KR100834040B1 - 인조잔디용 충진재와 그 제조방법 및 이를 포함하는인조잔디 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인조잔디용 충진재와 그 제조방법 및 이를 포함하는 인조잔디에 관한 것이다. 보다 상세하게는 재활용 연질 플라스틱에 경탄과 가소제 등을 첨가하여 인조잔디 충진재를 제조함으로써 내구성, 탄력성 및 경제성을 향상시키며, 특히 친환경적인 재활용 소재를 사용하여 분진 발생을 억제하여 쾌적한 환경에서 운동을 즐길 수 있도록 하는 인조잔디용 충진재와 그 제조방법 및 이를 포함하는 인조잔디에 관한 것이다.

인조잔디, 충진재, 재활용, 플라스틱, 경탄, 가소제

Description

인조잔디용 충진재와 그 제조방법 및 이를 포함하는 인조잔디{Filler for artificial turf, Method of the same, and Artificial turf including the same}

도 1은 통상적인 인조잔디용 충진재의 확대도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인조잔디의 단면도,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인조잔디용 충진재의 확대도,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인조잔디용 충진재 제조방법의 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110 - 기포지 120 - 규사층

130 - 충진재층 140 - 인조잔디 파일

본 발명은 인조잔디용 충진재와 그 제조방법 및 이를 포함하는 인조잔디에 관한 것이다. 보다 상세하게는 재활용 연질 플라스틱에 경탄과 가소제 등을 첨가하여 인조잔디 충진재를 제조함으로써 내구성, 탄력성 및 경제성을 향상시키며, 특히 친환경적인 재활용 소재를 사용하여 분진 발생을 억제하여 쾌적한 환경에서 운동을 즐길 수 있도록 하는 인조잔디용 충진재와 그 제조방법 및 이를 포함하는 인조잔디에 관한 것이다.

축구장, 야구장 등에는 부상과 먼지 발생을 방지하기 위해 천연잔디가 심겨진다. 천연잔디는 부드럽고 생동감을 주나, 일정 크기로 자라기 위해 상당한 기간이 소요되고 비용이 많이 든다는 단점이 있다. 따라서, 축구장과 야구장 등에 인조잔디를 설치하는 경우가 많다.

한편, 인조잔디의 상부에는 경기하는 선수들에게 완충감을 제공하기 위해 충진재를 충진하는 것이 일반적이다. 도 1은 통상적인 충진재의 확대도이다. 통상적인 충진재는 폐타이어나 재활용 고무를 파쇄하여 입자를 제조하고 메쉬(mesh)로 입도를 조절하여 제조된다. 이러한 충진재에 대해서는 대한민국 등록실용신안공보 제0184138호(인조잔디구장의 인조잔디구조체)를 비롯하여 다수가 개시되어 있다.

그러나, 이러한 충진재는 도 1에 도시된 바와 같이 크기가 일정하지 않아 분진이 많으므로 공이나 인체, 신발, 옷 등에 묻고 호흡기 등에 해로우며, 심할 경우 진폐증을 일으키는 문제점이 있다. 또한, 이러한 충진재의 재료인 폐타이어나 EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer)은 자동차 등에서 재활용되는 제품이므로 납, 석면 등 인체에 해로운 성분을 사전에 분리해 제거해야 하는 불편함이 있다. 또한, 이러한 충진재는 입자의 크기가 불균일하여 투수성이 떨어지며, 위치에 따라 완충정도가 달라지는 문제점이 있다. 또한, 재활용 재료를 사용하지 않고 신재를 사용하여 분쇄하는 경우에는 지나치게 비용이 많이 소요된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 재활용 연질 플라스틱에 경탄과 가소제 등을 첨가하여 인조잔디 충진재를 제조함으로써 내구성, 탄력성 및 경제성을 향상시키며, 특히 친환경적인 재활용 소재를 사용하여 분진 발생을 억제하여 쾌적한 환경에서 운동을 즐길 수 있도록 하는 인조잔디용 충진재와 그 제조방법 및 이를 포함하는 인조잔디를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 인조잔디용 충진재는 인조잔디에 완충력을 제공하는 충진재에 있어서, 재활용 연질 플라스틱, 경탄 및 가소제(可塑劑)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가소제는 디옥틸프탈레이트(DOP), 디옥틸아디페이트(DOA), 트리크레실포스테이트(TCP) 중 어느 하나일 수 있다.

