KR101755741B1 - 가요성 시이트, 이의 제조 방법 및 이의 용도 - Google Patents

가요성 시이트, 이의 제조 방법 및 이의 용도 Download PDF

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뢸로프 마리센
마르티누스 요하네스 니콜라스 야코브스
빌헬무스 제럴두스 마리 브룰스
옵 덴 프란스와 안톤 마리 뷔즈쉬
레오나르두스 야코부스 요하누스 빌헬무스 웰젠
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디에스엠 아이피 어셋츠 비.브이.
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Abstract

본 발명은, (i) 폴리에틸렌 섬유를 함유하는 얀을 포함하는 직물; 및 (ii) 상기 직물의 하나 이상의 표면에 부착된 플라스토머 층(상기 플라스토머는 에틸렌 또는 프로필렌과 하나 이상의 C2 내지 C12 알파-올레핀 공-단량체의 반결정성 공중합체이고, 상기 플라스토머는 ISO 1183에 따라 측정 시 870 내지 930 kg/m3의 밀도를 갖는다)을 포함하며, 1.9% 이하의 총 수축율을 갖는 가요성 시이트에 관한 것이다.

Description

가요성 시이트, 이의 제조 방법 및 이의 용도{FLEXIBLE SHEET, METHOD OF MANUFACTURING SAID SHEET AND APPLICATIONS THEREOF}
본 발명은 다양한 용도, 예컨대 화물 덮개, 컨테이너 덮개, 바닥 덮개, 지붕 덮개, 커튼, 방수포, 및 빌딩 덮개로 사용하기에 적합한 가요성 시이트 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 가요성 시이트를 함유하는 다양한 제품에 관한 것이다.
상기 기재된 용도에 적합하게 사용되는 많은 가요성 시이트가 문헌에 기재되어 있고 당업계에 잘 알려져 있다. 알려진 시이트는 보통 보강용 직물을 포함하고, 상기 직물은 이에 부착된 열가소성 물질의 시트들 사이에 캡슐화되어 있다. 고-강도 및 저 수축 섬유의 직물 또는 부직포, 예를 들어, 폴리에스터, 나일론, 아라미드(aramid) 또는 유리 섬유가 보강용으로 사용되었지만, 과량의 중합체가 열가소성 물질의 시이트를 위해 사용되었다. 이 중에 가장 잘 이용되는 중합체는 엘라스토머, 예컨대 열가소성 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 고무(EPM), 에틸렌-프로필렌-다이엔 고무(EPDM), 열가소성 우레탄 및 폴리비닐 클로라이드 중합체이다. 상기 언급된 물질을 사용하는 알려진 가요성 시이트 양태의 예는, 미국 특허 제5,773,373호, 제6,864,195호 및 제6,054,178호에 기재되어 있다.
저 밀도 폴리에틸렌(LDPE) 층 또는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 층과 라미네이트된 보강용 폴리에틸렌 직물을 포함하는 가요성 시이트 또한 미국 특허 제6,280,546호에 기재되어 있다.
일본 특허공개 제11 138715호, 제 11 291419호 및 제 2000 233477호 또한, 3개 이상의 탄소 원자 알파-올레핀 공단량체를 갖는 에틸렌 공중합체의 층을 포함하는 가요성 시이트를 기재하고 있고, 여기서 상기 층은 폴리올레핀 섬유로 직조된 직물상에 라미네이트되어 있다. 미국 특허 제5,994,242호는 경량, 저온 가요성 및 내마모성이 개선된 코팅된 직조 물질을 기재하고 있고, 이때 상기 코팅된 직조 물질은 직조 스크림(scrim) 및 상기 스크림의 하나 이상의 면 상의 코팅을 포함하고, 상기 코팅은 에틸렌과 4개 이상의 탄소 원자를 갖는 탄화수소 알파-올레핀 하나 이상의 엘라스토머 공중합체 20 내지 100 중량%의 블렌드를 포함한다.
알려진 가요성 시이트는 개선된 내인열성; 우수한 야외 사용 및 조작 특성; 내마모성; 우수한 내화학성 및 내열성을 나타내고, 이들 중 일부는 재활용도 가능하다. 또한, 치수 안정성 섬유, 예를 들어, 폴리에스터, 나일론, 아라미드 또는 유리의 사용 때문에, 이들로부터 제조된 대부분의 알려진 가요성 시이트는 우수한 치수 안정성, 예를 들어 저 수축성을 나타낸다. 그러나, 폴리에스터, 나일론, 아라미드 또는 유리 섬유를 함유하는 알려진 가요성 시이트는 너무 약하거나 너무 무겁다.
폴리에틸렌 섬유 및 폴리에틸렌 섬유를 함유하는 얀이 우수한 중량 대 길이 비를 나타내는 것은 알려져 있다. 폴리에틸렌 직물, 즉 폴리에틸렌 섬유를 함유하는 얀으로 제조된 직물은 또한, 예를 들어, 폴리에스터, 나일론, 아라미드 또는 유리 섬유로부터 제조된 임의의 직물보다 더 경량이고 더 견고하다는 이점을 갖는다.
그러나, 본 발명자들은, 가요성 시이트의 제조자들이, 특히 치수 안정성이 필수일 때, 보강용 폴리에틸렌 직물을 사용하는 것을 조직적으로 기피함을 확인하였다. 그 이유는, 이러한 폴리에틸렌 직물을 포함하는 치수 안정성 가요성 시이트를 제조하려는 모든 시도가 실패로 돌아갔기 때문이다. 폴리에틸렌 직물로 강화된 가요성 시이트, 예컨대 일본 특허공개 제11 138715호, 제11 291419호, 제2000 233477호 및 미국 특허 제5,994,242호의 어느 것도, 허용가능한 치수 안정성, 예를 들어 특히 장기간 사용 시 낮은 수축율을 갖지 못함이 확인되었다. 또한, 미국 특허 제6,280,546호의 가요성 시이트는 사용하는 동안 증가된 수축율을 나타내었고, 따라서 장기간 사용에 있어 적합하지 않았다.
폴리에틸렌 섬유가 낮은 압축 항복 강도를 갖고, 따라서 사용기간 동안 소위 킹크 밴드(kink band)의 형성에 의해 영향을 받을 것이라는 것은 잘 알려져 있다. 임의의 설명으로 얽매이고자 하는 것은 아니지만, 본 발명은 킹크-밴드의 형성이 섬유의 수축 및 이를 함유한 제품의 수축을 유발할 수 있을 것이라고 여겼다. 따라서, 폴리에틸렌 섬유의 유리한 성질, 예를 들어 경량, 내화학성 및 고 강도는, 특히 치수 안정성이 요구되는 용도를 위해 디자인된 가요성 시이트 전체에는 사용되지 못할 수도 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 보강용 폴리에틸렌 직물을 포함하는 알려진 가요성 시이트를, 예를 들어 이의 사용 동안의 수축율을 감소시킴으로써 개선하는데에 있다.
본 발명은 가요성 시이트에 관한 것으로서, 본 발명의 가요성 시이트는
(i) 날실(warp) 방향 및 씨실(weft) 방향을 갖고 폴리에틸렌 섬유를 함유하는 얀을 포함하는 직물; 및
(ii) 상기 직물의 하나 이상의 표면에 부착된 플라스토머 층으로서, 상기 플라스토머가 에틸렌 또는 프로필렌과 하나 이상의 C2 내지 C12 알파-올레핀 공-단량체의 반결정성 공중합체이고, 상기 플라스토머가 ISO 1183에 따라 측정 시 870 내지 930 kg/m3의 밀도를 갖는, 플라스토머 층
을 포함하며,
1.9% 이하의 총 수축율을 갖는다.
