KR102277456B1

KR102277456B1 - 자동차 내외장재용 수성점착제 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR102277456B1
Application number: KR1020210001179A
Authority: KR
Inventors: 박경태; 조지은; 한창우; 박노태
Original assignee: 주식회사 케이디켐
Priority date: 2021-01-06
Filing date: 2021-01-06
Publication date: 2021-07-14

Abstract

본 발명은 자동차 내외장재용 수성점착제 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 유기 용제를 합성하여 제조하는 유성 타입의 점착제의 문제점을 해결하기 위하여 수성 타입의 점착제로 제조하되, 수성점착제베이스 합성 공정에서부터 알칼리 가용성 레진인 SAA 레진과, 모노머 원료인 2-카르복시에틸 아크릴산, 2-하이드록시에틸 메트아크릴산, 아세트산 비닐 및 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르 등을 혼합한 원료혼합물을 이용함으로써, 수성 타입의 점착제이면서도 접착강도, 응집력, 습윤성 및 내습성이 우수하고, 난연성을 유지하면서도 첨가형 난연제의 함유량을 줄일 수 있어 기존의 첨가형 난연제 사용으로 발생되는 접착강도 및 내습성 저하 등의 문제점을 사전에 방지할 수 있으며, 휘발성유기화합물이 발생되지 않아 친환경적인 자동차 내외장재용 수성점착제 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

자동차 내외장재용 수성점착제 및 그 제조방법{AQUEOUS ADHESIVE FOR AUTOMOBILE INTERIOR AND EXTERIOR MATERIALS, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

점착 및 접착소재의 용도는 일상 생활용품부터 건축, 토목, 자동차, 조선, 정보 및 전자산업 등까지 넓어지고 있고, 기술 발전에 따라 소재의 경량화에 대한 연구에 상응하여 여러 분야에서 고기능 점착제 및 접착제에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

또한, 친환경 이슈에 따른 각종 규제 및 신기술 요구에 따라 고기능 및 복합성능을 가지는 점착 및 접착소재 분야 시장의 큰 성장이 기대 되고 있으나, 관련분야 핵심 기술 및 제품의 상당 부분은 선진국으로부터의 수입에 의존하고 있는 실정일 뿐만 아니라 기술의 종속성이 심화되고 있다.

최근 자동차 산업은 이산화탄소 저감 및 연료 효율성 개선 등에 대한 요구로 플라스틱 복합 소재를 사용한 차량 경량화에 많은 연구를 진행하고 있으며, 자동차 내장재에 활용되는 소재 역시 강철이나 비철금속 등에서 경량복합소재로 변화하고 있다.

이에 따라, 친환경적이면서도 고기능 및 복합성능을 가지는 점착제 조성물에 대한 개발이 진행되고 있다. 대한민국 등록특허 제10-1739346호에는 에탄올 및 디메틸카보네이트의 혼합물로 이루어진 용제, 아크릴계 베이스 점착 수지, 및 경화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 방향족 용제를 사용하지 않는 자동차 내장재용 점착제 조성물에 관련된 기술이 개시되어 있다. 또한, 대한민국 등록특허 제10-1920242호에는 아크릴 단량체, 아크릴 변성 점착부여수지, 유기화 나노클레이 및 탈이온수 등을 사용하여 중합하고 소포제 등을 첨가한 점착제 조성물을 제공함으로써, 자동차 내장재에 사용되는 폴리올레핀 폼이나 비극성 소재인 SUS나 PP 등과 같은 난접착 소재의 접착력을 향상시키도록 하되, 액체 아크릴 변성 점착부여수지가 아닌 고체 아크릴 변성 점착부여수지를 분산시켜 적용함에 따라 저장안정성이 향상되고 상분리가 일어나지 않으며 고형분을 쉽게 얻을 수 있도록 할 뿐만 아니라 유기용제가 함유되지 않은 친환경적인 특성을 가지도록 하는 고성능 수성 아크릴 점착제 조성물에 관련된 기술이 개시되어 있다.

다만, 자동차 부품 소재가 바뀜에 따라 적용되는 점착제 역시 지속적으로 연구가 되어야 하나, 그러하지 못해 대부분의 접착제가 경량복합소재에 대한 접착 강도가 약한 실정이다. 뿐만 아니라 자동차 내장재 경량화에 따른 내장재 레이어 변경은 흡음률에 영향을 주게 되므로, 경량화가 되더라도 기존 대비 동등 이상의 흡음 성능을 유지하는 기술 개발이 필요하다.

또한, 시트백 후면 내장재 공정 제조 방식 역시 기존 봉제 타입 방식에서 공정이 단순하고 원가 경쟁력이 우수한 열성형 몰딩 타입으로 변화하였으며, 열성형 몰딩타입도 기존에는 경량복합소재에 부직포를 붙인 뒤 1,500톤 이상의 압착을 통한 성형을 하나, 성형 시 부직포가 찢어지거나 주름이 발생 하는 등 외관성이 좋지 않은 문제점이 발생하고 있다. 이를 개선하고자 부직포를 부품에 맞게 성형한 후, 점착제를 직접 코팅하여 경량복합소재에 부착했으나 공정이 복잡하고 작업성이 떨어지는 문제가 발생하고 있다.

부직포의 몰딩 가공 시 부직포의 내구성과 성형성 확보를 위하여 난연제가 함유된 아크릴 바인더를 코팅하고 있다. 그러나 기존 바인더 코팅공정 중 연기 및 휘발성유기화합물 발생 등으로 환경오염 문제가 발생되고 있으며, 접착강도를 높이기 위해서 더 많은 휘발성유기화합물이 배출되고 있는 실정으로, 작업 환경 개선을 위한 바인더 개발이 요구되고 있다.

이렇듯 자동차 내외장재에 적용되는 복합소재 재질 특성에 맞는 부직포 접착과 점착수지의 개발이 필요하며, 복합소재 표면의 계면 접착력 향상이 요구된다.

이에 따라, 본 발명에서는 자동차 내외장재용 경량복합소재에 대해 접착강도, 난연성이 우수하며, 휘발성유기화합물이 발생되지 않는 자동차 내외장재용 수성점착제를 개발하고자 하였다.

대한민국 등록특허 제10-1739346호 대한민국 등록특허 제10-1920242호

본 발명은 상술한 것과 같은 문제점을 해결하고 필요한 기술을 제공하기 위하여 안출된 것으로서,

본 발명은 수성점착제베이스 합성 공정에서부터 알칼리 가용성 레진인 SAA 레진과, 모노머 원료인 2-카르복시에틸 아크릴산, 2-하이드록시에틸 메트아크릴산, 아세트산 비닐 및 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르 등을 혼합한 원료혼합물을 이용함으로써, 수성 타입의 점착제이면서도 접착강도, 응집력, 습윤성 및 내습성이 우수하고, 난연성을 유지하면서도 첨가형 난연제의 함유량을 줄일 수 있어 기존의 첨가형 난연제 사용으로 발생되는 접착강도 및 내습성 저하 등의 문제점을 사전에 방지할 수 있으며, 휘발성유기화합물이 발생되지 않아 친환경적인 자동차 내외장재용 수성점착제 및 그 제조방법을 제공함에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시형태로서,

본 발명의 일 실시형태는 반응기 내에서 정제수, 레진 및 암모니아수를 혼합한 뒤 용해시켜서 레진용해물로 제조하는 용해단계; 상기 용해단계에서 제조된 레진용해물이 들어있는 반응기 내로 과황산암모늄 수용액을 투입하고 혼합하여 개시반응물로 제조하는 개시반응단계; 상기 개시반응단계에서 제조된 개시반응물이 들어있는 반응기 내로 모노머 원료를 혼합한 원료혼합물을 균일한 속도로 적하하면서 투입 및 혼합하고 합성 반응시켜서 제1합성물로 제조하는 반응단계; 상기 반응단계에서 제조된 제1합성물을 반응기 내에서 숙성시켜서 제2합성물로 제조하는 숙성단계; 상기 숙성단계에서 제조된 제2합성물이 들어있는 반응기 내로 과황산암모늄 수용액을 투입 및 혼합하고 후반응시켜서 제3합성물로 제조하는 후반응단계; 상기 후반응단계에서 제조된 제3합성물이 들어있는 반응기 내로 정제수를 투입하고 혼합하여 수성점착제베이스로 제조하는 물성조절단계; 및 상기 물성조절단계에서 제조된 수성점착제베이스가 들어있는 반응기 내로 난연제 및 점착부여제를 투입하고 혼합하여 수성점착제로 제조하는 배합단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 내외장재용 수성점착제의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 용해단계의 레진은 알칼리 가용성 레진인 SAA(styrene-α-metyl styrene-acrylic acid copolymer) 레진인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 용해단계의 암모니아수는 20 내지 30% 농도인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 용해단계에서는 정제수 68 내지 82중량%, 레진 16 내지 23중량% 및 암모니아수 1 내지 10중량%의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 용해단계에서는 반응기에 정제수를 투입한 뒤 200 내지 240rpm의 속도로 교반시키면서 레진을 첨가하여 혼합하고, 반응기 내의 온도를 68 내지 72℃로 승온시킨 뒤 암모니아수를 첨가하여 혼합하고, 반응기 내의 온도를 84 내지 88℃로 유지하면서 1.5 내지 2.5시간 동안 용해시켜서 레진용해물로 제조하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 개시반응단계와 후반응단계의 과황산암모늄 수용액은 정제수 85 내지 95중량% 및 과황산암모늄(Ammonium persulfate) 5 내지 15중량%의 비율로 혼합하고 용해시켜서 제조한 것임을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 개시반응단계에서는 레진용해물 100중량부에 대해 과황산암모늄 수용액을 3 내지 6중량부의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 반응단계의 원료혼합물은 2-에틸헥실 아크릴산(2-Ethylhexyl acrylate) 23 내지 53중량%, n-부틸 아크릴산(n-Butyl acrylate) 15 내지 25중량%, 아세트산 비닐(Vinyl acetate) 5 내지 15중량%, 2-하이드록시에틸 메트아크릴산(2-Hydroxyethyl methacrylate) 1 내지 5중량%, 2-카르복시에틸 아크릴산(2-carboxyethyl acrylate) 10 내지 30중량% 및 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르(Phosphate ester of polyethylene glycol monomethacrylate) 5 내지 15중량%의 비율로 모노머 원료가 혼합된 것임을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 반응단계에서는 개시반응물 100중량부에 대해 원료혼합물을 55 내지 78중량부의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 반응단계에서는 개시반응물이 들어있는 반응기 내의 온도를 86 내지 88℃로 유지하면서 원료혼합물을 2 내지 3시간 동안 균일한 속도로 적하하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 숙성단계에서는 제1합성물이 들어있는 반응기 내의 온도를 84 내지 88℃로 유지하면서 1 내지 2시간 동안 숙성시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 후반응단계에서는 제2합성물 100중량부에 대해 과황산암모늄 수용액을 0.5 내지 1.5중량부의 비율로 투입 및 혼합하고, 25 내지 35분 동안 후반응시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 물성조절단계에서는 제3합성물 100중량부에 대해 정제수를 0.5 내지 1.5중량부의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 배합단계에서는 수성점착제베이스 100중량부에 대해 폴리인산염 화합물(Poly phosphate compound) 난연제 6 내지 18중량부 및 로진 에스테르(Rosin ester) 점착부여제 5 내지 15중량부의 비율로 혼합하되, 상기 폴리인산염 화합물 난연제는 전체 100중량%에 대해 암모늄 폴리포스페이트(Ammonium polyphosphate)가 13.89중량% 이상 포함되어 조성된 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시형태는 상기의 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 자동차 내외장재용 수성점착제를 제공한다.

