KR20140033458A - 금속 패널 조립체 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, - 제1 금속 부품 및 제2 금속 부품을 제공하는 단계 - 제1 금속 부품 및 제2 금속 부품 중 적어도 하나는 금속 패널을 포함함 - ; - 접착 시트를 제공하는 단계 - 접착 시트는 접착 시트의 제1 단부 근처의 제1 부분 및 접착 시트의 제1 단부 반대쪽의 제2 단부 근처의 제2 부분을 갖고, 접착 시트는 제1 에폭시 화합물과 제2 에폭시 화합물의 혼합물 및 에폭시 경화제를 포함하는 열경화성 조성물을 포함하고, 제1 에폭시 화합물은 중량 평균 분자량이 1000 g/mol 이상이고 에폭시 기의 양이 5 내지 10 몰%이며, 제2 에폭시 화합물은 중량 평균 분자량이 400 g/mol 이하이고, 제2 에폭시 화합물에 대한 제1 에폭시 화합물의 중량비가 0.8 내지 4임 - ; - 상기 제1 금속 부품과 상기 제2 금속 부품 사이에 접착 시트가 제공되도록 상기 제1 금속 부품과 상기 제2 금속 부품을 함께 접착하여서, 금속 조인트를 형성하는 단계; 및 금속 조인트를 가열하여 접착 시트의 열경화성 조성물을 열경화시키는 단계를 포함하는, 금속 부품 조립체의 제조 방법이 제공된다.

Description

금속 패널 조립체 및 이의 제조 방법{METAL PANEL ASSEMBLY AND METHOD FOR MAKING SAME}

본 발명은 금속 부품들 중 하나가 금속 패널인 금속 부품 조립체에 관한 것이다. 본 발명은 또한 2개의 금속 부품을 접합하는 방법에 관한 것이다.

차량에서 금속 조인트는 접착제의 사용을 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 접착제는 금속 패널, 예를 들어, 루프 패널(roof panel)을 차량의 지지 구조체 또는 섀시에 접합하는 데 사용될 수 있다. 또한, 접착제는 차량 클로저 패널(closure panel)의 2개의 금속 패널을 접합하는 데 사용될 수 있다. 차량 클로저 패널은 전형적으로 외측 금속 패널과 내측 금속 패널의 조립체를 포함하여서, 내측 패널의 에지 위로 외측 패널의 에지를 절첩함으로써 헴(hem) 구조체가 형성된다. 전형적으로, 접착제가 그 사이에 제공되어 패널들을 함께 접합한다. 추가로, 충분한 내부식성을 제공하기 위해서는 금속 패널들의 조인트에 전형적으로 실란트(sealant)를 적용할 필요가 있다. 예를 들어, 미국 특허 제6,000,118호는 두 패널의 대향하는 표면들 사이에의 유동성 실란트 비드(bead)의 사용, 및 외측 패널 상의 플랜지와 내측 패널의 노출된 표면 사이에의 미경화 페인트형 수지의 박막의 사용을 개시한다. 페인트 필름은 완성된 도어 패널 상에서 수행되는 베이킹 작업에 의해 고체 불침투성 상태로 경화된다.

미국 특허 제6,368,008호는 2개의 금속 패널을 함께 고정하기 위한 접착제의 사용을 개시한다. 조인트의 에지는 금속 코팅으로 실링된다. 국제특허 공개 WO 2009/071269호는 헴 플랜지용 실란트로서의 팽창성 에폭시 페이스트 접착제를 개시한다. 추가의 헴형 구조물이 미국 특허 제6,528,176호에 개시되어 있다.

조인트를 실링하기 위한 추가의 재료가 필요 없이 접착제를 사용하여 2개의 금속 패널, 특히 차량 클로저 패널의 외측 패널과 내측 패널을 접합할 수 있는 해결책을 찾는 것이 이제 바람직할 것이다. 따라서, 적절한 접합을 제공하면서 또한 조인트를 실링하고 내부식성을 제공하는 접착제를 찾는 것이 바람직할 것이다. 전형적으로, 차량 클로저 패널의 금속 패널들의 조인트는 제조 공정 초기에 형성되는데, 이때는, 종종 패널들이, 예를 들어 그리스 또는 오일로 오염된다. 따라서, 오일-상용성(oil-compatible)이며, 특히, 금속 패널들의 표면 상에 오일이 존재하더라도 적절한 강도의 접착 접합(adhesive bond)의 구축을 허용하는, 패널들을 서로 고정하기 위한 접착제를 찾는 것이 바람직할 것이다. 조인트를 추가로 취급하는 동안 그리고 열경화 및 최종 및 영구 접합의 형성 전에, 클램핑할 필요 없이 금속 부품들이 함께 유지될 수 있기에 충분한 강도의 초기 접착 접합이 형성될 수 있는 것이 더욱 바람직할 것이다. 최종 접착 접합은 바람직하게는 양호한 내충돌성(crash resistance)을 가지며, 바람직하게는 양호한 파단 연신율을 가져서, 조인트에서 생성될 수 있는 응력이 접합의 파괴를 야기하지 않으면서 흡수될 수 있다. 금속 플레이트들 사이의 금속 조인트를 형성하는 방법의 자동화를 가능하게 하는 해결책을 찾는 것이 바람직할 것이며, 따라서, 접착제는 자동화 장비에 의해 적용될 수 있는 것이 바람직할 것이다.

본 발명에 따르면,

- 제1 금속 부품 및 제2 금속 부품을 제공하는 단계 - 제1 금속 부품 및 제2 금속 부품 중 적어도 하나는 금속 패널을 포함함 - ;

- 접착 시트를 제공하는 단계 - 접착 시트는 접착 시트의 제1 단부 근처의 제1 부분 및 접착 시트의 제1 단부 반대쪽의 제2 단부 근처의 제2 부분을 갖고, 접착 시트는 제1 에폭시 화합물과 제2 에폭시 화합물의 혼합물 및 에폭시 경화제를 포함하는 열경화성 조성물을 포함하고, 제1 에폭시 화합물은 중량 평균 분자량이 1000 g/mol 이상이고 에폭시 기의 양이 5 내지 10 몰%이며, 제2 에폭시 화합물은 중량 평균 분자량이 400 g/mol 이하이고, 제2 에폭시 화합물에 대한 제1 에폭시 화합물의 중량비가 0.8 내지 4임 - ;

- 상기 제1 금속 부품과 상기 제2 금속 부품 사이에 접착 시트가 제공되도록 상기 제1 금속 부품과 상기 제2 금속 부품을 함께 접착하여서, 금속 조인트를 형성하는 단계; 및

금속 조인트를 가열하여 접착 시트의 열경화성 조성물을 열경화시키는 단계를 포함하는, 금속 부품 조립체의 제조 방법이 제공된다.

본 발명의 추가의 태양에서는,

제1 금속 부품 및 제2 금속 부품 - 제1 금속 부품 및 제2 금속 부품 중 적어도 하나는 금속 패널을 포함함 - ; 및

접착 시트 - 접착 시트는 접착 시트의 제1 단부 근처의 제1 부분 및 접착 시트의 제1 단부 반대쪽의 제2 단부 근처의 제2 부분을 가짐 - 를 포함하고,

그에 의해, 접착 시트는 상기 제1 금속 부품과 상기 제2 금속 부품 사이에 있으며 제1 금속 부품 및 제2 금속 부품을 함께 접착하고, 접착 시트는 상기에 한정된 바와 같은 열경화성 조성물의 열경화된 반응 생성물을 포함하는, 금속 부품 조립체가 제공된다.

