KR102204767B1

KR102204767B1 - 핫-멜트 접착제

Info

Publication number: KR102204767B1
Application number: KR1020157026619A
Authority: KR
Inventors: 겐타로우 이노우에; 마사히로 모리구치; 나오히로 마에다
Original assignee: 헨켈 아게 운트 코. 카게아아
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2014-03-25
Publication date: 2021-01-18
Also published as: RU2662714C2; CA2908214A1; CN105143386A; WO2014157220A1; CN105143386B; US9765245B2; MX2015013704A; RU2015145462A; US10138400B2; EP2980179A4; TR201819994T4; US20190055438A1; BR112015023943A2; JP6001483B2; US20170253778A1; CA2908214C; US20160009966A1; EP3498800A1; JP2014189584A; ES2703939T3

Abstract

본 발명은 저온에서 적용가능하고 저온에서 탁월한 접착성을 갖는 핫-멜트 접착제, 및 핫-멜트 접착제를 사용해 수득한 일회용품을 제공한다는 과제를 다룬다. 상기 핫-멜트 접착제는 비닐방향족 탄화수소를 사용해 수득되고, 35-45 wt% 의 스티렌 함량 및 50-90 wt% 의 디블록 함량, 및 25℃ 에서의 점도가 250 mPa·s 이하인 25 wt% 톨루엔 용액을 갖는 방사형 스티렌 블록 공중합체 (A1) 을 포함하는 열가소성 블록 공중합체 (A) 를 포함한다.

Description

핫-멜트 접착제 {HOT-MELT ADHESIVE}

본 발명은 핫-멜트 접착제, 더 특히 종이 기저귀 및 냅킨으로 대표되는 일회용품 분야에 사용되는 핫-멜트 접착제에 관한 것이다.

주성분으로서 열가소성 블록 코폴리머를 포함하는 접착제가 종이 기저귀 및 냅킨으로 대표되는 일회용품에 사용되어 왔고, 특히 스티렌 부류 블록 코폴리머 기재의 핫-멜트 접착제가 널리 사용되어 왔다. 예를 들어, 종이 기저귀는 핫-멜트 접착제를 사용해 폴리에틸렌 필름을 기타 부재 (예를 들어, 부직포, 탄성 재료, 예컨대 천연 고무, 물-흡수지 등) 와 결합시킴으로써 제조된다. 핫-멜트 접착제는 각종 방법을 사용해 각종 부재에 적용될 수 있고, 임의의 방법을 사용할지라도 핫-멜트 접착제는 적절한 점도의 수득을 위해 가열로 용융된 후, 용융된 접착제가 각종 구성 부재에 도트(dot), 선형, 스트립, 나선 또는 시이트 형태로 적용된다.

현재는, 종이 기저귀의 경우 그 감촉의 개선이 요구되고, 폴리에틸렌 필름 또는 상기 언급된 각종 부재, 예컨대 부직포를 더 얇게 하는 것으로 종이 기저귀의 유연성 및 감촉을 개선하고자 하는 연구가 있어 왔다. 각종 부재를 상당히 얇게함으로써 재료 비용이 감소된다. 그러나, 폴리에틸렌 필름을 얇게함으로써 내열성이 악화되고 고온 (150℃ 이상) 핫-멜트 접착제의 적용이 폴리에틸렌 필름의 용융 또는 폴리에틸렌 필름의 주름 형성을 이끌어 낸다는 문제점을 야기할 수 있다. 따라서, 접착제 제조업체들은 저온 (140℃ 이하) 에 적용가능한 저온-적용성 핫-멜트 접착제의 개발을 진행하고 있다.

핫-멜트 접착제의 적용의 경우의 작업성 및 환경적 측면을 고려해보면, 종이 기저귀 및 위생 용품을 생산하는 제조업체들은 핫-멜트 접착제의 점도를 낮추는 것을 강하게 요망한다. 핫-멜트 접착제는 통상 베이스 폴리머 및 가소제를 포함하고, 베이스 폴리머의 양을 감소시킴으로써 가소제의 양을 증가시키는 방법에 의해 핫-멜트 접착제의 점도를 낮추고자 하는 연구가 있어 왔다. 그러나, 상기 방법을 사용해 제조된 저점도 핫-멜트 접착제를 사용한 종이 기저귀의 제조는, 종이 기저귀의 부재를 구성하는 폴리에틸렌 필름에 대한 접착성 및 유지력 (응집력) 사이의 밸런스가 악화되고 연화점이 과도하게 저하된다는 문제점을 야기할 수 있다.

특허 문헌 1 은 선형 스티렌 블록 코폴리머, 점착부여 수지 및 가소제를 포함하는 핫-멜트 접착제를 개시한다 (청구항 제 1 항). 문헌의 핫-멜트 접착제는 저점도를 갖고, 저온에서 적용하기에 적합하지만, 저온에서의 접착성이 충분치 않다.

특허 문헌 2 내지 4 는 방사형 스티렌 블록 코폴리머를 포함하는 핫-멜트 접착제를 언급한다 (각 특허 문헌의 청구항 제 1 항). 그러나, 특허 문헌 2 내지 4 의 핫-멜트 접착제는 높은 용융 점도를 갖고, 저온에서 적용을 수행하기에 적합하지 않다. 그러나, 이들은 일회용품에 사용되는 핫-멜트 접착제에서 요구되는 본질적인 접착 수행성인 저온에서의 박리 강도, 유지력 또는 택(tack) 중 어느 하나에 있어서 불충분하다.

