KR20130010503A - 낮은 마찰 계수를 지니는 이형 코팅 - Google Patents

낮은 마찰 계수를 지니는 이형 코팅 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이형 코팅의 조성물, 더욱 특히, 이형 라이너에 이형 코팅 층을 제공하도록 의도된 이형 코팅의 조성물로서,
ㆍ 이형제 및
ㆍ 비닐 빌딩 블록으로부터 제조된 폴리머를 기반으로 한 3차원 바디의 형태의, 0.01중량% 내지 30중량%(전체 조성물을 기준으로 함)의 미세하게 미립자로 되어 있는 첨가제를 포함하는 이형 코팅의 조성물에 관한 것이다.

Description

낮은 마찰 계수를 지니는 이형 코팅{RELEASE COATING WITH LOW FRICTION COEFFICIENT}
본 발명은 낮은 마찰 계수를 지니는 이형 코팅(release coating)에 대한 조성물에 관한 것이다.
한 면 또는 양면이 접착제로 코팅된 접착 테이프는 일반적으로, 생산 공정의 마지막에, 아르키메데스 나선(Archimedean spiral)의 형태로 롤에 감긴다. 양면 접착 테이프의 경우에, 감압 접착제가 서로 접촉하는 것을 방지하기 위해서, 또는 단면 접착 테이프의 경우에, 더 용이하게 풀리도록, 접착제는 접착 테이프가 감기기 전에 라이너 재료 라이너 재료(또한 이형 재료로 일컬어짐)로 덮인다. 이러한 종류의 라이너 재료는 라이너 또는 이형 라이너로서 당업자에게 알려져 있다. 단면 또는 양면 접착 테이프의 라이닝 외에, 라이너는 또한 라벨을 라이닝하는데 사용된다.
이러한 이형 라이너의 또 다른 기능은 사용 전에 접착제를 오염물로부터 보호하는 것이다. 또한, 이형 재료의 성질 및 조성을 통해, 이형 라이너는 접착 테이프가 요망되는 힘(약하게 또는 세게)으로 풀릴 수 있도록 조정될 수 있다. 양면이 접착제로 코팅된 접착 테이프의 경우에, 이형 라이너는 풀릴 때 접착제의 적절한 면을 먼저 노출시키는 추가 기능을 지닌다.
라이너, 또는 이형 라이너는 접착 테이프 또는 라벨의 일부가 아니라, 단지 접착 테이프 또는 라벨의 생산, 저장 또는 다이컷팅(diecutting)에 의한 추가 가공을 위한 보조물이다. 더구나, 접착 테이프의 담체(carrier)와는 대조적으로, 라이너는 접착제의 층에 견고하게 접합되지 않는다.
산업적으로 사용되는 이형 라이너는 제품을 이들의 표면에 접착시키려는 접착 경향을 저하시키기 위해서 접착 코팅 재료(또한 탈착제(dehesive) 또는 접착방지 재료라 일컬어짐)가 제공된 페이퍼 또는 필름 백킹(film backing)이다(활성 이형 기능). 이형 재료로서 또한 일컬어지는 이러한 종류의 재료로서 사용될 수 있는 다양한 여러 물질들이 있다: 왁스, 플루오르화되거나 일부 플루오르화된 화합물, 및 특히, 실리콘, 및 또한 실리콘 성분으로 된 다양한 코폴리머. 최근에, 실리콘은 우수한 가공 특성, 저렴한 비용 및 광범위한 프로파일의 특성의 장점으로 인해 접착 테이프 용도 분야에서 이형 재료로서 널리 확립되고 있다.
접착제로 양면이 코팅된 다양한 접착 테이프는 풀리지 않고, 제품에 존재하고, 제 2 접착제를 라이닝하는 이형 라이너로 도포된다. 수동적인 도포의 경우에, 접착 테이프의 접착제는 이형 라이너 상에서 손으로 작동시킴으로써 기판과의 접촉이 이루어진다. 가해진 압력으로 수행된 이러한 형태의 도포는 제품의 이형 라이너와 손 사이의 강한 접착을 수반한다. 사용된 이형 재료로 인해, 사용된 이형 라이너는 대개 높은 마찰 계수를 지니는 둔탁한 표면을 갖는다. 이러한 경우에, 제품의 도포는, 특히 빈번하게 그리고/또는 높은 속도로 수행될 경우 불쾌하거나 심지어 통증이 수반된다.
실리콘 이형 코팅의 마찰 계수는 다양한 방법에 의해 저하될 수 있지만, 이들 모두는 특정 결점을 지니는 것으로 알려져 있다.
작용화된 실리콘의 가교에 의해 형성된 종류의 비개질된 실리콘 시스템은 매우 우수한 이형 특성을 지니지만, 높은 마찰 계수를 지닌다. 실리콘 축합 시스템이 대개 산업적으로 사용되는 실리콘 부가 시스템 대신에 사용되는 경우, 마찰 계수는 다소 더 낮다. 그러나, 축합 시스템은 거의 독점적으로 독성 주석 촉매를 사용한다. 당업자는 마찰력이 이형 시스템의 층 두께를 감소시킴으로써 낮아질 수 있음을 인식하였다. 그러나, 동시에 이것은 흔히 이형 특성에서 원치 않는 저하를 초래한다. 이형 시스템의 마찰 계수는 또한 이형 시스템의 가교 상에 형성된 구조물을 확장시키는 오일 또는 물질의 첨가에 의해 낮아질 수 있다. 그러나, 이것은 이형 시스템 내에 이동가능한 물질의 비율의 증가를 초래한다. 이러한 물질은 이형 시스템과 접촉하는 접착제 상에 증착될 수 있어서 이형 시스템의 결합 강도를 낮아지게 한다.
EP 0 903 385 B1에는 메틸트리메톡시실란의 조절된 가수분해에 의해 제조된 구형 실리콘 입자의 첨가를 통한 방사선-가교 실리콘 시스템의 마찰력 저하가 기재되어 있다. 고비용의 비가요성 생산 공정은 본 발명의 한 가지 측면에서 특히 유리한 사용인, 다공성 또는 중공성 첨가제의 사용을 저해한다.