특정 실시 형태에서, 금속 부품들 중 하나는 루프 패널을 포함하고 다른 금속 부품은 지지 구조체, 예를 들어, 차량의 섀시를 포함한다.

금속 부품 및 패널은 전형적으로 강 부품 및 패널이지만, 알루미늄 부품 및 패널과 같은 다른 금속 부품 및 패널이 또한 본 발명과 관련하여 사용될 수 있다. 특정 실시 형태에서, 금속 부품은 페인팅되지 않으며, 즉, 금속 부품은 자동차 산업에서 공지되거나 칭해지는 바와 같이 백색 부품(white part)의 본체이다.

본 방법과 관련하여 사용되는 접착 시트는 전형적으로 적절한 수준으로 금속 부품들 및 패널들의 접합을 가능하게 하면서, 또한 조인트에서 양호한 실링 특성을 제공함으로써 내부식성을 제공하는 것으로 나타났다. 추가로, 일반적으로 본 접착 시트는, 예를 들어, 오일로, 어느 정도 오염될 수 있는 금속 부품 및 패널에 적용될 수 있으며, 일반적으로 접착 시트를 적용하기 전에 부품 또는 패널의 세정이 필요하지 않을 것이다. 로봇 헤드와 같은 자동화 장비를 통한 접착 시트의 적용이 또한 생각될 수 있다. 추가로, 본 방법과 관련된 접착 시트는, 예를 들어, 페인팅과 같은 추가의 제조 단계들 중에 금속 조인트를 추가로 취급하는 동안, 금속 부품들을 함께 클램핑할 필요 없이, 금속 부품들이 함께 유지될 수 있도록 금속 조인트에서 금속 부품들의 초기 접합을 형성하는 데 편리하게 사용될 수 있다. 따라서, 전형적으로 본 접착 시트는, 접착 시트를 열경화 또는 경화시켜 금속 부품들 사이에 영구 접합을 형성하기 전에 금속 부품들을 함께 유지하기에 충분한 접착 강도를 제공할 수 있다. 추가로, 특정 실시 형태에서, 본 접착 시트는 워시-아웃(wash-out)에 대해 충분히 저항성이 있으며, 따라서, 본 접착 시트에 의해 함께 접합된 금속 부품들에, 예를 들어, 페인팅 전에 필요할 수 있는, 세척 작업이 가해질 수 있다.

다음은 본 발명에 따른 특정 실시 형태의 개요이다:

1. - 제1 금속 부품 및 제2 금속 부품을 제공하는 단계 - 제1 금속 부품 및 제2 금속 부품 중 적어도 하나는 금속 패널을 포함함 - ;

- 접착 시트를 제공하는 단계 - 접착 시트는 접착 시트의 제1 단부 근처의 제1 부분 및 접착 시트의 제1 단부 반대쪽의 제2 단부 근처의 제2 부분을 갖고, 접착 시트는 제1 에폭시 화합물과 제2 에폭시 화합물의 혼합물 및 에폭시 경화제를 포함하는 열경화성 조성물을 포함하고, 제1 에폭시 화합물은 중량 평균 분자량이 1000 g/mol 이상이고 에폭시 기의 양이 5 내지 10 몰%이며, 제2 에폭시 화합물은 중량 평균 분자량이 400 g/mol 이하이고, 제2 에폭시 화합물에 대한 제1 에폭시 화합물의 중량비가 0.8 내지 4임 - ;

- 상기 제1 금속 부품과 상기 제2 금속 부품 사이에 접착 시트가 제공되도록 상기 제1 금속 부품과 상기 제2 금속 부품을 함께 접착하여서, 금속 조인트를 형성하는 단계; 및

- 금속 조인트를 가열하여 접착 시트의 열경화성 조성물을 열경화시키는 단계를 포함하는, 금속 부품 조립체의 제조 방법.

2. 실시 형태 1에 있어서, 상기 제1 금속 부품 및 상기 제2 금속 부품 중 하나는 루프 패널을 포함하고 다른 금속 부품은 지지 구조체를 포함하는 방법.

3. 실시 형태 1에 있어서,

- 제1 금속 부품은 제1 본체 부분, 및 제1 본체 부분의 제1 단부에 인접한 제1 본체 부분의 가장자리를 따른 제1 플랜지를 갖는 제1 금속 패널을 포함하고;

- 제2 금속 부품은 제2 본체 부분, 및 제2 본체 부분의 제2 단부에 인접한 제2 본체 부분의 가장자리를 따른 제2 플랜지를 갖는 제2 금속 패널을 포함하고;

- 접착 시트는 상기 제1 금속 패널 또는 상기 제2 금속 패널에 접착되고;

- 제1 패널의 제1 플랜지는 상기 제2 패널의 상기 제2 플랜지 위로 절첩되고;

그에 의해, 접착 및 절첩 후에, 금속 조인트가 얻어지며, 여기서, 접착 시트는 접착 시트의 제1 부분이 상기 제2 패널의 제2 플랜지와 상기 제1 패널의 상기 제1 본체 부분 사이에 있고 접착 시트의 제2 부분이 상기 제1 패널의 상기 제1 플랜지와 상기 제2 패널의 상기 제2 플랜지 사이에 있도록 절첩되며;

- 금속 조인트를 가열하여 접착 시트의 열경화성 조성물을 열경화시키는 단계를 포함하는 방법.

4. 실시 형태 3에 있어서, 상기 접착 시트는 접착 시트가 제2 금속 패널의 제2 플랜지에 접착되는 상태로 상기 제2 금속 패널에 접착되고, 접착 시트가 제2 금속 패널의 제2 플랜지의 양쪽에 접착되도록 제2 금속 패널의 제2 단부 주위로 절첩되는 방법.

5. 실시 형태 3에 있어서, 접착 시트는 제1 금속 패널에 접착되는 방법.

6. 이전 실시 형태들 중 어느 한 실시 형태에 있어서, 열경화성 조성물은 소수성화제(hydrophobizing agent)를 추가로 포함하는 방법.

7. 실시 형태 6에 있어서, 소수성화제는 소수성 건식 실리카 입자를 포함하는 방법.

8. 이전 실시 형태들 중 어느 한 실시 형태에 있어서, 제2 에폭시 화합물에 대한 제1 에폭시 화합물의 중량비는 0.8 내지 3인 방법.

9. 이전 실시 형태들 중 어느 한 실시 형태에 있어서, 제1 에폭시 화합물의 중량 평균 분자량은 1000 내지 3000 g/mol인 방법.

10. 이전 실시 형태들 중 어느 한 실시 형태에 있어서, 열경화성 조성물은 발포제(blowing agent)를 추가로 포함하는 방법.

11. 실시 형태 10에 있어서, 발포제는 캡슐화되는 방법.

12. 이전 실시 형태들 중 어느 한 실시 형태에 있어서, 에폭시 경화제는 아민, 다이시안다이아미드, 구아니딘, 산 무수물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 포함하는 방법.

13. 이전 실시 형태들 중 어느 한 실시 형태에 있어서, 열경화성 조성물은 강인화제(toughening agent)를 추가로 포함하는 방법.

14. 이전 실시 형태들 중 어느 한 실시 형태에 있어서, 열경화성 조성물은 필름 형성제를 추가로 포함하는 방법.

15. 이전 실시 형태들 중 어느 한 실시 형태에 있어서, 접착 시트는 망(netting)을 포함하는 방법.

16. 이전 실시 형태들 중 어느 한 실시 형태에 있어서, 금속 조인트의 형성과 금속 조인트의 가열 사이에서 금속 조인트가 페인팅되는 방법.

17. 이전 실시 형태들 중 어느 한 실시 형태에 있어서, 금속 조인트의 가열은 60 내지 200℃의 온도에서 하나 이상의 단계로 수행되는 방법.

