그리드형 접착제 도포를 이용한 적층 방법

그리드형 접착제 도포를 이용한 적층 방법{LAMINATING PROCESS EMPLOYING GRID-LIKE ADHESIVE APPLICATION}

본 발명은 시트로 부품을 적층하는 방법으로서, 그리드형 방식으로 적층 시트 및/또는 부품의 표면에 접착제를 도포하여 시트 및 부품을 합친 후 접착제를 시트와 부품 사이에 배치시키고 도포된 접착제 사이의 영역에는 채널 시스템이 형성되며, 이 채널 시스템은 감압이 가해짐으로써 부품과 시트 사이에 존재하는 공기의 균일한 제거(추출)를 보장하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한 상기 개설된 방법에 의해 수득가능한 적층된 성형품(molded part)에 관한 것이다. 부품과 적층 시트 사이에 제공된 접착제 그리드의 사용은 부품이 적층 시트에 의해 적층되었을 때 공기의 포함부를 감소시키거나 방지하는 것을 보장한다.

감압 또는 진공을 가하는 것, 예를 들어 진공 적층 또는 이의 변법, 예컨대 인-몰드 그레인화(IMG; in-mold graining)법, 및/또는 압력을 가하는 것에 의한 부품의 적층은 업계에 보편화되어 있다.

미국 공개 출원 US 2012/121849에는 부품 및 적층 필름으로부터의 적층된 성형품의 제조 방법으로서, 압력을 가하여 채널을 통해 부품과 시트 사이에 존재하는 공기를 눌러 빼냄으로써 상기 부품과 적층 시트의 접합을 실시하는 방법이 개시된다. 부품과 적층 필름 사이에 접착제를 불규칙 패턴으로 도포할 수 있다.

진공 보조 적층 방법에 있어서, 공기-불투과성 또는 부분 공기-불투과성 재료(예, 화장 시트)는 일반적으로 고체 부품 상에 적층된다. 사용되는 접착제는 예비 코팅으로서 시트 또는 부품에 도포될 수 있다.

이러한 공정에서, 시트는 가열된 후 감압을 제공함으로써 부품에 도포될 수 있다. 시트를 변형시키는 데 필요한 열 에너지는 또한 접착제를 활성화시키는 데 이용될 수 있다. 공정에 중요한 전제 조건은 적층하고자 하는 기재(부품)의 공기 투과도(진공 민감도)와 시트의 공기-불투과도이다. 후자의 특성은 또한 예를 들어 추가의 막에 의해 실현될 수도 있다.

통상 다공성 재료, 예컨대 목재 또는 개방-기공 복합재에 진공 민감성이 존재하지만, 공기-불투과성 부품 재료(통상, 사출 성형법으로 제조된 것), 또는 부분 공기-투과성 부품 재료, 예컨대 특정한 섬유 복합재의 경우 특정한 예방책을 취해야 한다. 그러한 조치는 통상 시트와 부품 사이에 존재하는 공기의 추출을 가능하게 하는, 부품에의 적층 그레인(lamination grain)의 도포 및 진공 홀의 도입을 포함한다. 적층 그레인은 부품 내 그레인 홈을 발생시키고, 이를 통해 부품과 시트 사이에 존재하는 공기가 추출될 수 있다.

진공 홀은 시트와 부품 사이의 공기는 감압 또는 진공을 가함으로써 배출될 수 있도록 한다. 하지만, 이것은 종종 작은 크기 내지 중간 크기의 공기 포함부를 방지하기에 충분하지 않다. 이러한 공기 포함부는, 예를 들어, 부품의 기하구조의 결과로서, 또한 시트 적층(laying) 공정 및 진공 홀의 제한 용량을 통해 형성될 수 있다. 이에 따라, 종래 기술에서, 적층 그레인은, 시트와 부품의 "제1 접촉" 후에도, 그레인화의 홈을 통해 공기의 홀로의 추가적 이동이 부품에 추가적으로 적용되도록 할 수 있는 것이 일반적이다. 하지만, 그러한 적층 그레인의 부품에의 적용은 기술적으로 복잡하고 비용 집약적이며, 충분한 그레인은 통상 0.2∼0.3 mm의 깊이를 필요로 하기 때문에, 이에 따라 상응하게 더 많은 양의 재료를 사용하게 되고 부품의 총 중량이 증가하게 된다. 궁극적으로는, 부품 중량의 최대 10%를 구성할 수 있다.

자동차 분야에 있어서, 특히 차량의 내장 트림의 부품과 관련하여, 시트 적층을 위해 실제로 2가지 상이한 공정이 통상 사용된다.

첫번째 공정에서는, 접착제를 부품 상에 스프레잉함으로써 도포한다. 이 경우, 페인트형 접착제는 피해야 하는데 그 이유는 (예컨대, 분산액 또는 용매 접착제가 사용되었을 때) 접착제에 의해 진공 홀이 막히게 될 수 있기 때문이다.

대안적인 방법에서, 접착제(예, 핫-멜트 접착제)가 시트에 도포된다. 이 경우, 핫-멜트 접착제는 상기 시트에 통상적인 필요한 변형 온도(시트에 따라, 120∼210℃)로 시트와 함께 가열되고, 이에 따라 활성화된다.

후자 공정에서, 접착제(통상, 반응성 또는 열가소성 핫-멜트 접착제)는 점성 유체이다. 이것은 진공 합체(joining) 공정 동안에도 해당한다. 이의 유동성으로 인해, 점성 접착제는 그레인 홈의 진공 홀을 매우 쉽게 막을 수 있다. 이는 공기의 균일한 추출을 방지하고 이에 따라 공기 포함부의 형성을 가능하게 할 수 있다. 이는 마감된 적층된 성형품에서 가시적 및 또한 불가시적 결함을 야기한다.

