KR20040065859A

KR20040065859A - 통기성 방수막 코팅제와 통기성 방수 부직포 복합체 및 그제조방법

Info

Publication number: KR20040065859A
Application number: KR1020030003054A
Authority: KR
Inventors: 홍창일
Original assignee: 홍창일
Priority date: 2003-01-16
Filing date: 2003-01-16
Publication date: 2004-07-23

Abstract

본 발명은 폴리머를 용제에 용해하여 베이스 코팅액을 제조하는 단계; 베이스 코팅액에 통기성 조성용 재료를 혼합하여 통기성 방수막 코팅제를 제조하는 단계; 상기 통기성 방수막 코팅제를 이형지에 코팅하여 통기성 방수막을 조성하는 단계; 상기 이형지에 가착된 통기성 방수막을 전착롤에서 가열 가압하여 부직포에 전착하는 단계를 포함하는 것이 특징인 통기성 방수 부직포 복합체의 제조방법이다. 본 발명에 의하면, 통기성 방수막 코팅제를 이형지에 도포하여 방수막을 조성하고 이형지에 조성된 방수막을 부직포에 전착하여 제조되는 통기성 방수 부직포 복합체를 제조하고, 도포 코팅법에 의해 박막의 방수막을 성형하므로 압출성형과 연신공정이 생략되고, 다양한 입자를 박막 코팅제로 사용할 수 있고, 통기성 방수막의 두께를 박막화 할수 있고, 원적외선 방사체, 목분, 흡수성 소재, 소멸성 소재류의 다양한 입자를 통기성 조성 재료로서 사용 할 수 있는 통기성 방수 부직포 복합체를 제공하는 것이다.

Description

통기성 방수막 코팅제와 통기성 방수 부직포 복합체 및 그 제조방법 {AIR-PERMEABILITY WATERTIGHT NON-WOVEN FABRIC COMPOSITION AND THE MANUFACTURE METHOD}

본 발명은 통기성 방수 부직포 복합체 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래의 통기성 필름은 필름 성형 폴리머에 불용성 입자를 혼합하고 필름 성형후 연신하므로써 입자의 계면에 작은 기공을 조성하여 제조된다. 예로서 통기성 필름은 폴리에틸렌폴리머에 탄산칼슘을 40~60중량부를 혼합하고, 무기재 혼합 폴리머를 압출기에서 용융 한 후 다이스에서 필름 형태로 압출 형성하고, 성형된 필름을 일축 또는 이축연신하여 제조하고 있다. 상기 폴리머에 혼가되는 불용성 입자의 종류에 따라서는 필름 압출 성형시 많은 핀홀을 발생시켜 제품의 제조가 불가능하게 되고, 또는 필름 성형속도가 현저히 낮아져 제품코스트를 높이고, 항균성 분해성 입자들을 불용성입자로 사용할 경우 필름 가공성을 고려한 과중한 처리장치들을 부가하게 되어 경제성을 유지하기 어렵다. 또한 종래 통기성 방수 부직포는 먼저 통기성 필름을 제조하고 부직포에 통기성 필름을 합지하여 제조하고 있다.

본 발명은 폴리머 코팅액에 흡수성 입자를 혼가하여 도포된 방수막에 통기성을 부여하는 통기성 방수막 코팅제를 제공하고자 한다. 본 발명은 통기성 방수막 코팅제를 이형지에 도포하여 방수막을 제조하고 이형지에 조성된 방수막을 부직포에 전착하여 제조되는 통기성 방수 부직포 복합체 및 그 제조방법을 제공하고자 한다. 본 발명은 도포 코팅법에 의해 박막의 방수막을 조성하므로 압출성형과 연신공정이 생략되고 동시에 다양한 입자를 박막 코팅제로 사용할 수 있는 통기성 방수 부직포 복합체 제조방법을 제공하고자 한다. 본 발명은 상기 이형지에 조성된 통기성 방수 박막을 부직포에 전착하고 다시 부직포를 박막층에 합지하여 통기성 방수 박막이 부직포 사이에 샌드위치상으로 삽입되는 통기성 방수 부직포 복합체를 제공하고자 한다. 본 발명은 통기성 방수막의 두께를 박막화 할수 있는 부직포 방수 복합체를 제공하고자 한다. 본 발명은 원적외선 방사체, 목분, 흡수성 소재, 소멸성 소재류의 다양한 입자를 통기성 조성 재료로서 사용 가능한 통기성 방수 부직포 복합체를 제공하고자 한다. 본 발명은 통기성 방수막을 탄성 폴리머 방수막으로 조성하고, 탄성 방수막을 일축신장성을 부여한 부직포나 미국특허 4,965,122호에 개시된 바와같은 넥킹(necking)처리된 부직포에 전착시켜 복합체에 신축 탄성을 부여하는 통기성 방수 부직포 복합체를 제공하고자 한다.

