WO2021137531A1 - 수성 아크릴 점착제 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 점착시트 - Google Patents
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- C09J133/04—Homopolymers or copolymers of esters
Definitions
- the present invention relates to an aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition, a method for producing the same, and a pressure-sensitive adhesive sheet comprising the same, and more particularly, by controlling the ball tack and the loop tack to a predetermined value simultaneously using a new relational formula while limiting the hydrophilicity within a predetermined range, the adhesive strength and It relates to an aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition having significantly improved retention, a method for manufacturing the same, and an adhesive sheet comprising the same.
- Pressure Sensitive Adhesive is a substance that has the property of adhering to an adherend with a small pressure. Unlike adhesives, the adhesive has semi-solid properties that are intermediate between solid and liquid in the beginning, and maintains semi-solid properties such as the initial state after curing. Therefore, various industrial fields such as printing, chemicals, pharmaceuticals, home appliances, automobiles, and stationery is being used in
- the pressure-sensitive adhesive is divided into water-based or oil-based according to its melting properties, and may be classified into acrylic, rubber, silicone, EVA, etc. depending on the monomers used in manufacturing, and may be classified into solvent type, emulsion type, and hot melt type according to the shape.
- the adhesive properties of the pressure-sensitive adhesive are generally classified into three properties: adhesion, peel strength, initial tack, and holding power.
- the tack is evaluated as the force to separate the adhesive and the adherend after making contact for a short time, and the evaluation method of the tack includes a ball tack, a loop tack, and the like.
- a high ball tack does not necessarily mean a high roof tack.
- a method of increasing the content of butyl acrylate has been attempted as a method for implementing excellent ball tack, but in this case, a problem of reducing the roof tack occurs.
- the present invention provides an aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition with significantly improved adhesion and retention by controlling the ball tack and the loop tack to a predetermined value or more while limiting the hydrophilicity within a predetermined range, a method for producing the same, and
- An object of the present invention is to provide an adhesive sheet including the same.
- the present invention provides 20 to 99% by weight of an alkyl (meth)acrylate monomer, 0 to 3% by weight of an acrylate monomer containing a hydroxyl group, and 0 to 3% by weight or less of an unsaturated carboxylic acid 100 parts by weight of a copolymer comprising; and 0.01 to 5 parts by weight of an anionic surfactant, wherein the copolymer has an average particle diameter of 500 nm or less, and provides an aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition characterized in that it satisfies Equation 1 below.
- Equation 1 X is the loop tack value (N/25mm), and Y is the ball tack strength (#).
- the present invention also relates to a copolymer 100 comprising 20 to 99 wt% of an alkyl (meth)acrylate monomer, 0 to 3 wt% of an acrylate monomer containing a hydroxyl group, and 0 to 3 wt% or less of an unsaturated carboxylic acid parts by weight; and 0.01 to 5 parts by weight of an anionic surfactant, wherein the copolymer has an average particle diameter of 500 nm or less, and provides an aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition characterized in that it satisfies the following Equation 1a.
- Equation 1a X is a loop tack value (N/25mm), and Ya is a value obtained by converting the strength of the ball tack into a unit of force (N).
- the present invention also relates to a copolymer 100 comprising 20 to 99 wt% of an alkyl (meth)acrylate monomer, 0 to 3 wt% of an acrylate monomer containing a hydroxyl group, and 0 to 3 wt% or less of an unsaturated carboxylic acid parts by weight; And 0.01 to 5 parts by weight of anionic surfactant; containing, the average particle diameter of the copolymer is 500 nm or less, the loop tack is 12 N/25mm or more, and the inclined ball tack test method (inclination angle: 30 degrees, It provides an aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition, characterized in that the strength of the ball tack measured according to 23 °C, 55% RH) is 20 or more.
- RH means relative humidity
- the relative humidity may be defined as the ratio (%) of the actual water vapor pressure to the saturated water vapor pressure, and the measurement method thereof is commonly used in the technical field to which the present invention pertains. It is not particularly limited if it depends on the method.
- the present invention also relates to a copolymer comprising 85 to 99% by weight of a linear alkyl acrylate, 0.1 to 3% by weight of an acrylate monomer containing a hydroxyl group, and 0.1 to 3% by weight of an unsaturated carboxylic acid; and 0.3 to 5 parts by weight of an anionic surfactant, and may provide an aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition, characterized in that the copolymer has an average particle diameter of 500 nm or less.
- the present invention relates to a copolymer comprising 20 to 99% by weight of an alkyl (meth)acrylate monomer, 0 to 3% by weight of an acrylate monomer containing a hydroxyl group, and 0 to 3% by weight or less of an unsaturated carboxylic acid by weight. making wealth; preparing an emulsion by mixing 0.01 to 5 parts by weight of the copolymer and anionic surfactant and water; and adding 0.01 to 1 part by weight of a water-soluble initiator to the emulsion and then polymerizing at 80 to 90° C. for 2 to 10 hours; the copolymer having an average particle diameter of 500 nm or less, satisfying Equation 1 It provides a method for producing an aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition, characterized in that.
- the present invention relates to a copolymer comprising 20 to 99% by weight of an alkyl (meth)acrylate monomer, 0 to 3% by weight of an acrylate monomer containing a hydroxyl group, and 0 to 3% by weight or less of an unsaturated carboxylic acid by weight. making wealth; preparing an emulsion by mixing 0.01 to 5 parts by weight of the copolymer and anionic surfactant and water; and adding 0.01 to 1 part by weight of a water-soluble initiator to the emulsion and then polymerizing at 80 to 90° C. for 2 to 10 hours; the copolymer having an average particle diameter of 500 nm or less, satisfying Equation 1a It provides a method for producing an aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition, characterized in that.
- the present invention relates to a copolymer comprising 20 to 99% by weight of an alkyl (meth)acrylate monomer, 0 to 3% by weight of an acrylate monomer containing a hydroxyl group, and 0 to 3% by weight or less of an unsaturated carboxylic acid by weight. making wealth; preparing an emulsion by mixing 0.01 to 5 parts by weight of the copolymer and anionic surfactant and water; and adding 0.01 to 1 part by weight of a water-soluble initiator to the emulsion and then polymerizing at 80 to 90° C.
- the copolymer having an average particle diameter of 500 nm or less, and loops of the aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition Tack is 12 N/25mm or more, and the ball tack strength measured according to the inclined ball tack test method (inclination angle: 30 degrees, 23° C., 55% RH) is 20 or more provide a way
- the present invention also provides a method for preparing 100 parts by weight of a copolymer comprising 85 to 99% by weight of a linear alkyl acrylate, 0.1 to 3% by weight of an acrylate monomer containing a hydroxyl group, and 0.1 to 3% by weight of an unsaturated carboxylic acid; preparing an emulsion by mixing 0.3 to 5 parts by weight of the copolymer and anionic surfactant and water; And after adding 0.01 to 1 part by weight of a water-soluble initiator to the emulsion, polymerizing at 80 to 90° C. for 2 to 10 hours; comprising, wherein the copolymer has an average particle diameter of 500 nm or less It is possible to provide a manufacturing method of
- the present invention provides a pressure-sensitive adhesive sheet, characterized in that formed by the aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition of the present invention.
- the effect of providing an aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition with greatly improved adhesion and retention by controlling the ball tack and the loop tack to a predetermined value or more while limiting the hydrophilicity within a predetermined range, a method for producing the same, and an adhesive sheet comprising the same have.
- aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition of the present substrate a method for producing the same, and an adhesive sheet including the same will be described in detail.
- the present inventors confirmed that the adhesive strength and holding power are greatly improved when an aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition is prepared by simultaneously adjusting the ball tack and the loop tack to a predetermined value using a new relational formula while limiting the hydrophilicity within a predetermined range, and based on this, further research
- the present invention was completed by exhaustion.
- the aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition of the present invention comprises 20 to 99% by weight of an alkyl (meth)acrylate monomer, 0 to 3% by weight of an acrylate monomer containing a hydroxyl group, and 0 to 3% by weight of an unsaturated carboxylic acid 100 parts by weight of the copolymer; and 0.01 to 5 parts by weight of an anionic surfactant, wherein the copolymer has an average particle diameter of 500 nm or less, and satisfies the following Equation 1, in this case, the ball tack and the loop tack are at the same time a predetermined value
- the adhesive force and the holding force are greatly improved by adjusting the above.
- Equation 1 X is the loop tack value (N/25mm), and Y is the ball tack strength (#).
- the aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition of the present invention is another example of a copolymer comprising 85 to 99% by weight of a linear alkyl acrylate, 0.1 to 3% by weight of an acrylate monomer containing a hydroxyl group, and 0.1 to 3% by weight of an unsaturated carboxylic acid 100 parts by weight; and 0.3 to 5 parts by weight of an anionic surfactant, and may provide an aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition, characterized in that the copolymer has an average particle diameter of 500 nm or less.
- the loop tack value means a value indicating the degree of adhesion of the pressure-sensitive adhesive when pressure is applied to the adherend, and the larger the value, the better the initial adhesion.
- the strength of the ball tack means the number of the steel ball, and specifically, a steel ball rolled 100 mm along an inclined surface of 30° is 30 mm to 70 mm from the part where the adhesive surface starts as it passes through the exposed surface of the adhesive surface.
- the number of the steel sphere is the strength of the ball tack, and the number of the steel sphere is defined up to 32 with a steel sphere having a diameter of 1/32 inch as number 1, and the higher the number, the better the initial adhesiveness.
- the initial adhesiveness refers to the force that separates the pressure-sensitive adhesive from the adherend within a short time, that is, instantaneous adhesion.
- the adhesive force means the bonding force between the adhesive and the surface of the adherend, and unless otherwise defined, it can be measured through a 180 degree peel test.
- the holding force means the internal cohesive force of the adhesive itself, and unless otherwise specified, it is a method of measuring the falling time by applying a load with a weight of 1 kg after attaching it to SUS (Stainless Steel) with an area of 25 mm X 25 mm. method can be checked.
- the alkyl (meth) acrylate monomer of the present disclosure may be, for example, at least one selected from the group consisting of linear alkyl (meth) acrylate and branched alkyl (meth) acrylate, and in this case, the pressure-sensitive adhesive is bonded to the adherend in a short time It is possible and has the advantage of excellent adhesion.
- the alkyl (meth)acrylate monomer is defined as including both an alkyl acrylate monomer and an alkyl methacrylate monomer.
- the alkyl (meth) acrylate monomer is a specific example of methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylic rate, t-butyl (meth)acrylate, sec-butyl (meth)acrylate, pentyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, 2-ethylbutyl (meth)acrylate, n-octyl It may be at least one selected from the group consisting of (meth)acrylate, isooctyl (meth)acrylate, isononyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate and tetradecyl (meth)acrylate, in this case While the adhesive strength is excellent, there is an advantage that the adhesive can be combined with the adherend in a
- the alkyl (meth) acrylate monomer may include at least a linear alkyl acrylate, and the preferred linear alkyl acrylate may be n-butyl acrylate.
