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KR0147053B1 - 접착제 고착 탭 - Google Patents

접착제 고착 탭

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KR0147053B1
KR0147053B1 KR1019900020319A KR900020319A KR0147053B1 KR 0147053 B1 KR0147053 B1 KR 0147053B1 KR 1019900020319 A KR1019900020319 A KR 1019900020319A KR 900020319 A KR900020319 A KR 900020319A KR 0147053 B1 KR0147053 B1 KR 0147053B1
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KR
South Korea
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diaper
adhesive
elastomer
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composition
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KR1019900020319A
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KR910012138A (ko
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윌리암 바니 스테펜
안토니 밀러 존
웨인 이튼 브래들리
레오나드 노린 알렌
Original Assignee
도널드 밀러 쎌
미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 캄파니
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Publication date
Application filed by 도널드 밀러 쎌, 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 캄파니 filed Critical 도널드 밀러 쎌
Publication of KR910012138A publication Critical patent/KR910012138A/ko
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Abstract

본 발명은 저접착성 백사이즈를 갖거나 갖지 않는 기저귀의 외부 필름과 함께 사용시에 우수한 박리성, 퀵-점착성, 전단 강도 및 노화성을 나타내는 기저귀 접착제 고착 탭에 관한 것이다. 고착 탭으로 사용된 접착제는 약간의 방향족 함유 지방족 오일, 스티렌/이소프렌 블록 공중합체 및 고체 C5점착화 수지를 포함하는 조성물을 기본으로 한다.

Description

접착제 고착 탭
제1도는 바람직한 접착제 조성 영역의 다이아그램이다.
제2도는 CMTg를 기본으로한 바람직한 접착제 조성 영역의 다이아그램이다.
본 발명은 접착성 기저귀 폐쇄 테이프로 사용하기 위한 개선된 감압성(pressure sensitive) 접착제, 보다 구체적으로 기저귀 폐쇄 시스템에 사용시에 개선된 성능 특성을 제공하는 감압성 접착제 조성물에 관한 것이다.
통상 ABA 블록 공중합체와 같은 블록 공중합체 및 점착화수지를 포함하는 접착제 조성물에 블록 공중합체를 사용하는 것에 관한 특허 및 문헌들은 많이 있다. 데이비스(Davis)의 미합중국 특허 제3,427,269 호에는 100 부 이상의 ABA 블록 공중합체, 로진 에스테르 (10 내지 50부) 및 쿠마론-인덴 수지 (25 내지 50부)를 포함하는 탄성중합체계 접착제를 사용하는 것이 기술되어 있다. 그러나, 상기 탄성중합체계 조성물의 개발이 진보됨에 따라, 상기 블록 공중합체계 접착제 조성물의 접착성은 사용된 특정 블록 공중합체(들), 및 개질제들, 예를들면 고체 또는 액체 점착화제, 방향족 또는 지방족 점착화제, 가소제, 중량제 오일, 경화제등의 분량 및 유형에 매우 민감함이 밝혀졌다.
코프만(Korpman)의 미합중국 특허 제 3,932,328 호에는 ABA 블록 공중합체와 함께 고체 점착화 수지 및 중량제 오일을 기본으로 하는 보다 선행기술의 접착제를 사용하는 것이 기술되어 있다. 상기 특허에는, 이 조성물이 감압성 접착제(PSA)로서 만족스럽지 않다고 기술되어 있으며 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 공중합체 및 특정량의 지방족 고체 점착화제 및 액체 점착화제(25℃ 에서)를 포함하는 특정 조성물이 제시되어 있다. 코프만의 특허에는 코프만 특허의 접착제는 대부분의 용도에 만족스러운 접착성과 퀵(quick)-점착성을 갖는다고 주장되어 있다. 코프만의 특허가 참고로 하는 선행 특허는 PSA 와 비-PSA ABA 블록 공중합체계 접착제 둘다를 기술하는 할란(Harlan)의 미합중국 특허 제 3,239,478 호 였다. 할란의 특허는 단지 SIS 블록 공중합체(48% S) 100부, 2% 방향족 중량제 오일 75 부 및 중합된 로진의 글리세롤 에스테르인 점착화 수지 125 부로 이루어진 PSA 만을 예시하고 있다.
다우니(Downey)등의 미합중국 특허 제 3,954,692 호에는 또한 ABA 계 접착제 조성물, 특히 열용융성(hot melt) 감압성 접착제 조성물이 갖는 문제점, 특히 적당한 접착성과 강도 특성을 제공하는 것과 관련된 문제점이 제시되어 있다. 다우니등은 적당한 점착성 뿐 아니라 우수한 박리 강도 및 우수한 전단 강도를 가진 접착제를 제공하는 것에 특히 관심을 가졌다. 다우니등은 특정 점착화 수지를 사용하여 코프만에 의해 만족스럽지 못하다고 언급되었던 통상적인 중량제 오일과 혼합시킨 SIS 블록 공중합체를 제시하였다. 예시한 수지에는 예를들면 굿이어 케미칼 캄파니(Goodyear Chemical Company)에서 윙텍(Wingtack)TM95로 시판하는, 피페릴렌과 2-메틸-2부텐의 중합된 혼합물이 포함되었다.
코커(Coker)의 미합중국 특허 제 4,097,434 호에는 고안한 접착제를 다공성 기재(예: 크라프트 종이)와 함께 사용하기 위해 다우니등의 배합물을 개선하였다고 주장되어 있으며 이 특허에는 중량 오일을 사용하는 배합물에 낮은 방향족 함량의 중량 오일을 사용하는 것과 같은 통상적인 실시 방법이 기술되어 있다. 코커의 특허에는 이들 배합물은 다공성 기재에 대한 고정력(holding power)이 부적당하다고 언급되어 있으며, 점착화 수지(단지 다우니 등의 특허의 윙텍TM95 만이 예시 되어 있음)와 높은 방향족 함량(55% 이상) 및 15% 미만의 포화 화합물 함량의 중량 오일과의 ABA 공중합체(단지 SIS 만이 예시되어 있음)의 배합물이 제시되어 있다. 비교한 두가지 오일은 쉘플렉스(Shellflex)TM371 (비-발명) 및 듀트렉스(Dutrex)TM739 (발명) 였다. 쉘플렉스TM371 배합물은 부적당한 접착성을 가진 배합물을 보여준다고 언급하였다.
