KR20150001404A - 탄소나노튜브가 함유된 비닐하우스용 이중구조를 갖는 필름 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 탄소나노튜브가 함유된 비닐하우스용 이중구조를 갖는 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.
이에 본 발명의 기술적 요지는 농가에서 주로 사용되는 비닐하우스용 필름에 있어서, 필름의 내구성과 보온성을 보강하기 위해 탄소나노튜브(CNT)를 첨가한 내피와 폴리수지계열의 외피가 고주파융착에 의해 접착되어 빛의 투광성을 유지하면서도 눈이나 비, 바람등의 외력에 대하여 저항력을 향상시킬 수 있음은 물론, 내피와 외피 사이에 공기층을 형성하여 단열성을 극대화 시킬 수 있는 탄소나노튜브가 함유된 비닐하우스용 이중구조를 갖는 필름 및 그 제조방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
이에 본 발명의 기술적 요지는 농가에서 주로 사용되는 비닐하우스용 필름에 있어서, 필름의 내구성과 보온성을 보강하기 위해 탄소나노튜브(CNT)를 첨가한 내피와 폴리수지계열의 외피가 고주파융착에 의해 접착되어 빛의 투광성을 유지하면서도 눈이나 비, 바람등의 외력에 대하여 저항력을 향상시킬 수 있음은 물론, 내피와 외피 사이에 공기층을 형성하여 단열성을 극대화 시킬 수 있는 탄소나노튜브가 함유된 비닐하우스용 이중구조를 갖는 필름 및 그 제조방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
Description
본 발명은 탄소나노튜브가 함유된 비닐하우스용 이중구조를 갖는 필름 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 농가에서 주로 사용되는 비닐하우스용 필름에 있어서, 필름의 내구성과 보온성을 보강하기 위해 탄소나노튜브(CNT)를 첨가한 내피와 폴리수지계열의 외피가 고주파융착에 의해 접착되어 빛의 투광성을 유지하면서도 눈이나 비, 바람등의 외력에 대하여 저항력을 향상시킬 수 있음은 물론, 내피와 외피 사이에 공기층을 형성하여 단열성을 극대화 시킬 수 있는 탄소나노튜브가 함유된 비닐하우스용 이중구조를 갖는 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 농촌에는 겨울의 추운 날씨로 인해 농작물을 경작할 수 없어 일손을 놓고 쉬는 경우가 많았는데, 이러한 농한기에도 각종 채소나 과일 등의 경작이 이루어지게 함으로써 소득을 올리기 위해 제안된 비닐하우스로 인하여 계절에 관계없이 원하면 어느 때든 상기의 채소나 과일 등을 공급할 수 있도록 하고 있다.
이에 통상의 비닐하우스는 도 1에서 보는 바와 같이, 아치형으로 형성되는 메인프레임(10)이 나열되고, 상기 메인프레임(10)의 상단부에 메인프레임을 고정 및 지지하기 위한 보강프레임(20)이 결합되며, 이러한 프레임 골격 위에 비닐하우스용 필름(30)을 설치한 후, 필름의 양단부를 흙속에 묻어 고정시키거나 또는 밴드나 접착제와 같은 별도의 고정수단에 의해 프레임과 결착시키도록 형성된다.
그러나, 이러한 비닐하우스용 필름은 내구성이 적은 비닐의 특성상 비닐하우스의 설치 도중이나 또는 바람, 눈, 비와 같은 외력에 의해 손상되는 경우가 발생되었다.
이러한 비닐하우스용 필름은 주로 단열성을 보강하기 위해 두겹의 형태로 이루어진 필름이 사용되는데, 이에 대한민국 공개특허 특2002-0067307호에는 주필름과 부필름을 부착하여 2중구조를 갖도록 하는 비닐하우스용 필름에 관하여 기술하고 있다.
