KR101663708B1 - 비닐하우스 습기제거용 보온재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 농업용 비닐 하우스 구조에서 보온율을 향상 시키고, 습기 및 온도를 통제하여 에너지를 절감시키는 비닐하우스 습기제거용 보온재에 관한 것이다. 본 발명에 따른 비닐하우스용 보온재를 이용한 보온 시스템은 비닐 하우스 내부의 온도 및 습도를 조절할 수 있어 병원균 및 병해충의 억제 능력을 갖는다.

Description

비닐하우스 습기제거용 보온재{Heat Insulation Material for Eliminating Moisture of Green House}
본 발명은 농업용 비닐 하우스 구조물에서 보온율을 향상시키고, 습기 및 온도를 통제하여 에너지를 절감시키는 비닐하우스 습기 제거용 보온재 및 이를 이용한 습기제거 및 보온 시스템에 관한 것이다. 구체적으로는, 멜트블로운 웹 등으로 이루어진 보온 섬유층을 포함하는 보온 덮개를 사용하여 비닐하우스 내부의 온도 및 습도를 조절하여 병해충을 억제할 수 있는 보온재 및 보온 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 비닐하우스 구조물에서 내부의 따뜻한 공기와 외부의 찬 공기가 접촉하는 부분에는 결로 현상이 발생된다. 결로 현상이란, 따뜻한 공기가 차가운 공기를 만나서 이슬점의 물방울이 생기는 현상을 말한다. 이러한 결로 현상은 농작물 성장에 영향을 미치며, 다습한 조건에서 생기는 잿빛곰팡이병 등에 의해 농작물 병해가 증가하는 어려움이 있다.
한국공개특허 제10-2010-0088977호에서는 비닐하우스용 터널 보온덮개를 개시하고 있다. 상기 특허에서는 접착심지를 사이에 두고 양측면에 발포수지시트가 합접된 구조의 단열심층부를 구비하고, 단열심층부의 양측면에 폴리 솜(18a, 18b)과 폴리솜을 보온소재로 하며 PE 발포시트를 사용을 하는 것을 특징으로 한다.
상기 보온덮개는 보온성능이 우수하지만, 내부에 발생하는 고온다습한 습기를 내부로 방출하지 못하는 문제점이 있다. 또한, 습기를 폴리솜이 머금고 있어, 시간이 지남에 무거워지고, 폴리솜에서 곰팡이나 세균이 번식하여, 농작물에 병해충 피해를 일으킬 수 있다.
본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위한 것으로서, 비닐하우스 내부에 발생하는 다습한 습도를 외부로 방출시켜 하우스 내부의 적정 습도를 유지시키면서, 우수한 보온성을 갖는 비닐하우스 습기제거용 보온재를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 보온재의 중량을 가볍게 하여 비닐하우스의 자동 개폐 장치에 사용시 우수한 작업성을 확보하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제는, 멜트블로운 섬유웹, 캐시미론 솜 또는 일반 화학섬유층으로 이루어진 보온섬유층; 상기 보온섬유층의 일면에 형성되어 비닐하우스의 비닐층과 인접하게 되는, 하나 이상의 스펀본드층과 하나 이상의 멜트블로운 층을 포함하는 부직포웹으로 이루어진 외피층; 상기 보온섬유층의 다른 일면에 형성되고, 하나 이상의 스펀본드층과 하나 이상의 멜트블로운 층을 포함하는 부직포웹, 하나 이상의 스펀본드층을 포함하는 부직포웹, 폴리에스테르 직조물, 나일론 직조물 및 폴리프로필렌 직조물으로 이루어진 군에서 선택된 1종으로 이루어진 내피층;으로 이루어진 비닐하우스 습기제거용 보온재에 의해 달성된다.
바람직하게는, 상기 보온재 내부와 외부의 온도차에 의하여 보온재 내부의 고온다습한 공기가 보온재를 통과한 후 외피층 표면에 결로를 발생시켜 보온재 내부의 습기를 제거할 수 있다.
또한, 상기 멜트블로운층은 폴리프로필렌으로 이루어지고, 상기 스펀본드층은 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어질 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 보온섬유층은 폴리프로필렌으로 이루어진 멜트블로운 초극세사와 1종 이상의 단섬유가 혼합되어 형성된 멜트블로운 섬유웹일 수 있다.
