KR20110014100A

KR20110014100A - 이음새 없는 에어 백 도어를 위한, 휘발성 유기 화합물과 포그가 적은 저온 ｐｖｃ

Info

Publication number: KR20110014100A
Application number: KR1020100073320A
Authority: KR
Inventors: 제이. 텐세이 윌리엄
Original assignee: 인터내셔널 오토모티브 컴포넌츠 그룹 노쓰 어메리카, 인코포레이티드
Priority date: 2009-08-03
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2011-02-10
Also published as: CA2710610A1; CN101987904A; MX2010008487A; JP2011032472A; US20110028625A1

Abstract

본 발명은, 이음새 없는 에어 백 도어 외장에 사용할 수 있는 슬러시 성형 가능 중합 조성물 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다. 적어도 일 실시예에서, 조성물은 35 내지 60 중량%의 제 1 폴리 비닐 클로라이드 수지, 30 내지 50 중량%의 선형 트리멜리테이트 가소제, 및 1 내지 20 중량%의 아디페이트 에스테르 가소제를 포함한다. 조성물은 용융 가공 가능하고, 저온 및 고온에서 성공적으로 작동하고 적은 VOC 배출과 적은 냄새 등급을 갖는 이음새 없는 에어 백 도어를 제작하는데 사용할 수 있다.

Description

이음새 없는 에어 백 도어를 위한, 휘발성 유기 화합물과 포그가 적은 저온 ＰＶＣ{LOW VOC AND FOG, LOW TEMPERATURE PVC FOR SEAMLESS AIR BAG DOORS}

본 발명은, 자동차 인테리어에 사용되는 계기판 외장(skin)과 기타 트림 패널 요소를 제조하는데 유용한 성형 가능한 중합 조성물에 관한 것이다.

현재의 에어 백 도어(air bag door)는 더욱 이음새가 없고 "보이지 않는" 외양을 주기 위해서 흔히 차량의 계기판에 일체화된다. 따라서, 계기판 외장은 임의 테스트 기준을 충족해야 하고, 이들이 고온 및 저온과 같은 일 범위의 조건에서 적합하게 수행하도록 임의의 성능 특징을 갖추어야 한다. 예를 들어, -35℃의 저온은 외장(skin)의 부서짐과 같은 문제를 일으킬 수 있고, 이는 배치하는 동안 부서져서 탑승자에게 부상을 입힐 수 있다. 예를 들어, 85℃인 고온에서 외장의 물리적 특성이 변하기 시작하여 에어 백의 성능에 나쁜 영향을 끼칠 수 있다.

계기판 외장의 휘발성 유기 화합물(VOC)의 양과 냄새를 제한하는 것이 바람직하다. VOC 양을 낮추는 것은, 계기판 외장으로부터 증기가 새어 나간 결과로서 종종 형성될 수 있는 전면유리에 "포그(fog)" 양을 감소시킨다. 총 탄소 배출량을 물질의 그램당 탄소 50 마이크로그램 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

계기판 외장은 슬러시 성형이 연출하는 바람직한 느낌과 이것이 허용하는 높은 수준의 디테일에 기인하여 이를 사용하여 흔히 만들어진다. 따라서, 고온 및 저온에서 잘 수행되고 VOC 양이 적고 냄새가 적은 계기판 외장을 위한 슬러시 성형 가능 중합 조성물이 이점이 있을 것이다.

본 발명의 한 가지 면에서, 중합 조성물이 제공된다. 적어도 일 실시예에서, 중합 조성물은,

a) 35 내지 60 중량%의 제 1 폴리 비닐 클로라이드 수지;

b) 30 내지 50 중량%의 선형 트리멜리테이트 가소제; 및

c) 1 내지 20 중량%의 아디페이트 에스테르 가소제를

포함하고,

상기 중합 조성물은 최대 50 ㎍ C/g의 휘발성 유기 화합물 배출량을 갖는 외장을 형성하기 위해 용융 가공될 수 있다.

본 발명의 또 다른 면에서, 차량의 외장이 제공된다. 적어도 일 실시예에서, 외장은,

a) 35 내지 60 중량%의 제 1 폴리 비닐 클로라이드 수지;

b) 30 내지 50 중량%의 선형 트리멜리테이트 가소제; 및

c) 1 내지 20 중량%의 아디페이트 에스테르 가소제를

포함하는 조성물의 건조 생성물을 포함하고,

상기 중합 조성물은 최대 50㎍ C/g의 휘발성 유기 화합물 배출량을 갖는 외장을 형성하기 위해 용융 가공될 수 있다.

