KR102097846B1 - 핫 멜트 접착제 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저온에서의 고속 코팅 및 나선 코팅에 탁월하고, 또한 폴리올레핀 필름 및 부직포에 대한 접착에 탁월한 핫 멜트 접착제를 제공하고; 핫 멜트 접착제를 사용해 수득가능한 일회용품을 제공한다. 하기를 포함하는 핫 멜트 접착제가 개시되어 있다: (A) 비닐-기재 방향족 탄화수소와 공액 디엔 화합물과의 공중합체인 열가소성 블록 공중합체; (B) 메탈로센 촉매를 사용해 프로필렌을 중합함으로써 수득가능한 100 ℃ 이하의 융점을 갖는 프로필렌 단일중합체; 및 (C) 에틸렌/α-올레핀 공중합체. 핫 멜트 접착제는 저온에서의 고속 코팅 및 나선 코팅에 탁월하고, 또한 폴리올레핀 필름 및 부직포에 대한 접착에 탁월하다.

Description

핫 멜트 접착제 {HOT MELT ADHESIVE}
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원의 청구범위는 파리 조약 제 4 조 하에 2012 년 8 월 28 일자에 일본에서 출원된 일본 특허 출원 번호 2012-187361 을 기준으로 하며, 그 전문이 본원에 참조로 포함되어 있다.
기술 분야
본 발명은 핫 멜트 접착제, 더 특히는 기저귀 및 냅킨으로 대표되는 일회용품 분야에 사용되는 핫 멜트 접착제에 관한 것이다.
주성분으로서 열가소성 블록 공중합체를 포함하는 합성 고무-기재 핫 멜트 접착제가 기저귀 및 냅킨과 같은 일회용품에 사용되고 그 기재, 예를 들어 부직포, 티슈, 폴리에틸렌 필름 등에 적용되는 핫 멜트 접착제로서 널리 사용되어 왔다.
특허 문헌 1 은, 주성분으로서 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체를 포함하는 합성 고무-기재 핫 멜트 접착제가 일회용품에 활용될 수 있는 것을 개시한다 (특허 문헌 1 의 [청구항 제 8 항] 참조). 일회용품의 제조의 경우에, 필름 또는 부직포와 같은 기재를 핫 멜트 접착제로 코팅한다. 일회용품의 생산 효율 향상을 위해, 코팅 속도를 때로는 증가시킬 수 있으며, 즉 코팅을 때로는 고속으로 수행할 수 있다. 특히, 나선 코팅을 수행하는 경우 핫 멜트 접착제의 방출량을 증가시켜 고속으로 코팅할 필요가 있다. 따라서, 분출되는 고온 공기의 압력을 높은 값으로 설정할 필요가 있다. 그러나, 특허 문헌 1 의 합성 고무-기재 핫 멜트 접착제를 높은 고온 공기 압력 하에 분무하는 경우, 핫 멜트 접착제는 때로는 흩뿌려질 수 있다.
일회용품의 생산 효율 향상 수단들 중 하나는 에틸렌-프로필렌 공중합체로 대표되는 올레핀-기재 핫 멜트 접착제가 고속으로 적용되는 방법을 포함한다.
특허 문헌 2 는, 프로필렌 중합체가 핫 멜트 접착제용 원재료로서 사용될 수 있는 것을 개시한다 (특허 문헌 2 의 [청구항 제 1 항] 및 [기술분야] 참조). 특허 문헌 2 의 폴리올레핀-기재 핫 멜트 접착제는 부직포와 부직포를 함께 결합하는 경우에 높은 접착 강도를 발달시킨다. 그러나, 접착제는 폴리에틸렌 필름에의 접착제의 불충분한 접착으로 인해 일회용품에 불충분하다.
기저귀 및 위생 냅킨과 같은 일회용품은 종종 펄프, 흡착 중합체 등으로 구성된 흡수체가 티슈로 둘러지고, 티슈의 외부가 부직포, 폴리에틸렌 필름 등으로 덮어지는 구조를 갖는다. 따라서, 일회용품용 핫 멜트 접착제가 부직포 및 폴리에틸렌 필름에 대해 강한 접착 강도를 갖는 것이 요구된다.
특허 문헌 3 은 수소화 스티렌-이소프렌 블록 공중합체 (SEPS) 및 폴리올레핀을 포함하는 핫 멜트 접착제를 개시한다 (특허 문헌 3 의 [청구항 제 1 항] 참조). 특허 문헌 3 의 핫 멜트 접착제는 부직포에 대한 만족스런 접착을 나타내지만, 이론상 오일 성분을 포함하지 않는 강직성 디자인으로 인해 폴리에틸렌 필름에 대해 불량한 접착을 나타내고, 따라서 일회용품에 사용되기 곤란하다. 나아가, 특허 문헌 3 의 접착제는 고분자량 성분을 포함하는 무정형 폴리올레핀을 포함하기 때문에, 접착제는 나선 코팅에서 충분한 너비를 수득할 수 없고 고점도를 갖는다. 따라서, 특허 문헌 3 의 접착제는 저온에서 폴리에틸렌 필름에 대한 나선 코팅에 적합하지 않았다. 복잡한 코팅 패턴에 대처하기 위해, 코팅 온도를 증가시켜 점도를 감소시킬 필요가 있다. 그러나, 코팅 온도의 증가시, 기재로서의 필름이 용융될 수 있고, 코팅된 핫 멜트 접착제가 냉각으로 인해 수축될 수 있어 필름에 주름 형성을 초래할 수 있다.
특허 문헌 4 는 에틸렌/α-올레핀 인터폴리머(interpolymer) 와 블록 공중합체와의 혼합에 의해 수득한 핫 멜트 접착제를 개시한다 (특허 문헌 4 의 [청구항 제 1 항] 참조). 특허 문헌 4 의 실시예 14 는 에틸렌/α-올레핀 인터폴리머와 수소화 스티렌 블록 공중합체와의 혼합으로 수득한 일회용품용 핫 멜트 접착제를 개시한다. 상기 핫 멜트 접착제를 수소화 스티렌 블록 공중합체를 블렌딩하여 수득하기 때문에, 폴리에틸렌 필름에 대한 접착이 개선된다. 그러나, 에틸렌/α-올레핀 인터폴리머의 낮은 응집력이 부직포 사이의 낮은 접착을 야기하기 때문에, 충분한 일회용품용 접착제인 것으로서의 핫 멜트 접착제를 언급하기 곤란하다.
특허 문헌 1: JP 2004-137297 A
특허 문헌 2: WO 2001-096490 A
특허 문헌 3: JP 2009-242533 A
특허 문헌 4: JP 2002-519474 A
본 발명의 목적은 저온에서의 고속 코팅 및 나선 코팅에 탁월하고, 또한 폴리올레핀 필름 (바람직하게는, 폴리에틸렌 필름) 및 부직포에 대한 접착에 탁월한 핫 멜트 접착제; 및 핫 멜트 접착제를 사용해 수득가능한 일회용품을 제공하는 것이다.
본 발명자들은 예의 연구하였고, 좁은 분자량 분포 및 또한 낮은 융점을 갖는 프로필렌 단일중합체 및 에틸렌/α-올레핀 공중합체를 열가소성 블록 공중합체와 블렌딩하는 경우, 나선 코팅, 특히 고속에서의 나선 코팅이 가능하고, 또한 폴리올레핀 필름 (바람직하게는, 폴리에틸렌 필름) 및 부직포에 대한 접착에 탁월하고, 위생 물질용 생산 라인에 적합한 긴 오픈 타임을 나타내는 폴리올레핀-기재 핫 멜트 접착제를 수득할 수 있음을 밝혀냈다.
