KR101439579B1 - 내화성 라미네이트 및 이로 제조된 물품 - Google Patents

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Abstract

향상된 내화성을 보이며 편안한 보호 의류와 같은 방수성 및 통기성 물품을 제조하기에 적합한 라미네이트를 기술한다. 특히, 열적으로 안정한 텍스타일을 포함하는 패브릭 최내층에 적층된 방수 필름을 포함하는 중간 보호층에 적층된 최외층으로서 용융성 텍스타일을 포함하는 내연성 라미네이트 구조가 개시된다. 본 발명의 라미네이트 구조는 통기성이 1000 MVTR 이상 정도, 침수 압력이 0.5 psi 이상이며, 수평 불꽃 분해 개방 시간이 10초 이상이다.

Description

내화성 라미네이트 및 이로 제조된 물품 {FIRE RESISTANT LAMINATES AND ARTICLES MADE THEREFROM}
본 발명은 편안하면서도 향상된 내화성을 보이는 보호 의류와 같은 방수 및 통기성 물품 제조에 적합한 라미네이트에 관한 것이다.
군인, 소방관, 경찰관 및 기타 위험한 환경에서 일하는 종사자들은 일반적으로 화재의 위험에 노출되어 있다. 화재 및 화염에 관한 상해를 줄이기 위해, 이러한 사용자들의 집단은 보호 의류를 필요로 한다. 통상적인 보호 의류는 폭발적인 화재, 고열, 방사능, 화학 및 생물 제제와 같은 위험한 환경 노출로부터 착용자들 및 체액을 보호하도록 고안된다. 위험 노출에의 심각성에 따라, 보호 의류의 보호 정도도 달라진다. 소방 활동에 있어서, 화염 및 열의 노출에 대한 최대한의 보호는 일반적으로 상표 KEVLAR® 및 NOMEX® (E.I. du Pont de Nemours and Company)로 시판되는 물질과 같은 본래 내연성(flame retardant)인 아라미드 패브릭의 두꺼운 절연층을 이용하여 제공되며, 유체 장벽 특성은 일반적으로 상표 CROSSTECH® (W.L.Gore & Associates)로 시판되는 물질과 같은 미소다공성 멤브레인을 이용하여 제공된다. 예컨대, 군사, 조사 및 구출, 경찰 등과 같이 화염 또는 폭발에 짧은 기 간 동안 노출될 수 있는 위험한 환경의 종사자들의 경우, 불에서 빠져나오는 과정은 소방 활동의 경우보다는 덜 긴박한 보호가 요구되고 있다. 이러한 환경에서의 보호 장비를 위한 목적은 다소 증강된 보호를 제공함으로써, 착용자들로 하여금 위험에 대치되는 것보다 빠르고 안전하게 위험으로부터 탈출하도록 한다. 이러한 위험에 짧은 노출에 대해 내성을 갖거나 또는 발화, 용융 또는 붕해, 또는 분해 개방되지 않는 의류가 화염의 노출로부터의 보호에 필요한 것으로 여겨진다.
일반적으로, 내연성(flame resistant) 보호 가먼트는 일반적으로 KEVLAR®, NOMEX®, PBI 유형의 섬유 등으로 제조되는 비용융성, 비 가연성 패브릭을 포함하는 최외층으로 제조된다. 이러한 섬유는 본래 내연성이나 여러 한계점을 가지고 있다. 특히, 이러한 섬유는 매우 고가이며, 염색 및 프린트가 힘들며, 마찰 저항성이 약하고 나일론이나 폴리에스테르계 패브릭과 비교시 불편한 착용감을 준다.
많은 위험한 환경에서 최적의 사용자의 활동을 위해, 보호 장비는 내연성 뿐만 아니라 방수성이며 편안해야 한다. 착용자에게는 경량이며, 통기성, 방수성 및 편안한 보호 의류가 바람직하다. 통상적인 방수성 및 통기성 가먼트는 코팅 또는 적층(lamination) 공정에 의해 패브릭 표면에 모노리식(monolithic) 또는 미소다공성 필름(들)으로 제조된다. 접착성 적층은 일반적으로는 기재와 함께 결합되는 기술을 사용하며, 필름, 필름 대 필름 및/또는 이의 조합에 패브릭을 결합하도록 널리 사용된다. 적층 동안에 사용되는 접착층은 접착제의 특성에 따라 연속적이거나 불연속적일 수 있으며; 코팅은 일반적으로 코팅 공정에 사용되는 연속층이다.
