KR20150035756A - 핫멜트 접착제 - Google Patents

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KR20150035756A
KR20150035756A KR1020147036347A KR20147036347A KR20150035756A KR 20150035756 A KR20150035756 A KR 20150035756A KR 1020147036347 A KR1020147036347 A KR 1020147036347A KR 20147036347 A KR20147036347 A KR 20147036347A KR 20150035756 A KR20150035756 A KR 20150035756A
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hot
ethylene
copolymer
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아이 다카모리
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헨켈 아게 운트 코. 카게아아
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Abstract

(A) 에틸렌/탄소수 3 내지 20 의 올레핀의 공중합체; 및 (B) 폴리에스테르 폴리올을 포함하는 핫멜트 접착제를 개시한다. 상기 핫멜트 접착제는 저온에서 적용가능하고, 적합하게 긴 개방 시간을 갖는다. 특히, 상기 핫멜트 접착제는 종이에 대한 접착력이 탁월하고, 종이용 핫멜트 접착제로서 유용하다.

Description

핫멜트 접착제 {HOT MELT ADHESIVE}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 파리 조약 제 4 조에 따라 2012 년 6 월 28 일자 제출된 일본 특허 출원 제 2012-144972 호의 우선권 주장으로, 이의 전문은 본원에 참조로서 인용된다.
본 발명은 핫멜트 접착제에 관한 것이다. 나아가, 본 발명은 핫멜트 접착제를 사용하여 수득가능한 종이 제품에 관한 것이다.
핫멜트 접착제는 무(無)용매 (solvent-free) 접착제이며, 접착제가 가열되고, 용융되고, 접착물에 적용되고, 냉각에 의해 고체화된 후에 접착제의 접착력이나타나기 때문에, 순간적인 결합 및 고속 결합을 가능하게 하는 특징을 갖는다. 예를 들어, 상기 핫멜트 접착제는 현재 종이 가공, 목공, 위생 용품 및 전자 분야에서 널리 사용되고 있다.
상기 핫멜트 접착제의 기재 중합체로서, 의도되는 용도에 따라, 통상적으로 에틸렌계 공중합체, 예컨대 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 (이하 또한 "EVA" 로서 언급됨) 및 에틸렌-에틸 아크릴레이트 공중합체 (이하 또한 "EEA" 로서 언급됨); 올레핀계 수지, 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 비정질 폴리알파올레핀 (이하 또한 "APAO" 로서 언급됨); 합성 고무, 예컨대 스티렌계 블록 공중합체 (예를 들어, 스티렌-이소프렌-스티렌계 블록 공중합체 (이하 또한 "SIS" 로서 언급됨), 스티렌-부타디엔-스티렌계 블록 공중합체 (이하 또한 "SBS" 로서 언급됨)) 및 이의 수소화된 생성물; 폴리우레탄; 등이 사용되고 있다.
이러한 핫멜트 접착제 중에서, 기재 중합체로서 에틸렌계 공중합체를 함유하는 핫멜트 접착제는 제본 및 패킹과 같은 종이 가공 분야, 필름 가공 및 목공 분야에서 흔히 사용된다.
에틸렌계 핫멜트 접착제가 종이 또는 필름과 같은 접착물에 적용되는 경우, 핫멜트 어플리케이터 (hot melt applicator) 라 불리는 특수한 코팅 어플리케이터가 흔히 사용된다. 상기 핫멜트 어플리케이터는 분사 포트 (dispense port) 인 노즐을 포함하고, 상기 핫멜트 접착제는 약 120 내지 190℃ 까지 가열되고, 노즐 팁으로부터 분사되어, 접착물에 적용된다.
특허 문헌 1 내지 3 에는 기재 중합체로서 에틸렌계 공중합체를 함유하는 핫멜트 접착제가 개시되어 있다.
특허 문헌 1 에는 하나의 성분으로서 에틸렌/에틸 아크릴레이트를 함유하는 핫멜트 접착제가 개시되어 있다 (특허 문헌 1 의 청구항 1 및 표 1 참조). 상기 동일한 문헌에는 폴리올레핀계 수지에 대한 탁월한 접착력을 갖는 핫멜트 접착제가 에틸렌/에틸 아크릴레이트, 특정한 폴리에스테르 및 상용화제를 혼합하여 수득가능하다고 개시되어 있다 (특허 문헌 1 의 [0006], [0038] 참조).
특허 문헌 2 및 3 에는 에틸렌/올레핀 공중합체 및 에틸렌/카르복실산 에스테르 공중합체의 2 가지 성분을 함유하는 핫멜트 접착제가 개시되어 있다 (특허 문헌 2 의 청구항 1 및 표 1, 특허 문헌 3 의 표 1 참조). 상기 두 가지 문헌에는 핫멜트 접착제의 스트링잉 (stringing) (또는 스트링잉 특성) 이 감소되는 (또는 상기 접착제가 스트링잉 저항성이 탁월한) 효과가 개시되어 있고, 상기 스트링잉은 접착제가 접착물에 적용될 때 생성된다 (특허 문헌 2 의 표 1 및 [0038], 특허 문헌 3 의 표 1 및 [0025] 내지 [0027] 참조).
최근, 각종 성능, 특히 저온 코팅성 (coatability) 이 에틸렌계 핫멜트 접착제에 요구되고 있다. 고온에서의 핫멜트 접착제의 접착물 (또는 기재 물질) 에의 적용은 바람직하지 않은데, 이는 때때로 접착물의 유형 및/또는 접착제의 조성에 따라 코팅 라인 (coating line) 에 부정적인 영향을 미칠 수 있기 때문이다. 따라서, 약 120 내지 약 140℃ 의 저온에서 접착물에 적용가능한 핫멜트 접착제의 개발이 진행되고 있다.
특허 문헌 1 의 핫멜트 접착제는 150℃ 까지 가열된 후, 접착물에 결합된다 (특허 문헌 1 의 [0024] 참조). 특허 문헌 2 의 핫멜트 접착제는 170℃ 또는 180℃ 에서 노즐을 통해 배출되고 (특허 문헌 2 의 [0037] 참조), 특허 문헌 3 의 핫멜트 접착제는 180℃ 에서 노즐을 통해 배출된다 (특허 문헌 3 의 [0021] 참조). 특허 문헌 1 내지 3 의 각각의 핫멜트 접착제는 이들이 고온에서 적용되기 때문에 열적 안정성이 탁월하지만, 저온 (120 내지 140℃) 코팅에는 적합하지 않다.
복잡한 모양을 갖는 접착물에 대한 코팅성 및 습윤성을 고려하여, 상기 핫멜트 접착제는 적합하게 긴 개방 시간 (open time) 을 갖는 것이 요구된다. 핫멜트 접착제의 개방 시간이 너무 짧은 경우, 이는 결합을 형성하기가 어렵다.