또한, 상기 멜트블로운 섬유웹은 10 내지 60중량%의 멜트블로운 초극세사와 40 내지 90중량%의 단섬유가 혼합되어 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 단섬유는 폴리프로필렌사(PP), 폴리에틸렌사(PE), 폴리에틸렌테레프탈레이트사(PET), 나일론사(Nylon), 아크릴사, 유리섬유 및 탄소섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 인조섬유 또는 목화, 삼베 및 펄프로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 천연섬유일 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 보온섬유층은 20 내지 1,000g/m2의 단위 면적당 중량을 갖고, 상기 내피층 및 외피층은 8 내지 200 g/m2의 단위 면적당 중량을 가질 수 있다.
또한, 상기 내피층 또는 상기 외피층의 일면에 1층 이상의 보강층을 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 보온재는 비닐하우스의 비닐 내측면에 설치되거나, 상기 비닐과 일정 간격을 두고 설치되는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 비닐하우스 습기제거용 보온재는 소수성 소재인 폴리프로필렌을 포함하는 부직포웹을 사용하여, 비닐하우스 내부의 다습한 습도를 외부로 방출시킬 수 있어, 하우스 내부의 적정 습도를 유지시키고, 보온성도 우수하다. 또한 보온층에 폴리프로필렌 초극세사 섬유웹을 사용하여, 그 효율을 더욱 높일 수 있다. 또한, 보온재의 중량이 가볍기 때문에 자동 개폐 장치에 적용하는 경우에 작업성이 우수하다.
도 1은 본 발명에 따른 습기제거용 보온재에 대한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 습기제거용 보온재를 이용한 비닐하우스의 보온 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 하기의 정의를 가지며 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미에 부합된다. 또한 본 명세서에는 바람직한 방법이나 시료가 기재되나, 이와 유사하거나 동등한 것들도 본 발명의 범주에 포함된다.
본 발명에서 "멜트블로운 섬유"는 용융된 열가소성 수지를 다수의 미세한 관을 통해 고온/고압의 기체를 압출함으로써 형성된 섬유를 의미한다. 여기에서 상기 미세한 관의 모양은 원형 또는 사각형을 포함하는 등 다양하게 변형될 수 있다. 상기 멜트블로운 섬유의 직경은 약 0.2 내지 20㎛로 구성될 수 있다. 멜트블로운 섬유는 불연속 섬유일 수도 있고 연속적인 섬유일 수도 있는 랜덤한 구조를 이루고 있다.
상기에서 열가소성 수지는 고분자 수지에 용융점보다 높은 열을 가해 융해시키고 냉각시켜 고화시키는 작업을 반복적으로 할 수 있는 수지를 의미한다. 이러한 열가소성 수지는 고분자의 결정화도 크기에 따라 결정성과 비결정성으로 나눌 수 있다. 결정성 열가소성 수지에는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론 등이 포함되고, 비결정성 열가소성 수지에는 폴리염화비닐, 폴리스티렌 등이 포함된다. 바람직하게는 열가소성 수지는 소수성을 나타내는 폴리프로필렌이다.
상기에서 폴리프로필렌은 프로필렌의 단독 중합체뿐만 아니라, 반복단위 40% 이상의 프로필렌 단위인 공중합체도 포함한다.
또한 본 발명에서 "멜트블로운 극세사"는 용융된 가공성 중합체를 다수의 미세한 모세관을 통해 고온 고속의 압축기체와 함께 압출함으로써 형성된 섬유 또는 극세사를 의미한다. 여기서 모세관은 원형, 삼각형 및 사각형을 포함하는 다각형, 별 모양 등 다양하게 변경될 수 있다. 일례로서, 고온 및 고속의 압축기체는 용융 열가소성 중합체 재료를 극세사로 가늘게 하여 직경을 약 0.2 내지 10㎛로 감소시킬 수 있다. 멜트블로운 극세사는 불연속 섬유일 수도 있고 연속적인 섬유일 수도 있다. 멜트블로운 극세사의 70 내지 80%, 또는 70 내지 90%는 10 ㎛ 이하의 직경을 가질 수 있다. 멜트블로운 극세사의 10, 20, 30%는 3 ㎛ 이하의 직경을 가질 수 있다.
