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KR20130020772A - 구조적 복합 라미네이트 - Google Patents

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KR20130020772A
KR20130020772A KR1020127025220A KR20127025220A KR20130020772A KR 20130020772 A KR20130020772 A KR 20130020772A KR 1020127025220 A KR1020127025220 A KR 1020127025220A KR 20127025220 A KR20127025220 A KR 20127025220A KR 20130020772 A KR20130020772 A KR 20130020772A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reinforcing layer
structural foam
composite laminate
surface tension
epoxy
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
KR1020127025220A
Other languages
English (en)
Inventor
크레이그 슈미엘레브스키
브랜던 마다우스
Original Assignee
제피로스, 인크.
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=43901454&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR20130020772(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 제피로스, 인크. filed Critical 제피로스, 인크.
Publication of KR20130020772A publication Critical patent/KR20130020772A/ko
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Abstract

유효량의 화학식 (I) 화합물을 대상에게 투여하는 것을 포함하는, 상기 대상에서 월경곤란의 예방 및/또는 치료 또는 그의 증상을 완화하기 위한 방법.

Description

구조적 복합 라미네이트 {STRUCTURAL COMPOSITE LAMINATE}
우선권 주장
본 출원은 미국 가출원 제61/310,580호(2010년 3월 4일 출원)의 출원일의 우선권을 주장하며, 상기 출원 내용의 전문이 본원에 구체적으로 참고로 포함된다.
기술 분야
본 발명은 일반적으로 봉합, 차폐 및 구조적 보강을 위한 라미네이트 구조에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 구조적 발포체 및 담체 물질을 포함하는 라미네이트 구조에 관한 것이다.
차량 공동의 구조적 보강은 보강을 필요로 하는 공동의 윤곽을 반영하는 구체적인 모양으로 중합체성 담체를 성형하고, 팽창가능한 발포체 물질을 상기 담체의 특정 표면 위에 위치시킴으로써 통상적으로 이루어진다. 즉, 각각의 담체는 특정의 모양으로 맞춤제작되어야 하는데, 이는 다수의 금형의 형성 및 사용을 필요로 할 뿐 아니라, 시간-소모적이고 또한 고비용인 사출 성형 공정을 필요로 한다. 많은 담체가 정확한 모양으로 및 보강의 목적으로 충분한 밀도를 가지고 형성되려면 덧성형 또는 멀티-샷 사출 성형을 필요로 한다. 담체의 제조와 관련된 비용과 노력을 절감하려는 시도에서, 구조적 발포체로서, 담체를 포함하지 않는 팽창가능한 발포체 물질을 제공하는 것이 시도되었다. 유익한 점은 구조적 발포체의 크기 및 모양이 임의의 필요한 모양으로 신속하게 수정되고 맞춤될 수 있다는 것이다. 불운하게도, 담체가 없으면, 구조적 발포체만을 포함하는 보강 요소의 강도는 감소한다. 또한, 담체가 없으면 구조적 발포체의 팽창을 조절하기가 어렵다.
따라서 구조적 발포체의 맞춤제작의 유익만을 가지고, 공동 보강을 위하여 요구되는 강도를 여전히 제공하는 보강 구조를 제공하는 것이 바람직하다. 또한 담체는 결과되는 구조에 최소의 중량 및 비용을 부가하면서, 구조적 발포체 또는 담체만으로 실현될 수 있는 것보다 여전히 향상된 강도 및 보강 능력을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명은 보강 층 및 구조적 발포체를 갖는 복합 라미네이트 구조를 제공하여, 상기 보강 층과 구조적 발포체 사이에 형성된 접착이 상기 구조적 발포체 또는 보강 층만의 강도를 능가하는 강도를 제공하도록 함으로써, 상기 요구의 일부 또는 전부에 부합한다. 본 발명은 보강 층을 제공하고 에폭시-기재의 팽창가능한 구조적 발포체를 그 위에 위치시킴으로써 구조에 봉합, 차폐 또는 보강을 제공하기 위한 복합 라미네이트를 형성하는 방법에 관한 것이다. 보강 층은 적어도 약 35 dyne/cm의 표면 장력을 가질 수 있다. 구조적 발포체 및 보강 층의 표면 장력은 서로의 약 15 dyne/cm 이내이다. 보강 층 및 구조적 발포체의 표면 장력은 구조적 발포체로부터 보강 층으로 부하 전이를 위한 충분한 습윤을 제공하여 복합 라이네이트의 인장 강도를 증가시키고 상기 복합 라미네이트의 이음 전단 강도(lap shear strength)를 증가시킨다.
본 발명은 또한 보강 층 및 에폭시-기재의 팽창가능한 구조적 발포체를 포함하는 구조에 봉합, 차폐 또는 보강을 제공하기 위한 복합 라미네이트에 관한 것이다. 보강 층은 적어도 약 35 dyne/cm의 표면 장력을 가질 수 있다. 에폭시-기재의 팽창가능한 구조적 발포체 물질을 보강 층 위에 위치시켜 복합 라미네이트를 형성한다. 구조적 발포체 및 보강 층의 표면 장력은 서로의 약 15 dyne/cm 이내이므로, 상기 구조적 발포체와 보강 층 사이의 접착이 개선된다.
본 발명은 또한 중합체성 보강 층을 제공하고, 에폭시-기재의 팽창가능한 구조적 발포체 물질을 공압출 방법에 의해 상기 보강 층 위에 위치시켜 복합 라미네이트를 형성함으로써 복합 라미네이트를 형성하는 방법에 관한 것이다. 복합 라미네이트를 그 후 150℃를 초과하는 온도에 노출시킨다. 보강 층은 적어도 약 35 dyne/cm의 표면 장력을 가지며, 반응하기 자유로운 적어도 하나의 화학적 관능기, 예컨대 카르복실산 또는 1차 또는 2차 아민을 포함할 수 있다. 구조적 발포체는 에폭시 수지, 약 1:3 내지 3:1 분율의 에폭시 대 엘라스토머를 포함하는 에폭시/엘라스토머 부가물, 및 코어/외피 중합체 충격 개질제를 포함할 수 있다. 에폭시 수지는 150℃보다 높은 온도로 노출 시, 보강 층, 예컨대 보강 층의 카르복실산 또는 아민과 공유 결합을 형성할 수 있다. 공유 결합은 상기 구조적 발포체로부터 보강 층으로의 부하 전이를 가능하게 하여 복합 라미네이트의 인장 강도를 증가시킨다.
상기 복합 라미네이트는 공동의 봉합, 차폐 및 보강에 사용하기 위한 기존의 구조 및 재료에 비하여 향상된 물리적 성질을 포함한다. 이러한 향상된 물리적 성질은 구조적 발포체 만을 사용하는 것에 비하여 증가된 수직 상승, 향상된 이음 전단 강도, 증가된 인장 및 굴곡 성질 및 증가된 T-박리 강도를 비제한적으로 포함할 수 있다. 본 발명의 구조는 또한 향상된 보관 및 운반 안정성 및 개선된 보관-수명을 가질 수 있다. 본원에 개시된 구조는 또한 담체가 쉽게 다루어진다는 점에서 구조의 크기, 모양 및 발포체 팽창 방향의 맞춤을 가능하게 할 수 있다. 뿐만 아니라 담체의 존재는 구조적 발포체 만을 사용하는 것에 비하여 구조적 발포체의 팽창에 대하여 향상된 조절을 가능하게 한다.
도 1은 본 발명의 기재에 따르는 예시적 라미네이트 구조의 단면도이다.
