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1. WO2020138749 - METHOD FOR MANUFACTURING TARPAULIN INCLUDING COATING LAYER HAVING UNIFORM HOLE DISTRIBUTION AND TARPAULIN MANUFACTURED BY SAME METHOD

Document

명세서

발명의 명칭

기술분야

1  

배경기술

2   3   4   5   6   7   8   9   10  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

11   12   13   14  

과제 해결 수단

15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28  

발명의 효과

29   30   31   32   33  

도면의 간단한 설명

34   35   36   37   38   39  

발명의 실시를 위한 형태

40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63   64   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75   76   77   78   79   80   81   82   83   84   85   86   87  

청구범위

1   2   3   4   5   6   7  

도면

1   2   3   4   5   6  

명세서

발명의 명칭 : 구멍 분포가 균일한 코팅층이 구비된 타포린 제조방법 및 이 방법으로 제조된 타포린

기술분야

[1]
본 발명은 구멍 분포가 균일한 코팅층이 구비된 타포린 제조방법 및 이 방법으로 제조된 타포린에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저밀도 폴리에틸렌에 발포제를 투입하여 균일한 분포로 미세구멍이 형성되도록 함으로써 타포린 전면적에 걸쳐 균일한 통기도를 갖추도록 하는 한편, 발포제와 함께 일레스토머를 첨가하면서 코팅층에 작용하는 장력을 제어하여 코팅층 마찰계수의 증가와 구멍의 크기를 조절하도록 한 타포린 제조방법에 관한 것이다.

배경기술

[2]
통상, 방수용 천막이나 보호용 덮개, 임시 천막용 원단 및 건축용 차단막 등으로 사용되는 타포린은 고밀도 폴리에틸렌(High-Density Polyethylene, HDPE)필름을 연신하여 직물(woven cloth)로 만든 다음, 이 직물의 양면에 저밀도 폴리에틸렌(Low-Density Polyethylene, LDPE)수지를 적층(laminating)하여 제조한다.
[3]
도 1은 종래의 타포린 제조공정을 도시한 도면이다. 도 1을 참조하여, 종래 타포린의 제조과정을 개략적으로 설명한다.
[4]
우선, 타포린의 심재가 되는 고밀도 폴리에틸렌 직물(7)을 직조한 후에, 이 직물(7)을 언와인더(unwinder)(6)에 인출 가능하게 설치한 다음, 언와인더(6)에서 인출된 직물(7)을 제 1압출유닛(21)의 가압롤(9)로 이송한다.
[5]
이와 동시에, 건식 혼합기(blender mixer)(1)내에서 모터(M)의 작동으로 일정시간 동안 혼합되어 균일화된 저밀도 폴리에틸렌 혼합수지(mixed resin)(2)가 제 1압출유닛(21)의 호퍼(3)내로 공급된 다음, 압출기(4)에 의해서 용융, 혼련된다.
[6]
다음에, 다이스(5)를 통과하면서 고온의 유동성 있는 필름 상태로 압출된 수지는 언와인더(6)로부터 이송된 상기 직물(7)의 일측면에 도포된 상태에서 제 1압출유닛(21)의 냉각롤(8)과 가압롤(9)사이를 지나면서, 일정한 압력으로 가압 접촉되어 코팅이 완료된다.
[7]
이 상태에서 제 2압출유닛(22)으로 이송된 다음에, 동일한 방식으로 공급된 저밀도 폴리에틸렌 혼합수지(2)가 직물(7)의 타측면에 공급되어 압축 코팅됨으로써, 타포린이 완성되며, 완제품(10)은 와인더(11)에 롤형태로 권취된다.
[8]
그러나 종래의 타포린은 물과 공기를 완전히 차단하므로 통기성이 요구되는 잔디구장의 덮개나 골프장 그린 덮개용으로는 사용할 수 없는 문제가 있었다.
[9]
한편, 종래의 타포린은 표면이 미끄러워 타포린 위에서 작업하는 작업자들이 넘어지는 사고가 종종 발생되기도 하였다.
[10]
따라서 타포린에 소정의 통기도를 제공하는 한편, 표면이 미끄럼방지가 되는 새로운 타포린 제조방법의 개발이 절실히 요청된다.

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[11]
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 제안된 것으로, 타포린에 구멍이 형성된 코팅층을 제공하여 타포린에 소정의 통기도를 제공하는 것을 목적으로 한다.
[12]
또한 본 발명은 발포제를 사용하여 코팅층에 구멍이 균일하게 분포되도록 하는 것을 목적으로 한다.
[13]
또한 본 발명은 엘라스토머를 첨가하여 코팅층의 마찰계수를 증가시킴과 동시에 코팅층의 구멍형성을 용이하게 하는 것을 목적으로 한다.
[14]
또한 본 발명은 와인더의 장력조절로 구멍의 크기를 조절하는 것을 목적으로 한다.

