KR20090068132A - 무극성 기재용 접착제 - Google Patents

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KR20090068132A
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KR1020080127144A
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토르슈텐 크라빈켈
크리스티안 링
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테사 소시에타스 유로파에아
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Abstract

저온에서도 낮은 표면 에너지의 기재에 대해 높은 결합 강도를 나타내는 감압 접착제의 설명이 제공된다. 접착제는 기본 구조 A-B의 제 1 블록 코폴리머, 및 기본 구조 A-B의 2개 이상 내지 8개 이하의 연결된 서브유닛으로 이루어진 제 2 블록 코폴리머를 포함하며, A는 각 경우에 비닐방향족 모노머 유닛을 포함하는 폴리머 블록이며, B는 각 경우에 폴리(1,3-디엔)이다. 제 1 블록 코폴리머는 접착제 중의 블록 코폴리머의 총질량을 기준으로, 50 중량% 이상의 비율로 접착제에 존재한다. 본 발명에 따라, 접착제는 추가적으로 실온에서 액체이고, 폴리머 블록 B와 혼화가능하지만 폴리머 블록 A와 혼화가능하지 않은 30 중량% 이상의 점착제 수지를 함유한다. 또한 이러한 부류의 감압 접착제를 지닌 접착제 테이프의 설명이 제공된다.

Description

무극성 기재용 접착제 {ADHESIVE FOR APOLAR SUBSTRATES}
본 발명은 점착제 수지, 기본 구조 A-B를 갖는 제 1 블록 코폴리머, 및 2개 이상 내지 8개 이하의 기본 구조 A-B의 연결된 서브유닛으로 이루어진 제 2 블록 코폴리머를 포함하는 감압 접착제, 및 실질적으로 2차원의 감압성 엘레먼트를 형성시키기 위한 이러한 부류의 감압 접착제의 용도에 관한 것으로서, A는 각 경우에 하나 이상의 방향족 기를 함유한 비닐 화합물의 군으로부터의 모노머 유닛을 포함하는 폴리머 블록이며, B는 각 경우에 비치환된 1,3-디엔 및 치환된 1,3-디엔의 군으로부터의 모노머 유닛을 포함하는 폴리머 블록이며, 제 1 블록 코폴리머는 접착제 중의 블록 코폴리머의 총질량을 기준으로, 50 중량% 이상의 비율로 존재한다. 본 발명은 또한 이러한 부류의 감압 접착제를 구비한 실질적으로 2차원의 감압성 엘레먼트, 및 45 mJ/㎡ 미만의 표면 에너지를 갖는 표면에 결합시키기 위한 이의 용도에 관한 것이다.
워크피스(workpiece)에 결합시키기 위한 가장 중요한 기술들 중 하나는 워크피스들의 접착성 결합이다. 이러한 경우에, 사용되는 접착제의 숙력된 선택을 통해서, 접착성 결합에 의한 여러 상이한 물질들의 서로간의 결합이 성공적으로 달성 된다. 두개의 워크피스를 용이하게 결합시키는데 사용되는 접착제의 타입은 바람직하게는 감압 접착제이다.
감압 접착제 (PSA)는 심지어 비교적 약하게 가해진 압력하에서도 기재(베이스)에 영구적 결합을 허용하는 접착제이다. 접착제의 결합능력은 이러한 접착제 성질을 기초로 한다.
"접착"은 통상적으로 두 상들의 경계면에서 일어나는 분자간 상호작용에 의해 이들의 경계면에서, 서로 간의 접촉으로 이루어진 두 상들이 함께 고정(holding)을 초래하는 물리적 효과에 대한 용어이다. 그러므로, 접착은 기재 표면에 대한 접착제의 부착을 결정하며, 이는 점성 및 결합 강도의 형태로 결정될 수 있다. 접착제의 접착에 대한 의미있는 효과를 나타내기 위하여, 통상적으로 접착제에 가소제 및/또는 결합 강도 향상제 수지("점착제"라 칭함)를 첨가한다.
"응집(Cohesion)"은 통상적으로 분자내 및/또는 분자간 상호작용에 의해 화합물 또는 조성물이 함께 내부 고정을 초래하는 물리적 효과에 대한 용어이다. 그러므로, 응집력은 접착제의 점성 및 유동성을 결정하며, 이는 말하자면 점도 및 유지력(holding power)으로서 결정될 수 있다. 고의로 접착제의 응집을 증가시키기 위하여, 종종 추가 가교를 수행하며, 이를 위하여 접착제는 반응성(및 이에 따라 가교가능한) 성분 또는 다른 화학적 가교제와 배합되고/거나 후처리에서 이온화 방사선에 노출된다.
PSA의 기술적 성질은 주로 접착 성질과 응집 성질 간의 관계에 의해 결정된다. 예를 들어, 특정 적용에 대해, 사용된 접착제는 높은 응집성을 지니며, 즉 특 히 강력한 내부 고정(internal hold)을 지니는 것이 중요한 반면, 다른 적용에 대해, 특히 높은 접착성이 요구된다.
실제로 저에너지 표면에 대해 높은 결합 강도를 갖는 적합한 PSA를 발견하기가 어려운 것으로 증명되었다. 본 발명의 목적을 위한 저에너지 표면은 표면 에너지가 45 mJ/㎡ 미만, 종종 실제로 40 mJ/㎡ 미만, 또는 심지어 35 mJ/㎡ 미만인 물질을 이루는 모든 표면이다. 이러한 부류의 물질은 또한 무극성 물질로서 언급된다. 저에너지 표면을 갖는 통상적인 물질은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌 또는 에틸렌과 프로필렌의 코폴리머 및 추가의 올레핀을 포함하며, 예로는 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(EPDM)가 있다.
폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 에틸렌-프로필렌-디엔 고무가 필름용으로 종종 사용되는 물질이고, 더욱이 다른 형태, 예를 들어 고체 몸체 또는 폼(foam)으로 사용되기 때문에, 이러한 부류의 무극성 물질의 결합을 위한 접착제가 매우 필요하다.
시장에서 입수가능한 대부분의 PSA는 단지 이러한 저에너지 표면에 대해 제한된 범위로 사용될 수 있는데, 이는 이러한 접착제가 저에너지 표면에 대해 충분한 결합 강도를 나타낼 수 없기 때문이다. 무극성 기재에 결합시키기 위해 통상적인 PSA를 개질시키기 위하여, 이는 통상적으로 접착제를 전체적으로 보다 연질이 되게 하는 보조제, 예를 들어 점착제 수지 또는 가소제와 배합된다. 이러한 보조제가 저에너지 표면에 대한 접착성을 증가시키지만, 동시에 점도의 감소, 및 이에 따른 전체적인 응집성의 감소가 일어나며; 결론적으로, 기계적으로 튼튼한 결합을 형성시킬 수 없다.
결합이 일어나는 표면의 특성에 관하여 PSA의 선택 뿐만 아니라, 접착성 결합이 확보되는 주변 조건도 마찬가지로 중요하다. 따라서, 예를 들어 저온에서 상응하는 기재 상에 높은 결합 강도를 나타내면서, 동시에 실온 또는 보다 높은 온도에서도 충분하게 높은 결합 강도를 제공하는 PSA를 발견한다는 것이 의문이다. 이러한 문제는 예를 들어, 냉동된 상품용 용기, 예를 들어 냉동기 백을 밀봉하기 위해 사용되는 접착성 결합의 경우에서 발생한다.
