の量に算入される。顔料が存在する場合、その量は、好ましくは、ポリマー組成物の全量(100wt%)に基づいて、2〜45wt%、好ましくは5〜45wt%、好ましくは10〜45wt%である。

0091

組成物の一実施形態では、顔料が前記さらなる成分(v)として存在する。

0092

組成物の一実施形態では、顔料が前記さらなる成分(v)として存在しない。すなわちポリマー組成物は顔料を伴わない。

0093

組成物の一実施形態において、ポリマー組成物中にはさらなる成分(単数または複数)(v)が存在しない。

0094

したがって本発明の組成物は、難燃剤製品(ii)および顔料のような随意のさらなる成分(v)以外に、添加剤(iii)も含む。そのような添加剤(iii)は、好ましくは、例えばフィルム用途または光起電力モジュール用途に適しており、限定するわけではないが、例えば酸化防止剤UV光安定剤、成核剤清澄剤光沢剤、酸補集剤、ならびにスリップ剤などである。そのような添加剤は一般に市販されており、例えばHans Zweifelの「Plastic Additives Handbook」第5版(2001)に記載されている。

0095

各添加剤(iii)は例えば従来の量で使用されうる。

0096

難燃剤製品(ii)、添加剤(単数または複数)(iii)および/または随意のさらなる成分(単数または複数)(v)の、例えばそれぞれ成分(ii)、(iii)または(v)と担体ポリマーとのマスターバッチの、随意の担体ポリマーはいずれも、本発明の組成物の量(100%)に基づいて、それぞれの成分(ii)、(iii)または(v)の量に算入される。

0097

本発明のポリプロピレン組成物は、下記決定方法の項において定義されるようにISO1133に従って(230℃において荷重2.16kgで)測定された場合に、好ましくは、1.0〜25.0g/10分、好ましくは2.0〜20g/10分、好ましくは3〜15g/10分のMFR2を有する。ポリプロピレン組成物は、より好ましくは、3〜10g/10分のMFR2を有する。

0098

本発明のポリプロピレン組成物は、好ましくは、下記決定方法の項において定義されるように測定された場合に、5〜40%、好ましくは5〜35%の量の、冷キシレン可溶分(XCS)含有量を有する。ポリプロピレン組成物のXCSは、より好ましくは、10〜40%、好ましくは15〜30%である。

0099

本発明のポリプロピレン組成物は、好ましくは、下記決定方法の項に記載されるように測定された場合に、100〜200℃、好ましくは105〜165℃、より好ましくは110〜165℃のビカット軟化温度(ビカットA)を有する。ポリプロピレン組成物のビカットAは、より好ましくは、130〜160℃、好ましくは130〜155℃である。

0100

本発明のポリプロピレン組成物は、好ましくは、下記決定方法の項において定義されるように200μm単層キャストフィルム試料から縦方向(MD:machine direction)に測定された場合に、少なくとも800MPa、好ましくは800〜3000MPa、好ましくは900〜3000MPa、好ましくは1000〜2700MPaの引張弾性率を有する。ポリプロピレン組成物の前記引張弾性率は、好ましくは、1000〜2000MPaである。

0101

本発明のポリプロピレン組成物は、好ましくは、下記決定方法の項において定義されるように200μm単層キャストフィルム試料から縦方向(MD)に測定された場合に、400%超、好ましくは500〜1500%の破壊ひずみを有する。ポリプロピレン組成物の前記破壊ひずみは、好ましくは、600〜1000%である。

0102

PPポリマーは市販等級であることができ、またはPPポリマーは、例えば文献公知である従来の触媒系を使って、例えば従来の重合プロセス、プロセス条件によって生産されうる。

0103

実行可能な重合プロセスの一つを、条件および触媒系を含めて、PPコポリマーについて、すなわちプロピレンの異相コポリマー(iPP)について、以下に概説するが、これは当然、ポリプロピレン組成物の好ましいプロピレンの異相コポリマー(A)にも当てはまる。以下の記載は、ポリプロピレンのホモポリマーまたはランダムコポリマーにも、同様に適用することができるので、前記ポリマーは、例えば第1反応器(好ましくはループ反応器)に続く随意の予備重合反応器と、その後の第2反応器(好ましくは第1気相反応器)において、後述する条件を使って重合されうることは、明白である。

0104

PPコポリマーのポリプロピレンマトリックス成分は、単峰性または多峰性のプロピレンのランダムコポリマーまたはホモポリマーであってよく、これらはどちらも周知の意味を有する。多峰性のランダムコポリマーまたはホモポリマーとは、本明細書においては、それが、例えば次に挙げる特性のうちの1つまたは2つが異なる、少なくとも2つのポリマー画分を有することを意味する:1)重量平均分子量または2)MFR。マトリックス成分としてのプロピレンのランダムコポリマーの場合、コポリマーは、3)コモノマー含有量についても、場合によっては上記1)および2)の相違のいずれかまたは両方と組み合わせて、多峰性であることができる。

0105

PPコポリマーのマトリックス成分は、プロピレンのホモポリマーまたはランダムコポリマーであることができる。PPコポリマーのマトリックス成分はプロピレンのホモポリマーであることが好ましい。

0106

したがって、PPコポリマー中に存在する上に定義されるコモノマーはすべて、エラストマープロピレンコポリマー成分に由来することが好ましい。

0107

PPコポリマーはマトリックス成分およびエラストマー成分からなることが好ましい。PPコポリマーは、場合により、ポリマー分野において周知のプレポリマー画分を含んでよい。その場合、プレポリマーの量はマトリックス成分の量に算入される。

0108

前記のとおり、iPPコポリマーは、市販等級であることができ、または例えば従来の重合プロセスによって、生産されうる。

0109

プロピレンの異相コポリマーの重合に関して、PPコポリマーの個々の成分(マトリックス成分およびエラストマー成分)は、別々に生産され、ミキサーまたは押出機における混合によって、機械的にブレンドされうる。しかし、マトリックス成分とエラストマー成分とを含むPPコポリマーは、連続的に配置された、異なる反応条件稼働する反応器を使って、逐次プロセスで生産されることが好ましい。結果として、特定反応器中で調製される各画分は、独自の分子量分布、MFRおよび/またはコモノマー含有量分布を有することになる。