과제 해결 수단

[15]
본 발명은 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌을 직조하여 직물층을 형성하는 직물층 직조단계;
[16]
구멍이 형성된 코팅층을 형성하는 코팅층 형성단계; 및
[17]
한 쌍의 롤러 사이에 상기 직물층과 코팅층을 투입하여 압착하는 타포린 형성단계;를 포함하며,
[18]
상기 코팅층 상에 형성된 구멍으로 인해 통기도가 향상되는 것을 특징으로 하는, 타포린 제조방법을 제공한다.
[19]
또한 본 발명의 상기 코팅층 형성단계는,
[20]
저밀도 폴리에틸렌(Low-Density Polyethylene, LDPE)과 발포제, 엘라스토머를 배합하여 용융한 후 다이스를 통해 배출하여 미세구멍이 형성된 코팅층을 형성하는 제1 코팅층 형성단계;
[21]
상기 미세구멍이 형성된 코팅층을 와인더로 소정의 장력으로 당겨 구멍의 크기를 확장시키는 제2 코팅층 형성단계;를 포함하며,
[22]
발포제에 의해 코팅층 상에 상기 미세구멍의 분포가 균일하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
[23]
또한 본 발명의 상기 제1 코팅층 형성단계는,
[24]
저밀도 폴리에틸렌(Low-Density Polyethylene, LDPE)과 발포제, 그리고 엘라스토머의 배합비가 중량을 기준으로 85 : 5 ; 10 인 것을 특징으로 한다.
[25]
또한 본 발명의 상기 제1 코팅층 형성단계는 섭씨 300도 내지 350도 범위에서 수행되는 것을 특징으로 한다.
[26]
또한 본 발명의 상기 미세 구멍의 개수는 투입되는 발포제의 중량에 의해 조절되는 것을 특징으로 한다.
[27]
또한 본 발명의 상기 구멍의 크기 확장은 와인더가 코팅층에 작용하는 장력에 의해 조절되는 것을 특징으로 한다.
[28]
또한 본 발명은 상기 방법들 중 어느 하나의 제조방법에 의해 제조된 타포린을 제공한다.

발명의 효과

[29]
본 발명은 타포린에 소정의 통기도가 부여되는 효과가 있다.
[30]
또한 본 발명은 코팅층의 전면적에 걸쳐 구멍이 균일하게 분포되도록 하여 와인더에 권취가 용이하도록 효과가 있다.
[31]
또한 본 발명은 구멍의 크기를 조절하여 제품 요구사항에 맞도록 통기도를 조절하는 효과가 있다.
[32]
또한 본 발명은 타포린 표면에서 미끄러짐이 방지되는 효과가 있다.
[33]
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도면의 간단한 설명

[34]
도 1은 종래의 타포린 제조공정을 도시한 도면이다.
[35]
도 2는 본 발명에 따른 타포린 제조방법의 흐름도이다.
[36]
도 3은 본 발명에 따른 제1 코팅층 형성단계를 설명하는 도면이다.
[37]
도 4는 본 발명에 따른 제2 코팅층 형성단계 및 타포린 형성단계를 설명하는 도면이다.
[38]
도 5는 본 발명에 따른 타포린의 단면도이다.
[39]
도 6은 본 발명에 따른 타포린의 평면도이다.

