KR102268434B1 - 마대용 폴리에틸렌 적층시트 및 그 적층시트를 이용한 마대의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마대용 폴리에틸렌 적층시트 및 그 적층시트를 이용한 마대의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 마대용 폴리에틸렌 적층시트는 저밀도 폴리에틸렌 직물로 이루어진 기재층, 상기 기재층의 상부면에 형성되는 접착층 및 상기 접착층의 상부면에 형성되며, 고밀도 폴리에틸렌으로 이루어진 보강층으로 이루어지며, 상기 마대용 폴리에틸렌 적층시트를 재단하는 시트재단단계 및 상기 시트재단단계를 통해 재단된 시트의 보강층이 외표면으로 형성될 수 있도록 시트의 단부를 재봉하는 재봉단계를 통해 제조된다.
상기의 마대용 폴리에틸렌 적층시트는 햇빛과 수분에 강하며, 미생물의 번식이 억제되고, 담지되는 물품의 변질을 방지할 뿐만 아니라, 인장강도와 내마모성이 우수한 보강층이 형성되어 우수한 기계적 강도를 나타낸다.

Description

마대용 폴리에틸렌 적층시트 및 그 적층시트를 이용한 마대의 제조방법 {POLYETHYLENE LAMINATED SHEET FOR SACKS AND MANUFACTURING METHOD OF SACKS USING THE LAMINATED SHEET}

본 발명은 마대용 폴리에틸렌 적층시트 및 그 적층시트를 이용한 마대의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 햇빛과 수분에 강하며, 미생물의 번식이 억제되고, 담지되는 물품의 변질을 방지할 뿐만 아니라, 인장강도와 내마모성이 우수한 보강층이 형성되어 우수한 기계적 강도를 나타내는 마대용 폴리에틸렌 적층시트 및 그 적층시트를 이용한 마대의 제조방법에 관한 것이다.

마대는 농산물이나 각종 물건들을 담아 운반하는데 사용되며, 특히 감자나 고구마 또는 양파와 같은 농산물을 수확하여 벌크 상태로 운반 및 보관할 때 사용되는 마대(일명, '컨테이너 백' 또는 '톤 백')는 운반 및 보관 과정에서 통기성이 확보되어야 농산물의 변질을 막을 수 있으므로 마대의 전체 또는 일부는 망사 원단을 사용하여 제작한 통풍 마대가 사용되고 있다.

또한, 농산물용 외에도 고속도로나 일반국도 또는 스키장, 초지공원, 골프장 등을 건설하거나 하천의 제방을 정비하고 나면 흙이 그대로 드러나는 경사면이 존재하게 되는데, 이러한 상태로 그대로 두게 되면 비 등으로 인해 흙이 유실되어 버릴 염려가 있기 때문에, 마대에 흙을 담아 적층시킴으로서 상기의 문제점을 해소하고 있다.

또한, 상기와 같은 용도 외에, 금속 소재를 이용한 다양한 기계공업, 자동차, 선박, 군수품들의 제품들이 발달함에 따라 이에 필요한 각종 포장제품들의 수요가 증가하고 있으며, 철 또는 비철금속류의 제품들을 포장하기 위한 포장제품들 중에서 폴리에틸렌 재질의 섬유사로 만들어진 마대가 주로 사용되고 있다.

그러나, 종래에 폴리에틸렌 재질의 마대는 인장강도나 내스크래치성과 같은 물성이 약하기 때문에, 상기와 같이 흙을 담거나 금속 등으로 이루어진 부품이나 중량이 무거운 물품 등을 보관 및 이송하는 경우에 마대가 터지거나, 쉽게 찢어지는 문제점이 있었다.

또한, 종래에 마대는 금속 부품을 보관하는 경우, 수분 차단률이 떨어져 금속 부품의 표면에 녹이 쉽게 발생되는 문제점이 있었다.

한국특허등록 제10-1813445호(2017.12.21) 한국실용공개 제20-2020-0001870호(2020.08.24)

본 발명의 목적은 햇빛과 수분에 강하며, 미생물의 번식이 억제되고, 담지되는 물품의 변질을 방지할 뿐만 아니라, 인장강도와 내마모성이 우수한 보강층이 형성되어 우수한 기계적 강도를 나타내는 마대를 제공하는 마대용 폴리에틸렌 적층시트 및 그 적층시트를 이용한 마대의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 금속 부품 보관시 녹의 발생을 억제하는 마대를 제공하는 마대용 폴리에틸렌 적층시트 및 그 적층시트를 이용한 마대의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 저밀도 폴리에틸렌 직물로 이루어진 기재층, 상기 기재층의 상부면에 형성되는 접착층 및 상기 접착층의 상부면에 형성되며, 고밀도 폴리에틸렌으로 이루어진 보강층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마대용 폴리에틸렌 적층시트를 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 접착층은 열가소성 폴리올레핀 100 중량부에 강화섬유 10 내지 30 중량부가 함침된 구조로 이루어지며, 상기 강화섬유는 탄소섬유, 유리섬유 및 아라미드섬유로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 기재층의 하부면에는 저밀도 폴리에틸렌, 분산제 및 방청제로 이루어진 방청수지층이 더 형성되는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 방청수지층은 저밀도 폴리에틸렌 100 중량부, 분산제 0.1 내지 0.2 중량부 및 방청제 0.5 내지 1 중량부로 이루어지는 것으로 한다.

