KR20180023007A - 핫 멜트 접착제 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 고속 코팅 및 저온에서의 스파이럴 코팅이 우수하고 또한 폴리에틸렌 및 부직포에 대한 접착성도 우수한 핫 멜트 접착제; 및 상기 핫 멜트 접착제에 의해 수득가능한 일회용 제품을 제공하는 것이다. 하기를 포함하는 핫 멜트 접착제가 개시된다: (A) 메탈로센 촉매를 이용해 프로필렌을 중합함으로써 수득가능한 융점 100 ℃ 이하의 프로필렌 단독중합체; 및 (B) 에틸렌계 공중합체. 상기 핫 멜트 접착제는 고속 코팅이 우수하고 저온에서의 스파이럴 코팅이 우수하며 또한 폴리에틸렌 필름 및 부직포에 대한 접착성도 우수하다. 에틸렌계 공중합체 (B) 가 메탈로센 촉매를 이용한 중합에 의해 수득가능한 에틸렌/α-올레핀 공중합체인 경우, 상기 핫 멜트 접착제는 고속 코팅성 및 저온에서의 스파이럴 코팅성을 유지하면서, 폴리에틸렌 필름 및 부직포에 대한 접착성이 더 우수하다.

Description

핫 멜트 접착제 {HOT MELT ADHESIVE}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2011 년 9 월 16 일자로 제출된 일본 특허 출원 제2011-203063호의 파리 조약 하의 이점을 주장하며, 이는 본원에 전체 내용이 참조로 포함된다.
기술분야
본 발명은 핫 멜트 접착제, 보다 특히 기저귀 및 냅킨으로 대표되는 일회용 제품 분야에 사용되는 핫 멜트 접착제에 관한 것이다.
기저귀 및 냅킨 등의 일회용 제품에 이용되며 그 기재, 예를 들어, 부직포, 티슈, 폴리에틸렌 필름 등에 도포되는 핫 멜트 접착제로서 열가소성 블록 공중합체를 주성분으로 포함하는 합성 고무계 핫 멜트 접착제가 널리 이용되고 있다.
일회용 제품을 제조할 때, 필름 또는 부직포가 핫 멜트 접착제로 코팅되며, 일회용 제품의 생산 효율을 증강시키기 위해 때로는 고속 코팅이 사용되기도 한다. 그러나, 합성 고무계 핫 멜트 접착제는 고속으로 도포되면 때로 비산될 수 있다.
일회용 제품의 생산 효율을 높이는 수단의 하나로서, 에틸렌-프로필렌 공중합체로 대표되는 올레핀계 핫 멜트 접착제를 고속으로 도포하는 방법을 들 수 있다.
특허문헌 1 내지 3 에는, 올레핀 중합체를 주성분으로 포함하는 핫 멜트 접착제가 개시되어 있다. 올레핀계 핫 멜트 접착제는 일반적으로 일회용 제품보다 종이 가공 용도에 더 적절한 것으로 알려져 있다.
특허문헌 1 에는, 프로필렌 중합체를 핫 멜트 접착제용 원료로서 사용하는 것이 개시되어 있다 (특허문헌 1 의 청구항 14 참조). 그러나, 특허문헌 1 의 핫 멜트 접착제는 폴리에틸렌 필름에 대한 접착력이 충분하지 않다. 기저귀, 생리대 등은 종종 펄프, 흡수성 중합체 등으로 구성되는 흡수체를 티슈에 감싸고 그 외측을 부직포, 폴리에틸렌 필름 등으로 덮은 구조를 가진다. 따라서, 일회용 제품용의 핫 멜트 접착제에는, 폴리에틸렌 필름에 대하여 강한 접착 강도를 갖는 것이 요구된다.
특허문헌 2 에는, 폴리올레핀계 일회용 제품용 핫 멜트 접착제가 개시되어 있다 (특허문헌 2 의［0001］및［0041］참조). 특허문헌 2 의 핫 멜트 접착제로 폴리에틸렌 필름을 스파이럴 코팅 (spiral coating) 하는 경우, 복잡한 코팅 패턴에 대응하기 위해서, 코팅 온도를 높게 하여 점도를 낮게 할 필요가 있다. 특허문헌 2 의 표 1 에 나타내는 바와 같이, 핫 멜트 접착제의 코팅 온도는 고온 (350 ℉ 내지 365 ℉) 으로 설정되어 있다. 그러나, 핫 멜트 접착제로 상기 온도에서 폴리에틸렌 필름을 코팅하면, 필름이 용융되고 코팅된 핫 멜트 접착제가 냉각으로 인해 수축하여, 필름에 주름이 형성된다.
특허문헌 3 에는, 프로필렌계 핫 멜트 접착제가 개시되어 있다 (특허문헌 3 의 청구범위 참조). 그러나, 특허문헌 3 의 핫 멜트 접착제도, 특허문헌 2 의 핫 멜트 접착제와 같이, 저온에서 스파이럴 코팅에 의해 도포되기 어렵고, 또한, 부직포끼리의 박리 강도도 충분하다고는 말할 수 없다.
WO2003/087172 A1 JP 2003-533551 A JP 2003-518171 A
본 발명의 목적은 고속 코팅 및 저온에서의 스파이럴 코팅이 우수하고, 또한 폴리에틸렌 및 부직포에 대한 접착성도 우수한 핫 멜트 접착제; 및 상기 핫 멜트 접착제에 의해 수득가능한 일회용 제품을 제공하는 것이다.
본 발명자들은 예의 검토하여, 분자량 분포가 좁고 또한 융점이 낮은 프로필렌 단독중합체에 에틸렌계 공중합체를 배합할 경우, 고속 코팅이 우수하고 저온에서의 스파이럴 코팅이 우수하고, 또한 폴리에틸렌 및 부직포에 대한 접착성이 우수한 핫 멜트 접착제를 얻을 수 있고, 이러한 핫 멜트 접착제는 일회용 제품에 적합하다는 것을 알아내었다. 이렇게, 본 발명이 완성되었다.
게다가, 본 발명자들은 핫 멜트 접착제에 배합되는 성분인 에틸렌계 공중합체로서 에틸렌/옥텐 공중합체가 사용되는 경우, 핫 멜트 접착제의 코팅 패턴이 눈에 띄지 않게 되어, 일회용 제품의 외관이 만족스러워진다는 것을 발견하였다.
즉, 본 발명은 하기를 포함하는 핫 멜트 접착제를 제공한다: (A) 메탈로센 촉매를 이용해 프로필렌을 중합함으로써 수득가능한 융점 100 ℃ 이하의 프로필렌 단독중합체; 및 (B) 에틸렌계 공중합체.
본 발명은, 하나의 구현예에서, 에틸렌계 공중합체 (B) 가 메탈로센 촉매를 이용한 중합에 의해 수득가능한 에틸렌/α-올레핀 공중합체인 핫 멜트 접착제를 제공한다.
본 발명은, 바람직한 구현예로서, 에틸렌/α-올레핀 공중합체 (B) 가 에틸렌/프로필렌 공중합체 및 에틸렌/옥텐 공중합체로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 핫 멜트 접착제를 제공한다.
본 발명은, 다른 구현예로서, 점착 부여 수지 (C) ; 및 오일 (D) 을 추가로 포함한 핫 멜트 접착제를 제공한다.
