KR100884308B1

KR100884308B1 - 난연제를 포함하는 방수포 제조 방법 및 방수포

Info

Publication number: KR100884308B1
Application number: KR1020070045382A
Authority: KR
Inventors: 이상관
Original assignee: 주식회사 큐디폴리메이트코리아
Priority date: 2007-05-10
Filing date: 2007-05-10
Publication date: 2009-02-18
Also published as: KR20080099611A

Abstract

본 발명은 난연제를 포함하는 방수포 제조 방법 및 방수포에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용 중에 화재로부터 인명의 손상을 방지하기 위한 목적으로 방수천에 내연성을 부가하여 방수용 천막이나 텐트와 같은 방수천 등 다양한 용도로 사용되는 방수포를 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 구성은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 난연제 원료와 혼합하고 열에 가열시켜 용융 압출하여 필름을 생산한 후 연신 작업을 거치고, 성형한 필름을 세절하여 실을 생산하는 제사공정과,

보빈에 감겨진 실을 제직의 사양에 맞추어 장착한 다음 경사실을 직기에 올려 워터제트(물을 분사하는)의 힘을 이용하여 위사 실을 좌우로 운동시켜 조직을 형성하는 제직공정과,

제직된 생지에 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 색상원료, 선택적으로 석회질 돌가루와 난연제 중 어느 하나를 또는 석회질 돌가루와 난연제를 혼합 용융하여 원단위에 코팅 처리하는 코팅공정과,

코팅된 제품을 가지고 원하는 크기로 접합시키는 접합공정과,

코팅되고 접합된 원단 롤을 원하는 길이만큼 잘라 감아 내는 재단공정으로 구성되는 것이다.

본원 발명의 효과는 종래에 재료의 단점으로 인해 사용하지 못하였던 저렴한 가격의 재질인 칼페트와 데카계 난연제를 혼합 성형하여 생산원가를 절감하는 효과를 가지며, 종래 보다 증가된 내연성을 갖는 방수포를 얻는 효과가 있다.

또한 종래의 방수포에서 발생하는 황변현상과 전이(전사)현상이 일어나지 않도록 구성하여 불량률을 최소화하며, 접합 작업을 용이하게 하여 생산성을 향상하는 효과를 가진다.

난연제, 방수포

Description

난연제를 포함하는 방수포 제조 방법 및 방수포{Tarpaulin with Flame Retardants Manufacturing Method and Tarpaulin}

도 1은 본 발명에 따른 난연제를 포함하는 방수포 제조 방법의 공정별 흐름도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 제사공정

12 : HDPE와 난연제 원료와 혼합공정

14 : 혼합물을 열에 가열시켜 용융 압출하여 필름을 생산공정

16 : 연신 작업공정

18 : 성형한 필름을 세절하여 실을 생산공정

20 : 제직공정

30 : 코팅공정

32 : LDPE와 색상원료 석회질 돌가루 또는 난연제를 혼합 용융공정

34 : 가열공정

36 : 제직된 생지에 하여 원단 표면에 코팅 처리공정

40 : 접합공정

50 : 재단공정

보다 상세한 본 발명의 구성은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 난연제 원료와 혼합하고 열에 가열시켜 용융 압출하여 필름을 생산한 후 연신 작업을 거치고, 성형한 필름을 세절하여 실을 생산하는 제사공정과,

코팅되고 접합된 원단 롤을 원하는 길이만큼 잘라 감아 내는 재단공정으로 구성된 난연제를 포함하는 방수포 제조 방법 및 방수포에 관한 것이다.

공지 기술에서, 일반적인 방수포의 폴리에스테르, 폴리아미드 또는 폴리비닐알콜과 같은 합성 수지 또는 면과 같은 천연 섬유로 구성된 직물을 염화비닐중합체, 클로로술폰폴리에틸렌 또는 합성고무와 같은 중합체의 용액 또는 페이스트로 코팅하거나 함침시켜서, 또는 중합체 필름을 직물에 접합시켜서 만든다. 최근에 불연성 또는 난연성의 방수포가 주목되고 있어서, 불연성 또는 난연성 섬유 또는 수지를 기재로 하는 방수포가 많이 개발되었다. 특히 불연성 및 내구성을 부가하기 위해 개발된, 테트라플루오로에틸렌수지(이하 PTFE로 칭한다)로 처리한 유리섬유로 구성된 방수포가 공지되어 있다.

이 방수포는 유리섬유직물을 충전제를 임의적으로 함유하는 PTFE 수성분산액으로 함침시킨 다음, 건조시키고 PTFE의 융점인 327℃ 이상의 온도에서 소성하는 작업을 두꺼운 PRFE층을 얻기 위해 수회에서 수십회 반복하여 제조된다.

불소수지가 열악한 필름형성능을 갖고 있기 때문에 유리 섬유 지저포에 핀홀이 없는 불소수지 층을 전체적으로 목적하는 두께로 형성하기 위해서는 상기와 같은 시간이 걸리는 단계가 필수적이다. 게다가, 상기 단계를 반복하는 것은 비효율적이고 생산비가 높다.

