KR101276597B1 - 아크릴계 핫멜트 접착제 - Google Patents

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Abstract

아크릴계 폴리머 및 폴리올레핀을 포함하는 방사선 경화성 접착제 조성물은, 예를 들면 테이프와 같은 감압성 접착 물품의 제조용으로 유용하다.
방사선 경화성 접착제 조성물, 폴리올레핀, 아크릴계 폴리머, 광개시제, 증점제

Description

아크릴계 핫멜트 접착제{ACRYLIC HOT MELT ADHESIVES}
본 발명은 방사선 경화성 핫멜트 조성물 및 그의 최종 용도의 적용에 관한 것이다.
감압성 접착제(PSA) 조성물은 백킹 및 PSA 조성물을 포함하는 감압성 접착성 테이프용으로 사용된다.
UV 경화성 폴리머 및 일반적으로 탄화수소 수지인 점착성 부여 수지(tackifying resin)를 포함하는 UV 경화성 조성물을 포함하는 방사선 경화성 PSA 조성물은 해당 기술분야에 공지되어 사용되고 있다. UV 경화성 PSA는 알려져 있기는 하지만, 원재료, 특히 그러한 접착제의 제조용으로 필요한 아크릴계 수지는 고가이다. 원재료의 가격은 접착제의 가격을 상승시키며, 따라서 접착제를 사용하여 제조되는 물품의 가격을 상승시킨다. 접착제의 가격을 낮추기 위해 과량의 증점제가 사용되었지만, 증점제는 접착제를 약화시키고 UV 방사선을 흡수함으로써 유용한 응집성(cohesive property)의 손실을 초래한다.
유용한 양의 증점제와 감소된 양의 고가 아크릴계 수지만을 사용하여 조제된 방사선 경화성 핫멜트 아크릴계 접착제가 해당 기술분야에서 요구된다.
본 발명은 방사선 경화성 접착제 조성물 및 방사선 경화된 접착제를 포함하는 PSA 물품을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는, 아크릴계 폴리머 및 폴리올레핀 코폴리머 및 소망되거나 필요할 경우, 점착성 부여 수지 및/또는 광개시제를 포함하는 방사선 경화성 감압형 접착제에 관한 것이다. 본 발명자들은 놀랍게도 폴리올레핀 코폴리머가 방사선 경화성 접착제 조성물에서 첨가제로서 사용될 수 있음을 발견했다. 폴리올레핀 코폴리머를 사용하면 바람직한 접착제 성질을 위해 요구되는 아크릴계 수지의 양이 감소된다.
바람직한 아크릴계 폴리머는, 광반응성 기에 공유 결합 방식으로 결합된 아크릴계 코폴리머를 포함하는 UV 경화성 아크릴계 폴리머이다. 특히 바람직한 UV 아크릴계 코폴리머는 C4 내지 C8 알킬 아크릴레이트를 포함하고, 동 코폴리머에는 펜던트(pendant) 벤조페논기가 결합되어 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 제조물의 기판에 영구적으로 부착되어 있어서 다른 물품에 제거가능하게 또는 이탈가능하게 부착하는 데 사용될 수 있는 접착제를 포함하는 제조물에 관한 것이다. 본 발명의 제조물은 테이프, 라벨 전사 필름 등을 포함하고, 포장용 접착제로서도 유용하다. 의료용 석고, 붕대 및 피부에 접착 방식으로 부착될 테이프와 같은 물품들이 본 발명에 포함된다. 바람직한 것은, 아크릴계 폴리머 및 폴리올레핀을 포함하는 방사선 경화성 접착제를 기판 표면 상에 코팅하고, 도포된 상기 접착제를 상기 접착제가 경화되기에 충분한 시간 동안 방사 에너지에 노출시킴으로써 제조되는 테이프, 전사 필름 등과 같은 접착성 물품이다. 특히 바람직한 일 실시예에서, 방사선 경화성 접착제는 UV 경화성 아크릴계 폴리머, EVA 및/또는 EnBA 및 증점제(tackifier)를 포함한다. 바람직한 일 실시예에서, 상기 UV 경화성 아크릴계 폴리머는 공유결합 방식으로 결합된 벤조페논기를 포함하는 2-에틸헥실 아크릴레이트이다.
