KR102443252B1 - 차열성과 내구성이 강화되고 경량화된 건축용 막구조물의 제조방법 - Google Patents

차열성과 내구성이 강화되고 경량화된 건축용 막구조물의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 건축용 막구조물의 기재인 폴리에틸렌 테레프타레이트 직물 또는 유리섬유 직물의 양면에 구비된 본 발명의 글라스 버블이 수지에 함유된 기능성 조성물이 코팅 또는 도포된 기능성조성물 코팅층과, 기능성코팅층의 외부에 표면층이 구비되어;
특히, 건축용 막구조물의 경량화 및 차열 기능이 강화되는 동시에,
건축용 막구조물의 내구성, 내후성이 더욱 강화되고, 열에 의한 수축이 최소화되어 치수 안정성이 향상되며,
결로현상이 방지되고, 작업성이 향상되어 생산성 향상 및 사용이 편이하며, 원가절감과 운송 보관이 용이한 구성의; '차열성과 내구성이 강화되고 경량화된 건축용 막구조물의 제조방법'에 관한 것이다.

Description

차열성과 내구성이 강화되고 경량화된 건축용 막구조물의 제조방법{Manufacturing Method of Building Membrane Structures with Enhanced Heat and Durability and Lightweight}
본 발명은, 차열성과 내구성이 강화되고 경량화된 건축용 막구조물의 제조방법에 관한 것으로;
더욱 구체적으로는, 천막지 또는 시트지를 포함한 건축용 막구조물의 기재인 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET:Polyethylene terephthalate) 직물 또는 유리섬유 직물(glass fiber)의 양면에, 본 발명의 글라스 버블이 수지에 함유된 기능성 수지조성물이 코팅 또는 도포된 기능성 수지조성물 코팅층이 구비되어, 건축용 막구조물의 차열성이 강화되는 동시에 인장강도, 인열강도, 접착강도를 포함한 내구성이 강화되며, '차열성과 내구성이 강화되고 경량화된 건축용 막구조물의 제조방법'에 관한 것으로서,
본 발명 제조방법의, 글라스 버블이 수지에 함유된 기능성 수지조성물이 기재의 양면에 코팅 또는 도포된 기능성 수지조성물 코팅층이 구비된 건축용 막구조물의 제조방법에 의하여;
특히, 건축용 막구조물의 경량화 및 차열 성능이 강화되는 동시에,
건축용 막구조물의 인장강도, 인열강도, 접착강도를 포함한 내구성과 내후성물성이 더욱 강화되고, 열에 의한 수축이 최소화되어 치수 안정성이 향상되며,
결로현상이 방지되고, 작업성이 향상되어 생산성 향상 및 사용이 편이하며, 원가절감과 운송 보관이 용이하고:
또한, 기능성 수지조성물 코팅층의 외부에 불소수지 조성물 또는 불소-아크릴수지 조성물이 코팅 또는 도포된 표면층이 구비된 건축용 막구조물의 제조방법에 의하여;
건축용 막구조물의 내구성과 내후성이 더욱 향상된: '차열성과 내구성이 강화되고 경량화된 건축용 막구조물의 제조방법'에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 배경이 되는 기술에 대하여 설명키로 하며;
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허 제 10-2014-0110564호(공개일자: 2014. 09. 17.)로 공개된, "건축용 막 구조 원단의 제조방법 및 이를 이용한 건축용 막 구조원단"에 상세히 기재되어 있으며, 이를 인용하여 발명의 배경이 되는 기술을 기술 및 종래 기술의 추가 문제점을 기술하였다.
종래기술의 상기 대한민국 공개특허 제 10-2014-0110564호는;
PVC가 코팅된 막 구조용 원단을 준비하는 단계:
상기 막 구조용 원단의 일면에 부착되는 불소계 PVDF(Polyvinylidene
fluoride) 필름을 준비하는 단계:
상기 막 구조용 원단을 이송시키면서 일면에 접착제를 도포하는 단계: 및
접착제가 도포된 상기 막 구조용 원단을 이송시키면서 상기 불소계 PVDF(Polyviny
lidenefluoride) 필름의 일면에 부착시키는 단계를 포함하는, 건축용 막 구조 원단의 제조방법과, 이를 이용한 건축용 막 구조원단으로 구성된다.
또한, 일반적으로 천막지 또는 시트지를 포함한 이와 유사한 종류의 건축용 막구조물의 막구조는,
코팅된 직물로 된 연성 막을 구조체로 사용하여 이것에 초기장력을 주고 외관의 강성을 늘림으로서 외부하중에 대하여 안정된 형태를 유지하는 재료로 기재인 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET:Polyethylene terephthalate) 직물 또는 유리섬유(Glass fiber) 직물의 양면에, 염화비닐수지 혼합물 코팅층 및 상기 염화비닐수지 혼합물 코팅층의 상부에 내후성 향상을 위한 내후성향상층으로 구성된다.
그러나, 상기 종래기술의 대한민국 공개특허 제 10-2014-0110564호를 포함한 건축용 막구조물은, 염화비닐수지(PVC: Polyvinyl Chloride)가 코팅된 막 구조용 원단과 원단의 일면에 부착되는 불소계 폴리비닐리덴 훌로라이드(PVDF: Polyviny
lidene fluoride) 필름기재와 기재의 외부에 구비된 접착제로 구성되거나:
또는, 기재인 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET: Polyethylene terephthalate) 직물 또는 유리섬유(Glass fiber) 직물의 양면에, 염화비닐수지 혼합물 코팅층 및 상기 염화비닐수지 혼합물 코팅층의 상부에 내후성 향상을 위한 내후성향상층으로 구성 됨에 의하여;
차열 성능이 저하되고, 상기 구성의 건축용 막구조물을 미리 제조공장에서 일정한 폭 및 길이를 가지도록 제작되며, 장기간 옥외에서 형태를 유지하여 사용되어야 하므로 일정 수준의 두께를 가지도록 제조되어야 하며, 따라서 무게(중량)가 많이 나가고 원가 비용이 많이 소요되는 문제점이 있으며;
특히, 시공 면적이 넓은 경우 여러 장의 막구조물을 서로 겹쳐가며 시공하게 되며, 무게(중량)가 증가함에 따라 가공성이 떨어지고, 막구조물의 설계 시 해당 하중을 견디기 위한 철골 또한 증가하게 되어 시공비가 더욱 증가하는 문제점이 발생된다.