공개번호 특2002-0091288호로 압출코팅용 수지 조성물을 이용한 타포린 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 에틸렌-프로필렌 공중합체와 에틸렌-옥텐 랜덤 공중합체 또는 스티렌-에틸렌-부텐 블록 공중합체를 용융 혼련한 압출코팅용 수지 조성물을 이용하여 타포린을 제조함으로서 유연성이 있으면서 경 량화가 가능하고, 재생이 가능하여 환경문제를 유발시키지 않기 때문에 기존의 PVC 수지와 PE 수지로 제조한 타포린을 대체할 수 있는 타포린을 제공한다고 하였으나, 내연성이 부가되지 않아 화재에 대비하여 무방비상태의 재질인 것입니다.

방수용 천막이나 텐트와 같은 방 수천 등 다양한 용도로 사용되는 타포린(tarpaulin)은 직포의 재질에 따라서 PVC(poly vinyl chloride)타포린과 PE(poly ethylene)타포린으로 나눌 수 있으며, 이중에서 PVC 타포린은 멀티필라멘트 필름 생지(Yarn)로 이루어진 PE 직포의 양면에 PVC를 코팅하여 만들어지며, PE 타포린의 경우에는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 필름의 양면에 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)을 코팅하여 만든다.

상기에서 난연제에는 TBBA(dis pensol) Bromine계와 Deca Bromine계로 나눌 수 있으며, TBBA(dis pensol) Bromine계는 분자구조가 안정적이며 PE제품, PP제품, ABS계열의 석유화학제품가공에 주로 사용하는 것으로 Deca계에 비해 고가이면서 난연성은 떨어지는 단점이 있으며, Deca Bromine계는 분자구조가 불안정하여 건설현장 등에 사용하는 제품에 주로 사용하고 가격이 TBBA(테트라브로모비스페놀A)계보다 저가이지만 PE 타포린 코팅에 적용하여 사용할 때 분자구조의 불안정으로 인해 변색이 유발되고 난연제의 일정성분이 코팅기 롤러에 증착되어 접착불량 및 황변현상과 타포린표면에 브롬 성분으로 인해 열융착시 접착이 되지 못하거나 심각한 불량으로 인해 작업효율저하를 일으키는 문제점이 있어 해당업계에서는 사용을 기피하는 실정이다.

특히, 데카(Deca)계보다 고가인 TBBA계는 난연성이 Deca계보다 30% 떨어짐으로 인해 고가임에 불구하고 난연성이 떨어져 해당업계에서는 데카(Deca)계의 난연제를 사용한 타포린을 제작하여 사용하여 보았으나 상기 데카계의 단점으로 인해 사용하지 않는 추세이다.

데카 브로마인계를 사용하면 일정시간이 지나면 전이가 일어나 표면에 하얀 입자상의 분말이 표면에 도출되어 코팅작업이 원활하게 이루어지지 않으며, 접합공정에서 표면에 전이된 분말 성분으로 인하여 접합이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있어, 상대적으로 가격이 비싼 TBBA(dis pensol Bromine)계를 코팅 재료로 사용하여 왔다.

특히, 종래의 타포린은 전이(전사)현상이 심하여 불량률이 높아 작업공정 중에 다시금 코팅기에 인입하는 작업상의 번거로움과 작업공정의 중단으로 인한 문제점이 도출되었다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여, 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 성형공정에서 난연제를 혼합성형하고 경사와 위사방향으로 제직한 직물 필름층에 저밀도폴리에틸렌(LDPE)과 난연제와 색상원료와 석회질 돌가루를 혼합사용하여 재료상의 단점을 저가재료로서 보완하고 황변현상과 전이 현상을 개선하는 난연제를 포함하는 방수포 제조 방법 및 방수포를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 난연제 원료와 혼합하고 열에 가열시켜 용융 압출하여 필름을 생산한 후 연신 작업을 거치고, 성형한 필름을 세절하여 실을 생산하는 제사공정과,

보빈에 감겨진 실을 제직의 사양에 맞추어 경사실과 위사실로 장착한 다음 경사실을 직기에 올려 놓고 분사되는 물의 힘을 이용하여 위사 실을 좌우로 운동시켜 조직을 형성하는 제직공정과,

제직된 생지에 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 색상원료, 선택적으로 석회질 돌가루와 난연제 중 적어도 어느 하나를 용융하여 원단위에 코팅 처리하는 코팅공정과,

코팅되고 접합된 원단 롤을 원하는 길이만큼 잘라 감아 내는 재단공정으로 구성된다.

목적을 달성하기 위한 본 발명은, 난연제를 포함하는 방수포를 제조하는 방법에 있어서,

난연제를 포함하는 실을 생산하는 제사공정(10)과,

보빈에 감겨진 실을 제직의 사양에 맞추어 장착한 다음 경사실을 직기에 올려 워터제트(물을 분사하는)의 힘을 이용하여 위사 실을 좌우로 운동시켜 직조를 하여 생지를 만드는 제직공정(20)과,

생지를 가열하여 건조시키며, 생지 표면에 난연제를 포함한 용융된 수지를 도포하는 코팅공정(30)과,

가열된 접합롤을 사용하여 방수포를 연속적으로 용융 접합시키는 접합공정(40)과,

접합된 대롤에 감겨있는 방수포를 필요한 크기로 절단하는 재단공정(50)으로 구성된다.

