KR100249727B1

KR100249727B1 - 무독성 튜브형 접착제 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100249727B1
Application number: KR1019980010379A
Authority: KR
Inventors: 유종선; 김구니; 문진복; 목동엽
Original assignee: 박정수; 한국신발피혁연구소
Priority date: 1998-03-20
Filing date: 1998-03-20
Publication date: 2000-03-15
Also published as: KR19990075891A

Abstract

본 발명은 접착제에 관한 것으로, 합성고무 라텍스를 주재료로 하고 각종의 첨가제를 적절한 비율로 첨가함으로써 유기용제형과 같은 접착특성을 발현할 수 있는 무독성 튜브형 접착제를 제공하기 위한 것이다. 상기 무독성 튜브형 접착제는 합성고무 라텍스를 주원료로 하고 점착부여 수지와 충전제를 첨가하고 수성고분자, 폴리비닐알코올로 증점된 에틸렌-초산비닐 에멀젼 및 다가알코올과 비이온성 계면활성제 등으로 증점하여 점도 5000∼10000cps의 구조점성지수가 낮게 제조된 것이다.

Description

무독성 튜브형 접착제 및 그 제조방법

본 발명은 휘발성 유기용제를 사용하지 않은 무독성 튜브형 접착제에 관한 것으로서, 특히 합성고무라텍스를 주 원료로 하고 점착부여제를 비롯한 각종 첨가제를 배합한 후 튜브형으로 포장하여 사용할 수 있도록 점도 및 점성을 조절하여 접착제를 제조함으로써 가죽, 종이, 섬유, 나무, 플라스틱 등의 다양한 재질에의 접착성이 우수하고 가정이나 학교 및 사무실 등에서 안전하고 간편하게 사용할 수 있도록 한 무독성 튜브형 접착제 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 가정이나 학교 및 사무실 등에서 사용되고 있는 접착제는 합성고무 및 합성수지를 유기용제에 20∼30%의 농도로 용해한 후 튜브형으로 포장한 제품이다. 그리고 상기 접착제는 금속, 목재, 플라스틱, 고무, 유리, 섬유, 도자기, 종이 등의 어떤 재료에도 동종 또는 이종간에 접착이 가능하며, 또한 특별한 접착기술 없이 건조만으로 간단하게 접착할 수 있을 뿐만 아니라 사용하기 편한 튜브를 용기로 사용하고 있어 가구나 가방, 신발과 같은 신변잡화 등의 수선 및 학교에서의 공작용으로 광범위하게 사용되고 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 접착제는 인체에 유독한 유기용제를 70%이상 함유하고 있기 때문에 화재의 위험성이 있고, 또한 환기에 유의해야 할 뿐만 아니라 환경오염을 유발시키는 폐단이 발생하였다. 특히, 유해한 톨루엔 및 벤젠을 사용하지 않는다 해도 중독으로 인한 심신장애를 인체에 일으킬 수 있어 사회문제가 되고있는 시점에까지 이르고 있는 실정이다.

한편, 용제가 물인 합성고무라텍스는 이러한 문제가 없으나 고형고무에 비해 접착특성이 떨어지고 50% 이상의 고형분에서도 점도가 매우 낮고 유기용제를 사용했을 때와 같은 점성이 나타나지 않아 튜브를 용기로 사용하기가 매우 곤란하여 아직까지 이와 같은 용도에 적용되지 못하고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명의 목적은 합성고무 라텍스를 주재료로 하고 각종의 첨가제를 적절한 비율로 첨가함으로써 유기용제형과 같은 접착특성을 발현하고 점성을 유지할 수 있는 무독성 튜브형 접착제 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 종래의 유기용제 접착제가 지니는 문제점을 해소함은 물론 이러한 용도의 접착제가 지녀야 하는 다양한 재질에의 접착성 및 점성을 나타내는 무독성 튜브형 접착제를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 무독성 튜브형 접착제는 합성고무 라텍스를 주원료로 하고 점착부여 수지와 충전제를 첨가하고 수성고분자,폴리비닐알코올로 증점된 에틸렌-초산비닐 에멀젼 및 다가알코올과 비이온성 계면활성제 등으로 증점하여 점도가 약 5000∼10000cps 정도의 구조점성수지가 낮게 제조된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그리고, 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 제조방법을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흐트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

