KR101624522B1 - 열 용융 접착제 조성물, 이의 제조방법 및 용도 - Google Patents
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Abstract
열 용융 접착제 조성물은 건설 산업 및 산업적 유지보수 및 조립 분야에서 기판을 함께 적층시키는 데 사용될 수 있다. 열 용융 접착제 조성물은 분무 가능하여 기판 위에 박층(1 내지 200㎛ 두께)을 형성한다. 열 용융 접착제는 습기에 노출시킴으로써 경화시키거나 냉각에 의해 경화시키거나 이들의 조합으로 경화시킬 수 있다.
Description
상호 참조
본 출원은 2008년 6월 24일자로 출원된 미국 가특허원 제61/075,030호의 이익을 주장한다. 미국 가특허원 제61/075,030호는 본원에 참고로 인용되어 있다.
발명의 분야
접착제 조성물, 이의 제조방법 및 용도가 기재되어 있다. 접착제 조성물을 습기에 노출시키고/시키거나 접착제 조성물을 냉각시킴으로써 제조되는 접착제 제품은, 건설 산업 및 산업적 유지보수 및 적층체 형성과 같은 조립 분야에 유용하다.
습기 경화성 오가노실록산 조성물은, 각종 분야에서, 예를 들면, 소자들 사이의 조인트(joint)에 도포하고 경화시켜 이들 사이에 탄성중합체성 실(elastomeric seal)을 제공할 수 있는 실란트 조성물로서 사용된다. 이러한 조성물은 실온에서 경화되며, 실링(sealing), 예를 들면, 도로 조인트(highway joint), 차량 헤드라이트와 같은 제품에서의 조인트 및 건축 및 글레이징 분야에서의 조인트에 특히 매력적인데, 그 이유는 목적하는 품질의 실을 생성하기 위해 특수한 가열 또는 기타의 경화 조건이 일반적으로 필요하지 않기 때문이다.
다수의 습기 경화성 오가노실록산 조성물이 제안되었으며, 두 개 이상의 실란올 그룹을 함유하는 하나 이상의 실질적으로 선형인 폴리오가노실록산, 폴리오가노실록산과 반응하여 가교결합된 망상 구조를 생성할 수 있는 가교결합제 및 촉매 물질로부터 일반적으로 형성된다. 이러한 조성물은 습기에 의해 촉진되는 축합 반응에 의해 경화된다.
습기 경화성 오가노실록산 조성물에서의 가교결합제는 일반적으로 쉽게 가수분해되는 다관능성 실란으로부터 선택된다. 통상적으로 사용되는 가교결합제는 트리아세톡시 실란, 트리알콕시 실란, 트리아미노 실란 및 트리옥시모 실란이다. 축합 반응은, 예를 들면, 디알콕시알킬실릴 그룹에 의한 폴리오가노실록산의 캡핑(capping)에 이은 말단 캡(end cap)의 알콕시 그룹 및/또는 실란올 그룹의 상호작용을 통해 진행되어 가교결합된 구조를 생성하는 것으로 여겨진다.
제조 및 저장 동안 조성물의 약간의 경화는 허용 가능하지만, 이러한 경화가 이의 의도된 작업 현장에서 적용하기 전에 지나치게 진행되지 않는 것이 중요하며, 이것은 대기 습기의 영향하에서 경화되도록 의도된다. 따라서, 조성물은 제조 및 저장 동안 배치(batch) 간에 균일하고 허용 가능하게 낮은 정도로 습기에 노출되어야 하며, 그렇지 않으면, 조성물이 이의 의도된 목적에 사용할 수 없을 정도로 경화된다.
유기규소 화합물을 기본으로 하는 습기 경화성 조성물은 일반적으로 미분된 충전제를 함유한다. 일반적으로 사용되는 충전제는 경화물을 강화시키거나, 제품의 비용을 절감시키거나, 그렇지 않으면 목적하는 특성들의 조합을 제공하는 것이다.
전형적인 충전제는 고표면적 실리카, 분쇄 석영, 산화철, 산화아연, 카본 블랙, 탄산칼슘 및 규조토를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 습기 경화성 오가노실록산 조성물은 배치(batch)식 또는 연속식 공정을 사용하여 제조할 수 있으며, 이 동안 충전제 및 폴리오가노실록산을 함께 혼합하고, 혼합물에 가교결합제 및 촉매를 가한 다음, 생성된 조성물을 카트리지, 패일(pail) 또는 드럼과 같은 용기에 포장하고, 이어서 이를 기밀 방식(airtight manner)으로 실링하여 습기의 유입을 방지한다.
실리콘 감압성 접착제(이하에서는 "PSA"라고도 함)는 전형적으로 두 개 이상의 주 성분, 즉, 선형 실록산 중합체 및 트리오가노실록산 단위(즉, R3SiO1 /2 단위, 여기서, R은 1가 유기 그룹을 나타낸다) 및 실리케이트 단위(즉, SiO4 /2 단위)로 본질적으로 이루어진 점착제 수지(tackifier resin)를 함유한다. 상기 두 개의 성분 이외에, 일부 실리콘 PSA 조성물은 최종 접착제 제품의 다양한 특성들을 최적화하기 위해 몇몇 가교결합 수단(예를 들면, 퍼옥사이드 또는 하이드로실릴화 경화 시스템)을 함유한다. 중합체 성분에 의해 부여되는 높은 점도를 고려하여, 이러한 PSA 조성물은 적용의 용이성을 위해 전형적으로 유기 용매에 분산된다. 이러한 PSA의 일부는 조성물이 습기에의 노출에 의해 경화되도록 하는 반응성 그룹을 함유한다. 상기한 수지 및 중합체의 비율 및 기타의 파라미터를 조절하는 경우, 유사한 배합물을 피복 조성물로 제형화시킬 수 있다. 용매를 사용하지 않고서 기타의 특정 조건하에서, 열 용융 PSA가 수득될 수 있다.
열 용융 접착제 조성물은
(1) 2wt% 미만의 실란올 함량을 갖고 화학식 R1 3SiO1 /2의 일관능성 단위 및 화학식 SiO4 /2의 사관능성 단위(여기서, R1은 치환되거나 치환되지 않은 1가 탄화수소 라디칼이다)로 이루어진 실리콘 수지,
(2) 화학식 R2R3SiO의 이관능성 단위 및 화학식 R4 aX'3-aSiG-의 말단 단위(여기서, R2는 알콕시 그룹 또는 치환되지 않거나 치환된 1가 탄화수소 라디칼이고; R3은 치환되지 않거나 치환된 1가 탄화수소 라디칼이고; R4는 아미노알킬 또는 R1 그룹이고; X'는 가수분해성 그룹이고; G는 말단 단위의 규소원자를 다른 규소원자와 연결시키는 2가 그룹이고; a는 0 또는 1이다)를 포함하는 오가노폴리실록산,
(3) 실란 가교결합제 및
(4) 촉매
를 포함한다.
열 용융 접착제 조성물은 건설 및 조립 유형 분야를 포함하지만 이에 제한되지 않고, 적층과 같은 분야에서, 예를 들면, 기판을 함께 적층시키는데 유용하다. 또는, 열 용융 접착제 조성물은 자기 수평성(self leveling) 및 갭 충전성(gap filling property)으로 인해 캡슐화 및 실링과 같은 용도에서 유용하다.
