KR100364156B1 - 폴리에스테르 스판본드 부직포의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 농업용 육묘판 기포재로 사용가능한 폴리에스테르 스판본드 부직포의 제조방법에 관한 것이다.

묘판에는 뿌리의 과도한 성장을 억제하여 묘판과 묘가 쉽게 분리될 수 있도록 하기 위해 기포재를 사용하는 경우가 많다. 이와 같은 농업용 육묘판 기포재의 소재로서 종래에는 직포(film sprit yarn)를 이용하였으나, 이는 제작된 구조가 치밀하지 못하여 모의 뿌리가 기포재의 섬유간 제직된 사이를 뚫고 나와 묘판과 묘의 분리가 용이하지 않을뿐더러 분리과정에서 묘가 상하는 일이 빈발하는 등 요구되는 성능을 제대로 발휘하지 못하는 단점이 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 필라멘트 섬도를 2~7de´가 되도록 토출량과 연신량을 조정하고 방사된 필라멘트를 이동식 포집장치에 포집하여 생산속도를 조정하여 단위면적당 중량을 조정하여 웹을 형성시키고 형성된 웹을 본딩율이 20~50%되는 요철형 칼렌더(emboss roll)로 열융착시켜 일정한 강도와 형태유지성을 부여하여 모뿌리가 부직포에 침투되는 것을 방지시켜 모판에서 모를 쉽게 분리할 수 있는 특징을 갖는 폴리에스테르계 부직포의 제조방법을 제공한다.

Description

폴리에스테르 스판본드 부직포의 제조방법{Making method of polyester spunbond nonwoven}

본 발명은 농업용 육묘판 기포재로 사용가능한 폴리에스테르 스판본드 부직포의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 필라멘트 섬도를 2~7de´가 되도록 토출량과 연신량을 조정하고 방사된 필라멘트를 이동식 포집장치에 포집하여 생산속도로 단위면적당 중량을 조정하여 웹을 형성시키고 형성된 웹을 본딩율이 20~50%되는 요철형 칼렌더(emboss roll)로 열융착시켜 제조하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르계 부직포의 제조방법에 관한 것이다.

벼, 상추, 배추 등의 작물과 같은 식물은 이를 직접 토양에 파종하여 재배하기도 하지만, 식물의 빠른 성장을 도모하고 병충해로부터 보호하며 그밖에 관리 원활, 재배용이 등의 이유로 각종 식물재배용 묘판을 이용하여 재배하는 방법이 사용되고 있다. 이와 같은 묘판은 적정량의 수분의 공급과 통풍을 가능케 하고 보온을 유지해 줌으로써 묘의 성장에 도움을 준다.

그런데 예를 들어 못자리의 육묘과정을 보면 논바닥 위에 묘판을 깔고 보온 못자리로 육묘하였을 때, 모의 생육 이후 뿌리가 바닥의 흙에 뿌리를 내림으로 인하여 묘판을 흙에서 떼어낼 때 어려움을 겪는 경우가 많이 발생한다. 따라서 묘판에는 뿌리의 과도한 성장을 억제하여 묘판과 묘가 쉽게 분리될 수 있도록 하기 위해 기포재를 사용하는 경우가 많다.

종래에 이와 같은 농업용 육묘판 기포재의 소재로서 직포(film sprit yarn)를 이용하였으나, 이는 제작된 구조가 치밀하지 못하여 모의 뿌리가 기포재의 섬유간 제직된 사이를 뚫고 나와 묘판과 묘의 분리가 용이하지 않을뿐더러 분리과정에서 묘가 상하는 일이 빈발하는 등 요구되는 성능을 제대로 발휘하지 못하는 단점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 조직이 치밀하여 농업용 분야, 특히, 육묘를 생육하는 분야에 적용가능한 폴리에스테르계 스판본드 부직포를 제조하는 방법에 관한 것이다.

어느 재료가 육묘용 기포재로 사용될 수 있기 위해서는, 묘종의 발육이 가능하도록 물과 양분은 통과시키되 묘의 뿌리가 그 재료를 관통할 수는 없도록 함으로써 기계파종시 모판, 모종 자체가 부직포로부터 쉽게 분리되어 작업이 용이하게 이루어질 수 있는 특성을 만족시켜야 한다. 이에 따라 본 발명에서는 물의 투과성을 적절히 유지하면서, 뿌리의 성장 이후 묘판과 묘의 분리가 용이할 수 있도록 조직이 치밀한 부직포를 효율적으로 제조하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 적용예를 촬영한 것

도 2는 모의 뿌리투과성 및 박리성에 대한 실험 결과를 촬영한 것

도 3은 본딩율 40%의 엠보싱(embossing) 형태 및 본딩율 계산방법

도 4는 본딩율 6%의 엠보싱 형태 및 본딩율 계산방법

전술한 종래기술의 문제점을 해결하고 성능을 제대로 발휘할 수 있는 기포재용 부직포를 제공하기 위해서는 부직포의 구조를 치밀하게 하면서도 적절한 배수성을 부여해야 하므로, 구성되는 필라멘트의 섬도를 조정하여야 함은 물론 모의 뿌리가 부직포를 뚫고 나오지 않게 하기 위해서 필라멘트를 열로 융착시켜 필름화시킬 때의 본딩율과 본딩형태를 적절히 결정하여야 한다.