본 발명의 일 실시형태에 따라 제조된 자동차 내외장재용 수성점착제는 유기 용제를 합성하여 제조하는 유성 타입의 점착제의 문제점을 해결하기 위하여 수성 타입의 점착제로 제조함에 따라 휘발성유기화합물이 발생되지 않아 친환경적인 장점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시형태에 따라 제조된 자동차 내외장재용 수성점착제는 수성 타입의 점착제로 제조하되, 수성점착제베이스 합성 공정에서부터 알칼리 가용성 레진인 SAA 레진과, 모노머 원료인 2-카르복시에틸 아크릴산, 2-하이드록시에틸 메트아크릴산 및 아세트산 비닐 등을 혼합한 원료혼합물을 이용함으로써, 유성 타입에서 수성 타입으로 전환되면서 발생되는 접착강도, 기재와의 습윤성 및 응집력 저하 등의 문제점을 해결할 수 있어 수성 타입의 점착제이면서도 접착강도, 응집력, 습윤성 및 내습성이 우수한 장점이 있다.

아울러, 본 발명의 일 실시형태에 따라 제조된 자동차 내외장재용 수성점착제는 수성 타입의 점착제로 제조하되, 수성점착제베이스 합성 공정에서부터 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르 등을 혼합한 원료혼합물을 이용함으로써, 난연성을 유지하면서도 첨가형 난연제의 함유량을 줄일 수 있어 기존의 첨가형 난연제 사용으로 발생되는 접착강도 저하 및 내습성 저하 등의 문제점을 사전에 방지할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 자동차 내외장재용 수성점착제의 제조방법을 공정 단계 별로 나타낸 순서도이다.
도 2는 용해단계(S₁₀₀)에서 사용되는 SAA 레진 함량에 따른 실험군 및 대조군의 수성점착제에 대한 점착력 확인 시험 결과를 나타내는 사진이다.
도 3은 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 아세트산 비닐 함량에 따른 실험군 및 대조군의 수성점착제에 대한 응집력 확인 시험 결과를 나타내는 사진이다.
도 4는 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 2-카르복시에틸 아크릴산 함량에 따른 실험군 및 대조군의 수성점착제에 대한 응집력 확인 시험 결과를 나타내는 사진이다.
도 5는 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르의 함량에 따른 실험군 및 대조군의 수성점착제에 대한 난연성 확인 시험 결과를 나타내는 사진이다.
도 6은 배합단계(S₇₀₀)에서 사용되는 점착부여제 함량에 따른 실험군 및 대조군의 수성점착제에 대한 백탁 발생 유무 확인 시험 결과를 나타내는 사진이다.

이하, 본원의 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원 발명의 실시형태를 들어 상세히 설명한다. 본원 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본원 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 본원 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본원 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다.

본원 발명의 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명의 명세서 전체에서, 어떤 단계가 다른 단계와 “상에” 또는 “전에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 단계가 다른 단계와 직접적 시계열적인 관계에 있는 경우뿐만 아니라, 각 단계 후의 혼합하는 단계와 같이 두 단계의 순서에 시계열적 순서가 바뀔 수 있는 간접적 시계열적 관계에 있는 경우와 동일한 권리를 포함할 수 있다.

본 발명의 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “약”, “실질적으로” 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용 오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 용어 “~(하는) 단계” 또는 “~의 단계”는 “~를 위한 단계”를 의미하지 않는다.

본 발명은 자동차 내외장재용 수성점착제 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 자동차 내외장재용 수성점착제의 제조방법은 합성공정인 용해단계(S₁₀₀), 개시반응단계(S₂₀₀), 반응단계(S₃₀₀), 숙성단계(S₄₀₀), 후반응단계(S₅₀₀) 및 물성조절단계(S₆₀₀)와 배합공정인 배합단계(S₇₀₀)를 포함한다.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 자동차 내외장재용 수성점착제의 제조방법을 구체적으로 설명한다. 본 발명의 일 실시형태에 따른 자동차 내외장재용 수성점착제(이하, ‘수성점착제’이라고도 함)는 후술하는 제조방법에 의하여 보다 명확하게 이해될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 자동차 내외장재용 수성점착제의 제조방법을 공정 단계 별로 나타낸 순서도이다.

우선, 용해단계를 수행한다(S₁₀₀).

반응기 내에서 정제수, 레진 및 암모니아수를 혼합한 뒤 용해시켜서 레진용해물로 제조하는 용해단계(S₁₀₀)를 수행한다.

본 발명에서는 자동차 내외장재용 수성점착제를 수성 타입의 점착제로 제조하되, 수성점착제베이스 합성 공정에서부터 알칼리 가용성 레진인 SAA 레진을 이용함으로써, 유성 타입에서 수성 타입으로 전환되면서 발생되는 접착강도 저하 등의 문제점을 해결하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 용해단계의 레진은 알칼리 가용성 레진인 SAA(styrene-α-metyl styrene-acrylic acid copolymer) 레진인 것을 특징으로 한다. SAA 레진은 고분자 유화제로서, 점착제의 접착 강도를 향상시킨다. SAA 레진의 분자량은 6,500Mw이며, 산가는 85㎎ KOH/g이고, Total Tg(glass transition temperature)는 70℃이다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 용해단계의 암모니아수는 20 내지 30% 농도인 것을 특징으로 한다. 암모니아수는 중화제로 사용되며, 25% 농도의 암모니아수를 사용하는 것이 가장 바람직하다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 용해단계에서는 정제수 68 내지 82중량%, 레진 16 내지 23중량% 및 암모니아수 1 내지 10중량%의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 용해단계(S₁₀₀)에서는 레진용해물 전체 중량%에 대해 레진은 16 내지 23중량%의 비율로 혼합되는 것이 바람직한데, 이는 레진이 16중량% 미만의 비율로 혼합되는 경우에는 고분자 유화제로서의 역할이 불가능하며 수성점착제의 접착강도가 저하되는 문제점이 발생될 수 있기 때문이며, 레진이 23중량%를 초과하는 비율로 혼합되는 경우에는 Total Tg(glass transition temperature) 증가로 인해 수성점착제의 유지력이 부족해지는 문제점이 발생될 수 있기 때문이다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 자동차 내외장재용 수성점착제를 제조하는 과정 중 용해단계(S₁₀₀)에서 알칼리 가용성 레진인 SAA 레진을 사용하고, 레진용해물 내에 포함된 SAA 레진의 함량이 16 내지 23중량%인 것으로, 레진의 종류 및 레진의 조성비(함량)와 같은 공정조건을 구체적으로 한정하는 것은 “SAA(styrene-α-metyl styrene-acrylic acid copolymer) 레진 함량에 따른 수성점착제의 전환률, 점착력 및 유지력 확인 시험”의 결과를 토대로 설정한 내용이며, 이는 하기 실시예 3에 의해 보다 명확하게 이해될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 용해단계에서는 반응기에 정제수를 투입한 뒤 200 내지 240rpm의 속도로 교반시키면서 레진을 첨가하여 혼합하고, 반응기 내의 온도를 68 내지 72℃로 승온시킨 뒤 암모니아수를 첨가하여 혼합하고, 반응기 내의 온도를 84 내지 88℃로 유지하면서 1.5 내지 2.5시간 동안 용해시켜서 레진용해물로 제조하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명의 용해단계(S₁₀₀)에서는 반응기 내에서 정제수 68 내지 82중량%, SAA 레진 16 내지 23중량% 및 암모니아수(25%) 1 내지 10중량%의 비율로 혼합한 뒤 용해시켜서 레진용해물로 제조하되, 반응기에 정제수를 투입한 뒤 200 내지 240rpm의 속도로 교반시키면서 레진을 첨가하여 혼합하고, 반응기 내의 온도를 68 내지 72℃로 승온시킨 뒤 암모니아수를 첨가하여 혼합하고, 반응기 내의 온도를 84 내지 88℃로 유지하면서 1.5 내지 2.5시간 동안 용해시켜서 레진용해물로 제조하는 것이 바람직하다.

다음으로, 개시반응단계를 수행한다(S₂₀₀).

상기 용해단계(S₁₀₀)에서 제조된 레진용해물이 들어있는 반응기 내로 과황산암모늄 수용액을 투입하고 혼합하여 개시반응물로 제조하는 개시반응단계(S₂₀₀)를 수행한다.

과황산암모늄(Ammonium persulfate, APS)은 반응개시제로서, 본 발명에서는 정제수와 과황산암모늄을 적정 비율로 혼합하고 용해시켜서 제조한 과황산암모늄 수용액을 사용한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 개시반응단계의 과황산암모늄 수용액은 정제수 85 내지 95중량% 및 과황산암모늄(Ammonium persulfate) 5 내지 15중량%의 비율로 혼합하고 용해시켜서 제조한 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 개시반응단계에서는 레진용해물 100중량부에 대해 과황산암모늄 수용액을 3 내지 6중량부의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 한다. 이는, 레진용해물 100중량부에 대해 과황산암모늄 수용액이 3중량부 미만의 비율로 혼합되는 경우에는 첨가되는 반응개시제의 비율이 너무 낮아서 추후 반응단계의 반응률이 저하되는 문제점이 발생될 수 있기 때문이며, 과황산암모늄 수용액이 6중량부를 초과하는 비율로 혼합되는 경우에는 불필요한 반응개시제가 과도하게 포함되는 문제점이 발생될 수 있기 때문이다.

따라서, 본 발명의 개시반응단계(S₂₀₀)에서는 레진용해물이 들어있는 반응기 내로 과황산암모늄 수용액을 투입하고 혼합하여 개시반응물로 제조하되, 레진용해물 100중량부에 대해 과황산암모늄 수용액을 3 내지 6중량부의 비율로 혼합하고, 과황산암모늄 수용액은 정제수 85 내지 95중량% 및 과황산암모늄 5 내지 15중량%의 비율로 혼합하고 용해시켜서 제조한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

다음으로, 반응단계를 수행한다(S₃₀₀).