본 발명은, 또 다른 구현예로서, (E) 왁스를 포함하며, 상기 왁스 (E) 가 카르복실산 및/또는 카르복실산 무수물로 개질된 왁스를 포함하는, 핫 멜트 접착제를 제공한다.
본 발명은, 또다른 바람직한 구현예로서, 150 ℃ 에서의 용융 점도가 7,000 mPa·s 이하인 핫 멜트 접착제를 제공한다.
본 발명은, 제 2 양태로서, 상기 핫 멜트 접착제를 이용함으로써 수득가능한 일회용 제품을 제공한다.
본 발명의 핫 멜트 접착제는, (A) 메탈로센 촉매를 이용해 프로필렌을 중합함으로써 수득가능한 융점 100 ℃ 이하의 프로필렌 단독중합체; 및 (B) 에틸렌계 공중합체를 포함하므로, 고속 코팅 및 저온에서의 스파이럴 코팅이 우수하고, 또한 폴리에틸렌 필름 및 부직포에 대한 접착성도 우수하다.
에틸렌계 공중합체 (B) 가 메탈로센 촉매를 이용한 중합에 의해 수득가능한 에틸렌/α-올레핀 공중합체인 경우, 상기 핫 멜트 접착제는 고속 코팅성 및 저온에서의 스파이럴 코팅성을 유지하면서, 폴리에틸렌 필름 및 부직포에 대한 접착성이 더욱 우수하다.
본 발명의 핫 멜트 접착제에서, 에틸렌/α-올레핀 공중합체 (B) 가 에틸렌/프로필렌 공중합체 및 에틸렌/옥텐 공중합체로부터 선택된 하나 이상을 포함한 경우, 저온에서의 스파이럴 코팅성이 보다 향상된다. 에틸렌/옥텐 공중합체가 포함된 경우, 폴리에틸렌 필름 및 부직포 등의 피착체에 스파이럴 코팅에 의해 코팅하는 경우 접착제의 코팅 패턴이 눈에 띄지 않게 된다.
본 발명의 핫 멜트 접착제는 추가로 점착 부여 수지 (C) ; 및 오일 (D) 을 포함한 경우, 고속 코팅성 및 저온에서의 스파이럴 코팅성을 유지하면서 폴리에틸렌 필름 및 부직포에 대한 접착성이 더욱 우수해진다.
본 발명의 핫 멜트 접착제는 (E) 왁스를 포함하며, 상기 (E) 왁스가 카르복실산 및/또는 카르복실산 무수물로 개질된 왁스인 경우, 고속 코팅성 및 저온에서의 스파이럴 코팅을 유지하면서 폴리에틸렌 필름 및 부직포에 대한 접착성이 보다 더 우수해진다.
본 발명의 핫 멜트 접착제는 150 ℃ 에서의 용융 점도가 7,000 mPa·s 이하인 경우, 약 150 ℃ 의 저온에서의 스파이럴 코팅에 의해 도포되는 것이 가능해지고, 피착체인 필름이 고온에서 용융되기 어려워지며 또한 필름의 접착부의 온도가 저하하더라도 필름이 수축하기 어려워진다.
본 발명의 일회용 제품은 상기 핫 멜트 접착제를 이용해 수득가능하므로, 고속 코팅 라인으로 효율적으로 제조된다. 약 150 ℃ 의 저온 때문에, 안전성도 높고, 부직포 및 필름의 박리가 일어나지 않는다. 상기 코팅 패턴은 눈에 띄기 어렵고 외관이 우수하다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제는 (A) 메탈로센 촉매를 이용해 프로필렌을 중합함으로써 수득가능한 융점 100 ℃ 이하의 프로필렌 단독중합체; 및 (B) 에틸렌계 공중합체의 2 성분을 필수 성분으로서 함유한다.
본 발명에서, 프로필렌 단독중합체 (A) 는, 중합 촉매로서 메탈로센 촉매를 이용해 제조된 프로필렌의 단독중합체를 지칭한다. 프로필렌 단독중합체 (A) 의 융점은 100 ℃ 이하이며, 보다 바람직하게는 60 내지 90 ℃, 가장 바람직하게는 65 내지 85 ℃ 이다.
융점은, 시차 주사 열량계 (DSC) 에 의해 측정된 값을 지칭한다. 구체적으로는, SII NanoTechnology Inc. 제조의 DSC6220 (상품명) 을 이용해 알루미늄 용기에 샘플을 10 mg 칭량해 넣은 후, 승온 속도 5 ℃／분으로 측정을 실시하고, 융해 피크의 정점 온도를 융점이라고 한다.
메탈로센 촉매를 이용해 프로필렌을 중합하면, (i) 결정성 및 (ii) 매우 좁은 분자량 분포를 갖는 프로필렌 단독중합체가 합성된다.
(i) 은, 완전한 이소택틱성 및 신디오택틱성이 임의로 제어될 수 있는 것을 의미한다. 따라서, 결정성의 편차를 야기하지 않고 메틸기의 배열, 비율 등이 균일한 중합체가 수득되고, 부착력 저하의 원인이 될 수 있는 저결정성 부위가 형성될 가능성이 낮다.
(ii) 에 대해서는, 프로필렌 단독중합체 (A) 의 분자량 분포가 다분산성 (Mw/Mn) 으로 나타내어질 경우, 1.0 내지 3.0 이 된다. 다분산성이 1.0 내지 3.0 인 프로필렌 단독중합체는 접착력이 우수하다. 분자량 분포란, 합성 고분자의 분자량의 분포를 나타내는 개념이며, 중량 평균 분자량 (Mw) 과 수평균 분자량 (Mn) 의 비 (Mw/Mn) 는 척도로서 작용한다. 본 발명에서는, 분자량 분포의 측정은 겔 투과 크로마토그래피 (GPC) 에 의해 실시된다.
프로필렌 단독중합체 (A) 의 예로는 다음을 포함한다: (A1) 중량 평균 분자량이 60,000 이하인 프로필렌 단독중합체; 및 (A2) 중량 평균 분자량이 60,000 초과인 프로필렌 단독중합체.
프로필렌 단독중합체 (A1) 의 중량 평균 분자량은 30,000 내지 60,000 인 것이 바람직하고, 특히 30,000 내지 55,000 인 것이 바람직하다.
프로필렌 단독중합체 (A2) 의 중량 평균 분자량은 60,000 초과이며, 바람직하게는 60,000 초과 90,000 이하, 보다 바람직하게는 60,000 초과 80,000 이하이다.
프로필렌 단독중합체 (A1) 의 시판품의 예로는 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 제조의 L-MODU X400S (상품명) 를 들 수 있으며, 프로필렌 단독중합체 (A2) 의 시판품의 예로는 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 제조의 L-MODU X600S (상품명) 를 들 수 있다.
본 발명에서는, 프로필렌 단독중합체 (A) 가 바람직하게는 프로필렌 단독중합체 (A1) 를 포함하고, 또한 (A2) 를 포함할 수도 있다.
프로필렌 단독중합체 (A) 가 프로필렌 단독중합체 (A1) 를 포함하지 않고, 프로필렌 단독중합체 (A2) 만을 포함할 수 있다.
본 발명에서는, 프로필렌 단독중합체 (A) 와 에틸렌계 공중합체 (B) 의 총 량 100 중량부에 대해, 프로필렌 단독중합체 (A) 의 양이 바람직하게는 60 내지 95 중량부, 특히 바람직하게는 70 내지 90 중량부이다.
