KR20170072289A - 폴리올레핀 필름용 핫 멜트 접착제 - Google Patents

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에크하르트 퓌르크너
앤디 스웨인
볼프강 클링베르크
마르켈 휘벤탈
마리오 에커스
슈테판 슈트렝거
줄리아 토마스
올리버 클레베
케빈 밀스
알렉산더 카슈퍼스
미하엘 슐뢰틀레
조지 이스다운
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헨켈 아게 운트 코. 카게아아
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Abstract

본 발명은,
a) 25 내지 95 wt%, 바람직하게는 50 내지 85 wt% 의 하나 이상의 폴리올레핀 중합체;
b) 1 내지 75 wt%, 바람직하게는 1 내지 40 wt% 의 하나 이상의 점착부여 수지;
c) 0 내지 15 wt% 의 하나 이상의 가소제; 및
d) 0 내지 30 wt% 의, 하나 이상의 첨가제 및/또는 안정화제, 접착 개선제, 충전제 또는 안료, 왁스로부터 선택되는 부가 성분, 및/또는 기타 중합체, 또는 이의 조합을 함유하는 핫 멜트 접착제로서, 하나 이상의 폴리올레핀 중합체가 하기의 혼합물인 것을 특징으로 하는 핫 멜트 접착제에 관한 것이다:
a1) 폴리올레핀 중합체의 총량에 대해 20 내지 80 wt% 의 양의, 분자량 Mn 이 < 10,000 g/mol 인, 하나 이상의 제 1 폴리올레핀 중합체, 및
a2) 폴리올레핀 중합체의 총량에 대해 20 내지 80 wt% 의 양의, 분자량 Mn 이 > 10,000 g/mol 인, 하나 이상의 제 2 폴리올레핀 중합체. 이의 용도는 필름-유사 기판, 특히 폴리올레핀 필름, 직조 또는 비직조 패브릭을 접착하는 것이다. 본 발명은 추가로 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제를 사용하는 특정한 패키징 제조 방법, 및 방법으로부터 수득되는 패키징에 관한 것이다.

Description

폴리올레핀 필름용 핫 멜트 접착제 {HOT MELT ADHESIVE FOR POLYOLEFIN FILMS}
본 발명은 폴리올레핀-계 중합체와 기타 첨가제를 기반으로 제조되어 개선된 이동 특성을 갖는, 필름-유사 기판, 직조 패브릭, 또는 비직조 패브릭, 특히 폴리올레핀 필름을 접착하기 위한 핫-멜트 접착제에 관한 것이다. 또한, 상기 핫-멜트 접착제의 적합한 용도 및 이러한 접착제를 함유하고/하거나 이를 사용하여 제조될 수 있는 제품이 기재된다. 본 발명은 추가로 본 발명의 특정한 핫-멜트 접착제를 사용하는, 폴리올레핀 필름으로 제조되는 패키징의 제조 방법에 관한 것이다.
폴리올레핀으로 제조되는 시판 백 및 파우치는 통상적으로 서로에 대해 놓여진 2 개의 플라스틱 웹의 가열-용접을 통해 또는 측면 (사이드 심(side seam)) 뿐 아니라 하부 (하부 커버 시트) 에서 서로에 대해 놓여진 2 개의 플라스틱 웹의 접착을 통해 제조된다.
수년 동안, 스티렌-이소프렌-스티렌 및 스티렌-부타디엔-스티렌 고무를 기반으로 하는 압력-민감성 접착제가 백 및 파우치의 제조 중 이러한 폴리올레핀-계 물질을 접착하기 위해 사용되었다.
접착이 어려운 폴리올레핀-계 물질 및 -20 내지 80℃ 범위의 넓은 온도에서의 접착력 및 응집력에 대한 엄격한 요건으로 인해, 접착력의 품질이 아쥬반트 없이는 부적절하기 때문에, 상기 다량의 아쥬반트가 이러한 고무에 반드시 첨가되어 이의 접착력을 개선시켜야 한다. 무엇보다, 본원에서 접착제 수지 및 오일이 아쥬반트로서 사용된다.
접착제 수지는 화학적으로 매우 다양한 물질일 수 있지만, 통상적으로 아비에트산 (로진) 에스테르 또는 테르펜 페놀계 수지이다. 광유 - 한편으로는 파라핀계 오일 및 다른 한편으로는 소위 나프텐계 오일 - 는 이러한 고무 접착제의 충분히 부드럽고 표면-점착성 필름을 달성하기에 특히 적합한 것으로 입증되었다.
그러나, 이전에 사용되었던 고무 접착제는 다수의 측면에서 불리하다. 그 중 하나로, 이들은 흔히 이용가능성이 한정된 석유 원료를 기반으로 하는 다량의 특수한 수지를 요구한다. 나아가, 이러한 수지의 합성은 비싸다. 이러한 사실에 비추어 볼 때, 이러한 수지는 이의 비용 관점에서 불리하다. 또한, 이는 특히 식품 산업에서 환영받지 못하는, 백/파우치의 내용물로 전달될 수 있는 특징적인 고유 냄새를 갖는다.