또한, 상기 올레핀-기재 핫 멜트 접착제가 일회용품의 사용에 적합하다는 것을 밝혀냈고, 따라서 본 발명이 완성되었다.
즉, 본 발명은 하나의 양태로서 하기를 포함하는 핫 멜트 접착제를 제공한다:
(A) 비닐-기재 방향족 탄화수소와 공액 디엔 화합물과의 공중합체인 열가소성 블록 공중합체;
(B) 메탈로센 촉매를 사용해 프로필렌을 중합함으로써 수득가능한 100 ℃ 이하의 융점을 갖는 프로필렌 단일중합체; 및
(C) 에틸렌/α-올레핀 공중합체.
본 발명은 하나의 구현예로서 열가소성 블록 공중합체 (A) 가 하기로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 핫 멜트 접착제를 제공한다:
(A1) 수소화 스티렌-부타디엔 블록 공중합체 (SEBS); 및
(A2) 수소화 스티렌-이소프렌 블록 공중합체 (SEPS).
본 발명은 바람직한 구현예로서 에틸렌/α-올레핀 공중합체 (C) 가 에틸렌/프로필렌 공중합체 및 에틸렌/1-옥텐 공중합체로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 핫 멜트 접착제를 제공한다.
본 발명은 바람직한 구현예로서 추가로 하기를 포함하는 핫 멜트 접착제를 제공한다:
(D) 점착부여제 수지 및 (E) 가소제로부터 선택되는 하나 이상 (이때, 가소제 (E) 는 (E1) 나프텐유 및 (E2) 파라핀유로부터 선택되는 하나 이상을 포함).
본 발명은 가장 바람직한 구현예로서 전체 접착제의 총량 100 중량부를 기준으로 열가소성 블록 공중합체 (A) 를 1.0 내지 9.0 중량부의 양으로 및 에틸렌/α-올레핀 공중합체 (C) 를 1.0 내지 8.0 중량부의 양으로 포함하는 핫 멜트 접착제를 제공한다.
본 발명은 또 다른 양태로서 상기 핫 멜트 접착제를 사용해 수득가능한 일회용품을 제공한다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제가 (A) 비닐-기재 방향족 탄화수소와 공액 디엔 화합물과의 공중합체인 열가소성 블록 공중합체; (B) 메탈로센 촉매를 사용해 프로필렌을 중합함으로써 수득가능한 100 ℃ 이하의 융점을 갖는 프로필렌 단일중합체; 및 (C) 에틸렌/α-올레핀 공중합체를 포함하기 때문에, 핫 멜트 접착제는 고속 코팅에서 탁월하고, 저온에서의 나선 코팅에서 탁월하고, 또한 폴리올레핀 필름 (바람직하게는, 폴리에틸렌 필름) 에 대한 접착 및 부직포에 대한 접착에 탁월하다. 상기 핫 멜트 접착제의 낮은 고화율로 인해, 긴 오픈 타임을 필요로 하는 위생 물질용 생산 라인에서 닙 프레스(nip press) 를 사용해 결합을 수행하는 경우 기재를 접착제로 충분히 함침시키고, 따라서 접착제는 충분한 접착력을 나타낸다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제에서, 열가소성 블록 공중합체 (A) 가 (A1) 수소화 스티렌-부타디엔 블록 공중합체 (SEBS); 및 (A2) 수소화 스티렌-이소프렌 블록 공중합체 (SEPS) 로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 경우, 성분 (B) 와의 양립가능성이 개선되고, 양립가능성의 개선으로 인해 부직포 및 폴리올레핀 필름에 대한 접착 강도가 개선된다.
에틸렌/α-올레핀 공중합체 (C) 가 에틸렌/프로필렌 공중합체 및 에틸렌/1-옥텐 공중합체로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 경우, 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제는 낮은 고화율을 나타내고, 또한 긴 오픈 타임을 필요로 하는 생산 라인에서 충분한 접착력을 나타낸다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제가 (D) 점착부여제 수지 및 (E) 가소제로부터 선택되는 하나 이상을 추가로 포함하고, 가소제 (E) 가 (E1) 나프텐유 및 (E2) 파라핀유로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 경우,
폴리올레핀 필름 및 부직포에 대한 접착이 추가로 개선되고, 점도가 추가로 감소되고, 따라서 핫 멜트 접착제는 저온에서의 코팅 (특히, 나선 코팅) 에 더 탁월하고, 일회용품의 사용에 더 적합하다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제가 전체 접착제의 총량 100 중량부를 기준으로 열가소성 블록 공중합체 (A) 를 1.0 내지 9.0 중량부의 양으로 및 에틸렌/α-올레핀 공중합체 (C) 를 1.0 내지 8.0 중량부의 양으로 포함하는 경우, 핫 멜트 접착제는 저온에서의 고속 코팅 및 나선 코팅에 탁월하고, 또한 폴리올레핀 필름 (바람직하게는, 폴리에틸렌 필름) 및 부직포에 대한 접착에 탁월하다. 나아가, 그 낮은 고화율로 인해, 핫 멜트 접착제는 또한 긴 오픈 타임을 필요로 하는 일회용품용 생산 라인에 적합하고, 접착제는 일회용품용 핫 멜트 접착제로서의 사용에 적합하다.
본 발명에 따른 일회용품이 상기 핫 멜트 접착제를 사용해 수득가능하기 때문에, 일회용품을 고속 코팅 라인을 사용해 효율적으로 제조할 수 있고, 코팅을 약 140 ℃ 의 저온에서 수행할 수 있는데, 이는 더 높은 안정성을 유도한다. 일회용품이 부직포 및 폴리올레핀 필름에 대해서 접착에 탁월하고, 필링(peeling) 을 거의 야기할 수 없다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제는 (A) 비닐-기재 방향족 탄화수소와 공액 디엔 화합물과의 공중합체인 열가소성 블록 공중합체; (B) 메탈로센 촉매를 사용해 프로필렌을 중합함으로써 수득가능한 100 ℃ 이하의 융점을 갖는 프로필렌 단일중합체; 및 (C) 메탈로센 촉매를 사용해 α-올레핀과 에틸렌을 공중합시켜 수득가능한 에틸렌/α-올레핀 공중합체를 포함한다.
본 발명에서, "(A) 열가소성 블록 공중합체" 는 공액 디엔 화합물과 비닐-기재 방향족 탄화수소와의 블록 공중합에 의해 수득가능한 블록 공중합체로 칭하는데, 이때 블록 공중합체는 블록 공중합체 유래의 공중합체 (유도체 또는 변형체) 를 포함하고, 블록 공중합체는 비수소화 블록 공중합체 및 수소화 블록 공중합체로부터 선택되는 하나 이상이며, 이때 비수소화 블록 공중합체는 비닐-기재 방향족 탄화수소 블록 및 공액 디엔 화합물 블록을 포함하고; 수소화 블록 공중합체는 비수소화 블록 공중합체를 수소화시켜 수득가능하다 (따라서, 블록 공중합체는 비수소화 블록 공중합체와 수소화 블록 공중합체와의 조합을 포함). 목적하는 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제를 수득할 수 있는한 특별한 제한은 없다.
