KR20080024214A - 압력 민감성 접착제 - Google Patents

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KR20080024214A
KR20080024214A KR1020087001661A KR20087001661A KR20080024214A KR 20080024214 A KR20080024214 A KR 20080024214A KR 1020087001661 A KR1020087001661 A KR 1020087001661A KR 20087001661 A KR20087001661 A KR 20087001661A KR 20080024214 A KR20080024214 A KR 20080024214A
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랄프. 피. 키트손
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애버리 데니슨 코포레이션
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Abstract

본 발명에 따른 고온 용융된 압력 민감성 접착제 조성물은 고체 고무 및 액체 고무, 및 점착제 성분을 포함하는 엘라스토머 성분을 함유한다. 고체 고무 성분은 SIS/SI 및 SBS/SB 블록 공중합체의 배합물을 함유할 수 있다. 고온 용융된 압력 민감성 접착제는 라벨 제작에 특히 유용하다.

Description

압력 민감성 접착제 {PRESSURE SENSITIVE ADHESIVES}
본원은 2005년 6월 23일자로 출원된 미합중국 가특허 출원 제60/693,225호의 우선권을 청구하며, 이들을 참고 문헌으로서 전문으로 본원에 인용한다.
본 발명은 라벨 및 테이프 제조에 사용되는 엘라스토머 또는 고무 기재(based) 압력 민감성 접착제 조성물들에 관한 것이다.
접착제 라벨류 및 테이프류는 잘 공지되어 이다. 전형적인 라벨 제작에서, 1개 이상의 접착제 층들이 릴리스 라이너 상으로 코팅되거나 또는 그렇지 않으면 도포되고, 이어서 종이, 중합성(polymeric) 필름 또는 기타 잉크-수용성(ink-receptive)의, 가요성 물질 등의 페이스스톡에 라미네이트된다. 전형적인 테이프 제작물에서, 중합성 필름 또는 직포 종이는 한쪽 표면 상에 접착제로 코팅되고, 이어서 이는 자체 감겨진다. 릴리스 라이너는 일반적으로 요구되지 않는다. 라벨들은 보편적으로 사용 전에 다이-커트(die-cut)되고 매트릭스-스트립된다. 이와 대조적으로, 테이프들은 보편적으로 다이-커팅 및 매트릭스 스트리핑을 요구하지 않고, 일반적으로 잉크-수용성일 필요가 없다.
테이프들 및 라벨들 모두에 사용된 접착제들은 압력-민감성 접착제들(PSAs)을 포함한다. 고무-기재 및 아크릴-기재 PSAs 모두는 공지되어 있고; 대부분 여러 가지 기판들에 대한 전체적인 접착력을 개선시키는 1개 이상의 점착제(tackifier)를 함유한다. PSAs는 수성 분산액으로부터 유기 용매로부터, 또는 고온 용융물로서 릴리스 라이너 또는 페이스스톡에 도포될 수 있다. 용매 또는 물의 부재가 접착제층을 형성하는데 필요한 에너지를 저하시키고, 용매-생성(solvent-borne) 접착제들과 연관된 환경 문제를 감소시킴에 따라, 고온 용융된 PSAs는 매우 바람직하다.
전형적인 고무-기재 고온 용융된 PSA 조성물은 1개 이상의 천연 또는 인공 엘라스토머들을 함유하고, 석유 수지 및/또는 다른 성분들, 예를 들면 가소제(plasticizer)들로 점착되어, 접착제의 점성을 개선시킨다.
본 발명에 따라, 고온 용융된 압력 민감성 접착제 조성물들 및 라벨 작제물들이 제공된다.
일 구체예에서, 고체인 고무 성분 100 중량부; 액체 고무 성분 5 내지 24 중량부; 및 점착제 100 내지 170중량부를 포함하는 고온 용융된 압력-민감성 접착제 조성물이 제공된다.