본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 방청제는 벤조산나트륨, 메타규산나트륨, 몰리브덴산나트륨, 벤조트리아졸 및 나트라졸로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.

또한, 본 발명의 목적은 상기 마대용 폴리에틸렌 적층시트를 재단하는 시트재단단계 및 상기 시트재단단계를 통해 재단된 시트의 보강층이 외표면으로 형성될 수 있도록 시트의 단부를 재봉하는 재봉단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마대용 폴리에틸렌 적층시트를 이용한 마대의 제조방법을 제공함에 의해서도 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 마대용 폴리에틸렌 적층시트 및 그 적층시트를 이용한 마대의 제조방법은 햇빛과 수분에 강하며, 미생물의 번식이 억제되고, 담지되는 물품의 변질을 방지할 뿐만 아니라, 인장강도와 내마모성이 우수한 보강층이 형성되어 우수한 기계적 강도를 나타내는 마대를 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.

또한, 금속 부품 보관시 녹의 발생을 억제하는 마대를 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마대용 폴리에틸렌 적층시트를 나타낸 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마대용 폴리에틸렌 적층시티를 나타낸 분해사시도이다.

이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

본 발명에 따른 마대용 폴리에틸렌 적층시트는 저밀도 폴리에틸렌 직물로 이루어진 기재층(10), 상기 기재층(10)의 상부면에 형성되는 접착층(20) 및 상기 접착층(20)의 상부면에 형성되며, 고밀도 폴리에틸렌으로 이루어진 보강층(30)으로 이루어진다.

상기 기재층(10)은 본 발명에 따른 마대용 폴리에틸렌 적층시트의 기재가 되는 층으로, 저밀도 폴리에틸렌 직물로 이루어지는데, 위사와 경사가 상하 및 좌우방향으로 각각 5 내지 10 밀리미터의 간격으로 이격된 구조로 이루어지며, 0.1 내지 0.5 밀리미터의 두께로 형성된다.

상기와 같이 위사와 경사가 상하 및 좌우방향으로 각각 5 내지 10 밀리미터의 간격으로 이격된 구조로 이루어진 직물 형태의 기재층(10)은 인장강도가 향상되어 외부로부터 가해지는 충격이나 중량이 무거운 물품을 담지하더라도 쉽게 터지거나 변형되지 않는 특성을 나타낸다.

이때, 상기 기재층(10)의 두께가 0.1 밀리미터 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 기재층(10)의 두께가 0.5 밀리미터를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 제품의 두께와 중량을 증가시키기 때문에 바람직하지 못하다.

상기와 같은 기재층(10)을 갖는 적층시트는 상기의 효과 외에도 햇빛과 수분에 강하며, 미생물의 번식이 억제된다.

상기 접착층(20)은 상기 기재층(10)의 상부면에 0.01 내지 0.1 밀리미터의 두께로 형성되며, 상기 기재층(10)과 상기 보강층(30)을 접착시키는 역할을 하는데, 열가소성 폴리올레핀 100 중량부에 강화섬유 10 내지 30 중량부가 함침된 구조로 이루어지는 필름형 접착제로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기의 성분으로 이루어지는 접착층(20)은 필름의 형태로 적용되어 본 발명에 따른 마대용 폴리에틸렌 적층시트의 적층 구조 변경을 용이하게 할 뿐만 아니라, 강화섬유가 함침되어 마대용 폴리에틸렌 적층시트의 인장강도와 같은 기계적 물성을 더욱 향상시키는 역할을 한다.

이때, 열가소성 폴리올레핀은 폴리프로필렌, 염화폴리프로필렌, 저밀도폴리에틸렌 및 선형저밀도 폴리에틸렌 등의 열가소성 폴리올레핀이라면 특별히 한정되지 않고 어떠한 것이든 사용가능하나, 가열압착에 의해 접착성을 발현할 수 있으며, 상기 기재층(10) 및 상기 보강층(30)과의 우수한 접착력을 발휘하는 염화폴리프로필렌으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기와 같이 염화폴리프로필렌을 사용하면, 접착층(20)의 탄성 및 강도가 더욱 향상되며, 상기와 같이 강화섬유의 함침을 통해 인장강도가 형상되어 본 발명에 따른 마대용 폴리에틸렌 적층시트의 기계적 물성이 더욱 향상된다.