본 발명에서 "부직포웹"은 하나 이상의 스펀본드층과 하나 이상의 멜트블로운층을 포함하는 것을 의미한다. 예를 들어, 스펀본드 부직포(S) + 멜트블로운 부직포(M) + 멜트블로운 부직포(M) + 스펀본드 부직포(S)가 순차적으로 적층된SMMS부직포, 스펀본드 부직포(S) + 멜트블로운 부직포(M) + 스펀본드 부직포(S)가 순차적으로 적층된 SMS 부직포, 스펀본드 부직포(S) + 멜트블로운 부직포(M)가 순차적으로 적층된 SM 부직포, 스펀본드 부직포(S) + 멜트블로운 부직포(M) + 스펀본드 부직포(S) + 멜트블로운 부직포(M) + 스펀본드 부직포(S)가 순차적으로 적층된 SMSMS 부직포, 또는 스펀본드 부직포(S) + 스펀본드 부직포(S)가 적층된 SS 부직포 일 수 있다.
상기에서 스펀본드 부직포(S)는, 열가소성 수지를 용융시켜 노즐을 통해 방사하고, 웹을 형성하기 위해 주행하고 있는 벨트 위로 연속적인 섬유상을 집속시키고, 웹상의 섬유들을 결합시켜 제조된다. 상기 열가소성 수지는 바람직하게는 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트이다.
상기에서 멜트블로운 부직포(M)는 열가소성 수지를 다수의 미세한 노즐을 통해 토출시키고 노즐 양 옆에서 고속으로 분사되는 열풍으로 극세 섬유를 수집 장치에 적층시켜 제조된다. 상기 열가소성 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론, 폴리염화비닐, 폴리스티렌 등을 사용할 수 있지만, 본 발명에서는 소수 특성을 나타내는 폴리프로필렌을 사용한 것을 특징으로 한다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "섬유웹"은 개별섬유, 필라멘트 또는 실이 편성물과 대조적으로 패턴없이 불규칙한 방식으로 배치됨으로써 평면 물질을 형성하는, 개별섬유, 필라멘트 또는 실로 구성된 구조물을 의미한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 비닐하우스 습기제거용 보온재(500)의 개략도이다.
본 발명에 따른 비닐하우스 습기제거용 보온재(500)는 보온섬유층(300), 상기 보온섬유층(300)의 일면에 형성된 내피층(200B), 상기 보온섬유층(300)의 다른 일면에 형성되고 비닐층(100)과 인접하는 외피층(200A)으로 이루어진다.
본 발명에 따른 보온재(500)가 비닐하우스의 비닐층(100)과 인접하게 내부에 설치되는 경우, 상기 보온재 내부와 외부의 온도차에 의하여 보온재 내부의 고온다습한 공기가 보온재를 통과하게 된다. 이때, 비닐하우스 외부의 낮은 온도로 인하여 외피층(200A)과 비닐층(100) 사이 즉, 외피층 표면에 결로가 발생하게 되어 보온재 내부의 습기를 제거할 수 있다. 이렇게 발생한 결로는 중력에 의해 비닐하우스의 아래쪽으로 흘러내려 토양에 흡수된다.
상기 내피층(200B)및 외피층(200A)은 1층 또는 2층 이상일 수 있다. 내피층 및 외피층이 2층 이상인 경우에는 강성이 보강되어 장기간 사용시에도 내후성이 우수하다. 이때 동일한 층이 2층 이상으로 사용되는 것이 보다 바람직하다.
상기 외피층(200A)의 일면에 추가로 비닐층(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 추가 비닐층은 핫멜트 접착 방식에 의해 외피층의 일면에 부착될 수 있다. 이 경우에도, 상기한 바와 같이 결로 현상에 의해 추가 비닐층과 외피층 사이, 즉 외피층의 표면에 물 분자가 응축되게 되는데, 이렇게 응축된 물이 추가 비닐층과 외피층 사이에서 아래쪽으로 흘러내려 토양에 흡수된다.
상기 외피층(200A)은, 하나 이상의 스펀본드층과 하나 이상의 멜트블로운 층을 포함하는 부직포웹으로 이루질 수 있다. 바람직하게는, SM 부직포웹, SMS 부직포웹, SMMS 부직포웹, 또는 SMSMS 부직포웹일 수 있다. 또한, 외피층을 구성하는 SMS 또는 SMMS 부직포 웹 중 멜트블로운 부직포(M)는 소수 특성을 나타내는 폴리프로필렌일 수 있다. 스펀본드 부직포(S)는 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트일 수 있다.
