KR101296823B1 - 친환경 투습방수 필름용 조성물, 이를 포함하는 친환경 투습방수 필름 및 이의 제조방법 - Google Patents

친환경 투습방수 필름용 조성물, 이를 포함하는 친환경 투습방수 필름 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 친환경 투습방수 필름용 조성물, 이를 이용하여 제조한 친환경 투습방수 필름 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로 설명을 하면, 식물성 바이오매스 유래의 폴리우레탄 수지를 사용한 최적의 조성 및 조성비로 이루어진 필름용 수지를 최적의 방법으로 필름을 제조함으로써, 우수한 투습도, 내수도를 갖으면서도 생분해성이 우수한 필름을 제공할 수 있는 발명에 관한 것이다.

Description

친환경 투습방수 필름용 조성물, 이를 포함하는 친환경 투습방수 필름 및 이의 제조방법{Compositions of eco-friendly water-proof film, Water-proof film having the same and Preparing method thereof}
본 발명은 바이오매스 기반의 친환경 투습방수 필름용 조성물, 이로 제조한 생분해성, 피부친화성, 투습성 및 내수성이 우수한 친환경 투습방수 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
석유화학계로부터 유래되는 범용 플라스틱인 PVC(Polyvinyl Chloride), PE(Polyethylene), PP(Polypropylene), PS(Polystyrene) 등의 경우 다양한 용도에 활용되고 있으나 소각시 다이옥신과 같은 유해물질을 발생시키고 이산화탄소 발생량이 많아 대기 중 온실가스 효과를 가속화시키는 문제가 있다.
이와 같은 석유화학계 플라스틱 필름은 화학적, 생물학적으로 안정적이기 때문에 분해시 거의 분해되지 않고 축적되므로 토양의 오염 원인으로 문제되고 있다.
또한, 최근 들어 녹색화 및 지구의 온실가스 감축을 위해 환경 친화적인 요소인 바이오매스에서 유래된 바이오 고분자와 이를 이용한 필름 등으로의 응용군에 대한 연구와 개발이 많이 진행되고 있다.
현재 투습방수포를 제조하는 기술로는 건식공법, 습식공법, 라미네이팅 공법이 있는데, 건식공법은 폴리우레탄을 MEK(Methyl Ethyl Ketone), TOL(Toluene), Acetone 등 휘발성이 강한 유기용매에 용해시켜 제조한 수지조성물을 원단 상에 일정한 두께로 코팅한 후 열처리하여 휘발성 유기용매를 휘발시킴으로써 원단 상에 폴리우레탄 필름층을 형성시키는 방법이다.
그리고, 습식공법은 폴리우레탄과 유기용매인 DMF(Dimethylformamide)를 혼합하여 제조한 수지조성물을 원단 상에 일정한 두께로 코팅한 후 이들을 물속으로 통과시킴으로써 원단 상에 미세한 기공을 갖는 코팅층을 형성시키는 방법이다. 또한, 라미네이팅 공법은 투습방수 성능을 갖는 필름을 별도로 제조한 후 접착제를 사용하여 원단과 합포하는 방식이다.
하지만 건식공법, 습식공법 및/또는 라미네이팅 공법에 의한 투습방수포는 석유화학계에서 유래한 원료와 유기용매를 사용하기 때문에, 인체에 유해할 뿐만 아니라 수질 및 대기오염을 야기 시킬 수 있으며, 높은 생산단가와 낮은 생산성 그리고 고품질 발현 등에 한계가 있다.
