KR101532994B1

KR101532994B1 - 차열용 인조 잔디 술 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101532994B1
Application number: KR1020150041414A
Authority: KR
Inventors: 김성노
Original assignee: 에코텍 주식회사
Priority date: 2015-03-25
Filing date: 2015-03-25
Publication date: 2015-07-09
Anticipated expiration: 2035-03-25

Abstract

본 발명은 차열용 인조 잔디 술 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차열되지 못한 흡수열을 방출할 수 있는 새로운 인조잔디 술 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 인조 잔디 술 제조용 수지를 차열재와 친수성 섬유를 혼합 및 압출하여 인조잔디 술을 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 인조 잔디 술은 차열재의 사용에도 불구하고 인조 잔디 술의 물성이 저하되는 것을 막을 수 있으며, 차열되지 않은 적외선 에너지를 친수성 섬유에 의해서 습윤되어 있는 수분의 증발을 이용해서 방출함으로써, 과열에 의한 성능 저하를 방지할 수 있다.

Description

차열용 인조 잔디 술 및 그 제조 방법{ARTIFICAL LAWN WITH THERMAL BARRIER COATING AND MENUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 차열용 인조 잔디 술 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차열되지 못한 흡수열을 방출할 수 있는 새로운 인조잔디 술 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근 초등학교나 중고등학교 및 각 지자체 운동장에, 사용 중 안전 사고를 방지하고, 조경적 효과를 얻기 위해 인조잔디 구장을 시공하고 있다. 인조 잔디는 잔디의 크기 풀잎 형상을 본 딴 술(파일)과 충진재로 이루어진다.

대한민국 특허 공개 제2011-0028574호에서는 인조 잔디 술(파일)에 대한 장단점에 잘 나타나 있다. 이에 따르면,인조잔디의 제조에는 나일론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌(P.P), 폴리염화비닐리덴(PVDC)이 주로 사용되며 이들을 원료로 하여 파일(잎)을 여러 가지 특수 형태의 모양으로 제조한 후 제직, 제편, TUFTING등의 방식을 이용하여 천연잔디와 유사하게 가공한 것으로 천연잔디에 비해 관리가 매우 용이하다는 큰 장점을 갖고 있지만, 인조잔디의 경우에 있어서도 다양한 단점이 나타나고 있는데, 특히, 대표적으로 인조잔디의 경우 천연잔디가 상시 습윤상태의 환경을 제공하는데 비해 함수성이 거의 없으므로 이에, 인조잔디표면의 마찰력이 증가되어 사용자가 넘어지거나 슬라이딩 시에 찰과상을 입기 쉬워 선수들에게 부상의 위험이 크는 단점이 있으며, 그리고 인조잔디 제조의 주원료인 유기수지인 고무 또는 합성수지는 천연잔디에 비해 태양열 에너지 흡수율이 매우 높아 모래, 아스팔트보다 20℃ 정도 높고 천연잔디보다는 무려 35℃ 정도 차이가 나며 기온이 20℃만 되어도 인조잔디의 표면온도는 40℃ 정도가 되며 또 대기온도 37℃에서 천연잔디의 표면온도는 단지 41℃였으나 인조잔디의 표면온도는 78℃나 되는 것으로 나타나 사용 줌 넘어졌을 경우에 마찰력과 고온으로 인하여 화상을 입는 경우가 자주 발생되고 있고, 아울러, 인조잔디 표면과 수직 연장 150cm 정도 일 때의 온도를 측정한 결과 기온 37℃인 경우에 59℃로 나타나 이는 의학적으로 50℃ 이상의 상태에서 10분이 경과되면 자연 화상을 입을 수 있으며 열사병의 원인이 된다는 보고가 있어 이에 따른 문제를 최소화하기 위하여 인조잔디의 표면온도를 낮추기 위하여 사용전에 1회 스프링쿨러 살포 사용 중 3~4회의 스프링쿨러 살포로 항시 습기를 유지시켜 주어야하는 번거로움이 있다는 것이다.