상기 보온섬유층(300)은 멜트블로운 섬유웹, 캐시미론 솜, 일반 합성섬유층일 수 있다. 바람직하게는 보온섬유층(300)은 멜트블로운 방법으로 제조된 멜트블로운 섬유웹일 수 있다. 보다 바람직하게는 폴리프로필렌 초극세사와 단섬유가 혼섬되어 있는 멜트블로운 섬유웹일 수 있다. 보온섬유층(300)이 폴리프로필렌 초극세사를 포함하는 멜트블로운 섬유웹인 경우, 폴리프로필렌의 소수성으로 인해, 내부의 수분(물분자)가 보온층에 흡수되더라고 외피층으로 수분을 밀어내어 내부에는 수분에 보유되지 않는다. 그 결과, 우수한 항균성을 나타낼 수 있다. 그 결과, 장기간 보온재를 사용하는 경우에도, 보온재 내부 및 외부에서 곰팡이 등이 번식하기 어렵다.
또한, 멜트블로운 섬유웹은 폴리프로필렌 초극세사와 단섬유가 혼합되어 형성된 것인 경우, 폴리프로필렌 초극세사는 멜트블로운 섬유웹 총중량 대비 10 내지 60 중량%로 포함될 수 있다. 또한 단섬유는 멜트블로운 섬유웹 총 중량 대비 40 내지 90 중량%로 포함될 수 있다. 일반적으로 멜트블로운 섬유웹은 사용시 잘 압축되어 부피가 감소하고 두께가 작아지는 경향이 있다. 본 발명에서는 단섬유를 40 내지 90 중량%로 포함하기 때문에, 상기한 문제점으로 해결할 수 있다. 또한 단섬유극세사와 극세사 사이에 무수한 공기층이 형성되어, 보온 성능을 향상시킬 수 있다. 상기에서 단섬유는 특별히 제한되지 않지만, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 나일론, 유리섬유, 및 탄소섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종의 고분자 섬유일 수 있다. 또 다른 실시형태로서, 상기 단섬유는 목화, 삼베 및 펄프로 이루어진 군에서 선택된 천연 섬유일 수 있다.
상기에서 캐시미론 솜은 시판되고 일반 캐시미론 솜을 바람직하게 사용할 수 있다. 캐시미론 솜을 보온섬유층으로 사용하는 경우, 우수한 보온성을 나타낼 수 있고, 외피층과 내피층에 의하여 결로가 형성되는 부분까지 습기가 밀려나가게 되어 내부에서 곰팡이가 성장하는 것을 어느 정도 지연시킬 수 있다. 하지만, 멜트블로운 섬유웹을 사용하는 경우와 비교하여 습기 제어가 어려울 수 있다.
상기에서 일반 화학섬유층은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테르프탈레이트, 나일론 등의 화학섬유를 압축하여 형성한 펠트, 부직포, 섬유웹일 수 있다.
또한, 상기 보온섬유층은 20 내지 1,000 g/m2의 단위 면적당 중량을 갖는 것이 바람직하다. 보온섬유층의 중량이 20 g/m2 미만인 경우에는 적절한 두께를 구현하기 힘들고, 1,000 g/m2 이상인 경우에는 보온재 중량 대비 보온성 개선 효과가 적다.
한편, 내피층(200B)은 보온섬유층(300)의 다른 일면에 형성되고, SM 부직포웹, SMS 부직포웹, SMMS 부직포웹, SMSMS 부직포웹, SS 부직포웹, 일반 부직포웹, 폴리에스테르 직조물, 나일론 직조물, 및 폴리프로필렌 직조물으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 내피층 및 외피층을 구성하는 SM 부직포웹, SMS 부직포웹, SMMS 부직포웹, SMSMS 부직포웹, SS 부직포웹 은8 내지 200 g/m2의 단위 면적당 중량을 갖는 것이 바람직하다. 단위면적당 중량이 8 g/m2 미만인 경우, 구조적으로 약하고 멤브레인 효과가 낮고, 200 g/m2을 초과하는 경우, 생산이 어렵고 중량 대비 기능 개선 효과가 낮다.
