KR100674593B1

KR100674593B1 - 반응성 폴리올레핀계 핫멜트 접착제

Info

Publication number: KR100674593B1
Application number: KR1020060008322A
Authority: KR
Inventors: 션-이 왕
Original assignee: 체릉 타이 테크놀러지 코포레이션 리미티드
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2006-01-26
Publication date: 2007-01-25

Abstract

본 발명은, 반응성 폴리올레핀으로서, 10 내지 80 중량%의 실록산기 그래프트 비정질 폴리올레핀; 접착 증강제로서, 10 내지 70 중량%의 석유계 수지, 테르펜계 수지, 또는 로진계 수지; 및 촉매로서, 0.1 내지 3 중량%의 유기 주석계 촉매, 인산염계 촉매, 또는 금속 착물 촉매를 포함하는 반응성 폴리올레핀계 핫멜트 접착제를 제공한다.

본 발명에 따르면, 습기와 접촉 시에 가교 반응되며, 고도의 내부 응집력을 갖는 폴리머 화합물로서, 향상된 접착력 및 내열성을 가지며, 종래의 폴리올레핀계 핫멜트 접착제에 비하여 우수한 내고온, 내저온 특성을 가지며, 반응이 완료된 후, 연화점이 170℃ 이상에 달할 수 있는, 반응성 폴리올레핀계 핫멜트 접착제를 제공할 수 있다.

폴리올레핀, 핫멜트 접착제, 습기, 가교, 내고온 특성, 내저온 특성

Description

반응성 폴리올레핀계 핫멜트 접착제 {REACTIVE POLYOLEFIN HEAT MELTING ADHESIVE}

본 발명은 반응성 폴리올레핀계 핫멜트 접착제에 관한 것으로서, 특히 물품의 접착에 이용되는 반응성 폴리올레핀계 핫멜트 접착제에 관한 것이다.

종래의 폴리올레핀계 핫멜트 접착제는 물리적인 폴리머 혼합물로서 일시적인 접착을 형성하는 데 이용된다. 따라서, 영구적으로 견고하게 접착시키고자 하는 목적을 달성할 수 없는데, 이는, 재료 간 접착력이 주로 투묘(anchorage) 효과를 통해 형성되며, 원료 자체의 특성으로 인해 온도의 영향을 많이 받으므로 내열 범위가 작아지기 때문이다. 종래의 폴리올레핀계 핫멜트 접착제의 연화점은 통상적으로 70℃ 내지 160℃이다.

통상의 폴리올레핀계 핫멜트 접착제는 주로 하기 성분으로 구성된다.

폴리올레핀:

상기 폴리올레핀의 예로서는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 프로필렌-부틸렌 공중합체, 에틸렌-프로필렌-부틸렌 삼중합체 등과 같은 비정질 폴리올레핀을 들 수 있고, 상기 폴리올레핀은 상기 폴리올레핀계 핫멜트 접착제 중에 10 내지 50 중량%의 양으로 포함된다.

접착 증강제:

상기 접착 증강제의 예로서는 석유계 수지(C5 석유 수지, C5/C9 석유 수지, C9 석유 수지, 수첨 C5 석유 수지, 수첨 C5/C9 석유 수지, 수첨 C9 석유 수지 등), 테르펜계 수지(수첨 페놀화 테르펜 수지, 페놀화 테르펜 수지, 수첨 테르펜 수지 등), 로진계 수지(로진 수지, 수첨 로진 수지, 에스테르화 로진 수지, 수첨 에스테르화 로진 수지 등)를 들 수 있고, 상기 접착 증강제는 상기 폴리올레핀계 핫멜트 접착제 중에 10 내지 50 중량%의 양으로 포함된다.

연화 오일:

상기 연화 오일의 예로서는 방향족계 오일(aromatic base oil), 나프텐계 오일, 파라핀계 오일 등을 들 수 있고, 상기 연화 오일은 상기 폴리올레핀계 핫멜트 접착제 중에 0% 내지 30 중량%의 양으로 포함된다.

그러나, 전술한 바와 같은 구성을 갖는 핫멜트 접착제는 주로 투묘 효과에 의해 그 접착력이 형성되므로 접착력이 충분하지 않고, 내열성이 좋지 않아 고온 환경에서 접착 효과를 상실하므로 접착물이 분리되기 쉽다.

본 발명자는 종래 기술에 따른 핫멜트 접착제의 사용 과정에 존재하는 문제점을 감안하여 그 문제를 개선하고자 연구를 진행하였으며, 끊임없는 시험과 노력을 통하여 본 발명을 달성하였다.

