JP2021531393A - 接着剤組成物 - Google Patents

Abstract

本出願は、エポキシ系接着剤組成物に関する。本出願は、優れた接着強度、剥離強度および耐衝撃強度を、広い温度範囲で均一に提供することができる。

Description

関連出願との相互引用
本出願は、２０１８年７月２５日付け韓国特許出願第１０−２０１８−００８６３４０号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は、本明細書の一部として含まれる。

技術分野
本出願は、接着剤組成物に関する。

エポキシ樹脂を含む接着剤、すなわちエポキシ樹脂系接着剤は、高い耐熱性および優れた接着強度を有するので、多様な種類の基材を接着または接合するのに使用される。例えば、最近には、金属−金属接合や金属−プラスチック接合などにエポキシ樹脂系接着剤が使用されている。特に、エポキシ樹脂系接着剤を自動車産業に使用する場合には、車体フレームの製作に必要な溶接数を減少させて費用を節減し、車体の重さを減少させることができるという長所がある。これにより、宇宙航空や風力発電分野においてもエポキシ樹脂系接着剤を適用することに対する期待が増加している。

衝突などの事故を考慮すると、自動車に使用されるエポキシ樹脂系接着剤には、優れた接着強度だけでなく、耐衝撃強度などが要求される。そして、このような特性は、自動車が実際使用される広い範囲の温度、例えば、約−４０〜８０℃でも均一に維持されなければならない。しかし、従来技術によるエポキシ樹脂系接着剤は、−４０℃のような低温条件に対し十分な強度を提供しないという問題がある。

本出願の目的は、エポキシ樹脂系接着剤組成物を提供することにある。

本出願の他の目的は、広い温度範囲にわたって優れた接着強度、衝撃強度およびせん断強度を提供する接着剤組成物を提供することにある。

本出願の前記目的およびその他の目的は、下記詳細に説明される本出願によってすべて解決され得る。

本出願に関する一例において、本出願は、エポキシ系樹脂を含む接着剤組成物に関する。前記接着剤組成物は、硬化後に、同種または異種の基材を接着するのに使用され得る。例えば、前記基材は、金属成分またはプラスチック成分を含むことができ、これにより前記接着剤組成物は、金属−金属接合、金属−プラスチック接合、またはプラスチック−プラスチック接合などに使用され得る。このような基材の接合体（以下、複合体または構造体と呼ぶことがある）は、例えば自動車などの部品に使用され得る。

本出願で、前記接着剤組成物は、（ａ）一つ以上のエポキシ樹脂、（ｂ）ポリエーテル構造を有するウレタン樹脂、（ｃ）１次粒子形態のコアシェルラバーが２以上凝集した２次粒子形態のコアシェルラバー、および（ｄ）一つ以上のエポキシ硬化剤を含むことができる。これらの構成をすべて含む本出願の接着剤組成物は、前記接着剤組成物の硬化物を利用して形成された構造体に対して、優れた接着強度、耐衝撃強度およびせん断強度を−４０℃のような低温から８０℃のような高温に至るまで均一に提供することができる。

（ａ）エポキシ樹脂
前記構成（ａ）〜（ｄ）をすべて含む場合、本出願の接着剤組成物に使用されるエポキシ樹脂の具体的な構造は、特に制限されない。例えば、前記エポキシ樹脂は、飽和または不飽和基を有するエポキシ樹脂であり得、環式構造または非環式構造を含むエポキシ樹脂でありうる。また、本出願に使用されるエポキシ樹脂の具体的な種類も、特に制限されない。例えば、前記エポキシ樹脂は、ビスフェノールＡ系やビスフェノールＦ系のようなビスフェノール系エポキシ樹脂；ノボラック系エポキシ樹脂；またはオキサゾリドン含有エポキシ樹脂などを含むことができる。

一例において、前記接着剤組成物は、ビスフェノールＡ系エポキシ樹脂および／またはビスフェノールＦ系エポキシ樹脂を含むことができる。具体的なビスフェノールＡ系またはビスフェノールＦ系エポキシ樹脂の種類や構造は、特に制限されず、公知または市販のエポキシ樹脂が制限なしに使用され得る。例えば、ＫＵＫＤＯ化学の商品名ＹＤ−１２８、ＹＤＦ−１７０またはＹＤ−０１１等が使用され得る。

一例において、前記エポキシ樹脂としては、所定のエポキシ当量を有する樹脂が使用され得る。例えば、エポキシ当量が１２０〜７００の範囲内のエポキシ樹脂が使用され得る。

一例において、前記組成物は、エポキシ当量が互いに異なる２以上の樹脂を含むことができる。例えば、前記接着剤は、互いにエポキシ当量が異なる第１エポキシ樹脂および第２エポキシ樹脂を有するエポキシ樹脂混合物（ａ）を含むことができる。具体的に、前記接着剤組成物の（ａ）成分としては、１２０〜７００の範囲のエポキシ当量の範囲内で互いに当量が異なる２以上のエポキシ樹脂が使用され得る。

一例において、前記接着剤は、第１エポキシ樹脂および第２エポキシ樹脂を含むことができる。前記第１エポキシ樹脂は、エポキシ当量が２００以下の樹脂でありうる。より具体的に、前記第１エポキシ樹脂は、１９０以下、１８０以下または１７０以下のエポキシ当量を有することができる。特に制限されないが、前記第１エポキシ樹脂のエポキシ当量の下限は、１２０以上、１３０以上、１４０以上、１５０以上または１６０以上でありうる。前記第２エポキシ樹脂は、前記第１エポキシ樹脂と当量が異なる樹脂でありうる。

一例において、前記第１エポキシ樹脂は、ビスフェノールＦ系エポキシ樹脂でありうる。この場合、前記第２エポキシ樹脂は、第１エポキシ樹脂と構造が異なるエポキシ樹脂でありうる。例えば、前記第２エポキシ樹脂は、ビスフェノールＡ系エポキシ樹脂でありうる。

