KR20170052614A

KR20170052614A - 나노결정질 셀룰로오스를 함유하는 감압 접착제

Info

Publication number: KR20170052614A
Application number: KR1020177008848A
Authority: KR
Inventors: 코린 이 립스콤; 케빈 엠 레완도우스키; 카를라 에스 토마스; 제이쉬리 세스; 릴리 체
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
Priority date: 2014-09-04
Filing date: 2015-08-31
Publication date: 2017-05-12
Also published as: CN107075334A; WO2016036632A1; US20170283669A1; JP2017533289A; EP3189114A1

Abstract

(메트)아크릴레이트 공중합체 및 나노결정질 셀룰로오스를 함유하는 에멀젼 중합체를 포함하는 감압 접착제가 제공된다. 나노결정질 셀룰로오스를 포함시키면 박리 접착력을 유지하면서 접착제의 중첩 전단 특성이 증가된다. 감압 접착제를 포함하는 물품 및 에멀젼이 또한 제공된다.

Description

나노결정질 셀룰로오스를 함유하는 감압 접착제{PRESSURE-SENSITIVE ADHESIVE CONTAINING NANOCRYSTALLINE CELLULOSE}

본 발명은 감압 접착제에 관한 것이다.

감압 접착제(PSA)는 다음 특성을 비롯한 특성을 갖는다고 공지되어 있다: (1) 강력하면서 영구적인 점착성, (2) 손가락 압력 이하의 압력으로 접착, (3) 피착물 상에의 충분한 유지력, 및 (4) 피착물로부터 깔끔하게 제거되기에 충분한 응집 강도. PSA로서 우수하게 기능하는 것으로 밝혀진 재료는 필요한 점탄성 특성을 나타내도록 설계되고 제제화된 중합체를 포함하며, 이 점탄성 특성으로부터 점착성, 박리 접착력 및 전단 유지력(shear holding power)의 원하는 균형이 얻어진다. PSA는 실온(예를 들어, 20℃)에서 보통 점착성인 것을 특징으로 한다. PSA는 단지 조성물이 표면에 달라붙거나 접착한다고 해서 그 조성물을 포함하지는 않는다.

미국 재발행 특허 제24,906호(울리히(Ulrich))에는 감압 접착 테이프가 개시되어 있으며, 이 테이프의 접착제층은 아크릴산 에스테르 및 아크릴산과 같은 공중합성 단량체의 공중합체를 포함하는데, 이는 상기 특허에서 "아크릴 감압 접착 테이프"로 기술되어 있다. 아크릴 감압 접착 테이프는 높은 전단 강도 및 우수한 접착성을 제공할 수도 있지만, 접착성, 특히 박리 강도의 아무런 감소 없이, 특히 승온에서, 더욱 더 높은 전단 강도가 필요했다.

물품 및 에멀젼을 비롯한 나노결정질 셀룰로오스를 함유하는 감압 접착제가 제공된다. 제1 양태에서, 감압 접착제가 제공된다. 보다 특별하게는, (a) (i) 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 비-3차(non-tertiary) 알콜의 (메트)아크릴산 에스테르의 단량체 단위 80 내지 97 중량부; (ii) 산 작용성 단량체의 단량체 단위 0 내지 10 중량부; (iii) 제2 극성 단량체의 단량체 단위 0 내지 20 중량부; (iv) 비닐 단량체 단위 0 내지 5 중량부; 및 (v) 가교결합제 0 내지 1 중량부를 포함하는 중합체를 포함하는 감압 접착제가 제공된다. 감압 접착제는 (b) 나노결정질 셀룰로오스 0.5 내지 15 중량부를 추가로 포함한다.

제2 양태에서, 물품이 제공된다. 물품은 (a) 기재; 및 (b) 기재의 제1 표면에 인접하게 위치된 제1 양태에 따른 감암 접착제의 제1 층을 포함한다.

제3 양태에서, 에멀젼이 제공된다. 에멀젼은 (a) 중합체 100 부를 기준으로, (i) 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖고, 평균 탄소 원자수가 약 4 내지 약 12인 비-3차 알콜의 (메트)아크릴산 에스테르 80 내지 95 중량부; (ii) 산 작용성 단량체 0 내지 10 중량부; (iii) 제2 비-산 작용성 극성 단량체 0 내지 20 중량부; (iv) 비닐 단량체 0 내지 5 중량부; (v) 선택적으로 가교결합제 0.01 내지 1 중량부; (vi) 쇄 전달제(chain transfer agent) 0 내지 0.5 중량부; 및 (vii) 나노결정질 셀룰로오스 0.5 내지 15 중량부의 반응 생성물을 포함하는 중합체 상을 에멀젼의 총 중량을 기준으로 30 내지 약 70 중량부 포함하고, 여기서 성분 (i) 내지 성분 (vii)의 합계는 100 중량부이다. 에멀젼은 (b) 계면활성제를 포함하는 수상을 에멀젼의 총 중량을 기준으로 30 내지 70 중량% 추가로 포함한다.

나노결정질 셀룰로오스를 포함시키면 박리 접착력을 유지하면서 접착제의 중첩 전단 특성이 증가된다.

물품 및 에멀젼을 비롯한, 감압 접착제가 제공된다. 나노결정질 셀룰로오스를 첨가하면 박리 점착력을 유지하면서 접착제의 중첩 전단 특성이 유의하게 증가된다. 유리하게는, 본 발명에 기술된 아크릴 감압 접착제에서 전단 특성의 증가를 관찰하기 위해서는 단지 소량의 나노결정질 셀룰로오스(접착 (메트)아크릴레이트 공중합체의 중량에 대하여, 0.5 내지 15 중량%)만이 필요하다. 또 다른 양태에서, 본 발명은 (메트)아크릴레이트 공중합체와 나노결정질 셀룰로오스를 포함하는 수성 에멀젼을 제공하며, 이 에멀젼은 코팅되고 건조되어 감압 접착제를 생성할 수 있다.

환경적인 이유로, 코팅 공정에서 휘발성 유기 용매(volatile organic solvent, VOC)의 사용을 그만두고자 하는, 그리고 보다 환경친화적인 수-기반 재료에 대한 요구가 존재하므로, 본 발명은 에멀젼 (메트)아크릴레이트 공중합체와 나노결정질 셀룰로오스를 포함하는 수계(waterborne) 접착제를 제공한다. 수계 시스템은 비용, 환경, 안정성 및 규제 상의 이유로 바람직하다. 수성 시스템은 용이하게 코팅될 수 있으며, 건조되면 감압 접착제를 제공한다.

종점(endpoint)에 의한 임의의 수치 범위의 언급은 그 범위의 종점, 그 범위 내의 모든 수치, 및 언급된 범위 내의 임의의 더 좁은 범위를 포함하는 의미이다(예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.8, 4 및 5를 포함함). 달리 지시되지 않는다면, 본 명세서 및 실시형태에 사용되는, 양 또는 성분, 특성의 측정치 등을 표현하는 모든 수는 모든 경우에 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 지시되지 않는다면, 전술한 명세서 및 첨부된 실시형태의 목록에 기재된 수치 파라미터는 본 명세서의 교시내용을 이용하여 당업자가 얻고자 하는 원하는 특성에 따라 달라질 수 있다. 최소한으로, 그리고 청구된 실시형태의 범주에 대한 균등론의 적용을 제한하려는 시도로서가 아니라, 각각의 수치 파라미터는 적어도 기록된 유효숫자의 개수의 관점에서 그리고 보통의 반올림 기법을 적용함으로써 해석되어야 한다.

정의된 용어에 대한 하기의 용어 설명의 경우, 청구범위 또는 본 명세서의 어딘가 다른 곳에서 상이한 정의가 제공되지 않는 한, 이러한 정의가 전체 출원에 적용되어야 한다.

용어 설명

대부분은 잘 알려져 있지만 어떤 설명을 필요로 할 수도 있는 소정의 용어가 본 명세서 및 청구범위 전체에 걸쳐 사용된다. 이들 용어는, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 다음과 같이 이해되어야 한다.

단수형 용어는 기술되어 있는 요소들 중 하나 이상을 의미하도록 "적어도 하나"와 서로 교환가능하게 사용된다.

용어 "및/또는"은 어느 것이든 하나 또는 둘 모두를 의미한다. 예를 들어, 표현 "A 및/또는 B"는 A, B, 또는 A와 B의 조합을 의미한다.

용어 "에멀젼"은 하나 이상의 계면활성제에 의해 현탁액으로 유지되는 둘 이상의 불혼화성 액체의 안정한 혼합물을 말하며, 보다 구체적으로는 이것은 본 중합성 단량체 혼합물 또는 생성된 중합체, 및 물의 안정한 혼합물을 말한다.

용어 "라텍스"는 중합체의 수성 현탁액 또는 에멀젼을 말하며, 보다 구체적으로는, 이것은 본 중합체의 수성 에멀젼을 말한다.

"수중유(oil-in-water) 에멀젼"은 물이 연속상을 형성하고 단량체 (오일)가 불연속 소적 형태인 혼합물을 말한다.

수중유 에멀젼에서 용어 "유상"은 수상 중에서 그의 용해도 한계를 개별적으로 초과하는 제제 중의 모든 성분을 말하며; 이것은 일반적으로 증류수 중에서 1% 미만의 용해도를 갖는 물질이지만, 염과 같은 수상 성분은 특정 오일의 용해도를 감소시켜서 유상 중에서의 그의 분배를 유발한다.

수중유 에멀젼에서 용어 "수상"은 존재하는 물 및 수용성인, 즉, 물 중에서 그의 용해도 한계를 초과하지 않은 임의의 성분을 말한다.