일 구체예에서, 페이스스톡; 및 (i) (a) 적어도 하나의 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체 또는 스티렌-부타디엔(SB) 블록 공중합체 및 (b) 적어도 하나의 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체, 또는 SIS와 스티렌-이소프렌(SI) 블록 공중합체의 혼합물을 포함하고, 고체인 고무 성분 100 중량부; (ii) 액체 이소프렌-부타디엔 공중합체 5 내지 24 중량부; 및 (iii) 점착제 100 내지 170중량부를 포함하는 고온 용융된 압력-민감성 접착제 조성물을 포함하는 접착제 물품 제작물이 제공된다.
상세한 설명
고온 용융된 압력-민감성 접착제는 고체 고무와 액체 고무를 조합함으로써 제조된다. 일 구체예에서, 사용된 액체 고무의 양은 고체 고무 100부(100 parts)에 기초하여 약 5부 내지 약 24부 범위이다. 일 구체예에서, 사용된 액체 고무의 양은 고체 고무 100부에 기초하여 약 10부 내지 약 15부 범위이다.
고체 고무:
본 발명에 사용된 고체 고무들은 천연 또는 합성 엘라스토머 중합체들, 예를 들면 폴리부타디엔, 폴리이소프렌(모두 천연 고무 및 합성 중합체들); 및 AB, ABA 및 "멀티암형(multiarmed)" (AB)x 블록 공중합체들이고, 여기서 A는 적어도 하나의 모노알케닐아렌, 예를 들면 스티렌, 알파-메틸 스티렌, 비닐 톨루엔 등의 중합된 세그먼트 또는 "블록"이고, B는 엘라스토머성 콘주게이트된 폴리부타디엔 또는 폴리이소프렌 블록이고, x는 3 이상의 값을 갖는다. 다른 방사상 블록 공중합체들(아래 개시됨)이 또한 사용될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에서, 고체 고무 엘라스토머성 성분은 SIS 블록 공중합체, 또는 SIS 및 SI 블록 공중합체들의 혼합물을 포함하고, 여기서 "S"는 스티렌 단량체들의 중합된 세그먼트 또는 "블록"을 나타내고, "I"는 이소프렌 단량체들의 중합된 세그먼트 또는 "블록"을 나타낸다. 보다 일반적으로, 엘라스토머성 성분은 제1의 스티렌계 엘라스토머, 예를 들면 SIS 블록 공중합체들, SI 블록 공중합체들, 멀티암형 (SI)x 블록 공중합체들(여기서 x는 3 이상임), SI 골격 및 I 및/또는 SI 암들을 포함하는 방사상 블록 공중합체들, 및 이들 공중합체들의 혼합물들을 포함한다. 엘라스토머성 성분은 제2의 스티렌계 엘라스토머, 예를 들면 SBS 블록 공중합체들, SB 블록 공중합체들, 멀티암형 (SB)x 블록 공중합체들(여기서 x는 3 이상임), SEBS 골격 및 I 및/또는 SI 암들을 포함하는 방사상 블록 공중합체들(여기서 "E" 및 "B"는 각각 에틸렌 및 부틸렌의 중합된 세그먼트들임), 및 이들의 혼합물들을 추가로 바람직하게 포함할 수 있다. 엘라스토머들의 다른 비제한적인 실시예들은 폴리부타디엔 및 폴리이소프렌이다.
