KR100935572B1 - The apparatus of preparing elastomer ball for filling in artificial lawn on sport ground - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 야구장, 축구장, 최근에는 학교운동장 인조잔디에 살포충진되는 엘라스토머 조성물로된 탄성구상체의 제조장치에 관한 것으로 구체적으로는 엘라스토머 조성물을 조성한 소재를 고온으로 유지된 압출기에서 혼련 연화용융시킨 교질상 압출물을 다수의 압출공을 통해 압출시킴과 동시에 회전 절단날로 절단시킨 다수의 마스터뱃지 펠릿을 압출면 전방에 밀폐된 상태로 설치한 열수 원통조로 투입시키고 투입된 묽은 점도를 갖는 펠릿은 열수 중에서 표면장력에 의해 스스로 구상으로 형성되어 상기 원통열수조에 연결된 관체를 통하여 열수와 함께 이동되는 과정에서 더욱더 구상화되면서 이동하여 상승식 스크류를 갖는 원심분리기에서 열수는 분리되어 상기 열수원통조로 순환되고 엘라스토머 구상체는 원심분리기의 상부로 취출분리되어 냉각시켜서 되는 인조잔디 충진용 엘라스토머 구체를 제조하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for producing an elastic spherical body made of an elastomeric composition that is sprayed and filled on artificial turf in a baseball field, a soccer field, and recently, a school sports ground. A plurality of master badge pellets extruded through a plurality of extrusion holes and cut with a rotary cutting blade at the same time are introduced into a hydrothermal cylinder installed in a sealed state in front of the extrusion surface. The spherical shape is formed by spherical force by itself and is spherical in the process of moving with the hot water through the pipe connected to the cylindrical hot water tank. Take out to the top of the centrifuge It relates to an apparatus for manufacturing the artificial turf filled with concrete for the elastomer that is by cooling.
인조잔디는 초록색을 갖게 되고 심한 환경조건의 제한을 받지않아 시공 후 관리가 용이하고 천연잔디에 비해 초기에 시공비가 많이 들지만 장기적으로 볼때 경제적이라 할 수 있고 또한 천연잔디와 같은 기능을 갖고 있어 인조잔디 경기장의 선호도가 높아지고 있다.Artificial turf has green color and is not restricted by severe environmental conditions, so it is easy to manage after construction and it costs more in the early stage than natural grass, but it is economical in the long run and also has the same function as natural turf. Stadium preferences are growing.
통상적으로 운동경기장이나 학교운동장에 포설되는 인조잔디는 폴리아마이드, 폴리에스터, 폴리프로필렌의 파이버, 프래트얀, 모노필라멘트섬유의 재질로 표면으로 기모층이 형성되고 기모층 아래에는 기모층을 결착 고정시키는 직물 기포지에 합성수지 또는 콜탈과 같은 역청물질로 함침시키거나 코팅시킨 인조잔디층이거나 상기 직물기포지 아래에 접착제로 고무칩 탄성시트 또는 합성수지나 고무발포체 등을 접착시켜서되는 인조잔디층이라 할 수 있다.The artificial turf, which is usually installed on athletic grounds or school grounds, is made of polyamide, polyester, polypropylene fiber, flat yarn, and monofilament fibers, and a brushed layer is formed on the surface, and the brushed layer is fixed under the brushed layer. The artificial turf layer impregnated or coated with a bitumen material such as synthetic resin or coaltal on the fabric bubble paper, or the artificial grass layer formed by adhering a rubber chip elastic sheet or a synthetic resin or rubber foam with an adhesive under the fabric bubble paper. .
이와 같은 인조잔디층을 배수공사를 끝낸 지반공사층 위에 설치복개하므로서 인조잔디 운동경기장 또는 학교운동장이 완성된다.The artificial turf athletic ground or school ground is completed by installing and restoring the artificial turf layer on the ground construction layer which has completed the drainage work.
인조잔디의 축구경기장, 야구경기장 또는 학교운동장을 이용하기 시작한 초기에는 인조잔디만을 그대로 이용하여 왔으나 마찰열이 큰 합성섬유는 경기시 슬라이딩하거나 미끄러질 경우 심한 화상으로 이어지는 경우가 발생하게 되며 또한 지반으로부터 발생된 모래 또는 세석이 인조잔디의 사이사이에 분포되어 있어 이 또한 찰과상의 원인이 되기도하므로서 마찰열을 줄일 수 있고 부상을 방지할 수 있는 대책의 일환으로 잔디 충진용의 탄성구상체가 등장하게 되었다.In the early stages of using artificial turf soccer stadiums, baseball stadiums, or school grounds, artificial turf has been used as it is, but synthetic fibers with high frictional heat can cause severe burns when sliding or sliding during competition. As sand or fine stone is distributed between artificial turf, this can also cause abrasions, which reduces frictional heat and prevents injuries.
