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KR101602156B1 - 지반 안정화용 기능성 시트 - Google Patents

지반 안정화용 기능성 시트 Download PDF

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KR101602156B1
KR101602156B1 KR1020150126553A KR20150126553A KR101602156B1 KR 101602156 B1 KR101602156 B1 KR 101602156B1 KR 1020150126553 A KR1020150126553 A KR 1020150126553A KR 20150126553 A KR20150126553 A KR 20150126553A KR 101602156 B1 KR101602156 B1 KR 101602156B1
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Abstract

본 발명은 단섬유로 제조되는 지반 안정화용 기능성 시트에 관한 것으로, 상세하게는 폴리올레핀 단섬유를 니들펀칭에 의해 결합시켜 단일층의 시트를 형성하고, 시트의 적어도 일면에 복수의 요철 구조를 형성함으로써, 시트의 물성 등을 향상시켜 시트를 지면의 상부 또는 하부에 설치하여 방초용, 토목용, 또는 건축용 등의 다양한 용도로 사용될 수 있는 지반 안정화용 기능성 시트에 관한 것이다.

Description

지반 안정화용 기능성 시트{FUNCTIONAL SHEET FOR GROUND STABILIZATION}
본 발명은 단섬유로 제조되는 지반 안정화용 기능성 시트에 관한 것으로, 상세하게는 폴리올레핀 단섬유를 니들펀칭에 의해 결합시켜 단일층의 시트를 형성하고, 시트의 적어도 일면에 복수의 요철 구조를 형성함으로써, 시트의 물성 등을 향상시켜 시트를 지면의 상부 또는 하부에 설치하여 방초용, 토목용, 또는 건축용 등의 다양한 용도로 사용될 수 있는 지반 안정화용 기능성 시트에 관한 것이다.
종래 방초용 필름 소재는 농작물이 식재된 토양에서 성장하는 잡초의 생장을 억제하기 위하여 주로 사용되어 왔다. 이런 필름 소재는 잡초 생장 억제에 있어서는 적은 노동력으로 용이하게 잡초를 제거가 가능하다는 효과가 있었으나, 상기 필름 소재는 통기성 및 배수성이 부족하여 농작물에 물을 줄 경우 필름을 벗겨야 하는 불편함이 있었고, 필름으로 인하여 토양으로의 산소공급이 중단되어 미생물의 배양이 억제됨에 따라 토양이 산성화되어 오히려 농작물의 성장이 둔화되고, 자외선에 의한 필름의 변성으로 인하여 재사용이 어렵고 폐필름으로 인한 이차 오염의 문제가 발생하기도 하였다.
한편, 현재 한반도는 남해안의 경우 습윤 아열대 기후구(여름철 고온 다습)이며, 그 외 지역은 대륙성 기후구를 나타내고 있으며, 지속적인 온난화에 따라 산간을 제외한 남한 대부분 지역이 아열대 기후로의 변화가 예상된다. 이에 따라 잡초 생장활성, 집중 호우 및 고온다습한 기후로 인하여 농작지 뿐만 아니라 고속도로, 국도 및 지방도 등의 도로, 보도 블럭 및 도로변 길어깨 주변은 잡초, 집중 호우, 외력 등으로 인한 환경 피해 및 교통사고 유발, 지반 침하, 건축 및 토목 현장의 도로 유실 등의 문제가 다수 발생한다.
따라서, 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 다양한 형태가 시도되고 있다. 예를 들어, 대한민국 특허출원번호 제10-2006-0106979호에는 흡습력이 좋은 잡파사로 이루어진 흡습층과, 상기 흡습층으로부터의 수분증발을 방지하되 기공이 형성되어 있는 기포층과, 상기 기포층 상에 결합하며 상단면이 매끄럽게 되도록 열처리 되고 흡습력이 없어 잡초가 생장할 수 없도록 폴리에틸렌 테레프탈레이트 50~80 중량%, 폴레프로필렌 10~30 중량% 및 폴리에틸렌 10~20 중량%를 혼합하여 이루어지되 그 상부표면이 열처리 된 표면층을 포함하며, 상기 각 층을 니들펀칭기로 펀칭 가공하여 결함된 것을 특징으로 하는 방초 매트가 제안되어 있다.
