KR100359403B1 - 미끄럼방지 고형재 함유 에폭시 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 도어, 본네트, 트렁크 등의 연곡(緣曲, hemming) 가공에 사용되는 에폭시 조성물에 관한 것으로, 외부 판넬과 내부 판넬을 결합시키는 연곡 가공에서 외부 판넬과 내부 판넬 사이에 위치하도록 하여 양 판넬 간의 결합 구속력을 얻기 위한 조성물로서, 분자당 적어도 두 개의 에폭시기를 포함하는 하나 또는 그 이상의 에폭시수지 10∼40 중량부, 고무단량체 또는 중합체가 부가된 고무변성 에폭시수지 10∼40 중량부, 경화제 10∼15 중량부, 무기충전제 20∼50 중량부 및 글래스비드 2∼10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지 고형재 함유 에폭시 조성물을 사용하여 자동차 외부 부재의 연곡 가공을 행하면, 연곡 가공 후에도 점용접을 할 필요가 없어 외관품질이 향상되며, 공정수가 줄어들어 생산비 절감을 가져오는 효과가 있다.

Description

미끄럼방지 고형재 함유 에폭시 조성물{Epoxy composition containing a slip preventing solid}

본 발명은 차량의 도어, 본네트, 트렁크 등의 연곡(緣曲, hemming) 가공에 사용되는 에폭시 조성물에 관한 것이다.

차량의 도어, 본네트, 트렁크 등의 가공에서 외부 판넬과 내부 판넬을 결합시키는 연곡 가공은, 도 1에서 보는 바와 같이 외부 판넬(12)의 말단부를 90 ° 각도로 절곡한 후 내부 판넬(14)을 위치 고정시키고 로라(16)에 의해 외부 판넬(12)의 절곡부에 압력을 가하여 외부 판넬(12)과 내부 판넬(14)을 결합시키는 판금 방법을 말한다.

이러한 연곡 가공 후에는 외부 판넬과 내부 판넬의 확실한 결합 구속력을 얻기 위해 점 용접(spot welding) 과정을 거쳐야 하는데, 이 때 외관 품질이 저하될 우려가 있고, 또한 공정 단계가 늘어나서 생산 원가도 높아진다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 연곡 가공 후에도 점용접을 할 필요가 없어 외관 품질을 향상시키는 동시에 공정수를 감소시켜 생산비 절감을 가져올 수 있도록, 연곡 가공에 사용되는 미끄럼 방지 고형제를 함유하는 에폭시 조성물을 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 통상의 연곡 가공 방법을 보여주는 모식도,

도 2는 본 발명에 따른 글래스비드 함유 에폭시 조성물을 사용한 연곡 가공 방법을 보여주는 모식도,

도 3은 글래스비드 첨가량에 따른 연곡 가공의 효과를 나타낸 도표,

도 4는 글래스비드 입도에 따른 연곡 가공의 효과를 나타낸 도표.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명

12, 22: 외부 판넬

14, 24: 내부 판넬

16, 26: 연곡 가공용 로라

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 미끄럼 방지 고형재 함유 에폭시 조성물은, 외부 판넬과 내부 판넬을 결합시키는 연곡 가공에서 외부 판넬과 내부 판넬 사이에 위치하도록 하여 양 판넬 간의 결합 구속력을 얻기 위한 조성물로서, 분자당 적어도 두 개의 에폭시기를 포함하는 하나 또는 그 이상의 에폭시수지 10∼40 중량부, 고무단량체 또는 중합체가 부가된 고무변성 에폭시수지 10∼40 중량부, 경화제 10∼15 중량부, 무기충전제 20∼50 중량부 및 글래스비드 2∼10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 미끄럼 방지 고형재 함유 에폭시 조성물은 경화촉진제, 실란계 커플링제, 수분흡수제 및 흐름방지제 등을 더욱 포함할 수 있으며, 또한 상기 글래스비드는 평균입경이 200∼300 ㎛인 것이 바람직하다.

