KR102525717B1 - 저 표면 에너지 필름 결합용 폴리우레탄 접착제 - Google Patents

저 표면 에너지 필름 결합용 폴리우레탄 접착제 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리우레탄 라미네이팅 접착제, 폴리우레탄 라미네이팅 접착제를 이용하여 둘 이상의 필름의 라미네이팅에 의한 다층 라미네이트의 제조 방법, 및 이러한 방법에 의해 수득가능한 다층 라미네이트에 관한 것으로서, 이때 폴리우레탄 라미네이팅 접착제는, 폴리올 혼합물의 총 중량에 대해 0.1 내지 20.0 wt% 의 하나 이상의 폴리부타디엔 폴리올; 및 폴리올 혼합물의 총 중량에 대해 5.0 내지 99.9 wt% 의 하나 이상의 폴리에테르 폴리올을 포함하는 폴리올 혼합물 (이때, 하나 이상의 폴리에테르 폴리올은 수 평균 분자량 Mn 이 >1000 g/mol 내지 10000 g/mol 범위인 하나 이상의 폴리에테르 폴리올을 포함함) 과, 하나 이상의 폴리이소시아네이트 (이때, 하나 이상의 폴리이소시아네이트는 이소시아네이트 기가 폴리올 혼합물의 히드록실 기에 대해 몰 초과량으로 존재하는 양으로 사용됨) 를 반응시킴으로써 수득가능한 NCO-말단화 폴리우레탄 예비중합체를 포함한다. 또한, 포함되는 것은 둘 이상의 필름의 라미네이팅을 위한 기재된 접착제의 용도, 기재된 방법으로 수득가능한 다층 라미네이트이다.

Description

저 표면 에너지 필름 결합용 폴리우레탄 접착제 {POLYURETHANE ADHESIVES FOR BONDING LOW SURFACE ENERGY FILMS}
본 발명은 폴리부타디엔 폴리올을 기반으로 하는 폴리우레탄 라미네이팅 접착제, 특히 폴리부타디엔 폴리올을 기반으로 하는 폴리우레탄 라미네이팅 접착제를 사용함으로써 저 표면 에너지 필름을 결합하는 둘 이상의 필름의 라미네이팅 방법, 및 이러한 방법에 의해 수득가능한 다층 라미네이트에 관한 것이다.
필름-형 기판 결합용 라미네이팅 접착제는 주로 업계에 알려져 있고, 예를 들어 포장 적용에 널리 사용된다. 실제로, 반응성 폴리우레탄을 기반으로 하는 접착제는 특히 성공적인 것으로 입증되었다. 예를 들어, DE 10 2004 018048 은 말단 이소시아네이트 기를 갖는 PU 예비중합체를 기반으로 제조될 수 있는 PU 접착제를 기재한다. 이는 다층 복합체 물질을 산출하기 위해 필름을 결합하는 접착제로 사용가능하다.
PU 접착제가 특히 식품 포장 적용에 유용하지만, 알려진 접착제는 여러 단점을 갖는다. 특히, 최근 식품 포장 적용을 위한 라미네이팅 접착제가 저 표면 에너지 또는 초 저 표면 에너지를 갖는 플라스틱 필름에 대해 양호한 접착성을 보이는 것이 목적된다. 통상적으로, 이에 관한 문제점은 접착제의 적용 이전에 인-라인 코로나 방전(in-line corona discharge) 을 사용하여 극복된다. 그러나, 이러한 코로나 처리는 흔히 목적하는 만큼 효과적이지 않고, 표준 내지 중간 수행성 라미네이트가 제조되는 경우, 이는 또한 매우 비쌀 수 있다. 대기 또는 진공 플라즈마 처리와 같은 대안의 처리 옵션은 보다 더욱 비싸기 때문에, 식품 포장에서 거의 적용되지 않는다.
일부 경우에, 용매 기반 접착제가 저 표면 에너지 물질 상의 접착 문제를 극복하기 위한 대안의 시스템인데, 이는 용매가 필름의 플라스틱 물질을 부분적으로 용융시킬 수 있고, 이에 따라 약간 더 높은 수행성을 수득하는 것을 도와주기 때문이다. 그러나, 수행성 개선은 만족스럽지 않고, 독성 및 환경의 이유로 무용매 접착제 시스템을 사용하는 것이 추가로 더욱 바람직하다.
저 표면 에너지 필름에 대해 양호한 접착성을 보이는, 식품 포장 적용을 위한 접착제 시스템을 제공하는 것에서의 현존하는 문제점에 관해, 저 표면 에너지 필름에 대해 개선된 접착성을 보이고, 고비용 코로나 방전 또는 플라즈마 처리를 요구하지 않는 접착제, 특히 무용매 접착제에 대한 요구가 업계에 여전히 존재한다.
본 발명은, 제 1 양상에서, 하기를 포함하는 폴리올 혼합물을,
(a) 폴리올 혼합물의 총 중량에 대해 0.1 내지 20.0 wt%, 바람직하게는 0.5 내지 10.0 wt% 의 하나 이상의 폴리부타디엔 폴리올, 바람직하게는 수소첨가 폴리부타디엔 폴리올; 및
(b) 폴리올 혼합물의 총 중량에 대해 5.0 내지 99.9 wt%, 바람직하게는 30.0 내지 90.0 wt% 의 하나 이상의 폴리에테르 폴리올, 이때 하나 이상의 폴리에테르 폴리올은 수 평균 분자량 Mn 이 >1000 g/mol 내지 10000 g/mol, 바람직하게는 1500 내지 4000 g/mol 범위인 하나 이상의 폴리에테르 폴리올을 포함함;
하나 이상의 폴리이소시아네이트, 바람직하게는 하나 이상의 디- 및/또는 트리이소시아네이트와 반응시킴으로써 수득가능한 NCO-말단화 폴리우레탄 예비중합체를 포함하는 폴리우레탄 라미네이팅 접착제 (이때 상기 NCO-말단화 폴리우레탄 예비중합체를 수득하기 위해, 이소시아네이트 기가 폴리올 혼합물의 히드록실 기에 대해 몰 초과량으로 존재하는 양으로 하나 이상의 폴리이소시아네이트가 사용됨) 를 제공함으로써 이러한 요구를 충족시킨다.
또 다른 양상에서, 본 발명은 본원에 기재된 바와 같은 폴리우레탄 라미네이팅 접착제와 둘 이상의 필름을 라미네이팅함으로써 다층 라미네이트를 제조하는 방법에 관한 것이다.
추가의 양상에서, 본 발명은 본원에 기재된 방법에 따라 수득가능한 다층 라미네이트에 관한 것이다.
또 다른 양상에서, 본 발명은 특히 식품 포장 적용에서 둘 이상의 필름을 라미네이팅하기 위한 라미네이팅 접착제로서의 본원에 기재된 폴리우레탄 접착제의 용도에 관한 것이다.