그러나, 흡습층, 기포층, 및 열처리된 시트 등 최소 3가지 이상 소재를 니들 펀치로 결합시킨 상기 방초 매트는 생산성이 크게 떨어지고, 제작 비용이 상당히 고가이며, 통기성 및 투수성이 좋지 않아 토양의 황폐화를 초래하는 문제점이 있다.
또한, 대한민국 특허출원번호 제10-2009-0012472호에는 폴리에스테르 단섬유가 니들펀칭에 의해 결합되어 부직포로 형성되되, 상기 폴리에스테르 단섬유는 6~10데니어의 폴리에스테르 단섬유가 25~50중량%, 16~20데니어의 폴리에스테르 단섬유가 10~30중량%, 나머지는 11~15데니어의 폴리에스테르 단섬유가 혼합되어 니들펀칭에 의해 결합된 것을 특징으로 하는 제초용 니들펀칭 부직포가 제안되어 있다.
그러나, 3종 이상의 폴리에스테르 단섬유를 혼합하여 니들펀칭에 의해 결합시킨 제초용 니들펀칭 부직포는, 단섬유의 소재로 사용되는 폴리에스테르 수지의 흡습 현상으로 인하여 부직포 제조과정에서 반드시 건조 공정이 필요하며, 폴리에스터 수지의 약한 내수성으로 인하여 가수분해가 촉진되어 내구성이 떨어지는 문제점이 있다.
한편, 대한민국 특허출원번호 제10-2011-7030896호에는 열 접착성 섬유를 포함하는 웹에 열풍을 통과시킴으로써 섬유간의 교락점이 열 접착된 부직포의 적어도 한쪽의 표면에, 개공을 복수 가지는 면형상체를 프레스하여 얻어지고, 그 프레스 처리는, 부직포의 열 접착이 더 진행하지 않는 열을 가지고 있는 상태에서 행해지는 것으로 이루어지는, 표면 요철 구조를 가지는 부직포가 제안되어 있다.
그러나, 표면 요철 구조를 가지는 부직포는 1회용 기저귀 등의 위생 재료나 와이핑 클로스 등의 용도로 사용되도록 제안된 것으로, 방초용, 토목용, 또는 건축용 등의 지반 안정화용으로 사용되기에는 인장강도, 인장신도 및 내구성 등이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 인장강도, 인장신도, 투수성, 통기성 및 내구성 등이 향상되어 토양 유실 방지, 산성화 방지 및 잡초 생장 억제 능력이 우수하고, 토양의 복원력을 유지하고 토양 오염을 방지할 수 있는 지반 안정화용 기능성 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 폴리올레핀 단섬유를 사용하여 표면에 복수의 요철 구조를 형성한 단일층의 시트로 제조공정을 단순화할 수 있고 제조 원가를 낮출 수 있는 지반 안정화용 기능성 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 단섬유로 제조되는 기능성 시트에 있어서, 상기 단섬유는 폴리올레핀 단섬유이며, 상기 시트는 상기 폴리올레핀 단섬유가 니들펀칭에 의해 결합되어 단일층으로 형성되며, 상기 시트의 적어도 일면에 복수의 요철 구조를 가지고, 상기 시트가 지면의 상부 또는 하부에 설치되는 지반 안정화용 기능성 시트를 제공한다.
또한, 상기 폴리올레핀 단섬유가 폴리에틸렌 단섬유, 폴리프로필렌 단섬유 또는 폴리아이소뷰틸렌 단섬유인 것을 특징으로 하는 지반 안정화용 기능성 시트를 제공한다.