방수성, 내연성, 보호 의류의 가격은 불에 대한 보호 외에 많은 위험에 노출되는 제품에 대하여 중요한 고려사항이 되어 왔으며, 소방 활동 집단에 사용되는 것과 같이 일반적인 본래 내연성인 텍스타일의 사용은 배제되어 왔다. 내연성을 갖는 제품을 생산하는데 코팅이 사용되어 왔다. 이러한 제품은 일반적으로 나일론, 폴리에스테르 등과 같은 비 내연성 패브릭 표면 위에 내연성 중합체의 두꺼운 연속 층 또는 코팅을 사용한다. 인화성 외에도, 이들 비 내연성 텍스타일 섬유는 고열 또는 화염의 존재시 일반적으로 용융된다. 그러나 용융된 텍스타일 섬유는 심각한 화상을 유발할 수 있는 피부 접촉의 추가 위험을 낳는다. 이러한 위험을 최소화하기 위해, 텍스타일 제조업자는 이러한 용융성, 가연성 텍스타일에의 매우 무거운 내연성 코팅에 대해 관심을 가져 왔다. 예를 들어, 매트리스 화재 장벽은 일반적으로 비 내화성(non-refractory) 텍스타일 기재상에 두꺼운, 내연성 중합체 코팅을 이용하여 제조된다. 할로겐화 내연제, 금속 수산화물, 인 화합물 및 팽창성 물질 또는 이의 조합과 같은 첨가제들이 이러한 중합체 코팅 내연제를 만드는데 사용되고 있다. US 2005/0287894는, 예를 들어, 나일론, 폴리에스테르 및 코튼과 같이, 본래 내연성이 아닌 패브릭에 내연성을 제공하는 두꺼운 중합체 코팅을 이용한 코팅된 내연성 제품을 개시하고 있다. 내연성 중합체의 무거운 코팅은 이러한 코팅된 물품을 무겁고, 비 통기성이며, 딱딱하게 하고, 일반적으로 보호 의류 사용에 부적합하게 한다.
무거운 코팅, 비 통기성, 용융성 내연성 물질의 한계를 극복하는 것은 어렵다. 가먼트의 사용에 있어서, 무게를 줄이고 통기성을 향상시키기 위해, 일반적으 로 NOMEX® 패브릭과 같이 본래 내연성 텍스타일의 내연성 라미네이트를 사용한다. 내연성 통기성 가먼트에 사용되는 라미네이트는 일반적으로 본래 내연성인 패브릭 및 경량성 통기성 필름과 함께 결합하여 제조된다. 전술된 CROSSTECH® 수분 장벽은 이러한 내연성 라미네이트의 일례이다. 내연성 NOMEX® 패브릭은 화염 보호를 위해 최외층으로 배치된다. 전술한 바와 같이, 본래 내연성인 외부 텍스타일의 사용은 이러한 내연성 보호 어패럴의 비용을 상당히 증가시킨다.
따라서, 위험한 환경의 작업자들은 오랜 기간 동안 통상의 내연성 라미네이트 및 가먼트에서는 나타나지 않는 특징을 갖는, 통기성, 방수 및 내연성(flame resistancy)을 가지며, 또한 추가적으로 경량성 및 착용시 편안함, 유연성, 착색에 용이하고, 빠른 건조 및 알맞은 가격을 갖는 라미네이트 및 제조되는 가먼트, 뿐만 아니라 이러한 라미네이트로 만들어지는 보호 장비를 절실히 필요로 해 왔다.
발명의 개요
본 발명은 열적으로 안정한 텍스타일을 포함하는 패브릭 최내층에 적층된 방수 필름을 포함하는 중간 보호층에 적층된 최외층으로서 용융성 텍스타일을 포함하는 내화성 라미네이트 구조에 관한 것이다. 본 발명의 라미네이트 구조는 통기성(breathability)가 1000 MVTR 이상 정도이며, 침수 압력(water entery pressure)이 0.5 psi 이상이며, 수평 불꽃 분해 개방 시간(horizontal flame break open time)이 10초 이상이다. 대안적인 구체예에서, 라미네이트는 15초 이상, 또는 심지어 20초 이상의 수평 불꽃 분해 개방 시간 동안 견딜 수 있다.
본 발명의 용융성 텍스타일 층은 본 명세서의 상세한 설명에 기술된, 용융 및 열 안정성 테스트(Melt and Thermal Stability Test) 조건에 놓일 때, 용융되는 이러한 텍스타일을 포함한다. 본 발명의 적절한 용융 텍스타일 층은 폴리아미드(나일론 6, 나일론 6,6 및 나일론 4.6을 포함하나 이에 제한되지 않음), 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, PVC, 폴리에틸렌 및 PVA와 같은 물질을 포함하나 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 적절한 접착제는 폴리우레탄, 실리콘, 폴리에스테르, 아크릴, 에폭시드 및 폴리아미드와 같은 물질을 포함하나 이에 제한되지 않는, 통상적인 적층 기술을 사용하는 층을 결합할 수 있는 물질들을 포함한다. 일 구체예에서, 본 발명의 접착제는 염소화 화합물, 브롬화 화합물, 산화 안티모니, 유기 인계 화합물, 붕산 아연, 암모늄 폴리포스페이트, 멜라민 시아누레이트, 멜라민 폴리포스페이트, 몰리브덴 화합물, 알루미나 3 수화물 및 수산화마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 성분 또는 첨가제를 포함할 수 있으며, 이는 라미네이트의 내화성을 증강시킬 수 있다.