본원에 사용된 바와 같이, "비닐-기재 방향족 탄화수소" 는 비닐기를 갖는 방향족 탄화수소 화합물을 의미하고, 그 구체예는 스티렌, o-메틸스티렌, p-메틸스티렌, p-tert-부틸스티렌, 1,3-디메틸스티렌, α-메틸스티렌, 비닐나프탈렌, 비닐안트라센 등을 포함한다. 스티렌이 특히 바람직하다. 이들 비닐-기재 방향족 탄화수소는 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
"공액 디엔 화합물" 은 한 쌍 이상의 공액 이중 결합을 갖는 디올레핀 화합물을 의미한다. "공액 디엔 화합물" 의 구체예는 1,3-부타디엔, 2-메틸-1,3-부타디엔 (또는 이소프렌), 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 1,3-펜타디엔 및 1,3-헥사디엔을 포함한다. 이들 공액 디엔 화합물 중에서, 1,3-부타디엔 및 2-메틸-1,3-부타디엔이 특히 바람직하다. 이들 공액 디엔 화합물은 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 열가소성 블록 공중합체 (A) 는 비수소화 블록 공중합체, 또는 그 수소화 블록 공중합체, 또는 그 조합일 수 있다.
"비수소화 열가소성 블록 공중합체" 의 구체예는 공액 디엔 화합물 기재의 블록이 수소화되지 않은 블록 공중합체를 포함한다. "수소화 블록 공중합체" 의 구체예는 공액 디엔 화합물 기재의 블록이 전체 또는 부분 수소화된 블록 공중합체를 포함한다.
"열가소성 블록 공중합체 (A)" 가 수소화되는 비율이 "수소화비" 로 지시될 수 있다. "열가소성 블록 공중합체 (A)" 의 "수소화비" 는 공액 디엔 화합물 기재의 블록에 포함되는 모든 지방족 이중 결합을 기준으로 수소화에 의해 이중 결합이 포화 탄화수소 결합으로 전환되는 비율로 칭한다. "수소화비" 는 적외선 분광광도계, 핵 자기 공명 분광계 등에 의해 측정될 수 있다.
"수소화 블록 공중합체" 가 수소화되는 비율이 동일한 방식으로 "수소화비" 로 지시될 수 있다.
"비수소화 열가소성 블록 공중합체" 의 구체예는 스티렌-이소프렌 블록 공중합체 ("SIS" 로도 칭함) 및 스티렌-부타디엔 블록 공중합체 ("SBS" 로도 칭함) 를 포함한다. "수소화 열가소성 블록 공중합체" 의 구체예는 수소화 스티렌-이소프렌 블록 공중합체 ("SEPS" 로도 칭함) 및 수소화 스티렌-부타디엔 블록 공중합체 ("SEBS" 로도 칭함) 를 포함한다.
비수소화 블록 공중합체 및 수소화 블록 공중합체 둘 모두가 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
이들 열가소성 블록 공중합체 (A) 가 또한 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
열가소성 블록 공중합체 (A) 로서, 시판품을 사용할 수 있다.
그 예는 Asaprene T439 (상품명), Asaprene T436 (상품명), Asaprene T438 (상품명), Asaprene N505 (상품명), TAFTEC H1121 (상품명), TAFTEC H1062 (상품명), TAFTEC H1052X (상품명) 및 TUFPREN T125 (상품명) (제조사 Asahi Kasei Chemicals Corporation);
TR2003 (상품명), TR2500 (상품명) 및 TR2600 (상품명) (제조사 JSR Corporation);
Stereon 857 (상품명) 및 Stereon 841A (상품명) (제조사 Firestone);
Kraton D1118 (상품명), Kraton G1654 (상품명) 및 Kraton G1726 (상품명) (제조사 Kraton Polymers); Sol T166 (상품명) (제조사 Enichem);
Quintac 3433N (상품명) 및 Quintac 3421 (상품명) (제조사 Zeon Corporation); 및
SEPTON 2002 및 SEPTON 2063 (상품명) (제조사 Kuraray Co., Ltd) 을 포함한다.
열가소성 블록 공중합체 (A) 의 이들 시판품이 각각 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
열가소성 블록 공중합체 (A) 의 스티렌 함량은 바람직하게는 20 중량% 이하, 특히 바람직하게는 10 내지 15 중량% 이다. 스티렌 함량은 (A) 에 포함되는 스티렌 블록의 비율로 칭한다. 스티렌 함량이 20 중량% 이하인 경우, 성분 (A) 와 성분 (B) 및 성분 (C) 와의 양립가능성이 개선되고, 따라서 수득한 핫 멜트 접착제의 부직포 및 폴리올레핀 필름 (바람직하게는, 폴리에틸렌 필름) 에 대한 접착 강도가 더 개선된다.
본 발명에서, 프로필렌 단일중합체 (B) 는 중합 촉매로서 메탈로센 촉매를 사용해 제조되는 프로필렌의 단일중합체로 칭한다. 프로필렌 단일중합체 (B) 의 융점은 100 ℃ 이하, 더 바람직하게는 60 내지 90 ℃, 가장 바람직하게는 65 내지 85 ℃ 이다.
융점은 시차 주사 열량측정법 (DSC) 으로 측정한 값으로 칭한다. 구체적으로는, 알루미늄 컨테이너에서 샘플 10 mg 을 칭량 후, DSC6220 (상품명) (제조사 SII NanoTechnologys Inc) 을 사용해 5 ℃/분의 온도 상승 속도로 측정을 수행하고, 융합 피크 정점의 온도가 융점으로 칭한다.
프로필렌을 메탈로센 촉매를 사용해 중합하는 경우, (i) 결정성 및 (ii) 매우 좁은 분자량 분포를 갖는 프로필렌 단일중합체가 합성된다.
(i) 은 완전한 이소택틱성(isotacticity) 및 신디오택틱성(syndiotacticity) 이 임의로 조절될 수 있는 것을 의미한다. 따라서, 메틸기의 배열, 비 등이 균일한 중합체가 결정성에 벗어나지 않으면서 수득되고, 접착력의 감소를 야기할 수 있는 낮은 결정성 부위가 거의 형성되지 않을 수 있다.
(ii) 에 대해서, 프로필렌 단일중합체 (B) 의 분자량 분포가 다분산성 (Mw/Mn) 으로 지시되는 경우, 이는 1 내지 3 이다. 1 내지 3 의 다분산성을 갖는 프로필렌 단일중합체가 나선 코팅성에 탁월하다. 분자량 분포는 합성 중합체의 분자량의 분포를 나타내는 개념이고, 수 평균 분자량 (Mn) 에 대한 중량 평균 분자량 (Mw) 의 비 (Mw/Mn) 가 인디케이터(indicator) 로서 기여한다. 본 발명에서, 분자량 분포는 겔 침투 크로마토그래피 (GPC) 로 측정된다.
프로필렌 단일중합체 (B) 의 예는 (B1) 60,000 이하의 중량 평균 분자량을 갖는 프로필렌 단일중합체; 및 (B2) 60,000 초과의 중량 평균 분자량을 갖는 프로필렌 단일중합체를 포함한다.
프로필렌 단일중합체 (B1) 의 중량 평균 분자량은 60,000 이하, 바람직하게는 30,000 내지 60,000, 더 바람직하게는 35,000 내지 55,000 이다.
프로필렌 단일중합체 (B2) 의 중량 평균 분자량은 60,000 초과, 바람직하게는 60,000 초과 및 90,000 이하, 더 바람직하게는 60,000 초과 및 80,000 이하이다.