0110

本発明によるPPコポリマーは、好ましくは、当技術分野において知られる逐次重合プロセスで、すなわち多段階プロセスで生産され、ここでは、マトリックス成分が、少なくとも1つのスラリー反応器において生産され、好ましくは少なくとも1つのスラリー反応器と、場合により、および好ましくは、後続の気相反応器において生産され、次にエラストマー成分が、少なくとも1つ、すなわち1つまたは2つの気相反応器(gpr:gas phase reactor)(単数または複数)、好ましくは1つのgprにおいて生産される。

0111

したがってPPコポリマーは、以下の工程を含む逐次重合プロセスにおいて生産されることが好ましい。
(a)プロピレンと、場合によっては少なくとも1つのエチレンおよび/またはC4〜C12α−オレフィンとを、好ましくは唯一のモノマーとしてのプロピレンを、第1反応器(R1)において、触媒の存在下で重合させる工程、
(b)重合された第1ポリプロピレン画分、好ましくはプロピレンホモポリマー画分と、前記触媒との反応混合物を、第2反応器(R2)に移送する工程、
(c)第2反応器(R2)において、前記第1ポリプロピレンポリマーの存在下で、プロピレン、および場合により、少なくとも1つのエチレンおよび/またはC4〜C12α−オレフィン、好ましくは唯一のモノマーとしてのプロピレンを重合させることによって、第2ポリプロピレン画分を得る工程、好ましくは前記第2ポリプロピレン画分は第2プロピレンホモポリマーであり、これにより、前記第1ポリプロピレン画分と前記第2ポリプロピレン画分とが、PPコポリマーのマトリックス成分を形成する、
(d)工程(c)の重合されたマトリックス成分の反応混合物を、第3反応器(R3)に移送する工程、
(e)第3反応器(R)において、工程(c)において得られたマトリックス成分の存在下で、プロピレンならびに少なくとも1つのエチレンおよび/またはC4〜C12α−オレフィンを重合させることによって、PPコポリマーのエラストマー成分を得る工程、ここでは、エラストマープロピレンコポリマー成分が、前記マトリックス成分中に分散している。

0112

場合により、PPコポリマーのエラストマー成分は、2つの反応器中で生産することができ、その場合は、上記工程(e)の後に、
(f)第1エラストマープロピレンコポリマー画分が分散している工程(e)のPP生成物を、第4反応器(R4)に移送し、
(g)第4反応器(R4)において、工程(e)において得られた混合物の存在下で、プロピレンと、少なくとも1つのエチレンおよび/またはC4〜C12α−オレフィンとを重合させることによって、第2エラストマープロピレンコポリマー画分を得る、これにより、第1エラストマープロピレンコポリマー画分中および第2エラストマープロピレンコポリマー画分中に分散した工程(c)のマトリックス成分が、PPコポリマーを形成する。

0113

好ましくは、第2反応器(R2)と第3反応器(R3)との間で、モノマーがフラッシュアウトされる。

0114

用語「逐次重合プロセス」は、PPコポリマーが、直列に接続された少なくとも2つの反応器、例えば3つの反応器において生産されることを示す。したがって本プロセスは、少なくとも第1反応器(R1)および第2反応器(R2)、より好ましくは第1反応器(R1)、第2反応器(R2)、第3反応器(R3)と、場合によっては第4反応器(R4)とを含む。用語「重合反応器」は、主要重合工程の一つを示すものとする。したがって、プロセスが4つの重合反応器からなる場合、この定義は、プロセス全体が、例えば予備重合反応器における予備重合工程を含むという選択肢を排除しない。用語「からなる」は、主要重合反応器という観点での、閉じた表現に過ぎない。

0115

プレポリマー画分はいずれも、第1ポリプロピレン画分の量に数え入れられる。

0116

第1反応器(R1)は、好ましくは、スラリー反応器(SR:slurry reactor)であり、バルクまたはスラリー運転される任意の連続式のまたは単純な撹拌バッチタンク反応器またはループ反応器であることができる。バルクとは、少なくとも60%(w/w)のモノマーで構成される反応媒質における重合を意味する。本発明によれば、スラリー反応器(SR)は、好ましくは(バルク)ループ反応器(LR:loop reactor)である。

0117

第2反応器(R2)、第3反応器(R3)および随意の第4反応器(R4)は、好ましくは、気相反応器(GPR:gas phase reactor)である。そのような気相反応器(GPR)は、任意の機械混合式反応器または流動床反応器であることができる。好ましくは気相反応器(GPR)は、少なくとも0.2m/秒の気体速度を持つ機械撹拌流動床反応器を含む。したがって、気相反応器は、好ましくは機械式攪拌機を持つ流動床型反応器であると理解される。

0118

したがって好ましい一実施形態において、第1反応器(R1)はループ反応器(LR)のようなスラリー反応器(SR)であり、一方、第2反応器(R2)、第3反応器(R3)および随意の第4反応器(R4)は気相反応器(GPR)である。したがって、本プロセスには、直列に接続された少なくとも3つの反応器、すなわち、ループ反応器(LR)のようなスラリー反応器(SR)、第1気相反応器(GPR−1)、第2気相反応器(GPR−2)および随意の第3気相反応器(GPR−3)が使用される。予備重合工程の場合は、予備重合反応器がスラリー反応器(SR)の前に置かれる。

0119

好ましい多段階プロセスは、「ループ気相」プロセス、例えば欧州特許第0887379号、国際公開第92/12182号、国際公開第2004/000899号、国際公開第2004/111095号、国際公開第99/24478号、国際公開第99/24479号または国際公開第00/68315号などの特許文献に記載されている、Borealis A/S(デンマーク)によって開発されたもの(BORSTAR(登録商標)技術として知られている)である。

