KR101812786B1 - Waterproof ventilation sheet and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 방수성 통기 시트 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 나노 멤브레인과 점착층과의 점착력 유지가 극대화되고, 상기 나노 멤브레인과 지지체 합지시 압력에 의한 통기성 저하를 방지하여 방수성 및 통기성이 모두 우수한 방수성 통기 시트 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a waterproof breathable sheet and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a waterproof breathable sheet, and more particularly, to a waterproof breathable sheet having a waterproof breathable sheet, The present invention relates to an excellent waterproof ventilation sheet and a method of manufacturing the same.
모바일 기기, 보청기 등의 전자 기기, 무전기 등의 통신 장비, 자동차 헤드램프 등의 다양한 전자 기기에서는, 상기 전자 기기에 통기성을 부여하여 상기 전자 기기 내부/외부의 압력 평형을 유지시키는 동시에, 상기 전자 기기 내부로 물/액체의 침투를 방지하는 방수 성능(waterproof)과 오염/먼지 등의 침투를 방지하는 방진 성능(dustproof)을 동시에 요구하고 있다. 이에, 상기 전자 기기들은 방수/방진성과 통기성을 모두 가지는 방수성 통기 시트를 포함하고 있다.In a variety of electronic devices such as mobile devices and hearing aids, communication devices such as radio transmitters, automobile head lamps, etc., permeability is imparted to the electronic devices to maintain pressure balance inside / outside the electronic devices, Waterproof to prevent penetration of water / liquid into the inside, and dustproof to prevent contamination / dust penetration. Accordingly, the electronic devices include a waterproof ventilation sheet having both waterproof / dustproof and air permeability.
종래 상기 방수성 통기 시트는 주로 다공성 폴리테트라플루오로 에틸렌(PTFE) 멤브레인을 이용하여 제조되었다. 상기 다공성 PTFE 멤브레인은 PTFE 파인 파우더를 용융 압출 또는 압연하고 일축 또는 이축 연신을 하여 미세 다공질을 구현한다. 이때, 압출과 연신 공정의 조건에 따라서 기공의 크기나 통기성을 조절할 수가 있다. Conventionally, the waterproof breathable sheet has been produced mainly using a porous polytetrafluoroethylene (PTFE) membrane. The porous PTFE membrane may be formed by melt extrusion or rolling a PTFE fine powder and uniaxially or biaxially stretched to form micropores. At this time, the pore size and the air permeability can be controlled according to the conditions of the extrusion and the drawing process.
그러나, 상기 다공성 멤브레인은 통기성을 위하여 두께가 얇게 제조되어 외력에 의하여 쉽게 손상이 발생하기 때문에 방수성 통기 시트로 바로 사용하기에는 곤란하고, 이를 위하여 별도의 지지체를 상기 다공성 멤브레인과 합지하여 사용한다. 상기 지지체는 직물 또는 편물의 원단이 사용될 수 있고 통기성을 극대화하기 위하여 주로 부직포를 사용한다. However, since the porous membrane is made thin in thickness for air permeability and easily damaged due to external force, it is difficult to use it as a waterproof breathable sheet. Therefore, a separate support is used with the porous membrane. The support may be fabric or knitted fabric and may be mainly non-woven to maximize breathability.
그러나, 상기 다공성 멤브레인을 상기 지지체와 합지하면 방수성은 극대화할 수 있지만 통기성이 저하되는 문제가 발생한다.However, if the porous membrane is combined with the support, the waterproof property can be maximized, but the air permeability is lowered.
본 발명의 목적은 나노 멤브레인과 점착층과의 점착력 유지가 극대화되고, 상기 나노 멤브레인과 지지체 합지시 압력에 의한 통기성 저하를 방지하여 방수성 및 통기성이 모두 우수한 방수성 통기 시트를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a waterproof breathable sheet excellent in water resistance and breathability by maximally maintaining the adhesive force between the nano-membrane and the pressure-sensitive adhesive layer and preventing the decrease in air permeability due to pressure when the nano-
본 발명의 다른 목적은 상기 방수성 통기 시트의 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing the waterproof breathable sheet.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 나노 섬유들이 다수의 기공을 포함하는 부직포 형태로 적층된 나노 멤브레인, 그리고 상기 나노 멤브레인을 지지하는 지지체를 포함하며, 상기 나노 멤브레인과 상기 지지체의 박리 강도는 500 gf/25mm 내지 2,000 gf/25mm 이고, 통기성이 1 PSI의 압력에서 1,000 mL/min 이상인 방수성 통기 시트를 제공한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a nanomembrane comprising a nanomembrane in which nanofibers are laminated in the form of a nonwoven fabric including a plurality of pores, and a support for supporting the nanomembrane, wherein the peel strength of the nanomembrane and the support is 500 gf / 25 mm to 2,000 gf / 25 mm and a breathable air permeability of 1,000 mL / min or more at a pressure of 1 PSI.
상기 방수성 통기 시트는 상기 나노 멤브레인과 상기 지지체 사이에 상기 나노 멤브레인과 상기 지지체를 접착시키는 습기경화형 핫멜트 접착제를 더 포함하고, 상기 접착제는 도트(dot) 또는 메쉬(mesh) 형태의 패턴을 가지고, 상기 접착제의 도포량은 6 g/m2 이하일 수 있다.Wherein the waterproof ventilation sheet further comprises a moisture-curing hot-melt adhesive for bonding the nanomembrane and the support between the nanomembrane and the support, wherein the adhesive has a dot or mesh pattern, The application amount of the adhesive may be 6 g / m 2 or less.
상기 방수성 통기 시트는 상기 나노 멤브레인과 상기 지지체 사이에 상기 나노 멤브레인과 상기 지지체를 접착시키는 가용성 핫멜트 접착제를 더 포함하고, 상기 접착제는 불규칙적으로 흩어진 도트 형태를 가지고, 상기 접착제의 도포량은 6 g/m2 이하일 수 있다.Wherein the waterproof breathable sheet further comprises a soluble hot melt adhesive for adhering the nanomembrane and the support between the nanomembrane and the support, wherein the adhesive has an irregularly dispersed dot shape and the application amount of the adhesive is less than or equal to 6 g / m 2 or less.
상기 나노 멤브레인은 상기 나노 섬유들이 상기 지지체에 용융 접합된 용융 접합부를 포함할 수 있다.The nanomembrane may include a fused joint where the nanofibers are fusion bonded to the support.
상기 지지체는 써멀본딩 부직포이고, 상기 지지체는 상기 나노 멤브레인 양면에 위치할 수 있다.The support may be a thermal bonding nonwoven fabric, and the support may be disposed on both sides of the nanomembrane.
상기 써멀본딩 부직포는 240 ℃ 이상의 용융점을 갖는 고융점 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 이루어진 제 1 파이버와, 120 ℃ 내지 230 ℃의 용융점을 갖는 저융점 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 이루어진 제 2 파이버를 포함하고, 상기 써멀본딩 부직포 전체 중량에 대하여 상기 제1 파이버의 함량은 10 중량% 내지 90 중량%이고, 상기 제2 파이버의 함량은 10 중량% 내지 90 중량%일 수 있다.The thermal bonding nonwoven fabric may include a first fiber made of a high melting point polyethylene terephthalate (PET) having a melting point of 240 캜 or more and a second fiber made of a low melting point polyethylene terephthalate (PET) having a melting point of 120 캜 to 230 캜 , The content of the first fiber may be 10 wt% to 90 wt%, and the content of the second fiber may be 10 wt% to 90 wt% with respect to the total weight of the thermal bonding nonwoven fabric.
상기 나노 멤브레인은 공기 투과도가 1 CFM 내지 20 CFM(cubic feet per minute)이고, 상기 나노 멤브레인은 내수압이 3,000 ㎜H2O 이상일 수 있다.The nanomembrane may have an air permeability of 1 CFM to 20 CFM (cubic feet per minute), and the nanomembrane may have a water pressure of 3,000 mmH 2 O or more.
상기 방수성 통기 시트의 파열 강도는 0.5 kgf/㎠ 내지 7 kgf/㎠ 이고, 상기 방수성 통기 시트는 공기 투과도가 0.5 CFM 내지 9 CFM이고, 상기 방수성 통기 시트는 내수압이 3,000 ㎜H2O 내지 12,000 ㎜H2O이고, 상기 방수성 통기 시트는 발수 등급이 4급 이상이고, 상기 방수성 통기 시트는 수압 방수성이 상온 조건(20 ℃ ± 5 ℃), 저온 조건(-20 ℃, 72 시간 유지한 후 측정), 고온/고습 조건(50 ℃, 습도 95 %, 72 시간 유지한 후 측정) 및 열충격 조건(-40 ℃, 85 ℃를 각각 1 시간 동안 유지하는 한 사이클을 30 사이클 반복한 후 측정)에서, 1.5 m 이상의 수압에서 30 분 이상 누수되지 않는 것일 수 있다.Wherein the waterproof ventilation sheet has a tear strength of 0.5 kgf /
상기 나노 섬유는 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF, polyvinylidene difluoride)로 이루어질 수 있다.The nanofibers may be made of polyvinylidene difluoride (PVdF).
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 전기 방사 용액을 제조하는 단계, 상기 제조된 전기 방사 용액을 전기 방사하여 나노 섬유들이 다수의 기공을 포함하는 부직포 형태로 집적된 나노 멤브레인을 제조하는 단계, 그리고 상기 나노 멤브레인에 지지체를 합지하는 단계를 포함하며, 상기 합지하는 단계는 그라비아 코터를 이용하여 습기경화형 핫멜트 접착제를 상기 나노 멤브레인 또는 상기 지지체에 도포하여 이루어지는 것인 방수성 통기 시트의 제조 방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a nanostructure, comprising the steps of: preparing an electrospinning solution; electrospinning the prepared electrospinning solution to produce a nanomembrane in which nanofibers are integrated into a nonwoven fabric including a plurality of pores; Wherein the step of laminating comprises the step of applying a moisture-curing hot-melt adhesive to the nanomembrane or the support using a gravure coater, and a method of manufacturing the waterproof breathable sheet.
상기 합지하는 단계에서 상기 그라비아 코터의 롤러는 도트(dot) 또는 메쉬(mesh)의 패턴을 포함하고, 상기 접착제의 도포량은 6 g/m2 이하이고, 상기 그라비아 코터의 라미네이팅 속도는 1 m/min 이상일 수 있다.Wherein the roller of the gravure coater comprises a pattern of dots or meshes, the amount of application of the adhesive is less than or equal to 6 g / m 2 , and the laminating speed of the gravure coater is less than or equal to 1 m / min Or more.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 전기 방사 용액을 제조하는 단계, 상기 제조된 전기 방사 용액을 전기 방사하여 나노 섬유들이 다수의 기공을 포함하는 부직포 형태로 집적된 나노 멤브레인을 제조하는 단계, 그리고 상기 나노 멤브레인에 지지체를 합지하는 단계를 포함하며, 상기 합지하는 단계는 가용성 핫멜트 접착제를 상기 나노 멤브레인 또는 상기 지지체에 스프레이 도포하여 이루어지는 것인 방수성 통기 시트의 제조 방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a nanostructure, comprising the steps of: preparing an electrospinning solution; electrospinning the prepared electrospinning solution to produce a nanomembrane in which nanofibers are integrated into a nonwoven fabric including a plurality of pores; And laminating a support to the nanomembrane, wherein the laminating step comprises applying an aqueous hot melt adhesive to the nanomembrane or the support by spraying.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 전기 방사 용액을 제조하는 단계, 상기 제조된 전기 방사 용액을 전기 방사하여 나노 섬유들이 다수의 기공을 포함하는 부직포 형태로 집적된 나노 멤브레인을 제조하는 단계, 그리고 상기 나노 멤브레인에 지지체를 합지하는 단계를 포함하며, 상기 합지하는 단계는 상기 나노 멤브레인의 용융 개시 온도와 상기 지지체의 유리 전이 온도 사이의 온도에서 상기 나노 멤브레인의 나노 섬유를 용융 접착시키는 것인 방수성 통기 시트의 제조 방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a nanostructure, comprising the steps of: preparing an electrospinning solution; electrospinning the prepared electrospinning solution to produce a nanomembrane in which nanofibers are integrated into a nonwoven fabric including a plurality of pores; And laminating a support to the nanomembrane, wherein the step of laminating comprises melt-bonding the nanofibers of the nanomembrane at a temperature between the melting initiation temperature of the nanomembrane and the glass transition temperature of the support, A method of manufacturing a ventilation sheet is provided.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 전기 방사 용액을 제조하는 단계, 상기 제조된 전기 방사 용액을 전기 방사하여 나노 섬유들이 다수의 기공을 포함하는 부직포 형태로 집적된 나노 멤브레인을 제조하는 단계, 그리고 상기 나노 멤브레인에 지지체를 합지하는 단계를 포함하며, 상기 합지하는 단계는 상기 나노 멤브레인의 양면에 지지체인 써멀본딩 부직포를 배치하고 상기 지지체를 써멀본딩하여 이루어지는 것인 방수성 통기 시트의 제조 방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a nanostructure, comprising the steps of: preparing an electrospinning solution; electrospinning the prepared electrospinning solution to produce a nanomembrane in which nanofibers are integrated into a nonwoven fabric including a plurality of pores; And bonding the support to the nanomembrane, wherein the step of laminating is performed by disposing a thermal bonding nonwoven fabric, which is a support on both sides of the nanomembrane, and thermally bonding the support to the nanomembrane. do.
본 발명의 방수성 통기 시트는 나노 멤브레인과 점착층과의 점착력 유지가 극대화되고, 상기 나노 멤브레인과 지지체 합지시 압력에 의한 통기성 저하를 방지하여 방수성 및 통기성이 모두 우수하다.The waterproof breathable sheet of the present invention maximizes adhesion between the nanomembrane and the pressure-sensitive adhesive layer and is excellent in both water resistance and air permeability by preventing the decrease of air permeability due to pressure when the nanomembrane and the support are joined together.
도 1은 본 발명의 방수성 통기 시트의 일 실시 형태를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 수압 방수성을 측정하기 위하여 내수압 측정기에서 사용되는 지그를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 노즐형 전기 방사 장치의 개략도이다.
도 4는 실시예 1에서 제조된 나노 멤브레인의 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 5는 비교예 1에서 제조된 나노 멤브레인의 주사전자현미경(SEM) 사진이다.Fig. 1 is a perspective view schematically showing one embodiment of the waterproof breathable sheet of the present invention. Fig.