사실상, 당업자라면, 공기 포함부에 의해 형성되는 이러한 결함이 핫-멜트 접착제가 사용되는 경우 빈번하게 발생하고, 그레인 퀄리티 및 홀의 깊이와 갯수의 측면에서의 요건이 접착제를 부품 상에 스프레잉하는 앞서 언급된 공정의 경우 보다 더 높다는 것을 인지하고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 공기 포함부 또는 결함의 형성이 실질적으로, 바람직하게는 완전하게 방지되는 부품의 적층 공정을 제공하는 것이었다.

추가적으로, 본 발명에 따른 공정은 또한 정교한 그라비어/그레인을 처리하지 않은 부품에 적당하여, 특히, 더욱 비용 효율적 공정(예컨대, 그레인 구조 없이 사출 성형의 이용을 통한 것, 사출 성형의 더 적은 마모), 더 낮은 부품 중량, 보다 간단한 부품 보정(그레인을 고려할 필요없음), 및 조각성이 없거나 또는 약간만 있는 재료, 예컨대 섬유 복합재의 사용을 가능하게 한다. 이 공정은 추가적으로 부품에서 진공 홀 갯수의 감소를 가능하게 하고, 반응성 접착제가 사용되는 경우, 수분-반응성 접착제가 공기 및 이에 따라 수분과 불충분하게 접촉되어 일어나는 불완전 가교 결합을 방지하게 된다.

본원에 사용되는 용어 "포함하는"은 용어 "포함하는"이 사용된 생성물/방법/용도와 관련하여 또한 하기 기술되는 요소로 "전적으로 이루어질" 수 있는 대안도 포괄하는 것으로 이해된다.

달리 제시되지 않는 경우, 모든 기술된 백분율 값, ppm값 및 부값이 전체 조성의 총 중량을 기초로 중량 기준 하에 있도록 실시된다.

본원 및 첨부된 청구범위에서 사용된 재료, 구성성분, 반응 조건, 분자량, 탄소 원자의 갯수 등의 모든 숫자, 값 및/또는 수량을 명시하는 표현이, 달리 제시되지 않는 경우, 그러한 값을 수득하는 되는 척도의 다양한 불확실성에 적용되기 때문에, 모두 모든 경우에 용어 "약"으로 수정되는 것으로서 이해되어야 한다.

본 발명의 공정, 중합체 및 조성물은 본원에 기술된 공정 설계, 부품 및 요소로(만) 적당하게 이루어지거나 또는 본질적으로 본원에 기술된 공정 설계, 부품 및 요소로 이루어질 수 있다. 본원에 예시적으로 개시된 본 발명은 본원에 구체적으로 개시되지 않거나 중요한 것으로서 개시되지 않은 임의의 요소의 부재 하에서 적당하게 실시될 수 있다.

수치 범위가 본원에 개시되는 경우, 그러한 범위는 연속적이며, 범위의 최소값 및 최대값을 비롯해 그러한 최소값과 최대값 사이의 모든 값을 포함한다. 더하여, 범위가 정수를 지칭하는 경우, 상기 범위의 최소값과 최대값 사이의 모든 정수가 포함된다. 추가적으로, 특징부 또는 특성을 기술하기 위해 다중 범위가 제공되는 경우, 그러한 범위는 조합될 수 있다. 다시 말해, 달리 제시되지 않는 한, 본원에 개시된 모든 범위는 본원에 포함된 모든 부분범위를 포괄하는 것으로 이해된다. 예를 들면, "1∼10"으로 언급된 범위는 최소값 1과 최대값 10 사이의 모든 부분범위를 포함하는 것으로 간주해야 한다. 상기 범위 1∼10의 예시적 부분범위는, 비제한적 예로서, 1∼6.1, 3.5∼7.8, 및 5.5∼10을 포함한다. 당업자라면 본원에 제시된 상한 및 하한 양, 범위, 및 비율은 독립적으로 조합될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 유사하게, 본 발명의 각 요소를 위한 범위 및 양은 임의의 다른 요소들을 위한 범위 또는 양과 함께 사용될 수 있다.

놀랍게도, 종래 기술의 단점은 본 발명에 의해 극복된다는 것이 밝혀졌다. 특히, 본 발명은 하기 항목에 관한 것이다:

1. 부품(대안적으로 기재로도 지칭됨) 및 적층 시트(대안적으로 시트로도 지칭됨)로부터 적층된 성형품을 제조하는 방법으로서,

- 적층 시트 및/또는 부품의 표면에 그리드형 방식으로 접착제를 도포하는 단계로서, 접착제의 그리드형 도포로부터 표면 상에 채널이 형성되는 단계;

- 적층 시트와 부품 사이에 그리드형 방식으로 도포된 접착제 층을 배치하는 방식으로 부품과 적층 시트를 합치는 단계; 및

- 감압을 가하여 채널을 통해 부품과 시트 사이에 존재하는 공기를 추출함으로써 부품과 적층 시트를 접합시키는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

2. 제1항에 있어서, 감압이 가해지는 하나 이상의 진공 홀이 상기 부품에 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.

3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 접착제는 도트 또는 스트라이프, 바람직하게는 각뿔대-형상, 다각형, 마름모-형상, 직사각형, 타원형, L-형상, 원형 또는 불규칙 형상의 접착제 침착물의 형태, 더욱 바람직하게는 각뿔대 형상의 접착제 침착물의 형태로 도포되는 것을 특징으로 하는 방법.

4. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 접착제 침착물의 영역/부위 사이의 채널은 그리드형 도포 동안 접착제를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 방법.

5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 채널은 적층 공정의 종료시까지 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.

6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 접착제는 불규칙 패턴에 또는 불규칙 패턴의 영역에 도포되는 것을 특징으로 하는 방법.

7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 접착제 침착물은 0.1 mm 이상 내지 10.0 mm 이하, 바람직하게는 0.3 mm 이상 내지 5.0 mm 이하, 더욱 바람직하게는 0.5 mm 이상 내지 4.0 mm 이하, 더욱 더 바람직하게는 1.0 mm 이상 내지 3.5 mm 이하, 특히 1.5 mm 이상 내지 2.5 mm 이하의 간격으로 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.