본 발명의 보호층은 방수성이며, 또한 본 발명의 라미네이트 내에 혼입되는 경우 적절한 통기성을 보인다. 적절한 보호층은 폴리우레탄, 폴리에스테르, 실리콘, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 등 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 최종 물품의 특성 및 성분의 선택에 따라, 보호층은 단일 필름일 수 있으나, 대안적으로는 보호층은 복합 구조를 포함할 수 있다[A1]. 일 구체예에서, 보호층은 확장형 PTFE(expanded PTFE) 필름을 포함한다. 대안 구체예에서, 보호층은 2 이상의 확장형 PTFE 필름을 포함할 수 있다. 추가 대안 구체예에서, 보호층은 폴리우레탄 접착제와 함께 결합된 2 이상의 확장형 PTFE 필름을 포함할 수 있다. 추가 구체예에서, 보호층은 실리콘, 에폭시 또는 폴리에스테르 중 하나 이상과 함께 결합된 2 이상의 확장형 PTFE 필름을 포함할 수 있다. 또 다른 구체예에서, 보호층은 보호층의 1 이상의 성분이 라미네이트의 다른 층에 보호층을 접착하는 경우, 복합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 열적으로 안정한 지지(backer) 텍스타일은 본 명세서에 기술된 용융 및 열 안정성 테스트 조건에 놓여질 때, 열적으로 안정한 텍스타일을 포함한다. 텍스타일은 직물, 부직포, 니트, 플록 물질(즉, 기재에 플록되어 있는 플록 섬유) 등의 형태일 수 있다. 열적으로 안정한 지지 텍스타일 조성물의 적절한 예는 아라미드, 코튼, PBI, PBO, 레이온, 울, 모다크릴 블렌드, 폴리아민, 카본, 섬유 유리, PAN, PTFE 및 이의 블렌드 및 조합을 포함한다.
놀랍게도, 본 발명자는 이러한 독특한 구조가 내화성, 방수성, 통기성, 경량성 보호 가먼트를 형성하는데 적합하다는 것을 발견하였다. 본 발명은 특정 중량에 제한되지 않으나, 20 oz/yd2 이하 정도의 라미네이트 구조가 본 발명의 구조에 가능하다. 대안 구체예에서, 10 oz/yd2 이하 정도의 라미네이트 구조가 본 발명의 구조에 가능하다. 추가 대안 구체예에서, 7 oz/yd2 이하 정도의 라미네이트 구조가 본 발명의 구조에 가능하다. 통상의 내화성 가먼트와 달리, 본 발명의 물품은 이러한 가먼트에 일반적으로 사용되는 본래 내화성인 최외층을 필요로 하지 않는다. 이러한 라미네이트로 제조된 가먼트는 경량이며, 착색, 빠른 건조, 통기성, 방수 및 내화성에 용이하다. 또한 다른 내화성 보호 물품(gear)이 예를 들어, 비비백(bivibag), 텐트(tent) 및 다른 적당한 보호성 물품을 비롯한 본 발명의 범주내임이 자명하다.
도면의 간단한 설명
전술한 개요 뿐만 아니라 이하 후술되는 본 발명의 상세한 설명은 첨부되는 도면과 함께 보다 용이하게 이해될 것이다. 본 발명을 예시하기 위한 목적에서, 도면은 현 바람직한 구체예를 도시하는 것이다. 그러나 본 발명은 정확한 배열 및 보여지는 방편에 제한되는 것이 아닌 것으로 이해될 것이다. 도면에서:
도 1은 본 발명의 라미네이트 구조의 일 구체예의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 라미네이트 구조의 대안 구체예의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 라미네이트 구조의 추가 대안 구체예의 단면도이다.
도 4는 수평 불꽃 테스트의 라미네이트에 대한 불꽃 배향의 투시도이다.
발명의 상세한 설명
도 1에서, 본 발명의 라미네이트 구조(60)는 열적으로 안정한 지지 텍스타일층(50)에 연속 접착층(40)으로 추가 적층된 보호층(30)에 연속 접착층(20)으로 적층된 용융성 외부 텍스타일 층(10)을 포함한다. 응용 기술 및 접착제의 선택은 최종 라미네이트 구조의 특성 및 물질의 특정 선택에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 도 2는 본 발명의 라미네이트 구조(60)의 대안 구조를 보여주며, 여기서 접착제 (21) 및 (41)의 불연속층은 함께 층을 결합한다.
