KR20000035256A

KR20000035256A - 수지 네트와 그 제조방법, 그리고 폴리에틸렌계 수지 연신물

Info

Publication number: KR20000035256A
Application number: KR1019990048760A
Authority: KR
Inventors: 야마다고타로; 이노후미타카; 이와사키신이치; 에구치신이치
Original assignee: 가이자끼 요이찌로; 가부시키가이샤 브리지스톤
Priority date: 1998-11-06
Filing date: 1999-11-05
Publication date: 2000-06-26
Also published as: EP0999037A3; CN1257781A; CN1138627C; US6343895B1; TW457317B; DE69923644D1; EP0999037B1; KR100648470B1; EP0999037A2; DE69923644T2

Abstract

수지네트의 길이방향과 횡방향으로 정렬된, 한 쌍의 마주보는 리브와 한 쌍의 마주보는 바에 의해 형성되는 홀 부분을 포함하고, 돌출 부분이 바 부분위에 고정된 토양 강화 수지네트와; 그 토양 강화 수지네트의 제조방법; 그리고 한 분자안에 선형 에틸렌 주사슬에 분지된 0.3 이상의 포화 탄화수소기를 갖는 선형 에틸렌 주사슬로 구성된 폴리에틸렌계 수지를 연신가공함으로써 얻어지는, 토양 강화 수지네트로서 적절하게 사용되는 폴리에틸렌계 수지의 연신물이 개시되어 있다.

Description

수지 네트와 그 제조방법, 그리고 폴리에틸렌계 수지 연신물{RESIN NET AND ITS PRODUCTION METHOD, AND DRAWN PRODUCT OF POLYETHYLENE BASED RESIN}

발명의 배경

본 발명은 토양 강화 수지네트와 그 제조방법에 관한 것이며, 또한 바람직하게 토양 강화 네트로 사용되며 구체적으로 매립 토양의 소실을 방지하거나 또는 부드러운 토양을 강화하기에 적절한 폴리에틸렌계 수지의 연신물에 관한 것이다.

근년에는, 주거용, 산업용 또는 도로용 부지를 개발하기 위해 늪지대 또는 저지대를 매립하는 경향이 있다. 그러한 부지 개발에 있어서, 건물이 매립토양위에 건설되어야 하기 때문에, 매립토양의 붕괴를 방지할 필요가 있다. 그러한 요구를 충족시키기 위해, 주거용 부지 등의 개발을 위한 토양의 매립은 합성 수지로 만든 강화네트를 기초 토양위에 특정간격으로 깔고 그 위에 수십 cm의 두께로 토양을 쌓는 단계를 반복함으로써 만들어 왔다. 특히, 근년에는, 주거용 주택 건설의 증가에 대한 강한 요구를 충족시키기 위해, 매립토양 또는 부드러운 토양위에 주거용 부지를 마련하는 경향이 있다. 이러한 경우에, 그런 주거용 부지의 소실은 완벽하게 방지되어야 한다. 일반적으로, 부지의 소실을 막고 매립토양을 안정화시키기 위해, 토양안에 네트층들을 정렬하는 방법이 채택되어 왔다. 네트는 일반적으로 폴리에틸렌의 강도를 증가시키는 분자배향을 실현하기 위해 1축성 또는 2축성의 연신가공을 받게되는 폴리에틸렌으로부터 만들어진다.

위의 토양 강화 네트는 많은 수의 홀(hole)을 갖고 있다. 네트가 토양에 놓여질때, 매립 토양의 붕괴를 방지하기 위해서, 네트와 함께 정렬된 상부와 하부 매립 토양층은 네트의 홀을 통해 각각 서로 결합되게 된다. 효과적으로 매립 토양의 붕괴를 막기 위해서, 네트가 고밀도 폴리에틸렌과 같은 높은 인발가공성 (drawability)을 갖는 수지의 시트로 형성되고, 그 시트는 분자배향을 선형적으로 만들어주기 위해 1축으로 또는 2축으로 연신가공된다. 좀더 구체적으로, 소실되려는 힘이 매립토양으로부터 네트로 가해질때 네트의 늘어짐을 방지하기 위해, 시트의 분자배향을 매립토양의 붕괴가 일어날 것으로 예견되는 방향에 맞추는 것과 같은 방법으로 그 시트가 연신가공되고, 그것에 의해 네트의 강도를 유지하게 된다.

도 13은 그러한 강화 수지네트(30)의 개략도이다. 수지네트(30)는 원형 또는 직사각형 홀(21)을 그 안에 형성시키기 위하여 도 14에 표시된 폴리에틸렌 시트 (20)를 펀칭함으로써, 그리고 1축방향으로 시트(20)를 연신가공함으로써 만들어진다. 시트(20)를 연신가공함으로써, 각 홀(21)은 한 쌍의 마주보는 리브(31a)(rib)와 한 쌍의 마주보는 바(31b)(bar)를 갖는 길게 늘어난 홀(31)이 된다. 도 13에서 참고번호(40)은 펀치되지 않은 부분을 표시하며; (40a)는 연신가공된 리브 부분이고; 그리고 40b는 연신가공되지 않은 부분이다.

