KR100490187B1 - 베이스인라이너,이의제조방법및이를포함하는제품 - Google Patents

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Abstract

본원에는 직물 시이트 재료와 보강재를 포함하는 베이스 인라이너로서,
상기 보강재가, 20℃에서의 응력-변형도 다이어그램에 있어서, 0 내지 1% 범위의 신장시의 부하가 보강재 함유 베이스 인라이너의 경우에는 보강재 비함유 베이스 인라이너의 경우에 비해 하나 이상의 위치에서 10% 이상, 바람직하게는 20% 이상, 특히 바람직하게는 30% 이상 차이가 나도록, 힘을 흡수하는 베이스 인라이너가 기재되어 있다. 베이스 인라이너는 임의로 역청화된 루우핑 막 및 밀봉 막을 제조하는 데 유용하다.

Description

베이스 인라이너, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 제품
본 발명은 특히 루우핑(roofing) 막을 제조하기 위한 베이스 인라이너 또는 타폴린(tarpaulin) 또는 시이트로서 유용한 베이스 인라이너에 관한 것이다.
루우핑 막용 베이스 인라이너는 광범위한 요구 조건을 충족시켜야 한다. 우선, 예를 들면, 추가의 가공(예: 역청화 또는 초벌칠(laying))의 기계적 응력을 견딜 수 있는 적당한 기계적 안정성(예: 양호한 천공 저항성 또는 양호한 인장강도)이 필요하다. 또한, 열적 응력[예: 역청화, 방사열 및 플라잉 브렌드(flying brands)의 열적 응력]에 대해 고도의 저항성이 필요하다. 이와 같이, 기존의 베이스 인라이너를 개선시키려는 시도가 계속 있어 왔다.
예를 들면, 합성섬유 웹을 소재로 하는 부직포를 보강 섬유, 예를 들면, 유리 섬유와 조합하는 방법은 이미 공지되어 있다. 이러한 밀봉 막의 예는 영국 공개특허공보 제1,517,595호, 독일 공개실용신안공보 제77-39,489호, 유럽 공개특허 공보 제160,609호, 유럽 공개특허공보 제176,847호, 유럽 공개특허공보 제403,403호 및 유럽 공개특허공보 제530,769호에서 발견할 수 있다. 이러한 선행 분야에서는 상이한 재료로 이루어진 층들을 결합제를 이용하여 접착시키거나 함께 봉합시킴으로써 섬유 웹과 보강 섬유를 함께 결합시킨다.
또한, 편성 또는 편직 기술로 복합재를 제조하는 방법도 공지되어 있다. 이의 예는 독일 공개특허공보 제3,347,280호, 미국 특허공보 제4,472,086호, 유럽 공개특허공보 제333,602호 및 유럽 공개특허공보 제395,548호에서 발견할 수 있다.
독일 공개특허공보 제3,417,517호에는 이방성을 갖는 직물 인터라이닝(textile interlining) 및 이의 제조방법이 기재되어 있다. 이러한 인터라이닝은 150℃ 미만의 온도에서 용융되는 표면을 갖는 기질과 180℃ 이상의 온도에서 용융되고 당해 표면 위에 평행한 배열로 고정되어 있는 보강 필라멘트로 이루어져 있다. 하나의 양태로, 기질은 한쪽 표면상에서 평행한 보강 섬유들과 부직포 사이에 접착성 결합을 형성시키기 위해 제공되는 융합성 접착 섬유 또는 필라멘트를 지지하는 부직포일 수 있다.
미국 특허공보 제4,504,539호에는 2성분 섬유 형태의 보강 섬유와, 합성 섬유를 소재로 하는 부직포와의 조합재가 기재되어 있다.
유럽 공개특허공보 제0,281,643호에는 2성분 섬유의 망상조직 형태의 보강 섬유와, 합성 섬유를 소재로 하는 부직포와의 조합재(여기서, 2성분 섬유의 망상조직의 중량 비율은 15중량% 이상이다)가 기재되어 있다.
일본 공개특허공보 제81-5879호에는 편성형 보강재가 포함된 복합재가 기재되어 있다.
영국 공개특허공보 제2,017,180호에는 고온(300℃ 이상)에서 폐기 청정용으로 사용되는 금속 와이어와 무기 웹 재료로 이루어진 필터 재료가 기재되어 있다.
독일 공개실용신안공보 제295 00 830호에는 유리 웹을 합성 모노필라멘트로 보강시키는 방법이 기재되어 있다. 이러한 보강 모노필라멘트는 밀봉 막의 저신장시에 부하에는 크게 기여하지 못한다. 그러나, 당해 모노필라멘트는 유리 웹보다 훨신 높은 극한 인장응력 신도를 갖기 때문에, 유리 웹을 파괴시킬 수 있는 변형이 일어나는 경우에도 밀봉 막의 시이트형 건전성이 확보될 수 있다. 합성 모노필라멘트의 수축율은 유리 웹의 수축율보다 크고, 밀봉 막에 주름(waviness)이 생기게 할 수 있다.
독일 공개특허공보 제3,941,189호에도 경사(yarn warp) 형태의 보강 섬유와, 합성 섬유를 소재로 하는 부직포와의 조합재가 기재되어 있고, 이 조합재는 또한 유사하게 다양한 방법으로 함께 결합시킬 수 있다. 이와 관련하여, 보강 베이스 인라이너의 영 모듈러스(Young's modulus)는 비보강 베이스 웹의 것과 비교하여 변하지 않았음이 중요시된다.