도 3에서, 본 발명의 라미네이트(60)에 대한 추가 대안 구조가 도시되며, 여기서 용융성 텍스타일 외층(10)은 보호층(30)에 불연속 접착층(21)으로 적층된다. 이 구체예에서, 보호층(30)은 연속 접착층(32)과 함께 결합된 2개의 확장형 PTFE(31,33)을 포함한다. 이때 보호층(30)은 열적으로 안정한 지지 텍스타일 층(50)에 불연속 접착층(40)과 결합된다.
측정 및 테스트 방법
용융 및 열 안정성 테스트( Melting and Thermal Stability Test )
테스트는 문헌[NFPA 1975, 2004 Edition]의 섹션 8.3에 기술된 열 안정성 테스트를 기초로 한다. 테스트 오븐은 ISO 17439에 기술된 고온 공기 순환식 오븐이다. 테스트는 하기 변형을 수반하면서, 고온(섹션 89 내지 93)에서 내성 방지용 공정을 이용한, 코팅 패브릭용 표준 테스트 방법, ASTM D 751에 따라 수행하였다:
o 100 mm x 100 mm x 3 mm (4 in. x 4 in. x 1/8 in.)로 측정되는 보로실리케이트(borosilicate) 유리판을 사용하였다.
o 265 ℃, +3/-O ℃, (510 ℉, +5/-0 ℉)의 온도에서 테스트하였다.
o 표본은 오븐에서 유리판을 제거한 후 최소 1시간 냉각하였다.
유리 판에 눌러붙거나, 펼쳐진 경우 그 자체에 붙거나, 용융 또는 적하의 증거를 나타내는 임의의 샘플 면은 용융성인 것으로 간주된다. 용융성 면의 증거가 없는 임의의 샘플 면은 열적으로 안정한 것으로 간주되었다.
수평 불꽃 테스트 과정( Horizontal Flame Test Precedure )
이 테스트는 MIL-C 83429B에 따라 일반적으로 몰딩된다. 75 mm x 250 mm 라미네이트 샘플(3 인치 x 10 인치)을 바인더 클립을 이용하여 강철 구조물(약 350 mm 길이 및 50 mm 너비의 중심 창을 갖는 75 mm 너비 x 400 mm 길이)에 고정하였다. 강철 클램핑 구조물의 창에 존재하는 라미네이트의 영역을 차단하지 않으면서, 라미네이트의 모서리를 고정하는 방식으로 고정하였다. 구조물 내 샘플을 (Meeker 버너를 이용하여 2 psi에서의 부탄으로) 90 mm 불꽃에서 약 40 mm의 높이로 수평하게 위치시켰다. 도 4는 라미네이트 구조(60)의 배향을 도시하며, 여기서 용융성 표면 텍스타일 층(30)은 테스트 동안 불꽃(70)에 인접하게 배향된다. 샘플을 불꽃에 노출시키고, 필름이 구멍의 형성 또는 크래킹에 의해 분해 개방될 때의 시간을 기록하고, 불꽃의 광선은 물질의 개열 또는 크래킹을 통해 보여지는 경우에 명백하다. 이어 샘플을 불꽃으로부터 제거한다. 기록한 시간을 수평 불꽃 분해 개방 시간으로 언급한다.
자기 소화성 테스트( Self - Extinguishing Test )
상기 수평 불꽃 테스트의 불꽃에서 물질 샘플을 제거한 후에, 불꽃 이후 임의에 대해 물질을 관찰하였다. 어떠한 불꽃이 관찰되지 않는 경우, 또는 불꽃으로부터 제거한 후 5초 이내에 제거되나 소화되는 것이 관찰되는 경우, 물질은 자기 소화된다고 한다.
수증기 투과율( MVTR )
수증기 투과율(MVTR) 측정에 사용되는 테스트에 대한 설명은 하기 제공된다.과정은 필름, 코팅 및 코팅된 물품을 테스트하는데 적절한 것으로 밝혀졌다.
과정에서, 35 중량부의 초산 칼륨 및 15 중량부의 증류수로 구성되는 용액 약 70 ml를 이의 개구부의 내경이 6.5 cm 인 133 ml의 폴리프로필렌 컵 내에 두었다. 미국 특허 4,862,730(Crosby)에 기술된 방법에 의한 테스트에서와 같이, 약 85,000 g/m2/24 시간의 최소 MVTR를 갖는 확장형 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 멤브레인을 컵의 가장자리를 열 밀봉하여 용액을 함유하는 토우트(taut), 새지않는 미소공성 배리어를 얻었다.
유사한 확장형 PTFE 멤브레인을 수조 표면에 설치하였다. 수조는 제어된 실온 및 순환식 수조를 이용하여 23℃ 더하기 0.2'C에서 조립 조절하였다.
테스트되는 샘플을 테스트 과정을 수행하기 전에, 23℃의 온도 및 50% 상대 습도의 조건하에 두었다. 미소다공성 중합체 멤브레인을 컵 어셈블리의 도입 이전에 적어도 15분 동안 평형이도록 하고, 수조의 표면에 설치되는 확장형 폴리테트라플루오로에틸렌 멤브레인과 접촉하도록 샘플을 두었다.
