KR102529462B1

KR102529462B1 - 구조용 접착제 테이프 조성물

Info

Publication number: KR102529462B1
Application number: KR1020190027701A
Authority: KR
Inventors: 신성철; 임종섭
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사; (주)신성산업
Priority date: 2019-03-11
Filing date: 2019-03-11
Publication date: 2023-05-08
Also published as: KR20200108699A

Abstract

본 발명은 비스페놀 A 에폭시 35wt% 이상, 탄산칼슘 20~25wt%, 산화칼슘 5~10wt%, 트리크레실 인산 2~5wt%, 코어-쉘 러버 10~20wt%, 디시안디아마이드 2.5~4wt% 및 우레탄 수지 10~15wt%를 포함하는 구조용 접착제 조성물로서, 본 발명에 의하면, 저온에서의 부착성 저하로 인해 구조용 테이프 떨어짐 문제를 개선시킬 수가 있다.

Description

구조용 접착제 테이프 조성물{STRUCTURAL ADHESIVE COMPOSITION}

본 발명은 자동차 차체 제작을 위한 구조용 접착제 테이프 조성물과 그 구조에 관한 것이다.

일반적으로 차체의 강성 보강 및 성능 향상을 위해서 구조용 접착제가 적용된다.

구조용 접착제 중 페이스트 타입(Paste type)은 접착제의 적용이 어려운 부위들이 존재한다. 즉, 도포 설비를 설치할 공간이 부족하거나, 갭이 1t 이상으로 넓어서 페이스트 적용 시 흐름 문제가 우려가 되는 부위 등이 그것이다.

따라서, 구조용으로 테이프 타입(Tape type)의 접착제도 적용되는데, 구조용 접착제 테이프는 수작업으로 부착하는 것으로서, 상부 이형지와 접착제 층을 하부 이형지에서 분리시킨 다음 부착 부위에 부착 후에 상부 이형지를 떼어내는 방식으로 작업이 이루어진다.

그러나, 온도가 낮은 동절기의 경우에는 테이프 타입 구조용 접착제의 점착성(Tacky)이 부족하여 피착재에 잘 붙지 않는 경우가 발생하며, 붙었다 하더라도 이동 중에 떨어지는 문제가 발생한다.

이를 개선하기 위해서 접착제의 경도 향상, 강판과의 부착 향상을 위한 점착제 추가 적용 등을 하는 경우에는, 오히려 구조용 테이프의 본래 성능인 접착 강도를 저하시키는 문제가 발생한다.

이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

한국등록특허공보 제10-1806739호 한국등록특허공보 제10-1310814호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 저온에서의 부착성 저하로 인해 구조용 테이프 떨어짐 문제를 개선시킬 수 있는 구조용 접착제 테이프 및 접착 테이프용 접착제 조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 구조용 접착제 조성물은, 비스페놀 A 에폭시 35wt% 이상, 탄산칼슘 20~25wt%, 산화칼슘 5~10wt%, 트리크레실 인산 2~5wt%, 코어-쉘 러버 10~20wt%, 디시안디아마이드 2.5~4wt% 및 우레탄 수지 10~15wt%를 포함한다.

그리고, 카본블랙 0.05~0.1wt%를 더 포함할 수 있다.

또한, 소수성 실리카 1~2wt%를 더 포함할 수 있다.

나아가, 우레아 0.5~1wt%를 더 포함할 수 있다.

상기 조성으로 구성된 본 발명의 일 관점에 의한 구조용 접착제 테이프는, 접착제 조성물에 의해 제조되는 제1 접착제 층 및 제2 접착제 층 및 상기 제1 접착제 층 및 제2 접착제 층 간에 개재되는 양면 테이프 층을 포함한다.

그리고, 상기 접착제 조성물은, 비스페놀 A 에폭시 35wt% 이상, 탄산칼슘 20~25wt%, 산화칼슘 5~10wt%, 트리크레실 인산 2~5wt%, 코어-쉘 러버 10~20wt%, 디시안디아마이 2.5~4wt% 및 우레탄 수지 10~15wt%를 포함한다.