또 하나의 변형법은 첸(Chen)등의 미합중국 특허 제 4,460,354 호에 제안되어 있는데, 이 특허에는 첸등이 강한 접착성과 깨끗한 이형성을 가진 ABA 계 접착제 [여기에서, B 블록은 폴리올레핀(단지 폴리에틸렌-폴리부틸렌만이 예시되어 있음)이다]임을 보여준다고 제안하는 특정 레올로지 성질을 가진 조성물이 기술되어 있다. 예시된 SEBS 공중합체는 고체 점착화 수지 및 가소화 또는 중량 오일과 함께 사용된다. 첸 등은 이들 조성물은 강한 접착성 때문에 깨끗한 이형성이 손상되지 않는다고 언급하고, 반면에 선행 PSA 열용융성 접착제에서는 전형적으로 손상되었다고 언급하고 있다. 첸 등은 주로 하부 가멘트에 잔류 접착제를 남기지 않으면서 생리대에 사용할 수 있는 접착제를 관심으로 하였다. 이 레올로지적 시도는 또한 번넬(Bunnelle)등의 미합중국 특허 제 4,719,261 호에도 제안되어 있는데, 이 특허에서 특허인들은 동일한 레올로지 특성을 사용하여 또한 탄성중합체로서 사용할 수 있다고 주장하는 열용융성 PSA를 규정한다. 특허청구된 특정 조성물은 방향족(2 내지 9%) 및 지방족(25 내지 50%) 고체 수지 둘다와 함께 특정 ABA(즉, SIS) 공중합체(45 내지 75%)를 포함한다.
로버트슨(Robertson)등의 미합중국 특허 제 3,935,338 호에는 열용융성 접착제로서 적용할 수 있을 정도로 낮은 점도를 갖고 승온에서 향상된 PSA 특성을 가질 것이라고 주장하는 접착제 조성물이 기술되어 있다. 이 특허에서 필수 화합물로서 예시한 배합물은 SIS 블록 공중합체 (100부)와 탄성중합체 블록 상용성 수지 (50 내지 200부), 강화 수지(25 내지 100부) 및 중량 오일 (25 내지 100부) 이다. 상기 특허에는 또한 대조 실시예의 배합물로서 승온에서 부적당한 접착성을 갖는, 강화 수지가 배제된 조성물이 기술되어 있다.
또한, 코프만은 그의 배합물에 대한 변형법 및 시도 방법을 제안하였다. ABA(SIS) 및 특정의 열용융성 접착 랜드(land) 영역에 결합되는 점착화제를 사용하는 미합중국 특허 제 4,813,947호; SIS, 고체 점착화제 및 포스페이티드를 사용하는 미합중국 특허 제 4,540,415 호; 및 SIS 블록 공중합체를 가하는 미합중국 특허 제 4,080,348 호 및 제 4, 136,071 호를 참조하시오.
PSA 조성물에 블록 공중합체를 사용하는 것에 대한 광범위한 선행기술이 존재하지만, 결과 및 후속 필요단계가 불확실하기 때문에, 예를들면 퀵-점착성, 점착성, 전단 강도, 박리 강도 및 고정성과 같은 접착 특성; 부착성 및 다양한 온도에서 시간에 걸쳐 이들 성질을 유지하는 능력과 같은 여러 성질이 더 개선된 접착제 배합물에 대한 연구가 계속되고 있다. 특히, 기저귀 폐쇄 시스템에 사용하기에 특히 적합하게 하는 접착 특성이 적절히 조화된 접착제 배합물이 계속 필요하다. 기저귀 공학은 매우 전문화되어 있다. 이 기저귀에 사용된 접착제 폐쇄 시스템은 이상적으로 특정한 일련의 특성을 가져야 한다. 폐쇄 시스템의 접착제 탭(tab)은 기저귀의 외부 중합체 필름부위 (전형적으로 폴리올레핀 필름, 예를들면 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌이며 흔히 그에 대한 접착성을 감소시키는 피막을 갖는다)에 쉽고 빠르게 결합되도록 고안되어야 한다. 처리되거나 처리되지 않은 중합체 필름에 너무 지나치지 않게 더 빨리 점착하는 능력을 가진 접착제 고착 탭에 대한 이러한 희망은 보통, 사용자에 의해 발생되는 능력하에서 움직이지 않을 수 있을 정도의 전단 강도, 너무 지나치지 않게 충분한 박리력 저항성, 및 고착 탭이 파손되지 않게 제거되고 기저귀 외측 필름 또는 외피에 재적용될 수 있게 하는 능력(이들 성질은 흔히 대립된다)을 갖는 접착제 본드에 대한 필요성과 대립된다. 이것은 기저귀 전면(frontal) 테이프 위에 흔히 사용되는 우레탄 피막과 같은 LAB(저접착성 백사이즈(Low Adhesion Backsize)의 사용이 고착 탭의 접착성을 방해한다는 사실에 의해 복잡해진다.
상기와 같이, 본 발명의 일반적인 목적은 기저귀 폐쇄 기술에서의 문제점을 해결하는 것과 관련된 접착제 배합물로 기저귀 고착 탭을 제공함으로써 상기 문제점을 해결하는 것이다.
또 하나의 목적은 개선된 현장 성능 특성을 가진 순간 PSA 접착제를 사용하는 기저귀 폐쇄 시스템을 제공하는 것이다.
또다른 목적은 접착제 고착 탭이 접착되는 처리되지 않은 폴리올레핀 필름 기재를 사용하는 기저귀 시스템에서 탁월한 박리 강도, 퀵-점착성 및 전단 강도를 나타내는 기저귀 폐쇄 시스템 접착제 배합물을 제공하는 것이다.