바람직하게, 본 발명의 가요성 시이트는 1.8% 이하, 더욱 바람직하게 1.7% 이하, 가장 바람직하게 1.6% 이하의 총 수축율을 갖는다. 본원에서 총 수축율은 직물의 날실 및 씨실 방향의 평균 수축율로서 이해된다.
바람직한 양태에서, 본 발명의 가요성 시이트는 1.5% 미만, 더욱 바람직하게 1.2% 미만, 더욱 바람직하게 1.0% 미만, 더욱 바람직하게 0.8% 미만, 더욱 바람직하게 0.6% 미만, 가장 바람직하게 0.45% 미만의 총 수축율을 갖는다. 총 수축율은 이후에 본 명세서의 “측정 방법”란에 기재된 방법론에 따라 수행되는 측정법에 의해 결정될 수 있다. 바람직하게, 본 발명의 가요성 시이트는 날실 방향으로 1% 미만, 더욱 바람직하게 0.6% 미만, 가장 바람직하게 0.5% 미만의 수축을 갖는다. 바람직하게, 본 발명의 가요성 시이트는 씨실 방향으로 1% 미만, 더욱 바람직하게 0.5% 미만의 수축을 갖는다.
본 발명자들은, 본원 발명의 가요성 시이트가 공지의 시이트보다 향상된 성질을 갖는다는 점에서, 폴리에틸렌 섬유의 다양한 성질이 지금까지 가요성 시이트를 제조할 때보다 더욱 효과적으로 이용되었음을 확인하였다. 특히, 본 발명의 가요성 시이트가 우수한 치수 안정성을 갖는 것이 발견되었다. 더욱이, 본 발명의 가요성 시이트가 특히 장기 용도에서 사용되는 동안 수축에 대한 적합한 저항성을 나타내는 것이 발견되었다. 또한, 상기 시이트는 경량이고, 우수한 내인열성 및 고 파단 강도를 갖는 것이 발견되었다. 나아가, 저온 환경에서 사용되는 동안, 본 발명의 가요성 시이트가, 예를 들어, 균열 등과 같은 저온-유도된 손상에 적게 영향을 받는 것이 발견되었다.
본원에서 "부착"은 플라스토머가 접촉하는 폴리에틸렌 섬유에 적어도 물리적인 힘에 의해 접착하여 결합하는 것으로 이해된다. 그러나, 본 발명에서 플라스토머가 섬유의 표면에 실질적으로 화학적으로 결합하는 것이 필수적인 것은 아니다. 본원 발명에 따라 사용되는 플라스토머는 다른 유형의 열가소성 물질과 비교할 때, 화학적 결합이 없더라도 폴리에틸렌 섬유 상에 효과적으로 접착되는 것이 발견되었다. 바람직한 양태에서, 상기 폴리에틸렌 섬유 표면은, 플라스토머와 섬유 사이의 접착성을 향상시키기 위하여 물결모양(corrugated)이고, 돌출부 또는 중공 또는 다른 불균일한 표면 구조를 갖는다.
바람직하게, 본 발명의 가요성 시이트는,
(i) 폴리에틸렌 섬유를 함유하는 얀을 포함하는 직물; 및
(ii) 상기 직물의 하나의 표면에 부착된 제1 부분, 및 상기 직물의 얀 및/또는 섬유 사이에 함침된 제2 부분을 포함하는 플라스토머 층으로서, 상기 플라스토머가 상기에서 정의된 바와 같은 플라스토머 층
을 포함한다.
바람직하게는, 상기 제2 부분이 상기 직물 전반에 걸쳐 연장되고, 상기 제1 부분에 점착 결합된다.
또한, 본 발명의 가요성 시이트의 우수한 내수축성은, 플라스토머 층이 직물의 양 표면에 부착되어 상기 직물을 캡슐화할 때 수득되는 것을 확인하였다. 따라서, 본 발명의 바람직한 양태에서, 가요성 시이트는
(i) 상부 표면 및 하부 표면을 갖고 폴리에틸렌 섬유를 함유하는 얀을 포함하는 직물; 및
(ii) 상기 직물을 캡슐화하는 플라스토머 층으로서, 상기 플라스토머가 상기에서 정의된 바와 같은 플라스토머 층
을 포함한다.
바람직하게, 상기 직물을 캡슐화하는 플라스토머 층은 상기 상부 표면에 부착된 제1 부분; 상기 하부 표면에 부착된 제3 부분; 및 상기 직물의 얀 및/또는 섬유 사이에 함침되고 상기 직물 전체에 걸쳐 연장되는 제2 부분을 포함한다.
본 발명의 추가적인 바람직한 양태에서, 가요성 시이트는
(i) 상부 표면 및 하부 표면을 갖고 폴리에틸렌 섬유를 함유하는 얀을 포함하는 직물;
(ii) 상기 직물을 캡슐화하는 플라스토머 층으로서, 상기 플라스토머가 상기에서 정의된 바와 같고; 상기 플라스토머 층이 상기 상부 표면에 부착된 제1 부분, 상기 하부 표면에 부착된 제3 부분 및 상기 직물의 얀 및/또는 섬유 사이에 함침되고 직물 전반에 걸쳐 연장되는 제2 부분을 포함하고; 상기 제2 부분이 상기 플라스토머 층의 제1 및 제3 부분에 점착 결합된, 플라스토머 층
을 포함한다.
플라스토머 층의 두 개의 점착 결합된 부분은, 상기 부분들이 합계 단일체로 융합되어, 바람직하게는 이들 사이에, 예를 들어 광학 현미경에 의해 측정되는 경계선이 생성되지 않고, 바람직하게 플라스토머 층을 통하여 기계적 또는 물리적 성질의 변화가 발생하지 않도록 된 것으로 이해된다. 용어 “상부 표면” 및 “하부 표면”은 단지, 직물의 특성인 두 개의 표면을 구별하기 위해 사용되는 것이지, 특정 위 또는 아래 위치로 대향하는 것으로 직물을 실질적으로 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
본 발명의 가요성 시이트는, 시이트의 정사각형 샘플이 테이블의 모서리에 위치될 때 상기 샘플 길이의 일부가 테이블과 접촉하여 그에 의해 지탱되고, 나머지 길이가 상기 테이블의 모서리로부터 거리 L=200 x (시이트 두께)를 넘어 자유로이 연장되되 테이블 레벨의 적어도 0.1 x L 미만만큼 변형되는 경우에 가요성인 것으로 간주된다. 상이한 가요성을 갖는 가요성 시이트는 직물 직조법, 플라스토머의 양 및 함침 정도의 적합한 조합을 선택하여 얻을 수 있다.
본 발명의 가요성 시이트의 여러 양태에 따르면, 플라스토머 층은 제1 부분 및 이의 얀(yarns) 및/또는 섬유(fibers) 사이에서 직물 내부로 함침된 제2 부분을 포함한다. 바람직하게는, 상기 제2 부분은 얀 및 섬유 모두 사이에 함침된다. 바람직하게는, 상기 플라스토머 층의 제2 부분은 상기 직물 전반에 걸쳐 연장되고, 이는 상기 제2 부분을 형성하는 플라스토머 물질이 표면들 사이에서 직물의 종방향 치수(vertical dimension) 및 직물의 횡방향 치수(lateral dimension)을 따라 분포되는 것을 의미한다. 바람직하게는, 함침은 플라스토머 층의 상기 제2 부분이 직물의 하나의 표면으로부터 이의 반대 표면까지 완전히 종방향 치수를 따라 연장되도록 수행된다.