도 2는 보강 층을 갖거나 갖지 않는 구조적 발포체 A, B, C 및 D의 수직 상승을 그래프로 나타낸 것이다.
도 3은 보강 층을 갖거나 갖지 않는 구조적 발포체 A, B, C 및 D의 이음 전단 강도를 그래프로 나타낸 것이다.
도 4는 보강 층을 갖거나 갖지 않는 구조적 발포체 A, B, C 및 D의 굴곡 강도를 그래프로 나타낸 것이다.
도 5는 보강 층을 갖거나 갖지 않는 구조적 발포체 A, B, C 및 D의 굴곡 탄성률을 그래프로 나타낸 것이다.
도 6은 보강 층을 갖거나 갖지 않는 구조적 발포체 A에 대한 굴곡 시험 부하 변위 곡선을 그래프로 나타낸 것이다.
도 7은 보강 층을 갖거나 갖지 않는 구조적 발포체 B에 대한 굴곡 시험 부하 변위 곡선을 그래프로 나타낸 것이다.
도 8은 보강 층을 갖거나 갖지 않는 구조적 발포체 C에 대한 굴곡 시험 부하 변위 곡선을 그래프로 나타낸 것이다.
도 9는 보강 층을 갖거나 갖지 않는 구조적 발포체 D에 대한 굴곡 시험 부하 변위 곡선을 그래프로 나타낸 것이다.
일반적으로, 본원의 기재는 적어도 하나의 보강 층 및 그 위에 위치하는 하나의 구조적 발포체 물질을 포함하는 라미네이트 구조를 제공한다. 예를 들어, 도 1은 보강 층(10)과 상기 보강 층의 양면 위에 위치하는 구조적 발포체 층(12)을 갖는 복합 라미네이트를 나타낸다. 보강 층은 구조적 발포체 물질을 위한 지지 메카니즘을 제공함으로써, 보강 층과 구조적 발포체 사이에 접착이 형성되어, 상기 구조적 발포체로부터 보강 층으로 부하의 전이가 일어나게 된다. 보강 층과 구조적 발포체 양자의 표면 장력이 유사하여 (예, 조화되어), 보강 층과 구조적 발포체 사이의 접착이 강화될 수도 있다. 보강 층과 구조적 발포체 사이의 강화된 접착은 개선된 박리 강도, 개선된 인장 성질, 개선된 이음 전단 성질, 개선된 압축 성질, 증가된 수직 상승, 및 개선된 굴곡 성질 중 하나 이상을 갖는 라미네이트를 초래한다.
보강 층과 구조적 발포체 사이의 접착은 다양한 방법에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 보강 층의 표면 장력 및 구조적 발포체의 표면 장력은, 보강층과 구조적 발포체 사이의 접착이 개선되도록 조화될 수 있다. 습윤이 용이할수록 개선된 접착이 관찰된다. 본 발명에 의해 나타나는 예외적인 기계적 및 구조적 성질은, 수득되는 복합 라미네이트 위에 위치하는 부하가 접착제로부터 보강 층으로 전이되어 그 부하의 일부 또는 실질적으로 전부를 지지할 수 있도록, 상기 구조적 발포체의 보강 층에 대한 증가된 접착을 필요로 한다. 따라서, 개선된 접착을 보장하기 위한 하나의 기술은 습윤이 개선되도록 접착제와 보강 층의 표면 장력을 조화시키는 것에 의한다.
구조적 발포체와 보강 층 사이에 개선된 접착 강도를 수득하기 위해, 보강 층과 구조적 발포체 양자의 표면 장력은 적어도 약 35 dyne/cm일 수 있다. 상기 보강 층 및 구조적 발포체 양자의 표면 장력은 약 80 dyne/cm 미만일 수 있다. 보강 층의 표면 장력이 35 dyne/cm 아래로 떨어질 경우, 상기 보강 층은 그 표면 장력을 증가시키도록 처리될 수 있다. 보강 층의 표면 장력이 35 dyne/cm 이상일 경우에도, 상기 보강 층은 그 표면 장력을 구조적 발포체의 표면 장력과 조화되도록 조절하기 위해 여전히 처리될 수 있다. 그 표면 장력을 조절하기 위해 보강 층을 처리하는 방법을 본원에 기재한다. 예를 들어, 구조적 발포체는 약 47 dyne/cm의 표면 장력을 제공하는 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 즉, 구조적 발포체와의 향상된 접착 강도를 위해, 보강 층은 적어도 약 38 dyne/cm, 바람직하게는 적어도 약 42 dyne/cm, 또는 그 초과의 표면 장력을 갖는다.
구조적 발포체는 바람직하게는 에폭시 수지를 포함한다. 에폭시 수지는 본원에서 적어도 하나의 에폭시 관능기를 함유하는 통상의 이량체성, 올리고머성 또는 중합체성 에폭시 물질 중 임의의 것을 의미하도록 사용된다. 에폭시 수지는 비스페놀-A 에폭시 수지일 수 있다. 에폭시 수지는 구조적 발포체의 약 2% 내지 약 80 중량%를 차지할 수 있다. 에폭시 수지는 구조적 발포체의 약 10% 내지 약 30 중량%를 차지할 수 있다. 에폭시 수지는 구조적 발포체의 적어도 약 10 중량%를 차지할 수 있다. 에폭시 수지는 구조적 발포체의 약 30 중량% 미만을 차지할 수 있다. 에폭시 수지는 액체 또는 고체 에폭시 수지이거나, 액체 및 고체 에폭시 수지의 조합일 수 있다.
구조적 발포체는 에폭시/엘라스토머 부가물을 포함할 수도 있다. 더 구체적으로, 상기 부가물은 23℃의 온도에서 고체인 1종 이상의 부가물로 실질적으로 완전히 (즉, 적어도 70%, 80%, 90% 또는 그 초과) 이루어진다. 상기 부가물은 구조적 발포체의 약 5% 내지 약 80 중량%를 차지할 수 있다. 상기 부가물은 구조적 발포체의 적어도 약 5 중량%를 차지할 수 있다. 상기 부가물은 구조적 발포체의 적어도 약 10 중량%를 차지할 수 있다. 상기 부가물은 구조적 발포체의 약 70 중량% 미만을 차지할 수 있다. 상기 부가물은 구조적 발포체의 약 30 중량% 미만을 차지할 수 있다. 상기 부가물 자체는 일반적으로 약 1:5 내지 5:1 분율의 에폭시 대 엘라스토머, 더욱 바람직하게는 약 1:3 내지 3:1 분율의 에폭시 대 엘라스토머를 포함한다. 예시적인 엘라스토머는 천연 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 폴리이소프렌, 폴리이소부틸렌, 폴리부타디엔, 이소프렌-부타디엔 공중합체, 네오프렌, 니트릴 고무 (예, 부틸 니트릴, 예컨대 카르복시-말단 부틸 니트릴 (CTBN)), 부틸 고무, 폴리술피드 엘라스토머, 아크릴계 엘라스토머, 아크릴로니트릴 엘라스토머, 실리콘 고무, 폴리실록산, 폴리에스테르 고무, 디이소시아네이트-결합된 축합 엘라스토머, EPDM (에틸렌-프로필렌 디엔 고무), 클로로술폰화 폴리에틸렌, 플루오르화 탄화수소 등을 비제한적으로 포함한다. 본 발명에 사용하기 적합한 추가의 또는 대체의 에폭시/엘라스토머 또는 기타 부가물의 예는 모든 목적으로 본원에 참고로 포함되는 미국 특허 공보 제2004/0204551호에 개시되어 있다. 구체적인 예로서, 구조적 발포체는 약 5% 내지 약 20 중량%의 CTBN/에폭시 부가물을 포함할 수 있다.
