KR102280435B1 - 내구성이 개선된 천테이프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존 테이프에 비해 내구성을 높인 천테이프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피층, 면포층, 점착층을 포함하는 천테이프에 있어서, 상기 피층은 복수개의 층으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 내구성이 개선된 천테이프에 관한 것이다.

Description

내구성이 개선된 천테이프{Cloth Tape with Improved Durability}

본 발명은 기존 테이프에 비해 내구성을 높인 천테이프에 관한 것이다.

천테이프(cloth tape, cloth adhesive tape, fabric tape)는 박스를 포장하거나 부서진 물건을 보수할 때 등 일상적으로 많이 사용되는 테이프로, 가격이 저렴하고 구하기 쉬우며 손으로 용이하게 절단할 수 있는 장점이 있다. 천테이프는 통상 피층(표면층), 면포층, 점착층이 차례로 적층된 형태로 되어있는데(도 1 참조), 이 때 각 층은 다음과 같은 기능을 한다. 피층은 천테이프의 표면을 구성하는 것으로, 권취된 천테이프를 뗄 때 점착층이 피층으로부터 잘 떨어지도록 하여 점착층이 면포층의 한쪽(피층의 반대쪽)에만 결합되어 남아 있도록 한다. 면포층은 천테이프의 강도 및 형태를 유지한다. 점착층은 천테이프에 점착력을 부여하여 피층 및 피착물에 테이프를 붙이고 떼기 용이하도록 한다.

천테이프는 구성재료의 성분에 따라 그 종류가 매우 다양하다. 피층 재료로는 소량의 폴리프로필렌이 혼합된 폴리에틸렌이 많이 사용된다. 면포층에는 단일 섬유 또는 여러 가지 종류로 조합된 섬유가 사용된다. 섬유의 종류로는 폴리아미드(polyamide), 폴리에스테르(polyester), 폴리올레핀(polyolefin), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리우레탄(polyurethane) 등의 합성섬유, 셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate) 등의 반합성섬유, 레이온(rayon), 폴리노직(polynosic) 등의 재생섬유, 면이나 삼, 짐승의 털이나 비단 등의 천연섬유 등이 있다. 직포(woven fabric)와 부직포(non-woven fabric) 모두 천테이프의 면포로 사용할 수 있다. 직포는 직조 형태에 따라서도 종류가 다양한데, 일반적으로 위사와 경사가 일정 간격으로 나열 및 교차되어 격자 형태를 이루는 평직이 많으나 견고하게 고정시키거나 테이프의 용이한 절단을 위해 특수한 형태로 직조되는 경우도 있다. 점착층에 사용되는 점착제로는 천연 고무 또는 합성 고무에 점착부여제(석유수지, 폴리부텐), 기타 충진제(탄산칼슘) 및 안정제가 소정 비율로 혼합된 무용제 타입의 고무계 점착제가 사용될 수 있다.

한편, 최근에는 방음, 내화, 전선관 및 파이프 보호, 밀봉, 덕트 연결, 의료 위생 등 특수한 용도에 사용하기 위한 기능성 천테이프가 많이 개발되고 있다. 그 일례로 점착력을 강하게 하여 사용성을 높인 '고릴라 테이프'가 있다. 고릴라 테이프는 제작 시 고농축 고무계 점착제의 양을 일반 테이프에 비해 2-3배 더 첨가하여 점착층 두께가 일반 테이프에 비해 2배 더 두껍도록 한 것이다. 이 테이프는 나무, 벽돌, 콘크리트 등 거친 표면을 지닌 재료에도 쉽게 붙는 특징이 있어 금이 간 창문 또는 벽을 보수하거나 방수가 필요한 곳에 사용되기도 하며, 장시간 이동하는 차량이 일부 손상되었을 때 임시방편으로 붙여지기도 한다.

또다른 일례로, 더블레이어 마스킹이라는 테이프는 선박을 도색하기 전에 수행하는 샌드 블라스팅(sand blasting : 가공물의 표면에 모래를 가압 가속하여 분사시켜 모래나 불필요한 부착물과 도금 등을 제거하는 가공법)공정에 사용된다. 샌드 블라스팅을 하기 전에 가공되지 않는 부분을 보호하기 위해 테이프를 붙여야 하는데, 이때 선박 표면에 붙을 만큼 충분한 점착력을 가지면서 가압 가속되어 분사되는 모래의 강도를 견딜 수 있는 더블레이어 마스킹 테이프가 많이 사용된다. 그러나 이때 테이프를 한 겹만 붙이면 분사 모래가 테이프를 뚫고 선박의 표면을 손상시킬 수 있기 때문에 테이프를 3겹 정도 붙여야 하는 번거로움이 있다.

이처럼 특수 상황에서 천테이프를 사용하는 경우가 많아지면서, 기존의 테이프(마스킹 테이프)만큼의 점착력을 유지하면서 내구성이 향상된 천테이프에 대한 사용자의 요구가 높아지고 있다.

