KR20180096687A - 복합 부품용 몰드 이형성 표면 재료 - Google Patents

복합 부품용 몰드 이형성 표면 재료 Download PDF

Info

Publication number
KR20180096687A
KR20180096687A KR1020187020312A KR20187020312A KR20180096687A KR 20180096687 A KR20180096687 A KR 20180096687A KR 1020187020312 A KR1020187020312 A KR 1020187020312A KR 20187020312 A KR20187020312 A KR 20187020312A KR 20180096687 A KR20180096687 A KR 20180096687A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
surface material
layer
mold
epoxy
prepreg
Prior art date
Application number
KR1020187020312A
Other languages
English (en)
Inventor
준지 제프리 생
달립 쿠마 콜리
Original Assignee
사이텍 인더스트리스 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 사이텍 인더스트리스 인코포레이티드 filed Critical 사이텍 인더스트리스 인코포레이티드
Publication of KR20180096687A publication Critical patent/KR20180096687A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/56—Coatings, e.g. enameled or galvanised; Releasing, lubricating or separating agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/266—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by an apertured layer, the apertures going through the whole thickness of the layer, e.g. expanded metal, perforated layer, slit layer regular cells B32B3/12
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/02—Layer formed of wires, e.g. mesh
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B32B15/092—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin comprising epoxy resins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/20—Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/12—Layered products comprising a layer of synthetic resin next to a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B32B27/20—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using fillers, pigments, thixotroping agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B32B27/26—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using curing agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/28—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42
    • B32B27/283—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42 comprising polysiloxanes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • B32B27/304—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers comprising vinyl halide (co)polymers, e.g. PVC, PVDC, PVF, PVDF
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/34—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyamides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/38—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising epoxy resins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/024—Woven fabric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/10—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer characterised by a fibrous or filamentary layer reinforced with filaments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/26—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/08—Fibrous reinforcements only comprising combinations of different forms of fibrous reinforcements incorporated in matrix material, forming one or more layers, and with or without non-reinforced layers
    • B29C70/088—Fibrous reinforcements only comprising combinations of different forms of fibrous reinforcements incorporated in matrix material, forming one or more layers, and with or without non-reinforced layers and with one or more layers of non-plastics material or non-specified material, e.g. supports
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/03—3 layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/04—4 layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/05—5 or more layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/02—Coating on the layer surface on fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/26—Polymeric coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/02—Composition of the impregnated, bonded or embedded layer
    • B32B2260/021—Fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/04—Impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/046—Synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
    • B32B2262/0261—Polyamide fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/02—Synthetic macromolecular fibres
    • B32B2262/0276—Polyester fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10—Inorganic fibres
    • B32B2262/101—Glass fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00—Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/02—Synthetic macromolecular particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00—Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/10—Inorganic particles
    • B32B2264/102—Oxide or hydroxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00—Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/10—Inorganic particles
    • B32B2264/105—Metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00—Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/10—Inorganic particles
    • B32B2264/107—Ceramic
    • B32B2264/108—Carbon, e.g. graphite particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/20—Properties of the layers or laminate having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
    • B32B2307/202—Conductive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/40—Properties of the layers or laminate having particular optical properties
    • B32B2307/402—Coloured
    • B32B2307/4026—Coloured within the layer by addition of a colorant, e.g. pigments, dyes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/71—Resistive to light or to UV
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/748—Releasability

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Dental Preparations (AREA)

Abstract

몰드 이형성 및 전기전도성인 표면 재료. 이 표면 재료는 경화성 복합 기재와 공경화될 수 있고 경화된 복합 부품이 몰드로부터 제거될 때 표면 재료가 쉽게 몰드로부터 이형가능하도록 몰드 표면에 접해 있을 수 있다. 몰드 이형성 표면 재료는 몰드 이형제 및 몰드 표면 준비의 필요성을 효과적으로 없앨 수 있다.

