KR101443479B1

KR101443479B1 - 부직포 접착제용 고온 용융 유동성 블록 공중합체

Info

Publication number: KR101443479B1
Application number: KR1020127028998A
Authority: KR
Inventors: 돈 두보이스
Original assignee: 크레이튼 폴리머즈 유.에스. 엘엘씨
Priority date: 2010-04-27
Filing date: 2011-04-19
Publication date: 2014-09-22
Also published as: BR112012027202A2; TW201207063A; CN102858899A; JP2013533322A; WO2011136973A1; US20110263782A1; JP5722436B2; KR20130018849A; EP2563873A1; TWI448525B; US8324309B2; EP2563873A4

Abstract

본 발명은 화학식 [A-(A/B)]nX로 표시되는 부직포 구성 접착제용 저점도 블록 공중합체를 제공하며, 여기서 A는 방향족 비닐 화합물을 나타내고 (A/B)는 방향족 비닐 화합물과 부타디엔을 2:98 내지 30:70의 중량비로 함유하는 혼합물의 랜덤 공중합에 의해 수득되는 중합체 블록을 나타내며, n은 1 내지 5 범위의 정수이고 X는 커플링제의 나머지이다.

Description

부직포 접착제용 고온 용융 유동성 블록 공중합체{HIGH MELT FLOW BLOCK COPOLYMERS FOR NON-WOVEN ADHESIVES}

본 발명은 부직 어셈블리 접착제를 위한 고온 용융 유동성 접착제 조성물에 사용되는 고온 용융 유동성 블록 공중합체에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 발명은 유아 및 성인용 기저귀, 생리대, 실금 패드, 침대 패드, 여성 패드, 팬티 쉴드(panty shield) 등과 같은 위생 물품의 제조 시 고온 용융 접착제 조성물에 사용되는 고온 용융 유동성 블록 공중합체에 관한 것이다.

1회용 물품의 제조 시 고온 용융 접착제 조성물에는 말단 폴리(스티렌) 블록과 하나 이상의 중심 폴리(이소프렌) 블록을 함유하는 블록 공중합체가 사용된다는 것은 WO 9102039, EP 0532831A 및 EP 0802251A에 교시된 것처럼 당업계에 일반적으로 알려져 있다. 더 구체적으로, 폴리(스티렌) 함량이 25 내지 35 wt%이고 총 겉보기 분자량이 140,000 내지 145,000인 트리블록 공중합체(예, KRATON® D-1165 블록 공중합체)는 기저귀 산업의 고온 용융 접착제 조성물에 다음과 같은 2가지 방식으로 사용된다:

1. 기저귀 폴리(에틸렌) 주 골격을 접착시키는 어셈블리 접착제; 및

2. 허리 밴드 및 다리 밴드로서 사용되는 탄성 부착재(attachment)를 접착시키는 부착 접착제.

이러한 접착제는 연한 유색이고 투명하며, 냄새가 적고 350℉에서 분사성이며 폴리(올레핀) 필름에 양호한 접착성을 나타내고 부직포 이면 시트를 통해 빠르게 스며들지 않아야 한다. 또한, 비교적 저렴해야 한다.

탄성 부착 접착제는 탄성 허리 밴드 또는 다리 밴드를 형성시키기 위해 폴리에틸렌 필름 및 부직 필름에 탄성 실(thread)을 접착시키는데 사용된다. 다수 가닥의 탄성 실은 보통 300% 늘어나고 폴리(올레핀)과 부직 웨브(web)의 내부에 끼워넣기 바로 전에 약 300℉의 온도에서 접착제 조성물로 코팅된다. 구조 접착제처럼, 이 접착제는 일반적으로 나선형 패턴으로 분사된다. 이 공정에서 이후에 탄성재 말단이 절단되면 복합재는 부직포와 폴리(올레핀) 필름이 주름지도록 수축하여 탄성 밴드를 형성한다.

KRATON D-1155 블록 공중합체와 같은 블록 공중합체는 허용될 수 있는 고온 용융 점도/온도 프로필을 나타내고 일반적으로 적용되는 고온 용융 온도 320℉ 이하에서 점도가 충분히 낮아서 효과적인 가공이 가능할지라도, 가공 효율의 향상과 함께 다른 앞서 언급한 바람직한 성질을 나타내 보이는 개선된 블록 공중합체의 경제적 필요성은 여전한 상황이다.

