KR101661729B1 - 고분자 재료 접착용 폴리우레탄계 유도가열 접착제 - Google Patents

고분자 재료 접착용 폴리우레탄계 유도가열 접착제 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고분자 재료 접착용 폴리우레탄계 유도가열 접착제에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 하드세그먼트 함량이 15~35중량%이고 용융온도가 100~200℃인 에스테르계 폴리우레탄과 유도가열 처리에 의해 발열하는 자성 금속화합물 또는, 자성 금속화합물과 산화금속의 혼합물을 첨가하여 접착제를 제조하고 이를 주파수 500Hz~3MHz, 출력전압 1~20KW에서 1~5분간 유도가열 처리를 함으로써 유도가열을 통해서 접착제만 선택적으로 가열 및 용융되면서도 접착특성이 우수하고, 또한 짧은 시간내에 접착이 가능함에 따라 접착 공정을 극히 단순화시킬 수 있도록 하는, 고분자 재료 접착용 폴리우레탄계 유도가열 접착제에 관한 것이다.

Description

고분자 재료 접착용 폴리우레탄계 유도가열 접착제{INDUCTION HEATING POLYURETHANE ADHESIVE FOR BONDING POLYMER MATERIAL}
본 발명은 접착특성이 우수할 뿐만 아니라, 필요한 때에 유도가열을 통해서 짧은 시간내에 접착이 이루어지도록 함으로써 빠르고 간편한 공정을 통해 접착이 가능하도록 하는, 고분자 재료 접착용 폴리우레탄계 유도가열 접착제에 관한 것이다.
현재 고분자 재료 접착에 사용되는 접착제는 유기 용제를 사용하는 유성 타입과 핫멜트 타입이 많이 사용되고 있다. 유성타입의 접착제는 도포한 후 건조해서 사용하고 핫멜트 타입의 경우에는 접착제를 용융시킬 수 있는 온도 조건 이상으로 열풍가열 한 후 기재를 서로 압착하여 접합시키게 된다. 하지만 이러한 가열 방식을 사용하는 경우 피착재 전체에 높은 온도가 가해지기 때문에 고온에서 피착재의 열변형 및 노화, 물성저하 등의 문제가 발생될 수 있다. 따라서 유기용제에 의한 환경문제가 없고 접착제를 도포한 후 접착제만 선택적으로 가열하여 피착재에는 영향을 주지 않는 새로운 접착 시스템이 필요성이 증가되고 있는 실정이다.
한편, 유도가열(induction heating)은 유도코일에 교류 전류를 흘려주게 되면 자기장이 발생하여 피가열체 표면으로 2차 전류가 유도되어 금속에서 열이 발생하는 원리이며, 피가열체가 스스로 가열되므로 유도가열이라고 불린다. 유도가열은 직접적인 가열 방식이 아닌 간접적으로 가열하는 형태로 금속입자를 비접촉으로 가열하는 방식이며 이러한 유도가열 기술은 전기 용융로, 금속표면열처리, 파이프 전기용접제작, 히팅롤, 인덕션 쿠커 등 다양한 분야에서 활용범위가 확대되고 있다. 유도가열 방식은 특정부위만을 짧은 시간에 가열시킴으로써 에너지 절감 효과를 얻을 수 있고 깨끗하고 안전한 작업환경이 가능하다. 또한 유도가열에 의해 접착이 가능한 접착제는 접착제 부분만을 가열할 수 있기 때문에 열에 의한 피착재의 물성저하가 없고, 또한 접합하고자하는 피착재에 접착제를 먼저 도포해두거나 붙여서 보관할 수 있으며, 접착 시 짧은 시간에 접착제의 가열이 가능하기 때문에 작업속도가 빠른 장점이 있다.