중량 평균 분자량 (Mw) 은 겔 침투 크로마토그래피 (GPC) 로 측정한 다음 전환시킨 값을 의미한다. 구체적으로는, 중량 평균 분자량은 하기 장치 및 측정 방법을 사용해 값을 측정한 다음 전환시켜 수득될 수 있다. RI (제조사 Wators Corporation) 은 검출기로서 사용된다. TSKGEL GMHHR-H(S) HT (제조사 TOSOH CORPORATION) 는 GPC 컬럼으로서 사용된다. 샘플을 1,2,4-트리클로로벤젠 중에 용해시키고, 1.0 ml/분의 유속 및 145 ℃ 의 측정 온도에서 흘려보내어 분자량의 측정값을 수득한다. 목적하는 중량 평균 분자량을 폴리프로필렌을 기준으로 유래된 칼리브레이션 커브를 사용해 측정된 분자량을 전환시켜 수득한다.
수 평균 분자량 (Mn) 을 또한 동일한 방법으로 측정하기 때문에, 분자량 분포를 또한 GPC 로 산출한다.
프로필렌 단일중합체 (B1) 의 시판품의 예는 L-MODU S400S (상품명) (제조사 Idemitsu Kosan Co., Ltd.) 를 포함하고, 프로필렌 단일중합체 (B2) 의 시판품의 예는 L-MODU S600S (상품명) (제조사 Idemitsu Kosan Co., Ltd.) 를 포함한다.
본 발명에서, 에틸렌/α-올레핀 공중합체 (C) 는 에틸렌과 α-올레핀과의 공중합체이고, 바람직하게는 메탈로센 촉매를 사용해 중합시켜 수득가능하다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제는 에틸렌/α-올레핀 공중합체 (C) 를 포함하고, 저온에서의 나선 코팅성이 개선되고, 또한 폴리에틸렌 필름 또는 부직포에 대한 접착이 탁월하다.
메탈로센 촉매를 중합해 수득한 에틸렌/α-올레핀 공중합체 (C) 의 분산성 (Mw/Mn) 은 좁고, (B) 와 유사하다. 메탈로센 촉매를 사용해 중합시켜 수득한 공중합체 (C) 의 다분산성은 바람직하게는 1 내지 4, 더 바람직하게는 1 내지 3, 특히 바람직하게는 1.5 내지 3 이다.
에틸렌/α-올레핀 공중합체 (C) 의 예는 에틸렌/프로필렌 공중합체, 에틸렌/1-옥텐 공중합체, 에틸렌/1-부텐 공중합체 및 에틸렌/프로필렌/1-부텐 공중합체를 포함하고, 에틸렌/프로필렌 공중합체 및 에틸렌/1-옥텐 공중합체가 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제가 에틸렌/프로필렌 공중합체 및 에틸렌/1-옥텐 공중합체로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 경우, 저온에서의 나선 코팅성이 더 개선된다.
에틸렌/α-올레핀 공중합체는 바람직하게는 230 ℃ 에서의 용융 지수가 200 g/10 분 이하, 더 바람직하게는 10 내지 50 g/10 분, 가장 바람직하게는 20 내지 30 g/10 분인 것을 나타낸다. 용융 지수가 상기 범위 내인 경우, 핫 멜트 접착제의 필 강도가 개선된다.
본원에 사용된 바와 같이, 용융 지수는 수지의 유동성을 나타내는 지수를 의미하고, 소정의 하중 하에 (예를 들어, 2.16 kg) 소정의 온도에서 (예를 들어, 230 ℃) 가열 후 용기 내 소정량의 수지를 압착시킴으로써 10 분 당 히터로 가열된 원통형 용기의 하부에 제공되는 개구부 (노즐) 를 통해 압출된 합성 수지의 양으로 지시된다. 단위: g/10 분이 사용됨. 용융 지수는 ASTM D1238 에 정의된 측정 절차로 측정된다.
심지어 폴리에틸렌 필름 또는 부직포와 같은 부착물이 핫 멜트 접착제로 나선 코팅되는 경우라도 명확한 코팅 패턴이 없기 때문에 에틸렌/1-옥텐 공중합체를 포함하는 핫 멜트 접착제는 일회용품의 외관을 개선할 수 있다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제가 추가로 (D) 점착부여제 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
점착부여제 수지 (D) 의 예는 천연 로진, 개질된 로진, 수소화 로진, 천연 로진의 글리세롤 에스테르, 개질된 로진의 글리세롤 에스테르, 천연 로진의 펜타에리트리톨 에스테르, 개질된 로진의 펜타에리트리톨 에스테르, 수소화 로진의 펜타에리트리톨 에스테르, 천연 테르펜의 공중합체, 천연 테르펜의 삼량체, 수소화 테르펜의 공중합체의 수소화 유도체, 폴리테르펜 수지, 페놀-기재 개질된 테르펜 수지의 수소화 유도체, 지방족 석유 탄화수소 수지, 지방족 석유 탄화수소 수지의 수소화 유도체, 방향족 석유 탄화수소 수지, 방향족 석유 탄화수소 수지의 수소화 유도체, 시클릭 지방족 석유 탄화수소 수지 및 시클릭 지방족 석유 탄화수소 수지의 수소화 유도체를 포함한다. 이들 점착부여제 수지는 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
또한, 무색에서 엷은 황색 톤을 갖고 실질적으로 냄새가 없고 또한 만족스런 열 안정성을 갖는한, 점착부여제 수지로서 액체 유형 점착부여제 수지를 사용할 수 있다. 이들 특성을 포괄적으로 고려해보면, 점착부여제 수지는 바람직하게는 수지의 수소화 유도체, 특히 바람직하게는 수소화 디시클로펜타디엔-기재 수지이다.
점착부여제 수지 (D) 로서 시판품을 사용할 수 있다. 이들 시판품의 예는 Alcon P100 (상품명) 및 Alcon M100 (상품명) (제조사 Arakawa Chemical Industries, Ltd.); Clearon M105 (상품명) (제조사 YASUHARA CHEMICAL CO., LTD.); ECR5400 (상품명) 및 ECR179EX (상품명) (제조사 Exxon Corporation); 및 Quinton DX395 (상품명) 및 Quinton DX390N (상품명) (제조사 Zeon Corporation) 을 포함한다. 이들 시판용 점착부여제 수지는 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제는 추가로 (E) 가소제를 포함할 수 있다. 가소제 (E) 를 핫 멜트 접착제의 용융 점도를 감소시키고, 핫 멜트 접착제에 유연성을 부여하고, 부착물에 대한 핫 멜트 접착제의 습윤성을 개선하고자 하는 목적을 위해 블렌딩한다. 가소제가 블록 공중합체와 양립가능하고 목적하는 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제를 수득할 수 있는한, 특별한 제한은 없다. 가소제 (E) 의 예는 파라핀유, 나프텐유 및 방향족 오일을 포함한다. 나프텐유 및 파라핀유와 같은 무색 및 무취 오일이 특히 바람직하다.
가소제 (E) 로서, 시판품을 사용할 수 있다. 그 예는 White Oil Broom 350 (상품명) (제조사 Kukdong Oil & Chemical Co., Ltd.); Diana Fresia S32 (상품명), Diana Process Oil PW-90 (상품명), DN oil KP-68 (상품명) 및 Process Oil NS100 (상품명) (제조사 Idemitsu Kosan Co., Ltd.); KN4010 (상품명) (제조사 PetroChina Company); Enerper M1930 (상품명) (제조사 BP Chemicals Ltd.); Kaydol (상품명) (제조사 Crompton Corporation); 및 Primol 352 (상품명) (제조사 Esso Corp) 를 포함한다. 이들 가소제 (E) 는 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제는 (F) 왁스를 포함할 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, "왁스" 는 정상 온도에서 고체이고 가열시 액체가 되는, 중량 평균 분자량이 10,000 미만인 유기 물질로 칭하고, 통상 "왁스" 로서 고려된다. 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제가 수득될 수 있는한, 왁스-유사 특성을 갖는 경우 왁스에 대한 특별한 제한은 없다.
