KR101010319B1

KR101010319B1 - 진공 흡착구용 점착성 폴리우레탄 조성물

Info

Publication number: KR101010319B1
Application number: KR1020080092858A
Authority: KR
Inventors: 전영식; 이계윤
Original assignee: (주)굿센스
Priority date: 2008-09-22
Filing date: 2008-09-22
Publication date: 2011-01-25
Also published as: KR20100033818A

Abstract

본 발명은 진공 흡착구용 점착성 폴리우레탄 조성물에 관한 것으로, 좀더 상세히 설명하면, 연질 합성수지로 된 원판형 흡착판과, 경질 합성수지로 이루어지고 상기 흡착판을 덮고 있는 누름판과, 그리고 상기 흡착판의 중앙 상단에 설치되어 누름판의 중심을 관통하는 당김봉 및 상기 당김봉의 돌출 선단에 결합되는 조임구로 이루어진 진공 흡착구에 있어서, 상기 흡착판의 기밀성을 강화시켜 결과적으로 진공 흡착구의 흡착 지구력을 향상시켜 주는 용도로 사용되는 점착성 소재로 매우 적합한 폴리우레탄 조성물에 관한 것이다.

흡착구, 점착성, 폴리우레탄

Description

진공 흡착구용 점착성 폴리우레탄 조성물{Adhesive polyurethane composition for vacuum fixer}

일반적으로, 나사나 못을 사용하기 어려운 타일 벽이나 유리면 등에 어떤 물건을 걸어 두거나 고정 시키기 위해서는 낙지나 문어 등의 다리에 붙어 있는 빨판과 같은 원리를 이용한 진공 흡착구가 많이 사용된다. 이러한 진공 흡착구는 연질 합성수지로 된 원판형 흡착판을 갖추고 있어서, 유리, 타일과 같이 매끈한 피착면 에 상기 흡착판을 밀착시킨 다음, 그 상부에 설치된 당김봉과 조임구를 사용하여 흡착판을 위로 끌어 올려 주면, 대기압에 비해 흡착판 내부의 압력이 훨씬 낮아져서 그 내부에 진공력이 발생하고, 이러한 진공력에 의해 흡착구가 피착면에 붙어 있게 된다.

진공 흡착구의 흡착력은 흡착판의 재질에 따라 크게 좌우된다. 일반적으로 흡착판의 재질이 부드럽고 끈적 끈적 할수록 흡착판과 피착면 사이의 공기를 차단하는 기밀성(氣密性)이 우수하기 때문에 흡착 지구력도 증가한다. 그러나, 너무 소프트한 재질을 사용하면, 조임구로 흡착판을 끌어올릴 때 흡착판 자체가 늘어나거나, 흡착판의 형태가 일그러져서 오히려 흡착력이 약화할 우려가 있다.

그래서 종래에도 점착성(粘着性) 소재를 이용하여 흡착판의 기밀성을 향상시킨 흡착구가 소개되어 있다. 예컨대 본 출원인은 국내 실용신안등록 제397850호(등록일자 2005.09.30.) 및 국제공개 WO2005-35999호(공개일자 2005.04.21.)에서 첨부한 도 1과 같은 구조의 진공 흡착구를 소개한 바 있다.

상기 도 1의 흡착구(1)는 경질의 합성수지로 된 모자 형상의 누름판(10)과, 이 누름판(10)에 덮여 있는 연질의 합성수지로 된 흡착판(20)과, 그리고 흡착판(20)의 중앙 상단에 설치되어 누름판(10)의 중심을 관통하는 나사봉(30) 및 이 나사봉(30)의 돌출 선단에 결합되는 나사조임구(40)로 이루어지되, 상기 누름판(10)의 테두리에는 점도가 150 ~ 250 cps 인 젤 타입의 폴리우레탄으로 이루어진 진공벽(11)이 돌출되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 진공 흡착구(1)에서 진공벽(11)은 매우 부드럽고 끈적 끈적한 점착성을 갖기 때문에 도 2와 같이 피착면(80)의 굴곡이나 흠집을 채워 주기 때문에 피착면(80)에 어느 정도 굴곡이나 흠집이 있는 경우에도 흡착이 가능하다는 점에서 기존 흡착구들과는 완전히 차별된다. 또한, 상기 진공벽(11)은 압축 경사면(12)이 흡착판(20)의 테두리에 형성된 승강경사면(24)을 둘러 싸면서 기밀성을 강화시켜 주기 때문에 매우 우수한 흡착 지구력을 유지하는 장점이 있다. 미설명 부호 13은 트랙형 밀착돌기 이고, 미설명 부호 41은 걸이부이다.