특허 문헌 1: JP 2004-137297 A

특허 문헌 2: JP H5(1993)-311138 A

특허 문헌 3: JP 2006-8947 A

특허 문헌 4: JP 2010-536957 W

본 발명의 목적은 저온에서 탁월한 접착성을 갖는 핫-멜트 접착제, 및 핫-멜트 접착제를 활용함으로써 수득한 일회용품을 제공하는 것이다.

본 발명은 하기와 같은, 비닐 부류 방향족 탄화수소 및 공액 디엔 화합물의 코폴리머인 열가소성 블록 코폴리머 (A) 를 포함하는 핫-멜트 접착제를 제공한다:

열가소성 블록 코폴리머 (A) 는 35 내지 45 중량% 의 스티렌 함량 및 50 내지 90 중량% 의 디블록 함량을 갖고 25% (중량 기준) 톨루엔 용액으로서 25℃ 에서의 점도가 250 mPa·s 이하인 방사형 스티렌 블록 코폴리머 (A1) 을 포함한다.

하나의 구현예에서, 방사형 스티렌 블록 코폴리머 (A1) 은 3 분지형 또는 4 분지형으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다.

하나의 구현예에서, 핫-멜트 접착제는 점착부여 수지 (B) 및 가소제 (C) 를 추가로 포함한다.

하나의 구현예에서, 핫-멜트 접착제는 (A) 내지 (C) 의 전체 중량 100 중량부를 기준으로 (A) 의 함량이 15 내지 30 중량부이다.

하나의 구현예에서, 열가소성 블록 코폴리머 (A) 는 선형 스티렌 블록 코폴리머 (A2) 를 추가로 포함한다.

하나의 구현예에서, 가소제 (C) 는 나프텐 오일 및 파라핀 오일로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함한다.

본 발명은 또한 상기 핫-멜트 접착제 중 어느 하나를 적용함으로써 수득한 일회용품을 제공한다.

본 발명의 핫-멜트 접착제는 저용융 점도로 인해 저온에서 적용가능하고, 저온에서의 접착성에 있어서 탁월하고, 또한 택 및 유지력 (응집력) 사이의 밸런스에 있어서 탁월하다.

본 발명의 일회용품은 폴리에틸렌 필름 및 부직 웹(web) 과 같은 부재를 핫-멜트 접착제로 접착시킴으로써 구성되고, 따라서 부재 각각은 겨울 동안 심지어 저온에서도 박리되지 않는다.

본 발명에서, "열가소성 블록 코폴리머 (A)" 는 공액 디엔 화합물과 비닐 부류 방향족 탄화수소와의 블록 코폴리머화로 수득한 코폴리머이고, 통상적으로 비닐 부류 방향족 탄화수소 블록 및 공액 디엔 화합물 블록을 포함하는 것들을 포함하는 수지 조성물이다.

본원에 사용된 바와 같이, "비닐 부류 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. 특히, 스티렌이 바람직하다. 이들 비닐 부류 방향족 탄화수소는 단독 또는 조합으로 사용될 수 있다.

"공액 디엔 화합물" 은 적어도 한 쌍의 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. 특히, 1,3-부타디엔 및 2-메틸-1,3-부타디엔이 바람직하다. 이들 공액 디엔 화합물은 단독 또는 조합으로 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 열가소성 블록 코폴리머 (A) 는 비수소화 생성물 또는 수소화 생성물일 수 있다.

"열가소성 블록 코폴리머 (A) 의 비수소화 생성물" 의 구체예는 공액 디엔 화합물 기재의 블록이 수소화되지 않은 것들을 포함한다. "열가소성 블록 코폴리머 (A) 의 수소화 생성물" 의 구체예는 공액 디엔 화합물 기재의 블록이 전체 또는 부분 수소화된 블록 코폴리머를 포함한다.

"열가소성 블록 코폴리머 (A) 의 수소화 생성물" 이 수소화된 비는 "수소화비" 로 나타낼 수 있다. "열가소성 블록 코폴리머 (A) 의 수소화 생성물" 의 "수소화비" 는 공액 디엔 화합물 기재의 블록에 포함된 모든 지방족 이중 결합을 기준으로 수소화에 의한 이중 결합의 포화 탄화수소 결합으로의 전환비로 칭한다. "수소화비" 는 적외선 분광광도계, 핵자기 공명 분광기 등으로 측정될 수 있다.

"열가소성 블록 코폴리머 (A) 의 비수소화 생성물" 의 구체예는 스티렌-이소프렌 블록 코폴리머 ("SIS" 로도 칭함) 및 스티렌-부타디엔 블록 코폴리머 ("SBS" 로도 칭함) 를 포함한다. "열가소성 블록 코폴리머 (A) 의 수소화 생성물" 의 구체예는 수소화 스티렌-이소프렌 블록 코폴리머 ("SEPS" 로도 칭함) 및 수소화 스티렌-부타디엔 블록 코폴리머 ("SEBS" 로도 칭함) 를 포함한다.

