KR20050107794A - 자가-접착성 접착제를 지닌 클로저 시스템, 및 물품 - Google Patents

자가-접착성 접착제를 지닌 클로저 시스템, 및 물품 Download PDF

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KR20050107794A
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징징 마
수-루 지. 왕
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
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Abstract

본 발명은 중첩되어 접착제 클로저를 형성할 수 있는 방식으로 별개의 위치에서(예를 들면, 일회용 기저귀와 같은 물품 상의 별도 위치에서) 2 이상의 대향 클로저 부재, 및 각각의 클로저 부재 상에 있는 자가-접착성 접착제 조성물을 포함하고 있는 자가 접착성 접착제를 함유하는 클로저 시스템에 관한 것으로, 상기 자가-접착성 접착제 조성물은 비극성 탄성중합체를 포함하는 접착제 탄성중합체 물질 50 중량% 내지 90 중량%, 왁스 10 중량% 내지 40 중량%, 가소제 0 내지 5 중량% 미만을 포함하고, 여기서 백분율은 접착제 탄성중합체 물질, 왁스 및 임의의 가소제의 총 중량을 기준으로 하며, 상기 자가-접착성 접착제 조성물은 상기 설명사항, 즉 이 자가-접착성 접착제 조성물이 1 센티미터 당 100 g 이상의 T 박리력을 보유한다는 점 또는 상기 왁스가 1500 미만인 분자량을 보유한다는 점 중 하나 이상에 해당하는 것을 특징으 로 한다.

Description

자가-접착성 접착제를 지닌 클로저 시스템, 및 물품{CLOSURE SYSTEMS WITH SELF-ADHERING ADHESIVES, AND ARTICLES}
본 발명은 자가-접착성 접착제를 함유하는 클로저 시스템에 관한 것이다.
기계적 패스너(즉, 클로저) 시스템(mechanical fastner system)은 신속하게 묶는 것과 신속하게 푸는 것이 바람직한 경우인 다양한 용도에 폭 넓게 사용되고 있다. 상기 시스템은 후크 패스너 및 루프 패스너 및 버섯 형상화된 패스너를 포함한다. 이러한 시스템이 폭 넓게 사용되고, 극히 유용한 것으로 제시되고 있긴 하지만, 상기 시스템은 확실히 바람직하지 못한 특징을 갖고 있다. 예를 들면, 시스템은 직물에 걸릴 수 있고, 보풀 및 먼지를 모을 수 있으며, 매우 얇은 프로필을 갖지 않고, 유체의 수송에 대하여 매우 우수한 시일(seal)을 제공하지 못한다.
실질적으로 비점착성(즉, 저 점착성 및 무점착성) 접촉 반응 패스너 시스템을 비롯한 접착제계 패스너 시스템(adhesive-based fastner system)은 공지되어 있다. 비점착성 패스너 시스템은 이것이 일반적으로 다른 재료에 접착하지 않기 때문에 바람직하다. 그러나, 통상적인 비점착성 패스너 시스템(non-tacky fastner system)은 종종 비교적 낮은 압력 내지 중간 압력 하에 비교적 높은 전단력 및 박리력 값을 지닌 시일을 신속하게 형성할 수 없다. 게다가, 통상적인 비점착성 접착제 패스너 시스템 중 다수가 피부 접촉에 입증되어 있지 않고, 비교적 비싸다. 따라서, 대체 접착제계 패스너 시스템이 요구된다.
발명의 개요
본 발명은 자가-접착성 접착제(self-adhering adhesive)를 함유하는 클로저 시스템(closure system)을 제공한다. 한 실시양태에서, 본 발명은 중첩되어 접착제 클로저를 형성할 수 있는 2 이상의 대향 클로저 부재, 및 이 각각의 클로저 부재 상에 있는 자가-접착성 접착제 조성물을 포함하는 클로저 시스템을 제공하고, 상기 자가-접착성 접착제 조성물은 비극성 탄성중합체를 포함하는 접착제 탄성중합체 물질 50 중량% 내지 90 중량%, 왁스 10 중량% 내지 40 중량%, 가소제 0 내지 5 중량% 미만을 포함하며, 상기 백분율은 접착제 탄성중합체 물질, 왁스 및 임의의 가소제의 총 중량을 기초로 한 것이며, 상기 자가-접착성 접착제 조성물은 1 cm 당 100 g 이상의 T 박리력(T-peel) 값을 갖는다.
한 실시양태에서, 본 발명은 중첩되어 접착제 클로저를 형성할 수 있는 2 이상의 대향 클로저 부재, 및 이 각각의 클로저 부재 상에 있는 자가-접착성 접착제 조성물을 포함하는 클로저 시스템을 제공하고, 상기 자가-접착성 접착제 조성물은 비극성 탄성중합체를 포함하는 접착제 탄성중합체 물질 50 중량% 내지 90 중량%, 분자량이 1500 미만인 왁스 10 중량% 내지 40 중량%, 가소제 0 내지 5 중량% 미만을 포함하며, 상기 백분율은 접착제 탄성중합체 물질, 왁스 및 임의의 가소제의 총 중량을 기초로 한 것이다.
또다른 실시양태에서, 본 발명은 중첩되어 접착제 클로저를 형성할 수 있는 2 이상의 대향 클로저 부재, 및 이 각각의 클로저 부재 상에 있는 자가-접착성 접착제 조성물을 포함하는 클로저 시스템을 제공하고, 상기 자가-접착성 접착제 조성물은 비극성 탄성중합체를 포함하는 접착제 탄성중합체 물질 50 중량% 내지 90 중량%, 분자량이 1500 미만인 왁스 10 중량% 내지 30 중량%, 가소제 0 내지 5 중량% 미만을 포함하며, 상기 백분율은 접착제 탄성중합체 물질, 왁스 및 임의의 가소제의 총 중량을 기초로 한 것이고, 상기 자가-접착성 접착제 조성물은 다음의 설명사항들, 즉 자가-접착성 접착제 조성물이 1 cm 당 100 g 이상의 T 박리력 값을 갖는다는 점, 자가-접착성 접착제 조성물이 100 분 이상의 전단 접착력(shear adhesion) 값을 갖는다는 점, 자가-접착성 접착제 조성물이 1 제곱 센티미터 당 40 g 이상의 루프 점착성 스틸-접착력(loop tack steel-adhesion)을 갖는다는 점, 또는 자가-접착성 접착제 조성물이 3 이하인 텀 점착성(thumb tack)을 갖는다는 점 중 적어도 하나에 해당한다. 상기 자가-접착성 접착제 조성물은 이들 특성을 모두 보유하는 것이 바람직하다.
클로저 시스템은 일회용 기저귀에 바람직하고, 하지만 또한 백(bag)(예, 식품용 백), 밴딩 시스템 또는 테이프, 또는 각종 물품에 유용한 클로저로서 기능 작용할 수 있다. 적합한 물품은 예를 들면 본 명세서에 설명되어 있는 바와 같이 중첩되어 접착제 클로저를 형성할 수 있는 물품 상의 별개의 위치에 있는 2 이상의 대향 클로저 부재, 및 이 각각의 클로저 부재 상에 있는 자가-접착성 접착제 조성물을 포함한다.
이어서, 본 발명은 중첩되어 접착제 클로저를 형성할 수 있는 일회용 기저귀 상의 별개의 위치에 있는 2 이상의 대향 클로저 부재, 및 이 각각의 클로저 부재 상에 있는 자가-접착성 접착제 조성물을 포함하는 일회용 기저귀를 제공하고, 상기 자가-접착성 접착제 조성물은 비극성 탄성중합체를 포함하는 접착제 탄성중합체 물질 50 중량% 내지 90 중량%, 왁스 10 중량% 내지 40 중량%, 가소제 0 5 중량% 미만을 포함하며, 상기 백분율은 접착제 탄성중합체 물질, 왁스 및 임의의 가소제의 총 중량을 기초로 한 것이고, 상기 자가-접착성 접착제 조성물은 다음의 설명사항들, 즉 자가-접착성 접착제 조성물이 1 cm 당 100 g 이상의 T 박리력 값을 갖는다는 점, 또는 상기 왁스가 1500 미만인 분자량을 갖는다는 점 중 적어도 하나에 해당한다.
또한, 본 발명은 별개의 위치에서 상부에 배치된 자가-접착성 접착제 조성물의 층을 보유하는 백의 2 이상 영역을, 상기 영역들이 중첩되어 접착제 클로저를 형성할 수 있는 방식으로, 포함하는 백을 제공하고, 상기 자가-접착성 접착제 조성물은 비극성 탄성중합체를 포함하는 접착제 탄성중합체 물질 50 중량% 내지 90 중량%, 왁스 10 중량% 내지 40 중량%, 가소제 0 내지 5 중량% 미만을 포함하며, 상기 백분율은 접착제 탄성중합체 물질, 왁스 및 임의의 가소제의 총 중량을 기초로 한 것이고, 상기 자가-접착성 접착제 조성물은 다음의 설명사항들, 즉 자가-접착성 접착제 조성물이 1 cm 당 100 g 이상의 T 박리력 값을 갖는다는 점, 또는 상기 왁스가 1500 미만인 분자량을 갖는다는 점 중 적어도 하나에 해당한다.
