KR20030005930A - 내후성이 우수하고 친수성을 지닌 스판본드 부직포 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 잡초 성장 억제, 토양 산성화 방지 등을 목적으로 사용되는 스판본드 부직포에 관한 것으로서, 종래에 사용되는 부직포에 비해 내후성이 우수하여 다년간 사용이 가능하며 친수처리가 되어 있어 액비처리가 용이한 특성을 지닌 새로운 폴리올레핀계 스판본드 부직포의 제조법을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 방법으로, 폴리올레핀칩을 주원료로 하고 UV 안정제가 함유된 마스터 배치 칩을 상기 주원료와 사출기에 넣어 용융혼합 후 이를 다수의 오리피스로 구성된 방사 구금을 통해 방사, 냉각 및 연신 공정을 거쳐 필라멘트를 제조한 후 이를 컨베이어 벨트상에서 웹을 형성하고 열접착을 시켜 부직포를 제작한 다음 부직포 표면에 친수제를 도포하는 단계로 구성된 스판본드 부직포의 제조법을 개시하며, 이와 같은 방법에 의해 제조된 스판본드 부직포는 내후성이 우수하고 친수성을 지니기 때문에 잡초 성장 억제 등의 목적으로 농업용으로 유용하게 사용될 수 있다.

Description

내후성이 우수하고 친수성을 지닌 스판본드 부직포 제조방법{Producing method of spunbond having hydrophilic and excellent weather-resisting property}

본 발명은 잡초 성장 억제 및 토양 산성화 방지 등의 목적으로 사용되는 스판본드 부직포에 관한 것으로, 특히 내후성이 우수하여 다년간 사용이 가능하며 친수성을 지녀 액비처리가 용이한 특성을 지닌 스판본드 부직포의 제조법에 관한 것이다.

종래의 방초 및 제초방법으로서는 제초제를 살포하여 잡초를 고사시키거나 수작업에 의한 제초가 일반적인 방법이였다. 그러나, 제초제를 사용할 경우 토양의 오염이나 토양에 생존하여 작물성장에 이로운 미생물까지 죽게 되어 토양의 황폐화를 가져올 수 있으며, 수작업에 의한 방법은 과다한 노동력을 필요로 한다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위한 일 방법으로, 대한민국 특허 공개 제 호에서는 태양광을 차단하면서 보온성 있는 폴리올레핀계 부직포를 토양의 상부에 덮어 씌워 잡초 성장을 억제하는 방법에 대해 개시하였다. 그러나, 상기 방법을 사용하는 경우 폴리올레핀계 섬유로 제조된 부직포는 UV 안정제가 함유되지 않았을경우에는 태양광에 노출시 태양광의 자외선에 의해 분자간 사슬이 파괴되어 부직포의 강도가 크게 저하되기 때문에 쉽게 찢어져 잡초들이 부직포를 뚫고 나오므로 잡초 성장 억제 효과가 약화되는 문제점이 있다. 그리고 상기 방법에서 같이 폴리올레핀계 섬유로 구성된 부직포는 대부분 소수성으로 비가 오면 침투하지 못하고 흘러내려 생육하고자 하는 식물이나 과수의 성장 시 필요한 물의 공급을 원활하게 하지 못하고 또한 식물이나 과수의 성장을 위한 액비처리시 피복 포를 벗기고 액비를 처리하기 때문에 번거로운 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 즉, 태양광 자외선에 의한 잡초성장억제용 부직포의 열화문제를 해결하여 장기간 사용을 가능케 하고 소수성 부직포에 친수성 부여 처리를 통하여 액비처리가 용이하도록 한 내후성이 우수하고 친수성의 특성을 지닌 잡초 성장 억제용 스판본드 부직포의 제조 방법을 제공하는 데 그 목적이 있는 것이다.

본 발명은 폴리올레핀 칩을 주원료로 하고 UV 안정제가 함유된 마스터배치 칩을 주원료인 폴리올레핀 칩과 사출기(Extruder)에 넣어 용융혼합하는 단계; 상기 용융물을 방사, 냉각 및 연신공정을 거쳐 필라멘트를 제조하는 단계; 필라멘트를 컨베이어 벨트상에서 웹을 형성하고 열접착을 시켜 부직포를 제조하는 단계; 상기 부직포에 친수제를 도포하여 부직포에 친수처리를 하는 단계를 포함하는 내후성과 친수성이 우수한 스판본드 부직포의 제조 방법에 관한 것이다.