본 발명의 바람직한 양태에서, 가요성 시이트는 필수적으로, 직물, 예를 들어 상기 (i) 중 임의의 하나; 플라스토머 층, 예를 들어 상기 (ii) 중 임의의 하나, 및 선택적으로 상기 플라스토머에 첨가된 이후에 정의되는 바와 같은 다양한 충전제 및 첨가제로 이루어진다. 상기 양태에 따른 가요성 시이트는, 견고하고 경량이며 감소된 수축율을 나타내는 것으로 발견되었다. 게다가, 상기 시이트가 열 용접에 의해 심(seam)을 따라 쉽게 밀봉되어 강한 밀봉성을 제공하고, 총 시간과 비용을 절약할 수 있다.
본 발명은 첨부 도면에서 여러 바람직한 양태들에 의해 더욱 구체적으로 설명되는데, 이들은 단지 예로서 기재된 것이지 그 범위를 한정하는 것으로 이해되어서는 안된다.
도 1은 직물, 및 이의 표면에 부착되고 직물 내부로 함침된 플라스토머 층을 포함하는 가요성 시이트의 단면도이다.
도 2는 플라스토머에 의해 캡슐화된 가요성 시이트의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 가요성 시이트(100)는, 직물의 얀(103) 및 섬유(104) 사이에서 직물 내부로 함침되고, 이의 상부(102a) 및 하부(102b) 표면 사이에서 완전히 직물 전반에 걸쳐 연장되는 제2 부분(101b)를 갖는 플라스토머 층(101)을 함유한다. 상기 제2 부분은, 직물의 표면(102a)에 부착되고 이를 덮는 플라스토머 층(101)의 제1 부분(101a)에 점착 결합된다. 직물은 일반적으로 두 세트 이상의 얀, 일반적으로 소위 날실(warp yarn) 및 씨실(weft yarn)을 함유하고 이들이 서로 엮이거나 소정 각도로 위치한다. 간략하게 하기 위해, 오직 하나의 그러한 세트, 예를 들어 날실(103) 함유 섬유(104)를 도 1에 나타냈다.
본 발명에 따른 가요성 시이트의 바람직한 양태에서, 상기 제2 부분(101b)은 플라스토머 층(101)의 제1 부분(101a)에 의해 덮힌 표면(102a)의 반대편인 직물의 표면 레벨(102b)을 넘어 연장되어, 예를 들어 플라스토머의 이상 성장물(excrescence)(105)을 생성한다. 더욱 바람직하게, 상기 제2 부분은 상기 표면 레벨(102b)을 넘어서 연장되어, 상기 이상 성장물이 서로 합쳐서 직물의 표면(102b)에 부착된 필름형 플라스토머 층(106)을 형성하도록 한다. 바람직하게는, 상기 필름형 플라스토머 층은 광학 또는 전자 현미경으로 측정하였을 때 0.4 mm 미만, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 0.2 mm의 두께를 갖는다. 필름형 플라스토머 층은 연속적일 필요는 없지만, 이러한 필름형 층이 외부의 잠재적 위험 요소로부터 직물을 보호하기 때문에, 상기 필름형 플라스토머 층은 연속적인 것이 바람직하다. 이러한 양태에 따른 가요성 시이트는 또한 추가적으로 감소된 수축율을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 플라스토머 층(101)의 제2 부분(101b)이 얀(103) 및 섬유(104) 사이에서 직물 내부로 함침되고, 상기 직물의 상부(102a) 및 하부(102b) 표면 사이에서 완전히 연장된다. 상기 플라스토머 층(101)의 제2 부분(101b)은 또한 상기 플라스토머 층(101)의 제1 부분(101a) 및 제3 부분(101c)에 점착 결합되고, 상기 제1 및 제3 부분은 각각 직물의 상부(102a) 및 하부(102b) 표면에 부착되고 이를 덮어, 상기 직물을 캡슐화한다.
제2 부분(101b)이 직물에 완전히 함침될 필요는 없다. 그러나, 상기 가요성 시이트에 존재하는 공극(107) 및/또는 에어 포켓(air pocket)의 총 부피, 예를 들어 개별 공극 부피의 합이 가요성 시이트 부피의 50% 미만, 더욱 바람직하게 30% 미만, 가장 바람직하게 10% 미만인 것이 바람직하다.
본 발명의 가요성 시이트에 함유된 플라스토머는 열가소성 물질 종류에 속하는 플라스틱 물질이다. 본 발명에 따르면, 상기 플라스토머는 에틸렌 또는 프로필렌과 하나 이상의 C2 내지 C12 알파-올레핀 공-단량체의 반결정성 공중합체 880 내지 930 kg/m3의 밀도를 갖는다. 본 발명의 가요성 시이트는, 플라스토머가 단일 부위 촉매 중합 공정에 의해 제조될 때 우수한 내수축성을 나타내는 것이 발견되었으며, 바람직하게는 상기 플라스토머는 메탈로센 플라스토머, 즉 메탈로센 단일 부위 촉매에 의해 제조된 플라스토머이다. 에틸렌은 프로필렌 공중합체에서 특히 바람직한 공-단량체이고, 부텐, 헥센 및 옥텐은 에틸렌 및 프로필렌 공중합체 둘 다에 바람직한 알파-올레핀 공-단량체이다.
바람직한 양태에서, 플라스토머는 에틸렌 또는 프로필렌의 열가소성 공중합체이고, 공-단량체로서 하나 이상의 C2 내지 C12 알파-올레핀, 특히 에틸렌, 아이소부텐, 1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐 및 1-옥텐을 함유한다. 에틸렌과 공-단량체로서 하나 이상의 C3 내지 C12 알파-올레핀 단량체가 적용될 때, 공중합체 내의 공-단량체의 양은 1 내지 50 중량%, 바람직하게 5 내지 35 중량%이다. 에틸렌 공중합체일 경우, 바람직한 공-단량체는 1-옥텐이고, 상기 공-단량체는 5 중량% 내지 25 중량%, 더욱 바람직하게 15 중량% 내지 20 중량%의 양으로 존재한다. 프로필렌 공중합체의 경우, 공-단량체, 특히 에틸렌 공-단량체의 양은, 보통 1 내지 50 중량%, 바람직하게 2 내지 35 중량% , 더욱 바람직하게 5 내지 20 중량%이다. 플라스토머의 밀도가 880 내지 920 kg/m2일 때, 더욱 바람직하게 880 내지 910 kg/m3일 때 수축율에 있어 우수한 결과가 얻어진다.
본 발명에 따라 사용하기 위한 적합한 다른 플라스토머는 본원에서 참고로 인용하는 일본 특허 제 11 138715호, 제11 291419호, 제2000 23347호 및 미국 특허 제5,994,242(컬럼 2 내지 4)에 기재되어 있다.
본원 발명에 따라 사용되는 플라스토머가, ASTM D3418에 따라 측정되는 DSC 피크 융점이 70 ℃ 내지 120 ℃, 바람직하게 75℃ 내지 100 ℃, 더욱 바람직하게 80 ℃ 내지 95 ℃일 때 우수한 내수축성이 얻어진다.
