KR20190108640A - 접착 테이프 - Google Patents

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KR20190108640A
KR20190108640A KR1020197026547A KR20197026547A KR20190108640A KR 20190108640 A KR20190108640 A KR 20190108640A KR 1020197026547 A KR1020197026547 A KR 1020197026547A KR 20197026547 A KR20197026547 A KR 20197026547A KR 20190108640 A KR20190108640 A KR 20190108640A
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adhesive
propylene
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ethylene
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KR1020197026547A
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안나 슈베르트
커스틴 클링게베르크
잉고 노이베르트
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테사 소시에타스 유로파에아
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Abstract

본 발명은 접착제 물질이 적용되는 적어도 한 면 상에 필름으로 이루어진 배킹을 포함하는 접착 테이프로서, 필름이, 적어도 95 wt%, 바람직하게는 99 wt%, 특히 바람직하게는 100 wt%의, 상이한 상을 갖고 성분, i) 성분 i) 및 ii)의 총 중량을 기준으로 하여, 80 내지 99 wt%, 바람직하게는 93 내지 96 wt%의, 프로필렌 호모폴리머 및 추가로 바람직하게는, 에틸렌 또는 C4 내지 C10 α-올레핀으로부터 선택되는 코모노머를 갖고, 프로필렌 폴리머 매트릭스의 코모노머 함량은 15 wt% 이하인, 바람직하게는 랜덤 프로필렌 코폴리머를 포함하는, 프로필렌 폴리머 매트릭스; ii) 성분 i) 및 ii)의 총 중량을 기준으로 하여, 1 내지 20 wt%, 바람직하게는 4 내지 7 wt%의, 에틸렌 함량이 50 내지 90 wt%인 갖는 에틸렌-프로필렌 코폴리머 형태의 엘라스토머를 포함하는 프로필렌 폴리머 조성물로 이루어진 일축 배향된 필름인 접착 테이프에 관한 것이다.

Description

접착 테이프
본 발명은 접착 테이프에 관한 것이다.
소위 접착 스트랩핑 테이프(adhesive strapping tape)는 특히 물품을 번들링(bundling)하는데 적합하다. 그러한 물품의 예는 파이프, 프로파일(profile), 또는 적층형 골판지 박스(스트랩핑 적용)를 포함한다.
스트랩핑 적용은 추가로 백색 상품(예컨대, 냉장고 및 냉동고 또는 에어-컨디셔닝 기기), 적색 상품, 예컨대, (가스) 오븐, 및, 일반적으로 예를 들어 프린터와 같은 전기 설비 상의 움직이는 부품의 고정을 포함한다.
기술 용어에서, 분야는 하기와 같이 지정된다:
● 기기 분야: 냉장고 및 냉동고 및 그 밖의 가전 제품, 예컨대, 가스 오븐 등의 움직이는 부품의 고정; 및
● 사무 자동화 분야: 프린터, 복사기 등의 움직이는 부품의 고정.
이러한 종류의 접착 테이프에 대한 추가의 적용은 하기와 같다:
a) 경화 과정 동안 미끄러짐을 방지하기 위한, 액상 PU 접착제가 경화될 때까지 프레임으로의 삽입 후, 예를 들어, 자동 윈드실드(auto windshield)와 같은 상대적으로 큰 부품의 일시적 고정;
b) 저온에서도 무잔여물 재탈착력(residue-free redetachability)을 위한 요건으로 금속 코일의 엔드태빙(end tabbing)(엔드-플라이 결합(end-ply bonding)); 및
c) 저온에서도 무잔여물 재탈착력을 위한 요건으로 용기의 일시적 밀봉 또는 표면에 대한 일반 결합.
다양한 기재로부터의 (스트랩핑) 테이프의 무잔여물 제거력(재탈착력)은 본질적으로 테이프가 고려되는 기재로부터 탈착되는 경우 상이한 기간 후에 발달하는 박리력에 좌우된다. 이상적으로, 초기힘과 비교하여 박리력은 단지 약간만 증가하거나 심지어 전혀 증가하지 않는데, 그 이유는 박리력이 증가하면서 캐리어(carrier)가 찢어지거나 잔여물이 존재할 위험성이 증가하기 때문이다. 따라서, 힘이 너무 큰 경우에, 필름 캐리어는 떨어지거나 찢겨지고/거나 벌어질 수 있다. 과도하게 높은 박리력의 다른 결과로는 캐리어로부터의 탈착으로 인한 접착제의 응집 분할 또는 달리 접착제의 접착 실패가 있을 수 있다.
모든 경우에, 접착 테이프의 원치 않는 잔여물이 테이프 자체의 일부 또는 접착제의 일부의 형태로 기재 상에 생성된다.
결과적으로, 적용과 관련된 모든 기재, 예를 들어, 플라스틱 ABS, PS, PP, PE, PC 및 POM, 및 또한 다양한 금속, 및 용매계, 수계, 및 분말-적용 코팅 및 그 밖의 무-용매 코팅(예를 들어, UV-경화 코팅)에 걸쳐 보편적으로 사용될 수 있는 접착 스트랩핑 테이프로서, 이 테이프는 동시에 일반적으로 적어도 2.5 N/cm의 충분히 높은 박리 접착력으로 이러한 기재에 단단히 결합하나, 그럼에도 불구하고 상이한 온도(-20℃ 내지 +60℃의 온도 범위) 및 UV 조사 하에서 장기간 저장 후에도 잔여물 또는 손상 없이 제거가능한, 접착 스트랩핑 테이프가 필요하다.
접착 스트랩핑 테이프가 매우 다양한 적용에 걸쳐 사용되지만, 이들은 주어지는 특정 요건을 충족시키는 것을 가능하게 하는 특정의 중요한 특성을 지닌다. 이러한 특성은, 완전성에 대한 어떠한 주장도 하지 않고 매우 높은 인장 강도(최대 인장력), 낮은 수준의 신장율에서의 높은 탄성률에 상응하는 매우 우수한 스트레치(stretch) 저항성, 및 낮은 파단 신율, 과도하지 않은 충분한 박리 접착력, 테이프 자체의 역전에 대한 단계적 박리 접착력, 적용 자체의 응력 후의 무잔여물 재탈착력(residue-free redetachability), 기계적 하중에 관련한 캐리어의 견고성, 및 또한 특정 적용에 대해, UV 조사 및 다수 화학물질에 대한 접착 테이프의 저항성을 포함한다.
특성들 일부는 접착제 또는 접착 테이프의 다른 기능 층에 기인될 수 있지만, 스트레치성(stretchability) 및 인장 강도는 실질적으로 사용되는 캐리어 물질의 물리적 특성을 기초로 한다.
이때 접착 스트랩핑 테이프의 증가된 박리 접착력의 또 다른 단점을 언급하지 않는 것은 태만한 것일 수 있다. 그러한 단점은 박리 접착력의 증가가 예를 들어 페인트 코팅의 리프팅을 통해 제거 시 기재의 손상 위험성의 증가가 수반된다는 것이다.
특히, 바람직하지는 않지만 그럼에도 불구하고 실제로 접하게 되는 예각에서의 빠른 제거의 경우, 접착 스트랩핑 테이프의 경우에, 약 3 N/cm 초과의 속도-의존성 박리 접착력으로도 접착 테이프 캐리어가 z-방향에서 파단되고 슈레딩(shredding)으로서 공지된 벌어지는 것이 가능하다. 동시에, 그러한 박리 접착력은 또한 프라이머(primer)의 효과 및/또는 필름 캐리어 상의 접착제의 고정 및 접착제의 응집에 대한 필요성을 증가시킨다. 0℃ 미만의 저온에서는 문제가 더 심각해진다. 이러한 저온에서도 접착 테이프가 슈레딩을 나타내지 않아야 한다.
접착 (스트랩핑) 테이프로서 사용하도록 의도된 접착 테이프는 그에 따라서 하기 특성을 나타내야 한다:
● 접착 테이프는 수송 중 느슨한 부분을 고정시켜야 한다. 즉, 접착 테이프는 기계 방향으로 높은 인열 저항성 및 충분한 박리 접착력을 가져야 한다.
● 접착 테이프는 하중하에 크게 스트레칭되지 않아야 한다. 즉, 접착 테이프는 결정 가능한 한 높은 F5% 값(5% 신장에서의 인장 강도에 대한 높은 값) 또는 높은 탄성률을 가져야 한다.
● 접착 테이프는 다양한 기후 조건하에 기능해야 한다. 즉, 접착 테이프는 -20℃ 내지 40℃의 온도 범위 및 최대 95%의 상대 습도에서 기후 저항성을 가져야 한다.