또한, 간절기에 막구조물 내,외부의 온도차에 의하여 결로현상이 발생되어, 막구조물의 내부에 보관중인 물품이 손상되고, 보관 물품에 유해한 영향을 미치는 문제점과;
막구조물의 경량화를 위하여, 막구조물의 두께를 얇게 구성시에는 인장강도, 인열강도, 접착강도를 포함한 내구성과 내후성이 저하되는 문제점이 발생되는 실정이다.
따라서, 건축용 막구조물의 두께 및 성능을 유지하면서도 무게(중량)를 줄임으로서, 건축용 막구조물의 시공 및 취급이 용이한 동시에 차열 성능과 내구성, 내후성 물성이 강화되고, 결로현상이 방지되며, 생산성 향상 및 시공 단가를 낮출 수 있는; '차열성과 내구성이 강화되고 경량화된 건축용 막구조물의 제조방법'의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명 제조방법의, '건축용 막구조물의 기재 양면에 도포 도는 코팅된 기능성 수지조성물 코팅층과 표면층으로 구성된 '차열성과 내구성이 강화되고 경량화된 건축용 막구조물의 제조방법'에 의하여;
종래기술의 문제점을 개선 및,
특히, 건축용 막구조물의 경량화 및 차열 성능이 강화되는 동시에,
건축용 막구조물의 인장강도, 인열강도, 접착강도를 포함한 내구성과 내후성물성이 더욱 강화되고, 열에 의한 수축이 최소화되어 치수 안정성이 향상되며,
결로현상이 방지되고, 작업성이 향상되어 생산성 향상 및 사용이 편이하며, 원가절감과 운송 보관이 용이한 구성의; '차열성과 내구성이 강화되고 경량화된 건축용 막구조물의 제조방법'을 제공 함을, 본 발명의 목적 및 본 발명의 해결하고저 하는 과제로 한다.
본 발명의 하기 S1 내지 S4 단계로 구성된 제조방법 구성의;
S1 단계: 염화비닐수지, 가소제, 중공형태의 글라스 버블, 안정제, 첨가제가 포함된 기능성 수지조성물이 제조되는 단계;와,
S2 단계: 불소수지, 또는 불소-아크릴수지 및 용제인 메틸에틸케톤, 프로필렌 글리콜 메틸 에티르가 교반기에서 혼합, 조성된 액상 또는 졸(sol)상의 불소수지 조성물 또는 불소-아크릴수지 조성물이 제조되거나: 불소수지 조성물 또는 불소
-아크릴수지 조성물이 필름형태로 가공된 불소필름 또는 불소-아크릴필름이 제조되는 단계;와,
S3 단계: 기재인 폴리에틸렌 테레프타레이트 직물 또는 유리섬유 직물의 양면에 기능성 수지조성물이 양면 코팅 또는 도포되어, 기능성 수지조성물 코팅층이 생성되는 단계;와,
S4 단계: 상기 기능성 수지조성물 코팅층의 외부에, 불소수지 조성물 또는 불소-아크릴수지 조성물이 코팅 또는 도포되거나: 불소필름 또는 불소-아크릴필름이 접합된 표면층이 생성되어, 완제품인 건축용 막구조물이 제조되는 단계;의, 본 발명의 '차열성과 내구성이 강화되고 경량화된 건축용 막구조물의 제조방법'에 의하여, 상기 과제를 해결코저 한다.
본 발명 구성의, "차열성과 내구성이 강화되고 경량화된 건축용 막구조물의 제조방법"에 인하여; 종래기술의 문제점을 해결 및,
종래기술의 기재, 또는 기재 및 염화비닐수지 혼합물 코팅층으로 구성된 건축용 막구조물에 비하여,
특히, 건축용 막구조물의 경량화 및 차열 성능이 강화된 효과와;
건축용 막구조물의 인장강도, 인열강도, 접착강도를 포함한 내구성과, 내후성 물성이 더욱 강화된 효과와;
열에 의한 수축이 최소화되어 치수 안정성이 향상되고, 결로현상이 방지된 효과와;
작업성이 향상되어 생산성 향상 및 사용이 편이하고, 원가절감과 운송 보관이 용이한 효과를; 가져오는, 매우 유용한 발명이다.
도 1은 본 발명 건축용 막구조물의 참고도,
도 2는 본 발명 건축용 막구조물의 제조방법을 개략적으로 도시한 개략도,
도 3은 본 발명 건축용 막구조물의 제조방법 및 제조장치를 개략적으로 도시한 공정도.