2 is a perspective view schematically showing a jig used in a water pressure measuring instrument for measuring water pressure and water resistance.
3 is a schematic view of a nozzle type electrospinning device.
4 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the nanomembrane prepared in Example 1. Fig.
5 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the nanomembrane prepared in Comparative Example 1. FIG.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art.
본 발명의 일 실시예에 따른 방수성 통기 시트는 나노 섬유들이 다수의 기공을 포함하는 부직포 형태로 적층된 나노 멤브레인, 그리고 상기 나노 멤브레인을 지지하는 지지체를 포함하며, 상기 나노 멤브레인을 지지하는 지지체를 포함하며, 상기 나노 멤브레인과 상기 지지체의 박리 강도는 500 gf/25mm 내지 2,000 gf/25mm이고, 통기성이 1 PSI의 압력에서 1,000 mL/min 이상이다.The waterproof breathable sheet according to an embodiment of the present invention includes a support for supporting the nanomembrane and a support for supporting the nanomembrane in which the nanofibers are stacked in the form of a nonwoven fabric including a plurality of pores And the peel strength between the nanomembrane and the support is 500 gf / 25 mm to 2,000 gf / 25 mm, and the permeability is 1,000 mL / min or more at a pressure of 1 PSI.
도 1은 본 발명의 방수성 통기 시트의 일 실시 형태를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 이하, 도 1을 참고하여 상기 방수성 통기 시트에 대하여 설명한다.Fig. 1 is a perspective view schematically showing one embodiment of the waterproof breathable sheet of the present invention. Fig. Hereinafter, the waterproof breathable sheet will be described with reference to FIG.
상기 도 1을 참고하면, 상기 방수성 통기 시트(100)는 나노 섬유들이 다수의 기공을 포함하는 부직포 형태로 집적된 나노 멤브레인(10) 및 상기 나노 멤브레인(10)을 지지하는 지지체(20)를 포함하고, 선택적으로 상기 나노 멤브레인(10)의 일면에 점착층(30)을 더 포함할 수 있다. 1, the waterproof
상기 도 1에서 상기 방수성 통기 시트(100)가 원형인 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 방수성 통기 시트(100)는 일 예로 원형, 타원형, 직사각형, 끝이 둥근 직사각형, 다각형, P자 형태 등의 형상일 수 있다.1, the
또한, 상기 도 1에서 상기 지지체(20)가 상기 나노 멤브레인(10)의 일면에만 위치하는 것이 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 지지체(20)는 상기 나노 멤브레인(10)의 양면에 위치할 수도 있다.1, the
또한, 상기 도 1에서 상기 점착층(30)이 상기 나노 멤브레인(10)의 일면에만 위치하는 것이 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 점착층(30)은 상기 나노 멤브레인(10)의 양면에 위치할 수도 있다. 1, the
상기 나노 멤브레인(10)은 상기 나노 섬유들에 의해 형성된 다공질 구조에 의해, 전자 기기 내부로 물/액체의 침투 및 오염/먼지 등의 침투를 방지하는 동시에, 전자 기기에 통기성을 부여하여 상기 전자 기기 내부/외부의 압력 평형을 유지하기 위하여 사용될 수 있다.The
이를 위하여, 상기 나노 멤브레인(10)은 소수성, 내화학성, 내열성 및 가공 특성이 우수한 폴리머로 이루어질 수 있고, 구체적으로 예를 들면 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌와 같은 폴리올레핀, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF, polyvinylidene difluoride), 테트라플루오로 에틸렌 헥사플루오로프로필렌 코플리머(FEP), 테트라플루오로 에틸렌(퍼플루오로 아크릴)비닐 에테르 코플리머(PFA) 또는 폴리테트라플루오로 에틸렌(PTFE) 등과 같은 플루오르폴리머, 폴리이미드(PI), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리아미드이미드(PAI) 등과 같은 폴리이미드폴리머, 폴리에테르설폰(PES), 폴리아크릴로니트릴(PAN) 등으로 이루어질 수 있다.For this purpose, the
종래 상기 방수성 통기 시트(100)는 주로 다공성 PTFE 시트를 이용하여 제조되었다. 구체적으로 상기 다공성 PTFE 시트는 PTFE 파인 파우더와 성형 보조제의 혼련물을 압출 성형 및 압연에 의해 시트 형상으로 하고, 형성 보조제를 제거하여 성형체의 시트체를 얻은 후, 이 시트체를 연신함으로써 제조할 수 있다. 그러나, 상기 다공성 PTFE 시트는 시간의 경과나 열에 의해 수축하기 쉽기 때문에, 상기 방수성 통기 시트(100)가 수축하여 상기 점착층(30)이 노출되는 문제가 있다.Conventionally, the waterproof
이에 따라, 상기 나노 멤브레인(10)은 상기 PVdF를 전기 방사하여 제조된 나노웹인 것이 더 바람직하다. 상기 PVdF는 소수성, 내화학성 및 내열성이 우수하기 때문에 이를 전기 방사하여 제조된 나노 멤브레인(10)은 우수한 수압 방수성 및 통기성을 가질 수 있다.Accordingly, it is preferable that the
다만, 상기 PVdF를 전기 방사하여 제조된 나노웹은 나노 섬유가 2 층 내지 10 층 적층되어 이루어질 수 있는데, 전기 방사 공정의 노즐 또는 구금 사이의 간격에 의하여 나노 섬유들의 층간 박리 강도가 약하다는 단점이 있다. 상기 나노 섬유들의 층간 박리 강도가 약하면 상기 나노 멤브레인(10) 자체의 강도가 약할 뿐만 아니라, 상기 나노 멤브레인(10)과 상기 점착층(30) 사이의 점착력이 유지되지 못할 수 있다.However, the nano-web produced by electrospinning the PVdF can be formed by laminating two to ten layers of nanofibers. The disadvantage of the nanofibers is that the delamination strength of the nanofibers is weak due to the spacing between the nozzles and the nip in the electrospinning process have. If the interlaminar peeling strength of the nanofibers is weak, the strength of the
상기 나노 섬유들의 층간 박리를 해소하기 위하여 전기 방사 용액 조성에서 고형분의 비율을 낮추거나, 전기 방사 조건에서 온도를 낮추거나, 노즐 또는 구금과 집적부 사이의 방사 거리를 낮추는 방식 등이 있다. 하지만, 이러한 방법의 경우 용매 휘발이 원활하지 않아서 제조된 나노 멤브레인(10)이 섬유 상이 아닌 필름 상으로 제조되어 공기 투과도를 떨어트리는 결과를 유발할 수 있다.In order to solve the interlayer delamination of the nanofibers, there is a method of lowering the ratio of the solid content in the composition of the electrospinning solution, lowering the temperature in the electrospinning condition, or lowering the spinning distance between the nozzle or nip and the accumulating part. However, in this method, since the solvent volatilization is not smooth, the produced
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여, 상기 나노 섬유 고분자의 융점 개시 온도 이상에서의 열처리를 통하여 상기 나노 섬유들의 층간 박리 강도를 향상시키고, 상기 나노 멤브레인(10)과 상기 점착층(30)의 점착력 유지를 극대화시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 나노 멤브레인(10)에서 상기 나노 섬유들의 서로 인접하는 제 1 층과 제 2 층은 상기 제 1 층의 나노 섬유와 상기 제 2 층의 나노 섬유가 서로 용융되어 접합된 용융 접합부를 포함할 수 있다.In order to solve the above problems, the present invention provides a method for improving the interlaminar peeling strength of nanofibers through heat treatment at a temperature above the melting point start temperature of the nanofiber polymer and improving adhesion between the
상기 나노 섬유의 용융 정도에 따라서 나노 멤브레인(10)의 두께 감소율은 20 % 내지 40 %일 수 있다. 상기 나노 멤브레인(10)의 두께 감소율이 20 % 미만인 경우에는 나노 섬유의 층간 박리가 발생하여 방수 성능이 저하될 수 있고 두께 감소율이 40 %를 초과하는 경우에는 나노 섬유의 용융부위가 필름화되어 공기 투과도가 저하될 수 있다. 상기 두께 감소율은 하기 수학식 1로 계산할 수 있다.The thickness reduction ratio of the
[수학식 1][Equation 1]
두께 감소율(%) = (h-h')/h X 100Thickness reduction rate (%) = (h-h ') /
h : 용융 접합부 형성 전 나노 멤브레인의 두께h: Thickness of the nanomembrane before forming the fused joint
h' : 용융 접합부 형성(열처리) 후 나노 멤브레인의 두께h ': the thickness of the nanomembrane after the formation of the fusion joint (heat treatment)
상기 나노 멤브레인(10)은 상기 나노 섬유들이 2 층 내지 10 층 적층된 것이고, 상기 나노 섬유의 층이 2 층 미만인 경우 두께가 얇아서 방수 성능이 나오지 않을 수 있고, 10 층을 초과하는 경우 상기 나노 멤브레인(10)의 두께가 두꺼워지고 공기 투과도가 저하될 수 있다. 상기 나노 섬유의 층의 개수는 상기 나노 멤브레인(10) 측단면에서 주사전자현미경의 단면 사진을 통하여 확인하거나 상기 나노 멤브레인(10)에 점착 테이프를 붙인 다음 떼어내면서 나노 섬유의 층의 개수를 확인하는 방법을 이용하여 측정할 수 있다.When the number of the nanofibers is less than 2, the thickness of the
상기 본 발명의 나노 멤브레인(10)은 상기 나노 섬유들의 층간 박리 강도가 100 gf/25mm 내지 500 gf/25mm이고, 구체적으로 150 gf/25mm 내지 250 gf/25mm 일 수 있다. 상기 나노 섬유들의 층간 박리 강도는 점착 테이프 및 점착 시트의 180도 박리 강도 측정법인 ASTM D 3330을 만족하는 필 테스터(PEEL TESTER)(AR-1000, ChemInstruments사)로 폭 25 mm, 길이 200 mm, 속도 300 mm/min 조건에서 측정할 수 있다. 상기 나노 섬유들의 층간 박리 강도가 100 gf/25mm 미만인 경우 방수 성능이 떨어질 수 있고, 500 gf/25mm를 초과하는 경우 공기 투과도가 떨어질 수 있다.In the
한편, 상기 나노 멤브레인(10)은 상기 PVdF를 전기 방사하여 나노웹 제조시 상기 전기 방사 조건을 조절함으로써, 상기 나노 멤브레인(10)의 통기도를 극대화시킬 수 있다.Meanwhile, the
이에 따라, 상기 나노 멤브레인(10)은 상기 나노 섬유들의 직경이 50 nm 내지 3,000 nm이고, 구체적으로 100 nm 내지 2,000 nm일 수 있고, 상기 나노 멤브레인(10)의 두께는 3 ㎛ 내지 40 ㎛이고, 구체적으로 5 ㎛ 내지 35 ㎛일 수 있고, 상기 나노 멤브레인(10)의 기공 크기는 0.1 ㎛ 내지 5 ㎛이고, 구체적으로 0.1 ㎛ 내지 4 ㎛일 수 있고, 기공도는 40 % 내지 90 %이고, 구체적으로 60 % 내지 90 %일 수 있고, 상기 나노 멤브레인(10)의 평량이 0.5 g/㎡ 내지 20 g/㎡이고, 구체적으로 1 g/㎡ 내지 15 g/㎡일 수 있다. The
상기 나노 멤브레인(10)의 기공 크기는 ASTM F 316에 규정된 모세관 흐름 공극 측정기(Capillary flow porometer, CFP)를 사용하여 가장 협소한 구간에서의 공극 크기인 제한 공극의 직경에서 평균 공극 크기 및 공극의 크기 분포를 측정할 수 있다. 상기 나노 멤브레인(10)의 두께는 KS K 0506에 규정된 두께 측정법 또는 KS K ISO 9073-2, ISO 4593을 적용하여 두께를 측정할 수 있다. 상기 나노 멤브레인(10)의 평량은 KS K 0514 또는 ASTM D 3776 적용하여 측정할 수 있다. 상기 나노 멤브레인(10)의 기공도는 하기 수학식 2에 따라 상기 나노 멤브레인(10) 전체 부피 대비 공기 부피의 비율에 의하여 계산할 수 있다. 이때, 전체 부피는 직사각형 형태의 샘플을 제조하여 가로, 세로, 두께를 측정하여 계산하고, 공기 부피는 샘플의 질량을 측정 후 밀도로부터 역산한 고분자 부피를 전체 부피에서 빼서 얻을 수 있다.The pore size of the
[수학식 2]&Quot; (2) "
기공도(%) = [1 - (A/B)]×100 = {1 - [(C/D)/ B]}×100The porosity (%) = [1 - (A / B)] 100 = {1 - [(C / D) / B]
