KR101004291B1 - 비직물조직 소재의 농업용 시트 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 농작물이 식재된 농지의 토양을 커버하는 농업용 시트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자외선 안정제와 소광제를 함유하는 폴리프로필렌섬유 조성물로 이루어지는 스판본드 부직포 시트가 각각 양측 표면을 형성하고, 폴리프로필렌 극세사 재질로 이루어지는 멜트블로운 부직포 시트 2매가 중앙부를 형성하는 4층 구조의 비직물조직이 일정한 압력과 일정한 온도 하에서 가열 압착되어 제조되며, 가열 압착에 의해 양측 표면의 스판본드 부직포 시트가 필름화되어 기계적 물성이 향상되고 내부에 배치된 2층의 멜트블로운 부직포 시트가 미세다공화되어 공기 소통이 원활하여 잡초의 성장을 억제하면서 토양의 미생물 및 농작물의 성장에는 영향을 미치지 않도록 지원하며, 표면의 스판본드 부직포 시트에 함유된 소광제의 소광 기능 및 내부에 구성된 2층의 멜트블로운 부직포 시트에 의해 발생하는 자연스러운 구김의 상승 작용으로 인하여 시트 상의 농작물에 햇빛을 고르게 난반사하도록 구성되며, 자외선에 대한 안정성을 지닌 비직물조직 소재의 농업용 시트 및 그 제조 방법을 제공한다.
농업용, 부직포, 다층구조, 커버, 비직물조직, 페이퍼 캘린더링, 난반사

Description

비직물조직 소재의 농업용 시트 및 그 제조 방법{AGRICULTURAL SHEET OF NONWOVEN FABRICS MATERIAL AND PREPARING METHOD THE SAME}
본 발명은 농작물이 식재된 농지의 토양을 커버하는 농업용 시트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가열 압착에 의해 양측 표면이 필름화되어 기계적 물성이 향상되고 내부의 미세다공질 구조에 의해 공기 소통이 원활하여 잡초의 성장을 억제하면서 토양의 미생물 및 농작물의 성장에는 영향을 미치지 않도록 지원하며, 표면의 스판본드 부직포 시트에 함유된 소광제의 소광 기능 및 내부에 구성된 2층의 멜트블로운 부직포 시트에 의해 발생하는 자연스러운 구김으로 인하여 시트 상의 농작물에 햇빛을 고르게 난반사하도록 구성되며, 자외선에 대한 안정성을 지닌 비직물조직 소재의 농업용 시트에 관한 것이다.
각종 농작물이 식재된 농지의 토양을 부직포류로 커버하게 되면 잡초의 성장을 억제하면서, 공기가 소통되고 토양을 보온하여 농작물의 성장을 촉진할 수 있으므로, 상기와 같은 목적에 적합하도록 구성된 농업용 시트가 널리 사용되고 있다.
예를 들면, 합성섬유 필라멘트사를 사용하여 구성되는 부직포의 일측면에 부분적으로 열압착 엠보싱 처리를 실시하여 제조되는 부직포가 제공된 바 있으나, 이 러한 부직포는 과도한 두께로 인하여 공기소통이 원활하지 못하고 수분 함량이 과다하여 잡초의 성장 억제라는 본연의 목적을 달성하는 것이 곤란하고, 농작물의 성장에도 지장을 주며, 특히 공기소통의 곤란으로 인하여 각종 미생물의 생장번식이 억제되기 때문에 오히려 토양을 산성화시킨다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 한국 공개특허공보 제2002-36636호(발명의 명칭 : 농업용 부직포)에서는 2∼3 데니어의 합성섬유 필라멘트사를 55∼65 g/㎡의 밀도로 평활하게 배열하고, 프레스롤러로 열압착하여 일면 또는 양면에 엠보싱되도록 구성되는 농업용 부직포가 개시되어 있다. 이러한 농업용 부직포는 기계적 물성이 비교적 양호하여 취급이 용이하고 엠보싱의 요철부에 의해 공기와의 접촉 면적이 커져서 공기소통이 원활하다는 효과를 지니고 있으나, 부직포의 두께가 두꺼워서 최적의 공기소통이 이루어지지 못하는데다, 부직포의 두께가 두껍고 차광도가 커서 농작물의 잔뿌리가 부직포를 토양으로 오인하여 잔뿌리를 내리기 때문에 날씨가 건조하게 되면 농작물이 말라버리는 피해를 당하게 된다.
