KR101436201B1 - 열가소성 폴리올레핀 시트 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 티피오 타포린의 일면에 표면 부직포의 일부가 함침되고 나머지 일부가 노출되도록 구성하여 우레탄과의 접착성이 우수하게 이루어지도록 한 열가소성 폴리올레핀 시트 및 그의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 열가소성 폴리올레핀 시트의 제조 방법은, 폴리올레핀을 주성분으로 하여 압출과 성형 롤러를 거쳐 필름을 제조하는 단계와; 상기 필름을 복수 장으로 위치시킨 후 그 사이에 보강심재를 개재시킨 후 합지하여 티피오 타포린을 제조하는 단계와; 열풍을 이용하여 티피오 타포린의 어느 일면에 50%는 함침되고 나머지 50%는 노출되도록 표면 부직포를 합지하는 단계를 거쳐서 제조되는 것을 특징으로 한다.

Description

열가소성 폴리올레핀 시트 및 그의 제조방법{Thermoplastic polyolefin sheet and manufacturing method thereof}

본 발명은 열가소성 폴리올레핀 시트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 티피오 타포린의 일면에 표면 부직포의 일부가 노출되도록 구성하여 피착물과의 접착성이 이루어지도록 한 열가소성 폴리올레핀 시트 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

지붕에 사용되는 데크 패널의 경우 강판과 우레탄이 적용된다. 강판은 데크 패널의 구조적 골격을 이루는 부분이며, 우레탄은 강판 내부에 충진되어 단열 기능을 수행하게 된다.

한편, 일반적으로 티피오(TPO:Thermoplastic polyolefin) 시트는 내부에 보강 복합재가 구성되어져 있다. 보강 복합재는 TPO 시트의 인장강도와 인열강도의 물성값을 높이는데 사용된다. 따라서 TPO 시트는 방수재, 지수재, 단열재, 차량 내장재, 냉동 패널 내장재, 지붕 패널 내장재 등에 적용된다.

일반적인 TPO 시트를 데크 패널에 적용하고자 할 경우 문제가 생긴다. 즉, TPO 시트의 표면은 폴리올레핀계 필름이 합지되어져 있어 우레탄이 TPO 시트의 표면에 잘 부착되지 않는다. 이럴 경우 TPO 시트층과 우레탄층과는 상호 결속이 이루어지지 않는 부분이 생겨 들뜸이 일어나고 방수성이 떨어진다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-0394138호서, 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)에 틸렌 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 (TiO 2 )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 로울러로 압축시켜서 제조되는 올레핀계 타포린의 제조방법이 제시되어 있다.

상기 배경기술에서는 직물사이의 공간을 통해 양쪽 코팅물질이 접착되어 별도의 바인더 처리 공정이 생략되고, 소각시 유독성 가스가 발생되지 않으며 단위면적당 무게가 가벼운 올레핀계 타포린을 제안한다. 그러나 상기 배경기술은 직물이 올레핀계 타포린의 내부에 위치하고 있어 우레탄과의 결속을 할 수 없는 문제가 생긴다.

본 발명의 배경이 되는 다른 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-0266086로서, 저밀도 폴리에틸렌 얀을 직조하여 만든 저밀도 폴리에틸렌 직조층과, 상기 저밀도 폴리에틸렌 직조층의 양면에 압출 코팅된 저밀도 폴리에틸렌 수지층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 저밀도 폴리에틸렌 직조를 이용한 유연 타포린을 제공한다.

그러나 상기 배경기술에서는 직조층이 폴리에틸렌 수지층의 내부에 존재하게 되어 우레탄과 접착할 수 없는 문제가 있다.

한국 특허공보 공고번호 특1989-0004384호 한국 등록특허 등록번호 제10-0439561호

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 티피오 타포린의 일면에 표면 부직포의 일부가 함침되고 나머지 일부가 노출되도록 구성하여 우레탄과의 접착성이 우수하게 이루어지도록 한 열가소성 폴리올레핀 시트 및 그의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 열가소성 폴리올레핀 시트의 제조 방법은,

폴리올레핀을 주성분으로 하여 압출과 성형 롤러를 거쳐 필름을 제조하는 단계와;

상기 필름을 복수 장으로 위치시킨 후 그 사이에 보강심재를 개재시킨 후 합지하여 티피오 타포린을 제조하는 단계와;

열풍을 이용하여 티피오 타포린의 어느 일면에 50%는 함침되고 나머지 50%는 노출되도록 표면 부직포를 합지하는 단계를 거쳐서 제조되고;
필름은 폴리올레핀 75~85 중량%, 산화방지재 0.4~1.5 중량%, 자외선 차단제 0.4~1.5 중량%, 기타 보조성분 15~25 중량%으로 제조되고;
보강심재는 폴리에스터 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리아크릴 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 아세테이트 섬유, 나일론 섬유, 글라스 섬유, 탄소 섬유, 미네랄 섬유 및 세라믹 섬유 중 어느 하나를 격자 형태로 직조하여 제조되고;
표면 부직포는 폴리에스터 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 나일론 섬유, 글라스 섬유 및 탄소섬유로부터 시트 형태로 제조되는 것을 특징으로 한다.

