KR100579671B1 - 다층 실란트 - Google Patents

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KR100579671B1
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클레이톤 에이. 조지
마이클 에이. 존슨
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미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니
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Abstract

본 발명은 2개의 지지체 사이에 시일을 설치하기 위한 다층 제품에 관한 것이다. 본 발명의 다층 제품은 벌크층 및 접착제층을 포함한다. 본 제품의 층들은 일반적으로 에폭시 함유 광활성화된 물질이다. 광활성화시에, 벌크층 및 접착제층은 상이한 경화 속도를 갖는다. 본 제품은 2개의 지지체를 함께 부착시키고 실링시키는데 적합하다. 본 제품은 지지체 중 적어도 1개가 유리일 때 특히 유용하다.
광활성화된 에폭시 함유 물질, 벌크층, 접착제층, 지지체

Description

다층 실란트{MULTI-LAYERED SEALANT}
본 발명은 2개의 지지체 사이에 시일(seal)을 설치하기 위한 제품, 보다 구체적으로는 다수개의 층을 갖는 상기 제품, 더욱 더 구체적으로는 다수개의 실란트층과 함께 나머지 층들과 상이한 경화 속도를 갖는 외부 접착제층을 갖는 상기 제품에 관한 것이다.
본 발명은 2개의 지지체 사이에 시일을 설치하는 것에 관한 것이다. 2개의 지지체를 서로에 부착시킬 때, 종종 결합 형성 전에 결합 표면 전체를 충분히 침윤시키는 접착제 또는 실란트를 제공하는 것이 중요하다. 접촉 표면 전체의 침윤도는 대표적으로는 결합 강도에 영향을 미친다. 시일의 결착성은 시일을 형성시키는데 사용된 접착제의 경화 특성 및 적절한 접착 강도에 의존할 수 있다. 접착제와 지지체 사이의 적절한 표면 접촉은 2개의 지지체 사이에 강한 시일을 가능하게 하고, 따라서 접착제층을 통한 누출을 막는다.
시일의 결착성은 지지체 중 적어도 하나가 유리인 경우에 특히 중요하다. 페인팅될 수 있는, 금속, 플라스틱, 나무 프레임과 같은 프레임 내에 유리 지지체를 고정시킬 필요가 있는 많은 응용분야들이 존재한다. 예를 들면, 자동차의 앞면 방풍 유리 또는 창유리는 자동차 제조 동안 및 자동차의 손상된 앞면 방풍 유리의 교체 동안에 모두 자동차의 금속 또는 플라스틱 프레임 내에 고정된다.
종래적으로 하도된 유리 및 프레임 사이에 시일을 설치하는데 폴리우레탄 페이스트가 사용된다. 그러나, 상기 페이스트는 균일하게 및 재현가능하게 도포하기 어렵다. 추가로, 상기 물질은 도포시에 바람직하지 못한 습윤 화학약품 또는 용매 기재 화합물의 사용을 포함한다. 다른 문제점은, 유리를 프레임내로 미는 것은 페이스트가 흘러서 접착제층으로부터 밀려 나오게 한다는 것이다. 이것은 파괴점으로 작용할 수 있는 유리-프레임 접촉점 및 불균일한 두께를 갖는 접착제층을 생성시키는데, 프레임에 인가되는 임의의 응력이 이들 지점에서 직접 유리로 전달되기 때문이다.
수분 경화성인 것과 같이 경화되어 결합 강도를 형성하는데 비교적 긴 시간이 필요한 폴리우레탄 실란트 페이스트의 경우 다른 문제점을 만나게 된다. 이러한 손상받기 쉬운 경화 기간 동안에, 유리는 프레임 내에서 진동할 수 있어서, 시일 및 유리가 손상받기 쉽게 만든다. 시일 내에 갭이 형성될 수 있어 바람 소음을 일으키고 시일 결착성을 손상시킨다. 진동과 관련된 소음 또한 바람직하지 못하다. 게다가, 주위 수분에의 의존성은 경화 과정이 주위 조건에 의존하여 변한다는 것을 의미한다.
따라서, 상기한 문제점을 나타내지 않는 실란트에 대한 요구가 있다.
<발명의 요약>
본 발명은 2개의 지지체 사이에 접착제 결합을 설치하는데 사용하기 위한 다층 실란트를 특징으로 한다. 이 제품은 광활성화되는 에폭시 함유 벌크층을 포함 한다. 벌크층은 접착제층이 그 위에 결합되는 제1 주 표면을 갖는다. 접착제층도 또한 광활성화되는 에폭시 함유 물질이다. 광활성화시에, 1개 이상의 벌크층은 접착제층과 상이한 경화 속도를 갖는다.
접착제층 및 벌크층에 대한 경화 속도의 차이는 조성물의 배합, 층의 두께, 활성화 파라미터, 경화 반응속도를 조절하거나, 또는 이들을 병행하여 달성된다. 경화 속도는 종래의 기술, 예를 들면 열 분석, 화학 분석, 및 분광 분석을 통해 측정된다.
경화 속도 차이를 조절하여 단일층 실란트 조성물에 비하여 개선된 지지체에 대한 접착성을 달성한다. 개별 층은 지지체의 접촉 표면 상으로의 개선된 침윤성을 얻고, 또한 비교적 짧은 시간에 걸쳐 강한 접착성을 얻도록 배합될 수 있다.
임의적으로, 본 발명의 다층 제품은 벌크층의 제2 주 표면 상에 도포되는 다른 층들을 포함할 수 있다. 이들 임의적인 층들은 접착제층의 맞은편 표면 상에서 벌크층에 도포된다. 임의적인 층들은 용도 의존적이며, 스페이서, 절연층, 또는 결합층으로 사용될 수 있다.
지지체 사이에 시일을 형성하기 위하여 고상 물질을 이용하는 제품을 제공하는 것이 유리하다. 고상 제품은 습윤 화학약품의 사용 및 이들과 관련된 물질 취급 문제를 없앤다. 시간이 지남에 따라 신속하게 접착 강도를 형성하면서 충분한 침윤을 제공하는 실란트 조성물을 이용하는 것이 또한 유리하다. 침윤 능력은 중합체 물질의 완전한 경화 후에 접착성을 향상시킨다. 짧은 기간에 걸쳐 접착 강도를 형성할 수 있는 능력은 시간을 요구하는 적용분야, 예를 들면 자동차에서 앞면 방풍 유리의 설치에서 실란트의 사용을 가능하게 한다.
본 발명의 목적상, 본 출원에서 사용된 하기하는 용어들은 다음과 같이 정의된다:
"광활성화"는 중합 또는 경화를 개시하기 위한 충분한 화학선 에너지의 인가를 의미한다.
"개시제" 및 "촉매"는 상호교환가능하게 사용되고, 화학 반응 속도를 변화시킬 수 있는 물질을 의미한다.
"양이온 경화성 단량체 또는 수지"는 1개 이상의 에폭시드 함유 물질을 의미한다.
본 명세서에서 사용된 "중합성 조성물" 또는 "경화성 조성물"은 개시제계 및 양이온 경화성 단량체의 혼합물을 의미하며, 폴리올 및 보조제가 임의로 존재할 수 있다.
"중합시키다" 또는 "경화시키다"는 조성물의 물리적 상태를 변화시키거나, 유체로부터 덜 유동성인 상태로 변환시킬 수 있게 하거나, 점착성으로부터 비점착성 상태로 만들거나, 가용성으로부터 불용성 상태로 만들거나 또는 중합성 물질의 양을 화학 반응에서의 소비에 의해 감소시키는 적어도 화학선 에너지 형태의 충분한 에너지를 조성물에 공급하는 것을 의미한다.
"광개시제" 또는 "개시제계"는 중합을 개시할 수 있음을 의미한다.
"경화 속도"는 주어진 온도에서 초기 활성화로부터 에폭시의 추가의 소비의 중지까지 경과된 시간을 의미한다.
"촉진제"는 본 발명의 조성물의 경화를 완화시키는 명시된 군의 화합물들 중의 1종 이상을 의미한다.
"에폭시-함유"는 1개 이상의 에폭시를 포함하는 물질을 의미하며, 촉진 첨가제, 안정화 첨가제, 플라스틱 충전제, 폴리올, 열가소성 억제제 및 다른 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
"증감제"는 감광 조성물의 분광 반응을 확대시키는 조성물을 의미한다.
"미처리 강도"는 초기 경화 전 또는 후에 지지체 대한 중합체 제품의 초기 보유력을 의미한다.
"침윤"은 경화된 상태에 도달하기 전에 접촉 표면 전체에 걸쳐 도포되어 접촉 표면과 결합할 수 있는 접착제의 능력을 의미한다.
다른 특징 및 이점들은 하기되는 바람직한 실시태양에 대한 상세한 설명으로부터 및 특허 청구의 범위로부터 명백하게 드러날 것이다.
본 발명은 도면 전체에 걸쳐 유사한 도면 부호가 동일하거나 또는 유사한 성분을 표시하는 하기하는 도면을 참고로 하여 보다 완전하게 인식될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 다층 제품의 확대된 부분 횡단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다른 다층 제품의 분해 투시도이다.
도 3은 본 발명에 따라, 자동차 내의 프레임에 앞면 방풍 유리를 고정시키기 위하여 다층 테이프를 사용하는 것을 보여주는 개략적 횡단면도이다.
도 1에 묘사한 본 발명의 제품은 일반적으로 벌크층(12) 및 접착제층(14)을 갖는 다층 제품(10)이다. 이 제품의 층들은 일반적으로 에폭시 함유 광활성화 물질이다. 광활성화시에, 벌크층(12) 및 접착제층(14)은 상이한 경화 속도를 갖는다. 제품은 임의적으로 본 발명의 제품과 함께 이용될 수 있는, 벌크층에 결합되는 다른 층, 예를 들면 추가의 벌크층, 접착제층, 절연층, 코어층, 타이층(tie layer) 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 본 발명의 제품은 2개의 지지체들을 함께 부착시키고 실링시키는데 적합한다. 본 제품은 지지체 중의 적어도 하나가 유리일 때 특히 유용하다.