또한, 한국 공개특허공보 제2000-31559호(발명의 명칭 : 광투명성 및 박테리아 차단성이 우수한 복합 부직포의 제조방법)에서는 스판본드 부직포와 멜트블로운 부직포를 다단계 칼렌더 가공하여 스판본드 부직포/멜트블로운 부직포/스판본드 부직포로 이루어지는 복합 부직포가 개시되어 있다. 이러한 복합 부직포는 공기투과도와 투수성이 낮으며 투습성과 박테리아 차폐성이 우수하여 농업용으로 일단 사용하는 것이 가능하기는 하지만, 표면의 스판본드 부직포에 소광 기능이 결여되어 있으며, 스판본드 부직포 사이에 배치되는 단 1매의 멜트블로운 부직포가 제대로 미 세다공화되지 않으므로 공기 소통이 부족하여 잡초의 성장을 억제하지 못하고, 투습성과 박테리아 차폐성이 불충분하여 토양의 미생물 및 농작물의 성장에는 악영향을 미치는데다 부직포가 자연스럽게 구겨지지 않으므로 복합 부직포 상의 농작물에 햇빛을 균일하게 난반사하지 않기 때문에 농작물의 성장, 숙기 및 당도를 향상시키는 것이 곤란하여 농업 용도로 사용하는 것이 매우 곤란하다는 문제점을 지니고 있다. 게다가 농업용으로 사용되는 복합 부직포는 야외의 농지를 커버하므로 복합 부직포가 햇빛의 자외선에 의해 쉽게 열화되어 내구성이 매우 부족하고, 이것은 복합 부직포의 심각한 수명 단축으로 연결된다는 문제점을 지니고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 농업 용도로 사용하는 것이 매우 부적합한 한국 공개특허공보 제2000-31559호에 기술된 부직포 시트를 농업 용도로 사용하기에 적합하도록 구성하며, 가열 압착에 의해 양측 표면의 스판본드 부직포 시트가 필름화되어 기계적 물성이 향상되고 내부에 배치된 2층의 멜트블로운 부직포 시트가 미세다공화되어 공기 소통이 원활하여 잡초의 성장을 억제하면서 토양의 미생물 및 농작물의 성장에는 영향을 미치지 않도록 지원하며, 표면의 스판본드 부직포 시트에 함유된 소광제의 소광 기능 및 내부에 구성된 2층의 멜트블로운 부직포 시트에 의해 발생하는 자연스러운 구김의 상승 작용으로 인하여 시트 상의 농작물에 햇빛을 고르게 난반사하도록 구성되며, 자외선에 대한 안정성을 지닌 비직물조직 소재의 농업용 시트 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 용융지수 30∼40 g/min인 폴리프로필렌 섬유재 100 중량부를 기준으로 HALS(Hindered amine light stabilizer)계 자외선 안정제 0.1∼1.5 중량부를 포함하는 자외선 안정제 6.0∼9.0 중량부 및 이산화티탄(TiO2) 0.50∼0.85 중량부로 조성된 폴리프로필렌 섬유재 조성물로 이루어지는 스판본드 부직포 시트가 각각 양측 표면을 형성하고, 폴리프로필렌 극세사 재질로 이루어지는 멜트블로운 부직포 시트 2매가 중앙부를 형성하는 4 층 구조의 비직물조직이 일정한 압력과 일정한 온도 하에서 가열압착되어 구성되는 것을 특징으로 하는 비직물조직 소재의 농업용 시트가 제공된다.
또한 본 발명에서는 용융지수 30~40 g/min인 폴리프로필렌 섬유재 100 중량부를 기준으로 HALS계 자외선 안정제 0.1∼1.5 중량부를 포함하는 자외선 안정제 6.0∼9.0 중량부 및 이산화티탄 0.50∼0.85 중량부로 이루어지는 폴리프로필렌 섬유재 조성물을 형성하는 단계; 상기 폴리프로필렌 섬유재 조성물을 용융방사하여 섬유화하고 웹을 형성하여 이루어지는 스판본드 부직포 시트를 형성하는 단계; 상기 스판본드 부직포 시트를 양측 표면에 배치하고 그 사이에 용융지수 900~1200 g/min인 폴리프로필렌 섬유재 100 중량부를 기준으로 HALS계 자외선 안정제 0.1∼1.5 중량부를 포함하는 자외선 안정제 6.0∼9.0 중량부가 함유된 폴리프로필렌 극세사 재질로 이루어지는 멜트블로운 부직포 시트 2매를 삽입하여 4층 구조의 비직물조직을 형성하는 단계; 및 상기 비직물조직을 한 쌍의 압착 롤러 사이에서 30∼100 ㎏/㎝2의 압력 및 100∼160 ℃의 온도로 가열압착하여 농업용 시트를 형성하는 단계를 포함하는 비직물조직 소재의 농업용 시트의 제조 방법이 제공된다.
본 발명에 의한 비직물조직 소재의 농업용 시트는 양측 표면이 필름화되어 기계적 물성이 향상되고 내부가 미세다공화되어 공기 소통이 원활하여 잡초의 성장을 억제하면서 투습성과 박테리아 차폐성이 더욱 향상되어 토양의 미생물 및 농작물의 성장에는 영향을 미치지 않도록 지원하며, 농업용 시트의 두께 및 차광도가 감소되어 농작물의 잔뿌리가 부직포를 토양으로 오인하여 잔뿌리를 내려 날씨가 건조할 경우 농작물이 말라버리는 피해를 방지하는 효과를 지니고 있다.