구조적 발포체는 또한 충격 개질제를 포함할 수 있다. 충격 개질제는 구조적 발포체의 적어도 약 4 중량%를 차지할 수 있다. 충격 개질제는 구조적 발포체의 적어도 약 10 중량%를 차지할 수 있다. 충격 개질제는 구조적 발포체의 적어도 약 17 중량%를 차지할 수 있다. 충격 개질제는 구조적 발포체의 약 40 중량% 미만을 차지할 수 있다. 충격 개질제는 구조적 발포체의 약 2% 내지 약 60 중량%를 차지할 수 있다.
충격 개질제는 적어도 1종의 코어/외피 중합체를 포함할 수 있다. 여기에서 사용되는 코어/외피 중합체라는 용어는 그의 상당한 분량(예, 30%, 50%, 70 중량% 초과)이 제2 중합체성 물질(즉, 제2 또는 외피 물질)로 실질적으로 완전히 둘러싸인 제1 중합체성 물질(즉, 제1 또는 코어 물질)로 이루어진 충격 개질제를 표현한다. 본원에서 사용되는 제1 및 제2 중합체성 물질은 함께 조합되고/거나 반응하는 1, 2, 3종 또는 그 초과의 중합체로 이루어질 수 있거나 별도의 또는 같은 코어/외피 시스템의 부분일 수 있다. 제1 중합체성 물질, 제2 중합체성 물질 또는 코어/외피 충격 개질제의 양자는 1종 이상의 열가소성 물질을 포함하거나, 그것으로 실질적으로 완전히 이루어진다 (예, 적어도 70%, 80%, 90 중량% 또는 그 초과). 예시적인 열가소성 물질은 스티렌계, 아크릴로니트릴계, 아크릴레이트계, 아세테이트계, 폴리아미드계, 폴리에틸렌계 등을 비제한적으로 포함한다. 제1 또는 코어 중합체성 물질의 유리 전이 온도는 23℃ 미만인 한편, 제2 또는 외피 중합체성 물질의 유리 전이 온도는 23℃보다 높은 것이 바람직할 수 있지만, 반드시 그렇게 요구되는 것은 아니다.
유용한 코어-외피 그래프트 공중합체의 예는 경질 함유 화합물, 예컨대 스티렌, 아크릴로니트릴 또는 메틸 메타크릴레이트가, 연질 또는 엘라스토머 함유 화합물, 예컨대 부타디엔 또는 부틸 아크릴레이트의 중합체로부터 제조된 코어 위에 그래프트된 것들이다. 본원에 참고로 포함되는 미국 특허 제3,985,703호는 유용한 코어-외피 중합체를 기재하고 있는데, 그 코어는 부틸 아크릴레이트로부터 제조되지만, 에틸 이소부틸, 2-에틸헥셀 또는 기타 알킬 아크릴레이트 또는 이들의 혼합물을 기재로 할 수 있다. 코어 중합체는 또한 기타 공중합가능한 함유 화합물, 예컨대 스티렌, 비닐 아세테이트, 메틸 메타크릴레이트, 부타디엔, 이소프렌 등을 포함할 수 있다. 외피 부분은 메틸 메타크릴레이트로부터, 그리고 임의로 기타 알킬 메타크릴레이트, 예컨대 에틸, 부틸 또는 이들의 혼합 메타크릴레이트로부터 중합될 수 있다. 코어-외피 그래프트 공중합체의 예는, 메틸 메타크릴레이트를 폴리부타디엔 또는 폴리부타디엔 공중합체 고무의 존재 하에 중합시킴으로써 제조된 "MBS" (메타크릴레이트-부타디엔-스티렌) 중합체를 비제한적으로 포함한다. MBS 그래프트 공중합체 수지는 일반적으로 스티렌 부타디엔 고무 코어 및 아크릴계 중합체 또는 공중합체로 된 외피를 갖는다. 다른 유용한 코어-외피 그래프트 공중합체 수지의 예는 ABS (아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌), MABS (메타크릴레이트-아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌), ASA (아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴), 모든 아크릴계, SA EPDM (에틸렌-프로필렌 디엔 단량체의 엘라스토머성 골격 위에 그래프트된 스티렌-아크릴로니트릴), MAS (메타크릴-아크릴 고무 스티렌) 등 및 이들의 혼합물을 포함한다.
구조적 발포체는 또한 1종 이상의 추가 중합체 및/또는 공중합체 물질, 예컨대 열가소성 물질, 엘라스토머, 플라스토머, 이들의 조합 등을 포함할 수 있다. 구조적 발포체 내에 적절하게 도입될 수 있는 중합체는 할로겐화 중합체, 폴리카르보네이트, 폴리케톤, 우레탄, 폴리에스테르, 실란, 술폰, 알릴, 올레핀, 스티렌, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 에폭시, 실리콘, 페놀계, 고무, 폴리페닐렌 옥시드, 터프탈레이트, 아세테이트 (예, EVA), 아크릴레이트, 메타크릴레이트 (예, 에틸렌 메틸 아크릴레이트 중합체) 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 다른 가능한 중합체성 물질은 비제한적으로 폴리올레핀 (예, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌), 폴리스티렌, 폴리아크릴레이트, 폴리(에틸렌 옥시드), 폴리(에틸렌이민), 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리실록산, 폴리에테르, 폴리포스파진, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리이소부틸렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리(비닐 클로라이드), 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리(비닐 아세테이트), 폴리(비닐리덴 클로라이드), 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리이소프렌, 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴레이트이거나, 이를 포함할 수 있다.
구체적인 예로서, 구조적 발포체는 적어도 약 2%, 그러나 약 15% 미만의 열가소성 폴리에테르를 포함할 수 있다. 구조적 발포체는 적어도 약 10 중량%의 폴리비닐 클로라이드를 포함할 수 있다. 구조적 발포체는 약 30 중량% 미만의 폴리비닐 클로라이드를 포함할 수 있다. 구조적 발포체는 적어도 약 0.1 중량%이고 약 5 중량% 미만인 폴리에틸렌 옥시드를 포함할 수 있다. 구조적 발포체는 적어도 약 1 중량%의 에틸렌 공중합체(이는 EVA 또는 EMA 공중합체일 수 있음)를 포함할 수 있다. 구조적 발포체는 적어도 약 15 중량%의 에틸렌 공중합체를 포함할 수 있다. 구조적 발포체는 약 40 중량% 미만의 에틸렌 공중합체를 포함할 수 있다. 구조적 발포체는 적어도 약 5 중량%의 아크릴로니트릴을 포함할 수 있다. 구조적 발포체는 적어도 약 20 중량%의 아크릴로니트릴을 포함할 수 있다. 구조적 발포체는 약 50 중량% 미만의 아크릴로니트릴을 포함할 수 있다.
구조적 발포체는 또한 다양한 발포제, 경화제 및 충전제를 포함할 수 있다. 적합한 발포제의 예는 아조디카르본아미드, 디니트로소펜타메틸렌테트라민, 4,4i-옥시-비스-(벤젠술포닐히드라지드), 트리히드라지노트리아진 및 N,Ni-디메틸-N,Ni-디니트로소테레프탈아미드를 포함한다. 발포제를 위한 촉진제가 또한 상기 활성화가능한 물질에 구비될 수 있다. 발포제가 비활성 기체를 형성하는 속도를 증가시키기 위해 다양한 촉진제가 사용될 수 있다. 하나의 바람직한 발포제 촉진제는 금속 염, 또는 산화물, 예를 들어 산화 아연과 같은 금속 산화물이다. 다른 바람직한 촉진제는 개질된 및 개질되지 않은 티아졸 또는 이미다졸을 포함한다.