열 용융 접착제 조성물
본 발명은 열 용융 접착제 조성물, 이의 제조방법 및 용도에 관한 것이다. 열 용융 접착제 조성물은 (1) 55 내지 62%의 실리콘 수지, (2) 38 내지 45%의 오가노폴리실록산, (3) 0.1 내지 5% 또는 0.9 내지 1.1%의 실란 가교결합제 및 (4) 0.02 내지 2% 또는 0.1 내지 0.5%의 촉매를 포함한다. 열 용융 접착제 조성물은 125℃에서 5,000 내지 30,000mPa·s 또는 125℃에서 8,000 내지 25,000mPa·s의 점도를 갖는다. 열 용융 접착제 조성물은 충전제를 함유하지 않을 수 있다. "충전제를 함유하지 않는"은 열 용융 접착제 조성물이 미립자를 함유하지 않거나, 열 용융 접착제 조성물이 125℃에서 30,000mPa·s 초과의 점도를 갖지 않도록 방지하기에 충분한 소량의 미립자를 함유함을 의미한다.
(1) 실리콘 수지
본 발명에서 유용한 실리콘 수지는 R1 3SiO1 /2로 나타내어지는 일관능성 단위 및 SiO4 /2로 나타내어지는 사관능성 단위를 함유한다. R1은 치환되거나 치환되지 않은 1가 탄화수소 라디칼을 나타낸다. 이러한 유형의 실리콘 수지는 감압성 접착제로서 사용되는 오가노실록산 조성물에 존재하는 성분 중의 하나로서 당업계에 널리 공지되어 있다.
실리콘 수지는 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 헵탄 등과 같은 액체 탄화수소 또는 저점도 사이클릭 및 선형 폴리디오가노실록산과 같은 액체 유기규소 화합물에서 가용성이다.
R1 3SiO1 /2 단위에서, R1은 전형적으로 20개 이하의 탄소원자, 전형적으로 1 내지 10개의 탄소원자를 함유하는 1가 탄화수소 라디칼이다. R1에 적합한 탄화수소 라디칼의 예는 알킬 라디칼, 예를 들면, 메틸, 에틸, 프로필, 펜틸, 옥틸, 운데실 및 옥타데실; 알케닐 라디칼, 예를 들면, 비닐, 알릴 및 5-헥세닐; 지환족 라디칼, 예를 들면, 사이클로헥실 및 사이클로헥세닐에틸; 및 아릴 라디칼, 예를 들면, 페닐, 톨릴, 크실릴, 벤질 및 2-페닐에틸을 포함한다. R1 상에 존재할 수 있는 비-반응성 치환체는 할로겐 및 시아노를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. R1에 의해 나타낼 수 있는 전형적인 치환된 탄화수소 라디칼은 클로로메틸 및 3,3,3-트리플루오로프로필을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
R1 3SiO1 /2 단위 중의 R1 라디칼의 적어도 1/3 또는 적어도 2/3는 메틸 라디칼이다. R1 3SiO1 /2 단위의 예는 Me3SiO1 /2, PhMe2SiO1 /2 및 Me2ViSiO1 /2를 포함하지만 이에 제한되지 않으며, 여기서, Me, Ph 및 Vi는 각각 메틸, 페닐 및 비닐을 나타낸다. 실리콘 수지는 이러한 단위들 중 둘 이상을 함유할 수 있다.
실리콘 수지에서 R1 3SiO1 /2 및 SiO4 /2 단위의 몰 비는 전형적으로 0.5/1 내지 1.5/1, 바람직하게는 0.6/1 내지 0.9/1이다. 이러한 몰 비는 통상적으로 Si29 n.m.r. 분광법으로 측정한다. 이러한 기술은 실리콘 수지의 총 하이드록실 함량 이외에, 실리콘 수지로부터 및 초기 실리콘 수지에 존재하는 네오펜타머, Si(OSiMe3)4로부터 유도된 R1 3SiO1 /2("M") 및 SiO4 /2("Q") 단위의 농도를 정량적으로 결정할 수 있다.
본 발명의 목적을 위해, R1 3SiO1 /2 대 SiO4 /2 비는 {M(수지)+M(네오펜타머)}/{Q(수지)+Q(네오펜타머)}로 표현할 수 있으며, 수지상 및 네오펜타머 부분 중의 실리케이트 그룹의 총 수에 대한 실리콘 수지의 수지상 및 네오펜타머 부분의 트리오가노실록시 그룹의 총 수의 비를 나타낸다.
실리콘 수지는 화학식 XSiO3 /2로 나타내어지는 말단 단위 2.0wt% 이하 또는 0.7wt% 이하 또는 0.3wt% 이하를 함유하며, 여기서, X는 하이드록실 또는 가수분해성 그룹, 예를 들면, 알콕시, 예를 들면, 메톡시 및 에톡시; 알케닐옥시, 예를 들면, 이소프로페닐옥시; 케톡시모, 예를 들면, 메틸에틸케톡시모; 카복시, 예를 들면, 아세톡시; 아미드옥시, 예를 들면, 아세트아미드옥시; 및 아미녹시, 예를 들면, N,N-디메틸아미녹시를 나타낸다. 실리콘 수지 중에 존재하는 실란올 그룹의 농도는 퓨리에 변환 적외선 분광법(Fourier transform infrared spectrophotometry; FTIR)을 사용하여 측정할 수 있다.
실리콘 수지의 목적하는 유동 특성을 달성하는데 요구되는 수 평균 분자량, Mn은 적어도 부분적으로 실리콘 수지의 분자량 및 당해 성분에 존재하는 R1에 의해 나타내어지는 탄화수소 라디칼의 유형(들)에 따라 좌우될 것이다. 본 발명에서 사용되는 Mn은 네오펜타머를 나타내는 피크가 측정으로부터 배제되는 경우에 겔 투과 크로마토그래피를 사용하여 측정되는 분자량을 나타낸다. 실리콘 수지의 Mn은 전형적으로 3,000 초과, 보다 전형적으로 4500 내지 7500이다. 전형적으로 Mn이 3000을 초과하는 경우 열 보유력(thermal hold)(즉, 접착제가 승온에서 이의 접착성을 유지하는 능력)이 150℃ 초과에서 인지 가능해진다.
실리콘 수지는 어떠한 적합한 방법으로도 제조할 수 있다. 이러한 유형의 실리콘 수지는 보고된 바에 따르면 상응하는 실란의 공가수분해에 의해 또는 당업계에 공지된 실리카 하이드로졸 캡핑법에 의해 제조된다. 실리콘 수지는 바람직하게는 다우트 등(Daudt, et al.)의 미국 특허 제2,676,182호; 리버스-파렐 등(Rivers-Farrell et al.)의 미국 특허 제4,611,042호; 및 버틀러(Butler)의 미국 특허 제4,774,310호의 실리카 하이드로졸 캡핑법에 의해 제조된다.
실리콘 수지를 제조하는데 사용되는 중간체는 전형적으로 화학식 R1 3SiX'의 트리오가노실란이며, 여기서, X'는 가수분해성 그룹, 및 4개의 가수분해성 그룹, 예를 들면, 할로겐, 알콕시 또는 하이드록실을 갖는 실란 또는 알칼리 금속 실리케이트, 예를 들면, 나트륨 실리케이트이다.
