KR101916482B1 - 이음매없는 테일게이트 - Google Patents

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울리히 그로써
폴크하르트 크라우세
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코베스트로 도이칠란드 아게
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Abstract

본 발명은, 열가소성 물질로 구성된 연속 지지체를 갖는, 이음매없이 제조된 차량 부품, 특히 차량 플랩(flap)의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 차량 부품은 지지체의 일체형 구성요소 부분인 하나 이상의 투명 영역을 갖는다.

Description

이음매없는 테일게이트 {SEAMLESS TAILGATE}
본 발명은, 열가소성 플라스틱 물질로 제조된 연속 지지체를 갖는, 이음매없이 제작된 차량 부품, 특히 차량 플랩(flap)의 제조 방법에 관한 것이며, 상기 차량 부품은 상기 지지체의 일체형 부분인 하나 이상의 투명 영역을 갖는다.
차량 구성에서 차체의 중량을 감소시키기 위해서, 유리 재질의 판유리(pane)를 예를 들어, 투명 플라스틱 시트로 대체한다. 또한, 많은 외부 차량 부품, 예컨대 범퍼 및 보호용 엣지는 오랫동안 이미 플라스틱 물질로 제작되어 왔다.
차량 부품에 관해서, 다양한 기능성 요소들을 상기 부품 내로 일체화시키지만 상기 부품의 구조를, 이러한 부품이 단일 지지체 물질을 기초로 일체형으로 제작될 수 있도록 구성시키는 것에 큰 관심이 집중되고 있다.
특히 큰 표면적을 갖는 부품은, 이러한 부품에 가해지는 기계적 요건을 견딜 수 있도록 충분한 강성을 지녀야 한다. 그러나, 동시에 상기 부품은 그 자신의 중량이 가능한 한 작도록 설계되어야 한다.
또한, 특히 구성에 사용된 물질의 시각적인 외관에서 고가인 차량에 대한 차량 구성에서는 의욕적인 요구가 가해지고 있다. 부품 표면에서 시각적인 결함 또는 불균일성은 이러한 측면에서 허용되지 않는다.
또한, 차량 부품의 점점 더 복잡해지는 구성 때문에, 이러한 부품이 가능한한 적은 단계로 제조될 수 있게 하는 효율적인 제작 방법이 더욱 더 요구되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 높은 강성 및 작은 중량을 가지며 하나 이상의 일체화된 투명 영역 및 하나 이상의 일체화된 기능성 요소를 갖는 이음매없이 제작된 차량 부품을 제공하는 것이며, 여기서 상기 부품의 전체 표면은 연속적이며 이음매가 없고 우수한 광학 품질을 갖는다.
본 발명의 추가의 목적은, 기능성 요소의 일체화를 포함하는 모든 제작 단계가 하나의 주형 내에서 수행되고 기능성 요소의 후속적인 부착 및 밀봉이 필요하지 않은, 본 발명에 따른 차량 부품의 제조 방법을 제공하는 것이다.
놀랍게도, 상기 언급된 과제는 열가소성 플라스틱 물질로 제조된 지지체를 기초로 한 복합체 시스템에 의해 성취될 수 있었다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 상기 지지체는 일체형이며 이음매가 없다.
상기 지지체는 3 내지 7 mm, 바람직하게는 4 내지 6 mm, 특히 바람직하게는 4.5 내지 5.5 mm의 두께를 갖는다. 상기 지지체의 두께는 전체 부품에 걸쳐 10% 이하, 바람직하게는 5% 이하로 가변적이다.
본 발명의 범주 내에서 "이음매없는"은, 상기 부품의 외부 표면이 0.20 mm 초과, 보다 바람직하게는 0.15 mm 초과 및 특히 바람직하게는 0.10 mm 초과의 깊이를 갖는 임의의 이음매 또는 접합부를 갖지 않음을 의미한다. 또한, 상기 이음매 또는 접합부는 바람직하게는 0.20 mm 이하, 보다 바람직하게는 0.15 mm 이하 및 특히 바람직하게는 0.10 mm 이하의 폭을 갖는다.
상기 지지체는 바람직하게는 투명하고 완전히 평평하거나 다양한 정도로 곡선화될 수 있는 열가소성 플라스틱 물질로 이루어진다. 또한, 상기 평평한 형태 및 곡선화된 형태 둘 모두에서, 상기 지지체는 또한 추가로 구조화되고/되거나 형상화될 수 있다.
상기 지지체는 또한 360,000 ㎟ 이상의 외부 표면적을 갖는다. 바람직하게는, 상기 지지체는 360,000 ㎟ 내지 3,600,000 ㎟, 보다 바람직하게는 360,000 ㎟ 내지 3,300,000 ㎟, 보다 바람직하게는 810,000 ㎟ 내지 3,000,000 ㎟, 및 특히 바람직하게는 810,000 ㎟ 내지 2,500,000 ㎟의 표면적을 갖는다.
대안적인 실시양태에서, 상기 지지체의 일부는 투명 플라스틱 물질로 이루어지는 한편, 나머지 부분은 직접적으로 일체형으로 성형된 불투명 플라스틱 물질로 이루어지는데, 이때 성형 접합부는 이음매 및 접합부에 관해 상기 언급된 요건을 충족한다. 바람직하게는, 상기 투명 부분은 폴리카르보네이트로 이루어지고, 상기 불투명 부분은 바람직하게는 아크릴로니트릴 부타디엔 또는 폴리에스테르(예를 들어, PET, PBT)와의 폴리카르보네이트 블렌드로 이루어진다. 상기 물질의 접합부는 바람직하게는, 생성되는 임의의 비평탄한 영역이 감춰지도록 엣지 영역에 위치한다.
본 발명의 범주 내에서의 "투명한"은, 플라스틱 물질이 6% 이상, 보다 바람직하게는 12% 이상, 및 특히 바람직하게는 23% 이상의 광 투과율 (ASTM 1003 또는 ISO 13468에 따라 측정하고; %로 표시되며 빛 타입은 D65/10°임)을 가짐을 의미한다. 또한, 헤이즈는 바람직하게는 3% 미만, 보다 바람직하게는 2.5% 미만, 및 특히 바람직하게는 2.0% 미만이다.
본 발명에 따른 차량 부품의 지지체 제조에 사용될 수 있는 열가소성 플라스틱 물질은, 폴리카르보네이트, 코폴리카르보네이트, 폴리에스테르 카르보네이트, 폴리스티렌, 스티렌 공중합체, 방향족 폴리에스테르, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), PET-시클로헥산디메탄올 공중합체(PETG), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리아미드, 시클릭 폴리올레핀, 폴리- 또는 폴리- 또는 코폴리-아크릴레이트 및 폴리- 또는 코폴리-메타크릴레이트, 예컨대 폴리- 또는 코폴리-메틸 메타크릴레이트(예컨대 PMMA) 및 또한 스티렌과의 공중합체, 예컨대 투명 폴리스티렌 아크릴로니트릴(PSAN), 열가소성 폴리우레탄, 시클릭 올레핀 기재의 중합체(예를 들어, 티코나(Ticona)의 상업적 제품인 토파스(TOPAS)®), 보다 바람직하게는 폴리카르보네이트, 코폴리카르보네이트, 폴리에스테르 카르보네이트, 방향족 폴리에스테르 또는 폴리메틸 메타크릴레이트, 또는 언급된 성분들의 혼합물, 및 특히 바람직하게는 폴리카르보네이트 및 코폴리카르보네이트이다.
특히 열가소성 중합체가 서로와 혼합되어 투명 혼합물을 생성시키는 경우 이러한 열가소성 중합체의 복수개의 혼합물이 또한 가능하며, 특정 실시양태에서 PMMA(보다 바람직하게는 2 중량% 미만의 PMMA) 또는 폴리에스테르와 폴리카르보네이트의 혼합물이 바람직하다.
이러한 측면에서 추가의 특정 실시양태는 폴리카르보네이트와 PMMA의 혼합물을 2.0 중량% 미만, 바람직하게는 1.0 중량% 미만, 보다 바람직하게는 0.5 중량% 미만의 양으로 포함하는데, 이때 폴리카르보네이트의 양을 기준으로 0.01 중량% 이상의 PMMA가 존재하고, 상기 PMMA는 바람직하게는 40,000 g/mol 미만의 몰 중량을 갖는다. 특히 바람직한 실시양태에서, PMMA의 양은 폴리카르보네이트의 양을 기준으로 0.2 중량% 및 특히 바람직하게는 0.1 중량%이고, 상기 PMMA는 바람직하게는 40,000 g/mol 미만의 몰 중량을 갖는다.
