KR20170100967A - 점착성을 갖는 폴리우레탄 수지 및 그 성형품 - Google Patents

점착성을 갖는 폴리우레탄 수지 및 그 성형품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 점착성을 갖는 폴리우레탄 수지 및 이를 성형하여 제조되는 점착성 시트, 필름 및 롤에 관한 것이다.

Description

점착성을 갖는 폴리우레탄 수지 및 그 성형품{ADHESIVE POLYURETHANE RESIN AND DRESSING AND PRODUCT THEREOF}
본 발명은 점착성을 갖는 폴리우레탄 수지 및 이를 성형하여 제조되는 점착성 시트, 필름 및 롤에 관한 것이다.
폴리우레탄은 주사슬을 구성하는 중심부에 우레탄 결합(-NHCOO-)을 가지는 중합체로, 일반적으로 수산기를 함유하는 화합물과 이소시아네이트기(基)를 가지는 화합물과의 반응 등에서 얻고 있다. 폴리우레탄은 고무 탄성이 풍부하고, 내마모성, 내노화성, 내유성이 있어서 합성피혁, 접착제, 도료 등에도 많이 이용되고 있다.
이러한 종래의 폴리우레탄은 일반적으로 끈적이지 않는 물질로 점착성이 낮다.
그러나 최근 점착성을 갖는 폴리우레탄에 대한 수요가 높아지고 있으나 적절한 점착성과 기타 필요한 물성을 갖는 폴리우레탄이 상용화되지는 못하고 있는 실정이다.
한국 등록특허 10-1591280
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 적절한 점착성을 가지면서 충분한 인장강도를 갖는 폴리우레탄 수지를 제공하고자 한다.
또한 상기 폴리우레탄 수지를 성형하여 제조되는 점착성 시트, 점착성 필름 및 점착성 롤을 제공하고 상기 점착성 롤을 포함하는 롤 크리너를 제공하고자 한다.
본 발명은,
주제와 경화제의 중합반응으로 제조되며,
주제는 제 1 폴리올로 하이드록시기를 2개 갖는 폴리올과 제 2 폴리올로 히드록시기를 3 내지 4개 갖는 다관능 폴리올을 포함하고,
경화제는 하이드록시기를 2개 갖는 폴리올과 이소시아네이트기를 2개 갖는 이소시아네이트의 반응으로 제조되는 프리폴리머로 구성되며,
상기 주제 내에 제 1 폴리올 및 제 2 폴리올을 포함하는 폴리올의 함량은 90중량퍼센트 이상 100중량퍼센트 이하이고,
상기 경화제 내 이소시아네이트의 함량은 15중량퍼센트 이상 28중량 퍼센트 이하이고,
상기 주제와 경화제를 반응시킬 때 경화제의 NCO 당량과 주제의 OH 당량의 비(NCO/OH 비)가 0.80 이상 0.95 이하인 것을 특징으로 하는 점착성 폴리우레탄 수지를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 폴리우레탄 수지를 포함하는 점착성 시트, 점착성 필름, 점착성 롤을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 점착성 롤을 포함하는 롤 크리너를 제공한다.
본 발명의 폴리우레탄 수지는 적절한 점착성을 가지면서 충분한 인장강도를 갖는 효과가 있다.
상기 폴리우레탄 수지를 성형하여 제조되는 시트, 필름 또는 롤은 적절한 점착성을 가지는 효과가 있다.
상기 폴리우레탄 수지를 성형하여 제조되는 시트 등은 물로 세적이 가능하여 필요한 경우 세척에 의하여 수회 재사용 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 점착성 폴리우레탄 수지 성형품을 이용한 롤 크리너에 관한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 점착성 폴리우레탄 수지 성형품을 이용한 롤 크리너에 관한 사시도이다.
본 발명은,
주제와 경화제의 중합반응으로 제조되며,
주제는 제 1 폴리올로 하이드록시기를 2개 갖는 폴리올과 제 2 폴리올로 히드록시기를 3 내지 4개 갖는 다관능 폴리올을 포함하고,
경화제는 하이드록시기를 2개 갖는 폴리올과 이소시아네이트기를 2개 갖는 이소시아네이트의 반응으로 제조되는 프리폴리머로 구성되며,
상기 주제 내의 제 1 폴리올 및 제 2 폴리올을 포함하는 폴리올의 함량은 90중량퍼센트 이상 100중량퍼센트 이하이고,
상기 경화제 내 이소시아네이트의 함량은 15중량퍼센트 이상 28중량 퍼센트 이하이고,
상기 주제와 경화제를 합한 총 중량 중 이소시아네이트의 함량이 2중량퍼센트 이상 10중량퍼센트 이하이고,
상기 주제와 경화제를 반응시킬 때 경화제의 NCO 당량과 주제의 OH 당량의 비(NCO/OH 비율)가 0.80 이상 0.95 이하인 것을 특징으로 하는 점착성 폴리우레탄 수지를 제공한다.
이하, 본발명의 점착성 폴리우레탄 수지를 구체적으로 설명한다.
본 발명의 점착성 폴리우레탄 수지는 주제와 경화제의 중합반응으로 제조된다.
상기 주제는 제 1 폴리올과 제 2 폴리올을 포함하는 폴리올을 포함한다. 상기 주제 중 폴리올은 90중량페센트 내지 100중량퍼센트로 포함된다. 상기 주제는 상기 폴리올 이외에 촉매, 쇄 연장제 등을 포함할 수 있다.
