KR20170069934A - 하나 이상의 특정 알데히드 스캐빈저를 포함하는 핫 멜트 접착제 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하나 이상의 특정한 알데히드 스캐빈저를 포함하는 핫 멜트 접착제 조성물, 및 핫 멜트 접착제 조성물 중 휘발성 유기 화합물(들) (VOC), 특히 휘발성 알데히드(들)을 제거 또는 감소시키기 위한 상기 알데히드 스캐빈저(들)의 용도에 관한 것이다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물은 이의 제조 및 적용 중 및 후 보다 적은 냄새를 방출하기 때문에, 냄새가 적은 일회용 부직포 흡수성 물품의 제조에 특히 유용하다.

Description

하나 이상의 특정 알데히드 스캐빈저를 포함하는 핫 멜트 접착제 조성물 {HOT MELT ADHESIVE COMPOSITION COMPRISING AT LEAST ONE PARTICULAR ALDEHYDE SCAVENGER}
본 발명은 하기에 추가로 정의되는 바와 같은 하나 이상의 특정 알데히드 스캐빈저 (scavenger) 를 포함하는 핫 멜트 (hot melt) 접착제 조성물, 및 핫 멜트 접착제 조성물 중 휘발성 유기 화합물(들) (VOC), 특히 휘발성 알데히드(들)을 제거 또는 감소시키기 위한 상기 알데히드 스캐빈저(들)의 용도에 관한 것이다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물은 이의 제조 및 적용 중 및 후 냄새를 적게 방출하기 때문에, 특히 저취 (低臭) 일회용 부직포 흡수성 물품의 제조에 유용하다.
일회용 부직포 흡수성 물품은 영아, 유아, 요실금이 있는 성인 및 여성 케어 용품에 널리 사용되고 있다.
본원에서 용어 "일회용" 은, 1 회 사용 후 폐기하도록 의도된 흡수성 물품을 기재하는데 사용된다. 상기와 같은 물품은 세탁하거나 또는 다르게는 흡수성 물품으로서 재사용 하도록 의도된 것이 아니다.
본원에서 용어 "부직포" 는, 교합된 섬유 네트워크로 구성되어 있고, 일회용 흡수성 물품의 구축에 이용되는 직물을 기재하는데 사용된다.
대표적인 일회용 부직포 흡수성 물품에는, 일회용 기저귀, 용변 연습용 팬티, 성인 요실금 패드 및 팬티, 여성용 생리대 또는 패드가 포함된다. 이러한 물품은 소변 및 착용자가 분비하는 기타 체액을 받아서 보유하는 것을 목적으로 하며, 통상적으로 착용자의 피부에 맞붙이거나 피부에 아주 근접하게 착용된다.
일회용 부직포 흡수성 물품을 제조하기 위하여, 핫 멜트 접착제 조성물이 일반적으로 상기 물품의 각종 기재 (substrate) 들을 함께 결합하는데 사용되는데, 이는 물 또는 용매의 건조 단계가 요구되는 수계 또는 용매계 접착제 조성물과 같은 기타 접착제와 비교 시, 신속한 결합을 제공하기 때문이다.
이러한 목적에 적합한 핫 멜트 접착제 조성물은 관련 기재를 부착시키기에 적합한 결합 강도를 보유해야 한다. 이는 또한, 변형을 견디는 접착제 결합이 요구되는 경우, 양호한 유연성을 보유해야 한다. 상기 핫 멜트 접착제 조성물은 또한 고속 라인으로의 종래의 핫 멜트 접착제 코팅 장비를 사용하여 적용하기에 적합한 점도 및 적합한 오픈 타임 (open time) 을 보유해야 한다. 이는 이의 제조 및 적용 조건 하에서 허용가능한 열 안정성을 보유해야 한다. 또한, 기재(들) 상에 적용되면, 이는 기재(들)을 오염시키거나 기재(들)을 통해 유출되어서는 안된다.
일회용 부직포 흡수성 물품의 제조에 일반적으로 사용되는 기재 및 핫 멜트 접착제 조성물은 인간의 코에 의해 인식가능한 냄새를 방출할 가능성이 있다. 핫 멜트 접착제 조성물의 경우, 이러한 냄새는 핫 멜트 접착제 조성물의 제조에 사용되는 원료 중에 존재하거나, 또는 이후에 상기 핫 멜트 접착제 조성물의 제조 공정 및 적용 공정 중 발생되는, 휘발성 알데히드(들)과 같은 유기 휘발성 화합물(들) (VOC) 의 방출로 인한 것이다.
따라서, 낮은 VOC 함량을 갖는 원료 (RM) 를 사용하는 것이, 핫 멜트 접착제 내 총 VOC 함량을 감소시키기 위한 가능한 해결책일 수 있다. 하지만, 추가의 VOC 가 핫 멜트 접착제 조성물의 제조 및 적용 공정 중, 원료가 고온 (140-170℃) 에서 장시간 동안 노출되는 중에 발생될 수 있기 때문에, 이러한 해결책은 완전히 만족스러운 것이 아니다. 나아가, 이러한 원료은 고가이고, 거의 시판되지 않는다.
산업용 규모로의 제조 공정 중, 모든 원료를 용융 및 혼합하기 위하여, 핫 멜트 접착제 조성물을 통상적으로 150-170℃ 에서 수 시간 (4 시간 이상) 동안 가열시킨다. 조성물은 냉각되기 전, 부가적으로 15 시간 이하 동안 용융된 상태로 유지될 수 있다.
산업용 규모로의 적용 공정 중, 조성물을 종래의 핫 멜트 접착제 코팅기 라인을 사용하여 적용하기에 충분한 유체로 만들기 위하여, 핫 멜트 접착제 조성물을 140-170℃ 에서 수 시간 (2 시간 이상) 동안 가열시킨다. 조성물은 적용되기 전, 추가로 4 일 이하 동안 용융 케틀 (melting kettle) 내에서 유지될 수 있다.
이러한 제조 및 적용 공정 조건 하에서, 핫 멜트 접착제 조성물에 통상적으로 사용되는 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는 원료, 예컨대 대부분 가소화제(들), 열가소성 중합체(들) 및 점착제 수지(들)이, 라디칼 반응으로 인해 열적 및 산화적 열화를 거치게 되고, 이는 바람직하지 않은 휘발성 유기 화합물(들), 특히 바람직하지 않은 휘발성 알데히드(들)의 방출을 유도한다는 것을 발견하였다.
본원에서 용어 "휘발성 알데히드" 는, 하나 이상의 알데히드기 (-CH=O) 를 포함하는 C1-C20, 및 바람직하게는 C1-C12 의 탄화수소 화합물을 기재하는데 사용된다. 특히, 용어 "휘발성 알데히드" 에는, 표준 조건 (즉 20℃ 및 760 mm Hg) 에서, 0.1 mm 초과의 수은 증기압 (mm Hg) (즉 약 13.3 파스칼 (Pa)) 을 갖는 상기 언급된 화합물이 포함된다.
휘발성 알데히드는 핫 멜트 접착제 조성물 중 심지어 저 함량에서도 강한 및/또는 불쾌한 냄새를 방출하는 단점을 나타내어 바람직하지 않고/않거나, 보다 고 함량에서는 호흡계에 자극이 된다.
이러한 문제점은 특히 상기와 같은 핫 멜트 접착제 조성물의 제조 및/또는 적용 오퍼레이터 뿐 아니라, 상기와 같은 핫 멜트 접착제 조성물을 이용하여 결합되고 밀폐 포장 내에 포장된 조립체 제품의 최종 사용자에 골치아픈 일이다. 특히, 일회용 부직포 흡수성 물품의 소비자는 통상적으로 밀폐 포장의 개봉 시 인식가능한 강한 악취에 대하여 불평을 호소한다.
따라서, 특히 핫 멜트 접착제 조성물이 저취 일회용 부직포 흡수성 물품의 제조에 사용되는 경우, 핫 멜트 접착제 조성물 내 휘발성 알데히드(들), 및 바람직하게는 바람직하지 않은 휘발성 알데히드(들)의 존재를 제거 또는 감소시키고, 특히 상기 핫 멜트 접착제 조성물의 냄새 충격을 저하시키시는 것이 요구된다.
이러한 요구를 충족시키기 위하여, 각종 해결책이 시도되어 왔으나, 이들 모두 완전히 만족스럽지 못했다.
사실, 핫 멜트 접착제 조성물의 제조 및 적용 공정 중 저온 및/또는 질소 분위기 하에서의 작업은, 열적 산화를 저하시킴으로써 휘발성 알데히드(들)의 생성을 감소시키기 때문에, 보다 적은 냄새를 유도할 수 있다고 공지되어 있다. 하지만, 핫 멜트 접착제 조성물에 의해 방출되는 휘발성 알데히드의 존재를 제거 또는 감소시키기 위한 이러한 해결책은, 용융시키기 위하여 고온 (140-170℃) 에서 장시간 동안 가열이 요구되는 몇몇 핫 멜트 접착제 조성물의 경우에는 만족스럽지 못하다. 나아가, 질소 분위기 하의 작업은 경제적인 해결책으로 여겨지지 않으며, 중요한 보안 문제를 야기할 수 있다. 따라서, 완성된 일회용 부직포 물품에 대하여 핫 멜트 접착제 조성물에 의해 발생된 휘발성 알데히드 부분을 제거 또는 감소시키기 위한, 경제적이고 실용적인 해결책이 실질적으로 요구된다.
US 2014,331,601 에는, 5 내지 80 중량% 의 열가소성 중합체, 및 20 내지 70 중량% 의, 177℃ 에서 15000 센티포아즈 이하의 점도를 갖는 점착 부여제를 포함하는 핫 멜트 접착제 조성물 내에서 VOC 방출을 감소시키기 위한, 0.5 내지 10 중량% 의 VOC 흡수성 입자의 사용이 교시되어 있다. 핫 멜트 접착제 조성물은 또한 5 내지 35 중량% 의 가소화제를 포함할 수 있다.
수득한 핫 멜트 접착제 조성물은 흡수성 입자를 포함하지 않는 동일한 조성물과 비교하여, 20% 이상 더 적은 총량으로 VOC 를 방출하는 것으로 교시되어 있다. 사용된 VOC 흡수성 입자 중에서, 실리카겔, 활성탄, 제올라이트, 및 시클로덱스트린이 언급될 수 있다. 이러한 흡수성 입자는 다공성이기 때문에, 물리적 흡착에 의해 핫 멜트 접착제 조성물의 제조 공정 중 방출되는 VOC 를 이의 분자체 내에 포획할 수 있다.
하지만, 이러한 흡수성 입자는 핫 멜트 접착제가 상기 접착제의 적용 공정 중, 예컨대 후속 가열 단계에 적용되는 경우, 포획된 VOC 의 탈착이 일어나기 때문에 완전히 만족스럽지 않은 것으로 확인되었다.
나아가, 이러한 문헌은 개시된 핫 멜트 접착제 조성물이 침강되지 않는다고 교시하였지만, 핫 멜트 접착제 조성물 내 흡수성 입자로서 시클로덱스트린을 사용하는 경우, 특히 핫 멜트 접착제 조성물 및 흡수성 입자가 약 150℃ 이상에서 가열되는 상기 조성물의 제조 또는 적용 공정 중에, 예상외로 침강이 관찰되었다.