또한, 본 발명은 별개의 위치에서 상부에 배치된 자가-접착성 접착제 조성물의 2 이상의 영역을 지닌 밴딩 재료의 2 이상의 스트립을, 상기 접착제의 영역들이 중첩되어 접착제 클로저를 형성할 수 있는 방식으로, 포함하는 밴딩 시스템(bending system)을 제공한다. 또한, 본 발명은 접착제의 하나 이상의 영역이 중첩되어 접착제 클로저를 형성할 수 있는 방식으로 상부에 배치된 자가-접착성 접착제 조성물의 하나 이상의 영역을 지닌 밴드 재료의 스트립을 포함하는 밴딩 테이프(bending tape)를 제공한다. 상기 자가-접착성 접착제 조성물은 비극성 탄성중합체를 포함하는 접착제 탄성중합체 물질 50 중량% 내지 90 중량%, 왁스 10 중량% 내지 40 중량%, 가소제 0 5 중량% 미만을 포함하며, 상기 백분율은 접착제 탄성중합체 물질, 왁스 및 임의의 가소제의 총 중량을 기초로 한 것이고, 상기 자가-접착성 접착제 조성물은 다음의 설명사항들, 즉 자가-접착성 접착제 조성물이 1 cm 당 100 g 이상의 T 박리력 값을 갖는다는 점, 또는 상기 왁스가 1500 미만인 분자량을 갖는다는 점 중 적어도 하나에 해당한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "부정관사"와 "정관사", 그리고 "하나 이상"과 "하나 또는 그 이상"은 교환가능하게 사용된다. 또한, 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 종점에 의한 수치 범위의 상술은 그 범위 내에 포함되는 모든 수를 포함한다(예를 들면, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4, 5 등을 포함한다).
상기 본 발명의 개요는 본 발명의 개시된 각각의 실시양태 또는 본 발명의 모든 실시양태를 설명하기 위한 것이 아니다. 후술하는 설명은 예시적인 실시양태를 보다 구체적으로 예시한다.
도면의 간단한 설명
도 1은 사람에 의해 착용되는 동안 나타나 보이는 바와 같은 일회용 기저귀의 개략도이다.
도 2는 야채의 다발을 묶는데 사용되는 밴딩 시스템의 한 실시양태에 대한 개략도이다.
도 3은 야채의 다발을 묶는데 사용되는 밴딩 테이프의 한 실시양태에 대한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 자가-접착성 접착제를 지닌 가요성 플라스틱 백에 대한 개략도이다.
예시적인 실시양태에 관한 상세한 설명
본 발명은 자가-접착성 접착제를 함유하는 클로저 시스템을 제공한다. 본 명세서에서, "자가-접착성(self-adhering)" 접착제는 다양한 기타 재료에 접착하는 것이 아니라 그 자체 및 본 명세서에 기재된 접착제의 부류에 속하는 다른 접착제에 접착하는 것이다. 그러한 접착제는 다른 표면 상에 습윤되어 접착제 결합을 형성할 수 있긴 하지만, 접착제는 그 접착제가 서로 접착하는 용도에서 가장 유용하다. 즉, 본 발명의 접착제가 저 점착성이든지 무점착성이든지 간에, 접착제를 보유하는 테이프의 견본은 서로 간의 결합을 형성할 수 있는 매우 우수한 성능을 갖는다.
본 발명의 클로저 시스템에 사용된 다양한 접착제는 (본 명세서에 정의되어 있는 바와 같이) 다음의 특성들, 즉 고 박리력, 고 전단력, 신속한 고착성(rapid stick), 및 저 텀 점착성 중 하나 이상을 갖는다. 특히 바람직한 접착제는 이들 특성을 모두 갖는다.
본 발명의 클로저 시스템에 유용한 접착제는 특정한 실시양태의 경우 센티미터(cm) 당 100 g 이상의 T 박리력, 다른 실시양태의 경우 1 cm 당 200 g 이상의 T 박리력, 및 또다른 실시양태의 경우 1 cm 당 300 g 이상의 T 박리력을 갖는다. 전형적으로, 보다 높은 T 박리력 값을 지닌 접착제가 바람직하다. 본 명세서에서, 이러한 T 박리력 값은 자가-접착력 값이다. 이 값은 실시예 부분에 설명된 프로토콜 하에 ASTM D-1876을 이용하여 그 자체에 접착된 테이프를 박리하는 힘의 측정수단이다.
본 발명의 클로저 시스템의 유용한 접착제는 특정 실시양태의 경우 100 분 이상의 전단 접착력 값, 다른 실시양태의 경우 500 분 이상의 전단 접착력 값, 및 또다른 실시양태의 경우 900 분 이상의 전단 접착력 값을 갖는다. 전형적으로, 보다 높은 전단 접착력 값을 지닌 접착제가 바람직하다. 본 명세서에서, 이러한 전단 접착력 값은 실시예 부분에 설명된 프로토콜을 이용하여 그 자체에 접착된 테이프를 전단하는 힘의 측정수단이다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "신속한 고착성(quick stick)" 접착제는 매우 짧은 체류 시간으로 그 자체에 접착하는 것("루프 점착성 자가-접착력(loop tack self-adhesion)")이다. 이것은 실시예 부분에 설명된 바와 같이 ASTM D-6195 방법 A를 이용하여 측정할 수 있다.
본 발명의 클로저 시스템에 유용한 저착제는 특정한 실시양태의 경우 제곱 센티미터(cm2) 당 120 g 이상의 루프 점착성 자가-접착력, 다른 실시양태의 경우 cm2 당 150 g 이상의 루프 점착성 자가-접착력, 및 또다른 실시양태의 경우 cm2 당 200 g 이상의 루프 점착성 자가-접착력을 갖는다. 전형적으로, 보다 높은 루프 점착성 자가-접착력을 지닌 접착제가 바람직하다.
본 발명의 클로저 시스템에 유용한 접착제는 특정한 실시양태의 경우 cm2 당 40 이하의 루프 점착성 스틸-접착력, 및 다른 실시양태의 경우 cm2 당 80 이하의 루프 점착성 스틸-접착력을 갖는다. 전형적으로, 보다 낮은 루프 점착성 스틸-접착력 값을 지닌 접착제가 바람직하다.
본 발명의 클로저 시스템에 유용한 접착제는 특정한 실시양태의 경우 3 이하의 텀 점착성을 갖는다. 텀 점착성은 실시예 부분에 설명된 방법을 이용하여 측정할 수 있다. 전형적으로, 보다 낮은 텀 점착성 값을 지닌 접착제가 바람직하다.
본 발명의 클로저 시스템에 유용한 특정 접착제는 재고정가능하다. 이는 본 명세서에 설명된 자가-접착성 접착제를 함유하는 표면이 함께 접착되고, 떼어 내며, 유사한 접착력 값(예, T 박리 자가-접착력)으로 재접착될 수 있다는 것을 의미한다.
본 발명의 클로저 시스템에 유용한 자가-접착성 접착제는 용매를 사용하는 일 없이 높은 속력으로 백킹 상에 코팅됨으로써 경제적으로 테이프로 전환될 수 있거나, 또는 성분들이 일반적의 용매 또는 용매 혼합물 중에 가용화될 수 있일 때 용액으로부터 코팅될 수 있다. 백킹에 따라 다르긴 하지만, 백킹은 이것에 대한 접착제의 접착력을 증진시키기 위해서 표면 처리할 수 있다. 형성된 테이프는 스트립으로 또는 와이드 시이트로 시판될 수 있고, 보통 저장, 취급 및 적용이 용이하도록 가요성 백킹을 보유할 수 있다.
백킹은 필름, 폼, 부직포 또는 직포 재료일 수 있다. 백킹은 후크, 루프 등을 지니고 있는 것과 같이 전체적으로 또는 부분적으로 평면일 수 있거나 또는 구조화될 수 있다. 예를 들면, 한 클로저 부재의 백킹은 후크를 포함하고, 한 클로저 부재의 백킹은 루프를 포함한다. 접착제는 백킹의 구조화 부분과 적어도 부분적으로 중첩되거나 또는 그 부분에 인접할 수 있다.