이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 "차열성과 내구성이 강화되고 경량화된 건축용 막구조물의 제조방법"에 대하여 상세히 설명키로 하며,
『 본 발명의 제조방법을 구성하는 조성물과 중량비, 조성물의 해당 물성 수치와, 제조방법에 명기된 수치범위는, 단순히 수치로서 한정 기재한 것이 아니
며:
본 출원인이 수많은 실험과 노력을 통하여 본 발명의 목적에 부합되도록 개선한 구성의, 조성물과 중량비, 조성물의 해당 물성 수치 및 제조방법에 명기된 수치범위로서;
종래기술의 기재, 또는 기재 및 염화비닐수지 혼합물 코팅층으로 구성된 건축용 막구조물 및 제조방법에 비하여:
특히, 건축용 막구조물의 경량화 및 차열 성능이 강화되는 동시에,
건축용 막구조물의 인장강도, 인열강도, 접착강도를 포함한 내구성과, 내후성이 더욱 강화되고, 열에 의한 수축이 최소화되어 치수 안정성이 향상되며,
결로현상이 방지되고, 작업성이 향상되어 생산성 향상 및 사용이 편이하며, 원가절감과 운송 보관이 용이한; 진보성이 구비된, 적정 구성의 조성물과 중량비, 조성물의 해당 물성 수치와, 제조방법에 명기된 수치범위 』로서,
본 발명의 실시예에 더욱 구체화 되어 있는바; 이는, 단순한 수치 한정에 불과 한 것이 아님을 분명히 한다.
또한, 본 발명에 언급된 '차열성과 내구성이 강화되고 경량화된 건축용 막구조물의 제품구성과 조성물'은, 본 발명 제조방법의 이해를 돕기 위하여 기재한 것으로서;
본 출원인이 본 발명과 동일자로 별개의 특허인 '차열성과 내구성이 강화되고 경량화된 건축용 막구조물'과, '차열성과 내구성이 강화되고 경량화된 건축용 막구조물의 코팅조성물'로 출원 되었음을 명백히 한다.
도 1에 도시된바와 같이,
막구조물의 차열성이 강화되는 동시에 내구성이 강화되며, 경량화된 본 발명의 '차열성과 내구성이 강화되고 경량화된 건축용 막구조물(100)의 제조방법'은;
1) 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET:Polyethylene terephthalate) 직물 또는 유리섬유(Glass fiber) 직물로 구성된 기재(10) 및,
2) 기재(10)의 양면에 코팅 또는 도포된, 중공형태의 글라스 버블이 수지에 혼합된 기능성 수지조성물이 코팅 또는 도포된 기능성 수지조성물 코팅층(20)과,
3) 기능성 수지조성물 코팅층(20)의 외부에 코팅 또는 도포되거나 접합된, 불소수지 또는 불소-아크릴수지로 구성된 표면층(30)으로 구성된; '차열성과 내구성이 강화되고 경량화된 건축용 막구조물(100)의 제조방법'으로 구성된다.
도 2에 도시된바와 같이,(제품구성: 도 1 참조)
본 발명의 '차열성과 내구성이 강화되고 경량화된 건축용 막구조물(100)의 제조방법'은;
S1 단계: 염화비닐수지, 가소제, 중공형태의 글라스 버블, 안정제, 첨가제가 포함된 기능성 수지조성물이 제조되는 단계;와,
S2 단계: 불소수지, 또는 불소-아크릴수지 및 용제인 메틸에틸케톤, 프로필렌 글리콜 메틸 에티르가 교반기에서 혼합, 조성된 액상 또는 졸(sol)상의 불소수지 조성물 또는 불소-아크릴수지 조성물이 제조되거나: 불소수지 조성물 또는 불소
-아크릴수지 조성물이 필름형태로 가공된 불소필름 또는 불소-아크릴필름이 제조되는 단계;와,
S3 단계: 기재인 폴리에틸렌 테레프타레이트 직물 또는 유리섬유 직물의 양면에 기능성 수지조성물이 양면 코팅 또는 도포되어, 기능성 수지조성물 코팅층이 생성되는 단계;와,
S4 단계: 상기 기능성 수지조성물 코팅층의 외부에, 불소수지 조성물 또는 불소-아크릴수지 조성물이 코팅 또는 도포되거나: 불소필름 또는 불소-아크릴필름이 접합된 표면층이 생성되어, 완제품인 건축용 막구조물이 제조되는 단계;의, 제조방법으로 구성된다.
상기 S1 단계는;
기능성 수지조성물이 제조되는 단계로서, 염화비닐수지(PVC:Polyvinyl Chloride) 40 내지 65중량%, 디이소노닐 프탈레이트(Diisononyl phthalate) 가소제 30 내지 40중량%, 비중 0.2 내지 0.4, 분쇄강도((Crush Strength) 2,000 내지 2,350㎏/㎠ 범위의 중공형태의 글라스 버블(GLASS BUBLE) 4.5 내지 18중량%, 칼슘-아연(Ca-Zn) 안정제 또는 바륨-아연(Ba-Zn) 안정제 0.5 내지 2중량%가 혼합된, 기능성 수지조성물이 제조되는 단계로 구성된다.
상기 S2 단계는;
기재(10)의 양면에 구비된 기능성 수지조성물 코팅층(20)의 외부에 코팅 또는 도포되는 불소수지 조성물 또는 불소-아크릴수지 조성물이 제조되거나:
또는, 기재(10)의 양면에 구비된 기능성 수지조성물 코팅층(20)의 외부에 접합되는 불소수지 조성물 또는 불소-아크릴수지 조성물이 필름형태로 가공된 불소필름 또는 불소-아크릴필름이 제조되는 단계로서,
분자량 10,000 내지 40,000, 융점 -40 내지 -30℃, 끓는점 180 내지 200℃, 점도 50 내지 250cps 범위의, 불소수지 100중량% 또는 불소-아크릴수지 5 내지 14중량% 및 용제인 메틸에틸케톤 55 내지 60중량%와, 프로필렌 글리콜 메틸 에티르 31 내지 35중량%가 교반기에서 혼합, 조성된 액상 또는 졸(sol)상의 불소수지 조성물 또는 불소-아크릴수지 조성물로 조성된다.
