KR102766558B1 - 수성 아크릴계 점착제 조성물, 이의 제조 방법, 이를 사용하여 제조된 점착 부재 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 고속 코팅 조건에서도 레벨링(Leveling) 성능을 확보하고, 미스팅(Misting), 우징(Oozing) 등의 현상을 억제하며, 미코팅 비율을 낮출 수 있는 수성 아크릴계 점착제 조성물에 관한 것이다
Description
본 발명은 수성 아크릴계 점착제 조성물, 이의 제조 방법, 이를 사용하여 제조된 점착 부재에 관한 것이다.
점착제(Pressure-Sensitive Adhesive, PSA)는 작은 압력으로 피착제에 접착하는 성질을 가진 물질로, 접착제와는 다른 점탄성적인 물질로 초기 점착력, 점착력, 응집력의 기본적인 성질을 가지고 있으며, 인쇄, 화학, 의약품, 가전 제품, 자동차, 문구 등 다양한 산업 분야에서 사용되고 있다.
이 중에서도, 라벨 혹은 라벨 스티커라 불리는 점착 라벨은 제품의 상표, 광고는 물론 인쇄, 화학, 의약품, 화장품, 식품 산업, 가전제품, 자동차, 문구 등 거의 전 산업 분야에 사용된다.
여기서, 피착물은 아트지, 모조지, 미라지, 금은지, 감열지, 크라프드지, 형광지, 멸균지, 인화지 등의 종이류, 또는 PET, PVC, PE, PP, PS, PI 등의 고분자 필름 류가 주로 사용되며, 피착물의 표면에 점착제 조성물을 코팅한 뒤 건조시켜 제품화되는 경우가 많다. 또한, 생산성의 측면에서, 닥터 블레이드(Doctor blade) 등의 코터(Coater)을 이용하여 300 m/min 초과의 속도로 점착제 조성물을 고속 코팅할 수 있다.
다만, 그와 같은 고속 코팅 조건에서, 유변학(Rheology)적 특성 및 기타 유동 특성에 따른 영향으로 인해, 동등 점도에서도 레벨링(Leveling) 성능이 저하되는 경우가 발생하고, 심한 경우 닥터 블레이드(Doctor blade) 상단에서 접착액이 튀어서 굳어지는 미스팅(Misting) 또는 우징(Oozing)으로 일컬어지는 현상이 발생하는 등, 코팅 작업성에 문제가 생긴다.
이와 관련하여, 코팅 속도를 낮추거나, 그라비어 롤(Gravure Roll) 속도 비율을 조절하야 코팅 작업성을 높일 수 있지만, 업체 특성상 코팅 속도나 그라비어 롤 속도 비율을 조절할 수 없는 경우에는 해결책이 될 수 없다.
본 발명에서는, 고속 코팅 조건에서도 레벨링(Leveling) 성능을 확보하고, 미스팅(Misting), 우징(Oozing) 등의 현상을 억제하며, 미코팅 비율을 낮출 수 있는 수성 아크릴계 점착제 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 구현예에서는, 특정 단량체 혼합물의 유화 중합체를 포함하는 수성 아크릴계 점착제 조성물을 제공한다.
구체적으로, 상기 단량체 혼합물은, 2-에틸헥실아크릴레이트, 노말-부틸아크릴레이트, 메틸 (메트)아크릴레이트, 및 디시클로펜타닐 (메트)아크릴레이트를 포함하는 C1-10알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체; 및
불포화 카르복시산계 단량체, 방향족 비닐계 단량체, 히드록시C1-10알킬 (메트)아크릴 에스터계 단량체, 및 C1-10시클로알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 공단량체;를 포함하는 것이다.
본 발명의 다른 일 구현예에서는,
2-에틸헥실아크릴레이트, 노말-부틸아크릴레이트, 메틸 (메트)아크릴레이트, 및 디시클로펜타닐 (메트)아크릴레이트를 포함하는 C1-10알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체; 및 불포화 카르복시산계 단량체, 방향족 비닐계 단량체, 히드록시C1-10알킬 (메트)아크릴 에스터계 단량체, 및 C1-10시클로알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 공단량체;를 포함하는 단량체 혼합물, 유화제 및 물을 혼합하여 프리에멀젼을 제조하는 단계, 및
상기 프리에멀젼에 중합 개시제를 투입하여, 상기 프리에멀젼 내 단량체 혼합물을 유화 중합시키는 단계를 포함하는 것인,
수성 아크릴계 점착제 조성물의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 일 구현예에서는,
기재; 및 상기 기재 상의 적어도 일 면에 형성되는 점착층을 포함하고,
상기 점착층은 전술한 일 구현예의 수성 아크릴계 점착제 조성물에 의해 형성되는, 점착 부재를 제공한다.
상기 일 구현예의 점착제 조성물은, 고전단점도(HSV, High Shear Viscosity)가 낮아, 고속 코팅 조건에서의 레벨링(Leveling) 성능을 확보하고, 미코팅 비율을 낮추는 등 코팅 작업성을 개선할 뿐만 아니라, 최종 점착 부재의 기계적 물성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용되며, 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 각 층 또는 요소가 각 층들 또는 요소들의 "상에" 또는 "위에" 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층 또는 요소가 직접 각 층들 또는 요소들의 위에 형성되는 것을 의미하거나, 다른 층 또는 요소가 각 층 사이, 대상체, 기재 상에 추가적으로 형성될 수 있음을 의미한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
수성 아크릴계 점착제 조성물
본 발명의 일 구현 예에서는, 특정 성분들로 구성된 단량체 혼합물의 유화 중합체를 제공한다.
본 명세서에서, 사용된 용어 "단량체 혼합물"은 상기 단량체들이 함께 혼합된 상태를 말하며, 상기 단량체들은 함께 투입되어 제조될 수도 있고, 서로 순차적으로 투입되어 제조될 수 있는 바, 그 제조 방법이 제한되지 않는다.
2-에틸헥실아크릴레이트 및 메틸메타크릴레이트와 함께, 공단량체를 조합하여 점착제 조성물을 제조하면, 적절한 고형분 함량과 pH가 확보될 수 있다.
다만, 상기 2-에틸헥실아크릴레이트 및 메틸메타크릴레이트 외 추가되는 C1-10알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체 성분과 이들의 함량 관계 등에 따라, 점착제 조성물의 점도, 유리전이온도, 및 고전단점도뿐만 아니라, 기재 표면 코팅 시 미코팅 비율이 달라질 수 있다.
이와 관련하여, 본 발명의 일 구현예에서는, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 메틸메타크릴레이트뿐만 아니라, 노말-부틸아크릴레이트, 및 디시클로펜타닐 메타크릴레이트를 포함하는 C1-10알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체를 구성하고, 공단량체로 아크릴산, 스티렌, 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 8-트리시클로데카닐 메타크릴레이트 등을 구성하였다.