대안적인 추가의 특정 실시양태는 PMMA와 폴리카르보네이트의 혼합물을 2 중량% 미만, 바람직하게는 1 중량% 미만, 보다 바람직하게는 0.5 중량% 미만의 양으로 포함하는데, 이때 PMMA의 양을 기준으로 0.01 중량% 이상의 폴리카르보네이트가 존재한다.
특히 바람직한 실시양태에서, 폴리카르보네이트의 양은 PMMA의 양을 기준으로 0.2 중량% 및 특히 바람직하게는 0.1 중량%이다.
본 발명에 따른 플라스틱 조성물의 제조에 적합한 폴리카르보네이트는 모든 공지된 폴리카르보네이트이다. 이들은 호모폴리카르보네이트, 코폴리카르보네이트 및 열가소성 폴리에스테르 카르보네이트이다.
폴리카르보네이트의 제조는 바람직하게는 계면 공정 또는 용융 에스테르교환 공정에 의해 실시되는데, 상기 공정들은 문헌에 다양하게 기재되어 있다.
상기 계면 공정에 대해서는, 예를 들어 문헌 [H. Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates", Polymer Reviews, Vol. 9, Interscience Publishers, New York 1964 p. 33 ff, to Polymer Reviews, Vol. 10, "Condensation Polymers by Interfacial and Solution Methods", Paul W. Morgan, Interscience Publishers, New York 1965, Chap. VIII, p. 325, to Dres. U. Grigo, K. Kircher and P.R. Mueller "Polycarbonate" in Becker/Braun, Kunststoff-Handbuch, Vol. 3/1, Polycarbonate, Polyacetale, Polyester, Celluloseester, Carl Hanser Verlag Munich, Vienna 1992, p. 118-145], 및 또한 EP 0 517 044 A1를 참고한다.
상기 용융 에스테르교환 공정은 예를 들어, 문헌 [the Encyclopedia of Polymer Science, Vol. 10 (1969), Chemistry and Physics of Polycarbonates, Polymer Reviews, H. Schnell, Vol. 9, John Wiley and Sons, Inc. (1964)], 및 또한 특허 명세서 DE-B 10 31 512 및 US-B 6 228 973에 기재되어 있다.
폴리카르보네이트는 바람직하게는 비스페놀 화합물과, 카르본산 유도체, 특히 포스겐, 또는 에스테르교환 공정의 경우에는 디페닐 카르보네이트 또는 디메틸 카르보네이트의 반응에 의해 제조된다.
비스페놀 A 기재의 호모폴리카르보네이트, 및 단량체 비스페놀 A 및 1,1-비스-(4-히드록시페닐)-3,3,5-트리메틸시클로헥산 기재의 코폴리카르보네이트가 특히 바람직하다.
폴리카르보네이트 합성에 사용될 수 있는 이러한 및 추가의 비스페놀 또는 디올 화합물은, 특히 WO 2008037364 A1(p. 7, l. 21 내지 p. 10, l. 5), EP 1 582 549 A1([0018] 내지 [0034]), WO 2002026862 A1(p. 2, l. 20 내지 p. 5, l. 14), WO 2005113639 A1(p. 2, l. 1 내지 p. 7, l. 20)에 개시되어 있다.
폴리카르보네이트는 선형 또는 분지형일 수 있다. 분지형 및 선형 폴리카르보네이트의 혼합물이 또한 사용될 수 있다.
폴리카르보네이트에 대한 적합한 분지화제는 문헌에 공지되어 있고, 예를 들어 특허 명세서 US-B 4 185 009 및 DE 25 00 092 A1(본 발명에 따른 3,3-비스-(4-히드록시아릴-옥스인돌, 각각의 경우에 전체 문서를 참고), DE 42 40 313 A1(p. 3, l. 33 내지 55 참고), DE 19 943 642 A1(p. 5, l. 25 내지 34 참고) 및 US-B 5 367 044, 및 또한 그 내부에서 인용된 문헌들에 기재되어 있다.
또한, 사용되는 폴리카르보네이트는 또한 내재적으로 분지될 수 있고, 이 경우 분지화제가 폴리카르보네이트 제조의 맥락에서는 첨가되지 않는다. 내재적 분지의 한 예는 소위 프라이스(Fries) 구조인데, 이는 EP 1 506 249 A1에서 용융 폴리카르보네이트에 대해 개시되어 있다.
사슬 종결제가 또한 폴리카르보네이트의 제조에서 사용될 수 있다. 사슬 종결제로 바람직하게는 페놀류, 예컨대 페놀, 알킬페놀류, 예컨대 크레졸 및 4-tert-부틸페놀, 클로로페놀, 브로모페놀, 쿠밀페놀 또는 그의 혼합물이 사용된다.
폴리카르보네이트는, EP-A 0 839 623, WO-A 96/15102, EP-A 0 500 496 또는 문헌 ["Plastics Additives Handbook", Hans Zweifel, 5th Edition 2000, Hanser Verlag, Munich]에 기재된 통상적인 중합체 첨가제, 예컨대 난연제, 광학 증백제, 흐름 개선제, 유기 또는 무기 착색제, 열 안정화제, 무기 안료, 이형제 또는 가공 보조제를 추가로 포함할 수 있다.
UV 흡수제 또는 IR 흡수제가 또한 존재할 수 있다. 적합한 UV 흡수제는 예를 들어, EP 1 308 084 A1, DE 102007011069 A1 및 DE 10311063 A1에 기재되어 있다.
적합한 IR 흡수제는 예를 들어, EP 1 559 743 A1, EP 1 865 027 A1, DE 10022037 A1, DE 10006208 A1 및 이탈리아 특허 출원서 RM2010A000225, RM2010A000227 및 RM2010A000228에 개시되어 있다.
상기 인용된 문헌에서 언급된 IR 흡수제 중에서, 보라이드 및 텅스테이트 기재의 IR 흡수제가 바람직하며, 또한 ITO 및 ATO, 및 그의 조합물 기재의 흡수제가 바람직하다.
본 발명의 특히 바람직한 실시양태에서, 차량 부품의 지지체에 대한 열가소성 플라스틱 물질은, 폴리카르보네이트 보정을 사용하는 겔 투과 크로마토그래피로 측정된 22,000 내지 30,000, 보다 바람직하게는 24,000 내지 28,000, 및 특히 바람직하게는 25,000 내지 27,000의 분자량 Mw를 갖는 폴리카르보네이트이다.
지지체의 제조에 사용된 폴리카르보네이트의 유동성은 사출 압축 성형 공정에서 600 mm 내지 1200 mm, 바람직하게는 800 mm 내지 1100 mm, 특히 바람직하게는 900 mm 내지 1000 mm의 유동 경로를 얻기에 또한 충분하고, 용융 온도는 바람직하게는 280℃ 내지 320℃, 보다 바람직하게는 300℃ 내지 310℃이고, 주형 온도는 바람직하게는 60℃ 내지 110℃, 보다 바람직하게는 80℃ 내지 100℃이고, 충전 압력은 50 bar 내지 1000 bar, 보다 바람직하게는 80 bar 내지 750 bar, 특히 바람직하게는 100 bar 내지 500 bar이고, 압축 갭은 0.5 mm 내지 10 mm, 바람직하게는 2 mm 내지 7 mm, 특히 바람직하게는 5 mm 내지 6 mm이다.
이하에서 본 발명에 따른 차량 부품의 베이스 층(I)으로도 지칭되는, 열가소성 플라스틱 물질의 지지체를 포함하는 본 발명에 따른 차량 부품은, 다층 복합체의 범주 내에서 추가의 층을 또한 포함할 수 있다.
모든 층이 직접적으로 또는 간접적으로 결합되어 있는 지지체, 및 또한 일체화된 기능성 요소들이 본 발명에 따른 차량 부품을 형성한다.
하기 기능성 요소들이 본 발명에 따른 차량 부품과 함께 일체형으로 성형되고/되거나 상기 차량 부품 중에서 일체화될 수 있다:
ㆍ 힌지,
ㆍ 가열 요소,
ㆍ 안테나,
ㆍ 닫힘 기능부(closing functionality),
ㆍ 예를 들어, 후미등, 지시기, 제동등, 등록판등(registration plate light) 및 하이 레벨 제동등에 대한 램프 하우징/홀더,
ㆍ 윈드스크린 와이퍼 (및 윈드스크린 와이퍼 모터) 홀더,
ㆍ 등록판 리세스,
ㆍ 스포일러,
ㆍ 스타일링 라인(styling line),
ㆍ 물 관리 (스프레이 및 빗물의 편향)용 구조 요소,
ㆍ 외부 또는 내부 번호판 홀더, 및
ㆍ 태양광 모듈.
