KR100628841B1 - 분해가능한 경화성 결합조립체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속성, 강자성, 페리자성, 초상자성 또는 상자성인 충전제 입자를 함유하고, 전기장, 자기장, 전자기장 또는 교번 전자기장에 의해 가열될 수 있는, 열경화물 제조용 접착제 조성물에 관한 것이다. 상기 접착제 조성물은 열의 작용에 의해 경화되어 높은 내성 안정성 접착조립체를 형성할 수 있고, 이렇게 형성된 접착조립체는 열의 작용에 의해 유사하게 분해될 수 있다.
접착제, 충전제, 가교제, 유도가열, 유도여기

Description

분해가능한 경화성 결합조립체{CURABLE BONDED ASSEMBLIES CAPABLE OF BEING DISSOCIATED}
본 발명은 유도가열성 충전제 입자를 함유하는, 주 청구항의 주제부에 따른 접착제 조성물, 그의 용도 및 그의 경화 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 접착제 조성물의 경화된 층을 함유하는 접착복합체, 경화된 접착제 조성물의 열분해 방법, 및 이 방법의 용도에 관한 것이다.
접착결합체, 즉 특히 결합접합체(bonded joint), 코팅, 라미네이트 또는 캐스트 구조부품은, 이들이 온화한 조건에서 제조될 수 있고 가능한 한 오랫동안 내성을 지니고 가능한 한 가장 높은 강도를 갖도록 설계된다. 높은 강도란, 보수 또는 재활용의 경우, 접착결합체의 분해를, 예를 들면 강한 힘 또는 높은 온도를 가하는 것과 같이 극한 조건에서만 수행할 수 있음을 뜻한다. 경질 접착제를 기재로 하는 결합접합체는 일반적으로 분해가능하나, 구조 결합접합체에 필요한 강한 힘을 전달하는데에는 적합하지 않다. 고강도 결합접합체의 분해를 일반적으로는 기계적 에너지 또는 화학약품을 사용하여 수행한다. 후자는 심각한 환경오염을 일으킬 뿐만 아니라 오랫동안 안정한 구조 결합접합체의 접착제층에 침투하는데에 너무 오랜 시간이 걸린다는 단점을 갖는다.
DE 43 28 108 A는 극초단파 에너지로 바닥 도포재(floor covering)를 분해하는 것에 대해 기술한다. 여기서는 전기전도성이면서 구리 분말 또는 알루미늄 분말로 채워진 접촉 접착제를 사용한다. 이러한 충전제는 그 입자가 수 마이크로미터 이상의 크기를 갖는다는 단점을 갖는다. 이는 접촉 접착제의 불균일한 가열을 초래한다.
DE 199 61 940 A1에는 분해시 기상 화합물을 방출한 후 결합접합체를 파괴하는 열활성 물질을 함유하는 분해가능한 결합접합체용 접착제가 기술되어 있다. 이 방법은 복합체를 분리하기 위해서, 전체 구조부품 또는 접합부품 및 접착제를 가열해야 한다는 단점을 갖고 있다. 이는 높은 에너지 소모와도 관련된다. 더우기 구조부품 또는 접합부품의 국소적으로 한정된 분리를 달성하기란 불가능하다.
DE 199 51 599 A1 및 DE 199 24 138 A1에는 외부 여기성(excitable) 나노충전제(nanofiller)를 함유하는 분해가능한 결합접합체용 접착제 및 이것을 사용해 제조한 결합접합체가 기술되어 있다. 결합접합체를 교번(alternating) 전기장, 자기장 또는 전자기장에 도입함으로써, 나노충전제 및 주변의 접착제를 가열함으로써, 결합접합체를 분해한다. 그러나 이 방법은, 결합접합체를 원하는 대로 분해하기 위해서, 여기성 나노충전제가 가열이 필요하지 않은 접착제 또는 하도제(primer) 부분에도 함유되어 있기 때문에, 가열이 필요하지 않거나 바람직하지 않은 부분에서 전체 접착제를 가열해야 하는 단점을 갖고 있다. 더우기 고강도 결합접합체를 분리하는데에는 높은 온도가 요구되는데, 왜냐하면 복합체를 분해하기 위해서는 화학결합을 파괴해야 하기 때문이다. 전술된 공정은 또한 고강도 결합접합 체를 분리하는 동안 접착제 및(또는) 하도제의 불특정 열분해가 일어난다는 단점을 갖는다. 따라서 이러한 공정은 특히 열경화물에 대해서 부적합하다.
내성이 있고 고강도인 접착접합체의 제조를 통상적으로는 열적으로 또는 광화학적으로 수행한다. 그러나 접착결합접합체의 통상적인 제조공정은 접착제를 경화시키기 위해서 전체 구조부품을 가열해야 한다는 단점을 갖는다. 그 결과 공정은 에너지 집약적 및 시간-소모적이 된다.
WO 99/03306, 및 오 한(O.Hahn) 및 에이 카이만(A.Kaimann)의 문헌[Adhaesion-Kleben und Dichten, 10/2001, pp.35-38]에는 접착접합체를 유도경화하는 공정이 기술되어 있다. 이 경우에는 유도활성 충전제를 함유하는 접착제를 전자기장에 도입함으로써, 유도활성 충전제를 가열하고 충전제 주변의 접착제의 경화를 달성할 수 있다. 그러나 이러한 공정은 유도활성 물질이 접착제에 균일하게 분포되지 않아서 접착제가 불균일하게 가열된다는 단점을 갖는다. 그 결과 이러한 접착접합체의 강도가 제한된다. 더우기 상기 공정은 유도가열 공정 동안에 접착제내에서 해리(분리)가 일어날 수 있어서 접착제내 열활성 물질의 분포가 더욱 더 불규칙해진다는 단점을 갖는다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 극복하고, 온화한 조건에서 경화되어 내성이 있고 고강도인 접착접합체를 형성할 수 있는 접착제 조성물을 제공하는 것이다. 본 발명의 추가의 목적은 접착접합체의 장기 내성이 손상되지 않게 접착접합체를 분해하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을, 청구항 제 1 항 및 제 11 항에 따르는 접착제 조성물, 제 18 항에 따르는 접착제 조성물의 경화 방법, 제 19 항에 따르는 접착복합체, 및 제 22 항 및 제 23 항에 따르는 경화된 접착제 조성물의 열분해 방법으로 달성한다. 제 17 항 및 제 24 항은 접착제 조성물의 용도 및 경화된 접착제 조성물의 분해 방법에 관한 것이다. 종속항은 유리한 양태를 개시한다.
가교제 입자 뿐만 아니라, 중합체, 중합체 혼합물 또는 반응성 수지를 함유하는 접착제 조성물을, 전기장, 자기장, 전자기장, 교번 전기장, 교번 자기장 또는 교번 전자기장을 사용하여 가열할 수 있음이 밝혀졌다. 이와 관련해서, 가교제 입자는 금속성, 강자성, 페리자성, 초상자성 또는 상자성인 충전제 입자 뿐만 아니라, 이 충전제 입자와 화학결합된 가교제 단위로 이루어진다.
가교제 단위와 중합체 또는 중합체 혼합물 사이의 화학반응은 가교제 입자의 유도가열에 의해 야기되며, 이로 인해 중합체 네트워크가 형성된다.
