KR19990022172A - 수성 접착제 배합물용 코팅 첨가물 - Google Patents

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폴 제이. 놀데이
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스프레이그 로버트 월터
미네소타마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니
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Abstract

하나 이상의 고분자량 선형 지방족 중합체를 갖는 수성 감압성 접착제 배합물이 제공된다. 결과된 조성물은 안정한 필라멘트 형태를 형성하는데 사용될 수 있고 중합체를 갖지 않는 배합물을 사용하여 얻을 수 있는 최소 전달 유속 보다 실질적으로 느린 유속에서 안정한 시이트 형태로 사전계측된 코팅기의 코팅 다이로부터 전달될 수 있다. 중합체 농도가 낮으면 조성물의 접착제 및 기타 바람직한 성질에 악영향을 주지 않고 조성물의 점도에 있어서 극적인 개선을 이룰 수 있다.

Description

수성 접착제 배합물용 코팅 첨가물
유동성 변조제
유동성 변조제는 전단율의 함수로서 액체 전단 점도를 조정하는데 유용하다. 예를 들어, 라텍스 페인트는 높은 전단율에서 적합한 점도를 가져 정확한 도포와 솔질을 보장해야 한다. 그러나 이들은 또한 낮은 전단율에서도 적합한 점도를 가져 코팅 결함을 평평히 할 때에 코팅이 수직 표면 상으로 늘어지지 않아야 한다.
수성 라텍스 페인트의 점도는 종종 알칼리성 팽창가능한 증점제, 저분자량 조합 증점제, 수용성 중합체 등과 같은 물질을 첨가하여 조정한다.
수성 라텍스 페인트 코팅의 다양한 유동학적 특성에 영향을 주는 첨가물의 용도에 관해 기재한 소울레스 (Soules) 일동의 문헌[Dynamic Uniaxial Extensional Viscosity, Chapter 20, 322-332 페이지, Polymers as Rheology Modifiers, 디.엔. 슐츠 (D.N. Schulz) 및 제이.디. 글래스 (J.E. Glass) 편집, American Chemical Society Symposium Series #462 (1991)] 및 분무 도포용 배합물의 신장 점도에 영향을 주는 폴리 (옥시에틸렌)을 비롯한 충진제의 용도에 관해 기재한 소울레스 일동의 문헌 [J.Rheology 32 (2):181-198 (1988)]을 참고하기 바람.
전단 점도를 증가시키기 위해서는 두 가지 유형의 수성 유동성 변조제가 통상적으로 사용되며, 이들은 종종 증점제로도 불린다. 첫 번째 유형에는 아크릴산 또는 메타크릴산 단량체 및 알킬 (메트)아크릴레이트 또는 부틸 아크릴레이트 단량체의 알칼리 활성화 공중합체가 포함된다. 증점제는 개시 산 용액의 pH가 약 6.5 보다 크게 중화되고 산기가 가용성이 되어 중합체 사슬의 팽창 및 상호 작용이 초래될 때, 얻어진다.
두 번째 유형의 증점제는 조합 증점제로도 불리며, 바람직한 솔질 및 평탄화 특성을 제공하기 때문에 페인트 산업에서 점진적으로 각광받고 있다. 이들 증점제는 물리적 분자 내 가교 결합을 제공하는 그래프티드 비이온성 계면활성제를 포함하는 것을 제외하고는 알칼리 활성화 공중합체와 유사하다.
시판되는 HMW PEO 수지는 단수 및 염수 모두에 매우 효과적인 증점제로 알려져 있다 수용액은 유사소성 (즉 전단 가늘어짐)을 갖는 것으로 공지되어 있다 (Polyox Water Soluble Resins, Union Carbide Product literature, 12 페이지, 1991, 1992를 참고하기 바람).
글래스는 문헌 [Dynamics of Roll Spatter and Tracking, J. Coatings Tech. 50 (641):56-71 (1978)]에서 고분자량 폴리 (에틸렌 옥사이드) 중합체를 포함하는 수용성 중합체를 라텍스 페인트에 첨가하여 튀김 및 패턴 자국과 같은 특성에 대한 그들의 효과를 연구한 것을 기재하였다.
다른 문헌들이 수성 시스템 내에 고분자량 또는 저분자량 에폭사이드 중합체를 사용하는 것에 대해 기재하였다. 예를 들면, 전단력 증강을 위해 첨가될 수 있는 100-800 ppm PEO의 임의 사용을 포함하는 조성물인 유리 용기용 오염물 코팅 조성물에 대해 기재한 미국 특허 제 3,944,100호 (브록크웨이 (Brockway) 일동)을 참고하기 바람.
미국 특허 제 4,507,413호 (토마 (Thoma) 일동)는 직물 시이트 제품 등을 코팅하기 위한 퍼질 수 있는 폴리우레탄 반응성 코팅 조성물에 대해 기재하고 있다. 이 특허는 블록킹된 이소시아네이트 예비중합체의 수성 분산액의 도포 코팅 점도를 증가시키기 위한 물질의 선택적 사용에 대해 기재하고 있다. 증점제 물질의 군에는 장쇄 폴리에틸렌 옥사이드를 포함하여 수용성 중합체가 포함된다.
슈파이저 (Schuppiser) 일동은 미국 특허 제 4,542,182호에서 비닐 아세테이트 올레핀 공중합체 입자의 격자를 제조하는 저분자량 (MW 1,000 내지 50,000)의 에틸렌 글리콜 중합체의 용도에 관해 서술하였다. 상기 격자는 뒤이은 페인트 및 기타 물질의 제조에 결합제로서 사용된다.
리이드 (Reed)의 미국 특허 제 5,108,782호는 고분자량 PEO와 같은 수용성 또는 수분산성 중합체 증점제의 사용을 포함하는 실리콘 릴리이스 코팅 에멀션에 대해 기재하고 있다.
미국 특허 제 5,342,883호 (젠킨스 (Jenkins) 일동)는 알파, 베타-모노에틸렌형 불포화 단량체로부터 형성되는 수용성 중합체의 사용을 개시한다. 상기 중합체는 알칼리성 수성 매질 내에 용해될 수 있거나 또는 상기 매질에 의해 팽창될 수 있다. 라텍스 페인트에 첨가되오 중화될 때, 페인트의 점도 및 솔질이 무도 증가되는 것으로 알려져 있다.
폴리 (에틸렌 옥사이드)와 같은 고분자량 중합체는 수성 감압성 접착제와 같은 물질의 유동학적 특성을 개선하는데 유용한 것으로 사용된 바 없고 기재된 바도 없다.
접착제 코팅 기법
사전계측 액체 코팅기는 코팅 물질의 유속을 기판에 도포하기 전에 제어하는 수단을 포함한다. 이러한 코팅기에는 슬롯 코팅기, 슬라이드 코팅기 및 커튼 코팅기가 포함되며, 접착제와 같은 물질의 얇은 시이트를 기판에 전달하는데 사용될 수 있다. 각각의 경우, 유체를 코팅 다이에 공급하고 나서 기판에 안정한 시이트 (슬롯 코팅의 경우 비드로도 알려짐) 형태로 도포한다.
