KR102536515B1 - 수계 프라이머 조성물 - Google Patents

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카르멘 라고 누네즈
호엘 에이. 판가이오 다 코스타
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에이치. 비. 풀러, 컴퍼니
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Abstract

본 발명은 2,5,7,10-테트라옥사운데칸 (TOU), 프로필렌 카르보네이트 (PC), 다이메틸-2-메틸글루타레이트 (IRIS) 및 다이메틸 설폭사이드 (DMSO)로부터 선택되는 유기 용매를 포함하는 수계 프라이머 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 기재를 표면 처리하여 그에 대한 접착제 접합을 개선하는 방법을 제공한다. 더욱이, 본 발명은 추가로 본 발명에 따른 수계 프라이머 조성물로 표면 처리된 기재를 포함하는 물품에 관한 것이다.

Description

수계 프라이머 조성물
본 발명은 2,5,7,10-테트라옥사운데칸 (TOU), 프로필렌 카르보네이트 (PC), 다이메틸-2-메틸글루타레이트 (IRIS) 및 다이메틸 설폭사이드 (DMSO)로부터 선택되는 유기 용매를 포함하는 수계 프라이머 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 기재(substrate)를 표면 처리하여 그에 대한 접착제 접합을 개선하는 방법을 제공한다. 더욱이, 본 발명은 추가로 본 발명에 따른 수계 프라이머 조성물로 표면 처리된 기재를 포함하는 물품에 관한 것이다.
프라이머 조성물 또는 프라이머는 상이한 기재들에 대한 접착제 또는 실런트의 접착을 개선하기 위해 본 기술 분야에서 이용된다. 프라이머 조성물은 프라이머 조성물로 표면 처리된 기재와, 접합될 기재들 사이의 접착제 층과의 사이의 접착을 개선하는 역할을 한다. 응용 분야에 따라, 다양한 상이한 접착제를 사용하여 다양한 상이한 기재를 접합하는 것이 공지되어 있으며, 종종 특정 프라이머 조성물이 특정 종류의 기재를 위해 이용된다.
폴리비닐 클로라이드 (PVC) 또는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 (ABS)과 같은 저 표면 에너지의 플라스틱 재료는 접합하기 어렵다. 그러므로, 그러한 기재 상의 접착을 개선하기 위해서는, 표면이 접착제로 접합되도록 준비시키는 프라이머 조성물을 사용해야만 한다. 프라이머 조성물은 접합될 기재의 표면 상에 소정 거칠기(roughness)를 생성하고, 따라서 최종 접합을 위한 접착제의 고정(anchorage)을 개선한다.
저 표면 에너지 재료, 예를 들어 PVC 또는 ABS를 처리하기 위한 프라이머 조성물이 본 기술 분야에 공지되어 있다. 이들 프라이머 조성물은 플라스틱 재료를 어느 정도 용해시키거나 공격할 수 있는 공격적인 N-메틸-피롤리돈 (NMP)계 또는 N-에틸-피롤리돈 (NEP)계 용매를 함유한다. 그러므로, 현재 시장에서 입수가능한 PVC 또는 ABS와 같은 기재를 프라이밍하기 위한 프라이머 조성물은 모두 NMP 또는 NEP를 포함한다.
그러나, NMP 또는 NEP와 같은 공격적인 용매는 유해 물질이다. 그러므로, 그들의 사용은 한편 바람직하지 않다. 오히려, 2015년에 이들 용매는 고도로 위험한 것으로 분류되고 발암성으로 공표되었을 것이다. 따라서, NEP 또는 NMP와 같은 공격적인 유해 물질이 없으며 PVC 또는 ABS와 같은 접합하기 어려운 저 에너지 재료를 프라이밍하기에 적합한 프라이머 조성물에 대한 본 기술 분야에서의 강력한 요구가 있다.
본 발명의 목적은 상기 요구를 충족시키는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은, NMP 및 NEP와 같은 유해 용매를 사용하지 않으면서, PVC 또는 ABS와 같은 접합하기 어려운 저 에너지 기재를 프라이밍하기에 적합한 프라이머 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 (a) 수성 폴리우레탄 (PU) 분산액, 및 (b) 2,5,7,10-테트라옥사운데칸 (TOU), 프로필렌 카르보네이트 (PC), 다이메틸-2-메틸글루타레이트 (IRIS) 및 다이메틸 설폭사이드 (DMSO)로부터 선택되는 유기 용매를 포함하는 수계 프라이머 조성물을 제공한다.