그러나, 상술한 비닐하우스용 필름은 제조공정이 복잡할 뿐만 아니라, 주필름 부분이 손상될 경우, 이를 수리하기 위해 부필름 부분을 다시 제거하여야 하는 번거로움이 발생되었고, 비닐필름 자체의 내구성이 기존의 필름과 별다른 차이가 없어 외력에 의한 손상이 빈번하게 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 기술적 요지는 농가에서 주로 사용되는 비닐하우스용 필름에 있어서, 필름의 내구성과 보온성을 보강하기 위해 탄소나노튜브(CNT)를 첨가한 내피와 폴리수지계열의 외피가 고주파융착에 의해 접착되어 빛의 투광성을 유지하면서도 눈이나 비, 바람등의 외력에 대하여 저항력을 향상시킬 수 있음은 물론, 내피와 외피 사이에 공기층을 형성하여 단열성을 극대화 시킬 수 있는 탄소나노튜브가 함유된 비닐하우스용 이중구조를 갖는 필름 및 그 제조방법를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 비닐하우스용 이중구조를 갖는 필름에 있어서, 상기 필름은 폴리계열수지의 조성물(110) 100중량%에 대하여 탄소나노튜브(CNT)분말(120)이 10 내지 50중량%의 비율로 혼합되어 필름의 내구성을 도모하도록 형성되는 내피(100)와; 상기 내피(100)의 면상에 단열성을 보강하도록 고주파융착에 의해 접착되며, 폴리계열수지로 형성되는 외피(200);로 구성되어 이루어진다.
이때, 상기 필름은 내피(100)와 외피(200)사이에 공기층(300)이 형성되도록 내,외피의 접착 시 설정된 부분만을 고주파융착에 의해 접착되어 이루어진다.
한편, 본 발명은 폴리계열수지의 조성물 100중량%에 10 내지 50중량%의 비율로 탄소나노튜브 분말을 혼합하는 혼합단계(S100); 상기 혼합된 조성물을 고온 및 고압의 압출기를 이용하여 내피(100)를 압출하는 압출단계(S200); 상기 압출된 내피(100)와 폴리계열수지로 형성된 외피(200)를 정렬한 후, 고주파융착에 의해 내,외피가 접착되어 필름 원단을 제조하는 접착단계(S300); 상기 접착된 필름 원단을 권취 또는 롤링하도록 하는 마감단계(S400);로 이루어진다.
이때, 상기 필름 원단 접착단계(S300)는 내피(100)와 외피(200) 사이에 공기층을 형성하도록 설정된 부분만을 고주파융착에 의해 접착하도록 하는 부분접착단계(S310)가 더 포함되어 이루어진다.
따라서, 본 발명은 탄소나노튜브가 함유된 내피와 폴리수지계열의 외피가 결합되어 내구성 및 단열성을 크게 향상시켜 계절의 변화나 눈,비 또는 바람과 같은 외력에 대한 저항력을 개선함은 물론, 기존 비닐하우스의 투광성을 유지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 필름의 내피와 외피 사이에 단열성을 더욱 보강하도록 하기 위해 공기층을 형성함으로써, 외부기온과 상관없이 비닐하우스 내의 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 하여 작물의 성장에 필요한 최적의 환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 비닐하우스의 구조를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 탄소나노튜브가 함유된 비닐하우스용 이중구조를 갖는 필름의 단면도,
도 3 내지 4는 본 발명에 따른 탄소나노튜브가 함유된 비닐하우스용 이중구조를 갖는 필름의 일 실시예를 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 탄소나노튜브가 함유된 비닐하우스용 이중구조를 갖는 필름의 제조방법을 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 탄소나노튜브가 함유된 비닐하우스용 이중구조를 갖는 필름의 단면도,
도 3 내지 4는 본 발명에 따른 탄소나노튜브가 함유된 비닐하우스용 이중구조를 갖는 필름의 일 실시예를 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 탄소나노튜브가 함유된 비닐하우스용 이중구조를 갖는 필름의 제조방법을 나타낸 순서도.
