KR100455815B1 - 미소구를주성분으로하는재펄프화가능한감압성접착제및이것으로제조된물품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수개의 수불용성, 수분산성 중합체성 미소구 및 1종 이상의 수용성 가소제의 혼합물을 포함하는 감압성 접착제에 관한 것이며, 이때 상기 미소구의 평균 직경은 50 마이크로미터 이하로 감압성 접착제가 재펄프화 공정에 매우 적합하다. 특히 상기 감압성 접착제는 사무용 테이프, 중접 테이프, 라벨 및 유사 제품과 같은 재펄프성 물품을 제조하는데 유용하다.

Description

미소구를 주성분으로 하는 재펄프화 가능한 감압성 접착제 및 이것으로 제조된 물품

본 발명은 재펄프화 가능한(repulpable) 감압성 접착제, 이것의 제조 방법에 관한 것이며, 구체적으로는 사무용 테이프, 접합(splicing) 테이프, 라벨 및 유사 제품 등의 재펄프화 가능한 물품을 제조하는 데 유용한 감압성 접착제에 관한 것이다.

기존의 감압성 접착제는 통상 재펄프화 공정에 부적합하다. 이러한 기존의 감압성 접착제는 일반적으로 수성 펄프 매질에 불용성이고 비분산성이며, 그 화학적 구성에 따라, 재펄프화 종이 제품 및/또는 백수(white-water) 중에 "점착물"로서 축적되어 상기 제품 및 백수 모두의 품질을 저하시킨다.

재펄프화 가능성을 제공하기 위하여 수 많은 감압성 접착제가 제안된 바 있으나, 재펄프화 공정에 대한 전반적인 적합성이 이상적인 수준에 도달하지 못하였다. 더욱이, 지금까지는 재펄프화 가능성을 개선시키면 접착제 성능이 일반적으로 손실되는 경향이 있었다. 일부 감압성 접착제는 재펄프화된 종이의 품질에 유해한 영향을 미치지 않지만, 이들은 백수 중에 축적되어 그 품질 및 재생성을 저하시킬 수 있다. 또한, 이러한 종류의 시판용 감압성 접착제는 통상 사무용 테이프와 같은 용도에 적합하지 않는 성능, 예를 들면 습도에 매우 민감한 접착성, 노화시 접착성의 손실, 그리고 고습도 하에서 원치않는 중합체 이동을 나타내 보였다(미국 특허 제3,441,430호, 제3,661,874호, 제3,865,770호, 제4,413,080호, 제4,569,960호, 제4,992,501호, 제5,196,504호, 제5,229,447호 및 제5,512,612호 참조).

재펄프화 가능성을 가진 것으로 확인된 다른 유형의 접착제로는 수분산 가능한 감압성 접착제가 있다. 이러한 접착제의 예로는 미국 특허 제3,691,140호 및 제4,155,152호에 기재된 것과 같은 점착성 미소구를 들 수 있다. 상기 감압성 접착제는 상당히 낮은 코팅 중량에서 재펄프화 공정 중에 충분히 분산될 수 있으나, 미소 구는 재생지 제품 및/또는 백수 중에서 "점착물"로서 축적되어, 상기 제품 및 백수모두의 품질을 회복이 불가능할 정도로 불량하게 할 수 있다.

발명의 개요

본 발명은 당해 기술 분야에서 최근 입수할 수 있는 접착제에 비해 향상된 성능상 특징을 나타내 보이는 재펄프화 가능한 감압성 접착제를 제공한다. 본 발명의 감압성 접착제는 광범위한 습도 조건에 걸쳐 강한 접착력을 나타내 보이고, 장시간의 노화 후에도 그러한 수준의 성능을 보유할 수 있으며, 종이에 적층시켰을 때, 중합체가 이동하는 것에 기인하는 종이의 얼룩을 야기시키지 않는다.

본 발명의 제1 실시양태는 다수개의 수불용성 및 수분산성의 중합체 미소구와 1종 이상의 수용성 가소제의 혼합물을 포함하는 감압성 접착제에 관한 것이다. 이때, 미소구의 평균 직경은 50 마이크로미터(㎛) 이하이다. 일반적으로, 중합체 미소구는 비점착성이지만, 점착성 미소구도 사용할 수 있다.

유리하게도, 본 발명의 감압성 접착제는 재펄프화 공정에 매우 적합하다. 완전히 재펄프화가 가능한 제품, 즉 재펄프화 가능한 지지체(backing) 및 재펄프화 가능한 접착제를 지닌 물품이 요망되긴 하나, 부분적으로 재펄프화가 가능한 물품, 즉 접착제는 재펄프화(또는 재분산) 가능하나 지지체는 재펄프화 공정으로부터 충분히 보호되어 원형을 그대로 보존하는 물품을 제조하는 데 본 발명의 접착제를 사용하는 것이 유리할 수 있다.

본 발명의 감압성 접착제는 바람직하지 못한 점착물이 없는 펄프 재료를 제공하는 두 가지의 성분으로 분리될 수 있다. 재펄프화 공정에서, 미세하게 분산된 미소구 재료는 종이 섬유 중에 대부분 보존되는 반면, 나머지 성분은 백수 중에 보유되거나 또는 부유에 의해 제거된다.

따라서, 본 발명의 접착제는 재펄프화 공정에 매우 우수한 적합성을 나타내 보인다. 본 발명은 다음과 같은 많은 장점을 제공한다. (a) 감압성 접착제는 영구적으로 점착성이 제거되고, (b) 백수는 오염되지 않으며, 재생 가능하고, 재펄프화 공정 중에 분산제로서 통상 존재하는 무해의 가소제만이 보유되며, (C) 실질적으로 비점착성의 미소구를 보유하는 종이 섬유는 일반적으로 품질의 저하를 나타내지 않는다.