그런데 상기 진공벽(11)의 소재로 사용되어 온 젤 타입의 폴리우레탄은 흡착구를 장기간 반복 사용할 경우, 가수분해(Hydrolysis)로 인해 연화(Softening)되어 누름판(10)에서 진공벽(11)이 이탈되거나 상기 진공벽(11)이 피착면(80)에 눌러 붙는 현상이 발생할 수 있고 공기 밀폐기능이 저하되며, 나아가 자외선 등에 의해 진공벽(11)이 변색되고 가소제가 유출되는 등의 문제점이 있어서 이에 대한 개선이 요구되어 왔다.

이처럼 종래의 진공 흡착구에서 흡착판의 기밀성을 강화하기 위하여 사용되어 온 점착성 소재, 즉 폴리우레탄은 내후성이 약하여 시간의 경과에 따라 자외선이나 열에 의해서 진공벽이 연화(Softening) 또는 노화(Aging)되는 단점이 있고, 나아가 상기 진공벽이 색깔이 황변 또는 갈변하는 문제점이 있어서 결국 흡착구로서 성능이 부실하게 되거나 상품성이 매우 떨어지는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 열악한 외부 환경에서도 내후성이 강하고 장기간 반복 사용하여도 색상이나 물성의 변화가 없으며 가소제의 유출이 없고 흡착력이 저하되지 않는 진공 흡착구용 점착성 폴리우레탄 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 진공 흡착구에서 흡착판의 기밀성(氣密性)을 강화시켜 주는 용도로 사용되는 폴리우레탄 조성물에 있어서, 에틸렌옥사이드와 프로필렌옥사이드의 부가 화합물, 글리세린, 솔비톨, 슈크로스, 부탄디올, 펜탄디올, 펜타에리스리톨 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 폴리올 100 중량부에 대하여; 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄 디이소시아네이트 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 디이소시아네이트 20~30 중량부와; 벤조페논, 벤조티아졸, 옥사닐라이드, 포름아미딘 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 광산화방지제 0.2~2 중량부와; 가수분해 방지제로서 카보디이미드 0.1 ~ 2 중량부와; 사슬연장제로서 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트 1~15 중량부와; 촉매 0.1~3 중량부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 흡착구용 점착성 폴리우레탄 조성물이다.

본 발명에 따른 점착성 폴리우레탄 조성물은 가혹한 외부환경 중에서도 자외선이나 열에 의하여 물성이 연화되거나 노화될 우려가 없어서 흡착판의 기밀성을 강화시켜 주는 용도로 사용할 경우, 진공 흡착구의 부착 지구력을 향상시켜 주는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 점착성 폴리우레탄 조성물은 장시간 반복 사용하여도 색상이 변화할 우려가 없고, 가소제를 전혀 사용하기 않기 때문에 환경 오염의 우려가 없는 효과가 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 진공 흡착구용 점착성 폴리우레탄 조성물은 예컨대 첨부한 도 1과 같은 구조의 진공 흡착구(1)에서 누름판(10)에 부착되는 진공벽(11)의 소재로 사용되는 것이다. 그러나, 상기 도 1의 진공 흡착구(1)의 구조가 본 발명의 권 리범위를 한정하는 것은 아니다. 상기 폴리우레탄 젤 조성물이 진공 흡착구에서 흡착판의 기밀성을 강화하여 궁극적으로 흡착 지구력을 향상시켜 주는 용도로 사용되는 것이라면, 상기 진공 흡착구는 어떤 구조라도 좋다.