0120

さらなる適切なスラリー−気相プロセスは、LyondellBasellのSpheripol(登録商標)プロセスである。

0121

好ましくは、上に定義されるPPコポリマーを生産するための本プロセスにおいて、工程(a)の第1反応器(R1)、すなわち、ループ反応器(LR)のようなスラリー反応器(SR)に関する条件は、次に挙げるとおりであってよい:
・温度は、50℃〜110℃、好ましくは60℃〜100℃、より好ましくは68〜95℃の範囲内にある、
・圧力は、20バール〜80バール、好ましくは40バール〜70バールの範囲内にある、
・それ自体公知仕方モル質量を制御するために水素が添加されうる。

0122

次に、工程(a)からの反応混合物が、第2反応器(R2)、すなわち気相反応器(GPR−1)に、すなわち工程(c)に移送され、工程(c)における条件は、好ましくは、次に挙げるとおりである:
・温度は、50℃〜130℃、好ましくは60℃〜100℃の範囲内にあり、
・圧力は、5バール〜50バール、好ましくは15バール〜35バールの範囲内にあり、
・それ自体公知の仕方でモル質量を制御するために水素が添加されうる。

0123

第2気相反応器(GPR−2)および随意の第3気相反応器(GPR−3)における条件は、第2反応器(R2)(=第1気相反応器(GPR−1)と類似する。

0124

滞留時間は3つの反応器ゾーンにおいてさまざまであることができる。

0125

PPコポリマーのマトリックス成分を生産するためのプロセスの一実施形態において、バルク反応器、例えばループにおける滞留時間は0.1〜2.5時間、例えば0.15〜1.5時間の範囲にあり、気相反応器における滞留時間は、一般的には、0.2〜6.0時間、例えば0.5〜4.0時間であるだろう。

0126

所望であれば重合は、既知の仕方で、第1反応器(R1)において、すなわち、ループ反応器(LR)のようなスラリー反応器(SR)において、超臨界条件下で、および/または気相反応器(GPR)における凝縮モードとして、達成されてよい。

0127

好ましくは、本プロセスは、チーグラー・ナッタ前駆触媒外部ドナー、および場合によっては共触媒を含む、以下に詳述する触媒系による予備重合も含む。

0128

好ましい一実施形態において、予備重合は、バルクスラリー重合として液状プロピレン中で行われる。すなわち液相は、主としてプロピレンを、微量の他の反応物および場合によってはそこに溶解している不活性成分と共に含む。

0129

予備重合反応は、典型的には、10〜60℃、好ましくは15〜50℃、より好ましくは20〜45℃の温度で行われる。

0130

予備重合反応器における圧力は決定的な問題ではないが、反応混合物を液相に維持するために、十分に高くなければならない。したがって圧力は20〜100バール、例えば30〜70バールであってよい。

0131

触媒成分は、好ましくは、すべて予備重合工程に導入される。ただし、固形触媒成分(i)と共触媒(ii)とが別々に供給されうる場合は、共触媒の一部だけが予備重合段階に導入され、残りの部分が後続の重合段階に導入されることも可能である。そのような場合でも、予備重合段階において十分な重合反応が得られるように、十分な量の共触媒を予備重合段階に導入することが必要である。

0132

予備重合段階には他の成分も加えることが可能である。したがって、当技術分野では知られているとおり、プレポリマーの分子量を制御するために、予備重合段階に水素を加えてもよい。さらに、粒子が互いにまたは反応器の壁に付着するのを防ぐために、静電気防止添加剤を使用してもよい。

0133

予備重合条件および反応パラメータの精密な制御は、当業者の技能の範囲内にある。

0134

PPコポリマーを最後の重合段階から取り出した後に、そのPPコポリマーは、好ましくは、残留炭化水素をポリマーから除去するためのプロセス工程に付される。そのようなプロセスは当技術分野において周知であり、減圧工程、パージ工程、ストリッピング工程、抽出工程などを含むことができる。さまざまな工程の組合せも可能である。残留炭化水素の除去後に、PPコポリマーは、好ましくは、当技術分野において周知のとおり、添加剤と混合される。そのような添加剤は、本発明のポリマー組成物の項において後述される。次にポリマー粒子は、当技術分野において知られているとおり、ペレット押出される。好ましくは、この押出工程には同方向二軸押出機が使用される。そのような押出機は、例えばCoperion(Werner & Pfleiderer)および日本製鋼所(Japan Steel Works)によって製造されている。

0135

本発明のPPコポリマーは、好ましくは、任意の適切なチーグラー・ナッタ型を使った重合によって生産される。典型的な適切なチーグラー・ナッタ型触媒は、必須成分としてMg、TiおよびClを含む立体特異性固体収率チーグラー・ナッタ触媒成分である。固体触媒に加えて、重合プロセスでは、共触媒(単数または複数)および外部ドナー(単数または複数)も典型的に使用される。

0136

触媒の成分は、粒状支持体、例えばシリカまたはアルミナのような無機酸化物担持されているか、または通常はハロゲン化マグネシウム固体支持体を形成していてもよい。触媒成分は、外部支持体に担持されているのではなく、触媒がエマルション凝固法または沈殿法によって調製されることも可能である。

0137

あるいは、本発明のPPコポリマーは、以下に記載される修飾触媒系を使って、生産されうる。

0138

より好ましくは、式(I)のビニル化合物が、触媒の修飾に使用される:
CH2=CH−CHR1R2(I)
式中、R1およびR2は全体として、置換基を持っていてもよい5員または6員の飽和環不飽和環または芳香環を形成するか、独立して、1〜4個の炭素原子を含むアルキル基を表し、R1とR2が芳香環を形成する場合、−CHR1R2部分の水素原子は存在しない。