종이 제조 또는 필림 제조에는 접착제가 소량으로 적용되더라도 어느 정도의 접착력을 갖는 핫멜트 접착제가 요구된다.
특히 종이 가공 분야에서, 제품의 포장용 카톤 (carton) 은 소형화된다. 따라서, 다량의 접착제가 적용되는 경우, 접착제가 때때로 가공 중 튀어나온다 (protrude) (즉, 접착제를 이용하여 코팅가능한 영역이 좁아진다). 따라서, 접착제가 소량으로 적용되더라도 종이에 대한 어느 정도의 접착력을 갖고, 또한 광범위한 온도 범위에서 만족스러운 접착력을 갖는 핫멜트 접착제의 개발이 시급하게 요구되고 있다.
특허 문헌 1: JP 7-150123 A
특허 문헌 2: JP 2008-527067 A
특허 문헌 3: JP 2008-214539 A
본 발명의 목적은 저온에서 적용가능하고, 적합하게 긴 개방 시간을 갖고, 특히 종이에 대한 접착력이 탁월한 핫멜트 접착제를 제공하는 것이다. 이의 또 다른 목적은 상기 핫멜트 접착제를 사용하여 제조된 종이 제품을 제공하는 것이다.
본 발명자들은 예의 연구한 결과, 특정한 폴리에스테르, 즉, 폴리에스테르 폴리올을 특정한 에틸렌계 공중합체와 혼합하여 상기 언급된 목적을 달성할 수 있다는 것을 확인하였고, 이에 본 발명이 완성되었다.
즉, 일 측면에서, 본 발명은 (A) 에틸렌/탄소수 3 내지 20 의 올레핀의 공중합체; 및 (B) 폴리에스테르 폴리올을 포함하는 핫멜트 접착제를 제공한다.
바람직한 구현예에서, 본 발명은 에틸렌/탄소수 3 내지 20 의 올레핀의 공중합체 (A) 가 에틸렌과 옥텐의 공중합체를 포함하는 핫멜트 접착제를 제공한다.
또 다른 구현예에서, 본 발명은 폴리에스테르 폴리올 (B) 가 30℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 핫멜트 접착제를 제공한다.
가장 바람직한 구현예에서, 본 발명은 폴리에스테르 폴리올 (B) 가 프탈산에서 유도된 화학 구조 및 아디프산에서 유도된 화학 구조로부터 선택되는 적어도 하나의 화학 구조를 갖는 핫멜트 접착제를 제공한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 상기 핫멜트 접착제를 사용하여 제조된 종이 제품을 제공한다.
본 발명에 따른 핫멜트 접착제는 (A) 에틸렌/탄소수 3 내지 20 의 올레핀의 공중합체, 및 (B) 폴리에스테르 폴리올을 포함하기 때문에, 상기 핫멜트 접착제는 저온에서 적용가능하고, 또한 적합하게 긴 개방 시간을 갖는다. 상기 핫멜트 접착제는 특히 종이에 대한 접착력이 탁월하여, 종이용 핫멜트 접착제로서 유용하다. 최근, 다량의 접착제를 이용하여 코팅가능하지 않은 (즉, 접착제를 이용하여 코팅가능한 영역이 좁은) 소형 포장용 카톤이 유행하고 있다. 본 발명에 따른 핫멜트 접착제는 또한 특정한 카톤에 대하여 탁월한 접착력을 나타내고, 광범위한 온도 범위에서 이러한 접착력을 유지할 수 있다.
에틸렌/탄소수 3 내지 20 의 올레핀의 공중합체 (A) 가 에틸렌과 옥텐의 공중합체를 포함하는 경우, 본 발명에 따른 핫멜트 접착제는 소량의 접착제가 적용되더라도 카톤에 대한 접착력이 매우 탁월하고, -20℃ 내지 0℃ 의 저온 범위에서 보다 탁월한 접착력을 유지할 수 있다.
폴리에스테르 폴리올 (B) 가 30℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 경우, 본 발명에 따른 핫멜트 접착제는 광범위한 온도 범위에서 보다 탁월한 접착력을 갖는다.
폴리에스테르 폴리올 (B) 가 프탈산에서 유도된 화학 구조 및 아디프산에서 유도된 화학 구조로부터 선택되는 적어도 하나의 화학 구조를 갖는 경우, 본 발명에 따른 핫멜트 접착제는 소량의 접착제가 적용되더라도 카톤에 대한 접착력이 보다 탁월하고, 특히 -20℃ 내지 0℃ 의 저온 범위에서 보다 탁월한 접착력을 유지할 수 있다.
본 발명에 따른 종이 제품은 상기 언급된 핫멜트 접착제를 사용하여 제조가능하기 때문에, 저온 코팅 라인에서의 제조가 가능하다. 따라서, 코팅 라인 및 접착물 (또는 기재 물질), 특히 핫멜트 접착제의 종이에 부정적인 영향을 미치지 않는다. 나아가, 상기 핫멜트 접착제는 적합하게 긴 개방 시간을 갖기 때문에, 결합에 의한 종이 제품의 제조 단계를 위하여 어느 정도의 여지를 제공할 수 있다. 상기 핫멜트 접착제의 적용량이 소량이기 때문에, 상기 접착제는 종이 제품의 가공 중에 튀어나오지 않는다.
본원에 사용된 바, "개방 시간 (open time)" 은 접착제가 접착물에 적용된 후 접착제의 유동성 소실로 인해, 핫멜트 접착제가 접착물의 표면을 습윤화할 수 없을 때까지의 시간을 의미한다.
본 발명에 따른 핫멜트 접착제는 (A) 에틸렌/탄소수 3 내지 20 의 올레핀의 공중합체, 및 (B) 폴리에스테르 폴리올을 포함한다.
본원에 사용된 바, "핫멜트 접착제" 는 상온에서 고체이고, 가열 및 용융됨으로써 유동성을 갖는 접착제, 예를 들어 기재 물질 또는 접착물과 같은 표적에 적용가능하고, 또한 냉각에 의해 고체화 및 결합될 수 있는 접착제를 의미한다.
본 발명에서, "(A) 에틸렌/탄소수 3 내지 20 의 올레핀의 공중합체" (이하 "(A) 공중합체" 로서 언급됨) 는 에틸렌과 탄소수 3 내지 20 의 올레핀의 공중합체를 의미하고, 이는 목적하는 본 발명에 따른 핫멜트 접착제가 수득될 수 있는 한, 특별히 제한되지 않는다.
"탄소수 3 내지 20 의 올레핀" 의 구체예에는 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 시스-2-부텐, 트랜스-2-부텐, 이소부틸렌, 시스-2-펜텐, 트랜스-2-펜텐, 3-메틸-1-부텐, 2-메틸-2-부텐, 2,3-디메틸-2-부텐 등이 포함된다. 탄소수 3 내지 10 의 올레핀이 바람직하고, 프로필렌, 부텐 및 옥텐이 더욱 바람직하고, 옥텐이 특히 바람직하다.