하기 층 중 하나 이상이 또한, 지지체의 한 면 또는 지지체의 양 면 상에 상이한 순서로 상기 지지체에 적용될 수 있다. 여기에는,
ㆍ (II) 특히 차량 부품의 투명 조망 영역(viewing area) 상의, 내스크래치성 증가 층;
ㆍ (III) 예를 들어 UV 흡수제 및/또는 IR 흡수제를 포함하는, 기후 효과에 대한 보호 층으로, 상기 층은 또한 IR 및 UV 복사선(750 nm 내지 2500 nm의 IR 복사선, 400 nm 내지 180 nm의 UV 복사선)에 대한 반사 층을 또한 포함함;
ㆍ (IV) 착색제 및/또는 안료를 포함하는 착색 층;
ㆍ (V) 흑색 엣지(black edge), 강화용 프레임 요소 형성 층. 이 층은 상기 언급된 열가소성 플라스틱 물질 또는 그의 혼합물로부터 제조될 수 있고, 바람직하게는 투명하지 않음;
ㆍ (VI) 기계적 강화 요소;
ㆍ (VII) 기능성 층, 예컨대 김서림방지 및 반사방지 층, 및 또한 투명성 제어 층(전기변색, 굴열성, 열변색);
ㆍ (VIII) 댐핑 및 절연 층.
내스크래치성 증가 층(II):
본 발명의 취지 내에서 내스크래치성 코팅을 제조하기 위한 다양한 방법이 공지되어 있다. 예를 들어, 에폭시-, 아크릴-, 폴리실록산-, 콜로이드-실리카 겔- 또는 무기/유기- (하이브리드 시스템) 기재의 래커(lacquer)가 사용될 수 있다. 이러한 시스템은 예를 들어, 침지 공정, 스핀 코팅, 분무 공정 또는 플러드 코팅(flood coating)에 의해 적용될 수 있다. 경화는 열적으로 또는 UV 복사선에 의해 일어날 수 있다. 특정 실시양태에서, 내스크래치성 층은 인라인 공정(직접 코팅/직접 스키닝(skinning))으로 지지체에 직접 적용된다.
단일 층 또는 다중 층 시스템이 사용될 수 있다. 내스크래치성 코팅은 예를 들어, 직접적으로 또는 기판 표면을 프라이머(primer)를 사용하여 준비시킨 후에 적용될 수 있다. 내스크래치성 코팅은 또한 예를 들어, SiO2 플라즈마를 통한 플라즈마 보조된 중합 공정에 의해 적용될 수 있다.
내스크래치성 코팅을 생성되는 성형 물품에 적용하기 위해서는, 특정의 사출 성형 공정, 예컨대 표면 처리된 필름의 역 사출 성형을 사용하는 것이 또한 가능하다.
다양한 첨가제, 예컨대 예를 들어 트리아졸 또는 트리아진으로부터 유래한 UV 흡수제가 내스크래치성 층 중에 존재할 수 있다. 유기 또는 무기 성질의 IR 흡수제가 또한 존재할 수 있다. 상기 첨가제는 내스크래치성 래커 자체에 또는 프라이머 층 중에 존재할 수 있다. 내스크래치성 층의 두께는 1 내지 20 ㎛, 바람직하게는 2 내지 15 ㎛이다. 1 ㎛ 미만에서는, 상기 내스크래치성 층의 내구성이 만족스럽지 못하다. 20 ㎛를 초과하면, 래커 중에서 크랙이 더욱 빈번하게 발생한다. 본 발명에서 설명되는 본 발명에 따른 베이스 물질에는 바람직하게는, 바람직한 사용 분야가 창문 또는 자동차 글레이징(glazing) 분야이기 때문에, 사출 성형된 물품이 완성된 후에 상술된 내스크래치성 및/또는 반사방지성 코팅이 제공된다.
폴리카르보네이트에 대해서는, 내스크래치성 래커의 접착성을 개선시키기 위해서 UV 흡수제를 포함하는 프라이머가 바람직하게 사용된다. 상기 프라이머는 예를 들어 HALS 시스템(입체 장애 아민 기재의 안정화제)과 같은 안정화제, 접착 촉진제, 흐름 보조제와 같은 추가 안정화제를 또한 포함할 수 있다.
해당 수지는 다수의 물질로부터 선택될 수 있고, 이는 예를 들어, 문헌 [Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Edition, Vol. A18, pp. 368-426, VCH, Weinheim 1991]에 기재되어 있다. 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄, 페놀 기재, 멜라닌 기재, 에폭시 및 알키드 시스템 또는 상기 시스템의 혼합물이 사용될 수 있다. 상기 수지는 대부분의 경우에 적합한 용매 - 빈번하게는 알콜 중에 용해된다.
선택된 수지에 따라 다르나, 실온 또는 고온에서 경화가 일어날 수 있다. 50℃ 내지 130℃의 온도가 바람직하게 사용된다 - 빈번하게 다량의 용매는 실온에서 간단히 제거되었다. 상업적으로 입수가능한 시스템은 예를 들어, 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈(Momentive Performance Materials)로부터의 SHP470, SHP470FT-2050 및 SHP401이다. 상기 코팅은 예를 들어, US 6350512 B1, US 5869185, WO 2006/108520 및 EP 1308084에 기재되어 있다.
내스크래치성 래커(경질-코트)는 바람직하게는 실록산으로 구성되며, 바람직하게는 UV 흡수제를 포함한다. 상기 래커는 바람직하게는 침지 또는 흐름(flow) 공정에 의해 적용된다. 경화는 50℃ 내지 130℃의 온도에서 실시된다. 상업적으로 입수가능한 시스템은 예를 들어, 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈로부터의 AS4000, SHC5020 및 AS4700이다. 상기 시스템은 예를 들어, US 5041313, DE 3121385, US 5391795, WO 2008/109072에 기재되어 있다. 상기 물질들의 합성은 대부분의 경우에 산 또는 염기 촉매화를 사용한 알콕시- 및/또는 알킬알콕시-실란의 축합에 의해 일어난다. 나노입자가 임의적으로 혼입될 수 있다. 바람직한 용매는 알콜, 예컨대 부탄올, 이소프로판올, 메탄올, 에탄올 및 그의 혼합물이다.
프라이머/내스크래치성 코팅 조합물 대신에, 한 성분 하이브리드 시스템이 사용될 수 있다. 이들은 예를 들어, EP 0570165 또는 WO 2008/071363 또는 DE 2804283에 기재되어 있다. 상업적으로 입수가능한 하이브리드 시스템은 예를 들어, 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈로부터 명칭 PHC587 또는 UVHC 3000으로 얻을 수 있다.
특히 바람직한 공정에서, 래커의 적용은 플러드 공정에 의해 실시되는데, 이 공정에 의해 높은 광학 품질의 코팅된 부분이 얻어지기 때문이다.
플러드 공정은 호스 또는 적합한 코팅 헤드를 사용하여 수동적으로, 또는 플러드 래커링 로봇 및 임의적으로는 슬롯 노즐에 의한 연속 공정으로 자동적으로 실시될 수 있다.
부품들은, 상응하는 제품 홀더 중에 매달리거나 장착된 상태에서 코팅될 수 있다.
더욱 크고/크거나 3D 부품의 경우에, 코팅시킬 부분은 적합한 제품 홀더 중에 매달려 있거나 그 중에 위치한다.
작은 부분의 경우에, 코팅은 또한 손으로 실시될 수 있다. 그 경우에, 시트 상의 래커의 출발점을 동시에 시트 폭 위에서 좌측에서 우측으로 안내하면서, 코팅에 사용되는 액체 프라이머 또는 래커 용액을 상기 작은 부분의 상부 엣지로부터 시작하여 길이 방향으로 시트 위로 붓는다. 래커칠된 시트를 클램프로부터 수직으로 매달고 용매를 증발시키고 제조업자의 지시에 따라 경화를 실시한다.
기후 효과에 대한 보호 층(III):
층(III)은 바람직하게는 열가소성 플라스틱 물질을 기재로 하는데, 여기서 지지체(I)의 제조를 위해 또한 사용되는 열가소성 플라스틱 물질이 바람직하게 사용된다. 폴리카르보네이트 및 폴리- 또는 코폴리-메타크릴레이트, 예컨대 폴리- 또는 코폴리-메틸 메타크릴레이트(예컨대 PMMA)가 특히 바람직하다. (III)의 제조를 위해 사용된 열가소성 플라스틱 물질에는 또한, 특히 180 nm 내지 400 nm의 범위 및/또는 750 nm 내지 2500 nm 범위의 복사선에 대한 이들의 내성을 현저하게 증가시키는 첨가제가 제공된다.