단일 부위 촉매 중합 공정에 의해 제조된 플라스토머, 특히 메탈로센 플라스토머는 다른 중합 방법, 예를 들어 지글러-나타 촉매법에 의해 제조되어 온 에틸렌과 프로필렌의 공중합체와 밀도가 서로 다르다. 상기 플라스토머는 좁은 분자량 분포(Mw/Mm)(이 값은 바람직하게는 1.5 내지 3 범위이다) 및 한정된 양의 장쇄 분지도를 갖는다는 점에서 차별화된다. 장쇄 분지의 수는 바람직하게는 1000개의 탄소 원자 당 3개 이하이다. 본 발명의 가요성 시이트에 사용될 수 있고 메탈로센 촉매형에 의해 수득 가능한 적합한 플라스토머는, 예를 들어, 엑손, 미쓰이, DEX-플라스토머 및 다우에서 이그젝트(Exact), 타프머(Tafmer), 익시드(Exceed), 인게이지(Engage), 어피니티(Affinity), 비스타막스(Vistamaxx) 및 벌시파이(Versify)라는 상품명으로 상업적 규모로 생산된다. 플라스토머, 특히 메탈로센 플라스토머의 설명과 이의 기계적 및 물리적 성질에 대한 개요는, 예를 들어, 본원에서 참고로 인용하는 하루툰 지. 카리안(Harutun G. Karian)의 저서 “폴리프로필렌 및 폴리프로필렌 복합물의 안내서” (ISBN 0-8247-4064-5) 및 더욱 구체적으로 챕터 7.2.1 및 7.2.2; 및 7.2.5 내지 7.2.7에서 찾을 수 있다.
이상에서 언급한 바와 같이, 본 발명의 가요성 시이트에 사용되는 플라스토머 층은 여기에 첨가된 다양한 충전제 및 첨가제를 함유한다. 충전제의 예는, 강화 및 비-강화 물질, 예를 들어, 카본 블랙, 칼슘 카보네이트, 점토, 실리카, 운모(mica), 활석(talc) 및 유리를 포함한다. 첨가제의 예는, 안정화제, 예를 들어 UV 안정화제, 안료, 산화방지제, 난연제 등을 포함한다. 바람직한 난연제는 알루미늄 트리하이드레이트, 마그네슘 데하이드레이트 및 암모늄 포스페이트를 포함한다. 본 발명의 가요성 시이트 중의 난연제 양은 플라스토머의 양에 대해 바람직하게 1 내지 60 중량%, 더욱 바람직하게 1 내지 10 중량%이다. 가장 바람직한 난연제는 알루미늄 포스페이트, 예를 들어 엑솔릿(Exolit)이다.
플라스토머의 양이, 플라스토머가 사용된 직물의 면 밀도(AD)보다 20% 이상, 바람직하게 50% 이상, 더욱 바람직하게 75% 이상, 가장 바람직하게 100% 이상 높은 면 밀도(AD)를 갖는 가요성 시이트를 생산하도록 선택될 때, 우수한 내수축성이 얻어진다. 바람직하게 가요성 시이트는, 직물의 면 밀도(AD)보다 500% 이하, 바람직하게 400% 이하, 가장 바람직하게 300% 이하 큰 면 밀도(AD)를 갖는다. 플라스토머가 직물을 캡슐화하고 플라스토머 양이 상기에 기재된 것처럼 선택될 때, 우수한 결과가 얻어진다. 면 밀도(AD)는 kg/m2으로 표시되고, 특정 면적, 예를 들어 0.01 m2의 샘플의 무게를 측정하여, 이 샘플 측정된 무게를 샘플의 면적으로 나누어서 얻어진다.
본원에서 "섬유"는 섬유의 횡방향 치수(transverse dimension), 예를 들어 폭 및 두께보다 훨씬 큰 길이 치수를 갖는 연속적으로 긴 물체를 의미한다. 용어 “섬유”는 또한 다양한 양태, 예를 들어, 규칙적이거나 규칙적이지 않은 담면의 필라멘트, 리본, 스트립, 밴드, 테이프 등을 포함한다. 본 발명의 목적을 위한 얀은, 복수의 섬유를 함유하는 긴 물체이다.
바람직한 폴리에틸렌 섬유는 고 분자량 폴리에틸렌(HMWPE) 섬유이다. 더욱 바람직한 폴리에틸렌 섬유는 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 섬유이고, 이러한 섬유가 본원발명의 가요성 시이트에 사용될 때 낮은 수축율을 나타내는 것으로 확인되었다. 상기 폴리에틸렌 섬유는 당업계의 알려진 기술, 바람직하게 용융 방사 또는 겔 방사 공정에 의해 제조될 수 있다. 가장 바람직한 섬유는 겔 방사된 UHMWPE 섬유, 예를 들어 DSM 다이니마(Dyneema)에서 다이니마®이라는 상품명으로 판매하는 것이고, 이러한 섬유가 본 발명의 가요성 시이트에 사용될 때 가장 낮은 수축율을 나타내는 것을 발견하였다. 용융 방사 공정이 사용되는 경우, 이를 제조하기 위한 폴리에틸렌 출발 물질은 바람직하게 20,000 내지 600,000 g/mol, 더욱 바람직하게 60,000 내지 200,000 g/mol의 중량-평균 분자량를 갖는다. 용융 방사 공정의 예는, 본 발명에서 참고로 인용하는 유럽 특허 제1,350,869호에 기재되어 있다. 상기 섬유 제조에 겔 방사 공정이 사용되는 경우, 바람직하게 3 dl/g 이상, 더욱 바람직하게 4 dl/g 이상, 가장 바람직하게 5 dl/g 이상의 고유 점도(IV)를 갖는 UHMWPE가 사용된다. 바람직하게 IV는 40 dl/g 이하, 더욱 바람직하게 25 dl/g 이하, 가장 바람직하게 15 dl/g 이하이다. 바람직하게, UHMWPE는 100개의 C 원자 당 1개 미만, 더욱 바람직하게 300개의 C 원자 당 1개 미만의 측쇄를 갖는다. 바람직하게 UHMWPE 섬유는 유럽 특허 제0205960 A호, 제0213208 A1호, 미국 특허 제4413110호, 영국 특허 제2042414 A호, 제2051668 A호, 영국 특허 제0200547 B1호, 제0472114 B1호, 국제 공개특허 제01/73173 A1호, 영국 특허 제1,699,954호 및 우드헤드(Woodhead Publ. Ltd)에서 1994년 출간한 나카지마(T.Nakajima)의 저서 “진보된 섬유 방사 기술”(ISBN 185573 182 7)를 포함하는 다양한 문헌에 기재된 겔 방사 공정에 따라 제조된다.
직물을 제조하기 위하여 폴리에틸렌 섬유를 함유하는 얀과 조합하여 사용되는 섬유의 다른 얀은, 폴리아미드 및 폴리아라미드, 예를 들어 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드) (케블러®); 폴리(테트라플로오로에틸렌)(PTEE); 폴리{2,6-다이이미다조-[4,5b-4',5'e]피리디닐렌-1,4(2,5-다이하이드록시)페닐렌}(M5); 폴리(p-페닐렌-2,6-벤조비스옥사졸(PBO)(자일론®); 폴리(헥사메틸렌아디파미드)(나일론 6,6), 폴리(4-아미노부티릭 산)(나일론 6); 폴리에스터, 예를 들어 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(부틸렌 테레프탈레이트) 및 폴리(1,4-사이클로헥실리덴 다이메틸렌 테레프탈레이트); 폴리비닐 알코올; 예를 들어, 미국 특허 제4,384,016호에 공지된 굴열성(thermotropic) 액정 중합체(LCP), 및 폴리에틸렌 이외의 폴리올레핀, 예를 들어, 폴리프로필렌의 호모중합체 및 공중합체(이에 국한되지 않음)로부터 제조된 섬유 얀을 포함한다. 상기 중합체로부터 제조된 섬유의 조합을 함유하는 얀 또한 본 발명의 가요성 시이트에 함유된 직물의 제조에 사용될 수 있다. 그러나, 바람직한 다른 얀은 폴리아미드 및/또는 LCP의 섬유를 함유하는 것들이다.
