KR100357583B1

KR100357583B1 - 자동차 햄 플랜지 구조물용 접착제 조성물 및 이 접착제조성물을 이용한 자동차 햄 플랜지 구조물의 제조방법

Info

Publication number: KR100357583B1
Application number: KR1020000048535A
Authority: KR
Inventors: 김대영
Original assignee: 현대자동차주식회사; 주식회사 유니테크
Priority date: 2000-08-22
Filing date: 2000-08-22
Publication date: 2002-10-18
Also published as: KR20020015436A

Abstract

본 발명은 자동차 햄 플랜지 구조물용 접착제 조성물로서, 이 접착제 조성물은 에폭시 수지 30 내지 70 중량%, 경화제 3 내지 8 중량%, 경화 촉진제 0.1 내지 4 중량%, 충진제 5 내지 60 중량%, 수분 흡수제 1 내지 6 중량%, 점도 조절제 1 내지 5 중량%, 도전성 부여제 0.5 내지 3 중량%, 안정제 0.5 내지 5 중량%, 방청제 0.5 내지 4 중량% 및 불규칙적인 모양을 갖는 금속 입자 1 내지 8 중량%를 포함한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 자동차 햄 플랜지 구조물용 접착제 조성물은 불규칙한 모양을 갖는 금속 입자를 포함함에 따라 원하는 위치에서 외부 패널과 내부 패널을 매우 강하게 접합시킬 수 있다.

Description

자동차 햄 플랜지 구조물용 접착제 조성물 및 이 접착제 조성물을 이용한 자동차 햄 플랜지 구조물의 제조방법{ADHESIVE COMPOSITION FOR AUTOMOBILE HEM FLANGE STRUCTURES AND PROCESS FOR MANUFACTURING AUTOMOBILE HEM FLANGE STRUCTURES USING SAME}

[산업상 이용 분야]

본 발명은 자동차 햄 플랜지 구조물용 접착제 조성물 및 이 접착제 조성물을 사용하는 자동차 햄 플랜지 구조물의 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 적절한 핸들링(handling) 강도 및 우수한 결합력을 부여할 수 있는 자동차 햄 플랜지 구조물용 접착제 조성물 및 이 접착제 조성물을 사용하는 자동차 햄 플랜지 구조물의 제조방법에 관한 것이다.

[종래 기술]

일반적으로, 자동차의 도어(door), 후드(hood), 트렁크 리드(trunk lid) 등의 도어 어셈블리(door assembly)는 외부 패널과 내부 패널을 접합시킨 2층 구조의 금속 패널로 구성되어 있다. 이러한 도어 어셈블리의 개략적인 구조를 도 2에 나타냈으며, 이 구조를 간단히 설명하면 외부 패널(20)을 내부 패널(22)에 인접하지만 접촉하지 않고 서로 길이 방향으로 일부가 겹치도록 외부 패널(20)을 내부 패널(22) 하부에 위치시키고, 내부 패널(22)과 겹치지 않는 외부 패널(20)의 한쪽 끝단을 내부 패널을 향해 겹쳐서 접거나 주름지게 하는 해밍(hemming) 공정으로 제조되는 햄 플랜지(hem flunge) 구조(도 2)로 형성된다.

이러한 햄 플랜지 구조물에서 외부 패널과 내부 패널을 견고하게 부착시키기 위하여, 접착제를 일반적으로 사용하여 왔다. 접착제 조성물을 사용하여 외부 패널과 내부 패널을 접합시키는 방법은 도 3에 나타내었다. 이 방법은 먼저 도 3의 (a)에 나타낸 것과 같이, 햄 플랜지 구조물에서 외부 패널(30) 위에 접착제(3)를도포하고, 상기 외부 패널(30)을 내부 패널(32)에 인접하지만 접촉하지 않고 서로 길이 방향으로 일부가 겹치도록, 상기 내부 패널(32)을 상기 외부 패널(30)과 접착제(3) 위에 위치시킨다(도 3의 b). 이어서, 상기 외부 패널(30)과 겹치지 않는 내부 패널(32) 상부에 접착제(3)를 다시 도포한 후, 내부 패널(32)과 겹치지 않는 외부 패널(30)의 한쪽 끝단을 내부 패널 쪽으로 접고 압착을 가하여 주면, 도 3의 (c)에 나타낸 것과 같이, 접착제(3)가 상기 외부 패널(30) 및 내부 패널(32) 접합 면을 결합시키게 된다. 접착제는 얻어진 햄 플랜지 구조물을 전착 건조로에서 열처리하는 공정에 따라 경화되어, 상기 외부 패널(30)과 내부 패널(32)을 견고하게 부착시킨다.