본 발명의 발명자들은, 2,5,7,10-테트라옥사운데칸 (TOU), 프로필렌 카르보네이트 (PC), 다이메틸-2-메틸글루타레이트 (IRIS), 다이메틸 설폭사이드 (DMSO) 및 이들의 조합으로부터 선택되는 유기 용매를 포함하는 조성물이, NEP 및 NMP와 같은 유해 물질을 사용하지 않고서도 접착제 접합을 개선하기 위해 PVC 또는 ABS와 같은 저 에너지 기재를 효과적으로 프라이밍할 수 있음을 밝혀내었다. 그러므로, 본 발명에 따른 수계 프라이머 조성물에는 NMP 또는 NEP가 전형적으로 없다. 소정 실시 형태에서, 수계 프라이머 조성물에는 NMP, NEP, 또는 임의의 다른 N-알킬 피롤리돈 유도체가 없다.
따라서, 본 발명은 또한 기재를 표면 처리하여 그에 대한 접착제 접합을 개선하는 방법에 관한 것이며, 이 방법은 2,5,7,10-테트라옥사운데칸 (TOU), 프로필렌 카르보네이트 (PC), 다이메틸-2-메틸글루타레이트 (IRIS) 및 다이메틸 설폭사이드 (DMSO)로부터 선택되는 유기 용매를 포함하는 프라이머 조성물의 층을 처리될 기재의 표면에 적용하는 단계, 및 조성물을 건조시켜 프라이머 코팅을 형성하는 단계를 포함한다. 소정 실시 형태에서, 상기에 기재된 본 발명에 따른 수계 프라이머 조성물은 본 발명의 방법에 이용된다.
추가로, 본 발명은 적어도 하나의 표면을 갖는 기재, 및 기재의 적어도 하나의 표면 상에 코팅되거나 적용된 본 발명에 따른 수계 프라이머 조성물의 층을 포함하는 물품을 제공한다.
본 발명의 추가의 실시 형태들은 첨부된 청구범위 또는 하기 상세한 설명으로부터 명백하게 된다.
원칙적으로, 프라이머 조성물은 용매성(solvent borne) 프라이머 조성물 및 수성(water borne) 프라이머 조성물로 분류될 수 있다. 본 발명은 수성 또는 수계 프라이머 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 수계 프라이머 조성물은 (a) 수성 폴리우레탄 (PU) 분산액, 및 (b) 2,5,7,10-테트라옥사운데칸 (TOU), 프로필렌 카르보네이트 (PC), 다이메틸-2-메틸글루타레이트 (IRIS) 및 다이메틸 설폭사이드 (DMSO)로부터 선택되는 유기 용매를 포함한다.
본 발명의 발명자들은 TOU, PC, IRIS 또는 DMSO로부터 선택되는 유기 용매가, 통상적인 프라이머 조성물에 전형적으로 사용되는 NMP 또는 NEP와 같은 유해 물질을 대체하기에 적합함을 밝혀내었다. 따라서, 본 발명의 수계 프라이머 조성물은 TOU, PC, IRIS 및 DMSO로부터 선택되는 유기 용매를 포함하지만, 본 발명의 프라이머 조성물에는 NMP, NEP 또는 임의의 다른 N-알킬 피롤리돈 유도체가 전형적으로 없다. 조성물의 총 중량을 기준으로, 본 발명의 수계 프라이머 조성물은 소정 실시 형태에서 TOU, PC, IRIS 및 DMSO로부터 선택되는 약 0.5 중량% 내지 약 25 중량%의 유기 용매를 포함한다. 예를 들어, 본 발명에 따른 수계 프라이머 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로 약 2 중량% 내지 약 15 중량%의 상기 유기 용매, 예를 들어 약 3 중량% 내지 약 10 중량%의 TOU, PC, IRIS 및/또는 DMSO를 포함할 수 있다.