상기 개시반응단계(S₂₀₀)에서 제조된 개시반응물이 들어있는 반응기 내로 모노머 원료를 혼합한 원료혼합물을 균일한 속도로 적하하면서 투입 및 혼합하고 합성 반응시켜서 제1합성물로 제조하는 반응단계(S₃₀₀)를 수행한다.

본 발명에서는 자동차 내외장재용 수성점착제를 수성 타입의 점착제로 제조하되, 수성점착제베이스 합성 공정에서부터 2-카르복시에틸 아크릴산을 이용함으로써, 유성 타입에서 수성 타입으로 전환되면서 발생되는 접착강도 저하 등의 문제점을 해결하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서는 자동차 내외장재용 수성점착제를 수성 타입의 점착제로 제조하되, 수성점착제베이스 합성 공정에서부터 2-하이드록시에틸 메트아크릴산을 이용함으로써, 유성 타입에서 수성 타입으로 전환되면서 발생되는 기재와의 습윤성 저하 등의 문제점을 해결하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서는 자동차 내외장재용 수성점착제를 수성 타입의 점착제로 제조하되, 수성점착제베이스 합성 공정에서부터 아세트산 비닐을 이용함으로써, 유성 타입에서 수성 타입으로 전환되면서 발생되는 응집력 저하 등의 문제점을 해결하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명에서는 자동차 내외장재용 수성점착제를 수성 타입의 점착제로 제조하되, 수성점착제베이스 합성 공정에서부터 인계 모노머인 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르를 이용함으로써, 난연성을 유지하면서도 첨가형 난연제의 함유량을 줄일 수 있어 기존의 첨가형 난연제 사용으로 발생되는 접착강도 저하 및 내습성 저하 등의 문제점을 사전에 방지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 반응단계의 원료혼합물은 2-에틸헥실 아크릴산(2-Ethylhexyl acrylate) 23 내지 53중량%, n-부틸 아크릴산(n-Butyl acrylate) 15 내지 25중량%, 아세트산 비닐(Vinyl acetate) 5 내지 15중량%, 2-하이드록시에틸 메트아크릴산(2-Hydroxyethyl methacrylate) 1 내지 5중량%, 2-카르복시에틸 아크릴산(2-carboxyethyl acrylate) 10 내지 30중량% 및 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르(Phosphate ester of polyethylene glycol monomethacrylate) 5 내지 15중량%의 비율로 모노머 원료가 혼합된 것임을 특징으로 한다.

2-에틸헥실 아크릴산(2-Ethylhexyl acrylate, 2-EHA)은 점착 성능을 부여하기 위하여 사용하는 것으로, 원료혼합물 전체 중량%에 대해 23 내지 53중량%의 비율로 혼합되는 것이 바람직하다.

n-부틸 아크릴산(n-Butyl acrylate, BA) 또한 점착 성능을 부여하기 위하여 사용하는 것으로, 원료혼합물 전체 중량%에 대해 15 내지 25중량%의 비율로 혼합되는 것이 바람직하다.

아세트산 비닐(Vinyl acetate, VAM)은 수성점착제의 응집력을 향상시키기 위하여 사용하는 것으로, 원료혼합물 전체 중량%에 대해 5 내지 15중량%의 비율로 혼합되는 것이 바람직한데, 이는 아세트산 비닐이 5중량% 미만의 비율로 혼합되는 경우에는 수성점착제의 응집력이 부족하게 되는 문제점이 발생될 수 있기 때문이며, 아세트산 비닐이 15중량%를 초과하는 비율로 혼합되는 경우에는 미반응물이 발생하여 전환률이 낮아지는 문제점이 발생될 수 있기 때문이다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 자동차 내외장재용 수성점착제를 제조하는 과정 중 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 아세트산 비닐의 함량이 5 내지 15중량%인 것으로, 원료혼합물 내의 아세트산 비닐의 조성비(함량)와 같은 공정조건을 구체적으로 한정하는 것은 “아세트산 비닐(Vinyl acetate) 함량에 따른 수성점착제의 전환률 및 응집력 확인 시험”의 결과를 토대로 설정한 내용이며, 이는 하기 실시예 4에 의해 보다 명확하게 이해될 수 있다.

2-하이드록시에틸 메트아크릴산(2-Hydroxyethyl methacrylate, 2-HEMA)은 기재(부직포)와의 습윤성 및 가교성을 부여하기 위하여 사용하는 것으로, 원료혼합물 전체 중량%에 대해 1 내지 5중량%의 비율로 혼합되는 것이 바람직한데, 이는 2-하이드록시에틸 메트아크릴산이 1중량% 미만의 비율로 혼합되는 경우에는 기재와의 습윤성 부족으로 인한 수성점착제의 접착력이 부족한 문제점이 발생될 수 있기 때문이며, 2-하이드록시에틸 메트아크릴산이 5중량%를 초과하는 비율로 혼합되는 경우에는 가교 및 친수도의 증가로 인해 제품이 겔화되는 문제점이 발생될 수 있기 때문이다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 자동차 내외장재용 수성점착제를 제조하는 과정 중 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 2-하이드록시에틸 메트아크릴산의 함량이 1 내지 5중량%인 것으로, 원료혼합물 내의 2-하이드록시에틸 메트아크릴산의 조성비(함량)와 같은 공정조건을 구체적으로 한정하는 것은 “2-하이드록시에틸 메트아크릴산(2-Hydroxyethyl methacrylate) 함량에 따른 수성점착제의 접착강도 확인 시험”의 결과를 토대로 설정한 내용이며, 이는 하기 실시예 5에 의해 보다 명확하게 이해될 수 있다.

2-카르복시에틸 아크릴산(2-carboxyethyl acrylate, β-CEA)은 수성점착제의 응집력 및 접착강도를 향상시키기 위하여 사용하는 것으로, 원료혼합물 전체 중량%에 대해 10 내지 30중량%의 비율로 혼합되는 것이 바람직한데, 이는 2-카르복시에틸 아크릴산이 10중량% 미만의 비율로 혼합되는 경우에는 수성점착제의 접착력 및 응집력이 부족해지는 문제점이 발생될 수 있기 때문이며, 2-카르복시에틸 아크릴산이 30중량%를 초과하는 비율로 혼합되는 경우에는 친수도 증가로 인해 제품이 겔화되는 문제점이 발생될 수 있기 때문이다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 자동차 내외장재용 수성점착제를 제조하는 과정 중 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 2-카르복시에틸 아크릴산의 함량이 10 내지 30중량%인 것으로, 원료혼합물 내의 2-카르복시에틸 아크릴산의 조성비(함량)와 같은 공정조건을 구체적으로 한정하는 것은 “2-카르복시에틸 아크릴산(2-carboxyethyl acrylate) 함량에 따른 수성점착제의 응집력 확인 시험”의 결과를 토대로 설정한 내용이며, 이는 하기 실시예 6에 의해 보다 명확하게 이해될 수 있다.

폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르(Phosphate ester of polyethylene glycol monomethacrylate, PAM-100)는 수성점착제의 응집력을 높이고 인산염 에스테르(Phosphate ester)기 도입으로 인한 난연성을 부여하기 위하여 사용하는 것으로, 원료혼합물 전체 중량%에 대해 5 내지 15중량%의 비율로 혼합되는 것이 바람직한데, 이는 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르가 5중량% 미만의 비율로 혼합되는 경우에는 수성점착제의 난연성이 부족하게 되고 배합공정에서 첨가되는 난연제의 함량이 증가되는 문제점이 발생될 수 있기 때문이며, 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르가 15중량%를 초과하는 비율로 혼합되는 경우에는 미반응물 발생으로 전환률이 낮아지는 문제점이 발생될 수 있기 때문이다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 자동차 내외장재용 수성점착제를 제조하는 과정 중 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르의 함량이 5 내지 15중량%인 것으로, 원료혼합물 내의 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르의 조성비(함량)와 같은 공정조건을 구체적으로 한정하는 것은 “폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르(Phosphate ester of polyethylene glycol monomethacrylate) 함량에 따른 수성점착제의 전환률 및 난연성 확인 시험”의 결과를 토대로 설정한 내용이며, 이는 하기 실시예 7에 의해 보다 명확하게 이해될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 반응단계에서는 개시반응물 100중량부에 대해 원료혼합물을 55 내지 78중량부의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 한다. 이는, 개시반응물 100중량부에 대해 원료혼합물이 55중량부 미만의 비율로 혼합되는 경우에는 수성점착제에 모노머 원료의 함량이 낮아지게 되어 접착강도, 응집력, 습윤성 등이 저하되는 문제점이 발생될 수 있기 때문이며, 원료혼합물이 78중량부를 초과하는 비율로 혼합되는 경우에는 불필요한 모노머 원료가 과도하게 포함되는 문제점이 발생될 수 있기 때문이다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 반응단계에서는 개시반응물이 들어있는 반응기 내의 온도를 86 내지 88℃로 유지하면서 원료혼합물을 2 내지 3시간 동안 균일한 속도로 적하하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명의 반응단계(S₃₀₀)에서는 개시반응물이 들어있는 반응기 내의 온도를 86 내지 88℃로 유지하면서 원료혼합물을 2 내지 3시간 동안 균일한 속도로 적하면서 투입 및 혼합하고 합성 반응시켜서 제1합성물로 제조하되, 개시반응물 100중량부에 대해 원료혼합물을 55 내지 78중량부의 비율로 혼합하고, 원료혼합물은 2-에틸헥실 아크릴산 23 내지 53중량%, n-부틸 아크릴산 15 내지 25중량%, 아세트산 비닐 5 내지 15중량%, 2-하이드록시에틸 메트아크릴산 1 내지 5중량%, 2-카르복시에틸 아크릴산 10 내지 30중량% 및 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르 5 내지 15중량%의 비율로 모노머 원료가 혼합된 것을 사용하는 것이 바람직하다.

다음으로, 숙성단계를 수행한다(S₄₀₀).

상기 반응단계(S₃₀₀)에서 제조된 제1합성물을 반응기 내에서 숙성시켜서 제2합성물로 제조하는 숙성단계(S₄₀₀)를 수행한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 숙성단계에서는 제1합성물이 들어있는 반응기 내의 온도를 84 내지 88℃로 유지하면서 1 내지 2시간 동안 숙성시키는 것을 특징으로 한다.

다음으로, 후반응단계를 수행한다(S₅₀₀).

