KR20150127201A - 핫 멜트 접착제 및 그의 형성 방법 - Google Patents

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Abstract

실온에서 고체인 핫 멜트 접착제(HMA)는 약 20 내지 약 50 중량%의 NCO 함량을 갖는 이소시아네이트 성분 5 내지 25 중량%, 폴리에스테르 75 내지 85 중량%, 및 약 40 내지 약 50의 OH가를 갖는 히드록시-중합체 1 내지 10 중량%의 반응 생성물을 포함한다. 접착제를 형성하는 방법은 이소시아네이트 성분, 폴리에스테르 및 히드록시-중합체를 합하여 접착제를 형성하는 단계를 포함한다. 접착제는 다양한 목적, 예컨대 표면을 함께 접착 커플링시키는 접착 층 형성에 이용될 수 있다.

Description

핫 멜트 접착제 및 그의 형성 방법 {HOT MELT ADHESIVE AND METHOD OF FORMING THE SAME}
관련 출원 상호 참조
본 출원은 2013년 3월 14일에 출원된 미국 특허 가출원 61/781,204의 우선권을 주장하고, 이 가출원은 그의 전문이 본원에 참고로 포함된다.
발명의 분야
본 발명은 일반적으로 핫 멜트 접착제 및 더 구체적으로, 이소시아네이트 성분, 폴리에스테르 및 히드록시 중합체를 포함하는 핫 멜트 접착제 및 핫 멜트 접착제 형성 방법에 관한 것이다.
관련 기술 설명
일반적으로 핫 멜트 접착제(또는 "HMA")는 어떠한 용매(들)도 함유하지 않거나 또는 필요로 하지 않는, 실온에서 100% 고체 물질이다. 열을 가할 때, HMA는 액체/유체 상태로 용융되고, HMA는 이 형태로 하나 이상의 기판에 도포된다. 냉각시, HMA는 그의 이전의 고체 형태를 회복하고, 그의 응집 강도를 얻는다. 용융된 형태로 도포되고 냉각되어 고화한 후 화학적 가교 반응에 의해 경화하는 HMA는 특정 물질, 예컨대 폴리우레탄을 이용해서 제조되었다.
폴리우레탄(PUR) 접착제는 일반적으로 저온 경화 2액형(2-K) PUR 시스템, 고온 경화 1액형(1-K) PUR 시스템, 수분 경화 1-K PUR 시스템 및 반응성 1-K PUR 핫 멜트로서 입수가능하다. 수분 경화 1-K 시스템은 경화 공정의 제1 단계로서 일어나는 중축합 반응 및 경화 공정의 제2 단계로서 일어나는 추가의 반응을 통해 경화한다. 반응성 1-K PUR 핫 멜트는 초기 물리적 경화 및 이차적 화학적 가교의 조합을 통해 경화한다. 이차적 화학적 가교는 열, 수분, 또는 열 및 수분 둘 다에 의해 개시될 수 있다. 냉각시, 초기 결합 강도(또는 "생강도(green strength)")의 급속한 발달이 있고, 이는 기판이 추가의 가공을 위해 급속하게 부착될 수 있다는 것을 의미한다. 화학적 가교의 종결 후 나중에 최종 강도에 도달한다. 수분이 가교를 개시하는 시스템은 수분에 노출될 때 반응하는 말단 이소시아네이트기를 갖는 고분자량 "용융가능한" 폴리우레탄으로 이루어진다.
반응성 수소를 함유하지 않는 에틸렌성 불포화된 단량체로부터 형성되는 저분자량 중합체를 다른 통상적인 폴리우레탄 HMA에 포함시키는 것이 응집 및 접착 강도에 관해서 개선을 제공하고, 전통적으로 접착하기 어려운 기판 중 일부와의 접착력을 발달시키는 데 도움을 주는 것으로 알려져 있다. 저분자량 중합체를 1-K PUR 핫 멜트에 포함시키기 위해서, 우레탄 예비중합체 존재 하에서 각 단량체를 중합하거나, 또는 임의로, 반응성 수소를 함유하지 않는 에틸렌성 불포화 단량체를 함유하는 예비중합된 저분자량 중합체를 우레탄 예비중합체와 블렌딩하는 것이 가능하다.
위에서 기술한 접착제의 부류가 대부분의 응용에 관해서 개선된 성질을 가짐에 반하여, 저분자량 중합체가 우레탄 내에 단지 블렌딩될 뿐이고 화학적으로 결합하지 않는다는 사실은 높은 내열성 및/또는 내용매성이 요구되는 분야에서, 예컨대, 예를 들어 자동차 접착제 및 밀봉재 응용에 관해서 여전히 문제를 야기한다. 게다가, 유용한 단량체의 범위는 HMA의 오픈 타임(open time), 생강도, 및 응집 강도 발달에서 중요한 역할을 하는 유리 전이 온도 (Tg) 면에서 다소 제한된다. 추가로, 통상적인 폴리우레탄 HMA 중 많은 HMA가 활성 수소를 갖는 성분에 관해서 안정성이 결여된 중합된 저분자량 중합체를 포함한다. 안정하고, 일부 기판에 대한 접착성을 개선하기 위해 낮은 Tg 물질을 이용하고, 더 긴 오픈 타임을 제공하는 HMA가 필요하다. 따라서, 개선된 HMA를 제공할 기회 뿐만 아니라 개선된 HMA를 형성하는 방법을 제공할 기회가 여전히 남아 있다.
발명의 요약 및 이점
핫 멜트 접착제가 개시된다. 핫 멜트 접착제는 실온에서 고체이다. 핫 멜트 접착제는 5 내지 25 중량%의 이소시아네이트 성분, 75 내지 85 중량%의 폴리에스테르 및 1 내지 10 중량%의 히드록시-중합체의 반응 생성물을 포함한다. 이소시아네이트 성분은 약 20 내지 약 50 중량%의 NCO 함량을 갖는다. 히드록시-중합체는 약 40 내지 약 50의 OH가를 갖는다.
또한, 물품이 개시된다. 이 물품은 제1 표면, 제1 표면에 인접하여 배치된 제2 표면, 및 제1 표면과 제2 표면 사이에 배치된 접착 층을 포함한다. 제1 표면 및 제2 표면은 접착 층에 의해 접착 커플링된다. 접착 층은 핫 멜트 접착제로부터 형성된다.
또한, 핫 멜트 접착제를 형성하는 방법이 개시된다. 이 방법은 이소시아네이트 성분을 제공하는 단계, 폴리에스테르를 제공하는 단계, 및 히드록시-중합체를 제공하는 단계를 포함한다. 이 방법은 이소시아네이트 성분, 폴리에스테르 및 히드록시-중합체를 합하여 핫 멜트 접착제를 형성하는 단계를 추가로 포함한다.