또한, 불소수지 조성물 또는 불소-아크릴수지 조성물이 필름형태로 가공된 불소필름 또는 불소-아크릴필름이 제조되는 단계로 구성된다.
상기 S3 단계는;
기재(10)의 양면에 S1 단계로 제조된 기능성 수지조성물이 양면 코팅 또는 양면 도포된 기능성 수지조성물 코팅층(20)이 생성되는 단계로서,
바람직하게는, 기재(10) 및 글라스버블을 포함한 기능성 수지조성물 코팅층
(20)의 전체두께는 0.5 내지 1.2㎜로 구성되며;
상기 S4 단계는;
S3 단계로 생성된 기능성 수지조성물 코팅층의 외부에, S2 단계로 제조된 불소수지 조성물 또는 불소-아크릴수지 조성물이 코팅 또는 도포되거나: 불소필름 또는 불소-아크릴필름이 접합된 표면층(30)이 생성되어, 완제품인 건축용 막구조물
(100)이 제조되는 단계;의 제조방법으로 구성된다.
도 3에 도시된바와 같이,(제품구성: 도 1, 제조방법 도 2 참조)
상기 S3 단계의 기재(10)의 양면에 S1 단계로 제조된 기능성 수지조성물이 양면 코팅 또는 양면 도포된 기능성 수지조성물 코팅층(20)의 제조방법과,
상기 S4 단계의 기능성 수지조성물 코팅층(20)의 외부에 S2 단계로 제조된 불소수지 조성물 또는 불소-아크릴수지 조성물이 양면 코팅 또는 양면 도포된 표면층(30)의 제조방법은;
그라비아 코팅기에서 기재(10)가 코팅롤(240) 및 실리콘롤(250)의 사이로 통과할 때 기재(10)의 외부에 2.5 내지 3.5kgf/㎠의 압력을 가하여 기재(10)의 외부에 2.0 내지 35㎛ 두께로 기능성 수지조성물이 도포 또는 코팅 후,
오븐기(260)의 내부온도가 각기 상이한 온도 110 내지 150℃ 범위로 점진적으로 온도가 상승되는 다단계의 제 1,2,3 가열 존(261,262,263:ZONE)으로 구성된 오븐기에서 1분간의 건조시간으로 겔(gel)화 되어, 기능성 수지조성물 코팅층(20)이 생성되고;
기능성 수지조성물 코팅층(20)이 생성된 기재가, 상기 기능성 수지조성물 코팅층(20)의 생성 방법과 동일하게,
그라비아 코팅기에서 기능성 수지조성물 코팅층(20)이 생성된 기재(10)가 코팅롤(240) 및 실리콘롤(250)의 사이로 통과할 때 기능성 수지조성물 코팅층(20)의 외부에 2.5 내지 3.5kgf/㎠의 압력을 가하여 기능성 수지조성물 코팅층(20)의 외부에 2.0 내지 35㎛ 두께로 불소수지 조성물 또는 불소-아크릴수지 조성물이 도포 또는 코팅 후,
오븐기(260)의 내부온도가 각기 상이한 온도 110 내지 150℃ 범위로 점진적으로 온도가 상승되는 다단계의 제 1,2,3 가열 존(261,262,263:ZONE)으로 구성된 오븐기에서 1분간의 건조시간으로 겔(gel)화 되어, 표면층(30)이 생성되어, 본 발명의 완제품인 건축용 막구물(100)이 제조되는 단계;의 제조방법으로 구성된다.
또한, 필요에 따라 기능성 수지조성물 코팅층(20)이 생성된 기재의 외부에 불소필름 또는 불소-아크릴필름이 접합된 표면층(30)이 생성되어, 완제품인 건축용 막구조물(100)이 제조되는 단계;의 제조방법으로 구성된다.
또한, 본 발명의 상기 S3, S4 단계는;
기능성 수지조성물 코팅층(20) 또는 표면층(30) 코팅 또는 도포시, 코팅롤
(240)의 회전 속도를 5 내지 10rpm/min으로 하며, 2.5 내지 3.5kgf/㎠의 압력을 가하여 코팅 또는 도포를 실시하며, 균일한 코팅 또는 도포을 위하여 반제품의 텐션을 100 내지 150kgf/㎠로 유지 및 코터나이프의 접촉각을 40 내지 60°로 조절하
며,
또한, S1 단계의 기능성 수지조성물 또는 S2 단계의 불소수지 조성물 또는 불소-아크릴수지 조성물이;
다수개의 음각요홈이 형성되어 있는 코팅롤(240)의 표면에 적재되어, 코팅롤
(240)과 코팅롤 측면의 실리콘롤(250) 사이를 통과하여 유입된 기재(10)와, 기재의 상,하부에 코팅 또는 도포된 기능성 수지조성물 코팅층(20)과, 기능성 수지조성물 코팅층(20)의 상,하부에 코팅 또는 도포된 표면층(30)으로 구성되고,
또한, S3, S4 단계의 코팅롤(240)은;
면적 1인치 내에 코팅 두께 조절을 위한 30 내지 150개의 50 내지 250㎛ 깊이의 음각 요홈이 새겨져 있는 직경 3,500 내지 3,800mm 범위의 메쉬(MESH) 코팅롤로 구성되고,
기능성 수지조성물 및 불소수지 조성물 또는 불소-아크릴수지 조성물의 코팅또는 도포시에 균일한 코팅 또는 도포 및 롤자국 발생을 방지하기 위하여, 실리콘롤(250)의 상부에 실리콘롤을 기재 또는 기능성 수지조성물 코팅층의 상,하부에 밀착 시켜주는 역할을 하는 스테인레스 프레스롤이 장착되어 연동으로 사용되고, 코팅량은 코팅롤 측면의 코터 나이프로 조절된다.
