KR20100070210A - 페놀 수지 및 톨루엔을 함유하지 않은 폴리아마이드계 신발부품용 저독성 프라이머 조성물 - Google Patents

페놀 수지 및 톨루엔을 함유하지 않은 폴리아마이드계 신발부품용 저독성 프라이머 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 클로로프렌계 고무와 염화폴리올레핀 수지 및 변성에틸렌비닐아세테이트 수지를 주성분으로 한 것을 특징으로 하는 페놀 수지 및 톨루엔을 함유하지 않은 폴리아마이드계 신발 부품용 저독성 프라이머 조성물에 관한 것으로, 용제를 3종 이상 사용하여 폴리아마이드계 부품과의 상용성을 개선하여 접착성을 향상시켰고, 페놀수지와 자극적인 극성 유기 용제를 사용하지 않음으로써 작업환경이 쾌적하여 친환경적인 것이 장점이다.
폴리아마이드, 프라이머, 저독성, 신발용 부품, 페놀수지, 톨루엔, 클로로프렌계 고무, 염화폴리올레핀 수지, 변성에틸렌비닐아세테이트 수지

Description

페놀 수지 및 톨루엔을 함유하지 않은 폴리아마이드계 신발 부품용 저독성 프라이머 조성물{Low-toxic primer composition not comprising phenol resin and toluene for polyamide resin footwear parts}
본 발명은 페놀 수지 및 톨루엔을 함유하지 않은 폴리아마이드계 신발 부품용 저독성 프라이머 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 클로로프렌계 고무와 염화폴리올레핀 수지 및 변성에틸렌비닐아세테이트 수지를 주성분으로 한 프라이머 조성물로서 난접착성 소재인 폴리아마이드계 신발 부품에 대한 접착력 향상 및 유지가 가능하며, 페놀 수지와 톨루엔을 사용하지 않아 친환경적인 것을 특징으로 하는 폴리아마이드계 신발 부품용 저독성 프라이머 조성물에 관한 것이다.
시중에 유통되고 있는 공산품들은 다양한 종류의 각종 부품소재들을 접착시켜 제조하고 있고, 이러한 용도로 사용하는 접착제의 수요도 급격히 증가하고 있다. 그리고 각종 부품에 사용되고 있는 소재에 적합한 접착제의 개발과 함께 그 용도의 폭도 다양해지고 있는 추세이며, 이러한 부품소재들 중에는 다양한 종류의 난 접착성 재질의 소재가 많이 사용되고 있다.
특히 경제성을 고려하여 가격이 저렴한 소재를 이용하여 각종 부품소재들을 생산하고 있으며, 이러한 소재들은 주로 접착이 잘 되지 않는 난접착성 소재로서 나일론과 같은 폴리아마이드계 수지나 또는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP)과 같은 폴리올레핀계 수지를 주로 사용하고 있으며, 이러한 소재들의 접착성을 향상시키기 위한 기술에 대한 연구개발들이 활발하게 진행되고 있다.
현재 신발용 부품 중에서도 일부 부품은 난접착성 플라스틱 소재들이 사용되고 있으며, 부품 소재의 접착이 매우 어려운 경우에는 통상적으로 표면처리(프라이머 처리)를 한 후 프라이머 및 접착제 순으로 도포하여 접착강도를 얻고 있지만 종래의 프라이머 조성물은 저장 안정성 및 접착력의 개선이 요구되고 있는 실정이다.
또한 종래의 프라이머 조성물은 접착력 및 젖음성 향상을 위해 톨루엔을 포함한 극성 유기 용제와 페놀수지를 함유하고 있는 것이 대부분이다. 톨루엔을 장시간 사용할 경우 톨루엔 증기에 의해 작업장의 환경 조건이 열악하게 할 우려가 있으며, 페놀수지 역시 유해한 물질로서, 상기와 같은 화합물들의 대체물질에 대한 연구가 시급히 요구되고 있는 실정이다.