● 접착 테이프는 -20℃ 내지 40℃의 온도 범위 및 최대 95%의 상대 습도에서 재박리 가능해야 한다.
● 접착 테이프는 접착제의 코팅이 접착 테이프를 생성하는 공정에서 건조되는 경우 열안정성이어야 한다.
● 접착 테이프는 사용하기에 용이해야 한다. 즉, 접착 테이프는 바람직하게는 특히 카바메이트 또는 실리콘 이형제의 사용을 통해 보장가능한 특징인 낮은 풀림력(unwind force)을 가져야 한다.
● 접착 테이프는 다양한 기재에 잘 결합해야 하고, 수송 중 상품을 고정시키기에 충분한 응집력을 가져야 한다. 즉, 접착 테이프는 천연 러버, SIS 러버, 또는 아크릴레이트를 기반으로 한 접착제를 지닐 수 있다.
종래 기술은 기기를 스트랩핑(번들링)하는 분야(특히 가전 제품에서의 이동가능한 부품, 예컨대, 서랍, 선반, 플랩(flap) 등의 수송 중 고정)에서, 그리고 가구 산업에서 사용되고, 다른 적용에서 사용하는 경우 접착 테이프가 더 낮은 온도 범위(약 10℃ 미만)에서 기재로부터 박리될 때 약점을 나타내는 접착 테이프를 포함한다.
주로 접착 스트랩핑 테이프를 위한 캐리어 물질로서 사용되는 두 개의 상이한 필름이 있다:
i) 30 내지 60 ㎛의 두께를 지니는 이축 배향 PET 필름
ii) 40 내지 150 ㎛의 두께를 지니는 일축 배향 PP 필름
알려진 바와 같이, 이축 배향 PET 캐리어는 저온에서 더 큰 분할 저항성 덕분에 일축 배향 PP(MOPP) 캐리어에 대해 유리한 것으로 입증되었지만, 이들은 MOPP보다 세로 방향(longitudinal direction(MD; 기계 방향(machine direction))에서 더 빨리 찢어지고, 비용이 더 많이 들며, 이들의 일반적인 시장 형태에서는 무색이다. PET 필름을 기반으로 한 접착 테이프를 착색하는 것은 후속적인 인쇄 작업을 통해 또는 접착제의 착색에 의해 달성된다. 다른 한 편으로, 일축 배향 PP 필름은, 다시 제거되어야 하는 접착 테이프의 일반적인 요건으로서, 더욱 유리하게 값이 매겨지고, 착색시키기 용이하다(용이하게 감지됨). 적용에서, 두 유형의 필름 모두에 대해 인장 하중 하에서의 높은 탄성률은 이들을 보다 적게 스트레칭 가능하게 하며, 그에 따라서 매우 적합하게 한다. MOPP 접착 스트랩핑 테이프는 일반적으로 펠릿화 골판지 박스의 랩핑에 사용되며; 필름은 페이퍼가 표면에서 용이하게 분할되기 때문에 탈착될 때 분할되지 않는다. 접착제 표면-보호 테이프에 MOPP 필름을 사용하는 것은 지금까지 접착제의 접착력이 필름 분획을 지니는 접착-테이프 잔여물이나 접착제를 남기지 않을 정도로 충분히 약한 경우에만 가능하였다. 따라서, 요건은, 높은 접착력을 지니지만 잔여물 없이 제거가능하며, 또한 특히 일반적인 실온 미만, 다시 말해서, 예를 들어, -20℃ 내지 +7℃에서 이러한 품질을 지니는, 예를 들어, PC 프린터, 냉장고, 전기 및 가스 오븐 또는 가구를 위한 수송중의 고정과 같은 표면-보호 적용을 위한 접착 테이프를 제공하는 것이다. 온도를 떨어뜨리는 것은 폴리프로필렌 필름의 인성의 하락과 동시에 접착제의 박리 접착력의 증가에 의해 달성된다. 과제는 이러한 저온 거동을 최소화시키고, 필름과 접착제의 적합한 조합을 통해 기술적 목적을 달성하는 해결책을 찾는 것이다.
MOPP는 기계 방향(MD)에서 매우 높은 힘 흡수력을 갖기 때문에, 많은 공지 된 접착 스트랩핑 테이프는 일축 배향된 폴리 프로필렌(MOPP) 캐리어를 갖는다. 기계 방향(x 방향, MD)의 배향으로 인해, y 방향(가로 방향, CD) 및 z 방향(필름의 두께는 z 방향에서 결정됨)에서 MOPP 캐리어의 인성이 감소하고, 이에 따라 MOPP의 내부 강도가 약점이 된다. 결과적으로, 캐리어가 부서져서 접착제 및 필름 잔여물을 기재 상에 남기고; 이것은 빈번한 불만의 근거가 된다.
MOPP의 약점은 기계 방향(CD)에 횡 방향으로, 그리고 z 방향으로 필름 내에서의 낮은 강도이다. 이 효과는 온도가 폴리우레탄의 유리 전이 온도(0 내지 -20℃임)에 도달하거나 그 아래로 떨어지고 캐리어가 매우 부서지기 쉽기 때문에 더 낮은 온도(-20℃)에서 강화된다. 이 효과는 PP 호모폴리머가 사용되는 경우 특히 두드러지는데, 그 이유는 폴리머 사슬의 규칙적인 배열이 높은 결정도가 되게 하여 필름을 매우 견고하고 단단하며 부서지기 쉽게 만들기 때문이다. 특히 저온에서의 적용을 위해 에틸렌-프로필렌 코폴리머(EP 상)가 PP 호모폴리머 매트릭스에 미분된 형태로 혼입되고/거나 중합되는 이종상 PP 코폴리머가 있다. EP 상의 존재는 PP 코폴리머의 인성을 증가시킨다.
상이한 상을 갖는 이종상 폴리프로필렌 또는 폴리프로필렌, 특히 상이한 상을 갖는 프로필렌 코폴리머, 다시 말해, 프로필렌 폴리머 매트릭스 및 엘라스토머를 함유하는 폴리머는 알려져 있다.
상대적으로 유연한 캐리어의 사용은 알려져 있다. 표준적으로, 유리 전이 온도를 낮추고 상대적으로 낮은 온도에서 캐리어 부분에 대해 보다 높은 유연성을 유지하기 위해 폴리에틸렌이 이 캐리어에 혼합된다. 결과적으로, 더 낮은 온도에서 캐리어가 마모되는 경향은 개선되지만 완전히 없앨 수는 없다. 그러나, 여기서 불리한 효과는 그러한 필름의 강도가 감소하는 것이다. 견고하고 슈레딩이 없는 해결책을 제공할 수 있도록 저온에서 보다 낮은 박리 접착력을 갖는 접착제가 접착 테이프에 사용된다. 그러나, 시장 요구 사항은 저온에서의 더 높은 박리 접착력에 대한 경향이 있기 때문에, 운송 중 고정을 보장할 수 있도록 다른 캐리어를 선택할 필요가 있다.
접착 테이프의 제거시 슈레딩 이외에, MOPP 필름에 자주 발생하는 문제는 슬릿 팅 및 변환 작업 중에 섬유가 나타나는 것이다. 형성된 섬유는 작동 신뢰성, 생산 속도 및 제품 품질에 큰 영향을 미친다. 무섬유 필름에 의해 적어도 100%, 아니면 실제로 400% 이상 생산 속도를 높일 수 있다. 또한, 비용이 많이 들고 불편한 세척이 필요하지 않으므로 작업 효율이 더 효율적이게 된다. 광학 결함 인식 시스템이 생산에 사용되는 경우, 섬유 및 섬유 응집체의 발생은 종종 오류 인식을 유발하고, 이에 따라 생산 작업의 중단 시간을 초래한다.
본 발명의 목적은 종래 기술에 비해 현저한 개선을 얻고, 접착 테이프가 -20℃ 내지 +7℃ 이하의 온도 범위에서 차가운 조건 하에서 박리되는 경우 감소된 분할을 나타내는 접착 테이프를 제공하는 것이며, 더욱 특히, 의도는 캐리어가 갑자기 로딩되는 경우 가로(cross)- 및 z-방향으로 저온 분할 저항성을 개선시키는 것이다.
이러한 목적은 주요 청구항에서 보다 상세하게 특징되는 접착 테이프에 의해 달성된다. 종속항에는 본 발명의 유리한 구체예가 기재되어 있다. 마찬가지로, 본 발명의 접착 테이프의 용도가 포함된다.