그러나, 그밖에도 실온에서도 저신장시의 고모듈러스가 요구되는 다수의 제품이 있다. 상기한 고모듈러스는, 특히 경량의 부직포의 경우, 취급성을 개선시킨다.
필요로 하는 특성 및 가격 면을 고려하여, 보강된 베이스 인라이너의 저신장시의 부하량을 각종 방법으로 직물 시이트 재료와 보강재 사이에 나누어 적용할 수 있다.
소정의 신장시의 부하량을 나누어 적용하기에 적합한 척도는 180℃의 측정 온도에서의 부하량에 대한 20℃의 측정 온도에서의 부하량의 비이다.
독일 공개특허공보 제3,941,189호에 기재되어 있는 바와 같이 상기한 비율이 3.3인 베이스 인라이너는 실온에서 소정의 신장시의 부하에서는 현저한 개선을 나타내지 못한다.
본 발명의 목적은 전 온도 범위에 걸쳐 저신장시의 부하가 탁월하게 개선된 베이스 인라이너를 개발하는 것이다.
놀랍게도, 상기한 비율이 3 미만인 경우, 1% 미만의 신장시의 부하는 실온에서도 크게 개선된다.
이와 같이, 본 발명은 직물 시이트 재료와 보강재를 포함하는 베이스 인라이너로서,
상기 보강재가, 20℃에서의 응력-변형도 다이어그램에 있어서, 0 내지 1% 범위의 신장시의 부하가 보강재 함유 베이스 인라이너의 경우에는 보강재 비함유 베이스 인라이너의 경우에 비해 하나 이상의 위치에서 10% 이상, 바람직하게는 20% 이상, 특히 바람직하게는 30% 이상 차이가 나도록, 힘을 흡수하는 베이스 인라이너를 제공한다.
또한, 당해 보강재는 하나 이상의 위치에서 측정한, 180℃에서의 베이스 인라이너의 0 내지 1% 범위의 신장시 부하에 대한 실온(20℃)에서의 베이스 인라이너의 0 내지 1% 범위의 신장시 부하의 비가 3 이하, 바람직하게는 2.5 이하, 특히 바람직하게는 2 이하가 되도록 하는 보강재이다.
용어, "직물 시이트 재료"는 본원에서 최광의의 의미로 사용된다. 당해 시이트 재료는 시이트 형성 기술에 의해 합성 중합체 섬유로부터 형성된 모든 구조물을 포함한다.
용어, "밥 깊이(barb depth)" 및 "킥-업(kick-up)"은 문헌에 기재되어 있다[참조: Groz-Beckert's 1994 brochure; "Felting Needles"].
소정의 신장시의 부하는 5cm 폭의 시험체에 대해 100mm 측정 길이를 사용하여 EN 29073 Part 3에 따라 측정한다. 예비 신장력의 수치(cN)는 시험체의 기본 중량의 수치(g/m2)에 상응한다.
이러한 직물 시이트 재료의 예에는 직물, 레이, 편물 및, 바람직하게는, 웹이 있다.
합성 중합체로 이루어진 섬유로 구성된 웹 중에서는 스펀본드 웹(spunbonded web)이 바람직하고, 스펀본드는 새로 용융시킨 스펀 필라멘트를 랜덤으로 레이다운 시킴으로써 제조한다. 당해 웹은 용융 방사가능한 중합체 재료로 이루어진 연속 필라멘트 합성 섬유로 구성된다. 적합한 중합체 재료에는, 예를 들면, 폴리아미드(예: 폴리헥사메틸렌디아디프아미드, 폴리카프롤락탐), 완전 또는 부분 방향족 폴리아미드("아라미드"), 지방족 폴리아미드(예: 나일론), 완전 또는 부분 방향족 폴리에스테르, 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 에테르 및 케토 그룹을 포함하는 중합체[예: 폴리에테르케톤(PEK) 및 폴리에테르에테르케톤(PEEK)] 또는 폴리벤즈이미다졸이 포함된다.
스펀본드 웹은 바람직하게는 용융 방사가능한 폴리에스테르로 이루어져 있다. 폴리에스테르 재료는 원칙적으로 섬유 제조에 적합한 것으로 공지되어 있는 임의의 형태의 재료일 수 있다. 이러한 폴리에스테르는 주로 방향족 디카복실산과 지방족 디올로부터 유도되는 형성 블록으로 이루어져 있다. 통상적으로 사용되는 방향족 디카복실산 형성 블록은 벤젠디카복실산, 특히 테레프탈산과 이소프탈산의 2가 라디칼이고, 통상적으로 사용되는 디올은 탄소수가 2 내지 4이며, 특히 에틸렌글리콜이 적합하다. 85몰% 이상의 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 스펀본드 웹이 특히 유리하다. 나머지 15몰%는 선행 기술분야의 전문가들이 생성 필라멘트의 물리적 특성과 화학적 특성을 특정 방법으로 조절할 수 있는, 소위 개질제로서 작용하는, 디카복실산 단위와 글리콜 단위로 이루어져 있다. 이러한 디카복실산 단위의 예로는 이소프탈산 또는 지방족 디카복실산(예: 글루타르산, 아디프산, 세박산)의 라디칼이 있고, 개질 디올 라디칼의 예에는 장쇄 디올, 예를 들면, 프로판디올 또는 부탄디올, 디- 또는 트리에틸렌 글리콜 또는, 소량으로 존재하는 경우에는 분자량이 약 500 내지 2000인 폴리글리콜의 라디칼이 있다.