소정 실시 형태에서, 상기 유기 용매는 적어도 2,5,7,10-테트라옥사운데칸 (TOU)을 포함하는데, 이는 세정 제품 분야에서 전형적으로 사용되는 아세탈 유형 용매이다. TOU의 화학 구조가 하기에 나타나 있다.
Figure 112017074808829-pct00001
바람직한 실시 형태에서, TOU 대 프로필렌 카르보네이트 (PC), 다이메틸-2-메틸글루타레이트 (IRIS) 및 다이메틸 설폭사이드 (DMSO)로부터 선택되는 다른 유기 용매의 중량 비는 약 1:1 이상이다. 더욱 바람직하게는, TOU 대 프로필렌 카르보네이트 (PC), 다이메틸-2-메틸글루타레이트 (IRIS) 및 다이메틸 설폭사이드 (DMSO)로부터 선택되는 다른 유기 용매의 중량 비는 약 7:3 이상, 예를 들어 5:1 이상이다.
일부 실시 형태에서, 본 발명에 따른 수계 프라이머 조성물에 포함된 유기 용매는 TOU이다. 이 실시 형태에 따르면, 수계 프라이머 조성물은 TOU를 제외한 유기 용매를 포함하지 않는다.
본 발명의 수계 프라이머 조성물은 수성 PU 분산액을 추가로 포함한다. 수성 PU 분산액에 더하여, 본 발명에 따른 수계 프라이머 조성물은 수성 비닐 아세테이트 에틸렌 (VAE) 공중합체 분산액, 수성 폴리비닐 아세테이트 (PVAc) 분산액 및/또는 수성 아크릴 중합체 분산액을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 수계 프라이머 조성물은 상이한 중합체 분산액을 포함할 수 있다.
일 실시 형태에서, 수계 프라이머 조성물은 10 내지 70 중량%의 수성 PU 분산액, 및 선택적으로 50 중량% 이하의 수성 VAE 공중합체 분산액, PVAc 분산액 및/또는 아크릴 분산액 - 분산액에 물을 포함함 - 을 포함한다. 수계 프라이머 조성물에 사용하기 위한 중합체 분산액은 원칙적으로 본 기술 분야에 공지되어 있다. 전형적인 PU 분산액은 고형물 함량이 예를 들어 약 40 중량% 내지 약 50 중량%일 수 있다. 전형적인 VAE 분산액은 고형물 함량이 예를 들어 약 40 중량% 내지 약 70 중량%일 수 있다. 전형적인 PVAc 분산액은 고형물 함량이 예를 들어 약 40 중량% 내지 약 60 중량%일 수 있다. 전형적인 아크릴 분산액은 고형물 함량이 예를 들어 약 40 중량% 내지 약 70 중량%, 예를 들어 69 중량% 이하일 수 있다.
하기 상세한 설명은 주로 PU 분산액에 중점을 둔 예시에 의한 것이다.
PU 분산액은 물 중에서 PU 중합체를 생성하고 안정화시키는 몇몇 상이한 방법론을 기술하는 일반 용어이다. 음이온성, 양이온성 또는 비이온성 안정화된 PU 분산액이 사용될 수 있다.
PU는 한편으로는 폴리아이소시아네이트로부터 그리고 다른 한편으로는 폴리올로부터 유도된다. 폴리올은 예를 들어 폴리에스테르 폴리올, 또는 폴리에테르 폴리올일 수 있고, 선택적으로 폴리카르보네이트와 혼합될 수 있다.
PU는 바람직하게는 DIN 53504에 따른 파단 신율 (% 단위)이 100 내지 1600, 더욱 바람직하게는 500 내지 1000이다. 또한, PU는 바람직하게는 코플러 가열 테이블(Kofler heating table)에 따른 용융 온도가 약 80℃ 내지 약 300℃, 더욱 바람직하게는 약 85℃ 내지 약 240℃이다. 추가적으로 또는 대안적으로, PU는 바람직하게는 DIN 53504에 따른 인장 강도가 6 내지 50 MPas, 더욱 바람직하게는 15 내지 40 MPas이다.