또 하나의 목적은 접착제 고착 탭을 접착성 감소처리된 기재에 결합시키는데 사용하는 경우 탁월한 박리 강도, 점착성, 고정성 및 전단 강도를 갖는 접착제 배합물을 제공하는 것이다.
본 분야의 전문가들은 첨부된 명세서를 읽고 명세서에 기술된 본 발명의 실시에 의해 상기 및 기타 목적들을 알 수 있을 것이다.
본 발명은, (a) 하나이상의 폴리스티렌 블록 A 와 하나이상의 폴리이소프렌 블록 B 의 A-B 블록 공중합체(이때, A 블록은 공중합체의 100%내지 30%를 차지한다) 33 내지 50 중량%, (b) 본질적으로 지방족의 고체 점착화 수지, 및 (c) 주로, 바람직하게는 방향족 함량 5 내지 45% 의 지방족 가소화 오일을 포함하며, 이때, 점착화 수지에 대한 가소화 오일의 비가 대략 최소한 0.01 내지 0.45 이고, 오일 대 수지의 비가 50 중량% 의 탄성중합체에서 약 245 내지 261° K, 33 중량% 의 탄성중합체에서 약 254 내지 265° K 의 복합체 중간 블록(composite midblock) 유리 전이 온도(CMTg)를 제공할 수 있고, CMTg로 정의된 오일 대 점착화제 수지 비가 X 축 위에 있고 탄성중합체 %가 y축 위에 있는 카테션(cartesian)좌표계상에서 모든 배합물이 상기 CMTg 로 정의된 오일 대 수지 비 지점에 의해 한정된 영역내에 모두 드는 기저귀 폐쇄 시스템에서 고착 탭으로 사용할 때 유리한 접착성 및 부착성을 갖는 열용융성 감압성 접착제 조성물을 제공할 수 있음을 알았다.
또한, 상기 정의한 범위내에 드는 특정 접착제 배합물은 접착제 고착 탭 랜드 영역으로서의 LAB 처리된 필름과 함께 사용할 때 탁월한 기저귀 폐쇄 시스템 접착성을 낳으며, 그 범위이외의 접착제 배합물은 비-LAB 처리된 랜드영역에 결합시키는데 사용하기 위한 보다 우수한 접착제 고착 탭을 생성시킴을 알았다.
제1도에서는, X 축은 윙텍TM플러스에 대한 쉘플렉스TM371 의 비를 나타내며, y 축은 탄성중합체 크라톤TM(KratonTM) 1111의 % 이다. A, B 및 C 지점은 각각 261, 251 및 245° K 의 조성물 CMTg 값을 가진 0.01, 0.23 및 0.38의 오일/수지 비의 50% 탄성중합체의 위치이다. D, E 및 F 지점은 각각 265, 260 및 254 의 조성물 CMTg 값을 가진 0.19, 0.28 및 0.40 의 오일/수지비의 33% 탄성중합체의 위치이다. 번호 1 내지 16 은 이후에 기술하는 실시예 1 내지 16 의 조성물에 상응한다. 제2도는 X 축이 CMTg 인, 제1도에 상응하는 다이아그램이다.
[바람직한 실시태양]
본 발명의 기저귀 폐쇄 스스템은, LAB 또는 비-LAB 처리된 폴리올레핀 또는 유사 필름에 결합시킴으로써, 기저귀 또는 실금자용 제품을 폐쇄시키기 위해 접착제 고착 탭을 사용하는 통상적인 기저귀와 함께 사용할 수 있다. 상기 필름은 기저귀 외부 표면 또는 전형적으로 외부 표면 결합된 강화 필름일 수 있다. 대부분의 기저귀는 테이프가 기저귀에 접착되는 강화 영역을 갖추고 있다. 이 강화영역은 일반적으로 폴리프로필렌 필름과 같은 비교적 강성 중합체 필름으로 형성되며, 일반적으로 외부 표면 필름에 직접 결합된다. 이 강화 필름은 흔히 화학적 또는 유사 처리법에 의해 저접착성 백사이즈(LAB)로 불리우는 것을 갖추고 있다. 전형적인 처리법은 우레탄 피복법이다. 이 LAB 필름은 접착제 기저귀 폐쇄 시스템을 복잡하게 하여 고착 탭상에 사용하기에 적합한 접착제의 선택을 너무 어렵게 만든다.