본 발명의 문맥상 접착제 조성물은 특히 접착제, 도료, 하도제, 캐스팅 조성물, 밀봉제 및 라미네이팅 수지를 포함한다. 이러한 접착제 조성물을 경화시킴으로써, 특히 결합접합체, 도장된 구조부품 또는 하도제가 도포된 구조부품, 캐스트 구조부품, 밀봉된 구조부품 또는 중합체 라미네이트를 형성한다. 본 발명의 문맥상 중합체, 중합체 혼합물 및 반응성 수지로서는, 전술된 용도에 적합한 것으로 간주되는 모든 중합체, 중합체 혼합물 및 반응성 수지를 사용할 수 있다. 가교 중합체가 바람직하며, 구조 또는 반-구조 접합체를 제조할 수 있는 중합체 또는 반응성 수지가 특히 바람직하다. 특히 에폭시드 수지, 폴리우레탄, 아크릴레이트, 페놀 수지, 폴리술파이드 또는 멜라민 수지가 적합하다. 본 발명에 따르면, 충전제 입자는 가교제 성분에 화학결합된다. 이러한 화학결합은 이온결합, 배위결합 또는 공유결합일 수 있다. 예를 들면 반데르발스 상호작용도 여기에 속한다.
본 발명에 따라 화학결합을 생성하기 위해서, 충전제 입자의 표면이 표면-개질된 것, 즉 충전제 입자가 그의 표면에 가교제 단위의 작용기와 용이하게 반응할 수 있는 작용기를 갖는 것이 유리하다. 가교제 단위는 가열시 중합체, 중합체 혼합물 또는 반응성 수지와 가교 반응을 할 수 있는 1개 이상의 작용기를 갖는다. 여기서, 가열을 유도적으로 또는 통상적으로 수행할 수 있다. 가교반응을 하는 적합한 작용기는 예를 들면 에폭시드, 아미노, 티올, 알콜, 아크릴레이트, 메타크릴레이트 또는 비닐기를 포함한다.
충전제 표면과 반응할 수 있는 가교제 단위와 결합된 화학기는 특히 알콕시실란, 알콕시 티타네이트 및 알콕시 지르코네이트이다. 이들은 가교제가 충전제 입자의 금속성 또는 산성인 표면에 결합하게 한다. 입자 내부에 존재하는 유도여기성 물질 뿐만 아니라 주로 이산화규소의 입자로 이루어진 충전제 입자가 특히 바람직하다. 이것을 구형 또는 응집된 형태로서 사용할 수 있다. 코어-셀(core-shell) 구조를 갖는 주로 구형인 충전제 입자(예를 들면 도 1A 및 도 2A를 참조)를 예를 들면 졸-겔법 또는 나노급 산화철과 규산나트륨의 반응을 통해 제조할 수 있고, 이산화규소 표면을 갖는 응집된 충전제 입자(예를 들면 도 1B 및 도 2B)를 바람직하게는 기상 합성을 통해 제조한다. 이 입자들을 지금부터 복합입자라고 칭한다. 이 복합입자는 "신터 넥(sinter neck)"이라는 특징을 나타내는 응집체로 이루 어져 있으며, 유도여기성 물질로 이루어진 여러 봉입체 또는 도메인이 응집체의 내부에 분포되어 있는 반면, 표면은 주로 이산화규소로 이루어짐이 밝혀졌다. 표면상에 이산화규소를 갖는 입자는, 가교제 단위와 충전제 입자 표면 사이의 결합의 장기 내성, 특히 내습성이 높고, 전술된 화학기와 빠르게 반응한다. 더우기 이산화규소층은 유도여기성 성분을 배합물 구성성분의 화학적 공격으로부터 보호한다.
본 발명에 따르는 가교제 입자를 예를 들면 에폭시드 수지용 가교제로서 사용할 수 있다. 에폭시드 수지는 예를 들면 디아민으로 경화된 비스페놀 A 디글리시딜 에테르일 수 있다. 이러한 가교제 입자를 사용함으로써, 높은 화학적 및 열적 응력에 적용될 수 있는 열경화물을 얻는다. 에폭시드기를 갖는 개개의 가교제 입자가 도 1A에 예로서 도시되어 있다. 충전제 입자는 도 2A에 도시된 바와 같이, 응집체 형태로 존재할 수도 있다. 도 2A는 이산화규소 매트릭스내 산화철 입자로 이루어진 응집체의 한 단면을 도시한다.
본 발명에 따르는 접착제 조성물은, 충전제 입자가 그 작용이 필요한 부위(즉 가교제 입자 내부)에서만 존재하도록 분포한다는 장점을 갖는다. 종래에 공지된 접착제 조성물과 비교해 보면, 본 발명의 경우 충전제 입자는 그 효과가 나타나는 부위에서 직접(즉 분자 또는 거의 분자) 접촉된다. 이렇게 하여 유도가열 동안 전체 중합체의 불특정 가열이 회피된다. 따라서 본 발명에 따르는 접착제 조성물은 온화한 조건에서 유도경화될 수 있다.
또한 본 발명에 따르는 접착제 조성물은, 이로부터 형성된 접착접합체를, 분리를 쉽게 하기 위한 물질을 첨가하지 않고도, 유도적으로 완전히 재-분리할 수 있 어서 시간 및 에너지를 절약할 수 있다는 장점을 갖는다. 또한 가열을 결합이 파괴될 부위에서 분자 수준으로 선택적으로 수행할 수 있다. 이는, 예를 들면 이것을 용접 토치 또는 레이저로 가열하는 경우에서와 같이 전체 중합체가 파괴되는 일이 없다는 장점을 갖는다. 따라서 중합체의 비-선택적 열분해를 회피할 수 있다. 원래, 접착접합체를 분리할 때보다는 가교 또는 경화시킬 때에 더 낮은 유도출력, 즉 예를 들면 더 낮은 고주파 발생기 출력이 필요하다.
본 발명에 따르면, 특히 가교제 입자의 함량이 0.1 내지 80％, 바람직하게는 0.5 내지 40％ 및 특히 바람직하게는 1 내지 30％인 접착제 조성물이 적합하다. 가교제 입자 또는 가교제 입자 단위의 함량을 증가시킴으로써, 보다 높은 가교도, 및 따라서 보다 높은 강도를 달성한다.
유리하게는 가교제 입자는 평균 주 입자크기, 즉 평균 주 입경이 1000nm 미만, 바람직하게는 500nm 미만, 특히 바람직하게는 2 내지 100nm이다. 본 발명에 따르는 접착제 조성물의 균일한 가교를 이러한 방식으로 달성한다. 더우기 이러한 작은 입자크기는 에너지 절약의 관점에서 가장 적합하다.