그러나 이 방법으로 제조된 햄 플랜지 구조물을 이동시키거나, 구조물이 움직여질 경우에는 외부 패널과 내부 패널이 접합되어 있는 햄 플랜지 부분이 미끄러지거나 외부 패널과 내부 패널 사이가 일부 떨어지며 접착제가 이탈될 수 있다. 이로 인하여 외부 패널과 내부 패널의 접합 강도가 약해지고, 미끄러진 부위 내부에 녹이 발생하여 부식되는 발청이 발생될 수 있다. 아울러, 이때 일반적으로 사용되는 일액형 에폭시 접착제(Hemming Sealer)는 높은 핸들링 강도와, 충분한 안전성 또는 저장 수명 특성을 나타내기 힘들다. 여기서, 핸들링 강도란, 접합되어 제조된 햄 플랜지 구조물을 자동차 제조 공정에서 사용할 때, 외부 및 내부 패널이 떨어지지 않게 접착되어 있는 강도를 말한다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 최근에는 접착제를 사용하여 얻어진 햄 플랜지 구조물에서 햄 플랜지 부분에 스팟(spot) 용접 또는 가접(예비 용접)을 실시하거나, 이액형 접착제를 사용하여 일정 수준의 작업 이동시의 움직임에 대한 강도를 유지하고 있다. 그러나 스팟 용접 또는 가접 방법은 공정이 복잡하고 외관 품질이 좋지 않은 문제점이 있으며, 이액형 접착제는 주제와 경화제를 별도로 저장 관리하여야 함으로 두 물질을 혼합하기 전에는 반응이 전혀 없어 저장안정성이 우수하나 고가 장비를 사용하여야 하는 문제점이 있다. 또한, 이액형 접착제의 도포 공정은 노즐을 이용하여 실시하며, 노즐을 통과하면서 주제와 경화제가 혼합되어 내부 및 외부 패널에 도포되고, 일반적으로 약 1시간 정도 후 경화 반응이 완료되어 내부 및 외부 패널이 접합된다. 따라서, 이액형 접착제가 도포된 후 약 1시간을 초과할 때까지 외부 패널과 내부 패널을 포개어 접합하지 않으면 혼합된 2액형 에폭시는 경화 반응에 의하여 경화되어 접합부의 패널을 사용할 수 없게되며 노즐 또한 2액형 에폭시가 혼합되어 있어 지시된 시간을 지나게 되면 경화되어 노즐 부분을 사용할 수 없게되어 교환이 수시로 이루어져야 하는 문제점이 있다.

또한 초기 작업 강도를 부여하는 방법으로 고주파 유도 가열 경화 방식의 접착제를 사용하는 경우가 있으나 유도 가열기구의 장비가 고가이고, 구조물의 형태에 따라 강판의 뒤틀림이 발생하는 경우가 있다.

따라서 최근에는, 유리구를 이용하는 방법이 연구되고 있다. 햄 플랜지의 성분에서 접착 성분을 이용할 때, 구형 유리구를 사용하여 외부 및 내부 패널 사이에 적용된 접착제 성분의 두께를 균일하게 유지하도록 하는 방법이 제안되고 있다. 상기 유리구는 스페이서의 역할을 하여 금속 패널 사이에 위치한 접착제가 압축되어 빠져나가는 문제를 방지한다. 유리구를 사용하여 햄 플랜지 구조물을 접합시키는 방법을 도 4에 나타내었다. 이 방법은 먼저 도 4에 나타낸 것과 같이, 햄 플랜지 구조물에서 외부 패널(40) 위에 유리구(4)와 접착제(4')를 도포하고, 이 외부 패널(40)과 내부 패널(42)이 인접하지만 접촉하지 않고 서로 길이 방향으로 일부가 겹치도록, 상기 내부 패널(42)를 상기 외부 패널(40) 위에 위치시킨다. 이어서, 상기 내부 패널(42)과 겹치지 않는 상기 외부 패널(40)의 한쪽 끝단을 상기 내부 패널(42) 쪽으로 접고 압착을 가하여 주면, 유리구(4)가 상기 외부 패널(40) 및 내부 패널(42) 접합면 양쪽면에 상호 파고들어 결합이 된다. 이와 같이 결합됨에 따라 작업이후 이동시 패널의 움직임을 방지할 수 있어 핸들링 강도를 얻을 수 있었다.