컵 어셈블리를 가장 근접하게는 1/1000 g으로 측량하고 테스트 샘플의 중앙에 반대 방식으로 위치시켰다.
물 전달은 그 방향으로 확산에 의해 물 흐름을 제공하는 포화 염 용액 및 수조내 물 사이의 구동력에 의해 제공되었다. 샘플을 15분 동안 테스트하고, 그 후 컵 어셈블리를 제거하여 다시 1/1000g 내에서 측량하였다.
샘플의 MVTR은 컴 어셈블리의 중량 유입으로부터 계산하여 24시간 당 샘플 표면적의 평방미터 당 물의 그램으로 나타냈다.
침수 압력( Water Entry Pressure )
침수 압력은 일반적으로 표준 테스트 방법 AATCC 127-2003 명칭, "Water Resistance: Hydrostatic Pressure Test"의 하기 "Option 2 -Hydrostatic Head Tester"로 측정하였다. 특히, 침수 압력 테스트는 본질적으로 테스트 조각의 한쪽 면에 물을 가하고, 이를 통과하는 물의 침투에 대한 표시로서 테스트 조각의 다른쪽 면을 관찰하는 것으로 구성된다.
테스트 표본을 테스트 조각을 갖고 있는 고정물 내 고무 가스켓 사이에 고정하고 봉하였다. 테스트 표준의 패브릭 표면을 물과 접촉시키고 다른쪽 면을 세심하게 관찰하기 위해, 대기를 향하여 위로 개방시켰다. 공기를 고정물 내부로부터 제거하고 이에 가해지는 물과 같이, 7.62 cm (3.0 인치)의 면적에 대하여, 테스트 조각의 내부 표면에 압력을 가하였다. 테스트 조각 상의 수압은 인라인 밸브에 의해 조절되며 적당한 게이지로 표시되는 바와 같이, 물 저장소에 연결된 펌프에 의해 약 3.4 kPa (0.05 psi)로 증가시켰다.
테스트 조각의 패브릭 표면은 물질을 통과하여 가해지는 임의의 물의 모습에 대해 면밀히 관찰되었다. 표면상에서 관찰되는 물은 누수로 해석된다. 샘플 표면을 테스트 압력에서 1분 동안 관찰하고, 누수의 횟수를 측정하고 기록하였다. 1분 동안 누수가 0.5 psi에서 관찰되지 않는 경우, 물질은 방수성인 것으로 간주한다.
공기 투과성- 걸리 수 방법( Gurley Number Method )
공기 흐름에 대한 샘플의 내성은 ASTM 테스트 방법 D726-58에 기술된 방법에 관한 W. & L. E. Gurley & Sons 에 의해 제조된 걸리 덴소미터(densometer)로 측정하였다. 결과를 걸리 수 또는 걸리-세컨드의 용어로 기록하며, 이는 물 4.88 인치의 프레셔 드롭(pressure drop)에서 테스트 샘플의 1 평방 인치를 통과하는 공기의 100 큐브 센티미터에 대한 초의 시간이다.
걸리 수가 45초 미만인 경우, 샘플은 공기 투과성인 것으로 측정된다.
두께
멤브레인 두께는 Kafer FZ1000/30 두께 스냅 게이즈의 두 판 사이에 멤브레인을 놓아 측정하였다(Kaefer Messuhrenfabrik GmbH, Villingen-Schwenningen, 독일). 3개의 측정값의 평균을 사용하였다.
밀도
2.54 cm x 15.24 cm의 직사각형 조각을 형성하기 위해 샘플 다이를 잘라 이의 질량(Mettler-Toledo analytical balance Model AG204 사용) 및 이의 두께 (Kafer FZ1000/30 스냅 게이즈 사용)를 결정하기 위해 측정하였다. 이들 데이타를 이용하여, 하기 식으로 밀도를 계산하였다:
Figure 112009080145258-pct00001
여기서, p = 밀도 (g/cc); m = 질량 (g); w = 너비 (cm); l = 길이 (cm); 및 t = 두께 (cm). 3개의 측정값의 평균을 사용하였다.
본 발명의 범주에 제한하려는 의도 없이, 하기 실시예는 본 발명이 어떻게 사용되며 제조될 수 있는 지를 예시한다:
실시예
라미네이트 내로 혼입하기 위한 보호층의 형성:
보호층 1:
본 발명의 라미네이트에 사용하기 위한 2층 이상의 확장형 PTFE(ePTFE)를 포함하는 보호층은 하기와 같이 제조하였다:
0.3 미크론의 평균 공극 크기 및 약 0.001 인치의 두께를 갖는, 약 18 평방 미터 당 그램 (gsm)으로 측량되는 하나의 ePTFE 멤브레인을 미국 특허 번호 4,194,041의 교시에 따라 투과성, 수분 경화성 폴리우레탄 15 gsm 연속, 부분 침투성 층으로 코팅하였다. 제1 멤브레인과 동일한 특성을 갖는 제2 ePTFE 멤브레인을 전술한 코팅 ePTFE의 폴리우레탄 코팅된 면과 접촉하게 하고 조금 결합하여 3-성분 구조물을 형성하였다. 필름을 부분적으로 오븐에서 경화한 후 7일 동안 > 50% RH의 롤에서 완전히 경화시켰다.