열가소성 블록 코폴리머 (A) 는 단독 또는 복수의 부류들의 조합으로 사용될 수 있다.

본 발명은 열가소성 블록 코폴리머 (A) 의 부류로서 방사형 스티렌 블록 코폴리머 (A1) 을 활용한다. 방사형 스티렌 블록 코폴리머는, 중심으로서 커플링제로부터 복수의 선형 스티렌 블록 코폴리머가 방사적 돌출된 구조를 갖는 분지형 스티렌 블록 코폴리머이다. 선형 스티렌 블록 코폴리머는 스티렌의 블록이 공액 디엔의 블록과 결합된 선형 코폴리머이다.

방사형 스티렌 블록 코폴리머의 구체예가 하기 나타나 있다.

(S - E)_n Y (1)

식에서, n 은 2 이상의 정수이고, S 는 스티렌 블록이고, E 는 공액 디엔 화합물 블록이고, Y 는 커플링제이다. n 은 바람직하게는 3 또는 4 이다. n 이 3 인 폴리머는 3 분지형으로 칭하는 반면에, n 이 4 인 코폴리머는 4 분지형으로 칭한다. n 이 3 또는 4 인 경우, 수득한 핫-멜트 접착제는 저용융 점도 및 높은 유지력 (응집력) 을 나타낸다. 공액 디엔 화합물은 바람직하게는 부타디엔 또는 이소프렌이다.

방사형 스티렌 블록 코폴리머 (A1) 은 본 발명에서 수지 조성물이고, 소정의 비로 하기 식으로 나타내는 스티렌-공액 디엔 블록 코폴리머를 포함한다:

S - E (2)

[식 중, S 및 E 는 상기 정의된 바와 동일한 의미를 가짐]. 식 (2) 의 스티렌-공액 디엔 블록 코폴리머는 때로는 "디블록" 으로 불릴 수 있다.

커플링제는 선형 스티렌 블록 코폴리머를 방사적으로 결합하는 다관능성 화합물이다. 커플링제의 유형에 대한 특별한 제한은 없다.

커플링제의 예는 실란 화합물, 예컨대 할로겐화 실란 또는 알콕시실란, 주석 화합물, 예컨대 할로겐화 주석, 에폭시 화합물, 예컨대 폴리카르복실레이트 에스테르 또는 에폭시화 대두유, 아크릴산 에스테르, 예컨대 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디비닐 화합물, 예컨대 에폭시실란 또는 디비닐벤젠 등을 포함한다. 그 구체예는 트리클로로실란, 트리브로모실란, 테트라클로로실란, 테트라브로모실란, 메틸트리메톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라클로로주석, 디에틸 아디페이트 등을 포함한다.

본 발명에서, 방사형 스티렌 블록 코폴리머 (A1) 은 35 내지 45 중량% 의 스티렌 함량, 50 내지 90 중량% 의 디블록 함량을 갖고, 25% (중량 기준) 톨루엔 용액으로서 25℃ 에서의 점도가 250 mPa·s 이하이다.

"스티렌 함량" 은 (A1) 에 포함된 스티렌 블록의 비로 칭한다. 스티렌 함량은 35 내지 45 중량%, 더 바람직하게는 35 내지 40 중량% 이다.

(A1) 의 스티렌 함량은 상기 범위 내이고, 이로써 본 발명의 핫-멜트 접착제는 유지력 (응집력), 택 및 저온에서의 접착성 사이의 밸런스에 있어서 탁월해진다.

"디블록 함량" 은 (A1) 에 포함된 식 (2) 의 스티렌-공액 디엔 화합물 블록 코폴리머의 비로 칭한다. 디블록 함량은 50 내지 90 중량%, 더 바람직하게는 55 내지 85 중량% 이다.

(A1) 의 디블록 함량은 상기 범위 내이고, 이로써 본 발명의 핫-멜트 접착제는 택 및 저온에서의 접착성에 있어서 탁월해진다. 식 (1) 로 나타내는 분지형 구조 성분의 과잉 함량으로 인해 50 중량% 미만의 (A1) 의 디블록 함량은 때로는 수득한 핫-멜트 접착제의 저온에서의 접착성 또는 택의 열화를 야기할 수 있다. 90 중량% 초과의 (A1) 의 디블록 함량은 방사형 구조를 갖는 경우라 할지라도 핫-멜트 접착제의 유지력 향상을 곤란하게 할 수 있다.

"25% (중량 기준) 톨루엔 용액으로서 25℃ 에서의 점도" 는 용매로서 톨루엔을 사용해 25 중량% 의 농도를 갖는 용액으로서 25℃ 에서의 점도로 칭하고, 각종 점도계, 예를 들어, Brookfield BM-유형 점도계 (스핀들(spindle) 번호 27) 를 사용해 측정될 수 있다.

(A1) 의 "25% (중량 기준) 톨루엔 용액으로서 25℃ 에서의 점도" 는 250 mPa·s 이하이고, 100 내지 250 mPa·s 범위이다. 특히, 점도는 더 바람직하게는 130 내지 200 mPa·s 이다.

본 발명의 핫-멜트 접착제에서, 상기 범위 내의 (A1) 의 "25% (중량 기준) 톨루엔 용액으로서 25℃ 에서의 점도" 는 용융 점도의 상당한 감소를 유도함으로써 저온에서의 용이한 적용을 이끌수 있다.

