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KR101038192B1 - 열차폐성 및 투습방수성이 우수한 다기능성 하우스 랩 및 그의 제조방법 - Google Patents

열차폐성 및 투습방수성이 우수한 다기능성 하우스 랩 및 그의 제조방법 Download PDF

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KR101038192B1
KR101038192B1 KR1020100105130A KR20100105130A KR101038192B1 KR 101038192 B1 KR101038192 B1 KR 101038192B1 KR 1020100105130 A KR1020100105130 A KR 1020100105130A KR 20100105130 A KR20100105130 A KR 20100105130A KR 101038192 B1 KR101038192 B1 KR 101038192B1
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KR
South Korea
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fiber
nonwoven fabric
polyethylene
house wrap
sheath
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KR1020100105130A
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홍종윤
권오경
김석훈
박선화
Original Assignee
주식회사 비 에스 지
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Abstract

본 발명은 열차폐성 및 난연성, 투습방수성을 가진 하우스 랩 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시스-코어 섬유로 이루어진 부직포층, 통기성 합성수지 필름층, 니들펀칭 복합 부직포층 및 고분자 필름이 일면 또는 양면에 코팅된 내식성 알루미늄 필름층 이 순차적으로 적층되고 핫-멜트 라미네이팅(hot-melt laminating)에 의하여 합지된 다기능성 하우스 랩 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 상기 내식성 알루미늄 필름층의 우수한 빛의 방사성으로 복사열을 차단하여 단열효과를 나타내고, 통기성 필름에 의해 투습방수 기능을 가질 수 있으며, 니들펀칭 부직포층에 다량의 공기가 함유되어 보온성이 우수하고 니들펀칭 부직포 내부에 포함된 아라미드 섬유에 의해 우수한 난연효과를 가지는 하우스 랩을 제공할 수 있다.

