KR101025778B1

KR101025778B1 - 저점도 용제형 접착제 조성물 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101025778B1
Application number: KR1020110003007A
Authority: KR
Inventors: 김현수; 이현호
Original assignee: (주)베이스코리아
Priority date: 2011-01-12
Filing date: 2011-01-12
Publication date: 2011-04-04

Abstract

본 발명은 저점도 용제형 접착제 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 폼류와 철판 등의 피착재를 접착하는 데 사용되는 접착제의 작업성을 개선시키고, 초기 접착력과 접착 이후 접착력이 우수한 저점도 용제형 접착제 조성물과 그 접착제의 제조방법에 관한 것이다.

Description

저점도 용제형 접착제 조성물 및 그 제조방법{LOW VISCOSITY SOLVENT-TYPE ADHESIVE COMPOSITION AND A PREPARATION THEREOF}

일반적으로 폼(FOAM)류와 철판 등의 피착재를 접착하는 데는 용제형 접착제가 사용된다.

상기와 같은 용제형 접착제는 일정 이상의 점도와 고형분을 가지고 있어야 초기 점착력과 접착력을 발현시킬 수 있다.

그러나 상기와 같은 용제형 접착제는 점도가 너무 높거나 너무 낮으면 작업성이 저하되는 문제점이 있었다.

즉 용제형 접착제는 점도가 너무 높을 경우에는 접착제를 도포시 피착재에 접착제가 너무 많이 도포(코팅)되어 레벨링성(LEVELING: 접착제 도포 후 도포면의 평면화)이 나쁘고, 퍼짐성이 떨어지며, 이로 인하여 접착면에 접착제가 균일하게 코팅되지 않기 때문에 접착이 불완전하고, 접착력이 떨어지는 문제점이 있었다.

그리고 상기와 같이 점도가 높을 경우에는 피착재에 접착제를 로울러 등과 같은 도구를 사용하여 도포할 때 로울러의 표면에 접착제가 과량 부착되어 접착제가 피착재에 제대로 도포되지 않는 문제점이 있었다.

또한 용제형 접착제의 점도가 너무 낮은 경우에는 피착재로 접착제가 용이하게 도포되나 접착제의 코팅 두께가 너무 얇게 되고, 피착재끼리 미끄러짐 현상이 발생되는 문제점이 있었다.

그리고 상기와 같이 피착재끼리 미끄러짐 현상이 발생되면 접착제의 초기 점착력 및 접착력이 불량한 상태를 보이게 되는 문제점이 있었다.

따라서 근래에는 용제형 접착제에 일정한 점도가 요구되고 있는 실정이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 점도를 낮추어 저점도이면서 초기 점착력과 접착력이 우수한 저점도 용제형 접착제 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

그리고 본 발명은 우수한 초기 점착력과 우수한 접착력의 특성을 유지하면서 고형분의 함유량을 낮춤으로써 생산단가 및 원가를 절감할 수 있는 저점도 용제형 접착제 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다.

상기와 같은 저점도 용제형 접착제 조성물에 있어서,

조성물의 총 중량에 대해 10~14 중량%의 스티렌 블록 공중합체와;

12~19 중량%의 점착부여수지와;

접착보강용으로 4~8 중량%의 페놀수지와;

58~74 중량%의 용제와;

0~1 중량%의 산화안정제를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 스티렌 블록 공중합체는 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체 또는 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 스티렌 블록 공중합체는 스티렌 함량이 15%이고, 디블록 함량이 15%인 것을 특징으로 한다.