현재까지 진행되었던 유도가열 접착제에 대한 연구로는 고주파 유도가열 장치를 이용하여 접착 구조체를 가열하여 박리하는 방법(특허문헌 1), 플래시 패널에서 심재와 면재 사이의 접착제를 고주파를 이용해서 용융시키고 고체화시켜 접착하는 것을 특징으로 하는 발명(특허문헌 2), 폴리에틸렌시트를 고주파 유도가열에 의하여 철판에 용착하는 공법 및 그 장치(특허문헌 3), 변성 폴리올레핀 수지에 금속을 적층한 형태의 접착제를 유도 가열에 의해 접착하는 방법(특허문헌 4) 등이 있다. 하지만 현재까지 유도가열 접착제에는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에테르이미드, 폴리설폰 등의 열가소성 수지가 주로 사용되고 있으며, 고분자 재료 접착에 사용되는 폴리우레탄계 유도가열용 접착제는 시도된 적이 없었다.
따라서, 본 발명의 출원인은 접착특성이 우수하고 필요한 때에 유도가열을 통해서 짧은 시간내에 접착이 가능한 고분자 재료 접착용 폴리우레탄계 유도가열 접착제를 도출함으로써, 본 발명을 완성하였다.
특허문헌 1 : 일본공개특허 제2004-0002549호 "고주파 유도가열 장치를 이용하여 접착 구조체를 가열하여 박리하는 방법" 특허문헌 2 : 일본공개특허 제2004-0084283호 "플래시 패널에서 심재와 면재 사이의 접착제를 고주파를 이용해서 용융시키고 고체화시켜 접착하는 방법" 특허문헌 3 : 대한민국등록특허 제10-0312859호 "폴리에틸렌시트를 고주파 유도가열에 의하여 철판에 용착하는 공법 및 그 장치" 특허문헌 4 : 일본공개특허 제2012-0061796호 "변성 폴리올레핀 수지에 금속을 적층한 형태의 접착제를 유도 가열에 의해 접착하는 방법"
본 발명은 상술한 바와 같이, 접착특성이 우수하고 필요한 때에 유도가열을 통해서 짧은 시간내에 접착이 가능한 고분자 재료 접착용 폴리우레탄계 유도가열 접착제에 관한 것으로서, 하드세그먼트 함량이 15~35중량%이고 용융온도가 100~200℃인 에스테르계 폴리우레탄수지에 자성 금속화합물 또는, 자성 금속화합물과 산화금속의 혼합물을 첨가하여 이루어지는 고분자 재료 접착용 폴리우레탄계 유도가열 접착제를 제공하는 것을 과제로 한다.
여기서, 상기와 같이 이루어지는 폴리우레탄계 유도가열 접착제는 주파수 500Hz~3MHz, 출력전압 1~20KW로 1~5분의 유도가열을 통해서 피착재와 상호 접착시킴으로써, 접착특성 및 공정의 단순화를 더욱 향상시킬 수 있도록 함을 다른 과제로 한다.
본 발명은 고분자 재료 접착용 폴리우레탄계 유도가열 접착제에 있어서, 폴리우레탄수지 100중량부에 자성 금속화합물 5~20중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 고분자 재료 접착용 폴리우레탄계 유도가열 접착제를 과제의 해결 수단으로 한다.
여기서, 상기 고분자 재료 접착용 폴리우레탄계 유도가열 접착제는, 자성 금속화합물에 산화금속을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
한편, 상기 폴리우레탄수지는, 하드세그먼트 함량이 15~35중량%이고 용융온도가 100~200℃인 에스테르계 폴리우레탄을 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 자성 금속화합물은 철, 니켈, 코발트, 니켈 아연 페라이트 또는 망간 아연 페라이트 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하고, 상기 산화금속은 산화니켈, 산화코발트 또는 산화지르코늄 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 자성 금속화합물 또는 산화금속은 입자 크기가 0.1~50㎛인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 고분자 재료 접착용 폴리우레탄계 유도가열 접착제는, 롤 또는 스프레이 방식으로 도포하여 사용하거나, 또는 시트 형태로 제조하여 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 고분자 재료 접착용 폴리우레탄계 유도가열 접착제는, 주파수 500Hz~3MHz, 출력전압 1~20KW의 조건으로 1~5분 유도가열 처리하여 용융시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 유기용제를 사용하지 않는 등 친환경적일 뿐만 아니라, 접착특성이 매우 우수하고 또한 필요한 때에 유도가열을 통해서 짧은 시간내에 접착이 가능함에 따라 접착 공정을 극히 단순화시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예와 비교예에서 제조된 유도가열용 우레탄 접착제를 평가하기 위한 유도가열 장치 구조의 개략도
상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명은 각종 신발창이나 고무제품 등의 고분자 재료 접착용 폴리우레탄계 유도가열 접착제에 관한 것으로서, 본 발명의 기술적 구성을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하 본 발명에 따른 고분자 재료 접착용 폴리우레탄계 유도가열 접착제를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 고분자 재료 접착용 폴리우레탄계 유도가열 접착제는, 폴리우레탄수지 100중량부에 자성 금속화합물 또는 자성 금속화합물과 산화금속의 혼합물을 첨가하여 이루어진다.