침지 코팅기 및 롤 코팅기와 같은 다른 코팅 기법 (사후계측)을 사용하는 경우에는 기판에 도포되는 유체의 양이 기판 속도 및 코팅 갭과 같은 작업 조건뿐만 아니라 유체 점도 및 표면 장력과 같은 유체 특성 자체에도 좌우된다.
사전계측 코팅기는 통상적으로 코팅 다이에 물질을 전달하고, 다이와 기판 사이에 물리적 갭을 제공한다. 슬롯 및 슬라이드 코팅기의 경우, 일반적으로 갭은 길이가 100 미크론 (약 4 mil) 보다 크며 커튼 코팅기를 사용할 경우에는 갭이 수 ㎝ 정도일 수 있다.
단위 너비 당 유속과 기판 속도를 조화시켜 전달되는 시이트의 두께, 및 그에 따른 코팅 두께를 결정한다. 보다 얇은 코팅을 얻기 위해서 기판 속도를 증가시키기보다는 감소시키는 것이 보다 바람직한 경우가 종종 있는데, 이는 기판의 속도를 증가시키는 것이 흐름 안정성 및 건조 조건에 문제를 초래할 수 있기 때문에다. 그러나, 유속을 증가시킬 수 있는 능력은 대개 코팅 조성물 자체의 유동학적 특성에 의해 제한된다. 유속을 너무 낮추면 불균일하거나 불안정한 시이트가 도포될 것이다.
코팅 두께는 또한 다이와 기판 사이의 코팅 갭 크기와 관련이 있는 것으로 공지되어 있기 때문에, 압축 코팅 산업에서는 틈새가 매우 좁은 갭을 사용하여 매우 얇은 코팅을 생성하고자 노력하고 있다. 그러나 약 100 미크론 미만의 갭은 코팅 갭 내에 축적되는 입자 물질이 홈 (streaks)을 초래할 수 있기 때문에 종종 작업에 어려움이 따른다. 틈새가 좁은 갭은 또한 기판 내 큰 입자 또는 테이핑된 중접이 쉽게 기판 (예, 웹)을 찢을 수 있다. 따라서, 가장 편리한 슬롯 코팅 방법은 약 50 미크론 보다 큰 갭에 계속해서 의존하고 있다.
감압 접착제 라텍스는 코팅 장치 상에서의 취급을 용이하게 하기 위해 증점시키는 것이 일반적이다. 전형적으로 사용되는 전단 증점제로는 셀룰로오즈성 증점제, 폴리 (비닐 알콜) 및 알칼리 가용성 아크릴계 에멀션의 수용액이 포함된다 (예를 들면, 이. 사타스 (E. Satas)의 Chapter 13, Handbook of Pressure-Sensitive Adhesive Technology, VanNostrand Reinhold (1982)를 참고하기 바람).
당 산업에서 감압성 접착제 배합물의 코팅능을 개선하는 방법, 특히 사전계측한 코팅의 과정 중에 유속을 감소시거나, 또는 코팅 갭을 증가시는 방법이 요구되고 있다.
발명의 요약
본 발명은 수성 감압 접착제 배합물 및 하나 이상의 고분자량 중합체를 포함하는 코팅 조성물을 제공한다. 중합체는 조성물이 중합체를 갖지 않는 배합물로 사용되었을 때 얻을 수 있는 최소 전달 유속 보다 실질적으로 낮은 유속에서 안정한 시이트 형태로 사전계측된 코팅기의 코팅 다이로부터 전달되는데 적합한 전체 농도로 존재한다.
놀랍게도 본 출원인은 본 발명에 이르러 낮은 수준의 중합체가 조성물의 접착제 및 다른 바람직한 특성에 역효과를 미치지 않으면서 조성물의 점도를 극적으로 개선할 수 있음을 알게 되었다.
한 실시 양태에서, 본 발명의 조성물은 유사한 작업 조건하에서 중합체가 첨가되지 않은 배합물의 안정한 시이트를 유지하는데 필요한 최소 유속의 약 70% 미만, 보다 바람직하게는 약 50% 미만을 사용할 수 있게 한다.
유속에 영향을 미치는 것 외에, 본 발명은 전형적으로 사용되는 코팅 갭 거리를 2 배 이상 증가시킬 수 있다. 상당히 넓은 갭을 사용함에도 불구하고 동일하게 얇은 막을 제공할 수 있는 능력은 이러한 물질을 가공하는데 있어서 상당히 유리하다.
한 실시 양태에서, 코팅된 물질은 라텍스, 아크릴레이트 기재 PSA와 같은 감압성 접착제 (PSA) 배합물이다. 또한, 고분자량 중합체는 고분자량 (HMW) 폴리 (에틸렌 옥사이드) (PEO) 중합체와 같은 선형 지방족 중합체일 수 있다. 다른 실시 양태에서, 조성물은 수성 라텍스 감압성 접착제 및 약 1 ppm 내지 약 50 ppm의 고분자량 PEO를 포함한다.
다른 양면에서, 본 발명은 코팅 조성물을 제조하는 방법을 제공한다. 이 방법은 수성 감압성 접착제 배합물을 형성하는 단계, 상기 배합물의 형성 중에 고분자량 중합체를 첨가하는 단계를 포함한다. 이 중합체는 조성물이 배합물 자체만으로 얻을 수 있는 최소 전달 유속 보다 실질적으로 느린 유속이면서 안정한 시이트 형태로 사전계측된 코팅기의 코팅 다이로부터 운반되도록 하는데 적합한 최종 농도로 첨가된다. 한 실시 양태에서, 중합체를 첨가하여 조성물의 중량을 기준으로 약 1 ppm 내지 약 50 ppm의 최종 농도를 얻는다.
또 다른 양면에서, 본 발명은 본 발명의 방법에 의해 제조될 수 있는 코팅 조성물뿐만 아니라 본 발명의 방법에 의해 제조되는 코팅 조성물을 제공한다. 또 다른 양면에서, 본 발명은 본 발명의 조성물을 사용하여 전달되는 코팅물 및 그러한 코팅을 포함하는 코팅된 제품을 제공한다.
본 발명은 수성 배합물의 점도를 조정하기 위한 유동성 변조제 (modifier)의 용도에 관한 것이다. 다른 면에서, 본 발명은 수성 시스템의 점도를 조정하는 폴리 (에틸렌 옥사이드) 수지와 같은 변조제에 관한 것이다.
다른 면에서, 본 발명은 라텍스 접착제와 같은 조성물 막으로 기판을 코팅하는 사전계측 코팅 기술에 관한 것이다.
달리 지적이 없다면, 하기 용어 및 표현은 다음과 같은 의미를 갖는다.
배합물은 통상적인 액체 코팅 기술에 의해 원하는 기판 상에 코팅된 형태를 제공할 수 있는 수성 물질, 예를 들면, 감압성 접착제를 나타낸다.
조성물은 본 발명의 개시에 따라, 하나 이상의 고분자량과 배합된 배합물을 나타낸다.
수성은 감압성 접착제의 현탁액을 포함하는 수용액 형태로 제조된 배합물이다. 접착제 현탁액은 교질 에멀션 (즉, 라텍스) 또는 접착제 미세구의 현탁액을 포함한 모든 적합한 형태일 수 있다.