8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 접착제는 반응성 또는 비반응성 열가소성 핫-멜트 접착제, 바람직하게는 에틸렌 비닐 아세테이트, 폴리아크릴레이트, 코폴리아미드, 코폴리에스테르, 코폴리에테르, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 또는 상응한 공중합체 및/또는 삼원공중합체를 기초로 하는 핫-멜트 접착제로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.

9. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 접착제는 반응 성분을 서로에게 또는 서로의 위에 인접한 그리드 포인트로서 또는 균질한 혼합물로서 도포하는 잠재 반응성의 둘 이상의 성분 시스템인 것을 특징으로 하는 방법.

10. 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 적층 시트는 플라스틱 시트, 바람직하게는 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리올레핀, 열가소성 폴리올레핀(TPO), 폴리카르보네이트, 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리(메타)아크릴레이트, 또는 이의 조합, 공중합체 또는 삼원공중합체를 기초로 하는 플라스틱 시트인 것을 특징으로 하는 방법.

11. 제1항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 적층 시트는 두께가 0.1 mm 이상 내지 7.0 mm 이하, 바람직하게는 1.0 mm 이상 내지 3.5 mm 이하, 더욱 바람직하게는 1.5 mm 이상 내지 2.5 mm 이하의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 방법.

12. 제1항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 부품은 공기-불투과성 또는 부분 공기-투과성 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 방법.

13. 제1항 내지 제12항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 부품은 치수 안정적인 것을 특징으로 하는 방법.

14. 제1항 내지 제13항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 부품은 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 폴리카르보네이트 ABS(PCABS), 폴리프로필렌(PP), 폴리카르보네이트(PC), 열가소성 폴리올레핀(TPO)의 사출 성형된 플라스틱, 페놀 수지, 폴리우레탄, 결합제 PP, 광물성 충전제, 플라스틱 섬유, 탄소 섬유, 유리 섬유, 천연 섬유 PP를 포함한 섬유 복합재, 또는 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 방법.

15. 제1항 내지 제14항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 부품은 적층 그레인을 갖지 않는 것을 특징으로 하는 방법.

16. 제1항 내지 제15항 중 어느 하나의 항에 있어서, 접착제로 코팅된 적층 시트는 부품과의 접합 이전 및/또는 부품과의 접합 동안 가열되는 것을 특징으로 하는 방법.

17. 제1항 내지 제16항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 적층된 성형품은 차량 내장 트림 부품, 또는 차량 내장 트림 부품의 일부인 것을 특징으로 하는 방법.

18. 제1항 내지 제17항 중 어느 하나의 항에 있어서, 부품과 적층 시트의 접합은, 감압을 가하여 채널을 통해 부품과 시트 사이에 존재하는 공기를 추출하는 것과 함께 압력을 가하여 채널을 통해 부품과 시트 사이에 존재하는 공기를 눌러 빼냄으로써 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.

19. 제1항 내지 제18항 중 어느 하나의 항에 따른 방법에 의해 제조된 적층된 성형품, 특히 차량 내장 트림 부품 또는 차량 내장 트림 부품의 일부.

본 발명에 따르면, 부품과 적층 시트 사이에 제공되는 접착제 그리드는 상기 적층 시트로 부품을 적층하였을 때 공기 포함부를 감소시키거나 막는 데 사용된다.

적층은 진공 적층, 인-몰드 그레인화(IMG)법, 또는 이들 중 하나와 프레스 적층의 혼합 형태를 포함할 수 있다.

본 발명의 방법에 따라 제조되는 적층된 성형품은 차량 내장 트림 부품, 또는 차량 내장 트림 부품의 일부로서 사용될 수 있다.

도 1에는 가열 및 냉각 후 여전히 존재하는 접착제 도포의 드롭(drop) 구조가 도시된다.
도 2에는 부품으로부터 시트를 탈착시킨 후의 접착제 구조의 예시가 도시된다.

본 발명은 부품 및 적층 시트로부터의 적층된 성형품을 제조하는 상기 기술된 공정 및 본 발명에 따른 공정에 의해 수득가능한 적층된 성형품, 특히 차량 내장 트림 부품, 또는 차량 내장 트림 부품의 일부에 관한 것이다.

추가적으로, 본 발명은 또한 적층 시트로 부품을 적층시 공기 포함부를 줄이거나 방지하기 위해 부품과 적층 시트 사이에 제공되는 접착제 그리드의 용도에 관한 것이다.

적층은 바람직하게는 진공 적층, 인-몰드 그레인화(IMG)법, 프레스 적층, 또는 이의 혼합 형태를 포함한다.

본 발명에서, 본 발명에 따른 "그리드형 접착제 도포"는 표면 상에의 접착제의 구조화된 도포(즉, 3차원 구조를 갖는 특정 패턴으로의 접착제의 도포)를 의미하고, 상기 구조화된 도포는 각각의 접착제 침착물 사이에 채널 또는 채널 시스템을 가지며, 이러한 시스템은 인접해 있는 것이 바람직하다. 상기 접착제는 바람직하게는 소정의 간격을 갖는 도트 및/또는 스트라이프의 형태(즉, 특정 그리드)로 도포된다. 접착제 침착물 사이에 이렇게 형성된 채널 (또는 채널 시스템)은 적층 시트와 부품이 함께 합쳐진 후 시트와 부품 사이에 존재하는 공기의 최적의 추출, 즉 제거를 가능하게 한다. 공기의 추출은 통상 부품의 주변부를 통해, 및/또는 부품에 제공된 진공 홀을 통해 감압/진공을 가함으로써 실시된다. 특히, 연속 채널(채널 시스템)은 시트로 커버된 부품의 전체 표면에 걸쳐 진공 제거에 의해 공기의 균일한 제거를 가능하게 하므로, 이는 실질적으로 (예를 들면, 임의의 제시된 반지름 또는 주변 가장자리에 대한) 부품의 기하구조와 관계없이 일어난다. 추가의 가압에 의한 시트 적층에서, 즉 감압을 가하여 채널을 통해 부품과 시트 사이에 존재하는 공기를 추출하는 것과 함께 압력을 가하여 채널로부터 부품과 시트 사이에 존재하는 공기를 눌러 빼내는 것에 있어서, 채널 시스템에서 발생하는 접착제의 그리드형 도포는 또한 부품과 시트 사이에 존재하는 공기가 부품의 전체 표면에 걸쳐 균일하게 제거될 수 있기 때문에 유리하다.