실리콘 수지 중의 규소-결합 하이드록실 그룹(즉, HOR1SiO1 /2 또는 HOSiO3 /2 그룹)이 실리콘 수지의 총 중량의 0.7중량% 미만 또는 0.3중량% 미만인 것이 바람직하다. 실리콘 수지의 제조 동안 형성된 규소-결합 하이드록실 그룹은 실리콘 수지를 적합한 말단 그룹을 함유하는 실란, 디실록산 또는 디실라잔과 반응시킴으로써 트리하이드로카빌실록시 그룹 또는 가수분해성 그룹으로 전환된다. 가수분해성 그룹을 함유하는 실란은 전형적으로 실리콘 수지의 규소-결합 하이드록실 그룹과 반응하는데 필요한 양을 초과하여 첨가된다.
(2) 오가노폴리실록산
본원에서 유용한 오가노폴리실록산은 화학식 R2R3SiO의 이관능성 단위 및 화학식 R1 aX'3 - aSiG-의 말단 단위로 이루어지며, 여기서, R2는 알콕시 그룹 또는 치환되지 않거나 치환된 1가 탄화수소 라디칼이고; R3은 치환되지 않거나 치환된 1가 탄화수소 라디칼이고; R1은 상기한 바와 같은 그룹이고, X'는 가수분해성 그룹이고; G는 산소원자이거나, 말단 단위의 규소원자를 또 다른 규소원자와 연결시키는 2가 그룹이고, a는 0 또는 1이다. 오가노폴리실록산은 화학식 R3SiO3 /2의 삼관능성 단위( 여기서, R3은 위에 기재된 바와 같다)를 전체를 기준으로 하여 20% 이하로 임의로 함유할 수 있다. R2R3SiO 단위에서 R2 및 R3에 의해 나타내어지는 라디칼의 50% 이상, 전형적으로 80% 이상은 저급 알킬, 예를 들면, 메틸이다.
오가노폴리실록산 상에 존재하는 말단 단위는 화학식 R1 aX'3 - aSiG-로 나타내어지며, 여기서, X'는 가수분해성 그룹이고, R1은 상기한 바와 같은 그룹이고, G는 산소원자이거나, 말단 단위의 규소원자를 또 다른 규소원자와 연결시키는 2가 그룹이고, 하첨자 a는 0 또는 1이다. 전형적으로 오가노폴리실록산은 가교결합된 생성물을 형성하기 위해 분자당 평균 두 개 이상의 가수분해성(X') 그룹을 함유한다. X'로 나타내어지는 전형적인 가수분해성 그룹은 하이드록시, 알콕시, 예를 들면, 메톡시 및 에톡시, 알케닐옥시, 예를 들면, 이소프로페닐옥시, 에녹시, 케톡시모, 예를 들면, 메틸에틸케톡시모, 카복시, 예를 들면, 아세톡시, 아미독시, 예를 들면, 아세트아미독시 및 아미녹시, 예를 들면, N,N-디메틸아미녹시를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
말단 그룹에서 a가 0인 경우 X'로 나타내어지는 그룹은 알콕시, 케톡시모, 알케닐옥시, 카복시, 아미녹시 또는 아미독시일 수 있다. a가 1인 경우 X'는 전형적으로 알콕시이고, R5는 알킬, 예를 들면, 메틸 또는 에틸, 또는 아미노알킬, 예를 들면, 아미노프로필 또는 3-(2-아미노에틸아미노)프로필이다. 아미노알킬 라디칼의 아미노 부분은 1급, 2급 또는 3급일 수 있다.
말단 단위에 대한 화학식에서, G는 가수분해적으로 안정한 2가 그룹 또는 원자이다. 가수분해적으로 안정한다는 것은, 말단 단위가 조성물의 경화 동안 제거되지 않고 경화 반응이 불리하게 영향을 받지 않도록, 가수분해 가능하지 않으며 말단 단위의 규소원자(들)를 오가노폴리실록산 중의 다른 규소원자에 연결시킴을 의미한다. G에 의해 나타내어지는 가수분해적으로 안정한 연결은 산소, 하이드로카빌렌, 예를 들면, 알킬렌 및 페닐렌, 산소, 질소 및 황으로부터 선택된 하나 이상의 헤테로원자를 함유하는 하이드로카빌렌 및 이러한 연결 그룹(linking group)의 조합을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. G는 실알킬렌 연결, 예를 들면, -(OSiMe2)CH2CH2-, -(CH2CH2SiMe2)(OSiMe2)CH2CH2-, -(CH2CH2SiMe2)O-, (CH2CH2SiMe2)OSiMe2)O-, -(CH2CH2SiMe2)CH2CH2- 및 -CH2CH2-, 실록산 연결, 예를 들면, -(OSiMe2)O- 또는 보다 바람직하게는, 산소원자를 나타낼 수 있다.
바람직한 말단 단위의 구체적인 예는 (MeO)3SiCH2CH2-, (MeO)3SiO-, Me(MeO)2SiO-, (EtO)3SiO-, (MeO)3SiCH2CH2SiMeCH2SiMeCH2CH2SiMe2O- 및 CH2=C(CH3)OSiO-를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 이들 화학식에서 Me는 메틸을 나타내고, Et는 에틸을 나타낸다.
X'가 알콕시 그룹을 함유하는 경우, 이러한 X' 그룹을 알킬렌 라디칼, 예를 들면, 에틸렌에 의해 가장 가까운 실록산 단위로부터 분리시키는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 경우에, R1 aX'3 - aSiG-는 (MeO)3SiCH2CH2Si(Me2)O-일 것이다. 알콕시 그룹을 트리알콕시실릴알킬 그룹으로 전환시키는 방법은 선행 기술에 기재되어 있다. 예를 들면, 화학식 (MeO)3SiO- 및 Me(MeO)2SiO-를 갖는 습기 반응성 그룹은 각각 화학식 (MeO)4Si 및 Me(MeO)3Si의 화합물에 의해 실란올-말단 폴리오가노실록산에 도입될 수 있다. 또는, 폴리오가노실록산이 알케닐 라디칼, 예를 들면, 비닐 및 하이드로실릴화 반응 촉매로서 백금족 금속 또는 이의 화합물을 함유하는 경우 각각 화학식 (MeO)3SiH 및 Me(MeO)2SiH의 화합물이 사용될 수 있다. 디알킬케톡시모, 알케닐옥시 및 카복시와 같은 다른 가수분해성 그룹이 알콕시 그룹을 대체할 수 있음을 이해할 것이다.
열 용융 접착제에서 사용되는 오가노폴리실록산은 바람직하게는 알킬 또는 아미노알킬 라디칼과 함께 세 개의 알콕시 또는 케톡시모 그룹, 두 개의 케톡시모 그룹 또는 두 개의 알콕시 그룹을 함유하는 폴리디메틸실록산이다.
오가노폴리실록산의 점도는 25℃에서 0.02Pa·s 내지 100Pa·s, 전형적으로 0.35 내지 60Pa·s일 수 있다.