본 발명의 제품은 단일층 실란트 조성물 및 액체 기재 실란트에 비하여 개선된 것이다. 특정 지지체들의 실링은 실란트 층이 지지체 사이의 불규칙한 표면에 대한 충전제로서 사용되도록 어느 정도의 두께를 가질 필요가 있다. 추가로, 실란트 조성물은 일반적으로 열경화 중합체인데, 이것은 중합체의 경화를 개시하기 위해서는 활성화 에너지를 필요로 한다. 활성화원은 일반적으로 화학선 에너지 형태이다. 비교적 두꺼운 층 전반에 걸쳐 조성물의 중합이 확실하게 일어나도록 하기 위해서는, 시간의 경과에 따라 특정 양의 에너지가 필요하다. 조성물이 지지체에 도포되기 전에 활성화될 때, 활성화원에 가장 가까운 중합체 물질은 보다 많은 복사선 에너지에 노광되게 되고, 따라서 겔화되기 시작하여 최외곽층을 고화시키거나 또는 스킨으로 덮을 수(skin-over) 있다. 노광 표면의 겔화는 지지체의 표면 상에서 침윤시킬 수 있는 중합체의 능력에 부정적인 영향을 미친다. 적절하게 침윤시 킬 수 없는 것은 지지체 상에서 중합체의 부착에 악영향을 미친다.
지지체 사이에 시일을 설치하기 위한 다층 제품은 단일층 실란트 조성물에 비하여 개선된 것이다. 벌크층과 상이한 경화 속도를 갖는 접착제층의 이용은 당 업계의 통상의 숙련인이 접착제층을, 중합체 물질의 겔화 전에 바람직한 벌크성을 유지하면서 결합을 생성시킬 수 있도록 맞춤제작할 수 있게 만든다. 특정 경우에, 표면에서 중합체 물질의 겔화를 예방하고 따라서 결합의 강도를 개선시키기 위하여 벌크층보다 더 느린 속도로 경화되는 접착제층을 가질 필요가 있다. 벌크층보다 느린 경화를 갖는 접착제층은 화학선 에너지가 접착제 표면의 노광 표면으로부터 인가되는 적용분야의 경우에 이상적으로 적합하다.
본 발명의 다층 실란트는 벌크층을 포함한다. 다층 제품 중에 존재하는 벌크층은 광활성화되는 에폭시 함유 조성물이다. 벌크층은 수 개의 에폭시 함유 조성물 층들을 함유할 수 있다. 층들은 일반적으로 접착제층과 상이한 경화 속도를 갖는다. 벌크층은 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 갖는다. 제1 주 표면은 본 발명의 제품의 접착제층에 대한 결합 표면으로 이용된다. 제2 주 표면은 다른 층 또는 지지체에 대한 접촉 표면을 제공한다. 예를 들면, 코어층은 벌크층의 제2 주 표면에 결합될 수 있다.
추가로, 벌크층은 바람직하게는 신속하게 응집 강도를 형성하도록 디자인되어, 양호한 미처리 강도를 갖는 구조물을 생성시킨다. 강도가 형성되는 속도의 한 척도는 이하 "실시예" 부분에서 설명되는 시험 방법에 따라 측정되는 바와 같이, 실란트층의 오버랩 전단 접착성(overlap shear adhesion)이다.
본 발명에 따라, 접착제층은 제품의 최외곽층으로 정의된다. 접착제층은 광활성화되는 에폭시 함유 중합체 조성물이다. 접착제층의 경화 속도는 벌크층의 경화 속도와는 상이하다. 추가로, 접착제층은 지지체의 접촉 표면에 부착될 수 있는 노광 외부 표면을 갖는다. 접착제층이 지지체의 제1 접착층으로 사용되기 때문에, 지지체에 대한 결합을 형성시키기 전에 지지체 상에서 침윤시킬 수 있는 충분한 능력을 제공해야 한다. 충분한 침윤 및 지지체와의 접촉은 하기하는 "실시예" 부분에 제공된 박리 접착성 시험에 의해 나타내어지는 바와 같이, 우수한 접착성을 야기시키게 된다.
일반적으로, 본 발명의 층들은 2개의 지지체 사이에 갭 충전을 제공하고 적절한 접착성을 제공하도록 적절하게 두껍다. 다층 제품의 두께는 용도 의존적이다. 그러나, 특정 적용분야에서, 다층 제품의 총 두께는 일반적으로 약 0.5 mm 내지 약 17 mm 범위 내이다. 바람직하게는, 다층 제품의 두께는 약 1 mm 내지 약 15 mm, 가장 바람직하게는 약 2 mm 내지 약 12 mm이다. 접착제층의 두께는 약 0.0125 mm 내지 약 0.25 mm, 바람직하게는 0.025 mm 내지 약 0.2 mm, 가장 바람직하게는 약 0.075 mm 내지 약 0.15 mm 범위이다. 벌크층은 다층 제품의 바람직한 전체 두께를 달성할 수 있는 차이를 만든다.
본 발명은 2개의 지지체 사이에 시일을 설치하기에 적합한 제품을 달성하기 위하여 접착제층과 벌크층 사이의 경화 속도 차이에 의존한다. 경화 속도는 각 층에 대하여 상이한 수준의 성능을 달성하도록 이용된다. 예를 들면, 접착제층의 노광 표면으로부터 활성화되는 제품의 경우, 벌크층보다 더 느린 반응 속도를 갖는 접착제층을 사용하는 것이 바람직하다. 접착제층의 보다 느린 반응 속도는 표면 물질의 겔화를 막는다. 추가로, 보다 긴 노광 시간은 벌크층에서 물질을 확실하게 활성화시키고, 따라서 비교적 보다 더 두꺼운 벌크층 전체에 걸쳐 제품의 완전한 경화를 가능하게 할 수 있다.
바람직한 실시태양에서, 접착제층의 외부 노광 표면에서 에폭시 함유 물질은 벌크층의 제2 주 표면에서의 에폭시 함유 물질의 경화 속도와 동일하거나 또는 더 느린 경화 속도를 갖는다. 특정 실시태양은 접착제층과 지지체 사이의 접촉 표면의 적절한 침윤을 가능하게 하면서도 또한 벌크층 내에서 바람직한 수준의 응집 강도를 얻을 수 있도록 한다.
본 발명의 에폭시 함유 조성물에 대한 경화 속도의 차이는 일반적으로 화학 분석, 열 분석 또는 분광 분석을 통해 측정된다. 열 분석은 예를 들면 시차 주사 열량계 또는 열 기계 분석을 포함한다. 경화 속도를 측정하기 위한 상기 기술의 사용은 예를 들면, 시차 주사 열량계를 사용하여 본 발명의 에폭시 기재 층들 각각에 대한 발열의 소멸을 달성하는 시간을 측정하는 것을 포함한다. 적합한 화학 분석 기술은 당량 측정, 기체 크로마토그래피, 겔 투과 크로마토그래피, 및 분리 기술을 포함한다. 분광 분석은 예를 들면 적외선 분광분석법 및 핵 자기 공명 분광분석법을 포함한다. 당 업계의 통상의 숙련인은 다층 제품의 개별 층에 대한 경화 속도의 차이를 측정하기 위하여 일반적으로 화학, 열, 또는 분광 분석으로 분류되는 1종 이상의 기술을 이용할 수 있다.
본 발명에 따라, 광 활성화된 에폭시 함유 조성물의 경화 속도는 몇가지 방 법으로 영향을 받는다. 예를 들면, 접착제층 및 벌크층에 대한 경화 속도는 에폭시 타입, 각 층의 두께, 활성화원, 에폭시 함유 조성물 내의 성분, 경화 반응속도의 선택을 통해 또는 이들의 병행에 의해 구별될 수 있다. 경화 속도에 영향을 미칠 수 있는 조성물 내의 성분들은 광개시제, 촉진제, 억제제 및 증감제를 포함한다. 당 업계의 통상의 숙련인은 본 발명의 제품을 얻기 위하여 경화 속도를 조절하기 위한 상기한 수단들 중의 1종 이상을 선택하여 최적화시킬 수 있다.
본 발명의 조성물은 1개 이상의 에폭시 함유 화합물을 이용한다. 에폭시 화합물은 일반적으로 일관능성 또는 다관능성인 광활성화된 에폭시 함유 단량체 또는 수지이다. 열경화성 에폭시 함유 화합물은 양이온 중합에 의해 경화되거나 또는 중합된다. 에폭시 함유 단량체는 또한 다른 에폭시 화합물 또는 에폭시 함유 단량체와 열가소성 물질과의 블렌드를 함유할 수 있다. 에폭시 함유 단량체들은 경화된 조성물의 최종 용도 또는 적용분야를 향상시키기 위하여 특정 물질과 블렌딩될 수 있다. 당 업계의 통상의 숙련인은 접착제층 및 벌크층에 대한 경화 속도의 차이가 언급한 층들의 특정 에폭시 화합물의 선택을 통해 달성될 수 있음을 알고 있다.