18. 제1 금속 부품 및 제2 금속 부품 - 제1 금속 부품 및 제2 금속 부품 중 적어도 하나는 금속 패널을 포함함 - ; 및

접착 시트 - 접착 시트는 접착 시트의 제1 단부 근처의 제1 부분 및 접착 시트의 제1 단부 반대쪽의 제2 단부 근처의 제2 부분을 가짐 - 를 포함하고,

그에 의해, 접착 시트는 상기 제1 금속 부품과 상기 제2 금속 부품 사이에 있으며 제1 금속 부품 및 제2 금속 부품을 함께 접착하고, 접착 시트는 실시 형태 1 및 실시 형태 6 내지 실시 형태 15 중 어느 한 실시 형태에 한정된 바와 같은 열경화성 조성물의 열경화된 반응 생성물을 포함하는 금속 부품 조립체.

19. 실시 형태 18에 있어서, 상기 제1 금속 부품 및 상기 제2 금속 부품 중 하나는 루프 패널을 포함하고 다른 금속 부품은 지지 구조체를 포함하는 금속 부품 조립체.

20. 실시 형태 18에 있어서,

제1 금속 부품은 제1 본체 부분, 및 제1 본체 부분의 제1 단부에 인접한 제1 본체 부분의 가장자리를 따른 제1 플랜지를 갖는 제1 금속 패널을 포함하고;

제2 금속 부품은 제2 본체 부분, 및 제2 본체 부분의 제2 단부에 인접한 제2 본체 부분의 가장자리를 따른 제2 플랜지를 갖는 제2 금속 패널을 포함하고;

상기 제2 패널의 상기 제2 플랜지는, 상기 제2 패널의 제2 단부가 상기 제1 패널의 상기 제1 플랜지에 인접한 상태로, 상기 제1 패널의 상기 제1 본체 위로 연장하고;

상기 제1 패널의 상기 제1 플랜지는 상기 제2 패널의 상기 제2 플랜지 위로 절첩되고;

접착 시트의 제1 부분은 상기 제2 패널의 상기 제2 플랜지와 상기 제1 패널의 상기 제1 본체 부분 사이에 있으며 이들을 접착하고;

접착 시트의 제2 부분은 상기 제2 패널의 상기 제2 플랜지 위로 절첩되며 상기 제1 패널의 상기 제1 플랜지를 상기 제2 패널의 상기 제2 플랜지에 접착하는 금속 부품 조립체.

본 발명을 하기 개략적인 도면을 참조하여 설명할 것이나, 본 발명을 이에 제한하고자 하는 것은 아니다.
<도 1>
도 1은 본 발명에 따른 금속 부품 조립체의 단면도.
<도 2>
도 2는 접착 시트가 적용되어 있는 내측 패널, 및 내측 패널과 접합하기 전의 외측 패널(10)의 단면도를 나타내는 실시 형태.

도 1은 본 발명과 관련된 실시 형태를 나타낸다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 외측 패널은 본체 부분(11)을 포함하는데, 본체 부분은 외측 패널의 단부(13) 근처의 본체 부분의 가장자리를 따른 플랜지(12)를 갖는다. 플랜지(12)는 내측 패널(20)의 플랜지(22) 위로 절첩된다. 내측 패널의 플랜지(22)는 단부(23) 근처의 내측 패널의 본체 부분(21)의 가장자리를 따라 있다. 단부(23)는 외측 패널(10)의 플랜지(12)에 인접해 있다. 접착 시트(30)가 내측 패널(20)과 외측 패널(10) 사이에 있다. 접착 시트(30)의 단부(31) 근처의 부분(32)은 외측 패널(10)의 본체 부분(11)과 내측 패널(20)의 플랜지(22) 사이에 있다. 접착 시트(30)는 내측 패널(20) 위로 절첩되고, 따라서, 접착 시트(30)의 단부(33) 근처의 부분(34)은 외측 패널의 플랜지(12)와 내측 패널의 플랜지(22) 사이에 있다. 접착 시트(30)는 조인트 또는 헴에서 2개의 금속 패널을 함께 접합한다.

도 2에 도시된 일 실시 형태에 따르면, 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같은, 본 발명에 따른 금속 부품 조립체는, 접착 시트(30)를 내측 금속 패널(20)에 접착함으로써 얻어질 수 있다. 그러나, 그 대신에, 금속 패널들을 접합하기 전에 접착 시트(30)를 외측 패널에 접착하는 것이 또한 가능하다 (도시되지 않음). 도 2에 나타낸 바와 같이, 접착 시트(30)는 내측 패널의 플랜지(22)의 양쪽에서 내부 패널(20)에 접착되고, 접착 시트(30)는 내측 패널의 단부(23) 주위로 절첩된다. 일 실시 형태에서, 접착 시트(30)는 주위 온도, 전형적으로 약 20℃에서 점착성인 표면을 가지며, 이러한 점착성 표면을 통해 내측 패널에 접착될 수 있다. 전형적으로, 접착 시트는, 접착 시트의 열경화성 조성물의 경화를 필요로 함이 없이, 금속 조인트에서 금속 부품들을 함께 유지하기에 충분한 접착 접합을 형성할 수 있게 할 것이다.

이어서, 외측 패널의 플랜지(12)가 내측 패널(20)의 플랜지(22) 위로 그리고 접착 시트(30)의 부분(34) 위로 절첩되도록 외측 패널(10)이 절첩될 수 있다. 따라서, 두 패널 사이에 접착 시트가 있는 상태로 외측 패널(10)이 내측 패널(20) 위로 절첩될 것이며, 이에 따라 금속 조인트가 얻어진다. 접착 시트(30)가 내측 패널(20) 대신에 외측 패널(10)에 접착된 경우에는, 내측 패널(20)의 플랜지(22) 위로 외측 패널(10)을 절첩하는 동안 접착 시트(30)가 패널들 사이에서 절첩될 것이다.

이어서, 얻어진 금속 조인트를 가열하여 접착 시트의 열경화성 조성물의 열경화를 야기하고, 그에 의해 패널들 사이에 영구 접착 접합을 형성하고 조인트를 실링한다. 가열 단계는, 보통의 차량 제조 공정의 일부로서 패널 조립체를 페인팅 및 베이킹하는 동안에 편리하게 수행될 수 있다. 그러나, 요구되는 대로, 금속 조인트의 별도의 가열 또는 베이킹 단계가 또한 제공될 수 있다. 전형적으로, 금속 조인트를 가열하고 접착 및 실링을 야기하는 온도는 60 내지 200℃, 예를 들어, 100 내지 150℃이다. 가열은 하나 이상의 단계에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 전술한 범위 내의 상이한 온도에서의 둘 이상의 가열 사이클이 수행될 수 있다. 예를 들어, 일 실시 형태에서, 제1 가열 단계는 금속 조인트를 60 내지 100℃의 온도로 가열할 수 있고, 추가의 가열 단계에서는 80 내지 200℃의 더 높은 온도가 사용될 수 있다. 가열 시간은 다를 수 있으나, 전형적으로 5분 내지 60분, 예를 들어, 10 내지 30분이다. 수회의 가열 단계들이 사용되는 경우, 각각의 가열 단계를 위한 시간은 다를 수 있으며 전술한 범위 이내일 수 있다.