또한, S3, S4 단계의 기능성 수지조성물 및 불소수지 조성물 또는 불소-아크릴수지 조성물의 겔(gel)화를 위한 오븐기(260)는;
오븐기(260)의 내부온도가 각기 상이한 여러개의 제 1,2,3가열 존(261,262,
263)이 구비된 오븐기로 구성되어, 내부온도가 각기 상이한 제 1,2,3가열 존(ZONE)에 의하여 다단계로 온도 110 내지 150℃로 점진적으로 온도가 상승 됨으로서, 액상 또는 졸(sol)상의 기능성 수지조성물과 불소수지 조성물 또는 불소-아크릴수지 조성물이 휘발되어 겔(gel)화가 원활히 진행되고,
기능성 수지조성물과 불소수지 조성물 또는 불소-아크릴수지 조성물이 고르게 분산되어 용융 됨으로서, 기능성 수지조성물과 불소수지 조성물 또는 불소-아크릴수지 조성물의 고유물성이 유지되도록 구성된다.
또한, 상기 S3 단계의 기재(10)를 포함한 기재의 양면에 도포된 기능성 수지조성물 코팅층(20)은 두께 0.5 내지 1.2mm로 제조되고, S4 단계의 표면층(30)은 두께 2.0 내지 35㎛으로 제조되는 것이 바람직하며;
이는 하나의 바람직한 실시예로서, 본 발명 제조방법은 상기 두께 범위로 제한 되는 것은 아니며, 상기 두께 이외로 제조 될 수도 있음은 물론이다.
상기와 같이, S1 내지 S4 단계로 구성된 본 발명의 '차열성과 내구성이 강화되고 경량화된 건축용 막구조물(100)의 제조방법'은;
글라스버블을 포함한 기능성 수지조성물을 생성하는 제조방법과;
불소수지 또는 불소- 아크릴수지가 포함된 불소수지 조성물 또는 불소- 아크릴수지 조성물을 제조하거나; 불소수지 조성물 또는 불소-아크릴수지 조성물이 필름형태로 가공된 불소 필름 또는 불소-아크릴 필름이 제조되는 제조방법과;
기재(10)의 양면에 기능성 수지조성물 코팅층(20)이 생성되고,
기능성 수지조성물 코팅층(20)의 외부에, 불소수지 조성물 또는 불소-아크릴수지 조성물이 코팅 또는 도포된 표면층(30)이 생성되거나:
불소수지 조성물 또는 불소-아크릴수지 조성물이 필름형태로 가공된 불소필름 또는 불소-아크릴 필름이 접합된 표면층(30)이 생성된 제조방법의; '차열성과 내구성이 강화되고 경량화된 건축용 막구조물(100)의 제조방법'으로 구성된다.
또한, 필요에 따라서;
상기 S2 단계와 S4 단계의 표면층(30)의 제조방법이 제외된 제조방법 구성
의,
S1 단계와 S3 단계의 제조방법으로, 기재(10) 및 기재(10)의 양면에 코팅 또는 도포된, 중공형태의 글라스 버블이 수지에 혼합된 기능성 수지조성물이 코팅 또는 도포된 기능성 수지조성물 코팅층(20)으로만 제조된 제조방법으로 구성 될 수도 있으며;
또한, 상기 S3 단계 또는 S4 단계의 기재(10)의 양면에 코팅 또는 도포된, 기능성 수지조성물 코팅층(20)과, 기능성 수지조성물 코팅층(20)의 양면에 코팅 또는 도포된 표면층(30)이:
상기 기재(10)의 일면에만 코팅 또는 도포된, 기능성 수지조성물 코팅층
(20)으로 제조되거나, 또는 기능성 수지조성물 코팅층의 일면에만 코팅 또는 도포된, 표면층(30)으로 제조 될 수도 있으며;
또한, 상기 기능성 수지조성물 코팅층(20)과 표면층(30)의 접합력을 더욱 강화하기 위하여,
상기 S3 단계로 제조된 기능성 수지조성물 코팅층(20)의 상부, 또는 S4 단계로 제조된 표면층(30)의 하부에 우레탄수지 또는 아크릴수지 계열의 접착층이 구비된, 제조방법으로 구성 될 수도 있으며;
또한, 상기 S3 단계의, 기재(10)의 양면에 S1 단계로 제조된 기능성 수지조성물을 코팅 또는 도포하여 기능성 수지조성물 코팅층(20)이 생성되는 제조방법이;
그라비아 코팅기에서 그라비아 코팅 또는 도포되는 제조방법이 아닌,
졸(sol) 코팅기 또는 졸(sol) 도포기에서 기재(10)의 양면에 졸(sol) 코팅 또는 도포되는 제조방법으로 구성 될 수도 있다.
또한, 상기 기재(10)가:
폴리에틸렌 테레프타레이트 직물 또는 유리섬유 직물을 제외한, 플라스틱 소재의 필름, 시트, 적층판 중 선택된 1종의 기재로 구성된 제조방법으로 구성 될 수도 있으며;
또한, 상기 기능성 수지조성물의 염화비닐 수지가;
폴리에틸렌 테레프타레이트 수지 또는 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지중 선택된 1종의 수지로 구성된 제조방법으로 구성 될 수도 있다.