나아가, 상기 접착제 조성물은 카본블랙 0.05~0.1wt%를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 접착제 조성물은 소수성 실리카 1~2wt%를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 접착제 조성물은 우레아 0.5~1wt%를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 양면 테이프의 두께는 0.2mm 이하인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 양면 테이프의 폭은 3~5mm인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 구조용 접착제 테이프 및 접착 테이프용 접착제 조성물에 의하면, 온도가 낮은 동절기에도 떨어지지 않고 잘 붙을 수 있게 한다.

그러므로, 작업자의 작업 속도가 향상되어 생산성을 향상시킬 수가 있다.

그리고, 차체 부품을 이동하는 중에 구조용 테이프가 떨어지는 불량률을 감소할 수가 있고, 떨어진 구조용 테이프에 의한 바닥의 2차 오염을 줄일 수가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 구조용 접착제 테이프를 개략적으로 도시한 것이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 기술이나 반복적인 설명은 그 설명을 줄이거나 생략하기로 한다.

도 1은 본 도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 구조용 접착제 테이프를 개략적으로 도시한 것으로서, 이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 구조용 접착제 테이프 및 접착 테이프용 접착제 조성물을 설명하기로 한다.

본 발명은 테이프 타입의 구조용 접착제에 관한 것으로서, 기존의 구조용 접착제 테이프는 저온에서 잘 접착력이 떨어지는 문제가 있었으며, 본 발명은 접착제의 조성에 의해서 저온 부착성이 보다 향상된 구조용 접착제 테이프를 제공한다.

또한, 구조용 접착제 테이프의 구성도 달리하여 저온 접착력이 보다 향상될 수 있도록 한다.

즉, 도 1과 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 구조용 접착제 테이프는 구조용 접착제 층 사이에 양면 테이프(20) 층을 형성시킴으로써 저온 접착력이 보다 향상될 수 있게 한다.

즉, 후술할 접착제 조성물에 의해 제조되는 제1 접착제 층(11)과 제2 접착제 층(12)의 사이에 양면 테이프(20) 층을 일정한 두께와 폭으로 형성시킨다.

이러한 양면 테이프(20)는 아크릴 소재일 수 있으며, 두께는 0.20mm 이하인 것이 바람직하며, 폭의 길이는 3~5mm인 것이 바람직하다.

이같은 두께와 폭에 따른 시험 결과를 다음 표에 정리하였다.

구분	두께(mm)	폭(mm)	전단 강도(kg/cm²)	저온 부착
요구 물성	-	-	25 이상	-10℃ 이하
시험예 1	0.1	5	28	-10℃
시험예 2	0.2	5	26	-10℃
시험예 3	0.3	5	23	-15℃
시험예 4	0.2	2	30	-5℃
시험예 5	0.2	6	23	-15℃

시험예 3과 같이 그 두께가 0.2mm를 넘을 경우 전단 강도가 요구 물성에 미달함을 확인할 수 있었다. 대신 0.1mm는 양면 테이프의 최소 두께에 근접하는 것으로서, 별도의 하한치는 필요하지 않다.

그리고, 시험예 4와 같이 폭이 3mm가 되지 않을 경우에는 저온 부착성 항목에서 목표치를 미달함을 알 수 있었고, 시험예 5와 같이 폭이 5mm를 넘을 경우에는 전단 강도가 규격에 미달하였다.

다음, 접착제 층(11, 12)을 형성하는 본 발명의 접착제 조성물의 구성 및 함량은 다음 표와 같이 정리할 수 있다.

원료명	조성비(wt%)	사용 목적
비스페놀A 에폭시	35 이상	전단강도 향상
탄산칼슘	20~25	흐름성 부여
카본블랙	0.05~0.1	검은색 안료
산화칼슘	5~10	수분 제거(발열)
소수성 실리카	1~2	유-무기 결합력 강화
트리크레실 인산	2~5	유연성 및 강판 접착성
코어-쉘 러버	10~20	충격강도 향상
디시안디아마이드	2.5~4	에폭시 경화
우레아	0.5~1	경화시간 단축
우레탄 수지	10~15	유연성 부여

먼저 비스페놀A 에폭시는 35wt% 이상 포함되며, 경도, 강도 등의 기본 물성을 부여하는 것으로서, 35wt% 미만 시에는 전단강도가 미달된다.