본 발명의 특정 양태에서, 섬유는 UHMWPE 테이프이다. 본 발명의 목적을 위한 테이프(또는 평면 테이프)는 5:1 이상, 더욱 바람직하게 20:1 이상, 더욱 바람직하게 100:1 이상, 가장 바람직하게 1000:1 이상의 단면 종횡비를 갖는 섬유이다. 평면 테이프의 폭은 바람직하게 1 mm 내지 600 mm, 더욱 바람직하게 1.5 mm 내지 400 mm, 더욱 바람직하게 2 mm 내지 300 mm, 더욱 바람직하게 5 mm 내지 200 mm, 가장 바람직하게 10 mm 내지 180 mm이다. 평면 테이프의 두께는 10 μm 내지 200 μm이고, 더욱 바람직하게는 15 μm 내지 100 μm이다.
바람직하게, 본 발명에 사용되는 섬유는 0.5 내지 20 dpf, 더욱 바람직하게 0.7 내지 10 dpf, 가장 바람직하게 1 내지 5 dpf의 데니어를 갖는다. 상기 섬유를 함유하는 얀은 바람직하게 100 내지 3000 dtex, 더욱 바람직하게 200 내지 2500 dtex, 가장 바람직하게 400 내지 1000 dtex의 데니어를 갖는다.
본 발명에서 사용되는 폴리에틸렌 섬유의 인장 강도는 ASTM D2256에 따라 측정 시 바람직하게 1.2 GPa 이상, 더욱 바람직하게 2.5 GPa 이상, 가장 바람직하게 3.5 GPa 이상이다. 이러한 강한 폴리에틸렌 섬유로부터 제조되는 직물을 사용하는 본 발명의 가요성 시이트는, 예를 들어, 폴리에스터, 나일론, 아라미드 또는 유리 섬유로부터 제조된 직물을 사용하는 동일한 구성의 임의의 다른 가요성 시이트에 비하여 더 경량이고 더 견고하며, 낮은 수축율을 갖는다. 폴리에틸렌 섬유의 인장 모듈러스는 ASTM D2256에 따라 측정 시 바람직하게 30 GPa 이상, 더욱 바람직하게 50 GPa 이상, 가장 바람직하게 60 GPa 이상이다.
본 발명의 바람직한 양태에서, 본 발명의 가요성 시이트에 사용되는 직물을 제조하기 위해 사용되는 양의 80 질량% 이상, 더욱 바람직하게 90 질량% 이상, 가장 바람직하게 100 질량% 이상이 폴리에틸렌 섬유를 함유하는 얀, 더욱 바람직하게 오직 폴리에틸렌 섬유만을 함유하는 얀, 더욱 바람직하게 오직 UHMWPE 섬유만을 함유하는 얀, 가장 바람직하게 오직 겔 방사된 UHMWPE 섬유만을 함유하는 얀이다. 얀의 잔여 질량%는 상기에서 열거된 다른 섬유를 함유하는 얀으로 이루어 질 수 있다. 증가된 질량%의 폴리에틸렌 얀을 함유하는 직물, 특히 모든 얀의 섬유가 폴리에틸렌 섬유인 직물을 사용하면, 본 발명의 가요성 시이트가 감소된 수축율, 햇빛 및 UV 분해에 대한 우수한 저항성, 높은 인열 강도 및 낮은 중량을 나타내는 것이 발견되었다.
본 발명의 가요성 시이트를 제조하기 위한 적합한 직물의 바람직한 양태는, 평직(태비직), 바스켓 위브(basket weave), 크로우 핏 위브(crow feet weave) 및 수자직을 포함하며, 더욱 정교한 위브, 예컨대 트라이액시얼 위브(triaxial weave)도 사용될 수 있다. 더욱 바람직하게, 직물은 평직, 가장 바람직하게, 직물은 바스켓 위브이다. 바람직하게, 직물을 제조하는데 사용되는 얀에 포함되는 섬유는, 단면이 4:1 이하, 가장 바람직하게 2:1 이하의 종횡비를 갖는 둥근 단면의 섬유이다.
본 발명에 따라 사용하기에 바람직한 직물은 1.5 이상, 더욱 바람직하게 2 이상, 가장 바람직하게 3 이상의 피복 인자(cover factor)를 갖는다. 바람직하게, 상기 피복 인자는 30 이하, 더욱 바람직하게 20 이하, 가장 바람직하게 10 이하이다. 이러한 직물을 사용하면 감소된 수축율을 갖는 가요성 시이트를 제공할 수 있는 것이 발견되었다. 또한, 직물의 최적의 함침이 얻어지고, 따라서 가요성 시이트에 함유된 공극 또는 에어 포켓의 양이 최소화되는 것이 발견되었다. 또한, 본 발명의 가요성 시이트 내의 공극 또는 에어 포켓의 저용량은 상기 시이트의 치수 안정성의 향상에 기여하는 것이 발견되었다. 나아가, 균질한 가요성 시이트, 예를 들어, 기계적 성질의 국지적 편차가 적은 가요성 시이트가 얻어지는 것이 발견되었다. 함침은, 상기 섬유 및/또는 얀을 통해 용융 플라스토머에 압력을 가함으로써 수행될 수 있다.
또한, 본 발명은 하기 단계를 포함하는 본 발명의 가요성 시이트를 제조하는 방법에 관한 것이다:
a) 바람직하게는 상기에서 정의된 바와 같은 직물 및 플라스토머를 제공하는 단계로서, 상기 직물은 폴리에틸렌 섬유를 함유하는 얀을 포함하고, 상기 플라스토머는 에틸렌 또는 프로필렌과 하나 이상의 C2 내지 C12 알파-올레핀 공-단량체의 반결정성 공중합체이고, 상기 플라스토머는 ISO 1183에 따라 측정 시 870 내지 930 kg/m3의 밀도를 갖는 것인, 단계;
b) 상기 플라스토머를 그의 융점 초과 및 바람직하게는 180 ℃ 이하, 더욱 바람직하게는 165 ℃ 이하의 온도에서 상기 플라스토머를 용융시키는 단계;
c) 용융된 플라스토머를 상기 직물의 하나 이상의 표면, 바람직하게 상기 직물의 양 표면에 위치시켜, 상기 직물의 하나 이상의 표면에 위치한 용융 플라스토머 층을 함유하는 직물을 제조하는 단계;
d) 상기 플라스토머의 융점 내지 상기 폴리에틸렌 섬유의 DSC에 의해 측정된 융점의 온도에서, 단계 c)의 직물 상에 20 bar 이상의 압력을 인가시켜 압축된 직물을 얻는 단계;
e) 드웰 시간(dwell time) 이후에 단계 d)의 압축된 직물을 상온으로 냉각시키는 단계.
바람직하게, 본 발명 방법의 단계 d)에서, 상기 용융 플라스토머의 일부는, 높은 온도, 소위 함침 온도에서 압력, 소위 함침 압력을 가하여 상기 직물 내부로 함침되고, 이때 상기 용융 플라스토머는 얀 및/또는 이의 섬유 사이의 상기 직물 전반에 걸쳐 함침된다.