본 발명에 따르는 충전제 입자는, 분산 품질이 불충분할 때, 응집된 상태로 존재할 수 있다. 가교제 입자는 바람직하게는 가교 작용을 하여 열경화물을 형성하는 3개 이상의 작용기를 포함한다. 이어서 일반적으로는, 3개의 화학기(중축합 또는 중부가에 의한 중합체 시스템 경화) 또는 아마도 2개의 화학기(중합에 의한 중합체 시스템 경화)가 가교제와 결합하여, 열경화물을 생성한다. 본 발명에 따르면, 가교 작용을 하는 작용기 0.00001mmole×m-2 이상을 표면에 갖는 가교제 입자를 포함하는 접착제 조성물이 바람직하다. 전형적으로 가교 작용을 하는 기의 밀도는 가교제 입자의 특정 표면 100m2 당 0.1 내지 1mmole이다. 본 발명에 따르는 가교제 입자는 결과적으로는 경화 반응 후 중합체 네트워크내에 별 모양의 가교중심을 형성한다. 가교제 단위상의 작용기가 예를 들면 에폭시드기인 경우, 이것을 경화 촉매인 BF3 에테레이트와 함께 1작용성 에폭시드 수지를 가교시키는데에 사용할 수 있다. 경화 후, 열경화물이 형성되는데, 본 발명에 따르는 가교제 입자를 사용하지 않으면, 약한 응력에 견딜 수 있는 선형인 중합체만이 생성될 것이다.
본 발명에 따르는 접착제 조성물은 바람직하게는 표면-개질되고, 철, 철 합금 및 철-함유 금속 산화물을 포함하는 군에서 선택된 충전제 입자를 함유한다. 예를 들면 철 분말, 자철광 분말, 초상자성 산화철 또는 망간-아연-철 산화물을 기재로 하는 충전제 입자가 적합하다. 예를 들면, 이산화규소 셀을 갖는 나노급 자철광 분말을 3-글리시독시프로필트리메톡시실란과 반응시킴으로써 에폭시드기로 표면-개질하거나 작용화시킬 수 있다. 졸-겔법을 사용할 경우, 에폭시실란과의 반응이 동시에 일어날 수 있으며, 이는 반응 단계를 생략할 수 있음을 뜻한다. 그러나, 또다른 작용성 실란을 1단계 또는 2단계 표면-개질에 사용할 수 있다. 이와 관련해서 실란의 작용기는, 가교되는 중합체 시스템과 반응할 수 있는 것으로 선택된다. 가교제 성분의 작용기와 중합체 시스템의 적합한 쌍은 예를 들면 DE 197 33 643 A1의 4페이지에 열거된 쌍이다. 예를 들면 본 발명에 따르는 가교제 입자를 아미노프로필트리메톡시실란으로 표면-개질하는 경우, 이소시아네이트 예비중합체 를 기재로 하는 열경화물을 얻는다. 아미노기와 이량체 이소시아네이트를 반응시킴으로써, 우레아 결합을 가교 부위로서 형성한다. 아크릴레이트 수지의 경우, 가교제 입자의 개질을 바람직하게는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 기를 함유하는 실란을 사용하여 수행하며, 메르캅탄의 경우에는 바람직하게는 에폭시실란을 사용하여 수행한다.
화염 열분해(flame pyrolysis)에 의해 제조된 충전제 입자를 갖는 접착제 조성물이 특히 바람직하다.
이러한 충전제 입자는, 직경이 3 내지 20nm인 초상자성 산화철 도메인을 이산화규소 매트릭스내에 갖는 입자 또는 응집된 입자일 수 있다. 이러한 입자의 제조 공정은 예를 들면 자차리아(Zachariah) 등의 문헌[Nanostructured Materials 5, 383(1995)] 또는 에르만(Ehrman) 등의 문헌[Journal of Materials Research 14, 4551(1999)]에 기술되어 있다.
출원일이 2001년 8월 16일인 DE 10140089.6에 기술된 산화철-이산화규소 복합입자가 특히 바람직하다.
충전제 입자 도메인은 서로 공간적으로 분리된 초상자성 영역으로 이해하도록 한다. 화염 열분해 공정 때문에 이러한 입자는 주로 무공질이며 자유 히드록실기를 표면상에 함유한다. 이들은 외부 자기장에 도입되면 초상자성을 나타낸다. 충전제 입자의 초상자성 산화철 도메인의 구성비율은 1 내지 99.6 중량％일 수 있다. 비-자성 매트릭스에 의해 공간적으로 분리된 초상자성 산화철 도메인의 영역은 이러한 범위로 존재한다. 초상자성 도메인의 구성비율은 30중량％를 초과, 특 히 바람직하게는 50중량％를 초과하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따르는 입자의 달성가능한 자기 효과도 초상자성 영역의 구성비율에 상응하게 증가한다.
이러한 도메인에서, 산화철은 동일한 양태 또는 상이한 양태로서 존재할 수 있다.
또한 비-자성 양태의 영역도 입자내에 존재할 수 있다. 이것은 이산화규소와 산화철의 혼합 산화물일 수 있다. 철 실리칼리트(FeSiO4)를 예로 들 수 있다. 이러한 비-자성 성분은 초상자성에 대해서 비-자성 이산화규소 매트릭스처럼 거동한다. 달리 말하자면, 비-자성 성분의 구성비율이 증가함에 따라 포화자기화가 떨어지더라도, 도메인은 여전히 초상자성을 유지한다.
또한 크기 때문에 초상자성을 나타내지 못하고 잔류자기를 유도하는 산화철 도메인도 존재할 수 있다. 이는 부피-특이 포화자기화를 증가시킬 수 있다. 적합하게 순응된 복합입자를 인가되는 장에 따라 달리 제조할 수 있다.
특히 바람직한 초상자성 산화철 도메인은 감마-Fe2O3(γ-Fe2O3), Fe3O4, 및 이들의 혼합물이다.
초상자성 산화철 도메인의 공간적 분리와는 별도로, 이산화규소 매트릭스는 또한 도메인의 산화상태를 안정화시키는 일도 한다. 따라서, 예를 들면, 자철광은 이산화규소 매트릭스에 의해 초상자성 산화철 상으로서 안정화된다.
특정 실시양태에 따르면, 충전제 입자의 탄소 함량은 500ppm 미만일 수 있다. 특히 바람직하게는 그 함량은 100ppm 미만이다.
충전제 입자는 또한 입자의 제조공정에서 유래된 염화물을 50 내지 1000ppm으로 함유할 수 있다. 염소-함유 전구체를 예를 들면 수소/산소 화염에서 반응시키는 화염 열분해 공정에 의해 입자를 얻는다. 이렇게 형성된 입자는, 예를 들면 염산 형태의 염소 뿐만 아니라, 미종결 반응으로부터 유래된 옥시염화물 형태의 염소를 함유할 수 있다. 이러한 화합물들이 형성된 입자내에 봉입되면, 입자를 파괴하지 않는 한 아무리 정제 단계를 거쳐도 입자의 염화물 함량을 더 이상 감소시킬 수 없다. 염화물 함량을 정제 단계에서 약 50ppm으로 감소시킬 수 있다.
충전제 입자는 화염 열분해 공정 조건에 따라 상이한 응집도를 가질 수 있다. 영향을 미치는 변수들은 체류시간, 온도, 압력, 사용된 화합물의 부분압, 및 반응 후 냉각 단계의 특성 및 장소를 포함할 수 있다. 따라서 주로 구형 내지 주로 응집된 형태의 넓은 범위의 복합입자를 얻을 수 있다.
DIN 66131에 따라 결정된, 충전제 입자의 BET 표면적은 10 내지 600m2/g의 넓은 범위에서 변할 수 있다. 특히 바람직하게는 이 범위는 50 내지 300m2/g이다.
