(3) 라미네이트용 접착제의 현상황
연포장재의 고기능화가 진행되고 식품에서는 레토르트 식품의 실용화, 전자레인지 대응 포장 등, 비식품에서는 병을 대체하는 용기로서 리필용 스탠딩 파우치의 실용화 등 많은 부분에 미치고 있다. 이들의 고기능화를 실현하기 위해서 중요한 수단으로서 다른 성능을 가진 플라스틱 필름의 라미네이트가 행해지고 있는 것이 많이 알려져 있다.
이 라미네이트에 사용하는 접착제에 대해서는 현재 폴리올과 폴리이소시아네이트의 2액 경화형이 주류이고, 그 조성면에서는 에테르계, 에스테르계, 우레탄계로 분류된다. 연포장용 라미네이트 접착제로서는 시장에 받아들여지려면 환경대응(에너지, 배출물 감소), 포장재의 안전성과 생산효율(코스트), 성능(접착제 물성)의 전체를 만족하는 것이 필요하고, 앞으로 한층 더 고기능화와 작업성에 우수한 것이 요구되어 지고 있다.
이하에 현재의 라미네이트 접착제의 특징과 동향을 제시한다.
1) 용제형 접착제에 대해서
용제형 접착제는 에테르계, 에스테르계, 에스테르우레탄계 수지가 사용되고 있고, 주제와 경화제의 2액을 배합하여 사용하는데 내내용물, 사용 용도, 내용물 충전 후의 열처리의 방법에 따라 접착제의 적용 범위가 달라진다. 표 2.3은 그 비교를 표로 나타내었다. 전체 접착제에는 그 기능을 발휘하기 위해 반드시 주제, 경화제의 반응 촉진을 항해야 하고, 라미네이트 가공 후에 에이징이라고 하는 양생(가온과 시간)을 필요로 한다. 접착제의 경화 속도는 도공된 접착제 온도의 상승 상황에 따라 다르기 때문에 열의 전달 방법에 영향을 주는 제품의 와인딩 지름이나 보관 방법, 또한 가공 후 에이징하기까지의 시간 등의 영향을 받기 쉽기 때문에 주의를 기울일 필요가 있다.
표 2.3 접착제별 성능과 용도
|
| 에테르계 | 에스테르계 | 에스테르우레탄계 |
성능 | 가격 | ○ | ○ | △ |
젖음성 | ◎ | △ | ○ |
잔류용제 | ◎ | ○ | ○ |
경화속도 | ◎ | ○ | △ |
접착력 | △ | ○ | ○ |
내열수성 | △ | ○ | ◎ |
내내용물성 | △ | ○ | ◎ |
내열성 | △ | ○ | ◎ |
에이징 조건 | 온도 | 35~40℃ | 40℃ | 40~60℃ |
시간 | 1~3일 | 2~4일 | 3~6일 |
접착제 반응성 | 주제 반응성 | ○ | ○ | ○~△ |
경화제 반응성 | ◎ | ○~△ | ○~△ |
용도 | 일반, 증착 | ◎ | ○ | △ |
보일, 열탕 | ○ | ◎ | ○ |
투명 레토르트 | X | ◎ | ○ |
알미늄 레토르트 | X | ○ | ◎ |
알미늄박 | X | ○ | ◎ |
또한, 차단 기능을 가진 포장재료는 차단성 필름을 적층하는 것이 일반적인데 최근 접착제에 그 성능을 가진 재료도 개발되어 오고 있다. 그 접착제는 접착제 내에 산소를 투과하기 어려운 폴리머(중합체)와 필러(무기 화합물)을 배합한 구조를 가지고 산소의 투과 경로를 길게하여 EVOH나 PVDC에 근접한 산소 차단성을 가지고 있다. 필름에 차단성을 갖게 한 증착 필름은 충격이나 굴곡에 핀홀이나 크랙이 발생하여 차단 성능의 저하가 생기기 쉬운데 차단성 접착제는 안정하다.
앞으로 라미네이트용 접착제에는 한층 더 환경 대응과 생산 효율면의 기여가 요구되고 있다. 구체적으로는 리드 타임의 단축이나 에너지 코스트 절감을 목적으로 한 에이징 시간 단축, 에이징리스화, 또는 상온 에이징화이다. 또한 외관품질이나 접착성이 유지된 저도포량화를 향해 접착제 개발도 진행되고 있다.
2) 하이브리드형 접착제에 대해서
용제형과 무용제형의 중간적 존재로서 고고형분형 접착제가 있다. 이것은 용제형 접착제의 고형분을 올려 용제 사용량을 절감하도록 하는 것으로 chamber doctor에 맞춰 도입되는 경우가 많다. 신규로 라미네이터를 도입할 필요가 없고, 도입을 검토하는 컨버터가 증가해 오고 있다.
고고형분형은 용제형과 비교하여 초기 응집력이 낮아 터널, 와인딩 빠짐이나 외관 불량이 나오기 쉽고, 또한 고고형분이기 때문에 용제 증발 시에 급격한 점도 변화를 일으키기 쉽고, 특히 텐션 관리나 도포 관리가 중요하게 된다. Chamber doctor에 사용은 용제 증발 방지에는 유효한데, 챔버 내에는 기액 계면이 적고 기포가 빠지기 어려운 구조로 되어 있기 떄문에 기포에 의한 외관 불량이 나오기 쉬운 경향이 있기 때문에 주의가 필요하다. 이들의 모든 문제에 따라 고고형분형은 무용제형과 동일하게 용제형과 비교하여 난이도가 높다.
표 2.4에 접착제 타입별의 특징을 나타낸다.
표 2.4 접착제 타입별 비교