또한, 상기 내피층 또는 상기 외피층의 일면에 1층 이상의 보강층(도시되지 않음)을 추가로 가질 수 있다. 보강층은 보온재의 내구성을 강화시키고 내산화성을 증기시킬 수 있다. 일반적으로 비닐하우스에 사용되는 보온재는 장기간 사용되기 때문에 일정한 내구성을 가질 필요가 있다. 따라서, 보강층은 물리적 강도가 강한 직조 소재를 바람직하게 사용할 수 있다. 예를 들어, 면직물, 나일론 직조물, 폴리에스테르 직조물, 기타 화학섬유 직조물을 사용할 수 있다. 또 다른 실시형태에서는 공기투과성이 있는 소재를 사용할 수 있는데, 예를 들어 폴리에스테르 부직포웹, 기타 화학섬유 부직포웹을 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명의 보온시스템은, 보온재(500)의 외피층(200A)은 비닐하우스의 비닐층(300)과 직접 맞닿거나 일정 공간(77)을 두고 위치하는 구조일 수 있다.
도 1(a) 내지 도 (d)는 본 발명의 보온재(500)가 비닐하우스에도 설치되는 다양한 실시형태를 도시한다.
도 1(a)는 본 발명의 보온재(500)와 비닐층(100)이 일정 공간(77)을 두고 위치하는 보온 시스템을 도시한 것이다. 보온재(500)가 공기 비투과성인 비닐층(100)이 연접하는 구조에서는 하우스 내부와 하우스 외부의 온도차에 의하여, 하우스 내부의 습기가 물분자 형태로 보온재(500)의 공간(77)으로 배출될 수 있다. 즉, 하우스 내부와 외부의 온도차에 의하여, 하우스 내부의 고온 다습한 공기가 내피층(200B), 보온섬유층(300), 외피층(200A)을 차례로 통과하고, 하우스 외부의 차가운 공기로 인하여 상기 공간(77)에서 물분자들이 응축되어 결로(따뜻한 공기와 차가운 공기가 만나면 생기는 이슬점 형태의 물방울)현상이 나타나게 된다. 이러한 결로 현상에 의해 비닐층(100)과 외피층(200A)에 응축된 물방울이 생성되어 수막을 형성하고, 중력에 의해 아래쪽으로 흘러내리게 된다. 이때 외피층(200A)을 형성하는 SM 부직포웹, SMS 부직포웹, SMMS 부직포웹 또는 SMSMS 부직포웹이 멤브레인(Membrane) 특성을 갖기 때문에, 물방울이 보온재 내부로 다시 유입되는 것을 막을 수 있다. 특히 외피층의 스펀본드 부직포(S)층에서 수막 현상이 발생하게 된다. 멜트블로운 부직포(M) 층은 소재의 소수성으로 인하여 연잎효과를 나타내어 물을 재흡수하지 않는다.
하우스 내부와 외부의 온도차가 크면 클수록 결로에 의한 수막 효과는 커지게 된다. 이러한 수막 효과는 외피층(200A)과 비닐층(100) 사이에서 공기의 흐름을 통제하고 내부의 온기가 밖으로 빠져나가는 것을 제어하는 기능을 하여 하우스 내부 온도를 유지 또는 상승시키는 기능을 할 수 있다.
도 1(b)는 본 발명의 보온재(500)의 외피층(200A)이 비닐하우스의 비닐층(100)과 직접 맞닿아 있는 경우를 도시한 것이다. 이 경우에도 도 1(a)와 동일한 원리에 의해 외피층(200A)과 비닐층(100)사이에서 결로현상이 발생할 수 있다. 이때 외피층(200A)인 SM 부직포웹, SMS부직포웹, SMMS 부직포웹 또는 SMSMS 부직포웹이 멤브레인 특성을 갖기 때문에, 물방울이 보온재 내부로 다시 유입되지 않고 중력에 의해 아래쪽으로 흘러내리게 된다. 스펀본드 부직포(S) 층은 멤브레인 특성을 나타내고, 멜트블로운 부직포(M) 층은 소재의 소수성으로 인하여 연잎효과를 나타내어 물을 재흡수하지 않는다.
바람직하게는, 외피층을 구성하는 SM 부직포웹, SMS 부직포웹, SMMS 부직포웹, 또는 SMSMS 부직포웹 중 멜트블로운 부직포(M) 층은 소수 특성을 나타내는 폴리프로필렌일 수 있다.
도 1(c)는 보온섬유층(300)의 양면에 2층의 외피층(200A, 200AA) 및 2층의 내피층(200B, 200BB)이 형성된 본 발명의 보온재(500)가 비닐하우스의 비닐층(100)과 일정 공간(77)을 두고 위치하는 경우를 도시한 것이다.