US 7,198,854 B에는 마찰력을 저하시키고, 윤기가 나는 외관으로 생산되게 하려는 목적으로 직물 재료로 처리한 실리콘 포뮬레이션이 기재되어 있다. 이러한 효과는 나일론과 실리카 입자의 혼합물을 첨가하는 경우 발생된다. 실리카 입자의 사용은 접착 테이프 섹터에서 바람직하지 않은 이형력(release force)의 증가를 초래한다.
US 5,620,775 A에는 반사율 및 마찰력을 향상시키기 위해서, 그리고 친수성 표면을 생성시키기 위해서, 20 내지 180μm 직경의 유리 비드를 함유하는 물품의 코팅이 기재되어 있다.
그러나, 20μm 직경의 비드는 이형 필름 및 이형 페이퍼에 적용하기에 너무 크고, 친유성 표면의 생성은 접착제의 이형 특성에 상당한 저하를 초래할 것이다.
본 발명의 목적은 안정하고 낮은 이형 값과 낮은 마찰 계수가 조합되고, 접착 테이프 섹터에서 적용하는 경우, 접촉 후 접착제에 대한 이형 코팅의 특정 성분의 전사(transfer)를 통해 결합 강도의 어떠한 감소를 나타내지 않는 이형 층을 생산하는 것이다. 본 발명에 따라 생산된 이형 층은 독성을 나타내지 않고, 공정 공학의 관점에서 볼 때, 용이하게 조작가능하다. 일반적으로 말하면, 본 발명은 종래 기술의 결점을 극복하는 것을 목표로 하고 있다.
상기 목적은 주요 특허청구범위에 기록되어 있는 이형 코팅의 조성물에 의해 달성된다. 종속항은 본 발명의 대상물의 유리한 개발을 제공한다. 본 발명은 추가적으로 이러한 조성물의 용도를 포함한다.
따라서, 본 발명은 코팅 조성물, 더욱 특히, 이형 라이너에 이형 코팅 층을 제공하도록 의도된 코팅 조성물로서,
ㆍ 이형제 및
ㆍ 비닐 빌딩 블록(building block)으로부터 제조된 폴리머를 기반으로 한 3차원 바디(body) 형태의, 0.01중량% 내지 30중량%, 바람직하게는 0.1 내지 10중량%, 더욱 바람직하게는 0.3중량% 내지 5중량%(각각의 경우에, 전체 조성물을 기준으로 함)의 분말형 첨가제를 포함하는 코팅 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 비닐 빌딩 블록으로부터 제조된 폴리머는 탄소-탄소 이중 결합의 중합에 의해 제조된 폴리머이다. 예에는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴레이트 및 폴리메타크릴레이트, 더욱 특히 폴리메틸 메타크릴레이트가 포함된다.
본 발명의 한 가지 첫 번째 유리한 구체예에 따르면, 이형 코팅은 단지 이형제 및 첨가제로만 구성된다.
본 발명의 관점에서, 3차원 바디는 경계면에 의해 형성될 수 있는 3차원의 제한된 기하 형태를 의미한다. 기하 형태는 어떠한 하나의 평면에 완전히 함유되지 않을 경우 3차원으로 언급되고, 이러한 형태를 완전히 함유하는 구체가 존재하는 경우 제한된다.
가장 잘 알려진 바디는 플랫형이거나 원형이거나 구형인 경계면이 가능하다. 예에는 원기둥, 원뿔, 구, 각기둥, 각뿔, 사면체, 육면체, 및 또한 오각 정다면체가 있다. 바디가 오로지 평면으로 제한되어 있는 경우, 폴리토프(polytope) 또는 제한된 폴리헤드론(다면체로 되어 있는 바디)으로 언급된다.
따라서, 본 발명에 따라 제조된 바디는 다른 것들 중에서 하기 형태를 지닐 수 있다:
ㆍ 평행체, 특정 예로서 입방체(cuboid) 및 육면체(정육면체)
ㆍ 각기둥, 일반적으로 원기둥으, 특정 예로서 입방체 및 육면체
ㆍ 각뿔, 일반적으로 원뿔, 특정 예로서 사면체
ㆍ 엇각기둥, 특정 예로서 8면체.
본 발명에 따라, 바람직게는 타원체, 더욱 바람직하게는 회전 타원체, 매우 바람하게는 구체이다.
예를 들어, 정육면체와 같이 더욱 특히 상기 언급된 형태들을 포함하는 바디는 바람직하게는 모서리 또는 날카로운 단부를 지니지 않는다. 이러한 목적을 위해, 실제로 존재하는 모서리 또는 단부는 깎아질 수 있거나, 깎아졌을 수 있다.
본 발명의 또 다른 유리한 구체예에 따르면, 바디의 장축 직경(장직경) 길이는 0.01μm 내지 10μm, 바람직하게는 0.1μm 내지 8μm, 더욱 바람직하게는 1μm 내지 4μm이다.
본원에서 바디의 장직경은 가장 긴 길이를 갖는 직경인 것으로 간주된다.
추가로 바람직하게는, 단직경의 길이는 장직경의 길이와 20% 이하, 바람직하게는 10% 이하만큼 차이가 난다.
본원에서 바디의 단직경은 가장 짧은 길이를 갖는 직경인 것으로 간주된다.
이상적인 구체의 경우에, 또는 직육면체의 경우에, 장직경 및 단직경의 길이는 동일하다.
일반적으로, 바디는 고형 재료이다. 그러나, 유리하게는 바디는 중공성 및/또는 다공성이다.
본 발명의 한 가지 특정 측면에서, 다공성 바디를 사용하는 것이 유리한데, 왜냐하면 다공성 바디가 이형 코팅으로 코팅된 백킹을 라이팅(writing)되거나 프린팅(printing)되게 하기 때문이다. 더구나, 다공성 또는 중공성 바디의 사용은 층이 피부에 특히 좋은 느낌을 갖게 하는, 다시 말해서, 특히 낮은 마찰 계수를 갖게 한다.
