KR19990017236A - 농업용 멀칭 필름과 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 농업용 멀칭 필름은 폴리올레핀 수지를 기본 수지로 하여 내층, 중심층 및 외층으로 구성된 베이스 필름 위에 알루미늄 증착층과 표면보호층이 순차적으로 적층하여 된 것으로, 베이스 필름의 중심층과 내층은 아이소택틱 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 프로필렌 공중합체로 구성된 폴리올레핀계 화합물을 기본 수지로 포함하고, 여기에 선택적으로 산화방지제, 잔류촉매제거제 및 색상을 부여하기 위한 무기물질(카본블랙, 탄산칼슘, 이산화티타늄, 탈크)을 1종 이상 포함하여 구성된 데에 그 특징이 있으며, 베이스 필름 위에 알루미늄을 증착한 후 그 위에 표면보호층을 압출라미법을 사용하여 폴리올레핀 수지 시트를 접합하거나 기타 비닐계 수지 등을 코팅하여 제조한다.

이와 같은 본 발명에 따른 멀칭 필름은 기존의 멀칭 필름과는 달리 베이스 필름 상에 알루미늄을 코팅하여 필름 표면의 광택성이 장기간 유지될 뿐만 아니라 이로인해 태양광선이 반사되어 농작물의 아랫부분까지 빛이 도달되도록 하므로 농작물의 발육을 촉진하고 또한 고르게 발육하도록 하며, 베이스 필름의 내층을 빛의 흡수를 돕고 수분 집적을 방지하는 폴리올레핀 화합물을 사용함으로써 잡초의 생육을 억제하는 기능을 갖게 된다.

Description

농업용 멀칭 필름과 그 제조 방법

본 발명은 농업용 멀칭 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 잡초의 생육을 억제하면서 빛의 반사 효과를 크게 하여 농작물이 고르게 발육할 뿐만 아니라 발육을 증대시킬 수 있도록 한 농업용 멀칭 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

종래에 사용되던 농업용 멀칭 필름은 플라스틱 필름에 안료가 들어간 형태로서, 주 용도는 잡초 생육의 억제에 있었다.

그러나 예전에는 멀칭 필름을 만들면서 잡초 생육 억제에만 중점을 두고 연구를 지속하였던 바, 이들 멀칭 필름이 사용된 농작물의 경우 농작물의 아랫부분으로 태양광선이 도달하지 못하여 농작물이 고르게 발육되지 못하고 그 발육속도도 느린 문제점이 있었다.

본 발명자들은 이러한 점에 주제를 두고 다년간 지속한 연구를 한 결과, 태양 광선을 반사시켜 농작물의 아래 부분에까지 빛이 도달되도록 하여 농작물의 고른 발육과 조기 발육을 가능하게 하는 농업용 멀칭 필름을 개발하게 되었다.

즉, 본 발명의 목적은 필름 표면의 광택성을 장기간 유지하여 잡초의 생육을 억제하면서 농작물의 발육을 촉진시킬 수 있는 농업용 멀칭 필름과 그 제조 방법을 제공하는 데에 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 농업용 멀칭 필름의 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 베이스 필름 12 : 중심층

14 : 내층 16 : 외층

20 : 알루미늄 증착층 30 : 표면보호층

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 농업용 멀칭 필름은, 폴리올레핀계 화합물을 기본 수지로 하여 내층, 중심층 및 외층으로 구성되는 베이스 필름 위에 알루미늄 증착층과 표면보호층을 순차적으로 적층한 데에 그 특징이 있다. 즉, 기존의 멀칭 필름 위에 알루미늄을 증착하고 그 위에 표면보호층을 형성한 것이다.

상기에서 베이스 필름은 중심층과 내층이 아이소택틱 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 프로필렌 공중합체로 구성된 폴리올레핀계 화합물 1종 이상을 기본 수지로 사용하고, 여기에 선택적으로 산화방지제, 잔류촉매제거제 및 색상을 부여하기 위한 무기물질을 1종 이상 첨가하여 구성된 것이다.