실리콘 수지 및 오가노폴리실록산은 55/45 내지 70/30 범위의 (1) 실리콘 수지 대 (2) 오가노폴리실록산의 중량비, 즉, 수지/중합체 비를 제공하는 양으로 존재한다. 실리콘 수지의 양은 실리콘 수지 고체의 중량이다; 그러나, 실리콘 수지는 임의로 용매에 용해될 수 있다. 또는, 보다 많은 양의 실리콘 수지가 사용될 수 있지만, 습기 경화성 열 용융 접착제 조성물을 기판에 도포하는 데에는 보다 높은 도포 온도가 필요할 것이다.
(3) 실란 가교결합제
실란 가교결합제는 화학식 R1 nSiZ(4-n)로 나타내어지며, 여기서, R1은 위에 기재된 바와 같고, Z는 주위 조건하에서 적어도 오가노폴리실록산의 말단 그룹과 반응하여 경화물을 형성하는 가수분해성 그룹이고, n은 0, 1 또는 2이다. 전형적으로 R1은 알킬 및/또는 페닐 그룹이다. Z에 의해 나타내어지는 적합한 가수분해성 그룹은 1 내지 4개의 탄소원자를 함유하는 알콕시, 카복시, 예를 들면, 아세톡시, 케톡시모, 예를 들면, 메틸에틸케톡시모 및 아미녹시를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 실란 가교결합제에서 n=2인 경우, 오가노폴리실록산은 전형적으로 3개의 X' 그룹(예를 들면, a = 0)을 함유한다.
적합한 실란 가교결합제는 메틸트리메톡시실란, 이소부틸트리메톡시실란, 메틸트리스(메틸에틸케톡시모)실란, 메틸트리에톡시실란, 이소부틸트리에톡시실란, 메틸트리아세톡시실란 및 알킬 오르토실리케이트, 예를 들면, 에틸 오르토실리케이트를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
사용되는 실란 가교결합제의 양은, 실리콘 수지 및 중합체의 양을 기준으로 하여, 0.1 내지 15pph(part per hundred), 전형적으로 0.1 내지 5pph이다. 너무 많은 실란 가교결합제가 존재하는 경우, 열 용융 접착제의 생강도(green strength) 및/또는 경화 속도가 감소할 것이다. 실란 가교결합제가 휘발성인 경우, 최종 열 용융 접착제 조성물에서 0.1 내지 15pph를 달성하기 위해 과량을 사용하는 것이 필요할 수 있다. 당업계의 숙련가들은 0.1 내지 15pph를 갖는 조성물을 제조하는 데 필요한 양을 결정할 수 있을 것이다.
(4) 촉매
티타네이트 촉매가 열 용융 접착제 제형에서 전형적으로 사용된다. 티타네이트 촉매는 유기 티탄 화합물, 예를 들면, 테트라부틸 티타네이트 및 이들 염과 킬레이트화제, 예를 들면, 아세토아세트산 에스테르 및 베타-디케톤의 부분 킬레이트화된 유도체이다. 사용되는 티타네이트 촉매의 양은, 실리콘 수지와 오가노폴리실록산을 합한 양을 기준으로 하여, 0.02pph 내지 2pph, 전형적으로 0.05pph 내지 1pph이다. 너무 많은 티타네이트 촉매가 첨가되면, 조성물의 경화가 손상될 것이다. 또한, 촉매의 양이 증가함에 따라, 열 용융 접착제의 점도가 증가하여 물질을 도포하는데에 보다 높은 용융 온도가 필요하게 된다.
(5) 접착 촉진제
열 용융 접착제 조성물은, 실리콘 수지와 오가노폴리실록산을 기준으로 하여, 0.05pph 내지 2pph의 접착 촉진제를 함유할 수 있다. 접착 촉진제는 당업계에 널리 공지되어 있으며, 전형적으로 화학식 R5 cR6 dSi(OR)4-(c+d)의 실란이고, 여기서, R5는 독립적으로 3개 이상의 탄소원자를 갖는 치환되거나 치환되지 않은 1가 탄화수소 그룹이고, R6은 접착-촉진 그룹, 예를 들면, 아미노, 에폭시, 머캅토 또는 아크릴레이트 그룹을 갖는 하나 이상의 SiC 결합된 그룹을 함유하고, c는 0 내지 2의 값을 갖고, d는 1 또는 2이고, c+d는 3 이하이다. 접착 촉진제는 또한 상기 실란의 부분 축합물일 수 있다.
(6) 안정제
열 용융 접착제 조성물은 임의로 안정제를 추가로 포함할 수 있다. 당업계의 숙련가들은 적합한 안정제 및 양을 선택할 수 있을 것이다. 예를 들면, 시바 스페셜티 케미칼스(Ciba Specialty Chemicals)로부터의 TINUVIN® 제품(예를 들면, TINUVIN® 765)이 시판되는 UV 및 광 안정제이다. 안정제의 정확한 양은 선택되는 안정제의 유형 및 열 용융 접착제 조성물의 최종 용도에 따라 좌우되지만, 열 용융 접착제 조성물의 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 4% 또는 0.15% 이하의 안정제가 첨가될 수 있다.
(7) 안료
열 용융 접착제 조성물은 임의로 안료를 추가로 포함할 수 있다. 안료의 양은 선택되는 안료의 유형 및 경화된 열 용융 접착제 생성물의 목적하는 착색도에 따라 좌우된다. 예를 들면, 열 용융 접착제 조성물은 카본 블랙과 같은 안료를 0 내지 5% 또는 2% 이하로 포함할 수 있다.
(8) 비-관능성 폴리오가노실록산
열 용융 접착제 조성물은 임의로 비관능성 폴리오가노실록산을 추가로 포함할 수 있다. 본원의 목적으로, "비-관능성"은 폴리오가노실록산이 습기 경화 반응에 관여하지 않음을 의미한다. 예를 들면, 비-관능성 폴리오가노실록산은 화학식 R7 2Si0의 이관능성 단위 및 화학식 R8 3SiG-의 말단 단위로 이루어질 수 있으며, 여기서, 각각의 R7 및 각각의 R8은 독립적으로 알킬, 예를 들면, 메틸, 에틸, 프로필 및 부틸, 알케닐, 예를 들면, 비닐, 알릴 및 헥세닐; 및 아릴, 예를 들면, 페닐, 톨릴, 크실릴, 나프틸 및 펜에틸로 예시되는 치환되거나 치환되지 않은 1가 탄화수소 그룹이고; G는 산소원자이거나, 말단 단위의 규소원자를 또 다른 규소원자와 연결시키는 2가 그룹이거나, 또는 G는 산소원자이다. 비-관능성 폴리오가노실록산은 당업계에 공지되어 있으며, 시판되고 있다. 적합한 비-관능성 폴리오가노실록산은, 미국 미시간주 미들랜드에 소재하는 다우 코닝 코포레이션(Dow Corning Corporation)으로부터 시판되고 12,500 내지 60,000cSt 범위의 점도를 가질 수 있는 DOW CORNING® 200 유체로 예시되지만, 이에 제한되지 않는다.