상기 제사공정(10)은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 난연제 원료와 혼합하는 혼합 공정(12)과, 혼합물을 열에 가열시켜 용융 압출하여 필름을 생산하는 공정(14)과, 연신 작업하는 공정(16)과, 성형한 필름을 세절하여 실을 생산하는 공정(18)으로 세분하여 이루어질 수 있다.

상기 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 난연제 원료와 혼합하는 혼합 공정(12)은 고밀도 폴리에틸렌 66.7 ~ 98.2 중량%와 1.8 ~ 33.3 중량%의 데카 브로민계 난연제를 혼합하는 것이 바람직하다.

상기 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 난연제 원료와 혼합하는 혼합 공정(12)은 고밀도 폴리에틸렌 73.7 ~ 92.3 중량%와 7.7 ~ 26.3 중량%의 TBBA계 난연제를 혼합하는 것이 바람직하다.

상기 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 난연제 원료와 혼합하는 혼합 공정(12)은 고밀도 폴리에틸렌 필름성형공정에서 80 ~ 85.5 중량%의 고밀도폴리에틸렌 및 1.8 ~ 6.2 중량%의 데카계 난연제와 12.7 ~ 13.8 중량%의 폴리프리필렌을 혼합 성형하여 구성하는 것이 바람직하다.

상기 코팅 공정(30)은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 색상원료, 선택적으로 석회질 돌가루와 난연제 중 어느 하나를 또는 석회질 돌가루와 난연제를 혼합 용융하는 공정(32)과, 생지를 가열하는 공정(34)과, 제직된 생지의 상하 표면 원단위에 코팅 처리 하는 공정(36)으로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 혼합 용융하는 공정(32)에서 혼합되어 용융되는 성분들은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 성분은 80 ~ 90.9중량%와 색상원료 1.8 ~ 6.8중량%와, TBBA 난연제 7.3 ~ 13.3중량%인 것이 바람직하다.

상기 혼합 용융하는 공정(32)에서 혼합되어 용융되는 성분들은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 성분은 63.4 ~ 80.7중량%와 색상원료 1.8 ~ 6.6중량%와, 석회질 돌가루 17.5 ~ 30중량%인 것이 바람직하다.

상기 혼합 용융하는 공정(32)에서 혼합되어 용융되는 성분들은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 성분은 69.8 ~ 90.9중량%와 색상원료 1.8 ~ 5.8중량%와, TBBA 난연제 7.3 ~ 19.4중량%, 석회질 돌가루 0.0 ~ 5중량%인 것이 바람직하다.

상기 생지를 가열하는 공정(34)은 생지의 표면이나 내부에 함유하고 있는 수분을 코팅 품질을 향상시키기 위하여 증발 시키는 것이며, 생지가 가열되므로 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)이 가열되어 내부에 함유된 데카 브로민계 난연제가 스며 나옴을(전이 현상) 억제하는 것이 바람직하다.

또한 난연제를 포함하는 방수포 제조 방법에 의하여 생산된 방수포에 관한 것이다.

본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보여주는 첨부도면의 도 1은 본 발명에 따른 난연제를 포함하는 방수포 제조 방법의 공정별 흐름도이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 각각의 첨부도면을 참조하여 난연제를 포함하는 방수포 제조 방법 및 방수포에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 난연제를 포함하는 방수포 제조 방법의 공정별 흐름도를 나타내는 것이다.

제사공정(10)은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 난연제 원료와 혼합하는 혼합 공정(12)과, 혼합물을 열에 가열시켜 용융 압출하여 필름을 생산하는 공정(14)과, 연신 작업하는 공정(16)과, 성형한 필름을 세절하여 실을 생산하는 공정(18)으로 세분하여 나눌 수 있다.

고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 난연제 원료와 혼합하는 혼합 공정(12)은 실을 생산하기위한 초기공정으로 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 난연제 원료를 적정 비율 혼합하여 골고루 섞어주는 공정이다. 상기 적정비율은 고밀도 폴리에틸렌 66.7 ~ 98.2 중량%와 1.8 ~ 33.3 중량%의 데카 브로민계 난연제(deca-BDE(bromineated Diphenyl Ether))를 혼합하는 것이다.

다른 실시예로서 고밀도 폴리에틸렌 73.7 ~ 92.3 중량%와 7.7 ~ 26.3 중량%의 TBBA계 난연제를 혼합하는 것이다.

TBBA는 데카 브로민계 난연제와 비교하여 가격이 높고, 열안정성이 낮다. 브롬화에폭시의 경우 TBBA를 출발물질로 하여 중합공정을 거쳐 제조되는데 분자량 조절에 따라 다양한 물성을 갖는 난연플라스틱의 제조가능하나 강성이 취약한 단점이 있으나, 방수포인 경우 TBBA는 상대적으로 입자가 커서 전이현상이 극히 미미하게 발생하므로 가격이 높고, 열안정성이 낮음에도 쉽게 사용될 수 있는 것이다.

