(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド車または電気自動車のバッテリーシステム用の保護筐体の射出成形部品であって、
前記射出成形部品は、
組成物の合計質量に対して、
ポリ（フェニレンエーテル）を４５〜５５質量％と；
ゴム変性ポリスチレン１００質量部当たり、ポリスチレン８０〜９６質量部と、ポリブタジエン４〜２０質量部と、を含むゴム変性ポリスチレンを３０〜４０質量％と；
有機リン酸エステルを５〜１５質量％と；
直径が５〜１５μｍ、ＡＳＴＭ  Ｃ３３８−９３（２００８）に準拠して求めた軟化点が６００〜９００℃のガラス繊維を５〜１０質量％と、を含み、
式ＲＳＯ３Ｍ（式中、ＲはＣ５−Ｃ２５ヒドロカルビル、Ｍはアルカリ金属）の有機スルホン酸塩を含まない組成物を含むことを特徴とする射出成形部品。
【請求項２】
前記ガラス繊維を、前記組成物の合計質量に対して、５〜８質量％含む請求項１に記載の射出成形部品。
【請求項３】
前記組成物は、前記ポリ（フェニレンエーテル）、前記ゴム変性ポリスチレン、前記有機リン酸エステルおよび前記ガラス繊維と、任意に、安定剤、離型剤、潤滑剤、加工助剤、防滴剤、染料、顔料、酸化防止剤、鉱油、金属不活性化剤およびこれらの組み合わせから構成される群から選択された添加剤５質量％以下と、からなる請求項１に記載の射出成形部品。
【請求項４】
前記ポリ（フェニレンエーテル）は、２５℃のクロロホルム中で測定した固有粘度が０．４〜０．５ｄＬ／ｇのポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）を含み；
前記ゴム変性ポリスチレンは、ポリスチレン８５〜９５質量部と、ポリブタジエン５〜１５質量部と、を含み；
前記有機リン酸エステルは、トリフェニルホスフェートを含み；
前記ガラス繊維の軟化点は６００〜９００℃であり；
前記組成物は、
前記ポリ（フェニレンエーテル）４８〜５４質量％と、
前記ゴム変性ポリスチレン３０〜３７質量％と、
前記有機リン酸エステル５〜１０質量％と、
前記ガラス繊維５〜８質量％と、を含む請求項１に記載の射出成形部品。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
ハイブリッド車と電気自動車のバッテリーは一般に、バッテリー自体を収納するケースとは異なる保護筐体内に収納される。保護筐体によって、組立バッテリーモジュール内で耐衝撃性と寸法安定性が得られる。これらの要求性能を満たすために、保護筐体の壁は、典型的には２つの異なるプラスチックから成形される。すなわち、モールド成形された金属製ボスを有する部品は、金属製ボス回りの亀裂を低減するためにガラス充填プラスチックで成形され、モールド成形された金属製ボスを有さない部品は、衝撃エネルギーを低減するために未充填プラスチックで成形される。バッテリーモジュールの耐衝撃性は、完全に組み立てられたバッテリーモジュールを所定の高さから硬い表面上に落下させて、衝撃関連の損傷を評価する試験で測定できる。現在の保護筐体では、バッテリーモジュールの３０ｃｍ高さからの落下では適切な保護が得られるが、それ以上の高さからの落下では保護されない。３０ｃｍ超の高さからのバッテリーモジュール落下試験での性能向上で明示されるような向上した保護が得られる射出成形材料が求められている。また、保護筐体の部品成形に必要なプラスチック材料の数を低減させることも求められている。
【発明の概要】
【０００２】
一実施形態は、組成物であって、その合計質量に対して、ポリ（フェニレンエーテル）を４５〜５５質量％と；１００質量部当たり、ポリスチレン８０〜９６質量部と、ポリブタジエン４〜２０質量部と、を含むゴム変性ポリスチレンを３０〜４０質量％と；有機リン酸エステルを５〜１５質量％と；直径が５〜１５μｍ、ＡＳＴＭ  Ｃ３３８−９３（２００８）に準拠して求めた軟化点が６００〜９００℃のガラス繊維を５〜１０質量％と、含み、式ＲＳＯ３Ｍ（式中、ＲはＣ５−Ｃ２５ヒドロカルビル、Ｍはアルカリ金属）の有機スルホン酸塩を含まない組成物である。
【０００３】
別の実施形態は、組成物であって、その合計質量に対して、ポリ（フェニレンエーテル）を４５〜５５質量％と；１００質量部当たり、ポリスチレン８０〜９６質量部と、ポリブタジエン４〜２０質量部と、を含むゴム変性ポリスチレンを３０〜４０質量％と；有機リン酸エステルを５〜１５質量％と；直径が５〜１５μｍ、ＡＳＴＭ  Ｃ３３８−９３（２００８）に準拠して求めた軟化点が６００〜９００℃のガラス繊維を５〜１０質量％と、含み、式ＲＳＯ３Ｍ（式中、ＲはＣ５−Ｃ２５ヒドロカルビル、Ｍはアルカリ金属）の有機スルホン酸塩を含まない射出成形物品用組成物である。
【０００４】