이 개시물의 핫 멜트 접착제는 일반적으로 우수한 물리적 및/또는 화학적 성질, 예컨대 통상적인 핫 멜트에 비해 낮은 도포 온도, 휘발성 유기 화합물(예를 들어, 용매) 함량이 낮거나 또는 없음, 혼합 요건이 없음, 가변적인 오픈 타임, 순간 생강도, 및 응집 강도의 신속한 발달, 개선된 내고온성, 개선된 내습성 및 내용매성, 기판에 대한 개선된 접착성, 개선된 내크리프성, 우수한 인장 강도 및 파단 신율 및 그의 조합을 나타낸다. 핫 멜트 접착제는 다양한 물체 및/또는 물질을 함께 점착하는 데 유용하다.
발명의 상세한 설명
핫 멜트 접착제가 개시된다. 또한, 핫 멜트 접착제 형성 방법도 개시된다. 게다가, 또한, 핫 멜트 접착제로부터 형성되는 접착 층을 포함하는 물품도 개시된다. 핫 멜트 접착제(또는 "HMA")는 이하에서는 단순히 "접착제"라고 불릴 수 있고, 아래에서 기술된다. 물품 및 방법은 아래에서 추가로 기술된다.
접착제는 이소시아네이트 성분, 폴리에스테르 및 히드록시-중합체의 반응 생성물을 포함한다. 이 방식에서는, 이 성분 세 가지 모두가 단지 물리적으로 조합되는 대신 화학적으로 반응/결합하여 접착제를 형성한다. 추가의 실시양태에서, 접착제는 이소시아네이트 성분, 폴리에스테르 및 히드록시-중합체의 반응 생성물을 주성분으로 한다. 게다가, 추가의 실시양태에서, 접착제는 이소시아네이트 성분, 폴리에스테르 및 히드록시-중합체의 반응 생성물로 이루어진다. 일부 실시양태에서, 접착제는 하나 이상의 추가의 성분, 예컨대 접착제의 경화를 용이하게 하기 위한 촉매 성분을 포함할 수 있다. 이 임의적인 성분은 아래에서 추가로 기술된다.
이소시아네이트 성분과 관련해서, 다양한 유형의 이소시아네이트가 접착제를 형성하는 데 이용될 수 있다. 이소시아네이트 성분은 전형적으로 적어도 2개의 이소시아네이트 관능성(NCO) 기를 갖는다. NCO기는 반응 조건 하에서 폴리에스테르 및 히드록시-중합체 각각과 반응성이다. 다양한 성분들의 반응은 아래에서 추가로 기술된다. 이소시아네이트 성분은 관련 분야에서는 흔히 디이소시아네이트(즉, 2 개의 NCO기를 갖는 이소시아네이트) 또는 폴리이소시아네이트(즉, 3개 이상의 NCO기를 갖는 이소시아네이트)라고 불릴 수 있다.
이소시아네이트 성분으로서(또는 이소시아네이트 성분에) 이용하기 위한 적당한 이소시아네이트의 예는 통상적인 지방족, 시클로지방족, 방향지방족 및 방향족 이소시아네이트를 포함한다. 일부 실시양태에서, 이소시아네이트 성분은 디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI), 폴리머릭 디페닐메탄 디이소시아네이트(PMDI), 및 그의 조합의 군으로부터 선택된다. 특정한 실시양태에서, 이소시아네이트 성분은 MDI, 예를 들어 4,4'-MDI이다. 이들 실시양태 중 일부에서, 이소시아네이트 성분은 잔류량의 2,4'-MDI를 포함할 수 있다. 또한, 폴리머릭 디페닐메탄 디이소시아네이트는 관련 분야에서 폴리메틸렌 폴리페닐렌 폴리이소시아네이트라고 불린다. 적당한 이소시아네이트의 다른 예는 톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 나프탈렌 디이소시아네이트(NDI) 및 그의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
일부 실시양태에서, 이소시아네이트 성분은 이소시아네이트 말단 예비중합체이다. 폴리우레탄 분야에서 이해하는 바와 같이, 이소시아네이트 말단 예비중합체는 이소시아네이트 및 폴리올 및/또는 폴리아민의 반응 생성물이다. 이소시아네이트는 폴리우레탄 분야 기술자에게 알려진 어떠한 유형의 이소시아네이트도 될 수 있고, 예컨대 위에서 기술된 이소시아네이트 중 하나, 예를 들어 MDI일 수 있다. 이소시아네이트 말단 예비중합체를 제조하는 데 폴리올이 이용되는 경우, 폴리올은 전형적으로 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 부탄 디올, 글리세롤, 트리메틸올프로판, 트리에탄올아민, 펜타에리트리톨, 소르비톨 및 그의 조합의 군으로부터 선택된다. 이소시아네이트 말단 예비중합체를 제조하는 데 폴리아민이 이용되는 경우, 폴리아민은 전형적으로 에틸렌 디아민, 톨루엔 디아민, 디아미노디페닐메탄 및 폴리메틸렌 폴리페닐렌 폴리아민, 아미노알콜 및 그의 조합의 군으로부터 선택된다. 적당한 아미노알콜의 예는 에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민 및 그의 조합을 포함한다. 또한, 이소시아네이트 말단 예비중합체는 위에서 언급한 폴리올 및/또는 폴리아민 중 둘 이상의 조합으로부터 형성될 수 있다. 또한, 이소시아네이트 성분은 예컨대 카르보디이미드, 알로파네이트, 이소시아누레이트 및 뷰렛으로 개질된 이소시아네이트일 수 있다.
적당한 이소시아네이트 성분의 특정한 예는 바스프 코포레이션(BASF Corporation, 미국 뉴저지주 플로르햄 파크)으로부터 루프라네이트(LUPRANATE)®라는 상표명으로 상업적으로 입수가능하고, 예컨대 루프라네이트® M, 루프라네이트® MI, 루프라네이트® M20, 루프라네이트® M20SB, 루프라네이트® M20HB, 루프라네이트® M20FB, 루프라네이트® MM103, 루프라네이트® M70L, 루프라네이트® M70LS, 및 루프라네이트® M70R 이소시아네이트이다. 이소시아네이트 성분은 위에서 언급한 이소시아네이트 중 둘 이상의 어떠한 조합도 포함할 수 있다.
이소시아네이트 성분은 다양한 형태를 가질 수 있고, 예컨대 고체, 반고체 또는 액체일 수 있다. 다양한 실시양태에서, 이소시아네이트 성분은 고체(예를 들어, 실온에서)이다. 이소시아네이트 성분은 전형적으로 2 내지 5, 2 내지 4, 2 내지 3, 또는 2, 또는 이들 값 중 최저값과 최고값 사이의 어떠한 하위범위의 공칭 관능가를 갖는다. 전형적으로, 이소시아네이트 성분은 약 20% 내지 약 50%, 약 25% 내지 약 45%, 약 30% 내지 약 40%, 약 30% 내지 약 35%, 또는 약 33%, 또는 이들 값 중 최저값과 최고값 사이의 어떠한 하위범위의 NCO 함량을 갖는다. 이소시아네이트 말단 예비중합체가 이소시아네이트 성분으로 이용되는 경우, NCO 함량은 일반적으로 바로 위에서 기술된 값보다 훨씬 낮지는 않을지라도 낮고, 예를 들어 NCO 함량이 10% 미만, 5% 미만 등이다. 실제 NCO 함량은 예비중합체가 예비반응한 정도, 예를 들어 이소시아네이트의 원래 NCO 함량이 폴리올 및/또는 폴리아민과 반응한 정도에 의존할 것이다.
