(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記ポリエステル共重合体は、重量平均分子量が50,000〜60,000であり、ガラス転移温度が105〜125℃である、請求項1に記載のステアリングホイールリモコンベゼル用高分子樹脂組成物。
前記ポリエステル共重合体において、ジカルボン酸成分は、炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸、および炭素数4〜20の脂肪族ジカルボン酸からなる群より選択される1種以上をさらに含む、請求項1に記載のステアリングホイールリモコンベゼル用高分子樹脂組成物。
前記ポリエステル共重合体において、ジアンヒドロヘキシトールの含有量は、全体ジオール成分の含有量に対して、5〜60モル%である、請求項1に記載のステアリングホイールリモコンベゼル用高分子樹脂組成物。
前記ポリエステル共重合体において、ジオール成分は、1,4−シクロヘキサンジオールおよびエチレングリコールをさらに含む、請求項1に記載のステアリングホイールリモコンベゼル用高分子樹脂組成物。
前記不飽和ニトリル−ジエン系ゴム−芳香族ビニルグラフト共重合体において、不飽和ニトリルは、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリル、フェニルアクリロニトリル、およびα−クロロアクリロニトリルからなる群より選択される1種以上である、請求項1に記載のステアリングホイールリモコンベゼル用高分子樹脂組成物。
前記グラフト共重合体において、ジエン系ゴムは、ブタジエン型ゴムまたはイソプレン型ゴムである、請求項1に記載のステアリングホイールリモコンベゼル用高分子樹脂組成物。
前記グラフト共重合体において、芳香族ビニルは、スチレン、α−メチルスチレンビニルトルエン、t−ブチルスチレン、ハロゲン置換スチレン、1,3−ジメチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、およびエチルスチレンからなる群より選択される1種以上である、請求項1に記載のステアリングホイールリモコンベゼル用高分子樹脂組成物。
前記アルキルメタクリレート−ジエン系ゴム−芳香族ビニルグラフト共重合体は、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレングラフト共重合体である、請求項1に記載のステアリングホイールリモコンベゼル用高分子樹脂組成物。
前記ポリカーボネートは、ガラス転移温度が130〜160℃であり、重量平均分子量が20,000〜60,000である、請求項1に記載のステアリングホイールリモコンベゼル用高分子樹脂組成物。
不飽和ニトリル−芳香族ビニル−グリシジルメタクリレート系相溶化剤、および不飽和ニトリル−芳香族ビニル−無水マレイン酸系相溶化剤からなる群より選択される1種以上をさらに含む、請求項1に記載のステアリングホイールリモコンベゼル用高分子樹脂組成物。
【背景技術】
【0002】
最近、自動車産業は、エネルギー節減と環境配慮を考慮した化学素材の利用に関心を傾けている。例えば、車体を軽くしながらも、低価格の素材で高級な質感と外観を呈することが可能な多様な化学素材の活用は自動車産業分野の懸案となっている。
【0003】
従来より、自動車内装材として使用されている化学素材のうち、ポリプロピレンは、ポリエチレン分子鎖の炭素に1つずつおきにメチル基が付いており、規則的に短い枝が付いた構造を持っている。成形性に優れ、経済的な価格で活用範囲が広いことが特徴である。例えば、比重は0.92であって、現在あるプラスチック素材のうち最も軽いものの1つであり、溶解温度も135〜160℃と応用範囲も多様である。しかし、ポリプロピレンは欠点がある。ポリプロピレンは、着色しにくく、熱や光に弱い。このようなポリプロピレンは、一般に、自動車内装材のうち最も多く使用される素材で多様な部品に適用されており、最近は、上述した欠点を補完するために変性PPを適用する場合も増えている。車種ごとにやや差はあるが、「センターパネル、ノズルアッシー、地図ポケット、パネルアッシーアッパートリム、ガーニッシュ」などに主に適用されていた。
【0004】
また、ポリエチレンは、熱可塑性プラスチック素材で軽くて柔軟であり、ワックスのような感じのする素材であり、自動車内装部品において、ポリエチレン素材は、高密度ポリエチレンをはじめとして、「ダクトアッシー、ホースアッシー、ホースサイド、ドア」などに使用されている。
【0005】
そして、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)は、加工しやすく、耐衝撃性が大きく、耐熱性が良くて、自動車内装材としては、「プルHDL、ドアトリム、ガーニッシュ、フロントパネルトリム」などの部品に商用されている。
【0006】
一方、ポリカーボネート/アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンブレンド樹脂(以下、「PC/ABS」)は、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンの加工性、低温耐衝撃性、メッキ性などと、ポリカーボネートの優れた機械的特性、耐熱特性(熱変形温度)、電気的特性および寸法安定性などを提供する混合樹脂である。PC/ABSは、自動車、電気/電子製品の機能性部品から外装材に至るまでの多様な用途に使用可能な素材として注目されており、自動車部品のうち、「クラスターアッパーコア、クラッシュパッドアッパー、センターパネル」などの部品のコア部分と小型塗装部品の適用範囲を持っている。
【0007】
同時に、ポリエチレンテレフタレートは、熱可塑性プラスチックで一般にはプラスチック飲料水瓶が大部分を占め、自動車部品としては不織布の形態でパッケージトレイに主に使用されており、クラスター部品のスキン材として活用されたりする。
これらのほか、自動車内装部品として活用するためのその他の素材には、ポリウレタン、熱可塑性オレフィン、ポリ塩化ビニル、ウッドストック(Woodstock)、ウッドペーパー(Wood Paper)などがある。
【0008】