왁스 (F) 는 바람직하게는 (F1) 카르복실산 또는 카르복실산 무수물로 개질된 올레핀 왁스를 포함한다.
본 발명에서, "(F1) 카르복실산 또는 카르복실산 무수물로 개질된 올레핀 왁스" 는 카르복실산 또는 카르복실산 무수물로 화학적 또는 물리적으로 가공된 올레핀 왁스로 칭하고, 목적하는 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제가 수득가능한한, 특별한 제한은 없다. 화학적 또는 물리적 가공의 예는 산화, 중합, 블렌딩, 합성 등을 포함한다.
왁스 (F1) 의 예는 올레핀 왁스와 카르복실산 또는 카르복실산 무수물과의 그래프트 중합에 의해 수득가능한 왁스; 및 중합에 의한 올레핀 왁스의 합성시에 카르복실산 또는 카르복실산 무수물의 공중합에 의해 수득가능한 왁스를 포함한다.
따라서, 왁스는 각종 반응을 사용해 카르복실산 또는 카르복실산 무수물을 "올레핀 왁스" 내에 도입시킨 결과로서 개질되는 올레핀 왁스일 수 있다.
목적하는 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제가 수득가능한한, 올레핀 왁스의 개질에 사용되는 카르복실산" 및/또는 "카르복실산 무수물" 에 대한 특별한 제한은 없다.
카르복실산 또는 카르복실산 무수물의 구체예는 말레산, 말레산 무수물, 푸마르산, 푸마르산 무수물, 이타콘산, 아크릴산, 메타크릴산 등을 포함한다. 이들 카르복실산 및/또는 카르복실산 무수물은 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다. 말레산 및 말레산 무수물이 바람직하고, 말세산 무수물이 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제에서, 열가소성 블록 공중합체 (A) 의 블렌딩 양은 성분 (A) 내지 (C) 및 임의로는 포함가능한 성분 (D) 내지 (F) 의 총량 100 중량부를 기준으로 바람직하게는 1 내지 9 중량부, 더 바람직하게는 2 내지 6 중량부이다. 열가소성 블록 공중합체 (A) 의 블렌딩 양이 1 내지 9 중량부인 경우, 핫 멜트 접착제는 저온에서의 고속 코팅과 나선 코팅의 균형, 폴리올레핀 필름 (바람직하게는, 폴리에틸렌 필름) 및 부직포에 대한 접착 및 오픈 타임에 더 탁월하다.
프로필렌 단일중합체 (B) 의 블렌딩 양은 성분 (A) 내지 (C) 및 임의로는 포함가능한 성분 (D) 내지 (F) 의 총량 100 중량부를 기준으로 바람직하게는 20 내지 40 중량부, 더 바람직하게는 25 내지 40 중량부, 바람직하게는 25 내지 35 중량부이다. 프로필렌 단일중합체 (B) 의 블렌딩 양이 20 내지 40 중량부인 경우, 핫 멜트 접착제는 폴리올레핀 필름 (바람직하게는, 폴리에틸렌 필름) 및 부직포에 대한 접착력을 유지하면서 저온에서의 나선 코팅성에 더 탁월하다.
에틸렌/α-올레핀 공중합체 (C) 의 블렌딩 양은 성분 (A) 내지 (C) 및 임의로는 포함가능한 성분 (D) 내지 (F) 의 총량 100 중량부를 기준으로 바람직하게는 1 내지 8 중량부, 더 바람직하게는 1.5 내지 5 중량부이다. 에틸렌/α-올레핀 공중합체 (C) 의 블렌딩 양이 1.5 내지 5 중량부인 경우, 핫 멜트 접착제는 나선 코팅성 또는 고속 코팅성을 유지하면서 폴리올레핀 필름 또는 부직포에 대한 접착에 더 탁월하다.
필요하다면, 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제는 추가로 각종 첨가제를 포함할 수 있다. 각종 첨가제의 예는 안정화제 및 미세 입자 충전제를 포함한다.
"안정화제" 를 분자량의 감소, 열로 인한 핫 멜트 접착제의 겔화, 착색, 냄새 등의 발생을 방지하기 위해 블렌딩함으로써 핫 멜트 접착제의 안전성을 개선하고, 목적하는 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제가 수득가능한한, 특별한 제한은 없다. "안정화제" 의 예는 항산화제 및 자외선 흡수제를 포함한다.
"자외선 흡수제" 는 핫 멜트 접착제의 내광성의 개선을 위해 사용된다. "항산화제" 는 핫 멜트 접착제의 산화 분해의 방지를 위해 사용된다. 일회용품에 통상 사용되고 하기 언급되는 목적하는 일회용품이 수득가능한한, 항산화제 및 자외선 흡수제에 대한 특별한 제한은 없다.
항산화제의 예는 페놀-기재 항산화제, 황-기재 항산화제 및 인-기재 항산화제를 포함한다. 자외선 흡수제의 예는 벤조트리아졸-기재 자외선 흡수제 및 벤조페논-기재 자외선 흡수제를 포함한다. 또한, 락톤-기재 안정화제를 사용할 수 있다. 이들 첨가제는 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
안정화제로서, 시판품을 사용할 수 있다. 그 예는 SUMILIZER GM (상품명), SUMILIZER TPD (상품명) 및 SUMILIZER TPS (상품명) (제조사 Sumitomo Chemical Co. Ltd.); IRGANOX 1010 (상품명), IRGANOX HP2225FF (상품명), IRGAFOS 168 (상품명) 및 IRGANOX 1520 (상품명) (제조사 Ciba Specialty Chemicals Inc.); 및 JF77 (상품명) (제조사 Johoku Chemical Co., Ltd) 를 포함한다. 이들 안정화제는 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 일회용품용 핫 멜트 접착제는 추가로 미세 입자 충전제를 포함할 수 있다. 미세 입자 충전제는 통상 사용되는 미세 입자 충전제일 수 있고, 목적하는 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제가 수득될 수 있는한 특별한 제한은 없다. "미세 입자 충전제" 의 예는 마이카, 탄산칼슘, 카올린, 탈크, 산화티타늄, 규조토, 우레아-기재 수지, 스티렌 비드, 하소된 점토, 전분 등을 포함한다. 이들 입자는 바람직하게는 구형을 갖고, 크기 (구형의 경우에는 직경) 에 대한 특별한 제한은 없다.
본 발명에 따른 일회용품용 핫 멜트 접착제는 성분 (A) 내지 (C) 를 블렌딩하고, 임의로는 성분 (D) 내지 (F) 를 블렌딩하고, 필요하다면 각종 첨가제를 블렌딩하고, 상기 혼합물을 가열로 용융시킨 후, 혼합함으로써 제조될 수 있다.
열가소성 블록 공중합체 (A) 의 블렌딩 양은 바람직하게는 1.0 내지 9.0 중량부이고, 에틸렌/α-올레핀 공중합체 (C) 의 블렌딩 양은 바람직하게는 1.0 내지 8.0 중량부, 특히 바람직하게는 1.5 내지 5.0 중량부이다 (핫 멜트 접착제의 총량 100 중량부를 기준으로). 열가소성 블록 공중합체 (A) 및 에틸렌/α-올레핀 공중합체 (C) 의 블렌딩 비가 상기 범위 내인 경우, 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제는 저온에서의 고속 코팅 및 나선 코팅에 탁월하고, 또한 폴리올레핀 필름 (바람직하게는, 폴리에틸렌 필름) 및 부직포에 대한 접착에 탁월하다. 낮은 고화율로 인해, 핫 멜트 접착제가 또한 긴 오픈 타임을 필요로 하는 일회용품용 생산 라인에 대처할 수 있어서 일회용품에의 사용에 적합한 핫 멜트 접착제를 유도할 수 있다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제는 구체적으로는 상기 성분을 교반기가 구비된 용융-혼합 용기에 충전한 후, 가열로 혼합함으로써 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제에 대해서, 140 ℃ 에서의 용융 점도는 바람직하게는 8,000 mPa·s 이하, 더 바람직하게는 2,000 내지 7,000 mPa·s, 특히 바람직하게는 2,000 내지 6,000 mPa·s 이다. "용융 점도" 는 핫 멜트 접착제의 용융 점도이고, Bookfield RVT-유형 점도계 (스핀들 번호 27) 로 측정된다.