본 발명에서는 외부 판넬과 내부 판넬을 결합시키는 연곡 가공에서 외부 판넬과 내부 판넬의 확실한 결합 구속력을 얻도록 하기 위하여, 미끄럼 방지 고형제를 함유하는 조성물을 사용하여 연곡 가공하도록 하였다. 즉, 미끄럼 방지 고형재인 글래스비드가 첨가된 조성물을 연곡 가공시 외부 판넬과 내부 판넬 사이에 위치하도록 한 후 로라에 의해 가압하여 미끄럼 방지 고형제를 외부 판넬과 내부 판넬 사이에 침투시킴으로써 양 판넬의 결합 구속력이 보장되도록 한 것이다.이와 같이, 미끄럼 방지 고형제를 함유한 본 발명의 에폭시 조성물을 사용하여 연곡 가공을 시행하면, 연곡 가공 후에도 점용접을 할 필요가 없어 외관품질이 향상되며, 공정수가 줄어들어 생산비 절감을 가져오게 된다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미끄럼 방지 고형제 함유 에폭시 조성물을 보다 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 글래스비드 함유 에폭시 조성물을 사용한 연곡 가공 방법을 보여주는 모식도이다. 여기에서 보면, (a) 단계에서 외부 판넬(22)과 내부 판넬(24) 사이에 글래스비드 함유 에폭시 조성물(28)이 배치된다. 이어서, (b) 및 (c) 단계에서는 외부 판넬(22)의 말단부(22a)가 로라(26)에 의해서 절곡되고, (d) 단계에서는 로라(26)의 압력에 의해 글래스비드가 외부 판넬(22)과 내부 판넬(24) 속으로 침투되게 된다.

본 발명에 따른 미끄럼 방지 고형재를 함유하는 경화성 에폭시 조성물(28)은 상기와 같이 분자당 적어도 두 개의 에폭시기를 포함하는 하나 또는 그 이상의 에폭시수지 10∼40 중량부, 고무단량체 또는 중합체가 부가된 고무변성 에폭시수지 10∼40 중량부, 경화제 10∼15 중량부, 무기충전제 20∼50 중량부, 글래스비드 2∼10 중량부를 포함한다.

본 발명의 조성물에 사용되는, 분자당 적어도 두 개의 에폭시기를 포함하는 에폭시수지는 포화 또는 불포화, 환식 또는 비환식, 지방족, 치환족, 방향족 또는 복소환식일 수 있고, 이들은 할로겐, 하이드록시기 및 에스테르기 등과 같은 치환체를 포함할 수 있다. 유용한 에폭시 수지로는 에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 글리세롤 등과 같은 폴리올의 폴리글리시딜에테르류, 옥살산, 썩신산, 테레프탈산 등과 같은 지방족 또는 방향족 폴리카복실산의 폴리글리시딜에테르류, 비스페놀 A, 1.1-비스(4-하이드록시페닐)에탄 등과 같은 폴리페놀의 폴리글리시딜에테르류 및 방향족 또는 고리지방족 폴리글리시딜기가 부착된 노블락 수지 등이 있다. 일반적으로 비스페놀 A형의 에폭시 수지가 많이 사용된다. 본 발명의 조성물에서는 10∼40 중량부 범위로 포함될 수 있으며, 20∼25 중량부가 바람직하다.

본 발명의 조성물에 사용되는 고무변성 에폭시수지는 고무류를 이용하여 변성시킨 에폭시수지로서, 에폭시기를 가진 물질과 에폭시기에 반응하는 작용기를 가진 고무 단량체 또는 중합체의 반응으로 생성되며, 적어도 두 개 이상의 에폭시기를 함유하고 있는 것이다. 고무 단량체로는 부타디엔, 아크릴로니트릴, 스티렌 등이, 고무 중합체로는 아크릴로니트릴부타디엔 고무(NBR), 스티렌부타디엔 고무(SBR) 등이 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 아크릴로니트릴부타디엔 고무를 사용해서 변성된 에폭시수지가 사용되고 있다. 본 발명의 조성물에서는 10∼40 중량부 범위로 포함될 수 있으며, 20∼22 중량부가 바람직하다.