바람직한 실시양태의 설명

본 발명의 재펄프화 가능한 감압성 접착제 조성물은,

(a) (1) 탄소 원자 수 4개 내지 14개의 알킬 알콜의 1종 이상의 단량체 알킬 (메타)아크릴레이트 약 50∼90 중량%와,

(2) 비닐 카르복실산 약 50∼10 중량%

를 주성분으로 하는 단량체를 현탁 중합시켜 제조한 카르복실화된 중합체 미소구 100 건조 중량부,

(b) 카르복실화된 중합체 미소구 100 건조 중량부 당 1종 이상의 수용성 가소화 폴리알킬렌옥시 화합물 약 5∼150 중량부, 및

(c) 필요에 따라, 카르복실화된 중합체 미소구 100 건조 중량부 당 무기산 0.2∼2.0 중량부

의 배합된 혼합물을 포함한다.

중합체 미소구는 수성 현탁 중합에 의해 합성한다. 중합체 미소구는 비점착성인 것이 바람직하지만, 점착성의 미소구를 사용할 수도 있다. 특히 유용한 현탁중합 공정이 미국 특허 제4,786,696호에 기재되어 있으며, 그 기재 내용은 단량체 알킬 (메타)아크릴레이트와 비닐 카르복실산(각각 예를 들면, 메틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트와 아크릴산 및 메타크릴산) 약 10∼50 중량%에 대해 언급함으로써 본 명세서에 인용하였다. 저함량의 비닐 카르복실산은 재펄프화 가능성이 불량한 감압성 접착제 조성물을 생성하는 경향이 있는 반면, 고함량의 비닐 카르복실산은 점성이 과도한 감압성 접착제 조성물을 생성하는 경향이 있다. 그러나. 성분들의 최종 조성에 따라, 그 조성이 필요한 재펄프화 가능성을 제공하고 적당한(즉, 도포 가능한) 점성을 유지하도록, 저함량과 고함량을 모두 사용할 수 있다. 특별한 결과를 얻기 위해서는 중합체 미소구에 소량의 단량체 개질제를 혼입할 수도 있다는 점을 인식해야 한다. 예를 들면, 메틸 메타크릴레이트는 경도(firmness)를 향상시키고, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트는 가교도를 향상시킨다.

중합 공정에서는 1종 이상의 실질적 수불용성인 중합 개시제, 임계 미셀 농도 이상의 농도의 1종 이상의 유화제 및 임의로 연쇄 전달제(chain transfer agent)를 사용한다. 이들 성분들의 구체적 예로는 벤조일 과산화물, 나트륨 도데실벤젠 설포네이트 및 사브롬화탄소를 들 수 있다. 또한, 탈이온수는 고형물 함량 범위가 15% 내지 60%가 되는 중합체 현탁액을 제공하기에 충분한 양으로 사용한다,

중합시키기 전에는 반응 혼합물을 유화시킴으로써 형성되는 중합체 미소구의 직경을 조절할 수 있다. 이 때 상기 직경은 유화의 심한 정도에 반비례한다. 중합체 미소구의 직경은 50 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이보다 큰 입자도 접착제 조성물에 사용할 수 있으나, 너무 큰 입자는 접착력을 저하시키는 경향이 있다. 바람직한 중합체 생성물은 재펄프화 가능성을 나타내 보이며, 상당한 감압성 접착제의 점착성을 나타내 보이지 않는다.

통상 유용한 가소제로는 폴리알킬렌옥시 화합물, 예컨대 수평균 분자량이 624인 옥틸페녹시 폴리(에틸렌옥시)에탄올, 수평균 분자량이 880 내지 1100인 노 닐페녹시 폴리(에틸렌옥시)에탄올, 및 수평균 분자량이 1000인 플리(에틸렌 글리콜)을 들 수 있으나, 이들에 국한되는 것은 아니다. 가소제는 롬 앤드 하스(상표명 Triton X-100), 론-폴렌크(상표명 Igepal CO-730 및 Igepal CO-850) 및 알드리치 케미칼 컴패니에서 각각 시판되고 있다. 특정한 감압성 접착제 조성물에 사용되는 가소제의 함량은 대개 중합체 미소구의 화학 조성에 따라 달라지며, 재펄프화 가능성을 부여하고 박리 접착력/보유력 성능의 균형을 이루기에 충분한 양으로 존재한다.

필요에 따라, 감압성 접착제 조성물에 첨가하여 그 점착 특성을 변화시키기 위해서는 소량의 무기산을 첨가할 수 있다. 무기산의 예로는 인산 및 폴리인산을 들 수 있으나, 이들에 국한되는 것은 아니다. 통상, 무기산은 미소구 100 중량부 당 0.2 중량부 내지 2,0 중량부의 양으로 첨가한다. 마찬가지로, 염료, 안료, 충전제 등을 필요에 따라 첨가할 수 있다. 통상, 이들 첨가제는 첨가제의 성질에 따라 0.01며 중량부 내지 20.0 중량부의 양으로 첨가한다. 첨가제가 존재하는 경우, 첨가 제는 해당 기술 분야에서 공지된 사항에 양립할 수 있는 함량으로 존재하되, 이 함량은 재펄프화 가능성 및 접착 강도에 나쁜 영향을 미치지 않는 수준이어야 한다. 얻어진 감압성 접착제 조성물의 유리 전이 온도는 일반적으로 약 -20℃ 이하이다.