상기 숙성단계(S₄₀₀)에서 제조된 제2합성물이 들어있는 반응기 내로 과황산암모늄 수용액을 투입 및 혼합하고 후반응시켜서 제3합성물로 제조하는 후반응단계(S₅₀₀)를 수행한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 후반응단계의 과황산암모늄 수용액은 정제수 85 내지 95중량% 및 과황산암모늄(Ammonium persulfate) 5 내지 15중량%의 비율로 혼합하고 용해시켜서 제조한 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 후반응단계에서는 제2합성물 100중량부에 대해 과황산암모늄 수용액을 0.5 내지 1.5중량부의 비율로 투입 및 혼합하고, 25 내지 35분 동안 후반응시키는 것을 특징으로 한다. 이는, 제2합성물 100중량부에 대해 과황산암모늄 수용액이 0.5중량부 미만의 비율로 혼합되는 경우에는 반응개시제의 비율이 너무 낮아서 반응률이 저하되는 문제점이 발생될 수 있기 때문이며, 과황산암모늄 수용액이 1.5중량부를 초과하는 비율로 혼합되는 경우에는 불필요한 반응개시제가 과도하게 포함되는 문제점이 발생될 수 있기 때문이다.

따라서, 본 발명의 후반응단계(S₅₀₀)에서는 제2합성물이 들어있는 반응기 내로 과황산암모늄 수용액을 투입 및 혼합하고 25 내지 35분 동안 후반응시켜서 제3합성물로 제조하되, 제2합성물 100중량부에 대해 과황산암모늄 수용액을 0.5 내지 1.5중량부의 비율로 혼합하고, 과황산암모늄 수용액은 정제수 85 내지 95중량% 및 과황산암모늄 5 내지 15중량%의 비율로 혼합하고 용해시켜서 제조한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

다음으로, 물성조절단계를 수행한다(S₆₀₀).

상기 후반응단계(S₅₀₀)에서 제조된 제3합성물이 들어있는 반응기 내로 정제수를 투입하고 혼합하여 수성점착제베이스로 제조하는 물성조절단계(S₆₀₀)를 수행한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 물성조절단계에서는 제3합성물 100중량부에 대해 정제수를 0.5 내지 1.5중량부의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 한다. 이는, 제3합성물 100중량부에 대해 정제수가 0.5중량부 미만의 비율로 혼합되는 경우에는 점성도가 너무 높아서 기재 표면에 코팅이 불가능하고 유동성이 거의 없어 사용상 제약이 발생될 우려가 있기 때문이며, 정제수가 1.5중량부를 초과하는 비율로 혼합되는 경우에는 점성도가 너무 낮아지게 되어 제품 자체의 품질이 저하되는 문제점이 발생될 수 있기 때문이다.

따라서, 본 발명의 물성조절단계(S₆₀₀)에서는 제3합성물이 들어있는 반응기 내로 정제수를 투입하고 혼합하여 수성점착제베이스로 제조하되, 제3합성물 100중량부에 대해 정제수를 0.5 내지 1.5중량부의 비율로 혼합하는 것이 바람직하다.

다음으로, 배합단계를 수행한다(S₇₀₀).

상기 물성조절단계(S₆₀₀)에서 제조된 수성점착제베이스가 들어있는 반응기 내로 난연제 및 점착부여제를 투입하고 혼합하여 수성점착제로 제조하는 배합단계(S₇₀₀)를 수행한다.

본 발명에서는 암모늄 폴리포스페이트(Ammonium polyphosphate)가 포함된 폴리인산염 화합물(Poly phosphate compound) 난연제를 사용하는 것을 특징으로 하며, 폴리인산염 화합물 난연제로 FR-OUH, AF-320N 및 APP를 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서는 점착부여제로 로진 에스테르(Rosin ester) 점착부여제를 사용하는 것을 특징으로 하며, 로진 에스테르 점착부여제로 RA-701을 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 배합단계에서는 수성점착제베이스 100중량부에 대해 폴리인산염 화합물(Poly phosphate compound) 난연제 6 내지 18중량부 및 로진 에스테르(Rosin ester) 점착부여제 5 내지 15중량부의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 하며, 상기 폴리인산염 화합물 난연제는 전체 100중량%에 대해 암모늄 폴리포스페이트(Ammonium polyphosphate)가 13.89중량% 이상 포함되어 조성된 것임을 특징으로 한다.

수성점착제베이스 100중량부에 대해 암모늄 폴리포스페이트가 13.89중량% 이상 포함되어 조성된 폴리인산염 화합물 난연제는 6 내지 18중량부의 비율로 혼합되는 것이 바람직한데, 이는 폴리인산염 화합물 난연제가 6중량부 미만의 비율로 혼합되는 경우에는 수성점착제의 난연성이 부족한 문제점이 발생될 수 있기 때문이며, 폴리인산염 화합물 난연제가 18중량%를 초과하는 비율로 혼합되는 경우에는 수성점착제의 접착강도 및 내습성이 저하되는 문제점이 발생될 수 있기 때문이다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 자동차 내외장재용 수성점착제를 제조하는 과정 중 배합단계(S₇₀₀)에서 첨가되는 난연제의 함량이 수성점착제베이스 100중량부에 대해 암모늄 폴리포스페이트가 13.89중량% 이상 포함되어 조성된 폴리인산염 화합물 난연제 6 내지 18중량부인 것으로, 난연제의 조성비(함량)와 같은 공정조건을 구체적으로 한정하는 것은 “난연제 함량에 따른 수성점착제의 난연성 및 접착강도 확인 시험”의 결과를 토대로 설정한 내용이며, 이는 하기 실시예 8에 의해 보다 명확하게 이해될 수 있다.

수성점착제베이스 100중량부에 대해 로진 에스테르 점착부여제는 5 내지 15중량부의 비율로 혼합되는 것이 바람직한데, 이는 로진 에스테르 점착부여제가 5중량부 미만의 비율로 혼합되는 경우에는 수성점착제의 점착력이 부족한 문제점이 발생될 수 있기 때문이며, 로진 에스테르 점착부여제가 15중량부를 초과하는 비율로 혼합되는 경우에는 도막의 백탁 현상이 발생될 우려가 있기 때문이다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 자동차 내외장재용 수성점착제를 제조하는 과정 중 배합단계(S₇₀₀)에서 첨가되는 점착부여제의 함량이 수성점착제베이스 100중량부에 대해 로진 에스테르 점착부여제 5 내지 15중량부인 것으로, 점착부여제의 조성비(함량)와 같은 공정조건을 구체적으로 한정하는 것은 “점착부여제 함량에 따른 수성점착제의 점착력 및 백탁 발생 유무 확인 시험”의 결과를 토대로 설정한 내용이며, 이는 하기 실시예 9에 의해 보다 명확하게 이해될 수 있다.

따라서, 본 발명의 배합단계(S₇₀₀)에서는 수성점착제베이스가 들어있는 반응기 내로 난연제 및 점착부여제를 투입하고 혼합하여 수성점착제로 제조하되, 수성점착제베이스 100중량부에 대해 암모늄 폴리포스페이트가 13.89중량% 이상 포함되어 조성된 폴리인산염 화합물 난연제 6 내지 18중량부 및 로진 에스테르 점착부여제 5 내지 15중량부의 비율로 혼합하는 것이 바람직하다.

이하, 본원 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원 발명의 자동차 내외장재용 수성점착제를 실시예를 들어 상세히 설명한다. 본원 발명의 일 실시형태에 따른 자동차 내외장재용 수성점착제는 후술하는 실시예에 의해 보다 명확하게 이해될 수 있다. 그러나 본원 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

자동차 내외장재용 수성점착제 제조

본 발명에서는 합성공정인 용해단계(S₁₀₀), 개시반응단계(S₂₀₀), 반응단계(S₃₀₀), 숙성단계(S₄₀₀), 후반응단계(S₅₀₀) 및 물성조절단계(S₆₀₀)와 배합공정인 배합단계(S₇₀₀)를 순차적으로 수행하여 본 발명의 자동차 내외장재용 수성점착제를 제조한다.

하기의 방법으로 본 발명의 일 실시형태에 따른 자동차 내외장재용 수성점착제를 제조한다.

1. 용해단계(S₁₀₀) : 반응기 내에서 정제수 71.50중량%, SAA 레진 21.59중량% 및 암모니아수(25%) 6.91중량%를 혼합한 뒤 용해시켜서 레진용해물을 제조한다. 이때, 용해단계에서는 반응기에 정제수를 투입한 뒤 220rpm의 속도로 교반시키면서 SAA 레진을 첨가하여 혼합하고, 반응기 내의 온도를 70℃로 승온시킨 뒤 암모니아수(25%)를 첨가하여 혼합하고, 반응기 내의 온도를 86℃로 유지하면서 2시간 동안 용해시켜서 레진용해물을 제조한다.

2. 개시반응단계(S₂₀₀) : 상기 용해단계에서 제조된 레진용해물이 들어있는 반응기 내로 과황산암모늄 수용액을 투입하되, 레진용해물 100중량부에 대해 과황산암모늄 수용액을 4.37중량부의 비율로 혼합하여 개시반응물을 제조한다. 이때, 과황산암모늄 수용액은 정제수 90.91중량% 및 과황산암모늄 9.09중량%의 비율로 혼합하고 용해시켜서 제조한 것을 사용한다.

3. 반응단계(S₃₀₀) : 상기 개시반응단계에서 제조된 개시반응물이 들어있는 반응기 내의 온도를 87℃로 유지하면서 모노머 원료를 혼합한 원료혼합물을 2.5시간 동안 균일한 속도로 적하하면서 투입 및 혼합하고 합성 반응시켜서 제1합성물을 제조한다. 이때, 개시반응물 100중량부에 대해 원료혼합물을 62.55중량부의 비율로 혼합한다. 또한, 원료혼합물은 2-에틸헥실 아크릴산 38중량%, n-부틸 아크릴산 20중량%, 아세트산 비닐 10중량%, 2-하이드록시에틸 메트아크릴산 2중량%, 2-카르복시에틸 아크릴산 20중량% 및 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르 10중량%의 비율로 모노머 원료가 혼합된 것을 사용한다.

4. 숙성단계(S₄₀₀) : 상기 반응단계에서 제조된 제1합성물을 86℃의 온도로 유지되는 반응기 내에서 1.5시간 동안 숙성시켜서 제2합성물을 제조한다.

5. 후반응단계(S₅₀₀) : 상기 숙성단계에서 제조된 제2합성물이 들어있는 반응기 내로 과황산암모늄 수용액을 투입 및 혼합하되, 제2합성물 100중량부에 대해 과황산암모늄 수용액을 0.78중량부의 비율로 투입 및 혼합하고, 30분 동안 후반응시켜서 제3합성물을 제조한다. 이때, 과황산암모늄 수용액은 정제수 90.91중량% 및 과황산암모늄 9.09중량%의 비율로 혼합하고 용해시켜서 제조한 것을 사용한다.

6. 물성조절단계(S₆₀₀) : 상기 후반응단계에서 제조된 제3합성물이 들어있는 반응기 내로 정제수를 투입하고 혼합하되, 제3합성물 100중량부에 대해 정제수를 1.01중량부의 비율로 혼합하여 수성점착제베이스를 제조한다.

