KR100394138B1 - 올레핀계 타포린의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방수포로서 농업, 건축 및 레저 용도 등에 사용되는 올레핀계 타포린의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 고강력 폴리에스테르 필라멘트로 제직된 직물 양면에 압출기로 올레핀계 합성수지의 코팅 조성물을 도포하고 칼렌더링 로울러로 압축시키므로서 제조시 별도의 바인더 처리공정이 필요없고, 소각시 유독성 가스가 발생되지 않으며, 단위면적당 무게가 가벼운 올레핀계 타포린을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 코팅 조성물은 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE) 또는 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 15∼94.5 중량%, (ⅰ) 에틸렌 프로필렌 러버 또는 (ⅱ) 에틸렌과 옥텐 또는 부텐의 공중합물인 에틸렌 알파 올레핀 코폴리머의 엘라스토머 5∼60 중량%, 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE) 또는 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 와 염료 또는 산화티탄을 혼합시켜서 제조된 착색용 마스터 배치 칩 0.5∼15 중량% 및 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE) 또는 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 과 실리카 또는 탄산칼슘을 혼합시켜서 제조한 접착방지용 마스터 배치 칩 0∼10 중량% 를 블렌딩하여 제조한다.

Description

올레핀계 타포린의 제조방법.
본 발명은 올레핀계 타포린의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 고강력 폴리에스테르 필라멘트로 제직된 직물 양면에 압출기 및 칼렌더링 로울러를 이용하여 올리핀계 합성수지의 코팅 조성물을 코팅하므로서 제조시 직물사이의 공간을 통해 양쪽 코팅물질이 접착되어 별도의 바인더 처리 공정이 생략되고, 소각시 유독성 가스가 발생되지 않으며 단위면적당 무게가 가벼운 올레핀계 타포린을 제조하는 방법에 관한 것이다.
타포린은 천막지로 알려진 방수포로서 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE) 원사, 폴리에스터 원사 및 나이론 원사 등으로 제직된 직물의 양면에 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 및 폴리비닐클로라이드 (PVC) 등을 코팅한 것으로 코팅 후의 원단 두께는 0.35∼1.20mm 정도이다.
타포린은 매우 다양한 용도로 사용되고 있는데 크게 농업용, 건축용, 상업용, 레저용, 운송용 및 가정용 등으로 구별된다.
공업용은 농기계 덮게, 임시곡물창고, 양계장 실내천정, 광선 차단막, 온도조절용 커튼 및 임시관계수로용으로 사용되며, 건축용은 방풍막, 건자재 덮게 및 건축기계 덮게 등이며, 산업용은 컨테이너 백, 물탱크용, 목재덮게 및 간이창고 등으로 사용되고 있다.
또 레저용으로는 보트 커버, 수영장 덮게, 스크린하우스, 야외 차양막 및 비치파라솔 등으로 사용되며, 운송용은 트럭 커버, 각종 화물운송 덮게, 가정용은 우의, 가방, 잔디깍기 덮게, 벽난로용 땔감 덮게, 얼룩방지용 깔개 및 덮게 등으로 대부분 깔개와 덮게의 용도로 사용된다.
현재 사용되는 타포린은 폴리에틸렌 (PE) 타포린과 폴리비닐클로라이드 (PVC) 타포린이 대부분이다. 폴리에틸렌 (PE) 타포린은 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE) 원사로 직물을 제직한 후 직물의 양면을 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE) 으로 코팅하여 제조한다. 이와 같은 방법은 코팅물질인 저밀도 폴리에틸렌 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌과 고밀도 폴리에틸렌 직물 간의 접착력이 양호하여 접착강도 향상을 위한 바인더 처리 공정은 생략되지만, 폴리비닐클로라이드 (PVC) 타포린과 비교시 인장강도 및 인열강도 등의 물성이 떨어지는 문제점이 있다. 그 결과 폴리에틸렌 (PE) 타포린은 저급제품으로 사용된다.
한편 폴리비닐클로라이드 (PVC) 타포린을 제조하는 기술로서 한국 공고 특허 81-79 호에서는 꼬임이 없는 500∼1,500 데니어의 고강력 폴리에스테르 필라멘트 원사를 경사 및 위사로 사용하여 경사 및 위사의 밀도가 인치당 8∼15 본이 되도록 제직한다.