또한, 상기 요철 구조의 볼록부와 인접하는 오목부의 높이의 차가 0.5 - 8 mm인 것을 특징으로 하는 지반 안정화용 기능성 시트를 제공한다.
또한, 상기 볼록부 하나의 상부 면적이 0.5 - 6 ㎟이며, 상기 볼록부 전체의 상부 면적은 상기 볼록부가 형성된 시트 면적의 30 - 70 %인 것을 특징으로 하는 지반 안정화용 기능성 시트를 제공한다.
또한, 상기 요철 구조의 볼록부 또는 오목부의 형상이 "┓"자형 또는 "┗"자형인 것을 특징으로 하는 지반 안정화용 기능성 시트를 제공한다.
또한, 상기 요철 구조의 볼록부 또는 오목부 상에 골을 형성한 것을 특징으로 하는 지반 안정화용 기능성 시트를 제공한다.
또한, 상기 시트의 단위면적당 중량이 30 - 600 g/㎡이고, 최대두께가 2 - 20 mm인 것을 특징으로 하는 지반 안정화용 기능성 시트를 제공한다.
또한, 상기 시트는 방초용, 토목용, 또는 건축용으로 이용되는 것을 특징으로 하는 지반 안정화용 기능성 시트를 제공한다.
본 발명에 따른 지반 안정화용 기능성 시트는 폴리올레핀 단섬유를 니들펀칭에 의해 결합시켜 단일층으로 형성되고, 상기 시트의 적어도 일면에 복수의 요철 구조를 가지도록 제조함에 따라 인장강도, 인장신도, 투수성, 통기성 및 내구성 등이 향상되어 토양 유실 방지, 산성화 방지 및 잡초 생장 억제 능력이 우수하고, 토양의 복원력을 유지하고 토양 오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 지반 안정화용 기능성 시트는 표면에 요철 구조를 형성한 단일층의 시트로 제조함에 따라 제조공정을 단순화할 수 있고 제조 원가를 낮출 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 안정화용 기능성 시트의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 안정화용 기능성 시트의 제조방법의 공정도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 안정화용 기능성 시트의 제조방법 중 니들펀칭 공정도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 안정화용 기능성 시트의 제조방법 중 요철구조형성 공정도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 구성 요소가 다른 구성 요소 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 경우, 이는 다른 구성 요소 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 구성 요소가 있는 경우도 포함할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반대로, 어떤 구성 요소가 다른 부분 "바로 위에" 있다고 하는 경우에는 중간에 또 다른 부분이 없는 것을 뜻한다고 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지반 안정화용 기능성 시트는 폴리올레핀 단섬유가 니들펀칭에 의해 결합되어 단일층으로 형성되며, 상기 시트의 적어도 일면에 복수의 요철 구조를 가지고, 상기 시트가 지면의 상부 또는 하부에 설치되는 것을 특징으로 하는 지반 안정화용 기능성 시트이다.
상기 지반 안정화는 잡초, 집중 호우, 외력 등으로 인하여 농경지, 고속도로, 국도 및 지방도 등의 도로, 보도 블록 및 도로변 길어깨 주변 등에서 발생할 수 있는 토양 산성화, 토양 유실, 지반 침하 및 잡초 생장 등을 억제하여 지반이 약화되지 않도록 하는 것이다.
상기 니들펀칭은 니들펀칭기를 통하여 단섬유의 표면 또는 이면에서 니들을 사용하여 반복적인 상하 운동에 의해 펀칭함으로써 단섬유들이 기계적으로 서로 엉켜 일정한 두께와 섬유 밀도를 갖는 부직포가 형성되도록 하는 것이다. 또한, 상기 복수의 요철 구조는 외주면에 복수의 요철 구조를 가지는 드럼에 의해 결합된 웹에 압력을 가해 부직포의 표면에 요철을 형성하는 것이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 안정화용 기능성 시트에 대해 보다 자세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 안정화용 기능성 시트의 단면도이다.