- the adhesive is excellent while the adhesive is adhered. It can be combined with ashes in a short time, and in particular, it has the advantage of excellent ball tack strength.
- the alkyl (meth) acrylate monomer is, for example, linear alkyl (meth) acrylate, branched alkyl (meth) acrylate, or a mixture thereof in an amount of 20 to 99% by weight, preferably 40% by weight, based on 100% by weight of the copolymer. to 99% by weight, more preferably more than 90 to 99% by weight, and within this range, there is an advantage in that the power to separate the pressure-sensitive adhesive and the adherend within a short time is excellent.
- the alkyl (meth)acrylate monomer may include, for example, 40 to 99% by weight of linear alkyl acrylate, preferably 91 to 99% by weight, more preferably 92 to 97% by weight based on 100% by weight of the copolymer. In this range, there is an advantage in that the adhesive force and the holding force are excellent, and in particular, the power to separate the adhesive and the adherend within a short time is excellent.
- the alkyl (meth) acrylate monomer may include 30 to 60% by weight of branched alkyl acrylate, preferably 40 to 50% by weight, based on 100% by weight of the copolymer, within this range
- the cohesive force, adhesive force, and instantaneous adhesion of the pressure-sensitive adhesive are all excellent.
- the alkyl (meth) acrylate monomer may contain more than 0 to 10 wt%, preferably 5 to 10 wt%, of the alkyl methacrylate based on 100 wt% of the copolymer, in this range.
- the alkyl methacrylate may be, for example, at least one selected from the group consisting of linear alkyl methacrylate and branched alkyl methacrylate, preferably linear alkyl methacrylate.
- the acrylate monomer containing a hydroxyl group of the present disclosure is, for example, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 6-hydroxy It may be at least one selected from the group consisting of hexyl (meth) acrylate, 8-hydroxyoctyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethylene glycol (meth) acrylate and 2-hydroxypropylene glycol (meth) acrylate. In this case, there is an advantage of improving adhesion with an adherend including a crosslinkable functional group.
- the acrylate monomer containing the hydroxyl group may be, for example, more than 0 to 3% by weight, preferably 0.5 to 3% by weight, more preferably 1 to 2% by weight, based on 100% by weight of the copolymer, in this range
- the adhesive strength due to the cross-linkable functional group is excellent, and the power to separate the pressure-sensitive adhesive and the adherend within a short time is excellent, and in particular, there is an advantage of excellent roof tack.
- the unsaturated carboxylic acid of the present disclosure is, for example, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, It may be at least one selected from the group consisting of citraconic acid and mesaconic acid, and in this case, both cohesive force and adhesive force are excellent.
- the unsaturated carboxylic acid may be, for example, more than 0 to 3% by weight based on 100% by weight of the copolymer, and when it is less than the above range, the cohesive force is lowered and transfer may occur during peeling, and when it exceeds the above range, the adhesive strength is lowered Problems can arise.
- the unsaturated carboxylic acid may be, as a preferred example, 0.5 to 2.5% by weight, more preferably 1 to 2% by weight, based on 100% by weight of the copolymer, and there is an advantage in that adhesion is further improved within this range.
- the sum of the content of the acrylate monomer containing a hydroxyl group and the content of the unsaturated carboxylic acid may be 5% by weight or less, preferably 1 to 5% by weight, more preferably 2 to 4% by weight.
- the copolymer of the present disclosure is, for example, 85 to 99% by weight of a linear alkyl acrylate, 0 to 10% by weight of an alkyl methacrylate, 0.1 to 3% by weight of an acrylate monomer containing a hydroxyl group, and 0.1 to 3% by weight of an unsaturated carboxylic acid It can be made of, and has excellent adhesion and retention within this range, in particular, there is an advantage of excellent strength of the ball tack.
- the copolymer comprises 20 to 50% by weight of a linear alkyl acrylate, 30 to 60% by weight of a branched alkyl acrylate, 5 to 20% by weight of an alkyl methacrylate, and 0.1 to 3% by weight of an acrylate monomer including a hydroxyl group % and 0.1 to 3% by weight of an unsaturated carboxylic acid, and has excellent adhesion and retention within this range, and particularly has an advantage of excellent loop tack.
- the anionic surfactant of the present disclosure is, for example, sodium dodecyl benzene sulfonate, sodium alkyldiphenyloxide disulfonate, sodium polyoxyethylene alkyl ether sulfate, sodium dialkyl sulfosuccinate, polyethylene oxide alkyl aryl ether, polyethylene oxide It may be at least one selected from the group consisting of alkyl amines and polyethylene oxide alkyl esters, and in this case, there is an advantage of increasing the dispersion stability of the copolymer.
- the anionic surfactant may be at least one selected from the group consisting of sodium dodecyl benzene sulfonate, sodium alkyldiphenyloxide disulfonate and sodium polyoxyethylene alkyl ether sulfate.
- the anionic surfactant may be, for example, 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the copolymer, and when it is less than the above range, there is a problem of poor stability after polymerization, and when it exceeds the above range, a large amount of agglomerates occur and the adhesive properties are poor. There is a problem of marked deterioration.
- the anionic surfactant may be 0.1 to 3 parts by weight, more preferably 0.5 to 2 parts by weight, based on 100 parts by weight of the copolymer, and within this range, polymerization stability and adhesion properties are improved.
- the anionic surfactant may include, for example, sodium dodecyl benzene sulfonate in an amount of 0.3 to 3 parts by weight, preferably 0.5 to 2 parts by weight, more preferably 0.6 to 1.5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the copolymer. , within this range, the stability after polymerization is excellent, the adhesive strength is excellent, and the roof tack is improved, so that the initial adhesiveness is excellent.
- the anionic surfactant is sodium polyoxyethylene alkyl ether sulfate in an amount of 0.1 to 3 parts by weight, preferably 0.3 to 2 parts by weight, more preferably 0.5 to 1.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the copolymer.
- the copolymer of the present disclosure may have, for example, an average particle diameter of 500 nm or less, preferably 50 to 300 nm, and more preferably 100 to 280 nm. There is an advantage in that the adhesive force and the holding force are greatly improved by adjusting.
- the average particle diameter of the present substrate can be measured using a dynamic light scattering method, and in detail, it can be measured as an intensity value in a Gaussian mode using a particle measuring instrument (Nicomp, CW380).
- a particle measuring instrument Nicomp, CW380
- the sample is appropriately diluted with water so as not to deviate significantly from the Intensity Setpoint 300kHz and placed in a glass tube, and the setting value can be measured by setting the temperature to 23°C, measuring wavelength 632.8nm, and channel width 10 ⁇ sec.
- the aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition of the present invention may further include, for example, a crosslinking agent, and in this case, there is an advantage in that cohesion is improved.
- the crosslinking agent is a component added to reinforce cohesion, and may be, for example, a compound including 5 to 15 alkylene oxide repeating units and having an acrylate group or a vinyl group at the terminal thereof.
- the number of the alkylene oxide repeating units means the average number of alkylene oxides included in the crosslinking agent used.
- the crosslinking agent is polyethylene glycol diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, ethoxylated trimethylpropane triacrylate, tripropylene glycol diacrylate rate, 1,3-butanediol diacrylate, pentatritol triacrylate, 3-trimethoxysilyl propyl methacrylate, vinyltrimethoxysilane, divinylbenzene, and zirconium carbonate may be at least one selected from the group consisting of have.
- the aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition of the present disclosure may include, for example, an aqueous dispersion tackifier, a wetting agent, or both.
- the water-dispersible tackifier may be, for example, at least one selected from the group consisting of rosin-based resins and terpene-based resins, and in this case, there is an advantage in that the loop tack and peeling force are improved.
- the wetting agent is used to lower the surface tension for coating properties, and may be, for example, a dioctyl sodium sulfosuccinate (DOSS)-based compound.
- DOSS dioctyl sodium sulfosuccinate
- the wetting agent may be, for example, 0 to 2 parts by weight, 0.01 to 1.5 parts by weight, 0.01 to 1 parts by weight, or 0.1 to 1.5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the copolymer, and the surface tension of the latex is lowered within this range to lower the coating This has the advantage of being easy.
- the aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition of the present invention may satisfy the following Equation 1 as an example, and in this case, there is an advantage in that the adhesive strength and retention of the aqueous pressure-sensitive adhesive composition are greatly improved.
- Equation 1 X is the loop tack value (N/25mm), and Y is the ball tack strength (#).
- Equation 1 may satisfy, for example, 0.55 ⁇ X/Y ⁇ 1.07, 0.55 ⁇ X/Y ⁇ 0.95, preferably 0.55 ⁇ X/Y ⁇ 0.88, and within this range, between the pressure-sensitive adhesive and the adherend surface There is an advantage of excellent bonding strength.
- Equation 1 may satisfy 0.67 ⁇ X/Y ⁇ 0.88, and within this range, there is an advantage in that the bonding force between the pressure-sensitive adhesive and the surface of the adherend, that is, the adhesion is further improved.
- the aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition may satisfy the following Equation 2 as an example, and in this case, there is an advantage in that the pressure-sensitive adhesive and the adherend are separated within a short time.
- Equation 2 Y may be within the same range as Y in Equation 1 of the present description.
- Equation 2 may be, for example, Y ⁇ 20, preferably 32 ⁇ Y ⁇ 20, and there is an advantage in that instantaneous adhesion and bonding strength between the pressure-sensitive adhesive and the surface of the adherend are improved within this range.
- the aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition of the present invention may satisfy the following Equation 1a as an example, and in this case, there is an advantage in that the adhesive strength and retention of the aqueous pressure-sensitive adhesive composition are greatly improved.
- Equation 1a X is a loop tack value (N/25mm), and Ya is a value obtained by converting the strength of the ball tack into a unit of force (N).
- Ya may be, for example, a value obtained by converting the weight according to the number of the steel ball into force.
- Ya may be calculated by Equation 3 below.
- A is the weight of the steel ball, and the weights of steel balls No. 1 to No. 32 are sequentially 0.0021g, 0.0164g, 0.0554g, 0.1313g, 0.2564g, 0.4431g, 0.7036g, 1.0503g, 1.4955 g, 2.0514 g, 2.7304 g, 3.5449 g, 4.507 g, 5.6291 g, 6.9236 g, 8.4026 g, 10.0787 g, 11.9639 g, 14.0707 g, 16.4114 g, 18.9982 g, 21.8436 g, 24.9597 g, 28.3589 g, 32.0535 g, 36.0558g, 40.3782g, 45.0329g, 50.0322g, 55.3885g, 61.114g, 67.2211g)
- the aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition may have, for example, a glass transition temperature of -60 to -20 °C, preferably -50 to -30 °C, more preferably -45 to -35 °C, and has excellent heat resistance within this range. and there is an advantage that no residue is left when the pressure-sensitive adhesive attached to the surface of the substrate is removed.
- the glass transition temperature is measured using DSC equipment in accordance with ASTM D 3418.
- the aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition of the present substrate may have a peel force of 13 N/25 mm or more, preferably 15 to 20 N/25 mm, measured while peeling 180 degrees at a rate of 300 mm/min, for example, and the adhesive strength within this range This has an excellent effect.