적합한 경화제의 예는 지방족 또는 방향족 아민 또는 그들 각각의 부가물, 아미도아민, 폴리아미드, 지환족 아민, 산무수물, 폴리카르복실산 폴리에스테르, 이소시아네이트, 페놀-기재 수지 (예, 페놀 또는 크레졸 노볼락 수지, 페놀 테르펜, 폴리비닐 페놀 또는 비스페놀-A 포름알데히드 공중합체, 비스히드록시페닐 알칸 등으로 된 것들과 같은 공중합체), 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 물질을 포함한다. 특히 바람직한 경화제는 개질된 및 개질되지 않은 폴리아민 또는 폴리아미드, 예컨대 트리에틸렌테트라민, 디에틸렌트리아민 테트라에틸렌펜타민, 시아노구아니딘, 디시안디아미드 등을 포함한다. 경화제를 위한 촉진제(예, 개질된 또는 개질되지 않은 우레아, 예컨대 메틸렌 디페닐 비스 우레아, 이미다졸 또는 이들의 조합)가 구조적 발포체를 제조하기 위해 또한 구비될 수 있다.
적합한 충전제의 예는 실리카, 규조토, 유리, 클레이 (예, 나노클레이 포함), 탈크, 안료, 착색제, 유리 비드 또는 버블, 유리, 탄소 또는 세라믹 섬유, 나일론 또는 폴리아미드 섬유 (예, 케블러 (Kevlar)), 산화방지제 등을 포함한다. 그러한 충전제, 특히 클레이는 물질의 유동 도중 그 자체의 평탄화에서 활성화가능한 물질에 도움을 줄 수 있다. 충전제로 사용될 수 있는 클레이는 카올리나이트, 일라이트, 클로리템, 스멕타이트 또는 세피올라이트 군에서 선택된 클레이를 포함할 수 있고, 이들은 소성될 수 있다. 적합한 충전제의 예는 탈크, 버미큘라이트, 피로필라이트, 사우코나이트, 사포나이트, 논트로나이트, 몬모릴로나이트 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 클레이는 또한 소량의 기타 성분, 예컨대 탄산염, 장석, 운모 및 석영을 포함할 수 있다. 충전제는 또한 암모늄 클로라이드, 예컨대 디메틸 암모늄 클로라이드 및 디메틸 벤질 암모늄 클로라이드를 포함할 수 있다. 이산화 티탄이 사용될 수도 있다. 탄산 칼슘, 탄산 나트륨 등과 같은 1종 이상의 무기질 또는 석질의 충전제가 충전제로 사용될 수도 있다. 또 다른 바람직한 실시양태에서는, 운모와 같은 실리케이트 무기물이 충전제로 사용될 수 있다. 바람직하게는 충전제는 활성화가능한 물질에 존재하는 다른 성분과 일반적으로 비-반응성인 물질을 포함한다. 충전제는 상기 활성화가능한 물질 내에 비교적 저중량으로 공간을 차지하도록 일반적으로 존재할 수 있지만, 충전제는 또한 상기 활성화가능한 물질에 강도 및 내충격성과 같은 성질을 부여할 수도 있음이 고려된다.
구조적 발포체로 포함될 수 있는 물질의 예는, 모든 목적을 위해 본원에 참고로 포함되는 미국 특허 제7,892,396호 및 7,125,461호; 미국 출원 제2004/0204551호; 2007/0090560호; 2007/0101679호; 2008/0060742호; 및 2009/0269547호에 개시된 것들을 포함한다.
보강 층은 구조적 발포체에 접착하기 위해 요구되는 능력을 갖는 임의의 실질적으로 고체인 물질을 포함한다. 앞에서 언급하였듯이, 보강 층의 표면 장력은 바람직하게는 35 dyne/cm 이상이고 또한 구조적 발포체의 표면 장력과 조화된다 (예를 들면, 유사함). 상기 문턱 아래의 표면 장력을 갖는 물질(또는 구조적 발포체의 것보다 상당히 더 높은)도 보강 층으로 사용될 수 있지만, 먼저 그 물질의 표면 장력을 조절하도록 처리되어야만 한다.
중합체성 물질이 보강 층으로 사용될 수 있다. 어떤 중합체성 물질은 구조적 발포체를 위해 일반적으로 사용되는 에폭시-기재 물질의 표면 장력에 해당하는 표면 장력 값을 갖는다. 보강 층으로 사용될 수 있는 (표면 장력을 조절하기 위한 처리 단계 없이) 중합체성 물질의 예는 아세탈(약 47 dyne/cm), 아크릴계 (약 41 dyne/cm), 폴리아미드 (약 41 dyne/cm), 폴리카르보네이트 (약 46 dyne/cm), 열가소성 또는 경화된 열경화성 에폭시계 (약 46 dyne/cm), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (약 43 dyne/cm), 폴리이미드 (약 40 dyne/cm), 폴리술폰 (약 41 dyne/cm), 폴리비닐 클로라이드 (약 39 dyne/cm) 및 페놀계(약 52 dyne/cm)를 포함할 수 있지만, 이에 국한되지 않는다. 폴리아미드 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET 필름)가 보강 층을 위한 2 가지 바람직한 물질이다.
보강 층은 알루미늄, 스틸, 마그네슘, 주석, 철, 니켈, 구리, 티탄 등과 같은 금속 물질을 포함할 수 있다. 보강 층은 상이한 금속 물질의 조합일 수도 있다.
38 dyne/cm 미만에 해당하는 임계 표면 장력을 갖는 물질들도, 상기 표면 장력 요건에 부합되도록 조절될 수 있다면, 본 발명을 위한 보강 층으로 사용될 수 있다. 기질의 표면 장력을 조절하기 위한 3 가지 일반적인 방법은: (1) 액체 하도의 적용 (강산 및/또는 염기의 사용을 포함); (2) 코로나 방전; 및 (3) 석유 기재 기체 및 공기 혼합물로 화염처리하는 것이다. 상기 방법에 이어 전형적으로 기질의 표면을 산화시킴으로써 그 표면 장력을 상승시킨다.
구조적 발포체와 보강 층 사이의 향상된 접착을 보장하는 또 하나의 메카니즘은 공유 결합이다. 공유 결합은 보강 층과 구조적 발포체 사이의 화학 반응에 의해 일어난다. 복합 라미네이트는 공유 결합의 형성을 위해 상승된 온도(예, 150℃를 초과하는 온도)로 노출하는 것을 필요로 할 수 있다. 즉, 복합 라미네이트의 제조 도중(예, 공압출 공정 도중)에, 온도는 공유 결합이 형성되는 데 요구되는 수준까지 전형적으로 상승되지 않는다. 그러나, 공유 결합은 차량이 그렇게 상승된 온도로 노출될 때, 차량 도장 소부 사이클 도중에 형성될 수 있다.