이소시아네이트 성분은 접착제를 형성하는 데 다양한 양으로 이용될 수 있다. 전형적으로, 이소시아네이트 성분은 접착제의 총 중량을 기준으로 약 5 내지 약 25 중량%, 약 5 내지 약 20 중량%, 약 5 내지 약 15 중량%, 약 10 내지 약 15 중량%, 또는 약 12 중량%, 또는 이들 값 중 최저값과 최고값 사이의 어떠한 하위범위의 양으로 이용된다.
폴리에스테르와 관련해서, 다양한 유형의 폴리에스테르가 접착제를 형성하는 데 이용될 수 있다. 다양한 실시양태에서, 폴리에스테르는 지방족 폴리에스테르, 반방향족 폴리에스테르, 방향족 폴리에스테르, 또는 그의 조합을 포함한다. 이러한 폴리에스테르의 예는 폴리글리콜리드산, 폴리락트산, 폴리카프로락톤, 폴리에틸렌 아디페이트, 폴리히드록시알카노에이트, 폴리히드록시부티레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 나프탈레이트를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
적당한 폴리에스테르의 추가의 예는 폴리에스테르 폴리올 및 이관능성 폴리에스테르, 예컨대 1,6 헥산디올 아디페이트를 포함한다. 게다가, 추가의 예는 아디페이트 폴리에스테르 폴리올, 예컨대 글리콜 아디페이트 폴리에스테르 폴리올을 포함한다. 게다가, 추가의 예는 아직 프탈산 또는 무수 프탈산을 지방족 다가 알콜로 에스테르화함으로써 생성되는 에스테르를 포함한다. 방향족 폴리에스테르 폴리올의 또 다른 부류는 디메틸 테레프탈레이트를 디올, 트리올 또는 더 고급 알콜로 다이제스천(digestion)함으로써 생성되는 에스테르를 포함한다.
적당한 폴리에스테르의 특정한 예는 폴리우레탄 코포레이션 오브 어메리카(Polyurethane Corporation of America, 미국 뉴저지주 린드허스트)로부터 밀에스테르(Millester) 16-35, 밀에스테르 16-30, 밀에스테르 16-30D, 밀에스테르 16-55, 밀에스테르 16-80, 밀에스테르 16-110 및 밀에스테르 16-160을 포함하는 이관능성 폴리에스테르의 밀에스테르 16 계열 같은 밀에스테르라는 상표명으로; 코임 그룹(COIM Group, 미국 뉴저지주 웨스트 뎁트포드)으로부터 디엑스터(Diexter)-G 60-30 및 디엑스터-G 1100-37을 포함하는 글리콜 아디페이트 폴리에스테르 중합체의 디엑스터-G 계열 같은 디엑스터라는 상표명으로; 에보니크 인더스트리즈(Evonik Industries, 미국 뉴저지주 피스캐터웨이)로부터 다이나콜(DYNACOLL)® 7000 시리즈, 예를 들어 다이나콜® 7360 및 다이나콜® 7380을 포함하는 다이나콜®이라는 상표명으로; 바스프로부터 루프라펜(LUPRAPHEN)®이라는 상표명으로; 및 스테판 컴퍼니(Stepan Company, 미국 일리노이주 밀스데일)로부터 스테판폴(STEPANPOL)®이라는 상표명으로 상업적으로 입수가능하다.
폴리에스테르는 다양한 형태, 예컨대 고체, 반고체 또는 액체일 수 있다. 다양한 실시양태에서, 폴리에스테르는 고체(예를 들어, 실온에서)이다. 폴리에스테르는 전형적으로 2 내지 5, 2 내지 4, 2 내지 3, 또는 2, 또는 이들 값 중 최저값과 최고값 사이의 어떠한 하위범위의 공칭 관능가를 갖는다. 전형적으로, 폴리에스테르는 약 20 내지 200, 약 25 내지 약 150, 약 25 내지 약 100, 약 25 내지 약 75, 약 25 내지 약 50, 약 25 내지 약 40, 약 30 내지 약 40, 약 30 내지 약 35, 약 35 내지 약 40, 또는 약 25 내지 약 35, 또는 이들 값 중 최저값과 최고값 사이의 어떠한 하위범위의 히드록실 수를 갖는다.
폴리에스테르는 다양한 분자량을 가질 수 있다. 전형적으로, 폴리에스테르는 약 4000 미만, 약 500 내지 약 4000, 약 1000 내지 약 4000, 약 1500 내지 약 4000, 약 2000 내지 약 4000, 약 3000 내지 약 4000, 약 3500 내지 약 4000, 또는 약 3750, 또는 이들 값 중 최저값과 최고값 사이의 어떠한 하위범위의 수 평균 분자량 (Mn)을 갖는다.
폴리에스테르는 접착제를 형성하는 데 다양한 양으로 이용될 수 있다. 전형적으로, 폴리에스테르는 접착제의 총 중량을 기준으로 약 75 내지 약 85 중량%, 약 76 내지 약 84 중량%, 약 77 내지 약 83 중량%, 약 78 내지 약 82 중량%, 약 79 내지 약 81 중량%, 또는 약 80 중량%, 또는 이들 값 중 최저값과 최고값 사이의 어떠한 하위범위의 양으로 이용된다.
히드록시-중합체와 관련해서, 히드록실(OH) 관능가를 갖는 다양한 유형의 중합체가 접착제를 형성하는 데 이용될 수 있다. 히드록시-중합체는 단량체들의 반응 생성물, 전형적으로, 상이한 단량체의 조합의 반응 생성물을 포함한다.
1 초과의 히드록실 관능가를 함유하는 다양한 에틸렌성 불포화 단량체가 히드록시-중합체를 형성하는 데 이용될 수 있다. 다양한 실시양태에서, 히드록실로 치환된 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, n-프로필 또는 이소프로필 아크릴레이트 또는 상응하는 메타크릴레이트를 포함하지만 이에 제한되지 않는 아크릴산 및 메타크릴산의 히드록실로 치환된 C1 내지 C12 에스테르가 이용된다. 또한, 상용성 (메트)아크릴레이트 단량체들의 혼합물이 이용될 수 있다. 이용될 수 있는 추가의 단량체는 히드록실로 치환된 비닐 에스테르(비닐 아세테이트 및 비닐 프로피오네이트), 비닐 에테르, 푸마레이트, 말레에이트, 스티렌, 아크릴로니트릴 등, 뿐만 아니라 그의 공단량체를 포함한다.
다양한 실시양태에서, 히드록시-중합체는 적어도 하나의 스티렌 단량체 및 적어도 하나의 아크릴레이트 단량체를 포함하는 단량체들의 조합의 반응 생성물을 포함한다. 추가의 실시양태에서, 단량체들의 조합은 적어도 하나의 아크릴레이트 단량체와 상이한 적어도 하나의 히드록시에틸아크릴레이트 단량체를 추가로 포함한다. 따라서, 이들 실시양태 중 일부에서, 히드록시-중합체는 스티렌, 아크릴레이트, 및 히드록시에틸아크릴레이트 단량체의 반응 생성물을 포함한다. 특정한 실시양태에서, 히드록실-중합체는 히드록실 관능성 아크릴릭 폴리올이라고 불릴 수 있다. 적당한 히드록시-중합체의 특정한 예는 바스프 코포레이션으로부터 존크릴(JONCRYL)®이라는 상표명으로 상업적으로 입수가능하고, 예컨대 존크릴® 580, 존크릴® 581, 존크릴® 587 및 존크릴® 804 아크릴 수지이다.