HJ10, HJ12, HJ13, 및 HJ15 는 방사형 스티렌 블록 코폴리머 (A1) 로서 Asahi Kasei Chemicals Corporation 으로부터 시판된다.

본 발명에서, 열가소성 블록 코폴리머 (A) 는 (A1) 과 상이한 스티렌 블록 코폴리머를 포함하고, 바람직하게는 선형 스티렌 블록 코폴리머 (A2) 를 포함한다. (A1) 뿐만 아니라 (A2) 의 포함은 택, 유지력 (응집력) 및 저온에서의 접착성 사이의 밸런스의 추가적 개선을 가능하게 할 수 있다.

본 명세서에서, 단어 "선형" 은 선형의 구조를 의미한다. 선형 스티렌 블록 코폴리머는 선형 구조를 갖는 스티렌 블록 코폴리머를 의미한다.

시판 제품이 선형 스티렌 블록 코폴리머로서 사용될 수 있다. 그 예는 Asaprene T439 (상표명), Asaprene T436 (상표명) 및 Asaprene T432 (상표명) (제조사 Asahi Kasei Chemicals Corporation); TR2600 (상표명) (제조사 JSR Corporation); Stereon 857 (상표명) 및 Stereon 841A (상표명) (제조사 Firestone Corporation); Kraton D1118 (상표명) (제조사 Kraton Polymers, Inc.); Sol T166 (상표명) (제조사 Enichem, Ltd.); Quintac 3433N (상표명) 및 Quintac 3421 (상표명) (제조사 Zeon Corporation) 을 포함한다. 열가소성 블록 코폴리머 (A) 의 시판 제품은 단독 또는 조합으로 사용될 수 있다.

열가소성 블록 코폴리머 (A) 는 (A1) 또는 (A2) 에 속하지 않는 기타 스티렌 블록 코폴리머 (A3) 을 임의 포함한다.

기타 스티렌 블록 코폴리머 (A3) 의 예는 TR2500 (상표명) (제조사 JSR Corporation); Quintac 3450 (상표명) 및 Quintac 3460 (상표명) (제조사 Zeon Corporation); Sol T6414 (상표명) (제조사 Enichem, Ltd) 를 포함한다.

본 발명의 핫-멜트 접착제는 점착부여 수지 (B) 및 가소제 (C) 를 포함한다. 점착부여 수지는 핫-멜트 접착제에 편의적으로 활용되고 본 발명의 목적하는 핫-멜트 접착제를 제공하는 것이 가능하다면 특별히 제한되지 않는다.

상기 점착부여 수지 (B) 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 코폴리머, 천연 테르펜의 3 차원 폴리머, 수소화 테르펜의 코폴리머의 수소화 유도체, 폴리테르펜 수지, 페놀 부류 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 점착부여 수지는 단독 또는 조합으로 사용될 수 있다. 또한, 무색 내지 엷은 황색 색조를 갖고 실질적으로 냄세가 없고 또한 만족스런 열 안정성을 갖는한 점착부여 수지로서 액체형 점착부여 수지를 사용할 수 있다. 수행성이 포괄적인 관점으로부터 고려되는 경우, 수지 등의 수소화 유도체가 점착부여 수지로서 바람직하다. 비수소화 점착부여 수지는 조합으로 임의 활용된다.

점착부여 수지 (B) 로서 시판 제품을 사용할 수 있다. 상기 시판 제품의 예는 ECR179EX (상표명) (제조사 Tonex Co., Ltd.); Maruka Clear H (상표명) (제조사 Maruzen Petrochemical CO, LTD.); Alcon M100 (상표명) (제조사 Arakawa Chemical Industries, Ltd.); I-MARV S100 (상표명) (제조사 IDEMITSU KOSAN CO., LTD.); Clearon K100 (상표명), Clearon K4090 (상표명) 및 Clearon K4100 (제조사 YASUHARA CHEMICAL CO., LTD.); ECR179EX (상표명) 및 ECR231C (상표명) (제조사 Tonex Co., Ltd.); Regalite C6100L (상표명) 및 Regalite C8010 (상표명) (제조사 Eastman Chemical Company); 및 FTR2140 (상표명) (제조사 Mitsui Chemicals, Inc) 를 포함한다. 비수소화 점착부여 수지의 예는 Quinton DX390N (상표명) 및 Quinton DX395 (상표명) (제조사 Zeon Corporation) 를 포함한다. 이들 시판 점착부여 수지는 단독 또는 조합으로 사용될 수 있다.

가소제 (C) 는 핫-멜트 접착제의 용융 점도의 감소의 목적을 위해 블렌딩됨으로써 핫-멜트 접착제에 유연성을 부여하고, 부착물에 대한 핫-멜트 접착제의 습윤성을 개선한다. 가소제가 블록 코폴리머와 양립가능하고 본 발명의 목적하는 핫-멜트 접착제가 수득가능하다면 특별한 제한은 없다. 가소제 (C) 의 예는 파라핀 오일, 나프텐 오일 및 방향족 오일을 포함한다. 무색 및 무취 나프텐 오일이 특히 바람직하다.