본 발명자는 방사선 경화성 아크릴계 폴리머 및 폴리올레핀을 사용하여 제조된 접착제 조성물이 테이프 등과 같은 감압성 접착제 물품을 제조하는 데 이용될 수 있음을 발견했다. 본 발명자는 UV에 투명한 폴리올레핀 코폴리머를 사용함으로써 감압성 테이프와 같은 접착제 제품의 제조에 필요한 아크릴계 수지의 양을 감소시킬 수 있음을 발견했다. 폴리올레핀 첨가제는 UV 흡수를 방해하지 않거나 접착 성질의 실질적인 손실을 가져오지 않는다. 따라서, 폴리올레핀 첨가제를 포함하는 접착제는 본 발명의 포뮬레이션에서 고가의 아크릴계 폴리머가 소량으로 사용될 수 있기 때문에 저렴하다.
이하에서 사용하는 "핫멜트 감압성 접착제" 또는 "핫멜트 감압성 접착제 조성물"이라는 용어는, 종이, 천 또는 플라스틱 필름과 같은 기본 재료에 접착제 또는 접착제 조성물을 적용함으로써 접착성 테이프 및 접착성 시트와 같은 접착성 제품을 제조할 때 기본 재료 상에 핫-멜트로서 그것을 적용함으로써 감압성 접착제 또는 감압성 접착제 조성물의 층을 형성할 수 있는 접착제 또는 접착제 조성물을 의미한다.
본 명세서에서 사용하는 "감압성 접착제"라는 용어는 약간의 압력을 적용하 여 대부분의 기판에 즉시 접착되어 영구적으로 점착성을 유지하는 점탄성(viscoelastic) 물질을 의미한다.
본 명세서에서 사용하는 "증점제"라는 용어는 핫멜트 접착제 조성물에 점착성을 부여하는 데 유용한 임의의 조성물을 의미한다. ASTM D-1878-1T는 점착성을 "물질이 또 다른 표면에 접촉하는 즉시 측정가능한 강도의 결합을 형성할 수 있는 물질의 성질"이라고 정의한다.
본 명세서에서 사용하는 "방사선 경화성 접착제"라는 용어는 화학적 방사선(actinic radiation) 및/또는 이온화(ionizing) 방사선에 노출되면 경화될 수 있는 접착제 조성물을 의미한다. 본 명세서에서 사용하는 "방사선"이라는 용어는 중성자, 알파 입자 등과 같은 전자 또는 고도로 가속화된 핵 입자의 방출에 의해 생성되는 자외선 방사선과 같은 화학적 방사선 및 이온화 방사선을 포함한다.
본 발명을 실시하는 데 유용한 방사선 경화성 접착제는 일반적으로, 기본 수지로서 아크릴계 폴리머 및 폴리올레핀을 포함한다. 본 발명의 조성물이 의도하는 경화에 따라서, 상기 조성물은 또한 광개시제 및/또는 증점제를 포함할 수 있다.
사용할 수 있는 광개시제의 예로는 다음 중 하나 이상을 포함한다: 벤조페논, 벤질디메틸 케탈, 이소프로필티오크산톤, 비스(2,6-디메톡시벤조일)(2,4,4-트리메틸펜틸)포스핀옥사이드, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로파논, 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀옥사이드, 1-하이드록시시클로헥실페닐 케톤, 2-벤질-2-(디메틸아미노)-1,4-(4-모르폴리닐)페닐-1-부타논, α,α-디메톡시-α-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시아세토페논, 2-메틸-1,4-(메틸티오)페닐-2-(4-모르폴리닐)- 1-프로파논, 및 2-하이드록시-1,4-(하이드록시에톡시)페닐-2-메틸-1-프로파논.
바람직한 방사선 경화성 접착제 중 하나는, 기본 수지로서 아크릴계 폴리머를 포함한다. 본 발명을 실시하는 데에는 아크릴계 폴리러들의 혼합물 또는 블렌드를 사용할 수 있다. 아크릴계 폴리머는, 필요할 경우, 광반응성기에 결합될 수 있다(본 명세서에서 UV 경화성 아크릴계 폴리머라 함). 바람직한 UV 경화성 아크릴계 폴리머는, 중합된 광반응성기로 변형되어 있는 아크릴계 폴리머 골격의 분자, 예를 들면 아크릴계 폴리머 사슬에 화학적으로 결합되어 있는 변형된 벤조페논기를 포함한다. 상기 폴리머는 UV 조사에 의해 광개시제의 여기(excitation)으로 야기된 화학적 그라프팅(grafting)에 의해 가교결합된다.