잔지 충진용의 탄성구상체의 등장은 일천하지만 최근에는 각종형태의 충진물과 충진제 조성물, 인조잔디의 구성, 인조잔디를 이용한 설치방법에 대한 기술들이 소개되고 있다.The appearance of elastic spherical bodies for filling of residues is slow, but recently, various types of fillers and filler compositions, the composition of artificial turf, and techniques for installing artificial turf have been introduced.
본 발명과 관련된 종래기술로서 국내등록실용신아공보(등록번호 제20-196049호)에는 "축구장용 인조잔디"에 관한 기술내용이 게재되어 있는바, 기술구성인즉 나이론 또는 폴리프로필렌파일(1)들이 지조적(2)상에 형성되어 있고 지조직 저면에는 백코팅층(3)이 형성되어 있으며 백코팅층(3)의 아래에는 PVC 또는 PE의 발포쿠션패드(4)가 접착적층되어 있고 인조잔디파일(1) 사이에 규사와 고무 또는 폴리우레탄칩들이 혼합충진되어 있는 축구장용 인조잔디에 관한 것이다.As a prior art related to the present invention, the domestic registered practical new infant publication (Registration No. 20-196049) discloses the technical content of "Soccer field artificial turf", which is a technical configuration, namely nylon or polypropylene piles (1) It is formed on the support (2), and the back coating layer (3) is formed on the bottom of the paper structure, and the foam cushion pad (4) of PVC or PE is laminated on the bottom of the back coating layer (3) and the artificial grass pile ( 1) It relates to artificial turf for soccer field in which silica sand and rubber or polyurethane chips are mixed and filled.
상기 기술구성에서 인조잔디파일 사이에 규사와 고무 또는 폴리우레탄칩이 혼합 충진되므로서 슬라이딩, 택클 또는 미끄러지는 경우에 오히려 규사(ø2mm)에 의하여 찰과상을 입을 수 있고 또한 고무 또는 폴리우레탄 칩들은 모래 등에 묻혀있어 슬라이딩하거나 미끄러지는 경우 볼베어링기능을 다하지 못하게 되므로서 인조잔디파일의 마찰열을 크게 줄일 수 없고 상기와 같은 칩들은 구상이 아니어서 볼베어링효과가 거의 없다.In the above technical configuration, when silica sand and rubber or polyurethane chips are mixed and filled between artificial grass piles, they may be scratched by silica sand (ø2mm). When buried or slid, the ball bearing function is not fulfilled, so the frictional heat of the artificial grass pile can not be greatly reduced, and the chips as described above are not spherical and have little ball bearing effect.
국내등록실용신안공보(등록번호 제20-184138호)에는 "인조잔디구장의 인조잔디구조체"에 관한 기술내용이 게재되어 있으며 기술구성 중에서 인조잔디파일 즉 기모사이에 모래 또는 규사를 충진시키고 있는 구성은 플레이어들이 넘어지거나 슬리딩 또는 택클을 시도하는 경우에 모래나 규사 등은 경질이고 볼 베어링기능을 제대로 발휘할 수 없으므로 기모(섬유)에 의해 발생되는 마찰열을 크게 줄일 수 없으므로 화상의 우려는 남게 된다. 그밖에 본 발명과 직접적으로 관계되는 인조잔디용 엘라스토머충진조성물 및 엘라스토머 충진물에 관한 종래기술을 알아보면, 국내공개특허공보(공개번호 제10-2008-68271호)에는 "친환경성, 음이온 인조잔디 충진용 고무칩 및 이의 제조방법 및 이를 포함하는 인조잔디구장용 적층구조물"에 관한 기술내용이 소개되고 있다. 상기 기술내용 중 인조잔디 충진용 고무칩에 관하여 알아보면 폐고무(EPDM, 타이어)를 분쇄한 고무칩 100중량부에 대해 우레탄수지 2.5~4중량부, 음이온분말 0.5~1.5중량부, 파인오일 0.2~1중량부로 코팅시킨 인조잔디 충진용 고무칩이다.The Korean Registered Utility Model Publication (Registration No. 20-184138) describes the technical contents of the artificial turf structure of artificial turf. If the player falls down or attempts to slid or tackle, sand or silica sand is hard, and the ball bearing function cannot be properly exercised, and thus the frictional heat generated by the raising (fiber) can not be greatly reduced, which leaves burn concerns. In addition, the conventional technology related to the elastomer filling composition and elastomer filling material for artificial grass directly related to the present invention is disclosed in Korean Patent Publication (Publication No. 10-2008-68271). Rubber chip, a manufacturing method thereof, and a laminated structure for artificial turf field including the same "has been introduced. In the above description, the rubber chip for artificial turf filling is 2.5 to 4 parts by weight of urethane resin, 0.5 to 1.5 parts by weight of anion powder, and fine oil 0.2 based on 100 parts by weight of rubber chips crushed waste rubber (EPDM, tire). Rubber chip for artificial turf filling coated with ~ 1 part by weight.