Description

열차폐성 및 투습방수성이 우수한 다기능성 하우스 랩 및 그의 제조방법{Multi functional house wrap having excellent heat shielding, moisture-permeable and water-proof properties and preparing method for the same}
본 발명은 기존의 하우스 랩이 가지는 방풍, 방수 기능 외에 다양한 기능을 가지는 하우스 랩 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
현재 건물을 세울 때 단열 및 방풍, 방수, 결로방지 등의 목적으로 다양한 소재들이 이용되어 왔다. 특히 건물의 단열성을 향상시키기 위하여 폴리스타이렌계 화합물을 건물외벽이나 내벽에 시공하였지만 이러한 종류의 단열재는 시공성이 좋지 않으며 공간을 많이 차지하고 건축물 내부의 수분배출이 용이하지 않은 단점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 시스-코어 섬유로 이루어진 부직포층의 하면에 투습 방수를 위한 통기성 필름층을 형성하고, 통기성 필름층의 하면에 니들펀칭 아라미드 복합 부직포층을 형성하고, 미세기공이 존재하는 내식성 알루미늄필름층을 형성하여 신규한 다기능성 하우스 랩을 제조하였다.
따라서 본 발명은 복사열 차단성, 열반사성, 통기성, 투습성, 방수성 및 단열성 등이 우수한 건축용 하우스 랩을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 일례로서 본 발명의 다기능성 하우스 랩(house wrap)은 시스-코어 섬유로 이루어진 부직포층, 통기성 합성수지 필름층, 니들펀칭 복합 부직포층 및 고분자 필름이 일면 또는 양면에 코팅된 내식성 알루미늄 필름층이 순차적으로 적층되고 핫-멜트 라미네이팅(hot-melt laminating)에 의하여 합지된 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 다른 일례로서 본 발명의 다기능성 하우스 랩의 제조방법은 폴리에틸렌 필라멘트로 이루어진 시스와 폴리프로필렌 필라멘트로 이루어진 코어를 가지는 복합방사 섬유로 웹을 형성하여 스펀본드, 멜트 브로운 또는 스펀본드와 멜트 브로운 복합 부직포를 제조하는 시스-코어 섬유로 이루어진 부직포 제조단계; 폴리우레탄계, 폴리에스터계 및 폴리에틸렌계 중에서 선택된 합성수지 30 ~ 90 중량%와, 인계 방염제, 할로겐계 방염제 또는 이들의 혼합물 10 ~ 70 중량%를 포함하여 이루어진 조성물을 용제 및 첨가제와 혼합하고 폴리프로필렌 필름이 코팅된 이형지(Release paper)위에 콤마 나이프코터(comma knife coater)로 두께 8 ~ 30 ㎛가 되도록 캐스트 한 후 열처리하는 통기성 필름층 제조단계; 아라미드 섬유 10 ~ 50 중량%와, 폴리에틸렌계 섬유, 폴리에틸렌계 중공사, 폴리프로필렌계 섬유, 폴리에스터계 섬유, 폴리에스터계 중공사, 유리섬유, 및 무기섬유 중에서 선택된 적어도 하나의 섬유 50 ~ 90 중량% 를 포함하는 혼합 섬유를 5,000 ~ 8,000본/m 으로 니들펀칭하여 니들펀칭 복합부직포 제조단계; 2 ~ 25 ㎛ 의 알루미늄 막의 양면에 두께 5 ~ 30 ㎛인 고분자 필름을 70 ~ 150℃의 온도와 10 ~ 60 kgf/cm2 압력의 도트(dot) 방식으로 합지하여 내식성 알루미늄 필름층을 제조하는 단계; 및 상기에서 제조된 시스-코어 섬유로 이루어진 부직포층, 통기성 필름층 및 니들펀칭 복합부직포층, 내식성 알루미늄 필름층 순서로 적층하고 핫-멜트 라미네이팅 또는 접착제를 사용하여 합지하는 하우스랩 제조단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 다기능성 하우스 랩을 각 구성요소별로 구체적으로 설명한다.
먼저, 시스-코어 섬유로 이루어진 부직포층이다.
상기 시스-코어 섬유로 이루어진 부직포층은 폴리에틸렌 필라멘트를 시스로 하고 폴리프로필렌 필라멘트를 코어로 하는 시스-코어 섬유로 이루어진 것으로, 상기 시스-코어 섬유를 복합 방사시 시스 성분과 코어 성분의 함량 조절에 의해 부직포의 물성을 다양하게 제어하여 작업성이 용이하고 물성이 우수한 부직포를 만들 수 있다. 상기 폴리에틸렌은 30 ~ 70 중량%, 폴리프로필렌은 30 ~ 70 중량% 범위로 사용할 수 있는데, 일반적으로 폴리프로필렌 필라멘트의 함량이 증가함에 따라 부직포의 강도는 증가하는 경향이 나타난다.
상기 시스-코어 섬유로 이루어진 부직포층은 스펀본드 부직포, 멜트 브로운 부직포 또는 스펀본드와 멜트 브로운 복합부직포로 이루어질 수 있으며, 상기 시스-코어 섬유로 이루어진 부직포층은 중량이 10 ~ 80g/㎡ 인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
