프리프레그를 위한 일액형 ＵＶ 및 마모 저항성 유색 표층용 필름 조성물 document_id A220623067342

강화된 섬유, 적층 복합 구조의 중합체 메트릭스는 많은 응용분야에서 널리 사용된다. 예컨대, 증가량의 복합 구조가 고성능 항공우주 응용에 사용되고 있다. 항공우주 산업에서 대부분의 복합 부품은 기계적 특성, 폭 넓은 서비스 온도 범위, 및 부품 제조의 용이함의 결합때문에 에폭시 수지계 프리프레그를 사용한다. 항공우주 복합물 응용에 사용되는 에폭시 수지는 이의 뛰어난 기계적 특성때문에 일반적으로 방향족 골격(backbone)의 에폭시 수지다. 그러나, 방향족 에폭시 수지계 복합물은 방향족 에폭시가 좋은 발색단이기 때문에 자외선(UV) 노출로 인해 변색되기 쉽다. 이러한 단점을 극복하기 위해서, 많은 복합물 응용은 부품을 디-몰딩(de-molding)한 후에 즉시 노출된 복합물 표면 전체에 페인트를 바른다. 페인트를 사용하는 것의 단점은 이로 인한 높은 인건비, 높은 유지비, 부가된 중량 및 통상적으로 페인팅 공정에서 사용되는 유기 용매로 인한 역환경적 영향이다. 또한, 항공우주 복합물 응용의 복합 구조에 요구되는 표면 퀄리티를 달성하기 위해서는 페인팅 전 표층용필름의 공경화층을 성분 제조시 이 구조안에 차례로 집적시키는 것이다. 이 표층용필름은 복합물 프리프레그 더미가 층을 이룬 복합물 부품 몰드에 첨가된다. 이 비경화된 시스템은 이후 부품이 몰드로부터 제거될 때, 표층용필름이 페인트 응용전에 상당한 충전 및 모래분사(sanding)를 요구하지 않는 매끄러운 표면적을 남기도록 경화된다. 표층용필름은 노동, 시간, 비용을 감소시키면서, 표면 퀄리티는 개선하는데 사용된다. 에폭시계 필름은 광범위하게 복합체 표면 응용을 위해 사용된다. 이러한 필름은 부품을 마무리처리하는데 필요한 시간 및 인건비를 최소화하도록 고안된다. 그러나, 항공기 구조의 중량 감소 및 비용 모두에 대한 현 산업의 관심으로는 복합 구조 마무리처리의 대안적인 방법이 요구된다. 항공우주 복합물 제조의 추가적인 특징은 노출된 표면이 공기역학적 목적을 위해 더 매끄러운 표면을 필요로 한다는 것이다. 프리프레그 시스템으로 공경화한 후 표층용필름은 몰드 방출물을 제거하기 위해 모래가 분사된 후, 충전물이 적용된다. 이 충전물은 이후 매끄러운 표면을 제공하기 위해 반복적으로 경화되고 모래분사된다. 이는 페인트 프라이머(primer), 모래분사의 적용, 페인트 프라이머의 재적용, 및 이후 페인트의 마무리처리 상부 코팅 적용에 뒤따른다. 이 공정은 많은 노동을 수반하고, 주기적으로 재마무리처리하는 것을 필요로 한다. 더욱이, 통상적인 표층용필름은 UV 저항인 것으로 고안되지 않고, UV에 노출 후, 색 변화 및/또는 표면 분해 즉, 페인트 접착력의 감소 및 초킹(chalking)을 나타낸다. UV 흡수재 및 안정화제를 함유함으로써 이러한 방향족 에폭시계 필름의 UV 저항력을 개선하기 위한 노력은 성공적이지 않았다. 사이텍 엔지니어드 메터리얼스 인코포레이티드 오브 템페, 에이지에서 공급된 Surface Master？ 905와 같은 표층용필름을 방향족 에폭시의 산화방지제로 개질하기 위한 시도가 있었지만, UV 저항에서 두드러진 개선을 이끌지는 못했다. 지방족 에폭시가 UV 노출에 대한 저항력을 개선하기 위해 사용되었지만, 잠재성(latent) 아민과의 반응성에는 둔하고, 구조적인 프리프레그 시스템과의 공경화 응용을 위한 안정한 일면 필름으로는 부적합하다. 또한, 이러한 저점도의 지방족 에폭시는 페이스트(paste) 또는 포팅(potting) 응용을 위해 지방족 아민 또는 무수물로 경화된다. 이들의 저점도는 또한 이들을 표층용필름에 부적합하게 만든다. 또한, 이들의 낮은 기계적 특성은 이들을 항공우주 응용에 사용하는 것을 경솔한 행동으로 만든다. 지방족 에폭시 수지는 (1)이들의 저점도때문에 항공우주 기술에서는 필름으로의 개조에 적합한 것으로 인식되지 않고; (2) 표준 프리프레그 시스템과 융화하기 위해 필요한 아민 경화에 대한 잠재물질로 교시되고 있지 않으며, (3) 항공우주에 경화된 복합물로 적합하지 않는 저경도; 및 (4) 저온(250℉-350℉) 경화에 대한 잠재성이 교시되고 있지 않다. 겔막 또는 페인트와 같은 다른 보호코팅의 사용은 UV 노출 및 마모로부터 표층용필름을 보호하는 보다 효과적인 방법이다. 그러나, 겔막 및 페인트는 모두 정기적인 보수관리가 필요하고, 영구적인 해결법으로 간주되지 않는다. 페인트 대체물로 여겨져온 3M？ Applique과 같은 압력에 민감한 접착안감을 보유하는 유색 PTFE계 필름이 또한 개발되어왔다. 이러한 PTFE계 필름은 UV 안정도 및 접착안감 사용의 용이성을 제공하되, 윤곽영역에서 작용하기에는 드랩어빌리티(drapability)가 없다. 또한, 페인트는 추가 중량을 항공우주선에 부가한다. 그러나, 이 기술은 바닥 응용을 위한 주변 경화 에폭시 수지에서 유색제로 사용된 안료가 항공우주 응용에서 복합물 부품으로 공경화하기 위한 필름이 아닌 액체로 분무되거나 코팅되는 것을 교시한다. 드레이프(drape) 및 핸들어빌리티(handlability)를 보유하고, 마모 및 UV 저항성을 제공하는 방향족 구조의 에폭시 수지계 프리프레그로 공경화될 수 있는 새로운 표층용필름이 분명히 필요하다. 본 발명은 종래기술의 단점을 극복하고, 페인트보다 매우 비용 효율적인 대안물 및 아플리케(appliques)와 같은 필름을 포함하는 마모 저항 용액을 제공한다.