그러나 유리구를 이용하는 방법도, 외부 패널을 접는 공정에서, 유리구가 외부 및 내부 패널에 파고들기 전에 순간적으로 미끄러질 수 있어서, 적용하고자 하는 위치에서 약간의 이동이 발생되거나 구가 이동될 시에 도포된 접착제는 유리구가 이동한 거리만큼 접착제가 긁힘 발생이 되어 접착제의 발림 부족 현상이 발생하는 문제점이 있다. 또한, 유리구는 표면이 평활하여 접착제와의 접착이 부족한 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 햄 플랜지부 외부 패널과 내부 패널을 원하는 위치에서 우수한 접착력으로 부착시킬 수 있는 자동차 햄 플랜지 구조물용 접착제 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 적절한 핸들링 강도를 구조물에 부여할 수 있는 자동차 햄 플랜지 구조물용 접착제 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상술한 물성을 갖는 접착제 조성물을 사용하는 자동차 햄 플랜지 구조물의 제조방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 접착제 조성물을 이용하여 자동차 햄 플랜지 구조물을 제조하는 공정을 개략적으로 나타낸 공정도.

도 2는 일반적인 햄 플랜지 구조물의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도.

도 3은 종래 접착제 조성물을 사용하여 자동차 햄 플랜지 구조물을 제조하는 공정을 개략적으로 나타낸 공정도.

도 4는 종래 유리구와 접착제를 이용하여 자동차 햄 플랜지 구조물을 제조하는 공정을 개략적으로 나타낸 공정도.

도 5a 및 5b는 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명의 접착제 조성물을 외부 및 내부 패널에 도포하고, 압축한 상태를 각각 나타낸 단면도.

도 6은 비교예에 따른 자동차 햄 플랜지 구조물을 제조하는 공정을 개략적으로 나타낸 공정도.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 에폭시 수지 30 내지 70 중량%; 경화제 3 내지 8 중량%; 경화 촉진제 0.1 내지 4 중량%; 충진제 5 내지 60 중량%; 수분 흡수제 1 내지 6 중량%; 점도 조절제 1 내지 5 중량%; 도전성 부여제 0.5 내지 3 중량%; 안정제 0.5 내지 5 중량%; 방청제 0.5 내지 4 중량%; 및 불규칙적인 모양을 갖는 금속 입자 1 내지 8 중량%를 포함하는 자동차 햄 플랜지 구조물용 접착제 조성물을 제공한다.

본 발명은 또한 접착 성분과 불규칙적인 모양을 갖는 금속 입자를 포함하는 접착제 조성물을 제 1 패널에 도포하고; 상기 접착제 조성물이 도포된 제 1 패널 위에, 제 2 패널을 제 1 패널과 길이 방향으로 일부가 서로 겹치도록 위치시키고; 상기 제 2 패널과 겹치지 않은 제 1 패널의 노출된 한 부분을 상기 제 2 패널을 향해 접고; 상기 제 1 및 제 2 패널이 겹쳐지는 부위에 200 내지 400㎏의 힘을 가하여 압축하여, 상기 금속 입자가 상기 제 1 및 제 2 패널의 표면에 파고 들어가도록 하는 공정을 포함하는 자동차 햄 플랜지 구조물의 제조방법을 제공한다.

이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명의 자동차 햄 플랜지 구조물용 접착제 조성물은 에폭시 계열 접착제와 불규칙적인 모양을 갖는 금속 입자를 포함한다. 본 발명의 접착제 조성물은 에폭시 계열 접착제가 햄 플랜지 구조물의 외부 패널과 내부 패널의 강한 접착을 유도하고, 불규칙적인 모양을 갖는 금속 입자가 외부 패널 및 내부 패널의 양쪽면에 삽입되어 고정되어 물리적으로 강한 결합을 유도하여 강도를 유지하게 된다. 본 발명의 접착제 조성물은 불규칙적인 모양을 갖는 금속 입자를 갖음에 따라 종래 유리구에 비하여 가격이 다소 비싸나, 미끄러짐이 없으므로 작업 성능이 좋아지며 유리구의 표면이 평활하여 수지와의 결합력이 부족한 경우에 비하여 표면에 요철이 있으므로 결합력이 우수하고, 패널 사이에서 밀림이 없이 안정하다. 본 발명의 접착제 조성물은 다른 공정에서 사용하는 물질을 오염시키지 않으며, STCC(steel plate cold "C": 품질 등급 C의 도금이 안된 일반 냉간 압연 강판, 품질 등) 강판, 아연 도금 강판, Al 강판 등 각종 강판과의 접착 성능이 우수하다.

