KR101790228B1 - 심실링 테이프 및 이의 사용방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 심실링 테이프에 관한 것으로, 스킨층, 상기 스킨층 아래의 코어층 및 상기 코어층 아래의 실층으로 이루어진 심실링 테이프에 관한 것이다. 구체적으로, 상기 스킨층은 85 내지 95 중량%의 폴리프로필렌 및 5 내지 15 중량%의 블로킹방지제를 포함하고, 상기 코어층은 20 내지 60 중량%의 폴리프로필렌 및 40 내지 80 중량%의 폴리에틸렌을 포함하고, 상기 실층은 60 내지 95 중량%의 메탈로센 초저밀도 폴리에틸렌 수지 또는 메탈로센 선형저밀도 폴리에틸렌, 및 5 내지 40 중량%의 스타일렌-에틸렌-부타디엔-스타일렌 코폴리머 또는 메탈로센 폴리올레핀 핫멜트 레진을 포함한다. 또한, 상기 심실링 테이프의 접착강도는 1 kgf 이상이다.

Description

심실링 테이프 및 이의 사용방법{SEAM SEALING TAPE AND METHOD OF USING THE SAME}

본 발명은 심실링 테이프 및 이의 사용방법에 관한 것이다.

심실링 테이프(seam sealing tape)란, 의복 원단의 봉제 처리된 부위에 접착하는 테이프 필름으로서 외부에서 화학물질이 의복 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있다. 기존의 심실링 테이프는 열가소성 폴리우레탄계(TPU) 필름을 주로 사용하였다.

일반적으로 화학 산업 현장에서는 크고 작은 화학물질 사고들이 끊임없이 발생하고 있다. 이에 따라 정부에서는 국가적인 차원에서 산업 안전 보건법을 개정하였으며, 작업장에서 입는 화학 물질용 보호복에 대한 성능기준 또한 강화하였다. 최근 빈번하게 발생하는 사스(SARS), 메르스(MARS) 등의 전염병에 대항하기 위하여 방호복이 사용되고 있다. 또한, 아웃도어 의류에 대한 관심이 증가하면서, 방수 기능을 갖는 의류에 대한 수요가 증가하고 있다.

방호복, 방수 기능을 갖는 기능성 의류 등은 제조시 외부 물질의 차단 등을 위한 추가 처리가 필요하며, 특히 아웃도어 의류 등으로 사용분야가 확대되면서 부직포 원단에 사용될 심실링 테이프에 대한 수요가 늘어나고 있다. 이러한 원단에 열가소성 폴리우레탄계 심실링 테이프를 사용하는 경우에는 원단과 테이프가 이종 재질이기 때문에 열접착이 잘 되지 않는다. 또한, 이 경우에는 우레탄 재질 특성상 끈적이기 때문에 별도의 라이너가 필요하고, 폐기시 심실링 테이프를 분리해야 한다. 또한, 우레탄 재질은 인체에 유해하며, 고가인 단점이 있다. 마찬가지로 나일론 부직포에 폴리에틸렌 필름을 코팅한 심실링 테이프를 사용하는 경우에도 나일론 부직포를 라이너로 사용하기 때문에 고가인 단점이 있고, 환경에 유해한 단점이 있다.

등록특허 제10-1293456호는 무봉제 스포츠 웨어 및 아웃도어 의류의 마감처리 방법에 관한 것으로, 우레탄 접착제가 단면 코팅된 아크릴필름으로 이루어진 심실링 테이프를 사용하는 것에 대하여 개시되어 있다. 또한, 등록특허 제10-0748254호는 열가소성 폴리우레탄 필름층과 폴리우레탄 접착층이 합포되어 이루어진 심실링 테이프에 관하여 개시되어 있습니다.

본 발명은 의류 등에 사용되는 원단과 동종의 폴리올레핀 재질을 이용하여 라이너가 필요하지 않고, 용매를 사용하지 않아 친환경적이고, 재활용에 유리한 심실링 테이프 및 이의 사용방법에 관한 것이다.