비교적 낮은 고온 용융 점도는 유의적인 양의 오프 스펙(off spec) 제품의 생산 없이 기저귀 제조 라인의 높은 생산 속도를 촉진한다는 것이 이해될 것이다. 보통 오프 스펙 제품을 유발하는 문제점은 예컨대 접착제 점도 분해, 접착제 변색, 폴리에틸렌 필름에 대한 손상 또는 차르(char) 형성일 수 있다. 따라서, 기저귀 제조의 개발 노력은 현재 계속되고 있다.

예의 연구 및 실험한 결과, 현재 놀랍게도 말단 주요 폴리(스티렌) 블록과 중심 (B/S) 블록을 함유하는 블록 공중합체가 기저귀 산업에서 바람직하게 적용되는 온도, 즉 약 250 내지 약 350℉ 범위에서 분사성이 양호한 고온 용융 점도를 제공한다는 것을 발견했다. 또한, 이러한 블록 공중합체는 S-I-S 블록 공중합체를 기반으로 하는 종래 접착제 조성물에 비해 뛰어난 색 안정성, 우수한 접착제 성능 및 더 나은 점도 안정성을 제공한다.

부직 어셈블리에 사용되는 블록 공중합체는 화학식 [A-(A/B)]nX로 표시되고, 여기서 A는 방향족 비닐 화합물을 나타내고 (A/B)는 방향족 비닐 화합물과 부타디엔을 2:98 내지 30:70 범위의 중량비로 함유하는 혼합물의 랜덤 블록 공중합에 의해 수득되는 중합체 블록을 나타내고, n은 1 내지 5 범위의 정수이고 X는 커플링제의 나머지인 블록 공중합체를 포함한다.

상기 식에서 각 n은 독립적으로 5 이하이고, 바람직하게는 2 내지 3, 더욱 더 바람직하게는 3 내지 4이며, 모든 경우에 n=1(비커플링형)과 n 값으로 표현된 범위에서 n=2 이상인 n의 혼합물이 존재할 것이다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 부직 어셈블리에 사용된 블록 공중합체는 방향족 비닐 화합물과 부타디엔을 2:98 내지 30:70의 중량비로 함유하는 혼합물의 랜덤 블록 공중합에 의해 수득된 블록(A/B)를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 부직 어셈블리에 사용된 블록 공중합체는 중합된 부타디엔 중의 비닐 함량이 약 2 내지 약 15 wt% 범위인, 예컨대 이 범위 사이의 모든 수치를 포함하는 함량인 (A/B) 블록을 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 부직 어셈블리에 사용된 블록 공중합체는 A가 주로 폴리(스티렌) 블록을 나타낸다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 부직 어셈블리에 사용된 블록 공중합체는 (S/B)가 주로 스티렌과 부타디엔의 혼합물의 랜덤 블록 공중합에 의해 수득된 중합체 블록을 나타낸다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 부직 어셈블리에 사용된 블록 공중합체는 0 내지 약 40 중량부의 가소제, 예컨대 그 사이의 모든 수치의 가소제를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 부직 어셈블리에 사용된 블록 공중합체는 약 70 내지 약 98%, 예컨대 이 사이의 모든 수치의 커플링 효율을 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 부직 어셈블리에 사용된 블록 공중합체는 20 내지 60 g/min 범위인 200℃/5kg에서 측정된 약 20 내지 약 60(이 사이의 모든 수치를 포함해서)의 용융 유동 지수를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 부직 어셈블리에 사용된 블록 공중합체는 화학식 [S-(S/B)]nX로 표시되는 블록 공중합체를 포함하며, 여기서 S는 주로 폴리(스티렌) 블록을 나타내고 (S/B)는 주로 스티렌과 부타디엔을 2:98 내지 30:70 범위의 중량비로 함유하는 혼합물의 랜덤 블록 공중합에 의해 수득되는 중합체 블록을 나타내고 분자량이 20,000 내지 150,000 g/mol이고, n은 1 내지 5 범위의 정수이고 X는 커플링제의 나머지이다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 부직 어셈블리에 사용된 블록 공중합체는 (S/B) 블록에서 중합된 부타디엔 중의 비닐 함량이 약 5 내지 약 15wt% 범위이며, 예컨대 그 사이의 모든 수치를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 부직 어셈블리에 사용된 블록 공중합체는 a) 화학식 [S-(S/B)]nX로 표시되는 블록 공중합체 (여기서 S는 주로 폴리(스티렌) 블록을 나타내고 (S/B)는 주로 스티렌과 부타디엔을 2:98 내지 30:70 범위의 중량비로 함유하는 혼합물의 랜덤 블록 공중합에 의해 수득되는 중합체 블록을 나타내고 분자량이 20,000 내지 150,000 g/mol 범위이며, n은 2 내지 5 범위의 정수이고 X는 커플링제의 나머지이다); b) C5/C9 탄화수소 수지 중에서 선택되는 점착화 수지; 및 c) 하나 이상의 가소제를 포함한다.