이와 같은 유도가열용 폴리우레탄 접착제의 각 구성 성분에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 폴리우레탄수지는 하드세그먼트의 함량이 15~35중량%이고 용융온도가 100~200℃인 것을 사용하며, 폴리우레탄 제조에서 사용되는 폴리올은 에스테르계 폴리올을 사용하고 500~4,000 범위의 수평균 분자량에 2개 이상의 히드록시기를 포함하는 것을 사용한다. 폴리에스테르 폴리올은 2~12개의 탄소 원자를 포함하는 디카르복실산과 하나 이상의 디올의 반응에 의하여 얻어지며 디카르복실산의 예로는 아디프산, 글루타르산, 아켈라익산, 세바식산(sebasic acid)과 같은 지방족 2가 산과, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 나프텐산과 같은 방향족산이 포함된다. 본 발명의 적절한 디올로는 에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콘, 디에틸렌 글리콜, 1,4-부틸렌 글리콜, 1,6-헥실렌 글리콜 등의 글리콜류와 글리세롤, 트리메틸올프로판, 펜다에리스리톨 등의 폴리하이드릭 알콜류가 있다. 또한 탄화수소 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올, 락톤계 폴리에스테르 폴리올도 포함되며 본 발명에서 폴리올은 요구되는 특성에 따라 단독으로 또는 2개 이상을 조합해서 사용할 수 있다.
본 발명에서 폴리우레탄 제조에 사용되는 이소시아네이트로는 특별히 제한되지는 않으며 4,4’-디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI), 크실렌 디이소시아네이트, 수소화 디페닐메탄 디이소시아네이트, 나프탈렌-1,5-디이소시아네이트(NDI), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 시클로헥실디이소이아네이트(CHDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 펜타메틸렌디이소시아네이트 등의 방향족, 포화 또는 불포화 고리형 화합물, 지방족 화합물 등을 사용할 수 있다. 그리고 이소시아네이트기와 히드록시기의 몰비(NCO/OH)는 1.2~3으로 조절하여 하드세그먼트의 함량이 15~35중량%가 되도록 한다. 하드세그먼트의 함량이 15중량% 미만일 때는 접착력을 포함한 전반적인 물성이 저하되며, 35중량%를 초과하면 유도가열 조작 시 접착제의 용융점이 높아져서 접착이 잘 되지않는다.
그리고, 폴리우레탄 제조에 사용되는 쇄연장제로는 작은 분자량, 일반적으로 400미만의 분자량을 갖고 이소시아네이트와 반응할 수 있는 활성수소를 함유하는 것으로서 관능기는 2개 이상이며, 폴리올 100중량부에 대하여 1~20 중량부 사용하고 폴리우레탄의 물성을 향상시킨다. 가교성 저분자 화합물을 1중량부 미만 사용하게 되면 폴리우레탄의 물성이 저하되고 20중량부를 초과해서 사용하면 탄성력 및 접착력이 저하된다. 이러한 가교성 저분자 화합물로는 디에탄올아민, 1,4-부틸렌디아민, 1,6-헥사메틸렌디아민, 트리에탄올아민, 디이소프로판올아민, 에틸렌글리콜, 부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,4-시클로헥산디올, 저분자량의 알킬렌 옥사이드, 다작용성 아민 또는 알콜의 부가물 및 다양한 저분자량의 다작용성 히드록시 또는 아민 화합물을 사용할 수 있다.
상기와 같은 조건의 폴리우레탄 접착제는 금속 및 아민 촉매를 사용하여 기존에 알려진 일반적인 우레탄 합성 방법에 따라 제조하며, 이러한 우레탄 합성 방법 및 각 재료는 이미 널리 공지된 내용으로써 그 상세한 설명은 생략한다.
