JP4690517B2 - エチレン共重合体組成物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池封止材料や自動車外装材料などの用途に好適な、透明性、耐候性等に優れたエチレン共重合体組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
高圧重合プロセスによって製造されるエチレン・(メタ)アクリル酸共重合体から導かれるアイオノマーは、加工性、透明性、耐薬品性、強度、耐衝撃性などが優れているところから広範な用途に使用されている。これらエチレン共重合体は、比較的酸化劣化に対する耐性があるため、酸化防止剤、安定剤等を配合せずに使用されることも多い。そのためこれらエチレン共重合体の酸化防止処方や耐候処方については、それ程詳細な検討が行われていないのが現状であった。
【0003】
しかるに透明性に優れたこれら共重合体の特性を生かし、太陽電池封止材料に適用しようとした場合には、耐候処方を施さないと比較的短期間にクラックが発生したり着色したりするトラブルが発生することが判明した。またポリオレフィン系樹脂において標準的な耐候処方であるベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤及び酸化防止剤を配合した場合には、比較的長期に渡って耐候性を示すものの、太陽電池封止材料として求められている超長期の耐候性を満足することができず、クラック発生のトラブルが避けられないことが判明した。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明者は、上記標準的な処方に比較して飛躍的に耐候性を改善できるような処方を見出すべく検討を行った。その結果、紫外線吸収剤、光安定剤及び酸化防止剤の種類及び量を厳密に選択することにより、その目的が達成できることを見出すに至った。したがって本発明の目的は、太陽電池封止材料として使用可能なエチレン・(メタ)アクリル酸共重合体のアイオノマーの高度耐候処方を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明によれば、エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体のアイオノマー(A)100重量部当り、トリアジン系の紫外線吸収剤(B)0.05〜5重量部、分子量が900以下の低分子量ヒンダードアミン系光安定剤(C)0.05〜5重量部、分子量が1200〜5000の高分子量ヒンダードアミン系光安定剤(D)0.05〜5重量部及びヒンダードフェノール系酸化防止剤(E)0.01〜5重量部を配合してなるエチレン共重合体組成物が提供される。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明におけるエチレン・(メタ)アクリル酸共重合体は、エチレンとアクリル酸又はメタクリル酸との共重合体であって、任意に他の単量体が共重合されたものであってもよい。上記他の単量体としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸nブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸イソブチル、マレイン酸ジメチルなどの不飽和カルボン酸エステル、酢酸ビニルのようなビニルエステル、一酸化炭素などを挙げることができる。
【0007】
エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体における(メタ)アクリル酸含量としては、1〜40重量%、好ましくは2〜30重量%、他の単量体含量としては0〜40重量%、好ましくは0〜30重量%である。
【0008】
本発明においては上記エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体のアイオノマーを使用することができる。このようなアイオノマーにおける陽イオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウムのような1価金属、カルシウム、マグネシウム、亜鉛、アルミニウムのような多価金属の各イオンを例示することができる。このような金属イオンは1種である必要はなく、2種以上であってもよく、またアイオノマーは2種以上組み合わせて用いてもよい。アイオノマーにおける上記陽イオンによる中和度は100%以下、好ましくは90%以下である。
【0009】
本発明におけるエチレン・(メタ)アクリル酸共重合体又はそのアイオノマー(A)における分子量は任意であり、その用途により適当な範囲のものが選択されるが、例えば、190℃、2160g荷重におけるメルトフローレートが0.01〜200g/10分、とくに0.1〜100g/10分のものが好適に使用できる。
【0010】
本発明においては、上記エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体又はそのアイオノマー(A)に対し、特定の紫外線吸収剤(B)、ヒンダードアミン系光安定剤(C)及び(D)、及び酸化防止剤(E)を配合するものである。
【0011】
紫外線吸収剤(B)は、トリアジン系のものから選ばれる。
【0012】
またトリアジン系紫外線吸収剤としては、2−[4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン−2−イル]−5−(オクチルオキシ)フェノール、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−[(ヘキシル)オキシ]フェノールなどを挙げることができる。これらは例えば、サイアソーブUV1164、チヌビン1577FFなどの商品名で市販されている。