구체적으로, C1-10알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체를 구성하고, 공단량체로 아크릴산, 스티렌, 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 8-트리시클로데카닐 메타크릴레이트 등을 구성하면, 고속 코팅 조건에서 레벨링(Leveling)을 성능을 확보하면서도, 미스팅(Misting), 우징(Oozing) 등의 현상을 억제할 수 있다.
보다 구체적으로, C1-10알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체는 2-에틸헥실아크릴레이트 및 메틸메타크릴레이트뿐만 아니라, 노말-부틸아크릴레이트, 및 디시클로펜타닐 메타크릴레이트를 포함하도록 하는데, 특히 디시클로펜타닐 메타크릴레이트는 코팅 성능에 영향을 주는 중요한 인자가 된다.
상기 일 구현예와 같이 구성된 단량체 혼합물을 사용할 경우, 디시클로펜타닐 메타크릴레이트를 불포함하는 단량체 혼합물에 대비하여, 기재 표면 상의 미코팅 비율을 현저히 낮출 수 있다.
이하, 상기 일 구현예의 점착제 조성물을 상세히 설명한다.
단량체 혼합물
상기 일 구현예의 점착제 조성물에 있어서, 단량체 혼합물은, 2-에틸헥실아크릴레이트, 노말-부틸아크릴레이트, 메틸 (메트)아크릴레이트, 및 디시클로펜타닐 (메트)아크릴레이트를 포함하는 C1-10알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체;를 포함하면서, 불포화 카르복시산계 단량체, 방향족 비닐계 단량체, 히드록시C1-10알킬 (메트)아크릴 에스터계 단량체, 및 C1-10시클로알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 공단량체;를 포함한다.
상기 일 구현예의 점착제 조성물은, 상기 단량체 혼합물로부터 유래한 유화 중합체, 즉, 라텍스 입자를 포함한다. 여기서, 각 단량체는, 라텍스 입자 내에서, 단량체로부터 유래된 반복 단위의 형태로 존재할 수 있다.
C
1-10
알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체
상기 C1-10알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체를 구성하는 단량체들의 함량을 조절함으로써, 경화물의 점도, 유리전이온도, 및 고전단점도와 함께, 최종 점착 부재의 박리 강도, 유지력 등을 더욱 제어하는 것도 가능하다.
구체적으로, 상기 2-에틸헥실아크릴레이트에 대한 상기 노말-부틸아크릴레이트의 중량 비율(노말-부틸아크릴레이트/2-에틸헥실아크릴레이트)은, 0.3 내지 1.5 범위 내로 조절할 수 있다. 이러한 범위 내에서 중량 비율이 감소할수록 유리전이온도는 높아지고, 고전단점도는 감소하는 경향이 있다.
상기 범위 미만일 때 노말-부틸아크릴레이트에 의한 효과가 미미할 수 있음을 고려하여, 0.3 이상의 중량 비율을 취할 수 있다. 한편, 상기 범위를 초과할 경우, 유리전이온도는 낮아지고, 점도 및 고전단점도는 증가할 수 있다.
다만, 상기 범위는 예시이고, 0.3 이상, 0.33 이상, 0.36 이상, 또는 0.4 이상으로 하면서, 1.5 이하, 1.3 이하, 1.1 이하, 또는 1.0 이하로 할 수 있다.
한편, 상기 단량체 혼합물 전체 중량 (100 중량%) 중, 상기 2-에틸헥실아크릴레이트의 함량 및 상기 노말-부틸아크릴레이트의 함량 합을 75 내지 85 중량%로 하고, 상기 메틸 (메트)아크릴레이트의 함량 및 상기 디시클로펜타닐 (메트)아크릴레이트의 함량 합은 10 내지 20 중량%로 할 수 있다. 이때, 상기 공단량체의 함량은 잔부가 된다.
이러한 범위 내에서, 상기 메틸 (메트)아크릴레이트의 함량 및 상기 디시클로펜타닐 (메트)아크릴레이트의 함량 합이 상대적으로 증가하고, 상기 2-에틸헥실아크릴레이트의 함량 및 상기 노말-부틸아크릴레이트의 함량 합이 상대적으로 감소할 때, 유리전이온도는 높아지고, 점도 및 고전단점도는 감소할 수 있다.
다만, 상기 메틸 (메트)아크릴레이트의 함량 및 상기 디시클로펜타닐 (메트)아크릴레이트의 함량 합이 상기 범위 미만일 때 효과가 미미할 수 있음을 고려하여, 10 중량%이상을 취할 수 있다. 한편, 상기 메틸 (메트)아크릴레이트의 함량 및 상기 디시클로펜타닐 (메트)아크릴레이트의 함량 합이 상기 범위를 초과할 경우, 유리전이온도는 낮아지고, 점도 및 고전단점도는 증가할 수 있다.
상기 C1-10알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체는, 상기 2-에틸헥실아크릴레이트 100 중량부를 기준으로, 상기 노말-부틸아크릴레이트 35 내지 150 중량부, 를 포함하고, 상기 메틸 (메트)아크릴레이트 20 내지 45 중량부를 포함하고, 상기 디시클로펜타닐 (메트)아크릴레이트 1 내지 10 중량부를 포함하여, 경화물의 점도, 유리전이온도, 및 고전단점도를 적정 수준으로 구현하고, 최종 점착 부재의 박리 강도, 유지력 등을 강화할 수 있다.
여기서, 상기 C1-10알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체를 구성하는 각 단량체의 중량은, 상기 제시된 범위 내에서 적절히 조절할 수 있다.
예를 들어, 상기 노말-부틸아크릴레이트는, 상기 2-에틸헥실아크릴레이트 100 중량부를 기준으로, 35 중량부 이상, 37 중량부 이상, 39 중량부 이상, 또는 41 중량부 이상으로 하면서, 150 중량부 이하, 130 중량부 이하, 110 중량부 이하, 100 중량부 이하로 할 수 있다.
상기 메틸 (메트)아크릴레이트는, 상기 2-에틸헥실아크릴레이트 100 중량부를 기준으로, 20 중량부 이상, 22 중량부 이상, 24 중량부 이상, 또는 26 중량부 이상으로 하면서, 45 중량부 이하, 43 중량부 이하, 41 중량부 이하, 또는 39중량부 이하로 할 수 있다.
상기 디시클로펜타닐 (메트)아크릴레이트는, 상기 2-에틸헥실아크릴레이트 100 중량부를 기준으로, 1 중량부 이상, 2 중량부 이상, 3 중량부 이상, 또는 3.5 중량부 이상으로 하면서, 10 중량부 이하, 8 중량부 이하, 6 중량부 이하, 또는 5.5 중량부 이하로 할 수 있다.
공단량체
한편, 상기 공단량체는, 상기 2-에틸헥실아크릴레이트 100 중량부를 기준으로, 1 내지 20 중량부 포함할 수 있다.