특히 바람직한 UV 아크릴계 코폴리머는 C4 내지 C8 알킬 아크릴레이트를 포함하고, 여기에 펜던트 벤조페논기가 결합되어 있다. 그러한 UV 경화성 폴리머는 BASF로부터 상품명 acResin® UV 하에 상업적으로 입수할 수 있다. 이들 물질은 용매 및 물을 함유하지 않는 아크릴계 원재료로서, 감압성 테이프 및 라벨의 제조에 사용될 수 있다. 이들 폴리머는 실온에서 점성이 높은 액체이므로, 종이나 플라스틱 캐리어 상에 코팅하기에 충분한 유체(점도가 약 40 Pas인 것)가 되려면 약 120~130℃의 온도로 가열되어야 한다. 이 온도에서, 상기 폴리머는 종래의 핫멜트 코팅 시스템을 이용하여 백킹 기판 또는 캐리어에 적용될 수 있다. 따라서, 상기 폴리머는 핫멜트로서 가공된다. 캐리어 상에 코팅된 후, 폴리머 필름은 UV 조사에 의해 가교결합되어 필요로 하는 접착성을 생성한다.
특히 바람직한 UV 아크릴계 코폴리머는 펜던트 벤조페논기가 결합되어 있는 2-에틸헥실 아크릴레이트를 포함한다. 그러한 UV 아크릴계 코폴리머는 BASF로부터 상품명 acResin® A203 UV 및 acResin? A204 UV 하에 상업적으로 입수할 수 있다. 주성분으로서 부틸 아크릴레이트를 포함하는 BASF사의 acResin? A258 UV 제품도 본 발명을 실시하는 데 사용될 수 있다.
다른 유용한 UV 경화성 폴리머로는 역시 BASF로부터 상업적으로 입수가능한 DS 3552X가 포함된다.
본 발명의 접착제는 전형적으로 약 50 중량% 내지 약 80 중량%의 UV 경화성 폴리머를 포함한다.
UV 경화성 폴리머에 추가하여, 본 발명의 접착제는 폴리올레핀 폴리머를 포함한다. 본 발명자는 폴리올레핀이 충전재로서 유리하게 사용되어 최종 PSA 포뮬레이션의 비용을 감소시킬 수 있음을 발견했다. 본 발명자는 에틸렌 코폴리머가 아크릴계 핫멜트 폴리머와의 상용성이 양호하다는 것을 발견했는데, 아크릴 폴리머가 매우 극성임을 고려할 때 이것은 놀라운 사실이다.
그러한 폴리머는 준결정질(semicrystalline) 또는 비정질(amorphous) 폴리올레핀 및 에틸렌 함유 폴리머 또는 코폴리머, 그리고 이들의 블렌드를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 상기 접착제는 하나 이상의 에틸렌 코폴리머를 포함하고, 2종 이상의 폴리머의 블렌드를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 에틸렌 코폴리머라는 용어는 에틸렌의 호모폴리머, 코폴리머 및 터폴리머 또는 멀티폴리머를 의미한다. 에틸렌 코폴리머의 예는 비닐 아세테이트 또는 모노카르복시산의 다른 비닐 에스테르와 같은 에틸렌과 공중합할 수 있는 하나 이상의 극성 모노머, 또는 아크릴산이나 메타크릴산 또는 메탄올, 에탄올 또는 다른 알코올과의 이들의 에스테르와의 코폴리머를 포함한다. 또한 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 메틸 아크릴레이트, 에틸렌 n-부틸 아크릴레이트, 에틸렌 아크릴산, 에틸렌 메타크릴레이트, 이들의 혼합물 및 블렌드를 포함한다. 그 밖의 예는, 제한되지는 않지만, 폴리에틸렌, 에틸렌/α-올레핀 인터폴리머, 폴리-(부텐-1-코-에틸렌), 혼성배열(atactic) 폴리프로필렌, 저밀도 폴리에틸렌, 균일한 선형 에틸렌/α-올레핀 코폴리머, 에틸렌 n-부틸 아크릴레이트 코폴리머 및 에틸렌 비닐 에스테르 코폴리머를 포함한다. 랜덤 및 블록 코폴리머, 그리고 이들의 블렌드를 본 발명의 실시에 사용할 수 있다. 본 발명의 접착제는 바람직하게는 하나 이상의 에틸렌 코폴리머를 포함한다. 특히 바람직한 실시예는 에틸렌 n-부닐 아크릴레이트 코폴리머 및/또는 에틸렌 비닐 아세테이트 코폴리머를 포함한다.
상기 폴리올레핀은 전형적으로는 약 50 중량%의 양, 보다 전형적으로는 약 10 중량% 내지 약 30 중량%의 양으로 사용된다.
