KR20230017803A - 폴리올레핀계 핫멜트 접착제에서의 수소처리된 합성 피셔-트롭슈-왁스의 용도 - Google Patents
폴리올레핀계 핫멜트 접착제에서의 수소처리된 합성 피셔-트롭슈-왁스의 용도 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 폴리올레핀계 핫멜트 접착제 조성물에서의 수소처리된 합성 피셔-트롭쉬 왁스의 용도에 관한 것이며, 여기서, 수소처리된 합성 피셔-트롭슈 왁스는 폴리올레핀계 핫멜트 접착제 조성물에서의 색상 열화를 완화시키고, 1.02 내지 1.06의 다분산도에 의해 특징지어진다.
Description
본 발명은 폴리올레핀계 핫멜트 접착제 조성물에서의 수소처리된 합성 피셔-트롭슈 왁스(Fischer-Tropsch waxes)의 용도에 관한 것이며, 여기서 수소처리된 합성 피셔-트롭슈 왁스는 폴리올레핀계 핫멜트 접착제 조성물에서의 색상 열화를 완화시키고, 1.02 내지 1.06의 다분산도에 의해 특징지어진다.
접착제는, 통상적으로, 두 개의 개별 항목들("피접착물들")의 한 표면, 또는 두 표면들 상에 도포되는 물질로서, 두 항목들 사이에 접착성 결합(adhesive bond)을 형성하여 두 항목들을 함께 결합시키고 이들의 분리에 저항하는 물질이다. "접착제(adhesive)"라는 단어와 연관되어 접착성(adhesive)이라는 표현이 사용될 수 있는데, 이는, 특정 접착제의 물리적 또는 화학적 형태, 결합되는 재료들의 유형, 또는 접착제가 도포되는 조건에 기초하는 특성들을 기술한다.
핫멜트 접착제(HMA)("핫 멜트(hot melts)")는 접착제의 한 유형이며, 100% 비휘발성 고체 열가소성 수지이다. 도포하는 동안 핫멜트 접착제는 전형적으로 65 내지 180 ℃ 범위의 용융 상태의 승온에서 접합될 기재들 중 적어도 하나의 기재에 도포되고, 다른 기재(들)과 접촉하고 난 후, 냉각시 응고된다. 결과적으로, 이들 기재들 사이에 강한 결합을 형성한다. 이 거의 즉각적인 결합으로 인해 핫멜트 접착제는 자동화 작업에 탁월한 후보가 된다. 이들 중에서도, 이러한 핫멜트 접착제의 가장 통상적인 응용 분야 중 하나는 포장재(packaging materials)의 결합을 포함한다. 통상적인 핫멜트 접착제는 베이스 폴리머(들), 희석 왁스(들) 또는 오일(들), 점착부여제(들), 안정화제들 및 선택적(optional) 충전제(들)로 구성된다.
베이스 폴리머는 시스템의 분자 중추(molecular backbone)이며, 고유한 강도와 내화학성 및 도포 특성을 제공하는 데 사용된다. 오일과 왁스는 점도와 고화 시간을 조절하는 데 사용된다. 점착부여제는 초기 접착력을 향상시키고 베이스 폴리머를 개질하기 위해 추가된다.
충전제는 용융 점도, 열 팽창 계수, 고화 시간, 등과 같은 특정 성질들을 미세 조정하는 데 사용된다.
에틸렌-비닐 아세테이트-폴리머계 핫멜트는 사용이 간편하고 결합할 수 있는 광범위한 일반 재료들때문에 공예품에 특히 인기가 있다.
스티렌계 블록 코폴리머들은 이중적인 특성, 즉, 다른 상(phase)의 고무 거동과 관련된 스티렌 상(styrenic phase)의 응집력으로 인해, 통상적으로 핫멜트 접착제에 사용된다.
최근 메탈로센계 및/또는 비결정질 폴리올레핀 핫멜트의 사용이 증가하였다. 이들은 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 비극성 기재들에 잘 접착되지만, 통상적으로 극성 표면들에는 권장되지 않는다. 또한, 이들은 우수한 장벽 특성, 즉, 낮은 수분 및 수증기 투과성, 및 극성 용매 및 산, 염기, 에스테르 및 알코올을 포함한 용액에 대한 우수한 내화학성을 가지고 있지만, 알칸, 에테르, 및 오일과 같은 비극성 용매에 대해서는 보통의 내열성과 열악한 내화학성만 있다. 이들은 다양한 용융 점도, 경도, 연화점, 표면 점착성, 및 개방 시간(open times)을 갖도록 제형화될 수 있다. EVA 및 폴리아미드 핫멜트 접착제와 비교할 때, 폴리올레핀계는 부품들의 배치를 위한 연장된 개방 시간을 갖는다. 또한, 유사한 EVA보다 용융 점도가 더 낮고 고화 시간이 더 느리다. 이들은 젤과 숯(char) 형성을 줄이고 무취이며 무색이다. 일부 폴리올레핀은 첨가제 없이 사용할 수 있지만, 종종 점착부여제, 왁스, 및 가소제(미네랄 오일, 폴리부텐 오일)와 컴파운딩된다. 이들은 많은 비극성 용매들 및 핫몰드 첨가제(hot mold additives)와 양립가능하다. 통상적인 폴리올레핀에는 비결정질(아택틱(atactic)) 프로필렌(APP), 비결정질 프로필렌-에틸렌(APE), 비결정질 프로필렌-부틸렌(APB), 비결정질 프로필렌-헥실렌(APH), 비결정질 프로필렌-에틸렌-부틸렌이 포함된다. 이들 폴리올레핀은 서로 다른 경도 및 연화점을 가지며, 결정도가 감소함에 따라, APP > APE > APB > APH의 순서로 감소한다. 모든 폴리올레핀은 낮은 응집 에너지 및 낮은 얽힘 중량(entanglement weight)을 갖는다. 폴리머 사슬은 다소 유연하여, 폴리올레핀과 낮은 표면 에너지 기재들 사이의 경계면에 걸쳐서 우수한 상호 확산(interdiffusion) 및 얽힘(entanglement)을 제공한다. 기계적 하중 하에서, 대부분의 스트레인(strain)은 폴리머 사슬의 변형(deformation) 및 풀림(disentanglement)에 의해 소산된다. 따라서, 높은 박리 에너지를 갖는 응집 파손(cohesive failure)은 폴리올레핀의 전형적인 파손 모드이다.
폴리올레핀계 핫멜트는 포장 및 부직포 산업(여성 위생용품, 기저귀, 등)에서 널리 사용된다. 종이, (올레핀) 플라스틱 필름 및 금속 포일을 다양한 기재들에 접착하는 데 적합하다.