これらおよびその他の実施形態について以下詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】保護筐体を有するバッテリーモジュールの分解図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本発明者らは、ハイブリッド車または電気自動車用のバッテリーモジュールの耐衝撃性は、該バッテリーモジュールの保護筐体を特定のポリ（フェニレンエーテル）組成物で成形すると実質的に向上できることを見出した。また、この向上は、モールド成形された金属製ボスの有無に拘わらず、同じポリ（フェニレンエーテル）組成物を使用して保護筐体部品を成形することによって達成される。
【０００７】
一実施形態は、組成物であって、その合計質量に対して、ポリ（フェニレンエーテル）を４５〜５５質量％と；１００質量部当たり、ポリスチレン８０〜９６質量部と、ポリブタジエン４〜２０質量部と、を含むゴム変性ポリスチレンを３０〜４０質量％と；有機リン酸エステルを５〜１５質量％と；直径が５〜１５μｍ、ＡＳＴＭ  Ｃ３３８−９３（２００８）に準拠して求めた軟化点が６００〜９００℃のガラス繊維を５〜１０質量％と、含み、式ＲＳＯ３Ｍ（式中、ＲはＣ５−Ｃ２５ヒドロカルビル、Ｍはアルカリ金属）の有機スルホン酸塩を含まない組成物である。
【０００８】
該組成物はポリ（フェニレンエーテル）を含む。好適なポリ（フェニレンエーテル）としては、下式の構造を有する繰り返し構造単位を含むものが挙げられる：
【化１】
0006314215.tif 000002
式中、Ｚ１は、それぞれ独立にハロゲン、ヒドロカルビル基が第三級ヒドロカルビルではない未置換または置換Ｃ１−Ｃ１２ヒドロカルビル、Ｃ１−Ｃ１２ヒドロカルビルチオ、Ｃ１−Ｃ１２ヒドロカルビルオキシまたは、少なくとも２つの炭素原子がハロゲン原子と酸素原子を分離しているＣ２−Ｃ１２ハロヒドロカルビルオキシであり；Ｚ２は、それぞれ独立に水素、ハロゲン、ヒドロカルビル基が第三級ヒドロカルビルではない未置換または置換Ｃ１−Ｃ１２ヒドロカルビル、Ｃ１−Ｃ１２ヒドロカルビルチオ、Ｃ１−Ｃ１２ヒドロカルビルオキシまたは、少なくとも２つの炭素原子がハロゲン原子と酸素原子を分離しているＣ２−Ｃ１２ハロヒドロカルビルオキシである。本明細書での「ヒドロカルビル」は、単独であるいは別の用語の接頭辞、接尾辞またはフラグメントとして使用されたとしても、炭素と水素だけを含む残基を指す。該残基は、脂肪族または芳香族、直鎖、環式、二環式、分枝鎖、飽和あるいは不飽和であってもよい。それはまた、脂肪族、芳香族、直鎖、環式、二環式、分枝鎖、飽和および不飽和の炭化水素部分の組み合わせを含んでいてもよい。しかしながら、該ヒドロカルビル残基が置換であると記載された場合、それは任意に、置換残基の炭素と水素員上にヘテロ原子を含んでいてもよい。従って、置換であると特定的に記載された場合、該ヒドロカルビル残基は、１個または複数個のカルボニル基、アミノ基、水酸基などを含んでいてもよく、あるいはヒドロカルビル残基の骨格内にヘテロ原子を含んでいてもよい。一例として、Ｚ１は、末端の３，５−ジメチル−１，４−フェニル基と酸化重合触媒のジ−ｎ−ブチルアミン成分との反応で形成されたジ−ｎ−ブチルアミノメチル基であり得る。
【０００９】
一部の実施形態では、ポリ（フェニレンエーテル）の固有粘度は、２５℃のクロロホルム中、ウベローデ粘度計で測定して０．２５〜１ｄＬ／ｇである。この範囲内で、ポリ（フェニレンエーテル）の固有粘度は、０．３〜０．６５ｄＬ／ｇであってもよく、より具体的には０．３５〜０．５ｄＬ／ｇであってもよく、さらにより具体的には０．４〜０．５ｄＬ／ｇであってもよい。
【００１０】
一部の実施形態では、ポリ（フェニレンエーテル）は、取り込まれたジフェノキノン残基を本質的に含まない。この文脈において、「本質的に含まない」とは、ジフェノキノンの残基を含むポリ（フェニレンエーテル）分子が１質量％未満であることを意味する。Ｈａｙの米国特許第３，３０６，８７４号に記載されているように、一価フェノールの酸化重合によるポリ（フェニレンエーテル）の合成では、所望のポリ（フェニレンエーテル）だけでなく、ジフェノキノンも副生成物として生成される。例えば、一価フェノールが２，６−ジメチルフェノールの場合、３，３’，５，５’−テトラメチルジフェノキノンが生成される。該ジフェノキノンは典型的には、該重合反応混合物を加熱して末端または内部ジフェノキノン残基を含むポリ（フェニレンエーテル）を生成することによって、ポリ（フェニレンエーテル）内に「再平衡される」（すなわち、ジフェノキノンがポリ（フェニレンエーテル）構造内に取り込まれる）。例えば、ポリ（フェニレンエーテル）を２，６−ジメチルフェノールの酸化重合で調製してポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）と３，３’，５，５’−テトラメチルジフェノキノンを生成する場合、反応混合物の再平衡によって、取り込まれたジフェノキノンの末端および内部残基を有するポリ（フェニレンエーテル）が生成され得る。しかしながら、こうした再平衡によって、ポリ（フェニレンエーテル）の分子量が低減する。