이하에서는, 상기 공단량체에 포함될 수 있는 물질들을 설명한다.
우선, 상기 불포화 카르복시산계 단량체는, 아크릴산(acrylic acid), 메타크릴산(methacrylic acid), 푸마르산(fumaric acid), 말레산(maleic acid), 이타콘산(itaconic acid), 시트라콘산(citraconic acid), 메사콘산(mesaconic acid), 글루타콘산(glutaconic acid), 및 알릴말론산(allylmalonic acid)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 방향족 비닐계 단량체는, 스티렌, 메틸스티렌, 에틸스티렌, 부틸스티렌, 클로로스티렌, 비닐벤조산메틸, 비닐나프탈렌, 클로로메틸스티렌, 및 디비닐벤젠으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 히드록시C1-10알킬 (메트)아크릴 에스터계 단량체는, 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메트)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, ?? 2-히드록시프로필렌글리콜(메트)아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 C1-10시클로알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체는, 8-트리시클로데카닐 (메트)아크릴레이트 및 페닐 (메타)크릴레이트)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 일 구현예의 점착제 조성물에서, 상기 공단량체로 불포화 카르복시산계 단량체, 방향족 비닐계 단량체, 히드록시C1-10알킬 (메트)아크릴 에스터계 단량체, 및 C1-10시클로알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체를 모두 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 2-에틸헥실아크릴레이트 100 중량부를 기준으로, 상기 공단량체를 구성하는 단량체들을 각각 1 내지 5 중량부씩 포함할 수 있다. 상기 혼합 범위로 포함되는 경우, 중합 안정성이 뛰어나고, 적정 점도를 구현할 수 있으며, 우수한 초기 점착력을 나타낼 수 있다.
용매
상기 일 구현예의 점착제 조성물은, 전술한 성분 외에, 물 등의 수성 용매를 더 포함할 수도 있다.
이때, 상기 수성 용매는, 라텍스 입자의 안정성 및 점도 조절 측면에서, 상기 라텍스 입자 100 중량부에 대해, 약 10 내지 약 1,000 중량부로 사용될 수 있으며, 예를 들어, 조성물 총량을 기준으로 하였을 때, 총 고형분 함량(total solid content, TSC)이 약 10 내지 약 60 중량%로 조절되도록 사용될 수 있다.
용매가 지나치게 적게 사용되는 경우, 아크릴 계 에멀젼 점착제 조성물에서 점도가 상승하고, 유화 중합 시, 라텍스 입자의 안정성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있으며, 용매가 지나치게 많이 사용되는 경우, 점도 저하로 인하여, 코팅성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
점착제 조성물의 물성
상기 일 구현예의 점착제 조성물은, 앞서 설명한 바와 같이 단량체 혼합물을 구성함으로써, 적절한 범위 내의 유리전이온도(Tg)를 가져 고전단점도(HSV, High Shear Viscosity)가 낮아, 고속 코팅 조건에서도 적절한 점도를 유지하며 레벨링(Leveling) 성능을 확보하는 등 코팅 작업성을 개선할 수 있다.
예를 들어, 유리전이온도(Tg)가 -35 ℃ 미만인 점착제 조성물의 경우, 25 ℃ 및 전단 속력 104/s의 조건에서의 고전단점도가 40 cPs 초과하여 고속 코팅 시의 접착 성능을 저하시킬 수 있고, 또한 고속 코팅 중 점도를 80 cPs 미만으로 저하시킬 수 있다.
그러나, 상기 일 구현예의 점착제 조성물은 유리전이온도(Tg)가 -35 내지 -20 ℃의 범위를 만족할 수 있고, 그 결과 25 ℃ 및 전단 속력(shear rate) 104/s의 조건에서 30 내지 40 cPs의 적정 고전단점도를 구현하여, 고속 코팅 중에도 80 내지 100 cPs의 적정 점도를 유지하게끔 할 수 있다. 이로써, 코터(coater)의 설비적인 조건을 변경하지 않고도 고속 코팅 시 레벨링(Leveling) 성능을 확보하고, 미스팅(Misting), 우징(Oozing) 등의 현상을 억제할 수 있다.
상기 각 수치 범위는 후술되는 시험예에 의해 뒷받침될 수 있지만, 이는 예시일 뿐이며, 예시된 범위로 상기 일 구현예가 제한되는 것은 아니다.
수성 아크릴계 점착제 조성물의 제조 방법
본 발명의 다른 일 구현예에서는,
2-에틸헥실아크릴레이트, 노말-부틸아크릴레이트, 메틸 (메트)아크릴레이트, 및 디시클로펜타닐 (메트)아크릴레이트를 포함하는 C1-10알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체; 및 불포화 카르복시산계 단량체, 방향족 비닐계 단량체, 히드록시C1-10알킬 (메트)아크릴 에스터계 단량체, 및 C1-10시클로알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 공단량체;를 포함하는 단량체 혼합물, 유화제 및 물을 혼합하여 프리에멀젼을 제조하는 단계, 및
상기 프리에멀젼에 중합 개시제를 투입하여, 상기 프리에멀젼 내 단량체 혼합물을 유화 중합시키는 단계를 포함하는 것이다.
상기 일 구현예의 제조 방법에 따르면, 전술한 일 구현예의 점착제 조성물을 수득할 수 있다.
이하, 전술한 내용과 중복되는 설명은 생략하고, 상기 일 구현예의 제조 방법을 단계별로 설명하기로 한다.
프리 에멀젼 제조 단계
상기 프리에멀젼을 제조하는 단계에서는, 전술한 단량체 혼합물을 유화제 및 물과 함께 혼합하여 교반하는 것이다. 여기서, 상기 단량체 혼합물에 포함되는 단량체 성분과 조성 등은 바와 같다.
상기 프리에멀젼은 상기 단량체 혼합물, 유화제 및 물 이외에, 본 발명이 목적하는 효과를 저하시키지 않는 범위 내에서 기타 첨가제를 특별한 제한 없이 포함할 수 있다.
상기 첨가제로는 계면 활성제, 완충제, 가교제, 습윤제 등을 들 수 있고, 이 중에서 하나 또는 둘 이상을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 첨가제에 대해서는 후술하기로 한다.
수성 아크릴계 에멀젼 수지의 제조
상기 프리에멀젼을 제조한 이후, 상기 프리에멀젼 내 단량체 혼합물을 유화 중합시키기 위해, 중합 개시제를 투입한다.
상기 중합 개시제는 수용성 중합 개시제일 수 있고, 저온 하에 유화중합 반응을 실시하기 위하여 환원제 1종 이상과 함께 사용할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 중합 개시제는 중합 단계 시, 1회 이상 분할하여 사용할 수 있다.