본 발명의 테이프 구조물은 지지체 기판(backing substrate), 이 지지체 기판 위에 있는 하나 이상의 접착제 층 및 임의로 상기 지지체 기판의 다른 면에 있는 하나 이상의 박리 코팅층(이 때, 표면은 저에너지 표면을 제공하기 위하여 가공 처리하거나 또는 처리하지 않을 수도 있음)을 포함하는 임의의 구조물을 의미한다. 통상, 이러한 구조물의 예로는 Scotch(상표명) 브랜드 테이프, Post-it(등록상표) 테이프 프래그, 라벨, z-폴드 테이프 패드, 꼬리표 탭 패드, Pop-up(상표명) 테이프, Post-it(등록상표) 노트 스택, 접합 테이프 또는 z-폴드 패드를 들 수 있으나, 이들에 국한되는 것은 아니다.

전술한 바와 같은 용도 이외에도, 본 발명의 재펄프화 가능한 접착제는 테이프로서 사용할 수 있고, 멸균 지시 테이프 및 라벨, 봉투용 폐쇄 시스템, 외과수술용 랩퍼(wrapper) 및 포유류 몸체 커버로 사용할 수도 있다.

본 발명의 테이프 지지체는 개질된 캘큐지(calque paper)인 것이 바람직하다. "캘큐"란 자연적 반투명을 의미하는 프랑스어로서, 일반적으로 알칼리성 화학 열역학적 펄프화 공정으로 제조된 종이를 일컫는 말이다.

바람직한 캘큐지 지지체 기판에는, 정면에서는 하도처리되지 않은 우수한 접착 고정을 계속 허용하면서 이면에는 적당한 권출(unwind) 박리를 형성시킬 수 있는 박리 사이징 조성물(release sizing composition)이 혼입되나, 이 박리 사이징의 혼입이 필수적인 것은 아니다. 바람직한 실시양태에서는 별도의 저접착 이면 및 접착 하도제 코팅 단계를 생략하므로, 이러한 첨가 단계에서 소요되는 용매 및 에너지의 낭비를 없앨 수 있다.

통상, 캘큐지는 공칭 두께(caliper)가 0,41 mm 내지 0.76 mm이고, 바람직하게는 0,46 mm 내지 0,61 mm이며, 더 바람직하게는 0.46 mm이고, 수분 함량이 6 중량% 내지 7.5 중량%이다. 완성된 종이는 반투명도가 통상 70% 이상이고, 흠이 없는 균일한 외관을 가진다. 바람직한 종이의 반사율(광택)은 TAPPI T-4880-OM92로 측정하였을 때 6 내지 12(단위 없음)이다. 바람직한 종이는 색상이 TAPPI T254로 측정하였을 때, L > 8.5, a=-2∼-0.6, b=2∼5이며, 표면 평활도가 TAPPI UM5l8로 측정하였을 때 30 내지 60(단위 없음)이다. 이러한 종이기판은 일반적으로 반투명한 "캘큐"지로 칭해진다.

본 발명의 접착제 조성물과 함께 재펄프화 가능하거나 또는 스크린 가능한 것이라면, 다른 지지체 재료도 본 발명에 유용하다. 지지체의 유형 및 두께는 당업자에게 통상 공지된 것이며, 그 예로는 본드지, 부직물, 직물, 중합체 필름, 금속 호일, 세라믹 시이트, 셀룰로오스 아세테이트, 에틸 셀룰로오스 필름, 폴리에스테르 및 폴리프로필렌을 들 수 있다.

유용한 박리 사이징 조성물의 예로는, 기판 표면에 도포하였을 때 접착제 코팅이 깨끗하게 제거될 수 있는 박리층을 제공하는 조성물이 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 통상, 이러한 조성물은 사용되는 특정한 재펄프화 가능한 접착제에 152 g/cm 내지 762 g/cm의 표면 박리성을 제공하고, 제거시 접착제 표면을 과도하게 더럽히지 않고 종이의 재펄프화 가능성에도 나쁜 영향을 미치지 않으면서 셀룰로오스계 섬유의 표면에 높은 친화도를 가진다. 일반적으로 박리 사이징 조성물은 특정 접착제 조성물의 접착 특성에 부합된다. 바람직한 실시양태에서 특히 유용한 박리 사이징 조성물은 폴리실록산 박리제(다우 코닝 제품)로 제조하였다. 박리 사이징제는 물 64 중량부 내지 98.5 중량부 중에 용해된 주석 촉매(Syl-Off 1171A, 고형물 50%의 수성 에멀젼) 0.01 중량부 내지 6.0 중량부와 혼합된 폴리실록산 박리제(Syl-Off 1171, 고형물 50%의 수성 에멀젼) 0.5 중량부 내지 30 중량부의 용액이다. 이 용액을 에어 나이프 사이즈 프레스에 의해 "개질된" 캘큐치에 도포하고, 인라인(in line) 경화시켰다. 그 다음, 사이즈 처리된 종이를 재수분 처리하고, 사이즈 프레스에서 통상의 방식으로 건조시켜 평평하고 안정한 종이 지지체를 만들었다.

이와 같이 박리 사이정제가 한 면에 코팅된 "캘큐"지 지지체는 다른 면을 본발명의 접착제 조성물로 코팅 두께가 0.05 mm 내지 0.64 mm, 바람직하게는 0.08 mm 내지 0.38 mm가 되도록 코팅하였다. 코팅된 웨브를 약 110℃의 오븐에서 약 15초간, 또는 코팅(들)을 건조시키는 데 필요한 시간 동안 통과시켜서 건조시켰다. 접착제 코팅된 기판을 감아서 롤의 안쪽에 감압성 접착제 코팅이 있는 점보 롤을 만들었다. 현재 이용가능한 공정을 이용하여, 상기 점보 롤로부터 보다 작은 소형의 롤 및 테이프 패드를 제조하였다.