본 발명의 발명자는, 이를 위해 필라멘트 섬도를 2~7de´가 되도록 토출량과 연신량을 조정하고 방사된 필라멘트를 이동식 포집장치에 포집하여 생산속도를 조정하여 단위면적당 중량을 조정하여 웹을 형성시키고 형성된 웹을 본딩율이 20~50%되는 요철형 칼렌더(emboss roll)로 열융착시켜 일정한 강도와 형태유지성을 부여하여 모뿌리가 부직포에 침투되는 것을 방지시켜 모판에서 모를 쉽게 분리할 수 있는 특징을 갖는 폴리에스테르계 부직포의 제조방법을 안출하였으며, 이와 같이 제조된 폴리에스테르 스판본드 부직포는 모의 뿌리투과성 및 박리성에 대해 좋은 효과를 가져오므로 농업용 육묘판 기포재로 적합한 특성을 지닌다는 사실을 알 수 있었다(본 발명의 적용예를 촬영한 도 1 및 모의 뿌리투과성 및 박리성에 대한 실험 결과를 촬영한 도 2 참조).

이하 상기와 같은 본 발명의 스판본드 부직포의 제조과정에 대해 실시예와 함께 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 부직포를 제조하기 위해서 먼저 고유점도(IV)가 0.50 내지 0.62인 폴리에스테르 폴리머를 280~295℃의 익스투루더에서 용융시켜 직경이 0.28~0.32㎜인 구금홀을 통하여 방사한다. 그리고 상온에서 냉각시켜 공기압이 3.0~4.7㎏/㎠인 이젝터를 통하여 필라멘트를 연신시킨다.

다음에 전기의 필라멘트를 일정한 각도와 속도로 충돌판에 충돌시켜 필라멘트를 분산시키고 이를 이동되는 컨베이어 위에 균일하게 하부의 흡입장치를 이용하여 적층시켜 웹을 형성시킨다.

상기의 웹의 기초중량은 토출구금의 홀수, 토출량 및 컨베이어의 속도에 의해 조절되는데, 기초중량은 35~70g/㎡으로 하는 것이 바람직하다.

형성된 웹은 일정한 형태, 물리적 특성 및 일정한 투수성을 부여하기 위해서 본딩율이 20~50%되는 요철형 칼렌더(emboss roll)와 표면이 매끄러운 롤(roll) 사이에서 일정한 온도 및 압력을 부여하여 열융착시킴으로써 본 발명에서 개발하고자하는 부직포를 생산한다.

본 발명에 따라 제조되는 부직포의 우수성은 다음과 같은 실시예와 비교 실시예의 실험결과로부터 명백하게 나타난다. 실시예 및 비교실시예에 있어서 각종 특성의 측정 및 평가값은 다음에 나타낸 방법에 의해 분석하였다.

(1) 인장강도 : 미국의 united사 장비를 이용하여 ASTM D1682-64의 스트리트법에 의해서 시료폭 5㎝, 시료장 7.5㎝의 시료편 10개를 인장속도 100㎝/분의 조건하에서 최대 인장강력을 개별적으로 측정한 평균값을 나타내었다.

(2) 인장신도 :(1)의 방법으로 측정한 최대 인장강력시의 신도를 구한다.

(3) 인열강도 : ASTM D2253의 Toung법에 의해 측정한다.

(4) 뿌리투과성, 뿌리와 박리성 : 육모의 양육을 통하여 실제 측정하여 양호 및 불량으로 평가한다.

[실시예 1]

고유점도가 0.62인 폴리에스테르 칩(chip)을 익스트루더에서 용융시켜 직경이 0.32㎜인 구금홀을 통하여 분당 285g을 방사하여 필라멘트를 형성시키고, ??칭 체임버(Quenching Chamber)에서 공급되는 공기로 필라멘트를 고화시켜 필라멘트간 융착을 방지시키며 공기압이 3.7㎏/㎠인 이젝터를 통하여 필라멘트를 연신시켜 필라멘트로서의 특성을 부여한다.

웹을 형성시키기 위해 전기의 필라멘트를 일정한 각도와 속도로 충돌판에 충돌시켜 필라멘트를 분산시키고, 이동되는 컨베이어 상에 균일하게 하부의 흡입장치를 이용하여 적층시켜 웹을 형성시킨다. 이때 컨베이어 벨트의 속도를 분당 35m로 하였다.

웹을 열융착시키기 위하여 칼렌더의 온도는 상부가 240℃, 하부 롤은 238℃로 하였고 선압은 65㎏/㎝로 하였으며, 칼렌더의 상부 롤의 엠보싱 모양은 도 3(E-TYPE)과 같은 형태로 본딩율이 40%인 것을 사용하였다. 이때 부직포의 물성과 육모 뿌리의 투과성 및 박리성은 표 1에 나타내었다.

