KR102013870B1 - 방염 오버레이 접착제 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 방염 오버레이 접착제에 관한 것으로,에틸렌비닐아세테이트 100 중량부에 대하여, 가소제 5 ~ 15 중량부, 정제수 1 ~ 10 중량부, 방염제 40 ~ 70 중량부, 분산제 0.02 ~ 3.0 중량부 및 소포제 0.5 ~ 3 중량부를 함유하여 구성됨으로써, PVC 시트면과의 접착성 및 작업성이 양호한 효과가 있다.
Description
본 발명은 방염 오버레이 접착제에 관한 것이다.
대한민국 등록특허 제0253010호(등록일자: 2000.1.21., 발명의 명칭: 변성초산 비닐에틸렌-폴리우레탄 에멀젼접착제)는 초산비닐에틸렌 에멀젼 40-55중량부와 폴리우레탄 에멀젼 45-60중량부를 변성시킨 초산비닐에틸렌-폴리우레탄 에멀젼(EVA-Polyurethane Emulsion) 100중량부에 경화제 3-7중량부, 계면활성제 1-3중량부로 구성된 1액형 멤브레인용인 것을 특징으로 하되, 초산비닐에틸렌 에멀젼은 에틸렌모노머 10-20중량%와 초산비닐모노머가 80-90중량%인 초산비닐-에칠렌 공중합체이며, 유화분산제로 초산비닐 100중량부당 평균중합도 300-1,000의 부분 검화된 폴리비닐알콜 2-5중량부와 HLB 10-15의 알킬아릴 폴리에테르 알콜(Alkylaryl Polyether alcohol) 유도체 02-10중량부와, HLB 15-19의 폴리옥시에틸렌 노닐 페닐 에테르(Polyoxyethylene nonyl phenyl ether) 유도체 05-30중량부와 알킬아릴 에테르 설페이트(alkyl aryl ether sulfate)의 금속염형의 음이온성 유화제를 01-10중량부를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 변성 초산비닐에틸렌-폴리우레탄 에멀젼 접착제가 개시되어 있다.
이러한 종래 기술은, 계면 활성제, 경화제를 이용하여 접착력, 초기 접착력, 내수성, 내한성등이 향상되고 균질성이 있으며, 경화제를 첨가하여 1액형으로 제조하였기 때문에 작업성이 향상되고 작업장의 유해성분이 없으며 멤브레인에 사용시 기존 유성 및 수성 우레탄과 동일하게 작업하더라도 동등한 물성을 유지할 수 있고 기존의 2액형 수성 폴리우레탄 에멀젼에 비하여 1액형 이므로 사용 및 취급이 간편하고 가격이 저렴한 반면, 방염 성능이 양호하지 못한 단점이 있었다.
또한, 대한민국 등록특허 제1812203호(등록일자: 2017.12.19., 발명의 명칭: 친환경 무기질 난연성 접착제 조성물)는 물 45중량%, 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol, PVA) 5중량%, 염화마그네슘(MgCl2) 16중량%, 활석(Talc) 16중량%, 덱스트린(Dextrin) 2중량%, 폴리아크릴아마이드(Polyacrylamide, PAM) 2중량%, 아세트산(CH3COOH) 1중량%, 아교(Glue) 8중량%, 카세인(Casein) 2중량%, 테레빈유(Turpentine) 1중량%, 카복시메틸셀룰로스(Carboxymethylcellulose, CMC) 2중량%로 구성되는 것을 특징으로 하는 친환경 무기질 난연성 접착제 조성물이 개시되어 있다.
이러한 종래 기술은, 재생 판지나 목재판 등에 도포하거나 분쇄된 목재 및 발포된 스티로폼 등과 같은 기초 재료에 혼합하여 패널 형태로 성형 될 수 있어 원하는 형태로의 제작이 용이하며, 무독성의 방염, 방습, 방충 및 친환경적인 무기질 성분의 수성 접착제로서 내수성이 확대되어 투수성이나 흡수성을 향상시킬 수 있고 건조 및 경화시간을 단축할 수 있으며 접착제의 내부조직이 치밀하게 형성되어 경도가 향상된 접착제를 제공하는 특징이 있으나, 염화마그네슘이나 활석과 같은 무기질이 대량 함유되어 방염 성능을 우수하지만 사용처가 제한되는 근본적인 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하고자 창출된 본 발명의 목적은, 방염 성능이 양호하며 대량 생산이 용이하며 PVC 시트면과의 접착성 및 작업성이 양호한 방염 오버레이 접착제를 제공하는 데 있다.