또한, 본 발명의 비직물조직 소재의 농업용 시트는 표면의 스판본드 부직포 시트에 함유된 소광제의 소광 기능 및 내부에 구성된 2층의 멜트블로운 부직포 시트에 의해 발생하는 자연스러운 구김의 상승 작용으로 인하여 시트 상의 농작물에 햇빛을 고르게 난반사하도록 구성되어 농작물의 성장을 촉진하는 효과를 지니고 있다.
또한, 본 발명의 비직물조직 소재의 농업용 시트는 표면의 스판본드 부직포 시트 조직 뿐만 아니라 내부의 멜트블로운 조직에 함유된 자외선 안정제에 의해 내구성이 크게 향상되어 수명이 대폭 연장되는 효과를 지니고 있다.
본 발명에 의한 비직물조직 소재의 농업용 시트에 대하여 실시예를 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 비직물조직 소재의 농업용 시트는 스판본드 부직포 시트/멜트블로운 부직포 시트/멜트블로운 부직포 시트/스판본드 부직포 시트로 이루어지는 4층 구조의 비직물조직이 일정한 압력과 일정한 온도 하에서 가열압착되어 구성된다.
비직물조직 소재의 농업용 시트를 제조하기 위한 비직물조직의 양측 표면을 각각 형성하는 스판본드 부직포 시트는 용융지수 30∼40 g/min인 폴리프로필렌 섬유재 100 중량부를 기준으로, HALS계 자외선 안정제 0.1∼1.5 중량부를 포함하는 자외선 안정제 6.0∼9.0 중량부 및 이산화티탄 0.50∼0.85 중량부를 포함하는 소광제 2~5 중량부를 포함하는 폴리프로필렌 섬유재 조성물을 사용하여 형성된다.
스판본드 부직포 시트는 가열 압착에 의한 필름화가 용이하고 가격 대비 물성이 양호한 폴리프로필렌 재질로 구성하되, 스판본드 부직포 시트의 재료인 폴리프로필렌 섬유재 조성물의 주성분으로서 용융지수 30∼40 g/min인 폴리프로필렌 섬유재를 사용한다. 폴리프로필렌 섬유재의 용융지수가 30 g/min 미만이면 상기 폴리프로필렌 섬유재를 함유하는 폴리프로필렌 섬유재 조성물을 용융방사 속도가 느려서 작업성이 저하되며, 폴리프로필렌 섬유재의 용융지수가 40 g/min를 초과하면 상기 폴리프로필렌 섬유재를 함유하는 폴리프로필렌 섬유재 조성물을 용융방사할 때 자외선 안정제와 이산화티탄이 균일하게 분산되지 않는다.
상기와 같은 폴리프로필렌 섬유재 100 중량부에, HALS계 자외선 안정제 0.1∼1.5 중량부를 포함하는 자외선 안정제 6.0∼9.0 중량부가 혼합되어, 상기 폴리프로필렌 섬유재를 사용하여 구성되는 스판본드 부직포 시트에 자외선에 대한 안정성이 제공된다.
폴리프로필렌 섬유재 100 중량부에 함유되는 자외선 안정제의 함량이 6.0 중량부 미만이면 상기 폴리프로필렌 섬유재를 사용하여 이루어지는 스판본드 부직포 시트에 자외선에 대한 내구성이 충분하게 제공되지 못하며, 폴리프로필렌 섬유재 100 중량부에 함유되는 자외선 안정제의 함량이 9.0 중량부를 초과하면 상기 폴리프로필렌 섬유재를 사용하여 이루어지는 스판본드 부직포 시트의 기계적 물성이 저하될 수 있다.
그런데, 일반적인 자외선 안정제는 자외선으로부터 폴리머의 주쇄를 안정화 하는 기능은 탁월하지만, 자외선으로부터 폴리머의 가지쇄를 안정화시키는 기능은 부족하다는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 폴리프로필렌 섬유재 100 중량부에, 자외선 안정제 중에서도 자외선으로부터 폴리머의 가지쇄를 안정화하는 기능이 탁월한 HALS계 자외선 안정제 0.1∼1.5 중량부가 혼합되어 폴리프로필렌 섬유재 조성물이 구성된다. 폴리프로필렌 섬유재 100 중량부에 함유되는 HALS계 자외선 안정제의 함량이 0.1 중량부 미만이면 상기 폴리프로필렌 섬유재를 사용하여 이루어지는 스판본드 부직포 시트의 가지쇄에 자외선 안정성이 제대로 제공되지 못하며, 폴리프로필렌 섬유재 100 중량부에 함유되는 HALS계 자외선 안정제의 함량이 1.5 중량부를 초과하면 상기 폴리프로필렌 섬유재를 사용하여 이루어지는 스판본드 부직포 시트의 기계적 물성이 저하될 수 있다.