습기 및 화학물질에 대해 저항하고 일반 폴리올레핀 하우징 및 부품과 같은 접착하기 어려운 플라스틱에 접착되는 능력으로 인해, 가전 제품, 자동차, 및 제품 조립 산업에서도 많은 응용 분야를 찾는다. 가장 통상적인 폴리올레핀은 폴리프로필렌이다. 작동 온도는 -30 ℃ 내지 110 ℃이다.
적합한 상업적 프로필렌 폴리머는 다양한 상표명으로 입수가능하며, ExxonMobil Chemical Company(Houston, TX)로부터의 VISTAMAXX 상표명 시리즈, 예를 들어, VISTAMAXX 8880 프로필렌-에틸렌 코폴리머를 포함한다. 적합한 상업용 에틸렌 알파-올레핀 코폴리머들은 다양한 상표명으로도 또한 입수 가능하며, LyondellBasell의 KOATTRO 상표명 시리즈, 예를 들어, KOATTRO PB M 0600M 폴리부텐-1-에틸렌 코폴리머; 및 The Dow Chemical Company의 AFFINITY 상표명 시리즈, 예를 들어, AFFINITY GA 1950 에틸렌-옥텐 코폴리머;를 포함한다.
적합한 부류의 점착부여제는: 방향족, 지방족 및 지환족 탄화수소 수지, 혼합된 방향족 및 지방족 개질된 탄화수소 수지, 방향족 개질된 지방족 탄화수소 수지, 및 이들의 수소처리된 버전; 테르펜, 개질된 테르펜 및 이들의 수소처리된 버전; 천연 로진, 개질된 로진, 로진 에스테르, 및 이들의 수소처리된 버전; 낮은 분자량 폴리락트산; 및 이들의 조합들;을 포함한다.
유용한 점착부여제는 다양한 상표명으로 상업적으로 입수 가능하며, ExxonMobil Chemical Company(Houston, Tex.)로부터의 ESCOREZ 상표명 시리즈, 예를 들어, ESCOREZ 1310LC, ESCOREZ 5400, ESCOREZ 5637, ESCOREZ 5415, ESCOREZ 5600, ESCOREZ 5615 및 ESCOREZ 5690; Eastman Chemical Company(Kingsport, Tenn.)로부터의 EASTOTAC 상표명 시리즈, 예를 들어, EASTOTAC H-100R, EASTOTAC H-100L, 및 EASTOTAC H130W; Cray Valley HSC(Exton, Pa.)로부터의 WINGTACK 상표명 시리즈, 예를 들어, WINGTACK 86, WINGTACK EXTRA 및 WINGTACK 95; Eastman Chemical Company(Kingsport, Tenn.)로부터의 PICCOTAC 상표명 시리즈, 예를 들어, PICCOTAC 8095 및 1115; Arkawa Europe GmbH(독일)로부터의 ARKON 시리즈 상표명, 예를 들어, ARKON P-125; Eastman Chemical Company로부터의 REGALITE 및 REGALREZ 상표명 시리즈, 예를 들어, REGALITE R1 125 및 REGALREZ 1126; 및 Resinall Corp(Severn, NC)의 상품명 RESINALL 시리즈, 예를 들어, RESINALL R1030;을 포함한다.
핫멜트 접착제는 가공 오일과 같은 가소제를 더 함유할 수 있다. 가공 오일은, 예를 들어, 미네랄 오일, 나프텐계 오일, 파라핀계 오일, 방향족 오일, 피마자유, 평지씨(rape seed)유, 트리글리세라이드 오일, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 당해 기술분야의 통상의 기술자가 이해할 수 있는 바와 같이, 가공 오일은 또한, 증량제 오일(extender oils)을 포함할 수 있으며, 이것은 접착제에 통상적으로 사용된다. 접착제에 오일을 사용하는 것은, 접착제가 테이프 또는 라벨을 생산하기 위한 압력 민감 접착제(pressure-sensitive adhesive)로 사용되거나 또는 부직포 물품들을 접착하기 위한 접착제로서 사용되는 경우, 바람직할 수 있다. 특정 구현예들에서, 접착제는 어떠한 가공 오일도 포함하지 않을 수 있다.
추가의 첨가제들, 예를 들어, 산화방지제, 안정화제, 가소제, 접착 촉진제, 자외선 안정화제, 유동 개질제(rheology modifiers), 부식 방지제, 착색제(예를 들어, 안료 및 염료), 난연제, 핵형성제, 또는 충전제(예를 들어, 카본 블랙, 칼슘 카보네이트, 티타늄 옥사이드, 아연 옥사이드, 또는 이들의 조합)가 또한, 존재할 수 있다.
유용한 산화방지제는, 예를 들어, 펜타에리트리톨 테트라키스[3,(3,5-디-터트-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트], 2,2'-메틸렌 비스(4-메틸-6-터트-부틸페놀), 포스파이트(예를 들어, 트리스-(p-노닐페닐)-포스파이트(TNPP) 및 비스(2,4-디-터트-부틸페닐)4,4'-디페닐렌-디포스포나이트) 포함), 디-스테아릴-3,3'-티오디프로피오네이트(DST-DP), 및 이들의 조합을 포함한다. 유용한 산화방지제들은 다양한 상표명으로 상업적으로 입수가능하며, 예를 들어, BASF Corporation(Florham Park, NJ)으로부터 입수가능한 IRGANOX 상표명 시리즈, 예를 들어, IRGANOX 1010, IRGANOX 565, 및 IRGANOX 1076 힌더드 페놀 산화방지제, 및 IRGAFOS 168 포스파이트 산화방지제; 및 Albemarle Corporation(Baton Rouge, Louisiana)으로부터 입수가능한 ETHYL 702 4,4'-메틸렌 비스(2,6-디-터트-부틸페놀);을 포함한다.
왁스는 핫멜트 접착제에서 핵형성제(nucleating agents), 희석제 또는 점도 감소제로서 사용할 수 있다.
핵형성제로서, 왁스는 HMA에서 폴리머 재료의 파단 연신율을 향상시킨다. 희석제 왁스는 습윤을 촉진하고 접착제 제형의 (용융)점도를 감소시켜, 비용을 절감하고, 접착제 도포 속도를 제어할 수 있다. 유연성의 향상과 더불어, 점도 저하에 의한 습윤성(wettability) 향상의 관점에서, 왁스의 함량이 결정적이다.
통상적으로 왁스는, 40 ℃ 초과의 액적 용융점(drop melting point)을 갖는, 약간의 압력으로 광택을 낼 수 있는, 20 ℃에서 반죽할 수 있거나 부서지기 어렵고 투명하거나 불투명한, 분해 없이 40 ℃ 초과에서 용융되는, 전형적으로는 50 내지 90 ℃에서 용융되는, 예외적인 경우에는 최대 200 ℃에서 용융되는, 페이스트 또는 젤을 형성하는, 또한 열과 전기의 열악한 전도체인 화학 조성물인 것으로 대략적으로 정의된다.