매립토양의 붕괴를 방지하기 위한 이러한 형태의 네트의 저항력은 일반적으로 네트(30)의 위와 아래에 토양을 특정두께로 깔고, 그 네트(30)를 토양밖으로 끌어내고, 그리고 네트의 저항력으로서 인발저항(pull-out resistance)을 취함으로써 테스트된다. 그러한 인발저항은 실질적으로 바(31b)의 두께를 인발방향에 대해 횡방향, 즉 인발방향에 대면하는 부분으로 늘임으로써 결정된다. 따라서, 네트(30)의 저항력을 증가시키기 위해, 네트(30)의 기재(base)로서 시트(20)의 두께를 증가시키거나 또는 수직 틈새, 즉, 두개의 인접한 네트(30) 사이의 토양의 양을 작게 만드는 대응책이 취해져왔다. 그러나, 시트(20)의 증가된 두께는 건설비용을 상승시키기 때문에 불리하다. 또한, 연신가공되지 않은 부분과 연신가공된 부분 사이의 경계가 완만한 경사를 형성하기 때문에, 비록 연신가공되지 않은 부분의 두께가 증가하더라도, 요구되는 인발저항을 보장하기 어렵게 된다.

발명의 개요

본 발명의 목적은 토양안의 인발저항을 향상시킬 수 있는 토양 강화 수지네트와 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 크리프 특성과 강도가 향상되고, 토양 강화에 적당한 폴리에틸렌계 수지의 연신물을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 1 양태에 따르면, 수지 네트의 길이방향과 횡방향으로 정렬되고, 각각 한 쌍의 마주보는 리브와 한 쌍의 마주보는 바에 의해 형성되는 홀부분을 포함하는 토양 강화 수지네트가 제공되며, 여기서 전형적으로 필릿(fillet) 형태로 형성된 돌출부분은 바 부분위에 고정되고, 바람직하게는, 홀 부분의 연신가공 면에 횡방향으로 고정된다. 돌출 부분은 진동 융해(vibrational fusion), 초음파 융해(ultrasonic fusion) 또는 핫플레이트 융해(hot plate fusion)에 의해 바 부분위에 고정될 수 있다.

본 발명의 제 2 양태에 따르면, 수지시트의 길이방향과 횡방향으로 정렬된 홀부분을 형성하기 위해 수지시트를 펀칭하는 단계; 각각 한 쌍의 마주보는 리브와 한 쌍의 마주보는 바를 갖는 길게 늘어난 홀 부분을 형성하기 위해 1축방향으로 홀 부분을 갖는 수지시트를 연신가공하는 단계; 그리고 진동 융해, 초음파 융해 또는 핫플레이트 융해에 의해 바 부분위에 돌출 부분을 고정시키는 단계를 포함하는 토양 강화 수지네트의 제조방법이 제공된다.

이 방법에서, 돌출 부분은 홀 부분의 연신가공되는 방향에 횡방향으로 바 부분위에 고정될 수 있다.

본 발명의 토양 강화 수지네트에 따르면, 돌출부분, 예를 들면, 필릿 부분이 네트의 연신가공 방향에 대해 횡방향으로 늘여진 바 부분위에 고정되기 때문에, 수지네트의 토양에서 인발저항을 현저히 증가시키는 것이 가능하다.

일반적으로 토양 강화 수지네트는 접착제와 거의 양립하지 않는 내부식성이 높은 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 시트로 만들어지고, 그래서, 접착제 조인트(joint)에 의해 시트의 바 부분에 분리된 돌출부분을 고정하는 것이 어려웠다.

그러나, 본 발명에 따르면, 바 부분이 진동, 초음파, 또는 핫플레이트에 의해 융해되고, 돌출부분은 그렇게 융해된 바 부분위에 고정된다. 좀더 구체적으로, 돌출부분은 바 부분과 압축-접촉되고, 진동과 같은 상기한 융해수단에 의해 고정된다. 바꾸어 말하면, 본 발명에 따르면, 돌출 부분은 바 부분위에 화학적 접착 결합 메커니즘(mechanism)을 사용하지 않고 기계적 고정 메커니즘을 사용함으로써 고정될 수 있다. 예를 들어, 진동 융해에 의해 수지네트의 바 부분에 돌출부분을 고정시키는 것은 돌출 부분을 수지네트의 바 부분과 압축-접촉하게 하고, 바 부분에 에너지를 주도록 압축-접촉 부분에 미세 진동을 가하고, 그 돌출부분과 압축-접촉되도록 하고, 그것에 의해 수지네트의 그것들을 부드럽게 하고, 부드러워진 바 부분이 돌출 부분으로 둘러싸인 상태에서 수지네트의 부드러워진 바 부분을 다시 단단하게함으로써 실시된다.

더욱이, 돌출부분은 연신가공하기 전 상태에서 네트의 바 부분에 고정될 수 있다.

돌출부분은 주로 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌같은, 수지네트와 동일한 물질로 만들어진다. 돌출부분의 모양은 구체적으로 제한된 것은 아니며, 예를 들어, 그것은 원주형일 수도 있고, 3 차원 또는 홈 모양일 수도 있다. 돌출부분의 길이 또한 임의로 선택될 수 있다.

