KR20230130669A - 선박 견인 구조물용 폴리에스테르 패브릭 - Google Patents

선박 견인 구조물용 폴리에스테르 패브릭 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연속 멀티필라멘트 위사(weft yarn) 및 경사(warp yarn)로 형성되고 2개의 표면 중 한면 또는 양면에 폴리우레탄(PU)으로 코팅된 선박 견인 구조물용 패브릭에 관한 것이며, 베어 패브릭(bare fabric)은 1.8 내지 4의 커버리지율(coverage rate) TC를 갖고, 여기서, 방적사(yarn)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트)(PET)로 만들어지며, 패브릭은 경사 및 위사에서 20 내지 50 방적사/cm의 밀도를 갖고, 폴리우레탄은 폴리에테르-기반, 폴리에스테르-기반 또는 폴리카보네이트-기반 가교결합된 PU이며, 상기 PU는 (1) 유기 용매상에서 수행 시 표준 DIN 53504에 따라 5 MPa 이하, 특히 1 내지 3 MPa의 100% 연신율에서 모듈러스(modulus)를 갖는 1-성분 폴리우레탄의 가교결합으로부터, (2) 건조 엘라스토머에 대한 건조 가교결합제의 비율이 약 5 중량% 내지 약 30 중량%인 가교결합제제 의해 유래되고, 코팅을 포함한 패브릭의 중량은 43 또는 44 내지 250 g/m2로 다양하다. 본 발명은 또한 이러한 패브릭으로 만들어진 특히 패러글라이더 돛 유형의 선박 견인 구조물에 관한 것이다.

Description

선박 견인 구조물용 폴리에스테르 패브릭
본 발명은 특히 2차 변위 수단의 역할을 하기 위해 선박을 당기는 데 사용 가능한 패브릭에 관한 것이다. 이러한 패브릭은 특히 박스 섹션이 있는 패러글라이더 돛과 같은 공중 견인 구조물(aerial traction structure)의 전체 또는 일부를 형성하기 위한 것이다. 본 발명은 또한 견인 구조물, 특히 박스 섹션 유형을 갖는 패러글라이더 돛의 견인 구조물에 관한 것이며, 상기 패브릭은 패브릭에 의해 형성되는 구조물의 파트의 대부분 또는 전부를 형성한다. 본 발명은 또한 이러한 패브릭을 생산하는 방법에 관한 것이다.
주로 열기관에 의해 이동하거나 화석 에너지로 작동하는 일반 배(vessel)에서 상선, 화물선, 요트 등과 같은 일정 톤수(tonnage) 또는 일정 크기의 선박 또는 배를 이동시킬 수 있는 수단으로 사용할 수 있는 공중 견인 구조물을 제안할 필요가 있다. 이러한 공중 견인 구조물은 경우에 따라 선박 여행에만 사용될 수 있다. 보다 일반적으로 구조물은 기본 모드를 보완하는 백업 또는 보조 수단이다.
현재 국제 무역의 거의 90%가 해상 루트를 통해 이루어지고 있다. 중유의 연소는 CO2, 질소산화물, 황산화물을 배출하여 환경 문제를 야기한다. 화석 에너지에 대한 해양 무역의 의존도를 줄이기 위해 플레이어는 돛대 또는 자체 지원 돛으로 지원되는 돛의 사용을 개발하고 있다. 다른 사람들은 로프나 줄로 선박에 연결된 자유 돛(카이트-서프(kite-surf))과 같은 견인 장치의 사용으로 눈을 돌리고 있다.
패러글라이더 돛용 패브릭은 예를 들어 문서 WO2011/042653에 설명되어 있다. 그러나, 이는 층류 기류(laminar air flow)로 본질적으로 유동적인 활공 연습을 하는 개인을 지원하기 위해 개발된 돛으로, 이는 변위될 질량, 바다가 제공하는 저항으로 인해 그리고 바다 조건, 그리고 무엇보다도 역동적인 비행 조건에 따라 선박 또는 배를 끌 때 바다에서 우세할 가능성이 있는 조건과 비교할 수 없다. 활공을 위해 패러글라이더 돛이 받는 응력은 일반적으로 m2당 약 몇 킬로그램이다. 높은 톤수 단위로 배를 당기는 전환에 대한 동종(homothetic) 또는 규모 변경 접근 방식은 패브릭이 너무 무거워서 돛을 올리고 공중에 남아 있게 할 수 없다.
본 발명은 해상 환경(물, 수분, 염분, UV 등)에서 사용 동안 일정 톤수 또는 일정 크기의 선박 또는 배, 예컨대 상선, 화물선, 어선, 요트 등을 당길 때 겪게 될 힘에 의해 발생하는 높은 응력 하에 안정적인 다공도(porosity)를 갖는 패브릭을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 사용에 필요한 최상의 기계적 특성, 특히 바이어스에 걸친 적절한 강성(stiffness)을 유지하는 이러한 패브릭을 제공하는 것이다.
또 다른 목적은 승화 프린팅에 의해 패브릭을 프린팅하는 능력을 가지며, 따라서 이러한 방식으로 프린팅되기에 적합한 코팅된 패브릭을 제공할 수 있는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 박스 섹션 유형을 갖는 패러글라이더 돛의 공중 견인 구조물, 특히 하부 표면 및 상부 표면을 생산하는 데 적합하고 따라서 이러한 용도에 적합한 이러한 패브릭을 제안하는 것이다.
또 다른 목적은 박스 섹션이 있는 패러글라이더 돛 구조물과 같은 공중 견인 구물을 제안하는 것이며, 구성요소 패브릭은 해상 환경(물, 수분, 염분, UV 등)에서 사용 동안 일정 톤수 또는 일정 크기의 선박 또는 배, 예컨대 상선, 화물선, 어선, 요트 등을 당길 때 겪게 될 힘에 의해 발생하는 높은 응력 하에 안정적인 다공도를 전체 구조물 상에 갖거나 부여한다.
특히, 본 발명의 하나의 목적은 이러한 구조물, 특히 배 또는 선박을 당길 수 있는 하부 표면 및 상부 표면의 생산을 가능하게 하는 이러한 패브릭을 제안하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 위에서 언급한 모든 특성을 가지면서도 동시에 공중 구조물이 보내지고, 떠오르고, 공중에 남아 있고, 의도된 바람 조건에서 역할을 수행하고, 예상되는 동적 거동을 기반으로 변할 수 있을 만큼 충분히 가벼운 패브릭을 제안하는 것이다.
또 다른 목적은 후속하는 본 발명의 설명을 읽으면 명백해질 것이다.
이러한 목적 및 다른 목적은 적합한 커버리지율(TC)을 갖는 텍스타일 구조물과 바이어스에 걸친 코팅된 패브릭 상에 연신율을 부여하기에 충분히 가요성인 중합체 코팅의 조합으로 인한 결정된 다공도 및 바이어스에 걸친 코팅된 패브릭에 연신율을 부여하기에 충분히 가요성인 중합체 코팅의 조합으로 인해 결정된 다공도를 보유할 수 있는 패브릭으로 인해 달성된다. 본 발명에 따른 패브릭은 특히 패브릭의 총 중량, 사용 조건 하에서의 내구성 다공도, 바이어스에 걸친 연신율 특징으로 하는 사용 동안의 내구성 치수 안정성 및 기계적 강도 사이의 타협점이며, 이러한 타협점은 전술한 목적을 충족시키는 패브릭 및 공중 견인 구조물이 제공되게 하는 것이다.