열 용융 접착제 조성물의 제조
열 용융 접착제 조성물을 제조하는 방법은 (1) 실리콘 수지, (2) 오가노폴리실록산, (3) 실란 가교결합제, (4) 촉매 및 용매를 포함하는 성분들을 배합하는 단계; 배합물을 압출 장치를 통해 공급하여 휘발물을 제거하는 단계; 및 97.5% 내지 100%, 또는 98.5% 내지 100%, 또는 99% 내지 100%의 비휘발물 함량(nonvolatile content; NVC)을 갖는 열 용융 접착제 조성물을 회수하는 단계를 포함한다.
용매가 열 용융 접착제를 제조하는 데 전형적으로 사용된다. 용매는 실리콘 수지 및 오가노폴리실록산의 유동 및 도입을 돕는다. 그러나, 필수적으로 모든 용매는 열 용융 접착제를 제조하기 위한 연속 공정에서 제거된다. 필수적으로란, 열 용융 접착제 조성물이 열 용융 접착제 조성물을 경화시켜 제조되는 열 용융 접착제의 중량을 기준으로 하여, 2.5% 이하 또는 0.5% 미만의 용매를 함유해야 함을 의미한다.
당해 방법에서 사용되는 용매는 열 용융 접착제 조성물을 제조하는 데 사용되는 성분들을 유동화시키는 것을 돕지만 필수적으로 열 용융 접착제 조성물 중의 어떠한 성분과도 반응하지 않는 것이다. 적합한 용매는 유기 용매, 예를 들면, 톨루엔, 크실렌, 메틸렌 클로라이드, 나프타 미네랄 스피릿(naphtha mineral spirit) 및 저분자량 실록산, 예를 들면, 헥사메틸디실록산, 옥타메틸트리실록산, 헥사메틸사이클로트리실록산 및 이들의 배합물이다.
실리콘 수지, 오가노폴리실록산, 실란 가교결합제, 촉매 및 용매와 임의 성분들을 연속 혼합 장치에 공급한다. 연속 혼합 장치로의 첨가 순서는 열 용융 접착제 조성물을 제조하는데 중요하지 않다. 수지가 전형적으로 0.7% 이상의 실란올을 갖는 경우, 실란 가교결합제 및/또는 촉매 및 수지를 함께 가하여 반응이 일어나고 반응 생성물(예를 들면, 휘발물질)을 제거하는 것이 바람직하다. 연속 혼합 장치는 성분들을 혼합할 수 있어야 하고, 용매를 제거하는 수단을 포함해야 한다. 전형적으로 압출 장치가 사용되며, 보다 전형적으로는 2축 압축 장치가 사용된다.
압출 장치를 사용하는 경우, 성분들을 압출기에 공급하고 50℃ 내지 250℃, 또는 80℃ 내지 150℃의 온도로 가열한다. 성분들을 압출기에서 가열함으로써, 성분들을 적절하게 혼합할 수 있도록 점도가 낮아진다. 이러한 방법으로, 전형적으로 실리콘 수지, 오가노폴리실록산 및 용매를 먼저 압출 장치에 공급한다. 실란 가교결합제 및 촉매를 또한 이 시점에서 가하거나, 일부 혼합이 일어난 후에 이들을 장치의 다운스트림에 추가로 가할 수 있다. 동시-회전하는 2축 압출기(co-rotating twin-screw extruder)에서의 열 용융 접착제의 연속 공정이 문헌[참조; T. Peitz, "Continuous Processing of Hot Melt Adhesives on Co-Rotating Twin Screw Extruders", 1996 Hot Melt Symposium, p. 37-45]에 기재되어 있다.
용매는 연속 혼합 공정 동안 제거된다. 전형적으로 진공을 연속 혼합 장치에 적용하여 용매 및, 열 용융 접착제 조성물 중에 있을 수 있는 기타의 휘발물질의 제거를 촉진시킨다. 진공은 연속 혼합 장치에서 1단계 또는 다단계로 적용할 수 있다. 다단계 진공의 사용은 용매에 대한 개선된 제거를 제공하는 것으로 밝혀졌다. 실란 가교결합제는 휘발성일 수 있기 때문에, 용매의 대부분을 제거한 후에 실란 가교결합제를 첨가하여, 용매를 갖는 실란 가교결합제의 제거를 방지할 수 있다.
사용 방법
열 용융 접착제 조성물은 둘 이상의 기판을 함께 접착시키는 데 사용될 수 있다. 전형적으로, 열 용융 접착제 조성물을 두 개의 기판 사이에 층으로서 사용하여 제1 기판, 경화된 열 용융 접착제 및 제2 기판의 적층물을 제조한다. 본원에서 제조되는 적층물 구조는 이러한 세 개의 층으로 제한되지 않는다. 경화된 열 용융 접착제와 기판의 추가의 층이 도포될 수 있다. 적층물에서의 열 용융 접착제 조성물의 층은 연속적이거나 불연속적일 수 있다.
추가로, 다양한 물질이 기판으로서 사용될 수 있다. 열 용융 접착제 조성물 또는 이의 경화물이 도포될 수 있는 적합한 기판은 유리; 금속, 예를 들면, 알루미늄, 구리, 금, 니켈, 규소, 은, 스테인레스 강 합금 및 티탄; 세라믹 재료; 가공된 플라스틱(engineered plastics)을 포함한 플라스틱, 예를 들면, 에폭시, 폴리카보네이트, 폴리(부틸렌 테레프탈레이트) 수지, 폴리아미드 수지 및 이의 블렌드, 예를 들면, 폴리아미드 수지와 신디오택틱 폴리스티렌의 블렌드, 예를 들면, 미국 미시간주 미들랜드에 소재하는 더 다우 케미칼 캄파니(The Dow Chemical Company)로부터 시판되는 것, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌, 스티렌-개질된 폴리(페닐렌 옥사이드), 폴리(페닐렌 설파이드), 비닐 에스테르, 폴리프탈아미드, 폴리이미드, 미국 델라웨어주 윌밍턴에 소재하는 듀 퐁(Du Pont)에 의해 TEFLON®로서 시판되는 폴리테트라플루오로에틸렌 및 미국 펜실베니아주 필라델피아에 소재하는 아르케마 인코포레이티드(Arkema, Inc.)에 의해 KYNAR®로 시판되는 폴리비닐리덴플루오라이드; 셀룰로즈 기판, 예를 들면, 종이, 직물 및 목재; 중합체 물질, 예를 들면, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 폴리이소시아누레이트 및 폴리오가노실록산으로부터 유도된 발포체; 및 이들의 배합물을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 하나 이상의 기판이 사용되는 경우, 기판이 동일한 재료로 만들어질 필요는 없다. 예를 들면, 유리와 금속 기판의 적층물, 또는 유리와 플라스틱 기판의 적층물을 형성하는 것이 가능하다. 또는, 한 가지 유형의 기판을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 경화된 열 용융 접착제와 함께 접착된 둘 이상의 목재 기판의 적층물을 형성하는 것이 가능하다.