본 발명은 심실링 테이프로서, 스킨층, 상기 스킨층 아래의 코어층 및 상기 코어층 아래의 실층으로 이루어지고, 상기 스킨층은 85 내지 95 중량%의 폴리프로필렌 및 5 내지 15 중량%의 블로킹방지제를 포함하고, 상기 코어층은 20 내지 60 중량%의 폴리프로필렌 및 40 내지 80 중량%의 폴리에틸렌을 포함하고, 상기 실층은 60 내지 95 중량%의 메탈로센 초저밀도 폴리에틸렌 또는 메탈로센 선형저밀도 폴리에틸렌, 및 5 내지 40 중량%의 스타일렌-에틸렌-부타디엔-스타일렌 코폴리머 또는 메탈로센 폴리올레핀 핫멜트 레진을 포함하고, 상기 심실링 테이프의 접착강도는 1.0 kgf 이상이다.

바람직하게는, 상기 코어층의 폴리에틸렌은 저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌, 또는 이들의 혼합이다.

바람직하게는, 상기 심실링 테이프는 스킨층 : 코어층 : 실층의 두께비가 10 내지 40 : 20 내지 80 : 10 내지 40이다.

바람직하게는, 상기 심실링 테이프의 전체 두께는 40 내지 100 ㎛이다.

바람직하게는, 상기 블로킹방지제는 탄산칼슘, 실리카 및 탈크로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이다.

또한, 본 발명은 상기에 따른 심실링 테이프를 원단 봉제부 상에 250 내지 390℃ 온도에서 열접착하는 것을 특징으로 하는 심실링 테이프의 사용방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 심실링 테이프는 의류 등에 사용되는 원단과 동종의 폴리올레핀 재질을 이용하기 때문에, 단순한 열접착 공정으로 부착이 가능하며, 별도로 분리할 필요가 없어 재활용에 유리하다. 또한, 본 발명에 따른 심실링 테이프는 끈적임이 적어 별도의 라이너가 필요하지 않으므로, 원가 절감 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 심실링 테이프는 원단에 잘 부착되면서 기능을 발휘하는데 필요한 내화학성, 인장강도, 신율, 열접착 온도 등의 요건을 만족한다.

또한, 본 발명에 따른 심실링 테이프는 용매를 사용하지 않기 때문에 친환경적이다.

도 1은 본 발명에 따른 심실링 테이프를 원단 봉제부에 적용한 것을 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 심실링 테이프를 적용한 의류를 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 발명에 따른 심실링 테이프의 열접착 온도에 따른 접착 강도를 나타내는 그래프이다.

본 발명은 심실링 테이프에 관한 것이다. 본 발명에 따른 심실링 테이프는 공압출된 3층 구조로 스킨층, 상기 스킨층 아래의 코어층 및 상기 코어층 아래의 실층으로 이루어진다.

구체적으로, 스킨층은 85 내지 95 중량%의 폴리프로필렌 및 5 내지 15 중량%의 블로킹방지제를 포함하고, 상기 코어층은 20 내지 60 중량%의 폴리프로필렌 및 40 내지 80 중량%의 폴리에틸렌을 포함하고, 상기 실층은 60 내지 95 중량%의 메탈로센 초저밀도 폴리에틸렌 또는 메탈로센 선형저밀도 폴리에틸렌, 및 5 내지 40 중량%의 스타일렌-에틸렌-부타디엔-스타일렌 코폴리머 또는 메탈로센 폴리올레핀 핫멜트 레진을 포함할 수 있다.