이에 따라, 본 발명은 적어도 한 면 상에 적용된 접착제를 지닌 필름을 포함하는 캐리어를 갖는 접착 테이프로서, 필름이, 적어도 95 wt%, 바람직하게는 99 wt%, 더욱 바람직하게는 100 wt% 정도의, 상이한 상을 갖고 성분
i) 성분 i) 및 ii)의 총 중량을 기준으로 하여, 80 내지 99 wt%, 바람직하게는 93 내지 96 wt%의, 프로필렌 호모폴리머 및 추가로 바람직하게는, 에틸렌 또는 C4 내지 C10 α-올레핀으로부터 선택되는 코모노머를 갖고, 프로필렌 폴리머 매트릭스의 코모노머 함량은 15 wt% 이하인, 바람직하게는 랜덤 프로필렌 코폴리머를 포함하는, 프로필렌 폴리머 매트릭스;
ii) 성분 i) 및 ii)의 총 중량을 기준으로 하여, 1 내지 20 wt%, 바람직하게는 4 내지 7 wt%의, 에틸렌 함량이 50 내지 90 wt%인 에틸렌-프로필렌 코폴리머 형태의 엘라스토머
를 포함하는 프로필렌 폴리머 조성물로 이루어진 일축(기계 방향으로) 배향된 필름인 접착 테이프에 관한 것이다.
필름의 100 wt%를 구성하는 데 필요한 분율이 프로필렌 폴리머 조성물에 첨가되는 후술하는 성분으로 이루어질 수 있다.
더욱 바람직하게는, 프로필렌 폴리머 조성물은 성분 i) 및 ii)로만 이루어진다. 그러한 경우에 추가 폴리머는 매트릭스에 존재하지 않는다.
프로필렌 폴리머 매트릭스(성분 i)는 순수한 프로필렌 호모폴리머 또는 바람직하게는 프로필렌 호모폴리머와 바람직하게는 랜덤 프로필렌 코폴리머의 혼합물을 포함할 수 있고, 바람직하게는 프로필렌 호모폴리머 또는 이의 혼합물로 이루어질 수 있다. 프로필렌 호모폴리머와 바람직하게는 랜덤 프로필렌 코폴리머의 혼합물은 이종상 프로필렌 코폴리머로서(또한, 임팩트 폴리프로필렌으로서) 알려져 있다.
하나의 특히 유리한 구체예에 따르면, 프로필렌 폴리머 매트릭스에서 프로필렌 호모폴리머 및 프로필렌 코폴리머의 분율은 하기와 같이 분포된다:
70 내지 99 wt% 프로필렌 호모폴리머 및
1 내지 30 wt% 프로필렌 코폴리머
프로필렌 폴리머 매트릭스는 하나의 바람직한 변형예에 따르면 0.5 내지 5 g/10분의 용융 흐름 지수(MFI)(230℃에서, 그리고 2.16 kg의 중량 하에 ISO 1133에 따라 측정됨), 바람직하게는 1 내지 5 g/10 분, 500,000 내지 1,000,000 g/mol의 몰 중량(Mw) 및 1000 내지 1300 MPa의 굽힘 탄성률(flexural elasticity modulus)을 갖는다.
매트릭스 폴리머는 바람직하게는 적어도 두 개의 폴리프로필렌을 포함한다. 매트릭스 폴리머가 보다 상이한 프로필렌 폴리머를 포함할 경우, 이들 폴리머는 상이한 분자량 분포를 가질 수 있다. 이들 성분은 동일하거나 상이한 입체 규칙성(tacticity)을 가질 수 있다.
매트릭스 폴리머는 하나 이상의 중합 반응기에서 수행되는 중합 단계로, 또는 요망하는 분자량 분포 또는 모노머 조성을 갖는 둘 이상의 상용성 폴리머를 혼합함으로써 제조될 수 있다. 요망하게는, 둘 이상의 상이한 프로필렌 폴리머를 포함하는 매트릭스 폴리머는 상이한 중합 반응기에서 요망하는 상이한 분자량 분포 또는 모노머 조성을 갖는 매트릭스 폴리머를 생성하도록 반응기에서 중합에 둘 이상의 촉매 유형의 사용을 통해, 또는 대안적으로 둘 이상의 상이한 중합 반응기(예를 들어, 벌크, 현탁 및/또는 기상 반응기; 바람직한 벌크 반응기는 폐쇄 회로를 갖는 반응기임)에서 중합을 실시함으로써 제조될 수 있다. 후자의 방법이 바람직하다.
매트릭스는 바람직하게는 프로필렌 호모폴리머 및 바람직하게는 랜덤 프로필렌 코폴리머로 이루어진다. 코모노머는 에틸렌 및 C4 내지 C10 α-올레핀으로부터 선택된다. 에틸렌이 선택된 특히 바람직한 코모노머이다. 코모노머 함량(프로필렌 폴리머 매트릭스(성분 i)를 기준으로 하여), 바람직하게는 에틸렌 함량은, 15 wt% 이하, 바람직하게는 3 내지 8　wt%이다. 매우 바람직하게는, 프로필렌 폴리머 매트릭스(성분 i))는 이종상 프로필렌 코폴리머(또한 임팩트 폴리프로필렌으로서 알려져 있음)로 이루어진다.
본 발명에 따르면, 용어 "호모폴리머"는 적어도 99 wt%가 단일 모노머에서 유래하고 폴리머 사슬이 적어도 95%의 높은 이소택틱성(isotacticity)을 갖는 폴리머를 의미하는 데 사용된다.
매트릭스 폴리머의 성분에 대한 요망하는 특성을 갖는 폴리머는 예를 들어 촉매 시스템(예를 들어, 지글러-나타 촉매 또는 메탈로센 촉매 또는 그 밖의 단일 활성 중심을 갖는 촉매), 코모노머, 중합 반응기의 특성 및 중합 공정 조건의 적합한 선택에 의해 당업자에게 일반적으로 알려져 있는 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 특히 바람직하게는, 매트릭스 폴리머는 지지된 지글러-나타 촉매 시스템(보다 특히, Ti, Cl, Mg 및 Al을 포함하는 고 수율을 위한 지글러-나타 시스템)을 사용하는 중합 공정에서 제조된다. 메탈로센 촉매가 또한 사용될 수 있다.
상이한 상을 갖는 본 발명의 폴리머 조성물의 제2 성분(성분 ii))은 50 내지 90 wt%의 에틸렌 함량을 갖는 에틸렌-프로필렌 코폴리머 형태의 엘라스토머이다.
에틸렌-프로필렌 러버, EPM 또는 EPR로도 알려져 있는 에틸렌-프로필렌 엘라스토머는 요즘 다양한 변형으로 이용 가능하다. 전형적으로, 에틸렌-프로필렌 엘라스토머는 45 내지 80 wt%의 에틸렌 함량을 갖고, 넓은 점도 범위 또는 분자량 범위로 이용 가능하고, 추가 모노머로서 디엔 모노머(EPDM로서, 이어서 가황가능함)를 포함할 수 있다. 에틸렌-프로필렌 러버는 비정질 및 반결정질일 수 있다. 이는 폴리머에서 에틸렌-프로필렌 비율에 의거한다. 45 내지 55 wt% 에틸렌 범위에서, 폴리머는 비정질 및 비-결정질이다. 65 wt% 초과의 에틸렌의 분율에서, 확연한 에틸렌 결정립이 발생한다. 에틸렌-프로필렌 러버는 전형적으로 지글러-나타 촉매, 또는 덜 흔하게는, 메탈로센 촉매를 사용하여 용매 공정, 현탁 공정(또한 슬러리 공정으로 불림) 및 가스상 공정으로 제조된다.
본 발명의 하나의 바람직한 구체예에 따르면, 성분 ii)의 에틸렌 함량은 55 내지 80 wt% 및 더욱 바람직하게는 65 내지 75 wt%이다.
더욱 바람직하게는,
● 탄성률에 대한 값은 25 내지 150 MPa이고,
● 연화점은 70℃ 미만(DSC에 의해 측정됨)이고,
● 용융 흐름 지수(MFI)는 10 g/10 분 미만, 바람직하게는 5 g/10 분 미만(190℃에서 그리고 2.16 kg의 중량 하에서 ISO 1133에 따라 측정됨)이고/거나
● 결정도(α)는 0.1이다.
매트릭스 폴리머에 대해, 엘라스토머는 가스상에서의 중합을 위한 통상적인 공정에 의해 제조될 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 예를 들어 지글러-나타 촉매 시스템 또는 메탈로센-알루미녹산을 포함하는 촉매 시스템으로서, 지지되는 촉매 시스템을 사용하여 제조된다.