특히 바람직한 것은 95몰% 이상의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하는 폴리에스테르, 특히 개질되지 않은 PET로 이루어진 폴리에스테르이다.
본 발명의 베이스 인라이너가 추가로 난연 효과를 나타내기 위해서는, 난연성이 되도록 예비 개질된 폴리에스테르로부터 베이스 인라이너를 방사하는 것이 바람직하다. 이러한 난연성 개질된 폴리에스테르는 공지되어 있다. 당해 폴리에스테르는 추가로 할로겐 화합물, 특히 브롬 화합물을 포함하거나, 또는 특히 유리하게는 공축합에 의해 폴리에스테르 주쇄에 혼입된 특정 인 화합물을 함유한다.
스펀본드 웹은 특히 바람직하게는 화학식 1의 단위를 주쇄에 공축합된 상태로 함유하는 난연성 개질된 폴리에스테르를 포함한다.
[화학식 1]
Figure pat00003
위의 화학식 1에서,
R은 탄소수 2 내지 6의 알킬렌 또는 폴리메틸렌이거나 페닐이고,
R1은 탄소수 1 내지 6의 알킬, 아릴 또는 아르알킬이다.
바람직하게는, 화학식 1에서, R은 에틸렌이고, R1은 메틸, 에틸, 페닐 또는 o-, m- 또는 p-메틸페닐, 특히 메틸이다. 이러한 스펀본드 웹은, 예를 들면, 독일 공개특허공보 제39 40 713호에 기재되어 있다.
스펀본드 웹의 폴리에스테르의 분자량은 바람직하게는 디클로로아세트산 100ml 중의 중합체 1g의 용액 속에서 25℃에서 측정한 고유점도(IV)가 0.6 내지 1.4에 상응하는 것이다.
스펀본드 웹의 폴리에스테르 필라멘트의 필라멘트 선밀도는 1 내지 16dtex, 바람직하게는 2 내지 8dtex이다.
본 발명의 추가의 양태로, 스펀본드 웹은 또한 융합성 결합제에 의해 강화된 부직포로서, 당해 부직포는 지지 섬유(loadbearing fiber) 및 융합성 접착 섬유를 포함하는 부직포일 수도 있다. 지지 섬유 및 융합성 접착 섬유는 목적하는 모든 열가소성 섬유 형성 중합체로부터 유도될 수 있다. 또한, 지지 섬유는 비용융 섬유-형성 중합체로부터 유도될 수도 있다. 이러한 융합성 접착제 강화된 스펀본드는, 예를 들면, 유럽 공개특허공보 제0,446,822호 및 유럽 공개특허공보 제0,590,629호에 기재되어 있다.
지지 섬유를 제공할 수 있는 중합체의 예에는 폴리아크릴로니트릴, 폴리올레핀(예: 폴리에틸렌), 실질적으로 지방족 폴리아미드(예: 나일론-6,6), 실질적으로 방향족 폴리아미드(아라미드)[예: 용해도를 개선시키기 위해 방향족 m-디아민 단위를 일부 함유하는 폴리(p-페닐렌테레프탈아미드) 또는 이의 공중합체 또는 폴리(m-페닐렌이소프탈아미드)], 실질적으로 방향족 폴리에스테르[예. 폴리(p-하이드록시벤조에이트)] 또는 바람직하게는 실질적으로 지방족 폴리에스테르(예: 폴리에틸렌 테레프탈레이트)가 있다.
2가지 형태의 섬유의 상대비는 넓은 범위 안에서 선택할 수 있으나, 지지 섬유가 융합성 접착 섬유에 의해 함께 접착되는 결과로서, 부직포가 목적하는 용도에 충분한 강도를 획득할 만큼 융합성 접착 섬유의 비율을 충분히 높게 하도록 주의해야 한다. 부직포에서의 융합성 접착 섬유에 의한 융합성 접착제의 비율은 통상적으로 부직포의 중량을 기준으로 하여 50중량% 미만이다.
적합한 융합성 접착제에는 특히 융점이 부직포 원료의 융점보다 10 내지 50℃, 바람직하게는 30 내지 50℃ 낮은 개질된 폴리에스테르가 포함된다. 이러한 융합성 접착제의 예에는 장쇄 디올의 혼입 공축합 및/또는 이소프탈산 또는 지방족 디카복실산의 혼입 공축합에 의해 개질된 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트가 있다.
융합성 접착제는 바람직하게는 웹에 섬유 형태로 도입된다.
지지 섬유 및 융합성 접착 섬유는 바람직하게는 동일한 종류의 중합체로 이루어진다. 이는, 사용되는 모든 섬유가 웹의 사용 후에도 용이하게 재활용될 수 있도록 동일한 종류의 물질로부터 선택됨을 의미하는 것으로 이해해야 한다. 지지 섬유가 예를 들어 폴리에스테르로 이루어져 있다면, 융합성 접착 섬유도 이와 동일하게 폴리에스테르 또는 폴리에스테르의 혼합물, 예를 들면, 코어는 PET로 이루어져 있고 시이드는 저융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트 공중합체로 이루어져 있는 2 성분 섬유로서의 폴리에스테르 혼합물로 구성된다. 그러나, 또한 상이한 중합체로부터 제조된 2성분 섬유를 사용할 수도 있다. 이의 예에는 폴리에스테르 및 폴리아미드(코어/시이드)로 이루어진 2성분 섬유가 있다.