別の例において、前記第２エポキシ樹脂は、エポキシ当量が１８０〜７００の範囲内の樹脂でありうる。第１エポキシ樹脂は、前記第２エポキシ樹脂と当量が異なる樹脂でありうる。具体的に、前記第２エポキシ樹脂は、そのエポキシ当量が１８０以上、２００以上、２２０以上、２４０以上、２６０以上、２８０以上、３００以上、３２０以上、３４０以上、３６０以上、３８０以上、４００以上、４２０以上、４４０以上、４６０以上または４８０以上である樹脂でありうる。特に制限されないが、前記第２エポキシ樹脂のエポキシ当量の上限は、７００以下、６８０以下、６４０以下、６２０以下、６００以下、５８０以下、５６０以下、５４０以下、５２０以下または５００以下でありうる。より具体的に、目的とする効果を考慮するとき、前記第２エポキシ樹脂は、エポキシ当量が１８０〜５００の範囲でありうる。

エポキシ当量が高くなる場合、一般的に粘度が増加するに伴い、架橋密度は、減少することができ、組成物が硬化した後、観察される強度も多少不良になりえる。また、エポキシ当量が低くなる場合には、エポキシ系接着剤の使用効果を十分に期待できない問題がある。しかし、上記のように所定のエポキシ当量を有する樹脂を混合使用する場合には、前記のような問題を解消できる利点がある。

一例において、エポキシ樹脂の混合使用の利点を考慮する時、前記エポキシ樹脂の混合物は、前記第１エポキシ樹脂１００重量部に対して、前記第２エポキシ樹脂を５重量部以上、１０重量部以上、１５重量部以上、または２０重量部以上含むことができる。前記含量の上限は、特に制限されないが、例えば、３００重量部以下、２００重量部以下、１００重量部以下または５０重量部以下でありうる。

別の例において、エポキシ樹脂またはエポキシ樹脂混合物は、接着剤全体組成物の含量に対して、３０重量部以上、３５重量部以上、４０重量部以上、または４５重量部以上使用され得る。その上限は、特に制限されないが、例えば、８０重量部以下または７５重量部以下でありうる。

本出願で、前記接着剤組成物は、モノエポキシ樹脂を含むことができる。本出願でモノエポキシ樹脂とは、分子内に一つのエポキシ官能基を有する成分を意味する。前記モノエポキシ樹脂は、接着剤の粘度を低減することができ、架橋密度を調節して、濡れ性（ｗｅｔｔｉｎｇ）、衝撃特性または接着（剥離）特性を改善するのに有利である。

前記のようなモノエポキシ樹脂の使用の利点を考慮するとき、前記モノエポキシ樹脂は、前記第１エポキシ樹脂１００重量部に対して、１〜５重量部の範囲内で使用され得る。

別の例において、前記モノエポキシ樹脂は、接着剤全体組成物の含量に対して、１０重量部以下で使用され得る。具体的に、前記モノエポキシ樹脂の含量は、例えば、９重量部以下、８重量部以下、７重量部以下、６重量部以下または５重量部以下で使用され得る。その下限は、特に制限されないが、例えば、０．５重量部以上でありうる。

（ｂ）ウレタン樹脂
本出願で使用されるウレタン樹脂は、下記説明されるように、ウレタン樹脂の末端であるイソシアネート基のうち少なくとも一つが所定の化合物で終端した構造（キャッピング構造）を有することができる。

前記ウレタン樹脂は、イソシアネート単位およびポリエーテルポリオール単位を含むことができる。本出願でウレタン樹脂が所定の単位を含むというのは、一つ以上の化合物が反応して形成された樹脂構造（主鎖や側鎖）に前記化合物が重合されて、それに由来する単位が樹脂構造内に含まれている状態を意味する。

前記ウレタン樹脂に使用されるイソシアネートの具体的な種類は、特に制限されず、公知された芳香族または非芳香族イソシアネートが使用され得る。非制限的な例において、前記イソシアネートは、非芳香族でありうる。すなわち、前記変性ウレタン樹脂の形成時に脂肪族または脂環族系のイソシアネートが使用され得る。非芳香族イソシアネートを使用する場合、耐衝撃性や接着剤組成物の粘度特性が改善され得る。

使用可能な非芳香族イソシアネートの種類は、特に制限されない。例えば、脂肪族ポリイソシアネートまたはその変性物が使用され得る。具体的に、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リシンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネートメチル、エチレンジイソシアネート、プロピレンジイソシアネートまたはテトラメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネート；トランスシクロヘキサン−１，４−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサンジイソシアネートまたはジシクロヘキシルメタンジイソシアネートなどの脂肪族環式ポリイソシアネート；または前記のうちいずれか一つ以上のカルボジイミド変性ポリイソシアネートやイソシアヌレート変性ポリイソシアネート；などが使用され得る。また、前記羅列された化合物のうち２以上の混合物が使用され得る。

一例において、前記ポリオールは、ＯＨ当量が３００以上のポリオールでありうる。例えば、前記ポリオールのＯＨ当量の下限は、４００以上、５００以上、６００以上、７００以上、８００以上、または９００以上でありうる。ポリオールのＯＨ当量の上限は、特に制限されないが、例えば、２，０００以下、１，９００以下、１，８００以下、１，７００以下、１，６００以下、１，５００以下、１，４００以下、１，３００以下、１，２００以下または１，１００以下でありうる。前記当量の範囲を満たす場合、接着剤の耐衝撃特性、接着強度特性および剥離特性の改善に有利である。