가소제 (C) 로서 시판 제품을 사용할 수 있다. 그 예는 White Oil Broom 350 (상표명) (제조사 Kukdong Oil & Chemicals Co., Ltd.); Diana Fresia S32 (상표명), Diana Process Oil PW-90 (상표명) 및 DN Oil KP-68 (상표명) (제조사 IDEMITSU KOSAN CO., LTD.); Enerper M1930 (상표명) (제조사 BP Chemicals, Inc.); Kaydol (상표명) (제조사 Crompton Corporation); Primol352 (상표명) (제조사 ESSO Corp.); Process Oil NS100 (제조사 IDEMITSU KOSAN CO., LTD.); 및 KN4010 (상표명) (제조사 PetroChina Company Limited) 를 포함한다. 이들 가소제 (C) 는 단독 또는 조합으로 사용될 수 있다.

본 발명의 핫-멜트 접착제에서, (A) 의 함량은 (A) 내지 (C) 의 전체 중량 100 중량부를 기준으로 3 내지 60 중량부, 바람직하게는 8 내지 45 중량부, 더 바람직하게는 15 내지 35 중량부, 특히 바람직하게는 10 내지 30 중량부이다. 상기 범위 내의 (A) 의 함량은 핫-멜트 접착제가 저온에서의 접착성, 택 및 유지력에 있어서 탁월하게끔 하고, 저온에서 적용가능하게 할 수 있다.

필요하다면, 본 발명에 따른 핫-멜트 접착제는 각종 첨가제를 임의로는 추가로 포함한다. 상기 각종 첨가제의 예는 안정화제 및 미립자 충전제를 포함한다.

"안정화제" 는 열에 의한 핫-멜트 접착제의 분자량의 감소, 겔화 발생, 착색, 냄세 등을 방지하기 위해 블렌딩되고, 이로써 핫-멜트 접착제의 안정성을 개선하고, 본 발명의 목적하는 핫-멜트 접착제가 수득가능하다면 특별한 제한은 없다. "안정화제" 의 예는 항산화제 및 자외선 흡수제를 포함한다.

"자외선 흡수제" 는 핫-멜트 접착제의 내광성을 개선하기 위해 사용된다. "항산화제" 는 핫-멜트 접착제의 산화 분해를 방지하기 위해 사용된다. 일회용품에 통상 사용되고 하기 언급되는 목적하는 일회용품이 수득가능하다면 항산화제 및 자외선 흡수제에 대한 특별한 제한은 없다.

항산화제의 예는 페놀 항산화제, 황 항산화제 및 인 항산화제를 포함한다. 자외선 흡수제의 예는 벤조트리아졸 자외선 흡수제 및 벤조페논 자외선 흡수제를 포함한다. 또한, 락톤 안정화제를 첨가할 수 있다. 이들 첨가제는 단독 또는 조합으로 사용될 수 있다.

안정화제로서 시판 제품을 사용할 수 있다. 그 예는 SUMILIZER GM (상표명), SUMILIZER TPD (상표명) 및 SUMILIZER TPS (상표명) (제조사 Sumitomo Chemical Co. Ltd.); IRGANOX 1010 (상표명), IRGANOX HP2225FF (상표명), IRGAFOS 168 (상표명) 및 IRGANOX 1520 (상표명) (제조사 Ciba Specialty Chemicals Inc.); 및 JF77 (상표명) (제조사 Johoku Chemical Co., Ltd) 를 포함한다. 이들 안정화제는 단독 또는 조합으로 사용될 수 있다.

본 발명의 핫-멜트 접착제는 소정의 비로 상기 성분들을 블렌딩하고, 임의로는 각종 첨가제를 블렌딩하고, 상기 혼합물을 가열로 용융시킨 후, 혼합함으로써 제조된다. 구체적으로는, 핫-멜트 접착제는 교반기가 갖춰진 용융-혼합 용기에 상기 성분들을 충전한 후, 가열 하에 혼합함으로써 제조된다.

수득한 핫-멜트 접착제는 바람직하게는 120℃ 에서의 용융 점도가 10,000 mPa·s 이하이고, 140℃ 에서의 용융 점도가 5,000 mPa·s 이하이고, 연화점이 75℃ 이상이다. "용융 점도" 는 핫-멜트 접착제의 용융 상태의 점도로 칭하고, Brookfield RVT-유형 점도계 (스핀들 번호 27) 로 측정된다. "연화점" 은 핫-멜트 접착제가 연화되고 재료의 가열시 변형을 개시하는 온도로 칭한다. Ring and Ball 방법 (Japan Adhesive Industry Association Standard JAI-7-1999 에서 규정한 방법) 으로 측정한다.

본 발명에 따른 핫-멜트 접착제는 120℃ 에서의 용융 점도가 10,000 mPa·s 이하이고, 140℃ 에서의 점도가 5,000 mPa·s 이하이고, 따라서 저온에서 (140℃ 이하) 적용가능하다. 추가로, 연화점이 75℃ 이상인 경우, 핫-멜트 접착제는 액체형 또는 반액체형으로 공급될 수 있다. 핫-멜트 접착제가 액체형 또는 반액체형으로 온도 유지 컨테이너에 보관될 수 있고 그 자체로 공급될 수 있기 때문에 환경적 관점에서 바람직하다. 즉, 핫-멜트 접착제의 제조시, 폐기 재료의 생성이 저하될 수 있고, 전력 소모가 절감될 수 있다.