이와 같은 고무칩은 폐고무를 분쇄한 것이라 하지만 고무칩을 얻기 위해서 분쇄하는 방법은 거의 불가능하며 통상 절살 또는 절단방법으로 세편으로 형성한 것을 말한다. 이와 같은 칩은 구형으로 될 수 없고 다양한 형상의 고무절삭편 또는 절단편이라 할 수 있으므로 구름효과가 거의 없다고 할 수 있다.Such rubber chips are pulverized waste rubber, but it is almost impossible to grind them in order to obtain rubber chips, which is usually formed into three pieces by cutting or cutting. Such a chip cannot be spherical and can be said to be rubber cutting pieces or cutting pieces of various shapes, so that there is little cloud effect.
또한 국내특허공보(등록번호 제10-0868432호)에 "동적가교된 인조잔디용 열가소성 탄성체 조성물"에 관한 기술내용과 국내등록특허공보(등록번호 제10-780229호)에는 상기 "열가소성 탄성체 조성물을 이용한 탄성체 칩과 그 제조방법"을 소개하고 있다.In addition, the domestic patent publication (Registration No. 10-0868432), the technical content of "thermocrosslinked thermoplastic elastomer composition" and domestic registered patent publication (Registration No. 10-780229), the "thermoplastic elastomer composition" Used elastomer chip and manufacturing method thereof ".
전자의 인조잔디용 열가소성 조성물은 스티렌계 블록공중합체 100중량부와 올레핀계 공중합체 10~80중량부, 프로세스오일 30~500중량부, 충진제 100~800중량부, 과산화물로 이루어진 가교제 0.5~7중량부, 가교촉진제 1~10중량부 수지안정제 및 안료 1~10중량부를 인조잔디용 열가소성 탄성체 조성물에 관한 것이고 후자의 발명은 전술한 조성물을 이용하여 탄성체 칩을 제조하는 방법으로 그 제조방법은 일반적인 연속혼합 압출장치를 사용하며, 먼저 스티렌계 블록공중합체를 60~120℃로 유지하여 1~10분간 예열하고 여기에 프로세스오일투입 1~20분간 교반 한 다음 일정길이(0.5~3mm)로 절단하므로서 탄성체 칩을 제조하는 방법이다. 이와 같은 제조방법으로 제조된 탄성체 칩은 국수가닥과 같은 압출물을 냉각 절단하므로 완전한 구상체를 얻을 수 없어 볼 베어링기능을 완전하게 달성할 수 없는 결점을 갖고 있다.The former thermoplastic composition for artificial turf has a
그밖에 국내등록특허공보(등록번호 제10-799262호)에 "친환경 인조잔디용 충진제 조성물"이 소개되어 있다. 충진제 조성물은 스티렌 블록공중합체(SEBS) 10~20중량% 호모 폴리프로필렌, 개질된 폴리프로필렌 및 개질된 폴리에틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 올레핀계 엘라스토머 5~20중량%, 탄산칼슘 및 탈크로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 충진제 40~55중량%, 자외선 안정화제, 자외선 차단제 또는 자외선 흡수제 및 산화방지제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 내후제 및 무기안료 0.1~0.15중량%를 하는 친환경 인조잔디용 충진제 조성물에 관한 것이다.In addition, a "filler composition for environmentally friendly artificial turf" is introduced in Korean registered patent publication (Registration No. 10-799262). The filler composition is selected from the group consisting of 5-20% by weight of an olefin-based elastomer selected from the group consisting of 10-20% by weight styrene block copolymer (SEBS) homo polypropylene, modified polypropylene, and modified polyethylene, calcium carbonate and talc. Filler for environmentally friendly artificial turf, which comprises 0.1 to 0.15% by weight of at least one weathering agent and inorganic pigment selected from the group consisting of 40 to 55% by weight of at least one filler selected from the group consisting of UV stabilizers, sunscreens or ultraviolet absorbers and antioxidants. It relates to a composition.