기저귀의 테이프 폐쇄 접착제 시스템의 성능은 폐쇄 시스템의 접착제의 4 가지 다른 특성, 고착 탭의 본 명세서에 정의한 퀵-점착 접착성, 전단 저항성, 박리 강도 및 접착제 노화 특성과 관련된다고 생각된다. 특정의 폐쇄 시스템에서의 고착 탭의 최적 기능을 보증하기 위해서는 이들 특성 각각을 적절하게 조화되도록 유지하는 것이 중요하다. 각각의 특성에 대해 바람직한 범위는 주로 고착 탭이 접착하는 필름이 저접착성 백사이즈(LAB)를 함유하느냐 함유하지 않는냐에 의존할 것이다. 우레탄 유형 같이 이 필름이 저접착성 백사이즈(LAB)를 함유하는 폐쇄 시스템의 경우, 폴리에틸렌에 대한 높은 퀵-점착성이 바람직하며 이것은 적용중에 기저귀 필름에 접착제 고착 탭을 신속하게 접착시키게 될 것이다. 신속한 접착은 신속한 폐쇄가 바람직한 경우, 특히 유아용 기저귀에서는 중요하다. 이 LAB 필름 시스템에는 약 600g/인치 보다 큰 폴리에틸렌에 대한 퀵 점착성 값이 바람직하다. 퀵 점착성이 보다 낮으면 테이프가 소비자들이 만족할 정도로 LAB 표면에 결합되지 않는다. 박리력 또한 중요한데, 박리력이 너무 낮으면 고착되지 않을 염려가 있고, 반면에 박리력이 너무 크면 고착 탭을 제거하기 어렵게 하고 기저귀 필름, 특히 대부분의 기저귀에 사용되는 얇은 폴리에틸렌 배면시이트를 찢을 수 있다. LAB 필름의 경우, 고착 탭과 기저귀 필름간의 135도 박리력이 약 250g/인치 보다 큰 것이 바람직하고 350g/인치가 더욱 바람직하다. 이 바람직한 값 보다 작은 박리값 또한 기능적일 수는 있지만 상업적인 제품으로는 덜 바람직하다. 박리값이 작을수록 제품이 덜 상업적이다. 박리는 또한 12 인치/분으로 충격적이지 않게 원활한 것이 바람직하다. 시판 제품의 전단력 저항성은 1kg 의 추로 300분 이상인 것이 바람직하다. 300 미만 내지 약 100 의 저항성 또한 대체로 기능적이기는 하지만 상업적으로 바람직하지 못하다. 500 보다 훨씬 큰 전단 값은 기저귀 고착 탭에 기능적 또는 상업적 잇점을 거의 부여하지 못한다. 제1도에 도시한 바와 같이, 바람직한 접착제 영역중의 보다 낮은 범위의 복합체 중간 블록 유리전이온도(CMTg)를 가진 접착제가 LAB 함유 전면 테이프를 사용하는 폐쇄 시스템용 고착 테이프에 사용하기에 가장 적합하다. 이 LAB 필름에 대해 바람직한 카테션 영역은 33% 탄성중합체에서 254 내지 260° K 의 CMTg 값을 낳는 오일/수지 비와 50% 탄성중합체에서 245 내지 251° K 의 CMTg 값을 낳는 오일/수지 비를 경계로 한다. 제1도 및 제2도에서 이것은 영역 Ⅰ 이다. 가장 바람직한 것은 상기 4 가지 특성의 대부분이 바람직한 범위를 보이는 조성물을 포함하는 제1도의 영역 Ⅲ 이다. 본 발명의 고착 탭용 접착제 조성물내의 오일/고체 C5수지/SIS 탄성중합체 시스템에 대해 바람직한 영역 Ⅲ 은 또한 다른 제2도에 존재한다.
상기 상황은 접착제 고착 탭이 접착되는 기저귀 필름을 갖고 LAB를 갖지 않는 폐쇄 시스템의 경우에는 다소 다르다. LAB 는 라이너를 사용하지 않고도 필름을 PSA 테이프의 셀프-와운드 롤(self-wound roll)로 편리하게 제조할 수 있게 한다. 그러나, LAB 는 고착 탭이 기저귀 필름, 일반적으로 전면 테이프에 접착되기가 더 어렵게 한다. LAB 가 존재하지 않는다면, 고착 탭을 필름에 접착시키기가 비교적 용이하다. 이 경우, 고착 탭과 필름간의 접착성이 과도하게 높지 않은 것이 더욱 중요한데, 그렇지 않으면 접착도가 너무 높아 최종 사용자가 탭을 제거하기가 어렵다는 것을 감지하게 될 것이다. 또한, 기저귀 필름이 파열될 우려가 있다. 따라서, 필름에 대한 접착성의 180 도 박리력 700 내지 750g/인치 미만인 것이 바람직하다. 700 내지 750 보다 큰 박리력값 또한 대체로 기능적이기는 하지만, 박리력이 700 내지 750 보다 점점 커질수록 기저귀 폐쇄 시스템에서의 고착 탭은 상업적으로 덜 바람직하다. 이 바람직한 수준의 박리 접착성은 기저귀의 통상적인 폴리에틸렌 배면 시이트가 고착 탭과 접촉되는 경우(접촉한다면) 고착 탭이 상기 시이트를 파열시키는 경향을 최소화하고, 상업적으로 허용할 수 있는 수준의 박리력에 의해 제거될 수 있는 고착 탭을 제공한다. 이 유형의 폐쇄 시스템에서 고착 탭의 폴리에틸렌에 대한 퀵-점착성은 LAB 필름 시스템의 경우 보다는 덜 중요하지만, 보다 높은 퀵-점착성 값이 바람직하다. 전단의 바람직한 값은 LAB 시스템의 경우에서와 유사하고, 충격적인 박리는 마찬가지로 바람직하지 않다. 제1도 및 제2도에서, 33% 탄성중합체에서 약 260 내지 265° K, 및 50% 탄성중합체에서 251 내지 261° K 의 CMTg 값을 낳는 오일/수지 비로 한정된 영역 Ⅱ 가 비-LAB 필름 시스템에 대해 바람직하다. 상기에서 언급한 4 가지 특성의 대부분이 그의 바람직한 범위내에 드는 조성을 포함하는 제1도의 영역 Ⅳ 가 가장 바람직하다. 역시, 본 발명내의 다른 오일/고체 C5수지/SIS 탄성중합체 시스템에 대해 가장 바람직한 이 영역은 제2도에서 또한 발견된다.
일회용 기저귀 분야에서 전면 테이프가 나오기 전에 유행했던 재고착가능한 폐쇄 시스템과 같이 전면 테이프가 존재하지 않은 폐쇄 시스템의 경우 제1도에 설명된 CMTg 값의 중간 범위내에 드는 조성물이 또한 매우 적합하다. 33% 탄성중합체 함량에서 CMTg 범위는 256 내지 262° K 이어야하지만, 50% 탄성중합체에서는 CMTg 가 254 내지 260° K 범위여야 한다. 이 범위의 접착제를 사용하여 제조한 고착 탭은 재고착가능한 폐쇄 시스템에 필요한 특성이 균형을 이룬다. 박리 접착성 및 퀵-점착성이 견고하게 접착될 정도로 충분히 높으면서도 이들 기저귀의 비교적 두꺼운 외부 폴리에틸렌 커버 시이트가 폐쇄재의 개구부상에서 파열을 일으키지 않을 정도로 높지는 않다. 또한, 이 범위의 접착제 조성물을 사용하여 제조한 테이프의 전단 저항성은 일반적으로 기저귀 착용중에 견고하게 폐쇄될 수 있을 정도로 높다.