히드록시-중합체는 다양한 형태, 예컨대 고체, 반고체 또는 액체일 수 있다. 다양한 실시양태에서, 히드록시-중합체는 고체(예를 들어, 실온에서)이다. 히드록시-중합체는 전형적으로 2 내지 20, 5 내지 15, 7 내지 12, 또는 9 내지 10, 또는 이들 값 중 최저값과 최고값 사이의 어떠한 하위범위의 공칭 관능가를 갖는다. 전형적으로, 히드록시-중합체는 약 40 내지 약 200, 약 40 내지 약 175, 약 40 내지 약 150, 약 40 내지 약 125, 약 40 내지 약 100, 약 40 내지 약 75, 40 내지 50, 약 41 내지 약 49, 약 42 내지 약 48, 약 43 내지 약 47, 약 44 내지 약 46, 또는 약 45, 또는 이들 값 중 최저값과 최고값 사이의 어떠한 하위범위의 히드록실 수를 갖는다. 히드록시-중합체는 넓은 범위의 유리 전이 온도 (Tg) 값, 전형적으로 약 60℃ 내지 80℃, 65℃ 내지 75℃, 또는 70℃, 또는 이들 값 중 최저값과 최고값 사이의 어떠한 하위범위의 Tg를 가질 수 있다.
히드록시-중합체는 다양한 분자량을 가질 수 있다. 전형적으로, 히드록시-중합체는 약 15000 미만, 약 12500 미만, 약 10000 미만, 약 7500 미만, 약 5000 미만, 약 4000 미만, 또는 약 500 내지 약 15000, 약 500 내지 약 12500, 약 500 내지 약 10000, 약 500 내지 약 7500, 약 500 내지 약 5000, 약 500 내지 약 4000, 약 1000 내지 약 4000, 약 1500 내지 약 4000, 약 2000 내지 약 4000, 약 3000 내지 약 4000, 약 3500 내지 약 4000, 또는 약 3500 내지 약 3750, 또는 이들 값 중 최저값과 최고값 사이의 어떠한 하위범위의 수 평균 분자량 (Mn)을 갖는다.
히드록시-중합체는 접착제를 형성하는 데 다양한 양으로 이용될 수 있다. 전형적으로, 히드록시-중합체는 접착제의 총 중량을 기준으로 약 1 내지 약 10 중량%, 약 2 내지 약 9 중량%, 약 3 내지 약 8 중량%, 약 4 내지 약 7 중량%, 약 5 내지 약 7 중량%, 약 6 내지 약 7 중량% 또는 약 7 중량%, 또는 이들 값 중 최저값과 최고값 사이의 어떠한 하위범위의 양으로 이용된다.
다양한 실시양태에서, 및 폴리에스테르 및 히드록실-중합체 성분(즉, 히드록실 관능성 성분)에 관해서 위에서 기술한 양에 추가하여, 히드록시-중합체 및 폴리에스테르는 핫 멜트 접착제 100 중량부를 기준으로 약 1:10 내지 약 1:40, 약 1:10 내지 약 1:20, 약 1:10 내지 약 1:19, 약 1:10 내지 약 1:18, 약 1:10 내지 약 1:15, 약 1:11 내지 약 1:14, 약 1:11 내지 약 1:13, 또는 약 1:11 내지 약 1:12 중량부, 또는 이들 값 중 최저값과 최고값 사이의 어떠한 하위범위의 중량비로 반응한다. 이들 성분이 서로 간에 반응하는 대신 이소시아네이트 성분과 반응한다는 것을 인식해야 한다. 이 비는 핫 멜트 접착제 응용에 유용한 결정도 및 고화 성질을 포함하는 물리적 성질을 접착제에 부여하는 데 유용할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 또한, 접착제는 관련 분야에서는 1-K 핫 멜트, 또는 더 구체적으로, 1-K PUR 핫 멜트라고 불릴 수 있다.
접착제는 위에서 기술한 바와 같이 직접 이용될 수 있지만, 요망되는 경우, 접착제는 또한 통상적인 첨가제, 예컨대 가소제, 비반응성 아크릴레이트(즉, 이소시아네이트 성분과 반응하지 않는 아크릴레이트), 점착성 부여제, 촉매, 충전제, 항산화제, 안료, 메르캅토/실란 접착 촉진제, 유동 개질제, 레벨링제, 안정제 등과 함께 제제화될 수 있다. 이 개시 내용은 첨가제의 어떠한 특별한 유형 또는 양으로 제한되지 않는다.
이소시아네이트 성분, 폴리에스테르 및 히드록실-중합체가 반응하여 접착제를 형성한 후, 접착제는 전형적으로 약 1 내지 약 5 중량%, 약 1.5 내지 약 2.5 중량%, 또는 약 2 중량%, 또는 이들 값 중 최저값과 최고값 사이의 어떠한 하위범위의 잔류 NCO기 함량을 갖는다. 관련 분야에서 이해하는 바와 같이, 잔류 NCO기 함량은 도포 후 접착제의 궁극적인 수분 경화에 유용하다.
접착제는 전형적으로 냉각 후 우수한 순간 생강도를 갖는다. 생강도는 관련 분야에서는 이해되고, 일반적으로, 접착제를 이용하는 물품 및/또는 표면이 접착제가 최종 경화 상태에 도달하기 전에 취급될 수 있고, 이동될 수 있고, 추가로 가공될 수 있다는 등을 의미한다. "우수한" 순간 생강도는 전형적으로 이러한 성질이 적은(내지 매우 적은) 양의 시간(예를 들어, 수초 이하) 내에 부여되고, 반면, "빈약한" 생강도는 전형적으로 이러한 성질이 많은(내지 매우 많은) 양의 시간(예를 들어, 수십 분 이상은 아닐지라도 수십 초 이상) 후에 부여된다는 것을 의미한다. 이 성질의 단순화된 예는 슈퍼 글루(Super Glue)를 엘머스® 글루(Elmer's® Glue)와 비교함으로써 인식될 수 있고, 여기서 전자는 빨리 결합하고(예를 들어, 피부), 후자는 결합하는 데 훨씬 긴 양의 시간이 걸린다. 접착제의 생강도를 결정하는 데는 다양한 방법이 이용될 수 있다. 이용될 수 있는 시험의 한 예는 ASTM D905(또는 그의 변형)이다.