제직공정에서 경사 및 위사의 슬립이 발생하는 폐단을 방지하기 위하여 고정된 브레스트 빔 (Breast Beam) 대신에 베아링을 끼운 로울러를 사용하여 직물의 선 속도와 동일한 회전속도로 회전하게 되고, 종래의 프릭션 로울러 (Friction Roller), 서피스 로울러 (Surface Roller) 및 가이드 로울러의 표면에는 고무 스트롭 (Gum Strop) 을 권취시켜서 직물이 크로스 빔 (Cloth Beam)에 감길 때 경사 및 위사가 밀리지 않도록 강력하게 파지되면서 권취되도록 하였다.
이와 같이 제직된 직물을 가공공정에서 경사 및 위사의 밀림으로 인한 변형을 방지하기 위하여 폴리아크릴 수지 등의 슬립방지제를 처리한 다음 히트 셋팅하고 직물 양면을 폴리비닐클로라이드 조성물로서 코팅하는 방법이 제안하고 있다.
또한 미국 특허 4, 298, 645 호 등에서도 폴리비닐클로라이드 타포린을 제조하는 방법들을 제안하고 있다.
이와 같은 방법들에 의해 제조된 폴리비닐클로라이드 (PVC) 타포린은 인장강도 및 인열강도 등의 물성이 폴리에틸렌 (PE) 타포린 보다 우수하므로 고급제품으로 사용되어 왔지만, 폴리비닐클로라이드 (PVC) 자체의 밀도 (약 1.40) 가 높아서단위면적당 무게가 높고, 폐기 처리를 위한 소각시 유독성 가스가 발생되어 환경을 오염시키는 문제가 있었다.
또한 폴리에스테르 직물과 코팅 조성물인 폴리비닐클로라이드 (PVC) 와의 접착성이 불량하여 코팅전에 폴리에스테르 직물을 바인더 처리해야 하므로 공정이 복잡해지는 문제도 발생하였다.
본 발명은 이상에서 설명한 종래의 폴리에틸렌 (PE) 타포린 및 폴리비닐클로라이드 (PVC) 타포린의 문제점을 해결할 수 있는 새로운 형태의 타포린을 제조하는 방법에 관한 것이다.
즉, 코팅 조성물로 폴리비닐클로라이드가 아닌 올레핀계 수지를 사용하므로서 타포린의 단위면적당 무게를 감소시켰으며, 소각시 유해물질의 발생을 방지하였다. 또한 직물 양면의 코팅 조성물 상호간 접착으로 접착강도 증진을 위한 바인더 처리를 생략할 수 있다.
본 발명은 고강력 폴리에스테르 필라멘트를 경사 및 위사로 사용하여, 경사 및 위사 밀도가 인치당 5∼20본이 되도록 제직된 직물의 양면에 압출기를 이용하여 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE) 또는 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 15∼94.5 중량%, (ⅰ) 에틸렌 프로필렌 러버 또는 (ⅱ) 에틸렌과 옥텐 또는 부텐의 공중합물인 에틸렌 알파 올레핀 코폴리머의 엘라스토머 5∼60 중량%, 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE) 또는 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 과 염료 또는 산화티탄 (TiO2) 을 혼합시켜서 제조된 착색용 마스터 배치 칩 0.5∼15 중량% 및 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 또는 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 과 실리카 또는 탄산칼슘 (CaCO3) 을 혼합시켜서 제조한 접착방지용 마스터 배치 칩 0∼10 중랑% 를 블렌딩한 코팅 조성물를 코팅시킨 후 칼렌더링 로울러로 압축을 특징으로 하는 올레핀계 타포린의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 올레핀계 타포린의 제조방법을 보다 구체적으로 설명한다.
먼저, 고강력 폴리에스테르 필라멘트를 경사 및 위사로 사용하여 경사 및 위사 밀도가 인치당 5∼20본이 되도록 제직한다.
경사 및 위사의 밀도가 인치당 5본보다 적은 경우 제조된 타포린은 인장강도 및 인열강도 등의 물성이 나쁘다. 반면 경사 및 위사의 밀도가 인치당 20본 보다 많은 경우 코팅 조성물 간의 접착공간이 작으므로 코팅 조성물과 직물이 분리되기 쉽다. 그 결과 타포린의 접착강도가 저하된다.
고강력 폴리에스테르 필라멘트의 섬도는 200∼1,500 데니어가 적당하다.
그 다음으로 제직된 폴리에스테르 직물을 올레핀계 합성수지의 코팅 조성물로 코팅한다.