一方、PC/ABS樹脂は、耐衝撃性、耐熱性または剛性などの優れた特徴によって、これまで各種自動車内/外装材、建築材料と電子製品の外観、包装材質、ケース、ボックス、インテリア内外装材などの多様な分野に使用されてきた。このようなPC/ABS樹脂は、ステアリングホイールリモコンベゼル(Steering Wheel Remocon Bezel)組立の特性上、内部に充填されるポリウレタンフォームとの接触が避けられない。しかし、自動車内部に使用されるポリウレタンフォーム、芳香剤などとの接触時、PC/ABS成形品の外観の色が変化したり、化学的亀裂(Chemical Crack)が発生して、製品品質の変質が誘発される深刻な問題を抱えており、自動車内装材に適用時、運転者の安全に直結する潜在的な問題を抱えていた。
【0009】
これにより、優れた耐環境亀裂性と、向上した耐熱性または耐衝撃性を有する樹脂を提供可能なステアリングホイールリモコンベゼル用高分子樹脂組成物に対する研究が必要な状態であった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明は、ステアリングホイールリモコンベゼル用高分子樹脂組成物を提供する。前記高分子樹脂組成物は、自動車内装材のステアリングホイールリモコンベゼルの組立時に使用されるポリウレタンフォームとの接触時、化学的亀裂が発生しない、向上した耐環境亀裂性を有することができる。また、自動車内装材用への適用に必要な耐熱性または耐衝撃性を示す合成樹脂を提供可能な高分子樹脂組成物を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の一側面により、ステアリングホイールリモコンベゼル用高分子樹脂組成物が提供できる。前記ステアリングホイールリモコンベゼル用高分子樹脂組成物は、テレフタル酸を含むジカルボン酸成分の残基と、ジアンヒドロヘキシトールを含むジオール成分の残基とを含むポリエステル共重合体約40〜50重量%;不飽和ニトリル−ジエン系ゴム−芳香族ビニルグラフト共重合体、およびアルキルメタクリレート−ジエン系ゴム−芳香族ビニルグラフト共重合体からなる群より選択される1種以上の共重合体約10〜20重量%;およびポリカーボネート約40〜50重量%からなる樹脂組成物を含む。また、前記樹脂組成物100重量部に対して、ホスファイト系酸化防止剤約0.1〜0.5重量部をさらに含む。
【0012】
また、前記ステアリングホイールリモコンベゼル用高分子樹脂組成物は、テレフタル酸を含むジカルボン酸成分の残基と、ジアンヒドロヘキシトールを含むジオール成分の残基とを含むポリエステル共重合体約40〜50重量%;不飽和ニトリル−ジエン系ゴム−芳香族ビニルグラフト共重合体、およびアルキルメタクリレート−ジエン系ゴム−芳香族ビニルグラフト共重合体からなる群より選択される1種以上の共重合体約10〜20重量%;およびポリカーボネート約40〜50重量%を必須に含む樹脂組成物を含む。また、前記樹脂組成物100重量部に対して、ホスファイト系酸化防止剤約0.1〜0.5重量部をさらに含む。
【0013】
そして、前記ポリエステル共重合体は、重量平均分子量が約50,000〜60,000であり、ガラス転移温度が約105〜125℃であるとよい。
【0014】
また、前記ポリエステル共重合体において、ジカルボン酸成分は、炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸、および炭素数4〜20の脂肪族ジカルボン酸からなる群より選択される1種以上をさらに含むことができる。
【0015】
さらに、前記ポリエステル共重合体において、ジアンヒドロヘキシトールは、イソソルビドであるとよい。
【0016】
同時に、前記ポリエステル共重合体において、ジアンヒドロヘキシトールの含有量は、全体ジオール成分の含有量に対して、約5〜60モル%であるとよい。
【0017】
そして、前記ポリエステル共重合体において、ジオール成分は、下記化学式1、2、および3で表される化合物からなる群より選択される1種以上をさらに含むことができる。
【化1】
式中、R
1、R
2、R
3およびR
4は、それぞれ独立に、水素または炭素数1〜5の置換もしくは非置換のアルキル基であり、n
1およびn
2は、それぞれ独立に、0〜3の整数である。
【化2】
式中、R
1、R
2、R
3およびR
4は、それぞれ独立に、水素または炭素数1〜5の置換もしくは非置換のアルキル基である。
【化3】
式中、nは、1〜7の整数である。
【0018】
一方、前記ポリエステル共重合体において、ジオール成分は、1,4−シクロヘキサンジオールおよびエチレングリコールをさらに含むことができる。
【0019】
そして、前記不飽和ニトリル−ジエン系ゴム−芳香族ビニルグラフト共重合体は、コア−シェルゴム(Core−Shell Rubber)形態で、平均粒子径が約0.1〜0.4μmであり、グラフト率が約5〜90%であり、コア(Core)のガラス転移温度が約−20℃以下であり、シェル(Shell)のガラス転移温度が約20℃以上であるとよい。
【0020】
また、前記不飽和ニトリル−ジエン系ゴム−芳香族ビニルグラフト共重合体において、不飽和ニトリルは、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリル、フェニルアクリロニトリル、およびα−クロロアクリロニトリルからなる群より選択される1種以上であるとよい。
【0021】
同時に、前記グラフト共重合体において、ジエン系ゴムは、ブタジエン型ゴムまたはイソプレン型ゴムであるとよい。
【0022】
また、前記グラフト共重合体において、芳香族ビニルは、スチレン、α−メチルスチレンビニルトルエン、t−ブチルスチレン、ハロゲン置換スチレン、1,3−ジメチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、およびエチルスチレンからなる群より選択される1種以上であるとよい。
【0023】
そして、アルキルメタクリレート−ジエン系ゴム−芳香族ビニルグラフト共重合体は、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレングラフト共重合体であるとよい。
【0024】
また、前記ポリカーボネートは、ガラス転移温度が約130〜160℃であり、重量平均分子量が約20,000〜60,000であるとよい。