뿐만 아니라, 사용된 오일은 또한 심각한 문제점을 갖는다. 수지와 유사하게, 이들은 원유를 기반으로 하기 때문에, 비용 및 사라지는 자원이라는 관점에서 이미 불리하다. 나아가, 이는 첨가 제품으로 전달되는, 특히 폴리시클릭 방향족 분율을 포함하는 다수의 화합물을 함유하기 때문에, 소비자에게, 특히 식품 및 약학 분야에서 높은 위험 가능성을 갖는다. 본 맥락에서, 심지어 실온에서의 오일의 낮은 분자량 및 낮은 극성도로 인해, 오일이 매우 저-점도 액체이고, 이에 따라 심지어 수지 및 중합체와 혼합되는 경우에도 높은 이동 능력을 갖는다는 것이 특히 불리하다. 이러한 이동에 대한 능력은 접착된 물질의 침투 및 첨가 제품으로의 침투 모두를 의미한다.
따라서, 소비자에게 보다 큰 제품 안전성을 보장하기 위해, 상기 아쥬반트의 사용이 감소되거나 심지어 완전히 회피될 수 있는 부가적인 접착제에 대한 요구가 존재한다. 그러나, 동시에, 사용되는 접착제는 공지된 접착제와 비교할만한 접착 효과 (접착력/응집력) 및 가요성을 가져야 한다.
본 발명은 폴리올레핀-계 중합체를 기반으로 하는 신규한 접착제, 특히 핫-멜트 접착제의 제공을 통해 이러한 문제를 해결한다.
1. 따라서, 제 1 양상에서, 본 발명은
a) 25 내지 95 wt%, 바람직하게는 50 내지 85 wt% 의 하나 이상의 폴리올레핀-계 중합체;
b) 1 내지 75 wt%, 바람직하게는 1 내지 40 wt% 의 하나 이상의 점착부여 수지;
c) 0 내지 15 wt% 의 하나 이상의 가소제; 및
d) 0 내지 30 wt% 의, 하나 이상의 첨가제 및/또는 안정화제, 접착 개선제, 충전제 또는 안료, 왁스 중에서 선택되는 아쥬반트, 및/또는 기타 중합체 또는 이의 조합
을 함유하는 핫-멜트 접착제로서,
하나 이상의 폴리올레핀-계 중합체가 하기의 혼합물인 것을 특징으로 하는 핫-멜트 접착제에 관한 것이다:
a1) 폴리올레핀-계 중합체의 총량에 대해 20 내지 80 wt% 의 양의, 분자량 Mn 이 < 10,000 g/mol 인, 하나 이상의 제 1 폴리올레핀-계 중합체, 및
a2) 폴리올레핀-계 중합체의 총량에 대해 20 내지 80 wt% 의 양의, 분자량 Mn 이 > 10,000 g/mol 인, 하나 이상의 제 2 폴리올레핀-계 중합체.
또 다른 양상에서, 본 발명은 또한 필름-유사 기판, 특히 폴리올레핀 필름, 직조 패브릭, 또는 비직조 패브릭을 접착하기 위한, 본 발명에 따른 핫-멜트 접착제의 용도에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 양상은, 본 발명에 따른 핫-멜트 접착제를 접착하는데 사용하는, 종방향 및/또는 하부 접착 형태의 둘 이상의 폴리올레핀 필름의 부분-표면 접착을 포함하는, 폴리올레핀 필름으로 제조되는 패키징, 특히 폴리올레핀으로 제조되는 파우치의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 하나 이상의 기판이 직조 패브릭 또는 비직조 패브릭이고, 본 발명에 따른 핫-멜트 접착제가 접착하는데 사용되는 것을 특징으로 하는, 둘 이상의 기판의 부분- 또는 전체-표면 접착을 포함하는 접착된 직조 패브릭 또는 비직조 패브릭의 제조 방법에 관한 것이다.
최종적으로, 또 다른 양상에서, 본 발명은 또한 폴리올레핀 필름으로 제조되는 패키징, 특히 본 발명에 따른 방법에 따라 수득될 수 있는 폴리올레핀으로 제조되는 하나 이상의 필름을 포함하는 파우치 또는 백에 관한 것이다.
본 발명의 이러한 및 기타 양상, 특징 및 이점은 하기 상세한 설명의 연구를 통해 당업자에게 명백해질 것이다. 본 발명의 한 양상으로부터의 임의의 특징은 본 발명의 임의의 기타 양상에서 사용될 수 있다. 또한, 본원에 함유되어 있는 실시예는 본 발명을 비제한적으로 기재 및 예시하도록 의도되고, 특히 본 발명은 이러한 실시예에 제한되지 않는다는 것이 용이하게 이해될 것이다. 달리 제시되지 않는 한, 제시된 모든 백분율은 중량 백분율이다. "x 내지 y" 형태로 제시된 수치 범위는 또한 언급된 값을 포함한다. 다수의 바람직한 수치 범위가 이러한 형태로 제시되는 경우, 다양한 종점의 조합으로부터 나타나는 모든 범위가 또한 포함된다는 것이 자명하다.