본 발명의 접착제 조성물은 불규칙적인 모양을 갖는 금속 입자를 1 내지 8 중량%, 바람직하게는 2 내지 5 중량% 포함한다. 불규칙적인 모양을 갖는 금속 입자의 양이 1 중량% 미만이면 사용량이 적어서 강도를 유지할 수 있는 접촉 결합면이 부족하고 8 중량%를 초과하면 접어서 압착을 시킬 경우 더 많은 압력이 필요하게 되고 경화 후 접착 강도가 기준치 이하로 떨어지는 현상이 발생하며, 외부에 육안상 돌출될 수 있어서 바람직하지 않다.

상기 불규칙적인 모양을 갖는 금속 입자는 고강도 세라믹 또는 스테인레스, 바람직하게는 스테인레스로 형성된 강성 금속 입자가 바람직하며, 특히 통상 압착하는 압력 400㎏에 파괴되지 않는 정도의 강도를 가지며 외부 열이 700℃ 이상에서도 용융되지 않아야 한다. 또한 입자 자체가 녹이 발생하거나 화학 반응이 없어야한다. 또한 사용하는 금속 입자는 강판 표면의 항복 강도보다 큰 압축 강도를 갖는 것을 사용하여야, 햄 플랜지 구조물 제조 공정인 압축 공정에서 금속 입자가 외부 및 내부 패널에 파고들기가 원활하고 깨어짐이 발생치 않으므로 바람직하다.

상기 금속 입자는 150∼300㎛의 직경을 갖는 것이 바람직하며, 금속 입자 직경이 150㎛ 미만일 경우에는 내부 및 외부 패널에 파고 들어가는 깊이가 얕아서 강도를 유지하기 곤란하며, 강도를 증가시키기 위해서, 금속 입자의 양을 증가시키면 경화 후 접착 강도가 낮아지는 불리함이 있다. 또한, 금속 입자 직경이 300㎛를 초과하는 경우에는 금속 입자가 강판 외부로 돌출될 수 있어서, 일반적으로 사용되는 0.8㎜ 두께 강판보다 두꺼운 1.2㎜ 이상의 강판을 사용하여야 하는 문제점이 있다. 사용되는 직경 분포는 반드시 균일하여야 하지 않고 부분적으로 입자가 150∼300㎛ 내에서 차이가 있게 분포되어 있을 경우 큰 입자는 먼저 파고들고 작은 입자는 간격을 유지할 수 있도록 함으로서 접착제의 두께도 일정하게 유지할 수 있어서, 경화 전 핸들링 강도나 경화 후 접착 강도를 적정하게 유지시킬 수 있다.

본 발명의 접착제 조성물은 접착 성분으로 에폭시 수지를 포함하고 접착 보조제로 경화제, 도전성 부여제, 충진제, 수분 흡수제, 안정제, 방청제, 점도 조절제를 포함한다. 자동차 햄 플랜지 구조물에 도포되는 접착제 조성물은 자동차 햄 플랜지 구조물에 도포시 작업성이 원활하여야 하고 공기 압력에 의하여 재료를 공급하는 공기 압송 펌프(air compressor)를 사용하는 경우, 1㎏의 공기 압력을 펌프에 공급하면 펌프는 55㎏의 압력으로 전환되어 배관 방향으로 힘을 발생시키는 55:1 압송 펌프에 의해 이송이 가능한 정도의 유체의 흐름이 이루어져야하고 전처리액의 세척조 내에서 용해됨이 없고 전착조 내에서 전착 도료에 용해됨이 없어야 한다. 따라서 본 발명의 접착제 조성물은 이러한 특성을 충족하도록 각 성분의 함량을 조절하였다.

본 발명에서 에폭시 수지로는 일반적으로 사용되는 에폭시 수지인 글리시딜 에테르형 에폭시 수지로 비스페놀 A형 에폭시 수지를 사용하였다. 비스페놀 A형 에폭시 수지는 접착 강도를 향상시키며, 강성을 결합시키는 장점이 있다. 비스페놀 A형 에폭시 수지만을 단독으로 사용할 수 도 있으며, 비스페놀 A형 에폭시 수지를 아크릴로니트릴-부타디엔-러버(NBR: acrylonitrile-butadiene-rubber)와 중합하여 제조한 NBR 변성 에폭시 수지로 사용할 수 도 있다. NBR 변성 에폭시 수지를 사용하면, 비중이 높은 불규칙한 형태의 입자가 침강이 되는 것을 방지하고 방청유에 대한 접착성을 보완하며 내충격성에 대한 탄성을 유지하고, 자동차 강판 녹 발생 방지용 방청유를 강판에 도포한 후, 이 방청유가 도포된 부위에 도포된 접착제의 접착력을 나타내는 유면 접착면을 보완하는 장점이 있다. 본 발명의 접착제 조성물에서 에폭시 수지의 함량은 30 내지 70 중량%이며, 변성 에폭시 수지의 사용량은 전체 에폭시 수지량에 대하여 10∼50 중량%이며, 바람직하게는 20∼30 중량%를 사용하는 것이 보다 더 안정한 접착제 조성물을 제조할 수 있어 바람직하다.