한편, 본 발명의 폴리우레탄수지의 용융온도가 100℃ 미만일 경우에는 접착후의 내열특성이 낮아질 수 있으며, 200℃를 초과할 경우, 유도가열에 의한 용융이 제대로 이루어지지 않거나 또는 용융상태가 불량하여 접착제로써 기능을 하지 못하게될 우려가 있다.
본 발명에 사용되는 금속입자는 유도가열에 의해 발열하여 접착제를 가열시켜 용융시키는 역할을 하는 물질로 철, 니켈, 코발트, 등의 강자성 재료와 니켈 아연 페라이트, 망간 아연 페라이트, 구리 아연 페라이트같은 페리 자성 재료 및 산화니켈, 산화아연, 산화코발트, 산화지르코늄, 바륨타이타네이트 등의 산화금속 등을 사용할 수 있으며 산화금속입자의 경우에는 자기 재료보다 효과적이지 않기때문에 단독으로 적용하는 것보다 강자성 재료와 병용하여 사용하는 것이 적절하다. 이때, 상기 강자성 재료와 산화금속의 병용 시 가열 및 용융 효율을 고려하여 1 : 1 ~ 2 : 1 중량비로 병용하는 것이 바람직하다. 그리고 상기와 같은 금속입자의 사용량은 우레탄 수지 100중량부에 대하여 5~20중량부가 적절하다. 사용량이 5중량부 미만일 때는 상기의 사용목적에 맞는 충분한 역할을 하지 못하고 20중량부를 초과해서 사용하면 접착제의 점도가 크게 상승하여 도포특성이 나빠지고 접착력이 저하된다.
또한, 금속입자의 크기는 0.1~50㎛가 적절하며, 크기가 0.1㎛ 미만인 입자의 경우에는 유도가열 효율은 높지만 제조하기가 어렵고 급격한 산화반응으로 인한 폭발의 위험성이 있으며, 입자크기가 50㎛를 초과하면 가격이 싸서 접착제의 단가가 낮아지는 장점이 있지만 충분한 유도가열 효율을 얻으려면 많은 양을 사용해야 되고 유도가열 효율 또한 낮아서 충분한 온도 상승을 위해서는 처리시간이 길어지는 문제점이 발생된다.
본 발명에서 유도가열 접착제의 접착력을 향상시키기 위해서 경화제 및 열안정제, 노화방지제 등의 첨가제를 0.05~5 중량부 사용할 수 있으며, 이외에도 이미 공지된 다양한 첨가제의 사용이 가능하며, 이러한 첨가제는 접착제 분야에서 이미 널리 사용되는 종류 및 함량으로써 그 상세한 설명은 생략한다.
여기서, 상기와 같이 이루어지는 본 발명의 유도가열이 가능한 우레탄계 접착제는 폴리우레탄 수지와 금속입자 그리고 필요에 따라 경화제 및 첨가제들을 니더나 레오코더 등을 사용해서 용융, 혼합한 후에 사출기, 캘린더 성형기, 가열 프레스기 등을 사용하여 일정한 형태로 가공하여 사용한다. 제조된 접착제는 핫멜트 어플리케이터를 사용해서 승온한 다음 접착하고자 하는 피착재에 롤 또는 스프레이 방식으로 도포하거나, 시트 형태로 제조된 접착제를 피착재 사이에 삽입한 다음 유도가열을 통해서 접착제를 가열, 압착하여 접착하지만, 상기와 같은 형태에 한정되는 것은 아니고 이미 공지된 다양한 방법에 의해 피착재에 적용될 수 있다.