본 발명과 관련하여 사용하기 위한 접착 시트는 제1 에폭시 화합물과 제2 에폭시 화합물의 혼합물 및 에폭시 경화제를 포함하는 열경화성 조성물을 포함한다. 제1 에폭시 화합물은 중량 평균 분자량이 1000 g/mol 이상이다. 전형적으로, 제1 에폭시 화합물은 중량 평균 분자량이 1000 내지 3000 g/mol, 예를 들어, 1500 내지 2500 g/mol이다. 제1 에폭시 화합물은 또한 에폭시 기의 양이 5 내지 10%, 예를 들어 6 내지 8%이다. 제2 에폭시 화합물은 중량 평균 분자량이 400 g/mol 이하, 예를 들어 200 g/mol 내지 350 g/mol이다. 제2 에폭시 화합물에 대한 제1 에폭시 화합물의 중량비는 0.8 내지 4, 예를 들어 0.9 내지 3 또는 0.9 내지 2.8이다.

개환 반응에 의해 중합가능한 옥시란 고리를 갖는 임의의 유기 화합물이 접착 시트의 열경화성 조성물 중의 에폭시 화합물로서 사용될 수 있다. 광의적으로 에폭시로 칭해지는 그러한 재료는 단량체 에폭시 화합물 및 중합체 에폭시 화합물을 포함하며, 지방족, 지환족, 방향족, 또는 헤테로사이클릭일 수 있다. 유용한 재료는 일반적으로 분자당 2개 이상의 중합성 에폭시 기를 가지며, 더욱 바람직하게는, 분자당 2 내지 4개의 중합성 에폭시 기를 갖는다.

접착 시트의 열경화성 조성물은 고분자량 에폭시 화합물인 제1 에폭시 화합물과 저분자량 에폭시 화합물인 제2 에폭시 화합물을 포함한다.

제1 에폭시 화합물 또는 고분자량 에폭시 화합물은 바람직하게는 평균 에폭시 작용성(functionality)이 2 이상, 더욱 바람직하게는, 2 내지 4이다. 제1 에폭시 화합물의 중량 평균 분자량은 1000 g/mol 이상, 예를 들어 1000 내지 3000 g/mol이다. 골격은 임의의 유형일 수 있으며, 바람직하게는 본질적으로 할로겐이 없고, 특히 염소가 없다. 임의의 치환체는 또한 본질적으로 할로겐이 없거나 또는 브롬화될 수 있으며, 그렇지 않으면, 옥시란 고리와 반응성인 친핵성 또는 친전자성 모이어티(moiety) (예를 들어, 활성 수소 원자)를 갖지 않는 임의의 기일 수 있다. 허용되는 치환체에는 에스테르 기, 에테르 기, 설포네이트 기, 실록산 기, 니트로 기, 아미드 기, 니트릴 기, 포스페이트 기 등이 포함된다. 다양한 유기 에폭시들의 혼합물이 또한 열경화성 조성물에서 제1 에폭시 화합물 및/또는 제2 에폭시 화합물로서 사용될 수 있다. 적합한 고분자량 에폭시 화합물은, 예를 들어, 로이나 하르체 게엠베하(Leuna Harze GmbH)로부터의 상표명 에필록스 (Epilox)™ A50-02, 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠(Resolution Performance Products)의 에피코트(Epikote)™ 1001로 구매가능하다.

제2 에폭시 화합물 또는 저분자량 에폭시 화합물은 바람직하게는, 평균 에폭시 작용성, 즉, 분자당 중합성 에폭시 기의 평균 개수가 2 이상, 더욱 바람직하게는 2 내지 4인 에폭시 화합물들의 군으로부터 선택된다. 저분자량 에폭시 화합물의 중량 평균 분자량은 400g/mol 이하, 예를 들어 200 내지 350 g/mol이어야 한다. 이러한 저분자량 에폭시 화합물은 일반적으로 실온에서 액체이며 종종 반응성 에폭시 시너(thinner) 또는 반응성 에폭시 희석제로도 지칭된다. 이러한 화합물은 바람직하게는, 지방족 또는 지환족 하이드록실 화합물 또는 다이- 및 폴리페놀의 선택적으로 치환된 다이- 및 폴리글리시딜 에테르의 군으로부터 선택된다. 적합한 저분자량 에폭시 화합물은, 예를 들어, 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠로부터의 에피코트™ 828 및 다우 케미칼 컴퍼니(Dow Chemical Co.)로부터의 DER 331, DER 332, DER 334로 구매가능하다.

접착 시트에서 각각 저분자량 에폭시 화합물 또는 고분자량 에폭시 화합물로서 유용한 에폭시 화합물은 바람직하게는 비스페놀 A, 비스페놀 E, 비스페놀 F, 비스페놀 S, 지방족 및 방향족 아민, 예를 들어, 메틸렌 다이아닐린 및 아미노페놀, 및 할로겐 치환된 비스페놀 수지, 노볼락, 지방족 에폭시, 및 이들의 조합 및/또는 이들 사이의 조합으로부터 유도된다. 더욱 바람직하게는, 유기 에폭시는 비스페놀 A 및 비스페놀 F의 다이글리시딜 에테르 및 에폭시 노볼락을 포함하는 군으로부터 선택된다. 다른 유용한 유기 에폭시에는 미국 특허 제5,019,605호, 미국 특허 제4,145,369호, 미국 특허 제3,445,436호, 미국 특허 제3,018,262호, 및 문헌[Handbook of Epoxy Resins by Lee and Neville, McGraw Hill Book Co., New York (1967)]에 개시된 것들이 포함된다.

접착 시트의 열경화성 조성물 중의 고분자량 에폭시 화합물의 양은 열경화성 조성물의 총 중량을 기준으로 전형적으로 15 내지 60 중량%, 예를 들어 20 내지 45 중량%이다. 접착 시트의 열경화성 조성물 중의 저분자량 에폭시 화합물의 양은 열경화성 조성물의 총 중량을 기준으로 전형적으로 5 내지 40 중량%, 예를 들어 10 내지 30 중량%이다. 제2 또는 저분자량 에폭시 화합물의 양에 대한 제1 또는 고분자량 에폭시 화합물의 양의 중량비는 0.8 내지 4, 예를 들어 0.9 내지 3 또는 0.9 내지 2.8이다.

열경화성 조성물에 유용한 에폭사이드 경질화제(hardener) 또는 에폭시 경화제는 유기 에폭사이드의 옥시란 고리와 반응하여 에폭사이드의 실질적인 가교결합을 야기하는 재료이다. 이러한 재료는 가교결합 반응이 일어나게 하는 적어도 하나의 친핵성 또는 친전자성 모이어티 (예를 들어, 활성 수소 원자)를 함유한다. 에폭사이드 경질화제는 에폭사이드 사슬 연장제와는 구별되는데, 에폭사이드 사슬 연장제는 주로 유기 에폭사이드의 사슬들 사이에 끼워지며, 가교결합을, 존재한다하더라도, 거의 야기하지 않는다. 본 명세서에 사용되는 바와 같은 에폭시 경질화제는 또한 경화제, 촉매, 에폭시 경화제제(curative), 및 경화제제로서 본 기술 분야에 공지되어 있다.

때때로, 에폭사이드 경화 반응의 속도를 증가시키는 데 사용되는 에폭사이드 경질화제와 가속화제(accelerator) 사이에는 차이가 있다. 가속화제는 전형적으로 에폭사이드 경질화제로서 또한 분류될 수 있는 다기능 재료이다. 그러므로, 본 명세서에서는, 경질화제와 가속화제 사이에 차이가 없다.