적절한 시간 및 온도의 노출과 더불어, 공유 결합을 초래하는 화학 반응은 구조적 발포체와 보강 층 사이의 적절한 화학적 조화를 필요로 한다. 구조적 발포체 자체는 그 활성 성분이 다양한 분자량의 에폭시 수지를 포함하는 다성분 배합물이다. 에폭시 수지는 비스페놀 A의 디글리시딜 에테르(DGBA)를 기재로 할 수 있고, 그 일반적인 화학 구조는 다음 화학식으로 표시될 수 있다:
Figure pct00001
에폭시 수지의 관능성 성분은 에폭시드 기(예, 옥시란 고리)이며, 이는 에폭시 수지 분자의 말단에 위치한다. 구조적 발포체 접착제에 존재하는 에폭시 수지는 170 내지 6000 g/eq의 범위, 더 좋게는 170 내지 2000 g/eq의 범위, 가장 이상적으로는 180 내지 1000 g/eq 범위의 에폭시 당량을 갖는다. 그러므로, 구조적 발포체와 보강 층 사이의 접착을 형성하기 위해, 보강 층은 에폭시 수지와 반응할 화학적 관능기를 함유해야 한다. 에폭시드와 반응할 화학적 관능기의 예는 히드록실, 카르복실산, 아민, 이소시아네이트 및 산무수물 기를 포함한다. 다수의 열가소성 물질은, 특히 이들이 축중합에 의해 구성된 경우, 이들 기의 1종 이상을 함유한다. 축합 열가소성 물질의 예는 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트 및 폴리우레탄이다.
보강 층은 복합 라미네이트의 최종 소부 사이클에 이어 공유 화학 결합을 초래할 수 있는 화학적 관능기를 함유하는 열가소성 필름을 포함할 수 있다. 상업적으로 입수가능한 필름은 일반적으로 축중합체, 예컨대 폴리에스테르 (예, 마일라 (Mylar)), 폴리아미드 (나일론) 및 폴리카르보네이트로부터 제조된다.
폴리에스테르 필름이 보강 층으로 사용될 경우, 폴리에스테르/에폭시 결합이 형성될 수 있다. 복합 라미네이트의 보강 층이 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르일 경우, 공유 결합을 형성하는 데 필요한 화학 반응은 상승된 온도에 노출 시 일어날 수 있다. 일반적으로, 폴리에스테르 수지는 카르복실산과 알콜 화학 관능기의 양자로 종결된 사슬인 고분자량의 축중합체이다.
예를 들어, 필름으로 일반적으로 전환되는 폴리에스테르는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)이다. 두 경우 모두, 중합체는 알콜 및 카르복실산으로 말단-보호된다. 에폭시드 기와 폴리에스테르, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(하기 반응식에 "PET"로 나타냄)의 말단에 있는 카르복실산의 반응은 다음과 같이 진행된다:
Figure pct00002
에폭시드 기와 폴리에스테르, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(하기 반응식에 "PET"로 나타냄)의 말단에 있는 알콜의 반응은 다음과 같이 진행된다:
Figure pct00003
위에 나타낸 에폭시드/폴리에스테르 반응과 유사하게, 복합 라미네이트의 보강 층은 폴리아미드(PA)(예, 나일론 (폴리아미드-6 (PA-6)))일 수 있고, 따라서 에폭시드/폴리아미드 반응을 초래할 수 있다. 일반적으로, 폴리아미드는 카르복실산 및 1차 아민 화학적 관능기의 양자로 종결된 사슬인 고분자량 축중합체이다. 이들 중합체는 종종 1차 아민 및 카르복실산의 양자로 말단-보호된다. 에폭시드 기와, PA-6과 같은 폴리아미드의 말단에 있는 카르복실산과의 반응은 폴리에스테르에 대하여 위에 나타낸 것과 같은 방식으로 진행된다. 에폭시드 기와 폴리아미드(하기 반응식에서 "PA"로 나타냄)의 1차 아민과의 반응은 다음 반응식에 따라 진행된다:
Figure pct00004
위에 나타낸 에폭시드/폴리에스테르 및 에폭시드/폴리아미드 반응 모두, 구조적 발포체의 에폭시와 보강 층의 카르복실산, 알콜 또는 아민 사이에 공유 결합이 형성된다. 수득되는 복합 라미네이트는 보강 층과 구조적 발포체 사이의 접착 강도에 기초하여, 본원에 정의된 바 개선된 물리적 특성을 나타낸다. 보강 층과 구조적 발포체 사이의 증가된 접착 강도는 복합 라미네이트의 다수의 개선된 물리적 특성을 초래한다. 이러한 개선을 나타내는 데이터를 이하에 나타낸다. 구조적 발포체의 다양한 예를 사용하여 데이터를 수득하였고, 이들 구조적 발포체는 표 1에 나타낸 조성을 갖는 것으로 확인된다.
Figure pct00005
보강 층과 구조적 발포체 사이의 개선된 접착은 구조적 발포체의 팽창 도중 증가된 수직 상승을 포함하는 개선된 특성을 초래한다. 수직 상승은, 팽창 전 구조적 발포체의 두께에 비하여, 구조적 발포체의 팽창 시 두께로 정의된다. 보강 층은 구조적 발포체의 가로 팽창을 제한하도록 작용하며, 이것이 더 잘 제어된 팽창 방향 및 증가된 수직 상승의 결과를 가져온다. 제어된 팽창과 짝지어진 수직 상승의 증가는 구조적 발포체와 공동 벽의 더 정확한 접촉을 제공하고 팽창 시 구조적 발포체의 밀도를 증가시킴으로써 복합 라미네이트의 보강 능력을 개선한다. 도 2는 보강 층의 존재 및 부재 하에 나타낸 구조적 발포체 A, B, C 및 D의 수직 상승을 그래프로 나타낸다.
보강 층과 구조적 발포체 사이의 개선된 접착은 또한, 보강 층이 없는 구조적 발포체를 보강 층을 포함하는 것과 비교할 때, 개선된 이음 전단 강도를 초래한다. 증가된 이음 전단 강도는 복합 라미네이트의 전체 강도를 증가시킴으로써 개선된 보강 능력의 결과를 가져온다. 구조적 발포체의 이음 전단 강도는 일반적으로 부피 팽창과 직접 연관되어, 발포체 밀도가 낮을수록 (팽창율이 높을수록) 더 낮은 이음 전단 강도를 초래하며, 접착-라인과 직접 연관되어, 접착 라인이 작을수록 더 높은 이음 전단 강도를 초래한다. 접착-라인은 접착 간격 또는 접착제가 함께 접착시키는 두 표면 사이의 거리로 정의될 수 있다. 본 발명에서 수득된 바, 보강 층이 없는 구조적 발포체에 비교한 이음 전단 강도의 개선은 발포체 밀도 증가가 원인이 될 수 있지만, 더욱 중요한 것은 보강 층이 접착-라인을 효과적으로 반감시킨 것으로부터 기인한다. 도 3은 보강 층의 존재 및 부재 하에 나타낸 구조적 발포체 A, B, C 및 D의 이음 전단 응력을 그래프로 나타낸 것이다. 하기 도 2는 수직 상승 및 이음 전단 응력에 대한 결과 값을 포함한다.
Figure pct00006
보강 층과 구조적 발포체 사이의 개선된 접착은 또한 보강 층이 없는 구조적 발포체를 보강 층을 포함하는 것들과 비교할 때, 개선된 굴곡 강도 및 굴곡 탄성률을 초래한다. 굴곡 강도 및 탄성률은 3-점 굽힘 시험 방식을 이용하여 ASTM D790에 따라 측정되었다. 도 4 및 5는 보강 층의 존재 및 부재 하에 나타낸 구조적 발포체 A, B, C 및 D의 굴곡 강도 및 굴곡 탄성률을 각각 그래프로 나타낸 것이다.