한편, 본 발명의 유도 가열용 접착제를 사용하여 피착재를 접합하는 방법은 다음과 같다. 접착제가 도포된 시편이나 또는 접착하고자하는 시편 사이에 접착제 시트를 삽입한 형태의 피착재를 유도코일 내부에 위치시키고 유도 가열 장치로부터 적절한 자기장을 걸어서 접착제의 온도를 상승시켜서 용융시킨 다음 피착재를 접합한다. 유도 가열에서 사용하는 유도 코일은 특별한 형태로 한정되지는 않고 접합하고자하는 시편의 형태에 적합하게 설계한다. 본 발명에서 유도코일은 원형 다권코일의 형태로 출력전압은 2KW, 주파수는 730Hz로 사용하였다. 유도가열 효율은 금속입자의 종류, 크기, 함량 및 접착제의 도포 두께로 조절할 수 있으며, 접착을 위해서는 유도가열 1~5분 처리하여야 하며 접착제의 온도가 150~200℃까지 상승되면 접착제가 용융되어 접합부위가 접착된다. 하지만 여기에 한정되는 것은 아니고 주파수 500Hz~3MHz, 출력전압 1~20KW의 조건으로 1~5분 유도가열 처리하여 용융시킬 수 있는 범위내에서 이미 공지된 다양한 유도 가열장치를 적용할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하겠지만 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.
1. 유도가열 접착제의 제조
(실시예 1)
교반기, 냉각기, 질소 주입기가 장착된 5구 분리형 플라스크에 에스테르계 폴리올 (AA/NPG, 분자량:3,500) 84.6중량부에 메틸렌디페닐디이소시아네이트 12.9중량부, 첨가제-1(열안정제) 0.1중량부, 첨가제-2(노화방지제) 0.2중량부, 1,4-부탄디올 0.25중량부, 디부틸틴디라우레이트 0.1중량부를 넣고 후 80℃로 온도를 높여서 질소를 투입하면서 200rpm의 속도로 교반 하면서 3시간 반응시킨 다음 NCO 함량이 이론치에 도달한 것을 확인하고 이소시아네이트말단 프리폴리머를 제조하였다. 그 다음 1,4-부탄디올 2.25중량부를 투입하고 실온에서 1,000rpm의 속도로 3분간 혼합한 다음 90℃에서 12시간 동안 에이징해서 하드세그먼트 함량이 15중량%인 유도가열 접착제용 폴리우레탄수지를 합성하였다.
제조된 폴리우레탄수지 100중량부와 크기가 5~10㎛인 니켈입자 10중량부를 레오코더에 투입하고 150℃ 온도에서 150rpm의 속도로 10분간 혼합한 다음 가열 프레스를 사용하여 900㎛의 두께를 갖는 유도가열용 접착제 시트를 제조하였다.
(실시예 2)
교반기, 냉각기, 질소 주입기가 장착된 5구 분리형 플라스크에 에스테르계 폴리올 (AA/NPG, 분자량:3,500) 64.7중량부에 메틸렌디페닐디이소시아네이트 27.2중량부, 첨가제-1(열안정제) 0.1중량부, 첨가제-2(노화방지제) 0.2중량부, 1,4-부탄디올 0.8중량부, 디부틸틴디라우레이트 0.1중량부를 넣고 80℃로 온도를 높여서 질소를 투입하면서 200rpm의 속도로 교반 하면서 3시간 반응시킨 다음 NCO 함량이 이론치에 도달한 것을 확인하고 이소시아네이트말단 프리폴리머를 제조하였다. 그 다음 1,4-부탄디올 7.3중량부를 투입하고 실온에서 1,000rpm의 속도로 3분간 혼합한 다음 90℃에서 12시간 동안 에이징해서 하드세그먼트 함량이 35중량%인 유도가열 접착제용 폴리우레탄수지를 합성하였다. 제조된 폴리우레탄수지 100중량부와 크기가 5~10㎛인 니켈입자 10중량부를 레오코더에 투입하고 150℃ 온도에서 150rpm의 속도로 10분간 혼합한 다음 가열 프레스를 사용하여 900㎛의 두께를 갖는 유도가열용 접착제 시트를 제조하였다.
(실시예 3)
실시예 2에서 크기가 5~10㎛인 니켈입자를 5중량부 사용하는 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 폴리우레탄수지와 유도가열용 접착제 시트를 제조하였다.
(실시예 4)
실시예 2에서 크기가 5~10㎛인 니켈입자를 20중량부 사용하는 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 폴리우레탄수지와 유도가열용 접착제 시트를 제조하였다.
(실시예 5)
실시예 2에서 크기가 100nm인 코발트를 10중량부 사용하는 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 폴리우레탄수지와 유도가열용 접착제 시트를 제조하였다.