그러한 목적을 위해 UV 흡수제(예를 들어, EP 1 308 084 A1, DE 102007011069 A1 또는 DE 10311063 A1 참고) 및/또는 IR 흡수제(예를 들어, EP 1 559 743 A1, EP 1 865 027 A1, DE 10022037 A1, DE 10006208 A1 및 이탈리아 특허 출원서 RM2010A000225, RM2010A000227 및 RM2010A000228 참고)가 사용된다.
EP-A 0 839 623, WO-A 96/15102, EP-A 0 500 496 또는 문헌 ["Plastics Additives Handbook", Hans Zweifel, 5th Edition 2000, Hanser Verlag, Munich]에 기재된 추가의 통상적인 중합체 첨가제, 예컨대 광학 증백제, 흐름 개선제, 열 안정화제, 이형제 또는 가공 보조제가 또한 존재할 수 있다.
기후 효과에 대한 보호 층(III)은, 베이스 층 및 임의적인 최상부 층/최상부 층들을 포함하는 다층 시스템의 제조에 대해 통상적인 공정으로 제조될 수 있다. 그러한 공정에는 (공)압출, 직접적인 스키닝, 직접 코팅, 삽입 성형, 필름 역 사출 성형, 또는 당업자에게 공지된 다른 적합한 공정이 포함된다.
사출 성형 공정은 당업자에게 공지되어 있고, 이는 예를 들어 문헌 ["Handbuch Spritzgiessen", Friedrich Johannaber/Walter Michaeli, Munich; Vienna: Hanser, 2001, ISBN 3-446-15632-1 or "Anleitung zum Bau von Spritzgiesswerkzeugen", Menges/Michaeli/Mohren, Munich; Vienna: Hanser, 1999, ISBN 3-446-21258-2]에 기재되어 있다.
압출 공정은 당업자에게 공지되어 있고, 예를 들어 공압출에 대해서는 특히 EP-A 0 110 221, EP-A 0 110 238 및 EP-A 0 716 919에 기재되어 있다. 어댑터(adapter) 및 다이(die) 공정에 대한 상세사항에 대해서는, 문헌 [Johannaber/Ast: "Kunststoff-Maschinenfuhrer", Hanser Verlag, 2000 and Gesellschaft Kunststofftechnik: "Coextrudierte Folien und Platten: Zukunftsperspektiven, Anforderungen, Anlagen und Herstellung, Qualitatssicherung", VDI-Verlag, 1990]을 참고하기 바란다.
흑색 엣지 또는 강화용 프레임 요소(V)를 제조하기 위한 물질로는, 충전제 또는 강화 물질을 포함하는 열가소성 플라스틱 물질, 특히 그와 함께 제공된 플라스틱 블렌드가 사용될 수 있다. 이러한 측면에서 폴리카르보네이트 및 하나 이상의 추가의 열가소성 플라스틱 물질을 포함하는 블렌드가 바람직하다.
사용되는 충전제 및 강화 물질은 섬유, 작은 판(platelet), 튜브, 막대 또는 비드 형태, 즉 구체 또는 미립자일 수 있다. 본 발명의 범주 내에서 적합한 충전제 및 강화 물질에는 예를 들어, 활석, 규회석, 운모, 카올린, 키젤거(kieselguhr), 황산칼슘, 탄산칼슘, 황산바륨, 유리 섬유, 유리 비드 또는 세라믹 비드, 중공 유리 비드 또는 중공 세라믹 비드, 글라스울(glass wool) 또는 미네랄울(mineral wool), 탄소 섬유 또는 탄소 나노튜브가 포함된다. 바람직한 충전제는 조성물의 등방성 수축 특성을 가져오는 충전제이다.
본 발명의 맥락에서, 활석 및 짧은 유리 섬유를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
유리 비드 또는 세라믹 비드 또는 중공 유리 비드 또는 중공 세라믹 비드는 표면의 내스크래치성을 증가시킬 수 있다.
조성물(V)에서, 충전제 및 강화 물질의 함량은 5 중량% 내지 40 중량%, 바람직하게는 7 중량% 내지 30 중량%, 보다 바람직하게는 8 중량% 내지 25 중량%이며, 중량 백분율은 (V)의 총 조성물을 기준으로 한 것이다.
(V)를 제조하는데 사용된 물질은, EP-A 0 839 623, WO-A 96/15102, EP A 0 500 496 또는 문헌 ["Plastics Additives Handbook", Hans Zweifel, 5th Edition 2000, Hanser Verlag, Munich]에 기재된 통상적인 중합체 첨가제를 또한 임의적으로 포함할 수 있다.
여기에는 특히, 유기 및/또는 무기 착색제 또는 안료, UV 흡수제, IR 흡수제, 이형제, 열 안정화제 또는 가공 안정화제가 포함된다.
본 발명의 특정 실시양태에서, 플라스틱 물질 블렌드는 하나 이상의 폴리카르보네이트 및 하나 이상의 폴리에스테르를 포함하는 블렌드이고, 상기 폴리에스테르는 바람직하게는 폴리알킬렌 테레프탈레이트, 보다 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)이다. 폴리에스테르로는 PET가 특히 바람직하다.
폴리카르보네이트/폴리에스테르 블렌드 내 폴리카르보네이트의 양은, 각각의 경우에 전체 조성물(V)를 기준으로 10 중량% 내지 90 중량%, 바람직하게는 30 중량% 내지 80 중량%, 보다 바람직하게는 35 중량% 내지 70 중량%, 특히 바람직하게는 40 중량% 내지 65 중량%이다.
폴리카르보네이트/폴리에스테르 블렌드 내 폴리에스테르의 양은, 각각의 경우에 전체 조성물(V)를 기준으로 60 중량% 내지 5 중량%, 바람직하게는 50 중량% 내지 10 중량%, 보다 바람직하게는 35 중량% 내지 10 중량%, 특히 바람직하게는 25 중량% 내지 15 중량%이다.
조성물(V)은 임의적으로 또한, 0 중량% 내지 25 중량%, 바람직하게는 3 중량% 내지 20 중량%, 보다 바람직하게는 6 중량% 내지 20 중량%, 및 특히 바람직하게는 8 중량% 내지 18 중량%의 양으로 존재할 수 있는 엘라스토머 개질제를 포함할 수 있다. 여기서도, 중량 백분율은 (V)의 총 조성물을 기준으로 한다.
본 발명의 대안적인 특정 실시양태에서, 플라스틱 물질 블렌드는 플라스틱 물질 A) 및 B), 및 임의적으로 C) 고무 비함유 비닐 단독중합체 및/또는 고무 비함유 비닐 공중합체를 포함하는 조성물이며, 여기서
A)는, 10 내지 100 중량부, 바람직하게는 60 내지 95 중량부, 특히 바람직하게는 75 내지 95 중량부, 특히 85 내지 95 중량부(성분 A) 및 B)의 합을 기준으로)의, 방향족 폴리카르보네이트, 방향족 폴리에스테르 카르보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트 (공)중합체 및 폴리스티렌 (공)중합체로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 성분이고;
B)는 0 내지 90 중량부, 바람직하게는 5 내지 40 중량부, 특히 바람직하게는 5 내지 25 중량부, 특히 5 내지 15 중량부(성분 A) 및 B)의 합을 기준으로)의 하나 이상의 그라프트 중합체이다. 상기 그라프트 중합체는 바람직하게는 에멀젼 중합 공정, 현탁 공정, 질량 중합 공정 또는 용액 공정에 의해 제조되며,
상기 성분 A 및 B의 중량 기준 양의 합은 100이다.
성분 B는 바람직하게는,
B.1.2) 95 내지 5 중량%, 바람직하게는 70 내지 10 중량%의 하나 이상의 그라프트 베이스 상의,
B.1.1) 5 내지 95 중량%, 바람직하게는 30 내지 90 중량%의 하나 이상의 비닐 단량체의, 하나 이상의 그라프트 중합체를 포함한다.
상기 그라프트 베이스의 유리 전이 온도는 바람직하게는 10℃ 미만, 바람직하게는 0℃ 미만, 특히 바람직하게는 -20℃ 미만이다.
그라프트 베이스 B.1.2는 일반적으로 0.05 내지 10 ㎛, 바람직하게는 0.1 내지 5 ㎛, 특히 바람직하게는 0.15 내지 1 ㎛의 평균 입도(d50 값)를 갖는다.
단량체 B.1.1은 바람직하게는,
B.1.1.1) 50 내지 99 중량부의, 비닐 방향족 화합물 및/또는 고리 상에서 치환된 비닐 방향족 화합물(예컨대, 스티렌, α-메틸스티렌, p-메틸스티렌, p-클로로스티렌) 및/또는 메타크릴산(C1-C8)-알킬 에스테르(예컨대, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트), 및
B.1.1.2) 1 내지 50 중량부의 비닐 시아나이드(불포화 니트릴, 예컨대 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴) 및/또는 (메트)아크릴산 (C1-C8)-알킬 에스테르, 예컨대 메틸 메타크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, tert-부틸 아크릴레이트, 및/또는 불포화 카르복실산의 유도체(예컨대, 무수물 및 이미드), 예를 들어 말레산 무수물 및 N-페닐말레이미드의 혼합물이다.