본 발명의 목적은, 습기와 접촉 시에 가교 반응되며, 고도의 내부 응집력을 갖는 폴리머 화합물로서, 향상된 접착력 및 내열성을 가지며, 종래의 폴리올레핀계 핫멜트 접착제에 비하여 우수한 내고온, 내저온 특성을 가지며, 반응이 완료된 후, 연화점이 170℃ 이상에 달할 수 있는, 반응성 폴리올레핀계 핫멜트 접착제를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다음과 같은 반응성 폴리올레핀계 핫멜트 접착제를 제공한다. 여기에서 본 발명의 접착제는 적어도 하기 성분을 포함한다.

반응성 폴리올레핀:

주로 실록산기 그래프트 비정질 폴리올레핀으로서, 본 발명의 핫멜트 접착제 중에 10 내지 80 중량%의 양으로 포함된다.

접착 증강제:

주로, 석유계 수지(C5 석유 수지, C5/C9 석유 수지, C9 석유 수지, 수첨 C5 석유 수지, 수첨 C5/C9 석유 수지, 수첨 C9 석유 수지), 테르펜계 수지(수첨 페놀화 테르펜 수지, 페놀화 테르펜 수지, 수첨 테르펜 수지), 또는 로진계 수지(로진 수지, 수첨 로진 수지, 에스테르화 로진 수지, 수첨 에스테르화 로진 수지)로서, 본 발명의 핫멜트 접착제 중에 10 내지 70 중량%의 양으로 포함된다.

촉매:

상기 촉매를 예시하면, 유기 주석계 촉매(예컨대, DBTL), 인산염계 촉매, 또는 금속 착물를 들 수 있고, 상기 촉매는 본 발명의 핫멜트 접착제 중에 0.1 내지 3 중량%의 양으로 포함된다.

본 발명의 핫멜트 접착제는 하기 성분을 더 포함할 수 있다:

폴리올레핀: 상기 폴리올레핀을 예시하면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 프로필렌-부틸렌 공중합체, 에틸렌-프로필렌-부틸렌 삼중합체와 같은 비정질 폴리올레핀을 들 수 있고, 상기 폴리올레핀은 본 발명의 핫멜트 접착제 중에 0 내지 50 중량%의 양으로 포함된다.

합성 고무: 상기 합성 고무를 예시하면, 스티렌-부타디엔, 스티렌-부타디엔-스티렌, 스티렌-이소프렌-스티렌, 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌, 또는 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 등을 들 수 있고, 상기 합성 고무는 본 발명의 핫멜트 접착제 중에 0 내지 50 중량%의 양으로 포함된다.

에틸렌 비닐아세테이트(EVA): 본 발명의 핫멜트 접착제 중에 0 내지 50 중량%의 양으로 포함된다.

왁스: 상기 왁스의 예로서, 미세결정 왁스(microcrystalline wax), 합성 왁스(폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스, 액시드 왁스(acid wax))를 들 수 있고, 상기 왁스는 본 발명의 핫멜트 접착제 중에 0 내지 30 중량%의 양으로 포함된다.

연화 오일: 상기 연화 오일의 예로서, 방향족계 오일, 나프텐계 오일, 파라핀계 오일을 들 수 있고, 상기 연화 오일은 본 발명의 핫멜트 접착제 중에 0 내지 30 중량%의 양으로 포함된다.

경화제: 상기 경화제의 예로서, 폴리에스테르 다가알코올, 폴리에테르 다가알코올, 또는 에틸렌-트리메틸실록산을 들 수 있고, 상기 경화제는 본 발명의 핫멜 트 접착제 중에 0 내지 10 중량%의 양으로 포함된다.

본 발명의 반응성 폴리올레핀은 물(H₂O)분자가 존재하는 분위기 하에 가교 반응을 일으켜, 고도의 내부 응집력을 가진 망상 구조의 폴리올레핀-실리카 폴리머를 형성함으로써, 향상된 접착력 및 내열성을 갖는다. 본 발명에 따른 접착제는 종래 기술에 따른 폴리올레핀 핫멜트 접착제에 비해 우수한 내고온, 내저온 특성을 가지며, 반응이 완료된 후, 그 연화점이 170℃ 이상에 달할 수 있으므로 결합 및 내열 효과가 우수하다.

본 발명에 따른 반응성 폴리올레핀계 핫멜트 접착제는 주로 하기와 같이 이용된다.