7. 배합단계(S₇₀₀) : 상기 물성조절단계에서 제조된 수성점착제베이스가 들어있는 반응기 내로 난연제 및 점착부여제를 투입하고 혼합하되, 수성점착제베이스 100중량부에 대해 암모늄 폴리포스페이트가 13.89중량% 이상 포함되어 조성된 폴리인산염 화합물 난연제 12중량부 및 로진 에스테르 점착부여제 10중량부의 비율로 혼합하여 수성점착제를 제조한다. 이때, 폴리인산염 화합물 난연제로 FR-OUH, AF-320N 및 APP를 사용하고, 로진 에스테르 점착부여제로 RA-701을 사용한다. 즉, 반응기에 수성점착제베이스를 100중량부 투입한 뒤 1000rpm의 속도로 교반시키면서 폴리인산염 화합물 난연제인 FR-OUH 2중량부 및 AF-320N 5중량부를 투입하고 30분 동안 용해시킨 뒤, APP 5중량부를 투입하고 30분 동안 교반시키고, 로진 에스테르 점착부여제인 RA-701 10중량부를 투입하고 30분 동안 교반시켜서 수성점착제를 제조한다.

상기의 방법에서 사용된 사용물질의 실제 함량 및 백분율(%)는 하기 표 1과 같다.

		사용물질	함량(g)	백분율(%)
합성 공정	용해단계 (S₁₀₀)	R.O Water	41.40	41.40	-	-
		SAA Resin(S-60L)	12.50	12.50	-	-
		Aquous ammonia(25%)	4.00	4.00	-	-
	개시반응 단계(S₂₀₀)	Ammonium persulfate	0.23	0.23	-	-
	개시반응 단계(S₂₀₀)	R.O Water	2.30	2.30	-	-
	반응단계 (S₃₀₀)	2-EHA	14.37	14.37	원료 혼합물	38.00
		BA	7.56	7.56		20.00
		VAM	3.78	3.78		10.00
		2-HEMA	0.76	0.76		2.00
		β-CEA	7.56	7.56		20.00
		PAM-100	3.78	3.78		10.00
	숙성단계 (S₄₀₀)	-	-	-	-	-
	후반응 단계(S₅₀₀)	Ammonium persulfate	0.07	0.07	-	-
	후반응 단계(S₅₀₀)	R.O Water	0.70	0.70	-	-
	물성조절 단계(S₆₀₀)	R.O Water	1.00	1.00	-	-
	합계		100.00	100.00	-	-
	수성점착제 베이스 제조 (이론 고형분 50.60)
배합 공정	배합단계 (S₇₀₀)	Pressure Sensitive Adhesive base	100.00	81.97	-	-
		FR-OUH	2.00	1.64	-	-
		AF-320N	5.00	4.10	-	-
		APP	5.00	4.10	-	-
		RA-701	10.00	8.20	-	-
	합계		122.00	100.00	-	-
	수성점착제 제조

- R.O Water : 정제수

- SAA Resin(S-60L) : 알칼리 가용성 레진인 SAA(styrene-α-metyl styrene-acrylic acid copolymer) 레진

- Aquous ammonia(25%) : 25% 농도인 암모니아수

- Ammonium persulfate : 과황산암모늄

- 2-EHA : 2-에틸헥실 아크릴산(2-Ethylhexyl acrylate)

- BA : n-부틸 아크릴산(n-Butyl acrylate)

- VAM : 아세트산 비닐(Vinyl acetate)

- 2-HEMA : 2-하이드록시에틸 메트아크릴산(2-Hydroxyethyl methacrylate)

- β-CEA : 2-카르복시에틸 아크릴산(2-carboxyethyl acrylate)

- PAM-100 : 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르(Phosphate ester of polyethylene glycol monomethacrylate)

- Pressure Sensitive Adhesive base : 수성점착제베이스

- FR-OUH : 폴리인산염 화합물(Poly phosphate compound) 난연제

- AF-320N : 폴리인산염 화합물(Poly phosphate compound) 난연제

- APP : 폴리인산염 화합물(Poly phosphate compound) 난연제

- RA-701 : 로진 에스테르(Rosin ester) 점착부여제

휘발성유기화합물(VOCs, volatile organic compounds) 검출 확인 시험

상기 실시예 1에서 제조된 자동차 내외장재용 수성점착제에 대한 휘발성유기화합물(VOCs, volatile organic compounds) 검출 유무를 확인하기 위하여, 일반적으로 시중에서 쉽게 사용되는 자동차 내외장재용 유성 난연 점착제와 함께 휘발성유기화합물 검출 확인 시험을 실시하였다.

휘발성유기화합물 검출 확인 시험은 한국에스지에스(SGS KOREA) 사에 의뢰하여 시험을 실시하였으며, 시험 방법 및 결과는 하기 표 2와 같다.

VOCs (Volatile organic compounds)
Test Items	Unit	Test Method	MDL	Results
				수성점착제	유성점착제
Styrene	㎎/㎏	EPA 5021, 8260, GC/MS	1	N.D.	529
Toluene	㎎/㎏	EPA 5021, 8260, GC/MS	1	N.D.	32600
Ethylbenzene	㎎/㎏	EPA 5021, 8260, GC/MS	1	N.D.	2.22
Other(s)
Test Items	Unit	Test Method	MDL	Results
				수성점착제	유성점착제
Formaldehyde	㎎/㎏	EPA8315A, HPLC	1	N.D.	>6.36^*

- N.D. : Not detected.(<MDL)

- ㎎/㎏ = ppm

- MDL : Method Detection Limit

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따라 제조된 자동차 내외장재용 수성점착제는 일반적으로 시중에서 쉽게 사용되는 자동차 내외장재용 유성 난연 점착제와는 달리, 스티렌, 톨루엔, 에틸벤젠과 같은 휘발성유기화합물과 포름알데히드가 검출되지 않는 것으로 확인되었다.

SAA(styrene-α-metyl styrene-acrylic acid copolymer) 레진 함량에 따른 수성점착제의 전환률, 점착력 및 유지력 확인 시험

상기 실시예 1의 방법으로 제조하되, 용해단계(S₁₀₀)에서 사용되는 SAA(styrene-α-metyl styrene-acrylic acid copolymer) 레진 함량에 따른 실험군 및 대조군의 수성점착제를 제조하여 전환률, 점착력 및 유지력을 확인하는 시험을 실시하였다.

실험군 및 대조군 제조 시 용해단계(S₁₀₀)에서 사용되는 SAA 레진의 함량은 하기 표 3과 같다.

	사용물질	함량(중량%)
	사용물질	대조군 3-1	실험군 3-1	실험군 3-2	대조군 3-2
용해단계 (S₁₀₀)	R.O Water	77.05	74.13	71.50	69.11
	SAA Resin(S-60L)	14.32	18.14	21.59	24.73
	Aquous ammonia(25%)	8.63	7.73	6.91	6.16

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 실험군 3-1 및 3-2의 수성점착제는 용해단계(S₁₀₀)에서 사용되는 SAA 레진의 함량이 본 발명에서 한정한 조건에 적합하도록 공정조건을 설정하여 제조한 것이다. 이에 반해서, 대조군 3-1의 수성점착제는 용해단계(S₁₀₀)에서 사용되는 SAA 레진의 함량이 본 발명에서 한정한 조성비보다 낮은 수치가 되도록 공정조건을 설정하여 제조한 것이며, 대조군 3-2의 수성점착제는 용해단계(S₁₀₀)에서 사용되는 SAA 레진의 함량이 본 발명에서 한정한 조성비보다 높은 수치가 되도록 공정조건을 설정하여 제조한 것이다.

실험군 3-1 및 3-2의 수성점착제와 대조군 3-1 및 3-2의 수성점착제를 이용하여 SAA 레진 함량에 따른 전환률을 확인하였으며, 그 결과는 하기 표 4와 같다.

	이론 고형분(%)	고형분(%)	전환률(%)
대조군 3-1	50.6	47.7	94.27
실험군 3-1		50.3	99.41
실험군 3-2		50.4	99.60
대조군 3-2		50.4	99.60

상기 표 4에 나타난 바와 같이, 용해단계(S₁₀₀) 본 발명에서 한정한 조성비보다 낮은 수치가 되도록 SAA 레진을 사용한 경우, 수성점착제 제품이 겔화 되었으며 전환률이 떨어지는 것으로 확인되었다.

실험군 3-1 및 3-2의 수성점착제와 대조군 3-1 및 3-2의 수성점착제를 이용하여 SAA 레진 함량에 따른 점착력을 확인하였으며, 그 결과는 하기 표 5 및 도 2와 같다. 점착력은 이형지에 합성한 제품을 어플리케이터(습도막 50㎛)로 코팅 후 120℃ 오븐에 2분간 건조한 뒤, 건조된 이형지를 부직포에 올리고 롤러에 통과시킨 후 이형지를 제거하고, 점착제가 전사된 부직포를 Ball Tack 테스트기에 30도 각도로 고정시킨 후 볼을 점착제면으로 굴려서 볼이 굴러 내려간 거리를 측정하는 방식으로 점착력을 확인하였다.

	점착력 (23번 ball, 30도)
대조군 3-1	점착제 면이 불균일하여 테스트 불가
실험군 3-1	3㎝
실험군 3-2	7㎝
대조군 3-2	11㎝

상기 표 5 및 도 2에 나타난 바와 같이, SAA 레진의 함량이 증가할수록 점착력이 떨어지는 결과를 보이는데, 이는 SAA 레진의 함량 증가 시 Total Tg(glass transition temperature) 상승으로 인한 것으로 사료된다.

실험군 3-1 및 3-2의 수성점착제와 대조군 3-1 및 3-2의 수성점착제를 이용하여 SAA 레진 함량에 따른 유지력을 확인하였으며, 그 결과는 하기 표 6과 같다. 유지력은 이형지에 상기된 배합 조성으로 배합한 제품을 어플리케이터(습도막 50㎛)로 코팅 후 120℃ 오븐에서 2분간 건조한 뒤, 건조된 이형지를 롤러로 부직포에 전사시킨 후 1시간 뒤 이형지를 제거하고, SUS 판에 점착제면을 점착시키고 1시간 경과 후 시험편의 한 끝을 멈춤쇠로 고정시키고, 시험판 및 시험편이 수직으로 매달리도록 접어 포갠 부분의 끝에 1㎏의 추를 매달고 유지력 시험장치에 넣어 60℃에서 1시간 동안 밀려난 거리 또는 시험판에서 떨어질 때까지의 시간을 측정하는 방식으로 유지력을 확인하였다.

	유지력 (시간, 분)
대조군 3-1	17분
실험군 3-1	36분
실험군 3-2	31분
대조군 3-2	12분

상기 표 6에 나타난 바와 같이, SAA 레진의 함량이 본 발명에서 한정한 조성비에 적합할 경우에는 유지력이 우수한 반면에, 본 발명에서 한정한 조성비보다 낮거나 높은 수치가 되도록 SAA 레진을 사용한 경우에는 유지력이 떨어지는 것으로 확인되었다. 이는, 용해단계(S₁₀₀)에서 사용되는 SAA 레진의 함량이 본 발명에서 한정한 조성비보다 높은 수치가 되도록 공정조건을 설정하여 제조하는 경우에 SAA 수지의 높은 산가(acid value)로 인해 내수성이 떨어져 유지력이 떨어지는 것으로 사료된다.