도 1(d)는 보온섬유층(300)의 양면에2층의 외피층(200A, 200AA) 및 2층의 내피층(200B, 200BB)이 형성된 본 발명의 보온재(500)가 비닐하우스의 비닐층(100)과 직접 맞닿아 있는 경우를 도시한 것이다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 보온섬유층(300)은 폴리프로필렌 초극세사와 단섬유를 혼섬하여 멜트블로운 방법으로 제조되었기 때문에 소수성의 특징을 갖는다. 따라서, 다습한 공기가 보온섬유층(300)에 침투하더라도, 하우스 내부 압력과, 하우스 내부 및 외부의 온도차에 의해 다습한 공기가 외피층(200A)으로 이동하는 현상이 발생하게 되고, 보온섬유층(300) 내부에서는 수분이 일정 범위 이상 잔존하지 못하게 된다. 그 결과, 균(곰팡이)이 보온섬유층(300) 내부에서 성장하기 어렵게 된다.
본 발명의 보온재를 이용한 비닐하우스의 보온시스템의 다양한 실시형태들을 도 2(a) 내지 도 2(d)에 도시하였다.
도 2(a)를 보면, 본 발명의 보온재는 비닐하우스의 비닐층(100)과 인접하여 설치될 수 있다. 또는 도 2(b)와 같이 비닐하우스 내부에 2 이상의 내부 터널을 형성하는 방식으로 설치될 수 있다. 또 다른 실시형태로서, 도 2(c)와 같이, 비닐하우스의 돔 형상의 지붕 부분을 제외하고 벽면에만 설치하여 보온성을 부여하거나, 도 2(d)와 같이 돔 형상이 아닌 직각 형상의 터널을 형성할 수도 있다.
또는 비닐하우스의 비닐층을 이중으로 형성할 수 있다. 이 경우, 비닐하우스의 보온율을 극대화할 수 있고, 난방 연료 저감을 통해 경제적 효과를 창출할 수 있다.
실시예 1-SMMS+보온층(PP 초극세사 단일섬유웹)+SMMS로 이루어진 보온재
용융지수(MI)(230℃)가 1400g/10min)(ASTM D 1238), 가밀도(Bulky density)가 0.5인 폴리미래사의 호모 폴리프로필렌 MF650X 폴리머 수지 99.8wt%, 시바스페셜케미칼사(Ciba special chemical)의 자외선 안정제인 티누빈 622(Tinuvin 622) 0.1 wt% 및 산화 안정제인 이가녹스 1010(Irganox 1010) 0.1wt%로 이루어진, 열가소성 수지 조성물(100)을 압출기에 투입하였다. L/D(Length/Dimension)가 1/28인 싱글압출기를 분당 80회 회전시켜 열가소성 수지조성물을 혼련, 가열 및 압출하였다. 이후 혼련된 조성물을 직경이 2m인 방사다이로 이송하고, 직경이 0.2mm이고 인치당 개수가 32개인 방사다이) 내부의 오리피스를 통과시켜서 수집기 방향으로 섬유를 방사하였다. 이 때 방사다이내부의 좌우 대칭으로 설치된 고온, 고속 기체 분사구에서 분출되는 고온, 고속의 기체와 용융된 수지조성물을 충돌시켜 멜트블로운 초극세사(105)를 제조한다.
수집장치는 방사다이와의 수직거리가 80cm가 되도록 하고 수집장치의 속도를 1.8m/분으로 하여, 100g/㎡ 중량의 멜트블로운 섬유웹(보온섬유층)을 제조하였다. 상기와 같이 제조된 100g/㎡의 멜트블로운 섬유웹(108)의 양면에 15g/㎡의 SMMS 부직포(PP 재질)를 합지하여 총 중량 130g/㎡의 보온재를 제조하였다.
