KR102271630B1 - A method for manufacturing agricultural covering material - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면은 (a) 폴리올레핀계 수지 및 탄소나노튜브를 포함하는 조성물을 제조하는 단계; (b) 상기 (a) 단계의 생성물에 폴리올레핀계 수지를 혼합하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계의 생성물을 성형하여 농업용 피복재를 제조하는 단계;를 포함하고, 상기 (a) 단계의 조성물 중 상기 탄소나노튜브의 함량은 5~30중량%인, 농업용 피복재의 제조방법을 제공한다.One aspect of the present invention comprises the steps of: (a) preparing a composition comprising a polyolefin-based resin and carbon nanotubes; (b) mixing a polyolefin-based resin with the product of step (a); and (c) manufacturing the agricultural coating material by molding the product of step (b), wherein the content of the carbon nanotubes in the composition of step (a) is 5 to 30% by weight, of the agricultural coating material A manufacturing method is provided.

Description

농업용 피복재의 제조방법{A METHOD FOR MANUFACTURING AGRICULTURAL COVERING MATERIAL}A method of manufacturing a covering material for agriculture {A METHOD FOR MANUFACTURING AGRICULTURAL COVERING MATERIAL}

본 발명은 농업용 피복재의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a covering material for agriculture.

멀칭 농법이란 농작물을 재배할 때 토양의 표면을 덮어주는 자재, 예를 들어, 볏짚, 보릿짚, 목초, 필름 등으로 토양의 상면을 피복하여 잡초의 생육을 차단하고, 병충해를 예방하며 농약 사용을 절감할 수 있으며, 토양의 침식을 방지하고 토양수분을 유지하는 목적으로 행해지는 농법을 의미한다.Mulching farming method is to block the growth of weeds by covering the top surface of the soil with materials that cover the surface of the soil, such as rice straw, barley straw, grass, film, etc., when growing crops, prevent diseases and pests, and reduce the use of pesticides. It refers to an agricultural method performed for the purpose of preventing soil erosion and maintaining soil moisture.

일반적으로 필름을 이용한 멀칭 농법이 가장 널리 사용되고 있으며, 멀칭필름은 투명필름, 흑색필름, 녹색필름으로 구분될 수 있다. 상기 투명필름은 지온 상승 효과가 우수하나, 잡초 억제 효과는 크지 않고, 흑색필름은 투명필름과 달리 잡초 억제 효과가 우수하나, 지온 상승 효과가 미미하다. 이와 같이 투명필름과 흑색필름의 문제점을 보완하여 개발한 녹색필름은 지온 상승 효과 및 잡초 억제 효과가 우수하다.In general, the mulching farming method using a film is the most widely used, and the mulching film can be divided into a transparent film, a black film, and a green film. The transparent film has excellent geothermal synergistic effect, the weed suppression effect is not large, and the black film has excellent weed suppression effect unlike the transparent film, but the geothermal synergistic effect is insignificant. As described above, the green film developed by supplementing the problems of the transparent film and the black film is excellent in the effect of increasing temperature and suppressing weeds.

상기 녹색필름은 제조 과정 시 녹색 안료를 첨가하여 필름의 광투과율을 약 20% 내외로 조절하여 제조된 필름이다. 전술한 바와 같이 필름의 광투과율이 약 20% 내외로 조절될 시 적절한 수준의 지온 상승 효과를 구현함과 동시에 잡초의 발생을 억제할 수 있다. 다만, 녹색필름의 경우 첨가된 녹색 안료가 햇빛에 의해 분해가 용이하여 사용 중 필름이 찢어지는 등의 기계적 물성 저하 현상이 발생한다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 과량의 안정제를 첨가하고 있으나 햇빛에 노출되는 시간이 길어질수록 기계적 물성의 저하 방지효과가 미미해지고, 안정제를 첨가함에 따라 환경적 문제 및 필름의 원가가 상승되는 문제점이 발생한다.The green film is a film manufactured by adjusting the light transmittance of the film to about 20% by adding a green pigment during the manufacturing process. As described above, when the light transmittance of the film is adjusted to about 20%, an appropriate level of temperature increase effect can be realized and the occurrence of weeds can be suppressed. However, in the case of a green film, the added green pigment is easily decomposed by sunlight, which causes deterioration of mechanical properties such as tearing of the film during use. In order to solve this problem, an excessive amount of a stabilizer is added, but as the exposure time to sunlight increases, the effect of preventing deterioration of mechanical properties becomes insignificant, and as the stabilizer is added, environmental problems and the cost of the film increase. Occurs.

따라서, 녹색 안료를 대체하여 농작물 생산성을 극대화시킬 수 있는 광투과율을 구현함과 동시에 기계적 물성이 우수한 농업용 피복재의 제조방법의 개발이 요구되고 있다.Therefore, there is a demand for the development of a method for producing a coating material for agricultural use with excellent mechanical properties while realizing light transmittance that can maximize crop productivity by replacing green pigments.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 탄소나노튜브를 포함하여 광투과율 및 기계적 물성이 우수한 농업용 피복재의 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the problems of the prior art described above, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a covering material for agricultural use excellent in light transmittance and mechanical properties, including carbon nanotubes.

본 발명의 일 측면은 (a) 폴리올레핀계 수지 및 탄소나노튜브를 포함하는 조성물을 제조하는 단계; (b) 상기 (a) 단계의 생성물에 폴리올레핀계 수지를 혼합하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계의 생성물을 성형하여 농업용 피복재를 제조하는 단계;를 포함하고, 상기 (a) 단계의 조성물 중 상기 탄소나노튜브의 함량은 5~30중량%인, 농업용 피복재의 제조방법을 제공한다.One aspect of the present invention comprises the steps of: (a) preparing a composition comprising a polyolefin-based resin and carbon nanotubes; (b) mixing a polyolefin-based resin with the product of step (a); and (c) manufacturing the agricultural coating material by molding the product of step (b), wherein the content of the carbon nanotubes in the composition of step (a) is 5 to 30% by weight, of the agricultural coating material A manufacturing method is provided.

일 실시예에 있어서, 상기 폴리올레핀계 수지는 폴리프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌비닐아세테이트, 에틸렌부틸아크릴레이트, 에틸렌에틸아크릴레이트 및 이들 중 2이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.In one embodiment, the polyolefin-based resin is one selected from the group consisting of polypropylene, high-density polyethylene, low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, ethylene vinyl acetate, ethylene butyl acrylate, ethylene ethyl acrylate, and combinations of two or more thereof. can

일 실시예에 있어서, 상기 탄소나노튜브는 20개 이하의 벽을 가지는 다중벽 탄소나노튜브일 수 있다.In one embodiment, the carbon nanotube may be a multi-walled carbon nanotube having 20 or less walls.

