KR20080027837A - 자동차 패널 수리용 라미네이트 - Google Patents

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KR20080027837A
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조지 엠. 스타우트
조지 제이. 클레먼츠
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

자동차 패널 수리용 라미네이트는 지지 배킹에 접합된 감압 접착제를 포함한다. 지지 배킹은 열가소성 또는 열경화성 물질을 포함하는 소성 변형가능한 중합체성 물질과 같은 다양한 물질로 구성될 수도 있으며, 수리에 필요한 원하는 정합성 및 강성에 따라 두께가 다양할 수도 있다. 지지 배킹은 용제와 같은 점착 촉진제를 적용함으로써 감압 접착제에 접합될 수도 있다. 수리용 라미네이트는 자동차 패널의 배면 또는 미적이지 않은 면에 적용되며, 전면은 충전 및 마감을 위한 표준 기술을 사용하여 수리된다.
자동차, 패널, 수리, 라미네이트, 지지 배킹, 감압 접착제, 점착 촉진제

Description

자동차 패널 수리용 라미네이트{AUTOMOBILE PANEL REPAIR LAMINATE}
본 발명은 손상된 자동차 부품의 수리 작업에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명은 자동차 부품의 손상된 부위를 수리하는 데 사용되는 수리용 라미네이트에 관한 것이다.
사실상 자동차의 모든 패널은 손상을 받아 수리를 필요로 하기 쉽다. 자동차는 충돌 및 잘못된 사용 등으로 인하여 손상될 수도 있는 다양한 내장 및 외장 패널을 포함한다. 예를 들어, 자동차 범퍼는 매우 취약하며, 흔히 긁힘(scrape), 흠(nick), 구멍(puncture), 인열 등을 비롯한 충돌 손상을 받기 쉽다.
흔히, 손상된 자동차 패널은 그를 교체하는 것보다 수리하는 것이 비용이 덜 든다. 이는, 전면(front side)에만 영향을 주어서 전면만 처리해야 하는, 긁힘과 같은 자동차 패널에 대한 경미한 손상에 있어서 특히 그러하다. 그러나, 양면이 처리되어야 하는 구멍과 같은 보다 심한 손상에 있어서, 수리는 많은 시간이 소요되는 과정이 될 수도 있다. 더욱이, 그러한 심한 손상은 자동차 패널의 구조적 완전성에 영향을 주며, 그 결과로서의 수리는 구조적 완전성을 적당하게 복원하지 못할 수도 있거나, 손상 이전에 가졌던 가요성이 결여된 자동차 패널을 초래할 수도 있다.
발명의 개요
본 발명의 실시 형태는 자동차 패널의 배면(back side) 또는 미적이지 않은 면(non-aesthetic side)에 적용되는 자동차 수리용 라미네이트를 제공하여, 패널에 있어서 구조적 완전성을 복원하는 데 필요한 에너지 흡수 및 정합성(conformability) 특성들을 제공하면서 배면에 대하여 상대적으로 신속한 수리를 허용함으로써 이들 문제점 및 기타의 문제점을 다룬다.
일 실시 형태는 감압 접착제(pressure sensitive adhesive)와, 감압 접착제에 접합된 소성 변형가능한 중합체성 지지 배킹(backing)을 포함하는 수리용 라미네이트이며, 지지 배킹의 두께는 0.75 밀리미터 이상이다.
다른 실시 형태는 감압 접착제를 제공하는 단계를 포함하는 수리용 라미네이트의 생성 방법이다. 소성 변형가능한 중합체성 지지 배킹의 두께는 0.75 밀리미터 이상이며, 감압 접착제는 지지 배킹에 접합된다.
다른 실시 형태는 전면, 배면 및 손상된 부위를 갖는 자동차 패널의 수리 방법이다. 수리용 라미네이트는 손상된 부위에서 자동차 패널의 배면에 적용되어 손상된 부위를 강화하며, 수리용 라미네이트는 지지 배킹에 접합된 감압 접착제를 포함한다. 수리용 라미네이트는 감압 접착제를 배면에 접합시킴으로써 배면에 적용된다. 수리용 라미네이트의 적용 후, 전면은 미장적으로(cosmetically) 수리된다.
도 1은 자동차 패널 수리용 라미네이트의 일 실시 형태의 다양한 층들을 보여주는 단면도.
도 2는 자동차 패널 수리용 라미네이트의 층들을 포함하는 수리체의 다양한 층들을 보여주는 수리된 자동차 패널의 단면도.
도 1에는 본 발명의 실시 형태에서 이용되는 자동차 패널 수리용 라미네이트(10)가 도시되어 있다. 자동차 패널 수리용 라미네이트(10)는 고무 또는 중합체성 재료로 된 중심 코어(16)의 반대면들 상에 접착제층(14)을 포함하는 감압 접착제(PSA) 재료(12)를 갖는다. 일 실시 형태에서, 코어 물질은 중합체성 폼(foam)의 형태이다. 다른 실시 형태에서, PSA 재료는 개별적인 접착제 층이 필요하지 않도록 접착제 물질로 완전히 이루어질 수도 있다(도시되지 않음). PSA 재료(12)는 자동차 패널에 정합하는 재료를 제공하도록 포함되며, 내충격성을 제공하는 에너지 흡수를 제공한다. 자동차 패널 수리용 라미네이트의 다양한 실시 형태에서의 PSA의 변형예에 관한 상세 사항이 이하에서 보다 상세하게 논의된다.