본 발명의 특정 접착제는 피부와의 접착에 대하여 승인된 성분들을 포함한다. 따라서, 이러한 접착제 중 특정의 것은 착용자와 밀접한 근접성으로 사용되는 의류 클로저에 매우 적합하다. 이러한 클로저 시스템의 이용 예로는 기저귀, 요실금 장치, 수술 가운, 모자, 부츠, 방진복(clean room garment), 발목 밴드(ankle band), 손목 밴드(wrist band) 등을 들 수 있다. 의류 클로저에서와 같이, 사용할 때, 접착제는 물품에 직접 도포될 수 있거나, 또는 물품에 영구적으로 부착되어 있는 측면이 적합한 종래의 접착제를 보유할 수 있는 테이프로서 도포될 수 있다.
또한, 본 발명의 클로저 시스템은 비의류 용도에도 적합하다. 예를 들면, 클로저 시스템은 개 사료 백 또는 기타 사료 백 뿐만 아니라 비사료 백과 같은 백에 이용될 수 있을 뿐만 아니라 예컨대 야채를 다발로 묶기 위한 밴딩 시스템 및 테이프에 이용될 수 있다.
전형적으로, 클로저 시스템에서, 접착제는 일반적으로 클로저 포인트의 각 측면 상에서, 예를 들면 클로저를 완성하기 위해서 짝을 이루는 2개 이상의 클로저 부재의 대향 면 상에서, 바느질 또는 접착제에 의해 패치(patch)로서 도포된다. 물품의 2개 클로저 부재가 접촉하게 될 때, 접착제 패치는 접착제 클로저를 생성하게 된다. 패치는 이 패치가 클로저 부재의 다수 중첩 위치 위로 각각 접촉하여 조절가능한 클로저를 형성할 수 있을 정도로 크기 및 정렬을 가질 수 있다.
구체적인 실시양태에서, 자가-접착성 접착제는 일회용 기저귀의 후면에서 각 코너의 내부 면에, 그리고 또한 외부 쉘에 접착제의 패치를 도포함으로써 일회용 기저귀를 제공하는데 사용할 수 있고, 여기서 기저귀의 전면은 기저귀가 사람의 허리 둘레에 휘감길 때 코너에 의해 중첩될 수 있다. 이러한 접착제 패치들 간의 면 대 면 접촉은 기저귀를 적소에 안정되게 유지한다. 특정 실시양태의 경우, 패치는 용이하게 박리하여 기저귀를 제거할 수 있고 해제할 수 있다. 다른 실시양태의 경우, 패치는 박리할 수 없고 해제할 수 없다.
도 1에 도시된 일회용 기저귀는 액체 투과성 사용자 접촉 톱시트(12), 액체 불투과성 외부 쉘(백시트)(14), 및 이들 사이의 흡착제 층(도시되어 있지 않음)을 포함하는 종래의 3층 복합체이다. 기저귀의 후면(18)에는 기저귀를 도시되어 있는 바와 같이 착용하였을 때 코너(28)에서 기저귀의 전면(22)과 중첩되는 코너(20)가 존재한다. 각 코너(20)의 톱시트 측면 상에는 본 명세서에서 도면 부호(24)로 기재된 자가-접착성 접착제의 패치가 배치되어 있다. 기저귀의 전면(22)에서 외부 쉘(14) 상에는 본 명세서에 설명된 자가-접착성 접착제의 2개 패치(26)가 존재한다. 패치는 기저귀가 도시되어 있는 바와 같이 착용될 때 접촉하도록 기저귀 상에 배치되어 있다.
접착제 패치의 중첩 부분은 전형적으로 특정 실시양태의 경우 1 센티미터 당 100 g 이상의 박리력(즉, T 박리력)을 제공한다. 이러한 박리력 저항을 제공하고 여전히 조절가능성을 제공하기 위해서, 접착제 패치는 일반적으로 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 배치된다. 각각의 패치는 전형적으로 길이가 3 센티미터(cm) 이상, 종종 6 cm 이하의 크기를 갖는다. 각각의 패치는 전형적으로 폭이 1.5 cm 이상, 종종 3 cm 이하의 크기를 갖는다. 패치이 세로(lengthwise) 방향은 서로 직교하는 것이 바람직하다. 이러한 배향은 바람직한 패치에 대한 가장 큰 정도의 조절가능성을 제공한다. 패치가 그와 같이 배향되어 전체 폭 부분에 걸쳐 중첩되는 경우, 접촉 면적은 직선(rectiliner) 형상화 패치의 경우 전형적으로 1.75 cm2 이상이고 종종 9 cm2 이하이다. 일반적으로, 이러한 정도의 중첩은 기저귀 클로저 시스템으로서 사용하기에 충분한 박리 저항을 제공하고 동시에 접착제를 과도하게 사용하거나 낭비적으로 사용하는 것을 피하게 해준다.
또한, 본 발명의 클로저 시스템은 밴딩 시스템 또는 밴딩 테이프에도 사용할 수 있다. 그러한 물품은 야채(브로콜리, 파, 당근, 셀러리 등), 꽃, 짚, 펜, 연필, 신문과 같은 각종 물품 뿐만 아니라 기타 물품을 묶는데 사용되고 있다. 밴딩 시스템 및 테이프의 예는 미국 특허 제5,733,652호에 개시되어 있다.
한 실시양태에서, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 밴딩 시스템(40)은 별개의 위치에서 상부에 배치된 자가-접착성 접착제의 층을 보유하는 2개 이상의 영역을 지닌 밴딩 재료의 2개 이상의 스트립을, 상기 접착제의 영역들이 중첩되어 접착제 클로저를 형성할 수 있는 방식으로, 포함한다. 구체적으로, 밴딩 시스템(40)은 정렬된 접촉 관계로 2개 스트립(42 및 43)을 포함한다. 제1 스트립(42)은 본 명세서서에 설명되어 있는 바와 같이 제1 및 제2 단부를 보유하고 자가-접착성 접착제 층을 상부에 배치한다. 제2 스트립(43)은 본 명세서서에 설명되어 있는 바와 같이 제1 및 제2 단부를 보유하고 자가-접착성 접착제 층을 상부에 배치한다. 스트립의 제1 및 제2 스트립의 제1 단부는 함께 결합될 수 있고, 제1 및 제2 스트립의 제2 단부는 자가-접착제에 의해 접합될 수 있다(예를 들면, 함께 결합될 수 있다). 제1 및 제2 스트립은 미국 특허 제5,733,652호에 개시되어 있는 바와 같이 탄성중합체 물질과 같은 각종 물질로 제조될 수 있다.
도 3을 참조하면, 또다른 실시양태에서, 밴딩 테이프(50)는 제1 및 제2 단부(52 및 53)과 내부 표면(55) 및 외부 표면(56)을 보유하는 임의의 물질(예, 탄성중합체 물질)의 스트립(52)을 포함한다. 본 명세서에 기재된 자가-접착성 접착제는, 테이프가 자가-접착성 접착제에 의해 접합될 수 있는(예를 들면, 함께 결합될 수 있는) 방식으로, 상기 각 표면(도시되어 있지 않음)의 적어도 일부 상에서 또는 동일 표면(도 3에 도시되어 있는 바와 같음)의 적어도 일부 상에서 적어도 하나의 영역(예를 들면, 연속 층 및 불연속 영역)에 배치되어 있다. 밴딩 재료의 스트립은 미국 특허 제5,733,652호에 개시되어 있는 바와 같이 탄성 중합체 물질과 같은 다양한 각종 물질로 제조될 수 있다.
도 4는 별개의 위치에서 상부에 배치된 자가-접착성 접착제 조성물의 층을 보유하는 백의 2개 이상의 영역을, 상기 영역들이 중첩되어 접착제 클로저를 형성할 수 있는 방식으로, 지닌 가요성 플라스틱 백(60)의 대표적인 실시양태를 도시한 것이다. 구체적으로, 백(60)은 사용하기 전에 스트립에 도포된 제거가능한 라이너(66 및 67)와 함께 정면 패널(62), 후면 패널(63), 본 발명의 자가-접착성 접착제(각각의 패널 상에 있는 1개 스트립)의 2개 클로저 스트립(64 및 65)(즉, 스트립에 코팅된 접착제 층)을 포함한다. 양쪽 스트립의 라이너는 제거할 수 있고, 접착제 클로저 스트립(65 및 66)은 함께 가압하여 상호 결합을 형성할 수 있다. 그러한 백은 예를 들면 미국 특허 제4,785,940호에 개시되어 있다.
이런 다양한 물품의 실시양태는 단지 예시에 불과할 뿐이다. 이들 물품 및 다른 물품의 다양한 기타 실시양태는 본 발명의 영역 내에 속한다.
탄성중합체 물질 및 점착화 수지
탄성중합체 물질은 접착제 특징을 보유할 수 있지만, 많은 것들은 하나 이상의 점착화 수지를 사용하여 그 접착제 특징을 강화시킨다. 따라서, 본 명세서에 사용된 바와 같이 "접착제 탄성중합체 물질"은 하나 이상의 탄성중합체를 임의로 하나 이상의 점착화 수지, 가소제 및 기타 첨가제와 함께 포함한다.