따라서, 본 발명의 자동차 내외장재용 수성점착제를 제조하는 과정 중 용해단계(S₁₀₀)에서는 알칼리 가용성 레진인 SAA(styrene-α-metyl styrene-acrylic acid copolymer) 레진을 사용하고, 레진용해물 내에 포함된 SAA 레진의 함량이 16 내지 23중량%인 것으로, 레진의 종류 및 레진의 조성비(함량)와 같은 공정조건을 구체적으로 한정할 경우에 최종적으로 제조된 수성점착제의 점착력 및 유지력을 증진시킬 수 있음을 확인하였다.

아세트산 비닐(Vinyl acetate) 함량에 따른 수성점착제의 전환률 및 응집력 확인 시험

상기 실시예 1의 방법으로 제조하되, 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 아세트산 비닐(Vinyl acetate) 함량에 따른 실험군 및 대조군의 수성점착제를 제조하여 전환률 및 응집력을 확인하는 시험을 실시하였다.

실험군 및 대조군 제조 시 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 아세트산 비닐의 함량은 하기 표 7과 같다.

	사용물질	함량(중량%)
	사용물질	대조군 4-1	실험군 4-1	실험군 4-2	실험군 4-3	대조군 4-2
반응단계 (S₃₀₀)	2-EHA	45.50	43.00	38.00	33.00	30.50
	BA	20.00	20.00	20.00	20.00	20.00
	VAM	2.50	5.00	10.00	15.00	17.50
	2-HEMA	2.00	2.00	2.00	2.00	2.00
	β-CEA	20.00	20.00	20.00	20.00	20.00
	PAM-100	10.00	10.00	10.00	10.00	10.00

상기 표 7에 나타난 바와 같이, 실험군 4-1 내지 4-3의 수성점착제는 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 아세트산 비닐의 함량이 본 발명에서 한정한 조건에 적합하도록 공정조건을 설정하여 제조한 것이다. 이에 반해서, 대조군 4-1의 수성점착제는 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 아세트산 비닐의 함량이 본 발명에서 한정한 조성비보다 낮은 수치가 되도록 공정조건을 설정하여 제조한 것이며, 대조군 4-2의 수성점착제는 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 아세트산 비닐의 함량이 본 발명에서 한정한 조성비보다 높은 수치가 되도록 공정조건을 설정하여 제조한 것이다.

실험군 4-1 내지 4-3의 수성점착제와 대조군 4-1 및 4-2의 수성점착제를 사용하여, 원료혼합물 내에 포함된 아세트산 비닐의 함량에 따른 전환률을 확인하였으며, 그 결과는 하기 표 8과 같다.

	이론 고형분(%)	고형분(%)	전환률(%)
대조군 4-1	50.6	50.5	99.80
실험군 4-1		50.2	99.21
실험군 4-2		50.4	99.60
실험군 4-3		50.2	99.21
대조군 4-2		47.5	93.87

실험군 4-1 내지 4-3의 수성점착제와 대조군 4-1 및 4-2의 수성점착제를 사용하여, 원료혼합물 내에 포함된 아세트산 비닐의 함량에 따른 응집력을 확인하였으며, 그 결과는 하기 도 3과 같다. 응집력은 이형지에 합성한 제품을 어플리케이터(습도막 50㎛)로 코팅한 후 120℃ 오븐에 5분간 건조한 뒤, 건조된 이형지를 부직포에 올리고 롤러에 통과시킨 후 이형지를 제거하고, 이형지 제거된 도막을 상온에 24시간 방치하여 도막에 구멍이 생기는지 확인하는 방식으로 응집력을 확인하였다.

상기 표 8 및 도 3에 나타난 바와 같이, 원료혼합물 내에 포함된 아세트산 비닐(VAM)의 함량이 증가할수록 응집력이 향상되는 결과를 보이지만, 본 발명에서 한정한 적정 함량을 초과할 경우 미반응물 발생으로 인해 전환률이 떨어지는 것으로 나타났다.

따라서, 본 발명의 자동차 내외장재용 수성점착제를 제조하는 과정 중 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 아세트산 비닐의 함량이 5 내지 15중량%인 것으로, 원료혼합물 내의 아세트산 비닐의 조성비(함량)와 같은 공정조건을 구체적으로 한정할 경우에 최종적으로 제조된 수성점착제의 응집력을 증진시킬 수 있음을 확인하였다.

2-하이드록시에틸 메트아크릴산(2-Hydroxyethyl methacrylate) 함량에 따른 수성점착제의 접착강도 확인 시험

상기 실시예 1의 방법으로 제조하되, 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 2-하이드록시에틸 메트아크릴산(2-Hydroxyethyl methacrylate) 함량에 따른 실험군 및 대조군의 수성점착제를 제조하여 접착강도를 확인하는 시험을 실시하였다.

실험군 및 대조군 제조 시 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 2-하이드록시에틸 메트아크릴산의 함량은 하기 표 9와 같다.

	사용물질	함량(중량%)
	사용물질	대조군 5-1	실험군 5-1	실험군 5-2	실험군 5-3	대조군 5-2
반응단계 (S₃₀₀)	2-EHA	39.50	39.00	38.00	35.00	34.00
	BA	20.00	20.00	20.00	20.00	20.00
	VAM	10.00	10.00	10.00	10.00	10.00
	2-HEMA	0.50	1.00	2.00	5.00	6.00
	β-CEA	20.00	20.00	20.00	20.00	20.00
	PAM-100	10.00	10.00	10.00	10.00	10.00

상기 표 9에 나타난 바와 같이, 실험군 5-1 내지 5-3의 수성점착제는 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 2-하이드록시에틸 메트아크릴산의 함량이 본 발명에서 한정한 조건에 적합하도록 공정조건을 설정하여 제조한 것이다. 이에 반해서, 대조군 5-1의 수성점착제는 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 2-하이드록시에틸 메트아크릴산의 함량이 본 발명에서 한정한 조성비보다 낮은 수치가 되도록 공정조건을 설정하여 제조한 것이며, 대조군 5-2의 수성점착제는 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 2-하이드록시에틸 메트아크릴산의 함량이 본 발명에서 한정한 조성비보다 높은 수치가 되도록 공정조건을 설정하여 제조한 것이다.

실험군 5-1 내지 5-3의 수성점착제와 대조군 5-1 및 5-2의 수성점착제를 사용하여, 원료혼합물 내에 포함된 2-하이드록시에틸 메트아크릴산의 함량에 따른 접착강도를 확인하였으며, 그 결과는 하기 표 10과 같다. 접착강도는 이형지에 상기된 배합 조성으로 배합한 제품을 어플리케이터(습도막 50㎛)로 코팅한 후 120℃ 오븐에 2분간 건조한 뒤, 건조된 이형지를 OHP 필름에 전사시키고 이형지 제거 후 SUS 판에 점착제면을 접착시키고, SUS 판에서 OHP 필름(1inch)을 떼어 낼 때의 힘을 인장강도계로 측정하는 방식으로 접착강도를 확인하였다.

	접착강도
대조군 5-1	0.8kgf/inch
실험군 5-1	1.5kgf/inch
실험군 5-2	1.5kgf/inch
실험군 5-3	1.8kgf/inch
대조군 5-2	1.6kgf/inch

상기 표 10에 나타난 바와 같이, 원료혼합물 내에 포함된 2-하이드록시에틸 메트아크릴산(2-HEMA)의 함량이 증가할수록 접착력은 향상되나, 적정 함량을 초과할 경우 가교도 및 친수성 증가로 인해 제품이 겔화되어 접착력이 저하되는 것으로 나타났다.

따라서, 본 발명의 자동차 내외장재용 수성점착제를 제조하는 과정 중 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 2-하이드록시에틸 메트아크릴산의 함량이 1 내지 5중량%인 것으로, 원료혼합물 내의 2-하이드록시에틸 메트아크릴산의 조성비(함량)와 같은 공정조건을 구체적으로 한정할 경우에 최종적으로 제조된 수성점착제의 접착강도를 증진시킬 수 있음을 확인하였다.

2-카르복시에틸 아크릴산(2-carboxyethyl acrylate) 함량에 따른 수성점착제의 응집력 확인 시험

상기 실시예 1의 방법으로 제조하되, 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 2-카르복시에틸 아크릴산(2-carboxyethyl acrylate) 함량에 따른 실험군 및 대조군의 수성점착제를 제조하여 응집력을 확인하는 시험을 실시하였다.

실험군 및 대조군 제조 시 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 2-카르복시에틸 아크릴산의 함량은 하기 표 11과 같다.

	사용물질	함량(중량%)
	사용물질	대조군 6-1	실험군 6-1	실험군 6-2	실험군 6-3	대조군 6-2
반응단계 (S₃₀₀)	2-EHA	53.00	48.00	38.00	28.00	23.00
	BA	20.00	20.00	20.00	20.00	20.00
	VAM	10.00	10.00	10.00	10.00	10.00
	2-HEMA	2.00	2.00	2.00	2.00	2.00
	β-CEA	5.00	10.00	20.00	30.00	35.00
	PAM-100	10.00	10.00	10.00	10.00	10.00

상기 표 11에 나타난 바와 같이, 실험군 6-1 내지 6-3의 수성점착제는 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 2-카르복시에틸 아크릴산의 함량이 본 발명에서 한정한 조건에 적합하도록 공정조건을 설정하여 제조한 것이다. 이에 반해서, 대조군 6-1의 수성점착제는 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 2-카르복시에틸 아크릴산의 함량이 본 발명에서 한정한 조성비보다 낮은 수치가 되도록 공정조건을 설정하여 제조한 것이며, 대조군 6-2의 수성점착제는 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 2-카르복시에틸 아크릴산의 함량이 본 발명에서 한정한 조성비보다 높은 수치가 되도록 공정조건을 설정하여 제조한 것이다.

실험군 6-1 내지 6-3의 수성점착제와 대조군 6-1 및 6-2의 수성점착제를 사용하여, 원료혼합물 내에 포함된 2-카르복시에틸 아크릴산의 함량에 따른 응집력을 확인하였으며, 그 결과는 하기 도 4와 같다. 응집력은 이형지에 합성한 제품을 어플리케이터(습도막 50㎛)로 코팅한 후 120℃ 오븐에 2분간 건조한 뒤, 건조된 이형지를 부직포에 올리고 롤러에 통과시킨 후 이형지를 제거하고, 이형지 제거된 도막을 상온에 24시간 방치하여 도막에 구멍이 생기는지 확인하는 방식으로 응집력을 확인하였다.