일 실시예에 있어서, 상기 탄소나노튜브는 복수의 탄소나노튜브로 이루어진 다발형 탄소나노튜브일 수 있다.In one embodiment, the carbon nanotubes may be bundled carbon nanotubes composed of a plurality of carbon nanotubes.

일 실시예에 있어서, 상기 탄소나노튜브의 탄소 순도는 95% 이상일 수 있다.In one embodiment, the carbon purity of the carbon nanotubes may be 95% or more.

일 실시예에 있어서,In one embodiment,

상기 (b) 단계의 생성물 중 상기 탄소나노튜브의 함량은 0.35~0.65중량%일 수 있다.The content of the carbon nanotubes in the product of step (b) may be 0.35 to 0.65 wt%.

일 실시예에 있어서, 상기 (a) 단계는 200~250℃의 이축압출기에서 수행될 수 있다.In one embodiment, the step (a) may be performed in a twin-screw extruder of 200 ~ 250 ℃.

일 실시예에 있어서, 상기 (b) 단계는 180~250℃의 이축압출기에서 수행될 수 있다.In one embodiment, the step (b) may be performed in a twin-screw extruder of 180 ~ 250 ℃.

일 실시예에 있어서, 상기 (c) 단계는 180~250℃의 단축압출기에서 수행될 수 있다.In one embodiment, the step (c) may be performed in a single-screw extruder of 180 ~ 250 ℃.

일 실시예에 있어서, 상기 (c) 단계의 농업용 피복재는 블로우 몰딩(bolw molding)으로 제조될 수 있다.In one embodiment, the agricultural covering material of step (c) may be manufactured by blow molding.

일 실시예에 있어서, 상기 농업용 피복재는 광투과율이 15~25%일 수 있다.In one embodiment, the agricultural covering material may have a light transmittance of 15 to 25%.

일 실시예에 있어서, 상기 농업용 피복재의 두께는 0.02~0.04㎜일 수 있다.In one embodiment, the thickness of the agricultural covering material may be 0.02 ~ 0.04 mm.

본 발명의 일 측면에 따른 농업용 피복재의 제조방법은 폴리올레핀계 수지 및 탄소나노튜브를 포함하는 조성물을 제조하고, 상기 조성물을 폴리올레핀계 수지로 희석하여 필름 형태로 성형하는 단계를 포함함으로써 농업용 피복재의 광투과율을 20% 내외로 조절할 수 있어 농작물 재배 시 지온 상승 효과 및 잡초 억제 효과를 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 농업용 피복재는 장시간 햇빛에 노출될 시에도 인장강도 및 신장율 등의 기계적 물성이 안정적으로 유지되어 농작물의 재배 효율을 향상시킬 수 있다.The method of manufacturing an agricultural coating material according to an aspect of the present invention comprises the step of preparing a composition comprising a polyolefin-based resin and carbon nanotubes, and diluting the composition with a polyolefin-based resin and molding the composition in a film form. Since the transmittance can be adjusted to around 20%, the effect of increasing the temperature and suppressing weeds during crop cultivation can be improved. In addition, the agricultural covering material of the present invention can improve the cultivation efficiency of crops by stably maintaining mechanical properties such as tensile strength and elongation even when exposed to sunlight for a long time.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 농업용 피복재의 제조방법이다.1 is a method of manufacturing a covering material for agriculture according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in several different forms, and thus is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is "connected" with another part, this includes not only the case where it is "directly connected" but also the case where it is "indirectly connected" with another member interposed therebetween. . In addition, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further provided without excluding other components unless otherwise stated.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1을 참조하면 본 발명의 일 측면은 (a) 폴리올레핀계 수지 및 탄소나노튜브를 포함하는 조성물을 제조하는 단계; (b) 상기 (a) 단계의 생성물에 폴리올레핀계 수지를 혼합하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계의 생성물을 성형하여 농업용 피복재를 제조하는 단계;를 포함하고, 상기 (a) 단계의 조성물 중 상기 탄소나노튜브의 함량은 5~30중량%인, 농업용 피복재의 제조방법을 제공한다.Referring to Figure 1, an aspect of the present invention comprises the steps of (a) preparing a composition comprising a polyolefin-based resin and carbon nanotubes; (b) mixing a polyolefin-based resin with the product of step (a); and (c) manufacturing the agricultural coating material by molding the product of step (b), wherein the content of the carbon nanotubes in the composition of step (a) is 5 to 30% by weight, of the agricultural coating material A manufacturing method is provided.

일반적으로 농업용 피복재는 필름 형태로 제조되며 색상에 따라 투명필름, 흑색필름, 녹색필름으로 구분될 수 있다. 투명필름은 지온 상승 효과가 우수하나, 잡초 억제 효과는 미미하고, 흑색필름은 투명필름과 달리 잡초 억제 효과는 우수하나 지온 상승 효과가 저하되는 문제점이 있다.In general, agricultural coating materials are manufactured in the form of a film and can be divided into a transparent film, a black film, and a green film according to the color. The transparent film has an excellent geothermal synergistic effect, but the weed suppression effect is insignificant.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 녹색 안료를 포함하여 제조한 녹색필름은 광투과율이 적정 범위로 조절되어 지온 상승 효과 및 잡초 억제 효과를 동시에 구현할 수 있다. 다만, 녹색필름의 제조 시 첨가하는 녹색 안료는 햇빛에 노출되는 시간이 길어질수록 안정성이 저하되어 분해가 용이하고, 이에 따라, 녹색필름의 기계적 물성이 저하되어 사용 중 찢기는 현상이 발생할 수 있으며, 녹색 안료의 안정성을 높이기 위한 기타 안정제를 과량 첨가하는 경우 필름의 원가가 상승될 수 있다.In order to solve such a problem, the green film manufactured including the green pigment has the light transmittance adjusted to an appropriate range, so that the temperature increase effect and the weed suppression effect can be realized at the same time. However, the green pigment added during the manufacture of the green film decreases the stability as the exposure time to sunlight increases and is easy to decompose. Accordingly, the mechanical properties of the green film may decrease and tearing may occur during use. When other stabilizers for improving the stability of the pigment are added in excess, the cost of the film may increase.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 폴리올레핀계 수지 및 탄소나노튜브를 포함하는 농업용 피복재를 제조할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to manufacture a covering material for agriculture comprising a polyolefin-based resin and carbon nanotubes.

먼저, 상기 (a) 단계에서, 폴리올레핀계 수지 및 탄소나노튜브를 포함하는 조성물을 제조할 수 있다.First, in step (a), a composition including a polyolefin-based resin and carbon nanotubes may be prepared.

상기 폴리올레핀계 수지는 폴리프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌비닐아세테이트, 에틸렌부틸아크릴레이트, 에틸렌에틸아크릴레이트 및 이들 중 2이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있고, 바람직하게는 저밀도 폴리에틸렌일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The polyolefin-based resin may be one selected from the group consisting of polypropylene, high-density polyethylene, low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, ethylene vinyl acetate, ethylene butyl acrylate, ethylene ethyl acrylate, and a combination of two or more thereof, preferably It may be low-density polyethylene, but is not limited thereto.

