KR20050021568A - 저연신율 직물로 구성된 통기성 재료 및 그의 제조 방법 - Google Patents

저연신율 직물로 구성된 통기성 재료 및 그의 제조 방법 Download PDF

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KR20050021568A
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Abstract

본 발명의 통기성 재료는 저연신율 직물층 및 그 표면 위의 미세공 피막을 포함하고 있다. 상기 미세공 피막은 결정질 폴리머 및 충전제를 포함하고 있다. 상기 재료는 하우스랩 재료 및 기타 건축 재료를 비롯한 여러 가지 용도로 이용하기에 적합하다. 상기 통기성 재료의 제조 방법은 저연신율 직물층을 결정질 폴리머 조성물 및 충전제를 포함하는 조성물로 압출 피복하여, 저연신율 직물층 위에 피막을 형성하고, 상기 피복된 부직포층을 증분 인장시켜서 상기 피막을 미세공성으로 만드는 공정을 포함하고 있다.

Description

저연신율 직물로 구성된 통기성 재료 및 그의 제조 방법{BREATHABLE MATERIALS COMPRISING LOW-ELONGATION FABRICS, AND METHODS OF MAKING}
본 발명은 예컨대 하우스랩(housewrap) 재료 등의 건축 재료용으로 적합한 저연신율(低延伸率) 직물 재료로 구성된 통기성 재료 및 이러한 통기성 재료의 제조 방법에 관한 것이다.
가옥 외장 재료는 일반적으로 특히 추운 기후에서 건물 벽체의 골조 또는 피복체의 외부 표면에 부착 또는 고정된다. 하우스랩 재료는 예컨대 벽면에 대한 수분 피해 및/또는 곰팡이 등의 증식을 방지하기 위하여, 필름이 고착되는 벽면으로부터 수증기가 새어나오도록 수증기에 대한 투과성이 있어야 한다. 한편, 상기 하우스랩 재료는 벽면이 풍우 또는 기타 강설에 대하여 절연되도록 공기 및 액체류에 대한 불투과성이 충분하여야 한다. 나아가, 하우스랩 재료는 설치 도중의 손상을 피하고 내구성을 촉진시키기 위하여 파괴 강도, 연신율, 전단 강도, 수축률 및 터짐 강도 등의 적절한 인장 특성 및 물성이 있어야 한다.
건축 및 이와 유사한 내구성이 강한 용도에 적절한 하우스랩 재료 및 기타 통기성 재료에 충분한 강도 및 인성(靭性)을 제공하기 위해서는, 강하고 또는 질긴 부직 재료 및/또는 직물 재료를 이용하는 것이 바람직한 경우가 가끔 있다. 일반적으로, 그러한 부직 재료 및 직물 재료는 비교적 저연신능(低延伸能), 즉 30% 이하의 연신율을 나타내는데, 이러한 연신율은 이들 재료로부터 복합 재료를 형성하는 데 이용되는 기술을 제한할 수 있다.
세스(Sheth)의 미국 특허 제4,929,303호는 선형 저밀도 폴리에틸렌으로 형성된 통기성 필름과 교차 적층형 섬유로 형성된 부직포 직물로 이루어지는 복합 통기성의 건물 외피 재료를 개시하고 있다. 상기 통기성 필름은 전구체 필름을 롤러 위에서 주조 압출시키고, 상기 전구체 필름을 연신하여 투과성을 부여한 다음, 상기 부직포를 가열하고, 상기 가열된 직물을 상기 필름에 압착시켜 상기 직물과 통기성 필름을 결합시킴으로써 형성된다. 이들 연속적인 공정 단계에 의하여, 상기 특허에개시된 하우스랩 재료를 제조하는 것은 다소 복잡하고 고가로 될 수 있다.
따라서, 비교적 강하고 또는 질긴 부직포층을 사용할 수 있는 재료를 비롯하여, 개선된 통기성 재료와 이러한 재료의 제조를 용이하게 하는 방법에 대한 요구가 현존하고 있다.
발명의 요약
따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술의 여러 가지 단점을 극복하고, 특히 건축용 등의 고강도가 요구되는 용도로 이용하기에 적합한 신규한 통기성 재료를 제공하는 것이다. 본 발명의 추가의 목적은 이러한 통기성 재료의 신규한 제조 방법을 제공하는 것이다.
이들 목적 및 추가의 목적들은 본 발명에 의하여 제공된다. 한 가지 구체적인 예에 있어서, 본 발명은 통기성 재료에 관한 것이다. 상기 통기성 재료는 저연신율 직물층 및 그 표면 위의 미세공 피막으로 포함한다. 상기 미세공 피막은 결정질 폴리머 조성물 및 충전제를 포함하고 있다.