접착제의 감압 접착제 특징은 다른 인자들 중에서 접착제의 유리전이온도 Tg에 의존적인데, 이는 유리전이온도 미만의 온도에서 이러한 접착제는 경화되고 이에 따라 이들의 점성과 이들의 결합 강도 모두를 잃게 되기 때문이다. 하기에 보고된 온도는 유사정류상태(quasi-steady-state) 실험에서, 예를 들어 동적 스캐닝 열량법(DSC)에 의해 얻어진 것과 상응한다.
무극성 기재에 대해 높은 결합 강도를 나타낼 수 있는 공지된 특정의 PSA 시스템이 존재한다. 더욱이, 특정 첨가에 의해, 저온에서 높은 결합 강도를 갖는 방식으로 이러한 PSA의 결합 특징을 변경시키려는 수많은 시도가 이루졌다.
따라서, 예를 들어, 다른 PSA와의 경우에서 보다 저에너지 표면에 대한 보다 높은 결합 강도를 나타내는 스티렌 블록 코폴리머를 기초로 한 접착제, 예를 들어 아크릴레이트 또는 천연 고무를 기초로 한 접착제가 알려져 있다. 무극성 기재에 대한 이러한 스티렌 블록 코폴리머 접착제의 결합 강도를 추가로 증가시키기 위하 여, 이들은 다양한 첨가제 및 점착제 수지와 추가적으로 배합될 수 있다.
US 5,453,319호에서는 예를 들어, 기본 타입 A-B의 이중블록 코폴리머(즉, 두개의 상이한 동종폴리머 블록을 포함한 블록 코폴리머; 이는 또한 2-블록 코폴리머로서 언급됨), 및 기본 타입 A-B의 서브유닛으로 이루어진 다중블록 코폴리머, 및 게다가 지방족 및 방향족 성분을 지닌 고체 점착제 수지 및 액체 점착제 수지(20 중량%)를 포함한 감압 접착제가 기재되어 있다. 여기서 폴리머 블록 A는 모노알케닐기를 지닌 방향족 탄화수소를 함유하며, 폴리머 블록 B는 1,3-부타디엔을 함유한다. 이러한 시스템은 -12℃까지 내려간 유리전이온도를 확실하게 얻을 수 있다; 그러나, 이러한 시스템은 항상 상당히 불량한 전단 강도를 나타내는데, 이는 이러한 시스템의 응집성은 심지어 저온에서도 안정한 접착성 결합을 허용하기에 불충분하기 때문이다. 더욱이, US 5,453,319호에 기재된 샘플은 통상적인 생성물과의 비교를 허용하지 않는데, 이는 이러한 샘플에서의 접착제의 층들이 각 경우에 매우 높은 두께를 가지며, 접착제의 결합 강도가 이러한 층의 두께에 따라 증가하기 때문이다.
또한, EP 1 151 052호에서는 마찬가지로 기본 타입 A-B의 이중블록 코폴리머 및 기본 타입 A-B의 서브유닛을 포함하는 다중블록 코폴리머(폴리머 블록 A는 알케닐기를 갖는 방향족 탄화수소를 포함하며, 폴리머 블록 B는 1,3-부타디엔을 포함함), 및 게다가 폴리페닐렌 옥사이드 수지 및 점착제 수지를 포함하는 감압 접착제가 기재되어 있다. 이러한 접착제가 사용될 때, 무극성 기재에 대한 결합 강도의 증가가 실제로 발견되었지만, 저온에서의 이의 유용성은 개선되지 않았다. 전반적 으로, PSA에서 높은 비율의 이중블록 코폴리머와 함께, 이의 결합 강도는 개선될 수 있지만, 동시에 이의 응집성은 현저하게 손상되는 것으로 알려졌다.
그러므로, 본 발명의 목적은 이러한 단점들을 제거한 감압 접착제를 제공하기 위한 것이며, 이는 특히 저에너지 표면에 대한 높은 결합 강도를 나타내기 위해 개질되고, 이에 따라 높은 이중블록 코폴리머 함량을 갖는 블록 코폴리머를 기초로 하여 형성되며, 높은 비율의 액체 점착제 수지를 포함하며, 동시에 접착제의 응집에 손해없이 저온에서 접착성 결합을 위해 사용될 수 있다.
이러한 목적은 본 발명에 따라 앞에서 특정된 타입의 감압 접착제에 의해 달성되며, 여기서 점착제 수지의 총질량을 기준으로, 적어도 30 중량%의 점착제 수지는 실온에서 액체이며, 실온에서 액체인 점착제 수지는 폴리머 블록 A와 균일하게 혼화되지 않고 폴리머 블록 B와 실질적으로 균일하게 혼화될 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따라, 비교적 단단한 성분을 지니고 비교적 연질의 성분을 지니는 점착제 수지가 사용되며, 후자는 타입 B의 엘라스토머 블록과 상호작용한다.
이러한 구체예의 결과로서, 본 발명의 PSA는 큰 비율의 액체 수지를 함유하는 것으로 확보된다. 30 중량% 초과의 높은 비율의, 실온에서 액체인 수지의 측면에서, 이러한 부류의 접착제는 비교적 저온에서도 매우 연질이며, 이에 따라 높은 점성을 갖는다.
점착제 수지는 이들이 타입 A의 폴리머 블록, 즉 하나 이상의 방향족 기를 함유한 비닐 화합물을 포함한 모노머 유닛을 갖는 블록과 혼화되지 않는 것으로 선택된다. 이러한 폴리머 블록이 폴리머 블록내에서 높은 강도를 가지고 이에 따라 비교적 경질(소위 경질 블록 또는 경질 단편)이며, 결과적으로 실질적으로 폴리머 의 응집 성질을 공동결정하는 블록 코폴리머의 일부를 이루기 때문에, 미시적 수준에서 경질 블록의 결합 강도는 점착제 수지의 첨가에 의해 개질되지 않으며, 이러한 폴리머 블록은 접착에 대해 단지 적게 기여한다. 경질 블록이 액체 점착제 수지와 혼화되지 않기 때문에, 경질 블록은 말하자면 액체 점착제 수지와 관련한 충진제인 것으로 고려될 수 있다. 이러한 부류의 경질 블록은 통상적으로 90℃ 초과의 유리전이온도를 갖는다.
반대로, 점착제 수지는 타입 B의 폴리머 블록, 즉 치환된 1,3-디엔 및 비치환된 1,3-디엔을 포함하는 모노머 유닛을 갖는 블록과 실질적으로 균일하게 혼화되어야 한다. 이러한 폴리머 블록은 연질인 블록 코폴리머(소위 연질 블록 또는 연질 단편)의 일부를 이룬다. 점착제 수지의 첨가의 결과로서, 이러한 영역은 미시적 수준에서, 접착제의 전체 전단 강도의 수반되는 감소없이 더욱 연질이 된다. 이러한 부류의 점착제 수지는 많은 수가 당업자에게 널리 알려져 있다.
