KR0130870B1 - 필름형 열용융 접착제 조성물과 그 제조방법 - Google Patents

필름형 열용융 접착제 조성물과 그 제조방법

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KR0130870B1
KR0130870B1 KR1019940010837A KR19940010837A KR0130870B1 KR 0130870 B1 KR0130870 B1 KR 0130870B1 KR 1019940010837 A KR1019940010837 A KR 1019940010837A KR 19940010837 A KR19940010837 A KR 19940010837A KR 0130870 B1 KR0130870 B1 KR 0130870B1
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Abstract

내용 없음.

Description

필름형 열용융 접착제 조성물과 그 제조방법
본 발명은 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체( EVA : Ethylene Vinyl Acetate Copolymer)를 기본 수지로 한 필름(Film)형 열용융형 접착제 조성물과 그 제조방법에 관한 것이다.
통상, 기본 폴리머 조성으로 되어 있는 필름형 열용융 접착제(HMA: Hot Melt Adhesive)는 종이, 목재, 유리, 플라스틱, 스폰지, 금속 등의 피착제에 대해 접착이 용이하고 강한 접착 작용으로 각종 투명 필름과 코팅 제품의 제조, 방수처리, 보강제 및 기능성 복합소재 제조등의 여러 산업분야에서 다양하게 사용된다.
종래 기술의 경우, EVA에멀죤을 사용하여 오리지널 폴리프로필렌(OPP)필름 코팅을 하고, 도포량으로 EVA에멀죤을 대략 7∼10g/㎡ 도포하는 등 다량 도포에도 불구하고 균일한 광택성이 결여되는 등 문제가 있었다. 또한, 상온 박리강도도 종래의 경우 1∼2㎏/㎠이나 본 발명의 경우 3∼4㎏/㎠로 획기적으로 증가된다.
상기 용융접착제(HMA)는 상온에서 고체상태로 되어 있는데 사용할 때에는 가열용융시켜 각종 기재에 도포, 접착시키면 응고되어 접착력을 나타내는 접착제이다. 지금까지 용융접착제(HMA)는 요구되는 물성을 갖기 위해 기본 수지로서 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌 아크릴레이트 공중합체 등의 에틸렌계 공중합체와, 폴리에틸렌, 열가소성 고무, 폴리아마이드, 폴리에스테르 등의 열가소성 고분자 물질을 사용해서 여기에 점도 조절제인 왁스류와 점착 부여수지인 천연 및 석유수지를 가해 용융 혼합, 제조되어 왔다. 이렇게 하여 제조된 용융접착제(HMA) 적용방법은 용융가열장치에서 어플리케이터(applicator), 즉 접착장치로 송출시키는 기계적 설비상으로는 물론 장기 고온 유지에 따른 용융접착제의 물성변화, 심한 경우는 탄화 현상까지 발생하는 문제점을 갖고 있다. 더욱이 원할한 제품 생산을 위해서 용융접착제도 오픈 타임(Open time), 셋팅 타임(Setting time)을 완벽하게 맞추면서 동시에 충분한 접착력을 유지시키는 데에는 취급상의 많은 주의를 요하는 등의 여러 가지 문제점이 제기되어 왔다.
본 발명상의 필름형 용융접착제는 접착시 필요한 가열 처리만 해주면 피착제에 대한 접착이 가능하기 때문에 용융접착제 제조시 필요한 접착 물성만 갖게 하여 주므로써 종래의 용융접착제의 적용상의 제반 문제를 해소하도록 한 것이다.
따라서 종래 용융접착제에 따른 상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 각종 피착제에 대해서 우수한 접착성, 내열성, 내한성을 갖춘 용융접착제(HMA)를 필름(Film) 한쪽면 또는 양쪽면에 용융도포하고 이 용융접착제를 기계적으로 맞추기 어려운 제반 조건을 단순 가열만으로 우수한 접착은 물론 재료의 표면 코팅(coating)까지 가능하도록 한 핫 멜트 접착제(Hot melt Adhesive)를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여 표면에 도포가 용이하고 접착용도에 따라 접착력, 내열성, 내한성, 투명성 등을 가진 핫 멜트 접착제를 제조하기 위한 방법 및 그 접착제 조성물을 제공하기 위한 것으로, 필름에 코팅시킨 핫 멜트 접착제를 고가의 특수한 접착장치나 방법을 사용하지 않고도 용이하게 접착되게 하므로써 범용화가 가능한 접착제 제공은 물론 광택, 방수, 보강 등의 가능성을 부여하도록 한 것이다.
