KR20240058933A - 스티어링 휠 구성 - Google Patents

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KR20240058933A
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polyurethane material
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크리스토퍼 세이페르트
사티아나라야나 니스탈라
지관 양
주니어 조셉 제이. 본토르치크
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루브리졸 어드밴스드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

스티어링 휠 림, 허브 베이스 및 적어도 하나의 스포크를 포함하는 차량용 스티어링 휠이 제공되며, 허브 베이스는 스티어링 휠 림 내부에 배열되고, 허브 베이스는 적어도 하나의 스포크에 의해 스티어링 휠 림에 연결된다. 스티어링 휠은 강성 사출 성형 열가소성 폴리우레탄 재료로 형성된다.

Description

스티어링 휠 구성
본 발명은 차량용 스티어링 휠에 관한 것이다.
본 발명은 스티어링 휠 프레임을 포함하는 차량용 스티어링 휠을 제공하며, 스티어링 휠 프레임은 (a) 중량 평균 분자량(Mw)이 50,000 내지 350,000 달톤, 또는 80,000 내지 200,000 달톤이고; (b) ASTM D256에 따라 측정된 노치 아이조드 충격 강도(Notched Izod Impact Strength)(3.2 mm/23℃)가 1.5 내지 30 ft-lb/in, 또는 15 내지 30 ft-lb/in이고; (c) ASTM D790에 따라 측정된 굴곡 모듈러스가 80,000 내지 2,300,000 또는 150,000 내지 500,000이고; (d) ASTM D 3763에 따라 측정된 인스트루먼트 다트 충격(Instrumented Dart Impact)(23℃에서의 총 에너지)이 100 내지 900 in-lb이고; (e) ASTM D638에 따라 측정된 인장 모듈러스가 80,000 내지 2,600,000 psi, 또는 100,000 내지 300,000 psi인 제1 열가소성 폴리우레탄 재료를 포함한다. 본 발명은 또한 제1 열가소성 폴리우레탄 조성물을 사출 성형하여 스티어링 휠 프레임을 형성하는 스티어링 휠의 제조 방법을 포함한다.
다른 실시 형태에서, 스티어링 휠 프레임은 폼 커버(foam cover)를 또한 포함하며, 폼 커버는 가요성 사출 성형 열가소성 폴리우레탄 폼을 포함하고, 가요성 사출 성형 열가소성 폴리우레탄 폼은 (i) 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정할 때 중량 평균 분자량이 50,000 내지 350,000 달톤 또는 100,000 내지 200,000 달톤이고 분산도(Mw/Mn)가 1.2 내지 3.5 또는 2.0 내지 2.5인 제2 열가소성 폴리우레탄 재료와 (ii) 화학적 발포제 및/또는 셀 개방 계면활성제의 조합으로 형성된다. 본 발명은 또한 본 명세서에 기재된 바와 같은 제2 열가소성 폴리우레탄 재료와 발포제의 조합을 포함하는 발포 혼합물을 사출 성형함으로써 폼 커버로 스티어링 휠 프레임을 부분적으로 또는 완전히 덮는 방법을 제공한다.
도 1은 스티어링 휠의 개략도를 도시한다.
본 발명은 차량용 스티어링 휠을 제공한다. 예시적인 일 실시 형태에서, 스티어링 휠은 스티어링 휠 림, 허브 베이스 및 적어도 하나의 스포크를 포함하고, 허브 베이스는 스티어링 휠 림 내부에 배열되고, 허브 베이스는 적어도 하나의 스포크에 의해 림에 연결된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 스티어링 휠 프레임 구성의 예를 예시한다. 이러한 예시적인 실시 형태에서, 스티어링 휠 프레임은 스티어링 휠 림(1), 2개의 측부 스포크(2), 하나의 중앙 스포크(3), 및 허브 베이스(4)로 구성된다. 이러한 예시적인 실시 형태에서, 측부 스포크(2) 및 중앙 스포크(3)는 스티어링 휠 림(1)을 허브 베이스(4)에 연결한다. 허브 베이스(4)는 하나 이상의 리세스(41, 42)가 포함된 하부 표면(40)을 갖는다. 일 실시 형태에서, 리세스 중 하나, 예를 들어 리세스(42)는 스티어링 휠이 이용되는 차량의 스티어링 샤프트를 수용하는 역할을 할 수 있다.
일 실시 형태에서, 허브 베이스(4)는 예를 들어 에어백 모듈과 같은 추가 차량 구성요소가 허브 베이스 내에 삽입될 수 있도록 형상화된다. 이러한 추가 구성요소는 당업계에서 임의의 공지된 또는 이후에 발견될 수단에 의해 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 범위 내에 포함될 수 있는 스티어링 휠 프레임 실시 형태의 예를 예시하지만, 스티어링 휠 프레임은, 스티어링 휠 프레임이 본 명세서에 기술된 바와 같은 열가소성 폴리우레탄 재료로 제조된다는 유일한 단서 조항으로, 당업계에서 현재 공지된 또는 이후에 개발될 수 있는 바와 같은 임의의 유형의 구성을 가질 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 스티어링 휠의 구성은 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 출원 공개 제2010/0018343호, 미국 특허 제5445048호, 영국 특허 제2061848호, 국제특허 공개 WO2002006108호, 및 국제특허 공개 WO2008025546호에 예시되어 있다.
일 실시 형태에서, 본 발명의 스티어링 휠은 또한 스티어링 휠 프레임 상에 폼 커버를 포함한다. 본 발명에서, 폼 커버는 본 명세서에 기술된 바와 같은 열가소성 폴리우레탄 재료로 제조된다.
본 발명에서, 스티어링 휠 프레임은 열가소성 폴리우레탄 재료로 구성된다. 일부 실시 형태에서, 스티어링 휠 프레임을 위한 폼 커버가 또한 열가소성 폴리우레탄 재료를 포함한다. 열가소성 폴리우레탄 재료의 조성은 하기에 더욱 상세하게 기재될 것이다.
본 발명에 유용한 열가소성 폴리우레탄("TPU") 조성물은 일반적으로 폴리아이소시아네이트 성분, 폴리올 성분, 및 사슬 연장제 성분의 반응 생성물을 포함한다. 이러한 성분들은 아래에서 더 상세히 설명될 것이다.
본 발명의 일부 실시 형태에서, 폴리아이소시아네이트 성분은 하나 이상의 다이아이소시아네이트를 포함한다. 유용한 폴리아이소시아네이트는 방향족 폴리아이소시아네이트 또는 지방족 폴리아이소시아네이트 또는 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다. 유용한 폴리아이소시아네이트의 예는 방향족 다이아이소시아네이트, 예를 들어 4,4'-메틸렌비스(페닐 아이소시아네이트)(MDI), m-자일렌 다이아이소시아네이트(XDI), 페닐렌-1,4-다이아이소시아네이트, 3,3'-다이메틸-4,4'-바이페닐렌 다이아이소시아네이트(TODI), 1,5-나프탈렌 다이아이소시아네이트(NDI) 및 톨루엔 다이아이소시아네이트(TDI)뿐만 아니라 지방족 다이아이소시아네이트, 예를 들어 아이소포론 다이아이소시아네이트(IPDI), 1,6-헥사메틸렌 다이아이소시아네이트(HDI), 1,4-사이클로헥실 다이아이소시아네이트(CHDI), 데칸-1,10-다이아이소시아네이트, 라이신 다이아이소시아네이트(LDI), 1,4-부탄 다이아이소시아네이트(BDI) 및 다이사이클로헥실메탄-4,4'-다이아이소시아네이트(H12MDI)를 포함하지만 이로 한정되지 않는다. 일부 실시 형태에서, 둘 이상의 폴리아이소시아네이트의 혼합물이 사용될 수 있다.
본 발명에 사용되는 열가소성 폴리우레탄 조성물은 또한 폴리올 성분을 사용하여 제조된다. 폴리올은 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리카르보네이트 폴리올, 폴리실록산 폴리올 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 폴리올 또는 이의 성분은 바이오매스(biomass) 자원으로부터 유래되고, 다른 실시 형태에서 성분은 합성 성분이거나 석유로부터 유래된다.
일 실시 형태에서, 폴리올 성분은 폴리에스테르 폴리올일 수 있다. 본 발명에 유용한 폴리에스테르 폴리올은 (1) 하나 이상의 글리콜과 하나 이상의 다이카르복실산 또는 무수물의 에스테르화 반응에 의해, 또는 (2) 에스테르교환 반응, 즉, 하나 이상의 글리콜과 다이카르복실산의 에스테르의 반응에 의해 제조될 수 있다. 말단 하이드록실 기가 우세한 선형 사슬을 수득하기 위해, 일반적으로 산에 대하여 1 몰 초과의 과량의 글리콜의 몰비가 바람직하다. 적합한 폴리에스테르 중간체는 또한 전형적으로 ε-카프로락톤 및 다이에틸렌 글리콜과 같은 2작용성 개시제로 제조된 폴리카프로락톤과 같은 다양한 락톤을 포함한다. 원하는 폴리에스테르의 다이카르복실산은 지방족, 지환족, 방향족 또는 이들의 조합일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 단독으로 또는 혼합물로 사용될 수 있는 다이카르복실산은 일반적으로 총 4 내지 15개의 탄소 원자를 가지며, 석신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 도데칸이산, 아이소프탈산, 테레프탈산, 사이클로헥산 다이카르복실산 등을 포함한다. 프탈산 무수물, 테트라하이드로프탈산 무수물 등과 같은 상기 다이카르복실산의 무수물이 또한 사용될 수 있다. 바람직한 폴리에스테르 중간체를 형성하기 위해 반응시키는 글리콜은 상기에 기재된 임의의 글리콜을 사슬 연장제 섹션에 포함하는 지방족, 방향족, 또는 이들의 조합일 수 있으며, 총 2 내지 20개 또는 2 내지 12개의 탄소 원자를 갖는다. 적합한 예에는, 에틸렌 글리콜, 1,2-프로판다이올, 1,3-프로판다이올, 1,3-부탄다이올, 1,4-부탄다이올, 1,5-펜탄다이올, 1,6-헥산다이올, 2,2-다이메틸-1,3-프로판다이올, 1,4-사이클로헥산다이메탄올, 데카메틸렌 글리콜, 도데카메틸렌 글리콜 및 이들의 혼합물이 포함된다.
폴리에스테르 폴리올 성분은 또한 하나 이상의 폴리카프로락톤 폴리에스테르 폴리올을 포함할 수 있다. 본 명세서에 기재된 기술에 유용한 폴리카프로락톤 폴리에스테르 폴리올은 카프로락톤 단량체로부터 유도된 폴리에스테르 다이올을 포함한다. 폴리카프로락톤 폴리에스테르 폴리올은 1차 하이드록실 기로 말단화된다. 적합한 폴리카프로락톤 폴리에스테르 폴리올은 ε-카프로락톤, 및 다이에틸렌 글리콜, 1,4-부탄다이올, 또는 본 명세서에 열거된 임의의 다른 글리콜 및/또는 다이올과 같은 2작용성 개시제로 제조될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 폴리카프로락톤 폴리에스테르 폴리올은 카프로락톤 단량체로부터 유도된 선형 폴리에스테르 다이올이다.
유용한 예에는, CAPA™ 2202A(수 평균 분자량 (Mn) 2,000의 선형 폴리에스테르 다이올), 및 CAPA™ 2302A(3,000 Mn의 선형 폴리에스테르 다이올)이 포함되며, 두 가지 모두 퍼스토르프 폴리올스 인크.(Perstorp Polyol Inc.)로부터 구매가능하다. 이들 재료는 또한 2-옥세파논 및 1,4-부탄다이올로서 기재될 수 있다.
폴리카프로락톤 폴리에스테르 폴리올은 2-옥세파논 및 다이올로부터 제조될 수 있으며, 여기서 다이올은 1,4-부탄다이올, 다이에틸렌 글리콜, 모노에틸렌 글리콜, 1,6-헥산다이올, 2,2-다이메틸-1,3-프로판다이올 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 폴리카프로락톤 폴리에스테르 폴리올을 제조하는 데 사용되는 다이올은 선형이다. 일부 실시 형태에서, 폴리카프로락톤 폴리에스테르 폴리올은 1,4-부탄다이올로 제조된다. 일부 실시 형태에서, 폴리카프로락톤 폴리에스테르 폴리올은 수 평균 분자량이 500 내지 10,000, 또는 500 내지 5,000, 또는 1,000 또는 심지어 2,000 내지 4,000 또는 심지어 3,000이다.