모노알케닐아렌 블록 공중합체들은 당업계에 잘 공지된 음이온성 중합 기술들을 사용하여 제조될 수 있다. 본 발명을 실시하는데 유용한 상업적으로 입수할 수 있는 이소프렌-기재 엘라스토머들은 선형 SIS 및/또는 SI 블록 공중합체들, 예를 들면 Nippon Zeon Company, Ltd.사로부터 입수할 수 있는 Quintac 3433 및 Quintac 3421; Dexco, Exxon Chemical Co.(텍사스주 휴스턴) 및 Dow Chemical Co.(미시건주 미드랜드)의 합명 회사로부터 입수할 수 있는 Vector DPX 559, Vector 4111 및 Vector 4113; 및 Kraton Polymers사로부터 입수할 수 있는 Kraton® 604x, Kraton® D-1117, Kraton® D-1107, 및 Kraton® D-1113 등의 Kraton® 고무들을 포함한다. Kraton® D-1107은 약 15중량%의 SI 블록 공중합체들을 포함하고 0.92의 비중을 갖는 지배적인 SIS 엘라스토머이다. Kraton® 604x는 약 55%의 SI 블록 공중합체들을 함유하는 SIS, 엘라스토머이다. Kraton® D-1320X는 상업적으로 입수할 수 있는 (SI)xIy 멀티암형 블록 공중합체의 예이고, 여기서 암들의 일부는 폴리이소프렌 블록들이다. 상업적으로 입수할 수 있는 부타디엔-기재 엘라스토머들은 SBS 및/또는 SB 고무들, 예를 들면 Kraton Polymer사의 Kraton® D-1101, D-1102 및 D-1118X; 및 Housemex, Inc.(텍사스주 휴스턴)로부터 입수할 수 있는 25%의 보고된 바운드 스티렌 함량, 17.5%의 블록 스티렌 함량 및 0.93의 비중을 갖는, 선형 랜덤-블록 SB 공중합체인 Solprene 1205를 포함한다. 본 발명을 실시하는데 유용한 상업적으로 입수할 수 있는 블록 공중합체들의 다른 예들은 Kraton® TKG-101(때때로 "Tacky G"라 칭함), SEBS 골격 및 I 및/또는 SI 암들을 갖는 방사상 블록 공중합체를 포함한다.
일 구체예에서, 고체 고무 성분은 스티렌/이소프렌 공중합체 및 스티렌/부타디엔 공중합체의 배합물을 포함한다. 일 구체예에서, 고체 고무 성분은 (a) 스티렌-부티디엔-스티렌(SBS) 공중합체, 스티렌-부티디엔(SB) 공중합체, 또는 이들의 혼합물; 및 (b) 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 공중합체, 스티렌-이소프렌(SI) 공중합체, 또는 이들의 혼합물의 배합물을 포함한다.
(b)의 SIS/SI 공중합체들에 대한 (a)의 SBS/SB 공중합체들의 중량비는 약 0.3:1 내지 약 1:1 범위일 수 있다.
액체 고무:
접착제에 유용한 액체 고무들은 합성 액체 이소프렌 고무, 탈중합된 천연 고무, 카르복실 말단 합성 액체 이소프렌-스티렌 고무, 히드록실 말단 합성 액체 이소프렌 고무, 수소첨가된 액체 이소프렌 고무, 액체 이소프렌-스티렌 공중합체, 액체 이소프렌-부타디엔 및 액체 부타디엔-스티렌 공중합체를 포함한다. 접착제에서 또한 유용한 액체 고무들은 액체 폴리부타디엔, 액체 수소첨가된 부타디엔, 액체 스티렌-에틸렌-부틸렌 및 액체 스티렌-에틸렌-프로필렌을 포함한다. 액체 고무들은 일반적으로 약 20,000 내지 약 60,000의 분자량을 갖는다. 일 구체예에서, 액체 고무는 약 -50℃ 미만, 일 구체예에서 약 -75℃ 미만의 유리 전이 온도(Tg)를 갖는다.
접착제 조성물에 유용한 상업적으로 입수할 수 있는 액체 고무는 48,000의 보고된 분자량, -95℃의 Tg 및 38℃에서 300 Pa-s의 용융 점도를 갖는 Kuraray Company의 부타디엔/이소프렌 고무인 LIR-390이다.
점착제들:
보편적인 고체 및 보편적인 액체 점착제들의 비제한적인 예들은 Goodyear Tire and Rubber Company(오하이오주 애크론)의 화학부서에서 시판하는 수지들의 Wingtack 부류를 포함한다. Wingtack® 수지들은 수지의 연화점에 대응하는 숫자 명칭을 갖고, 즉, Wingtack® 95는 약 95℃의 연화점을 갖고, 실온에서 보편적으로 고체이고, Wingtack® 10은 약 10℃의 연화점을 갖고, 실온에서 보편적으로 액체이고, Wingtack® ET는 약 94℃의 연화점을 갖는 방향족으로 개질된 C5 탄화수소 수지이다. 다른 보편적으로 고체인 점착제들은 Exxon Chemical Co.(텍사스주 휴스턴) 제조 Escorez 1304, Escorez 1310-LC, 및 Escorez 2596, 및 Hercules Inc.(델라웨어주 윌밍턴) 제조 Piccotac 95를 포함한다. 고체 및 액체 점착제들은 미합중국 특허 제3,577,398호 및 제3,692,756호의 교시 내용들에 따라 디엔류 및 모노올레핀류 형태의 지방족 석유 유도체들의 스트림의 중합에 의해 제조될 수 있다. 다른 유용한 상업적으로 입수할 수 있는 점착제는 Eastman Chemical Company로부터 입수하는 수소 첨가된 석유 기재 점착제인 Eastotac H-100W이다.