용어 "(메트)아크릴레이트 단량체"는 알콜의 아크릴산 에스테르 또는 메타크릴산 에스테르를 말한다.

용어 "소수성"은 단량체가 물에 대한 실질적인 친화성이 결여되어 있으며, 즉, 단량체가 실온에서 물을 실질적으로 흡착하지도 않고 흡수하지도 않음을 의미하기 위해서 본 명세서에서 사용된다.

용어 "친수성"은 단량체가 물에 대해서 실질적인 친수성을 갖는 것을 의미하기 위해서 사용된다.

제1 양태에서,

(a) (i) 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 비-3차 알콜의 (메트)아크릴산 에스테르의 단량체 단위 80 내지 97 중량부;

(ii) 산 작용성 단량체의 단량체 단위 0 내지 10 중량부;

(iii) 제2 극성 단량체의 단량체 단위 0 내지 20 중량부;

(iv) 비닐 단량체 단위 0 내지 5 중량부; 및

(v) 가교결합제 0 내지 1 중량부를 포함하는 중합체; 및

(b) 나노결정질 셀룰로오스 0.5 내지 15 중량부를 포함하는 감압 접착제가 제공된다.

제2 양태에서,

(a) 기재; 및

(b) 기재의 제1 표면에 인접하게 위치된 제1 양태에 따른 감암 접착제의 제1 층을 포함하는 물품이 제공된다.

제3 양태에서,

(a) 중합체 100 부를 기준으로,

(i) 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖고, 평균 탄소 원자수가 약 4 내지 약 12인 비-3차 알콜의 (메트)아크릴산 에스테르 80 내지 95 중량부;

(ii) 산 작용성 단량체 0 내지 10 중량부;

(iii) 제2 비-산 작용성 극성 단량체 0 내지 20 중량부;

(iv) 비닐 단랑체 0 내지 5 중량부;

(v) 선택적으로 가교결합제 0.01 내지 1 중량부;

(vi) 쇄 전달제 0 내지 0.5 중량부; 및

(vii) 나노결정질 셀룰로오스 0.5 내지 15 중량부(여기서 성분 (i) 내지 성분 (vii)의 합계는 100 중량부임)의 반응 생성물을 포함하는 중합체 상을 에멀젼의 총 중량을 기준으로 30 내지 약 70 중량%, 및

(b) 계면활성제를 포함하는 수상을 에멀젼의 총 중량을 기준으로 30 내지 70 중량% 포함하는 에멀젼이 제공된다.

바람직하게는, 에멀젼은 수상을 최소화하고 그에 따라 라텍스의 건조 동안 에너지를 보존하고, 보관 및 선적 비용을 최소화하고, 플랜트 생산성(plant productivity)을 최대화하기 위해, 에멀젼의 총 중량을 기준으로, 중합체를 약 50 내지 약 65 중량%, 그리고 수상을 약 35 내지 약 50 중량% 포함하며, 가장 바람직하게는 고체상을 약 55 내지 약 62 중량%, 그리고 수상을 약 38 내지 약 45 중량% 포함한다. 에멀젼은 코팅되고 건조되어 감압 접착제를 생성할 수 있다. 접착제 조성물의 중합체 성분은 하나 이상의 중합체를 포함할 수도 있다.

접착제 중합체를 제조하는 데 유용한 아크릴레이트 에스테르 단량체는 1 내지 20개의 탄소 원자, 예컨대 평균 4 내지 12개의 탄소 원자를 함유하는 비-3차 알콜의 소수성 단량체성 (메트)아크릴 에스테르이다.

아크릴레이트 에스테르 단량체로 사용하기에 적합한 단량체의 예는 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올, 2-부탄올, 1-펜탄올, 2-펜탄올, 3-펜탄올, 2-메틸-1-부탄올, 1-헥산올, 2-헥산올, 2-메틸-1-펜탄올, 3-메틸-1-펜탄올, 2-에틸-1-부탄올, 3,5,5,-트라이메틸-1-헥산올, 3-헵탄올, 1-옥탄올, 2-옥탄올, 아이소옥틸알콜, 2-에틸-1-헥산올, 1-데칸올, 1-도데칸올, 1-트라이데칸올, 1-테트라데칸올 등과 같은 비-3차 알콜과의 아크릴산 또는 메타크릴산의 에스테르를 포함한다. 일부 실시형태에서, 바람직한 아크릴레이트 에스테르 단량체는 부틸 알콜 또는 아이소옥틸 알콜과 아크릴산의 에스테르, 또는 그들의 조합이지만, 2종 이상의 상이한 아크릴레이트 에스테르 단량체의 조합이 적합하다. 일부 실시형태에서, 바람직한 아크릴레이트 에스테르 단량체는 2-옥틸 아크릴레이트이다.

아크릴레이트 에스테르 단량체는 전형적으로는 중합체를 제조하기 위해 이용되는 100부의 총 단량체 함량(즉, 상기 조성물 중의 성분 i 내지 성분 v 전체)을 기준으로 80 내지 99 중량부의 양으로 존재한다. 특정 실시형태에서, 아크릴레이트 에스테르 단량체는 중합체를 제조하는데 사용되는 총 단량체 함량 100 부를 기준으로, 90 내지 95 중량부의 양으로 존재한다.

중합체는 선택적으로는 추가로 산 작용성 단량체를 포함하며, 여기에서 산 작용기는 산 그 자체, 예컨대, 카르복실산, 또는 그 염, 예를 들어, 알칼리 금속 카르복실레이트일 수 있다. 유용한 산 작용성 단량체에는 에틸렌계 불포화 카르복실산, 에틸렌계 불포화 설폰산, 에틸렌계 불포화 포스폰산, 및 그들의 혼합물로부터 선택되는 것이 포함되지만, 이에 한정되지 않는다. 이러한 화합물의 예에는 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 푸마르산, 크로톤산, 시트라콘산, 말레산, 올레산, β-카르복시에틸 아크릴레이트, 2-설포에틸 메타크릴레이트, 스티렌 설폰산, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판설폰산, 비닐포스폰산, 및 그들의 혼합물로부터 선택되는 것이 포함된다.

본 발명의 산 작용성 단량체는, 입수가능성 때문에, 일반적으로 에틸렌계 불포화 카르복실산, 즉, (메트)아크릴산으로부터 선택된다. 더욱 강한 산이 요구되는 경우에도, 산성 단량체로는 에틸렌계 불포화 설폰산 및 에틸렌계 불포화 인산이 포함된다. 산 작용성 단량체는 총 단량체 100 중량부를 기준으로 일반적으로는 0 내지 10 중량부, 예컨대 0 내지 5 중량부 또는 1 내지 5 중량부의 양으로 사용된다.

접착제 중합체를 제조하는 데 유용한 극성 단량체는 다소 유용성(oil soluble)과 수용성 모두여서, 유화 중합에서 극성 단량체는 수상과 유상 사이에 분배된다. 상기에 언급된 산 작용성 단량체에 더하여, 다른 유용한 극성 단량체는 비-산 작용성이다. 이러한 극성 단량체는 총 단량체 100 중량부를 기준으로 일반적으로는 0 내지 20 중량부, 예컨대 0 내지 15 중량부, 1 내지 15 중량부, 또는 1 내지 10 중량부의 양으로 사용된다.

적합한 비-산 작용성 극성 단량체의 대표적인 예에는, 2-하이드록실에틸 (메트)아크릴레이트; N-비닐피롤리돈; N-비닐카프로락탐; 아크릴아미드; 모노- 또는 다이-N-알킬 치환된 아크릴아미드; t-부틸 아크릴아미드; 다이메틸아미노에틸 아크릴아미드; N-옥틸 아크릴아미드; 2-(2-에톡시에톡시)에틸 아크릴레이트, 2-에톡시에틸 아크릴레이트, 2-메톡시에톡시에틸 아크릴레이트, 2-메톡시에틸 메타크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 모노(메트)아크릴레이트를 포함하는 폴리(알콕시알킬) 아크릴레이트; 비닐 메틸 에테르를 포함하는 알킬 비닐 에테르; 및 그들의 혼합물이 포함되지만, 이에 한정되지 않는다. 바람직한 극성 단량체는 2-하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트 및 N-비닐피롤리돈으로 이루어지는 군으로부터 선택된 것을 포함한다.

사용될 때, 아크릴레이트 접착제 중합체에 유용한 비닐 단량체는 비닐 에스테르(예를 들어, 비닐 아세테이트 및 비닐 프로피오네이트), 스티렌, 치환된 스티렌(예를 들어, α-메틸 스티렌), 비닐 할라이드, 및 그들의 혼합물을 포함한다. 그러한 비닐 단량체는 총 단량체 100 중량부를 기준으로 일반적으로는 0 내지 5 중량부, 예컨대 1 내지 5 중량부로 사용된다.

코팅된 접착제 조성물의 응집 강도를 증가시키기 위하여, 가교결합 첨가제를 블렌드 또는 중합성 단량체 내로 혼입시킬 수도 있다. 또한, 가교결합은 감마, UV 또는 e-빔 방사선과 같은 고 에너지 전자기 방사선을 이용하여 달성될 수도 있다.