프로필렌 단독중합체 (A) 가 프로필렌 단독중합체 (A1) 및 프로필렌 단독중합체 (A2) 둘 모두를 포함한 경우, 두 중합체의 중량비는 1：3 내지 3：2 ((A1)：(A2)) 인 것이 바람직하다.
중량 평균 분자량 (Mw) 은 겔 투과 크로마토그래피 (GPC) 에 의해 측정한 값을 의미한다. 구체적으로는, 하기의 장치 및 측정 방법을 이용해 값을 측정할 수 있다. 검출기로서 Wators Corporation 제조의 RI 가 사용된다. GPC 칼럼으로서는 TOSOH CORPORATION 제조의 TSKGEL GMHHR-H(S) HT 가 사용된다. 샘플을 1,2,4-트리클로로벤젠에 용해하고, 유속 1.0 ml/min 및 측정 온도 145 ℃ 에서 흐르게 한 후, 폴리프로필렌을 기준으로 얻어진 검량선을 이용해 분자량 환산에 의해 중량 평균 분자량을 구한다.
수평균 분자량 (Mn) 도 또한 동일 방법으로 구해지므로, 분자량 분포도 또한 GPC 로 산출된다.
본 발명의 핫 멜트 접착제는, 프로필렌 단독중합체 (A1) 를 포함하는 경우, 폴리에틸렌 필름 및 부직포에 대한 접착성을 유지하면서 저온에서의 스파이럴 코팅성이 향상된다.
본 발명에 있어서, 에틸렌계 공중합체 (B) 란, 에틸렌 및 에틸렌과 공중합가능한 공중합성 단량체의 공중합체를 지칭한다.
공중합성 단량체의 예로서는 다음을 포함한다:
에틸렌, 프로필렌, 옥텐 및 부텐 등의 α-올레핀;
아세트산 비닐, (메트)아크릴산, (메트)아크릴산 에스테르, 말레산 및 말레산 에스테르 등의 카르복실산 (에스테르);
무수 말레산, 무수 프탈산 및 무수 숙신산 등의 카르복실산 무수물; 등.
이들 공중합성 단량체는 에틸렌과 단독으로 공중합될 수 있거나, 또는 2 종 이상의 공중합성 단량체가 공중합될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, (메트)아크릴산이란, 메타크릴산 및 아크릴산 둘 모두를 포함하는 개념을 말한다. (메트)아크릴산 에스테르의 구체예로는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트 등을 포함한다.
따라서, 본 발명에서는, 에틸렌계 공중합체 (B) 의 예로서 에틸렌/α-올레핀 공중합체, 에틸렌/카르복실산 공중합체, 에틸렌/카르복실산 에스테르 공중합체 및 에틸렌/카르복실산 무수물 공중합체를 포함한다.
본 발명의 에틸렌 공중합체 (B) 는 바람직하게는 에틸렌/α-올레핀 공중합체이다. 에틸렌/α-올레핀 공중합체는 특히 메탈로센 촉매를 이용한 중합에 의해 수득된 에틸렌/α-올레핀 공중합체가 바람직하다.
본 발명의 핫 멜트 접착제는 메탈로센 촉매를 이용한 중합에 의해 수득된 에틸렌/α-올레핀 공중합체를 포함한 경우, 저온에서의 스파이럴 코팅성이 향상되고, 폴리에틸렌 필름 및 부직포에 대한 접착성이 보다 우수하다.
메탈로센 촉매를 이용한 중합에 의해 수득된 에틸렌/α-올레핀 공중합체의 예로는 에틸렌/프로필렌 공중합체, 에틸렌/옥텐 공중합체, 에틸렌/부텐 공중합체 및 에틸렌/프로필렌/부텐 공중합체를 포함하며, 특히 에틸렌/프로필렌 공중합체, 에틸렌/옥텐 공중합체가 바람직하다.
본 발명의 핫 멜트 접착제는, 에틸렌/프로필렌 공중합체 및 에틸렌/옥텐 공중합체에서 선택되는 하나 이상을 포함한 경우, 저온에서의 스파이럴 코팅성이 보다 향상된다.
에틸렌/프로필렌 공중합체의 230 ℃ 에서의 용융 지수가 200 g/10 min 이하인 것이 바람직하고, 10 내지 50 g/10 min 인 것이 보다 바람직하고, 20 내지 30 g/10 min 인 것이 가장 바람직하다. 용융 지수가 상기 범위인 경우, 핫 멜트 접착제의 박리 강도가 향상된다.
본원에 사용된 바와 같이, 용융 지수란 수지의 유동성을 나타내는 지표를 의미한다. 히터로 가열된 원통 용기 내에서 일정량의 합성 수지를 정해진 온도 (예를 들어, 230 ℃) 에서 가열하고, 정해진 하중 (예를 들어 2.16 kg) 하에서 가압한 후, 용기 저부에 형성된 개구부 (노즐) 를 통해 압출시키며, 따라서 용융 지수는 10 분 당 압출된 수지량으로 나타낸다. 단위 (g/10 min) 가 사용된다. 용융 지수는 ASTM D1238 에 규정된 측정 방법으로 측정한다.
에틸렌/옥텐 공중합체를 포함한 핫 멜트 접착제는, 폴리에틸렌 필름 및 부직포 등의 피착체가 접착제에 의한 스파이럴 코팅에 의해 코팅되더라도 코팅 패턴이 눈에 띄지 않기 때문에, 일회용 제품의 외관을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예로서는, 에틸렌계 공중합체 (B) 가 메탈로센 촉매를 이용한 중합에 의해 수득된 에틸렌/프로필렌 공중합체인 경우, 프로필렌 단독중합체 (A) 는 프로필렌 단독중합체 (A1) 및 프로필렌 단독중합체 (A2) 둘 모두를 포함하는 것이 바람직하다. 성분 (A) 및 성분 (B) 가 상기 서술한 조합인 경우, 핫 멜트 접착제의 박리 강도가 현저히 향상된다.
본 발명의 다른 바람직한 구현예로서, 에틸렌계 공중합체 (B) 가 메탈로센 촉매를 이용한 중합에 의해 수득된 에틸렌/옥텐 공중합체인 경우, 프로필렌 단독중합체 (A) 는 프로필렌 단독중합체 (A1) 만을 포함하는 것이 바람직하다. 성분 (A) 및 성분 (B) 가 상기 서술한 조합인 경우, 핫 멜트 접착제의 코팅 패턴이 거의 눈에 띄지 않게 되어, 일회용 제품의 외관이 현저히 향상된다.
에틸렌/옥텐 공중합체는 랜덤 공중합체보다 블록 공중합체인 것이 바람직하다. 에틸렌/옥텐 공중합체가 블록 공중합체인 경우, 박리 강도가 뛰어난 핫 멜트 접착제가 수득가능하다.
본 발명의 일회용 제품용 핫 멜트 접착제는 추가로 점착 부여 수지 (C) 를 포함하는 것이 바람직하다. 점착 부여 수지 (C) 는, 프로필렌 단독중합체 (A) 및 왁스 (B) 의 총 중량 100 중량부에 대해, 바람직하게는 20 내지 180 중량부, 보다 바람직하게는 40 내지 150 중량부, 특히 바람직하게는 60 내지 150 중량부의 양으로 배합된다.