그러나 상기 발명의 인조잔디용 충진제 조성물이나 전술한 국내특허공보(등록번호 제10-868432호)의 인조잔디용 충진제 조성물은 주원료로서 스티렌 블록공중합체와 올레핀계 엘라스토머를 사용하므로서 가격이 저렴한 면에서 유리하다 할 수 있으나 일반적으로 물성면에서는 EPDM에 비해 물성이 떨어진다고 할 수 있다.However, the filler composition for artificial turf of the present invention or the filler composition for artificial turf of the above-mentioned domestic patent publication (Registration No. 10-868432) is advantageous in terms of low cost by using styrene block copolymer and olefin elastomer as main raw materials. In general, however, physical properties may be inferior to EPDM in terms of physical properties.
상기 종래기술로 열거한 운동경기장의 인조잔디용 충진물들은 대부분이 폐고무칩을 사용하거나 탄성의 압출 펠릿(PELLET)형의 충진물을 사용하므로서 정구상체와 같은 뛰어난 볼 베어링작용을 다하지 못하는 결점들이 있다 하겠다.Most of the fillers for artificial turf of sports fields listed in the prior art have defects that do not perform excellent ball bearing action such as spherical bodies because most of them use waste rubber chips or elastic pellet pellets. .
본 발명은 종래 운동경기장의 인조잔디 충진물의 문제점을 개량보완한 충진물로서 충진물을 정구상체로 형성하므로서 볼 베어링기능을 극대화 시키므로서 플레이어들의 슬라이딩, 태클시에 인조잔디와의 마찰을 최소화시킴으로 마찰열에 의한 화상방지와 잔디의 엉킴을 방지하여 걸려 넘어짐을 방지하고 엘라스토머 구체조성물을 효과적으로 조성하므로서 인장강도, 인열강도, 경도, 신도 등의 물성을 안정적으로 확보할 수 있고 무기물과 무기물간의 접착력과 재질산화에 의한 내노화성, 열과 빛에 의한 내분해성 및 내광성을 지속적으로 유지하므로서 우수한 내구성을 갖게 하는 인조잔디 충진용 엘라스토머 구체를 제조하는 장치를 제공함에 있다.The present invention improves the problem of artificial turf fillers in the conventional athletic stadium by forming the filler as a spherical body, thereby maximizing the ball bearing function, thereby minimizing friction with artificial turf during sliding and tackle of players. It prevents burns and tangles of grass to prevent jams and effectively formulates an elastomer concrete composition to secure stable properties such as tensile strength, tear strength, hardness, and elongation. The present invention provides an apparatus for preparing an elastomeric sphere for artificial turf filling that has excellent durability while continuously maintaining aging resistance, decomposition resistance and heat resistance by heat and light.
열가소성 엘라스토머 30중량%, 연화제(화이트 오일) 15중량%, 탄산칼슘 35%중량%, 탈크 15중량%를 온도 130℃~230℃범위에서 1차 혼련교반한 혼합물에 산화방지제 0.8중량%, 결합제(실란카프랑제) 0.5중량%, 윤활제(EBS) 0.3중량%, 안정제 0.2중량%, 자외선차단제 및 정전기방지제 0.2중량%, 올레핀계 엘라스토머 3중량%로 마스터뱃지로한 펠릿을 첨가하여 상기와 동일한 온도범위에서 2차로 혼련교반한 조성물로된 용융교질상 압출물을 무수한 원형압출구를 통해 압출과 동시에 절단한 칩을 압출구 후단에 밀폐설치된 원통열수조에 투하하여 열수조내에서 교질상 칩의 표 면장력에 의해 완전한 구형의 형태로 성형되게 하면서 원통열수조에 연결된 관을 통하여 상승식 스크류를 구비한 원심분리기에서 제거된 열수는 원심분리기 하측으로 수집제거되어 관체를 통하여 다시 열수원통체 내로 순환시키고 엘라스토머 구상체는 원심분리기 스크류 상단으로 취출하여 냉각시키므로서 엘라스토머 구체를 얻으므로서 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.30% by weight of thermoplastic elastomer, 15% by weight of softener (white oil), 35% by weight of calcium carbonate, 15% by weight of talc, 0.8% by weight of antioxidant, binder ( Silica franc agent) 0.5% by weight, lubricant (EBS) 0.3% by weight, stabilizer 0.2% by weight, sunscreen and antistatic agent 0.2% by weight, pellets made of a master badge with 3% by weight of an olefin-based elastomer, the same temperature as above Melt colloidal extrudate of the composition kneaded in the second range in the range is extruded through a myriad of circular extrusion ports, and the chips simultaneously cut are dropped into a cylindrical hot water tank sealed at the rear end of the extrusion port, and the surface of the colloidal chips in the hot water tank. Hot water removed from the centrifuge with a rising screw through a tube connected to the cylindrical hot water tank while being formed into a full spherical shape by tension is collected and removed under the centrifuge. The object of the present invention can be attained by obtaining an elastomeric sphere by circulating back into the hot water cylinder and cooling the elastomeric spherical body to the top of the centrifuge screw.