前記当量を満たす場合、ポリオールの種類は、特に制限されない。例えば、ペンタエリスリトールのような４官能ポリオール；グリセリンやトリメチロールプロパンのような３官能ポリオール；またはグリコールのような２官能ポリオールが使用され得る。一例において、ポリオールとしては、ポリアルキレングリコールが使用されるが、これに特に制限されるものではない。具体的に、前記ポリアルキレングリコールとしては、例えばポリプロピレングリコールが使用され得る。

一例において、前記ウレタン樹脂は、分岐状ポリエーテルポリオール単位、および非芳香族イソシアネートの単位を含むことができる。

一例において、前記ポリオールは、分岐状ポリプロピレングリコールでありうる。分岐状ポリプロピレンは、ポリプロピレンバックボーンが側鎖を有するように構成されたものを意味し、線状、すなわちポリプロピレン反復単位が側鎖を有しない場合と区別され得る。例えば、分岐状ポリプロピレンは、ポリプロピレン骨格にエチレン、１−ブテン、１−ヘキセンまたは４−メチル−１ペンテンのようなａ−オレフィンが混入された（共重合された）分岐を有する。すなわち、本出願に関する一例において、前記ポリオールは、分岐状ポリプロピレン単位を有することができる。分岐状ポリプロピレングリコールを使用する場合、強度の改善に有利である。

前記言及したように、前記ウレタン樹脂は、そのイソシアネート末端のうち一つ以上が所定化合物により終端した構造を有することができる。ウレタン樹脂のイソシアネート末端をいわゆるキャッピングする方法は、特に制限されない。公知された技術が使用され得る。例えば、エーテル系ポリオールに由来してウレタン鎖中にウレタン基を有し、その末端にイソシアネート基を有する重合体またはプレポリマーを製造し、イソシアネート基の全部または一部に活性水素基を有する化合物を通じてウレタンのイソシアネート末端をキャッピングすることができる。さらに別の例において、前記ウレタン樹脂の製造時に、イソシアネート末端をキャッピングすることができる化合物を共に投入して重合と同時にキャッピングする方法が使用され得る。イソシアネート末端をキャッピングすることができる化合物の種類は、特に制限されず、例えば、アミン系化合物、フェノール系化合物、オキシム系化合物、またはビスフェノール系化合物が使用され得る。

一例において、前記ウレタン樹脂の重量平均分子量Ｍｗは、３，０００〜４０，０００の範囲でありうる。前記重量平均分子量は、ＧＰＣで測定したポリスチレン換算分子量でありうる。より具体的に、前記ウレタン樹脂の重量平均分子量の下限は、３，０００以上、３，５００以上、４，０００以上、４，５００以上、５，０００以上、５，５００以上、６，０００以上、６，５００以上、７，０００以上、７，５００以上、８，０００以上８，５００以上、９，０００以上でありうる。特に制限されないが、ウレタン樹脂の重量平均分子量の上限は、３５，０００以下または３０，０００以下でありうる。前記範囲を満たす場合、接着剤に有利な物性を提供することができる。ウレタン樹脂は、その製造時に分岐化剤、鎖延長剤（ｃｈａｉｎ ｅｘｔｅｎｄｅｒ）などを使用して分子量が調節され得、また、線状構造または分岐状構造を有することができる。分岐構造の場合、鎖延長剤を使用せずにウレタンを重合することが適当であり、適切な分子量を得るのに有利である。ポリオールとしてポリプロピレングリコールが使用される場合、分岐状構造を有するウレタン樹脂の衝撃強度の改善に対する寄与度がさらに高いことがある。

一例において、前記接着剤組成物は、接着剤全体組成物の含量を基準として、前記変性ウレタン樹脂を５重量部以上含むことができる。具体的に、前記変性ウレタン樹脂の含量は、６重量部以上、７重量部以上、８重量部以上、９重量部以上、または１０重量部以上でありうる。特に制限されないが、前記ウレタン樹脂の含量の上限は、例えば２５重量部以下でありうる。より具体的に、前記ウレタン樹脂は、２０重量部以下、１９重量部以下、１８重量部以下、１７重量部以下、１６重量部以下または１５重量部以下で使用され得る。ウレタン樹脂が前記範囲より少なく使用される場合、衝撃強度の改善が十分でなく、前記範囲を超過して使用される場合には、せん断強度が低くなり、高温衝撃強度が低下する問題がある。

（ｃ）ラバー
前記接着剤組成物は、１次粒子形態のコアシェルラバーが２以上凝集した２次粒子形態のコアシェルラバーを含む。

本出願で「コアシェルラバー」は、コア部分にゴム成分を有し、シェル物質が前記コアにグラフトされたり架橋結合された構造を有する粒子状（固体状）物質を意味する。

そして、本出願で「１次粒子形態のコアシェルラバー」とは、前記コアシェル構造を有する各単位体を意味し、「２次粒子形態のコアシェルラバー」とは、前記１次粒子形態のコアシェルラバー（粒子）が２個以上凝集して形成された凝集体（または集合体）を意味する。前記コアシェルラバーは、接着剤組成物内で分散して存在することができる。

一例において、１次形態のコアシェルラバー粒子と２次形態のコアシェルラバー粒子は、下記実施例で説明される方法によって製造され得る。この場合、重合反応により製造される２次形態の凝集ラバーは、プラネタリーミキサーのような混練機を用いてさらに小さいサイズの凝集ラバーに分離され得る。一例において、凝集粒子全てが完全な１次粒子形態に分離されないことがあり、２次粒子のうち一部の粒子が１次粒子に分離されて１次および２次粒子が混合された形態で存在することができる。例えばコアシェルラバー全体含量に対して１次粒子の重量比率は、５０ｗｔ％以下、４０ｗｔ％以下、３０ｗｔ％以下、２０ｗｔ％以下、１０ｗｔ％以下、５ｗｔ％以下、４ｗｔ％以下、３ｗｔ％以下、２ｗｔ％以下、１ｗｔ％以下、または０．５ｗｔ％以下でありうる。一例において、前記１次粒子の重量比率は、実質的に０ｗｔ％でありうる。または、前記１次粒子の重量比率は、例えば、０．０１ｗｔ％以上、０．１ｗｔ％以上または１ｗｔ％以上でありうる。