상기 탄소나노튜브는 탄소 원자들을 1차원으로 말려서 하나의 탄소가 다른 탄소 원자와 육각형 벌집 무늬로 결합되어 튜브 형태를 이루고 있는 물질이며, 튜브의 직경이 나노미터 수준으로 극히 작은 영역의 물질이다. 상기 탄소나노튜브는 우수한 기계적 특성, 전기적 선택성, 고효율의 수소저장성 등을 가진다.The carbon nanotube is a material in which one carbon is combined with another carbon atom in a hexagonal honeycomb pattern by rolling carbon atoms in one dimension to form a tube, and the diameter of the tube is a material of an extremely small area at the nanometer level. The carbon nanotube has excellent mechanical properties, electrical selectivity, high-efficiency hydrogen storage, and the like.

상기 탄소나노튜브를 합성하는 방법은 전기방전법(Arc-discharge), 열분해법(Pyrolysis), 레이저 증착법(Laser vaporization), 플라즈마 화학기상증착법(Plasma chemical vapor deposition), 열화학 기상증착법(Thermal chemical vapor deposition) 등이 있으나, 합성 방법에 제한 없이 제조된 모든 탄소나노튜브를 사용할 수 있다.Methods for synthesizing the carbon nanotubes include arc-discharge, pyrolysis, laser vaporization, plasma chemical vapor deposition, and thermal chemical vapor deposition. ), but all carbon nanotubes manufactured without limitation in the synthesis method may be used.

상기 탄소나노튜브는 벽의 개수에 따라 단일벽 탄소나노튜브(Single wall carbon nanotube), 이중벽 탄소나노튜브(Double wall carbon nanotube), 절두된 원뿔형의 그래핀(truncated graphene)이 다수 적층된 중공관 형태의 탄소나노섬유(cup-stacked carbon nanofiber), 및 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나일 수 있고, 바람직하게는, 제조의 용이성 및 경제성이 우수한 다중벽 탄소나노튜브일 수 있고, 더 바람직하게는, 20개 이하의 벽을 가지는 다중벽 탄소나노튜브일 수 있다.The carbon nanotube is a hollow tube in which a plurality of single wall carbon nanotube, double wall carbon nanotube, and truncated graphene are stacked according to the number of walls. of carbon nanofibers (cup-stacked carbon nanofiber), and may be one selected from the group consisting of a mixture of two or more thereof, and preferably, may be a multi-walled carbon nanotube having excellent manufacturing easiness and economy, and more Preferably, it may be a multi-walled carbon nanotube having 20 or less walls.

또한, 상기 탄소나노튜브는 복수의 탄소나노튜브로 이루어진 다발형 탄소나노튜브일 수 있다. 상기 다발형 탄소나노튜브는 평균 외경이 5~30㎛이고, 평균 내경이 상기 평균 외경의 40% 이상, 바람직하게는, 40~90%인 복수의 단일가닥 다중벽 탄소나노튜브가 상호 응집되어 다발(bundle) 형태로 존재할 수 있다. 상기 외경은 탄소나노튜브의 벽을 이루는 그래파이트 층이 포함된 탄소나노튜브 횡단면의 직경을 의미하고, 상기 내경은 그래파이트 층이 제외된 중공 횡단면의 직경을 의미한다. 또한, 상기 탄소나노튜브의 탄소 순도는 95% 이상일 수 있다. 상기 탄소나노튜브의 탄소 순도가 95% 이상이면 상기 농업용 피복재의 광투과율을 필요한 수준으로 제어하였을 때, 기계적 물성이 우수하여 보다 얇은 농업용 피복재를 제조할 수 있다.In addition, the carbon nanotubes may be bundled carbon nanotubes composed of a plurality of carbon nanotubes. The bundled carbon nanotubes have an average outer diameter of 5 to 30 μm, and a plurality of single-stranded multi-walled carbon nanotubes having an average inner diameter of 40% or more of the average outer diameter, preferably 40 to 90%, are mutually aggregated into a bundle It can exist in the form of a bundle. The outer diameter means the diameter of the carbon nanotube cross-section including the graphite layer constituting the wall of the carbon nanotube, and the inner diameter means the diameter of the hollow cross-section excluding the graphite layer. In addition, the carbon purity of the carbon nanotubes may be 95% or more. When the carbon purity of the carbon nanotube is 95% or more, when the light transmittance of the agricultural covering material is controlled to a required level, the mechanical properties are excellent and a thinner agricultural covering material can be manufactured.

본 명세서에서 사용된 용어, “다발(bundle)”은 복수의 탄소나노튜브가 나란하게 배열되거나 상호 엉킨 상태의 번들 혹은 로프 형태를 지칭하는 것으로, 이와 달리 복수의 탄소나노튜브가 일정한 형상을 이루지 않고 존재하는 경우 “비번들형”이라 지칭하기도 한다.As used herein, the term “bundle” refers to a bundle or rope form in which a plurality of carbon nanotubes are arranged side by side or entangled with each other. When present, it is also referred to as “non-bundled”.

상기 폴리올레핀계 수지 및 탄소나노튜브가 혼합되어 생성된 (a) 단계의 생성물 중 탄소나노튜브의 함량은 5~30중량%일 수 있다. 상기 탄소나노튜브의 함량이 5중량% 미만이면 광투과율이 필요 이상으로 증가되어 농업용 피복재의 잡초 억제 효과가 저하될 수 있고, 30중량% 초과하면 상기 탄소나노튜브의 분산성이 불량하여 상기 농업용 피복재의 균일성 및 기계적 물성이 저하될 수 있다.The content of carbon nanotubes in the product of step (a) produced by mixing the polyolefin-based resin and carbon nanotubes may be 5 to 30% by weight. If the content of the carbon nanotube is less than 5% by weight, the light transmittance is increased more than necessary, so that the weed suppression effect of the agricultural covering may be reduced, and if it exceeds 30% by weight, the dispersibility of the carbon nanotube is poor and the agricultural covering uniformity and mechanical properties may be deteriorated.