이에 본 발명자들은 기존 투습방수 필름 및 이를 이용한 라미네이트 원단의 문제점을 해결하기 위하여 노력한 결과, 식물성 바이오매스 유래의 지방산으로 제조한 폴리우레탄 수지를 도입하는 방안을 도출하였으며, 이를 이용하여 투습방수 필름을 제조하기 위한 최적의 조성 및 조성비를 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 친환경 투습방수 필름용 조성물에 관한 것으로서, 식물성 바이오매스 유래의 폴리우레탄 수지, 유기용매, 희석제 및 용해제를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명은 친환경 투습방수 필름에 관한 것으로서, 상기 친환경 투습방수 필름용 조성물을 포함하며, 구체적으로는 상기 친환경 투습방수 필름용 조성물을 이용하여 제조한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 친환경 투습방수 필름의 제조방법에 관한 것으로서, 상기 친환경 투습방수 필름용 조성물을 혼합 및 교반하여 폴리우레탄(PU) 혼합액을 제조하는 단계; 상기 PU 혼합액을 기재에 캐스팅(casting)하는 단계; PU 혼합액이 캐스팅된 기재를 80℃ ~ 160℃ 하에서 90초 ~ 120초간 건조시키는 단계;를 포함하는 공정을 거쳐서 친환경 투습방수 필름을 제조하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명은 투습방수포에 관한 것으로서, 상기 친환경 투습방수 필름층 및 직물, 편물 또는 부직포 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 기재층;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 투습방수 필름은 종전 석유화학계 폴리우레탄으로 제조된 필름과의 성능면에서 큰 손색없이 사용이 가능할 뿐만 아니라, 생분해성이 우수하여 매립시 완전 분해되고 소각시 이산화탄소 배출을 저감시키는 환경 친화적인 특성 및 자원재활용 효과를 가지며, 피부 자극이 적은 피부친화성이 우수하다. 또한, 본 발명의 투습방수 필름을 직물 또는 편물, 부직포 등의 기재와의 라미네이팅에 의해 투습방수포로 제조하여 이용하는 것이 가능하며, 본 발명의 투습방수포는 스포츠웨어, 아웃도어, 군복, 작업복 및 특수 환경복 등의 의류 용도에 사용하기에 적합하다.
도 1은 본 발명의 친환경 투습방수 필름을 이용하여 제조한 투습방수 라미네이트의 일실시예를 나타낸 개략도이다.
본 발명에서 사용하는 용어인 "투습방수포"는 투습방수 원단, 투습방수 라미네이트 또는 투습방수 라미네이트 원단을 모두 포함하는 의미이다.
이하 본 발명을 더욱 자세하게 설명을 한다.
본 발명은 친환경 투습방수 필름용 조성물에 관한 것으로서, 식물성 바이오매스 유래의 폴리우레탄 수지, 유기용매, 희석제 및 용해제를 포함할 수 있다.
상기 폴리우레탄 수지는 수지 전체 중량 중 식물성 바이오매스를 20 중량%이상, 바람직하게는 20 중량% ~ 50 중량%를 포함할 수 있는데, 이때, 식물성 바이오매스가 20 중량% 미만이면 본 발명의 조성물로 제조한 투습방수 필름의 생분해성이 떨어지는 문제가 있을 수 있고, 50 중량%를 초과하는 경우, 생분해성은 증대하나 다른 물성이 떨어질 수 있으므로 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.
또한, 상기 식물성 바이오매스는 식물성 바이오매스의 부산물 또는 폐기물로부터, 예를 들면 초본 에너지작물, 짧은 주기의 목본 작물, 산업작물, 농작물, 수중자원, 농업 작물 찌꺼기, 임업 폐기물, 부산물과 폐기물 등으로부터 정제하여 제조한 지방산으로서, 구체적으로는 상기 지방산은 피마자유, 대두유, 옥수수유, 유채씨유, 야자유, 올리브유, 참깨유, 사탕수수유, 해바라기유 및 팜유 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 폴리올을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 폴리우레탄 수지는 식물성 바이오매스 외에 디이소시아네이트 및 사슬연장제 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있으며, 바람직하게는 상기 폴리우레탄 수지는 식물성 바이오매스 20 중량% ~ 50 중량%, 디이소시아네이트(diisocyanate) 20 중량% ~ 50 중량%, 사슬연장제(chain extender) 5 중량% ~ 10 중량% 및 유기용매 10 ~ 50 중량%를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 사슬연장제로는 당업계에서 사용하는 일반적인 것을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 에틸렌글리콜(Ethylene glycol), 1,4-부틸렌글리콜(1,4-Butylene glycol), 1,6-헥사메틸렌글리콜(1,6-Hexamethylene glycol) 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 글리콜류; 및 에틸렌디아민(Ethylene diamine, EDA), 4,4-디페닐메탄디아민(4,4-Diphenyl methane diamine, MDA), 이소포렌디아민(Isophorene diamine, IPDA) 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 디아민류; 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
또한, 이러한 본 발명의 폴리우레탄 수지는 NCO 지수(index)가 20 ~ 70 일 수 있으며, 바람직하게는 NCO 지수가 25 ~ 65일 수 있다.
