KR20190037536A - 차열성 난연 암막 직물 및 이의 제조방법 - Google Patents

차열성 난연 암막 직물 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차열성 난연 암막 직물에 관한 것으로, 폴리에스테르 직물 위에 토너를 포함한 제3스킨층, 제2스킨층 및 제1스킨층이 차례로 형성된 차열성 난연 암막 직물에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 이형지 위에 유색의 토너와 난연제가 포함된 3개의 스킨층을 순차적으로 코팅하고, 코팅된 코팅층에 폴리에스테르 고밀도 박지 직물을 라미네이션하여 제조된 암막 원단이, 은색 또는 백색의 토너가 포함된 제1스킨층에 의해 차열 기능이, 난연제가 포함된 제2스킨층과 제3스킨층에 의해 난연기능이, 그리고 제1스킨층 내지 제3스킨층의 조합에 의해 암막 기능이 나타나는 것이 가능해진다.

Description

차열성 난연 암막 직물 및 이의 제조방법{blackout curtain with thermal and fire retardant and manufacturing method thereof}
본 발명은 차열성 난연 암막 직물(遮熱性 難燃 暗幕 織物)에 관한 것이다.
실내에서 사용되는 에너지를 절감하기 위한 노력이 활발히 진행되고 있다.
이를 위해 기존의 암막기능, 난연기능 등 고유의 기능성을 유지하면서도 주간의 외부 태양열을 차단 혹은 반사하여 실내의 온도 상승을 억제할 수 있는 태양열 차단 제품들이 개발이 요구되고 있다.
특히 고급 호텔에서는 빛 투과율이 3~5%인 딤 아웃(dim out) 암막지, 0%인 블랙아웃(black out) 암막지 등이 요구되고 있다.
이에 따라 기존의 차광막을 black out 수준으로 하기 위해 풀-달(Full-Dull) 직물 원단을 2중으로 봉제한 제품이 있는데, 이는 중량이 증가하고 봉제비가 상승하여 경제적이지 못한 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 얇은 원단에 흑색 안료 코팅이나 필름 라미네이팅을 하여 차광률을 높은 수준으로 하려는 시도가 있다.
그러나 코팅을 하는 경우에 암막에 얼룩의 발생과 수성 수지의 사용에 따른 열화 현상에 제품의 품질이 저하되는 문제점이 있다.
필름을 이용하는 경우에 시공비가 비싸지고 화염에 의해 유독가스가 발생하며, 사용자의 편의에 따른 채광 조절이 불가능한 문제점이 있다.
이로부터 건축물의 에너지 절감을 위해 태양열 취득률이 낮고, 태양광 반사율이 높고, 적외선과 자외선을 적절히 차단하면서, 다양한 기능을 지닌 암막의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
대한민국등록특허 제10-0736437호(섬유상에 다층의 고분자수지층으로 코팅된 세미 암막스크린 및 그 제조방법) 대한민국등록특허 제10-0881085호(단열, 차광 및 차음 기능을 겸비한 다기능성 방염 포지)
본 발명은 상기한 요구에 대응하기 위해 폴리에스테르 섬유로 이루어진 직물에 암막, 난연 및 차열 기능을 제공할 수 있는 코팅막을 형성하여 취급성과 우수한 기능을 가지는 차열성 난연 암막 및 생산성이 향상된 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 폴리에스테르 직물 위에 제3스킨층, 제2스킨층 및 제1스킨층이 차례로 형성된 암막에 있어서, 상기 제1스킨층은 폴리우레탄 및 은색 또는 백색을 나타내는 토너를 포함하고, 상기 제2스킨층은 폴리우레탄, 흑색 토너 및 인계 난연제를 포함하고, 상기 제3스킨층은 폴리우레탄, 백색 토너 및 인계 난연제를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차열성 난연 암막을 제공한다.