탭상의 바람직한 접착제 피막의 두께는 20내지 75 미크론, 바람직하게는 25 내지 50 미크론 범위이다. 접착제 층의 두께가 너무 얇으면 접착성이 나빠지고, 반면에 과도한 피막 두께는 낭비일 수 있다.
바람직한 최소 전단 값으로, 최소한 600g/인치의 퀵-점착성이 또한 바람직하다. 그러나, 보다 낮은 퀵-점착성은 보다 높은 전단 값으로 부분적으로 상쇄되어, 기저귀 폐쇄 시스템에 사용될 때 착용자에게 전반적으로 접착제 탭의 건조점착성(aggressiveness) 및 일체성을 느끼게 한다. 이렇게, 약간 낮은 퀵-점착성 값(예를들면 500 이하)이 보다 높은 전단 값과 함께 허용될 수 있다.
본 발명의 고착 탭용 접착제 조성물에 사용된 블록 공중합체는 선형 그라프트 또는 라디칼 구조를 갖고 주로 A 블록 및 B 블록으로 형성된(ABA 블록 공중합체로 칭해짐) 열가소성 블록 공중합체이다. 이때, A 블록은 2,000 내지 125,000 범위, 바람직하게는 7,000 내지 30,000 범위의 분자량을 가진 모노알케닐 아렌, 주로 폴리스티렌이고, A 블록의 함량은 약 10 내지 50%, 더욱 바람직하게는 10 내지 30% 이다. 기타 적합한 A 블록은 알파 메틸 스티렌, t-부틸 스티렌 및 기타 고리 알킬과 스티렌 뿐만 아니라 이의 혼합물로부터 형성될 수도 있다. B는 약 5,000 내지 약 1,000,000, 바람직하게는 약 15,000 내지 약 300,000 및 가장 바람직하게는 50,000 내지 180,000 의 평균 분자량을 가진 탄성중합체성 공액 디엔, 즉 이소프렌이다. ABA 및 AB 블록 공중합체는 접착제 탄성중합체를 주요량 포함하는 것이 바람직하겠지만, 기타의 통상적인 디엔 탄성중합체, 예를들면 천연 고무; 부타디엔, 이소프렌 또는 부타디엔-스티렌 고무; 부타디엔-아크릴로니트릴; 부틸고무 또는 이들 디엔 탄성중합체들의 블록 공중합체와 같은 탄성중합체를 소량, 즉, 25% 이하의 양으로 사용할 수도 있다. 상기 블록 공중합체는 접착제 조성물의 33 내지 50 중량% 범위, 바람직하게는 38 중량% 이상의 양으로 사용한다.
사용한 점착화 수지는 탄성중합체성 공액 디엔 블록과 상용성인 것이며, 예를들면 본 명세서에 참고로 인용하는 미합중국 특허 제 3,939,328 호 및 제 3,954,692 호에 기술된 바와 같이 탄소원자 5 개를 갖는 모노올레핀과 디엔의 지방족 피트로리엄 유도체 스트림의 중합에 의해 제조된 것과 같이 80 내지 115℃ 의 연화점을 갖는 점착화 수지가 바람직하다. 굿이어 케미칼 캄파니(Goolyear Chemical Co.)에서 각각 윙텍TM 95 및 윙텍TM 플러스로 시판하는, 피페릴렌 및 2-메틸-2-부텐(또는 이소프렌)으로 주로 이루어진 공급물을 공중합체하여 생성시킨 점착화 수지가 바람직하다. 이들 수지는 일반적으로 있다면 최소량, 바람직하게는 약 7 중량% 이하의 방향족 탄화수소를 갖는다.
가소화 오일은 필수적으로 바람직하게는 5% 내지 45% 의 방향족 탄화수소를 함유하는 지방족 중량 오일이며, 본 발명의 기저귀 폐쇄 시스템 접착제 조성물의 성능에 기여한다. 가소화 오일은 파라핀계 또는 나프텐계 오일과 같은 지방족 오일일 수 있다.
일반적으로, 오일은 고체 C5 점착화 수지와 배합되어 사용된 오일, 점착화제 또는 탄성중합체에 따라 약 0.01 내지 약 0.45 의 오일/수지 비를 제공하도록 사용된다. 더욱 중요한 것은 오일 대 점착화제 비가 33% 탄성중합체에서 약 254 내지 265° K 및 50% 탄성중합에서 약 245 내지 261° K 의 복합체 중간블럭 유리 전이 온도(CMTg)를 갖는 조성물을 제공하는 것이다. 이들 CMTg 값은 그의 특정 배합물에 대해 적절한 오일 대 점착화제 비를 규정한다. 제1도는 본발명의 고착 탭에 사용하기 위한 윙텍TM 플러스 점착화 수지(주로 이소프렌과 피페릴렌으로 이루어진 점착화제), 쉘플렉스TM 371 (나프텐계 오일) 및 크라톤TM 1111 (스티렌-이소프렌-스티렌 공중합체)의 배합물의 조성을 설명한다. 본 발명의 고착 탭 조성물은 폐쇄 영역안에 든다. 33% 및 50% 탄성중합체에서의 최소 및 최대 오일/점착화제 비는 상기에서 정의한 최대 및 최소 CMTg 등에 상응하며, 여기에서 CMTg 비가 낮을수록 오일/점착화제 비는 더 높다.