상기 시트는 직포나 부직포 등일 수 있으나 부직포인 것이 바람직하며, 상기 부직포는 폴리올레핀 단섬유를 니들펀칭에 의해 제조되는 것이 바람직하다.
상기 단섬유에 사용되는 폴리올레핀 수지는 소수성으로 수분 흡수가 거의 없어 지면의 상부 또는 하부에 설치되더라도 가수분해가 일어나지 않아 내구성이 뛰어나며, 흡습 현상이 없어 제조과정에서 별도의 건조 공정이 필요하지 않다. 반면, 범용적으로 많이 사용되는 폴리에스테르 수지는 수분으로 인한 가수분해의 촉진으로 인하여 내구성이 떨어지며, 흡습 현상으로 인하여 제조과정에서 건조 공정이 반드시 필요하다. 또한, 섬유 방사시 연신비 조정을 통하여 섬유의 굵기, 강도, 모듈러스 등의 섬유 자체의 특성을 조정할 수가 있는데, 폴리올레핀 수지가 폴리에스테르 수지에 비해 연신비 조정폭이 상대적으로 넓어 다양한 특성을 가지는 단섬유를 제조할 수 있다.
상기 시트를 형성하는 폴리올레핀 단섬유에는 폴리에틸렌 단섬유, 폴리프로필렌 단섬유, 폴리아이소뷰틸렌 단섬유 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 폴레올레핀 단섬유는 햇빛 등에 노출되어도 우수한 내구성을 갖는 원사로, 본 발명에서는 상기 폴리올레핀 단섬유를 니들펀칭에 의해 결합시킴으로써 시트로 사용되는 부직포가 형성된다.
상기와 같이 폴리올레핀 단섬유를 사용하는 것은 후술할 시트의 표면에 형성되는 요철 구조와의 상승 작용으로 인하여 인장강도, 인장신도, 투수성, 통기성 및 내구성 등이 모두 우수한 시트를 얻기 위함이다.
즉, 시트로 사용되는 부직포 내에서 폴리올레핀 단섬유가 분포되어 결합됨에 따라 각 단섬유 사이에 형성되는 공간의 크기 및 형태에 의해 대기 중의 공기가 시트를 통하여 토양 속으로 용이하게 침투할 수 있으며, 단섬유의 결속정도의 차이로 표면이 거칠게 형성됨에 따라 수분이 시트의 표면에서 용이하게 흡수되어 우수한 투수 효과를 갖게 되며, 니들펀칭에 의해 서로 엉켜 형성되는 단섬유들로 인해 높은 인장강도 및 인장신도를 갖게 되며, 이로 인하여 우수한 내구성을 갖게 되는 것이다.
도 1에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 지반 안정화용 기능성 시트는 적어도 일면에 복수의 요철 구조를 가지고 있다.
상기 요철 구조의 볼록부(10)와 인접하는 오목부(20)의 높이의 차는 0.5 - 8 mm이며, 바람직하게는 0.5 - 5 mm이고, 상기 볼록부(10) 하나의 상부 면적이 0.5 - 6 ㎟이며, 바람직하게는 1 - 4㎟이고, 상기 볼록부(10) 전체의 상부 면적은 상기 볼록부(10)가 형성된 시트 면적의 30 - 70 %이며, 바람직하게는 30 - 60 %이다.
전술한 바와 같이 폴리올레핀 단섬유를 사용하는 것과 시트의 표면에 형성되는 요철 구조로 인하여 인장강도, 인장신도, 투수성, 통기성 및 내구성 등이 모두 우수한 시트를 얻을 수 있다.
즉, 시트 표면에 요철 구조를 형성함으로써 시트의 표면적이 넓어지게 되어 대기 중의 공기가 시트를 통하여 토양 속으로 용이하게 침투할 수 있으며, 수분 역시 넓어진 시트의 표면에서 용이하게 흡수되어 우수한 투수 효과를 갖게 되며, 시트의 오목부에 가해진 압력으로 인하여 오목부의 섬유 결속력이 증가하여 인장강도, 인장신도 및 내구성이 증가되는 효과를 갖게 되는 것이다.