- the aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition of the present base material may have a holding force of, for example, 10 to 200 hours, 15 to 100 hours, or 20 to 100 hours, and within this range, the internal cohesive force of the pressure-sensitive adhesive itself is excellent.
- the aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition of the present substrate may have, for example, a loop tack of 12 N/25 mm or more, 13 to 25 N/25 mm, preferably 13.3 to 20 N/25 mm, and the initial adhesiveness within this range There are excellent advantages.
- the aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition of the present substrate may have, for example, a ball tack strength (#) of 20 or more, or 20 to 32, and has an advantage of excellent initial adhesion within this range.
- a ball tack strength (#) of 20 or more, or 20 to 32, and has an advantage of excellent initial adhesion within this range.
- the method for producing the aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition of the present invention is, for example, 20 to 99% by weight of an alkyl (meth)acrylate monomer, 0 to 3% by weight of an acrylate monomer containing a hydroxyl group, and 0 to 3 or less by weight of an unsaturated carboxylic acid preparing 100 parts by weight of a copolymer including weight %; preparing an emulsion by mixing 0.01 to 5 parts by weight of the copolymer and anionic surfactant and water; and adding 0.01 to 1 part by weight of a water-soluble initiator to the emulsion and then polymerizing at 80 to 90° C.
- Equation 1 X is the loop tack value (N/25mm), and Y is the ball tack strength (#).
- the method for preparing the aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition of the present invention is another example comprising 85 to 99% by weight of a linear alkyl acrylate, 0.1 to 3% by weight of an acrylate monomer containing a hydroxyl group, and 0.1 to 3% by weight of an unsaturated carboxylic acid.
- the copolymer has an average particle diameter of 500 nm or less, in this case
- the anionic surfactant may be, for example, dispersed in water and mixed with the copolymer.
- the emulsion preparation step may further include, for example, a neutralizing agent, and the neutralizing agent may be, for example, sodium hydroxide.
- the pH is maintained in a weakly acidic state during the reaction in the subsequent polymerization step to facilitate particle stability and reactivity. It has the advantage of retaining it.
- the water-soluble initiator may be, for example, a persulfate, and in this case, the polymerization reaction is facilitated to reveal the desired effect of the present invention.
- the persulfate may be, for example, at least one selected from the group consisting of ammonium persulfate, potassium persulfate and sodium persulfate, and may preferably be ammonium persulfate, in which case it has excellent adhesion and can remove the pressure-sensitive adhesive and the adherend within a short time. It has excellent separation power and has the effect of lowering the bubble generation rate.
- the water-soluble initiator may be, for example, 0.01 to 1 parts by weight, preferably 0.05 to 0.5 parts by weight, more preferably 0.2 to 0.4 parts by weight, based on 100 parts by weight of the copolymer, and the adhesive strength is further improved within this range. There is this.
- 100% by weight of the copolymer or 100 parts by weight of the copolymer may mean the total weight of the polymerized copolymer or the total weight of the monomers added to the polymerization of the copolymer.
- the polymerization step may be, for example, a step of polymerization reaction by adding one or more additives selected from the group consisting of a molecular weight regulator, an electrolyte, a thickener and an antifoaming agent to the emulsion, and in this case, the stability and physical properties of the composition are improved while excellent adhesion There is an advantage.
- the molecular weight regulator serves as a chain transfer agent (CTA) during the polymerization reaction, and specifically, it attaches to the end of the molecule and transfers the radical to another place and terminates the reaction.
- CTA chain transfer agent
- the electrolyte may be, for example, at least one selected from the group consisting of sodium bicarbonate, sodium carbonate, sodium phosphate, sodium sulfate and sodium chloride.
- the thickener may be, for example, at least one selected from the group consisting of Carboxy Methyl Celluose (CMC), acrylsol, polyvinyl alcohol, starch, alginate and dextrin.
- CMC Carboxy Methyl Celluose
- acrylsol polyvinyl alcohol
- starch starch
- alginate alginate
- dextrin dextrin
- the antifoaming agent is, for example, silicone-based, surfactant-based, paraffin-based, or mineral oil-type, preferably silicone-based, which solves the problem of uneven coating of the adhesive due to bubbles generated in the process of adding a thickener, etc. .
- the polymerization may be, for example, emulsion polymerization, and as a specific example, it may be carried out at 80 to 90° C. for 2 to 10 hours, and within this range, the ball tack and the loop tack are simultaneously adjusted to a predetermined value or more to increase the adhesion and retention. There are excellent advantages.
- the polymerization can be terminated, for example, when the polymerization conversion rate is 95% or more, preferably 97 to 99%, within this range, there is an advantage of low toxicity and low viscosity even when the solid content is high. .
- the polymerization conversion rate can be measured as the ratio of the monomer converted to the polymer by measuring the weight after drying compared to the concentration of the added monomer and analyzing the concentration of the polymerized material.
- the method for preparing the aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition may further include, for example, a cooling step, a pH adjustment step, or both after the polymerization step.
- the pH adjustment step may be, for example, a step of adjusting the pH of the composition to be 5 to 9, or 6 to 8, in this case, there is an effect of improving cohesion and adhesion.
- pH may be measured using a general pH measuring device at room temperature of 20 to 25° C., and specifically, may be measured using a Mettler Toledo Seven Compact pH meter.
- the pH adjustment step may be, for example, neutralization using an alkaline material
- the alkaline material is, for example, at least one selected from the group consisting of hydroxides, chlorides, inorganic materials, ammonia and organic amines of monovalent or divalent metals.
- the pressure-sensitive adhesive sheet of the present invention will be described, and in the description of the pressure-sensitive adhesive sheet below, the above-described aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition of the present invention and its manufacturing method are included.
- the pressure-sensitive adhesive sheet of the present substrate may be, for example, a substrate and an adhesive layer comprising an aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition formed on one or both surfaces of the substrate, and in this case, there is an advantage of excellent adhesion without damaging the surface of the substrate .
- the pressure-sensitive adhesive layer may be formed by, for example, applying the aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition of the present substrate to one or both surfaces of the substrate, and the application method is not particularly limited, but there is an example coating method by a coater, and the coater is one example It may be a raw knife coater, a roll coater, a calender coater, a comma coater, a gravure coater, or a rod coater.
- the substrate may be, for example, paper, or a film made of PE, PP, PET, etc., which has an advantage in that the surface of the substrate is not damaged by the pressure-sensitive adhesive of the present substrate, contaminants are not left, and coating workability is excellent.
- the adhesive sheet may be, for example, a paper label, a film label, or a tape.
- the adhesive sheet may be used by attaching to an adherend, for example, and the adherend may be, for example, at least one selected from the group consisting of metal, glass, wood and plastic, and the plastic may be, for example, PET, PE, PP, ABS And it may be at least one selected from the group consisting of PVC.
- adherend may be, for example, at least one selected from the group consisting of metal, glass, wood and plastic
- plastic may be, for example, PET, PE, PP, ABS And it may be at least one selected from the group consisting of PVC.
- a monomer mixture was prepared by mixing 679 g of n-butyl acrylate (BA), 14 g of 2-hydroxyethyl acrylate (2-HEA), and 7 g of acrylic acid (AA) in a 2 L beaker. Then, a solution consisting of 35 g of sodium dodecyl benzene sulfonate (SDBS), 1.4 g of sodium hydroxide, and 150 g of water at a concentration of 20 wt% was added to the monomer mixture and mixed with a stirrer to prepare a cloudy emulsion.
- BA n-butyl acrylate
- 2-HEA 2-hydroxyethyl acrylate
- AA acrylic acid
- the prepared aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition was applied on a silicone-coated release paper, and dried in an oven at 110° C. for 2 minutes to prepare a coating layer having a thickness of 20 ⁇ m.
- the coating layer applied on the silicone release paper was laminated with a transparent BOPP film having a thickness of 50 ⁇ m to prepare an adhesive sheet. Thereafter, the adhesive sheet was cut to a size of 25 mm X 200 mm and prepared to measure the adhesive properties.
- the prepared aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition was applied on a silicone-coated release paper, and dried in an oven at 110° C. for 2 minutes to prepare a coating layer having a thickness of 20 ⁇ m.
- the coating layer applied on the silicone release paper was laminated with a transparent BOPP film having a thickness of 50 ⁇ m to prepare an adhesive sheet. Thereafter, the adhesive sheet was cut to a size of 25 mm X 200 mm and prepared to measure the adhesive properties.
- Comparative Examples 1, 3, 4 and 8 to 10 were performed in the same manner as in Example 1 except that the components and contents described in Table 1 were used, and Comparative Examples 2 and 5 to 7 were the components and contents shown in Table 1 It was carried out in the same manner as in Example 4 except that the content was used.
- Ball tack strength (#): The initial tackiness was measured according to the inclined ball tack test method (inclination angle: 30 degrees, 23 °C, 55% RH) prescribed in JIS Z 0237.
- the aqueous acrylic pressure-sensitive adhesive composition (Examples 1 to 9) of the present invention was confirmed that the ball tack and loop tack were improved at the same time, so that the initial adhesion was excellent, and the adhesive force and the holding power were excellent.
- Comparative Examples 1 to 5 which did not satisfy Equation 1 of the present invention, had lower initial adhesiveness, adhesive force, and holding force.
- Comparative Example 8 using less than 85% by weight of the linear alkyl acrylate of the present invention and Comparative Examples 9 and 10 using less than 0.1% by weight and more than 3% by weight of an acrylate monomer containing a hydroxyl group showed poor adhesion and retention.
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Abstract
본 발명은 수성 아크릴 점착제 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 점착시트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체 20 내지 99 중량%, 히드록시기를 포함하는 아크릴레이트 단량체 0 초과 내지 3 이하 중량% 및 불포화 카르복실산 0 초과 내지 3 이하 중량%를 포함하여 이루어지는 공중합체 100 중량부; 및 음이온성 계면활성제 0.01 내지 5 중량부;를 포함하고, 상기 공중합체의 평균 입경은 500 nm 이하이며, 하기 수학식 1을 만족하는 것을 특징으로 하여 새로운 관계식을 이용해 볼 택과 루프 택을 동시에 소정 값으로 조절함으로써 점착력 및 유지력이 크게 개선된 수성 아크릴 점착제 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 점착시트에 관한 것이다. [수학식 1] 0.55 ≤ X/Y < 1.07 (상기 수학식 1에서 X는 루프 택(Loop Tack) 값이고, Y는 볼 택(Ball Tack)의 세기이다.)
Description
〔출원(들)과의 상호 인용〕
본 출원은 22020.01.03일자 한국특허출원 제 10-2020-0000702호 및 그를 토대로 2020.12.23일자로 재출원한 한국특허출원 제 10-2020-0181497호를 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 수성 아크릴 점착제 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 점착시트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 친수성을 소정 범위 내로 제한하면서 볼 택과 루프 택을 새로운 관계식을 이용해 동시에 소정 값으로 조절하여 점착력 및 유지력이 크게 개선된 수성 아크릴 점착제 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 점착시트에 관한 것이다.