또한, 상기 인조잔디용 충진재는 입자 형상일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 인조잔디용 충진재의 제조방법은 (a) 재활용 연질 플라스틱을 수거하는 단계; (b) 플라스틱 분쇄기에 상기 재활용 연질 플라스틱과 경탄 및 DOP(DiOctyl Phatalate)를 첨가하고 가열하는 단계; (c) 용융 혼합된 충진재를 식히는 단계; 및 (d) 일정한 크기로 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 인조잔디는 기포지; 상기 기포지 위에 포설된 규사층; 및 상기 규사층 위에 포설되며, 상기 충진재층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 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. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

먼저, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인조잔디에 대해 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인조잔디의 단면도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인조잔디는, 도 2를 참조하면, 기포지(110), 규사층(120), 충진재층(130), 및 인조잔디 파일(pile)(140)을 포함하여 형성된다.

상기 기포지(110)는 인조잔디 파일(140)을 고정시키는 부분이다. 상기 기포지(110)는 넓은 평판 형상으로 형성되며, 일반적으로 섬유기포지의 이면에 합성 고분자 패드가 부착된 구조를 갖는다. 섬유기포지는 폴리프로필렌(PP) 재질로 형성될 수 있고, 강도를 향상시키기 위해 이중 또는 삼중으로 강화된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 섬유기포지의 하면에는 라텍스 코팅 또는 폴리우레탄 코팅을 하여 섬유기포지가 힘을 받을 수 있도록 한다. 상기 기포지(110)는 폴리에스테르 또는 폴리프로필렌 재질로 형성되며, 망사형으로 제조되어 투수가 원활하게 이루어지 도록 한다.

상기 규사층(120)은 기포지(110)의 상부에 형성된다. 상기 규사층은 이산화규소(SiO₂)의 함량이 85% 이상인 것이 바람직하며, 입경은 대략 0.3~1.0mm인 것이 바람직하다. 다만, 여기서 상기 규사층(120)의 성분과 입경을 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 규사층(120)의 두께는 대략 10~20mm 정도로 형성될 수 있다.

상기 충진재층(130)은 규사층(120)의 상부에 형성된다. 상기 충진재층(130)은 바닥에 완충력을 제공하기 위해 구비되며, 재활용 연질 플라스틱, 경탄 및 가소제를 포함한다. 또한, 상기 충진재층(130)은 배수성을 향상시키고 완충력을 강화하기 위해 일정한 크기(대략 1~2mm)의 입자 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 충진재층(130)의 확대도가 도 3에 도시되어 있다.

상기 재활용 연질 플라스틱으로는 PVB수지(PolyViny Butyral copolymer), AS수지(Acrylonitrile Styrene copolymer), ABS수지(Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer), SBS수지(Styrene-Butadiene-Styrene block copolymer), SEBS수지(Styrene Ethylene Butylene Styrene copolymer)와 같은 아탁틱(atactic) 분자구조를 갖는 폴리스티렌을 포함하는 스티렌계 중합체와 공중합체 및 아시소탁틱 분자구조를 갖는 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리에테르, 폴리아미이드, 폴리옥시메틸렌 등의 축합계 중합체, 폴리(아크릴산), 폴리(아크릴산 에스테르), 폴리(메틸메타크릴레이트) 등의 아크릴 중합체, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐, 폴리(4-메틸펜텐-1), 에틸렌과 프로필렌의 공중합체 등의 폴리올레핀, 폴리(비닐 클로라이드), 폴리(비닐리덴 클로라이드), 폴리(비닐리덴 플루오라이드) 등과 같은 비닐할로겐의 중합체와 같은 열가소성 수지가 사용될 수 있으며, 열거한 종류에 한정되지 않는다. 상기 재활용 연질 플라스틱으로 신제품을 사용할 수도 있으나, 비용절감과 환경보호의 관점에서 재활용 소재를 이용하는 것이 바람직하다.