【0025】
一方、前記ステアリングホイールリモコンベゼル用高分子樹脂組成物は、不飽和ニトリル−芳香族ビニル−グリシジルメタクリレート系相溶化剤、および不飽和ニトリル−芳香族ビニル−無水マレイン酸系相溶化剤からなる群より選択される1種以上をさらに含むことができる。
【0026】
また、前記ホスファイト系酸化防止剤は、下記化学式4で表される。
【化4】
式中、R
1およびR
2は、それぞれ独立に、炭素数1〜40の置換もしくは非置換のアルキル基、または炭素数6〜40の置換もしくは非置換のアリール基であり、nは、1以上の整数である。
【0027】
そして、前記ステアリングホイールリモコンベゼル用高分子樹脂組成物は、滑剤、および耐加水分解剤からなる群より選択される1種以上の添加剤をさらに含むことができる。
本発明の他の側面により、自動車のステアリングホイールリモコンベゼルが提供できる。前記自動車のステアリングホイールリモコンベゼルは、上述したステアリングホイールリモコンベゼル用高分子樹脂組成物から製造される。
本発明の他の側面に関する内容は以下に記載されている。
【発明の効果】
【0028】
本発明に係るステアリングホイールリモコンベゼル用高分子樹脂組成物は、自動車のステアリングホイールリモコンベゼルの組立時に使用されるポリウレタンフォームとの接触時にも化学的亀裂が発生せず、耐環境亀裂性が向上できる。また、向上した耐熱性または耐衝撃性を有する樹脂組成物で製造されたステアリングホイールリモコンベゼル用高分子樹脂組成物を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0029】
本明細書において、「車両」または「交通機関」またはこれと類似の用語は、船舶をはじめとするスポーツユーティリティ車両(SUV)、バス、トラック、各種商用車、多様なボートおよび船を含む船舶、航空機、ハイブリッド自動車、電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車、水素動力車両と他の車両代替燃料(石油以外の資源から誘導された燃料など)の一般自動車を含むものであり得る。本明細書に言及されたように、ハイブリッド車両は、例えば、全てガソリンおよび電動車両のパワー2以上のソースを有する車両である。
【0030】
本明細書で使用した用語は、単に特定の実施例を説明するためのものであり、本発明を限定しようとする意図ではない。本明細書において、「包含」および「含む」は、明示された特徴、整数、段階、作業、構成要素の存在を指定する構成要素であるが、1つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、要素、成分および/または群の添加の存在を排除しないことが理解されなければならない。本明細書において、「および」、「または」は、関連する列挙項目の1つ以上の任意の全ての組み合わせを含む。
【0031】
本明細書において特に言及しない限り、「約」という用語は、当該技術分野で通常の許容誤差の範囲内にある、例えば、平均の標準偏差の2以内を意味することができる。また、特定数値の10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%、0.01%以内を意味することになる。明細書上において具体的に明示しない限り、本明細書に記載された全ての数値は「約」の意味で理解される。
【0032】
本発明は、多様な変換を加えられて様々な実施例を有することができるが、特定の実施例を詳細な説明に詳細に説明する。しかし、これは、本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想および技術範囲に含まれる全ての変換、均等物ないし代替物を含むことが理解されなければならない。本発明を説明するにあたり、関連する公知の技術に関する具体的な説明が本発明の要旨をあいまいにし得ると判断された場合、その詳細な説明を省略する。
【0033】
本発明のステアリングホイールリモコンベゼル用高分子樹脂組成物は、テレフタル酸を含むジカルボン酸成分の残基と、ジアンヒドロヘキシトールを含むジオール成分の残基とを含むポリエステル共重合体約40〜50重量%;不飽和ニトリル−ジエン系ゴム−芳香族ビニルグラフト共重合体、およびアルキルメタクリレート−ジエン系ゴム−芳香族ビニルグラフト共重合体からなる群より選択される1種以上の共重合体約10〜20重量%;およびポリカーボネート約40〜50重量%からなる樹脂組成物を含むことができる。また、前記樹脂組成物100重量部に対して、ホスファイト系酸化防止剤約0.1〜0.5重量部をさらに含むことができる。
【0034】
以下、発明の具体的な実施形態に係るステアリングホイールリモコンベゼル用高分子樹脂組成物に関してより詳細に説明する。
【0035】
本発明の一側面によるステアリングホイールリモコンベゼル用高分子樹脂組成物は、テレフタル酸を含むジカルボン酸成分の残基と、ジアンヒドロヘキシトールを含むジオール成分の残基とを含むポリエステル共重合体約40〜50重量%;不飽和ニトリル−ジエン系ゴム−芳香族ビニルグラフト共重合体、およびアルキルメタクリレート−ジエン系ゴム−芳香族ビニルグラフト共重合体からなる群より選択される1種以上の共重合体約10〜20重量%;およびポリカーボネート約40〜50重量%からなる樹脂組成物を含むことができる。また、前記樹脂組成物100重量部に対して、ホスファイト系酸化防止剤約0.1〜0.5重量部をさらに含むことができる。
【0036】
従来のポリカーボネート/アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンブレンド樹脂は、優れた機械的物性によって幅広く使用されてきた。しかし、前記ポリカーボネート/アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンブレンド樹脂は、特に、ポリウレタンフォームに対する耐化学薬品性に劣っていた。例えば、ポリウレタンフォームの接触部位で化学的亀裂(Chemical Crack)などが現れる問題があった。このため、前記ポリカーボネート/アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンブレンド樹脂は、自動車内装材のうち、ステアリングホイールリモコンベゼル(Steering Wheel Remocon Bezel)としての適用に適切でなかった。