【0013】
本発明においては、光安定剤として低分子量のもの(C)と高分子量のもの(D)を併用する。それぞれ単独で使用した場合には、充分な耐候性を付与することはできない。低分子量ヒンダードアミン系光安定剤(C)は、分子量が1000以下、好ましくは900以下のものであって、例えば4−アセトキシー2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ステアロイルオキシー2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−アクリロイルオキシー2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−シクロヘキサノイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−(o−クロロベンゾイルオキシ)−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−(フェノキシアセトキシ)−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1,3,8−トリアザ−7,7,9,9−テトラメチル−2,4−ジオキソ−3−nオクチル−スピロ[4,5]デカン、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)テレフタレート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、トリス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ベンゼン−1,3,5−トリカルボキシレート、トリス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−2−アセトキシプロパン−1,2,3−トリカルボキシレート、トリス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−2−ヒドロキシプロパン−1,2,3−トリカルボキシレート、トリス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)トリアジン−2,4,6−トリカルボキシレート、トリス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジン)ホスファイト、トリス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ブタン−1,2,3−トリカルボキシレート、テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)プロパン−1,1,2,3−テトラカルボキシレート、テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ブタン−1,2,3,4−テトラカルボキシレートなどを挙げることができる。より具体的には、サノールLS770、チヌビン144、アデカスタブLA−57、アデカスタブLA−62、アデカスタブLA−67、グッドライトUV−3034などの商品名で市販されているものを使用することができる。
【0014】
また高分子量ヒンダードアミン系光安定剤(D)は、分子量が1000を越え、好ましくは1200〜5000程度のものであって、下記式で示される高分子型ヒンダードアミンを挙げることができる。
【0015】
【化1】
【化2】
【化3】
【化4】
【化5】
【化6】
【化7】
【化8】
【化9】
より具体的には、サイアソーブUV3346、キマソーブ944LD、チヌビン622LDなどの商品名で市販されているものを使用することができる。
【0016】
ヒンダードフェノール系酸化防止剤(E)としては、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、2,2−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4−メチレンビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2−メチレンビス[6−(1−メチルシクロヘキシル)−p−クレゾール]、ビス[3,3−ビス(4−ヒドロキシ−3−t−ブチルフェニル)ブチリックアシッド]グリコールエステル、4,4−ブチリデンビス(6−t−ブチル−m−クレゾール)、2,2−エチリデンビス(4−sec−ブチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2−エチリデンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェノール)、1,3,5−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2,4,6−トリメチルベンゼン、2,6−ジフェニル−4−オクタデシロキシフェノール、テトラキス[メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、n−オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、(4,4−チオビス(6−t−ブチル−m−クレゾール)、トコフェロールなどを挙げることができる。
【0017】
本発明の耐候処方においては、エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体のアイオノマー(A)100重量部当り、トリアジン系の紫外線吸収剤(B)0.05〜5重量部、好ましくは0.1〜3重量部、低分子量ヒンダードアミン系光安定剤(C)0.05〜5重量部、好ましくは0.1〜3重量部、高分子量ヒンダードアミン系光安定剤(D)0.05〜5重量部、好ましくは0.1〜3重量部、ヒンダードフェノール系酸化防止剤(E)0.01〜5重量部、好ましくは0.05〜3重量部の割合で配合される。