따라서, 본 발명의 '차열성과 내구성이 강화되고 경량화된 건축용 막구조물
(100)의 제조방법'은;
S1 내지 S4 단계의 제조방법에 의하여;
특히, 중공형태의 글라스버블이 수지에 혼합된 기능성 수지조성물과, 기능성수지조성물이 기재의 양면에 코팅 또는 도포된 기능성 수지조성물 코팅층이 구비되어, 건축용 막구조물의 경량화 및 차열 성능이 더욱 강화된, 제조방법과;
건축용 막구조물의 두께 및 내구성 성능을 유지하면서도 무게(중량)를 줄임으로서, 건축용 막구조물의 차열 성능이 강화되는 동시에 인장강도, 인열강도, 접착강도를 포함한 내구성 물성이 강화되고, 열에 의한 수축이 최소화되어 치수 안정성이 향상되며, 결로현상이 방지되고, 작업성이 향상되어 생산성 향상 및 사용이 편이하며, 원가절감과 운송 보관이 용이한, 제조방법과;
본 발명의 기능성 수지조성물 코팅층(20)의 외부에 구비된, 불소 수지조성물 또는 불소-아크릴 수지조성물이 코팅 또는 도포되거나, 필름형태로 가공된 불소필름 또는 불소-아크릴필름이 접합된 표면층(30)이 제조되어;
본 발명 건축용 막 구조물(100)의 내후성과 방오성 또한 향상되고, 내구성이 더욱 강화된 구성의 표면층(30)이 구비된, 제조방법과;
S3, S4 단계의, 면적 1인치 내에 코팅 두께 조절을 위한 30 내지 150개의 50 내지 250㎛ 깊이의 음각 요홈이 새겨져 있는 직경 3,500 내지 3,800mm 범위의 메쉬
(MESH) 코팅롤(240)에 의하여, 기능성 수지조성물 또는 표면층이 제조되는 불소 수지조성물, 불소-아크릴 수지조성물의 코팅이 더욱 용이한, 제조방법과;
기능성 수지조성물 및 불소수지 조성물 또는 불소-아크릴수지 조성물의 코팅시 균일한 코팅 및 롤자국 발생을 방지하기 위하여, 실리콘롤(250)의 상부에 실리콘롤을 기재 또는 기능성 수지조성물 코팅층의 상,하부에 밀착 시켜주는 역할을 하는 스테인레스 프레스롤이 장착되어 연동으로 사용되고, 코팅량은 코팅롤 측면의 코터 나이프로 조절되는 제조방법과;
또한, S3, S4 단계의 기능성 수지조성물 및 불소수지 조성물 또는 불소-아크릴수지 조성물의 겔(gel)화를 위한 오븐기(260)가;
오븐기(260)의 내부온도가 각기 상이한 여러개의 제 1,2,3가열 존(261,262,
263)이 구비된 오븐기로 구성되어, 내부온도가 각기 상이한 제 1,2,3가열 존(ZONE)에 의하여 다단계로 온도 110 내지 150℃로 점진적으로 온도가 상승 됨으로서, 액상 또는 졸(sol)상의 기능성 수지조성물과 불소수지 조성물 또는 불소-아크릴수지 조성물이 휘발되어 겔(gel)화가 원활히 진행되고,
기능성 수지조성물과 불소수지 조성물 또는 불소-아크릴수지 조성물이 고르게 분산되어 용융 됨으로서, 기능성 수지조성물과 불소수지 조성물 또는 불소-아크릴수지 조성물의 고유물성이 유지된 제조방법의; '차열성과 내구성이 강화되고 경량화된 건축용 막구조물(100)의 제조방법'으로 구성된다.
이하, 본 발명의 '차열성과 내구성이 강화되고 경량화된 건축용 막구조물의 제조방법'의 실시예를 들어, 더욱 상세히 설명한다.
(실시예)
기재인 PET 직물 상,하부면에, 염화비닐수지 52중량%, 디이소노닐 프탈레이트 가소제 32중량%, 비중 0.3, 분쇄강도 2,270㎏f/㎠ 범위의 중공형태의 글라스 버블 15중량%, 안정제 1.0중량%의 기능성 수지조성물 100중량부에, 비스 2,2,6,6-테트라메틸-4-파이퍼리딜 세바시에이트 자외선차단제 1.0중량부와 아민 산화방지제 1.5중량부, 카본블랙 조색제 0.5중량부가 혼합된 기능성 수지조성물을 제조 후,
기능성 수지조성물을 졸 코팅기에서 기재의 양면에 졸(sol) 코팅하여, 기능성 수지조성물 코팅층을 생성하였으며;
그라비아코팅기 코팅롤 저면의 바스에 분자량 17,500, 융점 -38℃, 끓는점 190℃, 점도 140cps 범위의, 불소-아크릴수지 12중량% 및 용제인 메틸에틸케톤 56중량%와, 프로필렌 글리콜 메틸 에티르 32중량%가 교반기에서 혼합, 조성된 불소-아크릴수지 조성물 일정량을 적재 후;
1인치내에 70개, 깊이 120㎛의 음각요홈이 새겨져 있으며, 중앙에 직경 2인치 길이 1,600mm 알루미늄 나선용 회전봉이 설치되어 있는 직경 3,630mm의 MESH 코팅롤 및 직경 275mm의 스테인레스 프레스롤,직경 210mm의 실리콘롤을 이용, 회전 속도 9rpm/min의 코팅롤을 회전시켜 음각요홈에 불소-아크릴수지 조성물이 적재 되게하여,
상기 기능성 수지조성물 코팅층이 형성되어 있는 기재가 코팅롤 및 실리콘롤사이로 통과할 때 3kgf/㎠의 압력을 가하여 기능성 수지조성물 코팅층 상부면에 불소-아크릴수지 조성물이 코팅되게 한 후,
상기와 동일한 방법으로, 기능성 수지조성물 코팅층 하부면에 불소-아크릴수지 조성물을 코팅하여 오븐기에서 온도 110 내지 150℃ 범위의 제 1,2,3가열존에서 1분간의 건조시간으로 겔(gel)화 되어, 기능성 수지조성물 코팅층의 상,하부에 불소-아크릴수지 조성물이 코팅된 표면층을 생성 하였으며;
기재를 포함한 전체두께가 0.90mm의 본 발명의 건축용 막구조물을 제조하였다.