실시예2-SMMS+보온층(PP 초극세사+PET 단섬유)+SMMS 보온재 제조
용융지수(MI)(230℃)가 1400g/10min)(ASTM D 1238), 가밀도(Bulky density)가 0.5인 폴리미래사의 호모 폴리프로필렌 MF650X 폴리머 수지 99.8wt%, 시바스페셜케미칼사(Ciba special chemical)의 자외선 안정제인 티누빈 622(Tinuvin 622) 0.1 wt% 및 산화 안정제인 이가녹스 1010(Irganox 1010) 0.1wt%로 이루어진, 열가소성 수지 조성물(100)을 압출기에 투입하였다. L/D(Length/Dimension)가 1/28인 싱글압출기를 분당 80회 회전시켜 열가소성 수지조성물을 혼련, 가열 및 압출하였다. 이후 혼련된 조성물을 직경이 2m인 방사다이로 이송하고, 직경이 0.2mm이고 인치당 개수가 32개인 방사다이) 내부의 오리피스를 통과시켜서 수집기 방향으로 섬유를 방사하였다. 이때 방사다이내부의 좌우 대칭으로 설치된 고온, 고속 기체 분사구에서 분출되는 고온, 고속의 기체와 용융된 수지조성물을 충돌시켜 멜트블로운 초극세사(105)를 제조한다.
이때 방사다이 하부 일측에 설치된 단섬유 공급장치(AIR CARDING)(106)를 이용하여 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 재질의 단섬유 (섬도 6~7 데니어, 길이 38mm)를 공급하여 방사다이에서 나오는 멜트블로운 초극세사와 혼섬시켰다. 수집장치는 방사다이와의 수직거리가 80cm가 되도록 하고 수집장치의 속도를 1.8m/분으로 하여, 150g/㎡ 중량의 멜트블로운 섬유층(보온섬유층)을 제조하였다. 이때 멜트블로운 초극세사와 PET 단섬유는 20:80의 중량비로 혼합되도록 하였다. 상기와 같이 제조된 150g/㎡의 멜트블로운 섬유층(보온섬유층)의 양면에 15g/㎡의 SMMS 부직포(PP 재질)를 합지하여 총 중량 180g/㎡의 보온재를 제조하였다.
실시예 3
실시예 2와 동일한 방법으로 200g/㎡ 중량의 멜트블로운 섬유층(보온섬유층)을 제조하였다. 제조된 200g/㎡의 멜트블로운 섬유층(보온섬유층)의 양면에 15g/㎡의 SMMS 부직포(PP 재질)를 합지하여 총 중량 180g/㎡의 보온재를 제조하였다.
실시예 4
실시예 2와 동일한 방법으로 200g/㎡ 중량의 멜트블로운 섬유층(보온섬유층)을 제조하였다. 제조된 200g/㎡의 멜트블로운 섬유층(보온섬유층)의 양면에 각각 60g/㎡의 SMMS 부직포(PP 재질), 15g/㎡의 SMMS 부직포(PP 재질)를 2층을 합지하여 총 중량 350g/㎡의 보온재를 제조하였다.
실시예 5
실시예 2와 동일한 방법으로 300g/㎡ 중량의 멜트블로운 섬유층(보온섬유층)을 제조하였다. 제조된 300g/㎡의 멜트블로운 섬유층(보온섬유층)의 양면에 15g/㎡의 SMMS 부직포(PP 재질)를 합지하여 총 중량 330g/㎡의 보온재를 제조하였다.
실시예 6
캐시미론 솜 420 g/㎡의 양면에 SMMS부직포(PP 재질) 60 g/㎡를 합지하여 총 550g/㎡의 보온재를 제조하였다.
비교예 1 내지 3
비교예 1은 레진 펠트 150 g/㎡으로 이루어진 1층의 보온재(제품명: 레진휄트, 일양산업제조)를 사용하였다. 비교예 2는 견면 PET 500 g/㎡을 사용하였다(제품명:Skyviba, SK 케미칼 제조), 비교예 3은 망 50g+부직포 50g+피폼2장+캐시밀론 솜180g+부직포 80g으로 이루어진 6층의 보온재(제품명:보온재, 만년부직포 제조, 부직포:PET, 피폼:PE폼)를 사용하였다.
실험예 1: 보온율 측정
실시예 1내지 5 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 보온재를 비닐하우스 내부에 비닐층과 공간을 두고 설치한 후, 이들의 보온율을 측정하였다. 보온율 측정은 KS K 0560: 2011, 항온법에 의해 측정하였다. 측정결과를 아래 표 1에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 1 비교예 2 비교예 3
보온율
(%)		 78 81.4 85.2 84.3 88.7 87.6 59.1 77.8 81
실험예 2: 항균성 시험
ASTM E 2149에 따라 실시예 2 및 비교예 3의 보온재의 항균성을 시험하였다.
샘플 1g을 37±1℃ 에서 24시간 경과 후에 세균수를 계수하였다.