유용한 에폭시 함유 물질은 개환 반응에 의해 중합될 수 있는 1개 이상의 옥시란 고리를 갖는 에폭시 수지이다. 광범위하게 에폭시드로 불리는 상기 물질은 단량체 및 중합체 에폭시드를 모두 포함하고, 지방족, 지환족, 방향족 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 바람직하게는, 상이한 경화 속도를 갖는 다수개의 층들을 사용할 수 있다는 긍정적인 이점을 얻기 위하여 상이한 타입의 에폭시 함유 물질이 상 이한 층에 이용된다. 예를 들면, 접착제층에 방향족 에폭시 및 벌크층에 지환족 에폭시를 사용하는 것이 본 발명의 개선된 특성들을 야기시키는 바람직한 조합이다. 이들 물질은 일반적으로 평균하여 분자 당 2개 이상의 에폭시기(바람직하게는, 분자 당 2개 초과의 에폭시기)를 갖는다. 분자 당 에폭시기의 "평균" 수는 에폭시 함유 물질 중의 에폭시기의 수를 존재하는 에폭시 분자의 총 수로 나눈 것으로 정의된다. 중합체 에폭시드는 말단 에폭시기(예를 들면, 폴리옥시알킬렌 글리콜의 디글리시딜 에테르)를 갖는 선형 중합체, 골격 옥시란 단위를 갖는 중합체(예를 들면, 폴리부타디엔 폴리에폭시드), 및 측기인 에폭시기를 갖는 중합체(예를 들면, 글리시딜 메타크릴레이트 중합체 또는 공중합체)를 포함한다. 에폭시 함유 물질의 분자량은 58 내지 약 100,000 또는 그 이상에서 변할 수 있다. 각종 에폭시 함유 물질의 혼합물도 또한 사용될 수 있다.
유용한 에폭시 함유 물질은 시클로헥센 옥시드기, 예를 들면 에폭시시클로헥산카르복실레이트, 대표적으로는 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 3,4-에폭시-2-메틸시클로헥실메틸-3,4-에폭시-2-메틸시클로헥산 카르복실레이트, 및 비스(3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸)아디페이트를 함유하는 것을 포함한다. 이러한 성질을 갖는 유용한 에폭시드의 보다 상세한 리스트에 대해서는, 미국 특허 제3,117,099호를 참조할 수 있다.
에폭시 함유 단량체 또는 수지는 바람직하게는 1종 이상의 열가소성 물질, 예를 들면 폴리에스테르, 비닐 아세테이트, 에틸 비닐 아세테이트, 폴리아크릴레이트 및 폴리카프롤락톤과 블렌딩된다. 유용한 블렌드의 예는 본 명세서에서 참고문 헌으로 인용하고 있는, 1995년 4월 12일에 출원되고 발명의 명칭이 "Melt-Flowable Materials and Method of Sealing Surface"인 미국 특허 출원 일련 번호 제08/421,055호에 기재되어 있는 에폭시-폴리에스테르 블렌드이다. 이들 조성물은 경화되지 않은 상태에서 융용-유동가능(및 따라서 열성형가능)하다. 이들은 반결정질 폴리에스테르 수지와 블렌딩된 에폭시 함유 물질을 특징으로 한다. 에폭시 함유 물질은 조성물의 최종 강도 및 내열성에 기여하는 한편, 폴리에스테르 성분은 일치성 및 유연성을 제공한다. 에폭시 함유 기재 물질과 폴리에스테르의 블렌드의 이용도 또한 본 명세서에서 참고문헌으로 인용되어 있는, 1997년 9월 30일에 출원되고 발명의 명칭이 "Sealant Compositions, Article Including Same, and Method of Using Same"인 미국 특허 출원 일련 번호 제08/941,430호에 기재되어 있다. 에틸 비닐 아세테이트의 예는 본 명세서에서 참고문헌으로 인용되어 있는, 1998년 5월 1일에 출원되고 발명의 명칭이 "Epoxy/Thermoplastic Photocurable Adhesive Compositions"인 미국 특허 출원 일련 번호 제09/070,971호에 기재되어 있다.
본 발명의 실란트에 특히 유용한 추가의 에폭시 함유 물질은 다가 페놀을 과량의 클로로히드린, 예를 들면 에피클로로히드린(예를 들면, 2,2-비스-(2,3-에폭시프로폭시페놀)프로판의 디글리시딜 에테르)과 반응시켜 얻은 다가 페놀의 글리시딜 에테르와 같은 글리시딜 에테르 단량체이다. 본 발명의 실행에 사용될 수 있는 이러한 타입의 에폭시드의 추가의 예는 미국 특허 제3,018,262호에 기재되어 있다. 다른 유용한 글리시딜 에테르 기재 에폭시 함유 물질은 미국 특허 제5,407,978호에 기재되어 있다.
이관능성 단량체도 또한 사용될 수 있고, 본 발명에 유용한 예는 1개 이상의 양이온 중합가능한 관능성 또는 양이온 중합가능한 단량체와 공중합되는 관능성, 예를 들면 에폭시 알콜 공중합을 가능하게 하는 관능성을 갖는다.
실란트층 내로 혼입될 수 있는 다른 물질들은 예를 들면, 안정제, 항산화제, 가소제, 증점제, 유량조절제, 접착 촉진제(예를 들면, 실란 및 티타네이트), 착색제 및 다른 충전제를 포함한다.
접착제층 및 벌크층 각각에 대한 경화 속도는 특정 광개시제, 증감제, 촉진제 또는 이들의 혼합물의 선택을 통해 조절될 수 있다. 당 업계의 통상의 숙련인은 화학선 에너지의 흡수 속도가 접착제층 및 벌크층의 경화 속도에 영향을 미치게 된다는 것을 알고 있다. 광개시제 또는 증감제에 의한 화학선 에너지의 흡수는 물질을 통해 전달되는 입사광의 양과 관계있고, 하기 수학식(1)으로 표현될 수 있다:
흡수 = (ε)cl [비어의 법칙(Beer's Law)]
상기 식 중, A는 흡수, e는 흡수 종의 흡광 계수, C는 흡수 종의 농도, 및 L은 경로 길이 또는 물질의 두께이다.
이상적으로는, 빛을 모두 흡수하여 방사선원의 효율적인 사용을 가능하게 하는 것이 바람직하다. 그러나, 빛은 광원으로부터 가장 먼 표면에서 확실하게 활성화(또는 촉매의 생성)되도록 두께 전체를 관통해야 한다. 당 업계의 통상의 숙련인은 광 투과를 조절하고 최대화시키기 위해서는 흡수 종, 예를 들면 증감제, 광개시제 또는 이들 2가지 모두의 농도를 조절할 필요가 있다. 별법으로는, 광 투과를 조절하기 위하여 상이한 흡광 계수를 갖는 상이한 감광제를 선택할 수 있다.
하기하는 바와 같이 표현될 수 있는 나타낸 수학식(2)이 또한 다층 계에 적용된다:
Figure 112004004595269-pct00004
당 업계의 통상의 숙련인은 증감제 및 광개시제의 혼합물이 경화 깊이를 최대화시키는데 이용될 수 있음을 알고 있다. 예를 들면, 본 발명에서, 각 층에 의해 흡수되는 빛의 양을 조절하도록 광개시제 농도 또는 흡광 계수를 선택할 수 있다.
추가로, 광원의 발광이 일반적으로 단색이 아니기 때문에, 계의 효율 및 경화 깊이를 조절할 수 있는 능력은 증감제, 광개시제 또는 이들 둘 모두의 흡수 특성이 주어진 광원의 방출 특성과 얼마나 일치하는지에 의존한다.
유용한 광개시제는 양이온계이고, 방향족 요오드늄 착염, 방향족 술포늄 착염, 및 메탈로센 염을 포함하고, 예를 들면 미국 특허 제5,089,536호 [팔라조또 (Palazzotto)]에 기재되어 있다. 미국 특허 제5,252,694호 [윌레트(Willett)]에 기재되어 있는 바와 같이, 과산화물 및 옥살레이트 에스테르를 메탈로센 염과 함께 사용하여 경화 속도를 증가시킬 수 있다. 유용한 시판되는 광활성 경화제는 FX-512, 방향족 술포늄 착염[쓰리엠 캄파니(3M Company)], 사르토머(Sartomer)로부터의 CD-1010 방향족 술포늄 착염, 사르토머로부터의 CD-1012 디아릴요오드늄 착염, 방향족 술포늄 착염[유니온 카아바이드 코포레이션(Union Carbide Corp.)], UVI- 6974 방향족 술포늄 착염(유니온 카아바이드 코포레이션), 및 이르가큐어(IRGACURE) 261 메탈로센 착염[시바-가이기(Ciba-Geigy)]을 포함한다.
예를 들면, 광활성 경화제의 효율을 향상시키기 위하여, 광활성의 파장을 조절하기 위하여, 또는 이들 2가지 모두를 위하여 감광제도 또한 포함될 수 있다. 감광제의 예로는 피렌, 플루오로안트렌, 벤질, 1,3-디페닐 이소벤조푸란, 크리센, p-테르페닐, 아세나프텐, 페난트렌, 비페닐 및 캄포르퀴논을 포함한다. 추가로, 본 명세서에서 참고문헌으로 인용하고 있는 미국 특허 제4,250,053호에 기재되어 있는 형광 폴리아릴 화합물은 본 발명의 에폭시 함유 조성물에 사용하기 적합하다.
광표백할 수 있는 광개시계를 선택하는 것이 두꺼운 층들에서 균형을 이룬 경화 프로필을 달성하도록 시도하는데 있어서 중요한 고려사항이다. 광표백은 화학적 본질이 특정 파장의 빛을 흡수하고 분해할 수 있는 특성이다. 분해는 분해 생성물의 흡광 특성에 변화를 초래하고, 이것은 바람직한 파장의 빛을 흡수할 수 있는 물질이 더 이상 존재하지 않는 샘플 내로 바람직한 파장의 빛이 추가로 통과할 수 있도록 한다. 이러한 특정 성질을 나타내는 물질은 감광제, 예를 들면 캄포르퀴논 및 1,3-디페닐 이소벤조푸란, 뿐만 아니라 광개시제, 예를 들면 철 메탈로센을 포함한다.