우선, 본 발명에 사용되는 합성고무라텍스로는 고형분농도 45% 이상의 미변성 또는 변성 클로로프렌 고무라텍스를 사용한다. 이때 상기 클로로프렌고무의 물성을 저하시키지 않는 범위에서 기타 합성고무라텍스를 병용해도 좋다. 점착부여수지는 라텍스 접착제의 초기 점착력과 접착강도를 향상시키기 위해 사용되는데 연화점의 범위가 70∼150℃인 로진 또는 로진산염, 로진에스테르, 수첨로진에스테르, 석유수지, 수첨석유수지, 테르펜수지, 테르펜페놀수지 등의 고체수지 또는 고형분농도가 50% 이상인 에멀젼형 수지를 상기 클로로프렌 고무라텍스 고형분 100 중량부에 대해 수지고형분 30∼150 중량부로 사용한다.이때 상기 수지의 사용량이 30 중량부 미만이면 물성향상 효과가 나타나지 않아 점착력 및 접착강도가 떨어지며 150 중량부 이상이면 더 이상의 효과는 나타나지 않으면서 유연성이 저하되어 유연한 피착제에 적용하기가 곤란하게 된다. 충전제로는 카오린 클레이, 탈크, 마이카, 탄산칼슘, 탄산마그네슘 및 이들의 변성체를 단독 혹은 혼합하여 클로로프렌 고무라텍스 고형분 100 중량부에 대해 3∼20 중량부로 첨가하여 사용한다. 여기서 첨가량이 3 중량부 미만이면 물성보강효과가 없으며 20 중량부를 초과하면 점도가 지나치게 높고 접착강도가 크게 저하된다. 또한 상기 충전제는 라텍스에 혼합하기전 보루 밀(ball mill)을 사용하여 70%의 수분산액으로 제조하여 사용한다. 이때 상기 수분산액으로 투입하지 않을 경우 균일하게 분산되지 않으며 라텍스의 안정성이 저하될 수 있다.

그리고, 본 발명에 사용되는 점도 및 점성 조절제(증점제)로서는 폴리비닐알코올,메틸셀룰로우즈,수산화메틸셀룰로우즈,카르복실메틸셀룰로우즈,폴리에틸렌글리콜 지방산에스테르, 젤라틴 등의 수용성 고분자, 초산비닐에멀젼과 폴리비닐알코올의 혼합물 및 글리세린, 폴리에테르 폴리올, 폴리에틸렌글리콜계 계면활성재를 적당량 첨가하여 사용한다. 이밖에 본 합성고무라텍스 접착제는 필요에 따라 소포제, 가교조제, 노화방지제 등의 첨가제를 약간량 첨가해도 좋다.

여기서, 무독성 다용도 튜브형 접착제의 제조방법은 교반장치가 되어 있는 용기에 점착부여제를 가하여 교반하면서 충전제 등의 수분산액을 첨가하여 균일하게 혼합하고 다음에 클로로프렌 고무라텍스를 투입한 후 교반하면서 증점제를 적당량 첨가하여 다시 균일하게 혼합하여 점도 5000∼10,000cps(20℃, 30rpm)로 조정하여 제조한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 의거 상세히 설명하겠는 바, 상기 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

에멀젼형 점착부여수지 슈퍼에스테르 E-720(상품명, Arakawa, 특수로진에스테르, 연화점 100℃, 고형분 50%, 점도 20Ocps 이하, pH 5∼7) 50 중량부에 카오린 5 중량부와 탄산칼슘 2 중량부를 혼합하여 만든 70%의 수분산액을 첨가하여 균일하게 혼합한 후 클로로프렌 고무라텍스 LM-61(상품명, DENKA, 고형분 60%, 점도60cps, pH 12) 100 중량부를 가하여 교반한다. 이후 폴리비닐알코올 오리놀 P05(상품명, 동양화학, 중합도 500, 검화도 87∼89%)의 20% 수용액을 첨가하여 증점시켜 접착제를 제조한다.