또 하나의 구체적인 예에 있어서, 본 발명은 통기성 하우스랩 재료에 관한 것이다. 상기 통기성 하우스랩 재료는 저연신율 폴리올레핀 부직포층과, 그 표면 위에 고밀도 폴리에틸렌 및 충전제를 포함하는 미세공 피막으로 이루어져 있다.
또 다른 구체적인 예에 있어서, 본 발명은 통기성 재료의 제조 방법에 관한 것이다. 본 방법은 저연신율 직물층에 결정질 폴리머 조성물 및 충전제를 함유하는 조성물을 압출 피복시켜 상기 저연신율 직물층 위에 피막을 형성시키는 공정과, 그 피복층을 증분(增分) 인장시켜 상기 피막을 미세공성으로 만드는 공정을 포함한다.
본 발명에 따른 상기 통기성 재료는 이들이 강도, 통기성 및 액체 투과성의 바람직한 조합을 나타내며, 본 발명의 방법에 의하여 용이하게 제조될 수 있다는 점에서 유리하다. 상기 통기성 재료, 가옥 외장 재료 및 본 발명의 방법에 의하여제공되는 이들 및 추가의 목적 및 잇점들은 이하의 상세한 설명에 의하여 더욱 충분히 명백하게 될 것이다.
본 발명은 여러 가지 용도에 이용되는 통기성 재료에 관한 것이다. 한 가지 구체적인 예에서, 상기 통기성 재료는 하우스랩 재료, 빗물 흘림, 아스팔트지(紙) 대용 재료, 예컨대 하부 지붕널, 타일 등의 용도인 지붕감 깔개(이에 제한되는 것은 아니다)를 비롯한 건축 재료 및/또는 기타의 건축용으로 이용하기에 적합하다. 그러나, 당해 기술 분야의 숙련자는 본 명세서로부터 본 발명의 범위 내에 있는 통기성 재료의 기타의 특정의 적용예 및 용도를 인식하게 될 것이다.
본 발명에 따른 통기성 재료는 저연신율 직물층 및 그 표면 위의 미세공 피막으로 이루어진다. 본 발명의 범위 내에서, 상기 "저연신율"이라는 용어는 일반적으로, 예컨대 ASTM D5034에 따라 측정시 약 30% 이하의 연신율을 나타내는 재료를 가르키는 것이다. 상기 저연신율층의 구조는 피막의 미세공을 차단하는 것이 실질적으로 회피되는 구조이어야 한다. 한 가지 구체적인 예에 있어서, 상기 저연신율층의 구조는 일반적으로 망목상(網目狀) 또는 목면포(木綿布)와 같은 개공(開孔) 구조이다. 상기 저연신율층은 역시 비교적 강하고 질긴 재료 또는 재료들로 형성되는 것이 종종 바람직하다. 예컨대, 선택된 구체적인 예에 있어서, 상기 저연신율층은, ASTM D-882에 따라 측정시, 인장 강도가 적어도 약 20 lbs/in일 수 있다.
상기 저연신율층은 직물 또는 부직포 중의 어느 것이라도 좋으며, 또는 목적에 따라 직물과 부직포의 조합물이어도 좋다. 또한, 상기 저연신율 직물층은 임의의 바람직한 재료로 형성되어도 좋다. 한 가지 구체적인 예에 있어서, 상기 저연신율층은 1종 이상의 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 조합물로 형성되는 부직포 또는 직물이다. 특정의 구체적인 예에 있어서, 상기 저연신율층은 교차 적층형 폴리올레핀제의 개공 망목(開孔網目)을 포함하는 부직포층이다. 더 특정의 구체적인 예에 있어서, 상기 저연신율층은 교차 적층형 폴리에틸렌제의 개공 망목을 포함하는 부직포층이다. 이러한 재료들은 CLAF 이라는 상품명으로 아틀란타 니쎄키 클라프 인크.(Atlanta Nisseki CLAF, Inc.)로부터 용이하게 구득할 수 있다. 상기 CLAF 재료는 본 발명의 용도에 적합한 물성의 조합이 다양한 다수의 등급으로 시판되고 있다. 한 가지 구체적인 예에 있어서, 상기 저연신율층은 기저(基底) 중량이 약 0.7 oz/yd2 이상인 교차 적층형 폴리에틸렌 개공 망목을 포함하는 부직포층이다.