왁스는 원천과 같은 다양한 기준에 따라 분류될 수 있다. 여기서, 왁스는 천연 왁스와 합성 왁스의 두 가지 주요 그룹으로 나뉠 수 있다. 천연 왁스는 화석 왁스(예를 들어, 석유 왁스)와 비화석 왁스(예를 들어, 동물성 및 식물성 왁스)로 더 나뉠 수 있다. 석유계 왁스는 거대결정성 왁스(파라핀 왁스)와 미세결정성 왁스(마이크로왁스)로 나뉜다. 합성 왁스는 부분 합성 왁스(예를 들어, 아미드 왁스)와 완전 합성 왁스(예를 들어, 폴리올레핀 왁스 및 피셔-트롭슈 왁스)로 나뉠 수 있다.
파라핀 왁스는 석유 원천으로부터 유래한다. 그것들은 깨끗하고 냄새가 없으며 식품 접촉을 위해 정제될 수 있다. 그것들은 (주로) n-알칸 및 iso-알칸뿐만 아니라 일부 시클로-알칸의 범위를 포함한다. 미가공 또는 미정제 파라핀 왁스(슬랙 왁스)에는 많은 수의 단쇄 알칸("오일")이 있으며, 이것은 추가적으로 정제할 때 제거된다. 파라핀 왁스의 다양한 분포와 품질을 얻을 수 있다. 정제에는 탈유(deoiling), 증류 및 수소처리가 포함될 수 있다.
합성가스(CO 및 H2)의 알칸으로의 촉매화된 피셔-트롭슈 합성으로부터 유래하는 합성 피셔-트롭슈 왁스 또는 탄화수소는, 주로 n-알칸, 작은 수의 분지형 알칸을 포함하고, 기본적으로 사이클로 알칸 또는 예를 들어, 황 또는 질소와 같은 불순물을 포함하지 않는다. 그 대가로, 올레핀 및 함산소물(oxygenate)(즉, 산소화된 탄화수소(oxidized hydrocarbon), 예를 들어, 알코올, 에스테르, 케톤 및/또는 알데하이드)의 수(number)가 석유계 왁스와 다르고 더 높을 수 있다. 피셔-트롭슈 왁스는, 예를 들어, 함산소물의 양을 제거하기 위해 추가적으로 정제될 수도 있다. 여기에는 탈유, 증류 및 수소처리도 또한 포함될 수 있다.
피셔-트롭슈 왁스의 수소처리는 왁스 수소처리 기술 분야의 통상의 기술자에게 공지된 임의의 적합한 기술을 사용하여 촉매적으로 수행될 수 있다. 전형적으로, FT-왁스는 약 30 내지 약 70 bar, 예를 들어, 약 50 bar의 절대 압력 및 약 150 내지 약 250 ℃, 예를 들어, 약 220 ℃의 승온에서, 예를 들어, 1 Horn Street, Chloorkop, 1624, South Africa의 Sued-Chemie SA(Pty) Ltd로부터 입수가능한 NiSat 310과 같은 니켈-촉매의 존재 하에, 수소를 사용하여 수소처리된다.
FT-왁스의 수소처리는 산소를 함유한 알코올 또는 다른 화합물들과 같은 불순물, 및 올레핀과 같은 불포화 탄화수소가 수소와의 촉매 반응에 의해 알칸으로 전환되는 공정으로 이해되어야 한다. 여기에는 수소화 이성질체화(hydroisomerization) 또는 수소첨가분해와 같은 분해 반응이 포함되지 않으므로, 사슬 길이 분포 및 선형 분자에 대한 분지형의 비율이 변경되지 않는다.
피셔-트롭슈 왁스는 통상적으로, 낮은 용융점(응고점(congealing point) 20 내지 45 ℃), 중간 용융점(응고점 45 내지 75 ℃), 및 높은 용융점(응고점 75 내지 110 ℃)으로 분류될 수 있다.
합성 왁스의 또 다른 원천은 올레핀계 모노머의 올리고머화/중합에서 얻은 생산물이며, 가능하게는 수소화 반응이 뒤따를 수 있다.
피셔-트롭슈 왁스는 주로 탄화수소를 포함하는 위의 정의에 따른 왁스이다. 탄화수소는 탄소 및 수소 원자만으로 구성된 분자이다. 달리 언급하지 않는 한, n- 또는 선형은 선형 및 지방족을 의미하고, i-, 이소- 또는 분지형은 분지형 및 지방족을 의미한다.
피셔-트롭슈 왁스에서 탄소 사슬 길이 분포 및 선형 알칸에 대한 분지형의 비율은 European Wax Federation (EWF)의 가스 크로마토그래피에 의한 탄화수소 왁스 분석을 위한 표준 시험 방법(EWF 방법 001/03)에 따라 고온 가스 크로마토그래피에 의해 측정될 수 있다. GC 데이터는 또한, 왁스의 다분산도(ÐM = Mw/Mn)를 결정하는 데 사용될 수 있으며, 이는 왁스 알칸의 수 평균에 대한 중량 평균의 비율로부터 계산되고, 분자량 분포의 폭을 반영한다. 이 숫자가 작을수록 분자량 분포가 좁다. 완전히 균질한 (왁스) 폴리머는 이론적으로 다분산도가 1이다.
통상적으로, 왁스는 핫멜트 접착제 제형에서 20 내지 30% 수준으로 포함되며, 왁스 함량에 의해 영향을 받는 특성은 블로킹 특성, 연화점 및 개방 시간이다. 고온 특성과 더 큰 응집력에 기여하기 때문에, 높은 녹는점의 미세결정성(microcrystalline) 왁스(녹는 점 90 ℃) 및 합성 왁스(녹는점 75 내지 110 ℃)가 사용된다. 높은 녹는점 파라핀 왁스(녹는점 65 내지 70 ℃)는, 낮은 비용뿐만 아니라 장벽(barrier), 블로킹 방지(anti-blocking) 및 열 밀봉 특성들 때문에 핫멜트 코팅에 광범위하게 사용된다.
폴리올레핀계 HMA에 사용되는 경우, 예를 들어, Sasol Wax GmbH(Hamburg, Germany) 또는 Sasol South Africa Limited(Sasolburg, South Africa)로부터 얻을 수 있는 SASOLWAX H1, SASOLWAX C105/H105 및/또는 SASOLWAX C80/C80M(C80M은 C80의 미수소처리된 버전임)과 같은 피셔-트롭슈 왁스가, 짧은 고화 시간(set times), 높은 분할 온도(cleavage temperature), 매우 큰 SAFT 값 및 PAFT 값을 제공한다. SARAWAX SX105는 Shell로부터의 Fischer-Tropsch 왁스이다.
