(4) 압출 라미네이션의 접착
압출 라미네이션에 가장 중요한 것은 기재 필름과 압출된 LDPE와의 접착이다. 그렇기 때문에 용융 PE막의 산화와 AC제의 도공이 중요하다.
1) 폴리에틸렌 산화
압출 라미네이션에 주로 이용되는 LDPE 수지는 무극성으로 접착이 어려운 재료이다. 이축연신 필름이나 인쇄면에 용융상태로 압출 라미네이션 하여도 충분한 접착력을 얻을 수 없다. 그래서, 압출 온도를 300~340℃까지 올리고 T-다이에서 압출되는 기재와 접합시키기 까지의 사이(거리는 100~150mm로 에어갭 이라고 부른다. 그림 2.31 참조)에 공기에 노출되는 것에 의해 PE 표면 산화되어 접착성이 발현된다. 그림 2.32에 LDPE의 압출 온도와 표면 산화도의 관계를 나타내었다. 표면 산화도는 적외선 흡수 분석법(FTIR-ATR측정)에 의해 카르보닐기의 메틸렌기에 대해 흡광도비로 표현하였다.
이 압출 온도는 PE의 분해 온도에 가깝고, 매우 높으면 취기가 강하게 나고, heat seal성도 저하하고, 역으로 낮으면 접착성 불량이 되기 때문에 압출 온도 관리가 중요하다.
이들의 접착성을 좌우하는 PE의 산화를 적극적으로 행하는 방법으로는 오존 처리가 있다. 에어갭 중의 접착면에 오존을 배관으로 분사하여 강제적으로 산화시키는 것이기 때문에 안정적인 접착성을 확보하고, 압출 온도를 낮춰 취기를 저감 시키는 효과가 있다. 하지만 오존 가스는 독성이 있기 때문에, 배기 설비나 가스 누출 센서의 설치 등 안전 대책이 불가결하다.
2) AC(anchor coat)제
Anchor coating agent를 약자로 AC제로 부르고, 압출 라미네이션에 사용되는 농도가 낮은 접착제나 접착 촉진제이다. AC제는 기재 필름이나 인쇄면을 표면 처리하는 것으로 산화시킨 용융 PE와 잘 접착한다.
주로 사용되는 AC제의 종류는 표 2.11에 나타내었다. 내수성을 요하지 않는 경포장 용도에는 주로 폴리에틸렌이민이 사용된다. 폴리에틸렌이민은 물 알코올계 용매로, 저 도포량으로 접착력이 나오기 때문에 잔류용제에 따른 취기의 문제가 없고 사용하기 편한 AC제이다. 동일한 용도로 부타디엔계도 사용되고 있따. 유기 티타네이트계 AC제는 셀로판용으로 과거에 주로 사용되었는데, 헥센 등의 유기용매를 사용하기 때문에 최근에는 회피되고 있다.
내수성이나 보일 적성이 필요한 용도에는 이소시아네이트계 접착제가 사용된다. 이소시아네이트계 AC제는 드라이 라미네이션에 사용되는 우레탄계 접착제와 같은 구성으로 1액형, 2액형이 있다. 1액형은 접착제의 이소시아네이트기와 공기 중의 수분의 반응에 의해 잘 경화 반응한다. 2액형에는 OH기를 갖는 주제와 이소시아네이트기를 갖는 경화제의 반응으로 우레탄 결합이 형성되고 내수성, 내열성이 높은 접착을 얻을 수 있다.
표 2.11 압출 라미네이션용 AC제
| 종류 | 용도 |
압출 라미용 AC제 | 이소시아네이트계 | 보일, 액상 |
폴리에틸렌이민계 | 경포장 |
부타디엔계 | 경포장 |
유기 티타네이트계 | 셀로판 |