엘라스토머(성분 ii))는 매트릭스 폴리머(성분 i))와 혼합될 수 있다. 두 성분의 이러한 혼합 또는 블렌딩은 유리하게는 폴리머 필름을 제조하기 위한 용융 압출기에서 직접 일어날 수 있다. 이를 위해 단축 압출기를 사용하는 것이 통상적이다. 대안적으로, 성분들이 예를 들어 이축 압출기의 지원으로 별개의 단계에서 혼합될 수 있다.
하나의 바람직한 구체예에 따르면, 본 발명의 조성물은
a) 제1 반응기에서 프로필렌을 중합하여 제1 호모폴리머를 생성하는 단계;
b) 제1 폴리머의 존재 하에 추가의 반응기에서, 특히 에틸렌 및 C4 내지 C10 α-올레핀으로부터 선택된, 프로필렌 및 코모노머를 추가로 중합하여 제1 폴리머와 제2 폴리머의 혼합물을 생성하는 단계;
c) a) + b)로부터의 성분 i)를 에틸렌 함량이 50 내지 90 wt%, 바람직하게는 55 내지 80 wt% 및 더욱 바람직하게는 65 내지 75 wt%인 에틸렌-프로필렌 코폴리머 형태의 엘라스토머(성분 ii))와 혼합 또는 블렌딩하거나, 결합하여 혼합 또는 블렌딩하는 단계를 포함하는 공정에 의해 제조된다.
프로필렌 폴리머 매트릭스가 생성되는 이 공정의 단계 a) 및 b)에서, 중합은 바람직하게는 벌크 반응기(예를 들어, 폐쇄 회로를 갖는 반응기), 현탁 반응기 -소위 슬러리 공정- 또는 가스 상 반응기에서 수행된다. 적합한 제조 공정에 대한 고찰은 문헌(Ullmann's "Encyclopedia of Industrial Chemistry", entry heading "Polypropylene" by M.　Gahleitner and C.　Paulik, Wiley-VCH Verlag GmbH & CO KGaA, Weinheim 2014(number 10.1002/14356007.o21_o04.pub2))에서 찾아볼 수 있다.
매트릭스 폴리머 성분 i) 및 엘라스토머 성분 ii) 외에, 본 발명의 폴리머 조성물은 다른 성분을 포함할 수 있으며, 예로는 통상적인 첨가제, 예컨대 염료, 결정화 핵제(crystallization nucleator), 충전제, 산화방지제, 방사선 안정제, 공정 보조제 등이 있다. 무기, 유기 또는 폴리머 핵제의 사용이 특히 바람직하다. 언급된 첨가제는 바람직하게는, 마스터배치(masterbatch)로서 추가 폴리머에 사용된다.
본 발명의 폴리머 조성물은 성분을 바람직하게는 압출기에서 혼합함으로써 사용하기 위해 제조될 수 있다. 성분 i) 및 ii) 및 또한 추가 성분의 혼합 또는 블렌딩은 유리하게는 폴리머 필름을 생산하기 위한 용융 압출기에서 직접 일어날 수 있다. 이를 위해, 단축 압출기를 사용하는 것이 통상적이다. 대안적으로, 성분들이 예를 들어 이축 압출기의 지원으로 별개의 단계에서 혼합될 수 있다.
본 발명의 접착 테이프의 필름은 일반적으로 알려져 있는 통상적인 방법을 사용하여, 압출 및 세로 방향으로의 배향에 의해 얻어진다.
세로 방향(기계 방향)으로 압출된 일차 필름의 배향시 연신 비율은 바람직하게는 1:5 내지 1:9, 더욱 바람직하게는 1:6 내지 1:8이다. 1:6 연신 비율은 길이가 예를 들어 1m인 필름의 섹션으로부터 길이가 6m인 배향된 필름 섹션이 생성됨을 나타낸다. 배향은 주로 필름의 두께를 희생시키면서 일차 필름 폭의 어떠한 실질적인 감소없이 일어난다.
배향 후 통상적인 필름 두께는 이러한 경우에 40 내지 150 ㎛이다. 50 내지 100 ㎛가 바람직하다.
성분 i) 및 ii)로부터 제조된 본 발명의 일축 배향된 필름은 0.4 내지 0.5의 결정도(α)에 의해 차별된다.
일반적으로, 접착제를 캐리어 상에 보다 효과적으로 정착시키기 위해, 접착제로 후속 코팅하고자 의도된 필름 캐리어 면의 적어도 하나의 코로나 전처리 또는 달리 화염 전처리가 있다. 캐리어 상의 접착제의 고정과 유사한 접착력의 또 다른 개선은 프라이머의 사용을 통해 달성될 수 있다. 이것들로, 첫째 표면 에너지를 표적으로 하여 조절하고, 둘째, 예를 들어, 이소시아네이트-함유 프라이머를 사용하는 경우, 엘라스토머 접착제 성분의 캐리어로의 화학적 결합을 수행하는 것이 가능하다.
프라이머가 적용되는 통상적인 단위 면적 당 중량은 0.1 내지 10 g/m2이다. 고정을 향상시키는 또 다른 수단은 필름 제조업체의 구내에서 공압출에 의해, 감압 접착제로의 부착에 유리한 폴리머 표면을 의도적으로 구비하는 캐리어 필름을 사용하는 것이다.
접착 테이프, 및 또한 이형 바니시 및 프라이머에 통상적으로 사용되는 접착제에 대한 설명은 예를 들어 문헌(NostrandHandbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" by Donatas Satas(van Nostrand, 1989))에서 찾아볼 수 있다.
캐리어 물질에 적용되는 접착제는 바람직하게는 감압 접착제이며, 이는 비교적 약한 인가 압력 하에서도 사실상 모든 기재에 내구성있는 결합을 허용하고, 사용 후 실질적으로 잔여물 없이 실질적으로 기재로부터 다시 탈착될 수 있는 접착제이다. 감압 접착제는 실온에서 영구적인 감압 점착성을 발휘하여, 충분히 낮은 점도 및 높은 초기 점착성을 가지며, 이는 낮은 인가 압력 하에서도 각각의 결합 베이스의 표면을 습윤시킴을 의미한다. 접착제의 접착성은 접착제 특성으로부터 도출되고, 재탈착력은 이의 응집 특성으로부터 도출된다.
캐리어로부터 접착 테이프를 제조하기 위해, 임의의 공지된 접착제 시스템이 사용될 수 있다. 천연 러버 또는 합성 러버를 기반으로 하는 바람직한 접착제 외에, 실리콘 접착제 및 또한 폴리아크릴레이트 접착제, 바람직하게는 저분자량 아크릴레이트 핫멜트 감압 접착제를 사용할 수 있다.
사용되는 접착제는 바람직하게는 천연 러버 또는 천연 러버 및/또는 합성 러버의 임의의 요망하는 블렌드의 군으로 이루어진 접착제이며, 블렌드에서 합성 러버의 비율은, 하나의 바람직한 변형예에 따르면, 최대 천연 러버의 비율만큼 크다.
러버 접착제는 결합 강도, 점착성, 및 응집성, 및 또한 실질적으로 모든 관련된 기재 상에 균형이 이루어진 접착제 성능의 우수한 조합을 나타내고, 이에 따라 그러한 것으로 예상된다. 러버 접착제에 대한 일반적인 정보는 예를 들어 Donatas Satas에 의한 "Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology"와 같은 접착 테이프에 대한 표준 문헌을 포함한 자료에서 찾아볼 수 있다.
천연 러버 또는 천연 러버들은 원칙적으로 순도 및 점도의 필요 수준에 따라, 예를 들어, 크레이프(crepe), RSS, ADS, TSR 또는 CV 유형과 같은 모든 입수가능한 등급으로부터 선택될 수 있으며, 합성 러버 또는 합성 러버들은 무작위 공중합된 스티렌-부타디엔 러버(SBR), 부타디엔 러버(BR), 합성 폴리이소프렌(IR), 부틸 러버(IIR), 할로겐화 부틸 러버(XIIR), 아크릴레이트 러버(ACM), 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머(EVA) 및 폴리우레탄, 및/또는 이들의 블렌드의 군으로부터 선택될 수 있다.
추가로 바람직하게는, 러버는, 이들의 가공 품질을 개선시키려는 목적으로, 전체 엘라스토머 분율을 기준으로 하여, 10 내지 50 wt%의 중량 분율로, 열가소성 엘라스토머와 혼합될 수 있다.