0139

より好ましくは、ビニル化合物(I)は、ビニルシクロアルカン、好ましくはビニルシクロヘキサンVCH;vinyl cyclohexane)、ビニルシクロペンタン、3−メチル−1−ブテンポリマーおよびビニル−2−メチルシクロヘキサンポリマーから選択される。最も好ましくは、ビニル化合物(I)はビニルシクロヘキサン(VCH)ポリマーである。

0140

固体触媒は、通常、電子ドナー内部電子ドナー)と、場合によってはアルミニウムも含む。適切な内部電子ドナーは、なかんずくフタル酸エステルマレイン酸エステル安息香酸エステルシトラコン酸エステルコハク酸エステルのようなカルボン酸またはジカルボン酸エステル、1,3−ジエーテル、または酸素もしくは窒素含有ケイ素化合物である。加えて、ドナーの混合物も使用されうる。

0141

共触媒は、典型的には、アルミニウムアルキル化合物を含む。アルミニウムアルキル化合物は、好ましくはトリアルキルアルミニウム、例えばトリメチルアルミニウムトリエチルアルミニウムトリイソブチルアルミニウムまたはトリn−オクチルアルミニウムである。ただし、それは、ハロゲン化アルキルアルミニウム、例えば塩化ジエチルアルミニウム塩化ジメチルアルミニウムおよびセスキ塩化エチルアルミニウムであってもよい。

0142

重合に使用される適切な外部電子ドナーは当技術分野において周知であり、エーテルケトンアミンアルコールフェノールホスフィンおよびシラン包含する。シラン型外部ドナーは、典型的には、Si−OCOR、Si−OR、またはSi−NR2結合を含有し、中心原子としてケイ素を有する有機シラン化合物であり、Rは、当技術分野において知られているとおり、1〜20個の炭素原子を持つアルキルアルケニルアリールアリールアルキルまたはシクロアルキルである。

0143

適切な触媒および触媒中の化合物の例は、なかんずく、国際公開第87/07620号、国際公開第92/21705号、国際公開第93/11165号、国際公開第93/11166号、国際公開第93/19100号、国際公開第97/36939号、国際公開第98/12234号、国際公開第99/33842号、国際公開第03/000756号、国際公開第03/000757号、国際公開第03/000754号、国際公開第03/000755号、国際公開第2004/029112、欧州特許第2610271号、国際公開第2012/007430号、国際公開第92/19659号、国際公開第92/19653号、国際公開第92/19658号、米国特許第4382019号、米国特許第4435550号、米国特許第4465782号、米国特許第4473660号、米国特許第4560671号、米国特許第5539067号、米国特許第5618771号、欧州特許第45975号、欧州特許第45976号、欧州特許第45977号、国際公開第95/32994号、米国特許第4107414号、米国特許第4186107号、米国特許第4226963号、米国特許第4347160号、米国特許第4472524号、米国特許第4522930号、米国特許第4530912号、米国特許第4532313号、米国特許第4657882号、米国特許第4581342号、米国特許第4657882号に示されている。

0144

次に、得られたPPコポリマーは、難燃剤製品(ii)、添加剤(iii)、随意のプラストマー(iv)、および随意のさらなる成分(単数または複数)(v)と、既知の仕方で配合される。配合は、従来の押出機、例えば上述したもので達成することができ、得られた溶融混合物は、物品に生産されるか、好ましくは最終用途に使用される前にペレット化される。添加剤または随意の成分の一部または全部が、配合工程中に添加されうる。

0145

ポリマー組成物の最終用途
本発明はさらに、上記もしくは下記または特許請求の範囲において定義される、ポリプロピレン組成物の全量(100wt%)に基づいて、
(i)30wt%超、好ましくは40〜98.5wt%の、プロピレンのポリマー(PP)、
(ii)1〜20wt%の、リン(Phosphor)の無機誘導体を含む難燃剤製品、
(iii)0.2〜5wt%の、難燃剤製品(ii)以外の添加剤(単数または複数)、および
(iv)0〜30wt%、好ましくは0〜20wt%のプラストマー
を含むポリマー組成物を含む物品を生産するための、上記または下記において定義されるポリマー組成物の使用を対象とする。

0146

本発明はさらに、上記もしくは下記または特許請求の範囲において定義される、ポリマー組成物の全量(100wt%)に基づいて、
(i)30wt%超、好ましくは40〜98.5wt%の、プロピレンのポリマー(PP)、
(ii)1〜20wt%の、リン(Phosphor)の無機誘導体を含む難燃剤製品、
(iii)0.2〜5wt%の、難燃剤製品(ii)以外の添加剤、および
(iv)0〜30wt%、好ましくは0〜20wt%のプラストマー
を含み、好ましくは、それらからなる、好ましくは
(i)30wt%超、好ましくは40〜98.5wt%、好ましくは50〜98.5wt%、好ましくは60〜98wt%、好ましくは70〜98wt%の、プロピレンのポリマー(PP)、
(ii)1〜20wt%、好ましくは2〜15wt%、より好ましくは3〜12wt%の、リン(Phosphor)の無機誘導体を含む難燃剤製品、
(iii)0.2〜5wt%、好ましくは0.3〜4.5wt%、より好ましくは0.4〜4wt%の、難燃剤製品(ii)以外の添加剤、および
(iv)0〜30wt%、好ましくは0〜20wt%、好ましくは0〜18wt%、より好ましくは0〜15wt%のプラストマー、ならびに場合によっては、
(v)0〜45wt%の、(i)〜(iv)以外のさらなる成分
を含み、好ましくは、それらからなる、ポリマー組成物を含む物品を対象とする。

0147

物品は、好ましくは、上記もしくは下記または特許請求の範囲において定義される、本発明のポリマー組成物を含む少なくとも1つの層を含む層要素を含む。

0148

物品は、1つの層要素または2つ以上の層要素を含むことができる。層要素が2つ以上である場合、それら層要素のうちの少なくとも1つは、上記もしくは下記または特許請求の範囲において定義される、本発明のポリマー組成物を含む少なくとも1つの層を含む。