또한, 반응의 안정성 및 pH 조절을 용이하게 하기 위해, 상기 중합 단계에서 전해질이나 완충제(buffer) 성분이 추가로 투입될 수 있으며, 구체적인 성분은 전술한 성분이 특별한 제한 없이 적용될 수 있다. 그리고, 코팅성을 위해 표면 장력을 낮춰주는 유화제의 역할을 하는 습윤제 (wetting agent)를 추가로 사용할 수 있으며, 그 구체적인 성분은 전술한 본 발명의 아크릴계 에멀젼 수지에 사용되는 성분이 특별한 제한 없이 적용될 수 있다. 다만, 전해질이나 완충제(buffer), 습윤제, 및 기타 첨가제를 상온에서 투입하는 후 공정을 적용하는 대신에, 중합이 완료된 후 숙성되는 상태인 고온에서 투입함으로써, 점도 및 pH가 안정적인 제품을 얻을 수도 있다.
첨가제
앞서 언급한 바와 같이, 상기 프리에멀젼 제조 시 계면 활성제, 완충제, 가교제, 습윤제 등을 들 수 있고, 이 중에서 하나 또는 둘 이상을 첨가할 수 있다.
상기 프리 에멀젼 제조를 원활하게 하기 위해, 각 성분들이 투입되는 순서를 조절할 수 있다. 예컨대, 중합 공정 초기에, 물에 유화제 및 완충제(buffer) 등의 첨가제를 먼저 교반한 별도의 유화액을 제조하여 사용할 수 있다. 그 다음, 상기 유화액에 교반을 진행하면서 단량체 혼합물을 투입할 수 있다.
상기 유화제는 친수성(hydrophilic) 기와 소수성(hydrophobic) 기를 동시에 가지고 있는 물질로, 유화 중합 과정에서, 미셀(micelle) 구조를 형성하고, 미셀 구조 내부에서 각 단량체의 중합이 일어날 수 있게 하며, 이에 따라 단량체 혼합물을 중합 반응 시 초기 입자 생성, 생성된 입자의 크기 조절 및 입자의 안정성을 향상시킬 수 있다.
상기 비이온성 유화제는, 폴리에틸렌옥사이드 알킬 아릴 에테르, 폴리에틸렌옥사이드 알킬 아민, 및 폴리에틸렌옥사이드 알킬 에스테르로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 음이온성 유화제는, 소듐 알킬 디페닐 에테르 디설포네이트, 소듐 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르 설페이트, 소듐 폴리옥시에틸렌 아릴 에테르 설페이트, 소듐 알킬 설페이트, 소듐 알킬 벤젠 설포네이트, 및 디알킬 소듐 설포석시네이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
이들은 단독 혹은 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있고, 음이온 유화제와 비이온 유화제를 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 유화제는, 조성물 총 100 중량부에 대해, 0.1 내지 약 10 중량부, 또는, 1 내지 약 5 중량부로 사용될 수 있다. 사용되는 유화제의 양이 너무 많은 경우, 유화 중합 반응에서 중합의 안정성은 더욱 좋아질 수 있으나 점착 물성이 크게 하락하며 라텍스 점도가 크게 상승할 수 있는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 중합 개시제로는, 암모늄 또는 알칼리 금속의 과황산염(ex. APS, ammonium persulfate), 과산화수소, 퍼옥시드, 히드록퍼옥시드 등의 수용성 중합 개시제를 사용할 수 있으며, 저온 하에 유화중합 반응을 실시하기 위하여 환원제 1종 이상과 함께 사용할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 완충제(buffer)로는, 중합 반응에서 pH를 조절하고, 중합 안정성을 부여하는 역할을 수행하는 성분으로, 소듐 바이카보네이트, 소듐 카보네이트, 소듐 포스페이트, 소듐 설페이트, 소듐 클로라이드 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 습윤제 (wetting agent)는 코팅성을 위해 표면 장력을 낮춰주는 유화제의 역할을 수행하는 성분으로, 디옥틸 소듐 설포숙시네이트(DOSS, dioctyl sodium sulfosuccinate)계 화합물을 들 수 있다.
상기 중화제로는, NaOH, NH4OH, KOH를 들 수 있다.
상기 중합 종결제는 중합 종결제는 라텍스, 즉, 아크릴계 에멀젼 수지 제조 후 남아있는 라디칼과 잔류모노머가 반응하는 부반응을 억제하기 위해 투입하는 것으로, 라디칼을 제거하여 추가적인 반응을 없애는 첨가제이다. 이러한 중합 종결제는 라디칼 금지제라고 하기도 한다. 또 간단하게 금지제라고 하기도 한다. 중합개시제 또는 단량체로서 된 라디칼과 빨리 반응하여 라디칼성을 소실시켜서 안정화시켜 중합반응을 정지시키는 물질, 또 라디칼 중합성이 있는 단량체를 순수한 상태로 방치하면 자연중합하므로 보존하기 위하여 첨가하는 경우 많고, 중합방지제, 중합억제제라고 하기도 한다. 그러나, 금지제를 첨가하여도 어떤 기간(유도기)이 너무 지나면 그 사이에 소비하므로 자연히 중합이 개시된다. 대표적인 금지제는 히드로 키논과 p-tert-프티카테콜이다. 그 외 벤존키논, 크로라닐, m-디니트로벤젠, 니트로벤젠 P-페닐지아민 유황 등이 있고, 이것들은 라디칼과 쉽게 반응하여 안정화 시키는 물질이다. 또 그 자신 안정된 라디칼인 디페닐피크리히드라질지-P-풀올페닐아민, 트리-P-니트로페닐메틸도 금지제로서 사용한다.
상기 점착 부여제는 추가적으로 유화제를 투입하여 표면 장력을 낮춰주는 역할로 투입하게 된다. 이때 소량을 사용하여 표면장력을 크게 낮춰줄 수 있는 것으로 디옥틸 소듐 설포숙시네이트(DOSS, dioctyl sodium sulfosuccinate)계 화합물를 사용할 수 있다.
점착 부재
본 발명의 또 다른 일 구현예에서는, 기재; 상기 기재의 적어도 일면 상에 형성되는 점착층을 포함하며, 상기 점착층은, 전술한 본 발명의 수성 아크릴계 점착제 조성물에 의해 형성되는, 점착 부재를 제공한다.
또한, 상기 일 구현예의 점착 부재는, 점착층의 박리력, 유지력(Shear Strength), 및 코팅성이 모두 우수한 결과를 나타낼 수 있다.
예를 들어, 상기 점착 부재는, FINAT 테스트 방법 No.2(FTM 2) 기준에 따라, SUS 표면에 대해 측정한 90도(Degree) 박리 강도 값이 5 N/in 내지 9 N/in 일 수 있다.