점착 부여 수지 (C) 가 상기 비율로 배합되는 경우, 핫 멜트 접착제는 150 ℃ 이하의 저온에서의 스파이럴 코팅에 의해 도포될 수 있다. 나아가, 폴리에틸렌 필름 및 부직포에도 균일하게 도포될 수 있어, 수득된 접착제는 일회용 제품의 제조에 더욱 적합하다.
점착 부여 수지 (C) 의 예로는, 천연 로진, 변성 로진, 수소첨가 로진, 천연 로진의 글리세롤 에스테르, 변성 로진의 글리세롤 에스테르, 천연 로진의 펜타에리트리톨 에스테르, 변성 로진의 펜타에리트리톨 에스테르, 수소첨가 로진의 펜타에리트리톨 에스테르, 천연 테르펜의 공중합체, 천연 테르펜의 삼원공중합체, 수소첨가 테르펜의 공중합체의 수소화 유도체, 폴리테르펜 수지, 페놀계 개질 테르펜 수지의 수소화 유도체, 지방족 석유 탄화수소 수지, 지방족 석유 탄화수소 수지의 수소화 유도체, 방향족 석유 탄화수소 수지, 방향족 석유 탄화수소 수지의 수소화 유도체, 고리형 지방족 석유 탄화수소 수지, 및 고리형 지방족 석유 탄화수소 수지의 수소화 유도체를 포함한다. 이들 점착 부여 수지는 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 점착 부여 수지로서는, 색조가 무색 내지 담황색이고 악취가 실질적으로 없으며 또한 만족스러운 열안정성을 갖는 것이면, 액상 타입의 점착 부여 수지도 또한 사용가능하다. 이들의 특성을 종합적으로 고려하면, 점착 부여 수지가 수지의 수소화 유도체인 것이 바람직하고, 특히 수소첨가 디시클로펜타디엔계 수지가 바람직하다.
점착 부여 수지 (C) 로서는 시판품을 사용할 수 있다. 이들 시판품의 예로는 Arakawa Chemical Industries, Ltd. 제조의 Alcon P100 (상품명) 및 Alcon M100 (상품명); YASUHARA CHEMICAL CO., LTD. 제조의 Clearon M105 (상품명); Exxon Corporation 제조의 ECR 5400 (상품명) 및 ECR179EX (상품명); 및 Zeon Corporation 제조의 Quinton DX390 (상품명) 을 포함한다. 이들 시판 점착 부여 수지는 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.
본 발명의 핫 멜트 접착제는 추가로 오일 (D) 을 포함할 수 있다. 오일 (D) 은 가소제로서 핫 멜트 접착제의 용융 점도 저하, 핫 멜트 접착제에 대한 유연성의 부여, 및 피착체에 대한 핫 멜트 접착제의 젖음성 향상을 목적으로 배합된다. 오일 (D) 을 배합함으로써, 저온에서의 스파이럴 코팅이 가능해진다.
오일 (D) 의 예로는 파라핀계 오일, 나프텐계 오일 및 방향족계 오일을 포함한다.
오일 (D) 로서는 시판품을 사용할 수 있다. 그의 예로는 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 제조의 Diana Fresia S32 (상품명), Diana Process Oil PW-90 (상품명) 및 Process Oil NS-100 (상품명); SK LUBRICANTS 제조의 PHAZOL35 (상품명); PetroChina Company 제조의 KN4010 (상품명); Kukdong Oil & Chemical Co. Ltd. 제조의 White Oil Broom350 (상품명) 및 DN oil KP-68 (상품명); BP Chemicals Ltd. 제조의 Enerper M1930 (상품명); Crompton Corporation 제조의 Kaydol (상품명); 및 Esso Corp. 제조의 Primol 352 (상품명) 를 포함한다. 이들 오일 (D) 은 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.
본 발명의 핫 멜트 접착제는 (E) 왁스를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 본원에 사용된 바와 같이, "왁스" 란 상온에서 고체이고 가열하면 액체가 되는 중량 평균 분자량이 10,000 미만인 유기 물질로서, 통상 "왁스" 로서 여겨지는 것을 말한다.
왁스-유사 특성을 갖는 것이면, 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제가 수득되는 한 왁스에 대하여 특별한 제한은 없다.
왁스 (E) 는 (E1) 카르복실산 또는 카르복실산 무수물로 개질된 올레핀 왁스를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, "(E1) 카르복실산 또는 카르복실산 무수물 개질된 올레핀 왁스" 란 카르복실산 또는 카르복실산 무수물로 화학적으로 또는 물리적으로 가공된 올레핀 왁스를 말하며, 본 발명의 목적하는 핫 멜트 접착제를 얻을 수 있는 한 특별히 한정되는 것은 아니다. 화학적 또는 물리적 가공의 예로는 산화, 중합, 배합, 합성 등을 포함한다.
왁스 (E1) 의 예로는, 카르복실산 또는 카르복실산 무수물과 올레핀 왁스로의 그래프트 중합에 의해 수득가능한 왁스; 및 올레핀 왁스를 중합에 의해 합성시 카르복실산 또는 카르복실산 무수물의 공중합에 의해 수득가능한 왁스를 포함한다.
따라서, 상기 왁스는 각종 반응을 이용한 카르복실산 또는 카르복실산 무수물이 "올레핀 왁스" 에 도입되어, 결과적으로 개질된 올레핀 왁스일 수 있다.
올레핀 왁스를 개질하기 위해 사용되는 "카르복실산" 및/또는 "카르복실산 무수물" 은 본 발명의 목적하는 핫 멜트 접착제를 얻을 수 있는 한 특별히 한정되지 않는다.
카르복실산 또는 카르복실산 무수물의 구체예로는 말레산, 무수 말레산, 푸마르산, 무수 푸마르산, 이타콘산, 아크릴산, 메타크릴산 등을 포함한다. 이들 카르복실산 및/또는 카르복실산 무수물은 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 말레산 및 무수 말레산이 바람직하고, 무수 말레산이 특히 바람직하다.
올레핀 왁스를 개질시키는데 사용되는 "카르복실산" 및/또는 "카르복실산 무수물" 은 2 종 이상의 올레핀의 공중합에 의해 얻어질 수 있는 왁스를 말하며, 본 발명에 따른 목적하는 왁스 (E1) 를 얻을 수 있는 한 특별히 한정되는 것은 아니다. 따라서, 1 종의 올레핀의 단독중합에 의해 수득된 왁스는 올레핀 왁스에 포함되지 않는다.
올레핀 왁스의 구체예로는 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스, 폴리에틸렌/폴리프로필렌 왁스, 폴리에틸렌/폴리부틸렌 왁스, 폴리에틸렌/폴리부텐 왁스 등을 포함한다.
따라서, 본 발명에서의 왁스 (E1) 는 무수 말레산에 의해 개질된 폴리올레핀 왁스가 특히 바람직하다.
"(E) 왁스" 는, 왁스 (E1) 이외에, 베이스 왁스를 포함할 수 있고, 그의 예로는 다음을 포함한다:
Fischer-Tropsch 왁스, 폴리올레핀 왁스 (예를 들어, 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스, 폴리에틸렌/폴리프로필렌 왁스) 등의 합성 왁스;
파라핀 왁스 및 미세결정질 왁스 등의 석유 왁스;
캐스터 왁스 등의 천연 왁스.
