KR100884754B1

KR100884754B1 - 차체의 강성 보강용 에폭시 패드의 조성물

Info

Publication number: KR100884754B1
Application number: KR1020070078879A
Authority: KR
Inventors: 박효산; 김두식; 김정숙; 정환수
Original assignee: 주식회사 덕진산업
Priority date: 2007-08-07
Filing date: 2007-08-07
Publication date: 2009-02-20
Anticipated expiration: 2027-08-07
Also published as: KR20090014719A

Abstract

본 발명에서는 자동차의 ROOF 내부, DOOR 내부, FENDER 내부, HOOD 내부, TRUNK LID 내부 등의 내면에 열융착시켜 차체 패널의 강성을 보강하면서 제진 기능을 구현할 수 있는 에폭시 패드의 조성물 및 상기 조성물로 에폭시 패드를 제조하는 방법을 제시하고자 한다.

차체, 강성, 보강, 에폭시, 패드, 제진.

Description

차체의 강성 보강용 에폭시 패드의 조성물{epoxy pad composition}

본 발명은 차체의 강상 보강용 패드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 에폭시 재질의 열경화성 소재를 사용하여 발포 또는 비발포 타입으로 성형되며, 차체의 강성을 높이고 제진 기능을 향상시킬 수 있는 차체의 강성 보강용 에폭시 패드의 조성물에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 자동차의 도어(door), 후드(hood), 프론트(front), 휀더(fender), 루프(roof), 트렁크 리드(trunk lid) 등의 차체 패널에는 소음과 진동을 방지하고 차체의 강성을 보강하기 위한 패널 보강용 패드가 설치된다. 즉, 상기 보강용 패드는 엔진의 진동에 의한 소음 및 진동의 방지와 외부 충격에 대응하여 쉽게 찌그러지는 것을 방지하기 위하여 특정 부위에 부착되는 소재이다.

이러한 보강용 패드는 스테인레스, 알루미늄, 글라스 울(glass wool) 등으로 성형되는데, 상기 스테인레스와 알루미늄은 강성 증대 효과를 가져오고, 글라스 울 은 아웃도어 패널과의 밀착성을 좋게하는 효과가 있다.

본 발명은 에폭시 수지를 주성분으로 하고 충진제 등이 배합된 것으로, 차체의 강성을 높이고 제진 기능을 향상시킬 수 있는 발포 또는 비발포 타입의 차체 강성 보강용 패드의 조성물을 제공한다.

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상기한 바를 달성하기 위한 견지에 있어, 본 발명은 비스페놀계 에폭시수지, 다이머에시드변성 에폭시수지, NBR변성 에폭시수지, 이소프렌계 고무, 부타디엔계 고무, 알루미늄 분말, 산화칼슘, 카본블랙, 탄산칼슘, 탈크, PE계 섬유, 이미다졸변성계 경화촉진제, 디하이드라자이드계 경화제로 이루어진 조성물을 제안한다.

이때 보다 바람직하기로는, 본 발명은 상기 조성물들을 리더기에 투입한 다음, 이를 65±10℃의 온도에서 90±5분 동안 분산시킨 후, 이를 압출하여 에폭시 패드를 제조하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

위와 같은 특징을 가지는 본 발명은 자동차의 도어, 휀드, 트렁크 리드 등의 내면에 설치함으로써 차체의 강성을 보강하고 제진 기능을 향상시킬 뿐만 아니라 물리적 특성(침입도, 접착 강도, 굴곡 강도, 내충격성, 접착성 등)을 자동차 업계에서 요구하는 기준값보다 현저히 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

이와 같은 본 발명의 강성 보강용 에폭시 패드는 비스페놀(Bisphenol)계 에폭시수지, 다이머에시드(Dimeracid)변성 에폭시수지, NBR변성 에폭시수지, 이소프렌계 고무, 부타디엔계 고무, 알루미늄 분말, 산화칼슘(CaO), 카본블랙, 탄산칼슘, 탈크, PE계 섬유, 이미다졸변성계 경화촉진제, 디하이드라자이드(Dihydrazide)계 경화제 등의 조성물로 이루어지며, 상기 조성물들은 배합→분산→압출 등의 제조공정을 통해 본 발명의 차체 강성 보강용 에폭시 패드로 제조되어진다. 이때 분산과정은 65±10℃의 온도에서 90±5분 동안 진행된다.

한편, 상기와 같은 조성물들을 배합하여 차체 강성 보강용 에폭시 패드를 제조할 때의 각 조성비는 하기의 표 1에서 제시하고 있는 조성비에 따라 배합되며, 상기 실시 예 1의 조성비에 따라 조성물들을 배합하여 강성 보강용 에폭시 패드를 제조하게 되면 최상의 효과를 구현할 수 있다.