또한, FINAT 테스트 방법 No.8(FTM8) 기준에 따라, SUS 표면에 상기 접착층을 압착한 뒤 숙성시키고, 2 도(degree) 기울어진 벽면에 상기 SUS 표면에 압착된 타면을 부착시킨 상태에서 하단에 1kg 하중의 추를 걸어 고정 하중을 준 후, 23±2℃ 및 55±5% RH 조건 하에서 상기 SUS 의 부착면으로부터 상기 점착층이 떨어지는 시간을 측정하여 유지력(shear strength)을 구할 수 있다.
이와 같은 FTM8 기준에 따라 측정된, 상기 접착 부재의 유지력(Shear Strength)은 6 내지 10 시간일 수 있다.
이하 발명의 구체적인 실시예를 통해 발명의 작용, 효과를 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 다만, 이는 발명의 예시로서 제시된 것으로 이에 의해 발명의 권리범위가 어떠한 의미로든 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
단량체 혼합물, 유화제 및 물을 혼합하여 프리에멀젼을 제조한 후, 상기 프리 에멀젼을 유화 중합하여 아크릴계 에멀젼 수지 조성물을 제조하였다. 그 구체적인 제조 공정은 다음과 같다.
(STEP 1-1) 먼저, 온도계, 교반기, 적하 깔대기, 질소 도입관 및 환류 냉각기를 구비한 3 L 용량의 유리 반응기에 물 209 g을 넣고 교반하면서, 상기 유리 반응기 내부를 질소로 치환하였다. 그 다음, 질소 분위기 하에서 상기 유리 반응기 내부 온도가 85 ℃에 도달할 때까지 승온시키고, 이를 약 60 분 동안 유지하였다.
(STEP 1-2) 상기 STEP 1-1의 유리 반응기와 별도로 준비된 비이커에, 2-에틸헥실아크릴레이트 299 g, 노말-부틸아크릴레이트 128 g, 메틸메타크릴레이트 80 g, 및 디시클로펜타닐 메타크릴레이트(DCPMA, Dicyclopentanyl Methacrylate) 11 g의 혼합물(이상, 제1 단량체), 아크릴산 4 g(제2 단량체), 스티렌 6 g(제3 단량체), 히드록시에틸 아크릴레이트 6 g(제4 단량체), 및 8-트리시클로 데카닐메타크릴레이트 6 g(제5 단량체)와 함께, 디에틸렌글리콜 도데실 에테르 1.2 g을 투입하여, 단량체 혼합물을 준비하였다.
상기 단량체 혼합물에, 30 중량% 소듐 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르 설페이트(SOJ, sodium polyoxyethylene lauryl ether sulfate) 16 g, 50 중량% 알킬디페닐옥시드 디설포네이트(alkyldiphenyloxide disulfonate) 5 g, 및 수산화나트륨(sodium hydroxide) 1.2 g 및 물 136 g으로 이루어진 유화제 수용액을 투입하고, 교반기로 섞어 백탁의 프리 에멀젼을 제조하였다.
(STEP 2-1) 상기 STEP 1-1에서 준비된 유리 반응기에 30 중량% 과황산 암모늄 수용액 5 g을 투입하고, 5 분 동안 교반하여 용해시킴으로써 라디칼을 발생시켰다.
상기 라디칼이 발생된 유리 반응기에, 상기 STEP 1-2에서 제조된 프리 에멀젼 및 2 중량% 과황산 암모늄 수용액 90 g을 각각 5.5시간 동안 균등하게 연속적으로 투입하면서, 상기 유리 반응기 내부 온도가 85 ℃에 도달할 때까지 승온시켰다.
상기 프리 에멀젼 및 2 중량% 과황산 암모늄 수용액의 투입이 완료된 후에도, 상기 유리 반응기 내부 온도를 1시간 동안 유지시키며 유화 중합 반응을 수행하였다.
(STEP 2-2) 상기 유화 중합 반응 완료 후 생성된 아크릴계 에멀젼 수지에, 5 중량%의 수산화나트륨(sodium hydroxide)을 첨가하여 pH를 6 내지 7로 조절한 뒤, 상온으로 냉각하여 실시예 1의 아크릴계 에멀젼 점착제 조성물로 수득하였다.
실시예 2
상기 실시예 1의 STEP 1-2와 달리, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 노말-부틸아크릴레이트를 214 g씩 동일한 양으로 사용하였다.
이를 제외한 나머지는 상기 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 2의 아크릴계 에멀젼 점착제 조성물을 수득하였다.
비교예 1
비교예 1에서는 디시클로펜타닐 메타크릴레이트를 사용하지 않고, 2-에틸헥실아크릴레이트 273 g, 노말-부틸아크릴레이트 180 g, 및 메틸 메타크릴레이트 6 g을 혼합하여 제1 단량체로 사용하였다.
이를 제외한 나머지는 상기 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 1의 아크릴계 에멀젼 점착제 조성물을 수득하였다.
비교예 2
비교예 2에서도 디시클로펜타닐 메타크릴레이트를 사용하지 않고, 2-에틸헥실아크릴레이트 226.5 g, 노말-부틸아크릴레이트 226.5g, 및 메틸 메타크릴레이트 6 g을 혼합하여 제1 단량체로 사용하였다.
이를 제외한 나머지는 상기 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 1의 아크릴계 에멀젼 점착제 조성물을 수득하였다.
비교예 3
비교예 3에서는 노말-부틸아크릴레이트를 사용하지 않고, 2-에틸헥실아크릴레이트 273 g, 메틸 메타크릴레이트 60 g, 및 디시클로펜타닐 메타크릴레이트 11 g을 혼합하여 제1 단량체로 사용하였다.
이를 제외한 나머지는 상기 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 3의 아크릴계 에멀젼 점착제 조성물을 수득하였다.
비교예 4
비교예 4에서는 노말-부틸아크릴레이트 및 디시클로펜타닐 메타크릴레이트를 사용하지 않고, 2-에틸헥실아크릴레이트 273 g 및 메틸 메타크릴레이트 40 g을 혼합하여 제1 단량체로 사용하였다.
이를 제외한 나머지는 상기 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 4의 아크릴계 에멀젼 점착제 조성물을 수득하였다.
비교예 5
비교예 5에서는 디시클로펜타닐 메타크릴레이트를 사용하지 않고, 2-에틸헥실아크릴레이트 150 g, 노말-부틸아크릴레이트 300 g, 및 메틸 메타크릴레이트 6 g을 혼합하여 제1 단량체로 사용하였다.
이를 제외한 나머지는 상기 실시예 1과 동일하게 하여, 비교예 4의 아크릴계 에멀젼 점착제 조성물을 수득하였다.
상기 실시예 1 및 2, 상기 비교예 1 내지 4의 단량체 혼합물 조성을 하기 표 1에 정리하고, 특정 단량체들의 함량 관계를 하기 표 2에 정리하였다. 참고로, 하기 표 1 및 표 2에 나타낸 영문 약칭은 다음과 같다.