하기 도 4에 나타난 바와 같이, 원료혼합물 내에 포함된 2-카르복시에틸 아크릴산(β-CEA)의 함량이 증가할수록 응집력은 향상되나, 적정 함량을 초과할 경우 친수성 증가로 인해 제품이 겔화되어 점도가 상승하게 됨에 따라 코팅이 불가능한 것으로 나타났다.

따라서, 본 발명의 자동차 내외장재용 수성점착제를 제조하는 과정 중 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 2-카르복시에틸 아크릴산의 함량이 10 내지 30중량%인 것으로, 원료혼합물 내의 2-카르복시에틸 아크릴산의 조성비(함량)와 같은 공정조건을 구체적으로 한정할 경우에 최종적으로 제조된 수성점착제의 응집력를 증진시킬 수 있음을 확인하였다.

폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르(Phosphate ester of polyethylene glycol monomethacrylate) 함량에 따른 수성점착제의 전환률 및 난연성 확인 시험

상기 실시예 1의 방법으로 제조하되, 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르(Phosphate ester of polyethylene glycol monomethacrylate)의 함량에 따른 실험군 및 대조군의 수성점착제를 제조하여 전환률 및 난연성을 확인하는 시험을 실시하였다.

실험군 및 대조군 제조 시 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르의 함량은 하기 표 12와 같다.

	사용물질	함량(중량%)
	사용물질	대조군 7-1	대조군 7-2	실험군 7-1	실험군 7-2	실험군 7-3	대조군 7-3
반응단계 (S₃₀₀)	2-EHA	48.00	45.50	43.00	38.00	33.00	28.00
	BA	20.00	20.00	20.00	20.00	20.00	20.00
	VAM	10.00	10.00	10.00	10.00	10.00	10.00
	2-HEMA	2.00	2.00	2.00	2.00	2.00	2.00
	β-CEA	20.00	20.00	20.00	20.00	20.00	20.00
	PAM-100	-	2.50	5.00	10.00	15.00	20.00

상기 표 12에 나타난 바와 같이, 실험군 7-1 내지 7-3의 수성점착제는 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르의 함량이 본 발명에서 한정한 조건에 적합하도록 공정조건을 설정하여 제조한 것이다. 이에 반해서, 대조군 7-1 및 7-2의 수성점착제는 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르의 함량이 본 발명에서 한정한 조성비보다 낮은 수치가 되도록 공정조건을 설정하여 제조한 것이며, 대조군 7-3의 수성점착제는 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르의 함량이 본 발명에서 한정한 조성비보다 높은 수치가 되도록 공정조건을 설정하여 제조한 것이다.

실험군 7-1 내지 7-3의 수성점착제와 대조군 7-1 내지 7-3의 수성점착제를 사용하여, 원료혼합물 내에 포함된 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르의 함량에 따른 전환률을 확인하였으며, 그 결과는 하기 표 13과 같다.

	이론 고형분(%)	고형분(%)	전환률(%)
대조군 7-1	50.6	50.5	99.80
대조군 7-2		50.4	99.60
실험군 7-1		50.5	99.80
실험군 7-2		50.2	99.21
실험군 7-3		50.4	99.60
대조군 7-3		47.2	93.28

상기 표 13에 나타난 바와 같이, 원료혼합물 내에 포함된 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르(PAM-100)의 함량이 20중량%가 될 경우 전환률이 급격히 떨어지는 것으로 나타났다.

실험군 7-1 내지 7-3의 수성점착제와 대조군 7-1 내지 7-3의 수성점착제를 사용하여, 원료혼합물 내에 포함된 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르의 함량에 따른 난연성을 확인하였으며, 그 결과는 하기 표 14 및 도 5와 같다. 난연성은 이형지에 상기된 배합 조성으로 배합한 제품을 어플리케이터(습도막 50㎛)로 코팅한 후 120℃ 오븐에 2분간 건조한 뒤, 건조된 이형지를 부직포에 올리고 롤러에 통과시킨 후 이형지를 제거하고, 점착제가 전사된 부직포를 수평 zig에 고정시키고 부직포 끝부분에 불을 붙여 불이 다 꺼지고 난 후 타들어간 길이를 측정하는 방식으로 난연성을 확인하였다.

	난연성
유성 난연 점착제	2.0㎝
대조군 7-1	11.0㎝
대조군 7-2	6.0㎝
실험군 7-1	2.4㎝
실험군 7-2	2.0㎝
실험군 7-3	2.0㎝
대조군 7-3	4.0㎝

상기 표 14 및 도 5에 도시된 바와 같이, 기존 유성 난연제 점착제의 난연 테스트 결과는 2.0㎝ 수준이며 3.0㎝ 이하 수준이면 난연성이 양호하다고 판단할 수 있는데, 수성점착제를 제조하는 과정에서 동일한 난연제 함량 투입 시, 수성점착제베이스의 원료혼합물 내에 포함된 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르(PAM-100) 함량이 늘어날수록 난연성이 좋아지는 것으로 나타났다. 다만, 원료혼합물 내에 포함된 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르(PAM-100) 함량이 20중량% 이상 사용 시 전환률이 낮아지며, 적정 함량이 사용된 경우에 비해 난연성이 떨어지는 것으로 나타났다. 이는, 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르(PAM-100)가 다른 아크릴 모노머들과 중합이 제대로 되지 못해 고분자 내에 인의 함량이 줄어들어 발생되는 것으로 사료된다.

또한, 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르(PAM-100)를 사용하지 않고 수성점착제를 제조하는 경우, 기존의 유성 난연 점착제의 수준의 양호한 난연성을 부여하기 위해서는 상당량의 난연제가 더 투입되어야 하는 것으로 나타났다.

따라서, 본 발명의 자동차 내외장재용 수성점착제를 제조하는 과정 중 반응단계(S₃₀₀)에서 사용되는 원료혼합물 내에 포함된 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르의 함량이 5 내지 15중량%인 것으로, 원료혼합물 내의 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르의 조성비(함량)와 같은 공정조건을 구체적으로 한정할 경우에 최종적으로 제조된 수성점착제의 난연성을 증진시킬 수 있음을 확인하였다.

난연제 함량에 따른 수성점착제의 난연성 및 접착강도 확인 시험

상기 실시예 1의 방법으로 제조하되, 배합단계(S₇₀₀)에서 사용되는 난연제 함량에 따른 실험군 및 대조군의 수성점착제를 제조하여 난연성 및 접착강도를 확인하는 시험을 실시하였다.

실험군 및 대조군 제조 시 배합단계(S₇₀₀)에서 사용되는 암모늄 폴리포스페이트(Ammonium polyphosphate)가 13.89중량% 이상 포함되어 조성된 폴리인산염 화합물(Poly phosphate compound) 난연제의 함량은 하기 표 15와 같다.

	사용물질	함량(중량부)
	사용물질	대조군 8-1	실험군 8-1	실험군 8-2	실험군 8-3	대조군 8-2
배합단계 (S₇₀₀)	Pressure Sensitive Adhesive base	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00
	FR-OUH	0.50	1.00	2.00	3.00	3.50
	AF-320N	1.25	2.50	5.00	7.50	8.75
	APP	1.25	2.50	5.00	7.50	8.75
	RA-701	9.20	9.47	10.00	10.54	10.81

상기 표 15에 나타난 바와 같이, 실험군 8-1 내지 8-3의 수성점착제는 배합단계(S₇₀₀)에서 사용되는 난연제의 함량이 본 발명에서 한정한 조건에 적합하도록 공정조건을 설정하여 제조한 것이다. 이에 반해서, 대조군 8-1의 수성점착제는 배합단계(S₇₀₀)에서 사용되는 난연제의 함량이 본 발명에서 한정한 조성비보다 낮은 수치가 되도록 공정조건을 설정하여 제조한 것이며, 대조군 8-2의 수성점착제는 배합단계(S₇₀₀)에서 사용되는 난연제의 함량이 본 발명에서 한정한 조성비보다 높은 수치가 되도록 공정조건을 설정하여 제조한 것이다.

실험군 8-1 내지 8-3의 수성점착제와 대조군 8-1 및 8-2의 수성점착제를 사용하여, 난연제 함량에 따른 난연성 및 접착강도를 확인하였으며, 그 결과는 하기 표 16과 같다. 난연성은 이형지에 상기된 배합 조성으로 배합한 제품을 어플리케이터(습도막 50㎛)로 코팅한 후 120℃ 오븐에 2분간 건조한 뒤, 건조된 이형지를 부직포에 올리고 롤러에 통과시킨 후 이형지를 제거하고, 점착제가 전사된 부직포를 수평 zig에 고정시키고 부직포 끝부분에 불을 붙여 불이 다 꺼지고 난 후 타들어간 길이를 측정하는 방식으로 난연성을 확인하였다. 또한, 접착강도는 이형지에 상기된 배합 조성으로 배합한 제품을 어플리케이터(습도막 50㎛)로 코팅한 후 120℃ 오븐에 2분간 건조한 뒤, 건조된 이형지를 OHP 필름에 전사시키고 이형지 제거 후 SUS 판에 점착제면을 접착시키고, SUS 판에서 OHP 필름(1inch)을 떼어 낼 때의 힘을 인장강도계로 측정하는 방식으로 접착강도를 확인하였다.

	난연성	접착강도
대조군 8-1	6.0㎝	1.6kgf/inch
실험군 8-1	2.7㎝	1.5kgf/inch
실험군 8-2	2.2㎝	1.4kgf/inch
실험군 8-3	2.0㎝	1.5kgf/inch
대조군 8-2	1.7㎝	1.1kgf/inch

상기 표 16에 나타난 바와 같이, 수성점착제베이스에 첨가하는 난연제 함량이 증가할 경우 난연성이 좋아지지만 본 발명에서 한정한 적정 함량을 초과할 경우 접착강도가 저하되는 것으로 나타났다.

따라서, 본 발명의 자동차 내외장재용 수성점착제를 제조하는 과정 중 배합단계(S₇₀₀)에서 첨가되는 난연제의 함량이 수성점착제베이스 100중량부에 대해 폴리인산염 화합물(Poly phosphate compound) 난연제 6 내지 18중량부 및 로진 에스테르(Rosin ester) 점착부여제 5 내지 15중량부의 비율로 혼합하되, 상기 폴리인산염 화합물 난연제는 전체 100중량%에 대해 암모늄 폴리포스페이트(Ammonium polyphosphate)가 13.89중량% 이상 포함되어 조성된 것으로, 난연제의 조성비(함량)와 같은 공정조건을 구체적으로 한정할 경우에 최종적으로 제조된 수성점착제의 난연성 및 접착강도를 증진시킬 수 있음을 확인하였다.

점착부여제 함량에 따른 수성점착제의 점착력 및 백탁 발생 유무 확인 시험

상기 실시예 1의 방법으로 제조하되, 배합단계(S₇₀₀)에서 사용되는 점착부여제 함량에 따른 실험군 및 대조군의 수성점착제를 제조하여 점착력 및 백탁 발생 유무를 확인하는 시험을 실시하였다.