이때, 상기 강화섬유는 탄소섬유, 유리섬유 및 아라미드섬유로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직한데, 상기 강화섬유의 함량이 10 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 강화섬유의 함량이 30 중량부를 초과하게 되면 상기 접착층(20)의 접착력이 저하되기 때문에 바람직하지 못하다.

상기 보강층(30)은 상기 접착층(20)의 상부면에 형성되며, 고밀도 폴리에틸렌으로 이루어지는데, 상기 접착층(20)의 상부면에 0.1 내지 0.5 밀리미터의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 고밀도 폴리에틸렌으로 이루어진 보강층(30)이 형성되면, 본 발명에 따른 마대용 폴리에틸렌 적층시트의 내마모성이 향상되어, 마찰력에 해서 쉽게 손상되지 않는 마대를 제공할 수 있다.

또한, 상기 기재층(10)의 하부면에는 저밀도 폴리에틸렌, 분산제 및 방청제로 이루어진 방청수지층(40)이 더 형성될수도 있는데, 상기 방청수지층(40)은 저밀도 폴리에틸렌 100 중량부, 분산제 0.1 내지 0.2 중량부 및 방청제 0.5 내지 1 중량부로 이루어지는 것이 바람직하며, 0.01 내지 0.05 밀리미터의 두께로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.

상기 방청수지층(40)은 저밀도 폴리에틸렌 100 중량부, 분산제 0.1 내지 0.2 중량부 및 방청제 0.5 내지 1 중량부를 교반기에 투입하고, 상온에서 25rpm/min 회전속도로 40분간 혼합 교반하여 혼합물을 제조한 후에, 상기 혼합물을 상기 기재층(10)에 도포하는 과정을 통해 형성된다.

이때, 상기 분산제는 상기 저밀도 폴리에틸렌에 상기 방청제가 고르게 분산될 수 있도록 하는 역할을 하는데, 스테아린산 아연(Zinc Stearate)으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 방청제는 벤조산나트륨, 메타규산나트륨, 몰리브덴산나트륨, 벤조트리아졸 및 나트라졸로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어질 수 있는데, 벤조산나트륨, 메타규산나트륨, 몰리브덴산나트륨, 벤조트리아졸 및 나트라졸이 1:1:1:1:1의 중량부로 혼합되는 것이 더욱 바람직하다.

상기 메타규산나트륨은 방청작용뿐만 아니라, pH가 중성보다 높거나 낮을 경우 발청의 요인이 될 수 있으므로 pH를 중성으로 만들어 주며, 상기 나트라졸은 마대 외측에서 내측으로 수분이 침투될 때 침투되는 수분을 흡수하여 마대 내측으로 투과되는 수분투과율을 현저히 감소시키는 역할을 한다.

또한, 본 발명에 따른 마대용 폴리에틸렌 적층시트를 이용한 마대의 제조방법은 상기의 구조로 이루어지는 마대용 폴리에틸렌 적층시트를 재단하는 시트재단단계 및 상기 시트재단단계를 통해 재단된 시트의 보강층이 외표면으로 형성될 수 있도록 시트의 단부를 재봉하는 재봉단계로 이루어진다.

이때, 상기 재봉단계는 상기 시트재단단계를 통해 재단된 시트의 보강층이 외표면으로 형성될 수 있도록 시트의 단부를 재봉하는 과정으로 이루어지는데, 이때, 상기 시트재단단계를 통해 재단된 시트의 단부를 겹친 후에 재봉하는 과정으로 이루어질 수 있는데, 재봉부위에 강도를 더욱 향상시키기 위해 재단된 시트의 단부를 열융착시킨 후에 열융착된 부분을 재봉하는 과정으로 이루어질 수도 있다.

이하에서는, 본 발명에 따른 마대용 폴리에틸렌 적층시트의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 마대용 폴리에틸렌 적층시트로 제조된 마대의 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.

<실시예 1>

저밀도 폴리에틸렌 직물로 이루어지며, 위사와 경사가 상하 및 좌우방향으로 각각 7 밀리미터의 간격으로 이격된 구조로 이루어진 기재층을 0.3 밀리미터의 두께로 형성하고, 상기 기재층의 상부면에 열가소성 폴리올레핀(염화폴리프로필렌) 100 중량부에 강화섬유(탄소섬유) 20 중량부가 함침된 구조로 이루어지는 필름형의 접착층을 적층하고, 상기 접착층의 상부면에 고밀도 폴리에틸렌으로 이루어지는 보강층을 0.3 밀리미터의 두께로 적측하고, 열압착하여 마대용 폴리에틸렌 적층시트를 제조하였다.