바람직하게, 본 발명 방법의 단계 d)에서 압력 또는 함침 압력은 30 bar 이상, 더욱 바람직하게 40bar 이상, 더욱 바람직하게 60bar 이상, 가장 바람직하게 80bar 이상이다. 0.5 bar/초 이상, 더욱 바람직하게 1.2 bar/초 이상, 가장 바람직하게 2 bar/초 이상의 증가되는 구배 압력이 가해질 때, 우수한 내수축성이 얻어진다. 바람직하게, 15 bar/초 이하, 더욱 바람직하게 12 bar/초 이하, 가장 바람직하게 10 bar/초 이하의 증가되는 구배로 압력이 가해진다. 종래의 가압 수단, 예를 들어 WN 안라게프레스(WN Anlagepress)로 압력이 가해질 수 있다.
본 발명 방법의 단계 d)에서 사용되는 온도는 플라스토머 융점 내지 DSC에 의해 측정된 폴리에틸렌 섬유의 융점, 바람직하게 90 ℃ 내지 150 ℃, 더욱 바람직하게 100 ℃ 내지 120 ℃이다. 바람직하게, UHMWPE 섬유를 함유하는 얀을 포함하는 직물이 사용될 때, 상기 온도는 90 ℃ 내지 145 ℃, 더욱 바람직하게 100 ℃ 내지 130 ℃이다. 상기 기재된 바람직한 범위의 압력 및 온도를 선택함으로써, 직물 내부로 함침된 플라스토머 부분은 얀들 사이뿐만 아니라 얀들의 섬유들 사이에 있게 되고, 이에 따라 저 수축율의 가요성 시이트가 얻어진다. 또한, 공극의 총 부피는 본 발명의 가요성 시이트 부피의 10% 미만으로 감소된다.
본 발명의 가요성 시이트는 또한 하기 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된다:
i. 상기에서 정의된 플라스토머를 직물의 하나 이상의 표면, 바람직하게 양 표면 상에 위치시키는 단계로서, 상기 직물이 폴리에틸렌 섬유를 함유하는 얀을 포함하는 것인, 단계;
ii. 상기 플라스토머를 이의 융점보다 높은 온도, 바람직하게 180 ℃ 이하, 더욱 바람직하게 165 ℃ 이하의 온도에서 용융시키는 단계; 및
iii. 상기 용융 플라스토머의 적어도 일부분을 함침 압력 하에 높은 함침 온도에서 가압하여 상기 직물 내부로 함침시키는 단계로서, 이때 상기 용융된 플라스토머가 이의 얀 및/또는 섬유 사이에서 상기 직물 전반에 걸쳐 함침되는 단계.
바람직하게, 단계 i)에서, 상기 플라스토머의 예비형성된 필름을 직물의 하나 이상의 표면, 바람직하게 양 표면 상에 위치시킴으로써 플라스토머가 증착된다. 함침 단계 iii) 동안 가해지는 함침 압력은 20 bar 이상, 더욱 바람직하게 30 bar 이상, 가장 바람직하게 40 bar 이상이다. 종래 가압 방법, 예를 들어 WN 안라게프레스 방법으로 압력 및 열이 가해질 수 있다. 0.5 bar/초 이상, 더욱 바람직하게 1.2 bar/초 이상, 가장 바람직하게 2 bar/초 이상의 증가하는 구배로 압력이 가해질 때, 우수한 내수축성이 얻어진다. 바람직하게, 15 bar/초 이하, 더욱 바람직하게 12 bar/초 이하, 가장 바람직하게 10 bar/초 이하의 증가하는 구배의 압력이 적용된다. 단계 iii) 동안 용융 플라스토머의 함침 온도는 바람직하게 플라스토머 융점 내지 DSC에 의해 측정된 폴리에틸렌 섬유의 융점, 바람직하게 90 ℃ 내지 150 ℃, 더욱 바람직하게 100 ℃ 내지 120 ℃이다. 바람직하게, UHMWPE 섬유를 함유하는 얀을 포함하는 직물이 사용될 때, 상기 함침 온도는 90 ℃ 내지 145 ℃, 더욱 바람직하게 100 ℃ 내지 130 ℃이다. 상기 기재된 바람직한 범위의 압력 및 온도를 선택함으로써, 직물 내부로 함침된 플라스토머 부분은 얀들 사이뿐만 아니라 얀들의 섬유 사이에 있게 되고, 이에 따라 보다 낮은 수축율의 가요성 시이트가 얻어진다. 또한, 공동의 총 부피는 본 발명의 가요성 시이트 부피의 10% 미만으로 감소된다.
본 발명의 가요성 시이트는 또한 하기 단계를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다:
1. 용융 플라스토머 층을 직물의 하나 이상의 표면에 위치시켜, 상기 용융 플라스토머 층과 상기 직물의 두께의 합과 동일한 두께를 갖는 시이트를 형성하는 단계; 및
2. 플라스토머의 융점 내지 DSC에 의해 측정된 폴리에틸렌 섬유의 융점 사이, 바람직하게 90 ℃ 내지 150 ℃, 더욱 바람직하게 100 ℃ 내지 120 ℃에서, 상기 시이트를 두 개의 캘린더링 롤러 사이의 간극(gap) 내부로 연신시켜 상기 직물을 상기 용융 플라스토머 층의 부분으로 함침시키는 단계로서, 상기 간극은 상기 시이트의 두께보다 작은 폭을 갖고, 상기 간극은, 상기 캘린더링 롤에 의해 상기 시이트에 20 bar 이상, 바람직하게 30 bar 이상, 더욱 바람직하게 40 bar 이상, 더욱 바람직하게 50 bar 이상, 가장 바람직하게 80 bar 이상의 압력이 가해지도록 조절되는 단계.
당업자는 통상적으로 캘린더링 롤 사이의 간극을 조절하여 상기 단계 2에서의 압력을 조절할 수 있다. 더 작은 간극은 더 높은 압력을 의미한다.
단계 1에서 플라스토머는 이의 융점 초과의 온도, 바람직하게 180 ℃ 이하, 더욱 바람직하게 165 ℃이하의 온도에서 용융된다. 바람직하게, 단계 2에서 UHMWPE 섬유를 함유하는 얀을 포함하는 직물을 사용할 때, 이에 사용되는 온도는 90 ℃ 내지 145℃, 더욱 바람직하게 100 ℃ 내지 130 ℃이다. 이러한 추가적으로 바람직한 양태에 따른 방법은, 상기 직물의 양 표면 상에 플라스토머 층을 증착시켜 플라스토머 내에 캡슐화된 직물을 얻기 위하여 반복될 수도 있다.
바람직하게, 본 발명의 방법에서 직물은, 플라스토머를 직물 상에 증착하기 전에 예열된다. 예열된 직물의 경우, 수축율이 감소되고 또한 본 발명의 가요성 시이트의 균질도가 증가되는 것이 발견되었다. 바람직하게, 상기 직물은 50 ℃내지 130 ℃, 더욱 바람직하게 80 ℃ 내지 100 ℃의 온도로 예열된다. 상기 직물의 예열은 적외선(IR) 또는 뜨거운 공기 흐름을 사용하여 수행될 수 있다.
본 발명의 방법에서 플라스토머의 용융은 당업계에 알려진 방법, 예를 들어 오븐에서 수행될 수 있다. 바람직하게, 상기 플라스토머는 120 ℃내지 150 ℃, 더욱 바람직하게 130 ℃ 내지 145℃의 온도에서 용융된다. 플라스토머를 용융시키기 위해 이러한 온도가 사용되었을 때, 상기 직물의 우수한 함침이 얻어지고, 제조된 가요성 시이트는 감소된 수축율을 나타내는 것이 발견되었다. 또한, 가요성 시이트 내의 공극의 총 부피가 더욱 감소되는 것이 발견되었다.