나아가, 무기 흡수성 입자의 침강 및/또한 유기 흡수성 입자의 열화는 또한 핫 멜트 접착제 조성물의 적용 공정 중 필터 막힘 문제를 야기할 수 있다.
놀랍게도, 하기 정의되는 바와 같은 알데히드 스캐빈저(들)을 사용함으로써, 선행 기술의 문제점을 해결할 수 있다는 것을 발견하였다.
사실, 선행 기술에 사용된 흡수성 입자와 대조적으로, 본 발명에 따라 사용되는 알데히드 스캐빈저(들)은, 종래의 핫 멜트 접착제 조성물의 제조 및 적용 공정 중 일어날 수 있는 바와 같이, 고온에 장기간 노출되거나, 또는 용융 및 냉각 사이클이 반복된 후에도, 휘발성 알데히드(들)을 효과적이고 비가역적으로 중화시켜, 낮은 휘발성 알데히드(들) 함량의 핫 멜트 접착제 조성물을 유도할 수 있다는 것을 발견하였다.
이론에 구애됨 없이, 휘발성 알데히드(들)이 핫 멜트 접착제 조성물 중에 존재하거나, 또는 상기 접착제 조성물의 제조 또는 적용 공정 중 고온에서 발생되는 경우, 본 발명에 따라 사용되는 알데히드 스캐빈저(들)이 휘발성 알데히드의 알데히드기(들)과 화학적으로 반응하여, 보다 고 분자량의 무취 생성물을 형성할 수 있다고 추정된다.
따라서, 핫 멜트 접착제 조성물 중 적어도 본 발명에 따라 사용되는 알데히드 스캐빈저를 첨가하는 것이, 상기 핫 멜트 접착제 조성물 중에 존재하는 휘발성 알데히드(들)의 양을 효과적으로 제거 또는 감소시키는데 유용하다는 것을 발견하였다. 핫 멜트 접착제 조성물 중 존재하는 휘발성 알데히드(들)은, 상기 설명된 바와 같이, 상기 핫 멜트 접착제 조성물의 제조 및 적용 공정 중 및/또는 후 생성될 수 있거나, 또는 핫 멜트 접착제 조성물의 제조에 사용되는 원료에서 유래될 수 있다.
따라서, 상기와 같은 알데히드 스캐빈저(들)을 사용하는 것이, 냄새 문제를 나타내는 핫 멜트 접착제 조성물의 냄새 충격을 저하시키고, 보다 광범위하게는 상기와 같은 핫 멜트 접착제 조성물을 포함하는 일회용 부직포 흡수성 물품에 대한 냄새 충격을 저하시키는데 특히 유용하다는 것을 발견하였다.
사실, 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물이, 알데히드 스캐빈저를 포함하지 않지만 동일한 성질의 해당 핫 멜트 접착제 조성물 (참조 조성물로서 표시됨) 과 비교 시, 휘발성 알데히드를 보다 적게, 따라서 VOC 를 보다 적게 방출하고, 제조 및/또는 적용 공정 후 강렬한 냄새를 보다 적게 방출한다는 것을 발견하였다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물은 또한 상기 조성물의 제조 및/또는 적용 공정 후 불쾌한 냄새를 보다 적게 방출하는 것으로 확인되었다.
핫 멜트 접착제에 의해 방출되는 VOC 방출물(들) 및 특히 휘발성 알데히드(들) 방출물(들)의 강도 및 쾌적도 (pleasantness) (쾌락적인 면 (hedonic tone)) 는, 후각 분야에 공지된 임의의 공정, 예컨대 본 출원의 실시예에 예시된 공정에 의해 평가될 수 있다.
나아가, 본 발명에 따라 사용되는 알데히드 스캐빈저(들)은 또한 산업용 규모로의 핫 멜트 접착제 조성물의 통상의 제조 및 적용 공정 중 (140-170℃ 에서 수 시간) 에서와 같은, 고온에의 장기간 또는 반복된 노출(들)에 대하여 열적으로 안정한 것으로 확인되었다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물은 또한 상기 언급된 바와 같은 양호한 접착제 특성을 나타내고, 특히 상기 언급된 바와 같은 일회용 부직포 흡수성 물품의 제조에 사용하기에 적합하다. 특히, 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물은 일회용 부직포 흡수성 물품의 조립체, 및 특히 이의 구축에 통상적으로 사용되는 기재에 대하여 양호한 결합 강도를 나타낸다.
본 발명의 핫 멜트 접착제 조성물의 추가의 이점은, 본 발명에 따라 사용되는 알데히드 스캐빈저(들)이, 임의의 침강 및/또는 필터 막힘 문제 없이, 접착제의 원료와 완전히 혼화성이고, 핫 멜트 접착제 조성물의 용융점 미만에서 용융되는 것으로 확인되었다는 점이다.
기타 특징 및 이점은 바람직한 구현예 및 실시예를 포함하는 하기 상세한 설명, 및 청구항으로부터 명백해질 것이다.
본 출원에서, 달리 언급되지 않는 한, 환구식 연화점 (Ring and Ball Softening Point) 은 ASTM E 28 에 따라 측정된다.
본 발명의 제 1 주제에 있어서, 본 발명은,
A- 5 중량% 의, 폴리올레핀, 스티렌 블록 공중합체 (SBC), 에틸렌-비닐-아세테이트 (EVA), 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 열가소성 중합체;
B- 20 중량% 내지 70 중량% 의, 하나 이상의 점착성 수지;
C- 0.01 중량% 내지 1 중량%, 바람직하게는 0.09 중량% 내지 0.5 중량% 의, 분자량 500 g/mol 미만 및 용융점 170℃ 미만을 갖고, 하기 정의되는 바와 같이 이의 구조 내에 하나 이상의 아민 말단화 기에 직접 또는 간접적으로 결합된 방향족 고리를 포함하는 하나 이상의 알데히드 스캐빈저 (scavenger), 및 바람직하게는 2-아미노벤즈아미드, 3-아미노벤즈아미드, 1,8-디아미노나프탈렌, 2-아미노벤젠술폰아미드, 벤젠-1,2-디아민, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 알데히드 스캐빈저;
D- 5 중량% 내지 35 중량%, 바람직하게는 10 중량% 내지 30 중량% 의, 나프텐계 오일, 파라핀계 오일, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 가소화제; 및 바람직하게는
E- 0.1 중량% 내지 2 중량% 의, 하나 이상의 항산화제
를 포함하는 핫 멜트 접착제 조성물로서,
상기 언급된 성분들의 총 함량의 합이 100 중량% 인 핫 멜트 접착제 조성물에 관한 것이다.
핫 멜트 접착제 조성물 중 상기 언급된 성분 (A 내지 E) 의 함량 (중량% 로서 제시됨) 은, 핫 멜트 접착제 조성물의 총 중량에 대하여 표시된 것이다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물은 감압성 (pressure sensitive property) 을 나타낼 수도 나타내지 않을 수도 있다.
감압성을 나타내는 경우, 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물은 핫 멜트 감압성 접착제 조성물 (HMPSA), 즉 핫 멜트 특성 및 감압성 두 가지를 결합한 접착제 조성물이다.
감압성을 나타내지 않는 경우, 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물은 비(非)-감압성 핫 멜트 접착제 조성물, 즉 핫 멜트 특성을 나타내지만, 감압성을 갖지 않는 접착제 조성물이다.
본원에서 용어 "핫 멜트" 는, 접착제 조성물을 기재 상에 적용하는데 120℃ 이상, 및 바람직하게는 140℃ 이상의 온도에서 가열하는 것이 요구되는 경우를 기재하는데 사용된다. 따라서, 핫 멜트 접착제 조성물은 23℃ 에서 고체이다.
본원에서 용어 "감압성" 는, 23℃ 에서 점착성이 있기 때문에, 지압이 적용되면 경우 달라붙는 경우를 기재하는데 사용된다.
본 발명의 특정 구현예에 있어서, 핫 멜트 접착제 조성물은
A- 15 중량% 내지 35 중량% 의, 폴리올레핀, 스티렌 블록 공중합체 (SBC), 에틸렌-비닐-아세테이트 (EVA), 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 열가소성 중합체;
B- 30 중량% 내지 60 중량% 의, 하나 이상의 점착성 수지;
C- 0.01 중량% 내지 1 중량%, 바람직하게는 0.09 중량% 내지 0.5 중량% 의, 분자량 500 g/mol 미만 및 용융점 170℃ 미만을 갖고, 하기 정의되는 바와 같이 이의 구조 내에 하나 이상의 아민 말단화 기에 직접 또는 간접적으로 결합된 방향족 고리를 포함하는 하나 이상의 알데히드 스캐빈저, 및 바람직하게는 2-아미노벤즈아미드, 3-아미노벤즈아미드, 1,8-디아미노나프탈렌, 2-아미노벤젠술폰아미드, 벤젠-1,2-디아민, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 알데히드 스캐빈저;
D- 10 중량% 내지 30 중량% 의, 나프텐계 오일, 파라핀계 오일, 및 이들의 혼합물으로부터 선택되는 하나 이상의 가소화제; 및 바람직하게는
E- 0.1 중량% 내지 5 중량% 의, 하나 이상의 항산화제
를 포함하는 HMPSA 로서,
여기서, 중량% 는 핫 멜트 접착제 조성물의 총 중량에 대하여 제시된 것이며, 상기 언급된 성분들의 총 함량의 합은 100 중량% 인 HMPSA 이다.
핫 멜트 감압성 접착제 조성물 중 상기 언급된 성분 (A 내지 E) 의 함량 (중량% 로서 제시됨) 은, 핫 멜트 감압성 접착제 조성물의 총 중량에 대하여 표시된 것이다.
본 발명에 따른 HMPSA 및 비-감압성 핫 멜트 접착제 조성물은 둘 모두 일회용 부직포 흡수성 물품의 제조에 유용하다.
특히, 본 발명에 따른 비-감압성 핫 멜트 접착제 조성물은, 예를 들어 탄력성 또는 신축성이 있는 부착에 대한 접착제로서 유용하거나, 또는 통상적으로 플러프 (fluff) 및 초 (super) 흡수성 중합체 (SAP) 의 혼합물, 또는 SAP 로 구성되는 흡수성 코어의 통합성 (즉 내부 응집력 (internal cohesion)) 을 제공한다.
본 발명에 따른 HMPSA 는 특히 기저귀의 허리-부착에 사용될 수 있는 테이프를 제조하거나, 또는 플러프 및 초 흡수성 중합체 (SAP) 의 혼합물, 또는 SAP 로 구성되는 흡수성 코어의 통합성 (즉 내부 응집력) 을 제공하거나, 또는 일회용 부직포 흡수성 물품의 구축을 위한 접착제로서 사용된다.
본원에서 "일회용 부직포 흡수성 물품의 구축을 위한" 은, 접착제가 일회용 부직포 흡수성 물품 기재(들)의 상이한 층들 (통상적으로 탑 시트 (top sheet), 백 시트 (backsheet), 및 흡수성 코어) 을 결합하는 것으로 의도되는 경우를 기재하는데 사용된다.
A- 열가소성 중합체
본 발명에 따라 사용되는 열가소성 중합체(들) A 는, 폴리올레핀, SBC, EVA, 및 이들의 임의의 혼합물로부터 선택된다.
제 1 구현예에서, 열가소성 중합체(들) A 는 폴리올레핀으로부터 선택될 수 있다.
