KR20210131679A - 광투과율이 우수한 농업용 직조필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광투과율이 우수한 농업용 직조필름에 관한 것으로 중간층을 레노조직으로 설계하여 중간층의 양면을 코팅한 것으로 광투과율을 증대시키는 한편, 표면수지층 및 이면수지층 형성시 플로우르 중합수지의 첨가로 더욱더 투과율을 향상 시킨 것이다.

Description

광투과율이 우수한 농업용 직조필름{Agricultural Woven Film Having Excellent Transmissivity Of Light}

본 발명은 광투과율이 우수한 농업용 직조필름에 관한 것으로 중간층을 레노조직으로 제직하여 중간층의 양면을 코팅한 것으로 광투과율을 증대시키는 한편, 양면코팅시 플로우르 중합수지의 첨가로 더욱더 투과율을 향상시킨 것이다.

폴리에틸렌 직조필름은 강도나 내구성이 우수하나 불투명하여 소비자인 농민들로부터 많은 불만이 있었으며 이에 대한 기술의 발전이 별로 없었다.

일본에서 수입되는 폴리올레핀계인 PO필름이 대부분 시장을 확장시켜 나가고 있으나, 가격이 비싸고 태풍이나 폭설과 같은 자연 재해에는 취약한 단점이 있다.또한, PO필름은 폴리올레핀계 수지인 EVA, LDPE, LLDPE등이 혼합 사용되며, 광투과율과 도포 코팅으로 무적성이 우수하여 사용량이 증가하고 있으나, 현재 일본에서 수입하여 사용되고 있는 PO필름은 리싸이클이 어려워 환경적인 문제를 안고 있다.

최근에 발생된 백색국가 제외로 일본전범 기업인 미쓰비시, 스미토모등 일본 대기업이 생산하여 국내 보급함으로써 국내 농업 보조금 지급에 따른 국부유출과 공급단절시를 대비한 국산화가 시급한 실정이다.

최근 스마트팜 온실이 시설재배의 수단으로 성장해 감에 따라 유리온실은 여름철과 같은 고온 장해와 초기 설치비가 많아서 성장에 한계가 있으며, 플라스틱 온실로 전환하여 스마트팜 온실의 대세가 되어가고 있으나, 각종 센서에 의한 잦은 개폐로 기존의 PO필름이 강도가 취약하여, 강도가 강한 직조필름으로 대체되어야 할 필요가 대두되고 있다.

종래에는 폴리에틸렌 직조필름을 물리적으로 광투과율을 증대시키기 위한 수단으로 저밀도로 평직으로 제직하여 경사와 위사의 단위 면적당 교착점을 적게 함으로써 섬유간의 간격을 넓게 할 수도 있었으나, 폴리에틸렌 플렛얀이 미끄럽고, 자유도가 큼에 따라 조직이 헝클어져 조직형성이 어려운 단점이 있으며, 직조필름의 강도에 문제가 많고, 불투명하여 이의 개선이 요구되고 있는 실정이다.

대한민국특허공개제10-2018-0094256호(2018년08월23일 공개)

그러므로, 본 발명에 의하면 상기 종래 기술의 문제점을 개선하여 내구성에 저해가 없으면서 광투과율이 우수한 직조필름을 제공하기 위하여 중간층의 조직을 다양한 메시크기를 가지는 레노조직으로 형성하여 광투과율을 증대시키고, 표면수지층 및 이면수지층의 코팅시 복합물을 혼합하여 광투과율을 더욱더 증대시키는 것을 기술적 과제로 한다.

그러므로 본 발명에 의하면, 단사섬도가 100~2,000데니아인 PE, EVA, PP, PET, NYLON, PVC 중 어느 하나의 합성수지 플렛얀을 사용하여 레노조직으로 제직된 중간층;

상기 중간층의 표면에 메타로센 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 80~97중량%, 플루오르중합수지 마스터배치 1~5중량%, HALS계 광안정제 마스터배치 1~10중량%, 산화방지제 마스터배치 1~5중량%로 이루어진 표면수지층;

상기 중간층의 이면에 메타로센 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 60~96중량%, 플루오르중합 수지 마스터배치 1~5중량%, HALS계 광안정제 마스터배치 1~10중량%, 무적성 마스터배치 1~20중량%, 산화방지제 마스터배치 1~5중량%로 이루어진 이면수지층을 가지는 것을 특징으로 하는 광투과성이 우수한 농업용 직조필름이 제공된다.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 광투과율이 우수한 농업용 직조필름은 중간층, 표면수지층, 이면 수지층으로 이루어지는데, 보다 상세하게는 레노조직을 형성하는 단사섬도가 100~2,000데니아인 합성수지 플렛얀으로 제직된 중간층; 상기 중간층의 표면에 메타로센 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 80~97중량%, 플루오르중합수지 마스터배치 1~5중량%, HALS계 광안정제 마스터배치 1~10중량%, 산화방지제 마스터배치 1~5중량%로 이루어진 표면수지층; 상기 중간층의 이면에 메타로센 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 60~96중량%, 플루오르중합 수지 마스터배치 1~5중량%, HALS계 광안정제 마스터배치 1~10중량%, 무적성 마스터배치 1~20중량%, 산화방지제 마스터배치 1~5중량%로 이루어진 이면수지층으로 이루어진다.