지지 섬유 및 융합성 접착 섬유의 섬유 선밀도는 넓은 범위내에서 선택될 수 있다. 통상적인 선밀도 범위는, 예를 들어, 1 내지 16dtex, 바람직하게는 2 내지 6dtex이다.
본 발명의 난연성 베이스 인라이너를 추가로 결합시키면, 당해 인라이너는 바람직하게는 난연성 융합 접착제를 포함한다. 난연성 융합 접착제가 본 발명의 적층 생성물 중에 취해질 수 있는 형태의 예에는 상기한 화학식 1의 연쇄 부재를 혼입시킴으로써 개질된 폴리에틸렌 테레프탈레이트가 있다.
부직포의 필라멘트 또는 스테이플 섬유는 실질적으로 원형의 횡단면 또는 또다른 형태, 예를 들면, 아령형, 신장형, 삼각형 또는 삼- 또는 다타원형의 횡단면 을 지닐 수 있다. 중공 섬유를 사용할 수도 있다. 또한, 융합성 접착섬유는 2성분 섬유 또는 2개 이상의 성분으로부터 형성된 섬유의 형태로 사용할 수 있다.
직물 시이트 재료의 섬유는 통상의 첨가제, 예를 들면, 대전방지제(예: 카본블랙)로 개질시킬 수 있다.
스펀본드 웹의 기본 중량은 20 내지 500g/m2, 바람직하게는 40 내지 250g/m2이다.
상기한 특성은 영 모듈러스가 5Gpa 이상, 바람직하게는 10Gpa 이상, 특히 바람직하게는 20Gpa 이상인 가공사 및/또는 방적사를 사용하여 수득한다. 상기한 보강사의 직경은 0.1 내지 1mm, 바람직하게는 0.1 내지 0.5mm, 특히 바람직하게는 0.1 내지 0.3mm이고, 파단신도는 0.5 내지 100%, 바람직하게는 1 내지 60%이다. 본 발명의 베이스 인라이너는 잠재 변형도(strain reserve)가 1% 미만인 것이 바람직하다.
잠재 변형도는 부하가 보강사로 전달되기 전에 베이스 인라이너에 작용하는 변형도이다. 즉, 잠재 변형도가 0%라는 것은 베이스 인라이너에 작용하는 인장강도가 즉시 보강사로 전달됨을 의미한다. 결과적으로, 스펀본드 웹에 작용하는 힘은 최초에 보강사를 정렬 또는 배향시키지 않으나, 반대로 보강사로 직접 전달되어 직물 시이트 재료가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 이는 특히 저신장시에 적용되는 힘의 급격한 증대(실온에서의 응력-변형도 다이어그램)의 경우에 나타난다. 또한, 베이스 인라이너의 극한 인장 응력 신도는 고파단신도를 갖는 적합한 보강사를 사용함으로써 상당히 개선시킬 수 있다. 적합한 보강사의 예에는 파단신도가 10% 이상인, 금속 또는 금속 합금으로 이루어진 와이어와 폴리에스테르로 구성된 고점성 모노필라멘트가 있다.
바람직한 보강사는 아라미드, 바람직하게는 고모듈러스 아라미드, 탄소 또는 유리를 원료로 하는 멀티필라멘트 및/또는 모노필라멘트, 고강도 폴리에스테르 모노필라멘트 및 또한 하이브리드 멀티필라멘트 사(보강 섬유와 저융점 결합 섬유를 포함하는 사) 또는 금속 또는 금속 합금으로 이루어진 와이어(모노필라멘트)이다.
바람직한 보강재는, 경제적인 이유로 레이 형태 또는 평행사의 시이트 형태의 유리 멀티필라멘트로 이루어진다. 통상적으로, 부직포는 평행사의 시이트에 의해 세로 방향으로만 보강된다.
보강사는 그대로 또는 직물 시이트 재료(예: 직물, 레이, 편물 또는 웹)의 형태로 사용할 수 있다. 바람직한 것은 상호 평행한 보강사로 보강된 보강재(즉, 경사 트레드 시이트) 및 레이 또는 직물 형태인 것이다.
사(thread)의 번수는 바람직한 특성 프로파일의 함수로서 광범위한 한도내에서 변화시킬 수 있다. 사의 번수는 바람직하게는 20 내지 200개 트레드/m이다. 사의 번수는 사(thread) 주행 방향에 대해 수직인 방향에서 측정한다. 보강사는 바람직하게는 스펀본드 웹이 형성되는 동안에 공급되어 스펀본드 웹에 함입되도록 한다. 보강재 위에 웹을 레이다운시키거나 어셈블링에 의해 보강재와 부직포로부터 후속층을 형성하는 것이 바람직하다.
제조 후, 스펀본드 웹은 통상적으로 공지된 방법에 의해 화학적 또는 열적 및/또는 기계적으로 강화시킨다. 스펀본드 웹은 바람직하게는 봉합에 의해 기계적으로 강화시킨다. 이를 위해서, 유리하게는 보강사를 이미 포함하는 스펀본드 웹을 통상적으로 20 내지 100개 스티치/cm2의 봉합 밀도를 이용하여 봉합시킨다. 봉합은 유리하게는 킥-업, 바람직하게는 킥-업과 밥 깊이의 총합이 보강사의 직경보다 작은 니이들을 사용하여 수행한다. 이것에 의해 보강사의 손상이 방지된다. 계속해서, 이미 보강사를 포함하는 스펀본드 웹을 추가의 강화 단계, 예를 들면, 열 처리 단계에 적용시킨다.