스킨층은 85 내지 95 중량%의 폴리프로필렌 및 5 내지 15 중량%의 블로킹방지제를 포함할 수 있다. 스킨층은 폴리프로필렌 수지를 포함함으로써, 심실링 테이프를 원단에 열합지시 내열 특성이 부여될 수 있다. 폴리프로필렌을 85 중량% 미만으로 포함하면 열합지시 내열 특성이 취약하고, 95 중량% 초과하여 포함하면 와인딩시 심실링 테이프끼리 블로킹 현상이 발생한다. 또한, 블로킹방지제는 탄산칼슘, 실리카 및 탈크로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 블로킹방지제는 심실링 테이프의 조도를 거칠게 하고 필름에 슬립성을 부여하기 위한 첨가제로서, 제품 와인딩시 스킨층과 실층의 블로킹(blocking) 현상 방지를 위해 첨가될 수 있으며, 사용되는 블로킹방지제의 양은 이러한 목적에 따라 조절된다. 블로킹방지제를 5 중량% 미만으로 포함하면 와인딩시 심실링 테이프끼리 접착되는 문제가 발생하고 15 중량% 초과하여 포함하면 투명도가 떨어져서 상품성이 낮아지는 문제가 발생한다.

스킨층 아래의 코어층은 20 내지 60 중량%의 폴리프로필렌 및 40 내지 80 중량%의 폴리에틸렌을 포함할 수 있고, 바람직하게는 40 내지 60 중량%의 폴리프로필렌 및 40 내지 60 중량%의 폴리에틸렌을 포함할 수 있다. 코어층의 폴리프로필렌 수지는 스킨층과의 상용성을 위하여 첨가하는 것으로, 폴리프로필렌이 20 중량% 미만일 경우 스킨층과 박리가 발생할 수 있고, 60 중량% 이상일 경우 필름 가공성이 떨어져서 두께 평활도가 열세이며 열전달 효율이 떨어질 수 있다. 폴리에틸렌이 40 중량% 미만일 경우 두께 평활도가 열세이거나 열전달 효율이 낮을 수 있으며, 80 중량% 이상일 경우 스킨층과 박리가 발생할 수 있다. 폴리에틸렌은 저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌 또는 이들의 혼합인 것이 바람직하다. 저밀도 폴리에틸렌과 선형저밀도 폴리에틸렌을 모두 포함하는 경우 2:1 내지 1:2의 중량비로 포함될 수 있고, 바람직하게는 1:1의 중량비로 포함될 수 있다. 폴리에틸렌은 용융 장력이 높으면서 인장 강도가 낮기 때문에 우수한 평활도를 유지하면서 열전달 효율을 높이기 위해 사용될 수 있다.

실층은 60 내지 95 중량%의 메탈로센 초저밀도 폴리에틸렌 또는 메탈로센 선형저밀도 폴리에틸렌, 및 5 내지 40 중량%의 스타일렌-에틸렌-부타디엔-스타일렌 코폴리머 또는 메탈로센 폴리올레핀 핫멜트 레진을 포함할 수 있다. 바람직하게는 80 내지 90 중량%의 메탈로센 초저밀도 폴리에틸렌 또는 메탈로센 선형저밀도 폴리에틸렌, 및 10 내지 20 중량%의 스타일렌-에틸렌-부타디엔-스타일렌 코폴리머 또는 메탈로센 폴리올레핀 핫멜트 레진을 포함할 수 있다. 메탈로센 초저밀도 폴리에틸렌 또는 메탈로센 선형저밀도 폴리에틸렌이 60 미만일 경우 촉매의 활성점이 불균일해서 열에 의한 접착력 경시 변화가 생기며, 95 중량% 이상일 경우 접착력이 낮아 PP 부직포 원단과의 접착 불량이 발생한다. 스타일렌-에틸렌-부타디엔-스타일렌 코폴리머 또는 메탈로센 폴리올레핀 핫멜트 레진이 5 중량% 미만일 경우 접착력이 낮고, 40 중량% 이상일 경우 접착력은 우수하지만 끈적한(Sticky) 특성으로 가공성이 떨어진다. 메탈로센 초저밀도 폴리에틸렌 수지(mVLDPE) 또는 메탈로센 선형저밀도 폴리에틸렌 수지(mLLDPE)는 상대적으로 낮은 온도에서도 높은 열접착 강도를 유지하기 위하여 포함될 수 있다. 스타일렌-에틸렌-부타디엔-스타일렌(SEBS) 코폴리머 또는 메탈로센 폴리올레핀 핫멜트 레진은 원단과의 접착력을 높이기 위하여 포함될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 형태로서, 스킨층이 85 내지 95 중량%의 폴리프로필렌 및 5 내지 15 중량%의 블로킹방지제를 포함하고, 상기 코어층은 40 내지 60 중량%의 폴리프로필렌 및 40 내지 60 중량%의 폴리에틸렌을 포함하고, 상기 실층은 80 내지 90 중량%의 메탈로센 초저밀도 폴리에틸렌 또는 메탈로센 선형저밀도 폴리에틸렌, 및 10 내지 20 중량%의 스타일렌-에틸렌-부타디엔-스타일렌 코폴리머 또는 메탈로센 폴리올레핀 핫멜트 레진을 포함할 수 있다.

