KR101623018B1

KR101623018B1 - 고해 가능한 접착제

Info

Publication number: KR101623018B1
Application number: KR1020090087504A
Authority: KR
Inventors: 카이 엘링만; 슈테판 불프; 크리스틴 케르버
Original assignee: 테사 소시에타스 유로파에아
Priority date: 2008-09-18
Filing date: 2009-09-16
Publication date: 2016-05-20
Also published as: KR20100032830A; JP5491805B2; EP2166051A1; EP2166051B1; CN101676344B; JP2010070762A; US9988558B2; CA2674847A1; DE102008047966A1; CN101676344A; US20100065207A1; CA2674847C

Abstract

본 발명은 오르토인산을 포함한 고해 가능한 접착제, 하나 이상의 접착제 층을 포함하는 접착 테이프, 및 이러한 부류의 접착 테이프의 용도에 관한 것이다.

Description

고해 가능한 접착제 {REPULPABLE ADHESIVES}

본 발명은 보다 특히 충전제-함유 물질에 접착 결합시키기 위해 의도된 고해 가능한(repulpable) 접착제에 관한 것이다.

고해 가능한 접착제를 제공하는 하나의 입증된 방법은 아크릴산, 및 적어도 하나의 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트 공단량체, 예를 들어 알킬 아크릴레이트, 알킬 메타크릴레이트, 2-에톡시알릴옥시에틸 메타크릴레이트, 2-에톡시에틸 아크릴레이트, 헥사에틸 메타크릴레이트, 에틸헥실 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트 등을 포함하는 아크릴레이트 공중합체 또는 (메트)아크릴산 중합체를 제조하는 것이다. 적절한 경우에, 중합체는 또한 다른 자유-라디칼 공중합가능한 공단량체, 예를 들어 비닐 카프로락탐, 비닐 아세테이트 등을 포함할 수 있다.

이러한 기재 중합체는 얻어진 (감압) 접착제의 접착 특성을 맞추기 위해서 수지 및/또는 가소제와 블렌딩될 수 있고, 통상적으로 블렌딩된다. 첨가되는 성분은 수용성 또는 수분산성인 것이 이상적이고, 저분자량 뿐만 아니라 고분자량 부류일 수 있다.

접착제의 유동학적 프로필은 기재 중합체의 조절된 가교에 의해 설정된다. 본 명세서에서는 공유 작용을 갖는 가교제 (이소시아네이트, 에폭사이드, 히드라진, 아민) 뿐만 아니라 이온 작용을 갖는 가교제 [알루미늄(III), 티탄(IV), 세륨(IV)]가 사용된다.

그러나, 충전제-함유 페이퍼와의 접촉시에, 제지 및 지가공 산업(paper-processing industry)용 제품에 주로 적용되는, 상기와 같은 방식으로 제조된 고해 가능한 (감압) 접착제는 종종 접착 특성을 현저히 떨어뜨려서, 결합 강도 및 점착성을 완전히 손실시킬 정도가 될 수 있다. 충전제-함유 기재, 보다 특히 페이퍼는 에이징 공정 또는 외부 영향의 결과로서 다가 금속 이온을 방출시킬 수 있다. 특히 페이퍼 또는 처리된 페이퍼를 갖는 물질에 흔하게 존재하는 칼슘 이온을 통한 문제가 발생하게 되는데, 그 이유는 칼슘이 제지 산업에서 흔한 코팅 슬립제의 충전제 및 구성물이고, 이러한 산업에서 그 용도가 증가하고 있기 때문이다.

(감압) 접착제의 일부에 대한 특성의 손실은 특히 금속 이온의 접착제로의 이동에 기여할 수 있다. 가교가 조절되는 카르복실-함유 및/또는 산-함유 공중합체는 이러한 방식으로 요망되는 정도를 너머 조절되지 않는 후가교가 진행될 수 있다. 이러한 후가교는 유동학적 프로필에 대해 나쁜 영향을 초래하는데, 예를 들어 응집력에서의 상당한 증가, 및 이와 함께 점착성의 감소를 초래하여 최악의 경우에 결합 강도 및 점착성의 완전 손실로까지 이르게 된다.

그러므로, 특히 예를 들어 플라잉 스플라이스(flying splice)와 관련하여 지가공 산업에서의 적용을 위해서는, 사용되어야 하는 접착 테이프에 엄격한 프로필 요건이 부여된다. 평평한 웹 재료, 특히 페이퍼의 가공시, 플라이에 대한 스플라이싱은 이를 수행하기 위하여 고속 기계를 중단시키지 않으면서, 거의 완전히 풀려진 낡은 릴(reel)을 새로운 릴로 교체하는 통상적인 방법이다. 이러한 부류의 플라잉 스플라이스는 흔히 낡은 웹의 말단부를 새로운 웹의 개시부에 연결시키기 위하여 종종 감압 접착 테이프를 사용하여 수행된다. 따라서, 이러한 접착 테이프는 적용되는 전체 기간에 걸쳐 높은 점착성, 효과적인 응집력, 및 양호한 고해성(repulpability) [(폐)페이퍼의 재가공시 펄프에 도입되는 능력, 즉 페이퍼 또는 섬유 슬러리가 수중에 현탁되거나 용해되는 능력; "수용성"과 자동적으로 동의어는 아님]을 가져야 한다.