본 발명에 유용한 에폭사이드 경질화제에는, 에폭시 수지 조성물을 경화시키고 가교결합된 중합체 네트워크를 형성하기 위해 통상적으로 사용되는 것들이 포함된다. 그러한 제제에는 지방족 및 방향족 1차 아민, 예를 들어, 다이-(4-아미노페닐)설폰, 다이-(4-아미노페닐)-에테르, 및 2,2-비스(4-아미노페닐)프로판이 포함된다. 그러한 화합물에는, 실질적인 가교결합을 생성하기 위한 촉매로서 작용할 수 있는, 지방족 및 방향족 3차 아민, 예를 들어, 다이메틸아미노프로필아민 및 피리딘이 또한 포함된다. 게다가, 붕소 착물, 특히 모노에탄올아민, 이미다졸, 예를 들어, 2-에틸-메틸이미다졸, 구아니딘, 예를 들어, 테트라메틸 구아니딘, 치환된 우레아, 예를 들어, 톨루엔 다이아이소시아네이트 우레아, 다이시아노다이아미드, 및 산 무수물, 예를 들어, 4-메틸테트라하이드록시프탈산 무수물, 3-메틸테트라하이드록시프탈산 무수물 및 메틸노르보르넨프탈산 무수물과의 붕소 착물이 이용될 수 있다. 또 다른 유용한 경질화제에는 폴리아민, 메르캅탄 및 페놀이 포함된다. 바람직하게는, 에폭사이드 경질화제는 아민, 산 무수물, 구아니딘, 다이시안다이아미드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 더욱 바람직하게는, 에폭사이드 경질화제는 다이시안다이아미드와 2,4-다이-(N'N'-다이메틸우레이도)톨루엔의 혼합물이다.

접착 시트의 열경화성 조성물은 (열경화성 조성물의 총 중량을 기준으로) 1 내지 40 중량%, 더욱 바람직하게는 2 내지 25 중량%의 하나 이상의 에폭사이드 경화제를 포함한다.

특정 실시 형태에서, 열경화성 조성물은, 열경화성 조성물의 총 중량을 기준으로 10 내지 30 중량%, 더욱 바람직하게는 12.5 내지 25 중량%의 양으로 하나 이상의 강인화제를 추가로 포함한다. 강인화제는 바람직하게는 코어-쉘 강인화제, CTBN (카르복실 및/또는 니트릴 종결된 부타다이엔/니트릴 고무) 및 고분자량 아민 종결된 폴리테트라메틸렌 옥사이드를 포함하는 군으로부터 선택된다.

특히 바람직한 코어-쉘 강인화제는 보통 내부 코어 영역 및 외부 쉘 영역 각각에 상이한 재료를 포함한다. 바람직하게는, 코어가 쉘보다 더 경질일 수 있지만, 필수적이지는 않다. 쉘이 더 경질인 재료를 포함할 수 있고/있거나 쉘은 그의 구성에 있어서 층화될 수 있다. 더욱 바람직하게는, 내부 경질 코어 성분은 단일의 및/또는 다수의 유기 중합체 및 주기율표의 제1, 제2 및/또는 제3 전이 금속 계열로부터의 무기 산화물, 예를 들어, 실리카, 알루미나, 지르코니아, 및/또는 천연 광물, 예를 들어, 장석, 실리케이트, 알루미네이트, 지르코네이트, 및/또는 기타 경질화된 재료, 예를 들어, 탄화물, 질화물, 규화물, 알루미나이드, 및/또는 이들의 일부 조합 및 이들 사이의 일부 조합으로 구성된다. 외부 연질 쉘 성분은 고무, 예를 들어, 다이엔, 올레핀 고무, 천연 고무, 폴리아이소프렌, 이들의 공중합체, 에틸렌 프로필렌 단량체 고무, 다이엔-아크릴로니트릴 공중합체, 비닐 방향족 단량체의 공중합체, SBR 고무로 알려진 스티렌-부타다이엔 공중합체, 및 다이엔과 아크릴로니트릴 또는 비치환된 에스테르와 스티렌 또는 비닐 톨루엔의 삼원공중합체로 구성될 수 있다. 연질 쉘은 바람직하게는 전구체의 에폭시 성분과 반응할 수 있는, 카르복실, 하이드록실, 에폭시, 시아네이트, 아이소시아네이트, 아미노, 및 티올과 같은 작용기에 의한 개질을 포함한다.

열경화성 조성물에 유용한 코어-쉘 강인화제는, 예를 들어, 롬 앤드 하스(Rohm and Hass)로부터 상표명 파라로이드(Paraloid)™로 구매가능하다.

CTBN 강인화제는 경화 동안 그의 카르복실 및/또는 니트릴 작용기를 통해 전구체의 에폭사이드 성분과 반응하고, 그에 의해, 경질 세그먼트를 형성하는 에폭시 네트워크 내로 연질, 충격-흡수 세그먼트로서 그의 부타다이엔/니트릴 고무 부분을 도입한다.

본 발명에 유용한 CTBN 강인화제는, 예를 들어, 독일 함부르크 소재의 한세 케미 아게(Hanse Chemie AG)로부터 상표명 "알비폭스"(Albipox)™로 구매가능하다.

열경화성 조성물에 유용한 고분자량 아민 종결된 폴리테트라메틸렌 옥사이드는, 예를 들어, 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터 상표명 "3M EPX™ 러버(Rubber)"로 구매가능하다.

열경화성 조성물에 존재하는 하나 이상의 강인화제의 양은, 열경화성 조성물의 질량에 대해, 약 10 내지 30 중량%, 더욱 바람직하게는 약 12.5 내지 25 중량%, 특히 바람직하게는 약 12.5 내지 20 중량%로 달라질 것이다.

특히 바람직한 실시 형태에서, 열경화성 조성물은 하나 이상의 발포제를 추가로 포함한다. 접착 시트의 열경화성 조성물에 발포제를 포함시킴으로써, 접착 시트는 열 팽창성으로 된다. 따라서, 가열함으로써, 예를 들어, 가열하여 접착 시트의 열경화를 야기하는 동안, 접착 시트가 팽창하며, 이는 금속 조인트의 임의의 갭의 실링에 도움을 준다. 결과로서, 내부식성이 개선될 수 있는 것으로 나타났다. 하나 이상의 발포제는 바람직하게는 각각 비-캡슐화된 발포제 또는 캡슐화된 발포제의 군으로부터 선택된다. 때때로 화학 발포제로 또한 지칭되는 비화학 발포제는 가열 동안 가스상 화합물, 예를 들어, 질소, 산화질소, 수소 또는 카르복사이드 다이옥사이드를 방출한다. 본 발명에 유용한 화학 발포제에는, 예를 들어, 아조비스아이소부티로니트릴, 아조다이카본아미드, 카르바지드, 하이드라지드, 수소화붕소 나트륨 또는 중탄산나트륨/시트르산에 기초한 비-아조 화학 발포제 및 다이니트로소펜타메틸렌테트라민이 포함된다.

하나 이상의 화학 발포제의 양은 바람직하게는, 열경화성 조성물의 질량에 대해 0.2 내지 2 중량%, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 1.5 중량%이다.

캡슐화된 발포제는 중합체 열가소성 쉘 내에 캡슐화된 n-펜탄, 아이소-펜탄, 네오-펜탄, 부탄 및/또는 아이소-부탄과 같은 탄화수소 또는 예를 들어 트라이클로로플루오로메탄과 같은 액화 가스를 보통 포함한다. 가열 시에 액화 가스가 팽창하며, "마이크로-풍선(micro-balloon)"과 같은 열가소성 쉘을 확장시키거나 부풀린다. 전형적으로, 하나 이상의 캡슐화된 발포제는 열경화성 조성물의 질량에 대해 0.2 내지 5 중량%, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 4 중량%의 양으로 사용될 수 있다.

열경화성 조성물은 선택적으로 추가의 성분, 첨가제, 및/또는 제제를 포함할 수 있다.