일부 구체예들에서, 접착제 조성물은 추가의 점착제들, 예를 들면 로진류, 로진 에스테르류, 및 폴리테르펜류, 및/또는 가소제, 예를 들면 Shellflex 371 (Shell Chemical Co.사제) 및 Kaydol Mineral Oil (텍사스주 휴스턴 소재, Witco Chemical Corp.사제)을 함유할 수 있다. 추가의 점착제들 및/또는 가소제들은 접착제의 Tg, 점도, 또는 기타 특성들을 조절하기 위해 제형에 부가될 수 있다.
가소제들:
유용한 가소제들은 가소성 오일류, 예를 들면 파라핀계 또는 나프텐계 특성인 낮은 방향족 함량의 탄화수소 오일류를 포함한다. 상업적으로 입수할 수 있는 가소제들은 Shell Chemical Co.사의 Shellflex 371, Witco Chemical Corporation의 Kaydol Mineral Oil, Arco의 Tufflo 오일류 및 Nynas Naphthenics사의 Nyflex 222B 나프텐계 오일을 포함한다.
다른 성분들은 접착제들의 점성, 냄새 및 색채를 개질시키기 위해 부가될 수 있다. 접착제가 열, 빛 및/또는 가공에 의해 또는 저장 중에 저하되는 것으로부터 보호하기 위해 항산화제들 및 기타 안정제 성분들이 부가될 수 있다. 왁스들, 계면활성제들, 활석 또는 분말 실리케이트들 또는 충전제 물질들이 가공 중에 혼입될 수 있다.
일 구체예에서, 고온 용융 접착제는 투명하다.
페이스스톡 :
광범위한 페이스스톡들이 라벨들 및 테이프들 등의 접착제 물품들을 제조하기 위해 접착제와 함께 사용될 수 있다. 페이스스톡 물질은 종이, 카드보드 및 중합성 필름 물질, 예를 들면 폴리올레핀류(예, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체들, 등)를 포함할 수 있다. 다른 중합성 필름 물질들은 우레탄 기재 중합체들, 예를 들면 폴리에테르 우레탄 및 폴리에스테르 우레탄, 아미드 기재 중합체들, 예를 들면 폴리에테르 폴리아미드 공중합체들, 아크릴 기재 중합체들, 예를 들면 폴리아크릴레이트, 및 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체, 폴리에스테르 기재 중합체들, 예를 들면 폴리에테르 폴리에스테르, 염화비닐, 염화비닐리덴, 폴리스티렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리카르보네이트, 폴리이미드 등을 포함한다. 페이스스톡은 단일층 물질 또는 다중층 제작물일 수 있다. 페이스스톡은 가요성 페이스스톡을 포함할 수 있다. 페이스스톡은 투명한 중합성 필름을 포함할 수 있다.
다음 실시예들은 단지 예시의 목적으로 주어지고, 어떠한 방식으로든지 본 발명의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
다음 실시예들에 관하여, 열거된 성분들은 다음과 같이 식별된다:
Vector 4113은 SIS/SI 블록 공중합체이다.
Solprene 1205는 25%의 보고된 바운드 스티렌 함량, 17.5%의 블록 스티렌 함량 및 0.93의 비중을 갖는 선형 랜덤-블록 SB 공중합체이다.
LIR-390은 48,000의 보고된 분자량, -95℃의 Tg 및 38℃에서 300 Pa-s의 용융 점도를 갖는 Kuraray Company의 부타디엔/이소프렌 고무이다.
Wingtack ET는 약 94℃의 연화점을 갖는 방향족으로 개질된 C5 탄화수소 점착제이다.