EP 1 935 956 A2호에는 금속 이온, 특히 칼슘 이온을 포집하기 위해 예를 들어 킬레이트제, 이온교환 물질, 분자체 및/또는 침전제와 혼합된 접착제가 기재되어 있다. 접착제에 첨가된 종들 중에는 포스페이트 또는 폴리포스페이트가 있다. 그러나, 첨가제들이 첨가되지 않은 기재 접착제와 비교하여 이러한 첨가제는 점착성을 감소시켜 접착제를 보다 덜 "점착"적이게 만드는 단점을 갖는다. 이러한 효과는 특히 새로이 첨가된 접착제 ("새로운 시편")에서 관찰된다.

점착성은 여러 물질에 순간 접착을 형성시키기 위한 (감압) 접착제의 용량이며, 점착성은 특히 활성 압력(active pressure)의 함수이다. 정량적 측면에서, 점착성은 예를 들어 롤링-볼 점착성에 의해 기술될 수 있다 [하기 실험부에서, 측정방법 시험 C를 참조]. 감압 접착제는 영구적인 점착성을 갖는다.

본 발명의 목적은 충전제-함유 물질에 접착 결합시키는 상황에서 접착제 특성의 측면에서, 특히 점착성과 관련하여 심지어 EP 1 935 956 A2호에 기재된 접착제에 의해 제공된 것 보다 시간에 따라 안정성이 더욱 증가된 접착제를 제공하기 위한 것이다.

놀랍게도, 접착제, 특히 감압 접착제에 첨가제로서 오르토인산을 첨가함으로써 상기의 목적을 달성할 수 있다. (감압) 접착제가 금속 이온, 특히 칼슘(II) 이온을 함유한 물질, 예를 들어 상응하는 페이퍼 지지체와 접촉하는 접촉 테이프용 고해 가능한 (감압) 접착제의 장시간 적합성(long term suitability)은 보다 특히 이러한 첨가에 의해 현저하게 개선되었다.

이에 따라, 본 발명은 오르토인산을 포함한 고해 가능한 접착제(repulpable adhesive)를 제공한다. 본 발명은 또한 오르토인산이 첨가된 하나 이상의 접착제 층을 갖춘 고해 가능한 접착 테이프를 제공한다. 주로 "인산"에 대한 하기 임의의 언급은 오르토인산 [H₃PO₄, 또는 달리 기술하면 (HO)₃P(O)]을 의미하는 것으로 이해될 것이다.

인산의 첨가 목적은 금속 이온, 보다 특히 알칼리 토금속 이온, 상세하게는 칼슘(II) 이온 및/또는 마그네슘(II) 이온을 결합시켜 이를 포집하기 위한 것이다.

특히 통상적으로 다소 높은 칼슘(II) 이온 함량을 갖는 페이퍼에 접착 결합 을 위한 접착제의 적용을 위하여, 오르토인산이 유리한데, 이는 Ca²⁺ 이온을 "탈활성화"시키기에 적합하다.

인산 이외에, 또다른 첨가제, 보다 특히 EP 1 935 956 A2호에서 금속 이온 결합제 첨가제로서 기술된 첨가제가 (감압) 접착제에 첨가될 수 있다. 또한, 인산 이외에 두 개 이상의 첨가제의 혼합물, 또는 하나 이상의 첨가제과 다른 물질의 혼합물을 사용하는 것이 매우 유리하다.

인산은 (감압) 접착제의 순수한 인산 함량을 기준으로 바람직하게는 10 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 2 중량% 내지 5 중량%의 양으로 접착제에 첨가된다. 인산은 고체로서, 수용액으로서 또는 유기 용매 (예를 들어, 아세톤) 중의 용액으로서, 또는 그밖에 물과 유기 용매의 혼합물 중의 용액으로서 첨가될 수 있다. 존재하는 임의의 용매는 흔히 접착제 가공에서의 임의의 경우에서 진행되는 접착제 건조 과정에 의해 상당히 제거될 수 있다.