또 다른 구체적인 예에 있어서, 상기 저연신율 직물층은 스펀 결합형 재료, 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 조합물 등의 스펀 결합형 폴리올레핀으로 이루어진 부직포층이다. 적합한 스펀 결합형 부직포는 기저 중량이 약 0.7 oz/yd2 이상일 수 있다. 더 특정의 구체적인 예에 있어서, 상기 저연신율층은 기저 중량이 약 1 oz/yd2 또는 1 oz/yd2 이상인 스펀 결합형 폴리프로필렌, 더 구체적으로는 기저 중량이 약 1.5 oz/yd2 이상인 스펀 결합형 폴리프로필렌으로 이루어진 부직포층이다. 통기성 재료용에 적합한 스펀 결합형 부직포 재료는 굵기가 약 2 내지 약 15 데니르(denier), 더 구체적으로는 약 10 내지 약 12의 데니르일 수 있는데, 데니르가 상기 범위 중의 높은 쪽 범위인 스펀 결합형 재료는 하우스랩 재료 등의 용도로 이용하는데 좋다. 이러한 스펀 결합형 부직포는 당해 기술 분야에 알려져 있으며, 예컨대 TYPAR 이라는 상품명으로 리메이(Reemay)로부터 구득될 수 있다.
또 다른 구체적인 예에 있어서, 상기 저연신율층은 듀퐁(DuPont)으로부터 구득할 수 있는 TYVEK 이라는 상품명의 플래시 스펀 고밀도 폴리에틸렌 부직포 재료 등의 플래시 스펀 부직포 재료로 이루어진 부직포층이다. 상기 플래시 스펀 부직포 재료는 기저 중량 범위로 시판되고 있으며, 본 발명의 통기성 재료용으로 적합하다. 특정의 구체적인 예에 있어서, 상기 플래시 스펀 부직포 재료는 기저 중량이 약 0.7 내지 약 4 oz/yd2 범위가 될 것이다.
당해 기술 분야에 알려져 있는 기타의 직물 및/또는 부직포 재료를 본 발명의 통기성 재료의 저연신율 직물층으로서 이용하여도 좋다.
본 발명의 통기성 재료 중의 저연신율 직물 표면 위에 제공되는 미세공(微細孔) 피막은 결정질 폴리머 조성물 및 충전제로 이루어진다. 본 발명의 범위 내에서, 상기 "결정질 폴리머 조성물"라는 용어는 결정질 형태의 폴리머 성분이 50% 이상인 폴리머 조성물을 말하는 것이다. 본 발명자는, 충전제와 조합된 결정질 폴리머 조성물은 상기 저연신율 직물층이 허용하는 비교적 적은 인장도(引張度)에 의하여 미세공성으로 될 것이라는 점을 알게 되었다. 피복시에, 여러 가지 결정질 폴리머를 단독으로 또는 조합하여 사용하여도 좋다. 특정의 구체적인 예에 있어서, 상기 결정질 폴리머는, 당해 기술 분야에 알려져 있는 바와 같이, 측정 가능한 결정질 함량 및 밀도가 적어도 약 0.94 g/cc인 폴리에틸렌인 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 함유하고 있다. 또 다른 구체적인 예에 있서, 상기 결정질 폴리머 조성물은 밀도가 약 0.945 g/cc 이상이다.
각 필름층용으로 적합한 충전제로는 여러 가지 유기 및/또는 무기 재료를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 특정의 구체적인 예에 있어서, 상기 충전제는 금속 산화물, 금속 수산화물, 금속 탄산염 등의 1종 이상의 무기 재료를 함유하여도 좋다. 양호한 충전제로서는, 탄산칼슘, 규조토, 이산화티탄 및 이들의 혼합물을 들 수 있으나. 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 충전제의 입도는 피막 중의 미세공의 크기 및 결국에는 재료 제품의 통기성에 영향을 미치도록 선택될 수 있다. 일반적으로, 평균 입도가 약 0.5 내지 약 5 미크론인 충전제가 적합하지만, 입도가 이보다 더 작거나 큰 충전제를 사용할 수도 있다. 상기 충전제는 결정질 폴리머 조성물 중에 충전제의 분산을 용이하게 하고, 충전제의 발수능(撥水能)을 증대시키며, 또는 충전제와 결정질 폴리머 조성물과의 불혼화성 및 충전제 부근에서의 미세공 형성이 증대되도록 하기 위한 표면 피막을 필요에 따라 포함할 수도 있다.
