KR20160009649A - 경화성 아크릴 조성물, 아크릴 테이프, 아크릴 고무 롤, 및 아크릴 고무 롤의 제조 방법 - Google Patents

경화성 아크릴 조성물, 아크릴 테이프, 아크릴 고무 롤, 및 아크릴 고무 롤의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 경화성 아크릴 조성물, 아크릴 테이프, 아크릴 고무 롤, 및 아크릴 고무 롤의 제조 방법을 개시하고 있다. 아크릴 조성물은 50 내지 77 중량%의 2-에틸헥실 아크릴레이트, 2 내지 10 중량%의 아크릴산, 20 내지 40 중량%의 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 0.1 내지 0.5 중량%의 경화제 및 0.1 내지 0.2 중량%의 광개시제를 함유한다. 아크릴 조성물에 의해 형성되는 아크릴 고무 롤은 세제 없이 정수로 직접 세척하는 경우 그의 점도를 회복할 수 있고, 뛰어난 클리닝 능력 및 세척성을 그 특징으로 한다.

Description

경화성 아크릴 조성물, 아크릴 테이프, 아크릴 고무 롤, 및 아크릴 고무 롤의 제조 방법 {CURABLE ACRYLIC COMPOSITION, ACRYLIC TAPE, ACRYLIC RUBBER ROLL AND METHOD FOR PREPARING THE ACRYLIC RUBBER ROLL}
본 발명은 경화성 아크릴 조성물, 아크릴 테이프, 아크릴 고무 롤, 및 아크릴 고무 롤의 제조 방법에 관한 것이다.
현재, 린트 롤러(lint roller)로도 불리는 탈진(dedusting) 접착 테이프 및 고무 롤은 다양한 표면을 세정하는 데 사용될 수 있다. 일회용 탈진 접착 테이프 및 고무 롤은 사용하기 용이하지만 비용이 상대적으로 높다. 재사용가능하고 물 세척가능한 탈진 고무 롤은 가격에 민감하고 환경적으로 의식적인 소비자들 사이에서 점점 인기를 얻고 있다. 시장에서 대부분의 물 세척가능한 접착 클리닝 롤(adhesive cleaning roll)은 천연 고무, 합성 고무, 실리카 겔 또는 PVC와 같은 기본 재료로 구성되며, 여기서 자가-접착 탄성중합체 재료는 접착제 층으로서 기능을 하고, 대부분의 표면은 소수성이며, 따라서 물로만 세정할 경우 불만족스러운 결과가 초래되어, 롤을 세정할 경우 표면 마찰을 감소시키기 위해서 세제 또는 뜨거운 물이 필요하게 된다. 게다가, 다양한 세제는 사실상 알칼리성이거나 산성이어서 장기간 사용 시에 접착 표면에 손상을 입힐 것이다. 따라서, 세제를 덜 사용하거나 전혀 사용하지 않는 것이 환경을 중시하는, 환경 친화적인 보호(green, environmental protection)에 더 부응할 것이고, 손으로 만지기에 안전할 것이다. 또한, 대부분의 시판되는 세척가능한 롤은 표면 마찰이 크고 구르기가 어렵다는 것을 그 특징으로 하며, 이에 의해 만족스럽게 세정되기 어렵거나 또는 심지어 롤의 지지축에 대한 탈착 또는 파손이 유발되어, 그 성능에 영향을 줄 수 있다.
기존의 기술적인 문제를 해결하기 위해서, 경화성 아크릴 조성물, 경화성 아크릴 조성물로부터 제조된 아크릴 테이프, 및 상기 아크릴 테이프로 구성된 아크릴 고무 롤이 개시되며, 이때 아크릴 고무 롤은 세제 없이 정수로 세척하는 경우 그의 접착성을 회복할 수 있고, 뛰어난 클리닝 능력 및 세척성을 그 특징으로 한다.