[실시예 2]

천연수지 로진(검로진) 30 중량부에 1N KOH 1Og을 가하여 교반하여 용해한다. 여기에 카오린 5 중량부와 탄산칼슘 2 중량부를 혼합하여 만든 70% 수분산액을 첨가하여 균일하게 혼합한 후 카복시변성 클로로프렌 고무라텍스 LC-501상품명, DENKA, 고형분 47%, 점도 250cps, pH 7) 100 중량부를 첨가하여 교반한다. 다음 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르(HLB 13.0)를 적당량 첨가하여 증점시켜 접착제를 제조한다.

[실시예 3]

에멀젼형 점착부여수지 슈퍼에스테르 E-720 50 중량부를 카오린 클레이 5 중량부와 탄산칼슘 2 중량부를 혼합하여 제조한 70% 수분산액을 첨가하여 균일하게 혼합한다. 여기에 클로로프렌 고무라텍스 LV-60N(상품명, DENKA, 고형분 60%, 점도 1Ocps, pH 12이상) 100 중량부를 가하여 교반한다. 이후 폴리비닐 알코올 오리놀 P05로 증점된 에틸렌-초산비닐 에멀젼 태바론 706(상품명, 태영화학, 고형분 55%, pH 4.0∼5.5)을 암모니아수로 중화시켜 pH를 7∼8로 조정한 후 적당량 첨가하여 증점시켜 접착제를 제조한다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 무독성 튜브형 접착제와 다른 방법으로 제조된 접착제간의 접착특성을 서로 대비하기 위하여 몇 개의 비교예들을 제시하겠다.

[비교예 1]

에멀젼형 점착부여수지 슈퍼에스테르 E-720 50 중량부를 가하여 교반하면서 카오린 5 중량부와 탄산칼슘 2 중량부를 혼합하여 만든 70% 수분산액을 첨가하여 균일하게 혼합한 후 클로로프렌 고무라텍스 LM-61 100 중량부를 가하고 교반하여 접착제를 제조한다.

[비교예 2]

클로로프렌 고무라텍스 LM-61 100 중량부에 카오린 5 중량부와 탄산칼슘 2 중량부를 혼합하여 만든 70% 수분산액을 첨가하여 균일하게 혼합한다. 다음 폴리비닐 알코올 오리놀 P05의 20% 수용액을 첨가하여 증점시켜 접착제를 제조한다.

[비교예 3]

에멀젼형 점착부여수지 슈퍼에스테르 E-720 50 중량부를 교반하면서 클로로프렌 고무라텍스 LM-61 100 중량부를 가하여 균일하게 혼합한다. 이후 폴리비닐 알코올 오리놀 P05의 20% 수용액을 첨가하여 증점시켜 접착제를 제조한다.

[비교예 4]

에멀젼형 점착부여수지 슈퍼에스테르 E-720 200 중량부를 가하여 교반하면서 카오린 5 중량부와 탄산칼슘 2 중량부를 혼합하여 만든 70% 수분산액을 첨가하여 균일하게 혼합한다. 여기에 클로로프렌 고무라텍스 LC-501 100중량부를 첨가하여 교반한다. 다음 폴리비닐 알코올 오리놀 P05로 증점된 에틸렌-초산비닐 에멀젼 태바론 706을 암모니아수로 중화시켜 pH를 7∼8로 조정한 후 첨가하여 증점시켜 접착제를 제조한다.

[비교예 5]

에멀젼형 점착부여수지 슈퍼에스테르 E-720 50 중량부를 가하여 교반하면서 카오린 20 중량부와 탄산칼슘 5 중량부를 혼합하여 만든 70% 수분산액을 첨가하여 균일하게 혼합한다. 여기에 클로로프렌 고무라텍스 LM-61 100 중량부를 첨가하여 교반한다. 다음 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르(HLB 15.0)를 적당량 첨가하여 증점시켜 접착제를 제조한다.

이상으로, 살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예에 따라 제조된 접착제와 비교예에 따라 제조된 접착제의 접착특성을 비교하여 설명하면 하기와 같다. 여기서,상기 실시예 1∼3과 비교예 1∼6은 다음과 같은 방법에 의해 점도 및 점성과 저장 안정성, 접착력을 비교하였으며 그 결과는 표1에 나타내었다.