(상기 수학식 2에서, A는 나노 멤브레인의 밀도, B는 나노 멤브레인 고분자의 밀도, C는 나노 멤브레인의 중량, D는 나노 멤브레인의 부피이다)(Where A is the density of the nanomembrane, B is the density of the nanomembrane polymer, C is the weight of the nanomembrane, and D is the volume of the nanomembrane)
또한, 상기 나노 멤브레인(10)이 상기 PVdF를 전기 방사하여 제조된 나노웹을 포함함에 따라, 상기 나노 멤브레인(10)은 공기 투과도가 1 CFM 내지 20 CFM(cubic feet per minute)이고, 구체적으로 3 CFM 내지 7 CFM일 수 있다. 상기 나노 멤브레인(10)의 공기 투과도는 직물의 공기 투과도 측정법인 ASTM D 737 방법으로 면적 38 ㎠, 압력 125 Pa의 조건으로 측정할 수 있고, ASTM D 737을 만족하는 에어 퍼미어빌리티 테스터(Air Permeability Tester)(FX 3300, TextestInstruments사)로 측정할 수 있다. 상기 나노 멤브레인(10)의 공기 투과도가 1 CFM 미만인 경우 내수압은 증가하나 상기 방수성 통기 시트(100)의 통기성이 낮아질 수 있고, 20 CFM을 초과하는 경우 내수압이 감소하고 상기 지지체(20)와의 합지 공정에서 접착제가 상기 나노 멤브레인(10)의 이면으로 배어 나와서 합지가 용이하지 않을 수 있다.The
또한, 상기 나노 멤브레인(10)이 상기 PVdF를 전기 방사하여 제조된 나노웹을 포함함에 따라, 상기 나노 멤브레인(10)은 내수압이 3,000 ㎜H2O 이상이고, 구체적으로 내수압이 5,000 ㎜H2O 내지 12,000 ㎜H2O일 수 있다. 상기 나노 멤브레인(10)의 내수압은 ISO 811 저수압법을 적용하여 면적 100 ㎠에서 600 ㎜H2O/min으로 가압하여 물방울에 3 포인트 생기는 지점에서의 압력을 측정할 수 있다. 상기 나노 멤브레인(10)의 내수압이 3,000 ㎜H2O를 미만인 경우 상기 나노 멤브레인(10)을 포함하는 상기 방수성 통기 시트(100)가 방수성을 만족시키지 못할 수 있다. In addition, the above described nano-
또한, 상기 나노 멤브레인(10)이 상기 PVdF를 전기 방사하여 제조된 나노웹을 포함함에 따라, 상기 나노 멤브레인(10)은 발수 등급이 4급 이상이고, 구체적으로 발수 등급이 4 급 내지 5 급일 수 있다. 상기 나노 멤브레인(10)의 발수 등급은 KS K 0590에 규정된 방법으로 측정할 수 있다. 상기 나노 멤브레인(10)의 발수 등급이 4급 미만인 경우 방수 성능이 떨어질 수 있다.In addition, since the
상기 방수성 통기 시트(100)는 상기 나노 멤브레인(10)을 포함함에 따라, 파열 강도가 0.5 kgf/㎠ 내지 7 kgf/㎠이고, 구체적으로 2 kgf/㎠ 내지 4.5 kgf/㎠일 수 있다. 상기 방수성 통기 시트(100)의 파열 강도는 ASTM D 3786을 만족하는 뮬렌 형태 파열 강도 측정기(Mullen type bursting strength tester)로 측정할 수 있다. 상기 방수성 통기 시트(100)의 파열 강도가 0.5 kgf/㎠ 미만인 경우 상기 방수성 통기 시트(100)의 방수성 평가와 실사용을 위한 탈부착 과정, 실사용시의 충격, 환경 변화 등에 의하여 상기 방수성 통기 시트(100)의 성능이 저하될 수 있고, 7 kgf/㎠를 초과하는 경우 방수성 통기 시트의 타발성이 떨어질 수 있다. The
또한, 상기 방수성 통기 시트(100)는 통기성이 1,000 mL/min 이상이고 구체적으로 1,500 mL/min 내지 3,000 mL/min일 수 있다. 상기 방수성 통기 시트(100)의 통기성은 모세관 흐름 공극 측정기(Capillary flow porometer, CFP)에서 가스 투과 방법(Gas permeability method)으로 1 PSI 압력 하에서 직경 1 mm 원형 면적을 1분 동안 통과하는 공기의 유량을 측정할 수 있다. 상기 방수성 통기 시트(100)의 통기성이 1,000 mL/min 미만인 경우 방수성 통기 시트의 압력 평형 능력이 떨어질 수 있다.Also, the waterproof
상기 방수성 통기 시트(100)는 공기 투과도가 0.5 CFM 내지 9 CFM이고, 구체적으로 3 CFM 내지 7 CFM일 수 있다. 상기 방수성 통기 시트(100)의 공기 투과도는 직물의 공기 투과도 측정법인 ASTM D 737 방법으로 면적 38 ㎠, 압력 125 Pa의 조건으로 측정할 수 있고, ASTM D 737을 만족하는 에어 퍼미어빌리티 테스터(Air Permeability Tester)(FX 3300, TextestInstruments사)로 측정할 수 있다. 상기 방수성 통기 시트(100)의 공기 투과도가 0.5 CFM 미만인 경우 통기성이 떨어져서 압력평형 능력이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 9 CFM을 초과하는 경우 방수성을 유지하지 못하는 문제가 있을 수 있다.The
또한, 상기 방수성 통기 시트(100)는 내수압이 3,000 ㎜H2O 이상이고, 구체적으로 내수압이 3,000 ㎜H2O 내지 12,000 ㎜H2O일 수 있다. 상기 방수성 통기 시트(100)의 내수압은 ISO 811 저수압법을 적용하여 면적 100 ㎠에서 600 ㎜H2O/min으로 가압하여 물방울에 3 포인트 생기는 지점에서의 압력을 측정할 수 있다. 상기 방수성 통기 시트(100)의 내수압이 3,000 ㎜H2O 미만인 경우 방수성을 유지하지 못하는 문제가 있을 수 있고, 12,000 ㎜H2O 를 초과하는 경우 방수성은 우수하나 통기성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.In addition, the breathable water-
상기 방수성 통기 시트(100)의 수압 방수성은 KS K ISO 811에서 사용하는 0 m 내지 20 m 깊이의 일정 수압을 일정 시간 동안 가할 수 있는 내수압 측정기를 사용하여 측정할 수 있다. 이때, 상기 내수압 측정기에서 상기 방수성 통기 시트(100)의 수압 방수성을 측정하기 위하여 지그를 사용할 수 있다. The waterproof and waterproof performance of the
도 2는 상기 내수압 측정기에서 상기 방수성 통기 시트(100)의 수압 방수성을 측정하기 위하여 사용하는 지그의 일 실시 형태를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 상기 도 2를 참고하면, 상기 지그(200)에 상기 방수성 통기 시트(100)를 고정 또는 점착한 상태에서 수압부(210)에 내수압 측정기를 이용하여 일정 수압을 일정 시간 동안 가하여 수압 방수성을 평가할 수 있다. 상기 도 2에서 수압부(210)의 개수가 19 개로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 수압부(210)는 일 예로 1 개, 3 개, 5 개, 9 개, 20 개 등으로 개수의 조절이 가능하다. 또한, 상기 수압부(210)의 타공 홀의 크기는 상기 통기성 방수 시트(100)의 개구된 면적보다 작은 것이 바람직하며, 이는 상기 통기성 방수 시트(100)의 크기에 따라 적절하게 조절이 가능하다.2 is a perspective view schematically showing an embodiment of a jig used for measuring the waterproofness of the
다양한 환경에서의 방수 성능을 확인하기 위해 저온, 고온/고습, 열충격 조건하에서 전처리 후 수압 방수성을 평가할 수 있다. 저온의 경우에는 -20 ℃에서 72 시간 동안 전처리한 후 평가하고, 고온/고습 조건은 50 ℃, 습도 95 %에서 72 시간 동안 전처리한 후 평가하고, 열충격 조건은 -40 ℃, 85 ℃를 각각 1 시간 동안 유지하는 한 사이클을 30 사이클 반복한 후 평가할 수 있다.In order to confirm the waterproof performance in various environments, it is possible to evaluate the waterproofing property after pretreatment under low temperature, high temperature / high humidity, thermal shock condition. In the case of low temperature, the sample was pretreated at -20 ° C for 72 hours, and the samples were subjected to a pre-treatment at 72 ° C for 72 hours at 50 ° C and a humidity of 95%. The thermal shock conditions were -40 ° C and 85 ° C One cycle, which is maintained for a period of time, can be repeated after 30 cycles.
상기 방수성 통기 시트(100)는 상기 나노 멤브레인(10)을 포함함에 따라, 상온(20 ℃ ± 5 ℃), 1.5 m 이상의 수압에서 30 분 이상, 구체적으로 1.5 m 내지 6 m의 수압에서 누수되지 않고, 저온 조건(-20 ℃, 72 시간 유지한 후 측정)의 경우 1.5 m 이상의 수압에서 30 분 이상, 구체적으로 1.5 m 내지 6 m의 수압에서 30 분 이상 누수되지 않고, 고온/고습 조건(50℃, 습도 95 %, 72 시간 유지한 후 측정)의 경우 1.5 m 이상의 수압에서 30 분 이상, 구체적으로 1.5 m 내지 6 m의 수압에서 30 분 이상 누수되지 않고, 열충격 조건(-40℃, 85℃를 각각 1 시간 동안 유지하는 사이클을 30 사이클 반복한 후 측정)의 경우 1.5 m 이상의 수압에서 30 분 이상, 구체적으로 1.5 m 내지 6 m의 수압에서 30 분 이상 누수되지 않는 수압 방수성을 가질 수 있다. 상기 방수성 통기 시트(100)의 수압 방수성이 상온(20 ℃ ± 5 ℃), 1.5 m 이상의 수압, 저온 1.5 m 이상의 수압, 고온/고습 1.5 m 이상의 수압, 열충격 1.5 m 이상의 수압 조건에서 30 분 미만인 경우 방수성 통기 시트를 사용한 전자 기기 등의 방수 성능을 만족하지 못 할 수 있다.The
참고로, 상기 일정 깊이에서의 수압은 하기 수학식 3에 의하여 계산할 수 있으며, 해양에서 수압은 수심이 10 m 내려갈 때마다 보통 1 기압씩 증가한다.For reference, the water pressure at the certain depth can be calculated by the following equation (3). In the ocean, the water pressure increases by 1 atmospheres every time the water depth drops by 10 m.
[수학식 3]&Quot; (3) "
수압(p) = pgzWater pressure (p) = pgz
(상기 수학식 3에서, p는 해수의 밀도(약 1.03 g/㎤), g는 980 cm/sec2, z는 해면 하의 수심(cm)이다)(In the
한편, 상기 방수성 통기 시트(100)는 상기 나노 멤브레인(10)의 강도를 보강하기 위하여 상기 지지체(20)를 더 포함한다. The
상기 지지체(20)는 상기 나노 멤브레인(10) 보다 큰 크기의 기공을 가지고 기체 투과성이 우수하며 강도가 우수한 재료, 예컨대, 직포, 부직포, 메쉬, 네트, 스펀지, 폼, 금속 다공재, 금속 메쉬 등을 사용할 수 있다. 또한, 내열성이 요구되는 경우에는, 폴리에스테르, 폴리아미드, 아라미드 수지, 폴리이미드, 불소 수지, 초고분자량 폴리에틸렌, 금속 등으로 이루어진 지지체(20)를 사용할 수 있다.The
구체적으로, 상기 지지체(20)가 무작위로 배향된 복수개의 섬유로 이루어지는 상기 부직포인 경우를 예시하면, 상기 부직포는 인터레이드(interlaid)되지만, 직포 천과 동일한 방식이 아닌, 개개의 섬유 또는 필라멘트의 구조를 갖는 시트를 의미한다. 상기 부직포는 카딩(carding), 가네팅(garneting), 에어-레잉(air-laying), 웨트-레잉(wet-laying), 멜트 블로잉(melt blowing), 스펀본딩(spunbonding), 써멀본딩(thermal bonding) 및 스티치 본딩(stitch bonding)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 방법에 의하여 제조될 수 있다. 상기 부직포를 이루는 섬유는 하나 이상의 고분자 재료를 포함할 수 있고, 일반적으로 섬유 형성용 고분자 재료로 사용되는 것이면 어느 것이나 사용 가능하고, 구체적으로 탄화수소계 섬유 형성 중합체 재료를 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 섬유 형성 중합체 재료는 폴리올레핀, 예컨대 폴리부틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌; 폴리에스테르, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트; 폴리아미드(나일론-6 및 나일론-6,6); 폴리우레탄; 폴리부텐; 폴리락트산; 폴리비닐 알코올; 폴리페닐렌 설파이드; 폴리설폰; 유체 결정질 중합체; 폴리에틸렌-코-비닐아세테이트; 폴리아크릴로니트릴; 사이클릭 폴리올레핀; 폴리옥시메틸렌; 폴리올레핀계 열가소성 탄성중합체; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 포함하지만 이로 제한되지 않는다.Specifically, the nonwoven fabric may be interlaid with the
더욱 구체적으로, 상기 지지체(20)로는 폴리에스테르 스펀본딩 또는 써멀본딩 부직포를 가장 바람직하게 사용할 수 있는데, 상기 폴리에스테르 스펀본딩 또는 써멀본딩 부직포를 사용하는 경우 통기성이 높고 가혹한 환경 조건에서 변형이 덜 되는 점에서 유리하다. 또한, 상기 지지체(20)는 상기 폴리에스테르의 융점이 상이한 고분자가 시스-코어 또는 혼합 방사된 부직포를 사용할 수 있고, 상기 부직포는 엠보 처리가 없는 형태가 통기도 측면에서 유리할 수 있다. 상기 엠보가 있는 부직포는 엠보 부분의 섬유가 융착되어 기공이 막혀 있는 구조로 이는 상기 방수성 통기 시트(100)의 통기도 편차를 크게 만들 수 있다. More specifically, as the
상기 나노 멤브레인(10)과 상기 지지체(20)는 접착제에 의하여 또는 접착제 없이 합지될 수 있다. 이때, 상기 나노 섬유로 이루어진 나노 멤브레인(10)과 상기 지지체(20)의 합지 과정에서 압력을 최소화하여 압력에 민감한 상기 나노 멤브레인(10)의 통기성 저하를 방지할 수 있다.The
일 예로, 상기 방수성 통기 시트(100)는 상기 나노 멤브레인(10)과 상기 지지체(20) 사이에 상기 나노 멤브레인(10)과 상기 지지체(20)를 접착시키는 습기경화형 핫멜트 접착제를 포함할 수 있다.For example, the
상기 습기경화형 핫멜트 접착제는 예를 들면 우레탄계, 아크릴계, 실리콘계 등일 수 있다.The moisture-curing hot-melt adhesive may be, for example, a urethane-based, acrylic-based, or silicone-based adhesive.