사용된 접착제는, 특히 비닐-카르복실산, 보다 특히 아크릴산 및/또는 메타크릴산을 함유한 (감압) 접착제이다 (비닐카르복실산은 감압 접착제에, 보다 특히 공중합된 공단량체의 형태로 존재하지만, 또한 자유 형태로, 특히 공단량체 잔부로서 존재할 수 있다). 감압 접착제 중의 비닐카르복실산 분율 (보다 특히 아크릴산 분율)은 특히 20 중량% 초과, 또는 심지어 50 중량% 초과에 달할 수 있다. 심지어 비닐카르복실산 분율 (보다 특히, 아크릴산 분율)이 70 중량% 초과, 및 심지어 80 중량%을 초과하는 접착제에 대해서도, 본 발명의 첨가는 매우 유리한 것으로 증명 되었다.

본 명세서의 목적을 위한 고해성은 고해 가능한 제품 (접착제 또는 접착 테이프)이 TAPPI UM 213 측정법 (TAPPI Useful Methods 213, TAPPI 1991, ISBN 0898522064)에 따라 재펄핑가능함을 의미한다.

본 발명의 접착제는 건조 후 접착제 코트평량이 40 g/㎡이고 하기와 같이 제조되는 시험 시편의 형태로 측정될 때 상술된 TAPPI UM 213 측정법에 따라 고해 가능한 접착제이다:

- 물, 이소프로판올 및 아세톤의 1:1:1의 혼합물 중에서 측정을 위한 30% 농도 용액의 (감압) 접착제를 제조하고,

- 용액을 규소처리된 이형지 위에 코팅하고,

- 실온에서 120분 동안 컨디셔닝시키고,

- 이에 따라 제조된 견본 시편을 100℃에서 20분 동안 건조시키고,

- 이러한 시편들을 페이퍼 지지체 (Drewsen SPEZIALPAPIERE GmbH & Co. KG로부터의 페이퍼 상품명: "높은 분할 저항을 지닌 PRODURA 기재 페이퍼" [PRODURA Basispapier mit hoher Spaltfestigkeit])에 적층시키고,

- 측정을 위한 준비: 시편을 각각 23℃ 및 50% 상대습도에서 3일 동안 컨디셔닝시킴.

이후 이에 따라 제조된 시편으로 TAPPI UM 213 시험을 수행한다.

본 발명의 접착 테이프는 한면 접착 테이프 및 양면 접착 테이프 둘 모두일 수 있다. 본 발명의 접착 테이프는 상술된 TAPPI UM 213 측정법에 따라 고해(repulping)가능하다.

본 발명은 또한 충전제-함유 물질, 보다 특히 칼슘(II) 및/또는 마그네슘(II) 이온을 함유한 물질을 접착 결합시키기 위한 상기 기술된 접착 테이프의 용도를 제공한다. 본원에서는 특히 Ca²⁺- 및/또는 Mg²⁺-함유 페이퍼 및/또는 프라임 코트 (프라이머) 중에 Ca²⁺ 및 Mg²⁺ 이온을 지니는 페이퍼를 접착 결합시키기 위한 본 발명의 (감압) 접착 테이프의 용도에 중점을 둘 수 있다.

본 발명의 (감압) 접착 테이프는 제지 산업에서 영구적 결합의 상황에서 우수한 효과로 사용될 수 있다. 또다른 가능한 용도는 배출되는 페이퍼 웹을 이들의 새로운 상응하는 부분에 접합시키기 위한 정적 또는 플라잉 스플라이스의 구역에서 존재하며, 특히 바람직한 방식으로 본 명세서에 기술된 문제점이 알칼리 토금속이온, 보다 특히 칼슘(II) 이온과 함께 발생하는 경우에서도 사용될 수 있다. 이러한 부류의 접착 테이프에서, 분할가능한 페이퍼는 흔히 후면 물질로서 사용되고 롤 교체 과정에서, 페이퍼의 분할에 의해 접착 결합을 분리시킨다. 이에 따라 특히 유리하게는 본 발명의 접착 테이프는 스플라이싱 테이프로서 사용될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 접착 테이프는 본 발명의 유리한 구체예의 몇가지 예를 들면, 예를 들어 명세서, DE 196 28 317A, DE 198 30 674A, DE 199 02 179A, DE 199 58 223A, DE 100 58 956, DE 101 23 981, WO 03/20623A, WO 03/24850A, DE 102 10 192A, DE 102 58 667, DE 10 2004 028 312A, DE 10 2005 051 181A에 기재된 부류의 접착 테이프 형태로 배열될 수 있다. 특히 유리하게는, 인산이 첨가된 접착제는 페이퍼 지지체, 보다 특히 분할하는 페이퍼 지지체와 접촉하는 층으로 이용될 수 있다.

본 발명은 또한 (감압) 접착제를 인산과 혼합시켜 접착제, 특히 감압 접착제로부터 금속 이온, 보다 특히 알칼리 토금속 이온, 및 상세하게는 칼슘 이온을 제거하는 방법을 제공한다. 상응하는 상기 기술된 분율과 양을 참조한다.