상기 베이스 왁스는 개질될 수 있다. 베이스 왁스를 개질시키는 물질로서는 극성 기가 도입될 수 있다면 각종 카르복실산 유도체일 수 있다. "카르복실산 유도체" 의 예로는 다음을 포함한다:
에틸 아세테이트 및 비닐 아세테이트 등의 카르복실산 에스테르;
벤조일 브로마이드 등의 산 할로겐화물;
벤즈아미드, N-메틸아세트아미드 및 N,N-디메틸포름아미드 등의 아미드;
숙신이미드 등의 이미드;
아세틸 아지드 등의 아실 아지드;
프로파노일 히드라지드 등의 히드라지드;
클로로아세틸히드록삼산 등의 히드록삼산;
γ-부티로락톤 등의 락톤; 및
δ-카프로락탐 등의 락탐.
개질된 베이스 왁스 (E1) 은 카르복실산 또는 카르복실산 무수물에 의해 개질된 올레핀 왁스를 포함하지 않는다.
본 발명에서, 왁스 (E) 는, (E1) 에 더하여, 베이스 왁스로서 언급한 Fischer-Tropsch 왁스 (E2) 를 포함하는 것이 바람직하다. "(E2) Fischer-Tropsch 왁스" 란 Fischer-Tropsch 법에 의해 합성된 왁스로서 통상 Fischer-Tropsch 왁스로서 여겨지는 것을 말한다. Fischer-Tropsch 왁스는 성분 분자가 비교적 넓은 탄소수 분포를 갖는 왁스로부터 성분 분자가 좁은 탄소수 분포를 가지도록 분획된 것이다. 대표적인 Fischer-Tropsch 왁스의 예로는 Sasol H1 (상품명) 및 Sasol C80 (상품명) 을 포함하며, 둘 모두는 Sasol Wax 로부터 시판되고 있다.
본 발명에 있어서, 왁스 (E1) 의 융점은 100 내지 130 ℃ 인 것이 바람직하고, 베이스 왁스, 바람직하게는 왁스 (E2) 의 융점은 60 내지 90 ℃ 인 것이 바람직하다. 융점의 측정 방법은 성분 (A) 의 융점의 측정 방법과 동일하다.
왁스 (E) 의 산가는 5 내지 200 mgKOH/g 인 것이 바람직하고, 20 내지 160 mgKOH/g 인 것이 보다 바람직하다. 산가는 ASTM D1308 또는 BWM 3.01A 에 따라 측정될 수 있다.
본 발명에 따른 핫 멜트 접착제는, 필요에 따라, 추가로 각종 첨가제를 포함할 수 있다. 각종 첨가제의 예로는 안정화제 및 미립자 충전제를 포함한다.
"안정화제" 란 핫 멜트 접착제의 열에 의한 분자량 저하, 겔화, 착색, 악취 등을 방지하여 핫 멜트 접착제의 안정성을 향상시키기 위해 배합되며, 본 발명의 목적하는 핫 멜트 접착제를 얻을 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. "안정화제" 의 예로는 산화방지제 및 자외선 흡수제를 포함한다.
"자외선 흡수제" 는 핫 멜트 접착제의 내광성을 개선하기 위해서 사용된다. "산화방지제" 는 핫 멜트 접착제의 산화적 열화를 방지하기 위해서 사용된다. 산화방지제 및 자외선 흡수제는, 일반적으로 일회용 제품에 사용되는 것으로서 후술하는 목적의 일회용 제품을 얻을 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다.
산화방지제의 예로는 페놀계 산화방지제, 황계 산화방지제 및 인계 산화방지제를 포함한다. 자외선 흡수제의 예로는 벤조트리아졸계 자외선 흡수제 및 벤조페논계 자외선 흡수제를 포함한다. 또한, 락톤계 안정화제를 첨가할 수 있다. 이들 첨가제는 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.
안정화제로서는 시판품을 사용할 수 있다. 그의 예로는 Sumitomo Chemical Co., Ltd. 제조의 SUMILIZER GM (상품명), SUMILIZER TPD (상품명) 및 SUMILIZER TPS (상품명); Ciba Specialty Chemicals Inc. 제조의 IRGANOX 1010 (상품명), IRGANOX HP2225FF (상품명), IRGAFOS 168 (상품명) 및 IRGANOX 1520 (상품명); 및 Johoku Chemical Co., Ltd. 제조의 JF77 (상품명) 을 포함한다. 이들 안정화제는 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일회용 제품용 핫 멜트 접착제는 추가로 미립자 충전제를 포함할 수 있다. 미립자 충전제는 일반적으로 사용되고 있는 미립자 충전제일 수 있으며, 본 발명의 목적하는 핫 멜트 접착제를 얻을 수 있는 한 특별히 한정되지 않는다. "미립자 충전제" 의 예로는 운모, 탄산칼슘, 카올린, 탤크, 산화티탄, 규조토, 우레아계 수지, 스티렌 비즈, 소성 점토, 전분 등을 포함한다. 이들 입자는 바람직하게는 구상이며, 그 치수 (구상의 경우에는 직경) 에 대해서는 특별히 한정되지 않는다.
본 발명의 일회용 제품용 핫 멜트 접착제는 성분 (A) 및 (B), 임의적으로는 성분 (C) - (E) 를 배합하고, 필요에 따라 각종 첨가제를 배합하고 그 혼합물을 가열에 의해 용융시킨 후 혼합함으로써 제조될 수 있다. 구체적으로는, 상기 성분을 교반기 부착 용융 혼합 용기에 채운 후, 가열 및 혼합함으로써 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 일회용 제품용 핫 멜트 접착제는 150 ℃ 에서의 용융 점도가 7,000 mPa·s 이하인 것이 바람직하고, 1,000 내지 6,000 mPa·s 인 것이 보다 바람직하고, 2,000 내지 6,000 mPa·s 인 것이 특히 바람직하다. "용융 점도" 란, 핫 멜트 접착제의 용융물의 점도이며 브룩필드 RVT 형 점도계 (스핀들 No. 27) 로 측정된다.
용융 점도를 상기 범위로 제어함으로써, 핫 멜트 접착제는 저온 코팅에 보다 적합하다. 또한, 핫 멜트 접착제가 부직포에도 균일하게 도포되어 침투하기 쉬워지므로, 일회용 제품용에 보다 더 적합하다.
상기 서술한 바와 같이, 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제는 종이 가공, 제본, 일회용 제품등에도 또한 이용가능하지만, 부직포 및 폴리에틸렌 필름에 대한 접착성이 우수하므로 일회용 제품에 사용하기 적합하다.
일회용 제품은 직포, 부직포, 고무, 수지, 종이 및 폴리올레핀 필름으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상의 부재를 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제로 코팅함으로써 구성될 수 있다. 폴리올레핀 필름은 내구성, 비용 등의 이유로부터 폴리에틸렌 필름이 바람직하다.
일회용 제품으로는 이른바 위생 재료이면 특별히 한정되지 않는다. 구체예로는 기저귀, 생리대, 애완동물 시트, 병원용 가운, 수술용 백의 등을 포함한다.
일회용 제품의 제조 라인에서는, 일반적으로 일회용 제품의 각종 부재 (예를 들어, 티슈, 코튼, 부직포, 폴리올레핀 필름 등) 를 핫 멜트 접착제로 코팅한다. 코팅 시, 핫 멜트 접착제는 여러 방출기 (분출기) 로부터 방출 (또는 분출) 될 수 있다.