상기 접착제는 도트(dot) 또는 메쉬(mesh) 형태의 패턴을 가질 수 있다. 상기 접착제가 상기 도트(dot) 또는 메쉬(mesh) 형태의 패턴을 가지지 않고 전면 도포되는 경우 과도하게 접착이 되고 접착제가 상기 나노 멤브레인(10)의 기공 사이로 배어나오는 현상으로 통기성이 저하되고 접착제에 의한 상기 나노 멤브레인(10) 손상으로 내수압이 떨어질 수 있다.The adhesive may have a pattern in the form of a dot or a mesh. When the adhesive is applied on the entire surface without having a dot or mesh pattern, the adhesive is excessively adhered and the adhesive is leaked into the pores of the
상기 나노 멤브레인(10)의 공기 투과도를 저하시키지 않기 위하여 상기 접착제의 도포량은 6 g/m2 이하이고, 구체적으로 1 g/m2 내지 3 g/m2 일 수 있다. 상기 접착제의 도포량이 6 g/m2을 초과하는 경우 방수성 통기 시트의 공기 투과도가 저하될 수 있고, 1 g/m2 미만인 경우 상기 접착제의 도포가 균일하게 이루어지지 않을 수 있다.In order not to lower the air permeability of the
다른 일 예로, 상기 방수성 통기 시트(100)는 상기 나노 멤브레인(10)과 상기 지지체(20) 사이에 상기 나노 멤브레인(10)과 상기 지지체(20)를 접착시키는 가용성 핫멜트 접착제를 더 포함할 수 있다.The
상기 가용성 핫멜트 접착제는 예를 들면 폴리우레탄계, 폴리에스테르계, 폴리아마이드계 등일 수 있다.The soluble hot melt adhesive may be, for example, a polyurethane type, a polyester type, a polyamide type, or the like.
상기 접착제는 스프레이로 도포됨에 따라, 불규칙적으로 흩어진 도트 형태를 가질 수 있다. 상기 접착제가 불규칙적으로 흩어진 도트 형태를 가짐으로써, 상기 접착제가 상기 나노 멤브레인(10)의 기공 사이로 배어나오는 현상으로 인하여 통기성이 저하되고 상기 접작체에 의한 상기 나노 멤브레인(10) 손상으로 내수압이 떨어지는 문제를 해결할 수 있다.As the adhesive is applied by spraying, it can have an irregularly scattered dot shape. Since the adhesive has irregularly scattered dot shapes, the adhesive is leaked into the pores of the
구체적으로, 상기 나노 멤브레인(10)의 공기 투과도를 저하시키지 않기 위하여 상기 접착제의 도포량은 6 g/m2 이하이고, 구체적으로 1 g/m2 내지 3 g/m2 일 수 있다. 상기 접착제의 도포량이 6 g/m2을 초과하는 경우 방수성 통기 시트의 공기 투과도가 저하될 수 있고, 1 g/m2 미만인 경우 상기 접착제의 도포가 균일하게 이루어지지 않을 수 있다.Specifically, in order not to lower the air permeability of the
또 다른 일 예로, 상기 나노 멤브레인(10)은 상기 나노 섬유들이 상기 지지체(20)에 용융 접합된 용융 접합부를 포함할 수 있다. 즉, 상기 나노 멤브레인(10)과 상기 지지체(20)는 상기 접착제 없이 상기 나노 멤브레인(10)의 상기 나노 섬유들이 용융되어 상기 지지체(20)에 접합된 후 다시 응고되어 접착될 수 있다. 이와 같이 상기 접착제 없이 상기 나노 멤브레인(10)과 상기 지지체(20)를 접합하는 경우 상기 접착제에 의하여 상기 나노 멤브레인(10)의 기공이 막혀 상기 나노 멤브레인(10)의 통기도가 저하되는 문제를 해소할 수 있다. 이에 따라, 상기 지지체(20)와 접하는 상기 나노 멤브레인(10)의 나노 섬유들은 상기 지지체(20)에 용융 접합된 용융 접합부를 포함할 수 있다. In another example, the
상기 나노 섬유의 용융 정도에 따라서 나노 멤브레인의 두께 감소율은 20 % 내지 40 %일 수 있다. 상기 나노 멤브레인의 두께 감소율이 20 % 미만인 경우에는 나노 섬유의 층간 박리가 발생하여 방수 성능이 저하될 수 있고 두께 감소율이 40 %를 초과하는 경우에는 나노 섬유의 용융부위가 필름화되어 공기 투과도가 저하될 수 있다. 상기 두께 감소율은 상기 수학식 1로 계산할 수 있다.The thickness reduction ratio of the nanomembrane may be 20% to 40% depending on the degree of melting of the nanofiber. If the reduction rate of the thickness of the nanomembrane is less than 20%, the interlaminar peeling of the nanofiber may occur and the waterproofing performance may deteriorate. If the thickness reduction rate exceeds 40%, the melted portion of the nanofiber becomes a film, . The thickness reduction rate can be calculated by Equation (1).
또 다른 일 예로, 상기 지지체(20)는 써멀본딩 부직포이고, 상기 지지체(20)의 써멀본딩에 의하여 상기 나노 멤브레인(10)과 상기 지지체(20)를 접합시킬 수 있다. 이때, 상기 지지체(20)는 상기 나노 멤브레인(10) 양면에 위치시키는 것이 바람직하다.In another example, the
구체적으로, 상기 써멀본딩 부직포는 고융점 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 이루어진 제 1 파이버와, 저융점 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 이루어진 제 2 파이버를 포함하는 것으로, 상기 제 1 파이버와 상기 제 2 파이버를 혼합 방사하여 제조될 수 있다. 상기 고융점 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)는 240 ℃ 이상의 용융점을 가지는 것일 수 있고, 상기 저융점 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)는 120 ℃ 내지 230 ℃의 용융점을 가지는 것일 수 있다. 이때, 상기 써멀본딩 부직포 전체 중량에 대하여 상기 제1 파이버의 함량은 10 중량% 내지 90 중량%, 구체적으로 30 중량% 내지 70 중량%이고, 상기 제2 파이버의 함량은 10 중량% 내지 90 중량%, 구체적으로 30 중량% 내지 70 중량%일 수 있다.Specifically, the thermal bonding nonwoven fabric includes a first fiber made of a high melting point polyethylene terephthalate (PET) and a second fiber made of a low melting point polyethylene terephthalate (PET), and the first fiber and the second fiber By mixing and spinning. The high melting point polyethylene terephthalate (PET) may have a melting point of 240 ° C or higher, and the low melting point polyethylene terephthalate (PET) may have a melting point of 120 ° C to 230 ° C. In this case, the content of the first fiber is 10 wt% to 90 wt%, specifically 30 wt% to 70 wt%, and the content of the second fiber is 10 wt% to 90 wt% based on the total weight of the thermal bonding non- , Specifically from 30% to 70% by weight.
상기한 바와 같이, 상기 나노 멤브레인(10)과 상기 지지체(20)가 접착제에 의하여 또는 접착제 없이 합지됨에 따라, 상기 나노 멤브레인(10)과 상기 지지체(20)의 박리 강도는 500 gf/25mm 내지 2,000 gf/25mm 이고, 구체적으로 700 gf/25mm 내지 1,100 gf/25mm일 수 있다. 상기 나노 멤브레인(10)과 상기 지지체(20)의 박리 강도는 점착 테이프 및 점착 시트의 180도 박리 강도 측정법인 ASTM D 3330을 만족하는 필 테스터(PEEL TESTER)(AR-1000, ChemInstruments사)로 폭 25 mm, 길이 200 mm, 속도 300 mm/min 조건에서 측정할 수 있다. 상기 나노 멤브레인(10)과 상기 지지체(20)의 박리 강도가 500 gf/25mm 미만인 경우 상기 방수성 통기 시트(100)를 제조하기 위하여 타발하는 과정에서 충격에 의하여 상기 나노 멤브레인(10)과 상기 지지체(20)가 분리될 수 있고, 2,000 gf/25mm를 초과하는 경우 공기 투과도가 떨어질 수 있다.As described above, the separation strength between the
한편, 상기 점착층(30)은 상기 나노 멤브레인(10)의 표면에 위치하며, 구체적으로 상기 점착층(30)의 둘레부(30a)는 상기 나노 멤브레인(10)의 표면의 둘레에 위치하고 상기 점착층(30)의 중앙부(30b)는 개구된 프레임 형상일 수 있다. 상기 나노 멤브레인(10)은 상기 점착층(30)을 통하여 전자 기기의 하우징의 통기구 내부면에 부착되며, 상기 점착층(30)의 중앙부(30b)의 개구를 통하여 상기 전자 기기의 하우징의 통기구를 막으면서 상기 전자 기기에 통기성 및 방수성을 부여할 수 있다.The
상기 점착층(30)의 중앙부(30b)의 개구의 형상 및 크기는 기본적으로 상기 전자 기기의 하우징의 통기구의 형상 및 크기와 동일하게 형성될 수 있고, 구체적으로 원형, 타원형, 직사각형, 끝이 둥근 직사각형, 다각형, P자 형태 등의 형상일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. The shape and size of the opening of the
이때, 상기 점착층(30)의 중앙부(30b)의 개구를 통하여 드러나는 영역에서 상기 나노 멤브레인(10)과 상기 지지체(20) 사이의 점착제는 상기 점착제 전체 중량에 대하여 3 중량% 이하, 구체적으로 0.5 중량% 내지 1 중량%일 수 있다. 상기 점착층(30)의 중앙부(30b)의 개구를 통하여 드러나는 영역에서 상기 점착제의 함량이 3 중량%를 초과하면 방수 통기성 시트의 통기성이 저하될 수 있다.The adhesive between the
또한, 상기 도 1에서와 같이 상기 점착층(30)의 둘레부(30a)의 끝단은 상기 나노 멤브레인(10)의 끝단과 일치하도록 형성될 수 있고, 상기 점착층(30)의 둘레부(30a)의 끝단은 상기 나노 멤브레인(10)의 끝단 보다 연장되어 상기 나노 멤브레인(10)의 끝단을 덮도록 형성될 수도 있다. 1, the end of the
상기 점착층(30)은 예를 들면 폴리아크릴, 폴리아미드, 폴리아크릴아미드, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리우레탄, 폴리실리콘 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 점착제를 포함할 수 있고, 액체형 또는 고체형일 수 있고, 열가소성 타입, 열변화성 타입 또는 반응성 경화 타입일 수 있다.The
한편, 상기 점착층(30)은 양면 점착 테이프일 수 있다. 상기 양면 점착 테이프는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 기재 양면 점착 테이프, 폴리프로필렌 기재 양면 점착 테이프, 폴리에틸렌 기재 양면 점착 테이프, 폴리이미드 기재 양면 점착 테이프, 나일론 기재 양면 점착 테이프, 발포체(예컨대, 우레탄폼, 실리콘폼, 아크릴폼, 폴리에틸렌폼 등) 기재 양면 점착 테이프, 기재가 없는 양면 점착 테이프 등일 수 있다.On the other hand, the
한편, 상기 방수성 통기 시트(100)는 전자 기기와 부착되기 전까지 상기 점착층(30)을 보호할 수 있는 보호 기재(도시 하지 않음)를 더 포함할 수 있다. The
상기 보호 기재는 고무 또는 실리콘 소재, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리메틸펜텐 등의 폴리올레핀, 폴리카보네이트 등의 수지 소재, 글라신지, 상질지, 코트지, 함침지, 합성지 등의 종이 소재, 알루미늄, 스테인레스 강 등의 금속박 소재 등을 사용할 수 있다.The protective substrate may be made of a rubber or a silicone material, a polyester such as polyethylene terephthalate (PET) or polybutylene terephthalate, a polyolefin such as polypropylene, polyethylene, or polymethylpentene, a resin material such as polycarbonate, A paper material such as a high-temperature paper, a coated paper, an impregnated paper, and a synthetic paper, and a metal foil material such as aluminum and stainless steel.
또한, 대전 방지의 목적으로 필요에 따라 상기 보호 기재에 도전성 재료를 코팅할 수 있고, 상기 보호 기재 자체에 도전성 재료를 혼합시킨 것을 이용할 수도 있다. 이에 따라, 상기 방수성 통기 시트(100)가 대전되는 것을 방지할 수 있다. 상기 보호 시트의 두께는, 예컨대, 10 ㎛ 내지 100 ㎛, 구체적으로 25 ㎛ 내지 50 ㎛일 수 있다. 상기 보호 기재의 표면에는 상기 점착층(30)과의 점착성을 향상시키기 위해 코로나 방전 처리, 플라즈마 처리, 프레임 플라즈마 처리 등을 실시할 수 있고, 프라이머층 등을 형성할 수도 있다. 상기 프라이머층으로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스티렌계 공중합체, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌이민, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 고분자 재료(앵커 코트제)를 사용할 수 있다.For the purpose of preventing electrification, a conductive material may be coated on the protective substrate as required, or a conductive material mixed with a conductive material may be used. As a result, the
한편, 상기 방수성 통기 시트(100)가 상기 점착층(30)을 더 포함하지 않는 경우, 상기 방수성 통기 시트(100)를 전자 기기의 하우징에 부착시 상기 점착제를 상기 방수성 통기 시트(100) 또는 전자 기기의 하우징에 직접 스크린 인쇄, 스프레이 코팅, 그라비어 인쇄, 전사, 또는 분말 코팅 등의 방법에 의해 도포한 후 부착할 수 있고, 상기 점착제 없이 가열 용착 또는 초음파 용착 등의 방법에 의하여 상기 방수성 통기 시트(100)를 상기 전자 기기의 하우징에 직접 부착시킬 수도 있다.When the
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 방수성 통기 시트의 제조 방법은 전기 방사 용액을 제조하는 단계, 상기 제조된 전기 방사 용액을 전기 방사하여 나노 섬유들이 다수의 기공을 포함하는 부직포 형태로 집적된 나노 멤브레인을 제조하는 단계, 그리고 상기 나노 멤브레인에 지지체를 합지하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a waterproof breathable sheet according to another embodiment of the present invention includes the steps of preparing an electrospun solution, electrospinning the electrospun solution to form nanofibers, which are integrated into a nonwoven fabric including a plurality of pores, , And laminating the support to the nanomembrane.
우선, 상기 전기 방사 용액을 제조하는 단계는 전기 방사를 통하여 나노 섬유를 형성하기 위한 고분자를 포함하는 용액을 제조하는 것으로, 예를 들면, 상기 전기 방사 용액은 폴리비닐리덴 디플루오라이드(PVdF) 등의 고분자를 디메틸아세트아미드(N,N-dimethylacetamide), 디메틸포름아미드(N,N-dimethyl formamide), 디메틸설프옥사이드(dimethylsulphoxide), 메틸피롤리돈(N-methyl-2-pyrolidone), 트리에틸포스페이트(triethylphosphate), 메틸에틸케톤(methylethylketone), 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran), 아세톤(acetone) 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나의 용매와 혼합하여 제조할 수 있다.First, the step of preparing the electrospinning solution is to prepare a solution containing a polymer for forming nanofibers through electrospinning. For example, the electrospinning solution may include polyvinylidene difluoride (PVdF) (N, N-dimethylacetamide), N, N-dimethyl formamide, dimethylsulphoxide, N-methyl-2-pyrolidone, triethyl phosphate may be prepared by mixing with any one solvent selected from the group consisting of triethylphosphate, methylethylketone, tetrahydrofuran, acetone, and mixtures thereof.