인조잔디 충진용 엘라스토머 조성물을 효과적으로 조성하므로서 인장강도, 인열강도, 신도가 우수하며 내노화성 내분해성 및 내광성을 지속적으로 유지하므로 내구성을 향상시키고 인조잔디 충진물을 정구상체로 성형하므로서 볼베어링효과를 극대화시켜 플레이어들의 슬라이딩, 택클시에 인조잔디와의 마찰을 최소화하므로서 마찰열에 의한 화상방지 및 찰과상 방지효과가 뛰어난 인조잔디 충진용 엘라스토머 구체의 제조장치라 할 수 있다.It is excellent in tensile strength, tear strength, elongation, and maintains aging resistance, degradability and light resistance by effectively preparing the elastomer composition for artificial turf filling, thereby improving durability and maximizing ball bearing effect by molding artificial turf filler into a spherical body. It can be said to be an apparatus for manufacturing an artificial turf filling elastomer sphere excellent in preventing burns and abrasion due to frictional heat while minimizing friction with artificial turf when sliding and tackling players.
상술한 바와 같이 본 발명 인조잔디 충진용 엘라스토머 구체의 제조방법과 그 장치에 있어서 먼저 구체적인 제조방법을 알아보기로 한다.As described above, in the method of manufacturing the elastomeric spheres for artificial turf filling of the present invention and a device thereof, a specific manufacturing method will be described first.
본 발명에 의한 인조잔디 충진용 엘라스토머 구체의 제조방법은 에틸렌-프로필렌 디엔 공중합체, 스티렌-에틸렌·부타디엔-스티렌 중합체 중에서 선택되는 열가소성 엘라스토머 30중량%, 연화제로서 화이트 유 15중량%, 충진제로서 활성화 탄산칼슘 35중량%, 활제 및 충진제로서 탈크 15중량%를 1차로 온도 130~180℃로 유지된 압출기로 혼련교반하여 균질화 시키는 1단계와 산화방지제 0.8중량%, 결합제로서 실란카프링제 0.5중량%, 윤활제(EBS) 0.3중량%, 안정제로서 스테아린산아연 0.2중량%, 정전기방지제 0.1중량%, 자외선차단제 0.1중량%을 3중량%의 올레핀계 엘라스토머와 혼합열처리하여 균질화한 마스터뱃지 펠릿을 제조하는 단계와,The method for preparing the elastomeric sphere for filling artificial turf according to the present invention is 30% by weight of a thermoplastic elastomer selected from ethylene-propylene diene copolymer, styrene-ethylene / butadiene-styrene polymer, 15% by weight of white oil as a softener, and activated carbonic acid as a filler. 35% by weight of calcium, 15% by weight of talc as lubricant and filler are first kneaded and homogenized by an extruder maintained at a temperature of 130 to 180 ° C., 0.8% by weight of antioxidant, 0.5% by weight of silane capping agent as binder, lubricant (EBS) 0.3% by weight, 0.2% by weight of zinc stearate as stabilizer, 0.1% by weight of antistatic agent, 0.1% by weight of sunscreen mixed with 3% by weight of olefin elastomer to prepare a homogenized master badge pellet,
상기 펠릿을 1단계 균질혼합물에 첨가하여 180~230℃로 유지시킨 상태에서 2차로 혼련교반하여 균질화시켜 용융교질상의 엘라스토머조성 압출물을 제조하는 단계와,Adding the pellet to the homogeneous mixture of the first stage and maintaining the mixture at a temperature of 180 to 230 ° C. to prepare the molten colloidal elastomeric extrudate by kneading and homogenizing the mixture in a second step;