복합입자의 바람직한 실시양태에서, "방해온도(blocking temperature)", 즉 초상자성 거동이 더 이상 감지되지 않는 온도는 150K 이하일 수 있다. 이러한 온도는, 입자의 조성외에도, 초상자성 도메인의 크기 및 그의 이방성에 따라 달라질 수 있다.
이어서 충전제 입자인 초상자성 산화철과 이산화규소의 복합입자를 그의 표면상에서, 예를 들면 접착제와 반응할 수 있는 기를 추가로 가질 수 있는 실란과 반응시킨다. 이렇게 하여 유도여기성 가교제 입자를 얻는다.
본 발명의 유리한 양태에서, 충전제 입자는 열-불안정 기를 통해 가교제 단위와 결합한다. 적합한 열-불안정 기는 특히 입체 요구성(sterically demanding) 치환기를 갖는 아조기, 카르보네이트기 또는 에틸렌기이다. 이러한 열-불안정 기를 갖는 접착제 조성물을 가열하는 경우, 결합 파괴가 특정 온도에서 일어나고, 이로 인해 예를 들면 질소 또는 이산화탄소가 위에서 든 예에서 형성되거나, 입체 요구성 치환기를 갖는 에틸렌기의 탄소-탄소 결합이 파괴된다. 열-불안정 기를 통해 가교제 단위와 결합되는 충전제 입자는 예를 들면 도 1B 또는 도 2B에 도시되어 있는데, 여기서 충전제 입자는 응집된 형태로 존재한다.
한 양태에서, 전기장, 자기장, 전자기장, 교번 전기장, 교번 자기장 또는 교번 전자기장에 의해 가열될 수 있는 접착제 조성물은 중합체, 중합체 혼합물 또는 반응성 수지, 열-불안정 물질, 가교제 성분 뿐만 아니라, 금속성, 강자성, 페리자성, 초상자성 또는 상자성인 충전제 입자를 함유한다.
이러한 접착제 조성물은 특히 유도가열에 의해 재-분해되는 경화 접착접합체의 제조에 특히 적합하다.
이러한 양태에 속하는 접착제 조성물은 특히 접착제, 도료, 하도제, 캐스팅 조성물, 밀봉제 및 라미네이팅 수지를 포함한다. 도입부에서 언급된 용도에 적합한 모든 중합체 및 중합체 혼합물을 본 양태에 속하는 중합체, 중합체 혼합물 및 반응성 수지로 간주할 수도 있다. 가교된 중합체도 이러한 양태에서 바람직하며, 구조 또는 반-구조 접합체를 형성할 수 있는 중합체 또는 반응성 수지가 특히 바람 직하다. 특히 에폭시드 수지, 폴리우레탄, 아크릴레이트, 페놀 수지, 폴리술파이드 또는 멜라민 수지가 적합하다.
유도여기성 충전제는 단일 나노입자 또는 집합체의 형태로 존재하거나, 응집체의 형태로 존재한다. 이들은 바람직하게는, 결합이 파괴될 부위에서만 선택적으로 가열이 일어날 수 있게, 열-불안정 물질과 직접 접촉하는 것으로 밝혀졌다. 따라서 특히 바람직하게는 열-불안정 물질은 유도여기성 충전제와 결합한다. 또한 이산화규소-함유 코팅을 갖는 충전제 입자도 바람직하다. 이들은 높은 장기 내습성을 갖는다.
가교제는 중합체, 중합체 혼합물 또는 반응성 수지와, 유도적 또는 통상적인 방식으로 열적으로 달성될 수 있는 가교 반응을 하는 작용기를 갖는다. 가교 반응을 하는 적합한 기는 예를 들면 에폭시드, 아미노, 티올, 알콜, 아크릴레이트, 메타크릴레이트 또는 비닐기를 포함한다.
따라서 이러한 양태의 접착제 조성물은, 이들이 경화된 후, 시간과 에너지를 절약하면서, 유도가열에 의해 완전히 분리될 수 있는 접착접합체를 형성한다는 장점을 갖는다. 충전제 입자가 열-불안정 물질과 직접 접촉하면, 가열을 열-불안정 물질의 결합이 파괴될 부위에서만 선택적으로 수행할 수 있다. 이는, 예를 들면 이것을 용접 토치 또는 레이저로 가열하는 경우에서와 같이 전체 중합체가 파괴되는 일은 없다는 장점을 갖는다. 따라서 중합체의 비-선택적 열분해를 회피할 수 있다.
접착제 조성물에 첨가되는 열-불안정 물질로서는, 특히 평균입자크기가 2nm 내지 100㎛, 바람직하게는 2nm 내지 1㎛, 특히 바람직하게는 2nm 내지 200nm인 물질이 적합하다. 이러한 입자는 개별적으로 존재하거나 응집체 형태로서 존재할 수 있다. 이러한 접착제 조성물의 경화에 의해 얻어질 수 있는 접착접합체를 가열하면, 이러한 열-불안정 물질에서 결합이 파괴되거나 상 변형이 일어나고 중합체 네트워크가 불안정화되어, 접착접합체의 파괴가 가능해진다.
유리한 양태에서, 열-불안정 물질은 열의 작용에 의해 기체를 형성하는 발포제이고, 기체 형성 온도는 접착제 조성물의 가교가 개시되는 온도보다 높다.
이러한 접착제 조성물로부터 제조된 접착복합체를 분해하려면, 발포제와 결합된 입자를, 발포제의 분해 온도 또는 발포제 성분과 형성된 열분해물의 분해 온도로 유도가열한다. 형성된 기상 분해물은 접착복합체를 "파괴"한다. 적합한 발포제는 예를 들면 결정수를 분해 제거하는 물질(예를 들면 질산알루미늄), 유기 카르복실산(예를 들면 옥살산, 글루타르산), 아조 화합물(예를 들면 아조디카본아미드, 아조이소부티로니트릴) 또는 플루오르화 탄화수소를 포함한다.
특히 바람직한 발포제는 아조디카본아미드 및 술포히드라지드, 예를 들면 특히 톨루엔 술포히드라지드 및 산소-비스(벤조술포히드라지드)이다. 일반적으로 아조디카본아미드의 유도체도 적합하다. 발포제는 임의적으로는 아연염에 의해 활성화될 수 있다. 이러한 발포제는 다량의 기체를 방출하며, 유기 매질에 잘 용해되지 않으며, 통상적인 결합접합체의 사용 온도보다 높은 180 내지 200℃에서 분해되며, 무독성이라는 장점을 갖는다. 필요에 따라, 추가의 활성화제를 사용하여 분해 온도를 낮춤으로써, 분해 온도를 접착접합체의 분해 조건에 맞출 수 있다. 전술된 발포제는 유기 매질에 대해 용해성이 낮기 때문에, 발포제가 접착제에 용해되지 않아서 결과적으로 접착제내의 유도가열성 충전제 입자와 발포제 사이의 긴밀한 접촉이 유지된다. 이렇게 하여 본 발명에 따르는 수지 배합물의 효능이 더욱 향상된다.