도 1에 도시된 자동차 패널 수리용 라미네이트(10)의 실시 형태는 PSA 재료(12)에 접합된 지지 배킹(20)을 또한 포함한다. 지지 배킹(20)의 표면(18)은 지지 배킹(20)과 PSA 재료(12) 사이의 접합을 완성시키는 점착 촉진층(adhesion promoter layer, 22)을 포함한다. 소성 변형가능한 지지 배킹(20)은 PSA 재료(12)와 관련하여 정합하지만, 지지 배킹은 패널로부터 떨어져 나감 없이, 자동차 패널을 반대면으로부터 충전시키는 데 필요한 구조적 강성을 제공한다. 자동차 패널 수리용 라미네이트의 다양한 실시 형태에서의 지지 배킹(20)의 변형예에 관한 상세 사항이 또한 이하에서 보다 상세하게 논의된다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 수리된 자동차 패널(24)을 도시하고 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 자동차 패널은 외장 패널, 예를 들어 도어, 범퍼 및 펜더 등뿐만 아니라 내장 패널, 예를 들어 계기반(dashboard), 도어 패널 및 센터 콘솔(center console) 등을 포함하는 임의의 자동차 패널을 포함한다. 자동차 패널(24)의 배면(26)은 그에 적용된 점착 촉진층(22')을 가지며, 점착 촉진층은 자동차 패널 수리용 라미네이트(10)의 접착제층(14)과의 접합을 생성한다. 자동차 패널(24)의 손상된 전면(28)은 그에 적용된 점착 촉진층(22")과, 자동차 패널 표면(28)과 동일 높이가 되도록 샌딩 처리된(sanded) 접착제 충전재(30)를 갖는다. 충전재(30)에 대한 접합을 돕기 위하여 점착 촉진층(22")이 적용되며, 그리고 나서, 존재하는 임의의 균열 또는 구멍을 메우기 위하여 자동차 패널(24)의 손상된 위치에 충전재(30)가 적용된다. 점착 촉진층(22, 22', 22")이 동일하거나 상이할 수 있음을 이해할 것이다.
자동차 패널(24)의 수리를 위하여, 처음에, 배면(26)을 종래의 용제를 사용하여 세척함으로써 배면(26)이 준비된다. 이어서, 전면(28)은 충전재(30)를 수용하기 위한 준비로, 당업계에 공지된 바와 같이 오목하게 될 수도 있다. 이어서, 수리용 라미네이트의 노출된 PSA층(14)이 배면(26)에 적용된다. 이어서, 접착 촉진제(22")를 적용하고, 충전재(30)를 손상된 부위 내에 배치하고, 이어서 샌딩, 프라이머(primer)의 적용, 및 도색을 포함하는 임의의 마감 단계를 실시함으로써 전면(28)의 손상된 부위가 미장적으로 수리될 수 있다. 자동차 패널(24)은 패널(24)로부터 떨어져 나가기보다는 미장적 수리 단계 동안 그의 구조적 강성 및 배면(26)에의 접합을 유지한다.
자동차 패널 수리용 라미네이트(10)는 자동차 패널의 수리 방법에서 사용하기 위한 다양한 형태로 제공될 수 있다. 일 실시 형태에서, PSA 재료(12)는 두께가 0.125 내지 1.25 밀리미터(㎜)이며, 전형적으로는 두께가 대략 0.40 내지 0.64 ㎜이다. 이 실시 형태의 지지 배킹은 두께가 0.75 내지 5 ㎜이며, 전형적으로는 1 내지 2 ㎜이다. 자동차 패널 수리용 라미네이트(10)는 이 응용에 적당한 다양한 형상 및 크기로 제공될 수 있다. 하나 이상의 실시 형태에서, 자동차 패널 수리용 라미네이트(10)는 라미네이트(10)가 충전재(30)가 위치하는 자동차 패널(24)의 손상된 부위를 적어도 50 ㎜ 지나 연장하도록 선택되는 크기를 가질 수 있다. 소정 실시 형태에서, 자동차 패널 수리용 라미네이트(10)의 접착제 표면(14)은 사용 준비될 때까지 이형 라이너(도시되지 않음)로 덮여 있을 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시 형태에서 이용되는 PSA 재료는 적극적으로 접합하는 다양한 PSA로부터 선택될 수 있다. 그들의 특성에 의해, PSA는 임의의 다른 처리를 받음이 없이 압력의 인가 즉시 순간적으로 접합한다는 점에서 본래 점착성이다. 일 실시 형태에서, 감압 접착제는 아크릴 폼 테이프의 형태이다. 아크릴 폼 테이프는 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터 상표명 "VHB" 및 "아크릴 폼 테이프" 하에 구매가능하다. 추가의 실시 형태에서, 폴리우레탄 폼 테이프가 사용될 수도 있다. 폴리우레탄 폼 테이프는 미국 뉴욕주 그랜드빌 소재의 세인트-고바인 퍼포먼스 플라스틱스(Saint-Gobain Performance Plastics)로부터 상표명 "2845 우레탄 폼 테이프" "써멀본드(Thermalbond) V2100" 및 "T-본드(Bond) II" 하에 구매가능하다. 본 발명의 감압 접착제 재료는 접합부를 형성하기 위하여 가열 또는 방사로 경화시킬 필요가 없는 것이 유리하다.