본 발명의 또 다른 면에서, 중합 조성물을 가공하는 방법이 제공된다. 적어도 일 실시예에서, 방법은,

a) 제 1 폴리 비닐 클로라이드 수지, 선형 트리멜리테이트 가소제, 및 아디페이트 에스테르 가소제를 적어도 포함하는, 중합체 조성물의 성분들을 제공하는 단계;

b) 상기 트리멜리테이트 및 상기 아디페이트 에스테르 가소제들의 블렌드의 제 1 부분과, 적어도 상기 PVC 수지를, 고 강도 믹서에 넣는 단계;

c) 상기 믹서가 제 1 고 전단 모드에 있는 동안 상기 믹서의 내용물을 170℉ 내지 220℉의 온도로 가열하는 단계;

d) 상기 믹서를 제 1 저 전단 모드로 전환하고 상기 트리멜리테이트 및 아디페이트 에스테르 가소제들의 나머지 부분을 넣는 단계;

e) 상기 믹서를 제 2 고 전단 모드로 되돌리고 상기 믹서의 내용물을 245℉ 내지 255℉의 온도로 가열하는 단계;

f) 상기 믹서를 제 2 저 전단 모드로 전환하고 상기 믹서의 내용물을 255℉ 내지 265℉의 온도로 가열하는 단계를

포함하며;

상기 중합 조성물은 35 내지 60 중량%의 제 1 폴리 비닐 클로라이드 수지; 30 내지 50 중량%의 선형 트리멜리테이트 가소제 및 1 내지 20 중량%의 아디페이트 에스테르 가소제를 포함하고, 상기 가소제 블렌드의 상기 제 1 부분은 총 가소제 중량의 50% 내지 70%를 포함한다.

본 발명은, 고온 및 저온에서 잘 수행되고 VOC 양이 적고 냄새가 적은 계기판 외장을 위한 슬러시 성형 가능 중합 조성물을 제공하는 효과를 갖는다.

도 1a와 도 1b는, 계기판 외장을 형성하기 위한 실시예를 도시하는 도시적인 흐름도.
도 2는, 계기판 외장에 지지 구조를 적용하는 것을 도시하는 도시적인 흐름도.

발명자들에게 현재 알려진 발명을 실시하는 최상의 형태들을 구성하는 본 명의 현 바람직한 조성물, 실시예 및 방법을 상세히 참조할 것이다. 도면은 반드시 축척에 맞는 것은 아니다. 그러나, 개시된 실시예는 다양한 그리고 대안적 형태로 실시될 수 있는 발명을 단지 예시하는 것임을 알아야 한다. 그러므로, 여기에 개시된 구체적 상세들은 한정으로서 해석되지 않아야 하며 청구항들에 대한 대표적 토대로서 및/또는 본 발명을 다양하게 채용하는 것을 당업자에게 교시하기 위한 대표적 토대로서만 해석되어야 한다.

예들에서 또는 달리 분명하게 나타낸 곳을 제외하고, 이 설명에서 물질의 양 또는 반응 및/또는 사용 조건들을 나타내는 모든 수치량은 발명의 가장 넓은 범위를 기술함에 있어 "약"이라는 단어가 사용되는 것으로 이해되어야 한다. 지정된 수치 범위 내에서 실시가 일반적으로 바람직하다. 또한, 달리 분명하게 지정되지 않는 한, 퍼센트, "부", 및 비 값은 중량을 기준으로 하고; "중합체"라는 용어는, "올리고머", "공중합체", 삼량체 등을 포함하며; 발명에 관련하여 주어진 목적에 적합하거나 바람직한 일 그룹 또는 부류의 물질들이라 기재한 것은 그룹 또는 부류의 멤버들 중 임의의 둘 이상의 혼합물도 마찬가지로 적합하거나 바람직함을 의미하며; 화학 용어로 구성 성분을 기재한 것은 설명에서 명시된 임의의 조합에 추가시 구성 성분을 말하는 것이며, 이전에 혼합된 혼합물의 구성 성분 사이의 화학적인 상호작용을 반드시 배제하는 것은 아니고; 두문자어 또는 기타 약어의 첫 번째 정의는 이후 동일 약어의 모든 사용에 적용하며 필요한 변경을 가하여 처음 정의된 약어의 일반적인 문법적 변화에도 적용한다.

또한, 본 발명은, 특정 성분 및/또는 조건이 당연히 달라질 수 있기 때문에, 이하 기술되는 구체적인 실시예 및 방법으로 본 발명이 제한되지 않음을 알아야 한다. 또한, 본 명세서에 사용되는 용어는 본 발명의 특정 실시예를 기술할 목적으로만 사용되고 어떤 식으로든 제한하기 위한 것은 아니다.

또한, 명세서와 첨부된 청구항에 사용되는 바와 같이, 단수 형태는 명백히 문맥이 달리 나타내지 않는 한, 복수의 요소를 포함한다는 것을 유의해야 한다. 예를 들어, 단수로 성분을 언급하였더라도 복수의 성분을 포함하는 것이다.