(실시예 6)
실시예 2에서 크기가 40~50㎛인 니켈입자와 산화니켈 1 : 1 중량비로 병용한 혼합물 10중량부 사용하는 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 폴리우레탄수지와 유도가열용 접착제 시트를 제조하였다.
(실시예 7)
실시예 2에서 니켈입자 대신 크기가 5~10㎛인 철입자를 10중량부 사용하는 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 폴리우레탄수지와 유도가열용 접착제 시트를 제조하였다.
(비교예 1)
교반기, 냉각기, 질소 주입기가 장착된 5구 분리형 플라스크에 에스테르계 폴리올 (AA/NPG, 분자량:3,500) 89.9중량부에 메틸렌디페닐디이소시아네이트 9.1중량부, 첨가제-1(열안정제) 0.1중량부, 첨가제-2(노화방지제) 0.2중량부, 1,4-부탄디올 0.1중량부, 디부틸틴디라우레이트 0.1중량부를 넣고 후 80℃로 온도를 높여서 질소를 투입하면서 200rpm의 속도로 교반 하면서 3시간 반응시킨 다음 NCO 함량이 이론치에 도달한 것을 확인하고 이소시아네이트말단 프리폴리머를 제조하였다. 그 다음 1,4-부탄디올 0.9중량부를 투입하고 실온에서 1,000rpm의 속도로 3분간 혼합한 다음 90℃에서 12시간 동안 에이징해서 하드세그먼트 함량이 10중량%인 유도가열 접착제용 폴리우레탄수지를 합성하였다.
제조된 폴리우레탄수지 100중량부와 크기가 5~10㎛인 니켈입자 10중량부를 레오코더에 투입하고 150℃ 온도에서 150rpm의 속도로 10분간 혼합한 다음 가열 프레스를 사용하여 900㎛의 두께를 갖는 유도가열용 접착제 시트를 제조하였다.
(비교예 2)
교반기, 냉각기, 질소 주입기가 장착된 5구 분리형 플라스크에 에스테르계 폴리올 (AA/NPG, 분자량:3,500) 59.9중량부에 메틸렌디페닐디이소시아네이트 30.6중량부, 첨가제-1(열안정제) 0.1중량부, 첨가제-2(노화방지제) 0.2중량부, 1,4-부탄디올 0.9중량부, 디부틸틴디라우레이트 0.1중량부를 넣고 후 80℃로 온도를 높여서 질소를 투입하면서 200rpm의 속도로 교반 하면서 3시간 반응시킨 다음 NCO 함량이 이론치에 도달한 것을 확인하고 이소시아네이트말단 프리폴리머를 제조하였다. 그 다음 1,4-부탄디올 8.6중량부를 투입하고 실온에서 1,000rpm의 속도로 3분간 혼합한 다음 90℃에서 12시간 동안 에이징해서 하드세그먼트 함량이 40중량%인 유도가열 접착제용 폴리우레탄수지를 합성하였다.
제조된 폴리우레탄수지 100중량부와 크기가 5~10㎛인 니켈입자 10중량부를 레오코더에 투입하고 150℃ 온도에서 150rpm의 속도로 10분간 혼합한 다음 가열 프레스를 사용하여 900㎛의 두께를 갖는 유도가열용 접착제 시트를 제조하였다.
(비교예 3)
실시예 2에서 니켈입자를 사용하지 않는 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 폴리우레탄수지와 접착제 시트를 제조하였다.
(비교예 4)
실시예 2에서 니켈입자를 2중량부 사용하는 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 폴리우레탄수지와 유도가열용 접착제 시트를 제조하였다.
(비교예 5)
실시예 2에서 니켈입자를 35중량부 사용하는 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 폴리우레탄수지와 유도가열용 접착제 시트를 제조하였다.
(비교예 6)
실시예 2에서 크기가 100㎛인 니켈입자를 10중량부 사용하는 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 폴리우레탄수지와 유도가열용 접착제 시트를 제조하였다.
2. 유도가열 접착제의 평가
(시험방법)
상기 실시예와 비교예에서 제조된 유도가열용 우레탄 접착제는 다음과 같은 방법에 의해 특성을 평가하였다.