제 2 구현예에서, 열가소성 중합체(들) A 는 SBC 및 EVA, 및 더욱 바람직하게는 SBC 으로부터 선택될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따라 사용되는 열가소성 중합체 A 는 100 미만, 더욱 바람직하게는 60 미만의 용융 지수 (melt index) 를 갖고, 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물은 163℃ 에서 35 000 mPa.s 미만의 점도를 갖는다.
더욱 바람직하게는, 본 발명에 따라 사용되는 열가소성 중합체 A 는 3 내지 50 의 용융 지수를 갖고, 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물은 163℃ 에서 약 20,000 mPa.s 미만의 점도를 갖는다.
보다 더욱 바람직하게는, 열가소성 중합체는 약 5 초과 내지 20 의 용융 지수를 갖고, 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물은 163℃ 에서 약 10 000 mPa.s 미만의 점도를 갖는다.
상기 언급된 이러한 점도 범위 내에서, 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물은 종래의 코팅 노즐을 통해 용이하게 적용될 수 있다.
MFI 는 2.16 킬로그램 (kg) 또는 5 kg 의 하중 하에서, 190℃ 또는 200℃ 에서, ASTMD 1238 또는 ISO1133 에 의해 측정될 수 있다.
본 발명에 따라 사용될 수 있는 폴리올레핀(들)에는 하기가 포함된다:
- 에틸렌 및 알파올레핀 단량체의 공중합체(들), 에틸렌 및 비(非)-알파올레핀 단량체의 공중합체(들), 및 이들의 임의의 혼합물,
- 폴리부트-1-엔의 동종중합체 및 공중합체, 및 이들의 임의의 혼합물,
- 에틸렌 비닐 아세테이트 (EVA) 의 공중합체(들), 에틸렌 아크릴레이트의 공중합체(들), 에틸렌 메타크릴레이트의 공중합체(들), 에틸렌 메틸 아크릴레이트의 공중합체(들), 수 개의 이러한 단량체의 공중합체(들), 및 이들의 임의의 혼합물.
본 발명에 따라 사용될 수 있는 폴리올레핀(들)은, 하기를 포함하는 각종 상표명으로 시판된다: Dow Chemical company 사의 Affinity®, Versify® 및 Infuse® 시리즈, Evonik industries AG 사의 Vestoplast® 시리즈, ExxonMobil Chemical company 사의 Vistamaxx® 시리즈, Clariant 사의 Licocene® 및 Idemitsu Kosan Co. Ltd 사의 L-Modu®, Arkema 사의 Evatane® 시리즈 및 Lotryl® 시리즈.
본 발명에 따른 유용한 스티렌 블록 공중합체(들)에는, 폴리스티렌 블록인 하나 이상의 비(非)-탄성중합체성 블록 A, 및 전부 또는 부분적으로 수소첨가된 또는 비(非)-수소첨가된 디엔 중합체 블록인 하나 이상의 탄성중합체성 블록 B 를 포함하는 선형 또는 방사형 블록 공중합체가 포함된다.
본 발명에 따른 유용한 스티렌 블록 공중합체는 하기 공중합체, 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다:
- AB 구조의 선형 이중블록 공중합체,
- ABA 구조의 선형 삼중블록 공중합체,
- (AB)nY 구조의 방사형 블록 공중합체,
여기서,
- A 는 비-탄성중합체성 폴리스티렌 블록이고,
- B 는 탄성중합체성 디엔 블록 중합체, 예컨대 폴리부타디엔 또는 폴리이소프렌 블록이고,
- Y 는 다가 화합물이고, 및
- n 은 3 이상의 정수임.
ABA 구조의 선형 삼중블록 공중합체는 단독으로, 또는 AB 구조의 선형 이중블록 공중합체와의 혼합물로 사용될 수 있다.
탄성중합체성 블록 B 는 이의 열 안정성을 개선시키기 위하여, 부분 또는 전부 수소첨가를 통해 후처리될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 유용한 스티렌 블록 공중합체는 하기 선형 삼중블록 공중합체로부터 선택된다:
- 스티렌-부타디엔 이중블록 (SB) 포함 또는 미포함의, 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체 (SBS),
- 스티렌-이소프렌 이중블록 (SI) 포함 또는 미포함의, 스티렌-이소프렌-스티렌 공중합체 (SIS),
- 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체 (SEBS),
- 스티렌-부타디엔-부틸렌-스티렌 공중합체 (SBBS),
- 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌 공중합체 (SEPS),
- 및 이들의 임의의 혼합물.
더욱 바람직하게는, 스티렌 블록 공중합체는 상기 정의된 바와 같은 ABA 구조의 선형 삼중블록 공중합체, 및 보다 더욱 바람직하게는 선형 SIS 또는 SBS 삼중블록 공중합체이다.
스티렌 블록 공중합체가 상기 정의된 바와 같은 ABA 구조의 선형 삼중블록 공중합체 및 AB 구조의 선형 이중블록 공중합체의 혼합물인 경우, 선형 이중블록 함량은 삼중블록 및 이중블록 혼합물의 총 중량에 대하여 바람직하게는 1 내지 60 중량% 범위이다.
상기 정의된 바와 같은 ABA 구조의 선형 삼중블록 공중합체 중 말단 블록 A 의 양은, ABA 구조의 선형 삼중블록 공중합체의 총 중량에 대하여, 또는 ABA 및 AB 구조의 선형 삼중블록 및 이중블록 공중합체의 혼합물의 경우, 삼중블록 및 이중블록 혼합물의 총 중량에 대하여, 14 내지 51 중량%, 바람직하게는 20 내지 40 중량% 범위일 수 있다.
유용한 시판용 스티렌 블록 공중합체에는, Kraton Polymers 사의 KRATON D 및 G ® 시리즈, Versalis (Eni group) 사의 EUROPRENE Sol T ® 시리즈, Dynasol Elastomers 사의 SOLPRENE ® 시리즈, 및 TSRC Corporation 사의 Taipol ® 및 Vector® 시리즈가 포함된다.
유용한 스티렌 블록 공중합체의 예로서, 하기가 언급될 수 있다:
- Kraton ®D1152, 선형 SBS 삼중블록 및 SB 이중블록 공중합체의 혼합물로서, 스티렌 함량이 혼합물의 총 중량에 대하여 29.5 중량% 이고, 평균 분자량이 약 122 000 g/mol 이고, 5 킬로그램 (kg) 하중 하 200℃ 에서의 MFI (ISO1133 에 따라 측정 시) 가 8.5 그램 (g) / 10 분 (mn) 이고, SB 이중블록 함량이 혼합물의 총 중량에 대하여 17 중량% 인 선형 SBS 삼중블록 및 SB 이중블록 공중합체의 혼합물.
- Kraton® D1161, 선형 SIS 삼중블록 및 SI 이중블록 공중합체의 혼합물로서, 스티렌 함량이 혼합물의 총 중량에 대하여 15 중량% 이고, 5 kg 하중 하 200℃ 에서의 MFI (ISO1133 에 따라 측정 시) 이 9 g / 10 mn 이고, 평균 분자량이 220 000 g/mol 이고, SI 이중블록 함량이 혼합물의 총 중량에 대하여 약 19 중량% 인 선형 SIS 삼중블록 및 SI 이중블록 공중합체의 혼합물.
- TSRC Corporation 사의 Taipol® SBS 4202, 선형 SBS 삼중블록 공중합체로서, 스티렌 함량이 삼중블록 공중합체의 총 중량에 대하여 40 중량% 이고, 5 kg 하중 하 190℃ 에서의 MFI (ASTM D1238 에 따라 측정 시) 이 3-10 g / 10 mn 이고, 평균 분자량이 약 102 400 g/mol 인 선형 SBS 삼중블록 공중합체.
- TSRC Corporation 사의 Vector® 4411, 선형 SIS 삼중블록 공중합체로서, 스티렌 함량이 삼중블록 공중합체의 총 중량에 대하여 44 중량% 이고, 5 kg 하중 하 200℃ 에서의 MFI (ASTM D1238 에 따라 측정 시) 이 40 g / 10 mn 이고, 평균 분자량이 106 000 g/mol 인 선형 SIS 삼중블록 공중합체.
본 발명에 따라 사용될 수 있는 모든 열가소성 중합체 A 중에서, 에틸렌-비닐-아세테이트 (EVA), 선형 스티렌-이소프렌-스티렌 (SIS) 삼중블록 공중합체, 선형 스티렌-부타디엔-스티렌 (SBS) 삼중블록 공중합체, 선형 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 (SEBS) 삼중블록 공중합체, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 것이 가장 바람직하며, 상기 삼중블록 공중합체는 이의 해당 이중블록 공중합체와의 혼합물일 수 있다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물은 임의의 종래의 핫 멜트 접착제 코팅 수단 및 공정에 의해 임의의 기재 상에 적용될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물은, 하나 또는 수 개의 기재(들)로 구성될 수 있는, 일회용 부직포 흡수성 물품의 각종 부분을 결합하는데 유용하다.
본 발명에 따라 사용되는 열가소성 중합체(들) A 의 총량은, 핫 멜트 접착제 조성물의 총 중량에 대하여, 바람직하게는 10 중량% 내지 80 중량%, 더욱 바람직하게는 15 중량% 내지 45 중량%, 및 보다 더욱 바람직하게는 20 중량% 내지 35 중량% 범위이다.
B- 점착성 수지
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물 중에 사용되는 점착성 수지(들) B 는 하나 또는 수 개의 탄소-탄소 이중 결합(들)을 포함하거나, 또는 탄소-탄소 이중 결합을 포함하지 않을 수 있다. 탄소-탄소 이중 결합을 포함하지 않는 경우, 포화 점착성 수지(들)은 불포화 점착성 수지(들)의 완전 수소첨가에 의해 제조될 수 있다.
본원에 사용된 바, 적합한 계열의 점착성 수지에는 하기가 포함된다:
(a) 천연 및 개질된 로진, 예를 들어, 검 로진, 목재 로진, 톨유 (tall-oil) 로진, 증류 로진, 수소첨가 로진, 이량체화 로진 및 중합체화 로진;
(b) 천연 및 개질된 로진의 글리세롤 및 펜타에리트리톨 에스테르, 예를 들어, 옅은 목재 로진의 글리세롤 에스테르, 수소첨가 로진의 글리세롤 에스테르, 중합체화 로진의 글리세롤 에스테르, 옅은 목재 로진의 펜타에리트리톨 에스테르, 수소첨가 로진의 펜타에리트리톨 에스테르, 톨유 로진의 펜타에리트리톨 에스테르 및 로진의 페놀계 개질된 펜타에리트리톨 에스테르;
(c) 폴리테르펜 수지, 환구식 연화점이 약 20℃ 내지 140℃ 인 수소첨가된 폴리테르펜 수지를 포함, 이러한 폴리테르펜 수지는 일반적으로 적당한 저온에서 프리델-크래프트 (Friedel-Crafts) 촉매 존재 하에서, 피넨으로서 공지된 모노테르펜과 같은, 테르펜 탄화수소의 중합에 의해 수득됨;
(d) 페놀계 개질된 테르펜 수지, 예를 들어, 산성 매질 중에서, 테르펜 및 페놀의 축합에 의해 수득되는 것들;
(e) 환구식 연화점이 약 60℃ 내지 140℃ 인 지방족 (지환족 포함) 석유 탄화수소 수지 (C5), 상기 수지는 C5-탄화수소 단량체의 중합에 의해 수득되고; 해당 수소첨가된 유도체는 후속되는 이의 완전 또는 부분 수소첨가에 의해 수득됨;
(f) 환구식 연화점이 약 60℃ 내지 140℃ 인 방향족 석유 탄화수소 수지 (C9), 상기 수지는 C9-탄화수소 단량체의 중합에 의해 수득되고; 해당 수소첨가된 유도체는 후속되는 이의 완전 또는 부분 수소첨가에 의해 수득됨;
(g) 환구식 연화점이 약 60℃ 내지 140℃ 인 지방족 (지환족 포함) / 방향족 석유 수지 (C5/C9), 상기 수지는 C5/C9-탄화수소 단량체의 중합에 의해 수득되고; 해당 수소첨가된 유도체는 후속되는 이의 완전 또는 부분 수소첨가에 의해 수득됨.