이를 위해서, 지지 섬유 뿐만 아니라 융합성 접착 섬유를 포함하는 스펀본드 웹을 압연기를 사용하는 통상의 방법 또는 오븐 내에서 열적으로 강화시킨다.
만일, 스펀본드 웹이 열적으로 강화시킬 수 있는 결합 섬유를 포함하지 않는 경우, 이러한 스펀본드 웹에 화학 결합제를 함침시켜야 한다. 이러한 목적에는 아크릴레이트 결합제가 특히 바람직하다. 결합제 함량은 유리하게는 30중량% 이하, 바람직하게는 2 내지 25중량%이다. 결합제의 정확한 선택은 이후의 가공업자의 구체적인 요구조건에 따라 이루어진다. 경질 결합제는 고속의 함침 처리, 특히 역청화 처리를 제공하는 반면, 연질 결합제는 내파열성 및 내조박리성의 특히 큰 값을 제공한다.
추가의 양태로, 난연성 개질된 결합제를 또한 사용할 수 있다.
본 발명의 추가의 양태로, 본 발명의 기본 재료는 불규칙하게 분포되어 있거나 규칙적으로 정렬되어 있는 소면적의 엠보싱면, 바람직하게는 평직 엠보싱면의 엠보싱 패턴을 나타내는데, 여기서, 스펀본드 웹의 엠보싱 면적, 즉 모든 얇은 고밀도 부분의 총면적은 웹의 총면적의 30 내지 60%, 바람직하게는 40 내지 45%를 점유하고, 웹의 고밀도 부분의 두께는 웹의 저밀도 부분의 두께의 20% 이상, 바람직하게는 25 내지 50%이다. 이러한 엠보싱 패턴은 융합성 결합제로 강화된 스펀본드웹의 경우 압연기 강화 공정에서 유리하게 적용된다. 베이스 인라이너를 화학 결합제에 의해 최종적으로 강화시키는 경우, 엠보싱 패턴은 이와 유사하게 압연기를 사용하여 압입시킬 수 있다. 상기한 엠보싱 패턴은 스펀본드 웹의 양 표면에 적용될 수도 있으나, 가열된 압연기를 통과할 때에 스펀본드 웹의 한쪽 표면에만 적용되는 것이 바람직하며, 크기가 0.2 내지 40mm2, 바람직하게는 0.2 내지 10mm2로서, 중간에 있는 웹 내의 거의 동일한 크기의 비엠보싱 기공면에 의해 서로 분리되어 있는 다수의 작은 엠보싱 면을 포함한다. 웹의 고밀도 부분의 총면적과 웹의 저밀도 부분의 총면적은, 예를 들면, 횡단면 현미경사진을 사용하여 측정할 수 있다.
본 발명의 베이스 인라이너는 추가의 직물 시이트 재료와 조합하여 그 특성을 변화시킬 수 있다. 본 발명의 베이스 인라이너를 포함하는 이러한 복합재도 또한 유사하게 본 발명의 요지의 일부를 구성할 수 있다.
보강재는, 직물 시이트를 형성하기 전, 형성하는 동안 및/또는 형성한 후에 공급할 수 있다.
본 발명의 베이스 인라이너를 제조하는 방법은,
직물 시이트 재료를 형성하는 단계(1),
보강재를 제공하는 단계(2),
임의로, 추가의 직물 시이트 재료를 제공하여, 보강재가 직물 시이트 재료들에 의해 샌드위치되는 형태로 포위되도록 하는 단계(3),
단계(3)에서 수득한 베이스 인라이너를 강화시키는 단계(4),
임의로, 단계(4)에 의해 강화된 베이스 인라이너에 결합제를 함침시키는 단계(5) 및
임의로, 단계(4)에서 수득한 중간체를 승온 및/또는 승압하에서 강화시키는 단계(6)[여기서, 단계(1)과 단계(2)의 순서는 역전될 수도 있다]를 통상적으로 포함한다.
본 발명의 방법은, 보강재의 제공과 당해 베이스 인라이너 제조 공정에서의 각각의 열 처리를 장력하에서, 바람직하게는 세로 방향의 장력하에서 수행함을 포함한다. 장력하에서의 열 처리는 베이스 인라이너 중의 보강재의 위치가 열처리 단계가 수행되는 동안 변하지 않을 경우에 존재하고, 특히 중요하게는, 세로 방향으로의 장력이 적용된 후에도 세로 방향의 엔드가 보존된다. 직물 시이트 재료는 장력하에서 제공되는 보강재 위에 형성시키거나, 보강재는 시이트 형성 공정, 예를 들면, 직물 시이트를 제공하기 위한 웹의 형성 공정이 진행되는 동안 제공하거나, 직물 시이트를 형성하고 후속 어셈블링에 의해 보강재에 결합시킬 수 있다. 직물 시이트 재료를 보강재에 결합시키는 공정은 통상의 수단, 예를 들면, 봉합 또는 접착(융합성 접착 포함)을 이용하여 수행할 수 있다. 이러한 공정의 잇점은 봉합된 베이스 인라이너의 제조에 있어서 특히 명백하다.
단계(1)의 직물 시이트 재료의 형성 공정은 통상의 방사 장치를 사용하여 스펀본드 형성 공정에 의해 수행할 수 있다.
