KR101334875B1 - 농공업용 고압 호스용 폴리프로필렌 원단직물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 농업 또는 공업분야에서 고압수를 이송하기 위하여 사용되는 고압 호스에 관한 것으로, 고압 호스에 적합한 충분한 강도를 갖고 재활용이 가능한 폴리프로필렌 원단직물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 고압 호스용 폴리프로필렌 직물은 데니어당 강도가 7.5 g/d 이상인 1500 데니어 폴리프로필렌 무연(無撚) 원사를 경사와 위사의 밀도를 19 본/인치로 하여 평직으로 제직하는 것을 특징으로 한다. 상기 폴리프로필렌 직물은 생지의 강력은 2900 N/5cm 이상이고, 인열은 600 N 이상이다. 상기 폴리프로필렌 직물은 두께가 0.45∼0.55 mm 범위가 바람직하고, 중량이 250∼280 g/㎡ 범위가 바람직하다.

Description

농공업용 고압 호스용 폴리프로필렌 원단직물{Polypropylene Fabric for High Pressure Hose for Agriculture and Industry}

본 발명은 농업 또는 공업분야에서 고압수를 이송하기 위하여 사용되는 고압 호스에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 농공업용 고압 호스를 제조할 때 사용되는 폴리프로필렌 원단직물에 관한 것이다.

농공업용 고압 호스는 물을 고압으로 이송하고자 할 때 사용되는 호스로서, 이제까지는 폴리염화비닐(PVC: polyvinylchloride) 호스가 주로 사용되었으며, 그 이유로는 PVC 호스가 직물의 외측에 PVC 액을 도포하여 단면이 원형으로 성형되기 때문에 접합면이 발생하지 않아 접합면을 통한 누수가 발생하지 않기 때문이며, 또한 PVC 액을 두껍게 도포함으로써 인장강도가 강하기 때문이다.

이와 같이 PVC 호스는 인장강도가 강하고 누수가 발생하지 않기 때문에 고압호스로 적합하나 PVC 호스는 재활용이 되지 않고 소각 처리시 발생하는 공해문제로 인하여 사용이 제한되고 있다. 따라서 이에 대한 대체품의 개발이 활발히 이루어지고 있다.

PVC 호스의 대체품으로 개발되고 있는 호스로는 석유화학제품의 원사를 사용한 교직물의 표면에 PE 및 EVA 혼합물을 코팅한 원단을 둥글게 말아주고 서로 겹치는 부분은 수지를 이용하여 접합시킴으로써 호스를 제조하고 있다. 그러나 이러한 호스는 원단의 표면을 코팅하여 원단을 통하여 발생되는 누수를 방지하고, 접합면은 수지를 이용하여 접합함으로써 접합면에서의 누수도 방지하고 있으나, 호스에 고압을 걸게 되면 접합면 부위에 누수가 발생하는 결점이 있다. 따라서 PVC 호스의 대체품으로 개발된 호스를 농공업용으로 사용하고자 할 때 고압을 걸어줄 수가 없으며, 사용이 제한될 수밖에 없는 실정이다.

특히 상기한 종래의 농업용 호스는 열대지방과 같이 자외선이 강하고 송수 거리가 장거리일 경우 사용연한이 단축되고, 접착력이 낮아 수압이 많이 걸릴 경우 접합면이 떨어져 누수가 발생되므로, 통상 열대지방에서는 PVC로 제작된 농업용 통호스를 사용하고 있다. 하지만 PVC제 농업용 통호스는 전술한 바와 같이 PVC 재질로 이루어져 재활용이 안되므로 폐기물로 남게 되는 문제점이 있으며, 호스의 두께가 두껍고 중량이 무거워 운반, 보관, 설치가 어려운 문제점이 있다.

