점착부여수지의 종류와 함량을 달리하여 에틸렌비닐아세테이트 공중합체(Ethylene Vinyl Acetate Copolymer, EVA)를 베이스 폴리머로 하는 핫멜트 접착제를 제조하고, 그것들의 유변학적 거동과 폴리우레탄 기재에 대한 T-peel 접착력을 평가하였다. C5 지방족 석유수지, C9 방향족 석유수지, 수소가 첨가된 디사이클로펜타디엔 석유수지 그리고, 디사이클로펜타디엔/아크릴 모노머 공중합 석유수지가 각각 핫멜트 접착제의 점착부여수지로 사용되었다. 점착부여수지의 산소 함량을 분석하여 점착부여수지의 극성도를 측정하였는데, 디사이클로펜타디엔/아크릴 모노머 공중합 석유수지가 다른 점착부여수지보다 산소 함량이 높은 것을 확인하였다. 디사이클로펜타디엔/아크릴 모노머 공중합 석유수지만이 EVA와 완전한 혼화성을 보였고, 핫멜트 접착제는 모든 조성에서 균일상을 나타내었다. 핫멜트 접착제와 폴리우레탄 기재와의 T-peel 접착력은 핫멜트 접착제 자체의 저장탄성계수(G')보다는 핫멜트 접착제에 첨가된 점착부여수지의 극성도에 의해서 좌우됨이 확인되었다.
핫멜트 접착제는 상온에서 고체상태로 존재하나 열에 의하여 활성화되어 지압 정도의 압력으로 접착이 가능하다. 또한 접착속도가 빠르고 공정의 자동화가 가능하며 친환경적인 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 SBS와 석유수지의 종류 및 이들의 조성비가 핫멜트 접착제의 물성에 미치는 영향을 알아보았다. 핫멜트 접착제의 스타이렌 함량 및 $C_9$계 석유수지의 함량이 증가함에 따라 점도, 인장강도, 접착력 및 내열성 등이 증가하는 경향을 나타내었다.
본 고에서는 플라스틱 소재의 인쇄나 코팅, 핫멜트 라미네이팅 필름 제조에 있어서 코로나 처리가 계면 접착에 미치는 영향에 어떤 현상으로 나타나는가를 2가지 방법으로 관찰하였다. 첫째, Tandem 압출기에서 코로나 바의 방전 극(Electrode)수를 각각 4개 1조 전극수인 것과 9개 1조 전극수인 2가지 방전 바 시스템으로 다르게 구성하여 코로나 방전의 효과가 경시 변화되는 경향과 구간별 표면장력이 지속되는 관계를 확인하기 위해 144시간 동안 Dynes를 측정 관찰한 결과 4개 전극수보다는 9개 전극 수 구성이 초기 Dynes도 높고, 48 Dynes 에서의 지속 기간이 길어져 방전밀도가 표면장력의 지속성과 관계있음을 확인하였다. 둘째, 코로나 처리한 베이스 필름과 압출 핫멜트 수지 코팅 계면 사이의 접착 형상, 핫멜트 층 표면의 코로나 처리 후의 형상에 대하여 주사 전자현미경으로 관찰하여 화학적, 물리적, 기계적 작용의 3가지 기능을 확인하고 비코로나 처리 경우와 비교하였다. 한편 압출 1차 EVA층과 2차 EVA층은 코로나 처리 없이도 안정적 결합을 하는 것을 확인하였다.
본 연구는 가정용 및 산업용 유해가스제거용 필터여재의 제조에 관한 것으로 핫멜트(hot-melt) 분사 시스템에 의한 다층구조의 부직포와 활성탄 등의 흡착물질로 구성되는 샌드위치 복합시트 및 필터여 재의 제조에 사용되는 구성재료의 최적화에 관한 연구이다. 스프레이 본딩 시스템에 의한 공정은 종래의 유해가스제거용 필터 미디어의 제조하는 방법인 활성탄과 바인더 역할을 하는 핫멜트 수지를 혼합하여 부직포 원단에 도포하여 활성탄을 부착시키는 공정에 비해 도포되는 핫멜트 수지의 양이 감소에 의한 생산비절감과 충분한 활성탄 도포에 의한 기능성 향상 등에 의해 유해가스 포집율을 높일 수 있으며 공정 이후 스프레이에 의해 도포된 핫멜트수지의 자연건조 방식에 의한, 열원이 불필요하며, 에너지가 절감되며, 속도 향상에 의한 생산성 향상, 분진발생 최소화로 인한 제조현장의 환경개선이 가능할 것으로 사료된다. 1차적으로 본 연구의 필터제조의 최적화를 위해서 스프레이 본딩시스템에 효율적으로 사용가능한 다양한 수지를 검토하였으며, 기존 외산 캐빈필터여재의 미세구조 및 성능특성, 다양한 활성탄의 흡착성능검토, 사용 가능한 여재의 특성분석을 통해 다층구조의 필터 여재에 사용 가능한 구성재료의 최적화에 중심을 두었다.
기존의 ethylene-vinyl acetate 핫멜트 접착제는 시간에 따른 크리프 특성과 내열성 등의 한계로 사용에 제한이 있으므로 물성의 향상을 위해 폴리아미드계 수지를 이용한 새로운 핫멜트 접착제 개발에 관하여 연구하였다. 폴리아미드 단일중합체의 경우 융점과 용융점도가 매우 높기 때문에 대신 나일론6, 나일론66, 나일론12로 이루어진 삼원공중합체 혹은 블렌딩 수지를 사용하므로써 분자쇄의 규칙성 파괴로 인해 용융점도와 용융점을 강하시킬 수 있었다. 이로써 선택된 수지가 핫멜트 접착제의 베이스 수지로 적절함을 알 수 있었다. 또한 베이스 수지에 테르펜 수지, butyl benzyl phthalate, 파라핀왁스 등을 첨가하여 접착제를 구성함에 따라 유변학적 거동도 쉽게 조절될 수 있었다. 용융점도와 접착제 자체의 인장물성 결과에 따르면 사용된 CM831과 843형 폴리아미드 수지를 약 75/25~50/50의 무게비로 블렌딩함이 최적의 접착력을 나타내리라 평가되었다. 또한 steel간의 접착력 평가 결과 steel 표면의 거칠음 정도가 접착력에 직접 영향을 미치는 결과를 얻었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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