이에 본 발명자들은 상기와 같은 유해 화합물인 톨루엔과 같은 극성 유기용 제 및 페놀수지를 함유하지 않으면서 접착강도가 양호한 저독성 프라이머를 개발함으로써 본 발명을 완성할 수 있게 되었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로 본 발명은 클로로프렌계 고무, 염화폴리올레핀 수지, 변성에틸렌비닐아세테이트 수지 및 점착부여제로 이루어진 저독성 프라이머 조성물로서, 극성 유기 용제 및 페놀수지를 함유하지 않아 친환경적이며, 방향족 탄화수소계를 제외한 용제와 폴리아미드계 부품과의 상용성을 개선하여 접착성을 향상시킨 것을 특징으로 하는 페놀 수지 및 톨루엔을 함유하지 않은 폴리아마이드계 신발 부품용 저독성 프라이머 조성물을 제공하기 위한 것을 과제로 한다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명은 기재, 점착부여제 및 용제로 이루어진 폴리아마이드계 신발부품용 프라이머 조성물에 있어서,
상기 기재는 클로로프렌계 고무 65~90 중량부, 염화폴리올레핀 수지 5~20 중량부, 그리고 변성에틸렌비닐아세테이트 수지 5~15 중량부로 이루어지고,
상기 점착부여제는 기재 100 중량부에 대하여 5~10 중량부이고,
상기 용제는 기재 100 중량부에 대하여 3~5 종의 혼합용제가 600~2,000 중량부인 것을 특징으로 하는 페놀 수지 및 톨루엔을 함유하지 않은 폴리아마이드계 신발 부품용 저독성 프라이머 조성물을 과제 해결 수단으로 한다.
그리고 상기 폴리아마이드계 신발부품용 프라이머 조성물은 혼합용제들을 사용하여 프라이머의 고형분이 5~15 중량%가 되도록 조절한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 과제 해결 수단에 의한 본 발명은 클로로프렌계 고무, 변성염소화폴리올레핀 수지, 변성 에틸렌비닐아세테이트 수지를 주성분으로 한 프라이머 조성물로서, 용제를 3종 이상 사용하여 폴리아마이드계 부품과의 상용성을 개선하여 접착성을 향상시켰고, 페놀수지와 자극적인 극성 유기 용제를 사용하지 않음으로써 작업환경이 쾌적하여 친환경적인 것이 장점이다.
상기의 효과를 달성하기 본 발명은 난접착성 소재인 폴리아마이드계 신발 부품에 대한 접착력 향상 및 유지가 가능하고, 페놀 수지와 톨루엔을 사용하지 않음으로써 환경문제를 개선할 수 있는 저독성 프라이머 조성물에 관한 것으로, 본 발명에 따른 저독성 프라이머의 조성물을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부부의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하 본 발명에 따른 폴리아마이드계 신발 부품용 저독성 프라이머 조성물을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 기재, 점착부여제 및 용제로 이루어진 폴리아마이드계 신발부품용 프라이머 조성물에 있어서,
상기 기재는 클로로프렌계 고무 65~90 중량부, 염화폴리올레핀 수지 5~20 중량부, 그리고 변성에틸렌비닐아세테이트 수지 5~15 중량부로 이루어지고,
상기 점착부여제는 기재 100 중량부에 대하여 5~10 중량부이고,
상기 용제는 기재 100 중량부에 대하여 3~5 종의 혼합용제가 600~2,000 중량부인 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 폴리아마이드계 신발부품용 프라이머 조성물은 혼합용제들을 사용하여 프라이머의 고형분이 5~15 중량%가 되도록 조절한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용된 클로로프렌 고무는 접착강도, 내노화성, 응집력, 열안정성이 우수하고 높은 강도를 발현하는 수지로서, 다루기에 용이하고 다른 수지와의 혼합이 용이하다.
상기 클로로프렌 고무는 65~90 중량부 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하며, 클로로프렌계 고무의 함량이 65 중량부 미만이 될 경우에는 가공성은 양호한 응집력이 저하되어 접착력이 감소하게 될 우려가 있고, 클로로프렌계 고무의 함량이 90 중량부를 초과하면 프라이머의 분자량이 증가하여 인장강도 등의 역학 물성이 증가하나 반면에 압축 영구 변형이 커져서 가공성이 저하될 우려가 있다.
또한 본 발명에서 사용하는 클로로프렌계 고무는 무늬 점도가 15~70인 것이 바람직하며, 단독 또는 병용하여 사용할 수 있으며, 클로로프렌계 고무는 아세틸렌을 출발원료로 하는 종과 부타디엔을 출발원료로 하는 종 중에서 단독 또는 병용하여 사용할 수 있다.