다음으로 상기 제조된 전기 방사 용액을 전기 방사하여 나노 섬유들이 다수의 기공을 포함하는 부직포 형태로 집적된 나노 멤브레인을 제조한다.Next, the prepared electrospinning solution is electrospun to prepare a nanomembrane in which the nanofibers are integrated into a nonwoven fabric including a plurality of pores.
상기 전기 방사는 하기 도 3에 도시된 전기 방사 장치를 이용하여 이루어질 수 있다. 상기 도 3은 노즐형 전기 방사 장치의 개략도이다. 상기 도 3을 참고하면, 상기 전기 방사는 상기 전기 방사 용액이 보관된 용액 탱크(1)에서 정량 펌프(2)를 이용하여 고전압 발생 장치(6)에 의해 고전압이 인가된 다수의 노즐(3) 또는 구금에 상기 전기 방사 용액을 공급하고, 이때 상기 노즐(3) 또는 구금 선단과 집적부(4)와의 전기에너지 차이 즉, 전압 차이에 의해 상기 전기 방사 용액이 제트를 형성하여 이송된다. 상기 형성된 제트는 전기장에 의하여 휘핑 및 스트레칭되어서 더욱 가늘어지고 용매는 기화되어 고체상의 섬유들이 상기 집적부(4)에 집적된다. The electrospinning may be performed using the electrospinning apparatus shown in FIG. 3 is a schematic view of a nozzle-type electrospinning device. 3, the electrospinning is carried out by using a
이때, 상기 노즐(3) 또는 구금은 안정적인 전기장 형성과 용매 휘발을 용이하게 하기 위하여 일정한 간격으로 다단 배열시킨다. 상기 노즐(3) 또는 구금 사이의 간격에 의하여 상기 나노 멤브레인은 상기 나노 섬유가 2 층 내지 10 층 적층되어 이루어질 수 있다.At this time, the
한편, 상기 전기 방사 조건을 조절하여 상기 나노 멤브레인의 미세 구조를 조절함으로써 수압 방수성 및 통기성이 우수한 방수성 통기 시트를 제조할 수 있다.Meanwhile, by adjusting the microstructure of the nanomembrane by adjusting the electrospinning conditions, a waterproof ventilation sheet having excellent waterproofing and waterproofing properties and breathability can be manufactured.
상기 전기 방사 용액의 농도는 5 % 내지 35 %이고, 구체적으로 5 % 내지 25 %일 수 있다. 상기 농도는 퍼센트 농도를 의미하는 것으로서, 퍼센트 농도는 용액의 질량에 대한 용질의 질량의 백분율로 구할 수 있다. 예를 들어, 상기 농도는 상기 전기 방사 용액에 포함된 고분자의 질량을 용매의 질량으로 나눈 후 100을 곱하여 구할 수 있다. 상기 전기 방사 용액의 농도가 5 % 미만인 경우 고분자의 함량이 낮아 섬유가 생성되지 못하고 비드상으로 분사될 수 있고, 35 %를 초과하는 경우 고분자의 용해가 어려우며, 토출이 안되거나, 용액 이송 라인에 압력이 높아져 용액의 누출(leak) 또는 파손될 수 있다.The concentration of the electrospinning solution may be 5% to 35%, specifically 5% to 25%. The concentration means a percent concentration, and the percent concentration can be obtained as a percentage of the mass of the solute to the mass of the solution. For example, the concentration can be determined by dividing the mass of the polymer contained in the electrospinning solution by the mass of the solvent, and then multiplying by 100. If the concentration of the electrospinning solution is less than 5%, the polymer may not be produced due to the low content of the polymer, and may be injected into the beads. If the concentration exceeds 35%, the polymer may not be dissolved, The pressure may become high and leak or breakage of the solution may occur.
상기 전기 방사 용액의 점도는 100 cP 내지 10,000 cP이고, 구체적으로 200 cP 내지 5,000 cP일 수 있다. 상기 용액의 점도는 KS M ISO 2555 방법으로 23 ℃ 온도에서 측정할 수 있다. 상기 전기 방사 용액의 점도가 100 cP 미만인 경우 점도가 너무 낮아 섬유가 생성되지 못하고 비드상으로 분사될 수 있고, 10,000 cP를 초과하는 경우 방사 과정에서 제트가 형성되지 못하거나, 고화가 발생하여 상기 나노 멤브레인의 결점이 증가하는 문제가 있을 수 있다.The viscosity of the electrospinning solution may be from 100 cP to 10,000 cP, specifically from 200 cP to 5,000 cP. The viscosity of the solution can be measured at a temperature of 23 DEG C by the KS M ISO 2555 method. If the viscosity of the electrospun solution is less than 100 cP, the viscosity may be too low to produce fibers and be injected onto the beads. If the viscosity of the electrospinning solution is more than 10,000 cP, jets may not be formed during the spinning process, There may be a problem that the defects of the membrane increase.
또한, 상기 전기 방사 조건은 전압이 0 kV 내지 100 kV이고, 구체적으로 20 kV 내지 70 kV일 수 있다. 상기 전압이 100 kV를 초과하는 경우 방사 공정 중 절연에 취약한 부분에서 스파크가 발생하여 제품의 손상이 발생하거나 정전기에 의해 이송 중 이송 롤에 전사 또는 박리될 수 있다.Further, the electrospinning condition may be a voltage of 0 kV to 100 kV, specifically 20 kV to 70 kV. If the voltage exceeds 100 kV, sparks may be generated in a region susceptible to insulation during the spinning process, resulting in damage to the product or transfer or peeling of the product to the transfer roll during transfer due to static electricity.
상기 전기 방사 조건은 토출량이 0.01 mL/min 내지 100 mL/min이고, 구체적으로 0.5 mL/min 내지 50 mL/min일 수 있다. 상기 토출량이 0.01 mL/min 미만인 경우 적층되는 섬유의 양이 적어 생산성이 저하되거나 층간 박리가 발생할 수 있고, 100 mL/min를 초과하는 경우 챔버 내 용매의 포화 농도가 증가하여 용매의 미휘발이 진행되어 최종적으로 제품이 재용해되어 필름화하는 문제가 있을 수 있다.The electrospinning condition may be a discharge amount of 0.01 mL / min to 100 mL / min, specifically 0.5 mL / min to 50 mL / min. When the discharge amount is less than 0.01 mL / min, the amount of the laminated fibers is small, resulting in a decrease in productivity or delamination. When the discharge amount exceeds 100 mL / min, the saturation concentration of the solvent in the chamber increases, And there is a problem that the product is finally reused and filmed.
상기한 바와 같이, 상기 노즐(3) 또는 구금의 다단 배열에 의하여, 상기 나노 멤브레인은 상기 나노 섬유가 2 층 내지 10 층 적층되어 이루어질 수 있고, 이에 따라 상기 나노 섬유들의 층간 박리가 발생할 수 있다. 이에 본 발명은 상기 나노 섬유의 융점 개시 온도 이상에서의 열처리를 통하여 상기 나노 섬유들의 층간 박리 강도를 향상시키는 단계를 선택적으로 포함할 수 있다.As described above, the nanomembrane may be formed by laminating two to ten layers of the nanofiber by the
다만, 상기 PVdF를 전기 방사하여 제조된 나노웹은 압력이나 외부 스크래치에 의하여 표면이 쉽게 손상될 수 있고, 섬유 상이 붕괴되어 필름화되는 경향을 보이기 때문에 공기 투과도의 저하가 쉽게 발생할 수 있다. 따라서, 상기 나노 멤브레인의 열처리는 압력을 가하지 않거나 최소화하는 방식으로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 핫 롤러의 표면 온도를 상기 나노 섬유의 융점 개시 온도로 고정하고 상기 나노 멤브레인을 연속적으로 상기 핫 롤러의 표면에 따라 지나가도록 할 수 있다. However, since the nanofiber prepared by electrospinning the PVdF can easily be damaged by pressure or external scratches, and the fiber phase tends to collapse and become a film, deterioration of air permeability may easily occur. Accordingly, it is preferable that the heat treatment of the nanomembrane is performed in a manner that the pressure is not applied or minimized. For example, the surface temperature of the hot roller may be fixed at the melting point initiation temperature of the nanofibers and the nanomembrane may be continuously passed along the surface of the hot roller.
상기 열처리 온도는 110 ℃ 내지 170 ℃일 수 있고, 구체적으로 120 ℃ 내지 150 ℃일 수 있다. 상기 열처리 온도가 110 ℃ 미만인 경우 상기 나노 멤브레인의 층간 박리 강도가 향상되지 않아서 쉽게 층이 분리될 수 있고, 170 ℃를 초과하는 경우 상기 나노 멤브레인의 섬유가 용융되어 기공이 막혀서 통기도가 저하될 수 있다.The heat treatment temperature may be 110 ° C to 170 ° C, specifically 120 ° C to 150 ° C. If the heat treatment temperature is lower than 110 ° C, the interlayer peel strength of the nanomembrane is not improved and the layer can be easily separated. If the temperature is higher than 170 ° C, the fibers of the nanomembrane may melt, .
마지막으로, 상기 나노 멤브레인에 상기 지지체를 합지하여 방수성 통기 시트를 제조한다. 이때, 상기 방수성 통기 시트의 제조 방법은 상기 나노 섬유로 이루어진 나노 멤브레인과 상기 지지체의 합지 과정에서 압력을 최소화하여 압력에 민감한 상기 나노 멤브레인의 통기성 저하를 방지하는 방법을 제공한다.Finally, the support is joined to the nanomembrane to produce a waterproof ventilation sheet. The method of manufacturing the waterproof breathable sheet provides a method of minimizing the pressure in the process of laminating the nanofiber made of the nanofiber and the support to prevent the permeability of the nanofiber, which is sensitive to pressure, from deteriorating.
구체적으로, 하나의 예시에 따른 상기 나노 멤브레인에 상기 지지체를 합지하는 방법은 그라비아 코터를 이용하여 상기 습기경화형 핫멜트 접착제를 상기 나노 멤브레인 또는 상기 지지체에 도포하여 이루어질 수 있다.Specifically, a method of laminating the support to the nanomembrane according to one example may be performed by applying the moisture-curing hot-melt adhesive to the nanomembrane or the support using a gravure coater.
상기 그라비아 코터에 이용되는 그라비아 코터의 롤러는 상기 접착제가 도트(dot) 또는 메쉬(mesh) 형태의 패턴을 가지도록 도포하기 위하여, 표면에 도트 또는 메쉬 패턴을 포함할 수 있다.The roller of the gravure coater used in the gravure coater may include a dot or a mesh pattern on the surface in order to apply the adhesive so that the adhesive has a dot or mesh pattern.
또한, 상기 그라비아 코터의 라미네이팅 속도는 1 m/min 이상이고, 구체적으로 5 m/min 내지 10 m/min 일 수 있다. 상기 그라비아 코터의 라미네이팅 속도가 1 m/min 미만인 경우 상기 접착제의 전사가 불균일하게 이루어지면서 접착 패턴의 특정 부위에 접착제가 과도하여 상기 나노 멤브레인과 상기 지지체의 공기 투과도를 떨어뜨릴 수 있다. The laminating speed of the gravure coater may be 1 m / min or more, specifically 5 m / min to 10 m / min. When the laminating speed of the gravure coater is less than 1 m / min, transfer of the adhesive becomes non-uniform, and the adhesive is excessively applied to a specific portion of the adhesion pattern, thereby lowering the air permeability of the nano-membrane and the support.
또한, 상기 접착제가 상기 나노 멤브레인 또는 상기 지지체의 일면에 배어나오는 경우를 방지하기 위하여, 별도의 인터레이어 필름을 사용하거나 권취가 되기 전에 상기 접착제를 냉각시켜서 상기 접착제의 유동성을 낮출 수 있다. 상기 접착제가 배어나오면 검단 과정에서 상기 나노 멤브레인이 손상되어 내수압이 떨어지거나 상기 방수성 통기 시트가 방수성을 만족시키지 못할 수 있다. Further, in order to prevent the adhesive from leaking onto one surface of the nanomembrane or the support, it is possible to reduce the fluidity of the adhesive by using a separate interlayer film or by cooling the adhesive before winding. If the adhesive leaks out, the nanomembrane may be damaged during the inspection process to decrease water pressure, or the waterproof ventilation sheet may not satisfy the waterproofness.
이후, 상기 접착제의 습기 경화를 위하여 온도가 30 ℃ 내지 50 ℃이고, 습도가 85 % 이상인 숙성실에서 최소 하루 이상을 숙성시킬 수 있다.Thereafter, the adhesive can be aged for at least one day in a maturing chamber having a temperature of 30 to 50 ° C and a humidity of 85% or more for moisture hardening of the adhesive.
다른 하나의 예시에 따른 상기 나노 멤브레인에 상기 지지체를 합지하는 방법은 상기 가용성 핫멜트 접착제를 상기 나노 멤브레인 또는 상기 지지체에 스프레이 도포하여 이루어질 수 있다.The method of laminating the support to the nanomembrane according to another exemplary embodiment may be performed by spraying the soluble hot melt adhesive onto the nanomembrane or the support.
이때, 상기 스프레이 속도는 5 m/min 이상이고, 구체적으로 7 m/min 내지 10 m/min일 수 있다. 상기 스프레이 속도가 5 m/min 미만인 경우 상기 접착제의 전사가 불균일하게 이루어지면서 접착 패턴의 특정 부위에 접착제가 과도하여 상기 나노 멤브레인과 상기 지지체의 공기 투과도를 떨어뜨릴 수 있다.At this time, the spray rate may be 5 m / min or more, specifically 7 m / min to 10 m / min. When the spraying speed is less than 5 m / min, the transfer of the adhesive is made non-uniform, and the adhesive is excessively applied to a specific portion of the adhesive pattern, thereby decreasing the air permeability of the nano-membrane and the support.