공중합체 (A) 의 예에는 (i) 에틸렌과 옥텐의 공중합체, (ii) 에틸렌과 프로필렌 및 1-부텐의 공중합체, (iii) 에틸렌과 프로필렌의 공중합체, (iv) 에틸렌과 부텐의 공중합체 등이 포함된다.
본 발명에서, 공중합체 (A) 는 (i) 에틸렌과 옥텐의 공중합체를 포함하는 것이 특히 바람직하다. 공중합체 (A) 로서 시판용 제품이 사용될 수 있다.
에틸렌과 옥텐의 공중합체 (i) 의 예에는 The Dow Chemical Company 사에서 제조된 AFFINITY GA1900 (상표명), AFFINITY GA1950 (상표명), AFFINITY EG8185 (상표명), AFFINITY EG8200 (상표명), ENGAGE 8137 (상표명), ENGAGE 8180 (상표명), ENGAGE 8400 (상표명) 등이 포함된다.
에틸렌과 프로필렌 및 1-부텐의 공중합체 (ii) 의 예에는 EVONIK DEGUSSA 사에서 제조된 VESTOPLAST 703 (상표명), VESTOPLAST 708 (상표명) 등이 포함된다.
에틸렌과 프로필렌의 공중합체 (iii) 의 예에는 Eastman Chemical Company 사에서 제조된 Eastoflex E1016PL-1 등이 포함된다.
에틸렌과 부텐의 공중합체 (iv) 의 예에는 Mitsui Chemicals Inc 사에서 제조된 TAFMER A4085 등이 포함된다.
이러한 에틸렌과 탄소수 3 내지 20 의 올레핀의 공중합체는 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
공중합체 (A) 는 바람직하게는 10 내지 2,000 g/10 분, 더욱 바람직하게는 10 내지 1,500 g/10 분, 및 가장 바람직하게는 300 내지 1,200 g/10 분의 용융 유동 속도 (melt flow rate) 를 갖는다.
용융 유동 속도가 상기 범위 내에 있는 경우, 접착력, 열 저항성 및 저온 코팅성 사이의 보다 탁월한 균형을 갖는 핫멜트 접착제가 수득된다.
본원에 사용된 바, "용융 유동 속도" 는 수지의 유동성을 나타내는 지수를 의미하며, 이는 소정량의 합성 수지를 가열기에 의해 가열된 실린더형 용기 내에서 선결된 온도 (190℃) 에서 가열 및 가압화하고, 10 분 당 용기의 바닥에 제공된 오리피스 (orifice) (노즐) 를 통해 압출된 수지의 양을 측정함으로써 결정된다. g/10 분의 단위가 사용된다. JIS K6769 에서 정의된 압출형-플라스토미터 (extrusion-type plastometer) 가 시험기로서 사용되고, 측정은 JIS K7210 에 정의된 측정 방법에 따라 수행된다.
본 발명에서, 상기 범위 내의 용융 유동 속도를 갖는 공중합체 (A) 의 예에는 에틸렌과 옥텐의 공중합체, 예컨대 The Dow Chemical Company 사에서 제조된 AFFINITY GA1900 (상표명), AFFINITY GA1950 (상표명) 및 AFFINITY EG8185 (상표명); 및 The Dow Chemical Company 사에서 제조된 ENGAGE 8137 (상표명) 및 ENGAGE 8400 (상표명) 이 포함된다.
본 발명에 따른 핫멜트 접착제는 공중합체 (A) 를 함유하는 한, 기타의 에틸렌계 공중합체를 함유할 수 있다.
"기타의 에틸렌계 공중합체" 는 에틸렌과 "탄소수 3 내지 20 의 올레핀" 이외에 기타의 중합가능한 단량체의 공중합체를 의미한다. "기타의 중합가능한 단량체" 는 에틸렌과 라디칼적으로 중합가능한 에틸렌성 이중 결합을 갖는 "탄소수 3 내지 20 의 올레핀" 이외의 단량체이고, 이는 "기타의 에틸렌계 공중합체" 가 본 발명에 따른 핫멜트 접착제를 제공할 수 있는 한, 특별히 제한되지 않는다.
"기타의 중합가능한 단량체" 의 구체예에는 카르복실산 에스테르, 카르복실산 무수물, 카르복실산 등이 포함된다.
기타의 에틸렌계 공중합체는 에틸렌과 "기타의 중합가능한 단량체" 의 공중합체이며, 바람직하게는 10,000 이상, 및 더욱 바람직하게는 15,000 이상의 중량 평균 분자량을 갖는다. 또한, 공중합체 (A) 는 바람직하게는 10,000 이상, 및 더욱 바람직하게는 15,000 이상의 중량 평균 분자량을 갖는다.
중량 평균 분자량은 폴리스티렌 표준에 대하여 겔 투과 크로마토그래피 (GPC) 에 의해 수득된 값을 의미한다. 특히, 중량 평균 분자량은 GPC 장치 및 측정 방법에 따라 측정될 수 있다. TOSOH CORPORATION 사에서 제조된 HCL-8220GPC 가 GPC 장치로서 사용되고, RI 가 검출기로서 사용된다. 2 개의 TOSOH CORPORATION 사에서 제조된 TSKgel SuperMultipore HZ-M 이 GPC 컬럼으로서 사용된다. 샘플을 테트라히드로푸란 중에 용해시키고, 상기 용액을 0.35 ml/분의 유속 및 40℃ 의 컬럼 온도에서 이동시켜, 측정된 분자량의 값을 수득한다. 표준 물질로서 단분산 분자량을 갖는 폴리스티렌을 사용한 검정 곡선을 통해, 측정된 분자량을 전환시켜, 목적하는 중량 평균 분자량을 수득한다.
"에틸렌/카르복실산 에스테르 공중합체" 는 에틸렌과 에틸렌성 이중 결합을 갖는 카르복실산 에스테르의 공중합체를 의미한다.
에틸렌성 이중 결합을 갖는 카르복실산 에스테르의 예에는 (메트)아크릴산 에스테르, 예컨대 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 부틸 (메트)아크릴레이트, 및 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트; 카르복실산 비닐 에스테르, 예컨대 비닐 아세테이트 및 알릴 아세테이트; 알릴 에스테르 등이 포함된다.
본원에 사용된 바, (메트)아크릴산 에스테르는 아크릴산 에스테르 및 메타크릴산 에스테르 둘 모두를 의미한다.
"에틸렌/카르복실산 에스테르 공중합체" 의 예에는 에틸렌과 (메트)아크릴산 에스테르의 공중합체, 에틸렌과 비닐 카르복실레이트의 공중합체 및 에틸렌과 알릴 카르복실레이트의 공중합체가 포함되고, 에틸렌과 (메트)아크릴산 에스테르의 공중합체 및 에틸렌과 비닐 카르복실레이트의 공중합체가 특히 바람직하다.