적합한 감압 접착제 재료의 예가 미국 특허 제6,103,152호(겔센(Gehlsen) 등), 미국 특허 제6,630,531호 (칸드푸르(Khandpur) 등), 및 미국 특허 제6,586,483호 (콜브(Kolb) 등)에 기재되어 있으며, 상기 특허 각각의 개시 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다. 감압 접착제의 추가의 예가 미국 특허 제6,777,080호 (칸드푸르 등)에 기재되어 있으며, 상기 특허의 전체 내용이 또한 본 명세서에 참고로 포함된다.
일 실시 형태에서, PSA 재료는 미국 특허 제6,103,152호에 기재된 바와 같이 아크릴 중합체 폼 용품이다. 이 폼은 복수의 미소구체(microsphere)를 포함하며, 미소구체들 중 적어도 하나는 팽창가능한 중합체성 미소구체이다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "중합체 폼"은 중합체 매트릭스를 포함하는 용품으로서, 이 용품의 밀도가 중합체 매트릭스 단독의 밀도보다 작은 용품을 말한다. 하나 이상의 실시 형태에서, 중합체성 폼 재료는 기재에의 이음매없는(seamless) 점착을 용이하게 하는 실질적으로 매끄러운 표면을 가질 수 있다.
"실질적으로 매끄러운" 표면은, 레이저 삼각측량 형상측정(laser triangulation profilometry)에 의해 측정할 때 Ra 값이 약 75 마이크로미터 미만인 표면을 말한다. 일 실시 형태에서, 이 표면은 Ra 값이 약 50 마이크로미터 미만이며, 추가의 실시 형태에서 이 표면은 Ra 값이 약 25 마이크로미터 미만이다. 소정 실시 형태의 표면은, 가시적으로 관찰가능한 거시적 결함, 예를 들어 잔주름(wrinkle), 물결주름(corrugation) 및 접은자국(crease)이 실질적으로 없는 것을 또한 특징으로 할 수 있다. 게다가, 소정 실시 형태의 표면은, 관심 대상인 기재에 대하여 적당한 접촉성을 나타내고, 그럼으로써 그 기재에 대하여 점착성을 나타내도록 충분히 매끄러울 수 있다.
"팽창가능한 중합체성 미소구체"는 중합체 쉘(shell)과, 기체, 액체 또는 그 조합의 형태이고 가열시 팽창하는 코어 물질을 포함하는 미소구체이다. 코어 물질의 팽창은 이어서 쉘이 적어도 가열 온도에서 팽창되게 한다. 팽창가능한 미소구체는 쉘이 파괴됨이 없이 초기에 팽창되거나 추가로 팽창될 수 있는 것이다. 몇몇 미소구체는 가열 온도에서 또는 그 부근에서 코어 물질의 팽창만을 허용하는 중합체 쉘을 가질 수도 있다.
중합체 폼 PSA 재료는 적어도 두 가지의 상이한 방식들 중 하나로 구성될 수도 있다. 중합체 폼 자체가 접착제일 수도 있거나, 중합체 폼 물질이 예를 들어 연속층 또는 불연속 구조체(예를 들어, 스트라이프(stripe), 로드(rod), 필라멘트 등)의 형태의 폼에 접합된 하나 이상의 개별 접착제 조성물들을 포함할 수도 있으며, 이 경우, 폼 자체는 접착제일 필요는 없다.
소정 실시 형태의 중합체 폼 PSA에는 우레탄 가교결합체 및 우레아 가교결합체가 실질적으로 없을 수도 있으며, 따라서 조성물 중 아이소시아네이트에 대한 필요성이 제거된다. 중합체 폼의 제조에 적합한 물질의 예로는 아크릴 중합체 또는 공중합체가 있다. 몇몇 경우에, 예를 들어 높은 응집 강도 및/또는 높은 모듈러스(modulus)가 필요할 경우, 폼은 가교결합될 수도 있다.
소정 실시 형태의 중합체 폼은 복수의 팽창가능한 중합체성 미소구체를 포함할 수도 있다. 폼은 중합체성 또는 비중합체성 미소구체(예를 들어, 유리 미소구체)일 수도 있는 하나 이상의 팽창불가능한 미소구체를 또한 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시 형태의 중합체 폼 물질에서의 팽창가능한 중합체성 미소구체의 예로는 쉘에 비닐리덴 클로라이드 단위가 본질적으로 없는 것을 들 수도 있다. 다양한 실시 형태의 코어 물질은 가열시 팽창하는 공기 이외의 물질들을 포함할 수도 있다.