고화 시간은 두 개 이상의 기재들이 접착제로 결합될 때 만족스러운 결합을 형성하는 데 걸리는 시간이다. 고화 시간은 170 ℃에서 ITW Dynatec 접착제 시험 장치에서 측정될 수 있다. 고화 시간은 0.1 초의 개방 시간과 25 rpm의 펌프 속도에서 일정한 힘을 가할 때 가압 시간을 달리하여 측정된다. 용지 차이 및 환경 조건을 보상하기 위해, 이 힘은 표준에 대한 벤치마킹을 통해 매일 결정된다. 고화 시간은 단일 플루트 골판지(single fluted corrugated board) 사용 시 섬유가 50% 찢어지는(50% fibre tear) 가압 시간과 동일하다.
분할 온도(cleavage temperature)는, 오븐에서 40 ℃의 초기 온도(20분 동안 일정하게 유지됨), 12 ℃/시간의 온도 증가 및 100 g의 중량을 시편에 부착한 상태에서, US20090203847에 기술된 방법에 기초하여 측정될 수 있다. 분할 온도는 샘플 결합이 실패할 때 기록되는 오븐 온도이며, 샘플의 내열성을 나타낸다. 시편들은 접착성 비드를 170 ℃에서 단일 플루트 골판지에 도포하여 제조된다. 접착제를 도포한 후, 즉시 다른 골판지 조각을 접착 비드 위에 놓고 그 위에 100 g의 무게로 놓는다. 결합은 시험하기 전에 최소 24 시간동안 그대로 둔다.
SAFT(shear adhesion fail temperature: 전단 접착 실패 온도)는 40 ℃의 초기 온도(25분 동안 일정하게 유지), 30 ℃/시간의 온도 증가 및 500 g의 중량을 시편에 부착한 상태에서 ASTM D 4498에 따라 측정된다. 크래프트 종이(Kraft paper) 시편은 200 N의 압축력, 0.1 초의 개방 시간, 고화 시간 + 1 초와 동일한 가압 시간 및 15 rpm의 펌프 속도를 사용하여, ITW Dynatec 접착제 시험 장치에 의해 제조된다.
PAFT(peel adhesion fail temperature: 박리 접착 실패 온도)는 초기 온도 40 ℃(25분 동안 일정하게 유지), 30 ℃/시간의 온도 증가 및 100 g의 중량을 시편에 부착한 상태에서 ASTM D 4498의 변형을 기반으로 측정된다. 크래프트 종이 시편은 200 N의 압축력, 0.1 초의 개방 시간, 고화 시간 + 1 초와 동일한 가압 시간 및 15 rpm의 펌프 속도를 사용하여, ITW Dynatec 접착제 시험 장치에 의해 제조된다.
그러나, 다른 유기 재료들과 마찬가지로, 왁스는 자연산화되기 쉽고, 시간이 지남에 따라 원래의 성질을 잃게 될 것이다. 이로 인해 왁스를 단독으로 또는 폴리머와 함께 색상 열화가 발생할 수 있다. 통상적으로 이러한 영향은 더 높은 온도(예를 들어, 170 ℃에서 4일 동안)에서 열 에이징에 의해 확인된다.
고온에서 열분해하는 동안 탄화수소 왁스에서 발생하는 전형적인 화학적 과정은 라디칼 사슬 메커니즘을 기반으로 하며, 즉, 자유 라디칼은 탄화수소 사슬과 반응하여 사슬을 끊고 더 짧은 사슬들 및/또는 불포화 사슬들을 형성하며, 이는 다시 산소와 반응하여 함산소물을 형성할 수 있으며, 이는 대부분 색상 열화 및/또는 냄새의 원인이 된다.
왁스를 포함한 석유계 제품의 색상은 종종 표준 ASTM D 156에 정의된 세이볼트 색상 척도(Saybolt color scale)에 따라 결정된다. 척도의 범위는 +30(가장 밝은 등급)에서 -16(가장 어두운 등급)까지이다. 피셔-트롭슈 왁스는 전형적으로 0 내지 +30의 세이볼트 색상을 갖는 반면, 수소처리는 전형적으로 +26 내지 +30까지 이 숫자를 증가시킨다.
핫멜트 접착제에서, 색상은 종종, 황색 색상의 색조(shade)를 측정하는, 1차원 가드너 척도(ASTM D 1544)에 따라 등급이 매겨지지만, 이는 투명한 액체에 대해서만 사용할 수 있으며, 이는 접착제가 용융 형태에 있어야 함을 의미하고, 매우 정확하지 않는다.
색상을 결정하는 다른 방법, 특히 핫멜트 접착제 조성물의 색상 열화에 관한 경우, 예를 들어, CIELab 값의 측정(ASTM D 2244)이 폴리머 산업에서 알려져 있다. 또한, 이것은 인간 시각의 주관적인 색상 및 밝기 인식과 더 관련이 있다. 이 방법의 경우, 관련된 시편의 사진을 디지털 카메라로 만들고, 디지털 이미지의 sRGB 색상은, ImageJ 또는 Adobe Photoshop과 같은 적합한 소프트웨어를 사용하여 CIELab 값으로 변환될 수 있다. 이것은 다음의 값들을 제공한다: 시편의 밝기에 대한 L, 녹색 및 마젠타 색상에 대한 a, 황색 및 청색에 대한 b; 이때, L은 가장 어두운 흑색의 경우 0이고, 가장 밝은 백색의 경우 100이다. 이 값들은 오븐에서 특정 온도(예를 들어, 170 ℃)에서 시간 경과에 따른 핫멜트 접착제 샘플의 색상 열화를 플롯하는 데 사용할 수 있다. 이를 위해, 시편의 상대적인 색상 인식 변화(relative color perception change)는, 아래의 수학식 1에 기초하여 구분된 시간 지점들에서 계산되고, 시간 경과에 따라 플로팅된다. 이 플로팅된 데이터의 선형 피팅의 구배로부터, 해당 시편의 평균 선형 색상 열화 속도(average linear color degradation rate)를 얻을 수 있다.
<수학식 1>
상대적인 색상 변화는 또한, 핫멜트 접착제 조성물의 혼합 조건들 및 예를 들어, 각각의 샘플의 열 및 에이징 이력에 크게 좌우되기 때문에, 상이한 색상 열화 실행들의 절대 데이터는 서로 직접 비교될 수 없고, 동일한 실행 내에서 사용된 샘플들의 데이터만 비교될 수 있다.
통상적으로 다양한 산화방지제 및/또는 안정화제를 사용하여, 핫멜트 접착제 및/또는 왁스의 열 안정성을 개선할 수 있다. 그러나, Irganox 1010과 같은 높은 분자량의 덜 휘발성인 산화방지제를 사용하면, 고온 가공 중에 휘발성이 더 강한 산화방지제보다 성능이 훨씬 뛰어나다.