적층물 구조를 제조하는 방법 중의 하나는 제1 기판의 표면 위에 열 용융 접착제 조성물의 필름을 도포하는 것이다. 이어서, 제2 기판의 표면을 열 용융 접착제 조성물과 접촉시키고, 제1 표면과 제2 표면을 함께 압축시킨다. 용융된 물질에 사용하기에 적합한 통상의 도포 방법은 가열된 닥터 블레이드(heated doctor blade), 드로우-다운 바(draw-down bar) 및 캘린더 롤(calender roll)을 사용한 침지, 분무, 공압출, 롤 피복 및 분산을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 열 용융 접착제 조성물은 80℃ 내지 165℃, 또는 80℃ 내지 150℃ 범위의 온도로 가열함으로써 도포하거나, 분무 또는 섬유화(fiberizing)에 의해 도포할 수 있다. 생성된 열 용융 접착제 조성물의 필름은 기판 표면적 제곱 피트당 평균 0.5그램 내지 50그램 또는 1그램의 열 용융 접착제 조성물을 제공하기에 충분할 수 있다. 또는, 필름은 1 내지 200㎛ 또는 10 내지 50㎛의 평균 두께를 가질 수 있다. 이러한 유형의 도포를 위한 분무 장치는 당업계에 공지되어 있으며, 시판되고 있다. 당업계의 숙련가들은 분무가 두께 및 기판 피복률(substrate coverage)에 있어서 변할 수 있는 불균일 필름을 생성함을 인지할 것이다. 적합한 도포 장치는 ITW 다이나텍(Dynatec), 그라코(Graco) 또는 노드슨(Nordson)으로부터 입수할 수 있다.
열 용융 접착제 조성물은 습기에 노출시 경화된다. 열 용융 접착제 조성물은 공기 중의 습기와 접촉시키거나, 습기의 직접 도입에 의해, 예를 들면, 적층물을 스팀과 접촉시키거나 적층물을 습기 챔버에 배치함으로써 습기에 노출시킬 수 있다.
열 용융 접착제 조성물의 필름을 형성한 다음 상기 열 용융 접착제 조성물의 필름을 경화시킴으로써 적층물을 형성하는 것이 또한 가능하다. 경화된 필름의 제1 표면을 제1 기판의 표면과 접촉시킨다. 이어서, 제2 기판의 표면을 경화된 필름의 다른 표면과 접촉시키고, 제1 표면과 제2 표면을 함께 압축시켜 적층물을 형성한다.
적층물을 제조하는 또 다른 방법은 제1 기판의 표면 위에 열 용융 접착제 조성물의 필름을 도포하는 것이다. 이어서, 열 용융 접착제 조성물을 습기에 노출시켜 경화시켜 경화된 필름을 생성한다. 이어서, 제2 기판을 제1 기판 상의 경화된 필름과 접촉시키고, 제1 표면과 제2 표면을 함께 압축시켜 적층물을 형성한다. 제2 기판은 제거할 수 있다.
본 발명에 따르는 열 용융 접착제 조성물을 경화시켜 제조된 경화된 필름은 자동차, 전자, 건설, 우주, 직물, 식품, 상수도 및 의료 산업과 같은 각종 산업에서 유용성을 발견할 수 있다. 또는, 경화된 필름은 태양광 산업 또는 운송 산업에서 사용될 수 있다. 경화된 필름은 열, 습기, 태양광 및/또는 전기 회로와 같은 유해 환경(hostile environment)에 내성이 있는 결합을 제공할 수 있다. 예를 들면, 경화된 필름은 인쇄 회로판과 같은 기판 및 전기 또는 전자 소자를 함유하는 기타 기판을 위한 절연보호 코팅(conformal coating)으로서 사용될 수 있다. 예를 들면, 경화된 필름은 광전지(photovoltaic cell)를 위한 웨더 실링(weather sealing) 분야에 사용될 수 있다. 또는, 경화된 필름은 태양광 산업에서 기판용 접착제로서 유용할 수 있다.
열 용융 접착제 조성물을 사용하여 본 발명에 따라 다양한 적층물을 제조할 수 있다. 예를 들면, 적층물은 에어백, 자동차 인테리어, 창, 리드 실(lid seal) 또는 절연 쉬딩(insulation sheathing)의 일부일 수 있다. 도 1은 본 발명에 따르는 절연 쉬딩(100)의 부분 단면도를 보여준다. 절연 쉬딩(100)은 보드(101) 및 경화된 열 용융 접착제의 박막(103)과 함께 결합된 발포체(102)를 포함한다. 보드(101)는, 예를 들면, 목재, 판지, 매소나이트(Masonite), 플라스틱, 예를 들면, 비닐, 또는 금속일 수 있다.
도 2는 본 발명에 따라 제조된 리드 실을 갖는 전자 소자(204)용 하우징(200)의 개략도를 보여준다. 하우징(200)은, 예를 들면,
(1) 상기한 열 용융 접착제 조성물(201)을 용기(202)로서 도시되어 있는 제1 기판의 림(rim) 위로 도포하고,
(2) 리드(203)의 가장자리가 열 용융 접착제 조성물(201)과 접촉하도록, 용기(202) 위에 리드(203)로서 도시되어 있는 제2 기판을 배치하며,
(3) 열 용융 접착제 조성물(201)을 경화시켜 용기(202)와 리드(203) 사이에 리드 실을 형성함으로써 제조할 수 있다.
당업계의 숙련가들은 열 용융 접착제 조성물을 먼저 리드(203)의 가장자리에 도포한 다음, 상기 리드(203)를 용기(202)에 배치할 수 있음을 인지할 것이다. 당업계의 숙련가들은 기판(리드(203) 및 용기(202)) 중의 하나 또는 둘 다에 도포하기 전, 도포하는 동안 또는 도포한 후에 열 용융 접착제 조성물(201)의 경화를 수행할 수 있음을 인지할 것이다. 또는, 열 용융 접착제 조성물, 또는 열 용융 접착제 조성물을 경화시켜 형성된 열 용융 접착제를, 리드를 용기 위로 배치한 후에 리드의 가장자리에서 도포할 수 있다.
실시예
실시예는 당업계의 통상의 숙련가들에게 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 청구항에 기재된 본 발명의 범위를 제한하는 것으로서 해석되어서는 안된다. 이러한 실시예에서 사용되는 성분들은 다음과 같다.
재료:
실리콘 수지
수지 B: 트리오가노실록시 단위 및 SiO2 단위를 0.8의 몰 비로 함유하는 크실렌 가용성 수지상 공중합체. 수지를 트리메틸실록시 그룹으로 캡핑시켜 0.7%의 Si 결합된 하이드록실 그룹을 갖는 수지를 제조한다. 수지를 크실렌에 용해시켜 75% 고체의 용액을 제조한다.
오가노폴리실록산
중합체 A: -CH2CH2-(CH3)2SiOSi(CH3)2-CH2CH2Si(OMe)3 말단 그룹으로 말단화된, 대략 점도 70,000cs의 주로 선형인 폴리디메틸실록산 중합체
가교결합제
알콕시 실란 A: i-Bu Si(OMe)3, 이소부틸트리메톡시실란
L-90 실리카 - 캐보트 코포레이션(Cabot Corporation)으로부터 시판되는 100 sq m/g 표면적의 퓸드 실리카
티타네이트
촉매
티타네이트 촉매 A: Ti(OtBu)4, 테트라-3급 부틸 티탄
시험 방법:
NVC: 비휘발물 함량(NVC)은 데칸을 내부 표준으로서 사용하는 가스 크로마토그래피로 측정하였다.