(e) 또는 (g) 계열에 속하는 점착성 수지의 제조에 유용한 C5-탄화수소 단량체의 예로서, 하기가 언급될 수 있다: 트랜스-1,3-펜타디엔, 시스-1,3-펜타디엔, 2-메틸-2-부텐, 디시클로펜타디엔, 시클로펜타디엔, 시클로펜텐, 및 이들의 임의의 혼합물.
(f) 또는 (g) 계열에 속하는 점착성 수지의 제조에 유용한 C9-탄화수소 단량체의 예로서, 하기가 언급될 수 있다: 비닐톨루엔, 디시클로펜타디엔, 인덴, 메틸스티렌, 스티렌, 메틸인덴, 및 이들의 임의의 혼합물.
본 발명의 특정 구현예에 있어서, 상기 기재된 점착성 수지 중 둘 이상의 혼합물이 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물에 사용된다.
본 발명에 따라 사용되는 점착성 수지(들) B 는 시판된다.
(a) 계열에 속하는 시판용 점착성 수지(들) B 의 예로서, 하기가 언급될 수 있다:
- Arizona Chemical Company 사에서 상표명 Sylvaros® (85, 90 및 NCY) 으로 시판되는, 비(非)개질된 천연 톨유 로진,
- Eastman 사에서 상표명 Foralyn® E 로 시판되는 부분 수소첨가 로진, 및 Eastman 사에서 상표명 Foral® AX-E 로 시판되는 완전 수소첨가 로진,
- Eastman 사에서 상표명 Dymerex® 로 시판되는, 이량체화 로진.
(b) 계열에 속하는 시판용 점착성 수지(들) B 의 예로서, 하기가 언급될 수 있다:
- Sylvalite® RE 100L, 펜타에리트리톨계 톨유 로진 에스테르, 및
- Sylvalite® RE 85L, 톨유 로진의 글리세롤 에스테르,
(둘 모두 Arizona Chemical Company 사에서 입수가능함).
(c) 계열에 속하는 시판용 점착성 수지(들) B 의 예로서, 하기가 언급될 수 있다:
- Arizona Chemical 사에서 상표명 Sylvagum® TR 및 Sylvares® TR 시리즈 (7115, 7125, A25L, B115, M1115) 로 시판되는, 폴리테르펜 점착부여제.
(d) 계열에 속하는 시판용 점착성 수지(들) B 의 예로서, 하기가 언급될 수 있다:
- Arizona Chemical Company 사에서 상표명 Sylvares® TP (96, 2040, 300, 7042, 2019) 로 시판되는, 테르펜 페놀 수지.
(e) 계열에 속하는 시판용 점착성 수지(들) B 의 예로서, 하기가 언급될 수 있다:
- C5-석유 탄화수소 분획 (예컨대 트랜스-1,3-펜타디엔, 시스-1,3-펜타디엔, 2-메틸-2-부텐, 디시클로펜타디엔, 시클로펜타디엔, 시클로펜텐의 혼합물) 을 기반으로 하고, 환구식 연화점이 60℃ 내지 140℃ 인 지방족 및 지환족 석유 탄화수소 수지, Eastman Company 사에서 상표명 Wingtack® 98, Wingtack® ET 및 Escorez® 1310LC 로 시판됨,
- C5-석유 탄화수소 분획을 기반으로 하고 부분 수소첨가되고, 환구식 연화점이 60℃ 내지 140℃ 범위인 부분 수소첨가된 지환족 석유 탄화수소 수지, Exxon Mobil 사에서 상표명 Escorez® 5400 시리즈 (5400, 5415, 5490) 로 시판됨.
(f) 계열에 속하는 시판용 점착성 수지(들) B 의 예로서, 하기가 언급될 수 있다:
- C9-탄화수소 석유 분획 (예컨대 비닐톨루엔, 디시클로펜타디엔, 인덴, 메틸스티렌, 스티렌, 메틸인덴의 혼합물) 을 기반으로 하고, 환구식 연화점이 약 60℃ 내지 140℃ 인 방향족 석유 탄화수소 수지, Kolon Industries 사에서 상표명 Hikotack® (P-90, P110 S 및 P120 S) 로 시판됨.
(g) 계열에 속하는 시판용 점착성 수지(들) B 의 예로서, 하기가 언급될 수 있다:
- C5/C9-탄화수소 석유 분획을 기반으로 하고, 환구식 연화점이 약 60℃ 내지 140℃ 인 부분 수소첨가된 지환족 개질된 방향족 석유 탄화수소 수지, Exxon Mobil 사에서 상표명 Escorez® 5600 시리즈 (5600, 5615, 5690) 로 시판됨,
- C5/C9-탄화수소 석유 분획을 기반으로 하고, 환구식 연화점이 약 60℃ 내지 140℃ 인 비-수소첨가된 지방족 개질된 방향족 탄화수소 석유 수지, Zeon 사에서 상표명 Quintone® DX390N 으로 시판됨.
본 발명에 따라 사용되는 점착성 수지(들) B 의 총량은, 핫 멜트 접착제 조성물의 총 중량에 대하여 바람직하게는 20 중량% 내지 70 중량%, 및 더욱 바람직하게는 35 중량% 내지 60 중량% 범위이다.
C- 알데히드 스캐빈저
본 발명에 따라 적어도 사용되는 알데히드 스캐빈저 C 는 이의 구조 내에 하나 이상의 아민 말단화 기에 직접 또는 간접적으로 결합된 방향족 고리를 포함하고, 상기 알데히드 스캐빈저는 분자량이 500 g/mol 미만, 바람직하게는 400 g/mol미만, 및 더욱 바람직하게는 300 g/mol 미만이고, 용융점이 170℃ 미만, 바람직하게는 140℃, 및 더욱 바람직하게는 120℃ 미만이다.
본원에서 "아민 말단화 기" 는, 이의 구조 내에 1차 아민 (NH2) 및 2차 아민 (NHR, 여기서 R 은 바람직하게는 C1-C7 알킬과 같은 탄화수소기임) 으로부터 선택되는 하나 이상의 말단 아민기를 포함하는 1가 기를 기재하는데 사용된다.
방향족 고리는 모노시클릭 또는 폴리시클릭일 수 있으며, 상기 방향족 고리는 바람직하게는 하나 이상의 6-원 탄화수소 고리, 예컨대 페닐, 벤질 또는 나프탈렌계 기로 형성된다.
아민 말단화 기는 바람직하게는 1차 아민 또는 2차 아민이다. 아민 말단화 기의 질소 원자는 공유 결합에 의해 알데히드 스캐빈저 C 의 방향족 고리에 직접 결합되거나, 또는 바람직하게는 -C=O- 및 -SO2- 로부터 선택되는 2가 기를 통해 알데히드 스캐빈저 C 의 방향족 고리에 간접적으로 결합될 수 있다.
본 발명에 따라 사용되는 알데히드 스캐빈저 C 는 대칭 또는 비대칭일 수 있다. 특히, 이는 대칭의 축, 면 또는 중심을 포함할 수 있다.
본 발명에 따라 사용되는 알데히드 스캐빈저 C 는 핫 멜트 접착제 조성물 중에 존재하거나, 또는 핫 멜트 접착제 조성물이 특히 고온에서 장시간 동안 가열되는 경우 그 자리에서 생성될 수 있는, 임의의 휘발성 알데히드와 화학적으로 반응할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따라 사용되는 알데히드 스캐빈저 C 는 상기 휘발성 알데히드를 비가역적으로 중화시킬 수 있다.
본 발명에 따라 사용되는 알데히드 스캐빈저(들) C 는 단독으로 또는 임의의 목적하는 블렌드로 존재할 수 있으며, 이는 핫 멜트 접착제 조성물로부터 방출되는 휘발성 알데히드의 냄새를 조절 및/또는 억제하는 기능을 갖는다.
특히, 본 발명에 따라 사용되는 알데히드 스캐빈저 C, 및 휘발성 알데히드와 알데히드 스캐빈저 간의 반응으로부터 수득되는 생성물은, 핫 멜트 접착제 제조 및 가공에 요구되는 온도 및 시간에서, 바람직하게는 170℃ 에서 72 시간 동안 실질적으로 열적으로 안정해야 한다.
본 발명에 따라 사용되는 알데히드 스캐빈저(들) C 는 핫 멜트 접착제 조성물에 사용되는 기타 원료 또는 성분과 혼화가능해야 하며, 따라서 핫 멜트 접착제 조성물의 결합 성능 또는 열 안정성에 부정적인 영향을 미치지 않아야 한다.
본 발명에 따라 사용되는 알데히드 스캐빈저(들) C 는 바람직하게는 핫 멜트 혼합 장비 내에서 용이하게 가공하기 위하여 임의의 물 또는 기타 용매를 함유해서는 안되며, 또한 최종 사용자에게 비독성이어야 한다.
바람직한 구현예에 있어서, 방향족 고리는 하나 이상의 1차 아민 R0 로 치환되고, 1차 아민 R0 의 질소 원자는 공유 결합에 의해 알데히드 스캐빈저의 방향족 고리에 직접 결합된다.
이러한 구현예의 특정 측면에서, 방향족 고리는 또한 R0 와 동일하거나 상이한 아민 말단화 기 R1 하나 이상으로 치환될 수 있고, R0 및 R1 중 2 개의 질소 원자는 바람직하게는 탄소 원자, 황 원자와 같은 헤테로원자, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 2 또는 3 개의 원자에 의해 서로 분리되어 있다.
R0 및 R1 중 2 개 이상의 질소 원자가 탄소 원자, 황 원자와 같은 헤테로원자, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 2 또는 3 개의 원자에 의해 서로 분리되는 경우, 본 발명에 따라 사용되는 알데히드 스캐빈저 C 와 휘발성 알데히드의 반응은, 각각 5 또는 6-원 고리를 포함하는 안정한 폴리시클릭 생성물의 형성을 유도한다.
본 발명에 따라 사용되는 알데히드 스캐빈저 C 의 방향족 고리가 기 R1 로 치환되지 않거나, 또는 R0 및 R1 이 상기 언급된 바와 같은 5 또는 6-원 고리를 포함하는 안정한 폴리시클릭 생성물의 형성이 유리한 위치에 있지 않는 경우, 알데히드 스캐빈저 C 의 방향족 고리에 직접 결합된 1차 아민(들) (R0 및 임의로 R1) 과 휘발성 알데히드의 반응은, 알디민 및 물의 형성을 유도한다.
