KR100510579B1

KR100510579B1 - 점성을 갖는 차량 구조물 보강재

Info

Publication number: KR100510579B1
Application number: KR10-2002-0062233A
Authority: KR
Inventors: 신성기; 권태신
Original assignee: 헨켈코리아 주식회사
Priority date: 2002-10-12
Filing date: 2002-10-12
Publication date: 2005-08-31
Also published as: KR20020084036A

Abstract

차량구조물을 보강하기위한 금속보강재 대용 보강재로서, 특히 금속과 같이 강도가 강하면서 경량인 점성을 갖는 차체 구조물 보강재로서 차체의 보강부위에 점착시켰다가 차체 조립이 완료된 후 전착도장시의 오븐내의 열에 의해 발포, 경화 및 접착고정되어 차체구조물을 보강하는 점성을 갖는 차량구조물 보강재로서, 접착성, 강도, 내약품성 및 절연성이 극히 우수한 비스페놀 A형 에폭시수지를 기재로하여 거기에 점성부여제인 NBR이나 CTBN 변성에폭시중의 어느 하나와 유동 방지제인 퓸실리카와 보강재의 중량을 경량화하기위한 글라스바블(Glass bubble)및 캡슐형 발포제를 첨가한 것에 일반적으로 플라스틱 제품 제조시 첨가되는 착색제(카본블랙) 및 충전제(Caco₃)와 공지된 에폭시수지용 경화제 및 경화촉진제를 첨가하여 가열하면서 혼련교반 후, 시트형태로 압출성형하여 차체 구조물에 적용직전까지 이형지로 보호한 것으로 구성됨을 특징으로하는 점성을 갖는 차량구조물 보강재이다.

Description

점성을 갖는 차량 구조물 보강재{Tacky reinforcing product for reinforcing structures of cars}

본 발명은 점성을 갖는 차체 구조물 보강재에 관한 것으로서, 특히 차체 구조물을 금속대용으로 경량이면서도 강도높게 보강하기 위한 점성을 띠는 차체 구조물 보강재에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 구조물은 대부분 금속으로 이루어져 있는데다가 구조물중 필라(Pillar), 도어(Door), 측면부재(Side member)들은 빈공간(공극)이 많기때문에 차체가 충격을 받거나 심한 롤링시에는 차체구조물(structures)이 찌그러지거나 휘거나 뒤틀리는등 차체의 변형이 생기기 쉽다.

이와같은 차체구조물의 결점을 보완하기 위하여 구조물 공극내에 그 공극에 맞는 각종 형태의 금속보강재(panel)를 이중 삼중으로 내삽 고정시켜왔으나 이 경우 원래의 차체는 가볍지만 구조물을 무거운 금속으로 중첩하여 보강하게 되므로써 차체가 무거워지는 폐단이 있었고 또한 금속보강재의 장착에는 많은 시간적, 공간적, 물적 손실과 작업상 어려움이 많았었다.

이와같은 결점을 개선하기 위하여 경량이면서 강성이 우수한 금속대체용 차체구조물 보강재에 관한 연구가 부단하게 진행되어 왔으나 현재까지 금속보강재를 완벽하게 대체하거나 금속과 대체할 수 있는 보강재는 개발된바 없었다.

본 발명은 상기한 바와같이 차량 구조물의 공극을 보강하기위한 금속보강재의 결점을 개량하여 차체구조물의 공극을 보강함과 동시에 금속보강재보다는 경량이면서 강성이 우수하고 금속보강재와 병용할 수도 있으며 차체의 변형 (Deformation), 뒤틀림(Torsion), 충돌강성(Stiffness), 내구성(Durability)등도 향상시킬 수 있고 작업이 용이하면서 부식성이 전혀없는 반영구적인 차체구조물 보강재를 얻기 위하여 비스페놀A형 에폭시수지를 기재로하여 일반적인 플라스틱 제품제조용 충전제, 보강재 및 에폭시수지용 경화(촉진)제외에 유동방지용 충전제와 경량성을 부여하는 충전제 및 캡슐형의 기포를 발생하는 발포제를 첨가하여 점성을 갖는 차체 구조물 보강재를 구성하므로서 상온에서는 이형지로 보호하였다가 차체 구조물을 보강할 때에는 이형지를 제거하고 보강할 부위의 차체패널에 점착시켜두므로써 차체가 조립 완료된후 전착도장시의 오븐열에 의해 발포, 경화 및 접착되게하는 것으로서 이를 실례를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.