열경화성 조성물은 하나 이상의 필름 형성제를, 열경화성 조성물의 질량에 대해 편리하게는 0.25 내지 5 중량%, 예를 들어 1 내지3 중량%의 양으로 포함할 수 있다. 적합한 필름 형성제는, 예를 들어, 폴리하이드록시에테르 화합물, 예를 들어, 페녹시 수지, 폴리에테르 다이아민, 폴리비닐 부티랄을 포함하는 폴리비닐 아세탈 및 이들의 혼합물을 포함하는 화합물들의 군으로부터 선택될 수 있다.

열경화성 조성물에 포함될 수 있는 다른 선택 성분에는 티타네이트, 실란, 지르코네이트, 지르코알루미네이트, 인산 에스테르 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것들과 같은 습윤제가 포함된다. 습윤제는 조성물의 혼합성 및 가공성을 개선하고, 또한 조성물의 취급 특징을 향상시킬 수 있다. 유용한 습윤제가 미국 특허 제5,019,605호에 개시되어 있다. 특히 유용한 습윤제는 프랑스 제느 소재의 코아텍스(Coatex)로부터 코아텍스(Coatex) DO-UP6L로서 구매가능하다.

특정 실시 형태에서, 열경화성 조성물은, 전구체의 리올로지 특성을 조절하고 그의 점도를 조정하여 구체적인 응용과 관련된 그의 가공성을 개선하고 조정하는 데 사용될 수 있는 하나 이상의 충전제를 포함할 수 있다. 충전제는 바람직하게는 실리카를 포함하는 무기 충전제이다. 데구사(Degussa)로부터 에어로실(Aerosil)™로, 또는 캐보트(Cabot)로부터 CAB-O-SlL™로 구매가능한 소수성 건식 실리카가 특히 바람직하다.

접착 시트 및 열경화성 조성물은 다수의 기술에 의해 용이하게 제조될 수 있다. 예를 들어, 다양한 성분들을 주위 조건 하에서 모굴 혼합기(Mogul mixer)와 같은 적합한 내부 혼합 용기에 첨가할 수 있다. 혼합 온도는 중요하지 않으며 제1 에폭시 성분과 제2 에폭시 성분 및 선택적인 강인화제 성분의 혼합은 전형적으로 80 내지 85℃의 온도에서 수행된다. 에폭시 경화제 성분 및 선택적인 발포제 성분이 첨가되는 경우에는, 온도가 바람직하게는 70℃ 이하로 감소될 수 있다. 성분들이 균질한 혼합물을 형성할 때까지 혼합을 계속하고, 그 시점 후에 열경화성 조성물을 혼합기로부터 빼낸다.

그의 탁월한 가공성으로 인해, 열경화성 조성물은 압출기 또는 고온 용융 코팅기와 같은 통상적인 적용 장비에 의해 필름으로 가공될 수 있다.

열경화성 조성물은 자가-지지(self-supporting) 필름으로서 가공될 수 있거나, 또는 예를 들어, 금속 (예를 들어, Al, Al 합금, 티타늄 또는 스테인리스 강) 또는, 예를 들어, 유리, 붕소, 탄소, 케블라(Kevlar) 섬유, 에폭시, 페놀, 시아네이트 에스테르 및 폴리에스테르 매트릭스를 포함하는 기타 기재와 같은 다양한 기재에 적용될 수 있다.

접착 시트는 전형적으로 연질 순응성(conformable) 필름이며, 실온에서 점착성일 수 있거나 점착성이 아닐 수 있다. 접착 시트 재료의 두께는 광범위하게 달라질 것이다. 유용한 두께는 약 0.05 ㎜ (밀리미터) 내지 25 ㎜의 범위인 것으로 나타났다. 금속 패널들의 전형적인 접합을 위해서, 두께는 3 내지 25 ㎜, 예를 들어 4 내지 10 ㎜, 또는 5 내지 8 ㎜의 범위일 수 있다.

접착 시트는 시트 재료의 롤, 테이프, 즉, 폭이 좁은 긴 재료의 롤, 또는 최종 용도를 위해 요구되는 치수 또는 형상으로 절단된 시트들의 스택(stack)의 형태로 패키징될 수 있다. 접착 시트가 점착성인 경우, 인접한 시트들 또는 롤의 랩(wrap)들 사이에 이형 라이너가 끼워넣어질 수 있다.

접착 시트는 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 접착 시트는 또한 망을 포함할 수 있다. 적합한 망에는 중합체 재료의 개방형 클로스(cloth) 또는 패브릭(fabric)이 포함된다. 일반적으로, 망은 연질일 것이며 신장가능할 수 있다. 특정 예에는 열 경화된, 연질이며 신축성있는 개방형 나일론 편물 클로스가 포함된다. 망은 두께가 1 내지 15 g/㎡, 예를 들어 5 내지 12 g/㎡일 수 있다. 유용한 재료에는 쓰리엠 컴퍼니로부터 입수가능한 3M™ 스카치-웰드(Scotch-Weld)™ 3336이 포함된다. 접착 시트는 또한 개방형 부직 층, 예를 들어, 스크림(scrim)을 포함할 수 있다.

본 발명은 하기의 실시예에 의해 추가로 예시된다. 이들 실시예는 단지 예시의 목적만이며 첨부된 특허청구범위의 범주를 제한하고자 하는 것은 아니다.

실시예

시험 방법

1. DIN EN 1465에 따른 중첩 전단 강도(Overlap Shear Strength)

하기 치수 100 ㎜ × 25㎜ × 0.8 ㎜를 가지며 3g/㎡ 오일 (독일 소재의 푸흐스 페트롤루브 아게(Fuchs Petrolub AG)로부터 구매가능한 PL 3802-39s)로 코팅된 용융 아연도금 강 스트립 (프랑스 소재의 소시에테 에탈론(Societee Etalon)으로부터 에탈론 스틸(Etalon steel), 참조번호 GC 300500AA로 구매가능함) 상에서, 13 ㎜/min의 크로스 헤드 속도로 작동하는 츠비크(Zwick) Z050 인장 시험기 (독일 울름 소재의 츠비크 게엠베하 앤드 코 카게(Zwick GmbH & Co. KG)로부터 구매가능함)를 사용하여 DIN EN 1465에 따라 중첩 전단 강도를 결정하였다. 중첩 전단 강도 시험 조립체의 제조를 위해, 시험할 에폭시 필름 (두께가 0.7 ㎜임)을 제1 강 스트립의 일 단부에 적용하고 제2 강 스트립으로 덮어서, 10 ㎜의 중첩 조인트를 형성하였다. 이어서, 2개의 바인더 클립(binder clip)을 사용하여 중첩 조인트를 함께 클램핑하고 시험 조립체를 180℃에서 30분 동안 공기 순환 오븐에 넣어 두었다 이로써, 3℃/분 램프(ramp)를 사용하여 시험 조립체를 가열 및 냉각시켰다. 이어서, 시험 전에 시험 조립체를 주위 조건 23 +/-2℃ 및 50 +/- %% 상대 습도에서 24시간 동안 컨디셔닝하였다. 중첩 전단 강도를 측정하기 위한 시험 온도를 -40℃로부터 실온으로, 그리고 최대 +80℃까지 변화시켰기 때문에, 츠비크 인장 시험기에서 시험하기 전에 시험 조립체를 환경 챔버 (독일 오버하우젠 소재의 알에스 시물라토렌(RS Simulatoren)으로부터 구매가능함)에 넣었고, 중첩 전단 강도를 -40℃, 실온 (23℃ +/- 2℃) 및 + 80℃에서 측정하였다. 3가지 상이한 시험 온도에서 각각의 실시예에 대해 3개의 샘플을 측정하였고 결과를 평균하고 MPa 단위로 보고하였다.