본 발명에 따른 패브릭은 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET)로 만들어진 멀티필라멘트 연속 경사(warp yarn) 및 위사(weft yarn)로 형성되고 폴리우레탄(PU)으로 패브릭의 2개의 표면 중 한면 또는 양면에 코팅된다. 패브릭은 바람직하게는 경사 및 위사 밀도의 측면에서 20 내지 50 방적사/cm의 밀도를 갖는다. 폴리우레탄은 유리하게는 폴리에테르-, 폴리에스테르- 또는 폴리카르보네이트를 기반으로 하는 가교결합 폴리우레탄(PU)이다. 바람직한 폴리우레탄은 폴리카르보네이트 기반 PU이다. 또 다른 바람직한 특징에 따르면, PU는 1-성분 폴리우레탄 엘라스토머로부터 얻어진다. 이 엘라스토머는 그 자체로 알려진 바와 같이 폴리올 세그먼트(폴리에테르, 폴리에스테르 또는 폴리카르보네이트), 이소시아네이트 세그먼트 및 사슬 연장제 또는 수산화 가교결합제로 형성된다. 하나의 중요한 바람직한 특징은 엘라스토머가 표준 DIN 53504에 따라 약 5 MPa 이하, 특히 1 내지 4 MPa, 특히 1 내지 3 MPa, 예를 들어 대략 2 MPa에 포함되는 100% 연신율에서 모듈러스를 갖는다는 것이다. 더 유리하게는, 이 모듈러스는 표준 DIN 53504에 따르면 2 내지 15 MPa, 특히 6 내지 15 MPa, 보다 특히 6 내지 10 MPa, 일반적으로 6 내지 9.5 MPa, 예를 들어 대략 8 MPa이다. 또 다른 중요한 바람직한 특징은 엘라스토머가 가교결합제(엘라스토머를 형성하기 위해 사용되는 가교결합제와 혼동하지 말 것)와의 혼합물로 존재한다. 특히, 건조 엘라스토머에 대한 건조 가교결합제의 비율은 약 5 중량% 내지 약 30 중량%, 특히 약 7 중량% 내지 약 20 중량%, 특히 약 8 중량% 내지 약 18 중량%(예를 들어, 약 8 중량% 내지 약 16 중량%)이다. 가교결합제는 특히 이소시아네이트, 멜라민, 또는 이소시아네이트와 멜라민의 혼합물을 포함한다. 이 가교결합제는 특히 엘라스토머에 남아 있는 반응성 작용기(특히 NCO 및 알코올)의 전부 또는 일부를 차단하고, 추가 결합 또는 가교결합를 생성하고, 패브릭의 코팅을 형성하는 가교결합된 PU를 얻는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 패브릭은 선박 견인 구조물, 특히 나중에 상세히 설명되는 바와 같이 이러한 용도를 위한 패러글라이더 돛 유형의 구조물을 형성하도록 의도되거나 형성될 수 있다.
패브릭은 유리하게는 1.8 내지 4, 특히 2.6 내지 3.2의 커버리지율 TC를 갖는다. TC(커버리지 비율)는 직조(weaving) 작업에서 유래되고 가능한 캘린더링 또는 유사한 작업 이전에 생성된 PET 직물의 TC이다. TC는 하기와 같이 계산된다: TC = (필라멘트의 수/cm x cm로 표현된 1개 필라멘트의 직경)경사 + (필라멘트의 수/cm x cm로 표현된 1개 필라멘트의 직경)위사. 본 발명에 대해 유지된 TC 값은 패브릭에 충분히 폐쇄된 구성을 제공하는 값에 상응하며, 아마도 그 후에 궁극적이고 유리한 캘린더링 공정에 의해 강조될 수 있으며, 한편으로는 패브릭의 사용 영역에 적절한 낮은 다공도를 얻기 위해 코팅 재료의 흡수 속도를 제한하고 결과적으로 코팅된 패브릭의 최종 중량을 제한하는 것을 가능하게 한다.
본 발명은 특히 연속 경사 및 위사로부터 형성되고 2개의 표면 중 한면 또는 양면이 폴리우레탄(PU)으로 코팅된 패브릭, 특히 선박 견인 구조용 패브릭에 관한 것으로서, 베어 패브릭(bare fabric)은 1.8 내지 4, 바람직하게는 2.6 내지 3.2의 커버리지율 TC를 가지며, 방적사(yarn)는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET)로 만들어지고, 상기 패브릭은 경사 및 위사 밀도의 측면에서 20 내지 50 방적사/cm의 밀도를 가지며, 상기 폴리우레탄은 폴리에테르-기반, 폴리에스테르-기반 또는 폴리카보네이트-기반의 가교결합된 PU이고, 상기 PU는 (1) 유기 용매상(특히 용매에 용해됨)에서의 구현 시 표준 DIN 53504에 따라 5 MPa 이하, 특히 1 내지 4 MPa, 특히 1 내지 3 MPa의 100% 연신율에서 모듈러스(modulus)를 갖는 1-성분 폴리우레탄의 가교결합으로부터; (2) 건조 엘라스토머에 대한 건조 가교결합제의 비율을 기준으로 약 5 중량% 내지 약 30 중량%, 특히 약 7 중량% 내지 약 20 중량%, 특히 약 8 중량% 내지 약 18 중량%의 가교결합제제 의해 유래되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 패브릭은 이러한 초기 다공도(새 것일 때)를 유지하거나 염수 조건 하에서의 에이징(aging) 동안 그리고 따라서 패브릭의 사용 동안 이러한 다공도의 약간의 증가만 경험하는 놀라운 능력을 갖는다. 동시에, 이러한 패브릭은 또한 이의 에이징 또는 사용 동안 수분 흡수 측면에서 낮은 수준의 증가만 겪는 이점을 제공한다. 따라서, 포뮬러(formula)는 특히 패러글라이더형의 공중 견인 구조물용 패브릭을 제공할 수 있게 하는 것으로 밝혀졌으며, 이는 시간 및 사용의 경과에 걸쳐 다공도에 대해 우수한 특성, 더 낮은 민감도 또는 실제로는 염수 흡수에 대한 무감각성을 가져서, 구조물 또는 돛을 효율적이고 안전하게 사용할 수 있도록 하는 우수한 기계적 성능의 특성을 지속 가능하게 유지할 수 있다.
패브릭은 43, 44, 45 또는 50 g/m2 이상의 코팅 포함 중량을 가질 수 있다. 이러한 중량은 또한 약 43, 44, 45 또는 50 내지 약 250 g/m2, 특히 약 130 g/m2, 예를 들어 약 105 또는 110 g/m2의 범위일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 코팅 물질의 건조 흡수율은 10 중량% 이상, 특히 10 중량% 내지 35 중량%, 전형적으로 10 중량% 내지 30 중량%, 바람직하게는 12 중량% 내지 30 중량%, 더 양호하게는 12 중량% 내지 25 중량%이다. 건조 흡수율은 코팅된 패브릭 상의 건조 코팅(특히 가교결합된 PU)의 중량비이고; 이는 최종 패브릭에 존재하는 건조/가교결합된 코팅의 중량을 나타낸다. 이러한 코팅 또는 흡수율은 최적화를 나타낸다. 과잉은 특정한 특성에 해로울 수 있으며 불필요하게 중량을 증가시킬 수 있다.
PET는 에틸렌 테레프탈레이트의 반복 단위로 구성되지만; 본 발명의 범위는 실제로 폴리에스테르의 분자 사슬당 소량의 다른 단위, 예를 들어 10 몰% 미만, 특히 5 몰% 미만의 다른 단위를 포함하는 변형으로 확장된다(이들 다른 단위를 형성하기 위해 공단량체는 예를 들어 이소프탈산, 나프탈렌 디카르복실산, 아디프산, 하이드록시벤조산, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 트리멜리트산 및 펜타에리트리톨을 포함함).