본 발명의 접착제 포뮬레이션에서의 폴리올레핀의 사용은 내수성 및 내용제성을 향상시키며, UV에 대해 투명하므로 UV 경화 메커니즘의 자유 라디칼 반응을 방해하지 않는다. 따라서, 본 발명의 접착제를 사용하면 보다 깊은 침투 및 보다 두꺼운 필름의 경화 시간의 증가를 달성할 수 있다. 또한, 아크릴 수지와 폴리올레핀의 블렌드는, 예를 들면 Kristalex F85와 같은, 점착성 부여 수지와 상용성이 없는 폴리올레핀의 사용을 가능하게 하는 것으로 밝혀졌다.
위에서 설명한 바와 같이, 폴리올레핀은 종래의 증점제처럼 UV 경화 메커니즘의 자유 라디칼 반응을 방해하지 않는다. 또한, 폴리올레핀은 UV 경화성 아크릴계 폴리머의 응집 강도(cohesive strength)를 종래의 증점제보다 양호하게(10~20 중량%) 유지하는 것으로 관찰되었다. 또한, 폴리올레핀을 첨가해도 점도는 별로 증가되지 않는다.
본 발명의 접착제는 바람직하게는 상용성 증점제를 추가로 포함한다. 상용성 증점제라 함은, 당업자라면 알 수 있는 바와 같이, 아크릴계 폴리머와 같은 접착성 폴리머와 혼합될 수 있는 증점제를 의미한다. 바람직한 일 실시예에서, 증점제는 로진계 증점제이고, 보다 구체적으로는 로진 에스테르와 로진산, 및 이들의 수소첨가물이다. 그 예로는 Foral 85(Eastman), Pine Crystal KE 311(Arakawa), Staybelite Ester 10(Hercules), 및 BASF사의 Lutonal M40 등급과 같은 폴리비닐 에테르가 포함된다. 그 밖의 유용한 증점제로는 지방족 및 방향족 탄화수소 수지, 예를 들면 연화점이 약 110℃ 미만인 α-메틸 스티렌 수지가 포함된다. 그 예로는 Eastman Chemical사로부터 상업적으로 입수가능한 것으로서, 약 85℃의 연화점을 가지는 α-메틸 스티렌 수지인 Kristalex 3085(Kristales F85)가 포함된다.
증점제의 레벨은 일반적으로 약 40 중량% 이하, 보다 전형적으로는 약 30 중량% 내지 약 20 중량%이다.
본 발명의 조성물은 당업자에게 알려져 있는 다른 첨가제를 포함할 수 있다. 그러한 첨가제는, 제한되지는 않지만, 안료, 충전재, 형광성 첨가제, 플로우 및 레 벨링 첨가제, 습윤제, 계면활성제, 소포제, 레올로지 개질제, 안정화제, 및 산화방지제를 포함할 수 있다. 다른 선택적 첨가제로는 불포화 올리고머 및 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 작용기를 함유하는 다작용성 모노머, 예를 들면 Sartomer사로부터 입수가능한 SR 295, SR 355, SR 350, 및 부가적 광개시제가 포함된다. 바람직한 첨가제는 관심의 대상인 파장에서 감지할 만한 흡수가 없는 첨가제이다.
산화방지제는 전형적으로, 접착제 조성물을 제조 및 사용하는 동안 성분들의 분해를 방지하고 장기간의 열적 안정성을 보장하기 위해 첨가되지만 폴리머의 조사에 의한 경화를 방해하지 않는다.
산화방지제를 조합시키는 것은 다양한 폴리머가 겪게 되는 상이한 분해 메커니즘으로 인해 종종 더 효과적이다. 이러한 목적을 위해서는 특정한 힌더드 페놀, 유기금속 화합물, 방향족 아민, 방향족 아인산염, 및 황 화합물이 유용하다. 이러한 물질의 효과적 형태의 예로는, 페놀계 산화방지제, 티오 화합물 및 트리스(노닐화 페닐)포스파이트가 포함된다.
일반적으로, 접착제 조성물에는 3 중량% 이하의 하나 이상의 산화방지제가 포함된다. 보통은 0 내지 약 3 중량%, 바람직하게는 약 0.1 중량% 내지 약 3 중량%, 보다 바람직하게는 약 0.4 중량% 내지 약 2.0 중량%이다.