R1 의 질소 원자는 공유 결합에 의해 알데히드 스캐빈저의 방향족 고리에 직접 결합되거나, 또는 -(C=O)- 및 -SO2- 로부터 선택되는 2가 기를 통해 알데히드 스캐빈저의 방향족 고리에 간접적으로 결합될 수 있고, R0 및 R1 중 2 개의 질소 원자는 바람직하게는 상기 정의된 바와 같이 2 또는 3 개의 원자에 의해 서로 분리되어 있다.
상기 정의된 바와 같은 하나 이상의 1차 기 R0 로 치환되고 제 1 방향족 고리로 지칭되는, 본 발명에 따라 사용되는 알데히드 스캐빈저 C 의 방향족 고리는, 또한 서로에 대하여 오르토 위치에 있는, 1 개의 기 R4 및 1 개의 기 R5 로 치환될 수 있고, 함께 융합되어, 제 1 방향족 고리에 인접한 제 2 방향족 고리를 형성하여, 상기 제 1 방향족 고리 및 제 2 방향족 고리로 구성된 바이시클릭기를 형성할 수 있다.
제 2 방향족 고리는 바람직하게는 페닐기이고, 이는 하나 이상의 1차 아민기 R0 로 치환된 제 1 방향족 고리와 함께, 상기 정의된 바와 같은 하나 이상의 1차 아민기 R0 로 치환된 나프탈렌기를 형성한다. 더욱 바람직하게는, 제 2 방향족 고리는 하나 이상의 1차 아민기 R7 로 치환되고, 1차 아민기 R7 의 질소 원자는 공유 결합에 의해 알데히드 스캐빈저 C 의 제 2 방향족 고리에 직접 결합되고, R0 및 R7 중 2 개의 질소 원자는 바람직하게는 3 개의 탄소 원자에 의해 서로 분리되어 있다.
이러한 본 발명의 제 1 구현예에 따라 효과적인 적합한 알데히드 스캐빈저는, 하기 화학식 (I) 에 해당하는 것들로부터 선택될 수 있다:
Figure pat00001
[식 중,
- R0 는 NH2 이고,
- R'1 은 수소 원자, 및 1차 아민 NH2, 2차 아민 -NH-R'6, -SO2-NH-R'3 및 -CONH-R'3 으로부터 선택되는 아민 말단화 기 중에서 선택되고,
- R'3 은 수소 원자 또는 C1-C7 알킬이고,
- R'6 은 C1-C7 알킬이고,
- R'4 및 R'5 는 상기 정의된 바와 같이 수소 원자, C1-C9 알킬, 1차 아민 NH2, 2차 아민 -NH-R'6- 중에서 선택되거나, 또는 서로에 대하여 오르토 위치에 있는 경우, 함께 융합되어, (제 2) 6-원 방향족 탄화수소 고리, 예컨대 상기 정의된 바와 같이 수소 원자, 및 1차 아민 NH2, 2차 아민 -NH-R'6, -SO2-NH-R'3 및 -CONH-R'3 로부터 선택되는 아민 말단화 기 중에서 선택되는 하나 이상의 R'7 기로 임의로 치환된 페닐을 형성할 수 있다.
R'4 및 R'5 가 상기 기재된 바와 같이 서로에 대하여 오르토 위치에 있고, 함께 융합되어 (제 2) 6-원 방향족 탄화수소 고리를 형성하는 경우, 이는 R0 을 함유하는 (제 1) 방향족 고리와 함께 바이시클릭기 (상기 제 1 방향족 고리 및 제 2 방향족 고리로 구성됨) 를 형성한다. 바람직하게는, R'4 및 R'5 는 함께 융합되어, 6-원 방향족 탄화수소 고리, 예컨대 1차 아민 NH2 인 R'7 기 하나 이상으로 치환된 페닐을 형성한다. 더욱 바람직하게는, 1차 아민기 R0 및 R'7 중 2 개의 질소 원자는 바람직하게는 바이시클릭기의 3 개의 탄소 원자에 의해 서로 분리되어 있다.
R'1 이 상기 정의된 바와 같은 아민 말단화 기인 경우, R0 및 R'1 은 5 또는 6-원 고리를 포함하는 안정한 폴리시클릭 생성물의 형성이 유리하도록, 바람직하게는 서로에 대하여 오르토 위치에 있다.
R'1 이 상기 정의된 바와 같은 -CONH-R'3 또는 -SO2-NHR'3 이고, 1차 아민 R0 에 대하여 오르토 위치에 있는 경우, 예를 들어 하기에 예시되는 바와 같이, 휘발성 알데히드와 알데히드 스캐빈저 C 간의 화학 반응이 물 및 6-원 고리의 형성을 유도한다:
Figure pat00002
[식 중,
- R'3, R'4 및 R'5 는 상기 정의된 바와 같고,
- A 는 -CO- 또는 -SO2- 이고,
- R'2 는 수소 원자, 또는 C1-C11, 바람직하게는 C1-C9 탄화수소임].
R0 및 R'1 이 5 또는 6-원 고리의 형성에 유리한 위치에 있지 않는 경우, 예를 들어 하기에 예시되는 바와 같이, 방향족 고리에 직접 결합된 1차 아민(들) (R0 및 임의로 R'1) 이 휘발성 알데히드와 반응하여 알디민 및 물을 형성하고, 여기서 R'1, R'2, R'4 및 R'5 는 상기 정의된 바와 같다:
Figure pat00003
상기 요건들을 충족시키고 핫 멜트 접착제 조성물 중 휘발성 알데히드 함량을 감소시키는데 효과적인, 본 발명에 따라 사용되는 알데히드 스캐빈저(들) C 에는, 하기가 포함된다: 2-아미노벤즈아미드, 3-아미노벤즈아미드, 1,8-디아미노나프탈렌, 2-아미노벤젠술폰아미드, 벤젠-1,2-디아민, 및 이들의 혼합물.
바람직하게는, 본 발명에 따라 사용되는 알데히드 스캐빈저(들) C 는, 2-아미노벤즈아미드, 2-아미노벤젠술폰아미드, 및 이들의 혼합물로부터 선택된다.
더욱 바람직하게는, 본 발명에 따라 사용되는 알데히드 스캐빈저(들) C 는, 하기 제시되는 바와 같은 2-아미노벤즈아미드 (안트라닐아미드) 이다:
Figure pat00004
.
본 발명에 따라 사용되는 알데히드 스캐빈저(들) C 의 양은, 사용되는 원료 또는 성분, 제형 및 적용 공정, 및 요구되는 휘발성 알데히드(들) 감소량에 따라 조정될 수 있다.
0.01 중량% 내지 1 중량% 범위의, 본 발명에 따라 사용되는 알데히드 스캐빈저(들) C 의 양은, 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물 중에 존재하거나 거기서 생성될 수 있는 임의의 휘발성 알데히드를 효과적이고 합리적인 비용으로 중화시키는 것을 가능하게 한다. 상기 설명된 바와 같이, 휘발성 알데히드(들)은 수 회의 용융 및 냉각 사이클, 특히 핫 멜트 접착제 조성물의 제조 공정 및 적용 공정 각각에 해당하는 2 회의 용융 및 냉각 사이클로부터 수득될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따라 사용되는 알데히드 스캐빈저(들) C 의 총량은, VOC 및 특히 휘발성 알데히드(들)을 효과적으로 감소 또는 제거하여, 이러한 휘발물질로 인한 핫 멜트 접착제 조성물의 냄새를 저하시키는 것을 가능하게 한다.
바람직하게는, 본 발명에 따라 사용되는 알데히드 스캐빈저(들) C 의 양은, 실시예에 예시된 바와 같이, 핫 멜트 접착제 조성물의 냄새 강도의 현저한 감소 및/또는 냄새 쾌적도의 개선을 유도하기에 충분해야 한다.
본 발명에 따라 사용되는 알데히드 스캐빈저(들) C 의 총량은, 핫 멜트 접착제 조성물의 총 중량에 대하여, 바람직하게는 0.09 중량% 내지 1 중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 중량% 내지 1 중량%, 및 보다 더욱 바람직하게는 0.1 중량% 내지 0.5 중량% 범위의 양으로 존재한다.
D- 가소화제
본 발명에 따라 사용되는 가소화제(들) D 는 핫 멜트 접착제 조성물에 통상적으로 사용되는 나프텐계 및 파라핀계 오일로부터 선택될 수 있다.
본 발명에 따라 사용되는 가소화제(들) D 는 핫 멜트 접착제 조성물에 양호한 가공성을 부여할 수 있다. 나아가, 본 발명에 따라 사용되는 가소화제(들) D 는 또한 핫 멜트 접착제의 접착 강도 또는 서비스 온도 (사용 온도) 를 실질적으로 감소시키지 않으면서, 목적하는 점도 조절을 제공할 수 있다.
나프텐계 오일 및 파라핀계 오일은, 나프텐계 탄화수소 (지방족, 포화 또는 불포화, C4 내지 C7-원 탄화수소 고리, 및 바람직하게는 지방족, 포화 또는 불포화, C4 내지 C6-원 고리. 예로서, 시클로펜탄, 시클로헥산, 시클로헵탄과 같은 시클로알칸이 언급될 수 있음), 파라핀계 탄화수소 (포화, 선형 또는 분지형, 알칸) 및 방향족 탄화수소 (모노시클릭 또는 폴리시클릭일 수 있는 방향족 탄화수소 고리, 및 바람직하게는 방향족 C6-원 탄화수소 고리) 의 혼합물로 이루어진 석유계 오일이다.
나프텐계 및 파라핀계 오일의 분류는 오일 중 각각의 유형의 탄화수소의 양을 기반으로 한다. 통상적으로, 가소화제의 총 중량에 대하여, 파라핀계 오일은 파라핀계 탄화수소 함량이 50 중량% 이상이고; 나프텐계 오일은 나프텐계 탄화수소 함량이 30 중량% 내지 40 중량% 이다.
바람직하게는 본 발명에 따라 사용되는 가소화제(들) D 는 나프텐계 오일이다.
본 발명에 따라 사용되는 유용한 가소화제 D 는 시판된다. 예로서, Nynas 사에서 상표명 Nyflex® 223 및 Nyflex® 222B 로 시판되는 나프텐계 오일이 언급될 수 있고, 바람직하게는 이것이 사용된다.
상기 언급된 바와 같은 가소화제 D 에 필적하거나 또는 이에 개선된 이점을 제공하기 위하여, 기타 가소화제(들)이 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물에 첨가될 수 있다.
본 발명에 따라 사용되는 가소화제(들) D 및 기타 임의적 가소화제(들)의 총량은, 핫 멜트 접착제 조성물의 총 중량에 대하여 바람직하게는 30 중량% 를 초과해서는 않된다. 그렇지 않으면, 이는 접착성을 저하시키고/시키거나 오염 문제를 유도할 수 있다.
E- 항산화제
바람직하게는, 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물은 핫 멜트 접착제 조성물의 총 중량에 대하여 0.1 중량% 내지 2 중량% 의, 하나 이상의 항산화제 E 를 포함한다.
본 발명에 따라 유용한 항산화제(들) E 는, 바람직하게는 핫 멜트 접착제 조성물을 화학적 열화로부터 보호하는데 도움을 주기 위하여, 핫 멜트 접착제 조성물 중에 포함된다. 상기 열화에는 일반적으로 자외선 또는 열에 의해 촉진되는 사슬 절단으로부터 수득된 자유 라디칼과, 2산소의 반응이 수반된다. 상기와 같은 열화는 통상적으로 외관 (색상의 갈변) 또는 접착제의 기타 물리적 특성, 및 접착제의 성능 특징의 손상에 의해 나타난다.