본원에 사용된 바, "하나 이상" 은 적어도 하나에 관한 것이고, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 개 이상의 관련 종류를 포함한다. 유사하게, "적어도 하나" 는 하나 이상, 즉 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 개 이상을 의미한다. 본원에 사용된 바, 임의의 성분에 관해 "적어도 하나" 는 화학적으로 상이한 분자의 개수, 즉 관련 종류의 상이한 유형의 개수를 의미하지만, 분자의 총 개수를 의미하지는 않는다. 예를 들어, "적어도 하나의 폴리올" 은 폴리올의 정의 내에 속하는 적어도 하나의 유형의 분자가 사용되고, 이러한 정의 내에 속하는 둘 이상의 상이한 분자 유형이 또한 존재할 수 있음을 의미하지만, 상기 폴리올의 오직 한 분자만 존재한다는 것을 의미하지는 않는다. 본 명세서에서, 용어 "하나(a)" 및 "하나(an)" 및"적어도 하나" 는 용어 "하나 이상" 과 동일하고, 상호교환적으로 이용될 수 있다.
본원에서 상호교환적으로 사용된 바, "라미네이트 필름" 또는 "다층 라미네이트" 는 둘 이상의 필름 층, 통상적으로 라미네이팅 접착제에 의해 함께 결합되어 있는 플라스틱 필름 또는 금속 포일의 라미네이트를 의미한다.
본 출원에서, 용어 "필름" 은 필름-형 기판, 예컨대 플라스틱 필름, 금속 포일, 종이 및 카드보드를 의미한다.
본원에서 분자량에 대한 언급시, 이러한 언급은 달리 명백히 언급되지 않는 한, 평균 수 분자량 Mn 을 의미한다. 수 평균 분자량 Mn 은 말단 기 분석 (DIN 53240 에 따른 OH 가) 을 기반으로 산출될 수 있거나, 용리액으로서 THF 를 이용하는 DIN 55672, 특히 DIN 55672-1 에 따른 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정될 수 있다. 달리 언급되지 않는 한, 모든 제시된 분자량은 DIN 55672-1 에 따른 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정된 것이다. 중량 평균 분자량 Mw 는 Mn 에서 기재된 바와 같이 GPC 에 의해 측정될 수 있다.
이소시아네이트 함량 (NCO 함량) 은 달리 언급되지 않는 한 DIN EN ISO 11909 에 따라 측정된다.
히드록시 가 (OH 가) 는 달리 언급되지 않는 한 DIN EN ISO 4629 에 따라 측정된다.
히드록실 가 및 NCO 함량을 기준으로, OH/NCO 등가 비가 산출될 수 있다.
본원에서 조성물 또는 제형에 관해 제시된 모든 백분율은 달리 명백히 언급되지 않는 한, 개별 조성물 또는 제형의 총 중량에 대한 중량% (wt%) 에 관한 것이다.
수치 값에 관해 본원에서 사용된 바, "약" 또는 "대략" 은 수치 값 ± 10%, 바람직하게는 ± 5% 를 의미한다. "약 70℃" 는 이에 따라 70 ± 7℃, 바람직하게는 70 ± 3.5℃ 에 관한 것이다.
본 발명은, 낮은 수준의 폴리부타디엔 폴리올의 폴리우레탄 라미네이팅 접착제로의 혼입이 저 표면 에너지 필름에 대한 접착력을 유의하게 증가시키고, 종래의 폴리우레탄 접착제 시스템에 비해 저 에너지 필름에 대한 우수한 수행성을 갖는 접착제를 산출한다는 발명자들의 놀라운 발견을 기반으로 한다.
본원에서 기재된 폴리우레탄 라미네이팅 접착제는 1-성분 (1K) 또는 2-성분 (2K) 폴리우레탄 접착제, 바람직하게는 2K 접착제이다. 1K 폴리우레탄 접착제는 폴리이소시아네이트 성분을 포함하는 반면, 2-성분 폴리우레탄 접착제는 폴리이소시아네이트 성분과, 둘 이상의 H-산성 관능기를 함유하는 화합물을 포함하는 추가의 성분을 함께 포함한다. H-산성 관능기는 히드록실 (-OH), 아미노 (-NH2), 메르캅토 (-SH) 또는 카르복실 (-COOH) 기를 포함한다. 이러한 추가 성분은 바람직하게는 폴리올 성분이고, 즉 분자 당 둘 이상의 히드록실 기를 포함하는 폴리올을 포함하는 성분이다.
접착제는 바람직하게는 표준 조건 (표준 주변 온도 및 압력, SATP), 즉 25℃ 및 1013 mbar 의 압력에서 액체이지만, 또한 핫 멜트 접착제일 수도 있다. 접착제는 용매를 함유할 수 있지만, 바람직하게는 무용매이다. 본 발명의 폴리우레탄 접착제의 경화는 반응성 H-산성 관능기와 이소시아네이트 기의 반응을 기반으로 한다. 대안적으로, 이소시아네이트 기는 적용된 접착제, 기판, 또는 환경으로부터의 수분과 반응하여 우레아 기를 형성할 수 있다. 상기 반응을 촉진하기 위해, 아민 또는 주석 촉매와 같은 촉매가 접착제에 존재할 수 있다.
본원에 기재된 폴리우레탄 라미네이팅 접착제는 NCO-말단화 폴리우레탄 예비중합체를 함유한다. 본원에 사용된 바, "NCO" 는 이소시아네이트 기 "-N=C=O" 를 의미한다. 폴리우레탄 라미네이팅 접착제가 결합제 및 경화제 성분을 포함하는 2K 접착제인 경우, NCO-말단화 폴리우레탄 예비중합체는 결합제 성분의 일부를 형성하고, 시스템은 추가로 경화제 성분을 포함한다.
폴리우레탄 예비중합체는 하기를 포함하는 폴리올 혼합물을,
(a) 폴리올 혼합물의 총 중량에 대해 0.1 내지 20.0 wt%, 바람직하게는 0.5 내지 10.0 wt% 의 하나 이상의 폴리부타디엔 폴리올; 및
(b) 폴리올 혼합물의 총 중량에 대해 5.0 내지 99.9 wt%, 바람직하게는 30.0 내지 90.0 wt% 의 하나 이상의 폴리에테르 폴리올, 이때 하나 이상의 폴리에테르 폴리올은 수 평균 분자량 Mn 이 >1000 g/mol 내지 10000 g/mol, 바람직하게는 1500 내지 4000 g/mol 범위인 하나 이상의 폴리에테르 폴리올을 포함함;
하나 이상의 폴리이소시아네이트와 반응시킴으로써 수득가능하고, 이때 이소시아네이트 기가 폴리올 혼합물의 히드록실 기에 대해 몰 초과량으로 존재하는 양으로 하나 이상의 폴리이소시아네이트가 사용되어 상기 NCO-말단화 폴리우레탄 예비중합체를 수득한다.