본 발명의 접착제 조성물은 에폭시 계열 수지와 경화제를 미리 혼합하여 사용하는 일액형 접착제 조성물로서, 이때 적용되는 경화제로는 열경화성 경화제로서 폴리아민계 디시안 디아마이드 경화제를 사용할 수 있다. 디시안 디아마이드 경화제는 자동차 생산 공정의 건조로 조건에 적합한 160℃ 이상의 고온에서 반응을 하는 열경화성 경화제로서 그 사용량은 3∼8 중량%이며 사용량이 3 중량% 미만이면 160℃ 온도 조건에서 미경화가 발생하는 문제가 있고 8 중량%를 초과하게 되면 발열 반응의 과다로 인한 노화가 발생되어 접착 강도가 떨어지는 경향이 있다.

본 발명의 접착제 조성물은 온도와 경화 시간의 변화에 따른 반응을 촉진시키고, 강도를 상승시키기 위하여 경화 촉진제를 0.1 내지 4 중량% 포함한다. 경화 촉진제로는 이미다졸계 촉매를 사용할 수 있으며, 그 대표적인 예로는 하기 화학식 1의 2-메틸 이미다졸, 2-페닐 이미다졸, 2,4-디아미노-6-(2-메틸이미다졸-(1))-에틸-s-트리아진 이소시안우레이트 부가물(2,4-diamino-6-(2-methylimidazol-(1))-ethyl-s-triazine isocyanurate adduct) 또는 2-페닐-4,5-디하이드록시 메틸 이미다졸을 들 수 있다. 이때 경화 촉진제의 사용 함량이 0.1 중량% 미만이면 경화제의 촉진이 부족하여 경화 부족 현상이 일어나 강도가 떨어지며 4 중량%를 초과하게 되면 발열 반응의 과다로 인한 노화가 발생되어 강도가 떨어지는 문제가 있다.

[화학식 1]

또한 본 발명에서 사용하는 에폭시 수지가 액상이므로 형상을 유지하고 강도를 얻기 위해서 충진제(filler)를 사용한다. 본 발명의 접착제 조성물에 포함된 충진제의 함량은 5 내지 60 중량%, 바람직하게는 10 내지 50 중량%이다. 충진제의 함량이 5 중량% 미만이면 원하는 생성물을 얻을 수 없고, 60 중량%를 초과하면 점도가 높고 접착 강도가 낮아지는 문제점이 있다. 본 발명에서 사용 가능한 충진제로는 충진 효과 및 강도 부여 효과가 우수하며, 강성 유지 및 흐름 보완 효과가 우수한 보강성 충진제와 재료의 충격성을 보완하고 점도 상승 효과가 우수한 불활성 충진제를 하나 이상 사용할 수 있다. 상기 보강성 충진제의 예로는 실리카(SiO₂), 탈크(talc), 마이카(mica) 또는 카본을 사용할 수 있고, 실리카 및 카본은 충진 효과 및 강도 부여 효과가 우수하며, 탈크 및 마이카는 강성 유지 및 흐름 보완 효과가 우수한 보강성 충진제이다. 상기 불활성 충진제의 예로는 CaCO₃, SiO₂또는 MgCO₃를 사용할 수 있다. 가장 바람직하게는, 본 발명의 접착제 조성물에 실리카 5 내지 25 중량%, CaCO₃5 내지 30 중량%, 탈크 5 내지 20 중량%가 포함되어, 최대 60 중량%가 되도록 사용하는 것이다. 실리카의 함량이 5% 미만이면 접착 강도가 낮아지는 문제가 있고, 25 중량%를 초과하면 재료의 점성이 부족하며 충격에 약한 문제가 있다. 또한, CaCO₃함량이 5 중량% 미만이면 점도 보완이 어렵고 30 중량%를 초과하게 되면 점도가 너무 높고 강도가 부족한 문제가 있다. 아울러, 탈크의 함량이 5 중량% 미만이면 점도 보완이 어렵고, 30 중량%를 초과하면 점도가 너무 높고 강도가 부족한 문제점이 있다.