실험군 및 대조군 제조 시 배합단계(S₇₀₀)에서 사용되는 로진 에스테르(Rosin ester) 점착부여제의 함량은 하기 표 17과 같다.

	사용물질	함량(중량부)
	사용물질	대조군 8-1	실험군 8-1	실험군 8-2	실험군 8-3	대조군 8-2
배합단계 (S₇₀₀)	Pressure Sensitive Adhesive base	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00
	FR-OUH	2.00	2.00	2.00	2.00	2.00
	AF-320N	5.00	5.00	5.00	5.00	5.00
	APP	5.00	5.00	5.00	5.00	5.00
	RA-701	2.50	5.00	10.00	15.00	17.50

상기 표 17에 나타난 바와 같이, 실험군 9-1 내지 9-3의 수성점착제는 배합단계(S₇₀₀)에서 사용되는 점착부여제의 함량이 본 발명에서 한정한 조건에 적합하도록 공정조건을 설정하여 제조한 것이다. 이에 반해서, 대조군 9-1의 수성점착제는 배합단계(S₇₀₀)에서 사용되는 점착부여제의 함량이 본 발명에서 한정한 조성비보다 낮은 수치가 되도록 공정조건을 설정하여 제조한 것이며, 대조군 9-2의 수성점착제는 배합단계(S₇₀₀)에서 사용되는 점착부여제의 함량이 본 발명에서 한정한 조성비보다 높은 수치가 되도록 공정조건을 설정하여 제조한 것이다.

실험군 9-1 내지 9-3의 수성점착제와 대조군 9-1 및 9-2의 수성점착제를 사용하여, 점착부여제 함량에 따른 점착력을 확인하였으며, 그 결과는 하기 표 18과 같다. 점착력은 이형지에 합성한 제품을 어플리케이터(습도막 50㎛)로 코팅 후 120℃ 오븐에 2분간 건조한 뒤, 건조된 이형지를 부직포에 올리고 롤러에 통과시킨 후 이형지를 제거하고, 점착제가 전사된 부직포를 Ball Tack 테스트기에 30도 각도로 고정시킨 후 볼을 점착제면으로 굴려서 볼이 굴러 내려간 거리를 측정하는 방식으로 점착력을 확인하였다.

	점착력 (23번 ball, 30도)
대조군 9-1	12㎝
실험군 9-1	4㎝
실험군 9-2	3㎝
실험군 9-3	3㎝
대조군 9-2	3㎝

실험군 9-1 내지 9-3의 수성점착제와 대조군 9-1 및 9-2의 수성점착제를 사용하여, 점착부여제 함량에 따른 백탁 발생 유무를 확인하였으며, 그 결과는 하기 도 6과 같다. 백탁 발생 유무는 이형지에 합성한 제품을 어플리케이터(습도막 50㎛)로 코팅 후 120℃ 오븐에 2분간 건조한 뒤, 건조된 이형지를 부직포에 올리고 롤러에 통과시킨 후 이형지를 제거하고, 점착제 면에 물을 떨어뜨리고 24시간 방치 후 백탁이 발생하는지 유무를 확인하는 방식으로 백탁 발생 유무를 확인하였다.

상기 표 18 및 도 6에 나타난 바와 같이, 수성점착제베이스에 첨가하는 점착부여제의 함량이 증가할 경우 점착력이 향상되나, 본 발명에서 한정한 적정 함량을 초과할 경우 내습성이 급격히 떨어져 수분이 닿으면 백탁 현상이 발생하는 것으로 나타났다.

따라서, 본 발명의 자동차 내외장재용 수성점착제를 제조하는 과정 중 배합단계(S₇₀₀)에서 첨가되는 점착부여제의 함량이 수성점착제베이스 100중량부에 대해 로진 에스테르 점착부여제 5 내지 15중량부인 것으로, 점착부여제의 조성비(함량)와 같은 공정조건을 구체적으로 한정할 경우에 최종적으로 제조된 수성점착제의 점착력을 증진시킬 수 있고 백탁 현상이 발생하지 않음을 확인하였다.

결론적으로, 상기 실시예 1 내지 9의 분석 및 확인 시험을 통해 본 발명의 일 실시형태에 따라 제조된 자동차 내외장재용 수성점착제는 수성점착제베이스 합성 공정에서부터 알칼리 가용성 레진인 SAA 레진과, 모노머 원료인 2-카르복시에틸 아크릴산, 2-하이드록시에틸 메트아크릴산, 아세트산 비닐 및 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르 등을 혼합한 원료혼합물을 이용함으로써, 수성 타입의 점착제이면서도 접착강도, 응집력, 습윤성 및 내습성이 우수하고, 난연성을 유지하면서도 첨가형 난연제의 함유량을 줄일 수 있어 기존의 첨가형 난연제 사용으로 발생되는 접착강도 및 내습성 저하 등의 문제점을 사전에 방지할 수 있으며, 휘발성유기화합물이 발생되지 않아 친환경적인 장점이 있음을 확인하였다.

이상, 실시예를 들어 본원 발명을 상세하게 설명하였으나, 본원 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 여러 가지 다양한 형태로 변형될 수 있고, 본원 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함이 명백하다. 또한, 청구범위에 기재된 본원 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본원 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

Claims

반응기 내에서 정제수, 레진 및 암모니아수를 혼합한 뒤 용해시켜서 레진용해물로 제조하는 용해단계;
상기 용해단계에서 제조된 레진용해물이 들어있는 반응기 내로 과황산암모늄 수용액을 투입하고 혼합하여 개시반응물로 제조하는 개시반응단계;
상기 개시반응단계에서 제조된 개시반응물이 들어있는 반응기 내로 모노머 원료를 혼합한 원료혼합물을 균일한 속도로 적하하면서 투입 및 혼합하고 합성 반응시켜서 제1합성물로 제조하는 반응단계;
상기 반응단계에서 제조된 제1합성물을 반응기 내에서 숙성시켜서 제2합성물로 제조하는 숙성단계;
상기 숙성단계에서 제조된 제2합성물이 들어있는 반응기 내로 과황산암모늄 수용액을 투입 및 혼합하고 후반응시켜서 제3합성물로 제조하는 후반응단계;
상기 후반응단계에서 제조된 제3합성물이 들어있는 반응기 내로 정제수를 투입하고 혼합하여 수성점착제베이스로 제조하는 물성조절단계; 및
상기 물성조절단계에서 제조된 수성점착제베이스가 들어있는 반응기 내로 난연제 및 점착부여제를 투입하고 혼합하여 수성점착제로 제조하는 배합단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 내외장재용 수성점착제의 제조방법에 있어서,
상기 반응단계의 원료혼합물은,
2-에틸헥실 아크릴산(2-Ethylhexyl acrylate) 23 내지 53중량%, n-부틸 아크릴산(n-Butyl acrylate) 15 내지 25중량%, 아세트산 비닐(Vinyl acetate) 5 내지 15중량%, 2-하이드록시에틸 메트아크릴산(2-Hydroxyethyl methacrylate) 1 내지 5중량%, 2-카르복시에틸 아크릴산(2-carboxyethyl acrylate) 10 내지 30중량% 및 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트의 인산염 에스테르(Phosphate ester of polyethylene glycol monomethacrylate) 5 내지 15중량%의 비율로 모노머 원료가 혼합된 것임을 특징으로 하는 자동차 내외장재용 수성점착제의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 용해단계의 레진은,
알칼리 가용성 레진인 SAA(styrene-α-metyl styrene-acrylic acid copolymer) 레진인 것을 특징으로 하는 자동차 내외장재용 수성점착제의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 용해단계의 암모니아수는,
20 내지 30% 농도인 것을 특징으로 하는 자동차 내외장재용 수성점착제의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 용해단계에서는,
정제수 68 내지 82중량%, 레진 16 내지 23중량% 및 암모니아수 1 내지 10중량%의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는 자동차 내외장재용 수성점착제의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 용해단계에서는,
반응기에 정제수를 투입한 뒤 200 내지 240rpm의 속도로 교반시키면서 레진을 첨가하여 혼합하고,
반응기 내의 온도를 68 내지 72℃로 승온시킨 뒤 암모니아수를 첨가하여 혼합하고,
반응기 내의 온도를 84 내지 88℃로 유지하면서 1.5 내지 2.5시간 동안 용해시켜서 레진용해물로 제조하는 것을 특징으로 하는 자동차 내외장재용 수성점착제의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 개시반응단계와 후반응단계의 과황산암모늄 수용액은,
정제수 85 내지 95중량% 및 과황산암모늄(Ammonium persulfate) 5 내지 15중량%의 비율로 혼합하고 용해시켜서 제조한 것임을 특징으로 하는 자동차 내외장재용 수성점착제의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 개시반응단계에서는,
레진용해물 100중량부에 대해 과황산암모늄 수용액을 3 내지 6중량부의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는 자동차 내외장재용 수성점착제의 제조방법.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 반응단계에서는,
개시반응물 100중량부에 대해 원료혼합물을 55 내지 78중량부의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는 자동차 내외장재용 수성점착제의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 반응단계에서는,
개시반응물이 들어있는 반응기 내의 온도를 86 내지 88℃로 유지하면서 원료혼합물을 2 내지 3시간 동안 균일한 속도로 적하하는 것을 특징으로 하는 자동차 내외장재용 수성점착제의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 숙성단계에서는,
제1합성물이 들어있는 반응기 내의 온도를 84 내지 88℃로 유지하면서 1 내지 2시간 동안 숙성시키는 것을 특징으로 하는 자동차 내외장재용 수성점착제의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 후반응단계에서는,
제2합성물 100중량부에 대해 과황산암모늄 수용액을 0.5 내지 1.5중량부의 비율로 투입 및 혼합하고, 25 내지 35분 동안 후반응시키는 것을 특징으로 하는 자동차 내외장재용 수성점착제의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 물성조절단계에서는,
제3합성물 100중량부에 대해 정제수를 0.5 내지 1.5중량부의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는 자동차 내외장재용 수성점착제의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 배합단계에서는,
수성점착제베이스 100중량부에 대해 폴리인산염 화합물(Poly phosphate compound) 난연제 6 내지 18중량부 및 로진 에스테르(Rosin ester) 점착부여제 5 내지 15중량부의 비율로 혼합하되,
상기 폴리인산염 화합물 난연제는 전체 100중량%에 대해 암모늄 폴리포스페이트(Ammonium polyphosphate)가 13.89중량% 이상 포함되어 조성된 것임을 특징으로 하는 는 자동차 내외장재용 수성점착제의 제조방법.
청구항 1 내지 청구항 7 또는 청구항 9 내지 청구항 14 중 어느 한 항의 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 자동차 내외장재용 수성점착제.