가스 크로마토그래피 과정: 샘플은 HPLC-등급 헵탄 4g 및 HPLC-등급 데칸 0.04g에 희석시킨 열 용융 접착제 조성물 1g을 사용하여 제조하였다. 샘플이 완전히 용매에 용해될 때까지 블렌드를 볼텍스-타입 혼합기에서 혼합하였다. 마이크로피펫을 사용하여, 샘플을 GC 바이알로 옮기고, 분당 114.0mL의 총 유량을 사용하는 HP-1 컬럼이 장착된 휴렛-팩커드(Hewlett-Packard) 5890 시리즈 II와 같은 가스 크로마토그래프 기기의 자동-샘플러에 넣었다. 샘플 1㎕가 40℃의 초기 온도에서 주입되고; 온도가 분당 15℃로 하여 170℃로 상승한 다음 분당 70℃로 하여 280℃로 상승하고; 온도가 5분 동안 280℃에서 유지되도록 시험 프로그램을 설정하였다. 이어서, 크실렌 이성체, 이소부틸테트라메톡시실란, 테트라키스(트리메틸실록시)실란, 메탄올 및 t-부탄올에 대한 피크를 사용하여 각각의 열-용융 접착제 조성물 중의 휘발물 함량을 계산하였다.
점도: 평행 플레이트 구조(parallel plate geometry)가 장착된 적합한 레오미터(미국 델라웨어주 뉴 캐슬로부터의 TA Instruments ARES rheometer)를 사용하여 100℃ 내지 140℃의 온도 범위에 걸쳐 1Hz의 진동 주파수(oscillation frequency)에서 동적 전단 점도(dynamic shear viscosity)를 측정하였다. 플레이트는 직경이 2.5cm이며, 플레이트 간의 갭은 출발 온도 100℃에서 기준하였다. 열-용융 접착제 샘플을 바닥 플레이트에 부하하고, 상부 플레이트를 끌어내려 0.15 내지 0.20cm 두께의 샘플을 제조하였다. 공기중 2℃/분의 가열 램프(heating ramp) 및 2%의 초기 동적 변형을 사용하였다. 자동변형 옵션(autostrain option)은 변형이 증분적으로 증가하여 레오미터 트랜스듀서(rheometer transducer)로부터 적어도 0.4 g-cm의 토르크 시그널을 유지함을 보장한다. 플레이트 간의 갭은 ℃당 2.5㎛의 속도로 자동으로 조절되어 스테인리스 강 플레이트의 열 팽창을 보상하였다.
인장: 인장 특성은 ASTM D 412에 따라 평가하였다. 열-용융 접착제 조성물의 75-mil 두께 슬래브를 박리 라이너(3M 9956) 사이에서 성형하고 5분간 냉간 압축시켰다. 슬래브를 실온 및 50% RH에서 21일간 경화되도록 하였다. 인장 도그-본(dog-bones) 표본(1 in x 0.125 in)을 슬래브로부터 절단하고, 50-lb 로드 셀을 사용하여 500mm/분에서 MTS RT/5 인장계(제조원; MTS Systems Corporation)에서 끌어당겼다. MTS Systems TestWorks®4(v 4.08B)를 사용하여 데이타 분석을 달성하였다.
실시예
1 - 20 및 비교
실시예
1 내지 4
수지 B 및 중합체 A를 초기에 5갤론 금속 패일에서 혼합한 다음, 비교 실시예 1 및 2에 대해 2축 배합기(TSC: twin-screw compounder)의 제1 배럴로 계량 펌프에 의해 공급하였다. 알콕시 실란 A와 촉매 A의 예비혼합된 슬러리를 다운스트림에 가하여 혼합하였다. 혼합물을 30mm 2축 압출기에 펌핑시켜 약 10lbs/hr의 출구 유량을 생성하였다. 배럴 온도(bl temp), 스크류 속도(rpm) 및 진공 조건(진공 mmHg)이 표에 제공되어 있다. 실시예 1-14 및 비교 실시예 3 및 4는 별도의 계량된 스트림에서 가열된 정적 혼합기를 통해 TSC로 수지 및 중합체를 공급하는 공정 조건을 사용하였다. TSC는 공급 속도에 따라 250 내지 500rpm에서 실시하였다.
각각의 진공 단계 전에 2축 압출기에서, 진공 전에 실을 생성하기 위해 두 개의 역회전 소자(reversing element)(10/10 좌형)를 사용하였다. 각각의 진공 포트하에서, 더 많은 표면적 및 더 긴 잔류 시간이 진공에 노출되도록 3-4 긴 운반 소자(conveying elements)(42/42)를 사용하였다. 제1 포트에서 부분 진공을 사용하여 발포를 방지하고, 후속 포트에서는 보다 높은 진공(>20" Hg)을 사용하였다. 실란/촉매를 가압하에 계량 펌프에 의해 배합기의 다운스트림 부분에 가하였다. 주입 위치는 진공 포트 3 및 4 사이의 열 용융물의 농후한 상(thick phase)이었다. 최종 진공 단계를 13" Hg 및 180℉로 설정하여 반응 부산물을 제거하였다. 총 4개의 진공 포트를 사용하였다.
비휘발물 함량 및 점도는 각각의 실시예에서 제조한 열 용융 접착제 조성물에서 측정하였다. 인장 특성은 상기한 시험 방법에 따라 경화된 열 용융 접착제에 대해 측정하였다. 실리콘 수지, 오가노폴리실록산 및 촉매 및 가교결합제의 양 및 시험 결과가 아래 표 1에 나타내어져 있다.
실시예 17, 19, 20 및 21 - 단일 랩-전단 시험 과정(Single Lap-Shear Testing Procedure):
Kynar® 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF) 시트(제조원; 코네티컷주 월링포드에 소재하는 로랜드 테크놀로지스(Rowland Technologies))를 1 x 4 in2 쿠폰으로 되도록 절단하였다. 1-inch 오버랩 및 0.002-inch 결합 라인 두께를 사용하여 두 개의 쿠폰 사이에 접착제 시험 물질을 샌드위칭시킴으로써 랩-전단 시험편을 제조하였다. 랩-전단 시험편을 두 개의 폴리테트라플루오로에틸렌계 박리 라이너 사이에 삽입하고 40℃에서 5분 동안 열간압축시켰다. 과량의 접착제를 제거하고, 접착제를 3일 동안 컨디셔닝(비-반응성)시키거나 경화(반응성)시켰다. 랩-전단 시험편을 MTS Alliance RT/5 인장계를 사용하여 50mmㆍmin-1의 크로스-헤드 속도(cross-head speed)로 잡아당기고, 다중 시험편으로부터의 피크 응력을 평균내어 접착제 강도의 척도를 제공하였다. 결과가 아래 표 2에 나타내어져 있다.
산업상 이용가능성
열 용융 접착제 조성물 및 열 용융 접착제 조성물을 경화시켜 제조한 열 용융 접착제는 건설 산업 및 산업적 조립 및 유지보수 분야에서 사용된다. 열 용융 접착제 조성물은 건설 및 조립 유형 분야를 포함하지만 이에 제한되지 않는 적층과 같은 분야, 예를 들면, 보드를 함께 적층시키는 데 유용하다. 또는, 열 용융 접착제 조성물은 자기 수평성 및 갭 충전성으로 인해 캡슐화 및 실링과 같은 용도에서 유용하다. 예를 들면, 열 용융 접착제 조성물을 외장(sheath)에 주입하는 경우, 낮은 점도가 열 용융 접착제로 하여금 유동하고 갭을 충전하고 실링하고 경화되도록 할 수 있다.