즉, 본 발명은 상술한 목적을 위하여 기본적으로, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(EVA : Ethylene Vinyl Acetate Copolymer)를 기본 수지로 하되, 기능성 HMA제조를 위하여 비닐 아세테이트(VA) 함량이 25∼30%이고 접착 효율을 높이기 위하여 용융지수(MI: Melt Index)가 150 dg/min이상 되는 EVA 수지를 전체 100중량부에 대하여 50∼60중량부로 혼합 구성하고, 점도 조절제로서 연화점이 65℃이상인 왁스류를 8∼12중량부 첨가하며, 아울러 점착 부여수지는 연화점이 80∼110℃로 되는 석유 수첨수지(C5, C9)와 스티렌 공중합체(Styrene Copolymer)를 혼합하여 20∼30 중량부로 사용하며, 또한 표면점착성과 응집력에 균형을 부여하기 위햐여 폴리부텐(Polybutene)계 수지를 8∼12중량부 첨가하고 필요에 따라 산화방지제를 1∼2중량부 첨가하여 140℃까지 가열하면서 용융혼합하여 연화점 이상에서 각종 필름, 금속 또는 금속증착필름, 각종 종이류 등의 일면 또는 양면에 1∼10㎛도포하여 사용하도록 한 필름 코팅용 용융접착제 조성물 및 그 제조방법으로 되어 있다.
상기 조성을 가진 본 발명상의 용융접착제(HMA)조성물은 연화점이 약 70∼90℃ 또는 조성성분부에 따라서는 그 이상이고 통상 160℃에서 용융코팅시 700∼1200pcs 범위의 점도를 가질 때 필름코팅에 유리하며, 또한 상기 물성을 가진 용융접착제 조성물을 각종 합성 고분자 필름, 금속 또는 금속 증착필름, 각종 종이류에 한쪽면(一面) 또는 양쪽면 도포하여 필름형으로 용융접착이 가능하도록 한 것으로 종래에 비하여 일층 접착효율을 높이면서도 극히 사용이 편리하도록 한 조성물이다.
본 발명에 사용되는 기본 수지인 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(EVA)수지는 각종 수지 중에서 선정한 것으로 선정 이유는 도포가 가능하고 용융접착 기능을 충분히 발휘할 수 있는 물성 조절이 유리한 특성을 갖춘 수지이기 때문이다. 이 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(EVA)수지는 분자 내에 비닐 아세테이트 함량(VA%)과 열용융 유동속도(MFR)정도에 따라 그 그레이드(grade)가 결정되며, 물리적 특성 또한 이들 인자에 의존된다. 아세테이트 함량(VA%)은 EVA수지의 결정화도(Crystallinity)와 극성도(Polarity)의 지표(Index)가 된다. VA%가 증가되면 용융 및 결정화 온도가 낮아지고, 접착력과 배합성은 증가되나 필름의 경도(Hardness)는 감소시키는 경향을 보여주고 있기 때문에 본 발명은 용융접착제(HMA)요구 물성에 맞추기 위해서 VA%이 25∼33%로 되는 EVA수지를 사용하였다. 또한 EVA수지분자량 크기와 상관성이 높은 열용융유동속도(MFR)는 최소 150dg/min(180℃)이상되는 EVA수지물성이 실험적으로 요구되었다.
열용융유동속도(MFR)가 증가하면 용융점도, 연화점(Ring Bell softening point)이 낮아지는 경향을 나타나며 동시에 접착력과 내열성이 감소된다. 따라서, 오리지널 폴리프로필렌 또는 폴리프로필렌필름(OPP Film)과 같은 저용점의 필름에 코팅을 하기 위해서는 열용융유동속도가 상당히 높은 것을 사용하여야 한다. 그러나 응집력과 집착력을 고려하여 지나치게 높지 않은 적정수준의 열용융유동속도가 요구된다.
본 발명의 특징은 에틸렌 비닐 아세테이트 수지의 기계적 코팅에 유리하도록 비교적 높은 열용융유동속도와 기타 첨가제 즉, 점착제, 합성고무 등의 배합성에 유리한 VA함량을 조화있게 배합시키기 위해서 전체 중량 100부에 대해서 50∼60부 사용으로 본 발명의 기능성 HMA제조를 성공적으로 유도할 수 있다.