이에 따라, 필드마스터 주식회사에 허여된 대한민국 특허 제1398802호에서는 이러한 문제를 해결하기 위해서, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드 중에서 선택된 연질 합성 섬유와 무기질 안료로 구성된 열차단 기능의 인조 잔디 조성물을 개시하고 있다.

그러나 일정한 차열성을 넘어설 경우, 차열되지 않은 적외선이 흡수되어 내부의 온도가 급속히 올라가는 문제가 발생한다. 또한, 혼합된 차열재는 인조잔디 술이 섬유 형태로 제조될 때, 물성 저하로 쉽게 끊어지는 문제가 발생하게 된다.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 차열되지 않은 열을 발현할 수 있으며, 또한 인조 잔디의 물성 저하를 막을 수 있는 새로운 인조 잔디 술을 제공하는 것이다.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 차열되지 않은 열을 발현할 수 있으며, 또한 인조 잔디의 물성 저하를 막을 수 있는 새로운 인조 잔디 술의 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에서는 인조 잔디 술 제조용 수지를 차열재와 친수성 섬유를 혼합 및 압출하여 인조잔디 술을 제조하는 것을 특징으로 한다.

일 측면에서, 본 발명은 인조 잔디 제조용 수지 100 중량부를 기준으로 차열재 1~10 중량부와 친수성 섬유 1~5 중량부를 포함하는 차열용 인조 잔디 수지를 제공한다.

이론적으로 한정된 것은 아니지만, 차열재는 인조 잔디 술에 혼합되어 차열 특성을 발현하게 되며, 친수성 섬유는 차열재에 의한 인조 잔디의 물성저하를 막아주면서, 야간에 내리는 이슬과 같은 습기나 비 또는 인공적으로 뿌려주는 물을 흡수하여, 차열제에 의해서 차열되지 않은 적외선에 의해 인조잔디가 더워질 때 습윤된 수분의 증발을 통해서 열을 배출하게 된다.

본 발명에 있어서, 상기 인조잔디 술 제조용 수지는 나일론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌(P.P), 폴리염화비닐리덴(PVDC)을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 폴리에틸렌이다.

본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 인조잔디용 술 제조용 수지는 압출 특성과 인조 잔디 물성을 발현할 수 있도록, 저밀도 폴리에틸렌 70~90 중량%와 고밀도 폴리에티렌 10~30 중량%으로 이루어질 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 저밀도 폴리에틸렌은 저밀도 선형 폴리에틸렌을 70~90 중량%, 저밀도 가지형 폴리에틸렌을 10~30 중량% 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 차열재는 통상의 차열재를 사용할 수 있으며, 본 발명에서 전체로 참고문헌으로 도입되는 대한민국 특허 1015392호에서 개시되는 다양한 차열재를 사용할 수 있다. 발명의 실시에 있어서, 상기 차열재는 TiO2나 철크롬 복합 산화물과 같은 차열재를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 박리된 운모와 같이 술의 표면에 정렬될 수 있도록 박편 형태의 차열재를 사용하는 것이 좋다.

본 발명에 있어서, 상기 친수성 섬유는 물과 친화성이 있는 섬유이며, 레이온, 코튼, 펄프 등이다. 특히 물과의 친화성이 높은 점, 섬유가 길고 액체 흡수 코어로서 소정 형상으로 성형하는 것이 용이하여 작업성의 면에서 뛰어난 점으로 레이온이 매우 적합하게 이용된다.

본 발명에 이용되는 다른 친수성 섬유로서는, 폴리비닐 알코올이나 폴리 아크릴산 나트륨과 같은 물 흡수성 합성 섬유, 폴리비닐 알코올이나 폴리 아크릴산 나트륨을 다른 합성 섬유에 첨착, 코팅 등의 처리를 한 것을 들 수 있다. 상품명으로서는 「란실」{토요 방적(주)제}을 들 수가 있다.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 친수성 섬유의 직경은, 바람직하게는 20-50 마이크로미터, 바람직하게는 25~40 마이크로미터, 가장 바람직하게는 30 마이크로미터가 좋다. 또한 상기 친수성 섬유의 길이는 200~500 마이크로미터가 적합하며, 상기 약 5~10 배 정도의 길이를 가지는 것이 좋다.