다작용성 아크릴레이트는 유화 중합에 특히 유용하다. 유용한 다작용성 아크릴레이트 가교결합제의 예에는 다이아크릴레이트, 트라이아크릴레이트 및 테트라아크릴레이트, 예를 들어 1,6-헥산다이올 다이아크릴레이트, 폴리(에틸렌 글리콜) 다이아크릴레이트, 폴리부타디엔 다이아크릴레이트, 폴리우레탄 다이아크릴레이트 및 프로폭실화 글리세린 트라이아크릴레이트, 및 그들의 혼합물이 포함되지만, 이에 한정되지 않는다

메타크릴옥시프로필트라이메톡시실란(미국 펜실베이니아주 툴리타운 소재의 젤레스트 인코포레이티드(Gelest, Inc.)로부터 입수가능함), 비닐 다이메틸에톡시실란, 비닐 메틸 다이에톡시실란, 비닐트라이에톡시실란, 비닐트라이메톡시실란, 비닐트라이페녹시실란 등을 포함하지만, 이로 한정되지 않는, 모노에틸렌계 불포화 모노-, 다이-, 및 트라이알콕시 실란 화합물과 같은 가수분해성, 자유 라디칼 공중합성 가교결합제가 또한 유용한 가교결합제이다.

가교결합제의 양 및 아이덴티티(identity)는 접착제 조성물의 적용분야에 따라 맞춰진다. 전형적으로, 가교결합제는 접착제 조성물의 총 건조 중량을 기준으로 5부 미만의 양으로 존재한다. 보다 구체적으로는, 가교결합제는 접착제 조성물의 총 단량체 100부를 기준으로 0.01 부 내지 1 부의 양으로 선택적으로 존재한다.

조성물은 나노결정질 셀룰로오스를 추가로 포함하는데, 이것은 나노입자의 표면 상의 알콜 기 및 산 기의 존재로 인해서 수 분산성인 고도로 결정질인 생물계(bio-based) 나노입자이다. 나노결정질 셀룰로오스는 셀룰로오스를 산(예를 들어, 황산)으로 처리하여 그의 비정질 영역을 분해시키고, 고도로 결정질인 영역을 그대로 남겨두는 공정을 통해서 셀룰로오스로부터 제조된다. 셀룰로오스는 식물 세포 벽의 주요 구조 성분이고, β(1→4) 연결된 D-글루코오스 단위로 형성된 선형 다당류 중합체인데, 그의 쇄는 배열되어 결정질 도메인 및 비정질 도메인을 형성한다. 나노결정질 셀룰로오스의 결정도는 전형적으로는 80% 초과, 85% 초과, 90% 초과, 또는 심지어는 95% 초과이다. 나노결정질 셀룰로오스는 5 나노미터(nm) 내지 30 nm 범위의 단면적, 및 50 nm 내지 300 nm, 예컨대 100 nm 내지 300 nm 범위의 길이를 갖는 미결정(crystallite)을 포함한다. 예를 들어, 단면적은 전형적으로는 적어도 5 nm, 또는 적어도 10 nm, 또는 적어도 15 nm, 및 30 nm 이하, 또는 25 nm 이하, 또는 20 nm 이하이다. 길이는 전형적으로는 적어도 50 nm, 또는 적어도 100 nm, 또는 적어도 150 nm, 또는 적어도 200 nm, 및 300 nm 이하, 또는 250 nm 이하이다. 충전된 미결정은 물 중에 현탁될 수 있고, 건조되는 경우, 나노결정질 셀룰로오스는 입자 집적체(agglomeration)를 형성한다. 대부분의 실시형태에서, 나노결정질 셀룰로오스는 표면 개질되 지 않는다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "표면 개질된"은 나노결정질 셀룰로오스 상의 작용기를 변경시키는 것, 예컨대 산 표면 기를 다른 양이온(예를 들어, 알칼리 토류 양이온, 금속 양이온 등)과 교환시키거나 또는 나노결정질 셀룰로오스를 화학 반응을 통해서, 예컨대 나노결정질 셀룰로오스 상의 알콜 기에서 분자 또는 중합체로 공유 작용화시키는 것을 말한다.

나노결정질 셀룰로오스는 중합체 100 부를 기준으로 전형적으로는 0.5 내지 15 중량부, 예컨대 적어도 0.5 중량부, 또는 적어도 1 중량부, 또는 적어도 2 중량부, 또는 적어도 5 중량부, 또는 적어도 7 중량부의 양으로 본 발명의 접착제 중에 존재한다. 나노결정질 셀룰로오스는 중합체 100 부를 기준으로 전형적으로는 15 중량부 이하, 또는 12 중량부 이하, 또는 10 중량부 이하, 또는 8 중량부 이하, 또는 5 중량부 이하의 양으로 존재한다. 적합한 나노결정질 셀룰로오스는 유.에스. 포레스트 서비스 포레스트 프러덕츠 래보러토리(U.S. Forest Service Forest Products Laboratory)(미국 위스콘신주 매디슨 소재)로부터 더 유니버시티 오브 메인(the University of Maine)(미국 메인주 오로노 소재)을 통해서 구매가능하다.

접착제 조성물의 성능을 향상시키기 위해 다른 첨가제가 첨가될 수 있다. 예를 들어, 평활제(leveling agent), 자외광 흡수제, 장애형 아민 광 안정제(hindered amine light stabilizer, HALS), 산소 저해제, 리올로지 조절제(rheology modifier), 습윤제, 소포제, 살생제, 염료 등이 여기에 포함될 수 있다. 이들 첨가제 전부와 그 용도는 당업계에 잘 알려져 있다. 접착제 특성에 해로운 영향을 미치지 않는 한 임의의 이들 화합물이 이용될 수 있는 것으로 이해된다.

본 발명의 중합체는 용액, 방사선, 벌크(bulk), 분산, 유화, 및 현탁 공정을 비롯한 임의의 통상적인 자유 라디칼 중합법에 의해 제조될 수 있다. 아크릴레이트 중합체는 미국 특허 제3,691,140호(실버(Silver)); 제4,166,152호(베이커(Baker) 등), 제4,636,432호(시바노(Shibano) 등); 제4,656,218호(키노시타(Kinoshita)); 및 제5,045,569호(델가도(Delgado))에 개시된 바와 같이 현탁 중합을 통해 제조될 수 있다. 각각은 접착제 조성물을 기술하며, 중합 공정에 대한 설명은 본 명세서에 참고로 포함된다. 아크릴레이트 중합체는 전형적으로는 자유-라디칼 개시제의 존재 하에서 유화 중합 공정에 의해 제조된다.

본 발명에 이용되는 아크릴레이트 접착제 중합체를 제조하는 데 유용한 수용성 및 유용성 개시제는 열에 노출시에 단량체 혼합물의 (공)중합을 개시하는 자유-라디칼을 생성하는 개시제이다. 수용성 개시제가 유화 중합에 의해 아크릴레이트 중합체를 제조하는데 종종 유용하다. 적합한 수용성 개시제에는 과황산칼륨, 과황산암모늄, 과황산나트륨, 및 그들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것; 앞서 언급한 과황산염의 반응 생성물과 같은 산화-환원 개시제 및 메타중아황산 나트륨 및 중아황산 나트륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 것과 같은 환원제; 및 4,4'-아조비스(4-시아노펜탄오익산) 및 그의 가용성 염(예컨대, 나트륨, 칼륨)이 포함되지만, 이에 한정되지 않는다. 바람직한 수용성 개시제는 과황산칼륨이다. 적합한 유용성 개시제에는 아조 화합물, 예를 들어, 둘 모두 이.아이. 듀폰 드 네모아스 캄파니로부터 입수가능한 바조(VAZO) 64 (2,2'-아조비스(아이소부티로니트릴)) 및 바조 52 (2,2'-아조비스(2,4-다이메틸펜탄니트릴)), 과산화물, 예를 들어, 벤조일 퍼옥사이드 및 라우로일 퍼옥사이드, 및 그들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 포함되지만, 이에 한정되지 않는다. 적합한 유용성 열 개시제는 (2,2'-아조비스(아이소부티로니트릴))이다. 사용되는 경우, 개시제는 감압 접착제 중의 단량체 성분 100 중량부를 기준으로 약 0.05 내지 약 1 중량부, 예컨대 약 0.1 내지 약 0.5 중량부를 구성할 수 있다.

공중합성 에멀젼 혼합물은 생성되는 중합체의 분자량을 제어하기 위해 선택적으로 쇄 전달제 추가로 포함할 수 있다. 유용한 쇄 전달제의 예에는 사브롬화탄소, 알콜, 메르캅탄, 및 그들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 포함되지만, 이에 한정되지 않는다. 존재하는 경우, 바람직한 쇄 전달제는 종종 아이소옥틸티오글리콜레이트 및 사브롬화탄소이다. 에멀젼 혼합물은 사용된다면, 총 단량체 혼합물 100 중량부를 기준으로, 약 0.5 중량부 이하, 전형적으로 약 0.01 내지 약 0.5 중량부, 바람직하게는 약 0.05 중량부 내지 약 0.2 중량부의 쇄 전달제를 추가로 포함할 수 있다.

유화 기술을 통한 중합은 유화제(또한 유화제 또는 계면활성제로도 불릴 수 있음)의 존재를 필요로 할 수 있다. 본 발명에 유용한 유화제는 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 및 그들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함한다.

유용한 음이온성 계면활성제에는 분자 구조가 약 C₆ - 내지 약 C₁₂-알킬, 알킬아릴, 및/또는 알케닐 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 소수성 모이어티(moiety)뿐만 아니라 설페이트, 설포네이트, 포스페이트, 폴리옥시에틸렌 설페이트, 폴리옥시에틸렌 설포네이트, 폴리옥시에틸렌 포스페이트 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 음이온 기, 및 그러한 음이온 기의 염 (여기서 상기 염은 알칼리 금속 염, 암모늄 염, 3차 아미노 염 등으로 이루어진 군으로부터 선택됨)을 포함하는 것이 포함되지만, 이에 한정되지 않는다. 유용한 음이온성 계면활성제의 대표적인 상업적 예에는 스테판 케미칼 캄파니(Stepan Chemical Co.)로부터 폴리스텝(POLYSTEP) B-3으로 입수가능한 소듐 라우릴 설페이트; 스테판 케미칼 캄파니로부터 폴리스텝 B-12로 입수가능한 소듐 라우릴 에테르 설페이트; 및 롱-쁠랑(Rhone-Poulenc)으로부터 시포네이트(SIPONATE) DS-10으로 입수가능한 소듐 도데실 벤젠 설포네이트가 포함된다.