접착제는 전형적으로 약 1500 내지 약 4000 psi(제곱 인치당 파운드), 약 1750 내지 약 3750 psi, 또는 약 2000 내지 약 3500 psi(또는 약 10 내지 약 28 MPa(메가파스칼), 약 12 내지 약 26 MPa, 또는 약 14 내지 약 24 MPa), 또는 이들 값 중 최저값과 최고값 사이의 어떠한 하위범위의 인장 강도를 갖는다. 접착제는 전형적으로 약 250 내지 약 750 %, 약 260 내지 약 750%, 약 270 내지 약 750%, 약 280 내지 약 750%, 또는 약 290 내지 약 740%, 또는 이들 값 중 최저값과 최고값 사이의 어떠한 하위범위의 파단 신율을 갖는다. 접착제의 이 성질들을 결정하는 데는 다양한 방법이 이용될 수 있다. 적당한 방법/장치의 예는 인스트론(Instron, 미국 매사추세츠주 노르우드)으로부터 인스트론(INSTRON)®이라는 상표명으로 입수가능한 것, 예컨대 인스트론® 모델 4505; 엠티에스 시스템즈 코포레이션(MTS Systems Corporation, 미국 미네소타주 에덴 프레어리)으로부터 상업적으로 입수가능한 것, 예컨대 MTS 신테크(Sintech) 2/S, 뿐만 아니라 동적 기계적 분광법(DMS)을 이용하는 방법/장치를 포함한다.
이 개시물의 방법과 관련해서, 방법은 이소시아네이트 성분을 제공하는 단계, 폴리에스테르를 제공하는 단계, 및 히드록시-중합체를 제공하는 단계를 포함한다. 각 성분은 다양한 방식으로 제공될 수 있다. 방법은 이소시아네이트 성분, 폴리에스테르 및 히드록시-중합체를 합하여 접착제를 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 성분들은 어떠한 순서로도 조합될 수 있다. 일부 실시양태에서, 히드록시-중합체 및 폴리에스테르는 위에서 기술한 중량비(들)로 조합된다.
다양한 실시양태에서, 방법은 합하는 단계 전에 폴리에스테르 및 이소시아네이트 성분을 용융될 때까지 가열하는 단계를 추가로 포함한다. 이것은 성분들이 고체(또는 반고체) 형태일 때 특히 유용하다.
전형적으로, 방법은 반응 용기를 제공하는 단계를 추가로 포함한다. 이들 실시양태에서, 합하는 단계는 이소시아네이트 성분, 폴리에스테르 및 히드록시-중합체를 반응 용기에 배치하여 접착제를 형성하는 것으로 추가로 정의된다. 균질성 및 반응을 용이하게 하기 위해 성분들을 혼합할 수 있다. 일부 실시양태에서, 용기는 약 100℃ 내지 약 130℃, 약 115℃ 내지 약 125℃, 또는 약 120℃, 또는 이들 값 중 최저값과 최고값 사이의 어떠한 하위범위의 온도에서 유지된다. 용기는 위에서 언급한 온도에서 약 30 내지 약 180 분, 약 45 내지 약 165분, 약 60 내지 약 140분, 약 80 내지 약 120 분, 약 100 내지 약 120분, 또는 약 120분, 또는 이들 값 중 최저값과 최고값 사이의 어떠한 하위범위 동안 유지될 수 있다.
일부 실시양태에서는, 용기에 폴리에스테르를 도입하기 전에 용기에서 소정 기간 동안 이소시아네이트 성분 및 히드록시-중합체를 반응시켜서 반응 중간물을 형성한다. 다른 실시양태에서는, 용기에 히드록시-중합체를 도입하기 전에 소정 기간 동안 용기에서 이소시아네이트 성분 및 폴리에스테르를 반응시켜서 반응 중간물을 형성한다. 게다가, 다른 실시양태에서는, 먼저, 바로 위에서 기술한 두 실시양태에 따라서 상이한 두 반응 중간물을 개별적으로 형성한 다음, 상이한 두 반응 중간물을 합하여 접착제를 형성한다. 대안적 실시양태에서는, 이소시아네이트 성분과 독립적으로 폴리에스테르 및 히드록시-중합체를 합하여 혼합물을 형성한 다음, 혼합물 및 이소시아네이트 성분을 합하여 접착제를 형성한다. 일부 실시양태에서는, 위에서처럼 반응 중간물을 형성한 다음, 반응 중간물을 예비중합체처럼 분리/단리하고, 그 다음, 추가의 양의 이소시아네이트 성분, 폴리에스테르, 및/또는 히드록실-중합체와 합하여 접착제를 형성할 수 있다. 이 실시양태들은 접착제의 결과적으로 얻는 구조, 예를 들어 결정도를 변화시키는 데 유용하다.
또 다른 방식으로 말하면, 접착제는 적당한 반응 용기에서 폴리에스테르, 히드록실-중합체, 및 이소시아네이트 성분의 혼합물을 반응시킴으로써 형성될 수 있다. 별법으로, 접착제는 폴리에스테르 및 히드록실-중합체 각각을 개별적으로 이소시아네이트 성분과 반응시키고, 결과적으로 얻은 예비중합체를 블렌딩함으로써 제조될 수 있다. 게다가, 추가로, 접착제는 처음에 하나의 예비중합체를 형성한 다음 다른 예비중합체 또는 예비중합체들을 형성함으로써 제조될 수 있다.
다양한 실시양태에서는, 형성 동안에 접착제의 조기 수분 경화를 방지하기 위해서 반응기에서 불활성 분위기, 예를 들어 질소 및/또는 아르곤 블랭킷을 확립한다. 또한, 접착제의 저장 및/또는 적송 동안, 예를 들어 드럼으로 수송/보관되는 동안에 유사한 블랭킷이 이용될 수 있다.
본원에서 상기한 바와 같은 결과적으로 얻는 접착제는 다양한 응용에 이용될 수 있다. 전형적으로, 접착제는 둘 이상의 표면을 접착제로 커플링하는 데 이용된다. 접착제는 전형적으로 실온(또는 RT)에서 고체이다. RT는 일반적으로 관련 분야에서는 이해되고, 전형적으로 23 ± 3℃ 또는 약 23 ± 3℃이다. 접착제는 전형적으로 적어도 약 90℃, 적어도 약 100℃, 적어도 약 110℃, 적어도 약 120℃, 적어도 약 130℃, 또는 전형적으로, 약 120℃ 내지 접착제 분해 온도에 가까운 온도(이것은 일상적인 실험을 통해 결정됨), 더 전형적으로, 약 120℃ 내지 약 150℃, 약 120℃ 내지 약 140℃, 약 120℃ 내지 약 130℃, 또는 약 120℃ 내지 약 125℃, 또는 이들 값 중 최저값과 최고값 사이의 어떠한 하위범위의 온도에서 도포된다.
바로 위에서 기술한 (도포) 온도에서, 접착제는 일반적으로 유체 상태이고, 120℃에서 약 2500 내지 약 75000 cps(센티포아즈), 약 3000 내지 약 70000 cps, 약 5000 내지 약 50000 cps, 약 10000 내지 약 45000 cps, 약 15000 내지 약 40000 cps, 약 17500 내지 약 40000 cps, 약 20000 내지 약 40000 cps, 약 20000 내지 약 35000 cps, 약 20000 내지 약 30000 cps, 또는 약 25000 cps, 또는 이들 값 중 최저값과 최고값 사이의 어떠한 하위범위의 용융점도를 갖는다.