(비교예 1)
기재인 PET 직물에 염화비닐수지 35중량부, 가소제 30중량부, 충진제를 포함한 첨가제 34중량부, 안정제 1.0중량부로 조성된 염화비닐수지 혼합물을, 실시예의 기능성 수지조성물 코팅층의 제조방법과 동일한 방법으로 기재의 상,하부에 졸(sol) 코팅하여 염화비닐수지 혼합물 코팅층을 생성 및, 염화비닐수지 혼합물 코팅층의 상,하부에 PVF 필름이 접합된, 전체두께 0.90mm의 건축용 막구조물을 제조하였다.
(비교예 2)
시중에서 유통되고 있는 건축용 막구조물인 PET 직물기재에 염화비닐수지가 양면에 코팅된 염화비닐수지 혼합물 코팅층 및 염화비닐수지 혼합물 코팅층의 상,하부에 PVF 필름이 접합된 전체두께 0.90mm의 중국산 건축용 막구조물을 구입하였다.
- 시험 방법 및 비교 결과치
가. 두께 및 중량
시험방법 : 경량화 효과를 확인하기 위하여 DIN53353(두께), DIN53352(중량) TEST
구분 실시예 비교예 1 비교예 2
두께 (mm) 0.90 0.90 0.90
중량 (g/㎡) 850 1120 1150
표 1과 같이, 본 발명의 기능성 수지조성물로 기능성 수지조성물 코팅층이 구비된 실시예는, 비교예 1 및 비교예 2에 비하여 31.7 내지 35.3%의 중량이 감소되어 경량화 효과가 우수함이 판명되었다.
또한, 각 투입 원료의 비중으로 이론치로 중량 감소율을 계산한 결과 25%의 중량 감소 효과가 있을 것으로 예상하였는데, 실시예는 비교예 1,2에 비하여 31.7 내지 35.3%의 중량이 감소된 결과를 확인하였으며, 이는 제조공정 중 본 발명의 중공형태의 글라스 버블이 중공형태를 유지하고 파괴되지 않았음을 의미한다.
비교예 1은 실시예에 비하여 31.7%, 비교예 2는 실시예에 비하여 35.3%의 중량이 증가하여 중량이 과다한 것으로 판명되었다.
또한 썸테크(SOMETECH)사의 전자현미경으로 X50 배율로 단면을 관찰한 결과,
Figure 112020136309064-pat00001
상기 사진과 같이 글라스 버블이 중공형태의 형태를 유지하며, 제조공정 중 파괴되지 않음이 재확인 되었다.
나. 차열효과
시험방법: 차열효과를 확인하기 위하여 ASTM D 1518을 이용하여, Laser Flash Analysis 장비로 열전도율을 측정한 결과(열전도율이 클수록 차열효과가 떨어짐)
구분 실시예 비교예 1 비교예 2
열전도율 (W/(m.K)) 0.178 0.274 0.285
표 2와 같이, 본 발명의 기능성조성물이 코팅된 실시예가 비교예 1,2에 비하여 53.9% 내지 60.1%(60%) 수준의 열전도율이 감소 되는 것으로 확인되어, 차열효과가 우수한 것으로 판명되었으며;
비교예 1,2는 실시예에 비하여, 열전도율이 53.9%, 60.1%가 증가되어 차열효과가 저하되는 것으로 판명되었다.
또한, 당사에서 아래와 같은 시험 TOOL을 제작하여 자체 시험방법인 HSPD-06-01-082를 이용하여 제품 내부의 온도를 측정한 결과,
Figure 112020136309064-pat00002
Figure 112020136309064-pat00003
본 발명의 실시예가 비교예 1,2에 비하여 제품 내부의 온도가 2 내지 3℃ 낮게 측정되어, 차열효과가 더욱 우수한 것으로 재확인 되었다.
추가적으로, 적외선 카메라로 제품 표면의 온도를 측정한 결과,
Figure 112020136309064-pat00004
상기 적외선 카메라 제품표면 측정온도와 같이, 측정부위 내의 편차는 존재하나, 실시예의 글라스 버블이 적용된 제품 표면온도(최저온도 65.2 내지 최고온도 80℃)가 비교예 1,2의 기존 제품(글라스 버블 미적용분: 최저온도 73.7 내지 최고온도 79℃)에 비하여 현저히 열전도율이 감소 됨이 확인되었다.
다. 내후성
시험방법: 제품의 열화 현상을 측정하기 위해 ASTM D 4434을 이용하여 Q-lab 사 QUV TEST기에 시편을 해당 시간 후 TEST기에서 꺼내어 이색현상을 측정하기 위한 기계인 Hunter 사 Ultra Scanpro 분광측색계를 이용하여 처음과의 이색현상을 측정(△E(색차값); 값이 클수록 처음과의 이색현상이 큼)
구분 실시예 비교예 1 비교예 2
500hr 0.5 0.74 0.85
1000hr 1.2 1.35 2.07
1500hr 1.8 1.92 2.64
2000hr 2.3 3.14 4.51
표 3과 같이, 본 발명의 기능성 수지조성물과 불소-아크릴 수지조성물이 코팅된 실시예가, 비교예 1,2에 비하여 장기간 변색이 되지 않아 우수한 것으로 나타났으며, 글라스 버블에 의한 내후성 저하는 일어나지 않고, 오히려 내후성 물성이 더욱 우수한 것으로 판명되었다.
라. 내구성
- 인장강도 및 신율
DIN 53354의 방법으로 5Cm x 20Cm의 컷 스트립(Cut Strip) 시편을 경사, 위사 각각 5개씩 채취하여 유티엠/UTM(Universal Testing Machine)을 사용하여 100 mm/min의 속도로 측정하였으며, 물성 결과치는 표 4에 기재하였다.