그리고 본 발명에 사용된 염화폴리올레핀 수지는 기재에 대한 부착성, 내알칼리성 등의 화학적 성능을 향상시키기 위해 혼합 사용한다.
상기 염화폴리올레핀 수지는 5~20 중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 염화폴리올렌핀 수지 함량이 5 중량부 미만이 될 경우에는 기재에 대한 부착성, 내알칼리성 등의 화학적 성능이 저하되어 접착력이 감소하게 될 우려가 있으며, 염화폴리올레핀 수지의 함량이 20 중량부를 초과하면 고가의 염화폴리올레핀 수지 사용량에 따른 가격이 상승하므로 이의 증가에 따른 효과의 상승 정도를 고려할 때 제적으로 타당하지 않으며. 또한 수지 용액의 점도가 증가하여 작업성 및 용제에 대한 용해도가 저하될 우려가 있다.
또한 본 발명에 사용된 염화폴리올레핀 수지는 분자 내에 수소의 일부가 염소로 치환되어 염소를 포함함으로서 전체 중량에 대해 염소가 차지하는 중량을 나타내는 염화도가 10~40 중량%인 것을 단독 또는 병용하여 사용할 수 있다.
상기 변성에틸렌비닐아세이트 수지의 함량은 5~15 중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 변성에틸렌비닐아세이트 수지의 함량이 5 중량부 미만일 경우에는 수지의 용해도는 양호하나 접착력이 지나치게 저하될 우려가 있으며, 변성에틸렌비닐아세이트수지의 함량이 15 중량부를 초과할 경우에는 용제에 잘 용해도지 않으며, 특히 고형분의 조절이 용이하지 않게 될 우려가 있다.
또한 상기 변성 에틸렌비닐아세이트 수지는 에틸렌-아크릴 수지, 에틸렌비닐아세테이코폴리머, 아이노머 수지, 폴리프로필렌-아크릴산수지 및 열가소성 에틸렌메타아크릴산코폴리머 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명에서 점착부여제는 열반응성 석유수지계, 알킬페놀수지, 열가소성 테르펜변성 페놀수지, 로진 및 로진에스테르수지, 쿠마론인덴수지 등을 단독 또는 병용하여 사용할 수 있다. 또한 점착부여제 함량은 5~10 중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 점착부여제 함량이 5 중량부 미만일 경우에는 초기 점착력이 감소하게 될 우려가 있고, 점착부여제 함량이 10 중량부를 초과할 경우에는 프라이머 조성에 저분자량이 많아 프라이머의 응집력이 감소하고 특히 점착력이 높아 프라이머의 물성 저하가 우려가 된다.
그리고 본 발명에 사용된 용제는 기재 100 중량부에 대하여 혼합용제가 600~2,000 중량부인 것이 바람직하며, 프라이머의 고형분이 5~15중량%가 되도록 점도를 조절하여 사용하는 것이 바람직하다. 특히 톨루엔을 사용하지 않기 때문에 프라이머의 용해도가 현저히 떨어지므로 용제를 필히 3~5 종을 사용하여야 한다. 본 발명에 사용 가능한 용제는 노말 헥산, 에틸아세테이트, 메틸에틸케톤, 아세톤, 이소프로필알콜, 에탄올, 싸이클로헥산, 메틸싸이클로헥산 등으로 이루어진 군에서 3~5 종을 병용하여 사용하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따라 상기와 같은 구성성분을 갖는 폴리아마이드계 부품용 프라이머는 사용시에 이소시아네이트계 경화제를 혼합시켜 사용하여야 한다.
본 발명에서 사용 가능한 경화제는 통상적인 경화제로서 이소시아네이트 경화제는 저독성 프라이머 조성물 100 중량부에 대하여 3~7 중량부 사용하는 것이 바람직하며, 상기의 범위를 벗어날 경우에는 프라이머의 가사시간이 짧아지거나 접착력이 저하할 우려가 있다.
이하, 본 발명의 실시 예를 들면서 상세히 설명하는 바 본 발명이 다음의 실 시예에 의해서만 반드시 한정되는 것은 아니다.