이를 위해, 용융된 중합체를 방사구금의 다수의 연속 렬에 공급하거나, 방사구금 렬의 그룹에 중합체를 공급한다. 융합성 결합제를 사용하여 강화시킨 스펀본드 웹을 제조하는 경우에는 지지 섬유 및 융합성 접착 섬유를 형성하기 위해 중합체를 교대로 공급한다. 스펀 중합체 스트림은 통상의 방법으로 연신시키고, 예를 들면, 회전 충격판을 사용하여 수송 벨트 위에 산란 상태로 레이다운시킨다.
특정 요구 조건, 예를 들면, 방염성 및 극도의 가공열 응력을 만족시키기 위해, 본 발명의 베이스 인라이너를 추가의 성분과 조합하여 다층 복합재를 형성할 수 있다. 추가의 성분의 예에는 유리 웹, 열가소성 필름, 금속 호일, 절연재 등이 있다.
본 발명의 베이스 인라이너는 역청화된 루우핑 막 및 밀봉 막을 제조하는 데 유용하다. 이것도 또한 본 발명의 요지의 일부를 형성한다. 이를 위해, 기본 재료를 통상의 방법에 의해 역청 처리하고, 이어서 임의로 과립 재료, 예를 들면, 모래를 산포한다. 이러한 방법으로 제조한 루우핑 막 및 밀봉 막은 양호한 가공성이 주목할만하다. 역청화된 막은 역청 매트릭스에 함입된 상기한 기본 재료를 하나 이상 포함하는데, 당해 역청의 중량은 역청화 루우핑 막의 기본 중량의 40 내지 90 중량%를 점유하고, 스펀본드 웹은 10 내지 60중량%를 점유하는 것이 바람직하다. 상기에서 논의된 막은 또한 루우핑 언더펠트(roofing underfelt)를 포함한다.
본 발명의 베이스 인라이너를 피복하기 위해, 역청 대신에, 그밖의 다른 재료, 예를 들면, 폴리에틸렌 또는 폴리비닐 클로라이드를 사용할 수도 있다.
실시예 1
폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 엔드를 4dtex의 필라멘트 선밀도로 생성시키고, 레이다운시켜 폭이 2m인 랜덤 웹을 형성시킨다. 레이다운시키는 동안, 스틸 와이어를 2cm의 간격(50개 와이어/m)으로 세로 방향에서 연속 제공한다. 당해 와이어[베카에르트(Bekaert)로부터 구입]를 스풀(spool)에 제공하고, 이는 0.18mm 의 직경, 2300N/mm2의 강도 및 1.5%의 파단신도를 갖는다.
당해 웹/와이어 복합체를 포스터(Foster) 15× 18× 38× 3CB 형태의 니이들을 사용하여 40개 스티치/cm2 및 12.5mm 침투 깊이로 봉합시키고, 이어서 최종 웹 중의 중량비가 20%인 아크릴레이트 결합제를 함침시킨다. 당해 결합제를 210℃에서 천공 드럼 오븐에서 경화시킨다. 이리하여, 기본 중량이 190g/m2인 보강 웹이 형성된다.
보강재가 있는 경우와 보강재가 없는 경우의 웹의 소정의 신도치에서의 부하를 상온(20℃)에서 측정하고, 결과를 아래 표 1에 도시하였다.
[표 1]
Figure pat00004
실시예 2
폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 엔드를 4dtex의 필라멘트 선밀도로 생성시키고, 레이다운시켜 폭이 1m인 랜덤 웹을 형성시킨다. 레이다운시키는 동안, 스틸 와이어(No.1.4301)를 6.7mm의 간격(150개 와이어/m)으로 세로 방향에서 연속 제공한다. 당해 와이어[스프린트 메탈(Sprint Metal)로부터 구입]를 스풀에 제공하고, 이는 0.15mm의 직경, 14N의 강도 및 34%의 파단신도를 갖는다.
당해 웹/와이어 복합체를 포스터 15× 18× 38× 3CB 형태의 니이들을 사용하여 40개 스티치/cm2 및 12.5mm 침투 깊이로 봉합시키고, 이어서 최종 웹 중의 중량비가 20%인 아크릴레이트 결합제를 함침시킨다. 당해 결합제를 210℃에서 천공 드럼 오븐에서 경화시킨다. 이리하여, 기본 중량이 165g/m2인 보강 웹이 형성된다.
보강재가 있는 경우와 보강재가 없는 경우의 웹의 소정의 신도치에서의 부하를 상온(20℃)에서 측정하고, 결과를 아래 표 2에 도시하였다.
[표 2]
Figure pat00005
상기 실시예는 웹 강도가 저신도에서 뿐만 아니라 고신도에서도 개선됨을 명백히 나타낸다.
실시예 3
폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 엔드를 4dtex의 필라멘트 선밀도로 생성시키고, 레이다운시켜 폭이 2m인 랜덤 웹을 형성지킨다. 레이다운시키는 동안, CuZn37 형태의 합금으로 이루어진 와이어를 2cm의 간격(50개 와이어/m)으로 세로 방향에서 연속 제공한다. 당해 와이어[제이. 쥐. 다멘(J. G. Dahmen)으로부터 구입]를 보빈(bobbin)에 제공하고, 이는 0.25mm의 직경, 47N의 강도 및 1.4%의 파단 신도를 갖는다.