추가로 바람직하게는, 바디는 PMMA(폴리메틸 메타크릴레이트) 또는 PMMA의 혼합물로 구성된다.
본 발명의 한 가지 특히 이로운 구체예에서, 첨가제로서, 1μm 내지 4μm의 장직경을 갖는 PMMA의 구체를 포함한다. 이상적인 구형 형태의 부재 하에, 구형의 단직경은 바디의 장직경과 5% 이하만큼 차이가 난다.
이형제로서, 당업자에게 알려진 모든 시스템을 사용하는 것이 가능하다.
이형제는 바람직하게는 실리콘, 플루오르화된 실리콘, 실리콘 코폴리머, 왁스, 카바메이트, 또는 둘 이상의 상기 명시된 물질들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
이형제는 용매-함유 및/또는 용매-비함유 시스템을 포함할 수 있고, 용매-비함유 시스템이 바람직하다.
이형제는 방사선-가교(UV 또는 전자 빔), 축합- 또는 부가-가교될 수 있고, 바람직하게는 부가-가교된다.
사용된 이형제는 바람직하게는 가교가능한 실리콘 시스템이다. 이들은 가교 촉매와 소위 열적 경화가능 축합-가교 또는 부가-가교 폴리실록산의 혼합물을 포함한다. 축합-가교 실리콘 시스템의 경우, 조성물에 존재하는 가교 촉매는 종종 주석 화합물, 예컨대, 디부틸 틴 디아세테이트이다.
부가-가교를 기반으로 한 실리콘-기반 이형제는 하이드로실릴화(hydrosilylation)에 의해 경화될 수 있다. 이러한 이형 시스템은 전형적으로 하기 성분들을 포함한다:
ㆍ 알케닐화된 폴리디오가노실록산(특히, 말단 알케닐기를 지닌 선형 폴리머),
ㆍ 폴리오가노하이드로실록산 가교제, 및
ㆍ 히드로실릴화 촉매.
부가-가교 실리콘 시스템을 위해 확립된 촉매(하이드로실릴화 촉매)에는 예를 들어, 플래티넘 또는 플래티넘의 화합물, 예컨대, 칼스테드트(Karstedt) 촉매[Pt(0) 착물 화합물]가 포함된다.
더욱이, 또한, UV-경화가능, 양이온성 가교, 에폭사이드- 및/또는 비닐 에테르-기반 실록산, 및/또는 예를 들어, 아크릴레이트-개질된 실록산과 같은 UV-경화가능, 라디칼 가교 실록산과 함께, 광개시제로서 알려진 광활성 촉매를 사용하는 것이 가능하다. 전자 빔-경화가능 실록산 아크릴레이트의 사용 또한 가능하다. 이들의 의도된 사용에 따라, 그러한 시스템은 또한 첨가제, 예컨대, 안정제 또는 유량 조절 보조제(flow control assistants)를 추가로 포함할 수 있다.
광중합가능 오가노폴리실록산 조성물이 또한 사용될 수 있다. 예에는, 광감제(photosensitizer)의 존재하에서, 실리콘 원자에 직접적으로 부착된 (메트)아크릴레이트기에 의해 치환된 탄화수소 라디칼을 갖는 오가노폴리실록산들 사이의 반응을 통해 가교된 조성물이 포함된다(참조: EP 0 168 713 B1 또는 DE 38 20 294 C1). 마찬가지로, 사용하기에 적합한 것은 실리콘 원자에 직접적으로 부착된 메르캅토-기-치환된 탄화수소를 갖는 오가노폴리실록산들, 및 실리콘 원자에 직접적으로 부착된 비닐 기를 갖는 오가노폴리실록산들 사이의 가교 반응이 광감제의 존재 하에 유도된 조성물이다. 이러한 종류의 조성물은 예를 들어, US 4,725,630 A1에 기재되어 있다.
예를 들어, 실리콘 원자에 직접적으로 부착된 에폭시-기-치환된 탄화수소 라디칼을 갖는, DE 33 16 166 C1에 기재된 오가노폴리실록산 조성물을 사용하는 경우, 가교 반응은 첨가된 오니윰 염(onium salt) 촉매의 광분해에 의해 얻어진 촉매량의 산의 방출에 의해 유도된다. 양이온 메카니즘에 의해 경화될 수 있는 다른 오가노폴리실록산 조성물은 예를 들어, 프로페닐옥시실록산 말단기를 갖는 재료이다.
추가적으로, 플루오르화된 실리콘 및/또는 실리콘 코폴리머를 사용하는 것이 가능하다.
본 발명의 한 가지 특히 유리한 구체예에 따르면, 이형 코팅의 조성물은 하기와 같다:
ㆍ 사용된 이형제는 기본 폴리머로서 비닐-작용화된 폴리실록산, 가교제로서 메틸하이드로실록산, 및 플래티넘 촉매로 이루어진 부가-가교 실리콘 시스템이다- 92.5중량% 내지 99.5중량%의 분율.
ㆍ 이러한 이형제에 첨가된 첨가제는 1μm 내지 4μm의 장직경을 갖는 PMMA의 구체이다- 0.5중량% 내지 7.5중량%의 분율. 다시 본원에서, 이상적인 구형 형태의 부재 하에, 구체의 단직경은 바디의 장직경과 10% 이하만큼 차이가 난다. 혼합물은 완전히 균질화된다.
본 발명은 추가로 (감압) 접착제와 직접 접촉되어 사용될 수 있는 이형 라이너를 제공하기 위한, 백킹 상에 하나 이상의 층의 형태로 되어 있는 이형 코팅의 용도를 제공한다. 이러한 목적을 위해, 코팅은 바람직하게는 연속층으로서 이형 라이너에 도포된다. 이형 라이너는 바람직하게는 양면에 이형 코팅이 제공된다.
실리콘은 - 용매를 사용하지 않고(solventlessly) 또는 용액으로부터 - 백킹에 도포되고, 당업자에게 친숙한 모든 코팅 방법을 이용하는 것이 가능하고, 필요 시 건조되어(용매가 제거됨), 그 후 즉시 바람직하게는 연속 실리콘 코팅을 형성시킨다.
