EVA 및 초산 비닐계, 에멀젼형, 자동차용 점 접착제 기술에 대해 알고 싶어요!

   ►  교육 목표 : 최신 점.접착제 기술을 습득함으로써  이 분야의 국제경쟁력을 강화시키고자 함.

 

EVA 및 초산 비닐계 접착제

 

    1.  Difference of adhesives and tackifiers

          접착 : Permanent adhesive force (영구적인 힘)

          점착 : Temporary adhesive force (일시적인 힘)

 

    2.  피착재에 왜 접착제가 쓰이나?

          1)  Anchor theory (피착재 표면의 요철)

          2)  Adsorption theory

          3)  Diffusion theory (에멀젼 건조 피막, 고무 일체화 과정)

          4)  Electronical theory

 

      3. 접착제의 유형

          1) 수용액형 --- 폴리비닐 알코올계(PVAc), 요소계(CO(NH2)2), 페놀계

          2) 에멀젼(라텍스)형 ---  Polyvinylacetate계, 아크릴계, 네오프렌고무계

          3) 고형(Hotmelt) --- 용제 사용 안함, EVC계 많이 사용.

 

      4. 에멀젼?

           물에 비 수용성인 고분자가 분산되어 있는 물질.

           (EX. 아크릴, 비닐아세테이트, VAE…)

 

    5.  초산 비닐계의 대표적인 ‘비닐아세테이트계 에멀젼(VAE)’의 특징

          1) 저렴한 가격

          2) 낮은 점도에서도 높은 분자량으로 중합 가능.

          3) 높은 고형분

          4) 셀룰로오스 표면에 뛰어난 접착력 발휘

          5) 첨가제와의 배합 용이성

          6) 환경친화적 (독성없음, 인화성 없음)

 

    6.  고분자의 물성에 영향을 주는 요인 :  

          1) 유리전이온도(Tg)  <VAE유연성>

          2) 분자량  <접착강도에 영향>

          3) 고분자 체인의 분기  <에멀젼의 응집 강도와 내열성과 관련>

   

    7. VAE(비닐아세테이트계) 에멀젼의 접착 메커니즘

          1)  초기접착 단계

                - 피착재가 물을 흡수하기 시작함(범용 수성 접착제의 가장 중요한 조건중의  하나는

                  두 피착재 중 반드시 하나는 물을 흡수할 수 있어야 하는 것이어야 함.) 

                  수성 접착제의 내부 점도가 급속하게 증가하고 wet tack이 발생하기 시작한다.

 

          2)  확산과 wetting을 통한 수분감소 단계 (Diffusion & Wetting step)

               - 이 단계에서는 수성접착제 내에 있었던 고분자 구 사이에 상호 연결이 시작 되고 이로 인해 피막형성이 시작된다.

 

          3)  Channel형성과 피막형성 단계

                - 이 단계에서는 고분자구들이 고유형태가 파괴되어 그 사이로 통로가 형성되게 되고,

                  이에 따라 피착재로의 수분 흡수가 가속화 되게 된다.   (Particle 형태파괴)

 

          4)  에멀젼 형태상실과 합체(coalescence)단계

                - 최종적으로 수분이 거의 흡수되고 고분자 성분만이 남아 피막을 형성하고, 피착재와의 완전 접착이 일어난다. (막은 투명)

 

에멀젼형 점,접착제

 

    1. 콜로이드란? 

           - 확산 속도가 매우 느린 용질을 포함하는 용액.

           - Micro-& Nano-크기의 구조

           - 높은 표면적, 다양한 구조형태 

           - 새로운 기술 영역

           - 매우 다양한 용도

 

    2. 유화중합의 공학적 기술(합성관련)

 

          ◆  유화중합의 특성인자 :

                  1) Monomer의 조성

                  2) 폴리머의 강도

                  3) 입자크기와 분포도

                  4) Acid 함량 및 분포도

                  5) 계면활성제와 콜로이드 안정제

                  6) 접착 부여제

 

    3.  유화중합 반응공정

 

            ◆  반응공정의 작업성 : 

                  ☞   반응공정의 형태

                             1) Batch (교반)  - 단순하다.

                                                      - 조절의 한계가 있다.

                                                      - 발열제거가 어렵다.

                                                       - Batch-to-batch 가능하다.

                             2) 연속식    -  품질인자의 조절이 쉽다.

                                                -  경제적이다.

                                                -  유동성에 한계가 있다.

                                                -  PSD조절에 한계가 있다.

                                                -  청소가 용이하다.

 

                  ☞   공정인자

                         1)  중합속도

                         2) 중합금지제 효과

                         3) 입자의 핵형성

 

                ☞  폴리머 인자

                        1) 입자의 크기와 분포도

                         2) 공중합 조성

                         3) 입자의 구조

                         4) Solid contents

 

    4. 중합 시 주요 인자

 

          * 온도  :  온도조절은 중합 시 매우 중요한 영향을 미친다.

                         점도상승을 최소화한다. 열 전달의 문제를 야기.

                          Reflux(역류)냉각 : 기포 조절

          * 첨가방식 : Batch  ->  보통은 단일 monomer에 낮은 고형분 생산에 적합

                             Semi-Batch  -> 고형분 증가, 단 반응시간도 같이 증가함

                             Continuous  -> Polymer가 일정하고, 온도조절이 쉽다.

                             Pre-Emulsion -> 큰 입자의 polymer, 안정된 Latex

         *교반  :  Monomer의 분산

                      온도조절에도 영향이 있다.

 

자동차용 점. 접착제

 

    1. 접착표면현상

      접착표면에서 피착제와 접착제와의 관계가 중요한 변수가 된다. 또 표면 에너지가 작게 되면 젖음성이 증가하게 된다.

      점착제와 다른 종류 접착제의 차이점은 적용 전, 후에 점착제의 표면 접착력이 어떤 형태로 가교되며,

      어떻게 점탄성이 유지되고 있는가에 있다.

 

    2. 폴리머 중합

         * 라디칼 중합

         * 이온 중합 –양이온 중합/ 음이온 중합

         * 부가중합

         * 축합중합

 

  3. 가교 방법

       * 상온가교반응

       * 열가교반응

       * 전자선에 의한 가교반응

 

 4. 점착제의 적용분야

      * 자동차 산업

      * 인쇄산업 분야

      * 제지생산 및 가공 분야

      * 전기전자 분야

      * 장비분야

      * 핸드폰 분야

      * 사무용 및 가정용품 분야

      * 의료기기 생산분야

      * 스티커, 소모품

 

5. 점착제의 장,단점

                 

                   * 장점 :  간단하며, 즉각적, 수정작업이 가능함.  적용 장비가 불필요.

                                 공정시간, 반응시간이 필요 없다.

                   * 단점 :  미약한 접착력

                                 장시간의 부하에 약함.

 

    6. 접착 표면 현상

[ 접착표면현상 ]

 

    7. 접착제가 쓰이는 부분