KR20140122788A - 폴리케톤 및 폴리올레핀 기반의 접착부재 및 이를 포함하는 접착 구조체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 폴리케톤 및 폴리올레핀 기반의 접착부재 및 이를 포함하는 접착 구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리케톤(Polyketone) 폴리올레핀(Polyolefine), 개시제, 및 블랜딩(blending) 보조재를 포함하는 혼합 조성물로 제조되고; 상기 폴리케톤의 함량이 35 내지 65 중량%이고, 개시제, 블랜딩 보조재, 및 폴리올레핀의 총 함량이 65 내지 35 중량%이며; 상기 폴리케톤과 폴리올레핀의 적어도 일부가 접착부재의 외면에 각각 노출된 형상으로 공연속상(co-continuous) 몰포로지를 갖는 것을 특징으로 하는 접착부재 및 이를 포함하는 접착 구조체를 제공한다.

Description

폴리케톤 및 폴리올레핀 기반의 접착부재 및 이를 포함하는 접착 구조체 {Adhesive Member Based upon Polyketone and Polyolefin and Adhesion Structure Comprising the Same}
본 발명은 폴리케톤 및 폴리올레핀 기반의 접착부재 및 이를 포함하는 접착 구조체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리케톤(Polyketone) 폴리올레핀(Polyolefine), 개시제, 및 블랜딩(blending) 보조재를 포함하는 혼합 조성물로 제조되고; 상기 폴리케톤의 함량이 35 내지 65 중량%이고, 개시제, 블랜딩 보조재, 및 폴리올레핀의 총 함량이 65 내지 35 중량%이며; 상기 폴리케톤과 폴리올레핀의 적어도 일부가 접착부재의 외면에 각각 노출된 형상으로 공연속상(co-continuous) 몰포로지를 갖는 것을 특징으로 하는 접착부재 및 이를 포함하는 접착 구조체에 관한 것이다.
최근, 일산화탄소와 적어도 1종의 에틸렌계 불포화 단량체의 중합체, 특히 일산화탄소 유래의 반복단위와 에틸렌성 불포화 단량체 유래의 반복단위가 교대로 연결된 구조의 폴리케톤에 대한 관심이 높아지고 있다. 이는, 상기 중합체의 기계적 성질 및 열적 성질이 우수하고, 내마모성, 내약품성, 가스 차단성이 높아서, 여러 가지 용도에 유용하기 때문이다.
고분자량의 폴리케톤은 더욱 높은 기계적 및 열적 성질과 우수한 경제성의 엔지니어링 플라스틱 소재로 유용하다고 여겨진다. 특히, 내마모성이 높아서 자동차의 기어 등의 부품에 사용 가능하고, 내약품성이 높아서 화학수송 파이프의 라이닝재, 각종 약품병 등에 사용 가능하며, 가스 차단성이 높아서 경량 가솔린 탱크 등에 사용 가능하다. 또한, 고유점도가 2 이상인 초고분자량 폴리케톤을 섬유에 이용한 경우, 고배율의 연신이 가능해지고, 연신방향으로 배향된 고강도 및 고탄성율을 가지는 섬유가 제조될 수 있어서, 벨트, 고무호스의 보강재나 타이어 코드, 콘크리트 보강재 등, 건축재료나 산업자재 용도에 매우 적합한 재료가 될 수 있다.
이러한 폴리케톤의 제조에는, 통상 팔라듐(palladium), 코발트(cobalt) 또는 니켈(nikel) 중에서 선택된 제VIII족 금속의 화합물과, 비하이드로 할로겐 강산(strongon-hydrohalogentic acid)의 음이온과, 인, 비소 또는 안티몬(Antimon)의 2좌 배위자로부터 생성되는 촉매 조성물을 사용한다.
미국특허 제4,880,903호 및 제5,369,170호에는 일산화탄소와 에틸렌 및 기타 올레핀계 불포화 단량체의 공중합체인 폴리케톤이 개시되어 있고, 미국특허 제4,843,144호에는 팔라튬 화합물과, pKa가 6 미만의 비하이드로할로겐산의 음이온과, 인의 좌 배위자로 되는 촉매를 사용하여 일산화탄소와 적어도 1개의 에틸렌계 불포화 단량체와의 중합체를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 상기 문헌들의 내용은 참조로서 본 명세서에 포함된다.