보강 층과 구조적 발포체 사이의 개선된 접착은 또한 개선된 에너지 흡수를 초래한다. 도 6 내지 9는 보강 층의 존재 및 부재 하에 나타낸, 구조적 발포체 A (도 6), B (도 7), C (도 8) 및 D (도 9)에 대한 굴곡 시험 부하 변위 곡선을 그래프로 나타낸 것이다.
하기 실시예 I, II 및 III에서, 복합 라미네이트는 2 조각의 에폭시-기재 팽창가능한 구조적 발포체 사이에 0.18 mm 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 위치시킴으로써 제작된다. 상기 에폭시-기재 팽창가능한 구조적 발포체의 하나의 예가 미국 특허 제7,892,396호에 개시되어 있다. 수득되는 샌드위치형 구조를 180˚F의 고온 프레스에서 2 내지 3분 동안 압축하여, 상기 필름이 상기 복합 라미네이트의 중간 층을 형성하고 전체 구조의 최종 두께가 약 3 mm가 되도록 하였다.
실시예 I
표 3은 무첨가 상태(예, 보강 층 없이)로, 그리고 폴리에스테르 테레프탈레이트 필름을 사용하는 복합 라미네이트로서, 2종의 에폭시-기재의 팽창가능한 구조적 발포체의 비교를 제공한다. 나열된 모든 성질은 활성화-후 상태의 물질에 대한 것이다.
표 3은 본 발명의 복합 라미네이트의 상대적 수직 상승이 무첨가 물질의 것보다 높음을 나타낸다. 보강 층은 활성화된 물질의 가로 (수평 또는 평면-내) 이동을 제한하여, 팽창이 평면 또는 보강 층의 축에 수직인 방향이 되도록 한다.
이음 전단 강도는 3 mm 접착 라인 및 EG-60 금속 기판을 사용하여, ASTM D1002에 따라 측정한다. 표 3은 무첨가 에폭시-수지 접착제보다 상기 복합 구조의 경우 더 큰 이음 전단 강도를 나타낸다. 보강 층은 겉보기 접착 라인을 효과적으로 감소시켜, 더 높은 이음 전단 강도를 초래한다.
굴곡 시험은 3-점 굴곡 시험 방식을 이용하여, ASTM D790에 따라 수행된다. 시험 견본을 샌드위치 형태를 이용하여 구성하였다. 상단 및 바닥 기판은 1"x6"의 치수를 갖는 0.030" 두께의 EG60 스틸이었다. 구조적 발포체가 중간을 채워, 6 mm의 총 두께(발포체 및 스틸)가 수득되었다. 표 3은 무첨가 에폭시-수지 접착제에 비하여, 복합 라미네이트 샘플의 경우 더 큰 굴곡 강도 및 탄성률을 보여준다.
인장 시험은 10 mm 폭, 3 mm 두께의 JISK 6301-1-MET 뼈다귀 모양을 사용하여 5 mm/min의 속도에서, ASTM D639의 원리로 수행하였다. 시험 견본은 3 mm의 스페이서를 갖는 2개의 이형 표면 사이에 발포체를 팽창시킨 다음, 샘플이 아직 따뜻할 때 인장 막대를 다이 절단함으로써 구성되었다. PET 필름을 함유하는 샘플은 샘플의 평면에 배향된 필름을 가지므로, 인장 하에 상기 필름은 샘플의 나머지와 함께 신장된다. 표 3은 무첨가 에폭시-수지 접착제에 비하여 복합 라미네이트 샘플의 경우 더 높은 인장 강도 및 탄성률을 나타낸다.
Figure pct00007
실시예 II
본 실시예에서는, 에폭시-기재의 팽창가능한 구조적 발포체의 조각들 사이에 0.18 mm 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 압축함으로써 복합 구조적 라미네이트를 제작하였다. 상기 에폭시-기재의 팽창가능한 구조적 발포체의 일례는 코어/외피 중합체 충격 개질제가 없는 것 외에는 미국 특허 제7,892,396호에 개시된 활성화가능한 물질과 유사하다. 상기 샌드위치형 구조를 180˚F의 고온 프레스에서 2 내지 3분 동안 압축하여, 상기 필름이 상기 구조의 중간에 실질적으로 있고, 전체 구조의 최종 두께가 약 3 mm가 되도록 하였다.
표 4는 무첨가 상태(보강 없이)로, 그리고 폴리에스테르 테레프탈레이트 필름을 사용하는 복합 라미네이트로서, 에폭시-기재의 팽창가능한 구조적 발포체 성질의 비교를 제공한다. 나열된 모든 성질은 활성화-후 상태의 물질에 대한 것이다.
Figure pct00008
시험의 세부사항은 실시예 I에 기재된 것과 같다. 표 4는 무첨가의 에폭시-수지 접착제의 것들에 비해 복합 라미네이트의 모든 성질이 개선되었음을 보여준다.
실시예 III
본 발명에 따라 형성된 구조적 발포체 물질은 또한 바람직한 활성화 후 압축 성질을 나타냈다. 특히, 본 발명의 구조적 발포체 물질을 발포시켜 샘플을 형성한 다음, 이를 ASTM C39에 기초한 방법에 따라 시험하였다. 그 방법을 본원에 기재하지만, 임의의 특정되지 않은 파라미터들은 ASTM C39에 따름이 이해되어야 한다.
3 가지의 구별되는 샘플 유형이 형성되었다. 제1 샘플은 실린더 또는 실린더 컵에서 무첨가 (보강되지 않은) 에폭시 기재 발포체 물질을 발포시킨 다음 실린더 또는 컵에서 밖으로 넘치는 과도한 발포체를 제거함으로써 (예, 실린더 또는 컵에서 밖으로 넘치는 발포체를 잘라냄으로써) 형성되었다. 제2 샘플은 편평한 복합 라미네이트 샘플로부터 원판을 절단하고, PET 보강 층의 면이 실린더의 축에 수직이 되도록 그들을 실린더 또는 실린더 컵에 적층함으로써 구성되었다. 다음, 상기 샘플은, 층상 복합 라미네이트를 상기 실린더 또는 실린더 컵에서 발포시킨 다음, 실린더 또는 컵에서 밖으로 넘치는 과도한 발포체를 제거함으로써 (예, 실린더 또는 컵에서 밖으로 넘치는 발포체를 잘라냄으로써) 마무리되었다. 제3 샘플은 편평한 복합 라미네이트 샘플을 실린더 또는 실린더 컵에서 굴리고 미끄러지게 하여, PET 보강 층의 면이 실린더의 축과 평행이도록 함으로써 구성된다. 다음, 상기 샘플은, 층상 복합 라미네이트를 상기 실린더 또는 실린더 컵에서 발포시킨 다음, 실린더 또는 컵에서 밖으로 넘치는 과도한 발포체를 제거함으로써 (예, 실린더 또는 컵에서 밖으로 넘치는 발포체를 잘라냄으로써) 마무리되었다.
시험 샘플은 발포 전 구조적 발포체 물질의 원래 부피에 비하여 전형적으로 1000% 미만, 더욱 전형적으로 750% 미만, 더 더욱 전형적으로는 500% 미만의 부피로 발포된다. 이는 높이 60 mm, 직경 30 mm인 원통형 샘플을 형성하도록 수행된다. 상기 원통형 샘플을 그 후 ASTM C39에 따라 시험하였다.