보호층 2:
보호층은 사용된 카본 블랙의 양이 약 0.75 중량% 라는 점을 제외하고, 미국 특허 출원 공개 번호 2007/0009679의 실시예 3에 기술된 플루오로아크릴레이트 중합체로 구성되는 기능성 코팅으로 보호층 1의 ePTFE 부분을 처리하여 구조하였다.
실시예 1:
본 발명의 라미네이트는 60 gsm 메타아라미드 섬유 직물 텍스타일(Nomex® Synergy Lite 파트 번호 25050, SC, Rock Hill, Springfield, LLC로부터 입수가능), 보호층 1 및 95 gsm 나일론 6,6 평직 표면 패브릭(파트 번호 131967로서 Milliken로부터 입수가능)을 이용하여 제조하였다. 라미네이트는 약 20 중량%의 양으로, 인계 첨가제(LA, Baton Rouge, Albemarle Corporation에 의해 시판되는 Antiblaze PR82)와 고온 용융, 수분 경화성 폴리우레탄 접착제(미국 특허 4,532,316호에 따라 제조됨)의 분리 도트를 보호층 상에서 1차 프린팅하고 그 후 닙(nip)을 이용하여 필름에 95 gsm 나일론 직물을 접착하여 제조하였다. 생성되는 결과 라미네이트는 보호층 및 나일론 직물 용융성 표면 텍스타일 층의 2층 라미네이트였다. 동일한 접착제가 노출된 보호층 표면(나일론 직물 텍스트의 반대 면)에 분리 도트 패턴으로 가해지는 경우, 이 2층의 라미네이트는 추가 공정 단계를 통해 공급된다. 그후 60 gsm 아라미드 직물의 열적으로 안정한 텍스타일 층은 추가 닙을 통해 아라미드 지지 및 프린트된 2 층의 라미네이트에 접착제를 공급하여 2 층의 라미네이트에 접착하였다. 그 후 패키지를 장력(tension)하에서 강철 드럼 상에 감아 올리고, > 50% 상대 습도에서 48 시간 동안 경화시켰다.
이어 3 층의 라미네이트의 나일론 직물 텍스타일 면을 통상적인 플루오로아크릴레이트계 내구성 발수 가공(DWR) 마감재로 코팅하였다.
실시예 2:
상기 기술한, 보호층 2를 보호층에 사용한 것을 제외하고, 실질적으로 실시예 1에 따라 본 발명의 라미네이트를 제조하였다.
실시예 3:
85 gsm 나일론 6,6 직물 패브릭 외층 용융성 텍스타일 층(Milliken Industries 파트 번호 131861)을 사용한 것을 제외하고, 실질적으로 실시예 2에 따라 본 발명의 라미네이트를 제조하였다.
실시예 4:
열적으로 안정한 지지 텍스타일층이 lnman Mills, Inc., Inman, SC (파트 번호 A-2986)에 의해 제공되는 폴리에스테르 모다크릴로 감싼 쉬트의 섬유유리 코어를 갖는 방사로 이루어진 85 gsm 직물 패브릭이였다는 점을 제외하고, 실질적으로 실시예 2에 따라 본 발명의 라미네이트 층을 제조하였다.
비교예 A:
3층의 비교 ePTFE 라미네이트는 2-성분 ePTFE/폴리우레탄 필름(미국 특허 4,194,041에 따라 제조됨)의 ePTFE 면 상에 고온 용융, 수분 경화성 폴리우레탄 접착제(미국 특허 No. 4,532,316에 따라 제조됨)의 분리 도트 1차 프린팅에 의해 (실시예 1에 기재된) 95 gsm 나일론 6,6 직물 텍스타일(Milliken Industries, Inc., Part Number 131967)을 적층하여 제조하였다. 그 후 이 구조는 실시예 1에 기술된 것과 유사한 방식으로 고온 용융, 수분 경화성 폴리우레탄 접착제(첨가제 사용 않음)를 이용하여 2 성분 ePTFE/폴리우레탄 필름의 폴리우레탄 면에서 50 gsm 나일론 6,6 니트 텍스타일(Glenn Raven, Inc. Part Number A1389)에 적층하였다.
이어 라미네이트는 실시예 1과 유사한 방식으로 내구성 발수 가공(DWR) 마감재로 처리하였다.