또한, 스판본드 부직포 시트에 소광 기능을 제공하여 햇빛의 난반사를 촉진하기 위하여, 폴리프로필렌 섬유재 100 중량부에 소광제인 이산화티탄 0.50∼0.85 중량부가 혼합되어 폴리프로필렌 섬유재 조성물이 구성된다. 폴리프로필렌 섬유재 100 중량부에 함유되는 이산화티탄의 함량이 0.50 중량부 미만이면 상기 폴리프로필렌 섬유재를 사용하여 이루어지는 스판본드 부직포 시트의 소광 기능이 부족하여 햇빛이 충분히 난반사되지 않으며, 폴리프로필렌 섬유재 100 중량부에 함유되는 이산화티탄의 함량이 0.85 중량부를 초과하면 상기 폴리프로필렌 섬유재를 사용하여 이루어지는 스판본드 부직포 시트가 제대로 방사 되지 않는다.
상기와 같이 폴리프로필렌 섬유재에 함유된 이산화티탄에 의하여 발현되는 스판본드 부직포 시트의 소광 기능 및 내부에 구성된 2층의 멜트블로운 부직포 시 트에 의해 발생하는 자연스러운 구김의 상승 작용으로 인하여 본 발명의 농업용 시트 상의 농작물에 햇빛을 균일하게 난반사하도록 구성되는 것이다.
상기와 같은 스판본드 부직포 시트가 각각 양측 표면을 형성하고, 상기 양측 표면의 스판본드 부직포 시트 사이에 폴리프로필렌 극세사 재질로 이루어지는 멜트블로운 부직포 시트 2매가 중앙부를 형성하는 4층 구조의 비직물조직이 구성된다.
종래의 복합 부직포는 양측 표면의 스판본드 부직포 시트 사이에 폴리프로필렌 극세사 재질로 이루어지는 멜트블로운 부직포 시트 1매가 중앙부에 형성되어 3층 구조를 형성하는데, 스판본드 부직포 사이에 배치되는 단 1매의 멜트블로운 부직포가 제대로 미세다공화되지 않으므로 공기 소통이 부족하여 잡초의 성장을 억제하지 못하고, 투습성과 박테리아 차폐성이 불충분하여 토양의 미생물 및 농작물의 성장에는 악영향을 미치는데다, 부직포가 자연스럽게 구겨지지 않으므로 복합 부직포 상의 농작물에 햇빛을 고르게 난반사하지 않기 때문에 농작물의 성장, 숙기 및 당도를 향상시키는 것이 곤란하다는 문제점을 지니고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 양측 표면의 스판본드 부직포 시트와 스판본드 부직포 시트 사이에 2매의 멜트블로운 부직포 시트가 삽입되어, 비직물조직 소재의 농업용 시트를 제조하기 위한 4층 구조의 비직물조직이 형성된다.
4층 구조의 비직물조직에서 스판본드 부직포 시트 사이에 배치되는 2매의 멜트블로운 부직포 시트는 용융지수 900~1200 g/min인 폴리프로필렌 섬유재 100 중량부를 기준으로 HALS계 자외선 안정제 0.1∼1.5 중량부를 포함하는 자외선 안정제 6.0∼9.0 중량부가 함유된 폴리프로필렌 섬유재 조성물이 방사되어 이루어진다.
멜트블로운 시트의 재료인 폴리프로필렌 섬유재 조성물의 주성분으로서 용융지수 900∼1200 g/min인 폴리프로필렌 섬유재를 사용한다. 이러한 폴리프로필렌 섬유재의 용융지수가 900 g/min 미만이면 상기 폴리프로필렌 섬유재를 함유하는 폴리프로필렌 섬유재 조성물을 용융방사 속도가 느려서 작업성이 저하되며, 폴리프로필렌 섬유재의 용융지수가 1200 g/min를 초과하면 상기 폴리프로필렌 섬유재를 함유하는 폴리프로필렌 섬유재 조성물을 용융방사할 때 자외선 안정제가 균일하게 분산되지 않는다. 상기와 같은 폴리프로필렌 섬유재 100 중량부에, HALS계 자외선 안정제 0.1∼1.5 중량부를 포함하는 자외선 안정제 6.0∼9.0 중량부가 혼합되어, 상기 폴리프로필렌 섬유재를 사용하여 구성되는 멜트블로운 부직포 시트에 자외선에 대한 안정성이 제공된다.
폴리프로필렌 섬유재 100 중량부에 함유되는 자외선 안정제의 함량이 6.0 중량부 미만이면 상기 폴리프로필렌 섬유재를 사용하여 이루어지는 멜트블로운 부직포 시트에 자외선에 대한 내구성이 충분하게 제공되지 못하며, 폴리프로필렌 섬유재 100 중량부에 함유되는 자외선 안정제의 함량이 9.0 중량부를 초과하면 상기 폴리프로필렌 섬유재를 사용하여 이루어지는 멜트블로운 부직포 시트의 미세다공성이 저하될 수 있다.