두 번째로, 통기성 합성수지 필름층이다.
상기 통기성 합성수지 필름층은, 폴리우레탄계, 폴리에스터계, 및 폴리에틸렌계 중에서 선택된 합성수지 30 ~ 90 중량%와, 인계 방염제, 할로겐계 방염제 또는 이들의 혼합물 10 ~ 70 중량%로 이루어진 것으로, 이때 합성수지는 점도가 1,000 ~ 8,000 cps/25℃ 범위가 되도록 하는 것이 바람직하며, 점도가 상기 범위에서 우수한 터치와 투습방수 기능을 효과적으로 나타낸다. 합성수지는 불량을 방지하고 높은 기능성을 발현하기위해 액상의 합성수지를 거르는 과정을 거쳐서 사용한다. 상기 통기성 필름층 형성시 사용되는 이형지는 용이한 박리를 위하여 낮은 표면장력을 가지는 물질이 코팅된 이형지를 사용하며, 예로 폴리프로필렌, 폴리에틸렌이 코팅된 이형지를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 통기성 합성수지 필름층은 두께가 8 ~ 30 ㎛ 범위로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 방염제 외에도 메틸에틸케톤(MEK), 톨루엔(TOL), 디메틸포름아마이드(DMF) 외 기타 첨가제가 통기성 합성수지 필름층의 물성을 저해시키지 않는 수준에서 첨가될 수 있을 것이다.
세 번째로, 니들펀칭 복합부직포층이다.
상기 니들펀칭 복합 부직포층은 아라미드 섬유와, 폴리에틸렌계 섬유, 폴리에틸렌계 중공사, 폴리프로필렌계 섬유, 폴리에스터계 섬유, 폴리에스터계 중공사, 유리섬유, 및 무기섬유 등 중에서 선택된 적어도 하나의 섬유가 복합되어 이루어진 것으로, 상기 아라미드 섬유가 10 ~ 50 중량%, 그외 폴리에틸렌계 섬유, 폴리에틸렌계 중공사, 폴리프로필렌계 섬유, 폴리에스터계 섬유, 폴리에스터계 중공사, 유리섬유, 및 무기섬유 중에서 선택된 적어도 하나의 섬유 50 ~ 90 중량% 포함하여 이루어진다.
상기한 니들펀칭 복합부직포는 부직포 내부의 아라미드 섬유의 우수한 난연 특성으로 난연성이 우수한 제품을 제조할 수 있으며, 폴리에스터계 섬유와 중공사등의 함량을 조절하여 니들펀칭 부직포의 두께와 단열효과를 제어할 수 있다.
네 번째로, 고분자 필름이 일면 또는 양면에 코팅된 내식성 알루미늄 필름층이다. 바람직하기로는 알루미늄 막의 양면이 고분자 필름으로 코팅된 것을 사용하는 것이 좋다.
상기 내식성 알루미늄 필름층은 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계 및 폴리우레탄계 고분자 등 중에서 선택된 것으로 이루어진 고분자 필름이 알루미늄 막의 일면 또는 양면에 코팅된다.
이때, 상기 고분자 필름은 두께가 5 ~ 30 ㎛ 범위이고, 알루미늄 막은 두께가 2 ~ 25 ㎛ 범위인 것이 목적 달성에 바람직하다. 상기 고분자 필름은 도트(dot) 방식 열접착 또는 접착제에 의하여 코팅되는데, 도트 방식의 열접착을 위해서는 고분자 필름의 물성을 저해시키지 않는 정도의 온도에서 열처리하며, 예를 들어 폴리에틸렌 필름을 사용할 경우에는 망점 간격 1번 건너뛰기 방식으로 70 ~ 150 ℃의 온도와 10 ~ 60 kgf/cm2 압력으로 열접착 시킬 수 있다. 접착제를 도포하여 코팅할 경우에는 접착제 도포량을 제어하기 위해 100 ~ 200선의 도트 롤(dot roll)을 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 내식성 알루미늄 필름층은 통기성 발현을 위하여 전면적에 걸쳐 니들펀칭에 의한 미세 기공을 부여한다. 니들펀칭은 부직포 등을 제조시 통상적으로 사용하는 니들펀칭기를 사용하여 수행할 수 있다.
상기한 내식성 알루미늄 필름층은 빛의 반사 효과에 의해 우수한 방사성을 부여하는 역할을 하며, 추가적으로 외부열 차단성을 부여할 수 있으며, 전면적으로 형성된 미세 기공에 의하여 통기성이 부여된다.
본 발명의 하우스 랩은 도 1에 도시한 바와 같이 시스-코어 섬유로 이루어진 부직포층, 통기성 필름층, 니들펀칭 복합부직포층 및 내식성 알루미늄 필름층을 순차적으로 적층하고 핫-멜트 라미네이팅(hot-melt laminating)에 의하여 합지되는데, 각 층이 니들펀칭, 라미네이팅 등 다양한 방법으로 복합화되어 열반사성, 단열성, 투습성, 방수성 및 방염성 등을 나타내게 된다. 상기 핫-멜트 라미네이팅(hot-melt laminating)은 폴리우레탄, 폴리에틸렌 및 폴리에스터계 중에서 선택된 접착제를 사용하고, 핫-멜트 라미네이팅시 접착온도는 필름과 부직포의 물성을 저하시키지 않고 우수한 접착력을 부여할 수 있는 70 ~ 130℃의 범위로 설정하여 합지하는 것이 바람직하다.