적합한 PU 분산액의 예시적인 예에는 바이엘(BAYER)로부터의 디스퍼콜(Dispercoll)(등록상표) U42, 디스퍼콜(등록상표) U 2849 XP 및 임프라닐(Impranil)(등록상표) DLP-R, 또는 알버딩크(ALBERDINGK)로부터의 알버딩크(Alberdingk)(등록상표) U 4040 VP가 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
PU 분산액은 주 중합체 골격으로서 사용될 수 있거나, 또는 기계적 특성을 조정하기 위해 최종 레시피(recipe)의 총 중량의 0 내지 50%의 비로 VAE 공중합체와 블렌딩될 수 있고/있거나 PVAc 분산액과 블렌딩될 수 있고/있거나 아크릴 분산액과 블렌딩될 수 있다.
수성 비닐 아세테이트-에틸렌 (VAE) 공중합체 에멀젼은 전형적으로 물 중에서 폴리비닐 알코올 안정화 시스템의 존재 하에 비닐 아세테이트와 에틸렌의 중합에 의해 제조된다. 본 발명에 따른 적합한 VAE 분산액의 예시적인 예에는 에이치비 풀러(HB Fuller)로부터의 엘바스(Elvace)(등록상표)735 또는 엘바스(등록상표)736이 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
수성 PVAc 분산액은 전형적으로 물 중에서 폴리비닐 알코올 안정화 시스템의 존재 하에 비닐 아세테이트의 중합에 의해 제조된다. PVAc 분산액의 예시적인 예에는 에이치비 풀러로부터의 에멀덱(Emuldec)(등록상표) HP-50 GR 또는 에멀덱(등록상표) HP-62가 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
수성 아크릴 분산액은 전형적으로 물 중에서 음이온성 계면활성제 또는 폴리비닐 알코올의 존재 하에 하나 이상의 아크릴 또는 메타크릴 단량체, 예를 들어 (메트) 아크릴 에스테르 단량체의 중합에 의해 제조된다. 일반적인 (메트)아크릴 단량체에는 예를 들어 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 데실 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 하이드록시에틸 메타크릴레이트, 하이드록시프로필 메타크릴레이트, 아미노알킬 (메트)아크릴레이트, N-알킬 아미노알킬 (메트)아크릴레이트, N,N-다이알킬 아미노알킬 (메트)아크릴레이트; 우레이도 (메트)아크릴레이트; (메트)아크릴로니트릴 또는 (메트)아크릴아미드가 포함된다. 본 발명에 따른 적합한 아크릴 분산액의 예시적인 예에는 에이치비 풀러로부터의 에멀덱(등록상표) A-3226 또는 에멀덱(등록상표) A-3270 또는 신소머(Synthomer)로부터의 플렉스톨(Plextol)(등록상표) M630이 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
프라이머 조성물 내의 물의 총량은, 중합체 분산액 내의 물을 포함하여, 전형적으로 약 10 중량% 내지 약 80 중량%의 물이다. 바람직하게는, 프라이머 조성물 내의 물의 총량은 약 40 중량% 내지 약 70 중량%, 예를 들어 약 50 중량% 내지 약 60 중량%이다.
본 발명의 프라이머 조성물 내의 PU와 선택적으로 VAE, PVAc 및/또는 아크릴 중합체를 포함하는 중합체의 건조 중량은 일부 실시 형태에서 약 5 중량% 내지 약 40 중량%의 범위일 수 있다. 소정 실시 형태에서, 중합체의 건조 중량은 약 10 중량% 내지 약 30 중량%, 예를 들어 약 10 중량% 내지 약 20 중량%의 범위이다.
본 발명에 따른 수계 프라이머 조성물은 바람직하게는 ASTDM D1489-09에 따른 고형물 함량이 약 15% 내지 약 60%, 더욱 바람직하게는 약 20% 내지 약 40%, 예를 들어 약 20 중량% 내지 약 30 중량%이다.
본 발명에 따른 수계 프라이머 조성물은 보통의 첨가제를 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, UV 트레이서(tracer) (광증백제(optical brightener)), 습윤제 (계면활성제), 충전제, 점도 조절제 (증점제) 또는 소포 시스템(antifoaming system)과 같은 첨가제가 선택적으로 첨가될 수 있다. 또한, 프라이머 조성물의 pH를 조정하기 위한 첨가제가 첨가될 수 있다.