본 발명의 조성물에 사용되는 경화제로는 지방족 및 방향족 아민과 폴리아미드류가 있다. 본 발명의 실시예에서는 다음 화학식 1과 같은 구조식을 갖는 디시안디아미드(dicyan diamide)를 경화제로 사용하였다.

H₂N-C(=NH)-CN

또한, 본 발명의 조성물에는 경화반응의 온도와 시간을 조절하기 위하여 경화촉진제가 2∼5 중량부 범위로 첨가되는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에서는 다음 화학식 2와 같은 구조식을 갖는 이미다졸을 사용하였다.

본 발명의 조성물에 사용되는 충전제로는 보통 미분말 실리카, 규조토, 산화아연, 산화티탄과 같은 금속산화물 또는 그들의 표면을 처리한 것, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 탄산아연과 같은 금속 탄산염, 아스베스토스, 글라스울, 미분 마이카, 폴리스티렌, 폴리염화비닐 또는 폴리프로필렌과 같은 합성수지 분말 등을 들 수 있다. 이들 충전제를 사용할 때는 수분을 제거하는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에서는 미분말 실리카와 탄산칼슘을 병용하여 충전제로 사용하였다. 본 발명의 조성물에서는 총중량 대비 20∼50 중량부 범위로 첨가되고, 25∼40 중량부가 바람직하다.

또한, 본 발명의 에폭시 조성물의 경화시 수축율을 개선시키기 위해서는 실란계 커플링제를 적량 첨가할 수가 있으며, 2∼5 중량부가 바람직하다. 실란계 커플링제로는 아미노실란, 에폭시실란, 머캅토실란 등이 사용될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 에폭시실란을 커플링제로 사용하였다. 에폭시실란을 커플링제로 사용하면 분자간의 인력을 줄여 경화시 수축률을 줄이는 효과를 가져온다. 사용될 수 있는 에폭시실란에는 예를 들어 다음 화학식 3, 4와 같은 구조식을 갖는 베타-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시 실란과 감마-글리시드옥시프로필트리메톡시 실란 등이 있다.

이밖에, 본 발명의 조성물에는 물성을 향상시키기 위해 흐름 방지제, 수분 흡수제가 포함될 수 있다. 흐름 방지제는 조성물이 피착재에 도포된 이후 흐르는 것을 방지하기 위한 것으로, 본 발명의 실시예에서는 벤토나이트(bentonite)를 첨가함으로써 조성물에 틱소트로피성을 부여하여 흐름을 방지하는 작용을 하도록 하였다. 그밖의 흐름 방지제로서는 퓸드 실리카(fumed silica)가 적량 사용될 수 있으며, 4∼7 중량부 범위로 첨가되는 것이 바람직하다. 수분 흡수제로는 탈산 정제된 유제와 계면활성제로 코팅한 산화칼슘 등을 사용할 수 있으며, 2∼5 중량부 범위로 첨가되는 것이 바람직하다.

다음에 본 발명의 조성물에 특징적으로 첨가되는 성분인 글래스비드는 연곡 가공시 판넬에 침투하여 외부 판넬과 내부 판넬의 결합구속력을 가져오는 역할을 한다. 따라서, 글래스비드의 첨가량 및 입도 등은 본 발명의 구성에서 중요한 요소로 되는데, 조성물 중에 2∼10 중량부를 첨가하여 사용할 수 있고, 4∼6 중량부 첨가하는 것이 바람직하다.

[실시예]글래스비드가 본 발명의 조성물의 기능에 미치는 영향을 검토하기 위하여, 글래스 비드 이외의 성분 조성을 고정하여 에폭시 조성물을 만들고 여기에 글래스비드의 첨가량, 입도 등을 변화시켜가면서 연곡 가공된 판넬의 결합 강도 등을 측정하였다. 다음 표 1은 본 실시예의 에폭시 조성물에서 글래스비드를 제외한 성분들의 첨가량을 나타낸 것이다.