여러 부재, 예컨대 접착제 층, 박리층 코팅 및 박리 사이징 조성물층의 코팅 두께 및/또는 코팅 중량은 테이프 구조물의 최종 적용 또는 용도에 따라 달라질 수 있다. 상기 코팅 중량은 당업자에게 잘 알려져 있다.

특히 유용한 구조물의 예로는,

(a) (1) 종이 지지체 기판, (2) 상기 지지체 기판의 한 면에 코팅된 감압성 접착제 층 및 (3) 상기 지지체 기판의 다른 면에 코팅된 박리층 조성물을 포함하는 테이프 구조물:

(b) 제2 말단부에 재펄프화(재분산) 가능한 감압성 접착제의 코팅을 갖는 한편, 제1 말단부를 따라서는 접착제가 없는 라벨 재료와 같은 종이 지지체 기판층을 포함하는 시이트:

(c) 적층 상태의 시이트로 구성된 패드로서, 상기 각각의 시이트는 대향하는 주표면들과 제1 및 제2 대향 말단부를 가지고, 제2 말단 부분에 인접한 측면들 중 하나의 제2 단부에 재분산 가능한 감압성 접착제의 코팅을 가지며, 제l면에 인접한 제1 말단 부분을 따라 측면의 양면에는 접착제가 없는 종이 지지체 기판층을 포함하고, 상기 시이트는 감압성 접착제의 코팅에 의해 서로 박리가능하게 접착되어, 시이트의 인접한 말단부들이 정렬되어 있고 적층된 연속 시이트들의 제1 및 제2 말단부가 인접하고 있는 적층부를 형성하는 것인 패드:

(d) (1) 종이 지지체 기판, (2) 상기 지지체 기판의 한 면에 코팅된 재분산 가능한 감압성 접착제 층, 및 (3) 상기 지지체 기판의 다른 면에 코팅된 박리층 조성물을 포함하는 접착제 코팅된 라벨 시이트:

(e) 지지체 기판의 제1면의 적어도 일부에 재펄프화 가능한 접착제 층과, 지지체 기판의 제2면의 적어도 일부에 박리제 층을 포함하고, 상기 지지체 기판의 제2면은 지지체 기판의 제1면에 대향하는 것인 접착제 테이프:

(f) 기저 기판의 제1면의 적어도 일부에 재펄프화 가능한 접착제 층과, 지지체 기판의 제2면의 적어도 일부에 재펄프화 가능한 접착제의 제2층을 포함하고, 지지체 기판의 제2면은 지지체 기판의 제1면에 대향하는 것인 접착제 테이프:

(g) 박리 라이너의 제1면의 적어도 일부에 재펄프화 가능한 접착제 층을 포함하는 전이 테이프: 및

(h) (1) 임의로 지지체 기판, (2) 지지체 기판의 하나 이상의 주표면에 코팅된 재분산 가능한 감압성 접착제 층, 및 (3) 지지체 기판의 한쪽 표면만이 접착제로 코팅되는 경우, 지지체 기판의 다른쪽 표면에 코팅된 박리층 조성물을 사용하여 구성할 수 있는 임의의 다른 조합체 및 변형체

를 들 수 있으나, 이들에 국한되는 것은 아니다.

본 발명의 목적, 특징 및 장점을 하기 실시예를 통해 추가 예시하고자 한다. 그러나, 이들 실시예에 언급된 구체적 물질 및 이의 함량 뿐만 아니라 기타 조건 및 세부사항은 본 발명을 부당하게 제한하는 것으로 해석해서는 안된다.

실시예에서 모든 부, 비율 및 퍼센트는 특별한 언급인 없는 한 중량 단위이다. 특별한 언급이 없는 한, 모든 재료는 시판되거나, 당해 기술 분야에서 잘 알려진 것들이다. 특히, 아크릴계 단량체는 사이언티픽 폴리머 프로덕츠, 인코오포레이티드에서 시판되고 있다. 모든 실시예들은 특별한 언급이 없는 한 대기압(산소와 수증기가 통상의 함량으로 존재하는 상태)에서 제조하였다.

시험 방법

본 발명의 재펄프화 가능한 감압성 접착제 조성물의 특성을 평가하기 위하여 다음과 같은 방법들을 사용하였다.

재펄프화 가능성(Repulpability)

다음과 같이 변형시킨 TAPPI 시험 UM-213("TAPPI Useful Methods, 1991", TAPPI Press, 1990에 기재됨)에 따라 재펄프화 가능성을 시험하였다. 캘큐지에 본 발명의 재펄프화 가능한 감압성 접착제를 코팅함으로써 제조한 두 개의 테이프 스트립(1 인치 x 4 인치)을 압지(blotter paper) 스트립(1 인치 x 4 인치)의 대향면에 접착시켰다. 이렇게 적층된 시료를 절단하여 0.5 인치의 사각형으로 만들었다. 압지 역시 0.5 인치 사각형으로 절단하여, 절단된 적층 시료에 부착시킴으로써, 테이프와 종이의 총 중량이 15 g이 되도록 하였다. 사각형 종이를 32℃의 물 500 ml가 수용된 워링 블렌더(Waring blender)에 넣었다. 이어서, 내용물을 약 15,000 rpm(1분 당 회전수)으로 20초씩 3회 배합하여 펄프를 형성시켰다. 이 펄프로 핸드시이트를 만들어 건조시켰다. 건조시킨 후, 핸드시이트에 재펄프화되지 않은 테이프 입자가 있는 지를 육안으로 검사하였다. 이어서, 핸드시이트를 Morplas Blue 1003[Solvent Blue #36 염료(모르톤 인터내쇼날 제품)로도 공지됨]로 염색하고, 재펄프화되지 않은 테이프 입자가 있는 지를 육안으로 재검사하였다.