또한, 본 발명은, 경사의 섬도가 100 데니어 이하이고 위사의 섬도가 180 데니어 이하인 폴리에스테르 필라멘트 섬유로 제직을 하여 폴리에스테르 직물 생지를 얻는 단계; 폴리우레탄 100 중량부 대비 메틸에틸케톤 20~40 중량부, 디메틸포름아미드 10~30 중량부 및 은색 또는 백색 토너 30~70 중량부를 포함한 제1스킨층 코팅액을 준비하고, 폴리우레탄 100 중량부 대비 메틸에틸케톤 20~40 중량부, 디메틸포름아미드 10~30 중량부, 흑색 토너 80~120 중량부 및 인계 난연제 20~40 중량부를 포함한 제2스킨층 코팅액을 준비하고, 수성 폴리우레탄 100 중량부 대비 백색 토너 20~40 중량부, 인계 난연제 20~40 중량부 및 폴리우레탄 경화용 경화제 2~7 중량부를 포함한 제3스킨층 코팅액을 준비하는 단계; 이형지 위에 상기 제1스킨층 코팅액, 제2스킨층 코팅액, 제3스킨층 코팅액을 차례로 코팅하여 제1스킨층, 제2스킨층 및 제3스킨층의 코팅막을 형성하는 단계; 및 상기 제3스킨층에 상기 폴리에스테르 직물 생지를 라미네이션하는 단계;를 포함한 차열성 난연 암막의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 이형지 위에 유색의 토너와 난연제가 포함된 3개의 스킨층을 순차적으로 코팅하고, 코팅된 코팅층에 폴리에스테르 고밀도 박지 직물을 라미네이션하여 제조된 암막 원단이, 은색 또는 백색의 토너가 포함된 제1스킨층에 의해 차열 기능이, 난연제가 포함된 제2스킨층과 제3스킨층에 의해 난연기능이, 그리고 제1스킨층 내지 제3스킨층의 조합에 의해 암막 기능이 나타나는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명에 따르면 제3스킨층에 수성 폴리우레탄을 사용함으로써 제1스킨층과 제2스킨층을 손상시키지 않아 차열, 난연 및 암막 기능의 저하를 방지하는 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명에 따르면 드라이 라미네이션 방법에 의해 폴리에스테르 직물 위에 기능성 코팅층을 연속적으로 형성할 수 있어 생산성이 향상되는 것이 가능해진다.
또한, 폴리에스테르 고밀도 박지 직물 위에 박막의 기능성 코팅층을 형성하여 두께가 두껍지 않으면서도 우수한 차열, 난연 및 암막 기능을 발현하는 것이 가능해진다.
본 발명은 폴리에스테르 직물 위에 토너를 포함한 제3스킨층, 제2스킨층 및 제1스킨층이 차례로 형성된 차열성 난연 암막이다.
상기 폴리에스테르 직물은 고밀도 박지 직물을 사용하는 것이 기능성 코팅제의 박막 코팅에 의해 적정한 두께를 유지하면서 차열, 난연 및 암막 기능을 발현할 수 있다.
상기 폴리에스테르 직물은 경사가 100 데니어 이하이고 위사는 180 데니어 이하의 필라멘트로 제직을 하는 것이 고밀도 박지 직물을 형성할 수 있어 바람직하다.
상기 폴리에스테르 직물의 조직은 평직 또는 도비 조직일 수 있다.
이때 폴리에스테르 직물 생지 중량은 생지 폭이 61인치일 경우에 130~250 gr/yd 또는 80~160gr/㎡인 것이 암막을 위한 두께, 취급성, 기계적 강도 및 경제성 관점에서 바람직하다.
본 발명의 제1스킨층은 암막에서 빛에 직접적으로 노출되는 부위로 은색 또는 백색 토너(Toner)를 포함하여 연한 색을 나타내 빛을 반사하며, 제1스킨층 코팅액에 의해 형성될 수 있다.
제1스킨층 코팅액은 폴리우레탄 100 중량부 대비 용제로서 메틸에틸케톤(MEK) 20~40 중량부, 용제로서 디메틸포름아미드(DMF) 10~30 중량부 및 은색 또는 백색을 나타내는 토너(Toner) 30~70 중량부를 포함할 수 있다.
상기 폴리우레탄은 스킨층을 형성하는 바인더로 작용할 수 있다.
제2스킨층은 흑색 토너에 의해 빛을 흡수하는 부위로, 제2스킨층 코팅액에 의해 형성될 수 있다.
제2스킨층 코팅액은 폴리우레탄 100 중량부 대비 용제로서 메틸에틸케톤(MEK) 20~40 중량부, 용제로서 디메틸포름아미드(DMF) 10~30 중량부, 흑색 토너(Toner) 80~120 중량부 및 인계 난연제 20~40 중량부를 포함할 수 있다.