또한, 다른 실시예로서는 상기 고밀도 폴리에틸렌 필름성형공정에서 80 ~ 85.5 중량%의 고밀도폴리에틸렌 및 1.8 ~ 6.2 중량%의 데카계 난연제와 12.7 ~ 13.8 중량%의 폴리프리필렌을 혼합 성형하여 구성한다.

상기 폴리프리필렌을 고밀도 폴리에틸렌 필름성형공정에서 혼합 성형하는 것은 고밀도 폴리에틸렌만 필름 성형하였을 때보다 30%정도 인장강도가 증가되며, 코팅층을 형성할 때 입자상의 칼페트 투입으로 인한 방수포의 인장강도의 저하를 만회하기 위한 것이다.

생지를 생산하기 위한 공정에 난연제를 투입하는 것은 본원의 특징 중에 하나인 것으로, 종래에는 단순하게 공정상의 편리성에 의하여 코팅 재료에 한정하여 난연제를 사용하던 것이 통례였으나, 방수포에 대한 난연성의 요구수준이 점차 증가하게 됨에 따라 코팅 부분에 첨가하는 난연 성분 증가시키는 것이 제품의 원래의 품질을 저하시키는 문제점으로 인하여 한계점에 도달하게 되었다.

방수포에 투입된 난연재의 절대량에 따라 난연성이 증가하는 것으로, 생지를 생산하기 위한 공정에 난연제를 투입하여 방수포의 전체 난연 특성을 향상시키는 것이다.

실을 생산할 때에 첨가되는 난연제가 TBBA계인 경우에는 상대적으로 입자의 크기가 크기 때문에 전이 현상이 적게 되며, 첨가되는 난연제가 데카 브로민계 난연제일 경우에는 난연제의 입자가 상대적으로 작기 때문에 PE를 베이스로 하는 수지의 입자들 틈으로 전이 현상이 발생하게 되는 것이나, 실은 직물로 직조되어 양면을 또는 선택적으로 코팅을 행하게 되므로, 코팅된 수지층이 전이 현상을 방지하여 줌으로 구조적으로 전이 현상이 장기적으로 발생되지 않는 것이다.

또한 난연제의 투입량이 베이스 수지의 양과 비교하여 상대적으로 밀도가 낮은 경우에도 전이 형상이 발생하는 것을 억제할 수 있는 것이며, 점착제를 첨가하는 양에 따라 또한 전이 현상이 억제가 된다. 점착제는 점성을 가지고 있는 성분으로 수지의 커다란 입자들 틈으로 데카 브로민계 난연제가 스며 나오는 것을 점성에 의하여 방지하는 역할을 하기 때문이나 본원에서는 코팅된 수지층이 전이 현상을 방지하고, 건조가열에 의하여 전이를 방지하므로 점착제의 필요성이 없다.

본원의 특징인 실을 생산할 때에 난연제를 첨가하는 것은 난연제의 투입량이 베이스 수지의 양과 비교하여 상대적으로 밀도가 낮은 경우에 전이 형상이 발생하는 것을 억제할 수 있기 때문에 투입되는 절대량의 난연제를 균일하게 분산시키기 위함이다.

부연 설명하면, 방수포에 투입되는 절대량의 난연제의 양에 따라 난연의 특성이 증가하게 되므로, 코팅 부분에만 난연제를 투입하면 상대적인 코팅부분에서의 난연제의 밀도가 높아 전이현상이 증가하게 되는 것을 막기 위하여 전체의 구성 부분에 난연제의 함량을 균일하게 분포시켜 단위 위치에서의 밀도를 감소시키는 것이다.

호퍼에 재료를 중량 비율로 투입하고, 교반하여 혼합하는 과정에 온도를 상승시켜 원재료에 포함되는 습기를 제거하는 과정이 이루어진다. 원재료에 습기가 포함되어 있으면 혼합되어 용융되는 과정에 수지의 물성이 달라지거나 제품의 품질 에 영향을 미치기 때문이다.

혼합물을 열에 가열시켜 용융 압출하여 필름을 생산하는 공정(14)은 적정 비율의 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 난연제 원료의 혼합물을 스크루가 내제되고 히터가 설치된 실린더에 열을 가하여 용융시키며, 지속적인 교반이 진행되고, 용융된 수지가 티다이 형상의 개구부를 통하여 압출되어 필름을 생산하는 공정인 것이다.

이때 수지를 용융시키기 위하여 가열되는 구간이 실린더, 헤드, 다이 세부분으로 나뉠 수 있으며, 실린더의 온도는 1차 구간에서 섭씨180도, 2차 구간에서 섭씨190도, 3차 구간에서 섭씨 220도, 4차 구간에서 섭씨 250도의 온도를 유지하도록 하는 것이다.

점차 온도가 증가하도록 하는 것은 호퍼에서부터 혼합된 알갱이 상태의 수지가 혼합되며 점차 적으로 온도를 상승시켜 용융이 되도록 하기위한 것으로 급작스런 온도의 상승이나, 높은 온도에서 상대적으로 긴 시간을 유지하는 것은 수지의 물성을 변화시키기 때문이다.

