KR100318987B1 - 지오그리드 및 지오그리드에 사용하기 적합한폴리에스테르사 및 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지오그리드 및 여기에 사용하기에 적합한 폴리에스테르사 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 본 지오그리드는 경사, 위사 및 익경사로 구성되며, 경사방향강력 대비 5% 신장시 경사방향 강력의 백분율이 32%이상, 경사방향의 강도가 8.1g/d이상, 위사방향의 강도가 6.7g/d 이상, 2% 신장시 경사방향의 강도가 1.5g/d이상, 5% 신장시 경사방향의 강도가 2.3g/d이상인 것을 특징으로 하며, 이러한 특성의 지오그리드는 경,위사 방향의 강력이 우수하고 경,위사간의 접점강력을 향상시켜 형태안정성이 우수하다.
또한, 본 발명은 이러한 지오그리드를 제조하는데 적합한 폴리에스테르사 및 그의 제조방법을 제공하며 이러한 방법으로 제조된 폴리에스테르사는 형태안정성이 우수하고 PVC에 대한 접착력이 우수하며 고강력, 저절신, 저수축의 특성을 가지므로 지오그리드에 사용하기 적합하다.
Description
본 발명은 지오그리드 및 지오그리드에 적합한 폴리에스테르사 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 특히 경사, 위사 및 익경사로 구성된 지오그리드에 있어서 경,위사 방향의 강력이 우수하고 경,위사간의 접점강력을 향상시켜 형태안정성이 우수한 지오그리드 및 지오그리드에 사용하기에 적합한 폴리에스테르사를 직접방사연신방식으로 제조하는데 있어서 형태안정성이 우수하고 폴리비닐클로라이드(이하, 'PVC'라 한다.)에 대한 접착력이 우수하며 고강력, 저절신, 저수축의 특성을 가지는 지오그리드용 폴리에스테르사 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
최근 토목, 건축분야에서는 연약지반강화, 옹벽보호, 배수, 경사면안정 등을 위하여 토목합성제품(geosynthetics)를 많이 사용하고 있다. 이러한 토목합성제품은 크게 토목섬유(geotextile), 지오그리드(geogrid), 지오멤브레인(geomembrane) 및 지오복합직물(geocomposite fabric)로 분류되며, 사용 및 운반이 편리하고 기능 및 물성이 뛰어나 종래에 사용되어오던 자갈, 모래, 거적 등의 토목건축용 보강재에 비하여 많은 장점을 가지고 있다.
토목합성제품중 지오그리드는 일반적으로 폴리에스테르사를 제직한 후 PVC(polyvinyl chloride)로 코팅(coating)하는 것으로 격자구조를 가진다. 지오그리드는 지반내부에서 흙과의 상호친화성으로 흙의 결집력을 향상시켜 지반의 붕괴,침하 등을 방지하여 연약지반강화, 옹벽보호 및 경사면강화의 용도로 사용된다.
대한민국 특허출원 제96-24885호에서는 인장강도 8.0g/d이상, 절신 10∼17%이고 섬도가 1,000∼1,500데니어(denier)인 고강력 합성섬유 필라멘트를 2가닥이상 합연하고, 이 합연사를 단사 또는 수가닥을 경,위사로 사용하고 경사방향으로 300∼500데니어의 합성섬유를 익경사(crossing warp 또는 doup warp)로하여 경,위사를 얽어매어 격자상 시트를 제편한 후 합성수지로 코팅하여 지오그리드를 제조하는 방법이 나타나 있다.
일반적으로 지오그리드는 경,위사간의 접점강력이 높고, 고강력, 저신도의 물성을 필요로 한다. 접점강력은 지오그리드 시트상에서 익경사로 얽어매어져 있는 경사와 위사를 서로 분리하는데 필요한 힘을 말한다. 경,위사간의 접점강력이 낮으면, 지오그리드 시트의 수직한 방향 또는 경,위사 방향에서 작용하는 힘에 의해서도 경사와 위사가 쉽게 분리되어 격자형태를 유지하기가 어렵다. 이렇게 분리된 경,위사는 외부의 힘에 대하여 경,위방향으로 힘을 분산시키지 못하기 때문에 보강재로서의 기능이 떨어지게 된다.
지오그리드는 옹벽보호, 연약지반강화 등의 토목건축용 보강재로서 사용되기 때문에 고강력의 물성은 필수적이다.