본 발명의 제 3 양태에 따르면: 수지시트의 길이방향과 횡방향으로 정렬된 홀부분을 형성하기 위해 수지 시트를 펀칭하고 그리고 동시에 프레스 가공에 의해 횡방향으로 특정간격을 두고 있는 홀 부분들 사이의 바 부분위에 다수의 돌출부를 형성하는 단계; 그리고 각각 한 쌍의 마주보는 리브와 한 쌍의 마주보는 바를 갖는 길게 늘어난 홀 부분을 형성하기 위해 길이방향으로 홀 부분을 갖는 수지 시트의 연신가공 단계; 그것에 의해 연신 시트의 바 부분위에 돌출부를 형성하는 단계를 포함하는 토양 강화 수지네트의 제조방법이 제공된다.

본 발명의 제 3 양태에 따르면, 연신가공 하기전에, 다수의 돌출부가 수지 시트의 바 부분위에 프레스가공에 의해 형성되고, 그것은 수지네트의 연신가공 방향에 횡방향으로 바 부분을 늘여주기 때문에, 수지네트의 토양에서 인발저항을 현저하게 증가시키는 것이 가능하다.

토양 강화 수지네트는 일반적으로 접착제와 거의 양립하지 않는 내부식성이 높은 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌으로 형성되며, 그래서 접착제 조인트에 의해 시트의 바 부분에 분리된 돌출 부분을 고정하는 것이 어려웠다.

그러나, 본 발명에 따르면, 연신가공 하기전에, 돌출부가 시트의 바 부분위에 프레스 가공에 의해 형성되고, 그것은 네트의 연신가공 방향에 횡방향으로 바 부분을 늘여준다. 그 돌출부는 펀치되지 않은 부분의 네개의 홀 부분에 의해 둘러싸인 크로싱 부분(crossing portion)에서 형성될 수 있다; 그러나, 그것은 수지 시트의 길이방향으로 정렬된 홀 부분들 사이에 놓인 바 부분(펀치되지 않은 부분)에서 형성될 수도 있다. 이러한 구성으로, 네트를 형성하는데 있어서, 길게 늘어난 홀 부분들 사이에 타이어 스파이크(tire spike)처럼 작용하는 모양으로 형성된다. 따라서, 수지네트는 매립토양에 대해 스파이크 효과(spike effect)를 보인다. 제조단계와 제조비용의 관점에서 보면, 프레스 가공과 동시에 홀 부분을 펀칭함으로써 돌출부를 형성하는 것이 바람직하다.

더욱이, 프레스 가공에 의해 펀치되지 않은 부분의 네개의 홀부분에 의해 둘러싸인 크로싱 부분에서 각각의 돌출부를 형성하는 경우에, 돌출부에서 발생하는 스트레스 농도가 시트를 연신 가공하는데에 가해지고, 따라서, 시트의 연신가공 이후에 돌출부의 원형을 유지하기 어려워진다.

본 발명의 제 4 구체예에 따르면, 길이방향과 횡방향으로 규칙적으로 정렬된 홀 부분을 형성하기 위하여 일반적으로 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌으로부터 만들어진 내부식성 수지 시트를 펀칭하는 단계; 각각 한 쌍의 마주보는 리브와 한 쌍의 마주보는 바를 갖는 길게 늘어난 홀 부분을 형성하기 위해 1축방향으로 홀 부분을 갖는 수지 시트를 연신가공하는 단계; 그리고 프레스 가공에 의해 연신 시트 부분의 바 위에 돌출부를 형성하는 단계를 포함하는 토양 강화 수지네트의 제조방법이 제공된다. 그 돌출부는 길게 늘어난 홀 부분들 사이의 바 부분위에 바람직하게 형성된다.

이런 식으로, 수지 시트는 길이방향과 횡방향으로 규칙적으로 정렬된 홀 부분을 형성하기 위해 펀치되고 길게 늘어난 홀 부분을 형성하기 위해 1축방향으로 연신가공된다. 그 후 돌출부는 홈과 돌출부가 각각 탑재된 상부 다이와 하부 다이위에서 프레스를 사용하여 프레스 가공함으로써 돌출부와 대응하는, 바 부분의 위치를 탄력적으로 변형시킴에 의해 연신가공 방향에 횡방향으로 남아있는 바 부분위에 형성된다. 이 방법에 따르면, 돌출부는 미리 결정된 모양으로 형성될 수 있으며, 돌출부의 모양은 돌출부가 연신가공 단계 이후에 형성되기 때문에 변형되지 않는다. 결과적으로, 본 발명의 수지네트는 토양의 향상된 인발저항을 확실히 보장할 수 있다.

돌출부의 모양은 구체적으로 제한된 것은 아니지만; 그러나, 그것은 일반적으로 원통모양으로 형성된다. 좀더 구체적으로, 원통 돌출부는 네트의 측면에 형성되며 돌출부에 대응하는 홈은 프레스 가공에서 사용된 다이의 홈 모양에 따라 네트의 뒷면에 형성된다.