폴리에스테르 방적사는 멀티필라멘트 방적사이다. 이들은 여러 연속 필라멘트로 형성된다. 일 구현예에 따르면, 패브릭은 특히 33 내지 470 dtex, 예를 들어 44 내지 115 dtex의 dtex 번수(count)를 갖는 경사 및 위사로 이루어진다. 예를 들어, 하기 번수를 갖는 방적사가 사용된다: 44, 80, 114 dtex. 특히, 경사 및 위사의 DPF(데시텍스/필라멘트)는 1 내지 4, 바람직하게는 1.3 내지 3.7이다.
일 구현예에서, 경사 및 위사는 동일한 번수를 갖고 동일한 DPF를 갖는다.
또 다른 구현예에서, 경사 및 위사는 상이한 번수를 가지며, 한 방향의 방적사 번수는 다른 방향의 방적사 번수보다 엄격하게 높다. 예를 들어, 한 방향의 방적사 번수는 33 내지 470 dtex, 특히 78 내지 115 dtex이며, 한편 다른 방향의 방적사 번수는 33 내지 115 dtex, 특히 44 내지 78 dtex이고, 제1 방향의 방적사 번수는 다른 방향의 방적사 번수보다 엄격하게 높다. 일 양식에 따르면, 더 높은 번수의 방적사는 위사 방향에 있다. 또 다른 양식에 따르면, 더 높은 번수의 방적사는 경사 방향에 있다.
또 다른 구현예에서, 동일한 주어진 방향, 경사 또는 위사에서 또는 경사와 위사 방향 둘 다에서 다양한 번수를 제공하는 것이 가능하다. 이러한 경우, 경사 및/또는 위사 방향에서 상이한 번수를 갖는 적어도 2개 유형의 방적사가 존재한다.
PET 방적사의 인성(또는 인장 강도)은 특히 6 cN/dtex 이상, 특히 6 내지 7 cN/dtex이다. 이의 파단 연신율은 특히 20% 이상, 특히 20% 내지 30%이다. 인성 및 파단 연신율은 표준 DIN EN ISO 2062에 따라 측정된다.
이러한 특징을 갖는 PET 섬유 또는 방적사는 상업적으로 입수 가능하고/하거나 주문 생산될 수 있다.
폴리에스테르 방적사는 선택적으로 하나 이상의 첨가제, 예를 들어 안정화제 및/또는 정전기 방지제를 함유한다.
일 구현예에 따르면, 실시에 사용되는 PET 패브릭은 캘린더링된 패브릭이며, 이는 이것이 PU로 코팅되기 전에 캘린더링을 거쳤음을 의미한다. 캘린더링은 패브릭을 부수고 방적사와 구성 필라멘트를 펴서 패브릭의 구멍을 닫고 다공도를 줄이는 데 기여한다.
본 발명의 패브릭은 폴리우레탄을 용매에 녹여 코팅하여 얻어진다. 코팅은 아래 언급된 특징 중 임의의 하나를 가질 수 있다. 첫째, 패브릭은 이의 2개 표면 중 한면 또는 양면에 코팅될 수 있으며; 바람직하게는 한면에 코팅된다.
폴리우레탄은 뻣뻣한 부분(이소시아네이트)과 유연한 부분(폴리올)을 포함한다. 당업자는 100% 연신율에서 모듈러스를 특징으로 하는 원하는 강성도의 엘라스토머를 얻기 위해 이소시아네이트/폴리올 비율과 성분의 특성 사이의 절충안을 찾는 방법을 알고 있다. 바람직하게는, 코팅에 사용되는 엘라스토머는 1-성분 엘라스토머이며, 이소시아네이트는 폴리올과 반응한 다음 사슬 연장제 또는 가교결합제와 반응하여, 일반적으로 NCO 및 알코올과 같은 반응성 작용기를 여전히 함유하는 엘라스토머를 형성한다. 당업자는 이소시아네이트, 폴리올 및 사슬 연장제 또는 가교결합제로부터 얻어지는 공중합체 또는 엘라스토머의 생산에 관한 문헌, 특히 These en Matriaux Polymeres et Composites [Thesis on Polymer Materials and Composites] by Segolene Hibon, Institut National de Sciences Appliquees-INSA [National Institute of Applied Sciences) in Lyon, France, 2006을 참조할 수 있다.
코팅 조성물은 가교결합제, 특히 이소시아네이트 또는 멜라민, 또는 심지어 이 둘의 혼합물에 의해 보충된다. 용어 "이소시아네이트"는 단독으로 또는 하나 이상의 다른 이소시아네이트 및/또는 폴리이소시아네이트와의 혼합물로서 이소시아네이트 및 폴리이소시아네이트 모두를 지칭하는 것으로 이해된다. 용어 "이소시아네이트"는 본원에서 용어 "이소시아네이트" 및 "폴리이소시아네이트"를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 폴리이소시아네이트가 바람직하다. 멜라민에 관해서는, 특히 멜라민 고유(1,3,5-트리아진-2,4,6-트리아민) 또는 멜라민을 함유하는 화합물 또는 수지, 예를 들어 멜라민-포름알데하이드 수지일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 건조 엘라스토머에 대한 건조 가교결합제의 비율은 약 5 중량% 내지 약 30 중량%, 더 바람직하게는 약 7 중량% 내지 약 20 중량%, 특히 약 8 중량% 내지 약 18 중량%이다.
일 구현예에 따르면, 폴리우레탄(및 출발 엘라스토머)은 폴리에테르 기반이다. 특히, 폴리에테르 기반 폴리우레탄은 선형 또는 분지형이고 폴리에테르 유형의 폴리올 부분과 이소시아네이트 부분을 포함한다.
일 구현예에 따르면, 폴리우레탄(및 출발 엘라스토머)은 폴리에스테르 기반이다. 특히, 폴리에스테르 기반 폴리우레탄은 선형 또는 분지형이고 폴리에스테르 유형의 폴리올 부분과 이소시아네이트 부분을 포함한다.
또 다른 구현예에 따르면, 폴리우레탄(및 출발 엘라스토머)은 폴리카르보네이트 기반이다. 특히, 폴리카르보네이트 기반 폴리우레탄은 선형 또는 분지형이고 폴리카르보네이트 유형의 폴리올 부분과 이소시아네이트 부분을 포함한다.
엘라스토머 및 가교결합제와 관련하여, 이소시아네이트 부분은 바람직하게는 지방족이며, 실제로 방향족 이소시아네이트는 시간이 지남에 따라 황색으로 변하는 단점이 있어 사용할 수 있지만 바람직하지 않다.
일 구현예에서, 본 발명의 패브릭은 용매상에서 폴리우레탄으로 코팅함으로써 얻어진다. 폴리에스테르 패브릭으로부터 코팅 패브릭을 생산하는 본 패브릭 생산 방법은 본 발명의 또 다른 목적이다. 코팅은 아래에 언급된 특징 중 하나를 가질 수 있다.
코팅 단계는 직접 코팅과 같은 텍스타일 코팅에 통상적으로 사용되는 기술에 의해 수행된다. 용어 "직접 코팅"은 예를 들어 메이어 로드(또는 챔피온 공정)를 사용하여 닥터 블레이드, 실린더, 에어 나이프, 패더를 사용하는 직접 증착 코팅 공정을 지칭하는 것으로 이해된다.