달리 언급되지 않는 한, 본문에 제시된 분자량은 수 평균 분자량 (Mn) 에 해당한다. 분자량 Mn 은 말단-기 분석 (DIN 53240-1:2013-06 에 따른 히드록시 가) 을 기반으로 측정될 수 있거나, 용리액으로서 THF 를 이용하는 DIN 55672-1:2007-08 에 따른 겔 투과 크로마토그래피 (GPC) 를 통해 측정될 수 있다. 달리 제시되는 경우를 제외하고, 열거된 분자량은 GPC 를 통해 측정된 것이다. 중량 평균 분자량 Mw 는 또한 이전에 제시된 바와 같이 GPC 를 통해 측정될 수 있다.
본원에 사용된 바, "하나 이상" 은 1 이상, 즉 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 이상을 의미한다. 성분에 관하여, 표현은 분자의 정확한 수가 아닌 성분의 유형을 의미한다. "하나 이상의 수지" 는 이에 따라 하나 이상의 유형의 수지를 의미하고, 예를 들어 - 즉, 1 가지 유형의 수지 또는 다양한 상이한 수지의 혼합물이 사용될 수 있다. 중량 데이터와 함께, 표현은 조성물/혼합물에 함유된 제시된 유형의 모든 화합물을 의미하고, 즉 조성물은 해당 화합물의 제시된 양을 초과하여 이러한 유형의 임의의 기타 화합물을 함유하지 않는다.
본 발명의 핫-멜트 접착제는 중합체의 총 중량에 대해 분자량 Mn 이 < 10,000 g/mol 인, 20 내지 80 wt% 의 하나 이상의 제 1 폴리올레핀-계 중합체 및 분자량 Mn 이 > 10,000 g/mol 인, 20 내지 80 wt% 의 하나 이상의 제 2 폴리올레핀-계 중합체 (총합 100%) 를 함유하는 하나 이상의 폴리올레핀-계 중합체를 함유한다. 보다 바람직한 구현예에서, 본 발명의 핫-멜트 접착제는 중합체의 총 중량에 대해 분자량 Mn 이 < 10,000 g/mol 인, 50 내지 80 wt% 의 하나 이상의 제 1 폴리올레핀-계 중합체 및 분자량 Mn 이 > 10,000 g/mol 인, 20 내지 50 wt% 의 하나 이상의 제 2 폴리올레핀-계 중합체 (총합 100%) 를 함유하는 하나 이상의 폴리올레핀-계 중합체를 함유한다.
바람직한 구현예에서, 본 발명에 따른 핫-멜트 접착제 중 a1) 의 Mn 은 <10,000 g/mol 이고, a2) 의 Mn 은 > 25,000 g/mol 이고; 보다 바람직하게는, a1) 의 Mn 은 < 9,000 g/mol 이고, a2) 의 Mn 은 > 50,000 g/mol 이고, 가장 바람직하게는, a1) 의 Mn 은 < 8,000 g/mol 이고, a2) 의 Mn 은 > 100,000 g/mol 이다. 기타 바람직한 구현예에서, 상기 언급된 범위 이외에, a1) 에 대한 하한은 1,000 g/mol 이고, a2) 에 대한 상한은 500,000 g/mol 이다.
폴리올레핀-계 중합체로서, 폴리올레핀의 호모- 및 공중합체는 특히 바람직하게는 에틸렌, 프로펜, 및/또는 부텐, 및 에틸렌/α-올레핀 및 프로필렌/α-올레핀 공중합체, 바람직하게는 에틸렌 및 프로펜, 1-부텐, 1-헥센, 1-옥텐, 또는 이의 조합의 공중합체를 기반으로 하는 폴리-α-올레핀, 바람직하게는 혼성배열 폴리-α-올레핀 (APAO) 으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명에 따라 적합한 공중합체는 블록 공중합체일 수 있고, 블록은 임의로 상이한 단량체 조성을 가질 수 있다.
바람직한 구현예에서, 폴리올레핀-계 중합체는 좁은 분자량 분포를 갖는 것을 특징으로 한다. MW/MN 으로 표현되는 분자량 분포는 바람직하게는 2.5, 보다 바람직하게는 2.3 미만이어야 한다. 상기 중합체는 문헌에 공지되어 있고, 각종 제조업체로부터 상업적으로 입수될 수 있다.
하나 이상의 (C3 내지 C20)-α-올레핀 단량체와 에틸렌/프로필렌의 적합한 공중합체, 특히 메탈로센-촉매화 중합체가 예를 들어 특허 출원 EP 0912646 A1, WO 00/00565 A1, WO 2001/46277 A2, WO 2006/102150 A2, WO 2005/090426 A1, WO 2010/026172 A1, 및 WO 2010/070046 A1, 및 US 6586543 B1 에 기재되어 있다. 상기 공중합체, 예를 들어 상표명 Infuse™ (Dow Chemical Corporation), 특히 Infuse™ 9807 또는 9808 또는 Queo™ (Borealis), 특히 Queo™ 8230 의 올레핀 블록 공중합체는 시판된다. 기타 적합한 올레핀 플라스토머가 또한 상표명 Vistamaxx™ (Exxon) 및 Affinity™ (Dow Chemical Company) 로 입수될 수 있다. 상표명 Vestoplast® 의 Evonik 사로부터 입수가능한 폴리-α-올레핀은 또한 본 발명에 따라 적합하다.