상기 제 1 폴리올은 한 분자당 2개의 히드록시기를 갖는 폴리올로, 상기 주제 내에 70중량 퍼센트 이상 98중량퍼센트 이하로 함유될 수 있다. 상기 제 1 폴리올은 바람직하게는 수평균 분자량(Mn)이 3000이상 5000이하이고, 하이드록시 관능기가 2개인 폴리프로필렌 글리콜이다.
상기 제 2 폴리올은 한 분자당 하이드록시 관능기가 3개이상 4개이하를 갖는 폴리올로 상기 주제 내에 2중량퍼센트 이상 30중량퍼센트 이하로 함유될 수 있다. 상기 제 2 폴리올은 바람직하게는 수평균 분자량(Mn)이 4000이상 6000이하이고 히드록시기가 3개 이상 4개 이하인 폴리프로필렌 글리콜이다.
상기 주제가 제 1 폴리올과 제 2 폴리올의 2종류 이상의 폴리올을 포함하고 상기 제 1 폴리올과 제 2 폴리올이 상기 범위로 함유되면 연질이면서도 구조적 인장강도가 강하고 일정한 신율을 갖게 되어 성형물이 강한 점착성을 가지면서도 찢어지지 않는 장점이 있다.
상기 주제내에 촉매는 반응속도를 조절할 목적으로 사용되며 통상의 폴리우레탄 반응에 사용되는 촉매들이 사용될 수 있다
상기 경화제는 폴리올과 이소시아네이트의 중합반응에 의해 만들어지는 프리폴리머로, 상기 경화제 내 이소시아네이트의 함량은 15중량퍼센트 이상 28중량 퍼센트 이하이다. 상기 경화제 내 이소시아네이트 함량이 상기와 같으면 경도가 쇼어 30A 이하의 연질 폴리우레탄 수지를 제조할 수 있고 점착력이 강하여 피착제에 대한 밀착성이 좋아지는 장점이 있다.
상기 경화제 중 이소시아네이트는 바람직하게는 이소시아네이트 관능기가 2개인 톨루엔-디이소시아네이트이다.
상기 경화제 중 폴리올은 바람직하게는 수평균 분자량(Mn)이 3000이상 5000이하이고, 하이드록시 관능기가 2개인 폴리프로필렌 글리콜을 75중량 퍼센트 이상 90중량퍼센트 이하로 함유한다.
본 발명의 점착성 폴리우레탄 수지에서 주제와 경화제를 합한 총 중량 중 이소시아네이트의 함량은 2 중량페센트 이상 10중량퍼센트 이하이다.
본 발명의 점착성 폴리우레탄 수지는 특히 주제와 경화제를 반응시킬 때 경화제의 NCO 당량과 주제의 OH 당량의 비(NCO/OH 비)가 0.80 이상 0.95 이하인 것을 특징으로 한다. 상기 NCO/OH 비가 0.95를 초과하면 폴리우레탄 수지의 점착력이 낮다는 단점이 있고, 상기 NCO/OH 비가 0.8 미만이면 폴리우레탄 수지가 인장강도가 낮아서 잘 찢어지는 단점이 있다.
본 발명의 점착성 수지는 롤 형태의 구조물의 외부에 성형하여 점착성 롤을 만들거나, 평면형태의 시트나 필름 등의 구조물에 성형하여 점착성 시트나 점착성 필름을 제조할 수 있다.
본 발명의 점착성 폴리우레탄 수지를 이용한 성형품은 탄성이 높고 원래의 형상으로 용이하게 복원되어 외력의 방향을 따라 소성변형이 발생하지 않는 장점이 있다.
본 발명의 점착성 폴리우레탄 수지를 이용한 성형품은 표면이 매끄럽다는 장점이 있다.
본 발명은 상기 점착성 롤을 포함하는 롤 크리너를 제공한다.
이하 실시예를 통해 본 발명의 점착성 폴리우레탄 수지의 제조방법을 제공하나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다.
[실시예 1]
2개의 히드록시기를 갖는 분자량 4000의 폴리프로필렌 글리콜(OH가 29) 950g과 4개의 히드록시기를 갖는 분자량 5000의 폴리프로필렌 글리콜(OH가 48) 50g을 포함하는 주제(평균 OH가 30)를 준비하였다.
2개의 히드록시기를 갖는 분자량 4000(OH가 29)의 폴리프로필렌 글리콜 767.5g과 톨루엔디이소시아네이트 232.5g을 섭씨80도에서 반응시켜 경화제 프리폴리머(NCO%=8.4)를 제조하였다.
상기 주제와 경화제를 NCO/OH 당량비를 0.75~1.20 비율로 중합반응시고 금형에 주입한 후 섭씨50도 오븐에서 6시간 숙성 경화시키고 탈형하여 상온에서 24시간 방치한 후 점착성 폴리우레탄 수지를 얻었다.
이때 제조된 점착성 폴리우레탄 수지의 점착력은 아래 표 1과 같다.
조성 NCO/OH당량비 *점착력(g/cm2) **상태 비교
1 0.75 550 찢어짐
2 0.80 680 양호
3 0.85 650 양호
4 0.90 540 양호
5 0.95 440 양호
6 1.00 95 양호
7 1.05 105 양호
8 1.10 120 양호
9 1.15 125 양호
10 1.20 130 양호
*점착력 측정을 위해 지름 50mm*높이 100mm의 원기둥 형태의 성형물을 제조하고 이 성형물의 밑면(원형상)을 스틸판에 붙인 상태에서 UTM(만능 시험기)를 이용하여 500mm/min 속도로 분리 시험을 하여 나타내는 점착력을 측정함
** 점착력 측정시 성형물이 찢어져서 스틸판에 묻어 있거나 깨끗하게 떨어져 나가는지를 관찰
위의 결과를 보면 당량비가 0.80~0.95 일 때 찢어지지 않으면서 우수한 점착성을 갖는 수지를 제조할 수 있었다
그리고 당량비 0.85로 폭이 160mm 외경이 50mm 폴리우레탄 수지의 두께를 5mm로 코팅하여 제조한 점착성 크리너 롤의 점착력은 7~10kg정도의 매우 우수한 점착력을 나타내었다.