- 인열강도
DIN 53363의 방법으로 5Cm x 12Cm으로 재단 후, 5Cm의 가운데부분을 수직방향으로 2.5Cm 커팅하여 시편을 경사, 위사 각각 5개씩 채취하여 유티엠/UTM(Universal Testing Machine)을 사용하여 100 mm/min의 속도로 측정하였으며, 물성 결과치는 표 4에 기재하였다.
- 접착강도
DIN53357의 방법으로 양면을 본드 보강한 폭 5Cm 시편을 경사, 위사 각각 5개씩 채취하여 유티엠/UTM(Universal Testing Machine)을 사용하여 100 mm/min의 속도로 최소 5Cm 이상 박리하여 측정하였으며, 물성 결과치는 표 4에 기재하였다.
항목 실시예 비교예 1 비교예 2
인장강도(Kgf/㎠) 405 390 384
신율(%) 25 26 25
인열강도Trapezoid(Kgf/㎠) 66 60 68
접착강도(Kgf/㎠) 15 14 10
상기 표 4와 같이, 본 발명의 실시예가 중량이 현저히 감소 하였음에도 비교예 1,2에 비하여, 인장강도, 인열강도, 접착강도 물성이 우수하거나 또는 동등한 수준으로, 글라스 버블 사용에 의한 내구성 저하는 발생되지 않는 것으로 판명되었다.
상기 표 1 내지 표4의 비교 결과치와 같이,
본 발명 기능성 수지조성물과 불소수지 조성물 또는 불소-아크릴 수지조성물이 기재의 양면에 코팅된 기능성 수지조성물 코팅층과 표면층이 구비된 제조방법에 의하여;
종래기술의 비교예 1,2에 비하여:
특히, 중공형태의 글라스버블이 수지에 혼합된 기능성 수지조성물과, 기능성수지조성물이 기재의 양면에 코팅된 기능성 수지조성물 코팅층이 구비되어, 건축용 막구조물의 경량화 및 차열 성능이 더욱 강화된 제조방법과;
또한, 건축용 막구조물의 두께 및 내구성 성능을 유지하면서도 무게(중량)를 줄임으로서, 건축용 막구조물의 차열 성능이 강화되는 동시에 인장강도, 인열강도, 접착강도를 포함한 내구성 물성이 강화되고, 차열효과가 우수함에 따라 열에 의한 수축이 최소화되어 치수 안정성이 향상된 제조방법과;
차열효과에 의한 열전도율이 감소되어 결로현상 방지 및 단열성이 향상된 제조방법과;
건축용 막구조물의 두께 및 내구성 성능을 유지하면서도 무게(중량)를 줄임으로서, 작업성이 향상되어 생산성 향상 및 사용이 편이하며, 운송 보관과 시공성, 취급성이 용이하고, 시공단가가 절감되어 시공 됨으로서 원가절감이 가능한 구성의 기능성 수지조성물 코팅층으로 구성된, 제조방법으로 구성된다.
또한, 본 발명 제조방법의 기능성 수지조성물 코팅층의 외부에 구비된, 불소 수지조성물 또는 불소-아크릴 수지조성물이 코팅 또는 도포되거나, 필름형태로 가공된 불소필름 또는 불소-아크릴필름이 접합된 표면층으로 구성되어:
본 발명 건축용 막 구조물의 내후성과 방오성 또한 향상되고, 내구성이 더욱 강화된 제조방법의 표면층으로 구성 됨이 판명되었다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
100: 본 발명 건축용 막구조물
10: 기재
20: 기능성 수지조성물 코팅층
30: 표면층
210: 와인더
211, 212: 제 1, 2와인더
220: 히팅롤
230: 바스
240: 코팅롤
250: 실리콘롤
260: 오븐기
261,262,263: 제 1,2,3존(ZONE)
270: 압연롤
280: 냉각롤

Claims (12)

  1. S1 단계: 염화비닐수지, 가소제, 중공형태의 글라스 버블, 안정제, 첨가제가 포함된 기능성 수지조성물이 제조되는 단계;와,
    S2 단계: 불소수지, 또는 불소-아크릴수지 및 용제인 메틸에틸케톤, 프로필렌 글리콜 메틸 에티르가 교반기에서 혼합, 조성된 액상 또는 졸(sol)상의 불소수지 조성물 또는 불소-아크릴수지 조성물이 제조되거나: 불소수지 조성물 또는 불소
    -아크릴수지 조성물이 필름형태로 가공된 불소필름 또는 불소-아크릴필름이 제조되는 단계;와,
    S3 단계: 기재인 폴리에틸렌 테레프타레이트 직물 또는 유리섬유 직물의 양면에 기능성 수지조성물이 양면 코팅 또는 도포되어, 기능성 수지조성물 코팅층이 생성되는 단계;와,
    S4 단계: 상기 기능성 수지조성물 코팅층의 외부에, 불소수지 조성물 또는 불소-아크릴수지 조성물이 코팅 또는 도포되거나: 불소필름 또는 불소-아크릴필름이 접합된 표면층이 생성되어, 완제품인 건축용 막구조물이 제조되는 단계;로, 제조되는 막구조물의 차열성이 강화되는 동시에 내구성이 강화되며 경량화된, 건축용 막구조물의 제조방법에 있어서;

    상기 S3 단계로 제조된 기능성 수지조성물 코팅층(20)의 상부 또는 S4 단계로 제조된 표면층(30)의 하부에, 우레탄수지 또는 아크릴수지 계열의 접착층이 구비 됨을 특징으로 하는, 차열성과 내구성이 강화되고 경량화된 건축용 막구조물의 제조방법.
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