상기 충전제는 목적하는 통기성을 제공하기에 적합한 양으로 미세공 피막층에 함유되어 있다. 일반적으로, 상기 충전제는 미세공 피막층의 중량에 대하여 약 25 내지 약 75 중량 퍼센트의 양으로 사용할 수 있다.
상기 피막은 직물층 표면 위에 단일층 또는 복수층으로 형성되어도 좋다. 하나의 구체적인 예에 있어서, 상기 피막은 뒤에 구체적으로 설명하는 압출 피복 공정에 의하여 직물층 위에 형성될 수 있는 단일층 필름을 포함하고 있다. 또 다른 구체적인 예에 있어서, 상기 피막은 예컨대 2개 이상의 필름층을 압출 적층하여 형성시킨 복수층(2개 이상의 층) 필름을 포함하고 있다. 이 구체적인 예에 있어서, 필름층 중의 적어도 1개는 결정질 폴리머 조성물 및 충전제로 이루어지지만 (필수적인 것은 아니다), 모든 필름층이 결정질 폴리머 조성물 및 충전제를 함유하는 것이 허용된다. 특정의 구체적인 예에 있어서, 상기 피막은 결정질 형태의 폴리머 성분, 예컨대 중밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등을 50 중량% 또는 50 중량% 미만의 양으로 함유하는 폴리머 조성물로 형성된 2개의 외부층과 충전제 사이에, 결정질 폴리머 조성물과 충전제를 함유하는 코어층을 압출 적층하여 형성시킨 3개층의 적층 필름을 포함하고 있다.
필요에 따라, 본 발명의 상기 통기성 재료는 제2 직물 또는 부직포 직물층을 더 포함하는 경우도 있는데, 이 때 상기 미세공 피막층은 저연신율 직물층과 제2 직물층 사이에 배치된다. 적당하기로는, 상기 제2 부직포층은 저연신율 직물층과 유사한 형태 및 조성이어도 좋고, 또는 상기 제2 직물층이 상이한 형태 및/또는 조성이어도 좋다. 하나의 구체적인 예에 있어서, 상기 제2 직물층은 스펀 결합형 부직포층, 예컨대 스펀 결합형 폴리프로필렌으로 이루어진다.
본 발명에 따른 재료의 통기성은 재료의 목적하는 용도를 위하여 소망하는 대로 조절할 수 있다. 하우스랩 재료로 사용되는 경우, ASTM E-96E에 따라 측정시, 수증기 투과율이 약 150 g/m2*24 hr 이상, 더 구체적으로는 약 300 g/m2*24 hr 이상, 더 더욱 구체적으로는 약 500 g/m2*24 hr 이상인 재료가 적절하다. 일반적으로, 이들 재료는 높은 수증기 투과율이 필요하지 않으며, 수증기 투과율은 흔히 약 2000 g/m2*24 hr 미만이 될 것이다. 그러나, 한편 수증기 투과율이 더 높은 재료도 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 이해된다.
본 발명의 구체적인 예에 있어서, 상기 통기성 재료는 저연신율 직물층을 결정질 폴리머 조성물 및 충전제로 이루어진 조성물로 압출 피복하여 상기 저연신율 직물층 위에 피막을 형성시키고, 상기 피복된 저연신율층을 증분 인장시켜 피막이 미세공성으로 되게 함으로써 제조된다. 전술한 바와 같이, 충전제와 조합된 결정질 폴리머 조성물은 저연신율 부직포에 허용되는 비교적 적은 연신도에서 미세공성으로 될 것이다. 한 가지 구체적인 예에 있어서, 상기 피복된 저연신율층은 약 5% 미만의 영구 연신율까지 증분 인장된다. 추가의 구체적인 예에 있어서, 상기 피복된 저연신율층은 약 2% 미만까지, 더 구체적으로는 약 1% 미만의 영구 연신율까지 증분 인장된다. 또 다른 구체적인 예에 있어서, 상기 피복된 저연신율층은 재료의 영구 연신을 일으킴이 없이 증분 인장된다.
예컨대, 당해 기술 분야에서 잘 알려져 있는 기술을 사용함으로써, 상기 필름형 피막은 다이를 통하여 압출기로부터 압출되고, 에어 나이프 또는 기타의 냉각 장치를 통과하여 롤 사이에 형성된 간극(nip) 내에 도입될 수 있다. 압출은 상기 피복 재료의 결정질 폴리머 조성물의 융융 온도 또는 그 이상, 보통 약 400 내지 500°F (약 204 내지 약 260℃)에서 수행된다. 통상, 상기 간극은 금속 롤과 고무 롤 사이에 형성된다. 상기 저연신율 직물층은 예컨대 롤로부터 공급되는 웹(web)으로서 제공되어도 좋고, 상기 피복 필름 및 저연신율 직물 웹을 롤의 간극에 통과시켜 피막이 저연신율 직물 웹 표면에 부착되도록 한다. 이어서, 그 결과 형성되는 피복된 저연신율 직물을 증분 인장시킨다.
