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Patent Searching and Data


Title:
HOT-MELT ADHESIVE COMPOSITION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/112236
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a hot-melt adhesive composition comprising a combination of two propylene-based elastomers having different melt viscosity characteristics at a specific temperature, and a hot-melt adhesive comprising the same. The hot-melt adhesive composition has improved low-temperature flowability while giving off no odor, and has improved adhesion and cohesion, and also has improved processability of application at low temperatures.

Inventors:
LEE YONG MAN (KR)
PARK DONG HOON (KR)
PARK YONG SU (KR)
RYU JIN YOUNG (KR)
Application Number:
PCT/KR2018/014850
Publication Date:
June 13, 2019
Filing Date:
November 28, 2018
Export Citation:
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Assignee:
LG CHEMICAL LTD (KR)
International Classes:
C09J123/14; C08L23/14; C09J11/00; C09J123/16
Foreign References:
US20170290945A12017-10-12
JP2017052954A2017-03-16
JP2016532741A2016-10-20
JP2013540867A2013-11-07
KR20170107982A2017-09-26
Attorney, Agent or Firm:
YOU ME PATENT AND LAW FIRM (KR)
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Claims:
【청구범위】

【청구항 1]

190°C에서 50,000cPs 미만의 용융점도를 가지며, 결정화도 (crystal 1 ini ty)가 5% 미만인 비정질 (amorphous)의 제 1 프로필렌계 엘라스토머; 및

190°C에서 500,000cPs 초과의 용융점도를 가지며, 결정화도 (crystal l ini ty)가 5% 초과인 반 결정질 (semi-crystal 1 ine)의 제 2 프로필렌계 엘라스토머; 를포함하는, 핫멜트접착제조성물.

【청구항 2]

제 1항에 있어서,

상기 제 2 프로필렌계 엘라스토머는 상기 제 1 프로필렌계 엘라스토머 100중량부기준으로, 10내지 20중량부로포함되는, 핫멜트접착제조성물.

【청구항 3】

제 1항에 있어서,

상기 프로필렌계 엘라스토머는 프로필텐-에틸렌 공중합체ᅡ 애기 ehtylene-copolymer) , 프로필렌-부틸렌 공중합체 (propyl ene-butylene- copolymer) 및 에틸렌-프로필렌-부틸렌 삼중합체(야117161½-131:애 16116- butylene-ter polymer) 로 이루어진 군에서 선택되는 1종인, 핫멜트 접착제 조성물.

【청구항 4]

제 1 항에 있어서, 제 1 프로필렌계 엘라스토머는 190°C에서 10.000 내지 40,000cPs의 용융점도 및 1 내지 3.5%의 결정화도를 갖는 프로필텐- 에틸렌공중합체를포함하는핫멜트접착제조성물. 【청구항 5】

제 1 항에 있어서, 제 2 프로필렌계 엘라스토머는 190”에서 550.000 내지 900,00此?3의 용융점도 및 5.1내지 15%의 결정화도를 갖는 프로필텐- 에틸렌공중합체를포함하는핫멜트접착제조성물. 【청구항 6] 2019/112236 1»(:1^1{2018/014850

제 1내지 제 5항중어느한항의 핫멜트접착제조성물을포함하는, 핫멜트접착제.

【청구항 7】

제 6항에 있어서 ,

상기 핫멜트 접착제는, 점착부여수지, 가소제, 왁스, 산화방지제, 엘라스토머, 안료, 염료, 충전제, 자외선차단제, 대전방지제, 블록킹 방지제, 슬립제, 무기충전재, 혼련제, 안정제, 개질수지, 레벨링제, 형광증백제, 분산제, 열안정제, 광안정제, ’자외선 흡수제 및 윤활제로 이루어진 군에서 선택된 1종이상의 첨가제를더 포함하는, 핫멜트접착제.