이러한 특정 조성과 관련하여, 본 발명의 접착제는 종래 분야의 PSA 혼합물과 크게 차이가 나며, 이에 따라 저온에서도 무극성 기재에 대한 기계적으로 안정한 접착성 결합을 허용한다. 이는 예를 들어 US 5,453,319호에 기술된 점착제 수지에 의해 허용되지 않는데, 이는 이들의 방향족 성질 때문에 이들이 디엔의 폴리머 블록(타입 B)이 아닌 비닐방향족의 폴리머 블록(타입 A)과 양호한 혼화가능성을 나타내며, 이에 따라 이러한 접착제의 응접성이 전체적으로 적당하지 않기 때문이다.
실온에서 액체인 점착제 수지는 지방족 점착제 수지일 수 있다. 이는 이러 한 점착제 수지의 선택을 통하여, 특히 이들이 타입 B의 폴리머 블록과 용이하게 혼화되고 타입 A의 폴리머 블록과 균일하게 혼화되지 않는 간단한 방식으로 확보할 수 있다. 그러므로, 타입 B의 폴리머 블록과의 혼화가능성 및 양립가능성의 측면에서, 얻어진 액체 점착제 수지는 상당히 적합하며, 동등하게는 비교적 저온에서도 상당한 기계적 안정성을 갖는 PSA를 제조할 수 있다.
특히, 점착제 수지가 폴리테르펜 수지, 바람직하게는 리모넨(limonene) 및/또는 피넨(pinene)을 기초로 한 수지, 더욱 구체적으로 알파-피넨을 기초로 한 수지를 포함하는 경우 유리한 것으로 증명되었다. 실온에서, 이러한 점착제 수지는 통상적으로 고체 형태 및 실온에서 액체인 점착제 수지에 대한 이상적인 보충물이며, 이는 전체적으로 무극성 기재 상에 높은 결합 강도를 확보한다.
더욱이, 감압 접착제가 -15℃ 미만, 바람직하게는 -20℃ 미만의 유리전이온도로 조절되는 경우, 바람직하다. 유리전이온도를 변경시키기 위한 특정 수단은 당업자에게 널리 알려져 있으며, 예를 들어, 사용되는 특정 모노머 유닛의 선택에 의해, 하기 기술된 플로리 및 폭스(Flory and Fox)에 의해 이루어진 방정식을 이용한다. 이러한 부류의 낮은 유리전이온도는 본 발명의 접착제의 사용에 의해 -20℃까지 낮아진 저온에서도 기계적으로 튼튼한 결합을 형성되게 할 수 있다.
타입 A용으로 사용되는 폴리머 블록이 각 경우에 비치환된 스티렌 및/또는 치환된 스티렌의 군으로부터의 모노머 유닛을 포함하는 폴리머 블록인 경우에 유리한 것으로서 나타난다. PSA의 베이스 폴리머를 위한 이러한 서브유닛의 선택은 저에너지 표면 상에 특히 높은 결합 강도를 확보한다. 특히 유리한 결과는 상세하게 는 제 1 블록 코폴리머 및/또는 제 2 블록 코폴리머가 적어도 20 중량% 비율의 비치환된 스티렌 및/또는 치환된 스티렌의 군으로부터의 모노머 유닛을 포함할 때, 블록 코폴리머 중의 특히 높은 수준의 스티렌의 이용을 통하여 달성될 수 있다.
더욱이, 타입 B의 폴리머 블록으로서, 각 경우에, 비치환되고/거나 치환된 1,3-부타디엔 및/또는 이소프렌의 군으로부터의 모노머 유닛을 포함하는 폴리머 블록을 선택하는 것이 가능하다. 이러한 부류의 성분은 특히 높은 내부 응집성을 갖는 접착제를 달성가능하게 한다. 이는 추가로, 모노머 유닛으로서 스티렌을 지닌 폴리머 블록이 저에너지 표면 상에 높은 수준의 결합의 기계적 튼튼함을 전체적으로 확보하기 위하여 타입 A의 폴리머 블록으로서 사용되는 경우 특히 중요하다.
추가적으로, 제 2 블록 코폴리머에서의 서브유닛은 선형으로 또는 별 형태(star format)로 연결되는 것이 유리할 수 있다. 이러한 경우에, 이들의 3차원 배열에 의해 다른 폴리머 분자와의 강력한 분자간 상호작용을 이루고 이에 따라 저온에서도 특히 높은 응집성을 확보하는 블록 코폴리머가 얻어진다.
마지막으로, 제 1 블록 코폴리머와 제 2 블록 코폴리머가 각 경우에 접착제의 총질량을 기준으로 20 중량% 이상 내지 70 중량% 이하의 비율, 바람직하게는 30 중량% 이상 내지 60 중량% 이하의 비율, 더욱 구체적으로는 35 중량% 이상 내지 55 중량% 이하의 비율로 존재하는 경우 유리하다. 이러한 블록 코폴리머 함량(제 1 블록 코폴리머의 비율과 제 2 블록 코폴리머의 비율의 합에 상응함)의 사용을 통해, 접착제에 대한 기본적으로 높은 결합 강도가 확보된다.
본 발명의 또다른 목적은 저온에서도 저에너지 표면 상에서 기계적으로 튼튼 한 결합을 허용하는 감압 접착제의 실질적으로 2차원의 엘레먼트를 제공하기 위한 것이다. 이러한 목적은 감압 접착제의 실질적으로 2차원의 엘레먼트를 생산하기 위한 상술된 PSA를 사용하고, 이에 따라 얻어진 감압 접착제의 실질적으로 2차원의 엘레먼트에 의해 달성된다. 더욱이, 45 mJ/㎡ 미만의 표면에너지를 갖는 표면과 결합시키기 위한 이러한 감압 접착제의 실질적으로 2차원의 엘레먼트의 사용의 결과로서, 저온에서도 이러한 기재 상에 특히 튼튼한 결합을 얻을 수 있다.
본 발명은 감압 접착제 (PSA)의 조성물에 관한 것이다. PSA는 비교적 약하게 가해진 압력에서도 기재에 영구적 결합을 허용하는 접착제이다. 접착제의 결합능력은 이들의 접착 성질을 기초로 한다.
이러한 부류의 접착제는 통상적으로 이의 주요 성분으로서 베이스 폴리머 또는 두개 이상의 베이스 폴리머의 혼합물을 포함한다. 이러한 폴리머는 요망되는 요구사항의 특정 프로필과 관련하여 추가 보조제의 첨가에 의해 개질될 수 있으며, 더욱이 이는 또한 본래 폴리머일 수 있다.
본 PSA는 베이스 폴리머로서, 적어도 2개의 코폴리머, 즉 제 1 블록 코폴리머 및 제 2 블록 코폴리머를 포함한다. 코폴리머는 두개 이상의 상이한 타입의 모노머 유닛으로 이루어진 폴리머이다. 블록 코폴리머는 구조적 유닛으로서 두개 이상의 상이한 폴리머 블록을 갖는 코폴리머이다. 함유된 (상이한) 블록의 수에 따라, 블록 코폴리머는 예를 들어 이중블록 코폴리머(두개의 폴리머 블록을 지님), 삼중블록 코폴리머(세개의 폴리머 블록을 지님) 또는 다중-블록 코폴리머(다수의 폴리머 블록을 지님)로서 분류된다.