헤드 구간에서의 1차 구간에서 섭씨 220도, 2 차 구간에서 섭씨 230도로 가열하는 것이며, 다이 구간에서 1차 구간은 섭씨 230도, 2차 구간에서 섭씨 250도의 온도로 가열하게 된다. 헤드 구간에서 온도가 상대적으로 낮게 가열하는 것은 이미 수지가 충분한 열을 전달받은 상태이고 스크루가 회전하며 마찰이 발생하고 회전 압력에 의하여 발생하는 열이 원료를 녹이는 열량으로 전달되어 총합의 열량이 충분하여지기 때문이며, 다이구간의 끝부분에서 온도를 상승시키는 것은 폭이 길고 좁은 슬릿 형상의 출구를 통하여 용융된 수지가 공기 중으로 노출되는 것이기 때문에 급격히 온도가 떨어져 연신공정에서 고화가 급격히 진행되어 연신공정에서 필름의 두께가 일정하게 늘려주는 과정에 지장을 받지 않기 위함이다.

또한 실린더의 구경과 스크루의 회전수에 의하여 빠른 온도의 구배가 필요한 경우에, 또는 물성이 다른 수지 종류에 따라 온도의 구배 조건은 달라 질 수 있는 것이다.

연신 작업하는 공정(16)은 티다이에서 압출된 용융된 수지는 얇은 판 형상으로 형성된 것으로 티다이의 개구 폭과 냉각된 필름을 감아주는 속도와 냉각의 정도에 따라 필름의 두께가 정하여 지는 것으로 상대적으로 냉각 정도를 적게 하면 티다이에서 토출된 수지가 늘어나 보다 얇은 필름을 형성하게 되는 것이고, 티다이의 개구 폭이 크면 보다 토출되는 수지의 양이 많으므로 형성되는 필름의 두께는 상대적으로 두껍게 형성되는 것이다.

필름의 두께는 필요에 따라 위에서 언급한 조건들을 변화시키므로 이루어진다.

성형한 필름을 세절하여 실을 생산하는 공정(18)은 필름 상태의 균일 두께의 얇은 필름은 외부의 힘에 매우 취약한 구조이므로, 외부 힘에 의하여 찢어지거나, 구멍이 형성되는 것을 방지하기위하여 직조를 위하여 실 형상으로 형성하는 것으로, 일정 폭을 가지도록 성형한 필름을 세절하여 실을 만드는 것이다.

제직공정(20)은 천을 짜는 공정인 것으로 보빈에 감겨진 실을 제직의 사양에 맞추어 위사실과 경사실로서 장착한 다음 경사실을 직기에 올려 놓고 분사되는 물의 힘을 이용하여 위사 실을 좌우로 이송시켜 천 조직을 형성하는 공정인 것이다.

실을 이용하여 천 형상으로 형성하는 것은 천이 질기게 중복하여 짜는 것으로 방수포의 기본 재질이 되어 외부 힘에 의하여 찢어지거나 손상되지 않도록 하기 위함이다.

코팅 공정(30)은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 색상원료, 선택적으로 석회질 돌가루와 난연제 중 어느 하나를 또는 석회질 돌가루와 난연제를 혼합 용융하는 공정(32)과, 생지를 가열하는 공정(34)과, 제직된 생지의 상하 표면 원단 표면에 코팅 처리 하는 공정(36)으로 구성되어 있다.

저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 색상원료, 선택적으로 석회질 돌가루 또는 난연제를 일정한 혼합비율에 의하여 혼합 용융하는 것은 타포린의 강도 및 난연성이 매우 중요하여 행해지는 것으로 타포린의 강도 및 난연 시험은 일반적으로 수평테스트와 수직테스트로 나누어지며, 수평 상태로 방수포를 놓고 난연 시험하는 것을 수평테스트로 지칭하며, 수직 상태로 방수포를 놓고 난연 시험하는 것을 수직테스트라고 지칭하는 것으로, 상대적으로 수평테스트 보다 수직 테스트에서 요구되는 난연의 정도가 높게 필요하게 되는 것이다.

방수포의 용도는 수평상태로 쓰이는 바닥재나, 수직상태로 사용되는 일예로 텐트의 벽을 형성하는 용도로 사용하던 그 사용 용도에 국한하지 아니하고 난연제가 포함되는 양에 따라 난연성이 증가하는 것이므로 일정한 범위로 본원의 특징을 한정하고자 한다.

저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 색상원료, 선택적으로 석회질 돌가루 또는 난연제를 혼합 용융하는 공정(32)은 본원의 또 다른 특징부인 것으로, 사용되는 석회질 돌가루는 통상 펠릿형상으로 형성된 것으로 주요 구성성분은 중량으로 CaCO3 85% Others 15%를 사용하거나 중량으로 CaCO3 84%, TiO2 2.4%, Others 13.6이 사용되는 것으로, Others는 기타 첨가제인 것으로 산화방지제, 분산제 등이 포함된 것이며, 본원은 CaCO3 85% 중량이 함유된 것을 사용한다.

사용되는 난연제는 TBBA를 사용할 수 있다. 코팅재로서의 난연제에 있어서, TBBA를 사용할 경우 상기에서 설명한 바와 같이 입자의 크기가 상대적으로 큰 구조이기 때문에 수지층을 뚫고 노출되는 입자들이 상대적으로 적게 되기 때문이다.