또한, 지오그리드에 저신도 특성이 요구되는 것은 지반에 대한 잦은 충격과 같이 외부에서 지오그리드에 가해지는 힘에도 지오그리드의 변형을 최소화하여, 보강재로서 오랫동안 사용될 수 있게하기 위함이다.
종래에는 지오그리드용 원사로 저수축사와 고강력사를 주로 사용하였다.
저수축사를 사용하여 지오그리드를 제조할 경우에는, 원사의 수축율이 낮아서 수축응력도 낮기 때문에 PVC 코팅공정에서 발생하는 문제점은 없으나 강력이 낮아 요구되는 지오그리드의 강력을 발현하기 위해서는 원사를 여러본으로 합사하여 제조해야 함으로 제조비용이 높아지며 사용되는 원사의 본수가 증가되기 때문에 제직이 곤란하여 일정수준 이상의 최종제품을 기대하기 어렵다. 또한, 저수축사의 제조특성상 원사의 절신이 높기 때문에 모듈러스(modulus)가 낮은 문제점이 있다.
고강력사를 사용하여 지오그리드를 제조하는 경우에는, 원사의 강력 및 모듈러스에는 문제가 없으나 지오그리드 시트를 PVC 코팅하는 공정에서 원사의 열수축율이 크기 때문에 수축에 의한 손실량이 많이 발생하여 제조비용이 높아지며, 이러한 수축에 의하여 텐터(tenter)의 핀(pin) 또는 그립(grip)에서 시트가 이탈하여 공정수행이 불가능해지는 문제점이 있다. 수축에 의하여 텐터의 핀 또는 그립에서 시트가 이탈하는 문제점은 수축율이 높을수록 더욱 심하게 발생한다. 또한, 공정상에서 발생하는 문제가 없더라도 고강력사는 열처리를 거치면서 고수축으로 인하여 물성변화가 심하게 발생하여 신도가 커지며, 제조된 지오그리드는 모듈러스가 낮다.
상기와 같이 지오그리드는 고강력 및 저수축의 특성을 함께가지는 원사로 제조되는 것이 바람직함을 알 수 있다. 그러나, 지오그리드용 폴리에스테르사의 제조공정의 조건을 변화시켜 일정수준의 고강력, 저수축 특성을 가지는 지오그리드의 제조가 가능하더라도 지오그리드의 경,위사간 접점강력이 높아야 한다.
지오그리드의 경,위사간의 접점강력은 PVC 및 경사, PVC 및 위사간의 결합력과 익경사의 보강력에 의하여 결정되어진다.
폴리에스테르를 지오그리드용 원사로 사용할 경우에는 폴리에스테르에 관능기가 없기 때문에 PVC 및 경,위사간의 화학적 결합력은 약하다. 따라서 경,위사간의 접점강력은 경사와 위사를 얽어매어주는 익경사에 의존하게된다.
통상 사용되는 300∼500데니어의 익경사를 사용할 경우에는 익경사의 강력이 낮기 때문에 경,위사간의 접점강력이 낮아서 지오그리드를 토목건설현장에 시공한후 외부에서 가해진 힘에 의하여 쉽게 격자구조의 변형이 생기게 되고 심한 경우에는 경,위사가 분리된다.
이러한 경,위사 접점강력은 익경사의 재질이나 강력, 데니어 등의 원사물성을 변경하여 높일 수 있으나, 일정수준의 한계가 있으며, 제조비용이 상승하고 제편조업성이 나빠진다.
이상에서 살펴본 바와 같이 종래의 지오그리드에 있어서 문제점은 첫째, 고강력사를 지오그리드용 원사로 사용하는 경우에 건열수축율이 높아 열처리공정상에 문제가 발생하고 제조된 지오그리드의 모듈러스가 낮아 신율이 크다는 것과 둘째, 저수축사를 지오그리드용 원사로 사용하는 경우에는 제조된 지오그리드의 절신이 높고 강력이 낮아서 모듈러스가 낮으며, 셋째, 제조된 지오그리드에서 경,위사간의 접착강력이 낮은 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 경사, 위사 및 익경사로 구성된 지오그리드에 있어서 경,위사 방향의 강력이 우수하고 경,위사간의 접점강력을 향상시켜 형태안정성이 우수한 지오그리드를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 지오그리드에 사용하기 적합한 폴리에스테르사를 직접방사연신방식으로 제조하는데 있어서 형태안정성이 우수하고 PVC에 대한 접착력이 우수하며 고강력, 저절신, 저수축의 특성을 가지는 폴리에스테르사의 제조방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 지오그리드 제조용 폴리에스테르사에 있어서 형태안정성이 우수하고 PVC에 대한 접착력이 우수하며 고강력, 저절신, 저수축의 특성을 가지는 폴리에스테르사를 제공하는데 있다.