한편, 상이한 중합체들의 조합은 상업적으로 상당히 유용한 바, 이는 각각의 중합체가 그 조합에 가치 있는 속성을 제공하기 때문이다. 예를 들어, 2종 이상의 폴리머 블랜드는 차단 용도, 포장 용도 등으로 널리 사용되고 있는데, 이 때, 하나의 소재의 차단 특성 및 기계적 특성과 다른 소재의 저가격 및 가공성형성을 겸비할 수 있다. 폴리머 블랜드에서는 차단성/비용, 내약품성/치수 안정성, 인성/강도의 겸비가 다수의 상용 소재로 달성된다.
그러나, 다수의 중합체 조합은 혼화성이 나빠서, 단일상이 아닌 배합물의 형태로 만들어진다. 비혼화성 중합체들은 통상 강한 계면 결합을 생성시키지 못하고, 이는 층간 박리와 그에 따른 특성의 소실로 이어질 수 있다. 따라서, 중합체 조합을 통해 원하는 특성을 달성하고 유지함에 있어서, 중합체 층들 간에 강력한 계면 결합이 이루어지도록 하는 것이 결정적으로 중요하다.
상기 폴리케톤 역시 일반적으로 내약품성 및 화학안정성이 우수하여 자동차 연료부품 및 성형품 등에 적용하기에 적합한 소재임에도 불구하고, 자체적으로 열에 대한 안정성이 떨어지기 때문에 가공시 색상이 변색되며, 쉽게 겔을 생성하거나 발포가 되는 단점을 가지고 있어서, 이러한 물성을 보완할 수 있도록 저렴하고 가공성형성이 우수한 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리올레핀과 다층 구조의 성형품을 제조하여 사용하는 기술이 필요한 실정이다.
일반적으로 에틸렌 비닐 알코올(EVOH), 나일론(Nylon) 등과 같은 극성 폴리머와 폴리올레핀과의 다층 구조 성형품을 제조할 경우에는, 카복실산(carboxylic acid), 무수물(anhydride), 에스터 모노머(ester monomer) 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 폴리올레핀 등의 주쇄 또는 측쇄에 공중합 또는 그라프팅(grafting) 시켜 제조된 폴리머를 접착층으로 사용한다. 이러한 접착층의 제조 방법 등은 미국 공개 특허 제4,206,967호, 제3,953,655호 등에 공개되어 있으며, 이렇게 제조된 다층 구조 성형품은 접착강도가 우수하다.
그러나, 폴리올레핀과 혼합되는 기존의 기반 물질들인 에틸렌 비닐 알코올(EVOH), 나일론(Nylon) 등과 달리, 폴리케톤과 폴리올레핀의 다층 구조 성형품을 제조하기 위해, 상기에서 언급한 카복실산, 무수물, 에스터 모노머 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 폴리올레핀 등의 주쇄 또는 측쇄에 공중합 또는 그라프팅시켜 제조된 폴리머를 접착층으로 사용 할 경우, 폴리케톤과의 접착강도가 너무 약하여 적용하기 어렵다.