제3스킨층은 폴리에스테르 생지 직물과 직접 접착되는 부위로 색의 비침 현상의 발생을 억제하며, 제3스킨층 코팅액에 의해 형성될 수 있다.
제3스킨층 코팅액은 수성 폴리우레탄 100 중량부 대비 백색 토너 20~40 중량부, 인계 난연제 20~40 중량부 및 수성 폴리우레탄 경화용 경화제 2~7 중량부를 포함할 수 있다.
상기 수성 폴리우레탄에 의해 상기 생지 직물과 접착되는데, 수성 폴리우레탄을 사용함으로써, 제3스킨층 코팅액이 제2스킨층에 침투하지 않아 형성된 제2스킨층이 보존되어 암막 기능이 저하하지 않으며, 코팅과 건조 작업이 용이하게 이루어질 수 있다.
본 발명의 차열성 난연 암막의 제조방법은 드라이 라미네이션 방법으로 이루어질 수 있다.
이형지 위에 제1스킨층 코팅액을 코팅하고 제1챔버에서 열풍으로 건조한 이후에 제2스킨층 코팅액을 코팅하고 제2챔버에서 열풍으로 건조한 다음에 다시 제3스킨층 코팅액을 코팅하고 제3챔버에서 열풍으로 건조하고, 형성된 제3스킨층에 생지 직물을 장력에 의한 누름 방식으로 라미네이션하고 제4챔버에서 열풍으로 처리를 한 이후에 상기 이형지를 박리하여 제조할 수 있다.
상기 건조는 제1스킨층을 코팅한 이후에 50~120℃의 온도에서, 제2스킨층을 코팅한 이후에 50~120℃의 온도에서, 제3코팅층을 코팅한 이후에 90~100℃의 온도에서 실시하고, 상기 라미네이션을 120~140℃ 온도에서 실시할 수 있다.
이하에 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환 및 균등한 타 실시예로 변경 할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
[실시예 1]
경사로 폴리에스테르 CD 75D/36F를, 위사로 폴리에스테르 BR SLUB 160D/72F를 사용하여 경사본수 9,600본, 생지밀도 62T로 하여 평직 조직으로 생지 직물을 제조하였다.
이때 상기 생지의 폭은 61인치, 중량은 160gr/yd, 두께는 0.23㎜이었다.
드라이 라미네이션 방식으로, 이형지 위에 하기 표 1에 나타낸 제1스킨층 코팅액 110gr/㎡(wet)를 코팅하고 제1챔버에서 건조를 하고, 제2스킨층 코팅액 110gr/㎡(wet)를 코팅하고 제2챔버에서 건조를 하고, 제3스킨층 코팅액 110gr/㎡(wet)를 코팅하고 제3챔버에서 건조를 하여, 이형지 위에 제1스킨층, 제2스킨층 및 제3스킨층이 차례로 형성되도록 한 이후에, 제4챔버에서 상기 생지 직물을 제3스킨층에 장력에 의해 누름방식으로 라미네이션하고 권취하여 차열성 난연 암막을 제조하였다.
이때 라미네이션 가공이 완료된 이후의 차열성 난연 암막의 두께는 0.29㎜였다.
[실시예 2, 3]
상기 실시예 1에서 하기 표 1의 조건으로 실시한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 차열성 난연 암막을 제조하였다.