Description

복합 부품용 몰드 이형성 표면 재료
성형된 탄소 섬유 강화된 복합 부품은 항공우주 산업에 특히 유효하다. 예를 들어, 동체 및 날개와 같은 특정 항공기 부품은 경화성 구조 접착제를 이용하여 이후에 함께 결합되는 복수의 성형된 복합 부품으로부터 제작된다. 복합 부품을 제작하는 1가지 전형적인 방법은 몰드의 형태에 부합하도록 휘기 쉬운 프리프레그 플라이(prepreg ply)의 층들을 몰드 위에 배치하는 것을 포함한다. 각 프리프레그 플라이는 경화성 수지로 사전함침된, 강화 섬유, 예컨대 연속 일방향 탄소 섬유로 구성된다. 이 프리프레그 레이업은 몰드 위에 있으면서 압밀되고, 그 후 열 및 압력의 적용에 의해 경화되어 최종 성형된 복합 부품을 제공한다. 몰드 냉각 후, 최종 성형된 복합 부품은 꺼내고 몰드는 다시 사용할 수 있다.
최종 성형된 부품이 몰드 표면에 점착하거나 접착하지 못하게 하기 위해, 몰드 위에 프리프레그 플라이들이 배치되기 전에 몰드 표면에 몰드 이형제(release agent)가 일반적으로 적용된다. 몰드 이형제는 일반적으로 경화된 부품이 형성된 몰드로부터 경화된 부품의 이형이 용이하도록 몰드 위에 형성된다. 성형된 복합 부품은 특히 항공우주 복합 부품에서 이 부품들이 종종 꽤 크고 다루기가 어렵기 때문에 몰드 표면으로부터 최소 힘으로 이형되는 것이 중요하다.
몰드 이형제(MRA)의 선택은 이형된 부품의 마무리 특성, 예컨대 광택 수준, 정확한 질감 재현, 성형후 조작(예, 성형된 부품의 접착제 결합 또는 페인팅/코팅)에 영향을 미칠뿐만 아니라 유지 사이클 중간에 몰드 사용 수명, 및 총 생산성에 영향을 미친다. MRA는 몰드 표면을 제조하기 위해 여러 방식으로 적용될 수 있다. MRA는 수동 와이핑(wiping)에 의해 적용될 수 있고, 또는 브러시, 코팅기 또는 분무 장치에 의해 적용될 수 있으며, 몰드와 복합 부품 사이에 내약품성 및 내열성 차단재(barrier)를 제공한다. 이형 시스템에는 4가지 다른 종류가 있다: 페이스트 왁스, 액체 중합체, PVA(폴리비닐 알코올) 및 반영구. 왁스/분할 필름 시스템과 달리, 반영구 몰드 이형제는 부품보다 몰드 표면에 결합된다.
몰드 표면에 몰드 이형제의 사용은 경화된 부품이 몰드로부터 분리될 수 있게 하면서 부품에 고품질의 표면을 제공한다. 하지만, MRA를 가진 몰드 제조는 다단계의 노동집약적이고 비용이 많이 드는 공정이다. 한 예로써, 몰드 제조는 평활한 새틴 마무리를 부여하기 위해 샌딩(sanding)으로 시작할 수 있다. 그 다음, 몰드 표면은 고 광택성 마무리를 달성하기 위해 샌딩 마크를 버핑(buffing)시킴으로써 더욱 향상된다. 버핑 후, 몰드 씰러(sealer)가 사용된다. 마지막으로, 페이스트 왁스가 적용되고 버핑된다. 성형후 조작은 MRA 축적, MRA 오염의 제거, 스트리킹(streaking) 또는 다른 표면 결함의 제거, 각 사이클 후 MRA 재적용을 포함할 수 있다. 이러한 성형후 조작은 제조 공정에 시간 및 비용을 증가시킨다.
항공우주 복합재 제조의 다른 관점은 복합 부품의 노출면이 페인팅 전에 매우 평활한 표면을 필요로 한다는 것이다. 이를 위해, 표면 필름은 이러한 평활한 표면을 달성하기 위한 구성 부품의 조립에 통상적으로 통합된다. 오목한 몰드 표면의 경우, 경화성 표면 필름은 복합 프리프레그 플라이의 배치 전에 몰드 표면 위에 위치할 수 있다. 도 1은 오목한 표면을 가진 몰드(10) 및 이 몰드(10)의 오목한 표면 위에 공경화성 표면 필름(11)의 배치, 그 다음 복수의 프리프레그 플라이들의 배치, 프리프레그 레이업(12) 형성을 개략적으로 나타낸다. 표면 필름(11) 및 프리프레그 레이업(12)은 공경화되어 복합 부품을 형성한다. 경화 후, 경화된 복합 부품 위의 몰드 이형제를 샌딩에 의해 제거하고, 그 다음 경화성 충진제(filler)를 적용하여 크랙 및 구멍을 채우는 것이 일반적이다. 그 다음, 충진제는 경화되고 평활한 표면을 제공하기 위해 반복적으로 샌딩된다. 그 다음, 페인트 프라이머가 적용되고, 샌딩되고, 페인트 프라이머가 재적용되고, 그 다음 페인트의 피니싱 탑 코트가 적용된다. 이러한 종래의 공정은 많은 노동을 수반하고 주기적인 기준으로 재마무리를 필요로 한다. 이러한 반복 단계들은 복합 부품의 제조에 상당한 비용을 증가시킨다.
본 발명은 몰드 이형성(본원에서 "몰드 이형성 표면 재료"라 지칭됨) 및 전기전도성인 표면 재료이다. 이 재료는 경화성 복합 기재와 함께 공경화될 수 있고 몰드로부터 경화된 복합 부품이 제거될 때, 표면 재료가 쉽게 몰드로부터 이형가능하도록 몰드 표면과 접해 있을 수 있다. 이러한 몰드 이형성 표면 재료는 몰드 이형제 및 몰드 표면 제조의 필요성을 효과적으로 없앨 수 있다.
또한, 전술한 본연의 몰드 이형 능력 외에, 표면 재료는 추가로 복합 부품 표면에 UV 보호를 제공하기 위해 빌트인 프라이머 기능을 포함할 수 있어, 상당한 UV 노출 후에도 높은 페인트 접착성을 달성할 수 있게 해준다. 몰드 이형성 능력 및 빌트인 UV 보호 프라이머의 조합은 복합 구조 부품을 제조하기 위한 종래의 공정보다 상당한 재료 비용 및 중량 절감을 초래할 수 있다.
도 1은 몰드 위에 형성된 표면 재료와 프리프레그 레이업을 개략적으로 예시한 것이다.
도 2는 한 양태에 따른 몰드 이형성 표면 재료를 개략적으로 예시한 것이다.
도 3은 다른 양태에 따른 몰드 이형성 표면 재료를 개략적으로 예시한 것이다.
도 2에 제시된 한 양태에 따르면, 몰드 이형성 표면 재료(20)는 (1) 경화성 복합 기재, 예컨대 프리프레그 레이업과 접하게 될 비다공성 전도 층(21); (2) 경화성 수지 층(22); 및 (3) 몰드 이형성 층(23)을 포함하는 다층 구조이다. 몰드 이형성 층(23)은 복합 부품 제조 동안 성형 도구의 몰드 표면과 접하게 될 것이다. 도 3에 제시된 대안적 양태에서, 표면 재료는 비다공성 전도 층(21) 대신에 경화성 수지 층(22)에 매립된 다공성 전도 층(24)을 포함한다.
복합 기재는 표면 재료와 함께 경화된 후, 몰드 이형성 층(23)(도 2 및 3에 도시됨)이 박리되어, 페인팅 전에 샌딩 및 충진과 같은 임의의 재마무리를 필요로 함이 없이 페인팅할 준비가 된 최외각 층으로써 경화된 수지 층(22)을 드러낸다.
몰드 이형성 층
한 양태에 따르면, 몰드 이형성 층은 한면이 미세다공성 중합체 필름에 결합된 제직물로 이루어진다. 미세다공성 중합체 층은 직경이 약 1㎛(미크론) 내지 약 5㎛인 미세 다공이 전반적으로 분포되어 있는 것이다. 미세다공성 중합체 층은 비제한적으로 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리비닐플루오라이드(PVF), 플루오르화된 에틸렌-프로필렌(FEP), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 퍼플루오로알콕시 중합체(PFA), 폴리에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리에틸렌-클로로트리플루오로-에틸렌(ECTFE), 퍼플루오로폴리에테르(PFPE), 및 이의 조합 중에서 선택되는 플루오로중합체로 제조될 수 있다. 한 양태에서, 미세다공성 중합체 층은 주로 PTFE로 제조되거나 또는 주로 PTFE를 함유한다. 다른 양태에서, 미세다공성 중합체 층은 주로 폴리아미드로 제조되거나 또는 주로 폴리아미드를 함유한다. 미세다공성 중합체 층의 두께는 약 20 내지 약 100㎛ 범위, 예컨대 30 내지 50㎛ 범위일 수 있다. 사용 시, 미세다공성 중합체 층은 성형 도구의 몰드 표면에 접해 있고, 제직물은 경화성 수지 층에 인접해 있다. 여기서, 제직물은 건성 박리 건조물(dry peel dry)로써 작용한다.
제직물은 면적 중량이 약 20gsm 내지 약 150gsm, 특히 40 내지 약 125gsm 범위인 연속 섬유로 구성된 경량의 제직물이다. "gsm"은 g/㎡를 의미한다. 제직물은 유리섬유(또는 섬유유리), 폴리에스테르 섬유, 열가소성 섬유, 예컨대 폴리아미드(예, 나일론) 섬유 또는 이의 조합으로 구성될 수 있다. 제직 섬유는 직경이 약 10㎛ 내지 약 15㎛ 범위내일 수 있다.
다른 양태에서, 몰드 이형성 층은 한 면 또는 양면이 플루오로중합체 또는 실리콘 필름으로 코팅된 제직물로 이루어진다. 코팅 면적 중량은 합계가 약 50gsm 내지 약 100gsm 범위일 수 있다. 제직물은 전술한 바와 같다. 사용 시, 코팅된 면이 성형 도구의 몰드 표면과 접촉한다.