도 1은 지오그리드에 사용하기 적합한 폴리에스테르사를 직접방사연신방식으로 제조하는 공정을 나타내는 바람직한 일예이다.
도 2는 경사, 위사 및 익경사로 구성된 지오그리드를 나타내는 일예이다.
* 도면의 주요부분의 설명 *
10 : 폴리에스테르멀티필라멘트 20 : 냉각장치
30 : 유제부여장치 40 : 연신 및 열처리장치
41 : 제 1고뎃롤러 42 : 제 2고뎃롤러
43 : 제 3고뎃롤러 44 : 제 4고뎃롤러
45 : 제 5고뎃롤러 46 : 제 6고뎃롤러
50 : 유제부여장치 60 : 열처리장치
70 : 권취장치 80 : 경사
81 : 익경사 90 : 위사
본 발명은 지오그리드 및 지오그리드에 사용하기 적합한 폴리에스테르사 및 그의 제조방법에 관한 것으로,
본 발명에 의하면 경사, 위사 및 익경사로 구성된 지오그리드에 있어서, 경사방향강력 대비 5% 신장시 경사방향 강력의 백분율이 32%이상, 경사방향의 강도가 8.1g/d이상, 위사방향의 강도가 6.7g/d 이상, 2% 신장시 경사방향의 강도가 1.5g/d이상, 5% 신장시 경사방향의 강도가 2.3g/d이상인 것을 특징으로 하는 지오그리드가 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면 경사, 위사 및 익경사로 구성된 지오그리드에 있어서, 2% 신장시 지오그리드의 경사방향 강력이 14kN/m 이상, 5% 신장시 지오그리드의 경사방향 강력이 25kN/m 이상이며, 경사방향의 강력이 74kN/m 이상, 위사방향의 강력이 25kN/m 이상인 것을 특징으로 하는 지오그리드가 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면 경사, 위사 및 익경사로 구성된 지오그리드에 있어서, 접점강력이 4kN/m 이상인 것을 특징으로 하는 지오그리드가 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면 상기 지오그리드의 경사, 위사 및 익경사중 경사와 위사만이 또는 모두가 다음의 공정단계들을 포함하는 직접방사연신방식으로 제조된 폴리에스테르사인 것을 특징으로 하는 지오그리드가 제공된다:
ⅰ) 용융폴리머를 500∼1,100m/min의 방사속도로 멀티필라멘트로 압출하여 냉각고화하는 단계,
ⅱ) 냉각고화된 멀티필라멘트를 연신배율 4.2∼6.0배로 연신하고 230∼250℃의 온도에서 열처리하는 단계 및
ⅲ) 열처리된 멀티필라멘트에 이소시아네이트 화합물을 필라멘트 대비 0.5∼2.0wt%의 픽업율로 도포하는 단계.
또한, 본 발명에 의하면 지오그리드 제조용 폴리에스테르사에 있어서, 다음의 특징들을 포함하는 지오그리드 제조용 폴리에스테르사가 제공된다:
ⅰ) 강도가 8.5g/d 이상,
ⅱ) 건열수축율이 12% 이하,
ⅲ) 2% 신장시 강도가 1.5g/d 이상,
ⅳ) 5% 신장시 강도가 4.0g/d 이상 및
ⅴ) 이소시아네이트 화합물을 필라멘트 대비 0.5∼2.0wt%의 픽업율로 도포된것.
이하, 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 지오그리드는 경사방향강력 대비 5% 신장시 경사방향 강력의 백분율이 32%이상, 경사방향의 강도가 8.1g/d이상, 위사방향의 강도가 6.7g/d 이상, 2% 신장시 경사방향의 강도가 1.5g/d이상, 5% 신장시 경사방향의 강도가 2.3g/d이상인 것이 바람직하다.