일 실시 형태에서, 프라이머 조성물은 UV 트레이서를 포함한다. UV 트레이서는 또한 광증백제 또는 광학 증백제(optical brightening agent; OBA)로 지칭될 수 있다. 그러한 UV 트레이서는 전자기 스펙트럼의 자외선 및 보라색 영역 (보통 340 내지 370 nm)에서 광을 흡수하고, 청색 영역 (전형적으로 420 내지 470 nm)에서 광을 재방출하는 화학 화합물이다. 본 발명의 일부 실시 형태에서, UV 트레이서는 프라이머 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.1 중량% 미만의 양으로 포함된다. 본 발명에 따른 적합한 UV 트레이서의 예시적인 예는 당업자에게 공지되어 있으며, 메이조 인크.(Mayzo Inc.)로부터 입수가능한 벤텍스(Bentex) OB, 시바 스페셜티 케미칼스(Ciba Specialty Chemicals)로부터 입수가능한 유비텍스(Uvitex) OB, 쓰리브이 시그마(3V Sigma)로부터의 옵티블랭크(Optiblanc) PL, 또는 루나브라이트(Lunabrite) OB를 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
계면활성제로도 지칭되는 습윤제는 최종 기재 상의 습윤 필름의 습윤 특성을 개선하기 위해 주로 사용될 수 있으며, 최종 함량은 기재의 표면 장력에 따라 좌우될 것이다. 습윤제 또는 계면활성제는 주위의 물 레시피 내의 충전제의 안정성을 개선하기 위해 또한 사용될 수 있다. 4가지 주요 유형의 습윤제: 음이온성, 양이온성, 양쪽성, 및 비이온성 습윤제가 존재한다. 음이온성, 양이온성, 및 양쪽성 습윤제는 물과 혼합 시에 이온화된다. 음이온은 음전하를 갖는 반면, 양이온은 양전하를 갖는다. 양쪽성 습윤제는 용액의 산성도에 따라 음이온으로서 또는 양이온으로서 작용할 수 있다. 비이온성 습윤제는 물 중에서 이온화되지 않는다. 습윤제는, 존재하는 경우, 프라이머 조성물의 총 중량을 기준으로 예를 들어 0.05 내지 2 중량%의 양으로 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 적합한 습윤제의 예시적인 예에는 바스프(BASF)로부터의 루미텐(Lumiten)(등록상표) I-SC, 에어 프로덕츠(AIR PRODUCTS)로부터의 서피놀(Surfynol)(등록상표) 104 또는 다이놀(Dynol)(등록상표) 604, 또는 비티씨(BTC)로부터의 디스포닐(Disponil)(등록상표) SUS 87이 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
수계 프라이머 조성물에 포함되는 전형적인 충전제는 본 기술 분야에 공지되어 있다. 예를 들어, 충전제는 임의의 유형의 유기 또는 무기 충전제일 수 있다. 이의 구체적인 예에는 건식 실리카(fumed silica), 하소 실리카, 습식 실리카(precipitated silica), 분말형 실리카, 용융 실리카; 규조토; 산화철, 산화아연, 산화티타늄, 산화바륨, 산화마그네슘; 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 탄산아연; 파이로필라이트 점토, 고령토, 하소 점토; 이들의 지방산 처리된 제품, 수지산 처리된 제품, 우레탄 화합물 처리된 제품, 및 지방산 에스테르 처리된 제품 등이 포함된다. 충전제는 본 발명에 따른 프라이머 조성물에, 예를 들어 15 중량% 이하, 예를 들어 약 3 중량% 내지 약 12 중량%, 또는 약 3 중량% 내지 약 10 중량%의 양으로 선택적으로 포함될 수 있다. 본 발명에 따른 적합한 충전제의 예시적인 예에는 그레이스(GRACE)로부터의 실로이드(Syloyd)(등록상표) ED 3, 호프만-미네랄(HOFFMANN-MINERAL)로부터의 실리틴(Sillitin)(등록상표) Z86, 또는 에보닉(EVONIK)으로부터의 에어로실(Aerosil)(등록상표) 150이 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
