KR20180070640A - 폴리올레핀 플라스틱 및 부가 플라스틱의 용접 방법 - Google Patents

폴리올레핀 플라스틱 및 부가 플라스틱의 용접 방법 Download PDF

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파블로 발터
노르만 프리드리히
리나 곤살레스
헨드릭 뤼첸
토마스 헤르티히
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헨켈 아게 운트 코. 카게아아
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Abstract

본 발명은 하나 이상의 이중 결합을 갖는 하나 이상의 단량체로부터 형성된 하나 이상의 중합체를 함유하는 프라이머를 사용하는, 폴리올레핀 플라스틱 및 중합체 주쇄에 하나 이상의 방향족 단위를 갖는 중합체로 이루어진 플라스틱의 용접 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이에 따라 용접된 제품에 관한 것이다.

Description

폴리올레핀 플라스틱 및 부가 플라스틱의 용접 방법
본 발명은 하나 이상의 이중 결합을 갖는 하나 이상의 단량체로부터 형성된 하나 이상의 중합체를 함유하는 프라이머를 사용하는, 폴리올레핀 플라스틱 및 중합체 주쇄에 하나 이상의 방향족 단위를 갖는 중합체로 이루어진 플라스틱의 용접 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이에 따라 용접된 제품에 관한 것이다.
플라스틱, 예를 들어 폴리에틸렌 (PE), 폴리아크릴레이트, 또는 폴리아미드 (PA) 로 이루어진 둘 이상의 기판을 서로 연결하기 위한 다양한 방법이 선행 기술로부터 알려져 있다. 여기서, 기계적 연결 가능성, 예를 들어 래칭(latching) 또는 스크류잉(screwing), 및 접착 결합 방법 모두가 존재한다. 대안적으로, 플라스틱은 또한 서로 용접될 수 있다. 용접은 일반적으로 동일한 유형의 플라스틱, 예를 들어 PE 대 PE 또는 PA 대 PA 의 분리불가능한, 완전 결합된 물리적 연결을 위한 결합 방법이다. 동일한 유형의 열가소성물질은 이의 분자 구조, 이의 용융점, 용융 점도 및 이의 열 팽창 계수의 관점에서 유의하게 상이하지 않고, 일반적으로 서로 혼합될 수 있는 중합체이다. 동일한 유형의 플라스틱은 통상적으로 동일한 중합체 기재를 갖는 플라스틱 또는 동일한 플라스틱이다.
동일한 유형의 둘 이상의 플라스틱을 서로 용접하기 위한 다양한 방법이 알려져 있다. 여기서, 다양한 상이한 용접 방법, 예를 들어 적외선 용접, 적외선/마찰 용접 또는 초음파 용접이 이용될 수 있다. 이러한 유사 플라스틱의 용접 방법은 논의되는 플라스틱이 용접 영역의 범위에서 용융되고, 이러한 영역의 재료가 완전 결합 및 마찰 연동(frictionally engaged) 방식으로 서로 결합된다는 사실에 기초한다.
이러한 용접 방법은 서로 연결되어 있는 플라스틱이 동일한 유형의 플라스틱이라면 잘 작동한다. 그러나, 서로 상이하거나 양립불가능한 두 플라스틱 (예를 들어 폴리프로필렌 및 폴리카르보네이트로부터 형성된 플라스틱) 이 함께 용접을 시도하는 경우, 두 기판 사이의 높은 기계적 강도의 영구적인 연결은 생성될 수 없다. 선행 기술에서 알려진 용접 방법을 사용하여, 두 플라스틱 폴리프로필렌 및 폴리카르보네이트 또는 두 플라스틱 폴리프로필렌 및 ABS (아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체) 를 직접 용접하려는 시도가 이루어지는 경우, 어떠한 강도도 획득될 수 없거나, 단지 매우 낮은 강도가 획득될 것이다.
이전에, 상응하는 상이한 플라스틱은 기계적 연결 또는 접착 결합 방법에 의해서만 거의 서로 연결될 수 있었다. 기계적 연결의 단점은 복잡한 부착, 특정 지점에서의 재료 로딩, 및 또한 부가적인 기계적 연결 수단의 요구이다. 나아가, 기계적 연결의 경우 완전 결합 연결은 거의 달성될 수 없다. 그러나, 접착 결합 방법의 단점은 연결의 최종 강도가 장기간의 시간 (몇 주 이하일 수 있음) 후에만 달성된다는 것이다. 나아가, 낮은 에너지 표면의 접착 결합은 통상적으로 결합 파트너의 복잡한 전-처리를 요구한다. 또한, 접착 결합 연결은 흔히 외부 웨더링으로 인해 무기한 안정하지 않다. 또한, 투명 접착 결합의 제공은 흔히 복잡하고 시간 소모적이다. 따라서, 플라스틱의 용접 방법을 통한 연결은 가장 깔끔하고 빠르고 간단한 솔루션을 의미한다.
따라서, 본 발명의 목적은 폴리올레핀 플라스틱 및 폴리카르보네이트 플라스틱과 비닐 방향족 중합체로부터 형성된 플라스틱으로부터 선택되는 플라스틱의 간단한 용접 방법을 발견하는 것이다. 본원에서, 이러한 상이한 플라스틱 간의 연결은 용접 이음매(seam) 을 통해 가능한 안정하게 이루어져야 하고, 내구성을 가져야 한다.
놀랍게도, 이러한 목적이, 하나 이상의 이중 결합을 갖는 하나 이상의 단량체로부터 형성된 하나 이상의 중합체를 함유하는 프라이머를 사용하여, 폴리올레핀 플라스틱 및 특히 폴리카르보네이트 플라스틱과 비닐 방향족 중합체로부터 형성된 플라스틱으로부터 선택되는, 중합체 주쇄에 하나 이상의 방향족 단위를 갖는 중합체를 함유하는 제 2 플라스틱의 용접 방법에 의해 달성된다는 것을 발견하였다.
폴리올레핀 플라스틱 및 폴리카르보네이트 플라스틱과 비닐 방향족 중합체로부터 형성된 플라스틱으로부터 선택되는 플라스틱을 용접하는 경우, 하나 이상의 상 상응하는 중합체를 함유하는 프라이머의 사용으로 인해, 플라스틱 간의 특히 안정한 완전 결합 연결을 수득할 수 있었다.
프라이머를 사용하는 용접의 제 1 결합 파트너는 폴리올레핀 플라스틱, 특히 열가소성 폴리올레핀 플라스틱이다. 폴리올레핀 플라스틱은 폴리올레핀 중합체, 예컨대 알파 올레핀의 단독- 및 공중합체를 기반으로 한다. 폴리올레핀 중합체는 에틸렌, 프로필렌 및/또는 부틸렌 기반 폴리-알파-올레핀 단독중합체, 특히 에틸렌 또는 프로필렌으로부터 형성된 단독중합체, 및 에텐, 프로펜, 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐 기반 폴리-알파 올레핀 공중합체, 특히 에틸렌/알파-올레핀 및 프로필렌/알파-올레핀 공중합체, 바람직하게는 에틸렌 또는 프로펜과 1-부텐, 1-헥센, 1-옥텐의 공중합체, 또는 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 특히, 폴리올레핀 플라스틱은 폴리에틸렌 (특히 고밀도/HD 폴리에틸렌, 중밀도/MD 폴리에틸렌, 저밀도/LD 폴리에틸렌, 초고분자량/UHMW 폴리에틸렌 및 선형 저밀도/LLD 폴리에틸렌, 바람직하게는 HD 폴리에틸렌, MD 폴리에틸렌 또는 LD 폴리에틸렌) 및 폴리프로필렌 플라스틱으로부터 선택된다. 폴리올레핀 플라스틱은 특히 바람직하게는 폴리프로필렌 플라스틱이다.
폴리올레핀 중합체, 특히 폴리프로필렌 중합체는 바람직하게는 중량-평균 몰 질량 (중량-평균 Mw) 이 10,000 g/mol 초과, 특히 20,000 g/mol 초과, 바람직하게는 50,000 g/mol 초과, 특히 바람직하게는 100,000 g/mol 초과이다. 폴리올레핀 중합체, 특히 폴리프로필렌 중합체는 바람직하게는 중량-평균 몰 질량 (중량-평균 Mw) 이 2,000,000 g/mol 미만, 특히 1,000,000 g/mol 미만, 바람직하게는 500,000 g/mol 미만이다. 특히 바람직한 폴리에틸렌 중합체는 중량-평균 몰 질량 (중량-평균 Mw) 이 50,000 g/mol 내지 1,000,000 g/mol, 특히 200,000 g/mol 내지 500,000 g/mol 이다. 기타 바람직한 폴리에틸렌 중합체 (UHMW-PE 중합체) 는 중량-평균 몰 질량이 2,000,000 g/mol 초과, 특히 4,000,000 - 6,000,000 g/mol 이다. 특히 바람직한 폴리올레핀 중합체, 특히 폴리프로필렌 중합체는 중량-평균 몰 질량 (중량-평균 Mw) 이 50,000 g/mol 내지 250,000 g/mol 이다.
폴리올레핀 플라스틱, 특히 폴리프로필렌 플라스틱은 또한 추가 성분, 예를 들어 충전제, 예컨대 유리 섬유, 안료, 염료, 유동 보조제, 이형제(mold release agent) 또는 안정화제를 함유할 수 있다. 폴리올레핀 플라스틱, 특히 폴리에틸렌 및/또는 폴리프로필렌 플라스틱, 바람직하게는 폴리프로필렌 플라스틱은, 각각의 경우 폴리올레핀 플라스틱 (충전제를 제외한 총 폴리올레핀 플라스틱) 의 중합체 비율에 대해 바람직하게는 80 wt% 초과, 특히 90 wt% 초과, 바람직하게는 98 wt% 초과 정도의 상기 언급된 폴리올레핀 중합체, 특히 상기 언급된 폴리에틸렌 및/또는 폴리프로필렌 중합체, 바람직하게는 폴리프로필렌 중합체로 구성된다. 폴리올레핀 플라스틱, 바람직하게는 폴리프로필렌 플라스틱은, 바람직하게는 각각의 경우 총 폴리올레핀 플라스틱 (충전제 포함) 에 대해 50 wt% 초과, 특히 70 wt% 초과, 바람직하게는 90 wt% 초과, 바람직하게는 95 wt% 초과, 특히 바람직하게는 98 wt% 초과 정도의 상기 언급된 폴리올레핀 중합체, 특히 폴리프로필렌으로 구성된다.