물품의 접착: 신발 제조업에 이용되는 물품의 접착, 자동차 업계에서의 부품 및 내장품의 접착, 합성포(合成布) 접착, 목공 접착, 제본업에 이용되는 아교 등.

필름 재료: 미끄럼방지막을 형성할 수 있으며, 플라스틱 또는 일반 물품 표면의 압출적층막으로 이용된다.

충전재: 운동기재 내부에 충전되어, 진동 감소 및 완충용 재료로서 이용된다.

본 발명에 따른 반응성 폴리올레핀계 핫멜트 접착제와 재료의 반응 메카니즘으로서, 상기 접착제와 접착될 재료는 그 표면 상에서 하기 반응식에 따라 반응하여 가교된다.

(반응식)

상기 반응식에서, R은 1개 내지 12개의 알킬기를 갖는 탄소 원자이다.

본 발명에 따른 반응성 폴리올레핀계 핫멜트 접착제는 습기와 접촉 시에 가교 반응을 일으켜(하기의 화학식에서 표시한 바와 같음), 고도의 내부 응집력을 갖는 폴리머 화합물을 형성함으로써 접착력 및 내열성을 향상시킬 수 있기 때문에, 통상의 폴리올레핀 접착제에 비하여 우수한 내고온 및 내저온 특성을 가진다:

(화학식)

.

(실시예)

A. 동물 가죽과 합성포의 접착에 대한 이용 실시예.

동물 가죽과 합성포의 접착 시, 종래의 일반적인 핫멜트 접착제를 이용하는경우, 동물 가죽 내에 대량의 오일이 포함되어 있기 때문에 장기적으로 사용하는 경우에는 오일이 삼투에 의해 삼출(渗出)되어, 상기 종래의 일반적인 핫멜트 접착제가 갖는 내부 응집력이 파괴됨으로써 접착 효과가 저하되었다. 한편, 본 발명에 따른 반응성 폴리올레핀 핫멜트 접착제를 사용하는 경우에는 그 성분 배합 설계 및 원료의 특수성으로 인해 영구적인 접착을 달성할 수 있었다.

성분 배합:

본 발명의 실시예에 따른 반응성 폴리올레핀계 핫멜트 접착제는 다음과 같은 성분을 포함한다.

반응성 폴리올레핀: 실록산기 그래프트 비정질의 폴리올레핀으로서, 상기 핫멜트 접착제 중에 60 중량%의 양으로 포함된다.

접착 증강제: 수첨 C9 석유 수지로서, 상기 핫멜트 접착제 중에 34.7 중량%의 양으로 포함된다.

촉매: 인산염계 촉매로서, 상기 핫멜트 접착제 중에 0.3 중량%의 양으로 포함된다.

합성 수지: 스티렌-부타디엔-스티렌으로서, 상기 핫멜트 접착제 중에 5 중량%의 양으로 포함된다.

먼저, 단일 반응조에서 통상의 합성 고무에 상기 접착 증강제를 첨가한 다음, 170℃의 온도에서 가열하였다. 이렇게 하여 얻어진 혼합물을 완전히 용융, 및 혼합시킨 다음, 상기 반응성 폴리올레핀을 첨가한 후, 170℃의 온도에서 가열하였다. 얻어진 혼합물을 완전히 용융, 및 혼합시킨 다음, 상기 촉매를 첨가한 후, 170℃의 온도에서 교반하면서 가열하여 완전히 혼합시킴으로써, 본 발명에 따른 반응성 폴리올레핀 핫멜트 접착제가 얻어졌다. 본 발명에 따른 반응성 폴리올레핀 핫멜트 접착제가 습기와 반응하면, 전술한 바와 같은 가교 반응을 일으켜, 물품의 접착 효과를 향상시킬 수 있다.

B. 신발 밑창(발포형 EVA와 고무)의 접착에 대한 이용 실시예.

통상의 핫멜트 접착제를 이용하여 신발 밑창(발포형 EVA와 고무)을 접착하는 경우, 밑창 재료인 발포형 EVA와 고무의 접착면이 모두 치밀한 표면을 가지므로, 투묘 접착에 불리하여 영구적인 접착을 이룰 수 없기 때문에 신발 밑창이 탈락되기 쉽다. 통상적으로, 신발 밑창의 최저 접착 강도는 2.5 ㎏f/cm에 달해야 한다. 뿐만 아니라, 제품을 사용함에 있어서 제약이 따르기 때문에, 장기간 사용에 따른 지면과의 마찰, 및 족부를 감싼 부분에서 발생하는 상온보다 높은 온도로 인해, 상기 통상의 핫멜트 접착제가 연화됨으로써 신발 밑창이 미끄럽게 된다. 한편, 본 발명에 따른 반응성 폴리올레핀계 핫멜트 접착제를 사용하는 경우에는 상기 접착제 성분의 배합 설계와 원료의 특수성으로 인해, 신발 재료와 화학 반응을 일으켜 영구적인 접착을 형성하고, 상대적인 내온성을 구비하게 된다.