상기 출원 전체에서 공보가 참조되는 경우, 이들 공보의 전체 개시된 바는 이 발명이 속하는 현 기술상태를 더 완전히 기술하기 위해 이 출원에 참조로 포함시키는 것이다.

자동차 계기판용으로 적합한 슬러시 성형 가능 중합 조성물이 제공된다. 조성물은 일반적으로, 적어도 하나의 PVC 수지, 적어도 하나의 가소제, 및 PVC 계기판 조성물에 통상적으로 존재하는 기타 성분을 포함한다.

또한, 슬러시 성형 가능 중합 조성물로 만들어진 외장을 포함하는 자동차 인테리어 패널이 제공된다. 패널은 슬러시 성형에 의해 만들어질 수 있고, 적어도 -35℃ 내지 85℃의 서비스 온도 범위를 갖는 이음새 없는 에어 백 도어(seamless air bag door)에 탑재될 수 있다. 또한, 패널은 VOC 양이 적고 (이는 전면유리의 포그에 견딜 수 있도록 함), 냄새가 적을 수 있다.

적어도 일 실시예에서, 중합 조성물은 35% 내지 60%, 또 다른 실시예에서는 37.5% 내지 55%, 또 다른 실시예에서는 40% 내지 50% 양의 PVC 현탁 수지를 포함한다. PVC 현탁 수지는 바람직하게는 많은 양의 가소제를 수용할 수 있도록 다공성이 크다. 적어도 일 실시예에서, 다공성은 0.40 내지 0.70 cm³/g, 또 다른 실시예에서는 0.42 내지 0.65 cm³/g, 또 다른 실시예에서는 0.50 내지 0.60 cm³/g, 또 다른 실시예에서는 약 0.54 cm³/g일 수 있다. 다공성은 브라베노어 토크 리오미터{또는 플라스티코더(plasticorder)}를 사용하여 측정될 수 있다. 수락 가능한 PVC 수지의 예는, Geon(등록상표) 471 PVC 호모중합체이고, 폴리원 사로부터 입수될 수 있다.

적어도 일 실시예에서, 중합 조성물은 바람직하게는 선형 트리멜리테이트 가소제를 포함한다. 트리멜리테이트 가소제는, 30% 내지 50%, 또 다른 실시예에서는 35% 내지 45%, 또 다른 실시예에서는 37% 내지 41%의 양의 중합 조성물로 있을 수 있다. 트리멜리테이트 가소제는 저온 유연성을 증가시키고 고온에서 열화를 감소시킴으로써 조성물로부터 만들어진 자동차 인테리어 패널들에 넓은 서비스 온도를 주는데 도움을 준다. 트리멜리테이트는 프탈레이트와 같은 다른 가소제들과 비교했을 때 적은 양의 VOC를 갖는다. 적어도 일 실시예에서, 트리멜리테이트는 500 내지 650, 또 다른 실시예에서는 550 내지 600, 또 다른 실시예에서는 575 내지 595의 분자량을 갖는다. 허용 가능한 트리멜리테이트 가소제의 예는 바스프로부터 입수될 수 있는 팔라티놀(등록상표) 610TM, 또는 레이콜로 케미컬즈로부터 입수될 수 있는 n-악틸, n-데실, 트리멜리테이트(NONOTM)이다.

일반적으로, 허용 가능한 저온 및 고온 수행을 달성하기 위해서 고 중량 퍼센트의 가소제로서, 바람직하게는 100 파트 PVC 현탁 수지 당 적어도 100 파트 가소제가 사용되어야 한다. 주 가소제는 선형 트리멜리테이트일 수 있다. 이전에 PVC 조성물들은 PVC가 통상의 수지들 및 통상의 가공을 사용하는 것 이상을 유지할 수 없기 때문에 흔히 30% 트리멜리테이트 이하로 함유하였다. 중합 조성물의 적어도 일 실시예에서, 팔라티놀(등록상표) 610TM과 같은 적어도 30% 선형 트리멜리테이트 가소제와 함께 제온(등록상표) 471과 같은 고 다공성의 PVC 수지가 사용된다. 선형 트리멜리테이트는 분지(branched) 트리멜리테이트들에 비해 PVC 수지에 더 쉽게 포함되기 때문에 이들이 바람직하다. 또한, 선형 트리멜리테이트는 분지 트리멜리테이트보다 더 나은 저온 성능을 갖는다.