점도를 조절하기 위하여 몇몇 기술이 이용가능하다. 예를 들어 점도 조절제 또는 증점제, 예를 들어 중화된 폴리아크릴레이트, PU 증점제, 또는 셀룰로오스 또는 잔탄 검과 같은 천연 증점제를 사용하여 원하는 점도를 조정할 수 있다. 증점제 함량은 주로 제품의 최종 목표 점도 및 제품이 나타내어야 하는 리올로지(rheology)에 따라 좌우될 것이다. 예를 들어, 본 발명의 프라이머 조성물은 증점제를 약 15 중량% 이하, 예를 들어 약 3 중량% 내지 약 12 중량%, 또는 3 중량% 내지 약 10 중량%의 양으로 함유할 수 있다. 수계 프라이머 조성물의 목표 점도 범위는, 원하는 응용 및 재료의 유형에 따라, 일부 실시 형태에서 전형적으로 약 100 내지 약 3000 mPa·s, 바람직하게는 약 200 내지 약 1000 mPa·s의 범위 이내일 것이다. 본 발명에 따른 적합한 증점제의 예시적인 예에는 에이치비 풀러로부터의 HF 542가 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
선택적인 소포 시스템은 예를 들어 규소 또는 광유 시스템일 수 있으며, 최종 함량은, 존재하는 경우, 프라이머 조성물의 총 중량을 기준으로 0.02 내지 3 중량%일 수 있다. 본 발명에 따른 적합한 소포제의 예시적인 예에는 먼징(MUNZING)으로부터의 애지탄(Agitan)(등록상표) 381 또는 에보닉으로부터의 테고(Tego)(등록상표) 50 및 테고(등록상표) 2-80이 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
일부 실시 형태에서, 본 발명에 따른 수계 프라이머 조성물은 pH가 약 6 내지 9, 또는 약 7.5 내지 8.8일 것이다. 프라이머 조성물의 pH는, 필요하다면, 예를 들어 암모니아를 사용하여 적합하게 조정할 수 있다.
상기에 언급된 바와 같이, 본 발명은 또한 기재를 표면 처리하여 그에 대한 접착제 접합을 개선하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 2,5,7,10-테트라옥사운데칸 (TOU), 프로필렌 카르보네이트 (PC), 다이메틸-2-메틸글루타레이트 (IRIS) 및 다이메틸 설폭사이드 (DMSO)로부터 선택되는 유기 용매를 포함하는 프라이머 조성물의 층을 처리될 기재의 표면에 적용하는 단계, 및 조성물을 건조시켜 프라이머 코팅을 형성하는 단계를 포함한다. 대안적으로, 본 발명은 기재에 대한 접착제 접합을 개선하기 위한 프라이머 조성물에서의, TOU, PC, IRIS 및 DMSO로부터 선택되는 유기 용매의 용도에 관한 것이다. 방법 또는 용도의 바람직한 실시 형태에서, 상기 유기 용매는 적어도 TOU를 포함한다. 방법 또는 용도의 다른 바람직한 실시 형태에서, 상기 유기 용매는 TOU이다.
소정 실시 형태에서, 상기에 기재된 바와 같은 본 발명에 따른 프라이머 조성물은 본 발명의 방법에 이용된다.
프라이머 조성물을 기재 상에 적용하거나 코팅하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 프라이머 조성물은 모든 종류의 롤러 (예를 들어, 강 또는 고무 롤러) 또는 인라인(inline) 및 역방향 회전 롤의 조합, 분무, 또는 롤 코팅기 또는 코팅 나이프 등에 의해 적용될 수 있다.
건조 온도는 특별히 제한되지 않는다. 전형적으로 건조는 승온, 예를 들어 약 60℃ 내지 약 100℃, 예를 들어 약 70℃ 내지 약 90℃에서 수행될 수 있다. 건조 시간은, 프라이머 조성물이 기재와 상호작용하여 접착제 접합을 개선할 수 있도록 보장하기에 충분히 길다. 이는 전형적으로 예를 들어 약 1분 이하, 예를 들어 약 10초 내지 약 40초, 또는 약 20초 내지 약 30초 이내에 달성된다.