점착제(Pressure Sensitive Adhesive)는 작은 압력으로 피착재에 접착하는 성질을 가진 물질이다. 상기 점착제는 접착제와 달리 초기에는 고체와 액체의 중간 상태인 반고체의 성질을 지니며 경화 후에도 초기 상태와 같은 반고체의 성질을 유지하기 때문에 인쇄, 화학, 의약품, 가전제품, 자동차, 문구 등 다양한 산업 분야에서 사용되고 있다.
상기 점착제는 녹는 성질에 따라 수성 또는 유성으로 나뉘며, 제조 시 사용하는 단량체에 따라 아크릴계, 고무계, 실리콘계, EVA계 등으로 분류될 수 있고, 또한 형태에 따라 용제형, 에멀젼형, 핫멜트형으로 분류될 수 있다. 나아가 점착제의 점착 물성은 일반적으로 점착력(adhesion, peel strength), 초기 점참력(tack), 유지력(holding power)의 세 가지 물성으로 분류된다. 이 중 택(tack)은 점착제와 피착재를 단시간 접촉시킨 후 분리하는 힘으로 평가하고 있으며, 택의 평가 방법에는 볼 택(ball tack), 루프 택(loop tack) 등이 있다. 그러나 볼 택이 높다고 해서 반드시 루프 택이 높은 것은 아니며, 일 예로 우수한 볼 택을 구현하기 위한 방법으로 부틸 아크릴레이트의 함량을 늘리는 방법이 시도되었지만 이 경우 루프 택이 감소하는 문제가 발생한다.
현재까지 많은 수성 아크릴 점착제 조성물이 개발되었으나 구성과 물성 간에 변동폭이 크고 물성 간에도 예측이 어려워 시장에서 요구하는 수성 점착제의 점착력 및 유지력에는 미치지 못하고 있다. 따라서, 점착력 및 유지력이 크게 개선된 점착제의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
한국 공개특허 제2017-0088492호
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 친수성을 소정 범위 내로 제한하면서 볼 택과 루프 택을 동시에 소정 값 이상으로 조절하여 점착력 및 유지력이 크게 개선된 수성 아크릴 점착제 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 점착시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체 20 내지 99 중량%, 히드록시기를 포함하는 아크릴레이트 단량체 0 초과 내지 3 이하 중량% 및 불포화 카르복실산 0 초과 내지 3 이하 중량%를 포함하여 이루어지는 공중합체 100 중량부; 및 음이온성 계면활성제 0.01 내지 5 중량부;를 포함하고, 상기 공중합체의 평균 입경은 500 nm 이하이며, 하기 수학식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 수성 아크릴 점착제 조성물을 제공한다.
[수학식 1]
0.55 ≤ X/Y < 1.07
(상기 수학식 1에서 X는 루프 택(Loop Tack) 값(N/25mm)이고, Y는 볼 택(Ball Tack)의 세기(#)이다.)
또한 본 발명은 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체 20 내지 99 중량%, 히드록시기를 포함하는 아크릴레이트 단량체 0 초과 내지 3 이하 중량% 및 불포화 카르복실산 0 초과 내지 3 이하 중량%를 포함하여 이루어지는 공중합체 100 중량부; 및 음이온성 계면활성제 0.01 내지 5 중량부;를 포함하고, 상기 공중합체의 평균 입경은 500 nm 이하이며, 하기 수학식 1a를 만족하는 것을 특징으로 하는 수성 아크릴 점착제 조성물을 제공한다.
[수학식 1a]
47 < X/Ya < 200
(상기 수학식 1a에서 X는 루프 택 값(N/25mm)이고, Ya는 볼 택의 세기를 힘(N)의 단위로 환산한 값이다.)
또한 본 발명은 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체 20 내지 99 중량%, 히드록시기를 포함하는 아크릴레이트 단량체 0 초과 내지 3 이하 중량% 및 불포화 카르복실산 0 초과 내지 3 이하 중량%를 포함하여 이루어지는 공중합체 100 중량부; 및 음이온성 계면활성제 0.01 내지 5 중량부;를 포함하고, 상기 공중합체의 평균 입경은 500 nm 이하이며, 루프 택이 12 N/25mm 이상이고, 경사식 볼 택 시험법(경사 각도: 30도, 23℃, 55％ RH)에 준하여 측정한 볼 택의 세기가 20 이상인 것을 특징으로 하는 수성 아크릴 점착제 조성물을 제공한다.
본 기재에서 RH는 상대습도(Relative Humidity)를 의미하고, 상기 상대 습도는 포화 수증기압에 대한 실제 수증기압의 비율(%)로 정의될 수 있으며, 이의 측정방법은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상적으로 이용되는 방법에 의하는 경우 특별히 제한되지 않는다.
또한 본 발명은 선형 알킬 아크릴레이트 85 내지 99 중량%, 히드록시기를 포함하는 아크릴레이트 단량체 0.1 내지 3 중량% 및 불포화 카르복실산 0.1 내지 3 중량%를 포함하여 이루어지는 공중합체 100 중량부; 및 음이온성 계면활성제 0.3 내지 5 중량부;를 포함하고, 상기 공중합체의 평균 입경이 500 nm 이하인 것을 특징으로 하는 수성 아크릴 점착제 조성물을 제공할 수 있다.
또한 본 발명은 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체 20 내지 99 중량%, 히드록시기를 포함하는 아크릴레이트 단량체 0 초과 내지 3 이하 중량% 및 불포화 카르복실산 0 초과 내지 3 이하 중량%를 포함하는 공중합체 100 중량부를 제조하는 단계; 상기 공중합체와 음이온성 계면활성제 0.01 내지 5 중량부 및 물을 혼합하여 유화액을 제조하는 단계; 및 상기 유화액에 수용성 개시제 0.01 내지 1 중량부를 투입한 후 80 내지 90 ℃에서 2 내지 10 시간 동안 중합하는 단계;를 포함하며, 상기 공중합체의 평균 입경은 500 nm 이하이고, 상기 수학식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 수성 아크릴 점착제 조성물의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체 20 내지 99 중량%, 히드록시기를 포함하는 아크릴레이트 단량체 0 초과 내지 3 이하 중량% 및 불포화 카르복실산 0 초과 내지 3 이하 중량%를 포함하는 공중합체 100 중량부를 제조하는 단계; 상기 공중합체와 음이온성 계면활성제 0.01 내지 5 중량부 및 물을 혼합하여 유화액을 제조하는 단계; 및 상기 유화액에 수용성 개시제 0.01 내지 1 중량부를 투입한 후 80 내지 90 ℃에서 2 내지 10 시간 동안 중합하는 단계;를 포함하며, 상기 공중합체의 평균 입경은 500 nm 이하이고, 상기 수학식 1a를 만족하는 것을 특징으로 하는 수성 아크릴 점착제 조성물의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체 20 내지 99 중량%, 히드록시기를 포함하는 아크릴레이트 단량체 0 초과 내지 3 이하 중량% 및 불포화 카르복실산 0 초과 내지 3 이하 중량%를 포함하는 공중합체 100 중량부를 제조하는 단계; 상기 공중합체와 음이온성 계면활성제 0.01 내지 5 중량부 및 물을 혼합하여 유화액을 제조하는 단계; 및 상기 유화액에 수용성 개시제 0.01 내지 1 중량부를 투입한 후 80 내지 90 ℃에서 2 내지 10 시간 동안 중합하는 단계;를 포함하며, 상기 공중합체의 평균 입경은 500 nm 이하이고, 수성 아크릴 점착제 조성물의 루프 택이 12 N/25mm 이상이고, 경사식 볼 택 시험법(경사 각도: 30도, 23℃, 55％ RH)에 준하여 측정한 볼 택의 세기가 20 이상인 것을 특징으로 하는 수성 아크릴 점착제 조성물의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 선형 알킬 아크릴레이트 85 내지 99 중량%, 히드록시기를 포함하는 아크릴레이트 단량체 0.1 내지 3 중량% 및 불포화 카르복실산 0.1 내지 3 중량%를 포함하여 이루어지는 공중합체 100 중량부를 제조하는 단계; 상기 공중합체와 음이온성 계면활성제 0.3 내지 5 중량부 및 물을 혼합하여 유화액을 제조하는 단계; 및 상기 유화액에 수용성 개시제 0.01 내지 1 중량부를 투입한 후 80 내지 90 ℃에서 2 내지 10 시간 동안 중합하는 단계;를 포함하며, 상기 공중합체의 평균 입경이 500 nm 이하인 것을 특징으로 하는 수성 아크릴 점착제 조성물의 제조방법을 제공할 수 있다.
또한 본 발명은 본 기재의 수성 아크릴 점착제 조성물에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 점착시트를 제공한다.
본 발명에 따르면 친수성을 소정 범위 내로 제한하면서 볼 택과 루프 택을 동시에 소정 값 이상으로 조절하여 점착력 및 유지력이 크게 개선된 수성 아크릴 점착제 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 점착시트를 제공하는 효과가 있다.
이하 본 기재의 수성 아크릴 점착제 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 점착시트를 상세하게 설명한다.
본 발명자들은 친수성을 소정 범위 내로 제한하면서 볼 택과 루프 택을 새로운 관계식을 이용해 동시에 소정 값으로 조절하여 수성 아크릴 점착제 조성물을 제조하는 경우 점착력 및 유지력이 크게 개선되는 것을 확인하고, 이를 토대로 더욱 연구에 매진하여 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 수성 아크릴 점착제 조성물은 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체 20 내지 99 중량%, 히드록시기를 포함하는 아크릴레이트 단량체 0 초과 내지 3 이하 중량% 및 불포화 카르복실산 0 초과 내지 3 이하 중량%를 포함하여 이루어지는 공중합체 100 중량부; 및 음이온성 계면활성제 0.01 내지 5 중량부;를 포함하고, 상기 공중합체의 평균 입경은 500 nm 이하이며, 하기 수학식 1을 만족하는 것을 특징으로 하며, 이 경우 볼 택과 루프 택이 동시에 소정 값 이상으로 조절되어 점착력 및 유지력이 크게 향상되는 이점이 있다.
[수학식 1]
0.55 ≤ X/Y < 1.07
(상기 수학식 1에서 X는 루프 택(Loop Tack) 값(N/25mm)이고, Y는 볼 택(Ball Tack)의 세기(#)이다.)
또한 본 발명의 수성 아크릴 점착제 조성물은 또 다른 예로 선형 알킬 아크릴레이트 85 내지 99 중량%, 히드록시기를 포함하는 아크릴레이트 단량체 0.1 내지 3 중량% 및 불포화 카르복실산 0.1 내지 3 중량%를 포함하여 이루어지는 공중합체 100 중량부; 및 음이온성 계면활성제 0.3 내지 5 중량부;를 포함하고, 상기 공중합체의 평균 입경이 500 nm 이하인 것을 특징으로 하는 수성 아크릴 점착제 조성물을 제공할 수 있다.