에틸렌과 (메트)아크릴산 에스테르의 공중합체의 예에는 에틸렌과 메틸 메타크릴레이트의 공중합체, 에틸렌과 에틸 아크릴레이트의 공중합체, 에틸렌과 부틸 아크릴레이트의 공중합체, 에틸렌과 부틸 메타크릴레이트의 공중합체 등이 포함된다.
에틸렌과 비닐 카르복실레이트의 공중합체의 예에는 에틸렌과 비닐 아세테이트의 공중합체가 포함된다.
"에틸렌/카르복실산 공중합체" 는 에틸렌과 에틸렌성 이중 결합을 갖는 카르복실산의 공중합체를 의미한다.
에틸렌성 이중 결합을 갖는 카르복실산은 에틸렌성 이중 결합 및 카르복실기를 갖는 화합물이고, 본 발명에 따른 핫멜트 접착제가 수득될 수 있는 한 특별한 제한은 없다. 이의 구체예에는 올레산, 리놀레산, 말레산, 이타콘산, 숙신산, 아크릴산 및 메타크릴산이 포함된다.
에틸렌/카르복실산 공중합체의 구체예에는 에틸렌과 아크릴산의 공중합체 및 에틸렌과 메타크릴산의 공중합체가 포함된다.
"에틸렌/카르복실산 무수물 공중합체" 는 에틸렌과 에틸렌성 이중 결합을 갖는 카르복실산 무수물의 공중합체를 의미한다.
에틸렌성 이중 결합을 갖는 카르복실산 무수물은 2 개의 카르복실기가 탈수 축합을 거치는 카르복실산 무수물기를 갖는 화합물이며, 본 발명에 따른 핫멜트 접착제가 수득될 수 있는 한 특별한 제한은 없다. 이의 구체예에는 말레산 무수물 등이 포함된다.
에틸렌/카르복실산 무수물 공중합체의 구체예에는 에틸렌과 말레산 무수물의 공중합체가 포함된다.
본 발명에서, 폴리에스테르 폴리올 (B) 는 "주쇄형 (main chian type)" 폴리에스테르이고, "주쇄" 에 에스테르 결합 및 히드록실기를 갖는 화합물이며, 목적하는 본 발명에 따른 핫멜트 접착제가 수득될 수 있는 한 특별한 제한은 없다.
폴리에스테르 폴리올 (B) 의 유리 전이 온도는 바람직하게는 30℃ 이하, 더욱 바람직하게는 -70℃ 내지 30℃, 및 가장 바람직하게는 -60℃ 내지 25℃ 이다. 폴리에스테르 폴리올 (B) 가 상기 범위 내의 유리 전이 온도를 갖는 경우, 본 발명에 따른 핫멜트 접착제는 광범위한 온도 범위에서 보다 탁월한 접착력을 갖는다.
본원에 사용된 바, 유리 전이 온도는 5 내지 10 mg 의 샘플을 시차 주사 열량계 (특히, SII NanoTechnology Inc. 사에서 제조된 DSC6220 (상표명)) 를 사용하여 5℃/분의 온도 상승 속도로 측정함으로써 수득되는 DSC 곡선의 변곡점의 온도이다.
본 발명에서, 폴리에스테르 폴리올 (B) 의 수 평균 분자량은 바람직하게는 2,000 내지 10,000, 더욱 바람직하게는 2,000 내지 8,000, 및 가장 바람직하게는 2,500 내지 7,000 이다. 폴리에스테르 폴리올 (B) 가 상기 범위 내의 수 평균 분자량을 갖는 경우, 본 발명에 따른 핫멜트 접착제는 종이에 대한 접착력이 탁월하고, 또한 저온 코팅에 탁월하다.
본원에 사용된 바, 수 평균 분자량은 겔 투과 크로마토그래피 (GPC) 에 의해 측정된다. 폴리에스테르 폴리올 (B) 의 수 평균 분자량의 측정에 대한 상세한 설명은 상기 언급된 올레핀 공중합체 (A) 의 중량 평균 분자량의 측정의 경우와 동일하다.
폴리에스테르 폴리올 (B) 는, 예를 들어 저분자량 폴리올과 디카르복실산 또는 이의 무수물의 축합 중합 반응에 의해 수득될 수 있다.
저분자량 폴리올은 바람직하게는 1 내지 3 개의 관능기를 갖는 폴리올이고, 특히 바람직하게는 2관능성 폴리올이며, 즉 소위 디올이다. 이러한 폴리올은 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
디올의 예에는 저분자량 디올, 예컨대 에틸렌 글리콜, 1-메틸에틸렌 글리콜, 1-에틸 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부탄디올, 펜탄디올, 헥산디올, 헵탄디올, 옥탄디올, 노난디올, 데칸디올, 네오펜틸 글리콜, 2-메틸-1,3-프로판디올, 시클로헥산디메탄올, 2,4-디메틸-1,5-펜탄디올 및 2,4-디부틸-1,5-펜탄디올이 포함된다.
본 발명에서, 디올은 바람직하게는, 폴리에스테르 폴리올 (B) 의 원재료로서, 에틸렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜 및 헥산디올로부터 선택되는 적어도 하나를 함유한다.
디카르복실산의 예에는 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산 (suberic acid), 아젤라산, 세바산, 도데칸디오산, 2-메틸숙신산, 2-메틸아디프산, 3-메틸아디프산, 3-메틸펜탄디오산, 2-메틸옥탄디오산, 3,8-디메틸데칸디오산, 3,7-디메틸데칸디오산, 프탈산, 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌디카르복실산, 트리멜리트산, 트리메스산 (trimesic acid), 시클로헥산디오산 등이 포함된다. 이러한 디카르복실산은 단독으로 또는 조합으로 사용된다.
카르복실산 무수물의 예에는 아세트산 무수물, 프로피온산 무수물, 숙신산 무수물, 말레산 무수물 및 프탈산 무수물이 포함된다. 이러한 카르복실산 무수물은 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
본 발명에서, 이러한 디카르복실산 및 이의 무수물은 바람직하게는 폴리에스테르 폴리올 (B) 의 원재료로서, 프탈산, 테레프탈산, 이소프탈산 및 프탈산 무수물과 같은 프탈산류; 및 아디프산, 2-메틸아디프산 및 3-메틸아디프산과 같은 아디프산류로부터 선택되는 적어도 하나를 함유한다.
따라서, 본 발명에 따른 폴리에스테르 폴리올 (B) 는 바람직하게는 프탈산에서 유도된 화학 구조 및 아디프산에서 유도된 화학 구조로부터 선택되는 적어도 하나이다. 폴리에스테르 폴리올 (B) 가 상기 화학 구조를 갖는 경우, 본 발명에 따른 핫멜트 접착제는 소량의 접착제가 적용되더라도 카톤에 대하여 보다 탁월한 접착력을 갖고, 상기 접착제는 -20℃ 내지 0℃ 의 저온 범위에서 보다 탁월한 접착력을 나타낼 수 있다.