도1은 통기성 방수 부직포 복합체의 방수막 전착 실시예 장치도

도2는 샌드위치상 통기성 방수 부직포 복합체의 부직포 합지 실시예 장치도

<도면 주요부호의 설명>

1,2는 부직포, 3은 통기성 방수막, 4는 이형지, 5,7은 가열롤, 6,8은 가압 고무롤, 10,20은 통기성 방수 부직포 합지체

본 발명은 필름도막을 조성하는 폴리머 코팅액에 통기성을 부여하는 재료를 혼가하여 통기성 방수막 코팅제를 제조하고, 통기성 방수막 코팅제를 이형지나 이형 필름에 도포 한 후 건조시켜 줌으로써 이형지나 이형필름 위에 얇은 통기성 방수막을 형성시킨다. 본 발명 이형지에 조성된 방수막은 강도가 약하여 쉽게 파괴 되므로 방수막을 보호하고 통기성을 지속시키는 재료에 전착시킴으로서 방수막의 기능과 통기성의 기능을 유지시키고 동시에 방수막을 보호할수 있는 것이다. 본 발명 통기성 방수막은 직포 또는 부직포에 전착할 수 있으며, 전착을 위한 바람직한 재료로 부직포가 권장된다.

1. 통기성 방수막 조성용 코팅제

본 발명 코팅제는 폴리머 베이스 코팅액에 흡수성 입자를 혼가하여 제조한다. 폴리머 베이스 코팅액은 지용성 코팅액 및 수용성 코팅액을 사용한다. 탄성 방수막 조성을 위한 코팅액은 탄성 수지를 용제에 녹여 제조한다.

지용성 베이스 코팅액은 톨루엔, 에틸아세테이트, 메틸·에틸·케톤류의 지용성 용제에 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합물, 천연고무, 스티렌을 포함하는 공중합물, 에틸렌, 프로필렌, 부텐을 포함하는 공중합물 폴리머를 지용성 용제에 녹여 제조한다. 본 발명 베이스 코팅액에 포함되는 폴리머는 코팅액을 도포 건조후 방수 박막을 조성하는 재료이다. 특히 본 발명에서 방수막은 주로 부직포에 방수막을 조성하기 위하여 사용되므로 폴리머는 부직포에 열 접착되는 성질을 가져야 한다. 탄성 방수막 제조를 위한 탄성 폴리머 코팅액은 용제에 천연고무, 합성고무나 에틸렌-비닐아세테이트를 포함하는 탄성 폴리머를 용해하여 제조한다.

수용성 베이스 코팅액은 물이나 알콜에 분산시킨 아크릴 계 코팅액; 물이나 알콜에 분산시킨 폴리에스테르계 코팅액; 물이나 알콜에 분산시킨 니트로셀룰로즈계 코팅액; 물이나 알콜에 분산시킨 폴리아미드계 코팅액 중에서 선택하여 사용한다. 수용성 베이스 코팅액에서도 코팅액에 분산된 폴리머는 부직포와 합지시에 열 접착성이 좋은 폴리머를 선택해야 한다.

상기 베이스 코팅액은 피착재료에 도포 건조되어 방수 박막을 조성한다. 특히 상기 베이스 코팅액은 이형지에 도포하여 가착 상태의 방수 박막을 조성하고, 전착롤에서 부직포에 가열 가압되어 부직포에 방수막을 전착되는 방수 박막이다. 본 발명에서 상기 베이스 코팅액에 포함된 폴리머가 피착재료 특히 부직포와 열접착에 의한 전착이 되지 않으면 부직포와 접착을 위한 접착제를 따로 사용하게 되므로 불리하다. 방수막 접착에 별도의 접착제를 사용하는 경우 통기성 방수 부직포 복합체의 제조 코스트를 높이는 원인이 된다.

2. 베이스 코팅액에 혼가되어 통기성을 부여하기 위한 재료

본 발명에서 베이스 코팅액에 혼합되어 통기성을 부여키 위한 소재로써는 흡수성 무기재료, 흡수성 유기재료 및 베이스 코팅액에 용해되거나 분산되어 방수막 건조시 방수막에 물이 새지않는 미세한 핀홀, 마이크로 쎌 등 통기성 부여하는 재료이다.