본 발명에 따른 핫-멜트 접착제는 또한 하나 이상의 수지를 함유한다. 수지는 베이스 중합체를 점착화하도록 의도된다. 일반적으로, 이는 핫-멜트 접착제의 총 중량에 대해 1 내지 75 wt%, 특히 1 내지 40 wt% 의 양으로 사용된다. 본 발명에 있어서, 사용된 수지의 양이 가능한 적게, 예를 들어 핫-멜트 접착제의 총 중량에 대해 1 내지 10 wt% 범위로 선택되는 것이 바람직하다.
원칙적으로, 공지된 수지, 예를 들어 방향족, 지방족 또는 지환족 탄화수소 수지 (또한 각각의 전체 또는 부분 수화 형태) 및 개질 또는 수화 천연 수지가 사용될 수 있다. 본 발명의 맥락에서 사용될 수 있는 적합한 수지는 지환족 탄화수소 수지, 테르펜 수지, 예컨대 테르펜의 삼원중합체 또는 공중합체, 로진을 기반으로 하는 천연 수지 또는 톨유 수지 (이의 메틸, 펜타에리트리톨, 또는 글리세린 에스테르와 같은 이의 유도체 포함), 기타 개질 천연 수지, 예컨대 발사믹 수지, 톨유 수지, 또는 루트 수지로부터의 수지 산, 임의로 또한 히드로아비에틸 알코올 및 이의 에스테르, 아크릴산 공중합체, 예컨대 스티렌-아크릴산 공중합체 또는 에틸렌, 아크릴레이트 에스테르, 및 말레산 무수물의 공중합체, 또는 관능성 탄화수소 수지를 기반으로 하는 수지를 포함한다.
로진을 기반으로 하는 천연 수지 또는 톨유 수지는 특히 종이 제조의 부산물인 침엽수로부터 수득된다. 로진 수지는 통상적으로 8 개의 수지 산, 즉 아비에트산, 네오아비에트산, 디히드로아비에트산, 팔루스트르산, 레보피마르산, 피마르산, 이소피마르산, 및 산다라코피마르산의 혼합물이다. 수지는 수소첨가, 바람직하게는 알코올, 예컨대 메탄올, 트리에틸렌 글리콜, 글리세린, 및 펜타에리트리톨과의 에스테르화, 이합화, 및 관능화에 의해 개질될 수 있다. 관능화는 바람직하게는 상기 언급된 것과 같은 폴리올 에스테르와 말레산 또는 푸마르산과 같은 이산의 추가 에스테르화를 의미한다. 적합한 수지는 예를 들어 상표명 Sylvatac® (Arizona Chemical), 특히 Sylvatac® RE85, Staybelite™ A 로진산 (Pinova Inc.), Staybelite™ E 로진 에스테르 (Eastman), 및 PEXALYN® T100 (Pinova Inc) 으로 입수될 수 있다.
하나 이상의 점착부여 수지는 단일 수지 또는, 바람직하게는, 상기 언급된 수지의 혼합물일 수 있다.
각종 구현예에서, 수지는 전체 또는 부분 수화 탄화수소 수지 및/또는 로진을 기반으로 하는 하나 이상의 천연 수지 또는 톨유 수지, 또는 메틸, 펜타에리트리톨, 또는 글리세린 에스테르, 또는 이의 조합을 포함한다. 특히, 하나 이상의 전체 또는 부분 수화 탄화수소 수지는 지환족 수지, 방향족 개질 수지, 폴리테르펜, 테르펜 페놀계 수지, 1,3-펜타디엔 수지, 시클로펜타디엔 수지, 2-메틸-2-부텐 공중합체, 또는 상기의 유도체 또는 조합일 수 있다.
한 예시적 혼합물은 연화점이 95 내지 105℃ 인 방향족 개질 C5 탄화수소 수지, 예컨대 상표명 Wingtack™ Extra Flakes (Cray Valley, USA) 로 시판되는 것, 및 실온에서 액체인 방향족 개질, 수화 C9 탄화수소 수지, 예컨대 상표명 Regalite™ R (Eastman, USA) 로 시판되는 것으로 이루어진다.
일반적으로, 수지 또는 수지 혼합물은 바람직하게는 연화점이 80 내지 130℃ 인 것이 사용된다. 또 다른 특수한 구현예는 연화점이 50℃ 미만인 수지를 사용하고; 특히, 이들은 또한 액체일 수 있다.
연화점은 환구법 (ASTM 방법 E28; ISO 4625) 을 사용하여 측정된다.
핫-멜트 접착제에 함유될 수 있는 또 다른 성분은 가소제이다. 이들은 일반적으로 광유, 폴리(이소)부틸렌, 및 액체 또는 페이스티 수화 탄화수소 중에서 선택될 수 있다. 이는 바람직하게는 DIN 51818 에 따른 점조도 번호가 000, 00, 0, 1, 2, 3, 4, 또는 5 인 수화 탄화수소이다.