본 발명에 따른 핫-멜트 접착제는 실시예에서 언급되는 유지력 평가 방법에서 바람직하게는 40℃ 에서의 유지력이 10 분 이상, 더 바람직하게는 30 분 이상, 특히 바람직하게는 50 분 이상이다.

본 발명에 따른 핫-멜트 접착제는 실시예에서 언급되는 박리 강도 평가 방법으로 측정시 바람직하게는 박리 강도 (10℃, 20℃) 가 1,000 gf/inch (8.8 N/2.54 cm) 이상, 더 바람직하게는 2,000 gf/inch (9.8 N/2.54 cm) 이다.

본 발명에 따른 핫-멜트 접착제는 실시예에서 언급되는 루프 택 평가 방법으로 측정시 바람직하게는 루프 택이 1,000 gf/inch (9.8 N/2.54 cm) 이상, 더 바람직하게는 1,500 gf/inch (14.7 N/2.54 cm), 특히 바람직하게는 2,000 gf/inch (19.6 N/2.54 cm) 이상이다.

본 발명에 따른 핫-멜트 접착제는 종이 가공, 제본, 일회용품 등에 널리 사용되고, 일회용품에 주로 사용된다. 소위 위생 재료인 것이라면 "일회용품" 에 대한 특별한 제한은 없다. 그 구체예는 종이 기저귀, 위생 냅킨, 애완동물 시이트, 병원 가운, 수술용 백색 의복 등을 포함한다.

본 발명은 또 다른 양태에서 저온에서 (140℃ 이하) 상기 핫-멜트 접착제의 비접촉 코팅으로 수득한 일회용품을 제공한다. 일회용품은 본 발명에 따른 핫-멜트 접착제를 사용해 직물, 부직포, 고무, 수지 및 종이로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 부재를 폴리올레핀 필름과 결합시킴으로써 구성된다. 내구성, 비용 등의 이유로, 폴리올레핀 필름은 바람직하게는 폴리에틸렌 필름이다.

일회용품을 위한 제조 라인에서, 핫-멜트 접착제는 일회용품의 각종 부재 (예를 들어, 부직포 등) 중 하나 이상, 및 폴리올레핀 필름에 통상 적용되고, 이후에 필름이 부재와 접촉-결합되어 일회용품을 제조한다. 적용의 경우에, 핫-멜트 접착제가 각종 이젝터(ejector) 로부터 분출될 수 있다. 본 발명에서, "비접촉 코팅" 방법은 핫-멜트 접착제의 적용의 경우 분출기가 부재 또는 필름과 접촉되지 않는 코팅 방법으로 칭한다. 비접촉 코팅 방법의 구체예는 나선형으로 코팅이 가능한 나선 코팅 방법, 웨이브형으로 코팅이 가능한 오메가 코팅 또는 컨트롤 심(control seam) 코팅 방법, 평면형으로 코팅이 가능한 슬롯 분무 코팅 또는 커튼 분무 코팅 방법, 도트형으로 코팅이 가능한 도트 코팅 방법 등을 포함한다.

실시예

본 발명은 본 발명을 실시예 및 비교예로서 보다 상세히 및 구체적인 방식으로 기재하고자 하는 목적으로 기재될 것이다. 이들은 본 발명의 예시이고, 제한으로서 간주되지 않는다.

실시예에서, 달리 명시되지 않는한, 중량부 및 중량백분율은 용매가 고려되지 않는 장소를 기준으로 한다.

본 실시예에 사용되는 성분들이 하기 나타나 있다.

(A) 열가소성 블록 코폴리머

<(A1) 방사형 스티렌 블록 코폴리머>

(A1-1) 3 분지형 스티렌-부타디엔 블록 코폴리머 (스티렌 함량 39 중량%, 디블록 함량 80 중량%, 25% (중량 기준) 톨루엔 용액으로서 25℃ 에서의 점도 165 mPa·s, HJ13 (제조사 Asahi Kasei Chemicals Corporation))

(A1-2) 3 분지형 스티렌-부타디엔 블록 코폴리머 (스티렌 함량 38 중량%, 디블록 함량 80 중량%, 25% (중량 기준) 톨루엔 용액으로서 25℃ 에서의 점도 184 mPa·s, HJ12 (제조사 Asahi Kasei Chemicals Corporation))

(A1-3) 4 분지형 스티렌-부타디엔 블록 코폴리머 (스티렌 함량 38 중량%, 디블록 함량 80 중량%, 25% (중량 기준) 톨루엔 용액으로서 25℃ 에서의 점도 155 mPa·s, HJ15 (제조사 Asahi Kasei Chemicals Corporation))

(A1-4) 3 분지형 스티렌-부타디엔 블록 코폴리머 (스티렌 함량 38 중량%, 디블록 함량 60 중량%, 25% (중량 기준) 톨루엔 용액으로서 25℃ 에서의 점도 177 mPa·s, HJ10 (제조사 Asahi Kasei Chemicals Corporation))