더하여, 놀랍게도 적층 공정 동안 접착제 도포의 그리드형 채널 형성 구조가 충분히 유지되고, 접착제의 유동이 일어나지 않는다는 것을 발견하였다. 사용되는 접착제의 유형은 제한되지 않으며, 이에 따라 시트 적층에 일반적인 모든 적층 접착제는, 원칙적으로, 사용될 수 있다. 이러한 관점에서, 관련된 기지의 종래 기술이 참조된다.

더하여, 그리드형 접착제 도포는 수분 반응성 접착제가 사용되는 경우 채널을 통해 주변 공기에 그리고 이에 따라 대기의 수분에 충분한 접촉을 가능하게 한다. 이것은 접착제의 불완전한 가교 결합 및 이에 따른 접착이 안된 결함의 형성을 방지한다.

접착제, 특히 핫-멜트 접착제의 그리드형 도포는 자체 기술 분야에서 당업자에게 공지되어 있다. 하지만, 그리드형 도포는 통상 접착제 양의 감소, 발포체와 같은 개방 기재에서의 접착제의 보다 나은 고정, 및 예컨대 폐쇄된 접착제 필름이 바람직하지 않은 통기성 막의 적층에서의 통기성 적층판의 제조의 이유로만 사용된다. 하지만, 감압 또는 감압 및 압력의 동시 적용을 이용한 적층 공정에서, 특히 공기 포함부를 감소시키고 방지하기 위한 이의 목적에 맞는 용도는 공지되어 있지 않다.

그리드형 방식으로 접착제를 적용하는 특정 패턴화 방법이 목적에 맞게 사용되는 경우, 도포된 접착제를 포함하지 않는 (또는 도포된 접착제가 명백하게 더 적은 양을 갖는) 영역, 특허 선형 영역(소위 채널)이 형성된다. 이러한 채널은 적층 공정 동안 충분히 길게 유지됨으로써, 흡입 적용(감압) 또는 흡입 및 공기로부터의 압착의 동시 적용을 통해 시트와 기재 사이에 존재하는 공기의 완전하고 광범위한, 즉 균일한 제거를 가능하게 한다. 바람직하게는, 채널은 적층 공정의 종료시까지 유지되고, 특히 이미-적층된 성형품에서 유지된다.

원칙적으로, 패턴 또는 그리드의 기하구조는, 흡입 또는 흡입 및 압착에 의한 공기의 제거를 가능하게 하고, 수분 반응성 접착제에서 공기의 충분한 허용 (및 이에 따른 접착제에 대한 수분의 허용)을 보장하기에 충분한 채널이 형성되는 것을 보장하는 한 제한되지 않는다.

바람직하게는, 접착제는 도트 또는 스트라이프, 더욱 바람직하게는 각뿔대-형상, 다각형(예, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형, 구각형 또는 십각형), 마름모-형상, 직사각형, 타원형, L-형상, 원형 또는 불규칙 형상의 접착제 침착물의 형태, 특히 각뿔대 형상의 접착제 침착물의 형태로 도포된다.

더하여, 부품의 표준 그레인 패턴으로부터 당업자에게 충분히 공지된 패턴이 또한 사용될 수 있다.

접착제 침착물(특히, 각뿔대 형상의 접착제 침착물)은 바람직하게는 0.1 mm 이상 내지 10.0 mm 이하, 바람직하게는 0.3 mm 이상 내지 5.0 mm 이하, 더욱 바람직하게는 0.5 mm 이상 내지 4.0 mm 이하, 더욱 더 바람직하게는 1.0 mm 이상 내지 3.5 mm 이하, 특히 1.5 mm 이상 내지 2.5 mm 이하의 (기재 표면 상에 측정된) 간격으로 도포된다.

접착제 침착물의 패턴의 깊이, 즉 두께(반응성 기재 표면으로부터 측정된 높이)는, 바람직하게는 0.1 mm 이상 및 1.5 mm 이하, 더욱 바람직하게는 0.2 mm 이상 및 1.0 mm 이하, 더욱 더 바람직하게는 0.5 mm 이상 및 0.8 mm 이하의 범위 내에 있다.

접착제 침착물은 바람직하게는 불규칙 배치 또는 상이한, 바람직하게는 불규칙 배치의 별개의 부분에, 즉 연장된 선형 채널을 형성하는 일 없이, 도포된다. 2차 구조(즉, 접착제 침착물의 특정한 규칙 배치에 의해서만 인식가능한 구조)의 형성은 이에 따라 방지되고, 이는 마감된 적층된 부품의 뷰어가 특히 평활한 표면의 인상을 수득하는 효과를 갖는다. 물론, 기하구조 패턴의 형상에서 규칙적인 접착제 침착물, 이의 조합, 또는 불규칙한 접착제 침착물과의 조합도 가능하다. 또한, 접착제의 패턴은 성형품, 성형품의 형상 및/또는 성형품의 표면에 적합할 수 있다.

특히, 접착제 그리드에 의해 설계/형성된 채널로 인해, 그레인 (또는 편평한, 통상 적합하지 않은 그레인, 또는 평활한 표면을 갖는 것)을 보유하지 않는 부품 및 단지 몇개의 (진공-)홀을 갖는 부품이 또한 적층될 수 있다. 따라서, 유의적으로 적은 수의 결함이 발생한다. 바람직한 이상적인 경우에서, 최종 생성물은 결함을 인지할 수 없다.