폴리머 자체를 개질하거나 복합 안정화제 시스템을 사용하여 통상적으로 특히 핫멜트 접착제에서 색상 안정성을 개선하기 위한 선행 기술의 접근법이 있었다.
예를 들어, US20130253105A1은 폴리올레핀 호모- 및 코폴리머 및 폴리(페닐렌 에테르)를 포함하는 폴리머 조성물들을 개시하고 있으며, 이 폴리머 조성물들은, 75 ℃에서 158 시간의 열 노출 후 3 이하의 CIELab 색상 전이(□E)에 의해 반영되는 바와 같이, 실질적으로 얼룩이 지지 않는다(stainless).
US4835200은 블록 코폴리머를 함유하는 색상 안정 핫멜트 접착제를 개시하며, 이것은 브로마이드계 커플링제, 점착 수지 및 유효량의 안정화제 조성물을 사용하여 제조되었다. 선택적으로(optionally), 접착제 조성물은 또한, 석유 유래 왁스를 함유할 수 있다. 색상 안정성은, 조성물을 177 ℃에서 일정 시간(24 시간 및 48 시간) 동안 에이징한 후에, 가드너 색상의 증가를 비교함으로써 측정된다.
US5266649는 색상 안정 디엔 폴리머들 및 이들을 함유하는 핫멜트 접착제를 개시하고 있으며, 색상 안정성은 디엔류를 중합하는 데 사용되는 특정 실란계 커플링제 뿐만 아니라 산화방지제로부터 비롯되고, 색상 안정성은 폴리머를 177 ℃로 가열하는 동안 시간의 경과에 따라 가드너(Gardner) 색상의 더 느린 증가에 의해 반영된다. US5266649에서 왁스는 사용되지 않는다.
EP2723825B1은 자유 라디칼 개시제로 개질된, 작용화된 폴리에틸렌 및 프로필렌-알파-올레핀 폴리머들을 포함하는 핫멜트 접착제 조성물들을 개시한다. 이 접착제는 적어도 하나의 피셔-트롭슈 왁스, 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스 및 말레이트화 폴리프로필렌 왁스를 더 포함할 수 있다. 177 ℃에서 48 시간 및 96시간 동안 에이징 후, 접착제 조성물들의 가드너 색상의 증가를 측정하였다.
EP2292712A1은 핫멜트에서 색 안정화제로서 카르보디이미드 및 다른 산화방지제를 사용하는 것을 개시하고 있다. 130 ℃에서 핫멜트의 열 에이징 후 색상 변화는 CIELab-색상 체계를 사용하여 측정되었고, 에이징 전후의 L, a 및 b-값들을 직접 비교하였다.
그럼에도 불구하고, 왁스를 포함하는 핫멜트 접착제의 색상 열화를 감소시키는 왁스를 제공할 필요성이 여전히 존재한다.
놀랍게도, 본 발명의 하나의 광범위한 양태에 따르면, 폴리올레핀계 핫멜트 접착제의 색상 열화는 핫멜트 접착제 조성물을 제조할 때 수소처리된 합성 피셔-트롭슈 왁스를 사용함으로써 완화할 수 있는 것이 발견되었으며, 수소처리된 합성 피셔-트롭슈 왁스는 다음에 의해 특징지어진다:
- 75 내지 110℃ 범위의 응고점;
- 29 이하의 ASTM D 156에 따른 세이볼트 색상; 및
- 1.02 내지 1.06의 다분산도 ÐM = Mw/Mn.
따라서, 본 발명의 광범위한 양태에 따르면 폴리올레핀계 핫멜트 접착제의 색상 열화를 완화(modify)하는 데 기술된 유형의 수소처리된 합성 피셔-트롭슈 왁스의 용도가 제공된다.
따라서, 기술된 유형의 수소처리된 합성 피셔-트롭슈 왁스를 사용하여 폴리올레핀계 핫멜트 접착제의 색상 열화를 완화하는 공정도 또한 제공된다.
이러한 용도 및 공정은, 기술된 유형의 수소처리된 합성 피셔-트롭슈 왁스를, 폴리올레핀계 핫멜트 접착제 제조용 조성물과 블렌딩하는 단계를 포함할 수 있으며, 조성물은 적어도 하나의 폴리올레핀 폴리머를 포함한다.
폴리올레핀계 핫멜트 접착제의 색상 열화를 완화한다는 의미에서 "완화된(modified)"이란, 색상 열화가 바람직하지 않은 성질이라는 맥락에서, 합성 피셔-트롭슈 왁스가 폴리올레핀계 핫멜트 접착제의 색상 열화 특성을 개선하는 것을 의미한다. 따라서, 이것의 개선은 폴리올레핀계 핫멜트 접착제의 시간 경과에 따른 색상 열화의 축소(감소)를 포함할 것이다.
본 발명의 다른, 더 구체적인, 양태에 따르면, 다음에 의해 특징지어지는 적어도 하나의 폴리올레핀 폴리머 및 수소처리된 합성 피셔-트롭슈 왁스를 포함하는 폴리올레핀계 핫멜트 접착제 조성물이 제공된다:
- 75 내지 110 ℃ 범위의 응고점;
- 29 이하의 ASTM D 156에 따른 세이볼트 색상; 및
- 1.02 내지 1.06의 다분산도 ÐM = Mw/Mn.
본 발명의 다른, 더 구체적인, 양태에 따르면, 폴리올레핀계 핫멜트 접착제의 색상 열화를 완화하는 방법이 제공되며, 본 방법은, 수소처리된 합성 피셔-트롭슈 왁스를, 적어도 하나의 폴리올레핀 폴리머를 포함하는 폴리올레핀계 핫멜트 접착제 제조용 조성물과 블렌딩하는 단계를 포함하며, 수소처리된 합성 피셔-트롭슈 왁스는 다음에 의해 특징지어진다:
- 75 내지 110 ℃ 범위의 응고점;
- 29 이하의 ASTM D 156에 따른 세이볼트 색상; 및
- 1.02 내지 1.06의 다분산도 ÐM = Mw/Mn.
따라서, 본 방법은 적어도 하나의 폴리올레핀 폴리머 및 기술된 유형의 수소처리된 합성 피셔-트롭슈 왁스를 포함하는 조성물을 제조하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른, 더 구체적인 양태에 따르면, 폴리올레핀계 핫멜트 접착제의 제조 방법이 제공되며, 본 방법은, 수소처리된 합성 피셔-트롭슈 왁스를, 폴리올레핀계 핫멜트 접착제를 제조하기 위한 조성물과 블렌딩하는 단계를 포함하며, 조성물은 적어도 하나의 폴리올레핀 폴리머를 포함하며, 여기서 수소처리된 합성 피셔-트롭슈 왁스는 다음에 의해 특징지어진다.