비교예 B:
Springfield, LLC사의 120 gsm 직물 Nomex® 텍스타일(스타일 번호 25030)로 구성된 면 텍스타일을 제외하고, 실시예 1과 유사한 방식으로 3층의 제2 비교 ePTFE 라미네이트를 제조하였다.
비교예 C:
비교 제3 라미네이트는 보호층 1 및 Milliken사의 면 텍스타일로 짜여진 95 gsm 나일론 6,6 플레인(파트 번호 131967)만을 이용하여 제조하였다. 라미네이트는 보호층 1 위에 실시예 1에 기술된 접착제의 분리 도트를 1차 프린팅 하고 그 후, 닙을 이용하여 필름에 95 gsm 나일론 직물 텍스타일을 접착하여 제조하였다. 그 후 패키지를 장력하에서 강철 드럼상에 감고, > 50% 상대 습도에서 48 시간 동안 경화시켰다. 이어 생성되는 2 층의 라미네이트를 실시예 1과 유사한 방식으로 내구성 발수가공(DWR) 마감재로 처리하였다.
비교예 D:
비교 라미네이트는 보호층 1 및 Springfield, LLC사의 60 gsm 메타-아라미드 섬유(Nomex®) 직물 텍스타일(스타일 번호 25050)을 이용하여 제조하였다. 라미네이트는 비교예 C에 기술된 것과 동일한 방식으로 제조하였다.
하기 표는 불꽃 보호에 대하여 실시예 1-4 및 비교예 A-D의 라미네이트를 비교한 것이다. 샘플을 수평 불꽃 테스트에 노출하고, (불꽃에서) 필름 분해 개방을 유도하는 데 필요한 시간 뿐만 아니라, 자기 소화성에 대한 경향성에 대해서도 기록하였다.
[표 1] 실시예 4-8 및 비교예 A-B에 대한 수평 방화 테스트 결과
실시예 분해 개방 시간(초) 자기 연소 WEP MVTR
(g/m2/24 hr)		 라미네이트 중량(oz/yd2)
1 35 해당 통과 7233 6.5
2 35 해당 통과 6000 6.8
3 25 해당 통과 5220 6.5
4 20 해당 통과 6093 7.6
비교예 A 12 해당없음 통과 5900 5.4
비교예 B 16 해당 통과 4100 8.4
비교예 C 6 해당없음 통과 10751 4.8
비교예 D 4 해당 통과 11490 3.6

Claims (36)

  1. 용융성 외부 텍스타일 층;
    방수 필름을 포함하는 보호층에 상기 외부 텍스타일 층을 결합시키는 제1 접착 물질;
    열적으로 안정한 지지 텍스타일 층에 상기 보호층을 결합시키는 제2 접착 물질
    을 포함하는 라미네이트로서,
    상기 라미네이트는 통기성이 > 1000 MVTR이고, 침수 압력(water entry pressure)이 0.5 psi 이상이며, 수평 불꽃 분해 개방 시간(horizontal flame break open time)은 10초 이상이고,
    상기 용융성 외부 텍스타일 층은 ASTM D 751에 따라 측정시 265℃의 온도에서 눌러붙거나, 용융 또는 적하의 증거를 나타내고,
    상기 열적으로 안정한 지지 텍스타일 층은 ASTM D 751에 따라 측정시 265℃의 온도에서 비용융성인 라미네이트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 접착 물질은 염소화 화합물, 브롬화 화합물, 산화 안티모니, 유기 인계 화합물, 붕산 아연, 암모늄 폴리포스페이트, 멜라민 시아누레이트, 멜라민 폴리포스페이트, 몰리브덴 화합물, 알루미나 3 수화물 및 수산화마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하는 것인 라미네이트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 접착 물질은 염소화 화합물, 브롬화 화합물, 산화 안티모니, 유기 인계 화합물, 붕산 아연, 암모늄 폴리포스페이트, 멜라민 시아누레이트, 멜라민 폴리포스페이트, 몰리브덴 화합물, 알루미나 3 수화물 및 수산화마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하는 것인 라미네이트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 라미네이트의 침수 압력은 0.7 psi 이상인 것인 라미네이트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 라미네이트의 수평 불꽃 분해 개방 시간은 15 초 이상인 것인 라미네이트.
  6. 제1항에 있어서, 상기 라미네이트의 수평 불꽃 분해 개방 시간은 20 초 이상인 것인 라미네이트.
  7. 제1항에 있어서, 상기 보호층은 하나 이상의 확장형 PTFE(expanded PTFE)의 층을 포함하는 것인 라미네이트.
  8. 제1항에 있어서, 상기 보호층은 그 위에 코팅을 갖는 하나 이상의 확장형 PTFE 층을 포함하는 것인 라미네이트.
  9. 제1항에 있어서, 상기 용융성 외부 텍스타일 층은 나일론, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 모다크릴, PVC, 폴리에틸렌 및 PVA로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하는 것인 라미네이트.
