KR20110053619A - 흡착력을 이용한 유리전이온도 값이 높은 수용성 아크릴계 점착제 제조법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유리전이 온도가 높은 아크릴계 수지를 사용하여 흡착력을 이용하는 아크릴계 점착제 제조에 관한 것이다.

수용성, 수용성 점착제, 유리전이온도 값이 높은 수용성 점착제, Tg값 이 높은 수용성 점착제, 흡착력, 흡착력을 이용한 유리전이온도 값이 높은 수용성 아크릴계 점착제

Description

흡착력을 이용한 유리전이온도 값이 높은 수용성 아크릴계 점착제 제조법{the adsorption characteristics and soluble acrylic adhesive recipe with high glass transition temperature values}

본 발명은 아크릴 에멀젼 점착제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유리전이 온도가 높은 아크릴계 수지를 주성분으로 하고, 생성된 에멀젼에 기포를 주입시켜 유리전이 온도값이 높은 수용성 아크릴계 점착제 제조에 관한 것이다.

종래에 사용되어 온 점착제들은 유리전이온도 값이 낮은 수지를 이용하여 면의 점착력을 이용한 유기용제형 점착제, 혹은 일반적인 수용성 아크릴계 에멀젼형 점착제로서 클로로프렌 고무나 천연고무, SBR(Styrene Butadiene Rubber)등 고무계통의 폴리머를 기재로 사용하고 이러한 재료를 용해하기 위한 용제로서 벤젠이나 톨루엔, 자일렌 초산에틸 등과 같은 휘발성 유기용제를 사용하였다. 그런데 이러한 유기용제들은 인체에 유해한 성분으로서 점착제 도포작없이 유해한 가스를 발생시켜 작업자에게 환각 작용을 일으키게 하는 등 환경을 오염시킬 뿐만 아니라, 불쾌한 냄새가 오랫동안 남아 있는 등의 문제점이 있었다.

최근 각종 환경 관련 규제가 점차 강화됨에 따라 유기 용제형 점착제 대신에 수용성 에멀젼형 점착제에 대한 개발이 시도되고 있다. 그러나 수용성 에멀젼 형 점착제 조성물은 유기용제를 사용하여 제조한 점착제에 비해 점착물성이 떨어지고 내수성이 약하며, 점착물성이 약하다. 특히, 내수성이 약한 기존의 아크릴 에멀젼 점착제 조성물은 사용중 주위의 수분이나 습기를 흡수하여 시간이 지날수록 점착물성이 저하하게 되어 반복 사용에 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 점착제 업계의 통념에 대한 발상을 전환하여 유리전이온도 값이 높은 아크릴 수지의 혼합재료를 이용한 점착제로서 점착제 표면이 아닌 표면에 형성된 기포를 이용하여 물리적인 흡착력을 이용한 점착제로서, 내수성 및 점착물성의 문제를 해결하여 반복사용율이 높은 아크릴계 점착제 조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 점착제 제조시 아크릴 수지에 유리전이 온도 값이 높은 단량체를 이용하여 높은 열풍에도 물성의 변화를 일으키지 않으며 에멀젼에 기포를 주입함으로서 물리적인 흡착력을 생성시킨 점착제를 제조하여 반복사용성이 높은 점착제를 제조한다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 흡착력을 이용한 유리전이온도 값이 높은 수용성 아크릴계 점착제를 이용하면 종래의 점착제에 비하여 박리강도, 내수성, 열 노화성, 내한성, 내습성 등의 물성이 종래의 점착제에 비해 우수한 성능을 보이는 효과가 있다.

본 발명은 아크릴계 수지의 중량 대비 1내지 10중량%의 계면활성제를 포함하는 흡착력을 이용한 유리전이 온도값이 높은 수용성 아크릴계 점착제 제조법을 제공한 다.

상기 아크릴계 수지는 본 발명에 따른 아크릴 에멀젼 점착제 조성물의 주성분으로서 유리전이 온도 60내지 120℃의 범위를 갖는 아크릴계 단량체를 선택하여 단독 또는 공중합수지로서 구성될 수 있는데, 상기 아크릴계 단량체로는 단량체가 유리전이 온도 값이 높은 Styrene(St), methyl methacrylate

(MMA), i-butyl methacrylate, t-Butyl Methacrylate등이 있고, 추천하기로는 전체 공중합체 중량당 methyl methacrylate 30내지 70중량%, i-butyl methacrylate 30내지 70중량%로 이루어진 공중합체로 사용하는 것이 좋다.