이러한 본 발명의 하우스 랩은 보다 구체적인 성능으로 열전도도 0.034W/mk 이하, 투습도 4,000g/m224hr 이상, 방사율 0.05이하 내수도 4,000mmH2O 이상의 특성을 나타내어, 열차폐성이 우수할 뿐만아니라 투습성, 방수성, 난연성이 우수한 특징을 가진다.
상기한 본 발명에 의하면, 통기성 필름과 알루미늄 필름, 부직포를 다층 복합합화 하여 난연성과 열차폐성이 뛰어나며, 물방울은 통과하지 않고 습기를 배출할 수 있는 하우스 랩을 제공할 수 있다.
본 발명의 다기능성 하우스 랩은 필름층과 부직포층이 서로의 기능을 독립적으로 발현함과 동시에 단점을 상호완함으로써 다양한 성능을 나타낼 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 하우스 랩의 단면을 나타낸 모식도이다.
이하 본 발명을 실시예 등에 의하여 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 다음 실시예 등에 의하여 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 하우스 랩의 제조
a) 시스-코어 섬유로 이루어진 부직포 제조단계
시스-코어 복합방사 섬유를 생산하기 위하여 1개의 다이부에 2개의 고분자가 이동되고 각각의 고분자는 다른 경로를 지나서 1개의 고분자는 중심(core)부에 1개의 고분자는 시스(sheath)로 이동되는 복합방사기를 사용하였다. 복합방사시 사용된 고분자는 폴리에틸렌과 폴리프로필렌이며 제조된 시스-코어 섬유는 폴리에틸렌 45 중량%, 폴리프로필렌 55 중량%를 포함한다.
상기에서 제조된 시스-코어 섬유로 웹을 형성하고 형성된 웹을 접착하기 위하여 140℃ 온도와 100N/mm의 압력으로 칼렌더링 처리한 다음 100℃의 온도로 열고정시켜 스펀본드 부직포를 제조 하였다.
b)통기성 필름층 제조단계
점도 3,000cps 폴리우레탄수지(Vix chem.) 60g, 방염제 40g, 디메틸포름아마이드(DMF) 10g, 메틸에틸케톤(MEK) 10g, 톨루엔(TOL) 10g, 안료(우석켐) 20g을 혼합하여 폴리우레탄수지 혼합액을 만들어 여과한 후, 폴리프로필렌 필름이 코팅된 이형지(Release paper)위에 콤마나이프코터(comma knife coater)로 두께 15㎛로 캐스트 하였다. 그리고 100 ℃에서 30초간 열처리하고, 110℃에서 40초간 열처리후 150℃에서 30초간 열처리하여 펄 수지 필름층을 제조하였다.
c) 니들펀칭 복합부직포 제조단계
니들펀칭 복합부직포를 제조하기 위하여 직경 1.5D(denier)인 아라미드 섬유 20중량%, 직경 7D인 폴리에틸렌중공사 30 중량%, 직경 7D인 폴리에틸렌 섬유 50 중량%를 혼합하였다. 상기 혼합된 섬유를 바브(barb)수가 3개인 니들펀칭바늘로 4차에 걸친 니들펀칭 공정을 거쳐 니들펀칭 복합부직포를 제조하였다.
상기 니들펀칭 공정에서 침의 밀도(Needle density)는 8,000본/m, 투과 깊이(Penetration depth)는 12mm로 하였다.
d) 내식성 알루미늄 필름층 제조단계
두께 15㎛인 폴리에틸렌 필름과 10㎛인 알루미늄 막을 도트(dot) 방식을 응용하여 합지하였다. 합지시 통기성을 부여하기 위하여 망점 간격 1번 건너뛰기 방식으로 100℃의 온도와 20 kgf/cm2 압력으로 폴리에틸렌필름을 알루미늄 막 양면에 접착하여 내식성 알루미늄 필름층을 제조하였다.
e)하우스랩 제조단계
상기에서 제조된 통기성 필름과 부직포를 핫-멜트 라미네이팅법으로 합포하여 각층이 시스-코어 섬유로 이루어진 스펀본드 부직포층, 통기성 필름층, 니들펀칭 복합부직포층, 내식성 알루미늄 필름층 순서로 적층하여 다기능성 하우스랩을 제조하였다. 상기 핫-멜트 라미네이팅시 사용된 접착제는 100% 폴리우레탄을 사용하였고 접착온도는 100℃로 설정하고 가공속도는 20m/min으로 하였다.
실시예 2. 하우스 랩 제조
니들펀칭 부직포의 섬유 혼용율을 직경 1.5D인 아라미드 섬유 30 중량%, 직경 7D인 폴리에틸렌 중공사 30 중량%, 직경 7D인 폴리에틸렌 섬유 40 중량%로 설정하여 니들펀칭 부직포를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
비교예.
상기 실시예 1에서 내식성 알루미늄 필름을 합지하지 않고, 니들펀칭 부직포층 대신 실시예 1에서 제조된 스펀본드 부직포를 적층시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
평가항목 단위 실시예 1 실시예 2 비교예
난연성(LOI) % 28 26 23
방사율 - 0.05 0.05 0.7
열전도도 W/mk 0.033 0.034 0.083
투습도 g/m224hr 4,350 3,930 3,420
내수도 mmH2O 5,270 5,320 3,300