상기 핫멜트 접착제의 용융 온도는 90 ℃ 내지 160 ℃, 구체적으로 100 ℃ 내지 120 ℃일 수 있다. 상기 핫멜트 접착제의 용융 온도가 90 ℃ 미만인 경우 방수성 통기 시트의 열충격 온도에서 접착제가 재용융되어 나노 멤브레인의 기공을 막아서 방수 성능 및 통기성을 저하시킬 수 있고, 160 ℃ 를 초과하는 경우 나노 섬유가 용융되어 나노 멤브레인의 기공이 막힐 수 있다.The melting temperature of the hot-melt adhesive may be 90 ° C to 160 ° C, specifically 100 ° C to 120 ° C. When the melting temperature of the hot melt adhesive is less than 90 ° C, the adhesive may be remelted at a thermal shock temperature of the waterproof breathable sheet to block the pores of the nanomembrane, thereby deteriorating waterproof performance and air permeability. The pores of the nanomembrane may be clogged.
구체적으로, 상기 가용성 핫멜트를 접착제를 용융시킨 후 스프레이가 되는 노즐 또는 구금을 통하여 상기 나노 멤브레인 또는 상기 지지체에 스프레이 도포하고, 상기 나노 멤브레인을 상기 지지체 상부 면에 일정하게 공급하여 권취를 한다. 이때에도 상기 접착제가 배어나오는 것을 방지하기 위하여 인터레이어 필름을 삽입하여 함께 권취하거나 권취하기 전에 합지된 지지체의 하부 면의 냉각부에서 상기 접착제의 유동성을 낮출 수도 있다.Specifically, the soluble hot melt is applied to the nanomembrane or the support by spraying through a nozzle or a nozzle which is sprayed after the adhesive is melted, and the nanomembrane is uniformly supplied to the upper surface of the support and wound. At this time, in order to prevent the adhesive from leaking out, the interlayer film may be inserted to co-wind or lower the fluidity of the adhesive in the cooling portion of the lower surface of the support, before winding.
또 다른 하나의 예시에 따른 상기 나노 멤브레인에 상기 지지체를 합지하는 방법은 상기 나노 멤브레인의 용융 개시 온도와 상기 지지체의 유리 전이 온도 사이의 온도에서 용융 접착시켜 이루어질 수 있다. 즉, 이 경우는 상기 접착제를 사용하지 않는 경우이다.The method of laminating the support to the nanomembrane according to another embodiment may be performed by melting and bonding at a temperature between the melting initiation temperature of the nanomembrane and the glass transition temperature of the support. That is, in this case, the adhesive is not used.
구체적으로, 이는 상기 나노 멤브레인과 상기 지지체의 열적 특성을 활용하여 상기 지지체의 유리 전이 온도와 상기 나노 멤브레인의 용융 개시 온도 사이에서 온도를 설정하고 최소 압력으로 합지를 하는 방식이다. 예를 들어, 저융점 PET가 포함된 상기 지지체의 유리 전이 온도는 60 ℃ 내지 70 ℃이고, 상기 상기 PVdF를 전기 방사하여 제조된 나노웹의 융점 개시 온도는 125 ℃이다. 이때, 상기 합지하는 핫 롤러의 표면 온도는 상기 지지체의 유리 전이 온도와 상기 PVdF를 전기 방사하여 제조된 나노웹의 융점 개시 온도 사이에서 고정한다. 상기 핫 롤러의 표면 온도가 상기 지지체의 유리 전이 온도(60 ℃ 내지 70 ℃) 미만일 경우 접착이 이루어지지 않을 수 있고, 상기 핫 롤러의 표면 온도가 상기 PVdF를 전기 방사하여 제조된 나노웹의 용융 개시 온도(125 ℃)를 초과하는 경우 접착력은 우수하나 상기 나노 멤브레인의 나노 섬유 상이 붕괴되고 필름화되어서 공기 투과도가 급격히 저하될 수 있다.Specifically, the temperature is set between the glass transition temperature of the support and the melting initiation temperature of the nanomembrane by utilizing the thermal characteristics of the nanomembrane and the support, and the lamination is performed with a minimum pressure. For example, the glass transition temperature of the support containing the low melting point PET is 60 ° C to 70 ° C, and the melting point initiation temperature of the nanofibers prepared by electrospinning the PVdF is 125 ° C. At this time, the surface temperature of the joining hot rollers is fixed between the glass transition temperature of the support and the melting start temperature of the nano-web produced by electrospinning the PVdF. If the surface temperature of the hot roller is less than the glass transition temperature of the support (60 ° C to 70 ° C), adhesion may not be achieved, and the surface temperature of the hot roller is lower than the glass transition temperature If the temperature is higher than 125 ° C, the nanofiber nanofibers of the nanomembrane are collapsed and filmed so that air permeability may be drastically lowered.
그 다음 상기 PVdF를 전기 방사하여 제조된 나노웹의 손상을 최소화하기 위하여 압력을 10 kgf/cm 이하, 구체적으로 1 kgf/cm 이하로 하는 것이 바람직하다. 상기 압력이 10 kgf/cm를 초과하는 경우 상기 PVdF를 전기 방사하여 제조된 나노웹이 압력에 의하여 섬유 상이 붕괴되어 필름화되어 공기 투과도가 저하될 수 있다.In order to minimize damage to the nanofibers produced by electrospinning the PVdF, the pressure is preferably 10 kgf / cm or less, specifically 1 kgf / cm or less. If the pressure exceeds 10 kgf / cm, the nano-web produced by electrospinning the PVdF may be broken down into a film due to the pressure, and the air permeability may be lowered.
또 다른 하나의 예시에 따른 상기 나노 멤브레인에 상기 지지체를 합지하는 방법은 상기 나노 멤브레인의 양면에 지지체인 써멀본딩 부직포를 배치하고 열처리하여 이루어질 수 있다. 즉, 이 경우에도 상기 접착제를 사용하지 않는 경우이다.According to another embodiment of the present invention, a method of bonding the support to the nanomembrane may be performed by disposing a thermal bonding nonwoven fabric, which is a support on both sides of the nanomembrane, and heat-treating the same. That is, in this case, the adhesive is not used.
구체적으로, 상기 써멀본딩 부직포의 써멀본딩 온도 이상의 온도에서 열처리를 통하여 상기 나노 멤브레인과 상기 지지체를 접합시킬 수 있고, 이 경우 상기 써멀본딩 부직포를 상기 나노 멤브레인의 양면에 배치하는 것이 나노 멤브레인과 부직포와의 접착력을 극대화 시킬 수 있는 점에서 바람직하다.In particular, it is possible to bond the nanomembrane and the support through heat treatment at a temperature equal to or higher than the thermal bonding temperature of the thermal bonding nonwoven fabric. In this case, the thermal bonding nonwoven fabric is disposed on both surfaces of the nanomembrane, In order to maximize the adhesive force of the adhesive layer.
예를 들어, 상기 써멀본딩 부직포가 240 ℃ 이상의 용융점을 가지는 고융점 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 이루어진 제 1 파이버와 120 ℃ 내지 230 ℃의 용융점을 가지는 저융점 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 이루어진 제 2 파이버를 포함하는 경우, 상기 합지하는 핫 롤러의 표면 온도는 상기 저융점 폴리에틸렌테레프탈레이트의 용융 개시 온도와 상기 PVdF를 전기 방사하여 제조된 나노웹의 융점 개시 온도 사이에서 고정하여 써멀본딩할 수 있다. 그 다음 상기 PVdF를 전기 방사하여 제조된 나노웹의 손상을 최소화하기 위하여 압력을 10 kgf/cm 이하, 구체적으로 1 kgf/cm 이하로 하는 것이 바람직하다. 상기 압력이 10 kgf/cm를 초과하는 경우 상기 PVdF를 전기 방사하여 제조된 나노웹이 압력에 의하여 섬유 상이 붕괴되어 필름화되어 공기 투과도가 저하될 수 있다.For example, the thermal bonding nonwoven fabric may include a first fiber made of a high melting point polyethylene terephthalate (PET) having a melting point of 240 ° C or higher and a second fiber made of a low melting point polyethylene terephthalate (PET) having a melting point of 120 ° C to 230 ° C. When the fiber is included, the surface temperature of the joining hot roller can be thermally bonded by fixing the melting start temperature of the low melting point polyethylene terephthalate and the melting point starting temperature of the nanoweb produced by electrospinning the PVdF. In order to minimize damage to the nanofibers produced by electrospinning the PVdF, the pressure is preferably 10 kgf / cm or less, specifically 1 kgf / cm or less. If the pressure exceeds 10 kgf / cm, the nano-web produced by electrospinning the PVdF may be broken down into a film due to the pressure, and the air permeability may be lowered.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
[제조예: 통기성 방수 시트의 제조][Production Example: Preparation of breathable waterproof sheet]
(실시예 1)(Example 1)
PVdF를 디메틸아세트아미드에 15 %(w/w)의 농도로 용해하여 전기 방사 용액을 제조하였다. 상기 전기 방사 용액의 점도는 2,100 cP이었다.An electrospinning solution was prepared by dissolving PVdF in dimethylacetamide at a concentration of 15% (w / w). The viscosity of the electrospinning solution was 2,100 cP.
상기 전기 방사 용액을 상기 도 3의 전기 방사 장치를 이용하여 전압 60 kV, 토출량 6.5 mL/min의 조건으로 전기 방사하여 나노 멤브레인을 제조하였다. The electrospinning solution was electrospun using the electrospinning device of FIG. 3 at a voltage of 60 kV and a discharge rate of 6.5 mL / min to prepare a nanomembrane.
상기 제조된 나노 멤브레인은 기공도 78 %이고, 공기 투과도 6.79 CFM이고, 내수압 6,500 mmH2O 이고, 나노 섬유들은 5 층으로 적층되었다.The prepared nanomembrane had a pore size of 78%, an air permeability of 6.79 CFM, a water pressure of 6,500 mmH 2 O, and nanofibers were stacked in five layers.
상기 제조된 나노 멤브레인을 핫 롤러의 표면 온도를 상기 나노 섬유의 융점 개시 온도인 125 ℃로 고정하고 상기 나노 멤브레인을 연속적으로 상기 핫 롤러의 표면에 따라 지나가도록 하여 열처리하였다.The prepared nanomembrane was heat-treated by fixing the surface temperature of the hot roller at 125 DEG C, which is the melting point start temperature of the nanofibers, and continuously passing the nanomembrane along the surface of the hot roller.
한편, 일반 PET와 저융점 PET가 50:50의 중량비로 혼합된 써멀본드 부직포를 지지체로 준비하였다. 상기 지지체의 평량은 30 g/m2이었다.On the other hand, a thermal bond nonwoven fabric in which general PET and low melting point PET were mixed at a weight ratio of 50:50 was prepared as a support. The basis weight of the support was 30 g / m 2 .
상기 제조된 나노 멤브레인과 상기 지지체를 그라비아 코터를 이용하여 습기경화형 핫멜트 접착제로 합지하였고, 상기 접착제의 습기 경화를 위하여 35 ℃, 습도 85 %인 숙성실에서 24 시간 동안 숙성시켰다. 이때, 상기 습기경화형 핫멜트 접착제는 폴리우레탄계이고, 상기 그라비아 코터의 라미네이팅 속도는 5 m/min이고, 상기 접착제의 도포량은 5 g/m2이고, 상기 그라비아 코터의 롤러의 패턴은 메쉬(mesh) 형태였다.The prepared nanomembrane and the support were laminated with a moisture-curing hot-melt adhesive using a gravure coater and aged for 24 hours in an aging chamber having a humidity of 85% at 35 DEG C for moisture hardening of the adhesive. At this time, the moisture-curing hot-melt adhesive is polyurethane based, and a laminating speed of the gravure coater was 5 m / min, and the application amount of the adhesive was 5 g / m 2, the pattern form of a mesh (mesh) of the rollers of the gravure coater Respectively.
상기 지지체와 합지된 나노 멤브레인과 양면 테이프 및 보호 기재를 연속 투입하여 상기 나노 멤브레인의 상면에 상기 양면 테이프의 하면이 점착되고 보호 기재를 합지하였다. 그 다음 일정 압력과 속도로 움직이는 금형틀 사이를 통과하여 일정 크기로 타발하여 방수성 통기 시트를 제조하였다.The nano-membranes, the double-faced tape and the protective substrate laminated with the support were continuously introduced, and the lower surface of the double-sided tape was adhered to the upper surface of the nanomembrane and the protective substrate was laminated. Then, a waterproof breathable sheet was produced by passing through a mold having a constant pressure and speed and casting to a certain size.
(실시예 2)(Example 2)
상기 실시예 1에서, 상기 그라비아 코터의 라미네이팅 속도는 10 m/min이고, 상기 접착제의 도포량은 6 g/m2으로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 방수성 통기 시트를 제조하였다.A waterproof breathable sheet was prepared in the same manner as in Example 1 except that the laminating speed of the gravure coater was 10 m / min and the applied amount of the adhesive was changed to 6 g / m 2 .
(실시예 3)(Example 3)
상기 실시예 1에서, 상기 제조된 나노 멤브레인과 상기 지지체를 가용성 핫멜트 접착제를 스프레이 도포하여 합지한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 방수성 통기 시트를 제조하였다.In Example 1, a waterproof breathable sheet was prepared in the same manner as in Example 1, except that the prepared nanomembrane and the support were coated by spraying a soluble hot-melt adhesive.
이때, 상기 가용성 핫멜트 접착제는 폴리에스테르계이고, 상기 스프레이 속도는 15 m/min이고, 상기 접착제의 도포량은 5 g/m2이고, 상기 핫멜트 접착제의 용융 온도는 120 ℃였다.At this time, the soluble hot melt adhesive was polyester-based, the spray rate was 15 m / min, the application amount of the adhesive was 5 g / m 2 , and the melting temperature of the hot melt adhesive was 120 ° C.
(실시예 4)(Example 4)
상기 실시예 1에서, 상기 나노 멤브레인과 상기 지지체를 상기 나노 멤브레인의 용융 개시 온도와 상기 지지체의 유리 전이 온도 사이의 온도에서 용융 접착시켜 상기 접착제 없이 합지한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 방수성 통기 시트를 제조하였다.In the same manner as in Example 1, except that the nanomembrane and the support were melt-bonded at a temperature between the melting initiation temperature of the nanomembrane and the glass transition temperature of the support, To prepare a waterproof breathable sheet.