이러한 본 발명의 목적은, 에틸렌비닐아세테이트 100 중량부에 대하여, 가소제 5 ~ 15 중량부, 정제수 3 ~ 10 중량부, 방염제 40 ~ 70 중량부, 카본 나노튜브 1.2 ~ 3.4 중량부 및 소포제 0.5 ~ 3.1 중량부를 함유하는 방염 오버레이 접착제에 의해 달성될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 카본 나노튜브는 외경 10 ~ 25㎛, 내경 5 ~ 8㎛, 길이 10 ~ 50㎛ 및 비표면적 180 ~ 200㎡/g의 규격을 갖는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 본 발명의 상기 에틸렌비닐아세테이트 100 중량부에 대하여, 촉매 5 ~ 7 중량부를 더 첨가하되, 상기 촉매는 나노실리카 100 중량부에 대하여, 실버 분말 0.1 ~ 0.3 중량부를 함유하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 본 발명의 상기 방염제는 무기질 탄산칼슘 또는 옥 파우더이고, 상기 무기질 탄산칼슘은 직경 2 ~ 5㎛으로 외주면에 0.1 ~ 0.3㎛ 두께로 실리콘이 코팅된 것이고, 상기 옥 파우더는 직경 2 ~ 5㎛이며 외주면에 0.1 ~ 0.3㎛ 두께의 실리콘, 0.5 ~ 0.7㎛ 두께의 우레탄 및 0.1 ~ 0.3㎛ 두께의 에틸렌비닐이 순차적층되어 코팅된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 본 발명의 상기 가소제는 다이옥틸아디페이트 또는 트라이크레실포스테이트이고, 상기 소포제는 카르복시산염, 아미노산염, 황산염, 설폰산염, 알파 설폰화지방산염, 인산에스테르염, 사차암모늄, 설폭소니움, 요오드화합물 또는 비소 화합물 중 어느 하나 이상이고, 상기 에틸렌비닐아세테이트 100 중량부에 대하여 충전제인 크레이 3 ~ 5 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명은 PVC 시트면과의 접착성 및 작업성이 양호한 효과가 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하기로 한다.
1. 접착제 조성
본 발명의 실시예는 에틸렌비닐아세테이트 100 중량부에 대하여, 가소제 5 ~ 15 중량부, 정제수 3 ~ 10 중량부, 방염제 40 ~ 70 중량부, 카본 나노튜브 1.2 ~ 3.4 중량부 및 소포제 0.5 ~ 3.1 중량부를 함유한다.
또한, 본 실시예는 촉매 5 ~ 7 중량부를 더 첨가할 수 있다.
가소제는 다이옥틸아디페이트 또는 트라이크레실포스테이트이다.
방염제는 무기질 탄산칼슘 또는 옥 파우더이다.
여기서, 무기질 탄산칼슘은 직경 2 ~ 5㎛으로 외주면에 0.1 ~ 0.3㎛ 두께로 실리콘이 코팅되어 있다. 그리고 옥 파우더는 직경 2 ~ 5㎛이며 외주면에 0.1 ~ 0.3㎛ 두께의 실리콘, 0.5 ~ 0.7㎛ 두께의 우레탄 및 0.1 ~ 0.3㎛ 두께의 에틸렌비닐이 순차적층되어 코팅되어 있다. 특히, 무기질 탄산칼슘에 비하여 옥 파우더의 외주면에 3개층의 코팅면을 구현하는 이유는 옥 파우더의 외주면이 무기질 탄산칼슘 보다 거칠기 때문이다. 본 실시예에서는 무기질 탄산칼슘과 옥 파우더는 독립적으로 사용되어야 하며, 그 이유는 무기질 탄산칼슘과 옥 파우더가 함께 사용되면 접착력이 저하되기 때문이다.