본 기재에서 루프 택 값은 피착재에 압력을 가했을 때 점착제가 달라붙어 있는 정도를 힘의 크기로 나타낸 값을 의미하며, 그 값이 클수록 초기 점착성이 우수한 것을 의미한다.
본 기재에서 볼 택의 세기는 강철구의 번호를 의미하며, 구체적으로 30°의 경사면을 따라 100 mm 길이를 구른 강철구가 이후 점착면이 노출된 면을 거치면서 점착면이 시작된 부분부터 30 mm 내지 70 mm 사이에서 멈출 때 그 강철구의 번호가 볼 택의 세기이며, 상기 강철구의 번호는 직경 1/32 inch인 강철구를 1 번으로 하여 32 번까지 규정하고, 번호가 클수록 초기 점착성이 우수한 것을 의미한다.
본 기재에서 초기 점착성이란 점착제와 피착재를 단시간 내 분리하는 힘, 즉 순간적인 부착성을 의미한다.
본 기재에서 점착력이란 점착제와 피착재 표면 간의 결합력을 의미하며, 별도의 정의가 없는 한 180도 박리시험을 통해 측정할 수 있다.
본 기재에서 유지력이란 점착제 자체의 내부 응집력을 의미하며, 별도의 정의가 없는 한 25 mm X 25 mm 면적으로 SUS(Stainless Steel)에 부착한 후 1 kg 추의 무게로 하중을 주어 떨어지는 시간을 측정하는 방법으로 확인할 수 있다.
본 기재의 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체는 일례로 선형 알킬 (메타)아크릴레이트 및 분지형 알킬 (메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 이 경우 점착제가 피착재에 단시간에 결합 가능하며 점착력이 우수한 이점이 있다.
본 기재에서 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체란 알킬 아크릴레이트 단량체와 알킬 메타크릴레이트 단량체를 모두 포함하는 것으로 정의된다.
상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체는 구체적인 일례로 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트 및 테트라데실 (메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 이 경우 점착력이 우수하면서도 점착제가 피착재에 단시간에 결합 가능한 이점이 있다.
바람직한 일례로, 상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체는 최소한 선형 알킬 아크릴레이트를 포함하는 것일 수 있고, 바람직한 상기 선형 알킬 아크릴레이트는 n-부틸 아크릴레이트일 수 있으며, 이 경우 점착력이 우수하면서도 점착제가 피착재에 단시간에 결합 가능하고, 특히 볼 택 세기가 우수한 이점이 있다.
상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체는 일례로 공중합체 100 중량%에 대하여 선형 알킬 (메타)아크릴레이트, 분지형 알킬 (메타)아크릴레이트, 또는 이들의 혼합을 20 내지 99 중량%, 바람직하게는 40 내지 99 중량%, 보다 바람직하게는 90 초과 내지 99 이하 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 점착제와 피착재를 단시간 내 분리하는 힘이 우수한 이점이 있다.
상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체는 일례로 공중합체 100 중량%에 대하여 선형 알킬 아크릴레이트를 40 내지 99 중량%, 바람직하게는 91 내지 99 중량%, 보다 바람직하게는 92 내지 97 중량%로 포함할 수 있고, 이 범위 내에서 점착력과 유지력이 우수하고 특히 점착제와 피착재를 단시간 내 분리하는 힘이 우수한 이점이 있다.
다른 일례로, 상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체는 공중합체 100 중량%에 대하여 분지형 알킬 아크릴레이트를 30 내지 60 중량%, 바람직하게는 40 내지 50 중량%로 포함할 수 있고, 이 범위 내에서 점착제의 응집력, 점착력 및 순간적인 부착성이 모두 우수한 이점이 있다.
또 다른 일례로, 상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체는 공중합체 100 중량%에 대하여 알킬 메타크릴레이트를 0 초과 내지 10 이하 중량%, 바람직하게는 5 내지 10 중량%로 포함할 수 있고, 이 범위 내에서 점착력이 더욱 향상되는 이점이 있다.
상기 알킬 메타크릴레이트는 일례로 선형 알킬 메타크릴레이트 및 분지형 알킬 메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 선형 알킬 메타크릴레이트일 수 있다.
본 기재의 히드록시기를 포함하는 아크릴레이트 단량체는 일례로 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트 및 2-히드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 이 경우 가교성 관능기를 포함하여 피착재와의 점착성을 향상시키는 이점이 있다.
상기 히드록시기를 포함하는 아크릴레이트 단량체는 일례로 공중합체 100 중량%에 대하여 0 초과 내지 3 이하 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 3 중량%, 보다 바람직하게는 1 내지 2 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 가교성 관능기로 인한 점착력이 우수하면서도 점착제와 피착재를 단시간 내 분리하는 힘이 우수하며, 특히 루프 택이 우수한 이점이 있다.
본 기재의 불포화 카르복실산은 일례로 아크릴산(acrylic acid), 메타크릴산(metacrylic acid), 크로톤산(crotonic acid), 이타콘산(itaconic acid), 말레산(maleic acid), 푸마르산(fumaric acid), 시트라콘산(citraconic acid) 및 메사콘산(mesaconic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 이 경우 응집력 및 점착력이 모두 우수한 이점이 있다.
상기 불포화 카르복실산은 일례로 공중합체 100 중량%에 대하여 0 초과 내지 3 이하 중량%일 수 있고, 상기 범위 미만일 경우 응집력이 저하되어 박리 시 전사가 발생할 수 있으며, 상기 범위 초과일 경우 점착력이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 불포화 카르복실산은 바람직한 일례로, 공중합체 100 중량%에 대하여 0.5 내지 2.5 중량%, 보다 바람직하게는 1 내지 2 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 점착력이 더욱 향상되는 이점이 있다.
상기 히드록시기를 포함하는 아크릴레이트 단량체 함량과 불포화 카르복실산 함량의 합은 5 중량% 이하, 바람직하게는 1 내지 5 중량%, 보다 바람직하게는 2 내지 4 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 볼 택과 루프 택이 동시에 소정 값 이상으로 조절되어 점착력 및 유지력이 크게 향상되는 이점이 있다.
본 기재의 공중합체는 일례로 선형 알킬 아크릴레이트 85 내지 99 중량%, 알킬 메타크릴레이트 0 내지 10 중량%, 히드록시기를 포함하는 아크릴레이트 단량체 0.1 내지 3 중량% 및 불포화 카르복실산 0.1 내지 3 중량%로 이루어질 수 있고, 이 범위 내에서 점착력 및 유지력이 우수하며, 특히 볼 택의 세기가 우수한 이점이 있다.
다른 일례로, 상기 공중합체는 선형 알킬 아크릴레이트 20 내지 50 중량%, 분지형 알킬 아크릴레이트 30 내지 60 중량%, 알킬 메타크릴레이트 5 내지 20 중량%, 히드록시기를 포함하는 아크릴레이트 단량체 0.1 내지 3 중량% 및 불포화 카르복실산 0.1 내지 3 중량%로 이루어질 수 있고, 이 범위 내에서 점착력 및 유지력이 우수하며, 특히 루프 택이 우수한 이점이 있다.
본 기재의 음이온성 계면활성제는 일례로 소듐 도데실 벤젠 설포네이트, 소듐 알킬디페닐옥사이드 디설포네이트, 소듐 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 설페이트, 소듐 디알킬 설포석시네이트, 폴리에틸렌옥사이드 알킬 아릴 에테르, 폴리에틸렌옥사이드 알킬 아민 및 폴리에틸렌옥사이드 알킬 에스테르로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 이 경우 공중합체의 분산 안정성을 높이는 이점이 있다.
상기 음이온성 계면활성제는 바람직한 일례로 소듐 도데실 벤젠 설포네이트, 소듐 알킬디페닐옥사이드 디설포네이트 및 소듐 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 설페이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 음이온성 계면활성제는 일례로 공중합체 100 중량부에 대하여 0.01 내지 5 중량부일 수 있고, 상기 범위 미만일 경우 중합 후 안정성이 떨어지는 문제가 있으며, 상기 범위 초과일 경우 다량의 응집물이 발생하고 점착 물성이 현저히 저하되는 문제가 있다.
상기 음이온성 계면활성제는 바람직한 일례로 공중합체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 3 중량부, 보다 바람직하게는 0.5 내지 2 중량부일 수 있고, 이 범위 내에서 중합 안정성과 점착 물성이 향상되는 이점이 있다.
상기 음이온성 계면활성제는 일례로 소듐 도데실 벤젠 설포네이트를 공중합체 100 중량부에 대하여 0.3 내지 3 중량부, 바람직하게는 0.5 내지 2 중량부, 보다 바람직하게는 0.6 내지 1.5 중량부로 포함할 수 있고, 이 범위 내에서 중합 후 안정성이 우수하고 점착력이 우수하고 루프 택이 향상되어 초기 점착성이 우수한 이점이 있다.
다른 일례로, 상기 음이온성 계면활성제는 소듐 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 설페이트를 공중합체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 3 중량부, 바람직하게는 0.3 내지 2 중량부, 보다 바람직하게는 0.5 내지 1.5 중량부일 수 있고, 이 범위 내에서 중합 후 안정성이 우수하고 점착 물성이 향상되는 이점이 있다.
본 기재의 공중합체는 일례로 평균 입경이 500 nm 이하, 바람직하게는 50 내지 300 nm, 보다 바람직하게는 100 내지 280 nm일 수 있고, 이 범위 내에서 볼 택과 루프 택을 동시에 소정 값 이상으로 조절하여 점착력 및 유지력이 크게 향상되는 이점이 있다.
본 기재의 평균 입경은 동적 광산란법(dynamic light scattering)을 이용하여 측정할 수 있고, 상세하게는 입자 측정기(Nicomp, CW380)를 사용하여 가우시안(Gaussian) 모드로 인텐서티(intensity) 값으로 측정할 수 있다. 이때 구체적인 측정예로 시료를 Intensity Setpoint 300kHz을 크게 벗어나지 않도록 물로 적절히 희석하여 glass tube에 넣고, setting 값은 온도 23℃, 측정 파장 632.8nm, channel width 10μsec으로 하여 측정할 수 있다.
본 기재의 수성 아크릴 점착제 조성물은 일례로 가교제를 더 포함할 수 있고, 이 경우 응집력이 향상되는 이점이 있다.
상기 가교제는 응집력을 보강하기 위해 첨가되는 성분으로서, 일례로 5 내지 15개의 알킬렌 옥사이드 반복 단위를 포함하고, 말단에 아크릴레이트기 또는 비닐기를 가진 화합물일 수 있다. 상기 알킬렌 옥사이드 반복 단위의 수는 사용된 가교제 내에 포함된 알킬렌 옥사이드의 평균 개수를 의미한다.
구체적인 일례로, 상기 가교제는 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 에톡시화 트리메틸프로판트리아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 1,3-부탄디올디아크릴레이트, 펜타트리톨트리아크릴레이트, 3-트리메톡시실릴 프로필메타크릴레이트, 비닐트리메톡시실란, 디비닐벤젠및 지르코늄 카보네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
본 기재의 수성 아크릴 점착제 조성물은 일례로 수분산 점착부여제, 습윤제 또는 이들 모두를 포함할 수 있다.