1. 폴리아마이드계 신발 부품용 저독성 프라이머 조성물의 제조
실시예 1
온도조절과 속도조절이 가능한 혼합용기에 클로로프렌계 고무(TA-85, DENKA) 60 중량부, 변성염소화폴리올레핀수지(822S, Nippon paper) 20 중량부, 변성폴리비닐아세테이트수지(N-123, Dupont) 15 중량부에 점착부여제를(SU-120, 코오롱유화) 5 중량부를 첨가한 후 메틸에틸케톤, 노말헥산, 사이클로헥산을 6 : 3 : 1의 비율로 병용하여 투입하여 40~50℃의 온도에서 8시간동안 교반하여 용해시킨 혼합액의 총고형분이 10 중량%인 폴리아마이드계 부품의 프라이머 조성물을 제조한다.
실시예 2
클로로프렌계 고무(TA-85, DENKA) 70 중량부, 변성염소화폴리올레핀수지(822S, Nippon paper) 20 중량부, 변성폴리비닐아세테이트수지(N-123, Dupont) 10 중량부에 점착부여제를(SU-120, 코오롱유화) 5 중량부를 첨가한 후 메틸에틸케톤, 노말헥산, 사이클로헥산을 6 : 3 : 1의 비율로 병용하여 실시예 1과 같은 방법으로 고형분 10 중량%의 폴리아마이드계 부품의 프라이머 조성물을 제조한다.
실시예 3
클로로프렌계 고무(TA-85, DENKA) 80 중량부, 변성염소화폴리올레핀수지(822S, Nippon paper) 10 중량부, 변성폴리비닐아세테이트수지(N-123, Dupont) 10 중량부에 점착부여제를(SU-120, 코오롱유화) 5 중량부를 첨가한 후 메틸에틸케톤, 노말헥산, 사이클로헥산을 6 : 3 : 1의 비율로 병용하여 실시예 1과 같은 방법으로 고형분 10 중량%의 폴리아마이드계 부품의 프라이머 조성물을 제조한다.
실시예 4
클로로프렌계 고무(TA-85, DENKA) 90 중량부, 변성염소화폴리올레핀수지(822S, Nippon paper) 5 중량부, 변성폴리비닐아세테이트수지(N-123, Dupont) 5 중량부에 점착부여제를(SU-120, 코오롱유화) 10 중량부를 첨가한 후 메틸에틸케톤, 노말헥산, 사이클로헥산을 6 : 3 : 1의 비율로 병용하여 실시예 1과 같은 방법으로 고형분 10 중량%의 폴리아마이드계 부품의 프라이머 조성물을 제조한다.
비교예 1
클로로프렌계 고무(TA-85, DENKA) 75 중량부, 변성염소화폴리올레핀수지(822S, Nippon paper) 10 중량부, 변성폴리비닐아세테이트수지(N-123, Dupont) 10 중량부에 점착부여제를(SU-120, 코오롱유화) 5 중량부를 첨가한 후 메틸에틸케톤 실시예 1과 같은 방법으로 고형분 10 중량%의 폴리아마이드계 부품의 프라이머 조성물을 제조한다.
비교예 2
동성 NSC사의 180S를 사용한다.
비교예 3
화승 T&C사의 PR-307를 사용한다.
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3의 조성표를 아래 [표 1]에 나타내었다.
(단위 : 중량부)
구성성분 실시예 비교예
1 2 3 4 1 2 3
TA-851) 65 70 80 90 75 180S
(톨루엔 포함)		 PR-307
(톨루엔 포함)
822S2 ) 20 20 10 5 10
N-1233) 15 10 10 5 10
SU-1204) 5 5 5 10 5
메틸에틸케톤 540 540 567 567 900
노말헥산 270 270 283.5 283.5 -
사이클로헥산 90 90 94.5 94.5 -
주 1) TA-85 : DENKA
2) 822S : NIPPON PAPER.
3) N-123 : DUPONT
4) SU-120 : 코오롱유화
2. 폴리아마이드계 부품과 고무 시편의 접착시킨 시편의 제작
25×100mm의 크기의 폴리아마이드계 부품을 극성용제로 세척한 후 건조시킨 다음 상기 1의 방법에 의해 제조한 프라이머 100 중량부에 대하여 경화제(동성NSC DRF) 5중량부를 혼합한 후 도포하고 60에서 5분간 건조시켰다.
고무 시트도 25×100mm의 크기로 준비하여 세척한 후 건조한 다음 고무용 프라이머(동성 NSC D-PLY 007)를 도포한 후 60에서 5분간 건조시켰다.