감압성 접착제는 무용매 형태로 영속적으로 점착성을 유지하는 점탄성 물질을 나타낸다. 일반적으로 이러한 물질은 약간의 압력을 가하면 대부분의 고체상 표면에 즉석에서 부착된다.
코팅은 코팅가능한과 함께 기판 (예, 웹)에 박막 형태로 전달되는 조성물의 능력을 나타내는 이 단어의 다른 변형에 모두 사용된다.
점도는 신장 (연장으로도 알려짐) 점도 및 전단 점도 모두를 나타낸다. 전단 점도는 속도 성분이 오직 그의 수직한 방향의 평면 내에서만 변화되는 유체 흐름만을 결정한다. 신장 점도는 속도 성분이 그의 등위 방향으로만 변화되는 유체 흐름만을 결정한다.
방사성 (紡絲性)은 액체 배합물 또는 조성물을 안정한 필라멘트 형태로 뽑아 낼 수 있는 능력을 나타낸다.
안정한 시이트는 코팅 다이로부터 연속 형태로 기판에 성형되고 전달될 수 있는 편평한 액체 막을 나타낸다.
유속은 단위 시간 및 너비 당 흐름의 체적을 나타내며 단위는 cc/㎝-초이다.
본 발명은 코팅 적용에서 액체 시이트 또는 막을 안정화시키기 위해 고분자량 중합체가 첨가되어 포함된 수성 코팅 조성물을 제공한다. 이러한 중합체를 사용하면 기판 속도, 코팅 갭 및 액체 유속과 같은 안정한 작업 변수의 유용한 범위가 크게 증가된다.
본 출원인은 본 발명에 이르러, 커튼 및 슬롯 코팅 적용에서 HMW 중합체 첨가물의 사용에 따른 위와 같은 잇점과 그밖에 다른 유리한 점을 발견하게 되었다. 코팅 두께 (T)와 기판 속도 (S) 그리고 단위 너비 당 유속 (Q) 간의 관계를 하기 식으로 나타낸다.
Q = T x S
커튼 코팅에 전형적으로 사용되는 액체의 경우, 안정한 커튼을 유지하는 최소 유속은 약 0.5 cc/㎝-초 정도이다 (이.비.구토프 (E.B. Gutoff), Chapter 4, premetered Coating, 117-167 페이지, 이.디. 코헨 (E.D. Cohen)과 이.비 구토프 편집, Modern Coating and Drying Technology (1992)를 참고하기 바람). 이 속도 이상에서는 커튼 내 형성될 수 있는 공극이 낙하되는 액체의 속도 보다 느린 속도를 갖는 상류 쪽으로 이동되고 결함이 없어진다. 코팅 두께가 25 ㎜인 경우, 커튼 코팅에 통상적으로 사용되는 액체에 대해 S는 200 ㎝/초 (120 m/분)이며, 이는 몇몇 경우에는 너무 빨라 건조 한계를 한정한다. HMW 중합체를 첨가하여 최소 유속을 감소시키면 보다 느린 코팅 속도 및 보다 긴 오븐 체류 시간이 허용된다.
본 출원은 PEO가 커튼 및 슬롯 코팅 라텍스 접착제에 효과적인 접착제이며, pH가 약 7 이하인 배합물과 함께 사용할 때, 특히 효과적임을 발견하였다. 예를 들어, 8,000,000 MW PEO를 사용하면, 2 내지 20 ppm의 농도에서 코팅성이 개선되는 것으로 관찰되었다. 이러한 효과는 몇 일이 지나면 없어지지만, 보다 많은 양의 PEO를 첨가하면 다시 효과를 볼 수 있다. 오프-라인 안정한 시이트는 PEO 증점 라텍스를 증점시키지 않은 PSA 배합물에서보다 10 배 낮은 정도의 유속으로 사용하면 얻을 수 있다.
이러한 큰 효과로서 10 내지 300 m/분의 속도로 두께가 10 미크론 정도로 얇은 커튼 코팅용 수성 배합물을 계획제작할 수 있다. 사전에는 미치기 어려운 공정 조건에서 수성 액체의 슬롯 코팅을 또한 얻을 수 있다.
코팅 배합물
본 발명에 사용하기 적합한 아크릴 접착제의 설명 및 실시예가 본원에 참고 문헌으로 인용된 문헌[Chapter13 Acrylic Adhesives, Donald Satas, in Handbook of Pressure-Sensitive Adhesive Technology, Van Nostrand Reinhold Company] dp 제공되어 있다. 이들 접착제는 아크릴레이트, 디아크릴레이트, 트리아크릴레이트, 메타크릴레이트, 디메타크릴레이트, 트리메타크릴레이트, 테트라메타크릴레이트, 아크릴아미드 등으로부터 제조할 수 있다.
한 실시 양태에서, 본 발명의 조성물은 미국 특허 제 Re 24,96호에 기재된 유형의 감압성 접착제, 특히 폴리비닐 PSA를 포함한다. 이들 PSA에 포함된 중합체로는 아크릴산과 n-부탄올, n-펜탄올, 이소펜탄올, 2-메틸 부탄올, 1-메틸 부탄올, 2-메틸 펜탄올, 3-메틸 펜탄올, 2-에틸 부탄올, 펜탄올-3,3,4,4-트리메틸헥산올, 헵탄올-3, 이소옥탄올, n-데칸올, 도데칸올 등과 같은 비3급 알킬 알콜의 아크릴레이트 에스테르의 중합체와 다양한 공중합체가 있다.
한 실시 양태에서는 바람직한 PSA 배합물인 일반적으로 고유 점도가 약 0.2 ㎗/g 보다 큰 아크릴레이트 (또는 메타크릴레이트) 공중합체를 포함하는 물질의 블렌드를 포함한다. 이 공중합체는 중합된 일차 단량체 및 임의로 극성 공단량체를 포함한다. 1차 단량체 성분은 1 내지 18 개의 탄소 원자를 갖는 비3급 알콜의 아크릴산 또는 메타크릴산 에스테르인 평균 탄소 원자 수가 약 4 내지 12 개인 하나 이상의 자유 라디칼 중합성 비닐 단량체를 포함한다. 극성 단량체 성분은 일차 단량체와 공중합될 수 있고, 극성 단량체의 중량은 공중합체 내 모든 단량체의 전체 중량의 약 30% 이하이다. 이 유형의 적합한 배합물이 예를 들면, 미국 특허 제 4,737,577호 (브라운 (Brown)) (본원에 참고문헌으로 인용됨)에 기재되어 있다.
다른 단량체는 또한 예를 들면, 공중합체 100 중량부 당 상용성 점착화 수지 약 150 중량부 이하 및 공중합체 100 중량부 당 상용성 가소제 약 50 중량부 이하를 포함하는 배합물에 포함될 수 있다.
본 발명에 사용하기 적합한 라텍스 PSA 배합물은 전형적으로 배합물의 중량을 기준으로 약 30 중량% 내지 약 60 중량% 고체, 바람직하게는 약 40 중량% 내지 약 55 중량% 고체를 포함한다.