한편, 상기 (a) 단계는 200~250℃의 이축압출기에서 수행될 수 있다. 일반적으로 압출기를 이용한 혼련 과정은 단축압출기 또는 이축압출기에서 수행될 수 있다. 본 명세서에 사용된 용어, "단축압출기(single-screw extruder)", "이축압출기(twin-screw extruder)"는 각각 1개, 2개의 스크류를 구비하는 스크류식 압출기를 의미한다. 상기 (a) 단계에서 상기 탄소나노튜브의 파손을 억제하기 위해, 이축압출기로 수행하는 것이 바람직하고, 상기 폴리올레핀계 수지는 압출기 측으로 투입하고, 상기 탄소나노튜브는 사이드피더(Side feeder)를 사용하여 공급하여 혼련하는 것이 바람직하다.On the other hand, the step (a) may be performed in a twin-screw extruder of 200 ~ 250 ℃. In general, the kneading process using an extruder may be performed in a single screw extruder or a twin screw extruder. As used herein, the terms "single-screw extruder" and "twin-screw extruder" refer to a screw-type extruder having one and two screws, respectively. In order to suppress the damage of the carbon nanotubes in step (a), it is preferable to use a twin-screw extruder, and the polyolefin-based resin is introduced into the extruder side, and the carbon nanotubes are side feeder using a side feeder. It is preferable to supply and knead.

상기 (a) 단계의 수행 온도는 200~250℃일 수 있고, 200℃ 미만이면 상기 탄소나노튜브의 분산성이 저하되어 최종 제품의 광투과율이 필요 이상으로 상승할 수 있고, 250℃ 초과이면 상기 폴리올레핀계 수지가 열화(degradation)될 수 있다.The temperature for performing step (a) may be 200 ~ 250 ℃, if it is less than 200 ℃, the dispersibility of the carbon nanotubes is lowered, the light transmittance of the final product may rise more than necessary, and if it exceeds 250 ℃, the The polyolefin-based resin may be degraded.

한편, 상기 압출기의 길이 : 지름의 비율이 25~50 : 1일 수 있다. 상기 압출기의 "길이 : 지름의 비율"은, 상기 스크류의 길이(length, L)와 직경(diameter, D)의 비율을 의미하고, 이는 압출기의 압출 성능을 결정하는 요소 중 하나이다. 일반적으로, 스크류의 "길이 : 지름의 비율" 값이 클수록 혼련 효과와 제품의 품질이 향상되고 압출량의 편차를 줄일 수 있으나, 압출기에 투여되는 재료의 종류와 성질에 따라 길이 : 지름의 비율을 상이하게 조절할 수 있다.On the other hand, the length: diameter ratio of the extruder may be 25 to 50: 1. The "length:diameter ratio" of the extruder means the ratio of the length (L) to the diameter (diameter, D) of the screw, which is one of the factors determining the extrusion performance of the extruder. In general, the larger the value of the “length:diameter ratio” of the screw, the better the kneading effect and product quality, and the reduction of the deviation of the extrusion amount. However, depending on the type and nature of the material injected into the extruder, the length:diameter ratio may vary. can be adjusted differently.

상기 압출기의 길이 : 지름의 비율이 25 : 1미만이면 필요한 수준의 혼련 효과를 구현할 수 없고, 50 : 1 초과이면 압출기의 크기 및 구동 모터의 용량에 영향을 주어 공정 효율이 저하될 수 있다.If the ratio of the length of the extruder to the diameter is less than 25: 1, the kneading effect of the required level cannot be realized, and if it exceeds 50: 1, the size of the extruder and the capacity of the driving motor are affected, thereby reducing the process efficiency.

또한, 상기 압출기의 구동 속도가 50 내지 500rpm일 수 있다. 상기 압출기의 구동 속도는 상기 압출기 내에 구비된 스크류의 회전 속도를 의미하고, 상기 압출기의 구동 속도가 50rpm 미만이면 필요한 수준의 혼련 효과를 구현할 수 없고, 500rpm 초과이면 스크류의 회전 수에 비해 모터의 회전 수가 현저히 크기 때문에 모터 및 감속 장치에 과도한 하중을 가하여 손상을 입힐 수 있다.In addition, the driving speed of the extruder may be 50 to 500 rpm. The driving speed of the extruder means the rotation speed of the screw provided in the extruder, and if the driving speed of the extruder is less than 50 rpm, the required level of kneading effect cannot be realized, and if it exceeds 500 rpm, the rotation of the motor compared to the number of rotations of the screw Due to the remarkably large number, excessive load may be applied to the motor and reduction gear to cause damage.

한편, 상기 (a) 단계의 생성물은 마스터배치의 형태로 제조될 수 있고, 고함량의 탄소나노튜브를 포함하여 제조될 수 있다. 일반적으로, 수지에 특수한 기능을 부여하기 위한 분말 상의 기능성 물질을 직접 혼합하는 경우, 정확한 배합이 어려울 수 있고, 혼련성 및 분산 불량으로 물성이 저하될 수 있다. 따라서, 상기 마스터배치를 사용하면 배합 비율을 정확하게 조절할 수 있고, 분산성을 향상시킬 수 있으며, 작업 중 분말 물질의 비산을 방지하여 작업성을 향상시킬 수 있다.On the other hand, the product of step (a) may be prepared in the form of a masterbatch, it may be prepared including a high content of carbon nanotubes. In general, in the case of directly mixing a powdery functional material for imparting a special function to the resin, accurate mixing may be difficult, and physical properties may be deteriorated due to poor kneading and dispersion. Therefore, if the masterbatch is used, the mixing ratio can be precisely adjusted, the dispersibility can be improved, and the workability can be improved by preventing the scattering of the powder material during the operation.

상기 (b) 단계는, 상기 (a)의 생성물에 폴리올레핀계 수지를 혼합하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 (b) 단계의 폴리올레핀계 수지는 상기 (a) 단계의 폴리올레핀계 수지와 동종 또는 이종일 수 있으며, 그 종류, 그에 따른 효과에 관해서는 전술한 바와 같다.The step (b) may include mixing the polyolefin-based resin with the product of (a). The polyolefin-based resin of step (b) may be the same as or different from the polyolefin-based resin of step (a), and the type and effect thereof are as described above.

상기 (b) 단계에서는, 상기 (a)의 생성물에 폴리올레핀계 수지를 혼합함으로써, 상기 (a)의 생성물에 포함된 고함량의 탄소나노튜브를 희석하는 단계를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이 수지에 특수한 기능을 부여하기 위해 기능성 물질을 직접 혼합하는 경우, 정확한 배합 및 혼련성, 분산 불량으로 그 물성이 저하될 수 있어, 본 발명에서는 (a) 폴리올레핀계 수지 및 탄소나노튜브를 1차 배합하여 마스터배치를 제조한 후, (b) 상기 마스터배치에 폴리올레핀계 수지를 추가로 배합하여 상기 마스터배치를 희석함으로써, 가공성, 분산성 및 함량 대비 고농도의 생성물을 제조할 수 있다.In step (b), by mixing the polyolefin-based resin with the product of (a), it may include a step of diluting the high content of carbon nanotubes contained in the product of (a). As described above, when a functional material is directly mixed to impart a special function to the resin, its physical properties may be deteriorated due to accurate mixing, kneading, and poor dispersion. In the present invention, (a) polyolefin-based resin and carbon nanotube After preparing the masterbatch by first blending (b) the masterbatch by further blending a polyolefin-based resin to dilute the masterbatch, it is possible to prepare a product with a high concentration compared to processability, dispersibility and content.