【청구항 8】

제 7 항에 있어서, 상기 첨가제는 디사이클로펜타다이 미네랄 오일(1 116대1), 펜타에리스리톨 테트라키스(3-(3, 5 -디- 161·!;-부틸- 4- 히드록시페닐)프로피오네이트八므근 크아가 61:대 3(3-(3,5- -161'1;- 야 卜 4_1 (11'1)116]1 1)1}1"애1011 )), 트리스(2,4 -디 卜 부틸페닐)포스파이트( 1 3(2,4- 1 1:-1)111>,11)1161¾,1)1)11031)111 6) , 및 2-(211- 벤조트리아졸- 2 -일) -!)-크레졸(2-(태아해 !; 1 &å01 _2- 1)-{)- 근 1)로 이루어진 군에서 선택된 1종이상을포함하는핫멜트접착제.

【청구항 9]

제 7항에 있어서 ,

상기 첨가제는핫멜트 접착제 전체 중량을기준으로, 1내지 80중량% 범위로포함되는, 핫멜트접착제.

【청구항 10】

제 6항의 핫멜트접착제를포함한접착층을포함하는성형품.

Description:
2019/112236 1»(:1^1{2018/014850

【발명의 명칭】

핫멜트접착제조성물

【기술분야】

관련출원(들)과의 상호인용

본 출원은 2017년 12월 4일자 한국 특허 출원 제 10-2017-0165283 호 및 2018년 11월 27일자 한국 특허 출원 제 10-2018-0148560 호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원들의 문헌에 개시된 모든 내용은본명세서의 일부로서 포함된다.

본발명은핫멜트접착제조성물에 관한것이다.

【배경기술】

핫멜트접착제는 열에 의해 용융시켜 적용하는 접착제로 휘발성 유기용제의 배출이 매우 적어 친환경 접착제로사용이 증가되고 있다. 종래의 범용핫멜트접착제는 올레핀계 공중합체 등의 열가소성(熱可■性) 고분자를 베이스 폴리머로 하고, 점착부여제(姑着附與劑)나 점도조절제로서 각종 왁스 등을 첨가하여 구성되는 것이 일반적이다. 상기 베이스 폴리머 유연성이 우수하고 단가가 저렴한 장점을 가지는 에틸렌-아세트산 비닐공중합체, 에틸렌-아크릴산에스테르공중합체또는에틸 비닐아세테이트등의 올레핀계 공중합체가널리사용되고있다.

또한, 점착력을 향상시키기 위한 점착부여제로는, 로진계 수지, 테르펜계수지 등의 천연수지 및그유도체, 석유수지가많이사용되고있으며 , 점도를 낮추기 위한 왁스로는 석유계 왁스, 석탄등의 광물계왁스, 저분자량 폴리에틸렌왁스등이 많이사용되고있다 .

자동차, 포장용기, 구조용 재료 및 전자재료 등 각 분야에서도 폭 넓게핫멜트접착제가 사용되고 있지만, 극성(極性)이 적은 올레핀계

_

공중합체를 베이스 폴리머로 사용하거나 실리콘이나 왁스 등으로 표면코팅을 실시한경우에는 접착성이 충분하지 않으며, 베이스폴리머로 열가소성고무를 사용한핫멜트접착제는, 내열성, 내한성에 우수하지만, 점도가높아작업성이 감소하는문제가발생한다.

또한, 내한성이나탄성을보강하기 위하여 가소제를과량사용하게 될 경우, 베이스수지와의 상용성이 좋지 않아사용온도에서 상분리가 일어나고, 블리딩 현상이 발생하여 접착력이 감소하는 문제가 발생하며 , 낮은 온도에서 충분한강도및유연성을발현하지 못한다.

한편, 위생재용 핫멜트 접착제의 경우, 비정질 폴리알파올레핀, 스티렌공중합체등으로구성된핫멜트접착제가 일반적으로활용되고있으나, 이러한접착제는접착력이 떨어지거나, 저온흐름성이 좋지 않은단점을가지고 있다. 특히 스티렌 공중합체 기반 접착제는 냄새 문제가 있어, 올레핀계로 대체되고 있으나 비정질 폴리알파올레핀의 경우 응집력이 떨어져 도포 공정성 (Spray-abi l i ty)에 단점을가지고있다.