프라이머를 사용하는 용접의 제 2 결합 파트너는 중합체 주쇄에 하나 이상의 방향족 단위를 갖는 중합체를 기반으로 하는 플라스틱이고, 제 2 플라스틱은 특히 폴리카르보네이트 플라스틱, 비닐 방향족 중합체로부터 형성된 플라스틱, 및 이의 혼합물로부터 선택된다.
바람직한 구현예에서, 제 2 플라스틱은 폴리카르보네이트 플라스틱이다. 폴리카르보네이트 플라스틱은 바람직하게는 형식적으로 탄산 폴리에스테르로서 기재될 수 있는 열가소성물질이다. 폴리카르보네이트는 이론적으로 포스젠과 디올, 바람직하게는 비스페놀의 중축합에 의해 제조될 수 있다. 바람직한 폴리카르보네이트는 방향족 폴리카르보네이트이다. 방향족 폴리카르보네이트는 적어도 방향족 단량체로부터 형성된 것이다. 바람직한 폴리카르보네이트 플라스틱은 비스페놀, 특히 비스페놀 A 및 비스페놀 F 기반 폴리카르보네이트 플라스틱이다. 비스페놀-기반 폴리카르보네이트의 경우, 디올 성분은 바람직하게는 50 wt%, 특히 70 wt%, 바람직하게는 90 wt%, 바람직하게는 100 wt% 정도의 비스페놀, 특히 비스페놀 A 및/또는 비스페놀로 구성된다.
폴리카르보네이트 플라스틱은 또한 추가 성분, 예를 들어 충전제, 예컨대 유리 섬유, 안료, 미네랄 입자, 염료, 유동 보조제, 이형제 또는 안정화제를 함유할 수 있다. 폴리카르보네이트 플라스틱은 각각의 경우 전체 폴리카르보네이트 플라스틱 (충전제 포함) 에 대해 바람직하게는 40 wt% 초과, 특히 60 wt% 초과, 바람직하게는 70 wt% 초과, 바람직하게는 90 wt% 초과 정도의 상기 언급된 폴리카르보네이트로 구성된다. 폴리카르보네이트 플라스틱은 각각의 경우 폴리카르보네이트 플라스틱 (충전제를 제외한 총 플라스틱) 의 중합체 비율에 대해 바람직하게는 90 wt% 초과, 특히 95 wt% 초과, 바람직하게는 98 wt% 초과 정도의 상기 언급된 폴리카르보네이트로 구성된다. 폴리카르보네이트 플라스틱은 각각의 경우 총 폴리카르보네이트 플라스틱 (충전제 포함) 에 대해 바람직하게는 상기 언급된 폴리카르보네이트 함량이 50 - 100 wt%, 특히 90 - 100 wt% 이다.
또 다른 바람직한 구현예에서, 제 2 플라스틱은 하나 이상의 비닐 방향족 중합체, 특히 스티렌, 클로로스티렌, 알파-메틸스티렌 및 파라-메틸스티렌으로부터 선택되는 단량체로부터 형성된 공중합체를 함유한다. 소량의 비율의, 비닐 방향족 공중합체 (바람직하게는 20 wt% 이하, 특히 8 wt% 이하), 또한 공단량체, 예컨대 (메트)아크릴로니트릴 또는 (메트)아크릴산 에스테르가 또한 구조에 포함될 수 있다. 특히 바람직한 비닐 방향족 중합체는 폴리스티렌, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 (SAN), 폴리스티렌 메틸 메타크릴레이트 (SMMA), 및 충격-개질 폴리스티렌 (HIPS = 내충격성 폴리스티렌, (high-impact polystyrene)) 이다. 또한, 이러한 중합체의 혼합물이 사용될 수 있다는 것이 이해된다.
매우 특히 바람직한 비닐 방향족 중합체는 ASA, ABS 및 AES 중합체 (ASA = 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴산 에스테르, ABS = 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌, AES = 아크릴로니트릴-EPDM 고무-스티렌) 이다. 이러한 충격에 강한(impact-tough) 비닐 방향족 중합체는 하나 이상의 고무-탄성 그래프트 중합체 및 열가소성 중합체 (매트릭스 중합체) 를 함유한다. 일반적으로, 스티렌/아크릴로니트릴 중합체 (SAN) 는 매트릭스 재료로서 사용된다. 고무로서 부타디엔 또는 이소프렌 (ABS) 과 같은 디엔 기반 디엔 고무, n-부틸 아크릴레이트 및 2-에틸헥실 아크릴레이트와 같은 아크릴산의 알킬 에스테르 기반 알킬 아크릴레이트 고무, 에틸렌, 프로필렌 및 디엔 기반 EPDM 고무, 이러한 고무들 또는 고무 단량체의 혼합물을 함유하는 그래프트 중합체가 바람직하다.
이러한 비닐 방향족 중합체의 중량-평균 분자량은 특히 1500 내지 2,000,000 g/mol, 바람직하게는 70,000 내지 1,000,000 g/mol 이다.
제 2 플라스틱은 특히 바람직하게는 SMMA, SAN, ASA, ABS 및 AES 플라스틱, 특히 ABS 플라스틱으로부터 선택된다.
비닐 방향족 중합체를 함유하는 제 2 플라스틱, 바람직하게는 SMMA, SAN, ASA, ABS 및 AES 플라스틱은 또한 추가 성분, 예를 들어 충전제, 예컨대 유리 섬유, 안료, 미네랄 입자, 염료, 유동 보조제, 이형제 또는 안정화제를 함유할 수 있다. 제 2 플라스틱, 특히 SAN, ASA, ABS 및 AES 플라스틱은 각각의 경우 총 플라스틱 (충전제 포함) 에 대해 바람직하게는 40 wt% 초과, 특히 60 wt% 초과, 바람직하게는 70 wt% 초과, 바람직하게는 90 wt% 초과 정도의 상기 언급된 비닐 방향족 중합체로 구성된다. 제 2 플라스틱은 각각의 경우 플라스틱 (충전제를 제외한 총 플라스틱) 의 중합체 비율에 대해 바람직하게는 90 wt% 초과, 특히 95 wt% 초과, 바람직하게는 98 wt% 초과의 상기 언급된 비닐 방향족 중합체, 특히 SAN, ASA, ABS 및/또는 AES 중합체로 구성된다. 제 2 플라스틱은 각각의 경우 총 플라스틱 (충전제 포함) 에 대해 바람직하게는 비닐 방향족 중합체의 함량이 60 - 100 wt%, 특히 80 - 100 wt% 이다.
또 다른 바람직한 구현예에서, 제 2 플라스틱은 하나 이상의 폴리카르보네이트 및 하나 이상의 비닐 방향족 중합체, 바람직하게는 상기 언급된 것의 혼합물을 함유한다. 이러한 혼합물은 바람직하게는 비닐 방향족 중합체, 특히 SMMA, SAN, ASA, ABS 및/또는 AES, 바람직하게는 ABS 에 비해 폴리카르보네이트를 더 함유한다. 폴리카르보네이트, 특히 방향족 폴리카르보네이트 대 비닐 방향족 중합체, 특히 SMMA, SAN, ASA, ABS 및/또는 AES, 바람직하게는 ABS 의 비는 바람직하게는 1:1 내지 100:1, 특히 2:1 내지 50:1, 바람직하게는 3:1 내지 10:1 이다.
하나 이상의 카르보네이트 및 하나 이상의 비닐 방향족 중합체의 혼합물을 함유하는 제 2 플라스틱은 또한 추가 성분, 예를 들어 충전제, 예컨대 유리 섬유, 안료, 미네랄 입자, 염료, 유동 보조제, 이형제, 또는 안정화제를 함유할 수 있다. 제 2 플라스틱은 각각의 경우 총 플라스틱 (충전제 포함) 에 대해 바람직하게는 40 wt% 초과, 특히 60 wt% 초과, 바람직하게는 70 wt% 초과, 바람직하게는 90 wt% 초과 정도의 하나 이상의 폴리카르보네이트 및 하나 이상의 비닐 방향족 중합체의 상기 언급된 혼합물로 구성된다. 제 2 플라스틱은 각각의 경우 플라스틱 (충전제를 제외한 총 플라스틱) 의 중합체 비율에 대해 바람직하게는 90 wt% 초과, 특히 95 wt% 초과, 바람직하게는 98 wt% 초과 정도의 하나 이상의 폴리카르보네이트 및 하나 이상의 비닐 방향족 중합체의 상기 언급된 혼합물로 구성된다. 제 2 플라스틱은 바람직하게는 각각의 경우 총 플라스틱 (충전제 포함) 에 대해 50 - 90 wt%, 특히 60 - 80 wt% 의, 하나 이상의 폴리카르보네이트 및 하나 이상의 비닐 방향족 중합체의 혼합물로부터의 중합체 함량을 갖는다.
본 발명의 추가의 본질적인 양상은 하나 이상의 프라이머, 바람직하게는 정확히 하나의 프라이머의 사용이다. 프라이머는 하나 이상의 이중 결합을 갖는 하나 이상의 단량체로부터 형성된 하나 이상의 제 1 중합체를 함유한다.