바람직한 구현예에서, 하나 이상의 폴리부타디엔 폴리올은 폴리부타디엔 디올 또는 트리올, 바람직하게는 디올이다. 하나 이상의 폴리부타디엔 디올은 바람직하게는 폴리올 혼합물의 총 중량에 대해 폴리올 혼합물 중 0.2 내지 15 wt%, 보다 바람직하게는 0.5 내지 10 wt%, 보다 더욱 바람직하게는 3.0 내지 8.0 wt%, 특히 보다 바람직하게는 4.0 내지 7.0 wt%, 가장 바람직하게는 5.5 내지 6.5 wt% 의 양으로 포함된다. 폴리부타디엔 폴리올 유형은 특히 제한되어 있지 않은 반면, 바람직한 구현예에서, 이는 수 평균 분자량 Mn 이 1000 내지 10000 g/mol, 바람직하게는 1500 내지 5000 g/mol 범위이다. 일반적으로 바람직한 것은 수 평균 분자량 Mn 이 1000 내지 10000 g/mol, 바람직하게는 1500 내지 5000 g/mol, 보다 바람직하게는 1700 내지 4000, 가장 바람직하게는 2000 내지 3000 g/mol 범위인 폴리부타디엔 디올이다. 폴리부타디엔 폴리올은 수소첨가되어 완전 포화될 수 있고, 즉 임의의 C=C 이중 결합을 함유하지 않을 수 있거나, 하나 이상의 C=C 이중 결합을 여전히 포함할 수 있다. 수소첨가 폴리부타디엔 폴리올이 상응하는 비(非)-수소첨가 폴리부타디엔 폴리올에 비해 저 표면 에너지 필름에 대한 보다 더 높은 접착력을 제공하기 때문에, 수소첨가 폴리부타디엔 폴리올이 바람직하다는 것이 발견되었다.
적합한 폴리부타디엔 폴리올은, 예를 들어 상표명 Poly bd® 및 Krasol™ 하 Cray Valley 사에서 시판되는 것이다. 본 발명에 따라 사용될 수 있는 예시적 히드록실-말단화 폴리부타디엔 수지는 비제한적으로 Krasol™ HLBH P2000 및 Krasol™ LBH P2000 를 포함한다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 하나 이상의 폴리에테르 폴리올은 폴리올 혼합물의 총 중량에 대해 바람직하게는 30 내지 90 wt%, 보다 바람직하게는 40 내지 85 wt%, 보다 더욱 바람직하게는 50 내지 80 wt%, 가장 바람직하게는 60 내지 75 wt% 로 포함된다.
또한, 하나 이상의 폴리에테르 폴리올이, 폴리올 혼합물의 총 중량에 대해, 바람직하게는 5.0 내지 90 wt%, 보다 바람직하게는 10 내지 80 wt%, 보다 더욱 바람직하게는 20 내지 60 wt%, 보다 더욱 바람직하게는 25.0 내지 50.0 wt%, 보다 더욱 바람직하게는 30 내지 45 wt%, 가장 바람직하게는 30 내지 40 wt% 의, 수 평균 분자량 Mn 이 >1000 g/mol 내지 10000 g/mol, 바람직하게는 1500 내지 4000 g/mol 범위인 하나 이상의 폴리에테르 폴리올을 포함하는 것이 바람직하다.
폴리에테르 폴리올은 바람직하게는 저 분자량 다관능성 알코올과 알킬렌 옥시드의 반응 생성물이다. 알킬렌 옥시드는 바람직하게는 2 내지 4 개의 탄소 원자를 갖는다. 적합한 것은, 예를 들어 및 비제한적으로, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 이성질체 부탄 디올, 펜탄 디올, 및 헥산 디올과 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드 또는 부틸렌 옥시드, 또는 이의 둘 이상의 혼합물의 반응 생성물이다. 또한, 적합한 것은 다관능성 알코올, 예컨대 글리세롤, 트리메틸올 에탄 또는 트리메틸올 프로판, 펜타에리트리톨 또는 당 알코올, 또는 이의 둘 이상의 혼합물과 상기 언급된 알킬렌 옥시드의 반응 생성물이다. 또한 적합한 것은 테트라히드로푸란 (폴리-THF) 의 중합에 의해 수득가능한 폴리올이다. 그러나, 바람직한 것은 폴리알킬렌 글리콜 동종- 또는 공중합체, 바람직하게는 폴리프로필렌 글리콜 동종- 또는 공중합체, 폴리에틸렌 글리콜 동종- 또는 공중합체, 폴리테트라메틸렌 글리콜 동종- 또는 공중합체, 또는 폴리프로필렌 글리콜/폴리에틸렌 글리콜 블록 공중합체이다. 특히 바람직한 것은 폴리프로필렌 글리콜 동종중합체이다.
바람직한 구현예에서, 폴리에테르 폴리올은 분자량 Mn 이 400 내지 10000 g/mol 이다. 그러나, 본 발명에 따르면, 폴리에테르 폴리올은 분자량 Mn 이 >1000 내지 10000, 바람직하게는 1500 내지 5000 g/mol, 보다 바람직하게는 2000 내지 3000 g/mol 인 하나 이상의 고 분자량 폴리에테르 폴리올을 포함한다. 상기 고 분자량 폴리에테르 폴리올은, 바람직한 구현예에서, 폴리올 혼합물의 총 중량에 대해 5.0 내지 90 wt%, 보다 바람직하게는 10 내지 80 wt%, 보다 더욱 바람직하게는 20 내지 60 wt%, 보다 더욱 바람직하게는 25.0 내지 50.0 wt%, 가장 바람직하게는 30 내지 40 wt% 의 양으로 사용된다.
하나 이상의 폴리에테르 폴리올은, 상기 정의된 고 분자량 폴리에테르 폴리올에 더불어, 보다 저 분자량, 예를 들어 400 내지 1000 g/mol 범위의 기타 폴리에테르 폴리올을 포함하는 상이한 폴리에테르 폴리올의 혼합물일 수 있다. 바람직한 구현예에서, 사용되는 폴리에테르 폴리올은 분자량이 2000 내지 3000 g/mol 인 고 분자량 폴리프로필렌 글리콜, 분자량이 약 1000 g/mol 인 중간 분자량 폴리프로필렌 글리콜, 분자량이 약 400 g/mol 인 저 분자량 폴리프로필렌 글리콜의 혼합물을 포함한다. 상기 구현예에서, 고 분자량 폴리에테르 폴리올은 전체 폴리올 혼합물의 총 중량에 대해 30 내지 40 wt% 의 양으로 존재할 수 있고, 중간 중량 폴리에테르 폴리올은 15 내지 30 wt.% 의 양으로 존재할 수 있고, 저 분자량 폴리에테르 폴리올은 5 내지 20 wt% 의 양으로 존재할 수 있다.
폴리에테르 폴리올은 바람직하게는 디올, 보다 바람직하게는 선형, 히드록실-말단화 폴리알킬렌 옥시드, 예컨대 폴리프로필렌 글리콜 및 폴리에틸렌 글리콜, 바람직하게는 폴리프로필렌 글리콜이다.