접착제가 용융되는 경우(예를 들어, 핫-멜트 접착제가 사용되는 경우), 이는 전체 표면에 걸쳐 유동하지 않는다. 하지만, 적당한 패턴이 존재한다면, 개별적인 소적이 형성되고, 소적들 사이에 채널이 유지된다. 그리고나서 그러한 채널은 부품과 적층 시트 사이의 영역에서 연속적인 공기의 이동, 및 결과적으로 접착제 그리드 내에서 원하는 수평의 진공 이동(공기의 수평 이동, 즉 공기의 제거)을 가능하게 한다.

도 1에는 가열 및 냉각 후 여전히 존재하는 시트와 부품 사이의 접착제 침착물의 드롭 구조가 도시된다.

바람직한 구체예에서, 접착제는 반응성 또는 비반응성 열가소성 핫-멜트 접착제로 이루어진 군에서 선택된다. 바람직한 구체예에서, 접착제는 에틸렌 비닐 아세테이트, 폴리아크릴레이트, 코폴리아미드, 코폴리에스테르, 코폴리에테르, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 및 상응한 공중합체 및/또는 삼원공중합체를 기초로 하는 핫-멜트 접착제로 이루어진 군에서 선택된다.

본 발명에 따른 공정은 일반적으로 적층 시트 및/또는 부품에 접착제를 도포한 후 감압 (또는 진공)을 가함으로써 또는 감압 및 압력을 동시 적용함으로써 적층 시트와 부품의 합체가 수행되는 방식으로 수행된다. 예를 들어 형상이 부품의 것과 적합한 강성 또는 탄성 지지체에 시트를 배치하여 부품 상에 시트를 압착시키거나 시트 상에 부품을 압착시킴으로써 압력에 의한 접합(즉, 압력의 적용)이 실시된다.

접착제의 도포는 바람직하게는 후속 단계에서 적층시키고자 하는 기재에 대향할 적층 시트의 표면 상에 실시된다. 그리드형 방식으로 접착제 코팅된 적층 시트는 부품 상에 즉시 배치된 후 적층될 수 있거나, 또는 대안적으로 저장되고 적층을 위해 나중에 사용될 수 있다. 후자의 경우, 접착제로 미리 코팅된 시트가 바람직하게는 저장되었을 때 안정하다. 이것은 또한 롤링된 물품의 형태인 경우, 저장 및 이동 동안 막히지 않고, 저장 및 이동 동안 패턴의 특성이 유지된다는 것을 의미한다.

진공에 의한 접합은 통상 부품의 주변부를 통해 또는 감압이 가해질 수 있는 부품에 제공된 개구부(소위, 진공 홀)를 통해 진공을 가함으로써 실시된다. 진공 홀의 갯수는 각각의 부품의 크기 및 기하구조, 및 접착제의 패턴/사용되는 접착제의 도포에 따라 맞춰진다. 바람직하게는, 하나 이상의 진공 홀이 부품에 제공된다. 본 발명에 따른 추가의 구체예에서, 2개, 3개, 4개 또는 그 이상의 개구부가 부품(기재 또는 베이스 부분)에 제공된다.

바람직하게는, 적층 시트와 부품의 접합은 특히 접착제의 용융 또는 연화 범위보다 높게 가열로 실시된다.

특히 바람직한 구체예에 따르면, 우선 적당한 핫-멜트 접착제를 그리드형 방식으로 적층 시트에 도포하고, 이어서 적층시키고자 하는 부품과 시트를 합친다. 핫-멜트 접착제는 통상 적층 시트와 부품의 합체 이전 및/또는 동안 이의 용융 또는 연화 온도보다 높게 가열되어, 적층 시트와 부품 사이의 믿을만한 접착제 접합을 보장한다.

적층 시트와 부품 사이의 믿을만한 접합, 및 동시에, 우수한 가공 특성, 예컨대 광학적 특성 등을 모두 보장하기 위해, 접착제는 바람직하게는 10 g/m ² 이상 내지 200 g/m ² 이하, 바람직하게는 50 g/m ² 이상 내지 100 g/m ² 이하의 양으로 사용 또는 도포된다.

도포 후, 접착제는 바람직하게는 접착제 그리드가 제공된 시트 및/또는 부품, 바람직하게는 시트의 전체 표면의 40% 이상 내지 99% 이하, 더욱 바람직하게는 60% 이상 내지 90% 이하, 더욱 더 바람직하게는 70% 이상 내지 85% 이하를 커버한다.

접착제의 도포는 40℃ 이상 및 220℃ 이하, 특히 120℃ 이상 및 190℃ 이하의 범위 내의 온도에서 가열, 통상 용융으로 실시될 수 있다.

본 발명에 따른 공정의 바람직한 구체예에서, 이것은 부품과의 접합 이전 및/또는 동안 적층 시트(접착제로 코팅된 시트)의 가열을 통해 실시된다. 대안적으로, 부품이 또한 가열될 수 있다.

바람직하게는, 용매-불포함 핫-멜트 접착제가 접착제로서 사용된다. 특히, 실온(21℃ +/- 1℃)에서 고체이고, 무수 및 용매-불포함인 접착제이며, 이는 용융된 상태로 접합시키고자 하는 재료에 도포되고, 합체 후, 냉각 동안 고체화에 의해 물리적으로 및/또는 화학적으로 설정된다.

하지만, 또한 적당한 것은, 예를 들어, 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트, 에틸렌/비닐 아세테이트(EVA), 폴리(비닐 아세테이트) (PVAC), 스티렌-이소프렌-스티렌 공중합체(SIS), 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체(SBS), 또는 클로로프렌 고무(CR)를 기초로 한 압력 감지 접착제, 분산 접착제, 용매 접착제이다.

수요에 따라, 적당한 핫-멜트 접착제는, 특히, 열가소성 또는 사실상 반응성인 핫-멜트 접착제일 수 있다.

사용되는 핫-멜트 접착제는, 특히 접합시키고자 하는 재료 및 각각에 관련된 요건, 예컨대 접합의 필요한 온도 또는 내열성 등에 관한 것으로 선택된다.