종래의 내압용 PVC 호스는, 내구성이 우수하다는 장점을 가지나, 대체로 편조층이 여러 가닥의 방적사를 꼬아서 형성된 것이므로, 제작된 호스의 부피가 매우 클 뿐만 아니라, 그 단면이 일정치 않게 되어 호스의 내압성이 불균일한 문제점이 있으며, 특히, 상기 편조층의 양측 표면만이 코팅된 상태로 결합됨으로써, 각 층간의 결합력이 약하게 되어 내압성을 안정적으로 유지하지 못할 뿐만 아니라, PVC 호스가 꺾이게 되는 등의 충격을 받을 경우, 상기 편조층 내부를 구성하는 여러 가닥의 방적사들이 상호 이격되면서 층분리 현상을 발생시켜 전체적으로 균일한 내압성을 유지하기 어려운 문제점이 있다.

따라서 본 발명자들은 농작물 재배시 넓고 먼거리까지 물을 공급하는데 필요한 높은 수압을 견디고 물을 수송하는데 효과적으로 사용될 수 있고, 재활용이 가능하여 친환경적이며 경량인 고수압용 호스를 제조할 수 있도록 충분한 강도를 갖는 본 발명의 폴리프로필렌 직물을 개발하기에 이른 것이다.

본 발명의 목적은 농업용 또는 공업용 호스로서 먼거리까지 물을 공급하는데 필요한 높은 수압에 견딜 수 있는 고압 호스용에 적합한 폴리프로필렌 직물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 농업용 또는 공업용 호스로서 먼거리까지 물을 공급하는데 필요한 높은 수압에 견딜 수 있는 고압 호스를 재활용할 수 있도록 고압 호스에 적합한 폴리프로필렌 직물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타 목적들은 하기 상세히 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 고압 호스용 폴리프로필렌 직물은 데니어당 강도가 7.5 g/d 이상인 1500 데니어 폴리프로필렌 무연(無撚) 원사를 경사와 위사의 밀도를 19 본/인치로 하여 평직으로 제직하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 상기 폴리프로필렌 직물은 생지의 인장강력(tensile strength)은 2900 N/5cm 이상이고, 인열강력(tearing strength)은 600 N 이상이다.

상기 폴리프로필렌 직물은 두께가 0.45∼0.55 mm 범위가 바람직하고, 중량이 250∼280 g/㎡ 범위가 바람직하다.

이하 본 발명의 구체적인 내용을 하기에 상세히 설명한다.

본 발명은 농업용 또는 공업용 호스로서 먼거리까지 물을 공급하는데 필요한 높은 수압에 견딜 수 있고, 호스를 재활용할 수 있는 고압 호스에 적합한 폴리프로필렌 직물을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.

본 발명은 농업 또는 공업분야에서 고압수를 이송하기 위하여 사용되는 고압 호스에 관한 것으로, 고압 호스에 적합한 충분한 강도를 갖고 재활용이 가능한 폴리프로필렌 원단직물에 관한 것이다.

고압 호스는 일단 고압에 충분히 견뎌야 하고, 누수가 되지 않아야 하기 때문에 주로 합성섬유 직물에 합성수지액으로 양쪽 면을 코팅하고 다시 바깥쪽 면에서 합성수지 필름을 접착시키는 방법으로 제조되고 있다. 본 발명은 바로 고압 호스를 제조하기 위하여 사용되는 합성섬유 직물로서 충분한 강도를 갖는 폴리프로필렌 직물에 관한 것이다.

농업용 호스로 일반적으로 사용되고 있는 제품은 타포린으로 원단에 수지를 코팅하여 방수포로 만든 제품으로, 현재는 폴리에스터, 나일론, 폴리에틸렌 등 합성섬유에 염화비닐(PVC), 폴리에틸렌(PE), 열가소성 폴리우레탄(TPU), 올레핀계열 가소성 엘라스토머(TPO) 등 열가소성 수지를 양면에 코팅하여 농업용 호스로 제조된다. 특히 폴리에스테르, 폴리에틸렌사로 제조된 직물 양면에 PVC나 PE를 코팅한 타포린이 현재 약 90% 이상 사용되고 있다.