프탈산에서 유도된 화학 구조는 바람직하게는 -CO-C6H4-CO- (치환 패턴 o-, m- 및 p- 중 임의의 것일 수 있음) 를 함유하고, 아디프산에서 유도된 화학 구조는 바람직하게는 -CO-C4H8-CO-, -CO-CH(CH3)-C3H6-CO- 및 -CO-CH2-CH(CH3)-C2H4-CO- 를 함유한다.
본 발명에서, 상기 핫멜트 접착제가 추가로 (C) 왁스를 함유하는 것이 바람직하다. 본원에 사용된 바, "왁스" 는 10,000 미만의 중량 평균 분자량을 갖고, 상온에서 고체이고, 가열시 액체가 되는, 통상적으로 "왁스" 로서 간주되는 유기 물질을 의미하며, 왁스 특성을 갖고, 본 발명에 따른 핫멜트 접착제가 수득될 수 있는 한 특별한 제한은 없다.
왁스 (C) 는 바람직하게는 (C1) 합성 왁스 중 하나인 피셔-트롭쉬 왁스 (Fischer-Tropsch wax), 및 (C2) 천연 왁스 중 하나인 석유 왁스 둘 모두를 포함한다.
피셔-트롭쉬 왁스 (C1) 은 피셔-트롭쉬 방법에 의해 합성되고, 통상적으로 피셔-트롭쉬 왁스로서 간주되는 왁스를 의미한다. 피셔-트롭쉬 왁스는 성분 분자가 비교적 좁은 탄소수 분포를 갖기 때문에, 성분 분자가 비교적 넓은 탄소수 분포를 갖는 왁스로부터 이를 분리함으로써 수득된다. 전형적인 피셔-트롭쉬 왁스에는 Sasol H1 (상표명) 및 Sasol C80 (상표명) 이 포함되고, 이들 둘 모두 Sasol Wax Corporation 사에서 시판된다.
석유 왁스 (C2) 의 예에는 파라핀 왁스, 미세결정성 왁스 및 페트롤레이텀이 포함된다.
파라핀 왁스는 진공 증류 추출유로부터 분리하여 제조되는, 상온에서 고체인 왁스이다. 전형적인 파라핀 왁스에는 NIPPON SEIRO CO., LTD 사에서 제조된 Paraffin Wax Series 가 포함된다.
미세결정성 왁스는 진공 증류 잔류 또는 중 (heavy) 추출유로부터 분리하여 제조되는, 상온에서 고체인 왁스이다. 전형적인 미세결정성 왁스에는 NIPPON SEIRO CO., LTD 사에서 제조된 Hi-Mic Series 가 포함된다.
페트롤레이텀은 진공 증류 잔류로부터 분리하여 제조되는, 상온에서 반고체인 왁스이다. 전형적인 페트롤레이텀에는 CHUO YUKA Co., LTD 사에서 제조된 Centon CP Series 가 포함된다. 본 발명에서, 석유 왁스 (C2) 는 바람직하게는 파라핀 왁스 또는 미세결정성 왁스이다.
본 발명에서, 왁스 (C) 는, 피셔-트롭쉬 왁스 (C1) 또는 석유 왁스 (C2) 이외에, 폴리올레핀 왁스 (예를 들어, 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스, 폴리에틸렌/폴리프로필렌 왁스) 와 같은 합성 왁스; 및 캐스터 왁스 (caster wax) 와 같은 천연 왁스를 함유할 수 있다.
상기 성분들 (A), (B) 및 (C) 이외에, 본 발명에 따른 핫멜트 접착제는 바람직하게는 (D) 점착 부여제를 함유할 수 있다. 본 발명에 따른 핫멜트 접착제가 (D) 점착 부여 수지를 함유하는 경우, 열적 안정성을 유지하면서 저온 코팅성 및 종이에 대한 접착력이 보다 개선된다.
핫멜트 접착제에 통상적으로 사용되고, 목적하는 본 발명에 따른 핫멜트 접착제가 수득될 수 있는 한, "점착 부여 수지" 에 대한 특별한 제한은 없다.
점착 부여 수지의 예에는 천연 로진, 개질된 로진, 수소화된 로진, 천연 로진의 글리세롤 에스테르, 개질된 로진의 글리세롤 에스테르, 천연 로진의 펜타에리트리톨 에스테르, 개질된 로진의 펜타에리트리톨 에스테르, 수소화된 로진의 펜타에리트리톨 에스테르, 천연 테르펜의 공중합체, 천연 테르펜의 삼원중합체, 수소화된 테르펜의 공중합체의 수소화된 유도체, 폴리테르펜 수지, 페놀계 개질된 테르펜 수지의 수소화된 유도체, 지방족 석유 탄화수소 수지, 지방족 석유 탄화수소 수지의 수소화된 유도체, 방향족 석유 탄화수소 수지, 방향족 석유 탄화수소 수지의 수소화된 유도체, 시클릭 지방족 석유 탄화수소 수지 및 시클릭 지방족 석유 탄화수소 수지의 수소화된 유도체가 포함된다. 이러한 점착 부여 수지는 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다. 점착 부여 수지가 무색 내지 담황색 색조를 갖고, 실질적으로 냄새가 없고, 또한 만족스러운 열적 안정성을 갖는 한, 액체형 점착 부여 수지가 사용될 수 있다. 이러한 특징을 포괄적으로 고려하여, 상기 언급된 수지 중 수소화된 유도체가 점착 부여 수지로서 바람직하다.
점착 부여 수지로서 시판용 제품이 사용될 수 있다. 상기 시판용 제품의 예에는 Exxon Mobil Corporation 사에서 제조된 ECR5600 (상표명); Maruzen PetroChemical CO, LTD. 사에서 제조된 MARUKACLEAR H (상표명); YASUHARA Chemical CO., LTD. 사에서 제조된 CLEARON K100 (상표명); Arakawa Chemical Industries, Ltd. 사에서 제조된 Alkon M100 (상표명); Idemitsu Petroleum Chemical Co., Ltd. 사에서 제조된 I-MARV S100 (상표명) 및 I-MARV Y135 (상표명); YASUHARA Chemical CO., LTD. 사에서 제조된 CLEARON K4090 (상표명) 및 CLEARON K4100; Exxon Mobil Corporation 사에서 제조된 ECR231C (상표명) 및 ECR179EX (상표명); 및 Eastman Chemical Company 사에서 제조된 Rigarite R7100 (상표명) 이 포함된다. 이러한 시판용 점착 부여 수지는 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 핫멜트 접착제는 바람직하게는 성분 (A) 내지 (C) 의 총 중량의 100 중량부를 기준으로, 40 내지 100 중량부 및 가장 바람직하게는 50 내지 80 중량부의 양으로 점착 부여 수지 (D) 를 함유한다.