코팅된 직물의 플루오로중합체는 미세다공성 중합체 층에 대해 상기 개시한 플루오로중합체의 리스트 중에서 선택될 수 있다. PTFE가 특히 적합하다. 몇몇 양태들에서, 플루오로중합체 코팅된 직물은 양면에 코팅을 가진 PTFE-코팅된 섬유유리 직물이며, 총 두께는 약 0.003 in 내지 약 0.01 in(또는 약 76㎛ 내지 약 254㎛) 범위이다. 이러한 PTFE-코팅된 섬유유리 직물의 한 예는 Precision Coating & Coated Fabrics, Tapes, Belts(Mass. USA) 제품인 PRECISIONFAB™ Teflon-코팅된 직물이다. PTFE-코팅된 섬유유리 직물은 추가로 한면에 실리콘 접착제 필름을 포함할 수 있고, 이 접착제 필름은 경화성 수지 필름(22)에 접해 있다. 이 접착제 필름은 두께가 약 5 mil 내지 약 10mil(약 127㎛ 내지 약 254㎛)일 수 있다. 실리콘 접착제는 가열 시 또는 가압 시, 수지 층(22)에 접착하나 상온으로 냉각되면 수지 층(22)으로부터 분리될 수 있는 감압성 접착제이다. 코팅된 직물용 실리콘(폴리실록산으로도 알려져 있음)은 실록산의 반복 단위로 구성된 탄성중합체성 중합체이고, 이는 규소 원자와 산소 원자가 교대로 사슬 결합되어 있다. 한 양태에서, 실리콘 코팅은 폴리디메틸실록산(PDMS)과 같은 유기폴리실록산 중합체를 함유한 액체 실리콘 탄성중합체 포뮬레이션을 적용한 뒤, 경화시킴으로써 형성된다.
몇몇 양태들에서, 실리콘 코팅된 패브릭은 한면에 코팅을 가진 실리콘 코팅된 섬유유리 직물이며 총 두께는 약 0.01 in 내지 약 0.025 in(또는 약 254㎛ 내지 약 635㎛) 범위이다. 이러한 실리콘 코팅된 섬유유리 직물의 한 예는 Precision Coating & Coated Fabrics, Tapes, Belts(Mass. USA) 제품인 PRECISIONSIL™ 실리콘 코팅된 직물이다.
또 다른 양태에서, 몰드 이형성 층은 (a) 한면이 경화성 에폭시-열가소성수지 층에 결합된 제직물; (b) 이 제직물의 반대 면에 접해 있는 경화성 수지 층; 및 (c) 경화성 수지 층에 적층되거나 매립된 전도 층으로 이루어진다.
경화성 에폭시-열가소성수지 층은 경화성 에폭시-열가소성 조성물로 제조되며, 이 조성물은
(i) 폴리비닐 포르말(열가소성 중합체)
(ii) 점도가 25℃에서 약 30 내지 약 60mPa·s(ASTM D-445에 따라 측정 시)인 적어도 하나의 에폭시 수지, 바람직하게는 저점도 에폭시 수지
(iii) 에폭시 수지용 경화제 및/또는 촉매
(iv) 윤활제, 특히 폴리올, 예컨대 글리세롤(또는 글리세린)을 함유한다.
폴리비닐 포르말(i) 대 에폭시(ii)의 중량비는 80:20 내지 50:50일 수 있다. 윤활제(iv)의 양은 배합된 성분 (i) 및 (ii) 100 부당 5 내지 30중량부일 수 있다.
폴리비닐 포르말 수지는 폴리비닐 아세테이트와의 공중합체로써 폴리비닐알코올과 포름알데하이드로 제조된 열가소성 중합체이다. 시중에서 입수할 수 있는 폴리비닐 포르말 수지의 한 예는 SPI Supplies 제품인 Vinylec®이다.
한 양태에서, 저점도 에폭시 수지(ii)는 에피클로로히드린과 디플로필렌 글리콜의 액체 반응 산물이다. 적당한 시판 제품은 D.E.R.™ 736(Dow Chemical Co.)이다. 다른 저점도 에폭시는 비스페놀 A 또는 비스페놀 F형 에폭시 수지, 예컨대 D.E.R.™ 331(에피클로로히드린과 비스페놀 A의 액체 반응 산물)(Dow Chemical Co.), Epon® 828(이작용기성 비스페놀 A/에피클로로히드린 유래의 액체 에폭시 수지)(Hexion), Epon®863(비스페놀 F(BPF)와 에피클로로히드린으로부터 생산된 저점도, 미희석된 이작용기성 에폭시 수지) 또는 Epalloy® 5000(고리지방족 알코올인 수소화된 비스페놀 A의 디에폭사이드)(CVC Thermoset Specialties 제품)을 포함한다. 본원에 언급된 저점도 에폭시 수지의 적당한 경화제(iii)는 아민 경화제, 예컨대 디시안디아미드(DICY), 4,4'-디아미노-디페닐설폰(4,4'DDS), 및 3,3'-디아미노디페닐설폰(3,3'DDS), 구안아민, 구아니딘, 아미노구아니딘, 피페리딘 및 이의 조합을 포함한다. 경화제는 에폭시 수지 100부(합계)당 약 1 내지 약 10 중량부 범위의 양으로 존재할 수 있다.
경화 촉매는 경화를 가속시키기 위해 첨가될 수 있다. 적당한 촉매는 알킬 및 아릴 치환된 우레아(예컨대, 방향족 또는 지환족 디메틸 우레아), 및 비스우레아, 특히 톨루엔디아민 또는 메틸렌 디아닐린을 기반으로 하는 비스우레아, 및 이의 조합을 포함한다. 비스우레아의 한 예는 4,4'-메틸렌 비스(페닐 디메틸 우레아)이며, 이는 디시안디아미드의 적당한 가속화제인 Omicure® U-52 또는 CA152(CVC Chemicals)로써 구입할 수 있다. 다른 예는 CVC Chemicals에서 CA 150 또는 Omicure® U-24로써 구입할 수 있는 2,4-톨루엔 비스(디메틸 우레아)이다. 경화 촉매는 에폭시 수지 100부당 약 1 내지 약 10중량부 범위 내의 양으로 존재할 수 있다.
에폭시-열가소성 조성물을 층으로 제조하기 위해 필름 형성을 돕는 유기 용매가 조성물에 첨가될 수 있다. 적당한 용매로는 알킬 알코올, 톨루엔 및 이의 혼합물을 포함한다. 한 양태에서, 톨루엔, 1-메톡시-2-프로판올, 에탄올 및 1,3-디옥솔란의 용매 블렌드가 사용된다. 용매는 약 20% 내지 약 70%의 고형물 함량을 생산하기에 충분한 양으로 첨가될 수 있다. 용매를 함유하는 에폭시-열가소성 조성물은 제직물의 한 면 위에 코팅될 수 있다. 용매는 수지 필름이 형성된 후 건조에 의해 제거된다. 제직물로 제조된 에폭시-열가소성 필름(들)의 총 면적 중량은 예컨대 약 200gsm 내지 약 250gsm(약 0.04 내지 0.05 psf)일 수 있다.
전도 층
도 2에 도시된 양태에서, 비다공성 전도 층은 두께가 약 76㎛ 미만, 예컨대 약 5㎛ 내지 약 75㎛ 범위인 고형 박막 금속 호일일 수 있다.
도 3에 도시된 양태에서, 다공성 전도 층은 면적 중량이 약 60gsm 내지 약 350gsm 범위 내인 팽창된 금속 호일 또는 금속 스크린일 수 있다.
비다공성 및 다공성 전도 층은 구리, 알루미늄, 청동, 티탄, 합금 및 이의 조합 중에서 선택되는 금속으로 제조될 수 있다. 대안적으로, 전도 층은 탄소와 같은 고유 전기전도성을 가진 비금속성 물질로 제조될 수 있다. 비다공성 전도 층은 그래핀 시트 및 탄소-나노튜브(CNT) 페이퍼를 포함하는 탄소 시트일 수 있다. CNT 페이퍼의 구체적인 예는 가요성 CNT 버키(Bucky) 페이퍼이다.
경화성 수지 층
본원에 개시된 다양한 양태의 경화성 수지 층(도 2 및 3의 층(22))은 하나 이상의 열경화 수지와 경화제를 함유하는 열경화성 수지 조성물로부터 제조된다.
본원에 사용된 "경화시키다" 및 "경화(curing)"란 용어는 승온에서의 가열, 자외선 및 방사선에 대한 노출 또는 화학적 첨가제에 의해 유발된 수지 전구체 또는 예비중합체 물질의 비가역적 강경화(hardening)를 의미한다. "경화성"이란 용어는 강경화된 물질로 경화될 가능성을 의미한다.
적당한 열경화 수지의 예로는 비제한적으로 에폭시, 페놀계 수지, 시아네이트 에스테르, 비스말레이미드, 벤족사진(예, 폴리벤족사진), 불포화 폴리에스테르, 비닐 에스테르 수지 및 이의 조합을 포함한다.
몇몇 양태들에서, 열경화성 수지 조성물은 하나 이상의 다작용기성 에폭시 수지를 함유한다. 다작용기성 에폭시 수지(또는 폴리에폭사이드)는 분자당 2개 이상의 에폭시 작용기를 함유한다.
적당한 다작용기성 에폭시 수지의 예는 알칼리의 존재하에 폴리페놀과 에피클로로히드린 또는 에피브로모히드린의 반응에 의해 제조된 폴리글리시딜 에테르를 포함한다. 적당한 폴리페놀은 예컨대 레조시놀, 파이로카테콜, 하이드로퀴논, 비스페놀 A(비스(4-하이드록시페닐)-2,2-프로판), 비스페놀 F(비스(4-하이드록시페닐)메탄), 비스(4-하이드록시페닐)-1,1-이소부탄, 4,4'-디하이드록시-벤조페논, 비스(4-하이드록시페닐)-1,1-에탄, 및 1,5-하이드록시나프탈렌이다.
또한, 폴리알코올의 폴리글리시딜 에테르도 포함된다. 이러한 폴리알코올은 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,4-부틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올 및 트리메틸올프로판을 포함한다.