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또한, 표면 부직포 합지 단계 후에 자외선 또는 엠보싱 성형 롤러를 이용하여 표면을 올록볼록하게 형성하는 엠보싱 공정이 더 포함된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 열가소성 폴리올레핀 시트는,

복수 장으로 두께 방향으로 배치되어 있는 필름과;

상기 복수 개의 필름들 사이에 개재되어 이웃한 필름과 합지되어 있는 보강심재과;

상기 복수 개의 필름 중 최외곽에 위치된 표면에 그 두께의 50%는 함침되고 나머지 50%가 노출되어 있는 표면 부직포를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 열가소성 폴리올레핀 시트 및 그의 제조방법에 따르면, 열가소성 폴리올레핀 시트의 일면에 표면 부직포가 그 두께의 50% 노출되어져 있어 우레탄과 접착성이 향상되어 방수성을 갖는 데크 패널을 용이하게 제작할 수 있다. 또한 열가소성 폴리올레핀 시트는 표면 부직포를 매개로 발포체에 일체로 부착될 수 있어 강풍에 의한 들뜸 발생이 방지되고, 시공중 우천에 대한 염려가 없다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 열가소성 폴리올레핀 시트의 단면도.
도 2는 본 발명에 적용되는 티피오 타포린의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 열가소성 폴리올레핀 시트와 우레탄과의 결합을 나타낸 단면도.
도 4는 발명에 따른 열가소성 폴리올레핀 시트의 제조 공정의 흐름도.
도 5는 본 발명에 적용되는 보강심재의 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 열가소성 폴리올레핀 시트에 보강심재를 일부 노출시켜서 나타낸 사진.
도 7은 본 발명에 따른 열가소성 폴리올레핀 시트의 일면에 접착된 표면 부직포의 접착 상태를 나타내는 사진.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 열가소성 폴리올레핀 시트(10)는 도 1과 같이 티피오 타포린(12)과 티피오 타포린(12)의 일면에 부착되어 있는 표면 부직포(14)로 구성된다. 이때 표면 부직포(14)는 예로 우레탄과의 접착성을 향상시키기 위해 일부는 티피오 타포린(12)에 함침되어 있고 나머지 부분은 노출되어 있는 것을 특징으로 한다.

티피오 타포린(12)은 도 2와 같이 복수 장으로 두께 방향으로 적층 배치되어 있는 필름(121)과, 복수 개의 필름(121)들 사이사이에 개재되어 이웃한 필름(121과 121)과 합지되어 있는 보강심재(122)로 구성된다.

본 실시 예의 티피오 타포린(12)은 모두 3장의 필름(121)이 상부와 하부 및 중간에 위치하고 있고, 보강심재(122)는 상부 필름과 중간 필름의 사이 그리고 중간 필름과 하부 필름의 사이에 개재되어 있다.

또한 표면 부직포(14)는 티피오 타포린(12)의 표면에 그 두께의 50%는 함침되고 나머지 50%가 노출되어 있다.

이와 같은 구조를 갖는 열가소성 폴리올레핀 시트(10)의 제조 방법을 도 4를 함께 참조하여 설명한다.

먼저, 폴리올레핀을 주성분으로 하여 압출과 성형 롤러를 거쳐 필름(11)을 제조한다. 필름(121)은 아래 표1과 같이 폴리올레핀 75~85 중량%, 산화방지재 0.4~1.5 중량%, 자외선 차단제 0.4~1.5 중량%, 기타 보조성분 12~25 중량%으로 제조된다. 이때 기타 보조성분에는 안료 5~6%, 필러 7~19 중량%가 포함된다.

원료명	배합비(%)
폴리올레핀	75 ~ 85
산화방지재	0.4 ~ 1.5
자외선차단제	0.4 ~ 1.5
안 료	5 ~ 6
필 러	7 ~ 19

위 필름(11)의 원료는 배합(S10)된 후 압출기를 통해 압출(S11)시키고, 1차 롤링을 통해 믹싱(S12)하고 2차 롤링(S13)을 거쳐 필름을 제조한다.

그 다음, 도 2와 같이 필름(121)을 복수 장으로 위치시킨 후 그 사이에 보강심재(122)을 개재시킨 후 합지(S14)하여 티피오(TPO) 타포린(12)을 제조한다. 예를 들어 필름(11)을 상부와 하부 및 중간에 위치시킨 후 보강심재(12)를 이웃한 필름(11과 11)의 사이사이에 개재하여 합지하여 티피오 타포린(12)을 제조된다. 보강심재(122)는 폴리에스터 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리아크릴 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 아세테이트 섬유, 나일론 섬유, 글라스 섬유, 탄소 섬유, 미네랄 섬유 및 세라믹 섬유 중 어느 하나를 다발로 하여 횡과 종방향으로 배치하여 도 5와 같이 격자 형태로 직조하여 제조된다. 도 6은 본 발명에 따른 열가소성 폴리올레핀 시트에 보강심재를 일부 노출시켜서 나타낸 사진을 보여준다.