본 발명은 다양한 도면을 참조로 하여 본원에 예시되고 설명되며, 여기서 같은 참조부호는 같은 방법 단계 및/또는 시스템 구성부품을 각각 나타낸다.
도 1은 산업계 벤치마크인 블록 공중합체에 비해 본 발명의 블록 공중합체가 나타내는 점도 vs 온도를 도시한 그래프이다.

부직 시트는 최근 점점 더 얇아지고 있고, 이에 따라 보통 "용락(burn-through)"이라 불리는 부직 시트에 대한 손상을 방지하기 위한 더 낮은 접착제 적용 온도를 필요로 한다. 본 발명에 따르면, 다른 산업들 중에서 부직포 산업에 사용하기 위해 향상된 기계적 성질과 성능을 보유하는 SBS 블록 공중합체가 개시된다.

한 양태로, 본 발명은 화학식 [A-(A/B)]nX를 특징으로 하는 부직 어셈블리에 사용되는 블록 공중합체 (여기서 A는 독립적으로 방향족 비닐 화합물의 중합체 블록이고 (A/B)는 방향족 비닐 화합물과 부타디엔을 2:98 내지 30:70 범위의 중량비로 함유하는 혼합물의 랜덤 음이온 공중합에 의해 수득되는 중합체 블록을 나타내고 n은 1 내지 5 범위의 정수이고 X는 커플링제의 나머지이다)를 제공한다. 이 블록 공중합체는 약 30 내지 약 60 wt%, 예컨대 이 사이의 모든 수치의 폴리(스티렌) 말단 블록 함량을 보유한다.

성분 A는 비닐 방향족 블록이 스티렌, 알파-메틸스티렌, p-메틸스티렌, o-메틸스티렌, p-tert-부틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, 디페닐에틸렌, 예컨대 스틸벤, 비닐 나프탈렌, 비닐톨루엔(메틸스티렌의 메타이성체와 파라이성체의 혼합물), 비닐자일렌 및 이의 혼합물로부터 유도되는 매우 다양한 블록 공중합체 중에서 선택될 수 있다. 이 단량체들 중에서, 순수 스티렌, 또는 스티렌이 주요 화합물이고 다른 전술한 공단량체 중 하나 이상이 소량인 혼합물이 바람직하다. 본원에 사용된, "소량"이란 어구는 약 5 wt% 이하의 범위의 양을 의미하며, 존재하는 경우, 일반적으로 약 1 내지 약 5 wt%의 양으로 존재한다. 본 발명은 하나 이상의 공단량체를 "소량"으로 함유하는 비닐 방향족 블록에 제한되지만, 특정 경우에는 "소량"이 5 wt%를 초과하는 혼합물을 사용하는 것이 바람직할 수도 있다는 것을 당업자라면 이해할 것이다.

A 블록은 총 블록 공중합체의 공액 디엔 블록에 대한 비닐 방향족 블록의 중량비가 약 30 내지 약 60wt% 범위, 바람직하게는 약 30 내지 약 55wt%인 비닐 방향족 함량을 나타내며, 가장 바람직한 범위는 약 35 내지 약 50wt% 범위이고, 이 사이의 모든 수치를 포함한다.

블록 공중합체는 공액 디엔의 중량을 기준으로 15wt% 이하의 비율로 1,2 비닐 결합 및/또는 3,4 비닐 결합을 함유한다. 본 발명은 1,2-비닐 결합 및/또는 3,4-결합을 15wt% 이하의 비율로 함유하는 블록 공중합체에 제한되지만, 15wt% 초과 비율의 1,2-비닐 결합 및/또는 3,4-비닐 결합도 가능하다는 것을 당업자라면 이해할 것이다.