이에 따라, 상기 (b) 단계의 생성물 중 상기 탄소나노튜브의 함량은 0.35~0.65중량%일 수 있고, 상기 탄소나노튜브의 함량이 0.35중량% 미만이면 최종제품인 농업용 피복재의 광투과율이 과도하게 상승할 수 있고, 0.65중량% 초과이면 광투과율이 적정 범위보다 저하될 수 있다.Accordingly, the content of the carbon nanotubes in the product of step (b) may be 0.35 to 0.65 wt%, and if the content of the carbon nanotubes is less than 0.35 wt%, the light transmittance of the agricultural coating material as a final product is excessively increased If it is more than 0.65% by weight, the light transmittance may be lower than the appropriate range.

상기 (b) 단계의 혼합은 용융 혼합법(Melt compounding), 인시츄 중합법(In-situ polymerization), 용액 혼합법(solution mixing)일 수 있으나, 바람직하게는 압출기를 이용하여 고온, 고전단력 하에서 탄소나노튜브를 수지 내로 균일하게 분산시킬 수 있어 대용량화 및 제조 비용 절감이 가능한 용융 혼합법일 수 있다.The mixing in step (b) may be a melt compounding method, an in-situ polymerization method, or a solution mixing method, but preferably using an extruder under high temperature and high shear force. Since carbon nanotubes can be uniformly dispersed in the resin, it may be a melt mixing method capable of increasing the capacity and reducing manufacturing costs.

상기 (c) 단계는, 상기 (b) 단계의 생성물을 성형하여 농업용 피복재를 제조할 수 있고, 상기 성형은 블로우 몰딩일 수 있다.In step (c), the product of step (b) may be molded to prepare an agricultural covering material, and the molding may be blow molding.

일 실시예에 있어서, 상기 (c) 단계의 농업용 피복재는 블로우 몰딩(bolw molding)으로 제조될 수 있고, 바람직하게는 필름 블로잉으로 제조될 수 있다. 상기 (b) 단계의 생성물을 압출기에 투입하고 상기 압출기 끝에 설치된 링 다이를 사용해 원통 모양으로 압출하여 내부에 공기 또는 가스를 주입하여 팽창시킴으로써 두께가 얇은 필름의 형태로 성형할 수 있다.In one embodiment, the agricultural covering material of step (c) may be manufactured by blow molding, preferably by film blowing. The product of step (b) is put into the extruder and extruded in a cylindrical shape using a ring die installed at the end of the extruder, and air or gas is injected therein to expand it to form a thin film.

상기 (b) 단계는 180~250℃의 이축압출기에서 수행될 수 있고, 상기 (c) 단계는 180~250℃의 단축압출기에서 수행될 수 있으며, 상기 이축압출기 및 단축압출기에 관한 것은 전술한 바와 같다. 상기 (b) 및 (c) 단계의 수행 온도는 180~250℃일 수 있고, 상기 온도가 180℃ 미만이면 상기 탄소나노튜브의 분산성이 저하되어 농업용 피복재의 광투과율이 필요 이상으로 상승하거나 농업용 피복재의 균일성이 저하될 수 있고, 250℃ 초과이면 상기 (b) 단계의 생성물이 과도하게 연화되어 제조된 농업용 피복재가 과도하게 수축되거나, 기계적 물성이 저하될 수 있다.The step (b) may be performed in a twin-screw extruder at 180 to 250° C., and the step (c) may be performed in a single-screw extruder at 180 to 250° C. The twin screw extruder and the single screw extruder are as described above. same. The temperature for performing the steps (b) and (c) may be 180 ~ 250 ℃, if the temperature is less than 180 ℃ the dispersibility of the carbon nanotube is lowered, the light transmittance of the agricultural covering material rises more than necessary or for agriculture The uniformity of the covering material may be reduced, and if it exceeds 250° C., the agricultural covering material prepared by excessively softening the product of step (b) may be excessively contracted, or mechanical properties may be reduced.

상기 (a) 및 (b) 단계를 이축압출기에서 수행하면 상기 탄소나노튜브의 파손을 억제하며 상기 탄소나노튜브가 균일하게 분산된 생성물을 제조할 수 있다. 상기 (a) 및 (b) 단계가 이축압출기에서 수행되면, 상기 (c) 단계가 단축압출기에서 수행되어도 상기 탄소나노튜브의 파손을 최소화할 수 있다.When steps (a) and (b) are performed in a twin-screw extruder, damage to the carbon nanotubes is suppressed and a product in which the carbon nanotubes are uniformly dispersed can be prepared. When steps (a) and (b) are performed in a twin-screw extruder, even if the step (c) is performed in a single-screw extruder, damage to the carbon nanotubes can be minimized.

상기 (a) 내지 (c) 단계에 따라 제조된 농업용 피복재는 광투과율이 15~25%일 수 있다. 상기 농업용 피복재가 농작물 재배에 있어서 지온 상승 효과 및 잡초 억제 효과를 동시에 구현함으로써 생산성을 향상시키기 위해서는 광투과율이 약 20% 내외로 조절되어야 한다. 본 발명의 농업용 피복재는 폴리올레핀계 수지에 탄소나노튜브를 포함함으로써, 광투과율을 조절할 수 있고, 바람직하게는 광투과율이 15~25%일 수 있다. 상기 광투과율이 15% 미만이면 지온 상승 효과가 저하될 수 있고, 25% 초과이면 잡초 억제 효과가 저하될 수 있다.The agricultural covering material prepared according to the steps (a) to (c) may have a light transmittance of 15 to 25%. The light transmittance should be adjusted to about 20% in order for the agricultural covering material to improve productivity by simultaneously implementing the geothermal increase effect and the weed suppression effect in crop cultivation. Agricultural coating material of the present invention by including carbon nanotubes in the polyolefin-based resin, it is possible to adjust the light transmittance, preferably the light transmittance may be 15 to 25%. If the light transmittance is less than 15%, the geothermal synergistic effect may be reduced, and if it exceeds 25%, the weed suppression effect may be reduced.

한편, 상기 농업용 피복재의 두께는 0.02~0.04㎜일 수 있다. 상기 농업용 피복재의 두께가 0.02㎜ 미만이면 기계적 물성이 저하될 수 있고, 0.04㎜ 초과이면 농업용 피복재의 생산비용이 상승할 수 있다.On the other hand, the thickness of the agricultural covering material may be 0.02 ~ 0.04 mm. If the thickness of the agricultural covering material is less than 0.02 mm, mechanical properties may be reduced, and if it exceeds 0.04 mm, the production cost of the agricultural covering material may increase.