또한 저가이면서도 내연성을 높이기 위하여 투입되는 것이 석회질 돌가루인 것으로, 펠릿 상태이거나 입자상이거나, CaCO3 입자는 흰색의 분말상태로 입자의 상태가 세밀할수록 방수포의 물적 특성에 유리하게 작용한다.

표면에 코팅되는 CaCO3 입자가 거칠 경우 방수포의 표면에 돌출되게 코팅이 될 수 있으므로 제품의 품질에 문제가 될 수 있고, 입자의 크기가 크면 방수포의 인장강도가 저하되는 것이기 때문에 입자의 크기는 보다 세밀할수록 바람직한 것으로, 입자의 크기는 5 내지 30미크론 크기가 되도록 하는 것이 바람직하다.

저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 색상원료, 선택적으로 석회질 돌가루 또는 난연제를 혼합 용융하는 공정(32)에 용융시킬 때에 혼합되는 성분들은 각각의 경우에 따라 달라 질 수 있고, 특히 유의하여야 할 사항은, 코팅을 하기위하여 투입되는 난연제는 TBBA로 제한을 하여야한다.

TBBA로 제한을 하는 이유는 데카 브로민계 난연제를 사용할 경우 코팅된 수지의 표면에 데카 브로민계 난연제가 스며 나오는 전이 형상이 발생하여 방수포의 접합공정과 제품의 품질에 영향을 미치기 때문에 상대적으로 입자가 커서 전이현상이 발생하지 않는 TBBA로 사용을 한정하는 것이다.

세부적으로 여러 실시 예에 따라 투입되는 구성 성분들은 아래와 같다.

TBBA 난연제만을 투입하는 경우는, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 성분은 80 ~ 90.9중량%와 색상원료 1.8 ~ 6.8중량%와, TBBA 난연제 7.3 ~ 13.3중량%가 혼합되어 용융되는 것으로, 색상을 나타내는 원료의 양은 색을 나타내기위한 종류의 색에 따라 투입 되어지는 양이 증가되거나 감소되는 것으로 색 염료를 포함하는 펠릿의 양은 색의 짙기의 정도(명도 및 채도)에 따라 달라지는 것이다.

내연성을 향상시키기 위하여 석회질 돌가루 만을 사용하는 경우는, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 성분은 63.4 ~ 80.7중량%와 색상원료 1.8 ~ 6.6중량%와, 석회질 돌가루 17.5 ~ 30중량%를 혼합하여 용융시켜 코팅을 행하게 되는 것이다.

석회질 돌가루는 난연성을 증가시키기 위하여 사용되는 것으로, 석회질 돌가루의 효과는 수지에 골고루 분산되어 퍼져있고, 수지보다 CaCO3의 입자들이 보다 빠른 열전달 율을 가지고 있기 때문에 내연테스트 시에 화염으로부터 가열되는 열을 한부분에 국한되어 가열되지 않고 넓은 면적으로 빠르게 전달하는 역할을 하여 불이 붙는 것을 지연할 수 있는 것이다.

내연성을보다 증가시키기 위하여 석회질 돌가루와 난연제를 동시에 사용하는 경우는, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 성분은 69.8 ~ 90.9중량%와 색상원료 1.8 ~ 5.8중량%와, TBBA 난연제 7.3 ~ 19.4중량%, 석회질 돌가루 0.0 ~ 5중량%를 혼합하여 용융시켜 코팅을 행하게 되는 것이다. 이때에 가장 유의하여야 할 점은 용융된 코팅액에 포함되는 석회질 돌가루의 함량이 5 중량%를 넘지 않아야 내연테스트를 통과할 수 있다.

내연테스트 시에 화염에 의하여 탄화물이 발생하는 정도가 석회질 돌가루와 난연제에서 모두 발생하여 발생량이 합산되므로, 발생된 탄화물에 의하여 방수포의 화염을 지속시키는 작용을 하기 때문이다. 부연 설명하여, 석회질 돌가루와 난연제가 같이 존재하는 경우 내연성을 떨어트리게 되므로 두 가지 종류를 동시에 투입하는 것을 극히 유의하여야 한다.

위의 세 가지 경우의 조합을 혼합하여 용융시켜 직조된 생지에 양면 또는 선택적으로 일면을 코팅을 행하여 방수포를 생산하게 된다.

생지를 가열하는 공정(34)은 롤에 감겨있는 제직된 생지를 풀어 이송시키며, 제직을 위하여 물의 압력을 사용하였기 때문에 제직된 생지는 수분을 함유하고 있는 상태로, 함유된 수분을 가열하여 생지에 함유된 수분을 증발시키는 가열공정(34)을 거치게 된다.

가열공정(34)은 공정을 진행하기 위하여 필수적인 공정으로, 생지의 표면이나 내부에 수분을 함유하고 있으면 코팅의 품질이 나빠지고, 코팅이 잘 이루어지지 않기 때문에 수분을 모두 증발시키기 위한 것이며, 또한 가열공정(34)을 거치며 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)이 가열되어 내부에 함유된 데카 브로민계 난연제가 스며 나오는 것(전이되는 것)을 억제할 수 있기 때문이다.