적합한 가소제는, 비제한적으로, 의료용 백유, 나프텐계 광유, 폴리프로필렌, 폴리이소부틸렌, 및 폴리이소프렌 올리고머, 수화 폴리이소프렌 및/또는 폴리부타디엔 올리고머, 벤조에이트 에스테르, 프탈레이트, 아디페이트, 식물성 또는 동물성 오일, 및 이의 유도체를 포함한다. 수화 가소제는 예를 들어 파라핀계 탄화수소 오일의 군으로부터 선택된다. 폴리프로필렌 글리콜 및 폴리부틸렌 글리콜, 및 폴리메틸렌 글리콜이 또한 적합하다. 에스테르, 예컨대 액체 폴리에스테르 및 글리세린 에스테르가 또한 가소제로서 사용될 수 있다. 폴리부틸렌 올리고머의 분자량 Mw 는 바람직하게는 200 내지 6,000 g/mol 범위여야 하고, 폴리올레핀은 분자량 Mw 가 약 2,000 g/mol 이하, 특히 1,000 g/mol 이하여야 한다. 특히, 폴리(이소)부틸렌 및 액체 또는 페이스티 수화 탄화수소가 적합하다. 분자량 Mw 가 5000 미만인 폴리이소부틸렌이 매우 특히 바람직하다. 각종 바람직한 구현예에서, 본 발명에 따른 접착제는 가소제가 없고/없거나 가소제 성분은 광유, 특히 파라핀계 및/또는 나프텐계 오일, 및 방향족 탄화수소가 없다.
본 발명에서, "없는" 은 조성물의 총 중량에 대해 해당 성분의 농도가 < 0.1 wt%, 바람직하게는 < 0.01 wt% 인 것을 의미한다.
가소제의 양은 0 내지 최대 15 wt% 여야 한다. 과량의 가소제 분율은 접착제의 감소된 응집 특징을 야기할 수 있다.
임의로, 왁스가 0.5 내지 5 wt% 의 양으로 핫-멜트 접착제에 첨가될 수 있다. 양은 점도가 접착력에 악영향을 미치지 않으면서 목적하는 범위로 감소되도록 측정된다. 왁스는 천연 기원일 수 있거나, 또한 화학적으로 개질된 형태일 수 있거나 합성 기원일 수 있다. 식물성 왁스, 동물성 왁스, 미네랄 왁스, 또는 석유화학 왁스가 천연 왁스로서 사용될 수 있다. 하드 왁스, 예컨대 몬탄 에스테르 왁스, 사솔 왁스, 등이 화학적으로 개질된 왁스로서 사용될 수 있다. 폴리알킬렌 왁스 및 폴리에틸렌 글리콜 왁스가 합성 왁스로서 사용될 수 있다. 바람직하게는, 석유화학 왁스, 예컨대 페트로라툼, 파라핀 왁스, 미정질 왁스, 및 합성 왁스가 사용된다. 파라핀계 및/또는 미정질 왁스 및/또는 이의 수화 버젼, 특히 ASTM D-3954 에 따라 측정된 적점이 50℃ 내지 170℃ 인 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 왁스가 특히 바람직하다.
상기 언급된 성분 이외에, 본 발명에 따른 핫-멜트 접착제는 첨가제로서 핫-멜트 접착제에서 통상 사용되는 기타 성분을 함유할 수 있다. 이들은 예를 들어 안정화제, 접착 개선제, 항산화제, 충전제, 및/또는 안료를 포함한다. 이러한 방식으로, 접착제의 특정한 특징, 예컨대 이의 응집력, 안정성, 접착력 또는 강도가 영향을 받을 수 있다. 첨가제 및 아쥬반트의 양은 바람직하게는 0 내지 3 wt% 이다. 특히 바람직한 첨가제는 열 및 산화 분해 및 UV 방사로 야기되는 붕괴에 대한 안정화제를 포함한다.
첨가제, 예컨대 안정화제 또는 접착 개선제는 당업자에게 공지되어 있다. 이들은 시판 제품이고, 당업자는 목적하는 특징에 따라 이들을 선택할 수 있다. 중합체 블렌드와의 양립가능성이 반드시 보장되어야 한다. 예를 들어, 상표명 Irganox® (BASF SE) 로 입수가능한 항산화제는 안정화제로서 조성물에 대해 바람직하게는 0.5 내지 1 wt% 의 양으로 사용될 수 있다.
임의적 성분으로서, 본 발명에 따른 핫-멜트 접착제는 0 내지 8 wt%, 특히 2 내지 5 wt% 의, 본 발명에 따른 공중합체와 상이한 부가적인 중합체를 함유할 수 있다. 특히, 이러한 중합체의 양은 본 발명에 따라 요구되는 올레핀계 중합체의 양 미만이어야 한다. 이러한 중합체는 핫-멜트 접착제의 다양한 적용-관련 특징, 예컨대 적용된 접착제의 로드 하 열적 안정성, 저온 가요성, 응집력 및 접착력을 개선시킬 수 있다. 이러한 부가적인 중합체는 바람직하게는 제조 및 저장 조건 하에서 가교하는 기를 갖지 않는다.