프라이머는 용접 보조제를 구성하고, 이는 바람직하게는 전-처리 층으로서 결합 영역의 범위에서 기판의 용접될 하나 이상의 표면에 대해 적용된다. 프라이머는 접착제, 클리닝제 등으로 이해되어서는 안되고, 오히려 용접용 보조제이므로 결합 영역 (또는 용접 영역) 에서 결합 파트너가 서로 양립가능하게 되고, 이에 따라 결합시 결합 영역에서 용접될 기판 간의 완전 결합 및 마찰 연동 연결이 유도된다.
본 발명에 따른 중합체를 함유하는 상응하는 프라이머를 사용함으로써, 결합될 플라스틱은 결합 이음매의 용접시 양립가능하게 될 수 있고, 이에 따라 안정하고 영구적인 연결이 획득될 수 있다는 것이 시험에서 나타났다. 상응하는 프라이머를 사용하지 않는 경우, 강도가 없거나 단지 매우 낮은 강도의 용접 연결이 획득될 수 있었다. 결합 기판은 바람직하게는 인장 강도가 2 MPa 초과, 특히 5 MPa 초과, 바람직하게는 7 MPa 초과이다. 인장 강도는 시험에서 기재된 시험 절차에 따라 5 mm/s 의 당김 속도에 의해 결정된다.
하나 이상의 중합체는 하나 이상의 이중 결합을 갖는 하나 이상의 단량체로부터 형성된 중합체이다. 본원에서, 단량체(들)의 이중 결합, 바람직하게는 탄소-탄소 이중 결합은 예를 들어 라디칼 또는 양이온성 중합에 의해 중합체를 형성하기 위해 사용된다. 따라서, 중합체는 단량체(들)의 이중 결합의 사용에 의해 합성된다. 적합한 단량체는 예를 들어 알파-올레핀, 스티렌 및 스티렌 유도체, (메트)아크릴산 및 이의 유도체, 예컨대 (메트)아크릴레이트 또는 아크릴로니트릴, 및 말레산 무수물 및 이의 유도체, 및 이의 조합이다. 본원에서, 중합체는 단독중합체 또는 공중합체일 수 있다. 그러나, 프라이머는 바람직하게는 실질적으로 스티렌-이소프렌-스티렌 트리블록 공중합체 (SIS), 스티렌-부타디엔-스티렌 트리블록 공중합체 (SBS) 및/또는 스티렌-에틸렌/부타디엔-스티렌 트리블록 공중합체 (SEBS), 특히 스티렌-이소프렌 블록 공중합체 (SI), 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 (SBS) 및/또는 스티렌-에틸렌/부타디엔-스티렌 블록 공중합체 (SEBS) 를 갖지 않고, 바람직하게는 실질적으로 스티렌-함유 블록 공중합체를 갖지 않고, 바람직하게는 실질적으로 어떠한 블록 공중합체도 갖지 않고, 특히 바람직하게는 실질적으로 어떠한 상-분리 블록 공중합체도 갖지 않는다. 블록 공중합체는 상이한 단량체로부터 형성된 상이한 세그먼트/블록으로부터 형성된 중합체를 의미하는 것으로 이해되고, 여기서 예를 들어 디블록 공중합체 (AB), 트리블록 공중합체 (ABA 또는 ABC) 또는 또한 멀티블록 공중합체 (AnBm) 이 이러한 정의에 속한다. 용어 "실질적으로 갖지 않음" 은 본 발명에 있어서 프라이머가 5 wt% 미만, 바람직하게는 1 wt% 미만, 매우 특히 바람직하게는 0.1 wt% 미만의 논의되는 물질을 함유하고, 특히 논의되는 물질을 함유하지 않는다는 것을 의미하는 것으로 이해된다.
바람직한 구현예에서, 하나 이상의 중합체는 중합체, 특히 공중합체의 사슬로 반응 또는 중합된 말레산 무수물 기를 함유하는 중합체, 특히 공중합체로 구성된다. 본원에서, 말레산 무수물 또는 말레산 무수물 유도체, 특히 말레산 무수물은 중합체로 반응 또는 중합될 수 있다. 말레산 무수물 유도체의 예는 1,2,3,6-테트라히드로프탈산 무수물이고, 이는 관련 5-원 무수물 기를 포함한다. 본원에서, 중합체는 예를 들어 하나 이상의 말레산 무수물 단량체 및 아크릴레이트 및/또는 알파-올레핀 단량체로부터 형성된 공중합체의 백본으로 중합되고, 또한, 말레산 무수물-그래프트 폴리올레핀의 경우와 같이, 이에 그래프트되는 말레산 무수물 기를 함유할 수 있다. 바람직한 형태에서, 프라이머의 중합체는 말레산 무수물-그래프트 폴리올레핀, 특히 말레산 무수물-그래프트 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물-그래프트 폴리프로필렌, 바람직하게는 말레산 무수물-그래프트 폴리프로필렌이다.
또 다른 특히 바람직한 구현예에서, 프라이머는 바람직하게는 공중합체를 함유하고, 이는 말레산 무수물 또는 말레산 무수물 유도체 이외에, 또한 이에 중합된 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 (함께 (메트)아크릴레이트), 특히 1 내지 12 개의 탄소 원자, 바람직하게는 1 내지 4 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기를 갖는 (메트)아크릴레이트, 바람직하게는 에틸- 및 부틸(메트)아크릴레이트, (메트)아크릴산 및 알파-올레핀, 특히 에틸렌, 프로펜, 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐, 바람직하게는 에틸렌의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 단량체를 함유한다. 추가로, 에폭시 또는 이소시아네이트 기, 카르복실 또는 아미노 기, 및 알콕시실란 기와 같은 관능기를 갖는 관능성 단량체가 또한 사용될 수 있다. 하나 이상의 공중합체는 특히 바람직하게는 이에 중합된 하나 이상의 말레산 무수물 (유도체), (메트)아크릴레이트, 및 알파-올레핀, 바람직하게는 말레산 무수물, C1 내지 C4 알킬 기를 갖는 (메트)아크릴레이트, 및 에틸렌 또는 프로필렌을 함유한다.
말레산 무수물 기-함유 중합체는 단량체로부터 알려진 방식으로 합성될 수 있다. 또한, 이러한 중합체는 중합체-유사 반응에서 그래프트될 수 있다. 특히 바람직한 그래프트의 반응 파트너는 알코올, 티올, 아민, 이소시아네이트, 무수물, 카르복실산, 특히 알코올, 바람직하게는 1 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 알코올, 예컨대 메탄올 및 이소부탄올이다. 그래프트를 위해, 중합체의 말레산 무수물 단량체 또는 말레산 무수물 단위는 반응 파트너와 반응할 수 있고, 특히 알코올에 의해 에스테르화될 수 있다. 말레산 무수물 기는 바람직하게는 단지 일부만 반응 또는 에스테르화하고, 특히 70% 미만의 말레산 무수물 기가 반응 또는 에스테르화한다. 말레산 무수물 기가 전환되지 않고 무수물 기로 유지되는 경우가 특히 바람직하다. 바람직한 구현예에서, 말레산 무수물 기는 또한 부분 가수분해된 상태로 존재할 수 있다. 말레산 무수물 기의 완전한 전환은 수득된 용접 연결의 강도의 감소를 야기할 수 있다.
중합체에 대한 말레산 무수물 함량이 0.001 wt% 이상, 특히 0.01 wt% 이상, 바람직하게는 0.02 wt% 이상, 특히 바람직하게는 0.05 wt% 이상인 중합체가 특히 유리하다. 유리하게는 중합체는 중합체에 대해 0.01 - 15 wt%, 특히 0.02 - 10 wt%, 바람직하게는 0.5 - 5 wt% 의 말레산 무수물 함량을 함유한다. 또 다른 바람직한 구현예에서, 중합체는 중합체에 대해 2 - 15 wt%, 특히 5 - 10 wt% 의 말레산 무수물 함량을 함유한다. 상응하는 말레산 무수물 함량을 갖는 중합체는 특히 용접 연결의 강도가 특히 양호하다.
추가의 바람직한 구현예에서, 본 발명에 따른 중합체는 폴리올레핀 중합체, 예컨대 알파-올레핀의 단독- 및 공중합체일 수 있다. 바람직한 폴리올레핀 중합체는 에텐, 프로펜 및/또는 부텐 기반 폴리-알파-올레핀 단독중합체, 특히 에틸렌 또는 프로필렌으로부터 형성된 단독중합체, 및 에텐, 프로펜, 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐 기반 폴리-알파-올레핀 공중합체, 특히 에틸렌/알파-올레핀 및 프로필렌/알파-올레핀 공중합체, 바람직하게는 에텐 또는 프로펜과 1-부텐, 1-헥센, 1-옥텐의 공중합체, 또는 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
폴리올레핀 중합체는 또한 부가적으로 상기 언급된 그래프트 폴리올레핀 중합체와 유사하게 관능화될 수 있거나 할로겐화될 수 있다. 폴리올레핀 중합체는 바람직하게는 할로겐화, 특히 클로린화 형태로 존재한다. 클로린화 폴리에틸렌 중합체 및/또는 클로린화 폴리프로필렌 중합체, 특히 클로린화 폴리프로필렌 중합체가 특히 바람직하다. 클로린화 폴리올레핀, 특히 클로린화 폴리에틸렌 중합체 및/또는 클로린화 폴리프로필렌 중합체는 바람직하게는 염소 함량이 5 wt% 초과, 특히 10 wt% 초과, 바람직하게는 15 wt% 초과이다. 클로린화 폴리올레핀, 특히 클로린화 폴리에틸렌 중합체 및/또는 클로린화 폴리프로필렌 중합체는 바람직하게는 염소 함량이 5 내지 42 wt%, 특히 10 내지 40 wt%, 바람직하게는 20 내지 35 wt% 이다.
바람직한 구현예에서, 이러한 클로린화 폴리올레핀은 특히 클로린화 폴리에틸렌 중합체 및/또는 클로린화 폴리프로필렌 중합체이고, 이는 상기 기재된 방식으로 말레산 무수물과 그래프트된다. 본원에서, 상기 언급된 말레산 무수물의 함량이 또한 특히 바람직하다.