놀랍게도, 첨가를 통해, 접착제, 특히 감압 접착제의 접착 특성이 손상되지 않았을 뿐만 아니라 실제로 EP 1 935 956 A2의 포스페이트-함유 접착제와 비교하여 장기적인 특성이 상당히 개선될 수 있었다. 대조적으로, 당업자는 결합되어야 하는 물질로부터 접착제로 내측으로 이동하는 금속 이온 (예를 들어, 페이퍼로부터 내측으로 이동하는 Ca²⁺ 이온)의 포집이 접착제의 계면측 층에서 일어나고, 예를 들어 형성된 낮은 용해도의 화합물의 형태로, 소위 계면에서 축적되는 포집된 이온의 결과로서, 접착제가 접착이 "탈활성화"될 것으로 예상할 것이다. 그러나, 예상밖으로 이러한 것은 발견되지 않았다.

본 발명의 접착제를 사용함으로써, EP 1 935 956 A2에 기술된 접착 테이프를 이용하는 것 보다, 심지어 더욱 효과적으로 포스페이트 및/또는 포스포러스-함유 화합물이 첨가된 접착 테이프를 포함한, 톱코트(topcoat)에서 무기 성분으로서 탄산칼슘을 함유한 페이퍼를 결합시키기 위해 사용될 수 있는 재펄프가능한 접착 테이프를 성공적으로 제조하였다. 이는 심지어 탄산칼슘이 독점적인 무기 성분이거나 매우 높은 분율로 톱코트에 존재할 때의 경우에도 해당한다. 이러한 페이퍼의 접착 결합은 오랜 기간에 걸쳐 안정성을 유지한다. 접착제의 첨가는 오랜 적용 기간에 걸쳐 높은 수준으로 원래의 특성 프로필을 안정화시키는 것으로 밝혀졌다. 인산이 첨가된 조성물의 중요한 장점은 감압 접착제 특성, 특히 첨가 직후 롤링-볼 점착성 측정으로 통해 표시되는 점착성이 첨가되지 않은 조성물의 특성과 동일한 수준 또는 대략 동일한 수준으로 유지된다는 사실로부터 기인한 것이다. EP 1 935 956 A2로부터 공지된 포스페이트가 첨가된 조성물은 대조적으로, 첨가의 결과로서 감압 접착제 특성에 큰 영향을 미친다. 또한, 감압 접착제 특성은 EP 1 935 956 A2에 기술된 접착제의 경우에서 보다 더욱 안정하게 유지되는 것으로 밝혀졌다.

포스포러스를 함유하지 않은 접착제와 관련하여, EP 1 935 956 A2에는 임의의 수치들이 기재되어 있지 않은데, 이는 본원에서 직접 비교를 더욱 어렵게 한다. 이러한 접착제에 대해 심지어 (오랜 기간의) 접착제 특성이 개선시키는 것으로 예상된다. 그러나, 적어도 오르토인산이 첨가된 본 명세서의 접착제는 효과적이고, 용이하게 실현시킬 수 있는 대안물을 나타내며, 이는 이러한 명세서로부터 자명하게 유추되지 않는다. 게다가, 포스포러스-함유 첨가된 모든 접착제와 관련하여, 오르토인산이 첨가된 본 발명의 첨가제는 상기에서 이미 기술된 바와 같이 개선된 거동을 나타낸다.

본 발명의 감압 접착제 및 본 발명의 감압 접착 테이프는 오랜 기간에 걸쳐 점착성이 동일하게 유지되거나 대략 동일하게 유지된다는 것이 중요한 적용 분야에 대해 특히 적합하다. 이는 특히 페이퍼의 영구적 접착 결합의 분야와 관련이 있다. 접착 테이프가 기재 상에서 본 발명을 수행하지 않으면서 오랜 기간에 걸쳐 유지되는 경우에, 예를 들어 Ca²⁺ 이온과 같은 파열 금속 이온에 대한 노출을 기초로 하여 도입부에서 기술된 네가티브 효과를 나타낸다.

실험부

실험실 실험에서, 통상적인 감압 접착제, 특히 높은 아크릴산 함량(즉, 접착제를 중합시키기 위하여 공단량체 조성물 중에 높은 분율의 아크릴산을 가짐; 본원에서 50 중량% 이상의 아크릴산을 갖는 감압 접착제를 사용하는 것으로 조사됨)의 감압 접착제의, 10 중량% 이하 범위의 오르토인산 첨가가 결합 강도에 주목할 만한 영향을 전혀 미치지 않았으며, 이는 강 및 라벨지에 대한 결합 강도를 통해 실험적으로 입증되었다. 점착성은 상기 명시된 혼합 범위의 첨가 상한치까지도 증가하지 않았다. 2 중량% 내지 5 중량%의 양, 보다 특히 3 ± 1 중량% 범위의 첨가가 최적인 것으로 밝혀졌다. 망상구조 밀도의 측정치를 나타내는 마이크로시어 트레블(microshear travel)을 측정하는 경우에 탄성 성분 (%)은 여전히 우수한 수준이다. 이 시험은 40℃의 온도 로드 하에서 접착 테이프의 시어 강도(shear strength)를 시험하는데 사용된다.