이때 언급될 수 있는 대표적인 것은 특히 상용성인 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 및 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 유형을 포함한다. 블렌딩에 적합한 엘라스토머는 또한 예를 들어, EPDM 또는 EPM 러버, 폴리이소부틸렌, 부틸 러버, 에틸렌-비닐 아세테이트, 디엔의 수소화 블록 코폴리머(예를 들어, SBR, cSBR, BAN, NBR, SBS, SIS, 또는 IR의 수소화에 의해; 이러한 폴리머는 예를 들어 SEPS 및 SEBS로서 공지되어 있음) 또는 아크릴레이트 코폴리머, 예컨대 ACM이다.
또한, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS)의 100% 시스템이 적합한 것으로 입증되었다.
가교는 적용 후 접착 테이프의 재박리성을 향상시키는 데 유리하며, 열적으로 또는 UV 광 또는 전자 빔의 조사에 의해 달성될 수 있다.
열적으로 유도된 화학적 가교의 목적으로, 모든 공지된 열적으로 활성 가능한 화학 가교제, 예컨대 가속화 황 시스템 또는 황 공여 시스템, 이소시아네이트 시스템, 반응성 멜라민-, 포름알데히드- 및 (임의로 할로겐화된) 페놀-포름 알데하이드 수지 및/또는 반응성 페놀 수지 또는 디이소시아네이트 가교 시스템을, 상응하는 활성제, 에폭시화된 폴리에스테르 수지 및 아크릴레이트 수지 및 또한 이들의 조합물과 함께 사용하는 것이 가능하다.
가교제는 바람직하게는 50℃ 초과의 온도, 더욱 특히 100℃ 내지 160℃의 온도, 매우 바람직하게는 110℃ 내지 140℃의 온도에서 활성화된다.
가교제의 열 여기(thermal excitation)는 또한 IR 선 또는 고 에너지 교번장을 통해 발생할 수 있다.
용매계, 수계 또는 그 밖의 핫멜트-시스템 접착제가 사용될 수 있다. 아크릴레이트 핫멜트계 접착제가 또한 적합하고, 그것은 핫멜트로서 가공될 수 있는 시스템을 형성하기 위해 이러한 접착제의 용액을 농축시켜 얻어질 수 있는, 적어도 20, 더욱 특히 30 초과의 K 값을 가질 수 있다.
농축은 적합하게 장착된 용기 또는 압출기에서 이루어질 수 있으며; 특히 탈 휘발이 수반되는 탈휘발 압출기가 바람직하다.
이러한 종류의 접착제는 DE 43 13 008 A1에 기재되어 있으며, 그 내용은 본원에서 참조되고, 본 개시내용 및 발명의 일부를 구성한다.
그러나, 아크릴레이트 핫멜트계 접착제는 또한 화학적으로 가교될 수 있다.
추가의 구체예에서, 사용되는 자가-접착제는 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 (메트)아크릴산 및 이의 에스테르, 말레산, 푸마르산 및/또는 이타콘산 및/또는 이들의 에스테르, 치환된 (메트)아크릴아미드, 말레산 무수물 및 다른 비닐 화합물, 예컨대 비닐 에스테르, 더욱 특히 비닐 아세테이트, 비닐 알코올 및/또는 비닐 에테르의 코폴리머이다. 잔류 용매 함량은 1 wt% 미만이어야 한다.
마찬가지로 그 자체로 적합한 것으로 나타난 접착제는 acResin UV 또는 Acronal®, 특히 Acronal® DS 3458이라는 명칭으로 BASF에 의해 취급되는 종류의 저분자량 감압 아크릴레이트 핫멜트 접착제이다. 이 낮은 K 값의 접착제는 방사선에 의해 개시된 최종 화학적 가교 작업으로 인해 적용-적합성 특성을 얻는다.
마지막으로 폴리우레탄계 또는 폴리올레핀계 접착제 또한 적합한 것으로 언급될 수 있다.
특성을 최적화하기 위해, 사용되는 자가-접착제는 점착제(수지) 및/또는 하나 이상의 보조제, 예컨대 가소제, 충전제, 안료, UV 흡수제, 광안정제, 에이징 억제제, 가교제, 가교 촉진제 또는 엘라스토머와 블렌딩되었을 수 있다.
"점착부여 수지"라는 명칭은 당업자에게 점착성을 증가시키는 수지계 물질을 지칭하는 것으로 이해된다.
점착제는 예를 들어 특히 수소화 및 비수소화 탄화수소 수지(예를 들어, 불포화 C5 또는 C7 모노머를 포함함), 테르펜-페놀 수지, α- 또는 β-피넨 및/또는 δ-리모넨과 같은 원료로부터의 테르펜 수지, 방향족 수지, 예컨대 인덴-쿠마론 수지, 또는 스티렌 또는 α-메틸스티렌의 수지, 예컨대 로진 및 이의 유도체, 예컨대 불균형화, 이량체화 또는 에스테르화 수지가 있으며, 이 경우 글리콜, 글리세롤 또는 펜타에리트리톨이 사용될 수 있다. 예를 들어, 수소화 수지와 같은, 올레핀 이중 결합이 없는 에이징-안정성 수지가 특히 적합하다.
문헌["Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" by Donatas Satas(van Nostrand, 1989)]에 있는 지식 상태의 기술이 명시적으로 참조될 수 있다.
안정화의 목적으로, 에이징 억제제(오존 분해 방지제(antiozonant), 산화방지제, 광 안정제 등)과 같은 통상적인 애주번트가 접착제에 첨가될 수 있다.
전형적으로 사용되는 접착제를 위한 첨가제는 하기와 같다:
● 가소화제, 예컨대, 이를테면 가소제 오일 또는 저분자량의 액체 폴리머, 예컨대, 이를테면, 저분자량의 폴리부텐
● 일차 산화방지제, 예컨대, 이를테면, 입체 장애된 페놀
● 이차 산화 방지제, 예컨대, 이를테면, 포스파이트 또는 티오시너지스트(thiosynergist)(티오에테르)
● 공정 안정제, 예컨대, 이를테면, C-라디칼 스캐빈저
● 광 안정제, 예컨대, 이를테면, UV 흡수제 또는 입체 장애된 아민
● 가공 보조제
● 습윤화 첨가제
● 접착 증진제
● 말단블록 강화제 수지 및/또는
● 임의로, 추가의 폴리머, 바람직하게는 사실상 엘라스토머인 폴리머; 이에 따라 사용가능한 엘라스토머는, 다른 것들 중에서, 순수한 탄화수소, 예를 들어, 불포화 폴리디엔, 예컨대, 천연 또는 합성으로 생성된 폴리이소프렌 또는 폴리부타디엔, 화학적으로 실질적으로 포화된 엘라스토머, 예컨대, 이를테면 포화된 에틸렌-프로필렌 코폴리머, α-올레핀 코폴리머, 폴리이소부틸렌, 부틸 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 및 또한 화학적으로 작용화된 탄화수소, 예컨대, 할로겐-함유, 아크릴레이트-함유 알릴 또는 비닐 에테르-함유 폴리올레핀을 기반으로 한 것들을 포함한다.
● 충전제, 예컨대, 섬유, 카본 블랙, 산화아연, 이산화티탄, 고체 미소구체, 고체 또는 중공 유리 구체, 실리카, 실리케이트, 초크.
적합한 충전제 및 안료는 예를 들어 섬유, 카본 블랙, 산화아연, 이산화티타늄, 고체 마이크로비드, 고체 또는 중공 유리 비드, 실리카, 실리케이트, 초크, 카본 블랙, 이산화티타늄, 탄산칼슘 및/또는 탄산아연이다.
접착제에 적합한 에이징 억제제(오존분해 방지제, 산화방지제, 광 안정제 등)는 1차 산화방지제, 예컨대 이를테면 입체 장애 페놀, 2차 산화방지제, 예컨대 이를테면, 포스파이트 또는 티오시너지스트(thiosynergist)(티오에테르) 및/또는 광 안정제, 예컨대, 이를테면 UV 흡수제 또는 입체 장애 아민이다.
적합한 가소제는 예를 들어 지방족, 지환족 및 방향족 광유, 프탈산, 트리 멜리트산 또는 아디프산의 디에스테르 또는 폴리에스테르, 액체 러버(예를 들어, 니트릴 러버 또는 폴리이소프렌 러버), 부텐 및/또는 이소부텐의 액체 폴리머, 아크릴산 에스테르, 폴리비닐 에테르, 점착제 수지용 원료를 기반으로 한 액체 수지 및 가소화 수지, 울 왁스(wool wax) 및 다른 왁스, 또는 액체 실리콘이다.
가교제는 예를 들어 페놀 수지 또는 할로겐화 페놀 수지, 멜라민 수지 및 포름 알데하이드 수지이다. 적합한 가교 촉진제는 예를 들어 말레이미드, 알릴 에스테르, 예컨대 트리알릴 시아누레이트, 및 아크릴산 및 메타크릴산의 다작용성 에스테르이다.