폴리머 블록은 이들의 주요 구조적 유닛으로서 단일 부류의 모노머 유닛을 지니는 올리고머 또는 폴리머(동종폴리머)이며, 다수의 모노머 유닛은 서로 실질적으로 연속적으로 연결된다. 더욱이, 이러한 폴리머 블록의 물리적 및 화학적 성질의 타겟화된 조절에 대해, 이들은 또한 구조에 있어서 주요 구조적 유닛과 상이한 개개의 모노머 유닛을 함유할 수 있다.
본 발명의 접착제는 엘라스토머 성분으로서 제 1 블록 코폴리머 및 제 2 블록 코폴리머를 지니며; 따라서, 이러한 두개의 블록 코폴리머는 적절한 경우에 블록 코폴리머를 기준으로 접착제의 추가 성분과 함께 접착제의 블록 코폴리머의 총질량에 기여한다.
제 1 블록 코폴리머는 접착제에 블록 코폴리머의 총질량을 기준으로 50 중량% 이상으로 존재하며; 이에 따라 제 1 블록 코폴리머는 접착제의 폴리머 주요 성분을 형성한다.
제 1 블록 코폴리머는 이중블록 코폴리머, 즉 두개의 상이한 폴리머 블록으로 이루어진 폴리머이며, 하나는 타입 A의 폴리머 블록이며, 다른 하나는 타입 B의 폴리머 블록이다. 타입 A 및 타입 B의 폴리머 블록이 제 1 블록 코폴리머에서 서로 결합되기 때문에, 제 1 블록 코폴리머의 기본 구조는 A-B이다.
타입 A의 폴리머 블록은 하나 이상의 방향족 기를 함유한 비닐 화합물의 군으로부터의 상호연결된 모노머 유닛을 포함한다. 이러한 모노머 유닛 이외에, 또한 타입 A의 폴리머 블록에 존재하는 개개의 모노머 유닛이 추가로 존재할 수 있다.
하나 이상의 방향족 기를 함유한 비닐 화합물은 비치환된 비닐기 H3C=CH-, 또는 상기 기로부터 유도된 단일 또는 다중 치환된 비닐기를 함유한 화합물들이며, 이는 방향족 성질을 갖는 하나 이상의 유기기에 결합된다. 하나 이상의 방향족 기를 함유한 이러한 부류의 비닐 화합물(또한 비닐방향족으로서 언급됨)은 기본적으로 이러한 부류의 물질내에 속하는 임의의 화합물이며, 가장 간단한 경우에, 화합물은 비치환된 스티렌이거나 치환된 스티렌을 포함한다. 이러한 부류의 모노머는 타입 A의 폴리머 블록에 폴리머화된 형태로 존재한다. 타입 A의 폴리머 블록은 또한 단지 하나의 단일 부류의 하나 이상의 방향족기를 함유한 비닐 화합물의 모노머를 갖는 폴리머 블록, 및 두개 이상의 상이한 부류의 하나 이상의 방향족 기를 함유한 비닐 화합물의 모노머를 갖는 폴리머 블록을 포함한다. 그러므로, 타입 A에 속하는 폴리머 블록의 사양은 이러한 폴리머 블록에 존재하는 모노머의 수, 또는 타입 A의 하나의 폴리머 블록의 모노머 유닛이 동일한 블록 코폴리머 내에 또는 상이한 블록 코폴리머 내에 이러한 타입의 다른 폴리머 블록과 동일하거나 상이한 지의 여부를 기술하지 않는다.
타입 B의 폴리머 블록은 비치환된 1,3-디엔 및 치환된 1,3-디엔의 군으로부터의 상호연결된 모노머 유닛을 포함한다. 이러한 적합한 비치환된 1,3-디엔 및 치환된 1,3-디엔은 본래 1,3-위치에 2개의 이중 결합을 갖는 모든 유기 화합물이며; 가장 단순한 경우로, 고려되는 화합물은 비치환되고/거나 치환된 1,3-부타디엔 및/또는 이소프렌이다. 이러한 부류의 모노머는 타입 B의 폴리머 블록에 폴리머화 된 형태로 존재한다. 타입 B의 폴리머 블록은 비치환된 1,3-디엔 및 치환된 1,3-디엔의 군으로부터의 단지 하나의 단일 부류의 모노머를 갖는 폴리머 블록, 및 이러한 군으로부터의 두개 이상의 상이한 부류의 모노머를 갖는 폴리머 블록, 예를 들어 부타디엔 및 이소프렌의 코폴리머를 포함한다. 그러므로, 타입 B에 속하는 폴리머 블록의 사양은 폴리머 블록에 존재하는 모노머의 수, 또는 타입 B의 폴리머 블록의 모노머 유닛이 동일한 블록 코폴리머 내에 또는 상이한 블록 코폴리머 내의 이러한 타입의 다른 폴리머 블록과 동일하거나 상이한 지의 여부를 기술하지 않는다.
제 2 블록 코폴리머는 다중블록 코폴리머, 즉 두개 이상의 상이한 폴리머 블록으로 이루어진 폴리머이며, 이러한 다중블록 코폴리머의 구조적 유닛은 타입 A의 폴리머 블록 및 타입 B의 폴리머 블록으로 이루어진다. 제 2 블록 코폴리머는 각각 타입 A의 폴리머 블록 및 타입 B의 폴리머 블록으로 이루어진 서브유닛으로 이루어지며, 이에 따라 서브유닛은 마찬가지로 기본 구조 A-B를 갖는다.
타입 A의 폴리머 블록 및 타입 B의 폴리머 블록은 제 1 블록 코폴리머에 대해 기술된 화합물의 군으로부터 선택된다. 하나의 접착제 내에, 제 1 블록 코폴리머에서 선택된 타입 A의 폴리머 블록, 및 제 2 블록 코폴리머에서 선택된 타입 A의 폴리머 블록이 각 경우에 동일하거나 그밖에 상이할 수 있다. 또한 본 발명에 따라, 하나의 접착제 내에, 제 1 블록 폴리머에서 사용되는 타입 B의 폴리머 블록, 및 제 2 블록 코폴리머에서 사용되는 타입 B의 폴리머 블록을 각 경우에 동일하거나 상이하게 선택할 수 있다.