첨가되지 않은 접착제 및 3% 중량 분율의 오르토인산과 블랭딩된 접착제의 장기간 측정으로, 에이징(aging) 안정화의 효과를 조사하였다. 이를 슬립 코트 중에 5 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 50 중량% 및 100 중량% 분율의 탄산칼슘을 함유한 페이퍼에 각각의 상기 언급된 접착제의 샘플을 가함으로써 수행하였다. 칼슘 이온의 분율이 높을 수록, 접착제 특성 (점착성, 강 및 라벨지에 대한 결합 강도, 마이크로시어 트레블 측정치, 홀딩력)에 있어서 접착제의 에이징이 빨라졌다. 3 중량%의 오르토인산을 첨가한 후에, 에이징 거동이 높은 칼슘 함량의 페이프에 대해 상당히 개선되었다. 페이퍼 슬립 코트 중의 5 중량% 및 10 중량%의 칼슘 분율에 대한 측정으로는, 사실상 40일의 측정에 대해 결합 강도에서 주목할 만한 저하는 없는 것으로 나타났다.

그러므로, 장기간 측정의 결과롤 통해, 본 발명의 첨가는 (알칼리토) 금속 이온, 보다 특히 칼슘 이온을 함유한 물질과 접촉시 비교적 장기간 동안에 감압 접착제의 저장 안정성, 결합 강도 및 점착성을 상당히 개선시키는 것으로 나타났다.

실시예:

실시예 1: 기준 조성물 1

물, 이소프로판올 및 아세톤의 1:1:1의 혼합물 중의 47% 아크릴산, 48% 부틸 아크릴레이트 및 5% 비닐 카프로락탐으로 이루어진 599 g의 30% 농도 용액의 자유 라디칼적으로 중합된 스캐폴드(scaffold) 중합체를 397 g의 폴리옥시에틸렌(15)코코아민 (상표명 Ethomeen C-25, Akzo; CAS No. 61791-14-8) 및 0.70 g의 비스페놀 A의 비스글리시딜 에테르 (비스페놀 A 에피클로로히드린 Mw < 700; 상표명 Epikote 828 LVEL, Hexion, CAS No. 25068-38-6)과 블렌딩하였다. 스캐폴드 중합체는 9·10⁵ g/mol의 질량평균몰질량 Mg 및 8의 다분산도에 의해 추가로 특징된다.

실시예 2: (첨가제 함유의 실시예 1로부터의 기재 중합체)

실시예 1에 기술된 조성물을 추가로 17.3 g의 디암모늄 하이드로겐 포스페이 트와 블렌딩하였다.

실시예 3: (첨가제 함유의 실시예 1로부터의 기재 중합체)

실시예 1에 기술된 조성물을 추가로 높은 착화 작용을 지닌 소듐 폴리포스페이트 및 알킬포스포네이트의 17.3 g의 상업적으로 입수가능한 제제 (상표명 Kappafos D11, 제조사: Kapp-Chemie, 제조사에 따른 칼슘 결합 용량 120 mg CaO/g)과 블렌딩하였다.

실시예 4: 본 발명의 조성물 1 (첨가제 함유의 실시예 1로부터의 기재 중합체)

실시예 1에 기술된 조성물을 추가로 17.3 g의 오르토인산과 블렌딩하였다.