함침 이후에, 상기 가요성 시이트는 냉각 단계에서, 예를 들어 찬 공기의 흐름으로, 50 ℃ 미만의 온도로, 더욱 바람직하게 10 ℃ 내지 30 ℃의 온도로 냉각된다.
바람직하게, 본 발명의 가요성 시이트의 두께는 0.1 mm 이상, 더욱 바람직하게 0.5 mm 이상, 가장 바람직하게 1 mm 이상이다. 바람직하게, 본 발명의 가요성 시이트의 두께는 0.2 mm 내지 5 mm, 더욱 바람직하게 0.3 mm 내지 3 mm이다. 상기 가요성 시이트의 두께는 직물의 직조법 및 두께, 플라스토머 층의 양 및 플라스토머를 직물의 내부 공극을 통해 직물 내부로 함침시키는데 사용되는 힘 또는 압력과 관련된 직물의 속성에 의존한다. 상기 가요성 시이트의 AD는 바람직하게 0.2 내지 3 kg/m2, 더욱 바람직하게 0.2 내지 2 kg/m2이다.
본 발명의 가요성 시이트가 플라스토머 층에 캡슐화된 직물을 포함할 때, 상기 직물은 상기 시트의 중앙 또는 중앙을 벗어난 곳에 위치될 수 있다. 상기 직물이 본 발명의 가요성 시이트의 중앙에 가능한 한 가까이 위치할 때, 우수한 수축율이 얻어진다.
상기에서 기재된 바와 같이, 일부 바람직한 양태에서, 본 발명의 가요성 시이트는 제1 부분, 제2 부분 및 제3 부분을 함유하는 플라스토머 층을 포함한다. 바람직하게 플라스토머 층의 제1 부분의 AD는, 플라스토머 층의 제3 부분의 AD에 비하여 20% 이하, 더욱 바람직하게 10% 이하, 가장 바람직하게 5% 이하 정도 크다. 상기 플라스토머 층의 제1 및 제3 부분의 두께 또는 AD는, 예를 들어 함침 전에 직물의 각각의 표면 상에 상이한 양의 플라스토머를 증착시킴으로써 변경할 수 있다.
수축율에 있어 가장 바람직한 결과가 대면적 가요성 시이트에 대해 얻어지는 것이 발견되었다. 본원에서 대면적 가요성 시이트는, 상기 시이트 둘레 상의 두 개의 이미지 지점(imagenary point) 사이의 가장 긴 길이가 30 mm 이상, 더욱 바람직하게 60 mm 이상, 가장 바람직하게 100 mm 이상인 시이트로 이해된다. 직사각형 모양의 시이트에서, 이의 폭과 길이의 횡방향 치수가 50 mm 이상, 더욱 바람직하게 75 mm 이상, 가장 바람직하게 100 mm 이상일 때 우수한 수축율 결과가 얻어진다.
본 발명은 또한 상기 기재된 임의의 방법에 의해 얻을 수 있는 가요성 시이트에 관한 것으로, 상기 시이트는 직물을 포함하며, 상기 직물은 폴리에틸렌 섬유를 함유하는 얀을 포함하고, 또한, 상기 시이트는 상기에서 정의된 플라스토머를 포함하고, 상기 시이트는 1.9% 이하, 바람직하게 1.8% 이하, 더욱 바람직하게 1.7% 이하, 더욱 바람직하게 1.6% 이하, 더욱 바람직하게 1.5% 이하, 더욱 바람직하게 1.2% 이하, 더욱 바람직하게 1.0% 이하, 더욱 바람직하게 0.8% 이하, 더욱 바람직하게 0.6% 이하, 더욱 발마직하게 0.45% 이하의 총 수축율을 갖는다.
본 발명은 또한 본 발명의 가요성 시이트를 함유하는 다양한 제품에 관한 것이다. 제품의 예는, 화물 및 컨테이너 덮개, 바닥 덮개, 지붕(roofing), 및 빌딩 덮개, 저장조(reservoir), 연못, 운하, 및 피트 라이너(pit liner), 배(sail), 타플린(tarpaulin), 차양(awning), 요트(sail), 자루(bag), 팽창된 구조물, 텐트 등을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 가요성 시이트 의해 상기 제품들에 제공되는 가장 중요한 이점은 치수 안정성으로서, 이는 장 기간 적용을 위해 특정하게 설계된 제품을 위해 이와 관련된 유지, 시간 및 비용 등을 감소시킨다.
특히, 본 발명은, 본 발명의 가요성 시이트를 함유하는 개방된 화물 컨테이너용 커튼 또는 덮개(closure)에 관한 것이다. 많은 형태의 화물 컨테이너는 수년간 육지, 해상 및 항공 화물 운송을 위해 사용되어 왔다. 화물 컨테이너의 한가지 유형은, 두 개 이상의 측벽, 상면, 평평한 바닥면을 갖는 박스형이다. 통상적으로, 화물 컨테이너의 한쪽 말단은 화물을 싣고 내리기 위해 개방식이다. 본 발명에 따른 도어 덮개는 화물이 먼지, 습기, 및 자외선에 노출되는 것을 방지하면서, 경량이며 높은 강도를 갖는다.
본 발명은 또한 본 발명의 가요성 시이트를 함유하는 지붕 시이트에 관한 것이다. 일반적으로, 지붕 시이트는 산업적 및 상업적 지붕을 덮는데 사용된다. 본 발명의 가요성 시이트는 현저한 내후성, 가요성, 경량 및 강도 때문에, 이러한 용도에 매우 적합하다.
측정 방법
고유점도 ( IV ): UHMWPE의 고유 점도는 PTC-179 방법(헤라클레스 인코포레이트, 1982. 04. 29)에 따라 135 ℃ 에서 데칼린 중에서 측정되고, 용해 시간은 16시간, 산화 방지제로서 DBPC 2 g/l 용액을 사용하였으며, 제로 농도에 대해 상이한 농도에서 측정된 점도를 외삽하였다.
피복 인자(cover factor): 날실 및 씨실 방향에서 센티미터 당의 개별 직조 얀의 평균 개수와 개별 직조 얀의 선밀도(텍스)의 제곱근을 곱하고 10으로 나누어, 직물 부직의 피복 인자를 계산하였다.
개별적인 직조 얀은 제조된 단일 얀을 함유하거나, 복수의 제조된 얀을 함유하고, 상기 얀은 직조 공정 이전에 개별적인 위빙 얀 내부로 조립된다. 후자의 경우, 개별적인 위빙 얀의 선밀도는 제조된 얀의 선밀도의 합이다.
따라서, 피복 인자(CF)는 하기 식에 의해 계산될 수 있다:
Figure 112012037493597-pct00001

상기 식에서,
m은 센티미터 당 개별 직조 얀의 평균 수이고,
p는 직조 얀으로 조립된 제조된 얀의 개수이고, t는 제조된 얀의 선밀도(tex 단위)이고, T는 개별 직조 얀의 선밀도(tex 단위)이다.
dtex: 섬유의 dtex는, 섬유 100 미터의 무게를 재어 측정된다. 섬유의 dtex는 밀리그램 단위의 상기 무게를 10으로 나누어 계산된다.