본 발명의 PSA의 제 2 블록 코폴리머에서, 각 경우에 2개 이상 내지 8개 이하의 이러한 A-B 서브유닛은 서로 결합된다. 이러한 결합의 결과로서, 제 2 블록 코폴리머는 상이한 구조를 가질 수 있으며; 예를 들어, 서브유닛은 서로 선형적으로 연결될 수 있다. 생성물이 항상 기본 구조 (A-B)n (여기서, 2≤n≤11)의 블록 코폴리머를 부분적을 변경시키는 이러한 부류의 선형 연결의 경우에, 하나의 블록 코폴리머 내에 타입 A 또는 타입 B의 폴리머 블록의 길이가 상이할 수 있다. 이는 동일한 타입의 두개의 폴리머 블록이 서로 연결되는 두개의 서브유닛의 연결의 경우에, 이들 두개 각각은 마찬가지로 이러한 타입을 갖는 보다 큰 폴리머 블록에 상응한다는 사실에 기인한 것일 수 있다. 따라서, 예를 들어 타입 B의 폴리머 블록에 의한 두개의 A-B' 서브유닛의 연결의 경우에, 타입 A-B'-B'-A의 블록 코폴리머가 얻어질 것이며, 이는 타입 B"의 보다 큰 폴리머 블록인 타입 A-B"-A의 블록 코폴리머로서의 설명과 균등하며, 이는 서로 결합된 두개의 보다 작은 폴리머 블록 B'-B'에 상응한다(이러한 경우에, B' 및 B" 각각은 기본 타입 B에 속한다). 이는 두개의 동일한 타입 A 또는 타입 B의 폴리머 블록의 결합이 각 경우에, 각각 타입 A 또는 타입 B의 보다 큰 폴리머 블록이라는 사실에 기인될 수 있다. 이러한 문맥에서, 대체로 제 2 블록 코폴리머의 말단 폴리머 블록이 비교적 경질의 폴리머 블록에 의해, 이에 따라 본 경우에 타입 A의 폴리머 블록에 의해 형성되는 경우 유리한 것으로 증명되었다(그러므로, 이러한 예에 대해, 실온에서 액체인 점착제 수지의 균일한 혼화능력의 측면에서, 중간 블록과의 양립가능성은 특히 유리하다).
따라서, 본 발명의 목적을 위한 제 2 블록 코폴리머는 가장 단순한 경우에, 두개의 A-B 서브유닛의 연결이 존재하며; 이는 기본 구조 A-B-A-B를 갖는 사중블록 코폴리머로서 또는 기본 구조 A-B-A를 갖는 삼중블록 코폴리머로서 기술될 수 있다.
더욱이, 제 2 블록 코폴리머에서의 A-B 서브유닛은 또한 별 형태로 결합될 수 있으며, 이는 방사상 블록 코폴리머를 제공한다. 중앙 연결점은 예를 들어 추가 연결 유닛일 수 있으며, 이는 폴리머 블록의 일부이거나 별도의 사용된다.
그러나, 특정 장점으로서 본원에서 강조되는 두개의 예와는 관계없이, 본래 제 2 블록 코폴리머에서의 A-B 서브유닛은 임의의 배열에 존재하며, 이에 따라 예를 들어 A-B 서브유닛의 분지된 연결을 포함한다.
그러므로, 블록 코폴리머의 혼합물은 접착제의 베이스 폴리머로서 얻어지며, 상기 혼합물은 50 중량% 이상의 함량의 이중블록 코폴리머로 이루어진다. 이러한 문맥에서, 또한 상이한 블록 코폴리머의 혼합물 및 일부 또는 전부 수소화된 생성물이 사용될 수 있다. 이중블록 코폴리머는 접착제의 전체 연질화를 결정하고, 이에 따라 이의 결합 강도를 결정하는 반면, 다중블록 코폴리머는 필수적으로 이의 응집성에 기여한다.
주로 접착제에 존재하는 가장 큰 비율의 모든 블록 코폴리머가 제 1 블록 코폴리머로부터 형성된다는 이러한 제한을 고려하여, 추가적으로, 접착제 중 제 1 블록 코폴리머와 제 2 블록 코폴리머의 전체 비율이 접착제의 총질량을 기준으로, 20 중량% 이상 내지 70 중량% 이하, 바람직하게는 30 중량% 이상 내지 60 중량% 이하, 또는 심지어 35 중량 이상 내지 55 중량% 이하인 방식으로 접착제 중 제 1 블록 코 폴리머 및 제 2 블록 코폴리머의 비율을 특정할 수 있다.
더욱이, 비치환되고/거나 치환된 스티렌이 하나 이상의 방향족 기를 함유한 비닐 화합물로서 사용되는 경우에, 제 1 블록 코폴리머 및/또는 제 2 블록 코폴리머에서의 스티렌 모노머 유닛의 비율은 접착제 전체의 양호한 응집성을 확보하기 위하여 개개의 블록 코폴리머의 20 중량% 이상이 되게 할 수 있다.
본 발명의 접착제의 블록 코폴리머는 본래 이러한 목적을 위해 적합하고 알려진 블록 코폴리머를 제조하기 위한 모든 방법에 의해 제조될 수 있다.
접착 성질의 타겟화된 조절을 위하여, 접착제는 추가로 점착제 수지를 포함한다. 이러한 점착제 수지는 통상적으로 접착제의 결합 강도의 전체 증가를 달성하기 위하여, 즉 접착제를 더욱 끈적거리게 하기 위하여 베이스 폴리머에 배합된다.
점착제 수지로서, 예외없이 문헌에 공지되고 기술된 모든 점착제 수지를 사용할 수 있다. 이들은 통상적으로 상이한 부류의 점착제 수지의 혼합물을 포함하지만, 점착제 수지가 또한 단일 부류의 점착제 수지로 이루어질 수 있다.
점착제 수지로서, 대체로 모든 적합한 점착제 수지, 예를 들어 로진(rosin) 또는 이들의 유도체를 기초로 한 비수소화되거나, 일부 수소화되거나, 전부 수소화된 수지, 디시클로펜타디엔의 수소화된 폴리머, C5, C5/C9 또는 C9 모노머 스트림을 기초로 한 비수소화되거나, 일부 수소화되거나, 선택적으로 수소화된 탄화수소 수지, 리모넨, 예를 들어 δ-리모넨 및/또는 피넨, 예를 들어 α-피넨(알파-피넨) 및 β-피넨을 기초로 한 폴리테르펜 수지, 및 이의 혼합물을 사용할 수 있다. 이들 중에서, 예를 들어 알파-피넨이 사용될 수 있다. 유리하게는 이러한 점착제 수지 중 하나 이상은 적어도 100℃의 연화점(링 및 볼(ring & ball) 방법에 의해 결정됨)을 가지며, 이에 따라 실온에서 고체이다.
그러나, 본 발명을 실현시키기 위하여, 점착제 수지의 선택과 관련하여, 전체적으로 사용되는 30 중량% 이상이 실온에서 액체이거나 이로서 존재하는 점착제 수지가 점착제 수지에 의해 또는 두개 이상의 점착제 수지에 의해 형성된다는 것이 중요하다.
더욱이, 실온에서 액체인 적어도 하나의 점착제 수지는 타입 A의 폴리머 블록과 균일하게 혼화가능하지 않아야 하지만, 대신에 타입 B의 폴리머 블록과 혼화가능해야 한다. 그러므로, 지방족 폴리머 블록에 비해 비닐방향족 폴리머 블록과의 액체 점착제 수지의 기본적으로 더욱 불량한 혼화능력을 확보하는 것이 필수적이다.
고려되는 비율에서, 두개의 성분들이 임의의 상분리, 분리(demixing) 형태 또는 분산 시스템 형태, 예를 들어 에멀젼 또는 현탁액이 관찰되지 않고 균일하고 연속적인 상으로 서로 완전하게 혼합될 수 있는 경우, 두개의 성분들은 균일하게 혼화가능한(양립가능한) 것으로 여겨진다. 그러므로, 액체 점착제 수지의 이러한 특정 구체예의 결과로서, 점착제 수지는 블록 코폴리머의 엘라스토머 블록과 특히 양립가능하며, 그러므로 타입 B의 폴리머 블록의 경우에 PSA 내에 분산되고, 이에 따라 저온에서 접착제의 일부 상에 양호한 결합능력을 형성시킨다.