핫 멜트 접착제를 코팅하는 방법은, 목적하는 일회용 제품을 얻을 수 있는 한 특별히 제한되지 않는다. 그러한 코팅 방법은 접촉 코팅법 및 비접촉 코팅법으로 크게 나누어진다. "접촉 코팅" 법은 핫 멜트 접착제로 코팅하는 경우 방출기를 부재 또는 필름과 접촉시키는 코팅법을 말하고, 한편 "비접촉 코팅" 법은 핫 멜트 접착제로 코팅하는 경우 방출기를 부재 또는 필름과 접촉시키지 않는 코팅법을 말한다. 접촉 코팅법의 예로는 슬롯 코터 코팅법, 롤 코터 코팅법 등을 포함하며, 비접촉 코팅법으로는 나선 형태로 코팅할 수 있는 스파이럴 코팅, 파 형태로 코팅할 수 있는 오메가 코팅 또는 컨트롤 심 코팅, 면 형태로 코팅할 수 있는 슬롯 스프레이 코팅 또는 커튼 스프레이 코팅, 및 점 형태로 코팅할 수 있는 도트 코팅을 포함한다.
본 발명의 핫 멜트 접착제는 스파이럴 코팅에 적합하다. 스파이럴 코팅법은 간헐적 또는 연속적 도포에 의해 접착제를 도포하는 방법으로서, 에어를 공급하여 나선형의 접착제를 형성하고, 그 접착제를 부재 (또는 기재) 에 접촉없이 도포하는 방법이다.
이는 핫 멜트 접착제를 스프레이 코팅에 의해 넓은 폭으로 도포할 수 있는 일회용 제품을 제조하는데 있어 매우 유용하다. 넓은 폭으로 도포할 수 있는 핫 멜트 접착제는 고온 에어의 압력을 조절함으로써 코팅폭을 감소시키는 것이 가능하다.
핫 멜트 접착제를 넓은 폭으로 도포하는 것이 곤란할 경우, 충분한 접착 면적을 얻기 위해 수많은 스프레이 노즐이 요구되며, 따라서 채뇨 라이너와 같은 비교적 작은 일회용 제품, 및 복잡한 형상의 일회용 제품을 제조하기에는 적합하지 않다.
따라서, 본 발명의 핫 멜트 접착제는 넓은 폭으로 스파이럴 코팅이 행해질 수 있기 때문에 일회용 제품용으로 적합하다.
본 발명의 핫 멜트 접착제는 150 ℃ 이하에서의 양호한 코팅성 때문에 일회용 제품의 제조에 유용하다. 핫 멜트 접착제를 고온에서 코팅하는 경우, 일회용 제품의 기재인 폴리에틸렌 필름이 용융되고 열 수축할 수 있기 때문에, 일회용 제품의 외관이 크게 손상된다. 150 ℃ 이하에서의 핫 멜트 접착제를 도포하는 경우, 일회용 제품의 기재인 폴리에틸렌 필름 및 부직포의 외관이 거의 변화하지 않아, 제품의 외관이 손상되지 않는다.
본 발명의 핫 멜트 접착제는 고속 코팅성이 우수하므로 단시간에 일회용 제품을 제조하기에 적합하다. 고속으로 운송되는 기재가 핫 멜트 접착제로 코팅되는 경우, 접촉식 코팅법에서는 마찰에 의한 기재의 파단이 때때로 발생한다. 본 발명의 핫 멜트 접착제는 비접촉 코팅의 일종인 스파이럴 코팅에 적합하므로, 고속 코팅에 적합하고, 따라서 일회용 제품의 생산 효율을 향상시키는 것이 가능하다. 더욱이, 고속 코팅에 적절한 본 발명의 핫 멜트 접착제는 코팅 패턴의 혼란을 최소화시킨다.
본 발명의 핫 멜트 접착제는 열 안정성이 양호하고 100 내지 200 ℃ 의 고온 탱크 내에서 균일하게 용융되어 상 분리되지 않는다. 열 안정성이 부족한 핫 멜트 접착제는 고온 탱크 내에서 용이하게 성분이 상 분리된다. 상 분리는 탱크 필터 및 수송 배관 등의 막힘의 원인이 될 수 있다.
본 발명의 주된 구현예를 이하에 나타낸다.
1. (A) 메탈로센 촉매를 이용해 프로필렌을 중합함으로써 수득가능한 융점 100 ℃ 이하의 프로필렌 단독중합체; 및 (B) 에틸렌계 공중합체를 포함하는 핫 멜트 접착제.
2. 에틸렌계 공중합체 (B) 가 메탈로센 촉매를 이용한 중합에 의해 수득가능한 에틸렌/α-올레핀 공중합체인, 상기 1 에 따른 핫 멜트 접착제.
3. 에틸렌/α-올레핀 공중합체 (B) 가 에틸렌/프로필렌 공중합체 및 에틸렌/옥텐 공중합체로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는, 상기 2 에 따른 핫 멜트 접착제.
4. 추가로 (C) 점착 부여 수지; 및 (D) 오일을 포함하는, 상기 1 내지 3 중 어느 하나에 따른 핫 멜트 접착제.
5. 추가로 (E) 왁스를 포함하며, 상기 왁스 (E) 가 카르복실산 및/또는 카르복실산 무수물로 개질된 왁스를 포함하는, 상기 1 내지 4 중 어느 하나에 따른 핫 멜트 접착제.
6. 150 ℃ 에서의 용융 점도가 7,000 mPa·s 이하인, 상기 1 내지 5 중 어느 하나에 따른 핫 멜트 접착제.
7. 상기 1 내지 6 중 어느 하나에 따른 핫 멜트 접착제를 이용함으로써 수득가능한 일회용 제품.
실시예
본 발명을 더욱 상세하고 구체적으로 설명하는 것을 목적으로 실시예에 의해 본 발명을 설명한다. 이들은 본 발명을 설명하기 위한 것이며 한정하는 것으로 여겨지지 않는다.
핫 멜트 접착제를 배합 (또는 제형화) 하기 위한 성분을 이하에 나타낸다.