CMTg 는 탄성중합체성 블록 공중합체의 중간블럭의 Tg를 측정하고 점착화 수지와 액체 가소제 오일 각각의 측정된 Tg 로부터 폭스(Fox)식을 사용하여 계산할 수 있다. 각각의 성분의 Tg 는 퍼킨-엘머(Perkin-Elmer)에 의해 제작된 DSC-7 과 같은 시차 주사 열량계를 사용하여 측정한다. Tg 는 20℃/분의 주사(scan) 속도를 사용하여 제2가열에 대해 측정한다. 제1가열은 시험 재료의 연화점 훨씬 이상까지 수행한다. 이어서, 샘플을 재료의 Tg 훨씬 미만으로 급냉시킨다. 접착제에 가한 산황방지제는 CMTg 의 산출에 넣지 않는다. 폭스식은 하기와 같다:
상기식에서, Wi 는 성분 i 의 중량 분획이고, Tgi 는 성분 i 의 유리 전이 온도이다. 블록 공중합체의 단지 중간블럭 부분만이 CMTg 의 산출에 포함된다. 스티렌/이소프렌 블록 공중합체의 경우, 중간 블록 부분은 분자중의 폴리이소프렌 부분이다.
본 발명의 접착제 탭은 특히 시간에 걸쳐 그의 접착성을 유지하는 능력면에서 유익하다. 구체적으로, 결합될 기재를 신속하게 습윤시키는 접착제의 능력과 관계있는 퀵-점착성은 시간이 경과함에 따라 단지 비교적 적게 감소되는 경향이 있다. 또한 퀵-점착성의 저하는 접착제 조성물의 전반적인 접착성 안전성을 반영한다. 사용된 접착제가 50℃에서 15 일동안 롤 형태로 노화될 때 약 25% 미만, 더욱 바람직하게는 20% 미만의 퀵-점착성의 저하를 나타내는 것이 바람직할 것이다. 이렇게, 본 발명에 사용된 접착제 조성물은 우수한 초기 점착성 또는 퀵-점착성, 우수한 박리 저항성 및 우수한 전단 강도의 흔히 대립되는 목표를 수득하는 능력뿐 아니라 이들 특성의 안정성을 보인다.
접착제 조성물은 또한 널리 공지된 첨가제, 예를들면 통상적인 목적을 위한 안료, 충진제, 안정화제 및 산화방지제로 개질될 수 있다.
고착 탭은 통상의 기재위에 상술한 접착제를 위치시킴으로써 형성시킨다. 고착 탭 기재는 적합하게 폴리올레핀(예: 폴리프로필렌), 폴리에스테르, 폴리아미드등과 같은 합성 중합체로 이루어질 수 있다. 또한, 크라프트종이 기재와 같은 천연 기재를 사용할 수도 있다. 접착제는 용융 피복법, 그라비야(gravure)법, 공압출법, 용매 피복법등을 비롯한 통상의 방법에 의해 도포할 수 있다.
하기 실시예는 본 발명을 수행하기 위한 현재 계획한 바람직한 모드(mode)이며, 달리 기재되어 있지 않아도 그에 국한되는 것으로 간주해서는 안된다.
[실시예 1 내지 13]
매트(matte)형의 주물(cast) 폴리프로필렌 필름상에 표 1 에 수록된 접착제를 피복시킴으로써 샘플을 제조하였다. 실시예 1 내지 8 및 대조실시예 22 의 경우, 폴리프로필렌 필름은 125 미크론의 두께였고 접착제는 용융물로 도포하였다. 실시예 9 내지 19 및 대조실시예 20, 21 및 23 내지 26 의 경우, 필름은 100 미크론의 두께였고, 통상의 방법으로 톨루엔중의 50% 공형물로 접착제를 피복시켰다. 모든 실시예 및 대조실시예에서, 접착제의 두께는 약 40 미크론이었다. 각각의 접착제에 대해, 시바-가이기(Ciba-Geigy)에서 시판하는 이가녹수TM(IrganoxTM) 1010, 장애 페놀 산화방지제 1 중량%를 가하였다.
생성된 탄화수소 혼합물은 하기 조성을 가졌다.
W-10 은 윙텍 10 이고, W-95 는 윙텍 95 이며, W+는 윙텍 플러스이고, A-25 는 조나레쯔 A-25 이며, E-1310 은 에스코레쯔(Escorez) 1310LC 이다.
크라톤 1107 은 14/86 의 스티렌/이소프렌 비, 약 20% 의 이블럭 및 80% 의 삼블럭, 및 215° K 의 중간블럭 Tg를 갖는, 쉘 케미칼 캄파니에서 시판하는 폴리스티렌-이소프렌-폴리스티렌 선형 블록 공중합체이다.
크라톤 1111 은 21% 의 스티렌 함량 및 215° K 의 중간블럭 Tg를 갖는, 쉘 케미칼 캄파니에서 시판하는 폴리스티렌-이소프렌-폴리스티렌 선형 블록 공중합체이다.
크라톤 1101 및 솔프렌 1205 는 각각 쉘 케미칼 캄파니 및 피나 오일 앤드 케미칼 캄파니(Fina Oil and Chemical Co.)에서 시판하는, 188° K 및 196° K 의 중간 블록 Tg를 가진 스티렌/부타디엔 블록 공중합체이다.
에스코레쯔 1310LC 는 313.5° K 의 Tg를 갖는, 엑손 케미칼 코포레이션(Exxon Chemical Corp.)에서 시판하는 고체 C점착화 수지이다.
윙텍 플러스는 315° K 의 Tg를 갖는, 굿이어 케미칼 캄파니에서 시판하는 고체 C점착화 수지이다.
윙텍 10 은 245° K 의 Tg를 갖는, 굿이어의 액체 C탄화수소 수지이다.
조나레쯔 A-25 는 251° K 의 Tg를 갖는, 아리조나 케미칼 캄파니(Arizona Chemical Co.)에서 시판하는 액체 알파 피넨 점착화 수지이다.
조나레쯔 A-135 는 367° K 의 Tg를 갖는, 아리조나의 고체 알파 피넨 수지이다.
쉘플렉스 371, 132 및 212 는 클레이(clay)-겔 분석에 의해 측정할 때 각각 약 10%, 24%, 및 29% 의 방향족 화합물을 갖는 나프텐계 오일이다. 쉘플렉스 371 은 209° K 의 Tg를 갖는다. 이들 모두 쉘 케미칼 캄파니에서 시판한다.