A 블록은 중량평균분자량이 약 2,500 내지 약 25,000 범위, 바람직하게는 약 7,000 내지 약 25,000 범위이다. 더욱 바람직한 블록 공중합체는 중량평균분자량(Mw)이 ASTM D-5296-97에 기술된 방법에 따라 고성능 크기 배제 크로마토그래피(HPSEC)로 측정 시 약 100,000 내지 약 500,000, 더욱 바람직하게는 약 150,000 내지 약 250,000 범위이다(상기 방법은 본원에 참고로 포함된다).

본원에 사용된 "분자량"이란 용어는 폴리스티렌 등가 또는 겉보기 분자량으로, 블록 공중합체의 블록 또는 중합체 g/mol을 의미한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 언급된 분자량은 ASTM 3536에 따라 수행한 것처럼 폴리스티렌 보정 표준물질을 사용하여 겔투과 크로마토그래피(GPC)로 측정할 수 있다. GPC는 중합체가 분자 크기에 따라 분리되고 가장 큰 분자가 가장 먼저 용출되는 공지된 방법이다. 이 크로마토그래프는 시중에서 입수할 수 있는 폴리스티렌 분자량 표준물질을 사용하여 보정한다. 이와 같이 보정된 GPC를 사용하여 측정한 중합체의 분자량은 겉보기 분자량이라고도 불리는 스티렌 등가 분자량이다. 스티렌 등가 분자량은 중합체의 스티렌 함량과 디엔 분절의 비닐 함량이 공지된 경우 참분자량으로 변환될 수 있다. 사용된 검출기는 복합 자외선 및 굴절률 검출기가 바람직하다.

중합체의 용융 유동성은 200℃에서 5kg 추로 ASTM D1238에 따라 측정한다. 이것은 10분 동안 용융 유동계 오리피스를 통해 통과한 중합체의 g 단위로 나타낸다. 본 발명의 블록 공중합체는 용이한 가공을 가능하게 하는 바람직한 고온 용융 유속를 보유한다. 한 양태로, 본 발명의 블록 공중합체는 용융 유속이 약 20 내지 약 60 g/10min, 바람직하게는 약 20 내지 50 g/10min 사이이고, 그 사이의 모든 수치를 포함한다.

방향족 비닐 화합물과 부타디엔에서 유래된 혼합 중간블록을 보유하는 중합체는 평균 단독중합체 블록 길이가 100 단량체 단위 미만, 바람직하게는 50 단량체 단위 미만, 더욱 바람직하게는 20 단량체 단위 미만인 것으로 정의된다. 평균 단독중합체 블록 길이는 본원에 참고 인용된 WO 02/057386, 12쪽 14줄 내지 15쪽 13줄에 상세히 기술된 C-13 NMR을 기반으로 하는 방법으로 측정한다.

방사형(분지형) 또는 선형 커플링된 중합체의 제조는 "커플링"이라는 후-중합(post-polymerization) 단계를 필요로 한다. 블록 공중합체의 화학식 [A-(A/B)]nX에서 n은 1 내지 약 30의 정수, 바람직하게는 약 1 내지 약 5의 정수이고 X는 커플링제의 나머지 또는 잔기이다. 다양한 커플링제가 당업계에 공지되어 있고, 예컨대 디할로 알칸, 실리콘 할라이드, 실록산, 다작용기성 에폭시, 실리카 화합물, 카르복시산과 1가 알코올의 에스테르, (예컨대, 디메틸 아디페이트) 및 에폭시화된 오일을 포함한다. 별형 중합체는 미국 특허 3,985,830; 4,391,949; 및 4,444,953; 캐나다 특허 716,645에 개시된 바와 같이 폴리알케닐 커플링제로 제조한다. 적당한 폴리알케닐 커플링제에는 디비닐벤젠, 및 바람직하게는 m-디비닐벤젠이 포함된다. 바람직한 것은, 테트라-알콕시실란, 예컨대 테트라-에톡시실란(TEOS) 및 테트라-메톡시실란, 알킬-트리알콕시실란, 예컨대 메틸-트리메톡시실란(MTMS), 지방족 디에스테르, 예컨대 디메틸 아디페이트 및 디에틸 아디페이트, 및 디글리시딜 방향족 에폭시 화합물, 예컨대 비스페놀 A와 에피클로로하이드린의 반응에서 유래하는 디글리시딜 에테르이다.