다양한 실시 형태의 폼은 미소구체 이외에도 제제(agent)들을 포함할 수도 있다. 적합한 제제의 예로는 점착성 부여제(tackifier), 가소제, 안료, 염료, 고형 충전제 및 그 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 들 수 있다. 폼은 중합체 매트릭스 중에 기체-충전된 공극(void)을 또한 포함할 수도 있다. 그러한 공극은 전형적으로 중합체 매트릭스 물질에 발포제를 포함시키고, 이어서 예를 들어 중합체 매트릭스 물질의 가열 또는 방사에의 노출에 의해 발포제를 활성화시킴으로써 형성된다.
소정 실시 형태의 폼은 실질적으로 가교결합되지 않거나 열가소성인 중합체성 매트릭스 물질을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 소정 실시 형태의 폼의 매트릭스 중합체는 어느 정도의 가교결합을 나타내는 것이 또한 바람직할 수 있다. 그러한 가교결합의 한 가지 잠재적인 이점은 가교결합이 덜 있거나 전혀 없는 동일한 폼에 비하여 상기 폼이 개선된 기계적 특성을 나타낼(예를 들어, 응집 강도를 증가시킬) 가능성이 있다는 것이다.
일 실시 형태에서, PSA 재료는 (a) 적어도 하나가 팽창가능한 중합체성 미소구체(상기에 정의된 바와 같음)인 복수의 미소구체와, (b) 실질적으로 우레탄 가교결합체 및 우레아 가교결합체가 없는 중합체 매트릭스를 포함하는 중합체 폼을 포함한다. 이 매트릭스는 2종 이상의 중합체의 블렌드를 포함하는데, 이 블렌드의 중합체들 중 적어도 하나는 감압 점착성 중합체(즉, 감압 조성물을 형성하기 위하여 점착성 부여제와 조합되어야만 하는 중합체와는 반대되는, 본래 감압성인 중합체)이며, 중합체들 중 적어도 하나는 불포화 열가소성 탄성중합체, 아크릴레이트-불용성 포화 열가소성 탄성중합체, 및 비-감압성의 점착성인 열가소성 중합체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
PSA 재료는 다양한 방식으로, 예를 들어, (a) 중합체 조성물과, 팽창가능한 압출성 조성물을 형성하도록 선택된 복수의 미소구체 - 이들 중 하나 이상은 팽창가능한 중합체성 미소구체(상기에 정의된 바와 같음)임 - 를, 온도, 압력 및 전단률을 포함한 공정 조건 하에서 용융 혼합하고; (b) 조성물을 다이를 통해 압출시켜 중합체 폼(상기에 정의된 바와 같음)을 형성하며; (c) 중합체 조성물이 다이를 빠져나가기 전에 하나 이상의 팽창가능한 중합체성 미소구체를 적어도 부분적으로 팽창시킴으로써 제조될 수도 있다. 소정 실시 형태에서, 전부는 아니더라도 대부분의 팽창가능한 미소구체는 중합체 조성물이 다이를 빠져나가기 전에 적어도 부분적으로 팽창되는 것이 바람직할 수도 있다. 조성물이 다이를 빠져나가기 전에 팽창가능한 중합체성 미소구체를 팽창되게 함으로써, 생성된 압출 폼은 보다 엄격한 허용오차 내에서 생성될 수 있다.
소정 실시 형태에서, PSA 재료에는 실질적으로 용제가 없는 것이 바람직할 수도 있다. 일 실시 형태에서, PSA 재료는 20 중량% 미만의 용제를 포함할 수도 있으며, 추가의 실시 형태에서는 이 재료는 실질적으로 0 중량% 내지 약 10 중량% 이하의 용제를 포함할 수도 있고, 다른 추가의 실시 형태에서는, 이 재료는 약 5 중량% 이하의 용제를 포함할 수도 있다.
다양한 실시 형태의 PSA 재료는 일 실시 형태에서는 약 10,000 g/몰 이상의 중량 평균 분자량을 보유하며, 추가의 실시 형태에서는 약 50,000 g/몰 이상의 중량 평균 분자량을 보유할 수 있다. 다양한 실시 형태의 PSA 재료의 제조에 사용되는 중합체는 175℃의 온도 및 100 sec-1의 전단률에서 측정되는 전단 점도가 약 30 파스칼-초(Pa-s) 이상으로 나타나며, 추가의 실시 형태에서는 약 100 Pa-s 이상으로 나타나고, 다른 추가의 실시 형태에서는 약 200 Pa-s 이상으로 나타날 수 있다.
다양한 실시 형태의 PSA 폼 물질은 또한 가교결합될 수도 있다. 예를 들어, 이 폼은 폼의 가교결합을 위하여 압출시킨 후 열, 화학선 또는 이온화 방사 또는 그 조합에 노출시킬 수도 있다. 가교결합은 이온 상호작용을 기초로 한 화학적 가교결합 방법을 사용함으로써 또한 달성할 수도 있다.