본 발명의 친환경 투습방수 필름용 조성물에 있어서, 상기 유기용매로는 메틸에틸케톤(methylethylketone), 아세톤(acetone), 디에틸케톤(diethylketone) 및 메틸이소부틸케톤(methylisobuthylketone)중에서 선택된 1종 이상을 함유한 케톤계 유기용매; 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran), 일사다이옥산(1,4-dioxane) 및 옥세탄(oxetane)중에서 선택된 1종 이상을 함유한 에테르계 유기용매; 및 석유에테르; 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 여기서, 상기 석유에테르는 끓는점 30℃ ~ 70℃의 휘발하기 쉬운 석유 유분인 펜탄, 헥산으로 이루어진 것일 수 있다.
본 발명의 친환경 투습방수 필름용 조성물에 있어서, 상기 희석제는 상기 유기용매 보다 높은 비등점 및 낮은 표면장력을 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하며, 구체적인 예를 들면, 톨루엔(toluene), 자일렌(xylene) 및 벤젠(benzene) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 방향족계 화합물을 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 친환경 투습방수 필름용 조성물에 있어서, 상기 용해제는 상기 희석제 보다 높은 비등점 및 높은 표면장력을 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하며, 구체적인 예를 들면, 디메틸포름아미드(dimethylformamide), 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide) 및 N-메틸피롤리돈(N-Methyl Pyrrolidone) 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 아미드계 용해제를 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 친환경 투습방수 필름용 조성물은 상기 식물성 바이오매스 유래의 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여, 상기 유기용매 5 ~ 30 중량부, 상기 희석제 10 ~ 50 중량부 및 상기 용해제 5 ~ 30 중량부를, 바람직하게는 상기 유기용매 5 ~ 25 중량부, 상기 희석제 10 ~ 40 중량부 및 상기 용해제 5 ~ 25 중량부를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 친환경 투습방수 필름용 조성물은 본 발명의 친환경 투습방수 필름의 적정 물성을 해하지 않는 범위 내에서 계면활성제, 가교제, 촉매, 안정제 및 충진제 등의 첨가제를 상기 식물성 바이오매스 유래의 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여, 1 ~ 20 중량부로 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 대안은 앞서 설명한 다양한 형태의 투습방수 필름용 조성물을 포함하는 친환경 투습방수 필름에 관한 것으로서, 상기 조성물로 제조한 본 발명의 투습방수 필름은 투습도 5,000 g/m2/24h ~ 50,000 g/m2/24h 및 내수도 1,000 ㎜H2O ~ 30,000 ㎜H2O을, 바람직하게는 투습도 10,000 g/m2/24h ~ 40,000 g/m2/24h 및 내수도 3,000 ㎜H2O ~ 20,000 ㎜H2O을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 투습방수 필름은 통기도가 5초 ~ 100초인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 투습방수 필름은 필름의 어느 한 단면 또는 양면에 직경 0.1 ㎛ 이상의 미세공을 갖지 않으며, 미세공의 크기가 필름의 두께 방향으로 균일한 모노리스 멤브레인 구조를 갖을 수 있다.