일 실시 형태에서, 폴리올 성분은 폴리에테르 폴리올일 수 있다. 적합한 폴리에테르 폴리올 중간체는 총 2 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 다이올 또는 폴리올, 일부 실시 형태에서 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 옥사이드, 전형적으로 에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 에테르와 반응하는 알킬 다이올 또는 글리콜로부터 유도된 폴리에테르 폴리올을 포함한다. 예를 들어, 하이드록실 작용성 폴리에테르는 먼저 프로필렌 글리콜을 프로필렌 옥사이드와 반응시킨 후 후속하여 에틸렌 옥사이드와 반응시켜 생성될 수 있다. 에틸렌 옥사이드로부터 생성된 1차 하이드록실 기는 2차 하이드록실 기보다 반응성이 크며, 따라서 바람직하다. 유용한 시판 폴리에테르 폴리올에는 에틸렌 글리콜과 반응된 에틸렌 옥사이드를 포함하는 폴리(에틸렌 글리콜), 프로필렌 글리콜과 반응된 프로필렌 옥사이드를 포함하는 폴리(프로필렌 글리콜), 중합된 테트라하이드로푸란으로도 기재될 수 있으며 통상적으로 PTMEG로 지칭되는, 테트라하이드로푸란과 반응된 물을 포함하는 폴리(테트라메틸렌 에테르 글리콜)이 포함된다. 일부 실시 형태에서, 폴리에테르 중간체는 PTMEG를 포함한다. 적합한 폴리에테르 폴리올은 또한 알킬렌 옥사이드의 폴리아미드 부가물을 포함하며, 예를 들어 에틸렌다이아민과 프로필렌 옥사이드의 반응 생성물을 포함하는 에틸렌다이아민 부가물, 다이에틸렌트라이아민과 프로필렌 옥사이드의 반응 생성물을 포함하는 다이에틸렌트라이아민 부가물, 및 유사한 폴리아미드 유형 폴리에테르 폴리올을 포함할 수 있다. 코폴리에테르가 또한 기재된 조성물에 이용될 수 있다. 전형적인 코폴리에테르는 THF와 에틸렌 옥사이드의 반응 생성물 또는 THF와 프로필렌 옥사이드의 반응 생성물을 포함한다. 이들은 바스프(BASF)로부터 PolyTHF(등록상표) B(블록 공중합체) 및 PolyTHF(등록상표) R(랜덤 공중합체)로서 입수가능하다. 다양한 폴리에테르 중간체는 말단 작용기의 분석에 의해 결정할 때 수 평균 분자량(Mn)이 일반적으로 약 700 초과, 예컨대 약 700 내지 약 10,000, 약 1,000 내지 약 5,000, 또는 약 1,000 내지 약 2,500의 평균 분자량이다. 일부 실시 형태에서, 폴리에테르 중간체는 2,000 Mn 및 1,000 Mn PTMEG의 블렌드와 같은 둘 이상의 상이한 분자량의 폴리에테르의 블렌드를 포함한다.
또 다른 실시 형태에서, 폴리올 성분은 폴리카르보네이트 폴리올일 수 있다. 적합한 폴리카르보네이트 폴리올은 글리콜을 카르보네이트와 반응시켜 제조된 것들을 포함한다. 미국 특허 제4,131,731호는 하이드록실 말단화된 폴리카르보네이트 및 이의 제조의 개시내용에 대하여 본 명세서에 참조로서 포함된다. 이러한 폴리카르보네이트는 선형이며, 다른 말단기를 본질적으로 제외한 말단 하이드록실 기를 갖는다. 필수 반응물은 글리콜 및 카르보네이트이다. 적합한 글리콜은 4 내지 40개 또는 심지어 4 내지 12개의 탄소 원자를 함유하는 지환족 및 지방족 다이올, 및 분자당 2 내지 20개의 알콕시 기를 함유하는 폴리옥시알킬렌 글리콜(여기서 각각의 알콕시 기는 2 내지 4개의 탄소 원자를 함유함)로부터 선택된다. 적합한 다이올에는 1,4-부탄다이올, 1,5-펜탄다이올, 네오펜틸 글리콜, 1,6-헥산다이올, 2,2,4-트라이메틸-1,6-헥산다이올, 1,10-데칸다이올, 수소화 다이리놀레일글리콜, 수소화 다이올레일글리콜, 3-메틸-1,5-펜탄다이올과 같은 4 내지 12개의 탄소 원자를 함유하는 지방족 다이올; 및 1,3-사이클로헥산다이올, 1,4-다이메틸올사이클로헥산, 1,4-사이클로헥산다이올-, 1,3-다이메틸올사이클로헥산-, 1,4-엔도메틸렌-2-하이드록시-5-하이드록시메틸 사이클로헥산 및 폴리알킬렌 글리콜과 같은 지환족 다이올이 포함된다. 상기 반응에 사용되는 다이올은 완성품에서 요구되는 특성에 따라 단일 다이올 또는 다이올의 혼합물일 수 있다. 하이드록실 말단화된 폴리카르보네이트 중간체는 일반적으로 당업계 및 문헌에 공지된 것들이다. 적합한 카르보네이트는 5 내지 7원 고리로 구성된 알킬렌 카르보네이트로부터 선택된다. 본 명세서에 사용하기에 적합한 카르보네이트에는 에틸렌 카르보네이트, 트라이메틸렌 카르보네이트, 테트라메틸렌 카르보네이트, 1,2-프로필렌 카르보네이트, 1,2-부틸렌 카르보네이트, 2,3-부틸렌 카르보네이트, 1,2-에틸렌 카르보네이트, 1,3-펜틸렌 카르보네이트, 1,4-펜틸렌 카르보네이트, 2,3-펜틸렌 카르보네이트 및 2,4-펜틸렌 카르보네이트가 포함된다. 또한, 다이알킬카르보네이트, 지환족 카르보네이트 및 다이아릴카르보네이트가 본 명세서에 적합하다. 다이알킬카르보네이트는 각각의 알킬 기에 2 내지 5개의 탄소 원자를 함유할 수 있으며, 이의 특정예는 다이에틸카르보네이트 및 다이프로필카르보네이트이다. 지환족 카르보네이트, 특히 이지환족(dicycloaliphatic) 카르보네이트는 각각의 환형 구조에 4 내지 7개의 탄소 원자를 함유할 수 있으며, 하나 또는 2개의 이러한 구조가 존재할 수 있다. 하나의 기가 지환족인 경우, 다른 하나는 알킬 또는 아릴일 수 있다. 한편, 하나의 기가 아릴인 경우, 다른 하나는 알킬 또는 지환족일 수 있다. 각각의 아릴 기에 6 내지 20개의 탄소 원자를 함유할 수 있는 적합한 다이아릴카르보네이트의 예는 다이페닐카르보네이트, 다이톨릴카르보네이트 및 다이나프틸카르보네이트이다.
일 실시 형태에서, 폴리올 성분은 폴리실록산 폴리올을 포함할 수 있다. 적합한 폴리실록산 폴리올은 α-ω-하이드록실 또는 아민 또는 카르복실산 또는 티올 또는 에폭시 말단화된 폴리실록산을 포함한다. 예에는 하이드록실 또는 아민 또는 카르복실산 또는 티올 또는 에폭시 기로 말단화된 폴리(다이메틸실록산)이 포함된다. 일부 실시 형태에서, 폴리실록산 폴리올은 하이드록실 말단화된 폴리실록산이다. 일부 실시 형태에서, 폴리실록산 폴리올은 수 평균 분자량이 300 내지 5,000, 또는 400 내지 3,000의 범위이다.
폴리실록산 폴리올은 폴리실록산 하이드라이드와 지방족 다가 알코올 또는 폴리옥시알킬렌 알코올 사이의 탈수소화 반응으로 폴리실록산 골격 상에 알코올성 하이드록시 기를 도입함으로써 수득될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 폴리실록산은 하기 식을 갖는 하나 이상의 화합물로 표시될 수 있다:
여기서, 각각의 R1 및 R2는 독립적으로 1 내지 4개의 탄소 원자의 알킬 기, 벤질, 또는 페닐 기이고; 각각의 E는 OH 또는 NHR3이며, R3은 수소, 1 내지 6개의 탄소 원자의 알킬 기, 또는 5 내지 8개의 탄소 원자의 사이클로알킬 기이고; a 및 b는 각각 독립적으로 2 내지 8의 정수이고; c는 3 내지 50의 정수이다. 아미노-함유 폴리실록산에서, E 기 중 적어도 하나는 NHR3이다. 하이드록실-함유 폴리실록산에서, E 기 중 적어도 하나는 OH이다. 일부 실시 형태에서, R1 및 R2 둘 모두는 메틸 기이다.
적합한 예에는 α,ω-하이드록시프로필 말단화된 폴리(다이메틸실록산) 및 α,ω-아미노 프로필 말단화된 폴리(다이메틸실록산)이 포함되며, 둘 모두 구매가능한 재료이다. 추가의 예에는 폴리(다이메틸실록산) 재료와 폴리(알킬렌 옥사이드)의 공중합체가 포함된다.
본 명세서에 기재된 열가소성 폴리우레탄 조성물은 전형적으로 사슬 연장제 성분을 사용하여 제조될 것이다. 사슬 연장제는 다이올, 다이아민 및 이들의 조합을 포함할 수 있다.
적합한 사슬 연장제는 비교적 작은 폴리하이드록시 화합물, 예를 들어 2 내지 20, 또는 2 내지 12, 또는 2 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 저급 지방족 또는 단쇄 글리콜을 포함한다. 적합한 예에는 에틸렌 글리콜, 다이에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 다이프로필렌 글리콜, 1,4-부탄다이올(BDO), 1,6-헥산다이올(HDO), 1,3-프로판다이올, 1,5-펜탄다이올, 네오펜틸글리콜, 1,4-사이클로헥산다이메탄올(CHDM), 2,2-비스[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]프로판(HEPP), 하이드로퀴논 비스(2-하이드록시에틸) 에테르(HQEE), 헥사메틸렌다이올, 헵탄다이올, 노난다이올, 도데칸다이올, 3-메틸-1,5-펜탄다이올, 에틸렌다이아민, 부탄다이아민, 헥사메틸렌다이아민, 및 하이드록시에틸 레조르시놀(HER) 등뿐만 아니라 이들의 혼합물이 포함된다.
선택적인 첨가제 성분이 중합 반응 동안 존재할 수 있고/있거나, 가공 및 다른 특성을 개선하기 위해 상기에 기재된 TPU 조성물에 혼입될 수 있다. 이러한 첨가제에는 산화방지제, 유기 포스파이트, 포스핀 및 포스포나이트, 장애 아민, 유기 아민, 유기 황 화합물, 락톤 및 하이드록실아민 화합물, 살생물제, 살진균제, 항미생물제, 상용화제, 전기-소산(electro-dissipative) 또는 정전기-방지 첨가제, 충전제 및 강화제, 예컨대, 이산화티타늄, 알루미나, 점토 및 카본 블랙, 난연제, 예컨대 포스페이트, 할로겐화된 재료, 및 알킬 벤젠설포네이트의 금속 염, 충격 개질제, 예컨대, 메타크릴레이트-부타다이엔-스티렌("MBS") 및 메틸메타크릴레이트 부틸아크릴레이트("MBA"), 이형제, 예컨대, 왁스, 지방 및 오일, 안료 및 색소, 가소제, 중합체, 리올로지 조절제, 예컨대 모노아민, 폴리아미드 왁스, 실리콘 또는 폴리실록산, 슬립 첨가제, 예컨대, 파라핀 왁스, 탄화수소 폴리올레핀 및/또는 플루오르화 폴리올레핀, 및 장애 아민 광 안정제(HALS) 및/또는 UV 광 흡수제(UVA) 유형일 수 있는 UV 안정제가 포함되지만 이에 한정되지 않는다. TPU 조성물 또는 블렌드 제품의 성능을 향상시키기 위해 다른 첨가제가 사용될 수 있다. 상기에 기재된 모든 첨가제는 이들 물질에 대해 통상적인 유효량으로 사용될 수 있다.