이형 코팅은 바람직하게는 0.1 내지 5.0μm, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 2.5μm, 매우 바람직하게는 0.4 내지 2.0μm의 층 두께로 도포된다.
라이너에 사용되는 백킹 재료는 특히, 페이퍼 또는 필름일 수 있다. 이러한 경우에 필름은 바람직하게는 이축 연신된 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부텐, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 단축 연신된 폴리프로필렌, 이축 연신된 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌의 필름이고, 특히 바람직하게는 폴리올레핀 필름(폴리프로필렌 및 폴리에틸렌 필름) 또는 폴리에스테르 필름이다.
마지막으로, 본 발명은 접착 테이프에서 본 발명의 이형 코팅 - 바람직하게는 실리콘-기반 - 의 바람직하게는 단면 또는 양면 접착 테이프가 한 면 또는 양면 상에 라이닝되는 이형 라이너 상에 하나 이상의 층으로서의 용도에 관한 것이다. 일반적으로, 단면 접착 테이프는 접착제 면 상에서 이형 라이너로 라이닝된다. 양면 접착 테이프의 경우에, 하나의 이형 라이너가 충분할 수 있고, 그렇지 않으면, 두 접착제 면 모두에 각각 하나의 이형 라이너가 제공될 수 있다.
접착 테이프에 존재하는 접착제는 감압 접착제여서 코팅이 이형제로서 작용하는 단면 접착 테이프를 생산한다. 감압 접착제는 단지 비교적 약하게 가해진 압력 하에 기판에 대한 영구적인 접합을 가능하게 하는 접착제이고, 사용 후 실질적으로 잔여물 없이 기판으로부터 다시 탈착될 수 있다. 실온에서, 감압 접착제는 영구적인 접착제이다 - 즉, 감압 접착제는 충분한 저점도 및 고점착성을 지녀서 가해진 압력이 낮을 때에도 문제의 결합 기판의 표면을 습윤화시킨다. 접착제의 결합력은 접착제의 접착 특성으로부터 유발되고, 재탈착력은 응집(cohesive) 특성으로부터 유발된다. 다양한 화합물들이 감압 접착제를 위한 기본물질로서 고려된다.
본 발명의 목적을 위해 유리한 것으로 언급될 수 있는 감압 접착제의 예는 - 어떠한 제한을 부과하고자 하지 않으면서 - 다음과 같다: 불포화 또는 수소화된 폴리디엔 블록의 엘라스토머 블록(elastomer block)(폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 이 둘 모두의 코폴리머, 및 당업자에게 친숙한 그 밖의 엘라스토머 블록)을 지니는, 아크릴레이트, 실리콘, 천연 고무, 합성 고무 및 스티렌 블록 코폴리머 조성물 및 또한 실리콘-기반 이형 코팅이 특히 사용될 수 있는, 당업자에게 친숙한, 추가의 감압 접착제. 아크릴레이트-기반 감압 접착제가 본원의 명세서의 문맥에서 언급되는 경우, 그러한 용어는 또한, 달리 명시적으로 기재되지 않는 한, 어떠한 명백한 설명 없어도 메타크릴레이트를 기반으로 하는 감압 접착제, 및 아크릴레이트와 메타크릴레이트를 기반으로 하는 감압 접착제를 포함하는 것으로 언급되어야 한다. 마찬가지로, 본 발명의 문맥에서 둘 이상의 기본 폴리머들의 조합물 및 블렌드가 포함되고, 또한, 점착제 수지, 충전제, 에이징 억제제, 및 가교제가 첨가된 접착제가 포함되며, 상기 첨가제의 목록은 단지 예시적인 것이며 이로 제한되는 것이 아니다.
접착 테이프의 담체 또는 라이너는 용액 또는 분산액으로부터의, 또는 100% 형태(예를 들어, 용융물)의 바람직한 감압 접착제로 또는 공압출에 의해 한 면 상에 코팅된다. 대안적인 선택은 접착제 층의 전사에 의한, 라미네이션(lamination)에 의한 코팅이다. 접착 층 또는 층들은 열 또는 에너지 빔에 의해 가교될 수 있다.
상기 특성들을 최적화시키기 위해, 바람직하게는 사용된 자가 접착제 조성물을, 하나 이상의 접착제, 예컨대, 점착제(수지), 가소제, 충전제, 안료, UV 흡수제, 광 안정화제, 에이징 억제제, 가교제, 가교 촉진제 또는 엘라스토머와 블렌딩할 수 있다.
접착제 층의 양은 바람직하게는 10 내지 120g/㎡, 바람직하게는 25 내지 100g/㎡(이 양은 필요한 경우 물 또는 용매를 제거한 후의 양으로 일컬어지고; 상기 수치는 또한 대략 ㎛인 두께에 상응함)이다.
접착력을 향상시키기 위해서, 감압 접착제로 코팅되어야 하는 담체의 면의 물리적 사전처리를 수행하고, 그러한 처리는 예를 들어, 플레임(flame), 플라즈마 또는 코로나(corona) 방법에 의해 수행되는 것이 유리하다.
필요에 따라, 감압 접착제의 층이 담체에 도포되기 전에 프라이머 층이 도포될 수 있고, 그러한 프라이머 도포는 더욱 특히, 용매를 사용하지 않고, 예컨대, 공압출에 의해 수행되어, 예를 들어 백킹 층과 감압 접착제의 층 사이에 위치된 프라이머 층을 제공한다.
사용될 수 있는 프라이머는 예를 들어, 이소프렌- 또는 부타디엔-함유 고무 및/또는 고리화고무 기반의, 공지된 분산액 및 용매 시스템이다. 첨가제로서 이소시아네이트 또는 에폭시 수지는 접착력을 향상시키고, 일부 경우에 또한 감압 접착제의 전단 강도를 증가시킨다. 물리적 표면 처리, 예컨대, 플레이밍, 코로나 또는 플라즈마 또는 공압출 층은 마찬가지로 접착력을 향상시키기에 적합하다. 특히 바람직한 것은 접착제, 더욱 특히, 아크릴레이트 기반의 접착제의 용매-비함유 층을 사용하는 경우 상기 언급된 방법을 사용하는 것이다.