공극의 총 부피% V voids : 가요성 시이트에 함유된 공극의 총 부피는 하기 식에 따라 계산된다:
Figure 112012037493597-pct00002

상기 식에서,
T sheet 는 가요성 시이트의 두께이고;
AD fabric 및 AD coating 은 가요성 시이트와 코팅 각각의 면 밀도이고;
ρ fiber 및 ρ coating 은 각각 폴리에틸렌 섬유 및 코팅의 밀도이다.
섬유의 밀도 ρ fiber 는 ASTM D1505-03에 따라 결정된다.
두께: 가요성 시이트의 직물 두께는, 이의 표면 사이의 거리를 다른 위치에서 10번 측정하고 결과를 평균내어 결정된다. 측정하는 동안 샘플을 변형시키지 않도록 주의한다.
수축율: 0.4 m 길이 및 0.4 m 폭의 정사각형 샘플을 세탁기의 드럼통에 위치시키고 물 없이 60 rpm의 회전 속도로 72시간 동안 23 ℃의 온도 및 약 65%의 습도에서 5개의 점토볼(clay ball)과 함께 회전시킨다. 각각의 점토볼은 0.22 kg이며 약 50 mm의 직경을 갖고, 볼을 기밀하게 수용하는 면 자루 내에 볼을 위치시켜 각각의 볼의 표면은 면직물로 덮혔다. 샘플의 치수를 상기 처리 전, 후에 측정하여, 이들간의 차이값(%로 나타냄)를 샘플 수축율의 척도로 간주하였다.
실시예 1
다이니마® SK 65로 알려진 880 dtex 폴리에틸렌 얀으로부터 약 0.193 kg/m2의 AD, 약 5의 피복 인자 및 약 0.6 mm의 두께를 갖는 바스켓 직물 250 mm / 250 mm를 제조하였다.
상기 직물을 약 90 ℃에서 예열하였다.
두 개의 50 μm 이그젝트® 0203 플라스토머 예비성형된 필름(포일로도 지칭됨)을 상기 예열된 직물의 양 면 상에 위치시켜, 실질적으로 상기 직물의 표면 전부를 피복하였다. 이그젝트® 0203은 덱스플라스토머(DexPlastomer)로부터의 플라스토머이고, 약 18% 옥탄, 902 kg/m3의 밀도 및 95 ℃의 DSC 피크 융점을 갖는 에틸렌계 옥탄 플라스토머이다.
이후 상기 직물을, 상업적으로 구입 가능한(WN 안라게프레스) 가열된 프레스에서, 100 ℃, 50 bar, 약 2 bar/초의 압력 증가 구배율에서 약 2초간 상기 플라스토머 포일과 함께 가압하였다. 10% 미만의 공극을 갖고 플라스토머에 의해 캡슐화된 직물을 함유하는 가요성 시이트가 제조되었다. 샘플의 수축율을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표에 기재하였다.
실시예 2
이그젝트® 0203 플라스토머 포일의 두께가 100 μm임을 제외하고는, 실시예 1을 반복하였다.
실시예 3
가압 중의 온도가 120 ℃임을 제외하고는, 실시예 1을 반복하였다.
실시예 4
이그젝트® 0203 플라스토머 포일의 두께가 100 μm임을 제외하고는, 실시예 3을 반복하였다.
비교 실시예 A 내지 C
실시예 1의 직물을, 침지코팅 공정에 의해, 실시예 (A)에서는 네오프렌 고무로 함침되었고, 실시예 (B)에서는 폴리우레탄(캐나다 소재의 바르데이 인코포레이티드(Barrday Inc.)로부터 입수)으로 함침되었다. 이후 상기 고무를 경화시켰다.
실시예 (C)에서는, 폴리에틸렌 직물을 미국 특허 제6,280,546호의 실시예 2에 기재된 방법에 따라 EVA로 피복하였다.
Figure 112012037493597-pct00003
상기 실시예 및 비교 실시예로부터, 공지된 직물 또는 다양한 문헌에 기재된 공정에 따라 제조된 직물과 비교할 때, 본 발명의 가요성 시이트는 현저히 감소된 수축율을 나타냄을 알 수 있다.

Claims (15)

  1. (i) 초고분자량 폴리에틸렌 섬유를 함유하는 얀을 포함하는 직물로서, 상기 직물은 하기 식에 의해 계산되는 1.5 이상 30 이하의 피복 인자(CF)를 갖는, 직물:
    Figure 112016128027315-pct00006

    [상기 식에서,
    m은 센티미터 당 개별 직조 얀의 평균 수이고,
    p는 직조 얀으로 조립된 제조된 얀의 개수이고, t는 제조된 얀의 선밀도(tex 단위)이고, T는 개별 직조 얀의 선밀도(tex 단위)이다]; 및
    (ii) 상기 직물의 하나 이상의 표면에 부착된 플라스토머 층으로서, 상기 플라스토머 층은 상기 직물의 상기 표면에 부착된 제1 부분 및 상기 직물의 얀 및/또는 섬유 사이에 함침된 제2 부분을 갖고, 상기 제2 부분이 상기 직물 전반에 걸쳐 연장되고 상기 제1 부분에 점착 결합되며, 상기 플라스토머가 에틸렌 또는 프로필렌과 하나 이상의 C2 내지 C12 알파-올레핀 공-단량체의 반결정성 공중합체이고, 상기 플라스토머가 ISO 1183에 따라 측정 시 870 내지 930 kg/m3의 밀도를 갖는, 플라스토머 층
    을 포함하며,
    1.9% 이하의 총 수축율을 갖는 것을 특징으로 하는, 가요성 시이트.
  2. 제1항에 있어서,
    (i) 상부 표면 및 하부 표면을 갖고 폴리에틸렌 섬유를 함유하는 얀을 포함하는 직물; 및
    (ii) 상기 직물을 캡슐화(encapsulating)하는 플라스토머 층으로서, 상기 플라스토머가 제1항에서 정의된 바와 같은, 플라스토머 층
    을 포함하는, 가요성 시이트.
  3. 제1항에 있어서,
    1.5% 이하의 총 수축율을 갖는, 가요성 시이트.
  4. 제1항에 있어서,
    1% 이하의 총 수축율을 갖는, 가요성 시이트.
  5. 제1항에 있어서,
    직물, 플라스토머 층 및, 선택적으로, 상기 플라스토머에 첨가된 충전제 및 첨가제로 이루어진, 가요성 시이트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가요성 시이트 내에 존재하는 공극의 총 부피가 시이트 부피의 50% 미만인, 가요성 시이트.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 플라스토머가 단일 부위 촉매 중합 공정에 의해 제조된 것인, 가요성 시이트.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 플라스토머가, 공-단량체로서 하나 이상의 C2 내지 C12 알파-올레핀을 함유하는, 에틸렌 또는 프로필렌의 열가소성 공중합체인, 가요성 시이트.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 플라스토머가 880 내지 910 kg/m3의 밀도를 갖는, 가요성 시이트.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 플라스토머가 70 ℃ 내지 120 ℃의 피크 융점을 갖는, 가요성 시이트.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 플라스토머의 양이, 가요성 시이트의 면 밀도(areal density)(AD)가 직물의 면 밀도에 비하여 20% 이상 높게 되도록 선택되는, 가요성 시이트.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에틸렌 섬유가 겔 방사된 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 섬유인, 가요성 시이트.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 섬유가 0.5 내지 20 dpf의 데니어(denier)를 갖는, 가요성 시이트.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 직물이 평직(태비직), 바스켓 위브, 크로우 핏 위브, 수자직 및 트라이액시얼 위브로 이루어진 군으로부터 선택되는, 가요성 시이트.
  15. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 가요성 시이트를 포함하는 제품.
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