구체적으로 산화방지제로는 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀, 옥타데실-3,5-디-t-부틸-4-히드록시히드로신나메이트, 테트라시스(메틸렌-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트)메탄, 디라우릴티오디프로피오네이트, 디미리스틸티오디프로피오네이트, 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트 등을 사용할 수 있으며, 촉매제거제로는 스테아린산칼슘, 스테아린산아연, DHT-4A(마그네슘알루미늄히드록시카아보네이트하이드레이트) 등을 사용할 수 있다. 이외에도 통상의 필름 제조에 사용하고 있는 산화방지제와 촉매제거제를 모두 사용할 수 있다.

또한 색상을 부여하기 위한 무기물질로는 카본블랙, 탄산칼슘, 이산화티타늄 및 탈크로부터 1종 이상 선택하여 사용한다.

한편 알루미늄이 증착되는 베이스 필름의 외층은 극성기를 가짐과 동시에 폴리올레핀계 화합물과의 상용성이 우수한 물질과 상기한 폴리올레핀계 화합물을 혼합하여 이루어진다. 여기서, 폴리올레핀계 화합물, 특히 폴리프로필렌과 상용성이 우수한 물질로는 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-메틸아크릴레이트 공중합체, 폴리에스터엘라스토머, 폴리메틸메타크릴레이트 및 무수말레인산이나 아세트산으로 그라프트된 폴리머 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 혼합시 그 사용량은 폴리올레핀계 화합물, 특히 프로필렌 공중합체 100 중량부에 대하여 1∼50 중량부인 것이 바람직하다.

상기와 같은 극성기를 가지며 폴리올레핀계 화합물과 상용성이 좋은 물질은 알루미늄 증착시 접착성을 향상시키는 역할을 하는 것으로, 만일 그 사용량이 프로필렌 공중합체 100 중량부에 대해 50 중량부를 초과하면 필름 광택이 저하되고 1중량부 미만이면 후증착되는 알루미늄과의 접착력이 감소된다.

한편, 외층에도 중심층과 내층에 사용되는 산화방지제, 잔류촉매제거제 등의 첨가제를 사용할 수도 있으나, 이는 알루미늄의 접착강도를 저하시키는 원인이 되므로 그 사용에 신중을 기해야 한다.

그리고, 외층의 두께는 베이스 필름 전체 두께의 1/100∼1/10 정도인 것이 적당하다.

이와 같이 구성되는 베이스 필름은 냉각롤(cast)에서 시트를 형성시킨 후 바로 권취하는 무연신법, 또는 형성된 시트를 가로, 세로로 4∼10배 범위로 연신시키는 방법으로 제조하며, 그 두께가 10∼100㎛인 경우가 적당하다.

베이스 필름의 두께가 10㎛ 미만 또는 100㎛ 이상이 되면 제조상의 어려움이나 원재료 사용 증가 등으로 경제성이 떨어지게 된다.

알루미늄 증착층은 상기 베이스 필름의 외층상에 형성된 것으로, 진공증착기를 사용하여 알루미늄을 증착한 것이다. 이때 알루미늄 증착층은 25∼500Å의 두께로 증착하는 것이 좋으며, 그 이유는 그 두께가 25Å 미만이면 표면광택성이 저하되고 500Å 초과면 알루미늄의 과량 사용으로 인한 경제적인 부담이 커지기 때문이다.

이와 같이 구성된 즉, 베이스 필름과 알루미늄 증착층으로 이루어진 멀칭 필름은 알루미늄 특성상 산소 또는 물 등과 접촉할 시에 산화 등의 화학적 반응에 의하여 표면광택이 저하되거나 증착층의 탈락 등이 발생되므로 알루미늄 증착층의 표면을 보호하기 위한 표면보호층을 더 형성하는 것이 바람직하다.