추가의 바람직한 구현예에서, 본 발명에 따른 중합체는 이에 중합된 단량체 로서, 하나 이상의 (메트)아크릴레이트, 및 스티렌 또는 스티렌 유도체 및 하나 이상의 추가의 기타 (메트)아크릴레이트로부터 선택되는 하나 이상의 단량체를 함유하는 공중합체로부터 선택될 수 있다. 이러한 유형의 공중합체는 바람직하게는 제 1 (메트)아크릴레이트로서, 1 내지 20 개의 탄소 원자, 바람직하게는 10 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기를 갖는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 (함께 (메트)아크릴레이트), 바람직하게는 스테아릴 아크릴레이트의 군으로부터 선택되는 단량체를 함유할 수 있다. 제 1 (메트)아크릴레이트와 상이한 추가의 기타 (메트)아크릴레이트는 바람직하게는 1 내지 12 개의 탄소 원자, 바람직하게는 1 내지 4 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기를 갖는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 (함께 (메트)아크릴레이트) 바람직하게는 메틸(메트)아크릴레이트의 군으로부터 선택된다. 스티렌 및 (메트)아크릴레이트 이외에, 공중합체는 추가 단량체, 예컨대 아크릴산, 상이한 (메트)아크릴레이트 단량체, 특히 10 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기를 갖는 (메트)아크릴레이트, 아크릴로니트릴, 알파-올레핀, 또는 디엔, 예컨대 부타디엔을 함유할 수 있다. 추가로, 에폭시 또는 이소시아네이트 기, 카르복실 또는 아미노 기, 및 알콕시실란 기와 같은 관능기를 갖는 관능성 단량체가 또한 사용될 수 있다. 특히, 바람직한 공중합체는 스테아릴 아크릴레이트 및 메틸 메타크릴레이트 또는 스테아릴 아크릴레이트 및 스티렌을 함유하거나 특히 이로부터 합성된다.
바람직한 구현예에서, 프라이머는 하기로 형성된 군으로부터 선택되는 중합체를 함유한다:
- 공중합체의 사슬로 반응 또는 중합된 말레산 무수물 기를 함유하는 공중합체, 특히 말레산 무수물-그래프트 폴리올레핀, 바람직하게는 말레산 무수물-그래프트 폴리프로필렌,
- 폴리올레핀 중합체, 특히 할로겐화 폴리올레핀 중합체, 바람직하게는 클로린화 폴리에틸렌 중합체 및/또는 클로린화 폴리프로필렌 중합체, 바람직하게는 클로린화 폴리프로필렌,
- 말레산 무수물-그래프트, 클로린화 폴리올레핀 중합체, 특히 말레산 무수물-그래프트, 클로린화 폴리에틸렌 중합체 및/또는 말레산 무수물-그래프트, 클로린화 폴리프로필렌 중합체, 및
- 공중합체에 중합된 단량체로서, 하나 이상의 (메트)아크릴레이트 및 스티렌 또는 스티렌 유도체로부터 선택되는 하나 이상의 단량체 및 하나 이상의 추가의 기타 (메트)아크릴레이트를 함유하는 공중합체, 특히 바람직하게는 스테아릴 아크릴레이트 및 메틸 메타크릴레이트 또는 스테아릴 아크릴레이트 및 스티렌으로부터 합성된 것을 함유하는 공중합체.
상기 언급된 중합체는 유리하게는 중량-평균 분자량 Mw 가 5000 g/mol 이상, 특히 50,000 g/mol 이상, 바람직하게는 100,000 g/mol 초과이다. 중합체는 바람직하게는 중량-평균 몰 질량 (중량-평균 Mw) 이 5,000 - 2,000,000 g/mol, 특히 50,000 - 1,000,000 g/mol, 바람직하게는 100,000 - 500,000 g/mol 범위이다. 상응하는 중량-평균 분자량을 갖는 중합체는 수득된 연결의 취성 및 강도에 대해 긍정적인 효과를 갖는다. 중량-평균 분자량은 폴리스티렌 표준물에 대한 GPC 를 이용하여 측정될 수 있다.
중합체 이외에, 프라이머는 또한 바람직하게는 하나 이상의 추가 중합체를 함유할 수 있다. 하나 이상의 추가 중합체 또는 공중합체는 바람직하게는 용접될 두 플라스틱 중 하나 이상 및 프라이머 중합체와 양립가능하다. 프라이머는 특히 바람직하게는 결합될 플라스틱, 특히 폴리올레핀 중합체, 예컨대 PE 및/또는 PP 중합체, 및/또는 비닐 방향족 중합체, 예컨대 SMMA, SAN, ASA, ABS 및/또는 AES 중합체, 바람직하게는 각각의 경우 상기 명시된 바와 같은 것 중 하나가 기반으로 하는 하나 이상의 추가 중합체를 함유한다. 프라이머에서 본 발명에 따른 (공)중합체 이외에 부가 중합체를 사용하는 것은 강도의 추가 개선을 유도할 수 있다.
결합될 플라스틱 중 하나, 특히 두 플라스틱 모두로부터의, 특히 또한 상기 언급된 본 발명에 따른 제 1 중합체로부터의 한센 파라미터 (Hansen parameter) 의 가중된 이차 거리 (Ra)2 (weighted, square distance) 가 22 MPa 미만, 특히 17 MPa 미만, 바람직하게는 15 MPa 미만, 특히 바람직하게는 12 MPa 미만인 중합체가, 바람직하게는 양립가능한 추가 중합체로서 사용된다.
한센 파라미터의 가중된 이차 거리 (Ra)2 는 하기 식에 따라 결정된다:
(Ra)2 = 4(ΔδD)2 + (ΔδP)2 + (ΔδH)2
이러한 식에서, δD 는 분산력에 대한 한센 파라미터이고, δP 는 극성도에 대한 한센 파라미터이고, δH 는 수소 브릿지 결합에 대한 한센 파라미터이다. ΔδD, ΔδP 및 ΔδH 는 각각의 경우 이러한 비교될 플라스틱 또는 중합체의 한센 파라미터의 차이, 예를 들어 중합체 1 및 2 의 ΔδD = (δD1 - δD2) 를 나타낸다. 개별 한센 파라미터 δD, δP 및 δH 값은 서적 Charles M. Hansen (second edition; Taylor & Francis Group; 2007; ISBN-10 0-8493-7248-8) 의 "Hansen Solubility Parameters: A User's Handbook" 에 따라 특정 플라스틱 또는 중합체에 대해 결정된다. 개별 중합체에 대한 다수의 값은 이미 이러한 자료에서 확인되었을 수 있다. 이러한 서적에 기재된 방법에 따라, 한센 파라미터는 동반된 데이터베이스로부터의 HSPIP 프로그램 (제4판 4.1.07) 에 의해 바람직하게는 조회될 수 있거나, 제공되지 않는 경우, 바람직하게는 도움말 섹션에 기재된 동반된 뉴럴 네트워크(neural network) 를 사용하여 프로그램의 함유된 "DIY" 기능에 의해 결정될 수 있다. HSPIP 프로그램은 Steven Abbott TCNF Ltd 사에서 입수가능하다.
프라이머의 추가 중합체, 특히 폴리올레핀 중합체 및/또는 비닐 방향족 중합체의 함량은 각각의 경우 프라이머의 총 중량에 대해 바람직하게는 1 - 40 wt%, 특히 5 - 30 wt%, 특히 바람직하게는 10 - 20 wt% 이다. 프라이머의 중합체 함량 중 추가 중합체의 함량은 각각의 경우 프라이머 (용매 및 충전제를 제외한 프라이머) 의 총 중합체 비율에 대해 바람직하게는 5 - 75 wt%, 특히 30 - 70 wt%, 특히 바람직하게는 40 - 65 wt% 이다.
공중합체 및 추가 중합체 이외에, 프라이머는 또한 용매, 특히 유기 용매를 함유할 수 있다. 프라이머는 바람직하게는 각각의 경우 프라이머의 총 중량에 대해 10 - 90 wt%, 특히 50 - 85 wt%, 특히 바람직하게는 60 - 80 wt% 의 용매 함량을 함유한다.
적합한 용매는 모두 종래의 용매, 예컨대 물, 알코올, 케톤, 예컨대 메틸 이소부틸 케톤 (MIBK) 또는 시클로헥사논 (CH), 에테르, 예컨대 디에틸 에테르 또는 테트라히드로푸란 (THF), 에스테르, 예컨대 에틸 아세테이트, 또는 카르보네이트, 예컨대 디메틸 또는 디프로필 카르보네이트, 자일렌, 톨루엔, 또는 이의 혼합물이다.
바람직한 구현예에서, 프라이머는 유기 용매를 함유한다. 특히 바람직한 용매는 20℃ 에서 증기압이 1 내지 600 hPa, 특히 2 내지 200 hPa, 특히 바람직하게는 5 내지 20 hPa 인 용매이다. 상응하는 증기압을 갖는 용매는 특히 증발 동안 프라이머 층의 버블 형성을 최소화하거나 방지하는데 유리한 것으로 입증되었다. 프라이머는 특히 바람직하게는 테트라히드로푸란, 메틸 이소부틸 케톤, 시클로헥사논, 및 이의 혼합물로부터 선택되는 용매를 함유하고, 프라이머는 특히 바람직하게는 테트라히드로푸란 또는 메틸 이소부틸 케톤 및 시클로헥사논의 혼합물을 함유한다. 메틸 이소부틸 케톤 및 시클로헥사논의 혼합물이 용매로서 사용되는 경우, 이러한 혼합물은 각각의 경우 용매의 총 혼합물에 대해 바람직하게는 10 - 50 wt%, 특히 20 - 35 wt% 의 시클로헥사논을 함유한다.
