KR101249596B1

KR101249596B1 - 우수한 광투과도를 갖는 폴리에스테르용 접착 조성물

Info

Publication number: KR101249596B1
Application number: KR1020060087470A
Authority: KR
Inventors: 황정준; 김태영
Original assignee: 에스케이케미칼주식회사
Priority date: 2006-09-11
Filing date: 2006-09-11
Publication date: 2013-04-01
Also published as: WO2008032965A1; KR20080023502A

Abstract

본 발명은 우수한 광투과도를 갖는 폴리에스테르용 접착 조성물에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 폴리카보네이트, 아크릴릭과 같은 타 비결정성 범용폴리머와 다르게 내화학적 특성이 우수하여 폴리카보네이트와 아크릴릭에서 사용하는 솔벤트 접착제로는 접착이 어려운 폴리에스테르계 폴리머를 기존의 접착력과 대응되는 우수한 접착력과 작업성이 구현되도록 접착시키며, 솔벤트 간의 상분리가 해결되어 우수한 광투과도를 갖는 폴리에스테르용 접착 조성물에 관한 것이다.

폴리에스테르, 솔벤트 접착, 접착제, 헥사플루오로 이소프로판올, 테트라클로로 에탄, 오르소 클로로 페놀, 트리플루오로 아세트산

Description

우수한 광투과도를 갖는 폴리에스테르용 접착 조성물 {Adhesive composition for polyester having the excellent transmittance}

본 발명은 우수한 광투과도를 갖는 폴리에스테르용 접착 조성물에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 기존에 아크릴과 폴리카보네이트의 접착에서 발휘되는 것과 대등하거나 더 우수한 접착력을 나타낼 뿐 아니라 솔벤트 간의 상분리 문제를 제거하여 우수한 광투과도를 나타내는 폴리에스테르용 접착 조성물에 관한 것이다.

폴리에스테르는 기계적 강도, 내열성, 투명성 및 가스베리어성이 우수하기 때문에, 특히 주스, 청량 음료, 탄산 음료 등의 음료 충전용 용기나, 포장용 필름, 오디오, 비디오용 필름 등의 소재로서 가장 적합하여 대량으로 사용되고 있다. 또한, 의료용 섬유나 타이어코드 등의 산업자제로서도 세계적인 규모로 대량으로 사용되고 있다.

그런데, 폴리에스테르는 내화학적 특성이 우수하여, 폴리에스테르로 가공된 시트나 사출제품에 접착이 필요할 때, 기존에 흔히 사용하고 있던 메틸렌크로라이드(methylenechloride)와 클로로포름(chloroform)을 사용하여 폴리에스테르 제품을 접착하면 양호한 접착력이 발휘되지 않고 쉽게 접착한 부분에서 파손이 발생한다. 또한, 접착제로 상품화된 에폭시 및 아크릴레이트계 접착제를 사용하여도 접착력이 약하여 쉽게 파손되는 것은 마찬가지였다.

따라서 폴리에스테르 성형물을 접착할 때에는 동종 또는 상용성이 가까운 이종의 피착재의 경우, 용제계의 접착제가 사용된다. 이와 같은 용제계의 접착제로서 다음과 같은 것이 알려져 있다.

일본 공개특허 제1999-311421호에는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylenee terephthalate, 이하 "PET"라 함)의 접착제로서 그 PET 가용의 용제, 예를 들면, 메틸 에틸 케톤(methyl ethyl ketone)에 알코올(메탄올 또는 에탄올)을 혼합한 것을 이용하는 것이 개시되어 있다.

일본 공개특허 제1999-032823호에는 PET-G로 가능한 카드 케이스를 제작하는데 있어, 접착 용제로서 메틸 이소부틸 케톤(methyl isobutyl ketone), 디에틸 에테르(Diethyl ether), 메틸 셀로소브(Methyl cellosolve), 포름산 이소부틸(isobutyl), 초산 이소프로필(isopropyl) 또는 유산 에틸(ethyl)을 이용하는 것에 대한 기재가 있다. 이러한 용제를 범용의 희석 용제로 희석하여 이용하는 것도 가능하다고 기재하고 있다. 또한, 상기 특허에는 아세톤(acetone), 메틸 에틸 케톤, 시클로헥산(cyclohexane), 디페닐 에테르(diphenyl ether), 초산 에틸, 초산 n-프로필, 초산 n-부틸, 유산 메틸, 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran), 벤젠, 크실렌(xylene), n-헥산, 1,2-디클로로에탄(1,2-dichloroethane)을 이용한 예도 나타나지만, 이러한 용제에서는 백화 또는 접착 정도의 면에서 약간 뒤떨어진다고 기술하고 있다.