점착제 수지에 더하여, PSA는 추가의 제형화 성분을 포함할 수 있으며, 이는 예를 들어 접착제의 성질을 맞추거나 개조시키기 위해 의도된다. 이는 모든 적합한 첨가제 및 보조제일 수 있으며, 예로는 입체적으로 방해된 페놀과 같은 1차 항산화제, 포스파이트 또는 티오에테르와 같은 2차 항산화제, C 라디칼 스캐빈저와 같은 공정시(in-process) 안정화제, UV 흡수제 및 입체적으로 방해된 아민과 같은 광안정화제, 가공 보조제 또는 말단 블록 강화제 수지이다. 적절한 경우, 또한 추가 폴리머, 바람직하게는 본래 엘라스토머인 폴리머가 첨가제로서 제공될 수 있으며, 예로는 순수한 탄화수소를 기초로 한 폴리머, 예를 들어 불포화된 폴리디엔, 천연 또는 합성 폴리이소프렌 또는 폴리부타디엔, 예를 들어 실질적으로 포화된 엘라스토머, 예를 들어 포화된 에틸렌-프로필렌 코폴리머, α-올레핀 코폴리머, 폴리이소부틸렌, 부틸 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 및 화학적으로 작용화된 탄화수소, 예를 들어 할로겐-함유, 아크릴레이트-함유 또는 비닐 에테르-함유 폴리올레핀이 있으며, 이러한 대표적인 기술의 결과로서 임의의 제한을 부가하는 것으로 의도되지 않는다.
더욱이, 또한 접착제의 폴리머 성분은 저온에서 사용하기 위한 타겟화된 방식으로, 예를 들어 얻어진 접착제가 -15℃ 미만, 바람직하게는 -20℃ 미만의 유리전이온도를 갖도록 블록 코폴리머를 선택하므로써 개질될 수 있다.
접착제에 대해 -15℃ 미만의 유리전이온도 Tg를 달성하기 위하여, 예를 들어 접착제의 개개의 성분들이 접착제에서의 이들의 구조 및 비율의 측면에서 선택되 어, 유리전이온도 Tg의 요망되는 수치가 플로리 및 폭스에 의해 기술된 수학식과 유사한 하기 수학식 (E1)에 의해 전체 접착제에 대해 제공되도록 할 수 있다:
Figure 112008086018926-PAT00001
이러한 수학식에서, i는 사용된 접착제 성분의 일련의 수이며, w는 개개의 성분 i의 질량 비율(중량%)이며, Tg,i는 성분 i의 개개의 유리전이온도이다(K).
이러한 문맥에서, 두개의 폴리머 블록으로 이루어진 블록 코폴리머, 예를 들어 제 1 블록 코폴리머 또는 제 2 블록 코폴리머는 타입 A의 폴리머 블록(경질 블록)의 유리전이온도 및 타입 B의 폴리머 블록(연질 블록)의 유리전이온도의 두개의 유리전이온도를 갖는 것으로 계획될 것이다. 전체적으로 블록 코폴리머의 유리전이온도의 계산을 위해 중요한 단 하나의 인자는 본 경우에서, 타입 B의 폴리머 블록의 유리전이온도인데, 이는 사용되는 점착제 수지가 이러한 폴리머 블록과만 양립가능하기 때문이다. 그러므로, 블록 코폴리머의 개개의 질량 비율을 결정할 때, 단지 타입 B의 폴리머 블록의 유리전이온도만이 고려될 것이다.
본 발명의 접착제의 성분들은 이러한 혼합물에 대해 적합한 모든 공지된 방법에 의해, 예를 들어, 압출기 또는 혼합 어셈블리, 예를 들어 반죽 디바이스에서 용액, 분산액에, 또는 용융물로서 혼합될 수 있다. 접착제는 예를 들어, 연속적으로, 반-연속적으로 또는 불연속적으로, 배치 공정의 일부로서 형성될 수 있다. 적용의 목적을 위하여, 배합된 PSA는 임시 캐리어(공정시(in-process) 라이너로서 언 급됨)에 또는 영구 캐리어에 도포될 수 있다.
본 발명의 접착제는 감압 접착제의 실질적으로 2차원의 엘레먼트 (간단하게 2D 엘레먼트)를 생산하기 위해 사용될 수 있다. 본 명세서의 목적을 위한 2D 엘레먼트는 실질적으로 2차원 범위를 갖는 통상적인 임의의 적합한 구조이다. 본 발명의 2D 엘레먼트는 접착성 결합을 허용하고 접착제 시트, 접착제 테이프, 접착제 라벨 또는 형태를 갖는 다이컷(diecut)과 같은 상이한 형태, 특히 가요성 형태를 취할 수 있다. 감압 접착제 2D 엘레먼트는 온화한 적용 압력하에서도 결합될 수 있는 2D 엘레먼트가다. 이러한 목적을 위하여, 2D 엘레먼트는 하나 이상의 접착제를 갖는 한면 또는 양면 상에 장착되며, 양면 결합가능한 2D 엘레먼트의 경우에, 2D 엘레먼트의 상이한 면 상의 접착제는 동일하거나 상이할 수 있다.
이러한 부류의 2D 엘레먼트는 캐리어를 가질 수 있거나 그밖에 캐리어-부재 디자인일 수 있다. 통상적으로, 캐리어, 예를 들어 필름, 직물, 부직포, 폼 등은 2D 엘레먼트가 높은 기계적 튼튼함을 가지는 경우 사용된다. 반대로, 2D 엘레먼트의 캐리어-부재 디자인은 예를 들어 이러한 목적이 가능한한 낮은 결합 수준을 갖는 접착성 결합을 실현시킬 때 유리하다.
이러한 2D 엘레먼트를 형성시키기 위하여, 마찬가지로 모든 통상적인 공정 기술을 사용할 수 있으며; 따라서, 예를 들어, 본 발명의 PSA를 용액, 분산액 또는 용융물로부터 처리할 수 있다. 일반적으로, 이러한 목적은 가공이 용액 또는 용융물로부터 수행되는 생성 및 가공 방법에 대한 것이며, 후자가 특히 바람직하다. 여기서, 연속, 반-연속 또는 불연속적 작동 방식을 선택할 수 있으며; 배치 공정 이외에, 이러한 제작 단계는 압출기를 이용한 연속 공정을 이용하는 것이 통상적이다.
본 발명의 접착제가 사용될 때, 낮은 주변 온도에서도 무극성 기재에, 다시 말해서, 45 mJ/㎡ 미만의 표면 에너지를 갖는 표면에 대한 결합에 상당히 적합한 감압 접착제 2D 엘레먼트가 제작될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 저온에서도 적어도 8 N/cm의, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)에 대한 높은 결합 강도를 나타내는 감압 접착제 2D 엘레먼트를 형성시킬 수 있다.
적용을 위한 추가 장점 및 가능성은 실시예로부터 알려질 것이며, 하기 설명은 더욱 상세하게 기술되도록 의도된다.