바로 위에서 기술된 용융 점도가 그것이 측정되는 온도에 의존해서 더 높거나 또는 더 낮을 수 있다는 것을 인식해야 한다. 예를 들어, 용융 점도는 일반적으로 온도가 감소함에 따라 증가하고, 그 역도 마찬가지다. 접착제의 용융 점도는 우수한 순간 생강도를 제공하는 데 유용하다고 생각된다. 구체적으로, 어떠한 특별한 이론에 의해 얽매이거나 또는 제한되지 않지만, 접착제를 형성하는 데 이용되는 성분들의 특별한 조합은 생강도, 용융 점도, 인장 강도 및/또는 파단 신율을 포함하는 바람직한 접착 성질의 우수한 조합을 제공한다고 생각된다. 게다가, 접착제는 접착될 기판과 친밀 접촉(예를 들어, 표면 습윤)을 제공하기 위해 (냉각시) 더 낮은 온도에서 여전히 유동성이면서 도포 온도(예를 들어, 120℃)에서 바람직한 용융 점도의 우수한 조합을 갖는다고 생각된다. 추가로, 접착제의 화학적 구성을 기초로 하여, 접착제는 통상적인 핫 멜트(예를 들어, 충전제를 포함하는 것)에 비해 빠르게 냉각할 수 있고, 이는 위에서 이전에 기술한 순간 생강도를 제공하는 데 도움을 준다.
접착제는 관련 분야에서 이해되는 다양한 수단에 의해, 예컨대 압출, 압연, 붓기, 분사, 브러슁, 다우빙(daubing), 스미어링(smearing), 침지, 쉬팅(sheeting) 등에 의해 도포될 수 있다. 도포 후, 접착제는 냉각하는 동안(즉, 재고화하는 동안) 생강도를 발달시키고, 그 다음, 접착제는 잔류 NCO 함량에 기초하여 시간이 흐름에 따라 수분 경화하고, 이렇게 함으로써 시간이 흐름에 따라 내부 가교를 형성하고 접착제를 최종 경화 상태로 응고시킨다.
물품과 관련해서, 물품은 제1 표면 및 제1 표면에 인접하여 배치된 제2 표면을 포함한다. 접착 층이 제1 표면과 제2 표면 사이에 배치되어 제1 표면 및 제2 표면이 접착 층에 의해서 접착제로 커플링된다. 접착 층은 접착제로부터 형성된다. 구체적으로, 접착 층은 접착제 및 물의 반응 생성물을 포함한다. 접착제 도포 전에, 표면은 깨끗하거나 또는 더러울 수 있고(예를 들어, 기름기가 있을 수 있고), 다양한 물질을 포함할 수 있다. 제1 표면 및 제2 표면 각각은 개별적으로 금속, 목재(즉, 리그노셀룰로스 물질), 플라스틱, 복합재, 또는 그의 조합을 포함할 수 있다. 접착제는 표면 중 하나 또는 둘 다에 도포될 수 있다.
본 발명의 접착제 및 방법을 예시하는 다음 실시예는 본 발명을 제한하는 것이 아니라 예시하는 것을 의도한다.
실시예
하기 표 1에 예시된 실시예 1 및 2는 본원의 개시물에 따라서 형성된 접착제이다. 실시예의 각 성분은 상응하는 접착제의 총 중량을 기준으로 중량%로 제공된다. 하기 표에서 기호 '-'는 각각의 성분이 이용되지 않았거나 또는 각각의 성질이 기록되지 않았거나 결정되지 않았다는 것을 의미한다.
<표 1>
Figure pct00001
이소시아네이트는 바스프 코포레이션으로부터 상업적으로 입수가능한 실온에서 고체이고 2의 관능가 및 33.5 중량%의 NCO 함량을 갖는 본질적으로 순수한 4,4'-페닐메탄 디이소시아네이트(예를 들어, 어느 양, 예컨대 2 중량% 미만의 2,4' 이성질체가 존재할 수 있음)이다.
폴리에스테르 1은 코임 그룹으로부터 상업적으로 입수가능한 2의 관능가(즉, 이관능성임), 36 - 37의 히드록실 수, 및 3200의 공칭 분자량을 갖는 글리콜 아디페이트 폴리에스테르 폴리올이다.
폴리에스테르 2는 폴리우레탄 코포레이션 오브 어메리카로부터 상업적으로 입수가능한 27 - 33의 히드록실 수 및 3740의 공칭 분자량을 갖는 1,6 헥산디올 아디페이트를 기재로 하는 고체 이관능성 폴리에스테르이다.
스티렌, 아크릴레이트 및 히드록시에틸아크릴레이트 단량체들의 반응 생성물을 포함하는 히드록시-중합체 100% 고체 공중합체는 70℃의 Tg, 9 - 10의 관능가, 및 약 45의 히드록실 수를 가지고, 바스프 코포레이션으로부터 상업적으로 입수가능하다.
촉매는 2,2'-디모르폴리노디에틸에테르(또는 "DMDEE")이고, 바스프 코포레이션으로부터 상업적으로 입수가능하다.
첨가제는 사이텍 인더스트리즈 인크.(Cytec Industries Inc., 미국 뉴저지주 우드랜드 파크)로부터 상업적으로 입수가능한 실리콘이 없는 유동 개질제이다.
반응 용기(예를 들어, 2L 플라스크)를 제공하고, 이용되는 경우, 폴리에스테르 및 첨가제 성분을 용기에 충전함으로써 접착제를 형성하였다. 용기는 120℃로 예열하였다. 그 다음, 히드록시-중합체를 용기에 첨가하고, 물질을 아르곤 블리드(bleed) 하에서 120℃에서 1 시간 동안 교반하였다. 이것은 성분들이 충분히 액화하여 혼합하는 것을 허용하였다. 이소시아네이트를 예비용융시키고, 급속히 용기에 첨가하여 폴리에스테르 및 히드록시-중합체와 반응시켰다. 그 다음, 반응물을 아르곤 블리드 하에서 120℃에서 1 시간 동안 교반하였다. 그 다음, 결과적으로 얻은 접착제를 나중 분석을 위해 하나 이상의 보류 컨테이너로 옮겼다.
다양한 실시예의 물리적 성질을 하기 표 2에 예시하였다.
<표 2>
Figure pct00002
* 스핀들 #27이 모든 점도 측정에 이용되었다.
또한, 실시예 3을 하기 표 3A 및 3B에 기술된 기판 접착 시험에 이용하였다.
<표 3A>
Figure pct00003
<표 3B>
Figure pct00004
상기 표 3A 및 3B에서 "복합재"는 리그노셀룰로스 입자 뿐만 아니라 풀, 충전제 및/또는 보강제를 포함하는 파이버보드(예를 들어, 중밀도 파이버보드 또는 "MDF")와 유사한 리그노셀룰로스 복합 물질이다. 따라서, 하중 최대값은 일반적으로 표면/접착제 계면에서의 표면 차이에 기초하여 "순수" 목재의 하중 최대값에 비해 더 낮을 것이라고 예상된다. 예를 들어, 일부 목재 기재 복합재는 쪼개지기 쉬울 수 있고, 그의 표면을 침윤하기 위해 추가의 시간을 필요로 할 수 있다.