2-EHA: 2-에틸헥실아크릴레이트; n-BA: 노말-부틸아크릴레이트; MMA: 메틸메타크릴레이트; DCPMA: 디시클로펜타닐 메타크릴레이트; AA: 아크릴산; SM: 스티렌; 2-HEA: 2-히드록시에틸 아크릴레이트; 8-TCDMA: 8-트리시클로데카닐 메타크릴레이트
| 제1 단량체 | 제2 단량체 | 제3 단량체 | 제4 단량체 | 제5 단량체 | ||||
| 2-EHA | n-BA | MMA | DCPMA | AA | SM | 2-HEA | 8-TCDMA | |
| 실시예 1 | 299 | 128 | 80 | 11 | 4 | 6 | 6 | 6 |
| 실시예 2 | 214 | 214 | 80 | 11 | 4 | 6 | 6 | 6 |
| 비교예 1 | 273 | 180 | 60 | 11 | 4 | 6 | 6 | 6 |
| 비교예 2 | 226.5 | 226.5 | 60 | 0 | 4 | 6 | 6 | 6 |
| 비교예 3 | 273 | 0 | 60 | 11 | 4 | 6 | 6 | 6 |
| 비교예 4 | 273 | 0 | 40 | 0 | 4 | 6 | 6 | 6 |
| 비교예 5 | 150 | 300 | 60 | 0 | 4 | 6 | 6 | 6 |
(상기 표 1에서 생략된 단위는 "g"이다.)
| [n-BA]/[2-EHA] 중량 비율 |
단량체 혼합물 전체 중량 중 함량 (중량%) | ||
| [2-EHA]+[n-BA] | [MMA]+[DCPMA] | ||
| 실시예 1 | 0.428 | 79.1 | 16.9 |
| 실시예 2 | 1 | 79.1 | 16.8 |
| 비교예 1 | 1.659 | 84.7 | 13.0 |
| 비교예 2 | 1 | 84.7 | 11.2 |
| 비교예 3 | 0 | 74.6 | 19.4 |
| 비교예 4 | 0 | 81.5 | 11.9 |
| 비교예 5 | 2 | 84.6 | 11.3 |
(상기 표 2에서, [n-BA]/[2-EHA] 중량 비율은 소수점 넷째 자리에서 반올림하였고, 단량체 혼합물 전체 중량 중 함량은 소수점 둘째 자리에서 반올림하였다.)
시험예 1 (조성물의 물성 시험)
상기 실시예 및 비교예의 각 점착제 조성물에 대해, 점도, pH, 유리전이온도(Tg), 및 고전단점도(HSV)를 측정하고, 그 측정 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
그 구체적인 측정 방법은 다음과 같다.
1) 점도: 25 ℃에서, 점도 측정기(제조사: Brookfield, 제품 모델: Brookfield DV-III Rheometer)를 이용하여, 60 rpm 및 spindle # 63으로 조성물의 점도를 측정하였다.
2) pH : pH 측정기(제조사: Mettler Toledo, 제품 모델: Seven compact)를 이용하여, 조성물의 Ph를 측정하였다.
3) 유리전이온도(Tg): DSC(Differential Scanning Calorimetry, 제조사: TA Instrument)를 이용하여, 조성물의 유리전이온도를 측정하였다.
4) 고전단점도(HSV, high shear viscosity): 25 ℃에서, 레오미터(제조사: Kaltec Scientific, Inc., Hercules Rheometer DV-10 모델)을 이용하여, 4400 rpm, FF Spindle , 전단 속력(shear rate) 104/s의 조건으로 조성물의 고전단점도를 측정하였다.
| 고형분 (%) |
점도 (cPs) |
pH | 유리전이온도 (℃) |
high shear viscosity (cPs, /s Shear rate 기준) |
|
| 실시예 1 | 54.3 | 87 | 6.2 | -30.3 | 33.2 |
| 실시예 2 | 54.1 | 90 | 6.3 | -33.1 | 34.2 |
| 비교예 1 | 54.2 | 88 | 6.2 | -31.5 | 33.5 |
| 비교예 2 | 54.3 | 92 | 6.3 | -32.2 | 37.7 |
| 비교예 3 | 54.1 | 106 | 6.5 | -46.7 | 47.1 |
| 비교예 4 | 54.2 | 125 | 6.5 | -40.0 | 50.6 |
| 비교예 5 | 54.1 | 99 | 6.2 | -31.7 | 46.7 |
상기 표 3에서, 상기 실시예 1, 2, 및 비교예 1 내지 5는 공통적으로, 제1 단량체로 2-에틸헥실아크릴레이트 및 메틸메타크릴레이트를 포함하고, 공단량체로 아크릴산, 스티렌, 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 및 8-트리시클로데카닐 메타크릴레이트를 포함하여, 적절한 고형분 함량과 pH를 확보한 것으로 확인된다.
다만, 상기 2-에틸헥실아크릴레이트 및 메틸메타크릴레이트 외 추가되는 제1 단량체 성분, 특정 단량체들의 함량 관계 등에 따라, 점착제 조성물의 점도, 유리전이온도, 고전단점도, 및 점착력과 유지력의 밸런스(Balance)가 달라지는 것으로 확인된다.
여기서, 점착제 조성물의 유리전이온도가 높아질 수록, 점도 및 고전단점도는 감소하고, 고속 코팅 조건에서 레벨링(Leveling)이 감소하고 미스팅(Misting), 우징(Oozing) 등의 현상이 감소하는 것이 일반적이다.
구체적으로, 노말-부틸아크릴레이트를 포함하지 않는 단량체 혼합물로부터 제조된 점착제 조성물(비교예 3 및 4)은, 이를 포함하는 단량체 혼합물로부터 제조된 점착제 조성물(실시예 1 및 2, 비교예 1, 2, 4, 및 5)에 대비하여, 25 ℃에서의 점도가 높고, 유리 전이 온도가 낮고, 고전단점도가 높은 것으로 확인된다.
이는, 노말-부틸아크릴레이트가 적용되면서 무질서(Random)한 사슬 배열이 나타나고, 그와 같이 무질서(Random)한 사슬 배열이 고분자 밀도 변화를 야기한 결과로 추론된다.
한편, 디시클로펜타닐 메타크릴레이트를 포함하지 않는 단량체 혼합물로부터 제조된 점착제 조성물(비교예 2, 4 및 5)은, 이를 포함하는 단량체 혼합물로부터 제조된 점착제 조성물(실시예 1 및 2, 비교예 1 및 3)에 대비하여, 점도, 유리전이온도, 및, 고전단점도 측면에서 열등한 것으로 확인된다.
이는, 디시클로펜타닐 메타크릴레이트의 비극성구조에 따른 고전단 조건에서의 입자안정성 확보에 기인한것으로 추정된다. 다만 해당 물성은 제 1 단량체가 모두 적용되었을때 나타난다.