탄성중합체 물질(즉, 탄성중합체)는 약한 응력 및 응력의 해제에 의한 실질적인 변형 후 실온에서 빠르게 그 초기 치수 및 형상으로 복원되는 물질이다. 탄성중합체는 비교적 낮은 응력에서 매우 큰 가역적인 신장율(빈번하게는 500% 이하 및 보다 빈번하게는 1000% 이하)을 용이하게 수행할 수 있는 중합체 군에 속한다.
탄성중합체 물질은 열가소성 탄성중합체로서 분류할 수 있다. 열가소성 탄성중합체 물질은 일반적으로 주위 온도에서 탄성중합체로서 거동하지만, 그 물질이 성형 및 재성형될 수 있는 경우인 고온에서 열가소성인 물질로서 정의되고 있다.
본 발명에서 유용한 탄성중합체 물질은 비극성이고, 전형적으로 탄화수소를 주성분으로 한다. 탄성중합체 물질로는 천연 고무, 부틸 고무, 합성 폴리이소프렌, 에틸렌-프로필렌, 폴리부타디엔, 폴리이소부틸렌, 선형, 분지형, 방사형, 성상형 및 테이퍼형 블록 공중합체, 예컨대 스티렌-이소프렌, 스티렌-에틸렌-프로필렌, 스티렌-에틸렌-부틸렌 및 스티렌-부타디엔 블록 공중합체, 폴리-알파-올레핀계 열가소성 탄성중합체 물질, 예컨대 화학식 -(CH2-CHR)-(식 중, R은 2개 내지 10개의 탄소 원자를 함유하는 알킬기임)으로 표시되는 것들, 및 촉매 반응에 기초가 되는 폴리-알파-올레핀계 메탈로센을 들 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.
특정 실시양태의 경우, 소정의 탄성중합체 물질로는 열가소성 블록 공중합체, 특히 하드 블록 내에 스티렌을 함유하는 것들을 들 수 있다.
탄성중합체 물질은 필요에 따라 다양한 조합 및 다양한 양으로 사용할 수 있는데, 이는 해당 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 결정할 수 있다. 전형적으로, 본 발명의 접착제 조성물의 다양한 성분의 양은 그 성분이 하나의 탄성중합체이든지 탄성중합체들의 혼합물이든지 간에 탄성중합체 100 중량부를 기준으로 한다.
탄성중합체 물질의 접착제 특징을 강화시키기는 데 적합한 점착화제 수지의 유용한 예로는 지방족 탄화수소 수지, 방향족 탄화수소 수지, 방향족 변성 지방족 탄화수소 수지, 로진, 천연 수지, 예컨대 이량화 또는 수소화 발삼(balsam) 및 에스테르화 아비에틱산(abietic acid), 폴리테르펜, 테르펜 페놀류, 페놀-포름알데히드 수지, 디시클로펜타디엔 수지 및 로진 에스테를 들 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 이들 점착화 수지는 수소화 처리하여 색상 및 안정성을 개선시킬 수 있다.
점착화 수지는 필요에 따라 다양한 조합 및 다양한 양으로 사용할 수 있는데, 이는 해당 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 결정할 수 있다. 전형적으로, 본 발명의 접착제 조성물은 탄성중합체 물질 100부 당 1종 이상의 점착화 수지 총량 300부 이하를 포함한다. 본 발명의 접착제 조성물의 특정 실시양태의 경우, 점착화제가 포함되지 않거나, 또는 탄성중합체 100부 당 단지 110부(총량) 이하만이 포함된다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 접착제 탄성중합체 물질은 1종 이상의 탄성중합체 및 임의로 1종 이상의 점착화 수지를 포함한다. 전형적으로, 본 발명의 접착제 조성물은 접착제 탄성중합체 물질 총량 60 중량%(wt%) 이상을 포함하는데, 여기서 백분율은 접착제 탄성중합체 물질, 왁스 및 임의의 가소제의 총 중량을 기준로 한다. 전형적으로, 접착제 탄성중합체 물질 총량 90 중량% 이하가 포함되는데, 여기서 백분율은 접착제 탄성중합체 물질, 왁스 및 임의의 가소제의 총 중량을 기준으로 한다.
왁스
본 발명의 클로저 시스템에 유용한 접착제 조성물은 1종 이상의 왁스를 포함한다. 전형적으로, 왁스는 그 임계 가교 분자량(critical entanglement molecular weight) 이하의 분자량을 보유하는 물질로서 정의된다. 본 발명의 유용한 왁스는 비극성이고, 천연 또는 합성 공급원으로 이루어질 수 있다.
천연 왁스로는 예를 들면 곤충, 동물 및 식물으로부터 유도된 것들을 들 수 있다. 합성 왁스는 석유 또는 석탄 생성물로부터 유도할 수 있다. 석유 왁스는 통상적으로 파라핀 왁스와 마이크로크리스탈린 왁스로 세분되는데, 이들은 원유를 정제하는 공정 중 상이한 단계에서 얻어진다. 합성 왁스는 에틸렌, 프로필렌 등과 같은 탄화수소 탄량체의 중합으로부터 유도할 수 있다. 합성 왁스는 고압 중합, 지글러 나타 유형 촉매를 사용하는 저압 중합, 또는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 고분자량 중합체의 열분해를 비롯한 다양한 접근법에 의해 제조할 수 있다. 합성 왁스로는 피셔-트롭쉬(Fisher-Tropsch) 왁스(폴리메틸렌 왁스), 및 화학적 변성 탄화수소 왁스(즉, 화학적으로 변성되어 구체적인 특성을 도입하는 마이크로크리스칼렌 왁스, 폴리에틸렌 왁스 및 폴리메틸렌 왁스)를 들 수 있다.
일반적으로, 왁스는 광범위한 분자량을 보유할 수 있다. 그러나, 특정 실시양태의 경우, 바람직한 왁스는 1500 미만의 분자량을 보유하는 것들이다. 그러한 분자량은 수 평균 분자량이다.
왁스는 필요에 따라 다양한 조합 및 다양한 양으로 사용할 수 있는데, 이는 해당 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 결정할 수 있다. 전형적으로, 본 발명의 특정 실시양태의 경우, 본 발명의 접착제 조성물에는 1종 이상의 왁스 총량 30 중량 이하가 포함된다. 특정 다른 실시양태의 경우, 본 발명의 접착제 조성물에는 1종 이상의 왁스 총량 35 중량% 이하가 포함된다. 특정 다른 실시양태의 경우, 본 발명의 접착제 조성물에는 1종 이상의 왁스 총량 40 중량%(wt%) 이하가 포함된다. 본 발명의 접착제 조성물의 특정 실시양태의 경우에는 1종 이상의 왁스 총량 10 중량% 이상이 포함된다. 이들 백분율은 접착제 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 접착제 탄성중합체 물질, 왁스 및 임의의 가소제의 총 중량을 기초로 한다.
가소제
본 발명의 접착제 조성물은 필요한 경우 1종 이상의 가소제를 포함할 수 있지만, 본 발명의 특정 실시양태는 가소제를 포함하지 않는다. 일반적으로, 가소화 제제(즉, 가소제)는 실온에서 액체 또는 고체일 수 있고, 일련의 분자량 및 분자 구조를 보유하며, 베이스 접착제 탄성중합체 물질과 상용성이 있다. 추가로, 가소화제의 고체와 액체의 혼합물, 가소화제의 단량체와 중합체의 혼합물, 및 가소화제의 기타 조합물이 본 발명에 사용될 수 있다. 가소화제는 성질상 중합체 또는 단량체일 수 있다. 전형적으로, 단량체 가소화제는 저분자량 산 또는 알콜로부터 유도되며, 이어서 단일작용성 알콜 또는 단일작용성 산에 의해 각각 에스테르화된다. 이러한 가소화제의 예로는 단일 이염기산 또는 다중 이염기산의 에스테르, 예컨대 이소프로필 미리스테이트, 디부틸 프탈레이트, 디이소옥틸 프탈레이트, 및 디부틸 아디페이트, 디부틸세바케이트를 들 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 유용한 중합체 가소화제는 전형적으로 저분자량 중합체를 제조할 수 있는 양이온 중합성, 자유 라디칼 중합성, 축합 중합성, 또는 개환 중합성 단량체로부터 유도된다. 중합체 가소화제의 다른 예로는 폴리부텐, 액상 폴리이소프로펜, 및 비정질 폴리올레핀을 들 수 있다. 특히 유용한 가소제의 예로는 폴리부텐, 파라핀계 오일, 나프탈렌 오일, 바셀린(petrolatum), 및 장쇄 지방족 측쇄를 지닌 특정 프탈레이트, 예컨대 디트리데실 프탈레이트를 들 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.