접착성 및 강도가 우수하고 상온에서 액상인 비스페놀A형 에폭시수지 45∼65wt%를 기재로하여, 거기에 탄성부여제로서 액상의 니트릴고무(NBR:Nitril Butadiene Rubber)2∼12wt%나 카복시-1- 터미네이티드 부타디엔 아크릴로니트릴 코폴리머(Carboxy-1- Terminated Butadiene Acrylonitrile Copolymer:CTBN)변성 에폭시수지 2∼10wt%중에서 선택된 어느 한가지와, 통상적으로 플라스틱 제품 제조에 사용되는 착색제인 카본블랙 0.5∼1.0wt%와, 일반 충전제인 탄산칼슘 5∼10wt%와, 에폭시 경화제인 디시안 디아미드 1∼7wt% 및 경화촉진제인 이미다졸과 아민의 혼합물 0.1∼3wt%를 첨가하여 60∼90℃의 온도로 완전용융 및 혼련 교반될때까지 가열하여 컴파운드를 얻은 다음, 그것을 시트압출기에서 시트로 압출하는 것으로 구성되는 기존의 점성을 갖는 차량구조물 보강재에, 증점(增粘), 보강접착성 및 요변성(撓變性)특성을 부여하고 보강재의 유동성(흘러내림)을 방지하는 작용을 하는 기능성 충전제인 퓸실리카(Fumed Silica) 1∼5wt%와, 보강재의 중량을 경량화하기 위한 글라스버블(Glass bubble) 10∼20wt%와, 캡슐형 기포를 발생하는 캡슐형 발포제(encapsulationg blowing agent) 1∼5wt%를 차례로 첨가한 것으로 구성된다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 점성을 갖는 차량 구조물 보강재를 구성하는 성분중 액상의 비스페놀A형 에폭시수지는 경화된 후에는 금속과 같은 강성을 나타내므로 금속보강재와 병용할 수도 있고 또한 차체의 변형, 뒤틀림을 예방하고 내충격성, 내구성등이 뛰어나면서 내식성이 강한 특징이 있으므로 금속보강재 대용으로 완벽한 차체구조물 보강재 역활을 할 수 있도록 하기위한 것이고, 더욱이 비스페놀A형 에폭시수지(이하 에폭시수지라고 함)는 가열후 냉각시 수축되는 성질을 갖고 있기때문에 현재까지는 그 비스페놀A형 에폭시수지 제품을 단일 금속판넬의 한면에 부착하게되면 판넬이 휘거나 뒤틀리는등 판넬 자체가 변형되는 폐단이 있어서 그 에폭시수지를 대량으로 사용하거나 두껍게 사용할 수가 없었으나 본원 발명의 보강재는 차체 구조물 사이의 공극을 채우게되므로 보강재의 양면이 구조물에 의하여 지지가 되는데다가 충전제인 글라스버블의 첨가와 캡슐형 발포제의 발포에 의하여 많은 기포가 발생되어 에폭시수지를 대량으로 사용하면서도 중량이 가벼워지도록한 것이 특징이며, 단 그 첨가량은 45wt%이하에서는 보강재의 강성이 다소 약한 결점이 있고 65wt%이상에서는 강성이 너무 높아서 충격에 의해 파손 또는 클랙의 위험이 있을뿐 아니라 발포제에 의한 완벽한 발포가 이루어지기가 어렵고 경화가 더딘 결점도 있으며 따라서 동일 부피에 비하여 중량이 무거워지는 결점도 있기 때문에 45∼65wt%의 첨가가 가장 바람직한 것이다.

또한 본원에서 탄성부여제인 액상 NBR이나 CTBN변성 에폭시수지는 본 발명 보강재에 탄성을 부여하기 위한 것으로서 2wt%첨가량 이하에서는 탄성이 미약하고 10wt% 또는 12wt%이상에서는 탄성은 좋으나 보강재의 강도가 저하되는 결점이 있게된다.