그런데, 일반적인 자외선 안정제는 자외선으로부터 폴리머의 주쇄를 안정화하는 기능은 탁월하지만, 자외선으로부터 폴리머의 가지쇄를 안정화시키는 기능은 부족하다는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 폴리 프로필렌 섬유재 100 중량부에, 자외선 안정제 중에서도 자외선으로부터 폴리머의 가지쇄를 안정화하는 기능이 탁월한 HALS계 자외선 안정제 0.1∼1.5 중량부가 혼합되어 폴리프로필렌 섬유재 조성물이 구성된다. 폴리프로필렌 섬유재 100 중량부에 함유되는 HALS계 자외선 안정제의 함량이 0.1 중량부 미만이면 상기 폴리프로필렌 섬유재를 사용하여 이루어지는 멜트블로운 부직포 시트의 가지쇄에 자외선 안정성이 제대로 제공되지 못하며, 폴리프로필렌 섬유재 100 중량부에 함유되는 HALS계 자외선 안정제의 함량이 1.5 중량부를 초과하면 상기 폴리프로필렌 섬유재를 사용하여 이루어지는 멜트블로운 부직포 시트의 기계적 물성이 저하될 수 있다.
상기와 같은 멜트블로운 부직포 시트가 스판본드 부직포 시트 사이에 배치도어 4층 구조인 비직물조직이 구성된다. 즉, 이러한 4층 구조인 비직물조직은 그 양측 표면에 각각 밀도 30∼90 g/㎡인 스판본드 부직포 시트가 형성되고, 상기 스판본드 부직포 시트와 스판본드 부직포 시트 사이에 각각 밀도 1∼12 g/㎡인 멜트블로운 부직포 시트 2매가 삽입되어 구성되는 것이다.
4층 구조인 비직물조직의 양측 표면을 구성하는 스판본드 부직포 시트의 밀도가 30 g/㎡ 미만이면 상기 스판본드 부직포 시트의 강도가 낮아서 시트성능을 제대로 되지 못하며 않으며, 스판본드 부직포 시트의 밀도가 90 g/㎡를 초과하면 가열 압착되어 필름화된 스판본드 부직포 시트의 공기 투과성이 심각하게 저하되어 농업용 시트로 사용하기에 적합하지 않다.
또한, 4층 구조인 비직물조직의 스판본드 부직포 시트와 스판본드 부직포 시트 사이에 삽입되는 2매의 멜트블로운 부직포 시트의 밀도가 1 g/㎡ 미만이면 상기 멜트블로운 부직포가 포함된 농업용 시트가 구겨지면서 섬유층이 분쇄되어 방수성이 저하되어 차단성이 떨어지며, 멜트블로운 부직포 시트의 밀도가 12 g/㎡를 초과하면 상기 멜트블로운 부직포의 밀도 과다로 인하여 농업용 시트의 공기 투과성이 심각하게 저하되어 농업용 시트로 사용하기에 적합하지 않다.
상기와 같은 구성과 밀도로 이루어지는 4층 구조의 비직물조직이 일정한 압력과 일정한 온도 하에서 가열압착되어 비직물조직 소재의 농업용 시트가 제조된다.
구체적으로, 4층 구조의 비직물조직을 페이퍼 캘린더링 장치의 한 쌍의 롤러 사이를 통과시키면서 30∼100 ㎏/㎝2의 압력 및 100∼160 ℃의 온도로 가열 압착하여 양측 표면이 필름화되는 특성을 지닌 비직물조직 소재의 농업용 시트를 제조하는 것이다.
비직물조직 소재의 농업용 시트를 제조하기 위한 비직물조직을 가열 압착하는 압력이 30 ㎏/㎝2 미만이면 상기 비직물조직이 제대로 압착되지 않으며, 비직물조직을 가열 압착하는 압력이 100 ㎏/㎝2를 초과하면 상기 비직물조직의 양측 표면의 스판본드 부직포 시트가 지나치게 압착되어 공기 투과성이 저하된다. 또한, 비직물조직 소재의 농업용 시트를 제조하기 위한 비직물조직을 가열 압착하는 온도가 100 ℃ 미만이면 상기 비직물조직의 양측 표면의 스판본드 부직포 시트가 필름화되지 않으며, 비직물조직을 가열 압착하는 온도가 160 ℃를 초과하면 상기 비직물조직이 고온으로 인하여 열화될 수 있다.
상기와 같이 가열 압착되어 이루어지는 비직물조직 소재의 농업용 시트는 양측 표면이 필름화되어 기계적 물성이 향상되고 내부가 미세다공화되어 공기 소통이 원활하여 잡초의 성장을 억제하면서 토양의 미생물 및 농작물의 성장에는 영향을 미치지 않도록 지원하며, 표면의 스판본드 부직포 시트에 함유된 소광제의 소광 기능 및 내부에 구성된 2층의 멜트블로운 부직포 시트에 의해 발생하는 자연스러운 구김의 상승 작용으로 인하여 시트 상의 농작물에 햇빛을 고르게 난반사하도록 구성되며, 표면의 자외선 안정제에 의해 자외선에 대한 안정성이 향상된다.