이하, 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

실시예 1Example 1

다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)를 이축압출기의 사이드피더(Side Feeder)에 투입하고, 저밀도 폴리에틸렌 수지를 메인호퍼(Main hopper)에 투입 속도 15㎏/hr로 투입한 후 혼련 속도 350rpm 및 가공 온도 200℃ 하에서 용융 혼련하여 탄소나노튜브의 함량이 20중량%인 생성물을 제조하였다.Multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) were put into the side feeder of the twin-screw extruder, and the low-density polyethylene resin was put into the main hopper at a feed rate of 15 kg/hr, followed by a kneading speed of 350 rpm and a processing temperature of 200 A product having a carbon nanotube content of 20% by weight was prepared by melt-kneading under °C.

제조된 생성물과 저밀도 폴리에틸렌 수지를 이축압출기에 투입 속도 15㎏/hr로 투입하고, 혼련 속도 350rpm 및 가공 온도 200℃ 하에서 용융 혼련하여 탄소나노튜브의 함량이 0.5중량%인 생성물을 제조하였다.The prepared product and the low-density polyethylene resin were put into a twin-screw extruder at an input rate of 15 kg/hr, and melt-kneaded at a kneading rate of 350 rpm and a processing temperature of 200° C. to prepare a product having a carbon nanotube content of 0.5% by weight.

제조된 생성물을 단축압출기에 투입하여 0.03㎜의 농업용 피복재를 제조하였다.The prepared product was put into a single screw extruder to prepare a covering material for agriculture of 0.03 mm.

실시예 2Example 2

다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)를 이축압출기의 사이드피더(Side Feeder)에 투입하고, 저밀도 폴리에틸렌 수지를 메인호퍼(Main hopper)에 투입 속도 15㎏/hr로 투입한 후 혼련 속도 300rpm 및 가공 온도 200℃ 하에서 용융 혼련하여 탄소나노튜브의 함량이 15중량%인 생성물을 제조하였다.Multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) were put into the side feeder of the twin-screw extruder, and the low-density polyethylene resin was put into the main hopper at a feed rate of 15 kg/hr, followed by a kneading speed of 300 rpm and a processing temperature of 200 A product having a carbon nanotube content of 15% by weight was prepared by melt-kneading at ℃.

제조된 생성물과 저밀도 폴리에틸렌 수지를 이축압출기에 투입 속도 15㎏/hr로 투입하고, 혼련 속도 300rpm 및 가공 온도 200℃ 하에서 용융 혼련하여 탄소나노튜브의 함량이 0.4중량%인 생성물을 제조하였다.The prepared product and the low-density polyethylene resin were put into a twin-screw extruder at an input rate of 15 kg/hr, and melt-kneaded at a kneading rate of 300 rpm and a processing temperature of 200° C. to prepare a product having a carbon nanotube content of 0.4% by weight.

제조된 생성물을 단축압출기에 투입하여 0.02㎜의 농업용 피복재를 제조하였다.The prepared product was put into a single-screw extruder to prepare an agricultural covering material of 0.02 mm.

실시예 3Example 3

다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)를 이축압출기의 사이드피더(Side Feeder)에 투입하고, 저밀도 폴리에틸렌 수지를 메인호퍼(Main hopper)에 투입 속도 15㎏/hr로 투입한 후 혼련 속도 350rpm 및 가공 온도 200℃ 하에서 용융 혼련하여 탄소나노튜브의 함량이 25중량%인 생성물을 제조하였다.Multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) were put into the side feeder of the twin-screw extruder, and the low-density polyethylene resin was put into the main hopper at a feed rate of 15 kg/hr, followed by a kneading speed of 350 rpm and a processing temperature of 200 A product having a carbon nanotube content of 25% by weight was prepared by melt-kneading under °C.

제조된 생성물과 저밀도 폴리에틸렌 수지를 이축압출기에 투입 속도 15㎏/hr로 투입하고, 혼련 속도 350rpm 및 가공 온도 200℃ 하에서 용융 혼련하여 탄소나노튜브의 함량이 0.6중량%인 생성물을 제조하였다.The prepared product and the low-density polyethylene resin were put into a twin-screw extruder at an input rate of 15 kg/hr, and melt-kneaded at a kneading speed of 350 rpm and a processing temperature of 200° C. to prepare a product having a carbon nanotube content of 0.6% by weight.

제조된 생성물을 단축압출기에 투입하여 0.04㎜의 농업용 피복재를 제조하였다.The prepared product was put into a single-screw extruder to prepare a covering material for agriculture of 0.04 mm.

비교예 1Comparative Example 1

다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)를 이축압출기의 사이드피더(Side Feeder)에 투입하고, 저밀도 폴리에틸렌 수지를 메인호퍼(Main hopper)에 투입 속도 15㎏/hr로 투입한 후 혼련 속도 350rpm 및 가공 온도 200℃ 하에서 용융 혼련하여 탄소나노튜브의 함량이 5중량%인 생성물을 제조하였다.Multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) were put into the side feeder of the twin-screw extruder, and the low-density polyethylene resin was put into the main hopper at a feed rate of 15 kg/hr, followed by a kneading speed of 350 rpm and a processing temperature of 200 A product having a carbon nanotube content of 5% by weight was prepared by melt-kneading under °C.

제조된 생성물과 저밀도 폴리에틸렌 수지를 이축압출기에 투입 속도 15㎏/hr로 투입하고, 혼련 속도 350rpm 및 가공 온도 200℃ 하에서 용융 혼련하여 탄소나노튜브의 함량이 0.2중량%인 생성물을 제조하였다.The prepared product and the low-density polyethylene resin were put into a twin-screw extruder at an input rate of 15 kg/hr, and melt-kneaded at a kneading speed of 350 rpm and a processing temperature of 200° C. to prepare a product having a carbon nanotube content of 0.2% by weight.

제조된 생성물을 단축압출기에 투입하여 0.03㎜의 농업용 피복재를 제조하였다.The prepared product was put into a single screw extruder to prepare a covering material for agriculture of 0.03 mm.

비교예 2Comparative Example 2

다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)를 이축압출기의 사이드피더(Side Feeder)에 투입하고, 저밀도 폴리에틸렌 수지를 메인호퍼(Main hopper)에 투입 속도 15㎏/hr로 투입한 후 혼련 속도 400rpm 및 가공 온도 200℃ 하에서 용융 혼련하여 탄소나노튜브의 함량이 50중량%인 생성물을 제조하였다.Multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) were put into the side feeder of the twin-screw extruder, and low-density polyethylene resin was put into the main hopper at a feed rate of 15 kg/hr, followed by a kneading speed of 400 rpm and a processing temperature of 200 A product having a carbon nanotube content of 50% by weight was prepared by melt-kneading under °C.