기능성 충전제인 퓸실리카는 증점성(增粘性) 즉, 점착성(粘着性)을 증가시키는 작용을 하면서 보강충전 작용을 하고 또한 보강재에 요변성(搖變性)을 부여하여 보강재의 유연성을 좋게하고 보강재를 보강부에 적용시 유동성(흘러내림)을 방지내지 조절하기위한 것으로서 그 첨가량은 1∼5wt%범위를 벗어나면 상기와 같은 작용이 저하되는 결점이 있으므로, 상기 첨가량이 가장 바람직하고, 보강재의 중량을 경량화하기 위한 글라스버블은 본 발명 보강재내에서 유리포말상태로 내제하게되므로 그만큼 보강재 중량을 저감시켜주게되지만 상기 첨가량 이하에서는 보강재의 중량 경감에 영향이 약하고 상기 첨가량이상에서는 보강재를 이루는 다른 성분의 첨가량이 너무 줄어들어서 탄성, 접착성 및 유동방지 효과가 떨어지게된다.

또 발포제로서 캡슐형 발포제는 발포제에 의해 발포된 기포(cell)가 캡슐형으로 발포되면서 보강재내에서 균일하게 발포되게되므로 보강재가 더욱 경량화됨은 물론이고 안정성도 더욱 좋게해주는 역할을 하게된다.

이 발포제 역시 상기 첨가량 이하에서는 발포력이 약하고 그 이상에서는 과잉발포로 인하여 견고성이 약하게된다.

상기에서 착색제인 카본블랙, 충전제인 탄산칼슘은 일반 플라스틱 제품에 첨가되는 공지된 첨가제이고 경화제인 디시안디아미드와 경화촉진제인 이미다졸과 아민의 혼합물 역시 공지된 에폭시수지용 경화제와 경화촉진제로서 그 첨가량은 상기 제한된 양이하에서는 그 효과가 미약하고 그 이상에서는 더이상 효과가 나타나지 않고 동일 또는 유사한 효과만 나타나게되므로 상기 제한된 양이 가장 바람직한 것이다.

이상과 같은 본 발명 점성을 갖는 차량구조물 보강재는 상온에서는 패널형태로 이형지로 포장했다가 보강코저하는 차체구조물의 패널에 적용시에는 이형지를 제거하고 상온에서 부착하게되면 차량의 조립후 전착도장시에 자동적으로 발포 및 경화와 접착이 이루어지면서 차체를 보강하게되므로 사용이 간편하고 차체구조물을 높은 강도로 보강하면서도 중량은 가벼워서 자체 중량에 크게 영향을 미치지 않는 효과를 얻게된다.

Claims

점착성과 강도가 우수하고 상온에서 액상인 비스페놀A형 에폭시수지를 기재로하여, 거기에 탄성부여제로서 액상의 니트릴고무(NBR:Nitril Butadiene Rubber)나 카복시-1- 터미네이티드 부타디엔 아크릴로니트릴 코폴리머 (Carboxy-1- Terminated Butadiene Acrylonitrile Copolymer:CTBN)변성 에폭시중에서 선택된 어느 한가지와, 통상적으로 플라스틱 제품 제조에 사용되는 착색제인 카본블랙과, 일반 충전제인 탄산칼슘과, 에폭시수지 경화제로서 디시안 디아미드 및 경화촉진제인 이미다졸과 아민의 혼합물을 첨가하여 일정온도(60∼90℃)로 가열하면서 완전 용융 및 혼련 교반하여 컴파운드를 얻은 다음, 시트 압출기에서 시트로 압출하는 것으로 구성되는 점성을 갖는 차량구조물 보강재에 있어서,

상기 차량구조물 보강재 전체 중량에 대하여, 증점(增粘), 보강접착성 및 요변성(搖變性)을 부여하고 보강재의 유동성을 방지하는 작용을 하는 기능성 충전제인 퓸실리카 (Fumed Silica) 1∼5wt%와, 보강재의 중량을 경량화하기 위한 글라스버블(Glass bubble) 10∼20wt%와, 캡슐형 기포를 발생하는 캡슐형 발포제 (encapsulationg blowing agent) 1∼5wt%를 차례로 첨가한 것으로 구성됨을 특징으로하는 점성을 갖는 차량 구조물 보강재.