통상의 재사용가능하고 세척가능한 고무 롤과 비교하여, 본 발명의 실시 형태는 큰 이점을 갖는다. 아크릴 고무 롤은 세제 없이 정수로 직접 세척하는 경우 그의 접착성을 회복할 수 있고, 뛰어난 클리닝 능력 및 세척성, 연질 표면의 용이한 클리닝, 및 가정용 직물 제품의 연질 표면에 부착되는 린트(lint), 비듬, 분진, 실밥 등의 제거를 그 특징으로 하여, 따라서 가정용 직물 제품, 특히 의류의 클리닝에 대한 빈도를 낮출 수 있다. 특히 유리한 점은, 개시된 아크릴 고무 롤에서 표면이 물에 노출되는 경우 접착성을 잃고 매끄럽게 되며, 이 표면에 부착된 먼지는 세제 없이 물로 용이하게 제거될 수 있고, 아크릴 조성물은 표면 상의 수분 제거 후 그의 점도를 회복할 수 있으며, 재사용되어 환경 오염을 감소시킬 수 있다는 것이다. 다수 회 재사용된 후에도, 우수한 접착성 및 고무 표면 외관을 갖는 아크릴 고무 롤이 여전히 제공되며, 이때 고무 표면은 부착된 플라스틱 롤에 잘 접합되고, 이 고무 표면은 물로 세척되는 경우 탈착될 가능성이 더 적다.
하나의 실시 형태에서, 경화성 아크릴 조성물이 제공되는데, 이 조성물은 50 내지 77 중량%의 2-에틸헥실 아크릴레이트, 2 내지 10 중량%의 아크릴산, 20 내지 40 중량%의 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 0.1 내지 0.5 중량%의 경화제 및 0.1 내지 0.2 중량%의 광개시제를 포함한다.
하나의 실시 형태에서, 광개시제는 2,2-다이메톡시-페닐 케톤을 포함한다.
하나의 실시 형태에서, 상기 경화제는 2작용성 아크릴 에스테르이다. 2작용성 아크릴 에스테르는 HDDA 또는 TPGDA를 포함할 수 있다.
하나의 실시 형태에서, 아크릴 조성물은 방부제, 항균제, 방향제, 가소제 및 건식 실리카(fumed silica) 중 하나 이상을 또한 포함한다.
하나의 실시 형태는 상기 아크릴 조성물을 경화시켜 형성된 아크릴 테이프를 제공한다.
하나의 실시 형태에서, 상기 경화는 UV 광 경화를 포함한다.
하나의 실시 형태는 롤 및 롤 상에 감긴 상기 아크릴 테이프를 포함하는 아크릴 고무 롤을 제공한다.
하나의 실시 형태는 아크릴 고무 롤의 제조 방법을 제공하는데, 이 방법은 50 내지 77 중량%의 2-에틸헥실 아크릴레이트, 2 내지 10 중량%의 아크릴산, 20 내지 40 중량%의 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 및 0.1 내지 0.5 중량%의 경화제를 실온에서 혼합 및 교반하는 단계; 이 혼합물에 0.1 내지 0.2 중량%의 광개시제를 첨가하고, 광개시제가 완전히 용해될 때까지 계속 교반하여 아크릴 조성물을 형성하는 단계; 아크릴 조성물을 UV 광으로 조사하여 가교결합 및 경화시켜 아크릴 테이프를 수득하는 단계; 및 아크릴 테이프 모델을 플라스틱 고무 롤 축의 크기에 상응하게 절단하고, 자유롭게 회전할 수 있는 고무 롤에 상기 아크릴 테이프를 기포 없이 고르게 붙여 상기 아크릴 고무 롤을 얻는 단계를 포함한다.
아크릴 고무 롤의 제조 방법의 실시 형태에서, 아크릴 조성물을 UV 광으로 조사하기 전에, 하나 이상의 방부제, 항균제, 방향제, 가소제 및 건식 실리카를 아크릴 조성물에 첨가한다.
아크릴 고무 롤의 제조 방법의 실시 형태에서, 언급한 경화제는 2작용성 아크릴 에스테르를 포함한다.
아크릴 고무 롤의 제조 방법의 실시 형태에서, 광개시제는 2,2-다이메톡시-페닐 케톤을 포함한다.