특히, 본 발명에 따라 유용한 항산화제(들) E 는, 접착제의 제조 및 적용 공정 중, 핫 멜트 접착제 조성물 및 이의 성분이 2산소 존재 하 고온에서 장시간 동안 가열되는 경우에 주로 일어나는 열적 열화 반응의 영향으로부터 접착제를 보호한다.
유용한 항산화제(들) E 에는, 입체장애 페놀, 및 황 및 인 함유 페놀이 포함된다. 입체장애 페놀은 당업자에게 널리 공지되어 있으며, 이는 이의 페놀계 히드록실기에 아주 근접하게 입체적으로 벌키한 기를 함유하는 페놀계 화합물로 특정화될 수 있다. 특히, 3차 부틸기가 일반적으로 페놀계 히드록실기에 대하여 오르토 위치 중 적어도 하나에서 벤젠 고리 상에 치환된 것이다.
대표적인 입체장애 페놀에는 하기가 포함된다:
1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3-5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질) 벤젠;
펜타에리트리톨 테트라키스-3(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐) 프로피오네이트;
n-옥타데실-3(3,5-디tert-부틸-4-히드록시페닐) 프로피오네이트;
4,4'-메틸렌비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀);
4,4'-티오비스( 6-tert-부틸-o-크레솔);
2,6-디-tert-부틸페놀;
6 -(4-히드록시페녹시)-2,4-비스(n-옥틸티오)-1,3,5-트리아진;
2,4,6-트리스(4-히드록시-3,5-디-tert-부틸-페녹시)-1,3,5-트리아진;
디-n-옥타데실-3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질포스포네이트;
2-(n-옥틸티오)에틸-3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤조에이트;
소르비톨 헥사-(3,3,5-디-tert-부틸-4-히드록시-페닐) 프로피오네이트;
2,2'-메틸렌 비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀)포스파이트, 예를 들어, 트리스-(p-노닐페닐)-포스파이트 (TNPP) 및 비스(2,4-디-tert-부틸페닐)4,4'-디페닐렌-디포스포나이트, 디-스테아릴-3,3'-티오디프로피오네이트 (DSTDP) 를 포함함;
테트라키스(메틸렌(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시히드로신나메이트)) 메탄;
(트리스(2,4-디-tert-부틸페닐)포스페이트), 및 이들의 조합물.
입체장애 페놀 항산화제는 그 자체로서, 또는 기타 항산화제, 예컨대 Irgafos® 시리즈와 같은 포스파이트 항산화제, 또는 Addivant 사의 Naugard® 시리즈와 같은 방향족 아민 항산화제와 조합으로 사용될 수 있다.
유용한 항산화제 E 는 하기를 포함하는 각종 상표명으로 시판된다: 예를 들어, 입체장애 페놀계 항산화제, 예를 들어, Irganox® 1010 (테트라키스(메틸렌(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시히드로신나메이트)) 메탄), 및 Irgafos® 168 항산화제 (트리스(2,4-디-tert-부틸페닐)포스페이트) 를 포함하는 BASF 사의 Irganox® 시리즈.
본 발명에 따라 유용한 항산화제(들) E 및 기타 임의적 항산화제(들)의 양은, 핫 멜트 접착제 조성물의 총 중량에 대하여 바람직하게는 0.1 중량% 내지 3 중량%, 및 더욱 바람직하게는 0.5 중량% 내지 1 중량% 범위의 양으로 존재한다.
본 발명에 따라 유용한 항산화제의 성능은 (1) 상승제, 예를 들어 티오디프로피오네이트 에스테르 및 포스파이트; 및/또는 (2) 킬레이트제 및 금속 불활성화제, 예를 들어 에틸렌디아민 테트라아세트산, 이의 염, 및 디살리실알프로필렌디이민과 조합으로 사용함으로써 추가로 증진될 수 있다.
F- 말단블록 강화 수지
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물이 높은 접착 응집력 및 높은 접착 강도 저항성이 요구되는 수요가 많은 적용에 사용되는 것으로 의도되는 경우, 조성물은 바람직하게는 하나 이상의 말단블록 강화 수지 F 를 포함한다.
말단블록 강화 수지 F 는 주로 방향족 단량체의 순수한 또는 혼합된 단량체 스트림을 기반으로 하는 방향족 수지이다. 상기와 같은 방향족 단량체의 대표적인 예에는, 방향족 C9-탄화수소 단량체, 스티렌, 알파-메틸 스티렌, 비닐 톨루엔이 포함된다. 알파-메틸 스티렌을 기반으로 하는 것이 바람직하다.
유용한 말단블록 강화 수지 F 는, 예를 들어 Eastman Chemical 사의 Plastolyn® 시리즈를 포함하는 각종 상표명으로 시판된다.
본 발명에 따라 사용되는 말단블록 강화 수지 F 는 통상적으로 5000 내지 15000g/mol 의 분자량을 갖는다.
방향족 말단블록 수지 F 의 환구식 연화점은, 바람직하게는 90℃ 내지 160℃, 더욱 바람직하게는 100℃ 내지 140℃, 및 더욱 바람직하게는 120℃ 내지 140℃ 범위이다.
말단블록 강화 수지(들) F 가 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물 중에 존재하는 경우, 말단블록 강화 수지(들) F 의 총량은, 핫 멜트 접착제 조성물의 총 중량에 대하여 바람직하게는 3 내지 20 중량%, 및 더욱 바람직하게는 5 내지 15 중량% 범위이다.
부가적인 임의적 성분(들)
핫 멜트 접착제 조성물의 특정 물리적 특성을 개질하기 위하여, 기타 임의적 성분(들)이 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물에 포함될 수 있다.
본 발명의 핫 멜트 접착제 조성물에 사용될 수 있는 임의적 성분 중에서, 충전제, 계면활성제, 착색제, 자외선 안정화제, 형광제, 레올로지 개질제 등이 언급될 수 있다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물 중에 존재할 수 있는 임의적 성분(들)의 총량은, 핫 멜트 접착제 조성물의 총 중량에 대하여 0 중량% 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 5 중량%, 및 더욱 바람직하게는 0.1 중량% 내지 2 중량% 범위일 수 있다.
본 발명의 바람직한 변형에 있어서, 핫 멜트 접착제 조성물은
A- 약 5 중량%, 바람직하게는 15 중량% 내지 35 중량% 의, 하나 이상의 스티렌 블록 공중합체 (SBC);
B- 약 20 중량% 내지 약 70 중량%, 바람직하게는 30 중량% 내지 60 중량% 의, 하나 이상의 점착성 수지;
C- 약 0.01 중량% 내지 약 1 중량%, 바람직하게는 0.09 중량% 내지 0.5 중량% 의, 2-아미노벤즈아미드, 3-아미노벤즈아미드, 1,8-디아미노나프탈렌, 2-아미노벤젠술폰아미드, 벤젠-1,2-디아민, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는, 바람직하게는 2-아미노벤즈아미드인 하나 이상의 알데히드 스캐빈저;
D- 약 5 중량% 내지 약 35 중량%, 바람직하게는 10 중량% 내지 30 중량% 의, 나프텐계 오일, 파라핀계 오일, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 가소화제; 및 바람직하게는
E- 약 0.1 중량% 내지 약 2 중량% 의, 하나 이상의 항산화제
를 포함하며,
상기 언급된 성분들의 총 함량의 합은 100 중량% 이다.
핫 멜트 접착제 조성물 중 상기 언급된 성분 (A 내지 E) 의 함량 (중량% 로서 제시됨) 은, 핫 멜트 접착제 조성물의 총 중량에 대하여 표시된 것이다.
본 발명의 한 변형에 있어서, 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물의 성분 및 임의적 성분은, 바람직하게는 VOC, 및 특히 휘발성 알데히드의 생성을 제한하기 위하여, 탄소-탄소 이중 결합을 거의 포함하지 않거나 바람직하게는 탄소-탄소 이중 결합을 포함하지 않는 것들 중에서 선택된다. 이러한 변형은 무취 핫 멜트 접착제 조성물을 제공하는데 특히 유용하다.
본 발명의 또 다른 주제에 있어서, 본 출원은 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물의 성분들을 140℃ 내지 170℃ 범위의 온도에서, 적어도 점착성 수지(들) B 및 열가소성 중합체(들) A 를 용융시키기에 충분한 기간 동안 혼합 및 가열하는 단계를 적어도 하나 포함하는, 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물의 제조 공정에 관한 것이다.
본 발명의 핫 멜트 접착제 조성물은 핫 멜트 접착제 조성물의 제조 분야에 공지된 임의의 기법을 사용하여 제조될 수 있다. 핫 멜트 접착제 조성물의 제조에 사용되는 성분은, 산업용 구모의 제조 시 (즉 3 - 6 미터 톤의 핫 멜트 접착제 조성물의 제조 시), 바람직하게는 고온에서 적어도 수 시간 동안, 통상적으로 140 내지 170℃ 범위의 온도에서 4 시간 이상, 및 바람직하게는 4 내지 6 시간 동안 혼합 및 가열된다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물은, 산화 반응에 의한 잠재적인 열화를 제한하기 위하여, 2산소 (예컨대 공기 분위기 하에서) 존재 하에서, 또는 바람직하게는 불활성 분위기, 예를 들어 이산화탄소 또는 이산화질소 하에서 제조될 수 있다.
바람직한 구현예에 있어서, 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물의 제조 공정에는 하기가 포함된다:
- 점착성 수지(들) B, 및 가소화제(들) D, 바람직하게는 존재하는 경우 항산화제(들) E 를, 120℃ 내지 140℃ 범위의 온도에서, 적어도 점착성 수지(들) B 를 모두 용융시키기에 충분한 기간 동안 혼합 및 가열하는 제 1 단계,
- 열가소성 중합체 (들) A 를 이전 단계에서 수득된 혼합물에 교반 하에서 첨가하고, 150℃ 내지 170℃ 범위의 온도에서, 적어도 열가소성 중합체(들) A 를 모두 용융시키기에 충분한 기간 동안 가열하는 제 2 단계,
- 알데히드 스캐빈저(들) C 를 제 1 단계 중 또는 제 2 단계 중 기타 성분과의 혼합물로, 또는 이어서 후속 제 3 단계 중 제 2 단계에서 수득된 핫 멜트 접착제 조성물 중에, 교반 하 150℃ 내지 170℃ 범위의 온도에서 첨가할 수 있음.
공정의 제 1 단계에서, 산업용 규모로의 제조 시, 성분들을 120℃ 내지 140℃ 범위의 온도에서 수 시간 이상, 통상적으로 1 시간 30 분 이상, 및 바람직하게는 1 시간 30 분 내지 3 시간 동안 혼합 및 가열한다.
공정의 제 2 단계에서, 산업용 규모로의 제조 시, 혼합물을 150℃ 내지 170℃ 범위의 온도에서 수 시간 이상, 통상적으로 2 시간 30 분 이상, 및 바람직하게는 3 내지 5 시간 동안 교반 및 가열한다.
공정의 제 3 단계에서, 혼합물을 150℃ 내지 170℃ 범위의 온도에서 30 분 (mn) 이상, 및 바람직하게는 30 분 내지 1 시간 동안 교반 및 가열한다.