Claims (6)

  1. 주제와 경화제의 중합반응으로 제조되며,
    주제는 하이드록시기를 2개 갖는 폴리올과 히드록시기를 3 내지 4개 갖는 다관능 폴리올의 혼합으로 이루어져 있고,
    경화제는 하이드록시기를 2개 갖는 폴리올과 이소시아네이트기를 2개 갖는 이소시아네이트의 반응으로 제조되는 프리폴리머로 구성되며,
    상기 주제 내의 폴리올의 함량은 90중량퍼센트 이상 100중량퍼센트 이하이고, 상기 경화제 내 이소시아네이트의 함량은 15중량퍼센트 이상 28중량 퍼센트 이하이고,
    상기 주제와 경화제를 반응시킬 때 경화제의 NCO 당량과 주제의 OH 당량의 비 즉 NCO/OH 비율이 0.80 이상 0.95 이하인 것을 특징으로 하는 점착성 폴리우레탄 수지
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 주제는 제 1 폴리올로서 수평균 분자량(Mn)이 3000이상 5000이하이고, 하이드록시 관능기가 2개인 폴리프로필렌 글리콜을 70중량 퍼센트 이상 98중량퍼센트 이하로 함유하고,
    제 2 폴리올로서 수평균 분자량(Mn)이 4000이상 6000이하이고, 하이드록시 관능기가 3개이상인 폴리프로필렌 글리콜을 2중량 퍼센트 이상 30중량퍼센트 이하로 함유하는 함유하는 점착성 폴리우레탄 수지
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 경화제는 폴리올과 이소시아네이트의 중합반응에 의해 만들어지며, 폴리올은 수평균 분자량(Mn)이 3000이상 5000이하이고, 하이드록시 관능기가 2개인 폴리프로필렌 글리콜을 75중량 퍼센트 이상 90중량퍼센트 이하로 함유하고, 이소시아네이트는 이소시아네이트 관능기가 2개인 톨루엔-디이소시아네이트를 15중량퍼센트 이상 28중량 퍼센트 이하로 함유하는 점착성 폴리우레탄 수지
  4. 청구항 1의 점착성 폴리우레탄 수지를 성형하여 제조되는 점착성 시트 또는 필름
  5. 청구항 1의 점착성 폴리우레탄 수지를 성형하여 제조되는 점착성 롤
  6. 청구항 5의 점착성 롤을 포함하는 롤 크리너


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* Cited by examiner, † Cited by third party
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