하나의 실시 형태에서, 경화성 아크릴 조성물이 제공되는데, 이 조성물은 50 내지 77 중량%의 2-에틸헥실 아크릴레이트, 2 내지 10 중량%의 아크릴산, 20 내지 40 중량%의 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 0.1 내지 0.5 중량%의 경화제 및 0.1 내지 0.2 중량%의 광개시제를 포함한다.
또한, 아크릴 조성물은 다른 첨가제, 예를 들어 곰팡이 방지제, 항균제 및 방향제, 예를 들어 건식 실리카 및 A-200을 포함한다.
경화제에는 특별한 제한이 없다. 경화제의 실시 형태에는 2작용성 아크릴 에스테르 단량체, 예를 들어 HDDA 및 TPGDA가 포함될 수 있다.
광개시제에는 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 광개시제의 실시 형태는 이르가큐어(Irgacure) 651일 수 있다.
본 발명의 실시 형태에서의 경화성 아크릴 조성물은 2-에틸헥실 아크릴레이트, 아크릴산, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 경화제 및 광개시제를 비율에 따라 혼합하여 형성된다.
또한, 아크릴 테이프는 경화성 아크릴 조성물을 경화시켜 형성될 수 있다. UV 광은 경화를 위해 사용될 수 있다.
하나의 실시 형태에서, 아크릴 고무 롤은 아크릴 테이프를 롤에 감아 형성될 수 있다. 아크릴 고무 롤은 가정용 직물 제품의 표면을 클리닝하는 데 사용될 수 있다.
하나의 실시 형태에서, 아크릴 조성물을 롤에 적용하고, 이어서 가교결합 및 경화시켜 가정용 직물 제품의 표면을 클리닝하는 데 사용되는 아크릴 고무 롤을 형성할 수 있다.
실시예
본 발명의 실시예는 하기 실시예들로 기술되지만 이에 한정되지는 않는다.
실시예들 및 비교예들에 사용되는 전형적인 원료를 하기에 열거하였다:
Figure pct00001
1) 2-EHA의 구조 2) HEA의 구조
Figure pct00002
3) HDDA의 구조 4) AA의 구조
Figure pct00003
5) 이르가큐어 651 (2,2-다이메톡시-페닐 케톤)의 구조
Figure pct00004
실시예 1
2-EHA, AA, HEA, 경화제 HDDA 및 광개시제 이르가큐어 651을 표 1에 나타낸 비율에 따라 균질하게 혼합하여 경화성 아크릴 조성물을 수득한다. 구체적으로, 2-EHA, AA, HEA 및 경화제 HDDA를 포함하는 액체 원료를 실온에서 유리 용기에 붓고, 상기 재료들을 일정한 속도로 교반기를 사용하여 교반하고, 이어서 광개시제 이르가큐어 651 분말을 첨가하고, 상기 재료를 광개시제 이르가큐어 651이 완전히 용해될 때까지 일정한 속도로 계속 교반한다.
UV 램프를 사용하여 아크릴 조성물을 경화 및 가교결합하고, 상기 제형의 단량체들의 가교결합 반응이 철저하게 되어 아크릴 테이프를 형성하는 것을 보장한다.
아크릴 테이프 모델을 플라스틱 고무 롤 축의 크기로 절단하고, 자유롭게 회전할 수 있는 고무 롤에 상기 아크릴 테이프를 기포 없이 고르게 붙여 분진 및 린트를 제거하는 데 사용될 수 있는 아크릴 고무 롤을 형성한다.
비교예 1 및 비교예 2
실시예 1에서와 동일한 방법으로 경화성 아크릴 조성물을 제조할 수 있다. 차이는 표 1에 나타낸 바와 같이 2- EHA , AA 및 HEA의 비율을 변경시키는 데에 있다. 실시예 1에서와 동일한 방법으로 제조된 경화성 아크릴 조성물을 사용하여 아크릴 테이프 및 아크릴 고무 롤을 제조한다.
실시예 2 내지 실시예 4
실시예 1에서와 동일한 방법으로 경화성 아크릴 조성물을 제조한다. 차이는 표 1에 나타낸 바와 같이 2- EHA , AA 및 HEA의 비율을 변경시키는 데에 있다. 실시예 1에서와 동일한 방법으로 제조된 경화성 아크릴 조성물을 사용하여 아크릴 테이프 및 아크릴 고무 롤을 제조한다.