[실시예 2]

실시예 1에서 컨베이어의 속도를 32m/min으로 하고 칼렌더 조건은 상부 온도를 245℃, 하부 온도는 243℃로 하였으며 본딩율은 동일하게 하였다. 타 공정조건은 동일하게 하였으며 이때의 부직포의 물성과 육모 뿌리의 투과성 및 박리성은 표 1에 나타내었다.

[비교 실시예 1]

토출량은 250g/min으로 하고 컨베이어 벨트의 속도는 50.16m/min으로 하였으며, 칼렌더 조건은 상부 및 하부 온도는 235℃로 하였고 선압은 50㎏/㎝로 하였으며, 칼렌더의 상부 롤의 엠보싱 모양은 도 4와 같이 C-TYPE으로 하고 본딩율은 실시예 1과 동일하게 하여 제조하였다. 이때의 부직포의 물성과 육모 뿌리의 투과성 및 박리성은 표 1에 나타내었다.

[비교 실시예 2]

생산조건은 실시예 1과 동일하게 하였고 칼렌더의 엠보싱 모양은 도 4와 같이 C-TYPE으로 하고 본딩율은 6%인 것을 사용하여 제조하였다. 비교 실시예 2에 따른 부직포의 물성과 육묘 뿌리의 투과성 및 박리성은 표 1에 나타내었다.

[비교 실시예 3]

실시예 1에서 컨베이어 벨트의 속도는 16m/min으로 하였으며, 칼렌더 조건은 상부 및 하부 온도는 250℃로 하였고 선압은 70㎏/㎝로 하였으며, 칼렌더의 엠보싱 모양은 C-TYPE으로 하고 본딩율은 비교실시예 2와 동일하게 하여 제조하였다. 이때의 부직포의 물성과 육묘 뿌리의 투과성 및 박리성은 표 1에 나타내었다.

표 1.

항목	실시예 1	실시예 2	비교실시예 1	비교실시예 2	비교실시예 3
부직포 중량(g/㎡)	45	60	30	45	100
두께(mm)	0.15	0.19	0.11	0.15	0.31
데니아	3.2	3.5	3.6	3.2	3.7
강도(Kg/5cm)	MD	17	22	12	18	27
	CD	9	11	6	10	15
신도(%)	MD	18	19	16	22	21
	CD	19	23	20	21	22
인열강도(Kg)	MD	0.9	1.8	0.7	1.1	3.0
	CD	0.7	1.5	0.6	0.9	3.3
뿌리 투과성	불투과	불투과	투과	투과	불투과
뿌리 박리성	양호	양호	불량	불량	양호

상기 실험결과에서 확인되는 바와 같이 실시예 1과 2는 뿌리 투과성과 뿌리 박리성에 있어서 모두 우수한 특성을 나타내는 반면, C-TYPE이거나 본딩율이 6%인요철형 칼렌더(emboss roll)로 열융착시킨 비교 실시예 1과 2는 그러하지 아니함을 확인할 수 있다.

다만, 비교 실시예 3은 C-TYPE이고 본딩율이 6%인 요철형 칼렌더(emboss roll)를 이용하였음에도 불구하고 뿌리 투과성과 뿌리 박리성에 있어서 양호한 결과를 가져옴이 확인된다. 그러나, 비교 실시예 3은 부직포의 중량이 100(g/㎡)에 달하는 관계로 제조원가 등 경제성의 면에서 바람직하지 않다고 볼 수 있다.

이상에서 본 바와 같이 본 발명에 따른 폴리에스테르 스판본드 부직포는 조직이 치밀하여, 이를 농업용 육묘판 기포재로 사용할 경우 묘종의 발육이 가능하도록 물과 양분은 통과시키고, 묘판에서 형성된 육모의 뿌리가 부직포를 뚫지 못하고 부직포 위에서 성장하게 되므로 흙과의 분리가 쉬워져 육묘재배 완료 후 흙과의 분리가 용이하게 되며, 이와 같은 편리함으로 인하여 노동력의 절감 효과를 얻을 수 있다.

Claims (2)

1. 농업용 육묘판 기포재로 사용되는 폴리에스테르 부직포에 있어서,

   필라멘트 섬도를 2~7de´가 되도록 토출량과 연신량을 조정하고 방사된 필라멘트를 이동식 포집장치에 포집하여 생산속도로 단위면적당 중량을 조정하여 웹을 형성시키고 형성된 웹을 본딩율이 20~50%되는 요철형 칼렌더(emboss roll)로 열융착시켜 제조하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 스판본드 부직포의 제조방법.
2. 제1항의 제조방법에 있어서, 부직포의 기초중량은 35~70g/㎡가 되도록 하고 엠보싱의 형태는 E-type으로 하여 제조하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 스판본드 부직포의 제조방법.