따라서, 냄새가 없으면서 접착력이 우수하며, 도포 공정성이 향상된 접착제를 개발하기 위해 프로필랜-에틸렌 공중합체로 구성된 위생재용 접착제를개발하고자하는노력이 계속되어 오고있다.

【발명의 상세한설명】

【기술적 과제】

본발명은상기와같은과제를해결하기 위한것으로, 특정 온도에서 서로 다른 용융점도 특성을 가진 2종의 프로필렌계 엘라스토머를 조합하여, 냄새가없으면서 저온흐름성이 개선되고, 접착력 및 응집력이 향상되며, 저온 도포 공정성이 향상된 핫멜트 접착제 조성물 및 이를 포함하는 핫멜트 접착제를제공하고자한다.

【기술적 해결방법】

본 명세서에서는, 190°C에서 50,000cPs 미만의 용융점도를 가지며, 결정화도 (crystal l inity)가 5% 미만인 비정질의 제 1 프로필렌계 엘라스토머; 맟 190 ° C에서 500,000cPs 초과의 용융점도를 가지며, 결정화도 (crystal l ini ty)가 5% 초과인 결정질의 제 2 프로필렌계 엘라스토머; 를포함하는, 핫멜트접착제조성물이 제공된다.

또한, 본 발명은 상기 핫멜트 접착제 조성물을 포함하는 핫멜트 접착제를제공한다.

본 발명은 또한, 상기 핫멜트 접착제를 포함한 접착층을 포함하는 성형품을제공한다. 이하발명의 구체적인구현예에 따른핫멜트접착제조성물및 핫멜트 접착제에 대하여 보다상세하게설명하기로한다 . 상술한바와같이, 본발명의 일실시예에 따르면 특정 온도에서 서로 다른 용융점도 특성을 가진 2종의 프로필렌계 엘라스토머를 조합한 핫멜트 접착제 조성물의 경우, 냄새가 없으면서 저온흐름성이 개선되고, 접착력 및 응집력이 향상되며, 저온 도포 공정성이 향상된다는 점을 실험을 통하여 확인하고본발명을완성하였다. 본 발명의 일실시예에 따른 핫멜트 접착제 조성물은 , 특정 온도에서 서로 다른 용융점도 특성을 가진 2종의 프로필렌계 엘라스토머를 포함한다. 구체적으로 1종은 190°C에서 50,000cPs 미만, 혹은 10.000 내지 40,000cPs, 혹은 15.000내지 30,000cPs의 용융점도를가지며, 결정화도 (crystal 1 ini ty)가 5% 미만, 혹은 0 내지 4%, 혹은 1 내지 3.5%인 비정질의 프로필렌계 엘라스토머 (이하, “제 1 프로필렌계 엘라스토머”라 함)일 수 있고, 또 다른

1종은 190°C에서 500,000cPs 초과, 혹은 550.000 내지 900,000cPs, 혹은 550.000내지 800,000cPs의 용융점도를가지며, 결정화도 (crystal 1 ini ty)가 5% 초과, 혹은 5.05 내지 20%, 혹은 5.1 내지 15%인 반 결정질의 프로필렌계 엘라스토머 (이하, “제 2프로필렌계 엘라스토머”라함)일 수 있다. 한편, 본 명세서 및 청구범위 전반에서 사용되는“제 1” 및 “제 2”와 같은 용어는 임의로순서를붙이기 위해사용된것으로이해되어야한다.

본 발명의 일실시예에 따른 핫멜트 접착제 조성물에 포함되는 제 1 프로필렌계 엘라스토머의 경우, 190 ° C에서 50 , 000cPs 미만의 용융점도를 가지며, 결정화도 (crystal 1 ini ty)가 5% 미만인 비정질 (amorphous)의 프로필렌계 엘라스토머일수있고, 상기 엘라스토머는핫멜트접착제조성물의 저온흐름성을 향상시킬 수 있으나, 비정질인 상기 엘라스토머만을 포함하는 경우핫멜트접착제조성물의 응집력이 떨어질수있는문제점이 있다.