본 발명에 따르면, 한 분자안에 선형 에틸렌 주사슬에 분지된 0.3 이상의 (평균)포화 탄화수소기를 갖는 선형 에틸렌 주사슬로 구성된 폴리에틸렌계 수지를 연신가공함으로써 얻어지는 폴리에틸렌계 수지의 연신물이 또한 제공된다. 고밀도 폴리에틸렌이 연신가공될때, 에틸렌 분자는 연신가공 방향으로 배향되고, 그것에 의해 고분자 배향을 갖는 연신물이 얻어진다. 고밀도 폴리에틸렌의 연신물은 존 드로잉(zone drawing), 롤 드로잉(roll drawing), 고압 압출(high pressure extrusion), 고주파수 핫드로잉(high frequency hot drawing), 겔 드로잉(gel drawing), 또는 융해 결정화(melting crystallization)에 의해 얻어지며, 고강도와 고탄성율을 갖는 물질로서 기대된다. 고강도와 고탄성율을 갖는 고밀도 폴리에틸렌의 연신물은, 그러나, 장기간의 형태 안정성을 평가하기 위한 기준으로서 크리프 특성(creep characteristics)을 사용한다는 단점을 갖고 있다. 만약 크리프 특성이 빈약한 고밀도 폴리에틸렌의 연신물이 토양 강화 네트에 사용된다면, 문제가 발생할 수 있다. 본 발명의 연신물에 따르면, 그러한 문제를 해결하는 것이 가능하다.

일반적으로, 0.94g/cm³이상의 밀도를 갖는 선형 고밀도 폴리에틸렌은 0.94g/cm³보다 낮은밀도와 많은 분지된 사슬을 갖는, 그래서 그것 때문에 연성을 갖는 저밀도 폴리에틸렌과는 다르다. 고밀도 폴리에틸렌을 연신가공하는 경우에, 그 연신물의 구조가 분자사슬이 연신가공 축에 평행하게 정렬되는 층상구조를 각각 갖는 거대한 결정 부분들과 결정 부분들 사이에 각각 놓인 약간의 비결정 부분들로 구성되도록 하는 선형 주사슬 때문에 결정화되기가 쉽다. 결정 부분은 딱딱하기 때문에, 크리프 특성은 비결정부분의 분자의 스트레칭(stretching)상태와 엉킴(entanglement) 에 의존하며, 비결정 부분에 존재하는 선형 주사슬에 약간 도입된 분지된 사슬 때문에, 비결정 부분의 분자의 엉킴과 스트레칭 상태는 분지된 사슬의 존재로 인해 증가된다. 이런 식으로, 본 발명자들은 분지된 사슬이 선형 주사슬에 도입된 고밀도 폴리에틸렌계 수지의 연신물이 장기간 동안 연신물에 부하가 가해지는 크리프 테스트를 받게될때, 연신물의 늘어남은 최소로 억제되며, 크리프 특성이 우수한 폴리에틸렌계 수지의 연신물이 매립 토양 또는 부드러운 토양을 강화하는데 사용될때, 장기간 동안 강화 효과를 안정적으로 유지하는 바람직한 토양을 얻는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 제 1 구체예에 따라 토양 강화 수지네트의 기재로서 취해진 시트의 평면도이다;

도 2는 도 1에 표시된 제 1 구체예에 따라 토양 강화 수지네트의 라인 A-A상에서 취해진 단면도이다;

도 3은 제 1 구체예에 따른 토양 강화 수지네트의 평면도이다;

도 4는 제 1 구체예에 따라 토양 강화 수지네트의 라인 B-B상에서 취해진 단면도이다;

도 5는 본 발명의 제 3 구체예에 따라 토양 강화 수지네트의 기재로서 취해진 시트의 평면도이다;

도 6은 제 3 구체예에 따라 토양 강화 수지네트의 라인 A-A상에서 취해진 단면도이다;

도 7은 프레스 가공 기계의 핵심 부분을 표시하는 도면이다;

도 8은 제 3 구체예에 따른 토양 강화 수지네트의 평면도이다;

도 9는 제 3 구체예에 따른 토양 강화 수지네트의 라인 B-B상에서 취해진 단면도이다;

도 10a부터 10d까지는 본 발명의 제 4 구체예에 따른 토양 강화 수지네트의 제조 단계를 표시하는 도면이다;

도 11은 본 발명의 제 4 구체예에 따른 토양 강화 수지네트를 표시하는 도 10d의 라인 A-A상에서 취해진 단면도이다;

도 12는 본 발명의 제 4 구체예에 따른 토양 강화수지 네트를 표시하는 도 10d의 라인 B-B상에서 취해진 단면도이다;

도 13은 관련기술 강화 수지네트의 평면도이다;

도 14는 관련기술 강화 수지네트의 기재로서 취해진 시트의 평면도이다; 그리고

도 15는 폴리에틸렌계 수지의 다양한 연신물에 대한 크리프 테스트(creep test)의 결과를 표시하는 그래프이다;

바람직한 구체예의 상세한 설명

다음에, 본 발명의 구체예가 도면과 관련해서 설명될 것이다.

먼저, 본 발명의 제 1 구체예에 따른 토양 강화 수지네트와 본 발명의 제 2 구체예에 따른 토양 강화 수지네트의 제조방법이 설명될 것이다.