당해 웹/와이어 복합체를 포스터 15× 18× 38× 3CB 형태의 니이들을 사용하여 40개 스티치/cm2 및 12.5mm 침투 깊이로 봉합시키고, 이어서 최종 웹 중의 중량비가 20%인 아크릴레이트 결합제를 함침시킨다. 당해 결합제를 210℃에서 천공 드럼 오븐에서 경화시킨다. 이리하여, 기본 중량이 192g/m2인 보강 웹이 형성된다.
보강재가 있는 경우와 보강재가 없는 경우의 웹의 소정의 신도치에서의 부하를 상온(20℃)에서 측정하고, 결과를 아래 표 3에 도시하였다.
[표 3]
Figure pat00006
실시예 4
폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 엔드를 4dtex의 필라멘트 선밀도로 생성시키고, 레이다운시켜 폭이 2m인 랜덤 웹을 형성시킨다. 레이다운시키는 동안, CuSn6 형태의 합금으로 이루어진 와이어를 1.2cm의 간격(83개 와이어/m)으로 세로 방향에서 연속 제공한다. 당해 와이어(제이. 쥐. 다멘으로부터 구입)를 보빈에 제공하고, 이는 0.25mm의 직경, 21N의 강도 및 54%의 파단신도를 갖는다.
당해 웹/와이어 복합체를 포스터 15× 18× 38× 3CB 형태의 니이들을 사용하여 40개 스티치/cm2 및 12.5mm 침투 깊이로 봉합시키고, 이어서 최종 웹 중의 중량비가 20%인 아크릴계 결합제를 함침시킨다. 당해 결합제를 210℃에서 천공 드럼 오븐에서 경화시킨다. 이리하여, 기본 중량이 165g/m2인 보강 웹이 형성된다.
보강재가 있는 경우와 보강재가 없는 경우의 웹의 소정의 신도치에서의 부하를 상온(20℃)에서 측정하고, 결과를 아래 표 4에 도시하였다.
[표 4]
Figure pat00007
본 실시예는 웹 강도가 저신도에서 뿐만 아니라 고신도에서도 개선됨을 명백히 나타낸다.
실시예 5
폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 엔드를 4dtex의 필라멘트 선밀도로 생성시키고, 레이다운시켜 폭이 2m인 랜덤 웹을 형성시킨다. 레이다운시키는 동안, CuZn37 형태의 합금으로 이루어진 와이어를 2cm의 간격(50개 와이어/m)으로 세로 방향에서 연속 제공한다. 당해 와이어(제이. 쥐. 다멘으로부터 구입)를 보빈에 제공하고, 이는 0.25mm의 직경, 25N의 강도 및 15%의 파단신도를 갖는다.
당해 웹/와이어 복합체를 포스터 15× 18× 38× 3CB 형태의 니이들을 사용하여 40개 스티치/cm2 및 12.5mm 침투 깊이로 봉합시키고, 이어서 최종 웹 중의 중량비가 20%인 아크릴계 결합제를 함침시킨다. 당해 결합제를 210℃에서 천공 드럼 오븐에서 경화시킨다. 이리하여, 기본 중량이 160g/m2인 보강 웹이 형성된다.
보강재가 있는 경우와 보강재가 없는 경우의 웹의 소정의 신도치에서의 부하를 상온(20℃)에서 측정하고, 결과를 아래 표 5에 도시하였다.
[표 5]
Figure pat00008
실시예 6
폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 엔드를 4dtex의 필라멘트 선밀도로 생성시키고, 레이다운시켜 폭이 1m인 랜덤 웹을 형성시킨다. 레이다운시키는 동안, EC 34T6Z28 형태의 유리 멀티필라멘트[베트로텍스(Vetrotex)로부터 구입]를 6.25mm의 간격(160개 엔드/m)으로 세로 방향에서 제공한다. 당해 유리 사를 보빈에 공급하고, 이는 강도가 20N이고 파단신도가 2.5%이다.
당해 웹/사 복합체를 포스터 15× 18× 38× 3CB 형태의 니이들을 사용하여 40개 스티치/Cm2 및 12.5mm 침투 깊이로 봉합시키고, 이어서 최종 웹 중의 중량비가 20%인 아크릴레이트 결합제를 함침시킨다. 당해 결합제를 210℃에서 천공 드럼 오븐에서 경화시킨다. 이리하여, 기본 중량이 110g/m2인 보강 웹이 형성된다.
보강재가 있는 경우와 보강재가 없는 경우의 웹의 소정의 신도치에서의 부하를 상온(20℃)에서 측정하고, 결과를 아래 표 6에 도시하였다.
[표 6]
Figure pat00009
본 발명에 의해, 복합재, 특히 루우핑 막 또는 밀봉 막을 제조하는 데 유용한 것으로서, 1% 미만의 신장시의 부하가 실온에서 대단히 개선된 베이스 인라이너가 제공된다.

Claims (25)

  1. 직물 시이트 재료와 보강재를 포함하는 베이스 인라이너로서,
    당해 베이스 인라이너를 0 내지 1%의 범위 내에서 신장시키는 데 필요한 적용 부하가 보강재를 갖지 않는 베이스 인라이너를 동일하게 신장시키는 데 필요한 적용 부하보다 0 내지 1% 범위내의 하나 이상의 신도 값에서 10% 이상 더 크도록, 멀티필라멘트 보강사의 형태로 존재하는 보강재가 힘을 흡수하는 베이스 인라이너.