가스콘 58 은 라이온델 케미칼 캄파니(Lyondell Chemical Co.)에서 시판하는 40% 의 방향족 함량을 가진 나프텐계 오일이다.
실시예 20 에서의 광물성 오일은 위트코 케미칼 캄파니(Witco Chemical Co.)에서 시판하는, 209° K 의 Tg를 갖는 케이돌(Kaydol) 화이트 오일이다.
*충격적인 박리를 의미함
[시험 방법]
[전면 테이프로부터의 135° 박리]
박리 접착성 시험은 LAB를 갖는 이축 배향된 폴리프로필렌(BOPP)의 평활한 전면 테이프면으로부터의 135° 박리이다. 이 LAB는 중합체 주쇄내의 알콜 그룹의 약간이 옥타데실 이소시아네이트와 반응한, 비닐아세테이트와 비닐알콜의 공중합체이다. 박리 속도는 12 인치/분이다. 이 테이프 샘플을, 4.5 파운드의 롤러를 두 번 통과시켜 전면 테이프 기재위에 롤링시킨다. 이 시험은 PSTC-5 의 변화법이다. 데이터는 g/인치로 기록된다.
[전면 테이프 기재로부터의 전단]
1인치×1인치 샘플을 1kg 부하하에 전면 테이프 기재로부터 전단시키는데 걸리는 시간을 측정함으로써 전단 접착성을 측정한다. 전면 테이프는 상술한 LAB를 가진 평활한 전면 테이프(BOPP) 또는 LAB 가 없는 매트폴리프로필렌(PP)이다. 전면 테이프를 감압성 테이프에 적충시켜 기재의 강성도를 향상시킨다. 이 시험을 위한 강화재로 사용된 테이프는 3M 캄파니에 의해 제조된 릴리즈 테이프(Release Tape) Y-9378 이었다. 강화 테이프의 반대쪽면에는, 면적 1인치 의 시험 테이프를, 4.5 파운드의 롤러를 2번 통과시킴으로써 전면 테이프 위에 롤링시킨다. 적충된 기재 및 시험 테이프를 40℃의 오븐에 수직으로 매달고 시험 테이프로부터 1kg의 추를 매단다. 추가 떨어지는 시간(분)을 전단 접착성의 척도로서 사용한다.
[180° 박리]
전면 테이프를 폴리프로필렌으로부터 제조하고 LAB를 갖지 않는 매트-후처리된 전면 테이프를 사용하여 180° 박리 접착성 시험을 수행한다. 박리 속도는 12인치/분이다. 이 테이프 샘플을, 4.5 파운드의 롤러를 두 번 통과시켜 전면 테이프 기재위에 롤링시킨다. 180° 박리 접착력은 g/인치로 기록된다.
[퀵-점착성 시험]
샘플의 퀵-점착성은 하기 시험법을 사용하여 측정한다. 100g의 롤러를 사용하여 평활한 폴리에틸렌 기재상에 테이프 샘플을 롤링시킨다. 약간의 롤링 힘은 퀵-점착성을 측정하게 하는 반면 무거운 롤링은 박리 접착성을 측정하게 한다. 이어서, 폴리에틸렌 기재를 테이프 샘플로부터 박리시켜 테이프 배면 효과를 없앤다. 퀵-점착성 값은 g/인치로 기록된다. 또한 몇 개의 샘플은 50℃ 에서 15 일동안 롤 형태로 노화시킨 후에 퀵-점착성을 시험한다.
[고정력 시험]
고정력 시험은 단지 약한 적용 압력으로 적용하고 박리 유형의 힘으로 처리할 때 기저귀 폐쇄 시스템이 얼마나 잘 수행되는 가의 척도이다. 이 시험에서는, 일회용 기저귀 배면 시이트로 사용된 시이트와 유사하게 엠보싱된 폴리에틸렌 시이트상에 250g 의 롤링 힘으로 1인치×1인치의 테이프 샘플을 롤링시킨다. 폴리에틸렌 시이트는 2인치×4인치로 측정되며, 시이트의 어느 한쪽 말단에서 단지 단축을 따라서만 지지된다. 이 폴리에틸렌 시이트의 중앙에 테이프 샘플을 롤링시킨다. 테이프 샘플 및 폴리에틸렌 기재는 시이트의 아래쪽 면에 테이프를 유지시킨다. 테이프 샘플에 200g 의 추를 매달아 90° 의 효과적인 박리 각도를 생성시킨다. 고정력 값은 테이프 샘플이 폴리에틸렌 시이트로부터 박리하는 시간(분 단위)이다. 각각의 샘플에 대해 6번 반복시험 하고 시간값(분 단위)을 평균하여 그 값을 기록한다.
대조실시예 20 은 바람직한 실시예 10 에 상응하며 기저귀 고착 테이프 성능에 미치는 비-방향족 오일 사용의 영향을 보여준다. 실시예 10 은 방향족 성분을 가진 오일을 사용하여 비-LAB 필름에 대해 상기에서 언급한 바람직한 범위내의 4 가지 특성결과를 수득한 조성물이다. 그러나 비-방향족 오일을 사용하는 대조실시예 20에서 실시예 10 의 조성물은 덜 바람직한 퀵-점착성 및 180° 박리 결과를 제공하였다. 이 실시예는 상기에 언급한 다우니 특허의 실시예 3 (이 특허는 일반적인 용도의 PSA 만을 제안하였으며, 이 실시예가 오일을 함유하는 유일한 실시예이다)의 샘플 10 에 상응한다. 이 조성물을 본 발명의 기저귀 고착 탭에 사용할 수 있지만, 약간의 방향족 오일을 사용하는 바람직한 조성물을 기본으로하는 조성물 보다 덜 바람직하다.