올레핀계 합성수지의 코팅 조성물은 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE) 또는 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 15∼94.5 중랑%, (ⅰ) 에틸렌 프로필렌 러버 또는 (ⅱ) 에틸렌과 옥텐 또는 부텐의 공중합물인 에틸렌 알파 올레핀 코폴리머의 엘라스토머 5∼60 중랑%, 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE) 또는 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 과 염료 또는 산화티탄을 혼합하여 제조한 착색용 마스터 배치 칩 0.5∼15 중량% 및선형저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE) 또는 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 과 실리카 또는 탄산칼슘을 혼합시켜서 제조한 접착방지용 마스터 배치 칩 0∼10 중랑% 를 드라이 블렌딩 또는 멜트 블렌딩하여 제조한다.
본 발명의 올레핀계 합성수지의 코팅 조성물에는 상기 접착방지용 마스터 배치 칩은 선택적으로 첨가된다. 즉 접착성 향상을 위해 첨가하여도 좋고 생략할 수도 있다.
이때 엘라스토머의 함량이 5 중량% 미만일 경우에는 타포린의 굴곡성이 나빠지며 60 중량% 보다 많은 경우에는 타포린의 인장강도가 저하된다.
또한 상기 엘라스토머로는 에틸렌 프로필렌 러버 를 사용하거나 에틸렌 70∼90 중량% 와 옥텐 또는 부텐 10∼30 중량% 의 공중합물을 사용한다.
또한 착색용 마스터 배치 칩의 함량이 0.5 중량% 미만인 경우에는 타포린의 착색성이 나빠지고 15 중량% 보다 많은 경우에는 타포린의 접착강도가 저하된다.
한편 착색용 마스터 배치 칩은 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE) 또는 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 50∼90 중량% 와 염료 또는 산화티탄 (TiO2) 등의 첨가제 10∼50 중량%를 혼합시켜서 제조한다. 한편 접착방지용 마스터 배치 칩은 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE) 또는 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 50~90 중랑% 와 실리카 또는 탄산칼슘 10∼50 중량% 를 혼합시켜 제조한다. 올레핀계 합성수지의 코팅 조성물에 접착방지용 마스터 배치 칩을 첨가하는 경우에는 접착방지제인 실리카 또는 탄산칼슘이 함유된 접착 방지용 마스터 배치 칩을 10 중량% 이하 첨가하여 코팅 조성물을제조한다.
접착방지용 마스터 배치 칩의 첨가량이 10 중량% 를 초과하는 경우 접착방지 성능은 계속 향상되나 경제성 측면을 고려할 때 그 이상은 바람직하지 않다.
이상과 같이 제조된 올레핀계 합성수지의 코팅 조성물로 고강력 폴리에스테르 필라멘트로 제직된 폴리에스테르 직물의 양면을 코팅한다.
직물의 한쪽면씩 각각 코팅할 수도 있고 직물 양면을 동시에 코팅할 수도 있다. 도면을 통하여 올레핀계 합성수지의 코팅 조성물을 폴리에스테르 직물에 코팅하는 방법을 구체적으로 설명한다. 제 1 도 및 제 2 도는 코팅조성물을 폴리에스테르 직물에 코팅시키는 공정의 개략도이다.
먼저 제 1 도의 방법에 있어서는, 올레핀계 합성수지의 코팅 조성물은 내부 온도가 60∼300℃ 이고 토출 다이 (1') 부분의 온도가 260∼330℃로 유지되는 압출기 (1) 를 통해 필름상태로 압출된다. 압출된 코팅 조성물은 온도가 60℃ 이하인 칼렌더링 로울러 (5) 에서 폴리에스테르 직물 (3) 과 접착된다. 한편 폴리에스테르 직물의 공급 롤 (4) 에서는 폴리에스테르 직물 (3) 을 칼렌더링 로울러 (5) 및 실리콘 러버 로울러 (6) 로 공급한다. 공급된 폴리에스테르 직물 (3) 과 코팅 조성물 (2) 은 압축로울러 사이에서 접착된 후, 권취 롤 (8) 에 권취된다. 이때 직물과 접촉하는 로울러 (6) 의 재질로는 실리콘 러버가 바람직하며, 코팅 조성물과 접촉하는 로울러 (5) 로서는 광택이 없는 무광 로울러를 사용하는 것이 바람직하다.