용융 점도를 상기 범위 내로 조절함으로써, 핫 멜트 접착제는 저온 코팅에 적합하다. 나아가, 핫 멜트 접착제는 부직포에 균일하게 적용되고, 침투되기 쉽고, 따라서 접착제는 일회용품에의 사용에 더 적합하다.
상기 언급된 바와 같이, 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제가 부직포 및 폴리올레핀 필름 (바람직하게는, 폴리에틸렌 필름) 에 대한 접착에 탁월하기 때문에 종이 가공, 제본, 일회용품 등에 또한 활용될 수 있고, 일회용품에 적합하게 사용된다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제로 직물, 부직포, 고무, 수지, 종이 및 폴리올레핀 필름으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 종 이상의 부재를 코팅함으로써 일회용품이 구성되어질 수 있다. 폴리올레핀 필름은 내구성, 비용 등의 이유로 바람직하게는 폴리에틸렌 필름이다.
소위 위생 물질이라면, 일회용품에 대한 특별한 제한은 없다. 그 구체예는 종이 기저귀, 위생 냅킨, 애완동물 시이트, 병원 가운, 수술용 백색 의복 등을 포함한다.
일회용품용 생산 라인에서, 일회용품의 각종 부재 (예를 들어, 티슈, 코튼, 부직포, 폴리올레핀 필름 등) 가 핫 멜트 접착제로 통상 코팅된다. 코팅의 경우, 핫 멜트 접착제는 각종 이젝터(ejector) 로부터 방출될 수 있다.
목적하는 일회용품이 수득될 수 있는한, 핫 멜트 접착제로의 코팅 방법에 대한 특별한 제한은 없다. 상기와 같은 코팅 방법은 접촉 코팅 방법 및 비접촉 코팅 방법으로 대략 분류된다. "접촉 코팅" 방법은 핫 멜트 접착제로의 코팅의 경우 방출기가 부재 또는 필름과 접촉되는 코팅 방법으로 칭하고, "비접촉 코팅" 방법은 핫 멜트 접착제로의 코팅의 경우 방출기가 부재 또는 필름과 접촉되지 않는 코팅 방법으로 칭한다. 접촉 코팅 방법의 예는 슬롯 코터 코팅 방법, 롤 코터 코팅 방법 등을 포함하고, 비접촉 코팅 방법의 예는 나선형으로 코팅될 수 있는 나선 코팅, 웨이브형으로 코팅될 수 있는 오메가 코팅 또는 컨트롤 씸(control seam) 코팅 방법, 평면형으로 코팅될 수 있는 슬롯 분무 코팅 또는 커튼 분무 코팅 방법 및 도트형으로 코팅될 수 있는 도트 코팅을 포함한다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제는 나선 코팅에 적합하다. 나선 코팅 방법은 접착제가 간헐적 또는 연속적 적용에 의해 적용되는데, 이때 접착제가 접촉 없이 공기를 사용해 나선형으로 적용되는 방법이다.
핫 멜트 접착제가 분무 코팅에 의해 넓은 너비 (폭) 로 적용될 수 있는 일회용품의 제조에 극히 유용하다. 넓은 너비로 적용될 수 있는 핫 멜트 접착제는 고온 공기의 압력을 조정함으로써 코팅 너비를 감소시킬 수 있다.
핫 멜트 접착제를 넓은 너비로 적용하는 것이 곤란한 경우, 충분한 결합 면적을 수득하기 위한 수많은 분무 노즐이 요구되고, 따라서 소변 수합 라이너와 같은 비교적 소형의 일회용품 및 복잡한 모양을 갖는 일회용품의 제조에서는 적합하지 않다.
따라서, 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제는 나선 코팅을 넓은 너비로 수행할 수 있기 때문에 일회용품에 적합하다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제는 약 140 ℃ 에서의 만족스런 코팅성으로 인해 일회용품의 제조에 유용하다. 고온에서의 핫 멜트 접착제로의 코팅의 경우, 일회용품의 기재로서의 폴리올레핀 필름 (바람직하게는, 폴리에틸렌 필름) 이 융용되고, 열적으로 수축하기 때문에, 일회용품의 외관이 극적으로 손상된다. 약 140 ℃ 에서 핫 멜트 접착제를 적용하는 경우, 일회용품의 기재로서의 부직포 및 폴리올레핀 필름 (바람직하게는, 폴리에틸렌 필름) 의 외관이 거의 변하지 않고, 따라서 제품의 외관이 손상되지 않는다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제가 또한 고속 코팅성에 탁월하기 때문에 단기간의 일회용품의 제조에 또한 적합하다. 고속으로 이동되는 기재를 핫 멜트 접착제로 코팅하는 경우, 마찰로 인한 기재의 파단이 접촉 유형 코팅 방법에서 일어날 수 있다. 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제는 비접촉 코팅 종류로서의 나선 코팅에 적합하고, 따라서 고속 코팅에 적합하고, 그러므로 일회용품의 생산 효율을 개선할 수 있다. 나아가, 고속 코팅에 적합한 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제는 코팅 패턴의 무질서를 거의 야기하지 않는다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제는 만족스런 열 안정성을 갖고, 100 내지 200 ℃ 의 고온 탱크에서 균일하게 용융되고, 상 분리를 야기하지 않는다. 불량한 열 안정성을 갖는 핫 멜트 접착제는 고온 탱크에서 성분들의 상 분리를 용이하게 야기한다. 상 분리는 탱크 필터 및 이동 배관의 클로깅(clogging) 을 야기할 수 있다.
본 발명의 주요 구현예들이 하기 나타나 있다.
1. 하기를 포함하는 핫 멜트 접착제: (A) 비닐-기재 방향족 탄화수소와 공액 디엔 화합물과의 공중합체인 열가소성 블록 공중합체; (B) 메탈로센 촉매를 사용해 프로필렌을 중합함으로써 수득가능한 100 ℃ 이하의 융점을 갖는 프로필렌 단일중합체; 및 (C) 에틸렌/α-올레핀 공중합체.
2. 상기 1 에 있어서, 열가소성 블록 공중합체 (A) 가 (A1) 수소화 스티렌-부타디엔 블록 공중합체 (SEBS); 및 (A2) 수소화 스티렌-이소프렌 블록 공중합체 (SEPS) 로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 핫 멜트 접착제.
3. 상기 1 또는 2 에 있어서, 에틸렌/α-올레핀 공중합체 (C) 가 에틸렌/프로필렌 공중합체 및 에틸렌/1-옥텐 공중합체로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 핫 멜트 접착제.
4. 상기 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 추가로 (D) 점착부여제 수지 및 (E) 가소제로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 핫 멜트 접착제로서, 가소제 (E) 가 (E1) 나프텐유 및 (E2) 파라핀유로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 핫 멜트 접착제.