본 발명의 접착제 조성물은 수분 흡수제를 또한 포함한다. 수분 흡수제는 에폭시 수지에 충진제를 혼합할 때 충진제 내부에 혼입된 수분에 의하여 경화시 기포의 발생을 억제하도록 재료 내에 있는 수분을 흡수하여 강도를 향상시키는 역할을 한다. 이러한 수분 흡수제의 예로는 CaO를 들 수 있다. 수분 흡수제의 함량은 1 내지 6 중량%이며, 수분 흡수제의 함량이 1 중량% 미만이면 경화시 기포발생 문제점이 있고, 6 중량%를 초과하면 과량 혼입으로 점도가 상승하는 문제점이 있다.

본 발명의 접착제 조성물은 약 70만 내지 100만 cps의 고점도를 유지하는 것이 불규칙적인 모양을 갖는 금속 입자가 중량에 의하여 가라앉는 침강 현상을 방지할 수 있어 저장시나 이동시에 분리되는 문제점을 방지할 수 있어 바람직하다. 이러한 고점도를 유지하기 위하여, 본 발명의 접착제 조성물은 점도 조절제를 1 내지 5 중량% 포함하며, 사용 가능한 점도 조절제의 대표적인 예로는 타르, 크실렌 수지 또는 프탈산부틸이 있다. 점도 조절제의 함량이 1 중량% 미만이면 점도 조절에 미치는 영향이 적은 문제점이 있고, 5 중량%를 초과하면 흐름 발생 및 강도 저하 문제점이 있다.

또한, 본 발명의 접착제 조성물은 햄 플랜지 구조물에 전기 통전성을 부여하고 전착 공정에서 전착 코팅막 형성을 가능하게 하는 도전성 부여제를 0.5 내지 3 중량% 포함하며, 사용 가능한 도전성 부여제의 대표적인 예로는 아세틸렌 블랙 또는 알루미늄 분말이 있다. 도전성 부여제의 함량이 0.5 중량% 미만이면 전착 도료가 입혀지지 않는 문제점이 있고, 3 중량%를 초과하면 점도 상승 및 저장 안정성에 문제점이 있다. 이외에도 열에 대한 안정성을 부여하기 위하여, 2,6-디-터트-부틸-4-메틸-페놀(2,6-di-tert-butyl-4-methyl phenol) 또는 에폭시 대두유 등의 안정제를 0.5 내지 5 중량% 포함하며, 발청 방지 효과를 얻기 위하여,수산화알루미늄(Al(OH)₃)의 방청제를 0.5 내지 4 중량% 포함한다.

본 발명에서 중요한 부분인 불규칙한 형태의 입자를 재료에 혼합시켜서 제조하는 방법으로 불규칙 형태의 입자의 크기가 150∼300㎛ 정도의 크기로서 재료 내에 함유되어 있는 충진제의 입자 5∼10㎛ 정도 크기에 비해 비교할 수 없을 정도의 크기를 투입하여 혼합하였다.

이러한 구성을 갖는 자동차 햄 플랜지 구조물용 접착제 조성물을 이용하여 자동차 햄 플랜지 구조물을 제조하는 방법을 도 1을 참고로 설명하기로 한다.

접착 성분(1b)과 불규칙적인 모양을 갖는 금속 입자(1a)를 포함하는 접착제 조성물(1)을 제 1 패널(10)에 도포한다(도 1의 a). 이하 제 1 패널을 외부 패널이라 하고, 제 2 패널을 내부 패널이라 한다. 상기 접착제 조성물(1)이 도포된 외부 패널(10) 위에, 내부 패널(12)을 외부 패널(10)과 길이 방향으로 일부가 서로 겹치도록 위치시킨다(도 1의 b). 상기 외부 패널 및 내부 패널은 SPCC 또는 아연 도금 강판으로 형성된다. 본 발명에서 사용한 상기 금속 입자(1a)는 상기 외부 및 내부 패널 표면의 항복 강도보다 큰 압축 강도를 갖는다. 이어서, 상기 내부 패널(12)과 겹치지 않은 외부 패널(10)의 노출된 한 끝단을 상기 내부 패널(12)을 향해 접고, 상기 외부 및 내부 패널(10, 12)이 겹쳐지는 부위에 200 내지 400㎏의 힘을 가하여 압착한다(도 1의 c). 이 압착 공정으로 상기 불규칙적인 모양을 갖는 금속 입자(1a)가 상기 외부 및 내부 패널(10, 12) 내부로 삽입되어 고정된다. 이때 핸들링 강도는 20㎏ 이상의 기계적 결합력을 나타낸다.