중합 조성물에 추가 성분은, 무엇보다도, 추가 가소제, PVC 분산 수지, 안료, 열 및 광 안정제, 이형제, 및 스테아르산을 포함할 수 있다. 기타 가소제는 홀스타로부터의 플라스탈(등록상표) CF와 같은 단량체 아디페이트 에스테르 가소제, 또는 변성 아디페이트 에스테르 가소제를 포함한 기타 아디페이트 에스테르 가소제를 포함할 수 있다. 아디페이트 에스테르 가소제는 전형적으로 트리멜리테이트보다 약간 더 많은 VOC 함량을 가지지만, 중합 조성물로 만들어진 외장에 더 나은 저온 특성(예를 들어, 덜 파쇄됨)을 준다. 중합 조성물의 적어도 일 실시예에서, 아디페이트 에스테르는 1% 내지 20%, 또 다른 실시예에서는 5% 내지 15%, 또 다른 실시예에서는 약 10%의 양으로 있을 수 있다.

PVC 분산 수지는 포르마사 플라스틱스로부터 입수될 수 있는 포르몰론(등록상표) 24A와 같은 저 분자량 PVC 단독중합체일 수 있다. 중합 조성물의 적어도 일 실시예에서, 분산 수지는 1% 내지 10%, 또 다른 실시예에서 2% 내지 5%, 또 다른 실시예에서는 약 3%의 양으로 있다.

페로 사로부터의 썸-체크(등록상표) 1187과 같은 열 안정제들은 0.5% 내지 5%, 또 다른 실시예에서는 1% 내지 3%, 또 다른 실시예에서는 1.5% 내지 2.5%량으로 중합 조성물에 존재할 수 있다. 시바로부터의 티누빈(등록상표) XT 933과 같은 광 안정제들도 포함될 수 있다. 중합 조성물의 적어도 일 실시예에서, 광 안정제는 0.1% 내지 2.0%, 또 다른 실시예에서는 0.15% 내지 1.0%, 또 다른 실시예에서는 0.2% 내지 0.5%의 양으로 존재한다.

고 분자량 지방산 에스테르와 같은 이형제가 포함될 수 있다. 수락될 수 있는 이형제의 예는 록시올(등록상표) G71S이며, 이것은 중합 조성물에 0.1% 내지 2.0%의 양으로 존재할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 이형제는 0.15% 내지 1.0%의 양으로 존재할 수 있고, 또 다른 실시예에서는 0.2% 내지 0.5%의 양으로 존재할 수 있다.

스테아르산이 조성물에 포함될 수도 있다. 중합 조성물의 적어도 일 실시예에서, 스테아르산은 0.01% 내지 1.0%, 또 다른 실시예에서는 0.02% 내지 0.1%, 또 다른 실시예에서는 0.03% 내지 0.07%의 양으로 존재한다. 유색이 요망된다면, 마이크로컬러 디스퍼션스에 의한 5B8A 차콜 블랙 마스터배치와 같은 최대 약 5% 안료가 조성물에 첨가될 수 있다.

고 다공성 PVC 수지 및 선형 트리멜리테이트를 사용하는 것 외에도, 중합 조성물의 내포된 가소제 함량을 증가시키기 위해 가공방법들도 도움이 된다. 조성물은 헨쉘 믹서와 같은 고 강도 믹서에서 성분들을 건식 혼합함으로써 만들어질 수 있다. PVC 현탁 수지 및 이외 임의의 건 성분들이 믹서에 추가되고, 가소제(들)이 추가되기 전에 선택적으로 50℉ 내지 190℉로 가열될 수 있다. 트리멜리테이트와 아디페이트 에스테르 가소제를 섞은 제 1 부분이 믹서에 추가될 수 있다. 방법의 적어도 일 실시예에서, 총 가소제 중량의 40% 내지 80%, 또 다른 실시예에서는 50% 내지 70%, 또 다른 실시예에서는 약 60%가 제 1 부분에 첨가된다. 총 가소제의 약 60%가 제 1 부분에 첨가된다면, 적어도 일 실시예에서 60%는 추가될 총 선형 트리멜리테이트 가소제의 약 75%를 포함할 수 있다. 가소제 블렌드는 혼합물에 추가되기 전에 150℉ 내지 200℉, 바람직하게는 약 190℉로 선택적으로 미리 가열될 수 있다.

이어서, 혼합물은 고 전단 하에서 180℉ 내지 220℉, 바람직하게는 약 200℉로 가열된다. 일단 혼합물이 요망되는 온도에 도달하면, 전단은 저속으로 감소되고 남은 가소제 및 조성물의 기타 어떤 임의의 액체 성분들이, 있다면, 혼합물에 첨가된다. "고 전단"은 적어도 일 실시예에서 600 내지 900 RPM, 또 다른 실시예에서 700 내지 800 RPM, 또 다른 실시예에서 약 750 RPM일 수 있다. "저 전단"은 적어도 일 실시예에서 300 내지 500 RPM, 또 다른 실시예에서 350 내지 450 RPM, 또 다른 실시예에서 약 400 RPM일 수 있다.