이러한 추가 첨가제는 TPU 조성물의 제조 동안 또는 TPU 조성물의 제조 후에, 반응 혼합물의 성분 내에, 또는 반응 혼합물에 혼입될 수 있다. 다른 공정에서, 모든 재료는 TPU 조성물과 혼합된 다음 용융될 수 있거나 또는 TPU 조성물의 용융물에 직접 혼입될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 첨가제는 충전제 또는 강화제를 포함할 수 있다. 충전제는 활석, 대리석, 화강암, 카본 블랙, 흑연, 아라미드, 실리카-알루미나, 지르코니아, 벤토나이트, 삼산화안티몬, 석탄-기반 비산회, 점토, 장석, 하석, 건식 실리카, 알루미나, 산화마그네슘, 산화아연, 황산바륨, 규산알루미늄, 규산칼슘, 이산화티타늄, 티타네이트, 백악, 분쇄 유리, 실리카 또는 유리, 유리 미소구체, 유리 비드 또는 유리 섬유를 포함하는 광범위한 미립자 재료를 포함한다. 사용되는 유리 섬유는 E, A 또는 C 유리로 제조될 수 있으며 바람직하게는 사이즈 및 커플링제가 제공되었다. 이들의 직경은 일반적으로 6 내지 20 μm이다. 길이가 1 내지 10 mm, 바람직하게는 3 내지 6 mm인, 연속 필라멘트 섬유(로빙) 또는 쵸핑된 유리 섬유(스테이플) 중 어느 하나가 사용될 수 있다.
충전제는 또한 금속 수산화물, 예를 들어 수산화마그네슘, 수산화칼륨 및 삼수산화알루미늄; 금속 탄산염, 예컨대 탄산마그네슘 및 탄산칼슘; 금속 황화물 및 황산염, 예컨대 이황화몰리브덴 및 황산바륨; 금속 붕산염, 예컨대 붕산바륨, 메타붕산바륨, 붕산아연 및 메타붕산아연; 금속 무수물, 예컨대 무수알루미늄; 또는 알루미늄 삼수화물일 수 있다.
질화붕소 및 다양한 재생(reclaimed) 및 리그라운드(reground) 열경화성 폴리우레탄 및/또는 폴리우레아 중합체가 또한 사용될 수 있다.
대표적인 충전제에는 규조토, 카올린 및 몬모릴로나이트와 같은 점토; 헌타이트; 셀라이트; 석면; 분쇄 광물; 및 리소폰이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 이러한 충전제는 전형적으로 통상적인 방식 및 통상적인 양으로, 예를 들어 조성물의 중량을 기준으로 5 중량% 이하 내지 50 중량% 이상으로 사용된다.
강화제는 유리, 아라미드, 다양한 다른 중합체 등일 수 있는, 소판 및 섬유와 같은 고종횡비 재료를 포함한다. 사용될 수 있는 추가적인 재료는 광물 섬유, 위스커, 알루미나 섬유, 운모, 분말형 석영, 금속 섬유, 탄소 섬유 및 규회석을 포함한다. 강화제는 전체 층 또는 조성물을 기준으로, 일반적으로 5 내지 50 중량%의 양으로 사용된다.
일부 제형에 유용한 충전제는 산화안티몬, 데카브로모바이페닐 옥사이드, 알루미나 삼수화물, 수산화마그네슘, 붕산염, 및 할로겐화 화합물을 포함할 수 있는 점화 저항성 충전제를 포함한다.
다른 기타 충전제는 목재 섬유/가루/칩, 고무 더스트, 면, 전분, 점토, 합성 섬유(예를 들어, 폴리올레핀 섬유), 및 탄소 섬유를 포함한다.
충전제의 수준은 충전제 밀도에 따라 좌우되며; 충전제 밀도가 높을수록, 해당 충전제의 부피 분율에 눈에 띄게 영향을 미치지 않으면서 더 많은 충전제가 제형에 첨가될 수 있다. 따라서, 충전제의 수준은 총 제형 중량을 기준으로, 충전제의 중량%로 본 명세서에서 논의된다. 본 명세서에 개시된 제형에서, 충전제 함량은 약 0.1% 내지 약 80%, 바람직하게는 약 5% 내지 약 50%(전형적으로 약 0.1% 내지 약 5%의 수준으로 사용되는 카본 블랙을 제외함), 더 바람직하게는 약 5% 내지 약 40%, 특히 약 8% 내지 약 30%의 범위이다.
다른 실시 형태에서, 첨가제는 난연성 첨가제를 포함할 수 있다. 난연제는 팽창성일 수 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다. 예에는 페닐비스도데실 포스페이트, 페닐비스네오펜틸 포스페이트, 페닐 에틸렌 수소 포스페이트, 페닐-비스-3,5,5'-트라이메틸헥실 포스페이트), 에틸다이페닐 포스페이트, 2-에틸헥실 다이(p-톨릴) 포스페이트, 다이페닐 수소 포스페이트, 비스(2-에틸-헥실) p-톨릴포스페이트, 트라이톨릴 포스페이트, 비스(2-에틸헥실)-페닐 포스페이트, 트라이(노닐페닐) 포스페이트, 페닐메틸 하이드로겐 포스페이트 다이(도데실) p-톨릴 포스페이트, 트라이크레실 포스페이트, 트라이페닐 포스페이트, 다이부틸페닐 포스페이트, p-톨릴 비스(2,5,5'-트라이메틸헥실) 포스페이트, 2-에틸헥실다이페닐 포스페이트, 및 다이페닐 하이드로겐 포스페이트가 포함된다. 바람직한 난연제는 비스페놀-A 비스(다이페닐 포스페이트), 레조르시놀 비스(다이페닐 포스페이트), 및 크레졸 비스(다이페닐 포스페이트)이다.
난연제의 추가의 예에는 브롬화 유기 화합물, 예를 들어 브롬화 다이올이 포함된다. 이는 5 내지 20개의 탄소 원자, 일부 실시 형태에서 5 내지 10, 또는 심지어 5개의 탄소 원자를 함유할 수 있고, 4차 탄소 원자를 함유할 수 있다. 첨가제는 원하는 난연성을 제공하기에 충분한 양으로 존재할 수 있고, 다른 실시 형태에서 전체 조성물의 0 내지 15 중량%, 또는 심지어 전체 조성물의 0 내지 10, 0.1 내지 7, 또는 0.2 내지 5 중량%로 존재할 수 있다.
추가의 예에는 브롬화 유기 화합물이 포함된다. 적합한 예에는 브롬화 다이올, 브롬화 모노-알코올, 브롬화 에테르, 브롬화 에스테르, 브롬화 포스페이트, 및 이들의 조합이 포함된다. 적합한 브롬화 유기 화합물은 테트라브로모비스페놀-A, 헥사브로모사이클로도데칸, 폴리 (펜타브로모벤질 아크릴레이트), 펜타브로모벤질 아크릴레이트, 테트라브로모비스페놀 A-비스(2,3-다이브로모프로필 에테르), 트라이브로모페놀, 다이브로모네오펜틸 글리콜, 트라이브로모네오펜틸 알코올, 트리스(트라이브로모네오펜틸) 포스페이트, 및 4,4'-아이소프로필리덴비스[2-(2,6-다이브로모페녹시)에탄올]을 포함할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 난연성 첨가제는 할로겐 보레이트의 금속 염, 할로겐 포스페이트의 금속 염, 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 난연제의 조합이 사용된다. 난연성 첨가제의 추가적인 예에는 유기 설포네이트의 금속 염, 예를 들어 알킬 벤젠 설포네이트의 나트륨 염이 포함되고, 일부 실시 형태에서, 난연성 첨가제에는 질소-함유 화합물이 포함된다.
일부 실시 형태에서, 첨가제는 충격 개질제를 포함할 수 있다. 충격 개질제는 상기에 기재된 TPU 조성물에 첨가될 수 있으며 폴리우레탄의 내충격성 및 특히 저온 인성(toughness)을 개선하기에 유효한 양으로 첨가한다. 저온 인성의 개선이란, ASTM D256에 따른 -30℃에서의 아이조드(Izod) 충격 강도가 개선될 수 있음을 의미한다. 다른 개선은, 용융 가공성이 개선되어 용융 가공 온도가 낮아짐에 따라 폴리우레탄의 전단 점도가 감소하며 또한 열 성형 제품에 비응집성 외피를 형성하지 않고도 이러한 감소가 달성된다는 점이다.
일 실시 형태에서, 충격 개질제는 고무질 성분 및 그래프팅된 강성 상 성분 둘 모두를 함유한다. 선택된 고무 상에 (메트)아크릴레이트 및/또는 비닐 방향족 중합체(스티렌/아크릴로니트릴과 같은 이의 공중합체를 포함함)를 그래프팅함으로써 바람직한 충격 개질제가 제조된다. 일 실시 형태에서, 그래프트 중합체는 메틸메타크릴레이트의 단일중합체 또는 공중합체이다. 고무 재료는, 예를 들어, 잘 알려진 부타다이엔-, 부틸 아크릴레이트-, 또는 EPDM-유형 중 하나 이상일 수 있다. 다양한 실시 형태에서, 충격 개질제는 약 40 중량% 이상의 고무 재료, 또는 약 45 중량% 이상, 다른 실시 형태에서, 약 60 중량% 이상의 고무 재료를 함유할 것이다. 충격 개질제는 100 중량% 이하의 고무를 함유할 수 있고(강성 상 없음), 일 실시 형태에서 95 중량% 미만의 고무 재료를 함유할 수 있고, 다른 실시 형태에서 90 중량% 미만의 고무 재료를 함유할 수 있으며, 이때 잔부는 적어도 상당한 부분이 고무 재료 주위에 또는 고무 재료에 그래프트 중합되고/되거나 가교결합되어 있는 강성 상 중합체이다.
충격 개질제의 예에는 메타크릴레이트-부타다이엔-스티렌("MBS") 고무, 예컨대 파라로이드(Paraloid) EXL 3607 및 메틸메타크릴레이트 부틸아크릴레이트("MBA") 고무, 예컨대 파라로이드 3300(이러한 고무는 일반적으로 45 내지 90 중량%의 탄성중합체를 함유함)이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
사용될 수 있는 다른 충격 개질제는 공액 다이엔을 중합함으로써, 또는 공액 다이엔을 모노-올레핀 또는 극성 비닐 화합물, 예컨대 스티렌, 아크릴로니트릴 또는 메틸 메타크릴레이트와 공중합함으로써 제조되는 기재 중합체 라텍스 또는 코어를 고무 재료로서 함유한다. 기재 고무는 전형적으로 약 45 내지 100%의 공액 다이엔 및 최대 약 55%의 모노-올레핀 또는 극성 비닐 화합물로 구성된다. 이어서, 단량체들의 혼합물이 기재 라텍스에 그래프트 중합된다. 비닐 방향족 화합물, 예컨대 스티렌, 비닐 톨루엔, α-메틸 스티렌, 할로겐화 스티렌, 나프탈렌; 메타크릴로니트릴 또는 α-할로겐화 아크릴로니트릴을 포함하는 아크릴로니트릴; 또는 C1-C8 알킬(메트)아크릴레이트, 예컨대 메틸 아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 헥실 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트 또는 헥실 메타크릴레이트; 아크릴산 또는 메타크릴산; 또는 전술한 것들 중 둘 이상의 혼합물을 포함하는 다양한 단량체가 이러한 그래프팅 목적으로 사용될 수 있다. 그래프팅 정도는 기재 라텍스 입자 크기 및 그래프팅 반응 조건에 민감하고, 입자 크기는 다른 방법 중에서도 제어된 응고 기술에 의해 영향을 받을 수 있다. 강성 상은 다이비닐 벤젠 등과 같은 다양한 폴리비닐 단량체의 혼입에 의해 중합 동안 가교결합될 수 있다.
(유럽 특허 제0353673 B1호로부터의) 충격 개질제는 카르보닐 개질된 폴리올레핀일 수 있다. 더 구체적으로, 이는 펜던트 카르보닐 함유 화합물과의 폴리올레핀 골격을 함유하는 그래프트 공중합체이다. 그래프트 공중합체의 전체 중량을 기준으로, 폴리올레핀의 양은 90 중량% 내지 99.9 중량%, 바람직하게는 93 중량% 내지 98 중량%, 바람직하게는 95 내지 98 중량%이다. 적합한 그래프트 공중합체는 용융 지수가 1 내지 20; 다른 실시 형태에서 1 내지 10; 또 다른 실시 형태에서 1 내지 5일 수 있다.