따라서, 폴리케톤과의 접착력이 획기적으로 개선된, 폴리케톤 및 폴리올레핀 기반의 접착부재 개발의 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 폴리케톤 및 폴리올레핀과 그 밖 특정한 성분들을 특정 함량으로 포함하는 새로운 조성의 혼합 조성물로 접착부재를 제조하는 경우, 폴리케톤과 폴리올레핀 간의 혼화성이 향상되어 특정의 몰포로지를 안정적으로 형성할 수 있고, 이로 인해 두 수지들 간의 접착이 가능해짐에 따라 양쪽 수지의 단점을 보완하고 우수한 물성을 발현할 수 있는 접착 구조체를 제조할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
구체적으로, 본 발명에 따른 접착부재는,
폴리케톤(polyketone: PK), 폴리올레핀(polyolefin), 개시제, 및 블랜딩(blending) 보조재를 포함하는 혼합 조성물로 제조되고;
상기 폴리케톤의 함량이 35 내지 65 중량%이고, 개시제, 블랜딩 보조재, 및 폴리올레핀의 총 함량이 65 내지 35 중량%이며;
상기 폴리케톤과 폴리올레핀의 적어도 일부가 접착부재의 외면에 각각 노출된 형상으로 공연속상(co-continuous) 몰포로지를 갖는 것을 특징으로 한다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 폴리케톤은 기계적 성질 및 열적 성질이 우수하고, 내마모성, 내약품성, 가스 차단성이 높아서, 여러 용도에 유용한 소재인 반면에, 열안정성과 가공성형성이 떨어지므로 이를 보완할 수 있는 수지와 다층 구조 등의 방법으로 혼합사용이 요구되므로, 가장 널리 실생활에 사용되는 범용수지들 중의 하나로 가공성형성이 탁월하고 가격이 다른 수지들에 대비해 저렴한 폴리올레핀을 보완수지로서 사용할 수 있다.
상기 폴리케톤은 에틸렌계 불포화 단량체 각 분자에 대해 한 분자의 일산화탄소를 포함한다. CO에서 유래한 부분(moiety)은 에틸렌계 불포화 단량체에서 유래한 부분과 번갈아 존재한다.
이 때, 동일한 폴리머 내에 다수의 상이한 에틸렌계 불포화 단량체를 사용하는 것이 가능할 수도 있다. 하나의 구체적인 예에서, 상기 폴리케톤은 하기 화학식 1로 표시되고 일산화탄소와 적어도 2개의 탄소 원자를 가지는 에틸렌계 불포화 단량체를 포함하는 호모 폴리머(homopolymer), 또는 하기 화학식 2로 표시되고 일산화탄소, 에틸렌 및 적어도 3개의 탄소 원자를 가지는 에틸렌계 불포화 단량체, 특히 프로필렌과 같은 α-올레핀을 포함하는 선형 교대 코폴리머(copolymer)이다.
Figure pat00001
(1)
Figure pat00002
(2)
상기 식에서,
상기 A는 적어도 2개의 탄소 원자를 가지는 에틸렌계 불포화 단량체로부터 얻어지는 제 1 지방족 탄화수소이고;
상기 B는 적어도 3개의 탄소 원자를 가지는 에틸렌계 불포화 단량체로부터 얻어지는 제 2 지방족 탄화수소이며;
상기 n/m의 비율은 2 내지 100이다.
화학식 2의 폴리케톤이 본 발명의 혼합 조성물의 주성분으로 사용되는 경우에는, 적어도 3개의 탄소 원자를 가지는 에틸렌계 불포화 단량체로부터 얻어지는 제 2 지방족 탄화수소를 포함하고 있는 단위가 약 10개 내지 100개 정도 존재하고, 제 2 지방족 탄화수소를 포함하고 있는 각 단위당 에틸렌으로부터 얻어지는 지방족 탄화수소를 포함하는 단위가 코폴리머 내에 적어도 2개 존재한다.
추가적인 단량체 역시 사용할 수 있으며, 이 역시 본 명세서에 설명된 폴리케톤의 범위에 포함된다. 즉, 폴리케톤은 넷, 다섯, 또는 더 많은 단량체의 조합에서 만들어질 수 있다.
겔 투과 크로마토그래피로 측정하여 수평균 분자량이 약 1000 내지 약 200,000인 폴리케톤, 특히 수평균 분자량이 약 20,000 내지 약 90,000인 폴리케톤이 특히 바람직하다. 폴리케톤의 물리적 속성은 폴리케톤이 호모폴리머인지 또는 코폴리머인지에 관계 없이 분자량에 의존하고, 코폴리머의 경우 존재하는 제 2 지방족 탄화수소의 비율이나 특성에도 부분적으로 의존할 것이다. 폴리케톤의 통상적인 융점은 약 175℃ 내지 300℃, 더욱 구체적으로는 약 210℃ 내지 약 270℃이다. 폴리케톤의 극한 점도 수치 (LVN)는 표준 모세관 점도 측정 장치에서 60℃, m-크레졸 중에서 측정하여 약 0.5 dl/g 내지 약 10 dl/g, 더욱 흔히는 약 0.8 dl/g 내지 약 4 dl/g이다.