- 75 내지 110 ℃ 범위의 응고점;
- 29 이하의 ASTM D 156에 따른 세이볼트 색상; 및
- 1.02 내지 1.06의 다분산도 ÐM = Mw/Mn.
따라서, 본 방법은 적어도 하나의 폴리올레핀 폴리머 및 기술된 유형의 수소처리된 합성 피셔-트롭슈 왁스를 포함하는 조성물을 제조하는 단계를 포함한다.
수소처리된 합성 피셔-트롭슈(Fischer-Tropsch) 왁스(이하 피셔 트롭슈 왁스라고 함)의 독창적인 선택은, 특히 고온에서, 시간 경과에 따라 색상 열화가 감소된 우수한 핫멜트 접착제를 제공한다.
색상 안정성을 향상시키기 위해 특정 폴리머들 및/또는 안정화제 시스템이 사용될 필요가 없다. 피셔-트롭슈 왁스의 독창적인 사용은, 제형 자체를 수정하지 않고도 핫멜트 접착제 조성물의 색상 열화를 감소시키도록 한다. 이것은 저렴하고 효과적인 방법이다.
색상 열화는 바람직하게는 오븐에서 특정 온도, 예를 들어, 170 ℃에서 시간 경과에 따른 핫멜트 접착제 조성물의 CIELab 값들의 변화에 의해 측정된다. 이를 위해, 핫멜트 접착제 조성물의 상대적인 색상 인식 변화는 별개의 시점에서 위의 수학식 1에 기초하여 계산되고 시간 경과에 따라 플롯된다. 이 플로팅된 데이터의 선형 피팅의 기울기는 해당 핫멜트 접착제 조성물의 평균 선형 색상 열화 속도로 나타난다.
피셔-트롭슈 왁스는 피셔-트롭슈 합성에 의해 획득되며, 본 발명에 따르면, 바람직하게는 합성가스(CO 및 H2)의 알칸으로의 코발트 촉매 또는 철 촉매를 사용한 피셔-트롭슈 합성으로부터 기원하는 탄화수소로 정의된다. 이 합성의 미정제 생성물은 증류에 의해 액체와 다른 고체 분획들로 분리되며, 이것은 나중에 수소처리될 수 있다. 탄화수소는 주로 n-알칸, 적은 수의 분지형 알칸을 포함하며, 기본적으로 사이클로알칸 또는 불순물, 예를 들어, 황 또는 질소를 포함하지 않는다.
피셔-트롭슈 왁스는 메틸렌 단위로 구성되며, 이들의 탄소 사슬 길이 분포는, 일 구현예에 따르면, 관련된 특정 탄소 원자 사슬 길이에 대해 분자들의 수의 균등한 증가 및 감소에 의해 특징지어진다. 이것은 왁스의 가스 크로마토그래피 분석에서 볼 수 있다.
피셔-트롭슈 왁스는 바람직하게는 10 내지 25 wt%의 분지형 탄화수소의 함량을 갖는다. 피셔-트롭슈 왁스의 분지형 분자들은 더욱 바람직하게는 메틸 분지를 갖는 분자들을 10 중량%보다 많이, 가장 바람직하게는 25 중량%보다 많이 함유한다. 또한, 피셔-트롭슈 왁스의 분지형 분자들은 바람직하게는 4차 탄소 원자들을 함유하지 않는다. 이것은 왁스의 NMR 측정에서 볼 수 있다.
피셔-트롭슈 왁스의 응고점은 바람직하게는 90 내지 105 ℃ 범위이다.
ASTM D 156에 따른 피셔-트롭슈 왁스의 세이볼트 색상은 바람직하게는 10 이하이다.
피셔-트롭슈 왁스의 다분산도 ÐM = Mw/Mn는 바람직하게는 1.03 내지 1.05이다.
본 발명의 바람직한 구현예에서, 피셔-트롭슈 왁스는 500 내지 1200 g.mol-1, 더욱 바람직하게는 600 내지 1000 g.mol-1, 가장 바람직하게는 880 내지 920 g.mol-1의 분자량(수평균)을 갖는다.
바람직한 구현예들에서, 피셔-트롭슈 왁스는 추가적으로 서로 독립적으로 다음의 특성들 중 하나 이상을 갖는다:
- 200 내지 250 J/g의, 더 바람직하게는 207 내지 245 J/g의, 더욱더 바람직하게는 210 내지 240 J/g의, 가장 바람직하게는 220 내지 235 J/g의, 시차 주사 열량계로 측정된 용융열;
- 5 1/10 mm 이하의, 더 바람직하게는 1 1/10 mm 이하의, 25 ℃에서의 침투도(penetration);
- 10 1/10 mm 이하의 40 ℃에서의 침투도; 및
- 10 mPa·s 이상의, 더욱 바람직하게는 12 mPa·s 이상의, 135 ℃에서의 브룩필드 점도.
추가의 바람직한 구현예에서, 피셔-트롭슈 왁스는 폴리올레핀계 핫멜트 접착제 조성물에서, 2 내지 40 wt%, 바람직하게는 5 내지 30 wt%의 양으로 사용된다.
적어도 하나의 폴리올레핀 폴리머가 핫멜트 접착제 조성물 중에 존재한다.
바람직하게는, 핫멜트 접착제 조성물은 20 내지 80 중량% 범위로, 더욱 바람직하게는 40 내지 50 중량% 범위로 적어도 하나의 폴리올레핀 폴리머를 포함한다.
선택적으로(optionally), 산화방지제가, 핫멜트 접착제 조성물에, 바람직하게는 0.1 내지 2 중량% 범위로, 포함된다.
또한, 조성물은 점착부여제(tackifier)를, 바람직하게는 10 내지 50 중량%의 양으로, 더욱 바람직하게는 20 내지 40 중량%의 양으로 포함하거나 및/또는 가공 오일을, 바람직하게는 5 내지 15 중량%로 포함할 수 있다.
점착 작용제("점착부여제")는 방향족, 지방족 및 지환족 탄화수소 수지, 혼합된 방향족 및 지방족 개질된 탄화수소 수지, 방향족 개질된 지방족 탄화수소 수지 및 이들의 수소처리된 버전들(versions); 테르펜, 개질된 테르펜 및 이들의 수소처리된 버전들; 천연 로진, 개질된 로진, 로진 에스테르 및 이의 수소처리된 버전들; 낮은 분자량 폴리락트산; 및 이들의 조합; 중에서 선택될 수 있다.
가공 오일은, 예를 들어, 미네랄 오일, 나프텐계 오일, 파라핀계 오일, 방향족 오일, 피마자유, 평지씨유, 트리글리세라이드 오일 또는 이들의 조합 중에서 선택될 수 있다. 당해 기술 분야의 통상의 기술자가 이해할 수 있는 바와 같이, 가공 오일은 또한, 접착제에 통상적으로 사용되는 증량제 오일(extender oils)을 포함할 수 있다.