従って、より高分子量のポリ（フェニレンエーテル）が望ましい場合、ジフェノキノンをポリ（フェニレンエーテル）鎖内に再平衡させずに、ポリ（フェニレンエーテル）から分離することが有用であり得る。こうした分離は、例えば、ポリ（フェニレンエーテル）は不溶だがジフェノキノンは可溶の溶媒または溶媒混合物に、ポリ（フェニレンエーテル）を沈殿させることによって実現される。例えば、トルエン中の２，６−ジメチルフェノールの酸化重合によってポリ（フェニレンエーテル）を調製して、ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）と３，３’，５，５’−テトラメチルジフェノキノンとを含むトルエン溶液を生成する場合、ジフェノキノンを本質的に含まないポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）は、該トルエン溶液１容積とメタノールまたはメタノール／水混合物１〜４容積とを混合することによって得られる。あるいは、酸化重合中に生成されるジフェノキノン副生成物の量は、（例えば、１０質量％未満の一価フェノールの存在下で酸化重合を開始し、少なくとも５０分の間に少なくとも９５質量％の一価フェノールを添加することによって）最小化でき、およびまたは、ポリ（フェニレンエーテル）鎖内へのジフェノキノンの再平衡は、（例えば、酸化重合終了後２００分以内にポリ（フェニレンエーテル）を単離することによって）最小化できる。これらの方法は、Ｄｅｌｓｍａｎらの米国特許第８，０２５，１５８号に記載されている。トルエン中のジフェノキノンの温度依存性溶解度を利用する代替方法では、ジフェノキノンとポリ（フェニレンエーテル）とを含むトルエン溶液の温度を、ジフェノキノンはほとんど不溶だがポリ（フェニレンエーテル）は可溶である約２５℃に調整して、不溶のジフェノキノンを固液分離（例えばろ過）によって除去できる。
【００１１】
一部の実施形態では、ポリ（フェニレンエーテル）は、２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル単位、２，３，６−トリメチル−１，４−フェニレンエーテル単位またはこれらの組み合わせを含む。一部の実施形態では、ポリ（フェニレンエーテル）は、ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）を含む。一部の実施形態では、ポリ（フェニレンエーテル）は、２５℃のクロロホルム中、ウベローデ粘度計で測定した固有粘度が０．３５〜０．５ｄＬ／ｇの、具体的には０．４〜０．５ｄＬ／ｇのポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）を含む。
【００１２】
ポリ（フェニレンエーテル）は、ヒドロキシ基に対して典型的にはオルト位置に存在するアミノアルキル含有末端基（類）を有する分子を含んでいてもよい。また、テトラメチルジフェノキノン（ＴＭＤＱ）副生成物が存在する２，６−ジメチルフェノール含有反応混合物から典型的に得られるＴＭＤＱ末端基類が存在することも多い。ポリ（フェニエンエーテル）は、ホモポリマー、コポリマー、グラフトコポリマー、イオノマー、ブロックコポリマーまたはこれらの組み合わせの形態であってもよい。
【００１３】
該組成物は、その合計質量に対して４５〜５５質量％のポリ（フェニレンエーテル）を含む。この範囲内で、ポリ（フェニレンエーテル）の量は４８〜５４質量％であってもよい。
【００１４】
該組成物は、ポリ（フェニレンエーテル）に加えて、ゴム変性ポリスチレンを含む。ゴム変性ポリスチレンは、ポリスチレンとポリブタジエンを含む。ゴム変性ポリスチレンは、「耐衝撃性ポリスチレン」あるいは「ＨＩＰＳ」とも呼ばれる。ゴム変性ポリスチレンは、１００質量部当たり、ポリスチレン８０〜９６質量部と、ポリブタジエン４〜２０質量部と、を含む。これらの範囲内で、ゴム変性ポリスチレンは、ポリスチレン８５〜９５質量部と、ポリブタジエン５〜１５質量部と、を含んでいてもよい。一部の実施形態では、ゴム変性ポリスチレンの有効ゲル含有量は１０〜３５％である。好適なゴム変性ポリスチレンは、例えばＳＡＢＩＣ  Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ社からＮＯＲＹＬ（登録商標）ＨＩＰＳ３１９０として、あるいはＣｈｅｖｒｏｎ  Ｐｈｉｌｌｉｐｓ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社からＥＣ−２１００として市販されている。
【００１５】
該組成物は、その合計質量に対して、３０〜４０質量％のゴム変性ポリスチレンを含む。この範囲内で、ゴム変性ポリスチレンの量は３０〜３７質量％であってもよい。
【００１６】