본 발명에 사용된 블록 공중합체는 커플링 효율("CE")이 약 50 내지 100%, 예컨대 그 사이의 모든 수치인 것이다. 바람직하게는, 블록 공중합체의 커플링 효율은 약 80 내지 약 100%인 것이다. 커플링 효율은 커플링제가 첨가되었을 때 리빙(living),(P-Li)성이어서 커플링 반응의 종결 시에 커플링제의 잔기를 통해 연결되는 중합체 사슬 말단의 비율로서 정의된다. 실제, HPSEC 데이터는 중합체 산물의 커플링 효율을 계산하는데 사용된다. CE는 HPSEC 피크 면적의 비이며 단위가 없다.

수지 및 오일

본 발명의 물품을 제조하는데 사용되는 증량 오일(extending oil)은 탄화수소 오일이 바람직하다. 바람직한 증량 오일은 백색 광유, 예컨대 DRAKEOL® 오일(펜레코(펜실베니아 칸스 시티 소재) 제품), 및 TUFFLO® 오일(시트고(오클라호마 툴사 소재) 제품)이다. 저 방향족 함량의 파라핀계/나프텐계 프로세스 오일 또한 만족할 만하고, 그 예로는 CALSOL® 오일(Calumet 제품)이다. 합성 오일, 예컨대 폴리-알파-올레핀 오일, 폴리프로필렌 오일, 폴리부텐 오일 및 이의 유사물도 적합하다. 본 발명의 블록 공중합체와 융화성이고 상온에서 액체이며, 당해 물품의 제조 분야의 당업자에게 유용한 것으로 알려진 모든 연장 오일은 본 발명에 사용할 수 있다.

본 발명의 접착제 조성물에서 유일한 점착화 성분으로 성공적으로 사용될 수 있는 적당한 점착화 수지는 시차주사열량측정(DSC) 유리 전이 온도 Tg가 30 내지 60℃이고 링 및 볼(Ring and Ball) 연화점이 80 내지 110℃이다. 이 수지는 변형 지방족 탄화수소 수지, 예컨대 C₅/C₉ 방향족 변형 탄화수소 수지 중에서 선택될 수 있다. 적당한 점착화 수지의 일부 예는 Piccotac 8095 (Eastman Chemical Company), Wingtack Extra (Cray Valley) 및 Wingtack STS (Cray Valley)를 포함하지만, 이에 국한되지는 않는다.

당업자라면, 일부 경우에 S/B 중간블록의 점착화를 위해 방향족 변형 수지와 비-방향족 변형 수지를 배합할 수도 있음을 인식할 것이다.

본 발명에 따른 접착제 조성물은 블록 공중합체 약 20 내지 약 30 중량부, 예컨대 이 사이의 모든 수치를 포함하는 것이 바람직하다. 포뮬레이션의 수지는 약 40 내지 70부 범위, 예컨대 이 사이의 모든 수치를 포함할 수 있다. 또한, 포뮬레이션에 사용된 가소화 오일은 약 0 내지 40 중량부 범위, 예컨대 이 사이의 모든 수치를 포함할 수 있다. 널리 사용되거나 또는 "전형적인" 포뮬레이션은 20 wt% 블록 공중합체, 60 wt% 수지 및 20 wt% 가소화 오일일 수 있다.

가소화제

본 발명의 접착제 조성물은 하나 이상의 가소화제를 함유할 수 있다. 적당한 가소화제는 파라핀계 또는 나프텐계 특성(DIN 51378에 따라 측정된 탄소 방향족 분포가 <5%, 바람직하게는 <2%, 더욱 바람직하게는 0%)이고 유리전이온도가 시차주사열량측정으로 측정 시 -55℃ 미만인 가소화 오일을 주로 포함한다. 이와 같은 제품은 로얄 더치/쉘 그룹 회사에서 입수할 수 있고, SHELLFLEX®, CATENEX™, EDELEX™ 및 ONDINA® 오일을 포함한다. 사용될 수 있는 다른 가소화 오일은 KAYDOL® 오일(Witco 제품), TUFFLO® 오일(Arco 제품) 또는 NYPLAST®(NYNAS 제품)을 포함한다. 본 발명에 적합한 또 다른 가소화제는 융화성 액체 점착화 수지, 예컨대 REGALREZ® R-1018(Hercules Inc. 제품) 또는 WINGTACK® 10 (Goodyear Tire and Rubber Company)을 포함한다.