상기 수분산 점착부여제는 일례로 로진계 수지 및 터펜계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 이 경우 루프 택과 박리력이 향상되는 이점이 있다.
상기 습윤제(wetting agent)는 코팅성을 위해 표면 장력을 낮추기 위해 사용하며, 일례로 디옥틸 소듐 설포숙시네이트(dioctyl sodium sulfosuccinate; DOSS)계 화합물일 수 있다.
상기 습윤제는 일례로 공중합체 100 중량부에 대하여 0 내지 2 중량부, 0.01 내지 1.5 중량부, 0.01 내지 1 중량부, 또는 0.1 내지 1.5 중량부일 수 있고, 이 범위 내에서 라텍스의 표면 장력이 낮아져 코팅이 용이한 이점이 있다.
본 기재의 수성 아크릴 점착제 조성물은 일례로 하기 수학식 1을 만족하는 것일 수 있고, 이 경우 수성 점착제 조성물의 점착력 및 유지력이 크게 향상되는 이점이 있다.
[수학식 1]
0.55 ≤ X/Y < 1.07
(상기 수학식 1에서 X는 루프 택(Loop Tack) 값(N/25mm)이고, Y는 볼 택(Ball Tack)의 세기(#)이다.)
상기 수학식 1은 일례로 0.55 ≤ X/Y < 1.07, 0.55 ≤ X/Y < 0.95, 바람직하게는 0.55 ≤ X/Y < 0.88를 만족하는 것일 수 있고, 이 범위 내에서 점착제와 피착재 표면 간의 결합력이 우수한 이점이 있다.
다른 일례로, 상기 수학식 1은 0.67 < X/Y < 0.88을 만족할 수 있고, 이 범위 내에서 점착제와 피착재 표면 간의 결합력, 즉 점착력이 더욱 향상되는 이점이 있다.
상기 수성 아크릴 점착제 조성물은 일례로 하기 수학식 2를 만족하는 것일 수 있고, 이 경우 점착제와 피착재를 단시간 내 분리하는 힘이 우수한 이점이 있다.
[수학식 2]
Y ≥ 20
상기 수학식 2에서 Y는 상술한 본 기재의 수학식 1의 Y와 동일한 범위 내의 것일 수 있다.
상기 수학식 2는 일례로 Y ≥ 20, 바람직하게는 32 ≥ Y ≥ 20일 수 있고, 이 범위 내에서 순간적인 부착성, 점착제와 피착재 표면 간의 결합력이 향상되는 이점이 있다.
본 기재의 수성 아크릴 점착제 조성물은 일례로 하기 수학식 1a를 만족하는 것일 수 있고, 이 경우 수성 점착제 조성물의 점착력 및 유지력이 크게 향상되는 이점이 있다.
[수학식 1a]
47 < X/Ya < 200
(상기 수학식 1a에서 X는 루프 택 값(N/25mm)이고, Ya는 볼 택의 세기를 힘(N)의 단위로 환산한 값이다.)
상기 수학식 1a에서 Ya는 일례로 강철구 번호에 따른 무게를 힘으로 환산한 값일 수 있다.
구체적인 일례로 상기 Ya는 하기 수학식 3에 의해 계산될 수 있다.
[수학식 3]
Ya = A X 0.0098
(상기 수학식 3에서 A는 강철구의 무게이며, 강철구 1번부터 32번까지의 무게는 순차적으로 0.0021g, 0.0164g, 0.0554g, 0.1313g, 0.2564g, 0.4431g, 0.7036g, 1.0503g, 1.4955g, 2.0514g, 2.7304g, 3.5449g, 4.507g, 5.6291g, 6.9236g, 8.4026g, 10.0787g, 11.9639g, 14.0707g, 16.4114g, 18.9982g, 21.8436g, 24.9597g, 28.3589g, 32.0535g, 36.0558g, 40.3782g, 45.0329g, 50.0322g, 55.3885g, 61.114g, 67.2211g이다.)
상기 수성 아크릴 점착제 조성물은 일례로 유리전이온도가 -60 내지 -20 ℃, 바람직하게는 -50 내지 -30 ℃, 보다 바람직하게는 -45 내지 -35 ℃일 수 있고, 이 범위 내에서 내열성이 우수하고 기재 표면에 부착된 점착제를 제거할 때 잔여물이 남지 않는 이점이 있다.
본 기재에서 유리전이온도는 ASTM D 3418에 의거하여 DSC 장비를 이용하여 측정한다.
본 기재의 수성 아크릴 점착제 조성물은 일례로 300 mm/min의 속도로 180도 박리하면서 측정한 박리력이 13 N/25mm 이상, 바람직하게는 15 내지 20 N/25mm일 수 있고, 이 범위 내에서 점착력이 우수한 효과가 있다.
본 기재의 수성 아크릴 점착제 조성물은 일례로 유지력이 10 내지 200 시간, 15 내지 100 시간, 또는 20 내지 100 시간일 수 있고, 이 범위 내에서 점착제 자체의 내부 응집력이 우수한 효과가 있다.
본 기재의 수성 아크릴 점착제 조성물은 일례로 루프 택(Loop Tack)이 12 N/25mm 이상, 13 내지 25 N/25mm, 바람직하게는 13.3 내지 20 N/25mm일 수 있고, 이 범위 내에서 초기 점착성이 우수한 이점이 있다.
본 기재의 수성 아크릴 점착제 조성물은 일례로 볼 택(Ball Tack)의 세기(#)가 20 이상, 또는 20 내지 32일 수 있고, 이 범위 내에서 초기 점착성이 우수한 이점이 있다.
이하에서는 본 발명의 수성 아크릴 점착제 조성물의 제조방법에 대해 설명하기로 하며, 이하의 제조방법을 설명함에 있어서 상술한 본 기재의 수성 아크릴 점착제 조성물의 내용을 모두 포함한다.
본 기재의 수성 아크릴 점착제 조성물의 제조방법은 일례로 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체 20 내지 99 중량%, 히드록시기를 포함하는 아크릴레이트 단량체 0 초과 내지 3 이하 중량% 및 불포화 카르복실산 0 초과 내지 3 이하 중량%를 포함하는 공중합체 100 중량부를 제조하는 단계; 상기 공중합체와 음이온성 계면활성제 0.01 내지 5 중량부 및 물을 혼합하여 유화액을 제조하는 단계; 및 상기 유화액에 수용성 개시제 0.01 내지 1 중량부를 투입한 후 80 내지 90 ℃에서 2 내지 10 시간 동안 중합하는 단계;를 포함하며, 상기 공중합체의 평균 입경은 500 nm 이하이고, 하기 수학식 1을 만족하는 것일 수 있고, 이 경우 볼 택과 루프 택을 동시에 소정 값 이상으로 조절하여 점착력 및 유지력이 크게 개선되는 이점이 있다.
[수학식 1]
0.55 ≤ X/Y < 1.07
(상기 수학식 1에서 X는 루프 택(Loop Tack) 값(N/25mm)이고, Y는 볼 택(Ball Tack)의 세기(#)이다.)
또한 본 발명의 수성 아크릴 점착제 조성물의 제조방법은 또 다른 예로 선형 알킬 아크릴레이트 85 내지 99 중량%, 히드록시기를 포함하는 아크릴레이트 단량체 0.1 내지 3 중량% 및 불포화 카르복실산 0.1 내지 3 중량%를 포함하여 이루어지는 공중합체 100 중량부를 제조하는 단계; 상기 공중합체와 음이온성 계면활성제 0.3 내지 5 중량부 및 물을 혼합하여 유화액을 제조하는 단계; 및 상기 유화액에 수용성 개시제 0.01 내지 1 중량부를 투입한 후 80 내지 90 ℃에서 2 내지 10 시간 동안 중합하는 단계;를 포함하며, 상기 공중합체의 평균 입경이 500 nm 이하인 것을 특징으로 하고, 이 경우 볼 택과 루프 택을 동시에 소정 값 이상으로 조절하여 점착력 및 유지력이 크게 개선되는 이점이 있다.
상기 유화액 제조 단계에서 음이온성 계면활성제는 일례로 물에 분산시켜 공중합체와 혼합하는 단계일 수 있다.
상기 유화액 제조 단계는 일례로 중화제를 더 포함할 수 있고, 상기 중화제는 일례로 소듐하이드록사이드일 수 있으며, 이 경우 이후 중합 단계에서 반응 중 pH를 약산성 상태로 유지시켜 입자 안정성과 반응성을 용이하게 유지시켜주는 이점이 있다.
상기 중합 단계에서 수용성 개시제는 일례로 과황산염일 수 있고, 이 경우 중합 반응을 용이하게 하여 본 발명의 목적하는 효과가 잘 드러나게 한다.
상기 과황산염은 일례로 과황산암모늄, 과황산칼륨 및 과황산나트륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 과황산암모늄일 수 있으며, 이 경우 점착력이 우수하고 점착제와 피착재를 단시간 내 분리하는 힘이 우수하면서 기포 발생률을 낮추는 효과가 있다.
상기 수용성 개시제는 일례로 공중합체 100 중량부에 대하여 0.01 내지 1 중량부, 바람직하게는 0.05 내지 0.5 중량부, 보다 바람직하게는 0.2 내지 0.4 중량부일 수 있고, 이 범위 내에서 점착력이 더욱 향상되는 이점이 있다.
본 기재에서 공중합체 100 중량% 또는 공중합체 100 중량부란 중합된 공중합체의 총 중량 또는 공중합체의 중합에 투입된 단량체의 총 중량을 의미할 수 있는데, 투입되는 단량체가 거의 모두 중합되기 때문에 양자 간에 차이가 없다.
상기 중합 단계는 일례로 유화액에 분자량 조절제, 전해질, 증점제 및 소포제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 첨가하여 중합 반응시키는 단계일 수 있고, 이 경우 점착력이 우수하면서도 조성물의 안정성 및 물성이 향상되는 이점이 있다.
상기 분자량 조절제는 중합 반응시 사슬 이동제(CTA, Chain Transfer Agent) 역할을 하며, 구체적으로는 분자의 말단에 붙어 라디칼을 다른 곳으로 옮기고 종결반응을 시키는 역할을 하고, 일례로 알코올, 에테르, 티오에테르, 디티오카르보네이트, 나트록사이드, 메르캅탄, 템포(TEMPO), 라우릴 메르캅탄, n-도데실 메르캅탄, t-도데실 메르캅탄, n-옥틸 메르캅탄, 글리시딜 메르캅탄, 메르캅토 아세트산, 2-메르캅토 에탄올, 티오글리콜산, 티오글리콜산 2-에틸헥실 및 2,3-디메르캅토-1-프로판올로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 전해질은 일례로 소듐바이카보네이트, 소듐카보네이트, 소듐포스페이트, 소듐설페이트 및 소듐클로라이드로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 증점제는 일례로 CMC(Carboxy Methyl Celluose), 아크릴졸, 폴리비닐알코올, 스타치, 알지네이트 및 덱스트린으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 소포제는 일례로 실리콘계, 계면활성제계, 파라핀계, 또는 미네랄오일형이 있으며, 바람직하게는 실리콘계이며, 이는 증점제 등을 첨가하는 과정에서 발생된 거품으로 인해 점착제의 도포면이 고르지 못한 문제를 해결할 수 있다.