특정 경우에, 조성물에 촉진제를 첨가하는 것이 유리할 수 있다. 접착제층 및 벌크층 중의 어느 하나 및 둘 모두에 첨가된 촉진제는 경화 속도에 영향을 미칠 수 있고, 이에 의해 본 발명의 바람직한 결과를 달성할 수 있다. 본 명세서에서 그의 전체 내용을 참고문헌으로 인용하고 있는 1998년 12월 31일에 출원된 미국 특 허 출원 일련 번호 제09/224,421호에 나타낸 바와 같은 디히드록시 방향족이 본 발명에 사용하기 적합하다.
중합 반응의 반응 속도를 조절하기 위한 수단으로서 화학 억제제가 또한 접착제 또는 벌크 실링층들에 포함될 수도 있다. 본 발명의 억제제들은 배합물 중에서 에폭시 관능기의 양이온 유도된 중합을 지연시킬 수 있는 산 염기 상호반응을 통해 작용한다. 본 발명에 유용한 대표적인 억제제는 아민, 예를 들면 에틸-오르토-디메틸 아미노 벤조에이트 및 유기금속, 예를 들면 염화주석을 포함한다.
본 발명의 제품은 임의적으로 벌크층의 제2 주 표면에 결합된 다른 물질층을 포함할 수 있다. 도 2는 본 발명의 다층 실란트 조성물을 이용하는 한 가지 가능한 실시태양을 묘사한다. 2개의 지지체(32 및 40) 사이에서 각각 벌크층(22) 및 접착제층(24)을 갖는 다층 실란트(20)가 분해도로 나타나 있다. 선택적인 타이층(28)을 사용하여 벌크층(22)의 주 표면(26)에 코어층(30)을 결합시킨다. 결합층(34)은 도 2에 나타낸 바와 같이 지지체(32) 상에 도포될 수 있거나 또는 코어층(30)의 표면 상에 일체적으로 제공될 수 있다.
벌크층(22) 및 접착제층(24)이 도 2에 사다리꼴 형태로 예시된다. 이 특정 형태는 화학선 에너지가 수직 방향에서부터 접착제층(24)의 노광 표면으로 인가될 때 활성화를 위해 필요한 화학선 에너지의 양 및 경로 길이의 조절을 가능하게 한다.
코어를 벌크층의 표면에 도포하는 데에는 몇 가지 이유가 있다. 코어층의 한 목적은 다층 실란트를 사용하여 한 쌍의 지지체 사이에 시일을 설치할 때 일체 스페이서로 작용하는 것이다. 따라서, 다른 지지체에 대한 실란트의 가압 도포 동안에, 코어층은 2개의 지지체가 실란트가 제거되는 상황에서 함께 되는 것을 막는다. 이러한 접촉은 지지체 중의 1개가 유리인 경우에, 생성되는 응력이 유리를 파괴시킬 수 있기 때문에 특히 바람직하지 못하다. 코어층은 또한 실란트의 경화로부터 발생되는 응력을 소산시키고, 이에 의해 시일 내의 응력을 최소화시킨다.
코어층은 또한 바람직하게는 2개의 지지체가 일단 함께 실링되었을 때 가변 빈도수의 지지체 이동과 관련된 소음을 최소화시키기 위한 내부 진동 댐퍼(damper)로서 작용한다. 코어층은 또한 코어층이 부착되어 있는 지지체를 이 지지체로 전달된 응력으로부터 및 다른 지지체로부터 격리시킨다. 예를 들면, 자동차에 장치된 앞면 방풍 유리의 경우, 코어층은 유리 상에 충돌되는 바람으로부터 발생되는 진동, 뿐만 아니라 자동차 프레임으로부터 발생되는 진동을 멈추게 한다.
코어층의 다른 기능은 결합층이 본 발명의 제품과 일체식이거나 또는 테이프의 도포 전에 지지체 표면에 별도로 도포되는지와 무관하게 결합층으로부터의 다층 실란트를 열 절연시키는 것이다. 이러한 방식으로, 실란트 및 결합층들에서 일어날 수 있는 각각의 경화 반응은 서로로부터 격리되어 층들을 단계적으로 경화시킬 수 있는 기회를 제공할 수 있다. 또한 실란트 및 결합층들의 조성물에 관한 배합 자유를 증가시키는 이점을 제공하기도 한다.
코어층의 또 다른 기능은 제품의 응집성 파괴가 다층 실란트 또는 결합층(존재할 경우)보다는 코어층에서 우선적으로 발생되도록 하는 파괴 대역으로 작용하는 것이다. 이 특징은 유리와 테이프 및 테이프와 자동차 사이의 접착제 결합이 응력 을 받을 때 무상으로 남아 있도록 하여, 전반적인 성능을 향상시키기 때문에 앞면 방풍 유리와 같은 유리 지지체를 자동차의 금속 또는 플라스틱 프레임에 결합시킬 때 특히 유리하다.
이들 기능을 달성하기 위하여, 코어층은 압축성이고 적합하도록 디자인된다. 이들 특징은 코어층이 예를 들면 제품이 부착되어 있는 지지체에 쿠션을 대고, 실링된 구조물에 인가되는 응력을 흡수하고 분포시킬 수 있게 한다. 또한, 압축성 및 일치성은 완전한 몸체 접촉 및 시일 형성을 달성하는데 도움을 준다. 추가로, 코어층은 또한 실링 작업 동안에 사용된 온도 및 압력에 노출될 때 미미한 질량 흐름을 행하지 않도록 용융 흐름 내성이도록 디자인된다.
응집성 파괴를 촉진시키기 위하여, 코어층은 바람직하게는 다층 실란트 또는 결합층(존재할 경우)보다 더 약하도록 배합된다. 즉, 코어층의 최종 인장 강도는 코어층 내에서의 응집성 파괴를 촉진하도록 실란트층 또는 결합층(존재할 경우)의 최종 인장 강도 이하이다.
코어층의 두께는 코어층이 접착제층 이격 기능 및 바람직하게는 또한 진동 멈춤 및 열 절연 기능을 수행하기에 충분해야 한다. 주어진 코어층의 특정 두께는 다층 실란트가 사용되는 용도에 기초하여 선택된다. 대표적으로는, 코어층의 두께는 약 1 mm 이상, 바람직하게는 약 2 mm 이상, 더욱 더 바람직하게는 약 3 mm 이상이다.
코어층에 바람직한 물질은 점탄성 물질이다. 이들 물질은 열가소성이거나 또는 열경화성일 수 있으며, 열경화성 물질이 바람직하다. 코어층에 적합한 물질 의 예로는 열경화성 물질, 예를 들면 폴리아크릴레이트 및 폴리우레탄 및 열가소성 물질, 예를 들면 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 들 수 있다. 코어층이 지지체에 직접 결합될 수 있게 하여, 별도의 결합층(일체식이거나 또는 다른 방식)에 대한 요구를 없애는 감압 접착제도 또한 적합하다.
코어층(14) 내로 혼입될 수 있는 다른 물질의 예로는 안정제, 항산화제, 가소제, 증점제, 유량 조절제, 접착 촉진제(예를 들면, 실란 및 티타네이트), 착색제, 틱소프로프 및 다른 충전제를 들 수 있다.
벌크층과 코어층 사이에 배치되는 임의적인 타이층을 사용하여 코어층 내에서 응집성 파괴를 추가로 국소화시킨다. 제2 타이층이 유사하게 코어층 및 결합층(존재할 경우) 사이에 배치될 수 있다. 타이층에 유용한 물질의 예로는 중합체 필름, 감압 접착제, 압력 활성화 접착제, 열 활성화 접착제 등을 들 수 있고, 이들 중 어느 하나는 잠재적으로 경화성이거나 또는 아닐 수 있다. 종종, 타이층의 선택은 각 층들의 조성에 기준한다.
결합층은 바람직하게는 연속층의 형태이다. 결합층의 폭은 용도 의존적이다. 그러나, 일반적으로 결합층의 폭은 바람직하게는 코어층의 폭 이하이다. 또한, 단일층 및 다층 결합 조성물 모두 계획된다. 결합층의 목적은 지지체와 코어층 사이의 접착성을 향상시키는 것이다. 지지체가 유리일 때 특히 유용하다.
결합층에 적합한 물질은 설치 온도에서 점착성이다. 열가소성 및 열경화성 물질 모두 사용될 수 있다. 결합층은 보통 다층 실란트와 비교하였을 때 상이한 조성, 두께 또는 이들 2가지 모두를 갖도록 선택된다. 결합층에 대한 특정 물질의 선택은 지지체에 의존한다.
열경화성 물질은 광활성 경화제를 혼입시킬 수 있다. 바람직하게는, 결합층은 다층 실란트가 경화되는 조건과 상이한 조건 하에서 경화된다. 예를 들면, 다층 실란트층 및 결합층 모두 광경화성 물질인 경우, 다층 실란트의 경화를 개시하는데 필요한 방사선의 파장은 결합층의 경화를 개시하는데 필요한 파장과는 상이하다.
결합층에 적합한 물질의 예는 예를 들면 기따노(Kitano) 등의 미국 특허 제5,086,088호에 기재된 바와 같은 에폭시/폴리아크릴레이트 블렌드; 에폭시/무정형 폴리에스테르 블렌드; 폴리올레핀 접착제(예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리헥센, 폴리옥텐 및 이들의 블렌드 및 공중합체); 에틸렌-비닐 단량체(예를 들면, 에틸렌-비닐 아세테이트) 공중합체 접착제; 에폭시 접착제; 실리콘 접착제; 실리콘-아크릴레이트 접착제; 아크릴 접착제; 고무 접착제(예를 들면, 부틸 고무); 및 열가소성 엘라스토머 블록 공중합체 기재 접착제(예를 들면, 스티렌-부타디엔-스티렌, 스티렌-이소프렌-스티렌, 또는 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌 블록 공중합체)를 포함한다. 이들 물질은 필름 또는 벌크 형태로 제공될 수 있으며, 열 용융 물질로 공급될 수 있다. 결합층이 부착되게 될 지지체에 따라, 프라이머의 사용이 접착을 촉진시키는데 유리할 수 있다.