바람직한 단량체 B.1.1.1은 단량체 스티렌, α-메틸스티렌 및 메틸 메타크릴레이트 중 하나 이상으로부터 선택되고; 바람직한 단량체 B.1.1.2는 단량체 아크릴로니트릴, 말레산 무수물 및 메틸 메타크릴레이트 중 하나 이상으로부터 선택된다. 특히 바람직한 단량체는 B.1.1.1 스티렌 및 B.1.1.2 아크릴로니트릴이다.
그라프트 중합체 B.1에 대해 적합한 그라프트 베이스 B.1.2는 예를 들어, 디엔 고무, EP(D)M 고무, 즉 에틸렌/프로필렌 기재 고무 및 임의적으로는 디엔, 아크릴레이트, 폴리우레탄, 실리콘, 클로로프렌 및 에틸렌/비닐 아세테이트 고무, 및 또한 실리콘/아크릴레이트 복합 고무이다.
바람직한 그라프트 베이스 B.1.2는 예를 들어, 부타디엔 및 이소프렌 기재의 디엔 고무, 또는 디엔 고무의 혼합물 또는 디엔 고무의 공중합체 또는 그와 추가의 공중합가능한 단량체(예를 들어, B.1.1.1 및 B.1.1.2에 따른)와의 혼합물이며, 단 성분 B.2의 유리 전이 온도는 10℃ 미만, 바람직하게는 0℃ 미만, 특히 바람직하게는 -20℃ 미만이다. 순수 폴리부타디엔 고무가 특히 바람직하다.
특히 바람직한 중합체 B.1은 예를 들어, DE-OS 2 035 390(= US-PS 3 644 574)에 또는 DE-OS 2 248 242(= GB-PS 1 409 275)에, 또는 문헌 [Ullmanns, Enzyklopaedie der Technischen Chemie, Vol. 19 (1980), p. 280 ff]에 기재된, 예를 들어, ABS 중합체(에멀젼, 질량 및 현탁 ABS)이다. 그라프트 베이스 B.1.2의 겔 함량은 30 중량% 이상, 바람직하게는 40 중량% 이상이다(톨루엔 중에서 측정됨).
유리 전이 온도는 10 K/min의 가열 속도에서 표준 DIN EN 61006에 따른 시차 주사 열량계(DSC)로 측정하는데, 이때 Tg는 중간 지점 온도(탄젠트 방법)로 정의된다.
바람직하게는, A)는 폴리카르보네이트이고 B)는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)이다.
부품이 응력을 받는 것을 방지하기 위해서, 적합한 물질을 선택하여 개별 층의 열 팽창 계수를 서로에 대해 조화되게 해야 한다.
이는 흑색 엣지 또는 프레임 요소가 본 발명에 따른 차량 부품의 지지체에 직접적으로 적용되는 경우에 특히 중요하다.
이러한 측면에서, 흑색 엣지 또는 프레임 요소에 대해 길이 방향(즉, 이하에서 RS로 약칭되는 용융물 흐름 방향에서 스프루(sprue)로부터 보았을 때)에서의 선형 열 팽창 계수가 지지체 물질의 길이 방향에서의 선형 열 팽창 계수보다 작은 물질을 선택하는 것이 유리한 것으로 확인되었다. 또한, 해당 물질의 선형 열 팽창 계수의 RS/QS 비는 비교적 좁은 범위 내에 있어야 하는데, 여기서 QS는 폭 방향, 즉 스프루로부터 보았을 때 용융물 흐름 방향에 대해 수직인 방향을 의미한다.
본 발명의 실시양태에서, 프레임 물질의 길이 방향에서의 선형 열 팽창 계수는 지지체 물질의 길이 방향에서의 선형 열 팽창 계수보다 1×10-5 내지 3×10-5 (mm/mm K) 더 작다.
RS/RQ 몫은 0.6 내지 1.0의 범위에 있어야 한다.
흑색 엣지 또는 강화용 프레임 요소를 형성시키기 위한 물질은 바람직하게는 지지체의 부분 역 사출 성형에 의해 지지체에 결합된다.
상기 지지체가 바람직하게는 투명한 열가소성 플라스틱 물질로 이루어지기 때문에, 흑색 엣지 또는 강화용 프레임 요소의 역 사출 성형에 의해 창문 판유리에서 조망 영역을 형성시킬 수 있다. 본 발명에 따른 전체 차량 부품을 기준으로, 상기 투명 조망 영역은, 상기 부품의 표면적에 대해 총 10 내지 90%, 보다 바람직하게는 20 내지 75% 및 특히 바람직하게는 30 내지 50%를 나타내고, 불투명한 역 사출 물질과는 시각적으로 구분되는 투명한 부분 영역들의 형태일 수 있거나 연속적일 수 있다.
그러한 방식으로 투명한 표면을 형성시킬 수 있는데, 이 투명한 표면 뒤로 램프 또는 마킹이 배열된다.
상기 실시양태의 주요 이점은, 지금까지의 통상적인 제조 방식에서와 같이 판유리를 더 이상 제 위치에 결합시키고 밀봉시킬 필요가 없다는 것이고, 이는 조립 및 물류 측면에서의 비용을 간소화시킨다.
보닛(bonnet) 및 테일게이트의 경우에, 조명 요소에 대한 부품의 수는 적어도, 지금까지 존재하는 설계에서 외측 상에 부착된 부품만큼 감소된다. 램프의 밀봉 또한 더 이상 필요하지 않다; 로고(logo)에 대한 리세스를 상기 부품 내로 일체화시키는 것이 또한 가능하였다.
지지체 물질의 투명성은 또한, 예를 들어 도난으로부터 보호하기 위해서 차량 등록판이 상기 지지체 뒤에 끼워지게 할 수 있다. 또한, 개별적으로 끼워진 잠금장치(lock) 및 핸들 대신에, 라이트 센서(light sensor)가 외부 폴리카르보네이트 쉘 뒤에 끼워질 수 있고, 상기 라이트 센서에 의해 플랩 또는 도어가 개폐될 수 있다.
강화 요소(VI)는 본 발명에 따른 차량 부품에, 동시에 작은 중량과 함께 높은 강성도를 제공하고, 본 발명의 맥락에서 상기 강화 요소는 바람직하게는 베이스 몸체, 립형성된(ribbed) 구조 및 지지체 프로파일을 가지며, 바람직하게는 사출 성형 공정 또는 압출 공정으로 제조되고, 동일 물질 또는 상이한 물질로 이루어질 수 있다. 상기 지지체(I) 자체, 또는 이 지지체로 직접적으로 또는 간접적으로 결합된 층은 바람직하게는 또한 강화 요소에 대한 베이스 몸체를 형성할 수 있다.
강화 요소(VI)는, 투명한 조망 영역을 제외한, 지지체의 한 면의 전체 표면에 걸쳐 연장될 수 있다. 그러나, 상기 조망 영역 밖의 지지체의 부분 영역들 위에 강화 요소(VI)를 또한 배치할 수 있다. 상기 부분 영역들에는 특히 높은 기계적 응력이 가해지는 구체적인 영역들이 포함된다. 움직이는 차량 부분의 경우에, 이들은, 예를 들어 힌지 또는 움직이는 기능성 부분, 예컨대 윈드스크린 와이퍼가 그 내로 일체화되는 영역들일 수 있다.
립형성된 구조에 대해 적합한 물질은 열가소성 플라스틱 물질이다. 특히 폴리아미드(PA), 폴리에스테르, 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리아크릴레이트, 특히 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리스티렌(PS), 신디오택틱 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 폴리올레핀, 특히 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카르보네이트(PC), 코폴리카르보네이트(CoPC), 코폴리에스테르 카르보네이트 또는 그러한 플라스틱 물질의 혼합물 기재의, 강화되지 않고, 강화되고/되거나 충전된 플라스틱 물질이 적합하다.
바람직한 실시양태에서, 플라스틱 물질은 무정형 열가소성 플라스틱 물질, 특히 폴리카르보네이트, 코폴리카르보네이트, 코폴리에스테르 카르보네이트, PC 블렌드 및 폴리메틸 메타크릴레이트이다.