유기 용매가 사용된 경우, 프라이머의 총 중합체 함량은 각각의 경우 프라이머의 총 중량에 대해 바람직하게는 10 - 90 wt%, 특히 15 - 50 wt%, 특히 바람직하게는 20 - 40 wt% 이다. 총 중합체 함량은 프라이머에서 사용된 전체 중합체, 특히 본 발명에 따른 중합체 및 상기 기재된 추가 중합체의 함량에 상응한다.
또 다른 바람직한 구현예에서, 프라이머는 수분산액 또는 에멀젼의 형태로 존재한다. 이러한 경우, 본 발명에 따른 중합체 또는, 제공된 경우, 추가의 중합체는 수 중 분산되거나 에멀젼화된다. 이러한 경우, 프라이머의 총 중합체 함량은 각각의 경우 프라이머의 총 중량에 대해 바람직하게는 2 - 90 wt%, 특히 5 - 50 wt%, 특히 바람직하게는 10 - 35 wt% 이다. 수분산액/에멀젼에 있어서, 중합체 성분이 실질적으로 단지 본 발명에 따른 중합체 및 임의로 제공된 상기 언급된 추가 중합체로만 이루어지고, 특히 단지 본 발명에 따른 중합체로만 이루어지는 것이 유리하다. 용어 "실질적으로 ~ 로 이루어지는" 은 본 발명에 있어서 중합체 성분이 95 wt% 초과, 바람직하게는 97 wt% 초과, 매우 특히 바람직하게는 99 wt% 초과 정도의 본 발명에 따른 중합체 및 임의로 제공된 상기 언급된 추가 중합체를 구성하고, 특히 단지 본 발명에 따른 중합체만을 구성한다는 것을 의미하는 것으로 이해된다.
본 발명에 따른 중합체, 상기 언급된 추가 중합체 및 용매 이외에, 프라이머는 또한 추가 성분, 예컨대 충전제, (형광) 염료 및 안료, 유동 보조제, 이형제, 에멀젼화제, 계면활성제, 습윤제, 안정화제 또는 가소제를 함유할 수 있다. 그러나, 염료, 안료 및 계면활성제 이외에, 프라이머는 바람직하게는 실질적으로 추가 성분을 갖지 않고, 특히 실질적으로 어떠한 다른 성분도 갖지 않는다. 용어 "실질적으로 갖지 않음" 은 본 발명에 있어서 프라이머가 5 wt% 미만, 바람직하게는 1 wt% 미만, 매우 특히 바람직하게는 0.1 wt% 미만의 해당 물질을 함유하고, 특히 해당 물질을 함유하지 않는 것을 의미하는 것으로 이해된다.
폴리올레핀 플라스틱 및 중합체 주쇄에 하나 이상의 방향족 단위를 갖는 중합체로 이루어진 제 2 플라스틱을 용접하기 위한 본 발명에 따른 방법에서, 하나 이상의 이중 결합을 갖는 하나 이상의 단량체로부터 형성된 하나 이상의 중합체를 함유하는 프라이머가 사용된다.
바람직한 방법에서, 결합될 플라스틱, 특히 제 2 플라스틱, 특히 바람직하게는 폴리카르보네이트 플라스틱 중 하나 이상은 프라이머의 적용 전 아민-함유 용액으로 전처리된다. 전처리를 위해, 결합될 플라스틱, 특히 폴리카르보네이트 플라스틱의 표면은 바람직하게는 프라이머 적용 전 아민-함유 용액에 침지된다. 결합될 플라스틱 또는 표면은 바람직하게는 아민-함유 용액에 1 내지 5000 초, 특히 2 내지 1800 초 동안 침지된다. 아민-함유 용액은 바람직하게는 온도가 20 내지 80℃, 특히 50 내지 70℃ 이다.
아민-함유 용액에서, 바람직하게는 아민은 용매, 특히 유기 용매, 바람직하게는 알코올, 특히 바람직하게는 에탄올 또는 이소프로판올에 존재한다. 이론적으로, 모든 아민, 특히 단량체성 아민이 적합하다. 아민은 바람직하게는 디아민 및 관능화 아민의 군으로부터 선택된다. 지방족 아민, 예컨대 1-옥틸아민, 헥실아민 또는 에틸헥실아민, 지방족 디아민, 예컨대 1,6-헥사메틸렌디아민 또는 도데칸디아민, 지환족 디아민, 예컨대 피페라진, N,N'-디메틸피페라진 또는 2-피페라진-1-일에틸아민, 폴리아민, 예컨대 트리에틸렌테트라민, 및 관능화 아민, 특히 히드록시-관능화 아민, 예컨대 에탄올아민이 특히 바람직하다. 그러나, 특히 중량-평균 분자량이 800 내지 2,000,000 g/mol 인 아민, 예컨대 폴리에틸렌 이민이 또한 사용될 수 있다.
아민-함유 용액은 각각의 경우 총 아민-함유 용액에 대해 바람직하게는 아민 함량이 1 내지 30 wt%, 특히 2 내지 20 wt%, 바람직하게는 3 내지 10 wt% 이다.
프라이머는 각각 용융되는 것에 의한, 두 상이한 플라스틱의 용접을 위한 보조제로서 본 발명에 따른 방법에서 사용된다. 본 발명에 따른 중합체를 함유하는 사용된 프라이머로 인해, 두 결합 파트너 간의 양립성이 확립될 수 있고, 이로 인해 두 플라스틱 간의 안정하고 내구성 있는 완전 결합 연결이 생성될 수 있다.
프라이머는 다양한 방법에 의해 두 결합 파트너 중 하나의 표면에 적용될 수 있다. 따라서, 이는 예를 들어 미터링 장치, 니들 및 미터링 로봇, 사출 성형, 압출, 필름 적용, 핫 멜트로서의 적용, 분무, 페인팅 또는 디핑에 의해 적용될 수 있다. 본원에서, 프라이머는 용접될 기판의 단지 하나의 표면 또는 두 표면 모두에 적용될 수 있다.
프라이머가 용매를 함유하는 경우, 용매가 비점착성의 형태적으로 안정한 프라이머 층을 제공하는 정도로 증발될 때까지, 프라이머는 바람직하게는 한 표면 또는 두 표면 모두에 적용 후 건조된다. 특히, 프라이머는 몇 초 후 및 최대 몇 주 후 미리 용접될 수 있다. 프라이머는 바람직하게는 한 시간 이상, 바람직하게는 12 시간 이상 동안 적용 후 건조된다.
프라이머는 바람직하게는 프라이머가 1 μm 내지 5,000 μm, 특히 10 - 3,000 μm, 바람직하게는 50 - 1,000 μm, 특히 바람직하게는 100 - 500 μm 의 층 두께를 갖는 방식으로 용접될 기판의 한 표면 또는 두 표면 모두에 적용된다. 층 두께가 100 μm 초과인 것이 특히 바람직하다. 용매가 프라이머에 함유된 경우, 층 두께는 용매 건조된 프라이머에 대한 것이다.
용접될 기판의 한 표면 또는 두 표면 모두에 대한 적용 후 및 적절한 경우 프라이머의 건조 후, 용접될 기판은 종래의 용접 방법을 이용하여 서로 연결될 수 있다. 일반적으로, 플라스틱은 결합 면에서 결합 파트너의 국부 가소화에 의해 용접되고 압력 하 결합된다. 방법 파라미터는 용융물의 유의한 압축-유도 흐름이 결합 면의 결합 파트너의 최적의 연결을 유도하도록 선택되어야 한다. 가열은 대류, 접촉 가열, 복사 또는 마찰을 이용하여 제공될 수 있다. 가소화를 위한 상이한 에너지 적용은 다양한 방식으로 제공될 수 있고, 플라스틱의 다양한 용접 방법을 유도하였다. 적합한 용접 방법은, 예를 들어 다음과 같다:
ㆍ고온 기체 용접 [HG]
고온 기체 흐름, 일반적으로 공기를 이용한 대류 가열, 2-단계 방법
ㆍ고온 플레이트 용접 [HE]
접촉 가열, 2-단계 방법
ㆍ초음파 용접 [US]
마찰에 의한 가열, 초음파 범위의 횡파가 계면에서 가열을 유도함, 1-단계 방법
ㆍ고주파 용접 [HF]
내부 마찰에 의한 가열, 극성 분자는 고주파 자기장에 따라 배향됨, 1-단계 방법, 극성 플라스틱 및 필름에 대해서만 단지 사용됨
ㆍ마찰 용접 [VIB] (선형; 오비탈; 스핀; 앵글)
마찰에 의한 가열, 1-단계 방법
ㆍ레이저 용접 [LW] (컨투어, 동시적, 준-동시적, 마스크)
복사에 의한 가열, 복사 코히어런트(radiation coherent), 레이저 투과 용접, 일반적으로 1-단계 방법 (2-단계도 가능)
ㆍ적외선 용접 [IR]
복사를 이용한 가열, 복사 인코히어런트(radiation incoherent), 2-단계 방법
상기 언급된 방법은 또한 적절히 조합될 수 있다 (예를 들어 적외선 용접 및 마찰 용접). 플라스틱은 특히 바람직하게는 고온 플레이트 용접, 열-접촉 용접 또는 열-임펄스(heat-impulse) 용접, 고온 기체 용접, 마이크로웨이브 또는 유도 용접, 및 이의 조합으로부터 선택되는 용접 방법, 특히 적외선 용접, 고온 플레이트 용접, 마찰 용접, 초음파 용접, 및 이의 조합으로부터 선택되는 용접 방법에 의해 용접된다.
프라이머의 사용에 의해 완전 결합 방식으로 두 플라스틱을 결합시키는 방법으로서, 상기 방법은 하기 단계를 함유하는 것이 특히 바람직하다:
ㆍ 제 1 결합 영역을 갖는 제 1 플라스틱을 제공하는 단계,
ㆍ 제 2 결합 영역을 갖는 제 2 플라스틱을 제공하는 단계,
ㆍ 제 1 결합 영역을 예열하는 단계,
ㆍ 특히 무용매 프라이머의 경우, 예열된 제 1 결합 영역에 프라이머를 적용하는 단계,
ㆍ 프라이머가 제공된 제 1 결합 영역과 제 2 결합 영역을 접촉시키는 단계,
ㆍ 특히 적외선 용접, 고온 플레이트 용접, 고온 기체 용접, 마찰 용접, 초음파 용접과 같은 종래의 플라스틱 용접 방법을 사용하여 완전 결합 방식으로 제 1 결합 영역 및 제 2 결합 영역을 연결하는 단계.