【0037】
そこで、本発明者らは、特定のポリエステル共重合体;不飽和ニトリル−ジエン系ゴム−芳香族ビニルグラフト共重合体、およびアルキルメタクリレート−ジエン系ゴム−芳香族ビニルグラフト共重合体からなる群より選択される1種以上の共重合体;およびポリカーボネートを含む高分子樹脂組成物を用いる場合、ポリウレタンフォームに対する耐環境亀裂性(Environmental Stress Crack Resistance)に優れ、自動車内装素材としての適用に十分な耐熱性または耐衝撃性などの物性を示し得るという点を、実験を通して確認して、発明を完成した。
【0038】
前記高分子樹脂組成物を製造する過程では、高分子樹脂のブレンドまたは混合物を製造するのに使用される通常の方法および装置を格別の制限なく使用することができる。例えば、ポリエステル共重合体;および不飽和ニトリル−ジエン系ゴム−芳香族ビニルグラフト共重合体、およびアルキルメタクリレート−ジエン系ゴム−芳香族ビニルグラフト共重合体からなる群より選択される1種以上の共重合体;およびポリカーボネートを、通常の混合器、ミキサまたはタンブラなどに入れて、二軸押出機を通して混合することによって、前記高分子樹脂組成物が提供できる。前記高分子樹脂組成物を製造する過程で、樹脂それぞれは十分に乾燥した状態で使用されることが好ましい。
【0039】
前記高分子樹脂組成物は、ポリエステル共重合体約40〜50重量%;前記不飽和ニトリル−ジエン系ゴム−芳香族ビニルグラフト共重合体、およびアルキルメタクリレート−ジエン系ゴム−芳香族ビニルグラフト共重合体からなる群より選択される1種以上の共重合体約10〜20重量%;およびポリカーボネート約40〜50重量%からなる樹脂組成物を含むことができる。また、前記樹脂組成物100重量部に対して、ホスファイト系酸化防止剤約0.1〜0.5重量部をさらに含むことができる。
【0040】
一方、本明細書において、「残基」は、特定の化合物が化学反応に参加した時、その化学反応の結果物に含まれ、前記特定の化合物由来の一定の部分または単位を意味する。例えば、前記ジカルボン酸成分の「残基」またはジオール成分の「残基」それぞれは、エステル化反応または重縮合反応で形成されるポリエステルにおいて、ジカルボン酸成分由来の部分またはジオール成分由来の部分を意味する。
【0041】
前記「ジカルボン酸成分」は、テレフタル酸などのジカルボン酸、そのアルキルエステル(モノメチル、モノエチル、ジメチル、ジエチル、またはジブチルエステルなどの炭素数1〜4の低級アルキルエステル)、および/またはこれらの酸無水物(acid anhydride)を含む意味で使用され、ジオール成分と反応して、テレフタロイル部分(terephthaloyl moiety)などのジカルボン酸部分(dicarboxylic acid moiety)を形成することができる。
【0042】
前記ポリエステルの合成に使用されるジカルボン酸成分がテレフタル酸を含むことによって、製造されるポリエステル樹脂の耐熱性、耐化学性または耐候性などの物性が向上できる。例えば、UVによる分子量減少現象または黄変化現象を防止することができる。
【0043】
前記ジカルボン酸成分は、その他のジカルボン酸成分として、芳香族ジカルボン酸成分、脂肪族ジカルボン酸成分、またはこれらの混合物をさらに含むことができる。この時、「その他のジカルボン酸成分」は、前記ジカルボン酸成分中、テレフタル酸を除いた成分を意味する。
【0044】
一方、前記ポリエステル共重合体において、ジカルボン酸成分は、炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸、および炭素数4〜20の脂肪族ジカルボン酸からなる群より選択される1種以上をさらに含むことができる。
【0045】
前記芳香族ジカルボン酸成分は、炭素数8〜20、好ましくは炭素数8〜14の芳香族ジカルボン酸、またはこれらの混合物などであるとよい。前記芳香族ジカルボン酸の例として、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸などのナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、4,4’−スチルベンジカルボン酸、2,5−フランジカルボン酸、2,5−チオフェンジカルボン酸などがあるが、前記芳香族ジカルボン酸の具体例がこれに限定されるものではない。
【0046】
前記脂肪族ジカルボン酸成分は、炭素数4〜20、好ましくは炭素数4〜12の脂肪族ジカルボン酸成分、またはこれらの混合物などであるとよい。前記脂肪族ジカルボン酸の例として、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸などのシクロヘキサンジカルボン酸、フタル酸、セバシン酸、コハク酸、イソデシルコハク酸、マレイン酸、フマル酸、アジピン酸、グルタル酸、アゼライン酸などの線状、枝状または環状脂肪族ジカルボン酸成分などがあるが、前記脂肪族ジカルボン酸の具体例がこれに限定されるものではない。
【0047】
一方、前記ジカルボン酸成分は、全体ジカルボン酸成分の含有量に対して、テレフタル酸約50〜100モル%、好ましくは70〜100モル%;および芳香族ジカルボン酸および脂肪族ジカルボン酸からなる群より選択された1種以上のジカルボン酸約0〜50モル%、好ましくは0〜30モル%;を含むことができる。前記ジカルボン酸成分中、テレフタル酸の含有量が上述した範囲を外れると、ポリエステル樹脂の耐熱性、耐化学性または耐候性などの物性が低下することがある。
【0048】
一方、前記ポリエステルの合成に使用されるジオール成分(diol component)は、全体ジオール成分の含有量に対して、ジアンヒドロヘキシトール約5〜60モル%、シクロヘキサンジメタノール約5〜80モル%、および残量のその他のジオール化合物を含むことができる。
【0049】