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본 발명의 차체 강성 보강용 에폭시 패드(단위: 중량%)
조성물	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4
비스페놀계 에폭시수지	2.2	2.2	4.1	3.3
다이머에시드변성 에폭시수지	29.6	27.5	27.5	30.2
NBR변성 에폭시수지	6.1	5.4	6.1	4.3
이소프렌계 고무	5.3	6.2	5.3	4.6
부타디엔계 고무	3.7	5.2	5.2	4.6
알루미늄 분말	5.2	6.1	4.7	4.7
CaO	2.4	3.2	4.1	3.2
카본블랙	0.7	0.7	0.7	0.7
탄산칼슘	24.4	21.1	18.3	23.5
탈크	15.3	15.3	16.4	13.9
PE계 섬유	1.2	1.2	1.2	1.2
이미다졸변성계 경화촉진제	1.6	1.1	1.6	1.3
디하이드라자이드계 경화제	4.5	4.8	4.8	4.5

하기에서는 표 1을 참조하여 본 발명의 제조방법을 구체적으로 설명한다.

상기 표 1에서 제시하고 있는 조성비에 따라 비스페놀(Bisphenol)계 에폭시수지, 다이머에시드(Dimeracid)변성 에폭시수지, NBR변성 에폭시수지, 이소프렌계 고무, 부타디엔계 고무, 알루미늄 분말, 산화칼슘(CaO), 카본블랙, 탄산칼슘, 탈크, PE계 섬유, 이미다졸변성계 경화촉진제, 디하이드라자이드(Dihydrazide)계 경화제를 리더기에 투입한 다음, 이를 65±10℃의 온도에서 90±5분 동안 분산시킨 다음, 상기 분산된 혼합물을 압출하여 차체 강성 보강용 에폭시 패드를 제조한다.

이와 같은 방법으로 제조된 에폭시 패드는 표 2에서 나타낸 바와 같이 침입도, 발포배율, 초기접착성, 유면접착성, 접착강도, 굴곡강도, 내충격성 등의 물리적 특성은 자동차 업계에서 요구하는 기준값보다 향상되었음을 확인할 수 있다.

이때, 하기의 표 2에서 기술하고 있는 각 물리적 특성의 시험 결과값은 상기 표 1에서 제시하고 있는 조성물과 실시예 1 내지 실시예 4의 각 조성비 및 그 제조방법에 의해 만들어진 본 발명의 차체 강성 보강용 에폭시 패드의 실험 데이터값을 평균값으로 산정한 것을 나타낸 것이다.

물리적 특성		기준값	실험 결과값
비중		1.65 이하	1.47
침입도		50~80	60
고형분(%)		98 이상	98.4
발포배율(%)		150~200	172
초기접착성(kgf/25mm)		0.3 이상	0.33
유면접착성		부풀음, 벗겨짐, 처짐 등 이상 없을 것	이상 없음
가사시간(日)		3 이상	7
전처리액 오염성		액의 오염 또는 Sheet의 용해 없을 것	이상 없음
전착액 오염성		액의 오염 또는 Sheet의 용해 없을 것	이상 없음
접착강도(kgf/㎠)		25 이상	26.4
굴곡강도 (kgf)	1mm 변형시	3.5 이상	4.1
굴곡강도 (kgf)	최대 하중시	25 이상	27.2
내충격성		10 이상	13
OVER BAKING성		내변형성, 굴곡강도, 내충격성 만족할 것	이상 없음
UNDER BAKING성		내변형성, 굴곡강도, 내충격성 만족할 것	이상 없음
내판금 변형성(mm)		2 이하	1.0
부품 적응성	내변형성	접촉 또는 눈으로 판명하여 변형 없을 것	이상 없음
부품 적응성	내 DENT성(mm)	0.3 이하	0.1
내부식성		부식생성물 발생 없을 것	이상 없음
저장안정성	침입도변화율(%)	50 이하	31
저장안정성	물성	초기 및 유면접착성 만족할 것	이상 없음
환경유해물질		MS 201-02의 요구사항을 만족할 것	이상 없음

한편, 상기 표 2에서 제시하고 있는 각각의 데이터값은 다양한 시험 방법 및 조건에 따라 측정하였으며, 이는 하기에서 구체적으로 제시할 것이다.

1. 발포배율

본 발명에 따라 제조된 에폭시 패드(이하 "시트"라 함)를 유면강판 위에 놓고 임의적으로 6포인트에서 상기 시트(50×50mm)의 두께를 버어니어 캘리퍼스나 마이크로 미터로 측정하여 평균값을 구한 다음, 상기 시트를 가열 경화한 후, 상온에서 방냉시킨 다음, 같은 방법으로 평균 두께를 측정하고, 발포배율을 구하였다.

2. 초기접착성

시트(25×250mm)를 유면강판에 10℃와 -20℃의 분위기에서 붙이고, 하중 19.6N(2kgf)의 롤러로 1회 왕복하여 압착시켜 상기 분위기 온도에서 3시간 동안 방지하였다. 이후 인장시험기에 부착시켜 180°방향으로 50mm/분의 속도로 인장하중을 가하여 하중을 구하였다. 시험결과는 온도 조건마다 각각 시험편 3개의 평균값으로 표시하였다.