심실링 테이프는 스킨층 : 코어층 : 실층의 두께비가 10 내지 40 : 20 내지 80 : 10 내지 40일 수 있다. 스킨층의 두께비가 10 미만일 경우 열합지시 열적 특성이 취약하고, 40 초과일 경우 필름 투명성이 떨어진다. 코어층의 두께비가 20 미만일 경우 필름의 성형성 및 두께 평활도가 떨어지고, 80 초과일 경우 열전달 효율이 낮다. 실층의 두께비가 10 미만일 경우 접착력이 낮고, 40 초과일 경우 강도가 열세이다.

또한, 심실링 테이프의 전체 두께는 40 내지 100 ㎛일 수 있다. 심실링 테이프의 두께가 40㎛ 미만의 경우에는 필름 두께가 얇아서 가공성이 낮고 필름의 성형성 및 두께 평활도가 취약하고, 100㎛ 초과의 경우에는 단가가 상승하므로 가격 경쟁력이 떨어진다.

본 발명에 따른 심실링 테이프의 접착강도는 바람직하게는 1 kgf 이상일 수 있고, 보다 바람직하게는 1.5 kgf 이상일 수 있다. 본 발명에 따른 심실링 테이프는 부착한 후 폐기되기까지 부착된 상태를 유지하여야 하기 때문에 1 kgf 이상의 접착강도를 가져야 한다.

본 발명에 따른 심실링 테이프는 미세필터가 부착된 3-레이어 T-다이 캐스트 공압출 방법에 의하여 제조될 수 있다. 공압출이란 이종 또는 동종의 물질을 다수의 압출기를 통해 용융시켜 피드블럭 방식이나, 멀티 매니폴드 방식 등을 통하여 다층의 용융된 상태로 토출시킨 후, 연신공정, 블로윙 공정 또는 캐스팅 공정 등을 거쳐 제조하는 것을 의미한다. 각 층을 구성하는 수지 조성물을 용융한 용융물을 각각 T-다이로부터 공압출한 후, 냉각 롤에 의해 냉각시키는 공정으로 제조될 수 있다.

또한, 본 발명은 심실링 테이프의 사용방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명에 따른 심실링 테이프를 원단 봉제부 상에 250 내지 390℃ 온도에서 열접착한다. 본 발명은 간단한 열접착만으로 심실링 테이프를 원단 봉제부에 접착시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 원단은 원단으로 제조될 수 있는 모든 원단을 포함하나, 바람직하게는 의류용 원단이고, 보다 바람직하게는 폴리프로필렌 재질의 원단일 수 있다. 폴리프로필렌은 방제복 등 심실링 테이프를 사용하는 원단으로 가장 일반적인 소재로서, 보통 400℃ 이상에서는 용융된다. 따라서, 본 발명은 원단에 심실링 테이프를 250 내지 390℃ 온도에서 열접착할 수 있고, 바람직하게는 250 내지 350℃ 온도에서 열접착할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 심실링 테이프를 원단 봉제부에 적용한 것을 나타내는 모식도이고, 도 2는 본 발명에 따른 심실링 테이프를 적용한 의류를 나타내는 모식도이다. 본 발명에 따른 심실링 테이프(10)는 원단(14)과 원단(14)이 만나는 부분, 즉 봉제부(15) 등에 약품, 물 등이 침투하는 것을 방지하기 위하여 도 1 및 도 2와 같이 부착될 수 있다.