더욱 바람직하기로는, 지오그리드의 경사방향 강력이 14kN/m 이상, 5% 신장시 지오그리드의 경사방향 강력이 25kN/m 이상이며, 경사방향의 강력이 74kN/m 이상, 위사방향의 강력이 25kN/m 이상인 것이 바람직하며, 접점강력이 4kN/m 이상인 것이 바람직하다.
상기와 같은 물성을 가지는 지오그리드는 경,위사 방향의 강력이 우수하고 경,위사간의 접점강력이 우수하여 형태안정성이 우수하다.
본 발명의 지오그리드에 사용하기 적합한 폴리에스테르사를 직접방사연신방식으로 제조하는 공정의 바람직한 일예를 도 1을 참조하여 설명하도록 한다. 본 발명은 하기 제조방법에 의하여 제한되지 않는다.
고상중합시킨 폴리에스테르 칩(chip)을 285∼295℃의 온도에서 용융하여 토출시킨 용융폴리머를 500∼1,100m/min의 방사속도에서 방사하고 냉각장치(20)를 통과시켜 냉각고화시킨다.
본 발명의 방사속도는 500∼1,100m/min 범위가 바람직하다. 방사속도가 500m/min보다 낮을 경우에는 폴리에스테르사의 저절신, 저수축 특성을 얻기가 어렵고, 방사속도가 1,100m/min보다 높을 경우에는 이소시아네이트 화합물의 픽업(pick-up)율이 불균일해져 이소시아네이트 화합물의 열고정을 위한 열처리장치(60)의 효율이 떨어진다. 또한 가이드에 오염이 발생하며, 이소시아네이트 화합물의 비산등으로 조업이 곤란해진다.
냉각장치(20)를 통과한 냉각고화된 멀티필라멘트(10)는 유제부여장치(30)를 통과한후 연신 및 열처리장치(40)에 의하여 연신배율 4.2∼6.0배로 연신한후 1∼4%로 이완하여 500∼2,000데니어의 폴리에스테르 멀티필라멘트사로 제조된다. 이때 바람직한 열처리온도는 230∼250℃ 범위이다.
본 발명의 연신배율은 4.2∼6.0배가 바람직하다. 연신배율이 4.2배보다 낮을 경우에는 폴리에스테르사의 고강력 특성을 얻기가 어려우며, 연신배율이 6.0배보다 높을 경우에는 조업성이 불량하여 작업이 곤란하다.
또한, 본 발명의 이완율은 1∼4%가 바람직하다. 이완율이 1%보다 낮으면 과다한 권취장력으로 인하여 조업이 곤란하고, 이완율이 4%보다 높으면 폴리에스테르사의 절신이 높아져서 모듈러스가 낮아져 바람직한 물성을 기대하기 어렵다.
또한, 본 발명의 열처리온도는 230∼250℃ 범위가 바람직하다. 열처리 및 이완온도가 230℃보다 낮을 경우에는 폴리에스테르사의 수축율이 높아져서 저수축 특성을 발현하기가 어려우며, 열처리 및 이완온도가 250℃보다 높을 경우에는 폴리에스테르 원사가 롤러(roller)상에 융착되어 조업이 곤란하게 된다.
열처리된 멀티필라멘트에 오일롤러(oil roller) 또는 오일제트(oil jet) 등의 유제부여장치(50)를 통하여 이소시아네이트 화합물을 필라멘트 대비 0.5∼2.0wt%의 픽업(pick-up)율로 도포하고 권취직전에 열처리장치(60)를 통하여 200∼400℃ 범위로 직접 또는 간접열처리한다.
본 발명에서는 지오그리드의 경,위사간의 접점강력을 향상시키기 위하여 폴리에스테르멀티필라멘트에 이소시아네이트 화합물을 처리하여 PVC에 대한 접착력을 높인다.