열가소성 핫-멜트 접착제로서, 에틸렌/비닐 아세테이트(EVA), 폴리올레핀(예, 비정질 폴리-알파-올레핀 또는 메탈로센 촉매작용에 의해 생성된 폴리올레핀), 폴리아크릴레이트, 코폴리아미드, 코폴리에스테르, 및/또는 열가소성 폴리우레탄, 또는 상응한 공중합체 및/또는 삼원공중합체를 기초로 한 것이 특히 사용될 수 있다. 특히 바람직한 것은 메탈로센 촉매작용에 의해 생성된 폴리올레핀인데, 그 이유는 이들이 증가된 택(tack)의 결핍을 갖기 때문이다.

반응성 및, 예를 들어, 수분 경화성, 핫-멜트 접착제로서, 실란-그래프트화된 비정질 폴리-알파-올레핀, 메탈로센 촉매작용에 의해 생성된 실란-그래프트화된 폴리올레핀(예, EP 1 508 579 A1), 또는 이소시아네이트-말단화된 폴리우레탄을 기초로 한 것이 특히 사용된다. 반응성 핫-멜트 접착제에 의해, 수분에 의한 후속 가교 결합은 온도저항성 및 내열성 접합을 유도한다. 이에 따라, 반응성 핫-멜트 접착제는 물리적인 냉각 설정 공정으로부터의 이른 초기 강도의 이점과 후속적으로 발생하는 화학적 가교 결합을 조합한다. 수분 반응성 핫-멜트 접착제가 처리되는 경우, 용융물은 도포되기 전에 수분으로부터 보호되어야 한다.

본 발명에 따른 반응성 수분 경화 핫-멜트 접착제에 적당한 중합체는, 예를 들어, 상품명 "Vestoplast ^® 206" 하에 Degussa AG(독일 마를 소재)에서 구입 가능한 실란-개질된 폴리-알파-올레핀을 포함한다. 본 발명에 따라 특히 바람직한 것은 수 평균 분자량(Mn)이 5,000∼25,000 g/몰, 바람직하게는 10,000∼20,000 g/몰인 실란-개질된 폴리-알파-올레핀이다.

이하 다소 상세하게 기술되는 바와 같이, 비-반응성 중합체를 기초로 하는 첨가제, 수지 및/또는 왁스, 예컨대, 경우에 따라 경화 로진 에스테르 및 지방성 탄화수소 수지 등이, 오픈 타임 및/또는 접착제 특성을 제어하기 위해 반응성 핫-멜트 접착제에 첨가될 수 있다.

시트 및/또는 부품의 표면에, 바람직하게는 전적으로 시트의 표면에 접착제를 도포하는 것이, 상기 기술된 바와 같이, 90℃ 이상 내지 220℃ 이하, 바람직하게는 120℃ 이상 내지 190℃ 이하의 온도 범위에서 실시된다.

핫-멜트 접착제의 우수한 응용성을 실현하기 위해, 처리 온도, 일반적으로 90℃∼200℃에서 일반적으로 50∼1,000,000 mPa·s 범위 내의 브룩필드 점도를 갖는 핫-멜트 접착제가 통상 사용된다.

예를 들면, 본 발명에 따르면, 180℃에서 50∼50,000 mPa·s, 특히 1,000∼10,000 mPa·s, 바람직하게는 5,000∼8,000 mPa·s, 더욱 바람직하게는 5,500∼7,500 mPa·s의 범위 내의 브룩필드 점도를 갖는, 실란-그래프트화된 폴리올레핀, 특히 실란-그래프트화된 폴리-알파-올레핀을 기초로 한 반응성 핫-멜트 접착제가 사용되는 것이 바람직할 수 있다.

반응성 및 가교 결합성 양상을 제어하기 위해, 그러한 목적에 그 자체로 적당한 촉매, 예를 들어, 디부틸틴 디라우레이트(DBTL)가, 통상 그러한 목적에 그 자체로 일반적인 양으로 반응성 핫-멜트 접착제에 첨가될 수 있다. 본 발명에 따른 적당한 촉매의 예는 접착제 화학 분야에서 통상적으로 공지된 촉매, 예컨대 유기 주석 화합물, 예컨대 상기 언급된 디부틸틴 디라우레이트(DBTL), 또는 디부틸틴의 알킬 머캅티드 화합물, 또는 유기 철, 납, 코발트, 비스무트, 안티몬 및 아연 화합물, 및 상기 언급된 화합물의 혼합물, 또는 아민계 촉매, 예컨대 3차 아민, 1,4-디아자비시클로[2.2.2]옥탄 및 디모르폴리노 디에틸 에테르, 및 이의 혼합물을 포함한다. 본 발명에 따라 특히 바람직한 것은 특히 상기 언급된 반응성, 바람직하게는 실란-개질된, 폴리-알파-올레핀을 기초로 하는 접착제와 함께 디부틸틴 디라우레이트(DBTL)이다. 사용되는 촉매(들)의 양은 상당히 다양할 수 있고; 특히, 사용되는 촉매의 양은 접착제의 중량을 기준으로 0.01∼5 중량%이다. 접착제의 도포 특성을 조절하기 위해, 추가의 첨가제, 예컨대 가소제, 고비등 유기 오일 또는 에스테르 또는 가소화를 제공하는 다른 첨가제, 안정화제, 산화방지제, 산 스캐빈저, 충전제, 에이징 방지제 등을 첨가할 수 있다.

상기 언급된 접착제의 오픈 타임 및/또는 접착제 특성, 특히 또한 향상된 취급 특성과 관련된 특성을 조절하기 위해, 비-반응성 중합체, 수지 및/또는 왁스를 기초로 하는 추가의 첨가제가 상기 언급된 핫-멜트 접착제에 추가적으로 첨가될 수 있다. 이러한 방식으로, 접착제 특성은 도포에 따라 조절 또는 조정될 수 있다.