본 발명에 따라 유리하게 처리될 수 있는 기재에는 폴리비닐 클로라이드 (PVC), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 (ABS), 폴리프로필렌 (PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리 메틸 메타크릴레이트 (PMMA), 폴리스티렌 (PS), 폴리에스테르 함침된 종이, 또는 멜라민 함침된 종이를 포함하는 기재가 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
프라이머 조성물은 일 실시 형태에서 연속 코팅으로서 적용될 수 있다. 얻어지는 코팅 건조 중량은 바람직하게는 0.5 내지 25 g/m2, 더욱 바람직하게는 1 내지 15 g/m2, 예를 들어 약 2 g/m2 내지 약 8 g/m2이다.
또한, 본 발명은 적어도 하나의 표면을 갖는 기재, 및 기재의 적어도 하나의 표면 상에 코팅된 본 발명에 따른 프라이머 조성물의 층을 포함하는 물품에 관한 것이다. 적합한 기재는 이미 상기에 논의되어 있으며, 예를 들어 폴리비닐 클로라이드 (PVC), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 (ABS), 폴리프로필렌 (PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리 메틸 메타크릴레이트 (PMMA), 폴리스티렌 (PS), 폴리에스테르 함침된 종이, 또는 멜라민 함침된 종이를 포함하는 저 표면 에너지 기재를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 본 발명에 따른 물품의 구체적인 예에는 에지 밴드(edge band), 윈도우 프로파일(window profile) 또는 PVC-프로파일이 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 프라이머 조성물과 관련하여 유리하게 이용될 수 있는 접착제는, 접착제와 프라이머 층 사이의 양호한 접합을 달성하기만 한다면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 적합한 접착제에는 고온 용융 접착제, 예를 들어 고온 용융 수분 경화 폴리우레탄 접착제 (HMMC), 고온 용융 에틸렌-비닐아세테이트 접착제 (HM EVA), 또는 무정형 폴리-알파-올레핀에 기초한 고온 용융 접착제 (HM APAO)가 포함될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 접착제는 HMMC 접착제이다.
실시예
프라이머 조성물 내의 NMP 또는 NEP와 같은 유해 물질을 대체하기에 적합한 용매를 찾기 위해서 집중적인 스크리닝을 행하였다. 다양한 용매 또는 용매 혼합물을 시험하였다. 오직 유해하지 않은 용매만 사전 선택하였다. 각각의 경우에, 60 × 10 × 1 mm의 크기를 갖는 기재 시편을 실온에서 24시간 동안 20 ml의 용매 또는 용매 혼합물 중에 침지하였다. 프라이머 조성물 내의 NMP 또는 NEP를 대체하는 용매는, 현재 사용 중인 유해 물질 NMP 또는 NEP를 사용하여 얻어지는 결과에 적어도 비견되는, 다양한 기재 재료에 대한 상당한 공격을 나타내어야 한다. 관찰된 결과를 하기와 같이 등급을 매겼다:
0 ― 공격 없음
1 ― 표면 다소 공격
2 ― 재료의 팽윤
3 ― 재료의 변형을 갖는 강한 공격
4 ― 완전히 용해됨
얻어진 시험 결과가 하기 표에 나타나 있다:
Figure 112017074808829-pct00002
상기로부터 알 수 있는 바와 같이, TOU, PC, IRIS 또는 DMSO로부터 선택되는 유해하지 않은 용매는, 대체될 유해 물질에 적어도 비견되는, 상이한 기재 재료에 대한 효과의 프로파일을 나타낸다. 그러므로, TOU, PC, IRIS 및 DMSO 또는 이들의 혼합물은 프라이머 조성물 내의 NMP 또는 NEP를 대체하기에 적합하다. 실제로, 중합체 분산액 및 선택된 유기 용매를 포함하는 수계 프라이머 조성물을 얻을 수 있음을 보여주기 위하여, 하기 구체적인 예를 제공한다.