該組成物は、ポリ（フェニレンエーテル）とゴム変性ポリスチレンに加えて、有機リン酸エステルを含む。典型的な有機リン酸エステル難燃剤としては、フェニル基、置換フェニル基あるいはこれらの組み合わせを含むリン酸エステル、例えばレゾルシノールビス（ジフェニルホスフェート）などのレゾルシノール系ビス（アリールホスフェート）エステルおよび、例えばビスフェノールＡビス（ジフェニルホスフェート）などのビスフェノール系のものが挙げられる。一部の実施形態では、有機リン酸エステルは、トリス（アルキルフェニル）ホスフェート（例えば、ＣＡＳ登録番号第８９４９２−２３−９号または同第７８−３３−１号）、レゾルシノールビス（ジフェニルホスフェート）（ＣＡＳ登録番号第５７５８３−５４−７号）、ビスフェノールＡビス（ジフェニルホスフェート）（ＣＡＳ登録番号第１８１０２８−７９−５号）、トリフェニルホスフェート（ＣＡＳ登録番号第１１５−８６−６号）、トリス（イソプロピルフェニル）ホスフェート（例えばＣＡＳ登録番号第６８９３７−４１−７号）、ｔ−ブチルフェニルジフェニルホスフェート（ＣＡＳ登録番号第５６８０３−３７−３号）、ビス（ｔ−ブチルフェニル）フェニルホスフェート（ＣＡＳ登録番号第６５６５２−４１−７号）、トリス（ｔ−ブチルフェニル）ホスフェート（ＣＡＳ登録番号第７８−３３−１号）およびこれらの組み合わせから選択される。
【００１７】
一部の実施形態では、有機リン酸エステルは、下式の構造を有するビス（アリールホスフェート）を含む：
【化２】
0006314215.tif 000003
式中、Ｒは、それぞれ独立にＣ１−Ｃ１２アルキレン基であり；Ｒ５とＲ６は、それぞれ独立にＣ１−Ｃ５アルキル基であり；Ｒ１、Ｒ２およびＲ４は、それぞれ独立にＣ１−Ｃ１２ヒドロカルビル基であり；Ｒ３は、それぞれ独立にＣ１−Ｃ１２ヒドロカルビル基であり；ｎは１〜２５であり；ｓ１およびｓ２は、独立に０、１または２の整数である。一部の実施形態では、ＯＲ１、ＯＲ２、ＯＲ３およびＯＲ４は、独立にフェノール、モノアルキルフェノール、ジアルキルフェノールまたはトリアルキルフェノールから誘導される。
【００１８】
当業者には容易に理解されるように、ビス（アリールホスフェート）はビスフェノールから誘導される。典型的なビスフェノールとしては、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（ビスフェノールＡ）、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）プロパン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）メタンおよび１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタンが挙げられる。一部の実施形態では、ビスフェノールはビスフェノールＡを含む。
【００１９】
一部の実施形態では、有機リン酸エステルは、トリフェニルホスフェート、アルキル化トリフェニルホスフェート（例えば、ｔ−ブチルフェニルジフェニルホスフェート、ビス（ｔ−ブチルフェニル）フェニルホスフェート、トリス（ｔ−ブチルフェニル）ホスフェートおよびこれらの組み合わせ）あるいはこれらの組み合わせを含む。
【００２０】
該組成物は、その合計質量に対して、５〜１５質量％の有機リン酸エステルを含む。この範囲内で、有機リン酸エステルの量は５〜１０質量％であってもよい。
【００２１】
該組成物は、ポリ（フェニレンエーテル）、ゴム変性ポリスチレンおよび有機リン酸エステルに加えて、ガラス繊維を含む。好適なガラス繊維としては、Ｅガラス系、Ｒガラス系、Ｄガラス系および石英系のものが挙げられる。ガラス繊維の軟化点は、ＡＳＴＭ  Ｃ３３８−９３（２００８）に準拠して求めて６００〜９００℃である。ガラス繊維の直径は５〜１５μｍである。一部の実施形態では、混合前のガラス繊維の長さは約２〜約７ｍｍであり、具体的には約３〜約５ｍｍである。ガラス繊維は、ポリ（フェニレンエーテル）およびゴム変性ポリスチレンとの相溶性を向上させる接着促進剤を任意に含んでいてもよい。接着促進剤としては、クロム錯体、シラン、チタン酸塩、ジルコアルミネート、プロピレン無水マレイン酸コポリマー、反応性セルロースエステルなどが挙げられる。好適なガラス繊維は、例えば、Ｏｗｅｎｓ  Ｃｏｒｎｉｎｇ社、日本電気硝子（株）、ＰＰＧ社、Ｊｏｈｎｓ  Ｍａｎｖｉｌｌｅ社およびＣｈｏｎｇｑｉｎｇ  Ｐｏｌｙｃｏｍｐ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社を含む供給者から市販されている。
【００２２】
該組成物は、その合計質量に対して、５〜１０質量％のガラス繊維を含む。この範囲内で、ガラス繊維の量は５〜８質量％であってもよい。
【００２３】
該組成物は、さらに任意に熱可塑性分野で既知の添加剤を１種または複数種含んでいてもよい。該組成物は、例えば、安定剤、離型剤、潤滑剤、加工助剤、防滴剤、染料、顔料、酸化防止剤、鉱油、金属不活性化剤およびこれらの組み合わせをさらに任意に含んでいてもよい。こうした添加剤が存在する場合、その合計使用量は、組成物の合計質量に対して、典型的には５質量％以下であり、具体的には２質量％以下であり、より具体的には１質量％以下である。
【００２４】