충격 개질제(즉, 그래프트 공중합체)의 폴리올레핀 성분은 2 내지 6개의 탄소 원자, 바람직하게는 2 또는 3개의 탄소 원자를 갖는 하나 이상의 단량체로부터 제조된 단일중합체 또는 공중합체이다. 적합한 폴리올레핀의 구체적인 예에는 에틸렌, 프로필렌, 또는 아이소부틸렌의 단일중합체, 프로필렌과 에틸렌의 공중합체, 및 에틸렌-프로필렌-다이엔 단량체와 4 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 다이엔의 공중합체가 포함된다. 개질을 위해 적합한 에틸렌 중합체는 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 및 선형 저밀도 폴리에틸렌을 포함한다. 공중합체가 이용되는 경우, 이용되는 에틸렌 단량체의 양 및 따라서 공중합체 내의 에틸렌 반복 단위의 양은 1% 내지 50%, 다른 경우에는 3% 내지 25%로 상당히 다양할 수 있으며, 다른 실시 형태는 대략 10%이다.
일 실시 형태에서, 충격 개질제는, 푸마르산, 말레산, 또는 말레산 무수물로부터 선택되는 카르보닐 화합물 0.1 내지 10 중량%, 다른 실시 형태에서 0.2 내지 7 중량%, 또 다른 실시 형태에서 0.2 내지 6 중량%를 포함한다.
충격 개질제는 폴리우레탄 100 중량부당 1 내지 30부, 일부 실시 형태에서 1 내지 20, 다른 실시 형태에서 5 내지 15 중량부의 범위로 사용될 수 있다. 본 발명의 충격 개질제는 강화제 및/또는 충전제를 포함하는 폴리우레탄 블렌드에 첨가될 때 특히 유용하다. 과거에는, 폴리우레탄에 강화제를 첨가하면, 특히 저온에서 또는 실온에서 내충격성이 불량하였으며, 생성되는 복합재의 용융 가공성도 마찬가지였다. 따라서, 본 발명의 충격 개질제는 내충격성, 용융 가공성을 개선하고 개선된 치수 안정성을 갖는 폴리우레탄 복합재를 생성하기 위해 강화된 폴리우레탄에 유용하다. 개선된 치수 안정성이란, 다음 특징 중 하나 이상의 개선을 의미한다: 굴곡 모듈러스, 굴곡 강도, 인장 항복 강도 및 열 왜곡 온도. 강화된 폴리우레탄과 함께 사용될 때, 충격 개질제의 양은 강화되지 않은 폴리우레탄에 사용되는 양과 동일할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 첨가제는 하나 이상의 가소제를 포함할 수 있다. 사용되는 가소제의 유형은 TPU에 사용하기 위한 임의의 공지된 가소제일 수 있다. 사용되는 가장 일반적인 가소제 유형은 프탈레이트이며, 부틸 벤질 프탈레이트가 가장 바람직하다. 본 발명에 사용되는 가소제는 프탈레이트 기반 가소제, 예컨대 다이-n-부틸프탈레이트, 다이-2-에틸헥실 프탈레이트(DOP), 다이-n-옥틸 프탈레이트, 다이아이소데실 프탈레이트, 다이아이소옥틸 프탈레이트, 옥틸데실 프탈레이트, 부틸벤질 프탈레이트, 및 다이-2-에틸헥실 포스페이트 아이소프탈레이트; 지방족 에스테르-기반 가소제, 예컨대 다이-2-에틸헥실 아디페이트(DOA), 다이-n-데실 아디페이트, 다이아이소데실 아디페이트, 다이부틸 세바케이트, 및 다이-2-에틸헥실 세바케이트; 피로멜리테이트-기반 가소제, 예컨대 트라이옥틸 트라이멜리테이트 및 트라이데실 트라이멜리테이트; 포스페이트-기반 가소제, 예컨대 트라이부틸 포스페이트, 트라이-2-에틸헥실 포스페이트, 2-에틸헥실다이페닐 포스페이트, 및 트라이크레실 포스페이트; 에폭시-기반 가소제, 예컨대 에폭시-기반 대두유; 및 폴리에스테르-기반 중합체 가소제를 포함할 수 있다. 어린이 장난감 및 식품 접촉과 같이 독성학적인 관점에서 민감한 응용의 경우, 다이-아이소노닐-사이클로헥산-1,2-다이카르복실레이트(바스프로부터의 헥사몰(Hexamoll)(등록상표) DINCH(등록상표))이 가소제로서 사용될 수 있다. 단일 가소제가 사용될 수 있거나, 둘 이상의 가소제의 조합이 사용될 수 있다. 원하는 가소제의 선택은 TPU 중합체의 최종 용도 응용에 따라 좌우될 것이며, 이는 TPU를 제형화하는 당업자에 의해 잘 이해되는 바와 같다.
기재된 조성물은 상기에 기재된 TPU 재료, 및 이러한 TPU 재료와 하나 이상의 추가 성분을 포함하는 TPU 조성물을 포함한다. 이들 추가 성분은 본 명세서에 기재된 TPU와 블렌딩될 수 있는 다른 중합체 재료를 포함한다. 이러한 추가 성분은 조성물의 특성에 영향을 미치기 위해 TPU에 첨가될 수 있는 하나 이상의 첨가제, 또는 TPU를 함유하는 블렌드를 포함한다.
본 명세서에 기재된 TPU는 또한 하나 이상의 다른 중합체와 블렌딩될 수 있다. 본 명세서에 기재된 TPU와 블렌딩될 수 있는 중합체는 과도하게 제한되지 않는다. 일부 실시 형태에서, 기재된 조성물은 기재된 TPU 재료 중 둘 이상을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 조성물은 기재된 TPU 재료 및 적어도 하나의 다른 중합체(이는 기재된 TPU 재료 중 하나가 아님) 중 적어도 하나를 포함한다.
본 명세서에 기재된 TPU 재료와 조합하여 사용될 수 있는 중합체는 또한 비-카프로락톤 폴리에스테르-기반 TPU, 폴리에테르-기반 TPU, 또는 비-카프로락톤 폴리에스테르 및 폴리에테르 기 둘 모두를 함유하는 TPU와 같은 더 통상적인 TPU 재료를 포함한다. 본 명세서에 기재된 TPU 재료와 블렌딩될 수 있는 다른 적합한 재료는 폴리카르보네이트, 폴리올레핀, 스티렌계 중합체, 아크릴계 중합체, 폴리옥시메틸렌 중합체, 폴리아미드, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리비닐클로라이드, 염소화 폴리비닐클로라이드, 폴리락트산, 또는 이들의 조합을 포함한다.
본 명세서에 기재된 블렌드에 사용하기 위한 중합체는 단일중합체 및 공중합체를 포함한다. 적합한 예에는 (i) 폴리올레핀(PO), 예컨대 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리부텐, 에틸렌 프로필렌 고무(EPR), 폴리옥시에틸렌(POE), 환형 올레핀 공중합체(COC), 또는 이들의 조합; (ii) 스티렌계, 예컨대 폴리스티렌(PS), 아크릴로니트릴 부타다이엔 스티렌(ABS), 스티렌 아크릴로니트릴(SAN), 스티렌 부타다이엔 고무(SBR 또는 HIPS), 폴리-α-메틸스티렌, 스티렌 말레산 무수물(SMA), 스티렌-부타다이엔 공중합체(SBC) (예컨대, 스티렌-부타다이엔-스티렌 공중합체(SBS) 및 스티렌-에틸렌/부타다이엔-스티렌 공중합체(SEBS)), 스티렌-에틸렌/프로필렌-스티렌 공중합체(SEPS), 스티렌 부타다이엔 라텍스(SBL), 에틸렌 프로필렌 다이엔 단량체(EPDM) 및/또는 아크릴 탄성중합체(예를 들어, PS-SBR 공중합체)로 개질된 SAN, 또는 이들의 조합; (iii) 상기에 기재된 것들 이외의 열가소성 폴리우레탄(TPU); (iv) 폴리아미드, 예컨대 폴리아미드 6,6(PA66), 폴리아미드 1,1(PA11), 폴리아미드 1,2(PA12), 코폴리아미드(COPA), 또는 이들의 조합을 포함하는 나일론(Nylon)™; (v) 아크릴 중합체, 예컨대 폴리메틸 아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트 스티렌(MS) 공중합체, 또는 이들의 조합; (vi) 폴리비닐클로라이드(PVC), 염소화 폴리비닐클로라이드(CPVC), 또는 이들의 조합; (vii) 폴리옥시메틸렌, 예컨대 폴리아세탈; (viii) 폴리에스테르, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 코폴리에스테르 및/또는 폴리에스테르 탄성중합체(COPE) (폴리에테르-에스테르 블록 공중합체, 예컨대 글리콜 개질된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PETG)를 포함함), 폴리락트산(PLA), 폴리글리콜산(PGA), PLA와 PGA의 공중합체, 또는 이들의 조합; (ix) 폴리카르보네이트(PC), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리페닐렌 옥사이드(PPO), 또는 이들의 조합; 또는 이들의 조합이 포함된다.
일부 실시 형태에서, TPU 조성물은 UV 안정제 첨가제를 포함할 수 있다. 그러한 첨가제는 투명도를 원하거나 부품이 일광 또는 다른 자외선 공급원에 노출되는 응용에 특히 유용할 수 있다. 적합한 UV 광 안정제는 장애 아민 광 안정제(HALS) 및 UV 광 흡수제(UVA) 첨가제를 포함한다. HAL 및 UVA 첨가제의 블렌드가 또한 효과적이다.