표준 프라이머의 설명은 예를 들어, 문헌("Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology", D. Statas, (3rd edition))에서 확인된다.
특히 이점으로는, 이형 라이너가 페이퍼 또는 필름의 웹(web)을 접합시키는데 사용되는 접합 테이프에 사용된다는 것이다.
웹 형태의 플랫형 재료, 특히, 페이퍼는 감겨서 베일(bale)을 형성한다. 이러한 종류의 베일은 예를 들어, 페이퍼-가공 기계에 또는 프린팅 및/또는 패키징 기계에 공급된다. 그러한 유닛의 작업을 진행할 경우, 플라이(fly) 상에서 이루어지는 교체에서, 롤의 교체를 위해 빠르게 구동하는 기계를 정지시키지 않으면서, 새로운 감긴 베일의 개시 부분을 웹 형태의 플랫형 재료의 제 1 베일의 마지막 부분에 부착시키고, 적합한 방식으로 개시 부분과 마지막 부분을 접합시키는 것이 필요하다. 이러한 작업은 스플라이싱(splicing)이라 일컬어진다.
이러한 목적을 위해, 제지 산업에서 오래된 재료 웹의 마지막 부분과 새로운 재료 웹의 개시 부분 사이에 결합이 발생하도록, 자가 접착제 조성물의 두 층과 백킹 층으로 필수적으로 구성되는 양면 자가 접착 테이프가 사용된다. 이러한 경우에, 오래된 재료 웹의 마지막 부분은 새로운 재료 웹의 개시 부분에 결합된다.
본 발명의 목적을 위해, 일반적인 표현 "접착 테이프"는 모든 시트 유사 구조, 예를 들어, 2차원적으로 연장된 시트 또는 시트 섹션, 연장된 길이 및 제한된 폭을 갖는 테이프, 테이프 섹션, 라벨 및 다이컷(diecut) 등을 포함한다.
본 발명의 접착제는 백킹 상에서 본 발명의 접착제가 없는 동일한 시스템의 마찰 계수보다 상당히 더 낮은 마찰 계수를 지니는 이형 코팅 조성물을 생산한다.
이러한 접착제는 다른 여러 접착제에 비해 효과적인 이형 특성을 보유하면서 이형 층의 마찰력을 저하시킨다.
더구나, 백킹 필름 상의 용매-함유 실리콘 이형 시스템의 경우에, 본 발명에 따른 접착제는 이형 시스템으로 덮인 감압 접착제 매스(mass)의 결합 강도 하락율(depression)을 저하시킨다. 접착제의 마찰력이 증가하면, 1 내지 8중량% 범위 이상으로, 결합 강도 하락율이 저하되는 것으로 관찰되었다. 따라서, 본 발명의 추가 대상물은 백킹 필름 및 용매-함유 이형 코팅을 포함하는 이형 라이너이고, 여기서 이형 코팅은 실리콘, 플루오르화된 실리콘, 실리콘 코폴리머 및 상기 언급된 물질들 중 둘 이상의 물질들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 이형제 및 비닐 빌딩 블록으로부터 제조된 폴리머를 기반으로 한 3차원 바디의 형태의, 이형 코팅의 총 중량을 기준으로 1 내지 8중량%의 미세하게 미립자로 되어 있는 첨가제를 포함한다.
따라서, 상기 언급된 이형 라이너에 적용가능한 본 발명의 모든 바람직한 구체예는 상기 언급된 이형 이에너에 대해서도 바람직한 것으로 간주된다. 특히 바람직하게는, 백킹 필름의 재료는 이축 연신된 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부텐, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 단축 연신된 폴리프로필렌, 이축 연신된 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택되고; 이형 층은 이형제로서 부가-가교된 실리콘 및 이형 코팅의 총 중량을 기준으로 2 내지 8중량%의, 본 발명에 따른 미세하게 미립자로 되어 있는 첨가제를 포함한다. 특별히 바람직하게는, 백킹 필름의 재료는 단축 연신된 폴리프로필렌(MOPP)이다.
"용매-함유 이형 코팅" 또는 "용매-함유 실리콘 이형 시스템"은 각각, 각 이형 시스템이 효과적인 용매-함유 시스템으로서 적용됨을 의미하지만; 일반적으로 열적으로 개시된 가교 후, 기껏해야 미량의 용매만이 이형 시스템에 존재한다. 그러나, 당업자는 "용매-함유 시스템"을 그러한 용매-기반으로 얻어진 이형 코팅의 특정 특성을 나타내는 것으로 일컫는다.
실시예
본 발명은 이로 제한되지 않으면서 이하 실시예에 의해 설명된다. 달리 지시되지 않는 한, 성분의 모든 분율은 각각의 경우에 중량을 기준으로 제시된다.
이형 시스템의 생산 및 코팅
글라신 페이퍼(
Figure pat00001
으로부터 Silca ind. 2S 화이트 SCO 90g) 상에서 실험실 코팅 유닛을 사용하여 첨가제의 존재 또는 부재하에 하기 지시된 이형 시스템 포뮬레이션을 도포시킴으로써 이형 라이너를 생성시켰다. 대략 1.5μm의 두께를 갖는 층에 상응하는 코트중량(coatweight)은 1.5g/cm2였다. 코팅을 수행한 후, 이형 시스템을 30초 동안 160℃의 강제-공기 오븐(forced-air oven)에서 가교시켰다.
이러한 방식으로 생성된 라이너를 마찰 계수, 테스트 테이프 tesa? 7475 및 tesa? 7476의 이형 값, 및 또한 코트중량 및 결합 강도 하락율에 대해 분석하였다. 시험 테이프 tesa? 7475는 PVC 백킹 두께가 40μm였고, 수지-개질된 감압 아크릴레이트 접착제로 95g/m2에서 코팅시켰다. 시험 테이프 tesa? 7476은 160g/m2의 두께를 갖는 백킹 상에서 130g/m2의 감압 천연 고무 접착제의 코트중량을 사용하였다.