추가 에폭시 수지는 폴리카르복시산의 폴리글리시딜 에스테르, 예컨대 지방족 또는 방향족 폴리카르복시산(예컨대, 옥살산, 석신산, 글루타르산, 테레프탈산 또는 이량체성 지방산)과 글리시돌 또는 에피클로로히드린의 반응 산물을 포함한다.
다른 에폭사이드는 천연 오일 및 지방에서 유래된 것 또는 올레핀계 불포화 고리지방족 화합물의 에폭시화 산물에서 유래된 것을 포함할 수 있다.
또한, 에피클로로히드린과 비스페놀 A 또는 비스페놀 F의 반응 산물인 액체 에폭시 수지도 포함된다. 이 에폭시 수지는 실온에서 액체이고 일반적으로 에폭시 당량(g/eq)이 약 150 내지 약 480이다(ASTM D-1652에 따라 측정 시).
특히, 하기 화학식으로 표시되는 크레졸-포름알데하이드 노볼락 또는 페놀-포름알데하이드 노볼락의 폴리글리시딜 유도체인 에폭시 노볼락 수지가 적당하다:
Figure pct00001
여기서, n은 0 내지 5이고, R은 H 또는 CH3이다. R이 H일 때, 수지는 페놀 노볼락 수지이다. R이 CH3일 때, 수지는 크레졸 노볼락 수지이다. 전자는 Dow Chemical Co.에서 D.E.N. 428, D.E.N. 431, D.E.N. 438, D.E.N. 439 및 D.E.N. 485로써 구입할 수 있다. 후자는 Ciba-Geigy Corp.에서 ECN 1235, ECN 1273 및 ECN 1299로써 구입할 수 있다. 사용될 수 있는 다른 적당한 노볼락은 Celanese Polymer Specialty Co. 제품인 SU-8을 포함한다. 바람직한 양태에서, 에폭시 노볼락 수지는 점도가 25℃에서 4000 내지 10,000 mPa·s이고, 에폭시 당량(EEW)이 ASTM D-1652에 따라 측정 시 약 190g/eq 내지 약 235g/eq이다.
특히 적당한 다작용기성 에폭시 수지는 분자당 4개의 에폭시 작용기와 적어도 하나의 글리시딜 아민 기를 가진 4작용기성 방향족 에폭시 수지이다. 한 예는 다음과 같은 일반적인 화학식으로 표시되는 메틸렌 디아닐린의 테트라글리시딜 에테르이다:
Figure pct00002
이 구조에서 아민 기는 방향족 고리 구조의 파라- 또는 4,4' 위치에 나타나지만, 다른 이성질체들, 예컨대 2,1', 2,3', 2,4', 3,3', 3,4'도 가능한 대안인 것으로 이해되어야 한다. 시판되는 사작용기성 에폭시 수지의 예는 Huntsman Advanced Materials에서 공급하는 Araldite® MY9663, MY9634, MY9655, MY-721, MY-720, MY-725이다.
다른 특히 적당한 다작용기성 에폭시 수지는 삼작용기성 에폭시 수지, 예컨대 아미노페놀의 트리글리시딜 에테르이다. 시판되는 삼작용기성 에폭시 수지의 구체적인 예는 Huntsman Advanced Materials에서 공급하는 Araldite® MY0510, MY0500, MY0600, MY0610이다.
또한, 분자당 적어도 2개의 옥시란 고리와 적어도 하나의 고리지방족 기를 함유하는 화합물을 포함하는 고리지방족 에폭시도 적당하다. 구체적인 예로는 하기 화학식으로 표시되는 고리지방족 알코올인 수소화된 비스페놀의 디에폭사이드를 포함한다:
Figure pct00003
이러한 고리지방족 에폭시의 한 예는 CVC Thermoset Specialties에서 입수할 수 있는 EPALLOY® 5000(비스페놀 A 디글리시딜 에테르를 수소화하여 제조한 고리지방족 에폭시)이다. 다른 고리지방족 에폭시는 EPONEX 고리지방족 에폭시 수지, 예컨대 Momentive Specialty Chemicals에서 공급된 EPONEX Resin 1510을 포함할 수 있다.
열경화성 수지 조성물은 높은 Tg 및 높은 가교 밀도를 산출하도록 배합될 수 있다. 몇몇 양태들에서, 에폭시 노볼락 수지(들)와 비-노볼락 다작용기성 에폭시 수지(들), 특히 삼작용기성 및/또는 사작용기성 에폭시의 조합이 사용된다. 에폭시 노볼락 수지와 비-노볼락 다작용기성 에폭시 수지의 상대적인 양은 다양할 수 있으나, 에폭시 노볼락 수지의 양이 비-노볼락 다작용기성 에폭시 수지 100부당 약 80 내지 약 100부 범위내인 것이 바람직하다. 에폭시 노볼락 수지와 다작용기성 에폭시 수지의 특정 비율로의 조합은 경화 시 바람직한 높은 Tg 및 가교 밀도에 기여한다.
모든 수지의 총량은 열경화성 수지 조성물의 총량을 기준으로 적어도 15중량%를 구성한다. 한 예로써, 수지의 총량은 열경화성 수지 조성물의 총량을 기준으로 약 30중량% 내지 약 60중량%, 또는 약 15 내지 약 25중량%일 수 있다.
몇몇 양태들에서, 열경화성 수지 조성물은 특정 다작용기성 열경화 수지, 수지 매트릭스를 강인화시키는 중합체성 강인화 성분, 잠복성 아민계 경화제, 유체 차단재 성분으로써 세라믹 미소구, 및 리올로지 변형 성분으로써 미립자형 무기 충전제를 포함한다. 다작용기성 수지 및 세라믹 미소구는 총 조성물의 35중량% 초과, 바람직하게는 45중량% 초과를 구성한다.
중합체성 강인화제
열경화 조성물은 추가로 하나 이상의 중합체성 강인화제를 포함할 수 있다. 중합체성 강인화제는 열가소성 중합체, 탄성중합체, 코어-쉘 고무 입자, 에폭시 수지와 비스페놀 및 탄성중합체성 중합체의 반응 산물인 예비반응 첨가생성물 중에서 선택될 수 있다. 몇몇 양태들에서, 이 그룹 중 2 이상의 다른 강인화제의 조합이 사용된다. 강인화제(들)의 총량은 약 1% 내지 약 30%일 수 있고, 몇몇 경우에는 약 10% 내지 약 20 중량%(조성물의 총 중량을 기준으로 함)일 수 있다. 예비반응 첨가생성물에서, 적당한 에폭시 수지는 비스페놀 A의 디글리시딜에테르, 테트라브로모 비스페놀 A의 디글리시딜에테르, 비스페놀 A의 수소화된 디글리시딜 에테르, 또는 비스페놀 F의 수소화된 디글리시딜 에테르를 포함한다.
예비반응 첨가생성물의 비스페놀은 선형 또는 고리지방족 에폭시의 사슬연장제로써 작용한다. 적당한 비스페놀로는 비스페놀 A, 테트라브로모 비스페놀 A(TBBA), 비스페놀 Z 및 테트라메틸 비스페놀 A(TMBP-A)를 포함한다.
예비반응 첨가생성물을 형성하기에 적당한 탄성중합체는 비제한적으로 아민 종결된 부타디엔 아크릴로니트릴(ATBN), 카르복실 종결된 부타디엔 아크릴로니트릴(CTBN), 및 카르복실 종결된 부타디엔(CTB)과 같은 액체 탄성중합체를 포함하나, 이에 국한되는 것은 아니다. 또한, 플루오로탄소 탄성중합체, 실리콘 탄성중합체, 스티렌-부타디엔 중합체도 가능하다. 한 양태에서, 예비반응 첨가생성물에 사용된 탄성중합체는 ATNB, CTBN 또는 CTB이다.
한 양태에서, 에폭시 수지는 트리페닐 포스핀(TPP)과 같은 촉매의 존재하에 약 300℉(또는 148.9℃)에서 탄성중합체성 중합체 및 비스페놀 사슬 연장제와 반응하여, 에폭시 수지를 사슬 결합시켜 고점도 필름 형성성 고분자량 에폭시 수지 예비반응 첨가생성물을 형성한다. 예비반응 첨가생성물은 그 다음 열경화 조성물의 나머지 성분들과 혼합된다.
적당한 열가소성 강인화제로는 폴리아릴설폰 중합체, 예컨대 폴리에테르 설폰(PES), 폴리에테르 에테르 설폰(PEES)을 포함한다. 몇몇 양태들에서, 강인화제는 미국 특허 7084213에 기술된 PES와 PEES의 공중합체이다. 몇몇 양태들에서, 강인화제는 시차주사열량측정법(DSC)으로 측정 시 Tg가 약 200℃인 폴리(옥시-1,4-페닐렌설포닐-1,4-페닐렌)이다.
강인화 성분은 입자 크기가 300nm 이하인 코어-쉘 고무(CSR) 입자일 수 있다. 입자 크기는 예컨대 Malvern Mastersizer 2000 기구를 사용하여 레이저 회절 기술로 측정할 수 있다. CSR 입자는 연질 코어가 경질 쉘에 의해 둘러싸인 임의의 코어-쉘 입자일 수 있다. 바람직한 CSR 입자는 폴리부타디엔 고무 코어 또는 부타디엔-아크릴로니트릴 고무 코어 및 폴리아크릴레이트 쉘을 가진 것이다. 경질 코어가 연질 쉘에 의해 둘러싸인 CSR 입자도 사용될 수 있다. CSR 입자는 액체 에폭시 수지에 분산된 25 내지 40 중량%의 CSR 입자로써 공급될 수 있다. 고무 코어와 폴리아크릴레이트 쉘을 가진 CSR 입자는 Kaneka Texas Corporation(Houston, Tex.)에서 상표명 Kane Ace MX로 구입할 수 있다. 코어-쉘 고무 입자는 적당한 액체 에폭시 수지 중의 입자 현탁액으로써 표면 필름 조성물에 첨가되는 것이 바람직하지만, 필수적인 것은 아니다. Kane Ace MX411은 MY 721 에폭시 수지 중의 25 중량%의 코어-쉘 고무 입자 현탁액이고, 적당한 코어-쉘 고무 입자의 급원이다. Kane Ace MX120, MX125 또는 MX156(DER 331 수지에 분산된 25 내지 37중량%의 동일한 코어-쉘 고무 입자를 함유함)도 코어-쉘 고무 입자의 적당한 급원이다. 다른 적당한 코어-쉘 고무 입자의 급원, 예컨대 MX 257, MX 215, MX 217 및 MX 451도 사용될 수 있다. 코어-쉘 고무 입자의 다른 시판 급원은 Dow Chemical Co.의 Paraloid™ EXL-2691이다(평균 입자 크기가 약 200nm인 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 CSR 입자).