가소제는 필요에 따라 다양한 조합물 및 양으로 사용할 수 있는데, 이는 해당 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다. 본 발명의 접착제 조성물의 특정 실시양태의 경우에는 접착제 탄성중합체 물질, 왁스 및 임의의 가소제의 총 중량을 기준으로 하여 가소제가 단 5 중량%(총 중량) 이하만으로 포함되거나, 가소제가 포함되지 않는다.
기타 첨가제
안료, 충전제, 약물(예, 항균제 및 기타 생물학적 활성 제제), 가교제, 및 항산화제와 같은 첨가제가 본 발명의 접착제 조성물에 사용될 수 있다. 안료 및 충전제는 그 의도한 용도에 따라 접착제의 특성을 조정하기 위해서 접착제 블렌드 내로 혼입할 수 있다. 충전제의 예로는 무기 충전제, 예컨대 산화아연, 알루미나 삼수화물, 탈크, 이산화티탄, 산화알루미늄, 및 실리카를 들 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 가교제는 화학적으로 활성화되거나 방사선에 의해 활성화될 수 있다. 방사선 가교제, 예컨대 벤조페논, 벤조페논의 유도체, 및 치환된벤조페논이 본 발명의 접착제 조성물에 참가될 수 있다. 항산화제는 자외선 또는 열에 의해 야기된 심각한 환경적 노화로부터 보호하는 데 사용할 수 있다. 항산화제의 예로는 장애된 페놀, 아민, 아민, 그리고 황 및 인 수산화물 분해제를 들 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.
본 발명의 목적 및 이점은 하기 실시예에 의해 추가 예시되긴 하지만, 이 실시예에서 재인용되는 구체적인 물질 및 그 양 뿐만 아니라 기타 조건 및 세부사항은 본 발명을 과도하게 제한하는 것으로 해석해서는 안된다.
테스트 방법
테이프는 본 발명의 접착제 및 다양한 백킹을 사용하여 후술하는 테스트 방법 중 하나 이상에 대하여 시험하였다.
T 박리 자가-접착력(T Peel Self-Adhesion)
그 자체에 접착된 테이프를 박리하는 힘은 다음의 프로토콜 하에 ASTM D-1876을 이용하여 측정하였다. 동일 테이프의 2개 견본(폭 2.54 cm × 길이 15.24 cm)을 절단하고, 대략 7.62 cm의 중첩으로 각각의 접착제 측면 대 접착제 측면끼리 적층하였다. 이 적층체 위로 분 당 30.5 cm 하에 각 방향에서 1회 100 g 경질 고무 롤러를 통과시켜 2개의 테이프를 서로 단단히 접착하였다. 이어서, 2개 테이프의 적층체는 크로스헤드 속력 30 cm/분으로 INSTRON 인장 시험기를 사용하여 ASTM D-1876으로 T 박리 배치에서 10 초내에 시험하였다. 평균 박리력은 각 테스트의 경우 5.08 cm 박리 거리에 걸쳐 기록하였다. 3회 내지 5회 반복을 실시하여 평균을 내고 g/cm로 기록하였다.
전단 접착력(Shear Adhesion)
테이프가 그 자체에 접착될 수 있는 정도는 박리 모드 이외에 전단 모드로 측정할 수 있다. 그 자체에 적층된 테이프 견본의 전단 접착력은 다음의 절차를 이용하여 측정하였다. 2개의 2.5 cm × 15.2 cm 테이프 견본을 2.5 cm × 2.5 cm 중첩으로 접착제 측면 대 접착제 측면끼리 서로 적층하였다. 이 적층체 위로 분 당 30.5 cm 하에 각 방향에서 1회 2 킬로그램 경질 고무 롤러를 통과시켜 2.5 cm × 2.5 cm 중첩 영역에서 2개 테이프를 서로 단단히 접착하였다. 2개 테이프의 적층체는 한쪽 단부에서 고정하고, 1 킬로그램 추를 적층체의 구속되어 있지 않은 바닥 단부에 부착한 후에 40℃ 오븐에서 15 분 동안 수직으로 매달아 180°각도에서 전단 하중을 발생시켰다. 추가 40℃에서 낙하하는 데 걸리는 시간(분)을 전단 접착력의 측정수단으로서 기록하였다. 기록된 값은 5회 평균치였다.
루프 점착성 자체 접착력(Loop Tack Self-Adhesion)
짧은 체류 시간으로 그 자체에 접착할 수 있는 테이프의 성능은, 경우에 따라 "신속한 고착성"이라고 칭하는 것으로, ASTM D-6195 방법 A를 이용하여 측정하였다. 스테인레스 스틸(#304) 고정물의 2.5 cm × 2.5 cm 테스트 면적은, 접착제 대 접착제 결합 강도가 측정되도록, 루프에 대하여 사용된 것과 동일한 테이프의 2.5 cm × 2.5 cm 견본으로 (접착제 측면이 위로 향하게) 덮었다. 접착제로 덮힌 스틸 고정물로부터 루프를 제거하는 데 요구되는 평균 최대 힘(g/cm2)을 기록하였다. 기록된 값은 3회 반복의 평균치였다.
루프 점착성 스틸-접착력(Loop Tack Steel-Adhesion)
짧은 체류 시간으로 테스트 기재에 접착할 수 있는 테이프의 성능은, 경우에 따라 "신속한 부착(quick-stick)"이라고 칭하는 것으로, ASTM D-6195 방법 A를 이용하여 측정하였다. 스테인레스 스틸(#304) 고정물의 2.5 cm × 2.5 cm 테스트 면적은, 접착제 대 스틸 결합 강도가 측정되도록, 노출 상태로 방치하였다. 5초 체류 또는 지연 기간은 상부 크로스헤드가 최저 위치에 도달한 후에 사용하였다. 스틸 고정물로부터 루프를 제거하는 데 요구되는 평균 최대 힘(g/cm2)을 기록하였다. 기록된 값은 3회 반복의 평균치였다.
텀 점착성(Thumb Tack)
접착제의 테스트 견본은 다음의 절차를 이용하는 텀 점착성 테스트를 수행함으로써 점착성의 정도에 대하여 평가하였다. 접착제 견본은 노출된 접착제 표면 상에 개인의 세척 건조된 텀를 배치함으로써 "텀 점착성"에 대하여 시험하였다. 텀의 표면에 대한 테이프의 접착 량은 "핑거 어필(finger appeal)"의 정량적 평가를 이용하여 등급화하여 1 내지 5의 값을 정하였는데, 여기서 1 = 무 점착성, 2 = 불량한 점착성, 3 = 중간 정도의 점착성, 4 = 우수한 점착성, 및 5 = 매우 우수한 점착성을 나타낸다. 이러한 척도에서, 3M 컴파니로부터 구입 가능한 "스콧치(Scotch)", "매직(Magic)" 투명 테이프는 5 등급이었다. 기록된 값은 3회 반복의 평균치였다.
재고정성(Refastenability)
본 발명의 테이프가 박리력의 유의적인 손실 없이 클로저 시스템에서 그 자체에 반복적으로 재고정될 수 있다는 점을 여부를 입증하기 위해서, 상기 설명한 T 박리 자가-접착력 테스트는 본 명세서에서 실시예 3 및 실시예 9에 설명된 조성물을 사용하여 동일 접착제 조성물을 보유하는 2개 테이프 견본 상에서 수행하였다. 2개의 별도 견본은 상기 설명한 바와 같은 동일한 방식으로 T 박리 자가-접착력 테스트에서 시험하였는데, 단 10초 대신에 롤링 후 5 분 체류 시간(5 분 체류 T 박리력)을 사용하였다. 이어서, 동일한 2개 견본 테이프를 재접착하고(즉, 100 g 롤러를 사용하여 접착제 측면 대 접착제 측면끼리 적층하고), 상기 설명한 바와 같이 동일한 방식으로 T 박리 자가-접착력 테스트에서 10초 대신에 롤링 후 5 분 체류 시간(제1 재고정 T-박리력)으로 다시 시험하였다. 동일한 2개의 견본 테이프를 한번 더 다시 재고정하고(즉, 100 g 롤러를 사용하여 접착제 측면 대 접착제 측면끼리 적층하고), 상기 설명한 바와 같은 동일한 방식으로 T 박리 자가-접착력 테스트에서 10초 대신에 롤링 후 5분 체류 시간(제2 재고정 T-박리력)으로 시험하였다. 접착력 수준이 경시적으로 현저히 높은 수준으로 형성되지 않는다는 점을 입증하기 위해서, 실시예 3 및 실시예 9에서 설명된 조성물을 사용하여 동일 접착제 조성물을 보유하는 2개의 새로운 견본 테이프를 T 박리 자가-접착력 테스트에서 설명한 바와 같은 동일한 방식으로 5분 대신에 롤링 후 10초 체류 시간(초기 T 박리 자가-접착력)으로 다시 시험하였다. 결과를 g/cm로 표시하여 하기 표 10에 기록하였는데, 2회 반복의 평균치였다.