본 발명의 실시에 사용될 수 있는 대표적인 HALS는 입체 장애 아민뿐만 아니라 이의 N 유도체(예를 들어, N-알킬, N-하이드록시, N-알콕시 및 N-아실), 예컨대 비스(2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일) 세바케이트; 비스(2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일) 석시네이트; 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘-4-일)세바케이트; 비스(1-옥틸옥시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일)세바케이트; 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘-4-일) n-부틸 3,5-다이-tert-부틸-4-하이드록시벤질말로네이트; 1-(2-하이드록시에틸)-2,2,6,6-테트라메틸-4-하이드록시피페리딘과 석신산의 축합물; N,N'-비스(2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일)헥사메틸렌다이아민과 4-tert-옥틸아미노-2,6-다이클로로-1,3,5-트라이아진의 축합물; 트리스(2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일) 니트릴로트라이아세테이트; 테트라키스(2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일)-1,2,3,4-부탄테트라카르복실레이트; 1,1'-(1,2-에탄다이일)비스(3,3,5,5-테트라메틸피페라지논); 4-벤조일-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘; 4-스테아릴옥시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘; 비스(1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딜)-2-n-부틸-2-(2-하이드록시-3,5-다이-tert-부틸벤질) 말로네이트; 3-n-옥틸-7,7,9,9-테트라메틸-1,3,8-트라이아자스피로[4.5]데칸-2,4-다이온; 비스(1-옥틸옥시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딜)세바케이트; 비스(1-옥틸옥시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딜)석시네이트; N,N'-비스(2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일) 헥사메틸렌다이아민과 4-모르폴리노-2,6-다이클로로-1,3,5-트라이아진의 축합물; 2-클로로-4,6-비스(4-n-부틸아미노-2,2,6,6-테트라메틸피페리딜)-1,3,5-트라이아진과 1,2-비스(3-아미노프로필아미노)에탄의 축합물; 2-클로로-4,6-비스(4-n-부틸아미노-1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딜)-1,3,5-트라이아진과 1,2-비스-(3-아미노프로필아미노) 에탄의 축합물; 8-아세틸-3-도데실-7,7,9,9-테트라메틸-1,3,8-트라이아자스피로[4.5]데칸-2,4-다이온; 3-도데실-1-(2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일)피롤리딘-2,5-다이온; 3-도데실-1-(1-에타노일-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일) 피롤리딘-2,5-다이온; 3-도데실-1-(1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘-4-일)피롤리딘-2,5-다이온; 4-헥사데실옥시 및 4-스테아릴옥시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘의 혼합물; N,N'-비스(2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일) 헥사메틸렌다이아민과 4-사이클로헥실아미노-2,6-다이클로로-1,3,5-트라이아진의 축합물; 1,2-비스(3-아미노프로필아미노)에탄, 2,4,6-트라이클로로-1,3,5-트라이아진 및 4-부틸아미노-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘, 2-운데실-7,7,9,9-테트라메틸-1-옥사-3,8-다이아자-4-옥소스피로[4.5]데칸의 축합물; 옥소-피페라지닐-트라이아진 및 미국 특허 제5071981호에 개시된 유사한 재료; 광결합성 HALS 및 영국 특허 제2269819호에 개시된 유사한 재료; 및 7,7,9,9-테트라메틸-2-사이클로운데실-1-옥사-3,8-다이아자-4-옥소스피로[4.5]데칸과 에피클로로하이드린의 반응 생성물을 포함하지만 이로 한정되지 않는다. 또한 일반적으로 미국 특허 제4619956호, 미국 특허 제5106891호, 영국 특허 제2269819호, 유럽 특허 제0309400호, 유럽 특허 제0309401호, 유럽 특허 제0309402호, 및 유럽 특허 제0434608호를 참조한다. HALS 첨가제의 일부 구매가능한 예는 티누빈(Tinuvin)(등록상표) 123, 티누빈 123-DW, 티누빈 144, 티누빈 152, 티누빈 292, 티누빈 622-SF, 티누빈 770-DF, 티누빈 5100(티누빈(등록상표) 시리즈의 첨가제는 바스프로부터 입수가능함), 치마소르브(Chimassorb)(등록상표) 119, 치마소르브 2020 (치마소르브(등록상표) 시리즈의 첨가제는 바스프로부터 입수가능함), 로위라이트(Lowilite)(등록상표) 76, 로위라이트 62 (로위라이트(등록상표) 시리즈의 첨가제는 애디반트(Addivant)로부터 입수가능함), 우비눌(Uvinul)(등록상표) 4050FF (바스프), LA-52, LA-576, LA-63P, 68, 72, 77Y, 77G, 81, 82, 87, 4042F, 502XP (LA 시리즈의 첨가제는 아데카 코포레이션(Adeka Corporation)으로부터 입수가능함), 호스타빈(Hostavin)(등록상표) N30, 호스타빈 N845PP, 호스타빈 3050, 호스타빈 3051, 호스타빈 3052, 호스타빈 3053, 호스타빈 3055, 호스타빈 3058, 호스타빈 3065, 호스타빈 PR-31 (호스타빈(등록상표) 시리즈의 첨가제는 클래리언트(Clariant)로부터 입수가능함), 및 나일로스탭(Nylostab)(등록상표) S-EED(등록상표) (클래리언트로부터 입수가능함)이며, 추가의 바람직한 장애 아민 광 안정제는 문헌[the Plastics Additives Handbook 6th Edition, Hans Zweifel, Ralph Maier, Michael Schiller (Hanser Publications, Inc., Cincinnati, Ohio, USA, 2009)]에 열거되어 있을 수 있다. 존재하는 경우, HALS는 전형적으로 조성물의 중량을 기준으로 0 내지 4 초과, 더 전형적으로는 0.2 내지 3, 더욱 더 전형적으로 0.5 내지 2 중량%의 양으로 존재한다.
이론에 구애됨이 없이, 전형적으로 UV 안정제는 UV 광 손상에 의해 형성된 자유 라디칼 및/또는 하이드로퍼옥사이드를 제거함으로써 작용하는 반면, UV 흡수제는 UV 방사선을 흡수 및 소산시킴으로써 작용한다. 적합한 UV 흡수제는 트라이아진, 벤족사지논, 벤조트라이아졸, 벤조페논, 벤조에이트, 포름아미딘, 신나메이트/프로페노에이트, 방향족 프로판다이온, 벤즈이미다졸, 지환족 케톤, 포름아닐리드(옥사미드 포함), 시아노아크릴레이트, 벤조피라논, 살리실레이트, 및 이들 중 둘 이상의 혼합물을 포함하지만 이로 한정되지 않는다.
적합한 벤조페논 UV 흡수제는 2-하이드록시-4-메톡시벤조페논, 2-하이드록시-4-메톡시-5-설포벤조페논 또는 설리소벤존, 2-(4-벤조일-3-하이드록시페녹시)-2-프로펜산 에틸 에스테르, 4-(2-아크릴로일옥시에톡시)-2-하이드록시벤조페논의 단일중합체, 2,2'-다이하이드록시-4-메톡시벤조페논 또는 다이옥시벤존, 2-하이드록시-4-(2-하이드록시-3-데실옥시프로폭시) 벤조페논 및 2-하이드록시-4-(2-하이드록시-3-옥틸옥시프로폭시) 벤조페논, 2,4,4'-트라이하이드록시벤조페논, 2-하이드록시-4-(아이소옥틸옥시) 벤조페논, 2-하이드록시-4-도데실옥시벤조페논, 2,2'-다이하이드록시-4,4'-다이메톡시-5,5'-다이설포벤조페논, 다이소듐 염, 2,4-다이하이드록시벤조페논 또는 4-벤조일레조르시놀, 2,2'-다이하이드록시-4,4'-다이메톡시벤조페논, 2,2',4,4'-테트라하이드록시벤조페논, 2,2'-다이하이드록시-4-(2-하이드록시에톡시)벤조페논, 2-하이드록시-4-벤질옥시벤조페논, 및 이들 중 둘 이상의 혼합물을 포함하지만 이로 한정되지 않는다. 맥스가드(MAXGARD)(등록상표) 300, 맥스가드(등록상표) 400, 맥스가드(등록상표) 500, 맥스가드(등록상표) 600, 맥스가드(등록상표) 700, 맥스가드(등록상표) 900, 맥스가드(등록상표) 1000 맥스가드(등록상표) 1800, (맥스가드 시리즈의 화학물질은 사이르기스 퍼포먼스 스페셜티즈(Syrgis Performance Specialties)로부터 입수할 수 있다)
적합한 벤조피라논 UV 흡수제는 3,3',4',5,7-펜타하이드록시플라본 또는 퀘르세틴을 포함하지만 이로 한정되지 않는다.
적합한 벤조트라이아졸 UV 흡수제는 2-[2-하이드록시-5-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)페닐]벤조트라이아졸, 2-(2'-하이드록시-5'-(2-하이드록시에틸))벤조트라이아졸, 2-(2'-하이드록시-5'-메타크릴릴옥시에틸페닐)-2H-벤조트라이아졸, 1,1,1-트리스(하이드록시페닐) 에탄 벤조트라이아졸, 5-t-부틸-3-(5-클로로-2H-벤조트라이아졸-2-일)-4-하이드록시벤젠프로판산 옥틸 에스테르 및 3-(5-클로로-2H-벤조트라이아졸-2-일)-5-t-부틸-4-하이드록시벤젠프로판산 옥틸 에스테르, α-[3-[3-(2H-벤조트라이아졸-2-일)-5-t-부틸-4-하이드록시페닐]-1-옥소프로필]-ω-하이드록시 폴리(옥시-1,2-에탄다이일) 및-[3-[3-(2H-벤조트라이아졸-2-일)-5-t-부틸-4-하이드록시페닐]-1-옥소프로필]-w-[3-[3-(2H-벤조트라이아졸-2-일)-5-t-부틸-4-하이드록시페닐]-1-옥소프로폭시]폴리(옥시-1,2-에탄다이일), 2-(2-하이드록시-3,5-다이-t-부틸페닐) 벤조트라이아졸, 2-(2-하이드록시-3-t-부틸-5-메틸페닐)-5-클로로-2H-벤조트라이아졸, 2-(3'-5'-다이-t-부틸-2'-하이드록시페닐)-5-클로로벤조트라이아졸, 2-(2-하이드록시-3,5-다이-t-아밀페닐)벤조트라이아졸, 3-(2H-벤조트라이아졸-2-일)-5-t-부틸-4-하이드록시벤젠프로판산, 2-(2H-벤조트라이아졸-2-일)-4-메틸-6-도데실페놀, 벤젠프로판산의 3-(2H-벤조트라이아졸-2-일)-5-t-부틸-4-하이드록시-1,6-헥산다이일 에스테르 및 벤젠프로판산의 3-(2H-벤조트라이아졸-2-일)-5-t-부틸-4-하이드록시-메틸 에스테르, 2-[2-하이드록시-3,5-비스-(1,1-다이메틸벤질) 페닐]-2H-벤조트라이아졸, 2-(2H-벤조트라이아졸-2-일)-6-(1-메틸-1-페닐에틸)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸) 페놀, 3-(2H-벤조트라이아졸-2-일)-5-t-부틸-4-하이드록시벤젠프로판산, C7-9 분지형 및 선형 알킬 에스테르, 2-(2-하이드록시-5-메틸페닐) 벤조트라이아졸, 2-(2'-하이드록시-3'-sec-부틸-5'-t-부틸페닐) 벤조트라이아졸, 2-(2'-하이드록시-5'-t-부틸페닐) 벤조트라이아졸, 비스[2-하이드록시-3-(2H-벤조트라이아졸-2-일)-5-옥틸페닐]메탄, 및 이들 중 둘 이상의 혼합물을 포함하지만 이로 한정되지 않는다. 적합한 벤조트라이아졸 UV 흡수제의 일부 구매가능한 예는 티누빈(등록상표) 99, 티누빈 109, 티누빈 328, 티누빈 350, 티누빈 360, 티누빈 384-2, 티누빈 571, 티누빈 1130, 및 티누빈 P를 포함하지만 이로 한정되지 않는다(티누빈 시리즈의 첨가제는 바스프로부터 입수가능함).
적합한 벤조에이트 UV 흡수제는 헥사데실 3,5-다이t-부틸-4-하이드록시벤조에이트, 3-하이드록시페닐벤조에이트, 에틸-4-[[(에틸페닐아미노)메틸렌] 아미노]벤조에이트, 페닐 2-하이드록시벤조에이트 또는 페닐살리실레이트, 2,4-다이-t-부틸페닐-3,5-다이-t-부틸-4-하이드록시벤조에이트, 4-비스(폴리에톡시)아미노산 폴리에톡시 에틸 에스테르, 4-t-부틸페닐 2-하이드록시벤조에이트 또는 4-t-부틸페닐살리실레이트, 및 이들 중 둘 이상의 혼합물을 포함하지만 이로 한정되지 않는다. 이러한 유형의 적합한 UV 흡수제의 일부 구매가능한 예에는 시소르브(SEESORB) 300;
시소르브 201; 시소르브 202 (시스소르브 UV 흡수제는 시프로 카세이 카이샤, 리미티드(Shipro Kasei Kaisha, Ltd.)로부터 입수가능함); 티누빈 120 (바스프로부터 입수가능함); 우비눌(등록상표) P 25(바스프로부터 입수가능함)가 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
적합한 벤족사지논 UV 흡수제에는 2,2'-(p-페닐렌) 다이-3,1-벤족사진-4-온이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 이러한 유형의 적합한 UV 흡수제의 구매가능한 예에는 사이아소르브(CYASORB) 3638 (사이텍 인더스트리즈 인크.(Cytec Industries Inc.))이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
적합한 신나메이트 또는 프로페노에이트 UV 흡수제에는 다이메틸 (p-메톡시벤질리덴) 말로네이트, 및 3-(4-메톡시페닐)-2-프로펜산 2-에틸헥실 에스테르 또는 옥틸 p-메톡시신나메이트가 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
적합한 시아노아크릴레이트 UV 흡수제에는 에틸-2-시아노-3,3-다이페닐아크릴레이트; 2-에틸헥실-2-시아노-3,3-다이페닐아크릴레이트, 1,3-비스-[(2'-시아노-3,3'-다이페닐아크릴로일)옥시]-2,2-비스-{[(2-시아노-3',3'-다이페닐아크릴로일)옥시]메틸}프로판, 및 2-시아노-3-(2-메틸인돌리닐) 메틸아크릴레이트가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 이러한 유형의 적합한 UV 흡수제의 일부 구매가능한 예에는 우비눌(등록상표) 3030, 우비눌 3035, 및 우비눌 3039가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 우비눌 시리즈의 첨가제는 바스프로부터 입수가능하다.