5. 상기 1 내지 4 중 어느 하나에 있이서, 전체 접착제의 총량 100 중량부를 기준으로 열가소성 블록 공중합체 (A) 를 1.0 내지 9.0 중량부의 양으로 및 에틸렌/α-올레핀 공중합체 (C) 를 1.0 내지 8.0 중량부의 양으로 포함하는 핫 멜트 접착제.
6. 상기 1 내지 5 중 어느 하나에 따른 핫 멜트 접착제를 사용해 수득가능한 일회용품.
실시예
본 발명은 더 상세히 및 실시예로서 구체적인 방식으로 본 발명을 기재하고자 하는 목적을 위해 기재될 것이다. 이들은 본 발명의 예시이고, 제한으로서 고려되지 않는다.
핫 멜트 접착제의 블렌딩을 위한 성분이 하기 나타나 있다.
(A) 열가소성 블록 공중합체
(A1) SEBS (12 중량% 의 스티렌 함량 가짐, TAFTEC H1221 상품명 하에 Asahi Kasei Chemicals Corporation 에 의해 제조)
(A2) SEPS (13 중량% 의 스티렌 함량 가짐, SEPTON 2603 상품명 하에 Kuraray Co., Ltd. 에 의해 제조)
(A3) SBS (40 중량% 의 스티렌 함량 가짐, Asaprene T439 상품명 하에 Asahi Kasei Chemicals Corporation 에 의해 제조)
(B) 메탈로센 촉매를 사용하는 중합에 의해 수득되는 융점 100 ℃ 이하를 갖는 프로필렌 단일중합체
(B1) 75 ℃ 의 융점 및 45,000 의 중량 평균 분자량, 2.0 의 다분산성을 갖는 결정성 프로필렌 단일중합체 ("L-MODU S400" 상품명 하에 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 에 의해 제조)
(B2) 80 ℃ 의 융점 및 70,000 의 중량 평균 분자량, 2.0 의 다분산성을 갖는 결정성 프로필렌 단일중합체 ("L-MODU S600" 상품명 하에 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 에 의해 제조)
(B'3) 145 ℃ 의 융점, 1.9 의 다분산성을 갖는 결정성 프로필렌 단일중합체 (Licocene PP6102 상품명 하에 Clariant K.K. 에 의해 제조)
(C) 에틸렌/α-올레핀 공중합체
(C1) 메탈로센 촉매를 사용하는 중합에 의해 수득되는 프로필렌/에틸렌 공중합체 (Vistamaxx 6202 상품명 하에 Exxon Mobil Corporation 에 의해 제조)
(C2) 메탈로센 촉매를 사용하는 중합에 의해 수득되는 에틸렌/1-옥텐 공중합체 (INFUSE 9807 상품명 하에 The Dow Chemical Company 에 의해 제조)
(C3) 메탈로센 촉매를 사용하는 중합에 의해 수득되는 에틸렌/프로필렌 공중합체 (Licocene PP2602 상품명 하에 Clariant (Japan) K.K. 에 의해 제조)
(C4) 메탈로센 촉매를 사용하는 중합에 의해 수득되는 에틸렌/1-옥텐 공중합체 (AFFINITY GA1950 상품명 하에 The Dow Chemical Company 에 의해 제조)
(C5) 무정형 에틸렌/프로필렌 공중합체 (Rexentac 2304 상품명 하에 Huntsman Corporation 에 의해 제조)
(D) 점착부여제 수지
(D1) 수소화 점착부여제 수지 (ECR5400 상품명 하에 Exxon Mobil Corporation 에 의해 제조)
(D2) 수소화 점착부여제 수지 (ECR179X 상품명 하에 Exxon Mobil Corporation 에 의해 제조)
(D3) 비수소화 점착부여제 수지 (Quintone DX395 상품명 하에 Zeon Corporation 에 의해 제조)
(D4) 수소화 점착부여제 수지 (AlconM100 상품명 하에 Arakawa Chemical Industries, Ltd. 에 의해 제조)
(D5) 수소화 액체 점착부여제 수지 (Maruca Clear-H 상품명 하에 Maruzen Petrochemicals Co., Ltd. 에 의해 제조)
(E) 가소제
(E1) 나프텐유 (Process oil NS100 상품명 하에 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 에 의해 제조)
(E2) 나프텐유 (KN4010 상품명 하에 PetroChina Company 에 의해 제조)
(E3) 파라핀유 (Diana Process Oil PW90 상품명 하에 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 에 의해 제조)
(F) 왁스
(F1) 말레산-개질된 왁스 (Licocene PP MA6252 상품명 하에 Clariant K.K. 에 의해 제조)
(G) 첨가제
(G1) 항산화제 (Adekastab AO60 상품명 하에 ADEKA Corporation 에 의해 제조)
이들 성분을 표 1 및 2 에 나타낸 제형에 따라 블렌딩한 후, 범용 교반기를 사용해 3 시간에 걸쳐 약 150 ℃ 에서 용융-혼합시켜 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 9 의 핫 멜트 접착제를 제조하였다.
상기 각 핫 멜트 접착제에 있어서, 용융 점도, 필 강도, 고화율 및 코팅성을 평가하였다. 평가 각각에 대한 요약이 하기 나타나 있다.
<용융 점도 (mPa·s, 코팅성)>
핫 멜트 접착제를 140 ℃ 및 160 ℃ 에서 용융시키고, 20 분 후에 점도를 Brookfield 점도계를 사용해 번호 27 로터(roter) 로 측정하였다. 평가 기준은 하기와 같다.
140 ℃ 에서의 용융 점도
A: 2,000 mPa·s 내지 6,000 mPa·s
B: 1,000 mPa·s 이상 및 2,000 mPa·s 미만, 또는 6,000 mPa·s 초과 및 10,000 mPa·s 미만
D: 1,000 mPa·s 미만 또는 10,000 mPa·s 이상
160 ℃ 에서의 용융 점도
A: 500 mPa·s 내지 3,000 mPa·s
B: 3,000 mPa·s 초과 및 7,000 mPa·s 이하
D: 500 mPa·s 미만 또는 7,000 mPa·s 초과
<필 강도 시험>
(샘플의 제조)
부직포를 핫 멜트 접착제로 5 g/m2 의 코팅 양으로 코팅하였다. 슬롯 코터를 사용해, 코팅을 140 ℃ 의 온도에서 수행하였다. 핫 멜트 접착제로 코팅한 부직포를 핫 멜트 접착제를 통해 또 다른 부직포 위에 둔 후, 0.5 kgf/cm 의 압력 하에 압착하여 샘플 (부직포/부직포) 을 수득하였다.
나아가, 핫 멜트 접착제로 코팅한 부직포를 핫 멜트 접착제를 통해 폴리에틸렌 (PE) 필름 위에 둔 후, 0.5 kgf/cm 의 압력 하에 압착하여 또 다른 샘플 (부직포/PE 필름) 을 수득하였다.
(시험 절차)
부직포/부직포 샘플 및 부직포/PE 필름 샘플 둘 모두를 기재 이동 방향에 대한 직각 방향 (CD 방향) 으로 25 mm 의 너비로 절단한 후, 필 강도를 범용 인장 시험기 (제조사 JT Toshi Inc.) 를 사용해 T 유형 필링으로 측정하였다. 각 시험에 대해서, 3 개의 샘플을 제조하고, 평균 필 강도를 측정하였다. 측정을 20 ℃, 65% Rh 및 300 mm/분의 필링 속도의 환경 하에 범용 인장 시험기로 수행하였다.
부직포 및 PE 필름 사이의 필 강도
A: 평균 필 강도가 200 (g/25 mm) 초과임.