[표 1]
Figure pct00005
실시예들 및 비교예들에서 제조된 아크릴 테이프 및 아크릴 고무 롤을 시험한다. 시험 방법은 다음과 같다.
세척 시험 방법:
적합한 양의 린트를 선택하고, 상기 린트를 평평한 표면 위에 놓는다. 시험된 새로운 고무-표면을 린트와 부드럽게 접촉시킨 후 샘플을 재빨리 들어 올린다. 린트가 고무 샘플에 의해 용이하게 픽업되는지 여부를 관찰한다.
이제 린트가 부착된 고무 샘플을 수전(faucet) 아래에 놓고 고무 표면을 느린 유수로 세척하고, 손가락으로 접착 표면에서 린트를 부드럽게 닦아 낸다. 세척 시간이 15초 이하로 조절되게 한다. 수도꼭지를 잠그고 임의의 린트가 접착 표면에 남아 있는지를 관찰한다.
이러한 시험으로부터 얻은 결과를 표 2에 나타낸다.
[표 2]
Figure pct00006
초기 접착력 시험 방법:
초기 접착력 시험 방법에 대해서는 G1 ASTM D6195의 표준을 참조한다. 샘플에는 신규 고무 샘플 및 소킹된(soaked) 고무 샘플이 포함된다. 소킹된 샘플을 준비하는 방법은 고무 샘플 전체를 정수에 소킹시키고, 소킹한 지 30분 후에 제거하는 것이다. 고무 샘플이 시험을 위해 완전히 건조될 때까지 고무 샘플을 22℃ 및 50% 습도의 공간에 두었다.
이러한 시험으로부터 얻은 결과를 표 3에 나타낸다.
[표 3]
Figure pct00007
세척가능한 고무 롤의 실제 응용에서, 초기 접착력은 롤 성능을 나타내는 가장 직접적인 지표들 중 하나이다. 세척 및 재사용성과 같은 개념은 사용 중에 관련되므로, 소킹된 고무 샘플의 초기 접착력 유지가 또한 중요하다. 신규 샘플 및 소킹된 샘플에 대한 초기 접착력 시험을 사용하여, 실제 응용에서의 세척가능한 고무 롤의 성능을 시뮬레이팅할 수 있다.
실제 응용에서, 너무 크거나 또는 작은 초기 접착력은 실제 사용 효과에 영향을 미칠 것이다. 시험 결과에 따르면, 실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3은 신규 샘플 및 소킹된 샘플에 대해서 뛰어난 초기 접착력 유지, 세척 시험 결과 및 초기 접착력 시험 결과를 갖는다.
세척성 시험:
시험 샘플은 치수가 1 인치 x 8 인치이고 표준 분진으로 덮여 있다. 샘플을 약 15초 동안 유수를 이용하여 손으로 세척하고, 이어서 흔들어서 물 방울을 부드럽게 털어내고, 샘플을 22℃ 및 50% 상대 습도 환경에서 1분 동안 정치되게 한다. 이어서, 이들 단계를 150회 반복 (분진화, 클리닝 및 헹굼)한 후, 5분 동안 건조되게 한다. 이어서, 실시예 1, 비교예 1 및 경쟁 제품들 (경쟁 제품들은 주로 탄성 재료, 예를 들어 합성 고무, 폴리우레탄 및 실리카 겔을 주형을 갖는 플라스틱 롤 축 상에서 주조하여 제조되며, 스티키 린트 롤러(Sticky Lint Roller) 및 린트 클리너(Rint Cleaner) 등과 같은 명칭을 가짐)에 대해서 G1 ASTM D6195에 따라 시험을 실시한다.
150회 사이클 후, 실시예 1의 초기 접착력은 거의 동일한 채로 있는 반면, 경쟁 제품들은 약 50% 만큼 떨어졌다. 또한, 실시예 1의 고무 테이프의 초기 접착력은 경쟁 제품의 초기 접착력보다 약 4배 더 크다. 본 발명의 실시예의 고무 테이프는 부착된 먼지, 예컨대 분진 및 린트에 대해서 오래 지속되는 클리닝 능력을 갖는다. 실시예 1과 비교하여, 비교예 1의 세척성 데이터는 약간 떨어진다.