립형성된 구조 내로 삽입된 지지체 프로파일은 한 부분, 또는 복수개 부분으로 이루어질 수 있다. 이는 또한 중실형이거나, 또는 공동, 채널 등을 갖도록 제작될 수 있다. 바람직한 가장 간단한 형태에서, 지지체 프로파일은 I 형태의 프로파일, L 형태의 프로파일 또는 T 형태의 프로파일이다. 또한 예를 들어 립 쌍을 연결시키는 U 형태의 프로파일이 또한 가능하다. 이는 또한 폐쇄된 프로파일, 예를 들어 직사각형 튜브일 수 있다. 그 경우에, 좁은 측면 및 넓은 측면의 기하구조는 동일할 수 있다. 적절한 기하구조를 갖는 경우, 상기 지지체 프로파일은 예를 들어, 케이블 및 호스를 수용하는데 또는 유체를 운반하는데 사용될 수 있는 하나 이상의 채널을 함유할 수 있다. 지지체 프로파일의 면들의 기하구조는 립에 상응할 수 있어서, 결과적으로 삽입된 프로파일이 립과 동일한 높이를 갖는다; 그러나, 이는 또한 립보다 낮거나 높을 수 있어서, 립 밖으로 또는 립 다발로부터 돌출될 수 있다. 지지체 프로파일의 기하구조는, 이 지지체 프로파일이 추가 기능, 예를 들어 고정 요소로 작용할 수 있게 하는 것일 수 있다. 그 경우에, 상기 지지체 프로파일은 이미, 간단한 강화 기능을 벗어나는 특성을 갖는 반 완성된 제품이다. 지지체 프로파일은 마찬가지로, 하나 이상의 추가 부품과의 힘에 기초한 및/또는 인터로킹(interlocking) 연결이 지지체 프로파일의 구조 위에서 진행되도록 설계될 수 있다.
본 발명에 따르면, 지지체 프로파일의 하나 이상의 넓은 측면은 립에 접착제 결합되고, 상기 프로파일의 좁은 측면은 플라스틱 베이스 몸체 상에 배치된다. 따라서 상기 프로파일의 넓은 측면 및 플라스틱 베이스 몸체의 면은 서로에 대해 수직 또는 대략적으로 수직(대략 70 내지 110°의 각도에서)이다.
상기 지지체 프로파일은 금속, 섬유 복합체 또는 세라믹 물질로 제조될 수 있다. 이것은 압출, 펀칭, 딥 드로잉, 롤 성형 또는 다른 형상화 공정에 의해 제조될 수 있다.
상기 지지체 프로파일은 바람직하게는 금속 물질로 제조된다. 특히 바람직한 실시양태에서, 지지체 프로파일은 시트 금속으로, 바람직하게는 강철, 철, 티타늄, 알루미늄 또는 마그네슘 또는 그러한 금속의 합금으로 제조된 간단한 강화용 프로파일이다. 특히 바람직한 실시양태에서, 지지체 프로파일은 롤형성된 강철 스트립 또는 압출된 알루미늄 프로파일이다.
다른 실시양태에서, 상기 프로파일은 또한 세라믹, 열경화 물질 또는 플라스틱 복합 물질로 제조될 수 있다.
접착제 결합을 위해 사용된 구조용 접착제는 예를 들어, 판유리 또는 시트 금속 구조를 접착제 결합시키기 위해 차량 산업에서 사용되는, 상업적으로 입수가능한 접착제일 수 있다. 습윤 접착제, 접촉식 접착제, 핫-멜트 접착제 또는 반응 접착제가 사용될 수 있다. 상이한 강성을 갖는 일- 또는 이성분 폴리우레탄 기재의 구조용 접착제가 이러한 기술에 대해 특히 적합하다. 그러나, 아크릴/아크릴레이트-, 메틸-메타크릴레이트-, 실리콘- 또는 에폭시-수지 기재의 접착제를 사용하는 것이 또한 가능하다. 립 다발에서, 접착제 층은 몇 밀리미터 이하의 두께를 가질 수 있다. 접착제 층의 가요성에 관한 요건에 의해, 그리고 그에 따라 복합 부품의 물질 및 기하구조에 의해, 그리고 상기 복합 부품에 가해진 요구에 의해, 접착제 층의 최소 두께가 얻어진다. 접착제 층의 두께는 접착제 기술에 의해 함께 결합되는 두개의 립 사이의 공간을 변경시킴으로서 조정될 수 있고, 그 결과 강성 및 분리의 성질 및 정도가 유연성있게 조정될 수 있다. 상기 접착제는 또한 열가소적으로 가공가능한 핫-멜트 접착제일 수 있다. 그 경우에, 플라스틱 물질, 핫-멜트 접착제 및 지지체 프로파일을 다중 성분 사출 성형 조작으로 상기 복합 부품에 결합시킬 수 있다.
바람직한 실시양태에서, 접착제 층의 두께는 0.5 내지 10 mm, 특히 바람직한 실시양태에서는 1 내지 5 mm이다.
접착제 또는 탄성의 결합 물질은 임의적으로 또한 인터로킹 연결에 관여할 수 있다. 복합 부품 사이에서 더욱 작게 상대적으로 움직이는 경우에, 접착제는 결합 및 분리 요소로 작용한다. 높은 응력이 접착제 표면에 의해 넓은 면적 상에 그리고 선택적이지 않은 경로로 전달되어, 결과적으로 응력 피크 및 그와 관련된 단점이 부품 중에서 나타나지 않는다. 따라서 이러한 큰 부품에서의 상이한 열 팽창 계수들이 접착제에 의해 보상될 수 있다.
바람직한 실시양태에서, 접착제가 적용되기 전에 부품 표면은 프라이머로 처리된다.
강화 요소(VI)의 제조는 하기와 같이 실시될 수 있다. 한편, 베이스 몸체, 및 하나 이상의 립 또는 하나 이상의 립 쌍을 포함하는 립형성된 구조를 포함하는 강화 요소(VI)는 하나-, 둘- 또는 다중-성분 사출 성형 또는 압출 공정에 의해 제조될 수 있고, 지지체 프로파일의 하나 이상의 면은 또한 접착제 기술에 의해 하나 이상의 립 면에 결합된다. 지지체 프로파일을 두 개의 인접한 립에 결합시키는 경우에, 이 지지체 프로파일을 우선 립 사이에 삽입시킨 다음, 제자리에 결합시킬 수 있다. 먼저 접착제를 립 사이에 밀어넣은 다음 지지체 프로파일을 삽입시키는 것이 마찬가지로 가능하다.
바람직한 실시양태에서, 지지체 프로파일은 단지 접착제, 또는 탄성 결합 물질에 의해서 베이스 몸체와 접촉한다.
바람직한 실시양태에서, T 형태의 지지체 프로파일은 U 형태의 립 프로파일 중에 수용되는데, 이때 접착제는 1 내지 5 mm의 범위의 균일한 두께로 U 형태 립 프로파일의 3개의 모든 면을 채운다(도 1 참고).
상기 접착제는 바람직하게는 쇼어 A 70의 경도를 갖는 2K 폴리우레탄 시스템이다.
특히 바람직한 실시양태에서, 금속성 힌지 부품이 쇼어 A 70의 경도를 갖는 2K 폴리우레탄 시스템에 의해, 지지체에 또는 이 지지체에 결합된 층에 결합된다.
그러한 플라스틱 복합 부품을 제조하기 위한 다른 가능한 공정은 다중 성분 사출 성형 공정인데, 이 공정에서 지지체 프로파일을 이미 상응하는 주형 중에 위치시키고, 접착제로 작용하는 플라스틱 물질 및 또한 열가소성 엘라스토머를 내부로 주입한다.
본 발명에 따른 복합 부품은, 지지체 프로파일의 기하구조에 매우 적은 요구를 가한다는 이점을 갖는다. 간단한 금속 강화용 시트가 삽입되고, 허용 한계치로부터의 편차는 접착제 층의 두께에 의해 보상될 수 있다. 간단한 기하구조는, 폐기물이 존재하지 않고, 지지체 프로파일과 베이스 몸체의 주요 면의 수직 배열 때문에 더욱 작은(less) 지지체 프로파일이 필요하다는 것을 의미한다. 이는 한편으로는 지지체 프로파일의 더욱 적은 물질 비용 및 더욱 적은 제조 비용으로 인한 비용 효율성, 및 다른 한편으로는 완성된 부분의 중량에서의 감소를 의미한다. 접착제 층에 의해, 나타나는 응력이 넓은 면적에 걸쳐 플라스틱 물질 중에서 균일하게 분포되어, 결과적으로 응력 피크가 나타나지 않게 된다. 따라서 새로운 기술에 의해 무정형의 열가소성 물질로 된 부품이 금속 프로파일로 강화될 수 있게 된다. 강성 및 분리의 성질 및 정도는 립 기하구조 및 접착제 층의 두께에 의해 매우 유연하게 조정될 수 있다. 진동 및 소음은 접착제 층의 댐핑 특성에 의해 억제된다.