이어서, 얻어진 햄 플랜지 구조물을 전착 건조로에서 열처리한다. 이 열처리 공정에 따라 접착제가 경화되어, 상기 외부 패널과 내부 패널은 완전히 접합된다. 이때 상기 외부 패널과 내부 패널의 접착력은 180㎏/㎠ 이상이다.

이와 같이 제조된 햄 플랜지 구조물은 불규칙한 모양의 금속 입자가 외부 패널 및 내부 패널 내부에 삽입되어 고정되어 있으므로 외부 패널 및 내부 패널간의 접착력이 매우 우수하다. 즉, 본 발명의 접착제 조성물을 이용하여 제조된 햄 플랜지 구조물은 종래 접착제만 사용한 경우보다 접착 강도가 경화 전 6 내지 9㎏/㎠ 정도, 경화 후 10 내지 20㎏/㎠ 정도 증가시킬 수 있다. 또한, 유리구를 사용한 경우보다는 접착 강도를 경화 전 1 내지 2㎏/㎠, 경화 후 10 내지 20㎏/㎠ 정도 증가시킬 수 있다. 또한, 종래 유리구를 사용한 경우에는 패널 사이에서 밀림이나 굴림이 발생하여, 접착제가 긁힌 부위에서 녹이 발생하였으나, 본 발명에서 사용한 불규칙한 모양의 금속 입자는 밀림이나 굴림이 발생하지 않으므로 방청이 우수하다.

따라서, 압착 공정 후, 완성된 구조물을 즉시 이동시켜도 외부 및 내부 패널이 움직이지 않고, 내부에 도포된 접착 성분이 일정한 두께를 유지할 수 있고, 따라서 얻어진 구조물의 형상이 좋아진다. 또한, 높은 핸들링 강도를 가지므로, 핸들링 강도를 증가시키기 위하여 별도의 스팟 용접이나 가접 공정과 이 공정에 따른 용접 자욱을 제거하기 위한 연마 작업을 실시할 필요가 없다. 따라서 공정이 간단하여 경제적이며 용접에 따른 가스 발생이 없으므로 환경을 오염시키지 않는다. 또한, 용접과 연마에 따른 재료가 필요없으므로 부품수가 줄어드는 장점이 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

하기 표 1에 나타낸 조성으로 혼합하여 접착제 조성물을 제조하였다. 제조된 접착제 조성물은 비중이 1.48이었다.

품명	조성비
품명	PHR	%
에폭시 수지	A(비스페놀 A 에폭시 수지)	70	34
에폭시 수지	B(NBR 변성 에폭시 수지)	30	14.6
경화제(디시안 디아마이드)	10	4.87
경화촉진제(2-메틸 이미다졸)	5	2.43
도전성 부여제(아세틸렌 블랙)	5	2.43
충진제(SiO₂)	20	9.7
충진제(CaCO₃)	10	9.7
충진제(탈크)	10	4.87
수분흡수제(CaO)	8	3.9
안정제(2,6-디-터트-부틸-4-메틸 페놀)	5	2.43
방청제(수산화 알루미늄)	6	2.9
점도조절제(프탈산 부틸)	8	3.9
불규칙한 모양을 갖는 금속 입자(C-볼, 마그네틱이 함유되지 않은 P/M 스테인레스 스틸 316 LHD)	8	3.9
전체	205	100

상기 표 1에서, PHR(percent per hundred)은 에폭시 수지 100 중량부에 대한 각 성분의 양(부)을 나타낸다.

제조된 접착제 조성물(1)을 도 5a에 나타낸 것과 같이, 0.8㎜의 두께, 25㎜의 폭, 150㎜의 길이를 갖는 SPCC 강판으로 제조된 외부 패널(10)에 도포한 후, 이 위에, 외부 패널과 길이 방향으로 일부가 겹치도록 내부 패널(12)을 위치시켰다.이어서, 내부 패널(12)와 겹치지 않는 외부 패널(10)의 한쪽 끝단을 접고, P 방향으로 300㎏의 압력으로 압착하였다. 이때, 불규칙적인 모양을 갖는 금속 입자(1a)가 상기 외부 패널(10) 및 내부 패널(12) 내부에 삽입되었다(도 5b). 이어서, 얻어진 생성물을 전착 건조로에서 열처리하여 도 5b에 나타낸 것과 같이 자동차 햄 플랜지 구조물을 제조하였다. 이 열처리 공정에서 접착제가 경화되었다.

