KR100570486B1 - 감압 접착성 섬유의 부직물을 보유한 재부착가능한 시트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 백킹 및 그 위에 부직물의 층을 갖는 재부착가능한 시트를 제공한다. 부직물은 감압성 접착제 조성물을 포함하는 다중층 섬유일 수 있는 섬유로부터 제공된다.

Description

감압 접착성 섬유의 부직물을 보유한 재부착가능한 시트{REPOSITIONABLE SHEETS WITH A NONWOVEN WEB OF PRESSURE-SENSITIVE ADHESIVE FIBERS}
본 발명은 감압 접착성 섬유(pressure-sensitive adhesive fiber)의 부직물을 포함하는 접착층을 갖는 재부착가능한 시트(repositionable sheet), 특히 테이프 및 노트에 관한 것이다.
테이프 꼬리와 노트 종이와 같은 재부착가능한 시트는 통상 시트가 함께 부착된 한쪽 모서리를 따라 통상 한 쪽 표면 상에 코우팅된 재부착가능한 접착제의 좁은 밴드를 갖는 각각의 시트를 가진 스택(stack)에 배치된다. 이러한 물품에 사용되는 재부착가능한 접착제는 통상적으로 다수의 불용융성, 용매-분산가능한 점착성 탄성체 미세구를 포함하는 접착성 연결층을 포함한다. 이러한 유형의 물품은 종이를 포함한 거의 어떠한 기재에도 접착될 수 있고 기재를 탈적층하지 않고도 제거되어 차후에 재부착될 수 있다. 종이 기재에서 이러한 물품을 박리시키는데 필요한 힘은 일반적으로 약 8g/cm 내지 약 80g/cm의 범위 내에서 유지된다.
약 100g/cm 폭 이상의 미처리된 종이에 도포되었을 경우 통상적으로 연속적인 코우트(100% 커버) 박리 접착 수치를 갖는 매우 통상적인 감압성 접착제로 대체함으로써 미세구 접착제로 얻을 수 있는 결과를 달성하기 위해 많은 시도가 있었다. 이러한 접근은 본질적으로 낮은 점성을 가진 감압성 접착제의 사용 또는 감압성 접착제의 더 얇은 코우팅을 포함한다. 다른 접근은 감압성 접착제의 코우팅 일부를 불활성화하거나, 또는 일정한 간격의 접착제 줄무늬를 생산하기 위해 백킹(backing)의 일부에만 감압성 접착제를 도포하는 것을 포함한다. 이러한 접근은 상기에 설명된 미세구를 포함하는 접착제의 성능과 동등한 성능을 가진 제품을 제공하지 못하였다. 그러므로, 미세구를 함유하는 접착제에 대한 다른 접근법이 여전히 요구된다.
발명의 개요
본 발명은 백킹을 가진 재부착가능한 시트 및 그 위의 부직물 층을 제공한다. 부직물은 감압 접착성 섬유로부터 제조되는데, 상기의 섬유는 다중층 섬유로, 섬유의 구조 성분으로서 감압성 점착제 조성물을 포함한다. 이것에 의해 감압성 접착제 조성물은 그 자체로 섬유의 절대적 구성 요소이고, 단순한 섬유 형성 후 코팅을 의미하는 것은 아니다.
부직물은 다양한 형태의 섬유가 혼합된 편물의 형태일 수 있다. 이러한 다양한 유형의 섬유는 부직물 내에서 개별적인 층의 형태일 수 있거나, 직접 혼합될 수 있어서 편물이 실질적으로 균일한 단면을 갖는다.
감압성 접착제 조성물은 그 자체로 점착성이 있거나 또는 점착화된 다양한 중합체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 감압성 접착제 조성물은 폴리올레핀, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리아미드, 에폭시, 비닐 아세테이트, 아크릴레 이트, 천연 또는 합성 고무, 폴리디오르가노실록산 폴리우레아 공중합체 및 이들의 혼합물과 같은 융용(melt) 처리가능한 중합체 또는 공중합체를 포함할 수 있다.
바람직한 구체예의 상세한 설명
본 발명은 백킹 및 그 위에 본 발명의 재부착가능한 접착제 층을 갖는 시트를 제공한다. 바람직하게는, 백킹은 재부착가능한 접착제로 코우팅된 제1 부분 및 실질적으로 접착제가 없는 제2 부분을 갖는다. 통상, 이러한 제2 부분은 표면 양쪽에 실질적으로 접착제가 없다. 필요한 경우, 접착제로 코우팅된 시트는 재부착가능한 접착제로 완전히 코우팅된 한쪽 표면을 가질 수 있다.
특히 바람직한 구체예에서, 시트는 노트의 형태이고, 여기서 백킹은 통상적으로 종이로 만들어지고 하나의 모서리를 따라 한쪽 면에 코우팅된 재부착가능한 접착제의 좁은 밴드를 갖는다. 대안적으로, 시트는 테이프의 형태(예, 테이프 꼬리)일 수 있는데, 여기서 백킹은 통상적으로 중합체 필름으로 만들어지고, 재부착가능한 접착제로 코우팅된 제1 부분 및 접착제가 없는 제2 부분을 갖는다. 이러한 테이프에서, 재부착가능한 접착제로 코우팅된 부분은 접착제로 코우팅된 필름이 기재에 부착되었을 때 통상 투명하고 무색이다.
백킹은 광범위한 물질로 만들어질 수 있으나, 전형적으로 종이 또는 중합체 필름이다. 본 발명의 재부착가능한 접착제는 실버(Silver)의 미국 특허 제 3,691,140호 및 베이커(Baker) 등의 제4,166,152호에 설명된 것과 같이 통상 사용되는 재부착가능한 감압성 접착제의 대용물을 제공한다. 본 발명의 감압성 접착제(PSA)는 (필름이나 종이의 조성물과 관계없이) 시트의 재부착성을 허용하고, 이것이 접착되는 기재에 최소 접착제 이동을 나타내고, (반드시 필요하지는 않지만) 바람직하게는 투명하고, 이것이 접착되는 기재에 흠집을 남기지 않거나 기재를 찢지 않는다. 접착제가 단기간으로 재부착가능한 것만은 아니나, 접착제는 장기간 접착 강화(build-up)를 나타내지는 않으므로, 재부착성의 손실을 야기할 수 있다.
시트는 접착제 밴드를 갖는 스택(stack)을 형성할 수 있어 시트가 함께 부착되도록 한다. 시트는 스택의 동일한 모서리에 가까운 시트 상에 접착제 밴드와 함께 적재될 수 있다. 대안적으로, 시트는 스택의 또 다른 반대 가장자리에 가까운 시트상에 접착제 밴드로 적재될 수 있다. 이러한 후자의 배열은 한손으로 디스펜서에서 시트를 제거할 수 있게 해준다. 시트의 말단이 디스펜서 내의 개시 슬롯을 통해 먼저 배출되고 슬롯을 통해 이를 손으로 당기는 경우, 당겨진 시트의 반대쪽 말단은 이들 사이의 접착제 결합에 의해 기반 시트(underlying sheet)의 말단으로 이것을 운반할 것이고, 기반 시트의 말단은 거기에 접착제로 부착되지 않은 그 밑의 시트 위로 미끄러진다. 시트의 반대쪽 말단이 당겨지고 접착제로 부착된 기반 시트의 말단이 슬롯을 통하여 움직인 후, 당겨진 시트는 기반 시트로부터 박리되어 이것을 디스펜서로부터 분리시키고 슬롯을 통해 배출하는 기반 시트의 끝을 남긴다.
본 발명의 재부착가능한 시트에 사용된 감압성 접착제는 섬유의 응집성 부직물의 형태이다. 이러한 물질은 접착, 응집, 신축, 및 탄성의 4배 균형 및 약 20℃이하의 유리 전이 온도(Tg)를 지닌다. 따라서 이들은 실온(예, 약 20℃ 내지 약 25℃)에서 접촉으로 점성을 띄므로, 손가락 점성 시험이나 통상적 측정 기구에 의하 여 측정될 수 있고, 약한 압력을 가하여 유용한 접착 결합을 쉽게 형성할 수 있다. 감압성 접착제의 수용가능한 양적 설명이 달퀴스트(Dahlquist) 기준 라인(Handbook of Pressure-sensitive Adhesive Technology, Second Edition, Van Nostrand Reinhold, New York, NY, 1989, p171-176에 설명됨)에 의해 주어지고, 이것은 약 3 ×105 파스칼(약 20℃ 내지 약 22℃의 온도에서 10라디안/초에 측정됨) 이하의 저장 모듈러스(G')를 갖는 물질이 통상 압력에 민감한 접착성을 갖고, 이 값을 초과하는 G'를 갖는 물질은 통상 이 접착성을 갖지 않는다(또한 여기서는 무압력에 민감한 접착제 물질로서 언급됨)는 것을 나타낸다.
섬유는 통상 약 100마이크론(㎛) 이하의 직경을 가진다. 바람직하게는, 이러한 섬유는 약 50㎛ 이하의 직경을 가지고, 종종 약 25㎛ 이하이다. 약 50㎛ 이하의 섬유는 종종 "미세섬유(microfiber)"로 언급된다. 이들은 예를 들면, 단일 물질 또는 단층으로 된 물질의 혼합물, 또는 다층으로 된 복합 물질을 포함할 수 있는 응집성 섬유이다.
도1은 본 발명에 따른 다층으로 된 섬유에서 제조된 부직물(10)을 도시한 것이다. 도2는 도1의 섬유의 5개 층 구조물(12)을 보여주는 고배율에서 부직물(10)의 단면도이다. 다층으로 된 섬유(12) 각각은 중합체 물질의 5개의 분리된 층을 가진다. 제1형 감압성 접착제 조성물의 3개의 층(14,16,18) 및 제2형 감압성 접착제 조성물의 2개 층(15,17)이 있다. 섬유의 표면이 양 물질의 층의 모서리를 노출시킨다는 것이 중요하다. 따라서, 본 발명의 섬유 및 부직물은 동시에 양쪽 유형의 물질 과 관련된 성질을 나타낼 수 있다. 도1이 물질의 5개 층을 가진 섬유를 나타내지만, 본 발명의 섬유는 약간 또는 매우 많은 층, 예를 들면 수백 개의 층을 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 응집성 섬유는 예를 들면, 단층으로 된 감압성 접착제 조성물 형태, 2 또는 그 이상의 층으로 된 감압성 접착제 조성물의 2 또는 그 이상의 다른 형태, 또는 2 또는 그 이상의 층으로 된 비감압성 접착제 조성물로 적층된 감압성 접착제를 포함할 수 있다. 각각의 조성물은 다른 감압성 접착제 조성물 및/또는 비감압성 접착제 물질의 혼합물일 수 있다.
