KR100400437B1 - 필름용 수성 접착제 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카프로락톤계 수용성 폴리우레탄 수지를 접착제 조성물에 사용함으로서 접착제 조성물의 접착력 향상과 보관, 사용시의 안정성을 가지는 접착제 조성물에 관한 것으로, 전체 조성물에 대해서 카프로락톤계 수용성 폴리우레탄 수지 성분이 50 - 80 중량 %, 피그먼트 페이스트가 5 - 40 중량 %, 첨가제가 0.1 - 10 중량 % 로 이루어진 접착제 조성물임을 특징으로 한다.

Description

필름용 수성 접착제 조성물{AQUEOUS ADHESIVE COMPOSITION FOR FILM}

본 발명은 카프로락톤계 수용성 폴리우레탄 수지를 접착제 조성물에 사용함으로서 접착제 조성물의 접착력 향상과 보관, 사용시의 안정성을 가지는 접착제 조성물에 관한 것이다. 일반적인 적층재료나 각종 복합재료의 접착을 위해 베이스 폴리머로서 폴리우레탄계 폴리머가 널리 사용되어 왔으며, 이러한 폴리우레탄계 베이스 폴리머는 미국특허 제 4, 203, 883 등 에서처럼 주로 계면활성제와 물등의 용매속에서 이소시아네이트를 포함하는 예비중합체를 유화시킨 후 사용시 폴리우레탄 조성물을 제조함으로서 이루어지며 이소시아네이트를 포함하는 예비 중합체는 이소시아네이트기와 폴리올 등의 하이드록실기가 반응하여 이루어지게 된다.

그러나 상기와 같은 예비 중합체를 포함하는 폴리우레탄계 접착제 조성물의 제조는 고가의 고속교반기를 사용하는 경우에만 유화제에 의한 유화분산이 가능할 뿐 아니라, 장기간 보존시는 예비중합체가 보존기간중 반응을 일으켜 겔화되거나 또는 유화 분산된 물질의 층분리 등으로 인하여 접착제로서의 성능이 크게 저하되게 된다. 상기의 반응에서 사용되는 폴리올은 일반적으로 폴리에테르계 폴리올과 폴리에스테르계 폴리올이 각각 또는 혼용되어 사용되어 왔다. 그러나 폴리에스테르계 폴리올이나 폴리에테르계 폴리올을 사용하는 폴리우레탄 접착제조성물은 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 계통의 수지에 대해서 낮은 접착력을 가지는 문제를 지니고 있다. 상기의 예비 중합체를 사용하는 방법으로는 작업상, 보존상 안정성등의 문제를 해결할 수 없으며 또 우레탄을 형성하는 폴리올로서 기존의 사용되고 있는 폴리에스터나 폴리에테르계의 폴리올로서는 폴리올레핀계 수지등에 대한 낮은 접착력을 갖는 문제가 발생하게 된다.

따라서 본 발명자는 폴리우레탄계 접착제의 제조상 또는 사용상 나타나는 안정성의 저하나 접착력의 저하와 같은 문제점의 근본적인 해결을 위하여 수년여의 실험을 수행한 결과 폴리에스터나 폴리에테르계의 폴리올을 이용한 폴리우레탄을 대신하여 카프로락톤계 폴리우레탄 수지를 사용함으로서 예비중합체의 사용에 따른 겔화문제, 보존안정성의 문제와 폴리올레핀 수지에 대한 접착력 저하의 문제를 해결할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명은 예비중합체 대신 수지를 사용함으로서 겔화나 안정성에 대한 문제를 해결하고 또 카프로락톤계 폴리우레탄 수지를 사용함으로서 특히 필름등에 사용시에 접착력의 향상이 두드러진 조성물에 관한 것이다.

또한 본 발명은 물을 용매로 하는 수용성 카프로락톤계의 폴리우레탄을 제공하면서도 높은 접착력을 제공함으로서 유기 용제 사용에 의한 환경 문제와 사용자의 인체 유해성의 문제를 해결한 접착제 조성물을 제공하게 된다.

본 발명은 카프로락톤계 폴리우레탄 수용성 수지의 성분이 전체 조성물에 대해서 50 - 80 중량 %, 피그먼트 페이스트가 전체 조성물에 대해서 5 - 40 중량 %, 첨가제가 전체 조성물에 대해서 0.1 - 45 중량 % 로 이루어진 카르로락톤계 수성 폴리우레탄 조성물을 그 특징으로 한다.

상기의 조성물에 대해서 카프로락톤계 폴리우레탄 수지는 50 - 80 중량 % 임을 특징으로하며 좋게는 55 - 75 중량 %, 더 좋게는 60 - 70 중량 % 를 사용할 수 있으며 이 경우 수지량이 50 % 미만인 경우에는 접착력이 낮아지게 되며 80 중량 % 를 초과하는 경우에는 가공 공정에 있어서 필름 코팅시 착지력 미흡이나 코팅 표면 불량등의 가공상 문제가 발생할 수 있다.

카프로락톤계 폴리우레탄 수지는 카프로락톤디올와 디이소시아네이트를 반응시키는 통상의 방법을 이용할 수 있으며 반응방법이나 카프로락톤디올, 디이소이아네이트의 관한 특별한 제한은 없다.

피그먼트 페이스트는 전체 조성물에 대해서 5 - 40 중량 % 를 사용하는 것이 특징이며 좋게는 5 - 35 중량 %, 더 좋게는 5 - 30 % 를 사용할 수 있으며 이 경우 피그먼트의 양이 5 중량 % 미만인 경우에는 수지의 량이 많아져 상기에 기술한 가공상의 문제가 발생할 수 있다.

