핫멜트 접착제 

 

조성물

구성성분

기본수지

EVA, PE, PP, SIS, 폴리에스터, 폴리아미드, 폴리우레탄

왁스

파라핀왁스, 폴리에틸렌왁스

점착부여수지

로진계, 테르핀수지, 쿠마론인덴수지, 석유수지

가소제

폴리브덴, 파라핀, 방향족 오일

충전제

탄산칼슘, 크레이

산화방지제

페놀류, 방향족 아민류

 

 

1) 스티렌계 열가소성 엘라스토머

스티렌계 열가소성 엘라스토머는 단단한 폴리스티렌 블록과 유연한 고무탄성을 지니는 폴리부타디엔 및 폴리이소프렌의 블록이 교대 공중합으로 되어 있다. 가열하면 유동성을 나타내며, 냉각에 의해 폴리스티렌 부분이 응집되고 고무의 가류부위는 다양하게 움직일 수 있다. 이 블록 공중합체에 점착부여수지, 가소화 오일을 배합하여 고무계 핫멜트 점착제를 설계한다.

 

2) 에틸렌-초산비닐계

현재 핫멜트 접착제에 가장 많이 사용되는 수지이다. 접착제용으로 사용되는 수지는 주로 초산비닐 함량이 18∼40% 사이이고, 용융지수는 2∼200 사이이다. 수지내 초산비닐 함량과 분자량에 의해 수지의 물성이 결정된다. 초산비닐 함량이 높을수록 순수 PE의 결정성 파괴가 더 이루어져 저온물성, 유연성 등이 우수하고, 극성기의 도입으로 인해 여러 가지 용매에 대한 용해성, hot tack, 접착력등이 좋은 수지가 된다. 반면, 탄화수소계 점착부여수지나 파라핀 등 일반적으로 많이 사용되는 접착제 조성물과의 상용성과 내 블록킹성이 저하되기 때문에 초산비닐 함량이 30% 이상인 수지는 꼭 필요한 경우에만 사용된다. 일반적으로 초산비닐 함량이 18∼30% 인 것이 배합시 유리하며, 초산비닐 함량이 높을수록 열안정성이 감소된다.

 

3) 에틸렌 아크릴계 공중합체

에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-메타크릴산 공중합체, 에틸렌-메타크릴레이트 등 산이나 에스테르 그룹을 포함한 고분자로 에틸렌-초산비닐보다 나중에 접착제 시장에 진출하였다. 이 공중합체들은 중합시 에틸렌과 동시에 중합하여 합성된 랜덤 중합체들이다. 아크릴 그룹은 PE 사슬의 결정화 형성을 막아주며, 용융온도나 용융점도 등에 따라 변화를 주는 한편 사용되는 단량체 종류에 따라 접착력 및 강도 등에 많은 차이를 보인다.

 

 

4) 올레핀계

올레핀계 핫멜트 접착제로는 주로 무정형 폴리프로필렌수지를 사용하며, 분자량이 3000∼10,000 사이의 수지가 대부분이다. 무정형 폴리프로필렌은 자체적인 점착성을 보유하고 있어 단독사용이 가능하고, 점착제를 사용할 경우 다른 올레핀계 수지보다 적은 양으로 사용할 수 있다.

 

5) 폴리에스테르계

핫멜트 접착제용으로 사용되는 폴리에스테르계 수지는 포화 폴리에스테르로 테레프탈산 또는 이소프탈산에 1,4-부탄디올을 반응시켜 합성한다. 폴리에스테르 수지는 크게 변형하지 않고 사용하고 있으나, 경우에 따라서 충전제 등과 혼합하여 사용하기도 한다. 내수성, 내약품성, 열안정성, 비공성 표면과의 접착력, 내유성 등의 특징을 가지고 있으며, 특히 폴리에스테르계 부직포나 직물 등에 대한 접착력이 우수하고 의복의 라벨 부착에 필요한 세척력을 가지고 있다.

 

6) 폴리아미드계

폴리아미드계 핫멜트 접착제는 주로 diacid와 디아민의 반응에 의해 합성된다. 접착제용으로 사용되는 폴리아미드는 나일론계와 dimer acid계가 있는데, 나일론계는 dibasic acid와 디아민 또는 카프로락탐 같은 고리 구조를 갖는 단량체를 사용하여 합성되며, 극성기와 비극성기의 분율을 조절함으로써 녹는점과 기타 물리적 성질의 변화를 유도한다. Dimer acid계는 탄소수 18인 지방산이 주성분으로 acid 그룹이 두 개이므로 벌키한 탄화수소는 비극성 지지체에 대한 접착력을 유도하고, 극성인 아미드 그룹과 또한 말단기에 있는 아민산은 극성 표면에 대한 접착력을 유도하므로 광범위한 표면에 대한 접착이 가능할 뿐만 아니라 표면에너지 차이가 많은 다른 표면, 즉 steel/PVC 또는 Al/PE 등의 접착이 가능하다.

 

7) 폴리우레탄계 (반응성 핫멜트)

대부분의 핫멜트용 수지는 열가소성이다. 그래서 구조용이나 높은 내열온도를 요구하는 분야에서는 사용의 한계가 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 개발된 것이 열경화성 핫멜트이고 그 중 폴리우레탄계 수지가 상품화되어 있다. 폴리우레탄계 핫멜트 수지도 배합과정을 거치지 않고 단독 사용되고 있다. 핫멜트용 폴리우레탄은 도포전 상온에서 열가소성 고체이며 이소시아네이트를 함유하고 있다. 일반 핫멜트와 같이 고온에서 녹여서 용융상태에서 적용이 되며, 냉각과 동시에 경화되므로 단시간 내에 경화가 마무리 된다. 경화 후에도 이소시아네이트 그룹이 대기 수분과 반응하여 경화하여 열경화성의 특성을 가지므로 우수한 내열성 및 내용제성을 가진다.