약 100마이크론(㎛) 이하의 직경을 가진 섬유 및 특히 약 50㎛ 이하의 직경을 가진 미세섬유는 다양한 성질을 가지며 다양한 용도로 개량되었다. 이들은 안면 마스크 및 호흡기, 에어 필터, 진공백, 오일 및 화학 얼룩 흡착제, 단열, 응급치료용 붕대, 의료 덮개, 외과용 드레이프, 일회용 기저귀, 걸레 물질 등의 제조에 사용할 수 있는 부직물의 형태로 통상 사용된다.
섬유의 부직물은 이것이 넓은 표면적을 갖는 물질을 제공하고 일반적으로 높은 다공성(porosity)을 갖기 때문에 특히 바람직하다. 넓은 표면적 및 높은 다공성을 갖는 감압성 부직물은 이것이 호흡, 수분 전달, 순응성, 및 불규칙한 표면에 대한 양호한 접착성을 지니기 때문에 바람직하다.
섬유는 스펀본드(spunbond) 공정과 멜트-블로운(melt-blown) 공정을 포함하는 다양한 융용 공정으로 제조될 수 있다. 스펀본드 공정에서, 섬유는 방적돌기의 복합 뱅크를 통해 중합체 융용 스트림으로부터 빠르게 움직이는 다공성의 벨트 위로 압출되어 비결합된 직물을 형성한다. 이어서, 이 비결합된 직물은 결합기, 통상 적으로 열결합기를 통과하는데, 이것은 섬유의 일부를 이웃하는 섬유에 결합시켜 직물에 완전성을 제공한다. 멜트-블로운 공정에서, 섬유는 높은 가류 속도 완화를이용하여 미세한 오리피스(orifice)를 통해 중합체 융용 스트림으로부터 회전하는 드럼으로 압출되어 예를 들면 자생적으로 결합된 직물을 형성한다. 스펀본드 공정과는 반대로, 이후의 공정이 필요하다.
본 발명의 재부착가능한 시트에 사용되는 감압성 접착제 부직물을 제조하기 위한 적절한 중합체(공중합체를 포함)는 실질적 분해 또는 겔화없이 융용 과정에서 압출되어 섬유를 형성할 수 있는 것이다. 즉, 적절한 중합체는 융용물 중에서 상대적으로 낮은 점도를 가져서 이것은 쉽게 압출될 수 있다. 바람직하게는, 이러한 중합체가 융용물(즉, 멜트 블로윙 조건)에서 모세관 유동측정기 또는 코운(cone) 및 플레이트 유동측정기에 의해 측정된 약 150포아즈 내지 약 800포아즈 범위로 분명한 점도를 갖는다. 바람직한 중합체는 융용 스트림에서 균열 존재하더라도 그것이 거의 없는 완전성을 유지하는 멜트 블로운 공정에서 융용 스트림을 형성할 수 있는 것이다. 즉, 바람직한 중합체는 신축성 점도를 가지고 있어서 이것을 섬유로 효과적으로 뽑아낼 수 있다.
적절한 중합체는 이것의 사용 온도에서 충분한 응집력과 완전성을 가진 섬유를 형성하여 이것에서 형성된 직물이 섬유성 구조를 유지하도록 한다. 섬유는 또한 상대적으로 낮거나 또는 비저온 유동(no cold flow)을 가지고, 좋은 숙성 성질을 나타내어, 섬유가 연장된 시간에 걸쳐 이것의 모양 및 접착성을 유지하여야 한다.
섬유의 성질을 맞추어 제조하기 위해, 1 또는 그 이상의 중합체가 본 발명의 접합(conjugate) 섬유를 만들기 위해 사용될 수 있다. 이러한 다른 중합체는 중합체 혼합물의 형태(바람직하게는, 혼화가능한 중합체 블렌드), 2 또는 그 이상의 층으로 된 섬유, 덮개-핵 섬유 배열 또는 "바다의 섬" 유형의 섬유 구조일 수 있다. 일반적으로, 감압성 접착제 성분은 다중 성분 접합체 섬유의 노출된 외피의 적어도 일부를 제공할 것이다. 바람직하게는, 다중층으로 된 접합체 섬유와 함께, 개별적 성분은 분리된 구역에 섬유 길이를 따라 거의 연속적으로 존재할 것이며, 상기의 구역은 섬유의 전체 길이를 따라 뻗어있는 것이 바람직하다.
중합체는 본질적으로 점성이 있을 수도 있고 없을 수도 있다. 중합체 혼합물(예, 중합체 블렌드)에서, 전체 혼합물이 섬유를 형성하는 조성물인 한, 다른 중합체는 서로 혼화될 수도 있고 혼화되지 않을 수도 있다. 그러나, 바람직하게는 중합체 혼합물에서 중합체의 융용의 유동학적 성질이 잘 조화된다.
적절한 융용 가공성 중합체 또는 공중합체의 예는 아크릴레이트; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리헥센, 폴리옥텐과 같은 폴리올레핀; 폴리스티렌; 폴리우레탄; 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르; 나일론과 같은 폴리아미드; 상품명 크라톤(KRATON) (예, 스티렌/이소프렌/스티렌, 스티렌/부타디엔/스티렌)으로 시판되는 유형의 스티렌 블록 공중합체와 같은 천연 또는 합성 고무 수지; 에폭시; 에틸렌 비닐 아세테이트와 같은 비닐 아세테이트; 폴리디오르가노실록산 폴리우레아 공중합체; 이들의 공중합체 및 이들의 혼합물을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 전체 섬유 및 생성된 부직물이 감압성 접착제 성질을 갖는 한, 이 중합체는 감압성 접착제 성질을 갖거나 갖지 않을 수 있다. 결과적으로, 적층된 섬유 구조체가 형성될 수 있는데, 예를 들면 교차하는 감압성 접착제 및 비감압성 접착제 성질 또는 다른 수준의 점성(예, 압력에 민감한 접착제 성질)을 가질 수 있다.
바람직하게는, 섬유는 아크릴레이트; 폴리올레핀; 점성화된 천연 또는 합성 고무 수지; 비닐 아세테이트; 폴리디오르가노실록산 폴리우레아 공중합체; 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택된 중합체 또는 공중합체를 포함하는 감압성 조성물을 포함한다. 기타의 중합체 또는 공중합체는 폴리스티렌; 폴리우레탄; 폴리에스테르; 폴리아미드; 에폭시; 이들의 공중합체 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택된 것을 포함하는 이들 중합체 또는 공중합체와 혼합될 수 있다.
고무 수지 감압성 접착제
적절한 고무 수지 접착제는 A 블록과 B 블록이 일직선상(예, 2중 블록 또는 3중 블록 공중합체), 방사상, 또는 별모양으로 배열된 A-B 유형 블록 공중합체가 바람직한 점성화된 탄성체(elastomer)를 사용하여 형성되는 것을 포함한다. A 블록은 모노알킬렌에서 형성되고, 4000 내지 50,000, 바람직하게는 7,000 내지 30,000 분자량을 갖는 폴리스티렌 블록이 바람직하다. A 블록 함량은 블록 공중합체의 약 10 내지 50중량%가 바람직하고, 약 10 내지 30중량%가 더 바람직하다. 기타 적절한 A 블록은 알파-메틸스티렌, t-부틸-스티렌 및 기타의 고리 알킬화된 스티렌, 및 이들의 혼합물에서 형성될 수 있다. B 블록은 약 5000 내지 약 500,000의 평균 분자량을 갖는 탄성체 접합된 디엔, 일반적으로 폴리이소프렌, 폴리부탄디엔, 또는 이들의 공중합체에서 형성된다. 또한, B 블록 디엔은 수소화될 수 있다. B 블록 함량 은 일반적으로 90 내지 50중량%이고 바람직하게는 90 내지 70중량%이다. 탄성체를 주성분으로 한 접착체를 위한 점성화 성분은 일반적으로 고체의 점성화 수지 및/또는 액체의 점성화제 또는 가소제를 포함한다. 바람직하게는, 점성화 수지는 탄성체의 폴리디엔 B 블록 부분과 적어도 부분적으로는 혼화될 수 있는 수지로 구성된 군에서 선택된다. 바람직하지는 않지만, 상대적으로 소량의 점성화 수지가 A 블록과 혼화될 수 있는 수지를 일반적으로 포함할 수 있고, A 블록이 존재하는 경우 일반적으로 말단 블록 강화 수지로 명명된다. 일반적으로, 말단 블록 수지는 방향족 단량체 종에서 형성된다. 접착제 조성물에 사용하기 위한 적절한 액체 점성화제 또는 가소제는 나프텐 오일, 파라핀 오일, 방향족 오일, 광유 또는 저분자량 로진 에스테르, 폴리테르펜 및 C5 수지를 포함한다. 일부 적절한 B-블록과 상용적인 고체의 점성화 수지는 C5 수지, 수지 에스테르, 폴리테르펜 등을 포함한다.
감압성 접착제의 점성화제 부분은 일반적으로 탄성체의 100부당 20부 내지 300부를 함유한다. 바람직하게는, 이것은 고체 점성화제인 것이 우세하나, 접착제 조성물의 약 0 내지 25중량%, 바람직하게는 0 내지 10중량%가 액체 점성화제 및/또는 가소제일 수 있다.
멜트 블로운 공정에 적절한 고무 수지 접착제는 압력에 민감한 접착제 부착물로 사용되거나 또는 미립자 흡착제를 고정시키는 일회용 흡수제 용품에 사용되는 멜트 블로운 섬유성 합성 고무 수지 유형 접착제를 예시하고 있는 유럽 특허 출원 제658351호에 개시되었다. 예시된 적절한 접착제는 스티렌-이소프렌-스티렌 3중 블 록 공중합체계이고, 이 공중합체는 42 내지 65% 범위의 커플링 효율을 갖고(예, 58 내지 35% 폴리스티렌/폴리이소프렌 2중 블록 물질이 존재), C-5탄화수소 수지(WINGTACK PLUS 및 WINGTACK 10)로 점성화되고, 항산화제로 안정화된다.
폴리올레핀 감압성 접착제
적절한 폴리올레핀 접착제는 점성화제를 첨가하거나 첨가하지 않고 고온 융용(hot melt) 감압성 접착제를 형성하기에 적절한 점성화된 폴리올레핀 탄성체 접착제 또는 무정형 폴리(알파-올레핀) 중합체를 포함한다. 이러한 무정형 폴리(알파-올레핀) 중합체는 일반적으로 C3 내지 C5 선형 알파-올레핀 및 고차 알파-올레핀(일반적으로 C6 내지 C10)의 공중합체가 일반적이다. 폴리헥센, 폴리헵텐, 폴리옥텐, 폴리노넨, 및/또는 폴리데센과 폴리올레핀의 공중합체가 바람직하다. 이러한 무정형 폴리(알파-올레핀)은 타보(Tabor)의 미국 특허 제4,684,576호, 맥코넬(McConnell)등의 제3,954,697호 및 맥코넬 등의 제4,072,812호에 설명되어 있다. 여기서 무정형 폴리(알파-올레핀) 공중합체는 압력에 민감한 접착제를 직접 형성하기 위해 점성화제를 첨가하지 않고 사용될 수 있다. 이러한 무정형 공중합체는 일반적으로 고차 알파-올레핀 공단량체의 40몰% 내지 60몰%를 갖는다. 그러나, 적절한 혼화가능한 점성화 수지 및 가소성 오일이 사용될 수 있어, 상기에 설명된 합성 AB블록 공중합체 탄성체를 점성화하는데 사용되는 것에 일반적으로 부합한다. 예를 들면, 적절한 혼화가능한 액체 또는 고체 점성화제는 폴리테르펜, C5 탄화수소 수지, 또는 폴리이소프렌과 같은 탄화수소 수지를 포함한다. 또한, 방항족 또는 지 방족 산의 수지 에스테르가 적절하다. 이러한 점성화제가 충분한 양으로 사용되면, 고차 알파-올레핀 함량은 15몰%만큼 작을 수 있고, 여전히 적절한 압력에 민감한 접착제가 형성될 수 있다.