[도면의 간단한 설명]
도 1은 본 발명에 따라 제조된 창의 일부이다.
도 2는 본 발명에 따라 제조된 리드 실을 갖는 하우징(housing)의 개략도이다.
100 절연 쉬딩
101 보드
102 폴리이소시아누레이트 발포체
103 경화된 열 용융 접착제
200 하우징
201 열 용융 접착제 조성물
202 용기
203 리드
204 전자 소자
101 보드
102 폴리이소시아누레이트 발포체
103 경화된 열 용융 접착제
200 하우징
201 열 용융 접착제 조성물
202 용기
203 리드
204 전자 소자
Claims (35)
- (i) 제1 기판 위에, 125℃에서 5,000 내지 30,000mPa·s 범위의 점도를 갖는 열 용융 접착제 조성물을 분무 또는 섬유화(fiberizing)에 의해 도포함으로써 필름을 형성하는 단계로서,
상기 열 용융 접착제 조성물은
(1) 실리콘 수지의 총 중량을 기준으로 0.7 wt% 미만의 규소-결합 하이드록실 그룹 함량을 갖고 화학식 R1 3SiO1/2의 일관능성 단위 및 화학식 SiO4/2의 사관능성 단위(여기서, R1은 치환되거나 치환되지 않은 1가 탄화수소 라디칼이다)를 포함하는, 55 내지 62부의 실리콘 수지,
(2) 화학식 R2R3SiO의 이관능성 단위 및 화학식 R4 aX'3-aSiG-의 말단 단위(여기서, R2는 알콕시 그룹 또는 치환되지 않거나 치환된 1가 탄화수소 라디칼이고; R3은 치환되지 않거나 치환된 1가 탄화수소 라디칼이고; R4는 아미노알킬 또는 R1 그룹이고; X'는 가수분해성 그룹이고; G는 산소원자이거나, 말단 단위의 규소원자를 다른 규소원자와 연결시키는 2가 그룹이고; a는 0 또는 1이다)를 포함하는, 38 내지 45부의 오가노폴리실록산,
(3) 실리콘 수지 및 오가노폴리실록산 100부당 0.1 내지 5부의 실란 가교결합제 및
(4) 실리콘 수지 및 오가노폴리실록산 100부당 0.02 내지 2부의 티타네이트 촉매를 포함하며,
단, 상기 열 용융 접착제 조성물은 충전제를 함유하지 않고, 상기 열 용융 접착제 조성물은 97.5 wt% 내지 100 wt%의 비휘발물 함량(nonvolatile content)을 갖는 것인, 단계;
(ii) 제2 기판을 상기 필름에 접촉시키는 단계; 및
(iii) 상기 열 용융 접착제 조성물을 경화시키는 단계를 포함하는, 적층체(laminate article)의 제조방법. - (i) 제1 기판 위에, 125℃에서 5,000 내지 30,000mPa·s 범위의 점도를 갖는 열 용융 접착제 조성물을 도포함으로써 필름을 형성하는 단계로서,
상기 열 용융 접착제 조성물은
(1) 실리콘 수지의 총 중량을 기준으로 0.7 wt% 미만의 규소-결합 하이드록실 그룹 함량을 갖고 화학식 R1 3SiO1/2의 일관능성 단위 및 화학식 SiO4/2의 사관능성 단위(여기서, R1은 치환되거나 치환되지 않은 1가 탄화수소 라디칼이다)를 포함하는, 55 내지 62부의 실리콘 수지,
(2) 화학식 R7 2Si0의 이관능성 단위 및 화학식 R8 3SiG-의 말단 단위(여기서, 각각의 R7 및 각각의 R8은 독립적으로 치환되거나 치환되지 않은 1가 탄화수소 그룹이고; G는 산소원자이거나, 말단 단위의 규소원자를 다른 규소원자와 연결시키는 2가 그룹이다)를 포함하는, 38 내지 45부의 비-관능성 폴리오가노실록산을 포함하며,
단, 상기 열 용융 접착제 조성물은 97.5 wt% 내지 100 wt%의 비휘발물 함량을 갖는 것인, 단계;
(ii) 제2 기판을 상기 필름에 접촉시키는 단계; 및
(iii) 상기 열 용융 접착제 조성물을 냉각시키는 단계를 포함하는, 적층체의 제조방법. - 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제2항에 있어서, 단계 (i)이 분무, 섬유화, 롤 피복 또는 압출에 의해 수행되는, 적층체의 제조방법.
- 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 (i)이 상기 열 용융 접착제 조성물을 80℃ 내지 165℃ 범위의 온도로 가열함으로써 수행되는, 적층체의 제조방법.
- 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 필름의 두께가 1 내지 200㎛ 범위인, 적층체의 제조방법.
- 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제1항에 있어서, 단계 (i)의 생성물이 상기 기판 상에 열 용융 접착제 조성물을 0.5 내지 50g/ft2으로 갖는, 적층체의 제조방법.
- 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제2항에 있어서, 단계 (i)의 생성물이 상기 기판 상에 열 용융 접착제 조성물을 0.5 내지 50g/ft2으로 갖는, 적층체의 제조방법.
- 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제6항에 있어서, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 각각 독립적으로 발포체(foam), 유리, 금속, 세라믹 재료, 플라스틱 및 셀룰로즈 기판으로부터 선택되는, 적층체의 제조방법.
- 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제7항에 있어서, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 각각 독립적으로 발포체, 유리, 금속, 세라믹 재료, 플라스틱 및 셀룰로즈 기판으로부터 선택되는, 적층체의 제조방법.
- 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 동일한, 적층체의 제조방법.
- 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 기판이 목재인, 적층체의 제조방법.
- 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제11항에 있어서, 상기 제2 기판이 발포체인, 적층체의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 단계 (ii) 전에 상기 열 용융 접착제 조성물을 상기 제2 기판에 분무함을 추가로 포함하는, 적층체의 제조방법.
- 제2항에 있어서, 단계 (ii) 전에 상기 열 용융 접착제 조성물을 상기 제2 기판에 분무함을 추가로 포함하는, 적층체의 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 (iii)이 단계 (ii) 전, 단계 (ii) 동안 또는 이들 둘 다에서 수행되는, 적층체의 제조방법.
- 청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.제1항에 있어서, 단계 (iii)이 상기 열 용융 접착제 조성물을 습기에 노출시킴으로써 수행되는, 적층체의 제조방법.
- 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 제2 기판 상의 상기 열 용융 접착제 조성물이 단계 (iii) 전에 전부 또는 일부 경화되는, 적층체의 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 의해 제조되는 적층물.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
ㆍ건설 산업 또는 산업적 유지보수 및 조립 분야;
ㆍ전자 산업 분야;
ㆍ직물 산업 분야;
ㆍ자동차, 전자, 건설, 우주, 직물, 식품, 상수도 및 의료 산업으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 산업; 또는
ㆍ태양광 산업 및 운송 산업으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 산업에서 사용되는, 적층체의 제조방법. - 삭제
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