<(A2) 선형 스티렌 블록 코폴리머>

(A2-1) 선형 스티렌-부타디엔 블록 코폴리머 (스티렌 함량 30 중량%, 디블록 함량 50 중량%, 25% (중량 기준) 톨루엔 용액으로서 25℃ 에서의 점도 3,100 mPa·s, Asaprene T432 (제조사 Asahi Kasei Chemicals Corporation))

(A2-2) 선형 스티렌-이소프렌 블록 코폴리머 (스티렌 함량 43 중량%, 디블록 함량 60 중량%, 25% (중량 기준) 톨루엔 용액으로서 25℃ 에서의 점도 170 mPa·s, Asaprene T439 (제조사 Asahi Kasei Chemicals Corporation))

(A2-3) 선형 스티렌-이소프렌 블록 코폴리머 (스티렌 함량 16 중량%, 디블록 함량 56 중량%, 25% (중량 기준) 톨루엔 용액으로서 25℃ 에서의 점도 810 mPa·s, Quintac 3433N (제조사 Zeon Corporation))

<(A3) 기타 스티렌 블록 코폴리머>

(A3-1) 3 분지형 스티렌-부타디엔 블록 코폴리머 (스티렌 함량 35 중량%, 디블록 함량 40 중량%, 25% (중량 기준) 톨루엔 용액으로서 25℃ 에서의 점도 490 mPa·s, JSR TR2500 (제조사 JSR Corporation))

(A3-2) 4 분지형 스티렌-부타디엔 블록 코폴리머 (스티렌 함량 40 중량%, 디블록 함량 20 중량%, 25% (중량 기준) 톨루엔 용액으로서 25℃ 에서의 점도 400 mPa·s, Sol T6414 (제조사 Enichem, Ltd.))

(A3-3) 14.2 분지형 스티렌-부타디엔 블록 코폴리머 (스티렌 함량 30 중량%, 디블록 함량 50 중량%, 25% (중량 기준) 톨루엔 용액으로서 25℃ 에서의 점도 600 mPa·s, Soloprene 9618 (제조사 Dynasol Inc.))

(A3-4) 3 분지형 스티렌-이소프렌 블록 코폴리머 (스티렌 함량 25 중량%, 디블록 함량 40 중량%, 25% (중량 기준) 톨루엔 용액으로서 25℃ 에서의 점도 380 mPa·s, Quintack 3460 (제조사 Zeon Corporation))

(A3-5) 3 분지형 스티렌-이소프렌 블록 코폴리머 (스티렌 함량 19 중량%, 디블록 함량 30 중량%, 25% (중량 기준) 톨루엔 용액으로서 25℃ 에서의 점도 550 mPa·s, Quintack 3450 (제조사 Zeon Corporation))

(B) 점착부여 수지

(B1) 수소화 점착부여 수지 (ECR179EX (제조사 Exxon Mobil Corporation))

(B2) 수소화 점착부여 수지 (Alcon M100 (제조사 Arakawa Chemical Industries, Ltd.))

(B3) 수소화 점착부여 수지 (I-MARV S100N (제조사 IDEMITSU KOSAN CO., LTD.))

(B4) 수소화 점착부여 수지 (Regalite C6100L (제조사 Eastman Chemical Company))

(B5) 비수소화 점착부여 수지 (Quinton DX390N (제조사 Zeon Corporation))

(B6) 액체 점착부여 수지 (Maruka Clear H (제조사 Maruzen Petrochemical CO, LTD.))

(B7) 수소화 점착부여 수지 (Plastolyn 240 (제조사 Eastman Chemical Company))

(C) 가소제

(C1) 파라핀 오일 (Diana Fresis S-32 (제조사 IDEMITSU KOSAN CO., LTD.))

(C2) 파라핀 오일 (Daphne Oil KP68 (제조사 IDEMITSU KOSAN CO., LTD.))

(C3) 나프텐 오일 (Process Oil NS100 (제조사 IDEMITSU KOSAN CO., LTD.))

(C4) 나프텐 오일 (KN4010 (제조사 PetroChina Company Limited.))

(D) 왁스

(D1) 말레산 무수물 개질된 폴리프로필렌 왁스 (Rikosen TP MA6252 (제조사 Clariant (Japan) K.K.))

(E) 항산화제

(E1) 페놀 항산화제 (SUMILIZER GM (제조사 Sumitomo Chemical Co., Ltd.))

(E2) 황 항산화제 (SUMILIZER TPD (제조사 Sumitomo Chemical Co., Ltd.))

(E3) 벤조트리아졸 항산화제 (JF77 (제조사 Johoku Chemical Co., Ltd.))

실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 6 의 핫-멜트 접착제의 제조

각각의 성분을 표 1 내지 4 에 나타낸 제형에 따라 블렌딩한 후, 약 150℃ 에서 용융-혼합시켜 핫-멜트 접착제를 제조하였다. 표 1 내지 4 에서, "St" 는 스티렌 함량을 의미하고, "디블록" 은 디블록 함량을 의미하고, "TV" 는 25% (중량 기준) 톨루엔 용액으로서 25℃ 에서의 점도를 의미한다.

실시예 및 비교예의 이렇게 수득한 핫-멜트 접착제에 있어서, 용융 점도, 연화점, 박리 강도, 유지력, 루프 택의 특성을 시험하였다. 그 결과가 표 5 및 6 에 나타나 있다. 상기 특성을 하기 방법들로 시험하였다.