본 발명에 의한 비직물조직 소재의 농업용 시트의 제조 방법에 대하여 실시예를 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 비직물조직 소재의 농업용 시트의 제조 방법은 용융지수 30∼40 g/min인 폴리프로필렌 섬유재 100 중량부를 기준으로 HALS계 자외선 안정제 0.1∼1.5 중량부를 포함하는 자외선 안정제 6.0∼9.0 중량부 및 이산화티탄 0.50∼0.85 중량부로 이루어지는 폴리프로필렌 섬유재 조성물을 형성하는 단계가 포함된다.
구체적으로, 용융지수 30∼40 g/min인 폴리프로필렌 섬유재 100 중량부에 자외선에 대한 내구성을 제공하는 자외선 안정제 6.0∼9.0 중량부를 매스터배치 방식으로 혼합하되, 자외선으로부터 폴리프로필렌 섬유재 분자의 가지쇄를 안정화시키도록 자외선 안정제 중에서 상기 폴리프로필렌 섬유재 100 중량부 기준으로 HALS계 자외선 안정제 0.1∼1.5 중량부를 혼합하며. 또한, 스판본드 부직포 시트에 소광 기능을 제공하여 햇빛의 난반사를 촉진하기 위하여, 폴리프로필렌 섬유재 100 중량부에 소광제인 이산화티탄 0.50∼0.85 중량부를 혼합하여 폴리프로필렌 섬유재 조 성물을 구성한다.
또한, 본 발명의 비직물조직 소재의 농업용 시트의 제조 방법은 상기 폴리프로필렌 섬유재 조성물을 용융방사하여 섬유화하고 웹을 형성하여 이루어지는 스판본드 부직포 시트를 형성하는 단계가 포함된다.
구체적으로, 상기 폴리프로필렌 섬유재에 HALS계 자외선 안정제를 포함하는 자외선 안정제 및 소광제인 이산화티탄을 혼합하여 이루어지는 폴리프로필렌 섬유재 조성물을 스판본드 방사부에서 용융 방사하여 밀도 30∼90 g/㎡인 스판본드 부직포 시트를 형성한다.
또한, 본 발명의 비직물조직 소재의 농업용 시트의 제조 방법은 상기 스판본드 부직포 시트를 양측 표면에 배치하고 그 사이에 용융지수 900~1200 g/min인 폴리프로필렌 섬유재 100 중량부를 기준으로 HALS계 자외선 안정제 0.1∼1.5 중량부를 포함하는 자외선 안정제 6.0∼9.0 중량부가 함유된 폴리프로필렌 극세사 재질로 이루어지는 멜트블로운 부직포 시트 2매를 삽입하여 4층 구조의 비직물조직을 형성하는 단계가 포함된다.
즉, 상기 밀도 30∼90 g/㎡인 스판본드 부직포 시트를 양측 표면에 각각 배치하고, 상기 스판본드 부직포 시트와 스판본드 부직포 시트 사이에 각각 밀도 1∼12 g/㎡인 멜트블로운 부직포 시트 2매를 삽입하여 4층 구조의 비직물조직을 형성한다.
또한, 본 발명의 비직물조직 소재의 농업용 시트의 제조 방법은 상기 비직물 조직을 한 쌍의 압착 롤러 사이에서 30∼100 ㎏/㎝2의 압력 및 100∼160 ℃의 온도로 가열압착하여 농업용 시트를 형성하는 단계가 포함된다.
구체적으로, 양측 표면의 스판본드 부직포 시트, 중앙부의 멜트블로운 부직포 시트로 이루어지는 상기 비직물조직을 페이퍼 캘린더링 장치의 한 쌍의 압착 롤러 사이를 통과시키면서 30∼100 ㎏/㎝의 압력 및 100∼160 ℃의 온도로 가열 압착하여 양측 표면이 필름화되는 특성을 지닌 비직물조직 소재의 농업용 시트를 제조한다.
상기와 같이 비직물조직 소재의 농업용 시트를 제조하는 방법을 상세하게 설명하였으나, 실제로 농업용 시트를 제조하는 과정에 있어서, 4층 구조의 비직물조직의 구성 및 가열 압착을 동시에 실시하는 동시 제조 방법과 4층 구조의 비직물조직의 구성 후 가열 압착을 별도로 실시하는 별도 제조 방법으로 크게 구분된다.
도 1은 본 발명의 비직물조직시트의 제조 공정을 간략하게 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 비직물조직을 소재로 한 농업용 시트의 제조 공정을 간략하게 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 농업용 시트의 비직물조직 소재의 제조방법은 컨베이어 벨트(23)의 상부에 제 1 스판본드 방사부(21a), 제 1 멜트블로운 방사부(22a), 제 2 멜트블로운 방사부(22b) 및 제 2 스판본드 방사부(22b)가 차례로 형성된 시트 제조 장치에서 실시한다.