일 구현예에서, 본 발명의 패브릭은 바이어스에 걸친 강성을 특징으로 한다. 바이어스는 경사에 대해 45° 방향을 따라 측정 시 경사 방향이라고 한다. 바이어스는 위사에 대해 45° 방향을 따라 측정 시 위사 방향이라고 한다. 연신율은 바이어스를 따라 적용된 3 파운드(Lbs, 즉 1.36 kg)의 힘 하에 백분율로 측정된다. 이러한 연신율은 바이어스에 걸친 패브릭의 강성을 특징으로 한다. 사용된 표준은 NF EN ISO 13934-1이며: 너비 50 mm, 길이 300 mm의 테스트 시편이 생산된다. 동력계의 클램프 턱(clamp jaw)은 200 mm 간격으로 떨어져 있고, 측정은 100 mm/분의 속도로 수행된다.
특히, 본 발명에 따른 코팅된 패브릭은 3 lbs 또는 1.36 kg 하에 경사 및 위사 방향을 따른 바이어스 연신율이 10% 이하이다. 따라서, 이러한 연신율은 1% 내지 10%, 바람직하게는 3% 내지 10%일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 새 패브릭일 때, 패브릭은 표준 NFG 07111(측정 표면적 100 cm2)에 따라 측정 시 2000 Pa의 압력 하에 20 L/m2/분 이하의 다공도 또는 공기 투과성; 및/또는 (바람직하게는) Tappi 441 om-90 표준에 따라 1% 이하, 특히 0.9% 이하, 예를 들어 0.5% 이하의 수분 흡수율을 갖는다,
본 발명의 패브릭은 유리하게는 높은 내구성, 특히 높은 수분 안정성(water stability)을 나타낸다. 이러한 안정성은 실시예 섹션에 기재된 다양한 가속 에이징 방법에 의해 평가될 수 있으며: 다공도 또는 공기 투과성 및 수분 흡착 특성은 본 발명에 따른 패브릭의 경우 사용 후 거의 변하지 않는다:
- 가수분해 및 기계적 응력 후 다공도 또는 공기 투과성: 에이징 후 이는 표준 NFG07111에 따라 바람직하게는 30 L/m2/분 이하, 특히 20 L/m2/분 이하, 특히 15 L/m2/분 이하로 유지되며; 및/또는
- Tappi 441 om-90 표준에 따른 수분 흡수율은 1% 이하, 특히 0.9% 이하, 예를 들어 0.5% 이하로 유지된다.
패브릭은 선박 또는 배를 끌 수 있는 패러글라이더 돛 유형의 구조물을 생산할 수 있게 하며, 특히 이러한 돛에 가해지는 응력을 견딜 수 있게 한다. 이러한 패브릭은 위에서 언급한 특성을 갖고 있으며, 공중 구조물을 보내고, 올리고, 공중에 남아 있고, 의도한 바람 조건 하에 역할을 수행하고, 예상되는 동적 거동을 기반으로 변할 수 있을 정도로 충분히 가볍다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 명세서에 정의된 바와 같은 고강도 PET 패브릭의 코팅을 위한 본 명세서에 정의된 바와 같은 PU 엘라스토머 또는 가교결합된 PU 코팅의 용도이다. 이 코팅은 특히 패브릭에 본원에 기재된 특성 또는 특성들, 특히 본원에 기재된 바이어스 방향으로의 연신율; 및/또는 본원에 기재된 바와 같이 신품 및 에이징 후 또는 사용 후 매우 낮은 수분 흡수; 및/또는 본원에 기재된 바와 같이 에이징 또는 사용 후에 새로운 코팅 패브릭과 코팅 패브릭 사이에 전혀 증가하지 않거나 약간만 증가하는 다공도를 제공하도록 의도된다. 이러한 사용은 본 발명의 또 다른 목적인 하기 생산 방법을 초래할 수 있다.
코팅된 패브릭을 생산하기 위한 패브릭 생산 방법은 특히 하기 단계를 포함한다:
(a) 본 발명에 따른 폴리에스테르 패브릭을 제공하는 단계로서; 이러한 패브릭은 선택적으로 캘린더링될 수 있는 단계;
(a) 상기 패브릭의 2개의 표면 중 한면 또는 양면을 본 발명에 따른 용매 상의 폴리우레탄, 바람직하게는 용매 및 가교결합제와의 혼합물에 용해된 1-성분 엘라스토머로부터 본원에 기재된 바와 같이 본 발명에 따른 코팅 속도로 코팅하는 단계;
(a) 코팅이 건조되고 가교결합될 때까지 상기 패브릭을 가열하는 단계;
(a) 본 발명에 따른 코팅 패브릭을 얻는 단계; 및
(b) 선택적으로, 상기 패브릭을 예를 들어 승화 프린팅에 의해 2개의 표면 중 한면 또는 양면에 프린팅하는 단계.
본 발명의 목적은 특히 코팅된 패브릭을 생산하는 패브릭 생산 방법에 관한 것이며, 하기 단계를 포함한다:
- 경사 및 위사 밀도의 관점에서 20 내지 50 방적사/cm의 밀도를 갖는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET)로 생산된 패브릭을 제공하는 단계;
- 이 패브릭의 2개의 표면 중 한면 또는 양면을 하기의 혼합물을 사용하여 코팅하는 단계: 표준 DIN 53504에 따르면 약 5 MPa 이하, 특히 1 내지 4 MPa, 특히 1 내지 3 MPa의 100% 연신 모듈러스를 갖는 1-성분 폴리우레탄 엘라스토머; 엘라스토머용 용매; 및 건조 엘라스토머에 대한 건조 가교결합제의 비율을 기준으로 약 5 중량% 내지 약 30 중량%, 특히 약 7 중량% 내지 약 20 중량%, 특히 약 8 중량% 내지 약 18 중량%의 가교결합제;
- 코팅이 건조되고 가교결합될 때까지 패브릭을 가열하는 단계;
- 코팅된 패브릭을 얻는 단계; 및
- 선택적으로 패브릭을 예를 들어 승화 프린팅에 의해 2개 표면 중 하나 또는 둘 모두에 프린팅하는 단계.
이 방법은 상술한 바와 같이 패브릭을 생산하는 것을 목적으로 하며, 패브릭 및 이의 코팅의 생산에 사용되는 요소의 특징적 특징은 하기 섹션에서 이를 반복할 필요 없이, 방법, 상기 방법에서의 이의 용도를 위한 이들 요소의 선택에 적용 가능하다.
PET 패브릭은 코팅 전에 캘린더링을 거칠 수 있다.
일 구현예에 따르면, 패브릭은 코팅 전에 도구, 실린더 또는 캘린더 롤러와 카운터 플레이트 사이에서 캘린더링된다. "캘린더링 표면"으로 지칭되는 캘린더링 도구의 통과를 거친 패브릭의 표면은 다른 표면에 비해 평활화된다.
일 양식에 따르면, 코팅은 이 캘린더링 표면에 영향을 미친다. 중합체의 접착력은 먼저 이 매끄러운 표면에 프라이머 처리를 미리 적용하여 강화할 수 있다. 이는 물리적 처리 또는 화학적 처리일 수 있다. 이는 예를 들어 화학 결합을 형성하기 위해 중합체기와 반응할 수 있는 작용기를 제공하는 화학 처리이다.
또 다른 양식에 따르면, 코팅은 평활화되지 않은 다른 표면에 영향을 미친다. 코팅 흡수 속도는 관련 표면에 따라 달라지며, 이 속도는 평활하지 않은 표면에서 더 높으며, 이는 당업자가 코팅의 양 및 중량을 조정할 수 있음을 이해해야 한다. 양면 코팅도 가능하다.