더욱 구체적으로 말하자면, 상기 증분 인장은 본 명세서에서 CD형 상호 교합 인장(intermesh stretching)이라고 말하는 가로 방향, 본 명세서에서 MD형 상호 교합 인장이라고 말하는 기계 방향, 또는 상기 가로 방향 및 기계 방향의 양방향으로 수행하여도 좋다.
CD형 상호 교합 인장기는 일반적으로 평행축 위에서 한 쌍의 기어형 소자를 포함하고 있다. 상기 평행축은 2개의 기계 측면판 사이에 배치되는데, 하부축은 고정식 베어링 내에 위치하고, 상부축은 수직으로 활주형(滑走) 가능한 구성 소자의 베어링 내에 위치하고 있다. 상기 활주 가능한 구성 소자는 나사를 조정함으로써 작동시킬 수 있는 쐐기형 구성 소자에 의하여 수직 방향으로 조절될 수 있다. 상기 쐐기를 외부 또는 내부로 조이게 되면, 수직 활주 가능한 구성 소자가 각각 하부 또는 상부로 이동하게 되어, 상부의 상호 교합 롤의 기어형 톱니가 하부의 상호 교합 롤과 교합(交合)되거나 또는 교합이 해제되게 된다. 측면 프레임에 장착된 마이크로미터를 사용하여 상호 교합 롤의 톱니의 교합 심도(深度)를 나타낼 수 있다. 공기 실린더는 하부 교합 위치의 활주형 부재를 상기 조정 쐐기에 대하여 견고하게 유지하여 인장되는 재료에 의하여 발생되는 상방향 힘을 저지하는 데 사용된다. 또한, 이들 실린더를 수축시켜서, 작동시에 재료가 상호 교합 장치를 통하여 또는 모든 기계 간극 지점을 개방하는 안전 회로와 관련하여 빠져나가도록 할 목적으로, 상부 및 하부의 상호 교합 롤의 교합을 서로 해제시킬 수도 있다. 상기 CD형 상호 교합 인장기에 대한 구동력은 비교적 마찰 계수가 높은 재료의 상호 교합 인장의 경우를 제외하고는, 상부 및 하부 상호 교합 롤의 양자를 작동시켜야 한다.
상기 CD형 상호 교합 소자들은 일반적으로 고체 재료로부터 기계 가공되지만, 직경이 상이한 2개의 디스크가 교대로 중첩되어 있는 것이라고 가장 잘 설명될 수 있다. 구체적인 예에 있어서, 상기 상호 교합 디스크는 직경이 약 6"(약 15.2 ㎝), 두께가 0.031"(약 0.08 ㎝)이며, 그의 연부(緣部)에서 최대 반경을 갖게 된다. 상호 교합 디스크를 분리시키는 스페이서 디스크는 직경이 약 5.5"(약 14 ㎝), 두께는 약 0.069"(약 0.18 ㎝)이다. 이러한 형상의 2개의 롤은 모든 측면에서 재료에 대하여 0.019"(약 0.05 ㎝)의 여유(클리어런스)를 남겨두고 최대 0.231"(약 0.6 ㎝)까지 망목간처리될 수 있게 된다. 이러한 CD형 상호 교합 소자의 형상에 의하여 피치 거리는 0.100"(약 0.025 ㎝)로 되게 된다.
상기 MD형 상호 교합 인장기는 일반적으로 상호 교합 롤의 디자인을 제외하고는, 상기 CD형 상호 교합 인장기와 동일하다. 상기 MD 망목간 롤은 미세형 피치 스퍼 기어와 매우 유사하다. 하나의 구체적인 예에 있어서, 상기 롤은 직경이 5.933"(약 15.1 ㎝) 및 피치가 0.100"(약 0.254 ㎝)이고, 직경 피치가 30 및 압력 각도가 14 ½°이고, 기본적으로 길이가 긴 어덴덤(addendum)인 톱 기어(최고 속도 기어)이다. 기어 호브 편심(gear hob offset)이 0.010"(약 0.25 ㎝)인 이들 롤에 제2의 롤 틈(pass)을 취하여 공간이 보다 많은 좁은 톱니를 제공할 수도 있다. 약 0.090"(약 0.23 ㎝)의 교합도(交合度)를 사용하면, 이러한 구성은 재료의 두께에 대하여 측면에 약 0.010"의 여유가 생기게 될 된다.