코팅 배합물은 접착제 미세구 형태를 비롯하여 여러 형태로 제공될 수 있다. 적합한 미세구는 동시계류 중인 PCT 출원 WO 94/13751 (1993년 12월 9일 국제 출원 번호 제 PCT/US93/11967호로 출원된 펜던트 친수성 중합체 또는 올리고머 잔기를 갖는 점착성 미세구) (본원에 참고문헌으로 인용됨)에 기재된 것이 포함된다.
고분자량 중합체
본 발명의 조성물을 형성하는데 사용하기 적합한 고분자량 중합체에는 예를 들어 문헌[Concise Encyclopedia of Polymer Science and Engineering의 1,2 Epoxide Polymer, 337-343 페이지 제이. 크로슈비츠 (J. Kroschwits) 편집, J. Wiley Sons, 1990]에 기재된 것과 같은 에틸렌 옥사이드 중합체 및 공중합체가 포함된다. 바람직한 HMW 중합체는 가요성, 낮은 유리 전이 온도 (Tg), 수용해도와 같은 특성의 적절한 조화를 제공한다. 바람직한 HMW 중합체는 또한 약 100,000 g/몰 이상, 바람직하게는 약 1,000,000 g/몰 이상, 가장 바람직하게는 약 5,000,000 g/몰 이상의 분자량을 갖는다.
바람직한 HMW 중합체의 예로는 반복 단위 -(CH2-CH2-O)n-를 갖는 폴리 (에틸렌 옥사이드) 중합체로 공지된 상품명 POLYOX로 시판 중인 중합체가 있다. 시판되는 제품은 약 1 x 10 (5) 내지 5 x 10 (6) 범위의 분자량 등급 내 자유 흐름 백색 분말이다. 이러한 중합체는 비이온성이고, 고분자량 (100,000 내지 약 8,000,000)인 수용성 폴리 (에틸렌 옥사이드)중합체이다.
HMW PEO가 바람직한 것은 커튼 및 압축 코팅용 라텍스 접착제의 유동성을 변화시키는 저렴한 접착제를 제공하기 때문이다. 본 발명인은 상기 HMW PEO가 극히 낮은 농도에서도 효과적이고, 라텍스 내에 개선된 방사성 (보다 높은 응집 강도)을 제공하고, 유리 전이 온도 (Tg)가 낮고, 적당한 접착제 특성을 제공함을 발견하였다.
코팅 조성물의 제조
본 발명의 배합물은 통상적인 혼합 기법을 사용하여 제조할 수 있다. PEO 중합체가 대개 분말 형태로 공급되기 때문에, 많은 제조업자들은 먼저 분말을 농축된 원료 용액 형태로 제조할 것을 권한다. 적합한 분취량을 원료 용액으로부터 수거하여 PSA 배합물에 첨가함으로써 빠르고 재생가능하며 효과적으로 본 발명의 조성물을 제조할 수 있다. 또한, 원료 용액은 최종 조성물 보다 긴 시간 동안 안정성은 제공한다.
본 발명의 개시를 살펴본 당업자들은 여러 파라미터들이 본 발명의 범위 내에서 변화될 수 있음을 인정할 것이다. 그러한 파라미터에는 관련 라텍스 및 최종 라텍스 및 중합체 농도, 중합체 분자량, 배합물 pH 및 저장 안정성이 포함된다.
앞서 기재한 바와 같이, PSA 농축물은 배합물의 중량을 기준으로 하여 대개 약 30 고체% 내지 약 60 고체%의 고체 농도 수준으로 사용된다. 이러한 바람직한 PSA 농도에서, 고분자량 중합체는 예를 들면, PSA 배합물의 제조 중 또는 후에 임의의 적합한 방식으로 배합물 내 혼입될 수 있다. 슬롯 코팅 적용에 사용할 경우, 하나 이상의 고분자량 중합체가 최종 조성물의 중량을 기준으로 하여 총 농도 약 1 ppm 내지 약 50 ppm, 바람직하게는 약 2 ppm 내지 약 20 ppm으로 존재하는 것이 바람직하다. 슬롯 코팅 미세구 PSA 조성물의 경우에는 고분자량 중합체가 약 10 ppm 내지 약 1000 ppm, 바람직하게는 약 100 ppm 내지 약 500 ppm의 총농도로 존재하는 것이 바람직하다.
커튼 코팅 적용의 경우, 고분자량 중합체는 바람직하게는 약 10 ppm 내지 약 100 ppm, 보다 바람직하게는 약 20 ppm 내지 약 70 ppm, 가장 바람직하게는 약 30 ppm 내지 약 60 ppm의 농도로 존재하는 것이 바람직하다. 일반적으로 PSA 고체의 낮은 농도는 높은 HMW 중합체 농도와 관련되어 있다.
PSA 배합물의 pH가 중합체의 효과를 견고히 하는데 중요한 인자임은 명백하다. 일반적으로, pH는 중성 내지 약산성이어야 한다. pH 2 내지 pH 7 정도의 pH 값이 적합하고 약 pH 4 내지 pH 6 범위의 pH 값이 바람직하다.
PSA 배합물에 대한 중합체의 원하는 효과는 사실상 일시적이며 대개는 1 주일 이상 저장시키면 감소한다. 실시예에 기재된 바와 같이, 이러한 효과는 처음 형성시킨 방법과 같은 방법으로, 즉 본원에 서술된 방식으로 중합체를 첨가하면 다시 형성될 수 있다.
코팅 조성물의 사용
본 발명은 코팅 적용시 액체 시이트 또는 필라멘트를 안정화시키는 고분자량 중합체의 사용을 포함하는 수성 코팅 조성물을 제공한다. 본 발명의 조성물은 라텍스 및 미세구 PSA 물질의 커튼 코팅 및 슬롯 (즉, 압출) 코팅을 포함한 다양한 코팅 기법에 사용할 수 있다. 이. 코헨과 이. 구토프 저 문헌 Modern Coating and Drying Technology의 Premetered Coating Chapter 4, 117-167 페이지를 참고하기 바람.
본 발명의 조성물은 배합물 자체만을 사용하여 얻을 수 있는 최소 전달 유속 보다 실질적으로 느린 유속으로 안정한 시이트 또는 필라멘트의 형태로 사전계측된 코팅기 다이로부터 전달할 수 있다.
PSA 배합물의 유속은 유사한 PSA/중합체 조성물의 것과 동일한 코팅기 및 기술을 사용하여 결정할 수 있다. 이러한 조건하에서, PSA가 안정한 시이트 또는 필라멘트 형태로 전달될 수 있는 최소 유속은 안정한 시이트 또는 필라멘트를 재생시킬 수 있는 조성물의 최소 유속에 비교한다.
커튼 및 슬롯 코팅
본 발명의 조성물을 사용하면 기판 속도, 코팅 갭 및 액체 유속과 같은 사전계측된 코팅기 작업 파라미터의 유용한 범위가 크게 증가된다.
커튼 코팅은 다른 다이 코팅 방법에 대해 몇몇 잇점을 제공하는데, 그 중에는 이음부가 쉽게 통과되고 다이와 기판 사이의 불균일한 갭을 사용하는 능력을 갖고 세정이 쉽도록 노출된 슬롯이 갖는 것이 포함된다. 그러나, 한가지 중요한 단점은 많은 코팅 액체를 사용하는 안정한 커튼을 유지하는데는 비교적 빠른 유속이 요구된다는 것이었다.
예를 들어, 커튼 코팅 방법을 사용할 때, 본 발명의 조성물은 상당히 개선된 방사성을 제공한다. 일반적으로 씨. 페트리 (C. Petrie)와 엠. 덴 (M. Denn)의 문헌[Instabilities in Polymer Processing, AlChE Journal 22 (2):209-235 (1976) (본원에 참고문헌으로 인용됨)을 참고하기 바람. 커튼 코팅된 조성물의 개선된 방사성은 또한 공정 파라미터가 변화될 수 있게 한다. 이러한 변화로는 예를 들어 낮은 유속을 사용할 수 있는 능력 주어진 기판 속도에 대한 낮은 최종 코팅 중량 또는 주어진 최종 코팅 중량에 대한 낮은 기판 속도가 포함된다.
이러한 방사성 액체는 또한 PEO를 함유하지 않은 PSA 배합물에 대해 0.5 내지 1 cc/초-㎝ 정도의 유속에 비해 커튼 너비가 약 0.05 cc/초-㎝ 정도로 낮은 유속에서 안정한 커튼을 유지할 수 있다. 몇몇 경우에는 5 ppm 정도의 작은 양으로도 현저한 효과를 볼 수 있다. 이렇게 낮은 농도는 최종 건조된 막의 접착 특성에 아무 영향을 미치지 않으며 액체의 전단 속도 (즉, 수준화) 특성에도 영향을 미치지 않는다.
통상적인 코팅 방법으로 코팅할 때, 종래의 라텍스 접착제 배합물은 의례적으로 50 미크론 코팅 두께를 얻는데 75 미크론 내지 100 미크론의 코팅 갭이 필요하였다. 이에 비해 본 발명의 조성물은 250 미크론 내지 500 미크론 이상 정도의 코팅 갭을 사용하여 비슷한 코팅 두께를 얻을 수 있다.
본 발명의 방법 및 조성물은 또한 접착제 미세구를 함유한 조성물의 코팅성을 개선하는데 사용될 수 있다. 이러한 미세구는 대개 감압성 접착제로서 사용하려는 물질로 형성되며 본원에 참고 문헌으로 인용되고 동시계류 중인 출원 WO 94/13751 (1993년 12월 9일 국제 출원 번호 제 PCT/US93/11967호로 출원된 펜던트 친수성 중합체 또는 올리고머 잔기를 갖는 점착성 미세구)에 기재된 물질이 이에 포함된다.
필라멘트 형성
상기 조성물은 또한 PSA 필라멘트를 형성하는데 사용될 수 있고, 상기는 웹을 형성하고 코팅하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 제이. 크로슈비츠 저 문헌[Concise Encyclopedia of Polymer Science and Engineering의 1,2 Epoxide Polymer, 337-343 페이지, J. Wiley Sons, 1990] (본원에 참고문헌으로 인용됨)을 참고하기 바람.
일반적으로, 필라멘트는 중합체 용액을 방적 돌기로부터 용매가 신속하게 증발되는 구역을 통해 압축시키고 상기 구역에서 형성된 필라멘트는 약 1000 m/분 이하의 속도로 감겨진다. 습식 방사 기술이 또한 유용한데, 이때는 중합체 용액을 방적 돌기로부터 비용매 내로 압출시켜 중합체를 응집 (즉, 침전)시킴으로써 필라멘트를 형성한다.
본 발명의 상기 및 다른 실시예가 하기 실시예에 예시되며, 이들 실시예는 범위를 제한하는 것으로 고려되어서는 안된다.
검사 방법
박리 접착력 검사
코팅된 물질의 박리 접착 특성은 American Society for Testing and Materials Test Method ASTM D3330-90에 따라 검사 기판으로 유리를 사용하여 결정하였다. 디아세톤 알콜 및 2-프로판올을 사용하여 유리 기판을 세정하였다. 작은 검사 단편 (1/2 인치 X 6-8 인치)를 제조하고 도포하였다. 그리고나서 코팅 위로 4.5 파운드 롤러를 굴리고 즉시 31 ㎝/분 또는 230 ㎝/분에서 평가하였다.
전단력 검사
전단력은 스테인레스 강철판으로부터 1000 g 하중을 걸어 놓은 접착제 단편(대략 1.3 ㎝ X 1.3 ㎝)를 사용하여 결정하였다. 단편을 세정된 스텐인레스 강철판에 붙이고 4.5 파운드 롤러를 굴리고 (6회 통과), 통상적인 전단력 기구에서 검사하였다. 전단력 검사는 일반적으로 실온과 70℃ 두 온도에서 수행하였다. 결과는 판으로부터 완전히 접착제가 분리되는 시점을 결정하여 분으로 보고하였다.
탐침 점착
본원에 기재된 조성물 또는 배합물로 코팅된 시이트의 점착은 Polyken Probe Tack 검사기 (켄달 캄파니 (Kendall Company)로부터 입수가능)를 사용하고 American Society for Testing and Materials Test Method ASTM D2979-88에 따라 측정하였다. 조성물을 10 mil 종이 상에 코팅하고 실시예들에 기재된 건조 코팅 두께를 갖게 하였다. 탐침을 실 보푸라기가 없는 천을 사용하여 에틸 아세테이트로 세정한 후, 2 ㎝ x 2 ㎝의 코팅된 시이트 샘플을 장치의 환상 고리 위에 두었다. 라텍스 배합물/조성물의 경우에는 그리고나서 점착을 측정하고 면적이 1 ㎠인 10 ㎜ 스텐인레스 강철 탐침을 1 ㎝/초의 속도 및 체류 시간 1 초를 사용하여 측정하였다.
실시예 1
라텍스 PSA A- PEO의 효과(25 ppm, 52 ppm)
라텍스 A를 폴리아크릴 라텍스 PSA의 형태로 얻었다. 원료 용액 4000 ppm PEO(용액의 중량 기준)을 알드리히 케미칼 캄파니 (Aldrich Chemical Co.)로부터 얻은 8,000,000 분자량 폴리 (에틸렌 옥사이드)(카탈로그 번호 37,283-8)를 사용하여 제조하였다. 원료 용액은 자성 교반 막대로 교반하며 PEO 분말을 물에 서서히 첨가하여 제조하였다. PEO 첨가를 마친 후, PEO가 완전히 용해될 때까지, 일반적으로 1 내지 4 시간 계속해서 교반하였다. 그리고나서 계속 혼합하면서 전체 조성물 중량을 기준으로 하여 각각 25 및 52 ppm PEO를 제공하기에 충분한 양의 PEO 원료 용액의 분취량들을 라텍스 배합물에 첨가하였다. PEO를 마지막으로 첨가한 후 10 분 이하 계속해서 혼합하였다.
샘플의 전단 점도를 결정하기 위해 12 ㎖를 회전 유량계(Bohlin VOR) 컵에 넣고 25℃에서 PEO를 첨가한 라텍스와 PEO를 첨가하지 않은 라텍스의 증가되는 전단 속도에 대한 데이터를 얻었다. 결과를 표 1에 제시하였다. 200 ㎖ 샘플을 대향 노즐 기구의 비커에 넣고 신장 속도를 증가시키며 20 내지 24℃에서 52 ppm PEO를 갖는 라텍스와 PEO를 갖지 않는 라텍스의 겉보기 신장 점도 데이터를 얻었다.
변형률 (초-1) 라텍스 A 55% PSA-전단 점도 라텍스 A 55% PSA-신장 점도 52 ppm 8 x 106PEO-전단 52 ppm 8 x 106PEO-신장성
1.2 1000 48000 820 16600
1.8 730 600
2.9 530 28500 440 11300
4.6 400 330
7.3 300 20000 250 10100
12 230 210
19 170 10900 150 10600
29 130 150
46 110 5040 780 16600
73 92 660
120 78 2300 520 21800
190 67 430
290 59 1100 370 14100
460 53 350
730 48
920 44
조성물의 전단 및 신장 점도는 모두 46 초-1 변형률 후에 급격히 큰 증가를 보인다. 이와는 완전히 대조적으로, PEO를 갖지 않는 라텍스 배합물을 변형률이 증가하면 점도가 감소하기만 한다. 점도가 증가될 때의 변형률과 증가 정도는 관찰되는 방사성 정도와 직접적으로 연관되어 있다. 즉, 보다 방사성이 좋은 조성물은 낮은 변형률에서 보다 큰 점도 증가를 보인다.
표 2는 25 ppm PEO를 첨가한 라텍스 PSA와 첨가하지 않은 라텍스 PSA를 위한 접착 데이터를 제시한다. 조성물 제조 후 0일 및 2 일 후에 폴리에스테르 기판을 고정된 견고한 나이프 아래에서 50 미크론 갭을 두고 대략 2 및 10 ㎝/초의 느리고 온화한 속도로 손으로 잡아당김으로써 코팅을 도포하였다. 2 ㎝/초로 제조한 라텍스 PSA/PEO 조성물로부터 생성된 코팅은 10 ㎝/초로 제조한 것 보다 두께가 떠 균일하였다.
코팅 속도 (㎝/초) 혼합에서 코팅까지의 시간 (일) PEO (ppm) 박리 접착력 전단 RT (분) 탐침 점착 (g)
31 ㎝/분 (g/㎝) 230 ㎝/분 (g/㎝) 평균
10 0 0 320 530 68/64/68 73 672
2 0 25 300 460 79/107/79 88 619
10 0 25 240 470 67/39/45 50 505
10 2 0 260 450 104/61/63 76 680
2 2 25 280 470 109/120/69 99 573
10 2 25 260 460 78/75/143 99 443
각각의 경우에서 PEO를 갖는 조성물과 원래 라텍스 배합물 사이에 전체적인 성능이 거의 또는 전혀 차이가 없는 것을 알 수 있다. 다시 말해, 코팅 작업 조건 면에서 본 발명의 잇점은 최종 코팅된 조성물의 성능에 대해 악영향을 주지 않으면서 얻을 수 있다.
실시예 2
라텍스 B-PEO에 대한 효과 (20 ppm)
본원에서 라텍스 B로 지정된 PSA 공중합체는 본원에 참고 문헌으로 인용된 미국 특허 제 4,737,577호의 실시예 41의 대조군 공중합체 제조 방법에 기재된 일반적인 방법을 사용하여 제조하였다. 특히 주 공중합체는 수성(에멀션) 시스템 내에서 중합한 이소옥틸아크릴레이트(IOA)아크릴산(AA)이었다.
5000 ppm PEO 원료 용액은 실시예 1에서 기재한 방식으로 제조하였고, 물을 사용하여 500 ppm PEO로 희석시켰다. 그리고나서 500 ppm 용액의 분취량을 실시예 1에 기재된 방법을 사용하고 최종 농도가 20 ppm PEO를 제공하기에 충분한 양으로 라텍스 배합물에 첨가하였다.
PEO를 첨가한 라텍스와 첨가하지 않은 라텍스의 전단 및 신장 점도에 대한 변형률을 결정하였다. 조성물에 대한 29 초-1 변형률에서 점도가 증가되는 것이 관찰되었고 이때, PSA 배합물은 변형률이 증가되면 단지 점도만이 감소되었다.
실시예 3
PSA 미세구- PEO의 효과
본원에 참고 문헌으로 인용되고 동시계류 중인 출원 WO 94/13751 (1993년 12월 9일 국제 출원 번호 제 PCT/US93/11967호로 출원된 펜던트 친수성 중합체 또는 올리고머 잔기를 갖는 점착성 미세구)에 기재된 방법에 따라 라텍스 미세구를 제조하였다.
4000 ppm PEO 원료 용액을 실시예 1에 기재된 바와 같이 제조하였고 실시예 1에 기재된 방법을 사용하여 650 ppm PEO를 제공하기에 충분한 양으로 미세구 PSA 현탁액에 첨가하였다. 미세구 조성물 및 배합물에 대한 전단 점도 데이터는 PEO를 갖는 조성물의 전단 점도가 모든 전단 속도에서 PEO를 갖지 않는 배합물보다 큼을 나타냈다. 조성물의 경우 점도는 전단율이 2 초-1을 지나면 증가하였다.
표 3은 300 및 500 ppm PEO 슬롯 코팅되어 40 미크론 건조 코팅을 갖는 미세구 현탁액에 대한 접착력 데이터를 제시한다.
PEO 증점된 미세구 PSA의 접착 특성
PEO 농도 (ppm) 탐침 점착 박리 검사 (230 ㎝/분) (g/㎝) 전단 검사 (2.54 ㎝ (1 인치) 너비, 1 ㎏)
0 400-600 190-225 7000 분
300 870 183 7000 분
500 927 177 7000 분
다른 라텍스 시스템에서와 마찬가지로 표 3의 데이터는 거의 또는 전혀 영향을 받지 않음을 입증하고 때때로 본 발명의 조성물로부터 결과된 코팅의 전체 기능 특성의 명백한 개선이 있음을 입증한다.
실시예 4
PEO 농도의 효과
라텍스 A 및 8,000,000 MW PEO의 조성물을 0, 5, 12, 25 및 52 중량 ppm PEO 농도로 제조하였다. 표 4는 각 조성물의 전단 점도를 제시하며 이로써 PEO의 농도가 증가되면 점도가 급격히 증가하고 농도가 증가되면 낮은 전단율에서 급격히 증가함을 알 수 있다.
변형률 (초-1) 라텍스 A 55% PSA -전단 점도 52 ppm 8 x 106PEO - 전단 25 ppm 8 x 106 PEO - 전단 12 ppm 8 x 106 PEO - 전단 5 ppm 8 x 106 PEO - 전단
1.2 1000 820 880 930 850
1.8 730 600 630 670 620
2.9 530 440 460 500 450
4.6 400 330 350 380 340
7.3 300 250 260 280 250
12 230 210 200 220 220
19 170 150 140 140 150
29 130 150 120 120 120
46 110 780 99 100 100
73 92 660 83 86 86
120 78 520 77 72 73
190 67 430 180 62 62
290 59 370 160 67 55
460 53 350 140 74 53
730 48 110 66 51
920 44 49
실시예 5
PEO 분자량의 효과
라텍스 A 및 52 ppm PEO의 조성물을 8,000,000 및 1,000,000 MW PEO를 사용하여 실시예 1에 기재된 바와 같이 제조하였다. 표 5는 각각의 조성물 및 PEO를 갖지 않는 라텍스에 대한 전단 점도를 제시하며 이때, 8,000,000 MW PEO 조성물은 46 초-1에서 점도가 증가하고 1,000,000 MW PEO 조성물은 460 초-1에서 점도가 증가하는 것으로 나타난다. 방사성은 또한 PEO 분자량이 증가될수록 증가하는 것으로 관찰되었다.
변형률 (초-1) 라텍스 A 55% PSA-전단 점도 52 ppm 8 x 106PEO-전단 52 ppm 8 x 106PEO-전단
1.2 1000 820 760
1.8 730 600 550
2.9 530 440 400
4.6 400 330 300
7.3 300 250 230
12 230 210 190
19 170 150 140
29 130 150 110
46 110 780 97
73 92 660 81
120 78 520 68
190 67 430 58
290 59 370 51
460 53 350 85
730 48 95
920 44 91
실시예 6
PSA 입자 중량의 효과
입자 중량 분율이 50 및 55%인 25 ppm 8,000,000 MW PEO 및 라텍스 A의 조성물을 실시예 1에 기재된 바와 같이 제조하였다. 표 6이 이들 조성물과 PEO를 갖지 않는 대응 라텍스의 전단 점도를 제시하며 이때 55% 고체 라텍스의 경우는 190 초-1에서 50% 고체 라텍스의 경우는 290 초-1에서 전단 점도가 급격히 증가되었다. 방사성은 또한 라텍스 입자 중량 비율이 증가될수록 증가하는 것으로 관찰되었다.
변형률 (초-1) 라텍스 A 55% PSA-전단 점도 25 ppm 8 x 106- 전단 50% PSA - 전단 50% PSA + 25 ppm 8 x 106PEO - 전단
1.2 1000 880
1.8 730 630
2.9 530 460
4.6 400 350
7.3 300 260
12 230 200
19 170 140 34 42
29 130 120 33 39
46 110 99 30 35
73 92 83 27 30
120 78 77 24 26
190 67 180 22 89
290 59 160 19 100
460 53 140 18 83
730 48 110 17 72
920 44 16
실시예 7
pH의 효과
실시예 1에 기재된 라텍스 A 조성물의 pH를 10% NH4OH 용액을 서서히 첨가하여 8.5로 조정하였다. 실시예 1에 기재된 방법을 사용하여 100 ppm 8,000,000 MW PEO를 첨가하면, 조성물은 방사성이 증가하지 않는 것으로 나타났다. 더욱이 실시예 1에 기재된 바와 같이 제조한 pH 5.5의 100 ppm 8,000,000 MW PEO 조성물은 NH4OH를 첨가하여 pH 8.5로 조정하면 방사성을 상실하지만 pH를 7 이하로 하기에 충분한 희석 HCl을 첨가하면 그의 방사성을 회복한다.
실시예 8
방사성에 대한 시간의 효과
라텍스 A 및 50 ppm 8,000,000 MW PEO의 조성물을 실시예 1에 기재된 바와 같이 제조하였고 표 7에 제시된 바와 같이 전단 점도를 10 분, 5 시간, 20 시간, 48 시간 및 72 시간에서 측정하였다. 점도 증가 개시 점에서 전단율은 시간에 따라 증가하는 것으로 나타난다. 방사성은 5 시간 후 시간에 따라 저하되는 것으로 관찰되었다.
변형률 (초-1) 50 ppm PEO 혼합 10 분 후 - 전단 50 ppm PEO 혼합 5 시간 후 - 전단 50 ppm PEO 혼합 20 시간 후 - 전단 50 ppm PEO 혼합 72 시간 후 - 전단
1.2 1080 1170 1120 910
1.8 690 740 780 680
2.9 490 520 560 510
4.6 360 380 410 370
7.3 270 280 310 270
12 220 230 250 220
19 160 170 180 160
29 140 150 150 120
46 630 710 120 100
73 670 700 100 83
120 520 550 440 69
190 410 440 390 58
290 340 370 340 67
460 310 320 280 150
730 240 140
920
실시예 9
공급 노화 조성물
실시예 8에서 기재된 바와 같이 72 시간 노화된 라텍스/PEO 조성물을 실시예 1에 기재된 바와 같이 물 내 400 ppm 8,000,000 MW PEO의 원료 용액과 전체 PEO 농도를 80 ppm으로 하기에 충분한 양으로 배합하였다. PEO를 첨가하고 10 분 후에 점도를 측정하였고 초기 및 노화 조성물의 점도와 함께 표 8에 제시하였다. 전단 점도 증가의 개시 값은 예비노화된 값으로 되돌아 왔고 PEO를 노화된 조성물에 첨가하면 사전 노화된 정도로 되돌아오는 것으로 관찰되었다.
변형률 (초-1) 50 ppm PEO 혼합 10 분 후 - 전단 50 ppm PEO 혼합 72 시간 후 - 전단 50 ppm PEO로부터 80 ppm PEO으로 다시 증점됨 72 시간 후
1.2 1080 910 1180
1. 690 680 830
2.9 490 510 600
4.6 360 370 450
7.3 270 270 340
12 220 220 270
19 160 160 210
29 140 120 220
46 630 100 900
73 670 83 840
120 520 69 730
190 410 58 620
290 340 67 520
460 310 150
730 140
920
실시예 10
커튼 코팅 조성물
농도가 0, 25, 50 및 70 ppm인 라텍스 PSA 및 8,000,000 MW PEO의 조성물을 실시예 1에서 기재한 바와 같이 제조하고 액체가 기판에 접선 적으로 접근되는 커튼 코팅 다이에 공급하였다. 각각의 조성물에 대해, 액체 유속은 초기에는 상단 다이와 바닥 기판과 측면(상단에서는 5 ㎝ 바닥에서는 3 ㎝ 떨어짐) 모서리 가이드 사이에 연속 액체 시이트를 형성하기에 충분하도록 조정하였다. 그리고나서 액체 유속을 시이트가 절단되어 불연속 소적 또는 필라멘트를 형성할 때까지 서서히 감소시켰다. 25 ppm PEO를 라텍스에 첨가하면 최소 유속이 4 배 감소되었고, 50 ppm PEO를 첨가하면 최소 유속이 6 배 감소하였고, 70 ppm PEO를 첨가하면 최소 유속이 8 배 감소되었다. 라텍스 및 PEO의 조성물의 경우, 표 9는 최소 액체 유속에서 얻을 수 있는 최고 기판 속도를 제시하는데, 이때 최대 기판 속도는 25, 50 및 70 ppm PEO에 대해 분당 10, 20 그리고 30으로 각각 증가되었다.