<실시예 2>

상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 상기 기재층의 하부면에 저밀도 폴리에틸렌 100 중량부, 분산제(스테아린산 아연) 0.15 중량부 및 방청제(메타규산나트륨 및 나트라졸이 1:1의 중량부로 혼합) 0.7 중량부로 이루어지는 혼합물을 0.03 밀리미터의 두께로 도포하여 이루어진 방청수지층을 형성하여 마대용 폴리에틸렌 적층시트를 제조하였다.

<비교예 1>

폴리에틸렌 마대.

상기 실시예 1 내지 2를 통해 제조된 마대용 폴리에틸렌 적층시트와 비교예 1 마대의 물성을 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.

{단, 물성은 인장강도, 인장신율, 굴곡강도, 굴곡탄성율 및 접착강도를 측정하였으며, 인장강도 및 인장신율은 ASTM D638에 따라 측정하였고, 굴곡강도 및 굴곡탄성율은 ASTM D790에 따라 측정하였으며,

접착강도는 기재층과 보강층 간의 접착강도를 측정하기 위하여 180도 필테스트를 수행하였다. 시험조건은 150㎏f의 로드셀과 300㎜/분의 속도에서 수행하였다. 기재층과 보강층의 박리가 발생하는 경우를 ×, 박리가 발생하지 않으나 접착강도가 낮은 경우를 ○, 박리가 발생하지 않으며 접착강도가 매우 우수한 경우를 ◎로 하였다.}

<표 1>

상기 표 1에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1 내지 2를 통해 제조된 마대용 폴리에틸렌 적층시트는 비교예 1의 마대에 비해 우수한 기계적 물성을 나타내는 것을 알 수 있다.

또한, 상기 실시예 2를 통해 제조된 마대용 폴리에틸렌 적층시트와 비교예 1 마대의 방청성능을 비교하여 아래 표 2에 나타내었다.

{단, 방청성능은 금속별 시편을 가로3cm×세로 3㎝로 절단한 후 절단된 금속시편 표면을 알루미늄 옥사이드(Aluminum Oxide)천으로 균일하게 사포한 후, 이소 프로필 알콜(Iso Propyl Alcohol)로 세척한 후 건조시키고, 본 발명의 실시예 2를 통해 제조된 마대용 폴리에틸렌 적층시트와 비교예 1의 마대로 밀봉한 후에 절대습도가 90%이상이고 50℃의 온도를 나타내는 항온조에서 72시간 노출시킨 후에 개봉하여 발청여부를 육안으로 관찰하는 방법을 이용하였다.}

<표 2>

상기 표 2에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 2를 통해 제조된 마대용 폴리에틸렌 적층시트는 우수한 방청효과를 나타내는 것을 알 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 마대용 폴리에틸렌 적층시트 및 그 적층시트를 이용한 마대의 제조방법은 햇빛과 수분에 강하며, 미생물의 번식이 억제되고, 담지되는 물품의 변질을 방지할 뿐만 아니라, 인장강도와 내마모성이 우수한 보강층이 형성되어 우수한 기계적 강도를 나타내는 마대를 제공한다.

또한, 금속 부품 보관시 녹의 발생을 억제하는 마대를 제공한다.

10 ; 기재층
20 ; 접착층
30 ; 보강층
40 ; 방청수지층

Claims (6)

1. 저밀도 폴리에틸렌 직물로 이루어진 기재층;
   상기 기재층의 상부면에 형성되는 접착층;
   상기 접착층의 상부면에 형성되며, 고밀도 폴리에틸렌으로 이루어진 보강층; 및
   상기 기재층의 하부면에 형성되며, 저밀도 폴리에틸렌 100 중량부, 분산제 0.1 내지 0.2 중량부 및 방청제 0.5 내지 1 중량부로 이루어진 방청수지층;으로 이루어지며,
   상기 분산제는 스테아린산 아연으로 이루어지고,
   상기 방청제는 메타규산나트륨, 몰리브덴산나트륨 및 나트라졸로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마대용 폴리에틸렌 적층시트.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 접착층은 열가소성 폴리올레핀 100 중량부에 강화섬유 10 내지 30 중량부가 함침된 구조로 이루어지며,
   상기 강화섬유는 탄소섬유, 유리섬유 및 아라미드섬유로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마대용 폴리에틸렌 적층시트.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 1 내지 2중 어느 한 항에 따른 마대용 폴리에틸렌 적층시트를 재단하는 시트재단단계; 및
   상기 시트재단단계를 통해 재단된 시트의 보강층이 외표면으로 형성될 수 있도록 시트의 단부를 재봉하는 재봉단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마대용 폴리에틸렌 적층시트를 이용한 마대의 제조방법.

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