또 다른 구현예에 따르면, PET 패브릭은 코팅 전에 2개의 캘린더링 도구, 실린더 또는 캘린더 롤러 사이에서 캘린더링된다. 패브릭의 양면이 매끄럽다. 2개의 표면 중 한면 또는 양면은 상기 기재된 바와 같이 접착 처리를 하거나 하지 않고 후속적으로 코팅된다.
PET 패브릭의 캘린더링은 바람직하게는 150℃ 내지 250℃, 바람직하게는 180℃ 내지 210℃의 온도에서 수행된다. 캘린더링은 바람직하게는 150 내지 250 kg, 바람직하게는 180 내지 230 kg 범위의 압력으로 수행된다. 캘린더의 회전 속도는 1 내지 30 m/분, 바람직하게는 10 내지 20 m/분일 수 있다.
본 발명의 패브릭은 용매상 중 폴리우레탄에 의한 코팅으로 얻어진다. 코팅은 아래에 언급된 특징 중 하나를 가질 수 있다.
PU는 표준 DIN 53504에 따라 약 5 MPa 이하, 특히 1 내지 4 MPa, 특히 1 내지 3 MPa의 100% 연신율에서의 모듈러스를 갖는다. PU는 유기 용매의 용액에 배치된다. 중합체는 매질에 용해된다. PU용 가교결합제는 이 용액에 첨가된다. 특히, 건조 폴리우레탄에 대한 건조 가교결합제의 비율은 약 5 중량% 내지 약 30 중량%, 특히 약 7 중량% 내지 약 20 중량%, 특히 약 8 중량% 내지 약 18 중량%이다.
본 발명의 패브릭은 폴리우레탄을 용매에 녹여 코팅하여 얻어진다. 특히, 코팅은 1-성분 엘라스토머(특히 이소시아네이트, 폴리올 및 사슬 연장제 또는 가교결합제로부터 형성됨)를 용매 용액에 함유한다. 필름은 용매가 증발하는 동안 자연적으로 형성된다. 용매는 유기 용매이고 특히 방향족 용매, 알코올, 케톤, 에스테르, 디메틸포름아미드 및 n-메틸피롤리돈으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 하나의 특정 구현예에서, 용매는 톨루엔, 크실렌, 이소프로판올, 부탄올, 1-메톡시프로판-2-올, 메틸 에틸 케톤, 아세톤, 부타논, 에틸 아세테이트, 디메틸포름아미드, n-메틸피롤리돈 및 위에서 언급한 것 중 적어도 2개의 혼합물, 예를 들어, 톨루엔과 이소프로판올의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일 구현예에서, 용매상 폴리우레탄은 PU 및 용매 혼합물에 대해 비가교결합 PU, 특히 1-성분 엘라스토머의 20 내지 50 중량% 농도를 특징으로 할 수 있다. 일 구현예에서, 이러한 용매상 폴리우레탄, 특히 용매에 용해된 엘라스토머는 23℃에서 100,000 mPa.s 미만, 바람직하게는 23℃에서 5,000 내지 60,000 mPa.s의 점도를 특징으로 할 수 있다(표준 DIN EN ISO/A3에 따름).
특히, 건조 및 가교결합 단계는 먼저 예를 들어 약 90℃ 내지 약 120℃의 온도에서 건조하고, 그 후 약 140℃ 내지 약 210℃의 온도에서의 가교결합를 포함한다.
본 발명의 패브릭 코팅 조성물은 추가로 첨가제를 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 패브릭 코팅 조성물에 통상적으로 사용되는 임의의 첨가제일 수 있다. 이들은 특히 점도 조절제, UV 안정제, 염료, 분산제 및 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택된다. 일 구현예에 따르면, 코팅은 UV 방지제를 포함한다.
일 구현예에서, 방법은 건조 및 가교결합 단계 후에 패브릭 방오 및/또는 발수 특성을 부여하는 하나 이상의 후처리 단계(들)를 포함한다. "방오 처리"라는 용어는 정전기 방지 및/또는 점착 방지 제품을 사용하는 처리를 의미하는 것으로 이해된다. 용어 "발수 처리"는 불소화 수지용 가교결합제, 예를 들어 이소시아네이트를 포함하거나 포함하지 않는 불소화 수지를 사용하는 처리를 지칭하는 것으로 이해된다. 발수 처리 후 건조/가교결합 단계가 이어진다. 일 구현예에서, 후처리는 당업자에게 공지된 임의의 방법, 특히 패딩, 코팅, 분무 또는 플라즈마 처리에 의해 적용된다.
본원에 기재된 코팅 패브릭은 소위 승화 프린팅 기술에 의해 프린팅될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 이러한 코팅 패브릭은 승화 기술에 의해 착색, 프린팅 또는 장식된다. 후자는 특히 고온에서 승화될 수 있는 하나 이상의 염료로 기판(전사 기판) 상에 패턴을 프린팅함으로써 구현될 수 있다. 기재는 그 후 코팅된 패브릭과 접촉하도록 적용되고, 그 후 예를 들어 약 200℃에서 압력 하에서 열간 캘린더링된다. 염료는 기상으로 들어가 코팅 및/또는 표면 및/또는 섬유로 전달된다. 폴리에스테르 PET는 이 온도에서 안정적으로 유지된다.
실시예 1, 1bis, 2 및 2bis의 패브릭은 본 발명에 따른 패브릭 및 견인 구조물 또는 돛의 구현예이다. 이들은 실시예에 제시된 구성요소 특징에 의해 정의된다.
본 발명의 목적은 또한 본 발명에 따른 방법을 구현함으로써 얻어지거나 얻어질 수 있는 패브릭에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 특히 박스 섹션(셀)이 있는 패러글라이더 돛 형태의 구조물의 하부 표면(하부 돛) 및/또는 상부 표면(상부 돛)을 생산하기 위한, 공중 견인 구조물을 생산하기 위한 방법에 관한 것으로서, 본원에 기재된 바와 같은 패브릭을 생산하거나 본원에 기재된 바와 같은 패브릭을 갖는 단계, 및 이러한 코팅된 패브릭으로 공중 구조물의 전부 또는 일부를 만드는 단계를 포함한다. 본 발명은 또한 선박용 공중 견인 구조물을 생산하기 위한, 특히 박스 섹션을 갖는 패러글라이더 돛 형태의 구조물의 하부 표면 및/또는 상부 표면을 생산하기 위한 본원에 기재된 바와 같은 코팅된 패브릭의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 패브릭을 포함하거나 패브릭으로 만들어진 공중 견인 구조물에 관한 것이다. "공중 견인 구조물"은 본 발명에 따른 패브릭의 적어도 하나의 층을 포함하는 구조물 또는 돛을 지칭하며, 선박 또는 배에 연결될 수 있고 바람, 실제 및/또는 겉보기의 영향 하에 상기 선박 또는 배의 변위를 보장하거나 이에 기여할 수 있다. 유리하게는, 구조물은 상기 구조물에서 중첩되고 함께 유지되고 하부 표면 역할을 하는 층 및 상부 표면 역할을 하는 층을 형성하는 이러한 패브릭의 2개의 층을 포함한다. 특히, 구조물은 박스 섹션 유형을 갖는 패러글라이더 돛이고, 바람직하게는 패브릭의 2개의 층(하부 표면 및 상부 표면)을 포함하며 이러한 층은 둘 다 본 발명의 패브릭으로 만들어진다. 원하는 치수를 갖는 하부 표면 및 상부 표면을 갖기 위해, 후자는 특히 재봉에 의한 본 발명에 따른 패널 또는 롤 또는 패브릭 조각의 조립체이다. 하부 표면 및 상부 표면은 동일한 패브릭, 상이한 패브릭으로 만들어질 수 있거나, 본 발명에 따라 상이한 패브릭의 조립체 중 하나 및/또는 다른 하나를 포함할 수 있다.