첨부된 청구범위가 첨부된 청구범위의 범위 내에 있는 특별한 실시양태마다 다를 수 있는 상세한 설명에 기술된 표현 및 특별한 화합물, 조성물, 또는 방법에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 다양한 실시양태의 특별한 특징 또는 측면을 기술하기 위해 본원에서 의존하는 마르쿠쉬 그룹에 관해서, 모든 다른 마르쿠쉬 구성원과는 독립적으로 각각의 마르쿠쉬 그룹의 각 구성원으로부터 상이한, 특수한 및/또는 예상 밖의 결과를 얻을 수 있다는 것을 인식해야 한다. 마르쿠쉬 그룹의 각 구성원에 개별적으로 및/또는 조합해서 의존할 수 있고, 이 마르쿠쉬 그룹의 각 구성원은 첨부된 청구범위의 범위 내의 특정한 실시양태에 적정한 지지를 제공한다.
또한, 본 발명의 다양한 실시양태를 기술할 때 의존하는 어떠한 범위 및 하위범위도 독립적으로 및 전체로서 첨부된 청구범위의 범위 내에 있고, 본원에서는 명시적으로 작성되지 않지만, 범위 내의 정수 및/또는 분수 값을 포함하는 모든 범위를 기술하고 고려하는 것으로 이해된다는 것을 이해해야 한다. 관련 분야 기술자는 열거된 범위 및 하위범위가 본 발명의 다양한 실시양태를 충분히 기술하고 가능하게 하고, 이러한 범위 및 하위범위가 적절한 2등분, 3등분, 4등분, 5등분 등으로 더 상세히 설명될 수 있다는 것을 쉽게 인식한다. 정확히 한 예로서, "0.1 내지 0.9"의 범위는 하위 1/3, 즉, 0.1 내지 0.3, 중위 1/3, 즉, 0.4 내지 0.6 및 상위 1/3, 즉, 0.7 내지 0.9로 추가로 상세히 기술될 수 있고, 이것들은 개별적으로 및 전체로서 첨부된 청구범위의 범위 내에 있고, 이것에 개별적으로 및 전체로서 의존할 수 있고, 이것은 첨부된 청구범위의 범위 내의 특정한 실시양태에 적정한 지지를 제공할 수 있다. 추가로, 범위를 정의하거나 또는 수식하는 언어, 예컨대 "적어도", "초과", "미만", "이하" 등에 관해서, 이러한 언어는 하위범위 및/또는 상한 또는 하한을 포함한다는 것을 이해해야한다. 또 다른 예로서, "적어도 10"의 범위는 본래 적어도 10 내지 35의 하위범위, 적어도 10 내지 25의 하위범위, 25 내지 35의 하위범위 등을 포함하고, 각 하위범위에 개별적으로 및/또는 전체로서 의존할 수 있고, 이 각 하위범위는 첨부된 청구범위의 범위 내의 특정한 실시양태에 적정한 지지를 제공한다. 마지막으로, 개시된 범위 내의 개개의 수에 의존할 수 있고, 이 개시된 범위 내의 개개의 수는 첨부된 청구범위의 범위 내의 특정한 실시양태에 적정한 지지를 제공한다. 예를 들어, "1 내지 9"의 범위는 다양한 개개의 정수, 예컨대 3, 뿐만 아니라 소수점(또는 분수)를 포함하는 개개의 수, 예컨대 4.1을 포함하고, 이것에 의존할 수 있고, 이것은 첨부된 청구 범위의 범위 내의 특정한 실시양태에 적정한 지지를 제공한다.
본원에서는 본 발명을 예시하는 방식으로 기술하였고, 사용된 용어는 제한하는 것이라기보다는 설명하는 단어라는 본성을 갖는 것을 의도한다는 점을 이해해야 한다. 상기 가르침에 비추어서 본 발명의 많은 변경 및 변화가 가능하다. 본 발명은 첨부된 청구범위의 범위 내에서 구체적으로 기술되는 것과는 다른 방식으로 실시될 수 있다. 본원에서는 독립 청구항, 및 단일인용 및 다중인용 종속 청구항의 모든 조합의 주제가 명백히 고려된다.

Claims (20)

  1. 약 20 내지 약 50 중량%의 NCO 함량을 갖는 이소시아네이트 성분 5 내지 25 중량%,
    폴리에스테르 75 내지 85 중량%, 및
    약 40 내지 약 50의 OH가를 갖는 히드록시-중합체 1 내지 10 중량%
    의 반응 생성물을 포함하는,
    실온에서 고체인 핫 멜트 접착제.
  2. 제1항에 있어서, 상기 히드록시-중합체가 적어도 하나의 스티렌 단량체 및 적어도 하나의 아크릴레이트 단량체를 포함하는 단량체 조합의 반응 생성물을 포함하는 것인 핫 멜트 접착제.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단량체 조합이 상기 적어도 하나의 아크릴레이트 단량체와 상이한 적어도 하나의 히드록시에틸아크릴레이트 단량체를 추가로 포함하는 것인 핫 멜트 접착제.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 히드록시-중합체가 약 60℃ 내지 약 80℃의 유리 전이 온도 (Tg)를 갖는 것인 핫 멜트 접착제.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 히드록시-중합체가 약 500 내지 약 15000의 수 평균 분자량 (Mn)을 갖는 것인 핫 멜트 접착제.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리에스테르가 약 4000 미만의 수 평균 분자량 (Mn)을 갖는 것인 핫 멜트 접착제.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    5 내지 20 중량%의 상기 이소시아네이트 성분,
    76 내지 84 중량%의 상기 폴리에스테르, 및
    2 내지 9 중량%의 상기 히드록시-중합체
    의 반응 생성물을 포함하는 핫 멜트 접착제.
  8. 제7항에 있어서,
    5 내지 15 중량%의 상기 이소시아네이트 성분,
    77 내지 83 중량%의 상기 폴리에스테르, 및
    3 내지 8 중량%의 상기 히드록시-중합체
    의 반응 생성물을 포함하는 핫 멜트 접착제.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 약 1 내지 약 5 중량%의 잔류 NCO 함량을 갖는 핫 멜트 접착제.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 120℃에서 약 2500 내지 약 75000 cps (센티포아즈)의 용융 점도를 갖는 핫 멜트 접착제.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 약 1500 내지 약 4000 psi (제곱 인치당 파운드)(또는 약 10 내지 약 28 MPa (메가파스칼))의 인장 강도를 갖는 핫 멜트 접착제.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 약 250 내지 약 750%의 파단 신율을 갖는 핫 멜트 접착제.
  13. 제1 표면,
    상기 제1 표면에 인접하여 배치된 제2 표면, 및
    상기 제1 표면 및 제2 표면이 접착 층에 의해 접착 커플링되도록 상기 제1 표면과 제2 표면 사이에 배치된 접착 층
    을 포함하고,
    상기 접착 층은,
    약 20 내지 약 50 중량%의 NCO 함량을 갖는 이소시아네이트 성분 5 내지 25 중량%,
    폴리에스테르 75 내지 85 중량%, 및
    약 40 내지 약 50의 OH가를 갖는 히드록시-중합체 1 내지 10 중량%
    의 반응 생성물을 포함하는 핫 멜트 접착제로부터 형성된 것인
    물품.