그리고, 본 발명의 친환경 투습방수 필름은 일면에 접착제층(또는 접착시트, 접착필름) 을 더 포함할 수 있으며, 상기 접착제층은 당업계에서 사용하는 접착제 성분으로 구성될 수 있고, 바람직하게는 상기 폴리우레탄 수지에 사용된 식물성 바이오매스의 부산물 또는 폐기물로부터 정제하여 제조한 지방산을 포함할 수 있다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 지방산은 피마자유, 대두유, 옥수수유, 유채씨유, 야자유, 올리브유, 참깨유, 사탕수수유, 해바라기유 및 팜유 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 투습방수 필름을 제조하는 방법에 대하여 자세하게 설명을 한다.
본 발명의 친환경 투습방수 필름은 앞서 설명한 본 발명의 친환경 투습방수 필름용 조성물을 이용하여 제조할 수 있으며, 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 친환경 투습방수 필름용 조성물을 혼합 및 교반하여 폴리우레탄(PU) 혼합액을 제조하는 단계; 상기 PU 혼합액을 기재에 캐스팅(casting)하는 단계; 및 PU 혼합액이 캐스팅된 기재를 80℃ ~ 160℃ 하에서 건조시키는 단계;를 포함하는 공정을 거쳐서 제조할 수 있다.
그리고, 상기 PU 혼합액의 점도는 기재에 캐스팅하는 시점에서 500 cps ~ 10,000 cps로 조정해 두는 것이 바람직한데, 점도가 500 cps 보다 낮으면 멤브레인 형성이 어려우며, 기공이 형성되어 내수압이 극단적으로 저하되는 문제가 있을 수 있고, 점도가 10,000 cps 보다 높으면 균일한 피막 형성이 어렵고, 불균일하게 되어 투습도가 떨어질 수 있기 때문이다.
본 발명에 있어서, 상기 기재는 친환경 투습방수 필름용 조성물 성분 중 하나인 용해제 보다 낮은 표면장력을 갖는 것을 사용하는 것이 기재상에 PU 혼합액이 균일하게 퍼진 캐스트필름을 얻는 면에서 좋으며, 바람직하게는 실리콘 표면층을 갖는 이형지, 폴리프로필렌 표면층을 갖는 이형지, 폴리프로필렌 필름 및 폴리에스테르필름 중에서 선택된 1종을 사용하는 것이 좋고, 더욱 바람직하게는 상기 기재는 표면장력 45 dyne/cm 이하를 갖는 기재로서, 표면장력 15 ~ 30 dyne/cm인 실리콘 표면층을 갖는 이형지, 표면장력 20 ~ 40 dyne/cm인 폴리프로필렌 표면층을 갖는 이형지, 표면장력 20 ~ 40 dyne/cm인 폴리프로필렌 필름 및 표면장력 25 ~ 40 dyne/cm인 폴리에스테르필름 등을 사용하는 것이 좋다.
이와 같이 가능한 낮은 표면장력의 기재에 상기 PU 혼합액을 캐스트하면 도포 직후에는 PU 혼합액의 표면장력이 낮기 때문에 PU 혼합액이 기재상에 균일하게 퍼진 형태로 캐스트 필름을 형성시킬 수 있다.
그리고, 본 발명에 있어서, 상기 기재와 PU 혼합액의 표면장력은 기재의 표면장력을 S로 하고, 도포 직후의 PU 혼합액의 표면장력을 S1으로, 건조공정 중에 유기용매 또는 희석제가 우선적으로 증발된 후의 PU 혼합액 캐스트 필름의 표면장력을 S2라고 할 때, 표면장력 관계가 도포 직후 S>S1이 되고, 건조공정 중에 S<S2로 전환되는 것이다. 이러한 조건을 만족시킬 경우 얻어지는 필름은 기재 상에 균일하게 응고됨으로써, 무공질의 멤브레인 구조, 바람직하게는 무공질의 모노리스 멤브레인 구조를 갖기 때문에 스킨층과 내부층 모두 치밀하며, 도포면 측과 그 반대면 측에 미세공이 거의 없는 친환경 투습방수 필름을 얻을 수 있다.