본 발명에 따르는 접착제 조성물의 추가의 유리한 양태에서는, 우선 발포제 및 충전제 입자로부터 집합성(collective) 입자가 형성되는데, 이 때 발포제는 임의적으로 충전제 입자와 결합할 수 있다. 따라서 집합성 입자는 충전제 입자 뿐만 아니라 발포제도 함유하는 입자를 가리키는 것으로 이해하도록 한다. 이러한 집합성 입자를 침전, 압축, 미세캡슐화, 또는 발포제 및 충전제 입자의 중합체와의 결합에 의해 수득한다. 이러한 집합성 입자의 크기는 단순히 후속 용도에 의해 제한된다. 이러한 집합성 입자는 접착제 매트릭스와 용이하게 혼합될 수 있는 유도가열성 발포제 입자를 형성할 수 있다는 장점을 갖는다. 따라서 발포제 입자는 수지 시스템에 의해 방출되지 않을 수 있고, 유도가열성 충전제 입자와 발포제 사이의 긴밀한 접촉이 유지된다.
바람직하게는 집합성 입자의 형성을 위한 중합체는 발포 폴리스티렌이다. 따라서 집합성 입자는 유도가열성 충전제 입자와 폴리스티렌을 발포시키는데 통상적으로 사용되는 발포제를 동시에 함유하는 폴리스티렌 비드이다. 이러한 폴리스티렌 비드는 바람직하게는 크기가 1㎛ 내지 1mm이다. 이러한 폴리스티렌 비드를 함유하는 접착제 조성물로부터 제조된 접착복합체를 유도가열하면, 폴리스티렌 입자가 발포되어 접착복합체가 분해된다.
본 발명에 따르는 접착제 조성물은 바람직하게는 접착제, 도료, 밀봉제, 하도제, 매트릭스 수지 또는 캐스팅 수지에 사용된다.
본 발명에 따르는 접착제 조성물을 경화시켜 접착접합체를 형성하는 방법은, 접착제 조성물을, 전기장, 자기장, 전자기장, 교번 전기장, 교번 자기장 또는 교번 전자기장을 사용하여, 접착제 조성물의 가교가 개시되는 온도로 유도가열하는 것으로 이루어진다. 이 방법은 유도가열 시간이 통상적으로 수초 내지 수분이어서 통상적인 열경화 공정보다 훨씬 더 짧다는 장점을 갖는다. 따라서 본 발명에 따르는 접착제 조성물을 민감한 물건 위에서 경화시키기에 특히 적합하다. 또한, 본 발명은 매우 에너지 효율적이다.
본 발명에 따르는 경화 공정을 특히, 조질 입상 충전제를 함유하는 접착제 조성물에 대한, 오르트윈 한(Ortwin Hahn), 안드레아 카이만(Andrea Kaimann)의 문헌[Adhaesion-Kleben und Dichten, 10/2001, pp.35 to 38]에 기술된 대로 수행할 수 있다. 또한 미공개 명세서 DE 10127704.0에 기술된 바와 같이, 경화 촉매 및 활성화제를 첨가하는 것도 유리하다.
본 발명에 따르는 접착제 조성물을 경화시키는 본 발명에 따르는 공정으로 제조된 접착복합체는 1개 이상의 경화된 접착제층을 함유한다. 특히 이러한 접착복합체는 접착접합체, 캐스트 구조부품, 밀봉 구조부품 또는 중합체 라미네이트일 수 있다. 경화된 접착제층은 도료층 또는 하도제층일 수 있다.
본 발명에 따르는 접착제 조성물을 경화시킴으로써 얻을 수 있는 접착복합체를 열분해하는 본 발명의 방법을, 전기장, 자기장, 전자기장, 교번 전기장, 교번 자기장 또는 교번 전자기장을 사용하여 접착제 조성물의 경화된 층을 유도가열함으로써 수행한다. 접착제 조성물이 본 발명에 따르는 가교제 입자를 함유하는 경우, 접착제 조성물의 경화된 층을 본 발명에 따르는 방법으로 최고 가교온도보다 높은 온도로 가열한다. 접착제 조성물이 충전제 입자 및 열-불안정 물질을 함유하는 경우, 접착제 조성물의 경화된 층을, 열-불안정 물질 또는 열-불안정기의 열-불안정 결합이 파괴되는 온도로 유도가열한다.
경화된 접착복합체를 열분해하기 위한 본 발명의 공정에서는, 충전제 입자가 유도가열됨으로써, 열-불안정 물질이 결합 파괴됨으로써 중합체 네트워크의 가교점이 파괴되고 발포 및(또는) 팽창 효과가 형성되는 화학반응, 또는 충전제 입자가 유도가열됨으로써 충전제 입자 인근에 위치한 가교점에서 결합 파괴가 일어나는 화학반응이 개시된다.
따라서 본 발명에 따르는 접착복합체의 분해는 통상적인 유도코일에서 나오는 고주파 에너지의 작용에 의해 선택적으로 일어난다. 그 결과 형성된 와전류, 교번 장내에서의 입자의 운동 및 히스테리시스손(histeresis loss) 때문에, 중합체 네트워크내에 존재하는 본 발명에 따르는 금속성, 강자성, 페리자성, 초상자성 또는 상자성인 충전제 입자가 가열된다. 이와 동시에 충전제 입자 인근에서 중합체 시스템이 가열된다. 유도전압은, 발생되는 열이 중합체 내트워크내 가교점을 분해하고 가열을 발포제와 함께 수행하는 경우 중합체 네트워크를 열적으로 파괴하기에 충분하도록 선택된다. 유도주파수는 바람직하게는 수 킬로헤르츠 내지 약 35 메가헤르츠이다. 이 경우에 요구되는 장치, 변수 및 장치 조정은 사용된 충전제 및 중 합체 시스템내에서의 그의 함량에 따라 달라진다. 특히 이러한 장치의 특정 설정상태에서 달성가능한 온도는 입자크기분포, 퀴리온도, 투과성, 전기저항, 열팽창계수 및 비열용량에 따라 달라진다. 분해에 요구되는 온도는 각 중합체 시스템의 열 안정성 및 발포제에 따라 달라진다. 사용된 충전제 입자가 중합체 시스템의 가교점에 화학결합된 경우, 충전제 자체는 중합체 시스템의 구성성분이다. 분리될 화학결합이, 본 발명에 따라 도입된 유도가열성 충전제 입자와 가깝게 위치되기 때문에, 이 경우 분리가 특히 효과적이다.
접착복합체를 분해하기 위한 본 발명의 방법을, 본 발명에 따르는 접착제 자체로만 이루어진 결합접합체에도 사용할 수 있지만, 본 발명에 따르는 접착제 조성물을 기재로 하는 접착 하도제와 시판 접착제를 함께 사용할 수도 있다. 이 경우 복합체의 분해는 하도제층에서만 선택적으로 일어난다. 접착제는 두 결합된 부품들 중 하나에 남아있다.
본 발명에 따르는 접착제 조성물이 유도 산세척되는 도료인 경우, 충전제 입자가 가교제 성분과 결합된 본 발명에 따르는 접착제 조성물이 특히 유리하다. 이는 산세척에 화학약품, 고가의 장치 및 많은 노동력이 필요없다는 장점을 갖는다. 또한 유도 산세척될 수 있는 도료는 민감한 기재에 특히 적합하다. 기재 중합체가 산세척 화학약품에 의해 손상될 수 있거나 섬유가 분쇄 과정에서 노출 또는 손상될 수 있는 섬유-강화 복합 플라스틱을 예로 들 수 있다. 이 두 현상은 민감한 구조부품의 허용불가능한 약화를 초래한다.