0149

したがって本発明はさらに、上記もしくは下記または特許請求の範囲において定義される、本発明のポリマー組成物を含む少なくとも1つの層を含む層要素を提供する。

0150

好ましくは、本発明の物品の層要素の前記少なくとも1つの層は、少なくとも70wt%、好ましくは少なくとも80wt%、好ましくは少なくとも90wt%、好ましくは90〜100wt%の本発明のポリマー組成物を含み、好ましくは本発明のポリマー組成物からなる。

0151

また好ましくは、本発明の物品の前記層要素は、少なくとも50wt%、好ましくは少なくとも60wt%、好ましくは60〜95wt%、好ましくは70〜90wt%の本発明のポリマー組成物を含む。

0152

物品は、好ましくは、多様な最終用途のための、例えば限定するわけではないがパッケージング用途のための、フィルムである。本発明において、用語「フィルム」は、例えば熱成形用の、厚いシート構造物も包含する。

0153

一実施形態において、本発明の物品の層要素は、好ましくは、上記もしくは下記または特許請求の範囲において定義される、
・本発明のポリマー組成物を含む単層フィルム、または
・少なくとも1つの層が本発明のポリマー組成物を含む多層フィルム
から選択されるフィルムである。

0154

好ましい一実施形態において、本発明の層要素は、光起電力モジュールの層要素であり、この層要素は、上記もしくは下記または特許請求の範囲において定義される、
・本発明のポリマー組成物を含む単層要素、または
・少なくとも1つの層が本発明のポリマー組成物を含む多層要素
から選択される。

0155

単層要素は、例えばキャストフィルム押出またはインフレートフィルム押出など、押出によって生産されうる。多層要素の層要素は、押出によって、例えば同時押出によって、貼り合わせによって、または押出と貼り合わせの組合せによって、生産されうる。押出プロセスおよび貼り合わせプロセスは当技術分野において周知である。

0156

層要素の厚さ、また多層要素の場合であれば要素の個々の層の厚さは、当業者には明白であるとおり、最終用途に応じてさまざまであることができる。一例に過ぎないが、本発明の層要素の厚さは、例えば0.02〜5mm、好ましくは0.05〜3mmであることができる。さらにまた、一例に過ぎないが、層要素の少なくとも1つの層の厚さは、5.0〜400μmであることができる。

0157

好ましい一実施形態において、物品は、本発明の層要素を含む光起電力モジュールであり、ここで該層要素は、上記もしくは下記または特許請求の範囲において定義される、
・本発明のポリマー組成物を含む単層要素、または
・少なくとも1つの層が本発明のポリマー組成物を含む多層要素
から選択される。

0158

光起電力モジュール
層要素、すなわち本発明の単層または多層要素は、好ましくは、本発明の物品としての光起電力モジュールの単層要素または多層要素である。

0159

したがって本発明は、上記もしくは下記または特許請求の範囲において定義される、少なくとも1つの光起電力要素と、ポリマー組成物を含む少なくとも1つの層を含む本発明の層要素である少なくとも1つの層要素とを含む、光起電力モジュールであって、前記ポリマー組成物は、ポリプロピレン組成物の全量(100wt%)に基づいて、
(i)30wt%超、好ましくは40〜98.5wt%の、プロピレンのポリマー(PP)、
(ii)1〜20wt%の、リン(Phosphor)の無機誘導体を含む難燃剤製品、
(iii)0.2〜5wt%の、難燃剤製品(ii)以外の添加剤、および
(iv)0〜30wt%、好ましくは0〜20wt%のプラストマー
を含み、好ましくは、ポリマー組成物の全量(100wt%)に基づいて、
(i)30wt%超、好ましくは40〜98.5wt%、好ましくは50〜98.5wt%、好ましくは60〜98wt%、好ましくは70〜98wt%の、プロピレンのポリマー(PP)、
(ii)1〜20wt%、好ましくは2〜15wt%、より好ましくは3〜12wt%の、リン(Phosphor)の無機誘導体を含む難燃剤製品、
(iii)0.2〜5wt%、好ましくは0.3〜4.5wt%、より好ましくは0.4〜4wt%の、難燃剤製品(ii)以外の添加剤、および
(iv)0〜30wt%、好ましくは0〜20wt%、好ましくは0〜18wt%、より好ましくは0〜15wt%のプラストマー、ならびに場合により、
(v)0〜45wt%の、(i)〜(iv)以外のさらなる成分;
を含み、好ましくは、それらからなる。

0160

本発明の光起電力モジュールの層要素が多層要素である場合は、一実施形態において、多層要素の前記少なくとも1つの層は、多層要素の、貼り合わされた層である。

0161

あるいは、本発明の光起電力モジュールの層要素が多層要素である場合に、別の一実施形態において、多層要素の前記少なくとも1つの層は、多層要素の、押出された層、好適には同時押出された層である。

0162

より好ましくは、本発明の光起電力モジュールは、保護上面層要素、前面封止層要素、少なくとも1つの光起電力層要素、裏面封止層要素、バックシート層要素、および場合によっては保護カバーを、記載の順に含み、前記層要素のうちの少なくとも1つ、好ましくはバックシート層要素は、上記もしくは下記または特許請求の範囲において定義される、本発明の前記ポリマー組成物を含む少なくとも1つの層を含む。

0163

好ましくは、本発明の物品としてのPVモジュールの層要素のうちの前記少なくとも1つの層は、少なくとも70wt%、好ましくは少なくとも80wt%、好ましくは少なくとも90wt%、好ましくは90〜100wt%の本発明のポリマー組成物を含み、好ましくは本発明のポリマー組成物からなる。

0164

また好ましくは、本発明の物品としてのPVモジュールの層要素は、少なくとも50wt%、好ましくは少なくとも60wt%、好ましくは60〜95wt%、好ましくは70〜90wt%の本発明のポリマー組成物を含む。