인용된 물질은 의무적이지 않으며, 접착제는 또한 이들의 개별적 또는 임의의 조합으로의 첨가 없이, 즉, 수지 및/또는 나머지 애주번트 없이도 기능한다.
접착제로의 코팅 두께는 바람직하게는 1 내지 100 g/m2의 범위, 더욱 특히 10 내지 50 g/m2의 범위, 더욱 바람직하게는 15 내지 35 g/m2의 범위이다.
감압 접착제는 용액, 분산액 및 용융물로부터 제조 및 가공될 수 있다. 바람직한 제조 및 가공 방법은 용액 또는 분산액으로부터의 것이다.
이렇게 제조된 감압 접착제는 일반적으로 알려져 있는 방법을 사용하여 캐리어에 적용될 수 있다. 용융물로부터 가공하는 경우, 이들은 다이 또는 캘린더를 포함하는 적용 방법일 수 있다.
용액으로부터의 방법의 경우, 알려진 코팅 작업은 몇 가지 언급하자면, 독터 블레이드, 나이프 또는 노즐을 사용한다.
언급된 필름과 함께 접착제는 -20℃ 내지 +40℃의 통상적인 사용 온도 범위에서 박리함으로써 잔여물 없이 제거되도록 한다.
본 발명의 목적 상 일반적인 표현 "접착 테이프"는 모든 시트형 구조, 예컨대, 2차원적으로 연장된 필름 또는 필름 섹션, 연장된 길이 및 제한된 폭을 지니는 테이프, 및 테이프 섹션 등, 및 또한 끝으로 다이컷 또는 라벨을 포함한다.
접착 테이프는 롤 형태, 다시 말해서, 그 자체 상에 감기는 아르키메데스 나선(Archimedean spiral) 형태로, 또는 달리 실리콘화된 페이퍼 또는 실리콘화된 필름과 같은 이형 물질을 사용하는 접착제 면 상의 라이닝을 갖게 생산될 수 있다.
적합한 이형 물질은 바람직하게는 논린팅 물질(nonlinting material), 예컨대 폴리머 필름 또는 적합한 크기의 장 섬유 페이퍼(long-fiber paper)를 포함한다.
접착 테이프는 특히 1000 내지 30,000 m의 실행 길이를 갖는다.
접착 테이프의 이면에는 아르키메데스 나선을 형성하기 위해 권취된 접착 테이프의 풀림 특성에 유리한 영향을 미치기 위해 그것에 적용되는 이면 바니시가 있을 수 있다. 이러한 목적으로, 이러한 이면 바니시는 실리콘 또는 플루오로실리콘 화합물 및 또한 폴리비닐스테아릴카바메이트, 폴리에틸렌이민스테아릴카바미드 또는 유기 불소 화합물을 점착성(접착 방지) 효과를 갖는 물질로서 구비했을 수 있다.
적합한 이형제는 장쇄 알킬기를 기반으로 하는 계면활성제 기반 이형 시스템, 예컨대 스테아릴 설포석시네이트 또는 스테아릴 설포석시나메이트 뿐만 아니라, 예를 들어, DE 28 45 541 A에 기술된 바와 같은, 폴리비닐스테아릴카바메이트, 폴리에틸렌 이민스테아릴카바미드, C14 내지 C28 지방산의 크롬 착물, 및 스테아릴 코폴리머로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있는 폴리머를 포함한다. 마찬가지로, 퍼플루오르화 알킬기, 실리콘 또는 플루오로실리콘 화합물을 갖는 아크릴 폴리머를 기반으로 하는, 예를 들어 폴리(디메틸실록산)을 기반으로 하는 이형제가 적합하다. 특히 바람직하게는, 이형 층은 실리콘-기반 폴리머를 포함한다. 이형 효과를 갖는 이러한 실리콘 기반 폴리머의 특히 바람직한 예는 폴리우레탄-개질된 및/또는 폴리우레아-개질된 실리콘, 바람직하게는 유기-폴리실록산/폴리우레아/폴리우레탄 블록 코폴리머, 더욱 바람직하게는 EP 1 336 683 B1의 실시예 19에 기재된 것들, 매우 바람직하게는 70%의 실리콘 중량 분율 및 30 mg KOH/g의 산가를 갖는 음이온적으로 안정화된 폴리우레탄-개질된 및 우레아-개질된 실리콘을 포함한다. 폴리우레탄-개질된 및/또는 우레아-개질된 실리콘을 사용하는 효과는 본 발명의 제품이 최적화된 에이징 저항성 및 범용 쓰기 가능성을 최적화된 방출 거동과 결합시킨다는 것이다. 본 발명의 하나의 바람직한 구체예에서, 이형 층은 10 내지 20 wt%, 더욱 바람직하게는 13 내지 18 wt%의 이형-효과 성분을 포함한다.
본 발명의 접착 테이프는 바람직하게는 9 내지 50 mm, 더욱 특히 19 내지 25 mm의 폭으로 사용되며, 이 경우 바람직한 두께는 40 내지 200 ㎛, 바람직하게는 70 내지 180 ㎛, 더욱 바람직하게는 75 내지 120 ㎛이다.
선택된 롤 폭은 통상적으로 10, 15, 19, 25 및 30 mm이다.
도 1은 본 발명의 접착 테이프의 전형적인 구성을 도시한 것이다.
제품은 필름(a) 및 접착제(b)로 이루어진다. 추가로, 접착제와 캐리어 사이의 접착력을 향상시키기 위해 사용되는 프라이머(c)가 또한 있을 수 있고, 이면의 이형제(d)가 또한 사용될 수 있다.
캐리어(a)는 40 내지 150 ㎛의 바람직한 두께를 지니는 일축 배향 폴리프로필렌 필름으로 이루어진다.
접착제(b)는 천연 러버 또는 다른 엘라스토머 및 또한 다양한 수지의 혼합물이며, 임의로 또한 가소제, 충전제 및 에이징 억제제를 포함할 수 있다.
감압 접착제는 용액, 분산물로부터 그리고 또한 용융물로부터 생산 및 가공될 수 있다. 바람직한 생산 및 가공 기술은 용액으로부터 및 또한 용융물로부터 수행된다. 특히 바람직한 것은 용융물로부터 접착제를 제조하는 것이고, 이러한 경우에, 특히 배치식 방법 또는 연속식 방법이 이용될 수 있다. 압출기에 의해 감압 접착제를 연속 제조하는 것이 특히 유리하다.
이렇게 생산된 감압 접착제는 이후 일반적으로 알려져 있는 방법을 사용하여 캐리어에 적용될 수 있다. 용융물로부터 가공하는 경우, 이는 다이 또는 캘린더를 포함하는 적용 방법일 수 있다.
용액으로의 방법의 경우, 알려져 있는 코팅 작업은 몇 가지만 언급하자면 독터 블레이드(doctor blade), 나이프(knife) 또는 노즐을 사용한다.
이종상 PP 코폴리머는 혼입된 EP 상이 저온에서도 물질이 어느 정도의 유연성을 유지하고 PP 호모폴리머 또는 다른 PP 랜덤 코폴리머보다 더 큰 인성을 가질 수 있기 때문에 비교적 저온에서의 적용을 위해 고려된다. 이종상 PP 코폴리머의 약점은 EP 상의 PP 호모폴리머 상에 대한 분명하게 불량한 부착인데, 이는 이들 두 상이 혼화성이 아니고, 이에 따라 서로 함께 존재하기 때문이다. 따라서, 접착 테이프가 벗겨질 때, 가장 약점은 필름내 슈레딩의 결과로, 두 폴리머 상(EP 및 PP-호모) 간의 부착에 있다. 낮은 영(Young)의 탄성률(탄성률, 인장 시험을 통한 결정) 및 높은 에틸렌 분율을 갖는, 이미 EP 상으로 존재하는 EPM을 추가함으로써, 물질의 에틸렌 함량이 증가된다. 따라서, 유리 전이 온도가 더 낮은 온도로 이동되고, 물질은 더 낮은 온도에서 더 높은 인성을 갖는다. 또한, PP-호모 매트릭스의 결정성이 파괴되어 비정질 영역의 비율이 높아져 유연성이 더 커지게 된다. 엘라스토머의 효과는 비정질 상이 기계 방향으로 스트레칭될 때 형성되는 피브릴의 "함께-고착"하는 것 및 필름에서의 결정질 분율을 감소시키는 것이다(비정질 상의 결정화후 감소).