적어도 일 실시예에서, 나머지 가소제는 추가될 총 가소제의 약 40%를 포함한다. 적어도 일 실시예에서, 40%의 남은 가소제는 총 선형 트리멜리테이트의 25% 및 추가될 실질적으로 모든 아디페이트 에스테르 가소제를 포함할 수 있다. 가소제 및 액체 성분은 믹서에 추가되기 전에, 180℉ 내지 200℉, 바람직하게는 약 190℉로 선택적으로 미리 가열될 수 있다. 이어서 믹서는 고 전단으로 되돌아가고 온도는 245℉ 내지 255℉, 바람직하게는 약 250℉로 증가된다. 일단 이 온도에 도달되면 전단을 저속으로 되돌아가고 온도는 255℉ 내지 265℉, 바람직하게는 약 262℉로 증가된다. 이어서 혼합물은 냉각되고, PVC 수지의 표면 상에 남은 임의의 잔류 가소제를 흡수함으로써 반응되지 않은 가소제를 "소기(scavenge)"하기 위해 PVC 분산 수지가 첨가될 수 있다. 적어도 일 실시예에서, 건 블렌드의 벌크 밀도를 증가시키기 위해서, 온도가 255 내지 265℉, 바람직하게는 약 262℉일 때, 혼합물이 냉각기에 넣어지는 즉시 혼합물에 최대 15%의 칼슘 카보네이트 충전제를 첨가하는 것이 가능하다.

적어도 일 실시예에서, 차량용 계기판 외장의 형성에서 중합 조성물이 사용될 수 있다. 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 계기판 외장을 형성하기 위한 슬러시 성형 방법을 도시한 도식적 흐름도가 제공되어 있다. 이 실시예의 방법은 a) 성형 도구(12) 내에 중합 조성물(10)을 도입하는 제 1 단계를 포함한다. 조성물(10)은 사전에 적합한 형태에 되어있지 않을지라도, 극저온 연마와 같은 이 기술에 공지된 방법들 중 임의의 방법에 의해 슬러시 성형하기에 적합한 소 입자들로 만들어질 수 있다. 성형 도구(12)의 적어도 일부는 스테인리스 강 또는 니켈와 같은 금속으로 만들어진다.

후속 단계 b)에서, 조성물(10)은 성형 도구(12)의 적어도 일부 상에 층(14)을 형성하기 위해 충분한 온도로 가열된다. 단계 c)에서, 과잉의 분말은 성형 도구(12) 밖으로 내보낸다. 성형 도구(12)는 필요하다면 단계 d)에서, 남겨진 분말이 녹도록 더욱 가열된다. 마지막으로, 단계 c)에서 계기판 외장(20)이 성형 도구(12)로부터 제거된다.

도 2를 참조하면, 계기판 외장(20)에 지지부를 적용하는 것을 도시한 흐름도가 제공되어 있다. 단계 f)에서, 구조적 성분(22)이 계기판 스캔(20)에 적용된다. 이러한 구조적 성분은 당업자에게 공지된 임의의 많은 방법들에 의해 적용된다. 일 실시예에서, 구조적 성분(22)은 약 2mm 내지 약 20mm의 두께를 갖는다. 일부 변형예에서, Dow Specflex NM815와 같은 포움 수지들이 이용된다. 일 변형예에서, 외장(20)은 소정의 형상을 제공하는 몰드 내에 놓여질 수 있고 우레탄 지지부가 계기판 외장(20)의 이면 상에 분사된다. 또 다른 변형예에서, 구조적 성분(22)은 계기판 외장(20)에 성형될 수 있다. 이러한 상황들에서는 열가소성 수지들이 사용될 수 있다.

외장(20)은 차량 계기판에 이음새 없는 "보이지 않는" 에어 백 도어에서 사용될 수 있다. 적어도 일 실시예에서, 외장은 사이드 에어 백을 위한 이음새 없는 에어 백 도어에서 사용될 수도 있다. 이 실시예에서 외장은 적어도 -35℃ 내지 85℃의 서비스 온도 범위가 가능하다. -35℃에서, 외장은 에어 백 전개 동안 과도하게 부러지지 않고 기능하여 파쇄되지 않는다. 120℃에서 500시간 동안 열 에이징 동안에, 외장은 인장 강도가 적어도 일 실시예에서 최대 약 10% 더 또는 적게, 또 다른 실시예에서 최대 약 5%, 또 다른 실시예에서 최대 약 2.5%로 변한다. 동일 열 에이징 동안에, 외장은 인열 강도가 적어도 일 실시예에서 최대 약 25% 더 또는 적게, 또 다른 실시예에서 최대 약 20%, 또 다른 실시예에서 최대 약 15%로 변한다. 동일 열 에이징 동안, 외장은 파단 연신률이 적어도 일 실시예에서 최대 약 5% 더 또는 적게, 또 다른 실시예에서 최대 약 2.5%, 또 다른 실시예에서 최대 약 1%로 변한다.