① 점도 및 점성 측정

접착제 조성물은 20℃에서 BH형 브룩필드(Brookfie1d)형 회전 점도계를 이용하여 30rpm과 3rpm의 점도를 측정하여 (3rpm에서의 점도)/(30rpm에서의 점도)의 비교 구조점성지수를 표시하였다.

② 저장안정성

접착제 조성물을 실온에서 저장하여 3개월 및 6개월 후의 점도변화, 분리 및 겔화의 유무를 측정하였다.

③ 접착력 평가

피착제의 접착면에 있는 먼지, 녹, 기름 등의 이물질을 제거하고 접착제를 균일하게 도포한다. 실온에서 약 5∼15분간 방치하여 투명하게 될 때까지 건조한 후 합체하여 손가락으로 강하게 압착한다. 실온에서 약 5시간 방치한 후 접착부분을 손으로 떼어보아 접착상태를 비교하여 다음과 같이 표시하였다.

◎ 접착 우수 ○ 접착 양호 △ 접착 약함 × 접착 안됨

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명은 합성고무 라텍스를 주재료로 하고 각종의 첨가제를 적절한 비율로 첨가함으로써 유기용제형과 같은 접착특성을 발현할뿐만 아니라 점성을 유지하여 튜브를 용기로 사용할 수 있다. 그리고 본 발명의 무독성 접착제는 종래의 유기용제 접착제가 지니는 문제점을 말끔히 해소할 뿐만 아니라 이러한 용도의 접착제가 지녀야 하는 다양한 재질에의 접착성 및 점성을 나타낼 수 있다. 또한 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 접착제 조성물은 무독성으로서 튜브형에 적절한 점도 및 점성을 나타내며 저장 안정성이 우수하고 다양한 재질에 대해 우수한 접착 특성을 지니고 있다.

Claims

합성고무 라텍스를 주원료로 하고 점착부여 수지와 충전제를 첨가하고 수성고분자, 폴리비닐알코올로 증점된 에틸렌-초산비닐 에멀젼 및 다가알코올과 비이온성 계면활성제 등으로 증점하여 약 5000∼10000cps 정도의 점도를 가지는 접착제임을 특징으로 하는 무독성 튜브형 접착제.
제1항에 있어서, 상기 합성고무 라텍스는 고형분농도 45% 이상이 미변성 또는 변성 클로로프렌 고무라텍스 임을 특징으로 하는 무독성 튜브형 접착제.
무독성 튜브형 접착제의 제조 방법에 있어서,

합성고무 라텍스에 에멀젼형 점착부여 수지를 가하여 교반시키는 제1과정과,

상기 제1과정의 결과물에 수분산액으로 제조된 충전제를 첨가하여 혼합하는 제2과정과,

상기 제2과정의 결과물에 클로로프렌 고무라텍스를 투입한 후, 약 5000∼1000Ocps 정도의 점도를 가지도록 소정의 증점제를 첨가하여 균일하게 혼합하는 제3과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무독성 튜브형 접착제의 제조 방법.
제3항에 있어서, 상기 합성고무 라텍스는 고형분농도 45% 이상이 미변성 또는 변성 클로로프렌 고무라텍스를 주원료로 사용하는 것을 특징으로 하는 무독성튜브형 접착제의 제조 방법.
제3항에 있어서, 상기 증점제는 에틸렌-초산비닐 에멀젼 및 다가알코올과 비이온성 계면활성제 임을 특징으로 하는 무독성 튜브형 접착제의 제조 방법.
제3항에 있어서, 상기 에멀젼형 점착부여 수지는 연화점이 70℃~150℃의 범위에 있는 고형 또는 고형분 농도가 50% 이상인 에멀젼형의 것을 클로로프렌 고무라텍스 고형분 100 중량부에 대해 수지고형분 30∼150 중량부를 첨가함을 특징으로하는 무독성 튜브형 접착제의 제조 방법.
제3항에 있어서, 상기 충전제의 첨가량은 클로로프렌 고무라텍스 고형분 100중량부에 대해 3∼20 중량부를 사용함을 특징으로 하는 무독성 튜브형 접착제의 제조 방법.