패브릭의 2개 층은 칸막이(partition)로 연결되어 있으며, 동일한 패브릭 또는 또 다른 패브릭으로 만들어질 수 있다. 일 구현예에서, 칸막이는 또한 전술한 패브릭과 동일한 성질의 PU 코팅을 갖는 PET 패브릭으로 만들어진다. 그러나, 약 6 내지 약 40 MPa의 100% 연신율 모듈러스 및 약 40 내지 약 200 중량%의 가교결합제 비율을 갖는 PU를 사용하는 것이 바람직하다.
구조물은 특히 패러글라이더형 돛의 경우 하부 표면 및/또는 상부 표면에 승화에 의해 프린팅된 패턴을 가질 수 있다.
견인 구조물, 특히 패러글라이더형 구조물의 하부 표면 및 상부 표면은 50, 100 또는 200 m2 내지 800 m2, 특히 100 m2 내지 500 m2의 표면을 가질 수 있다.
견인 구조물은 다양한 톤수, 특히 100톤 내지 550,000톤, 예를 들어 10,000 내지 260,000톤의 선박에 사용하기 위해 사용될 수 있고 크기가 조정될 수 있다.
통상적으로, EP 2,475,577(그 전체 내용이 본원에 인용되어 포함됨)에 기재된 바와 같이, 본 발명에 따른 패러글라이더형 돛은 하부 표면 및 상부 표면을 갖는다. 돛의 앞쪽에서는 하부 표면 및 상부 표면이 리딩 에지(leading edge)에 의해 연결되며, 한편 돛의 뒤쪽에서는 하부 표면 및 상부 표면이 합쳐져 트레일링 에지(trailing edge)를 형성한다. 하부 표면과 상부 표면 사이에 리딩 에지에서 전방을 향하여 개방되고 측면 방향을 따라 내부 박스 벽에 의해 쌍으로 분리되는 전후방 박스 섹션이 구분된다.
돛의 구성요소, 특히 이의 하부 표면, 상부 표면 및 내부 박스 벽은 특히 재봉에 의해 서로 단단히 조립된 패브릭 조각으로 만들어진다. 따라서, 돛의 각 구성요소인 각 조각은 본 발명에 따른 패브릭에 의해 독점적이지는 않지만 본질적으로 만들어진다.
이러한 패브릭은 연속 경사 및 연속 위사에 의해 형성되며, 이들 경사 및 위사는 기존의 직조 기술에 따라 엇갈리게 짜여져 있다. 예를 들어 패브릭의 메쉬는 정사각형이다. 이러한 패브릭은 립스탑(ripstop) 유형, 즉 패브릭의 인열 방지(anti-tear) 성능을 개선하기 위해 강화 방적사를 통합할 수 있다.
조각의 조립은 돛 내에서 경사는 돛의 전후 방향 AP를 따라 길이방향으로 연장되며, 한편 위사는 측면 방향 L을 따라 길이빙향으로 연장되도록 제공된다. 다시 말해, 수평면에 투영되고, 경사 및 위사는 각각 하부 표면과 상부 표면에 속하는 부품의 패브릭과 내부 박스 벽을 이루는 조각의 패브릭 둘 다에 대해 전후 방향 AP와 측면 방향 L에 평행하게 연장된다.
이제 본 발명은 바람직한 구현예에 상응하는 실시예의 도움으로 설명될 것이며, 이들은 어떠한 제한도 없이 예시로서 제공된다.
실시예 1 및 1bis:
이들 실시예는 강성 PU로 코팅된 기존의 폴리아미드 6.6 패브릭(대조군 1), 한면에 스터프 PU로 코팅된 폴리에스테르 패브릭(대조군 2) 및 한면에 PU로 코팅된 고인성(high tenacity) 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 패브릭(본 발명에 따른 실시예)의 한쪽 표면 상에 미치는 폴리우레탄 코팅의 영향을 비교한다.
대조군 1: PA6.6은 100% 연신율 모듈러스가 8 MPa이고 이소시아네이트 + 멜라민 포름알데하이드 가교결합제를 갖는 PU 엘라스토머로부터 얻은 PU 코팅을 갖는 스피네이커 분야의 기존의 폴리아미드 패브릭이다. 건조 엘라스토머에 대한 건조 가교결합제의 비율은 66.9%이다. PU는 톨루엔과 이소프로판올의 50/50 혼합물에 사용된다.
대조군 2: 100% 연신율 모듈러스가 32.4 MPa이고 이소시아네이트 + 멜라민 포름알데하이드 가교결합제를 갖는 PU 엘라스토머로부터 얻은 PU 코팅이다. 건조 엘라스토머에 대한 건조 가교결합제의 비율은 137%이다. PU는 톨루엔과 이소프로판올의 50/50 혼합물에 사용된다.
PET는 100% 연신율 모듈러스가 2 MPa이고 이소시아네이트 + 멜라민 포름알데하이드 가교결합제로부터 얻은 PU 엘라스토머로부터 얻은 PU 코팅을 갖는다. 건조 엘라스토머에 대한 건조 가교결합제의 비율은 8.4%이다. 실시예 1 및 1bis는 코팅 물질의 건조 흡수율이 상이하다. PU는 톨루엔과 이소프로판올의 50/50 혼합물에 사용된다.
대조군과 본 발명의 실시예 둘 다에서, PU는 지방족 폴리카보네이트 기반의 1-성분 PU이다.
PET의 인성은 6.6 cN/dtex이다. 파단 연신율은 21%이다.
코팅은 닥터 블레이드를 사용하여 실시하고, 100℃에서 건조하는 단계, 이어서 180℃에서 가교결합시키는 단계를 따른다. 속도는 27 m/분이다.
대조군 1 대조군 2 본 발명에 따른 실시예 1 본 발명에 따른 실시예 1bis
방적사의 유형 PA6.6 PET PET PET
번수 (dtex) (경사 및 위사) 110 114 114 114
DPF 3.2 3.6 3.6 3.6
경사 x 위사의 수 35x30.0 33.6x30.5 33.6x30.5 33.6x30.5
코팅된 중량 (g/m2) 85.2 84 90 100
코팅 물질의 건조 흡수율 (%) 9.3 9.4 13.2 22.7
다공도 - 새 것 (L/m2/분) 5 6 2 2
다공도 - 사후 에이징 (L/m2/분) 44 >200 7 2
수분 흡수율 - 새 것 (%) 0.2 0.1 0.1 0.1
수분 흡수율 - 사후 에이징 (%) 1.8 1.3 0.7 0.7
3 lbs 또는 1.36 kg 하에 바이어스 연신율 (%) 0.9 0.5 4.1 3.6
다공도 및 수분 흡수율 측정 방법은 나중에 설명한다.
실시예 2 및 2bis:
이들 실시예는 강성 PU로 코팅된 기존의 폴리아미드 6.6 패브릭(대조군 3), 한면에 스터프 PU로 코팅된 폴리에스테르 패브릭(대조군 4) 및 한면에 PU로 코팅된 고인성(high tenacity) 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 패브릭(본 발명에 따른 실시예)의 한쪽 표면 상에 미치는 폴리우레탄 코팅의 영향을 비교한다.