천테이프의 내구성을 높이는 방법 중 하나는 천테이프의 두께를 두껍게 하는 것이다. 천테이프를 두껍게 하려면 점착층, 면포층, 피층 중 어느 하나 이상의 두께를 조절해야 한다. 상기 고릴라 테이프처럼 점착층을 두껍게 한다면 점착력은 강해질 수 있으나 점착제가 다른 층에 사용되는 재료에 비해 비싸기 때문에 제조 비용이 커질 수 있다. 면포층을 두껍게 하려면 두꺼운 실을 사용해야 하는데, 실이 지나치게 두꺼우면 단위 면적당 위사와 경사의 수가 적어져 피층의 수지가 면포층 사이로 촘촘하게 스며들지 못하므로 두 층 사이가 갈라질 수 있다. 피층을 두껍게 하려면 피층제로 쓰이는 수지를 두껍게 도포해야 하는데, 기존의 제조장치로 수지를 두껍게 도포하는 것이 용이하지 않을 뿐 아니라, 피층이 두꺼워지면 수지가 잘 굳어지지 않고 피층 내부까지 완전히 건조시키는 데 오래 걸리기 때문에 실제 현장에서 적극적으로 시도되지는 않는다.

본 발명은 기존의 천테이프에 비해 내구성이 향상되어 외력에 대한 손상 정도가 덜한 천테이프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 피층, 면포층, 점착층을 포함하는 천테이프에 있어서, 상기 피층은 복수개의 층으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 동일한 외력에 대해 기존 천테이프를 여러 겹 붙였던 것을 한 겹만 붙여도 보수가 가능하여, 사용되는 테이프의 양을 절감할 수 있고 테이프를 여러 번 붙이는 번거로움을 덜 수 있다.

그리고 본 발명에 의한 천테이프는 샌드 블라스팅 공정과 같이 외력에 의한 손상 정도가 심한 특수 상황에서도 물체를 보수하는 데 다양하게 사용될 수 있다.

또한 본 발명에 의한 천테이프는 피층을 한 층으로 두껍게 도포한 것이 아니라 복수개의 층으로 여러 번 도포한 것이므로, 기존의 테이프 제조장치로도 테이프의 제조가 가능하다.

도 1은 일반적인 천테이프의 단면도의 예.
도 2는 본 발명에 의한 천테이프에서, 피층이 1층피 및 2층피로 구성되어 있는 것을 나타낸 단면도의 예.
도 3은 본 발명에 의한 천테이프에서, 2층피에 미세한 홈이 형성되어 있고 그 위에 배면제층이 도포되어 있는 단면도의 예.

이하 첨부된 도면과 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 이러한 도면과 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다.

본 발명은 외력에 대한 내구성을 높인 천테이프에 관한 것이다.

본 발명의 천테이프는 피층, 면포층, 점착층으로 구성되어 있으면서 상기 피층은 복수개의 층으로 이루어져 있다. 도포-건조 공정을 반복하여 얇은 피층이 겹치게 형성되도록 함으로써, 피층을 두껍게 한 층으로 도포할 때보다 피층 내부까지 완전히 굳도록 할 수 있으며, 기존의 제조장치를 활용하여 제조가 가능하다. 피층의 겹 수는 한정되어 있지 않으나, 지나치게 많은 겹의 수지를 도포하여 피층을 제조하는 경우 제조 시간이 오래 걸릴 수 있으므로 상황에 맞게 적절히 조절하는 것이 좋다. 또한 피층을 구성하는 단위 층의 두께는 수지가 적절한 시간 내에 피층 내부까지 완전히 굳어질 수 있는 정도(대략 100μm~300μm)로 조절하는 것이 좋다.

상기 두 조건(피층의 겹 수 및 단위 층의 두께)을 고려했을 때 피층을 1층피 및 2층피 두 겹으로 만드는 것이 바람직하다(도 2 참조, 도시된 각 층의 두께는 이해를 돕기 위해 실제보다 과장된 것임). 이 때 상기 두 층피의 두께는 동일할 수도 있으나, 두 층피가 각각 맞닿는 다른 층 또는 외부와의 결합력 등을 고려하여 층피의 두께를 다르게 할 수도 있다.

예를 들어, (두 층피 중에서 일측면이 면포층과 맞닿는 층피를 1층피, 외부와 맞닿는 층피를 2층피라고 가정하면) 1층피는 일부가 면포에 형성되어 있는 미세한 구멍 사이로 스며들기 때문에 2층피에 비해 두껍게 바를 수 있다.

또한 다른 일례로, 상기 2층피에 배면제(=이형제, 천테이프가 권취된 상태일 때 2층피 위에 겹쳐지는 점착층이, 천테이프를 뗄 때 2층피에서부터 찌꺼기 없이 잘 떼어지도록 두 층 사이에 도포되는 재료)가 도포될 경우 배면제 층의 두께를 고려하여 2층피를 1층피에 비해 얇게 바를 수 있다. 이때 상기 2층피와 배면제가 보다 효과적으로 결합되도록 하기 위해, 도 3에 도시된 것과 같이 2층피의 타측면(노출면)에 미세한 홈을 형성할 수 있다(도 3에 도시된 각 층의 두께 및 홈의 형상은 이해를 돕기 위해 실제보다 과장된 것임). 미세한 홈을 형성하는 방법으로는 표면에 요철이 형성된 롤러에 2층피를 접촉하도록 하거나(등록특허 제10-0894139호 참조), 전극롤에 접촉하도록 하여 표면을 방전시켜 홈을 형성하는 방법(공개특허 10-2013-0092696 참조)등을 적용할 수 있다.