실시예 1
Figure 112017074808829-pct00003
실시예 2
Figure 112017074808829-pct00004
실시예 3
Figure 112017074808829-pct00005
실시예 4
Figure 112017074808829-pct00006

Claims (18)

  1. (a) 수성 폴리우레탄 (PU) 분산액; 및
    (b) 2,5,7,10-테트라옥사운데칸 (TOU), 프로필렌 카르보네이트 (PC), 다이메틸-2-메틸글루타레이트 (IRIS) 및 다이메틸 설폭사이드 (DMSO)로부터 선택되는 유기 용매;를 포함하고,
    상기 유기 용매는 적어도 TOU를 포함하는 수계 프라이머 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    N-메틸-피롤리돈 (NMP) 또는 N-에틸-피롤리돈 (NEP)이 없는 수계 프라이머 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    비닐 아세테이트 에틸렌 공중합체 (VAE) 분산액, 폴리비닐 아세테이트 (PVAc) 분산액 및 아크릴 중합체 분산액으로부터 선택되는 중합체 분산액을 추가로 포함하는 수계 프라이머 조성물.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    TOU 대 프로필렌 카르보네이트 (PC), 다이메틸-2-메틸글루타레이트 (IRIS) 및 다이메틸 설폭사이드 (DMSO)로부터 선택되는 다른 유기 용매의 중량 비는 1:1 이상인 수계 프라이머 조성물.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 유기 용매는 TOU인 수계 프라이머 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 수성 폴리우레탄 (PU) 분산액은 음이온성 분산액인 수계 프라이머 조성물.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    총 조성물을 기준으로,
    0.5 중량% 내지 25 중량%의 상기 유기 용매; 및/또는
    30 중량% 내지 80 중량%의 물; 및/또는
    5 중량% 내지 40 중량%의 건조 양의, PU와 선택적으로 VAE, PVAc 및 아크릴 중합체를 포함하는 중합체;를 포함하는 수계 프라이머 조성물.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    ASTDM D1489-09에 따른 고형물 함량이 15% 내지 60%인 수계 프라이머 조성물.
  10. 기재(substrate)를 표면 처리하여 기재에 대한 접착제 접합을 개선하는 방법으로서,
    2,5,7,10-테트라옥사운데칸 (TOU), 프로필렌 카르보네이트 (PC), 다이메틸-2-메틸글루타레이트 (IRIS) 및 다이메틸 설폭사이드 (DMSO)로부터 선택되는 유기 용매를 포함하는 프라이머 조성물의 층을 처리될 기재의 표면에 적용하는 단계; 및
    조성물을 건조시켜 프라이머 코팅을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 유기 용매는 적어도 TOU를 포함하는 방법.
  11. 삭제
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 프라이머 조성물은 제 1 항 또는 제 2 항에 정의된 바와 같은 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 기재는 폴리비닐 클로라이드 (PVC), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 (ABS), 폴리프로필렌 (PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리 메틸 메타크릴레이트 (PMMA), 폴리스티렌 (PS), 폴리에스테르 함침된 종이, 또는 멜라민 함침된 종이를 포함하는 방법.
  14. 제 10 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 프라이머 조성물은 0.5 내지 25 g/m2의 코팅 건조 중량을 얻도록 적용되는 방법.
  15. 적어도 하나의 표면을 갖는 기재; 및
    상기 기재의 적어도 하나의 표면 상에 코팅된 제 1 항 또는 제 2 항에 정의된 바와 같은 프라이머 조성물의 층;을 포함하는 물품.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 기재는 폴리비닐 클로라이드 (PVC), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 (ABS), 폴리프로필렌 (PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리 메틸 메타크릴레이트 (PMMA), 폴리스티렌 (PS), 폴리에스테르 함침된 종이, 또는 멜라민 함침된 종이를 포함하는 저 표면 에너지 기재인 물품.
  17. 제 15 항에 있어서,
    에지 밴드(edge band), 윈도우 프로파일(window profile) 또는 PVC-프로파일을 포함하는 물품.
  18. 제 15 항에 있어서,
    고온 용융 수분 경화 폴리우레탄 접착제 (HMMC), 고온 용융 에틸렌-비닐아세테이트 접착제 (HM EVA), 및 무정형 폴리-알파-올레핀에 기초한 고온 용융 접착제 (HM APAO)로부터 선택되는 고온 용융 접착제를 추가로 포함하는 물품.
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