이하에서 본 발명을 구체적으로 설명한다.

본 발명에서는 부직포의 주원료로 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀 칩을 사용하는데, 이때 사용되는 폴리올레핀 칩으로는 용융지수가 25∼60g/10분 범위의 것이 바람직하다.

본 발명에서는 내후성을 향상시키기 위해 UV 안정제를 폴리올레핀에 함유시킨 마스터 배치 칩(Master Batch Chip)을 주원료인 폴리올레핀 칩과 용융혼합시켜 사용한다. 이때 마스터 배치 칩은 UV 안정제가 대략 10∼20중량% 함유된 것을 사용하는 경우 마스터배치 칩은 주원료에 대해 대략 2∼15중량% 범위로 첨가되는 것이 바람직하다. 혼합 방식으로 구체적으로 예를 들면 실로(silo)에 저장된 주원료는 원료계량을 하는 도싱(dosing)으로 이송되어 일정량씩 사출기에 공급되고, 또 UV 안정제가 함유된 마스터배치 칩도 다른 도싱으로 이송되어 일정량씩 사출기에 공급하여 용융혼련하게 된다.

이와 같이 혼련된 용융물은 다수의 오리피스로 구성된 방사구금을 통하여 방사되어 필라멘트화되며, 방사된 필라멘트는 챔버를 통해 분사되는 냉각공기에 의해 냉각고화되고 상부에서 불어주는 공기와 컨베이어의 벨트 하부에서 흡입하는 공기의 압력에 의해 연신하는 공정을 거치게 된다.

연신 공정을 거친 필라멘트들은 컨베이어 벨트상에 일정한 중량으로 적층되어 웹을 형성하며 형성된 웹은 역학적 특성 및 형태 안정성을 부여하기 위해 칼렌더 방식 등을 사용해 열적으로 결합시키게 되며, 이때 부직포의 일면이나 양면에 엠보싱을 형성할 수 있다.

예를 들어 한쪽이 본딩율이 10∼19%인 엠보스롤면이고 다른쪽은 표면이 매끄러운 롤로 구성된 면으로 된 칼렌더롤을 사용해 일면에 엠보싱이 되어 있는 부직포를 제조할 수 있는데, 이때 부여되는 칼렌더 압력은 60∼80dyne/㎝, 온도는 130∼170℃ 범위로 하여 제조하는 것이 일반적이다.

본 발명에서는 상기와 같은 단계를 거쳐 얻어진 부직포에 친수성을 부여하기 위하여 친수제를 부직포 표면에 도포, 건조하는 단계를 포함하는데, 이때 사용되는 친수액제로는 일반적으로 사용되는 계면활성제들이 사용 가능하며, 특히 폴리디메틸실록산계 계면활성제가 바람직하다. 이때 도포량은 부직포의 픽업(Pick-up)율이 대략 20%이상 되도록 하는 것이 좋다.

한편, 본 발명에서 UV 안정제 역시 폴리올레핀에 적용가능한 것은 모두 사용가능하며, 예를 들면, 벤조트리아졸계, 살리실산에스테르계, 히드록시 벤조페놀계, 아크릴로 니트릴 치환체 등이 있다. 이때 UV 안정제의 사용량은 전체 폴리올레핀 사용량 대비 0.02∼3중량% 범위가 바람직하다.

이하에서 본 발명을 실시예를 들어 좀 더 구체적으로 설명하며, 이때 최종 제품의 물성 및 특성을 하기 방법에 의해 평가하였다.

°인장강신도 : 인장강신도기(Instron) 측정설비를 이용하여 ASTM D1682-64법에 의해 시료폭 5cm, 시료장 7.5cm의 시료편을 인장속도 300mm/min의 조건으로 측정하였다.

°내후성: Weater-O-mether설비를 이용(Light source :Xenon Arc, Black Panel Temp: 63℃, 상대습도 : 50%, 조사량 : 0.35W/㎡, Cycle : Spray18min/Light 102min) 하여 1800hr 조사 후의 강도변화를 측정하였다.