발명의 실시를 위한 형태

[40]
이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
[41]
또한, 본 문서에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, '제1 부분'과 '제2 부분'은 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
[42]
또한, 본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
[43]
도 2는 본 발명에 따른 타포린 제조방법의 흐름도이다.
[44]
도 2를 참조하여 설명한다.
[45]
본 발명에 따른 타포린 제조방법은 직물층 직조단계(S10), 코팅층 형성단계(S20), 타포린 형성단계(S30)를 포함한다.
[46]
직물층 형성단계(S10)는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌을 직조하여 직물층을 형성하는 단계이다. 이 단계는 통상적인 직조과정에 따라 이뤄지므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.
[47]
다음으로 코팅층 형성단계(S20)가 수행된다.
[48]
코팅층 형성단계(S20)는 직물층 상부 또는 하부에 접착될 코팅층을 형성하는 단계이다.
[49]
본 발명에 따른 코팅층은 구멍이 형성되어 타포린에 통기도를 제공하며, 마찰계수가 증가되도록 하여 표면의 미끄러짐이 방지되도록 한다.
[50]
본 발명에 따른 코팅층 형성단계(S20)는 제1 코팅층 형성단계(S20-1)와 제2 코팅층 형성단계(S20-2)를 포함한다.
[51]
도 3은 본 발명에 따른 제1 코팅층 형성단계(S20-1)를 설명하는 도면이다.
[52]
도 3을 참조하여 설명한다.
[53]
제1 코팅층 형성단계(S20-1)에서는 호퍼에 저밀도 폴리에틸렌(Low-Density Polyethylene, LDPE)과 발포제, 엘라스토머를 공급하여 배합한 후 압출기로 이송한다.
[54]
이 때 구멍의 형성과 크기 조정 및 코팅층의 마찰계수를 고려하여, 저밀도 폴리에틸렌(Low-Density Polyethylene, LDPE)과 발포제, 그리고 엘라스토머의 배합비가 중량을 기준으로 85 : 5 ; 10을 유지하는 것이 바람직하다.
[55]
압출기에서는 배합된 재료를 용융하여 다이스로 배출한다.
[56]
다이스를 통과하면서 고온의 유동성 있는 필름 상태로 코팅층이 배출된다.
[57]
발포제에 의해 기포가 원활하게 발생되기 위함과 동시에, 발생된 기포에 의해 코팅층에 구멍이 형성되기 위해서는 배합된 재료의 분자간 결합력이 약화되어야 한다. 이를 위해 압출기와 다이스의 온도를 고온으로 유지해야 한다.
[58]
압출기와 다이스의 온도는 통상적인 타포린 제작시의 온도 보다 섭씨 50 내지 100도가 높은 섭씨 300도 내지 350도 범위에서 유지되는 것이 바람직하다.
[59]
한편, 양산제품의 연속적인 생산을 위해서는 코팅층의 두께가 일정하여야 한다. 두께가 일정하지 않으면, 즉 위치에 따라 코팅층의 두께가 상이하면 와인더 상에 코팅층이 형성된 타포린을 권취할 수 없게 된다. 이 뿐 아니라, 국부적으로 두꺼운 코팅층 부분과 얇은 코팅층 부분이 다이스 하부로 낙하되는 속도에 차이가 생겨 직물상에 정상적인 코팅이 불가능한 상황이 발생될 수 있다.
[60]
따라서 코팅층의 두께를 일정하게 형성하는 것은 매우 중요하다고 하겠다.
[61]
구멍이 형성된 본 발명에 따른 코팅층의 두께가 일정하게 유지되도록 하기 위해서는 구멍의 분포가 균일하게 형성되어야 한다.
[62]
코팅층에 구멍이 형성되면 구멍 주위의 코팅층은 국부적으로 두께가 두꺼워지게 된다. 따라서 만일 구멍의 분포가 균일하지 않게 되면 코팅층의 두께가 국부적으로 달라지게 되며, 완성된 타포린의 위치에 따라 통기도 또한 달라져 제품품질을 저하시키게 된다.
[63]
이에 본 발명에서는 저밀도 폴리에틸렌(Low-Density Polyethylene, LDPE)과 함께 발포제를 첨가한 후 균일하게 배합되도록 하였다.
[64]
따라서 발포제에 의해 발생된 기포는 코팅층 전면적에 걸쳐 균일하게 형성되게 되는 것이다.
[65]
발포제에 의해 발생된 기포는 미세기포이다. 이러한 미세기포는 다이스를 통해 필름 형태로 대기에 노출될 때 찬공기와 만나 팽창하면서 터져 코팅층에 미세구멍을 형성하게 된다.
[66]
미세기포의 개수와 미세구멍의 개수를 조절하기 위해서는 발포제의 중량을 조절하여 제어할 수 있다.
[67]
도 4는 본 발명에 따른 제2 코팅층 형성단계(S20-2) 및 타포린 형성단계(S30)를 설명하는 도면이다.
[68]
도 4를 참조하여 설명한다.
[69]
제2 코팅층 형성단계(S20-2)는 미세구멍이 형성된 코팅층을 와인더로 소정의 장력으로 당겨 구멍의 크기를 확장시키는 단계이다.
[70]
제1 코팅층 형성단계(S20-1)에서 발포제에 의해 형성된 미세구멍은 매우 작은 크기이므로 충분한 통기도를 제공할 수 없다.
[71]
따라서 형성된 미세구멍의 크기를 확장시켜야 한다.
[72]
그런데 저밀도 폴리에틸렌(Low-Density Polyethylene, LDPE)에 발포제만을 배합한 상태에서 코팅층을 당겨주면 장력에 의해 미세구멍이 깨어져 구멍을 유지할 수 없다.
[73]
이에 본 발명에서는 미세구멍의 크기를 확장시키기 위해 작용하는 장력에 코팅층이 충분히 견딜수 있도록 하기 위해 엘라스토머를 첨가하였다.
[74]
엘라스토머는 코팅층에 탄성력을 제공하여 미세구멍이 충분한 통기도를 제공할 정도의 크기로 확장될 때까지 코팅층이 형상을 유지하도록 한다.
[75]
이 뿐 아니라, 엘라스토머는 코팅층의 마찰계수를 높여주어 타포린 표면에 미끄럼방지가 되도록 하는 역할 또한 하게 된다.
[76]
그리고 구멍의 크기는 와인더가 코팅층에 작용하는 장력에 의해 조절이 가능하다.
[77]
현장에서 정밀한 장력조절을 위해 장력센서 등을 설치하여 와인더를 제어할 수도 있으나, 와인더의 속도에 의해 장력이 종속적으로 영향을 받으므로 간단히 속도제어를 통해 장력을 조절할 수 있다.
[78]
최종적으로 타포린 형성단계(S30)가 수행된다.
[79]
타포린 형성단계(S30)는 한 쌍의 롤러 사이에 상기 직물층과 코팅층을 투입하여 압착하는 단계이다.
[80]
도 5는 본 발명에 따른 타포린의 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 타포린의 평면도이다.
[81]
도 5(a)는 직물층의 상부 및 하부에 코팅층이 형성된 경우이고, 도 5(b)는 직물층의 상부에만 코팅층이 형성된 경우이다.
[82]
도 6(a)는 코팅층에 작은 구멍이 형성된 경우이고, 도 6(b)는 코팅층에 큰 구멍이 형성된 경우이다.
[83]
이와 같이 장력을 조정하여 구멍의 크기를 조절할 수 있다.
[84]
그리고 코팅층 상에 구멍이 균일하게 분포된 상황을 확인할 수 있다.
[85]
본 발명에 따른 구멍 분포가 균일한 코팅층이 구비된 타포린 제조방법은 저밀도 폴리에틸렌에 발포제를 투입하여 균일한 분포로 미세구멍이 형성되도록 함으로써 타포린 전면적에 걸쳐 균일한 통기도를 갖추도록 하는 한편, 발포제와 함께 일레스토머를 첨가하면서 코팅층에 작용하는 장력을 제어하여 코팅층의 마찰계수의 증가와 구멍의 크기를 조절하도록 하는 효과가 있다.
[86]
[87]
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