이형 거동의 측정
상기 기재된 이형 라이너를 2개의 상이한 접착 테이프에 결합시켰다. 이러한 목적을 위해, 각각의 경우에 20mm의 폭 및 300mm의 길이를 갖는 시험 테이프 tesa? 7475 및 tesa? 7476의 스트립을 이형 라이너에 부착시켰다. 각각의 샘플의 경우, 시험 테이프 tesa? 7475를 갖는, 세 개의 라미네이트의 라이너 및 시험 테이프 tesa? 7476를 갖는 라이너를 각각 24시간 동안 소정의 압력 및 온도에서 저장하였다. 저장 온도는 tesa? 7476 시험 테이프의 경우 40℃, tesa? 7475의 경우 70℃였다.
둘 모두의 경우 압력은 4N/cm2였다.
23℃ 및 50% 상대 습도의 조절된 기후 챔버(controlled-climate chamber)에서 2시간 동안 샘플의 후속 저장 후, 인장 시험에 의해 이형 거동을 측정하였다.
결합 강도 하락율의 측정
또한, 시험 테이프 tesa? 7475의 결합 강도 하락율을 측정함으로써 실리콘의 또는 여러 첨가제의 가능한 전사를 평가하였다. 이러한 목적을 위해, 스틸 표면에 대한 새로운 tesa? 7475 시험 테이프의 결합 강도를 인장 시험에 의해 측정하였다.
이어서, 24시간 동안 소정의 압력 및 온도에서 라이너와 함께 미리 저장한 tesa? 7475 시험 테이프를 이형 거동의 측정의 경우와 마찬가지로 스틸에 부착시키고, 인장 시험에 의해 결합 강도를 측정하였다. 결합 강도 하락율을 하기 식에 따라 계산하였다:
Figure pat00002
실리콘 부가물의 측정
실리콘 기반 이형 시스템의 경우, 이형 시스템의 부가물을 X-선 형광 분석에 의해 측정하였다. 이러한 목적을 위해, 분석 하에 이형 시스템으로 코팅된 담체를 내부(폴리디메틸실록산) 기준과 함께, Oxford의 Lab-X3000 X-선 형광 분석기를 사용하여 분석하였다. 이러한 방법으로 이형 층의 두께를 실리콘 신호의 강도로부터 측정하였기 때문에, 사용된 특정 첨가제는 측정된 층 두께에 기여할 것이고, 그 밖의 것들은 첨가제 자체가 실리콘을 함유하는지의 여부에 좌우되지 않을 것임을 유념해야 한다.
마찰 계수의 측정
마찰 계수, 또는 이의 뒤에 잠재되어 있는 문제, 즉, 이형 시스템이 스트로킹(stroking) 하에 좋은 피부 느낌을 갖는지의 여부를 측정하기 위해, 5개의 테스터에 의한 직접 비교로 이형 시스템으로 코팅된 샘플을 평가하였다. 평가에 대한 기준은 알맞게 좋은 압력 하에 손으로 이형-시스템-코팅된 라이너를 스트로킹 시 - 다시 말해서, 감압 접착제의 적용에 대한 당업자에게 관례적인 방법에서 피부 느낌이다. 평가 등급은 1에서 10까지이고, 더 높은 숫자의 점수가 더 좋은 피부 느낌을 나타낸다. 각각의 테스터는 가장 좋은 피부 느낌을 10으로, 가장 좋지 않은 피부 느낌을 1로서 샘플을 점수 매겼다. 특정 피부 느낌에 따라, 모든 추가의 샘플을 이들과 비교하여 점수 매겼다. 평가의 목적을 위해, 여러 테스터로부터의 평가의 평균을 계산하였다.
이형 시스템의 마킹성 ( markability ) 측정
이형 재료의 마킹성을 측정하기 위해, 텍스트 마커(Edding 3000 RED, Permanent Marker)를 사용하여 이형 재료를 마킹하였다. 10초의 건조 시간 후, 쓰여진 마크를 적절한 압력을 가하면서 티슈로 닦았다. 이형 시스템 상에서 쓰여진 마크의 이동 정도 또는 닦음으로써 지워지는 정도에 좌우하여, 이형 시스템 상에 쓰여진 것의 완전한 제거를 나타내면 1, 전혀 이동이 없으면 10으로, 점수를 1 내지 10으로 평가하였다.
실시예 1
첨가제 부재 / 첨가제 존재 하의 실리콘 시스템
실리콘 시스템 A는 Wacker로부터의 부가-가교 실리콘 시스템이었다. 9.75g의 DEH 915(비닐 기로 작용화된 폴리디메틸실록산)를 0.33g의 V24(메틸하이드로폴리실록산) 및 0.08g의 Kat OL(플래티넘 촉매, 또한 명칭 "Karstedt 촉매"로 알려짐)과 혼합하였다.
실리콘 시스템 B는 Momentive로부터의 부가-가교 실리콘 시스템이었다. 9.75g의 SL 6961(비닐 기로 작용화된 폴리디메틸실록산)을 0.33g의 SL 4330(메틸하이드로젠폴리실록산) 및 0.8g의 SL 6210(플래티넘 촉매, 또한 명칭 "Karstedt 촉매"로 알려짐)과 혼합하였다.
실리콘 시스템 A를 PMMA 구체(Sensient로부터의 Covabead LH 70/3, 3μm의 입자 직경(장직경)을 지니는 구형 PMMA 비드)의 여러 분획과 혼합하고, 혼합물을 균질화시켰다. 모든 실리콘 포뮬레이션을 글라신 페이퍼(
Figure pat00003
으로부터의 Silca ind. 2S 화이트 SCO 90g) 상에서 실험실 코팅 기계를 사용하여 1.5g/m2의 실리콘 부가물로 코팅하였다. 코팅된 샘플을 30초 동안 160℃의 오븐에서 가교시켰다. 이어서, 테스트 테이프로 이형 값 및 또한 결합 강도 하락율 및 시료의 마찰 특성을 상기 기재된 바와 같이 평가하였다.
결과는 표 1에 요약되어 있다.