결합층(16) 내로 혼입될 수 있는 다른 물질의 예로는 안정제, 항산화제, 가소제, 증점제, 유량 조절제, 접착 촉진제(예를 들면, 실란 및 티타네이트), 착색제, 틱소트로프 및 다른 충전제를 들 수 있다. 추가로, 임의적인 보호 라이너가 결합층 상에 도포될 수 있다.
본 발명에 따라, 다층 실란트는 일반적으로 당업계에 종래적으로 인식되어 온 형태로 제공된다. 제품은 연속층의 형태로 제공될 수 있다. 연속 형태의 예는 테이프 구조와 같이, 다른 임의적인 층들과 함께 다층 실란트를 형성하는 것이다. 그러나, 불연속층들도 또한 다층 실란트가 최종 제품에서 효과적인 시일을 형성하기 위한 열 및 압력의 인가 하에서 용융되는 한 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 다층 제품은 많은 방식으로 용이하게 제조될 수 있다. 예를 들면, 실란트 조성물에 대한 성분들을 실란트 조성물에 존재하는 임의의 광활성 경화제의 분해를 피할 수 있을 정도로 충분히 낮은 승온에서 적합한 혼합 용기(예를 들면, 배치 혼합기, 압출기 등) 중에서 용융시키고 교반시킬 수 있다. 혼합 후, 실란트 조성물을 각종의 상이한 방법에 의해 그의 최종 형태로 성형시킬 수 있다. 예를 들면, 접착제층은 가열된 나이프 코터를 사용하여 이형 라이너 상에 코팅될 수 있다. 벌크층이 접착제 상에 도포될 수 있다. 별법으로는, 실란트 조성물 성분들을 압출기 중에서 배합시킨 다음, 실란트의 성형 스트립, 즉 바람직한 횡단면 형태를 갖는 스트립을 제조하기에 바람직한 프로필을 갖는 다이를 통해 동시압출시킬 수 있다. 다층 실란트 조성물의 편평한 시트를 형성하는 것으로 당 업계에 일반적으로 인식되어 있는 다른 종래의 기술이 본 발명과 함께 사용하기 적합할 수 있다.
배치 혼합 기술도 또한 본 발명에 사용된 다층 실란트 조성물을 제조하는데 사용될 수 있다.
임의적인 코어층도 또한 그의 조성에 따라 많은 방식으로 제조될 수 있다. 본 발명과 함께 사용하기 적합한 방법은 이미 참고문헌으로 인용되어 있는 미국 특허 출원 일련 번호 제08/941,430호에 기재되어 있다.
본 발명의 다층 제품은 또한 이미 제조된 실란트 층, 코어층 및 결합층(존재할 경우)을 적층시켜 제조할 수 있다. 예를 들면, 결합층 및(또는) 실란트층은 압력의 영향 하에 코어층에 용이하게 적층되어 최종 테이프를 제조할 수 있다. 코어층, 실란트층 및 결합층이 각각 별도로 제조될 때, 이들 층들 사이의 접착은 프라이머 또는 타이층의 사용을 통해 향상될 수 있다. 프라이머 또는 타이층은 실란트층 또는 코어층에 혼화성 물질을 압출 코팅시키고, 어느 한 층에 프라이머를 코팅시키고, 프라이머 또는 타이층을 임의적으로 건조시킨 다음 층들을 함께 압착시켜 본 발명에 따른 다층 제품을 형성할 수 있다. 임의적으로, 별도의 접착제층을 사용하여 층을 함께 결합시킬 수 있다.
상기한 제품을 사용하여 각종 지지체 사이에 시일을 설치할 수 있다. 지지체는 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 적합한 지지체의 예로는 유리, 금속, 플라스틱, 목재, 및 세라믹 지지체를 들 수 있다. 대표적인 플라스틱 지지체의 예로는 폴리비닐 클로라이드, 에틸렌-프로필렌-디엔 단량체 고무, 폴리우레탄, 폴리메틸 메타크릴레이트, 공업용 열가소성수지(예를 들면, 폴리페닐렌 옥시드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리카보네이트), 및 열가소성 엘라스토머 올레핀을 포함하는 열가소성 엘라스토머를 들 수 있다. 유리 및, 유리에 대한 대체물로서 사용될수 있는 중합체(예를 들면, 폴리카보네이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트)는 투명 재료로 언급될 수 있다. 제품은 보다 높은 표면 에너지(지스맨(Zisman)으로 측정하였을 때 35 밀리주울/m2보다 큰 임계 습윤 장력)을 갖는 지지체, 예를 들면 페인팅되거나 또는 코팅된 금속을 포함하는 금속 및 많은 중합체를 실링시키는데 특히 효과적이다. 지지체의 표면은 예를 들면 페인트, 내마모성 코팅 또는 눈부심 방지 코팅으로 코팅될 수 있다. 예를 들면, 자동차 앞면 방풍 유리의 경우, 유리는 세라믹-프릿 층을 포함할 수 있다.
2개의 지지체 사이에 광활성화된 제품을 도포하는데 있어서, 일반적으로 실란트의 일부분, 예를 들면 코어층은 접착제 및 벌크층의 광활성화 전에 1개의 지지체에 부착된다. 제품의 일부분이 1개의 지지체 상에 도포된 후에, 다층 실란트를 예를 들면 적외선에 노광시켜 실란트가 연화되지만 흐르지는 않는 지점으로까지 가열시킨다. 실란트 조성물이 가열되는 온도는 제품에 사용되는 조성물 및 적용분야에 이용되는 지지체의 타입에 의존한다. 예를 들면, 자동차의 앞면 방풍유리 분야는 라미네이트 방풍 유리에 사용되는 폴리비닐 부티랄 중간층의 연화점 이하의 온도로 온도를 제한시킨다.
실란트의 연화 온도는 조성물이 지지체 상에 장착되어 그 자리에 고정될 수 있을 정도로 충분히 전성인 최소 온도를 나타낸다. 연화 온도는 특정 실란트 조성의 함수이다. 결정질 또는 반결정질 성분 함유 실링 조성물의 경우, 이것은 일반적으로 이 성분의 용융 온도에 대응한다. 대표적으로는 온도 상한치는 약 200 ℃이다.
초기 가열 단계 직후에, 화학선 에너지를 다층 실란트 조성물에 인가하여 경화를 개시시킨다. 이어서 지지체를 지지체와 접촉하는 접착제층과 함께 위치시킨다. 접착제 층에 의한 적절한 침윤 및 벌크층의 경화를 달성하기 위하여 본 발명에 따라 각 층의 경화 속도가 조절된다.
다층 실란트를 인가하는 별법의 방법은 제품이 지지체 사이의 제 위치에 자리한 후에 인가되는 화학선 에너지의 인가로 2개의 지지체 사이에서의 실란트의 배치를 포함한다. 이 기술은 이용되는 특정 형태의 화학선 에너지에 투명한 1개 이상의 지지체를 필요로 한다. 추가로, 이 도포 기술은 벌크층이 접착제층보다 더 느린 경화 속도를 갖는 것을 필요로 할 수 있다.
화학선 에너지의 바람직한 형태는 가시광 및 자외선을 포함한다. 조성물을 중합시키는데 필요한 방사선 에너지의 양은 두께 및 그의 화학 조성에 따라 변하지만, 대표적으로는 약 200 내지 2,000 밀리주울 범위이다.
본 발명의 다층 실란트는 종래의 실란트 조성물에 비하여 개선된 접착성을 나타낸다. 다층 제품은 2개의 지지체 사이에 시일의 설치를 최적화시키기 위하여 당 업계의 통상의 숙련인이 본 발명의 각 층의 조성을 조절할 수 있도록 한다. 접착제층에 바람직한 경화 속도는 지지체의 접촉 표면에서 적절한 결합을 달성하도록 선택될 수 있는 한편, 벌크층의 경화 속도는 바람직한 응집 강도를 얻도록 선택된다.
도 3은 본 발명의 다층 실란트층의 도포를 예시한다. 벌크층(52) 및 접착제층(54)을 갖는 다층 실란트(50)를 자동차의 금속 프레임(60) 및 앞면 방풍 유리(64)의 내부 표면(62) 사이에 도포한다. 다층 실란트(50)는 또한 코어층(56) 및 결합층(58)을 포함한다.
비록 다층 실란트, 코어층 및 결합층을 1개의 일체식 테이프 형태로 포함하는 것이 바람직하지만, 이들 물질들을 별도로 또는 서로의 다양한 혼합물로 유리 표면에 도포하는 것 또한 가능하다. 예를 들면, 코어층 및 결합층을 특징으로 하는 테이프를 유리 표면에 도포한 후에 별도의 다층 실란트를 도포하는 것도 또한 가능하다. 별법으로는, 결합층은 유리 표면에 인가된 프라이머의 형태로 제공될 수 있으며, 그 후에 하도된 표면에 테이프(다층 실란트 및 코어층을 함유)가 부착된다.
이제 본 발명을 하기하는 비제한적인 실시예를 통해 추가로 설명하고자 한다.