또한, 상기 PU 혼합액은 용해도 파라미터(solubility parameter)가 폴리우레탄 수지의 용해도 파라미터(약 10 cal1/2/cm3/2) 보다 낮은 기재에 도포하는 것이 바람직하다. 즉, 폴리에스테르나 나일론의 필름을 기재로 사용하는 경우, 폴리우레탄 수지 보다 기재의 용해도 파라미터가 크게 되어서 기재가 PU 혼합액의 폴리우레탄 수지를 끌어당겨서 부착되는 경향이 커지게 되어 모노리스 멤브레인 상태가 불균일해 질 수 있다. 여기서, 상기 용해도 파라미터(δ)란 분자간 응집에너지(cohesive energy)를 그 분자체적으로 나눈 값의 제곱근이고 하기 화학식 1로 나타낸다.
[화학식 1]
δ = (E/V)1/2
상기 화학식 1에 있어서, E는 분자간 응집 에너지이고, V는 분자체적이다.
K.L.Hoy(Journal of Paint Technology, Vol. 42, No. 541, 1970)에 의하면 물 등의 극성 용매는 분자간의 응집 에너지(E)가 크고(응집력이 크고), 또한 분자 체적(V)이 작기 때문에 용해도 파라미터(δ)는 커진다. 반면, 헥산(hexane) 등의 무극성 용매는 분자간의 응집에너지가 작고(응집력이 작고), 또한 분자 체적이 크기 때문에 용해도 파라미터는 작아진다. 이상 설명한 멤브레인의 형성에 있어서 기재의 표면장력과 용해도 파라미터, 폴리우레탄 수지의 용해도 파라미터, 유기용제의 표면장력 등의 관계를 정리하면 하기 표 1에 나타낸 것과 같다.
구분 나일론
필름		 폴리에스테르
필름		 폴리프로필렌
이형지		 실리콘
이형지		 MEK 톨루엔 DMF
표면장력
(dyne/cm)		 41 39 31 22 24 28 35
용해도
파라미터
(cal1/2/cm3/2)		 13.6 10.7 8 7.4 9.4 8.9 11.7
양면
균일성		 보통 보통 우수 우수 우수 우수 우수
본 발명의 제조방법에 있어서, 상기 캐스트 방법은 당업계에서 사용하는 일반적인 방법을 사용할 수 있으며 특별히 한정하지는 않으나, 닥터 나이프 커터(doctor knife coater), 롤 커터(roll coater) 및 도트(dot) 등을 사용하여 수행할 수 있다.
본 발명의 제조방법에 있어서, 건조시키는 단계는 전체적으로 70℃ ~ 170℃ 온도에서, 바람직하게는 80℃ ~ 160℃의 온도 하에서, 더욱 바람직하게는 85℃ ~ 160℃의 온도 하에서, 건조온도를 변화시키면서 연속적으로 건조를 수행하는데 이에 대하여 좀 더 구체적으로 설명을 하면 다음과 같다.