이와 같은 역할을 하는 표면보호층은 알루미늄 증착층 상에 압출라미법이나 코팅법에 의해 0.5∼10㎛의 두께로 형성된다. 여기서, 압출라미법의 경우에는 저밀도 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀 수지를 압출기에 넣고 배럴 온도를 180∼250℃로 유지하여 시이트를 형성하면서 알루미늄 증착면에 접착제를 바르고 그 접착제면과 압출기에서 형성된 시이트를 접합시킨다. 그리고, 코팅법은 청결하게 유지된 코팅기에서 압동롤 압력 0.5∼1㎏f/㎠, 닥터브레이드의 각도 15∼45°로 유지하면서 코팅제를 알루미늄 증착층 위에 도포하고 이를 건조오븐 속을 통과시켜 건조 및 고착시킨다. 이때 코팅제로는 알루미늄 증착층과 결합력이 있으면서 수분, 공기 등을 차단하는 기능을 가진 물질을 사용하는데, 대표적인 것으로는 비닐계 수지, 아크릴계 공중합체, 폴리에스터계 공중합체, 에폭시 화합물 등이 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 들어 더욱 상세히 설명한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명한 것으로 본 발명의 범위 내에서 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다.

실시예 1

중심층을 형성하기 위하여 프로필렌 공중합체를 압출기에 넣고 압출기의 배럴 온도를 각각 180, 190, 200 및 230℃의 4단계가 되도록 하고, 내층은 중심층과 같은 물질을, 외층으로는 프로필렌 공중합체에 에틸렌아크릴산 공중합체를 100 : 10 중량부의 비율로 혼합하여 사용하여 공압출법에 의해 50㎛ 두께의 베이스 필름(무연신 필름)을 제조하였다. 다음 베이스 필름의 외층 위에 진공증착법을 사용하여 50Å의 두께로 알루미늄 증착층을 형성한 후, 그 위에 저밀도 폴리에틸렌으로 압출라미하여 표면보호층을 3㎛의 두께로 형성하여 멀칭 필름을 제조하였다.

이렇게 제조되는 멀칭 필름은 도1에 도시된 바와 같이, 내층(14),중심층(12) 및 외층(16)으로 구성되는 베이스 필름(10)과, 그 위에 순차적으로 적층된 알루미늄 증착층(20)과, 표면보호층(30)으로 구성된다.

실시예 2 내지 6

중심층으로 각각 폴리프로필렌과 폴리에틸렌을 혼합한 것, 폴리프로필렌과 카본블랙을 혼합한 것, 폴리프로필렌과 탄산칼슘을 혼합한 것, 폴리프로필렌과 이산화티타늄을 혼합한 것, 폴리프로필렌과 탈크를 혼합한 것을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 같은 방법으로 멀칭 필름을 제조하였다.

실시예 7 내지 12

각각 실시예 1 내지 6에서와 같은 수지를 사용하여 베이스 필름으로 연신필름을 제조한 것 외에는 실시예 1과 같은 방법으로 멀칭 필름을 제조하였다.

실시예 13 내지 16

중심층으로서 프로필렌 공중합체와 카본블랙을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 같은 방법으로 베이스 필름을 만들고, 베이스 필름의 외층 위에 알루미늄을 250Å의 두께로 증착한 다음, 그 위에 각각 비닐계 수지, 아크릴계 공중합체, 폴리에스터계 공중합체, 에폭시 화합물을 사용하여 표면보호층을 코팅하여 멀칭 필름을 제조하였다.

실시예 17 내지 20

알루미늄층을 450Å 두께로 증착한 것 외에는 실시예 13 내지 16과 같은 방법으로 멀칭 필름을 제조하였다.

비교예 1

프로필렌 공중합체와 이산화티타늄을 혼합 사용하여 무연신 필름을 제조하고, 그 필름 위에 알루미늄층을 150Å 두께로 증착한 후 표면보호층으로 에폭시 화합물을 코팅하여 멀칭 필름을 제조하였다.

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 필름에 대하여 다음과 같은 방법으로 테이프 박리강도, 내수성, 광택도를 시험하고, 그 결과는 다음 표 1에 나타냈다.

시험 방법

테이프 박리강도 - OPP 테이프를 멀칭 필름의 표면보호층에 붙인 후의 박리력을 인장시험기(Toyo Seiki 만능시험기)로 측정하였다.

내수성 - 합판에 제조된 멀칭 필름을 견고히 부착 설치하여 외기에 노출시키고 1일 1회씩 물을 뿌려 주면서 알루미늄 증착층의 손상 정도를 1개월간 관찰하였다. 그 관찰 결과는 우수: ◎, 보통: ○, 나쁨: △ 으로 분류하여 표시하였다.

광택도 - 글로스 메타(Gloss meter, Nippon Denshoku Kogyo Co.社 제품)를 사용하여 측정하였다.