일본 공개특허 제2000-008017호에는 PET를 기본 구조라고 한 비정질의 폴리에스테르 공중합체로 이루어지는 수지를 접착하기 위한 접착제로서, 메틸 에틸 케톤을 주용제로 하고, 이 주 용제에 비교적 고비등점의 케톤계 보조 용제를 혼합하게 되는 PET계 수지용의 접착제가 나타나 있다. 케톤계 보조 용제의 대표 예는 아세톤, 메틸 이소부틸 케톤, 시클로헥사논이다.

일본 공개특허 제2000-144081호에는 불소 원자가 4개 이상 결합한 직쇄상 알코올을 주성분으로 하는 폴리에스테르용 접착제가 나타나 있고, 통상은 이것을 범용의 용제로 희석하여 사용한다고 하고 있다. 불소 원자가 4개 이상 결합한 직쇄상 알코올로서 실시예로 언급되고 있는 것은 테트라플루오로 프로판올(tetrafluoro propanol), 옥타플루오로 펜탄올(octafluoro pentanol), 도데카플루오로 헵탄올(dodecafluoro heptanol)이다.

전술한 선행특허들의 접착제는 접착 강도와 백화 방지를 충족시키도록 개량된 것이지만, 접착부의 내박리성의 점에서 역시 개량의 여지가 있고 약하다는 문제점이 있다. 이것은 성형물을 접착 후 운송중에 조금의 충격으로도 깨지는 위험성이 있다는 것을 의미한다.

상기와 같은 문제로 인하여 폴리에스테르를 재료로 만들어진 가공 제품의 효용성에 한계가 발생하여, 폴리에스테르 수지의 용도 확대에 큰 장애 요소로 존재해 왔다.

이에 본 발명자들은 폴리카보네이트와 아크릴릭에 메틸렌클로라이드를 사용 할 때와 대응한 접착력을 보이면서 또한 경제성이 있는 폴리에스테르용 접착제의 특이 조성을 찾을 수 있었고, 조성 간의 상분리 문제가 발생하여, 이를 안정적으로 사용할 수 있도록 하는 방법을 알아냈으며, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 기존의 접착제와 대응한 접착력을 보이면서 솔벤트 간의 상분리 문제가 제거된 우수한 광투과도를 갖는 폴리에스테르용 접착 조성물을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 안정한 폴리에스테르용 접착 조성물은 테트라클로로 에탄, 오르소클로로 페놀 또는 이들의 혼합물 2~98중량%, 및 헥사플루오로 이소프로판올, 트리플루오로 아세트산 또는 이들의 혼합물 98~2중량%의 조성비를 갖는 솔벤트 접착제 100중량부 및 폴리에스테르 5∼30중량부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 폴리카보네이트와 아크릴릭에 메틸렌클로라이드를 사용할 때와 대응한 접착력을 보이면서 솔벤트 간의 상분리 문제가 제거된 우수한 광투과도를 갖는 폴리에스테르용 접착 조성물을 특징으로 한다.

선행된 연구에서 헥사플루오로 이소프로판올(trifluoro isopropanol, 이하 'HFIP'라 한다), 트리플루오로 아세트산(trifluoro acetic acid, 이하 'TFA'라 한다)와 테트라클로로 에탄(tetrachloroethane, 이하 'TCE'라 한다), 오르소 클로로 페놀(orthochlorophenol, 이하 'OCP'라 한다)의 특이 조성이 정해졌는데, 플루오로 그룹(이하 그룹 F)과 클로로 그룹 간(이하 그룹 C)의 조성에서 상분리가 발생하여 흔들어 잘 혼합을 하지 않을 경우에는 접착력이 저하되는 문제가 있었다. 또한, 이 조성에 피접착물의 성분인 폴리에스테르를 용해하는 특이 조성도 개발되었는데, 이때 용해하는 폴리에스테르의 용해량을 조절하여 상기에 언급된 상분리의 문제를 해결하여 우수한 광투과도를 갖도록 하면서 양호한 접착력을 상승시키는 방법이 본 발명에서 다루어진다.