한편 상기 점착부여수지는 로진계 수지, 테르핀 수지, 쿠마론 인덴수지, 석유수지 중 어느 하나인 것을 특징으로 하며, 석유화학 또는 석탄 건류시 발생하는 부산물을 원료로 탄소수 5~9개를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 용제는 톨루엔과 헥산을 포함하되, 상기 톨루엔은 용제의 58~74 중량% 중 39~46 중량%를 포함하고, 상기 헥산은 용제의 58~74 중량% 중 19~27 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편 본 발명은 저점도 용제형 접착제 조성물 제조방법에 있어서,

45~60℃의 교반 용기에 용제를 투입하여 교반하는 단계;

상기 교반 용기에 스티렌 블록 공중합체와 점착부여수지, 페놀수지를 동시에 투입하여 약 4~5시간 동안 교반하는 단계;

상기 교반 용기에 산화안정제를 투입하여 약 1시간 동안 교반시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 저점도 용제형 접착제 조성물은 고형분의 함유량은 낮추면서 점도는 저점도로 작업성이 개선되면서 우수한 초기 점착력과 우수한 접착력의 특성을 갖는 효과가 있다.

그리고 본 발명은 우수한 초기 점착력과 우수한 접착력의 특성을 유지하면서 고형분의 함유량을 낮춤으로써 생산단가 및 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 발명의 저점도 용제형 접착제 조성물은 조성물의 총 중량에 대해 10~14 중량%의 스티렌 블록 공중합체(STYRENE BLOCK COPOLYMER)와, 12~19 중량%의 점착부여수지(TACKIFIER RESIN)와, 접착보강용으로 4~8 중량%의 페놀수지(PHENOLIC)와, 58~74 중량%의 용제와, 0~1 중량%의 산화안정제를 포함한다.

그리고 상기 스티렌 블록 공중합체는 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체 또는 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체를 사용하되, 두가지 공중합체를 단독 또는 혼용으로 교반하여 실시할 수 있다.

이때 상기 스티렌 블록 공중합체는 스티렌 함량이 15%이고, 디블록 함량이 15%로 실시하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 스티렌 블록 공중합체는 함량을 접착제 조성물의 총중량에 대해 10 중량% 미만으로 할 경우에는 점도가 너무 낮아져 폼(FOAM)과 철판 등 피착재끼리 점도가 낮은 접착제로 인해 미끄러짐 현상이 발생하여 초기 점착력이 저하된다.

그리고 스티렌 블록 공중합체의 함량이 14 중량% 이상일 경우에는 점도가 너무 높아져 레벨링성이 나빠져 접착력이 떨어지게 된다.

한편 상기 점착부여수지는 로진계 수지, 테르핀 수지, 쿠마론 인덴수지, 석유수지 중 한 종류의 수지로 실시하거나, 2종류 이상의 수지를 교반하여 실시할 수 있다.

그리고 상기 점착부여수지는 석유화학 또는 석탄 건류시 발생하는 부산물을 원료로 탄소수 5~9개를 포함한다.

이와 같은 점착부여수지의 함량을 조성물의 총 중량에 대해 12 중량% 이하로 하면 초기점착력이 떨어지고, 19 중량% 이상으로 하면 상대적으로 스티렌 블록 공중합체의 함유량이 줄어 점도가 너무 낮아져 피착재끼리의 미끄러짐 현상이 발생되어 초기 점착력과 접착력이 저하된다.

그리고 접착보강용으로 노볼락 타입의 페놀수지는 조성물의 총중량에 대해 4 중량% 이하로 하면 초기점착력과 접착력에 대한 영향력이 적고, 8 중량% 이상으로 하면 용제와의 상용성에 의해 접착제에 미용융물이 발생하게 된다.

한편 상기 용제는 톨루엔(TOLUENE)과 헥산(HEXANE)을 포함하되, 상기 톨루엔은 용제의 58~74 중량% 중 39~46 중량%를 포함하고, 상기 헥산은 용제의 58~74 중량% 중 19~27 중량%를 포함한다.