본 발명의 일반적인 사상을 기술하기 위하여, 5개의 상이한 PSA를 대표적으로 제조하였으며, 두개의 추가 PSA를 비교 실시예로서 제조하였다(후자는 실온에서 액체이지만 점착제 수지로서 사용될 수 없는 성분을 함유함). 이러한 목적을 위하여, PSA의 개개 성분들을 톨루엔에 용해하였으며, 얻어진 용액의 고체 함량을 40 중량%로 조절하였다. 이에 따라 얻어진 용액을 코팅 바를 이용하여 폴리에스테르 필름(36 pm 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트)의 한쪽 면에 도포하고, 100℃에서 후속 건조 단계에서, 톨루엔을 제거하였다. 달성된 코트중량은 각 경우에 50 g/m2이었다.
제 1 블록 코폴리머 및 제 2 블록 코폴리머로서, 하기 상업적으로 입수가능 한 블록 코폴리머를 사용하였다:
● Quintac 3433: Nippon Zeon으로부터의, 약 56 중량%의 이중블록 코폴리머(제 1 블록 코폴리머) 비율 및 약 16 중량%의 전체 폴리스티렌 폴리머 블록(타입 A)을 지닌 스티렌-이소프렌-스티렌 코폴리머 (SIS) ;
● Kraton D 1118: Kraton Polymers로부터의, 약 76 중량%의 이중블록 코폴리머(제 1 블록 코폴리머) 및 약 31 중량%의 전체 폴리스티렌 폴리머 블록(타입 A)을 지닌 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 코폴리머 (SBS);
● Kraton D 1102: Kraton Polymers로부터의, 약 14 중량%의 이중블록 코폴리머(제 1 블록 코폴리머) 및 약 30 중량%의 전체 폴리스티렌 폴리머 블록(타입 A)을 지닌 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 코폴리머; 및
● Solprene 1205: Housmex로부터의, 약 100 중량%의 이중블록 코폴리머(제 1 블록 코폴리머) 및 약 18 중량%의 폴리스티렌 폴리머 블록(타입 A) 비율을 지닌 스티렌-부타디엔 블록 코폴리머 (SB).
사용된 점착제 수지는 각 경우에 두개의 상업적으로 입수가능한 점착제 수지의 혼합물이며, 이 중 하나는 실온에서 액체이다. 사용된 실온에서 고체인 점착제 수지는 하기와 같다:
● Pentalyn H-E: Eastman으로부터의 약 110℃의 연화점(Ring & Ball) 및 48℃의 유리전이온도를 지닌 수소화된 로진 에스테르;
● Dercolyte A 115: DRT로부터의, 약 115℃의 연화 온도 및 74℃의 유리전이온도를 지닌 알파-피넨 수지; 및
● Piccolyte A 135: Hercules로부터의, 약 135℃의 연화 온도 및 89℃의 유리전이온도를 지닌 알파-피넨 수지.
사용된 실온에서 액체인 점착제 수지는 하기와 같다:
● Picco A 10: Eastman으로부터의, -48℃의 유리전이온도를 지닌 액체 탄화수소 수지;
● Foralyn 5020: Eastman으로부터의, -31℃의 유리전이온도를 지닌 액체 로진 수지; 및
● Wingtack 10: Goodyear로부터의, -31℃의 유리전이온도를 지닌 액체 탄화수소 수지.
비교 실시예를 위해 사용되는, 실온에서 액체이지만 점착제 수지로서 제공되지 않는 성분은 -64℃의 유리전이온도를 지닌 나프탈렌 오일이다(Shell로부터의 Shellflex 371).
5개의 본 발명의 접착제, E1, E2, E3, E4 및 E5, 및 2개의 비교 실시예, C1 및 C2는 하기 표 1에 나타낸 조성을 갖는다(중량%로 기술됨).
Figure 112008086018926-PAT00002
비교 실시예로서 선택된 접착제는 각 경우에 큰 비율의 점착제 수지를 가지지만, 자체적으로 감압 접착제 성질을 갖지 않는 액체 오일을 갖는 블록 코폴리머를 기초로 한 PSA이다.
이러한 접착제의 도포 전에, 이들을 각각 에이징(ageing) 억제제(입체적으로 방해된 페놀; Ciba Additive로부터의 Irganox 1010) 및 UV 보호제(Ciba Additive로부터의 Tinuvin P)의 1/2 질량 비율과 배합하였다.
이에 따라 얻어진 한쪽면 감압 접착제 2D 엘레먼트를 이들의 기술적 접착제 성질, 상세하게는 결합 강도, 초기 점성 및 유지력에 대해 조사하였다.
결합 강도를 하기와 같이 결정하였다: 규정된 기재로서, 강철 표면 및 폴리에틸렌 (PE)을 사용하였다. 시험하의 결합가능한 2D 엘레먼트를 20 mm의 폭 및 대략 25 cm의 길이로 절단하였으며, 단 조작을 위한 단면을 가지도록 절단하였으며, 직후에 개개의 선택된 기재를 10 m/분의 증가되는 속도로 4 kg 강철 롤러를 이용하 여 5회 가압하였다. 직후에, 결합가능한 2D 엘레먼트를 인장 시험 디바이스(Zwick로부터)를 이용하여 180°의 각도로 기재로부터 잡아떼어내고, 실온에서 이를 달성하기 위해 요구되는 힘을 측정하였다. 3회의 개별적인 측정으로부터의 평균 수치로서 측정 값(N/cm)을 얻었다.
접착제의 내부 강도의 측정으로서 결합가능한 2D 엘레먼트의 전단 강도를 정적 전단 시험에서 유지력으로서 결정하였다. 측정을 위하여, 폭이 13 mm이고, 길이가 20 mm인 결합가능한 2D 엘레먼트의 스트립을 규정된 강철 시험 기재에 도포하고, 2 kg 강철 롤러를 이용하여 30 mm/분의 증가 속도로 길이 방향으로 4회 일정한 인가된 압력으로 가압하였다. 실온에서, 결합가능한 2D 엘레먼트를 일정한 전단 하중에 노출시키고, 시험 기재로부터 이를 전단시키는데 소요되는 시간을 측정하였다(유지력(분)). 유지력에 대한 개개의 수치는 3회 측정의 평균값으로 얻었다. 표준 조건(즉, 23℃의 주변온도 및 50%의 상대습도)하에서의 전단 하중은 10N이었으며, 60℃의 주변온도에서 대해 5N이었다.
초기 점성을 하기와 같이 결정하였다: 매우 짧은 접촉 시간을 갖는 초기 점성에 대해 사용된 측정은 롤링 볼 점성으로서 공지된 파라미터이다. 길이가 대략 30 cm인 결합가능한 2D 엘레먼트의 스트립을 시험면 상에서 인장하에 접착제 면 위쪽으로 수평으로 붙였다. 강철 샘플 볼(직경: 11 mm; 질량: 5.6 g)을 아세톤으로 세척하고, 표준 조건(온도: 23℃±1℃; 상대습도: 50%±1%)하에서 30분 동안 안정화시켰다. 측정을 위하여, 강철 볼을 지구 중력하에서 65 mm 높이를 갖는 경사로(경사각: 21°)에 아래로 굴려서 가속시켰다. 경사로로부터, 강철 볼을 샘플의 접 착제 표면 상으로 직접적으로 나아가게 하였다. 볼이 정지될 때까지 접착제 상에서 이동한 거리를 측정하였다. 이러한 방식으로 결정된 롤링 거리는 극성 롤링 몸체의 경우에 자체-접착제 조성물의 초기 점성의 역측정으로서 제공한다(즉, 롤링거리가 짧을수록, 초기 점성은 커지며, 그 역도 성립한다). 개개의 측정 값은 결합가능한 2D 엘레먼트의 5개의 상이한 스트립 상에서 5개의 개개 측정 각각에 대한 평균 값으로부터 얻었다(mm의 길이 방향으로서)
마지막으로, 각 PSA의 유리전이온도를 DSC로 결정하였다.