유도 산세척을 위한 본 발명의 방법은 특히 항공기의 탄소섬유-강화 구조부 품 또는 선박의 카커스 및 풍력발전날개의 유리섬유-강화 복합재에 적합하다.
일반적인 적용가능성을 제한하려는 것은 아니고, 본 발명에 따르는 접착제 조성물, 이 조성물을 경화시켜 접착복합체를 형성하는 방법 및 이 접착복합체를 분해하는 방법을 아래에서 실시예를 통해 더 자세히 설명할 것이다.
실시예 1- 가교제와 결합된 유도여기성 충전제 입자를 갖는 결합접합체의 경화 및 분해
(1a) 이산화규소로 코팅된 나노급 자철광
염화철(III) 6수화물 43.3g을 물 370㎖에 용해시키고, 용액에 질소를 통과시킴으로써 용존 산소로부터 분리한다. 염화철(II) 4수화물 15.9g을 첨가하고, 물 100㎖에 수산화나트륨 25.6g이 용해된 용액을, 질소 유동 스트림하에서 정밀 유리 교반기로 교반하면서 2시간 이내에 걸쳐 적가한다. Fe3O4의 미립상 흑색 침전이 형성된다. 이어서 뜨거운 물 80㎖에 Na2Si3O7 22g(어닐링(annealing) 손실 17중량％)이 용해된 용액을 30분 이내에 적가한다. 이것을 추가로 교반하면서 염산(37％ 염산 14㎖에 물을 채워 50㎖로 만든 용액)을 천천히 적가하면 규산이 침전된다. 이 침전물을 여과하고 증류수로 5배 슬러리를 만들고, 각 경우에, 형성된 염화나트륨을 분리해내기 위해서 재-여과한다. 이렇게 얻어진 물질은 응집된 나노입자로 이루어진다. 주 입자는 직경이 약 8nm(투과전자현미경으로 결정)이고 응집체는 직경이 약 400nm이다(광산란법으로 결정).
(1b) 나노급 유도여기성 충전제 입자의 개질
잔류 수분함량이 40％인 실시예(1a)에 따라 제조된 나노급 자철광 또는 다른 원료로 만들어진 필적할만한 물질 20g에 아세톤을 총부피가 300㎖가 되게 첨가하여 슬러리를 만들고, 진한 염산 0.3㎖를 사용하여 산성화시키고, 에폭시시클로헥실트리메톡시실란 15g을 첨가한다. 이것 전체를 정밀 유리 교반기로 24시간 동안 교반한 후, 회전증발기에서 진공중에서 건조한다. 이 표면-개질된 충전제는 그의 표면상에 지환족 에폭시드기를 가지며, 접착 시스템에서 가교제로서 작용할 수 있다.
(1c) 표면-개질된 충전제를 접착제에 첨가하기
3,4-에폭시시클로헥실메틸-3',4'-에폭시시클로헥산카르복실레이트 10g, 시클로헥센 옥사이드 10g, (톨릴큐밀) 아이오도늄 테트라키스(펜타플루오로페닐) 보레이트 0.2g 및 아스코르브산-6-헥사데카노에이트 0.2g을, 균질한 혼합물(미공개 명세서 DE 10127704.0에 따르는 기본 혼합물)이 형성될 때까지 교반한다. 디졸버(dissolver)를 사용하여 실시예(1b)에 따르는 표면-개질된 충전제 4g을 첨가한다. 15분 동안 교반하고 나면 균질한 요변성 덩어리가 형성되며, 이것을 지금부터 접착제로서 사용한다.
(1d) 결합접합체의, 유도경화를 사용한 결합 및 재-분해
유리섬유-강화 폴리에스테르로 이루어진, 폭 25mm 및 두께 4mm의 접합될 부품들을 실시예(1c)에서 제조된 접착제로 결합시킨다. 이를 위해서는 접합될 부품을 접합 영역에서 두께 0.2mm의 접착제층으로 코팅하고, 두번째 부품을 그 위에 놓고, 두 부품들을 약한 압력(약 0.02N/mm2)으로써 고정한다. 이어서 접착제를 STS의 M230 반도체 발생기로 여기시킴으로써 경화시킨다. 이 발생기의 여기주파수는 300KHz이다. 내경이 3cm인 삼권선 코일을 결합접합체내 접착제의 유도여기에 사용한다. 접착면을 코일 중앙에 코일축에 수직으로 정렬한다. 접착제를 1000W의 출력으로 5분의 작업시간 동안 경화시켜, 견고한 접합체를 얻는다. 이어서 발생기 출력을 3000W로 증가시킴으로써 60분 이내에 접합체를 분해한다. 유도여기성 나노급 충전제 입자를 사용하지 않는 비교예에서는, 3000W의 출력으로 10분의 작업시간 동안에도 접착제를 경화시킬 수 없다.
실시예 2- 유도여기성 발포제에 의해 분해될 수 있는 결합접합체
(2a) 자철광 분말 및 발포제로부터 배합물의 제조
실시예(1a)에 따라 제조된 물질(여과케이크의 잔류 수분함량 40％) 또는 다른 원료에서 얻어진 나노급 자철광 분말 20g을 에탄올 100㎖에 현탁시키고, 옥시-비스(벤조술포히드라지드) 20g을 발포제로서 첨가한다. 이 혼합물을 70℃에서 4시간 동안 교반하면서 가열하고, 이어서 용매를 회전증발기에서 제거한다. 건조 배합물을 볼밀에서 5분 동안 분쇄한 후 체질한다. 공칭 입자크기가 63㎛ 미만인 분획을 추가의 시험에 사용한다.
(2b) 실시예(2a)에서 제조된 배합물을 접착제에 첨가하기
3,4-에폭시시클로헥실메틸-3',4'-에폭시시클로헥산카르복실레이트 8g, Mn이 250인 폴리(테트라히드로푸란) 2g, (톨릴큐밀) 아이오도늄 테트라키스(펜타플루오로페닐) 보레이트 0.1g 및 아스코르브산-6-헥사데카노에이트 0.04g을, 이 성분들이 용해될 때까지(미공개 명세서 DE 10127704.0에 따르는 기본 혼합물) 교반한다. 이 어서 배합물 2g을 교반해 넣으면, 물질은 반죽 상태의 점조도를 갖게 된다. 90℃에서 30분 이내에 샘플의 일부가 경화되어 점성이 없는 중합체를 형성한다.