상기 언급된 폴리부타디엔 폴리올 및 폴리에테르 폴리올 이외에, 폴리올 혼합물은 추가의 폴리올, 예컨대 폴리에스테르 폴리올, 폴리카르보네이트 폴리올, 단량체성 디올, 등을 포함할 수 있고, 이들은 모두 당업계에 알려져 있다. 바람직한 구현예에서, 폴리올 혼합물은 폴리올 혼합물의 총 중량에 대해 0.1 내지 50 wt%, 바람직하게는 5 내지 40 wt%, 보다 바람직하게는 10 내지 30 wt%, 가장 바람직하게는 15 내지 25 wt% 의 상기 추가의 폴리올을 포함한다. 상기 부가 폴리올은, 바람직하게는 2 개 초과의 히드록실 관능기를 갖는 소수성 폴리올을 포함할 수 있다. 한 구현예에서, 피마자유는 부가 폴리올 성분으로 이용된다. 피마자유는 약 90% 의 지방산 잔기가 리시놀레에이트 (12-히드록시-9-시스-옥타데센산) 이고 나머지 약 10% 가 우세하게 올레에이트 및 리놀레에이트인 트리글리세리드이다.
사용된 폴리올은 바람직하게는 SATP 조건에서 액체이고, 및/또는 폴리올 혼합물은 SATP 조건에서 액체이다. 바람직한 구현예에서, 폴리올 혼합물은 40℃ 및 1013 mbar 에서 액체이다.
폴리올 혼합물은, 상기 NCO-말단화 폴리우레탄 예비중합체를 수득하기 위해 하나 이상의 폴리이소시아네이트의 NCO 기가 폴리올 혼합물의 히드록실 기에 대해 몰 초과량으로 존재하는 양으로 하나 이상의 폴리이소시아네이트와 반응한다. 하나 이상의 폴리이소시아네이트는 임의의 적합한 폴리이소시아네이트일 수 있고, 즉 둘 이상의 이소시아네이트 기를 포함한느 임의의 화합물이 본 발명의 의도 내에 있음을 의미한다. 그러나, 폴리이소시아네이트가 디이소시아네이트인 것이 바람직하다. 적합한 디이소시아네이트는, 비제한적으로, 1,5-나프틸렌 디이소시아네이트 (NDI), 2,4'- 또는 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트 (MDI), 수소첨가 MDI (H12MDI), 자일릴렌 디이소시아네이트 (XDI), 테트라메틸자일릴렌 디이소시아네이트 (TMXDI), 디- 및 테트라알킬렌디페닐메탄디이소시아네이트, 4,4'-디벤질 디이소시아네이트, 1,3- 또는 1,4-페닐렌 디이소시아네이트, 톨루엔-2,4-디이소시아네이트 (TDI), 1-메틸-2,4-디이소시아나토-시클로헥산, 1,6-디이소시아나토-2,2,4-트리메틸헥산, 1,6-디이소시아나토-2,4,4-트리메틸헥산, 1-이소시아나토메틸-3-이소시아나토-1,5,5-트리메틸시클로헥산 (IPDI), 테트라메톡시부탄-1,4-디이소시아네이트, 부탄-1,4-디이소시아네이트, 헥산-1,6-디이소시아네이트 (HDI), 디시클로헥실메탄 디이소시아네이트, 시클로헥산-1,4-디이소시아네이트, 에틸렌 디이소시아네이트, 메틸렌트리페닐 트리이소시아네이트 (MIT), 프탈산-비스-이소시아나토-에틸 에스테르, 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 1,4-디이소시아나토부탄, 및 1,12-디이소시아나토도데칸을 포함한다.
바람직한 구현예에서, 사용된 폴리이소시아네이트는 메틸렌디페닐 디이소시아네이트 (MDI), 톨루엔-2,4-디이소시아네이트 (TDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트 (HDI), 중합체성 디페닐메탄 디이소시아네이트 (PMDI), 이소포론 디이소시아네이트 (IPDI), 4,4'-메틸렌디시클로헥실 디이소시아네이트 (H12MDI) 및 이의 혼합물로부터 선택된다. 적합한 폴리이소시아네이트는, 예를 들어 Bayer AG (DE) 사제 상표명 Desmodur® 로 시판된다.
2 개 초과의 관능기를 갖는 소량의 이소시아네이트, 특히 트리이소시아네이트의 혼입이 또한 고려되고, 이는 특정 상황 하에서 심지어 유리할 수 있다. 상기 트리이소시아네이트는 가교제로서 작용할 수 있다. 폴리이소시아네이트가 가교제로서 작용하는 이러한 경우, 헥사메틸렌 디이소시아네이트를 기반으로 하는 폴리이소시아네이트가 바람직하다.
적어도 3관능성 이소시아네이트는 디이소시아네이트의 트리머화 또는 올리고머화에 의해 형성되거나, 디이소시아네이트와 저 분자량 다관능성 히드록실 또는 아미노-함유 화합물의 반응에 의해 형성된 폴리이소시아네이트이다. 시판 예는 이소시아네이트 헥사메틸렌 디이소시아네이트 (HDI) 또는 이소포론 디이소시아네이트 (IPDI) 의 트리머화 생성물 또는 디이소시아네이트 및 저 분자량 트리올, 예컨대 트리메틸올프로판 또는 글리세롤의 부가물이다. 예는 HDI 의 이소시아누레이트 및 IPDI 의 이소시아누레이트이고, 각각 Bayer AG 사제 상표명 Desmodur® N 3300 및 Evonik 사제 Vestanat® T 1890 로 시판된다. HDI 이소시아누레이트 트리머와 같은 HDI 를 기반으로 하는 폴리이소시아네이트가 바람직하다.
원칙적으로 지방족, 시클로지방족 또는 방향족 이소시아네이트가 사용될 수 있지만, 일부 구현예에서, 방향족 이소시아네이트가 바람직하다.
폴리이소시아네이트는 일반적으로 NCO 기가 반응 혼합물에 존재하는 모든 폴리올의 OH 기에 대해 몰 초과량으로 존재하는 양으로 사용되고, OH/NCO 등가 비는 바람직하게는 1:1.1 내지 1:5, 보다 바람직하게는 1:1.5 내지 1:4 이다.
폴리올 혼합물의 제공은 폴리올의 혼합 단계 및 혼합물의 가열 단계를 포함할 수 있다. 가열은 이용된 폴리올이 실온에서 고체이고, 폴리올 혼합물을 형성하기 위해 용융되어야 하는 경우 요구될 수 있다. 일부 구현예에서, 임의로 진공 하 건조를 위해 혼합물을 교반하면서, 폴리올은 조합되고 약 30 내지 95℃, 예를 들어 약 40 내지 75℃ 로 가열된다. 혼합 후, 혼합물 온도는 이소시아네이트의 첨가를 위해 60℃ 내지 80℃ 로 설정될 수 있다.