제직된 생지의 상하 표면 원단 표면에 코팅 처리 하는 공정(36)은 혼합된 용융 수지를 원단위에 도포하는 것이다.

이때 수지를 용융시키기 위하여 가열되는 구간이 필름 생지를 제조할 때와 같이 실린더, 헤드, 다이 세부분으로 나뉠 수 있으며, 실린더의 온도는 1차 구간에서 섭씨180도, 2차 구간에서 섭씨200도, 3차 구간에서 섭씨 250도, 4차 구간에서 섭씨 280도, 5차 구간에서 섭씨 300도의 온도를 유지하도록 하는 것이다. 점차 온도가 증가하도록 하는 것은 호퍼에서부터 혼합된 알갱이 상태의 수지가 혼합되며 점차 적으로 온도를 상승시켜 용융이 되도록 하기위한 것으로 급작스런 온도의 상승이나, 높은 온도에서 상대적으로 긴 시간을 유지하는 것은 수지의 물성을 변화시키기 때문이다.

헤드 구간에서의 1차 구간에서 섭씨 300도, 2 차 구간에서 섭씨 300도로 가열하는 것이며, 다이 구간에서 1차 구간은 섭씨 280도, 2차 구간은 섭씨 290도, 3차 구간은 섭씨 295도, 4차 구간은 섭씨 300도, 5차 구간은 섭씨 295도, 6차 구간은 섭씨 290도, 7차 구간에서 섭씨 280도의 온도로 가열하게 된다. 다이 구간에서 여러 구간을 주는 것은 용융상태가 양호하여야 생지에 용융 수지를 도포하기 용이하기 때문으로, 티다이를 통하여 용융되어 나오는 혼합 용융수지를 생지 표면에 코팅을 실시하는 것이다.

생지에 코팅되는 부분은 양면을 거의 동시에 하거나, 한 쪽면을 코팅하고 뒤집은 후에 타면을 코팅을 실시하는 것은 선택적으로 가능한 것이다. 양면을 코팅하 는 경우는 수직 하 방향으로 생지를 이동시키며 한쪽 면을 코팅하고 냉각시키며, 타면을 코팅하여 냉각시키는 양면 코팅이 실시되고, 단면을 순차적으로 실시하는 경우는 생지를 수평이동 시키면서 용융 코팅 수지를 자유낙하 형식으로 도포하게 된다.

양면을 코팅하거나, 단면을 순차적으로 코팅을 실시하는 어느 경우도 표면 조도가 높은 한 쌍의 냉각롤 또는 다수 쌍의 냉각롤에 의하여 눌려져 코팅 수지의 평탄도와 균질한 표면을 획득할 수 있으며, 코팅부가 냉각되어진 방수포는 준비되어진 롤에 연속적으로 감기게 된다.

접합공정(40)은 롤에 감겨져 있는 코팅된 방수포를 여러 롤을 풀러가며 필요한 사이즈로 연속하여 접합시키는 공정인 것으로, 섭씨 500도로 가열된 한 쌍의 접합롤에 의하여 압착 롤링되어 눌려진 부분이 녹아 융착되어 연속적인 접합이 이루어지며, 접합된 방수포는 접합된 폭을 감기에 충분한 롤(대롤)에 의하여 재차 감기는 공정이다.

재단공정(50)은 코팅된 방수포 대롤을 WINDING기에 걸고 고객이 원하는 길이만큼 감아내는 공정이다.

접합공정(40)과 재단공정(50)은 소비자가 요구하는 사이즈가 접합하기 전의 방수포의 롤 제품으로 충분할 경우는 접합공정을 생략하고 재단하여 출하가 되는 것이고, 소비자가 요구하는 사이즈가 접합하기 전의 방수포의 롤 제품의 폭이 좁을 경우 접합공정(40)을 시행하게 된다.

이렇게 생산된 방수포는 텐트, 천막, 포장재 등의 제조업체로 팔려나가는 운 송과정이 이어지는 것이다.

위의 제조방법에 의하여 제조된 방수포를 한국생활시험연구원에 시험을 의뢰하여 결과를 얻었으며, 시험방법은 KS M 1991:2003 이며, 시험항목은 환경호르몬이 검출되는것인가에 관한 것으로, Di-(iso-nonyl)phthalate(DINP), Di-(2-ethylhexyl)phthalate(DEHP), Butylbenzylphthalate(BBP), Dibutylphthalate(DBP), Diisodecylphthalate(DIDP), Di-n-octylphthalate(DNOP), Di-(2-etylhexyl)adipate(DEHA), Diisononyl Phthalate(DINP)들이 검출되지 아니하여(검출한계 : 10 mg/kg) 환경에 오염을 주지않는 제품인 것으로 판명이 되었다.

또한 시험연구원에 의뢰하여 인장강도(ASTM D 751:2000, C.R.E. 그래브법), 인열강도(ASTM D 4533:1991, 트래피조이드법), 파열강도(ASTM D 3786:2001, 유압법), 내수도(ASTM D 751, 고수압법, ASTM D 751:2000, 44.1.1, 저수압법), 방화도(CPAI 84, SECTION 5(1995))에서 모두 방수포로 사용하기에 적합한 합격 판정을 받았다.