(2c) 플라스틱 접합체의 결합 및 재-분해
접합될 폭 25mm 및 두께 3mm의 폴리프로필렌 부품을 종래 기술로 플루오르화시킴으로써 전처리하고, 두께 약 0.2mm의 유도여기성 배합물층으로 코팅한 후, 두번째 부품을 그 위에 놓고, 90℃ 오븐에서 30분 동안 약한 압력(약 0.02N/mm2)으로써 경화시킨다. 이어서 STS의 M230 반도체 발생기로 여기시킴으로써 접합체의 분리를 수행한다. 이 발생기의 여기주파수는 300KHz이다. 내경이 3cm인 삼권선 코일을 결합접합체내 접착제의 유도여기에 사용한다. 접착면을 코일 중앙에 코일축에 수직으로 정렬한다. 1500W의 출력 및 25초의 작업시간을 사용하면, 발포제가 분해되어 결합접합체가 분해된다. 나노급 자철광 입자를 사용하지 않는 비교예에서는, 3000W의 출력으로 2분의 작업시간 동안에도 결합접합체를 분해할 수 없다.
실시예 3 내지 6에서 사용된 산화철-이산화규소 복합입자의 분석 데이타를 표 1에 명시한다. 이러한 입자의 제조는 DE 10140089.6에 기술되어 있다.
실시예 3, 4, 5 및 6의 산화철-이산화규소 복합입자의 분석 데이타
실시예 3,4,5 6
산화철(*) 중량％ 50 50
탄소 함량 ppm 70 10 미만
염화물 함량 ppm 368 635
포화자기화 Am2/㎏ 17 12.5
감마-Fe2O3 미소결정크기 nm 10.8 15.1
방해온도(약) K 100 n.d.
BET 표면적 m2/g 146 88
* Fe2O3로서 계산; n.d.= 미결정

실시예 3- 접착제와 유도여기성 발포제를 기재로 하는 유리 결합체의 분해
(3a) 화염 열분해에 의해 제조된 복합입자 및 결합제로부터 배합물의 제조
표 1에 명시된 성질을 갖는, 화염 열분해에 의해 제조된, 이산화규소와 산화철로 이루어진 나노급 복합입자 25g을 에탄올 100㎖에 현탁시키고, 옥시-비스(벤조술포히드라지드) 20g을 발포제로서 첨가한다. 이 혼합물을 60℃에서 5시간 동안 교반하면서 가열하고, 이어서 용매를 회전증발기에서 제거한다. 건조 배합물을 볼밀에서 3분 동안 분쇄한 후 체질한다. 공칭 입자크기가 63㎛ 미만인 분획을 추가의 시험에 사용한다.
(3b) 실시예(3a)에서 제조된 배합물을 접착제에 첨가하기 및 접착제 시험
습식경화 1액형 폴리우레탄 접착제인 디니트롤 푸르 501 FC(Dinitrol PUR 501 FC)(디놀 게엠베하(Dinol GmbH)) 300g을, 반죽 후크가 장착된 플라니막스(Planimax)(몰테니(Molteni)) 믹서에서, 발포제 및 유도여기성 나노충전제로 이루어진 실시예(3a)에 따라 제조된 배합물 10g으로 개질한다. 이 혼합물을 건조 대기중에서 설정상태 1(150rpm)에서 15분 동안 반죽한다.
이렇게 개질된 접착제를 사용하여, 샌드블라스팅되고(sand-blasted) 탈지된 알루미늄 시트와 두께 3mm의 플로트(float) 유리판 사이에 두꺼운 결합층을 형성한다. 중첩 길이는 25mm이고 접착제층 두께는 3mm이다. 25℃ 및 50％의 대기 상대습도에서 1주일 동안 경화시킨 후, 접합체를 유도여기에 의해 재-분리한다. STS의 M230 반도체 발생기로 여기시킴으로써 접합체의 분리를 수행한다. 이 발생기의 여 기주파수는 300KHz이다. 내경이 3cm인 삼권선 코일을 결합접합체내 접착제의 유도여기에 사용한다. 접착면을 코일 중앙에 코일축에 수직으로 정렬한다. 3000W의 출력 및 2분의 작업시간에서, 발포제의 발포에 의해 접착제가 파괴된다. 두 접합된 부품들을 서로 쉽게 분리할 수 있다.
실시예 4- 유도분해가능한 접착 하도제를 기재로 하는 분해가능한 결합접합체
발포제 및 유도여기성 나노충전제로 이루어진, 실시예(3a)에 따라 제조된 배합물 5g을 시카-프라이머 206G+P(Sika-Primer 206G+P)(시카 아게(Sika AG)) 접착 하도제 200g에 교반 첨가한다. 샌드블라스팅되고 탈지된 알루미늄 시트에, 이것이 다 덮어지도록, 하도제를 도포한다. 1시간의 통기 시간이 지난 후, 이렇게 전처리된 시트를 두께 3mm의 너도밤나무 합판층과 결합시킨다. 시카플렉스 254(Sikaflex 254)(시카 아게)를 접착제로서 두께 3mm로 도포하는데, 중첩 길이는 25mm이다. 이 접착제를 25℃ 및 50％의 대기 상대습도에서 1주일 동안 경화시킨다. 이어서 이 접합체를 유도여기에 의해 재-분리한다. STS의 M230 반도체 발생기를 사용하여 분리를 위한 접착체 여기를 수행한다. 이 발생기의 여기주파수는 300KHz이다. 내경이 3cm인 삼권선 코일을 결합접합체내 접착제의 유도여기에 사용한다. 접착면을 코일 중앙에 코일축에 수직으로 정렬한다.
3000W의 출력 및 2분의 작업시간에서, 발포제의 발포에 의해, 알루미늄면에 도포된 접착 하도제가 파괴된다. 접합체의 부품들을 서로 쉽게 분리할 수 있고, 접착제는 선택적으로 합판상에 남아있다.
실시예 5- 탄성접착제의 경화 및 접착성의 시험
탄성접착제 엘라스토솔 M83(Elastosol M83)(독일 함부르크 소재의 티볼리(Tivoli))는 폴리부타디엔을 기재로 하는 1액형 열경화성 금속 접착제이다. 통상적인 오븐에서의 경화와 본 발명에 따르는 유도경화를 비교한 것을 기준으로 할 때, 두 가지 유형의 경화에서 동일한 결합이 달성됨을 알 수 있을 것이다. 이와 관련해서 유도경화는 보다 빨리 일어난다.
표 1에 따르는 산화철-이산화규소 복합입자 25g을, 반죽 후크가 장착된 플라니막스 믹서(몰테니)를 사용하여, 접착제 엘라스토솔 M83 250g에 첨가한다. 반죽을 우선 150rpm에서 5분 동안 수행한 후, 450rpm(설정상태 3)에서 30분 동안 추가로 수행한다. 이어서 혼합물을 진공중에서 추가로 5분 동안 반죽하여 탈기시킨다(설정상태 3). 이렇게 얻어진 본 발명에 따르는 물질을 접착제 시험에 사용한다.
접착성을 검사하기 위해서, 인장/전단 샘플을 DIN EN 1465에 따라 제조하는데, 접합될 한 부품은 두께 1.15mm의 압연 알루미늄 시트 물질(AlMg0.4Si12)로 이루어지고, 접합될 또다른 부품은 두께 4mm의 유리섬유-강화 폴리프로필렌으로 이루어진다. 알루미늄을 분쇄하고 부탄온으로 탈지시킨다. 폴리프로필렌을, 작업기체로서 공기를 사용하여 저압 플라즈마에서 전처리한다.