흡수성이 강한 소재로 CaO(칼슘옥사이드), 목분, 실리카겔류가 있다. 흡수성 소재는 베이스 코팅액에 혼가되어 박막 조성에 포함되고, 박막 조성후 보유한 수분을 배출시켜 폴리머 박막에 통기성을 부여한다. 목분의 경우 흡습과 동시에 박막의 도막을 거칠게 형성시킨다. 이러한 특성은 박막에 미세한 핀홀을 포함시키므로 통기성을 증가시킨다. 또한 목분은 자연상태에서 잘 썩기 때문에 분해성도 있고, 폴리머 박막에 나무향을 포함시키므로 본 발명에서 바람직한 통기성 조성재료이다. 이 외에도 맥반석, 견운모, 탈크, 황산바륨, 칼슘카보네이트, 실리카를 포함하는 원적외선 방사재료; 전분, 키토산 등 유기물; 분해성수지들을 포함하는 다양한 재료들이 통기성 부여를 위해 베이스 코팅액에 혼가될 수 있다. 본 발명에서 상기 다양한 재료들은 베이스 코팅액에 혼가하여 용해시키거나, 용해되지 않는 재료는 미세한 파우더 상태로 코팅액에 분산시켜 통기성 박막 조성용 코팅제를 제조한다. 베이스 코팅액과 통기성 조성을 위한 재료의 혼합에 임펠러가 달린 교반기, 니더, 리본브렌다 류의 믹서에서 혼합 할 수 있고, 통기성 조성을 위한 재료의 균질한 분산을 위해 분산제가 사용되기도 한다.

3. 통기성 박막을 조성시키기 위한 이형지

본 발명 통기성 박막 조성용 코팅제는 먼저 이형지에 도포하여 방수 박막을 조성한 다음, 이형지에 가착상태로 조성된 방수막을 부직포에 통기성 방수막으로 전착시킨다.

상기 이형지는 크라프트지에 실리콘이나 왁스를 코팅하여 제조된 통상의 이형지를 포함하여 내열성 이형지 또는 실리콘이나 왁스가 코팅된 플라스틱 필름 등이 사용된다.

4. 통기성 방수막의 조성

상기 통기성 박막 조성용 코팅제의 바람직한 코팅 수단으로 저비용의 그라비아 롤코팅이 권장된다. 필요에 따라 리버스그라비아 롤코팅, 그라비아 옵셋 방식의 롤 코팅, 또는 콤마코터에 의한 코팅등 다양한 코팅방법을 사용할 수 있다.

5. 부직포

본 발명에서 부직포는 폴리프로필렌서멀본드부직포, 폴리프로필렌스펀본드부직포, 폴리프로필렌멜트브로운부직포, 폴리프로필렌멜트브로운부직포와 폴리프로필렌스펀본드가 2층이상으로 열접착된 부직포, 폴리에틸렌부직포, 나일론부직포, 폴리에스테르부직포, 폴리프로필렌과 폴리에틸렌이 혼합된 바이콤포넌트원사와 폴리프로필렌원사와 폴리에틸렌원사와 비스코스원사와 폴리에스테르원사와 나일론 원사 중에서 1이상을 혼합하여 만들어진 부직포, 에어레이드 부직포, 에어스루 부직포, 스판레이스 부직포, 면사부직포를 포함하는 용량 8~180g/㎡의 부직포를 사용 할 수 있다. 본 발명에서 가격, 기능 등을 고려하여 바람직하게는 폴리프로필렌 스펀본드 부직포나 폴리프로필렌 스펀본드와 멜트브로운이 다층으로 형성된 부직포가 적합하다. 본 발명에서 사용되는 부직포는 상기 부직포 외에도 신축 탄성을 가지는 통기성 방수 부직포 복합체를 얻기 위해 일축 신장성이 부여된 부직포나 미국특허 4,965,122호에 개시된 넥킹(Necking)처리 부직포를 사용할 수 있으며, 본 발명에서 직포를 사용한 경우도 포함한다.

6. 부직포에 통기성 필름을 부착시키는 방법

도1은 본 발명 이형지(4)에 도포하여 가착상태인 통기성 방수막(3)을 부직포(1)에 전착시키는 실시예 장치도이다. 도1에서 가열롤(5)가 압착 고무롤(6)로서 전착롤을 세트를 구성하였다. 구동되는 전착롤에 통기성 방수막(3)이 조성된 이형지(4)와 부직포(1)를 공급하여 이형지(4)에 가착된 통기성 방수막이 부직포(1)에 가열 압접되게 한다. 이형지(4)와 부직포(4)가 전착롤을 지나면서 이형지(4)에 조성된 통기성 방수막(3)은 부직포(1)의 일면에 통기성 방수막으로 전착되어, 통기성 방수막이 전착된 통기성 방수 부직포 합지체(10)가 제조되는 것이다. 실시예에서 상기 가열롤의 히팅온도는 80~130℃이고, 전착롤의 구동속도는 25m/분 이었다.