이러한 폴리케톤의 제조 방법은 앞서 설명한 바와 같이, 미국특허 제4,843,144호에 공지되어 있으므로, 그에 대한 자세한 설명은 본 명세서에서 생략한다.
상기 폴리올레핀으로는, 예를 들어, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리부텐, 에틸렌-프로필렌 고무(EPR), 에틸렌-프로필렌 디엔 고무(EPDM), 폴리-4-메틸-1-펜텐(TPX), 프로필렌, 부텐, 헥센 및/또는 옥텐과 에틸렌의 공중합체, 및 올레핀계 열가소성 탄성체로 구성된 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 중합체 또는 공중합체가 사용될 수 있다.
본 출원의 발명자들은, 폴리케톤 및 폴리올레핀과 그 밖의 특정 성분들의 조성을 조절함에 따라, 그와 더불어 경우에 따라서는 가공 조건을 더 부가하여, 폴리케톤과 폴리올레핀의 적어도 일부가 접착부재의 외면에 각각 노출된 형상의 특정의 몰포로지를 형성, 유지시킬 수 있어 혼화성 및 접착력을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
상기 공연속상 몰포로지는, 폴리케톤과 폴리올레핀 두 수지가 모두 연속상을 가지며 전체적으로 랜덤하게 분산되어 존재하고, 피착제와 접하는 접착부재의 외면에 두 수지가 모두 노출되어 있는 구조이다.
상기 접착부재의 외면에 노출되어 있는 두 수지의 양은 한정되지는 아니하나, 양쪽 물질에 용이하게 접착되고, 소정의 접착 강도를 갖도록, 상세하게는 폴리케톤과 폴리올레핀이 외면 전체 면적을 기준으로 2:8 ~ 8:2의 양으로 노출되어 있을 수 있고, 더욱 상세하게는 3:7 ~ 7:3의 양으로 노출되어 있을 수 있다.
상기 범위를 벗어나서 일방적으로 한 종류의 수지만이 전체 면적의 대부분을 차지하는 경우에는, 그 외의 수지에 대한 접착력이 감소되므로 바람직하지 않다.
이와 같이 상기의 몰포로지를 안정적으로 형성하는 본 발명에 따른 접착부재는, 두 수지에 대하여 동시에 우수한 접착력을 나타내는 바, 하나의 구체적인 예에서, 상기 접착부재의 폴리케톤 및 폴리올레핀에 대한 최소 접착강도는 1.0 kg/cm 이상이고, 더욱 상세하게는 2.0 kg/cm 이상일 수 있다.
한편, 상기와 같이, 폴리케톤과 폴리올레핀은 서로의 단점을 보완할 만한 매우 매력적인 조합이나, 본질적으로 그 성질이 달라 기존에 사용하고 있는 접착층 재료로는 접착이 거의 불가능하고, 폴리케톤과 폴리올레핀의 두가지 재질을 각각 비슷한 함량으로 혼합하여 접착부재를 제조하는 경우에는 혼화성이 매우 떨어지므로, 그 혼합 조성물이 분리된 계면을 형성하고, 각 성분의 미세한 함량 변화에 따라 그 구조가 급격히 변하여 안정한 몰포로지를 형성할 수 없는 바 상기 소망하는 접착부재의 기능을 제대로 발휘하지 못하는 문제가 있다.
이에 본 발명에서는 폴리케톤의 장점을 최대한 살리면서 단점을 보완할 수 있는 폴리올레핀과의 접착 사용을 가능하게 하기 위하여, 접착부재를 제조하기 위한 혼합 조성물에 두 수지의 혼화성을 향상시킬 수 있는 특정한 성분들로서 개시제 및 블랜딩 보조재를 함께 혼합함으로써 상기 문제를 해결하였다.