댐핑 물질(VIII)은 절연 및 소음 댐핑의 목적으로 바람직하게는 직접 코팅 공정에 의해 부품의 내부에, 임의적으로는 또한 강화 요소 사이에 또는 그 위에 적용될 수 있다. 폴리우레탄 시스템이 이를 위해 바람직하게 사용된다. 바람직한 실시양태에서, 댐핑 층에는, 시각적으로 그리고 촉감의 측면 둘 모두에서 관심을 끄는 부품의 내부 표면이 얻어지도록 추가 래커 층 또는 표면 층이 제공된다.
본 발명의 범주 내에서 차량 부품은 예를 들어, 테일게이트, 루프 모듈, 옆문, 진흙받이, 보닛 모듈, 윈드스크린 모듈 또는 측창 모듈인데, 테일게이트가 바람직하다.
실시예
베이어 머티리얼사이언스 아게(Bayer MaterialScience AG) 제품인 마크롤론(Makrolon)® AG2677의 지지체(I) 기재의 테일게이트를 사출 압축 성형 공정으로 제조하였다. 이에 의해 캐리어(I)를 포함하는 세 개의 상이한 다층 복합체가 도 1, 2 및 3에 따라서 제조되었다. 바람직한 실시양태에서, 테일게이트는 도 4에 따른 기능성 요소들을 포함하였다.
도 1에 따른 다층 복합체:
내스크래치성 증가 층(II): (1a) 내스크래치성 래커(AS4700) 및 (1b) 프라이머(SHP470 FT2050)로 이루어지는 내스크래치성 코팅,
(2): 층(II), (IV) 또는 (VII)의 군으로부터 선택된 필름,
(3): 지지체(I): 투명 성분: 마크롤론 AG2677,
(4): 흑색 엣지, 강화용 프레임 요소 형성 층(V): 착색된 베이블렌드(Bayblend) T95 MF,
(5): 내스크래치성 증가 층(II): (5a) 프라이머(SHP470 FT2050) 및 (5b) 내스크래치성 래커(AS700)로 이루어짐.
기계적 강화 요소(VI)는,
(6): 일체형으로 성형된 립 요소,
(7): 접착제,
(8): 금속 삽입물 형태의 지지체 프로파일로 이루어짐.
도 2에서의 도면 부호는 하기 의미를 갖는다:
내스크래치성 증가 층(II): (1a) 내스크래치성 래커(AS4700) 및 (1b) 프라이머(SHP470 FT2050)로 이루어지는 내스크래치성 코팅,
(3): 지지체(I): 투명 성분: 마크롤론 AG2677,
(4): 흑색 엣지, 강화용 프레임 요소 형성 층(V): 착색된 베이블렌드 T95 MF,
내스크래치성 증가 층(II): (5a) 프라이머(SHP470 FT2050) 및 (5b) 내스크래치성 래커(AS4700)로 이루어짐.
기계적 강화 요소(VI)는,
(6): 일체형으로 성형된 립 요소,
(7): 접착제,
(8): 금속 삽입물 형태의 지지체 프로파일로 이루어짐.
도 3에서의 도면 부호는 하기 의미를 갖는다:
내스크래치성 증가 층(II): (1a) 내스크래치성 래커(AS4700) 및 (1b) 프라이머(SHP470 FT2050)로 이루어지는 내스크래치성 코팅,
(3): 지지체(I): 투명 성분: 마크롤론 AG2677,
(4): 흑색 엣지, 강화용 프레임 요소 형성 층(V): 마크로블렌드(Makroblend) 7665,
내스크래치성 증가 층(II): (5a) 프라이머(SHP470 FT2050) 및 (5b) 내스크래치성 래커(AS4700)로 이루어짐.
기계적 강화 요소(VI)는,
(6): 일체형으로 성형된 립 요소,
(7): 접착제,
(8): 금속 삽입물 형태의 지지체 프로파일로 이루어짐.
사용된 물질이 이하에 기재되어 있다:
마크롤론® AG2677은 비스페놀 A 기재의, 선형의 UV 안정화되고 용이하게 이형이능한 폴리카르보네이트이다. 마크롤론® AG2677은 1.2 kg의 하중 아래 300℃에서 측정된, 12.5 ㎤/10분의 ISO 1133에 따른 용융 부피 유량(melt volume flow rate) MVR을 갖는다. 이 제품은 레버쿠젠에 소재한 베이어 머티리얼사이언스 아게로부터 입수가능하다.
마크로블렌드® 7665는 5 kg의 하중 아래 270℃에서 측정된, 14 ㎤/10분의 ISO 1133에 따른 용융 부피 유량 MVR을 갖는, 20% 광물 충전되는 엘라스토머 개질된 폴리카르보네이트/폴리에틸렌 테레프탈레이트 블렌드이다. 이 제품은 레버쿠젠에 소재한 베이어 머티리얼사이언스 아게로부터 입수가능하다.
마크로블렌드® UT235M은 5 kg의 하중 아래 270℃에서 측정된, 35 ㎤/10분의 ISO 1133에 따른 용융 부피 유량 MVR을 갖는, 광물 충전된, 용이하게 이형이능한 폴리카르보네이트/폴리에틸렌 테레프탈레이트 블렌드이다. 이 제품은 레버쿠젠에 소재한 베이어 머티리얼사이언스 아게로부터 입수가능하다.
베이블렌드® T95MF는 9% 광물 충전되고, 5 kg의 하중 아래 260℃에서 측정된, 18 ㎤/10분의 ISO 1133에 따른 용융 부피 유량 MVR을 갖는, 폴리카르보네이트/ABS 블렌드이다. 이 제품은 레버쿠젠에 소재한 베이어 머티리얼사이언스 아게로부터 입수가능하다.
내스크래치성 래커 AS4700은, 25 중량%의 고체 함량, 0.92의 밀도, 및 25℃에서 측정된 3 내지 7의 점도를 갖는, 이소프로판올, n-부탄올 및 메탄올을 용매로 포함하는 열 경화 실리콘 기재 래커가다. 이 제품은 레버쿠젠에 소재한 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈 게엠베하로부터 입수가능하다.
SHP470은, 용매로 1-메톡시-2-프로판올을 기재로 하는, 7 중량%의 고체 함량, 0.94의 밀도 및 30 내지 60의 25℃에서의 점도를 갖는 프라이머이다. 이 제품은 레버쿠젠에 소재한 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈 게엠베하로부터 입수가능하다.
접착제는 높은 점성의, 수분-경화되는 1K 폴리우레탄 시스템(예를 들어, 다우 베타시일(DOW Betaseal) 1842)이다.
다양한 공정들이 실시예의 다층 복합체를 제조하기 위해 가능하였다.
도 1에 따른 다층 복합체를 제조하기 위한 단계:
과정 1 - 필름(2)의 사출 성형 주형 내로의 삽입 - 이 주형의 폐쇄
- (3)(마크롤론® AG2677)의 주입에 이어, 80℃ 이상 내지 145℃ 미만(보다 바람직하게는 130℃ 미만, 특히 바람직하게는 120℃ 미만)의 부품 온도로 냉각,
- (4)의 주입을 위해 공동(cavity)을 다음 위치로 회전(주형이 그 위치에서 폐쇄된 경우에, 제1의 고체화된 물질 부품과 주형 벽 사이에 갭이 형성됨),
- (4)의 주입에 이어, 80℃ 이상 내지 145℃ 미만(보다 바람직하게는 130℃ 미만, 특히 바람직하게는 120℃ 미만)의 부품 온도로 냉각.
과정 1의 대안적인 형태에서, 필름(2)를 제조 중에 또한 생략할 수 있다.
과정 2: 코팅 - 과정 1에 후속하는 대안방법 A)
- 이형,
- 부품의 실온으로의 냉각,
- 프라이머 SHP470 FT2050(1b, 5a)를 사용한 부품의 플러드 코팅,
- 용매의 증발(바람직하게는 30분 이상 동안),
- 20℃[MW1] 내지 200℃, 바람직하게는 40℃ 내지 130℃에서 프라이머의 경화/건조(바람직하게는 130℃에서 45분 동안),
- 실온으로의 냉각,
- 탑 코트(top coat) AS4700(1a, 5b)로의 코팅
- 용매의 증발(바람직하게는 30분 이상 동안) - 20℃ 내지 200℃, 바람직하게는 40℃ 내지 130℃(바람직하게는 130℃에서 45분 동안)에서 탑 코트(1a, 5b)의 경화/건조 - 실온으로의 냉각,
- 접착제(7)의 립 요소 사이로의 도입,
- 접착제 내로의 강성화 요소(금속)(8)의 매립,
- 접착제의 경화.