아크릴레이트 공중합체 감압성 접착제
적절한 폴리(아크릴레이트)는 (A) 1 이상의 일작용성 알킬(메트)아크릴레이트 단량체(즉, 알킬 아크릴레이트 및 알킬 메타크릴레이트 단량체); 및 (B) 1이상의 유리-라디칼적으로 공중합가능한 일작용성 강화성 단량체에서 유래된다. 강화성 단량체는 알킬(메트)아크릴레이트 단량체의 유리 전이 온도(Tg)보다 높은 단독 중합체 유리 전이 온도(Tg)를 갖고, 생성된 공중합체의 유리 전이 온도 및 모듈러스를 증가시키는 것이다. 단량체 A 및 B는 이들로부터 형성된 공중합체가 압출가능하고 섬유를 형성할 수 있도록 선택된다. 여기서, "공중합체"는 3중합체, 4중합체 등을 포함하는, 2 또는 그 이상의 다른 단량체를 포함하는 중합체를 의미한다.
바람직하게는, 본 발명의 압력에 민감한 접착제 공중합체 섬유를 제조하기 위해 사용되는 단량체는 (A) 단독중합되는 경우, 일반적으로 0℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 일작용성 알킬(메트)아크릴레이트 단량체; 및 (B) 단독중합되는 경우, 일반적으로 10℃ 이상의 유리 전이 온도를 갖는 유리-라디칼적으로 공중합가능한 일작용성 강화성 단량체를 포함한다. 단량체 A 및 B의 단독중합체의 유리 전이 온도는 ±5℃내로 통상 정확하고 시차 주사 열계량법(differential scanning calorimetry)에 의해 측정된다.
단량체 A는 일작용성 알킬 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트(즉, (메트)아크릴레이트 산 에스테르)로서, 공중합체의 유연성 및 점성에 기여한다. 바람직하게는, 단량체 A는 약 0℃ 이하의 단독 중합체 Tg 를 갖는다. (메트)아크릴레이트의 알킬기가 바람직하게는 평균 약 4 내지 약 20개의 탄소 원자를 갖고, 더욱 바람직하게는 평균 약 4 내지 약 14개의 탄소 원자를 갖는다. 알킬기는 임의적으로 쇄에 산소 원자를 포함할 수 있어서, 예를 들면 에테르 또는 알콕시 에테르를 형성할 수 있다. 단량체 A의 예는 2-메틸부틸 아크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 4-메틸-2-펜틸 아크릴레이트, 이소아밀 아크릴레이트, 2차 부틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, n-헥실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, n-옥틸 아크릴레이트, n-데실 아크릴레이트, 이소데실 아크릴레이트, 이소데실 메타크릴레이트, 및 이소노닐 아크릴레이트를 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 기타의 예는 폴리-에톡시화되거나 또는 폴리-프로폭시화된 메톡시(메트)아크릴레이트(즉, 폴리(에틸렌/프로필렌 산화물) 모노-(메트)아크릴레이트) 매크로머(즉, 거대분자 단량체), 폴리메틸비닐 에테르 모노(메트)아크릴레이트 매크로머, 및 에톡시화되거나 또는 프로폭시화된 노닐-페놀 아크릴레이트 매크로머를 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이러한 매크로머의 분자량은 통상 약 100g/몰 내지 약 600g/몰이고 바람직하게는 약 300g/몰 내지 약 600g/몰이다. A 단량체로서 분류되는 다양한 단작용성 단량체의 배합물은 본 발명의 섬유를 만드는데 사용되는 공중합체를 제조하기 위해 사용될 수 있다.
단량체 B는 유리-라디칼적으로 공중합가능한 일작용성 강화성 단량체로서, 공중합체의 유리 전이 온도를 증가시킨다. 여기서 사용된 바와 같이, "강화성" 단량체는 접착제의 모듈러스를 증가시켜 이것의 강도를 증가시키는 것이다. 바람직하게는, 단량체 B는 약 10℃ 이상의 단독중합체 Tg 를 갖는다. 매우 바람직하게는, 단량체 B는 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴아미드, 및 아크릴레이트를 포함하는 강화성 일작용성 (메트)아크릴 단량체이다. 단량체 B의 예는 아크릴아미드, 메타크릴레이트, N-메틸 아크릴아미드, N-에틸 아크릴아미드, N-메틸롤 아크릴아미드, N-히드록시에틸 아크릴아미드, 디아세톤 아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, N,N-디에틸아크릴아미드, N-에틸-N-아미노에틸 아크릴아미드, N-에틸-N-히드록시에틸 아크릴아미드, N,N-디메틸롤 아크릴아미드, N,N-디히드록시에틸 아크릴아미드, t-부틸 아크릴아미드, 디메틸아미노에틸 아크릴아미드, N-옥틸 아크릴아미드, 및 1,1,3,3-테트라메틸부틸 아크릴아미드와 같은 아크릴아미드를 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 단량체 B의 다른 예는 아크릴산 및 메타크릴산, 이타토닉산, 크로토닉산, 말레산, 푸마르산, 2,2-(디에톡시)에틸 아크릴레이트, 히드록시에틸 아크릴레이트, 또는 메타크릴레이트, 2-히드록시프로필 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 이소보닐 아크릴레이트, 2-(페녹시)에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 비페닐릴 아크릴레이트, t-부틸페닐 아크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 디메틸아다만틸 아크릴레이트, 2-나프틸 아크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, N-비닐 피롤리돈, 및 N-비닐 카프로락탐을 포함한다. 단량체 B로 분류된 다양한 강화성 일작용성 단량체의 배합물은 본 발명의 섬유를 제조하는데 사용되는 공중합체를 만드는데 사용될 수 있다.
아크릴레이트 공중합체는 약 25℃보다 낮은 결과적인 Tg 를 갖도록 제제화되는 것이 바람직하고, 약 0℃이하가 더욱 바람직하다. 이러한 아크릴레이트 공중합체는 1 이상의 알킬 (메트)아크릴레이트 단량체 100 당 약 60부 내지 98부 및 1이상의 공중합가능한 강화성 단량체의 100당 약 2부 내지 약 40부를 포함하는 것이 바람직하다. 아크릴레이트 공중합체가 1이상의 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체 100당 약 85부 내지 약 98부 및 1이상의 공중합가능한 강화성 단량체의 약 2부 내지 약 15부를 갖는 것이 바람직하다.
필요한 경우 가교제는 분자량 및 공중합체의 강도를 증가시키는데 사용될 수 있으므로, 섬유의 완전성 및 형태를 개량할 수 있다. 바람직하게는, 가교제가 단량체 A 및 B로 공중합화된 것이다. 가교제는 화학적 가교(예, 공유결합)를 생성할 수 있다. 대안적으로, 이것은 상분리 또는 산성 염기성 상호작용에 기인하여 강화성 도메인의 형성에서 야기되는 물리적 가교를 생성할 수 있다. 적절한 가교제가 헤일만(Heilman)의 미국 특허 제4,379,201호, 켈렌(Kellen)의 제4,737,559호, 바부(Babu)등의 제5,506,279호, 및 허스만(Husman)의 제4,554,324호에서 개시된다.
이 가교제는 공중합체가 압출되어 섬유가 형성될 때까지 가교에 대해 활성화되지 않는 것이 바람직하다. 따라서, 가교제는 자외선 방사능(예, 약 250nm 내지 약 400nm의 파장을 갖는 방사능)의 노출시 공중합체를 가교할 수 있는 광가교제일 수 있다. 그러나, 가교제는 추가의 처리없이 가교, 통상 물질적 가교를 제공하는 것이 바람직하다. 물리적 가교는 열적 가역성 가교를 생성하는 도메인의 상분리를 통해 일어날 수 있다. 따라서, 가역성 물리적 가교를 제공하는 가교제로부터 제조되는 아크릴레이트 공중합체는 멜트 공정을 이용하여 섬유를 제조하는데 특히 유리하다.
바람직하게는, 가교제가 (1) 아크릴 가교 단량체, 또는 (2) 공중합가능한 비닐기를 갖는 중합체 가교 물질이다. 더욱 바람직하게는, 가교제는 공중합가능한 비닐기를 갖는 중합체 가교 물질이다. 바람직하게는, 이 단량체의 각각이 단량체 A 와 B를 공중합화할 수 있는 자유-라디칼적 중합가능한 가교제이다. 다양한 가교제의 배합물은 본 발명의 섬유를 제조하는데 사용되는 공중합체를 제조하는데 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 가교제는 선택적이라고 이해되어야 한다.
아크릴 가교 단량체는 단량체 A 와 B로 공중합화되는 것이 바람직하고 중합체의 방사는 조사시 중합체 주쇄에 자유 라디칼을 생성한다. 이러한 단량체의 예는 켈렌(Kellen) 등의 미국 특허 제4,737,559호에 개시된 바와 같은 아크릴레이트벤조페논이다.
공중합가능한 비닐기를 갖는 중합성 가교 물질은 일반식 X-(Y)n-Z로 표시되는 것이 바람직하다: X는 공중합가능한 비닐기이고; Y는 2가 연결기(linking group)이고 n은 0 또는 1이고; Z는 1가 중합체 기로 Tg가 약 20℃이상이고 중량 평 균 분자량이 약 2,000 내지 약 30,000의 범위이고 본질적으로 공중합 조건하에서 비반응성이다. 특히 바람직하게 본 발명의 미세섬유를 제조하는데 사용되는 비닐 말단의 중합성 단량체는 또한 하기의 성질을 갖는 것으로 정의된다: X기는 식 HR1C=CR2-를 갖고, 여기서 R1 은 수소 원자 또는 COOH 기이고, R2 는 수소 원자 또는 메틸기이다; Z기는 식-{C(R3)(R4)-CH2}n-R5 를 갖고, 여기서 R3 는 수소 원자 또는 저급(즉, C1-C4)알킬기, R5 는 저급 알킬기, n은 20 내지 500의 정수이고, R4 는 -C6H4R6 및 CO2R7 로 구성된 군에서 선택된 1차 라디칼이고, 여기서 R6 는 수소 원자 또는 저급 알킬기이고 R7 은 저급 알킬기이다.