상기 블랜딩 보조재는 분자량이 20 내지 1,000 범위인 저분자계의 제 1 블랜딩 보조재; 또는 저분자계의 제 1 블랜딩 보조재 및 분자량이 30,000 내지 300,000 범위인 고분자계의 제 2 블랜딩 보조재의 혼합물;에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
구체적으로, 반응을 통해 폴리올레핀 및 폴리케톤의 일부 분자쇄에 결합되어 폴리올레핀과 폴리케톤의 혼화성을 개질시키는 제 1 블랜딩 보조재 및 이러한 반응을 유도하는 개시제를 포함하는 조합; 또는 상기 조합에 폴리케톤과 상용성이 있는 극성 세그먼트 및 폴리올레핀과 상용성이 있는 무극성 세그먼트를 하나의 분자 단위 내에 가진 제 2 블랜딩 보조재를 더 포함하는 조합;에 의해 상기 혼화성 문제를 해결하고 있다.
또한, 적어도 제 1 블랜딩 보조재와 개시제가 혼합 조성물에 포함되는 경우에만 소망하는 정도의 혼화성을 가져올 수 있어 안정적인 몰포로지의 형성이 가능하고, 단지 제 2 블랜딩 보조재만을 포함하는 혼합 조성물의 경우에는 소망하는 정도의 혼화성을 얻을 수 없어 몰포로지를 안정적으로 형성하기 어렵다. 이러한 사실은 이후 설명하는 실험예 1에서도 확인할 수 있다.
더욱이, 상기 제 1 블랜딩 보조재의 반응을 유도하기 위한 개시제가 함께 사용되어야 하고, 개시제가 포함되지 않은 경우에는 제 1 블랜딩 보조재의 반응이 독립적으로 일어나지 못하고 기반 물질에 결합하여 반응하므로 제 2 블랜딩 보조재만을 사용한 경우와 비슷한 정도의 혼화성만이 발휘되어 소망하는 효과를 얻을 수 없다.
상기 개시제로는, 예를 들어, 히드로 페록시드계, 케톤 페록시드계, 아실 페록시드계, 디알킬 또는 디알킬 페록시드계, 페록시 에스테르계, 및 아조 화합물계 개시제로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용되며, 구체적인 예로서, tert-부틸 히드로페록시드, p-메탄 히드로페록시드, 큐멘 히드록시드, 시클로헥사노 페록시드, 메틸에틸케톤 페록시드, 벤조일 페록시드, 디-tert-부틸 페록시드, 디큐밀 페록시드, 큐밀부틸 페록시드, 1,1-디-tert-부틸페록시-3,5,5-트리메틸시클로헥산, 2,5-이메틸-2,5-2,5-디-tert-부틸 페록시 이소프로필벤젠, tert-부틸 페록시피발레이트, tert-부틸 디(퍼프탈레이트)디알킬 페록시모노카르보네이트, 페록시디카르보네이트 아조비스 이소부틸로니트릴로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.
상기 제 1 블랜딩 보조재로는 비닐트리메톡시 실란, 비닐-트리스(베타-메톡시에톡시)실란, 비닐트리아세톡시 실란, 비닐트리스메톡시에톡시 실란, 감마-(메트)아크릴옥시프로필트리에톡시 실란, 비닐트리에톡시 실란, 및 감마-(메트)아크릴옥시프로필트리메톡시 실란; 또는 크릴산, 프마르산, 메타크릴산, 크로톤산, 말레산, 이타콘산, 소르브산, 또는 이들의 무수물;로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.
상기 제 2 블랜딩 보조재로는 에틸렌 아크릴레이트 코폴리머(Ethylene Acrylate Copolymer) 계통의 에틸렌-아크릴산 공중합체(EAA), 에틸렌-메타크릴산 공중합체(EMA), 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체(EEA), 에틸렌-알킬아크릴레이트-아크릴산 공중합체, 에틸렌-알킬메타아크릴레이트-메타아크릴산 공중합체, 에틸렌-부틸아크릴레이트 공중합체(EBA), 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체(EVA)로 구성된 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물, 또는 이들의 변성물이 사용될 수 있으며, 더욱 상세하게는, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체의 무수 말레산 변성물이 사용될 수 있다.