PU 혼합액을 기재상에 도포한 직후에는 상기 PU 혼합액이 기재 상에 균일하게 도포되어 있는 상태이다. 이 상태에서 초기 건조공정에서는 유기용매의 비점 이하, 예컨대 건조온도 90℃미만, 바람직하게는 건조온도 80℃ ~ 90℃사이에서 건조시간 30초 ~ 120초 사이로 건조시킨다. 이렇게 하면, 저비점의 유기용매(예를 들면 MEK)가 우선적으로 증발하고 도포된 기재상의 PU 혼합액이 농축되기 시작하며, PU 혼합액은 희석제(예를 들면, 톨루엔)가 많이 존재하게 되고 유동성 캐스트 필름 상태로 된다. 다음으로 중기 건조공정에서는 희석제의 비점 이하, 예컨대 건조온도 120℃미만, 바람직하게는 90℃ ~ 120℃사이의 온도에서 30초 ~ 120초간 건조시킨다. 이 중기 건조공정 동안에 PU 혼합액이 농축되고 표면장력이 오르며 응집력이 상승된다. 그리고 후기 건조공정에서는 건조온도 110℃ 이상, 바람직하게는 110 ~ 170℃에서, 더욱 바람직하게는 110 ~ 160℃에서 30 ~ 120초간 건조시킨다. 후기 건조공정 동안에 잔존하는 희석제 및 용해제를 증발시키고, 치밀하게 응고되면서 균일한 무공질의 멤브레인, 바람직하게는 무공질의 모노리스 멤브레인이 형성되고 고화되어서 필름 형태로 고정 안정화된다.
본 발명의 다른 대안은 투습방수포(또는 투습방수 원단, 또는 투습방수 라미네이트)에 관한 것으로서, 앞서 설명한 본 발명의 친환경 투습방수 필름층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 투습방수포는 도 1에 일실시예로 나타낸 바와 같이 직물, 편물 또는 부직포 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 원단 등을 기재층(10)으로 하여, 친환경 투습방수 필름층(30)을 포함하는 형태일 수 있다.
또한, 상기 투습방수 필름층과 상기 기재층 사이에 접착제층(20) 및 이형층 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다. 구체적으로는 상기 기재층 표면에 접착제층을 도입하여 상기 투습방수 필름층과 기재층을 접착시킬 수 있으며, 또한, 이를 압착 건조 후 이형지를 박리(이형층 포함하는 경우)하여 투습방수포(또는 투습방수 라미네이트)를 제공할 수 있다.
이러한, 본 발명의 투습방수포는 스포츠웨어, 아웃도어, 군복, 작업복 및 특수 환경복 등 여러 분야에 걸쳐 사용할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명을 한다. 그러나 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1
식물성 바이오매스 유래 폴리우레탄 수지(제조사 ㈜HBC, 상품명 : HBU-920F, 9250A, NCO 지수=35) 100 중량부, MEK(methyl ethyl ketone, 유기용매) 10 중량부, 톨루엔(희석제) 30 중량부 및 DMF(용해제) 10 중량부를 혼합하여 점도 2,500 cps의 폴리우레탄(PU) 혼합액을 제조한 다음, 상기 PU 혼합액을 표면장력 22 dyne/cm 용해도 파라미터 7.4 cal1/2/cm3/2인 실리콘 이형지 위에 닥터나이프코터(doctor knife coater)로 두께 80 ㎛가 되도록 캐스트(cast) 하였다.
여기서, 상기 폴리우레탄 수지는 폴리올(대두유) 28 중량%, 디이소시아네이트 22 중량% 및 에틸렌글리콜(쇄연장재) 10 중량%로 합성한 PU 고형분 60 중량%와 유기용매 40 중량%를 포함하고 있다.
다음으로, 80℃에서 30초간 1차 건조를 수행한 후, 120℃에서 30초간 2차 건조를 수행하였으며, 그리고, 160℃에서 30초간 3차 건조를 연속적으로 수행하여 본 발명에 따른 평균두께 75 ㎛를 갖는 바이오매스 기반의 친환경 투습방수 필름을 제조하였다.
그리고, 제조한 투습방수 필름의 물성을 평가한 결과는 표 2에 나타내었으며, 투습도는 JIS L-1099(B-1법)에 의하여 측정하였고, 내수도는 JIS L-1092(고수압법)에 의하여 측정하였으며, 통기도는 JIS L-1096.6.27.2B(가래형태법)에 의해 측정하였다.