본 발명의 광투과율이 우수한 농업용 직조필름은 중간층을 형성하는 합성수지 플렛얀의 다양한 메쉬크기의 레노조직을 변형시킴으로서 광투과율을 증대시킬 뿐만 아니라, 표면수지층 및 이면수지층에 함유되는 플루오르 중합 수지에 의하여 광투과율을 보다 향상 시키는 것이다.

본 발명의 광투과율이 우수한 농업용 직조 필름의 상기 중간층의 합성수지 플렛얀은 PE, EVA, PP, PET, NYLON, PVC 중 어느 하나의 합성수지 플렛얀을 사용할 수도 있으며, 상기 합성수지 플랫얀은 PE, EVA, PP, PET, NYLON, PVC 중 어느 하나의 합성수지 85~98중량%, HALS계 광안정제 마스터배치 1~10중량%, 산화방지 마스터배치1~5중량%를 혼합하여 티다이 용융 압출방법으로 플렛얀의 사폭이 1.5mm~6.0mm, 두께가 0.05mm~1.5mm로 제조한 합성수지 플렛얀을 사용함으로써 강도 및 내구성을 만족할 수 있도록 할 수 있다.

특히, 상기 플렛얀의 베이스가 되는 합성수지는 밀도가 0.945~0.96이고 용융지수가 0.5~1.5g/10min인 메타로센 고밀도 폴리에틸렌을 사용하는 것이 강도유지 에 바람직하다.

본 발명의 광투과율이 우수한 농업용 직조 필름은 표면수지층, 중간층, 이면수지층으로 구성되어 있고, 중간층을 형성하고 있는 플렛얀은 본 발명의 농업용 직조필름의 물리적 내구성을 구성하는 매우 중요한 부분이다.

상기의 중간층을 형성함에 있어서, 100~2,000데니아의 합성수지 플렛얀을 지경과 익경으로 2종류의 경사로 사용하여 레노조직으로 제직하는데, 레노조직은 경사가 2개가 있어서 경사1을 지경이라 하고, 경사2를 익경이라고 하는데, 지경인 경사1을 익경인 경사2가 경사1의 좌우를 규칙적으로 왕래하면서 경사와 위사를 얽메어 제직이 된다. 레노조직의 제직에는 보통의 바닥종광외에 익종광이라고 하는 특수한 종광이 필요하며, 상기의 특수 종광을 사용하는 것외에 익경 장력 조정장치(Slackener)와 상, 하, 중 레노조직 개구장치를 사용하는 것이 광투과율을 보다 더 향상시킬 수 있다.

상기 중간층은 섬도가 상이한 합성수지 플렛얀을 경사로 사용하고 지경과 익경을 교호로 사용함으로써 제직되었을때 경위사 교착점에 의한 섬유간 목(메시)의 넓기를 다르게 하여 광투과율을 사용 목적에 맞게 조정할 수 있으며, 두드러진 경사가 도관이 되어 하우스내에 맺히는 물방울의 유적성이 빨라지게 되어 무적성도 개선 될 수 있다.

종래에는 폴리에틸렌 직조필름을 저밀도로 평직으로 제직하여 경사와 위사의 단위 면적당 교착점을 적게 함으로써 섬유간의 간격을 넓게 할 수도 있었으나, 폴리에틸렌 플렛얀이 미끄럽고, 자유도가 큼에 따라 조직이 헝클어져 조직형성이 어려운 단점이 있었으며, 직조필름의 강도에 문제가 많고 불투명한 단점이 있다.

본 발명에서는 상기와 같이 레노조직으로 제직하여 고강도에 의한 물리적 내구성을 향상시키고 광투과율을 사용 목적에 맞게 조정할 수 있는 것이다.

본 발명의 광투과율이 우수한 농업용 직조 필름의 상기 표면수지층은 메타로센 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 80~97중량%, 플루오르중합수지 마스터배치 1~5중량%, HALS계 광안정제 마스터배치 1~10중량%, 산화방지제 마스터배치 1~5중량%로 이루어져 비나 태양광 자외선에 의한 내후성 작용을 하는데, 상기 HALS계 광안정제는 종래의 광안정제와 다른 분자구조와 분자량이 크기 때문에 10중량%초과 사용하면 광투과율이 저해되며,1중량%미만 사용하면 내구성이 떨어진다.