박리 접착력(Peel Adhesion)

박리 각도를 설명된 180°대신 90°를 사용한 것을 제외하고는 시험 번호 PSTC-1의 변형 방법인 시험에 따라 박리 접착력을 평가하였다. 상기 시험 번호 PSTC-1은 문헌["Test Methods for Pressure Sensitive Adhesive Tapes", 7판, Pressure Sensitive Adhesive Tape Council]에 기재되어 있다. 본 발명의 재펄프화 가능한 감압성 접착제로 코팅된 시료 스트립을 강판에 부착시켰다. 이 스트립을 90˚ 의 각도 및 12 인치/분의 속도로 제거하는 데 필요한 힘을 뉴우톤/데시미터로 기록하였다.

보유력(Holding Power)

도포 온도를 설명된 49℃ 대신 23℃로 사용한 것을 제외하고는 시험 번호 PSTC-7의 변형 방법인 시험에 따라 보유력을 평가하였다. 상기 시험 번호 PSTC-7은 문헌["Test Methods for Pressure Sensitive Tapes", 7판, Pressure Sensitive Tape Council]에 기재되어 있다. 재펄프화 가능한 감압성 접착제로 코팅된 시료 스트립을 0.50 인치 x 0.50 인치의 면적을 커버하도록 강판에 부착시켰다. 23℃의 온도 및 1000 g의 하중 하에서 코팅된 시료를 분리시키는데 소요된 시간을 기록하였다.

물에 의한 접착제 제거의 용이성

각종 표면에 면적 155 cm²(l/2")의 사각형 테이프를 부착시키고 24시간 노화시킨 후, 담수(23℃, pH 8.5, 경도 5 그레인)로 세정함으로써 접착제 제거의 곤란성을 평가하였다. 각종 표면으로는 다음과 같은 것을 들 수 있다.

유리(에센셜 서플라이 스톡 카탈로그);

플라스틱(ABS 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 : 스털링 플라스틱스 인코오포레이티드 제품):

라커 목재(＃777 테스트 오크 패널 : 미국 미네소타 쿤 래피드 소재의 피쿠스 엔터프라이즈 제품);

도색한 강판(스틸케이스 페인트 샘플 탠 밸류 1 : 미국 미네소타 미네아폴리스 소재의 제너럴 오피스 프로덕츠 제품):

도색한 벽판(EZ-1 화이트 라텍스 플랫 에나멜 : 미국 일리노이 시카고 소재의 제너럴 페인트 앤드 케미칼 컴패니 제품).

제거 용이성은, 물에 1 분간 침지시킨 후, 표면으로부터 테이프 시료를 완전히 제거하기 위하여 젖은 천으로 몇번 닦아냈는가로 판단하였다.

닦아내는 횟수가 5회 미만일 때 제거되는 경우는 제거가 매우 용이하다고 하고, 10회 미만은 용이하다고 하며, 15회 미만은 우수하다고 하고, 20회 미만은 양호하다고 하며, 30회 미만은 곤란하다고 하고. 40회 이상은 어렵다고 정의한다. 담수로 제거한 결과 용이함보다 낮게 판정되는 경우에는 비눗물(Dreft™ 세제 1 g/ℓ)로 시험을 반복하였다.

직물로부터의 제거 용이성

테이프 조각 5 cm x 10 cm(2" x 4")을 부착시키고 24 시간 동안 노화시킨 각종 의류(32℃, pH 8,5, 경도 5 그레인)를 기계적으로 세정하여 테이프의 제거 곤란성을 평가하였다. 의류에는 면 시이트, 검정색 작업복(65% 폴리에스테르/35% 면), 흰색 T셔츠(50% 폴리에스테르/50% 면 혼방물)가 있다. 이 의류를 Tide™ 액상 세제 한컵으로 세탁하였다.

용기로부터의 제거 용이성

테이프 조각 5 cm x 10 cm(2" x 4")을 부착시키고 24 시간 동안 노화시킨 각종 용기(32℃, pH 8.5, 경도 5 그레인)를 세정함으로써 테이프의 제거 곤란성을 평가하였다. 용기로는 세라믹 접시, 사기 컵, 플라스틱 접시, 타파웨어™ 용기, 실버스톤™ 팬이 있다. 이들 용기를 Dial™ 용기 세정액(10 밀리미터의 비누를 함유하는 고온수 10 갤론)으로 세정하였다.

실시예 1 내지 33

실시예 1

본 실시예는 이소옥틸 아크릴레이트와 아크릴산으로부터 카르복실화된 중합체 미소구를 합성하는 방법을 예시한 것이다.

5 리터 들이 수지 반응기에 이소옥틸 아크릴레이트 1275 g 중의 사브롬화탄소 0.50 g과 70% 고형물의 벤조일 과산화물 4.5 g의 용액(둘다 알드리치 케미칼 컴패니 제품임), 아크릴산 225 g, 및 탈이온수 1550 g 중의 나트륨 도데실-벤젠 설포네이트(알콜락, 인코오포레이티드에서 상표명 Siponate DS-10로 시판됨) 14.0 g의 용액을 채워 넣었다. 내용물을 고전단의 3 날개 교반기를 사용하여 4000 rpm로 7 분간 유화시켰다. 이어서, 반응기에 온도계, 환류 응축기, 3 날개 교반기 및 기체 유입 튜브를 장착시켰다. 교반은 400 rpm으로 설정하였고, 반응 혼합물을 질소로 정화하였다. 교반 및 질소 정화는 전체 반응 기간에 걸쳐 계속 실시하였다.