(A) 메탈로센 촉매를 이용한 중합에 의해 수득된 융점 100 ℃ 이하의 프로필렌 단독중합체
(A1) 융점 75 ℃ 및 중량 평균 분자량 45,000 의 프로필렌 단독중합체, Idemitsu Kosan Co., Ltd. 제조, 상품명 "L-MODU X400S"
(A2) 융점 80 ℃ 및 중량 평균 분자량 70,000 의 프로필렌 단독중합체, Idemitsu Kosan Co., Ltd. 제조, 상품명 "L-MODU X600S"
(A'3) 메탈로센 촉매를 이용한 중합에 의해 수득된 융점 145 ℃ 의 프로필렌 단독중합체, Clariant K.K. 제조, 상품명 "Pliocene PP6102"
(A'4) 지글러-나타 촉매를 이용한 중합에 의해 수득된 융점 145 ℃ 의 프로필렌 단독중합체, Eastman Chemical Company 제조, 상품명 "Eastoflex P1010"
(A'5) 메탈로센 촉매를 이용한 중합에 의해 수득된 융점 128 ℃ 의 폴리에틸렌 단독중합체, Clariant K.K. 제조, 상품명 "Licocene PE4201GR"
(B) 에틸렌계 공중합체
(B1) 메탈로센 촉매를 이용한 중합에 의해 수득된 용융 지수 200 (g/10 min： 230 ℃) 의 프로필렌/에틸렌 공중합체, Exxon Mobil Corporation 제조, 상품명 "Vistamaxx 2330"
(B2) 메탈로센 촉매를 이용한 중합에 의해 수득된 용융 지수 20 (g/10 min： 230 ℃) 의 프로필렌/에틸렌 공중합체, Exxon Mobil Corporation 제조, 상품명 "Vistamaxx 6202"
(B3) 메탈로센 촉매를 이용한 중합에 의해 수득된 용융 지수 25 (g/10 min： 230 ℃) 의 프로필렌/에틸렌 공중합체 (프로필렌/에틸렌의 랜덤 공중합 구조를 가짐), Dow Chemical Company 제조, 상품명 "VERSIFY 4301"
(B4) 메탈로센 촉매를 이용한 중합에 의해 수득된 에틸렌/옥텐 공중합체 (에틸렌/옥텐의 블록 구조를 가짐), Dow Chemical Company 제조, 상품명 "INFUSE 9807"
(B5) 메탈로센 촉매를 이용한 중합에 의해 수득된 에틸렌/옥텐 공중합체 (에틸렌/옥텐의 랜덤 공중합 구조를 가짐), Dow Chemical Company 제조, 상품명 "ENGAGE 8137"
(B6) 메탈로센 촉매를 이용한 중합에 의해 수득된 에틸렌/옥텐 공중합체 (에틸렌/옥텐의 랜덤 공중합 구조를 가짐), Dow Chemical Company 제조, 상품명 "AFFINITY GA1950"
(B7) 지글러-나타 촉매를 이용한 중합에 의해 수득된 프로필렌/에틸렌 공중합체 "REXtac 2780A" (상품명), Huntsman Corp. 제조,
(B8) 지글러-나타 촉매를 이용한 중합에 의해 수득된 프로필렌/에틸렌/부텐 공중합체, Evonik 제조, 상품명 "VESTOPLAST 703"
(B9) 지글러-나타 촉매를 이용한 중합에 의해 수득된 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체, TOSOH CORPORATION 제조, 상품명 "Ultracene 722"
(B'10) 지글러-나타 촉매를 이용한 중합에 의해 수득된 프로필렌/부텐 공중합체, Huntsman Corp. 제조, 상품명 "REXtac 2780A"
(B'11) 아크릴계 공중합체, Mitsubishi Rayon Co., Ltd. 제조, 상품명 "BR-106"
(C) 점착 부여 수지
(C1) 수소첨가 디시클로펜타디엔계 수지, Exxon Mobil Corporation 제조, 상품명 "ECR179EX"
(C2) 수소첨가 디시클로펜타디엔계 수지, Exxon Mobil Corporation 제조, 상품명 "ECR5400"
(C3) 수소첨가 고리형 지방족 석유 탄화수소 수지, Arakawa Chemical Industries, Ltd. 제조, 상품명 "Alcon M100"
(C4) 수소첨가 고리형 지방족 석유 탄화수소 수지, Arakawa Chemical Industries, Ltd. 제조, 상품명 "Alcon P100"
(C5) 미-수소첨가 지방족 방향족 공중합체계 수지, Zeon Corporation 제조, 상품명 "Quintone DX390N"
(C6) 수소첨가 테르펜계 수지, YASUHARA CHEMICAL CO., LTD. 제조, 상품명 "Clearon M105"
(D) 오일
(D1) 파라핀 오일, Idemitsu Kosan Co., Ltd. 제조, 상품명 "DN Oil KP-68"
(D2) 파라핀 오일, SK LUBRICANTS 제조, 상품명 "PHAZOL35"
(D3) 파라핀 오일, Idemitsu Kosan Co., Ltd. 제조, 상품명 "Diana Process Oil PW-90"
(D4) 파라핀 오일, Idemitsu Kosan Co., Ltd. 제조, 상품명 "Diana Fresia S32"
(D5) 나프텐 오일, Idemitsu Kosan Co., Ltd. 제조, 상품명 "Process Oil NS100"
(D6) 나프텐 오일, PetroChina Company 제조, 상품명 "KN4010"
(E) 카르복실산 및/또는 카르복실산 무수물로 개질된 왁스
(E1) 말레산-개질 왁스, Clariant K. K. 제조, 상품명 "Licocene MA6252TP"
(E2) Fischer-Tropsch 왁스, Sasol 제조, 상품명 "Sasol Wax H-1"
(F) 산화방지제
(F1) 힌더드 페놀계 산화방지제, ADEKA Corporation 제조, 상품명 "Adekastab AO-60"
이들 성분 (A) 내지 (F) 를 표 1 내지 3 에 나타낸 처방에 따라 배합한 후, 약 150 ℃ 에서 2 시간에 걸쳐 만능 교반기를 이용해 용융-혼합하여, 실시예 1 내지 19 및 비교예 1 내지 9 의 핫 멜트 접착제를 제조하였다. 표 1 내지 3 에 나타낸 핫 멜트 접착제의 조성 (배합) 과 관련한 수치는 모두 중량부이다.
각각의 핫 멜트 접착제 (실시예 및 비교예) 에 대해, 열 안정성, 코팅성, 고속 코팅성 및 박리 강도를 평가했다. 이하, 각 평가의 개요를 설명한다.
＜열 안정성＞
열 안정성에 대해서는, 핫 멜트 접착제가 상 분리하는지 아닌지로 평가했다.
각 핫 멜트 접착제를 유리 병에 넣어 150 ℃ 의 온도에서 6 시간 정치시킨 후, 상 분리의 발생 유무를 육안으로 관찰했다. 각 핫 멜트 접착제의 중량은 350 내지 400 g 이고, 450 ml 용적 유리 병을 사용했다. 핫 멜트 접착제를 넣은 유리 병을 알루미늄제의 뚜껑으로 덮은 후 건조기 내에서 정치시켰다.
소정 시간 후, 핫 멜트 접착제를 꺼내 신속하게 육안으로 상 분리의 유무를 확인했다.
B: 상 분리가 인정되지 않았다.
C: 상 분리가 인정되었다.
＜용융 점도 측정 (150 ℃)＞
JAI7-1991 에 규정된 B 법에 따라서, 각 핫 멜트 접착제의 150 ℃ 에서의 점도를 측정했다. 측정에는 브룩필드 점도계를 이용하여 27 번 로터에 의해 실시했다.
＜코팅성＞
Nordson Corporation 제조의 스파이럴 스프레이를 이용하여, 코팅 기재를 핫 멜트 접착제로 코팅하여 상기 코팅 기재와 부착 (또는 적층) 기재의 적층체를 제조하여, 코팅성을 평가하였으며 또한 후술하는 박리 강도의 평가를 위한 샘플을 제조했다. 코팅 기재 및 부착 기재 둘 모두는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 필름이다.
보다 구체적으로, 코팅 기재를, 각각의 핫 멜트 탱크 및 스파이럴 스프레이 노즐 온도 150 ℃, 고온 에어 온도 180 ℃, 고온 에어 압력 0.32 kgf/cm2, 핫 멜트 접착제의 방출량 15 g/분 (코팅 중량 5 g/m2 에 상당), 노즐과 코팅 기재의 거리 35 mm, 기재의 운송 속도 200 m/분, 개방 시간 0.21 초, 및 코팅 후 가압시 압력 2.0 kgf/cm 의 조건 하에서 핫 멜트 접착제로 코팅하여, 적층체 (PET 필름/PET 필름) 를 제조한 후, 코팅성을 평가했다. 코팅성은 스파이럴 코팅에 의해 도포된 핫 멜트 접착제의 코팅 폭을 확인하는 것으로 평가했다. 이하에 평가 기준을 나타낸다.