외장의 물리적 특성들은 에어 백 전개의 저온 및 고온 성공에 영향을 미칠 수 있다. 적어도 일 실시예에서, 외장(20)은 -25℃ 미만의, 또 다른 실시예에서 -50℃ 미만의, 또 다른 실시예에서 -60℃ 미만의 유리 전이 온도(Tg)를 가질 수 있다. 외장의 인열 강도는 저온에서 파쇄됨이 없이 수행하는 외장의 능력을 판정하는데 도움을 준다. 적어도 일 실시예에서, 외장의 인열 강도는 ASTM D1004로 측정되었을 때 20 내지 50 kN/m, 또 다른 실시예에서는 25 내지 40 kN/m, 또 다른 실시예에서는 30 내지 35 kN/m이다. 외장의 항복 인장 강도는 에어 백 전개시 파쇄가 일어날지 여부에 영향을 미칠 수 있다. 적어도 일 실시예에서, 항복 인장 강도는 ASTM D412를 사용하여 측정되었을 때 7 내지 12 Mpa, 또 다른 실시예에서 8 내지 11 MPa, 또 다른 실시예에서 약 9 내지 10 MPa이다. 외장의 파단 연신률은 ASTM D412를 사용하여 측정되었을 때 적어도 일 실시예에서 적어도 250 %, 또 다른 실시예에서 적어도 300 %, 또 다른 실시예에서 적어도 325%일 수 있다. 낮은 인열 및 인장 강도들은 전형적으로 외장이 에어 백 도어로서 사용될 때 파쇄 가능성을 감소시킨다.

외장(20)은 시간이 지남에 따라 외장으로부터 휘발성 유기 화합물(VOC) 배출시 차량의 창문과 전면유리에 발생하는 "포그"를 감소 또는 제거하기 위해 이들 VOC를 매우 적은 양으로 갖고 있을 수 있다. 적어도 일 실시예에서, 폭스바겐 PV3341 테스트 방법을 사용하였을 때, 외장으로부터 총 탄소 배출량은 50㎍ C/g 미만, 또 다른 실시예에서는 25㎍ C/g 미만, 또 다른 실시예에서는 10㎍ C/g 미만, 또 다른 실시예에서는 5㎍ C/g 미만이다. 간략히, PV 3341 테스트 방법은 120℃에서 5시간 동안 샘플을 담은 바이알(vial)을 가열하고 기체 크로마토그래피로 바이알 내용물을 분석하는 것을 수반한다.

일부 차량에 대해 외장이 냄새가 거의 없는 것이 요구될 수 있는데, 이는 트리멜리테이트 및 아디페이트 에스테르 가소제를 사용하여 달성될 수도 있다. 냄새는 폭스바겐 PV3900과 같은 표준화된 프로토콜을 사용하여 측정될 수도 있다. 간략히, 이 테스트에서 테스트될 물질 샘플에 3가지 서로 다른 열 및 시간 조건을 가하고 등급 1 내지 6의 스케일로 평가되며, 1등급은 "감지할 수 없음"이며 6등급은 "참을 수 없음"이다. 제 1 테스트 조건은 24시간 동안 23℃에서 이며, 제 2 조건은 24시간 동안 40℃에서 이고, 제 3 테스트 조건은 2시간 동안 80℃에서 이다. 적어도 일 실시예에서, 외장(20)은 모든 3가지 조건들에 대해 냄새 스케일로 최대 3.0의 냄새 등급을 가질 수 있고, 또 다른 실시예에서 외장은 모든 3가지 조건들에 대해 최대 2.0의 냄새 등급을 가질 수 있고, 또 다른 실시예에서 외장은 모든 3가지 조건에 대해 약 1.5의 냄새 등급을 가질 수 있다.

위에 특성은 본 발명의 여러 실시예들로부터 만들어진 외장을 보이지 않는 에어 백 도어용으로 매우 적합하게 한다. 프탈레이트들과 같은 상이한 가소제를 사용한 다른 외장에 비해, 위에 기술된 중합 조성물들로부터 만들어진 외장은 낮은 인열 강도, 낮은 T_g, 적은 VOC 배출, 적은 냄새를 가지며, 이들 모두는 전형적으로 에어 백 도어 외장에 이익이 된다. 예를 들어, 프탈레이트 가소제를 사용한 PVC 합금이 US2006/0252885에 기술되어 있다. 합금의 조성물 및 특성들을 표 3 및 표 4에 열거하였다.