본 발명에 따른 핫멜트 접착제가 성분 (A) 내지 (D) 를 상기 비율로 함유하는 경우, 상기 핫멜트 접착제는 저온 코팅에 보다 적합하고, 보다 탁월한 열적 안정성을 갖고, 또한 적합하게 긴 개방 시간을 갖고, 보다 탁월한 종이에 대한 접착력을 갖기 때문에, 다량의 핫멜트 접착제가 용이하게 적용될 수 없는 소형 카톤 조립의 적용에 보다 적합하다.
본 발명에 따른 핫멜트 접착제는, 요구되는 한, 각종 첨가제를 추가로 함유할 수 있다. 각종 첨가제의 예에는 가소화제, 자외선 흡수제, 항산화제, 안정화제 및 미립자 충전제가 포함된다.
가소화제가 핫멜트 접착제의 용융 점도를 감소시키고, 가요성을 부여하고, 접착물에 대한 습윤화를 개선하기 위한 목적으로 혼합되고, 에틸렌계 공중합체와 상용가능하고, 또한 목적하는 본 발명에 따른 핫멜트 접착제가 수득될 수 있는 한, "가소화제" 에 대한 특별한 제한은 없다. 가소화제의 예에는 파라핀계 오일, 나프텐계 오일 및 방향족 오일이 포함된다. 무색 및 무취인 파라핀계 오일이 특히 바람직하다.
가소화제로서 시판용 제품이 사용될 수 있다. 이의 예에는 Kukdong Oil & Chemical Co., Ltd. 사에서 제조된 White Oil Broom 350 (상표명); Idemitsu Kosan Co., Ltd. 사에서 제조된 Diana Frecia S32 (상표명), Diana Process Oil PW-90 (상표명) 및 DN Oil KP-68 (상표명); BP Chemicals Ltd. 사에서 제조된 Enerper M1930 (상표명); Crompton Corporation 사에서 제조된 Kaydol (상표명); 및 Esso Corporation 사에서 제조된 Primol 352 (상표명) 가 포함된다. 이러한 가소화제는 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
"안정화제" 는 열에 의한 분자량의 감소 뿐 아니라 핫멜트 접착제의 겔화, 착색 및 냄새 발생을 방지함으로써, 핫멜트 접착제의 안정성을 개선하기 위하여 혼합된다. 목적하는 본 발명에 따른 핫멜트 접착제가 수득될 수 있는 한, 안정화제에 대한 특별한 제한은 없다. 안정화제의 예에는 항산화제 및 자외선 흡수제가 포함된다.
"자외선 흡수제" 는 핫멜트 접착제의 내광성을 개선하기 위하여 사용된다. "항산화제" 는 핫멜트 접착제의 산화적 열화를 억제하기 위하여 사용된다. 항산화제 및 자외선 흡수제가 일반적으로 핫멜트 접착제에 사용되는 것이고, 하기 언급된 목적하는 종이 제품이 수득될 수 있는 한, 항산화제 및 자외선 흡수제에 대한 특별한 제한은 없다.
"항산화제" 의 예에는 페놀계 항산화제, 황계 항산화제 및 인계 항산화제가 포함된다. 자외선 흡수제의 예에는 벤조트리아졸계 자외선 흡수제 및 벤조페논계 자외선 흡수제가 포함된다. 락톤계 안정화제가 또한 첨가될 수 있다. 이러한 항산화제 및 자외선 흡수제는 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
안정화제로서 시판용 제품이 사용될 수 있다. 이의 예에는 Sumitomo Chemical Company Limited 사에서 제조된 SUMILIZER GM (상표명), SUMILIZER TPD (상표명) 및 SUMILIZER TPS (상표명); Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd. 사에서 제조된 IRGANOX 1010 (상표명), IRGANOX HP2225FF (상표명), IRGAFOS 168 (상표명) 및 IRGANOX 1520 (상표명); 및 Johoku Chemical Co., Ltd. 사에서 제조된 JF77 (상표명) 이 포함된다. 이러한 안정화제는 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 핫멜트 접착제는 미립자 충전제를 추가로 함유할 수 있다. 미립자 충전제가 일반적으로 사용되는 것이고, 목적하는 본 발명에 따른 핫멜트 접착제가 수득될 수 있는 한, 미립자 충전제에 대한 특별한 제한은 없다. "미립자 충전제" 의 예에는 마이카, 탄산칼슘, 카올린, 탈크, 산화티타늄, 규조토, 우레아계 수지, 스티렌 비드, 베이크된 점토 (baked clay), 전분 등이 포함된다. 이러한 미립자 충전제의 형태는 바람직하게는 구형이다. 크기 (구형의 경우 직경) 에 대한 특별한 제한은 없다.
본 발명에 따른 핫멜트 접착제의 130℃ 에서의 용융 점도는 바람직하게는 400 내지 2,000 mPa·s 이다. 130℃ 에서의 용융 점도가 상기 범위 내에 있는 경우, 핫멜트 접착제의 130℃ 에서의 적용성이 개선되고, 또한 종이에 대한 접착력 또는 열적 안정성이 유지된다. 본원에 사용된 바, 130℃ 에서의 용융 점도는 Brookfield 점도계 및 써모셀 (thermo-cell) 을 사용하여 로터 (rotor) No. 27 에 의해 측정된 값을 의미한다.
본 발명에 따른 핫멜트 접착제는 에틸렌/올레핀의 공중합체 (A) 및 폴리에스테르 폴리올 (B) 및, 임의로, 왁스 (C), 점착 부여 수지 (D) 및 일반적으로 공지된 핫멜트 접착제의 제조 방법에 사용되는 각종 첨가제를 혼합하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 언급된 성분을 선결된 양으로 혼합하고, 혼합물을 가열 및 용융시켜 제조될 수 있다. 목적하는 핫멜트 접착제가 수득될 수 있는 한, 각각의 성분의 첨가 순서, 가열 방법 등에 대한 특별한 제한은 없다.
본 발명에 따른 핫멜트 접착제는 각종 형태를 취할 수 있으며, 통상적으로 블록 또는 필름 (시트) 의 형태이다. 블록 형태의 핫멜트 접착제는 상기 제조 방법에 의해 수득된 제품을 냉각하여 고체화시킴으로써 수득될 수 있는 반면, 필름 (시트) 형태의 핫멜트 접착제는 상기 제조 방법에 의해 수득된 제품을 추가로 필름으로 형성시킴으로써 수득될 수 있다.
본 발명에 따른 핫멜트 접착제는 기재 물질 또는 접착물과 같은 표적에 적용시킴으로써 사용될 수 있다. 코팅 중 핫멜트 접착제 중의 유기 용매를 혼합하는 것이 요구되지 않기 때문에, 상기 핫멜트 접착제는 환경적으로 바람직하다.