상기 상호 교합 롤 구성 소자들의 교합은 피막 내에 미세공이 형성되도록 조정될 수 있다. 한 가지 구체적인 예에 있어서, 상기 상호 교합 롤 구성 소자들의 교합은 적어도 약 0.012 인치(약 0.03 ㎝), 더 구체적으로는 약 0.012 인치 내지 약 0.020 인치(약 0.05 ㎝), 또는 0.030 인치(약 0,08 ㎝) 또는 그 이상이다. 이들 상호 교합 구성 소자는 통상적으로 교합 심도가 큰 경우도 있으므로, 상기 장치는 상부축의 상승 또는 하강시에 2개의 상호 교합 롤의 축을 평행하게 유지되게 하는 수단을 포함하는 것이 중요하다. 한 쪽의 상호 교합 롤의 톱니가 항상 다른 쪽의 상호 교합 롤의 톱니 사이에 오도록 하고, 상호 교합 톱니 사이에서의 물리적 접촉을 손상시킬 가능성이 회피되도록 할 필요가 있다. 이러한 평행 이동은 랙(rack)과 기어 배치에 의하여 보장되는데, 상기 기어 배치는 정치식(靜置式) 기어 랙(gear rack)이 수직 활주 가능한 구성 소자에 대하여 병렬(竝列)로 각 측면 프레임에 부착되어 있는 배치이다. 축은 상기 측면 프레임을 가로질러, 수직 미끄러짐성 구성 소자의 각 베어링 내에서 작동한다. 상기 기어는 이 축의 각 단부에 위치하며, 랙과 교합하여 소기의 평행 운동을 하도록 작동한다.
하나의 구체적인 예에 있어서, 상기 통기성 재료는 기계 방향으로만 증분 인장된다. 결국, 수직 위치로 배향된 기계 방향의 상호 교합에 의하여 생긴 물결 무늬가 형성된 롤로부터 나오는 상기 통기성 재료를 하우스랩 재료로서 용이하게 이용될 수 있다.
일반적으로, 본 발명의 통기성 재료는 저연신율로 통기성으로 되게 할 수 있으며, 기존의 통기성 재료에 비하여 더 저연연신율 기법을 사용하여 제조될 수 있다. 저연신율 공정에 의하면, 연신 공정 중에 상호 교합 롤러 위에 보다 작은 교합 심도를 이용하는 것이 가능하다. 저연신율로 소정의 미세 다공도(多孔度)를 얻는 것은 상기 통기성 재료로 하여금 기존의 통기성 재료에 비해 덜 연신되게 하므로, 저밀도 폴리머 조성물로 이루어진 압출 피막을 함유하는 통기성 재료를 얻는 데에 통상 요구되는 더 강력한 연신에 의하여 발생할 수 있는 재료의 손상이 감소 및/또는 실질적으로 제거된다.
따라서, 하나의 구체적인 예에 있어서, 피복된 저연신율 직물을 필요에 따라 예열시킨 롤러를 지나 증분 인장 영역에 통과시킬 수 있는데, 이 때 상기 피복된 저연신율 직물을 기계 방향(MD) 증분 인장기 롤러에 통과시킴으로써, 증분 인장된 통기성 재료가 형성되게 된다. 필요에 따라, 상기 재료는 추가의 인장이 일어나는 추가의 인장 영역에 통과시킬 수도 있다. 예컨대, 상기 재료는 필요에 따라 예열시킨 롤러를 지나 가로 방향 (CD) 증분 인장기 롤러에 통과시킬 수도 있다.
실시예 1
이 실시예에서는, 본 발명에 따른 통기성 재료를 제조하였다. 구체적으로는, 밀도가 약 0.945 g/cc 이상인 고밀도 폴리에틸렌을 함유하는 피막층을 폴리에틸렌 교차 개공 망목을 포함하는 부직포의 한 쪽 표면에 압출 적층시킨다. 상기 부직포층은 CLAF 이라는 상품명으로 구득이 용이하고, 기저 중량이 약 0.91 oz/yd2이다. 상기 CLAF 부직포는 기계 방향 및 가로 방향의 양방향으로 약 20%의 연신율을 나타낸다. 상기 피막층을 그의 다른 쪽 표면에서 기저 중량이 약 1 oz/yd2이고, 데니르가 약 2인 스펀 결합형 폴리프로필렌 부직포에 압출 적층시킨다. 그 결과 형성되는 재료를 약 15 mils의 교합 심도를 이용하여 CD형 상호 교합 인장시키고, 약 30 mils의 교합 심도를 이용하여 MD형 상호 교합 인장시킴으로써, 상기 고밀도 폴리에틸렌 압출 피막층이 미세공성으로 된 통기성 재료를 얻는다. 이 통기성 재료는 액체 불침투성이며, 수증기 투과율이 약 150 g/m2*24 hr 이상이다. 상기 통기성 재료의 공기 투과도는, 시료의 일측면에 90 psi에서의 공기가 공급되는 경우, 그 시료를 통과하는 공기의 유속(용량)을 측정하는 방법에 의하여 측정된다. 측정된 공기 투과도는 83 ml/min/cm2 이다.