본 발명에 사용된 왁스는 HMA에서 흔히 사용하는 파라핀 왁스, 미세 결정화 왁스(micro crystalline wax), 캐스터 왁스(castor wax), 염소화 왁스(chlorinated wax)등이며, 이들 왁스 중에서 용융점이 65℃ 이상되는 파라핀 왁스가 비교적 양호하였다.
점착 부여수지는 석유 수첨 수지계 C9계와 C5계 중 연화점이 100℃정도의 것과 스테렌 공중합체( Tg 36℃, 용융점도: 10 포아즈(poises)에서 138℃)의 연화점이 85℃ 정도의 것을 3:2 비율로 20∼30 중량부를 사용할 때 코팅적성과 양호한 접착력을 나타내는 것임을 실험결과 알게 되었다. 로진(Rosin)계 수지는 접착력만 고려한다면 사용할 수 있으나, 무명 투명 필름 코팅용 HMA는 무색 투명성 유지를 위해서 사용하기 어렵다. 그리고 표면 접착성과 응집력의 균형을 부여하기 위해서 폴리부텐(Polybuten)을 8∼12중량부 사용하였다. 이 폴리부텐은 투명하고 불순물이 함유되지 않은 무독성 액상으로 이소부텐(isobuten)을 주체로 한 일부의 n-부텐(n-buten) 반응해서 얻어진 공중합체로서 평균 분자량이 900∼2300이고, 동점도가 100F에서 300,000cst점도의 것이 양호하였다.
산화방지제로서 벤젠프로판산(benzenpropanic acid), 3, 5-bis(1, 1-dimethylethyl)-4-하이드로옥시옥타텔 에스테르(hydrooxyoctadecyl ester)등의 페놀계를 1%사용하고, 디옥틸파탈레이트(dioctylphthalate)등의 가소제를 부분적으로 첨가할 수 있다.
이상과 같이 각종 필름 표면에 도포가 용이하고, 각종 피착제에 접착력이 우수한 HMA가 제조될 수 있기 때문에 필름형HMA를 본 발명에서 제공할 수가 있었다.
본 발명은 또한 필름형HMA제조를 위하여 HMA코팅을 위한 재료로서 각종 합성고분자 필름(예컨데 폴리비닐클로이드, 폴리프로필렌, 폴리에스텔 등), 금속 또는 금속 증착 필름, 각종 종이류(가공 종이류) 사용할 수 있으며, 이 재료의 용점이 100℃이상이면 HMA용융코팅이 일반적인 기계적 코팅 등이 가능하며, 적용 용도에 따라 코팅 재료(필름류)의 종류가 선정되고, HMA코팅 두께( 1∼10㎛)를 조정하여 제조할 수 있다. 또한 코팅하고자 하는 재료에 HMA코팅을 용이하게 유도하고, 기능성을 부여하기 위해서 전처리(방전처리, 코팅라미네이션 등)을 할 수 있다.
(실시예1)
EVA수지(VA28%, 열용융유동속도 400dg/min) 55중량부, 파라핀 왁스(연화점 70℃) 10 중량부, 석유수첨 수지(C9, 연화점 100℃) 24중량부, 크리스탈린(crystallin)계 석유수지(연하점 85℃) 10 중량부, 폴리부텐( 동점도 89℃에서 300,000cst) 10 중량부 및 페놀계 산화방지제 1 중량부를 첨가하여 160℃까지 가열하면서 용융혼합하여 필름코팅용 HMA를 제조하였다.
이 HMA의 물성은 연화점이 75℃이고, 160℃에서 900cps 가 되었다. 이 HMA를 180℃로 용융해서 로울 코터(Roll Coater)로 두께 15μm의 필름 폴리프로필렌필름(표면에 방정처리)에 2.8㎛ 두께로 일면 코팅하여 필름형 HMA를 제조했다. 이 HMA 필름은 그라비아 인쇄용지 표면에 열융착 라미네이팅 처리결과 표면 광택 상태가 양호하고 10㎜폭에 중앙이 되게 하고 20㎜폭에서 90도 박리를 행하였을 때의 접착강도가 3∼4㎏/㎠ 되었다.
(실시예2)
EVA수지(VA28%, 열용융유동속도 800dg/min) 60중량부 수지만 변경하고 기타 HMA조성은 (실시예1)와 같게 제조하여 180℃에서 20㎛의 폴리에틸렌 필름에 양면 코팅(코팅 두께3㎛) 처리한 HMA 필름을 제조하였다.
이 HMA 필름으로 폴리비닐클로라이드(두께 5㎜)판과 폴리에스테르(두께 1.5mm)천을 용융접착 결과 8∼10㎏/㎠ 접착강도를 얻었다.
(실시예3)
상기 실시예 1의 본 발명상의 필름형 HMA 열융합코팅을 두께 2㎜의 옵션 인쇄된 보드지에 HMA 3.5 g/㎡을 도포하여 접착한 결과 균일한 광택을 얻고 상온 박리강도도 양호한 값인 3.9㎏/㎠를 얻었다.