또한, 본 실시예는 에틸렌비닐아세테이트 100 중량부에 대하여 충전제인 크레이 3 ~ 5 중량부를 더 포함한다.
에틸렌비닐아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate, EVA)는 중합도와 초산비닐의 함유량에 의해 결정되며, 분자량이 클수록 강인성과 가소성, 내스트레스크래킹성, 내충격성이 향상되는 반면 성형성이나 표면광택은 저하되는 특성을 갖는다. 한편, 초산비닐 함량이 증가하면 밀도와 고무탄성, 유연성이 다른 폴리머나 가소제와의 상용성이 향상하여 온화온도는 저하된다. 초산비닐 함량이 적은 EVA는 통상 PE와 같은 가공이 되며 인쇄 적성도 양호하므로 필름이나 라미네이트, 발포제품, 중포장용 포대 등으로 이용된다.
그리고 초산비닐이 10 ~ 20%이면 PVC 또는 기타 수지와 블랜드하여 성형성이 저온으로 유연성을 향상시키는데 이용되며, 25 ~ 30%일 때는 왁스에 첨가하여 취약성과 탁월한 접착제로서 핫멜트형 접착제의 주 원료로 사용되고 있다. 이러한 EVA는 사출성형에 있어 PVC의 온도변화에 약한 결정을 보완하는데 특징이 있으며, 발포했을 때는 미세한 기포체가 되며 가볍고 마모성도 양호한 장점을 갖는다.
본 발명의 분산제로 사용되는 카본 나노튜브는 하기와 같은 규격을 갖는 소재를 사용한다.
(a) 외경(Outside Diameter): 10 ~ 25㎛
(b) 내경(Inside Diameter): 5 ~ 8㎛
(c) 길이(Length): 10 ~ 50㎛
(d) 비표면적(Specific Surface Area): 180 ~ 200㎡/g
여기서, 분산제로 사용되는 카본 나노튜브가 1.0 중량부 이하인 경우에는 분산 효과가 극히 미비해지며, 3.7 중량부 이상인 경우에는 단가가 급격하게 증가하는 한편 접착효과가 저하되는 심각한 문제를 야기한다.
정제수는 2.5 중량부 이하인 경우에는 점도가 과도하게 높고 흐름성이 없어 접착성 및 작업성이 매우 불량하고, 12 중량부 이상인 경우에는 흐름성이 좋아 작업성은 좋으나 접착성이 서서히 급격하게 저하되는 문제점이 있다.
촉매는 나노실리카(Nano-silica) 100 중량부에 대하여, 실버 분말 0.1 ~ 0.3 중량부를 함유하거나 또는 무수 아세트산나트륨이다.
나노실리카는 나노미터 크기의 입자뿐만 아니라 나노미터 수준의 미세구조 제어에 의하여 합성된 실리카를 의미하며, 밀리미터 크기의 입자라도 내부에 나노수준의 기술이 적용된 규칙적 기공을 포함하고 있는 경우 등은 나노실리카로 볼 수 있다.
여기서, 촉매는 실버 분말의 함량에 따라 반응속도가 비례하며, 실버 분말의 함량이 0.05 중량부 이하인 경우에는 촉매로서 기능을 수행하지 못하고 0.5 중량부 이상인 경우에는 유의미한 반응속도의 변화가 나타나지 않는다.
또한, 실버 분말은 입경이 0.01 ~ 0.01mm인 것을 특징으로 한다. 여기서, 실버 분말의 입경이 0.005mm 이하인 경우에는 촉매 효과가 없으며 0.5mm 이상인 경우에는 접착력이 저하되는 문제점이 발생된다.
가소제는 염화비닐·아세트산비닐 같은 열가소성 플라스틱에 첨가하여 열가소성을 증대시킴으로써 고온에서 성형가공을 용이하게 하는 유기물질로, 섞임성 및 가소성 외에도 내열성·내한성·내연성·전기적 성질 등도 향상시킨다. 통상적으로, 가소제는 유연성을 주는 연화제(軟化劑: softener)로 사용된다.