別の例において、１次形態のコアシェルラバー粒子と２次形態のコアシェルラバー粒子は、別途の過程を経て製造され得る。

前記コアは、ジエン系単量体の重合体を含むことができ、またはジエン系単量体と（ジエン系でない）異種単量体成分の共重合体を含むことができる。特に制限されるものではないが、例えばジエン系単量体としては、ブタジエンまたはイソプレンが使用され得る。

一例において、前記コアは、ブタジエン系コアでありうる。例えば、前記コアは、ブタジエンの重合体を含むことができる。また、前記コアは、ブタジエンおよびその他エチレン性不飽和単量体の共重合体を含むことができる。コアの形成時に使用されるエチレン性不飽和単量体としては、ビニル系芳香族単量体、（メチル）アクリロニトリル、アルキル（メタ）アクリレートなどが例示され得るが、これに特に制限されるものではない。

一例において、アルキル（メタ）アクリレートがコアの形成時にさらに使用される場合、下記説明されるシェルの形成に使用されるアルキル（メタ）アクリレートとは異なる種類のアルキル（メタ）アクリレートがコアに使用され得る。

前記コアにグラフトまたは架橋されるシェルは、アルキル（メタ）アクリレート単位を含むことができる。シェルがアルキル（メタ）アクリレート単位を含むというのは、コアに架橋またはグラフトされるシェル重合体の形成時にアルキル（メタ）アクリレート単量体が使用され得ることを意味する。一例において、前記アルキル（メタ）アクリレートとしては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、またはｔ−ブチルメタクリレートのように、炭素数が１〜６のアルキル基を有する低級アルキル（メタ）アクリレートが使用され得るが、前記羅列された単量体に制限されるものではない。

前記シェルは、ビニリデン系単量体単位をさらに含むことができる。例えば、スチレンのような芳香族ビニル単量体、ビニルアセテートまたはビニルクロリドの単位をさらに含むことができる。特に制限されるものではないか、一例において、前記シェルは、アルキル（メタ）アクリレート単位および芳香族ビニル単量体単位を含むことができる。

一例において、前記コアおよびシェルは、所定のガラス転移温度Ｔｇを有することができる。例えば、前記コアのガラス転移温度Ｔｇの下限は、−６０℃以上、−５０℃以上または−４０℃以上でありうる。特に制限されるものではないが、前記コアのガラス転移温度の上限は、−２０℃以下、−２５℃以下、−３０℃以下または−３５℃以下でありうる。また、前記シェルは、例えば、５０℃以上、６０℃以上または７０℃以上のガラス転移温度Ｔｇを有することができる。特に制限されるものではないが、前記シェルのガラス転移温度の上限は、１２０℃以下でありうる。前記ガラス転移温度は、公知された方式によって測定され得、例えば示差走査型熱量分析（ＤＳＣ）を利用して測定され得る。

一例において、前記１次粒子形態のコアシェルラバーは、コアシェルの全体粒径に対するコアの粒径比率（＝コアシェルのうちコアの厚さ比率、Ｒ）が０．８０以上でありうる。

本出願で「粒径」は、粒子形状（例：球形または楕円球形）のコアシェルラバーまたはその構成の直径を意味することに使用され得、コアシェルラバーの形状が、完全な球形や楕円球形でない場合には、最も長い次元の長さを意味する。粒径に関連した特徴は、公知された装備を利用して測定され得、例えば、ｄｙｎａｍｉｃ ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇまたはｌａｓｅｒ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ装備などが粒径関連特徴を確認するのに使用され得る。特に定義しない以上、粒子の粒径または粒子のサイズは、下記説明される平均粒径の意味で使用され得る。

例えば、前記コアシェルの全体粒径に対するコアの粒径比率は、０．８１以上、０．８２以上、０．８３以上、０．８４以上、０．８５以上、０．８６以上、０．８７以上、０．８８以上、０．８９以上、０．９０以上でありうる。前記比率の上限は、例えば、０．９９であり得、具体的には、０．９８以下、０．９７以下、０．９６以下、０．９５以下、０．９４以下、０．９３以下または０．９２以下でありうる。商用化されたコアシェル製品の場合、前記範囲を満たさない場合が多いので、ラバーによる衝撃吸収機能が十分でないが、前記範囲を満たす前記コアシェルラバーは、構造体に加えられる衝撃を十分に吸収することができる。特に、コアの比率が０．９９を超過する場合には、シェルの厚さが薄くなってコア部分を取り囲むことが難しくなり、これによりエポキシ樹脂との相溶性の低下や分散性の低下が発生し得る。また、コアの比率が０．８未満の場合には、衝撃強度の改善効果が不十分である。

例えば、前記１次粒子形態のコアシェルラバーが２５０ｎｍ以上、２６０ｎｍ以上、２７０ｎｍ以上、２８０ｎｍ以上、２９０ｎｍ以上または３００ｎｍ以上の平均粒径を有し、例えばその上限が６００ｎｍ以下または５００ｎｍ以下、具体的には、４５０ｎｍ以下、４４０ｎｍ以下、４３０ｎｍ以下、４２０ｎｍ以下、４１０ｎｍ以下または４００ｎｍ以下である場合、前記１次粒子形態のコアシェルラバーのコアは、前記比率Ｒを満足できるサイズを有することができる。この際、「平均粒径」とは、粒度分布曲線で累積重量（質量）５０％粒子が有する（通過する）直径を意味する。例えば、前記１次粒子形態のコアシェルラバーのコアは、１８０ｎｍ以上、２００ｎｍ以上、２２０ｎｍ以上、２４０ｎｍ以上、２６０ｎｍ以上、２８０ｎｍ以上または３００ｎｍ以上の平均粒径を有することができ、その上限は、例えば、５００ｎｍ以下、４９５ｎｍ以下、４９０ｎｍ以下、具体的には、４５０ｎｍ以下、４００ｎｍまたは３５０ｎｍ以下でありうる。商用化されたコアシェル製品の場合、対応する粒径のサイズと比率Ｒが前記範囲を満たさない場合が多いので、ラバーによる衝撃吸収機能が十分でない。