물질
하기 물질들은 후술하는 실시예 및 비교예의 제조에 사용하였다.
탄성중합체:
크라톤(KRATON) D-1107: 14% 스티렌을 함유하는 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 열가소성 탄성중합체(텍사스주, 휴스톤 소재, 크라톤 폴리머스 U.S.LLC 시판)
크라톤 G-1657: 13% 스티렌을 함유하는 스티렌-에틸렌부틸렌-스티렌(SEBS) 열가소성 탄성중합체(텍사스주, 휴스톤 소재, 크라톤 폴리머스 U.S.LLC 시판)
유로프렌(Europrene) SOLT 166: 30% 스티렌을 함유하는 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 열가소성 탄성중합체(텍사스주, 베이톤 소재, 폴리머리 유로파(Polimeri Europa) 시판)
크라톤 G-1124: 18% 스티렌을 함유하는 방사성 스티렌-이소프렌-스티렌(SBS) 열가소성 탄성중합체(텍사스주, 휴스톤 소재, 크라톤 폴리머스 U.S.LLC 시판)
크라톤 G-1122: 37% 스티렌을 함유하는 SBS 열가소성 탄성중합체(텍사스주, 휴스톤 소재, 크라톤 폴리머스 U.S.LLC 시판)
크라톤 G-1144: 18% 스티렌을 함유하는 SIS 열가소성 탄성중합체(텍사스주, 휴스톤 소재, 크라톤 폴리머스 U.S.LLC 시판)
크라톤 G-1118: 31% 스티렌을 함유하는 SBS 열가소성 탄성중합체(텍사스주, 휴스톤 소재, 크라톤 폴리머스 U.S.LLC 시판)
니폴(NIPOL) DN-1201L: 아크릴로니트릴-부타디엔-이소프렌 중합체(켄터키주, 루이스빌 소재, 제온 케미칼스(Zeon Chemicals) 시판)
니폴(NIPOL) DN-401L: 부타디엔-아크릴로니트릴 중합체(19% 아크릴로니트릴)(켄터키주, 루이스빌 소재 제온 케미칼스 시판)
니폴 DN-3635: 부타디엔-아크릴로니트릴 중합체(36% 아크릴로니트릴)(켄터키주, 루이스빌 소재, 제온 케미칼스 시판)
점착화제:
에스코레즈(ESCOREZ) 1310: 지방족 탄화수소 점착화 수지(텍사스주, 휴스톤소재, 엑손 케미칼 컴파니 시판)
조나레즈(ZONAREZ) A-25: 알파-피넨 점착화 수지(플로리다주, 잭슨빌 소재, 애리조나 케미칼 시판)
실바레스(SYLVARES) TR 1100: 지방족 폴리테르펜 점착화 수지(플로리다주, 잭슨빌 소재, 애리조나 케미칼 시판)
피콜리트(PICCOLYTE) A135: 알파-피넨 점착화 수지(테네시주, 킹스포츠 소재, 이스트만 케미칼(Eastman Chemical) 시판)
에스코레즈 5380: 수소화 고리지방족 탄화수소 점착화 수지(텍사스주, 휴스톤소재, 엑손 케미칼 컴파니 시판)
에스코레즈 2510: 방향족 변성 지방족 점착화 수지(텍사스주, 휴스톤소재, 엑손 케미칼 컴파니 시판)
에스코레즈 2520: 액체 지방족/방향족 변성 점착화 수지(텍사스주, 휴스톤소재, 엑손 케미칼 컴파니 시판)
에스코레즈 2101: 지방족/방향족 탄화수소 점착화 수지(텍사스주, 휴스톤소재, 엑손 케미칼 컴파니 시판)
윙택 플러스(WINGTACK Plus): C5 지방족 방향족 변성 점착화 수지(오하이오주, 아크론 소재, 굿이어 케미칼(Goodyear Chemical) 시판)
윙택 엑스트라(WINGTACK Extra): C5 지방족 방향족 변성 점착화 수지(오하이오주, 아크론 소재, 굿이어 케미칼 시판)
윙택 10: 액체 C5 지방족 점착화 수지(오하이오주, 아크론 소재, 굿이어 케미칼 시판)
왁스:
폴리왁스(POLYWAX) 2000: 에틸렌 단독중합체 왁스(2000 Mn 분자량)(텍사스주, 슈가 랜드 소재, 베이커 페트롤라이트 코포레이션(Baker Petrolite Corp.) 시판)
폴리왁스 1000: 에틸렌 단독중합체 왁스(1000 Mn 분자량)(텍사스주, 슈가 랜드 소재, 베이커 페트롤라이트 코포레이션 시판)
폴리왁스 500: 에틸렌 단독중합체 왁스(500 Mn 분자량)(텍사스주, 슈가 랜드 소재, 베이커 페트롤라이트 코포레이션 시판)
페트롤라이트(Petrolite) EP-1100: 에틸렌-프로필렌 공중합체 왁스(1100 Mn 분자량)(텍사스주, 슈가 랜드 소재, 베이커 페트롤라이트 코포레이션 시판)
폴리플로(POLYFLO) 200: 에틸렌 단독중합체 왁스(코넥티컷주, 셀톤 소재, 무어 앤 문거 인코포레이티드(Moore & Munger, Inc.) 시판)
R-2551: 완전 정제된 파라핀 왁스(코넥티컷주, 셀톤 소재, 무어 앤 문거 인코포레이티드 시판)
파라플린트(PARAFLINT) H-4: 합성 파라핀, 피셔-트롭쉬 왁스(750 Mn 분자량)(코넥티컷주, 셀톤 소재, 무어 앤 문거 인코포레이티드 시판)
기타 성분:
벤조플렉스(BENZOFLEX) 352: 1,4-시클로헥산 디메탄올 디벤조에이트 고체 가소제(일리노이주, 로즈몬트 소재, 벨시콜 케미칼 코포레이션(Velsicol Chemical Corp.) 시판)
쉘플렉스(SHELLFLEX)371: 나프탈렌계 오일(텍사스주, 휴스톤 소재, 쉘 루브리컨츠(Shell Lubricants) 시판)
NA 601: 폴리에틸렌(텍사스주, 휴스톤 소재, 이퀴스타 케미칼스(Equistar Chemicals) LP 시판)
이가녹스(IRGANOX) 1076: 항산화제(뉴욕주, 태리타운 소재, 시바 스페셜티 케미칼스 시판)
백킹:
A: 양 측면 상에서 대략 50RA의 표면 조도를 보유하는 60 g/제곱 미터(g/m2) TiO2 착색된 폴리프로필렌 단독중합체 필름
B: 달렉스(Dalex) 1050 폴리코팅된 부직, 28 g/m2로 폴리코팅된 50 g/m2 폴리프로필렌 스펀본드(스코틀랜드, 돈 앤 로우(Don & Low) 시판)
C: 1.5 oz/yd2 스펀본드형 PP 비부직(사우쓰 캘리포니아주, 노쓰 챨스톤 소재, PGI 시판)
실시예 1-12와 비교예 C1, C2, C9-C10 및 C12
실시예 1-12와 비교예 C1, C2, C9-10 및 C12의 비점착성 접착제는 공-회전(co-rotating) 트윈 스크류 압출기(42 L/D, Werner Pfleiderer)를 사용하여 제조하였다. 이 압출기는 138℃, 149℃, 153℃, 156℃, 158℃ 및 161℃에서 각각 설정된 6개 가열 구역을 보유하고 있다. 접착제 성분들은 비점착성 접착제 조성물의 전체 처리량을 얻을 수 있도록 속도 시간 당 0.82 kg(0.82 kg/시간)으로 공급하였다. 각각 용융된 스트림으로서 공급된 점착화제 및 왁스는 제니스(Zenith 펌프)를 사용하여 계량하였다. 베이스 고무 성분을 고무 100부 당 1부의 항산화제와 조합하고, 중력 호퍼 공급기를 사용하여 계량하였다. 이어서, 안정화된 고무를 압출기의 공급 구역 내로 계량한 다음, 제1 가열 구역(138℃로 설정됨)에서 용융 점착화제를 첨가하였다. 용융 왁스를 149℃로 설정된 제2 가열 구역의 공급 출입구 내로 주입하였다. 접착제는 163℃로 설정된 드롭 다이(drop die)를 사용하여 다양한 백킹 상에 코팅하였다. 백킹을 냉각 롤(chill roll) 둘레에 감아 코팅 동안 그 물질을 지지하였다. 접착제 코팅을 1 제곱 센티미터 당 32-48 g(g/m2)의 코팅 중량으로 제어하고, 하기 표에 기록하였다.