유용한 비이온성 계면활성제에는 분자 구조가 유기 지방족 또는 알킬 방향족 소수성 모이어티와 에틸렌 옥사이드와 같은 친수성 알킬렌 옥사이드와의 축합 생성물을 포함하는 것이 포함되지만, 이에 한정되지 않는다. 유용한 비이온성 계면활성제의 HLB(친수성-친유성 균형)는 약 10 이상, 바람직하게는 약 10 내지 약 20이다. 계면활성제의 HLB는 계면활성제의 친수성(수 친화성(water-loving) 또는 극성) 기 및 친유성(유 친화성(oil-loving) 또는 비극성) 기의 크기 및 강도의 균형을 표현하는 것이다. 본 발명에 유용한 비이온성 계면활성제의 상업적인 예에는 롱-쁠랑으로부터 각각 이게팔(IGEPAL) CA 또는 CO 시리즈로서 입수가능한 노닐페녹시 또는 옥틸페녹시 폴리(에틸렌옥시)에탄올; 다우 케미칼 캄파니(Dow Chemical Company)로부터 테르기톨(TERGITOL) 15-S 시리즈로서 입수가능한 C₁₁-C₁₅ 2차-알콜 에톡실레이트; 및 아이씨아이 케미칼스(ICI Chemicals)로부터 계면활성제인 트윈(TWEEN) 시리즈로서 입수가능한 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산 에스테르가 포함되지만, 이에 한정되지 않는다.

유용한 양이온성 계면활성제는 화학식 C_nH_2n ₊₁N⁺(CH₃)³ X^-(식에서, X는 OH, Cl, Br, HSO₄, 또는 그들의 조합이고, n은 8 내지 22의 정수임); 및 화학식 C_nH_2n+1N⁺(C₂H₅)₃ X^-(식에서, n은 12 내지 18의 정수임)을 갖는 알킬암모늄 염; 제미니(gemini) 계면활성제, 예를 들어, 화학식 [C₁₆H₃₃N⁺(CH₃)₂C_mH_2m ₊₁] X^-(식에서, m은 2 내지 12의 정수이고, X는 상기에 정의된 바와 같음)를 갖는 것; 아르알킬암모늄 염, 예컨대, 예를 들어, 벤즈알코늄 염; 및 예를 들어, 화학식 C₁₆H₃₃N⁺(C₂H₅)(C₅H₁₀) X^-(식에서, X는 상기에 정의된 바와 같음)을 갖는 세틸에틸피페리디늄 염을 포함한다.

대안적으로, 계면활성제는 단량체 혼합물과 공중합가능한 이온성 계면활성제일 수 있으며, 중합 동안 중합체 쇄 내로 혼입된다. 유용한 공중합성 이온성 계면활성제의 예에는 국제특허 공개 제WO 89/12618호(탕 (Tang) 등)에 기술된 것이 포함되지만, 이에 한정되지 않는다. 상기 국제특허 공개에서 기술된 계면활성제는 알파-베타 에틸렌계 불포화체를 포함하는 소수성 부분, 이온성 세그먼트 및 폴리(알킬렌옥시) 세그먼트를 포함하는 친수성 부분을 갖는다.

국제특허 공개 제WO 89/12618호에 따르면, 반응성 계면활성제는 에틸렌계-불포화 알콜과 소정의 양의 제1 환형 에테르, 예를 들어, 프로필렌 옥사이드, 부틸렌 옥사이드 또는 그들의 혼합물의 연속적인 축합 중합, 이어서 소정의 양의 에틸렌 옥사이드와의 축합으로부터 생긴다. 양이온성 또는 음이온성 말단기 작용체는 원할 경우 말단 하이드록실 기를 통해 부가된다.

이온성 공중합성 계면활성제는 공중합성 단량체 혼합물과 반응할 수 있는 하나 이상의 기, 바람직하게는 하나의 기를 갖는다. 그러한 반응성 기에는 비닐 기, 아크릴레이트 기 등과 같은 에틸렌계 불포화 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 기가 포함되지만, 이에 한정되지 않는다.

상표명이 마존 샘(MAZON SAM)-211인 적합한 공중합성 계면활성제는 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드(PPG Industries, Inc.)로부터 입수가능하며, 알킬렌 폴리알콕시 암모늄 설페이트로 설명되며, 여기서 알콕시 기의 개수는 약 5 내지 약 25개이며, 전형적인 예는 약 15 내지 약 20개의 에톡시 기를 갖는다. 추가의 유용한 공중합성 계면활성제의 예는 알킬 알릴 설포석시네이트, 예를 들어, 다이아몬드 샴록 캄파니(Diamond Shamrock Company)로부터 입수가능한 트렘(TREM)-LF40을 포함한다. 추가의 유용한 공중합성 계면활성제는 더 켄달 캄파니(The Kendall Company)에 양도된 미국 특허 제3,925,442호 및 제3,983,166호에 개시되어 있으며, 상기 특허 둘 모두는 본 명세서에 참고로 포함된다.

본 발명의 에멀젼은 상기에서 상술된 공중합성 계면활성제와 유화 중합 분야에서 일반적으로 알려진 전형적인 이온성 또는 비이온성 비공중합성 계면활성제의 혼합물을 상기 이온성 공중합성 계면활성제 대신 이용함으로써 제조할 수 있음이 또한 고려된다. 그러한 비공중합성 계면활성제의 예는 본 명세서에 참고로 포함된 문헌 ["Emulsion Polymerization: theory and practice", by D. C. Blackley, New York, J. Wiley (1975)]에서 찾아볼 수 있다. 일부 실시형태에서, 계면활성제 혼합물은 계면활성제 혼합물의 총 중량을 기준으로 약 40 내지 약 99.5 중량%의 이온성 공중합성 계면활성제 및 약 0.5 내지 약 60 중량%의 비공중합성 계면활성제를 포함한다.

전형적으로, 본 발명의 유화 중합은 음이온성 계면활성제(들)의 존재 하에서 수행된다. 유화제 농도의 유용한 범위는 에멀젼 감압 접착제의 모든 단량체의 총 중량을 기준으로, 약 0.5 내지 약 8 중량%, 바람직하게는 약 1 내지 약 5 중량%이다.

본 발명의 에멀젼 감압 접착제는 또한 1종 이상의 통상적인 첨가제를 함유할 수도 있다. 바람직한 첨가제는 점착부여제(tackifier), 가소제, 염료, 산화방지제, 및 UV 안정제를 포함한다. 이러한 첨가제는 에멀젼 감압 접착제의 탁월한 특성에 영향을 미치지 않을 경우에 사용될 수 있다.

점착부여제가 이용되면, 총 접착제 중합체 및 나노결정질 셀룰로오스의 건조 중량을 기준으로 최대 약 40 중량%, 바람직하게는 30 중량% 미만, 그리고 더욱 바람직하게는 5 중량% 미만이 적합할 것이다. 일부 실시형태에서, 총 접착제 성분의 건조 중량을 기준으로 25 내지 약 60 pph(parts per hundred parts)가 또한 적합할 것이다. (메트)아크릴레이트 중합체 분산액과 함께 사용하기에 적합한 점착부여제는 로진 산, 로진 에스테르, 테르펜 페놀 수지, 탄화수소 수지, 및 쿠마론 인덴 수지를 포함한다. 점착부여제의 유형 및 양은 접합 범위, 접합 강도, 내열성 및 특이적 접착과 같은 특성에 영향을 줄 수 있다. 점착부여제는 일반적으로 수성 분산액 형태로 사용될 것이다. 구매가능한 적합한 점착부여제는 타코린(TACOLYN) 1070, 5001 및 5002(헤라클레스 인코포레이티드(Hercules Inc.)로부터 입수가능한, 저분자량 열가소성 수지 기반의 수성의, 55 고형물%의 합성 수지 분산액), SE1055(헤라클레스 인코포레이티드로부터 입수가능한, 로진 에스테르의 수성 분산액), 에스코레즈(ESCOREZ) 9271(엑손(Exxon)으로부터 입수가능한, 지방족 탄화수소 수지 에멀젼), 더멀센(DERMULSENE) 82, 더멀센 92, 더멀센 DT 또는 더멀센 DT50(디알티(DRT)로부터 입수가능한, 개질된 테르펜 페놀 수지의 수성 분산액) 및 아쿠아택(AQUATAK) 4188(애리조나 케미칼 캄파니(Arizona Chemical Company)로부터 입수가능한 개질된 로진 에스테르)를 포함한다.

(메트)아크릴레이트 공중합체는 유화 중합 공정에 의해 제조할 수 있다. 유화 중합에서는 반응이 수성 매질에 현탁된 미셀 또는 에멀젼 미세 액적에서 일어난다. 미세 액적 또는 미셀에서 발생되는 임의의 열은 주위의 수상의 열 용량의 영향에 의해 빠르게 조절된다. 유화 중합은 발열 반응을 더 잘 제어하면서 진행되며, 생성된 접착제 조성물은 수성 매질이 주성분이기 때문에 불연성이다.