기타 구현예에서, 핫-멜트 접착제는 이에 따라 부가적으로 카르복실기 및/또는 무수물 기를 갖는 올레핀 및 (메트)아크릴산 에스테르를 기반으로 하는 하나 이상의 엘라스틱 중합체를 함유할 수 있다. 올레핀 단량체는 공지된 C2 내지 C5 올레핀, 특히 에틸렌 또는 프로필렌으로부터 선택될 수 있다. (메트)아크릴산 에스테르는 저분자량 C1 내지 C8 알칸올을 갖는 (메트)아크릴 에스테르로부터 선택되고; 특히, 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 프로필 (메트)아크릴레이트, 부틸 (메트)아크릴레이트, 또는 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트 (개별 또는 혼합물) 가 적합하다. 공중합체는 또한 카르복실기 및/또는 무수물 기를 반드시 가져야 한다. 이는 해당 관능성 단량체와의 중합을 통해 또는 폴리올레핀 공중합체의 후속 개질을 통해 발생할 수 있다. 예를 들어, 산화를 통해 COOH 기를 도입할 수 있다. 나아가, 예를 들어 말레산 무수물, COOH 또는 무수물 기와의 라디칼 그래프팅 반응을 통해, COOH 또는 무수물 기를 중합체에 도입할 수 있다. 190℃ 에서 100-300/10 분의 용융 흐름 지수 및 2.6 kg 의 시험 로드 (ISO 1133 에 따름) 의 에틸렌, 아크릴산 에스테르, 및 말레산 무수물로부터의 삼원중합체가 특히 바람직하다.
상기 중합체는 통상적으로 분자량 (Mn) 이 3,000 내지 50,000 g/mol, 특히 8,000 내지 25,000 g/mol 이다. COOH/무수물 기의 양은 특히 1 내지 100 mg KOH/g, 특히 바람직하게는 5 내지 50 mg KOH/g 이다. 카르복실기 수가 많은 경우, 핫-멜트 접착제의 성분의 양립가능성에 문제가 있다. 연화점은 50℃ 내지 150℃, 특히 90 내지 110℃ 범위일 수 있다. COOH 기를 갖는 중합체의 양은 0 내지 15 wt%, 특히 0.5 내지 10 wt% 여야 한다. 카르복실기를 갖는 적합한 중합체는 시판되고, 당업자에게 공지되어 있다.
엘라스틱 중합체가 핫-멜트 접착제의 가요성에 영향을 미치는 반면, 응집력은 부가적인, 비-가요성 열가소성 중합체의 분율에 의해 개선될 수 있다. 특히, 공지된 열가소성 중합체, 예컨대 EVA 및 고분자량 폴리올레핀, 예컨대 폴리-1-부텐이 적합하다.
바람직한 구현예에서, 핫-멜트 접착제는 폴리시클릭-방향족 탄화수소가 없다.
본 발명에 따른 핫-멜트 접착제는 용융물에서 혼합함으로써 공지된 방법을 통해 제조된다. 모든 성분이 동시에 첨가, 가열, 이후 균질화될 수 있거나, 보다 용이하게 용융되는 성분이 먼저 첨가된 후 보다 경도가 큰 수지 성분이 첨가, 혼합된다. 또한, 압출기에서 핫-멜트 접착제가 연속 제조되는 것이 가능하고, 바람직하다. 적합한 핫-멜트 접착제는 고체이고, 불순물을 제외하고, 용매가 없다.
본 발명에 따라 적합한 핫-멜트 접착제는 바람직하게는 160℃ 에서 측정된 점도가 약 500 mPas 내지 100,000 mPas, 특히 바람직하게는 5,000 내지 20,000 (Brookfield RVT, 스핀들 27) 이다. 또한, 70℃ 초과, 특히 80℃ 초과의 연화점 (환구 (Ring & Ball), ASTM E 28) 을 갖는 것이 바람직하다.
본원에 기재된 핫-멜트 접착제는 필름-유사 기판을 접착하기 위해, 바람직하게는 둘 이상의 필름 웹 (보다 바람직하게는 사이드 또는 하부 심 형태) 을 접착하기 위한 핫-멜트 접착제로서 특히 적합하다. 필름 용기 제조에 있어서 또 다른 바람직한 가능성은, 예를 들어 맨드렐을 이용하여 단일 필름 시트 또는 단일 필름 웹을 폴딩(folding) 하는 것, 및 적어도 일부, 바람직하게는 하나 이상의 에지 영역에서 폴딩으로부터 유도된 필름 부분을 함께 접착하는 것으로 구성된다. 예를 들어, 필름 웹이 폴딩되고, 이러한 방식으로 생성된 필름 부분이 필름 웹의 전체 길이에 따라 함께 접착되는 경우, 필름 튜브가 제조되고, 이는 이후 필름 웹의 종방향 축에 대해 직각으로 절단되고, 예를 들어 임의로 또 다른 에지 영역에서 접착될 수 있다.
예를 들어, 백 또는 파우치와 같은 매우 다양한 필름 패키징이 이러한 방식으로 제조될 수 있다. 본 발명의 핫-멜트 접착제는 또한 직조 패브릭 또는 비직조 패브릭의 접착에 적합하다.
그 중에서도 백 및 파우치에서 사용되는 이러한 필름-유사 기판용 물질로서, 폴리올레핀, 특히 폴리에틸렌 (PE) 및 폴리프로필렌 (PP) 이 바람직하게는 사용되고, 이는 표면 처리 또는 코팅하면서 또는 하지 않으면서, 웹 물질 또는 또 다른 형태의 패키징으로서 사용될 수 있다. 표면-사전처리 물질은 예를 들어 PE 및 PP 를 포함하고, 사전처리는 코로나(corona) 처리 또는 표면 장력을 증가시키는 관련 기법, 또는 아크릴레이트를 이용한 폴리올레핀의 프리코트를 수반할 수 있다. 대안적으로, 예를 들어 기체 화염 또는 에틸렌 비닐 아세테이트 (EVA) 코팅을 이용한 기타 사전처리가 또한 고려될 수 있다.