도 1은 본 발명의 토양 강화 수지네트의 기재로서 취해진 시트의 평면도이고, 도 2는 도 1의 라인 A-A상에서 취해진 단면도이다. 2mm의 두께를 가지는 폴리에틸렌 시트(1)는 각각 10mm×20mm의 크기를 갖는 직사각형 홀(2)을 형성하기 위해 펀치된다. 직사각형 홀(2)은 횡방향으로는 10mm 간격으로 공간을 두고 길이방향으로는 15mm 간격으로 공간을 둔다. 그 후 폴리에틸렌 시트(1)는 홀(2)의 긴 변 방향을 따라 연신가공 된다(도 1에서 A 방향으로). 도면에서, 참고번호(3)는 랜드 부분(land portion)을 나타낸다.

도 3은 그렇게 얻어진 토양 강화 수지네트(4)의 평면도이며, 도 4는 도 3의 라인 B-B상에서 취해진 단면도이다. 토양 강화 수지네트(4)안의 홀(5)은 마주보는 리브(5a)들과 마주보는 바(5b)들에 의해 형성된다. 리브(5a)의 길이는 150mm이다. 나일론으로부터 만들어졌고 5mm×3mm의 크기를 갖는 각각의 바 모양과 비슷한 바디(body)(돌출 부분)(6)는 다수의(도면에서는 3개) 홀(5)들을 가로지르는 것과 같은 방식으로 바(5b)들 사이의 바 부분(연신가공되지 않은 랜드 부분)(3b)위에 놓여져 있고, 진동 융해에 의해 그 위에 고정되어 있다. 도 3에서, 참고번호(3a)는 리브 부분을 나타낸다.

토양 강화 수지네트(4)의 바 부분(3b)위에 바 모양과 비슷한 바디(6)를 고정하는 것은 실질적으로 완전하였고, 그러므로, 바 모양과 비슷한 바디(6)는 인발저항 테스트에서 바 부분(3b)으로부터 벗겨지지 않았다.

이런 방법으로, 본 발명은 돌출부분이 토양 강화 수지네트의 바 부분위에 고정되어 있고, 그것에 의해 수지네트의 인발저항이 매우 커지게 된다는 점을 특징으로 하고 있다.

도 5는 본 발명의 제 3 구체예에 따른 수지네트의 기재로서 취해진 시트의 평면도이고; 도 6은 도 5의 라인 A-A상에서 취해진 단면도이다. 2mm의 두께를 갖는 폴리에틸렌 시트(11)는 각각 10mm×20mm의 크기를 갖는 직사각형 홀(12)이 형성되도록 펀치된다. 직사각형 홀(12)은 횡방향으로는 10mm의 간격으로 공간을 두고 수평방향으로는 15mm의 간격으로 공간을 둔다. 홀(12)들 사이에 놓인 펀치되지 않은 부분(랜드 부분)(13)위에, 즉, 프레스 가공에 의한 연신가공 방향과 수직방향으로 있는 직사각형 홀(12)의 짧은 변들 사이의 바 부분위에 돌출부(14)가 형성되고, 동시에 펀치된다.

상기한 프레스 작업은 도 7에 표시된 프레스 기계를 사용함으로써 실시된다. 프레스 기계는 직사각형 홀(12)을 형성하기 위해 시트(11)에 펀칭을 하기 위한 간격으로 공간을 둔 절단기(112)를 갖고 또한 절단기들(112) 사이에 홈(114)을 갖는 상부 다이(110)(die)를 포함하고, 홈(114)에 대응하는 돌출부(113)를 갖는 하부 다이(111)를 포함한다. 그러한 프레스 기계를 사용함으로써, 직사각형 홀(12)이 펀칭에 의해 형성되고, 동시에 돌출부(113)와 홈(114) 사이에 위치하는 시트(11)의 부분을 탄력적으로 변형시킴으로써 돌출부(14)가 형성된다. 돌출부(14)의 높이는 4mm이다.

시트(11)는 토양 강화 수지네트(15)를 얻기위해, 직사각형 홀(12)의 긴 변의 방향을 따라 연신가공된다.

도 8은 그렇게 얻어진 수지네트의 평면도이고, 도 9는 도 8의 라인 B-B상에서 취해진 단면도이다. 수지네트(15)안의 홀(12)은 마주보는 리브(12a)들과 마주보는 바(12b)들을 갖는다. 리브(12a)의 길이는 150mm이다. 돌출부(14)는 바 부분(13b)위에 남겨진다.

본 발명의 제 3 구체예에 따르면, 수지네트는 돌출부가 인발방향과 직각방향으로 바 부분위에 정렬되는 구조를 가지며, 그것에 의하여 수지네트의 인발저항이 매우 커지게 된다. 더욱이, 이 구체예에 따르면, 분리된 돌출부들을 접착 결합하는데 어려움을 갖는 수지네트의 표면위에 돌출부를 효과적으로, 완전하게 형성하는 것이 가능하다.