놀랍게도, 본 발명의 필름의 경우에, 특히 차가운 조건 하에서 z 방향으로의 강도 및 섬유 형성이 상당히 개선되고, MOPP 필름에 대해 가장 중요한 특성인, 5% 신장에서의 탄성률 또는 힘의 어떠한 감소 없이 슈레딩이 감소된다.
본 발명의 접착 테이프는 -20℃ 아래의 온도에서 광범위하게 다양한 기재 상에 즉각적인 재탈착력을 나타낸다. 그러나, 다른 한 편으로, 재탈착력은 플러스 온도(+40℃)에서도 지속되는데, 이는 접착제의 응집 실패의 결과로서 잔여물이 관찰되지 않고, 접착제 전사(불량한 접착제 고정)도, 그리고 캐리어 분할도 관찰되지 않음을 의미한다.
캐리어는 공간 내 세 방향 모두에서 충분한 내부 강도를 가지며 저온에서도 높은 임팩트 인성을 갖는다.
개략된 특성들에 기초하여 보면, 접착 테이프는 저온에서도 골판지 박스 품목 및 그 밖의 상품을 번들링하고 펠릿화하기 위한 접착 스트랩핑 테이프로서 우수하게 사용될 수 있다.
게다가, 접착 테이프는 저온에서도 제조업체로부터 판매자로, 그리고 구매자로의 수송 중 프린터 또는 냉장고 상의 문, 플랩(flap) 등과 같은 움직이는 부분의 뛰어난 고정을 위해 사용될 수 있다.
개략된 특성들로 인해, 본 발명의 접착 테이프는 또한 하기 적용에 유리하게 사용될 수 있다:
a) 경화 공정 동안 미끄러짐을 방지하기 위한, 액상 PU 접착제가 경화될 때까지 프레임으로의 삽입 후, 예를 들어, 자동 윈드실드와 같은 상대적으로 큰 부품의 일시적 고정.
b) 저온에서도 무잔여물 재탈착력을 위한 요건으로 금속 코일의 엔드태빙(엔드-플라이 결합).
c) 저온에서도 무잔여물 재탈착력을 위한 요건으로 용기의 일시적 밀봉 또는 표면에 대한 일반 결합.
저온에서 캐리어 분할이 상당히 감소하는 것으로 관찰되며, 또한 접착 테이프가 잔여물 없이 재탈착가능하다.
여기에 기술된 본 발명은 증가된 내부 강도로 인해, 마찬가지로 분할 및 변환 작업에서 섬유 형성을 해결한다.
본 발명은 본 발명에 어떠한 제한을 두고자 하지 않고 다수의 실시예에 의해 하기에서 예시된다.
실시예
중량 "pbw"로 주어지는 모든 정량적 데이터, 분율 및 퍼센트 분율은 중량부를 의미한다.
실험 프로토콜
무수 블렌드를 EPM(바람직한 농도 4 내지 7 wt%)을 갖는 이종상 코폴리머로 제조하고, 단축 압출기(160 내지 240℃의 온도)에 의해 용융시켰다. 용융물은 슬롯 다이를 통해 필름으로 형성시키고, 냉각 롤(60 내지 100℃의 온도)에 내려 놓고 냉각시켰다. 일축 연신 유닛을 사용하여 1:5 내지 1:9(바람직하게는 1:6 내지 1:8)의 연신률로 짧은 스트레칭 갭 공정에서 필름을 배향시켰다.
무수 블렌드는 72 wt%의 에틸렌 함량을 갖고, 또한 1.0 g/10분의 MFI(2.16 kg 로딩 하에 190℃에서 측정됨) 및 1240 MPa의 탄성률을 갖는 에틸렌-프로필렌 코폴리머인, ExxonMobil로부터의 EPM 엘라스토머 Vistalon 722 5 wt%, 및 1.2 g/10분의 MFI(2.16 kg 로딩 하에 230℃에서 측정됨) 및 1240 MPa의 탄성률을 갖는 LyondellBasell로부터의 이종상 PP 코폴리머 Profax SV 258 95 wt%로 이루어졌다. 상기 물질을 180 내지 230℃의 온도에서 단축 압출기에서 용융시키고, 슬롯 다이를 이용하여 평평한 필름으로 형성시키고, 냉각 롤 상에 내려 놓고, 95℃의 온도로 냉각시켰다. 형성된 필름의 두께는 325 ㎛였다. 냉각 후, 필름을 다시 일축 연신 유닛에서 127℃의 온도로 가열하고 1:6.5의 연신률로 짧은 갭으로 배향시키고, 이후 127℃의 온도에서 컨디셔닝시키고, 최종적으로 권취하였다. 따라서 50 ㎛의 최종 필름 두께가 생성되었다.
결과
운송 중 고정에서 필름의 기계적 특성이 가장 중요하다. 매우 연질인 필름은 어떠한 슈레딩을 나타내지 않을 것이지만, 대신 힘을 거의 가하지 않아도 연신률이 매우 높을 것이다. 이는 운송 중 힘이 발생하면 필름이 스트레칭할 것임을 의미한다. 따라서, 접착 테이프는 운송되는 제품을 함께 고정시키는 대신 "느슨해"질 것이다.
표 1 : 다양한 MOPP 필름의 기계적 특성 및 슈레딩 결과
Figure pct00001
표 1에서 알 수 있는 바와 같이, Vistalon 722의 첨가는 순수한 이종상 코폴리머에 비해 기계적 특성을 단지 약간 낮춘다. 그러나, 5 wt%의 농도에서, 필름은 슈레딩 시험을 통과한다. Vistalon의 10 wt% 농도는 Vistalon의 5 wt%보다 더 유리하지 않으므로, 대략 5wt%의 농도가 바람직하다. 천연 러버 접착제가 제공된 tesa® 64294 접착 테이프에서 비교 목적으로 조사된 MOPP 필름은 힘 수용력이 상당히 더 낮다. 또한, 필름은 슈레딩 시험에 실패하였다.
시험 방법
23 ± 1℃ 및 50 ± 5%의 상대 습도의 시험 조건하에서 측정을 수행하였다(달리 지시되지 않는 한).
슈레딩
필름을 2주 동안 에이징시킨 후, 표면 에너지를 증가시키고, 이에 따라 d/s 접착 테이프에 대한 고정을 증가시키기 위해 30m/분의 속도로 60.7W* 분/m2의 코로나 선량으로 전처리하였다. 필름을 적합한 접착 테이프, 예를 들어 tesa® 61795 PV40 또는 tesa® 4965 PV0에 라미네이션시키고, 20mm 폭의 스트립을 형성하도록 잘라냈다. tesafix® 4965는 아크릴레이트 접착제를 지닌 양면 접착 투명 폴리에스테르 테이프이다.
tesa®4965의 특성은 다음과 같다:
● 캐리어 물질: PET 필름
● 두께: 205.00 ㎛
● 접착제: 개질된 아크릴레이트
● 파단 신율: 50.00%
● 인열력(tearing force): 20.00 N
● 강철에 대한 박리 접착력(초기): 11.50 N/cm
● ABS에 대한 박리 접착력(초기): 10.30 N/cm
● 알루미늄에 대한 박리 접착력(초기): 9.20 N/cm
● PC에 대한 박리 접착력(초기): 12.60 N/cm
● PE에 대한 박리 접착력(초기): 5.80 N/cm
● PET에 대한 박리 접착력(초기): 9.20 N/cm
● PP에 대한 박리 접착력(초기): 6.80 N/cm
● PS에 대한 박리 접착력(초기): 10.60 N/cm
● PVC에 대한 박리 접착력(초기): 8.70 N/cm
이어서, 이들 어셈블리를 에탄올로 세정된 ABS 시험판에 부착시키고, 24 시간 동안 실온에서 저장하였다. 이어서, 필름을 3개의 상이한 속도 및 각도로, 즉 90°로 느리게, 180°로 느리게, 그리고 이후 180°로 빠르게, 양면 접착 테이프로부터 수동 제거하였다. 이 시험은 마찬가지로 -20℃에서 24 시간 동안 저장한 후에 수행하였다. 필름을 벗겨낸 후 접착제 상에 필름의 잔여물이 남아 있지 않으면 시험을 통과하는 것이다.
인장 시험 및 탄성률
DIN ISO 527에 따라: 인장 시험기에서 폭 15mm의 필름 스트립을 100 mm의 클램핑 조 간격으로 클램핑하였다. 인장 시험은 300mm/분의 속도에서 인열점까지 수행하였다. 최대 인장력 Fmax 및 5% 신장에서의 힘(F5%)을 측정 곡선으로부터 확인하였다. 값은 N/mm2로 보고되며, 이는 측정값이 필름 두께로 표준화되었음을 의미한다. 탄성률은 DIN ISO 527에 따라 낮은 신장에서 힘-신장 곡선으로부터 확인된다.