0165

周知のとおり、本発明の光起電力モジュールの要素および層構造は、所望するモジュールのタイプに応じてさまざまであることができる。光起電力モジュールはリジッドまたはフレキシブルであることができる。リジッド光起電力モジュールは、例えば、リジッドな保護前面層要素、例えばガラス要素、前面封止層要素、光起電力層要素、裏面封止層要素、リジッドまたはフレキシブルであることができるバックシート層要素、および場合によっては例えばアルミニウムフレームを含む。フレキシブルモジュールでは、上記の要素がすべてフレキシブルであって、保護前面層要素および保護背面層要素ならびに前面封止層要素および裏面封止層要素は、典型的にはポリマー層要素に基づく。

0166

上記もしくは下記または特許請求の範囲において定義される、本発明の光起電力モジュールの前記少なくとも1つの層要素は、バックシート層要素であることが好ましい。

0167

したがって本発明はさらに、本発明の物品としての光起電力モジュールのバックシート層要素を提供し、前記バックシート要素は、上記もしくは下記または特許請求の範囲において定義される、
・本発明のポリマー組成物を含むバックシート単層要素、または
・少なくとも1つの層が本発明のポリマー組成物を含むバックシート多層要素
から選択される。

0168

バックシート単層要素は、押出によって、例えばキャストフィルム押出またはインフレートフィルム押出によって、生産されうる。本発明のバックシート多層要素は、それらの層を貼り合わせることによって生産されうる。結果として、貼り合わされたバックシート多層要素が得られる。あるいは、本発明のバックシート多層要素は、それらの層の押出によって、例えば(同時)押出によって、生産されうる。本発明のバックシート多層要素の層の一部は貼り合わせられ、層の一部は例えば(同時)押出されること、すなわちバックシート多層要素が貼り合わされた層と(同時)押出された層との組合せであることも、可能である。(同時)押出とは、本明細書においては、キャスト押出または同時押出を意味する。

0169

好ましくは、本発明の光起電力モジュールのバックシート単層要素の層、またはバックシート多層要素の層は、フッ素含有ポリマーを含まない。

0170

一例として、本発明のPVモジュールの単層要素または多層要素の厚さ、好ましくは本発明のバックシート単層要素またはバックシート多層要素の厚さは、好ましくは、0.1〜2.0mm、好ましくは0.15〜2.0mmである。

0171

さらにまた、一例に過ぎないが、層要素の前記少なくとも1つの層の厚さは、10.0〜400μmであることができる。

0172

上記光起電力モジュールは、上述の要素に加えて、さらなる層要素(単数または複数)を有しうる。さらにまた、前記層要素の層は多層要素であってよく、多層要素の層の接着を改良するための接着剤層も含んでよい。異なる層要素間にも接着剤層が存在しうる。

0173

保護前面層要素としての随意のガラスシート、好ましくはコネクタと共に光起電力セルの要素(単数または複数)である光起電力層要素、そして前面封止要素および裏面封止要素(単数または複数)ならびに/またはバックシート要素のための層の材料は、それらが本発明のポリマー組成物以外の成分を含む場合には、例えば光起電力モジュール分野において周知であり、市販されているか、光起電力モジュール分野の文献で知られる方法に従って、または準じて、生産されうる。

0174

本発明の光起電力モジュールは光起電力モジュールの分野において周知の仕方で生産されうる。異なる要素のポリマー層(単数または複数)は、例えば貼り合わせによって、または押出によって、または貼り合わせと押出の組合せによって、当業者に周知のとおり、従来の押出機および/または貼り合わせ機器を使って、従来の仕方で、生産されうる。

0175

光起電力モジュールの異なる要素は、最終光起電力モジュールを生産するために、典型的には、従来の手段によって互いに組み立てられる。要素は、そのような組立工程に、個別に提供されるか、一部、一体化された形態で提供されうる。次に、異なる要素が、典型的には、当業者には周知のとおり、当技術分野における従来の貼り合わせ技法を使った貼り合わせによって、互いに取り付けられる。

0176

光起電力モジュールの組立体は、光起電力モジュールの分野では周知である。

0177

図1は、保護前面層要素(1)、前面封止層要素(2)、光起電力層要素(3)、裏面封止層要素(4)およびバックシート層要素(5)を含む典型的な本発明のPVモジュールの模式図であり、ここでバックシート層要素は、上記においてまたは下記特許請求の範囲において定義される本発明の層要素を含む。

0178

決定方法
メルトフローレート:メルトフローレート(MFR)は、ISO1133に従って決定され、g/10分の単位で示される。MFRは、ポリマーの流動性の、したがって加工性の、指標である。メルトフローレートが高いほど、ポリマーの粘度は低い。ポリプロピレンのMFR2は温度230℃および荷重2.16kgにおいて測定される。ポリエチレンのMFR2は温度190℃および荷重2.16kgにおいて測定される。
密度:ISO1183、圧縮成形プラークで測定。
コモノマー含有量:当技術分野において周知の仕方で、定量13C核磁気共鳴(NMR:nuclear magnetic resonance)分光法によって較正された基本的帰属の後に、定量フーリエ変換赤外分光法(FTIR: Fourier transform infrared spectroscopy)によって、コモノマー含有量を決定した。薄膜を100〜500マイクロメートルの厚さにプレスし、スペクトル透過モードで記録する。

0179

具体的には、720〜722cm−1および730〜733cm−1に見いだされる定量的バンドの、ベースライン補正されたピーク面積を使って、ポリプロピレン−co−エチレンコポリマーエチレン含有量を決定する。具体的には、1377〜1379cm−1に見いだされる定量的バンドの、ベースライン補正されたピーク面積を使って、ポリプロピレンコポリマーブテン含有量またはヘキセン含有量を決定する。定量的結果は、膜厚を参照することで得られる。

0180

コモノマー含有量は、ここでは、混合則(式2)に従うと仮定する:
Cb=w1・C1+w2・C2(式2)
式中、Cは重量%で表したコモノマーの含有量であり、wは混合物中の当該成分の重量分率であり、添字b、1および2は、それぞれ混合物全体、成分1および成分2を表す。