[표 4]
Figure pct00008
접착력 회복 시간의 시험
고무 롤러의 롤 직경은 56 mm이고, 롤의 길이는 98 mm이다. 세척 후 자연 건조 시간은 고무 롤의 접착력 회복 시간이다.
[표 5]
Figure pct00009
표 5에서, 1# 내지 5#은 실시예 1의 5회 샘플링한 시험 결과이다.
실제 응용 동안, 소비자는 고무 테이프 표면이 반 건조된 지 약 1 내지 3분 후에 고무 테이프를 재사용할 수 있다. 접착력은 린트와 같은 먼지를 제거하기에 충분하다. 고무 표면이 완전히 건조되기 전에 고무 테이프를 사용할 수 있다. 잔여물(scrap)이 남지 않는 부드러운 천 또는 종이로 물 방울을 닦아내어 고무 표면의 접착력 회복 속도를 높였다.
세척 곤란성에 대한 시험 결과
[표 6]
Figure pct00010

Claims (12)

  1. 50 내지 77 중량%의 2-에틸헥실 아크릴레이트, 2 내지 10 중량%의 아크릴산, 20 내지 40 중량%의 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 0.1 내지 0.5 중량%의 경화제 및 0.1 내지 0.2 중량%의 광개시제를 포함하는, 경화성 아크릴 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 경화제는 2작용성 아크릴 에스테르를 포함하는, 경화성 아크릴 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광개시제는 2,2-다이메톡시-페닐 케톤을 포함하는, 경화성 아크릴 조성물.
  4. 제2항에 있어서, 상기 2작용성 아크릴 에스테르는 HDDA 또는 TPGDA를 포함하는, 경화성 아크릴 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 아크릴 조성물은 방부제, 항균제, 방향제, 가소제 및 건식 실리카(fumed silica) 중 하나 이상을 또한 포함하는, 경화성 아크릴 조성물.
  6. 제1항에 따른 아크릴 조성물을 경화시켜 형성된, 아크릴 테이프.
  7. 제6항에 있어서, 상기 경화는 자외선 (UV) 광 중합을 포함하는, 아크릴 테이프.
  8. 롤러, 및 상기 롤러 상에 감긴 제6항에 따른 아크릴 테이프를 포함하는, 아크릴 고무 롤.
  9. 아크릴 고무 롤의 제조 방법으로서,
    50 내지 77 중량%의 2-에틸헥실 아크릴레이트, 2 내지 10 중량%의 아크릴산, 20 내지 40 중량%의 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 및 0.1 내지 0.5 중량%의 경화제를 실온에서 혼합 및 교반하는 단계;
    상기 혼합물에 0.1 내지 0.2 중량%의 광개시제를 첨가하고, 상기 광개시제가 완전히 용해될 때까지 계속 교반하여 아크릴 조성물을 형성하는 단계;
    상기 아크릴 조성물을 UV 광으로 조사하여 가교결합 및 경화시켜 아크릴 테이프를 수득하는 단계; 및
    상기 아크릴 테이프 모델을 플라스틱 고무 롤 축의 크기에 따라 절단하고, 자유롭게 회전할 수 있는 고무 롤에 기포를 방지하면서 상기 아크릴 테이프를 고르게 붙여 상기 아크릴 고무 롤을 수득하는 단계를 포함하는, 아크릴 고무 롤의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 아크릴 조성물을 UV 광으로 조사하기 전에, 방부제, 항균제, 방향제, 가소제 및 건식 실리카 중 하나 이상을 상기 아크릴 조성물에 첨가하는 단계를 추가로 포함하는, 아크릴 고무 롤의 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 경화제는 2작용성 아크릴 에스테르를 또한 포함하는, 아크릴 고무 롤의 제조 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 광개시제는 2,2-다이메톡시-페닐 케톤을 포함하는, 아크릴 고무 롤의 제조 방법.
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