본 발명에 따른 점착성 폴리우레탄 조성물은 젤 타입으로서 폴리올 100 중량부에 대하여 지방족 디이소시아네트 20~30 중량부, 광산화 방지제 0.2~2 중량부, 가수분해 방지제 0.1~2 중량부, 사슬연장제 1~15 중량부, 촉매 0.1~3 중량부로 이루어지는 것은 특징으로 한다.

먼저 상기 폴리올은 에틸렌옥사이드와 프로필렌옥사이드의 부가 화합물이나, 글리세린, 솔비톨, 슈크로스, 부탄디올(Butandiol), 펜탄디올 (Pentandiol), 펜타에리스리톨(Pentaerithritol) 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 사용할 수 있으나, 에틸렌옥사이드와 프로필렌옥사이드의 부가 화합물을 사용하는 것이 가장 바람직하다.

그리고 상기 지방족 디이소시아네이드는 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(1,6-Hexamethylene diisocyanate), 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트(Trimethyl hexamethylene diisocyanate), 디시클로헥실메탄 디이소시아네이트(Dicyclo hexylmethane disiocyanate) 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 사용할 수 있으나, 이중에서 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 이때, 상기 지방족 디이소시아네트의 함량은 상기 폴리올과의 반응 비율을 고려하여 20 ~ 30중량부인 것이 적당하다.

다음으로 상기 광산화 방지제는 벤조페논(Benzophenones), 벤조티아졸(Benzothiazoles), 옥사닐라이드(Oxanilides), 포름아미딘(Formamidines) 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 사용할 수 있으나, 이중에서 벤조페논을 사용하는 것이 가장 바람직하다. 이때, 상기 광산화 방지제의 함량이 0.2 ~ 2 중량부를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 가수분해 방지제로는 카보디이미드(Carbodiimides)를 사용하며, 그 함량은 0.1 ~ 2 중량부를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 사슬연장제(Chain extender)로는 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethyol propane trimethacylate)를 사용하고, 그 함량은 1 ~ 15 중량부를 사용한다.

마지막으로 촉매(Catalyst)로는 아민 촉매나 유기금속 촉매 0.1 ~ 3 중량부를 사용할 수 있으나, 바람직하게는 병용하는 것이 좋다. 상기 아민촉매로는 1,4-디아자-2,2,2-디시클로옥탄을 사용할 수 있고, 상기 유기금속 촉매로는 스태너스 옥테이트(Stannous octate)를 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 점착성 폴리우레탄 조성물은 상기 주요 구성성분 이외에도 필요에 따라 기타 첨가제로서 항균제, 색소 등을 포함할 수도 있다.

이하 본 발명에 대한 실시예를 들어보면 다음과 같다.

실 시 예

다음 표 1과 같은 구성 및 함량으로 배합된 폴리우레탄 조성물을 제조하였다.

< 표 1 >

구 분	구성성분 및 함량(단위; 중량부)
폴 리 올	PP2000(한국 폴리올사 상품명)	50
폴 리 올	PP3000(한국 폴리올사 상품명)	50
디이소시아네이트	1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트	28.4
광산화 방지제	벤조페논(Cysorb 5411)	1
가수분해 방지제	카보디이미드(Stabxol 200)	0.2
사슬연장제	TMPTMA	5
촉 매	1,4-디아자디시클로옥탄(Debco NB20)	0.8
촉 매	스태너스 옥테이트(Debco T-9)	0.12
분산제	폴리 알코올	0.4

상기 표 1에서, 'PP2000'및 'P3000'은 각각 에틸렌옥사이드와 프로필렌옥사이드의 부가 화합물로서 '한국 폴리오' 사의 상품명이고, 사슬연장제 'TMPTMA'는 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트의 약자이다. 그리고, 괄호 속에 표시된 명칭은 본 실시예에서 사용한 제품의 상품명이다.

비교예 1 ~ 2

다음 표 2과 같은 구성 및 함량으로 배합된 폴리우레탄 조성물을 제조하였다.