0181

当業者には周知のとおり、二成分コポリマーにおける重量基準のコモノマー含有量は、以下の式を使用することによって、モル基準のコモノマー含有量に変換することができる。

0182

0183

式中、cmは、コポリマー中のコモノマー単位モル分率であり、cwは、コポリマー中のコモノマー単位の重量分率であり、MWcは、コモノマー(エチレンなど)の分子量であり、MWmは、主モノマー(すなわちプロピレン)の分子量である。

0184

融解温度(Tm)および融解熱(Hf):Mettler TA820示差走査熱量測定法(DSC:differential scanning calorimetry)により、5から10mgの試料で測定。ISO3146/パート3/C2法に従い、加熱/冷却/加熱サイクルにおいて、10℃/分(加熱および冷却)の走査速度、+23℃から+210℃の温度範囲で、DSCを行う。融解温度および融解熱(Hf)は、2回目の加熱工程から決定する。融解温度は吸熱ピーク解釈した。

0185

曲げ弾性率:ISO178に従って曲げ弾性率を決定した。80×10×4.0mm3(長さ×幅×厚さ)の寸法を有する試験検体を、EN ISO1873−2に従い、射出成形によって調製した。支持体間スパンの長さは64mm、試験速度は2mm/分、力は100Nとした。

0186

射出成形検体についてカールフィッシャーで測定される吸湿性
曲げ弾性率試験の場合と同じ試料(80×10×4mm3)を使って吸湿性を決定した。検体を24時間および7日間にわたって水浴(23℃)中に保管した。その後、検体を吸水性ティッシュペーパーで乾かした。水分含有量は、カールフィッシャー電量滴定法(ISO15512、B法)に従い、ここではMETROHMによって供給された従来の器具で測定した。この方法は、三酸化硫黄およびヨウ化水素酸を形成する水存在下での二酸化硫黄によるヨウ素の還元反応に基づいている。試料(0.5〜1g±1mg)を切り出し、バイアル量り取り、セプタムキャップで閉じる。バイアルを乾燥機にセットし、加熱する(240℃)。含有水分を放出させ、乾燥窒素によって測定セルに移す。測定時間は10分とした。

0187

冷キシレン可溶分(XCS):冷キシレン可溶性画分の量はISO16152に従って決定した。冷却後に25℃において溶解したままであるポリマーの量をキシレン可溶性ポリマーの量とする。

0188

キシレン可溶性ポリマーの含有量は、本明細書においては、混合則(式4)に従うと仮定する:
XSb=w1・XS1+w2・XS2(式4)
式中、XCSは重量%で表したキシレン可溶性ポリマーの含有量であり、wは混合物中の当該成分の重量分率であり、添字b、1および2は、それぞれ混合物全体、成分1および成分2を表す。

0189

ビカット軟化温度:ASTMD1525のA法(50℃/時、10N)に従って測定。

0190

たわみ温度(HDT:Heat Deflection Temperature):ISO75−2に従って測定した。80×10×4.0mm3(長さ×幅×厚さ)の寸法を有する試験検体を、EN ISO1873−2に従い、射出成形によって調製した。三点曲げ試験支持スパン:64mm)において試験検体に貫層方向の荷重をかける。試験に使用した外繊維応力因子は1.80MPa(A法)である。120K/時の定加熱速度で温度を上昇させる。HDTは、試験検体のたわみが0.2%の曲げひずみ増加に到達する温度である。

0191

引張弾性率;降伏点引張応力および引張破壊ひずみ:
単層フィルム試料:以下に明示する「フィルム調製」の項において下で調製されるように調製し、ISO 527−3に従い、下記の条件を使って測定する。

0192

単層フィルム調製:30mmの直径を持つPPスクリュー、0.5mmのダイギャップを持つ200mmダイを装着した、3つの加熱ゾーンを持つPlastic Maschinenbau押出機で、文脈において特定されるとおり、200μmまたは250μmのキャストフィルムを調製した。250℃の溶融温度および40℃の冷却ロール温度を使用した。

0193

フィルム試料(文脈において特定されるとおり、200μmまたは250μmの単層):第1試験の前に、フィルム試料を96時間の期間にわたって23℃/50%RHにおいて保管しなければならない。試験検体は、端部が滑らかで、ノッチがなく、正確な幅を有するように、フィルムカッターで切断するものとする。試験検体の形状は、幅15mm、長さ150mm以上のストリップである。検体は縦方向(MD)に切断した。

0194

試験条件フィルム引張試験:試験は、以下の試験条件セットを使用し、ISO527−3に従って行った。
試験条件:23℃/50%RH
プレ荷重:約0.2N
プレ荷重の速度:2mm/分
モジュラスの速度:1mm/分
試験の速度:200mm/分
締めつけ距離:100mm
Eモジュラス試験の開始点:0.05%
Eモジュラス試験の終了点:0.25%

0195

UL94薄手材料垂直燃焼試験
上述の200μmおよび250μmフィルムを、UL94試験チャプター11に従って試験した。試験手順に従い、200×50mmの検体を(直径13mmのマンドレル周りに)管状および円錐状に巻いた。それぞれ5つの試料を試験し、3秒間の火炎を、各試料に2回適用した。残炎時間、ならびに検体が125mmマークまで燃え上がるかどうかを記録した。また、滴下挙動、そしてとりわけ、綿インジケーターを着火させる燃焼粒子の存在も、評価した。試料は、規格に記載されているとおり、VTM−0、VTM−2および不合格に分類された。

0196

水浴後の薄手検体についてのUL94垂直燃焼試験:
まず水浴(23℃)で1週間保管したフィルム検体に、上記と同じ試験手順を適用した。保管後にフィルムを室温で注意深く乾燥してから(24時間)、UL94試験を行った。