적합한 지환족 케톤 UV 흡수제에는 3-(4-메틸벤질리덴)-D,L- 캄포르가 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
적합한 포름아미딘 UV 흡수제에는 에틸-4-[[(메틸페닐아미노)메틸렌]아미노]벤조에이트가 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
적합한 포름아닐리드(옥사미드 포함) UV 흡수제에는 N-(2-에톡시페닐)-N'-(4-아이소도데실페닐) 옥사미드, N-[5-t-부틸-2-에톡시페닐)-N'-(2-에틸페닐) 옥사미드, N-(2-에톡시페닐)-N'-(2-에틸페닐) 옥사미드, 2H-벤즈이미다졸-2-카르복실산 (4-에톡시페닐) 아미드, 및 이들 중 둘 이상의 혼합물이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 이러한 유형의 첨가제의 일부 구매가능한 예는 클래리언트로부터의 호스타빈(Hostavin)(등록상표) 3206 및 바스프로부터의 티누빈(등록상표) 312이다.
적합한 트라이아진 UV 흡수제에는 2-[4,6-비스(2,4-다이메틸페닐)-1,3,5-트라이아진-2-일]-5-옥틸옥시페놀, 2-(4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진-2-일)-5-헥실옥시페놀, 2-[4-((2-하이드록시-3-도데실옥시-프로필)옥시)-2-하이드록시페닐]-4,6-비스(2,4-다이메틸페닐)-1,3,5-트라이아진, 2,4,6-트라이아닐리노-p-(카르보-2'-에틸헥실-1'-옥시)-1,3,5-트라이아진, 및 이들 중 둘 이상의 혼합물이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 바스프로부터의 티누빈(등록상표) 400; 티누빈 1577 ED; 우비눌 T-150.
적합한 살리실레이트 UV 흡수제에는 3,3,5-트라이메틸사이클로헥실살리실레이트 또는 호모메틸 살리실레이트, 및 멘틸-o-아미노벤조에이트가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 이러한 유형의 첨가제의 일부 구매가능한 예는 심라이즈 아게(Symrise AG)로부터 입수가능한 네오 헬리오판(NEO HELIOPAN)(등록상표) HMS 및 네오 헬리오판(등록상표) MA이다.
존재하는 경우, UV 흡수제는 전형적으로 조성물의 중량을 기준으로 0 내지 4 초과, 더 전형적으로는 0.2 내지 3, 더욱 더 전형적으로 0.3 내지 2 중량%의 양으로 존재한다.
본 발명의 하나의 비제한적인 예에서, 스티어링 휠 프레임은 열가소성 폴리우레탄 재료로 구성된다. 이러한 실시 형태의 예로서, 본 발명은 스티어링 휠 림, 허브 베이스 및 적어도 하나의 스포크를 포함하는 스티어링 휠 프레임을 포함하는 차량용 스티어링 휠을 포함할 수 있고, 허브 베이스는 스티어링 휠 림 내부에 배열되고 허브 베이스는 적어도 하나의 스포크에 의해 스티어링 휠 림에 연결되고, 스티어링 휠 프레임은 중량 평균 분자량(Mw)이 50,000 내지 350,000 달톤, 또는 80,000 내지 200,000 달톤인 열가소성 폴리우레탄 조성물로 구성되며 하기 특성을 갖는다: (a) ASTM D256에 따라 측정된 노치 아이조드 충격 강도(3.2 mm/23℃)가 1.5 내지 30 ft-lb/in, 또는 심지어 15 내지 30 ft-lb/in임; (b) ASTM D790에 따라 측정된 굴곡 모듈러스가 80,000 내지 2,300,000 또는 심지어 150,000 내지 500,000임; (c) ASTM D 3763에 따라 측정된 인스트루먼트 다트 충격(23℃에서의 총 에너지)이 100 내지 900 in-lb임; 및 (d) ASTM D638에 따라 측정된 인장 모듈러스가 80,000 내지 2,600,000 psi, 또는 심지어 100,000 내지 300,000 psi임. 일 실시 형태에서, 스티어링 휠 프레임을 구축하는 데 사용되는 열가소성 폴리우레탄 조성물은 다이아이소시아네이트 성분, 사슬 연장제 성분, 및 선택적으로 폴리올 성분의 반응 생성물을 포함한다. 일 실시 형태에서, 다이아이소시아네이트 성분은 방향족 다이아이소시아네이트, 예컨대 4,4'-메틸렌비스(페닐 아이소시아네이트)이다. 일 실시 형태에서, 사슬 연장제 성분은 1,4-부탄다이올, 1,6-헥산다이올, 1,4-사이클로헥산다이메탄올, 노난다이올, 도데칸다이올, 또는 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다. 일 실시 형태에서, 폴리올 성분은 폴리에테르 폴리올 및/또는 폴리에스테르 폴리올로부터 선택될 수 있다. 일 실시 형태에서, 스티어링 휠 프레임을 구축하는 데 사용되는 열가소성 폴리우레탄 조성물은 경질 세그먼트 함량(아이소시아네이트 성분과 사슬 연장제 성분의 총 중량%)이 60 중량% 이상 또는 심지어 75 중량% 내지 90 중량%이다.
본 발명의 스티어링 휠은, 일부 실시 형태에서, 스티어링 휠 프레임을 적어도 부분적으로 또는 심지어 완전히 덮는, 스티어링 휠 프레임을 위한 폼 커버를 또한 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 폼 커버는 가요성 사출 성형 열가소성 폴리우레탄 폼을 포함하며, 가요성 사출 성형 폼은 (a) (i) 중량 평균 분자량(Mw)이 50,000 내지 350,000 달톤, 예를 들어 100,000 내지 200,000 달톤, 또는 심지어 125,000 내지 175,000 달톤(여기서 Mw는 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정됨)이고 (ii) 분산도(Mw/Mn)가 1.2 내지 3.5, 또는 심지어 2 내지 2.5인 열가소성 폴리우레탄 조성물과 (b) 화학적 발포제 및/또는 셀 개방 계면활성제의 조합으로 형성된다. 일 실시 형태에서, 가요성 사출 성형 열가소성 폴리우레탄 폼은 하기 특성을 갖는다: (a) 시차 주사 크로마토그래피(DSC)에 의해 측정할 때 25℃ 내지 205℃, 또는 심지어 40℃ 내지 150℃의 결정화 피크 온도; (b) DSC에 의해 측정할 때 106℃ 내지 206℃의 용융 피크 온도; 및 (c) 1 내지 137℃의 용융 피크 온도와 결정화 피크 온도 사이의 차이. 다른 실시 형태에서, 가요성 사출 성형 열가소성 폴리우레탄 폼은 대안적으로 또는 추가적으로 하기 특성을 나타낸다: (a) ASTM D2632에 따라 측정되는 30% 이상의 수직 반발률(vertical rebound); (b) ASTM D395에 따라 측정되는 25% 이하의 실온에서의 압축 변형률(compression set); (c) ASTM D395에 따라 측정되는 50% 이하의 50℃에서의 압축 변형률; 및 (d) ASTM D2240에 따라 측정되는 30 내지 65의 애스커(Asker) C 경도. 본 발명에 유용한 열가소성 폴리우레탄 폼을 제조하는 데 사용되는 화학적 발포제는 발열형 발포제 또는 흡열형 발포제로부터 선택될 수 있다. 발열형 발포제의 일례는 아조다이카본아미드이다. 흡열형 발포제의 예는 중탄산나트륨과 시트르산의 혼합물이다. 발열형 발포제와 흡열형 발포제의 혼합물이 또한 사용될 수 있다. 가열 시 가스를 방출하는 임의의 공지된 또는 이후에 개발될 화학적 발포제가 본 발명에 유용할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 발포제는 화학적 발포제와 함께 폴리에틸렌 또는 열가소성 폴리우레탄 재료(이는 폼에 사용되는 열가소성 폴리우레탄과 동일하거나 상이할 수 있음)와 같은 중합체 담체를 함유하는 마스터배치(마스터배치)의 형태로 열가소성 폴리우레탄 조성물에 첨가될 수 있다. 마스터배치가 사용되는 실시 형태에서, 마스터배치는 (열가소성 폴리우레탄 조성물과 마스터배치의 총 중량을 기준으로) 0.5 중량% 내지 10 중량%, 예를 들어 1 중량% 내지 5 중량%의 양으로 첨가된다. 다른 실시 형태에서, 열가소성 폴리우레탄 조성물은 셀 개방 계면활성제를 사용하여 발포된다. 셀 개방 계면활성제의 예에는 실리콘, 실록산 공중합체, 비-실록산 공중합체, 비-실리콘, 또는 이들의 임의의 조합이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 화학적 발포제에 더하여, 본 발명의 일부 실시 형태에서, 폼을 형성하기 위한 혼합물은 물리적 발포제 또는 핵화제를 추가로 포함할 수 있다. 물리적 발포제는 선형, 분지형 또는 환형 C1 내지 C6 탄화수소, 선형, 분지형 또는 환형 C1 내지 C6 플루오로카본; N2, O2, 아르곤, CO2, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지만 이로 한정되지 않는다. 핵화제는 활석 또는 실리카로부터 선택될 수 있다. 본 발명을 위한 폼을 제조하는 데 유용한 열가소성 폴리우레탄 조성물은 적어도 하나의 폴리올 성분, 적어도 하나의 다이아이소시아네이트 성분, 및 적어도 하나의 사슬 연장제 성분의 반응 생성물을 포함한다. 예시적인 실시 형태에서, 폴리올 성분은 폴리에테르 폴리올(예컨대 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜), 폴리에스테르 폴리올(예컨대 부탄다이올 아디페이트), 또는 폴리카프로락톤 폴리올로부터 선택될 수 있다. 일 실시 형태에서, 폼을 위한 열가소성 폴리우레탄 조성물에 사용되는 사슬 연장제는 1,4-부탄다이올, 벤젠 글리콜, 또는 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다. 일 실시 형태에서, 스티어링 휠 프레임을 구축하는 데 사용되는 열가소성 폴리우레탄 조성물은 경질 세그먼트 함량(아이소시아네이트 성분과 사슬 연장제 성분의 총 중량%)이 20 중량% 내지 60 중량%, 또는 심지어 20 중량% 내지 40 중량% 또는 심지어 25 중량% 내지 35 중량%이다. 본 발명에 유용할 수 있는 열가소성 폴리우레탄 폼의 예에는 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제10973281호 및 미국 특허 제20170178181호에 개시된 것들이 포함된다.
본 발명은 또한 열가소성 폴리우레탄 조성물을 사출 성형하여 스티어링 휠 프레임을 형성하는 단계를 포함하는 스티어링 휠의 제조 방법을 포함한다. 예를 들어, 스티어링 휠 프레임의 제조 방법은 하기 중 하나 이상을 갖는 열가소성 폴리우레탄 조성물을 사출 성형하는 단계를 포함한다: (1) 중량 평균 분자량(Mw)이 50,000 내지 350,000 달톤, 또는 80,000 내지 200,000 달톤임; (2) ASTM D256에 따라 측정된 노치 아이조드 충격 강도(3.2 mm/23℃)가 1.5 내지 30 ft-lb/in, 또는 심지어 15 내지 30 ft-lb/in임; (3) ASTM D790에 따라 측정된 굴곡 모듈러스가 80,000 내지 2,300,000 또는 심지어 150,000 내지 500,000임; (4) ASTM D 3763에 따라 측정된 인스트루먼트 다트 충격(23℃에서의 총 에너지)이 100 내지 900 in-lb임; 및 (5) ASTM D638에 따라 측정된 인장 모듈러스가 80,000 내지 2,600,000 psi, 또는 심지어 100,000 내지 300,000 psi임. 일 실시 형태에서, 스티어링 휠 프레임을 구축하는 데 사용되는 열가소성 폴리우레탄 조성물은 다이아이소시아네이트 성분, 사슬 연장제 성분, 및 선택적으로 폴리올 성분의 반응 생성물을 포함하며, 여기서 스티어링 휠 프레임을 형성하는 데 사용되는 열가소성 폴리우레탄 조성물은 경질 세그먼트 함량(아이소시아네이트 성분과 사슬 연장제 성분의 총 중량%)이 60 중량% 이상 또는 심지어 75 중량% 내지 90 중량%이다.