본 발명의 감압 접착제는 배치식, 연속식 또는 반연속식 유화 중합 공정에 의해 제조된다. 중합은 일반적으로 하기 단계를 포함한다:

(a) (i) 아크릴산 에스테르,

(ii) 선택적으로 산 작용성 단량체;

(iii) 선택적으로 극성 단량체,

(iv) 선택적으로 비닐 단량체,

(v) 선택적으로 가교결합제,

(vi) 선택적으로 쇄 전달제를 포함하는 단량체 프리믹스를 제조하는 단계;

(b) 상기 프리믹스를

(i) 물,

(ii) 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 중합체성 계면활성제 및 그들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 계면활성제, 및

(iii) 수용성 자유 라디칼 개시제를 포함하는 수상과 조합하는 단계; 및

(c) 상기 에멀젼을 교반하면서 동시에 약 30℃ 내지 약 80℃의 온도로 가열하고, 중합체성 라텍스가 형성될 때까지 수중유 에멀젼에서 상기 단량체의 중합을 허용하는 단계. 다른 혼합물이 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 산 작용성 단량체, 또는 다른 친수성 단량체가 수용액에 첨가될 수 있다. 게다가, 일단 에멀젼 혼합물이 제조되면, 단량체는 이들의 각 분배 계수에 따라 유상과 수상 사이에 분배될 수 있다.

반연속식 공정에서는, 탈이온수(DI water), 계면활성제, 산 작용성 단량체, 아크릴레이트 에스테르 단량체, 선택적인 극성 단량체를 비롯한 선택적인 공중합성 단량체에 더하여 임의의 선택적인 쇄 전달제, pH 조절제 또는 다른 첨가제를 포함하는 시드(seed) 단량체 혼합물을 플라스크에 충전시킨다. 혼합물을 질소 블랭킷과 같은 불활성 분위기 하에서 교반하고 가열한다. 혼합물이 유도 온도(induction temperature), 전형적으로 약 50 내지 약 70℃에 도달할 때, 제1 개시제를 첨가하여 중합을 개시하고 반응이 발열하도록 한다. 시드 반응이 완결된 후, 이어서 배치 온도를 공급물 반응 온도, 약 70 내지 약 85℃로 상승시킨다. 공급물 반응 온도에서, DI수, 계면활성제, 산 작용성 단량체, 아크릴레이트 에스테르 단량체, 선택적인 극성 단량체를 비롯한 선택적인 공중합성 단량체, 쇄 전달제, 또는 다른 첨가제를 포함하는 단량체 프리에멀젼(pre-emulsion)을, 온도를 유지하면서 일정 기간에 걸쳐, 전형적으로 2 내지 4 시간에 걸쳐, 교반되는 플라스크에 첨가한다. 공급물 반응의 종료 시에, 사용될 경우, 제 2 개시제 충전물을 반응물에 첨가하여 에멀젼 중의 잔여 단량체를 더욱 감소시킨다. 추가로 1 시간 동안 가열한 후에, 혼합물을 실온(약 23℃)으로 냉각시키고, 평가를 위해 에멀젼을 수집한다.

중화제가 이러한 중합체의 제조에 사용될 수 있다. 그것은 중합체의 산 기의 전체 또는 일부를 중화시키기에 충분한 수준으로 사용될 수 있다. 일반적으로, 산 기의 50% 미만이 중화된다. 알칼리 금속 수산화물 또는 알칼리 금속 수산화물과 소량의 다른 중화제의 배합물을 사용하여 중화가 달성된다. 당업자에게 이해되는 바와 같이, 다양한 다른 중화제가 사용될 수 있다. 다른 중화제의 선택, 및 사용되는 양을 변화시켜 원하는 결과를 달성할 수 있다. 그러나, 선택된 종류 및 양은 접착제를 비분산성이 되지 않게 해야 한다. 통상적으로, 수산화암모늄, 수산화나트륨 및 수산화칼륨이 중화제로서 사용된다.

에멀젼의 pH는 선택적으로는 약 2 내지 6이다. 에멀젼의 산도는 염기성 용액(예를 들어, 수산화나트륨, 수산화암모늄, 수산화리튬 등의 용액), 또는 완충제 용액(예를 들어, 중탄산나트륨 등)과 같은 pH 조절제를 이용하여 라텍스 형성 후 덜 산성인 수준으로 변경될 수 있다. 전형적으로, pH는 7 이하, 예컨대 2 내지 6, 또는 3 내지 6 범위이다.

폴리(메트)아크릴레이트 감압 접착제의 응집 강도를 증가시키기 위해서, 가교결합 첨가제를 라텍스 PSA에 첨가할 수 있다. 2가지 주요 유형의 가교결합 첨가제가 전형적이다. 첫 번째 가교결합 첨가제는 다작용성 아지리딘, 아이소시아네이트 및 에폭시와 같은 열 가교결합 첨가제이다. 아지리딘 가교결합제의 한 예로는 1,1'-(1,3-페닐렌다이카르보닐)-비스-(2-메틸아지리딘)(CAS 번호 7652-64-4)이 있다. 그러한 화학적 가교결합제는 중합 후에 에멀젼 PSA에 첨가될 수 있으며, 코팅된 접착제의 오븐 건조 동안 열에 의해 활성화될 수 있다.

다른 실시형태에서, 가교결합 반응을 수행하기 위하여 자유 라디칼에 의존하는 화학적 가교결합제를 이용할 수 있다. 예를 들어, 퍼옥사이드와 같은 시약이 자유 라디칼의 공급원으로서의 역할을 한다. 충분히 가열될 때, 이러한 전구체는 중합체의 가교결합 반응을 일으키는 자유 라디칼을 발생시킬 것이다. 일반적인 자유 라디칼 발생 시약은 벤조일 퍼옥사이드이다. 자유 라디칼 발생제는 단지 소량으로 필요하지만, 일반적으로 가교결합 반응을 완료하기 위하여, 비스아미드 및 아이소시아네이트 시약에 필요한 온도보다 높은 온도를 필요로 한다.

두 번째 유형의 가교결합 첨가제는 감광성 가교결합제이며, 이것은 높은 강도의 자외(UV) 광에 의해 활성화된다. 아크릴 PSA에 사용되는 두 가지 일반적인 감광성 가교결합제는 미국 특허 제4,737,559호(켈렌(Kellen) 등)에 개시된 바와 같은 벤조페논 및 공중합성 방향족 케톤 단량체이다. 용액 중합체에 사후 첨가되고 UV광에 의해 활성화될 수 있는 다른 광가교결합제는 트라이아진, 예를 들어, 2,4-비스(트라이클로로메틸)-6-(4-메톡시-페닐)-s-트라이아진이다. 이들 가교결합제는 중간압 수은 램프 또는 UV 블랙라이트와 같은 공급원으로부터 생성되는 UV광에 의해 활성화된다.

가교결합은 또한 감마 또는 e-빔 방사선과 같은 고에너지 전자기 방사선을 이용하여 달성될 수 있다. 이 경우에, 가교결합제는 필요하지 않을 수 있다.

나노결정질 셀룰로오스를 아크릴레이트 접착제의 에멀젼에 첨가함으로써 나노결정질 셀룰로오스가 아크릴레이트 접착제에 혼입될 수 있다. 나노결정질 셀룰로오스를 저 전단 조건 하에 블렌딩하여 아크릴레이트 에멀젼의 침전을 방지하는 것이 바람직하다. 증발 단계는, 예를 들어 증류, 회전 증발, 또는 오븐 건조를 통하여 달성될 수 있다. 건조 이전에, 에멀젼은 일반적으로 감압 접착제 특성을 나타내지 않으므로, 5 중량% 미만의 물, 바람직하게는 1 중량% 미만의 물, 가장 바람직하게는 0.5 중량% 미만의 물로 건조하는 것이 바람직하다. 접착제의 수분 함량은 습도의 결과로서 시간이 지남에 따라 증가할 수 있음이 이해될 것이다.

일단 아크릴레이트 접착제에 분산되면, 나노결정질 셀룰로오스 입자는 실질적으로 불연속적이고 (개별적이고) 비회합된(즉, 비집적된(non-agglomerated), 비응집된(non-aggregated)) 형태로 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "집적된"이란 전하 또는 극성에 의해 일반적으로 결합되는 입자들의 약한 회합을 설명하는 것이며, 보다 작은 실체로 분해될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "응집된"이란 예를 들어, 잔류물 화학 처리에 의해서 종종 함께 결합된 입자의 강한 회합을 설명하는 것이며, 응집물의 더 작은 실체로의 추가 분해는 성취하기 매우 어렵다.

나노결정질 셀룰로오스를 사용하는 것의 이점은, 무기 금속 산화물 나노입자가 대신에 사용되는 경우와 달리, 조성물의 점도를 시간이 지남에 따라서 단지 최소한으로 증가시킨다는 것을 발견하였다. 따라서, 상당한 점도 증가를 회피하기 위해서 제조 직후에 접착제 조성물을 코팅할 필요가 없다.

(접착제 중합체 및 나노결정질 셀룰로오스를 함유한) 에멀젼은 접착제 코팅된 시트 재료를 생성하기 위한 종래의 코팅 기술에 의해 적합한 가요성 배킹 재료 상에 쉽게 코팅된다. 가요성 배킹 재료는 테이프 배킹, 광학 필름으로 통상적으로 이용되는 임의의 재료 또는 임의의 다른 가요성 재료일 수 있다. 접착제 조성물에 유용할 수 있는 통상적인 테이프 배킹으로 이용되는 가요성 배킹 재료의 전형적인 예는 종이, 플라스틱 필름, 예를 들어, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리비닐 클로라이드, 폴리에스테르(예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트), 셀룰로오스 아세테이트, 폴리락트산, 및 에틸 셀룰로오스로 만들어진 것들을 포함한다.