다음 예들은 본 발명의 여러 실시예들을 예시한 것이다. 당업자들은 본 발명의 정신 및 청구항들의 범위 내에 있는 많은 변형예들을 인식할 것이다.

표 1은 조성물에 성분들의 일부의 적합한 범위들을 제공한다.

표 2는 슬러시 성형 공정을 통해 외장층을 형성하기 위해 사용되었던 테스트 샘플의 조성물을 제공한다.

표 3은 표 2의 조성물로 준비된 외장의 일부 물리적 특성들에 대한 테스트 데이터를 제공한다.

성분 범위

성분	제 1 실시예	제 2 실시예	제 3 실시예
PVC 현탁 수지	35% 내지 60%	37.5% 내지 55%	40% 내지 50%
트리멜리테이트 가소제	35% 내지 50%	35% 내지 45%	37% 내지 41%
아디테이트 에스테르 가소제	1.0% 내지 20%	5.0% 내지 15%	~10%
PVC 분산 수지	0% 내지 10%	2.0% 내지 5.0%	~3.0%
열 안정제	0% 내지 5.0%	1.0% 내지 3.0%	1.5% 내지 2.5%
광 안정제	0% 내지 2.0%	0.15% 내지 1.0%	0.2% 내지 0.5%
이형제	0% 내지 2.0%	0.15% 내지 1.0%	0.2% 내지 0.5%
스테아르산	0% 내지 1.0%	0.02% 내지 0.1%	0.03% 내지 0.07%
안료/색소제	0% 내지 5%	≤5%	≤5%
칼슘 카보네이트	0% 내지 15%	≤15%	≤15%

샘플 조성물

성분	중량%
제온(등록상표) 471	44.1%
팔라니놀(등록상표)610TM	38.8%
플라스탈(등록상표)CF	9.7%
포르몰론(등록상표)-24A	3.1%
썸-체크(등록상표)1187	1.8%
TINUVIN(등록상표)XT 833	0.22%
LOXIOL(등록상표)G71S	0.22%
스테아르산	0.04%
5B8A 마스터배치	2.0%

비교 조성물

PVC 현탁 수지	100그램
PVC 분산 수지	7그램
선상 프탈레이트 가소제	50~100 그램(75가 바람직함)
에폭시화 콩기름	5~12 그램
단량체 아디페이트 가소제	5~60 그램(20이 바람직함)
열 안정제	3~5 그램
광 안정제	0.5~1.5 그램
칼슘 카보네이트	2~20 그램
열가소성 엘라스토머	35~75 그램(38이 바람직함)

물리적 특성

	유리 전이온도	인열 강도 (ASTM D1004)	인장 강도 (ASTM D412)	파단 연신률(ASTM D412)	VOC 배출량 (PV3341)	23℃에서 냄새 (PV3900)	40℃에서 냄새 (PV3900)	80℃에서 냄새 (PV3900)
샘플 비교	-60.9℃	32.07kN/m	9.09Mpa	325%	3.53㎍C/g	1.3	1.6	1.5
120℃에서 500시간후 샘플 비교	NA	37.0kN/m	8.9Mpa	327%	NA	NA	NA	NA
120℃에서 500시간후 퍼센트 변화	NA	15.37kN/m	2.09Mpa	0.62%	NA	NA	NA	NA
프탈레이트를 사용한 종래의 PVC 합금	-58.7℃	36.2kN/m	8.8Mpa	309%	6.24㎍C/g	2.0	3.0	3.3

발명의 실시예가 예시 및 기술되었으나, 이들 실시예는 발명의 모든 가능한 행태들을 예시하고 기술하려는 것이 아니다. 그보다는, 명세서에서 사용된 단어들은 한정이 아니라 설명하려는 단어들이며 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경될 수 있음을 알아야 한다.