본 발명에 있어서, 상기 차열용 인조잔디 수지는 술의 색상 조절을 위해서 안료를 더 포함할 수 있다. 상기 안료는 녹색등의 색상을 형성할 수 있도록 녹색 등을 발현할 수 있는 유기 또는 무기 안료를 사용할 수 있다. 상기 안료는 코팅액 100 중량부에 대해서 바람직하게는 0.1~1 중량부, 보다 더 바람직하게는 0.2~0.5 중량부를 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 수지에는 무기 차열재가 바인더에 대한 상용성을 높일 수 있도록 소량의 상용화제를 사용할 수 있으며, 실란 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 실란 화합물로는 비닐실란, 머캡토실란과 같은 화합물을 사용할 수 있으며, 상업적으로 구입하여 사용할 수 있다. 일예로, 실란 화합물은 메틸트리메톡시실란(methyltrimethoxysilane(MTMS)), 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(3-glycidoxypropyl trimethoxysilane(GPTMS)), 3-메타아크릴록시프로필 트리메톡시실란(3-methacryloxypropyl trimethoxysilane(MPTMS)), 아미노프로필 트리에톡시실란(aminopropyl triethoxysilane) 이다. 상기 실란화합물은 코팅액 100 중량부에 대해서 0.1-0.2 중량부의 범위로 사용될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 수지에는 친수성 섬유와 폴리에틸렌을 주성분으로 하는 소수성의 술 제조용 수지의 상용성을 높일 수 있도록, 친수성과 소수성을 함께 가지는 양쪽성 화합물, 일 예로, 폴리스티렌-폴리에틸렌옥사이드 블록 공중합체를 포함할 수 있다. 바람직하게는 친수성 수지의 5~10 중량%를 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 인조 잔디 술은 인조 잔디 구장, 예를 들어 축구장의 인조 잔디 술로 사용되어 천연색 잔디 구장을 제공하게 된다.

본 발명에 의한 인조 잔디 술은 차열재의 사용에도 불구하고 인조 잔디 술의 물성이 저하되는 것을 막을 수 있으며, 차열되지 않은 적외선 에너지를 친수성 섬유에 의해서 습윤되어 있는 수분의 증발을 이용해서 방출함으로써, 과열에 의한 성능 저하를 방지할 수 있다.

이하, 실시예를 통해서 본 발명을 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 어떤 경우에도 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않는다. 상기 실시예에는 당업자가 통상적으로 구현할 수 있는 다양한 변형과 치환이 가능하다.

실시예 1

녹색의 차열용 인조 잔디 술의 제조

50 마이크론 직경의 친수성 레이온 섬유를 500 마이크로미터 길이로 절단한 친수성 섬유 성분 300 g과 차열용 무기질 안료(TiO2) 500 g과 녹색 안료 200 g와 인조잔디용 수지로 Dow의 LLD(선형 저밀도 폴리에틸렌) 7 kg과 LG사의 LD(저밀도 폴리에틸렌) 1 kg 과 한화의 HD(고밀도폴리에틸렌) 2 kg을 혼합하여 난연제 10g, UV 안정제 10g, 및 증점제 10g, 녹색안료를 첨가하여 혼합하였다. 혼합된 원료를 방사하여 인조 잔디 원사를 제조하였다.

실시예 2

무기질 안료(Zinc Aluminum Oxide)의 함량을 1000 g으로 증량한 것을 제외한고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.

실시예 3

친수성 섬유의 함량을 500 g으로 증량하고, 폴리스티렌-b-폴리에틸렌옥사이드 공중합체 70 중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

비교실시예 1

차열 재료를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.

비교실시예 2

친수성 섬유를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.