접착제 조성물 내의 폴리올레핀 폴리머는, 비결정질 폴리-알파-올레핀 코폴리머(APAO), 폴리프로필렌 호모폴리머 또는 폴리부텐 호모폴리머의 군으로부터, 바람직하게는 에틸렌-프로필렌 코폴리머, 에틸렌-부텐 코폴리머 또는 에틸렌-옥텐 코폴리머의 군으로부터, 선택되고, 더욱 바람직하게는 50 중량% 이상의 에틸렌 또는 프로필렌 함량을 갖는다.
본 명세서에 언급된 모든 응고점들은 ASTM D 938에 따라 측정되었으며, 폴리머들에 대한 모든 링 및 볼 연화점(ring and ball softening points)은 ASTM E 28에 따라 측정되었다.
190 ℃에서의 폴리머 및 135 ℃에서의 피셔-트롭슈 왁스에 대한 브룩필드(Brookfield) 점도는 스핀들 27을 사용하여 ASTM D 3236에 따라 측정되었다. 피셔-트롭슈 왁스에 대한 점도는 ASTM D 445에 따라 측정되었다.
25 ℃에서의 바늘 침투도는 ASTM D 1321에 따라 측정되었으며, 폴리머의 유리 전이점(Tg)은 ASTM D 3418에 따라 측정되었다.
피셔-트롭슈 왁스의 몰 질량(수평균) 및 이소알칸 함량은, European Wax Federation의 EWF Method 001/03에 따라 가스 크로마토그래피에 의해 측정되었다. 피셔-트롭슈 왁스의 다분산도 ÐM = Mw/Mn은 이 데이터를 기반으로 계산되었다.
시차 주사 열량계로 측정된 용융열은 ASTM E 793에 따라 측정되었다.
<실시예>
다양한 폴리머들(표 1 참조) 및 피셔-트롭슈 왁스들(표 2 참조)을 사용하여, 용융 블렌딩에 의해, 다양한 핫멜트 접착제 조성물들(이하 때때로 "제형들"이라 함)(표 3 내지 5 참조)을 제조하였다.
용융 블렌딩을 150 ℃에서 혼합 용기에서 수행하였다. 제1 단계에서, 산화방지제, 폴리머 양의 절반, 및 왁스 양의 절반을, 폴리머가 완전히 용융될 때까지, 60 rpm에서 10분 동안 혼합하였다. 제2 단계에서, 수지 양의 절반을 첨가하고, 60 rpm에서 15분 동안 혼합하였다. 제3 단계에서, 폴리머 및 왁스의 나머지를 첨가하고, 완전히 용용될 때까지, 60 rpm에서 10 분 동안 혼합하였다. 마지막 단계에서, 혼합물을 이형 코팅된 용기로 옮기고, 냉각 및 고화시켰다.
표 1: 사용된 폴리머 데이터
Affinity GA 1950 | Koattro PB M 600M | Vistamaxx 8880 | |
브룩필드 점도(@ 190 ℃) [mPa·s] ASTM D 3236 |
17000 (@ 177 ℃) |
13500 | 1200 |
R&B 연화점 [℃] ASTM E 28 |
70 | n.d. | 97 |
밀도 [g·cm-3 ] | 0.874 | 0.89 | 0.879 |
Tg [℃] ASTM D 3418 |
-56.1 | n.d. | -22 |
표 2: 사용된 피셔-트롭슈 왁스의 데이터
SX 105-1 | C105-1 | C105-2 | C105-3 | C105-4 | C80 | C80M | |
응고점 [℃] ASTM D 938 |
101 | 102 | 102 | 102 | 102 | 83 | 78 |
세이볼트 색상 ASTM D 156 |
30 | 3 | 21 | 23 | 26 | 28 | 16 |
브룩필드 점도 (@ 135 ℃) [mPa·s] |
10.9 | 13.0 | 13.0 | 13.0 | 13.0 | 4.0 | 3.7 |
침투도 (@ 25 ℃) [1/10 mm] ASTM D 1321 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 7 | 7 |
침투도 (@ 65 ℃) [1/10 mm] ASTM D 1321 |
9 | 9 | 9 | 9 | 9 | 66 | 51 |
분자량(수평균) [g·mol-1] |
920 | 900 |
900 | 900 | 900 | 600 | 600 |
이소알칸 [중량%] |
10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 12.4 | 12.4 |
다분산도 | 1.069 | 1.038 | 1.038 | 1.038 | 1.038 | 1.023 | 1.023 |
표 3: Affinity GA 150을 사용한 핫멜트 접착제의 조성
제형 | 1 comp. | 2 comp. | 3 comp. | 4 | 5 | 6 | 7 |
폴리머 (Affinity GA 1950) | 45.5 | 45.5 | 45.5 | 45.5 | 45.5 | 45.5 | 45.5 |
점착 부여제 (Eastotac H130W) | 34 | 34 | 34 | 34 | 34 | 34 | 34 |
산화방지제 (Irganox 1010) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
C80M | 20 | ||||||
C80 | 20 | ||||||
SX105 | 20 | ||||||
C105-1 | 20 | ||||||
C105-2 | 20 | ||||||
C105-3 | 20 | ||||||
C105-4 | 20 |
표 4: Koattro PB M 600M을 사용한 핫멜트 접착제의 조성
제형 | 8 comp. | 9 comp. | 10 comp. | 11 | 12 | 13 |
폴리머 (Koattro PB M 600M) | 45.5 | 45.5 | 45.5 | 45.5 | 45.5 | 45.5 |
점착 부여제 (Eastotac H130W) | 34 | 34 | 34 | 34 | 34 | 34 |
산화방지제 (Irganox 1010) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
C80M | 20 | |||||
C80 | 20 | |||||
SX105 | 20 | |||||
C105-1 | 20 | |||||
C105-3 | 20 | |||||
C105-4 | 20 |
표 5: Vistamaxx 8880을 사용한 핫멜트 접착제의 조성
제형 | 14 comp. | 15 comp. | 16 comp. | 17 | 18 |
폴리머 (Vistamaxx 8880) | 45.5 | 45.5 | 45.5 | 45.5 | 45.5 |
점착 부여제 (Eastotac H130W) | 34 | 34 | 34 | 34 | 34 |
산화방지제 (Irganox 1010) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
C80M | 20 | ||||
C80 | 20 | ||||
SX105 | 20 | ||||
C105-3 | 20 | ||||
C105-4 | 20 |
모든 제형들은 170 ℃의 오븐에서 96 시간 동안 열 에이징되었다. 색상 안정성 분석을 위한 시험 샘플들을 생성하기 위해, 특정 시간 간격으로 HMA 버튼들을 실리콘 몰드에서 주조하였다. 그 다음, 특정 세트에서, 시험 샘플들을 제로 에이징 샘플과 비교하여 비교 결과를 생성하였다. 이를 위해, 디지탈 카메라로 해당 샘플의 사진을 찍고 ImageJ-소프트웨어로 RGB 색상을 CIELab 값으로 변환함으로써, 시험 샘플들의 CIElab-색상 값들을 결정하였다. 상대 색상 인식 변화를 아래 수학식에 기초하여 계산하여, 시간 경과에 따라 플로팅하였다. 이 플로팅된 데이터의 선형 피팅의 구배로부터, 각각의 제형의 평균 선형 색상 열화 속도를 얻었다(표 6 내지 표 8 참조).