배킹은 면, 나일론, 레이온, 유리, 세라믹 재료 등과 같은 합성 또는 천연 재료의 실로 형성된 직조 천, 또는 천연 또는 합성 섬유 또는 그들의 블렌드의 에어 레이드 웨브(air laid web)와 같은 부직 천과 같은 천으로 또한 제조될 수 있다. 배킹은 또한 금속, 금속화된 중합체 필름 또는 세라믹 시트 재료로 형성될 수 있으며, 라벨, 테이프, 표시(sign), 커버, 마킹 표지 등과 같은 감압 접착제 조성물에서 이용되는 것으로 종래에 알려진 임의의 물품 형태를 취할 수도 있다.

상기에 기술된 조성물은 특정 기재에 적절하도록 변경된 종래의 코팅 기법을 사용하여 기재 상에 코팅된다. 예를 들어, 이들 조성물은 롤러 코팅, 유동 코팅, 딥 코팅, 스핀 코팅, 분무 코팅, 나이프 코팅, 및 다이 코팅과 같은 방법에 의해 다양한 고체 기재에 적용될 수 있다. 이들 다양한 코팅 방법은 조성물이 다양한 두께로 기재 상에 배치되는 것을 가능하게 하므로, 더욱 광범위한 조성물의 용도를 허용한다. 코팅 두께는 변할 수 있으나, 2 내지 50 마이크로미터(μm)(건조 두께), 바람직하게는 약 25 μm의 코팅 두께가 고려된다. (접착제 중합체, 나노결정질 셀룰로오스 및 물을 함유한) 에멀젼은 후속 코팅을 위한 임의의 원하는 농도일 수 있으나, 전형적으로는 물이 30 내지 70 중량%이며, 더욱 전형적으로는 물이 50 내지 65 중량%이다. 원하는 농도는 에멀젼의 추가 희석에 의해, 또는 부분 건조에 의해 달성될 수 있다.

본 발명의 접착제는 습식 적층 응용에 사용하기에 적합할 수도 있지만, 본 접착제는 또한 건식 적층 응용에서도 잘 작용하는데, 여기서 생성된 적층체는 높은 열 및 습도 조건에 처해진다.

우선, 감압 접착제는 원하는 코팅 두께로 배킹 상에 코팅되고 이어서 적층 전에 건조된다. 이어서, 유리 또는 다른 기재 상에, 때때로 물의 표면 장력을 낮추기 위한 소량의 계면활성제와 함께 물을 분무하여 기재 표면 상에 얇은 수층을 얻는다. 이어서 상기 필름을 기재 상에 적당하게 위치시키고, 과량의 물의 대부분을 짜내어 기재/PSA/필름 적층체를 얻는다. 적층체에 남아 있는 물은 적층체에서 사용되는 재료에 따라 수일 내에 증발할 것이다.

건식 적층의 경우, PSA를 원하는 코팅 두께로 필름 (배킹) 상에 코팅하고, 이어서 적층 전에 건조시킨다. 이어서 그러한 PSA 코팅된 필름을 압력 및/또는 고온을 이용하여 기재 표면 상에 접착시켜 필름을 기재 표면상에 접합시킨다.

상기에 설명된 장식, 광 관리 및 광학 응용 외에, 감압 접착제는 테이프, 라벨, 데칼(decal), 전사 테이프 및 기타 물품과 같은 다양한 전통적인 감압 접착 물품에 사용될 수 있다. 예를 들어, 에멀젼 중합체는 마스킹 테이프, 패키징 테이프, 전사 테이프, 발포체 테이프, 의료용 테이프 및 미세구조화 테이프를 위해서 사용되어 왔다.

본 발명의 접착 물품에 있어서 가요성 지지체 또는 배킹으로 유용한 적합한 재료에는 발포체, 종이, 라텍스 포화 종이, 중합체 필름, 셀룰로오스 아세테이트 필름, 에틸 셀룰로오스 필름, 직물(cloth)(즉, 합성 또는 천연 재료로 형성된 직조 또는 부직 시트류), 금속 포일, 및 세라믹 시트류가 포함되지만, 이에 한정되지 않는다.

가요성 지지체에 포함될 수 있는 재료의 예는 폴리올레핀, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 아이소탁틱(isotactic) 폴리프로필렌 포함), 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리비닐 알콜, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(부틸렌 테레프탈레이트), 폴리(카프로락탐), 폴리(비닐리덴 플루오라이드) 등을 포함한다. 본 발명에 유용한 구매가능한 배킹 재료는 크라프트지(모나드녹 페이퍼 인코포레이티드(Monadnock Paper, Inc.)로부터 입수가능함); 셀로판(플렉셀 코퍼레이션(Flexel Corp.)으로부터 입수가능함); 스펀-본드(spun-bond) 폴리(에틸렌) 및 폴리(프로필렌), 예컨대 타이벡(TYVEK) 및 타이파르(TYPAR)(듀폰 인코포레이티드(DuPont, Inc.)로부터 입수가능함); 및 폴리(에틸렌) 및 폴리(프로필렌)으로부터 얻어진 다공성 필름, 예컨대 테슬린(TESLIN)(피피지 인더스트리즈 인코포레이티드(PPG Industries, Inc.)로부터 입수가능함), 및 셀가드(CELLGUARD)(훽스트-셀라니즈(Hoechst-Celanese)로부터 입수가능함)를 포함한다.

가요성 지지체로서 포함될 수 있는 재료의 추가 예는 발포체, 예를 들어, 발포 중합체 필름을 포함한다. 적합한 발포된 중합체 필름은 폴리올레핀계 발포 필름, 예컨대 볼테크 디비젼 오프 세이키수이 아메리카 코퍼레이션(Voltek Division of Sekisui America Corporation)(미국 뉴저지주 세카우쿠스 소재)에 의해서 제조된 폴리올레핀 발포체 볼텍스트라(VOLTEXTRA) 및 볼라라(VOLARA)를 포함한다. 발포체는, 발포체의 한면 또는 양면 상에 접착제와 함께 공압출된 시트로서 형성될 수 있거나, 접착제가 발포체에 적층될 수 있다. 접착제가 발포체에 적층되는 경우, 발포체 또는 임의의 다른 유형의 배킹에 대한 접착제의 접착을 개선하도록 표면을 처리하는 것이 바람직할 수 있다. 그러한 처리는 전형적으로 접착제의 재료의 성질 및 발포체 또는 배킹의 재료의 성질에 기초하여 선택되며, 프라이머 및 표면 개질(예를 들어, 코로나 처리, 표면 연마)을 포함한다. 추가로 적합한 테이프 구조물은 미국 특허 제5,602,221호(베네트(Bennett) 등)에 기술된 것을 포함한다.

가요성 지지체는 또한 이형 코팅된 기재를 포함할 수 있다. 그러한 기재는 전형적으로 접착 전사 테이프가 제공되는 경우에 사용된다. 이형-코팅된 기재의 예는 당업계에 잘 알려져 있다. 이들은 예로서 실리콘-코팅된 크라프트지 등을 포함한다. 본 발명의 테이프는 또한 저접착성 백사이즈(low adhesion backsize, LAB)를 포함할 수 있다. 전형적으로 이 LAB는 감압 접착제를 보유한 표면과 반대되는 테이프 배킹 표면에 적용된다. LAB는 당업계에 알려져 있다.

감압 접착제, 물품 또는 에멀젼인 다양한 아이템이 기술되어 있다.

실시형태 1은 (a) (i) 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 비-3차 알콜의 (메트)아크릴산 에스테르의 단량체 단위 80 내지 97 중량부; (ii) 산 작용성 단량체의 단량체 단위 0 내지 10 중량부; (iii) 제2 극성 단량체의 단량체 단위 0 내지 20 중량부; (iv) 비닐 단량체 단위 0 내지 5 중량부; 및 (v) 가교결합제 0 내지 1 중량부를 포함하는 중합체를 포함하는 감압 접착제이다. 감압 접착제는 (b) 나노결정질 셀룰로오스 0.5 내지 15 중량부를 추가로 포함한다.

실시형태 2는 상기 나노결정질 셀룰로오스가 5 nm 내지 30 nm 범위의 단면적 및 100 nm 내지 300 nm 범위의 길이를 갖는 미결정을 포함하는 실시형태 1의 감압 접착제이다.

실시형태 3은 나노결정질 셀룰로오스가 표면 개질되지 않은 실시형태 1 또는 실시형태 2의 감압 접착제이다.

실시형태 4는 나노결정질 셀룰로오스를 0.5 내지 10 중량부 포함하는 실시형태 1 내지 실시형태 3 중 어느 것의 감압 접착제이다.

실시형태 5는 산 작용성 단량체의 산 작용기가 중합체 중에서 부분적으로 중화된 실시형태 1 내지 실시형태 4 중 어느 것의 감압 접착제이다.

실시형태 6은 제2 극성 단량체가 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트; N-비닐카프로락탐; 아크릴아미드; t-부틸 아크릴아미드; 다이메틸아미노 에틸 아크릴아미드; N-옥틸 아크릴아미드; 폴리(알콕시알킬) 아크릴레이트; 폴리(비닐 메틸 에테르); 및 그들의 혼합물로부터 선택되는 실시형태 1 내지 실시형태 5 중 어느 것의 감압 접착제이다.

실시형태 7은 중합체가 산 작용성 단량체 1 내지 5 중량부 및 제2 극성 단량체 1 내지 5 중량부를 포함하는 실시형태 1 내지 실시형태 6 중 어느 것의 감압 접착제이다.

실시형태 8은 중합체가 수성 에멀젼 중합체로서 제조된 실시형태 1 내지 실시형태 7 중 어느 것의 감압 접착제이다.