Claims

중합 조성물에 있어서,
a) 35 내지 60 중량%의 제 1 폴리 비닐 클로라이드 수지와,
b) 30 내지 50 중량%의 선형 트리멜리테이트 가소제(linear trimellitate plasticizer)와,
c) 1 내지 20 중량%의 아디페이트 에스테르 가소제(adipate ester plasticizer)를
포함하고,
상기 중합 조성물은 50㎍ C/g 이하의 휘발성 유기 화합물 배출량을 갖는 외장(skin)을 형성하기 위해 용융 가공 가능한, 중합 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 선형 트리멜리테이트는 500 내지 650의 분자량을 갖는, 중합 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 선형 트리멜리테이트 가소제는 35 내지 45 중량%의 양으로 존재하는, 중합 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 제 1 PVC 수지는 0.42 내지 0.65cm³/g의 다공성을 갖는 현탁 수지(suspension resin)인, 중합 조성물.
제 4항에 있어서, 상기 제 1 PVC 수지의 다공성은 0.50 내지 0.60cm³/g인, 중합 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 PVC 수지는 35 내지 55 중량%의 양으로 존재하고, 상기 아디페이트 에스테르 가소제는 변성 아디페이트 에스테르(modified adipate ester)를 포함하는, 중합 조성물.
제 1항에 있어서, 1 내지 10 중량%의 제 2 PVC 수지를 더 포함하고, 상기 제 2 PVC 수지는 분산 수지(dispersion resin)인, 중합 조성물.
제 7항에 있어서,
d) 5 중량% 이하의 안료와,
e) 0.5 내지 5 중량%의 열 안정제와,
f) 0.1 내지 2.0 중량%의 광 안정제와,
g) 0.1 내지 2.0 중량%의 지방산 에스테르와,
h) 0.01 내지 1.0 중량%의 스테아르산을
더 포함하는, 중합 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 조성물의 유리 전이 온도는 -50℃ 미만인, 중합 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 조성물의 유리 전이 온도는 -60℃ 미만인, 중합 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 형성된 외장은 30 내지 35 kN/m의 인열 강도를 갖는, 중합 조성물.
제 11항에 있어서, 상기 외장의 인열 강도는 120℃에서 500시간 에이징 후에 최대 20%만큼 변하는, 중합 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 형성된 외장은 8 내지 11 MPa의 항복 인장 강도를 갖는, 중합 조성물.
제 13항에 있어서, 상기 외장의 항복 인장 강도는 120℃에서 500시간 에이징 후에 최대 5%만큼 변하는, 중합 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 외장은 23℃, 40℃ 및 80℃에서 측정시 2.0 미만의 냄새 등급(odor grade)을 갖는, 중합 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 외장은 5㎍ C/g 이하의 휘발성 유기 화합물 배출량을 갖는, 중합 조성물.
차량 인테리어 요소를 위한 외장으로서, 상기 외장은,
a) 35 내지 60 중량%의 제 1 폴리 비닐 클로라이드 수지와,
b) 30 내지 50 중량%의 선형 트리멜리테이트 가소제와,
c) 1 내지 20 중량%의 아디페이트 에스테르 가소제를
포함하는
조성물의 건조 생성물을 포함하고,
상기 중합 조성물은 50㎍ C/g 이하의 휘발성 유기 화합물 배출량을 갖는 외장을 형성하기 위해 용융 가공 가능한, 외장.
중합 조성물을 가공하는 방법에 있어서,
a) 제 1 폴리 비닐 클로라이드 수지, 선형 트리멜리테이트 가소제, 및 아디페이트 에스테르 가소제를 적어도 포함하는, 중합체 조성물의 성분들을 제공하는 단계와,
b) 상기 트리멜리테이트와 상기 아디페이트 에스테르 가소제의 블렌드의 제 1 부분과, 적어도 PVC 수지를 고 강도 믹서(high intensity mixer)에 삽입하는 단계와,
c) 상기 믹서가 제 1 고 전단 모드(high shear mode)에 있는 동안 상기 믹서의 내용물을 170℉ 내지 220℉의 온도로 가열하는 단계와,
d) 상기 믹서를 제 1 저 전단 모드로 전환하고, 상기 트리멜리테이트 및 아디페이트 에스테르 가소제의 나머지 부분을 삽입하는 단계와,
e) 상기 믹서를 제 2 고 전단 모드로 되돌리고, 상기 믹서의 내용물을 245℉ 내지 255℉의 온도로 가열하는 단계;
f) 상기 믹서를 제 2 저 전단 모드로 전환하고 상기 믹서의 내용물을 255℉ 내지 265℉의 온도로 가열하는 단계를
포함하고,
상기 중합 조성물은, 35 내지 60 중량%의 제 1 폴리 비닐 클로라이드 수지와, 30 내지 50 중량%의 선형 트리멜리테이트 가소제와, 1 내지 20 중량%의 아디페이트 에스테르 가소제를 포함하고, 상기 가소제 블렌드의 상기 제 1 부분은 총 가소제 중량의 50% 내지 70%를 포함하는, 중합 조성물 가공 방법.
제 19항에 있어서, 상기 트리멜리테이트와 아디페이트 에스테르 가소제 블렌드의 제 1 부분은 총 가소제 중량의 약 60%를 포함하는, 중합 조성물 가공 방법.
제 19항에 있어서, 상기 가소제 블렌드의 제 1 부분은 상기 트리멜리테이트 가소제 총량의 약 75 %를 포함하고, 나머지 부분은 트리멜리테이트 가소제와 실질적으로 모든 아디페이트 에스테르 가소제의 총량의 약 25%를 포함하는, 중합 조성물 가공 방법.