[비교예 1~3]
상기 실시예 1에서 하기 표 2의 조건으로 실시한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 차열성 난연 암막을 제조하였다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3
코팅액 조성 제1스킨층 PU 100 중량부 대비 MEK 30 중량부, DMF 20 중량부 및 Toner(W) 50 중량부 PU 100 중량부 대비 MEK 30 중량부, DMF 20 중량부 및 Toner(S) 50 중량부 PU 100 중량부 대비 MEK 30 중량부, DMF 20 중량부 및 Toner(W) 50 중량
제2스킨층 PU 100 중량부 대비 MEK 30 중량부, DMF 20 중량부, Toner(B) 100 중량부 및 FR(P) 30 중량부 PU 100 중량부 대비 MEK 30 중량부, DMF 20 중량부, Toner(B) 100 중량부 및 FR(P) 30 중량부 PU 100 중량부 대비 MEK 30 중량부, DMF 20 중량부, Toner(B) 100 중량부 및 FR(P) 30 중량부
제3스킨층 W-PU 100 중량부 대비 Toner(W) 30 중량부, FR(P) 30 중량부 및 CLA 5 중량부 W-PU 100 중량부 대비 Toner(W) 30 중량부, FR(P) 30 중량부 및 CLA 5 중량부 W-PU 100 중량부 대비 Toner(W) 20 중량부, FR(P) 30 중량부 및 CLA 5 중량부
코팅 두께
(wet, gr/㎡)		 제1스킨층 110 110 80
제2스킨층 110 110 80
제3스킨층 110 110 110
챔버 온도
(℃)		 제1챔버 50, 65, 75, 120 50, 65, 75, 120 50, 65, 75, 120
제2챔버 50, 65, 75, 120 50, 65, 75, 120 50, 65, 75, 120
제3챔버 95, 95 95, 95 95, 95
제4챔버 130, 130 130, 130 130, 130
*PU(폴리우레탄), W-PU(수성 폴리우레탄), CLA(수성 폴리우레탄 경화용 경화제),
MEK(메틸에틸케톤), DMF(디메틸포름아미드),
Toner(W)(백색 토너), Toner(S)(은색 토너), Toner(B)(흑색 토너),
FR(P)(인계 난연제)
구분 비교예 1 비교예 2 비교예 3
코팅액 조성 제1스킨층 PU 100 중량부 대비 MEK 30 중량부, DMF 20 중량부 PU 100 중량부 대비 MEK 30 중량부, DMF 20 중량부 및 Toner(S) 50 중량부 PU 100 중량부 대비 MEK 30 중량부, DMF 20 중량부 및 Toner(S) 50 중량
제2스킨층 PU 100 중량부 대비 MEK 30 중량부, DMF 20 중량부, Toner(B) 100 중량부 및 FR(P) 30 중량부 PU 100 중량부 대비 MEK 30 중량부, DMF 20 중량부, Toner(B) 100 중량부 및 FR(P) 30 중량부 PU 100 중량부 대비 MEK 30 중량부, DMF 20 중량부, Toner(B) 100 중량부 및 FR(P) 30 중량부
제3스킨층 W-PU 100 중량부 대비 Toner(W) 30 중량부, FR(P) 30 중량부 및 CLA 5 중량부 W-PU 100 중량부 대비 FR(P) 30 중량부 및 CLA 5 중량부 S-PU 100 중량부 대비 Toner(W) 30 중량부, FR(P) 30 중량부 및 CLA 5 중량부
코팅 두께
(wet, gr/㎡)		 제1스킨층 110 110 80
제2스킨층 110 110 80
제3스킨층 110 110 110
챔버 온도
(℃)		 제1챔버 50, 65, 75, 120 50, 65, 75, 120 50, 65, 75, 120
제2챔버 50, 65, 75, 120 50, 65, 75, 120 50, 65, 75, 120
제3챔버 95, 95 95, 95 95, 95
제4챔버 130, 130 130, 130 130, 130
*PU(폴리우레탄), W-PU(수성 폴리우레탄), S-PU(유성 폴리우레탄), CLA(폴리우레탄 경화제),
MEK(메틸에틸케톤), DMF(디메틸포름아미드),
Toner(W)(백색 토너), Toner(S)(은색 토너), Toner(B)(흑색 토너),
FR(P)(인계 난연제)
상기 실시예와 비교예에서 제조된 암막에 대해 평가 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비고
태양열 취득율 0.13 0.22 0.16 0.42 0.32 0.31 KS L 2514
표면 반사율(%) 83.7 81.8 84.1 64 72.6 80.2 KS L 2514
적외선 차단율(%) 100 100 100 61 91 96 KS L 2514
자외선 차단율(%) 100 100 100 78 93 98 KS L 2514
가시광선 투과율(%) 0 0 0 2 3 4 KS L 2514
45°연소성-잔염시간
(sec) 		0 0 0 0 0 0 JIS L 1091
45°연소성-탄화길이(㎝) 4.5 4.8 4.6 5.1 5.0 4.6 JIS L 1091
LOI
(한계산소지수)		 28.7 28.5 28.6 32.1 31.9 29.1 KS M ISO 4589-2
표 3의 결과로부터 실시예에 의한 것은 비교예의 것보다 태양열 취득율이 낮고 표면 반사율이 높고 적외선 차단율이 100%로 차열 특성이 더 우수한 것이 확인된다.