실시예 5: 기준 조성물 2

5.1 친수성 스캐폴드 중합체의 제조

환류 콘덴서, 고정 교반기, 가열 자켓 및 계측 기구가 장착된 2 ℓ 용량의 진공-기밀 스틸 중합 기구에 315 g의 아크릴산, 112.5 g의 2-에틸헥실 아크릴레이트, 250 g의 아세톤, 100 g의 에탄올 및 100 g의 물을 채웠다. 배기시키고, N₂를 흘려 보내고, 62℃로 가열시킨 후에, 6.4 g의 아세톤 중의 0.6 g의 2,2-아조비스(2-메틸부티로니트릴)의 용액을 600 hPa에서 비등하는 반응 매질에 교반하면서 도입하였다. 중합이 개시되면서, 비등 온도가 서서히 떨어지고, 점도가 증가하였다. 30분의 반응시간 후, 58℃에서, 0.5 g의 2,2-비스(2-메틸부티로니트릴)을 추가로 75 g의 아세톤, 50 g의 에탄올 및 50 g의 물의 혼합물 중의 용액에 공급하고, 압력을 700 hPa로 상승시켰다. 60℃에서 60분 및 점도의 증가 후에, 75 g의 아세톤, 50 g의 에탄올 및 50 g의 물을 추가로 첨가하고, 압력을 800 hPa로 증가시켰다. 63℃ 및 대략 1000 hPa (대기압)에서 120분 후에 75 g의 아세톤, 50 g의 에탄올 및 50 g의 물로 추가로 희석시켰다. 이러한 조건하에서, 60분 동안 용액을 비등시키면서 중합을 지속하였다. 이후에, 62℃ (대기압)에서, 127.5 g의 탈염수 중의 22.5 g의 SPA의 용액을 13.5 g의 아세톤 중의 1.5 g의 비스(4-3차-부틸시클로헥실)퍼옥시디카르보네이트의 용액과 동시에 계량하고, 두 개를 비등 중합체 용액에 연속적으로 첨가하고, 공급물을 120분에 걸쳐 분산시켰다. 이후에, 62℃의 반응 온도에서 반응을 수행하고, 20시간의 전체 반응 시간 후에, 배치를 실온으로 냉각시켰다. 전체 시간 동안에, 흡입하에서 이를 통해 약한 기류의 N₂를 뽑아냄으로써 존재하는 임의의 양의 O₂를 반응으로부터 제거하였다. 얻어진 중합체 용액은 무색 투명하였다. 중합체 함량은 32.42 중량%이다. 25℃에서 무수 메탄올 중에서 측정된 상대 점도는 3.363이다.

5.2 고해 가능한 감압 접착제의 제조

실시예 5.1에 따라 제조된 92.54 g (30 g의 중합체)의 중합체 용액을 67.25 g의 에톡실화된 액체 1차 코코넛 지방 아민과 혼합하였다. 이러한 가소화 화합물의 경우에, 아미노기의 수소 원자는 에톡시 사슬로 완전히 치환되었다. 아미노 작용기 당 에톡시 단위의 총 수는 평균 15였다 (상표명 Ethomeen C 25, Akzo). 117 g의 아세톤 중의 0.05 g의 비스페놀 A의 비스글리시딜 에테르 (상표명 Epikote 828 LVEL, Hexion)의 용액을 혼합물에서 교반하면서 균일하게 분산시키고, 39 g의 물을 교반하면서 도입하여 맑고 분산가능한 감압 접착제 용액을 수득하였다.

실시예 6: (첨가제 함유의 실시예 5로부터의 기재 중합체)

실시예 5.2에 기술된 조성물을 추가로 2.92 g의 디암모늄 하이드로겐 포스페이트와 블렌딩하였다.

실시예 7: (첨가제 함유의 실시예 5로부터의 기재 중합체)

실시예 5.2에 기술된 조성물을 2.92 g의 Kappafos D11과 블렌딩하였다.

실시예 8: 본 발명의 조성물 2 (첨가제 함유의 실시예 5로부터의 기재 중합체)

실시예 5.2에 기술된 조성물을 추가로 17.3 g의 오르토인산과 블렌딩하였다.

실시예 9: 기준 조성물 3

9.1 친수성 스캐폴드 중합체의 제조

실시예 1에 상응하는, 2 ℓ 용량의 진공-기밀 중합 기구를 225 g의 아크릴산, 202.5 g의 2-에틸헥실 아크릴레이트, 400 g의 아세톤 및 50 g의 에탄올로 채웠다. 배기시키고, 질소를 흘려보내고, 62℃로 가열한 후에, 8 g의 아세톤 중의 0.5 g의 2,2-아조비스(2-메틸부틸니트릴)의 용액을 650 hPa에서 비등하는 반응 매질에 교반하면서 도입하였다. 중합이 개시되면서, 비등 온도가 서서히 떨어지고 반응 혼합물의 점도가 증가하였다. 50분의 반응 시간 후에, 58℃에서 0.5 g의 2,2-아조비스(2-메틸부티로니트릴)을 150 g의 아세톤 및 25.0 g의 에탄올의 용액에 첨가하였다. 60℃ 및 800 hPa에서 반응 혼합물을 비등시키면서 중합을 지속하였다. 100 분의 반응 시간 후에, 150.0 g의 아세톤 및 25 g의 에탄올을 희석액으로서 첨가하고, 압력을 대기압으로 조정하였다. 59 내지 60℃에서 180분 동안 비등시키면서 중합을 지속시켰다. 이후, 60℃에서, 127.5 g의 탈염수 중의 22.5 g SPA의 용액을 6 g의 수중 4 g의 비스(4-3차-부틸시클로헥실)퍼옥시디카르보네이트의 미세-분말화된 분산액과 동시에 계량하고, 120분 내에 계량된 것들을 비등하는 반응 혼합물에 첨가하였다. 총 20 시간의 반응 시간으로 반응이 61℃에서 종료되었다. 실시예 1에서와 같이, 불활성 분위기가 중합 동안 반응 챔버에서 보장되었다. 냉각 후에, 중합체 용액을 175 g의 탈염수 및 50 g의 에탄올로 희석시켰다. 중합체 함량은 30.07 중량%이었으며, 25℃에서 4.00:1.20 메탄올/물 중에서 측정된 상대 점도는 2.500이다.