실시형태 9는 산 작용성 단량체가 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 푸마르산, 크로톤산, 시트라콘산, 말레산, 올레산, β-카르복시에틸 아크릴레이트, 2-설포에틸 메타크릴레이트, 스티렌 설폰산, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판 설폰산, 비닐 포스폰산 및 그들의 혼합물로부터 선택되는 실시형태 1 내지 실시형태 8 중 어느 것의 감압 접착제이다.

실시형태 10은 비닐 에스테르, 스티렌, 치환된 스티렌, 비닐 할라이드, 비닐 프로피오네이트, 및 그들의 혼합물로부터 선택된 비닐 단량체 1 내지 5부를 포함하는 실시형태 1 내지 실시형태 9 중 어느 것의 감압 접착제이다.

실시형태 11은 중합체가 유화 중합에 의해서 제조된 실시형태 1 내지 실시형태 10 중 어느 것의 감압 접착제이다.

실시형태 12는 중합체가 가교결합된 실시형태 1 내지 실시형태 11 중 어느 것의 감압 접착제이다.

실시형태 13은 비-3차 알콜의 평균 탄소 원자수가 약 4 내지 약 12인 실시형태 1 내지 실시형태 12 중 어느 것의 감압 접착제이다.

실시형태 14는 실시형태 1 내지 실시형태 13 중 어느 것의 감압 접착제를 포함하는 접착제 코팅된 시트 재료이다.

실시형태 15는 (a) 기재; 및 (b) 기재의 제1 표면에 인접하게 위치된 실시형태 1 내지 실시형태 13 중 어느 것의 감압 접착제의 제1 층을 포함하는 물품이다.

실시형태 16은 기재가 발포체 또는 필름인 실시형태 15의 물품이다.

실시형태 17은 기재가 이형 라이너인 실시형태 15 또는 실시형태 16의 물품이다.

실시형태 18은 (a) 중합체 100 부를 기준으로, (i) 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖고, 평균 탄소 원자수가 약 4 내지 약 12인 비-3차 알콜의 (메트)아크릴산 에스테르 80 내지 95 중량부; (ii) 산 작용성 단량체 0 내지 10 중량부; (iii) 제2 비-산 작용성 극성 단량체 0 내지 20 중량부; (iv) 비닐 단량체 0 내지 5 중량부; (v) 선택적으로 가교결합제 0.01 내지 1 중량부; (vi) 쇄 전달제 0 내지 0.5 중량부; 및 (vii) 나노결정질 셀룰로오스 0.5 내지 15 중량부의 반응 생성물을 포함하는 중합체 상을 에멀젼의 총 중량을 기준으로 30 내지 약 70 중량부 포함하고, 여기서 성분 (i) 내지 성분 (vii)의 합계는 100 중량부인 에멀젼이다. 에멀젼은 (b) 계면활성제를 포함하는 수상을 에멀젼의 총 중량을 기준으로 30 내지 70 중량% 추가로 포함한다.

실시형태 19는 3 내지 6의 pH를 갖는 실시형태 18의 에멀젼이다.

실시형태 20은 나노결정질 셀룰로오스가 표면 개질되지 않은 실시형태 18 또는 실시형태 19의 에멀젼이다.

실시형태 21은 중합체 100 부를 기준으로 나노결정질 셀룰로오스 0.5 내지 10 중량부를 포함하는 실시형태 18 내지 실시형태 20 중 어느 것의 에멀젼이다.

실시형태 22는 나노결정질 셀룰로오스가 5 nm 내지 30 nm 범위의 단면적 및 100 nm 내지 300 nm 범위의 길이를 갖는 미결정을 포함하는 실시형태 18 내지 실시형태 21 중 어느 것의 에멀젼이다.

본 발명은 본 발명의 범주를 제한하도록 의도되지 않은 다음의 실시예에 의해 추가로 예시된다. 실시예에서, 모든 부, 비 및 백분율은 달리 표시되지 않는 한 중량 기준이다. 하기 시험 방법은 실시예에서 생성된 에멀젼 PSA를 평가하고 특성화하기 위해 이용되었다. 모든 재료는 달리 표시되거나 설명되지 않는 한, 예를 들어, 알드리치 케미칼스(Aldrich Chemicals)로부터 구매가능하다.

실시예

본 발명의 목적 및 이점이 하기의 실시예에 의해 추가로 예시되지만, 이들 실시예에 인용된 특정 재료 및 그의 양뿐만 아니라 기타 조건이나 상세 사항은 본 발명을 부당하게 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 이들 실시예는 단지 예시 목적을 위한 것이며, 첨부된 청구범위의 범주를 제한하려는 것이 아니다.

재료

달리 언급되지 않는다면, 실시예 및 본 명세서의 나머지 부분에서의 모든 부, 백분율, 비 등은 중량 기준이다. 달리 언급되지 않는다면, 모든 화학 물질은 미국 미주리주 세인트 루이스 소재의 시그마-알드리치 케미칼 캄파니(Sigma-Aldrich Chemical Company)와 같은 화학물질 공급처로부터 입수하였거나 또는 그로부터 입수가능하다.

[표 1]

시험 방법 1: 고형물 중량%

알루미늄 팬을 칭량하고, 중량(W1)을 기록하였다. NCC 분산액 및 에멀젼 접착제를 팬에 붓고, 샘플(팬 및 샘플)을 재칭량하였다. 중량(W2)을 다시 기록하였다. 이어서, 샘플을 120℃ 오븐에 2시간 동안 넣었다. 샘플을 오븐에서 꺼내고, 냉각시켰다. 이어서, 샘플을 재칭량하고, 중량(W3)을 기록하였다. 고형물 중량% = 100(W2-W1)/(W3-W1). 이러한 값을 사용하여 건조 후 최종 PSA 제제 중의 NCC의 총 양을 계산하였다.

시험 방법 2: 스테인리스 강 상에서의 전단 강도 시험

기술된 접착제 필름을 스트립 0.5 인치(1.27 cm) 폭으로 절단하고, 각각의 접착제 필름 스트립의 1 인치(2.54 cm) 길이가 스트립이 접착되는 플레이트와 접촉하도록, 스트립의 접착제에 의해 편평한 강성(rigid) 스테인리스 강 플레이트에 접착하였다. 2 킬로그램(4.5 파운드)의 추를 접착된 부분 위에 롤링시켰다. 접착된 필름 스트립을 갖는 얻어진 플레이트 각각을 실온에서 15분 동안 평형을 이루게 하였다. 그 후에, 샘플 플레이트를 실온(RT)에서 매달고, 임의의 박리력에 대해 안전하게 하도록 패널을 수직으로부터 2° 기울인 채로, 접착된 필름 스트립의 자유 단부로부터 1 ㎏ 추를 매달았다. 접착제 필름 스트립이 플레이트로부터 이형된 결과로서, 추가 떨어졌을 때의 시간(분 단위)을 기록하였다. 파괴(failure)가 일어나지 않은 경우에는 10,000분에 시험을 중단하였다. 표에서는, 이것을 10,000+ 분으로 나타내었다. 각각의 테이프(접착제 필름 스트립)의 3개의 샘플을 시험하였고, 전단 강도 시험 시간을 평균내어 기록된 전단 유지력 시간 값을 얻었다.

시험 방법 3: 파이어보드 상에서의 전단 강도 시험

이중 코팅된 테이프를 사용하고, 파이어보드의 모서리 만을 만지도록 주의를 기울이면서 파이어보드를 스테인리스 강 플레이트에 접착하였다. 기술된 접착제 필름을 스트립 1.0 인치(2.54 cm) 폭으로 절단하고, 각각의 접착제 필름 스트립의 1 인치(2.54 cm) 길이가 스트립이 접착되는 플레이트와 접촉하도록, 스트립의 접착제에 의해 스테인리스 강 플레이트 상의 파이어보드의 표면에 접착하였다. 2 킬로그램(4.5 파운드)의 추를 접착된 부분 위에 롤링시켰다. 접착된 필름 스트립을 갖는 얻어진 플레이트 각각을 실온에서 15분 동안 평형을 이루게 하였다. 그 후에, 샘플 플레이트를 실온(RT)에서 매달고, 임의의 박리력에 대해 안전하게 하도록 패널을 수직으로부터 2° 기울인 채로, 접착된 필름 스트립의 자유 단부로부터 1 ㎏ 추를 매달았다. 접착제 필름 스트립이 플레이트로부터 이형된 결과로서, 추가 떨어졌을 때의 시간(분 단위)을 기록하였다. 파괴가 일어나지 않은 경우에는 10,000분에 시험을 중단하였다. 표에서는, 이것을 10,000+ 분으로 나타내었다. 각각의 테이프(접착제 필름 스트립)의 3개의 샘플을 시험하였고, 전단 강도 시험 시간을 평균내어 기록된 전단 유지력 시간 값을 얻었다.

시험 방법 4: 스테인리스 강 상에서의 박리 접착력 시험

박리 접착력은, 접착제-코팅된 시험 시편을 시험 패널로부터 제거하는 데 필요한 힘을 특정 각도 및 제거 속도에서 측정한 것이었다. 본 실시예에서, 이러한 힘은 코팅된 시트 1 인치 폭 당 온스로 표현되었다. 하기 절차를 사용하였다:

(1) 시험 시편 0.5 인치(약 1.3 cm) 넓이를 수평으로 위치된 깨끗한 스테인리스 강(SS) 시험 플레이트에 적용하였다. 2.2 ㎏ 고무 롤러를 사용하여 4 인치(약 10.2 cm) 길이의 시편을 유리 표면과 단단히 접촉하도록 프레싱하였다.