도 10a부터 10d까지는 본 발명의 제 4 구체예에 따라 수지네트(20)를 제조하는 단계를 표시하는 도면이다. 도 10a에 표시된 제 1 단계에서, 2mm의 두께를 갖는 폴리에틸렌 시트(21)는 각각 10mm×20mm의 크기를 갖는 직사각형 홀(12)을 형성하도록 펀치되며, 그 홀들은 횡방향으로는 10mm의 간격으로 공간을 두게 되고 길이방향으로는 15mm의 간격으로 공간을 두게 된다. 도 10b에 표시된 제 2 단계에서, 시트(21)는 직사각형 홀(22)의 긴 변 방향을 따라 연신가공된다. 그렇게 연신가공된 시트(21)의 각각의 홀(23)들은 마주보는 리브(23a)들과 리브(23a)들에 수직인 마주보는 바(23b)들을 갖는다. 리브(23a)의 길이는 150mm이다. 도 10c에 표시된 제 3 단계에서, 시트(21)의 바(23b)들 사이의 랜드위의 바 부분은 한 쌍의 프레스 부재 (24A)와 (24B)에 의해 프레스 가공된다. 프레스 부재(24A)는 각각 특정모양을 갖는 오목한 홈(24a)을 포함하며 프레스 부재(24B)는 오목한 홈(24a)와 마주보는 돌출부(24b)를 포함한다. 도 10d에 표시된 것처럼, 돌출부(25)는 홈(24a)에 의해 제한되며 돌출부(24b)는 바(23b)들 사이의 바 부분위에 형성된다.

도 11은 그렇게 얻어진 수지네트(20)를 표시하는 도 10d의 라인 A-A상에서 취해진 단면도이고, 도 12는 도 10d의 라인 B-B상에서 취해진 단면도이다. 돌출부(25)는 상기한 홈(24a)와 돌출부(24b)에 의해 형성되며, 돌출부(24b)에 대응하는 홈(25a)는 수지네트(20)의 뒷면에 형성된다. 돌출부(25)는 연신가공 단계 후에 형성되기 때문에, 그것은 원형을 유지하게 된다. 결과적으로, 돌출부(25)는 토양내에 미리 결정된 인발저항을 확실히 보일 수 있다.

본 발명의 제 4 구체예에 따르면, 각각 특정 모양을 갖는 돌출부들이 토양 강화 수지네트의 바 부분위에 형성되기 때문에, 수지네트의 인발저항은 매우 커지게 된다.

다음으로, 본 발명의 폴리에틸렌계 수지 연신물이 설명될 것이다.

본 발명의 폴리에틸렌계 수지 연신물은 선형 에틸렌 주사슬에 분지된 포화 탄화수소기를 갖는 선형 에틸렌 주사슬로 구성된 폴리에틸렌계 수지를 연신가공함으로써 얻어진다. 분지된 포화 탄화수소기 사슬의 수는 한 분자안에 평균적으로 0.3이상이다. 이 경우에, 분지된 사슬은 주사슬의 어느 위치에도 올 수 있다.

(화학식에서, R은 1가의 포화 탄화수소기이다)

포화 탄화수소기가 분지된 사슬로 구성될때, 하나 또는 그 이상의 탄소수를 갖는 포화 탄화수소기가, 바람직하게는, 에틸기가, 또는 3에서 10까지의 탄소수 범위를 갖는 알킬기가 사용될 수 있다. 더욱이, 분지된 사슬의 탄소수가 10 이하로 지정된 폴리에틸렌계 수지는 수지의 결정화가 쉽게 만들어 지고 파괴강도(breaking strength)가 강화된다는 점에서 유리하다.

분지된 사슬의 포화 탄화수소기 R이 에틸기인 경우에, 한 분자안에 R의 평균 갯수는 크리프 특성과 강도의 견지에서 바람직하게는 0.7 이상의 범위에 있고, 좀더 바람직하게는 1.5 이상의 범위에 있다.

반면에, 분지된 사슬의 포화 탄화수소기 R이 탄소수가 3에서 10까지의 범위에 있는 알킬기인 경우에, 그 알킬기는 직선 사슬형일 수도 있고 또는 분지된 사슬을 가질 수도 있다; 그러나, 직선 사슬형 알킬기가 바람직하다. 이 경우에, 한 분자안에 R의 갯수는 크리프 특성과 강도의 견지에서 바람직하게는 0.3 이상의 범위에 있고, 좀더 바람직하게는 0.5 이상의 범위에 있다.

분지된 사슬의 포화 탄화수소기가 에틸기와 탄소수가 3에서 10까지의 범위에 있는 알킬기의 혼합물인 경우에도, 한 분자안의 알킬기의 갯수는 0.3 이상의 범위에 있는 것으로 충분하다.

더욱이, 분지된 사슬의 갯수가 점점 커지게 되면, 폴리에틸렌계 수지의 밀도는 점점 더 낮아진다. 따라서, 분지된 사슬 갯수의 상한선은 폴리에틸렌계 수지의 밀도가 0.94g/cm³이상의 범위에 있거나, 구체적으로 0.95g/cm³이상의 범위에 있도록 설정될 수 있다.