따라서, 상기 요철 구조의 볼록부와 인접하는 오목부의 높이의 차가 0.5 mm 미만이면, 시트의 표면적이 넓어지는 효과가 떨어져 투수성 및 통기성이 향상되는 효과가 저하될 수 있으며, 상기 요철 구조의 볼록부와 인접하는 오목부의 높이의 차가 8 mm를 초과하면, 시트의 표면적이 넓어져 투수성 및 통기성은 향상될 수 있으나, 상대적으로 볼룩부에 비해 오목부의 두께가 너무 얇아져 인장강도 및 인장신도가 향상되는 효과가 저하될 수 있다.
또한, 상기 볼록부 하나의 상부 면적이 0.5 ㎟ 미만이면, 시트의 표면적은 넓어질 수 있으나 볼록부와 오목부가 너무 조밀하여 시트의 표면적에 비하여 투수성 및 통기성이 저하될 수 있으며, 상기 볼록부 하나의 상부 면적이 6 ㎟를 초과하면, 시트의 표면적이 넓어지는 효과가 떨어져 투수성 및 통기성이 향상되는 효과가 저하될 수 있다.
또한, 상기 볼록부 전체의 상부 면적이 상기 볼록부가 형성된 시트 면적의 30 % 미만이면, 오목부의 섬유 결속력이 증가하여 인장력은 증가될 수 있으나 투수성 및 통기성이 저하될 수 있으며, 상기 볼록부 전체의 상부 면적이 상기 볼록부가 형성된 시트 면적의 70 %를 초과하면, 투수성 및 통기성은 증가될 수 있으나 오목부의 섬유 결속력이 감소하여 인장력이 저하될 수 있다.
상기 요철 구조를 이루는 볼록부 또는 오목부는 사각형, 원형, 삼각형, "┓"자형 또는 "┗"자형의 다양한 형상으로 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 형상 중에서 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 상기 요철 구조의 볼록부 또는 오목부의 형상을 형성할 수 있으며, 바람직하게는 "┓"자형 또는 "┗"자형의 형상을 단독 또는 혼합하여 볼록부 또는 오목부의 형상을 형성할 수 있다. 전술한 바와 같이 시트 표면에 요철 구조를 형성함으로써 시트의 투수성과 통기성을 향상시킬 수 있고, 인장강도, 인장신도 및 내구성을 향상시킬 수 있으며, 요철 구조의 블록부 또는 오목부를 "┓"자형 또는 "┗"자형의 형상으로 하였을 경우에 요철 구조의 볼록부 또는 오목부 내의 섬유 결속력뿐만 아니라 볼록부 또는 오목부 간의 섬유 결속력이 더욱 증가하여 인장강도, 인장신도 및 내구성이 더욱 증가되는 효과를 갖게 된다.
또한, 상기 요철 구조를 이루는 볼록부 또는 오목부 상에 미세한 골을 추가적으로 형성할 수 있으며, 상기 요철 구조의 오목부에 형성하는 것이 바람직하다. 상기 골을 오목부에 추가적으로 형성하면, 상기 시트의 오목부를 통한 투수성과 통기성을 향상시킬 수 있고, 오목부 내의 섬유 결속력을 증가시켜 인장강도, 인장신도 및 내구성을 더욱 증가시키는 효과를 갖게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지반 안정화용 기능성 시트는 단위면적당 중량이 30 - 600 g/㎡이며, 바람직하게는 50 - 500 g/㎡이고, 최대두께는 2 - 20 mm이며, 바람직하게는 2 - 15 mm이다.
상기 시트의 단위면적당 중량이 30 g/㎡ 미만이면, 투수성 및 통기성은 증가될 수 있으나 오목부의 섬유 결속력이 감소하여 인장력이 저하될 수 있으며, 단위면적당 중량이 600 g/㎡를 초과하면, 섬유 결속력이 증가하여 인장력은 증가될 수 있으나 투수성 및 통기성이 저하될 수 있다.