이후, 폴리올 혼합물은 예비중합체를 형성하기 위해, 반응 혼합물에서 하나 이상의 폴리이소시아네이트와 조합된다. 예비중합체 반응은 통상적으로 승온, 바람직하게는 약 60℃ 내지 약 95℃, 보다 바람직하게는 약 70℃ 내지 약 75℃ 의 범위에서, 약 1 내지 약 24 시간의 기간에 걸쳐 발생한다. 반응은 첨가되는 촉매의 존재 하에서 수행될 수 있다. 촉매는 바람직하게는 3차 아민 촉매 또는 오르가노금속 촉매로부터 선택되고, 오르가노주석 촉매가 바람직하다.
적합한 3차 아민 촉매의 예는 N,N-디메틸아미노에탄올, 트리스(디메틸 아미노프로필)아민, N,N-디메틸시클로헥실아민, 비스-(2-메틸아미노에틸)에테르, N,N-디메틸벤질아민, 1,8-디아자바이시클로[5.4.0]운데스-7-엔 (DBU), 1,4-디아자바이시클로[2.2.2]옥탄 (DABCO), 트리에틸아민 (TEA), 트리부틸아민, 트리-n-프로필아민 (TPA), N-메틸모르폴린, N-에틸모르폴린, N-코코-모르폴린, N,N,N',N'-테트라메틸-에틸렌-디아민, N-메틸-N'-디메틸-아미노-에틸피페라진, N,N-디메틸벤질아민, 비스-(N,N-디에틸-아미노에틸)-아디페이트, N,N-디에틸벤질아민, 펜타메틸-디에틸렌트리아민, N,N-디메틸-시클로헥실아민, N,N,N',N'-테트라메틸-1,3-부탄디아민, N,N-디메틸-β-페닐에틸아민, 1,2-디메틸-이미다졸, 2-메틸이미다졸 및 이의 혼합물을 포함한다.
적합한 오르가노주석 촉매의 예는 디부틸틴 디라우레이트 (DBTL), 디부틸틴 디아세테이트, 또는 디부틸틴 디에틸헥사노에이트; 틴 옥시드, 예컨대 디부틸틴 옥시드 및 디옥틸틴 옥시드를 포함한다.
바람직하게는 오르가노주석 촉매, 보다 바람직하게는 디메틸 디네오데카노에이트틴, 예컨대 Fomrez UL28 이 이용된다. 본 발명의 바람직한 구현예에서, 반응 혼합물은 이에 따라 추가로 상기 정의된 바와 같은 촉매를 포함한다.
반응은 유리 이소시아네이트 함량이, 디부틸아민을 이용한 표준 적정에 의해 측정된 바와 같은 (DIN EN ISO 11909 에 따라), 산출 값에 도달하거나 매우 근접해질 때까지 지속된다. 예비중합체 중 유리 이소시아네이트 함량의 바람직한 값은, 혼합물에서 폴리올 및 폴리이소시아네이트의 총량에 대해 5 내지 15 wt%, 바람직하게는 8 내지 14 wt%, 보다 바람직하게는 10 내지 12 wt% 범위이다.
바람직한 구현예에서, 예비중합체는 평균 수 분자량 Mn 이 3000 내지 20000 g/mol 이다. 수득된 예비중합체의 점도는, 20℃ 내지 100℃ 범위의 온도의 접착제의 적용 온도에서, 약 500 내지 약 25.000 mPas, 바람직하게는 1000 내지 8000 mPas 범위일 수 있다. 바람직한 점도는 Brookfield RVTDV II, 40℃, 스핀들 27, 회전 속도 20 rpm) 에 의해 측정된 바 약 1000 내지 8000 mPas 이다.
폴리우레탄 라미네이팅 접착제가 결합제 성분 및 경화제 성분을 포함하는 2-성분 접착제인 구현예에서, 결합제 성분은 상기 NCO-말단화 폴리우레탄 예비중합체를 포함한다. 상기 구현예에서, 경화제는 예비중합체의 말단 NCO 기와 반응성인 H-산성 기, 예컨대 히드록실, 카르복실, 티올 및 아민 기를 갖는 화합물을 포함하는 임의의 조성물일 수 있다.
일부 구현예에서, 경화제는 OH-말단화 폴리에스테르 경화제를 포함한다. 상기 폴리에스테르-계 경화제는 당업계에 알려져 있고, 예를 들어 중축합 반응에서, 폴리올과 디카르복실산의 반응에 의해 수득가능하다. 디카르복실산은 지방족, 시클로지방족 또는 방향족 및/또는 이의 유도체, 예컨대 무수물, 에스테르 또는 산 클로라이드일 수 있다. 이의 특정 예는 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산 또는 세바스산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 트리멜리트산, 프탈산 무수물, 테트라히드로프탈산 무수물, 글루타르산 무수물, 말레산, 말레산 무수물, 푸마르산, 다이머 지방산 및 디메틸 테레프탈레이트이다. 적합한 폴리올의 예는 모노에틸렌 글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 3-메틸펜탄-1,5-디올, 네오펜틸 글리콜 (2,2-디메틸-1,3-프로판디올), 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄글리콜 시클로헥산디메탄올, 2-메틸프로판-1,3-디올, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 테트라프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 디부틸렌글리콜, 트리부틸렌글리콜, 테트라부틸렌글리콜 및 폴리부틸렌글리콜이다. 대안적으로, 이는 시클릭 에스테르, 바람직하게는 ε-카프로락톤의 개환 중합에 의해 수득될 수 있다. 바람직한 구현예에서, 폴리에스테르는 아디프산, 이소프탈산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산 및/또는 세바스산과 임의의 하나 이상의 네오펜틸 글리콜, 1,4-부탄 디올, 디에틸렌글리콜, 1,6-헥산디올 및 1,2-프로판디올의 폴리에스테르이다. 보다 바람직한 구현예에서, 폴리에스테르 경화제는 아디프산 및/또는 이소프탈산 및 임의의 하나 이상의 네오펜틸 글리콜, 디에틸렌글리콜, 1,6-헥산 디올 및 1,2-프로판디올의 하나 이상의 히드록실-말단화 폴리에스테르를 포함한다.
바람직한 구현예에서, 경화제는 경화제 조성물의 총 중량에 대해, 적어도 50 wt%, 보다 바람직하게는 적어도 70 wt%, 보다 더욱 바람직하게는 적어도 90 wt%, 가장 바람직하게는 100 wt% 의 하나 이상의 OH-말단화 폴리에스테르를 포함한다.
일반적으로, OH-말단화 폴리에스테르 경화제를 기반으로 하는 폴리우레탄 라미네이팅 접착제는 개선된 라미네이트 접착력을 보인다.
기타 구현예에서, 경화제 성분은 하나 이상의 단량체성 폴리올을 포함할 수 있다. 적합한 폴리올은 지방족 및/또는 방향족 알코올이고, 분자 당 2 내지 6, 바람직하게는 2 내지 4 개의 OH 기를 갖는다. OH 기는 1차 및 2차일 수 있다. 적합한 지방족 알코올은, 예를 들어 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,7-헵탄디올, 1,8-옥탄디올 및 보다 고급 동족체 또는 이성질체를 포함한다. 또한 적합한 것은 보다 고급 알코올, 예컨대 상기 물질의 글리세롤, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨 및 올리고머성 에테르이다.