유도가열 : 도 1에 도시된 바와 같이, 고무시편 사이에 900㎛ 두께의 접착제 시트를 삽입한 후 유도코일 내부에 위치시키고 출력전압 2KW, 주파수 730Hz로 유도 가열 장치로부터 자기장을 걸어서 접착제의 온도를 상승시켜서 용융시킨 다음 피착재를 접합한다.
(접착력)
접착시편은 가교고무를 사용했으며 접착강도는 KSM 3725(접착제의 박리강도 시험방법)에 준해서 측정하였다. 20×100×4mm 규격의 가교고무는 증류수에서 초음파 세척기를 사용하여 5분간 세척한 다음 고무용 표면처리제(AQUACE PR-505)를 도포한 후 60℃에서 10분간 건조하여 사용하였다. 그다음 준비된 시편 사이에 유도가열용 접착제 시트를 넣고 가열한 다음 압착롤러를 사용하여 접착하였다. 접착 후 실온에서 30분, 24시간 후 만능인장시험기(UTM, Zwick, Zwick-1435)를 사용하여 박리속도 200mm/min으로 박리강도를 측정하였으며 접착력은 동일시편 3개의 평균 측정값으로 하였다.
상기 실험에 대한 결과는 다음 [표 1] 및 [표 2]에 나타낸 바와 같다([표 1]은 실시예 1 ~ 7에 따른 유도가열 접착제의 특성을 나타낸 것이고, [표 2]는 비교예 1 ~ 6에 다른 유도가열 접착제의 특성을 나타낸 것이다).
구분 실시예
1		 실시예
2		 실시예
3		 실시예
4		 실시예
5		 실시예
6		 실시예
7
접착제
온도
(℃)		 유도가열시간: 60초 91 93 74 120 118 70 90
유도가열시간: 120초 171 174 127 221 214 118 170
유도가열시간: 150초 217 220 173 267 255 170 215
접착력
(kgf/2cm)		 초기 접착력 10~11 13~14 12~13 14~15 14~15 12~13 14~15
상태 접착력 18~19 20 RB* 20 RB* 20 RB* 20 RB* 20 RB* 20 RB*
- RB* (Rubber break) : 고무 시편이 끊어짐
구분 비교예
1		 비교예
2		 비교예
3		 비교예
4		 비교예
5		 비교예
6
접착제
온도
(℃)		 유도가열시간: 60초 95 89 22 34 162 42
유도가열시간: 120초 177 170 22 67 258 73
유도가열시간: 150초 223 215 22 88 287 105
접착력
(kgf/2cm)		 초기 접착력 5~6 3~4 접착안됨 접착안됨 9~10 접착안됨
상태 접착력 9~10 7~8 접착안됨 접착안됨 14~15 접착안됨
- RB* (Rubber break) : 고무 시편이 끊어짐
- 비교예 2 : 접착제 온도가 215℃까지 상승되어도 접착제가 충분히 용융되지 않음
- 비교예 5 : 니켈이 35phr 사용되어 점도가 높아져서 입자의 분산 및 균일한 도포 어려움
상기 [표 1] 및 [표 2]를 통해 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 고분자 재료 접착용 폴리우레탄계 유도가열 접착제는 유도가열을 통해서 짧은 시간내에 접착이 가능함에 따라 접착 공정을 극히 단순하면서도 접착특성이 우수함을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고분자 재료 접착용 폴리우레탄계 유도가열 접착제는 상기의 바람직한 실시 예를 통해 설명하고, 그 우수성을 확인하였지만 해당 기술 분야의 당업자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (7)

  1. 고분자 재료 접착용 폴리우레탄계 유도가열 접착제에 있어서,
    폴리우레탄수지 100중량부에 자성 금속화합물 5~20중량부를 포함하여 이루어지되,
    상기 폴리우레탄수지는, 하드세그먼트 함량이 15~35중량%이고 용융온도가 100~200℃인 에스테르계 폴리우레탄을 사용하고,
    상기 자성 금속화합물은 산화금속과 1 : 1 ~ 2 : 1 중량비로 병용하여 포함되며, 상기 자성 금속화합물은 철, 니켈, 코발트, 니켈 아연 페라이트 또는 망간 아연 페라이트 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하고, 상기 산화금속은 산화니켈, 산화코발트 또는 산화지르코늄 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하며, 상기 자성 금속화합물 또는 산화금속은 입자 크기가 0.1~50㎛이고,
    상기 고분자 재료 접착용 폴리우레탄계 유도가열 접착제는, 롤 또는 스프레이 방식으로 도포하여 사용하거나, 또는 시트 형태로 제조하여 사용하며, 주파수 500Hz~3MHz, 출력전압 1~20KW의 조건으로 1~5분 유도가열 처리하여 용융시키는 것을 특징으로 하는, 고분자 재료 접착용 폴리우레탄계 유도가열 접착제.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200053867A (ko) * 2018-11-09 2020-05-19 한양대학교 에리카산학협력단 다공성 탄성 구조체, 표면이 개질된 다공성 탄성 구조체, 및 그들의 제조 방법.