바람직하게는, 알데히드 스캐빈저(들)을 제 1 또는 제 2 단계에서 첨가하여 공정의 단계들의 수를 감소시킴으로써, 상기 공정을 간단하게 만든다.
부가적으로, 본 발명의 공정은 상기 기재된 공정의 임의의 단계 전 또는 후, 혼합물 중 포함된 임의의 공기를 제거하기 위하여 진공을 적용하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물 중에 존재할 수 있는 기타 유용한 임의적 성분(들)은 본 발명에 따른 공정의 임의의 단계에서 첨가될 수 있다.
상기 기재된 공정에 의해 제조된 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물은, 냉각 및 즉시 사용가능한 (ready-to-use) 고체 조성물의 형태로 패키지되기 전, 예를 들어 용융 케틀 내에, 용융된 상태로 부가적인 15 시간 이하 동안 유지될 수 있다.
본 발명의 또 다른 주제에 있어서, 본 출원은 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물의 적용 공정으로서, 산업용 규모의 경우, 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물을 140℃ 내지 170℃ 범위의 온도에서, 적어도 핫 멜트 접착제 조성물을 기재 상에 적용하기에 충분한 액체로 만들기에 충분한 시간 동안, 예를 들어 2 시간 이상 동안 가열하는 단계, 이어서 제 1 기재 상에 상기 조성물을 적용하고, 상기 기재의 코팅된 표면을 제 2 기재의 표면과 접촉시켜, 2 개의 기재를 결합하는 접착제 결합을 형성하는 단계를 포함하는 공정에 관한 것이다.
기재는 각종 형태 (층 또는 필름, 스트랜드 (strand), 플러프) 의, 동일하거나 상이한 성질의 것일 수 있다.
바람직하게는, 각각의 기재는 부직포 직물, 티슈, 흡수성 플러프, 초 흡수성 중합체 (SAP), 복합체 물질, 탄성중합체성 또는 비-탄성중합체성일 수 있고, 예를 들어 스티렌 블록 공중합체 (SBC), 폴리우레탄, 및 폴리올레핀, 및 이들의 임의의 혼합물로부터 선택될 수 있는 플라스틱으로부터 서로 독립적으로 선택될 수 있다.
복합체 물질은 상기 언급된 물질 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물은, 예를 들어 각각 슬롯 다이 코팅 및 분무 또는 섬유화 (fiberlization) 를 사용하여, 접촉형 적용 및 비접촉형 적용을 포함하는 당업계에 공지된 각종 적용 기법으로 코팅 또는 적용될 수 있다.
특히, 상기 언급된 바와 같이, 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물은 종래의 코팅 노즐, 예컨대 직경이 0.03048 내지 0.0762 cm 이거나 또는 슬롯 다이 길이가 심 (shim) 에 의해 조정가능하고 20 ㎛ 내지 300 ㎛ 범위인 코팅 노즐을 통해 용이하게 적용될 수 있다.
제 1 기재의 표면 상에 적용되기 전, 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물은 추가로 4 일 이하 동안 용융 케틀 내에서 유지될 수 있다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물은 산화 반응에 의한 열화를 억제하기 위하여, 2산소 (공기 분위기 하에서) 존재 하에서, 또는 바람직하게는 불활성 분위기 하에서, 기재 상에 적용되거나 보관될 수 있다.
본 발명의 또 다른 주제에 있어서, 본 출원은 하나 이상의 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물에 의해 결합된 2 개 이상의 기재를 포함하는 조립체 제품에 관한 것이다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물은, 예를 들어 화장지, 종이 타올, 와이프 (wipe) 및 기타 소비재, 특히 일회용 기저귀와 같은 흡수성 물품의 제조를 위한, 복수의 기재 층의 결합을 위한 적층화 접착제로서 사용될 수 있다.
본 발명의 특정 구현예에서, 본 발명에 따른 조립체 제품은 하나 이상의 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물에 의해 결합된 2 층 이상의 기재(들)을 포함하는 다층 제품일 수 있다.
본 발명에 따른 조립체 제품에서, 2 층 이상의 기재(들)은, 2 개 층의 기재(들) 사이에 샌드위치되는, 1 개 층의 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물에 의해 접착 결합될 수 있다.
대안적으로 또는 종합적으로, 2 층 이상의 기재(들)은 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제 조성물의 스팟 (spot) 에 의해 접착 결합될 수 있다.
바람직하게는, 조립체 제품은 일회용 부직포 흡수성 물품이다.
본 발명의 또 다른 주제에 있어서, 본 출원은 휘발성 유기 화합물(들) (VOC), 특히 휘발성 알데히드(들)의 존재로 인해 냄새를 방출할 가능성이 있는 임의의 핫 멜트 접착제 조성물 중 휘발성 유기 화합물(들) (VOC), 특히 휘발성 알데히드(들)을 제거 또는 감소시키기 위한, 하나 이상의 본 발명에 따라 사용되는 알데히드 스캐빈저 C 의 용도에 관한 것이다.
냄새를 방출할 가능성이 있는 핫 멜트 접착제 조성물의 예로서, 본 발명에 따라 사용되는 알데히드 스캐빈저(들)을 포함하지 않고 본 출원에 참조 조성물로서 기재된 핫 멜트 접착제 조성물이 언급될 수 있다.
실시예
2 개의 순수한 알데히드 휘발성물질에 대한 알데히드 스캐빈저의 효과:
기체상 휘발성 알데히드의 제조:
4 개의 바이알 A1, A2, A3 및 A4 를 하기와 같이 제조하였다:
15 ㎕ 의 부티르알데히드 (23℃ 에서 액체, 비점 (bp) = 74.8℃) 를 시린지를 이용하여 밀폐 고무 마개로 실링된 20 mL 바이알 A1 내에 도입한 후, 바이알을 질소로 충전하였다. 동일한 방식으로, 제 2 바이알 A2 를 제조하였다.
15 ㎕ 의 벤즈알데히드 (23℃ 에서 액체, bp = 178.1℃) 를 시린지를 이용하여 밀폐 고무 마개로 실링된 제 2 20 mL 바이알 A3 내에 도입한 후, 바이알을 질소로 충전하였다. 동일한 방식으로, 제 2 바이알 A4 를 제조하였다.
바이알 내에서 균일하게 기체상 휘발성 알데히드의 재분배가 평형을 이루도록, 4 개의 바이알 A1, A2, A3 및 A4 를 23℃ 에서 12 시간 이상 동안 정치시켰다.
알데히드 스캐빈저 C 를 포함하지 않는 휘발성 알데히드를 포함하는 바이알 A5 및 A6 의 제조 (참조예):
비교의 목적으로, 2 개의 바이알 A5 및 A6 을 하기와 같이 제조하였다:
바이알 A1 로부터의 기체상 부티르알데히드 3 mL 를 시린지를 이용하여 밀폐 고무 마개로 실링된 20 mL 바이알 A5 내에 주입한 후, 바이알을 질소로 충전하였다.
바이알 A3 으로부터의 기체상 벤즈알데히드 3 mL 를 시린지를 이용하여 밀폐 고무 마개로 실링된 20 mL 바이알 A6 내에 주입한 후, 바이알을 질소로 충전하였다.
바이알 내에서 균일하게 기체상 휘발성 알데히드의 재분배가 평형을 이루도록, 2 개의 바이알 A5 및 A6 을 23℃ 에서 12 시간 이상 동안 정치시켰다.
휘발성 알데히드 및 알데히드 스캐빈저 C 를 포함하는 바이알 B1 및 B2 의 제조 (본 발명):
2 개의 바이알 B1 및 B2 를 하기와 같이 제조하였다:
0.024g 의 2-아미노벤즈아미드 (23℃ 에서 고체, 용융점 (mp)=111-113℃) 를 밀폐 고무 마개로 실링된 20 mL 바이알 B1 내에 도입한 후, 바이알을 질소로 충전하였다.
고체-기체 평형을 위해, 바이알을 23℃ 에서 12 시간 이상 동안 정치시켰다.
동일한 작업을 반복하여, 0.024g 의 2-아미노벤즈아미드를 포함하는 20 mL 바이알 B2 를 제조하였다.
바이알 B1 및 B2 의 평형 기간 후, 바이알 A2 로부터의 기체상 부티르알데히드 3mL 를 바이알 B1 내에 주입하고, 바이알 A4 로부터의 기체상 벤즈알데히드 3mL 를 바이알 B2 내에 주입하였다.
GC-MS 분석:
바이알 A5 및 B1 을 70℃ 에서 20 분 동안 가열하여, 바이알의 상부 (헤드스페이스 (headspace) 영역) 에서 부티르알데히드 증기를 농축시켰다.
바이알 A6 및 B2 를 70℃ 에서 20 분 동안 가열하여, 바이알의 상부 (헤드스페이스 영역) 에서 벤즈알데히드 증기를 농축시켰다.
이어서, 각각의 바이알의 기체상 샘플 2 mL 를 시린지를 이용하여 추출하여, 기체 크로마토그래피-질량 스펙트럼 (GC-MS) 분석으로 분석하였다.
결과:
바이알 A5 및 B1 로부터의 샘플의 GC-MS 스펙트럼을 비교하여, 부티르알데히드의 피크 영역이 2-아미노벤즈아미드 존재 하에서 유의하게 감소되었다는 것을 확인하였다.
사실, 바이알 B1 로부터의 샘플 내 부티르알데히드의 양이, 바이알 A5 로부터의 참조 샘플 내 부티르알데히드의 양과 비교 시 92 % 감소되었다는 것을 관찰하였다.
바이알 A6 및 B2 로부터의 샘플의 GC-MS 스펙트럼을 비교하여, 벤즈알데히드의 피크 영역이 2-아미노벤즈아미드 존재 하에서 유의하게 감소되었다는 것을 확인하였다.
사실, 바이알 B2 로부터의 샘플 내 부티르알데히드의 양이, 바이알 A6 으로부터의 참조 샘플 내 부티르알데히드의 양과 비교 시 84 % 감소되었다는 것을 관찰하였다.
따라서 이러한 결과는, 2-아미노벤즈아미드가 휘발성 알데히드를 효과적으로 중화시킴으로써, 이러한 유기 휘발성 화합물로 인한 방출물을 유의하게 감소시킬 수 있다는 것을 보여준다.
2 개의 핫 멜트 접착제 조성물 중 휘발성 알데히드에 대한 알데히드 스캐빈저 C 의 효과:
알데히드 스캐빈저 C 를 포함하지 않는 핫 멜트 접착제 조성물을 포함하는 바이알 C1 및 C2 의 제조 (참조예):
비교의 목적으로, 각각 Bostik SA 사에서 시판되는 핫 멜트 접착제 조성물 H2898 및 H4358 을 포함하는 2 개의 바이알 C1 및 C2 를 하기와 같이 제조하였다:
400 g 의 핫 멜트 접착제 조성물 (H2898 또는 H4358) 을 160℃ 에서 4 시간 동안 교반 하에서 가열 및 용융시켰다.
23℃ 에서 냉각 후, 2 g 의 핫 멜트 접착제 조성물을 20 mL 바이알 (C1 또는 C2) 내에 도입한 후, 이를 질소로 충전하고, 밀폐 고무 마개로 실링하였다.