경화제
적당한 경화제는 승온(에컨대, 약 150℉(65℃) 이상의 온도)에서 활성화되는 다양한 잠복성 아민계 경화제를 포함한다. 적당한 경화제의 예로는 디시안디아미드(DICY), 4,4'-디아미노-디페닐설폰(4,4'DDS) 및 3,3'-디아미노디페닐설폰(3,3'DDS), 구안아민, 구아니딘, 아미노구아니딘, 피페리딘, 이의 조합 및 이의 유도체를 포함한다. 이미다졸 및 아민 착물 클래스의 화합물도 사용될 수 있다. 한 양태로, 경화제는 디시안디아미드이다. 아민계 경화제는 수지 필름 조성물의 총 중량을 기준으로 약 1중량% 내지 약 5중량% 범위의 양으로 존재한다.
아민계 경화제와 에폭시 수지 간의 경화 반응을 촉진하기 위해 아민계 경화제와 함께 경화 가속화제가 사용될 수 있다. 적당한 경화 가속화제는 알킬 및 아릴 치환된 우레아(예, 방향족 또는 지환족 디메틸 우레아), 및 톨루엔디아민 또는 메틸렌 디아닐린을 기반으로 하는 비스우레아를 포함할 수 있다. 비스우레아의 한 예는 디시안디아미드의 적당한 가속화제인 CVC Chemicals에서 Omicure U-52 또는 CA152로써 구입할 수 있는 4,4'-메틸렌 비스(페닐 디메틸 우레아)이다. 다른 예는 CVC Chemicals에서 Omicure U-24 또는 CA150으로써 구입할 수 있는 2,4-톨루엔 비스(디메틸 우레아)이다. 경화 가속화제는 열경화 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.5 내지 약 3중량% 범위 내의 양으로 존재할 수 있다.
빌트인 UV 보호
종래의 에폭시계 표면 필름은 UV 내성이 부족한 것으로 밝혀져 있고, UV선에 노출 후 변색 및/또는 표면 분해, 예컨대 초킹 및 페인트 접착 상실을 나타냈다. 이러한 단점을 극복하기 위해, 경화된 복합 부품이 몰드로부터 분리된 직후 복합 부품의 모든 노출된 복합 표면에 UV 보호 성분을 가진 페인트 프라이머를 적용하여 도포하는 것이 일반적이다. 이러한 페인트 프라이머의 사용에 대한 단점은 높은 노동 비용, 높은 유지 비용, 추가 중량 및 페인트 프라이머에 일반적으로 사용되는 유기 용매로 인한 환경 부작용을 포함한다.
빌트인 UV 보호를 제공하기 위해, 본 발명의 열경화성 수지 조성물은 추가로 하나 이상의 UV 안정제(들) 또는 흡수제(들)를 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.5 내지 약 5중량%의 양으로 함유한다. 수지 조성물에 첨가될 수 있는 UV 안정제의 예는 부틸화된 하이드록시톨루엔(BHT); 2-하이드록시-4-메톡시-벤조페논(예, UV-9_; 2,4-비스(2,4-디메틸페닐)-6-(2-하이드록시-4-옥틸옥시페닐)-1,3,5-트리아진(예, CYASORB® UV-1164 광흡수제); 3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시벤조산; n-헥사데실 에스테르(예, CYASORB® UV-2908 광안정제); 및 펜타에리스리톨 테트라키스(3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트(예, IRGANOX 1010)를 포함한다. Ciba Specialty Chemicals의 액체 힌더드 아민 광안정제, 예컨대 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4,6-디tert-펜틸페놀(예, TINUVIN 328), 메틸 1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜 세바케이트(예, TINUVIN 292), 데칸디산, 비스(2,2,6,6-테트라메틸-1-(옥틸옥시)-4-피페리디닐 에스테르(예, TINUVIN 123), 및 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐 스테아레이트(예, CYASORB® UV-3853, Cytec Specialty Chemicals)도 적당한 UV 안정제로써 사용될 수 있다.
또한, 무기 금속 산화물 안료, 예컨대 나노 크기의 산화아연(n-ZnO), 예, NanoSunGuard 3015, 및 나노 크기의 이산화티탄 입자(n-TiO2)도 UV 보호를 향상시키기 위해 첨가될 수 있다. 특히, DuPont에서 상표명 Ti-Pure®로 판매하는 TiO2 안료와 같은 결정형 금홍석의 나노 크기의 TiO2 입자가 적당하다. 본원에 사용된 "나노 크기"는 입자 크기가 1 미크론 미만인 것을 포함한다. 예를 들어, 입자 크기가 100nm 내지 500nm 범위인 입자가 적당하다. 입자 크기는 예컨대 Malvern Mastersizer 2000 기구를 이용하여 레이저 회절 기술로 측정할 수 있다. 몇몇 양태들에서는 높은 양의 TiO2 입자, 바람직하게는 금홍석 TiO2 입자(결정형 금홍석인 TiO2)가 열경화 수지 조성물의 총 중량을 기준으로 약 40 내지 약 65 중량%의 양으로 첨가된다.
당업계에 공지된 추가 안료 및/또는 염료는 수지 층에 색을 제공하기 위해 첨가될 수 있고, 그 예로는 적색 산화철, 녹색 크롬 및 카본블랙이 있다.
전도성 충전제
입자, 박편(flake) 또는 나노튜브와 같은 미립자 형태의 전도성 물질도 최종 표면 재료의 전기전도성을 증가시키기 위해 열경화성 수지 조성물에 첨가될 수 있다. 적당한 전도성 물질의 예로는 박편 또는 입자 형태의 은, 금, 니켈, 구리, 알루미늄, 청동 및 이의 합금과 같은 금속을 포함한다. 또한, 수지 필름에 전기전도성을 부여하기 위해 탄소나노튜브(단일벽 나노튜브 또는 다중벽 나노튜브), 탄소 나노섬유 및 그래핀과 같은 탄소계 물질이 전도성 첨가제로써 사용될 수 있다. 나노섬유는 직경이 70 내지 200 나노미터 범위이고 길이가 약 50 내지 200 미크론 범위일 수 있다. 나노튜브는 외경이 약 10나노미터이고, 길이가 약 10,000 나노미터이며, 종횡비(L/D)가 약 1000일 수 있다. 또한, 전도성 첨가제는 카본블랙 입자도 포함할 수 있다(예, DeGussa의 Printex XE2). 존재한다면, 전도성 물질의 양은 열경화 수지 조성물의 총 중량을 기준으로 약 3 내지 약 70 중량% 범위일 수 있다.
한 양태에서, 경화성 수지 층을 형성하기 위한 열경화성 조성물은 다음과 같은 포뮬레이션을 조성물의 총 중량을 기준으로 중량 퍼센트로 보유한다: (a) 테트라브로모 비스페놀 A의 디글리시딜에테르 및 테트라글리시딜에테르 메틸렌디아닐린과 같은 사작용기성 에폭시 수지와 조합된 비스페놀 A의 디글리시딜에테르와 같은 이작용기성 에폭시 수지 등의 다작용기성 에폭시 수지 20 내지 26%; (b) CTBN, CTB, ATBN, PES-PEES 공중합체 및 이의 조합 중에서 선택되는 강인화제 2 내지 3%; (c) 세라믹 미소구 4 내지 14%; (d) 잠복성 아민계 경화제, 예컨대 4,4'-DDS 및 DICY 1 내지 5%; (e) UV 안정제 1 내지 4%; (f) TiO2 50 내지 62%; (g) 카본블랙 0.1 내지 1%; 및 (h) 경우에 따라, 우레아와 같은 경화 가속화제 1 내지 2%.
용도
본원에 개시된 몰드 이형성 표면 재료는 150℉(65℃) 이상의 온도, 더욱 특히 200℉ 내지 365℉(또는 93℃ 내지 185℃) 범위에서 경화성 수지 매트릭스를 함유하는 섬유 강화된 복합 기재 위에 적용되어 공경화될 수 있다. 섬유 강화된 복합 기재는 경화성 매트릭스 수지가 함침된 또는 주입된 강화 섬유로 구성된다. 몇몇 양태들에서, 복합 기재는 프리프레그 플라이 또는 프리프레그 레이업일 수 있다. 프리프레그 레이업은 서로 적층 순서로 배열된 복수의 프리프레그 플라이로 구성된다. 각 프리프레그 플라이는 직물 플라이 형태의 강화 섬유, 또는 에폭시 수지와 같은 경화성 매트릭스 수지로 함침/주입된 방향적으로 정렬된 연속 섬유 형태의 강화 섬유로 구성된다. 방향적으로 정렬된 섬유는 일방향성 섬유 또는 다중방향성 섬유일 수 있다.