특히, 플루오르중합수지는 티다이 용융 압출 코팅시 팽윤에 의한 균열을 방지하고, 표면의 평활성을 높여 투명성을 개선시킨다. 플루오르 중합수지는 1중량%미만이면 상기의 효과가 없고, 5중량%초과 사용하면 플루오르 기체가 발생하여 인체에 해로우므로 적량을 사용하여야 한다.

상기의 표면수지층에 사용하는 산화방지제는 페놀프리인 인계산화방지제를 사용하는 것이 환경문제상 유리하고, 공기중이나 농약등 산화물질에 의한 직조필름의 손상을 방지할 수 있다.

상기 이면수지층은 메타로센 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 60~96중량%, 플루오르중합수지 마스터배치 1~5중량%, HALS계 광안정제 마스터배치 1~10중량%, 무적성 마스터배치 1~20중량%, 산화방지제 마스터배치 1~5중량%로 이루어져 직조필름의 내후기능과 무적작용을 하게 되는데, 무적성 마스터배치는 소르비탄 에스테르와 친수성 폴리머의 혼합물을 사용하며, 1중량%미만이면 무적기능이 없고, 20중량%초과면 광투과율이 떨어지는 경향이 있다. 상기 소르비탄에스테르 계면활성제와 친수성 폴리머는 폴리비닐아세테이트와 실리카 혼합물을 사용하는 것이 장기 무적성을 개선할 수 있다.

상기 표면수지층과 이면수지층으로 사용하는 메타로센 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지는 용융지수가 10~15g/10min 인 것이 좋으며, 밀도가 0.90~0.930인 것이 가공성이나 추후 접착 가공시에 우수한 접착력을 확보할 수 있다.

상기 중간층의 레노조직의 경위사 교착점에 의한 섬유간 목(메시)부분의 빈 공간에는 상기 표면수지층과 이면수지층만이 접착되어 강도는 유지되면서 투명한 부분을 이루게 되어 광투과율이 우수하게 된다.

본 발명의 광투과율이 우수한 폴리에틸렌 직조필름의 제조방법은 중간층을 레노조직으로 제직하는 단계와 상기 중간층의 표면을 메타로센 선형 저밀도 폴리에틸렌을 기본 수지로 한 표면수지층을 형성하는 단계와 상기 중간층의 이면을 메타로센 선형 저밀도 폴리에틸렌을 기본 수지로 한 이면수지층을 형성하는 단계로 이루어진다.

우선, 중간층을 제직하는 단계에서는 PE, EVA, PP, PET, NYLON, PVC 중 어느 하나의 합성수지 85~98중량%, HALS계 광안정제 마스터배치 1~10중량%, 산화방지 마스터배치 1~5중량%를 혼합하여 티다이 용융 압출방법으로 플렛얀의 사폭 1.5mm~6.0mm,두께 0.05mm~1.5mm로 제조한 합성수지 플렛얀으로 제직하는 것이 광투과율 및 내후성 향상에 바람직하다.

상기의 플렛얀은 티다이 용융 압출기에서 온도 250~280℃, 연신비율 8:1~10:1로 연신하는 것이 좋다. 상기 플렛얀 형태로 만들어진 필름을 워터제트직기로 목(메시)의 폭이 0.5mm~15.0mm의 크기를 갖는 레노조직으로 75~85인치로 제직하는 것이 좋다.

본 발명에서 레노조직의 목(메시)을 단단하게 형성하고, 광투과율을 증대시키기 위해서는 익경 장력 조정장치(Slackener)와 상,하,중 레노조직 개구장치를 사용하는 것이 바람직하다.

이후, 상기 제직된 중간층의 표면을 코팅하여 내후성을 향상시키는 표면수지층을 형성하게 되는데, 메타로센 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 80~97중량%, 플루오르중합수지 마스터배치 1~5중량%, HALS계 광안정제 마스터배치 1~10중량%,산화방지제 마스터배치 1~5중량%으로 이루어진 혼합물을 티다이압출방법으로 250~300℃에서 코팅하여 상기 중간층위에 표면수지층을 형성한다.

또한, 상기 중간층의 이면을 코팅하여 무적성을 향상시키는 이면수지층을 형성하게 되는데, 메타로센 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 60~96중량%, 플루오르중합 수지 마스터배치 1~5중량%, HALS계 광안정제 마스터배치 1~10중량%, 무적성 마스터배치 1~20중량%, 산화방지제 마스터배치 1~5중량%로 이루어진 혼합물을 티다이 용융 압출방법으로 250~300℃에서 코팅하여 상기 중간층의 이면에 이면수지층을 형성한다.