別の例において、前記１次粒子形態のコアシェルラバーは、２５０ｎｍ以下の平均粒径を有することができる。この場合、その下限は、例えば１０ｎｍ以上、２０ｎｍ以上、または３０ｎｍ以上でありうる。このような粒径を有する場合にも、前記１次粒子形態のコアシェルラバーは、コアシェルの全体粒径に対するコアの粒径比率Ｒが前記範囲を満たすことができる。商用化されたコアシェル製品の場合、対応する粒径のサイズが前記範囲を満たさない場合が多いので、ラバーによる衝撃吸収機能が十分でない。

また、本出願で前記コアシェルラバーは、所定の粒度分布を有することができる。

一例において、前記１次粒子形態のコアシェルラバーは、粒径分布のＤ_１０、すなわち粒度分布の測定による粒径のうち、小さい側から重量（質量）を基準として累積１０％粒子までの直径が１８０〜２２０ｎｍの範囲でありうる。

別の例において、前記１次粒子形態のコアシェルラバーは、粒径分布のＤ_５０、すなわち粒度分布の測定による粒径のうち、小さい側から重量（質量）を基準として累積５０％粒子までの直径が２５０〜３５０ｎｍの範囲でありうる。

別の例において、前記１次粒子形態のコアシェルラバーは、粒径分布のＤ_９０、すなわち粒度分布の測定による粒径のうち、小さい側から重量（質量）を基準として累積９０％粒子までの直径が４５０〜５１０ｎｍの範囲でありうる。

一例において、前記１次粒子形態のコアシェルラバーは、下記式１によって求められる粒度分布の幅が２．０以下または１．５以下でありうる。その下限は、特に制限されず、例えば、０．５以上、０．６以上、０．７以上、０．８以上、０．９以上または１．０以上でありうる。

［式１］
（Ｄ_９０−Ｄ_１０）／（Ｄ_５０）

上記のように、粒度分布の幅が狭い１次粒子形態のコアシェルラバーを使用する場合、優れた接着強度、剥離強度および耐衝撃強度を広い温度範囲で均一に確保するのに有利である。

前記のような粒径特性は、例えば、コアまたはシェルの形成時に使用される単量体の種類や含量を適切に調節する方法、または単量体を様々な段階に分けて投入したりコアやシェルの重合時間やその他重合条件を適切に調節するなどの方法を通じて得られることができる。

一例において、２次粒子の形成のために凝集する１次粒子の個数は、特に制限されない、例えば、前記コアシェルラバー集合体（凝集体）、すなわち２次粒子の直径が０．１〜１０μｍの範囲になり得るように１次粒子が凝集して２次粒子が形成され得る。一例において、重合後にプラネタリーミキサーのような混練機を用いて混練過程を経た２次粒子形態のコアシェルラバー（凝集粒子）は、２μｍ以下、１．５μｍ以下、１μｍ以下、または０．５μｍ以下のサイズを有することができる。２次粒子と関連してサイズというのは、前記説明した粒径または最も長い次元のサイズに相当する意味で使用され得る。

一例において、前記２次粒子形態のコアシェルラバーが有する平均粒径は、１．５μｍ以下または１μｍ以下でありうる。具体的に、前記コアシェルラバーの平均粒径は、９００ｎｍ以下、８００ｎｍ以下、７００ｎｍ以下または６００ｎｍ以下でありうる。特に制限されるものではないが、前記２次粒子形態のコアシェルラバーの平均粒径の下限は、１００ｎｍ以上、２００ｎｍ以上、３００ｎｍ以上、４００ｎｍ以上、または５００ｎｍ以上でありうる。

前記説明された特性を満たす２次粒子形態のコアシェルラバーは、接着剤組成物の全体含量を基準として５重量部以上でありうる。具体的に、その含量の下限は、６重量部以上、７重量部以上、８重量部以上、９重量部以上または１０重量部以上でありうる。また、前記コアシェルラバー集合体の含量は、３５重量部以下でありうる。具体的に、その含量の上限は、３４重量部以下、３３重量部以下、３２重量部以下、３１重量部以下または３０重量部以下であり得、より具体的には、２５重量部以下または２０重量部以下でありうる。前記含量より少なく使用される場合には、衝撃強度の改善効果が十分でなく、前記範囲を超過して使用される場合には、せん断強度および高温衝撃強度が低下することがあるので、好ましくない

一例において、前記接着剤組成物は、液状ラバーをさらに含むことができる。

一例において、前記液状ラバーは、ジエン系単量体の単独重合体またはジエン系単量体と異種単量体の共重合体である液状ラバーの末端にエポキシ基を有する構成でありうる。すなわち、前記液状ラバーは、エポキシ終端した液状ラバーでありうる。

例えば、前記液状ラバーは、ブタジエンまたはイソブタジエンから誘導される反復単位を有する単一重合体または共重合体を含むことができる。液状ラバーには、例えばブタジエンまたはイソブタジエンとアクリレートおよび／またはアクリロニトリルの共重合体が含まれ得る。