前記ジオール成分が、好ましくは、ジアンヒドロヘキシトールとしてイソソルビド(isosorbide、1,4:3,6−dianhydroglucitol)を含むことによって、製造されるポリエステル樹脂の耐熱性が向上するだけでなく、耐化学性、耐薬品性などの物性が向上できる。そして、前記ジオール成分(diol component)において、シクロヘキサンジメタノール(例えば、1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、または1,4−シクロヘキサンジメタノール)の含有量が増加するほど、製造されるポリエステル樹脂の耐衝撃強度が大きく増加できる。
【0050】
また、前記ジオール成分は、前記イソソルビドおよびシクロヘキサンジメタノールのほか、その他のジオール成分をさらに含むことができる。前記「その他のジオール成分」は、前記イソソルビドおよびシクロヘキサンジメタンを除いたジオール成分を意味し、例えば、脂肪族ジオール、芳香族ジオール、またはこれらの混合物であるとよい。
【0051】
前記ポリエステル共重合体において、ジオール成分は、下記化学式1、2、および3で表される化合物からなる群より選択される1種以上をさらに含むことができる。
【化5】
式中、R
1、R
2、R
3およびR
4は、それぞれ独立に、水素または炭素数1〜5の置換もしくは非置換のアルキル基であり、n
1およびn
2は、それぞれ独立に、0〜3の整数である。
【化6】
式中、R
1、R
2、R
3およびR
4は、それぞれ独立に、水素または炭素数1〜5の置換もしくは非置換のアルキル基である。
【化7】
式中、nは、1〜7の整数である。
【0052】
上述のように、前記ポリエステル樹脂のジオール成分は、全体ジオール成分の含有量に対して、約5〜60モル%のジアンヒドロヘキシトールを含むことができる。前記ジオール成分中、ジアンヒドロヘキシトールの含有量が約5モル%未満であれば、製造されるポリエステル樹脂の耐熱性または耐化学性が不十分であり得、上述したポリエステル樹脂の溶融粘度特性が現れないことがある。また、前記ジアンヒドロヘキシトールの含有量が60モル%を超えると、ポリエステル樹脂または製品の外観特性が低下したり、黄変(yellowing)現象が発生することがある。
また、前記ポリエステル共重合体は、重量平均分子量が約50,000〜60,000であり、ガラス転移温度が約105〜125℃であるとよい。
【0053】
一方、前記ポリエステル樹脂は、ジアンヒドロヘキシトールとしてイソソルビド約5〜60モル%、シクロヘキサンジメタノール約5〜80モル%、および残量のその他のジオール化合物を含むジオール成分とテレフタル酸を含むジカルボン酸成分をエステル化反応させる段階と、前記エステル化反応が80%以上進行した時点でリン系安定剤を添加する段階と、前記エステル化反応生成物を重縮合反応させる段階とを含むポリエステル樹脂の製造方法によって提供できる。
【0054】
このようなポリエステル樹脂の製造方法により、亜鉛系化合物を含むエステル化反応触媒を使用し、前記エステル化反応の末期に、例えば、反応が80%以上進行した時点で反応液にリン系安定剤を添加し、前記エステル化反応の結果物を重縮合させると、高い耐熱性、難燃特性および耐衝撃性などの物性を示し、優れた外観特性、高透明度および優れた成形特性を有するポリエステル樹脂が提供できる。
【0055】
前記テレフタル酸を含むジカルボン酸成分、シクロヘキサンジメタノール、イソソルビド、およびその他のジオール化合物に関する具体的な内容は上述した通りである。
【0056】
前記エステル化反応段階は、ジカルボン酸成分およびジオール成分を、約0〜10.0kg/cm
2の圧力および約150〜300℃の温度で反応させることで行われる。前記エステル化反応条件は、製造されるポリエステルの具体的な特性、ジカルボン酸成分とグリコールのモル比、または工程条件などに応じて適切に調節可能である。具体的には、前記エステル化反応条件の好ましい例として、約0〜5.0kg/cm
2、より好ましくは約0.1〜3.0kg/cm
2の圧力;約200〜270℃、より好ましくは約240〜260℃の温度が挙げられる。
【0057】
そして、前記エステル化反応は、バッチ(batch)式または連続式で行われ、それぞれの原料は別途に投入できるが、ジオール成分にジカルボン酸成分を混合したスラリー形態で投入することが好ましい。そして、常温で固形分のジアンヒドロヘキシトールなどのジオール成分は、水またはエチレングリコールに溶解した後、テレフタル酸などのジカルボン酸成分に混合してスラリーにするとよい。あるいは、60℃以上でジアンヒドロヘキシトールが溶融した後、テレフタル酸などのジカルボン酸成分とその他のジオール成分を混合してスラリーにしてもよい。また、ジカルボン酸成分、ジアンヒドロヘキシトール、およびエチレングリコールなどの共重合ジオール成分が混合されたスラリーに水を追加的に投入して、スラリーの流動性の増大に役立てることもできる。
【0058】
前記エステル化反応に参加するジカルボン酸成分とジオール成分のモル比は、約1:1.05〜約1:3.0であるとよい。前記ジカルボン酸成分:ジオール成分のモル比が約1.05未満であれば、重合反応時、未反応ジカルボン酸成分が残留して樹脂の透明性が低下することがある。前記モル比が約3.0を超える場合、重合反応速度が低くなったり、樹脂の生産性が低下することがある。
【0059】
前記エステル化反応生成物を重縮合(poly−condensation)反応させる段階は、前記ジカルボン酸成分およびジオール成分のエステル化反応生成物を、約150〜300℃の温度および約600〜0.01mmHgの減圧条件で約1〜24時間反応させる段階を含むことができる。
【0060】
このような重縮合反応は、約150〜300℃、好ましくは約200〜290℃、より好ましくは約260〜280℃の反応温度;および約600〜0.01mmHg、好ましくは約200〜0.05mmHg、より好ましくは約100〜0.1mmHgの減圧条件で行われる。前記重縮合反応の減圧条件を適用することによって、重縮合反応の副産物であるグリコールを系外に除去することができる。これにより、前記重縮合反応が約400〜0.01mmHgの減圧条件の範囲を外れる場合、副産物の除去が不十分であり得る。
【0061】