또 다른 가소화제도 첨가할 수 있으며, 그 예로는 올레핀 올리고머; 저분자량 중합체(<30,000 g/mol), 예컨대 액체 폴리부텐, 액체 폴리이소프렌 블록 공중합체, 액체 스티렌/이소프렌 블록 공중합체 또는 액체 수소화된 스티렌/공액 디엔 블록 공중합체; 식물성 오일 및 이의 유도체; 또는 파라핀 및 미세결정형 왁스가 있다.

본 발명에 따른 조성물은 포뮬레이션의 총 중량을 기준으로 약 5 내지 약 40 wt%의 중량 비율로 하나 이상의 가소화제를 함유하는 것이 바람직하다.

또한, 다른 고무 성분도 본 발명에 따른 접착제 조성물에 첨가될 수 있다. 이 접착제의 점착성, 냄새 및 색을 변경시키기 위해 다른 다양한 성분을 첨가할 수 있다는 것도 당업계에 알려져 있다. 열, 빛 및 가공에 의해 또는 보관 동안 유도되는 분해로부터 접착제를 보호하기 위해 산화방지제 및 다른 안정화 성분이 추가로 첨가될 수도 있다.

여러 종류의 산화방지제가 사용될 수 있으며, 1차 산화방지제, 예컨대 힌더드 페놀 또는 2차 산화방지제, 예컨대 아인산염 유도체 또는 이의 블렌드가 있다. 시중에서 입수할 수 있는 산화방지제의 예는 시바-가이기 제품인 IRGANOX® 565 (2,4-비스-(n-옥틸티오)-6-(4-하이드록시-3,5-디-tert-부틸 아닐리노)-1,3,5-트리아진), 시바 가이기 제품인 IRGANOX® 1010 (테트라키스-에틸렌-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시-하이드로신나메이트)메탄), 시바 가이기 제품인 IRGANOX® 1726; 시바 가이기 제품인 IRGANOX® 1076; 알베마레 제품인 ETHANOX® 330; 시바 가이기 제품인 IRGAFOS® 168 및 유니로얄 제품인 POLYGARD® HR (트리스-(2,4-디-tert-부틸-페닐)포스파이트)이다. 폴리부타디엔 분절의 겔화를 방지하기 위해 개발된 다른 산화방지제도 사용될 수 있으며, 그 예로는 스미토모 제품인 SUMILIZER® GS (2[1-(2-하이드록시-3,5-디-터펜틸페닐)에틸)]-4,6-디-tert-펜틸페닐아크릴레이트); 스미토모 제품인 SUMILIZER® T-PD(펜타에리스리틸테트라키스(3-도데실티오프로피오네이트)); 또는 이의 혼합물이다.

조성물의 제조

본 발명의 접착제 조성물 제조 방법에는 특별한 제한이 없다. 따라서, 롤, 밴버리 혼합기 또는 돌턴 반죽기를 이용하는 기계식 혼합 방법, 가열과 혼합을 교반기, 예컨대 고전단 Z-블레이드 혼합기 또는 일축 또는 이축 압출기가 장착된 용융 케틀을 사용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 고온 용융 방법, 또는 배합 성분을 적당한 용매에 투입하고 교반하여 감압성 접착제 조성물의 친밀한 용액을 수득하는 용매법과 같은 임의의 방법을 사용할 수 있다.

이하 표 1은 4개 샘플의 구조 및 리올로지 데이터를 정리한 것이다.

본 발명에 따라 제작된 4개 샘플의 SBS 중합체 매개변수 정리

EDF#	EDF9364	EDF9370	EDF9395	FW07-256
종류	(S-S/B)x	(S-S/B)x	(S-S/B)x	(S-S/B)x
MW(참)Kg/mol	(10.2-21.4/2.9)2	(9-17.3/2.4)2	(8-19.7/2.7)2	(9-23/5)2
PSC/중간블록	39/12	43/12	39/12	38
1,2 BD 함량 wt%	9	9	9	9
MFR@200C/5kg	26.4	93.5	50.7	51.2
커플링 효율(%)	90	89	85	84

표의 데이터는 EDF9364, EDF9395 및 FW07-256이 허용될 수 있는 용융 유속을 나타내지만, EDF9370은 허용될 수 없는 높은 용융 유속을 나타냈음을 보여준다.