내용물을 67℃로 가열시키고, 발열 반응이 시작되면 수조로 냉각시켰다. 반응이 진정된 후에, 내용물을 80℃로 30 분간 가열시키고, 마지막으로 실온으로 냉각시켰다. 얻은 생성물, 즉 중합체 미소구의 현탁액 중의 고형분 함량은 49.5%이었고, 브룩필드 점도는 10,800 cps이며, 미소구의 평균 직경은 6 마이크로미터이었다. 중합체의 유리 전이 온도는 -44℃이었다.

실시예 2 내지 6

이들 실시예들은 각종 단량체 또는 각종 비율의 단량체로 카르복실화 중합체 미소구를 합성하는 방법을 예시한 것이다.

하기 일반법에 따라 합성하였고, 사용된 각각의 성분은 표 1에 제시하였다.

2 리터 들이 수지 반응기에 단량체 300 g 중의 70% 고형물 벤조일 과산화물 0.90 g의 용액과 탈이온수 중의 Siponate DS-10 2.8 g의 용액을 채워 넣었다. 이 내용물을 안솔도(Ansoldo) 균질화기를 사용하여 2 분간 유화시켰다. 이어서, 반응기에 온도계, 환류 응축기, 3 날개 교반기 및 기체 유입 튜브를 장착시켰다. 교반은 500 rpm으로 설정하였고, 반응 혼합물을 질소로 정화하였다. 교반 및 질소 정회는 전체 반응 기간에 걸쳐 계속 실시하였다. 내용물을 67℃로 가열하고, 발열 반응이 시작되었다. 반응이 진정된 후에, 내용물을 80℃로 30 분간 가열시키고, 마지막으로 실온으로 냉각시켰다.

얻은 생성물, 즉 중합체 미소구의 현탁액을 고형분 함량, 브룩필드 점도 및 미소구의 평균 직경에 대해 측정하였다. 그 결과는 하기 표 2에 제시하였다.

실시예 7

본 실시예는 평균 입자 직경이 약 30 ㎛인 카르복실화된 중합체 미소구의 합성을 예시한 것이다.

2 리터 들이 수지 반응기에 이소옥틸 아크릴레이트 240 g 중의 사브롬화탄소 0.10 g과 70% 고형물의 벤조일 과산화물 0.90 g의 용액, 아크릴산 60 g과 탈이온수 557 g 중의 Siponate DS-10 2.8 g의 용액을 채워 넣었다. 이어서, 반응기에 온도계, 환류 응축기, 3 날개 교반기 및 기체 유입 튜브를 장착시켰다. 진탕은 500 rpm으로 설정하였고, 반응 혼합물을 질소로 정화하였다. 교반 및 질소 정화는 전체 반응 기간에 걸쳐 계속 수행하였다. 내용물을 실온에서 30 분간 교반한 다음, 67℃로 가열시켜 발열 반응을 일으켰다. 반응이 진정된 후에, 내용물을 80℃로 30분간 가열시키고, 마지막으로 실온으로 냉각시켰다. 얻은 생성물, 즉 중합체 미소구의 현탁액에서 고형분 함량은 34.9%이었고, 브룩필드 점도는 300 cps이었으며, 미소구의 평균 직경은 31 ㎛이었다.

실시예 8

본 실시예는 중합체 미소구들의 박리 접착력 및 재펄프화 가능성을 예시한 것이다.

실시예 1 내지 7의 중합체 미소구를 현탁액으로 나이프 코팅에 의해 캘큐지에 건조 코팅 중량이 0.34∼0.54 g/155 cm²가 되도록 코팅하였다. 코팅된 시료의 박리 접착력과 재펄프화 가능성을 변형된 TAPPI 시험 UM-213에 따라 시험하였다. 그 결과 및 각각의 코팅 중량을 하기 표 3에 제시하였다.

실시예 9

본 실시예는 실시예 1의 중합체 미소구 현탁액과 Igepal CO-730으로부터 감압성 접착제 조성물을 제조하는 방법을 예시한 것이다.

1 리터 들이 용기에 실시예 1의 중합체 미소구 현탁액 500 g, Igepal CO-730 70.0 g 및 폴리인산 1.5 g을 채워 넣었다. 내용물이 균질해질 때까지 기계 교반기로 약 1 시간 동안 교반하였다. 얻은 감압성 접착제 조성물의 고형분 함량은 55.5%이었고, 브룩필드 점도는 64,000 cps이었다. 고형물 함량이 40.8%가 되도록 희석시킨 조성물 시료의 브룩필드 점도는 750 cps이었다. 중합체 혼합물의 유리 전이 온도는 -37℃이었다.

이 접착제를 각종 표면으로부터의 세정성에 대하여 시험하였다. 그 결과는 하기 표 8에 제시하였다.

실시예 10 내지 19

이들 실시예는 실시예 1 내지 7의 중합체 미소구 현탁액과 각종 가소제로부터 감압성 접착제 조성물을 제조하는 방법을 예시한 것이다.

감압성 접착제 조성물의 제조 절차는 실시예 9에 요약 기재된 절차와 유사하였다. 조성물의 성분들, 중합체 미소구 100 건조 중량부 당 가소제의 상대적 함량, 고형분 함량 및 브룩필드 점도는 하기 표 4에 제시하였다.