본 발명을 실시하는 데 사용될 수 있는 대표적인 산화방지제로는 다음이 포함된다: 1,2,3-트리메틸 2,4,6-트리스(3,5-디-tert-4-하이드록시벤질)벤젠; 펜타에리트리틸 테트라키스-3(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)-프로피오네이트; 4,4'-메틸렌비스(2,6-tert-부틸페놀); 4,4'-티오비스(6-tert-부틸-o-크레졸); 2,6- 디-tert-부틸페놀; 2-t-부틸-6-(3-t-부틸-2-하이드록시-5-메틸벤질)-4-메틸페닐 아크릴레이트, 6-(4-하이드록시페녹시)-2,4-비스(n-옥틸티오)-1,2,5-트리아진; 디-n-옥타데실 3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시벤질 포스포네이트; 2-(n-옥틸티오)에틸 3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시벤조에이트; 및 소르비톨 헥사[3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)-프로피오네이트]. 그러한 화합물은 Ciba사로부터 상업적으로 입수할 수 있다.
UV 경화성 폴리머, 폴리올레핀, 및 필요할 경우 증점제(또한 산화방지제와 같은 다른 원하는 성분들)를 약 130℃이되 150℃를 초과하지 않는 온도에서 서로 혼합하여 투명한 혼합물을 형성한다. 내포된 공기는 진공을 적용함으로써 제거할 수 있다.
종이 또는 포일과 같은 캐리어 표면에 상기 조성물을 코팅한 다음, UV 조사한다. UV 광선의 작용 하에서, UV 경화성 폴리머 내의 광반응성기는 폴리머 골격을 가교결합시킨다.
본 발명의 접착제를 경화시키기 위해 본 발명을 실시하는 데에는, UV 파장을 방출하는 종래의 H 벌브(bulb) 및 중간 압력의 수은 증기 램프를 사용할 수 있다.
본 발명의 감압성 접착제는, 제한되지는 않지만, 산업용 테이프 및 전사 필름(transfer film)을 포함하는 접착성 물품의 제조에 유리하게 사용될 수 있다. 본 발명은 단면 및 양면 테이프를 비롯하여, 지지형 및 비지지형 자유 필름을 포함한다. 또한, 비제한적으로, 라벨, 전사지(decal), 명판, 장식 및 반사 재료, 재밀폐형 죔쇠(fastener), 도난 방지 및 위조 방지 장치가 포함된다.
일 실시예에서, 접착성 물품은 제1 및 제2 주면(major surface)을 가지는 백킹의 적어도 하나의 주면 상에 코팅된 접착제를 포함한다. 유용한 백킹 기판은, 제한되지는 않지만, 금속, 직물을 비롯하여 폴리프로필렌, 폴리아미드, 및 폴리에스테르와 같은 여러 가지 폴리머 필름을 포함한다. 상기 접착제는 백킹의 어느 일면 또는 양면에 존재할 수 있다. 접착제가 백킹의 양면에 코팅되어 있을 때, 각각의 면에서 상기 접착제는 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명을 실시하는 데 사용될 수 있는 백킹은, 변형되거나 변형되지 않은 상태로, 금속 포일, 금속화 폴리포일(polyfoil), 복합 포일(composite foil) 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(TEFLON®)형 물질이나 그의 등가물을 함유하는 필름, 폴리에테르 블록 아미드 코폴리머, 폴리우레탄, 폴리비닐리덴 클로라이드, 나일론, 실리콘 엘라스토머, 고무계 폴리이소부틸렌 스티렌, 스티렌-부타디엔 및 스티렌-이소프렌 코폴리머, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 및 그 밖에 감압성 접착제 물품의 기술 반야에 사용되는 물질을 포함한다. 특히 바람직한 것은 폴리올레핀과 같은 열가소성 폴리머, 예를 들면 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌, 및 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르이다. 본 발명의 접착성 물품의 제조에 사용되는 특히 바람직한 백킹 기재는 폴리비닐 클로라이드이다.
감압성 접착제는 또한 개구 수술 밀봉재(ostomy seal), 접착 테이프 및 붕대, 상처 배농(wound drainage) 접착 밀봉재, 상처 처치용품과 같은 의료용 물품, 사람의 피부에 부착되어 습한 환경에서도 접착된 상태로 유지되는 그 밖의 제품용 접착물 등의 제조에 유용하다.