A: 코팅 폭이 15 mm 이상이었다
B: 코팅 폭이 12 mm 이상 15 mm 미만이었다
C: 코팅 폭이 12 mm 미만이었다
＜고속 코팅성＞
상기 서술한 코팅성의 시험 조건 하에서 고속 코팅성을 평가했다.
핫 에어의 압력을 0.45 kgf/cm2 로 바꾼 것 외에는, 코팅성의 평가와 동일하게 시험을 실시했다. 고속 코팅성은 육안으로 평가했다. 평가 기준은 다음과 같다.
A: 핫 멜트 접착제의 비산이 인정되지 않았다.
B: 핫 멜트 접착제의 비산이 약간 인정되었다.
C: 핫 멜트 접착제의 비산 때문에 패턴이 얻어지지 않았거나, 또는 핫 멜트 접착제의 코팅 폭이 15 mm 미만이었다.
＜박리 강도＞
고속 코팅성에서와 동일한 시험 조건을 이용해 박리 강도의 샘플을 제조했다.
코팅 기재로서 종래의 부직포 (SMS 15 g/m2, 표면 처리 없음) 를 이용하고, 부착 기재로서 (1) 종래의 부직포 (SMS 15 g/m2, 표면 처리 없음) 및 (2) 종래의 폴리에틸렌 필름 (엠보싱 가공 없음, 30 g/m2, 코로나 처리 없음) 의 2 종류를 이용했다.
샘플을 23 ℃, 65% R.H.의 분위기에서 24 시간 이상 동안 에이징한 후, 동일 분위기 하에서 박리 시험을 실시했다. 박리 시험은 Shimadzu Corporation 제조 Autograph AGS-J 에 의해 이하의 조건 하에서 실시했다.
박리 방향： 기재 운동 방향과 같은 방향 (MD) 방향, 척 사이 거리： 20 mm, 박리 속도： 300 mm/분, 박리 길이： 50 mm, 분석 방법： 시험력 평균치
각각의 핫 멜트 접착제 (실시예 및 비교예) 에 대해, 적어도 3 개의 샘플을 제조한 후 측정했다. 얻어진 평균치로 박리 강도를 구하였다. 박리 강도는 이하의 기준으로 평가했다.
(1) 부착되는 (적층되는) 기재가 부직포 (부직포/부직포) 이었다
A: 박리 강도가 2.0 N 이상이었다
B: 박리 강도가 0.5 N 이상 2.0 N 미만이었다
C: 박리 강도가 0.5 N 미만이었다
(2) 부착되는 기재가 폴리에틸렌 필름 (폴리에틸렌 필름/부직포) 이었다
A: 박리 강도가 0.20 N 이상이었다
B: 박리 강도가 0.10 N 이상 0.20 N 미만이었다
C: 박리 강도가 0.10 N 미만이었다
＜외관＞
핫 멜트 접착제로 통기성 폴리에틸렌 필름을 코팅하는 경우, 내부에 도포된 핫 멜트 접착제의 코팅 패턴이 때때로 필름의 표면 외측을 통해 보여질 수 있다. 코팅 패턴이 눈에 띄는 핫 멜트 접착제는 통기성 필름을 사용하는 일회용 제품의 고안성 면에서 바람직하지 않으며, 코팅 패턴이 눈에 띄지 않는 핫 멜트 접착제가 바람직하다.
코팅 패턴이 눈에 띄는지 여부를 평가하기 위해, 하기 절차로 평가를 실시했다.
두께 50 μm 의 PET 필름을 각각의 핫 멜트 접착제로 코팅하여 두께 50 μm 의 접착제층을 형성한 후, 25 × 10 mm 의 형태로 성형하여 시험편을 수득했다. 시험편을 시판 통기성 냅킨 (ELLEAIR PAPER TECH CO., LTD. 제조, ELIS SHIN-SUHADAKAN, No Wing 20.5 cm) 에 부착하고, 부착된 부분 위에 1 kg 의 추를 올린 후 50 ℃ 의 건조기에서 3 일 동안 정치시켰다. 소정 시간 후, 추를 제거하여 외관 변화를 확인했다. 평가 기준은 다음과 같다.
A: 도포된 핫 멜트 접착제가 눈에 띄지 않았다
B: 도포된 핫 멜트 접착제가 약간 비쳐 보였다
C: 도포된 핫 멜트 접착제가 비쳐 보였다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00004
표 1 에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 내지 11 의 핫 멜트 접착제는 열 안정성, 코팅성 및 고속 코팅성이 우수하고 또한 부직포에 대한 박리 강도가 우수하며, 기저귀 및 냅킨 등의 부직포를 사용하는 일회용 제품의 용도에 적합하다.
이에 반해, 비교예 1 내지 9 의 핫 멜트 접착제는 표 2 에 나타내는 바와 같이 상기 성능 중 어느 하나가 열등하다.
Figure pat00005
Figure pat00006
표 3 에 나타내는 바와 같이, 실시예 12 내지 19 의 핫 멜트 접착제는 상기 성능이 만족스러울 뿐만 아니라 코팅 후의 패턴도 눈에 띄지 않는다. 통기성 필름을 사용하는 일회용 제품의 고안성을 고려할 때, 실시예 12 내지 19 의 핫 멜트 접착제는 일회용 제품용으로 매우 우수하다.
산업상 이용가능성
본 발명은 핫 멜트 접착제를 제공한다. 본 발명에 따른 핫 멜트 접착제는 일회용 제품에 적합하다.

Claims (5)

  1. (A) 메탈로센 촉매를 이용해 프로필렌을 중합함으로써 수득가능한 융점 100 ℃ 이하의 프로필렌 단독중합체;
    (B) 에틸렌계 공중합체;
    (C) 점착 부여 수지; 및
    (D) 오일
    을 포함하고,
    (A) 프로필렌 단독중합체가 (A1) 중량 평균 분자량이 60,000 이하인 프로필렌 단독중합체 및 (A2) 중량 평균 분자량이 60,000 초과인 프로필렌 단독중합체를 포함하고,
    (B) 에틸렌계 공중합체가 에틸렌/α-올레핀 공중합체를 포함하고, 에틸렌/α-올레핀 공중합체가 에틸렌/프로필렌 공중합체를 포함하고,
    (A) 프로필렌 단독중합체가 (A) 프로필렌 단독중합체 및 (B) 에틸렌계 공중합체의 총 중량 100 중량부에 대해 60 내지 95 중량부인 핫 멜트 접착제.
  2. 제 1 항에 있어서, (B) 에틸렌계 공중합체가 메탈로센 촉매를 이용해 중합함으로써 수득가능한 에틸렌/α-올레핀 공중합체를 포함하고, 에틸렌/α-올레핀 공중합체가 에틸렌/프로필렌 공중합체를 포함하는 핫 멜트 접착제.
  3. 제 1 항에 있어서, 접착제가 150 ℃ 에서 7,000 mPa·s 이하인 용융 점도를 가지는 핫 멜트 접착제.
  4. 제 1 항에 있어서, 접착제가 (E) 왁스를 추가로 포함하고, (E) 왁스가 카르복실산 및/또는 카르복실산 무수물로 개질된 왁스를 포함하는 핫 멜트 접착제.
  5. 제 1 항의 핫 멜트 접착제를 포함하는 일회용 제품.
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