오버랩 전단 시험
2개 모두 25.4 mm x 76.2 mm 크기를 갖는 0.127 mm 두께의 양극화 알루미늄 시험 쿠폰 및 DCT 5002[미국 미시간주 힐스데일 소재의 어드밴스드 코팅 테크놀로지즈, 인크.(Advanced Coating Technologies, Inc.)로부터 입수]로 투명 코팅된 페인팅된 강 패널을 시험에 사용하였다. 투명 코팅된 표면을 50% 이소프로판올 수용액으로 세정하였다. 시험 샘플(접착제층, 벌크층, 벌크층의 상부 상에 위치하는 접착제층 또는 포옴 코어 상의 상기한 층들 중의 어느 하나)을 좁은 연부가 12.7 치수를 갖도록 양극화 알루미늄 쿠폰의 좁은 연부와 꼭 맞게 부착시켰다. 샘플을 120 ℃에서 3분 동안 가열시키고, 실시예 1의 방법에 따라 광분해시켰다. 광분해 직후에, 페인팅된 강 패널의 좁은 연부를 접착제 상에 투명 코팅된 면이 오도록 및 패널 및 쿠폰의 접착제 코팅되지 않은 단부들이 반대 방향으로 연장되도록 접착제층의 상부에 위치시켰다. 복합체를 손가락 압력으로 함께 압착시키고 21 ℃에서 3일 동안 숙성시켰다. 복합체를 50.8 mm/분의 크로스헤드 속력 및 50.8 mm의 조(jaw) 갭을 사용하는 인스트론(Instron) 인장 시험 장치의 조 내로 클램핑시켰다. 샘플 파괴 전의 최대 힘을 측정하여 킬로파스칼(kPa)로 보고하였다.
90°박리 접착성 시험
시험 샘플(접착제층, 벌크층, 벌크층의 상부 상에 위치하는 접착제층 또는 포옴 코어 상의 상기한 층들 중의 어느 하나)의 12.7 mm x 101.6 mm 스트립을 0.127 mm 두께의 양극화 알루미늄 시험 쿠폰의 길이를 따라 부착시키고, 3분 동안 120 ℃로 가열시키고, 실시예 1의 방법에 따라 광분해시켰다. 50.8 mm x 305 mm 크기의 투명 코팅된 강 패널(오버랩 전단 시험에서 설명됨)을 50% 이소프로판올 수용액으로 세정하였다. 광분해 직후에, 페인팅된 강 패널의 투명 코팅된 표면을 패널의 접착제 코팅되지 않은 단부들이 반대 방향으로 연장되도록 접착제층의 상부에 위치시켰다. 복합체를 가벼운 손가락 압력으로 함께 압착시키고 21 ℃에서 3일 동안 숙성시켰다. 강 패널을 수평이 되도록 고정구(fixture)에 장착시켰다. 알루미늄 쿠폰의 유리 단부를 인스트론 인장 시험기의 상부 조 내로 클램핑시켰다. 크로스헤드 속력은 304.8 mm/분이었다. 박리 시험을 시작하는데 필요하고 또한 최대 박리 값이기도 한 초기 힘을 해방 박리 접착성(Breakaway Peel Adhesion)으로 보고 하였다. 힘 수준의 값이 안정 상태로 되고, 해방 박리 접착성 후의 평균을 연속 박리 접착성(Continuous Peel Adhesion)으로 보고하였다. 2개의 값 모두 파운드/0.5 인치 단위로 계산하여 실시예에서는 뉴튼/데시미터(N/dm) 단위로 보고하였다.
실시예 1
에폭시 수지[쉘 케미칼 캄파니(Shell Chemical Co)에 의해 에폰(Epon)(등록상표)828로 시판되는 비스페놀 A의 디글리시딜 에테르] 50 그램을 촉매 A 2 그램과 혼합시키고, 121 ℃에서 약 2 시간 동안 가열시켜 프리믹스(Premix) 조성물을 제조하였다. 촉매 A는 Cp(크실렌)Fe+SbF6 -(이 때 Cp=시클로펜타디엔)로 표시되고, 또한 미국 특허 제5,089,536호(팔라조토)에 기재되어 있는 바와 같이 (에타6-크실렌)(에타6-시클로펜타디에닐)철(1+)헥사플루오로안티모네이트로 기재되는 메탈로센 촉매이다. 이어서 폴리에스테르[미국 뉴저지주 소머셋 소재의 크레아노바, 인크,(Creanova, Inc.)로부터 입수할 수 있는 다이나폴(Dynapol)(등록상표)S330] 160 그램을 121 ℃로 가열시키고 프리믹스 40 그램 및 프로필 갈레이트 2 그램[알드리히 케미칼즈(Aldrich Chemicals)로부터 입수할 수 있음]과 합하여 177 ℃에서 혼합시켰다.
혼합물을 약 135 ℃로 냉각시키고, 실리콘 코팅된 폴리에스테르 필름 사이에서 1 mm, 1.5 mm 및 3 mm의 두께로 압착시켜 접착제층 또는 벌크층에 적합한 물질 의 층을 형성시켰다. 이어서 샘플을 반으로 절단하였다. 이어서 각 샘플의 절반을 121 ℃로 가열시키고, 퓨전 시스템즈 벤치톱 컨베이어(Fusion Systems Benchtop Conveyer)(모델 No. LC-6)를 사용하는 12.2 미터/분 속력의 퓨전 시스템즈 램프 시스템(Fusion Systems lamp system)(모델 No. F300S)의 V 전구로부터의 화학선을 조사하여 광분해시켰다. 장치는 미국 메릴랜드주 록빌 소재의 퓨젼 시스템즈 코포레이션(Fusion Systems Corp.)으로부터 얻었다.
광분해 약 4 시간 이내에, 모든 샘플을 보멤(Bomem) MB 시리즈 분광계 상의 근적외선 분광분석을 사용하여 시험하였다. 노광되었던 샘플은 노광되지 않은 샘플과 비교하였을 때 에폭시 흡수 영역인 2200 nm에서 보다 낮은 흡광도를 나타냈다. 이것은 에폭시기들 중의 일부가 광분해된 샘플 중에서 반응되었음을 나타낸다. 24시간 간격으로 스펙트럼을 얻었는데, 경화의 약 80%가 광분해 후 4일 이내에 일어났음을 나타낸다. 모든 두께에 대한 스펙트럼은 동일하였으며, 이것은 빛이 각 샘플의 두께 전반에 걸쳐 에폭시의 경화를 개시하기에 충분하도록 샘플을 통과하였음을 나타낸다. 노광되지 않은 샘플은 2200 nm에서 일정한 흡광도를 유지하였는데, 이것은 실질적으로 에폭시기의 반응이 없었음을 나타낸다.
실시예 2
에폭시 수지(에폰(등록상표)828) 50 그램 및 요오드늄염 촉매(사르토머로부터 입수할 수 있는 CD-1012) 1 그램 및 캄포르퀴논[햄프포드 리서치(Hampford Research)로부터 입수할 수 있음] 0.2 그램을 혼합시키고, 촉매가 용해될 때까지 121 ℃로 가열시켜 프리믹스 조성물을 제조하였다. 이어서 폴리에스테르[다이나폴 (등록상표)S330] 160 그램을 121 ℃로 가열시키고 프리믹스 조성물 40.2 그램과 합한 다음, 혼합시키고 177 ℃의 온도로 가열시켰다. 이어서 혼합물을 약 135 ℃로 냉각시키고, 1 mm, 1.5 mm 및 3 mm의 두께로 압착시켜 접착제층 또는 벌크층에 적합한 물질의 층을 형성시켰다. 샘플을 냉각시키고, 반으로 절단하였다. 샘플의 절반을 실시예 1의 방법에 따라 광분해시켰다.
광분해 4 시간 이내에, 샘플을 실시예 1의 방법에 따라 근적외선 분광분석을 사용하여 시험하였다. 4일 동안에 걸쳐 광분해된 샘플과 노광되지 않은 샘플 사이의 차이 스펙트럼에 거의 변화가 없었다. 이것은 광분해된 샘플이 광분해 4 시간 이내에 거의 완전히 경화되었음을 나타낸다.
실시예 3
실시예 1의 조성물로 제조한 0.127 mm 두께의 필름을 실시예 2의 조성물로 제조한 3 mm 두께 시트와 동시압출시켜 다층 테이프를 제조하였다. 접착제층의 경화 속도보다 큰 경화 속도를 갖는 벌크층을 갖는 테이프는 본 발명의 바람직한 특성들을 나타내었다.
실시예 4
이소옥틸 아크릴레이트 90부, 아크릴산 10부 및 광개시제[시바 가이기(Ciba-Geigy)로부터 이르가큐어(Irgacure)(등록상표)651로 입수할 수 있는 벤질 디메틸 케탈] 0.04부를 혼합하여 포옴 코어 조성물을 제조하였다. 혼합물을 저강도 자외선(하기됨)에 노광시켜 약 2200 센티포아즈의 점도가 되도록 하였다. 이어서 추가로 벤질 디메틸 케탈 0.10부를 1,6-헥산디올디아크릴레이트 0.08부, K15 유리 버블 6부 및 소수성 실리카[데구사(DeGussa)로부터의 에어로실(Aerosil)(등록상표)R972] 1.5부와 함께 첨가하였다. 조성물을 전체적으로 균일해질 때까지 혼합시키고 탈기시킨 다음, 약 300 내지 350 rpm에서 작동되는 90 mm 거품기(frother)[미국 뉴욕주 호피지 소재의 이.티. 오크스(E.T. Oakes)로부터 입수할 수 있음] 내로 펌핑시켰다. 동시에 및 연속적으로 전체 조성물 100부 당 질소, 블랙 안료(PennColor 9B117) 및, 계면활성제 A/계면활성제 B 60/40 혼합물 약 1.5부를 거품기 내로 공급하였다. 바람직한 포옴 밀도를 제공하도록 질소를 조절하였다. 계면활성제 A는 C8F17SO2N(C2H5)(C2H4O) 7CH3이었고, 계면활성제 B는 미국 특허 제3,787,351호의 실시예 2의 플루오로지방족 올리고머의 에틸 아세테이트 중의 50% 고상물 용액이었다. 블랙 안료를 헌터랩(HunterLab) 색도계[2개 모두 미국 버지니아주 레스톤 소재의 헌터랩 어소시에이츠(HunterLab Associates)로부터 입수할 수 있는, 칼라 'L' 색도계 및 D25 광학 센서]로 측정하였을 때 약 32의 L값을 갖는 완제품을 제공하는 양으로 첨가하였다.