B: 평균 필 강도가 150 내지 200 (g/25 mm) 임.
D: PE 필름 및 부직포 사이의 평균 필 강도가 150 (g/25 mm) 미만임.
부직포 및 부직포 사이의 필 강도
A: 물질 (기재) 파단이 발생, 또는 평균 필 강도가 200 (g/25 mm) 초과임.
B: 평균 필 강도가 150 내지 200 (g/25 mm) 임.
D: 평균 필 강도가 150 (g/25 mm) 미만임.
"물질 파단" 은 기재로서의 부직포 또는 PE 필름이 샘플의 필링의 경우에 파단을 겪는 것을 의미하고, "MF" 로도 표현된다.
<고화율>
(샘플의 제조)
2 개의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 필름을 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제로 결합하여 라미네이션된 시이트 (샘플) 를 제조하였다. 핫 멜트 접착제의 코팅 두께는 50 μm 이다.
샘플을 너비 25 mm 의 조각으로 절단하고, 크기 약 3 cm 의 핸들로 제공하여 T 필링을 가능하게 하였다. 등급 스케일을 말단에서 3 cm 떨어진 위치에 둔 후, 샘플을 10 분 동안 100 ℃ 에서 건조기로 가열하였다.
(T-필 시험)
가열 완료 후에, 샘플을 취했다. 하나의 핸들을 고정하고, 또 다른 하나의 핸들에 500 g 의 하중물을 매달아둔 후, T-필 시험을 수행하였다. 필름의 필링이 3 cm 에 도달하는데 요구되는 시간을 측정하였다. 고화율의 평가 기준은 하기와 같다.
A: 필링이 3 cm 에 도달하는데 요구되는 시간이 3 분 이내임.
D: 필링이 3 cm 에 도달하는데 요구되는 시간이 3 분보다 김.
<코팅성>
나선 분무기 (제조사 Nordson Corporation) 를 사용해, 공기 압력을 조정하면서 코팅 기재를 핫 멜트 접착제로 코팅하여 코팅된 코팅 기재의 라미네이트 및 라미네이션용 기재를 제조하고, 코팅성을 평가하였다. 코팅 기재 및 라미네이션용 기재 둘 모두는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 필름이다.
더 구체적으로는, 핫 멜트 접착제의 용융 점도가 5,000 mPa·s 가 되는 온도 (즉, 코팅 온도) 로 설정한 후, 나선 분무기 (제조사 Nordson Corporation) 를 (PET 필름으로부터 30 mm 높이) 위치에 실장한 후, 코팅 기재로서의 PET 필름을 적절하게 공기 압력을 조정하면서 15 g/m2 의 코팅 중량으로 0.5 초의 오픈 타임에서 핫 멜트 접착제로 코팅하고, 코팅된 PET 필름을 라미네이션용 기재로서의 PET 필름 위에 두어 라미네이트 (PET 필름/PET 필름) 를 제조한 후, 코팅성을 평가하였다.
나선 코팅으로 적용된 핫 멜트 접착제의 코팅 너비를 확인함으로써 나선 코팅성을 평가하였다. 나선 코팅으로 적용된 핫 멜트 접착제의 흩뿌려짐의 상황을 확인함으로써 고속 라인 코팅성을 평가하였다. 평가 기준이 하기 나타나 있다.
나선 코팅성
나선 코팅에 대한 코팅성 (또는 나선 코팅성) 을 나선 분무의 공기 압력과 적용된 핫 멜트 접착제의 나선 너비 사이의 균형으로 평가하였다.
A: 15 mm 의 나선 너비가 0.40 kgf/cm2 이하의 공기 압력 하에 가능하였음.
B: 15 mm 의 나선 너비가 0.40 kgf/cm2 초과 및 0.45 kgf/cm2 이하의 공기 압력 하에 가능하였음.
D: 15 mm 의 나선 너비가 심지어 공기 압력을 조절함으로써도 불가능하였음.
고속 코팅성
나아가, 나선 분무의 공기 압력 및 적용된 핫 멜트 접착제의 흩뿌려짐 상황으로 고속 라인 코팅성을 평가하였다.
A: 핫 멜트 접착제가 0.55 kgf/cm2 의 공기 압력 하에 흩뿌려짐을 야기하지 않았음.
B: 핫 멜트 접착제가 0.50 kgf/cm2 의 공기 압력 하에 흩뿌려짐을 야기하지 않았음.
D: 핫 멜트 접착제가 0.40 kgf/cm2 의 공기 압력 하에 흩뿌려짐을 야기하였음.
Figure 112015019656399-pct00001
Figure 112015019656399-pct00002
Figure 112015019656399-pct00003
표 1 에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 6 의 핫 멜트 접착제가 3 개의 성분 (A) 열가소성 블록 공중합체, (B) 프로필렌 단일중합체 및 (C) 에틸렌/α-올레핀 공중합체를 포함하기 때문에, (부직포/부직포, 부직포/PE 필름) 접착에 탁월하고, 또한 코팅성 (나선 코팅성, 고속 코팅성) 에 탁월하다. 따라서, 실시예 1 내지 6 의 핫 멜트 접착제는 전형적인 부직포 제품인 기저귀 및 위생용품과 같은 일회용품에 적합하다.
표 2 에 나타낸 바와 같이, 비교예 1 내지 9 의 핫 멜트 접착제는 실시예 1 내지 6 의 접착제와 비교시 코팅성 및 필 강도 중 어느 하나에 있어서 열등하다. 실시예 1 내지 6 의 핫 멜트 접착제가 비교예 1 내지 9 의 핫 멜트 접착제와 비교시 일회용품에 더 적합한 것임에 자명하다.
본 발명은 핫 멜트 접착제를 제공한다. 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제는 일회용품에 적합하다.

Claims (5)

  1. 하기를 포함하는 핫 멜트 접착제:
    (A) 비닐-기재 방향족 탄화수소와 공액 디엔 화합물과의 공중합체인 열가소성 블록 공중합체;
    (B) 메탈로센 촉매를 사용해 프로필렌을 중합함으로써 수득가능한, 샘플 10 mg 에 대해 5 ℃/분의 온도 상승 속도로 시차 주사 열량측정법 (DSC) 에 의해 측정한 100 ℃ 이하의 융점을 갖는 프로필렌 단일중합체; 및
    (C) 에틸렌/α-올레핀 공중합체;
    여기서, 상기 핫 멜트 접착제는 전체 접착제의 총량 100 중량부를 기준으로 열가소성 블록 공중합체 (A) 를 1.0 내지 9.0 중량부의 양으로 및 에틸렌/α-올레핀 공중합체 (C) 를 1.0 내지 8.0 중량부의 양으로 포함함.
  2. 제 1 항에 있어서, 열가소성 블록 공중합체 (A) 가
    (A1) 수소화 스티렌-부타디엔 블록 공중합체 (SEBS); 및
    (A2) 수소화 스티렌-이소프렌 블록 공중합체 (SEPS) 로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 핫 멜트 접착제.
  3. 제 1 항에 있어서, 에틸렌/α-올레핀 공중합체 (C) 가 에틸렌/프로필렌 공중합체 및 에틸렌/1-옥텐 공중합체로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 핫 멜트 접착제.
  4. 제 1 항에 있어서, (D) 점착부여제 수지 및 (E) 가소제로부터 선택되는 하나 이상을 추가로 포함하는 핫 멜트 접착제로서, 가소제 (E) 가 (E1) 나프텐유 및 (E2) 파라핀유로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 핫 멜트 접착제.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 핫 멜트 접착제를 사용해 수득가능한 일회용품.
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