청구범위

[청구항 1]
폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌을 직조하여 직물층을 형성하는 직물층 직조단계(S10); 구멍이 형성된 코팅층을 형성하는 코팅층 형성단계(S20); 및 한 쌍의 롤러 사이에 상기 직물층과 코팅층을 투입하여 압착하는 타포린 형성단계(S30);를 포함하며, 상기 코팅층 상에 형성된 구멍으로 인해 통기도가 향상되는 것을 특징으로 하는, 타포린 제조방법
[청구항 2]
제1항에 있어서, 상기 코팅층 형성단계(S20)는, 저밀도 폴리에틸렌(Low-Density Polyethylene, LDPE)과 발포제, 엘라스토머를 배합하여 용융한 후 다이스를 통해 배출하여 미세구멍이 형성된 코팅층을 형성하는 제1 코팅층 형성단계(S20-1); 상기 미세구멍이 형성된 코팅층을 와인더로 소정의 장력으로 당겨 구멍의 크기를 확장시키는 제2 코팅층 형성단계(S20-2);를 포함하며, 발포제에 의해 코팅층 상에 상기 미세구멍의 분포가 균일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 하는, 타포린 제조방법
[청구항 3]
제1항에 있어서, 상기 제1 코팅층 형성단계(S20)는, 저밀도 폴리에틸렌(Low-Density Polyethylene, LDPE)과 발포제, 그리고 엘라스토머의 배합비가 중량을 기준으로 85 : 5 ; 10 인 것을 특징으로 하는, 타포린 제조방법
[청구항 4]
제1항에 있어서, 상기 제1 코팅층 형성단계(S20-1)는 섭씨 300도 내지 350도 범위에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 타포린 제조방법
[청구항 5]
제1항에 있어서, 상기 미세 구멍의 개수는 투입되는 발포제의 중량에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는, 타포린 제조방법
[청구항 6]
제1항에 있어서, 상기 구멍의 크기 확장은 와인더가 코팅층에 작용하는 장력에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는, 타포린 제조방법
[청구항 7]
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 타포린 제조방법에 의해 제조된 타포린

도면

[도1]

[도2]

[도3]

[도4]

[도5]

[도6]