발포된 혼합물을 205 킬로파스칼의 압력 하에 마주보는 면들이 이형 코팅을 갖는 2축 배향된 투명한 한 쌍의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 시트들 사이에서 약 1 mm의 두께로 롤 코터의 닙으로 전달시켜 복합체를 제조하였다. 튜브를 클램프로 부분적으로 제한시켜 거품기 내에 바람직한 수준의 압력을 제공하였다. 롤 코터로부터 나오는 복합체를 상부 및 하부 모두로부터 발광의 90%가 300 내지 400 nm 사이이고, 최대 351 nm인 실배니아(Sylvania) 형광 암광 전구들의 열로 조사하였다. 복합체를 각각 상부 및 하부로부터 2.65 밀리와트/평방 센티미터(mW/cm2)의 세기 및 165.4 밀리주울/평방 센티미터(mJ/cm2)의 총 에너지의 전구에 이어 마찬가지로 2.70 mW/cm2의 세기 및 168.5 mJ/cm2의 총 에너지에 이어, 마찬가지로 5.90 mW/cm2 의 세기 및 516.8 mJ/cm2의 총 에너지에 연속적으로 노광시켰다. 빛 측정은 NIST 단위로 측정하였다. 포옴 밀도는 0.6 그램/cc이었다.
실시예 3의 테이프를 포옴 코어에 적층시켜 테이프를 제조하였다. 포옴 코어를 마이크로미드(Micromid) 632 HP[유니온 캠프(Union Camp)로부터 입수할 수 있음]의 수성 분산액으로 먼저 하도한 다음 실온에서 건조시킨 다음, 120 ℃에서 10분 동안 가열시켰다. 이어서 하도된 코어를 실온으로 냉각시켰다. 실시예 3의 테이프를 포옴 코어에 실시예 1의 조성물이 결합되어 있는 코어 상에 압착시킬 수 있다.
실시예 5-7
지환족 에폭시[유니온 카아바이드(Union Carbide)로부터 입수할 수 있는 ERL-4221] 25부, CD-1012 촉매 0.25부 및 캄포르퀴논 0.05부를 혼합시켜 벌크층 프리믹스 조성물을 제조하였다. 프리믹스를 2축 스크류 압출기에 분 당 12.5 그램의 속도로 공급하였다. 동시에, 폴리에스테르(크레아노바, 인크.로부터 입수할 수 있는 다이나폴S1402]를 분 당 37.6 그램의 속도로 압출기에 공급하였다. 전체 배합물을 표 1에 나타낸다. 압출기는 25:1 L/D를 갖는 19 mm 동시회전 2축 스크류 압 출기이다. 압출기 온도를 하기하는 바와 같이 조절하였다: 대역 1 - 60℃, 대역 2 - 90℃, 대역 3 - 100℃, 대역 4 - 115℃, 대역 5 - 120℃, 및 다이 - 125℃. 벌크층을 실리콘 코팅된 폴리에스테르 이형 라이너 상에서 3 mm의 두께로 압출시켰다.
표 1에 나타낸 부 단위로 열거한 조성물을 사용하여 실시예 5, 6 및 7에 대한 접착제층을 제조하였다. 에폭시, 촉매 A, 프로필 갈레이트[이스트맨 케미칼즈(Eastman Chemicals)로부터 입수할 수 있음] 및 카프롤락톤(알드리히 케미칼즈로부터 입수할 수 있음)을 혼합한 다음 12.5 그램/분의 유속으로 압출기에 공급하고; 폴리에스테르를 37.5 그램/분의 유속으로 압출기에 공급하였다. 접착제층을 벌크층에 대한 상기 방법에 따라 0.127 mm 두께로 압출시켰다. 각각의 접착제층을 벌크층 상에 적층시킨 다음 오버랩 전단 및 박리 접착성 시험을 위한 시험 샘플로 절단하였다. 조각을 양극화 알루미늄 쿠폰 상에 위치시키고 120℃에서 약 3분 동안 또는 표면이 유체를 나타내기 시작할 때까지 가열시켰다.
이어서 샘플을 실시예 1에 기재한 퓨젼 시스템즈 장치의 V 전구를 사용하여 16.5 미터/분의 속력으로 광분해시켰다. 광분해 후, 접착제층의 코너 및 연부는 뾰족하였는데, 이것은 벌크층 조성물이 흐르지 않을 정도로 충분히 경화된 반면, 접착제층은 여전히 눈에 띌 정도로 유체이어서 피착체와 접착제 결합을 형성할 수 있음을 나타낸다. 접착제층은 벌크층에 비하여 얇아서, 육안으로 봤을 때 접착제층의 형태가 벌크층의 형태로 흘러간다. 이어서 광분해된 패널을 사용하여 상기한 바와 같이 오버랩 전단 및 박리 접착성에 대한 시험 샘플을 제조하였다. 시험 결 과를 표 1에 나타낸다.
물질 (부 단위) 실시예 5 실시예 6 실시예 7
다이나폴 S1042 75 75 75
에폰828 25 25 25
촉매 A 0.25 0.25 0.1
프로필 갈레이트 1
카프롤락톤 0.25 0.25 0.1
시험 결과
오버랩 전단 강도-kPa 1126.6 1654.7 697.7
해방 박리-N/dm 1235 2178.6 381.8
연속 박리-N/dm 1232.9 252.2

표 1의 데이타는 박리 접착성 및 오버랩 전단 강도에 미치는 접착제층 중의 촉매량을 변화시킨 효과에 대하여 예시한다. 가장 낮은 촉매량을 갖는 실시예 7은 가장 느리게 경화된 반면, 촉진제로서 프로필 갈레이트를 갖는 실시예 6은 가장 빨리 경화되었다. 접착성 시험 값은 가장 빠른 경화 조성물(실시예 6)이 보다 느린 경화 조성물들보다 큰 접착 강도를 가짐을 나타낸다. 접착 강도는 특정 조성물에서의 경화도에 의해 영향을 받는다. 그러므로, 실시예 5 및 7에서의 보다 느린 경화 조성물은 보다 낮은 접착성 시험 결과로 알 수 있는 바와 같이 실시예 6 정도로 경화되지 못하였다.
실시예 8-11
에폰 828 600부, 촉매 A 0.75부, 프로필 갈레이트 6부 및 카프롤락톤 0.75부, 캄포르퀴논 0.75부 및 CD-1012 촉매 0.75부를 혼합시켜 접착제층 프리믹스 조성물을 제조하였다. 프리믹스를 압출기에 분 당 10 그램의 유속으로 공급하고, 폴리에스테르(다이나폴 S330)를 분 당 40 그램의 속도로 공급하였다. 압출기 온도를 하기하는 바와 같이 조절하였다: 대역 1 - 66℃, 대역 2 - 110℃, 대역 3 - 115℃, 대역 4 - 120℃, 대역 5 - 125℃, 및 다이 - 132℃. 접착제층을 실리콘 코팅된 폴리에스테르 필름 상에 0.127 mm의 두께로 압출시켰다.
에폭시, 촉매 A, 프로필 갈레이트, 카프롤락톤, 캄포르퀴논, 및 CD-1012 촉매를 표 2에 나타낸 양으로 혼합하여 실시예 8, 9, 10 및 11 대한 벌크층 프리믹스 조성물을 제조하였다. 프리믹스를 10 그램/분의 유속으로 압출기에 공급하고, 동시에 폴리에스테르(다이나폴 S330)를 40 그램/분의 유속으로 공급하였다. 온도를 접착제층에 대해 설명한 바와 같이 설정하였다.
접착제층을 각 벌크층 상에 위치시키고, 시험용 샘플로 절단하고, 양극화 알루미늄 시험 쿠폰 상에 위치시키고 및 가열시키고, 실시예 5의 방법에 따라 광분해시켰다. 광분해 후, 접착제층의 코너 및 연부는 뾰족하게 남아 있고, 이것은 조성물이 흐르지 않을 정도로 충분히 경화된 반면, 접착제층은 여전히 눈에 띌 정도로 유체이어서 피착체와 결합을 형성할 수 있음을 나타낸다. 이어서 광분해된 패널을 사용하여 상기한 바와 같이 오버랩 전단 및 박리 접착성에 대한 샘플을 제조하였다. 시험 결과를 표 2에 나타낸다.
물질 (부 단위) 실시예 8 실시예 9 실시예 10 실시예 11
ERL-4221 에폭시 - 600 300 -
에폰828 600 - 300 600
촉매 A 0.75 - - -
프로필 갈레이트 6 - - -
카프롤락톤 0.75 - - -
캄포르퀴논 0.75 3 3 3
CD-1012 촉매 0.75 6 6 6
시험 결과
오버랩 전단 강도-kPa 2386 2344 1902 2013
해방 박리-N/dm 350 595 490 245
연속 박리-N/dm 140 210 210 210

표 2의 데이타는 촉매 변화의 효과를 나타내는데, 실시예 8은 촉매, 감광제, 및 광개시제의 혼합물을 갖는 한편, 실시예 9 내지 11은 요오드늄염 촉매 및 광개시제의 혼합물을 갖는다. 추가로, 지환족 에폭시의 사용은 실시예 11의 방향족 에폭시 또는 실시예 10의 방향족 및 지환족 에폭시 조성물의 혼합물보다 빠른 경화 속도를 갖는다. 접착성 시험 결과는 보다 빠른 경화 속도 에폭시 함유 조성물은 일반적으로 보다 느린 경화 조성물에 비하여 보다 큰 접착성 시험 값을 제공함을 나타낸다.