Figure pat00004
표 1에 기재된 값은 본 발명의 첨가제가 이형 거동을 변화시키지 않음을 분명히 나타냈다 - tesa? 7475 및 tesa? 7476에 대한 이형 값을 통해, 그리고 결합 강도 하락율에 의해 나타난 바와 같음. 이와 동시에, 첨가제는 라이너의 마찰 특성을 상당히 향상시켰다. PMMA 첨가제 분율의 증가는 분석 하의 범위 내에서 마찰특성의 향상을 초래하였다.
비교예 2
본 발명이 아닌 첨가제로 되어 있는 실리콘 시스템
실시예 1에서와 같이, 실리콘 시스템 A를 선택하고, 실시예 1에 기재된 바와 같이, 포뮬레이션을 가공하고, 코팅하고, 가교시켰다.
CFA100은 작용기의 매우 낮은 마찰력을 지니는 고분자량의 오가노폴리실록산이고, Wacker Chemie AG에서 제조되었다.
Figure pat00005
분석된 실리콘 시스템에서, CFA100의 첨가 결과로서, 마찰 특성에 상당한 향상이 없는 것으로 나타났다. 두 시험 테이프, tesa? 7475 및 tesa? 7476에서 결합 강도 하락율이 증가되었지만, 이형력은 일정하게 유지되었다. 박리 및 마킹성은 단지 약간의 차이만을 나타냈다.
비교예 3
본 발명이 아닌 첨가제로 되어 있는 실리콘 시스템
실시예 1에서와 같이, 실리콘 시스템 A를 선택하였다.
실리콘 시스템에 고형 및 중공 바디 형태의, 여러 실리카 입자를 첨가하고, 실시예 1에 기재된 바와 같이, 포뮬레이션을 가공하고, 글라신 상에서 코팅하고, 가교시켰다. MSS-500/3은 3μm의 직경(장직경)을 갖는 Kobo로부터의 구형 실리카 입자이다. MSS-500/3H는 3μm의 직경(장직경)을 갖는 Kobo로부터의 표면-개질된 구형 실리카 입자이다. 실리카 쉘은 3μm의 직경(장직경)을 갖는 Kobo로부터의 타원형 중공 실리카 비드이고, 단직경은 장직경과 66% 차이가 난다. 실리카 쉘 SH는 3μm의 직경(장직경)을 갖는 Kobo로부터의 표면-개질된 타원형 중공 실리카 비드이다.
Figure pat00006
실리카 입자의 첨가는 모든 경우에 마찰 특성의 향상을 초래하였다. 또한, 이형 시스템의 마킹성은 실리카 입자의 첨가에 의해 눈에 띄게 향상되었다. 그러나, 첨가된 실리카 입자로 되어 있는 이형 시스템의 이형 거동은 상당히 저하되었다.
실시예 4
첨가물 중량의 변화
실시예 1에서와 같이, 실리콘 시스템 A를 선택하였다. 실리콘 시스템을 각각의 경우에 2.5%의 PMMA 구체(Sensient로부터의 Covabead LH 70/3, 3μm의 입자 직경(장직경)을 갖는 구형 PMMA)와 혼합하고, 실시예 1에 기재된 바와 같이, 포뮬레이션을 가공하고, 글라신 상에서 코팅하고, 가교시켰다.
Figure pat00007
표 4에 제시된 데이터는 이형 층의 첨가물 중량을 증가시키는 경우, 마찰 특성이 불량해지고, 이형 특성이 우수해짐을 나타낸다. 이형 특성은 분석 하의 범위 전체에 걸쳐 우수함에서 매우 우수한 정도였으나, 각각의 첨가물 중량의 경우, 마찰 특성은 첨가제가 없는 표준 및 1.5g/m2중량 실리콘 첨가물이 존재하는 경우에 비해 상당히 우수하였다.
실시예 5
여러 첨가제의 비교
실시예 1에서와 같이, 실리콘 시스템 A를 선택하였다. 실리콘 시스템을 각각의 경우에 기재된 첨가물과 혼합하고, 실시예 1에 기재된 바와 같이, 포뮬레이션을 가공하고, 글라신 페이퍼(
Figure pat00008
으로부터의 Silca ind. 2S 화이트 SCO 90g) 상에서 코팅하고, 가교시켰다. 이어서, 담체 상의 이형 코팅의 고정력(anchorage)를 상기 기재된 박리 시험에 따라 분석하였다. 사용된 실리콘 입자는 Momentive로부터의 TOSPEARL 120이었다. 폴리아미드 입자는 Arkema Inc.로부터의 5μm의 평균 직경(장직경)을 갖는 구형 입자이다.
Figure pat00009
표 5에 기재된 데이터는 PMMA 입자(Sensient로부터의 Covabead LH 70/3, 3μm의 입자 직경(장직경)을 갖는 구형 PMMA 비드)로 되어 있는 이형 층이 우수한 고정력, 매우 우수한 이형 특성, 낮은 결합 강도 하락율 및 가장 우수한 마찰 특성을 나타냈음을 보여준다. 다른 첨가제는 관련 특성의 전체 스펙트럼에 걸쳐 PMMA 입자와 같은 우수한 값과 조합되지 않았다.
실시예 6
결합 강도 하락율에 대한 미세입자 첨가의 영향
1.3μm의 입자 직경을 갖는 폴리스티렌 입자(Soken으로부터의 SX 130H)를 용매-함유, 부가-가교 실리콘 시스템(Dow Corning으로부터의 SB 7458, 본원에서 이하 "실리콘 시스템 C")에 여러 분획으로 첨가하였다. 얻어진 시스템을 0.4g/m2의 층 두께로 MOPP 백킹에 도포하였다. 이어서, 시스템을 오븐에서 15초 동안 110℃에서 가교시켰다.