Eastotac H100W는 석유 기재 수소 첨가된 점착제이다.
Nyflex 222B는 나프텐계 오일이다.
Mayzo AO는 항산화제이다.
실시예 1:
고온 용융된 조성물은 1리터 시그마 블레이드 믹서를 사용하여 컴파운딩되고, 고온-용융된 코터를 사용하여 릴리스 라이너 상으로 코팅되고, 이어서 2밀의 투명한 2축 배향된 폴리프로필렌(BOPP) 필름으로 라미네이트된다. 이 접착제는 SB 및 SIS 고체 고무들의 배합물을 포함한다.
성분 중량%
Vector 4113 23.45
Solprene 1205 9.59
LIR-390 4.26
Wingtack ET 25.59
Eastotac H100W 25.59
Nyflex 222B 10.66
Mayzo AO 0.85
사용 중에, 본 발명의 압력 민감성 접착제들은 자체 감겨진 테이프 또는 라벨로서 제공된 라벨 라미네이트 또는 페이스스톡 및 PSA의 일부로서 사용될 수 있다. 일 구체예에서, 아크릴계 에멀젼 PSA는 투명한 중합성 페이스스톡에 도포되어 투명한 라벨을 형성한다. 중합성 페이스스톡은 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리염화비닐, 폴리카르보네이트 필름 또는 동일하거나 또는 상이한 중합체들의 층들을 포함하는 다중층 제작물일 수 있다. 다중층 필름들은 동시 압출된 필름들일 수 있다. 상업적으로 입수할 수 있는 다중층 필름의 예는 Avery Dennison Corp.의 FasClear® 필름 및 Primax® 필름을 포함한다. 라벨은 아크릴계 에멀젼 PSA에 접착된 릴리스 라이너를 포함할 수 있다. 테이프들 또는 라벨들은 유리 또는 플라스틱 병들 및 용기들 등의 투명한 기판들에 도포될 수 있다.
본 발명이 그의 바람직한 구체예들에 관련하여 설명되었지만, 그의 다양한 변형들이 본원 명세서를 읽는 당업계의 숙련자들에게 명백해질 것임을 이해해야 한다. 따라서, 본원에 개시된 발명은 그러한 변형들을 첨부된 특허 청구의 범위 내에 속하는 것으로서 커버하도록 의도됨을 이해해야 한다.

Claims (10)

  1. (a) 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 공중합체, 스티렌-부타디엔(SB) 공중합체, 또는 이들의 혼합물 및 (b) 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 공중합체, 스티렌-이소프렌(SI) 공중합체, 또는 이들의 혼합물을 포함하고, (a):(b)의 중량비는 약 0.3:1 내지 약 1:1 범위이고, 고체인 고무 성분 100 중량부;
    액체 고무 성분 5 내지 24 중량부; 및
    점착제 100 내지 170중량부를 포함하는 고온 용융된 압력-민감성 접착제 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액체 성분은 이소프렌-부타디엔 공중합체를 포함하는 것인 접착제 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 점착제는 석유 기재(based) 점착제인 접착제 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 점착제는 석유 기재 수소 첨가된 점착제인 접착제 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 가소제를 추가로 포함하는 접착제 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 접착제는 투명한 것인 접착제 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 가요성 페이스스톡 상에 코팅되거나 또는 그에 라미네이트되는 접착제 조성물.
  8. 제9항에 있어서, 상기 페이스스톡은 투명한 것인 접착제 조성물.
  9. 페이스스톡; 및
    (i) (a) 적어도 하나의 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체 또는 스티렌-부타디엔(SB) 블록 공중합체 및 (b) 적어도 하나의 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체, 또는 SIS와 스티렌-이소프렌(SI) 블록 공중합체의 혼합물을 포함하고, 고체인 고무 성분 100 중량부; (ii) 액체 이소프렌-부타디엔 공중합체 5 내지 24 중량부; 및 (iii) 점착제 100 내지 170중량부를 포함하는 고온 용융된 압력-민감성 접착제 조성물을 포함하는 접착제 물품 제작물.
  10. 제11항에 있어서, 상기 페이스스톡은 투명한 것인 접착제 물품 제작물.
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