그 다음, 티피오 타포린(12)의 어느 일면에 표면 부직포(14)를 합지(S15)시킨다. 이때 표면 부직포(14)는 그의 두께의 50%는 함침되고 나머지 50%는 노출되도록 합지시킨다. 표면 부직포(14)의 합지된 상태가 도 1 및 도 7에 도시되어 있다. 표면 부직포(14)를 티피오 타포린(12)의 어느 일면에 합지시키는 방법은 티피오 타포린(12)의 해당 면을 개질처리함으로써 이루어진다. 예로, 코로나처리를 하거나 열 융착을 하여 이루어질 수 있다.

표면 부직포(14)는 섬유를 직포공정을 거치지 않고, 평행 또는 부정방향(不定方向)으로 배열하고 합성수지 접착제로 결합하여 펠트모양으로 만든 것이다. 원료 섬유로는 폴리에스터 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 나일론 섬유, 글라스 섬유 및 탄소섬유가 될 수 있다.

바람직하게 표면 부직포(18)는 미세한 다밀성 구조를 가져 높은 흡수성이 발휘되는 것이 좋다. 표면 부직포는 침지식(浸漬式)과 건식(乾式) 중 어느 가공방법을 사용하여 제조된 것이라도 좋다.

여기서 표면 부직포(14)는 서로 접착이 잘 이루어지지 않는 티피오 타포린(12)과 우레탄 또는 발포체간의 상호 접착을 매개하는 수단으로 작용한다.

그 다음, 표면 부직포 합지 단계 후에 부착 표면적을 증가시키기 위해 자외선 또는 엠보싱 성형 롤러를 이용하여 표면을 올록볼록하게 형성하는 엠보싱 공정(S16)이 더 추가될 수 있다.

이같이 제조된 열가소성 폴리올레핀 시트(10)는 가소제 없이 열가소성능과 유연 성능 확보가 가능하고 가혹한 자외선 노출에 장기 내후성을 보유하며 높은 구멍뚫림 저항 및 인장 및 인열강도가 가지고 열풍용접시 연기 발생이 없어 인체에 무해하다.

이와 같이 구성되고 제조된 열가소성 폴리올레핀 시트(10)는 파손이 발생할 경우 열풍 용접으로 보수가 이루어져 부분적인 보수가 용이해진다.

또한 도 3과 같이 표면 부직포(14)의 미세한 다밀성 구조가 외부로 50% 노출되어 있으므로 우레탄(16)과의 접착력이 향상되어 단열 및 방수성이 우수해진다.

또한 열가소성 폴리올레핀 시트(10)는 일부 노출된 표면 부직포(14)를 매개로 우레탄과 일체로 부착되어 있어 강풍에 의한 들뜸 발생이 방지된다.

따라서 본 발명의 열가소성 폴리올레핀 시트(10)는 각종 용도의 데크 패널이나 방수 시트로써 유용하게 활용될 수 있다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

10: 열가소성 폴리올레핀 시트
12: 티피오 타포린
121: 필름
122: 보강심재
14: 표면 부직포

Claims (6)

1. 압출과 성형 롤러를 거쳐 필름(121)을 제조하는 단계와;
   상기 필름(121)을 복수 장으로 위치시킨 후 그 사이에 보강심재(122)를 개재시킨 후 합지하여 티피오 타포린(12)을 제조하는 단계와;
   열풍을 이용하여 티피오 타포린(12)의 어느 일면에 50%는 함침되고 나머지 50%는 노출되도록 표면 부직포(14)를 합지하는 단계를 거쳐서 제조되고;
   상기 필름(121)은 폴리올레핀 75~85 중량%, 산화방지재 0.4~1.5 중량%, 자외선 차단제 0.4~1.5 중량%, 기타 보조성분 12~25 중량%으로 제조되고;
   보강심재(122)는 폴리에스터 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리아크릴 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 아세테이트 섬유, 나일론 섬유, 글라스 섬유, 탄소 섬유, 미네랄 섬유 및 세라믹 섬유 중 어느 하나를 격자 형태로 직조하여 제조되고;
   표면 부직포(14)는 폴리에스터 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 나일론 섬유, 글라스 섬유 및 탄소섬유로부터 시트 형태로 제조되는 것을 특징으로 하는 열가소성 폴리올레핀 시트의 제조방법.
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5. 제 1항에 있어서,
   표면 부직포 합지 단계 후에 자외선 또는 엠보싱 성형 롤러를 이용하여 표면을 올록볼록하게 형성하는 엠보싱 공정이 더 포함된 것을 특징으로 하는 열가소성 폴리올레핀 시트의 제조방법.
6. 삭제

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