표 5는 무첨가 상태의 에폭시-기재 팽창가능한 구조적 발포체, 및 PET 필름이 실린더 축에 수직이며 실린더 축에 평행인 적층 내에 존재하는 복합 구조적 라미네이트의 실린더 압축 성질의 비교를 제공한다. 나열된 모든 성질은 활성화-후 상태의 물질에 대한 것이다.
Figure pct00009
표 5는 필름의 배향이 샘플의 압축 성질에 지대한 영향을 주며, 모든 경우 복합 라미네이트 샘플의 압축은 무첨가 샘플보다 컸다.
본 발명에 따르는 활성화가능한 복합 라미네이트는 구조적 접착 물질로 사용될 수 있음이 고려된다. 그러한 실시양태에서, 상기 복합 물질은 전형적으로 할성화 및 경화되어 (예, e-피복 또는 자동차 도장 작업에 통상적인 온도에서) 제1 요소 및 제2 요소에 접착된다. 제1 요소 및 제2 요소의 접착 표면과의 접촉은 상기 물질의 활성화 및 경화 전에 또는 도중에 일어날 수 있다. 구조적 접착제 응용의 예가 미국 특허 제6,887,914호 및 6,846,559호; 및 미국 특허 공보 제2004/0204551호에 개시되어 있고, 이들은 모두 본원에 모든 목적을 위해 참고로 포함된다.
복합 라미네이트의 사용 도중, 1종 이상의 체결구 또는 접착제가 공동 벽 또는 공동 내 다른 위치에 대한 부착을 위해 상기 복합 라미네이트에 부착될 수 있다. 체결구는 기계적 체결구일 수 있고, 압정, 나무형 체결구, 경첩, 나사, 기계적 인터로크, 일체형 로크, 수나사 모양, 암나사 모양, 또는 이들의 임의 조합을 비제한적으로 포함할 수 있다. 복합 라미네이트는 복합 라미네이트의 각 반대 말단 위에 하나의 압정을 포함할 수 있다.
본원에 개시된 복합 라미네이트 구조의 개선된 물리적 특징과 더불어, 복합 라미네이트와 관련된 제조의 용이함이 그들을 주어진 공동에 필요한 임의의 모양 또는 크기로 쉽게 맞춤될 수 있게 한다. 복합 라미네이트는 공압출되고 이어서 쉽게 변형된다 (예, 다이-절단, 슬라이스). 이들은 소비자에게 보급되기 전에, 또는 공동 내 복합 라미네이트의 조립 도중 그 자리에서 변형될 수 있다.
본원에 인용된 임의의 숫자 값은 임의의 낮은 값과 임의의 높은 값 사이에 적어도 2 단위의 간격이 있을 경우 1 단위의 간격으로 낮은 값으로부터 높은 값까지의 모든 값을 포함한다. 예를 들어, 성분의 양, 또는 온도, 압력, 시간 등과 같은 공정 변수의 값이 예를 들어 1 내지 90, 바람직하게는 20 내지 80, 더욱 바람직하게는 30 내지 70으로 언급된 경우, 이는 15 내지 85, 22 내지 68, 43 내지 51, 30 내지 32 등과 같은 값들이 본 명세서에 분명히 나열되는 것으로 의도된다. 1보다 작은 값의 경우, 하나의 단위는 적절하다면 0.0001, 0.001, 0.01 또는 0.1로 간주된다. 이들은 구체적으로 의도된 것의 예일 뿐이고, 나열된 하한값과 상한값 사이의 숫자 값들의 모든 가능한 조합이 유사한 방식으로 본 출원에 분명하게 언급된 것으로 간주되어야 한다. 알 수 있듯이, 본원에 "중량부"로 표현된 양의 기재는 또한 중량%로 환산된 동일 범위를 고려한다. 즉, 본 발명의 상세한 설명에서 "수득되는 중합체성 배합 조성물"의 'x' 중량부"라는 범위로 표현된 것은 또한 "수득되는 중합체성 배합 조성물의 'x' 중량%"의 동일하게 언급된 양의 범위의 기재를 고려한다.
달리 언급되지 않는 한, 모든 범위는 양쪽 한계값 및 그 한계값들 사이의 모든 수를 포함한다. 범위와 관련하여 "약" 또는 "대략"을 사용하는 것은 범위의 양쪽 한계값에 적용된다. 즉, "약 20 내지 30"은 적어도 명시된 한계값을 포함해서, "약 20 내지 약 30"을 포함하도록 의도된다.
특허 출원 및 공보를 포함해서 모든 논문 및 참고문헌의 개시는 모든 목적을 위해 참고로 포함된다. 조합을 표현하기 위한 "주로 이루어진"이라는 용어는 확인된 원소, 성분, 요소 또는 단계, 및 그 조합의 기본적이고 새로운 특성에 실질적으로 영향을 주지 않는 기타 원소, 성분, 요소 또는 단계를 포함한다. 본원에서 원소, 성분, 요소 또는 단계의 조합을 표현하기 위하여 "포함하는 (comprising)" 또는 "포함하는(including)"이라는 용어를 사용하는 것은 상기 원소, 성분, 요소 또는 단계로 주로 이루어진 실시양태를 또한 고려한다. 본원에서는 "~할 수(도) 있다(may)"라는 용어를 사용함으로써, 포함될 "수(도) 있는" 임의의 기재된 특성이 선택적임을 의도한다.
복수의 원소, 성분, 요소 또는 단계가 단일의 일체화된 원소, 성분, 요소 또는 단계에 의해 제공될 수 있다. 그렇지 않으면, 단일의 일체화된 원소, 성분, 요소 또는 단계가 별도의 복수의 원소, 성분, 요소 또는 단계로 분할될 수 있다. 원소, 성분, 요소 또는 단계를 기재하기 위한 "하나의 (a)" 또는 "하나(one)"라는 개시는 추가의 원소, 성분, 요소 또는 단계를 차단하고자 함이 아니다. 본원에서 특정 족에 속하는 원소 또는 금속에 대한 모든 언급은 1989년 CRC 프레스 사 (CRC Press, Inc.)에 의해 출판되고 저작권이 소유된 원소의 주기율표를 참고한다. 족(들)에 관한 임의의 언급은 족의 번호를 매기기 위한 IUPAC 체계를 사용하여 상기 원소 주기율표에 반영된 것과 같은 족(들)이다.
본원에 언급된 양의 농축액 또는 희석액이 사용될 수 있음이 잘 인식될 것이다. 일반적으로 언급된 성분의 상대적 비율은 동일하게 유지될 것이다. 즉, 예를 들어, 본 기재가 30 중량부의 성분 A 및 10 중량부의 성분 B를 필요로 할 경우, 당업자는 그러한 기재가 성분 A와 성분 B를 3:1의 상대적인 비로 사용하는 것을 또한 기재하고 있음을 잘 인식할 것이다. 실시예에서 농도에 대한 기재는 언급된 값의 약 25% (또는 그 초과) 내에서 변할 수 있고, 유사한 결과가 예상된다. 더욱이, 실시예의 그러한 조성은 본 방법에 성공적으로 사용될 수 있다.
위의 기재 내용은 단지 설명을 위한 것임이 잘 인식될 것이다. 본원에 개시된 조성물 중 임의의 것에, 필요하다면, 원하는 결과 특성을 수득하기 위해 다른 성분들이 사용될 수도 있다. 사용될 수 있는 다른 성분들의 예는 항생제, 마취제, 항히스타민제, 방부제, 계면활성제, 산화방지제, 비공역 담즙산, 곰팡이 억제제, 핵산, pH 조절제, 삼투압 조절제, 또는 이들의 임의 조합을 포함한다.