2. DIN EN 1464에 따른 접착 박리 강도

하기 치수 150㎜ × 25 ㎜ × 0.8 ㎜를 가지며 3g/㎡ 오일(독일 소재의 푸흐스 페트롤루브 아게로부터 구매가능한 PL 3802-39s)로 코팅된 용융 아연도금 강 스트립 (프랑스 소재의 소시에테 에탈론으로부터 에탈론 스틸, 참조번호 GC 300500AA로 구매가능함) 상에서, 츠비크 Z050 인장 시험기 (독일 울름 소재의 츠비크 게엠베하 앤드 코 카게로부터 구매가능함)를 사용하여 DIN EN 1464에 따라 접착 박리 강도를 측정하였다. 크로스 헤드 속도를 모든 측정에 대해 100 ㎜/min으로 설정하였고 접착 박리 강도를 23℃ +/- 2℃ 및 상대 습도 50 +/- 5 %에서 측정하였다. 시험 조립체 제조를 위해 마스킹 테이프 (미국 소재의 쓰리엠으로부터 구매가능한, 스카치(Scotch)™ 2610 마스킹 테이프)를 제1 강 스트립에 적용하였다. 이로써, 마스킹 테이프를 적용하여 접합 영역을 가시화하였다. 접합 영역은 치수가 100 ㎜ × 25 ㎜였다. 이어서, 시험할 실시예 재료를 마킹된 접합 영역에 적용하고 제1 강 스트립과 동일한 치수를 갖는 제2 강 스트립으로 덮었다. 그 후에, 2개의 스트립을 먼저 손으로 함께 누르고, 이어서, 시험 조립체를 제위치에 유지하기 위하여, 접합선을 따라 2개의 바인더 클립을 사용하여 함께 클램핑하였다. 시험 조립체를 공기 순환 오븐 내에서 30분 동안 180℃에서 경화시켰다. 이로써, 3℃/분 램프를 사용하여 시험 조립체를 가열 및 냉각시켰다. 이어서, 시험 전에 시험 조립체를 주위 조건 23 +/-2℃ 및 50 +/- 5% 상대 습도에서 24시간 동안 컨디셔닝하였다. 실시예 재료마다 3개의 접착 박리 강도 시험을 조립체를 제조하였고 시험 결과를 평균하였다. 시험 결과는 N/25㎜ 단위로 보고하였다.

3. 내충돌성 (동적 웨지 충격(Dynamic Wedge Impact) 시험)

동적 웨지 충격을 ISO 방법 11343에 따라 결정하였다. 이 시험은 다이나터브 임팩트 테스트 머신(Dynatub Impact Test Machine), 모델 9200 (미국 노르우드 소재의 인스트론(Instron)으로부터 구매가능)을 사용하여 수행하였다. 이 방법은, 낙하추(falling weight)에 의해서, 접착 접합된 금속 기재들 내로 웨지(wedge)를 구동시키는 것에 기초한다. 시험은 실온 (23℃ +/- 2℃ 및 50 +/- 5% 상대 습도)에서 수행하였다. 시험 조립체 제조를 위해, 100㎜ × 20㎜ × 0.8 ㎜의 치수를 가지며 3g/㎡ 오일 (독일 소재의 푸흐스 페트롤루브 아게로부터 구매가능한 PL 3802-39s)로 코팅된 용융 아연도금 강 스트립 (프랑스 소재의 소시에테 에탈론으로부터 에탈론 스틸, 참조번호 GC 300500AA로 구매가능함)에, 마스킹 테이프 (미국 소재의 쓰리엠으로부터 구매가능한, 스카치™ 2610 마스킹 테이프)를 사용하여 접합 영역 (30㎜ × 20㎜)을 마킹하였다. 이어서, 시험할 실시예 재료를 제1 강 스트립 상의 마킹된 접합 영역 상에 적용하고 제1 강 스트립과 동일한 치수를 갖는 제2 강 스트립으로 덮었다. 이어서, 2개의 스트립을 손으로 함께 누르고, 그 후에, 시험 조립체를 제위치에 유지하기 위하여, 접합선을 따라 2개의 바인더 클립을 사용하여 함께 클램핑하였다. 이어서, 모든 시험 조립체를 공기 순환 오븐 내에서 30분 동안 180℃에서 경화시켰다. 이로써, 3℃/분 램프(ramp)를 사용하여 시험 조립체를 가열 및 냉각시켰다. 이어서, 시험 전에 시험 조립체를 주위 조건 23 +/-2℃ 및 50 +/- 5% 상대 습도에서 24시간 동안 컨디셔닝하였다.

이어서, 완전히 경화되고 컨디셔닝된 시험 조립체를 웨지 상에 놓고 21 kg의 낙하추를 접착 접합선을 통해 2m/s로 구동시켰다. 충격 동안, 전자의 운동 에너지가 시험 조립체 내에 부분적으로 흡수되며, 에너지 흡수 정도는 파괴 에너지와 직접적으로 상호관련될 수 있다. 실시예 제형 마다 3개의 동적 웨지 충격 시험 조립체를 제조하였고 시험 결과를 평균하였다. 시험 결과는 줄(Joule) 단위로 보고하였다.

4. 워시-아웃(Wash-Out) 시험

차량 도어를 예시하기 위하여, 소형 헴 플랜지를 제작하였다.

이로써, 치수가 200 ㎜ × 200 ㎜ × 1 ㎜인, 2개의 강 패널 (프랑스 소재의 소시에테 에탈론으로부터 에탈론 스틸, 참조번호 GC 300500AA로 구매가능함)을 사용하고, 첫번째 단계에서, 제1 강 패널의 에지 상에 치수가 200 ㎜ × 20 ㎜ × 0.7 ㎜인 실시예 필름 시트를 적용함으로써, 헴 플랜지를 형성하였다. 두번째 단계에서는, 제1 강 패널의 연장된 에지 부분 (연장된 부분의 길이는 7 내지 8 ㎜임)을 제2 강 패널의 에지 부분 위로 되접어, 실시예 필름 시트를 2개의 강 패널 바로 사이에 위치시켰다. 이어서, 생성된 시험 조립체를, 3 중량%의 세정제 (독일 뒤스부르크 소재의 케미쉐 파브리크 독터. 스퇴커 게엠베하

로부터 LKW 라이니거(Reiniger)로 입수가능함)를 포함하는 55℃의 미리 가온된 수용액에 15분 동안 침지하였다. 이어서, 모든 시험 조립체를 공기 순환 오븐 내에서 30분 동안 180℃에서 경화시켰다. 이로써, 3℃/분 램프를 사용하여 시험 조립체를 가열 및 냉각시켰다. 이어서, 시험 전에 시험 조립체를 주위 조건 23 +/-2℃ 및 50 +/- 5% 상대 습도에서 24시간 동안 컨디셔닝하였다. 이어서, 모든 시험 조립체를 시각적으로 조사하였다. 다공성으로 경화된 접합선을 산출하는 시험 조립체는 실패로 간주하였고, 현저한 기포 없이 잘 실링된 접합선을 나타내는 시험 조립체는 통과로 점수를 매겼다.

실시예

실시예 1 내지 실시예 4의 제조

2 l 유성형 혼합기 (독일 북스테후데 소재의 파. 헤르브스트(Fa. Herbst)로부터 입수가능함)에서 표 1의 재료 목록으로부터의 성분들을 조합하여 본 발명의 에폭시계 조성물을 제조하였다. 표 2에서, 모든 농도는 중량%로 주어져 있다.