통상의 아쥬반트는 폴리올레핀 필름 물질과 혼합될 수 있다. 이러한 아쥬반트는 보다 양호한 인쇄적성, 정전기 방지 효과를 생성하고, 롤 물질에 따른 언롤 능력(unrollability) 등을 보장하기 위하여 사용된다. 그러나, 이러한 물질 전체는 주요 성분으로서, 즉 폴리올레핀 필름 물질의 총 중량에 대해 80 wt% 이상의 해당 폴리올레핀을 갖는다.
다양한 기법 및 방법이 상기 필름 백 및 파우치 제조를 가능하게 하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 압력 코팅, 공압출 코팅, 플랫-필름 공압출, 및 블로운-필름 공압출이 적합하다 ([Plastics Extrusion Technology, Friedhelm Hensen (편집자), Carl Hanser Verlag Munich, 1988 참조]).
종방향 및 하부 접착을 위해, 이러한 목적을 위해 당업자에게 공지된 기법, 예컨대 노즐, 휠, 또는 인쇄 블록을 사용하는 적용이 사용될 수 있다.
접착제-관련 목적에 있어서 이의 사용을 가능하게 하기 위해, 본 발명의 접착제는 바람직하게는 고온에서의 압출 및 후속 절단, 특히 스트랜드(strand) 절단 (냉각 후, 예를 들어 냉수를 이용하여) 을 통해 제조된 그 자체인 패드 또는 과립 형태로 존재한다.
특히 점착성 생성물의 경우, 접착제를 실리콘지 또는 적절한 플라스틱 필름에 패킹하는 것이 유리할 수 있다. 패키징의 제조 중, 본 발명의 핫-멜트 접착제는 둘 이상의 물질 사이에서 적용될 수 있다.
본 발명의 한 양상은 기재된 접착 필름을 함유하는, 특히 식품류용 상기 패키징에 관한 것이다.
상기 이미 수 회 기재된 바와 같이, 패키징은 백 또는 파우치 형태일 수 있다. 이러한 방식으로 제조된 패키징은 다수의 적용에서 사용될 수 있다: 예를 들어, 특히 빵, 베이크 식품, 과자류, 향신료, 차, 커피, 치즈, 소세지, 및 소비 전 오븐 또는 마이크로웨이브에서 가열되는 상기 식품용 식품 패키징. 또한, 상기 패키징은 약제, 물티슈, 세정 클로스(cleaning cloth) 등에 적합하고, 세정 에멀젼 또는 화장 활성 성분은 클로스에 첨가될 수 있다.
하기 실시예는 본 발명을 설명하도록 의도되지만, 본 발명은 이로 제한되지 않는다.
실시예
실시예 1: 접착제 제형
하기에서, 용어 "탄화수소 수지" 는 또한 "HC 수지" 로 지칭된다.
유리 전이 온도 Tg 를 DIN EN 1427 에 따라 측정하였다.
용융 점도를 DIN 53019 에 따라 측정하였다.
분자량 Mn 을 상기 기재된 바와 같이 DIN 55672 에 따라 측정하였다.
조성물에 대해 하기 성분을 함유하는 접착제 조성물을 제조하였다:
제형 1:
Figure pct00001
이러한 방식으로 수득된 생성물은 폴리올레핀-계 백 물질에서 매우 높은 수준의 응집력과 함께 매우 양호한 접착력을 보였다.
제형 2:
Figure pct00002
이러한 방식으로 수득된 생성물은 제형 1 에 비해 보다 더욱 큰 접착력을 가졌다.
제형 3:
Figure pct00003
이러한 접착제는 160℃ 에서의 점도가 약 11,300 mPas (Brookfield RVT 스핀들 21) 이고, 연화점이 87.8/87.9℃ (ASTM E 28) 이었다. 150℃ 접착제 온도에서, 가열 테이블/가열 블레이드를 이용함으로써 40 g/m2 의 양의 50 ㎛ PET 코팅을 이용하여, 접착제는 강철 및 PE 에서, 20 분 후 각각 31 및 15 N/25 mm, 및 강철 및 유리에서, 24 h 후 각각 33 및 32 N/25 mm 의 접착 결합을 나타냈다. 재접착 (130℃, 30 초, 5 kg/100 cm2) 후, 강철 및 PE 및 유리에서 각각 35 (70% 계면 파괴) 및 17 및 24 N/25 mm 의 접착 결합이 24 h 후 달성되었다.
제형 4:
Figure pct00004
이러한 접착제는 160℃ 에서의 점도가 약 7500 mPas (Brookfield RVT, 스핀들 21) 이고, 연화점이 85.2/85.4℃ (ASTM E 28) 이었다. 150℃ 접착제 온도에서, 가열 테이블/가열 블레이드를 이용함으로써 40 g/m2 의 양의 50 ㎛ PET 코팅을 이용하여, 접착제는 강철 및 PE 및 유리에서, 20 분 후 각각 23 및 17 및 26 N/25 mm, 및 강철 및 PE 및 유리에서, 24 h 후 각각 37 및 8 및 41 N/25 mm (50% 계면 파괴) 의 접착 결합을 나타냈다. 재접착 (130℃, 30 초, 5 kg/100 cm2) 후, 강철 및 PE 및 유리에서 각각 35 (80% 계면 파괴) 및 23 및 37 N/25 mm (80% 응집 파괴) 의 접착 결합이 24 h 후 달성되었다.