폴리에스테르멀티필라멘트에 이소시아네이트 화합물을 처리함으로서 PVC 수지내에 함유되어 있는 가소제인 디옥틸프탈레이트(dioctyl phthalate)에 대한 화학적 결합력을 부여하게 된다. 이와 같은 이소시아네이트 화합물의 처리로 경,위사에 PVC에 대한 화학적 결합력을 향상시킴으로서 접점강력을 향상시킬 수 있다. 익경사도 같은 방법으로 처리하여 PVC에 대한 화학적 결합력을 향상시킴으로서 지오그리드의 경,위사간의 접점강력을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명의 도포되는 이소시아네이트 화합물의 픽업율은 멀티필라멘트 대비 0.5∼2.0wt% 범위가 되는 것이 바람직하다. 이소시아네이트 화합물의 픽업율이 멀티필라멘트 대비 0.5wt%보다 낮을 경우에는 PVC에 대한 폴리에스테르사의 접착력이 떨어지며, 이소시아네이트 화합물의 픽업율이 멀티필라멘트 대비 2.0wt%보다 높을 경우에는 제편이 곤란하다.
또한, 본 발명의 권취직전 열처리온도는 200∼400℃ 범위가 바람직하다. 열처리온도가 200℃보다 낮을 경우에는 이소시아네이트 화합물의 고정이 불완전하여가이드에 오염이 발생하고 이소시아네이트 화합물이 폴리에스테르 원사에서 탈락하는 문제점이 발생하며, 열처리온도가 400℃보다 높을 경우에는 조업성 및 안전성이 불량하다.
본 발명의 지오그리드를 제조하기에 바람직한 폴리에스테르사는 강도가 8.5g/d 이상, 건열수축율이 12% 이하, 2% 신장시 강도가 1.5g/d 이상, 5% 신장시 강도가 4.0g/d 이상 및 이소시아네이트 화합물을 필라멘트 대비 0.5∼2.0wt%의 픽업율로 도포된 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명의 지오그리드 제조용 폴리에스테르사는 고강력, 저수축 및 높은 모듈러스의 특성을 발현하며 PVC에 대한 접착력이 우수하다. 또한 상기 폴리에스테르사를 사용하여 제조된 지오그리드는 저절신이며 경,위사 방향의 절단강력, 모듈러스 및 접점강도가 우수하다.
절단강력은 지오그리드를 파단하는데 필요한 힘을 말하는 것으로 제품에 요구되는 절단강력의 기준은 적용분야에 따라서 달라진다. 여러본의 경,위사를 합사하여 원하는 절단강력을 얻는 방법이 일반적이나 경제적 또는 작업효율면에서 바람직하지 않다.
모듈러스는 LASE 2%값 또는 LASE 5%값으로 나타낸다. LASE 2%값(g/d)은 2% 신장에 필요한 강력을 데니어로 나눈값이다. 지오그리드는 지반에 대한 잦은 충격에 대하여 형태변형을 최소화하기 위하여 변형성이 낮아야한다. 즉 높은 모듈러스를 필요로 한다. 이와 같은 모듈러스를 대표하는 값으로 LASE 2%값 또는 LASE 5%값이 사용되며 이 값이 클수록 외부의 힘에 대한 변형성이 적음을 의미한다.
모듈러스가 높을수록 지오그리드는 형태안정성이 우수하며 지오그리드로서 제기능을 발현할 수 있게된다. 바람직인 LASE 5%값은 최종절단강력의 30%이상이며, 최종절단강력의 30%보다 낮을 경우에는 변형이 쉽게 일어나 지오그리드이 격자구조를 유지하기가 어렵게되며, 지오그리드로서 제기능을 발현할 수 없다.
접점강력은 지오그리드의 격자구조를 형성하는 경,위사의 교차지점에 대하여 외부에서 힘을 가할 경우 경,위사가 서로 분리되어 지오그리드의 형태가 파괴되는데 필요한 힘을 의미한다. 지반에 매설되어 있는 지오그리드는 외부로부터 경,위사 방향 및 수직한 방향으로 힘을 받을 수 있으며 이러한 힘에 의하여 경,위사가 교차되는 접점부분이 분리될수 있다. 지오그리드의 경,위사가 분리되면 외부의 힘에 대하여 경,위사가 함께 대응할 수 없기 때문에 지오그리드로서 제기능을 발휘하는 것이 어렵다. 지오그리드에 있어서 접점강력은 높을수록 우수한 물성을 발휘할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 설명하기로 한다. 단 본 발명은 실시예에 의하여 제한되지 않는다.
하기 실시예의 물성측정방법은 다음과 같다.