3. 유면접착성

시트(10×10mm)를 유면강판에 붙이고 하중 19.6N(2kgf)의 롤러를 1회 왕복하여 압착시킨 다음, 이를 가열 경화시킨 후, 이를 다시 실온에서 방치하여 냉각한 다음, 상기 시트의 처짐, 벗겨짐, 부풀음 발생 및 떨어짐 등의 이상 유무를 확인하였다. 시험결과는 시험편 3개에 대하여 각각 표시하였다.

4. 가사시간( 可使時間 )

시트(50×50mm)를 유면강판에 붙이고 하중 49N(5kgf)의 롤러를 1회 왕복하여 압착시켜 곧바로 40±2℃, 95% RH의 분위기하에서 1, 2, 3, 7, 10일 동안 방치하였다. 상기 요일별로 방치한 다음, 이를 가열 경화한 후, 상온에서 시트의 부풀음, 벗겨짐 등의 외관상 이상 유무를 확인하고 굴곡 강도를 측정하였다. 시험결과는 각 방치일 수마다 시험편 3개의 최저치로 표시하였다.

5. 접착강도

MS700-32에 준하여 시험편을 제작한 다음, 이를 가열 경화한 후, 이를 다시 폭로한 다음, 접착강도를 구하였다. 시험결과는 시험편 3개의 평균값으로 표시하였다.

6. 굴곡 강도

시트(50×150mm)를 유면강판에 붙이고 하중 49N(5kgf)의 롤러를 1회 왕복하여 압착한 다음, 이를 가열 경화시킨 후, 이를 다시 폭로하여 상온에서 접착제의 부풀음, 벗겨짐, 찢김 등의 외관 이상 여부를 확인하고, 압축시험기에 놓고 5mm/분의 속도로 압축 하중을 가하여 시험하였다. 시험결과는 시험편의 3개의 평균값으로 표시하였다.

7. 내충격성

시트(50×100mm)를 유면강판에 붙이고 하중 49N(5kgf)의 롤러를 1회 왕복하여 압착한 다음, 이를 가열 경화시킨 후, 이를 다시 폭로한 다음, 상기 시트면을 내측으로 한 상태에서 장착하여 시험편 부분을 90°각도에서 자유낙하시켜 시트의 깨짐, 균열 등의 외관 이상 유무를 체크하여 이상이 없을 경우에는 순차적으로 회수를 증가시켜 10회 이상 실시하였다. 시험결과는 시험편 3개에 대하여 각각 표시하였다.

8. 내판금 변형성

시트(100×300mm)를 유면강판(100×300×0.7mm)에 붙이고 하중 49N(5kgf)의 롤러로 1회 왕복하여 압착한 다음, 이를 '200~220±2℃×20분'의 조건으로 경화시킨 후, 이를 실온에서 3시간 방치한 다음, 변형길이를 측정하였다. 시험횟수는 2회로 하였다.

9. 부품적응성

소정 형상의 시트를 실차 ASS'Y 부품 또는 실제 패널 단품의 소정위치에 붙이고 시트 폭 24mm 당 196N(2kgf)의 하중을 걸어 압착한 다음, 이를 가열 경화시켜 상온에서 되돌아왔을 때부터 장갑을 낀 손으로 시트가 붙은 패널 부근을 만져 변형이 발생했는지 유무를 확인하였다. 다음 상기 부품을 수평상태로 압자(壓子)를 붙인 치구에 움직임이 없도록 고정한 후, 시트를 부착한 중앙부에 98N, 147N, 196N, 245N, 294N(10, 15, 20, 25, 30kgf) 마다 하중을 걸어 그때의 변위를 측정함과 동시에 245N, 294N(25, 30kgf)에서는 하중을 걸은 상태에서 1분간 유지시켜 그 부분에서 판금 영구변형을 측정하였다. 시험결과는 시험편 3개에 대하여 변형은 외관 상황을 내 DENT성은 245N(25kgf) 하중시의 영구변화량을 측정하였다.

10. 내부식성

시트(30×100mm)를 유면강판(30×100×0.7mm)에 붙이고 하중 24N(2.5kgf)의 롤러를 1회 왕복하여 압착한 다음, 생산 라인과 동일공정을 거쳐 전착도료를 부착하였다. 시험편을 횡으로 한 상태에서 KS D 9502(염수분무시험방법)에 준하여 480시간 행하여 수세한 다음, 이를 실온에서 3일간 방치하였다. 이후 시트를 벗겨내고 경계면 및 접착면에 부식이 발생했는지 유무를 확인하였다.

Claims

차체 강성 보강용 에폭시 패드의 조성물에 있어서,

비스페놀계 에폭시수지 2.2중량%,

다이머에시드변성 에폭시수지 29.6중량%,

NBR변성 에폭시수지 6.1중량%,

이소프렌계 고무 5.3중량%,

부타디엔계 고무 3.7중량%,

알루미늄 분말 5.2중량%,

산화칼슘 2.4중량%,

카본블랙 0.7중량%,

탄산칼슘 24.4중량%,

탈크 15.3중량%,

PE계 섬유 1.2중량%,

이미다졸변성계 경화촉진제 1.6중량%,

디하이드라자이드계 경화제 4.5중량%로 이루어짐을 특징으로 하는 차체의 강성 보강용 에폭시 패드의 조성물.
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