실시예 2
상기 실시예와 동일하게 실시하되 상기 실리콘 이형지 대신 표면장력 31 dyne/cm 용해도 파라미터 8 cal1/2/cm3/2인 폴리프로필렌 이형지를 사용하여 친환경 투습방수 필름을 제조하였으며 물성 평과 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
실시예 3
상기 실시예와 동일하게 실시하되, MEK 15 중량부, 톨루엔 35 중량부, DMF 20 중량부를 사용하여 제조한 PU 혼합액을 사용하였으며, 상기 1차 건조는 85℃에서 30초간 수행하였고, 상기 2차 건조는 105℃에서 40초간 수행하여 친환경 투습방수 필름을 제조하였다.
실시예 4
상기 실시예와 동일하게 실시하되, 상기 3차 건조는 140℃에서 40초간 수행하여 친환경 투습방수 필름을 제조하였다.
비교예 1
식물 유래 바이오매스로부터 제조된 폴리우레탄 대신 기존의 투습방수 필름 제조시에 사용되는 폴리우레탄 수지(제조사: ㈜삼호화성, 상품명 : SPU-5357H)와 톨루엔 함량을 45 중량부 사용한 것을 제외하고는 실시예와 동일한 조건으로 폴리우레탄 필름을 얻었다.
비교예 2
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되 건조를 80℃에서 2분간 수행하여 투습방수 필름을 제조하였다.
구분 내수도[㎜H20] 투습도[g/㎡/24h] 통기도[초]
실시예 1 6,000 33,500 11 초
실시예 2 5,370 28,250 15 초
실시예 3 5,250 27,700 14 초
실시예 4 5,020 27,050 13 초
비교예 1 10,000 26,000 10 초
비교예 2 3,000 4,620 25 초
본 발명이 제시하는 제조방법으로 제조하지 않은 비교예 2의 경우, 내수도 및 투습도가 매우 저조한 것을 확인할 수 있으며, 실시예 1 ~ 4의 경우, 비교예 2 보다 대략 2배 이상의 내수도를 갖는 것을 확인할 수 있었다.
그리고, 상기 실시예 1 ~ 4을 통하여 본 발명이 제시하는 조성물 및 제조방법으로 제조한 친환경 투습방수 필름의 경우 기존의 폴리우레탄계 투습방수 필름(비교예 1)과 투습도 및 통기도가 거의 유사한 것을 확인할 수 있으며, 이를 통하여 기존의 폴리우레탄계 투습방수 필름을 대체함으로써, 생분해성이 우수한 투습방수 필름을 제공할 수 있음을 확인할 수 있었다.
10 : 기재층
20 : 접착제층
30 : 친환경 투습방수 필름층

Claims (17)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. JIS L-1099(B-1법)에 의거하여 측정시 투습도 1,050 ~ 1,650 g/㎡/hr이고, JIS L-1092(고수압법)에 의거하여 측정시 내수도가 3,000 ㎜H2O ~ 20,000 ㎜H2O인 친환경 투습방수 필름용 조성물로서,
    식물성 바이오매스를 20 중량% ~ 50 중량%, 디이소시아네이트(diisocyanate) 20 ~ 50 중량%, 사슬연장제(chain extender) 5 ~ 10 중량% 및 유기용매 10 ~ 50 중량%를 함유한 식물성 바이오매스 유래의 폴리우레탄 수지; 유기용매; 희석제; 및 용해제;를 포함하며,
    상기 식물성 바이오매스는 식물성 바이오매스의 부산물 또는 폐기물로부터 정제하여 제조한 지방산이고, 상기 지방산은 대두유, 옥수수유, 유채씨유, 야자유, 올리브유, 참깨유, 사탕수수유, 해바라기유 및 팜유 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 폴리올을 포함하고,
    상기 희석제는 상기 유기용매 보다 높은 비등점 및 낮은 표면장력을 갖으며,
    상기 용해제는 상기 희석제 보다 높은 비등점 및 높은 표면장력을 갖는 것을 특징으로 하는 친환경 투습방수 필름용 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 상기 유기용매는
    메틸에틸케톤(methylethylketone), 아세톤(acetone), 디에틸케톤(diethylketone) 및 메틸이소부틸케톤(methylisobuthylketone) 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 케톤계 유기용매;
    테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran), 일사다이옥산(1,4-dioxane) 및 옥세탄(oxetane) 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 에테르계 유기용매; 및
    석유에테르; 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 투습방수 필름용 조성물.