도2에서 통기성 방수막이 부착된 부직포(10)의 통기성 방수막 외면에 부직포를 부착하는 실시예 장치를 인용하였다. 도2에서 가열롤(7)과 압착 고무롤(8)로서 합지롤을 구성하고, 합지롤에 통기성 방수막이 부착된 부직포(10)와 부직포(2)를 공급하여 통기성 방수막의 외면에 부직포(2)를 가열 압접 시킨다. 이 결과 통기성 방수막(3)이 양면의 부직포 사이에 샌드위치상으로 삽입된 통기성 방수 부직포 합지체(20)를 제조하는 것이다. 상기 샌드위치상 부직포 복합체를 제조함에 있어, 방수막이 부착된 부직포 두장을 방수막끼리 맞 닿게 가열가압롤에서 접합하여 제조되는 샌드위치상 통기성 방수막 부직포 복합체를 포함한다.

7. 통기성을 증가시키기 위한 부가 공정

상기 통기성 방수 부직포 합지체를 엠보싱 롤에서 엠보싱 패턴으로 가압한다. 이와같은 엠보싱 패턴 가압은 부직포에 부착된 방수막에 미세 기공 또는 핀홀을 증가시켜 통기성을 증가시키는 것이다.

실시예 1

단계1에서 용제 80중량부에 에틸렌-비닐아세테이트(33%)공중합물 20중량부를 녹여서 폴리머 베이스코팅액을 제조하였다.

단계2에서 베이스 코팅액 100중량부에 140메쉬 이하의 목분 12중량부를 혼가하여 통기성 방수막 코팅제를 제조하였다.

단계3에서 통기성 방수막 코팅제를 그라비아롤에서 이형지에 코팅하였다. 코팅 도막의 용량은 9g/㎡이다.

단계4에서 용량13g/㎡인 폴리프로필렌 스펀본드/폴리프로필렌 멜트브로운/폴리프로필렌스펀본드3층구조로 된 부직포에 상기 이형지에 조성된 코팅도막을 100℃로 가열되는 전착 롤에서 전착하여 통기성 방수 부직포 합지체를 제조하였다.

단계5에서 100℃로 가열되는 합지 롤에서 통기성 방수 부직포 합지체의 방수막 외면에 부직포를 한번 더 부착하여 통기성 방수막이 부직포사이에 샌드위치상으로 결합된 통기성 방수 부직포 합지체를 제조하였다.

실시예 2

단계2에서 베이스 코팅액 100중량부에 CaO 20중량부 맥반석을 10중량부를 혼가하여 통기성 방수막 코팅제를 제조하였다.

단계3에서 통기성 방수막 코팅제를 그라비아롤에서 이형지에 코팅하였다. 코팅 도막의 용량은 12g/㎡이다.

실시예 3

베이스 코팅액에 라벤다향 0.1중량부를 더 첨가한 것 외에는 실시예 2와 동일하게 하여 통기성 방수 부직포 복합체를 제조하였다.

실시예 4

횡축으로 2배폭이 신장가능한 용량 25g/㎡인 신장성 부직포를 사용한 것 외에는 실시예 2와 동일하게 하여 신축성이 주어진 통기성 방수 부직포 복합체를 제조하였다.

실시예 5

실시예 1에서 제조된 부직포 복합체 2장을 통기성 방수막 끼리 맞 닿게 겹치고 합지롤에서 접합하여 2겹의 통기성 방수막이 양면의 부직포 사이에 샌드위치상으로 삽입된 통기성 방수 부직포 복합체를 제조하였다.

방수막의 통기도 측정 :

본 발명 방수막의 통기도를 알아보기 위해 투습도를 측정한 결과 표1의 측정치를 얻었다. 측정방법은 ASTM E-96이었다.

	WVTRASTM E-96	도막 용량
실시예 1	2130	9g/㎡
실시예 2	1650	12g/㎡
실시예 4	1610	12g/㎡

방수막의 배수압 측정 :

직경 100mm, 30cm인 물기둥의 수압을 본 발명 실시예1의 방수막과, 실시예2의 방수막에 가하여 물이 새지 않는 것을 확인하였다.

발향 측정 :

실시예3의 부직포 복합체를 시료로 채취하여 후방 20cm에서 후각으로 라벤다 향을 맡을 수 있었다.