該組成物は、式ＲＳＯ３Ｍ（式中、ＲはＣ５−Ｃ２５ヒドロカルビル、Ｍはアルカリ金属）の有機スルホン酸塩を含まない。導電率を不要に上昇させ得る他の材料も含まなくてもよい。
【００２５】
該組成物は、任意に、ここに必要なものあるいは任意なものとして記載したポリマー以外のポリマー含まなくてもよい。該組成物は、例えば、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ホモポリスチレンおよび、アルケニル芳香族モノマー（例えばスチレン）と共役ジエン（例えばブタジエン、イソプレン）との未水素化または水素化ブロックコポリマーの１つまたは複数を含まなくてもよい。
【００２６】
該組成物は、任意に、該有機リン酸エステル以外の難燃剤を含まなくてもよい。該組成物は、例えば、金属ジアルキルホスフィネート（アルミニウムトリス（ジエチルホスフィネート）など）、窒素含有難燃剤（リン酸メラミン、ピロリン酸メラミン、ポリリン酸メラミンおよびメラミンシアヌレートなど）および金属水酸化物（水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムおよび水酸化コバルトなど）の１つまたは複数を含まなくてもよい。
【００２７】
非常に特定的な実施形態では、該組成物は、ポリ（フェニレンエーテル）、ゴム変性ポリスチレン、有機リン酸エステルおよびガラス繊維と、任意に、安定剤、離型剤、潤滑剤、加工助剤、防滴剤、染料、顔料、酸化防止剤、鉱油、金属不活性化剤およびこれらの組み合わせから構成される群から選択された添加剤５質量％以下と、からなる。添加剤の量は２質量％未満、あるいは１質量％未満であってもよい。
【００２８】
別の非常に特定的な実施形態では、ポリ（フェニレンエーテル）は、２５℃のクロロホルム中で測定した固有粘度が０．４〜０．５ｄＬ／ｇのポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレン）エーテルを含み；ゴム変性ポリスチレンは、ポリスチレン８５〜９５質量部と、ポリブタジエン５〜１５質量部と、を含み；有機リン酸エステルは、トリフェニルホスフェートを含み；ガラス繊維の軟化点は６００〜９００℃であり；組成物は、ポリ（フェニレンエーテル）４８〜５４質量％と、ゴム変性ポリスチレン３０〜３７質量％と、有機リン酸エステル５〜１０質量％と、ガラス繊維５〜８質量％と、を含む。
【００２９】
該組成物は物品形成に有用である。こうした物品の形成に好適な方法としては、単層および複層シート押出、射出成形、ブロー成形、フィルム押出、異型押出、引抜、圧縮成形、熱成形、圧力成形、ハイドロホーミング、真空成形などが挙げられる。これらの物品製造法の組み合わせも使用できる。
【００３０】
一実施形態は、射出成形物品用組成物であって、その合計質量に対して、ポリ（フェニレンエーテル）を４５〜５５質量％と；１００質量部当たり、ポリスチレン８０〜９６質量部と、ポリブタジエン４〜２０質量部と、を含むゴム変性ポリスチレンを３０〜４０質量％と；有機リン酸エステルを５〜１５質量％と；直径が５〜１５μｍ、ＡＳＴＭ  Ｃ３３８−９３（２００８）に準拠して求めた軟化点が６００〜９００℃のガラス繊維を５〜１０質量％と、含み、式ＲＳＯ３Ｍ（式中、ＲはＣ５−Ｃ２５ヒドロカルビル、Ｍはアルカリ金属）の有機スルホン酸塩を含まない射出成形物品用組成物である。
【００３１】
該組成物は、ハイブリッド車または電気自動車のバッテリーシステム用の保護筐体の部品成形に特に有用である。ハイブリッド車および電気自動車のバッテリーシステム用の保護筐体は既知であり、例えば、Ｚｈｕらの米国特許出願公開第２０１０／００２１８１０Ａ１号と同第２００９／０１５５６７９Ａ１号、およびＷａｎｇらの国際特許出願公開第２０１３／０２３５２４Ａ１号に記載されている。
【００３２】
Ｚｈｕらの米国特許出願公開第２０１０／００２１８１０Ａ１号の図２４から改良したバッテリーモジュール１の分解図を図１に示す。電池１００は、コネクタ１０２によってそれぞれ端部で互いに接続されており、セパレータ１０５によって側面上で互いに分離されている。電池１００は、保護筐体底板１１０と保護筐体頂板１１５間に配置されて、該底板と頂板に垂直な軸に沿った電池の移動を制限する。保護筐体バッフル構造体１２０は、電池１００の群のそれぞれの側面上に、電池１００の長さを横断する方向に配置されている。保護筐体バッフル構造体１２０は互いに協働して、バッフル構造体に垂直な軸に沿った電池１００の移動を制限する。保護筐体側板１２５は、電池１００の対向端部に配置され、電池群の幅に沿って延在する。側板１２５は、側板に垂直な軸に沿った電池１００の移動を制限する。保護筐体底板１１０、頂板１１５、バッフル構造体１２０および側板１２５はすべて本組成物で成形できるため、保護筐体の製造に必要な材料の数が低減される。シーリング要素１５０は、各バッフル構造体１２０と頂板１１５および底板１１０間と、各側板１２５と頂板１１５および底板１１０間と、に配置されてもよい。これによって、頂板１１５と底板１１０により、はめ合い部品を有する水密シールが形成される。