이때, 상기 핫 롤러의 표면 온도를 상기 나노 멤브레인의 융점 개시 온도인 125 ℃와 상기 지지체의 유리 전이 온도인 60 ℃ 내지 70 ℃ 사이 온도인 100 ℃로 고정하고, 상기 나노 멤브레인의 손상을 최소화하기 위하여 압력을 0.7 kgf/cm로 하였다. At this time, the surface temperature of the hot roller is fixed to 125 ° C, which is the melting point start temperature of the nanomembrane, and 100 ° C, which is a temperature between 60 ° C and 70 ° C, which is the glass transition temperature of the support. In order to minimize the damage of the nanomembrane The pressure was 0.7 kgf / cm.
(실시예 5)(Example 5)
지지체로 일반 PET와 저융점 PET가 50:50의 중량비로 혼합된 써멀본드 부직포를 지지체로 준비하였다. 상기 지지체의 평량은 15 g/m2이었다.A thermally bonded nonwoven fabric in which general PET and low melting point PET were mixed as a support at a weight ratio of 50:50 was prepared as a support. The basis weight of the support was 15 g / m 2 .
상기 나노 멤브레인의 양면에 상기 써멀본딩 부직포를 배치하고 상기 써멀본딩 부직포의 써멀본딩 온도 이상에서 열처리하여 상기 나노 멤브레인과 상기 지지체를 상기 접착제 없이 합지시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 방수성 통기 시트를 제조하였다.The thermal bonding nonwoven fabric was placed on both sides of the nanomembrane and heat treated at a temperature equal to or higher than the thermal bonding temperature of the thermal bonding nonwoven fabric to form the nanomembrane and the support without the adhesive. A waterproof breathable sheet was produced.
이때, 상기 핫 롤러의 표면 온도는 100 ℃이고, 상기 나노 멤브레인의 손상을 최소화하기 위하여 압력을 0.7 kgf/cm로 하였다. At this time, the surface temperature of the hot roller was 100 DEG C, and the pressure was set to 0.7 kgf / cm to minimize the damage of the nanomembrane.
(비교예 1)(Comparative Example 1)
상기 실시예 1에서, 상기 나노 멤브레인의 열처리를 하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 방수성 통기 시트를 제조하였다.In Example 1, a waterproof breathable sheet was prepared in the same manner as in Example 1, except that the heat treatment of the nanomembrane was omitted.
(비교예 2)(Comparative Example 2)
상기 실시예 1에서, 상기 제조된 나노 멤브레인과 상기 지지체를 그라비아 코터를 이용하여 습기경화형 핫멜트 접착제로 합지시, 상기 그라비아 코터의 라미네이팅 속도는 1 m/min이고, 상기 접착제의 도포량은 8 g/m2이고, 상기 그라비아 코터의 롤러는 패턴이 형성되지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 방수성 통기 시트를 제조하였다.In Example 1, when the prepared nanomembrane and the support were laminated with a moisture-curing hot melt adhesive using a gravure coater, the laminating speed of the gravure coater was 1 m / min and the application amount of the adhesive was 8 g / m 2 , and the roller of the gravure coater was formed in the same manner as in Example 1 except that no pattern was formed, thereby producing a waterproof breathable sheet.
[실험예 1: 나노 멤브레인의 주사전자현미경 관찰][Experimental Example 1: SEM observation of nanomembrane]
상기 실시예 1 및 비교예 1 에서 제조된 나노 멤브레인을 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하였고, 그 결과를 각각 도 4 및 도 5에 나타내었다.The nanomembranes prepared in Example 1 and Comparative Example 1 were observed with a scanning electron microscope (SEM), and the results are shown in FIGS. 4 and 5, respectively.
상기 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 실시예 1에서 제조된 나노 멤브레인은 상기 열처리를 통하여 나노 섬유의 용융 접합부가 형성된 것을 확인할 수 있으나, 상기 비교예 1에서 제조된 나노 멤브레인은 상기 열처리를 하지 않음에 따라 나노 섬유의 용융 접합부가 형성되지 않았음을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 5, it can be seen that the nanomembrane fabricated in Example 1 is formed with a fusion bonding portion of nanofibers through the heat treatment. However, the nanomembrane manufactured in Comparative Example 1 is not subjected to the heat treatment It can be confirmed that the fused joint of the nanofiber is not formed.
[실험예 2: 나노 멤브레인의 층간 박리성 측정][Experimental Example 2: Measurement of delamination property of nanomembrane]
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 나노 멤브레인의 층간 박리 강도를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The interlaminar peel strengths of the nanomembranes prepared in Example 1 and Comparative Example 1 were measured and the results are shown in Table 1 below.
하기 표 1에서, 상기 나노 멤브레인의 기공도는 상기 수학식 2에 따라 측정하였다.In Table 1, the porosity of the nanomembrane was measured according to Equation (2).
상기 공기 투과도는 ASTM D 737 방법으로 면적 38 ㎠, 압력 125 Pa의 조건으로 측정하였다.The air permeability was measured by an ASTM D 737 method under the conditions of an area of 38
상기 나노 멤브레인의 내수압은 ISO 811 저수압법을 적용하여 면적 100 ㎠에서 600 ㎜H2O/min으로 가압하여 물방울에 3 포인트 생기는 지점에서의 압력을 측정하였다.The water pressure of the nanomembrane was measured by applying pressure of 600 ㎜ H 2 O / min at an area of 100
상기 층간 박리 강도는 ASTM D 3330 방법으로 폭 25 mm, 길이 200 mm, 속도 300 mm/min 조건에서 측정하였다.The interlaminar peel strength was measured by ASTM D 3330 method at a width of 25 mm, a length of 200 mm and a speed of 300 mm / min.
상기 표 1을 참고하면, 상기 열처리에 의하여 실시예 1의 나노 멤브레인의 층간 박리 강도가 10배 이상 향상된 것을 알 수 있다.Referring to Table 1, it can be seen that the interlaminar peel strength of the nanomembrane of Example 1 was improved ten times or more by the heat treatment.
[실험예 3: 방수성 통기 시트의 특성 측정][Experimental Example 3: Measurement of properties of waterproof breathable sheet]
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 방수성 통기 시트의 특성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2 및 표 3에 나타내었다.The properties of the waterproof breathable sheet prepared in the above Examples and Comparative Examples were measured, and the results are shown in Tables 2 and 3 below.
하기 표 2에서, 상기 나노 멤브레인(10)과 상기 지지체(20)의 박리 강도는 ASTM D 3330 방법으로 폭 25 mm, 길이 200 mm, 속도 300 mm/min 조건에서 측정하였다.In Table 2, the peel strengths of the
상기 방수성 통기 시트의 파열 강도는 ASTM D 3786을 만족하는 뮬렌 형태 파열 강도 측정기(Mullen type bursting strength tester)로 5회 측정하여 그 평균값으로 나타냈다.The rupture strength of the waterproof breathable sheet was measured five times with a Mullen type bursting strength tester satisfying ASTM D 3786 and expressed as an average value thereof.
상기 방수성 통기 시트의 공기 투과도는 ASTM D 737 방법으로 면적 38 ㎠, 압력 125 Pa의 조건으로 측정하였다.The air permeability of the waterproof breathable sheet was measured by an ASTM D 737 method under the conditions of an area of 38
상기 방수성 통기 시트의 내수압은 ISO 811 저수압법을 적용하여 면적 100 ㎠에서 600 ㎜H2O/min으로 가압하여 물방울에 3 포인트 생기는 지점에서의 압력을 측정하였다.The water pressure of the waterproof ventilation sheet was measured by applying pressure of 600 ㎜ H 2 O / min at an area of 100
(나노 멤브레인과 지지체)Peel strength
(Nanomembrane and support)
하기 표 3에서, 상기 방수성 통기 시트의 수압 방수성은 KS K ISO 811에서 사용하는 0 m 내지 20 m 깊이의 일정 수압을 일정 시간 동안 가할 수 있는 내수압 측정기를 사용하여 측정하였다. 또한, 상기 저온의 경우에는 -20 ℃에서 72 시간 동안 전처리한 후 평가하고, 고온/고습 조건은 50 ℃, 습도 95 %에서 72 시간 동안 전처리한 후 평가하고, 열충격 조건은 -40 ℃, 85 ℃를 각각 1 시간 동안 유지하는 한 사이클을 30 사이클 반복한 후 상온(20 ℃ ± 5 ℃)의 조건으로 평가하였다.In the following Table 3, the waterproofness of the waterproof breathable sheet was measured using a water pressure meter capable of applying a constant water pressure of 0 m to 20 m depth used in KS K ISO 811 for a predetermined time. In the case of the low temperature, the sample was pretreated at -20 ° C for 72 hours and then evaluated. After the pretreatment at 50 ° C and 95% humidity for 72 hours, the samples were evaluated at a temperature of -40 ° C and 85 ° C Were kept for 1 hour, respectively, and the cycle was repeated 30 times and then evaluated under the conditions of room temperature (20 DEG C +/- 5 DEG C).
상기 방수성 통기 시트의 통기성은 모세관 흐름 공극 측정기(Capillary flow porometer, CFP)의 가스 투과 방법(Gas permeability method)로 1 PSI 압력 하에서 직경 1 mm 원형 면적을 1분 동안 통과하는 공기의 유량을 측정하였다.The air permeability of the waterproof breathable sheet was measured by a gas permeability method of a capillary flow porometer (CFP) using a flow rate of air passing through a 1 mm diameter circular area for 1 minute under 1 PSI pressure.
상기 표 2 및 표 3을 참고하면, 상기 비교예 2와 같이, 패턴 없는 그라비아 코터를 사용하고, 상기 그라비아 코터의 라미네이팅 속도 및 상기 접착제의 도포량이 본 발명의 범위를 벗어남에 따라, 과도하게 접착이 되고 접착제가 배어나오는 현상으로 통기성이 저하되고 접작체에 의한 멤브레인 손상으로 내수압이 떨어지는 문제가 있음을 알 수 있다.Referring to the above Tables 2 and 3, it can be seen that when a patternless gravure coater is used and the laminating speed of the gravure coater and the application amount of the adhesive are out of the range of the present invention, As a result, there is a problem that the air permeability is lowered and the water pressure is lowered due to membrane damage due to the abutting body.
이상에서 본 명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but various modifications and changes may be made without departing from the scope of the invention. To those of ordinary skill in the art.
1: 용액 탱크
2: 정량 펌프
3: 노즐
4: 집적부
6: 고전압 발생 장치
100: 방수성 통기 시트
10: 나노 멤브레인
20: 지지체
30: 점착층
30a: 둘레부 30b: 중앙부
200: 지그
210: 수압부1: solution tank
2: metering pump
3: Nozzle
4:
6: High voltage generator
100: Waterproof ventilation sheet
10: nanomembrane
20: Support
30: Adhesive layer
30a:
200: jig
210:
Claims (14)
상기 나노 멤브레인을 지지하는 지지체를 포함하는 방수성 통기 시트이며,
상기 나노 멤브레인은 상기 나노 섬유들의 직경이 50 nm 내지 3,000 nm이고, 두께는 3 ㎛ 내지 40 ㎛이고, 기공 크기는 0.1 ㎛ 내지 5 ㎛이고, 기공도는 40 % 내지 90 %이고, 평량이 0.5 g/㎡ 내지 20 g/㎡이고,
상기 나노 섬유는 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF, polyvinylidene difluoride)를 포함하고,
상기 나노 멤브레인과 상기 지지체의 박리 강도는 500 gf/25mm 내지 2,000 gf/25mm 이고,
상기 방수성 통기 시트는 통기성이 1 PSI의 압력에서 1,000 mL/min 이상이고,
상기 방수성 통기 시트는 수압 방수성이 상온 조건(20 ℃, ±5 ℃)에서, 1.5 m 이상의 수압에서 30 분 이상 누수되지 않는 것인 방수성 통기 시트.A nanomembrane in which nanofibers are laminated in the form of a nonwoven fabric including a plurality of pores, and
A waterproof ventilation sheet including a support for supporting the nanomembrane,
Wherein the nanofiber has a diameter of 50 nm to 3,000 nm, a thickness of 3 to 40 탆, a pore size of 0.1 to 5 탆, a porosity of 40 to 90%, a basis weight of 0.5 g / M 2 to 20 g / m 2,
Wherein the nanofiber comprises polyvinylidene difluoride (PVdF)
The peel strength of the nanomembrane and the support is 500 gf / 25 mm to 2,000 gf / 25 mm,
The waterproof breathable sheet has a breathability of 1,000 mL / min or more at a pressure of 1 PSI,
Wherein said waterproof ventilation sheet is waterproof and does not leak water at a water pressure of 1.5 m or more for 30 minutes or more at normal temperature conditions (20 占 폚, 占 5 占 폚).
상기 방수성 통기 시트는 상기 나노 멤브레인과 상기 지지체 사이에 상기 나노 멤브레인과 상기 지지체를 접착시키는 습기경화형 핫멜트 접착제를 더 포함하고,
상기 접착제는 도트(dot) 또는 메쉬(mesh) 형태의 패턴을 가지고,
상기 접착제의 도포량은 6 g/m2 이하인 것인 방수성 통기 시트.The method according to claim 1,
Wherein the waterproof ventilation sheet further comprises a moisture-curing hot-melt adhesive for bonding the nanomembrane and the support between the nanomembrane and the support,
The adhesive has a pattern in the form of a dot or a mesh,
Wherein the adhesive is applied in an amount of 6 g / m 2 or less.
상기 방수성 통기 시트는 상기 나노 멤브레인과 상기 지지체 사이에 상기 나노 멤브레인과 상기 지지체를 접착시키는 가용성 핫멜트 접착제를 더 포함하고,
상기 접착제는 불규칙적으로 흩어진 도트 형태를 가지고,
상기 접착제의 도포량은 6 g/m2 이하인 것인 방수성 통기 시트.The method according to claim 1,
Wherein the waterproof ventilation sheet further comprises a soluble hot melt adhesive between the nanomembrane and the support to bond the support to the nanomembrane,
The adhesive has an irregularly distributed dot shape,
Wherein the adhesive is applied in an amount of 6 g / m 2 or less.
상기 나노 멤브레인은 상기 나노 섬유들이 상기 지지체에 용융 접합된 용융 접합부를 포함하는 것인 방수성 통기 시트. The method according to claim 1,
Wherein the nanomembrane comprises a fused bond in which the nanofibers are fusion bonded to the support.