一例において、液状ラバーの含量は、前記説明されたコアシェルラバーの含量と同一であり得る。

一例において、前記接着剤組成物は、接着剤組成物の全体含量を基準として、少なくとも５重量部または１０重量部以上のラバー（コアシェルラバーおよび／または液状ラバー）を含むことができる。例えば、前記接着剤組成物がコアシェルラバーだけを含む場合、前記接着剤組成物は、接着剤組成物の全体含量を基準として、少なくとも５重量部または１０重量部以上のコアシェルラバーを含むことができる。または、前記接着剤組成物がコアシェルラバーと液状ラバーをすべて含む場合、前記接着剤組成物は、接着剤組成物の全体含量を基準としてコアシェルラバーと液状ラバーを５重量部以上または１０重量部含むことができる。前記のような場合にも、せん断強度および高温衝撃強度を考慮して、ラバー成分は、３５重量部以下で使用され得る。一例において、前記接着剤組成物は、接着剤組成物の全体含量を基準として、１０重量部以上、１２重量部以上または１４重量部以上、そして３０重量部以下、２５重量部以下、または２２重量部以下のラバー（コアシェルラバーおよび／または液状ラバー）を含むことができる。

（ｄ）エポキシ硬化剤
前記接着剤組成物は、約８０℃以上または約１００℃以上の温度で硬化し得るように所定の硬化剤を含むことができる。前記温度範囲で硬化が起こることができると、硬化剤の種類は、特に制限されない。例えば、硬化剤としては、ジシアンジアミド、メラミン、ジアリルメラミン、グアナミン（例：アセトグアナミン、ベンゾグアナミン）、アミノトリアゾール（３−アミノ−１，２，４トリアゾール）、ヒドラジッド（アジピン酸ジヒドラジド、ステアリン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド）、シアノアセトアミドまたは芳香族ポリアミン（例：ジアミノジフェニルスルホン）等が使用され得る。

特に制限されないが、前記硬化剤は、例えば、接着剤組成物の全体含量を基準として、１重量部以上、２重量部以上、３重量部以上または４重量部以上使用することができる。特に制限されないが、硬化剤の含量の上限は、１５重量部以下、１４重量部以下、１３重量部以下、１２重量部以下、１１重量部以下または１０重量部以下でありうる。

（ｅ）その他成分
前記接着剤組成物は、硬化剤による硬化反応の速度および温度を調節するために触媒を含むことができる。触媒の種類は、特に制限されず、公知された多様な種類の触媒が適切に使用され得る。

非制限的な一例において、前記触媒としては、ｐ−クロロフェニル−Ｎ，Ｎ−ジメチルウレア、３−フェニル−１，１−ジメチルウレア、３，４−ジクロロフェニル−Ｎ，Ｎ−ジメチルウレアのようなウレア類；３級アクリル類；ベンジルジメチルアミンのようなアミン類；ピペリジンまたはこれらの誘導体；またはイミダゾール誘導体が使用され得る。

特に制限されないが、前記触媒は、例えば、接着剤組成物の全体含量を基準として、０．１重量部以上、０．２重量部以上、０．３重量部以上または０．４重量部以上使用することができる。特に制限されないが、触媒含量の上限は、２重量部以下でありうる。

一例において、前記接着剤組成物は、粒子状の無機充填剤、すなわち無機粒子をさらに含むことができる。無機充填剤を使用する場合、接着剤の機械的特性、レオロジー特性などを調節することができる。無機充填剤の形態は、角状、球状、板状、または針状であり得、特に制限されない。

無機充填剤としては、例えば、酸化カルシウム、石英粉末、アルミナ、カルシウムカーボネート、カルシウムオキシド、アルミニウムヒドロキシド、炭酸マグネシウムカルシウム、バライト、親水性または疎水性シリカ粒子、またはアルミニウムマグネシウムカルシウムシリケートを使用することができる。シリカ粒子の使用時には、疎水性がさらに好ましい。

特に制限されないが、前記無機充填剤は、例えば、接着剤組成物の全体含量を基準として、１重量部以上、２重量部以上、３重量部以上または４重量部以上使用することができる。特に制限されないが、無機充填剤の含量の上限は、１５重量部以下または１０重量部以下でありうる。

一例において、前記組成物は、多様な種類の添加剤をさらに含むことができる。例えば、公知された可塑剤、反応性または非反応性希釈剤、カップリング剤、流動性調節剤、揺変性付与剤、着色剤などが接着剤組成物にさらに含まれ得る。前記添加剤の具体的な種類は、特に制限されず、公知された物質または市販製品が制限なしに使用され得る。

特に制限されないが、前記添加剤は、例えば、接着剤組成物の全体含量を基準として、０．１重量部以上、１重量部以上、２重量部以上または３重量部以上使用され得る。特に制限されないが、添加剤含量の上限は、１５重量部以下、１４重量部以下、１３重量部以下、１２重量部以下、１１重量部以下または１０重量部以下でありうる。

本出願に関する他の一例において、本出願は、前記接着剤組成物の硬化物を含む構造体に関する。前記構造体は、基材および前記基材上に塗布された後、硬化した接着剤組成物の硬化物を含むことができる。前記基材は、金属成分、プラスチック成分、木材、ガラス繊維含有基材などを含むことができる。

一例において、前記構造体は、硬化物を介して２以上の基材が接合された形態を有することができる。例えば、前記構造体は、金属と金属が硬化物を介して接合された形態、金属とプラスチックが硬化物を介して接合された形態、またはプラスチックとプラスチックが硬化物を介して接合された形態を有することができる。前記構造体は、宇宙航空、風力発電、船舶または自動車用構造材料として使用され得る。

本出願に関する他の一例において、本出願は、構造体の製造方法に関する。前記方法は、前記説明された構成の組成物を基材の表面上に塗布する段階、および基材の表面に塗布された前記組成物を硬化する段階を含むことができる。前記塗布は、基材と接着組成物の物理的な接触が起こるように行われ得る。