첨가제와 용매가 예비 중합체 성분중에 사용될 수 있다. 첨가제는 일반적으로 우레탄 예비 중합체 접착제 성분 점도를 조정하는 증점제, 습윤제, 표면개질제(levering agent)등이 사용되며 사용되는 량은 전체 조성물에 대해서 0.1 - 45 중량 % 를 사용하는 것이 바람직하며 더 좋게는 1 - 30 중량 % 사용하는것이 바람직하다.

증점제, 습윤제, 표면개질제 등은 사용의 필요에 따라 조성을 변화시킬수 있으며 전체 조성비율에서 0.1 중량% 미만일 경우에는 증점제, 습윤재, 표면개질제등의 량이 적어 사용에 있어 표면불량이나 낮은 점도로 인한 사용상의 문제점등이 발생할 수 있으며 45 중량 %를 초과할 경우에는 접착력 저하등의 문제가 발생할 수 있다.

이하 본 발명을 실시 예에 의거 상세히 설명하는 바, 실시예에 의해서 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1, 2 및 3

1.4-부탄디올과 카프로락톤을 1 : 1 의 중량비로 반응하여 합성한 카프로락톤 폴리올 1000 중량부와 톨루엔디이소시아네이트 100.0 중량부와 촉매인 디부틸디라우레이트 1.12 중량부를 혼련하여 100 ℃로 교반하며 반응하여 카프로락톤 수용성 폴리우레탄 수지를 제조한다. 이 수지 및 피그먼트 페이스트와 첨가제를 표 1 의 No 1.2.3 의 양으로 혼련하여 접착제 조성물을 제조하였다. 제조후 PE 필름, PET 필픔, AL, OPP 필름 등에 대해서 접착력을 측정하였다. 접착력의 측정을 위한 코팅 방법은 barcota#3 을 이용하였으며 접착력은 셀로테이프(Cello tape)로 측정하였다. 그 결과를 표 3 에 나타내었다.

실시예의 조성

No	폴리우레탄 수지	피그먼트페이스트	첨가제
1	70 부	20 부	surfynol 465 : 1 부
			byk-333 : 2 부
			pur-45 : 3 부
			이온 교환수 : 4 부
2	60 부	30 부	surfynol 465 : 1.5 부
			byk-333 : 2 부
			pur-45 : 2 부
			이온 교환수 : 4.5 부
3	65 부	20 부	LA-413 : 1 부
			XL-29SE : 2 부
			pur-60 : 1 부
			이온 교환수 : 11.5 부

비교예 1

폴리우레탄 접착제 조성물의 사용에 제조에 있어서 실시예 1 의 제조 방법과 동일하나 카프로락톤을 대신하여 Adipic acid 를 사용하여 폴리에스터계 폴리우레탄을 제조하여 표 1 의 No 1,2,3 의 양으로 접착제 조성물을 제조한 것의 접착력을 셀로테이프로 평가하였다. 그 결과를 표 3 에 나타내었다.

비교예 2

실시예 1 에서 제조된 카프로락톤계 폴리우레탄 수지를 표 2의 No 1,2,3 에 따라 접착제 조성물을 제조하고, 접착력을 셀로테이프로 평가하였다. 그 결과를 표 3 에 나타내었다.

구분	폴리우레탄 수지	피그먼트페이스트	첨가제
1	40 부	10 부	surfynol 465 : 1 부
			byk-333 : 2 부
			pur 45 : 3 부
			이온 교환수 : 44 부
2	90 부	5 부	surfynol 465 : 0.5 부
			byk-333 : 1.0 부
			pur 45 : 1.5 부
			이온 교환수 : 2.0 부
3	83 부	2 부	LA-413 : 1 부
			XL 29 SE : 2 부
			pur 60 : 1 부
			이온 교환수 : 11 부

실시예, 비교예의 접착력 평가 결과

건조방법	60 ℃ 에서 60 초 건조	건조 후 상온에서 24 시간 추가건조
필름	PE	PET	AL	OPP	PE	PET	AL	OPP
실시예 1-1	A	A	A	B	A	A	B	A
1-2	A	A	B	B	A	A	B	C
1-3	A	A	A	A	A	A	A	A
비교예 2-1	D	D	C	D	D	D	C	D
2-2	D	D	C	D	D	D	C	D
2-3	C	C	C	D	C	C	C	D
비교예 3-1	C	C	D	C	C	C	D	C
3-2	C	D	C	D	C	D	C	D
3-3	C	C	D	D	C	D	D	D
접착력 A : 매우 양호접착력 B : 양호접착력 C : 보통접착력 D : 불량

본 발명에 따라서, 우수한 접착력을 제공할 뿐 아니라 유기용제 사용에 의한 환경 문제와 사용자의 인체 유해성 문제를 해결한 접착제 조성물이 제공된다.

Claims (1)

1. 연포장용 카프로락톤계 수용성 폴리우레탄 수지, 피그먼트 페이스트, 첨가제로 구성되는 접착제 조성물에 있어서, 전체 조성물에 대해서 카프로락톤계 수용성 폴리우레탄 수지 성분이 50 - 80 중량 %, 피그먼트 페이스트가 5 - 40 중량 %, 증점제, 습윤제, 표면개질제 및 물을 포함하는 첨가제가 0.1 - 10 중량 % 포함하는 것을 특징으로 하는 접착제 조성물.