제조된 생성물과 저밀도 폴리에틸렌 수지를 이축압출기에 투입 속도 15㎏/hr로 투입하고, 혼련 속도 400rpm 및 가공 온도 200℃ 하에서 용융 혼련하여 탄소나노튜브의 함량이 0.8중량%인 생성물을 제조하였다.The prepared product and the low-density polyethylene resin were put into a twin-screw extruder at an input rate of 15 kg/hr, and melt-kneaded at a kneading speed of 400 rpm and a processing temperature of 200° C. to prepare a product having a carbon nanotube content of 0.8% by weight.

제조된 생성물을 단축압출기에 투입하여 0.04㎜의 농업용 피복재를 제조하였다.The prepared product was put into a single-screw extruder to prepare a covering material for agriculture of 0.04 mm.

비교예 3Comparative Example 3

다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)를 이축압출기의 사이드피더(Side Feeder)에 투입하고, 저밀도 폴리에틸렌 수지를 메인호퍼(Main hopper)에 투입 속도 15㎏/hr로 투입한 후 혼련 속도 400rpm 및 가공 온도 200℃ 하에서 용융 혼련하여 탄소나노튜브의 함량이 0.5중량%인 생성물을 제조하였다.Multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) were put into the side feeder of the twin-screw extruder, and low-density polyethylene resin was put into the main hopper at a feed rate of 15 kg/hr, followed by a kneading speed of 400 rpm and a processing temperature of 200 A product having a carbon nanotube content of 0.5% by weight was prepared by melt-kneading at °C.

제조된 생성물을 단축압출기에 투입하여 0.03㎜의 농업용 피복재를 제조하였다.The prepared product was put into a single screw extruder to prepare a covering material for agriculture of 0.03 mm.

비교예 4Comparative Example 4

탄소나노튜브를 녹색 안료로 대체한 것을 제외하면, 비교예3과 동일한 방법으로 농업용 피복재를 제조하였다.An agricultural coating material was prepared in the same manner as in Comparative Example 3, except that the carbon nanotube was replaced with a green pigment.

비교예 5Comparative Example 5

농업용 피복재의 두께를 0.01㎜로 조절하는 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 농업용 피복재를 제조하였다.An agricultural covering was prepared in the same manner as in Example 1, except that the thickness of the agricultural covering was adjusted to 0.01 mm.

비교예 6Comparative Example 6

농업용 피복재의 두께를 0.1㎜로 조절하는 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 농업용 피복재를 제조하였다.An agricultural covering was prepared in the same manner as in Example 1, except that the thickness of the agricultural covering was adjusted to 0.1 mm.

실험예 1: 농업용 피복재의 광투과율 평가Experimental Example 1: Evaluation of light transmittance of agricultural coverings

실시예 및 비교예에서 제조된 농업용 피복재에 대한 광투과율을 평가하기 위해 조도투과율 측정기(TC1800 가시광선 투과율 측정기)로 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.In order to evaluate the light transmittance for the agricultural coating materials prepared in Examples and Comparative Examples, it was measured with a light transmittance meter (TC1800 visible light transmittance meter), and the results are shown in Table 1 below.

구분division CNT 함량(중량%)CNT content (wt%) 필름두께(㎜)Film thickness (mm) 광투과율(%)Light transmittance (%) 실시예 1Example 1 0.50.5 0.030.03 19.719.7 실시예 2Example 2 0.40.4 0.020.02 18.518.5 실시예 3Example 3 0.60.6 0.040.04 20.320.3 비교예 1Comparative Example 1 0.20.2 0.030.03 31.531.5 비교예 2Comparative Example 2 0.80.8 0.040.04 5.25.2 비교예 3Comparative Example 3 0.50.5 0.030.03 12.712.7 비교예 4Comparative Example 4 -- 0.030.03 17.417.4 비교예 5Comparative Example 5 0.50.5 0.010.01 18.718.7 비교예 6Comparative Example 6 0.50.5 0.10.1 10.810.8

상기 표 1을 참고하면, 실시예에 따라 제조된 농업용 피복재는 광투과율이 18~21%의 범위로 측정되어 최적 범위의 광투과율을 나타내었고, 최종제품으로 농작물 재배에 적용 시, 지온 상승 효과 및 잡초 억제 효과를 동시에 구현할 수 있어 농작물 생산성을 향상시킬 수 있을 것으로 예상할 수 있다.이에 반해, 탄소나노튜브의 함량이 미미(비교예 1)하거나, 과도하게 첨가된 경우(비교예 2)는 광투과율이 과도하고 높아지거나 너무 낮아져 최적 범위를 벗어나 농업용 피복재로의 적용이 부적합한 것으로 나타났고, 또한, (a) 단계의 1차 배합 및 (b) 단계의 2차 배합 과정을 생략, 즉, 마스터배치 제조과정을 생략하여 농업용 피복재를 제조한 경우(비교예 3) 탄소나노튜브의 분산성이 저하되어 광투과율이 최적 범위보다 낮아지는 결과가 나타났고, 종래 농업용 피복재의 제조 시 사용한 녹색 안료를 첨가하여 제조한 경우(비교예 4) 탄소나노튜브 수준에는 도달하지 못하나 거의 유사한 수준의 광투과율을 나타냈다.Referring to Table 1 above, the agricultural covering material prepared according to the example had a light transmittance measured in the range of 18 to 21%, indicating the light transmittance in the optimal range, and when applied to the cultivation of crops as a final product, the geothermal synergistic effect and It can be expected that the weed suppression effect can be realized at the same time, so that the productivity of crops can be improved. On the other hand, when the content of carbon nanotubes is insignificant (Comparative Example 1) or excessively added (Comparative Example 2), light It was found that the transmittance was excessively high or too low, out of the optimal range, and was unsuitable for application to agricultural cladding, and also the primary mixing process of step (a) and the secondary mixing process of step (b) were omitted, that is, masterbatch In the case of manufacturing an agricultural covering material by omitting the manufacturing process (Comparative Example 3), the dispersibility of carbon nanotubes was lowered and the light transmittance was lower than the optimum range, and the green pigment used in the production of the conventional agricultural covering material was added. When prepared (Comparative Example 4), it did not reach the level of carbon nanotubes, but exhibited a light transmittance of almost the same level.

또한, 농업용 피복재의 두께가 과도하게 두꺼워지는 경우(비교예 6) 햇빛이 필요 이상으로 차단되어 광투과율이 불량한 것으로 나타났다.In addition, when the thickness of the agricultural covering material is excessively thick (Comparative Example 6), sunlight is blocked more than necessary, indicating that the light transmittance is poor.