상기 두 층피의 사이의 결합력을 보다 효과적으로 높이기 위해, 두 층피의 두께 이외에도 상기 두 층피의 성분을 다르게 할 수도 있다.

한편, 피층의 두께를 두껍게 하다보면 천테이프 전체의 두께가 지나치게 두꺼워져 손으로 찢기 어려울 수 있다. 이 때 면포층 또는 점착층의 두께를 얇게 하여 천테이프 전체 두께를 적절하게 조절하는 것이 바람직하다. 특히 천테이프를 구성하는 층 중에 점착층에 사용되는 재료가 가장 비싸기 때문에, 제조 비용 절감 면에서 점착층의 두께를 얇게 하는 것이 좋다. 이 때 점착층의 두께를 조절할 때는 기존 테이프에 비해 점착력이 약해지지 않을 정도로 조절하는 것이 바람직하다. 본 발명에 의한 천테이프의 경우, 실험 결과 점착층의 두께는 기존 마스킹 테이프보다는 두껍고 고릴라 테이프보다는 약간 얇은, 150μm ~ 250μm인 것이 바람직하다.

앞서 설명한 것처럼 피층 및 점착층의 두께를 적절하게 조절하면서 사용이 용이하게 할 수 있도록 하기 위해, 본 발명 천테이프의 전체 두께는 500μm ~ 600μm로 하는 것이 바람직하다. 상기 두께는 기존 고릴라 테이프의 두께(431.8μm)에 비해 대략 1.2~1.4배 두껍지만, 이는 실제로 1mm(1000μm)도 안 될 정도로 얇기 때문에 손으로 테이프를 찢기에 용이하다.

본 발명에 의한 천테이프를 제조하기 위하여, 각 층(피층, 면포층, 점착층)의 최적 조건을 찾기 위한 실험을 수행하였다. 실험은 총 4차로 이루어졌으며, 각 층에 대한 구체적인 데이터는 표 1, 2와 같다(표에서 가장 적합한 조건으로 나타난 부분을 노란색으로 표시함).

피층은 1층피와 2층피로 나누어 도포하였으며, 각 층피의 두께를 다르게 하였다. 또한 1,2차 실험과 3,4차 실험의 층피 두께 및 배합비를 동일하게 하였다. 표에서 배합비에 적혀있는 명칭은 재료명이며, 재료의 성분은 LLDPE(Linear low-density polyethylene) 또는 mLDPE(modified low-density polyethylene)이다.

실험 결과, 3,4차에 사용된 피층의 두께(1층피 두께 300μm, 2층피 두께 200μm) 및 배합비가 가장 적합하였다.

면포층은 두께를 250μm, 연결사의 굵기를 68S로 동일하게 한 상태에서 각 실험별로 위사 및 경사, inch당 가닥 수를 다르게 설정하여 실험을 수행하였다. 섬유의 성분은 합성섬유로 나일론 등이 사용되었다. 1차 실험 결과 기존 테이프로 3겹을 붙여 사용하던 것을 2겹으로 줄일 수는 있었으나, 기존 테이프에 비해 단가가 높아져 생산이 어려울 것으로 판단되었다. 2차 및 3차 실험에서는 면포에 도포한 피가 면포로부터 쉽게 벗겨져서 사용성이 떨어졌다. 4차 실험에서는(위사×경사 1000S×1000S, inch당 가닥 수 18×16개) 피와 면포가 단단하게 결합되어 가장 적합하였다.

점착층은 두께를 100μm로 한 상태에서 각 실험별로 배합 성분을 다르게 하여 실험을 수행하였다. 표에서 배합비에 적혀있는 명칭은 특정재료명 또는 성분명이다. 그 결과, 1차 실험에서의 배합비가 가장 적합하였다.

한편, 테이프 전체 두께를 합하면 850μm이나, 실제 테이프 제조 시 압착이 이루어지고 점착제가 면포 사이로 스며들기도 하기 때문에 실제 두께는 500 ~ 600μm가 된다.

Claims (7)

1. 피층, 면포층, 점착층을 포함하는 천테이프에 있어서,
   상기 피층은 1층피 및 상기 1층피 보다 얇은 2층피의 두 겹으로 이루어져 있고,
   상기 2층피의 노출면에 미세한 홈이 형성되어 있고, 그 위에 배면제가 도포되는 것을 특징으로 하는, 내구성이 개선된 천테이프.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 1층피와 2층피의 성분이 다른 것을 특징으로 하는, 내구성이 개선된 천테이프.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 점착층의 두께는 150μm ~ 250μm인 것을 특징으로 하는, 내구성이 개선된 천테이프.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 천테이프의 두께는 500μm ~ 600μm인 것을 특징으로 하는, 내구성이 개선된 천테이프.
   

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