상기 경탄은 침강성 탄산칼슘 또는 경질 탄산칼슘이라고도 하며, 석회석을 화학적으로 가공하여 제조된다. 경탄은 입자의 크기에 따라 장경 1㎛ 이상의 방추상 또는 주상 입자를 갖는 경질 탄산칼슘과, 이보다 입자가 작은 초미립, 입방체 결정을 갖는 교질(반교질 : 0.1~0.3㎛, 교질 : 0.01~0.08㎛) 탄산칼슘으로 나눌 수 있다. 경탄은 충진재에 첨가되어 원료를 절감하고 고무나 플라스틱의 물리화학적 성질을 개량하는 역할을 한다. 또한, 경탄은 중탄에 비해 경도 및 인장강도가 높으며 압출가공시 가공성이 좋고 수축 및 변형이 적어, 재활용 연질 플라스틱의 마무리 표면을 좋게 하고 제품의 변형을 방지하며, 재활용 연질 플라스틱의 비중을 크게 하여 빗물 등에 의해 유실되지 않도록 한다.

상기 가소제는 열가소성 플라스틱에 첨가하여 열가소성을 증대시킴으로써 고온에서 성형가공을 용이하게 하는 유기물질로, DOP(디옥틸프탈레이트), DOA(디옥틸아디페이트), TCP(트리크레실포스테이트) 등이 있다. 가소제는 다음과 같이 작용한다. 플라스틱은 긴 끈 같은 분자가 모여서 된 것으로, 분자 사이에 서로 끌어당기는 힘이 강할수록 딱딱해진다. 이때 분자 사이에 가소제가 끼어들면 플라스틱 분자 사이의 직접 끌어당기는 힘이 약해져 잘 휘게 된다. 그러므로 가소제는 그 플라스틱에 잘 섞일 수 있는 성질, 즉 섞임성(compatibility)이 있는 것이어야 하며, 또 한 가소성을 증가시킴과 동시에 내열성, 내한성, 내연성, 전기적 성질 등 다른 성질도 향상시키는 것이 바람직하다. 화학식 1에 DOP의 분자구조가 도시되어 있다.

DOP(Di-Octyl-pathalate)는 프탈산무수물과 옥틸 알코올의 반응으로 만들어지는 무색 액체 에스테르로 녹는점은 영하 46℃, 끓는점은 231℃(5mmHg)에 이른다. 옥틸알코올에는 아세틸렌 또는 에틸렌으로부터 얻을 수 있는 2-에틸헥실알코올, 야자유로부터 얻을 수 있는 n-옥틸알코올, 그리고 프로필렌과 부틸렌으로부터 얻을 수 있는 이소옥틸알코올의 세 가지 종류가 있다. n-옥틸알코올로부터 얻은 것은 디노르말옥틸프탈레이트(DNOP), 이소옥틸알코올로부터 얻은 것은 디이소옥틸프탈레이트(DIOP)라고 구별하여 부르는 경우도 있지만, 보통 DOP라고 함께 부른다.

상기 인조잔디 파일(140)은 기포지(110)에 터프팅된다. 상기 인조잔디 파일(140)은 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등의 재질로 형성되며, 대략 50~60mm 정도의 길이로 형성된다.