* 원사 물성 측정방법
a. 강력 및 절신의 측정 : 인스트론(Instron)사의 만능측정기를 사용하여 JIS L 1017의 측정방법으로 측정하였다.
b. 모듈러스의 측정 : 인스트론(Instron)사의 만능측정기를 사용하여 측정하였다. 초기 모듈러스를 측정하였으며, 본 발명에서는 모듈러스를 나타내는 값으로LASE 2%값 또는 LASE 5%값을 사용하였다. LASE 2%값(g/d)은 2% 신장에 필요한 강력을 데니어로 나눈값이며, LASE 5%값(g/d)은 5% 신장에 필요한 강력을 데니어로 나눈값이다.
c. 건열수축율의 측정 : 원사를 무장력하, 180℃에서 2분간 열수축시켜 수축 전, 후의 길이변화율을 하기 식으로 계산하였다. 하기식에서 L0는 열수축전의 원사길이이며, L1은 열수축후의 원사길이이다.
* 지오그리드 물성 측정방법
a. 강력, 절신 및 모듈러스의 측정 : 경,위사방향으로 각각 3inch인 시편을 인스트론(Instron)사의 만능측정기를 사용하여 측정하였다(ASTM D4595, C.R.E., Wide-width Strip Method). 모듈러스를 나타내는 값으로 LASE 2%값 또는 LASE 5%값을 사용하였으며, 강도는 경,위사의 강력을 측정한 원사의 데니어로 나누어 환산한 값이다.
b. 접점강력 : PVC가 코팅된 지오그리드의 격자상에서 경,위사의 접점을 분리하는데 필요한 강력을 측정하였다. 이때 시편은 경,위사의 접점이 1개가 되도록 준비하였다(GRI-GG2).
c. 경사방향강력 대비 2%(5%) 신장시 경사방향 강력의 백분율 : 지오그리드에 있어서 2%(5%) 신장시의 경사방향강력을 경사방향강력으로 나눈값이다.
〈실시예 1 내지 3〉
도 1과 같이 직접방사연신방식으로 폴리에스테르를 290℃에서 방사하고 표 1의 조건으로 멀티필리멘트를 제조하였다. 제조된 폴리에스테르 멀티필라멘트의 물성은 표 2에 나타내었다. 제조된 1,000데니어의 폴리에스테르사를 4합사하여 4,000데니어의 합연사를 만든후 다시 이를 6합사하여 24,000데니어의 합연사를 제조하여 경사로 사용하고, 제조된 1,000데니어의 폴리에스테르사를 2합사하여 2,000데니어의 합연사를 만든후 다시 이를 5합사하여 10,000데니어의 합연사를 제조하여 위사로 사용하여 통상의 500데니어의 폴리에스테르사를 익경사로하여 도 2에 나타난 바와 같이 격자크기가 1inch×1inch가 되도록 지오그리드 시트를 제편하였다.
제편한 지오그리드 시트를 가소제인 디옥틸프탈레이트가 60wt% 첨가된 PVC 수지 조성물로 코팅하되 PVC수지 조성물이 편물중량에 대하여 100wt%가 되도록하여 격자구조를 가진 지오그리드를 제조하였다. 제조된 지오그리드의 물성은 표 3에 나타내었다.
〈실시예 4〉
도 1과 같은 직접방사연신방식으로 폴리에스테르를 290℃에서 방사하고 표 1의 조건으로 멀티필라멘트를 제조하였다. 제조된 폴리에스테르 멀티필라멘트의 물성은 표 2에 나타내었다. 표 1의 조건으로 제조된 500데니어의 폴리에스테르사를익경사로 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1 내지 3과 동일하게 지오그리드를 제조하였다. 제조된 지오그리드의 물성은 표 3에 나타내었다.