이에, 종래 기술의 경우 상기와 같은 비정질의 프로필렌계 올레핀을 포함하는 핫멜트 접착제 조성물에서 응집력이 떨어지는 문제점을 해결하기 위하여 폴리프로필렌 (polypropylene) 계열의 왁스 (wax)를 첨가하였는데, 2019/112236 1»(:1^1{2018/014850

폴리프로필렌 계열 왁스의 녹는점은 1401: 이상이고, 이에 따라 140 이하의 저온에서 도포공정성이 떨어지게 되는문제점이 존재하였다.

그러나, 본발명의 일실시예에 따르면, 190°(:에서 500,000 0 ? 3 초과의 용융점도를 가지며, 결정화도 5% 초과인 반 결정질( 卜 프로필렌계 엘라스토머(제 2프로필렌계 엘라스토머)를상기 제 1 프로필렌계 엘라스토머와 특정 중량비로 조합함으로써, 상기 폴리프로필렌 계열의 왁스를 사용하지 않더라도, 핫멜트 접착제 조성물에서 응집력을 향상시키는동시에, 저온도포공정성 또한유지 및향상시킬수있게 된다.

구체적으로 본 발명의 일실시예에 따른 핫멜트 접착제 조성물에 있어서, 상기 제 2 프로필렌계 엘라스토머는 상기 제 1 프로필렌계 엘라스토머 10◦중량부를 기준으로, 10 내지 20중량부로 포함될 수 있으며, 더욱 상세하게는 10 내지 15중량부로 포함될 수 있다. 상기 제 2 프로필렌계 엘라스토머가상기 중량부 미만으로 핫멜트 접착제 조성물에 포함되는 경우, 접착력 및 응집력이 떨어지는 문제를 효과적으로 해결하기 곤란하고, 상기 중량부를 초과하여 핫멜트 접착제 조성물에 포함되는 경우, 조성물의 점도가 지나치게높아질수있는문제가있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 프로필렌계 엘라스토머는 프로필렌-에틸렌 공중합체( 1 )](썬 7 1 6116-6 1 117 1 6116- (: 0130 1, 61· ) , 프로필렌-부틸렌 공중합체( 1 ¾ ) 1 ¾16- 1) 1 ^ 1 61½- (: 01 0 1, 61· ) 및 에틸렌-프로필렌-부틸렌 삼중합체( 1 ¾ ,1 6116-1 1 애 1 6116- 1) 1 7 1 6116-16 0 1, 61· ) 로 이루어진 군에서 선택되는 1종일 수 있고, 더욱 상세하게는 프로필텐-에틸렌 공중합체 일 수 있으며, 이때 상기 프로필텐-에틸렌 공중합체는 비정질 또는 반 결정질일 수 있다.

보다 구체적인 예에서, 제 1 프로필렌계 엘라스토머는 190°(:에서 50,000 0 ? 3 미만, 혹은 10.000내지 40,000 0 ? 5 , 혹은 15.000내지 30,00(^少 3 의 용융점도를 가지며, 결정화도( 1 )가 5% 미만, 혹은 0 내지 4%, 혹은 1 내지 3.5%인 비정질 프로필텐-에틸렌 공중합체로 될 수 있으며, 상기 제 2프로필렌계 엘라스토머는 190°(:에서 500,000 0 ? 3 초과, 혹은 550.000내지 900,000 0 ? 8 , 혹은 550.000 내지 800,00 ? 3 의 용융점도를 가지며, 결정화도 5% 초과, 혹은 5.05 내지 20%, 혹은 5.1 내지 2019/112236 1»(:1^1{2018/014850

15%인반결정질의 프로필텐-에틸렌공중합체로될수있다.

이러한 비정질 및 반결정질 프로필텐-에틸렌 공중합체의 사용에 의해, 종래 기술에서 사용되던 폴리프로필렌 계열의 왁스를 사용하지 않더라도, 핫멜트 접착제 조성물에서 접착력 및 응집력을더욱 향상시키는동시에, 저온 도포공정성 또한유지 및 향상시킬수있다.