이러한 비닐 말단의 중합성 가교 단량체는 때때로 거대분자 단량체(즉, "매크로머")로서 언급된다. 일단 (메트)아크릴레이트 단량체 및 강화성 단량체로 중합화되면, 이 유형의 비닐 말단의 중합성 단량체가 다른 연성 아크릴레이트 주쇄를 강화하는 경향이 있는 측쇄 중합체 기를 갖는 공중합체를 형성하여, 생성된 공중합체 접착제의 전단 강도를 실질적으로 증가시킨다. 이러한 가교 중합성 물질의 특정 예는 미국 특허 허스만(Husman) 등의 제4,554,324호에 개시되었다.
사용되는 경우, 가교제는 유효량으로 사용된다. 상기의 유효량은 감압성 접착제가 흥미있는 기재에 소정의 최종 접착 성질을 제공하기에 충분한 양을 의미한다. 사용되는 경우, 가교제가 단량체 총 양에 기초하여 약 0.1 부 내지 약 10 부의 양으로 사용되는 것이 바람직하다.
광가교제가 사용되는 경우, 섬유 형태의 접착제는 약 250nm 내지 약 400nm의 파장인 자외선 방사능에 노출될 수 있다. 접착제를 가교하는데 필요한 방사능 에너지의 파장 범위는 약 100mJ/cm2 내지 약 1,500mJ/cm2 가 바람직하고, 약 200mJ/cm2 내지 약 800mJ/cm2 가 더욱 바람직하다.
본 발명의 아크릴레이트 압력에 민감한 접착제는 용액, 방사능, 벌크(bulk), 분산, 에멀션 및 현탁액 중합화 공정을 포함하는 다양한 유리-라디칼 중합 반응에 의해 합성될 수 있다.
콧노어(Kotnour)등의 미국 특허 제4,619,979호 또는 제4,843,134호에 설명된 연속적 유리 라디칼 중합 방법, 엘리스(Ellis)의 미국 특허 제5,637,646에 설명된 뱃치(batch) 반응기를 사용한 본질적 단열 중합 방법, 및 국제 특허 출원 번호 제 WO 96/07522호에 설명된 포장된 예비 접착제 조성물을 중합하기 위해 설명된 방법과 같은 팽창 중합 방법이 본 발명의 섬유 제조에 사용되는 중합체를 제조하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 아크릴레이트 감압성 접착제 조성물은 이들이 섬유를 형성하는 멜트 공정에서 방해하지 않는 한 점성화제(나무 로진, 폴리에스테르 등), 가소제, 유동 개질제, 중성화제, 안정화제, 항산화제, 충전제, 착색제 등과 같은 통상의 첨가제를 포함한다. 이 첨가제는 감압성 접착제의 소정의 성질 또는 이들의 섬유를 형성하는 성질에 물질적으로 악영향을 주지 않는 양으로 첨가된다. 통상, 이들은 조 성물의 총양을 기초로 하여 약 0.05중량% 내지 약 25중량%의 양으로 이 시스템으로 혼합될 수 있다.
폴리디오르가노실록산 폴리우레아 공중합체 감압성 접착제
본 발명에 따라 섬유, 바람직하게는 미세섬유에 사용될 수 있는 적절한 폴리디오르가노실록산 폴리우레아 공중합체는 1이상의 폴리아민의 반응 생성물이고, 여시서 폴리아민은 1이상의 폴리이소시아네이트를 가진 1이상의 폴리디오르가노실록산 폴리아민(바람직하게는 다아민), 또는 폴리디오르가노실록산 폴리아민(바람직하게는 다아민)의 혼합물 및 1이상의 유기 아민을 포함하며, 상기의 이소시아네이트 대 아민의 몰비는 약 0.9:1 내지 약 1.3:1의 범위가 바람직하다. 즉, 본 발명에 따른 섬유의 제조에 사용하기에 적절한 폴리디오르가노실록산 폴리우레아 공중합체는 연성 폴리디오르가노실록산 단위, 경성 폴리이소시아네이트 잔기 단위 및 선택적으로 연성/경성 유기 폴리아민 잔기 단위 및 말단기를 갖는다. 폴리이소시아네이트 잔기는 폴리이소시아네이트 마이너스 -NCO기이고 폴리아민 잔기는 폴리아민 마이너스 -NH2기이다. 폴리이소시아네이트 잔기는 우레아 결합에 의해 폴리아민 잔기에 연결된다. 말단기는 폴리디오르가노실록산 폴리우레아 공중합체의 목적에 따라 비작용기 또는 작용기일 수 있다. 이러한 단편화된 공중합체의 예는 모두 3M 컴파니(미네소타주의 세이트 폴에 소재)의 국제 공개 번호 제 WO 96/34029호 및 제 WO 96/35458호 및 1996년 10월 23일에 출원된 미국 특허 출원 일련 번호 제08/735,836호에 개시되어 있다. 여기서 사용된 바와 같이, 용어 "폴리디오르가노실록산 폴리 우레아"는 화학식 I의 반복 단위를 갖는 물질 및 화학식 II의 구조를 갖는 저분자량 올리고머 물질을 포함한다. 이러한 화합물은 융용 처리될 수 있다면 본 발명에서 사용하기에 적절하다.
본 발명의 섬유를 제공하기 위해 사용되는 바람직한 폴리디오르가노실록산 폴리우레아 공중합체는 하기의 반복 단위에 의해 표시될 수 있다:
Figure 112000011010052-pct00001
여기서,
각각의 R은 바람직하게는 1개 내지 12개의 탄소 원자를 갖고, 예를 들면, 트리플루오로알킬 또는 비닐기, 바람직하게는 식-R2(CH2)aCH=CH2 (상기에서, R2 는 -(CH2)b- 또는 -(CH2)cCH=CH- 이고, a는 1, 2 또는 3이며; b는 0, 3 또는 6이고; c는 3, 4 또는 5임)으로 표시되는 비닐 잔기 또는 고차 알케닐 잔기로 치환될 수 있는 알킬 부분, 6개 내지 12개의 탄소 원자를 갖고, 알킬, 플루오로알킬, 및 비닐기로 치환될 수 있는 시클로알킬 부분, 또는 바람직하게는 6개 내지 20개의 탄소 원자를 갖고, 예를 들면 알킬, 시클로알킬, 플루오로알킬 및 비닐기로 치환될 수 있는 아릴 부분이거나, 또는 R은 미국 특허 제5,028,679호(Terae 등)에 설명된 퍼플루오로알킬기, 미국 특허 제5,236,997호(Fijiki)에 설명된 플루오르를 함유하는 기, 또는 미국 특허 제4,900,474호(Terae 등) 및 제5,118,775호(Inomata 등)에 설명된 퍼플루오로에테르를 함유하는 기; 바람직하게는 R 잔기의 50%이상이 1가 알킬 또는 1개 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 치환된 알킬 부분과 조화를 이룬 메틸 잔기, 알킬렌 잔기, 페닐 잔기 또는 치환된 페닐 잔기이다;
각각의 Z는 바람직하게는 6개 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 아릴렌 부분 또는 아르알킬렌 부분, 바람직하게는 6개 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 또는 시클로알킬렌 부분인 다가 기이고, 바람직한 Z는 2,6-톨릴렌, 4,4'-메틸렌디페닐렌, 3,3'-디메톡시-4,4'-비페닐렌, 테트라메틸-m-자일렌, 4,4'-메틸렌디시클로헥실렌, 3,5,5-트리메틸-3-메틸렌시클로헥실렌, 1,6-헥사메틸렌, 1,4-시클로헥실렌, 2,2,4-트리메틸헥실렌 및 이들의 혼합물이다;
각각의 Y는 독립적으로 바람직하게는 1개 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 부분, 바람직하게는 6개 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 아르알킬렌 부분 또는 아릴렌 부분인 다가 기이다;
각각의 D는 독립적으로 수소, 1개 내지 10개의 탄소 원자의 알킬 부분, 페닐, 및 헤테로고리를 형성하는 B 또는 Y 를 포함하는 고리 구조를 완성하는 부분으로 구성된 군에서 선택된다;
B는 알킬렌, 아르알킬렌, 시클로알킬렌, 페닐렌, 예를 들면 폴리에틸렌 산화물, 폴리프로필렌 산화물, 폴리테트라메틸렌 산화물, 및 공중합체를 포함하는 폴리알킬렌 산화물, 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 다가 잔기이다;
m은 0 내지 약 1000이다;
n은 1과 같거나 이상이다; 또한
p는 약 5 또는 이상, 바람직하게는 약 15 내지 약 2000, 더욱 바람직하게는 약 30 내지 약 1500이다.
폴리이소시아네이트(Z는 2이상의 작용성을 가진 부분) 및 폴리아민(B는 2이상의 작용성을 가진 부분)을 사용하면, 식I의 구조가 중합체 주쇄에서의 분지를 반영하도록 개질될 것이다. 캡핑화제(endcapping agent)를 사용하면, 식I의 구조는 폴리디오르가노실록산 폴리우레아 쇄의 종지를 반영하기 위해 개질될 것이다.
저분자량 폴리디오르가노실록산 올리고우레아로 단편화된 공중합체는 이 성분을 함유하는 조성물의 탄성 모듈러스를 변화시키는 수단을 제공한다. 이들은 폴리디오르가노실록산 올리고우레아로 단편화된 공중합체의 제조에 사용되는 특정 폴리디오르가노실록산 모노아민 및 디아민에 따라, 생성된 조성물의 모듈러스를 증가시키거나 감소시키는 작용을 할 수 있다. 이러한 단편화된 공중합체의 예는 모두 3M 컴파니의 국제 공개 번호 제 WO 96/34029호 및 제 WO 96/34030호에 개시되어 있다.
저분자량 폴리디오르가노실록산 올리고우레아로 단편화된 공중합체는 다음과 같은 화학식II에 의해 표시될 수 있다;
Figure 112000011010052-pct00002
여기서, Z, Y, R 및 D는 이미 설명하였다;
각각의 X는 1가 부분으로서, 수분 경화 또는 자유 라디칼 경화 조건하에서 반응하지 않으며, 각각 바람직하게는 약 1개 내지 약 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬 잔기이고, 예를 들면 트리플루오로알킬 또는 비닐기 또는 바람직하게는 약 6 내지 약 20개의 탄소 원자를 갖는 아릴 부분으로 치환될 수 있고, 예를 들면, 알킬, 시클로알킬, 플루오로알킬 및 비닐기로 치환될수 있다;
q는 약 5 내지 약 2000 또는 그 이상의 수이고;
r은 약 1 내지 약 2000 또는 그 이상의 수이고; 또한
t는 약 8이하의 수이다.