조성물의 용도

본 발명에 따른 PSA 조성물은 어떤 용매(예, 고온 용융성)의 사용 없이, 또는 용액 형태로 적당한 코팅기를 사용하여 종이 또는 플라스틱 필름과 같은 기제 재료에 적용하여, 다양한 종류의 감압 접착제 적층체, 테이프 또는 라벨을 수득할 수 있다.

라벨 제조 동안, 페이스 스톡, 감압 접착제 층 및 이형 라이너의 적층체를 상업적으로 유용한 라벨 및 라벨 스톡으로 변환시키는 장치를 통해 통과시킨다. 이 공정은 무엇보다도 다이 커팅과 매트릭스 스트리핑을 수반하여 이형 라이너 위에 라벨을 남긴다.

본 발명의 다른 관점은 앞서 구체적으로 설명한 본 발명의 접착제 조성물을 운반체 위에 적용하여 수득한 테이프, 라벨 또는 붕대로 형성된다는 것은 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

본 발명은 이하 실시예에 의해 더 상세하게 예시될 것이지만, 이러한 특정 구체예들에 의해 범위가 제한되지는 않는다.

시험 방법

이러한 포뮬레이션들에 대하여 감압 테이프 협회(PSTC)의 감압 테이프 시험 방법 매뉴얼, 감압 재료의 표준 FINAT 시험 방법, 감압 접착제 테이프의 AFERA 시험 방법 및 ASTM 관련 방법에 기술된 바와 같이 표준 박리성, 점착성, 응집력 및 점성 시험을 수행했다. 적용 함수로 다른 시험 표면을 사용했다: FINAT에서 추천한 크롬 스테인리스 스틸 평판(No. 304)("ss") 및 크래프트지.

박리 접착성(PA)은 감압 테이프 협회 방법 No.1 및 ASTM D3330-83에 따라 측정했다. 큰 숫자는 시험 테이프를 강철 기재로부터 박리시킬 때의 높은 강도를 나타낸다.

보유력(HP)은 2°에서 전단 시에, 표준 하중(1kg, 2kg 또는 5kg) 하에 표준 시험 표면(강철=ss)으로부터 표준 면적(2.5'1.3cm)의 테이프를 당기는데 필요한 시간이다(감압 테이프 협회 방법 No.7; ASTM D-3654-82). 긴 시간은 높은 접착제 강도를 나타낸다. 결과는 시간(h) 또는 분(min)으로 나타낸다. 파손 방식의 종류는 접착성 파손(AF) 또는 응집성 파손(CF)으로 나타낸다. 이 시험은 시험에 따라 실온(약 23℃) 또는 좀 더 승온에서 수행할 수 있다.

SAFT(전단 접착성 파손 온도)는 1kg 추를 가지고 크롬 ss 평판에 대해 2.5x2.5cm Mylar로 측정했다. 샘플을 오븐에 넣고 온도를 22℃/min씩 상승시켰다. SAFT는 랩 전단 어셈블리가 파손되는 온도를 측정한다.

폴리스티렌 함량은 1H-NMR로 측정했다.

링 및 볼 연화점은 ASTM E-28 시험 방법에 따라 수지가 연화하는 온도의 척도이다.

각 접착제 조성물의 구체적인 성분과 시험 결과는 표 2에 열거했다.

선택 접착제 성질 및 벤치마크 중합체와의 비교

	A	B	C	D	E
EDF9395	20
EDF9364		20
FW07-256			20
Stereon 842A				20
D1155					20
Drakeol 34	20	20	20	20	20
Wingtack ET	60	60	60	60	60
Irganox 1010	2	2	2	2	2

Ring & Ball	188℉	202℉	측정되지 않음	측정되지 않음	측정되지 않음

180°박리성, pli	2.84	2.99	2.2	3	2.9

HP SS, min.	486	601	510	500	455

SAFT,℃	61	60	58	60	58

표 2의 데이터는 본원에 기술된 중합체가 조제 점도는 낮지만 Kraton D1155 또는 Firestone Stereon 842A와 같은 벤치마크 SBS 블록 공중합체와 비슷한 접착성을 유지하도록 효과적으로 조제될 수 있다는 것을 보여준다.