Claims (11)

  1. a) 25 내지 95 wt%, 바람직하게는 50 내지 85 wt% 의 하나 이상의 폴리올레핀-계 중합체;
    b) 1 내지 75 wt%, 바람직하게는 1 내지 40 wt% 의 하나 이상의 점착부여 수지;
    c) 0 내지 15 wt% 의 하나 이상의 가소제; 및
    d) 0 내지 30 wt% 의, 하나 이상의 첨가제 및/또는 안정화제, 접착 개선제, 충전제 또는 안료, 왁스 중에서 선택되는 아쥬반트, 및/또는 바람직하게는 (메트)아크릴산 에스테르인 기타 중합체, 또는 이의 조합
    을 함유하는, 바람직하게는 이로 이루어지는 핫-멜트 접착제로서,
    하나 이상의 폴리올레핀-계 중합체가 하기의 혼합물인 것을 특징으로 하는 핫-멜트 접착제:
    a1) 폴리올레핀-계 중합체의 총량에 대해 20 내지 80 wt% 의 양의, 분자량 Mn 이 < 10,000 g/mol 인, 하나 이상의 제 1 폴리올레핀-계 중합체, 및
    a2) 폴리올레핀-계 중합체의 총량에 대해 20 내지 80 wt% 의 양의, 분자량 Mn 이 > 10,000 g/mol 인, 하나 이상의 제 2 폴리올레핀-계 중합체.
  2. 제 1 항에 있어서, 하나 이상의 폴리올레핀-계 중합체가 폴리올레핀의 호모- 및 공중합체, 특히 에틸렌, 프로펜, 및/또는 부텐, 및 에틸렌/α-올레핀 및 프로필렌/α-올레핀 공중합체, 바람직하게는 에틸렌 및 프로펜, 1-부텐, 1-헥센, 1-옥텐, 또는 이의 조합의 공중합체를 기반으로 하는 폴리-α-올레핀, 바람직하게는 혼성배열 폴리-α-올레핀 (APAO) 로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 핫-멜트 접착제.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 하나 이상의 점착부여 수지가 하나 이상의 전체 또는 부분 수화 탄화수소 수지 및/또는 하나 이상의 로진을 기반으로 하는 천연 수지 또는 톨유 수지 또는 이의 메틸, 펜타에리트리톨, 또는 글리세린 에스테르를 포함하는 수지 또는 수지 혼합물이고, 하나 이상의 전체 또는 부분 수화 탄화수소 수지가 임의로 지환족 수지, 방향족 개질 수지, 폴리테르펜, 테르펜 페놀계 수지, 1,3-펜타디엔 수지, 시클로펜타디엔 수지, 2-메틸-2-부텐 공중합체, 또는 상기의 유도체를 함유하는 것을 특징으로 하는 핫-멜트 접착제.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 가소제가 폴리(이소)부틸렌 및 액체 또는 페이스티 수화 탄화수소, 특히 분자량 Mw 가 5,000 g/mol 미만인 폴리이소부틸렌으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 핫-멜트 접착제.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 첨가제 및/또는 아쥬반트가 핫-멜트 접착제에 대해 0.1 내지 3 wt% 첨가제, 특히 열, 산화, 및 UV-유도성 분해에 대한 안정화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 핫-멜트 접착제.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 핫-멜트 접착제가 160℃ 에서 500 내지 100,000 mPas 범위의 점도 (Brookfield CAP, 스핀들 8) 를 갖는 것을 특징으로 하는 핫-멜트 접착제.
  7. 필름-유사 기판, 특히 폴리올레핀 필름, 직조 패브릭, 또는 비직조 패브릭의 접착(gluing) 을 위한, 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 핫-멜트 접착제의 용도.
  8. 종방향 및/또는 하부 접착 형태의 둘 이상의 폴리올레핀 필름의 부분-표면 접착을 포함하는, 폴리올레핀 필름으로 제조되는 패키징, 폴리올레핀으로 제조되는 필름을 포함하는 패키징 백 또는 파우치의 제조 방법으로서, 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 핫-멜트 접착제가 접착에 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 폴리올레핀 필름이, 폴리올레핀 필름의 총 중량에 대해 80 wt% 이상의 임의로 표면-처리 또는 -코팅된 폴리에틸렌 (PE) 또는 폴리프로필렌 (PP) 으로 이루어지는 필름인 것을 특징으로 하는 용도 또는 방법.
  10. 제 8 항에 따른 방법에 따라 수득될 수 있는, 폴리올레핀 필름으로 제조되는 패키징, 특히 폴리올레핀으로 제조되는 필름을 포함하는 백 또는 파우치.
  11. 둘 이상의 기판의 부분- 또는 전체-표면 접착을 포함하는, 접착된 직조 패브릭 또는 비직조 패브릭의 제조 방법으로서, 하나 이상의 기판이 직조 패브릭 또는 비직조 패브릭이고, 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 핫-멜트 접착제가 접착에 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
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