또한, 실시예에 의한 것은 자외선 차단율이 100%이고 가시광선 투과율이 0%로 black out 성능을 만족하는 것이 확인된다.
또한, 실시예에 의한 것은 45°연소성 시험에서 잔염시간이 0초로 요구 spec.인 3초 이하이고 탄화길이도 4.5~4.8㎝로 요구 spec.인 20㎝ 이하를 만족하며, LOI도 요구 spec.인 28이상을 만족하는 것이 확인된다.
한편, 비교예 1에 의하면 제1스킨층에 은색 또는 백색 토너가 없는 경우에 태양열 취득율, 표면 반사율, 적외선 차단율이 급격히 저하하여 차열 특성이 나빠지며, 비교예 2에 의하면 제3스킨층에 백색 토너가 없는 경우에 가시광선 투과율이 높아져 색의 비침 현상이 발생하며 특히 배경 원단의 색이 배여 나오는 현상이 발생하며, 비교예 3에 의하면 제3스킨층에 유성 폴리우레탄 접착제를 사용하는 경우에 시험평가 항목의 모든 특성이 조금씩 저하하는데 이는 제3스킨층 코팅액이 제1스킨층과 제2스킨층을 손상시켜 나타나는 현상으로 사료된다.

Claims (5)

  1. 폴리에스테르 직물 위에 제3스킨층, 제2스킨층 및 제1스킨층이 차례로 형성된 암막에 있어서,
    상기 제1스킨층은 폴리우레탄 및 은색 또는 백색을 나타내는 토너를 포함하고,
    상기 제2스킨층은 폴리우레탄, 흑색 토너 및 인계 난연제를 포함하고,
    상기 제3스킨층은 폴리우레탄, 백색 토너 및 인계 난연제를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차열성 난연 암막 직물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 직물은, 섬도가 경사는 100 데니어 이하이고 위사는 180 데니어 이하인 필라멘트 섬유로 이루어진 것을 특징으로 하는 차열성 난연 암막 직물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 직물은, 중량이 80~160gr/㎡인 것을 특징으로 하는 차열성 난연 암막 직물.
  4. 경사의 섬도가 100 데니어 이하이고 위사의 섬도가 180 데니어 이하인 폴리에스테르 필라멘트 섬유로 제직을 하여 폴리에스테르 직물 생지를 얻는 단계;
    폴리우레탄 100 중량부 대비 메틸에틸케톤 20~40 중량부, 디메틸포름아미드 10~30 중량부 및 은색 또는 백색 토너 30~70 중량부를 포함한 제1스킨층 코팅액을 준비하고,
    폴리우레탄 100 중량부 대비 메틸에틸케톤 20~40 중량부, 디메틸포름아미드 10~30 중량부, 흑색 토너 80~120 중량부 및 인계 난연제 20~40 중량부를 포함한 제2스킨층 코팅액을 준비하고,
    수성 폴리우레탄 100 중량부 대비 백색 토너 20~40 중량부, 인계 난연제 20~40 중량부 및 폴리우레탄 경화용 경화제 2~7 중량부를 포함한 제3스킨층 코팅액을 준비하는 단계;
    이형지 위에 상기 제1스킨층 코팅액, 제2스킨층 코팅액, 제3스킨층 코팅액을 차례로 코팅하여 제1스킨층, 제2스킨층 및 제3스킨층의 코팅막을 형성하는 단계; 및
    상기 제3스킨층에 상기 폴리에스테르 직물 생지를 라미네이션하는 단계;를 포함한 차열성 난연 암막 직물의 제조방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 코팅막을 형성하는 단계에서,
    상기 제1스킨층 코팅액을 코팅하고 제1챔버에서 50~120℃의 열풍으로 건조하고,
    상기 제2스킨층 코팅액을 코팅하고 제2챔버에서 50~120℃ 열풍으로 건조하고,
    상기 제3스킨층 코팅액을 코팅하고 제3챔버에서 90~100℃ 열풍으로 건조하고,
    형성된 제3스킨층 위에 상기 직물 생지를 제4챔버에서 120~140℃에서 라미네이션하는 것을 특징으로 하는 차열성 난연 암막 직물의 제조방법.
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