상기 인조잔디는 인조잔디 파일(140)의 길이가 50~60mm로 형성되는 경우, 규사층(120)은 대략 10~20mm, 충진재층(130)은 대략 20~25mm 정도의 두께로 형성될 수 있다. 따라서, 인조잔디 파일(140)은 15~22mm 정도가 상부로 노출되기 때문에 선수들의 부상 방지를 최소화하고 충격을 완화하며, 마찰열에 의한 화상을 방지할 수 있게 된다.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 인조잔디 충진재의 제조방법에 대해 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인조잔디 충진재의 제조방법의 흐름도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 인조잔디 충진재의 제조방법은, 도 4를 참조하면, 재활용 연질 플라스틱 수거단계(S10), 플라스틱 분쇄기에 재활용 연질 플라스틱, 경탄, 가소제를 첨가하고 가열하는 단계(S20), 용융 혼합된 충진재를 식히는 단계(S30), 및 일정한 크기로 절단하는 단계(S40)를 포함하여 이루어진다.

상기 재활용 연질 플라스틱을 수거하는 단계(S10)는 재활용 중고 플라스틱 자재들을 수거하여 PVB수지, AS수지, ABS수지 등을 얻는 단계이다.

이어서 플라스틱 분쇄기에 재활용 연질 플라스틱, 경탄, 가소제를 첨가하고 가열하는 단계(S20)를 수행한다. 가열온도는 플라스틱의 종류에 따라 다르며, 충분히 용융할 수 있도록 융점 이상으로 가열하는 것이 바람직하다.

가열이 완료되면 용융 혼합된 충진재를 식힌 후(S30), 일정한 크기로 절단함으로써(S40) 인조잔디용 충진재를 제조한다. 인조잔디용 충진재가 일정한 크기로 절단되면 크기가 균일한 입자 형상이 되며, 크기는 약 1~2mm 정도로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 일정한 크기의 입자 형상으로 충진재가 제조되기 때문에 투수력을 향상시키고 위치에 관계없이 일정한 완충력을 구비할 수 있게 된다. 또한, 일 정한 크기의 입자 형상이므로 분진이 발생하지 않고, 빗물 등에 의해 유실될 염려도 없게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명에 의하면 충진재가 일정한 크기의 입자 형태로 형성되므로 분진이 발생하지 않아 공 또는 인체에 묻을 염려가 없으며, 호흡기 질병을 유발하지 않아 친환경적인 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 입자의 크기가 균일하여 투수성이 향상되고 위치에 관계없이 일정한 완충력을 제공함으로써 경기감을 향상시키고 부상을 최소화하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 시중에서 쉽게 구할 수 있는 재활용 플라스틱을 활용함으로써 폐기에 의한 환경오염을 방지하고 비교적 저렴한 비용으로 대량의 충진 재를 양산할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 인조잔디에 완충력을 제공하는 충진재에 있어서,

   재활용 연질 플라스틱, 경탄 및 가소제(可塑劑)를 포함하는 것을 특징으로 하는 인조잔디용 충진재.
2. 제1항에 있어서,

   상기 가소제는 디옥틸프탈레이트(DOP), 디옥틸아디페이트(DOA), 트리크레실포스테이트(TCP) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 인조잔디용 충진재.
3. 제1항에 있어서,

   상기 인조잔디용 충진재는 입자 형상인 것을 특징으로 하는 인조잔디용 충진재.
4. 인조잔디에 완충력을 제공하는 충진재의 제조방법에 있어서,

   (a) 재활용 연질 플라스틱을 수거하는 단계;

   (b) 플라스틱 분쇄기에 상기 재활용 연질 플라스틱과 경탄 및 DOP(DiOctyl Phatalate)를 첨가하고 가열하는 단계;

   (c) 용융 혼합된 충진재를 식히는 단계; 및

   (d) 일정한 크기로 절단하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 인조잔디용 충진재의 제조방법.
5. 기포지;

   상기 기포지 위에 포설된 규사층; 및

   상기 규사층 위에 포설되며, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 충진재층

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 인조잔디.

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