본 발명의 실시 형태에서 이용되는 지지 배킹은 열가소성 및 열경화성 물질을 포함하는 소성 변형가능한 중합체성 물질을 포함하는 다양한 물질들로부터 선택될 수 있다. 소성 변형가능하게 됨은 지지 배킹이 쉽게 성형가능하게 하고 그의 형상을 유지하게 한다. 일 실시 형태에서, 소성 변형가능한 지지 배킹은 연속 시트이다. 다른 실시 형태에서, 소성 변형가능한 지지 배킹은 ASTM D-412에 따른 파단신율(elongation at break)이 50% 이상이다. 다른 실시 형태에서, 소성 변형가능한 지지 배킹은 ASTM D-412에 따른 파단신율이 100% 이상이다. 또 다른 실시 형태에서, 소성 변형가능한 지지 배킹은 ASTM D-412에 따른 파단신율이 200% 이상이다.
특히, 차체 측면 몰딩 및 자동차 클래딩(cladding) 재료로서 자동차 구성에 유용한 재료가 지지 배킹으로서 사용될 수도 있다. 예로는 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-다이엔 고무(EPDM), 열가소성 우레탄(TPU), 반응 사출 성형(reaction injection molded, RIM) 우레탄 플라스틱 및 열가소성 올레핀(TPO) - 이는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 고무의 공중합체임 - 이 포함된다. 다른 실시 형태에서, 미국 오하이오주 클리블랜드 소재의 폴리원 코포레이션(PolyOne Corporation)으로부터 상표명 "블랙(Black) TPO-TG 컴파운드(Compound)" 하에 구매가능한 자동차용 블랙 클래딩이 사용될 수도 있다. 지지 배킹은 다른 목적용, 예를 들어 심미적 목적용의 하나 이상의 상부 코트(top coat)를 선택적으로 포함할 수도 있는데, 상기 상부 코트는 점착을 촉진하는 것으로 밝혀졌다.
본 발명에서 이용되는 점착 촉진제는 손상된 차체 패널의 유형 및 이용된 수리용 라미네이트에 따라 다양한 재료들로부터 선택될 수 있다. 예시적인 점착 촉진제로는 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 쓰리엠 오토믹스 폴리올레핀 어드히전 프로모터(3M Automix Polyolefin Adhesion Promoter) 파트 넘버 5907 및 쓰리엠 오토모티브 어드히전 프로모터(3M Automotive Adhesion Promoter) 파트 넘버 06396 하에 구매가능한, 아크릴 폼 테이프, RIM 및 TPO를 위한 것들을 들 수 있다.
용제 기재의 점착 촉진제, 예를 들어 5907 또는 06396 어드히전 프로모터를 사용할 때, 수리용 라미네이트는 TPO의 매끄러운 면과 같은 지지 배킹의 면에 용제를 적용함으로써 제조된다. 이어서, 용제가 적용된 지지 배킹의 면은 PSA와 접촉하도록 배치되고, 압력이 인가될 수 있다. 용제가 건조되게 하고, 그 결과 TPO가 PSA에 접합된다.
용제 기재의 것 이외의 점착 촉진제를 사용할 때, 점착 촉진제는 TPO의 매끄러운 면과 같은 지지 배킹에 적용될 수 있으며, 압력이 인가될 수 있다. 점착 촉진제는, 각각의 개시 내용이 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제6,287,685호(잔센(Janssen) 등) 및 유럽 특허 제384,598호(존슨(Johnson) 등)에 기재된 바와 같이, 중합가능한 액체로서 적용될 수도 있으며, 전자 빔 방사에 의해 경화된다. 이러한 방사는 점착 촉진제의 2개의 단량체가 중합되게 하는데, 이는 점착 촉진제를 지지 배킹에 그래프트(graft)시킨다.
본 발명의 실시 형태의 용도를 추가로 예시하기 위하여, 예시 목적으로만 제공되는 본 발명의 특정 실시 형태의 비제한적 실시예가 비교예와 함께 하기에 논의된다. 실시예 및 비교예의 논의에서 달리 나타내지 않는 한, 보고된 모든 부, 백분율 및 비는 중량 기준이며, 실시예 및 비교예에서 사용된 모든 시약은 일반적인 화학제품 공급자, 예를 들어 미국 미주리주 세인트 루이스 소재의 시그마-알드리치 케미칼 컴퍼니(Sigma-Aldrich Chemical Company)로부터 획득하였거나 입수가능하거나, 통상적인 기술로 합성될 수도 있다.