본 발명의 몰드 이형성 표면 재료는 경량이고 이하 "표면 테이프"라 지칭되는 자동 테이프 배치(ATL) 또는 자동 섬유 배치(AFP)와 같은 자동 배치 공정용으로 구성된 가요성 테이프 형태일 수 있다. 표면 테이프는 폭이 약 0.125 in 내지 약 12 in(또는 약 3.17mm 내지 약 305mm)일 수 있다. 한 양태에서, 표면 테이프는 폭이 약 0.125 in 내지 약 1.5 in(또는 약 3.17mm 내지 약 38.1mm), 예컨대 0.25 in 내지 약 0.50 in(또는 약 6.35mm 내지 약 12.77mm)이다. 다른 양태에서, 표면 테이프는 폭이 약 6 in 내지 약 12 in(또는 약 152mm 내지 약 305mm)이다. 테이프의 길이는 연속적이거나 또는 폭에 비해 매우 길고, 예컨대 폭의 100 내지 100,000배이다. 연속 형태에서, 표면 테이프는 자동 공정에 적용하기 전에 보관을 위해 롤(roll)에 권선될 수 있다.
연속 표면 테이프는 복합 구조를 형성하기 위해 연속적인 수지 함침된 프리프레그 테이프를 자동 배치하는 ATL/AFP 공정에 혼입될 수 있다. 각 프리프레그 테이프는 에폭시계 매트릭스와 같은 경화성 수지 매트릭스에 매립된 일방향 강화 섬유, 예컨대 탄소 섬유로 구성된다. 표면 테이프가 이러한 자동 배치 공정에 사용될 때, 표면 테이프는 먼저 몰드 표면 위에 배치된다. 테이프는 나란히 분배되어 원하는 폭과 길이의 표면 층을 형성한다. 이어서, 개별 프리프레그 테이프는 표면 층 위에 배치되고, 그 다음 추가 층이 이전 층 위에 증강되어 원하는 두께를 가진 프리프레그 레이업을 제공한다. 후속 테이프는 이전 테이프에 대해 다른 각도로 배향될 수 있다. 모든 테이프는 배치 동안 각 테이프를 분배, 조임, 절단 및 재가동시키기 위해 하나 이상의 수적으로 조절된 배치 헤드를 사용하여 고속으로 배치된다. 이러한 ATL/AFP 공정은 통상적으로 대형 복합 항공우주 구조물, 예컨대 항공기의 동체 구역 또는 날개 스킨을 제조하는데 사용된다. 이러한 자동 배치 공정은 기존 프리프레그 레이업 위에 대형 표면 필름을 수동으로 적용하는 종래의 방법에 일반적인 일부 중간 가공처리 단계를 없앤다.
실시예
실시예 1
몰드 이형성 층 형성용 에폭시-열가소성 조성물 4가지를 표 1에 제시된 포뮬레이션들(포뮬레이션 A, B, C, D)에 따라 제조했다. 제시된 모든 양들은 g이다.
성분 포뮬라 A 포뮬라 B 포뮬라 C 포뮬라 D
폴리비닐 포르말 70 60 60 60
에폭시 30 40 40 40
글리세린 25 30 25 20
우레아 2 2
DICY 1.5 1
4,4'-DDS 2.5
적색 염료 0.1 0.1 0.1 0.1
BSM-200 용매 300 300 300 300
우레아는 CVC Chemicals의 2,4-톨루엔 비스(디메틸 우레아)이다. 에폭시는 Dow Chemical Co.의 D.E.R.™ 736이다. BSM-200 용매는 톨루엔, 1-메톡시-2-프로판올, 에탄올 및 1,3-디옥솔란의 혼합물이다.
각 조성물은 그 다음 수지 필름을 형성하기 위해 이형지 위에 코팅했다. 용매 건조 후, 필름 중량은 0.05 psf(250gsm)이었다. 수지 필름은 면적 중량이 84 gsm인 폴리에스테르 제직물의 한면에 적층시켜 에폭시-열가소성 수지 이형 층을 형성시켰다. 그 다음, 수득되는 수지/패브릭 적층체를 Cytec Industries Inc.의 경화성 에폭시계 표면 층 SM905 및 고형 구리 호일(18 미크론 두께)과 상기 표면 층 SM905가 제직물과 구리 호일 사이에 위치하도록 조합시켰다. 이 조합된 층에 핫프레스를 이용하여 열 및 압력을 가해 최종 표면 재료를 형성시켰다.
실시예 2
UV 저항성 수지 필름을 형성시키기 위한 3가지 수지 조성물은 표 2에 제시된 포뮬레이션(포뮬레이션 M8, M9, M12)에 따라 제조했다. 제시된 양은 다른 표시가 없는 한 중량을 기준으로 한 부(part)이다.
성분 M8 M9 M12
비스페놀 A의 디글리시딜에테르 10 10 3
테트라글리시딜에테르 메틸렌디아닐린 2 2 10
테트라브로모 비스페놀 A의 디글리시딜에테르 6 6 3
ATBN 1 1 1
CTB 탄성중합체 1 1 1
에폭시 노볼락 수지 8
PES-PEES 공중합체 1
고리지방족 에폭시 6 6
금홍석 TiO2(Ti-Pure™) 62 62 50
카본블랙 1 1 1
UV 안정제
Irganox 1010 1 1.4
Tinuvin 328 UVA 1
Tinuvin 292 HALS 1
Tinuvin 400 UVA 1.3
Tinuvin 123 HALS 1.3
Cyasorb UV-3853 HALS 1
Cyasorb UV 1164 UVA 0.5
Cyasorb UV 2908 LS 1
실리카-알루미나 세라믹 미소구(G-200 Zeeospheres) 4 4 14
DICY 1.5 2 2
4,4'-DDS 2
우레아 2 1
발연 실리카(Cab-o-Sil TS-720) 0.5 0.5 1
합계 100 100 100
UV 안정제(wt%) 3.00% 2.50% 4.00%
TiO2(wt%) 62.00% 62.00% 50.00%
에폭시 노볼락 수지는 에피클로로히드린과 페놀-포름알데하이드 노볼락의 반고체 반응 산물인 D.E.N.™ 439였다. 고리지방족 에폭시는 Epalloy®5000이었다. Ti-Pure™ 안료(DuPont)는 금홍석 TiO2로 사용했다. UV 안정제 및 TiO2의 중량퍼센트(wt%)는 포뮬레이션 내 각 성분의 총량을 나타낸다.
각 수지 조성물은 수지 필름을 형성시키기 위해 필름 코팅기를 이용하여 이형지 위에 코팅했다. 그 다음, 수지 필름을 경화시키고 UV 안정성 및 페인트 접착 성능에 대해 시험했다.
경화된 수지 필름은 UV 시험 단위(형광 UVA 램프를 이용하는 Q-Lab Corporation의 QUV 가속 내후성 시험기)에 주어진 UV 강도(1.5 W/㎡)로 연장된 시간(최대 168시간) 동안 필름을 노출시켜 UV 저항성에 대해 평가했다. 표면 필름의 색 저항성은 UV 노출 후 총 색 변화(△E*)로 측정했다.
페인팅 전에 UV 노출된 또는 UV 노출되지 않은, 수지 필름의 페인트 접착성은 ASTM D3359에 따라 측정했다. ASTM D3359는 필름에 만들어진 컷 위에 감압성 테이프를 적용하고 제거하여 기재에 대한 코팅 필름의 표면 접착성을 평가하기 위한 표준 시험 방법을 의미한다(망상선 식각 테이프 시험).
UV 노출 후, 각 수지 필름에 페인트 코팅(에폭시 페인트 프라이머, 그 다음 폴리우레탄계 탑코트)을 적용했다. 이어서, 건성 페이트 접착 시험을 ASTM D3359에 따라 수행했다. 8보다 큰 등급은 우수한 것으로 간주된다.
여러 UV 저항성 표면 필름의 UV 저항성 및 페인트 접착성의 결과는 표 3에 기록했다. 결과들로부터 알 수 있듯이, 이 필름들은 최소의 색 변화(△E*<4)와 함께 우수한 UV 안정성을 입증했다. 또한, 필름들은 연장된 UV 노출 기간 전 및 후에 우수한 페인트 접착성도 나타냈다.
성능 - UV 안정성, 페인트 접착성 M8 M9 M12
UV 안정성 - 색 변이(δE*), UV 노출 후 3.9 2.7 3
페인트 접착성(UV 노출 전) 10 10 10
페인트 접착성(UV 노출 후) 8 10 9
몰드 이형성 전도성 표면 재료를 형성시키기 위해, 표 2에 개시된 각 수지 조성물로 제조된 수지 필름은 금속 호일 또는 팽창 금속 스크린 및 적층기를 이용하여 다층 구조(도 2 및 도 3에 도시됨)를 형성시키기 위한 본원에 개시된 "몰드 이형성" 층의 양태들 중 하나와 적당한 온도 및 압력 하에 적층 공정을 통해 조합시킬 수 있다.
용어, 정의 및 약어
본 발명에서, 양과 관련하여 사용된 수식어 "대략" 및 "약"은 기술된 값을 포함하고, 문장에서 지시하는 의미를 갖는다(예컨대, 특정 양의 측정과 관련된 오차의 정도를 포함한다). 예를 들어, "약" 이후의 수는 언급된 수 + 또는 - 언급된 수의 0.1% 내지 1%를 의미할 수 있다. 본원에 사용된 어미 "(들)"은 이것이 수식하는 용어의 단수 및 복수 모두를 포함하여 이 용어의 하나 이상을 포함하는 것으로 간주한다(예컨대, 금속(들)은 하나 이상의 금속을 포함한다). 본원에 개시된 범위는 말단값과 이 범위의 모든 중간값을 포함하고, 예컨대 "1% 내지 10%"는 1%, 1.5%, 2%, 2.5%, 3%, 3.5% 등을 포함한다.
10: 몰드 11: 공경화성 표면 필름
12: 프리프레그 레이업 20: 몰드 이형성 표면 재료
21: 비다공성 전도 층 22: 경화성 수지 층
23: 몰드 이형성 층 24: 다공성 전도 층