우선, 컨베이어 벨트(23)의 상부에 설치된 제 1 스판본드 방사부(21a)에서 폴리프로필렌 섬유재 조성물을 용융 방사하여 제 1 스판본드 부직포 시트를 구성하고, 상기 제 1 스판본드 부직포 시트에 대향하는 제 1 멜트블로운 방사부(22a)에서 폴리프로필렌 섬유재를 멜트 블로운하여 제 1 멜트블로운 부직포 시트를 구성하고, 상기 제 1 멜트블로운 부직포 시트에 대향하는 제 2 멜트블로운 방사부(22b)에서 폴리프로필렌 섬유재를 멜트 블로운하여 제 2 멜트블로운 부직포 시트를 구성하고, 상기 제 2 멜트블로운 부직포 시트에 대향하는 제 2 스판본드 방사부(21b)에서 폴리프로필렌 섬유재 조성물을 용융 방사하여 제 2 스판본드 부직포 시트를 구성하므로써 제 1 스판본드 부직포 시트, 제 1 멜트블로운 부직포 시트, 제 2 멜트블로운 부직포 시트 및 제 2 스판본드 부직포 시트로 이루어지는 4층 구조의 비직물조직(11)을 제조하며, 상기 4층 구조의 비직물조직(11)을 진행하여 일정한 온도로 가열된 한 쌍의 롤러(16) 사이에 가열 압착시키므로써 스펀본드층과 멜트블로운층이 비직물조직(12)를 제조한다.
도 2을 참조하면, 도 1의 방법으로 제조된 스펀본드층과 멜트블로운층이 결합된 비직물조직(12)를 릴에 권취하여 보관한다. 상기와 같이 비직물조직(12)이 권취된 상태인 릴을 페이퍼 캘린더링 장치의 언와인더부(15)에 장착하고, 상기 릴에 권취된 비직물조직(12)을 진행하여 일정한 온도로 가열된 한 쌍의 롤러(16) 사이에서 가열압착시키며, 상기 가열압착에 의해 양측 표면이 필름화된 농업용 시트(13)를 와인더부(17)에 장착된 릴에 감아서 본 발명의 농업용 시트(13)를 제조한다.
이하 실시예와 비교예에 의하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 단 다음의 실시예는 본 발명을 상세하게 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하는 것은 아니 다.
< 실시예 1 >
1. 용융지수 34 g/min인 폴리프로필렌 섬유재 100 중량부를 기준으로 HALS계 자외선 안정제 1.5 중량부를 포함하는 자외선 안정제 8.0 중량부 및 이산화티탄 0.3 중량부를 매스터배치 방식으로 혼합하여 폴리프로필렌 섬유재 조성물을 형성하였다.
2. 상기 폴리프로필렌 섬유재 조성물을 스판본드 방사 장치에서 용융방사하여 섬유화하고 웹을 형성하여 밀도 60 g/㎡인 스판본드 부직포 시트를 형성하였다.
3. 상기 스판본드 부직포 시트를 양측 표면에 배치하고, 그 사이에 HALS계 자외선 안정제 1.5 중량부를 포함하는 자외선 안정제 8.0 중량부 폴리프로필렌 극세사 재질로 이루어지는 밀도 3 g/㎡인 멜트블로운 부직포 시트 2매를 삽입하여 4층 구조의 비직물조직을 형성하였다.
4. 상기 비직물조직을 페이퍼 캘린더링 장치의 한 쌍의 압착 롤러 사이에서 50 ㎏/㎝2의 압력 및 100 ℃의 온도로 가열압착하여 농업용 시트를 제조하였다.
< 실시예 2 >
1. 용융지수 34 g/min인 폴리프로필렌 섬유재 100 중량부를 기준으로 HALS계 자외선 안정제 1.5 중량부를 포함하는 자외선 안정제 8.0 중량부 및 이산화티탄 0.3 중량부를 매스터배치 방식으로 혼합하여 폴리프로필렌 섬유재 조성물을 형성하였다.
2. 상기 폴리프로필렌 섬유재 조성물을 스판본드 방사 장치에서 용융방사하여 섬유화하고 웹을 형성하여 밀도 60 g/㎡인 스판본드 부직포 시트를 형성하였다.
3. 상기 스판본드 부직포 시트를 양측 표면에 배치하고, 그 사이에 HALS계 자외선 안정제 1.5 중량부를 포함하는 자외선 안정제 8.0 중량부 폴리프로필렌 극세사 재질로 이루어지는 밀도 6 g/㎡인 멜트블로운 부직포 시트 2매를 삽입하여 4층 구조의 비직물조직을 형성하였다.
4. 상기 비직물조직을 페이퍼 캘린더링 장치의 한 쌍의 압착 롤러 사이에서 50 ㎏/㎝2의 압력 및 120 ℃의 온도로 가열압착하여 농업용 시트를 제조하였다.
< 비교예 1 >
1. 용융지수 34 g/min인 폴리프로필렌 섬유재 100 중량부를 기준으로 HALS계 자외선 안정제 1.5 중량부를 포함하는 자외선 안정제 8.0 중량부 및 이산화티탄 0.3 중량부를 매스터배치 방식으로 혼합하여 폴리프로필렌 섬유재 조성물을 형성하였다.
2. 상기 폴리프로필렌 섬유재 조성물을 스판본드 방사 장치에서 용융방사하여 섬유화하고 웹을 형성하여 밀도 60 g/㎡인 스판본드 부직포 시트를 형성하였다.