접착제 샘플을 우선 본 발명에 따르는 개질된 접착제를 사용하여 제조하고 유도경화시킨다. 접착제를 STS의 M230 반도체 발생기로 여기시킴으로써 경화시킨다. 직경 8cm의 삼권선 수냉 플랫 코일을 결합접합체내 접착제의 유도여기에 사용한다. 코일을 접합된 폴리프로필렌 부품 위에 놓고 접착제를 1000W의 출력으로 10분의 작업시간 동안 경화시킨다. 샘플은 10.4±0.6MPa의 인장-전단 강도를 갖고 접착제는 응착 파절(cohesive fracture)된다.
비교를 위해, 인장/전단 샘플을 미개질 접착제로 제조한다. 이 경우 접착제를 제조사의 설명서에 따라 통상적인 방법으로 경화시킨다. 경화를 오븐에서 180℃에서 30분 동안 수행한다. 이 샘플의 인장-전단 강도는 10.1±0.4MPa이다.
실시예 6- 결합접합체의 선택적 분해를 위한 용융접착제의 개질
용융접착제인 B40166(하인리히 뷔흐넨 게엠베하(Heinrich Buehnen GmbH))를, 스크류 속도가 60rpm이고 모든 가열 대역에서 스크류 온도가 220℃인 브라벤더(Brabender) 이중 스크류 압출기에서, 표 1에 따르는 산화철-이산화규소 복합입자 7중량％로 개질한다. 용융접착제를 과립화하고, HB500 도포기로 두께 5mm의 너도밤나무 합판에 도포한다. 이 용융접착제 위에 또다른 너도밤나무 합판을 즉시 압착한다. 접합은 1분 이내에 견고해진다. 결합접합체의 분리를, STS의 M230 반도체 발생기 및 직경이 8cm인 삼권선 수냉 플랫 코일을 사용하여, 유도적으로 수행한다. 코일을 합판 위에 놓고 3000W의 출력을 반도체 발생기에서 조절한다. 60초의 작업시간이 지난 후, 두 합판들을 떼어놓을 수 있고, 다시 유도가열하면, 이들을 서로 재결합시킬 수 있다.

Claims (30)

  1. 에폭시드 수지, 폴리우레탄, 아크릴레이트, 페놀 수지, 폴리술파이드 및 멜라민 수지를 포함하는 군에서 선택된 중합체, 중합체 혼합물 또는 반응성 수지 뿐만 아니라, 강자성, 페리자성, 초상자성 또는 상자성인 충전제 입자와 이 충전제 입자에 화학결합된 가교제 단위를 포함하는 가교제 입자를 함유하고, 가교제 입자의 함량이 0.1 중량％ 내지 80 중량％이며, 전기장, 자기장, 전자기장, 교번 전기장, 교번 자기장 또는 교번 전자기장에 의해 가열될 수 있는, 열경화물 제조용 접착제 조성물.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 가교제 입자의 평균 주 입자크기가 2 내지 1000nm임을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 가교제 입자가 그의 표면에, 가교를 하는 작용기 0.00001mmole×m -2이상을 가짐을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 충전제 입자가 표면-개질됨을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 충전제 입자가 철, 철 합금 및 철-함유 금속 산화물로 이루어진 군에서 선택됨을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  7. 제 5 항에 있어서, 충전제 입자가 코어-셀(core-shell) 구조를 갖고, 졸-겔법 또는 나노급 산화철과 규산나트륨의 반응에 의해 제조됨을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  8. 제 5 항에 있어서, 충전제 입자가 화염 열분해에 의해 제조된 초상자성 산화철-이산화규소 복합입자임을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  9. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 가교제 단위가, 입체적 요구성(sterically demanding) 치환기를 갖는 아조기, 카르보네이트기 또는 에틸렌기인 열-불안정 기를 통해 충전제 입자에 결합됨을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  10. 삭제
  11. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 추가로 열-불안정 물질을 함유함을 특징으로 하는, 열경화물 제조용 접착제 조성물.
  12. 제 11 항에 있어서, 열-불안정 물질의 평균입자크기가 2nm 내지 100㎛임을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  13. 제 11 항에 있어서, 열-불안정 물질이 열의 작용에 의해 기체를 형성하는 발포제이고, 이 때 기체 형성 온도는 접착제 조성물의 가교가 개시되는 온도보다 높음을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  14. 제 13 항에 있어서, 발포제가 아조디카본아미드 및 술포히드라지드를 포함하는 군에서 선택됨을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 발포제 및 충전제 입자를 함유하며, 침전, 압축, 미세캡슐화, 또는 발포제 및 충전제 입자의 중합체와의 결합에 의해 제조된 집합성 입자를 포함함을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  16. 제 15 항에 있어서, 집합성 입자를 형성하기 위한 중합체가 발포 폴리스티렌임을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  17. 제 1 항 또는 제 3 항에 따르는 접착제 조성물을 포함하는 접착제.
  18. 제 1 항 또는 제 3 항에 따르는 접착제 조성물을, 전기장, 자기장, 전자기장, 교번 전기장, 교번 자기장 또는 교번 전자기장을 사용해 접착제 조성물의 가교가 개시되는 온도로 유도가열함을 특징으로 하는, 상기 접착제 조성물의 경화 방법.
  19. 제 1 항 또는 제 3 항에 따르는 접착제 조성물을 경화시킴으로써 얻을 수 있는 1개 이상의 접착제층을 포함하는 접착복합체.
  20. 제 19 항에 있어서, 1개 이상의 접착제층이 도료층 또는 하도제층임을 특징으로 하는 접착복합체.
  21. 제 19 항에 있어서, 접착접합체, 캐스트 구조부품, 밀봉된 구조부품 또는 중합체 라미네이트인 접착복합체.
  22. 제 1 항 또는 제 3 항에 따르는 접착제 조성물의 경화된 층을, 전기장, 자기장, 전자기장, 교번 전기장, 교번 자기장 또는 교번 전자기장을 사용해 최고 가교온도보다 높은 온도로 가열함을 특징으로 하는, 상기 접착제 조성물을 경화시킴으로써 얻을 수 있는 접착복합체의 열분해 방법.
  23. 제 9 항에 따르는 접착제 조성물의 경화된 층을, 전기장, 자기장, 전자기장, 교번 전기장, 교번 자기장 또는 교번 전자기장을 사용해 열-불안정 물질 및(또는) 열-불안정 기의 열-불안정 결합이 파괴되는 온도로 가열함을 특징으로 하는, 상기 접착제 조성물을 경화시킴으로써 얻을 수 있는 접착복합체의 열분해 방법.
  24. 제 22 항에 따르는 방법을 이용한 도료의 산세척 방법.
  25. 제 24 항에 있어서, 항공기 제조 및 조선에서의 방법.
  26. 제 1 항 또는 제 3 항에 따르는 접착제 조성물을 포함하는 도료.
  27. 제 1 항 또는 제 3 항에 따르는 접착제 조성물을 포함하는 밀봉제.
  28. 제 1 항 또는 제 3 항에 따르는 접착제 조성물을 포함하는 하도제(primer).
  29. 제 1 항 또는 제 3 항에 따르는 접착제 조성물을 포함하는 매트릭스 수지.
  30. 제 1 항 또는 제 3 항에 따르는 접착제 조성물을 포함하는 캐스팅 수지.
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