다른 실시 형태에서, 본 발명은 스티어링 휠을 위한 발포된 열가소성 폴리우레탄 커버를 제조하는 방법을 포함한다. 이러한 방법은 (A) 스티어링 휠 프레임을 제공하는 단계로서, 스티어링 휠 프레임은 스티어링 휠 림, 허브 베이스 및 적어도 하나의 스포크를 포함하고, 허브 베이스는 스티어링 휠 림 내부에 배열되고, 허브 베이스는 적어도 하나의 스포크에 의해 스티어링 휠 림에 연결되는, 상기 단계, 및 (B) (1) 열가소성 폴리우레탄 재료 및 화학적 발포제를 포함하는 열가소성 폴리우레탄 발포 혼합물을 제공하는 단계로서, 열가소성 폴리우레탄 재료는 (i) 적어도 하나의 폴리올 성분, (ii) 적어도 하나의 다이아이소시아네이트 성분, 및 (iii) 적어도 하나의 사슬 연장제 성분의 반응 생성물을 포함하고, 열가소성 폴리우레탄은 (a) 경질 세그먼트 함량이 20 중량% 내지 60 중량%, 또는 20 중량% 내지 40 중량%, 또는 25 중량% 내지 35 중량%이고, (b) 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정할 때 중량 평균 분자량이 50,000 내지 350,000 달톤 또는 100,000 내지 200,000 달톤이고, (c) 분산도(Mw/Mn)가 1.2 내지 3.5 또는 2.0 내지 2.5인, 상기 단계; (2) 열가소성 폴리우레탄 재료와 화학적 발포제를 혼합하여 발포 혼합물을 생성하는 단계; 및 (3) 제2 열가소성 폴리우레탄 재료와 화학적 발포제 계면활성제가 상호작용하여 가요성 사출 성형 열가소성 폴리우레탄 폼을 형성하는 방식으로 발포 혼합물을 사출 성형하는 단계에 의해, 스티어링 휠 프레임을 위한 폼 커버를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 발포 혼합물을 사출 성형하는 단계는 폐쇄 주형에서 일어난다. 다른 실시 형태에서, 발포 혼합물을 사출 성형하는 단계는 스티어링 휠 프레임에 폼 커버를 직접 성형하는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 (1) 스티어링 휠 프레임에 유용한 것으로 본 명세서에 기재된 바와 같은 제1 열가소성 폴리우레탄 재료를 사출 성형함으로써 본 명세서에 기재된 바와 같은 스티어링 휠 프레임을 형성하는 단계 및 (2) 본 명세서에 기재된 바와 같은 제2 열가소성 폴리우레탄 조성물의 조합을 사용하여 스티어링 휠을 위한 폼 커버를 형성하는 단계를 포함하는 스티어링 휠의 제조 방법을 포함한다.
상기 언급된 각각의 문헌은 상기에 구체적으로 열거되어 있는지의 여부에 관계없이, 우선권을 주장하는 임의의 이전 출원을 포함하여 본 명세서에 참고로 포함된다. 임의의 문헌에 대한 언급은 그러한 문헌이 종래 기술로서의 권리가 있다거나 임의의 관할구역에서 당업자의 일반적인 지식을 구성한다는 것을 인정하는 것은 아니다. 실시예에서, 또는 달리 명시적으로 지시되어 있는 경우를 제외하고는, 물질의 양, 반응 조건, 분자량, 탄소 원자의 수 등을 명시하는 본 명세서에서의 모든 수치량은 단어 "약"에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에 제시된 양, 범위, 및 비의 상한치 및 하한치는 독립적으로 조합될 수 있음이 이해되어야 한다. 유사하게, 본 발명의 각각의 요소에 대한 범위 및 양은 나머지 다른 요소들 중 임의의 것에 대한 범위 또는 양과 함께 사용될 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "구비하는", "함유하는", 또는 "을 특징으로 하는"과 동의어인 이행 용어 "포함하는"은 포괄적이거나 제약이 없으며(open-ended), 추가의 언급되지 않은 요소 또는 방법 단계를 배제하지 않는다. 그러나, 본 명세서에서 "포함하는"이 언급될 때마다, 이 용어는 또한 대안적인 실시 형태로서, 어구 "~로 본질적으로 이루어진" 및 "~로 이루어진"을 포함하고자 하며, 여기서 "~로 이루어진"은 명시되지 않은 임의의 요소 또는 단계를 배제하고, "~로 본질적으로 이루어진"은 고려 중인 조성물 또는 방법의 기본적이고 신규한 특성에 실질적으로 영향을 주지 않는 추가의 언급되지 않은 요소 또는 단계의 포함을 허용한다.
소정의 대표적인 실시 형태 및 세부사항이 본 발명을 예시할 목적으로 제시되어 있지만, 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고서 거기서 다양한 변경 및 변형이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 이와 관련하여, 본 발명의 범주는 후술되는 청구범위에 의해서만 제한되어야 한다.

Claims (62)

  1. 차량용 스티어링 휠로서,
    스티어링 휠 프레임을 포함하며, 상기 스티어링 휠 프레임은 (a) 중량 평균 분자량(Mw)이 50,000 내지 350,000 달톤, 또는 80,000 내지 200,000 달톤이고; (b) ASTM D256에 따라 측정된 노치 아이조드 충격 강도(Notched Izod Impact Strength)(3.2 mm/23℃)가 1.5 내지 30 ft-lb/in, 또는 15 내지 30 ft-lb/in이고; (c) ASTM D790에 따라 측정된 굴곡 모듈러스가 80,000 내지 2,300,000 또는 150,000 내지 500,000이고; (d) ASTM D 3763에 따라 측정된 인스트루먼트 다트 충격(Instrumented Dart Impact)(23℃에서의 총 에너지)이 100 내지 900 in-lb이고; (e) ASTM D638에 따라 측정된 인장 모듈러스가 80,000 내지 2,600,000 psi, 또는 100,000 내지 300,000 psi인 제1 열가소성 폴리우레탄 재료를 포함하는, 스티어링 휠.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 열가소성 폴리우레탄 재료는 제1 다이아이소시아네이트 성분, 제1 사슬 연장제 성분, 및 선택적으로, 적어도 하나의 제1 폴리올 성분의 반응 생성물을 포함하고, 상기 제1 다이아이소시아네이트 성분과 상기 제1 사슬 연장제 성분의 합계 중량은 상기 제1 열가소성 폴리우레탄 재료의 경질 세그먼트 함량을 구성하는, 스티어링 휠.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 열가소성 폴리우레탄 재료는 60 중량% 이상의 경질 세그먼트 함량을 포함하는, 스티어링 휠.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1 열가소성 폴리우레탄 재료는 75 중량% 내지 90 중량%의 경질 세그먼트 함량을 포함하는, 스티어링 휠.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 다이아이소시아네이트 성분은 방향족 다이아이소시아네이트인, 스티어링 휠.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 다이아이소시아네이트는 4,4'-메틸렌비스(페닐 아이소시아네이트)인, 스티어링 휠.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 사슬 연장제 성분은 1,4-부탄다이올, 1,6-헥산다이올, 1,4-사이클로헥산다이메탄올, 노난다이올, 도데칸다이올, 또는 이들의 조합으로부터 선택되는, 스티어링 휠.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 폴리올 성분이 존재하며 폴리에테르 폴리올 또는 폴리에스테르 폴리올을 포함하는, 스티어링 휠.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스티어링 휠 프레임을 위한 폼 커버(foam cover)를 추가로 포함하며, 상기 폼 커버는 가요성 사출 성형 열가소성 폴리우레탄 폼을 포함하고, 상기 가요성 사출 성형 열가소성 폴리우레탄 폼은 (i) 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정할 때 중량 평균 분자량이 50,000 내지 350,000 달톤 또는 100,000 내지 200,000 달톤이고 분산도(Mw/Mn)가 1.2 내지 3.5 또는 2.0 내지 2.5인 제2 열가소성 폴리우레탄 재료와 (ii) 화학적 발포제 및/또는 셀 개방 계면활성제의 조합으로 형성되는, 스티어링 휠.
  10. 제9항에 있어서, 상기 가요성 사출 성형 열가소성 폴리우레탄 폼은
    (i) DSC에 의해 측정할 때 결정화 피크 온도가 25℃ 내지 205℃ 또는 40℃ 내지 150℃이고;
    (ii) DSC에 의해 측정할 때 용융 피크 온도가 106℃ 내지 206℃이고;
    (iii) 각각 DSC에 의해 측정할 때 상기 용융 피크 온도와 상기 결정화 피크 온도 사이의 차이가 1℃ 내지 137℃인, 스티어링 휠.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 가요성 사출 성형 열가소성 폴리우레탄 폼은
    (i) ASTM D2632에 의해 측정할 때 수직 반발률(vertical rebound)이 30% 이상이고;
    (ii) ASTM D395에 의해 측정할 때 실온에서의 압축 변형률(compression set)이 25% 이하이고;
    (iii) ASTM D395에 의해 측정할 때 50℃에서의 압축 변형률이 50% 이하이고;
    (iv) ASTM D2240에 의해 측정할 때 애스커(Asker) C 경도가 30 내지 65인, 스티어링 휠.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발포제는 화학적 발포제를 포함하거나 이로 이루어지는, 스티어링 휠.
  13. 제12항에 있어서, 상기 화학적 발포제는 발열형 발포제를 포함하거나 이로 이루어지는, 스티어링 휠.
  14. 제13항에 있어서, 상기 발열형 발포제는 아조다이카본아미드를 포함하거나 이로 이루어지는, 스티어링 휠.
  15. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발포제는 흡열형 발포제를 포함하거나 이로 이루어지는, 스티어링 휠.
  16. 제15항에 있어서, 상기 발포제는 중탄산나트륨과 시트르산의 혼합물을 포함하거나 이로 이루어지는, 스티어링 휠.
  17. 제9항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화학적 발포제는 중합체 담체 및 상기 화학적 발포제를 포함하는 마스터배치(masterbatch)에 의해 전달되는, 스티어링 휠.
  18. 제17항에 있어서, 상기 가요성 열가소성 폴리우레탄 폼은 0.5 중량% 내지 10 중량% 또는 1 중량% 내지 5 중량%의 상기 마스터배치와 90 중량% 내지 99.5 중량% 또는 95 중량% 내지 99 중량%의 상기 제2 열가소성 폴리우레탄 재료의 조합으로 형성되는, 스티어링 휠.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 중합체 담체는 담체 열가소성 폴리우레탄 조성물을 포함하거나 이로 이루어지며, 상기 담체 열가소성 폴리우레탄 조성물은 상기 제1 열가소성 폴리우레탄 재료 및 상기 제2 열가소성 폴리우레탄 재료와 동일하거나 상이할 수 있는, 스티어링 휠.
  20. 제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 중합체 담체는 폴리에틸렌을 포함하거나 이로 이루어지는, 스티어링 휠.
  21. 제9항에 있어서, 상기 셀 개방 계면활성제는 하나 이상의 실리콘, 실록산 공중합체, 비-실록산 공중합체, 비-실리콘, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 스티어링 휠.
  22. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 열가소성 폴리우레탄 재료는 (a) 적어도 하나의 폴리올 성분, (b) 적어도 하나의 다이아이소시아네이트 성분, 및 (c) 적어도 하나의 사슬 연장제 성분의 반응 생성물을 포함하며, 상기 적어도 하나의 다이아이소시아네이트 성분과 상기 적어도 하나의 사슬 연장제 성분의 합계 중량은 상기 열가소성 폴리우레탄 재료의 경질 세그먼트 함량을 구성하고, 상기 열가소성 폴리우레탄 재료는 경질 세그먼트 함량이 20 중량% 내지 60 중량%, 또는 20 중량% 내지 40 중량%, 또는 25 중량% 내지 35 중량%인, 스티어링 휠.
  23. 제22항에 있어서, 상기 폴리올 성분은 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 또는 이들의 조합으로부터 선택되는, 스티어링 휠.
  24. 제23항에 있어서, 상기 폴리올 성분은 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜을 포함하거나 이로 이루어지는, 스티어링 휠.
  25. 제24항에 있어서, 상기 열가소성 폴리우레탄 재료는 경질 세그먼트 함량이 20 중량% 내지 60 중량% 또는 23 중량% 내지 45 중량%인, 스티어링 휠.
  26. 제23항에 있어서, 상기 폴리올 성분은 아디프산으로부터 유도된 폴리에스테르 폴리올을 포함하거나 이로 이루어지는, 스티어링 휠.