고 에폭시 당량 에폭시 (D.E.R 671 또는 D.E.R 6508 중 어느 하나)와 저 에폭시 당량 에폭시 수지 (에피코트 828)의 용융 및 혼합 공정 동안, 오일 가열을 사용하여 80℃의 혼합기 온도를 유지하였다. 일단 고체 에폭시 수지가 완전히 용융되면, 에폭시 수지들의 균질한 블렌드를 80℃의 온도에서 유지하고 강인화제 (제니오펄 P52)를 실리카 충전제/소수성화제 (에어로실 R202)와 함께 첨가하였다. 60분 동안의 추가의 용융 및 분산을 완료하여 모든 성분들의 완전한 분산을 보장하였다. 이어서, 혼합기 온도를 60℃로 감소시키고 2가지 경화제 (아미큐어 CG1200 및 옴니큐어 U.52M)를 물리 발포제 (마이크로펄 F 190D)와 함께 혼합물에 첨가한 후에, 진공 하에서 추가로 30분 동안 혼합하였다. 이러한 혼합물 모두는 균일한 주도를 갖는 페이스트였으며, 이를 혼합 공정의 완료 후에 가열된 드럼 내로 쏟아 넣었다. 이러한 드럼으로부터 혼합물을 0.7 ㎜의 필름 두께로 고온 용융 코팅하였다. 형성된 필름은 냉각 시에 연질이며 균질하였다.

Claims (15)

1. - 제1 금속 부품 및 제2 금속 부품을 제공하는 단계 - 제1 금속 부품 및 제2 금속 부품 중 적어도 하나는 금속 패널을 포함함 - ;
   - 접착 시트를 제공하는 단계 - 접착 시트는 접착 시트의 제1 단부 근처의 제1 부분 및 접착 시트의 제1 단부 반대쪽의 제2 단부 근처의 제2 부분을 갖고, 접착 시트는 제1 에폭시 화합물과 제2 에폭시 화합물의 혼합물 및 에폭시 경화제를 포함하는 열경화성 조성물을 포함하고, 제1 에폭시 화합물은 중량 평균 분자량이 1000 g/mol 이상이고 에폭시 기의 양이 5 내지 10 몰%이며, 제2 에폭시 화합물은 중량 평균 분자량이 400 g/mol 이하이고, 제2 에폭시 화합물에 대한 제1 에폭시 화합물의 중량비가 0.8 내지 4임 - ;
   - 상기 제1 금속 부품과 상기 제2 금속 부품 사이에 접착 시트가 제공되도록 상기 제1 금속 부품과 상기 제2 금속 부품을 함께 접착하여서, 금속 조인트를 형성하는 단계; 및
   - 금속 조인트를 가열하여 접착 시트의 열경화성 조성물을 열경화시키는 단계를 포함하는, 금속 부품 조립체의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 금속 부품 및 상기 제2 금속 부품 중 하나는 루프 패널(roof panel)을 포함하고 다른 금속 부품은 지지 구조체를 포함하는 방법.
3. 제1항에 있어서,
   - 제1 금속 부품은 제1 본체 부분, 및 제1 본체 부분의 제1 단부에 인접한 제1 본체 부분의 가장자리를 따른 제1 플랜지를 갖는 제1 금속 패널을 포함하고;
   - 제2 금속 부품은 제2 본체 부분, 및 제2 본체 부분의 제2 단부에 인접한 제2 본체 부분의 가장자리를 따른 제2 플랜지를 갖는 제2 금속 패널을 포함하고;
   - 접착 시트는 상기 제1 금속 패널 또는 상기 제2 금속 패널에 접착되고;
   - 제1 패널의 제1 플랜지는 상기 제2 패널의 상기 제2 플랜지 위로 절첩되고;
   그에 의해, 접착 및 절첩 후에, 금속 조인트가 얻어지며, 여기서, 접착 시트는 접착 시트의 제1 부분이 상기 제2 패널의 제2 플랜지와 상기 제1 패널의 상기 제1 본체 부분 사이에 있고 접착 시트의 제2 부분이 상기 제1 패널의 상기 제1 플랜지와 상기 제2 패널의 상기 제2 플랜지 사이에 있도록 절첩되며;
   - 금속 조인트를 가열하여 접착 시트의 열경화성 조성물을 열경화시키는 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 접착 시트는 접착 시트가 제2 금속 패널의 제2 플랜지에 접착되는 상태로 상기 제2 금속 패널에 접착되고, 접착 시트가 제2 금속 패널의 제2 플랜지의 양쪽에 접착되도록 제2 금속 패널의 제2 단부 주위로 절첩되는 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 열경화성 조성물은 소수성화제(hydrophobizing agent)를 추가로 포함하는 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 에폭시 화합물의 중량 평균 분자량은 1000 내지 3000 g/mol인 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 열경화성 조성물은 발포제(blowing agent)를 추가로 포함하는 방법.
8. 제10항에 있어서, 발포제는 캡슐화되는 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 열경화성 조성물은 강인화제(toughening agent)를 추가로 포함하는 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 접착 시트는 망(netting)을 포함하는 방법.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 금속 조인트의 형성과 금속 조인트의 가열 사이에서 금속 조인트가 페인팅되는 방법.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 금속 조인트의 가열은 60 내지 200℃의 온도에서 하나 이상의 단계로 수행되는 방법.
13. 제1 금속 부품 및 제2 금속 부품 - 제1 금속 부품 및 제2 금속 부품 중 적어도 하나는 금속 패널을 포함함 - ; 및
    접착 시트 - 접착 시트는 접착 시트의 제1 단부 근처의 제1 부분 및 접착 시트의 제1 단부 반대쪽의 제2 단부 근처의 제2 부분을 가짐 - 를 포함하고,
    그에 의해, 접착 시트는 상기 제1 금속 부품과 상기 제2 금속 부품 사이에 있으며 제1 금속 부품 및 제2 금속 부품을 함께 접착하고, 접착 시트는 제1항 및 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 한정된 바와 같은 열경화성 조성물의 열`경화된 반응 생성물을 포함하는 금속 부품 조립체.
14. 제13항에 있어서, 상기 제1 금속 부품 및 상기 제2 금속 부품 중 하나는 루프 패널을 포함하고 다른 금속 부품은 지지 구조체를 포함하는 금속 부품 조립체.
15. 제13항에 있어서,
    제1 금속 부품은 제1 본체 부분, 및 제1 본체 부분의 제1 단부에 인접한 제1 본체 부분의 가장자리를 따른 제1 플랜지를 갖는 제1 금속 패널을 포함하고;
    제2 금속 부품은 제2 본체 부분, 및 제2 본체 부분의 제2 단부에 인접한 제2 본체 부분의 가장자리를 따른 제2 플랜지를 갖는 제2 금속 패널을 포함하고;
    상기 제2 패널의 상기 제2 플랜지는, 상기 제2 패널의 제2 단부가 상기 제1 패널의 상기 제1 플랜지에 인접한 상태로, 상기 제1 패널의 상기 제1 본체 위로 연장하고;
    상기 제1 패널의 상기 제1 플랜지는 상기 제2 패널의 상기 제2 플랜지 위로 절첩되고;
    접착 시트의 제1 부분은 상기 제2 패널의 상기 제2 플랜지와 상기 제1 패널의 상기 제1 본체 부분 사이에 있으며 이들을 접착하고;
    접착 시트의 제2 부분은 상기 제2 패널의 상기 제2 플랜지 위로 절첩되며 상기 제1 패널의 상기 제1 플랜지를 상기 제2 패널의 상기 제2 플랜지에 접착하는 금속 부품 조립체.

Images