상기 중합은 일례로 유화 중합일 수 있고, 구체적인 일례로 80 내지 90 ℃에서 2 내지 10 시간 동안 실시될 수 있고, 이 범위 내에서 볼 택과 루프 택을 동시에 소정 값 이상으로 조절하여 점착력 및 유지력이 우수한 이점이 있다.
상기 중합은 일례로 중합 전환율이 95 % 이상, 바람직하게는 97 내지 99 %인 시점에서 종결시킬 수 있고, 이 범위 내에서 독성이 적은 이점과 고형분 함량이 높은 경우에도 낮은 점도 구현이 가능한 이점이 있다.
본 기재에서 중합 전환율은 투입한 단량체 농도 대비 건조 후 무게를 측정하여 고분자로 중합된 물질의 농도를 분석하여 단량체가 중합체로 전환된 비율로 측정할 수 있다.
상기 수성 아크릴 점착제 조성물의 제조방법은 일례로 중합 단계 이후 냉각 단계, pH 조절 단계, 또는 이들 모두를 더 포함할 수 있다.
상기 pH 조절 단계는 일례로 조성물의 pH가 5 내지 9, 또는 6 내지 8이 되도록 조절하는 단계일 수 있고, 이 경우 응집력 및 점착력이 향상되는 효과가 있다.
본 기재에서 pH는 별도의 기재가 없는 한 20 내지 25 ℃의 상온 하에서 일반적인 pH 측정장치를 이용하여 측정할 수 있고, 구체적으로는 Mettler Toledo Seven Compact pH meter를 사용하여 측정할 수 있다.
상기 pH 조절 단계는 일례로 알칼리성 물질을 사용하여 중화시키는 것일 수 있고, 상기 알칼리성 물질은 일례로 1가 금속 또는 2가 금속의 수산화물, 염화물, 무기물, 암모니아 및 유기아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
이하에서는 본 발명의 점착시트에 대해 설명하기로 하며, 이하의 점착시트를 설명함에 있어서 상술한 본 기재의 수성 아크릴 점착제 조성물 및 이의 제조방법의 내용을 모두 포함한다.
본 기재의 점착시트는 일례로 기재 및 상기 기재의 일면 또는 양면에 본 기재이 수성 아크릴 점착제 조성물을 포함하는 점착층이 형성되는 것일 수 있고, 이 경우 기재 표면이 손상되지 않으면서 점착력이 우수한 이점이 있다.
상기 점착층은 일례로 본 기재의 수성 아크릴 점착제 조성물을 기재의 일면 또는 양면에 도포하여 형성될 수 있으며, 상기 도포방법은 특별히 제한되지 않으나, 일례로 코터에 의한 도포 방법이 있고, 상기 코터는 일례로 나이프 코터, 롤 코터, 캘린더 코터, 콤마 코터, 그라비어 코터, 또는 로드 코터일 수 있다.
상기 기재는 일례로 종이, 또는 PE, PP, PET 등으로 이루어진 필름일 수 있고, 이는 본 기재의 점착제에 의해 기재 표면이 손상되지 않으면서 오염물이 남지 않고 도포 작업성이 우수한 이점이 있다.
상기 점착시트는 일례로 종이라벨, 필름라벨, 또는 테이프일 수 있다.
상기 점착시트는 일례로 피착재에 부착하여 사용할 수 있고, 상기 피착재는 일례로 금속, 유리, 나무 및 플라스틱으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으며, 상기 플라스틱은 일례로 PET, PE, PP, ABS 및 PVC로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[실시예]
실시예 1
수성 아크릴 점착제 조성물을 제조
온도계, 교반기, 적하 깔때기, 질소 도입관 및 환류 냉각기를 구비한 유리 반응기에 이온 교환수 170 g을 넣었다. 이를 교반하면서 반응기 내부를 질소로 치환한 다음, 질소 분위기 하에서 85 ℃까지 승온시켰다. 60 분 동안 질소를 퍼지하여 내부의 산소를 제거하였다.
별도로 2 L 비커에 n-부틸 아크릴레이트(BA) 679 g, 2-히드록시에틸 아크릴레이트 (2-HEA) 14 g, 아크릴산(AA) 7 g을 혼합한 단량체 혼합물을 준비하였다. 그리고 상기 단량체 혼합물에 20 중량% 농도의 소듐 도데실 벤젠 설포네이트(SDBS) 35 g, 소듐하이드록사이드 1.4 g 및 물 150 g으로 이루어진 용액을 투입하고 교반기로 섞어 백탁의 유화액을 제조하였다.
상기 유리 반응기에 상기 백탁의 유화액과 2 중량% 농도의 과황산암모늄 용액 140 g을 5 시간 동안 균등하게 연속 투입하고, 과황산암모늄 용액과 유화액 투입이 완료된 후 85 ℃로 유지하면서 2 시간 동안 유지하여 숙성을 진행하였다. 2 시간 동안 숙성이 완료되면, 5 % 소듐하이드록사이드 수용액 28 g을 넣고 1 시간 동안 85 ℃로 유지한 다음 상온까지 냉각시킨 후 습윤제 70 %의 DOSS 수용액 10 g을 혼합하여 수성 아크릴 점착제 조성물을 제조하였다. 여기 실시예에서 별도로 정의하지 않는 이상 %는 중량%를 의미한다.
상기 제조된 수성 아크릴 점착제 조성물을 실리콘 코팅 이형지 위에 도포하고, 110 ℃의 오븐에서 2 분간 건조하여 20 ㎛ 두께를 갖는 코팅층을 제조하였다. 실리콘 이형지 위에 도포된 코팅층을 50 ㎛ 두께의 투명 BOPP 필름과 라미네이션하여 점착시트를 제조하였다. 이후 상기 점착시트를 25 mm X 200 mm 크기로 재단하여 점착물성을 측정할 수 있도록 준비하였다.
실시예 2 내지 3
하기 표 1에 기재된 성분 및 함량을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
실시예 4
수성 아크릴 점착제 조성물을 제조
온도계, 교반기, 적하 깔때기, 질소 도입관 및 환류 냉각기를 구비한 유리 반응기에 이온 교환수 170 g을 넣고, 26 중량% 농도의 소듐 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 설페이트 수용액 1.35 g을 투입하였다. 이를 교반하면서 반응기 내부를 질소로 치환한 다음, 질소 분위기 하에서 85 ℃까지 승온시켰다. 60 분 동안 질소를 퍼지하여 내부의 산소를 제거하였다.
별도로 2 L 비커에 n-부틸 아크릴레이트(BA) 280 g, 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHA) 329 g, 메틸메타크릴레이트(MMA) 70 g, 2-히드록시에틸 아크릴레이트 (2-HEA) 14 g, 아크릴산(AA) 7 g을 혼합한 단량체 혼합물을 준비하였다. 그리고 상기 단량체 혼합물에 50 중량% 농도의 소듐 알킬디페닐옥사이드 디설포네이트 수용액 2.8 g, 26 중량% 농도의 소듐 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 설페이트(POES) 수용액 21.5 g, 소듐하이드록사이드 1.5 g 및 물 150 g으로 이루어진 용액을 투입하고 교반기로 섞어 백탁의 유화액을 제조하였다.
상기 유리 반응기에 상기 백탁의 유화액과 2 중량% 농도의 과황산암모늄 용액 140 g을 6 시간 동안 균등하게 연속 투입하고, 과황산암모늄(APS) 용액과 유화액 투입이 완료된 후 85 ℃로 유지하면서 2 시간 동안 유지하여 숙성을 진행하였다. 2 시간 동안 숙성이 완료되면, 5 % 소듐하이드록사이드 수용액 28 g을 넣고 1 시간 동안 85 ℃로 유지한 다음 상온까지 냉각시킨 후 습윤제 70 %의 DOSS 수용액 10 g을 혼합하여 수성 아크릴 점착제 조성물을 제조하였다.
상기 제조된 수성 아크릴 점착제 조성물을 실리콘 코팅 이형지 위에 도포하고, 110 ℃의 오븐에서 2 분간 건조하여 20 ㎛ 두께를 갖는 코팅층을 제조하였다. 실리콘 이형지 위에 도포된 코팅층을 50 ㎛ 두께의 투명 BOPP 필름과 라미네이션하여 점착시트를 제조하였다. 이후 상기 점착시트를 25 mm X 200 mm 크기로 재단하여 점착물성을 측정할 수 있도록 준비하였다.
실시예 5 내지 8
하기 표 1에 기재된 성분 및 함량을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
실시예 9
하기 표 1에 기재된 성분 및 함량을 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일하게 수행하였다.
비교예 1 내지 10
비교예 1, 3, 4 및 8 내지 10은 하기 표 1에 기재된 성분 및 함량을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하였으며, 비교예 2 및 5 내지 7은 하기 표 1에 기재된 성분 및 함량을 사용한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일하게 수행하였다.
| 구분 | 단량체 | 개시제 | 계면활성제 | |||||
| AA | HEA | BA | 2-EHA | MMA | APS (phr) |
SDBS | POES | |
| 실시예 1 | 1 | 2 | 97 | - | - | 0.4 | 1.0 | - |
| 실시예 2 | 2 | 2 | 96 | - | - | 0.4 | 1.0 | - |
| 실시예 3 | 1.5 | 2 | 96.5 | - | - | 0.4 | 1.0 | - |
| 실시예 4 | 1 | 2 | 40 | 47 | 10 | 0.4 | - | 0.85 |
| 실시예 5 | 2 | 1 | 97 | - | - | 0.4 | 1.0 | - |
| 실시예 6 | 1 | 2 | 92 | - | 5 | 0.4 | 1.0 | - |
| 실시예 7 | 1 | 2 | 97 | - | - | 0.2 | 1.0 | - |
| 실시예 8 | 1 | 2 | 97 | - | - | 0.4 | 0.6 | - |
| 실시예 9 | 1 | 2 | 97 | - | - | 0.4 | - | 0.85 |
| 비교예 1 | 1 | 2 | - | 97 | - | 0.4 | 1.0 | - |
| 비교예 2 | 1 | 2 | - | 94 | 3 | 0.4 | - | 0.85 |
| 비교예 3 | 1 | 2 | - | 77 | 20 | 0.4 | 1.0 | - |
| 비교예 4 | 2 | 2 | 96 | - | - | 0.4 | 0.2 | - |
| 비교예 5 | 2 | 2 | 96 | - | - | 0.4 | - | - |
| 비교예 6 | 4 | - | 96 | - | - | 0.3 | - | 0.85 |
| 비교예 7 | 1 | 4 | 95 | - | - | 0.2 | - | 0.85 |
| 비교예 8 | 0.2 | 0.3 | 99.5 | - | - | 0.4 | 1.0 | - |
| 비교예 9 | 1 | 0.05 | 98.95 | - | - | 0.4 | 1.0 | - |
| 비교예 10 | 1 | 4 | 95 | - | - | 0.4 | 1.0 | - |
(상기 표 1에서 각 단량체의 함량은 이들 총 중량을 기준으로 한 중량%이며, 개시제 및 계면활성제의 함량은 각각 공중합체 100 중량부를 기준으로 한 중량부이다.)