  2. 제1항에 있어서, 당해 베이스 인라이너를 0 내지 1%의 범위 내에서 신장시키는 데 필요한 적용 부하가 보강재를 갖지 않는 베이스 인라이너를 동일하게 신장시키는 데 필요한 적용 부하보다 0 내지 1% 범위내의 하나 이상의 신도 값에서 20% 이상 더 큰 베이스 인라이너.
  3. 제2항에 있어서, 당해 베이스 인라이너를 0 내지 1%의 범위 내에서 신장시키는 데 필요한 적용 부하가 보강재를 갖지 않는 베이스 인라이너를 동일하게 신장시키는 데 필요한 적용 부하보다 0 내지 1% 범위내의 하나 이상의 신도 값에서 30% 이상 더 큰 베이스 인라이너.
  4. 직물 시이트 재료와 보강재를 포함하는 베이스 인라이너로서,
    0 내지 1% 범위 내의 하나 이상의 신도 값에서 측정한, 180℃에서의 당해 베이스 인라이너의 신장시의 부하에 대한 실온(20℃)에서의 당해 베이스 인라이너의 신장시의 부하의 비가 3 이하인, 보강재가 멀티필라멘트 보강사의 형태로 존재하는 베이스 인라이너.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서, 직물 시이트 재료가 폴리에스테르로 이루어진 스펀본드 웹인 베이스 인라이너.
  6. 제5항에 있어서, 스펀본드 웹이 기계적으로, 열적으로, 화학적으로, 이들 방법 2가지로 또는 이들 3가지 방법 모두로 강화되어 있는 베이스 인라이너.
  7. 제6항에 있어서, 스펀본드 웹이 봉합에 의해 기계적으로 강화되어 있으며, 이러한 경우, 킥-업(kick-up) 또는 킥-업과 밥 깊이(barb depth)의 총합이 보강사의 직경보다 작은 베이스 인라이너.
  8. 제5항에 있어서, 폴리에스테르가 85몰% 내지 100몰%인 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 베이스 인라이너.
  9. 제6항에 있어서, 스펀본드 웹이 융합성 결합제에 의해 강화되어 있는 베이스 인라이너.
  10. 제6항에 있어서, 스펀본드 웹이 화학 결합제에 의해 강화되어 있는 베이스 인라이너.
  11. 제1항 또는 제4항에 있어서, 직물 시이트 재료의 기본 중량이 20 내지 500g/m2인 베이스 인라이너
  12. 제1항 또는 제4항에 있어서, 보강재가, 직경이 0.1 내지 1mm인 보강사의 형태로 존재하는 베이스 인라이너.
  13. 제12항에 있어서, 보강사의 직경이 0.1 내지 0.5mm인 베이스 인라이너.
  14. 제12항에 있어서, 보강사의 파단 신도가 0.5 내지 100%인 베이스 인라이너.
  15. 제12항에 있어서, 잠재 변형도(strain reserve)가 1% 미만인 베이스 인라이너.
  16. 제1항 또는 제4항에 있어서, 보강사가 아라미드, 탄소, 유리, 고강도 폴리에스테르 모노필라멘트, 하이브리드 멀티필라멘트, 금속 또는 금속 합금으로 이루어지는 베이스 인라이너.
  17. 제1항 또는 제4항에 있어서, 보강재가 직물, 레이, 편물, 필름 또는 웹의 형태로 존재하는 베이스 인라이너.
  18. 제5항에 있어서, 스펀본드 폴리에스테르 웹이 엠보싱 패턴을 취하는 베이스 인라이너.
  19. 직물 시이트 재료를 형성하는 단계(1),
    보강재를 제공하는 단계(2),
    임의로, 추가의 직물 시이트 재료를 제공하여, 보강재가 직물 시이트 재료에 의해 샌드위치 형태로 포위되도록 하는 단계(3),
    단계(3)에서 수득한 베이스 인라이너를 강화시키는 단계(4),
    임의로, 단계(4)에 의해 강화된 베이스 인라이너에 결합제를 함침시키는 단계(5), 및
    임의로, 단계(4)에서 수득한 중간체를 승온, 승압, 또는 승온 및 승압 하에서 강화시키는 단계(6)[여기서, 단계(1)과 단계(2)의 순서는 역전될 수도 있다]를 포함하는 통상적인 방법에 의한 제1항에 따르는 베이스 인라이너의 제조방법에 있어서,
    보강재의 제공과 당해 베이스 인라이너 제조 공정에서의 각각의 열 처리를 장력하에서 수행함을 포함하는, 베이스 인라이너의 제조방법.
  20. 제19항에 있어서, 직물 시이트 재료가 장력하에서 제공되는 보강재 위에 형성되는 방법.
  21. 제19항에 있어서, 보강재가, 직물 시이트를 유도하는 시이트 형성 공정 동안 에 제공되는 방법.
  22. 제19항에 있어서, 완성 직물 시이트 재료와 보강재가 어셈블링되고, 봉합, 접착, 또는 봉합 및 접착 둘다에 의해 서로 결합되는 방법.
  23. 제19항에 있어서, 단계(4)의 강화가 봉합(여기서, 니이들의 킥-업 또는 킥-업과 밥 깊이의 총합은 보강사의 직경보다 작다) 또는 접착에 의해 수행되는 방법.
  24. 제1항 또는 제4항에 따르는 베이스 인라이너를 포함하는 복합재.
  25. 제1항 또는 제4항에 따르는 베이스 인라이너를 포함하는 루우핑 막 또는 밀봉 막.
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