코팅 방법에 대한 특별한 제한은 없으며, 일반적으로 공지된 핫멜트 접착제의 적용 (코팅) 방법이 사용될 수 있다. 코팅 방법은, 예를 들어 접촉 코팅 및 비(非)접촉 코팅으로 크게 분류된다. "접촉 코팅" 은 핫멜트 접착제의 적용시 디스펜서 (dispenser) 를 부재 또는 필름과 접촉시키는 코팅 방법을 의미하는 반면, "비접촉 코팅" 은 핫멜트 접착제의 적용시 디스펜서를 부재 또는 필름과 접촉시키지 않는 코팅 방법을 의미한다. 접촉 코팅 방법의 예에는 슬롯 코터 (slot coater) 코팅 및 롤 코터 (roll coater) 코팅이 포함된다. 비접촉 코팅 방법의 예에는 나선형 코팅이 가능한 나선형 코팅 방법; 물결형 (wavy form) 코팅이 가능한 오메가 (omega) 코팅 또는 컨트롤 심 (control seam) 코팅 방법; 평면형 코팅이 가능한 슬롯 스프레이 코팅 및 커튼 스프레이 코팅 방법; 점형 (spot-like) 코팅이 가능한 도트 코팅 방법; 선형 코팅이 가능한 비드 코팅 방법 등이 포함된다.
본 발명에 따른 핫멜트 접착제는 약 130℃ 의 저온에서 상기 언급된 코팅 방법에 의해 기재 물질에 적용된다.
본 발명에 따른 핫멜트 접착제는, 예를 들어 전자 부품, 목공, 건축 자재, 위생 용품, 종이 제품 등에 광범위하게 사용되며, 종이 제품의 제조를 위하여 적합하게 사용될 수 있고, 종이 제품용 핫멜트 접착제로서 특히 유용하다.
본 발명에 따른 종이 제품은 상기 언급된 핫멜트 접착제를 사용하여 제조된 종이 제품을 의미한다. 종이 제품이 상기 언급된 핫멜트 접착제를 사용하여 제조된 것인 한, 종이 제품의 종류에 대한 특별한 제한은 없다. 이의 구체예에는 제본, 캘린더, 골판지 (corrugated cardboard), 카톤 등이 포함된다.
본 발명에 따른 종이 제품의 일 바람직한 구현예에는 휴대용 사탕 상자 (portable sweets box) (예를 들어, 초콜릿 상자) 와 같은 휴대용 포장 카톤이 포함된다.
본 발명의 주요 구현예는 하기에 제시된다.
1. (A) 에틸렌/탄소수 3 내지 20 의 올레핀의 공중합체; 및 (B) 폴리에스테르 폴리올을 포함하는 핫멜트 접착제.
2. 상기 1 에 있어서, 에틸렌/탄소수 3 내지 20 의 올레핀의 공중합체 (A) 가 에틸렌과 옥텐의 공중합체를 포함하는 핫멜트 접착제.
3. 상기 1 또는 2 에 있어서, 폴리에스테르 폴리올 (B) 가 30℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 핫멜트 접착제.
4. 상기 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 폴리에스테르 폴리올 (B) 가 프탈산에서 유도된 화학 구조 및 아디프산에서 유도된 화학 구조로부터 선택되는 적어도 하나의 화학 구조를 갖는 핫멜트 접착제.
5. 상기 1 내지 4 중 어느 하나에 따른 핫멜트 접착제를 사용하여 제조된 종이 제품.
실시예
본 발명을 실시예 및 비교예를 사용하여 하기에 설명할 것이나, 본 발명이 이러한 예에 제한되는 것은 아니다.
핫멜트 접착제의 성분은 하기에 제시되는 바와 같다.
(A) 에틸렌/탄소수 3 내지 20 의 올레핀의 공중합체
(A1) 에틸렌/옥텐의 공중합체 (중량 평균 분자량: 43,000, 1-옥텐 함량: 35 내지 37 중량%, 용융 유동 속도: 500, The Dow Chemical Company 사에서 제조된 상표명 AFFINITY GA1950)
(A2) 에틸렌/옥텐의 공중합체 (중량 평균 분자량: 38,000, 1-옥텐 함량: 35 내지 37 중량%, 용융 유동 속도: 1,000, The Dow Chemical Company 사에서 제조된 상표명 AFFINITY GA1900)
(A3) 프로필렌/에틸렌/1-부텐의 공중합체 (중량 평균 분자량: 34,000, 유리 전이 온도: -28℃, 연화점: 124℃, 190℃ 에서의 용융 점도: 2,700 mPa·s, EVONIK DEGUSSA 사에서 제조된 상표명 VESTPLAST703)
(A4) 에틸렌/프로필렌의 공중합체 (중량 평균 분자량: 38,000, 유리 전이 온도: -25℃, 연화점: 135℃, 190℃ 에서의 용융 점도: 1,600 mPa·s, Eastman Chemical Company 사에서 제조된 상표명 Eastflex E1016PL-1)
(A') 에틸렌/카르복실산 에스테르의 공중합체
(A'1) 에틸렌/비닐 아세테이트의 공중합체 (중량 평균 분자량: 59,000, 비닐 아세테이트 함량: 28 중량%, 용융 유동 속도: 400, TOSOH CORPORATION 사에서 제조된 상표명 ULTRASEN 722)
(A'2) 에틸렌/메틸 메타크릴레이트의 공중합체 (중량 평균 분자량: 71,000, 메틸 메타크릴레이트 함량: 32 중량%, 용융 유동 속도: 450, Sumitomo Chemical Co., Ltd. 사에서 제조된 상표명 Acrift CM5022)
(A'3) 에틸렌/메틸 아크릴레이트의 공중합체 (중량 평균 분자량: 68,000, 메틸 아크릴레이트 함량: 28 중량%, 용융 유동 속도: 250, The Dow Chemical Company 사에서 제조된 상표명 NUC-6070)
(B) 폴리에스테르 폴리올
(B1) 테레프탈산, 프탈산 무수물 및 아디프산과 에틸렌 글리콜의 공중합체 (수 평균 분자량: 3,500, 유리 전이 온도: -31℃, HOKOKU Co., Ltd. 사에서 제조된 상표명 HS Polyol 2000)
(B2) 아디프산, 이소프탈산 및 테레프탈산과 네오펜틸 글리콜 및 에틸렌 글리콜의 공중합체 (수 평균 분자량: 3,000, 유리 전이 온도: 20℃, HOKOKU Co., Ltd. 사에서 제조된 상표명 HS Polyol 1000)
(B3) 아디프산과 네오펜틸 글리콜, 에틸렌 글리콜 및 헥산디올의 공중합체 (수 평균 분자량: 5,500, 유리 전이 온도: -50℃, HOKOKU Co., Ltd. 사에서 제조된 상표명 HS 2E-581A)
(B4) 아디프산과 헥산디올의 공중합체 (수 평균 분자량: 3,500, 유리 전이 온도: -57℃, HOKOKU Co., Ltd. 사에서 제조된 상표명 HS 2H-351A)
(C) 왁스
(C1) 피셔-트롭쉬 왁스 (중량 평균 분자량: 800, 용융점: 80℃, 투과도 (penetration degree): 7 이하, Sasol Corp. 사에서 제조된 상표명 Sasol C80)
(C2-1) 석유 왁스, 파라핀 왁스 (중량 평균 분자량: 460, 용융점: 66℃, 투과도: 12, NIPPON SEIRO CO., LTD 사에서 제조된 상표명 Paraffin Wax-150)
(C2-2) 석유 왁스, 미세결정성 왁스 (중량 평균 분자량: 800, 용융점: 88℃, 투과도: 6, NIPPON SEIRO CO., LTD 사에서 제조된 상표명 Hi-MiC-1090)
(D) 점착 부여 수지
(D1) 열가소성 탄화수소 수지 (연화점: 100℃, Exxon Mobil Corporation 사에서 제조된 상표명 ECR-179EX)
(D2) 지방족 탄화수소 수지 (연화점: 90℃, Zeon Corporation 사에서 제조된 상표명 Quinton DX390N)
표 1 내지 3 에 제시된 제형에 따라, 상기 성분들을 통상의 교반기를 사용하여 약 145℃ 에서 약 1 시간에 걸쳐 용융 및 혼합하여, 실시예 1 내지 9, 및 비교예 1 내지 4 의 핫멜트 접착제를 제조하였다.