본 발명의 접착제는 또한 피부에 적용하기에 매우 적합하다. 본 발명의 감압성 접착제는, 예를 들면 피부 자극을 치료하기 위해 치료학상 유효량의 제품을 환자의 피부에 전달하도록 설계되거나, 또는 치료학상 유효량의 약물을 환자의 피부를 가로질러 전달하도록 경피적 약물 전달 장치(transdermal drug delivery device) 내에 결합시킬 수 있다. 경피적이라는 용어는 국부적 적용에 의해 약물을 투여하기 위한 입구(portal)로서 피부를 이용하는 것을 의미한다. 국부적으로 적용된 약물은 피부 내로 및/또는 피부를 통해 통과한다. 따라서 "경피적"이라는 용어는 광의적으로, 국소적으로 작용하는 약물, 즉 예를 들면 여드름 치료에 사용되는 패치와 같이 표면 또는 피부 내에서 작용하는 약물의 국부적 투여, 및 피부를 통해 확산되고 혈액에 유입됨으로써 전신에 작용하는 약물의 국부적 적용을 의미한다.
이하의 실시예에서 본 발명을 더 설명하는데, 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위해 포함되었으며, 결코 본 발명의 범위를 제한하려는 것은 아니다.
실시예
이하의 실시예에서, 사용된 테스트 방법은 다음과 같이 실행되었다.
UV 경화
접착제 필름은 IST UV 경화용 실험실 유닛을 이용한 중간압력 수은 아크등을 사용하여 경화되었다. UVC 사용량은 EIT Power Puck을 이용하여 측정되고 기록되었다. UVC는 200~280nm 범위이다. 벤조페논 광개시제기는 이 범위에서 피크 흡수 를 가진다.
박리(peel)
Chemsultants 핫멜트 라미네이터 코터를 사용하여 실리콘 라이너 상에 60 g/㎡ 필름으로서 접착제를 캐스팅했다. 경화된 자유 필름을 36~50㎛ PET 백킹 필름에 전사했다.
박리 접착성은 소정의 각도와 속도로 표준 스테인레스강 패널로부터 감압성 테이프를 제거하는 데 필요한 힘으로서 측정되었다. 필요한 힘은 테이프 폭 25mm당 Newton으로 표현되었다. 사용된 장치는 표준 FINAT 2Kg 고무 커버형 롤러 및 표준 Instron 인장 시험기를 포함한다.
다음과 같은 공정을 이용했다: 스테인레스강 패널(Rocholl GmbH 제품, Afera 스틸)을 FINAT 방법에 준하여 세정했다. 스테인레스강 패널을 사용하기 전에, 상기 강판 위로 물이 스무드하게 흐를 때까지, 400-그릿(grit) 방수 습윤 및 건조 사포를 사용하여 테스트 패널 길이를 따라 상기 패널을 연마한다. 그후, 상기 패널을 물로 헹구고 건조한 다음, 에틸 아세테이트로 세정하고, 인공기후실(climate room)에서 1시간 이상 조절한다.
테스트할 코팅은 23℃±2℃ 및 50%±5% 상대습도(RH)에서 24시간 동안 조절시켰다. 25mm×175mm의 치수를 가진 테스트 스트립을 절단했다.
각각의 스트립으로부터 백킹 페이퍼를 제거하고, 가볍게 손가락 압력을 이용하여 접착제 쪽이 아래가 되도록 세정된 테스트 플레이트에 올려놓은 다음, 표준 2Kg FINAT 테스트 롤러를 1초당 약 10mm의 속도로 양방향으로 2회 굴렸다. 2분당 하나의 속도로 테스트 플레이트에 스트립을 적용한 후, 첫번째 시험편이 20분 또는 24시간 체류할 때까지 스트립을 방치했다.
Instron을 1분당 300mm의 크로스헤드(crosshead) 속도로 설정했다. 테이프의 자유단(free end)을 180°의 각도로 젖혀 포개고, Instron의 상측 조(jaw)에 클램핑했다. 패널의 단부는 Instron의 하측 조에 클램핑했다. 이어서, 테스트 스트립을 패널로부터 박리하고, 박리력을 테이프 폭 25mm당 Newton으로 기록했다.
접착제 모드 실패에 대해 얻어진 결과를 다음과 같이 분류했다:
AF. 접착성 실패(adhesion failure) 또는 깨끗한 박리(clean peel). 시험편은 잔류물을 남기지 않고 테스트 플레이트로부터 분리된다.
CF. 응집성 실패(cohesive failure). 접착성 필름이 응집력있게 분할되어 시험편 및 테스트 플레이트 상에 잔류물을 남긴다.