3. 상기 스판본드 부직포 시트를 양측 표면에 배치하고, 그 사이에 폴리프로필렌 극세사 재질로 이루어지는 밀도 8 g/㎡인 멜트블로운 부직포 시트 1매를 삽입하여 3층 구조의 비직물조직을 형성하였다.
4. 상기 3층 구조의 비직물조직을 페이퍼 캘린더링 장치의 한 쌍의 압착 롤 러 사이에서 50 ㎏/㎝2의 압력 및 120 ℃의 온도로 가열압착하여 농업용 시트를 제조하였다.
< 비교예 2 >
비직물조직을 페이퍼 캘린더링 장치의 한 쌍의 압착 롤러 사이에서 50 ㎏/㎝2의 압력 및 140 ℃의 온도로 가열압착하여 농업용 시트를 제조하는 것 이외에는 상기 비교예 1과 동일하다.
상기와 같이 실시예 및 비교예에 의하여 제조된 농업용 시트를 대상으로 다음과 같이 물성 테스트를 실시하였다.
방수성능(내수압) : FX-3000 시험기를 이용하여 DIN53,886 방법으로 내수압을 측정하였다.
공기투과도(통기성) : FX-3000 시험기를 이용하여 JIS L 1096-A 방법으로 통기성을 측정하였다.
촉진내후성 : 아틀라스사의 XENON-O-METER 시험기를 사용하여 철제 플레이트 위에 농업용 시트를 부착하여 길이 방향으로 1/2 면적을 흑색지로 가린 후 300시간동안 조사하였다. 농업용 시트에서 흑색지를 제거하고 흑색지로 가린 부분과 가리지 않는 부분의 외관상태를 육안으로 확인하고 Grey scale에 비교하여 색상 변화의 유무를 조사하였으며, 색상의 변화가 있으면 '있음', 색상의 변화가 없으면 '없음'으로 판정하였다.
상기와 같이 실시한 농업용 시트의 물성 테스트 결과를 다음의 표 1에 나타 내었다.
< 표 1 > 농업용 시트의 물성 테스트 결과 비교
구 분 내수압
(㎜H2O)		 공기투과도
(㎤/㎠sec)		 촉진내후성 두께(㎜)
실시예 1 700 1.57 없음 0.14
실시예 2 750 1.03 없음 0.13
비교예 1 780 0.44 없음 0.12
비교예 2 800 0.21 없음 0.11
상기 표 1의 결과와 같이, 실시예 1과 2에 의한 농업용 시트가 비교예 1과 2에 의한 농업용 시트보다 더욱 개선된 공기투과도를 가지면서도 촉진내후성에 영향을 미치지 않고, 내수압에서도 더 낮은 수치를 보이는 것은 그만큼 투습성은 향상되었다는 것을 의미하므로, 본 발명에 따른 실시예 1과 2에 의해 제조된 농업용 시트는 농작물의 성장을 촉진하는 가장 중요한 요소인 공기투과도 및 투습성이 우수하여 농작물이 식재된 농지의 토양을 커버하는 농업용 시트의 요구조건을 충분하게 충족시키는 것으로 나타났다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 농업용 시트의 제조 공정 예시도
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 농업용 시트의 제조 공정 예시도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
11 : 비직물조직 12 : 농업용 시트
13 : 스판본드 부직포 시트 14 : 멜트블로운 부직포 시트
15 : 언와인더부 16 : 압착 롤러
17 : 와인더부 21 : 스판본드 방사부(a, b)
22 : 멜트블로운 방사부(a, b) 23 : 컨베이어 벨트

Claims (5)

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  5. 용융지수 30~40 g/min인 폴리프로필렌 섬유재 100 중량부를 기준으로 HALS계 자외선 안정제 0.1∼1.5 중량부를 포함하는 자외선 안정제 6.0∼9.0 중량부 및 이산화티탄 0.50∼0.85 중량부로 이루어지는 폴리프로필렌 섬유재 조성물을 형성하는 단계;
    상기 폴리프로필렌 섬유재 조성물을 용융방사하여 섬유화하고 웹을 형성하여 이루어지는 스판본드 부직포 시트를 형성하는 단계;
    상기 스판본드 부직포 시트를 양측 표면에 배치하고 그 사이에 용융지수 900~1200 g/min인 폴리프로필렌 섬유재 100 중량부를 기준으로 HALS계 자외선 안정제 0.1∼1.5 중량부를 포함하는 자외선 안정제 6.0∼9.0 중량부가 함유된 폴리프로필렌 극세사 재질로 이루어지는 멜트블로운 부직포 시트 2매를 삽입하여 4층 구조의 비직물조직을 형성하는 단계; 및
    상기 비직물조직을 한 쌍의 압착 롤러 사이에서 30∼100 ㎏/㎝2의 압력 및 100∼160 ℃의 온도로 가열압착하여 농업용 시트를 형성하는 단계를 포함하는 비직물조직 소재의 농업용 시트의 제조 방법.
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