[용융 점도]

핫-멜트 접착제를 120℃ 및 140℃ 에서 가열함으로써 용융시킨 후, 용융 상태의 점도를 Brookfield RVT 유형 점도계 (스핀들 번호 27) 를 사용해 측정하였다. 평가 기준은 하기와 같다.

[연화점]

핫-멜트 접착제의 연화점을 Ring & Ball 방법 (Japan Adhesive Industry Association Standard JAI-7-1999 에서 규정한 방법) 으로 측정하였다.

[박리 강도]

핫-멜트 접착제를 50 μm 두께 PET 필름에 50 μm 두께로 적용하였다. 코팅된 PET 필름을 2.5 cm 너비 스트립으로 형성해 시편을 수득하였다. 각 시편을 20℃ 에서 100 μm 두께 폴리에틸렌 필름에 놓은 후, 20℃ 에서 1 일 동안 정치시켜 두었다. 이후, 박리를 300 mm/분의 인장 속도로 10℃, 20℃ 에서 수행하고, 박리 강도를 측정하였다.

[유지력]

핫-멜트 접착제를 50 μm 두께 PET 필름에 50 μm 의 두께로 적용하였다. 코팅된 PET 필름을 너비가 2.5 cm 로 측정되는 크기로 형성해 시편을 수득하였다. 접촉 면적이 1.0 cm x 2.5 cm 가 되도록 100 μm 의 두께의 폴리에틸렌 필름을 20℃ 에서 시편에 적용하였다. 접촉면에 대해 수직 방향으로 폴리에틸렌 필름에 1kg 의 추를 걸고, 40℃ 의 조건 하에 두었다. 1kg 의 추가 낙하하기 전까지 걸린 시간을 측정하고, 이를 유지력으로 취하였다.

[루프 택]

핫-멜트 접착제를 50 μm 두께 PET 필름에 50 μm 의 두께로 적용하였다. 코팅된 PET 필름을 2.5 cm × 10 cm 로 측정되는 크기로 형성해 시편을 수득하였다. 접착면 (접착제로 코팅된 표면) 이 바깥을 보도록 각 시편을 루프형으로 감은 후, 루프를 20℃ 에서 300 mm/분의 속도로 PE 시이트와 접촉시켰다. 이후, 시편을 300 mm/분의 속도로 PE 시이트로부터 박리시킴으로써 박리시의 박리 강도를 측정하였는데, 이를 초기 루프 택으로 간주하였다. 시편을 20℃ 에서 일주일 동안 보관한 후, 20℃ 에서 300 mm/분의 속도로 PE 시이트와 접촉시켰다. 이후, 시편을 300 mm/분의 속도로 PE 시이트로부터 박리시킴으로써 박리시의 박리 강도를 측정하였는데, 이를 일주일 후의 루프 택으로 간주하였다.

표 1 내지 6 에 나타낸 바와 같이, 실시예들의 핫-멜트 접착제가 성분 (A1) 을 포함하기 때문에 용융 점도, 연화점, 박리 강도, 유지력 및 루프 택에 있어서 탁월하다. 반대로, 비교예들의 핫-멜트 접착제가 성분 (A1) 을 포함하지 않기 때문에 실시예들의 핫-멜트 접착제와 비교시 각각의 수행성들 중 어느 하나에 있어서 상당히 열악하다.

(A1) 을 포함함으로써, 핫-멜트 접착제가 상기 언급된 수행성들에 있어서 개선되고, 일회용품의 제조시 140℃ 이하의 저온 하에 적용될 수 있고, 일회용품의 부재 각각이 겨울에도 거의 박리되지 않는 것으로 입증되었다.

본 발명은 핫-멜트 접착제, 및 핫-멜트 접착제를 적용해 수득한 일회용품을 제공한다. 본 발명에 따른 핫-멜트 접착제는 일회용품의 제조에 특히 적합하다.

Claims

비닐 부류 방향족 탄화수소 및 공액 디엔 화합물의 코폴리머인 열가소성 블록 코폴리머 (A) 를 포함하는 핫-멜트 접착제로서,
상기 열가소성 블록 코폴리머 (A) 는 (ⅰ) 35 내지 45 중량% 의 스티렌 함량 및 50 내지 90 중량% 의 디블록 함량을 갖고 (ⅱ) 25% (중량 기준) 톨루엔 용액으로서 25℃ 에서의 점도가 250 mPa·s 미만인 방사형 스티렌 블록 코폴리머 (A1) 을 포함하고,
상기 핫-멜트 접착제는 (a) 120℃ 에서의 점도가 10,000 mPa·s 미만이고,
(b) 10℃, 인장 속도 300mm/분 에서의 박리 강도가 1000g/25mm 초과인
핫-멜트 접착제.
제 1 항에 있어서, 방사형 스티렌 블록 코폴리머 (A1) 이 3 분지형 또는 4 분지형으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 핫-멜트 접착제.
제 1 항에 있어서, 열가소성 블록 코폴리머 (A) 가 선형 스티렌 블록 코폴리머 (A2) 를 추가로 포함하는 핫-멜트 접착제.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 핫-멜트 접착제를 적용함으로써 수득하는 것을 특징으로 하는 일회용품.