0197

プロピレンの異相コポリマー(A)(以下、下記の実施例の表ではiPP(A)という)の成分の重合プロセス

0198

触媒調製
iPP(A)成分のための触媒調製:
まず、0.1molのMgCl2×3EtOHを、不活性条件下、反応器中のデカン250mlに、大気圧で懸濁させた。その溶液を−15℃の温度まで冷却し、温度をそのレベルに維持しつつ、300mlの冷TiCl4を加えた。次に、スラリーの温度を20℃までゆっくりと上昇させた。この温度で、0.02molのフタル酸ジエチルヘキシルDOP:diethylhexylphthalate)を、スラリーに加えた。前記フタル酸エステルの添加後に、温度を90分で135℃まで上昇させ、スラリーを60分間静置した。次に、300mlのTiCl4を追加し、120分間、温度を135℃に維持した。この後、触媒を液体から濾過し、300mlのヘプタンを使って80℃で6回洗浄した。次に、固体触媒成分を濾過し、乾燥した。触媒およびその調製概念は、例えば欧州特許第491566号、欧州特許第591224号および欧州特許第586390号の各特許公報に概説されている。

0199

次に、トリエチルアルミニウム(TEAL:triethylaluminium)、ドナー(Do)としてのジシクロペンチルジメトキシシラン(DCPDMS:dicyclopentyldimethoxysilane)、上で生産した触媒、およびビニルシクロヘキサン(VCH:vinylcyclohexane)を、鉱油のような油、例えば、Technol 68(40℃における動粘度62〜74cSt)に、Al/Tiが3〜4mol/mol、Al/Doも3〜4mol/mol、かつVCH/固体触媒の重量比が1:1になるような量で加えた。その混合物を60〜65℃に加熱し、反応混合物中の未反応ビニルシクロヘキサンの含有量が1000ppm未満になるまで反応させた。最終的な油−触媒スラリー中の触媒濃度は10〜20重量%であった。

0200

重合例
パイロット規模のポリマーはすべて、予備重合反応器、1つのスラリーループ反応器、および2つの気相反応器で生産した。

0201

触媒供給
触媒はピストンポンプによって油スラリー中の重合反応に連続的に供給した。

0202

共触媒およびドナー
共触媒としてトリエチルアルミニウム(TEAL)を使用し、外部ドナーとしてジシクロペンチルジメトキシシラン(ドナーD)を使用した。実際のTEALおよびドナーの供給量を表1に示す。

0203

予備重合反応器
触媒を予備重合反応器にプロピレンで流し込み、そこに、TEALおよびD−ドナーも供給した。予備重合反応器CSTRは、30℃、圧力55バールgで運転した。プロピレンスラリーにおける粒子の滞留時間は約0.38時間であった。

0204

ループ反応器
予備重合触媒成分を直列に接続されたループ反応器および気相反応器(GPR)において使用した。ループ反応器のプロセス条件を表1に示す。

0205

気相反応器1
ポリマースラリーを、ループから気相反応器(GPR1)に、フラッシュなしで、直接供給原料として供給した。GPRの運転温度および運転圧力を表1に示す。

0206

気相反応器2
生成物をGPR1からGPR2にフラッシュタンクを介して間接供給原料として移送した。GPRの運転温度および運転圧力を表1に示す。

0207

生成物制御
ループとGPRの間の生産スプリットは、50/50%に近くなるように制御した。MFR(2.16kg/230℃)を水素供給によって制御した。

0208

最終iPP(A)成分
GPR2から得たポリマー粉末を、スクリュー径57mmおよびL/D22のCoperion ZSK57同方向二軸押出機を使って、さらに溶融均質化し、ペレット化した。スクリュー速度は200rpm、バレル温度は200〜220℃とした。

0209

iPP(A)には、溶融均質化工程中に、次に挙げる添加剤を加えた:
1500ppmのADK−STABA−612(株式会社ADEKA(Adeka Corporation)が供給)および300ppmの合成ヒドロサルタイト(株式会社ADEKAが供給するADK STABHT)。

0210

0211

本発明のPPポリマー組成物および比較用PPポリマー組成物のさらなる成分
プラストマー1:Queo8230(供給者Borealis)は、メタロセン触媒を使った溶液重合プロセスにおいて生産される、MFR2(190℃)30g/10分および密度882kg/m3のエチレン系オクテンプラストマーである。
FR1:Phoslite B404AF、Italmatch Chemicalsが供給(本発明の無機リン系FR(inorganic phosphor based FR))
FR2:MAGNIFIN H5HV、供給者Albemarle(水酸化マグネシウム系FR)
FR3:FlamestabNOR116、BASFが供給(Cas:191680−81−6、1,3−プロパンジアミン,N1,N1’−1,2−エタンジイルビス−,シクロヘキサンおよび過酸化N−ブチル−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジンアミン−2,4,6−トリクロロ−1,3,5−トリアジン反応生成物との反応生成物)
充填剤:市販のタルク製品
顔料:市販のTIO2製品

0212

本発明のPPポリマー組成物および比較用PPポリマー組成物の調製
400rpmのスクリュー速度および90〜100kg/時の処理量を使って同方向二軸押出機(ZSK32、Coperion)でポリマーを他の成分および従来の添加剤と配合することにより、組成物を調製した。融解温度は190〜220℃の範囲にあった。成分およびそれらの量を下記表2に示す。

0213

参照比較用組成物CE1〜CE3を下記表2において特定する。

0214

0215

一部の試料は溶け落ちたので、CE3のUL−94試験結果VTM−2は、もはやボーダーラインである。

0216

PVモジュール実施例
保護前面ガラス要素、前面EVA封止層要素、光起電力セル要素とコネクタ、裏面EVA封止層要素、およびIE3の本発明の単層バックシートを、従来の貼合せ機組立て、減圧下で加熱した後、従来の条件を使って従来の仕方でPVモジュールにプレスした。

実施例

0217

前面ガラス材料、光起電力セル要素ならびに前面封止および裏面封止のEVA材料(どちらの層要素でも同じEVA)は、PV分野で従来使用されているものとした。

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