하기 약어가 실시예 및 비교예에서 사용된다:
"ADH1": 가요성 우레탄 접착제, 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "4125 유니버설 어드히시브(Universal Adhesive)" 하에 구매가능;
"ADH2": 가요성 우레탄 접착제, 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "4240 유니버설 어드히시브" 하에 구매가능;
"ADPR1": 폴리올레핀 점착 촉진제, 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "쓰리엠 오토믹스 폴리올레핀 어드히전 프로모터 파트 넘버 5907" 하에 구매가능;
"ADPR2": 점착 촉진제, 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "쓰리엠 오토모티브 어드히전 프로모터 파트 넘버 06396" 하에 구매가능;
"FPR1": 2-부분(2-part) 에폭시, 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "쓰리엠 오토믹스 EZ 샌드(Sand) 5887 플렉스블 플라스틱 리페어(Flexible Plastic Repair)" 하에 구매가능;
"SCRM1": 이형성(releasable) 필름을 갖는 구조적 스크림(scrim), 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "4904 리인포스먼트 패치(Reinforcement Patch)" 하에 구매가능;
"SCRM2": 유리섬유 직물, 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "쓰리엠 파이버글래스 클로쓰(3M Fiberglass Cloth), 파트 넘버 05838" 하에 구매가능;
"SCRM3": 유리섬유 매트, 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "쓰리엠 파이버글래스 매트(3M Fiberglass Mat), 파트 넘버 05837" 하에 구매가능;
"SCRM4": 스트래핑 테이프(strapping tape), 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "스카치 필라멘트 테이프(Scotch Filament Tape) 898, 파트 넘버 06895" 하에 구매가능;
"SSLR1": 가요성 우레탄 이음매 밀봉제, 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "4227 시임 실러(Seam Sealer)" 하에 구매가능;
"TPO1": 1 밀리미터(㎜)의 블랙 열가소성 폴리올레핀 자동차 장식용 클래딩, 미국 오하이오주 클리블랜드 소재의 폴리원 코포레이션으로부터 구매가능;
"TPO2": 2 밀리미터(㎜)의 블색 열가소성 폴리올레핀 자동차 장식용 클래딩, 미국 오하이오주 클리블랜드 소재의 폴리원 코포레이션으로부터 구매가능;
"VHB1": 0.64 ㎜(25-밀(mil))의 양면 감압 접착성 아크릴 폼 테이프, 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "4936 VHB 테이프" 하에 구매가능;
"VHB2": 0.40 ㎜(15-밀(mil))의 양면 감압 점착성 아크릴 폼 테이프, 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "4926 VHB 테이프" 하에 구매가능;
시험을 표준화하기 위하여, 배면 준비의 완료시 하기 샘플 전부를 20℃에서 16시간 동안 유지하였다. 실제 사용에서, 본 발명의 실시 형태를 포함하는 샘플은 단지 20-30분 동안 유지될 것임을 알 것이다.
비교예 A
미국 미시건주 힐스데일 소재의 에이씨티 래버러토리즈(ACT laboratories)로부터 상표명 "바스프 하이팩스 블랙 - 플렉스블 TPO 익스테리어(BASF Hifax Black - Flexible TPO Exterior)" 하에 획득한 10.2 x 10.2 x 0.32 ㎝의 블랙 열가소성 폴리올레핀 패널로부터 5.08 센티미터(㎝)의 중심 구멍을 절삭해내었다. 이어서, 이 구멍을 환상의 폭이 0.48 ㎝가 되도록 양면에서 대칭적으로 경사지게 가공하였다. 패널의 양면을, 미국 일리노이주 록포드 소재의 내셔널 디트로이트, 인크.(National Detroit, Inc.)로부터의 이중 작용 샌더(sander), 모델 번호 "DAQ" 상에서, 쓰리엠 컴퍼니로부터 획득되는 상표명 "그레이드 80 임페리얼 후킷(Grade 80 Imperial Hookit) II" 하에 구매가능한 샌드페이퍼를 사용하여 거칠게 하였다. ADPR1을 20℃에서 패널의 한 면(배면으로 지칭됨)에 적용하고, 5분 동안 건조시켰다. 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "스카치 오토모티브 리피니시 마스킹 테이프(Scotch Automotive Refinish Masking Tape) 233+, 파트 넘버 26340" 하에 구매가능한 마스킹 테이프를 패널의 전면에 적용하였다. ADH1을 쓰리엠 스프레더(Spreader), 파트 넘버 05842를 사용하여 프라이밍된 배면에 적용하였다. 배면 준비를 완료하기 위하여, SCRM1의 10.2 x 10.2 ㎝ 시트를 접착제 내로 누르고, 지지하는 이형 필름을 제거하고, 접착제를 20℃에서 15분 동안 경화시켰다. 마스킹 테이프를 제거하고, 함몰부가 동일 높이 선(flush line) 아래에 형성될 때까지 앞면을 배면에 대한 것과 유사한 방식으로 거칠게 하였다. 이어서, ADPR1을 패널의 앞면에 적용하고, 20℃에서 5분 동안 건조시켰다. 이어서, 구멍을 FPR1으로 충전시키고, 20℃에서 15분 동안 부분적으로 경화시킨 후, 이어서 플라스틱 수리재를 이중 작용 샌더 및 쓰리엠 컴퍼니로부터 획득된 "그레이드 180 임페리얼 후킷 II"를 사용하여 패널과 동일 높이가 되도록 샌딩 처리하였다. 다른 4개의 시험 패널을 그에 따라 준비하였다. 인장 강도 측정 시험에 있어서, 10.2 x 6.03 ㎝의 시험편(test section)을 경사진 에지의 외주연부(outer perimeter)에 인접하여 플레이트로부터 절단하였다.
비교예 B
SCRM1을 SCRM2로 대체한 것을 제외하고는, 비교예 A에서 설명한 방법에 따라 비교예 B를 준비하였다.
비교예 C
ADH1을 SSLR1로 대체하고, SCRM 2를 SCRM 3으로 대체한 것을 제외하고는, 비교예 B에서 설명한 방법에 따라 비교예 C를 준비하였다.