실시예 10과 18는 또한 각종 표면으로부터의 세정성을 시험하였고, 그 결과를 이하에 요약 제시하였다.

실시예 20

본 실시예는 다양한 습도 조건 및 노화 후에 실시예 9 내지 19의 감압성 접착제 조성물 코팅의 감압성 접착제 성능을 예시한 것이다.

실시예 9 내지 19의 감압성 접착제 조성물을 건조 코팅 중량이 약 0.50 g/155 cm²가 되도록 나이프 코팅에 의해 하도된 셀룰로오스 아세테이트에 코팅하였다. 코팅된 시료를 20% RH, 50% RH 및 80% RH에서 박리 접착력 및 보유력에 대해 시험하였다. 그 결과 및 코팅 중량을 하기 표 5에 제시하였다.

실시예 9의 코팅된 감압성 접착제 조성물을 49℃에서 1 주일간 노화를 촉진시킨 후, 50% RH에서 박리 접착력 및 보유력을 다시 시험한 결과, 각각 22 N/dm 및 88 분이었다.

실시예 21

본 실시예는 실시예 9 내지 19의 감압성 접착제 조성물 코팅의 재펄프화 가능성을 예시한 것이다.

실시예 9 내지 19의 감압성 접착제 조성물을 캘큐지에 실시예 20에 기재된 방법에 따라 코팅하였다. 코팅된 시료는 모두 핸드시이트 중에 재펄프화되지 않은 재료가 존재하지 않는 것으로 알 수 있듯이, 변형된 TAPPI 시험 UM-213에서 만족스런 재펄프화 가능성을 가진 것으로 판명되었다.

실시예 22

본 실시예는 본 발명의 감압성 접착제 조성물의 각종 기판(실시예 20에서 사용된 강판이외의 기판)에 대한 박리 접착력을 810 Magic™ 테이프(3엠 컴패니 제품)과 비교하여 예시한 것이다.

실시예 20에서 제조한 실시예 9, 10 및 18의 감압성 접착제 조성물의 코팅, 그리고 810 Magic™ 테이프의 스트립을 유리판, 폴리에스테르 OR-16 필름(3엠 컴패니 제품) 및 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 플라스틱 패널(스털링 플라스틱, 인코오포레이티드 제품)에 대한 박리 접착력 면에서 시험하였다. 이용한 시험 방법은 전술한 바와 동일하였고, 그 결과는 하기 표 6에 제시하였다.

실시예 23

본 실시예는 종이에 도포하였을 때 감압성 접착제 코팅의 원치않는 중합체 이동이 일어나는 지를 조사한 것이다.

실시예 24 내지 28

이들 실시예는 중합체 미소구의 현탁액과 각종 함량의 가소제로부터 감압성 접착제 조성물의 제조와, 동일한 성분의 상대적 함량이 감압성 접착제 성능에 미치는 영향을 예시한 것이다.

감압성 접착제 조성물의 제조 절차는 실시예 9에 요약 기재된 절차와 유사하였고, 각각의 경우에 사용된 성분들은 실시예 2의 중합체 미소구 100 건조 중량부와 다양한 중량부의 Igepal CO-730이었다. 감압성 접착제 조성물을 실시예 20에 기재된 방식으로 코팅하고, 박리 접착력, 보유력 및 재펄프화 가능성에 대해 시험하였다. 사용된 Igepal CO-730의 상대적 함량 및 그 결과를 하기 표 7에 제시하였다.

실시예 29

본 실시예는 알칼리 크래프트법을 이용하여 전나무 목재를 펄프화하는 것으로 시작하는 Papeteries Canson & Montgolfier(Annonay, France)의 바람직한 설명서에 대한 변형된 "캘큐"지 지지체의 제조를 예시한 것이다. 대량의 펄프를 71℃ 및 pH 10 이상에서 약 8 시간 동안 강하게 교반하였다. 이어서, 펄프를 5 중량%로 일정하게 희석시키고, 초지기 와이어에 도포하였다.

와이어 웨브가 서서히 수분을 배출시키고 섬유 배향이 이루어지면서, 종이시트가 형성되었다. 종이 코팅된 와이어 웨브를, 종이 코팅된 웨브가 와이어 웨브에 무관하게 자체적으로 지지되기에 충분할 정도로 건조될 때까지 적외선 강제 공기 오븐을 사용하여 건조시켰다. 이어서, 종이 웨브를 와이어 웨브에서 떼어내고, 더 건조시키기 위하여 펠트 웨브에 부착시켰다. 종이 웨브를 압연하였다.

이 시점에서, 박리 사이즈 코팅을 종이에 도포하였다. 박리 사이즈 코팅 조성물은 다우 코닝에서 시판하는 폴리실록산 박리제였다. 박리 사이징제는 물 95.87부 중의 주석 촉매(50% 고형 수성 에멀젼, 다우 코닝에서 상표명 Syl-Off 1711A로 시판함) 0.13 중량부와 혼합된 폴리실록산(50% 고형 수성 에멀젼, 다우 코닝에서 상표명 Syl-Off 1711로 시판함) 4 중량부의 용액이었다. 이 용액을 캘큐지에 에어 나이프 사이즈 프레스 도포기로 도포하고 경화시켰다. 이어서, 사이징된 종이를 재수분 처리하고 통상의 방식으로 사이즈 프레스에서 건조시켜 평평하고 안정한 종이 지지체를 얻었다. 이 종이를 다시 건조시키고, 소정 기본 중량이 될때까지 공칭 두께 0.46 mm으로 압연하였으며, 이 종이의 수분 함량은 6 중량% 내지 7.5 중량%이 었다. 완성된 종이는 반투명도가 통상 70% 이상이고, 흠집없는 균일한 외관을 보유하였다. 바람직한 종이의 반사율(광택)은 TAPPI T4880-OM92로 측정한 결과 6 내지 12(단위 없음)이었다. 바람직한 종이는, TAPPI T254로 측정한 결과, 색상이 L > 8.5, a=-2 내지 -0.6, b=2 내지 5이고, 표면 평활도는 TAPPI UM518로 측정한 결과 30 내지 60(단위 없음)이었다.