前記接着組成物を構造体の表面に塗布する方式は、特に制限されない。例えば、押出方式による機械的塗布、スワール（ｓｗｉｒｌ）またはストリーミング（ｓｔｒｅａｍｉｎｇ）のようなジェット噴霧法が利用され得る。前記塗布は、接合しようとする一つ以上の基材に対して行われ得る

硬化温度は、特に制限されない。例えば、８０℃以上または１００℃以上で硬化が行われ得る。特に制限されないが、耐熱安定性を考慮するとき、２２０℃以下の温度で硬化を行うことが好ましい。

本出願の一例によれば、優れた接着強度、剥離強度および耐衝撃強度を、広い温度範囲で均一に提供する接着剤組成物が提供され得る。

図１は、本出願の一具体例によって製造されたコアシェルラバー（１次粒子形態）の粒度分布を示す。横軸は、粒径(diameter)を、縦軸は、相対的なラバーの個数を意味する。 図２は、本出願の一具体例によって製造されたコアシェルラバーがエポキシ樹脂内で分散した様子を撮影したイメージである。

以下、実施例および比較例を通じて本出願を説明する。しかし、本出願の範囲が下記提示された範囲によって制限されるものではない。

製造例
＊製造例１：コアシェルラバー集合体の製造
第１段階（Ｃｏｒｅの製造）：イオン交換水７０重量部、単量体である１，３ブタジエン６０重量部、乳化剤であるナトリウムドデシルベンゼンスルホネート１．０重量部、炭酸カルシウム０．８５重量部、３級ドデシルメルカプタン０．２８重量部、開始剤である過硫酸カリウム０．２８重量部を窒素置換された重合反応器に投入し、７５℃で重合転換率が３０〜４０％である時点まで反応させた。以後、ナトリウムドデシルベンゼンスルホネート０．３重量部を投入し、１．３ブタジエン２０重量部をさらに投入し、８０℃まで昇温して重合転換率が９５％である時点で反応を終了した。製造された重合体のラテックスゲルの含量は、７３％であった。この際、ラテックスゲルの含量は、ゴムラテックスを薄い酸や金属塩を利用して凝固させた後に洗浄し、６０℃の真空オーブンで２４時間の間乾燥させ、得られたゴム１ｇをトルエン１００ｇに入れて４８時間の間室温の暗室で保管した後、ゾルとゲルを分離して測定した。

第２段階：製造されたゴムラテックス７０重量部を密閉された反応器に投入し、窒素で充填された反応器の温度を７５℃に昇温した。以後、前記反応器にピロリン酸ナトリウム０．１重量部、デキストロース０．２重量部および硫化第１鉄０．００２重量部を一括投入した。

別途の混合装置でメチルメタクリレート２５．５重量部、スチレン４．５重量部、乳化剤としてナトリウムドデシルベンゼンスルホネート０．５重量部、クメンヒドロペルオキシド０．１重量部、イオン交換水２０重量部を混合して、単量体乳化液を製造した。

ゴムラテックスが投入された反応器に、前記乳化液を３時間にわたって連続的に投入した後、３０分後にヒドロペルオキシド０．０３重量部を投入し、同一温度で１時間の間熟成させて重合転換率が９８％である時点で反応を終了した。

前記過程のうち適当な時点にＮｉｃｏｍｐ Ｎ３００ ｄｙｎａｍｉｃ ｌｉｇｈｔ ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ装備を通じて測定されたコアの平均粒径は、３２０ｎｍであり、コアシェルラバー樹脂ラテックスの平均粒径は、３４５ｎｍであった。

また、製造された１次粒子形態のコアシェルラバーの粒度分布を測定し、その結果は、図１に記載した。

以後、前記反応物に酸化防止剤を投入し、マグネシウムサルフェートで凝集させた後、脱水および乾燥して、凝集形態のコアシェルラバーを製造した。

＊製造例２：変性ウレタン樹脂の製造
窒素置換された重合反応器にＯＨ当量が１，０００の分岐状ポリプロピレングリコール１００ｇとイソホロンジイソシアネート２２．３ｇ、アリルフェノール１３．４ｇ、スズ触媒０．１ｇを混合し、７５℃で反応を進め、変性ウレタン樹脂を製造した。

＊製造例３：構造用接着剤の製造
下記表１のような成分を所定含量（重量比率：重量部）で含む実施例および比較例の組成物を接着剤材料として準備した。具体的に、コアシェルラバー集合体とエポキシ樹脂をプラネタリーミキサーに入れ、８０℃で５時間混合した。コアシェルラバーがエポキシ樹脂内で分散した様子は、図２に示された通りである。以後、「ウレタン樹脂、硬化剤および触媒を除いた」残りの成分をプラネタリーミキサーに入れ、８０℃で３時間撹拌した。最後に、温度を４０℃に下げ、「ウレタン樹脂、硬化剤および触媒」をプラネタリーミキサーに入れ、１時間の間混合した後、常温（約２３℃）に下げて、混練を終了した。

物性測定方法
＊衝撃剥離強度
実施例および比較例に対してそれぞれ５個の試験片を製作し、ＤＩＮ ＩＳＯ １１３４３に準じて重さ４５ｋｇの物体を高さ１．５ｍより２ｍ／ｓの速度で自由落下させ、８０℃、２３℃、および−４０℃それぞれで衝撃剥離強度（単位：Ｎ／ｍｍ）を測定し、その平均値を取った。

試験片の場合、９０ｍｍ×２５ｍｍ×１．６ｍｍ（長さ×幅×厚さ）のサイズを有し、強度が４４０ＭＰａの冷間圧延鋼を２個準備し、前記冷間圧延鋼の接着面積が２５ｍｍ ×３０ｍｍになるように接着剤を冷間圧延鋼の所定領域に塗布し、１８０℃で２０分間硬化した。ガラスビーズを利用して、接着層の厚さを０．２ｍｍに均一に維持した。測定結果は、表２に記載した。