인장강도		 MD N 410 580 160
CD N 600 570 120

인장신도		 MD % 112 121 38.2
CD % 120 130 67.7
상기 표 1에서 나타나는 바와 같이 본 발명에서 제조된 하우스랩은 방사율과 난연성이 우수하고 투습방수성이 우수하다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
A : 시스-코어 부직포층 B : 통기성 필름층
C : 니들펀칭 복합부직포층 D : 내식성 알루미늄 필름층

Claims (8)

  1. 시스-코어 섬유로 이루어진 부직포층; 통기성 합성수지 필름층; 니들펀칭 복합 부직포층; 및, 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계 및 폴리우레탄계 고분자 중에서 선택된 것으로 이루어진 두께 5 ~ 30 ㎛의 고분자 필름이 일면 또는 양면에 도트(dot) 방식 열접착 또는 접착제에 의하여 코팅되고 전면적에 걸쳐 니들펀칭에 의한 미세 기공이 형성된 내식성 알루미늄 필름층이 순차적으로 적층되고 핫-멜트 라미네이팅(hot-melt laminating)에 의하여 합지된 것을 특징으로 하는 다기능성 하우스 랩(house wrap).
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 시스-코어 섬유로 이루어진 부직포층은,
    폴리에틸렌 필라멘트를 시스로 하고 폴리프로필렌 필라멘트를 코어로 하는 시스-코어 섬유로 이루어진 것으로, 스펀본드 부직포, 멜트 브로운 부직포 또는 스펀본드와 멜트 브로운 복합부직포로 이루어진 것을 특징으로 하는 다기능성 하우스 랩.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 시스-코어 섬유로 이루어진 부직포층은 중량이 10 ~ 80g/㎡ 인 것을 특징으로 하는 다기능성 하우스 랩.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 통기성 합성수지 필름층은, 폴리우레탄계, 폴리에스터계, 및 폴리에틸렌계 중에서 선택된 합성수지 30 ~ 90 중량%와, 인계 방염제, 할로겐계 방염제 또는 이들의 혼합물 10 ~ 70 중량%로 이루어진 것으로, 두께가 8 ~ 30 ㎛인 것을 특징으로 하는 다기능성 하우스 랩.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 니들펀칭 복합 부직포층은
    아라미드 섬유 10 ~ 50 중량%와, 폴리에틸렌계 섬유, 폴리에틸렌계 중공사, 폴리프로필렌계 섬유, 폴리에스터계 섬유, 폴리에스터계 중공사, 유리섬유, 및 무기섬유 중에서 선택된 적어도 하나의 섬유 50 ~ 90 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능성 하우스 랩.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 핫-멜트 라미네이팅(hot-melt laminating)은 폴리우레탄, 폴리에틸렌 및 폴리에스터계 중에서 선택된 접착제를 사용하고, 접착온도는 70 ~ 130℃에서 이루어진 것을 특징으로 하는 다기능성 하우스 랩.
  8. 폴리에틸렌 필라멘트로 이루어진 시스와 폴리프로필렌 필라멘트로 이루어진 코어를 가지는 복합방사 섬유로 웹을 형성하여 스펀본드, 멜트 브로운 또는 스펀본드와 멜트 브로운 복합 부직포를 제조하는 시스-코어 섬유로 이루어진 부직포 제조단계;
    폴리우레탄계, 폴리에스터계, 및 폴리에틸렌계 중에서 선택된 합성수지 30 ~ 90 중량%와, 인계 방염제, 할로겐계 방염제 또는 이들의 혼합물 10 ~ 70 중량%를 포함하여 이루어진 조성물을 용제 및 첨가제와 혼합하고 폴리프로필렌 필름이 코팅된 이형지(Release paper)위에 콤마 나이프코터(comma knife coater)로 두께 8 ~ 30 ㎛가 되도록 캐스트 한 후 열처리하는 통기성 필름층 제조단계;
    아라미드 섬유 10 ~ 50 중량%와, 폴리에틸렌계 섬유, 폴리에틸렌계 중공사, 폴리프로필렌계 섬유, 폴리에스터계 섬유, 폴리에스터계 중공사, 유리섬유, 및 무기섬유 중에서 선택된 적어도 하나의 섬유 50 ~ 90 중량% 를 포함하는 혼합 섬유를 5,000 ~ 8,000본/m 으로 니들펀칭하여 니들펀칭 복합부직포 제조단계;
    2 ~ 25 ㎛ 의 알루미늄 막의 양면에 두께 5 ~ 30 ㎛인 고분자 필름을 70 ~ 150℃의 온도와 10 ~ 60 kgf/cm2 압력의 도트(dot) 방식으로 합지하여 내식성 알루미늄 필름층을 제조하는 단계; 및 상기에서 제조된 시스-코어 섬유로 이루어진 부직포층, 통기성 필름층, 니들펀칭 복합부직포층 및 내식성 알루미늄 필름층 순서로 적층하고 핫-멜트 라미네이팅 또는 접착제를 사용하여 합지하는 하우스랩 제조단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다기능성 하우스 랩 제조방법.
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