비교예 C7, C8, C11, C13 및 C14
비교예 C7, C8, C11, C13 및 C14는 다음의 절차를 이용하여 제조하였다. 용융 혼합 장치를 사용하여 비교예 조성물을 제조하고, 이어서 드롭 다이를 통해 용융 조성물을 압출하여 소정의 백킹에 코팅하였다. 상기 용융 혼합 장치는 정지 혼합 부재 및 가열기를 구비한 배럴(barrel)로 이루어져 있다. 이 장치를 171℃로 가열하였다. 점착화제 및 탄성중합체를 장치에 첨가하고, 대략 10 분 동안 온도를 171℃로 상승시켰다. 일부 항산화제를 탄성중합체 100부를 기준으로 하여 첨가하여 조성물을 안정화시켰다. 성분들이 약 171℃에 도달했을 때, 조성물은 정지 혼합기(static mixer)를 통해 30 주기로 순환시켜서 균질한 용융 조성물을 제공하였다. 이어서, 왁스 성분을 첨가하고, 조성물을 정지 혼합 부재를 통해 더 30 주기 동안 처리하여 코팅하기에 용이한 용융 조성물을 제공하였다. 코팅은 소정의 백킹을 사용하여 160℃의 온도로 설정된 드롭 다이를 통해 조성물을 펌핑함으로써 수행하였다. 접착제 코팅 중량을 다양하게 하고, 하기 표에 기록하였다.
비교예 C3-C6 및 C15-17
비교에 C3-C6의 접착제 조성물은 35:65 고체:용매 비율로 톨루엔 중에 성분들을 용해시킴으로써 제조하였다. 비교예 C15-C17은 25:75 고체:용매 비율로 MEK 중에 성분들을 용해시킴으로써 제조하였다. 이 용액에 항산화제 100부 당 일부를 첨가하였다. 접착제 용액을 백킹 'A' 상에 코팅하였다. 접착제 코팅을 코팅 중량 38 g/m2으로 제어하였다.
하기 표 1은 상이한 점착화제 및 왁스와 함께 크라톤 D-1107를 주성분으로 하는 본 발명의 몇가지 비점착성 조성물을 나타낸 것이다. 또한, 고분자량 왁스, 높은 왁스 백분율을 나타내고 왁스 백분율을 전혀 나타내지 않은 비교예도 기재되어 있다. 표에서의 수치는 베이스 고무의 100부 당 임의 부로서 나타내고, 또한 전체 조성물을 기준으로 하여 개별 성분들의 백분율(괄호 내에 표시함)로서 나타낸다. 조성물의 시험 결과는 표 6에 나타낸다.
성분 실시예
1 2 3 4 5 C1 C2 C3
크라톤 D-1107 100(40) 100(35) 100(40) 100(40) 100(32) 100(40.5) 100(40) 100(50)
에스코레즈 1310 100(40) 100(35) 100(40) 75(30) 100(32) 100(40.5) 100(40)
윙택 10 25(10)
조나레즈 A25 96(48)
실바레스 TR1100 4(2)
폴리왁스 2000 46(19) 50(20)
폴리왁스 1000 50(20) 50(20)
폴리왁스 500 86(30) 112(36)
페트롤라이트 EP-1100 왁스 50(20)
이가녹스 1076 1 1 1 1 1 1 1 1
백킹 유형 A A A A A A A A
코팅 중량(g/m2) 32 32 32 32 32 32 32 36
하기 표 2는 상이한 백킹 상에 코팅된 크라톤 D-1107 고무를 주성분으로 하는 본 발명의 몇가지 비점착성 접착제 조성물을 나타낸 것이다. 또한, 공지된 비점착성 접착제 제제(미국 특허 제5,389, 438호, 실시예 6)을 나타내는 비교예(C4)도 기재되어 있다. 표 내의 수치는 베이스 고무 100부 당 임의의 부로서 나타내고, 또한 전체 조성물을 기준으로 하여 개별 성분들의 백분율(괄호 안에 나타냄)으로서 나타낸다. 조성물의 시험 결과는 하기 표 7에 나타낸다.
성분 실시예
6 7 8 9 C4
크라톤 D-1107 100(40) 100(44) 100(44) 100(56) 100(80)
윙택 플러스 100(40) 75(33) 75(33) 40(22) 16.25(13)
폴리왁스 1000 50(20) 50(23) 50(23) 40(22)
쉘플렉스 371 8.75(7)
이가녹스 1076 1 1 1 1 1
백킹 유형 B B C B A
코팅 중량(g/m2) 32 32 48 32 36
하기 표 3은 상이한 몇가지 크라톤 고무를 주성분으로 하는 본 발명의 몇가지 비점착성 접차게 조성물을 나타낸 것이다. 임의의 점착화제 및/또는 왁스를 함유하지 않은 순수한 고무는 비교예 C5로서 나타낸다. 또한, 그 자체에 자가-결합하는 것으로 기재되어 있는 공지된 접착제 제제(특허에 열거되어 있는 바와 같이 Res D-2084 물질을 구입하는 것이 불가능하기 때문에 그 Res D-2084 대신에 에스코레즈 5380 점착화제를 사용하는 미국 특허 제5,019,072호, 실시예 2)를 나타내는 비교예 C6도 기재되어 있다. 또한, 그 자체에 결합할 때 자가-접착제 특성을 보유하는 공지된 접착제 제제(미국 특허 제6,261,278호, 실시예 2 및 6)를 나타내는 비교예 C7 및 C8도 기재되어 있다. 또한, 주장하는 수준보다 낮은 왁스 수준을 나타내는 비교예 C8도 기재되어 있다. 표 내의 수치는 베이스 고무 100부 당 임의의 부로서 나타내고, 또한 전체 조성물을 기준으로 하여 개별 성분들의 백분율(괄호 안에 나타냄)으로서 나타낸다. 조성물의 시험 결과는 하기 표 7에 나타낸다.
성분 실시예
10 11 12 C5 C6 C7 C8 C9
크라톤 G-1657 100(45) 100(100) 100(70) 100(90) 100(60) 100(47.6)
크라톤 D-1114 100(36.4)
크라톤 D-1118 100(37)
에스코레즈 1310 100(45) 100(36.4) 100(47.6)
피콜리트 135 110(41)
에스코레즈 5380 43(30)
폴리왁스 1000 23(10) 75(27.2) 40(15) 10(4.8)
NA-601 11(10) 67(40)
이가녹스 1076 1 1 1 1 1 1 1 1
백킹 유형 A A A A A A A A
코팅 중량(g/m2) 32 32 32 36 36 41 29 32
하기 표 4는 몇가지 비교예 접착제 조성물을 나타낸 것이다. 다량의 고체 가소화제를 혼입하고 있는 제본(bookbinding) 고온 용융 접착제가 비교예 C11(유니택(Unitac) R-100Lt 대신에 사용되는 윙택 엑스트라 점착화제를 사용하는 미국 특허 제6,034,159호(실시예 5))로서 기재되어 있다. 또한, 비압감성인 것으로 설명되어 있는 공지의 접착제 제제(SOLT166 대신에 SOLT168을 사용하고 에스코레즈 149-A 대신에 에스코레즈 2510 점착화제를 사용하며, 에스코머(ESCOMER) H101 대신에 폴리플로 200를 사용하고, 파라핀 왁스 6973 대신에 파라핀 왁스 2551를 사용하는 미국 특허 제5,275,589호, 실시예 3)을 나타내는 비교예 C13도 기재되어 있다. 또한, 공지된 접착제 제제(에스코레즈 7312 대신에 에스코레즈 2101 점착화제를 사용하는 미국 특허 제4,942,195호, 샘플 A)를 나타내는 비교예 C14도 기재되어 있다. 표 내의 수치는 베이스 고무 100부 당 임의의 부로서 나타내고, 또한 전체 조성물을 기준으로 하여 개별 성분들의 백분율(괄호 안에 나타냄)으로서 나타낸다. 조성물의 시험 결과는 하기 표 9에 나타낸다.