다음은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하겠다.
도 1은 종래의 비닐하우스의 구조를 나타낸 도면, 도 2는 본 발명에 따른 탄소나노튜브가 함유된 비닐하우스용 이중구조를 갖는 필름의 단면도, 도 3 내지 4는 본 발명에 따른 탄소나노튜브가 함유된 비닐하우스용 이중구조를 갖는 필름의 일 실시예를 나타낸 단면도, 도 5는 본 발명에 따른 탄소나노튜브가 함유된 비닐하우스용 이중구조를 갖는 필름의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
먼저 본 발명은 크게 내피(100)와 외피(200) 및 공기층(300)으로 구성된다.
이때, 도 2에서 보는 바와 같이, 상기 내피(100)는 폴리계열수지의 조성물(110) 100중량%에 대하여 탄소나노튜브(CNT)분말(120)이 10 내지 50중량%의 비율로 혼합되어 필름의 내구성 및 공극(air gap)을 형성하여 단열성을 도모하도록 형성된다.
이때, 상기 탄소나노튜브 분말(120)의 적정량은 10 내지 50중량%가 혼합되는 것이 적당하였으며, 특히 20 내지 40중량% 정도로 혼합되는 것이 바람직하다.
즉, 탄소나노튜브 분말이 10중량% 이하일 경우 필름의 내구성이 일반 폴리계열수지 필름과 비교하여 차이가 없었으며, 또한, 탄소나노튜브 분말이 50중량% 이상일 경우에는 내구성면에서는 크게 향상되었으나, 필름의 탄성이 저하되어 비닐하우스의 설치에 적합하지 않은 단점이 발생되어 바람직하지 않았다.
이러한 내피(100)는 기존의 비닐 필름에 비하여 내구성이 보강될 뿐만 아니라, 폴리계열수지의 조성물(110)과 탄소나노튜브 분말(120)의 사이에 공극(air gap)이 형성되어 보온 및 단열효과가 개선되는 장점이 있으며, 눈, 비, 바람 등과 같은 외부환경에 대한 파손 및 변형을 최소화 할 수 있는 장점이 있다.
또한, 도 3에서 보는 바와 같이, 상기 외피(200)는 폴리계열수지로 형성되며, 상기 내피(100)의 면상에 단열성을 보강하도록 고주파융착에 의해 접착되어 필름을 형성한다.
이때, 상기 필름은 도 4에서 보는 바와 같이, 내피(100)와 외피(200)사이에 공기층(300)이 형성되도록 내,외피의 접착 시 설정된 부분만을 고주파융착에 의해 접착되어 이루어진다.
즉, 내피(100)의 공극으로 인한 1차적인 단열효과에 부가적으로 내피(100)와 외피(200)의 사이에 엠보싱 형태와 같은 공기층(300)을 형성하여 2차적인 단열효과를 부가하여, 겨울철에도 비닐하우스 내부의 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 하기 위함이다.
한편, 본 발명에 따른 탄소나노튜브가 함유된 비닐하우스용 이중구조를 갖는 필름의 제조방법은 다음과 같다.
먼저, 폴리계열수지의 조성물 100중량%에 10 내지 50중량%의 비율로 탄소나노튜브 분말을 혼합하는 혼합단계(S100)이다.
이때, 상기 탄소나노튜브 분말(120)의 적정량은 10 내지 50중량%가 혼합되는 것이 적당하였으며, 특히 20 내지 40중량% 정도로 혼합되는 것이 바람직하다.
다음은, 상기 혼합된 조성물을 고온 및 고압의 압출기를 이용하여 내피(100)를 압출하는 압출단계(S200)이다.
이때, 상기 압출기는 당업계에서 쓰이는 통상의 압출기면 충분하며, 압출된 내피(100)가 외피(200)가 접착하기 위한 별도의 접착다이스로 이송되는 것이 바람직하다.