또한 다른 구현예에서, 경화제 성분은 임의의 하나 이상의 상기 기재된 폴리에테르 폴리올을 포함할 수 있다.
기타 적합한 경화제 성분은 폴리아세탈, OH-관능성 폴리우레탄 폴리올 등을 포함한다. 또한, 상기 히드록실 관능성 경화제 성분 중 임의의 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
본원에 기재된 접착제는 부가적으로 통상의 첨가제를 함유할 수 있다. 이들은, 비제한적으로 및 단지 예로서, 수지 (점착부여제), 촉매, 예컨대 상기 제시된 것, 안정화제, 가교제, 점도 조절제, 충전제, 안료, 가소제, 물 스캐빈저, 항산화제, 및 접착 증진제, 예컨대 히드록실-, 아크릴옥시-, 메르캅토-, 아미노- 또는 에폭시-관능성 실란을 포함한다.
1K PU 접착제는 일반적으로 본원에 기재된 하나 이상의 NCO-관능성 폴리우레탄 예비중합체를 함유한다. 이는 통상적으로 결합될 기판의 일부로서 또는 공기로부터 제공되는 물 존재 하 가교된다. 2K PU 접착제는, 또한 상기 기재된 바와 같이 상기 기재된 PU 예비중합체 및 경화제 성분을 함유하는 결합제 성분을 함유한다. 사용 직전, 두 성분은 혼합되고, 수득된 혼합물은 완전 경화되기 전 가공되어야 한다.
바람직하게는, 본 발명의 폴리우레탄 접착제는 적용 온도에서 액체이므로, 액체 형태로 다층 필름의 제조 방법에 적용될 수 있다. 본 발명의 폴리우레탄 접착제가 실온에서 액체이지만, 승온 (예를 들어, 120℃ 또는 130℃) 에서만 용융하는 핫-멜트 접착제를 또한 고려하는 것이 특히 바람직하다.
본원에 기재된 접착제는 용매를 함유할 수 있거나 무용매일 수 있다. 적합한 용매는 130℃ 이하의 온도에서 증발할 수 있는, 특히 비등점이 100℃ 미만인 종래의 유기 용매이다. 용매는 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소, 케톤 또는 에스테르의 군으로부터 선택될 수 있다. 용매는 점도를 낮추고 조정하는데 사용된다. 용매의 비율은 접착제의 총 중량에 대해 예를 들어 19 내지 75 wt% 의, 넓은 제한 내에서 가변적일 수 있다. 그러나, 사용된 접착제가 무용매인 것, 즉 5 wt% 이하, 바람직하게는 1 wt% 이하, 가장 바람직하게는 0.1 wt% 이하의 유기 용매를 함유하는 것이 바람직하다.
본원에 기재된 접착제는 접착제 적용을 위한 모든 종래의 장치 및 모든 공지된 적용 방법, 예를 들어 분무, 코팅, 롤 어플리케이터 등을 이용하여 결합될 기판, 특히 필름에 적용될 수 있다. 적용된 코팅 중량은 통상적으로 1.8 g/m2 미만이다. 적용 후, 결합될 기판은 알려진 방식으로 함께 결합된다. 양호한 적용 및 보다 빠른 가교 반응을 달성하기 위해 승온에서 접착제를 적용하는 것이 실용적일 수 있다. 그러나, 본원에 기재된 접착제는 40℃ 와 같은 단지 약간의 승온에서 또는 실온에서 이미 양호한 경화 특성을 보인다.
본원에 기재된 폴리우레탄 라미네이팅 접착제는 폴리프로필렌 (PP), 폴리에틸렌 (PE), 연신 폴리프로필렌 (OPP), OPA, 나일론, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 및 폴리에스테르와 같은 중합체뿐 아니라 금속 포일, 종이 및 카드보드를 기반으로 하는 잘 알려진 필름을 결합하는 방법에서 사용될 수 있다.
결합될 필름 중 적어도 하나는 저 에너지 표면 필름일 수 있다. 저 에너지 표면 필름은 플라스틱 필름일 수 있고/있거나 표면 에너지가 38 dyn/cm 미만, 바람직하게는 28 내지 38 dyn/cm 범위이다. 표면 에너지는 잉크 시험 (DIN ISO 8296 에 따른) 에 의해 측정될 수 있다. 이러한 저 표면 에너지를 갖는 예시적 플라스틱 필름은 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 필름이다.
라미네이트를 형성하기 위해, 접착제는 하나 또는 둘 모두, 바람직하게는 단지 하나의 결합될 필름에 적용된다. 필름은 사전처리 또는 인쇄된 필름일 수 있다. 적용은 얇고 편평한 코팅을 달성하기 위해 승온에서 수행될 수 있다. 이후, 동일하거나 상이한 물질의 제 2 필름은, 통상적으로 압력 하 라미네이트된다. 양 필름이 서로 결합되어 있는 접착제 경화 및 다층 필름이 수득된다. 경화는 또한 승온에서 발생할 수 있다. 라미네이팅 방법을 반복함으로써, 2 개 초과의 층으로 구성되는 라미네이트가 수득될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 방법은 하기 단계를 포함할 수 있다:
(a) 폴리우레탄 라미네이팅 접착제를 라미네이팅될 하나 또는 두 필름의 표면에 적용하는 단계;
(b) 라미네이팅될 두 필름 표면을 접촉하는 단계;
(c) 2 개 초과의 필름을 포함하는 다층 구조를 수득하기 위해, 임의로 단계 (a) 및 (b) 를 반복하는 단계; 및
(d) 다층 라미네이트를 형성하기 위해, 접착제를 경화하는 단계.
또한, 본 발명은 기재된 방법에 의해 수득되고, 둘 이상의 필름 층이 상기 기재된 접착제로 서로 결합되는 다층 필름을 포함한다.
추가로, 본 발명은 또한 특히 식품 포장 적용을 위해 둘 이상의 필름을 라미네이팅하기 위한 상기 기재된 접착제의 용도에 관한 것이다. 필름은 개시된 방법에 관해 상기 정의된 것일 수 있다.
본 발명의 방법에 관해 상기 개시된 모든 구현예는 본 발명의 라미네이트 및 용도에 유사하게 적용가능하고, 그 반대도 그러하다.
본 발명은 하기 실시예에 의해 추가 예시되고, 이에 한정되지 않는다. 이때, 지시된 양은, 달리 지시되지 않는 한, 중량에 의한 것이다.