상기 개시제는 촉매량으로 사용되므로 그것의 함량은 폴리올레핀 100 중량부를 기준으로 2 중량부를 넘지 않도록 포함될 수 있고, 상세하게는 1 중량부를 넘지 않도록 포함될 수 있다.
블랜딩 보조재는 이들 성분이 목적하는 기능을 발휘할 수 있는 범위에서 첨가되며, 상세하게는 제 1 블랜딩 보조재는 폴리올레핀 100 중량부를 기준으로 0.5 내지 40 중량부, 상세하게는 1 내지 20 중량부, 더욱 상세하게는 1 내지 10 중량부 범위에서 혼합 조성물에 포함될 수 있다. 제 1 블랜딩 보조재와 제 2 블랜딩 보조재가 함께 사용되는 경우에는, 제 2 블랜딩 보조재는 폴리올레핀 100 중량부를 기준으로 1 내지 900 중량부, 상세하게는 2 내지 500 중량부, 더욱 상세하게는 2 내지 100 중량부 범위에서 혼합 조성물에 포함될 수 있다. 즉, 제 2 블랜딩 보조재가 제 1 블랜딩 보조재와 함께 첨가되는 경우, 제 2 블랜딩 보조재는 상기와 같은 범위에서 바람직하게 첨가되지만, 폴리올레핀 대비 과량 첨가가 가능하고, 따라서 제 2 블랜딩 보조재의 함량이 증가할수록 상대적으로 폴리올레핀의 함량은 줄어드는 바, 폴리올레핀이 극히 미량으로 포함되는 구성 역시 모두 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 상기 혼합 조성물에는, 필요에 따라서, 가소제, 소포제, 산화방지제, 난연제, 및 발포제 등의 첨가제를 첨가하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 접착부재는 그 형상이 한정되지는 아니하나, 예를 들어, 상기 혼합 조성물을 필름상으로 형성하여 얻을 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 접착부재가 폴리올레핀 부재의 일면 내지 양면, 또는 폴리케톤 부재의 일면 내지 양면, 또는 폴리올레핀 부재와 폴리케톤 부재 사이에 부가되어 있는 접착 구조체를 제공한다.
상기 접착 구조체는 접착부재 외에 폴리케톤 및 폴리올레핀 중 적어도 어느 하나를 포함하고 있는 구성이라면 한정되지는 아니하나, 상세하게는, 폴리올레핀 부재, 접착부재 및 폴리케톤 부재가 순차적으로 적층되어 있는 라미네이트 시트일 수 있다.
상기 라미네이트 시트는 공압출에 의해 형성될 수도 있고, 폴리올레핀과 폴리케톤으로 각각 이루어진 필름들 사이에 고분자 수지를 용융하여 접합시킬 수도 있는 등 다양한 방식으로 제조될 수 있다.
본 발명은 상기 라미네이트 시트를 접착부재의 예로서 제공하지만, 그 이외에 그 밖의 다양한 유형의 적용 예들이 존재할 수 있고, 이들은 모두 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 접착부재는, 폴리케톤 및 폴리올레핀과 그 밖에 특정한 성분들을 특정 함량으로 포함함으로써 우수한 혼화성을 나타내어 특정의 몰포로지를 안정적으로 형성할 수 있고, 이로 인해 폴리케톤 및 폴리올레핀과의 접착력이 일정 수준 이상으로 향상되는 바 양쪽 수지의 단점을 보완하고 우수한 물성을 발현할 수 있는 접착 구조체를 제조할 수 있는 효과가 있다.
이하에서는 실시예 등을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것으로 한정되지 않음은 물론이다.