상술한 제 1 및 제 2 프로필렌계 엘라스토머는 이전부터 잘 알려진 방법으로프로필렌 및 알파올레핀등을공중합하여 제조하거나, 상술한물성을 갖는상품화된 엘라스토머를상업적으로입수하여사용할수있 다. 한편, 본 발명의 일실시예에 따르면 상기 핫멜트 접착제 조성물을 포함하는, 핫멜트접착제가제공될수있다.

구체적으로, 상기 핫멜트접착제 내에는상술한핫멜트접착제조성물 이외에 , 점착부여수지, 가소제, 왁스 , 산화방지제, 상술한 프로필렌계 엘라스토머와 구분되는 엘라스토머, 안료, 염료, 충전제, 자외선 차단제, 대전방지제, 블록킹 방지제 , 슬립제 , 무기중전재 , 혼련제 , 안정제 , 개질수지 , 레벨링제, 형광증백제 , 분산제, 열안정제, 광안정제 , 자외선 흡수제 및 윤활제로이루어진군에서 선택된 1종이상의 첨가제를더 포함할수있다. 상기와 같은 첨가제들은, 당해 기술 분야에서 일반적인 것을 적절히 채용할수있으며, 특별히 제한되는것은아니다.

구체적으로 , 디사이클로펜타다이엔 매근 크 등의 점착 부여 수지, 미네랄 오일( ), 펜타에리스리톨 테트라키스(3_(3 , 5 -디_ 七아!;-부틸- 4 -히드록시페닐)프로피오네이트)(?6 3아 내1^ 1;01 16 8 3(3-(3 , 5- -七 卜5 1-4-느 1)1)101 011 6)), 트리스(2 , 4 -디 卜 부틸페닐)포스파이트(1; 1 ^ 3 (2,4- 0 1 61 1 :-1 31117 1 1 )1 16]1 1) 1 )1 1031 )1 1 6 ), 또는 2-(2?!- 벤조트리아졸- 2 -일)- ! )-크레졸(2_(2}너 ½11201 : 1 1 320 1-2-71)- 1 )-0 6301 ) 등의 산화 방지제와같은첨가제를추가로사용할수있다.

한편, 상기 첨가제는 핫멜트 접착제 전체 중량을 기준으로, 1 내지 80중량% 범위 내로 사용될 수 있고, 더욱 상세하게는 1 내지 70중량% 범위 내로사용될수 있다. 상기 중량범위 내에서 핫멜트 접착제 특성을저해하지 2019/112236 1»(:1^1{2018/014850

않으면서, 목적하는추가효과를충분히 얻을수있게 된다. 이상으로 설명한 핫멜트 접착제 조성물 및 상기 핫멜트 접착제 조성물을 포함하는 핫멜트 접착제는, 특정 온도에서 서로 다른 용융점도 특성을 가진 2종의 프로필렌계 엘라스토머를 조합하여, 냄새가 없으면서 저온흐름성이 개선되고, 접착력 및 응집력이 향상되며, 저온 도포 공정성이 향상된다.

이에 따라, 상기 핫멜트 접착제는자동차, 포장용기, 구조용재료 및 전자재료 등의 분야는 물론, 특히 기저귀, 냅킨, 패드 등과 같은 위생재 용도로널리 활용이 가능하다. 보다구체적으로, 상기 핫멜트접착제를포함한 접착증을가지는성형품이 상술한다양한용도에 바람직하게 적용될수있다.

【발명의 효과】

본 발명의 핫멜트 접착제 조성물은 냄새가 없으면서 저온흐름성이 개선되고, 접착력 및응집력이 향상되며 , 저온도포공정성이 향상된다.

따라서, 본발명의 핫멜트접착제조성물을포함하는핫멜트접착제 는 자동차, 포장용기, 구조용재료및 전자재료등의 분야는물론, 특히 기저귀, 냅킨, 패드등과같은위생재용도로널리 활용이 가능하다.