상기 지지체는 써멀본딩 부직포이고,
상기 지지체는 상기 나노 멤브레인 양면에 위치하는 것인 방수성 통기 시트.The method according to claim 1,
The support is a thermal bonding nonwoven fabric,
Wherein the support is located on both sides of the nanomembrane.
상기 써멀본딩 부직포는 240 ℃ 이상의 용융점을 갖는 고융점 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 이루어진 제 1 파이버와, 120 ℃ 내지 230 ℃의 용융점을 갖는 저융점 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 이루어진 제 2 파이버를 포함하고,
상기 써멀본딩 부직포 전체 중량에 대하여 상기 제1 파이버의 함량은 10 내지 90 중량%이고, 상기 제2 파이버의 함량은 10 중량% 내지 90 중량%인 것인 방수성 통기 시트.6. The method of claim 5,
The thermal bonding nonwoven fabric may include a first fiber made of a high melting point polyethylene terephthalate (PET) having a melting point of 240 캜 or more and a second fiber made of a low melting point polyethylene terephthalate (PET) having a melting point of 120 캜 to 230 캜 and,
Wherein the content of the first fiber is 10 to 90% by weight and the content of the second fiber is 10 to 90% by weight based on the total weight of the thermal bonding nonwoven fabric.
상기 나노 멤브레인은 공기 투과도가 1 CFM 내지 20 CFM(cubic feet per minute)이고,
상기 나노 멤브레인은 내수압이 3,000 ㎜H2O 이상인 것인 방수성 통기 시트.The method according to claim 1,
The nanomembrane has an air permeability of 1 CFM to 20 CFM (cubic feet per minute)
A waterproof breathable membrane the nano-sheet is not less than the water pressure 3,000 ㎜H 2 O.
상기 방수성 통기 시트의 파열 강도는 0.5 kgf/㎠ 내지 7 kgf/㎠ 이고,
상기 방수성 통기 시트는 공기 투과도가 0.5 CFM 내지 9 CFM이고, 상기 방수성 통기 시트는 내수압이 3,000 ㎜H2O 내지 12,000 ㎜H2O이고,
상기 방수성 통기 시트는 발수 등급이 4급 이상이고,
상기 방수성 통기 시트는 수압 방수성이 저온 조건(-20 ℃, 72 시간 유지한 후 측정), 고온/고습 조건(50 ℃, 습도 95 %, 72 시간 유지한 후 측정) 및 열충격 조건(-40 ℃, 85 ℃를 각각 1 시간 동안 유지하는 한 사이클을 30 사이클 반복한 후 측정)에서, 1.5 m 이상의 수압에서 30 분 이상 누수되지 않는 것인 방수성 통기 시트.The method according to claim 1,
The rupture strength of the waterproof breathable sheet is 0.5 kgf / cm 2 to 7 kgf / cm 2,
The waterproof breathable sheet and the air permeability to about 0.5 CFM CFM 9, the waterproof breathable sheet is a water pressure is 3,000 ㎜H 2 O to 12,000 ㎜H 2 O,
The waterproof breathable sheet has a water repellency grade of 4 or more,
The waterproof ventilation sheet has a waterproof ventilation sheet having a waterproof and waterproof property at a temperature of -20 ° C for 72 hours, a temperature of 50 ° C and a humidity of 95% for 72 hours, 85 占 폚 for 1 hour each, after repeating 30 cycles of one cycle), the waterproof breathable sheet is not leaked at a water pressure of 1.5 m or more for 30 minutes or more.
상기 제조된 전기 방사 용액을 전기 방사하여 나노 섬유들이 다수의 기공을 포함하는 부직포 형태로 집적된 나노 멤브레인을 제조하는 단계, 그리고
상기 나노 멤브레인에 지지체를 합지하는 단계를 포함하며,
상기 합지하는 단계는 그라비아 코터를 이용하여 습기경화형 핫멜트 접착제를 상기 나노 멤브레인 또는 상기 지지체에 도포하여 이루어지고,
상기 합지하는 단계에서 상기 그라비아 코터의 롤러는 도트(dot) 또는 메쉬(mesh)의 패턴을 포함하고, 상기 접착제의 도포량은 6 g/m2 이하이고, 상기 그라비아 코터의 라미네이팅 속도는 1 m/min 이상이고,
상기 나노 멤브레인은 상기 나노 섬유들의 직경이 50 nm 내지 3,000 nm이고, 두께는 3 ㎛ 내지 40 ㎛이고, 기공 크기는 0.1 ㎛ 내지 5 ㎛이고, 기공도는 40 % 내지 90 %이고, 평량이 0.5 g/㎡ 내지 20 g/㎡이고,
상기 나노 섬유는 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF, polyvinylidene difluoride)를 포함하고,
상기 나노 멤브레인과 상기 지지체의 박리 강도는 500 gf/25mm 내지 2,000 gf/25mm 이고,
상기 방수성 통기 시트는 통기성이 1 PSI의 압력에서 1,000 mL/min 이상이고,
상기 방수성 통기 시트는 수압 방수성이 상온 조건(20 ℃, ±5 ℃)에서, 1.5 m 이상의 수압에서 30 분 이상 누수되지 않는 것인 방수성 통기 시트의 제조 방법.Preparing an electrospinning solution,
Preparing a nanomembrane in which the nanofibers are integrated into a nonwoven fabric including a plurality of pores by electrospinning the prepared electrospinning solution, and
And laminating a support to the nanomembrane,
Wherein the step of laminating is performed by applying a moisture-curing hot-melt adhesive to the nanomembrane or the support using a gravure coater,
Wherein the roller of the gravure coater comprises a pattern of dots or meshes, the amount of application of the adhesive is less than or equal to 6 g / m < 2 >, and the laminating speed of the gravure coater is less than or equal to 1 m / min Or more,
Wherein the nanofiber has a diameter of 50 nm to 3,000 nm, a thickness of 3 to 40 탆, a pore size of 0.1 to 5 탆, a porosity of 40 to 90%, a basis weight of 0.5 g / M 2 to 20 g / m 2,
Wherein the nanofiber comprises polyvinylidene difluoride (PVdF)
The peel strength of the nanomembrane and the support is 500 gf / 25 mm to 2,000 gf / 25 mm,
The waterproof breathable sheet has a breathability of 1,000 mL / min or more at a pressure of 1 PSI,
Wherein said waterproof ventilation sheet is waterproof and does not leak water at a water pressure of 1.5 m or more for 30 minutes or more at normal temperature conditions (20 占 폚, 占 5 占 폚).
상기 제조된 전기 방사 용액을 전기 방사하여 나노 섬유들이 다수의 기공을 포함하는 부직포 형태로 집적된 나노 멤브레인을 제조하는 단계, 그리고
상기 나노 멤브레인에 지지체를 합지하는 단계를 포함하며,
상기 합지하는 단계는 가용성 핫멜트 접착제를 상기 나노 멤브레인 또는 상기 지지체에 스프레이 도포하여 이루어지고,
상기 스프레이 속도는 5 m/min 이상이고, 상기 핫멜트 접착제의 용융 온도는 90 ℃ 내지 160 ℃이고,
상기 나노 멤브레인은 상기 나노 섬유들의 직경이 50 nm 내지 3,000 nm이고, 두께는 3 ㎛ 내지 40 ㎛이고, 기공 크기는 0.1 ㎛ 내지 5 ㎛이고, 기공도는 40 % 내지 90 %이고, 평량이 0.5 g/㎡ 내지 20 g/㎡이고,
상기 나노 섬유는 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF, polyvinylidene difluoride)를 포함하고,
상기 나노 멤브레인과 상기 지지체의 박리 강도는 500 gf/25mm 내지 2,000 gf/25mm 이고,
상기 방수성 통기 시트는 통기성이 1 PSI의 압력에서 1,000 mL/min 이상이고,
상기 방수성 통기 시트는 수압 방수성이 상온 조건(20 ℃, ±5 ℃)에서, 1.5 m 이상의 수압에서 30 분 이상 누수되지 않는 것인 방수성 통기 시트의 제조 방법.Preparing an electrospinning solution,
Preparing a nanomembrane in which the nanofibers are integrated into a nonwoven fabric including a plurality of pores by electrospinning the prepared electrospinning solution, and
And laminating a support to the nanomembrane,
Wherein the laminating step comprises applying an available hot melt adhesive to the nanomembrane or the support by spraying,
The spraying speed is 5 m / min or more, the melting temperature of the hot-melt adhesive is 90 ° C to 160 ° C,
Wherein the nanofiber has a diameter of 50 nm to 3,000 nm, a thickness of 3 to 40 탆, a pore size of 0.1 to 5 탆, a porosity of 40 to 90%, a basis weight of 0.5 g / M 2 to 20 g / m 2,
Wherein the nanofiber comprises polyvinylidene difluoride (PVdF)
The peel strength of the nanomembrane and the support is 500 gf / 25 mm to 2,000 gf / 25 mm,
The waterproof breathable sheet has a breathability of 1,000 mL / min or more at a pressure of 1 PSI,
Wherein said waterproof ventilation sheet is waterproof and does not leak water at a water pressure of 1.5 m or more for 30 minutes or more at normal temperature conditions (20 占 폚, 占 5 占 폚).
상기 제조된 전기 방사 용액을 전기 방사하여 나노 섬유들이 다수의 기공을 포함하는 부직포 형태로 집적된 나노 멤브레인을 제조하는 단계, 그리고
상기 나노 멤브레인에 지지체를 합지하는 단계를 포함하며,
상기 합지하는 단계는 10 kgf/cm 이하의 압력하에서, 상기 나노 멤브레인의 용융 개시 온도와 상기 지지체의 유리 전이 온도 사이의 온도에서 상기 나노 멤브레인의 나노 섬유를 용융 접착시키는 것이고,
상기 나노 멤브레인은 상기 나노 섬유들의 직경이 50 nm 내지 3,000 nm이고, 두께는 3 ㎛ 내지 40 ㎛이고, 기공 크기는 0.1 ㎛ 내지 5 ㎛이고, 기공도는 40 % 내지 90 %이고, 평량이 0.5 g/㎡ 내지 20 g/㎡이고,
상기 나노 섬유는 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF, polyvinylidene difluoride)를 포함하고,
상기 나노 멤브레인과 상기 지지체의 박리 강도는 500 gf/25mm 내지 2,000 gf/25mm 이고,
상기 방수성 통기 시트는 통기성이 1 PSI의 압력에서 1,000 mL/min 이상이고,
상기 방수성 통기 시트는 수압 방수성이 상온 조건(20 ℃, ±5 ℃)에서, 1.5 m 이상의 수압에서 30 분 이상 누수되지 않는 것인 방수성 통기 시트의 제조 방법.Preparing an electrospinning solution,
Preparing a nanomembrane in which the nanofibers are integrated into a nonwoven fabric including a plurality of pores by electrospinning the prepared electrospinning solution, and
And laminating a support to the nanomembrane,
The laminating step is a step of melt-adhering the nanofibers of the nanomembrane at a temperature between a melting initiation temperature of the nanomembrane and a glass transition temperature of the support under a pressure of 10 kgf / cm or less,
Wherein the nanofiber has a diameter of 50 nm to 3,000 nm, a thickness of 3 to 40 탆, a pore size of 0.1 to 5 탆, a porosity of 40 to 90%, a basis weight of 0.5 g / M 2 to 20 g / m 2,
Wherein the nanofiber comprises polyvinylidene difluoride (PVdF)
The peel strength of the nanomembrane and the support is 500 gf / 25 mm to 2,000 gf / 25 mm,
The waterproof breathable sheet has a breathability of 1,000 mL / min or more at a pressure of 1 PSI,
Wherein said waterproof ventilation sheet is waterproof and does not leak water at a water pressure of 1.5 m or more for 30 minutes or more at normal temperature conditions (20 占 폚, 占 5 占 폚).
상기 제조된 전기 방사 용액을 전기 방사하여 나노 섬유들이 다수의 기공을 포함하는 부직포 형태로 집적된 나노 멤브레인을 제조하는 단계, 그리고
상기 나노 멤브레인에 지지체를 합지하는 단계를 포함하며,
상기 합지하는 단계는 10 kgf/cm 이하의 압력하에서, 상기 나노 멤브레인의 양면에 지지체인 써멀본딩 부직포를 배치하고 상기 지지체를 써멀본딩하여 이루어지는 것이고,
상기 나노 멤브레인은 상기 나노 섬유들의 직경이 50 nm 내지 3,000 nm이고, 두께는 3 ㎛ 내지 40 ㎛이고, 기공 크기는 0.1 ㎛ 내지 5 ㎛이고, 기공도는 40 % 내지 90 %이고, 평량이 0.5 g/㎡ 내지 20 g/㎡이고,
상기 나노 섬유는 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF, polyvinylidene difluoride)를 포함하고,
상기 나노 멤브레인과 상기 지지체의 박리 강도는 500 gf/25mm 내지 2,000 gf/25mm 이고,
상기 방수성 통기 시트는 통기성이 1 PSI의 압력에서 1,000 mL/min 이상이고,
상기 방수성 통기 시트는 수압 방수성이 상온 조건(20 ℃, ±5 ℃)에서, 1.5 m 이상의 수압에서 30 분 이상 누수되지 않는 것인 방수성 통기 시트의 제조 방법.Preparing an electrospinning solution,
Preparing a nanomembrane in which the nanofibers are integrated into a nonwoven fabric including a plurality of pores by electrospinning the prepared electrospinning solution, and
And laminating a support to the nanomembrane,
Wherein the laminating step comprises placing a thermal bonding nonwoven fabric as a support on both sides of the nanomembrane under a pressure of 10 kgf / cm or less and thermally bonding the support,
Wherein the nanofiber has a diameter of 50 nm to 3,000 nm, a thickness of 3 to 40 탆, a pore size of 0.1 to 5 탆, a porosity of 40 to 90%, a basis weight of 0.5 g / M 2 to 20 g / m 2,
Wherein the nanofiber comprises polyvinylidene difluoride (PVdF)
The peel strength of the nanomembrane and the support is 500 gf / 25 mm to 2,000 gf / 25 mm,
The waterproof breathable sheet has a breathability of 1,000 mL / min or more at a pressure of 1 PSI,
Wherein said waterproof ventilation sheet is waterproof and does not leak water at a water pressure of 1.5 m or more for 30 minutes or more at normal temperature conditions (20 占 폚, 占 5 占 폚).
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