[시험예]
상기 실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 10에서 제조된 시편의 특성을 하기의 방법으로 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
* 루프 택(Loop Tack): FTM9에 규정되어 있는 초기점착력 시험법으로 점착시트를 일정한 힘으로 금속면에 25 mm 폭의 점착라벨 루프와 접촉시킨 후 이를 떼어낼 때의 힘을 측정하였다. 이때 측정된 수치가 클수록 초기 점착성이 높다는 것을 의미한다.
* 볼 택(Ball Tack)의 세기(#): JIS Z 0237에 규정되어 있는 경사식 볼 택 시험법(경사 각도: 30도, 23℃, 55％ RH)에 준하여 초기 점착성을 측정하였다.
* 박리력(180 Peel): 상기 점착시트를 SUS(SUS 304 제품) 위에 놓고, 그 위에 2 kg 롤러를 300 mm/min의 속도로 2 회 왕복하여 부착시키고 20 분 동안 상온에서 숙성시킨 후 TA Texture Analyzer 기기를 사용하여 300 mm/min의 속도로 180도 박리하면서 점착력을 측정하였다.
* 유지력(Shear): 상기 점착시트를 25 mm X 25 mm 면적으로 SUS에 부착하고 20분 후 1 kg 추의 무게로 하중을 주어 떨어지는 시간을 측정하였다.
| 구분 | 입경(nm) | Loop Tack (N/25mm) |
Ball Tack (#) |
180 Peel (N/25mm) |
Shear (h) |
X/Y | X/Y' |
| 실시예 1 | 251 | 16.1 | 24 | 17.2 | 23 | 0.67 | 57.93 |
| 실시예 2 | 245 | 13.3 | 23 | 16.6 | 85 | 0.58 | 54.37 |
| 실시예 3 | 240 | 17.1 | 26 | 18.7 | 65 | 0.66 | 48.39 |
| 실시예 4 | 255 | 18.4 | 21 | 19.8 | 22 | 0.88 | 98.83 |
| 실시예 5 | 260 | 16.7 | 20 | 16.9 | 51 | 0.84 | 103.84 |
| 실시예 6 | 245 | 19.1 | 24 | 20.5 | 54 | 0.80 | 68.73 |
| 실시예 7 | 267 | 14.5 | 24 | 16.4 | 45 | 0.60 | 52.17 |
| 실시예 8 | 297 | 13.3 | 24 | 13.6 | 14 | 0.55 | 47.86 |
| 실시예 9 | 246 | 16.3 | 25 | 18.4 | 31 | 0.65 | 51.89 |
| 비교예 1 | 249 | 10.4 | 26 | 12.4 | 11 | 0.4 | 29.43 |
| 비교예 2 | 253 | 11.1 | 23 | 13.8 | 17 | 0.48 | 45.38 |
| 비교예 3 | 234 | 19.4 | 15 | 21.4 | 34 | 1.29 | 285.92 |
| 비교예 4 | 368 | 11.8 | 22 | 10.7 | 37 | 0.54 | 55.12 |
| 비교예 5 | 394 | 10.8 | 28 | 10.6 | 12 | 0.39 | 24.47 |
| 비교예 6 | 277 | 12.6 | 19 | 12.8 | 102 | 0.66 | 91.38 |
| 비교예 7 | 281 | 11.4 | 21 | 13.3 | 86 | 0.54 | 61.23 |
| 비교예 8 | 297 | 15.8 | 26 | 19.8 | 6 | 0.61 | 44.72 |
| 비교예 9 | 256 | 10.1 | 21 | 13.4 | 25 | 0.48 | 54.25 |
| 비교예 10 | 241 | 10.6 | 22 | 14.7 | 31 | 0.48 | 49.52 |
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 수성 아크릴 점착제 조성물(실시예 1 내지 9)는 볼 택과 루프 택이 동시에 향상되어 초기 점착성이 우수하고 점착력 및 유지력이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
반면, 본 발명의 수학식 1을 만족하지 못하는 비교예 1 내지 5는 초기 점착성, 점착력 및 유지력이 저하되는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 본 발명의 히드록시기를 포함하는 아크릴레이트 단량체를 포함하지 않는 비교예 6과 상기 단량체를 본원 범위 초과하여 사용한 비교예 7의 경우 점착력이 저하되는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 본 발명의 선형 알킬 아크릴레이트를 85 중량% 미만 사용한 비교예 8과 히드록시기를 포함하는 아크릴레이트 단량체를 0.1 중량% 미만, 3 중량% 초과 사용한 비교예 9, 10은 점착력 및 유지력 등이 열악한 것을 확인할 수 있었다.
Claims (14)
- 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체 20 내지 99 중량%, 히드록시기를 포함하는 아크릴레이트 단량체 0 초과 내지 3 이하 중량% 및 불포화 카르복실산 0 초과 내지 3 이하 중량%를 포함하여 이루어지는 공중합체 100 중량부; 및 음이온성 계면활성제 0.01 내지 5 중량부;를 포함하고, 상기 공중합체의 평균 입경은 500 nm 이하이며, 하기 수학식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는수성 아크릴 점착제 조성물.[수학식 1]0.55 ≤ X/Y < 1.07(상기 수학식 1에서 X는 루프 택(Loop Tack) 값(N/25mm)이고, Y는 볼 택(Ball Tack)의 세기(#)이다.)
- 제 1항에 있어서,상기 수성 아크릴 점착제 조성물은 선형 알킬 아크릴레이트 85 내지 99 중량%, 히드록시기를 포함하는 아크릴레이트 단량체 0.1 내지 3 중량% 및 불포화 카르복실산 0.1 내지 3 중량%를 포함하여 이루어지는 공중합체 100 중량부; 및 음이온성 계면활성제 0.3 내지 5 중량부;를 포함하고, 상기 공중합체의 평균 입경은 500 nm 이하이며, 하기 수학식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는수성 아크릴 점착제 조성물.[수학식 1]0.55 ≤ X/Y < 1.07(상기 수학식 1에서 X는 루프 택(Loop Tack) 값(N/25mm)이고, Y는 볼 택(Ball Tack)의 세기(#)이다.)
- 제 1항에 있어서,상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체는 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트 및 테트라데실 (메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는수성 아크릴 점착제 조성물.
- 제 1항에 있어서,히드록시기를 포함하는 아크릴레이트 단량체는 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트 및 2-히드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는수성 아크릴 점착제 조성물.
- 제 1항에 있어서,불포화 카르복실산은 아크릴산(acrylic acid), 메타크릴산(metacrylic acid), 크로톤산(crotonic acid), 이타콘산(itaconic acid), 말레산(maleic acid), 푸마르산(fumaric acid), 시트라콘산(citraconic acid) 및 메사콘산(mesaconic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는수성 아크릴 점착제 조성물.
- 제 1항에 있어서,상기 공중합체는 선형 알킬 아크릴레이트 85 내지 99 중량%, 알킬 메타크릴레이트 0 내지 10 중량%, 히드록시기를 포함하는 아크릴레이트 단량체 0.1 내지 3 중량% 및 불포화 카르복실산 0.1 내지 3 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는수성 아크릴 점착제 조성물.
- 제 1항에 있어서,상기 공중합체는 선형 알킬 아크릴레이트 20 내지 50 중량%, 분지형 알킬 아크릴레이트 30 내지 60 중량%, 알킬 메타크릴레이트 5 내지 20 중량%, 히드록시기를 포함하는 아크릴레이트 단량체 0.1 내지 3 중량% 및 불포화 카르복실산 0.1 내지 3 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는수성 아크릴 점착제 조성물.
- 제 1항에 있어서,상기 음이온성 계면활성제는 소듐 도데실 벤젠 설포네이트, 소듐 알킬디페닐옥사이드 디설포네이트, 소듐 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 설페이트, 소듐 디알킬 설포석시네이트, 폴리에틸렌옥사이드 알킬 아릴 에테르, 폴리에틸렌옥사이드 알킬 아민 및 폴리에틸렌옥사이드 알킬 에스테르로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는수성 아크릴 점착제 조성물.
- 제 1항에 있어서,상기 수성 아크릴 점착제 조성물은 300 mm/min의 속도로 180도 박리하면서 측정한 박리력이 13 N/25mm 이상인 것을 특징으로 하는수성 아크릴 점착제 조성물.
- 제 1항에 있어서,상기 수성 아크릴 점착제 조성물은 하기 수학식 2를 만족하는 것을 특징으로 하는수성 아크릴 점착제 조성물.[수학식 2]Y ≥ 20(상기 수학식 2에서 Y는 볼 택(Ball Tack)의 세기(#)이다.)
- 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체 20 내지 99 중량%, 히드록시기를 포함하는 아크릴레이트 단량체 0 초과 내지 3 이하 중량% 및 불포화 카르복실산 0 초과 내지 3 이하 중량%를 포함하는 공중합체 100 중량부를 제조하는 단계;상기 공중합체와 음이온성 계면활성제 0.01 내지 5 중량부 및 물을 혼합하여 유화액을 제조하는 단계; 및상기 유화액에 수용성 개시제 0.01 내지 1 중량부를 투입한 후 80 내지 90 ℃에서 2 내지 10 시간 동안 중합하는 단계;를 포함하며,상기 공중합체의 평균 입경은 500 nm 이하이고, 하기 수학식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는수성 아크릴 점착제 조성물의 제조방법.[수학식 1]0.55 ≤ X/Y < 1.07(상기 수학식 1에서 X는 루프 택(Loop Tack) 값(N/25mm)이고, Y는 볼 택(Ball Tack)의 세기(#)이다.)
- 제 11항에 있어서,상기 수용성 개시제는 과황산염인 것을 특징으로 하는수성 아크릴 점착제 조성물의 제조방법.
- 기재 및 상기 기재의 일면 또는 양면에 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항의 수성 아크릴 점착제 조성물을 포함하는 점착층이 형성되는 것을 특징으로 하는점착시트.
- 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체 20 내지 99 중량%, 히드록시기를 포함하는 아크릴레이트 단량체 0 초과 내지 3 이하 중량% 및 불포화 카르복실산 0 초과 내지 3 이하 중량%를 포함하여 이루어지는 공중합체 100 중량부; 및 음이온성 계면활성제 0.01 내지 5 중량부;를 포함하고, 상기 공중합체의 평균 입경은 500 nm 이하이며, 하기 수학식 1a를 만족하는 것을 특징으로 하는수성 아크릴 점착제 조성물.[수학식 1a]47 < X/Ya < 200(상기 수학식 1a에서 X는 루프 택 값(N/25mm)이고, Ya는 볼 택의 세기를 힘(N)의 단위로 환산한 값이다.)
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