대조실시예 21 및 22 는 다른 조성의 화학물질을 기본으로한 기저귀 고착 탭용 최적 시판 조성물을 나타낸다. 알수 있듯이, 본 발명의 고착 탭은 이들 선행기술의 탭 보다 탁월하지는 않더라도 동일하게 수행되었다.
대조실시예 23 내지 26 은 본 발명의 기저귀 고착 탭의 조성물과 다른 중량제 오일 함유 조성물을 기본으로하는 접착제로 제조된 기저귀 고착 탭의 성능을 보여준다. 즉, 탄성중합체 성분을 PSA 접착제 조성물에 사용된 통상의 블록 탄성중합체(SBS)로 치환하였으며, 제1도에서 영역(Ⅳ)로 나타낸 바와 같이, 최소한 실시예 23 내지 25 에 대해 바람직한 본 발명의 범위내에 드는 조성비를 여전히 사용하였다. 이들 실시예는 지나친 180° 박리 및 나쁜 노화성능과 더불어 불량한 135% 박리를 나타내었다.
본 명세서에 기술한 본 발명의 명세 내용 또는 실시로부터 본 분야의 전문가들은 본 발명의 다른 실시태양을 알수 있을 것이다. 명세 내용 및 실시예는 예시적인 것으로 간주하고 본 발명의 진정한 범위 및 진의는 하기 청구범위로 나타내고자 한다.

Claims (10)

  1. 기재 및 접착제 층을 포함하는 기저귀 고착 탭(tab)에 있어서, 상기 접착제 층의 접착제 조성물이 (a) 스티렌에서 유도된 A 블록과 이소프렌에서 유도된 B 블록의 블록 공중합체를 포함하는 탄성중합체 성분 33 내지 50 중량%, (b) 주로 C5 탄화수소를 포함하는 고체 점착화 수지, 및 (c) 약 5 내지 45 중량% 의 방향족 탄화수소 함량을 가진 지방족 오일을 포함하며, 이때 고체 점착화 수지에 대한 지방족 오일의 비가 약 0.01 내지 0.45 이고, 상기 블록 공중합체, 점착화 수지 및 지방족 오일 조성비가 제2도에서 A 내지 F 지점으로 한정된 바와 같이 탄성중합체 함량 33 중량%에서 254 내지 265° K 의 CMTg 값을 갖는 조성과 탄성중합체 함량 50 중량%에서 245 내지 261° K 의 CMTg(복합체 중간 블록 유리 전이온도)값을 갖는 조성에 의해 둘러싸인 카테션(cartesian) 영역으로 한정됨을 특징으로 하는 기저귀 고착 탭.
  2. 제1항에 있어서, 상기 A 블록이 상기 공중합체의 10 내지 30 중량%를 차지함을 특징으로 하는 기저귀 고착 탭
  3. 제1항에 있어서, 상기 점착화 수지가 주로 피페릴렌과 2-메틸-2-부텐 또는 이소프렌으로부터 유도된 중합된 구조이고 80 내지 115℃ 의 연화점을 가짐을 특징으로 하는 기저귀 고착 탭.
  4. 제1항에 있어서, 상기 CMTg 값이 제2도에서 B, C, E 및 F 지점으로 한정된 바와 같이, LAB(저접착성 백사이즈(Low Adhesion Backsize)를 가진 기저귀 필름에 상기 탭을 접착시키기 위한 범위인, 33% 탄성중합체에서 약 254 내지 250° K 범위이고 50% 탄성 중합체에서 약 245 내지 251° K 범위임을 특징으로 하는 기저귀 고착 탭.
  5. 제1항에 있어서, 상기 CMTg 값이 제2도에서 A, B, D 및 E 지점으로 한정된 바와 같이, LAB를 가진 기저귀 필름에 상기 탭을 접착시키기 위한 범위인, 33% 탄성중합체에서 약 260 내지 265° K 범위이고 50% 탄성중합체에서 약 251 내지 261° K 범위임을 특징으로 하는 기저귀 고착 탭.
  6. 제4항에 있어서, 상기 접착제 조성물의 상기 CMTg 값 및 상기 탄성중합체 % 가 제1도에서 영역 Ⅲ 으로 한정된 것에 상응함을 특징으로 하는 기저귀 고착 탭.
  7. 제5항에 있어서, 상기 접착제 조성물의 상기 CMTg 값 및 상기 탄성중합체 % 가 제1도에서 영역 Ⅳ 로 한정된 것에 상응함을 특징으로 하는 기저귀 고착 탭.
  8. (a) 스티렌에서 유도된 A 블록과 이소프렌에서 유도된 B 블록의 블록 공중합체로 구성되는 탄성중합체 성분 33 내지 50 중량%, (b) 주로 C5 탄화수소로 구성되는 고체 점착화 수지, 및 (c) 약 5 내지 45 중량% 의 방향족 탄화수소 함량을 가진 지방족 오일을 포함하며, 이때 고체 점착화 수지에 대한 지방족 오일의 비가 약 0.01 내지 0.45 이고, 상기 블록 공중합체, 점착화 수지 및 지방족 오일 조성비가 제2도에서 B, C, E 및 F 지점으로 한정된 바와 같이, 탄성중합체 함량 33 중량%에서 254 내지 260° K 의 CMTg 값을 갖는 조성과 탄성중합체 함량 50 중량%에서 245 내지 251° K 의 CMTg 값을 갖는 조성에 의해 둘러싸인 카테션 영역으로 한정됨을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 상기 점착화 수지가 주로 피페릴렌과 2-메틸-2-부텐 또는 이소프렌으로부터 유도된 중합된 구조이고 80 내지 115℃ 의 연화점을 가짐을 특징으로 하는 접착제 조성물.
  10. 제8항에 있어서, 상기 접착제 조성물의 상기 CMTg 값 및 상기 탄성중합체 % 가 제1도에서 영역Ⅲ 으로 한정된 것에 상응하고, 상기 A 블록이 상기 공중합체의 10 내지 30 중량%를 차지함을 특징으로 하는 접착제 조성물
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