°흡수속도: EDANA 150. 3-96 NONWOVEN COVERSTOCK LIQUID STRIKE-THROUGH TIME 방법을 이용하여 측정하였다

°두께 : Dial gauge을 이용하여 측정하였다.

°데니아 : 현미경을 이용하여 필라멘트의 직경을 측정하여 계산하였다.

[실시예 1]

부직포의 주원료로 용융지수(MFR)가 35g/10분인 폴리프로필렌 칩을 96중량부 투입하고, UV 안정제인 Chimassorb944가 15wt%가 함유된 마스터 칩 4중량부를 투입하여 사출기에서 용융 혼련시킨 후 방사구금을 통해 필라멘트를 형성시키고 냉각공기에 의한 고형화 및 연신을 시킨 후, 상기 필라멘트들을 연속이동되는 컨베이어 벨트상에서 웹을 형성시킨 후, 엠보스롤이 150℃이고, S-롤이 153℃이며 압력이 65dyne/cm인 조건에서 용융압착에 의한 열접착으로 형태안정성을 부여하였다.

그리고, 상기에서 얻어진 부직포에 친수성을 부여하기 위해 액상의 폴리디메틸실록산계 계면활성제를 Pick-up율이 30% 되도록 도포한 후 건조하여 제품의 단위면적당 중량이 60GSM인 내후성이 우수하고 친수성을 지닌 잡초 성장 방지용 부직포를 제조하였다.

[실시예 2]

실시예 1에서 UV 안정제가 함유된 마스터 칩을 6중량부 투입하고,블랙(black)색상을 내기 위해 블랙 마스터 칩을 3 중량부 투입하였으며, 생산 제품의 단위면적당 중량을 70GSM으로 한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 부직포를 제조하였다.

[비교실시예 1]

실시예 1에서 UV 안정제 마스터 배치 칩을 1중량부 투입한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 단위면적당 중량이 60GSM인 부직포를 제조하였다.

[비교실시예 2]

실시예 1에서 친수처리가공을 하기 않은 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 단위면적당 중량이 60GSM인 부직포를 제조하였다.

[비교실시예 3]

실시예 1에서 UV 안정제 마스터 칩을 사용하지 않고 부직포에 친수처리가공을 하지 않은 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 단위면적당 중량이 60GSM인 부직포를 제조하였다.

상기 실시예 및 비교실시예에서 제조된 부직포의 생산조건, 물성 및 내후성을 측정하여 하기 표 1 및 표 2에 나타내었다.

[표 1]

[표 2]

상기 실시예 및 비교실시예에서도 확인되듯이 본 발명에 의해 제조된 부직포는 잡초 성장 방지 및 강도, 신도가 우수한 특성들을 유지하면서 UV 안정제 함유에 의해 자외선에 의한 열화를 방지할 수 있어 오래도록 사용가능하며, 또한 부직포 표면에 친수성을 부여했기 때문에 액비처리가 용이한 등의 장점을 지닌다.

Claims (4)

1. 용융지수가 25∼60g/10분 인 폴리올레핀 칩을 주원료로 하고 UV 안정제가 함유된 마스터배치 칩을 주원료인 폴리올레핀 대비 2∼15 중량% 되도록 하여 각각 사출기에 넣고 용융 혼합시키는 단계; 상기 용융물을 다수의 오리피스로 구성된 방사구금을 통해 방사한 후 냉각 및 연신 공정을 거쳐 필라멘트를 제조하는 단계; 상기 필라멘트로 컨베이어 벨트상에서 웹을 형성하고 열접착을 시켜 부직포를 제조하는 단계; 및 상기 제조된 부직포에 친수제를 도포하여 부직포에 친수처리를 하는 단계를 포함하는 내후성이 우수하고 친수성을 지닌 스판본드 부직포의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,UV 안정제는 전체 폴레핀 사용량 대비 0.02∼3중량% 범위에서 사용되는 것을 특징으로 하는 내후성이 우수하고 친수성을 지닌 스판본드 부직포의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서, 친수제는 폴리디메틸실록산계 계면활성제임을 특징으로 하는 내후성이 우수하고 친수성을 지닌 스판본드 부직포의 제조방법.
4. 제 1항에 있어서, 폴리올레핀은 폴리프로필렌임을 특징으로 하는 내후성이 우수하고 친수성을 지닌 스판본드 부직포의 제조방법.