(비교예 1)

하기 표 2에 나타낸 조성으로 혼합하여 접착제 조성물을 제조하였다. 제조된 접착제 조성물은 비중이 1.44이었다.

품명	조성비[중량%]
에폭시 수지(비스페놀 A 에폭시 수지)	50
경화제(디시안 디아마이드)	5
충진제(탈크)	15
충진제(CaCO₃)	15
수분흡수제(CaO)	5
점도조절제(프탈산 부틸)	5
도전성 부여제(카본 블랙)	5
전체	100

제조된 접착제 조성물을 이용하고, 압착 공정 이후, 압착된 끝 단부에 스팟 용접을 실시한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 자동차 햄 플래진 구조물을 제조하였다.

(비교예 2)

상기 비교예 1의 접착제 조성물에 유리구 4 중량%를 첨가하고, 용접 공정을 실시하지 않은 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일하게 실시하였다.

상기 실시예 1 및 비교예 1의 방법으로 제조된 자동차 햄 플랜지 구조물을 이용하여 인장 만능 시험기를 이용하여 인장 테스트를 실시하였다. 인장 테스트 방법은 도 5b 및 6에 나타낸 A, B 부분을 잡은 상태에서, 도 5b 및 도 6에 나타낸 F 방향의 내부 패널을 분당 5㎜의 속도로 잡아당겨서 접착 강도를 테스트하였다. 그 결과, 비교예 1의 자동차 햄 플랜지 구조물은 경화 전 강도가 2㎏/㎠의 접착 강도를 나타내며, 경화 후에 강도는 210㎏/㎠을 나타낸 반면에, 실시예 1의 자동차 햄 플랜지 구조물은 경화 전 10㎏/㎠, 경화 후, 220㎏/㎠를 나타내었다. 즉, 실시예 1의 자동차 햄 플랜지 구조물은 자체 결합 후 용접을 하지 않아도, 용접을 실시한 비교예 1보다 우수한 강도를 나타내므로, 별도의 용접 공정을 실시할 필요가 없음을 알 수 있다.

또한, 상기 실시예 1 및 비교예 2의 방법으로 제조된 자동차 햄 플랜지 구조물을 이용하여서도 접착 강도 실험을 실시하였으며, 그 결과 실시예 1의 자동차 햄 플랜지 구조물의 경화 전 접착 강도가 유리구를 사용한 비교예 2보다 2㎏/㎠의 강도 상승이 있었고, 경화 후의 강도도 20㎏/㎠ 상승하였다.

Claims

에폭시 수지 30 내지 70 중량%;

경화제 3 내지 8 중량%;

경화촉진제 0.1 내지 4 중량%;

충진제 5 내지 60 중량%;

수분 흡수제 1 내지 6 중량%;

점도 조절제 1 내지 5 중량%;

도전성 부여제 0.5 내지 3 중량%;

안정제 0.5 내지 5 중량%;

방청제 0.5 내지 4 중량%; 및

불규칙적인 모양을 갖는 금속 입자 1 내지 8 중량%

를 포함하는 자동차 햄 플랜지 구조물용 접착제 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 금속 입자는 스테인레스 또는 세라믹인 것인 접착제 조성물.
제 1 항에 있어서 상기 금속 입자는 100 내지 700㎛의 직경을 갖는 것인 접착제 조성물.
접착 성분과 불규칙적인 모양을 갖는 금속 입자를 포함하는 접착제 조성물을 제 1 패널에 도포하고;

상기 접착제 조성물이 도포된 제 1 패널 위에, 제 2 패널을 제 1 패널과 길이 방향으로 일부가 서로 겹치도록 위치시키고;

상기 제 2 패널과 겹치지 않은 제 1 패널의 노출된 한 부분을 상기 제 2 패널을 향해 접고;

상기 제 1 및 제 2 패널이 겹쳐지는 부위에 200 내지 400㎏의 힘을 가하여 압축하여, 상기 금속 입자가 상기 제 1 및 제 2 패널의 표면에 파고 들어가도록 하는

공정을 포함하는 자동차 햄 플랜지 구조물의 제조방법.
제 4 항에 있어서, 상기 금속 입자는 상기 제 1 및 제 2 패널의 항복 강도보다 큰 압축 강도를 갖는 것인 제조방법.
제 4 항에 있어서, 상기 패널은 강철 또는 주철인 제조방법.