실시예 12-14
사용된 조성물이 표 3에 나타낸 것인 것을 제외하고는 실시예 5의 방법에 따라 벌크층을 제조하였다. 에폭시-촉매-증감제 조성물을 프리믹스로서 압출기에 제공하였다. 엘박스(Elvax) 40W는 듀폰 캄파니(DuPont Company)로부터 입수할 수 있는 에틸렌 비닐 아세테이트이다. CA 수지는 크레아노바, 인크.로부터 입수할 수 있는 폴리알데히드이다.
실시예 8의 접착제층을 각 벌크층 상에 위치시키고, 시험용 샘플로 절단하였 다. 샘플을 양극화 알루미늄 시험 쿠폰 상에 위치시키고, 가열시키고, 및 실시예 5의 방법에 따라 광분해시켰다. 광분해 후, 모든 층들의 코너는 둥글게 되었는데, 이것은 흐름이 일어났으며, 결합이 형성되기 전에 물질이 경화되지 않았음을 나타낸다. 추가로, 접착제층은 여전히 눈에 띌 정도로 유체이어서 피착체에 결합될 수 있다.
물질 (부 단위) 실시예 12 실시예 13 실시예 14
엘박스 40W 70 70 70
CA 수지 10 10 -
에폰 828 20 20 20
캄포르퀴논 0.125 - -
1,3-디페닐 이소벤조푸란 - 0.02 0.02
CD-1012 촉매 0.25 0.25 0.25

실시예 4에 설명한 하도된 포옴 코어를 양극화 시험 쿠폰 상에 위치시키고, 실시예 12, 13 및 14의 벌크층을 하도된 코어의 상부 상에 위치시켰다. 이어서 샘플을 가열시키고 실시예 5의 방법에 따라 광분해시켰다. 광분해 후, 벌크층들의 코너들은 둥글게 되었는데, 이것은 결합이 형성되기 전에 물질이 충분히 경화되지 않아서 실란트 구조가 적절하게 흐르도록 되었음을 나타낸다.
실시예 15-17
실시예 15는 실시예 5의 벌크층을 사용한다. 실시예 16 내지 17의 벌크층들은 실시예 5의 방법에 따라 제조하였다. 실시예 16의 조성물은 폴리에스테르(다이나폴(등록상표)51402) 75부, 에폭시(에폰(등록상표)828) 25부, 촉매 A 0.1부 및 카프롤락톤 0.1부이었다.
실시예 17의 조성물은 폴리에스테르(다이나폴(등록상표)51402) 75부, 에폭시(ERL-4221) 25부, 캄포르퀴논 0.25부 및 요오드늄염(CD-1012) 0.25부이었다. 본 실시예는 감광제인 캄포르퀴논을 보다 많은 양 함유한 것을 제외하고는 실시예 15와 동일하다.
각 벌크층을 12.7 mm x 102 mm 크기의 스트립으로 절단하였다. 스트립을 0.127 mm 두께의 양극화 알루미늄 호일 상에 위치시켰다. 스트립을 120 ℃에서 모든 샘플들이 표면 상에서 용융된 것으로 나타날 때까지 약 3분 동안 가열시켰다.
이어서 각 샘플을 퓨젼 시스템즈 프로세서를 통해 3번 연속적으로 통과시킨 것을 제외하고는 실시예 5에 설명한 방법에 따라 샘플을 광분해시켰다. 3번째 통과 후에, 텅 디프레서(tongue depressor)를 샘플의 표면 내로 밀어서 샘플을 스킨으로 덮여졌는지에 대하여 관찰하였다. 표면이 스킨을 형성하기 충분할 정도로 겔화된 경우, 표면 상에 주름이 보였다. 실시예 17이 스킨 형성을 나타낸 유일한 실시예였는데, 이것은 실시예 15 또는 16보다 빠른 경화 속도를 나타낸다.
이어서 각 실시예의 새로운 샘플들을 가열시키고, 프로세서를 통해 5번 연속적으로 통과시켰다. 5번째 통과 후, 실시예 17 및 15는 스킨 형성을 나타냈으며, 이것은 실시예 17이 가장 빠른 경화 속도를 가졌고, 실시예 16이 가장 느린 경화 속도를 가졌음을 나타낸다.
실시예 18
실시예 16의 조성물을 0.127 mm 두께로 압출시켜 접착제층을 형성시켰다. 이 접착제층을 실시예 17의 3 mm 두께의 벌크층에 적층시켰다. 라미네이트의 벌크 층면을 양극화 알루미늄 호일 상에 위치시키고, 복합체를 120 ℃에서 표면이 용융될 때까지 약 3분 동안 오븐 중에서 가열시켰다. 이어서 복합체를 퓨젼 시스템즈 공정을 통해 5번 통과시켰다. 5번째 통과 후에, 표면 상에 스킨 형성된 증거는 없는 반면에, 연부 및 코너들은 날카로웠다.
다른 실시태양들도 하기되는 특허 청구의 범위 내에 속한다. 본 발명을 상기한 특정 실시태양 및 도면을 참고로 하여 설명하였지만, 본 발명의 본질이 이렇게 제한되지 않으며 첨부되는 특허 청구의 범위에 의해 정의된다.












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  21. (a) 제1 주 표면을 갖는 광활성화된 에폭시 함유 벌크층, 및
    (b) 상기 벌크층의 제1 주 표면에 결합되고, 0.0125 mm 내지 0.25 mm 범위의 두께를 갖는, 광활성화된 에폭시 함유 접착제층
    을 포함하고, 상기 접착제층이 연화 온도로 가열될 때 2개의 지지체 중 하나에 접착되고, 광활성화시에 상기 벌크층의 경화 속도가 상기 접착제층과 상이하며, 벌크층과 접착체층의 전체 두께가 0.5 mm 내지 17 mm 범위인, 2개의 지지체 사이에 접착제 시일을 설치하기 위한 제품.
  22. (a) 일치가능한 압축성의 용융흐름 내성 포옴 코어,
    (b) 제1 및 제2 주 표면을 갖고, 상기 포옴 코어가 벌크층의 제2 주 표면에 결합된 광활성화된 에폭시 함유 벌크층,
    (c) 상기 벌크층의 제1 주 표면에 결합되고, 0.0125 mm 내지 0.25 mm 범위의 두께를 갖는, 에폭시 함유 접착제층
    을 포함하고, 상기 접착제층이 연화 온도로 가열될 때 2개의 지지체 중 하나에 접착되고, 광활성화시에 상기 벌크층의 경화 속도가 상기 접착제층과 상이하며, 벌크층과 접착체층의 전체 두께가 0.5 mm 내지 17 mm 범위인, 2개의 지지체 사이에 시일을 설치하기 위한 제품.
  23. a) (i) 일치가능한 압축성의 용융흐름 내성 포옴 코어,
    (ii) 제1 및 제2 주 표면을 갖고, 상기 포옴 코어가 벌크층의 제2 주 표면에 결합된 광활성화된 에폭시 함유 벌크층, 및
    (iii) 상기 벌크층의 제1 주 표면에 결합된 에폭시 함유 접착제층
    을 포함하고, 광활성화시에 상기 벌크층의 경화 속도가 상기 접착제층과 상이한, 2개의 지지체 사이에 접착제 시일을 설치하기 위한 제품,
    b) 포옴 코어에 결합된 제1 지지체, 및
    c) 접착체층에 결합된 제2 지지체를 포함하고, 제1 지지체 및 제2 지지체 각각이 유리, 금속, 플라스틱, 목재 및 세라믹 지지체로부터 독립적으로 선택되는 구조물.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8070994B2 (en) 2004-06-18 2011-12-06 Zephyros, Inc. Panel structure
US7838589B2 (en) 2004-07-21 2010-11-23 Zephyros, Inc. Sealant material
GB0806434D0 (en) 2008-04-09 2008-05-14 Zephyros Inc Improvements in or relating to structural adhesives
GB0916205D0 (en) 2009-09-15 2009-10-28 Zephyros Inc Improvements in or relating to cavity filling
WO2011109699A1 (en) 2010-03-04 2011-09-09 Zephyros, Inc. Structural composite laminate
EP2428537A1 (de) * 2010-09-13 2012-03-14 Sika Technology AG Abdichtungsmembran mit verbesserter Haftung
JP5624637B2 (ja) * 2013-02-06 2014-11-12 ソマール株式会社 多層接着シート、熱交換器形成用材料及び熱交換器
CN105722933A (zh) 2013-07-26 2016-06-29 泽费罗斯股份有限公司 热固性粘合膜的改进或涉及它的改进
GB201417985D0 (en) 2014-10-10 2014-11-26 Zephyros Inc Improvements in or relating to structural adhesives
CN113185948B (zh) * 2021-06-18 2023-06-02 隆基乐叶光伏科技有限公司 一种结构胶及光伏系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10195393A (ja) * 1997-01-08 1998-07-28 Sekisui Chem Co Ltd 硬化型粘接着シート及び部材の接合方法
KR0154524B1 (ko) * 1989-04-14 1998-10-15 가마이 고로 차창용 댐 고무 및 접착된 창 구조물

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE59007927D1 (de) * 1989-10-12 1995-01-19 Sika Ag Glaskörper, der zur Verklebung mit einem weiteren Material ausgestattet ist, Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung.
US5362534A (en) * 1993-08-23 1994-11-08 Parlex Corporation Multiple layer printed circuit boards and method of manufacture
DE69430453T2 (de) * 1993-11-10 2002-11-07 Minnesota Mining & Mfg Klebendes Laminat

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0154524B1 (ko) * 1989-04-14 1998-10-15 가마이 고로 차창용 댐 고무 및 접착된 창 구조물
JPH10195393A (ja) * 1997-01-08 1998-07-28 Sekisui Chem Co Ltd 硬化型粘接着シート及び部材の接合方法

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Publication number Publication date
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