위와 같은 결과부터, 고속 코팅 조건에서 레벨링(Leveling)을 억제하고, 미스팅(Misting), 우징(Oozing) 등의 현상을 억제하면서도, 접착 성능을 확보 하기 위해서는, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 메틸메타크릴레이트뿐만 아니라, 노말-부틸아크릴레이트, 및 디시클로펜타닐 메타크릴레이트를 포함하는 제1 단량체를 구성하고, 공단량체로 아크릴산, 스티렌, 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 8-트리시클로데카닐 메타크릴레이트 등을 구성하여, 적절한 고형분 함량과 pH를 확보하고, 점도를 낮추고, 유리전이온도를 높이고, 고전단점도를 낮추며, 접착 성능을 확보 할 필요가 있음을 알 수 있다.
한편, 상기 노말-부틸아크릴레이트를 포함하는 경우(실시예 1 및 2, 비교예 1, 2, 4, 및 5)에 있어서도, 상기 2-에틸헥실아크릴레이트에 대한 상기 노말-부틸아크릴레이트의 중량 비율(노말-부틸아크릴레이트/2-에틸헥실아크릴레이트)이 2인 경우(비교예 5), 고전단점도가 증가하는 것으로 확인된다.
또한, 상기 디시클로펜타닐 메타크릴레이트를 포함하는 경우에 있어서도, 단량체 혼합물 전체 중량 중 디시클로펜타닐 메타크릴레이트의 함량과 메틸메타크릴레이트의 함량 합이 낮아질수록, 점도 및 고전단점도가 증가하는 확인된다.
이와 같은 경향성을 참고하여, 전술한 바와 같이 단량체 혼합물을 구성하면서, 단량체들의 함량 관계를 조절하여 점착제 조성물의 물성을 제어하는 것도 가능하다.
시험예 2 (점착 부재의 물성 시험)
상기 실시예 및 비교예의 각 점착제 조성물을 사용하여 점착 부재를 제조하였다.
구체적으로, 실리콘 코팅 이형지 상에 20 ㎛ 두께로 점착제 조성물을 도포하고, 120 ℃ 오븐에서 1 분 간 건조한 뒤, 세미 글로스 페이퍼에 라미네이션하여 점착 부재를 제조하였다.
이처럼 제조된 점착 부재의 박리 강도, 유지력, 및 미코팅 비율을 측정하였다. 그 구체적인 측정 방법은 다음과 같다.
1) 박리 강도: FINAT 테스트 방법(FINAT TEST METHOD) No. 2 기준에 따른 90 도(degree) 박리 강도를 측정하였다.
구체적으로, 점착 부재를 2.5 cm × 20 cm 크기로 재단하여 스테인리스 스틸(SUS304)에 부착한 후, 2 kg 롤러로 300mm/min의 속도로 2 회 왕복하여 압착시키고, 20 분 동안 상온에서 숙성시켰다.
그 다음, 23 ℃및 습도 50%의 조건에서, TA Texture Analyzer 기기를 사용하여, 상기 스테인리스 스틸에 압착 및 숙성된 부재를 5초 동안 300 mm/min의 속도로 90도(90 °) 박리할 때의 힘을 측정하여, 박리 강도(peel strength)로 나타내었다.
2) 유지력: FINAT 테스트 방법 중 FTM(FINAT TEST METHOD) No.8 기준에 따른 유지력을 측정하였다.
구체적으로, 점착 부재를 2.5 cm ×6 cm 크기의 시편을 준비하고, 부착면이 1 inch x 1 inch 가 되도록 스테인리스 스틸(SUS304) 표면에 부착시켰다. 이후, 300mm/min의 속도로 2 kg 롤러를 2 회 왕복하여 압착시키고, 20 분 동안 상온에서 숙성시켰다.
그 다음, 상기 스테인리스 스틸에 압착 및 숙성된 시편을 2 도(degree) 가량 기울어진 벽면에 부착하고, 하단에 1kg 하중의 추를 걸어 고정 하중을 준 후, 23 ℃및 습도 50%의 조건에서 상기 스테인리스 스틸의 부착면으로부터 시편이 떨어지는 시간을 측정하였다.
3) 미코팅 비율: 각 접착 부재 제조 시, 코팅된 면에서 코팅되지 않은 면의 면적을 측정하여, 코팅 공정을 적용한 전체 면적 대비, 코팅되지 않은 면의 면적의 비율을 %로 계산하였다.
| 90 Peel Strength (N/in) |
Shear Strength (hr, 1kg 1inx1in) |
미코팅 비율 | |
| 실시예 1 | 7.8 | 9.1 | 0 |
| 실시예 2 | 8.5 | 7.7 | 0 |
| 비교예 1 | 11.0 | 4.0 | 0 |
| 비교예 2 | 10.8 | 3.3 | 15 |
| 비교예 3 | 8.8 | 5.1 | 0 |
| 비교예 4 | 10.6 | 1.7 | 20 |
| 비교예 5 | 8.2 | 1.0 | 15 |
상기 표 4에서, 상기 실시예 1, 2, 및 비교예 1 내지 5는 공통적으로, 제1 단량체로 2-에틸헥실아크릴레이트 및 메틸메타크릴레이트를 포함하고, 공단량체로 아크릴산, 스티렌, 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 및 8-트리시클로데카닐 메타크릴레이트를 포함하여, 5 N/in 이상의 박리 강도를 확보한 것으로 확인된다.
다만, 상기 2-에틸헥실아크릴레이트 및 메틸메타크릴레이트 외 추가되는 제1 단량체 성분, 특정 단량체들의 함량 관계 등에 따라, 앞서 살펴본 바와 같이 점착제 조성물의 점도, 유리전이온도, 및 고전단점도가 달라지고, 그 결과 점착 부재의 유지력 및 미코팅 비율이 달라지는 것으로 확인된다.
특히, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 메틸메타크릴레이트뿐만 아니라, 노말-부틸아크릴레이트, 및 디시클로펜타닐 메타크릴레이트를 포함하는 제1 단량체를 구성할 때, 최종 점착 부재의 유지력이 현저하게 향상되고, 미코팅 비율이 현저하게 저감됨을 알 수 있다.
여기서는 실시예 1 및 2만을 예시하였으나, 상기 일 구현예에 부합하는 점착제 조성물을 구성하면 실시예 1 및 2와 동등 혹은 그 이상의 효과를 볼 수 있다.
구체적으로, 상기 일 구현예와 같이, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 메틸메타크릴레이트뿐만 아니라, 노말-부틸아크릴레이트, 및 디시클로펜타닐 메타크릴레이트를 포함하는 제1 단량체를 구성하면서, 공단량체로 아크릴산, 스티렌, 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 8-트리시클로데카닐 메타크릴레이트 등을 구성된 수성 아크릴계 점착제 조성물은, 고속 코팅 조건에서도 레벨링(Leveling) 성능을 확보하고, 미스팅(Misting), 우징(Oozing) 등의 현상을 억제하며, 미코팅 비율을 낮출 수 있다.