성분 배합: 본 발명의 실시예에 따른 반응성 폴리올레핀계 핫멜트 접착제는 아래와 같은 성분을 포함한다.

반응성 폴리올레핀: 실록산기 그래프트 비정질의 폴리올레핀으로서, 본 발명 의 핫멜트 접착제 중에 60 중량%의 양으로 포함된다.

접착 증강제: 수첨 C9 석유 수지 및 수첨 로진 수지로서, 본 발명의 핫멜트 접착제 중에 각각 17.7 중량%, 및 10 중량%의 양으로 포함된다.

촉매: 인산염계 촉매로서, 본 발명의 핫멜트 접착제 중에 0.3 중량%의 양으로 포함된다.

폴리올레핀: 에틸렌-프로필렌-부틸렌 공중합체의 비정질 폴리올레핀으로서, 본 발명의 핫멜트 접착제 중에 5 중량%의 양으로 포함된다.

에틸렌 비닐 아세테이트(EVA): 본 발명의 핫멜트 접착제 중에 5 중량%의 양으로 포함된다.

경화제: 에틸렌-트리메틸실록산으로서, 본 발명의 핫멜트 접착제 중에 2 중량%의 양으로 포함된다.

170℃의 온도 조건에서 상기 폴리올레핀, 에틸렌 비닐 아세테이트, 및 접착 증강제를 반응조에 넣고 가열하였다. 상기 각각의 성분을 완전히 용융, 및 혼합시킨 다음, 상기 촉매를 첨가한 후, 170℃의 온도에서 교반하면서 가열하여 완전히 혼합한 다음, 상기 경화제를 첨가한 후, 170℃의 온도에서 교반하면서 가열하여 완전히 혼합함으로써, 본 발명에 따른 반응성 폴리올레핀 핫멜트 접착제 A를 얻었다.

아울러, 다른 반응조를 이용하여, 상기 반응성 폴리올레핀, 및 상기 접착 증강제를 170℃의 온도에서 가열하여 완전히 용융, 및 혼합시킴으로써, 본 발명에 따른 반응성 폴리올레핀 핫멜트 접착제 B를 얻었다.

전술한 바와 같이 얻어진 본 발명의 접착제를 사용하는 경우, 상기 접착제 A 와 접착제 B를 각각 가열한 다음, 일정량으로 혼합하여 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 반응성 폴리올레핀 핫멜트 접착제가 습기와 반응하면, 전술한 바와 같은 가교 반응을 일으켜, 물품의 접착 효과를 향상시킬 수 있다.

Claims

반응성 폴리올레핀계 핫멜트 접착제로서,

반응성 폴리올레핀으로서, 10 내지 80 중량%의 실록산기 그래프트 비정질 폴리올레핀;

접착 증강제로서, 10 내지 70 중량%의 석유계 수지, 테르펜계 수지, 또는 로진계 수지; 및

촉매로서, 0.1 내지 3 중량%의 유기 주석계 촉매, 인산염계 촉매, 또는 금속 착물 촉매

를 포함하는 반응성 폴리올레핀계 핫멜트 접착제.
제1항에 있어서,

비정질 폴리올레핀으로서, 0 내지 50 중량%의 폴리올레핀;

합성 고무로서, 0 내지 50 중량%의 스티렌-부타디엔, 스티렌-부타디엔-스티렌, 스티렌-이소프렌-스티렌, 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌, 또는 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌;

0 내지 50 중량%의 에틸렌 비닐 아세테이트;

왁스로서, 0 내지 30 중량%의 파라핀, 미세결정 왁스(microcrystalline wax), 또는 합성 왁스;

연화 오일로서, 0 내지 30 중량%의 방향족계 오일, 나프텐계 오일, 또는 파 라핀계 오일;

경화제로서, 0 내지 10 중량%의 폴리에스테르 다가 알코올, 폴리에테르 다가알코올, 또는 에틸렌-트리메틸실록산

을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반응성 폴리올레핀계 핫멜트 접착제.