이하 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 보다 상세하게 설명할 것이다. 그러나, 본 발명이 하기 실시예로 한정되지 않는다는 것은 당업자에게 자명할 것이다.

실시예의 제조

하기 표 1에 기재된 조성을 사용하여 60㎛의 두께를 갖도록 3층 T-다이 캐스트 압출법을 이용하여, 심실링 테이프를 제조하였다. 두께비는 스킨층 : 코어층 : 실층이 3 : 4 : 3 이다.

스킨층에 사용된 폴리프로필렌 수지(PP)는 폴리미래의 RP5050을 사용하였고, 블로킹방지제는 엠엔씨의 ME 1092 AB를 사용하였다.

코어층에 사용된 폴리프로필렌 수지(PP)는 폴리미래의 RP5050을 사용하였고, 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)는 엘지화학의 BF515를 사용하였으며, 선형저밀도 폴리에틸렌 수지(LLDPE)는 엘지화학의 SP510을 사용하였다.

실층의 메탈로센 초저밀도 폴리에틸렌 수지(mVLDPE)는 다우 케미칼사의 PL1850G를 사용하였고, 스타일렌-에틸렌-부타디엔-스타일렌 코폴리머(SEBS)는 일본의 Kuraray 제품을 사용하였고, 메탈로센 폴리올레핀 핫멜트 레진(mPO 핫멜트)은 Zhejiang Good Adhesive사의 YD-4S를 사용하였다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예 6
스킨층 (30%)	PP 90wt%	PP 90wt%	PP 90wt%	PP 90wt%	PP 90wt%	PP 90wt%
	블로킹 방지제 10wt%	블로킹 방지제 10wt%	블로킹 방지제 10wt%	블로킹 방지제 10wt%	블로킹 방지제 10wt%	블로킹 방지제 10wt%
코어층 (40%)	PP 40wt%	PP 40wt%	PP 40wt%	PP 40wt%	PP 40wt%	PP 40wt%
	LDPE 30wt%	LDPE 30wt%	LDPE 30wt%	LDPE 30wt%	LDPE 30wt%	LDPE 30wt%
	LLDPE 30wt%	LLDPE 30wt%	LLDPE 30wt%	LLDPE 30wt%	LLDPE 30wt%	LLDPE 30wt%
실층 (30%)	mVLDPE 95wt%	mVLDPE 90wt%	mVLDPE 80wt%	mVLDPE 95wt%	mVLDPE 90wt%	mVLDPE 80wt%
	SEBS 5wt%	SEBS 10wt%	SEBS 20wt%	mPO 핫멜트 5wt%	mPO 핫멜트 10wt%	mPO 핫멜트 20wt%

비교예의 제조

비교예 1은 폴리우레탄필름에 폴리우레탄 핫멜트 레진을 사용한 심실링 테이프이고, 비교예 2는 나일론 부직포에 폴리에틸렌 필름을 코팅하여 제조한 심실링 테이프이다.

실험예 : 제조된 심실링 테이프의 특성

실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 2의 물리적 특성을 실험하여 표 2에 나타내었다.

인장 강도 및 신율은 ASTM D882 규격에 따라 UTM 장비((주)테스트원, 2006년)를 이용하여 측정하였다.

접착 강도는 장정산업의 폴리프로필렌 원단에 심실링 테이프를 폭 25 mm, 길이 10 M, 동일한 폭으로 재단하여 핫 에어 심 실링 기계(나원기계사)을 통해 열접착하여 봉제한 후, ASTM D903 규격에 따라 박리 강도를 측정하였다.

열 접착 온도는 상기 접착 강도 측정과 동일하게 핫 에어 심 실링 기계(나원기계사)을 통해 열접착하여 봉제하였을 때, 열 접착이 진행되는 열풍 온도를 측정하였다.