또한 제 2 도의 방법에 있어서는, 압출기 또는 혼련기 (1) 를 사용하여 200∼300℃의 온도로 코팅 조성물을 녹이면서 혼합한다. 이 코팅 조성물을 칼렌더링로울러 (5) 로 이송한다. 이때 칼렌러링 로울러의 온도는 140∼200℃를 유지한다. 칼렌더링 로울러에서 필름형태로된 코팅 조성물은 실리콘 러버 롤 (6) 과의 사이에서 폴리에스테르 직물과 접착된다. 압축로울러 (5 및 6)와 무광 로울러 (9) 사이에서 히팅장치 (10) 로 폴리에스테르 직물에 코팅된 코팅 조성물을 가열하여 무광 로울러 (9) 로 처리하므로서, 코팅 조성물이 코팅된 폴리에스테르 직물 (7) 표면에 보다 효율적으로 요철을 발생시켜 무광효과를 증진시킨다.
이상에서 설명한 코팅방법을 폴리에스테르 직물의 반대편에도 적용하여 폴리에스테르 직물의 앙면을 올레핀계 합성수지의 코팅 조성물로 코팅한다. 이와 같이 폴리에스테르 직물의 양면에 코팅된 본 발명의 올레핀계 합성수지의 코팅 조성물은 폴리에스테르 직물의 공간을 통해 상호 접착된다.
본 발명의 제조방법에 의해 제조된 올레핀계 타포린은 단위면적당 무게가 가볍고, 소각시 유독성 가스가 발생되지 않으며, 인장강도, 인열강도 및 접착강도 등의 물성이 우수하다. 본 발명의 올레핀계 타포린의 두께는 300∼900 ㎛ 이다. 또한 직물 양면에 코팅된 코팅 조성물이 직물공간을 통해 상호접착되므로 올레핀계 합성수지의 코팅 조성물을 폴리에스테르 직물에 코팅하기 전에 접착강도 향상을 위해서 폴리에스테르 직물에 바인더 처리하는 공정을 생략할 수도 있다.
본 발명을 실시예 및 비교실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 본 발명이 실시예 및 비교실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
1,000 데니어의 고강력 폴리에스테르 필라멘트를 경사 및 위사로 사용하여경사 및 위사밀도가 인치당 5본이 되도록 폴리에스테르 직물을 제직하였다. 한편 제직된 직물을 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE) 70 중량%, 에틸렌 80 중량% 와 부텐 20 중량% 를 공중합시킨 엘라스토머 20 중량%, 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE) 85 중량% 와 산화티탄 15 중랑%를 혼합시켜 제조한 착색용 마스터 배치 칩 5 중량% 및 선형저밀도 폴리에틸렌 95 중량%와 실리카 5 중량% 를 혼합시켜 제조한 접착방지용 마스터 배치 칩 5 중량% 를 멜트 블렌딩하여 올레핀계의 코팅 조성물을 제조하였다.
내부온도가 240℃ 이고, 코팅 조성물 토출다이의 온도가 300℃ 인 압출기를 사용하여 앞에서 제조된 폴리에스테르 직물의 양면에 상기 올레핀계 코팅 조성물을 코팅한 후, 30℃ 의 칼렌더링 로울러로 압축시켜 두께가 600㎛ 인 올레핀계 타포린을 제조하였다.
실시예 2∼5
실시예 1 과 비교시 폴리에스테르 직물의 경사 및 위사밀도를 표 1 과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 조건으로 올레핀계 타포린을 제조하였다.
실시예 6∼10
실시예 1 과 비교시 코팅 조성물의 조성비를 표 2 와 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 조건으로 올레핀계 타포린을 제조하였다.
실시예 11 ∼15
실시예 1 과 비교시 저밀도 폴리에틸렌 75 중량% 와 염료 25 중량% 를 혼합시켜 제조한 착색용 마스터 배치 칩을 사용한 것, 저밀도 폴리에틸렌 90 중량% 와 탄산칼슘 10 중량% 를 혼합시켜 제조한 접착방지용 마스터 배치 칩을 사용한 것 및 코팅 조성물의 조성비를 표 2 와 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 조건으로 올레핀계 타포린을 제조하였다.
비교실시예 1 ∼3
실시예 1 과 비교시 폴리에스테르 직물의 경사 및 위사밀도를 표 1 과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 조건으로 올레핀계 타포린을 제조하였다.
비교실시예 4~7
실시예 1 과 비교시 코팅 조성물의 조성비를 표 2 와 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 조건으로 올레핀계 타포린을 제조하였다.
실시예 1∼15 및 비교실시예 1∼7 에서 제조된 올레핀계 타포린의 인장강도, 인열강도 및 접착강도를 ASTM 751-89 측정방법으로 측정한 결과는 표 1 및 표 2 와 같다.