【0018】
本発明のエチレン共重合体組成物にはまた、必要に応じ、種々の添加剤を配合することができる。このような添加剤の例として、着色剤、光拡散剤、難燃剤、変色防止剤などを挙げることができる。
【0019】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
【0020】
[参考例1]エチレン・メタクリル酸共重合体(メタクリル酸含量15重量%、メルトフローレート25g/10分)100重量部に対し、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤2−[2H−ベンゾトリアゾール−2−イル]−4−メチル−6−(3,4,5,6−テトラヒドロフタルイミジルメチル)フェノール(商品名シーソーブ706 シプロ化成社製)0.75重量部、低分子量ヒンダードアミン系光安定剤ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート(商品名サノール770 分子量480 三共社製)0.3重量部、高分子量ヒンダードアミン系光安定剤ポリ[(6−モルフォリノ−S−トリアジン−2,4−ジイル)[2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル]イミノ]−ヘキサメチレン[(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ](商品名サイアソーブUV3346 分子量1600±10% サイテックインダストリーズ社製)0.3重量部及びヒンダードフェノール系酸化防止剤テトラキス[メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン(商品名イルガノックス1010 チバスペシャルティケミカルズ社製)0.1重量部をドライブレンドした後、Tダイを有する単軸押出機に供給し、厚さ約1mmのシートを作成した。得られたシートにつき、サンシャインウエザロメーターを用いて耐候促進試験(83℃、シャワー60分中12分)を行い、クラック発生時間を測定した。結果を表1に示す。
【0021】
[参考例2]参考例1におけるベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤0.75重量部の代わりにトリアジン系紫外線吸収剤2−[4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン−2−イル]−5−(オクチルオキシ)フェノール(商品名サイアソーブUV1164 サイテックインダストリーズ社製)0.5重量部を使用した以外は、参考例1と同様に行った。結果を表1に示す。
【0022】
[比較例1]参考例1で使用したエチレン・メタクリル酸共重合体100重量部に対し、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤2−ヒドロキシ−4−nオクトキシベンゾフェノン(商品名セイカライザーE 大阪精化工業社製)0.5重量部、サノール770を0.2重量部及びn−オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート(商品名イルガノックス1076 チバスペシャルティケミカルズ社製)0.1重量部を配合して、参考例1と同様の操作を行った。結果を表1に示す。
【0023】
[比較例2]参考例1におけるベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤0.75重量部の代わりにベンゾフェノン系系紫外線吸収剤4−ドデシロキシ−2−ヒドロキシベンゾフェノン(商品名シーソーブ103 シプロ化成社製)0.9重量部を使用した以外は、参考例1と同様に行った。結果を表1に示す。
【0024】
[比較例3]参考例1において、高分子量ヒンダードアミン系光安定剤を使用しなかった以外は、参考例1と同様に行った。結果を表1に示す。
【0025】
[比較例4]参考例1において、低分子量ヒンダードアミン系光安定剤を使用しなかった以外は、参考例1と同様に行った。結果を表1に示す。
【0026】
[比較例5]参考例1において、紫外線吸収剤及び光安定剤を配合しなかった以外は、参考例1と同様に行った。結果を表1に示す。
【0027】
【表1】
【0028】
【発明の効果】
本発明によれば、屋外の長期使用においても着色やクラックなどの劣化が極めて起こり難く、耐候性の著しく改良されたエチレン・(メタ)アクリル酸共重合体のアイオノマーの組成物を提供することができる。したがってエチレン・(メタ)アクリル酸共重合体のアイオノマーが本来有する優れた加工性、透明性、耐薬品性、強度を生かし、しかも高度の耐候性が要求される用途に使用することができる。例えば太陽電池用封止剤用途のみならず、自動車外装材用途、建築・土木材料などにも使用することができる。
Claims (1)
- エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体のアイオノマー(A)100重量部当り、トリアジン系の紫外線吸収剤(B)0.05〜5重量部、分子量が900以下の低分子量ヒンダードアミン系光安定剤(C)0.05〜5重量部、分子量が1200〜5000の高分子量ヒンダードアミン系光安定剤(D)0.05〜5重量部及びヒンダードフェノール系酸化防止剤(E)0.01〜5重量部を配合してなる太陽電池封止材用エチレン共重合体組成物。
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