일반적으로, DIN 1910-3:1977-09 협약이 플라스틱의 용접에 적용될 수 있다. 따라서, 이는 열 및/또는 압력의 보조에 의한 열가소성물질의 완전 결합 연결을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 가열은 예를 들어 접촉 가열 (고체에 의한 용접), 대류 가열 (고온 기체에 의한 용접), 복사 가열 (빔에 의한 용접) 및 마찰에 의한 가열 (무브먼트에 의한 용접) 및 전류에 의한 용접을 기반으로 제공될 수 있다.
유리한 개발에서, 프라이머의 내부 화학적 가교 미만 온도에서 가열되고/되거나 고온의 결합 영역에 적용되는 방식으로 방법과 조정되고 선택되는 프라이머가 사용된다.
제 1 플라스틱의 제 1 결합 영역을 예열하는 것이 유리하다. 당업자에게 알려져 있고 제안된 목적에 적합한 보조제 및 기술이 예열에 사용될 수 있다. 고온 기체 또는 플라즈마의 사용이 예열에 특히 적합하다. 특히 적외선 복사 또는 레이저 복사를 이용한 조사에 의한 예열이 또한 고려될 수 있다. 가열 요소 또는 가열된 도구가 또한 제 1 결합 영역의 예열을 위해 사용될 수 있다. 마지막으로, 노 또는 가열 공간에서 예열이 또한 고려될 수 있다. 전체 플라스틱 및 이에 따라 또한 상기 결합 영역의 예열이 고려될 수 있다. 그러나, 대안적으로 또는 부가적으로, 단지 결합 영역 그 자체의 예열이 또한 가능하다.
유리한 개발에서, 예열 중, 플라스틱, 특히 예열될 제 1 결합 영역으로부터 가열 장치의 간격, 특히 가열 장치의 열-방산 영역 또는 가열 장치의 열-방출 영역 또는 가열 장치의 예열에 있어서 유효한 표면 또는 제 1 결합 영역에 대향하는 가열 장치의 영역의 간격은 0.5 mm 내지 100 mm 범위, 바람직하게는 1 mm 내지 60 mm 범위이다. 또한 대안적으로, 특히 가열 장치의 가열 요소에 의한 제 1 결합 영역의 접촉 동안 및/또는 이러한 접촉에 의해 가열을 제공하는 것이 고려될 수 있다.
추가의 이점은 예열 중 제 1 결합 영역이 용융되고, 용융 층이 예열 중 제 1 결합 영역에서 생성되는 방식으로, 제 1 인접 파트너에 대한 플라스틱을 선택하고, 제 1 플라스틱에 따라 방법 파라미터를 설정하는 것이다. 바람직한 구현예에서, 용융 층의 두께는 바람직하게는 0.05 mm 내지 6 mm 범위, 특히 바람직하게는 0.1 mm 내지 5 mm 범위이다. 이러한 유형의 용융 층은 분자의 개선된 상호작용 및/또는 확산 및/또는 접착을 유도할 수 있고, 특정한 흐름과 함께 개선된 연결 층을 유도할 수 있다. 제 1 플라스틱의 계면이 용융 상태인 경우, 이는 화학 결합의 형성까지를 유도하는 프라이머와 상호작용할 수 있다. 용융 층은 특히 성분 형상 및 특정한 성분 디자인에 따라 가변적일 수 있다. 방법 파라미터는 바람직하게는 성분의 변형이 없는 방식으로 설정 및/또는 선택된다. 적용될 프라이머 및 결합 영역 간의 온도 차이의 보정은 바람직하게는 적합한 수단 및/또는 방법 단계에 의해 제공된다. 본원에서, 바람직하게는 열가소성 프라이머 및 제 1 결합 영역 간의 온도 차이를 감소시키기 위해 프라이머를 예열하는 것이 특히 고려될 수 있다. 이는, 예를 들어 방법 단계들 사이의 제 1 결합 영역의 급속 냉각을 방해할 수 있다.
임의로, 바람직하게는 제 1 결합 영역의 예열 단계 전, 제 1 결합 영역의 전처리 단계가 존재한다. 대안적으로 또는 부가적으로, 제 2 결합 영역이 또한 전처리될 수 있다. 예를 들어, 알칼리성인 플라스틱 세정제 또는 용매에 의한 세정이 가능한 전-처리로서 고려될 수 있다. 특히, 스크래칭(scratching), 샌딩(sanding), 브러싱(brushing) 또는 블라스팅(blasting) 에 의한 기계적 전-처리가 또한 사용될 수 있다. 고려될 수 있는 화학적 전-처리는 특히 피클링(pickling) 또는 반응성 기체의 사용이다. 또한, 특히 기체 화염 또는 플라즈마 아크를 이용하는 열적, 화학적 및/또는 물리적 전-처리의 사용이 적절한 것으로 입증되었다. 대안적으로 또는 부가적으로, 제 1 결합 영역 및/또는 제 2 결합 영역이 전기 코로나 방전에 노출되어 극성 분자가 상응하는 표면 상에서 생성되는 코로나 방전을 이용하는 전기적 전-처리가 제공될 수 있다. 또 다른 가능성은 특히 상응하는 표면의 활성화 및/또는 세정을 달성하기 위한, 바람직하게는 결합 영역의 전-처리를 위한, 플라즈마 노즐을 사용하는 플라즈마 처리이다. 마찬가지로, 플라즈마를 이용하는 코팅이 또한 적절한 것으로 입증될 수 있다. 또 다른 가능성은 적합한 플라스틱의 표면 장력을 증가시키기 위한 결합 영역의 화염-처리이다. 전-처리의 또 다른 유형은 UV 선, 전자 빔, 방사선 또는 레이저를 이용하는 조사이다. 마지막으로, 전-처리는 특히 페인트 또는 접착 촉진제에 의해 코팅 형태로 제공될 수 있다. 심지어 예열 전 보다 빠른 시점에서 제 1 플라스틱 또는 제 1 플라스틱의 결합 영역의 전-처리가 또한 고려될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법에서 전-처리된 플라스틱을 추가로 가공할 수 있도록 하기 위해, 제 1 플라스틱의 제조 방법의 범위 내에서 미리 전-처리를 수행하는 것이 고려될 수 있다.
프라이머를 상이한 방식으로 적용하는 것이 고려될 수 있다. 예를 들어, 특히 산업 분야에서, 자동화 적용 보조장치, 특히 미터링 로봇에 의한 적용이 고려될 수 있다. 상기 로봇은 복잡한 미터링 작업을 수행할 수 있도록 하기 위해, 니들 및/또는 높이 센서가 장착되어 있을 수 있다. 프라이머는 또한 프라이머가 사출 성형 기기에서 가소화되고 제 1 결합 영역을 갖는 제 1 플라스틱을 함유하는 성형틀 내로 압력 하 사출되는 사출 성형을 이용하여 적용될 수 있다. 대안적으로, 제 1 단계에서, 필름이 먼저 필름 발포 또는 플랫 필름 압출에 의해 프라이머로부터 제조되는 필름 형태의 적용이 고려될 수 있다. 이후, 필름은 예를 들어 절단 또는 펀칭 방법에 의해 임의의 형태로 절단될 수 있고, 추가의 단계에서 상기 언급된 예열 후 제 1 결합 영역에 적용될 수 있다. 본원에서, 1 μm - 5,000 μm 범위의 두께를 갖는 필름/플레이트의 사용이 적절한 것으로 입증되었다. 추가로 고려될 수 있는 적용 가능성은, 프라이머가 용접 와이어 형태로 존재하거나 압출기에서 용융되고 용융물 형태로 제 1 결합 영역에 적용될 수 있는 압출 용접이다. 또한, 고온 공기 용접을 이용하는 적용을 가능하게 하기 위해 용접 와이어 형태의 프라이머를 제공할 수 있다. 추가의 가능성은 분무 방법에 의한 프라이머의 적용이다. 심지어, 사출 성형의 범위 내에서 프라이머를 적용하는 경우, 사출 성형의 국부적으로 상이한 온도 제어 및/또는 전-처리 및/또는 예열이 가능하다. 물론, 당업자에게 알려지고 특정 적용에 적합한 모든 기타 적용 방법이 또한 고려될 수 있다.
추가의 이점은, 프라이머의 적용 중 특히 프라이머의 예열 및 적용 사이에서의 제 1 결합 영역의 온도 저하를 회피하기 위한 제 1 결합 영역의 가열 또는 추가적 가열이다. 이는 단순화를 위해 적용 동안 지속될 수 있는 상기 기재된 예열 방법 단계에 의해 실행될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 특히 추가 방법 단계에 의한 부가적인 가열이 가능하다. 예를 들어, 예열 후 제 1 결합 영역의 온도 저하를 회피하기 위해, 적용 중 제 1 결합 영역의 동시 가열, 예를 들어 복사에 의한 제 1 결합 영역의 동시적 조사, 강제 대류, 또는 접촉 가열을 수행하는 것이 이에 따라 적절한 것으로 입증될 수 있다.
유리한 개발에서, 프라이머는 1 μm 내지 5 mm 범위, 바람직하게는 10 μm 내지 3 mm 범위의 두께를 갖는 연결 층이 제 1 결합 영역 상에 배열되는 방식으로 적용된다. 본원에서, 연결 층의 두께는 제 1 결합 영역 상의 연결 층의 재료 두께를 의미하는 것으로 이해된다.