내화학성(내산성)은 심실링 테이프를 20 mm × 50 mm로 재단한 후, 30% 황산이 담긴 비커에 침지시킨 후 외관 변화를 관찰하였다. 외관이 변한 경우 ○로 표시하였고, 변하지 않은 경우 ×로 표시하였다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예 6	비교예 1	비교예 2
인장 강도(kgf/㎤)	290	310	340	280	300	320	250	270
신율(%)	590	620	650	580	610	640	550	580
접착 강도(kgf)	1.5	1.8	2.5	1.6	2.0	2.7	1.0	1.3
열접착 온도(℃)	390	350	280	370	330	250	390	350
내화학성	○	○	○	○	○	○	X	X

접착 강도와 열 접착 온도는 심실링 테이프를 사용하는 경우 원단이 녹는 등의 변형을 방지하면서 고유의 기능을 발휘하는 지를 판단하는 요소로 매우 중요하다. 접착 강도는 실시예 1 내지 6이 비교예 1 내지 2보다 우수하며, 특히 실시예 3 및 6에서 매우 우수한 것을 알 수 있다. 또한, 열 접착 온도 역시 실시예 3 및 6에서 상대적으로 낮은 온도에서 접착이 일어나 저온 심실링 특성이 우수한 것을 알 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 6은 내화학 특성이 매우 우수한 반면에, 비교예 1 및 2는 내화학 특성이 취약하다. 특히, 비교예 1은 열가소성 폴리우레탄으로 내화학 특성이 취약한 것을 알 수 있다. 따라서, 화학 약품 등에 노출되는 경우 변형이 생길 수 있어 심실링 테이프로서 바람직하지 않다.

도 3은 열 접착 온도에 따른 접착 강도를 그래프로 나타낸 것이다. 폴리프로필렌 원단의 녹는점이 약 400℃이므로, 열접착이 시작되는 시점에서 400℃까지의 접착 강도를 나타내었다. 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 3 및 6은 다른 경우보다 저온에서 접착이 일어나고 그 접착강도 또한 특히 우수한 것을 알 수 있다.

10 : 심실링 테이프
11 : 스킨층
12 : 코어층
13 : 실층
14 : 원단
15 : 원단 봉제부

Claims (6)

1. 스킨층, 상기 스킨층 아래의 코어층 및 상기 코어층 아래의 실층으로 이루어진 심실링 테이프로서,
   상기 스킨층은 85 내지 95 중량%의 폴리프로필렌 및 5 내지 15 중량%의 블로킹방지제를 포함하고,
   상기 코어층은 20 내지 60 중량%의 폴리프로필렌 및 40 내지 80 중량%의 폴리에틸렌을 포함하고,
   상기 실층은 60 내지 95 중량%의 메탈로센 초저밀도 폴리에틸렌 또는 메탈로센 선형저밀도 폴리에틸렌, 및 5 내지 40 중량%의 스타일렌-에틸렌-부타디엔-스타일렌 코폴리머 또는 메탈로센 폴리올레핀 핫멜트 레진을 포함하고,
   상기 코어층에 포함되는 폴리에틸렌은 저밀도 폴리에틸렌과 선형 저밀도 폴리에틸렌의 혼합물이고,
   상기 심실링 테이프는 원단 봉제부 상에 위치한 후 250℃ 내지 390℃의 온도에서 접착되고,
   상기 심실링 테이프의 접착강도는 1.0 kgf 이상으로써 접착 후에 탈착되지 않는, 심실링 테이프.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 심실링 테이프는 스킨층 : 코어층 : 실층의 두께비가 10 내지 40 : 20 내지 80 : 10 내지 40인, 심실링 테이프.
4. 제1항에 있어서,
   상기 심실링 테이프의 전체 두께는 40 내지 100 ㎛인, 심실링 테이프.
5. 제1항에 있어서,
   상기 블로킹방지제는 탄산칼슘, 실리카 및 탈크로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 심실링 테이프.
6. 삭제

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