이러한 시험과정에서 얻어진 결과를 표 2에 나타내었다.
Figure 112008086018926-PAT00003
측정은 샘플 및 비교 실시예가 강철 및 폴리에틸렌 기재 상에서 실온에서의 평균 결합 강도를 가짐을 나타낸다. 그러나, -10℃의 주변온도에서, 본 발명의 샘플은 액체 오일과 배합된 비교 실시예의 접착제에 비해 폴리에틸렌 상에서 현저하게 보다 높은 결합 강도를 나타내었다. 저온에서의 결합 강도는 비교 실시예에 대해 상응하는 수치 보다 4 내지 10배 보다 컸으며, 한 경우에 22배를 넘었다. 이러 한 경우(샘플 E5)에, 고려되는 접착제를 베이스 폴리머 혼합물(약 40 중량%) 및 점착제 수지(약 60 중량%)로 이루어지며, 약 60 중량%의 베이스 폴리머 혼합물의 는 폴리스티렌 블록 및 폴리부타디엔 블록으로 이루어진 이중블록 코폴리머로 이루어지며(접착제를 기준으로 24 중량%에 상응함), 약 42 중량%의 점착제 수지는 실온에서 액체인 지방족 점착제 수지이며, 나머지 58 중량%의 점착제 수지는 고체 알파-피넨 수지이며(접착제를 기준으로 각각 약 25 중량%, 및 35 중량%에 상응함); 이러한 샘플의 높은 결합 강도는 고체 및 액체 점착제 수지를 포함한 특히 높은 비율의 점착제 수지에 기인된 것이다.
실온에서, 조사된 모든 샘플은 높은 유지력을 나타내었다. 예상된 바와 같이, 유지력은 보다 높은 온도에서 본 발명의 접착제의 일부(E1 및 E2)에 대해 보다 매우 낮았는데, 이는 이러한 접착제가 저온에서 사용하기에 최적이고, 점착제 수지의 고체 성분과 관련하여 단지 낮은 비율의 액체 점착제 수지를 갖기 때문이다. 반대로, 보다 높은 온도에서도 나머지 샘플, E3, E4 및 E5는 비교 실시예의 접착제 보다 높은 유지력을 나타내었다.
극성 표면을 갖는 샘플 구성요소(강철 볼)와 관련된 초기 점성은 모든 실시예에 대해 충분히 양호하였으며, 심지어 샘플 E3의 경우에서 매우 양호하였다. 본 발명의 샘플에 대해, 측정된 유리전이온도는 -20℃하에서 일정하였으며; 반댈 비교 실시예의 경우에서, 보다 높은 유리전이온도가 발견되었다.
따라서, 액체 점착제 수지의 사용을 통하여, 저온에서도 무극성 기재에 대해 매우 높은 결합 강도를 갖는 PSA를 제조할 수 있다. 이는 반대로 오일과 상응하게 배합된 비교 실시예의 PSA에 대해 관찰되지 않았다.

Claims (13)

  1. 점착제 수지, 기본 구조 A-B의 제 1 블록 코폴리머, 및 기본 구조 A-B의 2개 이상 내지 8개 이하의 연결된 서브유닛(subunit)으로 이루어진 제 2 블록 코폴리머를 포함하며,
    A는 각 경우에 하나 이상의 방향족 기를 함유한 비닐 화합물의 군으로부터의 모노머 유닛을 포함하는 폴리머 블록이며,
    B는 각 경우에 비치환된 1,3-디엔 및 치환된 1,3-디엔의 군으로부터의 모노머 유닛을 포함하는 폴리머 블록이며,
    제 1 블록 코폴리머는 접착제 중의 블록 코폴리머의 총질량을 기준으로 50 중량% 이상의 비율로 존재하는, 감압(pressure-sensitive) 접착제로서,
    점착제 수지의 총질량을 기준으로, 30 중량% 이상의 점착제 수지가 실온에서 액체이며,
    실온에서 액체인 점착제 수지는 폴리머 블록 A와 균일하게 혼화되지 않고 폴리머 블록 B와 실질적으로 균일하게 혼화가능한 점착제 수지임을 특징으로 하는, 감압 접착제.
  2. 제 1항에 있어서, 실온에서 액체인 점착제 수지가 지방족 점착제 수지임을 특징으로 하는 감압 접착제.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 감압 접착제가 -15℃ 미만, 바람직하게는 -20℃ 미만의 유리전이온도에 대해 조절됨을 특징으로 하는 감압 접착제.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 점착제 수지가 폴리테르펜 수지, 바람직하게는 리모넨(limonene) 및/또는 피넨(pinene)을 기초로 한 수지, 더욱 구체적으로 알파-피넨을 기초로 한 수지를 포함함을 특징으로 하는 감압 접착제.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 점착제 수지가 +100℃ 이상의 연화점을 지님을 특징으로 하는 감압 접착제.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, A가 각 경우에서 비치환된 스티렌 및/또는 치환된 스티렌의 군으로부터의 모노머 유닛을 포함하는 폴리머 블록임을 특징으로 하는 감압 접착제.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항, 더욱 구체적으로 제 6항에 있어서, B가 각 경우에 비치환되고/거나 치환된, 1,3-부타디엔 및/또는 이소프렌의 군으로부터의 모노머 유닛을 포함하는 폴리머 블록임을 특징으로 하는 감압 접착제.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 블록 코폴리머 및/또는 제 2 블록 코폴리머가 20중량% 이상 비율의, 비치환된 스티렌 및/또는 치환된 스티 렌의 군으로부터의 모노머 유닛을 함유함을 특징으로 하는 감압 접착제.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 제 2 블록 코폴리머에서의 서브유닛이 선형으로 또는 별 형태(star format)로 서로 연결됨을 특징으로 하는 감압 접착제.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 블록 코폴리머 및 제 2 블록 코폴리머가 각 경우에 접착제의 총질량을 기준으로 하여, 20 중량% 이상 내지 70 중량% 이하의 비율, 바람직하게는 30 중량% 이상 내지 60 중량% 이하의 비율, 더욱 구체적으로 35 중량% 이상 내지 55 중량% 이하의 비율로 함께 존재함을 특징으로 하는 감압 접착제.
  11. 실질적으로 2차원의 감압성 엘레먼트(pressure-sensitive, substantially two-dimensional element)를 형성시키기 위한 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 따른 감압 접착제의 용도.
  12. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 따른 감압 접착제를 포함하는 실질적으로 2차원의 감압성 엘레먼트.
  13. 45 mJ/㎡ 미만의 표면 에너지를 갖는 표면과 결합시키기 위한 제 12항에 따 른 실질적으로 2차원의 감압성 엘레먼트의 용도.
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