실험예 2: 농업용 피복재의 기계적 물성 평가Experimental Example 2: Evaluation of mechanical properties of agricultural coverings

본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 농업용 피복재의 기계적 물성을 평가하기 위해, UTM 측정기로 인장강도 및 신장율을 측정하였다. 시간에 따른 물성 변화도 측정하기 위해 초기 측정 후 250h 햇빛에 노출시킨 후 재 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.In order to evaluate the mechanical properties of agricultural coverings according to Examples and Comparative Examples of the present invention, tensile strength and elongation were measured with a UTM measuring device. In order to measure the change in physical properties over time, after the initial measurement, exposure to sunlight for 250 h was re-measured, and the results are shown in Table 2 below.

실험대상으로 실시예 1 내지 3, 종래 녹색 안료를 사용한 비교예 4 및 필름의 두께가 0.01㎜인 비교예 5를 사용하였다.Examples 1 to 3, Comparative Example 4 using a conventional green pigment, and Comparative Example 5 having a film thickness of 0.01 mm were used as test subjects.

구분division 인장강도(N/㎠)Tensile strength (N/㎠) 신장율(%)Elongation (%) 초기Early 햇빛노출250hSun exposure 250h 초기Early 햇빛노출250hSun exposure 250h 실시예 1Example 1 3333 2424 620620 452452 실시예 2Example 2 3030 2323 613613 449449 실시예 3Example 3 3434 2424 622622 454454 비교예 4Comparative Example 4 2727 1515 341341 260260 비교예 5Comparative Example 5 2020 1515 320320 280280

상기 표 2을 참고하면, 실시예 1내지 3 및 비교예 4의 초기 인장강도는 각각 20 내지 34N/㎠로 비슷한 강도를 나타냈으나, 햇빛노출 후 재측정한 강도는 실시예1 내지 3과 비교예 4가 현저한 차이를 나타내었으며, 실시예 1 내지 3의 재측정 강도가 비교예 4 및 5에 비해 현저하게 우수하였다. 신장률은 초기 측정 및 재측정한 결과 모두 실시예가 우수한 것으로 나타내었다. 특히, 녹색안료를 사용한 비교예 4는 시간 및 햇빛 노출에 따라 기계적 물성이 현저하게 저하되는 것으로 나타내었다. 탄소나노튜브를 포함하나 피복재의 두께가 얇은 비교예 5의 경우 햇빛노출에 대한 차이보다는 두께 자체가 물성 저하의 요인으로 확인되었다.전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.Referring to Table 2, the initial tensile strength of Examples 1 to 3 and Comparative Example 4 was 20 to 34 N/cm 2 , respectively, indicating similar strength, but the strength measured again after exposure to sunlight was compared with Examples 1 to 3 Example 4 showed a significant difference, and the re-measured strength of Examples 1 to 3 was remarkably superior to those of Comparative Examples 4 and 5. As a result of the initial measurement and re-measurement of the elongation, it was shown that the Example was excellent. In particular, Comparative Example 4 using the green pigment showed that mechanical properties were remarkably deteriorated with time and exposure to sunlight. In the case of Comparative Example 5 including carbon nanotubes but the thickness of the covering material was thin, the thickness itself was confirmed as a factor of deterioration of physical properties rather than the difference in sunlight exposure. Those of ordinary skill in the art will understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a dispersed form, and likewise components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (12)

(a) 폴리올레핀계 수지 및 탄소나노튜브를 포함하는 조성물을 제조하는 단계;
(b) 상기 (a) 단계의 생성물에 폴리올레핀계 수지를 혼합하는 단계; 및
(c) 상기 (b) 단계의 생성물을 성형하여 농업용 피복재를 제조하는 단계;를 포함하고,
상기 (a) 단계의 조성물 중 상기 탄소나노튜브의 함량은 5~30중량%이고,
상기 (b) 단계의 생성물 중 상기 탄소나노튜브의 함량은 0.35~0.65중량%이고,
상기 농업용 피복재는 가시광선 영역에서의 광투과율이 15~25%이고,
상기 농업용 피복재의 두께는 0.02~0.04㎜이고,
상기 농업용 피복재의 초기 인장강도는 30N/㎠ 이상이고,
상기 탄소나노튜브는 20개 이하의 벽을 가지는 복수의 탄소나노튜브로 이루어진 다발형 탄소나노튜브로, 평균 외경이 5~30㎛이고, 평균 내경이 상기 평균 외경의 40% 이상이며, 탄소 순도가 95% 이상인, 농업용 피복재의 제조방법.
(a) preparing a composition comprising a polyolefin-based resin and carbon nanotubes;
(b) mixing a polyolefin-based resin with the product of step (a); and
(c) forming the product of step (b) to prepare an agricultural covering;
The content of the carbon nanotubes in the composition of step (a) is 5 to 30% by weight,
The content of the carbon nanotubes in the product of step (b) is 0.35 to 0.65 wt%,
The agricultural covering material has a light transmittance of 15 to 25% in the visible light region,
The thickness of the agricultural covering material is 0.02 ~ 0.04 mm,
The initial tensile strength of the agricultural covering material is 30N/cm2 or more,
The carbon nanotube is a bundled carbon nanotube composed of a plurality of carbon nanotubes having 20 or less walls, and has an average outer diameter of 5 to 30 μm, an average inner diameter of 40% or more of the average outer diameter, and a carbon purity 95% or more, the manufacturing method of the covering material for agriculture.
제1항에 있어서,
상기 폴리올레핀계 수지는 폴리프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌비닐아세테이트, 에틸렌부틸아크릴레이트, 에틸렌에틸아크릴레이트 및 이들 중 2이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나인, 농업용 피복재의 제조방법.
According to claim 1,
The polyolefin-based resin is one selected from the group consisting of polypropylene, high-density polyethylene, low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, ethylene vinyl acetate, ethylene butyl acrylate, ethylene ethyl acrylate, and a combination of two or more thereof. .
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 (a) 단계는 200~250℃의 이축압출기에서 수행되는, 농업용 피복재의 제조방법.
According to claim 1,
The step (a) is carried out in a twin-screw extruder of 200 ~ 250 ℃, a method of manufacturing a covering material for agriculture.
제1항에 있어서,
상기 (b) 단계는 180~250℃의 이축압출기에서 수행되는, 농업용 피복재의 제조방법.
According to claim 1,
The step (b) is carried out in a twin-screw extruder of 180 ~ 250 ℃, the manufacturing method of the covering material for agriculture.
제1항에 있어서,
상기 (c) 단계는 180~250℃의 단축압출기에서 수행되는, 농업용 피복재의 제조방법.
According to claim 1,
The step (c) is carried out in a single screw extruder of 180 ~ 250 ℃, the manufacturing method of the covering material for agriculture.
제1항에 있어서,
상기 (c) 단계의 농업용 피복재는 블로우 몰딩(blow molding)으로 제조되는, 농업용 피복재의 제조방법.
According to claim 1,
The agricultural covering material of step (c) is manufactured by blow molding, the method of manufacturing an agricultural covering material.
삭제delete 삭제delete
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