성분	첨가량(중량%)	역할
비스페놀A형 에폭시수지	24	기본 수지
NBR변성 에폭시수지	21	기본 수지
디시안디아미드	13	경화제
이미다졸	4	경화촉진제
실리카	18	무기충전제
탄산칼슘	23
감마글리시드옥시프로필트리메톡시실란	2	수축방지제
산화칼슘코팅분말	4	흡습제
벤토나이트	5	흐름방지제

상기와 같은 에폭시 조성물에 평균입경 250 ㎛의 글래스비드를 2∼10 중량% 범위에서 변화시켜 첨가하면서 연곡 가공하였다. 도 3은 글래스비드 첨가량에 따른 연곡 가공의 효과를 나타낸 도표로, 여기에서 보면 글래스비드의 첨가량이 2∼10 중량%일 때 결합분리강도가 높고, 특히 5 중량% 일때 결합분리강도가 가장 높은 것으로 나타났다.

이어서, 상기와 같은 에폭시 조성물에 글래스비드의 평균입경이 180, 210, 250, 370, 510 ㎛인 것을 각각 5 중량%씩 첨가하여 연곡 가공한 후 결합분리강도를 측정하였다. 도 4는 글래스비드 입도에 따른 연곡 가공의 효과를 나타낸 도표로, 여기에서 보면 글래스비드의 평균입경이 200∼300 ㎛일 때 결합분리강도가 높고, 특히 평균입경이 250 ㎛일 때 가장 높은 것으로 나타났다.

이상의 결과로 볼 때, 본 발명의 에폭시 조성물에서 글래스비드는 평균입경 200∼300 ㎛의 것을 조성물 전체 중량의 2∼10 중량%로 첨가하는 것이 바람직하고, 특히 4∼6 중량% 첨가하는 것이 더욱 바람직한 것을 알 수 있다.

다음은 본 발명에 따른 미끄럼 방지 고형재 글래스비드 함유 에폭시 조성물의 일 실시예로서, 표 2는 조성물의 성분 조성을 예시한 것이고, 표 3은 조성물의 물성을 측정한 결과를 예시한 것이다.

성분	첨가량(중량%)	역할
비스페놀A형 에폭시수지	24	기본 수지
NBR변성 에폭시수지	21	기본 수지
디시안디아미드	13	경화제
이미다졸	4	경화촉진제
실리카	18	무기충진제
탄산칼슘	23
감마 글리시드옥시프로필트리메톡시 실란	2	수축방지제
산화칼슘 코팅분말	4	흡습제
벤토니트	5	흐름방지제
글래스비드(평균입경 250 ㎛)	6	결합구속제

검사 항목	측정 결과
점도	1,072,000 cps
비중	1.52
유동성	1 ㎜
유면정착성	210 kg/㎠
T자 박리강도	9.6 kg/25 ㎜

본 발명에 따른 미끄럼 방지 고형재 함유 에폭시 조성물을 사용하여 자동차 외부 부재의 연곡 가공을 행하면, 연곡 가공 후에도 점용접을 할 필요가 없어 외관품질이 향상되며, 공정수가 줄어들어 생산비 절감을 가져오는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 외부 판넬과 내부 판넬을 결합시키는 연곡 가공에서 양 판넬 간의 결합 구속력을 얻기 위해 외부 판넬과 내부 판넬 사이에 위치시키는 조성물로서,

   분자당 적어도 두 개의 에폭시기를 포함하는 하나 또는 그 이상의 에폭시수지 10∼40 중량부, 고무단량체 또는 중합체가 부가된 고무변성 에폭시수지 10∼40 중량부, 경화제 10∼15 중량부, 무기충전제 20∼50 중량부 및 글래스비드 2∼10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지 고형재 함유 에폭시 조성물.
2. 제 1 항에 있어서, 경화촉진제, 실란계 커플링제, 수분흡수제 및 흐름방지제를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지 고형재 함유 에폭시 조성물.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 글래스비드는 평균입경이 200∼300 ㎛인 것을 특징으로 하는 미끄럼 방지 고형재 함유 에폭시 조성물.