【００３３】
各バッフル構造体１２０は、バッフル板１３０、バッフルスティフナ１３５、およびバッフル構造体１２０の角に設けられた開口部１４０を備える。開口部１４０は、バッフル構造体１２０間に延在してその間の電池１００を固定する対応する引張棒（非図示）が収容されるように構成されている。各バッフル構造体１２０の合計厚みは、例えば３〜１５ｍｍであってもよい。各バッフル板１３０の厚みは、例えば３〜５ｍｍであってもよい。各バッフルスティフナ１３５の厚みは、例えば２〜５ｍｍであってもよい。バッフル構造体１２０の４つの角には、スクリューなどの機械的締結具の使用を容易にするために、予めビアホールを設けてもよい。こうした機械的締結は、頂板１１５および底板１１０のバッフル構造体１２０への接続に便利である。バッフル構造体１２０上には、頂板１１５と底板１１０にはめ合わせられるように配置されたＬ形構造が設けられている。頂板１１５は、バッフル構造体１２０の上部Ｌ形構造と下部Ｌ形構造間に位置する。頂板１１５とバッフル構造体１２０の上部Ｌ形構造間には、開口部が設けられている。該開口部は、頂板１１５とバッフル構造体１２０間の移動を制限して保護筐体内の電池１００の移動を抑制するピンが収容されるように構成されている。
【００３４】
頂板１１５と底板１１０はそれぞれ、平板１６０、スティフナ１７０および開口部１８０を備える。開口部１８０は、頂板１１５と底板１１０間に延在する、対応する引張棒が収容されるように構成されている。頂板１１５と底板１１０それぞれの全厚は、例えば３〜１５ｍｍであってもよい。各平板１６０の厚みは、例えば３〜５ｍｍであってもよい。各スティフナ１７０の厚みは、例えば５〜１０ｍｍであってもよい。頂板１１５と底板１１０上の予め埋め込まれたボルトを用いて、頂板１１５と底板１１０をバッフル構造体１２０および側板１２５に接続する。頂板１１５の内側のボスは、Ｙ軸に沿った電池１００の移動を制限する。各側板１２５は、頂板１１５と底板１１０が互いに接続された時に形成される側方開口部と一致する外形を有する。
【００３５】
組成物の文脈で上記した変形はすべて、射出成形物品にも同様に当てはまる。例えば、ポリ（フェニレンエーテル）は、２５℃のクロロホルム中で測定した固有粘度が０．４〜０．５ｄＬ／ｇのポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレン）エーテルを含んでいてもよい。別の例として、ゴム変性ポリスチレンは、ポリスチレン８５〜９５質量部と、ポリブタジエン５〜１５質量部と、を含んでいてもよい。別の例として、有機リン酸エステルは、トリフェニルホスフェート、アルキル化トリフェニルホスフェートまたはこれらの組み合わせを含む。別の例として、該組成物は、ガラス繊維を５〜８質量％含んでいてもよい。別の例として、該組成物は、ポリ（フェニレンエーテル）、ゴム変性ポリスチレン、有機リン酸エステルおよびガラス繊維と、任意に、安定剤、離型剤、潤滑剤、加工助剤、防滴剤、染料、顔料、酸化防止剤、鉱油、金属不活性化剤およびこれらの組み合わせから構成される群から選択された添加剤５質量％以下と、からなる。
【００３６】
該射出成形物品の非常に特定的な実施形態では、該組成物は、ポリ（フェニレンエーテル）、ゴム変性ポリスチレン、有機リン酸エステルおよびガラス繊維と、任意に、安定剤、離型剤、潤滑剤、加工助剤、防滴剤、染料、顔料、酸化防止剤、鉱油、金属不活性化剤およびこれらの組み合わせから構成される群から選択された添加剤５質量％以下と、からなる。
【００３７】
該射出成形物品の別の非常に特定的な実施形態では、ポリ（フェニレンエーテル）は、２５℃のクロロホルム中で測定した固有粘度が０．４〜０．５ｄＬ／ｇのポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）を含み；ゴム変性ポリスチレンは、ポリスチレン８５〜９５質量部と、ポリブタジエン５〜１５質量部と、を含み；有機リン酸エステルは、トリフェニルホスフェートを含み；ガラス繊維の軟化点は６００〜９００℃であり；該組成物は、ポリ（フェニレンエーテル）４８〜５４質量％と、ゴム変性ポリスチレン３０〜３７質量％と、有機リン酸エステル５〜１０質量％と、ガラス繊維５〜８質量％と、を含む。
【００３８】
本発明は少なくとも以下の実施形態を含む。
【００３９】
実施形態１：組成物の合計質量に対して、ポリ（フェニレンエーテル）を４５〜５５質量％と；１００質量部当たり、ポリスチレン８０〜９６質量部と、ポリブタジエン４〜２０質量部と、を含むゴム変性ポリスチレンを３０〜４０質量％と；有機リン酸エステルを５〜１５質量％と；直径が５〜１５μｍ、ＡＳＴＭ  Ｃ３３８−９３（２００８）に準拠して求めた軟化点が６００〜９００℃のガラス繊維を５〜１０質量％と、含み、式ＲＳＯ３Ｍ（式中、ＲはＣ５−Ｃ２５ヒドロカルビル、Ｍはアルカリ金属）の有機スルホン酸塩を含まない組成物。
【００４０】