  27. 제26항에 있어서, 상기 열가소성 폴리우레탄 재료는 경질 세그먼트 함량이 50 중량% 이하, 또는 24 중량% 내지 50 중량%, 또는 24 중량% 내지 30 중량%인, 스티어링 휠.
  28. 제23항에 있어서, 상기 폴리올 성분은 폴리카프로락톤 폴리에스테르 폴리올을 포함하거나 이로 이루어지는, 스티어링 휠.
  29. 제28항에 있어서, 상기 열가소성 폴리우레탄 재료는 경질 세그먼트 함량이 20 중량% 내지 60 중량%, 또는 20 중량% 내지 40 중량%, 또는 25 중량% 내지 35 중량%인, 스티어링 휠.
  30. 제22항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사슬 연장제 성분은 1,4-부탄다이올, 벤젠 글리콜, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 스티어링 휠.
  31. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스티어링 휠 프레임은 스티어링 휠 림, 허브 베이스 및 적어도 하나의 스포크를 포함하고, 상기 허브 베이스는 상기 스티어링 휠 림 내부에 배열되고, 상기 허브 베이스는 상기 적어도 하나의 스포크에 의해 상기 스티어링 휠 림에 연결되는, 스티어링 휠.
  32. 스티어링 휠을 제조하는 방법으로서,
    (a) 중량 평균 분자량(Mw)이 50,000 내지 350,000 달톤, 또는 80,000 내지 200,000 달톤이고; (b) ASTM D256에 따라 측정된 노치 아이조드 충격 강도(3.2 mm/23℃)가 1.5 내지 30 ft-lb/in, 또는 15 내지 30 ft-lb/in이고; (c) ASTM D790에 따라 측정된 굴곡 모듈러스가 80,000 내지 2,300,000 또는 150,000 내지 500,000이고; (d) ASTM D 3763에 따라 측정된 인스트루먼트 다트 충격(23℃에서의 총 에너지)이 100 내지 900 in-lb이고; (e) ASTM D638에 따라 측정된 인장 모듈러스가 80,000 내지 2,600,000 psi, 또는 100,000 내지 300,000 psi인 제1 열가소성 폴리우레탄 재료를 사출 성형하여 스티어링 휠 프레임을 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  33. 제32항에 있어서, 상기 제1 열가소성 폴리우레탄 재료는 제1 다이아이소시아네이트 성분, 제1 사슬 연장제 성분, 및 선택적으로, 적어도 하나의 제1 폴리올 성분의 반응 생성물을 포함하고, 상기 제1 다이아이소시아네이트 성분과 상기 제1 사슬 연장제 성분의 합계 중량은 상기 제1 열가소성 폴리우레탄 재료의 경질 세그먼트 함량을 구성하는, 방법.
  34. 제33항에 있어서, 상기 제1 열가소성 폴리우레탄 재료는 60 중량% 이상의 경질 세그먼트 함량을 포함하는, 방법.
  35. 제33항 또는 제34항에 있어서, 상기 제1 열가소성 폴리우레탄 재료는 75 중량% 내지 90 중량%의 경질 세그먼트 함량을 포함하는, 방법.
  36. 제33항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 다이아이소시아네이트 성분은 방향족 다이아이소시아네이트인, 방법.
  37. 제36항에 있어서, 상기 제1 다이아이소시아네이트는 4,4'-메틸렌비스(페닐 아이소시아네이트)인, 방법.
  38. 제33항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 사슬 연장제 성분은 1,4-부탄다이올, 1,6-헥산다이올, 1,4-사이클로헥산다이메탄올, 노난다이올, 도데칸다이올, 또는 이들의 조합으로부터 선택되는, 방법.
  39. 제33항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 폴리올 성분이 존재하며 폴리에테르 폴리올 또는 폴리에스테르 폴리올을 포함하는, 방법.
  40. 제32항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스티어링 휠 프레임을 위한 폼 커버를 형성하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  41. 제40항에 있어서,
    (1) 제2 열가소성 폴리우레탄 재료 및 화학적 발포제를 포함하는 열가소성 폴리우레탄 발포 혼합물을 제공하는 단계로서, 상기 제2 열가소성 폴리우레탄 재료는 (i) 적어도 하나의 폴리올 성분, (ii) 적어도 하나의 다이아이소시아네이트 성분, 및 (iii) 적어도 하나의 사슬 연장제 성분의 반응 생성물을 포함하고, 상기 열가소성 폴리우레탄은 (a) 경질 세그먼트 함량이 20 중량% 내지 60 중량%, 또는 20 중량% 내지 40 중량%, 또는 25 중량% 내지 35 중량%이고, (b) 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정할 때 중량 평균 분자량이 50,000 내지 350,000 달톤 또는 100,000 내지 200,000 달톤이고, (c) 분산도(Mw/Mn)가 1.2 내지 3.5 또는 2.0 내지 2.5인, 상기 단계;
    (2) 상기 제2 열가소성 폴리우레탄 재료와 상기 화학적 발포제를 혼합하여 발포 혼합물을 생성하는 단계; 및
    (3) 제2 열가소성 폴리우레탄 재료와 화학적 발포제 계면활성제가 상호작용하여 가요성 사출 성형 열가소성 폴리우레탄 폼을 형성하는 방식으로 상기 발포 혼합물을 사출 성형하는 단계를 포함하는, 방법.
  42. 제41항에 있어서, 상기 가요성 열가소성 폴리우레탄 폼은
    (i) DSC에 의해 측정할 때 결정화 피크 온도가 25℃ 내지 205℃ 또는 40℃ 내지 150℃이고;
    (ii) DSC에 의해 측정할 때 용융 피크 온도가 106℃ 내지 206℃이고;
    (iii) 각각 DSC에 의해 측정할 때 상기 용융 피크 온도와 상기 결정화 피크 온도 사이의 차이가 1℃ 내지 137℃인, 방법.
  43. 제40항 또는 제41항에 있어서, 상기 가요성 사출 성형 열가소성 폴리우레탄 폼은
    (i) ASTM D2632에 의해 측정할 때 수직 반발률이 30% 이상이고;
    (ii) ASTM D395에 의해 측정할 때 실온에서의 압축 변형률이 25% 이하이고;
    (iii) ASTM D395에 의해 측정할 때 50℃에서의 압축 변형률이 50% 이하이고;
    (iv) ASTM D2240에 의해 측정할 때 애스커 C 경도가 30 내지 65인, 방법.
  44. 제40항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화학적 발포제는 발열형 발포제를 포함하거나 이로 이루어지는, 방법.
  45. 제44항에 있어서, 상기 발열형 발포제는 아조다이카본아미드를 포함하거나 이로 이루어지는, 방법.
  46. 제40항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발포제는 흡열형 발포제를 포함하거나 이로 이루어지는, 방법.
  47. 제46항에 있어서, 상기 발포제는 중탄산나트륨과 시트르산의 혼합물을 포함하거나 이로 이루어지는, 방법.
  48. 제40항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화학적 발포제는 중합체 담체 및 상기 화학적 발포제를 포함하는 마스터배치에 의해 전달되는, 방법.
  49. 제48항에 있어서, 상기 발포 혼합물은 0.5 중량% 내지 10 중량% 또는 1 중량% 내지 5 중량%의 상기 마스터배치와 90 중량% 내지 99.5 중량% 또는 95 중량% 내지 99 중량%의 상기 제2 열가소성 폴리우레탄 재료를 함유하는, 방법.
  50. 제46항 또는 제47항에 있어서, 상기 중합체 담체는 담체 열가소성 폴리우레탄 조성물을 포함하거나 이로 이루어지는, 방법.
  51. 제46항 또는 제47항에 있어서, 상기 중합체 담체는 폴리에틸렌을 포함하거나 이로 이루어지는, 방법.
  52. 제30항 내지 제51항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리올 성분은 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 또는 이들의 조합으로부터 선택되는, 방법.
  53. 제52항에 있어서, 상기 폴리올 성분은 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜을 포함하거나 이로 이루어지는, 방법.
  54. 제53항에 있어서, 상기 열가소성 폴리우레탄 재료는 경질 세그먼트 함량이 20 중량% 내지 60 중량% 또는 23 중량% 내지 45 중량%인, 방법.
  55. 제54항에 있어서, 상기 폴리올 성분은 아디프산으로부터 유도된 폴리에스테르 폴리올을 포함하거나 이로 이루어지는, 방법.
  56. 제55항에 있어서, 상기 열가소성 폴리우레탄 재료는 경질 세그먼트 함량이 50 중량% 이하, 또는 24 중량% 내지 50 중량%, 또는 24 중량% 내지 30 중량%인, 방법.
  57. 제52항에 있어서, 상기 폴리올 성분은 폴리카프로락톤 폴리에스테르 폴리올을 포함하거나 이로 이루어지는, 방법.
  58. 제57항에 있어서, 상기 열가소성 폴리우레탄 재료는 경질 세그먼트 함량이 20 중량% 내지 60 중량%, 또는 20 중량% 내지 40 중량%, 또는 25 중량% 내지 35 중량%인, 방법.
  59. 제40항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사슬 연장제 성분은 1,4-부탄다이올, 벤젠 글리콜, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 방법.
  60. 제32항 내지 제59항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스티어링 휠 프레임은 스티어링 휠 림, 허브 베이스 및 적어도 하나의 스포크를 포함하고, 상기 허브 베이스는 상기 스티어링 휠 림 내부에 배열되고, 상기 허브 베이스는 상기 적어도 하나의 스포크에 의해 상기 스티어링 휠 림에 연결되는, 방법.
  61. 제40항 내지 제60항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발포 혼합물을 사출 성형하는 단계는 폐쇄된 주형에서 일어나는, 방법.
  62. 제40항 내지 제60항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발포 혼합물을 사출 성형하는 단계는 상기 스티어링 휠 프레임에 상기 폼 커버를 직접 성형하는 단계를 포함하는, 방법.
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Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4131731A (en) 1976-11-08 1978-12-26 Beatrice Foods Company Process for preparing polycarbonates
JPS5657576A (en) 1979-10-17 1981-05-20 Nissan Motor Co Ltd Steering wheel
US4619956A (en) 1985-05-03 1986-10-28 American Cyanamid Co. Stabilization of high solids coatings with synergistic combinations
EP0309400B1 (en) 1987-09-21 1994-03-02 Ciba-Geigy Ag N-acyloxy hindered amine stabilizers
DE3852742T3 (de) 1987-09-21 2005-02-10 Ciba Speciality Chemicals Holding Inc. N-substituierte sterisch gehinderte Amin-Stabilisatoren.
DE3851931T2 (de) 1987-09-21 1995-03-16 Ciba Geigy Ag Stabilisierung einer Beschichtung mit sterisch gehinderten N-hydroxysubstituierten Aminen.
US4975207A (en) 1988-08-01 1990-12-04 The B. F. Goodrich Company Impact modified polyurethane blends
DE69030362T2 (de) 1989-12-05 1997-10-23 Ciba Geigy Ag Stabilisiertes organisches Material
US5071981A (en) 1990-03-19 1991-12-10 The B. F. Goodrich Company Alkylated oxo-piperanzinyl-triazine
DE59107052D1 (de) 1990-03-30 1996-01-25 Ciba Geigy Ag Lackzusammensetzungen
DE4108973A1 (de) 1991-03-20 1992-09-24 Kolbenschmidt Ag Lenkrad
GB9316893D0 (en) 1992-08-17 1993-09-29 Sandoz Ltd Use of hals compounds
JPH06287266A (ja) * 1993-03-31 1994-10-11 Toyoda Gosei Co Ltd 成形用ポリウレタン材料
DE10036069B4 (de) 2000-07-17 2004-12-09 Takata-Petri Ag Lenkrad
DE102006041386A1 (de) 2006-08-30 2008-03-13 Takata-Petri Ag Lenkrad für ein Fahrzeug und Verfahren zu dessen Herstellung
US20170174818A1 (en) * 2014-03-26 2017-06-22 Lubrizol Advanced Materials, Inc. Polyurethane foams and method for producing same
TR201807967T4 (tr) 2014-06-24 2018-06-21 Lubrizol Advanced Mat Inc Entegre edilen poliüretan ürünü.
WO2017079188A1 (en) * 2015-11-06 2017-05-11 Lubrizol Advanced Materials, Inc. High modulus thermoplastic polyurethane
US20170178181A1 (en) 2015-12-17 2017-06-22 Linkedin Corporation Click through rate prediction calibration

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