  14. 제13항에 있어서,
    i) 상기 접착 층이 상기 핫 멜트 접착제 및 물의 반응 생성물을 포함하거나,
    ii) 상기 제1 표면 및 제2 표면 각각이 금속, 목재, 플라스틱 또는 그의 조합을 포함하거나, 또는
    iii) i) 및 ii) 둘 다인
    물품.
  15. 약 20 내지 약 50 중량%의 NCO 함량을 갖는 이소시아네이트 성분을 제공하는 단계,
    폴리에스테르를 제공하는 단계,
    약 40 내지 약 50의 OH가를 갖는 히드록시-중합체를 제공하는 단계, 및
    이소시아네이트 성분, 폴리에스테르 및 히드록시-중합체를 합하여, 5 내지 25 중량%의 이소시아네이트 성분, 75 내지 85 중량%의 폴리에스테르, 및 1 내지 10 중량%의 히드록시-중합체를 포함하는 핫 멜트 접착제를 형성하는 단계
    를 포함하는, 실온에서 고체인 핫 멜트 접착제를 형성하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 합하는 단계 전에 폴리에스테르 및 이소시아네이트 성분을 용융될 때까지 가열하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 반응 용기를 제공하는 단계를 추가로 포함하고, 합하는 단계가 이소시아네이트 성분, 폴리에스테르 및 히드록시-중합체를 반응 용기에 배치하여 핫 멜트 접착제를 형성하는 것으로서 추가로 정의되는 것인 방법.
  18. 제17항에 있어서, 폴리에스테르를 용기에 도입하기 전에 이소시아네이트 성분 및 히드록시-중합체를 용기에서 소정 기간 동안 반응시켜 반응 중간물을 형성하는 것인 방법.
  19. 제17항에 있어서, 히드록시-중합체를 용기에 도입하기 전에 이소시아네이트 성분 및 폴리에스테르를 용기에서 소정 기간 동안 반응시켜 반응 중간물을 형성하는 것인 방법.
  20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 핫 멜트 접착제를 형성하는 동안 용기를 약 100℃ 내지 약 130℃의 온도에서 약 30 내지 약 180분 동안 유지시키는 것인 방법.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11325991B2 (en) * 2017-04-25 2022-05-10 University Of Tennessee Research Foundation All-acrylic multigraft copolymer superelastomers
CN111533891B (zh) * 2020-04-16 2023-01-13 上海炼升化工股份有限公司 一种耐高温胶胶粘剂用聚酯多元醇及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6387449B1 (en) * 1999-12-01 2002-05-14 H. B. Fuller Licensing & Financing, Inc. Reactive hot melt adhesive
US20020164486A1 (en) * 2001-02-12 2002-11-07 Jowat Lobers Und Frank Gmbh & Co. Kg Self-supporting reactive hot-melt adhesive element
US20070155859A1 (en) * 2006-01-04 2007-07-05 Zhengzhe Song Reactive polyurethane hot melt adhesive
US20080312361A1 (en) * 2007-06-16 2008-12-18 Bayer Materialscience Ag Reactive Polyurethane Hot-Melt Formulations, Processes for Preparing the Same, and Uses Therefor

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0128231B1 (en) 1983-06-10 1987-09-09 S.A. Camp Fábrica de Jabones Stable concentrated aqueous dispersions of water-insoluble cationic compounds and preparation thereof
US4618390A (en) * 1983-06-13 1986-10-21 Ashland Oil, Inc. Method for preparing laminated articles
US5021507A (en) 1986-05-05 1991-06-04 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Arcylic modified reactive urethane hot melt adhesive compositions
GB8810701D0 (en) 1988-05-06 1988-06-08 Bostik Ltd Hot-melt polyurethane adhesive compositions
US5018337A (en) 1989-04-10 1991-05-28 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Use of reactive hot melt adhesive for packaging applications
DE69231555T2 (de) 1992-03-17 2001-06-07 The Procter & Gamble Company, Cincinnati Verdünnbare Zusammensetzungen und Verfahren zur Reinigung harter Oberflächen
EP0598335A3 (en) 1992-11-13 1996-01-10 Albright & Wilson New cleaning compositions.
US5866656A (en) 1995-06-07 1999-02-02 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Polyurethane hotmelt adhesives with reactive acrylic copolymers
CA2311712C (en) * 1997-12-01 2010-06-08 Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien Modified polyurethane hotmelt adhesive
US6482878B1 (en) 2000-04-21 2002-11-19 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Polyurethane hotmelt adhesives with acrylic copolymers and thermoplastic resins
US20030022973A1 (en) * 2001-04-13 2003-01-30 Ju-Ming Hung Moisture cured polyurethane hot melt adhesives with reactive tackifiers
US6613836B2 (en) 2001-06-15 2003-09-02 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Reactive hot melt adhesive
US20030010443A1 (en) * 2001-07-09 2003-01-16 Rumack Daniel T. Reactive hot melt adhesive
JP3891883B2 (ja) * 2002-05-31 2007-03-14 日本エヌエスシー株式会社 接着剤組成物
DE10238005A1 (de) * 2002-08-20 2004-03-04 Bayer Ag Reaktive Polyurethan-Hotmelts mit großem Haftklebebereich
JP4455472B2 (ja) * 2005-09-28 2010-04-21 ローム アンド ハース カンパニー 二成分アクリル‐ウレタン接着剤
JP5194518B2 (ja) * 2007-03-30 2013-05-08 Ｄｉｃ株式会社 湿気硬化型ポリウレタンホットメルト接着剤及びそれを用いた造作材
CN100402743C (zh) * 2007-08-03 2008-07-16 山东泉林纸业有限责任公司 一种利用挤浆机对禾草类高硬度浆进行处理的方法
JP5847031B2 (ja) * 2011-07-15 2016-01-20 ローム アンド ハース カンパニーＲｏｈｍ Ａｎｄ Ｈａａｓ Ｃｏｍｐａｎｙ ウレタンシステムのための流動用添加剤
JP6095297B2 (ja) * 2012-08-24 2017-03-15 ヘンケルジャパン株式会社 積層シート用接着剤

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6387449B1 (en) * 1999-12-01 2002-05-14 H. B. Fuller Licensing & Financing, Inc. Reactive hot melt adhesive
US20020164486A1 (en) * 2001-02-12 2002-11-07 Jowat Lobers Und Frank Gmbh & Co. Kg Self-supporting reactive hot-melt adhesive element
US20070155859A1 (en) * 2006-01-04 2007-07-05 Zhengzhe Song Reactive polyurethane hot melt adhesive
US20080312361A1 (en) * 2007-06-16 2008-12-18 Bayer Materialscience Ag Reactive Polyurethane Hot-Melt Formulations, Processes for Preparing the Same, and Uses Therefor

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Publication number Publication date
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