PVC 타포린은 생산 공정에 따라 크게 PVC Coated-타포린(Sol 타포린)과 PVC Laminated-타포린(PVC 필름 합판방식)으로 대별되며, 그 중간 부류의 제품에는 PVC Semi-Sol 타포린이 있다. 또한 PVC Laminated-타포린과 구별되는 PVC 카렌다 타포린(direct 합판방식)도 생산 공급되고 있다.

그런데 기존 일반적으로 사용되고 있는 PVC 타포린으로 제조된 농업용 호스는 PVC 재질로 이루어져 재활용이 안되므로 폐기물로 남게 되는 문제점이 있으며, 호스의 두께가 두껍고 중량이 무거워 운반, 보관, 설치가 어려운 문제점이 있다. 또한 PE로 제조된 PE 타포린은 소위 FLAT 원사에 PE 필름을 부착하는 제품으로 내구성이 부족하여 사용에 부적합한 제품상의 문제점을 안고 있다. 그리고 최근에는 저탄소 녹색성장이 세계적으로 크게 부각되면서, 이에 부응하여 환경 친화적인 폴리올레핀계 수지와 필름 그리고 원사를 사용하여 경량화, 고급화등 보다 환경 친화적이며 다양한 기능성이 발현되는 농업용 호스 제품개발에 대한 요구가 확대되고 있다. 따라서 본 발명은 PP(폴리프로필렌)직물과 PP수지, PP을 적층시켜 친환경, 고내수압, 경량화의 농업용 고수압 호스를 개발함으로써 미주 및 유럽에서 사용되고 있는 PVC 호스를 대체할 수 있는 제품을 요구하고 있는 실정이므로 새로운 시장을 개척할 수 있을 것으로 확신한다.

본 발명은 농업용 고수압 호스 제조용 PP원단 제직설계 및 직물제조 기술개발로서, PP소재를 사용한 호스(Hose)용 직물의 안정적 내수압(7 bar) 조건에 적합한 적정코팅과 수지접합 기술을 확보하며, 친환경, 경량성을 갖춘 내고수압 농업용 호스 제품개발 기술을 확보할 수 있다. 나아가 본 발명은 미주 및 유럽에서 대단위 농업경작용으로 사용되고 있는 PVC 호스를 대체하고, 새로운 시장을 개척을 통한 수출 확대와 종래에 사용하던 PVC 재료에 비하여 소각시에 회분이 없고, 유독 가스가 발생하지 않아 환경보전에 기여할 수 있고, 용이하게 소각 처리하거나 또는 용융을 통한 재활용이 가능하고, 경량화하여 취급이 용이하고 요구되는 고수압에도 내구성이 뛰어나서 사용 수명이 긴 장점이 있다.

본 발명에 따른 고압 호스용 폴리프로필렌 직물은 데니어당 강도가 7.5 g/d 이상인 1500 데니어 폴리프로필렌 무연(無撚) 원사를 경사와 위사의 밀도를 19 본/인치로 하여 평직으로 제직하는 것을 그 특징으로 한다. 상기 폴리프로필렌 직물은 두께가 0.45∼0.55 mm 범위가 바람직하고, 중량이 250∼280 g/㎡ 범위가 바람직하다. 본 발명의 상기 폴리프로필렌 직물은 생지의 강력은 2900 N/5cm 이상이고, 인열은 600 N 이상이다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명의 특징 및 기타의 장점은 후술되는 실시예로부터 보다 명백하게 될 것이며, 하기 실시예는 예시적인 목적으로 기재될 뿐 본 발명의 보호범위를 한정하거나 제한하는 것으로 해석될 수 없다.

비교실시예 1

경사와 위사로 1200 데니어 폴리프로필렌 무연 원사를 각각 인치당 21.5본의 밀도로 하여 제직하였다. 이 원사의 데니어당 강도는 7.1 g/d이다. 제직된 직물의 경사 및 위사 방향의 강력과 인열강도 및 평방미터당 중량을 표 1에 나타내었다.