이러한 저분자량 폴리디오르가노실록산 올리고우레아 공중합체는 단독으로 또는 고분자량 폴리디오르가노실록산 폴리우레아 공중합체(예, 여기서 화학식I의 n은 8이상이다)와 함께 사용될 수 있다. 예를 들면, 고분자량 폴리디오르가노실록산 폴리우레아 공중합체는 이러한 저분자량 폴리디오르가노실록산 올리고우레아로 단 편화된 공중합체로 적층될 수 있다. 대안적으로, 고분자량 폴리디오르가노실록산 폴리우레아 공중합체, 바람직하게는 조성물의 100 총 부당 약 5부 내지 50부의 양으로 존재하는 저분자량 폴리디오르가노실록산 올리고우레아로 단편화된 공중합체와 임의적으로 혼합될 수 있다. 저분자량 폴리디오르가노실록산 올리고우레아 공중합체가 단독으로 사용된다면, 이것은 충분한 섬유 완전성을 유지하기 위해 섬유를 형성한 거의 직후에(예, 직물을 형성한 거의 직후에 직물이 저장을 위해 말려지기 전에) 경화(예, UV 경화)될 필요가 있을 것이다.
폴리디오르가노실록산 폴리우레아 공중합체는 제조되고 저장될 수 있고 섬유의 형태로 압출될 수 있다. 제조된 공중합체가 감압성 접착제 성질을 갖지 않으면, 이것은 섬유를 형성하는 용융 공정동안 선택적으로 점성화제와 공압출될 수 있다. 대안적으로, 중합체는 감압성 접착제 성질과 상관없이 원위치에서(예, 압출기에서) 제조된 후, 즉시 섬유로 형성될 수 있다.
바람직하게는, 폴리디오르가노실록산 폴리우레아 공중합체는 공지된 용매에 기초한 방법, 무용매 방법 또는 2개의 배합에 의해 제조될 수 있다. 용매에 기초한 방법은 당업계에 잘 알려져 있다. 본 발명에 유용한 폴리디오르가노실록산 폴리우레아 공중합체가 제조될 수 있는 용매에 기초한 방법의 예는 [Tyagi et al. "Segmented Organosiloxane Copolymers:2. Thermal and Mechanical Properties of Siloxane urea Copolymers," Polymer, Vol. 25, December, 1984 and U.S. Patent No.5,214,119(Leir et at.)]을 포함한다.
또한, 폴리디오르가노실록산 폴리우레아 공중합체을 위한 점성화 물질, 일반 적으로 실리케이트 수지는 중합체에 첨가되어 중합체의 감압성 접착제 성질을 제공하거나 증진시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 바람직한 구체예는 1 또는 그 이상의 점성화된 폴리디오르가노실록산 폴리우레아 공중합체를 함유하는 압력에 민감한 접착제 성분을 포함한다. 여기서 사용된 바와 같이, 압력에 민감한 접착제는 접착, 응집, 신축 및 탄력의 4배 균형 및 약 20℃ 이하의 유리 전이 온도(Tg)를 지닌다. 따라서, 이들은 실온(예, 약 20℃ 내지 약 25℃)에서 접촉으로 점성을 나타내므로 손가락 점성 시험이나 통상적 측정 기구에 의하여 측정될 수 있고, 약한 압력을 가하여 유용한 접착 결합을 쉽게 형성할 수 있다.
실리케이트 수지는 본 발명의 폴리디오르가노실록산 폴리우레아 공중합체의 물리적 성질을 결정하는데 중요한 역할을 할 수 있다. 예를 들면, 실리케이트 수지 함량이 저농도에서 고농도로 증가됨에 따라 폴리디오르가노실록산 폴리우레아 공중합체의 유리성에서 고무성으로의 전이가 점차 높은 온도에서 일어난다. 원하는 성능을 달성하기 위해 단일 조성물에서 수지의 조합물을 사용하는 것이 유리할수 있으므로, 단일 실리케이트 수지로 제한될 필요는 없다.
본 발명에 유용한 실리케이트 수지는 다음의 구조적 단위 M,D,T 및 Q, 또한 이들의 배합물로 구성된 수지를 포함한다. 통상적 실례는 MQ 실리케이트 수지, MQD 실리케이트 수지, 및 MQT 실리케이트 수지를 포함하며, 또한, 이것은 공중합성 실리케이트 수지로 언급될 수 있고, 바람직하게는 숫자 평균 분자량이 약 100 내지 약 50,000이고, 더욱 바람직하게는 약 500 내지 약 10,000이고 일반적으로 메틸 치 환체를 포함한다. 실리케이트 수지는 또한 무작용성 및 작용성 수지를 포함하고, 작용성 수지는 예를 들면 실리콘 결합된 수소, 실리콘 결합된 알케닐 및 실란올을 포함하는 1 또는 그 이상의 작용기를 갖는다. MQ 실리케이트 수지는 R'3SiO1/2 단위 및 SiO4/2 단위를 갖는 공중합성 실리케이트 수지이다. 이러한 수지는 예를 들면 문헌[Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, vol. 15, John Wiley & Sons, New York,(1989),pp.265-270, and U.S. Pat.Nos. 2,676,182(Daudt et al.), 3,627,851(Brady), 3,772,247(Flannigan), and 5,248,739(Schmidt et al)]에 설명되어 있다. 작용기를 갖는 MQ실리케이트 수지는 실릴 히드라이드기를 갖는 미국 특허 제2,774,310호(Butler), 비닐 및 트리플루오로프로필기를 갖는 미국 특허 제5,248,739호(Schmidt et al) 및 실릴 하드라이드 및 비닐기를 갖는 미국 특허 제 4,707,531호(쉬라하타)에 설명된다. 상기의 설명된 수지는 일반적으로 용매에서 제조된다. 건조된 또는 무용매의 MQ 실리케이트 수지는 미국 특허 제 5,319,040호(Wengrovius et al.), 제5,302,685호(Tsumura et al.) 및 제4,935,484호(Wolfgruber et al.)에서 설명된 바와 같이 제조될 수 있다. MQD 실리케이트 수지는 미국 특허 제2,736,721호에서 교시된 바와 같이 R'3SiO1/2 단위, SiO4/2 단위, 및 R'2SiO2/2 단위를 갖는 3중합체이다. MQT실리케이트 수지는 미극 특허 제5,110,890호(Butler) 및 일본 Kokai HE 2-36234에 개시된 바와 같이 R'3SiO1/2 단위, SiO4/2 단위, R'SiO3/2 단위를 갖는 3중합체이다.
시판되는 실리케이트 수지는 뉴욕주 워터폴드에 소재하는 제네랄 일렉트릭 컴파니(General Electric Co.)의 실리콘 수지 부서에서 시판되는 톨루엔 중의 MQ수지인 SR-545; 플로리다주 가인스빌에 소재하는 PCR 인코포레이티드에서 시판되는 MQ 수지인 MQOH수지; 캘리포니아주 토란스에 소재하는 신에추 실리콘 오브 아메리카 인코포레이티드(Shin-Etsu Silicones of America, Inc.)에서 시판되는 톨루엔 중의 MQD 수지인 MQR-32-1, MQR-32-2 및 MQR-32-3; 또한 사우스 캐롤리나의 락힐에 소재하는 론-포울렌크, 라텍스 앤드 스페셜티 폴리머스(Rhone-Poluenc, Latex and Specialty Polymers)에서 시판되는 톨루엔 중의 수소화물 작용성 MQ 수지인 PC-403을 포함한다. 이러한 수지는 일반적으로 유기 용매에서 공급되고, 설명된 바와 같이 본 발명의 조성물에서 사용될 수 있다. 그러나, 실리케이트 수지의 이 유기 용매는 또한 당업계에 공지된 많은 기술, 예를 들면 분무 건조, 오븐 건조 등 또는 증기 분리에 의해 건조될 수 있으며, 이로써 본 발명의 조성물에 사용되는 100% 비휘발성 함량의 실리케이트 수지를 제공할 수 있다. 또한, 2 또는 그 이상의 실리케이트 수지의 블렌드는 본 발명의 폴리디오르가노실록산 폴리우레아 공중합체에 사용된다. 실리케이트 수지 이외에 또는 그 대용으로, 유기 점성화제가 사용될 수 있다.
점성화 물질이 폴리디오르가노실록산 폴리우레아 공중합체에 포함되는 경우, 이 성분은 바람직하게는 점성화 물질을 약 1중량부 내지 80중량부 함유하고, 점성화 물질을 약 15중량부 내지 약 75중량부 함유하는 것이 더욱 바람직하다. 조성물에서 폴리디오르가노실록산 폴리우레아 공중합체 및 실리케이트 수지의 총 중량부 는 100이다. 점성화 물질의 최적량은 사용된 반응물의 형태와 양, 폴리디오르가노실록산 폴리우레아로 단편화된 공중합체의 경성 및 연성 단편의 분자량, 및 본 발명의 조성물의 의도된 용도와 같은 인자에 의존한다.
임의적 첨가제
충전제, 가소제 및 기타의 성질 개질제, 예를 들면 유동 개질제, 염료제, 색소, 방염제, 안정화제, 항산화제, 환화제(compatibilizer), 항미생물제, 전기 전도체, 및 열 전도체는, 이들이 섬유를 형성하는 융용 공정에서 방해하지 않거나 최종 중합체 생성물의 작용과 작용성에 결정적으로 영향을 주지 않는 한, 감압성 접착제 조성물에 혼합될 수 있다. 이러한 첨가물은 본 발명 조성물의 약 1부피% 내지 약 50부피%의 양으로 이 시스템 내로 혼합될 수 있다.
섬유 및 부직물의 제조
섬유의 제조를 위한 융용 공정은 공지되어 있다. 예를 들면, 이러한 공정은 Wente의 "Superfine Thermoplastic Fibers," in Industrial Engineering Chemistry, Vol. 48, p1342 이하 참조 (1956); 웬트 등의 "Manufacture of Suerfine Organic Fibers" 제목으로 1954년 5월 25일에 출판된 Naval Research Laboratories의 레포트 번호 4364; 또한 국제 공개 번호 제 WO 96/23915 및 미국 특허 제3,338,992호(Kinney), 제3,502,763호(Hartmann), 제3,692,618호(Dorschner 등), 및 제4,405,297호(Appel 등)에 개시된다. 이러한 공정은 스펀본드 공정 및 멜트 블로운 공정을 포함한다. 섬유, 특히 이것의 미세섬유 및 부직물의 바람직한 제조 방법은 멜트 블로운 공정이다. 예를 들면, 다중층 미세섬유의 부직물 및 이것의 제조를 위한 멜트 블로운 공정이 미국 특허 제5,176,952호(조셉(Joseph)등), 제5,232,770호(조셉), 제5,238733호(조셉 등), 제5,258,220호(조셉), 제5,248,455호(조셉 등)에 개시되었다. 이들 공정 및 기타의 융용 공정은 본 발명의 부직물 형성에 사용될 수 있다.