균주 1은 Escheirichia coli ATCC 8739, 균주 2는 Staphlococcus aureus ATCC 6538을 사용하였다.
항균 활성치는 아래의 수학식 1로 계산하였다.
[수학식 1]
항균활성치 R=[log(B/A)-log(C/A)]=log(B/C)
A: 비교예 3 시험편의 접종직후의 생균수의 평균치
B: 비교예 3 시험편의 24시간 후의 생균수의 평균치
C: 실시예 2 시험편의 24시간 후의 생균수의 평균치
-항균 활성치 1 이상: 항균효과 90.00% 이상
-항균 활성치 2 이상: 항균효과 99.00% 이상
-항균 활성치 3 이상: 항균효과 99.90% 이상
-항균 활성치 4 이상: 항균효과 99.99% 이상
측정 결과를 아래 표 2에 나타내었다.
실시예 2 비교예 3
균주 1 초기균수 1.0X105 1.0X105
24시간후 2.1X102 5.4X106
항균활성치 3.41 TNCT
세포감소율(%) 99.90% -
균주 2 초기균수 1.0X105 1.0X105
24시간후 3.6X102 4.5X106
항균활성치 3.10 TNCT
세포감소율 99.90% -
상기 표 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에서 제조된 보온재는 우수한 항균 특성을 나타내는 것을 알 수 있다.
100: 비닐하우스의 비닐층
200A: 외피층
200B: 내피층
300: 보온섬유층
500: 보온재
77: 공간

Claims (11)

  1. 비닐하우스 습기제거용 보온재로서,
    폴리프로필렌으로 이루어진 멜트블로운 초극세사와 1종 이상의 단섬유가 혼합되어 형성된 멜트블로운 섬유웹으로 이루어진 보온섬유층;
    상기 보온섬유층의 일면에 형성되어 비닐하우스의 비닐층과 인접하게 되는, 하나 이상의 스펀본드층과 하나 이상의 멜트블로운 층을 포함하는 부직포웹으로 이루어진 외피층;
    상기 보온섬유층의 다른 일면에 형성되고, 하나 이상의 스펀본드층과 하나 이상의 멜트블로운층을 포함하는 부직포웹, 하나 이상의 스펀본드층을 포함하는 부직포웹, 폴리에스테르 직조물, 나일론 직조물 및 폴리프로필렌 직조물으로 이루어진 군에서 선택된 1종으로 이루어진 내피층;으로 이루어지고
    상기 보온재 내측의 고온다습한 공기가 상기 보온재 내측과 보온재 외측의 온도차에 의하여 상기 보온재를 통과한 후 상기 외피층 표면에 결로를 발생시켜서 보온재 내측의 습기를 제거하는 성질을 갖는, 비닐하우스 습기제거용 보온재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 멜트블로운층은 폴리프로필렌으로 이루어진 것인, 비닐하우스 습기제거용 보온재.
  3. 제1항에 있어서, 상기 스펀본드층은 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 것인, 비닐하우스 습기제거용 보온재.
  4. 제1항에 있어서, 상기 멜트블로운 섬유웹은 10 내지 60중량%의 멜트블로운 초극세사와 40 내지 90중량%의 단섬유가 혼합되어 형성된 것인, 비닐하우스 습기제거용 보온재.
  5. 제1항에 있어서, 상기 단섬유는 폴리프로필렌사(PP), 폴리에틸렌사(PE), 폴리에틸렌테레프탈레이트사(PET), 나일론사(Nylon), 아크릴사, 유리섬유 및 탄소섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 인조섬유 또는 목화, 삼베 및 펄프로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 천연섬유인 것인, 비닐하우스 습기제거용 보온재.
  6. 제1항에 있어서, 상기 보온섬유층은 20 내지 1,000g/m2의 단위 면적당 중량을 갖는, 비닐하우스 습기제거용 보온재.
  7. 제1항에 있어서, 상기 내피층 또는 외피층은 8 내지 200 g/m2의 단위 면적당 중량을 갖는, 비닐하우스 습기제거용 보온재.
  8. 제1항에 있어서, 상기 내피층 또는 상기 외피층의 일면에 1층 이상의 보강층을 추가로 포함하는 비닐하우스 습기제거용 보온재.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보온재는 비닐하우스의 비닐 내측면에 설치되거나, 상기 비닐과 일정 간격을 두고 설치되는 것인, 비닐하우스 습기제거용 보온재.
  10. 삭제
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