실시예
실시예 1 (본 발명에 따름)
교반기, 온도계 및 응축기가 장착된 3-구 플라스크에서, 51.64 g 의 피마자유 (OH 가 163 mg KOH/g), 51.02 g 의 PPG 1000 (OH 가 110 mg KOH/g), 87.69 g 의 PPG 2000 (OH 가 56 mg KOH/g), 14.03 g 의 Krasol™ HLBH P2000 (수소첨가 폴리부타디엔 폴리올, OH 가 50 mg KOH/g), 및 31.29 g 의 PPG 400 (OH 가 269 mg KOH/g) 을 첨가하고, 40℃ 에서 혼합하였다. 폴리올의 혼합물이 균질해지면, 200 g MDI 를 첨가하고, NCO 함량이 11.2 wt% 가 될 때까지 최종 조성물을 60 내지 70℃ 에서 교반하였다. 수득한 생성물은 40℃ 에서 점도가 6300 mPas (Brookfield - RVTDV II, 40℃, 스핀들 27, 20 rpm) 였다.
이소시아네이트 성분을 경화제 (아디프산, 이소프탈산, 디에틸렌 글리콜 및 1,2-프로필렌 글리콜을 기반으로 한 폴리에스테르 디올; OH 가 129 내지 141 mg KOH/g) 와 조합하고 (혼합 비 100:64 (중량 기준)), 최종 조성물을 40℃ 에서 각각 PE- 및 PET-필름뿐 아니라 OPP- 및 OPP-필름 (OPP=연신 폴리프로필렌) 을 라미네이트하기 위해 사용하였다. PET 의 표면 에너지는 44 dyn/cm, PE 의 표면 에너지는 29 dyn/cm 및 OPP 의 표면 에너지는 29 dyn/cm 였다.
라미네이트 접착력을, 동기적 레코더(synchronous recorder) 를 갖는 만능 인장 강도 시험기를 이용하여 시험하였다. 힘 범위는 10 내지 50 N 였고, 예상된 접착 수준에 따라 조정되었다. 시험을 위해, 스트라이프 커터를 사용하여 15 mm 폭 스트라이프를 제조하였다. 스트라이프를 고정하기 전, 이를 약간 분리시켰다. 100 mm/분의 속도, 90˚ 의 필링 각 및 5 내지 10 cm 의 필링 길이에서 필링을 수행하였다. 2, 7 및 14 일 후 N/15 mm 에서의 라미네이트 접착력으로서 결과가 표 1 에 나타나 있다.
표 1
Figure 112017074557156-pct00001
실시예 2 (본 발명에 따름)
교반기, 온도계 및 응축기가 장착된 3-구 플라스크에서, 33.57 g 의 피마자유 (OH 가 163 mg KOH/g), 33.16 g 의 PPG 1000 (OH 가 110 mg KOH/g), 57.00 g 의 PPG 2000 (OH 가 56 mg KOH/g), 9.12 g 의 Krasol™ LBH P2000 (OH 가 50 mg KOH/g), 및 20.27 g 의 PPG 400 (OH 가 269 mg KOH/g) 을 첨가하고, 40℃ 에서 혼합하였다. 폴리올의 혼합물이 균질해지면, 130 g MDI 를 첨가하고, 최종 조성물을 NCO 함량이 11.6 wt% 가 될 때까지 75℃ 에서 교반하였다. 수득한 생성물은 40℃ 에서 점도가 3050 mPas (Brookfield - RVTDV II, 40℃, 스핀들 27, 20 rpm) 였다.
이소시아네이트 성분을 실시예 1 에서 사용된 동일한 경화제와 조합하고 (혼합 비 100:65 (중량 기준)), 최종 조성물을 40℃ 에서 OPP- 및 OPP-필름 (OPP=연신 폴리프로필렌) 을 라미네이트하기 위해 사용하였다.
실시예 1 에서와 유사하게 라미네이트 접착력을 시험하고, 3, 7 및 14 일 후 N/15 mm 에서의 라미네이트 접착력으로서 결과가 표 2 에 나타나 있다.
표 2
Figure 112017074557156-pct00002
실시예 3 (비교예)
교반기, 온도계 및 응축기가 장착된 3-구 플라스크에서, 14.71 wt% 의 피마자유 (OH 가 163 mg KOH/g), 15 wt% 의 PPG 1000 (OH 가 110 mg KOH/g) 및 14.22 wt% 의 PPG 400 (OH 가 269 mg KOH/g) 을 첨가하고, 40℃ 에서 혼합하였다. 폴리올의 혼합물이 균질해지면, 56.07 wt% MDI 를 첨가하고, 최종 조성물을 NCO 함량이 12.96 wt% 가 될 때까지 75℃ 에서 교반하였다. 수득한 생성물은 점도가 40℃ 에서 3000 내지 5000 mPas (Brookfield - RVTDV II, 40℃, 스핀들 27, 20 rpm) 였다.
이소시아네이트 성분을 실시예 1 에서 사용된 동일한 경화제와 조합하고 (혼합 비 100:75 (중량 기준)), 최종 조성물을 40℃ 에서 PE- 및 PET-필름뿐 아니라 OPP- 및 OPP-필름을 라미네이트하기 위해 사용하였다.
실시예 1 에서와 유사하게 라미네이트 접착력을 시험하고, 2, 7 및 14 일 후 N/15 mm 에서의 라미네이트 접착력으로서 결과가 표 3 에 나타나 있다.
표 3
Figure 112017074557156-pct00003
실시예 4 (비교예)
교반기, 온도계 및 응축기가 장착된 3-구 플라스크에서, 52.72 g 의 피마자유 (OH 가 163 mg KOH/g), 52.61 g 의 PPG 1000 (OH 가 110 mg KOH/g), 90.82 g 의 PPG 2000 (OH 가 56 mg KOH/g), 및 31.95 g 의 PPG 400 (OH 가 269 mg KOH/g) 을 첨가하고, 40℃ 에서 혼합하였다. 폴리올의 혼합물이 균질해지면, 200g MDI 를 첨가하고, 최종 조성물을 NCO 함량이 11.1 wt% 가 될 때까지 75℃ 에서 교반하였다. 수득한 생성물은 40℃ 에서 점도가 4058 mPas (Brookfield - RVTDV II, 40℃, 스핀들 27, 20 rpm) 였다.
이소시아네이트 성분을 실시예 1 에서 사용된 동일한 경화제와 조합하고 (혼합 비 100:68 (중량 기준)), 최종 조성물을 40℃ 에서 PE- 및 PET-필름뿐 아니라 OPP- 및 OPP-필름을 라미네이트하기 위해 사용하였다.
실시예 1 에서와 유사하게 라미네이트 접착력을 시험하고, 2, 7 및 14 일 후 N/15 mm 에서의 라미네이트 접착력으로서 결과가 표 4 에 나타나 있다.