아울러, 비교에 1에 의해 제조된 필름에 대하여 인장강도, 신장율, 마찰계수등을 시험하여 그 결과를 표 2에 나타냈다.

구 분	물 성
	테이프박리강도	내수성	광택도
실시예 1실시예 2실시예 3실시예 4실시예 5실시예 6실시예 7실시예 8실시예 9실시예 10실시예 11실시예 12실시예 13실시예 14실시예 15실시예 16실시예 17실시예 18실시예 19실시예 20비교예 1	250260240280230250250250260250250250310400410450300420400460450	◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎○○△◎○○△◎◎	650630600600610590710700690680690630620700690720610660750650730

시험 항목	시험치
인장강도(㎏/㎟)	MDTD	5.62.8
신 장 율(%)	MDTD	520604
마찰계수	내면외면	0.730.70

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 멀칭 필름은 기존의 멀칭 필름과는 달리 베이스 필름 상에 알루미늄을 코팅하여 필름 표면의 광택성이 장기간 유지되고, 또한 베이스 필름의 내층을 빛의 흡수를 돕고 수분 집적을 방지하는 폴리올레핀 화합물을 사용함으로써 잡초의 생육을 억제하면서 농작물의 발육을 촉진시키는 기능을 갖게 된다.

Claims (9)

1. 폴리올레핀계 화합물을 기본 수지로 하여 내층, 중심층 및 외층으로 구성되는 베이스 필름 위에 알루미늄 증착층과 표면보호층을 순차적으로 적층하여 이루어진 농업용 멀칭 필름.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 베이스 필름의 중심층과 내층은 아이소택틱 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 프로필렌 공중합체로 구성된 폴리올레핀계 화합물을 기본 수지로 포함하고, 여기에 선택적으로 산화방지제, 잔류촉매제거제 및 색상을 부여하기 위한 무기물질을 1종 이상 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 농업용 멀칭 필름.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 무기물질은 카본블랙, 탄산칼슘, 이산화티타늄 및 탈크로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 농업용 멀칭 필름.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 베이스 필름의 외층은 열가소성 아이소택틱 폴리프로필렌, 프로필렌 공중합체, 폴리에틸렌으로 구성된 폴리올레핀계 화합물 1종 이상과 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-메틸아크릴레이트 공중합체, 폴리에스터엘라스토머, 폴리메틸메타크릴레이트 및 무수말레인산이나 아세트산으로 그라프트된 폴리머 중에서 선택된 극성기를 갖음과 동시에 폴리프로필렌과 상용성이 좋은 물질 1종 이상을 100 : 1∼50 중량부로 혼합하여 구성된 것임을 특징으로 하는 농업용 멀칭 필름.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 표면보호층은 저밀도 폴리에틸렌, 비닐계 수지, 아크릴계 공중합체, 폴리에스터계 공중합체, 에폭시 화합물로 부터 선택된 1종인 것을 특징으로 농업용 멀칭 필름.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 베이스 필름, 알루미늄 증착층 및 표면보호층은 그 두께가 각각 10∼100㎛, 50∼450Å, 0.5∼10㎛인 것을 특징으로 농업용 멀칭 필름.
7. 폴리올레핀 수지를 기본 수지로 하여 내층, 중심층 및 외층으로 구성된 베이스 필름을 제조하는 단계; 상기 베이스 필름의 외층 위에 알루미늄 증착층을 형성하는 단계; 상기 알루미늄 증착층 위에 알루미늄 증착 표면을 보호하기 위한 표면보호층을 형성하는 단계를 포함하는 농업용 멀칭 필름의 제조 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 표면보호층은 폴리올레핀 수지를 용융하여 시트를 형성하면서 알루미늄 증착층의 표면에 접착제를 바르고 시트를 접합하여 형성하는 것을 특징으로 하는 농업용 멀칭 필름의 제조 방법.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 표면보호층은 알루미늄 증착면 위에 코팅기의 압동롤 압력 0.5∼1㎏f/㎠, 닥터브레이드 각도 15∼45。로 하여 코팅제를 도포하고 건조 고착시키는 것을 특징으로 하는 농업용 멀칭 필름의 제조 방법.