<실시예 1>
폴리에틸렌(PE) 100 중량부에 개시제인 디큐밀 페록시드 0.07 중량부와 분자량이 98인 제 1 블랜딩 보조재인 무수말레산 1 중량부를 아세톤에 녹인 뒤, 이를 슈퍼 믹서에서 혼합시키고, 이러한 혼합물 50 중량%에 폴리케톤 50 중량%를 넣어 드라이 블랜딩 시켰다. 이 혼합물을 트윈 압출기에서 120℃ - 190℃ - 210℃ - 220℃ - 210℃ - 200℃의 온도 구배 및 40 rpm의 조건으로 멜트 블랜딩(melt blending) 시키고 압출하여 펠렛을 만든 후, 이를 폴리케톤, PE와 함께 공압출시켜 라미네이트 시트를 제조하였다.
<실시예 2>
제 1 블랜딩 보조재인 무수말레산과 분자량이 120,000인 제 2 블랜딩 보조재인 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체의 무수 말레산 변성물 5 중량부를 함께 사용하였다는 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 라미네이트 시트를 제조하였다.
<비교예 1>
폴리에틸렌(PE) 50 중량%에 폴리케톤 50 중량% 만을 혼합하여 블랜딩한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 라미네이트 시트를 제조하였다.
<비교예 2>
제 2 블랜딩 보조재인 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체의 무수 말레산 변성물 10 중량%, 폴리에틸렌(PE) 40 중량%, 폴리케톤 50 중량%를 혼합하여 블랜딩한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 라미네이트 시트를 제조하였다.
<비교예 3>
에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체의 무수 말레산 변성물 10 중량%, 폴리에틸렌(PE) 35 중량%, 폴리케톤 55 중량%를 혼합하여 블랜딩한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 라미네이트 시트를 제조하였다.
<실험예 1>
상기 실시예 1 및 비교예 2에서 각각 제조된 혼합물을 반응시켜 고분자 수지를 제조하고, 상기 고분자 수지의 몰포로지를 전자현미경 사진(SEM)을 이용하여 관찰한 결과, 실시예 1에 따른 고분자 수지는 폴리케톤과 폴리올레핀 모두 랜덤하게 존재하여 매트릭스 상(matrix phase)과 분산 상(dispersed phase)을 서로 명확하게 구분할 수 없는 공연속상 몰포로지를 가지고 있는 반면, 비교예 2에 따른 고분자 수지는 매트릭스 상과 분산 상으로 명확하게 구분되는 비연속상 몰포로지를 가짐을 볼 수 있었다.
한편, 비교예 1에 따른 고분자 수지는 폴리올레핀과 폴리케톤이 혼합되지(well-mixed) 못하고 계면을 형성하며 분리되어 접착층으로서의 역할을 할 수 없었고, 비교예 2 및 비교예 3에 따른 고분자 수지는 제 2 블랜딩 보조재가 포함되어 있음에도 불구하고, 공연속상 몰포로지를 가지지 못하고, 비연속상(matrix 와 dispersed phase)의 몰포로지를 가졌으며, 폴리올레핀 또는 폴리케톤 한쪽에 대해서만 접착력을 가져 접착층으로서의 역할을 못하였다.
<실험예 2>
상기 실시예 1, 2 및 비교예 1 내지 3에서 각각 제조된 라미네이트 시트의 PE와 폴리케톤에 대한 접착성을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 접착성은 공압출시켜 만든 시트를 30 mm x 100 mm로 잘라서 측정하였다. 접착성은 PE와 폴리케톤이 쉽게 분리될 때와 분리되지 않을 때를 기준으로 상대평가 하였다.
또한, 상기 실시예 1 및 2와 비교예 2 및 3에서 각각 제조된 다층 라미네이트 시트의 접착강도를 UTM 분석 설비를 사용하여 측정하고 그 결과를 표 2에 나타내었다.
PE Adhesion PK Adhesion
비교예 1 △ X
비교예 2 ⊙ X-△
비교예 3 X-△ ⊙
실시예 1 Ο Ο
실시예 2 ⊙ ⊙
X : 접착력 없음 (쉽게 분리)
△: 접착력 중간
Ο: 접착력 우수
⊙: 접착력 매우 우수 (분리되지 않음.)