상기 핫멜트 접착제에 대하여, 용융 점도, 저온 코팅성, 개방 시간 및 접착력을 평가하였다.
상기 핫멜트 접착제를 K 라이너 (또는 크라프트 라이너 (Kraft liner)) 골판지에 적용하여, 저온 코팅성 및 개방 시간을 평가하기 위한 샘플을 수득하였다. 각각의 평가에 대한 요약은 하기에 기재되어 있다.
<용융 점도>
(시험 방법)
Brookfield 점도계 및 써모셀을 사용하여, 130℃ 에서의 용융 점도를 측정하였다.
<저온 코팅성>
(시험 방법)
130℃ 에서 용융된 핫멜트 접착제를 2 g/m 의 코팅량으로 K 라이너 (또는 크라프트 라이너) 골판지에 적용한 후, K 라이너 골판지를 10 초의 설정 시간 및 1 kg/25 cm2 의 가압 조건 하에서 또 다른 K 라이너 골판지에 적층시켰다. 강제로 필링 (peeling) 한 후, 핫멜트 접착제의 확산 상태 (spreading state) 를 측정하였다.
A: 핫멜트 접착제의 확산이 10 mm 초과였다.
B: 핫멜트 접착제의 확산이 8 내지 10 mm 였다.
C: 핫멜트 접착제의 확산이 8 mm 미만이었다.
<개방 시간>
(평가 방법)
130℃ 에서 용융된 핫멜트 접착제를 2 g/m 의 코팅량으로 K 라이너 골판지에 적용한 후, 상기 K 라이너 골판지를 10 초의 설정 시간 및 1 kg/25 cm2 의 가압 조건 하에서 또 다른 K 라이너 골판지에 적층시켰다. 결합이 형성될 수 있는 시간을 측정하였다.
A: 개방 시간이 12 초 초과였다.
B: 개방 시간이 10 내지 12 초였다.
C: 개방 시간이 10 초 미만이었다.
<접착력>
(샘플의 제조)
핫멜트 접착제를 130℃ 에서 용융시키고, 화학물질로 코팅된 표면을 갖는 카톤에 적용하였다. 코팅량은 1.2 g/m 였다.
1 kg/25 cm2 의 가압 하 1 초의 설정 시간 및 5 초의 개방 시간의 조건 하에서 또 다른 카톤을 적층하여 샘플을 제조하였다.
(평가 방법)
각각의 제조된 샘플을 40℃, 23℃, 0℃, -10℃ 또는 -20℃ 로 설정된 항온조에서 24 시간 동안 에이징한 후, 2 개의 카톤을 대기 하에서 수작업으로 강제로 필링하였다. 필링된 표면의 상태를 시각적으로 관찰하여, 파손된 부분(들)의 비율 (물질 파손율 (material fracture ratio)) 을 평가하였다. 총 결합 영역 중 파손된 카톤 영역의 비율을 물질의 파손된 부분(들)의 비율 (물질 파손율) 로서 간주하였다.
A: 물질 파손율이 80% 초과였다.
B: 물질 파손율이 65% 내지 80% 였다.
C: 물질 파손율이 65% 미만이었다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
표 1 내지 3 에 제시된 바와 같이, 실시예 1 내지 9 의 핫멜트 접착제에는 성분 (A) 및 성분 (B) 둘 모두가 포함되어 있었기 때문에, 저온 코팅이 가능하고, 또한 적합하게 긴 개방 시간을 갖고, 종이에 대한 접착력이 탁월하였다.
이와 대조적으로, 비교예 1 내지 4 의 핫멜트 접착제는 실시예의 핫멜트 접착제와 비교하여, 저온 범위에서 카톤에 대한 접착력이 열등하였다. 카톤에 코팅된 비교예의 핫멜트 접착제의 양이 1.2 g/m 인 경우, 카톤에 대한 충분한 접착력을 보장하는 것이 곤란하다고 입증되었다.
따라서, 본 발명에 따른 핫멜트 접착제는 비교예의 핫멜트 접착제와 비교하여, 휴대용 사탕 상자 (예를 들어, 초콜릿 상자) 에 적합하다.
본 발명은 핫멜트 접착제를 제공한다. 본 발명에 따른 핫멜트 접착제는 종이 가공 분야, 특히 제본, 캘린더, 골판지, 포장용 카톤 등의 제조에 적합하다.

Claims (5)

  1. (A) 에틸렌/탄소수 3 내지 20 의 올레핀의 공중합체; 및
    (B) 폴리에스테르 폴리올
    을 포함하는 핫멜트 접착제.
  2. 제 1 항에 있어서, 에틸렌/탄소수 3 내지 20 의 올레핀의 공중합체 (A) 가 에틸렌과 옥텐의 공중합체를 포함하는 핫멜트 접착제.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 폴리에스테르 폴리올 (B) 가 30℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 핫멜트 접착제.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리에스테르 폴리올 (B) 가 프탈산에서 유도된 화학 구조 및 아디프산에서 유도된 화학 구조로부터 선택되는 적어도 하나의 화학 구조를 갖는 핫멜트 접착제.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 핫멜트 접착제를 사용하여 제조된 종이 제품.
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