비-반응성 중합체와 관련하여, 이들은, 예를 들어 (i) 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체 또는 삼원공중합체, 특히 12∼40 중량%, 특히 18∼28 중량%의 비닐 아세테이트 함량, 및/또는 8∼800, 특히 150∼500의 용융 유동 지수(MFI, DIN 53735)를 갖는 것; (ii) 폴리올레핀, 예컨대 , 특히 5,000∼25,000 g/몰, 바람직하게는 10,000∼20,000 g/몰의 수 평균 분자량(Mn), 및/또는 80℃∼170℃, 바람직하게는 80℃∼130℃의 환구식 연화 범위를 갖는 비개질된 비정질 폴리-알파-올레핀, 또는 메탈로센 촉매작용에 의해 생성된 비개질된 폴리올레핀(예, DE 103 23 617 A1); 및 (iii) (메타)아크릴레이트, 예컨대 스티렌(메타)아크릴레이트, 및 상기 화합물의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.

비-반응성 수지는, 특히, 탄화수소 수지, 특히 지방족, 환형 또는 지환족 탄화수소 수지, 경우에 따라 개질된 로진(예, 로진 에스테르), 터펜 페놀 수지, 쿠마론-인덴 수지, 메틸스티렌 수지, 중합된 액체 수지 에스테르, 및/또는 케톤 알데히드 수지로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.

비-반응성 왁스로서, 폴리올레핀 왁스, 예컨대 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 왁스, 또는 이러한 기준 하에 개질된 왁스 등이 사용될 수 있다.

본 발명의 특히 바람직한 구체예에서, 부품은 차량의 내장 트림 부품이다. 그러한 부품은, 특히, 천연-섬유-보강된 중합체 재료를 기초로 하는 재료, 예컨대 천연 섬유-, 예컨대, 아마-, 폴리프로필렌 재료, 천연 섬유-, 예컨대, 아마-, PUR, 또는 천연 섬유-, 예컨대, 아마-, 에폭시 수지 재료, 및 사출 성형 공정에 의해 제조된 지지체로 제조되고 폴리프로필렌(PP), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS), 스티렌-이소프렌-스티렌 공중합체(SIS), 폴리카르보네이트 ABS(PCABS), 폴리카르보네이트(PC), 열가소성 폴리우레탄(TPU), 열가소성 폴리올레핀(TPO), 또는 폴리아미드로 제조된다. 이러한 재료들은 자동차 구성품으로 보편화되어 있고 이에 따라 당업자에게도 잘 공지되어 있다.

따라서, 부품은 바람직하게는 천연 섬유-보강된 중합체 재료를 기초로 하는 재료, 예컨대 천연 섬유-, 예컨대 아마-, 폴리프로필렌 재료, 천연 섬유-, 예컨대 아마-, PUR, 또는 천연 섬유-, 예컨대 아마-, 에폭시 수지 재료, 및 사출 성형 공정에 의해 제조된 지지체로부터 선택된 재료로 제조되고 폴리프로필렌(PP), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS), 스티렌-이소프렌-스티렌 공중합체(SIS), 폴리카르보네이트 ABS(PCABS), 폴리카르보네이트(PC), 열가소성 폴리우레탄(TPU), 열가소성 폴리올레핀(TPO), 또는 폴리아미드로 제조된다.

특히 바람직한 것은 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS), 폴리카르보네이트 ABS(PCABS), 폴리프로필렌(PP), 폴리카르보네이트(PC), 열가소성 폴리올레핀(TPO)의 사출 성형 플라스틱 유래 재료, 페놀 수지, 폴리우레탄, 결합제 PP, 광물성 충전제, 플라스틱 섬유, 탄소 섬유, 유리 섬유, 천연 섬유 PP를 포함한 섬유 복합재, 또는 이의 조합이다.

부품은 그레인화될 수 있다. 하지만, 공기의 제거에 부적합한 그레인 불포함 또는 (예컨대 그레인이 너무 편평한 경우인) 그레인 포함 부품이 바람직하다.

더하여, 부품은 바람직하게는 치수적으로 안정하고/하거나 공기-불투과성, 또는 단지 부분적으로 공기-투과성, 또는 진공-투과성이다.

적층 시트는 플라스틱 시트, 바람직하게는 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리올레핀, 열가소성 폴리올레핀(TPO), 폴리카르보네이트, 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리(메타)아크릴레이트, 또는 이의 조합, 이의 공중합체 및 삼원공중합체를 기초로 하는 플라스틱 시트일 수 있다. 하지만, 또한 적합한 것은 다른 (화장) 재료, 예컨대 발포체 적층판, 텍스타일, 금속 호일, 순수 가죽, 인공 가죽, 및 상기 언급된 다양한 재료로 제조된 층 복합재이다. 공기 불투과성은 추가의 막을 사용하여 실현될 수 있다.

적층 시트는 바람직하게는 두께가 0.1 mm 이상 및 7.0 mm 이하, 바람직하게는 1.0 mm 이상 및 3.5 mm 이하, 더욱 바람직하게는 1.5 mm 이상 및 2.5 mm 이하의 범위 내에 있다.

플라스틱 시트는, 특히, 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 기초로 하는 시트를 포함한다. 더하여, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리카르보네이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리(메틸 메타크릴레이트) 및 폴리스티렌을 기초로 하는 시트가 바람직하다. 본원에 사용된 "폴리올레핀", 예컨대 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌은 상응한 에틸렌 및 프로필렌 단독중합체뿐 아니라, 또한 다른 올레핀, 예컨대 아크릴산 또는 1-올레핀과의 공중합체를 의미한다. 따라서, 본원에 사용된 "폴리에틸렌"은, 특히, 0.1 내지 50 중량% 미만의 하나 이상의 1-올레핀, 예컨대 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-옥텐, 1-데센, 또는 1-도데센과의 에틸렌 공중합체를 의미하며, 프로필렌, 1-부텐 및 1-헥센이 바람직하다. 또한, "폴리프로필렌"은, 특히, 0.1 내지 50 중량% 미만의 에틸렌 및/또는 하나 이상의 1-올레핀, 예컨대 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-옥텐, 1-데센, 또는 1-도데센과의 프로필렌 공중합체를 의미하며, 에틸렌, 1-부텐 및 1-헥센이 바람직하다. 바람직하게는, "폴리프로필렌"은 본질적으로 동일배열 폴리프로필렌을 의미한다.