또한, 시트의 최대두께가 2 mm 미만이면, 시트의 밀도가 너무 조밀하게 제조되어 섬유 결속력이 증가하여 인장력은 증가될 수 있으나 투수성 및 통기성이 저하될 수 있으며, 시트의 최대두께가 20 mm 를 초과하면, 시트의 밀도가 너무 느슨하게 제조되어 투수성 및 통기성은 향상될 수 있으나 섬유 결속력이 감소하여 외부요인에 의해 시트가 쉽게 파손될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지반 안정화용 기능성 시트는 높은 기계적 물성과 치밀한 구조로 잡초의 생장을 억제할 수 있으며, 보도블록 시공후 보도블록의 침하 방지 및 내구성을 향상시킬 수 있고, 높은 투수도를 가지고 있어 우수 및 공기가 원활하게 순환되어 토양의 산성화나 사막화를 막을 수 있어, 방초용, 토목용, 또는 건축용의 지반 안정화용 기능성 시트로 이용될 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 안정화용 기능성 시트를 농작물이 식재된 토양이나 도로변의 길어깨 등에 사용하게 되면, 상기 기능성 시트의 물, 공기 및 액체성 비료 등의 유용한 성분은 투과시키고 잡초의 씨앗 등은 투과시키지 않는 선택적 투과 특성으로 인하여 잡초의 성장과 토양의 산성화 등을 억제하고, 나아가 상기 기능성 시트의 뛰어난 인장강도 및 인장신도 등으로 인하여 토양의 유실 등을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 안정화용 기능성 시트를 보도블록 시공시 보도블록과 지면 사이에 사용하게 되면, 전술한 바와 같은 상기 기능성 시트의 선택적 투과 특성으로 인하여 잡초의 성장을 억제할 수 있으며, 보도블록 상에 반복되는 외력이 가해져도 인장강도 및 인장신도 등이 뛰어난 상기 기능성 시트가 보도블록 및 지반을 지탱하여 주기 때문에 보도블록의 뒤틀림 및 지반 침하 등을 방지할 수 있고, 집중 호우가 발생하더라도 상기 기능성 시트의 뛰어난 투수성, 인장강도 및 인장신도 등으로 인하여 보도블록 및 지반을 지탱하여 주기 때문에 보도블록의 뒤틀림 및 지반 침하 등을 방지할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 안정화용 기능성 시트의 제조방법에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예 따른 지반 안정화용 기능성 시트의 제조방법 공정도이다. 도 2에 나타난 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 안정화용 기능성 시트의 제조방법은 카딩공정, 니들펀칭공정, 요철형성공정을 포함한다.
상기 카딩공정(S100)은 제조될 부직포의 면방향의 수평방향으로 단섬유가 배향된 웹(web)을 형성하는 공정이다. 폴리올레핀 단섬유를 부직포의 면방향을 배향되도록 형성하여 상기 폴리올레핀 단섬유가 배향된 웹을 형성한다.
한편, 미도시하였으나 상기 부직포를 형성하는 단섬유를 균일하게 하기 위해 상기 카딩공정 전에 단섬유를 균일하게 혼섬하는 혼섬공정이 선행될 수 있다.
다음으로, 니들펀칭공정(S120)에서는 카딩공정을 거쳐 형성된 웹을 니들펀칭기를 통하여 단섬유들이 기계적으로 서로 엉켜 일정한 두께와 섬유 밀도를 갖는 단일층의 부직포를 형성한다.
도 3은 본 발명의 지반 안정화용 기능성 시트의 제조방법 중 니들펀칭공정을 나타낸 것으로, 카딩된 웹(40)이 니들펀칭기를 통과할 때 웹(40)에 수직 방향에서 복수의 니들(30)에 의한 반복적인 상하 운동에 의해 단섬유의 표면 또는 이면을 펀칭함으로써 단섬유들이 기계적으로 서로 엉켜 일정한 두께와 섬유 밀도를 갖는 부직포를 형성하게 되는 것이다.