블렌딩 실험
아크릴계 수지를 폴리올레핀과 혼합하는 데 사용된 일반적 방법은 다음과 같다. 출발 포뮬레이션인 아크릴계 폴리머 90부를 폴리올레핀 10부와 혼합하고, 이것을 주걱을 사용하여 수작업으로 혼합하면서 오븐에서 130℃로 가열했다. 약 1시간 후, 샘플을 꺼내고, 믹스를 가지고 있는지 여부 및 투명도를 육안으로 검사했다. 샘플이 광에 대해 투명하면 투명한 것으로 분류되었다. 샘플이 백색으로 변하면 올레핀이 혼합되지 않은 것으로 간주되었다. 이하의 표에 정의된 바와 같이 추가적 포뮬레이션을 제조했다.
점도 측정
점도 측정값은 정의된 온도에서 Brookfield DV-1 점도계를 사용하여 얻어졌다. 27호 스핀들을 사용하고 속도를 4rpm으로 설정하여 10g의 샘플을 사용했다.
실시예 1
폴리에틸렌/폴리프로필렌 Licocene 코폴리머(Clarient사 공급)와 A 204 아크릴계 수지의 상용성을 여러 가지 레벨에서 테스트했다. 육안 관찰 및 점도 데이터(Brookfield 점도계로 130℃에서 27호 스핀들을 사용하여 측정함)를 표 1에 나타낸다.
표 1
UV+올레핀 올레핀의 중량% 130℃에서의 점도
MPas		 관찰
A204 49,000
A204+PP1302 10 50,620 투명함
A204+PP1302 20 46,500 투명함
A204+PP1502 10 56,750 투명함
이러한 결과는 10 중량%의 첨가 시에 점도의 변화가 없음을 나타낸다. 샘플은 또한 상이한 시스템이 양호하게 혼합되는 것을 나타낸다.
실시예 2
폴리에틸렌/비닐아세테이트 코폴리머(X(비닐아세테이트의 %)-Y(멜트 플로우 인덱스), Arkema Inc. 또는 ExxonMobil Chemicals와 같은 다양한 공급처로부터 입수가능)와 A 204 아크릴계 수지의 상용성을 테스트했다. 육안 관찰 및 점도 데이터(Brookfield 점도계로 130℃에서 27호 스핀들을 사용하여 측정함)를 표 2에 나타낸다.
표 2
올레핀 중량% 130℃에서의 점도
MPas
A204 49,000
EVA28-2500 10 56,400 약간 탁함
EVA28-800 10 59,370 약간 탁함
EVA28-150 10 60,250 투명함
EVA28-150 38 투명함
EVA28-50 10 60,250 투명함
이러한 결과는 상이한 멜트 플로우의 EVA들이 서로 상용성임을 나타낸다.
실시예 3
폴리에틸렌/아크릴레이트 Lotry 코폴리머(X(아크릴레이트의 %)-Y(멜트 플로우 인덱스), Arkema Inc.이 공급함)와 A 204 아크릴계 수지의 상용성을 테스트했다. 육안 관찰 및 점도 데이터(Brookfield 점도계로 130℃에서 27호 스핀들을 사용하여 측정함)를 표 3에 나타낸다.
표 3
올레핀 중량% 130℃에서의
점도 MPas		 형태 비고
ENBA 35-320 10 60,300 PE/부틸아크릴레이트 투명함
ENBA 35-320 41 PE/부틸아크릴레이트 투명함
ENBA 33-900 10 PE/부틸아크릴레이트 투명함
ENBA 33-900 30 71,300 PE/부틸아크릴레이트 투명함
EHA 37-175 10 62,250 PE/에틸헥실아크릴레이트 투명함
EHA 37-550 10 58,870 PE/에틸헥실아크릴레이트 투명함
EHA 37-550 40 PE/에틸헥실아크릴레이트 투명함
실시예 4
폴리에틸렌 코폴리머와 A 204 아크릴계 수지의 상용성을 테스트했다. 육안 관찰 및 점도 데이터(Brookfield 점도계로 130℃에서 27호 스핀들을 사용하여 측정 함)를 표 4에 나타낸다.
표 4
올레핀 중량% 130℃에서의 점도
MPas		 형태 비고
Affinity GA1900 10 60,500 PE/옥텐 투명함
Affinity GA1900 10 62,000 PE/옥텐 투명함
Affinity GA1900 25 PE/옥텐 투명함
AC 8 10 52,870 올리에틸렌 실온에서 백색
AC 540 10 54,400 PE/아크릴산 투명함
(Affinity는 Dow Chemical사가 제공, AC 제품은 Honeywell사가 제공함)
실시예 5
다양한 폴리에틸렌 코폴리머를 포함하는 접착제 샘플과 a204 아크릴계 수지를 실리콘 라이너 위에 60 gsm으로 코팅한 다음, 120 mJ/㎠ UVC에 노출시켰다. 경화된 필름을 36㎛ PET에 전사하고, 스테인레스강 N/25mm에서 박리 접착값을 측정했다. 결과를 표 5에 나타낸다.