また、前記重縮合反応が上述した約150〜300℃の温度範囲外で起こる場合、重縮合反応が約150℃以下で進行すると、重縮合反応の副産物であるグリコールを効果的に系外に除去できず、最終反応生成物の固有粘度が低く、製造されるポリエステル樹脂の物性が低下することがある。前記重縮合反応が約300℃以上で反応が進行する場合、製造されるポリエステル樹脂の外観が黄変(yellow)する可能性が高まる。そして、前記重縮合反応は、最終反応生成物の固有粘度が適切な水準に達するまでに必要な時間、例えば、平均滞留時間約1〜24時間進行できる。
【0062】
一方、前記ポリエステル樹脂組成物の製造方法は、重縮合触媒を追加的に添加する段階をさらに含むことができる。このような重縮合触媒は、前記重縮合反応の開始前にエステル化反応またはエステル交換反応の生成物に添加されてもよく、前記エステル化反応前にジオール成分およびジカルボン酸成分を含む混合スラリー上に添加してもよいし、前記エステル化反応段階の途中に添加してもよいなど、制限がない。
【0063】
前記重縮合触媒としては、チタン系化合物、ゲルマニウム系化合物、アンチモン系化合物、アルミニウム系化合物、スズ系化合物、またはこれらの混合物を使用することができる。前記チタン系化合物およびゲルマニウム系化合物の例は上述した通りであるが、これに限定されない。
【0064】
一方、本発明に係る高分子樹脂組成物は、不飽和ニトリル−ジエン系ゴム−芳香族ビニルグラフト共重合体、およびアルキルメタクリレート−ジエン系ゴム−芳香族ビニルグラフト共重合体からなる群より選択される1種以上の共重合体を含む。
【0065】
前記不飽和ニトリル−ジエン系ゴム−芳香族ビニルグラフト共重合体は、コア−シェルゴム(Core−Shell Rubber)形態で、平均粒子径が約0.1〜0.4μmであり、グラフト率が約5〜90%であり、コア(Core)のガラス転移温度が約−20℃以下であり、シェル(Shell)のガラス転移温度が約20℃以上であるとよい。
【0066】
そして、前記不飽和ニトリル−ジエン系ゴム−芳香族ビニルグラフト共重合体において、不飽和ニトリルは、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリル、フェニルアクリロニトリル、およびα−クロロアクリロニトリルからなる群より選択される1種以上であるとよい。
【0067】
また、前記グラフト共重合体において、ジエン系ゴムは、ブタジエン型ゴムまたはイソプレン型ゴムであるとよい。
【0068】
前記アルキルメタクリレート−ジエン系ゴム−芳香族ビニルグラフト共重合体は、コア−シェルゴム(Core−Shell Rubber)形態で、平均粒子径が約0.1〜0.3μmであり、グラフト率が約5〜90%であり、コア(Core)のガラス転移温度が約−20℃以下であり、シェル(Shell)のガラス転移温度が約20℃以上であるとよい。
【0069】
また、前記アルキルメタクリレートは、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、およびブチルメタクリレートからなる群より選択される1種以上であるとよい。
【0070】
好ましくは、前記不飽和ニトリル−ジエン系ゴム−芳香族ビニルグラフト共重合体は、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレングラフト共重合体であるとよく、前記アルキルメタクリレート−ジエン系ゴム−芳香族ビニルグラフト共重合体は、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレングラフト共重合体であるとよい。
【0071】
一方、前記ポリカーボネートは、ガラス転移温度が約130〜160℃であり、重量平均分子量が約20,000〜60,000であるとよい。
【0072】
そして、前記高分子樹脂組成物は、不飽和ニトリル−芳香族ビニル−グリシジルメタクリレート系相溶化剤、および不飽和ニトリル−芳香族ビニル−無水マレイン酸系相溶化剤からなる群より選択される1種以上をさらに含むことができる。
【0073】
一方、前記不飽和ニトリル−芳香族ビニル−グリシジルメタクリレート系相溶化剤は、ガラス転移温度が約20〜200℃であり、重量平均分子量が約200〜300,000であるとよい。
【0074】
上記において、不飽和ニトリル−芳香族ビニル−無水マレイン酸系相溶化剤は、ガラス転移温度が約20〜200℃であり、重量平均分子量は約200〜300,000であるとよい。
【0075】
一方、前記高分子樹脂組成物は、酸化防止剤、滑剤、および耐加水分解剤からなる群より選択される1種以上の添加剤を、テレフタル酸を含むジカルボン酸成分の残基と、ジアンヒドロヘキシトールを含むジオール成分の残基とを含むポリエステル共重合体;不飽和ニトリル−ジエン系ゴム−芳香族ビニルグラフト共重合体、およびアルキルメタクリレート−ジエン系ゴム−芳香族ビニルグラフト共重合体からなる群より選択される1種以上の共重合体;およびポリカーボネートで構成される基本樹脂全体対比約10重量%以下で含むことができる。
【0076】
また、前記酸化防止剤中、ヒンダードフェノール系酸化防止剤は、重量平均分子量が約50〜300,000であるとよい。
【0077】
そして、前記酸化防止剤中、耐熱サイクル[3Cycle(耐熱+耐寒+耐湿:1Cycle)]および高温高湿評価(85℃×85%RH×168h)の際、長期熱安定性または信頼性を確保するためにホスファイト系2次酸化防止剤を使用することができる。前記ホスファイト系2次酸化防止剤は、下記のような化学式4の構造を有することができる。
【化8】
式中、R
1およびR
2は、それぞれ独立に、炭素数1〜40の置換もしくは非置換のアルキル基、または炭素数6〜40の置換もしくは非置換のアリール基である。また、nは、1以上の整数であって、置換された繰り返し単位を示す。
【0078】
前記滑剤は、金属ステアレート系滑剤、アミド系滑剤、パラフィン系滑剤、およびエステル系滑剤からなる群より選択された1種以上であるとよい。
以下、本発明の多様な実施例を詳細に説明する。ただし、これらの実施例は単に本発明を例示するためのものであって、本発明の範囲がこれらの実施例によって制限されると解釈されない。
【実施例】
【0079】
実施例1