PE와 접착층 간의 접착강도(kg/cm) PK와 접착층 간의 접착강도(kg/cm)
비교예 2 4.2 < 0.4
비교예 3 < 0.4 3.9
실시예 1 2.6 2.8
실시예 2 3.2 3.3
상기 표 1 및 표 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 및 2에 따른 시트는 비교예 1 내지 3의 시트에 비해 PE와 폴리케톤에 대해 모두 일정수준 이상의 접착력을 발휘함을 알 수 있다.
비교예 2의 시트의 경우, PE에는 우수한 접착력을 발휘하는 반면, 폴리케톤에 대한 접착 강도는 크게 떨어지고, 비교예 3의 시트의 경우, 폴리케톤에 대해서는 우수한 접착력을 발휘하는 반면, PE에 대한 접착 강도는 크게 떨어짐을 확인할 수 있다. 이는 제 2 블랜딩 보조재만을 사용하는 경우에는 혼합 조성물이 비연속상(matrix 와 dispersed phase)의 몰포로지를 가지게 되어 폴리올레핀 또는 폴리케톤 한쪽에 대해서만 접착력을 가지게 되므로 접착층으로서의 역할을 못함을 의미한다.
혼화성은 일반적으로 접착력과 비례하지만, 실시예 1 정도에서도 혼화성은 충분히 나왔으며, 폴리올레핀이 폴리케톤과 접착할 수 있을 정도의 충분한 혼화성을 제공하였다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (9)

  1. 폴리케톤(polyketone: PK), 폴리올레핀(polyolefin), 개시제, 및 블랜딩(blending) 보조재를 포함하는 혼합 조성물로 제조되고;
    상기 폴리케톤의 함량이 35 내지 65 중량%이고, 개시제, 블랜딩 보조재, 및 폴리올레핀의 총 함량이 65 내지 35 중량%이며;
    상기 폴리케톤과 폴리올레핀의 적어도 일부가 접착부재의 외면에 각각 노출된 형상으로 공연속상(co-continuous) 몰포로지를 갖는 것을 특징으로 하는 접착부재.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 접착부재의 폴리케톤 및 폴리올레핀에 대한 접착 강도는 1.0 kg/cm 이상인 것을 특징으로 하는 접착부재.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 접착부재의 폴리케톤 및 폴리올레핀에 대한 접착 강도는 2.0 kg/cm 이상인 것을 특징으로 하는 접착부재.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 블랜딩 보조재는 분자량이 20 내지 1,000 범위인 저분자계의 제 1 블랜딩 보조재; 또는 저분자계의 제 1 블랜딩 보조재 및 분자량이 30,000 내지 300,000 범위인 고분자계의 제 2 블랜딩 보조재의 혼합물;에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 접착부재.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 블랜딩 보조재는 비닐트리메톡시 실란, 비닐-트리스(베타-메톡시에톡시)실란, 비닐트리아세톡시 실란, 비닐트리스메톡시에톡시 실란, 감마-(메트)아크릴옥시프로필트리에톡시 실란, 비닐트리에톡시 실란, 및 감마-(메트)아크릴옥시프로필트리메톡시 실란; 또는 크릴산, 프마르산, 메타크릴산, 크로톤산, 말레산, 이타콘산, 소르브산, 또는 이들의 무수물;로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 접착부재.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 블랜딩 보조재는 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체의 무수 말레산 변성물인 것을 특징으로 하는 접착부재.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 혼합 조성물을 필름상으로 형성하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 접착부재.
  8. 제 1 항 내지 제 7항 중 어느 하나에 따른 접착부재가 폴리올레핀 부재의 일면 내지 양면, 또는 폴리케톤 부재의 일면 내지 양면, 또는 폴리올레핀 부재와 폴리케톤 부재 사이에 부가되어 있는 것을 특징으로 하는 접착 구조체.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 접착 구조체는 폴리올레핀 부재, 접착부재 및 폴리케톤 부재가 순차적으로 적층되어 있는 라미네이트 시트인 것을 특징으로 하는 접착 구조체.
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