비교예 D
SCRM3을 SCRM2로 대체한 것을 제외하고는, 비교예 C에서 설명한 방법에 따라 비교예 D를 준비하였다.
비교예 E
SLR1을 FPR1로 대체한 것을 제외하고는, 비교예 C에서 설명한 방법에 따라 비교예 E를 준비하였다.
비교예 F
SCRM3을 SCRM2로 대체한 것을 제외하고는, 비교예 E에서 설명한 방법에 따라 비교예 F를 준비하였다.
비교예 G
ADH1을 ADH2로 대체한 것을 제외하고는, 비교예 A에서 설명한 방법에 따라 비교예 G를 준비하였다.
비교예 H
SCRM2를 SCRM1로 대체한 것을 제외하고는, 비교예 F에서 설명한 방법에 따라 비교예 H를 준비하였다.
비교예 I
SCRM1을 5개의 층의 SCRM 4로 대체하고, ADPR1을 ADPR2로 대체한 것을 제외하고는, 비교예 A에서 설명한 방법에 따라 비교예 I를 준비하였다. 인장 강도 시험을 필라멘트 테이프의 기계 방향으로 실시하였다.
비교예 J
인장 강도 시험을 필라멘트 테이프의 웨브 횡단 방향(cross-web direction)으로 실시한 것을 제외하고는, 비교예 I에서 설명한 방법에 따라 비교예 J를 준비하였다.
실시예 1
미국 미시건주 힐스데일 소재의 에이씨티 래버러토리즈로부터 상표명 "바스프 하이팩스 블랙 - 플렉스블 TPO 익스테리어" 하에 획득한 10.2 x 10.2 x 0.32 ㎝의 블랙 열가소성 폴리올레핀 패널로부터 5.08 센티미터(㎝)의 중심 구멍을 절삭해내었다. 이어서, 이 구멍을 환상의 폭이 0.48 ㎝가 되도록 양면에서 대칭적으로 경사지게 가공하였다. 패널의 앞면을 이중 작용 샌더 및 "그레이드 80 임페리얼 후킷 II" 샌드페이퍼를 사용하여 거칠게 하였다. ADPR2를 패널의 매끄러운 배면에 적용하고, 20℃에서 5분 동안 건조시켰다. ADPR2를 TPO1의 22.9 x 27.9 ㎝ 시트의 한 면에 적용하고, 20℃에서 5분 동안 건조시켰다. 이어서, 핸드 롤러를 사용하여 VHB1의 22.9 x 27.9 ㎝ 시트를 TPO1의 프라이밍된 표면에 라미네이션시키고, 생성된 TPO-VHB 라미네이트를 10.2 x 10.2 ㎝로 잘라내었다. 배면 준비를 완료하기 위하여, 라미네이트의 폼 테이프 앞면을 패널의 프라이밍된 표면 상으로 손으로 누른다. ADPR1을 패널의 앞면 및 폼 테이프의 노출된 앞면에 적용하고, 20℃에서 5분 동안 건조시키고, 이어서 FPR1으로 충전시켰다. 20℃에서 15분 동안 부분적으로 경화시킨 후, 이어서 플라스틱 수리재를 이중 작용 샌더 및 "그레이드 180 임페리얼 후킷 II" 샌드페이퍼를 사용하여 패널과 동일 높이가 되도록 샌딩 처리하였다.실시예 2
VHB1을 VHB2로 대체하고, TPO1을 TPO2로 대체한 것을 제외하고는, 실시예 1에서 설명한 방법에 따라 실시예 2를 준비하였다.
실시예 1 및 2에 설명된 배면 라미네이트들을 개별적으로 준비하였지만, 보다 큰 형태가 이형 라이너를 포함한, 예를 들어 롤 형태로 제조되고, 필요할 경우 적절한 수리체 크기로 절단할 수 있음을 인식해야 한다. 따라서, 사전 제조된 라미네이트는 수리점에 추가의 시간 절감을 제공할 것이다.
시험 방법
샘플 준비 시간. 시험 패널의 배면을 완료하는 시간은 비교예 A에 대하여 "보다 느림", "동일", 또는 "보다 빠름"으로 등급화하였다.
내충격성. 미국 뉴욕주 아미티빌 소재의 테스팅 머신즈 인크.(Testing Machines Inc.)로부터 획득한 모델 "43-02" 충격 시험기를 사용하여 20℃에서 내충격성을 측정하였다. 시험편을 2.8 x 1.8 ㎝의 알루미늄 블록에 대하여 패치 앞면이 바깥으로 향하도록 중앙에 두었다. 해머 중량은 4.54 킬로그램(Kg)이었으며, 이것의 충격 속도는 2.1 미터/초 (m/s)였다. 샘플 당 2개의 시험편을 평가하였다. 둘 모두의 시험 패널이 파단 없이 또는 가시적인 균열을 나타냄이 없이 충격 시험을 견딜 경우, 이것에 "통과" 등급을 주었다.