계면활성제는 유화중합에 있어서 필요 불가결한 성분이지만 성능면에서 보면 내수성, 내열성 등을 저하시키는 요인이 된다. 그 이유는 폴리머 입자 계면에 존재하는 계면 활성제가 피막 생성시, 융착 계면에 편재 하기 때문이다.

본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 비인온성 계면활성제인 에톡시 알킬페놀(Ethoxylated alkyl phenol)을 사용한다. 비 이온성 계면 활성제는 1분자 중에 라디칼 중합이 가능한 이중결합이 있고, 모노머와 공중합하기 때문에 폴리머 입자에 유리되어 있지 않으며, 피막 생성 후, 점착제 층에 편재되지 않기 때문에 점착제 수지 조성물의 내수성 및 내한성을 향상시켜 준다.

본 발명의 점착제 조성물은 상기 기초수지의 유동성을 유지하면서 응집력을 향상시킬 수 있도록 가교도를 조절하기 위하여 가교제에 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르 1내지 2중량%를 포함 하는데, 이때 사용량이 1중량% 미만이면 충분한 가교가 이루어지지 않아 기포형성층이 유지되기 힘들고, 2중량%를 초과하면 지나친 가교가 이루어져 다른 첨가제와 혼화성이 저하된다. 일반적으로 아크릴 에멀젼형 점착제는 중합이 에멀젼 입자 내에서 이루어지며, 가교 시스템으로는 2개 이상의 중합성 이중결합을 가지는 모노머를 공중합하는 방법, 또는 상호 반응성이 있는 관능기 함유 모노머를 공중합 하는 방법 등이 이용 될 수 있으나, 본 발명에서는 기재밀착성 및 내열성 등을 극대화 하기 위하여 가교제를 사용하여 아크릴 입자내 또는 입자간 가교를 형성시키는 2차 가교 시스템을 이용한다.

본 발명에서 가교제 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르의 관능기인 글리시딜기는 중합 반응 이후, -CO-O-CH₂-COH-결합으로 바뀌면서 2차 가교 시스템을 형성한다.

전술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 아크릴 에멀젼 점착제 조성물을 제조하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저 회분 반응기안에 초기 회분 반응기 내에 투입되는 혼합물의 전체 중량 대비 50내지 80중량%의 용매, 15내지 30중량%의 혼합물 단량체, 0.3내지 1중량%의 수산 화칼륨, 0.05내지 0.2중량%의 수용성 개시제를 넣어 혼합한 후 질소 분위기에서 반응기 온도가 약 90℃가 될 때까지 교반하면서 혼합한다.

그 다음, 전체 프리에멀젼 중량 당 25중량%의 용매, 1내지 5중량%의 계면활성제, 0.5내지 2.5중량%의 수산화칼륨, 1내지 3중량%의 가교제, 0.05내지 0.1중량%의 수용성 개시제를 완전히 혼합한 후 상기 혼합물에 60내지 70중량%의 혼합물단량체를 혼합하여 프리에멀젼을 제조한다.

그 다음, 프리에멀젼을 일정한 속도로 약 3시간 동안 반응기에 투입하여 반응시켜 아크릴 에멀젼 점착제 조성물을 수득한다.

그 다음, 수득한 아크릴 에멀젼 점착제 조성물을 회분식 반응기 내에 미량펌프[FMI LAB PUMP, Fluid Metering Inc., 미국]를 이용하여 500rpm의 일정한 속도로 교반되는 반응기내에 0.1ml/s의 일정한 공기를 주입하며 20분간 교반시킨다.

그 다음, 수득한 기포층이 형성된 아크릴 에멀젼 점착제 조성물을 평탄작업이 실시된 기재 표면에 약 700㎛두깨의 층을 도포하고, 이어서 시간에 따라 5분간 70부터 140℃의 열풍을 분당 20m의 속도로 분사하여 건조 시키고 이후 상온에서 냉각시킨다.