二軸押出機(Φ:40mm、L/D=40)を用いて、テレフタル酸−イソソルビド−1,4−シクロヘキサンジオール−エチレングリコール共重合体ポリエステル(Tg:120℃、重量平均分子量:5万)40重量%、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレングラフト共重合体10重量%、およびポリカーボネート50重量%からなる樹脂100重量部に対して、アクリロニトリル−スチレン−グリシジルメタクリレート3重量部、フェノール系1次酸化安定剤、ホスファイト系2次酸化安定剤をそれぞれ0.2重量部添加して、均一に混練押出を進行させてペレットを製造した。
【0080】
上記において、テレフタル酸−イソソルビド−1,4−シクロヘキサンジオール−エチレングリコール共重合体ポリエステルは韓国エスケーケミカルズ社の高衝撃環境配慮樹脂のエコゼン(ECOZEN);アクリロニトリル−ブタジエン−スチレングラフト共重合体は錦湖石油化学社のコア−シェルゴム(Core−Shell Rubber)形態のグラフトABS製品のHR−181;ポリカーボネートは三養社の3022PJ;アクリロニトリル−スチレン−グリシジルメタクリレートは中国SUNNY FC社のSAG−001;フェノール系1次酸化安定剤は日本ADEKA社のAO−60;ホスファイト系2次酸化安定剤は日本ADEKA社のI−168製品を使用した。
【0081】
実施例2
二軸押出機(Φ:40mm、L/D=40)を用いて、テレフタル酸−イソソルビド−1,4−シクロヘキサンジオール−エチレングリコール共重合体ポリエステル(Tg:120℃、重量平均分子量:5万)43重量%、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレングラフト共重合体10重量%、およびポリカーボネート47重量%からなる樹脂100重量部に対して、アクリロニトリル−スチレン−グリシジルメタクリレート3重量部、フェノール系1次酸化安定剤、ホスファイト系2次酸化安定剤をそれぞれ0.2重量部添加して、均一に混練押出を進行させてペレットを製造した。
【0082】
上記において、テレフタル酸−イソソルビド−1,4−シクロヘキサンジオール−エチレングリコール共重合体ポリエステルは韓国エスケーケミカルズ社の高衝撃環境配慮樹脂のエコゼン(ECOZEN);アクリロニトリル−ブタジエン−スチレングラフト共重合体は錦湖石油化学社のコア−シェルゴム(Core−Shell Rubber)形態のグラフトABS製品のHR−181;ポリカーボネートは三養社の3022PJ;アクリロニトリル−スチレン−グリシジルメタクリレートは中国SUNNY FC社のSAG−001;フェノール系1次酸化安定剤は日本ADEKA社のAO−60;ホスファイト系2次酸化安定剤は日本ADEKA社のI−168製品を使用した。
【0083】
実施例3
二軸押出機(Φ:40mm、L/D=40)を用いて、テレフタル酸−イソソルビド−1,4−シクロヘキサンジオール−エチレングリコール共重合体ポリエステル(Tg:120℃、重量平均分子量:5万)45重量%、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレングラフト共重合体15重量%、およびポリカーボネート40重量%からなる樹脂100重量部に対して、アクリロニトリル−スチレン−グリシジルメタクリレート3重量部、フェノール系1次酸化安定剤、ホスファイト系2次酸化安定剤をそれぞれ0.2重量部添加して、均一に混練押出を進行させてペレットを製造した。
【0084】
上記において、テレフタル酸−イソソルビド−1,4−シクロヘキサンジオール−エチレングリコール共重合体ポリエステルは韓国エスケーケミカルズ社の高衝撃環境配慮樹脂のエコゼン(ECOZEN);アクリロニトリル−ブタジエン−スチレングラフト共重合体は錦湖石油化学社のコア−シェルゴム(Core−Shell Rubber)形態のグラフトABS製品のHR−181;ポリカーボネートは三養社の3022PJ;アクリロニトリル−スチレン−グリシジルメタクリレートは中国SUNNY FC社のSAG−001;フェノール系1次酸化安定剤は日本ADEKA社のAO−60;ホスファイト系2次酸化安定剤は日本ADEKA社のI−168製品を使用した。
【0085】
実施例4
二軸押出機(Φ:40mm、L/D=40)を用いて、テレフタル酸−イソソルビド−1,4−シクロヘキサンジオール−エチレングリコール共重合体ポリエステル(Tg:120℃、重量平均分子量:5万)40重量%、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレングラフト共重合体16重量%、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレングラフト共重合体2重量%、およびポリカーボネート42重量%からなる樹脂100重量部に対して、アクリロニトリル−スチレン−グリシジルメタクリレート3重量部、フェノール系1次酸化安定剤、ホスファイト系2次酸化安定剤をそれぞれ0.2重量部添加して、均一に混練押出を進行させてペレットを製造した。
【0086】
上記において、テレフタル酸−イソソルビド−1,4−シクロヘキサンジオール−エチレングリコール共重合体ポリエステルは、韓国エスケーケミカルズ社の高衝撃環境配慮樹脂のエコゼン(ECOZEN);アクリロニトリル−ブタジエン−スチレングラフト共重合体は錦湖石油化学社のコア−シェルゴム(Core−Shell Rubber)形態のグラフトABS製品のHR−181;メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレングラフト共重合体は日本KANEKA社のコア−シェルゴム(Core−Shell Rubber)形態のグラフトMBS製品のM−511;ポリカーボネートは三養社の3025PJ;アクリロニトリル−スチレン−グリシジルメタクリレートは中国SUNNY FC社のSAG−001;フェノール系1次酸化安定剤は日本ADEKA社のAO−60;ホスファイト系2次酸化安定剤は日本ADEKA社のI−168製品を使用した。
【0087】
実施例5