Claims (40)

  1. (a) 제직물의 한면에 결합된 미세다공성 중합체 층;
    (b) 제직물의 반대 면에 직접 접하고 하나 이상의 열경화 수지 및 경화제를 함유하는 경화성 수지 층;
    (c) 경화성 수지 층에 적층되거나 또는 매립된 전도 층을 함유하고,
    상기 미세다공성 중합체 필름이 이 중합체 층 전체에 분포된 미크론 크기의 소공을 함유하는, 몰드 이형성(mold-releasable) 및 전기전도성인 표면 재료.
  2. 제1항에 있어서, 미세다공성 중합체 층의 소공은 직경이 약 1㎛ 내지 약 5㎛ 범위인, 표면 재료.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 미세다공성 중합체 층이 폴리아미드를 함유하는, 표면 재료.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 미세다공성 중합체 층이 플루오로중합체를 함유하는, 표면 재료.
  5. 제4항에 있어서, 플루오로중합체가 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리비닐플루오라이드(PVF), 플루오르화된 에틸렌-프로필렌(FEP), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 퍼플루오로알콕시 중합체(PFA), 폴리에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리에틸렌클로로트리플루오로-에틸렌(ECTFE), 퍼플루오로폴리에테르(PFPE), 및 이의 조합 중에서 선택되는 표면 재료.
  6. (a) 플루오로중합체 또는 실리콘 필름으로 적어도 한면이 코팅된 제직물;
    (b) 상기 코팅된 제직물과 접하며 하나 이상의 열경화 수지와 경화제를 함유하는 경화성 수지 층;
    (c) 상기 경화성 수지층에 적층되거나 매립된 전도 층
    을 함유하는 몰드 이형성 및 전기전도성인 표면 재료.
  7. 제6항에 있어서, 제직물이 적어도 한면에 플루오로중합체 필름이 코팅된 것인, 표면 재료.
  8. 제7항에 있어서, 플루오로중합체가 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리비닐플루오라이드(PVF), 플루오르화된 에틸렌-프로필렌(FEP), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 퍼플루오로알콕시 중합체(PFA), 폴리에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리에틸렌클로로트리플루오로-에틸렌(ECTFE), 퍼플루오로폴리에테르(PFPE), 및 이의 조합 중에서 선택되는 표면 재료.
  9. 제6항에 있어서, 제직물이 적어도 한면에 실록산의 반복 단위를 함유하는 실리콘 필름이 코팅된 것인, 표면 재료.
  10. (a) 한면이 경화성 에폭시-열가소성 층에 결합된 제직물;
    (b) 제직물의 반대 면에 접하고 하나 이상의 열경화 수지와 경화제를 함유하는 경화성 수지 층; 및
    (c) 상기 경화성 수지 층에 적층되거나 또는 매립된 전도 층을 함유하고,
    상기 경화성 에폭시-열가소성 층이
    (i) 폴리비닐 포르말;
    (ii) 적어도 하나의 에폭시 수지;
    (iii) 에폭시 수지용 촉매 및/또는 경화제; 및
    (iv) 폴리올을 함유하는,
    몰드 이형성 및 전기전도성인 표면 재료.
  11. 제10항에 있어서, 폴리비닐 포르말(i) 대 에폭시(ii)의 중량 비가 80:20 내지 50:50 범위이고, 폴리올(iv)의 양은 합산된 성분 (i) 및 (ii) 100부 당 5 내지 30 중량부의 범위인 표면 재료.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 에폭시-열가소성 층의 에폭시 수지(ii)가 25℃에서 약 30 내지 약 60 mPa·s(ASTM D-445에 따라 측정 시)의 점도를 갖는 저점도 에폭시 수지인, 표면 재료.
  13. 제12항에 있어서, 저점도 에폭시 수지가 에피클로로히드린과 디프로필렌 글리콜의 반응 산물인, 표면 재료.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리올이 글리세롤(또는 글리세린)인 표면 재료.
  15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 경화성 에폭시-열가소성 층이 디시안디아미드(DICY), 4,4'-디아미노-디페닐설폰(4,4'DDS) 및 3,3'-디아미노디페닐설폰(3,3'DDS), 구안아민, 구아니딘, 아미노구아니딘, 피페리딘 및 이의 조합 중에서 선택되는 경화제를 함유하는 표면 재료.
  16. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 경화성 에폭시-열가소성 층이 알킬 및 아릴 치환된 우레아, 비스우레아 및 이의 조합 중에서 선택되는 촉매를 함유하는, 표면 재료.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 경화성 수지 층(b)이 추가로 적어도 하나의 자외선(UV) 안정제 또는 흡수제 및 금속 산화물 안료를 함유하고, 이 금속 산화물 안료는 경화성 수지 층의 총 중량을 기준으로 약 40 중량% 내지 약 65 중량%의 양으로 존재하는 표면 재료.
  18. 제17항에 있어서, 금속 산화물 안료가 약 100nm 내지 약 500nm 범위의 입자 크기를 가진 나노크기의 이산화티탄 입자인, 표면 재료.
  19. 제18항에 있어서, 이산화티탄 입자가 결정형 금홍석인, 표면 재료.
  20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, UV 안정제 또는 흡수제가
    부틸화된 하이드록시톨루엔(BHT); 2-하이드록시-4-메톡시-벤조페논; 2,4-비스(2,4-디메틸페닐)-6-(2-하이드록시-4-옥틸옥시페닐)-1,3,5-트리아진; 3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시벤조산; n-헥사데실 에스테르; 펜타에리스리톨 테트라키스(3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트; 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4,6-디 tert-펜틸페놀; 메틸 1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜 세바케이트; 데칸디산; 비스(2,2,6,6-테트라메틸-1-(옥틸옥시)-4-피페리디닐 에스테르; 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐 스테아레이트; 및 이의 조합 중에서 선택되는 표면 재료.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 경화성 수지 층(b)이 추가로 적색 산화철, 녹색 크롬, 카본블랙 및 이의 임의의 조합 중에서 선택되는 색 안료를 함유하는, 표면 재료.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 경화성 수지 층(b)이 추가로 이 수지 층 전체에 분산된 전도성 입자 또는 박편을 함유하는 표면 재료.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 경화성 수지 층(b)이 하나 이상의 에폭시 수지를 함유하는 표면 재료.
  24. 제23항에 있어서, 경화성 수지 층(b)이 다작용기성 에폭시 수지의 조합을 함유하고, 이 중 하나가 하기 화학식으로 표시되는 고리지방족 에폭시 수지인 표면 재료.
    Figure pct00004
  25. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 경화성 수지 층(b)이 임의의 강화 섬유를 함유하지 않는, 표면 재료.
  26. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 전도 층이 약 76㎛ 미만의 두께를 가진 비다공성 층인 표면 재료.
  27. 제26항에 있어서, 전도 층이 비다공성 금속 호일인 표면 재료.
  28. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 전도 층이 경화성 수지 층(b)에 매립된 다공성 층이고 면적 중량이 약 60gsm 내지 약 350gsm 범위인, 표면 재료.
  29. 제28항에 있어서, 전도 층이 금속 스크린 또는 팽창된 금속 호일인 표면 재료.
  30. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 전도 층이 탄소 시트인 표면 재료.
  31. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 제직물이 유리 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유 및 이의 조합 중에서 선택되는 섬유를 함유하는, 표면 재료.
  32. 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 표면 재료가 자동 배치에 적합한 연속 또는 세장형 테이프 형태인 표면 재료.
  33. 제32항에 있어서, 테이프가 폭이 약 0.125 in 내지 약 12 in(또는 약 3.17mm 내지 약 305mm) 범위인 표면 재료.
  34. 강화 섬유 및 경화성 매트릭스 수지를 함유하는 복합 기재;
    복합 기재의 표면에 적층된 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 기재된 표면 재료를 함유하되,
    (i) 전도 층이 경화성 수지 층에 매립된다면 경화성 수지 층(b)이 복합 기재와 접하고; 또는
    (ii) 전도 층이 경화성 수지 층(b)에 매립되지 않는다면, 전도 층이 복합 기재와 접하는, 복합 구조.
  35. 제34항에 있어서, 복합 기재가 적층 배열로 배치된 복수의 프리프레그 플라이(ply)를 함유하는 프리프레그 레이업이고, 각 프리프레그 플라이가 경화성 매트릭스 수지에 함침되거나 매립된 강화 섬유를 함유하는, 복합 구조.
  36. 미세다공성 중합체 필름이 몰드 표면에 접하도록 제1항 내지 제5항, 제17항 내지 제31항 중 어느 한 항에 기재된 표면 재료를 몰드 표면에 배치하는 단계;
    각 프리프레그 플라이가 경화성 매트릭스 수지에 함침되거나 매립된 강화 섬유를 함유하는 복수의 프리프레그 플라이들의 프리프레그 레이업을 표면 재료 위에 형성시키는 단계;
    표면 재료와 프리프레그 레이업을 공경화시켜 경화된 복합 구조를 형성시키는 단계;
    몰드 표면으로부터 경화된 복합 구조를 제거하는 단계; 및
    미세다공성 중합체 층과 제직물을 제거하여 페인팅할 준비가 된 강경화된 또는 경화된 표면을 드러내는 단계를 함유하여, 복합 구조를 제조하는 방법.
  37. 플루오로중합체 또는 실리콘 필름이 몰드 표면과 접하도록 몰드 표면 위에 제6항 내지 제9항 및 제17항 내지 제31항 중 어느 한 항에 기재된 표면 재료를 배치하는 단계;
    각 프리프레그 플라이가 경화성 매트릭스 수지로 함침되거나 매립된 강화 섬유를 함유하는 복수의 프리프레그 플라이의 프리프레그 레이업을 표면 재료 위에 형성시키는 단계;
    표면 재료와 프리프레그 레이업을 공경화시켜 경화된 복합 구조를 형성시키는 단계;
    경화된 복합 구조를 몰드 표면으로부터 제거하는 단계; 및
    코팅된 제직물을 제거하여 페인팅할 준비가 된 강경화된 또는 경화된 표면을 드러내는 단계를 함유하여, 복합 구조를 제조하는 방법.
  38. 에폭시-열가소성 층이 몰드 표면과 접하도록 몰드 표면 위에 제10항 내지 제31항 중 어느 한 항에 기재된 표면 재료를 배치하는 단계;
    각 프리프레그 플라이가 경화성 매트릭스 수지로 함침되거나 매립된 강화 섬유를 함유하는 복수의 프리프레그 플라이의 프리프레그 레이업을 표면 재료 위에 형성시키는 단계;
    표면 재료와 프리프레그 레이업을 공경화시켜 경화된 복합 구조를 형성시키는 단계;
    경화된 복합 구조를 몰드 표면으로부터 제거하는 단계; 및
    제직물 및 에폭시-열가소성 층을 제거하여 페인팅할 준비가 된 강경화된 또는 경화된 표면을 드러나게 하는 단계를 함유하여, 복합 구조를 제조하는 방법.
  39. 제36항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 추가로 강경화 또는 경화된 표면의 임의의 중재성 표면 처리없이 강경화 또는 경화된 표면에 페인트 코팅을 적용하는 단계를 함유하는 방법.
  40. 제36항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 몰드 표면이 표면 재료의 배치 전에 임의의 몰드 이형제로 처리되지 않는 방법.
KR1020187020312A 2015-12-22 2016-12-21 복합 부품용 몰드 이형성 표면 재료 KR20180096687A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562270808P 2015-12-22 2015-12-22
US62/270,808 2015-12-22
PCT/US2016/068014 WO2017112766A1 (en) 2015-12-22 2016-12-21 Mold-releasable surfacing materials for composite parts