< 표 2 >

구 성 성 분		함량(단위; 중량부)
구 성 성 분		비교예 1	비교예 2
폴 리 올	부탄디올(R5HT)	45	65
디이소 시아네이트	NBDI	3.3	-
디이소 시아네이트	IPDI	-	6
광산화 방지제	벤조페논(Cysorb 5411)	1	1
사슬연장제	디옥틸프탈레이트	53	33
촉 매	1,4-디아자디시클로옥탄	1	1
촉 매	스태너스 옥테이트	1	1
가소제	디옥틸프탈레이트	46.7	44

상기 표 2에서 디이소시아네이트로 사용된 'NBDI' 는 노르보르난 디이소시아네이트(Norbornane diisocyanate)이고, 'IPDI' 는 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanete)의 약자이다. 그리고, 괄호 속에 표시된 명칭은 본 비교예에서 사용한 제품의 상품명이다.

물성 시험

상기 실시예 및 비교예 1, 2에 따라 제조된 폴리우레탄 조성물은 반투명한 젤 타입으로서 끈적거리는 점착성을 나타내었다. 상기 조성물을 시료로 사용하여 도 2와 같이 진공 흡착구의 누름판(10) 하면에다 밑변이 7mm 이고 높이가 4 mm 인 직각 3각형 구조의 진공벽(11)을 형성하고, 각각 80 ± 2℃의 온도에서 168시간 동안 방치하였다.

시험 결과, 상기 실시예의 조성물은 외관상 아무런 변화 없이 원래의 형태를 그대로 유지하였으나, 비교예 1 및 2의 조성물은 각각 녹아 내려서 높이가 2 ~ 3 mm 정도로 낮아졌다.

또한, 상기 실시예 및 비교예 1, 2에 따라 제조된 폴리우레탄 조성물에 대하 여 시험방법 KSM5982-2005에 따라 촉진 내후성을 시험한 결과, 실시예의 조성물은 아무런 변화가 없었으나, 비교예 1 및 2의 조성물에서는 각각 가소제가 추출 되었다.

이상과 같은 시험결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 폴리우레탄 젤 조성물은 비교예에 비하여 양호한 열적 안정성과 자외선에 의한 변색 및 물성의 저하를 방지할 수 있으며, 가소제를 사용하지 않기 때문에 환경오염의 우려가 없는 것으로 확인되었다.

도 1은 본 발명의 점착성 폴리우레탄 조성물을 사용하여 누름판(10) 하면에 진공벽(11)을 설치한 진공 흡착구(1)의 구조를 나타낸 도면,

도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 흡착구 10 : 누름판

11 : 진공벽 12 : 압축경사면

13 : 밀착돌기 20 : 흡착판

24 : 승강경사면 30 : 당김봉

40 : 나사조임구 41 : 걸이부

80 : 피착면

Claims

진공 흡착구에서 흡착판의 기밀성(氣密性)을 강화시켜 주는 용도로 사용되는 폴리우레탄 조성물에 있어서,

에틸렌옥사이드와 프로필렌옥사이드의 부가 화합물, 글리세린, 솔비톨, 슈크로스, 부탄디올, 펜탄디올, 펜타에리스리톨 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 폴리올 100 중량부에 대하여;

1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄 디이소시아네이트 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 디이소시아네이트 20~30 중량부와;

벤조페논, 벤조티아졸, 옥사닐라이드, 포름아미딘 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 광산화방지제 0.2~2 중량부와;

가수분해 방지제로서 카보디이미드 0.1 ~ 2 중량부와;

사슬연장제로서 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트 1~15 중량부와;

촉매 0.1~3 중량부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 흡착구용 점착성 폴리우레탄 조성물.
진공 흡착구에서 흡착판의 기밀성(氣密性)을 강화시켜 주는 용도로 사용되는 폴리우레탄 조성물에 있어서,

에틸렌 옥사이드와 프로필렌 옥사이드의 부가화합물 100 중량부에 대하여, 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트 20~30 중량부, 벤조페논 0.2~2 중량부, 카보디이미드 0.1 ~ 2 중량부, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트 1~15 중량부, 촉매 0.1~3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 흡착구용 점착성 폴리우레탄 조성물.
제2항에 있어서, 상기 촉매로는 1,4-디아자-2,2,2-디시클로옥탄과 스태너스 옥테이트(Stannous octate)를 사용하는 것을 특징으로 폴리우레탄 조성물.