표 6: 제형 1 내지 7의 평균 선형 색상 열화 속도
제형 | 평균 선형 색상 열화 속도 | |
실행 1 | 실행 2 | |
1 comp. | 0.28 | |
2 comp. | 0.25 | |
3 comp. | 0.15 | 0.28 |
4 | 0.32 | |
5 | 0.29 | |
6 | 0.13 | |
7 | 0.34 |
표 7: 제형 8 내지 13의 평균 선형 색상 열화 속도
제형 | 평균 선형 색상 열화 속도 | |
실행 1 | 실행 2 | |
8 comp. | 0.27 | |
9 comp. | 0.20 | |
10 comp. | 0.27 | 0.30 |
11 | 0.22 | |
12 | 0.12 | |
13 | 0.19 |
표 8: 제형 9 내지 18의 평균 선형 색상 열화 속도
제형 | 평균 선형 색상 열화 속도 | |
실행 1 | 실행 2 | |
14 comp. | 0.29 | |
15 comp. | 0.19 | |
16 comp. | 0.19 | 0.24 |
17 | 0.10 | |
18 | 0.26 |
이 데이터로부터 명백하게 알 수 있는 바와 같이, 피셔-트롭슈 왁스의 응고점이 핫멜트 접착제의 색상 열화를 줄이는 데 중요하며(응고점이 높을수록 더 좋음), 왁스가 수소처리된다는 것이 또한 중요하다. 그럼에도 불구하고, 또한 알 수 있는 바와 같이, 수소처리만으로는 결정적이지 않으며, 낮은 세이볼트 색상의 수소처리된 왁스가, 높은 세이볼트 색상의 유사한 왁스보다, 색상 열화를 줄이는 데 놀랍도록 탁월한 성능을 발휘할 수 있다. 이 이론에 얽매이는 것을 원하는 것은 아니지만, 추정되는 바에 따르면, 그 이유 중 하나는 해당 왁스의 탄소 사슬 분포이고, 더 작은 다분산도 값에 의해 표시되는 더 좁은 분포가 사용된 왁스의 낮은 세이볼트 색상보다 더 중요하다.
Claims (13)
- 폴리올레핀계 핫멜트 접착제 조성물의 색상 열화(color degradation)를 완화(modify)시키기 위한, 폴리올레핀계 핫멜트 접착제 조성물에서의 수소처리된 합성 피셔-트롭슈 왁스(Fischer-Tropsch wax)의 용도로서, 상기 수소처리된 합성 피셔-트롭슈 왁스는 다음에 의해 특징지어지는, 용도:
- 75 내지 110 ℃ 범위의 응고점(congealing point);
- 29 이하의 ASTM D 156에 따른 세이볼트 색상(Saybolt-color); 및
- 1.02 내지 1.06의 다분산도 ÐM = Mw/Mn. - 제 1 항에 있어서, 상기 수소처리된 합성 피셔-트롭슈 왁스는 500 내지 1200 g·mol-1의, 바람직하게는 600 내지 1000 g·mol-1의, 더욱 바람직하게는 880 내지 920 g·mol-1의, 분자량(수평균)을 갖는, 용도.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 수소처리된 합성 피셔-트롭슈 왁스는 10 내지 25 중량%의 분지형 탄화수소 함량을 갖는, 용도.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수소처리된 합성 피셔-트롭슈 왁스는 90 내지 105 ℃ 범위의 응고점을 갖는, 용도.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수소처리된 합성 피셔-트롭슈 왁스는 10 이하의 ASTM D 156에 따른 세이볼트 색상을 갖는, 용도.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수소처리된 합성 피셔-트롭슈 왁스는 1.03 내지 1.05의 다분산도 ÐM = Mw/Mn을 갖는, 용도.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수소처리된 합성 피셔-트롭슈 왁스는 다음 특성들 중 하나 이상에 의해 추가적으로 특징지어지는, 용도:
- 200 내지 250 J/g의, 더 바람직하게는 207 내지 245 J/g의, 더욱더 바람직하게는 210 내지 240 J/g의, 가장 바람직하게는 220 내지 235 J/g의, 시차 주사 열량계로 측정된 용융열;
- 5 1/10 mm 이하의, 더 바람직하게는 1 1/10 mm 이하의, 25 ℃에서의 침투도(penetration);
- 10 1/10 mm 이하의 40 ℃에서의 침투도; 및
- 10 mPa·s 이상의, 더욱 바람직하게는 12 mPa·s 이상의, 135 ℃에서의 브룩필드 점도. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수소처리된 합성 피셔-트롭슈 왁스는, 상기 폴리올레핀계 핫멜트 접착제 조성물에서, 2 내지 40 중량%의, 바람직하게는 5 내지 30 중량%의, 양으로 사용되는, 용도.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 폴리올레핀 폴리머가, 상기 폴리올레핀계 핫멜트 접착제 조성물에, 바람직하게는 20 내지 80 중량% 범위로, 더욱 바람직하게는 40 내지 50 중량% 범위로, 존재하는, 용도.
- 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 산화방지제가, 상기 폴리올레핀계 핫멜트 접착제 조성물에, 바람직하게는 0.1 내지 2 중량% 범위로, 존재하는, 용도.
- 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 점착부여제(tackifier)가, 상기 폴리올레핀계 핫멜트 접착제 조성물에, 바람직하게는 10 내지 50 중량%의 양으로, 더욱 바람직하게는 20 내지 40 중량%의 양으로, 존재하는 용도.
- 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 가공 오일(process oil)이, 상기 폴리올레핀계 핫멜트 접착제 조성물에, 바람직하게는 5 내지 15 중량%의 양으로, 존재하는, 용도.
- 제 9 항에 있어서, 상기 폴리올레핀 폴리머는, 비결정질 폴리-알파-올레핀 코폴리머(APAO), 폴리프로필렌 호모폴리머 또는 폴리부텐 호모폴리머의 군으로부터, 바람직하게는 에틸렌-프로필렌 코폴리머, 에틸렌-부텐 코폴리머 또는 에틸렌-옥텐 코폴리머의 군으로부터, 선택되고, 더욱 바람직하게는 50 중량% 이상의 에틸렌 또는 프로필렌 함량을 갖는, 용도.
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