따라서 근래에 문제시되고 있는 환경호르몬을 유출시키지 않는 방수포를 필요 업체에 보다 효과적인 제품으로 제공할 수 있게 되었다.

이상과 같이 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것이다.

이상으로 설명한 본 발명에 의하면, 종래에 재료의 단점으로 인해 사용하지 못하였던 저렴한 가격의 재질인 칼페트와 데카계 난연제를 혼합 성형하여 생산원가를 절감하는 효과를 가지며, 종래 보다 증가된 내연성을 갖는 방수포를 얻는 효과가 있다.

Claims

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난연제를 포함하는 방수포를 제조하는 방법에 있어서,

고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 난연제를 포함하는 실을 생산하는 제사공정(10)과,

보빈에 감겨진 실을 제직의 사양에 맞추어 장착한 다음 경사실을 직기에 올려 워터제트(물을 분사하는)의 힘을 이용하여 위사 실을 좌우로 운동시켜 직조를 하여 생지를 만드는 제직공정(20)과,

생지를 가열하여 건조시키며, 생지 표면에 난연제를 포함한 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)을 도포하는 코팅공정(30)과,

가열된 접합롤을 사용하여 방수포를 연속적으로 용융 접합시키는 접합공정(40)과,

접합된 대롤에 감겨있는 방수포를 필요한 크기로 절단하는 재단공정(50)을 포함하고,

상기 제사공정(10)은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 난연제 원료와 혼합하는 혼합 공정(12)과, 혼합물을 열에 가열시켜 용융 압출하여 필름을 생산하는 공정(14)과, 연신 작업하는 공정(16)과, 성형한 필름을 세절하여 실을 생산하는 공정(18)으로 세분하여 구성되는 것을 특징으로 하는 난연제를 포함하는 방수포 제조 방법.
제 2항에 있어서,

상기 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 난연제 원료와 혼합하는 혼합 공정(12)은 고밀도 폴리에틸렌 66.7 ~ 98.2 중량%와 1.8 ~ 33.3 중량%의 데카 브로민계 난연제를 혼합하는 것을 특징으로 하는 난연제를 포함하는 방수포 제조 방법.
제 2항에 있어서,

상기 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 난연제 원료와 혼합하는 혼합 공정(12)은 고밀도 폴리에틸렌 73.7 ~ 92.3 중량%와 7.7 ~ 26.3 중량%의 TBBA계 난연제를 혼합하는 것을 특징으로 하는 난연제를 포함하는 방수포 제조 방법.
제 2항에 있어서,

상기 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 난연제 원료와 혼합하는 혼합 공정(12)은 고밀도 폴리에틸렌 필름성형공정에서 80 ~ 85.5 중량%의 고밀도폴리에틸렌 및 1.8 ~ 6.2 중량%의 데카계 난연제와 12.7 ~ 13.8 중량%의 폴리프리필렌을 혼합 성형하여 구성하는 것을 특징으로 하는 난연제를 포함하는 방수포 제조 방법.
제 2항 내지 5항중 어느 한 항에 있어서,

상기 코팅 공정(30)은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 색상원료, 선택적으로 석회질 돌가루와 난연제 중 어느 하나를 또는 석회질 돌가루와 난연제를 혼합 용융하는 공정(32)과, 생지를 가열하는 공정(34)과, 제직된 생지의 상하 표면 원단위에 코팅 처리 하는 공정(36)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 난연제를 포함하는 방수포 제조 방법.
제 6항에 있어서,

상기 혼합 용융하는 공정(32)에서 혼합되어 용융되는 성분들은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 성분은 80 ~ 90.9중량%와 색상원료 1.8 ~ 6.8중량%와, TBBA 난연제 7.3 ~ 13.3중량%인 것을 특징으로 하는 난연제를 포함하는 방수포 제조 방법.
제 6항에 있어서,

상기 혼합 용융하는 공정(32)에서 혼합되어 용융되는 성분들은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 성분은 63.4 ~ 80.7중량%와 색상원료 1.8 ~ 6.6중량%와, 석회질 돌가루 17.5 ~ 30중량%인 것을 특징으로 하는 난연제를 포함하는 방수포 제조 방법.
제 6항에 있어서,

상기 혼합 용융하는 공정(32)에서 혼합되어 용융되는 성분들은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 성분은 69.8 ~ 90.9중량%와 색상원료 1.8 ~ 5.8중량%와, TBBA 난연제 7.3 ~ 19.4중량%, 석회질 돌가루 0.0 ~ 5중량%인 것을 특징으로 하는 난연제를 포함하는 방수포 제조 방법.
제 6항에 있어서,

상기 생지를 가열하는 공정(34)은 생지의 표면이나 내부에 함유하고 있는 수분을 코팅 품질을 향상시키기 위하여 증발 시키는 것이며, 생지가 가열되므로 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)이 가열되어 내부에 함유된 데카 브로민계 난연제가 스며 나옴을(전이 현상)을 억제하는 것을 특징으로 하는 난연제를 포함하는 방수포 제조 방법.
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