	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	실시예6
스티렌 블록 공중함체	12.0	10.0	14.0	14.0	11.0	10.0
점착부여수지	16.0	18.5	16.0	16.0	15.0	14.0
페놀수지	5.0	4.5	4.0	4.0	6.0	8.0
톨루엔	45.0	46.0	40.0	45.0	45.0	45.0
헥산	22.0	21.0	26.0	21.0	23.0	23.0

	비교 실시예1	비교 실시예2	비교 실시예3	비교 실시예4
스티렌 블록 공중함체	15.0	13.0	12.0	18.0
점착부여수지	20.0	20.0	19.0	12.0
페놀수지	5.0	0.0	2.0	4.0
톨루엔	40.0	45.0	45.0	50.0
헥산	20.0	22.0	22.0	16.0

	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	실시예6
고형분(%)	31.8	33.0	33.5	34.2	33.1	35.2
초기 점착 발현시간	15분	17분	15분 30초	15분 40초	16분	16분 30초
점도(cps)	120	120	200	200	100	80
접착성	양호	양호	양호	양호	양호	양호

	비교 실시예1	비교 실시예2	비교 실시예3	비교 실시예4
고형분(%)	40.5	34.7	35.1	34.2
초기 점착 발현시간	15분	23분 10초	21분 30초	16분
점도(cps)	560	180	160	500
접착성	양호	불량	불량	불량

상기 표 1은 저점도 용제형 접착제 조성물의 배합비를 중량%로 나타낸 것이고, 표 2는 표 1과 비교하기 위하여 다른 배합비를 중량%로 나타낸 것이다.

그리고 표 3은 표 1의 배합비에 따른 고형분과 초기 접착발현 시간 및 점도와 접착성의 시험결과를 나타낸 것이고, 표 4는 표 3과 비교하기 위하여 표 2의 배합비에 따른 고형분과 초기 점착 발현시간 및 점도와 접착성의 시험결과를 나타낸 것이다.

먼저 표 2의 비교 실시예1의 경우는 스티렌 블록공중합체와 점착부여수지, 페놀수지 등 고형분이 조성물 총중량에 대해 약 40중량%이고, 표 4에 보면 점도가 560cps인 접착성이 양호한 배합비로서 현재 본 출원인이 시판하고 있는 제품이다.

이때 상기 점도를 나타내는 cps는 센티 포아즈(centi poise)의 약어로 약 20℃일 때 물의 점도가 1cps로 이해하면 될 것이다.

그러나 저점도의 용제형 접착제를 제조하기 위해서는 표 2에서와 같이 비교 실시예2 내지 비교 실시예4에서와 같이 톨루엔과 헥산의 용제 사용량을 늘리고 고형분의 수지 사용량을 감소시키는 방법을 사용할 수 있으나, 이러한 방법은 표 4에서와 같이 접착제의 점도는 낮출 수 있으나, 초기 점착 발현시간이나 접착성이 불량한 결과가 나타남을 알 수 있다.

따라서 초기 점착 발현시간과 접착성이 우수한 용제형 접착제 배합비를 표1과 같이 실시하였다.

상기 표 3과 표 4의 시험결과를 분석하면 실시예1에서와 같이 스티렌 블록 공중합체 12 중량%와 점착부여수지 16 중량%, 페놀수지 5 중량%를 배합한 경우가 고형분 및 초기 점착 발현시간, 점도, 접착성이 가장 우수한 결과를 나타내었다.

그리고 실시예1, 2와 비교 실시예 2, 3을 비교하면 동일한 고형분을 배합했을 때 페놀수지를 배합하지 않거나 실시예1, 2에 비교해 적은 중량%로 배합했을 경우에는 초기 점착 발현시간이 지연되고, 접착성이 나쁘다는 것을 알 수 있다. 따라서 저점도 용제형 접착제 조성물에서 페놀수지는 조성물 총중량에 대해 4 중량% 이상을 사용하는 것이 바람직하다.

또한 실시예 4와 비교 실시예 4를 비교하면 고형분의 배합비가 동일하고 페놀수지의 배합비가 동일하며, 스티렌 블록 공중합체와 점착부여수지의 배합비율을 변경하였을 때 점착부여수지 사용량이 너무 많을 경우에는 초기 점착 발현시간은 실시예 3과 유사하나 점도가 상승하고, 접착성이 나쁘다는 결과를 알 수 있다.