또한, 본 실시예의 소포제는 카르복시산염(carboxylates), 아미노산염(amino acid salts), 황산염(sulfates), 설폰산염(sulfonates), 알파 설폰화지방산염(α-sulfo-carboxylates), 인산에스테르염, 사차암모늄(quaternary ammonium염), 설폭소니움(sulfoxonium), 요오드화합물 또는 비소 화합물(arsonium salt) 중 어느 하나 이상이다.
2. 실시예의 성상 및 성능
(a) 외관: 유백색 에멀젼 점조액
(b) 고형분: 57 ± 2% (KS-M-3700)
(c) 점도: 30,000 ~ 350,000CPS(25℃, 1기압)
(d) pH: 6 ~ 8
(e) 안정성: 기계 안정성 양호, 저장 안정성 양호
(f) 박리 접착력: 2kg/25mm 이상 (KS-M-3725)
(g) 유효 기간: 6개월(밀봉 상온보관시)
(h) 작업 온도: 하절기에는 15℃ 이상의 상온, 동절기에는 10℃ 이상의 상온
이와 같은 본 발명의 방염 오버레이 접착제는 PVC 시트면과의 접착 친화력이 우수하고, 자체 소화력이 있어 방염성이 매우 탁월하다. 또한, 본 실시예의 접착제는 초기 접착력과 내수, 내후성, 내한성이 양호함은 작업성이 우수한 특성이 있다.
또한, 본 실시예에 의한 접착제의 주 용도는 연질 PVC 필름과 PB, PW, MDF의 접착용도이며, 인슈레이션과 연질 PVC 필름의 접착 및 반경질 PVC 필름의 접착에도 사용될 수 있다.
이상과 같은 본 발명은 일 실시예에 한정되어 설명되었으나, 이에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 토대로 변형되는 실시예들은 모두 본 발명의 권리범위에 속함이 분명하다.
Claims (5)
- 에틸렌비닐아세테이트 100 중량부에 대하여, 가소제 5 ~ 15 중량부, 정제수 3 ~ 10 중량부, 방염제 40 ~ 70 중량부, 카본 나노튜브 1.2 ~ 3.4 중량부 및 소포제 0.5 ~ 3.1 중량부를 함유하되,
상기 방염제는 옥 파우더이고,
상기 옥 파우더는 직경 2 ~ 5㎛이며 외주면에 0.1 ~ 0.3㎛ 두께의 실리콘, 0.5 ~ 0.7㎛ 두께의 우레탄 및 0.1 ~ 0.3㎛ 두께의 에틸렌비닐이 순차적층되어 코팅된 것을 특징으로 하는 방염 오버레이 접착제.
- 제 1 항에 있어서,
상기 카본 나노튜브는 외경 10 ~ 25㎛, 내경 5 ~ 8㎛, 길이 10 ~ 50㎛ 및 비표면적 180 ~ 200㎡/g의 규격을 갖는 것을 특징으로 하는 방염 오버레이 접착제.
- 제 1 항에 있어서,
상기 에틸렌비닐아세테이트 100 중량부에 대하여, 촉매 5 ~ 7 중량부를 더 첨가하되, 상기 촉매는 나노실리카 100 중량부에 대하여, 실버 분말 0.1 ~ 0.3 중량부를 함유 또는 무수 아세트산나트륨인 것을 특징으로 하는 방염 오버레이 접착제.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 가소제는 다이옥틸아디페이트 또는 트라이크레실포스테이트이고,
상기 소포제는 카르복시산염, 아미노산염, 황산염, 설폰산염, 알파 설폰화지방산염, 인산에스테르염, 사차암모늄, 설폭소니움, 요오드화합물 또는 비소 화합물 중 어느 하나 이상이고,
상기 에틸렌비닐아세테이트 100 중량부에 대하여 충전제인 크레이 3 ~ 5 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방염 오버레이 접착제.
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