KR102271483B1 (ko) * 2020-02-21 2021-07-02 (주)한성퍼트레이딩 모피의 친환경 가공방법

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11113607A (ja) * 1997-10-16 1999-04-27 Techno Star:Kk 新規な靴底
KR100312859B1 (ko) 1999-11-19 2001-11-05 정성만 폴리에틸렌시트를 고주파 유도가열에 의하여 철판에 용착하는 공법 및 그 장치
JP2004002549A (ja) 2002-05-31 2004-01-08 Sekisui Chem Co Ltd 接着構造体の剥離方法および接着剤
JP2004084283A (ja) 2002-08-27 2004-03-18 Toppan Printing Co Ltd フラッシュパネル及びその製造方法並びに解体方法
KR20110067203A (ko) * 2009-12-14 2011-06-22 한국신발피혁연구소 해체성 폴리우레탄 접착제의 조성물 및 이의 해체방법
KR20120061796A (ko) 2009-09-02 2012-06-13 가부시키가이샤 가네카 유전 가열용 핫멜트 접착재
KR20120113757A (ko) * 2009-12-21 2012-10-15 테사 소시에타스 유로파에아 차별적 탈착 특성을 지니는 유도적으로 가열가능한 접착 테이프
KR20120113758A (ko) * 2009-12-21 2012-10-15 테사 소시에타스 유로파에아 열-활성화되는 접착가능한 표면 부재

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11113607A (ja) * 1997-10-16 1999-04-27 Techno Star:Kk 新規な靴底
KR100312859B1 (ko) 1999-11-19 2001-11-05 정성만 폴리에틸렌시트를 고주파 유도가열에 의하여 철판에 용착하는 공법 및 그 장치
JP2004002549A (ja) 2002-05-31 2004-01-08 Sekisui Chem Co Ltd 接着構造体の剥離方法および接着剤
JP2004084283A (ja) 2002-08-27 2004-03-18 Toppan Printing Co Ltd フラッシュパネル及びその製造方法並びに解体方法
KR20120061796A (ko) 2009-09-02 2012-06-13 가부시키가이샤 가네카 유전 가열용 핫멜트 접착재
KR20110067203A (ko) * 2009-12-14 2011-06-22 한국신발피혁연구소 해체성 폴리우레탄 접착제의 조성물 및 이의 해체방법
KR20120113757A (ko) * 2009-12-21 2012-10-15 테사 소시에타스 유로파에아 차별적 탈착 특성을 지니는 유도적으로 가열가능한 접착 테이프
KR20120113758A (ko) * 2009-12-21 2012-10-15 테사 소시에타스 유로파에아 열-활성화되는 접착가능한 표면 부재

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200053867A (ko) * 2018-11-09 2020-05-19 한양대학교 에리카산학협력단 다공성 탄성 구조체, 표면이 개질된 다공성 탄성 구조체, 및 그들의 제조 방법.
KR102159437B1 (ko) 2018-11-09 2020-09-23 한양대학교 에리카산학협력단 다공성 탄성 구조체, 표면이 개질된 다공성 탄성 구조체, 및 그들의 제조 방법.
KR102271483B1 (ko) * 2020-02-21 2021-07-02 (주)한성퍼트레이딩 모피의 친환경 가공방법

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