＜ 표 1 ＞ 폴리에스테르 경사 및 위사 밀도에 따른 물성 측정 결과
＜ 표 2 ＞ 코팅 조성물의 조성에 따른 물성 측정 결과
제 1 도 및 제 2 도는 본 발명의 코팅 조성물을 폴리에스테르 직물에 코팅시키는 공정개략도이다.
제 1 도 및 제 2 도에서 1 은 혼련기 또는 압출기이고, 1'는 토출 다이이고, 2 는 필름상의 코팅 조성물이고, 3 은 폴리에스테르 직물이고, 4 는 폴리에스테르 직물의 공급 롤이고, 5 는 칼렌더링 로울러이고, 6 은 실리콘 러버 로울러이고, 7 은 코팅 조성물이 접착된 폴리에스테르 직물이고 8 은 코팅 조성물이 접착된 폴리에스테르 직물의 권취 롤이고, 9 는 무광 로울러이고, 10 은 히팅장치이다.

Claims (10)

  1. 고강력 폴리에스테르 필라멘트를 경사 및 위사로 사용하여 경사 및 위사 밀도가 인치당 5∼20본이 되도록 제직된 직물의 양면에 압출기로 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE) 또는 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 15∼94.5 중량%, (ⅰ) 에틸렌 프로필렌 러버 또는 (ⅱ) 에틸렌과 옥텐 또는 부텐의 공중합물인 에틸렌 알파 올레핀 코폴리머의 엘라스토머 5∼60 중랑%, 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE) 또는 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 과 염료 또는 산화티탄 (TiO2) 을 혼합시켜서 제조된 착색용 마스터 배치 칩 0.5∼15 중량% 및 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE) 또는 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 과 실리카 또는 탄산칼슘 (CaCO3) 을 혼합시켜서 제조한 접착방지용 마스터 배치 칩 0∼10 중량% 를 블렌딩한 코팅 조성물을 도포시킨 후 칼렌더링 로울러 (5 및 6) 로 압축시킴을 특징으로 하는 올레핀계 타포린의 제조방법.
  2. 1항에 있어서, 고강력 폴리에스테르 필라멘트의 섬도가 200∼1,500 데니어인 것을 특징으로 하는 올레핀계 타포린의 제조방법.
  3. 1항에 있어서, 코팅 조성물이 각 성분을 드라이 블렌딩 또는 멜트 블렌딩 시켜서 제조됨을 특징으로 하는 올레핀계 타포린의 제조방법.
  4. 1항에 있어서, 착색용 마스터 배치 칩은 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE) 또는 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 50∼90 중량% 와 염료 또는 산화티탄 (TiO2) 10∼50 중량% 를 혼합시켜 제조됨을 특징으로 하는 올레핀계 타포린의 제조방법.
  5. 1항에 있어서, 접착방지용 마스터 배치 칩은 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE) 또는 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 50∼90 중량% 와 실리카 또는 탄산칼슘 (CaCO3) 10∼50 중랑%를 혼합시켜 제조됨을 특징으로 하는 올레핀계 타포린의 제조방법.
  6. 1항에 있어서, 코팅 후의 타포린 두께가 300∼900㎛ 인 것을 특징으로 하는 올레핀계 타포린의 제조방법.
  7. 1항에 있어서, 에틸렌 알파 올레핀 코폴리머의 엘라스토머가 에틸렌 프로필렌 러버 이거나, 에틸렌 70∼90 중량% 와 옥텐 또는 부텐 10∼30 중량% 의 공중합물인 것을 특징으로 하는 올레핀계 타포린의 제조방법.
  8. 1항에 있어서, 코팅 조성물을 200∼300℃ 의 혼련기에서 용융시킨 후 260∼330℃ 의 압출다이를 통해 고강력 폴리에스테르 직물의 양면에 도포시키고, 칼렌더링 로울러로 압축시킴을 특징으로 하는 올레핀계 타포린의 제조방법.
  9. 1항 또는 8항에 있어서, 폴리에스테르 직물의 표면과 접촉하는 압축 로울러 (6) 의 재질이 실리콘 러버인 것을 특징으로 하는 올레핀계 타포린의 제조방법.
  10. 1항 또는 8항에 있어서, 필름상의 코팅 조성물과 접촉하는 칼렌더링 로울러 (5) 가 무광 로울러인 것을 특징으로 하는 올레핀계 타포린의 제조방법.
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