성분 비교예
C10 C11 C12 C3 C14
크라톤 D-1107 100(33)
크라톤 G-1657 100(33.3)
크라톤 D-1124 100(35)
크라톤 D-1122 100(35)
유로프렌 SOLT 166 100(19)
에스코레즈 1310 100(33) 100(33.3)
에스코레즈 2510 234(44.4)
에스코레즈 2520 50(9.5)
에스코레즈 2101 100(35)
윙택 10 90(17.1)
윙택 엑스트라 106(37)
폴리왁스 1000 30(10) 30(10)
파라핀 왁스 R-2551 20.5(3.9) 71.4(25)
폴리플로 200 30(5.7)
파라플린트 H-4 57(20)
벤조플렉스 352 65(21) 14(5) 70(23.4)
이가녹스 1076 1 1 1 1 1
백킹 유형 A A A A A
코팅 중량(g/m2) 32 64 32 236 336
하기 표 5는 미국 특허 제5,888,335호에 기재된 부타디엔-아크릴로니트릴 고무를 주성분으로 하는 3가지 비교 비점착성 조성물을 나타낸 것이다. 표 내의 수치는 베이스 고무 100부 당 임의의 부로서 나타내고, 또한 전체 조성물을 기준으로 하여 개별 성분들의 백분율(괄호 안에 나타냄)으로서 나타낸다. 조성물의 시험 결과는 하기 표 9에 나타낸다.
성분 비교예
C15 C16 C17
니폴 DN-401L 100(100)
니폴 DN-1201L 100(100)
니폴 DN-3635 100(100)
백킹 유형 B B B
코팅 중량(g/m2) 44 48 48
실시예 T 박리 자가 접착력(g/cm) 루프 점착성자가-접착력(g/cm2) 루프 점착성 스틸-접착력(g/cm2) 전단 접착력(분) 텀 점착성
1 1150 491 0 ＞900 2
2 481 0.3 ＞900 2
3 715 5 ＞900 2
4 815 7 ＞900 2
5 72
C1*
C2*
C3 113 107 64 8 8
*시험하기 위해 필름으로 압출할 수 없음
실시예 T 박리 자가 접착력(g/cm) 루프 점착성자가-접착력(g/cm2) 루프 점착성 스틸-접착력(g/cm2) 전단 접착력(분) 텀 점착성
6 389 0 250 2
7 481 0 440 2
8 124 0 190 2
9 154 0.2 190 2
C4 61 44 ＞900 4
실시예 T 박리 자가 접착력(g/cm) 루프 점착성자가-접착력(g/cm2) 루프 점착성 스틸-접착력(g/cm2) 전단 접착력(분) 텀 점착성
10 365 143 18 ＞900 2
11 398 0.2 ＞900 2
12 136 5 ＞900 2
C5 97 8 0 ＞900 1
C6 113 31 2 ＞900 2
C7 37 0.5 1
C8 46 1
C9 377 93
실시예 T 박리 자가 접착력(g/cm) 루프 점착성자가-접착력(g/cm2) 루프 점착성 스틸-접착력(g/cm2) 전단 접착력(분) 텀 점착성
C10 34 0 3 2
C11 39 2 2
C12 61
C13 1 0 1
C14 0 0.5 1
C15 386 81
C16 169 69 39
C17 67 13
하기 표 10은 2개의 샘플(실시예 3 및 9)의 재고정성을 입증하기 위한 것이다. 이들 결과는 2회 재고정 단계 후일지라도 자가-접착성 접착제의 실시양태들이 우수한 T 박리 결과를 나타낸다는 것을 입증해 보여주고 있다.
테스트 실시예 3 실시예 9
초기 T 박리 자가-접착력(g/cm) 612 300
5분 체류 T 박리 자가-접착력(g/cm) 535 343
제1 재고정 T 박리 자가-접착력(g/cm) 543 272
제2 재고정 T 박리 자가-접착력(g/cm) 569 212
본 명세서에서 인용된 특허, 특허 문헌 및 공개물의 전체 개시내용은 마치 각각이 개별적으로 인용되는 것처럼 참고 인용되어 있다. 본 발명의 다양한 변경예 및 변형예는 본 발명의 영역 및 사상으로부터 벗어나는 일 없이 해당 기술 분야의 당업자에게는 자명한 것으로 인식될 수 있을 것이다. 본 발명은 본 명세서에 설명된 예시적인 실시양태 및 실시예에 의해 부당하게 제한되는 것으로 해석해서는 안되고, 그러한 실시예 및 실시양태는 예를 들면 후술하는 바와 같이 본 명세서에 설명된 청구범위에 의해서만 제한되는 본 발명의 영역에 의해서만 제시되는 것으로 이해해야 한다.

Claims (11)

  1. 중첩되어 접착제 클로저를 형성할 수 있는 2 이상의 대향 클로저 부재, 및
    각각의 클로저 부재 상에 있는 자가-접착성 접착제 조성물
    을 포함하는 클로저 시스템(closure system)으로서,
    상기 자가-접착성 접착제 조성물은 비극성 탄성중합체를 포함하는 접착제 탄성중합체 물질 50 중량% 내지 90 중량%, 왁스 10 중량% 내지 40 중량%, 가소제 0 내지 5 중량% 미만을 포함하고, 여기서 백분율은 접착제 탄성중합체 물질, 왁스 및 임의의 가소제의 총 중량을 기준으로 하며,
    상기 자가-접착성 접착제 조성물은 1 센티미터 당 100 g 이상의 T 박리력을 보유하는 것인 클로저 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 자가-접착성 접착제 조성물은 100 분 이상의 전단 접착력 값을 보유하는 것인 클로저 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 자가-접착성 접착제 조성물은 1 제곱 센티미터 당 120 g 이상의 루프 점착성 자가-접착력을 보유하는 것인 클로저 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 자가-접착성 접착제 조성물은 접착제 탄성중합체 물질, 왁스 및 임의의 가소제의 총 중량을 기준으로 하여 왁스 10 중량% 내지 35 중량%를 포함하는 것인 클로저 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 자가-접착성 접착제 조성물은 접착제 탄성중합체 물질, 왁스 및 임의의 가소제의 총 중량을 기준으로 하여 왁스 10 중량% 내지 30 중량%를 포함하고, 접착제 탄성중합체 물질은 블록 공중합체 열가소성 탄성중합체 및/또는 점착화제 수지를 포함하는 것인 클로저 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 자가-접착성 접착제 조성물은 가소제를 더 포함하는 것인 클로저 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 왁스의 분자량이 1500 미만인 클로저 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 자가-접착성 접착제 조성물은 1 cm 당 100 g 이상의 T 박리력, 100 분 이상의 전단 접착력 값, 1 제곱 센티미터 당 40 g 이하의 루프 점착성 스틸-접착력, 및 3 이하의 텀 점착성을 보유하는 것인 클로저 시스템.
  9. 별개의 위치에서 상부에 배치된 자가-접착성 접착제 조성물의 층을 보유하는 백(bag)의 2 이상 영역을, 상기 영역들이 중첩되어 접착제 클로저를 형성할 수 있는 방식으로, 포함하는 백으로서,
    상기 자가-접착성 접착제 조성물은 비극성 탄성중합체를 포함하는 접착제 탄성중합체 물질 50 중량% 내지 90 중량%, 왁스 10 중량% 내지 40 중량%, 가소제 0 내지 5 중량% 미만을 포함하고, 여기서 백분율은 접착제 탄성중합체 물질, 왁스 및 임의의 가소제의 총 중량을 기준으로 하며,
    상기 자가-접착성 접착제 조성물은 1 센티미터 당 100 g 이상의 T 박리력을 보유하는 것인 백.
  10. 별개의 위치에서 상부에 배치된 자가-접착성 접착제 조성물 층을 보유하는 백(bag)의 2 이상 영역을, 상기 영역들이 중첩되어 접착제 클로저를 형성할 수 있는 방식으로, 포함하는 백으로서,
    상기 자가-접착성 접착제 조성물은 비극성 탄성중합체를 포함하는 접착제 탄성중합체 물질 50 중량% 내지 90 중량%, 분자량이 1500 미만의 왁스 10 중량% 내지 40 중량%, 가소제 0 내지 5 중량% 미만을 포함하고, 여기서 백분율은 접착제 탄성중합체 물질, 왁스 및 임의의 가소제의 총 중량을 기준으로 하는 것인 백.
  11. 영역들이 중첩되어 접착제 클로저를 형성할 수 있는 방식으로 별개의 위치에서 상부에 배치된 자가-접착성 접착제 조성물의 2 이상의 영역을 지닌 밴딩 재료의 2 이상 스트립을 포함하는 밴딩 시스템(bending system)으로서,
    상기 자가-접착성 접착제 조성물은 비극성 탄성중합체를 포함하는 접착제 탄성중합체 물질 50 중량% 내지 90 중량%, 왁스 10 중량% 내지 40 중량%, 가소제 0 내지 5 중량% 미만을 포함하고, 여기서 백분율은 접착제 탄성중합체 물질, 왁스 및 임의의 가소제의 총 중량을 기준으로 하며,
    상기 자가-접착성 접착제 조성물은 1 센티미터 당 100 g 이상의 T 박리력을 보유하는 것인 밴딩 시스템.
KR1020057017044A 2003-03-13 2004-02-06 자가-접착성 접착제를 지닌 클로저 시스템, 및 물품 Withdrawn KR20050107794A (ko)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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