또한 용제의 배합비율에 있어서 톨루엔의 사용량을 과량 사용하면 반응 종료 1일 후 부유물이 발생하였다. 따라서 저점도 용제형 접착제 조성물 내에서 점착부여수지의 배합량은 12 중량% ~ 19중량%이고, 스티렌 블록 공중합체 사용량은 10-14중량% 로 사용하는 것이 바람직하다.

그리고 실시예 3과 실시예 5, 6을 비교시 페놀수지의 배합량을 증가시킴에 따라 점도는 감소하였지만 초기 점착력 및 접착성은 실시예 3과 유사한 양호한 결과를 보이고 있다. 따라서 페놀수지의 배합량은 8 중량% 이하로 배합하는 것이 바람직하다.

한편 상기와 같이 조성된 저점도 용제형 접착제 조성물은 먼저 45~60℃의 교반 용기에 톨루엔과 헥산의 용제를 투입하여 교반한다.

그리고 상기 교반 용기에 스티렌 블록 공중합체와 점착부여수지, 페놀수지를 동시에 투입하여 약 4~5시간 동안 교반한다.

또한 상기 교반 용기에 산화안정제를 투입하여 약 1시간 동안 교반시키면 저점도 용제형 접착제 조성물이 완성된다.

상기와 같이 제조된 저점도 용제형 접착제 조성물은 교반 혼합시 별다른 문제점을 발생시키지 않았으며 3개월 이상의 저장 안정성을 보였으며 변색이 발생하지 않았다.

그러나 교반용기에 투입된 용제에 스티렌 블록 공중합체와 점착부여수지를 투입하여 교반 반응시킨 후 페놀수지를 나중에 투입하는 방법은 7일 경과 후 변색이 되는 문제점이 발생하였다.

따라서 본 발명의 저점도 용제형 접착제 조성물 제조방법은 용제에 스티렌 블록 공중합체, 점착부여수지와 페놀수지를 동시에 투입하여 45-60℃에서 4-5시간 교반 반응시키고, 산화안정제를 투입하여 동일 온도 조건에서 약 1시간 교반하여 제조하는 것이 바람직하다.

Claims

저점도 용제형 접착제 조성물에 있어서,
조성물의 총 중량에 대해 10~14 중량%의 스티렌 블록 공중합체와;
12~19 중량%의 점착부여수지와;
접착보강용으로 4~8 중량%의 페놀수지와;
58~74 중량%의 용제와;
0~1 중량%의 산화안정제를 포함하는 것을 특징으로 하는 저점도 용제형 접착제 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 스티렌 블록 공중합체는 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체인 것을 특징으로 하는 저점도 용제형 접착제 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 스티렌 블록 공중합체는 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체인 것을 특징으로 하는 저점도 용제형 접착제 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 스티렌 블록 공중합체는 스티렌 함량이 15%이고, 디블록 함량이 15%인 것을 특징으로 하는 저점도 용제형 접착제 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 점착부여수지는 로진계 수지, 테르핀 수지, 쿠마론 인덴수지, 석유수지 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 저점도 용제형 접착제 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 점착부여수지는 석유화학 또는 석탄 건류시 발생하는 부산물을 원료로 탄소수 5~9개를 포함하는 것을 특징으로 하는 저점도 용제형 접착제 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 용제는 톨루엔과 헥산을 포함하는 것을 특징으로 하는 저점도 용제형 접착제 조성물.
제 7항에 있어서, 상기 톨루엔은 용제의 58~74 중량% 중 39~46 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 저점도 용제형 접착제 조성물.
제 7항에 있어서, 상기 헥산은 용제의 58~74 중량% 중 19~27 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 저점도 용제형 접착제 조성물.
저점도 용제형 접착제 조성물 제조방법에 있어서,
45~60℃의 교반 용기에 용제를 투입하여 교반하는 단계;
상기 교반 용기에 스티렌 블록 공중합체와 점착부여수지, 페놀수지를 동시에 투입하여 약 4~5시간 동안 교반하는 단계;
상기 교반 용기에 산화안정제를 투입하여 약 1시간 동안 교반시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저점도 용제형 접착제 조성물 제조방법.