폴리에틸렌 시트는 HDPE 또는 LDPE 또는 LLDPE로부터 제조될 수 있다.

폴리아미드 시트 중, 나일론 6로부터 유래된 것이 바람직하다.

폴리에스테르 시트 중, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 제조된 것이 바람직하다.

폴리카르보네이트 시트 중, 비스페놀 A를 사용하여 제조된 폴리카르보네이트로부터 유래된 것이 바람직하다.

"폴리비닐 클로라이드 시트"란 강성 폴리비닐 클로라이드 또는 연성 폴리비닐 클로라이드 시트를 의미하며, 이때 연성 폴리비닐 클로라이드는 비닐 아세테이트 및/또는 아크릴레이트와 비닐 클로라이드의 공중합체를 포함한다.

본 발명의 의미 내에서 "플라스틱 시트"는 복합 시트, 예컨대 상기 언급된 시트 중 하나를 포함하는 시트, 및 금속 호일 또는 섬유 시트를 포함할 수 있다.

본 발명의 범위 내에서, 자동차 분야에서 통상 사용되는 TPO 발포체 시트를 갖는 미그레인화된 평활 부품 상에서 각종 적층 테스트를 수행하였고, 이때 상이한 부품 기하구조, (TPO 시트 상) 접착제 패턴, 적층 파라미터 및 상이한 보어의 갯수 및 유형, 및 부품 내 보어 위치를 테스트하였다. 부품 재료 및 접착제는, 접착제가 단지 한정된 접착률을 부품에 축적하도록 선택하였고, 이에 따라 적층된 시트의 박리 및 접합 합체부의 정확한 조사가 가능하였다. 본 발명에 따라 적층된 부품의 분석은 공기 포함부 없이 완벽한 접합을 나타냈다.

사실상, 패턴 적용에 의해 형성된 채널은 적층된 성형품에서 여전히 인지가능하였다. 이것은, 예를 들면 (수분 경화 반응성 접착제에 의한 것으로 우려되는) 공기 접촉 부족 영역에서 접착제의 불완전 또는 느린 가교 결합을 방지한다.

도 2에는 부품으로부터 시트를 탈착한 후 접착제 구조의 예시가 도시된다. 부품과 시트 사이에 존재하는 공기의 균일한 제거를 가능하게 하는 밝게 빛나는 채널이 완전하게 유지된다.

선택된 기하구조 및 홀 위치를 갖는 부품에 의해, 다음 홀로부터 10 cm 이상의 거리에 걸쳐, 그리고 중요 영역, 예컨대 가장자리 및 반지름에 걸쳐 접착제 그리드 내 충분한 공기 이동을 보장하는 것이 확인되었다.

더하여, 본 발명자들은 최근 실시에서 요구되는 것과 비교하였을 때 실질적으로 더 적은 수의 진공 홀이 필요하다는 것을 발견하였다. 길이가 패턴 그리드의 길이를 초과하는 세장 홀 형상(예, 롱 홀)은 특히 유용한 것으로 입증되었다. 이에 따라, 이는, 홀이 단일 접착 침착물에 의해 막힐 수 없고, 접착제 그리드에서 홀과 채널 시스템 사이에 항상 접촉이 존재한다는 것을 보장하였다.

동량의 접착제의 전형적 평활(즉, 그리드형 아닌) 롤러 도포에 의한 비교 실험에서는 비-그레인화된 표면 상에서 어떠한 수평적 공기 이동도 제시되지 않았다. 부품 기하구조 및 적층 공정의 역동성으로 인해 부품 상에서 시트가 사실상 "밀려 펴진" 지역에서만, 공기 포함부가 확인되지 않을 수 있었다. 특히, 모든 표면에서는 다수의 홀의 존재에도 불구하고 표면의 약 20∼80%에 걸쳐 공기 포함부에 의해 유도된 습윤 및 접합의 부족이 확인되었다. 또한 접착제 없이 실시된 비교 실험에서는 수평적 공기 이동이 사실상 확인되지 않았다. 연성 시트는 평활 기재에 즉시 밀봉되었다.

실시예

달리 언급되지 않는 한, 당업자에게 익숙한 표준 조건 하에서, 즉, 실온(21℃ +/- 1℃) 및 대기압(1 atm) 하에서, 파라미터의 모든 결정 및 측정이 수행되었다.

하기 실험에서, Jowat AG(독일 소재)의 비-반응성 폴리올레핀계 핫-멜트 접착제(Jowat Toptherm ^® 238.30)가 사용되었다.

Hardo사(독일)의 그라비어 롤러로 롤러 도포에 의해 TPO 시트(Benecke-Kaliko/독일, 0.8 mm 커버 층을 갖는 2 mm 발포체)의 바닥 면에 접착제를 도포하였다.

외부 가장자리에 약 2 cm의 간격으로 진공 홀을 가진 그레인 불포함 폴리옥시메틸렌(POM)의 디스크형 부품(240 mm 직경, 50 mm 깊이)을, 코팅된 시트로 Kiefel사(독일)의 단일 위치 진공 적층 시스템 상에서 적층하였고, 이때 시트의 바닥 면을 180℃에서 가열하였고, 상부 면을 140℃에서 가열하였고, 종 방향 및 횡 방향으로 시트를 5%까지 끌어당겼다. 이어서, 적층된 부품에서, 공기 포함부에 의해 야기된 결함 및 (패턴의 채널을 통한 공기의 이동 범위를 측정하기 위해) 적층된 부분의 크기를 조사하였다.

그 결과를 하기 표에 제시한다: