KR20060099084A - 메틸아세테이트를 용매로 포함하는 접착제 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 메틸아세테이트를 용매로 사용한 새로운 친환경 접착제 조성물에 관한 것으로서, 특히 기존접착제에 사용하는 유해한 휘발성 유기용매가 아닌 인체에 무해하며, 저비점의 메틸아세테이트를 용매로 하는 접착제 조성물에 관한 것이다.

아세톤과 동일한 정도의 저비점을 갖는 메틸아세테이트를 용매로 사용함으로써 공정 중의 건조속도를 높이고, 아조트로픽 현상(azotropic phenomenon)을 통해서 제품에서 잔류할 수 있는 총휘발성유기화합물(TVOC ; Total Volatile Organic compound)을 함께 휘발시키므로써 제품의 생산성과 친환경성을 크게 향상시킬 수 있다.

친환경 접착제, 메틸아세테이트, 휘발성 유기용매, 기재, 라미네이팅 시트(화장시트)

Description

메틸아세테이트를 용매로 포함하는 접착제 조성물 {Adhesive composition comprising methyl acetate as a solvent}

도 1은 본 발명에 따른 접착제 조성물을 사용하여 접착한 상태의 압출형재를 개략적으로 도시한 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 기재 2 : 접착제층

3 : 화장시트

본 발명은 각종 플라스틱 압출형재 및 목분 등의 유기/무기물이 함유된 압출형재(PVC 재질의 창호재를 포함하는 “기재”, 즉, 목질재료인 합판, 파티클 보드, 목질 섬유판, 무기 재료인 시멘트 보드나 석고보드의 표면에 PVC 재질의 라미네이팅 시트를 포함하는 “화장시트”인 수지 시트나 화장지 등을 접착하는 접착제 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 인체에 무해하고, 끓는점이 낮은 메틸아세테이트를 접착제의 용매로 사용하는 것에 의해 최종 제품으로부터의 총휘발성유기화합물(TVOC ; total volatile organic compound) 발산율이 낮은 친환경적인 접착제 조성 물에 관한 것이다.

접착제는 편리함으로 인해 일상생활, 산업활동의 여러 분야에서 폭 넓게 사용되고 있으나, 접착제의 용매 대부분이 건강에 해를 미치는 톨루엔, 자일렌 등의 휘발성 유기물질들이다. 특히, 최근 들어 새집증후군을 통해서 주거환경이 건강에 미치는 영향을 사람들이 주목하기 시작했으며, “실내 공기질 관리법”이 입법화됨에 따라 접착제 업계의 친환경 접착제 개발이 더욱 절실해 지고 있다. 새집증후군의 원인은 크게 포름알데히드와 유기용매(톨루엔, 자일렌) 등의 휘발성 화합물 (VOC)로, 그리고 가소제로 알려져 있기 때문에 포름알데히드를 함유한 축합계 접착제, 휘발성 유기화합물을 함유한 접착제, 가소제를 함유한 초산비닐수지 에멀젼형 접착제를 대체하는 활발한 연구개발이 진행중이다.

기재와 화장시트로 많이 사용되는 폴리비닐클로라이드(PVC)를 원재료로 하는 창호재(예, LG 하이샤시)와 장식용 시트(예, LG 데코시트)는 PVC의 T_g가 약 90℃이기 때문에, 선속도 10 내지 50m/min, 바람직하게는 15 내지 30m/min의 속도로 움직이는 화장시트인 장식용 시트 위에 100±50㎛ 두께로 접착제를 코팅하고, 약 80 내지 90℃, 5m 길이의 열풍 챔버에 통과시키는 것에 의해 기재인 창호재와 합착시킨다. 즉, 5 내지 20초의 건조조건 하에서 가능한 한 많은 용매를 제거해야 한다. 따라서 경화온도가 100℃ 보다 높은 축합계 접착제와 상온가압형인 에멀젼 접착제를 사용하지 않고 에폭시를 제외한 휘발성 유기화합물을 함유한 접착제를 주로 사용해왔다. 예를 들면, 메틸에틸케톤 혹은 에틸아세테이트, 그리고 BTX계 용제(벤 젠, 톨루엔, 자일렌)의 휘발성 유기용매로 이루어진 혼합용매에 용액중합으로 만들어진 폴리우레탄 접착제가 대표적이다. 따라서, 친환경, 즉 휘발성 유기용매인 메틸에틸케톤, 에틸아세테이트 혹은 BTX계 용제를 포함하지 않는 접착제를 만들기 위해서 수성접착제, 무용제형 접착제, 핫멜트형 접착제, 반응형 폴리우레탄 접착제 등의 연구개발이 시도되었다. 수성접착제는 물을 용매로 하기 때문에 친환경성을 만족시키는 반면, 80℃의 온도에서 수분증발 속도가 너무 느려서 작업성과 공정성에 커다란 문제가 있었다. 무용제형 접착제 또한 경화속도가 너무 느려서 작업성 문제가 있었고, 핫멜트형 접착제인 에틸비닐아세테이트계는 내열성과 접착성 문제가 있고, 반응형 폴리우레탄은 접착력이 좋지 않기 때문에 프라이머의 처리가 필요하고, 따라서 접착불량 시 재작업이 불가능하다는 단점이 있다. 상기의 여러 방법 중 수성접착제를 도입하고자 일본 공개특허공보 2004-197049호에서는 에틸렌-초산비닐 공중합체 에멀젼과 음이온성 우레탄 수지 에멀젼 그리고 이소시아네이트계 경화제를 이용해서 기존의 수성 접착제와 비교해서 점착성, 내구접착성, 그리고 작업성이 개선되었다고 주장했다. 그러나 PVC재질로 만들어진 기재인 창호재와 화장시트인 장식용 시트 간의 접착 시, 접착력과 내수접착력이 충분치 못한 단점이 있었다.

앞서 논의한 다양한 접착제 조성물의 시도를 통해서 일반적으로 알려진 방법으로는 PVC재질의 기재와 화장시트를 합체하는 친환경접착제를 만들기 어려움을 알았다. 이에 유기용매이면서 인체에 무해하고, 끓는점이 낮은 메틸아세테이트를 용매로 하는 접착제를 제조하게 되었다.

본 발명은 PVC 재질의 기재와 화장시트를 일체화하는 접착제 조성물에 사용되는 휘발성 유기용매에 의한 총휘발성유기화합물의 발산량을 낮추기 위해서 끓는점이 낮고, 인체에 무해한 메틸아세테이트의 대체이용에 관한 것으로, 이 용매의 적용을 통해서 낮은 끓는점으로 인한 총휘발성유기화합물의 발산량이 낮은 친환경 접착제를 제조할 뿐 아니라, 빠른 증발속도를 통해서 작업성과 공정성을 개선하는 방법을 제공하는 것이 목적이다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 아래와 같다.

본 발명의 접착제 조성물은 1) 폴리올 100 중량부에 대하여, 2) 이소시아네이트 5 내지 50 중량부, 3) 메틸아세테이트 용매 50 내지 500 중량부 및 4) 물보다 낮은 비점을 갖는 제2의 용매 50 내지 500 중량부를 포함하여 이루어진다.

메틸아세테이트는 분자식이 CH₃COOCH₃ 이고, 물과 다른 유기용매들과의 용해성이 뛰어나며, 과일향기가 나는 무색 용매이다. 니트로-셀룰로즈, 셀룰로즈 아세테이트, 셀룰로즈 에테르, 셀룰로이드에 대한 뛰어난 용해능력 때문에, 라커나 페인트 제거제의 용매나 제약에서 사용된다. 메틸아세테이트는 흡입 혹은 섭취 시, 아세트산(acetic acid)과 메탄올로 빠르게 가수분해되기 때문에 메탄올에 의한 생체에 영향을 끼칠 수 있으나, 2003년 미국의 화장품과 비식품에 관한 과학협의체(The Scientific Committee on Cosmetic Products and Non-Food Product)는 손톱 손질용 (nail polish remover)으로 사용할 수 있을 정도로 안전하다고 평가했고, 실제로 미국 캘리포니아 주법은 에틸아세테이트의 사용을 금지하고 대신 메틸아세테이트를 사용할 수 있다고 규정하고 있다. 또한 메틸아세테이트의 끓는점이 아세톤과 같은 57℃ 이기 때문에 용매의 증발속도가 빠를 뿐만 아니라, 아조트로픽 현상을 통해서 혼합된 용매들을 함께 증발시키므로 공정상의 건조속도를 향상시킬 수 있고 총휘발성유기화합물의 함량을 낮추는 장점이 있다.

통상적으로 폴리우레탄 수지를 제조하는 데에는 이소시아네이트와 폴리올 화합물을 반응시켜 얻는 방법이 일반적이며, 필요에 따라 이소시아네이트와 폴리올을 반응시켜 이소시아네이트가 잔존하는 프리폴리머를 제조한 후, 상기 잔존하는 이소시아네이트기와 아민화합물을 반응시켜 폴리우레탄 수지를 제조하는 방법이 알려져 있다.

본 발명의 우레탄 수지접착제를 제조하는데 사용되는 폴리올의 예들로서는 폴리에스테르 폴리올(polyester polyol), 폴리에테르 폴리올(polyether polyol), 폴리카보네이트 폴리올(polycarbonate polyol), 폴리부타디엔 폴리올(polybutadiene polyol), 폴리올레핀 폴리올(polyolefin polyol), 폴리아크릴산에스테르계 폴리올(polyacrylic ester polyol)들을 들 수 있으며, 바람직하게는 폴리에스테르 폴리올이 될 수 있으나, 본 발명이 이들에 한정되는 것은 아니다. 폴리에스테르 폴리올(polyester polyol)의 예들로서는 폴리에틸렌 아디페이트(polyethylene adipate), 폴리부틸렌 아디페이트(polybutylene adipate), 폴리에틸렌 부틸렌 아디페이트(polyethylene butylene adipate), 폴리헥사메틸렌 이소프탈 레이트 아디페이트(polyhexamethylene isophthalate adipate), 폴리-e-카프로락톤 디올(poly-e-caprolactone diol), 폴리-3-메틸펜탄 아디페이트(poly-3-methyl pentane adipate), 1,6-헥산디올(1,6-hexane diol)과 다이머산(dimer acid)의 중축합물, 1,6-헥산디올과 아디핀산과 다이머산의 중축합물, 노난 디올(nonane diol)과 다이머산의 중축합물, 에틸렌글리콜(ethylene glycol)과 다이머산의 중축합물, 에틸렌글리콜(ethylene glycol)과 아디핀산과 다이머산의 중축합물들을 들 수 있으나, 본 발명이 이들에 제한되는 것은 아니다. 폴리에테르폴리올의 예들로서는 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol), 폴리프로필렌 글리콜(polypropylene glycol), 폴리테트라메틸렌 글리콜(polytetarmethylene glycol), 에틸렌옥사이드(ethylene oxide)와 프로필렌 옥사이드(propylene oxide)와의 랜덤 공중합체 및 블록 공중합체, 에틸렌 옥사이드(ethylene oxide)와 부틸렌 옥사이드(butylene oxide)와의 랜덤 공중합체 및 블록 공중합체들을 들 수 있다. 폴리카보네이트 폴리올(polycarbonate polyol)의 예들로서는 폴리테트라메틸렌카보네이트 디올(polytetramethylene carbonate diol), 폴리헥사메틸렌카보네이트 디올(polyhexamethylene carbonate diol) 등을 들 수 있고, 폴리부타디엔 폴리올(polybutadiene polyol)의 예들로서는 폴리부타디엔을 본체로 하는 호모폴리머로 이루어지는 폴리올과; 부타디엔(butadiene), 스티렌(styrene) 및 아크릴로니트릴(acrylonitrile) 등이 중합된 폴리부타디엔계 코폴리머로 이루어지는 폴리올 등을 들 수 있다. 한편 폴리아크릴산에스테르계 폴리올의 예들로서는 히드록시에틸 메타크릴레이트(hydroxy ethyl methacrylate, HEMA) 등의 아크릴모노머(acryl monomer)를 아크릴산 에스테르(acrylic ester), 메타아크릴산 에스테르 또는 스티렌 등과 공중합하여 얻어지는 아크릴 폴리올; 폴리아크릴산에스테르 폴리올 및 폴리메타아크릴산에스테르 폴리올 등을 들 수 있다. 상기 고분자량 폴리올의 수산기 값은 접착성능의 밸런스에 있어서 10 내지 350㎎KOH/g이고, 바람직하게는 20 내지 200㎎KOH/g이다. 본 발명에서의 수산기 값은 시료 1g에서 얻은 아세틸화합물에 결합하고 있는 아세트산을 중화하는데 필요한 수산화칼륨의 ㎎수이다. 상기 폴리올의 수산기 값이 10㎎KOH/g 미만인 경우, 응집력이 떨어지는 문제점이 있을 수 있고, 반대로 350㎎KOH/g을 초과하는 경우, 접착력이 떨어지는 문제점이 있을 수 있다.

본 발명의 이소시아네이트 화합물의 예들로서는 테트라메틸렌 디이소시아네이트(tetramethylene diisocyanate), 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트(trimethyl hexamethylene diisocyanate), 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(1,6-hexamethylene diisocyanate), 리진 디이소시아네이트(lysine diisocyanate) 등의 지방족 디이소시아네이트류; 1,3-시클로헥실 디이소시아네이트(1,3-cyclohexyl diisocyanate), 1,4-시클로헥실 디이소시아네이트(1,4-cyclohexyl diisocyanate) 등의 수소 첨가 자일렌 디이소시아네이트군; 아이소 홀론 디이소시아네이트(iso holon diisocyanate), 1,5-테트라 히드로나프탈렌 디이소시아네이트(tetra hydro naphthalene diisocyanate) 등의 지환족 디이소시아네이트류; 2,4-트릴렌 디이소시아네이트(2,4-trilene diisocyanate), 2,6-트릴렌 디이소시아네이트(2,6-trilene diisocyanate), m-페닐렌 디이소시아네이트(m-phenylene diisocyanate), p-페닐렌 디이소시아네이트(p-phenylene diisocyanate), 디페닐메탄-4,4′-디이소시아네이트(diphenylmethane-4,4′-diisocyanate), 디페닐메탄-2,4-디이소시아네이트(diphenylmethane-2,4- diisocyanate), 디페닐메탄-2,2′-디이소시아네이트(diphenylmethane-2,2′-diisocyanate), 3,3′-디메틸-4,4′-바이페닐렌 디이소시아네이트(3,3′-dimethyl-4,4′-biphenylene diisocyanate), 1,4-나프탈렌 디이소시아네이트(1,4-naphthalene diisocyanate) 등의 방향족 디이소시아네이트류; 자일렌 디이소시아네이트(xylene diisocyanate), 테트라메틸자일렌 디이소시아네이트(tetramethyl xylene diisocyanate) 등의 지방-방향족 디이소시아네이트류; 2,4,6-트리이소시아네이트 톨루엔(2,4,6-triisocyanate toluene), 2,4,4′-트리이소시아네이트디페닐 에테르(2,4,4′-triisocyante diphenyl ether), 트리이소시아네이트페닐 메탄(triisocyanatephenyl methane), 트리이소시아네이트페닐티오포스파이트(triisocyanatephenyl thiophosphite) 등의 트리이소시아네이트류; 디이소시아네이트 3몰과 물의 1몰로부터 유도되는 비우렛(biuret)형 폴리이소시아네이트, 디이소시아네이트의 3량화에 의하여 형성되는 이소시아누레이트(isocyanurate)형 폴리이소시아네이트류; 디페닐메탄-4,4′-디이소시아네이트를 제조할 때 부생하는 폴리메틸렌폴리페닐폴리이소시아네이트 및 글리콜(glycol)류; 트리올(triol)류; 또는 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올 등에 상기의 폴리이소시아네이트를 부가하여 얻어지는 어덕트(adduct)형 폴리이소시아네이트나 이소시아네이트 프리폴리머 등의 폴리이소시아네이트류 등을 들 수 있고, 상기에 언급하는 이소시아네이트 화합물들의 단독 또는 2개 이상의 혼합물로 선택될 수 있으며, 바람직하게는 상대적 으로 수용액에서 안정하고, 휘발성이 낮은 액상의 이소시아네이트류를 사용하는 것이 바람직하다. 이소시아네이트의 사용량은 폴리올 100중량부에 대하여 5 내지 50중량부, 바람직하게는 10 내지 20중량부가 될 수 있다. 상기 이소시아네이트의 사용량이 상기 폴리올 100중량부에 대하여 5중량부 미만으로 사용되는 경우, 가교가 미비한 문제점이 있을 수 있으며, 반대로 50중량부를 초과하는 경우, 가사시간의 문제점이 있을 수 있다.

본 발명에 따라 사용되는 상기 메틸아세테이트는 앞서 설명한 바와 같이 위해서 끓는점이 낮고, 인체에 무해한 용매로서 사용되며, 이 용매의 적용을 통해서 낮은 끓는점으로 인한 총휘발성유기화합물의 발산량이 낮은 친환경 접착제를 제조할 뿐 아니라, 빠른 증발속도를 통해서 작업성과 공정성을 개선하도록 기능한다. 상기 메틸아세테이트는 상기 폴리올 100중량부에 대하여 50 내지 500중량부의 범위로 사용될 수 있으며, 상기 메틸아세테이트가 50중량부 미만으로 사용되는 경우, 화장시트에 코팅함에 있어서 점도가 너무 높아 적절한 코팅이 어려워진다는 문제점이 있을 수 있고, 반대로 500중량부를 초과하는 경우, 접착제의 점도가 너무 낮아져서 코팅작업이 잘 이루어지지 않는다는 문제점이 있을 수 있다.

상기 제2의 용매는 상기 메틸아세테이트와 함께 본 발명에서 사용되는 용매로서, 상기 낮은 비점의 용매의 정의는 물의 끓는점보다 낮은 용매를 정의하며, 구체적으로는 2-메틸헥산, 2-메틸펜탄, 3-메틸헥산, 3-메틸펜탄, 메틸시클로펜탄, 시클로헥산, 2-메틸-3-프로파놀, 2-프로파놀, 디메톡시에탄, 아세톤, 메틸에틸케톤, 에틸아세테이트 등이고, 이중 바람직한 것은 메틸에틸케톤 또는 에틸아세테이트이 다. 상기 제2의 용매의 혼합을 통해서 공정에 적절한 용매의 증발속도를 조절할 수 있고, 최종제품과 관련된 백화현상 등을 개선할 수 있다. 사용되는 상기 제2의 용매의 양은 폴리올 100중량부에 대하여 바람직하게는 50 내지 500 중량부이다. 상기 제2의 용매의 사용량이 50중량부 미만인 경우, 화장시트에 코팅함에 있어서 점도가 너무 높아 적절한 코팅이 어려워진다는 문제점이 있을 수 있고, 500중량부를 초과하는 경우, 접착제의 점도가 너무 낮아져서 코팅작업이 잘 이루어지지 않는다는 문제점이 있을 수 있다.

본 발명에 따른 상기 접착제 조성물에는 분자 내에 산기, 수산기 또는 산기와 수산기 모두에 대하여 반응가능한 관능기를 2개 이상 포함하는 경화제 5 내지 50중량부의 양으로 더 포함될 수 있다. 이러한 경화제의 예들로서는 에폭시계 화합물, 옥사졸린계 화합물, 멜라민계 화합물, 이소시아네이트계 화합물 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 것을 들 수 있다.

본 발명과 관계되는 접착제는 필요에 따라, 점착성 부여제, 커플링제(coupling agent), 가소제, 계면활성제, 유화제, 착색제, 방부제, 방청제, 소포제 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹 중에서 선택되는 첨가제를 포함할 수 있다. 점착성 부여제의 구체적인 예들로서는 로진수지, 로진에스테르수지, 수첨된 로진 등의 로진계 수지; 테르펜 수지, 테르펜 페놀 수지 등의 테르펜계 수지; 쿠마론, 인덴, C5와 C9계 석유 수지 등의 석유계 수지; 페놀 수지; 자일렌 수지; 케톤 수지 등을 들 수 있으며, 이들을 단독 혹은 조합으로 사용할 수 있다. 커플링제의 구체적인 예들로서는 실란커플제, 티탄커플제, 알루미늄 커플제 등을 들 수 있다.

접착제가 적용될 수 있는 기재로서는 각종 플라스틱 압출형재, 목분 등의 유기 내지 무기물이 함유된 플라스틱 압출형재(PVC 재질의 창호재)를 포함하여 목질재료인 합판, 파티클 보드, 목질 섬유판인 MDF(medium density fiberboard) 또는 HDF(high density fiberboard), 무기 재료인 시멘트 보드 또는 석고보드 등이며, 라미네이팅 시트 등의 화장시트로서 PVC 재질의 장식용 시트를 포함하여 수지 시트나 화장지가 가능하다.

접착제는 기재 혹은 화장시트에 도포할 수 있으나, 본 발명에서는 이형 단면을 가지는 기재인 압출형재에 접착제가 도포된 화장시트를 겹쳐 바르는 프로파일 래핑 (Profile Wrapping)을 이용할 수 있다. 본 발명에서는 이형단면을 가지는 치장재료의 제조를 위해서 일반적인 프로파일 라미네이터 (Profile Laminator)를 사용할 수 있다. 프로파일 라미네이터는 1) 화장시트인 라미네이팅 시트(데코시트)를 연속적으로 공급하는 공급 롤(roll), 2) 화장시트에 접착제를 도포하는 코터(coater), 3) 도포된 접착제를 건조시키는 열풍건조기, 4) 일정한 길이의 기재인 압출형재를 공급하는 기재 공급기, 5) 화장시트인 장식용 시트를 기재인 창호재에 피복하면서 곡면 혹은 요철면에 따라 압착하는 롤(roll) 및 6) 화장시트를 기재의 길이에 맞추어서 절단하는 절단기(Cutter)로 구성되어 있다. 이 이외에도 접착제를 기재 혹은 화장시트 위에 도포하기 위한 장치는 용도 및 작업성을 고려해서 적절히 선택할 수 있고, 예로서는 바코터, 롤코터, 플로우 코터, 나이프 코터, 스프레이 도포기 등의 도포장치 등이다.

이하　본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 그러나　하기 실시예는　본 발명을　예시하기　위한　것으로서　본　발명이　하기　실시예에　한정되는　것은　아니다.

[기재-화장시트 합판 제작 방법]

각 접착제에 관해서 주제와 경화제를 혼합(이액형의 경우) 한 후, 화장시트 (PVC 데코시트, LG 화학) 위에 롤코터를 이용해서 30m/min의 속도 하에서 접착제를 100±20㎛의 두께로 도포한 후, 75℃의 온도 하, 5m 길이의 열풍챔버에 통과시켜 접착제의 용매를 건조시킨 후, 화장시트와 기재(압출형재)를 롤을 이용해서 압착하여 시험편을 얻었다.

[총휘발성유기화합물 방출량 측정 방법]

표면이 잘 연마된 스테인레스 재질의, 20ℓ 용적을 갖는 챔버 내에 화장시트을 전면으로 한 시험편을 고정판에 넣었다. 온도와 상대습도를 각각 25±1.0℃, 50±5%로 맞추고, 100㎖/min의 유속으로 공기정화장치를 통과한 순수 공기를 유입시켰다. 휘발성유기화합물 방출량을 측정하기 위한 공기 채취는 시험시작 7일 후에 실시하였으며, 테낙스-TA인 고체흡착관에 30분간 공기를 분취한 후, 가스크로마토그래피/질량분석기(GC/MS)로 정성 및 정량 분석하였다. 각각의 시험편에 대해서 독립적인 3개의 챔버를 통해서 측정된 총휘발성유기화합물 의 양을 측정하였다.

[접착강도 측정 방법]

접착강도의 측정은 초기세트성, 박리성, 내수박리성, 크립성을 확인하였다. 초기세트성은 초기에 생기는 접착제의 점착성을 평가하기 위한 것으로, 기재인 플라스틱 압출형재(하이샤시)와 화장시트인 데코시트를 일체화한 후, 폭 25㎜으로 절삭하고, 그 후, 잘라진 화장시트의 선단에 200g의 방추를 설치한 후, 방추가 화장시트의 면에 수직방향으로 매달리도록 화장시트의 면을 거의 수평으로 유지했다. 실온에서 방추에 따라 폭 25㎜의 절삭이 박리하고 박리한 절삭의 길이가 10㎝에 이를 때까지의 시간, 즉 유지시간을 측정했다. 이를 3번 반복하여 평균값을 이용했다. 박리성은 시험편 제작 후, 3일간의 양생 후에 측정했다. 이는 접착제의 접착력을 측정하기 위한 것으로 초기세트성과 동일하게 시험편을 제작한 후, 3일간의 양생 후에 실온에서 200㎜/min의 인장속도로 180° 박리강도를 측정했다. 이를 3번 반복하여 평균값을 이용했다. 내수박리성은 내수성의 측정과 동일하나, 3일간의 양생 과정 중 마지막 1일은 물속에 담궜다. 접착력의 내열성을 측정하기 위해서 내열 크립성을 평가하였다. 시험편 제작 후, 3일간 양생하고, 그 후, 화장시트에 폭 25㎜의 절삭물을 넣은 후, 500g의 방추를 설치하고, 방추가 화장시트의 면에 수직방향으로 매달리도록 하고, 이를 60℃에서 24시간 동안 보관했다. 박리길이를 3번의 독립적인 실험으로 측정하므로써 내열 크립성을 평가하였다.

[건조시간과 온도의 영향]

건조시간의 변화는 접착제의 용매량을 변화시키므로써 접착제의 접착력과 총휘발성유기화합물 양에 영향을 끼친다. 이에 대한 효과를 측정하기 위해서 롤의 선속도를 20m/min과 40m/min으로 변화시켰고, 또한 열풍온도도 80℃, 85℃로 차례 로 변화시키면서 접착력 및 총휘발성유기화합물 양의 변화를 관찰하였다.

[실시예 1 ]

하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 폴리에스테르 폴리올(BASF, Lupranol TP-30)을 100중량부, 메틸에틸케톤 60중량부, 메틸아세테이트 120중량부의 혼합물에 이소시아네이트 15중량부를 혼합한 이액형 접착제를 이용하여 플라스틱 압출형재(PVC로 만든 하이샤시(LG화학 제품))와 라미네이팅 시트(데코시트 ; LG화학 제품)를 상기 기재-화장시트 합판 제작 방법에 따라 10×100㎠ 시편을 제작했다. 이후 접착력, 총휘발성유기화합물 발산량을 각각 인장강도계와 스몰챔버법을 이용해서 상기한 바와 같이 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

[실시예 2]

하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 글리콜과 테트라메틸렌 디이소시아네이트(TDI)를 1:1로 하여 70 내지 80℃ 사이에서 중합을 시작하여 중합이 끝날 무렵 용매를 투입하여 최종적으로 폴리우레탄 100중량부에 대하여 메틸에틸케톤 100중량부, 메틸아세테이트 200중량부를 혼합하였다. 분자량은 5,000 내지 10,000이며, 유리된 이소시아네이트가 없는 일액형 접착제를 이용하여, 실시예 1에서와 같이 시편을 만들고 접착력과 총휘발성유기화합물 발산량을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

[비교예 1]

하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 2와 모두 같고, 단지 메틸아세테이트를 메틸에틸케톤으로 모두 바꾸어 접착제를 만든 후, 실시예 1과 같이 시편을 제작 하고 분석하였다.

	실시예 1	실시예 2	비교예 1
작업선속도(m/min)	16	16	16
코팅두께(㎛)	100	100	100
챔버온도(℃)	80	80	80
인장력(N/m)	3445	3962	2930
내수접착력	통과	통과	통과
내열크립성	통과	통과	통과
TVOC함량(㎎/㎥)	0.192	0.162	3.074

실시예 2와 비교예 1의 비교를 통해서 용매를 메틸에틸케톤 단독에서 메틸아세테이트를 과량 첨가하면 총휘발성유기화합물 발산량을 5%로 낮추고, 접착력을 35% 정도 향상시킴을 확인할 수 있었다. 한편 실시예 1과 2에 있어서 이액형과 일액형 타입의 접착제의 효능에 있어서는 거의 차이가 없음을 확인할 수 있었다. 실시예들과 비교예의 접착제들은 내수접착성과 내열 크립성에 있어서는 기준을 모두 만족시켰다.

본 발명은 새로운 친환경용매인 메틸아세테이트를 접착제의 용매로 사용한 접착제를 사용하여 기재와 화장시트를 일체화하는 치장재료의 접착공정에 관한 것으로, 최종 제품의 총휘발성유기화합물 발산량을 대폭 저감시키고, 접착력을 상승시킬 수 있어, 국내 및 해외에서 적극적으로 권장되는 친환경 접착제에 넓게 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

Claims (12)

1) 폴리올 100 중량부에 대하여, 2) 이소시아네이트 5 내지 50 중량부, 3) 메틸아세테이트 용매 50 내지 500 중량부 및 4) 물보다 낮은 비점을 갖는 제2의 용매 50 내지 500 중량부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 접착제 조성물.

제 1 항에 있어서, 상기 폴리올이 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올 폴리카보네이트 폴리올, 폴리부타디엔 폴리올, 폴리올레핀 폴리올, 아크릴 폴리올, 폴리아크릴산에스테르 폴리올 및 폴리메타아크릴산에스테르 폴리올 등과 같은 폴리아크릴산에스테르계 폴리올 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 접착제 조성물.

제 2 항에 있어서, 상기 폴리올이 폴리에스테르 폴리올임을 특징으로 하는 접착제 조성물.

제 3 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 폴리올의 사용량이 총 폴리올 중 30 내지 100 중량부임을 특징으로 하는 접착제 조성물.

제 4 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 폴리올의 사용량이 총 폴리올 중 50 내지 100중량부임을 특징으로 하는 접착제 조성물.

제 1 항에 있어서, 상기 폴리올의 수산기 값이 10 내지 350㎎KOH/g임을 특징으로 하는 접착제 조성물.

제 6 항에 있어서, 상기 폴리올의 수산기 값이 20 내지 200㎎KOH/g임을 특징으로 하는 접착제 조성물.

제 1 항에 있어서, 상기 이소시아네이트가 지방족 디이소시아네이트류, 수소 첨가 자일렌 디이소시아네이트류, 지환족 디이소시아네이트류, 방향족 디이소시아네이트류, 지방-방향족 디이소시아네이트류, 트리이소시아네이트류, 이소시아누레이트형 폴리이소시아네이트류, 폴리이소시아네이트류 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 접착제 조성물.

제 1항에 있어서, 분자 내에 산기, 수산기 또는 산기와 수산기 모두에 대하여 반응가능한 관능기를 2개 이상 포함하는 경화제 5 내지 50중량부를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 접착제 조성물.

제 1 항에 있어서, 상기 제2의 용매가 2-메틸헥산, 2-메틸펜탄, 3-메틸헥산, 3-메틸펜탄, 메틸시클로펜탄, 시클로헥산, 2-메틸-3-프로파놀, 2-프로파놀, 디메톡시에탄, 아세톤, 메틸에틸케톤, 에틸아세테이트 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이 루어지는 그룹으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 접착제 조성물.

제 10 항에 있어서, 상기 제2의 용매가 메틸에틸케톤 또는 에틸아세테이트 임을 특징으로 하는 접착제 조성물.

제 1 항에 있어서, 점착성 부여제, 커플링제(coupling agent), 가소제, 계면활성제, 유화제, 착색제, 방부제, 방청제, 소포제 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹 중에서 선택되는 첨가제를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 접착제 조성물.

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