다음으로 위의 두 피착재에 접착제를 각각 도포한 후 60에서 5분간 건조한 후 접합하여 약 10kg의 하중으로 압착하여 접착시켰다. 이때 동일 시험에 사용하는 시험 시편은 5개를 사용하였다.
3. 시험방법
상기 2의 방법에 의해 제조한 접착 시편을 이용하여 폴리아마이드계 부품과 고무와의 접착력을 평가하였으며 그 결과를 아래 [표 2]에 나타내었다.
1) 초기 접착력 평가
접착 시편을 실온에서 30분간 방치한 후 만능인장시험기를 사용하여 100mm/분의 인장속도로 박리하여 접착 강도를 측정하였다.
2) 상태 접착력 평가
접착 시편을 실온에서 24시간 방치한 후 만능인장시험기(UTM)를 사용하여 100mm/분의 인장속도로 박리하여 접착 강도를 측정하였다.
3) 내열성 평가
접착 시편을 상온 방치 24시간 후에 90℃에서 1kg의 하중으로 30분간 방치 후 밀린 거리를 측정하였다.
특성 실시예 비교예
1 2 3 4 1 2 3
초기 접착력(kgf/cm) 3.1 2.8 3.0 2.9 용해 안됨 2.6 2.7
상태 접착력(kgf/cm) 4.0 3.8 3.9 3.7 3.0 3.4
내열성(mm) 3 4 3 4 3 4
상기 [표 2]에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4는 비교예 2 및 3에 비해 초기 접척력과 상태 접착력이 모두 우수하였으며, 특히 상태 접착력이 우수한 것으로 평가되었다. 그리고 비교예 1의 경우에는 메틸에틸케톤 용제만을 사용하여 기재를 용해시켰으나 용해가 제대로 되지 아니하여 평가가 불가능하였다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리아마이드계 신발 부품용 프라이머 조성물은 페놀수지와 톨루엔을 함유하지 않은 친환경적 조성물로서 상기의 실시예를 통해 그 우수성이 확인되었다.
또한 본 발명은 해당 기술분야의 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

  1. 기재, 점착부여제 및 용제로 이루어진 폴리아마이드계 신발부품용 프라이머 조성물에 있어서,
    상기 기재는 클로로프렌계 고무 65~90 중량부, 염화폴리올레핀 수지 5~20 중량부, 그리고 변성에틸렌비닐아세테이트 수지 5~15 중량부로 이루어지고,
    상기 점착부여제는 기재 100 중량부에 대하여 5~10 중량부이고,
    상기 용제는 기재 100 중량부에 대하여 3~5 종의 혼합용제가 600~2,000 중량부인 것을 특징으로 하는 페놀 수지 및 톨루엔을 함유하지 않은 폴리아마이드계 신발 부품용 저독성 프라이머 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 프라이머 조성물은 프라이머의 고형분이 5~15중량%인 것을 특징으로 하는 페놀 수지 및 톨루엔을 함유하지 않은 폴리아마이드계 신발 부품용 저독성 프라이머 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 클로로프렌계 고무는 아세틸렌을 출발원료로 하는 종과 부타디엔을 출 발원료로 하는 종이 모두 사용될 수 있으며, 단독 또는 병용하여 사용하는 것을 특징으로 하는 페놀 수지 및 톨루엔을 함유하지 않은 폴리아마이드계 신발 부품용 저독성 프라이머 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 염화폴리올레핀계 수지는 분자 내에 수소의 일부가 염소로 치환되어 염소를 포함함으로서 전체 중량에 대해 염소가 차지하는 중량을 나타내는 염화도가 약 10~40 중량%인 것을 단독 또는 병용하여 사용하는 것을 특징으로 하는 페놀 수지 및 톨루엔을 함유하지 않은 폴리아마이드계 신발 부품용 저독성 프라이머 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 혼합용제는 노말 헥산, 에틸아세테이트, 메틸에틸케톤, 아세톤, 이소프로필알콜, 에탄올, 싸이클로헥산, 메틸싸이클로헥산으로 이루어진 군에서 3~6종을 병용하여 사용하는 것을 특징으로 하는 페놀 수지 및 톨루엔을 함유하지 않은 폴리아마이드계 신발 부품용 저독성 프라이머 조성물.
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