물성 측정

실시예 1~3 및 비교실시예 1~2의 제조된 인조잔디 술의 물성 및 흡습성을 측정하였다.

항목	실시1	실시2	실시3	비교1	비교2
인장강도(Mpa)	0.37	0.39	0.39	0.34	0.37
신율(%)	94	92	96	93	85
습윤성 (흡수성)	양호	양호	양호	양호	불량

습윤성은 ℃에서 상대습도 0%에서 24시간 건조 후, 25℃ 상대습도 50 % 환경에 10시간 유지 후, 건조한 ABS 수지판자를 옷감에 넣어 10회 문지른 후, 칩에서 10 cm 거리에 고정한 후, ABS판자에 붙는 인조잔디 술의 정도로 습윤성을 판단함.

습윤성 양호 : 거의 붙지 않음.

습윤성 불량 : 50 % 이상 붙음.

습윤성 감소 : 양호와 불량 사이

차열제의 사용에 의해서 인장 강도는 증가하였으나 신율은 줄어들었으며, 줄어든 신율은 상용화제의 사용으로 보강되었다. 섬유의 사용이 없을 경우 신율의 저하가 발생함.

차열 특성 측정

실시예 1~3 및 비교실시예 1~2의 제조된 녹색의 인조잔디 술을 직조하여 1 ㎡ 의 정사각형 판재에 설치하고, 50% 습도에서 24시간 습윤시킨 후, 근적외선을 방사하여 표면온도를 측정하였다.

	0분	5분	10분	15분	20분	25분	30분
실시1	24.5	34.7	38.0	41.7	43.6	46.0	48.7
실시2	24.5	34.0	37.1	41.0	43.0	45.1	46.5
실시3	24.5	34.8	37.0	41.2	43.5	44.1	46.9
비교1	24.5	51.8	54.9	59.8	62.7	65.3	67.1
비교2	24.5	34.7	37.8	41.4	46.3	50.0	55.3

차열 재료가 없을 경우 온도의 상승이 컸으며, 친수성 섬유가 없을 경우 표면 온도 상승이 차열 재료에 의해서 차단되었으나, 이후 흡수 에너지로 인한 온도 상승이 나타났다.

Claims

저밀도 폴리에틸렌 70 ~90 중량%와 고밀도 폴리에티렌 10~30 중량%로 이루어진 폴리에틸렌계 인조 잔디 제조용 수지 100 중량부와, 상기 수지 100 중량부를 기준으로 차열재 1~10 중량부와 친수성 섬유 1~5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차열용 인조 잔디 술 제조용 수지.
제1항에 있어서, 상기 차열 수지는 무기 차열재인 것을 특징으로 하는 차열용 인조잔디 술 제조용 수지.
제2항에 있어서, 상기 수지는 난연제, UV 안정제 및 증점제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차열용 인조 잔디 술 제조용 수지.
제1항에 있어서, 상기 저밀도 폴리에틸렌은 선형 저밀도 폴리에틸렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 차열용 인조잔디 술 제조용 수지.
제4항에 있어서, 상기 저밀도 폴리에틸렌은 선형 저밀도 폴리에틸렌을 70~90 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 차열용 인조잔디 술 제조용 수지.
제1항에 있어서, 상기 친수성 섬유는 레이온 또는 란실인 것을 특징으로 하는 차열용 인조잔디 술 제조용 수지.
제1항에 있어서, 양쪽성 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차열용 인조잔디 술 제조용 수지.
인조 잔디 술 제조용 수지를 차열재와 친수성 섬유를 혼합 및 압출하는 것을 특징으로 하는 인조잔디 술을 제조 방법.
제8항에 있어서, 인조 잔디 술 제조용 수지 100 중량부를 기준으로 차열재 1~10 중량부와 친수성 섬유 1~5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인조 잔디 술 제조 방법.
제9항에 있어서, 상기 인조잔디 술 제조용 수지는 저밀도 폴리에틸렌 70 ~ 90 중량%와 고밀도 폴리에티렌 10~30 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 인조잔디 술 제조 방법.