이에 따라 얻어진 이형 라이너를 시험 접착 테이프 tesa? 7475의 20mm의 너비 및 300mm의 길이 스트립에 결합시켰다. 각각의 경우에 샘플 당, 시험 접착 테이프 tesa? 7475로 되어 있는, 3개의 라미네이트의 라이너를 24시간 동안 소정의 압력 및 온도에서 저장하였다. 온도는 시험 접착 테이프 tesa? 7475의 경우, 70℃였다. 압력은 4N/cm2였다. 23℃ 및 50% 상대 습도의 조절된 측정 룸(conditioned measuring room)에서 2시간 동안 샘플의 후속 저장 후, 시험 접착 테이프의 결합 강도 하락율을 인장 시험에 의해 스틸 표면 상에서, 새로운 덮이지 않은 접착 테이프 tesa? 7475와 비교하여 측정하였다. 결합 강도 하락율은 하기 식에 따라 계산하였다:
결합 강도 하락율 = [(새로운 테이프의 결합 강도 - 라이너로 덮인 테이프의 결합 강도) / 새로운 테이프의 결합 강도] * 100%
실험을 그라신 상에서 뿐만 아니라 MOPP 백킹 상에서 더 작은 폴리메틸 메타크릴레이트의 구체(0.6μm의 직경)로 반복하였다.
이어서, 실리콘 이형 시스템의 결합 강도 하락율에 대한 미세입자 첨가의 영향을 용매-비함유 부가-가교 실리콘 시스템의 경우와 비교하여 수행하였다. 이러한 목적을 위해, PMMA-구체(Sensient로부터의 Covabead LH 70/3, 3μm의 입자 직경(장직경)을 지니는 PMMA-구체)를 포함하는 실리콘 시스템 A를 1.5g/m2의 도포 중량으로 75μm의 강한 PET 필름에 도포하고, 오븐에서 30초 동안 가교시켰다. 이에 따라 얻어진 이형 라이너를 본원에서 상기 기재된 방식으로 시험 접합 테이프에 도포하고, 라미네이트를 상기 기재된 바와 같이 저장하고, 결합 강도 하락율을 본원에서 상기 기재된 방법에 따라 측정하였다. 결과는 표 6에 기재되어 있다.
Figure pat00010
결과는 백킹 필름 상의 용매-함유 실리콘 이형 시스템의 결합 강도 하락율이 적어도, 본 발명에 따른 8중량% 이하의 미세하게 미립자로 되어 있는 첨가제의 첨가 시 상당히 저하되었음을 입증한다. 그러나, 표 6으로부터 명백하게 되는 바와 같이, 이러한 효과는 다른 백킹 또는 용매-비함유 시스템에 전사될 수 없고; 이러한 경우에, 결합 강도 하락율에 대한 미세 입자의 첨가의 영향은 없는 것으로 인식될 수 있다. 이형 라이너의 이형 특성은 실시예에는 없지만, 미세구체의 첨가에 의해 영향받았다.

Claims (13)

  1. 이형 코팅(release coating)의 조성물, 더욱 특히, 이형 라이너에 이형 코팅 층을 제공하도록 의도된 이형 코팅의 조성물로서,
    이형제 및
    비닐 빌딩 블록(building block)으로부터 제조된 폴리머를 기반으로 한 3차원 바디(body) 형태의, 0.01중량% 내지 30중량%(전체 조성물을 기준으로 함)의 미세하게 미립자로 되어 있는 첨가제를 포함하는, 이형 코팅의 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 바디가 타원형, 더욱 바람직하게는 회전 타원형, 매우 바람직하게는 구체임을 특징으로 하는, 이형 코팅의 조성물.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 바디의 장축 직경이 0.01μm 내지 10μm, 바람직하게는 0.1μm 내지 8μm, 더욱 바람직하게는 1μm 내지 4μm이고/거나, 단직경의 길이가 장직경의 길이와 20% 이하, 바람직하게는 10% 이하만큼 차이가 남을 특징으로 하는, 이형 코팅의 조성물.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 3차원 바디 형태의 첨가제의 분율이 0.1중량% 내지 10중량%, 바람직하게는 0.3중량% 내지 5중량%(각각의 경우에, 전체 조성물을 기준으로 함)임을 특징으로 하는, 이형 코팅의 조성물.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 바디, 바람직하게는 구체가 중공성 및/또는 다공성임을 특징으로 하는, 이형 코팅의 조성물.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 바디가 PMMA(폴리메틸 메타크릴레이트) 또는 PMMA의 혼합물로 구성됨을 특징으로 하는, 이형 코팅의 조성물.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 이형제가 실리콘, 플루오르화된 실리콘, 플루오르화된 탄화수소, 실리콘 코폴리머, 카바메이트, 왁스 또는 상기 언급된 물질들 중 둘 이상의 물질들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는, 이형 코팅의 조성물.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 이형제가 용매-함유 및/또는 용매-비함유 시스템, 바람직하게는 용매-비함유 시스템임을 특징으로 하는, 이형 코팅의 조성물.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 이형제가 방사선-가교(UV 또는 전자 빔), 축합- 또는 부가-가교, 바람직하게는 부가-가교됨을 특징으로 하는, 이형 코팅의 조성물.
  10. 이형 라이너 상의 하나 이상의 층으로서 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 따른 이형 코팅의 용도.
  11. 0.1 내지 5.0μm, 바람직하게는 0.2 내지 2.5μm, 더욱 바람직하게는 0.4 내지 2.0μm의 층 두께를 갖는 이형 라이너 상의 하나 이상의 층으로서 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 따른 이형 코팅의 용도.
  12. 단면 또는 양면 접착 테이프가 한 면 또는 양면 상에 라이닝되는 이형 라이너 상의 하나 이상의 층으로서 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 따른 이형 코팅의 용도.
  13. 백킹 필름(backing film) 및 용매-함유 이형 코팅을 포함하는 이형 라이너로서, 이형 코팅이,
    이축 배향된 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부텐, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 단축 배향된 폴리프로필렌, 이축 배향된 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌으로 구성된 군으로부터 선택된 이형제; 및
    비닐 빌딩 블록으로부터 제조된 폴리머를 기반으로 한 3차원 바디 형태의, 이형 코팅의 총 중량을 기준으로 1 내지 8중량%의, 미세하게 미립자로 되어 있는 첨가제를 포함하는, 이형 라이너.
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