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180096687A true KR20180096687A (ko) 2018-08-29

Family

ID=57758821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187020312A KR20180096687A (ko) 2015-12-22 2016-12-21 복합 부품용 몰드 이형성 표면 재료

Country Status (9)

Country Link
US (2) US10906211B2 (ko)
EP (1) EP3393784A1 (ko)
JP (2) JP6826601B2 (ko)
KR (1) KR20180096687A (ko)
CN (1) CN108472920B (ko)
AU (3) AU2016378577B2 (ko)
BR (1) BR112018012816B1 (ko)
CA (1) CA3009329A1 (ko)
WO (1) WO2017112766A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190016564A (ko) * 2016-06-14 2019-02-18 다이킨 고교 가부시키가이샤 전사 패턴을 갖는 피전사물의 제조 방법

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108472920B (zh) * 2015-12-22 2020-09-01 塞特工业公司 用于复合零件的可脱模表面材料
US10308000B2 (en) * 2016-05-24 2019-06-04 The Boeing Company Method for pre-preg manufacturing
JP6912279B2 (ja) * 2017-06-12 2021-08-04 日東電工株式会社 導電性フィルム
US20190064003A1 (en) * 2017-08-29 2019-02-28 Te Wire & Cable Llc Multipoint Temperature Profiling and Monitoring System for Composite Repair
EP3727833A1 (en) * 2017-12-21 2020-10-28 Cytec Industries Inc. Uv protective surfacing materials for composite parts
EP3732038A1 (en) * 2017-12-26 2020-11-04 Cytec Industries Inc. Self-releasing, uv blocking surfacing materials for composite parts
JP7337071B2 (ja) * 2017-12-29 2023-09-01 ヘンケル・アクチェンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト・アウフ・アクチェン 多機能性表面フィルム
CN110093114B (zh) * 2018-01-30 2021-09-10 日东电工（上海松江）有限公司 一种复合材料成型用的防粘胶带及其制造方法和用途
JP7215419B2 (ja) 2018-06-05 2023-01-31 東レ株式会社 塗液含浸強化繊維ファブリック、シート状一体物、プリプレグ、プリプレグテープおよび繊維強化複合材料の製造方法
JP7302598B2 (ja) * 2018-06-12 2023-07-04 株式会社レゾナック 硬化性樹脂組成物及び電子部品装置
WO2020178949A1 (ja) * 2019-03-04 2020-09-10 日本飛行機株式会社 治具台
CN110031274A (zh) * 2019-04-03 2019-07-19 西安飞机工业（集团）有限责任公司 一种带加载片的复合材料试样共固化成型装置和方法
EP4081597B1 (en) * 2019-12-27 2023-10-11 Cytec Industries, Inc. Uv resistant surfacing materials for composite parts
CN112679830B (zh) * 2020-12-26 2022-11-01 云南鑫科新材料工程技术有限公司 一种基于钛改性的耐高温、高强型超高分子量聚乙烯复合板材及其制备方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60136U (ja) * 1983-06-16 1985-01-05 三菱レイヨン株式会社 被覆フイルム
JPS6116839A (ja) * 1984-07-02 1986-01-24 Goyo Shiko Kk 剥離紙の製造法
JPH06311A (ja) * 1992-06-22 1994-01-11 Japan Gore Tex Inc ろ過材料
TW467940B (en) * 1997-10-14 2001-12-11 Toray Industries Thermosetting resin composition for carbon-fiber reinforced composite material
TW591157B (en) * 2001-05-25 2004-06-11 Mitsubishi Rayon Co Sizing agent for carbon fiber, its water dispersing solution, carbon fiber with sizing handling, sheet matter with using the carbon fiber and carbon fiber reinforced composite
JP2004115564A (ja) * 2002-09-24 2004-04-15 Ricoh Co Ltd 表面離型性材料および表面離型性部材
EP1787116A4 (en) * 2004-07-19 2008-05-28 Univ Washington METHOD FOR ASSESSING THE RISK OF DEVELOPING A CARDIOVASCULAR DISEASE
GB0606045D0 (en) 2006-03-25 2006-05-03 Hexcel Composites Ltd A thermoplastic toughening material
US8206823B2 (en) 2008-04-14 2012-06-26 The Boeing Company System and method for fabrication of integrated lightning strike protection material
BRPI0922253A2 (pt) 2008-12-15 2016-06-21 3M Innovative Properties Co filme de superfície para compósitos com camada de barreira.
US9084447B2 (en) * 2009-05-13 2015-07-21 W. L. Gore & Associates, Inc. Lightweight, durable apparel and laminates for making the same
WO2010144770A1 (en) * 2009-06-12 2010-12-16 Lord Corporation Method for shielding a substrate from electromagnetic interference
GB2474897B (en) 2009-11-02 2015-09-16 Hexcel Composites Ltd Electromagnetic hazard protector for composite materials
EP2608949B1 (en) * 2010-08-23 2023-03-29 Materia, Inc. Vartm flow modifications for low viscosity resin systems
JP2014198376A (ja) * 2011-08-02 2014-10-23 コニカミノルタ株式会社 機能性フィルム
GB201116472D0 (en) * 2011-09-23 2011-11-09 Hexcel Composites Ltd Conductive composite structure or laminate
WO2013137257A1 (ja) * 2012-03-13 2013-09-19 三菱瓦斯化学株式会社 樹脂組成物、プリプレグ及び金属箔張積層板
CN102785437B (zh) * 2012-07-19 2016-08-03 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种复合导电薄层及其制备方法和应用
US9765194B2 (en) * 2012-07-25 2017-09-19 Toray Industries, Inc. Prepreg and carbon fiber-reinforced composite material
CA2888615C (en) * 2012-10-18 2020-03-31 Cytec Industries Inc. Surface engineering of thermoplastic materials and tooling
WO2014088866A1 (en) * 2012-12-05 2014-06-12 Cytec Industries Inc. Conductive surfacing material for composite structures
CN103741476A (zh) * 2013-12-25 2014-04-23 上海沥高科技有限公司 一种热压罐成型复合材料用自粘型易清除的聚四氟乙烯脱模布及其制备方法
CN108472920B (zh) * 2015-12-22 2020-09-01 塞特工业公司 用于复合零件的可脱模表面材料

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190016564A (ko) * 2016-06-14 2019-02-18 다이킨 고교 가부시키가이샤 전사 패턴을 갖는 피전사물의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20180370083A1 (en) 2018-12-27
AU2021201875B2 (en) 2022-09-01
JP7061599B2 (ja) 2022-04-28
JP6826601B2 (ja) 2021-02-03
AU2016378577A1 (en) 2018-06-28
EP3393784A1 (en) 2018-10-31
CN108472920B (zh) 2020-09-01
CN108472920A (zh) 2018-08-31
BR112018012816A2 (pt) 2018-12-04
WO2017112766A1 (en) 2017-06-29
US10906211B2 (en) 2021-02-02
AU2021201873A1 (en) 2021-04-22
US11833718B2 (en) 2023-12-05
AU2016378577B2 (en) 2021-05-13
JP2020073318A (ja) 2020-05-14
JP2019502573A (ja) 2019-01-31
AU2021201875A1 (en) 2021-04-22
AU2021201873B2 (en) 2022-08-18
CA3009329A1 (en) 2017-06-29
BR112018012816B1 (pt) 2022-08-23
US20210122088A1 (en) 2021-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2021201875B2 (en) Mold-releasable surfacing materials for composite parts
EP3383640B1 (en) Surfacing materials for composite structures
JP6046739B2 (ja) 複合構造用表面フィルムおよびその作成方法
JP6176802B2 (ja) 複合構造体のための導電性表面材料
US20200316823A1 (en) Self-releasing, uv blocking surfacing materials for composite parts
US11590742B2 (en) UV protective surfacing materials for composite parts