1 이상의 탄소수를 갖는 포화 탄화수소기로 구성된 분지된 사슬은 에틸렌과 약간량의 α-올레핀, 구체적으로, 3에서 12까지의 탄소수를 갖는 α-올레핀의 공중합에 의해 얻어진다. 위의 분지된 사슬처럼, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-노넨, 1-데켄, 1-운데켄 또는 1-도데켄같은 직선 사슬형이 사용될 수 있으며; 또는 3-메틸-1-부텐, 3-메틸-1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 4-메틸-1-헥센, 또는 5-메틸-1-헥센같은 분지된 사슬을 가진 형이 사용될 수 있다. 그러나, 상기한 것처럼, 폴리에틸렌 분자안에서 생긴 분지된 사슬은 바람직하게 3에서 10까지의 탄소수를 갖는 직선 사슬형 포화 탄화수소기로 구성되어 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 폴리에틸렌계 수지는 바람직하게 폴리에틸렌계 수지의 100 중량부를 기준으로 0.1에서 10 중량부까지 양의 카본블랙(carbon black)을 포함한다.

본 발명에서 사용된 폴리에틸렌계 수지처럼, 밀도가 0.94g/cm³이상의 범위에 있거나, 바람직하게 0.95g/cm³이상의 범위에 있는 고밀도 폴리에틸렌계 수지가 사용될 수 있다. 그 고밀도 폴리에틸렌계 수지는 결정화되기 쉽고, 강도와 탄성이 증가된다. 고밀도 폴리에틸렌계 수지의 중량평균 분자량은 구체적으로 제한되지는 않지만 일반적으로 100,000에서 400,000의 범위에 있다.

본 발명의 연신물은 상기한 폴리에틸렌계 수지를 연신가공함으로써 얻는다. 이 경우에, 연신비는 구체적으로 제한되지는 않지만 3에서 20배까지, 구체적으로 5에서 15배까지의 범위에 있을 수 있다. 더욱이, 연신가공은 알려진 연신가공법에 따라 실시될 수 있다. 본 발명의 연신물은 매립 토양의 소실을 방지하기 위해 또는 부드러운 토양의 강화를 위해 토양 강화 네트의 형성에 적절히 사용된다. 특히, 그 연신물은 상기한 제 1 구체예에서 제 4 구체예까지에서 최종적으로 연신가공되는 네트의 재료로서 바람직하게 사용된다.

실시예

본 발명이 다음의 실시예에 의해 좀더 명확하게 이해될 것이다:

발명 실시예 1

선형 에틸렌 주사슬에 분지된 n-부틸기를 갖는 선형 에틸렌 주사슬로 구성된 폴리에틸렌계 수지(밀도:0.951g/cm³)를 사용했다. n-부틸 분지된 사슬(곁사슬)의 갯수는 한 분자안에 평균 1.2개 였으며, 분지된 사슬은 선형 에틸렌 주사슬안에 존재했다.

폴리에틸렌계 수지는 압출기에 의해 시트 모양으로 압출되었다. 결과적인 시트는 100℃, 100mm/min, 그리고 7.5배의 연신비에서 연신가공되었다. 그렇게 얻어진 연신물은 67.2kg 부하하에 23±2℃의 온도와 50±20%의 습도에서 크리프 테스트가 실시되도록 하였다. 그 결과는 도 15에 표시되었다.

분지된 사슬은 JEOL Ltd.에 의해 판매되는¹³C-NMR 장치로 측정되었다(측정온도:130℃; 용매:ODCB(오르토디클로로벤젠)).

발명 실시예 2

발명 실시예 1에서의 방법이, 선형 에틸렌 주사슬안에, 한 분자안에 평균 2.0개의 에틸기로 구성되는 분지된 사슬을 갖는 폴리에틸렌계수지(밀도:0.950g/cm³) 가 사용 되었다는 것을 제외하고, 반복되었다. 결과적인 연신물은 발명 실시예 1에서와 동일한 방법으로 크리프 테스트 되도록 하였다. 그 결과는 도 15에 표시되었다.

발명 실시예 3

발명 실시예 1에서의 방법이, 선형 에틸렌 주사슬 안에, 한 분자안에 평균 1.0개의 에틸기로 구성되는 분지된 사슬을 갖는 폴리에틸렌계수지(밀도:0.957g/cm³)가 사용되었다는 것을 제외하고, 반복되었다. 결과적인 연신물은 발명 실시예 1에서와 동일한 방법으로 크리프 테스트 되도록 하였다. 그 결과는 도 15에 표시되었다.

비교 실시예

발명 실시예 1에서의 방법이, 한 분자안에 평균 0.2개의 에틸기로 구성되는분지된 사슬을 갖는 폴리에틸렌계 수지(밀도:0.958g/cm³)가 사용되었다는 것을 제외하고, 반복되었다. 결과적인 연신물은 발명 실시예 1에서와 동일한 방법으로 크리프 테스트 되도록 하였다. 그 결과는 도 15에 표시되었다.

도 15에 표시된 것처럼, 발명 실시예 1부터 3까지에서 각각의 연신물의 크리프 변형률(creep strain)은 100시간이 경과한 후에도 10% 이하이고, 반면에 비교 실시예에서의 연신물의 크리프 변형률은 단지 10시간이 경과한 후에 15%를 넘는다.

상기한 것처럼, 본 발명의 폴리에틸렌계 수지 연신물은 크리프 특성이 우수하며 강도가 높고, 그래서, 그것은 토양 강화 네트에 적절히 사용된다.