実施形態２：前記ポリ（フェニレンエーテル）は、２５℃のクロロホルム中で測定した固有粘度が０．４〜０．５ｄＬ／ｇのポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）を含む実施形態１に記載の組成物。
【００４１】
実施形態３：前記ゴム変性ポリスチレンは、ポリスチレン８５〜９５質量部と、ポリブタジエン５〜１５質量部と、を含む実施形態１または実施形態２に記載の組成物。
【００４２】
実施形態４：前記有機リン酸エステルは、トリフェニルホスフェート、アルキル化トリフェニルホスフェートまたはこれらの組み合わせを含む実施形態１乃至実施形態３のいずれかに記載の組成物。
【００４３】
実施形態５：前記ガラス繊維を５〜８質量％含む実施形態１乃至実施形態４のいずれかに記載の組成物。
【００４４】
実施形態６：
前記ポリ（フェニレンエーテル）、前記ゴム変性ポリスチレン、前記有機リン酸エステルおよび前記ガラス繊維と、任意に、安定剤、離型剤、潤滑剤、加工助剤、防滴剤、染料、顔料、酸化防止剤、鉱油、金属不活性化剤およびこれらの組み合わせから構成される群から選択された添加剤５質量％以下と、からなる実施形態１に記載の組成物。
【００４５】
実施形態７：前記ポリ（フェニレンエーテル）は、２５℃のクロロホルム中で測定した固有粘度が０．４〜０．５ｄＬ／ｇのポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）を含み；前記ゴム変性ポリスチレンは、ポリスチレン８５〜９５質量部と、ポリブタジエン５〜１５質量部と、を含み；前記有機リン酸エステルは、トリフェニルホスフェートを含み；前記ガラス繊維の軟化点は６００〜９００℃であり；前記組成物は、前記ポリ（フェニレンエーテル）４８〜５４質量％と、前記ゴム変性ポリスチレン３０〜３７質量％と、前記有機リン酸エステル５〜１０質量％と、前記ガラス繊維５〜８質量％と、を含む実施形態１に記載の組成物。
【００４６】
実施形態８：組成物の合計質量に対して、ポリ（フェニレンエーテル）を４５〜５５質量％と；１００質量部当たり、ポリスチレン８０〜９６質量部と、ポリブタジエン４〜２０質量部と、を含むゴム変性ポリスチレンを３０〜４０質量％と；有機リン酸エステルを５〜１５質量％と；直径が５〜１５μｍ、ＡＳＴＭ  Ｃ３３８−９３（２００８）に準拠して求めた軟化点が６００〜９００℃のガラス繊維を５〜１０質量％と、含み、式ＲＳＯ３Ｍ（式中、ＲはＣ５−Ｃ２５ヒドロカルビル、Ｍはアルカリ金属）の有機スルホン酸塩を含まない射出成形物品用組成物。
【００４７】
実施形態９：前記物品は、ハイブリッド車または電気自動車のバッテリーシステム用の保護筐体の部品である実施形態８に記載の射出成形物品。
【００４８】
実施形態１０：前記ポリ（フェニレンエーテル）は、２５℃のクロロホルム中で測定した固有粘度が０．４〜０．５ｄＬ／ｇのポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）を含む実施形態８または実施形態９に記載の射出成形物品。
【００４９】
実施形態１１：前記ゴム変性ポリスチレンは、ポリスチレン８５〜９５質量部と、ポリブタジエン５〜１５質量部と、を含む実施形態８乃至実施形態１０のいずれかに記載の射出成形物品。
【００５０】
実施形態１２：前記有機リン酸エステルは、トリフェニルホスフェート、アルキル化トリフェニルホスフェートまたはこれらの組み合わせを含む実施形態８乃至実施形態１１のいずれかに記載の射出成形物品。
【００５１】
実施形態１３：前記ガラス繊維を５〜８質量％含む実施形態８乃至実施形態１２のいずれかに記載の射出成形物品。
【００５２】
実施形態１４：前記組成物は、前記ポリ（フェニレンエーテル）、前記ゴム変性ポリスチレン、前記有機リン酸エステルおよび前記ガラス繊維と、任意に、安定剤、離型剤、潤滑剤、加工助剤、防滴剤、染料、顔料、酸化防止剤、鉱油、金属不活性化剤およびこれらの組み合わせから構成される群から選択された添加剤５質量％以下と、からなる実施形態８に記載の射出成形物品。
【００５３】
実施形態１５：前記物品は、ハイブリッド車または電気自動車のバッテリーシステム用の保護筐体の部品であり；前記ポリ（フェニレンエーテル）は、２５℃のクロロホルム中で測定した固有粘度が０．４〜０．５ｄＬ／ｇのポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレン）エーテルを含み；前記ゴム変性ポリスチレンは、ポリスチレン８５〜９５質量部と、ポリブタジエン５〜１５質量部と、を含み；前記有機リン酸エステルは、トリフェニルホスフェートを含み；前記ガラス繊維の軟化点は６００〜９００℃であり；前記組成物は、前記ポリ（フェニレンエーテル）４８〜５４質量％と、前記ゴム変性ポリスチレン３０〜３７質量％と、前記有機リン酸エステル５〜１０質量％と、前記ガラス繊維５〜８質量％と、を含む実施形態８に記載の射出成形物品。
【００５４】