표 5
A204 중량% 폴리올레핀 중량% 박리, 20분 박리, 24시간
90 EVA 28-150 10 12.2 AF 13.3 AF
90 35BA320 10 12.0 AF 12.7 AF
90 37LH175 10 12.2 AF 12.9 AF
90 37LH550 10 11.3 AF 12.8 AF
90 PP1302 10 12.8 AF 17.5 AF
85 PP1302 15 10.7 AF 15.8 AF
97 PP1302 3 11.0 AF 12.0 AF
100 0 9.6 AF 11.3 AF
이 데이터는, 여러 가지 폴리올레핀이 BASF 수지 A204의 박리 접착값을 감소시키지 않으며, 주로 충전재로서만 작용한다는 것을 나타낸다. 상기 폴리올레핀은 모두 유사한 방식으로 거동한다.
실시예 6
A 204 수지 및 상이한 폴리올레핀을 사용하여 접착제 포뮬레이션을 제조하고, Chemsultants 코팅기를 이용하여 실리콘 라이너 위에 60 gsm으로 코팅한 다음, H 벌브를 구비한 IST UV 실험실 경화 유닛을 이용하여 90 mJ/㎠ UVC로 경화시켰다. 그런 다음 자유 필름을 50 마이크론 PET에 전사하여 스테인레스강에 대해 테스트했다. 그 결과를 표 6에 나타낸다.
표 6
A204
중량%		 폴리올레핀 중량% 증점제 중량% 투명도 박리
20분		 박리
24시간
60% EnBA33-900 25 Foral 85E 15 담황색 26 CF 27 CF
70% Licocene
PP 1302		 20 Foral 85E 10 담황색 17 AF 21 AF
68% Licocene
PP 1302		 17 Foral 85E 15 담황색 31 AF 37 CF
이러한 결과는, 폴리올레핀 포뮬레이션이 종래의 증점제와 블렌딩되어 마치 충전재가 사용되지 않은 것처럼 전형적인 박리 접착 결과를 가져올 수 있다는 것을 나타낸다.

Claims (17)

  1. 아크릴계 폴리머, 광개시제, 및 준결정질(semicrystalline) 또는 비정질 폴리올레핀을 포함하고, 상기 광개시제가 공유결합 방식으로 폴리머에 결합되어 있는 방사선 경화성 접착제 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    증점제를 추가로 포함하는 방사선 경화성 접착제 조성물.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광개시제가 공유결합 방식으로 상기 아크릴계 폴리머에 결합되어 있는 방사선 경화성 접착제 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 아크릴계 폴리머가 C4 내지 C8 알킬아크릴레이트를 포함하는 방사선 경화성 접착제 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    UV 경화성 아크릴계 폴리머가 2-에틸헥실아크릴레이트를 포함하는 방사선 경화성 접착제 조성물.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 폴리올레핀이 에틸렌 코폴리머인 방사선 경화성 접착제 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 에틸렌 코폴리머가 에틸렌 비닐아세테이트, 에틸렌 n-부틸아크릴레이트 또는 이것들의 조합인 방사선 경화성 접착제 조성물.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 증점제가 수소첨가 수지 에스테르 및/또는 로진산(rosin acid)인 방사선 경화성 접착제 조성물.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 광개시제는 벤조페논기를 포함하고, 상기 폴리올레핀은 에틸렌 비닐아 세테이트를 포함하는 방사선 경화성 접착제 조성물.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 에틸렌 비닐아세테이트가 약 28 중량%의 비닐아세테이트 함량을 가지는 방사선 경화성 접착제 조성물.
  13. 제1항에 있어서,
    다작용성 아크릴계 모노머를 추가로 포함하는 방사선 경화성 접착제 조성물.
  14. 제1항, 제2항 및 제5항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    UV 조사에 의해 경화된 것인 방사선 경화성 접착제 조성물.
  15. 기판 표면에 접착제 방식으로 접착될 물품으로서,
    상기 물품의 적어도 하나의 표면 상에 제14항에 기재된 조성물이 코팅되어 있는 백킹 기판(backing substrate)을 포함하는 물품.
  16. 제15항에 있어서,
    테이프인 물품.
  17. 제16항에 있어서,
    의료용 테이프인 물품.
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