二軸押出機(Φ:40mm、L/D=40)を用いて、テレフタル酸−イソソルビド−1,4−シクロヘキサンジオール−エチレングリコール共重合体ポリエステル(Tg:120℃、重量平均分子量:5万)43重量%、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレングラフト共重合体10重量%、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレングラフト共重合体5重量%、およびポリカーボネート42重量%からなる樹脂100重量部に対して、アクリロニトリル−スチレン−グリシジルメタクリレート3重量部、フェノール系1次酸化安定剤、ホスファイト系2次酸化安定剤をそれぞれ0.2重量部添加して、均一に混練押出を進行させてペレットを製造した。
【0088】
上記において、テレフタル酸−イソソルビド−1,4−シクロヘキサンジオール−エチレングリコール共重合体ポリエステルは韓国エスケーケミカルズ社の高衝撃環境配慮樹脂のエコゼン(ECOZEN);アクリロニトリル−ブタジエン−スチレングラフト共重合体は錦湖石油化学社のコア−シェルゴム(Core−Shell Rubber)形態のグラフトABS製品のHR−181;メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレングラフト共重合体は日本KANEKA社のコア−シェルゴム(Core−Shell Rubber)形態のグラフトMBS製品のM−511;ポリカーボネートは三養社の3025PJ、アクリロニトリル−スチレン−グリシジルメタクリレートは中国SUNNY FC社のSAG−001;フェノール系1次酸化安定剤は日本ADEKA社のAO−60;ホスファイト系2次酸化安定剤は日本ADEKA社のI−168製品を使用した。
【0089】
比較例1
二軸押出機(Φ:40mm、L/D=40)を用いて、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレングラフト共重合体20重量%、低粘度ポリカーボネート70重量%、アクリロニトリル−スチレン共重合体10重量%からなる100重量部に対して、フェノール系1次酸化防止剤0.3重量部を添加して、均一に混練押出を進行させてペレットを製造した。
【0090】
比較例2
二軸押出機(Φ:40mm、L/D=40)を用いて、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレングラフト共重合体20重量%、中粘度ポリカーボネート70重量%、アクリロニトリル−スチレン共重合体10重量%からなる100重量部に対して、フェノール系1次酸化防止剤0.3重量部を添加して、均一に混練押出を進行させてペレットを製造した。
【0091】
比較例3
二軸押出機(Φ:40mm、L/D=40)を用いて、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレングラフト共重合体20重量%、高粘度ポリカーボネート70重量%、アクリロニトリル−スチレン共重合体10重量%からなる100重量部に対して、フェノール系1次酸化防止剤0.3重量部を添加して、均一に混練押出を進行させてペレットを製造した。
【0092】
前記実施例1〜5、および比較例1〜3により製造されたペレットを、射出機を用いて射出温度250℃で同一にそれぞれ射出した後、射出された試験片を23±2℃、50±5%相対湿度の条件下で状態調節を行い、下記の実験例1〜4のように機械的物性を測定して、測定結果を下記表1および表2に示した。
【0093】
実験例1:衝撃強度の測定
ASTM D256に基づいて測定用試験片を作り、アイゾッド衝撃機(Impact Tester、Toyoseiki)を用いて衝撃強度の値を測定した。
【0094】
実験例2:引張特性の測定
ASTM D638に基づいて測定用試験片を作り、万能材料試験機(Universal Testing Machine、Zwick Roell Z010)を用いて引張強度、伸び率を測定した。
【0095】
実験例3:屈曲特性の測定
ASTM D790に基づいて測定用試験片を作り、万能材料試験機(Universal Testing Machine、Zwick Roell Z010)を用いて屈曲強度、屈曲弾性率を測定した。
【0096】
実験例4:耐熱性の測定
ASTM D648に基づいて測定用試験片を作り、耐熱度試験機(HDT Tester、Toyoseiki)を用いて熱変形温度を測定した。
【0097】
【表1】
【0098】
【表2】
【0099】
実験例5:高分子樹脂組成物から製造された成形品の信頼性評価
前記実施例1〜5、および比較例1〜3により製造されたペレットの成形および塗装作業は現代自動車のTier2業者の(株)スンヤンテック(韓国慶州所在)で実施しており、同成形品に対する外観、塗装性、付着性、耐スクラッチ性、耐衝撃性、耐熱性、耐湿性、耐熱サイクル、耐摩耗性、耐薬品性、耐サンクリーム性、耐光性に対する評価は現代自動車のMS Spec.(Material Standard Spec.)に準じて、高温高湿評価は現代自動車のES Spec.(Environment Standard Spec.)に準じて現代自動車技術研究所で実施した。測定結果を下記表3および表4に示した。
【0100】
【表3】
【0101】
【表4】
【0102】
前記測定結果から明らかなように、実施例の場合は、比較例に比べて、ポリウレタンフォームに対する耐環境亀裂性(Environmental Stress Crack Resistance)がはるかに優れていた。また、実施例の場合は、比較例に比べて、耐熱性または耐衝撃性に優れていることが分かった。これにより、本発明に係る高分子樹脂組成物は、従来のPC/ABS樹脂より向上した耐環境亀裂性(Environmental Stress Crack Resistance)を有しながらも、自動車内装材のうち、ステアリングホイールリモコンベゼル(Steering Wheel Remocon Bezel)用への適用に必要な耐熱性または耐衝撃性などの物性を示し得ることが分かった。
【0103】
以上、本発明の内容の特定部分を詳細に記述したが、当業界における通常の知識を有する者にとって、このような具体的な記述は単に好ましい実施様態に過ぎず、これによって本発明の範囲が制限されるものではない点は明らかであろう。したがって、本発明の実質的な範囲は、添付した請求項とそれらの等価物によって定義される。