시아노아크릴레이트국내시장의현재와미래 권오진 ALTEC KREA okwon@axia.co.kr
Contents History of Cyanoacrylates 시아노아크릴레이트의종류및합성방법 시아노아크릴레이트접착제의특징및활용분야 제품의특성에맞는 CA monomer 의변성 시아노아크릴레이트접착제의국내현황과유망시장예측 신제품개발전략 결론 Acknowledgements
History of Cyanoacrylate During World War II, CA was discovered by in efforts to find a substitute for a spider silk by Dr. Harry Coover. He was inducted to the Hall of Fame of Inventors 2004. In 1958, Eastman Kodak introduced first time the instant adhesive to the market. Methyl cyanoacrylate was the main product in the past, but ECA is the most popular in the present. In 1985, cyanoacrylate were available in handy-sized containers. In 1987, general-purpose CA were introduced. In the late 90s, FDA finally approved cyanoacrylates for external wound management. Some analysts are predicting a multibillion industry developing over the next 10 years.
Commercial Grades of CA Monomers N Methyl 2-cyanoacrylate 2 Mostly metal substrates Dissipating N Butyl 2-cyanoacrylate 2 Sutureless Glue Nanoparticles for insulin delivery N A variety of substrates Ethyl 2-cyanoacrylate 2 N Allyl 2-cyanoacrylate N Ethoxyethyl 2-cyanoacrylate Most Popular Drug delivery Heat resistance up to 250 C High strength Amorphous Low blooming, Low odor Amorphous N Isohexyl 2-cyanoacrylate N ctyl 2-cyanoacrylate Sutureless Glue No blooming Sutureless Glue for tissue Nanoparticles for drug delivery No blooming
Synthesis of Cyanoacrylate Condensation Polymerization Piperidine n CH + 2 n H C H H + (n-1) H 2 H C 2 R C 2 R C 2 R n-1 Depolymerization by pyrolysis Radical 의생성 H C 2 R C 2 R n H Vacuum C 2 R C 2 R n H or C Hor H or C 2 R C 2 R n H C 2 R C 2 R n H Vacuum C 2 R C 2 R n-1 H + C CH 2 C 2 R
Features of CA Adhesives Fast setting in a few seconds even at room temperature High adhesion strengths ( 100 Kg/cm 2 to 250 Kg/cm 2 ) Single component, Solvent free Excellent insulators Transparent Thermoplastic after cured; Soluble and Processible Anionic and/or Radical Polymerization Initiation Propagation Termination Nu C CH 2 Nu Nu Nu H C 2 R C 2 R C 2 R C 2 R C 2 R n n Alkyl Cyanoacrylate (ECA) Poly Alkyl Cyanoacrylate Polymer
Applications of CA as Adhesives Know what customers want 전자재료 Produce it in the simplest and efficient way 가구 / 목재 의류 / 신발 Sell it at the highest price possible 미용 가정용보수 AXIA 순간접착제 모형 / 장식 자동차기계의료 Formulation: 안정제반응촉진제가소제증점제충격완화제색소강도보강제도전제난연제가교제
ptimization of Adhesion 피착재파악 표면처리 접착제도포 조립 고정빠른경화 검사및사용 수없이많은조합의피착재 고무 : 부타디엔고무, 클로로플렌고무, NBR, EPDM, 우레탄, 실리콘 플라스틱 : PE, PP, Teflon, 아세탈, PET, 나일론, 폴리아미드, ABS, 아크릴, PC, PVC, PS, 금속 : 철, 스텐레스, 동, 은, 알루미늄, 타이타늄 가죽 : 인조가죽, 천연가죽 도기 : 석재, 도자기 유리 점도 초기접착력및속도와완전경화강도 보관안정성 전기적성질 내구성 ( 접착지속기간 ) 내화학품성 내충격성 내열성 접착제의특성 색상및투명도 냄새및자극성 온도 습도 피착재의접착부위표면상태또는화학적오염정도 압력 접착방법및환경 빛의세기와파장 도포량 도포두께 피착재간의틈새크기
AXIA 생산제품카테고리 AXIA 제품 순간접착제프라이머 / 경화촉진제리무버 & 클리너에폭시 0 일반다목적용 Spray Primer 802 접착제제거제 EP04 1 난접착물용 액상경화촉진제 세척제 EP05 2 내열고강도용 PE PP 전용 (1500) EP30 3 유연내충격용 1502 주문제품 6 무취무백화용 7 저취용 8 목재다공질메꿈용 실리콘고무전용 (2700) 2702 주문제품 출시제품 출시예정제품 9 인조대리석용 주문제품
제품품질을결정하는중요요소 고객의관점에서초기경화속도와접착강도가최우선시된다. 강도 인장전단 A 와 B 의완전경화인장전단강도 A B C 의완전경화인장전단강도 인장 가회사셋타임기준 C 나회사셋타임기준 박리 0 2 초 5 초 15 초 시간 24 시간
시아노아크릴레이트의국내현황 ECA Base adhesive: 시장의 90% 이상차지 점도, 경화속도의조절에따른다양한제품군 ( 목재, 다공재질, 금속, 플라스틱 ) 백화 (Blooming) 와자극적냄새및실날림 (stringing) 의문제 Dissolving and cracking for some substrates Ethoxyethyl CA Base adhesive: 고가격, 수요소량 무백화, 무취 실날림, 접착강도약함 Allyl CA Base Adhesive: 내열 수요거의없음 Butyl, Hexyl, ctyl CA Base: 의료용 ( 찢어진피부접착 ) 연구개발단계로추정 유통자 Good Network Gives Satisfaction to All 제조자 사용자
CA 의유망한국내시장분야 의료용접착제 : 피부및 Bone 접착, 출혈방지, 안과수술, 혈관, 내장연결, 뼈접착및밀봉, 치열교정, 성형수술, 손톱수술 Drug Delivery : polyalkylcyanoacrylate 의 Nanocapsules 제조 전자재료용접착제및코팅제 : 반도체와 PCB 나 multi chip module 의접착, 전도성전극재료 미용재료 : Aesthetic 에관심의증가로시장확대일로 Nail Art Eye lash Extension 인조머리카락부착 접착제외의용도 : 지문채취 Polycyanoacrylate Foam (open / closed cell) 의제조 Photoresist 로서이용. (resolution 0.3 µm) Cyanoacrylate coatings on lithium electrode Copolymer of PCA with others: vinyl ethers, ethylacrylate,, Styrene, SAN: 새로운재료로서활용가능성또는기능향상을위한첨가제로서의활용
New Product Development Characterization Validate the targeted Properties & Document Selection of the right type of CA monomers or Blending Monomers Monomer Synthesis Set the Goals According to VC & Profit NEW PRDUCT Formulation Blend & Disperse with additives in a certain composition
Conclusions 연구개발활동의선택과집중은중소기업으로서 Global 기업과의경쟁에서필수적이다. 시아노아크릴레이트만을전문으로하여도그시장은보는관점에따라서새롭게생성되는시장때문에무궁하다. 의료, 전기전자, 미용산업은고부가가치의시아노아크릴레이트접착제를적용할수있는유망한분야이다. 전문기술의확보는성장의원동력이다. 시아노아크릴레이트를다루는사용자, 유통자, 또는영업담당자도접착에관한기본적이해가필요하므로교육은계속되어야한다. 기업의올바른방향선택과추진력은성장을좌우할것이다.
Acknowledgements 한국알테코연구소 류준성연구원 정교성차장 최락선차장 서울대학교농과대학 김현중교수 이영규외김교수의실험실대학원생 CASS at Virginia Tech Dr. Ward and PolyPkem Group