대조군 3: PA6.6은 100% 연신율 모듈러스가 8 MPa이고 이소시아네이트 + 멜라민 포름알데하이드 가교결합제를 갖는 PU 엘라스토머로부터 얻은 PU 코팅을 갖는 스피네이커 분야의 기존의 폴리아미드 패브릭이다. 건조 엘라스토머에 대한 건조 가교결합제의 비율은 66.9%이다. PU는 톨루엔과 이소프로판올의 50/50 혼합물에 사용된다.
대조군 4: 100% 연신율 모듈러스가 8 MPa이고 이소시아네이트 + 멜라민 포름알데하이드 가교결합제를 갖는 PU 엘라스토머로부터 얻은 PU 코팅이다. 건조 엘라스토머에 대한 건조 가교결합제의 비율은 66.9%이다. PU는 톨루엔과 이소프로판올의 50/50 혼합물에 사용된다.
PET는 100% 연신율 모듈러스가 2 MPa이고 이소시아네이트 + 멜라민 포름알데하이드 가교결합제로부터 얻은 PU 엘라스토머로부터 얻은 PU 코팅을 갖는다. 건조 엘라스토머에 대한 건조 가교결합제의 비율은 실시예 2의 경우 15.4% 및 실시예 2bis의 경우 8.4%이다. 실시예 2 및 2bis는 또한 코팅 물질의 건조 흡수율이 상이하다. PU는 톨루엔과 이소프로판올의 50/50 혼합물에 사용된다.
대조군과 본 발명의 실시예 둘 다에서, PU는 지방족 폴리카보네이트 기반의 1-성분 PU이다.
PET의 인성은 6.6 cN/dtex이다. 파단 연신율은 21%이다.
코팅은 닥터 블레이드를 사용하여 실시하고, 100℃에서 건조하는 단계, 이어서 180℃에서 가교결합시키는 단계를 따른다. 속도는 27 m/분이다.
대조군 3 대조군 4 본 발명에 따른 실시예 2 본 발명에 따른 실시예 2bis
방적사의 유형 PA6.6 PET PET PET
번수 (dtex) (경사 및 위사) 50 44 44 44
DPF 3.8 3.2 3.2 3.2
경사 x 위사의 수 42x42 39.3x39 39.3x39 39.3x39
코팅된 중량 (g/m2) 54.8 47 44.9 52
코팅 물질의 건조 흡수율 (%) 15.4 21.9 18.0 30.0
다공도 - 새 것 (L/m2/분) 5 2 2 2
다공도 - 사후 에이징 (L/m2/분) 75 >200 27 4
수분 흡수율 (%) 0.2 0.1 0.1 0.1
수분 흡수율 - 사후 에이징 (%) 0.8 0.3 0.2 0.2
3 lbs 또는 1.36 kg 하에 바이어스 연신율 (%) 1.2 0.9 3.2 8.9
다공도 및 수분 흡수율 측정 방법은 나중에 설명한다.
2개 실시예에 대한 결론:
PA6.6 기판은 에이징 후 수분 흡수율이 높기 때문에 적합하지 않다. 본 발명에 따른 코팅된 패브릭은 우수한 다공도(공기 투과성) 특성을 가지며, 이러한 우수한 다공도는 에이징 테스트에 의해 실증된 바와 같이 안정적이다. 본 발명에 따른 패브릭에 대한 바이어스에 걸친 우수한 테스트는 이러한 다공도 유지에 기여한다. 본 발명의 패브릭은 또한 새 것일 때 그리고 에이징 후에 수분 흡수 측면에서 최상의 거동을 갖는다. 이러한 특성으로 인해 이러한 패브릭은 해양 환경에서 사용되는 공중 견인 구조물을 형성하는 데 사용하기에 적합하다.
적용에 사용된 방법 및 측정(본 발명 및 실시예의 특징적 특징):
NF EN ISO 2062 - 표준의 방법 A를 사용하여 일정한 비율의 연신율 테스트 장치를 사용하여 개별 방적사의 파단 강도 및 파단 연신율 결정.
파단력(단위 centiNewton - cN): 인장 테스트 중에 샘플을 파단시켜 파단을 일으키는 최대 힘
파단 연신율(%): 파단 시 측정된 샘플 길이의 증가
인성(cN/tex): dtex로 표현되는 방적사의 선형 밀도에 의해 cN으로 표현되는 파단력의 몫(1 tex = 방적사 길이 1000 m당 1 g).
테스트를 통해 방적사의 특성 변수인 샘플의 파단 시 힘과 연신율을 측정할 수 있다.
방적사는 500 mm 간격으로 2개의 고정 클램프 사이에 배치된다. 그런 다음 장치(동력계)는 500 mm/분의 일정한 변위 속도로 클램프를 서로 멀어지게 이동하고 적용된 힘을 지속적으로 측정한다. 방적사를 끊는 데 필요한 힘과 끊을 때 방적사 길이의 증가를 측정한다.
평균 파단력 및 평균 파단 연신율은 이 테스트에서 특성화되는 두 가지 데이터 항목이다. 인성은 파단력을 선형 밀도로 나누어 계산된다.
1-성분 폴리우레탄 엘라스토머의 100% 연신율에서 모듈러스는 표준 DIN 53504에 따라 측정된다. 모듈러스는 표준 "Spannungswerte"의 3.4에 정의되어 있다. 측정은 S2 유형의 아령 모양(Schulterstab)이지만 막대 길이 lS가 55 mm이고 두께가 200 μm인 테스트 시편에서 수행된다. 사용 장비는 동력계이다. 덤벨 시편은 가능한 최소 프리텐션으로 길이 L0 간격으로 고정 클램프에 배치된다. 그런 다음 클램프를 400 mm/분의 일정한 속도로 서로 멀어지게 이동하고 동력계는 연신율의 함수로 적용되는 힘을 측정한다. MPa 단위의 100% 연신율에서 모듈러스 또는 응력은 시편의 초기 섹션에서 100% 연신율로 측정된 힘 비율이다. 이는 표준 DIN 53504의 단락 9.4 Spannungswerte에 설명되어 있다.
다공도(공기 투과성) 및 수분 흡수율은 새 것 및 에이징 후 평가되어야 하며, 평가되었다.
에이징을 위해 가수분해 후 패브릭의 다공도가 또한 측정된다. 이를 위해 작동 온도 및 압력에서 염수가 30 g/l인 'Cocotte Minute' 압력솥에 패브릭을 4시간 동안 넣는다. 이어서, 패브릭을 야외에서 고속으로 부유시켜 30분 동안 처리하고, 패브릭을 밀-유형(mill-type) 조립체(4 블레이드 조립체로서, 패브릭을 블레이드 중 하나의 끝에 고정함)에 고정시킨다.
새 것 및 사후 에이징 수분 흡수율은 Tappi 441 om-90 표준에 따라 측정되어야 하고, 측정되었다. 이는 백분율로 표시된다. 이 장비는 정사각형 고무 기판과 고무 개스킷이 있는 베이스에 금속 링으로 구성되어 있다. 샘플을 정사각형 기판에 놓고 금속 링을 샘플 위에 놓다. 클램핑 장치는 시스템을 방수 처리하는 데 사용된다. 일정량의 물(100 ml)을 링에 넣고 정해진 시간(1분) 동안 샘플과 접촉시킨다. 시간이 지나면 원통형 링에서 물을 제거하고 표준에 설명된 대로 실린더를 사용하여 샘플 표면에 남아 있는 물 잔류물을 이 실린더를 압력을 가하지 않고 두 흡착지 사이에 샘플을 놓는다. 흡수된 수분의 백분율은 물과 접촉하기 전과 후의 무게 차이를 계산하여 결정된다.