본 발명의 솔벤트 접착제의 조성은 TCE, OCP 또는 이들의 혼합물 2~98중량%, 및 HFIP, TFA 또는 이들의 혼합물 98~2중량%의 조성비를 갖는데, 바람직하게는 TCE, OCP 또는 이들의 혼합물은 80~95중량%, HFIP, TFA 또는 이들의 혼합물이 5~20중량% 이다. 여기서, TCE 또는 OCP가 2중량% 미만이고 HFIP 또는 TFA가 98중량%를 초과하면, HFIP 또는 TFA의 사용비 대비 단기 접착력이 더 이상 향상하지 않기 때문에 바람직하지 않고, TCE 또는 OCP가 98중량%를 초과하고 HFIP또는 TFA가 2중량% 미만이면 초기 접착력이 저하되는 문제가 있어 바람직하지 않다. 또한, 상기 혼합물의 혼합비율은 어느 범위에도 관계가 없다.

이때 용해되는 폴리에스테르 소재는 상분리를 막는 용해량을 특징으로 하고, 전체 솔벤트 100중량부에 대해 5∼30중량부가 바람직하다. 용해시키는 폴리에스테르는 비결정 상태의 것이 용해가 쉬우며, 더 많은 양을 용해할 수 있는데, 5중량부 미만이면 접착력이 약해지고 30중량부 초과하면 녹이기 어렵고 용액의 점도가 너무 높아 접착 작업하기가 어렵다. 상기 용해시키는 폴리에스테르는 비결정 상태인 것을 사용하며 고유점도는 0.55~0.85 ㎗/g 이고, 바람직하게는 0.75∼0.82 ㎗/g이다. 이는 상기 고유점도가 0.55 미만이면 접착력이 저하되고, 0.85를 초과하면 접착제 제조에 있어 생산성이 저하되기 때문이다. 이때, 솔벤트 그룹 F와 그룹 C간의 상분리의 방지를 위한 용해시키는 폴리에스테르의 특이 용해량은 하기 표 1과 같고, 용해한 폴리에스테르 제품은 에스케이케미칼의 BR이었다.

No.	그룹 F(g)	그룹 C(g)	BR(g)
조성 1	5	95	5∼10
조성 2	10	90	5∼15
조성 3	20	80	10∼20
조성 4	30	70	20∼25

이하, 본 발명에 따른 폴리에스테르용 접착 조성물의 특이 조성을 보다 구체적으로 설명하나, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

비교예 1

HFIP 20g과 TCE 80g을 플라스크에 담고, 마그네틱 교반을 10분 진행하고, 5㎜ 석영 용기에 담은 후에 광투과량을 측정하였다. 그리고, 폭 2.5㎝, 길이 7.5㎝, 두께 2㎜의 폴리에스테르 수지인 에스케이케미칼의 BR 제품으로 압출된 시편 2개를 준비하고, 두 시편에 접착되는 부분을 5㎜로 겹쳐 접착을 한 뒤 1일 후 인장강도를 측정하였고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

실시예 1

HPIP 20g과 TCE 80g을 플라스크에 담고, 비결정화 BR(에스케이케미칼 제품)을 5g 투입하고 마그네틱 교반을 60분간 진행하여 녹였다. 그리고, 용해액을 5㎜ 석영 용기에 담은 후에 광투과량을 측정하였다. 그리고, 폭 2.5㎝, 길이 7.5㎝, 두께 2㎜의 폴리에스테르 수지인 에스케이케미칼의 BR 제품으로 압출된 시편 2개를 준비하고, 두 시편에 접착되는 부분을 5㎜터로 겹쳐 접착을 한 뒤 진공오븐에서 30℃로 건조하여 2일 후 인장강도를 측정하였고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

실시예 2

HPIP 20g과 TCE 80g을 플라스크에 담고, 비결정화 BR을 10g 투입하고 마그네틱 교반을 60분간 진행하여 녹인 뒤, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광투과량과 인장강도를 측정하였고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