다음으로, 요철형성공정(S130)에서는 니들펀칭공정에서 결합된 웹, 즉 부직포의 표면에 요철을 형성하게 되며, 부직포가 요철 드럼을 통과할 때 부직포에 열을 가하여 단섬유 간의 결속력을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 지반 안정화용 기능성 시트의 제조방법 중 요철형성공정을 나타낸 것으로, 상기 부직포가 외주면에 복수의 요철 구조를 가지는 요철 드럼(50)과 요철이 없는 플랫 드럼(60)을 지나면서 부직포의 표면에 요철을 형성하게 되는 것이다. 즉, 요철 드럼의 볼록부(70)와 접촉한 부직포는 표면에 오목부(20)를 형성하게 되고, 요철 드럼의 오목부(80)와 접촉한 부직포는 표면에 볼록부(10)를 형성하게 된다. 예를 들어, 상기 부직포의 오목부를 "┓"자 형상으로 형성하고자 한다면 상기 요철 드럼의 볼록부를 "┏"자 형상으로 형성하여 상기 요철형성공정에서 진행하여야 할 것이다. 또한, 상기 부직포의 오목부에 미세한 골을 추가적으로 형성하고자 한다면 상기 요철 드럼의 볼록부에 미세한 돌기를 형성하여 상기 요철형성공정에서 진행하여야 할 것이다. 한편, 부직포의 양면에 요철을 형성하기 위해서는 상기 요철 드럼 대 플랫 드럼의 조합이 아닌 요철 드럼 대 요철 드럼의 조합을 사용할 수 있다.
한편, 미도시하였으나, 상기 요철형성공정에서 부직포에 열을 가하지 않고 요철을 형성하였다면, 요철형성공정 후에 열처리 공정을 추가로 실시하여 단섬유 간의 결속력을 더욱 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명을 예시적으로 설명하였으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 볼록부 20: 오목부
30: 니들 40: 웹
50: 요철 드럼 60: 플랫 드럼
70: 드럼 볼록부 80: 드럼 오목부

Claims (8)

  1. 단섬유로 제조되는 기능성 시트에 있어서,
    상기 단섬유는 폴리올레핀 단섬유이며,
    상기 시트는 상기 폴리올레핀 단섬유가 니들펀칭에 의해 결합되어 단일층으로 형성되며,
    상기 시트의 적어도 일면에 복수의 요철 구조를 가지며,
    상기 요철 구조의 볼록부 하나의 상부 면적이 0.5 - 6 ㎟이며, 상기 볼록부 전체의 상부 면적은 상기 볼록부가 형성된 시트 면적의 30 - 70 %이고,
    상기 시트가 지면의 상부 또는 하부에 설치되는 지반 안정화용 기능성 시트.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리올레핀 단섬유가 폴리에틸렌 단섬유, 폴리프로필렌 단섬유 또는 폴리아이소뷰틸렌 단섬유인 것을 특징으로 하는 지반 안정화용 기능성 시트.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 요철 구조의 볼록부와 인접하는 오목부의 높이의 차가 0.5 - 8 mm인 것을 특징으로 하는 지반 안정화용 기능성 시트.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 요철 구조의 볼록부 또는 오목부의 형상이 "┓"자형 또는 "┗"자형인 것을 특징으로 하는 지반 안정화용 기능성 시트.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 요철 구조의 볼록부 또는 오목부 상에 골을 형성한 것을 특징으로 하는 지반 안정화용 기능성 시트.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 시트는 단위면적당 중량이 30 - 600 g/㎡이고, 최대두께가 2 - 20 mm인 것을 특징으로 하는 지반 안정화용 기능성 시트.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 시트는 방초용, 토목용, 또는 건축용인 것을 특징으로 하는 지반 안정화용 기능성 시트.
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