9.2 감압 접착제의 제조

실시예 9.1에 따라 제조된 94.8 g(28.5 g의 중합체)의 중합체 용액을 실시예 5의 5.2에서 기술된 60.4 g의 수용성 가소제와 혼합하였다. 이러한 혼합물을 66.7 g의 아세톤 중의 8.0 g의 점착제 수지 (170 영역의 산가를 갖는 에스테르화되지 않은 로진)의 용액과 혼합하였다. 코팅 전에, 10 g의 아세톤 중의 0.094 g의 비스페놀 A의 비스글리시딜 에테르 (상표명 Epikote 828 LVEL, Hexion)의 용액을 혼합물 중에 균일하게 분산시켰다.

실시예 10: (첨가제 함유의 실시예 9로부터의 기재 중합체)

실시예 9.2에 기술된 조성물을 추가로 0.855 g의 디암모늄 하이드로겐 포스페이트와 블렌딩하였다.

실시예 11: (첨가제 함유의 실시예 9로부터의 기재 중합체)

실시예 9.2에 기술된 조성물을 추가로 0.855 g의 Kappafos D11과 블렌딩하였다.

실시예 12: 본 발명의 조성물 3 (첨가제 함유의 실시예 9로부터의 기재 중합체)

실시예 9.2에 기술된 조성물을 추가로 17.3 g의 오르토인산과 블렌딩하였다.

측정

물, 이소프로판올, 및 아세톤의 1:1:1의 혼합물 중의 30% 농도 용액의 형태로, 실시예 1 내지 12에서 제조된 감압 접착제를 규소처리된 이형지에 코팅하였다. 실온에서 120분 컨디셔닝시킨 후에, 견본 시편을 100℃에서 20분 동안 건조시켰다. 건조 후 코트평량은 40 g/㎡이었다. 이러한 시편들을 탄산칼슘을 함유하는 페이퍼에 적층하였다. 상표명이 "높은 분할 저항을 갖는 PRODURA 기재 페이퍼" [PRODURA Basispapier mit hoher Spaltfestigkeit]로 Drewsen SPEZIALPAPIERE GmbH & Co. KG로부터의 페이퍼를 이용하여 조사하였다. 접착성 조사는 각 경우에 새로운 시편(즉시 측정) 및 40℃ 및 80% 상대 습도에서 기후-제어된 캐비넷에 저장된 시편 둘 모두에 대해 수행하였다 (4주 측정). 조사 전에, 시편을 각각 23℃ 및 50% 상대 습도에서 3일 동안 컨디셔닝시켰다.

결합 강도 시험 (시험 A)

결합 강도를 하기와 같이 측정하였다:

설정된 접착 기재로서, 한면에 감압 접착제가 형성되도록 처리된 라벨지를 강판 위에 접착층이 놓이도록 하였다. 조사를 위한 샘플로서, 20 mm 폭의 상기 기술된 시편의 스트립을 접착 지개 상에 로드(2 kg)하에서 가압하였다. 접착 테이프를 300 mm/분의 속도 및 180°의 각도로 접착 기재로부터 벗겨낸 직후에, 실온에서 이를 달성하는데 요구되는 힘을 측정하였다. 측정값 (N/cm)을 3회의 개별적 측정으로부터의 평균값으로서 수득하였다.

마이크로시어 트레블 시험 (시험 B)

이러한 시험은, 40℃의 온도 로드하에서 접착 테이프의 시어 강도(shear strength)를 시험하기 위해 사용하였다.

측정 샘플 제조:

조사를 위한 샘플로서, 상기 기술된 시편의 스트립을, 아세톤으로 세정되고 온도 컨디셔닝에 따를 수 있는 연마된 시험 강판에 부착시킨 후에, 2 kg 강 롤러 및 10 m/분의 속도를 사용하여 6회 롤링시켰다. 샘플의 결합 면적은 13 mm ×10 mm [높이×폭]이었으며; 샘플을 수직으로 매달고, 상부 엣지에서 2 mm 정도로 시험 강판 위로 튀어 나오게 하였으며, 샘플은 트래블 게이지에 대한 지지체로서 작용하는 안정한 접착제 스트립으로 보강된 플러쉬(flush)였다.