멜트-블로운 공정은 섬유를 함께 결합하는 추가적 공정을 통상 필요로 하지 않는 자생적으로 결합된 직물을 형성하기 때문에 특히 바람직하다. 상기에 개시된 조셉(등)의 특허에 개시된 다중층 미세섬유의 형성에 사용되는 멜트 블로운 공정은 특히 본 발명의 다중층 미세섬유를 만드는데 사용하기에 특히 적절하다. 이러한 공정은 고온(예, 중합체 융해 온도보다 약 20℃ 내지 약 30℃ 높거나 동일), 고속 기류를 사용하여 다이(die)에서 압출된 중합성 물질을 뽑아내어 가늘게 만들고, 다이에서 비교적 짧은 거리를 지난 후에 일반적으로 고체화된다. 생성된 섬유는 멜트 블로운 섬유라 명명되고, 실질적으로 연속적인 것이 일반적이다. 이것은 섬유를 끌고 가는 일부 교란성 기류에 부분적으로 기인하여, 섬유의 확장에 의해 다이 오리피스와 수집 표면 간에 응집성 직물을 형성한다.
예를 들면, 미국 특허 제5,238,733호(조셉 등)는 유기 중합성 물질의 2개 분리된 유동을 분리된 분할기로 공급하거나 다방면으로 배합하여 다중 성분 멜트-블로운 미세섬유 직물을 형성하는 것에 대해 설명한다. 스플리트(split) 또는 분리된 유동 흐름은 다이 또는 다이 오리피스 직전에 일반적으로 결합된다. 분리된 유동 흐름은 거의 평행한 유동 통로를 따라 융용 흐름으로 형성되어 결합되는 것이 바람직하며, 여기서 이들은 서로, 그리고 생성된 혼합된 다중층 유동 흐름에 거의 평행 하다. 이 다중층 유동 흐름은 다이 및/또는 다이 오리피스로, 또한 다이 오리피스를 통해 공급된다. 공기 슬롯은 다이 오리피스의 줄의 한 면에 배치되어 고속의 균일한 가열된 공기를 압출된 다중성분 융용 흐름으로 향하게 한다. 고온 고속 기류는 압출된 중합체 물질을 뽑아 내어 가늘게 만들고 다이에서 비교적 짧은 거리를 지난 후에 고체화된다. 단일층 미세섬유는 단일 압출기, 비분할기, 단일 포트 피드(port feed) 다이를 사용하여 기류 완화와 유사한 방법으로 제조될 수 있다.
고체화된 또는 부분적으로 고체화된 섬유는 응집성 직물로 수집되는 뒤얽힌 섬유의 연결성 망상조직을 형성한다. 수집 표면은 평평한 표면 또는 드럼, 이동성 벨트 등의 형태인 고체 또는 천공된 표면일 수 있다. 천공된 표면이 사용된다면, 수집 표면의 백킹은 진공 또는 저압력 부위에 노출되어 섬유의 배치를 도울 수 있다. 수집기 거리는 틀 표면에서 약 7cm 내지 약 130cm가 일반적이다. 수집기가 틀 표면으로 예를 들어 약 7cm 내지 약 30cm로 가깝게 움직이면 더 강한 섬유간 결합 및 덜 부푼(lofty) 직물이 생성될 것이다.
고체화된 또는 부분적으로 고체화된 섬유는 응집성 직물로 수집되는 뒤얽힌 섬유의 연결성 망상조직을 형성한다. 수집 표면은 평평한 표면 또는 드럼, 이동성 벨트 등의 형태인 고체 또는 천공된 표면일 수 있다. 천공된 표면이 사용된다면, 수집 표면의 이면은 진공 또는 저압력 부위에 노출되어 섬유의 배치를 도울 수 있다. 수집기 거리는 틀 표면에서 약 7cm 내지 약 130cm가 일반적이다. 수집기가 가깝게 움직이면, 더 빠른 속도를 갖고 불완전한 냉각으로부터 나머지 점성을 갖는 경우에 섬유가 수집된다. 수집기가 틀 표면으로 예를 들어 약 7cm 내지 약 30cm로 가깝게 움직이면 더 강한 섬유간 결합 및 덜 부푼 직물이 생성될 것이다. 수집기가 멀리 움직이면 일반적으로 더 부풀고 덜 응집하는 직물이 생성될 것이다.
분리된 중합체 유동 흐름의 온도는 통상 중합체가 실질적으로 유사한 점도가 되도록 조절된다. 분리된 중합체 유동 흐름이 집중되면, 모세관 유량계를 사용하여 측정되었을때 일반적으로 약 150 포아즈 내지 약 800 포아즈의 융용물(즉, 멜트 블로윙 조건)중에서 명백한 점도를 가져야 한다. 집중되어지는 분리된 중합체 유동 흐름의 상대적 점도는 일반적으로 매우 잘 일치해야 한다.
형성된 중합성 섬유의 크기는 완화된 기류의 속도 및 온도, 오리피스의 직경, 융용 흐름의 온도, 및 오리피스 당 전체 유속에 크게 좌우된다. 거친 섬유, 예를 들어 직경이 약 50㎛이하 그 이상인 것이 멜트 블로운 공정을 사용하여 제조될 수 있고, 약 직경이 100㎛이하의 섬유는 스펀본드 공정을 사용하여 제조될 수 있지만, 통상 직경이 약 10㎛이하인 섬유가 형성될 수 있다. 형성된 직물은 소정의 의도하는 최종 용도를 위해 임의의 적절한 두께일 수 있다. 일반적으로 약 0.01㎝ 내지 약 5㎝의 두께가 대부분의 용도에 적절하다.
본 발명의 압력에 민감한 접착제 섬유는 열가소성 섬유, 탄소 섬유, 유리 섬유, 미네랄 섬유 또는 유기 결합 섬유와 같은 무기 섬유 및 유기 섬유를 포함하는 스프 섬유(staple fiber)와 같은 기타의 섬유 및 다른 중합체의 섬유로 혼합될 수 있다. 본 발명의 감압 접착성 섬유는 또한 흡착성 미립자 물질, 연무 실리카, 카본 블랙, 유리 비드, 유리 버블, 점토 입자, 금속 입자 등과 같은 미립자와 혼합될 수 있다. 통상 이것은 섬유 흐름과 교차하도록 되어있는 기류에서 미립자 또는 기타의 섬유를 뽑아냄으로써 섬유를 수집하기 이전에 형성된다. 대안적으로, 다른 중합체 물질은 동시에 1 유형 이상의 멜트 공정화 섬유, 바람직하게는 멜트 블로운 미세섬유를 포함하는 직물을 형성하기 위해 본 발명의 섬유로 동시에 멜트 공정화될 수 있다. 1유형 이상의 섬유를 갖는 직물은 여기서 혼합된 구조체로서 언급된다. 혼합된 구조체에서 다양한 유형의 섬유는 가깝게 혼합될 수 있어 실질적으로 균일한 횡단면을 형성할 수 있거나, 분리 층일 수 있다. 직물 성질은 사용된 다른 섬유의 수, 사용된 층의 수 및 층 배열에 의해 다양화될 수 있다. 또한 계면활성제 또는 연결제와 같은 다른 물질은 분사 제트(spray jet)의 사용에 의한 것처럼 이것의 수집 전, 수집 동안, 수집 이후에 직물로 결합될 수 있다.
전술한 재부착가능한 시트는 추가로 프라이머 층, 저접착 이면크기 코우팅(또는 박리 코우팅로서 공지됨) 및 당업자에게 공지된 기타의 코우팅 및 층을 추가로 포함할 수 있다. 코우팅 두께 및 층의 수는 제조 및 최종 사용자 용도의 필요에 일치하는 방법으로 정해질 것이다. 예를 들면, 노트 스택(stack)의 통상적 구조체는, 그 위에 접착제 스트립이 코우팅 되어 있고, 접착제 스트립과 일치하는 위치에서 종이의 이면 상에 있는 프라이머 층인 종이 시트를 포함하고, 통상 저접착 이면 크기의 층이 있다. 따라서, 스택에서, 상기에 설명된 또 다른 스택 집합체에 제공되는 것을 제외하고는 노트 종이의 단일 시트는 추가적 시트를 제거하지 않고 스택에서 박리될 수 있다.
단일층 미세섬유의 경우에, 주어진 감압성 접착제의 점성은 직물의 기초 중량(코우팅 중량)을 바꿔서 변형될 수 있다. 전체 물질의 점성은 또한 감압성 접착 제의 합성동안 사용된 공단량체의 적당한 선택에 의해 개질될 수 있다. 점성화제의 사용은 또한 미세섬유의 전체 점성/접착성을 변형시키는데 다양하게 사용될 수 있다.
다른 수준의 점성을 갖는 물질로 구성된 2층의 섬유인 경우에, 물질의 비가 점성 수준을 조절할 수 있다. 물질은 다른 감압성 접착제 물질의 교대하는 층 또는 비감압성 접착제 물질과 교대하는 감압성 접착제 물질의 층일 수 있다. 나아가, 각각의 물질은 감압성 접착제 물질 및/또는 감압성이 아닌 접착제 물질의 혼합물일 수 있다. 3,5,7 등의 층을 갖는 섬유인 경우에, 외피층으로서 더욱 점성있는 물질의 존재는 점성이 덜한 물질이 외면상에 있는 경우와 비교하여 고차 점성/표피 점착성 값을 야기할 것이다. 또한, 각각의 물질의 비는 조절되는 방식에서 점성을 조절하기 위해 다양화될 수 있다. 층내의 점성/비점성 성분의 블렌드를 사용하면 전체 점성을 부가적으로 미세하게 조율할 수 있다.
단일 층 섬유인 경우에, 주어진 PSA의 점성은 직물의 기초 중량(코우팅 중량)을 변화시켜 변형될 수 있다. 전체 물질의 점성은 또한 감압성 접착제를 합성하는 동안 사용되는 공단량체의 적절한 선택에 의해 개질될 수 있다. 점성화제의 사용은 또한 섬유의 전체 점성/접착성을 변형시키기 위해 다양하게 이용될 수 있다.
도1은 다중층 섬유로부터 제조된 본 발명 부직물의 투시도이다.
도2는 섬유의 5개 층 구조를 보여주는 도1의 부직물의 고배율 단면도이다.
다음의 실시예는 현재 예상된 바람직한 구체예를 예시하도록 제공되었으나, 이것으로 제한하는 것으로 의도되지는 않는다.
결합 종이에 대한 박리 접착력
박리 접착력은 특정 각도 및 제거 속도로 결합 종이 기재에서 코우팅된 시트를 제거하기 위해 요구되는 힘이다. 실시예에서 이 힘은 코우팅된 시트의 1인치 폭당 g으로 표현된다.