결정화도
결정화도를 Schubnell, M.의 논문("Determination of the crystallinity for polymers from DSC measurements"; Mettler Toledo Deutschland; de.mt.com; USERCOM vol.　1, 2001, pages　12 to 13)에 기술된 바와 같은 방법에 의해 결정하였다. 이 경우, 100% 결정질 호모-PP의 융합 엔탈피에 대해 207 J/g의 값(문헌 값)을 가정하여, 1차 가열 곡선의 자유 엔탈피로부터 명시적으로 10 K/분의 가열 속도로 DSC 측정에 의해 결정화도를 확인하였다.
박리 접착력
박리 접착력의 결정(AFERA 5001에 따름)을 다음과 같이 수행하였다: 사용되는 지정된 기재는 2 mm의 두께를 갖는 아연도금 강철 시트(Rocholl GmbH로부터 입수됨)이었다. 시험 하의 결합가능한 시트유사 구성요소를 핸들링 섹션(handling section)이 제공된 20 mm 폭 및 약 25 cm의 길이로 절단한 직후, 선택된 기재 상으로 4 kg 강철 롤러를 이용하여 10 m/분의 진행 속도로 5회 가압하였다. 그 직후, 결합가능한 시트유사 구성요소를 속도 v = 300 mm/분으로 인장 시험 기기(Zwick로부터의)를 이용하여 기재로부터 180°의 각도로 벗겨 내고, 실온에서 이를 달성하는데 필요한 힘을 기록하였다. 측정된 값(N/cm)을 3회의 개별적인 측정의 평균으로서 얻었다.
용융 지수( MFI )
용융 지수(MFR)를 ISO 1133에 따라 측정하였다. 폴리에틸렌의 대해, 190℃에서, 그리고 2.16 kg의 중량으로, 폴리프로필렌에 대해, 230℃의 온도 및 2.16 kg의 중량에서 측정하였다.
굴곡 탄성률(flexural modulus)(굽힘 탄성률)
시험은 ASTM D 790 A(2% 시컨트(secant)), 즉 절차 A(또한 ASTM의 섹션 1 참조)에 따라 치수 0.125" × 0.5" × 5.0"(3.2 mm × 12.7 mm × 125 mm)를 갖는, 굴곡 탄성률을 측정하기 위한 시험 표본으로 수행하였다.
결정립 융점
코폴리머, 경질 블록 및 연질 블록, 및 경화되지 않은 반응성 수지의 결정립 융점을 DIN 53765:1994 03에 따라 시차 주사 열량계(DSC)를 통해 열량측정으로 결정하였다. 가열 곡선을 10 K/분의 가열 속도로 실행하였다. 시편을 천공된 뚜껑 및 질소 분위기를 갖는 Al 도가니에서 측정하였다. 제2 가열 곡선에 대한 평가를 수행하였다. 비정질 물질의 경우에 유리 전이 온도가 발생하고, (반)결정질 물질의 경우에 용융 온도가 발생하였다. 유리 전이는 써모그램(thermogram)에서 한 단계로서 인식될 수 있다. 유리 전이 온도를 이 단계의 중심점으로서 평가하였다. 용융 온도는 써모그램에서 피크로서 인식될 수 있다. 기록된 용융 온도는 최대 열 변화가 발생하는 온도이다.
밀도
밀도를 ASTM D 792에 따라 측정하였다.
분자량 결정
중량 평균 분자량(Mw)의 분자량을 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 결정하였다. 사용된 용리제는 0.1 vol%의 트리플루오로아세트산을 함유한 THF(테트라하이드로푸란)이었다. 25℃에서 측정하였다. 사용된 예비 컬럼은 PSS SDV, 5 μ, 103 Å, ID 8.0 mm × 50 mm였다. PSS SDV, 5 μ, 103 및 또한 105 및 106, 각각 ID 8.0 mm × 300 mm 컬럼을 사용하여 분리를 수행하였다. 샘플 농도는 4 g/l였고, 유속은 분당 1.0 ml였다. 측정은 PMMA 표준에 대해 이루어졌다.

Claims (16)

  1. 적어도 한 면 상에 적용된 접착제를 지닌 필름을 포함하는 캐리어를 갖는 접착 테이프로서,
    상기 필름이, 적어도 95 wt%, 바람직하게는 99 wt%, 더욱 바람직하게는 100 wt% 정도의, 상이한 상을 갖고 성분
    i) 성분 i) 및 ii)의 총 중량을 기준으로 하여, 80 내지 99 wt%, 바람직하게는 93 내지 96 wt%의, 프로필렌 호모폴리머 및 추가로 바람직하게는, 에틸렌 또는 C4 내지 C10 α-올레핀으로부터 선택되는 코모노머를 갖고, 프로필렌 폴리머 매트릭스의 코모노머 함량은 15 wt% 이하인, 바람직하게는 랜덤 프로필렌 코폴리머를 포함하는, 프로필렌 폴리머 매트릭스;
    ii) 성분 i) 및 ii)의 총 중량을 기준으로 하여, 1 내지 20 wt%, 바람직하게는 4 내지 7 wt%의, 에틸렌 함량이 50 내지 90 wt%인 에틸렌-프로필렌 코폴리머 형태의 엘라스토머
    를 포함하는 프로필렌 폴리머 조성물로 이루어진 일축 배향된 필름인, 접착 테이프.
  2. 제1항에 있어서,
    프로필렌 폴리머 조성물이 성분 i) 및 ii)로만 이루어짐을 특징으로 하는, 접착 테이프.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    성분 i)에서 프로필렌 호모폴리머 및 프로필렌 코폴리머의 분율이
    70 내지 99 wt% 프로필렌 호모폴리머 및
    1 내지 30 wt% 프로필렌 코폴리머로 분포됨을 특징으로 하는, 접착 테이프.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    프로필렌 폴리머 매트릭스가 0.5 내지 10 g/10분의 용융 흐름 지수(MFI)(230℃에서, 그리고 2.16 kg의 중량 하에 ISO 1133에 따라 측정됨) 및 또한 1000 내지 1300 MPa의 탄성률을 가짐을 특징으로 하는, 접착 테이프.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    폴리프로필렌 호모폴리머가 그 폴리머 만이 폴리프로필렌인 과립을 포함함을 특징으로 하는, 접착 테이프.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    에틸렌이 0.9:1 내지 1.1:1의 에틸렌-프로필렌 비로, 프로필렌 코폴리머에서 코모노머로서 선택됨을 특징으로 하는, 접착 테이프.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    에틸렌-프로필렌 코폴리머 형태의 엘라스토머에서 에틸렌 함량이 55 내지 80 wt%, 더욱 바람직하게는 65 내지 75 wt%임을 특징으로 하는, 접착 테이프.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    엘라스토머의 융점(DSC)이 70℃ 미만임을 특징으로 하는, 접착 테이프.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    성분 ii)의 결정도가 0.1임을 특징으로 하는, 접착 테이프.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    세로 방향으로 압출된 일차 필름의 배향시 연신 비율이 1:5 내지 1:9, 바람직하게는 1:6 내지 1:8임을 특징으로 하는, 접착 테이프.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    배향 후 필름 두께가 40 내지 150　㎛, 바람직하게는 50 내지 100　㎛임을 특징으로 하는, 접착 테이프.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    접착제가 천연 러버 또는 천연 러버와 합성 러버의 임의의 요망하는 블렌드의 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는, 접착 테이프.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    사용되는 점착부여 수지가 수소화된, 부분-수소화된 또는 비수소화된 탄화수소 수지, 테르펜-페놀 및 로진 에스테르를 기반으로 한 수지임을 특징으로 하는, 접착 테이프.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    접착제가 적어도 하나의 UV 안정제 및/또는 다른 블렌딩 성분, 더욱 특히, 가소제, 에이징 억제제, 가공 보조제, 충전제, 염료, 형광 증백제, 안정제, 말단블록 강화 수지를 포함함을 특징으로 하는, 접착 테이프.
  15. 프린터, 복사기, 가전 제품, 예컨대 냉장고 및 냉동고, 전기 및 가스 오븐 및 가구에 움직일 수 있는 부분을 고정시키기 위한 접착 고정 테이프로서의 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 접착 테이프의 용도.
  16. 골판지 박스 품목 및 기타 상품을 번들링하고, 펠릿화하기 위한 접착 스트랩핑 테이프로서의 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 접착 테이프의 용도.
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