비교실시예 2

경사와 위사로 1200 데니어 폴리프로필렌 무연 원사를 각각 인치당 21.5본의 밀도로 하여 제직하였다. 이 원사의 데니어당 강도는 6.7 g/d이다. 제직된 직물의 경사 및 위사 방향의 강력과 인열강도 및 평방미터당 중량을 표 1에 나타내었다.

비교실시예 3

경사와 위사로 1000 데니어 폴리프로필렌 무연원사를 각각 인치당 20본의 밀도로 하여 제직하였다. 이 원사의 데니어당 강도는 7.6 g/d이다. 제직된 직물의 경사 및 위사 방향의 강력과 인열강도 및 평방미터당 중량을 표 1에 나타내었다.

비교실시예 4

경사로 1000 데니어 폴리프로필렌 무연 원사를 인치당 20본의 밀도로 하고 위사로 1200 데니어 폴리프로필렌 무연 원사를 인치당 20본의 밀도로 하여 제직하였다. 이 원사의 데니어당 강도는 7.6 g/d이다. 제직된 직물의 경사 및 위사 방향의 강력과 인열강도 및 평방미터당 중량을 표 1에 나타내었다.

비교실시예 5

경사로 1000 데니어 폴리프로필렌 무연 원사를 인치당 20본의 밀도로 하고 위사로 1200 데니어 폴리프로필렌 무연 원사를 인치당 21본의 밀도로 하여 제직하였다. 이 원사의 데니어당 강도는 7.6 g/d이다. 제직된 직물의 경사 및 위사 방향의 강력과 인열강도 및 평방미터당 중량을 표 1에 나타내었다.

비교실시예 6

경사로 1000 데니어 폴리프로필렌 무연 원사를 인치당 20본의 밀도로 하고 위사로 1100 데니어 폴리프로필렌 무연 원사를 인치당 22본의 밀도로 하여 제직하였다. 이 원사의 데니어당 강도는 7.6 g/d이다. 제직된 직물의 경사 및 위사 방향의 강력과 인열강도 및 평방미터당 중량을 표 1에 나타내었다.

실시예

경사와 위사로 1500 데니어 폴리프로필렌 무연 원사를 각각 인치당 19본의 밀도로 하여 제직하였다. 이 원사의 데니어당 강도는 7.5 g/d이다. 제직된 직물의 경사 및 위사 방향의 강력과 인열강도 및 평방미터당 중량을 표 1에 나타내었다.

인장강력과 인열강력은 인스트론으로 측정하였으며, AS 2001 2.3의 측정방법은 strip method C.R.E이고, AS 2001 2.10의 측정방법은 wring rip method C.R.E이다.

표 1의 물성에서 보는 바와 같이, 비교실시예 1, 2는 원사의 강도가 7.5 g/d로 충분하지 못하고, 비교실시예 3 내지 6은 직물의 강력이 2900 N 이하로서 역시 적합하지 못하다. 실시예의 직물은 데니어당 강도가 7.5 g/d이고 생지의 강력은 2900 N/5cm 이상이고, 인열은 600 N 이상으로 고압호스용 직물로 적합함을 알 수 있다.

본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 의하여 구체화될 것이며 본 발명으로부터의 단순한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (3)

1. 강도가 7.5 g/d 이상인 1500 데니어 폴리프로필렌 무연(無撚) 원사를 경사와 위사로 사용하고 경사와 위사의 밀도를 19 본/인치로 하여 평직으로 제직하는 것을 특징으로 하는 고압 호스용 폴리프로필렌 직물.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 폴리프로필렌 직물은 생지의 강력이 2900 N/5cm 이상이고, 인열이 600 N 이상인 것을 특징으로 하는 고압 호스용 폴리프로필렌 직물.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴리프로필렌 직물은 두께가 0.45∼0.55 mm 범위이고, 중량이 250∼280 g/㎡ 범위인 것을 특징으로 하는 고압 호스용 폴리프로필렌 직물.