또 다른 이점은 제 1 결합 영역 및 미터링 장치 사이의 상대적 무브먼트(relative movement) 에 의한, 미터링 장치를 이용한 제 1 결합 영역에 대한 프라이머의 적용이고, 여기서 프라이머가 적용되는 제 1 결합 영역은 프라이머의 적용 전 제 1 결합 영역 및 가열 장치 사이의 상대적 무브먼트에 의해, 가열 장치를 이용하여 예열되고, 여기서 프라이머는 제 1 결합 영역의 예열 상태에서 미터링 장치를 이용하여 적용된다.
본원에서, 예열 시점에서 가열 장치가 10 mm/min 내지 100 m/min 범위, 바람직하게는 10 mm/min 내지 30 m/min 범위의 속도로 제 1 결합 영역을 지나 이동하는 것이 특히 유리한 것으로 입증되었다.
미터링 장치의 가열 장치가 바람직하게는 규정된 일정한 거리로 작동하는 것이 또한 유리할 수 있다. 특히, 프라이머가 미터링 장치 및 제 1 결합 영역의 10 mm/min 내지 100 m/min 범위, 바람직하게는 10 mm/min 내지 30 m/min 범위의 상대적 무브먼트에 의해, 미터링 장치를 이용하여 제 1 결합 영역에 적용되는 방식의 방법을 수행하는 것이 유리하고, 여기서 프라이머가 적용되는 상기 결합 영역은 프라이머의 적용 전, 가열 장치 및 제 1 결합 영역의 상대적 무브먼트에 의해 가열 장치를 이용하여 예열되고, 여기서 프라이머의 적용을 위한 미터링 장치 또는 미터링 장치의 노즐의 가열 장치는 0.1-10 s 범위의 시간으로, 바람직하게는 동시에 선행(run ahead) 한다.
본원에서, 미터링 장치 및 가열 장치로 이루어진 코팅 장치를 사용하는 것이 특히 유리한 것으로 입증되었다. 본원에서, 코팅 장치는 특히 미터링 장치의 가열 장치가 바람직하게는 상대적 무브먼트 중 규정된 일정한 거리로 선행하도록 하여, 프라이머의 적용 직전 제 1 결합 영역이 예열되는 것을 보장하도록 하는, 가열 장치 및 미터링 장치의 고정된 연결을 제공하는 장치를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 물론, 이는 또한 거리가 조정가능하게 하거나, 대류 예열의 경우, 특히 적합한 기계적, 전기기계적 또한 공압적 작동 조정 수단에 의해, 매질의 부피 유량 또는 노즐 직경을 조정할 수 있도록 하는 것이 고려될 수 있다.
한편, 코팅 장치는 또한. 완전 분리되어 있거나 분리된 두 모듈 형태의 가열 장치 및 미터링 장치지만, 플라스틱에 대해 동일하거나 실질적으로 동일한 무브먼트를 수행하여, 프라이머가 적용될 지점이 프라이머의 적용 직전에 예열되는 것을 보장하는 것을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
유리한 개발에서, 가열 장치 및 미터링 장치는 플라스틱에 대해 실질적으로 동일한 1차 무브먼트를 수행하거나, 플라스틱에 대해 실질적으로 동일한 기본 방향으로 이동을 수행하지만, 상기 언급된 장치 중 하나 이상 또는 둘 모두는 상기 1차 상대적 무브먼트 이외에 또한 플라스틱에 대한 부가적인 무브먼트를 경험한다. 예를 들어, 가열 장치 및/또는 미터링 장치는 1차 상대적 무브먼트 이외에 하나 이상의 2차 상대적 무브먼트를 수행할 수 있고, 여기서 예를 들어 프라이머가 또한 적용될 수 있다. 예를 들어, 가열 장치 및/또는 미터링 장치는 1차 상대적 무브먼트 주위를 선회(orbit) 하거나, 사행성 무브먼트(meandering movement) 인 2차 상대적 무브먼트를 수행 또는 경험할 수 있다.
본원에서, 한편으로는 플라스틱이 이동할 수 있거나, 다른 한편으로는 코팅 장치로서 가열 장치 및 미터링 장치 또는 두 장치 모두가 함께 이동할 수 있다. 본원에서, 한편으로는 코팅 장치로서 가열 장치 및 미터링 장치 또는 두 장치 모두는 고정되어 있거나, 다른 한편으로는 플라스틱이 고정되어 있거나, 각각의 경우 이동 부분과 상이한 방향으로 이동할 수 있다.
유리한 개발에서, 1차 상대적 무브먼트는 10 mm/min 내지 100 m/min 범위, 바람직하게는 10 mm/min 내지 30 m/min 범위의 속도로 수행되고, 이에 따라, 예를 들어 가열 장치의 가열 영역 내 플라스틱의 가능한 짧은 체류 시간 (예를 들어 1-60s 범위) 이 특히 또한 가열 장치의 적합한 디자인에 의해 제공된다. 가열 영역은 온도 증가, 즉 제 1 플라스틱의 제 1 결합 영역의 예열의 의미에서, 온도에 영향을 미치는 가열 장치 주변 영역 또는 공간을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 과도한 가열 및 플라스틱에 대한 손상 또는 플라스틱에 대한 악영향이 이에 따라 회피될 수 있다.
또한, 특히 기존의 제조 라인에/제조 라인으로 미터링 장치 및/또는 가열 장치를 연결하기 위해, 가열 장치에 버스 인터페이스(bus interface), 특히 프로피버스(Profibus) 또는 실시간 이더넷 인터페이스(real-time ethernet interface) 를 장착하는 것이 유리한 것으로 입증될 수 있다.
상기 프라이머가 적용되면, 제 2 결합 영역을 프라이머 층과 접촉시키는 것이 제공된다. 여기서, 특히 당업자에게 알려진 클램핑 장치 또는 유사한 고정 보조 장치를 이용하여 두 플라스틱을 서로 고정시키는 것이 적절한 것으로 입증될 수 있다.
물론, 제 2 결합 영역을 프라이머 층과 접촉시키는 단계 전에, 임의로 제 2 결합 영역의 전-처리가 수행될 수 있다. 특히, 모든 상기 기재된 전-처리 기술이 여기에 고려될 수 있다. 심지어 접촉 전 보다 빠른 시점에서 제 2 플라스틱 또는 제 2 플라스틱의 결합 영역의 전-처리가 또한 고려될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법에서 전-처리된 플라스틱을 추가로 가공할 수 있도록 하기 위해, 제 2 플라스틱의 제조 방법의 범위 내에서 이미 전-처리를 수행하는 것이 이에 따라 고려될 수 있다. 제 2 플라스틱의 전-처리는 또한 제 2 결합 영역에 대한 프라이머의 적용을 포함할 수 있다. 본원에서, 프라이머 적용 전, 또한 제 2 결합 영역의 예열이 바람직하게는 고려될 수 있다. 마찬가지로, 상기 제공된 세부사항이 본원에서 바람직하다.
제 2 결합 영역 및 프라이머의 상기 기재된 접촉 이후, 처리 및/또는 코팅된 인접 파트너가 열을 공급함으로써 가소화되고, 바람직하게는 압력 작용 하 서로 완전 결합 방식으로 연결되는 결합 방법이 이어진다. 열 전도에 의한, 예를 들어 고온 플레이트 용접 및/또는 가열 접촉 용접 및/또는 가열 충격 용접; 마찰에 의한, 특히 초음파, 마찰 또는 고주파 용접; 마이크로웨이브 또는 유도 용접; 대류에 의한, 예를 들어 고온 기체 용접; 복사를 이용한, 예를 들어 적외선, 레이저 버트(laser butt) 용접 또는 레이저 투과 용접 또는 또한 둘 이상의 이러한 기술의 조합에 의한 열 공급의 사용이, 제 2 결합 영역과 프라이머의 이러한 완전 결합 연결에 고려될 수 있다.
본 발명의 추가의 주제는 본 발명에 따른 방법에 따라 제조된 물품 또는 제품으로 구성된다.
본 발명의 부가적인 주제는 폴리올레핀 플라스틱 및 폴리카르보네이트 플라스틱과 비닐 방향족 중합체로부터 형성된 플라스틱으로부터 선택되는 플라스틱을 용접하기 위한 본 발명에 따른 프라이머의 용도이다.
구현예
사용된 재료 및 약어:
PP = 폴리프로필렌
PC = 폴리카르보네이트
ABS = 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌
MAH = 말레산 무수물
MIBK = 메틸 이소부틸 케톤
CH = 시클로헥사논
THF = 테트라히드로푸란
PP-MAH = MFR (230℃; 2.16 Kg) = 7-12 인 PP-MAH
클로린화/개질 프라이머 중합체:
프라이머 중합체 1 = 폴리프로필렌; 20.5 % 클로린 함량; MAH 개질; Mw = 70,000 g/mol
프라이머 중합체 2 = 폴리프로필렌; 22 % 클로린 함량; MAH 개질; Mw = 60,000 g/mol
프라이머 중합체 3 = 폴리프로필렌; 15 % 클로린 함량; MAH 개질; Mw = 110,000 g/mol
프라이머 중합체 4 = 폴리프로필렌; 32 % 클로린 함량; Mw = ~100,000 g/mol
프라이머 중합체 5 = 폴리올레핀; 아크릴레이트- 및 MAH 개질; Mw = 67,500 g/mol
IR: 적외선 용접; IR-VIB: 적외선/마찰 용접; US: 초음파 용접
개질 폴리올레핀 (프라이머 중합체 1-5) 에 의한 PP-PC 및 PP-ABS 의 고온 플레이트 용접:
280℃ 에서, 고온 플레이트 상의 30 mm x 4 mm 의 영역에 걸쳐 PP 를 20 s 동안 용융시키고, PC 를 40 s 동안 또는 ABS 를 20 s 동안 용융시키고, 결합될 두 플라스틱을 프라이머 중합체의 용융물에 침지시키고, 프라이머-코팅된 중합체를 약간의 압력 하 결합하였다. 실온에서 24 시간 후, 용접 샘플을 실온에서 5 mm/s 의 시험 속도의 인장 시험기에서 시험하였다. 중합체 조합 및 사용된 프라이머 중합체를 상응하는 인장 강도와 함께 하기 표에 나타낸다.