탄성측정 :

실시예 4에서 얻은 복합체를 신장성이 부여된 방향으로 1.2배 폭으로 늘렸다 놓았을 때 신장전 폭으로 수축됨이 확인 되었다.

상기와 같이 본 발명은 폴리머 코팅액에 흡수성 입자를 혼가하여 도포된 방수막에 통기성을 부여하는 통기성 방수막 코팅제를 제공 한다. 본 발명은 통기성 방수막 코팅제를 이형지에 도포하여 방수막을 조성하고 이형지에 조성된 방수막을 부직포에 전착하여 제조되는 통기성 방수 부직포 복합체 및 그 제조방법을 제공한다. 본 발명에 의하면 도포 코팅법에 의해 박막의 방수막을 성형하므로 압출성형과 연신공정이 생략되고, 다양한 입자를 박막 코팅제로 사용할 수 있고, 이형지에 조성된 통기성 방수 박막을 부직포에 전착하고 다시 부직포를 박막층에 합지하여 통기성 방수 박막이 부직포 사이에 샌드위치상으로 삽입되는 통기성 방수 부직포 복합체를 제공하고, 통기성 방수막의 두께를 박막화 할수 있고, 원적외선 방사체, 목분, 흡수성 소재, 소멸성 재료를 포함하는 다양한 통기성 조성 재료를 사용 할 수 있는 통기성 방수 부직포 복합체를 제공하는 것이다.

Claims

폴리머 베이스 코팅액에 통기성을 조성재를 혼가하여 제조되는 통기성 방수막 조성용 코팅제.
제1항에 있어서, 폴리머 베이스 코팅액은 톨루엔, 에틸아세테이트, 메틸·에틸·케톤류의 지용성 용제에 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합물, 천연고무, 스티렌을 포함하는 공중합물, 에틸렌, 프로필렌, 부텐을 포함하는 공중합물 폴리머 하나 이상을 지용성 용제에 녹여 제조한 지용성 코팅액인 것이 특징인 통기성 방수막 조성용 코팅제.
제1항에 있어서, 폴리머 베이스 코팅액은 물이나 알콜에 분산시킨 아크릴 계 코팅액; 물이나 알콜에 분산시킨 폴리에스테르계 코팅액; 물이나 알콜에 분산시킨 니트로셀룰로즈계 코팅액; 물이나 알콜에 분산시킨 폴리아미드계 코팅액 중에서 선택한 것이 특징인 통기성 방수막 조성용 코팅제.
제1항에 있어서, 베이스 코팅액에 혼합되어 통기성을 부여키 위한 통기성 조성재는 CaO(칼슘옥사이드)를 포함하는 흡수성 무기재료; 목분을 포함하는 흡수성 유기재료; 맥반석, 견운모, 탈크, 옥가루, 참숯분말, 황산바륨, 칼슘카보네이트, 실리카를 포함하는 원적외선 방사재료; 전분, 키토산 등 유기물류; 분해성수지류; 중에서 선택한 하나이상의 통기성 부여재료인 것이 특징인 통기성 방수막 조성용 코팅제.
통기성 방수막 조성용 코팅제를 이형지에 도포하고, 이형지에 조성된 통기성 방수막을 부직포에 전착하여 제조되는 통기성 방수 부직포 복합체.
제5항에 있어서, 부직포에 부착된 통기성 방수막의 외면에 부직포를 부착하여 제조되는 통기성 방수 부직포 복합체.
제5항, 제6항의 어느 하나에 있어서, 부직포로 일축신장성 부직포를 사용하고, 통기성 방수막 조성용 코팅제로 탄성이 부여된 통기성 방수막 코팅제를 사용하여 복합체에 신축 탄성을 부여한 것이 특징인 통기성 방수 부직포 복합체.
폴리머를 용제에 용해하여 베이스 코팅액을 제조하는 단계; 베이스 코팅액에 통기성 조성용 재료를 혼합하여 통기성 방수막 코팅제를 제조하는 단계; 상기 통기성 방수막 코팅제를 이형지에 코팅하여 통기성 방수막을 조성하는 단계; 상기 이형지에 가착된 통기성 방수막을 전착롤에서 가열 가압하여 부직포에 전착하는 단계를 포함하는 것이 특징인 통기성 방수 부직포 복합체의 제조방법.
제8항에 있어서, 부직포에 전착된 통기성 방수막의 외면에 다시 합지롤에서 부직포를 합지하여 통기성 방수막을 두 부직포 사이에 샌드위치상으로 결합시키는 과정을 더 포함하여 구성하는 통기성 방수 부직포 복합체의 제조방법.