| 구 분 | 방사속도(m/min) | 연신배율(배) | 이완율(%) | 열처리/이완온도(℃) | 이소시아네이트 픽업율(wt%) | 열처리장치 온도(℃) |
| 실시예 1 | 1,100 | 4.25 | 2 | 245/240 | 1.0 | 350 |
| 실시예 2 | 1,100 | 4.25 | 2 | 245/240 | 1.5 | 380 |
| 실시예 3 | 550 | 5.80 | 3 | 245/240 | 1.5 | 380 |
| 실시예 4 | 550 | 5.70 | 2 | 245/240 | 1.5 | 380 |
| 구 분 | 멀티필라멘트물성 | |||
| 강도(g/d) | 모듈러스(g/d) | 건열수축율(%) | ||
| LASE 2% | LASE 5% | |||
| 실시예 1 | 9.35 | 2.12 | 4.05 | 8.1 |
| 실시예 2 | 9.30 | 1.98 | 4.13 | 8.3 |
| 실시예 3 | 9.03 | 2.01 | 4.20 | 10.9 |
| 실시예 4 | 8.90 | 2.05 | 4.31 | 11.7 |
| 구 분 | 지오그리드의 물성 | ||||||||||
| 강력(kN/m) | 강도(g/d) | 접접강력(kN/m) | 모듈러스(경사방향) | 경사방향강력대비2%(5%) 신장시 경사방향 강력의 백분율(%) | |||||||
| 경사방향 | 위사방향 | 경사방향 | 위사방향 | 강력(kN/m) | 강도(g/d) | ||||||
| 2%신장시 | 5%신장시 | 2%신장시 | 5%신장시 | 2%신장시 | 5%신장시 | ||||||
| 실시예 1 | 81.6 | 30.9 | 8.8 | 8.0 | 5.0 | 17.8 | 33.1 | 1.9 | 3.6 | 21.8 | 40.5 |
| 실시예 2 | 80.9 | 30.5 | 8.7 | 7.9 | 5.5 | 17.2 | 32.0 | 1.9 | 3.5 | 21.3 | 39.5 |
| 실시예 3 | 76.1 | 27.2 | 8.2 | 7.0 | 4.8 | 14.2 | 25.4 | 1.5 | 2.7 | 18.7 | 33.4 |
| 실시예 4 | 74.2 | 25.7 | 8.0 | 6.7 | 5.6 | 14.0 | 24.8 | 1.5 | 2.7 | 18.4 | 32.6 |
상기 실시예에서 나타난 바와 같이 본 발명의 지오그리드는 경,위사 방향의 강력이 우수하고 경,위사간의 접점강력이 향상되어 형태안정성이 우수하며, 또한, 지오그리드용 폴리에스테르사는 형태안정성이 우수하고 PVC에 대한 접착력이 우수하며 고강력, 저절신, 저수축의 특성을 가지고 있음을 알 수 있다.
Claims (5)
- 경사, 위사 및 익경사로 구성된 지오그리드에 있어서, 경사방향강력 대비 5% 신장시 경사방향 강력의 백분율이 32%이상, 경사방향의 강도가 8.1g/d이상, 위사방향의 강도가 6.7g/d 이상, 2% 신장시 경사방향의 강도가 1.5g/d이상, 5% 신장시 경사방향의 강도가 2.3g/d 이상인 것을 특징으로 하는 지오그리드.
- 제 1 항에 있어서, 상기 지오그리드의 2% 신장시 지오그리드의 경사방향 강력이 14kN/m 이상, 5% 신장시 지오그리드의 경사방향 강력이 25kN/m 이상이며, 경사방향의 강력이 74kN/m 이상, 위사방향의 강력이 25kN/m 이상인 것을 특징으로 하는 지오그리드.
- 제 1 항에 있어서, 상기 지오그리드의 접점강력이 4kN/m 이상인 것을 특징으로 하는 지오그리드.
- 다음의 공정단계들을 포함하는 직접방사연신방식으로 제조된 폴리에스테르사를 경사, 위사 및 익경사중 경사와 위사만에 또는 모두에 사용하는 것을 특징으로하는 지오그리드:ⅰ) 용융폴리머를 500∼1,100m/min의 방사속도로 멀티필라멘트로 압출하여 냉각고화하는 단계,ⅱ) 냉각고화된 멀티필라멘트를 연신배율 4.2∼6.0배로 연신하고 230∼250℃의 온도에서 열처리하는 단계 및ⅲ) 열처리된 멀티필라멘트에 이소시아네이트 화합물을 필라멘트 대비 0.5∼2.0wt%의 픽업율로 도포하는 단계.
- 지오그리드 제조용 폴리에스테르사에 있어서, 다음의 특징들을 포함하는 지오그리드 제조용 폴리에스테르사:ⅰ) 강도가 8.5g/d 이상,ⅱ) 건열수축율이 12% 이하,ⅲ) 2% 신장시 강도가 1.5g/d 이상,ⅳ) 5% 신장시 강도가 4.0g/d 이상 및ⅴ) 이소시아네이트 화합물을 필라멘트 대비 0.5∼2.0wt%의 픽업율로 도포된 것.
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