【발명의 실시를위한형태】

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는본발명을특정한개시 형태에 대해 한정하려는것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 . 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는것으로이해되어야한다. [제조예:핫멜트접착제조성물의 제조]

하기 표 1의 구성 성분을 조합하여, 핫멜트 접착제를 제조하였다. 구체적으로, 상기와 같은 조성으로, 比 반응용기에 넣고, 1501: 온도를 유지하면서 2시간동안교반하여 핫멜트접착제를제조하였다. 【표 1] 상기 표 1에서, 프로필렌-에틸렌 공중합체 A(제 1프로필렌계 엘라스 토머)로는 EastmaniTd: Aeraf inl80를 사용하였으며, 프로필렌-에틸렌 공중합체 B(제 2프로필렌계 엘라스토머)로는 ExxonMobi l社 Vi stamaxx6202를사용하였다.

이들제 1및 제 2프로필렌계 엘라스토머의 용융 점도는 Brookf i eld 점도계를 이용하여 190°C에서 측정하였다. 이러한방법으로측정된 용융 점도 는상기 표 1에 기재된바와같았다.

또하, 상기 제 1 및 제 2 프로필렌계 엘라스토머의 결정화도는 TA Instrument사 DSC25장비를 이용하여 질소분위기 하에 10°C /min승온속도조 건으로 제 1 및 제 2프로필렌계 엘라스토머 각각의 용융 엔탈피 값(AHm)을 측정하고, 하기 식 1에 따라산출하였다:

[식 1]

결정화도측정 : Crystal l ini ty(%) = AHm/AHnT X 100

상기 식 1에서, AHm。 = 100% 결정성 프로필렌계 엘라스토머의 기준 용융엔탈피 값으로 207J/g의 값을나타내며 , AHm는측정 대상프로필렌계 엘 라스토머의 용융엔탈피 측정 값을나타낸다.

이러한방법으로측정된프로필텐-에틸렌공중 체 A(제 1프로필렌계 엘라스토머)의 결정화도는 1.8%로확인되었고, 프로필텐-에틸렌공중합체 B(제 2프로필렌계 엘라스토머)의 결정화도는 5.1%로확인되었다.

[실험: 핫멜트접착제특성측정]

상기 제조예에서 얻어진실시예 및 비교예에 따른핫멜트접착제는실 험 방법을통하여 특성을각각측정하고, 그결과를표 2에서 나타내었다.

1) 점도: 상기 제조예에서와 같이 얻어진 핫멜트 접착제의 점도는 ASTM 3236을사용하여, 표준 Brookf ield점도계, 스핀들 #27, 14CTC에서 측정 하였다.

2)연화점: Ring & Bal l 시험법을이용하여 측정하였다.

3) 접착력: 우선, 160 ° C 조건에서 5분정도 heat ing하여 액화됨을확 인한후, 이를 160°C로 heat ing되어 있는 appl icator위에 있는 PET기재 위 에 도포한다음 blade를이용하여 두께 30_로맞추도록조절하면서, 코팅하고, 동일 PET기재를 덮개 필름으로 하여 동시에 접합하도록 하여 접착력 샘플을 제조하였다. 상기 제조된샘플을 Texture Analyzer (TA)장비를통해 T-peel 방식으 로접착력을측정하도록한다. 이 때 측정 조건은상온에서 0.3mpm속도조건 으로측정하며, 샘플은 1 inch폭에 100mm길이로재단하였다.

4)도포공정성: 노드슨 It의 Summi t nozzle을 이용하여, 140 ° C 에서 Add-on속도 0.1g/m 2 , Ai r pressure O . IMpa조건으로 제조한핫멜트 접착제를 부직포 기재에 도포하였으며 부착기재 또한부직포를사용하였다. 도포공정 성은이 조건에서 spray-abi l i ty및 접착력을확인함으로써 평가하였다.

◦ : spray형성이 균일하며, 부직포접착력이 2N/in이상

A : spray형성은균일하나, 부직포접착력이 1.5N/in이하

X : spray형성이 균일하지 않고도포 패턴이나패턴밀도가균일하지 않음

【표 2]

상기 표 2의 결과를 참고하면, 본 발명의 실시예 1 및 2에 따른 핫멜트접착제의 경우, 접착력과, 도포공정성 측면에서 비교예 1및 2에 따른 핫멜트접착제 대비 향상된효과를나타내는것을확인할수있었다.