본 발명의 블록 공중합체(FW07-256 및 EDF9395)의 파단 시의 인장률은 표 3과 도 1에 각각 제시된 바처럼 벤치마크 중합체와 비슷하다. 본 발명의 블록 공중합체는 점도가 훨씬 더 높은 비교 블록 공중합체와 유리하게 비슷하다.

선택 중합체의 파단 시 인장률 데이터

중합체	파단 시 인장률( psi ) (용액 주조 필름, 평균 5회 측정)
FW07-256	1700
EDF9395	2100
Stereon 842A	1700
Kraton D1155BT	4000

275℉ 내지 350℉ 사이의 조제된 고온 용융 점도

도 1은 산업계 벤치마크 중합체 ST842 및 D1155에 대하여 EDF9395 및 EDF9364 블록 공중합체의 보다 낮은 용융 점도를 예시한다.

표 1, 2 및 3과 도 1은 양호한 접착성과 기계적 성능을 유지하면서 용융 점도가 보다 낮은 블록 공중합체를 예시한다는 것을 인식했을 것이다. 이러한 성질은 무엇보다도 부직포 산업의 고온 용융성 접착제 조성물에 사용하기에 유익할 것이다.

이상 본 발명을 바람직한 양태와 구체적 예를 참고로 하여 예시하고 설명했지만, 당업자라면 다른 양태와 예가 유사 기능을 수행하고(또는) 같은 결과를 달성할 수 있다는 것을 쉽게 알 수 있을 것이다. 이러한 등가의 양태와 예는 모두 본 발명의 취지와 범위에 속하는 것으로 다음 특허청구범위에 포함되는 것으로 간주한다.

Claims

부직 어셈블리 접착제의 중량을 기준으로,
20 내지 30중량%의 스티렌 블록 공중합체,
40 내지 70중량%의 점착화 수지(tackifying agent), 및
5 내지 40중량%의 가소제
를 포함하는, 부직 어셈블리 접착제로서,
상기 스티렌 블록 공중합체는 화학식 (S-S/B)nX의 스티렌 블록 공중합체이고, 여기서 S는 스티렌 중합체 블록을 나타내고, S/B는 스티렌과 부타디엔을 2:98 내지 30:70 범위의 중량비로 함유하는 혼합물의 랜덤 공중합에 의해 수득되는 중합체 블록을 나타내며, X는 커플링제의 잔기를 나타내고, n은 1 내지 5 범위의 정수이며,
상기 스티렌 블록 공중합체는 총 겉보기 분자량이 20,000 내지 150,000 g/mol 범위이고, 용융 유동 지수가 200℃/5kg에서 측정시 40 내지 60 g/min 범위이며,
상기 점착화 수지는 C5-C9 탄화수소 수지 중에서 선택되고,
상기 가소제는 상기 스티렌 블록 공중합체 및 점착화 수지와 융화성인 오일인,
부직 어셈블리 접착제.
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제1항에 있어서, S/B가 20 단량체 단위 미만의 평균 단독중합체 블록 길이를 갖는, 부직 어셈블리 접착제.
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부직 층 및 상기 부직 층을 접착하는 부직 어셈블리 접착제
를 포함하는, 부직 어셈블리로서,
상기 부직 어셈블리 접착제는 부직 어셈블리 접착제의 중량을 기준으로,
20 내지 30중량%의 스티렌 블록 공중합체,
40 내지 70중량%의 점착화 수지, 및
5 내지 40중량%의 가소제를 포함하고,
상기 스티렌 블록 공중합체는 화학식 (S-S/B)nX의 스티렌 블록 공중합체이고, 여기서 S는 스티렌 중합체 블록을 나타내고, S/B는 스티렌과 부타디엔을 2:98 내지 30:70 범위의 중량비로 함유하는 혼합물의 랜덤 공중합에 의해 수득되는 중합체 블록을 나타내며, X는 커플링제의 잔기를 나타내고, n은 1 내지 5 범위의 정수이며,
상기 스티렌 블록 공중합체는 총 겉보기 분자량이 20,000 내지 150,000 g/mol 범위이고, 용융 유동 지수가 200℃/5kg에서 측정시 40 내지 60 g/min 범위이며,
상기 점착화 수지는 C5-C9 탄화수소 수지 중에서 선택되고,
상기 가소제는 상기 스티렌 블록 공중합체 및 점착화 수지와 융화성인 오일인,
부직 어셈블리.
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