그러므로, 본 발명에 의하면 합성수지를 사용하여 레노조직으로 제직한 직조필름은 광투과율 증대뿐만 아니라 무적성도 증대시키며, 표면수지층 및 이면수지층 형성시 플로우르 중합수지의 첨가로 광투과율을 더욱더 증대시켜 농업용 하우스 필름뿐만 아니라 스포츠 에어돔 커버, 코로나 바이러스 검사 임시 의료시설, 건축용 보호 안전망등 사용의 범용성 확대가 기대되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 광투과율이 우수한 폴리에틸렌 직조필름의 사진이다.

다음의 실시예에서는 본 발명의 광투과율이 우수한 폴리에틸렌 직조필름을 제조하는 비한정적인 예시를 하고 있다.

[실시예1]

1. 중간층에 사용되는 메타로센 고밀도 폴리에틸렌은 표1.에 도시된 바와 같은 메타로센 고밀도 폴리에틸렌 90중량%, HALS계 광안정제 마스터배치 8중량%, 산화방지 마스터배치 2중량%를 혼합하여 티다이 용융 압출방법으로 플렛얀의 사폭이 2.0mm,두께 0.09mm인 1.100데니아의 플렛얀을 제조하였다.

물 성	대 표 값	단 위	시 험 방 법
용융 지수	0.6	g/10min	ASTM D1238
밀도	0.952	g/㎤	D792
인장강도(항복점)	300	kgf/㎠	D638
인장강도(파단점)	400	kgf/㎠	D638
신율(파단점)	>1000	%	D638
녹는점	134	℃	LG Method
Vicat 연화점	127	℃	D1525

2. 중간층을 형성하는 제직은 1,100데니아 2가닥을 지경과 익경으로 사용하고, 위사도 1,100데니아 플렛얀을 사용하여 레노조직으로 목(메시) 간격이 0.8mm, 워터젯트 직기를 사용하여 원단폭 2.2m로 제직하였다.

3. 티다이 용융 압출기를 사용하여 280℃,포속 50m/min로 중간층의 양면을 표 2와 같은 처방으로 코팅하였다.

구 분	m-LLDPE	HALS	산화방지제	플루오르 중합수지	무적제	비 고
표 면	89	7	2	2	0
이 면	84	7	2	2	5

□ 평가방법

- 광투과율 시험 방법 : ASTM E 424-71:2007,A법,6.5.2,Seleted Ordinate법, 파장범위:390nm~1722nm,파장간격:1nm,측정기기:UV Vis-NIR Spectrophotometer

-내후성 시험: 5년의 장기성 보장을 위해서(시험법 KS M3503;2010/ASTM G 154'2012a) QUV이용해서 Lamp: UVA-340 폭로방법 A,4h UV at 60℃±3℃ & 4h Condensation at 50±3℃에서 1,200시간 동안 측정하여 시험전후의 시료의 신장잔율을 %로 나타내어 50%이상이면 합격으로 한다.

-무적성 시험 : 직조필름의 표면상에 물방울을 떨어뜨려 필름면에 대한 각도를 측정한다.

이하 측정치를 표 3에 나타내었다.

평가항목	단 위	실시예1	시 험 방 법
광 투 과 율	%	81.3	ASTM E 424-71:2015,A법
내 후 성	%	84	KSM3503,ASTM G 154
무 적 성	Degree	50.6	ASTM D 5946

Claims (3)

1. 단사섬도가 100~2,000데니아인 PE, EVA, PP, PET, NYLON, PVC 중 어느 하나의 합성수지 플렛얀을 사용하여 레노조직으로 제직된 중간층;
   상기 중간층의 표면에 메타로센 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 80~97중량%, 플루오르중합수지 마스터배치 1~5중량%, HALS계 광안정제 마스터배치 1~10중량%, 산화방지제 마스터배치 1~5중량%로 이루어진 표면수지층;
   상기 중간층의 이면에 메타로센 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 60~96중량%, 플루오르중합수지 마스터배치 1~5중량%, HALS계 광안정제 마스터배치 1~10중량%, 무적성 마스터배치 1~20중량%, 산화방지제 마스터배치 1~5중량%로 이루어진 이면수지층을 가지는 것을 특징으로 하는 광투과성이 우수한 농업용 직조필름.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 합성수지 플렛얀은 합성수지 85~98중량%, HALS계 광안정제 마스터배치 1~10중량%, 산화방지 마스터배치 1~5중량%를 혼합하여 티다이 용융 압출방법으로 플렛얀의 사폭이 1.5mm~6.0mm, 두께가 0.05mm~1.5mm가 되도록 제조한 합성수지 플렛얀인 것을 특징으로 하는 광투과성이 우수한 농업용 직조필름.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 합성수지 플랫얀의 합성수지는 밀도가 0.945~0.96이고 용융지수가 0.5~1.5g/10min인 메타로센 고밀도 폴리에틸렌인 것을 특징으로 하는 광투과성이 우수한 농업용 직조필름.

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