본 발명의 구체예가 특정 용어를 사용하여 설명되었는데, 그러한 설명은 단지 설명의 목적을 위한 것이며, 그것은 다음의 청구항의 정신과 범위로부터 이탈하지 않으면서 변화와 변동이 가능하다고 이해된다.

Claims

토양 강화 수지네트에 있어서:

상기한 수지네트의 길이방향과 횡방향으로 정렬된, 각각 한 쌍의 마주보는 리브와 한 쌍의 마주보는 바에 의해 형성되는 홀 부분을 포함하며; 돌출 부분이 바 부분위에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 토양 강화 수지네트.
제 1 항에 있어서, 상기 돌출 부분이 상기 홀 부분의 연신가공 면에 수직방향으로 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 수지네트.
제 1 항에 있어서, 상기 돌출부분이 진동 융해, 초음파 융해 또는 핫플레이트 융해에 의해 상기 바 부분위에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 수지네트.
토양 강화 수지네트의 제조방법에 있어서:

수지 시트의 길이방향과 횡방향으로 정렬되는 홀 부분을 형성하기 위해 수지 시트를 펀칭하는 단계;

한 쌍의 마주보는 리브와 한 쌍의 마주보는 바를 각각 갖는 길게 늘어난 홀 부분을 형성하기 위해, 1축방향으로 홀 부분을 갖는 수지 시트를 연신가공하는 단계; 그리고

진동 융해, 초음파 융해 또는 핫플레이트 융해에 의해 바 부분위에 돌출 부분을 고정시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 토양 강화 수지네트의 제조방법.
제 4 항에 있어서, 돌출 부분이 홀 부분의 연신가공 면에 수직방향으로 바 부분위에 고정되는 것을 특징으로 하는 토양 강화 수지네트의 제조방법.
토양 강화 수지네트의 제조방법에 있어서:

수지 시트의 길이방향과 횡방향으로 정렬되는 홀 부분을 형성하기 위해 수지 시트를 펀칭하고 동시에, 프레스 가공에 의해, 횡방향으로 특정간격으로 놓여 있는 홀 부분들 사이의 바 부분위에 다수의 돌출부를 형성하는 단계; 그리고

한 쌍의 마주보는 리브와 한 쌍의 마주보는 바를 각각 갖는 길게 늘어난 홀 부분을 형성하기 위해 길이방향으로 홀 부분을 갖는 수지 시트를 연신가공하고, 그것에 의해 연신 시트의 바 부분위에 돌출부를 형성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 토양 강화 수지네트의 제조방법.
제 6 항에 있어서, 돌출부가 길이방향으로 길게 늘어난 홀 부분들 사이에서 형성되는 것을 특징으로 하는 토양 강화 수지네트의 제조 방법.
토양 강화 수지네트를 제조하는 방법에 있어서:

길이방향과 횡방향으로 규칙적으로 정렬된 홀 부분을 형성하기 위해 내부식성 수지 시트를 펀칭하는 단계;

각각 한 쌍의 마주보는 리브와 한 쌍의 마주보는 바를 갖는 길게 늘어난 홀 부분을 형성하기 위해 1축방향으로 홀 부분을 갖는 수지 시트를 연신가공하는 단계; 그리고

프레스 가공에 의해 연신 시트의 바 부분위에 돌출부를 형성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 토양 강화 수지네트의 제조방법.
제 8 항에 있어서, 돌출부가 길게 늘어난 홀 부분들 사이의 바 부분위에 형성되는 것을 특징으로 하는 토양 강화 수지네트의 제조방법.
제 8 항에 있어서, 수지 시트가 폴리에틸렌 시트 또는 폴리프로필렌 시트인 것을 특징으로 하는 토양 강화 수지네트의 제조 방법.
한 분자안에 선형 에틸렌 주사슬에 분지된 0.3 이상의 (평균) 포화 탄화수소기를 갖는 선형 에틸렌 주사슬로 구성되는 폴리에틸렌계 수지를 연신가공함으로써 얻어지는 폴리에틸렌계 수지 연신물.
제 11 항에 있어서, 선형 에틸렌 주사슬에 분지된 포화 탄화수소기가 1 이상의 탄소수를 갖는 것을 특징으로 하는 연신물.
제 11 항에 있어서, 상기 분지된 사슬의 상기 포화 탄화수소기의 탄소수가 3에서 10까지의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 연신물.
제 11 항에 있어서, 상기 분지된 사슬의 상기 포화 탄화수소기가 에틸기이며, 한 분자안의 상기 에틸기의 평균 갯수가 0.7 이상인 것을 특징으로 하는 연신물.
제 11 항에 있어서, 상기 폴리에틸렌계 수지의 밀도가 0.94g/cm³이상인 것을 특징으로 하는 연신물.
제 11 항에 있어서, 상기 폴리에틸렌계 수지가 에틸렌과 3에서 12까지 범위의 탄소수를 갖는 α-올레핀의 공중합에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 연신물.
제 11 항에 있어서, 상기 폴리에틸렌계 수지의 100 중량부를 기준으로 0.1에서 10 중량부까지 양의 카본블랙을 포함하는 것을 특징으로 하는 연신물.
제 11 항에 있어서, 토양 강화 네트에 사용되는 것을 특징으로 하는 연신물.