다음은, 상기 압출된 내피(100)와 폴리계열수지로 형성된 외피(200)를 정렬한 후, 고주파융착에 의해 내,외피가 접착되어 필름 원단을 제조하는 접착단계(S300)이다.
이때, 상기 접착단계(S300)는 내피(100)와 외피(200) 사이에 공기층을 형성하도록 설정된 부분만을 고주파융착에 의해 접착하도록 하는 부분접착단계(S310)가 더 포함되는 것이 바람직하다.
즉, 도 4에서 보는 바와 같이, 설정된 부분을 접착하여 내피(100)와 외피(200) 사이에 공기층(300)이 형성되도록 함으로써, 필름의 단열성을 개선하여 비닐하우스 내부의 온도를 유지할 수 있도록 하기 위함이다.
마지막으로, 상기 접착된 필름 원단을 권취 또는 롤링하도록 하는 마감단계(S400)이다.
이러한 본 발명은 탄소나노튜브가 함유된 내피와 폴리수지계열의 외피가 결합되어 내구성 및 단열성을 크게 향상시켜 계절의 변화나 눈,비 또는 바람과 같은 외력에 대한 저항력을 개선함은 물론, 기존 비닐하우스의 투광성을 유지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 필름의 내피와 외피 사이에 단열성을 더욱 보강하도록 하기 위해 공기층을 형성함으로써, 외부기온과 상관없이 비닐하우스 내의 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 하여 작물의 성장에 필요한 최적의 환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
100 ... 내피 110 ... 폴리계열수지 조성물
120 ... 탄소나노튜브 분말
200 ... 외피 300 ... 공기층
S100 ... 혼합단계 S200 ... 압출단계
S300 ... 접착단계 S310 ... 부분접착단계
S400 ... 마감단계
120 ... 탄소나노튜브 분말
200 ... 외피 300 ... 공기층
S100 ... 혼합단계 S200 ... 압출단계
S300 ... 접착단계 S310 ... 부분접착단계
S400 ... 마감단계
Claims (4)
- 비닐하우스용 이중구조를 갖는 필름에 있어서, 상기 필름은 폴리계열수지의 조성물(110) 100중량%에 대하여 탄소나노튜브(CNT)분말(120)이 10 내지 50중량%의 비율로 혼합되어 필름의 내구성 및 공극(air gap)을 형성하여 단열성을 도모하도록 형성되는 내피(100)와;
상기 내피(100)의 면상에 단열성을 보강하도록 고주파융착에 의해 접착되며, 폴리계열수지로 형성되는 외피(200);
로 구성되는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브가 함유된 비닐하우스용 이중구조를 갖는 필름.
- 제 1항에 있어서, 상기 필름은
내피(100)와 외피(200)사이에 공기층(300)이 형성되도록 내,외피의 접착 시 설정된 부분만을 고주파융착에 의해 접착하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브가 함유된 비닐하우스용 이중구조를 갖는 필름.
- 폴리계열수지의 조성물 100중량%에 10 내지 50중량%의 비율로 탄소나노튜브 분말을 혼합하는 혼합단계(S100);
상기 혼합된 조성물을 고온 및 고압의 압출기를 이용하여 내피(100)를 압출하는 압출단계(S200);
상기 압출된 내피(100)와 폴리계열수지로 형성된 외피(200)를 정렬한 후, 고주파융착에 의해 내,외피가 접착되어 필름 원단을 제조하는 접착단계(S300);
상기 접착된 필름 원단을 권취 또는 롤링하도록 하는 마감단계(S400);
로 이루어진 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브가 함유된 비닐하우스용 이중구조를 갖는 필름의 제조방법.
- 제 3항에 있어서, 상기 필름 원단 접착단계(S300)는
내피(100)와 외피(200) 사이에 공기층을 형성하도록 설정된 부분만을 고주파융착에 의해 접착하도록 하는 부분접착단계(S310)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브가 함유된 비닐하우스용 이중구조를 갖는 필름의 제조방법.
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