  5. 삭제
  6. 제3항에 있어서, 상기 희석제는
    톨루엔(toluene), 자일렌(xylene) 및 벤젠(benzene) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 방향족계 화합물인 것을 특징으로 하는 친환경 투습방수 필름용 조성물.
  7. 제3항에 있어서, 상기 용해제는
    디메틸포름아미드(dimethylformamide), 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide) 및 N-메틸피롤리돈(N-Methyl Pyrrolidone) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 투습방수 필름용 조성물.
  8. 제3항, 제4항, 제6항 또는 제7항의 상기 조성물을 포함하며,
    JIS L-1099(B-1법)에 의거하여 측정시 투습도 1,050 ~ 1,650 g/㎡/hr이고, JIS L-1092(고수압법)에 의거하여 측정시 내수도가 3,000 ㎜H2O ~ 20,000 ㎜H2O이며, JIS L-1096.6.27.2B(가래형태법)에 의거하여 측정시 통기도가 5초 ~ 100초인 것을 특징으로 하는 친환경 투습방수 필름.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서, 필름의 어느 한 단면 또는 양면에 직경 0.1 ㎛ 이상의 미세공을 갖지 않으며, 미세공의 크기가 필름의 두께 방향으로 균일한 모노리스 멤브레인인 것을 특징으로 하는 친환경 투습방수 필름.
  11. 제8항에 있어서, 접착제층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 투습방수 필름.
  12. 제11항에 있어서, 상기 접착제층은 식물성 바이오매스의 부산물 또는 폐기물로부터 정제하여 제조한 지방산을 포함하며,
    상기 지방산은 피마자유, 대두유, 옥수수유, 유채씨유, 야자유, 올리브유, 참깨유, 사탕수수유, 해바라기유 및 팜유 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 투습방수 필름.
  13. 제3항, 제4항, 제6항 또는 제7항의 상기 조성물을 혼합 및 교반하여 점도가 500 cps ~ 10,000 cps인 폴리우레탄(PU) 혼합액을 제조하는 단계;
    상기 PU 혼합액을 기재에 캐스팅(casting)하는 단계; 및
    PU 혼합액이 캐스팅된 기재를 80℃ ~ 160℃ 하에서 건조시키는 단계;를 포함하며,
    상기 건조시키는 단계의 건조는 80℃ ~ 90℃ 하에서 1차 건조를 수행하는 단계; 90℃ ~ 120℃ 하에서 2차 건조를 수행하는 단계; 및 110℃ ~ 160℃ 하에서 3차 건조를 수행하는 단계;를 포함하며, 상기 1차 건조, 2차 건조 및 3차 건조는 연속적으로 수행하는 것을 특징으로 하며,
    JIS L-1099(B-1법)에 의거하여 측정시 투습도 1,050 ~ 1,650 g/㎡/hr 및 JIS L-1092(고수압법)에 의거하여 측정시 내수도가 3,000 ㎜H2O ~ 20,000 ㎜H2O인 친환경 투습방수 필름의 제조방법.
  14. 삭제
  15. 제13항에 있어서, 상기 기재는
    실리콘 표면층 또는 폴리프로필렌 표면층을 갖는 이형지, 폴리프로필렌 필름 및 폴리에스테르필름 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 친환경 투습방수 필름의 제조방법.
  16. 삭제
  17. 제8항의 친환경 투습방수 필름층(30); 및
    직물, 편물 또는 부직포 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 기재층(10);
    을 포함하는 것을 투습방수포.
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