코우팅된 시트로 된 1인치 폭의 스트립을 9.1kg 결합 종이(21.8cm×28.2cm)의 수평 표면에 적용하였다. 2.04kg 경성 고무 롤러는 결합 종이에 스트립을 강하게 부착하는데 사용되었다. 코우팅된 시트의 자유말단은 접착 시험기 부하 셀(load cell)에 접착되어, 제거 각도가 90도가 되었다. 이어서, 시험 플레이트는 분 당 30.8cm의 일정한 속도로 부하 셀에서부터 플레이트를 움직일 수 있는 장력 시험 기계의 조오(jaw)에 클램프되었다. 코우팅된 시트의 인치 당 g으로 읽는 부하 셀이 기록되었다. 표본은 3회 시험되었다. 3차례 시험의 평균 값이 보고된다.
직물에 대한 박리 접착력
박리 접착력은 특정 각도 및 제거 속도로 직물 기재(매우 미세한 단일 피륙 섬유(55%폴리에스테르/45%울) 귈포드 삭소니 플란넬/핀도트 패턴 3114,#5)에서 코우팅된 시트를 제거하기 위해 요구되는 힘이다. 실시예에서 이 힘은 코우팅된 시트의 폭 1인치당 g으로 표현된다.
코우팅된 시트로 된 1인치 폭의 스트립을 직물(21.8cm×28.2cm)의 수평 표면에 적용하였다. 2.04kg 경성 고무 롤러는 직물에 스트립을 강하게 부착하는데 사용 되었다. 코우팅된 시트의 자유말단은 접착 시험기 부하 셀(load cell)에 접착되어, 제거 각도가 90도가 되었다. 시험 플레이트는 분 당 30.8cm의 일정한 속도로 부하 셀에서부터 플레이트를 움직일 수 있는 장력 시험 기계의 조오에 클램프되었다. 코우팅된 시트의 인치당 g으로 읽는 부하 셀이 기록되었다. 표본은 3회 시험되었다. 3차례 시험의 평균 값이 보고된다.
접착제 이동
이 시험의 목적을 위한 접착제 이동이란 코우팅된 표본이 종이로부터 제거되는 경우 적용된 종이로 이동하는 접착제의 양으로 정의된다. 이는 접착제로 덮힌 부분의 퍼센트로서 측정된다.
접착제 코우팅된 표본의 4분의 3인치(1.9cm)폭 스트립은 점토 코우팅된 종이(코네티컷주의 스탐포드에 소재하는 챔피온 인트. 코포레이션(Champion Int. Corp)에서 크로메코데(KROMEKOTE)로 시판)의 깨끗한 부분에 수초동안 박리 접착 시험기(일리노이주 나퍼빌의 TLMl Inc에서 시판)에 의해 제공되는 기계적 롤링 작용을 사용하여 접착되었다. 표본은 일정한 속도에서 90도 각도로 제거되었다. 점토로코우팅된 스트립은 비디오 카메라를 통해 이미지 프로세서에 의해 조사되었고, 조사된 부분의 접착제로 피복된 백분율이 기록되었다. 10개의 필드가 각각 시험 표본에서 조사되었고 이 값의 평균이 기록된다.
점성화된 폴리디메틸실록산 폴리우레아의 제조
점성화된 폴리디메틸실록산 폴리우레아로 단편화된 공중합체는 다음의 방법으로 제조되었다. 건조 MQ 실리케이트 점성 수지(뉴욕주 워터폴드의 제네랄 일렉트 릭 컴파니의 실리콘 수지분과에서 SR 1000으로 시판)를 58.3g/분의 속도로 버스토프 40mm 직경, 40L/D(길이 대 직경의 비), 공회전, 이중 나사 압출기(노스 캐롤리나주 샬롯테의 버스토프 코포레이션(Berstorff Corp.)에서 시판)의 구역1에 첨가하였다. 전술된 폴리디메톡스실록산 디아민(Mn 69,600)을 58.3g/분의 속도로 압출기의 구역2 내로 주입하였다. 메틸렌디시클로헥실렌-4,4'-디이소시아네이트(펜실베니아주 피츠버그의 마일스 라보러토리 인코포레이티드(Miles Laboratories, Inc)에서 데스모더(DESMODUR)로 시판)를 0.220g/분의 속도로 압출기의 구역5에 주입하였다. 완전히 상호 맞물리는 나사는 300RPM의 속도로 회전하고 있고, 진공은 구역8로 당겨졌다. 압출기의 온도 프로필은: 구역1- 25℃; 구역2- 45℃; 구역3- 50℃; 구역4- 45℃; 구역5- 60℃; 구역6- 120℃; 구역7- 160℃; 구역8 내지 10 및 끝뚜껑- 180℃; 멜트 펌프- 190℃. 물질은 스트랜드 다이를 통해 압출되어 식히고 수집되어 펠렛으로 만들었다.
실시예 1
감압성 접착제(PSA) 직물은, 기구가 길이 대 직경의 비가 5:1인 원형의 부드러운 표면 오리피스(10/cm)을 갖는 멜트-블로윙 다이에 연결된 점을 제외하고, 예를 들면, 웬트(Wente)의 "Superfine Thermoplastic Fibers" (Industrial Engineering Chemistry, Vol.48, p1342 이하 참조(1956)) 또는 웬트 등의 "Manufacture of Superfine Organic Fibers"(Report N0.4364 of the Naval Research Laboratories, 1954년 5월 25일에 출판)에 설명된 공정과 유사한 멜트 블 로윙 공정을 사용하여 제조되었다. 190℃로 유지되면서, 멜트 블로윙 다이에 바로 선행하는 피드블록(feedblock) 조립체가 190℃의 온도에서, 100부당 100부탄성체(phr;per hundred parts elastomer) 크라톤(KRATON) 1112(텍사스주 휴스톤의 쉘 케미칼 컴파니에서 시판되는 스티렌/이소프렌/스티렌 블록 공중합체), 80phr 에스코레즈(ESCOREZ) 1310(텍사스주 휴스톤의 쉘 케미칼 컴파니에서 시판), 10phr 조네레즈(ZONEREZ) A25(플로리다주 파나마 시티의 아리조나 케미칼 컴파니에서 시판), 4phr 이르가녹스(IRGANOX) 1076 항산화제(뉴욕주 하우톤의 시바가이기 코포레이션에서 시판), 및 4phr 티뉴빈(TINUVIN) 328 UV안정제(시바가이기 코포레이션에서 시판)를 혼합하여 제조된 크라톤(KRATON) PSA의 흐름에 의해 충전되었다.
압출기 및 피드블록 조립체의 기어 펌프 중간체가 190℃, 178g/hr/cm(다이 폭)의 속도로 유지되는 틀에 크라톤 융용 흐름을 전달하도록 조절되었다. 1차 공기는 균일한 직물을 생산하도록 190℃ 및 138KPa, 0.076cm 간격 폭으로 유지되었다. PSA 직물은 다이로부터의 20.3cm의 거리에 있는 회전하는 드럼 수집기 주위를 통과하는 1.2mil(30㎛)의 2축으로 편향된 폴리프로필렌 (BOPP) 필름상에 수집되었다. 약 25마이크론이하의 평균 직경을 갖는 PSA 미세섬유를 포함하는 생성된 PSA 직물은 17g/m2의 기본 중량을 갖는다. 측정된 접착제 강도는 표1에서 알 수 있다.
실시예 2
PSA 직물은 기본 중량이 55g/m2 인 것을 제외하고는, 실시예1에서 설명된 바와 같이 제조되었다.
실시예 3
PSA 직물은 기본 중량이 5g/m2 인 것을 제외하고는, 실시예1에서 설명된 바와 같이 제조되었다.
실시예 4
PSA 직물은 기본 중량이 1g/m2 인 것을 제외하고는, 실시예1에서 설명된 바와 같이 제조되었다.
실시예 5
PSA 직물은, 기구가 멜트 블로윙 다이에 바로 선행하는 피드블록 조립체에 연결된 기어 펌프에 각각 연결된 2개의 압출기를 이용하였다는 점을 제외하고는, 실시예1에서 설명된 바와 같이 제조되었다. 210℃로 유지되는 피드블록 조립체는 2개의 중합체 융용 흐름에 의해 채워졌다. 상기 융용 흐름 중 하나는 172℃ 온도로 유지되는 100phr 크라톤 1112, 110 phr 에스코레즈 1310, 10phr 쉘플렉스 오일371(영국 런던의 쉘 인터내셔널 페트로레움 컴파니(Shell International Petroleum Co.)에서 시판), 4phr 이르가녹스 1076, 및 4phr 티누빈 328를 혼합하여 제조한 크라톤 PSA의 흐름이고, 다른 하나는 221℃ 온도로 유지되는 폴리프로필렌 PP 3495-G(텍사스주 휴스톤의 엑손 케미칼 컴파니(Exxon Chemical Co.)에서 시판)의 융용 흐름이다.
기어 펌프를 조절하여, 85/15의 크라톤 PSA 대 PP 3495-G의 융용 부피비를 210℃, 178g/hr/cm(다이의 폭)의 속도로 유지되는 다이로 전달하였다. 1차 공기는 0.076cm 간격 폭의 218℃, 69KPa로 유지되고, 수집기에서 다이까지의 거리는 20.3cm로 유지되었다. 따라서, 생성된 PSA 직물은 1.0mil(25㎛) 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 상에 수집되었고, 26g/cm2의 기초 중량을 가졌다.
실시예 6
PSA 직물은 멜트 흐름의 융용 공급물의 부피비가 90/10인 것을 제외하고는 실시예5에서 설명된 바와 같이 제조되었다.
실시예 7
PSA 직물은 멜트 흐름의 융용 공급물의 부피 비가 95/5인 것을 제외하고는 실시예5에서 설명된 바와 같이 제조되었다.
실시예 8
PSA 직물은, 2개의 기어 펌프가 미국 특허 제3,480,520호(Chisholm 등) 및 제3,487,505호(Schrenk)에 설명된 것과 유사한 3-층 피드블록 분할기로 채워진 점을 제외하고는 실시예5에 설명된 바와 같이 제조되었다. 1차 공기는 116KPa로 유지되었다. 피드블록 스플리트 크라톤 PSA의 융용은 189℃로 유지되고 나일론 3248(텍사스주 휴스톤의 쉘 케미칼 컴파니에서 시판) 융용 흐름과 교차하는 방식으로 이것에 재조합되며, 흐름을 배출하는 최외층은 크라톤 PSA였다. 기어 펌프는 조절되어 75/25의 크라톤 PSA 대 나일론3248의 융용 부피비(융용 부피비에 기초함)를 다이로 전달하였다. PSA 직물은 다이까지 25.2cm의 거리에 있는 회전하는 드럼 수집기 주위를 통과하는 1.2mil(30㎛)의 2축으로 편향된 폴리프로필렌(BOPP) 필름상에 수집 되었다. 따라서, 생산된 PSA 직물은 38g/m2의 기본 중량을 가졌다.
실시예 9
PSA 직물은 융용 흐름의 공급 융용 부피비가 50/50인 것을 제외하고는 실시예8에서 설명된 바와 같이 제조되었다.