Figure pct00001
용접 샘플의 양호한 강도가 언급된 프라이머 중합체에 의해 수득될 수 있었다. 프라이머를 사용하지 않고는, 가열 요소에 의해 용접된 샘플은 강도가 없었고, 용접 직후 서로 분리되었다.
프라이머 1-3 의 제조
프라이머를 제조하기 위해, 프라이머 성분을 용매에서 기계적 교반에 의해 혼합하고, 90℃ 에서 용해시킨 다음, 25℃ 에서 탈기하였다. 프라이머의 조성이 하기 표에 g 으로 구체화되어 있다.
Figure pct00002
실온에서 용접될 PP 플라스틱의 표면 (130 mm x 3 mm) 에 프라이머를 적용하였다. 이후, 프라이머의 용매를 24 시간 동안 실온에서 건조시켰다. 건조 후, 프라이머의 두께는 대략 0.2 mm 였다. 이후, 130 mm x 68 mm x 3 mm 의 형상의 사전 건조된 플라스틱 성분을 130 mm x 3 mm 표면에 대해 버트-용접(butt-welded) 하였다. 실온에서 5 mm/s 의 당김 속도로 인장 강도를 측정하였다. 사용된 플라스틱과 프라이머의 각 조합 및 용접 방법 및 확인된 인장 강도 (MPa) 가 하기 표에 구체화되어 있다.
Figure pct00003
용접된 PP-PC 및 PP-ABS 플라스틱의 탁월한 강도를 프라이머를 이용하여 수득하였다. 프라이머를 사용하지 않고는, 단지 낮은 강도 또는 강도가 없는 용접된 플라스틱을 수득하였다.
스테아릴 아크릴레이트 및 스티렌 또는 메틸 메타크릴레이트를 함유하는 공중합체의 제조:
하기 표는 사용된 단량체의 양 (g) 을 기재한다.
Figure pct00004
상기 표에 따른 스테아릴 아크릴레이트, 스티렌 및 메틸 메타크릴레이트의 공중합체를 라디칼 중합에 의해 합성하였다. 모든 반응물 및 개시제를 1L 2-구 플라스크 내 칭량하고, 자기 교반기를 이용한 격렬한 교반 하 오일 배쓰에서 30 분 이내에 95℃ 의 오일 배쓰 온도로 가열하였다. 짧은 기간의 시간 후, 두번째 분획을 개시제에 부분 첨가하였다. 고체가 제조되면, 혼합물을 5 시간 동안 150℃ 로 가열하였다. 20℃ 로 냉각 후, 무색 고체를 수득하였다. 20℃ 에서 용매 중 교반에 의해 프라이머 중합체 no. 8 및 9 를 THF 중 20 wt% 용액으로 제조하고, 상기 기재된 바와 같이, PP 에 대해 130 mm x 3 mm 의 면적에 적용하고, PC 와 용접하였다. 프라이머 중합체 6 및 7 을 상기 기재된 고온 플레이트 용접용 고체로 사용하였다. 결합부 조합 PP Hostacom M4N01 및 PC Makrolon AL2447 을 사용하였다. 실온 및 5 mm/s 의 시험 속도에서 인장 강도, 사용된 프라이머 중합체, 및 용접 방법이 하기 표에 제시되어 있다.
Figure pct00005
용접된 샘플의 양호한 강도를 프라이머 중합체에 의해 수득하였다.
PC 의 아민 전-처리:
사용된 아민 및 이의 이소프로판올 중 농도가 하기 표에 언급되어 있다. 130 mm x 68 mm x 3 mm 의 PC Makrolon AL2447 플레이트를 하기 표에 언급된 조건 (시간 및 온도) 하에서 아민 용액에 침지시킨 다음, 실온에서 24 시간 동안 용매 잔류물을 건조시키도록 두었다. 핸드 압출기 (Alpha 2; Wegener International GmbH) 를 이용하여, 230℃ 용융 온도에서 MFR = 7 - 12 (230℃; 2.16 Kg) 인 PP-MAH 를, 280℃ 에서 15 초 동안 고온 기체로 예열된 아민-처리된 PC 플레이트 상에서 압출하였다. 24 시간 후, 압출물을 박리함으로써(peel off) 접착의 정성 평가를 수행하였다. 또한, 하기 표에 평가가 포함되어 있다.
Figure pct00006
1 = PC 로부터 압출물이 벗겨질 수 없음, 2 = 중간 힘이 적용된 경우 PC 로부터 압출물이 벗겨질 수 있음, 3 = 유의한 힘을 적용하지 않고 PC 로부터 압출물이 분리됨.
PC 에 대한 PP-MAH 의 탁월한 접착이 다수의 아민 전-처리물에 의해 획득되었다. 전-처리 없이 또는 순수 이소프로판올로 전-처리된 레퍼런스 시험은 PC 에 대해 압출물이 접착하지 않음을 보였다.

Claims (11)

  1. 하나 이상의 이중 결합을 갖는 하나 이상의 단량체로부터 형성된 하나 이상의 중합체를 함유하는 프라이머를 사용하는, 폴리올레핀 플라스틱 및 중합체 주쇄에 하나 이상의 방향족 단위를 갖는 중합체를 함유하는 제 2 플라스틱의 용접 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 폴리올레핀 플라스틱이 폴리에틸렌 플라스틱, 특히 HD 폴리에틸렌, MD 폴리에틸렌, LD 폴리에틸렌, UHMW 폴리에틸렌, 또는 LLD 폴리에틸렌 플라스틱, 및 폴리프로필렌 플라스틱의 군으로부터 선택되고, 바람직하게는 폴리프로필렌 플라스틱인 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 폴리올레핀 플라스틱이 각각의 경우 총 폴리올레핀 플라스틱에 대해 폴리올레핀 중합체, 특히 폴리에틸렌 및/또는 폴리프로필렌을 90 wt% 초과 정도로 함유하고/하거나 폴리올레핀 플라스틱이 10,000 g/mol 초과의 몰 질량 (중량-평균 Mw) 을 갖는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 2 플라스틱이 폴리카르보네이트 플라스틱 및 비닐 방향족 중합체로부터 형성된 플라스틱으로부터 선택되고, 특히 제 2 플라스틱이 비스페놀로부터 형성된 폴리카르보네이트 플라스틱이고, 특히 비스페놀 A 및/또는 비스페놀 F 함유 중합체거나, 제 2 플라스틱이 SMMA, SAN, ASA, ABS 및 AES 플라스틱으로부터 선택되고, 특히 ABS 플라스틱이거나, 제 2 플라스틱이 폴리카르보네이트 및 비닐 방향족 중합체의 혼합물로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 프라이머의 하나 이상의 중합체가 하기 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 용접 방법:
    - 공중합체의 사슬로 반응 또는 중합된 말레산 무수물 기를 함유하는 공중합체, 특히 말레산 무수물-그래프트 폴리올레핀, 바람직하게는 말레산 무수물-그래프트 폴리프로필렌,
    - 폴리올레핀 중합체, 특히 할로겐화 폴리올레핀 중합체, 바람직하게는 클로린화 폴리에틸렌 중합체 및/또는 클로린화 폴리프로필렌 중합체, 바람직하게는 클로린화 폴리프로필렌,
    - 말레산 무수물-그래프트, 클로린화 폴리올레핀 중합체, 특히 말레산 무수물-그래프트, 클로린화 폴리에틸렌 중합체 및/또는 말레산 무수물-그래프트, 클로린화 폴리프로필렌 중합체, 및
    - 공중합체에 중합된 단량체로서, 하나 이상의 (메트)아크릴레이트 및 스티렌 또는 스티렌 유도체로부터 선택되는 하나 이상의 단량체 및 하나 이상의 추가의 기타 (메트)아크릴레이트를 함유하는 공중합체, 특히 바람직하게는 스테아릴 아크릴레이트 및 메틸 메타크릴레이트 또는 스테아릴 아크릴레이트 및 스티렌으로부터 합성된 것을 함유하는 공중합체.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 중합체가 5,000 - 2,000,000 g/mol, 특히 50,000 - 1,000,000 g/mol, 바람직하게는 100,000 - 500,000 g/mol 범위의 중량-평균 분자량 Mw 를 갖는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 프라이머가 하나 이상의 이중 결합을 갖는 하나 이상의 단량체로부터 형성된 중합체 이외에 또한 용접될 두 플라스틱 중 하나 이상과 양립가능한 하나 이상의 추가 중합체, 바람직하게는 하나 이상의 폴리올레핀 중합체, 예컨대 PE 및/또는 PP 중합체, 및/또는 하나 이상의 비닐 방향족 중합체, 예컨대 SMMA, SAN, ASA, ABS 및/또는 AES 중합체를 함유하는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 프라이머가 하나 이상의 용매, 특히 하나 이상의 유기 용매를 함유하고, 프라이머가 바람직하게는 각각의 경우 프라이머의 총 중량에 대해 10-95 wt%, 특히 50-90 wt%, 특히 바람직하게는 70-85 wt% 의 용매 함량을 갖는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 하나 이상의 용매가 20℃ 에서 증기압이 1 내지 600 hPa, 특히 2 내지 200 hPa, 특히 바람직하게는 5 내지 20 hPa 이고, 용매가 바람직하게는 테트라히드로푸란, 메틸 이소부틸 케톤, 시클로헥사논, 및 이의 혼합물의 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 용접 방법에 의해 제조된 물품.
  11. 폴리올레핀 플라스틱 및 폴리카르보네이트 플라스틱과 비닐 방향족 중합체로부터 형성된 플라스틱으로부터 선택되는 제 2 플라스틱의 용접을 위한, 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 프라이머의 용도.
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