상이한 양의 알데히드 스캐빈저 C 를 포함하는 핫 멜트 접착제 조성물을 포함하는 바이알 D1, D2 및 D3 의 제조:
3 개의 바이알 D1, D2 및 D3 을 하기와 같이 제조하였다:
400 g 의 핫 멜트 접착제 조성물 H2898 및 900 ppm 의 2-아미노벤즈아미드 (핫 멜트 접착제 조성물 H2898 의 총 중량에 대하여 0.09 중량% 의 알데히드 스캐빈저 C 에 해당함) 를 160℃ 에서 4 시간 동안 혼합 및 가열하여, 핫 멜트 접착제 조성물을 용융시키고, 균일한 혼합물을 수득하였다.
23℃ 에서 냉각 후, 2 g 의 균일한 혼합물을 20 mL 바이알 D1 내에 도입한 후, 이를 질소로 충전하고, 밀폐 고무 마개로 실링하였다.
400 g 의 핫 멜트 접착제 조성물 H4358 및 1000 ppm 의 2-아미노벤즈아미드 (핫 멜트 접착제 조성물 H4358 의 총 중량에 대하여 0.1 중량% 의 알데히드 스캐빈저 C 에 해당함) 를 160℃ 에서 4 시간 동안 혼합 및 가열하여, 핫 멜트 접착제 조성물을 용융시키고, 균일한 혼합물을 수득하였다.
23℃ 에서 냉각시킨 후, 2 g 의 균일한 혼합물을 20 mL 바이알 D2 내에 도입한 후, 이를 질소로 충전하고, 밀폐 고무 마개로 실링하였다.
400 g 의 핫 멜트 접착제 조성물 H4358 및 5000 ppm 의 2-아미노벤즈아미드 (핫 멜트 접착제 조성물 H4358 의 총 중량에 대하여 0.5 중량% 의 알데히드 스캐빈저 C 에 해당함) 를 160℃ 에서 4 시간 동안 혼합 및 가열하여, 핫 멜트 접착제 조성물을 용융시키고, 균일한 혼합물을 수득하였다.
23℃ 에서 냉각시킨 후, 2 g 의 균일한 혼합물을 20 mL 바이알 D3 내에 도입한 후, 이를 질소로 충전하고, 밀폐 고무 마개로 실링하였다.
바이알 C1 및 D1에 대한 GC-MS 분석:
바이알 C1 및 D1 을 140℃ 에서 20 분 동안 가열하여 휘발성 알데히드의 증기를 생성하고, 바이알의 상부 (헤드스페이스 영역) 에서 부티르알데히드 증기를 농축시켰다.
이어서, 각각의 바이알의 기체상 샘플 2 mL 를 시린지를 이용하여 추출하여, 기체 크로마토그래피-질량 스펙트럼 (GC-MS) 분석으로 분석하였다.
결과:
바이알 C1 및 D1 로부터의 샘플의 GC-MS 스펙트럼을 비교하여, 부티르알데히드 및 노난알로서 확인된 휘발성 알데히드의 피크 영역이 2-아미노벤즈아미드 존재 하에서 유의하게 감소되었다는 것을 확인하였다.
특히, 바이알 D1 로부터의 샘플의 GC-MS 스펙트럼에서, 부티르알데히드에 해당하는 피크는 확인되지 않았고, 노난알에 해당하는 피크 영역은 유의하게 감소되었다.
사실, 바이알 D1 로부터의 샘플 내 휘발성 알데히드 (벤즈알데히드 및 노난알) 의 총량은 바이알 C1 로부터의 참조 샘플과 비교 시, 70 % 감소되었고, 이는 총 VOC 의 20 % 감소를 유도하였다는 것을 관찰하였다.
따라서 이러한 결과는, 2-아미노벤즈아미드가 휘발성 알데히드를 효과적이고 비가역적으로 중화시킬 수 있기 때문에, 고온에의 노출 시 핫 멜트 접착제 조성물에서 생성되는 휘발성 알데히드의 방출을 유의하게 감소시킨다는 것을 보여준다.
바이알 C2, D2 및 D3 에 대한 냄새 시험 평가:
바이알 C2, D2 및 D3 으로부터의 각각의 조성물의 냄새를 하기와 같이 평가하였다:
20 g 의 조성물 (바이알 C2, D2 또는 D3 으로부터) 을 300 mL 유리병 내에 위치시킨 후, 알루미늄 포일로 밀폐 커버하였다. 이어서, 조성물이 보이거나 식별되는 것을 방지하기 위하여 병을 알루미늄 포일로 랩핑하였다.
각각의 병을 동일한 조건 (177℃ 에서 2 시간 동안) 에서 보관하여, 병의 상부에 휘발성 알데히드 증기가 농축되도록 하였다. 이어서, 병을 개봉하고, 심사단에 의해 냄새를 맡도록 하였다.
심사단은 일반 고객으로부터 선택된 6 명으로 구성되어 있었으며, 하기와 같이 훈련받았다:
- 0 에서 5 까지 범위로 증가되는 냄새 강도 채점 등급에 따라 냄새 강도를 평가하도록 (샘플이 냄새가 없는 경우 등급 0 (제로) 이고, 샘플이 매우 강한 냄새를 나타내는 경우 등급 5 임),
- 냄새의 쾌적도 (쾌락적인 면) 를 판단하도록.
결과:
결과는 하기와 같았다:
- 하기 표에 제시된 평균 등급은, 핫 멜트 접착제 조성물의 냄새 강도를 평가하는 심사단 개인 각각에 의해 제시된 등급으로부터 산출된 것이었다.
- 바이알 D2 및 D3 으로부터의 조성물의 냄새 강도가, 바이알 C2 로부터의 참조 조성물 H4358 의 냄새 강도에 비해 유의하게 낮다 (등급 차 ≥ 1) 는 것을 만장일치로 확인하였다.
- 심사단 모두, 바이알 C2 로부터의 참조 조성물 H4358 과 비교 시, 바이알 D2 및 D3 으로부터의 조성물의 냄새 쾌적도에 있어서 명백한 개선을 확인하였다.
- 나아가, 이러한 결과는, 핫 멜트 접착제 조성물 중 2-아미노벤즈아미드의 양을, 본 발명에 따라 사용된 양의 범위 내에서 증가시켜 첨가함으로써, 핫 멜트 접착제 조성물의 냄새 강도를 유의하게 감소시키고, 핫 멜트 접착제 조성물의 냄새 쾌적도를 개선시킬 수 있다는 것을 보여준다.
Figure pat00005

Claims (15)

  1. A- 5 중량% 의, 폴리올레핀, 스티렌 블록 공중합체 (SBC), 에틸렌-비닐-아세테이트 (EVA), 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 열가소성 중합체;
    B- 20 중량% 내지 70 중량% 의, 하나 이상의 점착성 수지;
    C- 0.01 중량% 내지 1 중량% 의, 분자량 500 g/mol 미만 및 용융점 170℃ 미만을 갖고 이의 구조 내에 하나 이상의 아민 말단화 기에 직접 또는 간접적으로 결합된 방향족 고리를 포함하는 하나 이상의 알데히드 스캐빈저 (scavenger),
    D- 5 중량% 내지 35 중량% 의, 나프텐계 오일, 파라핀계 오일, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 가소화제
    를 포함하는 핫 멜트 접착제 조성물로서,
    상기 언급된 성분들의 총 함량의 합이 100 중량% 인 핫 멜트 접착제 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    A- 15 중량% 내지 35 중량% 의, 폴리올레핀, 스티렌 블록 공중합체 (SBC), 에틸렌-비닐-아세테이트 (EVA), 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 열가소성 중합체;
    B- 30 중량% 내지 60 중량% 의, 하나 이상의 점착성 수지;
    C- 0.01 중량% 내지 1 중량% 의, 제 1 항에 정의된 바와 같은 하나 이상의 알데히드 스캐빈저;
    D- 10 중량% 내지 30 중량% 의, 나프텐계 오일, 파라핀계 오일, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 가소화제
    를 포함하는 핫 멜트 접착제 조성물로서,
    상기 언급된 성분들의 총 함량의 합이 100 중량% 인 핫 멜트 접착제 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 열가소성 중합체(들)이 스티렌 블록 공중합체 및 에틸렌-비닐-아세테이트로부터 선택되는 핫 멜트 접착제 조성물.
  4. 제 3 항에 있어서, 열가소성 중합체(들)이 스티렌 블록 공중합체로부터 선택되는 핫 멜트 접착제 조성물.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 열가소성 중합체(들)이 폴리올레핀으로부터 선택되는 핫 멜트 접착제 조성물.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 점착성 수지(들)이 하나 또는 수 개의 탄소-탄소 이중 결합(들)을 포함하는 핫 멜트 접착제 조성물.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 점착성 수지(들)이 탄소-탄소 이중 결합을 포함하지 않는 핫 멜트 접착제 조성물.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 알데히드 스캐빈저(들)이 하기 화학식 (I) 의 화합물로부터 선택되는 핫 멜트 접착제 조성물:
    Figure pat00006

    [식 중,
    - R0 은 NH2 이고,
    - R'1 은 수소 원자, 및 1차 아민 NH2, 2차 아민 -NH-R'6, -SO2-NH-R'3 및 -CONH-R'3 으로부터 선택되는 아민 말단화 기 중에서 선택되고,
    - R'3 은 수소 원자 또는 C1-C7 알킬이고,
    - R'6 은 C1-C7 알킬이고,
    - R'4 및 R'5 는 수소 원자, C1-C9 알킬, 1차 아민 NH2, 2차 아민 -NH-R'6- 중에서 선택되거나, 또는 서로에 대하여 오르토 위치에 있는 경우에는 함께 융합되어, -SO2-NH-R'3, -CONH-R'3, R'4 또는 R'5 중에서 선택되는 하나 이상의 R'7 기로 임의로 치환되는 6-원 방향족 탄화수소 고리를 형성할 수 있음].
  9. 제 8 항에 있어서, 알데히드 스캐빈저(들)이 2-아미노벤즈아미드, 3-아미노벤즈아미드, 1,8-디아미노나프탈렌, 2-아미노벤젠술폰아미드, 벤젠-1,2-디아민, 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 핫 멜트 접착제 조성물.
  10. 제 9 항에 있어서, 알데히드 스캐빈저(들)이 2-아미노벤즈아미드인 핫 멜트 접착제 조성물.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 알데히드 스캐빈저(들)이 핫 멜트 접착제 조성물의 총 중량에 대하여 0.09 중량% 내지 0.5 중량% 범위의 양으로 존재하는 핫 멜트 접착제 조성물.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물이 하기를 포함하는 핫 멜트 접착제 조성물:
    E- 핫 멜트 접착제 조성물의 총 중량에 대하여 약 0.1 중량% 내지 약 2 중량% 의, 하나 이상의 항산화제.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 하나 이상의 핫 멜트 접착제 조성물에 의해 결합된 2 개 이상의 기재를 포함하는 조립체 제품.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 조립체 제품이 일회용 부직포 흡수성 물품인 조립체 제품.
  15. 핫 멜트 접착제 조성물 중 휘발성 알데히드를 제거 또는 감소시키기 위한, 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 하나 이상의 알데히드 스캐빈저의 용도.
KR1020160165719A 2015-12-11 2016-12-07 하나 이상의 특정 알데히드 스캐빈저를 포함하는 핫 멜트 접착제 조성물 KR20170069934A (ko)

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