건조된 점착제 층에는 약 1㎛의 균일한 기포층이 형성되어 점착제를 사용시 점착제면의 점착력이 아닌 생성된 기포층에 의하여 물리적인 흡착력에 의하여 점착제를 점착할 수 있다.

이하에서 실시예에 의거하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하겠는바, 본 발명이 다음 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

실시예

다음 표1의 구성 성분 및 함량으로 이루어지는 점착제 조성물을 제조한다.

구분	구성성분	함량(중량%)
기초수지	메틸 메타크릴레이트, i-부틸 메타크릴레이트	66
가교제	에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르	2.5
계면활성제	에톡시 알킬페놀	1.5
용제	비이온수	29
개시제	t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트	0.2
중화제	수산화나트륨	0.8

비교예

다음 표2의 구성 성분 및 함량으로 이루어지는 점착제 조성물을 제조한다.

구분	구성성분	함량(중량%)
기초수지	메틸 아크릴레이트	67
가교제	에틸렌글리콜 글리실 에테르	3
계면활성제	하이드록실 화합물	1
용제	비이온수	28
개시제	t-부틸퍼옥시 벤조네이트	0.2
중화제	수산화나트륨	0.8

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 점착제를 다음표에 나타낸 조건으로 물성을 측정하였고, 그 결과를 다음 표 3에 나타내었다.

시험항목	시험조건	실시예	비교예
초기박리강도(㎏/25㎜)	25℃	2.9	0.7
상온박리강도(㎏/25㎜)	25℃	3.1	1.1
내수성(㎏/25㎜)	40℃(온수)×725h	3	2
열노화성(㎏/25㎜)	80℃×72h	2.4	1.8
내한성(㎏/25㎜)	-30℃×72h	2.9	2.3
내습성(㎏/25㎜)	40℃, 95%×72h	2.8	2.2

에멀젼 점착제의 유리 전이 온도값을 측정 하였고, 그 결과를 다음 표 4에 나타내었다.

시험항목	실시예	비교예
에멀젼 점착제의 유리전이 온도(℃)	87.37	9.53

상기한 바와 같이, 본 발명의 흡착력을 이용한 유리전이온도 값이 높은 수용성 아크릴계 점착제를 이용하면 종래의 점착제에 비하여 박리강도, 내수성, 열 노화성, 내한성, 내습성 등의 물성이 종래의 점착제에 비해 우수한 성능을 보이며 특히 내수성이 뛰어나 반복사용성이 우수한 점착제의 활용이 가능하다.

Claims (5)

1. 수용성 아크릴계 에멀젼형 점착제에 있어서 수지는 유리전이 온도값이 높은 단량체를 주성분으로 하는 아크릴계 수지의 중량 대비 60내지 70중량% 25중량%의 용매, 1내지 5중량%의 에톡시 알킬페놀 계면활성제, 0.5내지 2.5중량%의 수산화칼륨, 1내지 3중량%의 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르 가교제, 0.05내지 0.1중량%의 t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 개시제를 혼합하여 만든 에멀젼에 기포층을 형성 시킨다음 기재표면에 도포하고 열풍 건조하여 만든 것을 특징으로 하는 점착제.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 아크릴계 수지는 유리전이온도 60내지 120℃의 범위를 갖는 아크릴계 단량체로부터 선택되어 Styrene(St), methyl methacrylate(MMA), i-butyl methacrylate, t-Butyl Methacrylate의 단독 또는 이들의 공중합 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 점착제.
3. 제 1 항에 있어서,

   에멀젼에 기포층을 형성시킬시 수득한 아크릴 에멀젼 점착제 조성물을 회분식 반응기 내에 미량펌프를 이용하여 100내지 1000rpm의 일정한 속도로 교반되는 반응기내 에 일정한 공기를 주입하는 것을 특징으로 하는 점착제.
4. 제 1 항에 있어서,

   기포층이 형성된 에멀젼을 기재 표면에 약 500내지 1000㎛두깨의 층을 도포한 것을 특징으로 하는 점착제.
5. 제 1 항에 있어서,

   열풍 건조시 시간에 따라 1내지 10분간 70부터 140℃의 열풍을 분당 10에서 20m의 속도로 분사하여 건조 시키고 이후 상온에서 냉각시킨 것을 특징으로 하는 점착제.