과정 3: 과정 2에 대한 대안적인 코팅: 과정 1에 후속하는 직접 코팅으로서의 코팅:
- PU(폴리우레탄)계 래커 시스템의 주입을 위한, 공동의 다음 위치로의 회전
(기구가 그 위치에서 폐쇄되는 경우에, 제1 고체화된 물질 부품과 주형 벽 사이에 갭이 형성된다)(이 단계는 임의적으로 또한 층(V) 또는 (VI)를 사용한 역 주입 전에 실시될 수 있다),
- PU계 래커 시스템의 주입,
- 이형,
- 실온으로의 냉각,
- 접착제의 립 요소 사이로의 도입,
- 강성화 요소(금속)의 접착제 내로의 매립,
- 접착제의 경화.
기능성 요소(도 4)의 설명
(10): 테일게이트,
(12): 제3 제동등에 대한 투명 영역,
(13): 후미 창으로서의 투명 영역,
(14): 지시기에 대한 투명 영역,
(15): 창으로서의 투명 영역,
(16): 후미등에 대한 투명 영역,
(17): 등록판 리세스,
(18): 로고,
(19): 흑색 바탕을 갖는 영역,
(20): 윈드스크린 와이퍼에 대한 개구,
(21): 스포일러.
부품의 설계 때문에, 다양한 기능성 요소들이 일체화될 수 있다. 상단 영역을 형상화시킴으로써, 제3 제동등에 대한 투명 영역(12)이 추가로 일체화되는, 예를 들어 스포일러(21)가 형성된다. 지시기에 대한 투명 영역(14) 및 후미등에 대한 투명 영역(16) 뿐 아니라, 윈드스크린 와이퍼 홀더(일체화된 개구(20)를 갖는) 바로 아래의 추가 투명 영역이 또한 제공된다. 로고(18) 및 등록판에 대한 리세스(17)가 또한 일체화된다.

Claims (16)

  1. 일체형이며 이음매가 없고,
    열가소성 플라스틱 물질로 제조된 하나 이상의 연속 지지체를 포함하는 것을 특징으로 하는 테일게이트로서,
    상기 테일게이트는 하나 이상의 투명 영역을 가지고,
    테일게이트와 함께 일체형으로 성형되거나 테일게이트 중에서 일체화된 여러개의 기능성 요소를 포함하며,
    여기서 상기 지지체의 상이한 영역들은 상이한 열가소성 중합체들로부터 일체 성형에 의해 제조되고, 여기서 적어도 하나의 구역이 투명하고 한 구역은 투명하지 않은 것인, 테일게이트.
  2. 제1항에 있어서, 지지체가 3 내지 7 mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 테일게이트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 지지체의 두께가 전체 테일게이트에 걸쳐 10% 이하로 가변적인 것을 특징으로 하는 테일게이트.
  4. 제1항에 있어서, 지지체의 열가소성 플라스틱 물질이 폴리카르보네이트인 것을 특징으로 하는 테일게이트.
  5. 제4항에 있어서, 폴리카르보네이트가 25,000 내지 27,000의 분자량 Mw를 갖는 것을 특징으로 하는 테일게이트.
  6. 제1항, 제2항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 지지체가 6% 이상의 광 투과율 및 3% 미만의 헤이즈를 갖는 것을 특징으로 하는 테일게이트.
  7. 제1항, 제2항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 기계적 강화 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 테일게이트.
  8. 제1항, 제2항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 지지체가,
    - 내스크래치성 증가 층,
    - 기후 효과에 대한 보호 층,
    - 착색제 및/또는 안료를 포함하는 착색 층,
    - 흑색 엣지 및/또는 강화용 프레임 요소 형성 층,
    - 기계적 강화 요소,
    - 김서림방지 및 반사방지 층, 및 또한 전기변색, 굴열성 및 열변색에 의한 투명도 제어 층을 포함하는 군으로부터 선택된 기능성 층, 및
    - 댐핑 및 절연 층
    을 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 추가의 층을 갖는 것을 특징으로 하는 테일게이트.
  9. 제1항, 제2항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 힌지, 가열 요소, 안테나, 닫힘 기능부(closing functionality), 램프 하우징/홀더, 등록판등(registration plate light), 하이 레벨 제동등, 윈드스크린 와이퍼 (및 윈드스크린 와이퍼 모터) 홀더, 등록판 리세스, 로고 리세스, 스포일러, 스타일링 라인(styling line), 물 관리용 구조 요소, 외부 또는 내부 번호판 홀더, 및 태양광 모듈을 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 기능성 요소가 존재하는 것을 특징으로 하는 테일게이트.
  10. 제1항, 제2항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 지지체 물질의 두께가 추가의 층의 적용 면 상의 추가의 층 영역에서 감소되되, 지지체 물질의 감소된 두께가 추가의 층(들)의 두께에 상응하도록 하는 방식으로 감소되는 것을 특징으로 하는 테일게이트.
  11. 제8항에 있어서, 흑색 엣지 물질의 길이 방향에서의 선형 열 팽창 계수가 지지체 물질의 길이 방향에서의 선형 열 팽창 계수보다 1 × 10-5 내지 3 × 10-5 (mm/mm K) 더 작은 것을 특징으로 하는 테일게이트.
  12. 제1항, 제2항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    a) 내스크래치성 증가 층,
    b) IR 보호 필름,
    c) 지지체,
    d) 흑색 엣지 및 강화용 프레임 요소 형성 층,
    e) 내스크래치성 증가 층, 및
    f) 일체 성형된 립 요소에 탄성 접착제에 의해 결합된 지지체 프로파일을 포함하는 기계적 강화 요소
    가 연속적으로 적층된 층 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 테일게이트.
  13. - 연속 지지체(3)를 형성하기 위한 투명한 열가소성 플라스틱 물질을 주입한 다음, 145℃ 미만의 부품 온도로 냉각시키는 단계;
    - 흑색 엣지(4)의 주입을 위한 갭을 생성시키기 위해 공동(cavity)을 다음 위치로 회전시키는 단계;
    - 흑색 엣지(4)를 주입한 다음, 145℃ 미만의 부품 온도로 냉각시키는 단계;
    - 이형시키는 단계;
    - 부품을 실온으로 냉각시키는 단계;
    - 프라이머를 20℃ 내지 200℃에서 경화/건조시키는 단계;
    - 실온으로 냉각시키는 단계;
    - 탑 코트(1a, 5b)로 코팅시키는 단계;
    - 용매를 증발시키는 단계;
    - 탑 코트(1a, 5b)를 20℃ 내지 200℃에서 경화/건조시키는 단계;
    - 실온으로 냉각시키는 단계;
    - 립 요소 사이에 접착제(7)를 도입시키는 단계;
    - 접착제 내로 강성화 요소(금속)(8)를 매립시키는 단계; 및
    - 접착제를 경화시키는 단계
    를 포함하는 테일게이트의 제조 방법.
  14. - 연속 지지체(3)를 형성하기 위한 투명한 열가소성 플라스틱 물질을 주입한 다음, 145℃ 미만의 부품 온도로 냉각시키는 단계;
    - 흑색 엣지(4)의 주입을 위한 갭을 생성시키기 위해 공동을 다음 위치로 회전시키는 단계;
    - 흑색 엣지(4)를 주입한 다음, 145℃ 미만의 부품 온도로 냉각시키는 단계;
    - PU(폴리우레탄)계 래커 시스템의 주입을 위해 공동을 다음 위치로 회전시키는 단계;
    - PU계 래커 시스템을 주입하는 단계;
    - 이형시키는 단계;
    - 실온으로 냉각시키는 단계;
    - 립 요소 사이에 접착제를 도입시키는 단계;
    - 접착제 내로 강성화 요소(금속)를 매립시키는 단계; 및
    - 접착제를 경화시키는 단계
    를 포함하는 테일게이트의 제조 방법.
  15. 제1항, 제2항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 기능성 요소들 중 여럿이 테일게이트와 함께 일체형으로 성형되거나 상기 테일게이트 중에서 일체화된 것인 테일 게이트:
    ㆍ 힌지,
    ㆍ 가열 요소,
    ㆍ 안테나,
    ㆍ 닫힘 기능부,
    ㆍ 예를 들어, 후미등, 지시기, 제동등, 등록판등 및 하이 레벨 제동등에 대한 램프 하우징/홀더,
    ㆍ 윈드스크린 와이퍼 (및 윈드스크린 와이퍼 모터) 홀더,
    ㆍ 등록판 리세스,
    ㆍ 스포일러,
    ㆍ 스타일링 라인,
    ㆍ 물 관리 (스프레이 및 빗물의 편향)용 구조 요소,
    ㆍ 외부 또는 내부 번호판 홀더, 및
    ㆍ 태양광 모듈.
  16. 삭제
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