＊せん断強度実験
実施例および比較例と関連して製造された試験片に対して、ＤＩＮ ＥＮ １４６５に準じて５回のせん断強度の測定を行い、その平均値を取った。この際、せん断強度（単位：Ｍｐａ）の測定は、１０ｍｍ／分および２３℃の条件で行われた。

試験片の場合、１００ｍｍ×２５ｍｍ×１．６ｍｍ（長さ×幅×厚さ）のサイズを有し、強度が４４０ＭＰａの冷間圧延鋼板を２個準備し、前記冷間圧延鋼板の接着面積が２５ｍｍ×１０ｍｍになるように接着剤を冷間圧延鋼の所定領域に塗布し、１８０℃で２０分間硬化した。ガラスビーズを利用して、接着層の厚さを０．２ｍｍに均一に維持した。測定結果は、表２に記載した。

実験結果

１．第１エポキシ樹脂^１）：エポキシ当量が２００以下のビスフェノールＦ系エポキシ樹脂
２．第２エポキシ樹脂^２）：エポキシ当量が１８０以上のビスフェノールＡ系エポキシ樹脂
３．コアシェルラバー^３）：製造例１のコアシェルラバー
４．コアシェルラバー^４）：Ｄｏｗ ｐａｒａｌｌｏｉｄ ＥＸＬ２６００
５．液状ラバー^５）：Ｓｔｒｕｋｔｏｌ ｐｏｌｙｄｉｓ ３６０４
６．ウレタン樹脂^６）：製造例２のウレタン樹脂
７．ウレタン樹脂^７）：ＯＨ当量が２，２５０のポリテトラヒドロフランとヘキサメチレンジイソシアネートを反応させて形成されたウレタン樹脂を使用した。
８．モノエポキシ樹脂^８）：ＣａｒｄｏｌｉｔｅのＮＣ５１３
９．着色剤^９）：Ｐｉｇｍｅｎｔ ｖｉｏｌｅｔ ２３
１０：硬化剤^１０）：Ａｉｒｐｒｏｄｕｃｔ １２００Ｇ
１１：触媒^１１）：Ｅｖｏｎｉｋ Ａｍｉｃｕｒｅ ＵＲ７／１０
１２：ヒュームドシリカ^１２）：Ｃａｂｏ ＴＳ７２０
１３：シランカップリング剤^１３）：ＧＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ ｍａｔｅｒｉａｌ Ａ−１８７

Claims (20)

1. （ａ）一つ以上のエポキシ樹脂；
   （ｂ）ポリエーテル構造を有するウレタン樹脂；
   （ｃ）１次粒子形態のコアシェルラバーが２以上凝集した２次粒子形態のコアシェルラバー；および
   （ｄ）一つ以上のエポキシ硬化剤を含む、接着剤組成物。
2. エポキシ当量が２００以下の第１エポキシ樹脂を含む、請求項１に記載の接着剤組成物。
3. 第２エポキシ樹脂をさらに含み、前記第１エポキシ樹脂は、ビスフェノールＦ系エポキシ樹脂であり、前記第２エポキシ樹脂は、ビスフェノールＡ系エポキシ樹脂である、請求項２に記載の接着剤組成物。
4. 前記第２エポキシ樹脂は、エポキシ当量が１８０〜５００の範囲内である、請求項３に記載の接着剤組成物。
5. 前記第１エポキシ樹脂１００重量部に対して５〜３００重量部の第２エポキシ樹脂を含む、請求項３または４に記載の接着剤組成物。
6. 前記ウレタン樹脂（ｂ）は、分岐状ポリエーテルポリオール単位、および非芳香族イソシアネート単位を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
7. 前記ウレタン樹脂（ｂ）は、イソシアネート末端のうち少なくとも一つがアミン系化合物、フェノール系化合物、オキシム系化合物、またはビスフェノール系化合物で終端している、請求項６に記載の接着剤組成物。
8. 前記ポリエーテルポリオールのＯＨ当量は、３００〜２，０００の範囲内である、請求項６または７に記載の接着剤組成物。
9. 前記ポリエーテルポリオールのＯＨ当量は、４００〜１，１００の範囲内である、請求項８に記載の接着剤組成物。
10. 前記ポリエーテルポリオールは、分岐状ポリプロピレングリコールである、請求項７〜９のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
11. 接着剤組成物の全体含量を基準として、前記ウレタン樹脂（ｂ）を５〜２５重量部の範囲内で含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
12. 前記１次粒子形態のコアシェルラバーは、２５０ｎｍ〜５００ｎｍの平均粒径を有する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
13. 前記１次粒子形態のコアシェルラバーのコアは、１８０〜４９５ｎｍの平均粒径を有する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
14. 前記１次粒子形態のコアシェルラバーのコアは、２８０〜４９０ｎｍの平均粒径を有する、請求項１２に記載の接着剤組成物。
15. 前記１次粒子形態のコアシェルラバーは、コアシェルの全体粒径に対するコアの粒径比率が０．８〜０．９９を満たす、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
16. 前記コアシェルラバーは、ブタジエン系コアを有する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
17. 接着剤組成物の全体含量を基準として前記コアシェルラバー（ｃ）を５〜３５重量部で含む、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
18. 接着剤組成物の全体含量を基準として総ラバー含量が１０重量部以上である、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
19. 請求項１〜１８のいずれかに記載の接着剤組成物の硬化物；および前記硬化物と接触する基材を含む構造体。
20. 請求項１〜１８のいずれかに記載の接着剤組成物を基材の表面に塗布する段階；および前記基材の表面に塗布された前記組成物を硬化する段階；を含む構造体の製造方法。

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