카본블랙은 안료로 사용되며 구조용 테이프에 검은 색상을 부여하고, 0.05~0.1wt% 첨가된다.

산화칼슘은 칼슘 옥사이드(CaCO₃) 형태로 5~10wt% 첨가되며, 수분 침투 시 발열하여 즉각적인 건조가 이루어진다. 5wt% 미만일 경우에는 고습 하에서 물성 저하 폭이 크고 10wt% 초과일 경우에는 전단강도가 저하된다.

그리고, 트리크레실 인산은 난연성 가소제로서, 2~5wt% 첨가됨으로써 경화 시 에폭시 수지의 열변형을 보완하고 가소제 특유의 유연성을 부여한다.

2wt% 미만일 경우에는 투입 효과가 미미하며 5wt% 초과일 경우에는 경화 lead time이 길어져서 전단강도, T자 박리강도 및 충격강도가 저하된다.

다음, 코어-쉘 러버는 에폭시의 취성을 보완하기 위해 투입되는 것으로서, 10wt% 미만일 경우에는 충격에 의한 에폭시 크랙(crack) 방지 기능이 저하되며 20wt% 초과일 경우에는 고무 함량 증가로 전단강도가 저하되므로, 10~20wt%인 것이 바람직하다.

그리고, 디시안디아마이드는 에폭시 수지의 경화에 사용되며 강판과의 접착력을 부여하는 수지로서, 2.5wt% 미만일 경우에는 전단강도, T자 박리강도 및 충격강도가 저하되며 4wt%를 초과할 경우에는 over baking 조건에서 탄화가 발생하므로, 2.5~4wt% 함유되는 것이 바람직하다.

우레아는 에폭시 수지의 경화 lead time을 절감하기 위해 투입되는 것으로서, 0.5wt% 미만일 경우에는 미경화가 발생하며 1wt% 초과일 경우에는 over baking 가 발생한다.

그리고, 우레탄 수지는 에폭시 수지에 유연성을 부여하는 수지로서, 10wt% 미만이나 15wt% 초과일 경우에는 전단강도, T자 박리강도 및 충격강도가 저하가 된다.

한편, 탄산칼슘은 흐름성 부여를 위해 20~25wt% 첨가될 수 있고, 소수성 실리카는 유-무기 결합력 강화를 위해 1~2wt% 첨가될 수 있다.

본 발명의 접착 테이프는 위와 같이 조성되고, 특히 고온에서의 늘어짐 현상 개선을 위해 Mesh 추가시 접착력 저하를 최소화하기 위한 트리크레실 인산의 첨가로 인해 기존 조성에 비해 저온 접착력을 보다 향상시킬 수가 있다.

이상과 같은 본 발명은 예시된 도면을 참조하여 설명되었지만, 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 첨부된 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

11 : 제1 접착제 층
12 : 제2 접착제 층
20 : 양면 테이프

Claims

비스페놀 A 에폭시 35wt% 이상;
탄산칼슘 20~25wt%;
산화칼슘 5~10wt%;
트리크레실 인산 2~5wt%;
코어-쉘 러버 10~20wt%;
디시안디아마이드 2.5~4wt%; 및
우레탄 수지 10~15wt%를 포함하는,
구조용 접착제 테이프 조성물.
청구항 1에 있어서,
카본블랙 0.05~0.1wt%를 더 포함하는,
구조용 접착제 테이프 조성물.
청구항 1에 있어서,
소수성 실리카 1~2wt%를 더 포함하는,
구조용 접착제 테이프 조성물.
청구항 1에 있어서,
우레아 0.5~1wt%를 더 포함하는,
구조용 접착제 테이프 조성물.
청구항 1의 접착제 조성물에 의해 제조되는 제1 접착제 층 및 제2 접착제 층; 및
상기 제1 접착제 층 및 제2 접착제 층 간에 개재되는 양면 테이프 층을 포함하는,
구조용 접착제 테이프.
청구항 5에 있어서,
상기 양면 테이프의 두께는 0.2mm 이하인 것을 특징으로 하는,
구조용 접착제 테이프.
청구항 5에 있어서,
상기 양면 테이프의 폭은 3~5mm인 것을 특징으로 하는,
구조용 접착제 테이프.