인장 강도. 미국 노스 캐롤라이나주 캐리 소재의 엠티에스 시스템즈 코포레이션(MTS Systems Corporation)으로부터의 모델 "QTest 100" 기계를 사용하여 ASTM D-638-91에 따라 인장 강도를 측정하였다. 조오(jaw) 간격은 7.6 ㎝였으며, 일정한 신장률은 20℃ 에서 5.08 ㎝/분이었다. 보고된 인장 강도 및 파단점에서의 퍼센트 연신율은 샘플 당 3개의 시험편의 평균이다. 3.45 메가파스칼(㎫)(500 파운드/인치2 (psi)) 초과의 인장 강도가 자동차 패널 수리에 있어서 허용가능한 것으로 생각된다.
일단 수리된 자동차 패널의 생성된 내충격성 및 인장 강도뿐만 아니라 수리 속도를 포함하는 시험 결과가 표 1에 열거되어 있다.
Figure 112008003129355-PCT00001
본 발명의 실시 형태를 사용하면, 내충격성 측정 시험을 통과하고 자동차 패널 수리체에 바람직한 인장 강도를 주면서도 대부분의 비교예보다 빠른 수리 속도가 얻어졌음을 알 수 있다.

Claims (25)

  1. 감압 접착제, 및
    감압 접착제에 접합되고, 두께가 0.75 밀리미터 이상인 소성 변형가능한 중합체성 지지 배킹
    을 포함하는 수리용 라미네이트.
  2. 제1항에 있어서, 지지 배킹은 ASTM D-412에 따른 파단신율이 50% 이상인 수리용 라미네이트.
  3. 제1항에 있어서, 지지 배킹은 ASTM D-412에 따른 파단신율이 100% 이상인 수리용 라미네이트.
  4. 제1항에 있어서, 지지 배킹은 ASTM D-412에 따른 파단신율이 200% 이상인 수리용 라미네이트.
  5. 제1항에 있어서, 감압 접착제가 폼(foam)을 포함하는 수리용 라미네이트.
  6. 제1항에 있어서, 지지 배킹이 폴리올레핀을 포함하는 수리용 라미네이트.
  7. 제1항에 있어서, 지지 배킹이 열가소성 물질을 포함하는 수리용 라미네이트.
  8. 제1항에 있어서, 지지 배킹이 연속 열가소성 폴리올레핀 시트인 수리용 라미네이트.
  9. 제1항에 있어서, 제1 접착제 재료와 제2 재료 사이에 배치된 점착 촉진제를 추가로 포함하여 지지 배킹과 감압 접착제 사이의 접합에 기여하는 수리용 라미네이트.
  10. 제9항에 있어서, 점착 촉진제가 용제 기재의 점착 촉진제인 수리용 라미네이트.
  11. 제9항에 있어서, 점착 촉진제가 전자 빔 방사에 의해 경화되는 수리용 라미네이트.
  12. 감압 접착제를 제공하는 단계;
    두께가 0.75 밀리미터 이상인 소성 변형가능한 중합체성 지지 배킹을 제공하는 단계; 및
    감압 접착제를 지지 배킹에 접합시키는 단계
    를 포함하는 수리용 라미네이트의 생성 방법.
  13. 제12항에 있어서, 감압 접착제가 폼을 포함하는 방법.
  14. 제12항에 있어서, 지지 배킹이 연속 열가소성 폴리올레핀 시트인 방법.
  15. 제12항에 있어서, 지지 배킹에의 감압 접착제의 접합 단계가 점착 촉진제를 지지 배킹에 적용하고, 이어서 감압 접착제를 점착 촉진제가 적용된 지지 배킹에 적용하는 단계를 포함하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 점착 촉진제가 용제 기재의 점착 촉진제인 방법.
  17. 제12항에 있어서, 점착 촉진제가 중합가능한 액체로서 적용되는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 점착 촉진제를 전자 빔 방사로 경화시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  19. 지지 배킹에 접합된 감압 접착제를 포함하는 수리용 라미네이트를 손상된 부위에서 자동차 패널의 배면에 적용하여 손상된 부위를 강화하는 단계 - 수리용 라미네이트는 감압 접착제를 손상된 부위의 배면에 접합시킴으로써 적용됨 - ,및
    수리용 라미네이트의 적용 후, 전면을 미장적으로 수리하는 단계
    를 포함하는, 전면, 배면 및 손상된 부위를 갖는 자동차 패널의 수리 방법.
  20. 제19항에 있어서, 감압 접착제가 폼을 포함하는 방법.
  21. 제19항에 있어서, 지지 배킹이 열가소성 폴리올레핀 시트를 포함하는 방법.
  22. 제21항에 있어서, 감압 접착제를 점착 촉진제에 의해 지지 배킹에 접합시키는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 지지 배킹은 두께가 0.75 밀리미터 이상인 소성 변형가능한 중합체성 물질인 방법.
  24. 제23항에 있어서, 감압 접착제의 두께는 지지 배킹의 두께보다 작은 방법.
  25. 제19항에 있어서, 배면에의 수리용 라미네이트의 적용 단계는 점착 촉진제를 배면에 적용하고, 이어서 감압 접착제를 점착 촉진제가 적용된 배면에 적용하는 단계를 포함하는 방법.
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