다공도는 표준 NFG 07111 또는 표준 NF EN ISO 9237 - 패브릭의 공기 투과성 결정에 따라 새 것 및 사후 에이징 시 측정되어야 하며 측정되었고; 후자는 전자를 대체하지만 동일한 결과를 제공한다. 샘플은 원형 샘플 홀더에 장착된다. 샘플을 통해 공기 흐름을 유도하는 2000 Pa의 함몰을 생성하기 위해 흡입이 시작된다. 이러한 흐름의 유속을 측정하여 L/m2/분 단위로 표시한다.
패브릭의 연신율을 백분율로 측정해야 하고, 바이어스에 걸쳐 적용된 3 파운드(lbs) 또는 1.36 kg의 힘으로 측정되었다. 이러한 연신율은 바이어스에 걸친 패브릭의 강성을 특징으로 한다. 사용되는 표준은 NF EN ISO 13934-1이다. 폭 50 mm, 길이 300 mm의 테스트 시편이 생산되어야 하거나 생산되었다. 동력계의 클램프 턱은 서로 200 mm만큼 이동하고, 측정은 100 mm/분의 속도로 수행되어야 하고 수행되었다.

Claims (13)

  1. 선박용 공중 견인 구조물(aerial traction structure)로서,
    멀티필라멘트 연속 경사(warp yarn) 및 위사(weft yarn)로 형성되고, 2개의 표면 중 한면 또는 양면에 폴리우레탄(PU)으로 코팅된 패브릭의 적어도 하나의 층을 포함하고,
    베어 패브릭(bare fabric)은 1.8 내지 4, 바람직하게는 2.6 내지 3.2의 커버리지율(coverage rate) TC를 가지며, 상기 TC는 공식 TC = (필라멘트의 수/cm x cm로 표현된 1개 필라멘트의 직경)경사 + (필라멘트의 수/cm x cm로 표현된 1개 필라멘트의 직경)위사에 따라 계산되고, 방적사(yarn)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트)(PET)로 만들어지며, 상기 패브릭은 경사 및 위사 밀도의 측면에서 20 내지 50 방적사/cm의 밀도를 갖고, 상기 폴리우레탄은 폴리에테르-기반, 폴리에스테르-기반 또는 폴리카보네이트-기반의 가교결합된 PU이며, 상기 PU는 (1) 유기 용매상에서의 구현에 사용 시 표준 DIN 53504에 따라 5 MPa 이하, 특히 1 내지 4 MPa, 특히 1 내지 3 MPa의 100% 연신율에서 모듈러스(modulus)를 갖는 1-성분 폴리우레탄의 가교결합으로부터; (2) 건조 엘라스토머에 대한 건조 가교결합제의 비율을 기준으로 약 5 중량% 내지 약 30 중량%, 특히 약 7 중량% 내지 약 20 중량%, 특히 약 8 중량% 내지 약 18 중량%의 가교결합제제 의해 유래되고, 패브릭은 43 또는 44 내지 250 g/m2 범위의 코팅 포함 중량을 갖는 것을 특징으로 하는, 구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    PET 방적사의 인성(tenacity)은 특히 6 cN/dtex 이상, 특히 6 내지 7 cN/dtex이며, 및/또는 이의 파단 연신율은 표준 DIN EN ISO 2062에 따라 특히 20% 이상, 특히 20% 내지 30%인 것을 특징으로 하는, 구조물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 패브릭은 44 내지 250 g/m2, 특히 44 내지 130 g/m2 범위의 코팅 포함 중량을 갖는 것을 특징으로 하는, 구조물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    코팅 물질의 건조 흡수율은 10 중량% 이상, 특히 10 중량% 내지 30 또는 35 중량%, 바람직하게는 12 중량% 내지 30 중량%인 것을 특징으로 하는, 구조물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패브릭은 33 내지 470 dtex, 바람직하게는 44 내지 115 dtex의 dtex를 특히 1 내지 4, 바람직하게는 1.3 내지 3.7의 DPF(필라멘트당 데시텍스)와 함께 갖는 경사 및 위사를 포함하거나 이로 만들어진 것을 특징으로 하는, 구조물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    PU의 가교결합제는 이소시아네이트, 폴리이소시아네이트, 멜라민, 멜라민을 포함하는 화합물, 또는 이소시아네이트와 멜라민의 혼합물인 것을 특징으로 하는, 구조물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패브릭은 100 cm2의 측정 표면적에 걸쳐 표준 NFG 07111에 따라 측정 시 2000 Pa의 압력 하에 20 L/m2/분 이하의 공기 투과성, 및/또는 새로운 것이든 또는 사후 에이징(post aging)이든지 간에 표준 Tappi 441 om-90에 따라 1% 이하의 수분 흡수율을 갖는 것을 특징으로 하는, 구조물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패브릭은 표준 NF EN ISO 13934-1에 따라 10% 이하, 특히 1% 내지 10%, 바람직하게는 3% 내지 10%의, 1.36 kg 하에 경사 및 위사 방향을 따른 바이어스(bias) 연신율을 갖는 것을 특징으로 하는, 구조물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패브릭은 승화에 의해 프린팅된 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는, 구조물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    하부 표면 및 상부 표면을 포함하는 박스 섹션 유형을 갖는 패러글라이더 돛의 구조물을 포함하고, 상기 하부 표면 및 상부 표면은 이러한 패브릭으로 만들어지는 것을 특징으로 하는, 구조물.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 하부 표면 및 상부 표면은 50 내지 800 m2, 특히 100 내지 500 m2의 표면적을 갖는 것을 특징으로 하는, 구조물.
  12. 선박용 공중 견인 구조물을 생산하기 위한, 특히 박스 섹션을 갖는 패러글라이더 돛 형태의 이러한 구조물의 하부 표면 및/또는 상부 표면을 생산하기 위한, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 바와 같은 코팅된 패브릭의 용도.
  13. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 바와 같은 코팅된 패브릭을 생산하는 단계를 포함하는 항공선 견인 구조물(aerial ship traction structure)을 생산하는 방법으로서,
    - 경사 및 위사 밀도의 측면에서 20 내지 50 방적사/cm의 밀도를 갖는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET)로 만들어진 패브릭을 제공하는 단계;
    - 상기 패브릭의 2개의 표면 중 한면 또는 양면을 표준 DIN 53504에 따라 약 5 MPa 이하, 특히 1 내지 4 MPa, 특히 1 내지 3 MPa의 100% 연신율에서의 모듈러스를 갖는 1-성분 폴리우레탄 엘라스토머; 엘라스토머용 용매; 및 건조 엘라스토머에 대한 건조 가교결합제의 비율을 기준으로 약 5 중량% 내지 약 30 중량%, 특히 약 7 중량% 내지 약 20 중량%, 특히 약 8 중량% 내지 약 18 중량%의 가교결합제의 혼합물을 사용하여 코팅하는 단계;
    - 코팅이 건조되고 가교결합될 때까지 상기 패브릭을 가열하는 단계;
    - 코팅된 패브릭을 얻는 단계;
    - 선택적으로, 상기 패브릭을 예를 들어 승화 프린팅에 의해 2개의 표면 중 한면 또는 양면 상에 프린팅하는 단계;
    - 공중 구조물의 전부 또는 일부를 이러한 코팅된 패브릭으로 만드는 단계
    를 포함하는, 방법.
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