대조의 목적으로, 상기 고밀도 폴리에틸렌 함유 압출 피막을 유사한 기저 중량의 선형 저밀도 폴리에틸렌 압출 피막으로 대체시킨 유사한 재료를 제조한다. CD 형 상호 교합 인장을 20 mil의 교합 심도로 수행한 다음, MD형 상호 교합 인장을 30 mil의 교합 심도로 수행하였다. 상기 대조 재료는 액체 불침투성 및 통기성이며, 전술한 공기 투과도 시험에 의하면, 약 78 ml/min/cm2 의 공기 투과도를 나타낸다.
따라서, 본 발명의 통기성 재료는, 본 발명의 통기성 재료에 대한 공정에서 사용된 작은 CD 교합 심도에 의하여 입증되는 바와 같이, 저연신율에서 상기 대조 재료의 통기성과 비교시 동등하거나 또는 더 양호한 통기성을 나타낸다. 본 발명의 통기성 재료가 저연신율에서 양호한 미세 다공도를 나타낸다는 사실은 놀랍고도 예기치 않았던 일이다. 또한, 본 발명의 통기성 재료는 저연신율에서 양호한 통기성을 나타내므로, 가혹한 인장 조작 중에 흔히 발생되는 직물 손상이 감소 및/또는 실질적으로 방지될 수 있다는 잇점이 있다.
실시예 2
이 실시예는 본 발명에 따른 복수층의 미세공 피막을 함유하는 통기성 재료를 예시하는 것이다. 36 g/m2의 3개의 층 "ABA" 피막을 2.3 oz/yd2의 저연신율 스펀 결합형 폴리프로필렌(SBPP) 부직포 직물층에 압출 적층시킨다. 상기 "A"층은 각각폴리프로필렌 45%, 탄산칼슘 50% 및 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 5%를 함유하는 조성물로부터 형성된 9 g/m2의 층으로 형성된다. 코어인 "B"층은 18 g/m2의 층이며, 탄산칼슘 53%, 고밀도 폴리에틸렌 41%, 이산화티탄 4%, CaO 마스터 배치 1% 및 가공 조제 1%를 함유한다. 상기 적층물은 미가열된 금속 롤에 200 fpm으로 통과된 직후 상호 교합된다. MD 교합 심도는 40 mil이다. 상기 시료는 CD 상호 교합시키지 않는다. 실시예 1에서 설명된 바와 같이 측정시, 공기 투과도는 41 cc/min/cm2이다.
대조의 목적으로, 36 g/m2의 3개의 층 "ABA" 피막을 2.3 oz/yd2의 SBPP 부직포 직물층에 압출 적층하여 복수층의 미세 다공성 피막을 함유하는 대조용 통기성 재료를 제조한다. 상기 "A"층은 각각 폴리프로필렌 45%, 탄산칼슘 50% 및 LDPE 5%를 함유하는 조성물로부터 형성된 9 g/m2의 층으로 이루어진다. 코어인 "B"층은 18 g/m2의 층이며, 53%의 탄산칼슘 53%, 중밀도 폴리에틸렌 45%, 이산화티탄 4%, CaO 마스터 배치 1% 및 가공 조제 1%를 함유한다. 상기 적층물은 미가열된 금속 롤에 200 fpm으로 통과된 직후 상호 교합시킨다. MD 교합 심도는 40 mil이다. 상기 시료는 CD 상호 교합되지 않는다. 측정된 공기 투과도는 21 cc/min/cm2이다.
본 명세서에 기재된 구체적인 설명과 예들은 원래 예시적인 것이며, 청구항에 의하여 정의된 본 발명을 한정하려는 것이 아니다. 추가적인 구체예 및 실시예는 본 명세서의 견지에서 당해 기술 분야의 숙련자에게는 자명할 것이며, 청구된 본 발명의 범위 내에 속하는 것이다.