커튼 코팅을 위한 최소 유속 및 최대 코팅 속도
PEO 농도 (ppm) 최소 유속 (cc/㎝-초) 최대 코팅 속도 (m/분)
0 0.67 검사 안함
25 0.16 10
50 0.11 20
70 0.08 30
실시예 11
필라멘트 형성-웹 코팅
라텍스 B 및 10 ppm 8,000,000 MW PEO의 조성물을 실시예 2에서 기재한 바와 같이 제조하였고 이 조성물을 벤치톱 필라멘트 형성 장치로 펌핑시켰으며 이때 액체는 원통형 1 ㎝ 직경 메인폴드로부터 0.5 ㎜ 내경의 3 개 무딘 말단 주사기 니들에 공급하였다. 각각 니들로부터 액체 필라멘트는 니들 출구에서 또는 아래에서 고속 에어 젯트를 가하면 직경이 가늘어졌고 이 필라멘트는 니들 출구 아래에서 이동하는 기판 25 ㎝ 상에 포획되었고 오븐 내에서 건조시켰다. 이 공정으로 랜덤 배향으로 기판과 접촉하는 PSA 필라멘트 코팅의 불연속이지만 연결된 코팅을 얻었다. 고정된 기판 속도에서 액체 유속을 증가시킴으로써 또는 고정된 액체 유속에서 기판 속도를 감소시킴으로써 PSA 필라멘트의 매트로 덮인 표면의 분율은 증가되었다. 반대로, 분리된 소적의 코팅은 PEO를 갖지 않는 라텍스 B 배합물과 필라멘트 형성 장치를 사용하기 때문에 얻어진 것으로 밝혀졌다.
실시예 12
필라멘트 형성
실시예 11에서 기재한 바와 같이 제조한 라텍스 B 및 PEO의 조성물을 니들 출구가 이동하는 기판에 거의 근사한 것을 제외하고는 실시예 11에 기재된 장치에로 펌핑시켰다. 각각의 니들을 빠져나가는 액체 필라멘트를 니들 출구에서의 액체 평균 속도 보다 큰 속도로 이동하는 기판에 의해 필라멘트 상에 부가되는 장력으로 인해 직경이 가늘어지면서 뽑아지며, 따라서 공동선형 스트립의 불연속적인 PSA 코팅을 얻었고 이를 후에 오븐 내에서 건조시켰다.
실시예 13
슬롯 코팅
실시예 2에 기재된 바와 같이 제조한 라텍스 B를 조성물 내 2ppm PEO를 얻기에 충분한 양으로 실시예 1에서 기재한 바와 같이 제조한 5000 ppm 원료 용액으로부터 희석한 200 ppm 8,000,000 MW PEO 원료 용액과 실시예 1에 기재된 방법을 사용하여 혼합하였다. 코팅 실험은 본 조성물과 PEO를 함유하지 않은 라텍스 B를 사용하여 수행하였으며 액체를 높이 250 미크론, 너비 13 ㎝인 슬롯을 갖는 표준 슬롯 코팅 다이에 0.21 cc/㎝-초로 펌핑시켰다. 진공 박스를 사용하여 다이의 상류 측에 진공을 가하였고 코팅 갭은 연속 코팅이 관찰될 때까지 큰 값에서부터 작은 값으로 조정하였다. 표 10은 각각의 액체에 대한 결과를 제시하며 라텍스 배합물(즉, PEO를 함유하지 않음)에 비해, 빠른 코팅 속도 및 넓은 코팅 갭에서 라텍스/PEO 조성물의 연속 코팅을 얻었다.
PEO가 첨가된 및 첨가되지 않은 슬롯 코팅 라텍스 PSA에서 관찰된 코팅
PEO 농도 (ppm) 코팅 갭 (미크론) 코팅 속도 (m/분) 관찰된 코팅
0 250 12 연속적
0 250 18 홈이 파임
0 75 30 홈이 파임
2 305 37 연속적
실시예 14
미세구 제조
미세구 PSA 현탁액 및 500 ppm 8,000,000 MW PEO의 조성물을 실시예 3에서 기재한 바와 같이 제조하고 높이 250 너비 3 ㎝ 크기의 슬롯을 갖고, 상류 측에는 진공이 가해지지 않고 다이에서부터 기판 갭까지가 500 미크론인 슬롯 코팅 장치 내에서 사용하였다. 액체 유속 0.11 cc/㎝ 및 기판 속도 6 내지 31 m/분에 대해 연속 코팅이 관찰되었다. 같은 장치 및 코팅 갭을 사용하고 0 ppm PEO인 PSA 미세구 현탁액에서는 연속 코팅을 얻는데 기판 속도 6m/분 액체 유속 0.33 cc/㎝이 필요하였다.

Claims (10)

  1. 수성 감압성 접착제 배합물 및 하나 이상의 고분자량 중합체를 포함하며, 상기 중합체는 배합물 자체만을 사용하여 얻을 수 있는 최소 전달 유속 보다 실질적으로 작은 유속에서 안정한 시이트 형태로 사전계측된 코팅기 다이로부터 조성물을 전달시키는데 적합한 농도로 존재하는 코팅 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 중합체 첨가 없이 배합물의 커튼 코팅기에서 안정한 커튼을 유지하는데 필요한 최소 유속의 70% 미만인 최소 유속을 사용가능하게 하는 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 슬롯 코팅기에서 안정한 시이트 형태로 대응 배합물을 제공하는데 유용한 최대 갭 거리의 2 배 정도의 갭 거리를 가능하게 하는 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 접착제 배합물이 라텍스, 아크릴레이트 기재 PSA를 포함하고, 고분자량 중합체가 폴리 (에틸렌 옥사이드) 중합체를 포함하는 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 접착제 배합물이 수성 라텍스 감압성 접착제를 포함하고, 중합체가 약 1 ppm 내지 약 50 ppm 고분자량 PEO를 포함하는 조성물.
  6. (a) 수성 감압성 접착제 배합물을 형성시키는 단계, 및
    (b) 상기 배합물 형성 중에 또는 후에 고분자량 중합체를 첨가하여 조성물이 배합물 자체만을 사용하여 얻을 수 있는 최소 전달 유속 보다 실질적으로 느린 유속에서 안정한 시이트 형태로 사전계측된 코팅기의 코팅 다이로부터 전달되게 하는데 적합한 최종 농도를 얻는 단계를 포함하는 코팅 조성물의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 중합체가 약 1 ppm 내지 약 50 ppm 범위의 농도로 첨가되는 방법.
  8. 제 6 항의 방법에 의해 제조되는 코팅 조성물.
  9. 제 1 항의 조성물을 포함하는 코팅된 제품.
  10. 수성 감압성 접착제 배합물에 고분자량 중합체를 첨가하여 조성물이 배합물 자체만을 사용하여 얻을 수 있는 최소 전달 유속 보다 실질적으로 느린 유속에서 안정한 시이트 형태로 사전계측된 코팅기의 코팅 다이로부터 전달되게 하는데 적합한 최종 농도를 얻는 단계를 포함하는 코팅 조성물의 제조 방법.
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