실시예 3

HPIP 20g과 TCE 80g을 플라스크에 담고, 비결정화 BR을 15g 투입하고 마그네틱 교반을 60분간 진행하여 녹인 뒤, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광투과량과 인장강도를 측정하였고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

실시예 4

HPIP 20g과 TCE 80g을 플라스크에 담고, 비결정화 BR을 20g 투입하고 마그네틱 교반을 60분간 진행하여 녹인 뒤, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광투과량과 인장강도를 측정하였고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

실시예 5

TFA 20g과 TCE 80g을 플라스크에 담고, 비결정화 BR을 5g 투입하고 마그네틱 교반을 60분간 진행하여 녹인 뒤, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광투과량과 인장강도를 측정하였고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

실시예 6

TFA 20g과 TCE 80g을 플라스크에 담고, 비결정화 BR을 15g 투입하고 마그네틱 교반을 60분간 진행하여 녹인 뒤, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광투과량과 인장강도를 측정하였고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

실시예 7

TFA 10g과 TCE 90g을 플라스크에 담고, 비결정화 BR을 5g 투입하고 마그네틱 교반을 60분간 진행하여 녹인 뒤, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광투과량과 인장강도를 측정하였고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

실시예 8

TFA 10g과 TCE 90g을 플라스크에 담고, 비결정화 BR을 10g 투입하고 마그네틱 교반을 60분간 진행하여 녹인 뒤, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광투과량과 인장강도를 측정하였고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

실시예 9

TFA 10g과 TCE 90g을 플라스크에 담고, 비결정화 BR을 15g 투입하고 마그네틱 교반을 60분간 진행하여 녹인 뒤, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광투과량과 인장강도를 측정하였고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

실시예 10

HFIP 10g, TFA 10g 및 TCE 80g을 플라스크에 담고, 비결정화 BR을 5g 투입하고 마그네틱 교반을 60분간 진행하여 녹인 뒤, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광투과량과 인장강도를 측정하였고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

실시예 11

HFIP 10g, TFA 10g 및 TCE 80g을 플라스크에 담고, 비결정화 BR을 15g 투입하고 마그네틱 교반을 60분간 진행하여 녹인 뒤, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광투과량과 인장강도를 측정하였고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

No.	HFIP (g)	TFA (g)	TCE (g)	BR (g)	광투과도 (%)	인장강도 (㎏f/㎠)
비교예 1	20		80		7	260
실시예 1	20		80	5	63	190
실시예 2	20		80	10	87	210
실시예 3	20		80	15	90	252
실시예 4	20		80	20	90	245
실시예 5		20	80	5	56	196
실시예 6		20	80	15	92	243
실시예 7		10	90	5	48	207
실시예 8		10	90	10	87	230
실시예 9		10	90	15	91	243
실시예 10	10	10	80	5	45	212
실시예 11	10	10	80	15	90	247

상기 표 2로부터, 본 발명에서 사용된 폴리에스테르 접착 조성물로 조제된 접착용액의 광투과도는 약 90%로 상분리가 발생하지 않았으며, 이를 이용하여 접착한 실시예를 보면, 우수한 접착력을 보이는 것을 알 수 있다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 폴리에스테르용 접착 조성물로 솔벤트 간의 상분리 문제를 제거할 수 있었고, 또한 광투과도가 뛰어나고 우수한 접착력을 유지할 수 있었다.

Claims

테트라클로로 에탄, 오르소클로로 페놀 또는 이들의 혼합물 2~98중량%, 및 헥사플로오로 이소프로판올, 트리플루오로 아세트산 또는 이들의 혼합물 98~2중량%의 조성비를 갖는 솔벤트 조성물 100중량부 및 폴리에스테르 5∼30 중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르용 접착 조성물.
제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르는 비결정 상태이고, 고유점도가 0.55~0.85 ㎗/g인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르용 솔벤트 접착 조성물.
제1항에 있어서, 상기 솔벤트 조성물은 테트라클로로 에탄, 오르소클로로 페놀 또는 이들의 혼합물 80~95중량%, 및 헥사플로오로 이소프로판올, 트리플루오로 아세트산 또는 이들의 혼합물 5~20중량%의 조성비를 갖는 것을 특징으로 폴리에스테르용 접착 조성물.