Claims (2)

  1. 비닐아세테이트(VA)함량이 25∼30%이고 용융지수가 150dg/min이상되는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(EVA) 수지 50∼60 중량부, 점도 조절제로서 연화점이 65℃이상되는 왁스류 8∼12 중량부와 또한 점착 부여제로서 연화점이 80∼110℃되는 석유수첨수지(C5, C9)와를 스텔렌 공중합체(styrene copolymer)와 혼합인 것을 20∼30중량부와, 또한 표면 점착성과 응집력상 균형을 부여하기 위하여 폴리부텐계 수지를 8∼12 중량부 및 필요에 따라 산화방지제 1∼2중량부를 첨가하여 140∼180℃까지 가열하면서 용융혼합하여 연화점 이상에서 각종 필름, 금속 또는 금속증착필름, 각종 종이류 등의 일면 또는 양면에 1∼10㎛ 도포하여 사용하도록 한 필름코팅용 용융접착제 조성물의 제조방법
  2. 제1항에 있어서, 상기 필름코팅용 용융접착제(HMA) 조성물은 연화점이 70∼90℃이고, 통상 160℃에서 700∼1200 cps 의 점도를 가지는 것을 특징으로 하는 필름열용융형 접착제 조성물의 제조방법
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020048672A (ko) * 2000-12-18 2002-06-24 유현식 에틸렌비닐아세테이트계 접착성 수지 조성물
KR20200080092A (ko) * 2018-12-26 2020-07-06 후이조우 이두 스테이셔너리 서플라이즈 캄파니 리미티드 인쇄물용 열라미네이팅 필름

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