本明細書で開示された範囲はすべて終点を含むものであり、該終点は互いに独立に組み合わせできる。本明細書で開示した範囲はそれぞれ、この開示範囲内の任意の点またはサブ範囲の開示を構成する。
【００５５】
以下の非限定的実施例によって、本発明をさらに例証する。
【００５６】
実施例１〜４、比較実施例１〜３
これらの実施例では、本発明によって、低収縮を維持しながら、延性が向上することを例証する。
【００５７】
組成物の形成に使用した成分を表１に示す。
【表１】
0006314215.tif 000004
【００５８】
成分量を表２に示す。単位は、組成物の合計質量に対する質量％である。組成物は、バレル温度を約２６０℃、スクリュー回転数を３００ｒｐｍ、スループットを約１６ｋｇ／ｈ（約３５ポンド／ｈ）とした二軸押出機で混合した。ガラス繊維以外の成分はすべて、押出機供給口内に供給し、ガラス繊維は、下流側のセパレートフィーダから供給した。特性測定用の試験物品は、バレル温度２６０℃、金型温度６５℃で射出成形した。
【００５９】
ＩＳＯプロトコルに準拠して、射出成形した試験物品を試験した。曲げ特性値は、ＩＳＯ１７８（第４版、２００４年５月１５日）に準拠して求めた。弾性率、強度および応力値の単位はＭＰａであり、歪値の単位は％である。熱変形温度値（℃）は、ＩＳＯ７５−１（第２版、２００４年５月１５日）に準拠して求めた。アイゾッド振子耐衝撃値（ｋＪ／ｍ２）は、ＩＳＯ１８０（第３版、２０００年１２月１５日）に準拠して求めた。多軸衝撃特性値は、ＩＳＯ６６０３−２０００に準拠して求めた。エネルギーの単位はＪであり、荷重の単位はｋＮである。引張特性値は、ＩＳＯ５２７−１に準拠して求めた。弾性率と応力値の単位はＭＰａであり、歪値の単位は％である。成形収縮特性値（％）は、バーキャビティ寸法が１２．７ｍｍ×１２７ｍｍ×３．２ｍｍ厚の射出成形金型を用い、ＡＳＴＭ  Ｄ９５５−０８に準拠して求めた。収縮率は、脱型して２４時間後に、金型の寸法とサンプルの寸法とを比較して求めた。ここで、「平行」収縮は、金型寸法１２７ｍｍに対応し、「垂直」収縮は、金型寸法１２．７ｍｍに対応する。収縮率は、１００×［（金型寸法）−（サンプル寸法）］／（金型寸法）として算出した。
【００６０】
表２において、「比較実施例１」は、モールド成形された金属製ボスを有するバッテリー保護筐体の成形に使用されてきた市販製品に対応する比較実施例である。表２の結果から、比較実施例１に対して、発明的実施例１〜６の最大強度時の曲げ歪および破断曲げ歪は、やや向上（増加）しており、実施例１〜５の破断引張伸び率もやや向上（増加）していることがわかる。
【００６１】
鉄の重りを収納した保護バッテリー筐体を所定の高さから硬い（鉄の）表面上に落下させ、衝撃に起因する損傷を評価する試験で、比較実施例１と実施例１の組成物を比較した。保護バッテリー筐体は、部品厚みがそれぞれ３ｍｍのカバーとベースで構成されている。組み立てられた保護バッテリー筐体の形状は、端部と角がわずかに丸みを帯びた直方体であり、外形寸法は、１９ｃｍ×１８ｃｍ×４．５ｃｍである。保護バッテリー筐体の全質量は５５０ｇ、収納された鉄の重りの質量は１３．６ｋｇである。大気温度下（約２３℃）で２つの落下試験を行った。「底部を下にした落下」試験では、硬い表面の１．４ｍ上方にその中心が懸架された懸架モジュールの頂部と底部（地面に平行）上に、保護バッテリー筐体の２つの１９ｃｍ×１８ｃｍ面が存在するように、保護バッテリー筐体−収納鉄の重りを懸架した。「側面を下にした落下」試験では、硬い表面の１．３５ｍ上方にその中心が懸架された懸架モジュールの側面（地面に垂直）上に、保護バッテリー筐体の２つの１９ｃｍ×１８ｃｍ面が存在するように、保護バッテリー筐体−収容鉄の重りを懸架した。これらの試験では、内部リブは、外部壁より亀裂に対して弱い。「底部を下にした落下」試験と「側面を下にした落下」試験の両方において、比較実施例１組成物で成形したバッテリー保護筐体を含むバッテリー筐体−収納鉄の重りでは、リブの亀裂と頂部カバーの端部上にわずかな亀裂が生じた。「底部を下にした落下」試験において、実施例１組成物で成形したバッテリー保護筐体を含む保護バッテリー筐体−収納鉄の重りでは、亀裂は生じず、ベース上にわずかなくぼみが生じた。「側面を下にした落下」試験において、実施例１組成物で成形したバッテリー保護筐体を含むバッテリーモジュールでは、リブの亀裂とベース上にわずかなくぼみが生じた。比較実施例１で成形した筐体では、頂部カバーの端部上に亀裂が生じたのに対し、実施例１組成物で成形した筐体では、外部壁に亀裂が生じなかった点で、実施例１組成物で成形したバッテリー保護筐体の結果は、比較実施例１で成形した筐体のものより優れている。
【表２−１】
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【表２−２】
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【図１】
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