(2) 시편의 자유단을 그 자체에 거의 닿도록 두 겹이 되게 접었고, 따라서 제거 각도는 180°였다. 자유단을 접착력 시험기 저울에 부착하였다.

(3) 스테인리스 강(SS) 시험 플레이트를 저울로부터 매분 12 인치(약 30.5 cm)의 일정한 속도로 후퇴시킬 수 있는 인장 시험기의 조오(jaw) 내에 고정시켰다.

(4) 유리 표면으로부터 테이프가 박리될 때 온스 단위로 저울 눈금을 기록하였다. 생성된 박리 접착력을 온스/0.5 인치에서 뉴톤/데시미터(N/dm)로 변환하여 열거된 박리 접착력 값을 얻었다. 일부 예에서, 배킹을 PSA로부터 당기는 동안 PSA가 강철 플레이트 상에 남아있고, 그러한 경우, 파괴 유형은 2-결합 파괴로서 기록하였고, 박리 접착력 값을 기록하지 않았다.

시험 방법 5: 건조 PSA의 두께(caliper) 측정법

8 밀리미터의 편평한 팁이 장치된 앱솔루트 디지매틱 인디케이터(Absolute Digimatic Indicator)(ID-F 시리즈 모델 543-558A, 미추토요 아메리칸 코퍼레이션(Mitutoyo American Corporation)(미국 일리노이주 오로라 소재))를 사용하여 최종 PSA 샘플의 두께를 측정하였다. PET 필름(테이프 배킹)을 인디케이터에 놓고, 이어서 그것을 영점으로 하였다. 각각의 PSA 상의 3개의 상이한 위치에서 두께 측정을 수행하였다. 3개의 값을 평균내고, 밀에서 μm로 변환하여 표 4에 기록된 값을 얻었다.

시험 방법 6: 브룩필드 점도 측정법

NCC가 존재하는 선택된 에멀젼 접착제의 점도 및 NCC가 존재하지 않는 선택된 에멀젼 접착제의 점도를 코팅 및 건조 전에 측정하였다. 에멀젼 접착제 및 NCC의 용액을 밤새 롤링하여 철저한 혼합물을 보장하였고, 용액을 2주에 걸쳐서 방치하였다. 브룩필드 엔지니어링 래보러토리즈 인코포레이티드(Brookfield Engineering Laboratories, Inc.)(미국 매사추세츠주 미들보로 소재)로부터의 모델 LVDV-II+ 점도계 상에서 S63 스핀들을 사용하여 30 RPM에서 초기 시간 지점(롤링 후), 및 1 주 및 2주 간격에서 각각의 샘플의 점도를 측정하였다. 점도를 표 5에 나타낸 바와 같이 cP 단위로 기록하였다.

제조 실시예 1: 에멀젼 접착제 1( EA1 )의 합성

부틸 아크릴레이트(BA) 398 g, 에틸 헥실 아크릴레이트(EHA) 274 g, 아크릴산(AA) 13 g 및 t-도데실 메르캅탄 0.069 g을 함께 혼합하여 유상을 형성하였고; 물 275 g 및 소듐 폴리옥시에틸렌 알킬에테르 황산 에스테르 12 g을 함께 혼합하여 수상을 형성하였다. 두 상을 함께 블렌딩하여 프리에멀젼을 제조하였다.

탈이온수 935 g을 열전쌍, 유리 리트리트 블레이드 임펠러(glass retreat blade impeller)가 장치된 기계 교반기, 응축기, 및 질소 유입 튜브가 구비된 2-리터의 수지 플라스크에 충전하였다. 반응물을 질소 블랭킷 하에서 교반하고, 80℃로 가열하였다. 과황산암모늄(APS) 개시제 1.3 g을 한번에 첨가하였다. 이어서, 프리에멀젼을 펌프를 사용하여 3시간에 걸쳐서 반응기에 공급하였다. 이어서, APS 추가 1.4 g을 반응기에 첨가하고, 반응을 80℃에서 1시간 동안 계속하였다. 이어서, 라텍스를 실온으로 냉각하고, 치즈 클로쓰(cheese cloth)로 여과하고, 암모니아를 사용하여 pH 5로 조정하였다.

[표 2]

비교예 1( C1 ) 내지 비교예 5( C5 )의 제조

에멀젼 접착제 용액을 PET 상에 5 밀(약 127 μm) 두께로 코팅하고, 이어서 70℃ 오븐에서 30분 동안 건조하여 PSA 샘플을 제조하였다. 시험 방법 2 및 시험 방법 4, 뿐만 아니라 일부 경우에 시험 방법 3에 따라서 접착제 특성을 측정하였다. 건조 PSA의 두께를 시험 방법 5에 따라서 측정하였다.

실시예 1 내지 실시예 11의 제조

자(jar)에서, 표 3에 따라서 일정량의 에멀젼 접착제 및 일정량의 NCC 분산액(7.2 고형물%)을 조합하였다. 이어서 자를 밤새 롤링하여 철저한 혼합을 보장하였다. 용액을 PET 상에 5 밀(약 127 μm) 두께로 코팅하고, 이어서 70℃ 오븐에서 30분 동안 건조하여 PSA 샘플을 제조하였다. 시험 방법 2 및 시험 방법 4, 뿐만 아니라 일부 경우에 시험 방법 3에 따라서 접착제 특성을 측정하였다. 건조 PSA의 두께를 시험 방법 5에 따라서 측정하였다.

[표 3]

[표 4]

[표 5]

본 명세서가 소정의 예시적인 실시형태를 상세히 기재하고 있지만, 당업자라면 전술한 내용을 이해할 때 이들 실시형태에 대한 변경, 변형 및 등가물을 용이하게 안출할 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 또한, 본 명세서에서 참고된 모든 간행물 및 특허는 각각의 개별 간행물 또는 특허가 참고로 포함되는 것으로 구체적이고 개별적으로 지시된 것과 동일한 정도로 전체적으로 참고로 포함된다. 다양한 예시적인 실시형태를 기재하였다. 이들 및 다른 실시형태가 하기 청구범위의 범주 내에 속한다.

Claims

(a) (i) 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 비-3차(non-tertiary) 알콜의 (메트)아크릴산 에스테르의 단량체 단위 80 내지 97 중량부;
(ii) 산 작용성 단량체의 단량체 단위 0 내지 10 중량부;
(iii) 제2 극성 단량체의 단량체 단위 0 내지 20 중량부;
(iv) 비닐 단량체 단위 0 내지 5 중량부; 및
(v) 가교결합제 0 내지 1 중량부
를 포함하는 중합체; 및
(b) 나노결정질 셀룰로오스 0.5 내지 15 중량부
를 포함하는 감압 접착제.
제1항에 있어서, 상기 나노결정질 셀룰로오스가 5 나노미터(nm) 내지 30 nm 범위의 단면적 및 100 nm 내지 300 nm 범위의 길이를 갖는 미결정(crystallite)을 포함하는, 감압 접착제.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 나노결정질 셀룰로오스가 표면 개질되지 않은, 감압 접착제.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 산 작용성 단량체의 산 작용기가 상기 중합체 중에서 부분적으로 중화된, 감압 접착제.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 극성 단량체가 2-하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트; N-비닐카프로락탐; 아크릴아미드; t-부틸 아크릴아미드; 다이메틸아미노 에틸 아크릴아미드; N-옥틸 아크릴아미드; 폴리(알콕시알킬) 아크릴레이트; 폴리(비닐 메틸 에테르); 및 그들의 혼합물로부터 선택되는, 감압 접착제.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체가 상기 산 작용성 단량체 1 내지 5 중량부 및 상기 제2 극성 단량체 1 내지 5 중량부를 포함하는, 감압 접착제.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체가 수성 에멀젼 중합체로서 제조된, 감압 접착제.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 비닐 에스테르, 스티렌, 치환된 스티렌, 비닐 할라이드, 비닐 프로피오네이트, 및 그들의 혼합물로부터 선택된 비닐 단량체 1 내지 5부를 포함하는 감압 접착제.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 감압 접착제를 포함하는 접착제 코팅된 시트 재료.
(a) 기재; 및
(b) 상기 기재의 제1 표면에 인접하게 위치된 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 감압 접착제의 제1 층
을 포함하는 물품.
제10항에 있어서, 상기 기재가 발포체(foam) 또는 필름인, 물품.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 기재가 이형 라이너인, 물품.
(a) 중합체 100 부를 기준으로,
(i) 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖고, 상기 탄소 원자의 평균수가 약 4 내지 약 12인 비-3차 알콜의 (메트)아크릴산 에스테르 80 내지 95 중량부;
(ii) 산 작용성 단량체 0 내지 10 중량부;
(iii) 제2 비-산 작용성 극성 단량체 0 내지 20 중량부;
(iv) 비닐 단랑체 0 내지 5 중량부;
(v) 선택적으로 가교결합제 0.01 내지 1 중량부;
(vi) 쇄 전달제(chain transfer agent) 0 내지 0.5 중량부; 및
(vii) 나노결정질 셀룰로오스 0.5 내지 15 중량부
의 반응 생성물을 포함하는 중합체 상을 에멀젼의 총 중량을 기준으로 30 내지 약 70 중량% 포함하되, 상기 (i) 내지 상기 (vii)의 합계는 100 중량부이고,
(b) 계면활성제를 포함하는 수상을 에멀젼의 총 중량을 기준으로 30 내지 70 중량% 포함하는,
에멀젼.
제13항에 있어서, 상기 나노결정질 셀룰로오스가 표면 개질되지 않은, 에멀젼.
제13항 또는 제14항에 있어서, 중합체 100 부를 기준으로 나노결정질 셀룰로오스 0.5 내지 10 중량부를 포함하는 에멀젼.