실시예 30

본 실시예는 본 발명에 따른 특히 유용한 구조물 중 하나인 재펄프화 가능한 롤 테이프 조성물을 예시한 것이다. 실시예 29에 기재된 방법에 따라 제조한 캘큐지 지지체는 실시예 9에 기재된 방법에 따라 제조한 감압성 접착제 코팅으로 박리 코팅되지 않은 면에 건식 코팅 중량이 약 0.50 g/155 cm²가 되도록 코팅하였다. 접착제 코팅된 웨브를 약 110℃의 오븐에 약 15초간 통과시켜 건조시켰다. 이어서, 접착제 코팅된 웨브를 감아서 롤의 안쪽에 감압성 접착제 코팅이 존재하는 점보 롤을 만들었다. 이 점보 롤을 공칭 폭이 1.9 cm인 다수개의 보다 작은 롤로 분할하었다.

실시예 31

본 실시예는 물 및/또는 비눗물을 사용한 경우, 각종 표면으로부터 본 발명의 테이프의 제거 용이성을 예시한 것이다. 재펄프화 가능한 테이프는 실시예 30의 기재 내용에 따라 제조하였다. 테이프 롤로부터 분배된 테이프 재료는 표 8에 제시한 바와 같이 제거가 용이한 것으로 밝혀졌다.

실시예 32

본 실시예는 본 발명의 유용한 구조물 중 하나를 포함하는 직물 라벨 재료로부터 세정이 용이한 구조물을 예시한 것이다. 상기 라벨 재료는 (1) 재펄프화 가능한 종이 지지체 기판, (2) 상기 지지체 기판의 한 면에 코팅되고 적층된 실시예 9에 기재된 바와 같은 재펄프화 가능한 감압성 접착제 층 및 (3) 동일 면에 적층된 실시예 29에서 기재된 바와 같은 박리 지지체 기판으로 구성된다. 이 라벨 재료는 대개 인쇄된 상(相)을 수용한 후에, "직물로부터의 제거 용이성" 시험 절차에서 설명한 각종 용기 기판에 도포하였다. 그 결과를 하기 표 9에 요약 제시하였다.

실시예 33

본 실시예는 본 발명의 유용한 구조물 중 하나를 포함하는 용기 라벨 재료로부터 세정이 용이한 구조물을 예시하고 있다. 상기 라벨 재료는 (1) 재펄프화 가능한 종이 지지체 기판, (2) 상기 지지체 기판의 한 면에 코팅되고 적층된 실시예 9에 기재된 바와 같은 재펄프화 가능한 감압성 접착제 층 및 (3) 동일 면에 존재하는 실시예 29에 기재된 바와 같은 박리 지지체 기판으로 구성된다. 이 라벨 재료는 대개 인쇄된 상을 수용한 후에, "용기로부터의 제거 용이성" 시험 절차에서 설명한 각종 용기 기판에 도포하였다. 그 결과를 하기 표 10에 요약 제시하였다.

해당 기술 분야의 당업자라면 본 발명의 범위 및 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변경 및 변형할 수 있다. 본 발명은 단지 예시를 위해 제시한 것에 의해 국한되지 않아야 한다.

Claims (3)

1. 다수개의 수불용성 및 수분산성의 중합체 미소구와 1종 이상의 수용성 가소제의 혼합물을 포함하고, 상기 미소구의 평균 직경은 50 마이크로미터 이하인 재펄프화 가능한 감압성 접착제로서, 상기 접착제는

   (a) (1) C₄ 내지 C₁₄ 알킬 알콜의 1종 이상의 단량체 알킬(메타)아크릴레이트 약 50∼90 중량%와,

   (2) 비닐 카르복실산 약 50∼10 중량%를 주성분으로 하는 단량체를 현탁 중합시켜 제조한 카르복실화된 중합체 미소구 100 건조 중량부,

   (b) 상기 카르복실화된 중합체 미소구 100 건조 중량부 당 1종 이상의 수용성 가소화 폴리알킬렌옥시 화합물 약 5∼150 중량부, 및

   (c) 경우에 따라, 카르복실화된 중합체 미소구 100 건조 중량부 당 무기산 0.2∼2.0 중량부의 배합된 혼합물을 포함하는 것인 재펄프화 가능한 감압성 접착제.
2. (1) 라벨 기판,

   (2) 상기 지지체 기판의 한 면에 코팅된 제1항에 따른 재펄프화 가능한 감압성 접착제 층, 및

   (3) 상기 지지체 기판의 다른 면에 코팅된 박리층 조성물을 포함하는 접착제 코팅된 라벨 시이트.
3. (1) 재펄프화 가능한 지지체 기판,

   (2) 상기 지지체 기판의 한 면에 코팅된 제1항에 따른 재펄프화 가능한 감 압성 접착제 층, 및

   (3) 상기 지지체 기판의 다른 면에 코팅된 박리층 조성물을 포함하고,

   상기 재펄프화 가능한 지지체 기판은, 공칭 두께가 0.41 mm 내지 0.76 mm이고 수분 함량이 6 중량% 내지 7.5 중량%인 캘큐지(calque paper)인 것인 재펄프화 가능한 테이프 구조물.