  10. 제1항에 있어서, 상기 용융성 외부 텍스타일 층은 나일론 6, 나일론 6,6, 및 나일론 4,6으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하는 것인 라미네이트.
  11. 제1항에 있어서, 상기 보호층은 폴리에스테르, 폴리우레탄 및 실리콘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하는 것인 라미네이트.
  12. 제1항에 있어서, 상기 열적으로 안정한 지지 텍스타일은 기재에 접착된 플록 섬유, 직물, 니트 및 부직포로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하는 것인 라미네이트.
  13. 제1항에 있어서, 상기 열적으로 안정한 지지 텍스타일은 아라미드, 코튼, PBI, PBO, 레이온, 울, 모다크릴, 및 이의 블렌드 및 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하는 것인 라미네이트.
  14. 제1항에 있어서, 라미네이트가 가먼트(garment) 형태인 라미네이트.
  15. 제1항에 있어서, 라미네이트가 비비백(bivy bag) 형태인 라미네이트.
  16. 제1항에 있어서, 라미네이트가 텐트 형태인 라미네이트.
  17. 제1항에 있어서, 상기 라미네이트는 전체 라미네이트 중량이 20 oz/yd2 이하인 것인 라미네이트.
  18. 제1항에 있어서, 상기 라미네이트는 전체 라미네이트 중량이 10 oz/yd2 이하인 것인 라미네이트.
  19. 제1항에 있어서, 상기 라미네이트는 전체 라미네이트 중량이 7 oz/yd2 이하인 것인 라미네이트.
  20. 제1항에 있어서, 상기 라미네이트는 통기성이 > 4000 MVTR인 것인 라미네이트.
  21. 용융성 외부 텍스타일 층;
    함께 결합된 복수개의 확장형 PTFE 층을 포함하는 보호층에 상기 외부 텍스타일을 결합시키는 내연성(flame retardant) 제1 접착 물질;
    열적으로 안정한 지지 텍스타일에 상기 보호층을 결합시키는 내연성 제2 접착 물질
    을 포함하는 라미네이트로서,
    상기 라미네이트는 수평 불꽃 분해 개방 시간이 10초 이상이고,
    상기 용융성 외부 텍스타일 층은 ASTM D 751에 따라 측정시 265℃의 온도에서 눌러붙거나, 용융 또는 적하의 증거를 나타내고,
    상기 열적으로 안정한 지지 텍스타일 층은 ASTM D 751에 따라 측정시 265℃의 온도에서 비용융성인 라미네이트.
  22. 제21항에 있어서, 상기 복수개의 확장형 PTFE 층은 폴리우레탄 접착제와 함께 결합되는 것인 라미네이트.
  23. 제21항에 있어서, 상기 라미네이트는 수평 불꽃 분해 개방 시간이 15초 이상인 것인 라미네이트.
  24. 제21항에 있어서, 상기 라미네이트의 수평 불꽃 분해 개방 시간은 20초 이상인 것인 라미네이트.
  25. 제21항에 있어서, 상기 용융성 외부 텍스타일 층은 나일론, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 모다크릴, PVC, 폴리에틸렌 및 PVA으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하는 것인 라미네이트.
  26. 제21항에 있어서, 상기 용융성 외부 텍스타일 층은 나일론 6, 나일론 6,6, 및 나일론 4,6으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하는 것인 라미네이트.
  27. 제21항에 있어서, 상기 복수개의 확장형 PTFE 층은 폴리에스테르 및 실리콘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 물질과 함께 결합되는 것인 라미네이트.
  28. 제21항에 있어서, 상기 열적으로 안정한 지지 텍스타일은 기재에 접착되는 플록 섬유, 직물, 니트 및 부직포로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하는 것인 라미네이트.
  29. 제21항에 있어서, 상기 열적으로 안정한 지지 텍스타일은 아라미드, 코튼, PBI, PBO, 레이온, 울, 모다크릴 블렌드, 및 이의 블렌드 및 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하는 것인 라미네이트.
  30. 제21항에 있어서, 라미네이트가 가먼트 형태인 라미네이트.
  31. 제21항에 있어서, 라미네이트가 비비백 형태인 라미네이트.
  32. 제21항에 있어서, 라미네이트가 텐트 형태인 라미네이트.
  33. 제21항에 있어서, 상기 라미네이트는 전체 라미네이트 중량이 20 oz/yd2 이하인 것인 라미네이트.
  34. 제21항에 있어서, 상기 라미네이트는 전체 라미네이트 중량이 10 oz/yd2 이하인 것인 라미네이트.
  35. 제21항에 있어서, 상기 라미네이트는 전체 라미네이트 중량이 7 oz/yd2 이하인 것인 라미네이트.
  36. 제21항에 있어서, 상기 라미네이트는 통기성이 > 4000 MVTR인 것인 라미네이트.
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