위의 설명은 예시적인 것이며 제한적인 것으로 의도되지 않음이 이해된다. 제공된 실시예 외에 다수의 응용 뿐만 아니라 다수의 실시양태가 위의 설명을 읽으면 당업자에게 분명할 것이다. 그러므로 본 발명의 범위는 위의 설명을 기준으로 결정되는 것이 아니며, 대신 첨부된 청구항을 기준으로, 상기 청구항이 권리를 부여하는 동등물의 전체 범위와 함께, 결정되어야 한다. 특허 출원 및 공보를 포함하는 모든 논문 및 참고문헌의 개시는 모든 목적을 위해 참고로 포함된다. 본원에 개시된 주제의 임의 측면이 하기 청구항에서 생략된 것은 그러한 주제를 포기한 것이 아니며, 본 발명자들이 상기 주제를 개시된 본 발명의 주제의 일부로 고려하지 않은 것으로 간주되어야 한다.

Claims (22)

  1. 적어도 약 35 dyne/cm의 높은 표면 장력을 갖는 보강 층을 제공하고;
    상기 보강 층 위에 에폭시-기재의 팽창가능한 구조적 발포체 물질을 위치시켜, 상기 구조적 발포체와 보강 층의 표면 인장이 서로의 약 15 dyne/cm 내에 있는 복합 라미네이트를 형성하는 것을 포함하고;
    상기 보강 층과 구조적 발포체의 높은 표면 장력이 구조적 발포체로부터 보강 층에 부하 전이를 위하여 충분한 습윤을 제공함으로써
    i. 상기 복합 라미네이트의 인장 강도를 증가시키고;
    ii. 상기 복합 라미네이트의 이음 전단 강도를 증가시키는,
    구조에 봉합, 차폐 또는 보강을 제공하기 위해 복합 라미네이트를 형성하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복합 구조를 150℃를 초과하는 온도에 노출시켜 보강 층과 구조적 발포체 사이에 공유 결합이 형성되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보강 층이 카르복실산 화학적 관능기를 포함하고, 상기 구조적 발포체 물질이 150℃를 초과하는 온도에 노출 시 상기 보강 층의 카르복실산과 공유 결합을 형성하는 성분을 포함하는 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보강 층이 아민 화학적 관능기를 포함하고, 상기 구조적 발포체 물질이 150℃를 초과하는 온도에 노출 시 상기 보강 층의 아민과 공유 결합을 형성하는 성분을 포함하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보강 층이 금속 포일을 포함하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 보강 층이 아세탈, 아크릴계, 폴리아미드, 폴리카르보네이트, 폴리에테르아민, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴리술폰, 폴리비닐 클로라이드, 페놀계, 또는 이들의 임의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 중합체성 필름을 포함하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 보강 층의 표면을 처리하여 그의 표면 장력을 적어도 35 dyne/cm까지 상승시키는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 보강 층에 액체 하도, 코로나 방전 또는 석유 기재 기체 및 공기 혼합물을 이용한 화염처리를 적용함으로써 처리하여 그의 표면 장력을 적어도 35 dyne/cm로 상승시키는 방법.
  9. 제3항에 있어서, 구조적 발포체가 보강 층의 카르복실산과 공유 결합을 형성하는 에폭시 수지를 포함하는 방법.
  10. 제4항에 있어서, 구조적 발포체가 보강 층의 아민과 공유 결합을 형성하는 에폭시 수지를 포함하는 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 구조적 발포체가 공압출 공정에 의해 보강 층 위에 위치하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 보강 층과 구조적 발포체 사이의 공유 결합이 공압출 공정 도중에 형성되지 않는 방법.
  13. 적어도 약 35 dyne/cm의 표면 장력을 갖는 보강 층; 및
    상기 보강 층 위에 위치한 에폭시-기재의 팽창가능한 구조적 발포체 물질을 포함하여 복합 라미네이트를 형성하고, 상기 구조적 발포체 및 보강 층의 표면 장력이 서로의 약 15 dyne/cm 내에 있어서 상기 구조적 발포체와 보강 층 사이의 접착이 개선된, 구조에 봉합, 차폐 또는 보강을 제공하기 위한 복합 라미네이트.
  14. 제13항에 있어서, 보강 층이 금속 포일을 포함하는 복합 라미네이트.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 보강 층이 아세탈, 아크릴계, 폴리아미드, 폴리카르보네이트, 폴리에테르아민, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴리술폰, 폴리비닐 클로라이드, 페놀계, 또는 이들의 임의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 중합체성 필름을 포함하는 복합 라미네이트.
  16. 제13항에 있어서, 보강 층의 표면을 처리하여 그의 표면 장력을 적어도 35 dyne/cm로 상승시킨 복합 라미네이트.
  17. 제16항에 있어서, 보강 층에 액체 하도, 코로나 방전 또는 석유 기재 기체 및 공기 혼합물을 이용한 화염처리를 적용함으로써 처리하여 그의 표면 장력을 적어도 35 dyne/cm로 상승시킨 복합 라미네이트.
  18. 제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 구조적 발포체가:
    i. 에폭시 수지;
    ii. 에폭시/엘라스토머 부가물 (상기 부가물은 약 1:3 내지 3:1 분율의 에폭시 대 엘라스토머를 포함); 및
    iii. 코어/외피 중합체 충격 개질제를 포함하는 복합 라미네이트.
  19. 제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보강 층이 카르복실산 화학적 관능기를 포함하고, 상기 구조적 발포체의 에폭시 수지가 150℃를 초과하는 온도에 노출 시 상기 보강 층의 카르복실산과 공유 결합을 형성하는 복합 라미네이트.
  20. 제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보강 층이 아민 화학적 관능기를 포함하고, 상기 구조적 발포체의 에폭시 수지가 150℃를 초과하는 온도에 노출 시 상기 보강 층의 아민과 공유 결합을 형성하는 복합 라미네이트.
  21. 적어도 약 35 dyne/cm의 표면 장력을 갖는 중합체성 보강 층을 제공하고 (상기 보강 층은 카르복실산 또는 아민 화학적 관능기를 포함함);
    상기 보강 층 위에 공압출 공정에 의해 에폭시-기재의 팽창가능한 구조적 발포체 물질을 위치시켜 복합 라미네이트를 형성하고;
    [여기에서 상기 구조적 발포체 물질은:
    i. 에폭시 수지;
    ii. 에폭시/엘라스토머 부가물 (상기 부가물은 약 1:3 내지 3:1 분율의 에폭시 대 엘라스토머를 포함); 및
    iii. 코어/외피 중합체 충격 개질제를 포함하고;
    상기 에폭시 수지는 150℃를 초과하는 온도에 노출 시 보강 층의 카르복실산 또는 아민과 공유 결합을 형성함];
    상기 복합 구조를 150℃를 초과하는 온도에 노출시켜 보강 층과 구조적 발포체 사이에 공유 결합을 형성하는 것을 포함하며,
    상기 공유 결합은 상기 구조적 발포체로부터 보강 층으로의 부하 전이를 가능하게 하여 복합 라미네이트의 인장 강도를 증가시키는,
    구조에 봉합, 차폐 또는 보강을 제공하기 위해 복합 라미네이트를 형성하는 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 복합 라미네이트를 150℃를 초과하는 온도에 노출 시, 보강 층과 구조적 발포체 사이의 공유 결합이 발포체의 가로 팽창을 실질적으로 방지하여, 발포체의 팽창이 실질적으로 수직방향이 되도록 하는 방법.
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