Claims (20)
- 단량체 혼합물의 유화 중합체를 포함하되,
상기 단량체 혼합물은,
2-에틸헥실아크릴레이트, 노말-부틸아크릴레이트, 메틸 (메트)아크릴레이트, 및 디시클로펜타닐 (메트)아크릴레이트를 포함하는 C1-10알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체; 및
불포화 카르복시산계 단량체, 방향족 비닐계 단량체, 히드록시C1-10알킬 (메트)아크릴 에스터계 단량체, 및 C1-10시클로알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 공단량체;
를 포함하고,
상기 2-에틸헥실아크릴레이트에 대한 상기 노말-부틸아크릴레이트의 중량 비율(노말-부틸아크릴레이트/2-에틸헥실아크릴레이트)은 0.3 내지 1.5인 것인,
수성 아크릴계 점착제 조성물.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 단량체 혼합물 전체 중량 (100 중량%) 중,
상기 2-에틸헥실아크릴레이트의 함량 및 상기 노말-부틸아크릴레이트의 함량 합은, 75 내지 85 중량%인 것인,
수성 아크릴계 점착제 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 단량체 혼합물 전체 중량 (100 중량%) 중,
상기 메틸 (메트)아크릴레이트의 함량 및 상기 디시클로펜타닐 (메트)아크릴레이트의 함량 합은, 10 내지 20 중량%인 것인,
수성 아크릴계 점착제 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 C1-10알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체는,
상기 2-에틸헥실아크릴레이트 100 중량부를 기준으로,
상기 노말-부틸아크릴레이트 35 내지 100 중량부를 포함하고,
상기 메틸 (메트)아크릴레이트 20 내지 45 중량부를 포함하고,
상기 디시클로펜타닐 (메트)아크릴레이트 1 내지 10 중량부를 포함하는 것인,
수성 아크릴계 점착제 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 2-에틸헥실아크릴레이트 100 중량부를 기준으로,
상기 공단량체를 1 내지 20 중량부 포함하는 것인,
수성 아크릴계 점착제 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 불포화 카르복시산계 단량체는,
아크릴산(acrylic acid), 메타크릴산(methacrylic acid), 푸마르산(fumaric acid), 말레산(maleic acid), 이타콘산(itaconic acid), 시트라콘산(citraconic acid), 메사콘산(mesaconic acid), 글루타콘산(glutaconic acid), 및 알릴말론산(allylmalonic acid)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인,
수성 아크릴계 점착제 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 방향족 비닐계 단량체는,
스티렌, 메틸스티렌, 에틸스티렌, 부틸스티렌, 클로로스티렌, 비닐벤조산메틸, 비닐나프탈렌, 클로로메틸스티렌, 및 디비닐벤젠으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인,
수성 아크릴계 점착제 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 히드록시C1-10알킬 (메트)아크릴 에스터계 단량체는,
2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메트)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, ?? 2-히드록시프로필렌글리콜(메트)아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인,
수성 아크릴계 점착제 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 C1-10시클로알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체는,
8-트리시클로데카닐 (메트)아크릴레이트, 및 페닐 (메타)크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인,
수성 아크릴계 점착제 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 공단량체로 불포화 카르복시산계 단량체, 방향족 비닐계 단량체, 히드록시C1-10알킬 (메트)아크릴 에스터계 단량체, 및 C1-10시클로알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체를 모두 포함하는 것인,
수성 아크릴계 점착제 조성물.
- 제1항에 있어서,
유리전이온도(Tg)가 -35 내지 -20 ℃인 것인,
수성 아크릴계 점착제 조성물.
- 제1항에 있어서,
25 ℃ 및 전단 속력(shear rate) 104/s의 조건에서 고전단점도(HSV, high shear rate)가 30 내지 40 cPs인 것인,
수성 아크릴계 점착제 조성물.
- 제1항에 있어서,
25 ℃에서의 점도가 80 내지 100 cPs인 것인,
수성 아크릴계 점착제 조성물.
- 2-에틸헥실아크릴레이트, 노말-부틸아크릴레이트, 메틸 (메트)아크릴레이트, 및 디시클로펜타닐 (메트)아크릴레이트를 포함하는 C1-10알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체; 및 불포화 카르복시산계 단량체, 방향족 비닐계 단량체, 히드록시C1-10알킬 (메트)아크릴 에스터계 단량체, 및 C1-10시클로알킬 (메트)아크릴레이트계 단량체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 공단량체;를 포함하는 단량체 혼합물, 유화제 및 물을 혼합하여 프리에멀젼을 제조하는 단계, 및
중합 개시제의 존재 하에, 상기 프리에멀젼 내 단량체 혼합물을 유화 중합시켜 수성 아크릴계 에멀젼 수지를 제조하는 단계를 포함하고,
상기 2-에틸헥실아크릴레이트에 대한 상기 노말-부틸아크릴레이트의 중량 비율(노말-부틸아크릴레이트/2-에틸헥실아크릴레이트)은 0.3 내지 1.5인 것인,
수성 아크릴계 점착제 조성물의 제조 방법.
- 제15항에 있어서,
상기 유화제는
소듐 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르 설페이트(SOJ, sodium polyoxyethylene lauryl ether sulfate), 알킬디페닐옥시드 디설포네이트(alkyldiphenyloxide disulfonate), 및 수산화나트륨(sodium hydroxide)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인,
수성 아크릴계 점착제 조성물의 제조 방법.
- 제15항에 있어서,
상기 중합 개시제는
과황산 암모늄 수용액인 것인,
수성 아크릴계 점착제 조성물의 제조 방법.
- 기재; 및
상기 기재 상의 적어도 일면에 형성되는 점착층을 포함하고,
상기 점착층은, 제1항에 따른 수성 아크릴계 에멀젼 점착제 조성물에 의해 형성되는,
점착 부재.
- 제18항에 있어서,
FINAT 테스트 방법 No.2(FTM 2) 기준에 따라, 23±2℃ 및 55±5% RH 조건 하에서 SUS 표면에 대해 측정한 90도(Degree) 박리 강도 값이 5 N/in 내지 9 N/in 인 것인,
점착 부재.
- 제18항에 있어서,
FINAT 테스트 방법 No.8(FTM8) 기준에 따라, SUS 표면에 상기 점착층을 압착한 뒤 숙성시키고, 2 도(degree) 기울어진 벽면에 상기 SUS 표면에 압착된 타면을 부착시킨 상태에서 하단에 1kg 하중의 추를 걸어 고정 하중을 준 후, 23±2℃ 및 55±5% RH 조건 하에서 상기 SUS 의 부착면으로부터 상기 점착층이 떨어지는 시간을 측정하여 구한 유지력(shear strength)이 6 내지 10 시간인 것인,
점착 부재.
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