측정:

측정용 샘플을 100 g 중량으로 바닥 단부에서 로딩시켰다. 부착된 샘플을 지닌 시험 강판을 40℃로 온도-컨디셔닝시켰다. 트래블 게이지를 사용하여 15분에 걸쳐 샘플의 변형을 측정하였다. 시험은 23±3℃의 주변 온도 및 50±5%의 상대습도에서 수행되었다.

롤링-볼 점착성 (시험 C)

롤링-볼 점착성을, 하기 부분적 수정을 수행하면서 PSTC-6 방법 (Test Methods for Pressure Sensitive Adhesive Tapes, 15th Edition; publisher: Pressure Sensitive Tape Council, Northbrook (Illinois), USA)으로 측정하였다:

- 직경이 7/16인치이고 질량이 7.5 g인 스테인레스강 볼 베어링 (스테인레스강 1.4401)을 이용

- 볼의 제조:

면화 및 아세톤으로 충분히 세정; 측정 시리즈 전에, 세정된 볼을 아세톤욕에서 15분 동안 저장함(볼은 아세톤에 완전히 잠겨짐); 측정 개시 적어도 30분 전에, 볼을 아세톤욕에서 취하고 건조 및 컨디셔닝을 위한 시험 조건에서 커버되지 않은 채로 저장됨

- 각 볼을 1회의 측정을 위해서만 사용함.

고해성 (시험 D)

TAPPI UM 213 (TAPPI Useful Methods 213, TAPPI 1991; ISBN 0898522064)에 따라 상기에 기술된 바와 같이 제조된 시편 위에서 측정하였다.

결과

고해성

실시예 1 내지 12 모두에서, 상기 상술된 바와 같은 목적으로 특별히 제조된 시편에 대해, 이들 시편 TAPPI UM 213 측정 방법에 따라 재펄핑가능하고, 4주 저장후에도 이를 유지하는 것으로 나타났다.

결합 강도, 시어 강도

하기 표 1은 접착제 특성에 대한 것이다.

표 1

AP = 디암모늄 하이드로겐 포스페이트

D11 = Kappafos D11

PA = 오르토인산

진하게 프린트된 숫자: 본 발명의 실시예

일반적으로 프린트된 숫자: 비교 실시예

접착제에 인산의 첨가는 시간에 따른 결합 강도 손실 및 점착 거동 (마이크로시어 트레블 측정)과 관련하여 안정한 효과를 갖는 것으로 나타나며, 이는 EP 1 935 956 A2에 기술된 동일한 조성물에 첨가제의 첨가의 것과 동일하다. 롤링-볼 점착성 측정의 수치로 나타낸 점착성과 관련하여, 비교 실시예와는 대조적으로 인산의 첨가한 경우에도 초기 값이 저하되지 않았으며, 첨가되지 않은 기재 조성물과 장기간 측정의 수치를 비교하여 일정하게 유지되는 것으로 확인되었다.

이러한 결과는 완전히 놀라운 것으로서, EP 1 935 956 A2로부터 공지된 접착제의 거동 지식으로부터 유도될 수 없거나 심지어 유추될 수 없는 것이다.

Claims

오르토인산(orthophosphoric acid)을 포함하는 고해 가능한 접착제(repulpable adhesive)로서, 오르토인산의 분율이 접착제 중의 순수한 인산 함량을 기준으로 10 중량% 이하인, 고해 가능한 접착제.
제 1항에 있어서, 접착제가 감압 접착제임을 특징으로 하는 고해 가능한 접착제.
제1항 또는 제2항에 있어서, 오르토인산의 분율이 접착제 중의 순수한 인산 함량을 기준으로 2 중량% 내지 5 중량%임을 특징으로 하는 고해 가능한 접착제.
제1항 또는 제2항에 있어서, 접착제에서의 아크릴산 분율이 30 중량% 초과임을 특징으로 하는 고해 가능한 접착제.
제1항 또는 제2항에 따른 하나 이상의 접착제 층을 포함하는 고해성(repulpability)을 갖는 접착 테이프.
삭제
제5항에 있어서, 충전제-함유 물질을 접착 결합시키는데 사용하기 위한 고해 가능한 접착 테이프.
제5항에 있어서, 스플라이싱 테이프(splicing tape)로서 사용하기 위한 고해 가능한 접착 테이프.
제4항에 있어서, 접착제에서의 아크릴산 분율이 50 중량% 초과임을 특징으로 하는 고해 가능한 접착제.
제5항에 있어서, 칼슘(II) 및/또는 마그네슘(II) 이온을 함유하는 물질을 접착 결합시키는데 사용하기 위한 고해 가능한 접착 테이프.