표 4
Figure 112017074557156-pct00004
실시예 5 (본 발명의 실시예)
교반기, 온도계 및 응축기가 장착된 3-구 플라스크에서, 51.64 g 의 피마자유 (OH 가 163 mg KOH/g), 51.02 g 의 PPG 1000 (OH 가 110 mg KOH/g), 87.69 g 의 PPG 2000 (OH 가 56 mg KOH/g), 14.03 g 의 Krasol™ HLBH P2000 (수소첨가 폴리부타디엔 폴리올, OH 가 50 mg KOH/g), 및 31.29 g 의 PPG 400 (OH 가 269 mg KOH/g) 을 첨가하고, 40℃ 에서 혼합하였다. 폴리올의 혼합물이 균질해지면, 200 g MDI 를 첨가하고, 최종 조성물을 NCO 함량이 11.2 wt% 가 될 때까지 60 내지 70℃ 에서 교반하였다. 수득한 생성물은 40℃ 에서 점도가 6300 mPas (Brookfield - RVTDV II, 40℃, 스핀들 27, 20 rpm) 였다.
이소시아네이트 성분을 폴리에테르 폴리올 기반 경화제 (PPG 2000), OH 가 56 mg KOH/g 와 조합하고 (혼합 비 100:133 (중량 기준)), 최종 조성물을 30℃ 에서 PE- 및 PET-필름뿐 아니라 OPP- 및 OPP-필름을 라미네이트하기 위해 사용하였다.
표 5
Figure 112017074557156-pct00005
실시예 6 (비교예)
교반기, 온도계 및 응축기가 장착된 3-구 플라스크에서, 52.72 g 의 피마자유 (OH 가 163 mg KOH/g), 52.61 g 의 PPG 1000 (OH 가 110 mg KOH/g), 90.82 g 의 PPG 2000 (OH 가 56 mg KOH/g), 및 31.95 g 의 PPG 400 (OH 가 269 mg KOH/g) 을 첨가하고, 40℃ 에서 혼합하였다. 폴리올의 혼합물이 균질해지면, 200g MDI 를 첨가하고, 최종 조성물을 NCO 함량이 11.1 wt% 가 될 때까지 75℃ 에서 교반하였다. 수득한 생성물은 40℃ 에서 점도가 4058 mPas (Brookfield - RVTDV II, 40℃, 스핀들 27, 20 rpm) 였다.
이소시아네이트 성분을 폴리에테르 폴리올 기반 경화제 (PPG 2000) (OH 가 56 mg KOH/g) 와 조합하고 (혼합 비 100:136 (중량 기준)), 최종 조성물을 30℃ 에서 PE- 및 PET-필름뿐 아니라 OPP- 및 OPP-필름을 라미네이트하기 위해 사용하였다.
표 6
Figure 112017074557156-pct00006

Claims (15)

  1. NCO-말단화 폴리우레탄 예비중합체를 포함하는 폴리우레탄 라미네이팅 접착제로서,
    폴리우레탄 라미네이팅 접착제가 결합제 성분 및 경화제 성분을 포함하는 2-성분 접착제이고, 결합제 성분이 상기 NCO-말단화 폴리우레탄 예비중합체를 포함하고, 경화제 성분이 히드록실-말단화 폴리에스테르를 포함하고,
    상기 NCO-말단화 폴리우레탄 예비중합체는 하기를 포함하는 폴리올 혼합물을,
    (a) 폴리올 혼합물의 총 중량에 대해 0.1 내지 20.0 wt%, 또는 0.5 내지 10.0 wt% 의 하나 이상의 폴리부타디엔 폴리올; 및
    (b) 폴리올 혼합물의 총 중량에 대해 5.0 내지 99.9 wt%, 또는 30.0 내지 90.0 wt% 의 하나 이상의 폴리에테르 폴리올, 이때 하나 이상의 폴리에테르 폴리올은 수 평균 분자량 Mn 이 >1000 g/mol 내지 10000 g/mol, 또는 1500 내지 4000 g/mol 범위인 하나 이상의 폴리에테르 폴리올을 포함함;
    하나 이상의 폴리이소시아네이트, 또는 하나 이상의 디- 및/또는 트리이소시아네이트와 반응시킴으로써 수득가능하고, 이때 상기 NCO-말단화 폴리우레탄 예비중합체를 수득하기 위해, 이소시아네이트 기가 폴리올 혼합물의 히드록실 기에 대해 몰 초과량으로 존재하는 양으로 하나 이상의 폴리이소시아네이트가 사용되는 폴리우레탄 라미네이팅 접착제.
  2. 제 1 항에 있어서, 하나 이상의 폴리부타디엔 폴리올이 수소첨가 폴리부타디엔 폴리올인 폴리우레탄 라미네이팅 접착제.
  3. 제 1 항에 있어서, 하나 이상의 폴리부타디엔 폴리올이
    (a) 폴리부타디엔 디올이고; 및/또는
    (b) 폴리올 혼합물의 총 중량에 대해 0.2 내지 15 wt%, 또는 0.5 내지 10 wt% 의 양으로 포함되고; 및/또는
    (c) 수 평균 분자량 Mn 이 1000 내지 10000 g/mol, 또는 1500 내지 5000 g/mol 범위인 폴리우레탄 라미네이팅 접착제.
  4. 제 1 항에 있어서, 하나 이상의 폴리에테르 폴리올이 폴리올 혼합물의 총 중량에 대해 5.0 내지 90 wt%, 또는 10 내지 80 wt% 의, 수 평균 분자량 Mn 이 >1000 g/mol 내지 10000 g/mol, 또는 1500 내지 4000 g/mol 범위인 하나 이상의 폴리에테르 폴리올을 포함하는 폴리우레탄 라미네이팅 접착제.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리올 혼합물이 추가로 폴리올 혼합물의 총 중량에 대해 0.1 내지 50 wt%, 또는 5 내지 40 wt% 의 소수성 폴리올, 또는 피마자유를 포함하는 폴리우레탄 라미네이팅 접착제.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 둘 이상의 필름을, 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 폴리우레탄 라미네이팅 접착제로 라미네이팅함으로써 다층 라미네이트를 제조하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 하나 이상의 필름이 저 에너지 표면 필름인 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 저 에너지 표면 필름이
    (a) 플라스틱 필름이고; 및/또는
    (b) 표면 에너지가 38 dyn/cm 미만, 또는 28 내지 38 dyn/cm 의 범위이고; 및/또는
    (c) 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름 또는 금속화 필름인 방법.
  11. 제 8 항에 있어서, 하기 단계를 포함하는 방법:
    (a) 폴리우레탄 라미네이팅 접착제를 라미네이팅될 하나 또는 두 필름의 표면에 적용하는 단계;
    (b) 라미네이팅될 두 필름 표면을 접촉하는 단계;
    (c) 2 개 초과의 필름을 포함하는 다층 구조를 수득하기 위해, 임의로 단계 (a) 및 (b) 를 반복하는 단계; 및
    (d) 다층 라미네이트를 형성하기 위해, 접착제를 경화하는 단계.
  12. 제 8 항의 방법에 따라 수득가능한 다층 라미네이트.
  13. 제 12 항에 있어서, 라미네이트가 2-층 라미네이트 필름인 다층 라미네이트.
  14. 제 12 항에 있어서, 라미네이트가 식품 포장 적용을 위한 라미네이트인 다층 라미네이트.
  15. 삭제
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