실시예 10
PSA 직물은 융용 흐름의 공급 융용 부피비가 25/75인 것을 제외하고는 실시예8에서 설명된 바와 같이 제조되었다.
실시예 11
PSA 직물은, 나일론 3248이 전술한 점성화된 폴리디오르가노실록산 폴리우레아 공중합체로 대체된 것을 제외하고는 실시예8에 설명된 바와 같이 제조되었고, 이것은 170℃의 온도로 유지되는 압출기로부터 전달되었다. 기어 펌프는 조절되어 50/50의 크라톤 PSA 대 점성화된 폴리디오르가노실록산 폴리우레아 공중합체의 융용 부피비가 178g/hr/cm(다이 폭)의 속도, 210℃로 유지되는 다이로 전달되고, 1차 공기는 218℃, 102KPa, 0.076cm 간격 폭으로 유지되었다. 따라서, 생성된 PSA 직물은 25g/m2 의 기초 중량을 갖는다.
실시예 12
PSA 직물은 융용 흐름의 공급 융용 부피비가 75/25인 것을 제외하고는 실시예11에서 설명된 바와 같이 제조되었다.
실시예 13
PSA 직물은 융용 흐름의 공급 융용 부피비가 25/75인 것을 제외하고는 실시예11에서 설명된 바와 같이 제조되었다.
실시예 14
PSA 직물은, 2개의 기어 펌프가 5-층 피드블록 분할기로 충전되고, 크라톤 PSA가 이소옥틸 아크릴레이트/아크릴산/스티렌 매크로머(IOA/AA/Sty) 3중합체로 대체되고, 여기서 3중합체의 제조는 IOA/AA/Sty 비가 87/7/6이고 3중합체의 고유 점성이 약 0.5인 것을 제외하고는 국제 공개 번호 제96/26253호(Dunshee 등)에 설명된 방법과 유사하고, 199℃의 온도에서 유지되고 나일론 3248은 180℃의 온도로 유지되는 압출기에서 전달되는 100phr 크라톤 1112(텍사스주 휴스톤의 쉘 케미칼 컴파니에서 시판되는 스티렌/이소프렌/스티렌 블록 공중합체), 80phr 에스코레즈 1310(텍사스주 휴스톤의 쉘 케미칼 컴파니에서 시판), 10phr 조네레즈 A25(플로리다 파나마 시티의 아리조나 케미칼 컴파니에서 시판), 4phr 이르가녹스 1076 및 4phr 티누빈 328의 혼합 조성물로 대체된 것을 제외하고는 실시예8에 설명된 바와 같이 제조되었다. 피드블록은 아크릴 3중합체 융용 흐름을 분리시켜 이것을 크라톤 PSA 융용 흐름과 교차하는 방식으로 피드블록을 배출하는 5층 멜트 흐름으로 재조합하였고, 배출하는 흐름의 최외층은 아크릴 3중합체이다. 기어 펌프는 조절되어 50/50의 아크릴 3중합체 대 크라톤 PSA의 융용 부피비가 다이로 전달되고, 210℃, 178g/hr/cm 다이 폭의 속도로 유지되고, 1차 공기는 0.076cm 간격 폭의 218℃, 116KPa로 유지되었다. 따라서, 생산된 PSA 직물은 25g/cm2 의 기초 중량을 갖는다.
실시예 15
PSA 직물은 크라톤이 이소옥틸 아크릴레이트/아크릴산/스티렌 매크로머(IOA/AA/Sty) 3중합체로 대체된 것을 제외하고는 본질적으로 실시예14에 설명된 바와 같이 제조되었다. 상기의 3중합체의 제조는 IOA/AA/Sty 비가 92/4/4이고 3중합체의 고유의 점성이 약 0.65인 것을 제외하고는 국제 공개 제96/26253호(Dunshee 등)에 설명된 방법과 유사하다.
실시예 16
PSA 직물은 크라톤 PSA가 100phr 크라톤 1112, 80phr 윙택(WINGTACK) 플러스(오하이오주 아크론의 굳이어 케미칼 컴파니(Goodyear Chemical Co.)에서 시판). 40phr 터플로 오일(텍사스주 휴스톤의 리온덱 루브리칸츠(Lyondell Lubricants)에서 시판), 4phr 이르가녹스 1076, 및 4phr 티누빈 328 및 PSA 직물로 구성된 크라톤 PSA에 의해 대체되고 PSA 직물이 종이 기재상에 수집되는 것을 제외하고는 본질적으로 실시예1에 설명된 바와 같이 제조되었다. 기본 중량은 55g/m2 이었다.
실시예 17
PSA 직물은 나일론 3248이 이트토프렉스(EASTOFLEX) D-127S(테네시주 킹스포트의 이스트만(Eastman) 케미칼 컴파니에서 시판하는 헥산-프로필렌 공중합체)으로 대체되고 PSA 직물이 종이 기재 상에 수집되는 것을 제외하고는 실시예10에서 설명된 바와 같이 제조되었다. 기본 중량은 65g/m2 이었다.
접착제 성질은 실시예에서 측정되어 표1에 나타난다.
실시예 번호 박리/유리 12 g/cm 박리/유리 90 g/cm 접착력-결합된 것 g/cm 접착력-직물 g/cm 접착제 이동 %
1 213.9 356.7 --- --- ---
2 357.7 564.9 --- --- ---
3 149.3 226.2 --- --- ---
4 51.3 101.4 --- --- ---
5 5.57 14.5 --- --- ---
6 10.00 27.9 --- --- ---
7 25.60 63.5 --- --- ---
8 --- 140.4 --- --- ---
9 --- 29.0 --- --- ---
10 --- 378.9 --- --- ---
11 45.7 90.30 --- --- ---
12 14.5 11.14 --- --- ---
13 6.70 17.80 --- --- ---
14 141.5 276.3 --- --- ---
15 195.0 269.7 --- --- ---
16 --- --- 74.7 4.9 1.44
17 --- --- 145.7 1.0 0.07
여기서 인용된 모든 특허, 특허의 응용 및 공보는 개별적으로 포함된 바와 같이 각각 참고로 포함된다. 본 발명의 다양한 개질 및 변형은 본 발명의 범위와 본질에서 벗어나지 않는 한 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명은 예시의 목적으로 본원에 제시된 것으로 제한되어서는 안된다.

Claims (9)

  1. 하나의 시트 위에 다른 시트가 제거가능하도록 적층된 다수의 재부착가능한 시트를 포함하는 재부착가능한 시트의 스택(stack)으로서, 상기 재부착가능한 시트는 각각 백킹(backing) 및 그 위에 부직물(nonwoven web) 형태의 재부착가능한 접착제 층을 포함하며, 상기 부직물은 섬유의 구조적 성분으로서 감압성(pressure-sensitive) 접착제 조성물을 함유하는 감압 접착성 섬유를 포함하고, 상기의 백킹은 재부착가능한 접착제로 코우팅된 제1부분 및 양쪽 표면 상에 접착제가 거의 없는 제2부분을 보유하는 것인 스택.
  2. 제1항에 있어서,
    상기의 백킹은 종이 또는 중합체 필름을 포함하는 것인 스택.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 백킹이 그 백킹의 한 모서리를 따라 하나의 표면 상에 코우팅된 재부착가능한 접착제의 좁은 밴드를 갖는 것인 스택.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 부직물이 2가지 종류 이상의 섬유가 혼합된 직물(commingled web)의 형태인 것인 스택.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 섬유가 다중층 섬유인 것인 스택.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 각각의 섬유가 폴리올레핀, 비닐 아세테이트, 아크릴레이트, 점성화된 천연 또는 합성 고무, 폴리디오르가노실록산 폴리우레아 공중합체, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 중합체 또는 공중합체를 포함하는 제1 층을 적어도 포함하는 것인 스택.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 각각의 섬유가 폴리스티렌, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리아미드, 에폭시 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 중합체 또는 공중합체, 또는 폴리올레핀, 비닐아세테이트, 아크릴레이트, 천연 또는 합성 고무, 폴리디오르가노실록산 폴리우레아 공중합체 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 중합체 또는 공중합체를 포함하는 제2층을 적어도 더 포함하는 것인 스택.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    섬유의 감압성 접착제 조성물이, 선택적으로 하기 화학식 I의 반복 단위에 의해 표시되는 폴리디오르가노실록산 폴리우레아 공중합체 또는 아크릴레이트 공중합체와 혼합된 점성화제와 함께, 알킬(메트)아크릴레이트 단량체의 유리 전이 온도보다 높은 단독 중합체 유리 전이 온도를 갖는 하나 이상의 유리 라디칼적으로 공중합가능한 일작용성 강화성 단량체 및 하나 이상의 일작용성 알킬(메트)아크릴레이트 단량체를 포함하는 공중합화된 단량체를 포함하는 아크릴레이트 공중합체, 점성화된 스티렌 블록 공중합체를 포함하는 것인 스택:
    [화학식 I]
    Figure 112005064343616-pct00006
    (여기서,
    각각의 R은 독립적으로
    - 트리플루오로알킬 또는 비닐기에 의해 선택적으로 치환된 1개 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬 부분,
    - R2가 -(CH2)b- 또는 -(CH2)cCH=CH- 이고, a가 1, 2 또는 3 이며, b가 0, 3 또는 6 이고, c가 3, 4 또는 5인 화학식 R2(CH2)aCH=CH2으로 표시되는 비닐 부분 또는 고급 알케닐 부분,
    - 알킬, 플루오로알킬 및 비닐기에 의해 선택적으로 치환된 6개 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 시클로알킬 부분,
    - 알킬, 시클로알킬, 플루오로알킬 및 비닐기에 의해 선택적으로 치환된 6개 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 아릴 부분,
    - 퍼플루오로알킬기,
    - 플루오르를 포함하는 기, 또는
    - 퍼플루오로에테르를 포함하는 기이고;
    각각의 Z는 6개 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 아릴렌 부분 또는 아르알킬렌 부분, 또는 6개 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 또는 시클로알킬렌 부분인 다가 부분이며;
    각각의 Y는 독립적으로 1개 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌 부분, 또는 6개 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 아르알킬렌 부분 또는 아릴렌 부분인 다가 부분이고;
    각각의 D는 수소, 1개 내지 10개의 탄소 원자의 알킬 부분, 페닐, 및 헤테로 고리를 형성하기 위해 Y를 포함하는 고리 구조를 완성하는 부분으로 구성된 군에서 독립적으로 선택되며;
    B는 알킬렌, 아르알킬렌, 시클로알킬렌, 페닐렌, 예를 들면, 폴리에틸렌 산화물, 폴리프로필렌 산화물, 폴리테트라메틸렌 산화물을 포함하는 폴리알킬렌 산화물, 및 이들의 공중합체 및 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 다가 부분이고;
    m은 0 내지 1000의 수이며;
    n은 1과 같거나 그 이상의 수이고;
    p는 5 내지 2000의 수임).
  9. 삭제
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