Claims (25)

  1. 저연신율(低延伸率) 직물층 및 그 표면 위에 미세공(微細孔) 피막을 포함하고, 상기 미세공 피막은 결정질 폴리머 조성물 및 충전제를 함유하는 것이 특징인 통기성 재료.
  2. 제1항에 있어서, 상기 저연신율 직물층은 저연신율 부직포층을 포함하는 것인 통기성 재료.
  3. 제2항에 있어서, 상기 저연신율 부직포층은 폴리올레핀 교차 적층형 개공 망목(開孔網目)을 포함하는 것인 통기성 재료.
  4. 제3항에 있어서, 상기 저연신율 부직포층은 기저(基底) 중량이 약 0.7 oz/yd2 이상인 폴리에틸렌 교차 적층형 개공 망목을 포함하는 것인 통기성 재료.
  5. 제2항에 있어서, 상기 저연신율 부직포층은 스펀 결합형 폴리프로필렌을 포함하는 것인 통기성 재료.
  6. 제5항에 있어서, 상기 스펀 결합형 폴리프로필렌은 기저 중량이 약 0.7 oz/yd2 이상인 것인 통기성 재료.
  7. 제5항에 있어서, 상기 스펀 결합형 폴리프로필렌은 기저 중량이 약 1 oz/yd2 또는 그 이상인 것인 통기성 재료.
  8. 제1항에 있어서, 상기 결정질 폴리머 조성물은 고밀도 폴리에틸렌을 적어도 50 중량% 포함하는 것인 통기성 재료.
  9. 제1항에 있어서, 상기 충전제는 탄산칼슘을 포함하는 것인 통기성 재료.
  10. 제1항에 있어서, 상기 미세공 피막은 단일층으로 이루어지는 것인 통기성 재료.
  11. 제1항에 있어서, 상기 미세공 피막은 2개층 이상의 층으로 이루어지는 것인 통기성 재료.
  12. 제1항에 있어서, 제2 직물층을 더 포함하고, 상기 미세공 피막은 상기 저연신율 직물층과 제2 직물층 사이에 배치되는 것인 통기성 재료.
  13. 제1항에 있어서, 수증기 투과율이 약 150 g/m2*24 hr 이상인 것인 통기성 재료.
  14. 제13항에 있어서, 수증기 투과율이 약 2000 g/m2*24 hr 미만인 것인 통기성 재료.
  15. 저연신율 직물층 및 그 표면 위에 고밀도 폴리에틸렌 및 충전제를 포함하는 미세공 피막을 함유하는 것인 통기성 하우스랩 재료.
  16. 제15항에 있어서, 상기 저연신율 직물층은 폴리올레핀 부직포층을 포함하는 것인 통기성 하우스랩 재료.
  17. 제16항에 있어서, 상기 저연신율 폴리올레핀 부직포층은 기저 중량이 0.7 oz/yd2 이상인 폴리에틸렌 교차 적층형 개공 망목을 포함하는 것인 통기성 하우스랩 재료.
  18. 제16항에 있어서. 상기 저연신율 폴리올레핀 부직포층은 기저 중량이 0.7 oz/yd2 이상인 스펀 결합형 폴리프로필렌을 포함하는 것인 통기성 하우스랩 재료.
  19. 저연신율 직물층에 결정질 폴리머 조성물 및 충전제를 함유하는 조성물을 압출 피복시켜 상기 저연신율 직물층 위에 피막을 형성시키는 공정과, 상기 피복된 저연신율 직물층을 증분 인장시켜 상기 피막을 미세공성으로 만드는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 통기성 재료의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 저연신율 직물층은 저연신율 부직포층을 포함하고, 상기 피막은 상기 부직포층 상에 형성되는 것인 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 피복된 부직포층은 기계 방향으로 증분 인장되는 것인 방법.
  22. 제20항에 있어서, 상기 피복된 부직포층은 약 2% 미만의 연신율로 증분 인장되는 것인 방법.
  23. 제20항에 있어서, 상기 저연신율 부직포층은 기저 중량이 약 0.7 oz/yd2 이상인 폴리에틸렌 교차 적층형 개공 망목을 포함하는 것인 방법.
  24. 제20항에 있어서, 상기 저연장 부직포층은 기저 중량이 약 0.7 oz/yd2 이상인 스펀 결합형 폴리프로필렌을 포함하는 것인 방법.
  25. 제19항에 있어서, 상기 결정질 폴리머 조성물은 고밀도 폴리에틸렌을 포함하는 것인 방법.
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