상기 용융교질상의 엘라스토머 조성물을 다수의 압출공을 통하여 압출함과 동시에 펠릿형태로 절단시켜 압출구 후단에 밀폐설치된 온도 60~80℃로 유지되는 원통형 열수조에 투하하여 열수조내에서 교질상 칩의 표면장력에 의해 완전한 구형의 형태로 전환성형되게 하면서 원통열수조에 연결된 관을 통하여 더욱 구형화 되면서 엘라스토머 구체와 물의 혼합물을 원심분리기로 이동하여 상승식 스크류를 구비한 원심분리기에서 제거된 열수는 원심분리기 하측의 열수수집조에 수집되어 관체를 통하여 다시 원통열수조 내로 순환시키고 엘라스토머 구상체는 원심분리기의 스크류 상단으로 취출하여 냉각시킴을 특징으로 하는 인조잔디용 엘라스토머 구체를 제조하는 방법이다.The molten colloidal elastomer composition is extruded through a plurality of extruded holes and simultaneously cut into pellets and dropped into a cylindrical hot water tank maintained at a temperature of 60 to 80 ° C. closed at the rear end of the extruder, and the surface of the colloidal chip in the hot water tank. The hot water removed from the centrifuge with a rising screw is transferred to the centrifuge by moving the mixture of elastomer spheres and water into the centrifuge while being spherical through the tube connected to the cylindrical hot water tank while being converted into a full spherical form by tension. It is collected in the hot water collection tank of the circulating through the tubular hot water tank again, the spherical elastomer spout is a method for producing an elastomer turf for artificial turf characterized in that the cooling by taking out the top of the screw of the centrifuge.
상기 엘라스토머 구체와 물의 혼합물에 있어서 엘라스토머 구체와 물의 혼합비는 체적비로 1:3~5비율로서 교질상의 절단된 칩이 표면장력에 의해 구형화로 성형함에 있어 장애를 받지 않는다.The mixing ratio of the elastomer spheres and water in the mixture of the elastomer spheres and water is 1: 3-5 ratios by volume, and there is no obstacle in forming the spherical chips into spherical form by surface tension.
상기 인조잔디 충진용 엘라스토머 구체 제조용 장치를 설명하면 도 1에서와 같이 수평으로 설치된 제1 혼련실(1)과 이에 수평으로 연장되는 제2 혼련실(2)의 전단부상측에 각각 제1 홉퍼(3)와 제2 홉퍼(4)가 설치되어 있고 모터(5)에 의하여 회전되는 동심 회전축(6)이 제1 혼련실(1)과 제2 혼련실(2)을 통과하고 각 혼련실 내에는 동심회전축(6)상에 각각으로 설치된 회전스크류(7) 및 회전스크류(8)을 내장하고 있는 압출기의 후단에는 원판형의 압출판(9)이 설치되어 있고 압출판(9)주연부에는 다수의 원형 압출공(10)이 원형으로 배열되어 있는 압출기(A)와,Referring to the apparatus for manufacturing the artificial turf filling elastomer sphere, as shown in FIG. 1, a first hopper is formed on the front end of each of the
압출기의 후단에 설치된 원판형 압출판(9)과 모터(11)에 연결된 회전축(12)을 지지 복개하는 원통(13)의 원형전단면(14)으로 형성되는 원통형 열수조(B)가 형성되며 열수조(B)의 내측에는 상기 회전축(12)이 통과되면서 회전축(12)의 전단에 설치된 회전절단날(15)이 원판형 압출판(9)과 맏닿아 있고 원통형 열수조(B) 상측부에는 열수와 엘라스토머 혼합물 공급관(16)이 연결되어 원심분리기(C)의 하측부로 연결되고 하측부에는 열수수집조(D)와 연결되는 열수주입관(17)이 연결되어 있는 원통형 열수조(B)와,Cylindrical hot water tank (B) formed of a circular extruded plate (9) installed at the rear end of the extruder and a circular shear surface (14) of the cylinder (13) supporting and rotating the rotating shaft (12) connected to the motor (11) is formed. Inside the hot water tank (B), the rotary cutting blade (15) installed at the front end of the
외부원통형 케이싱(18)과 케이싱(18) 내측으로 금속재질의 원통형 다공체 또는 망상체(19)가 설치되어 있고 원통형 망상체(19) 내측으로는 모터(20)에 의한 기어(21)에 연결된 체인(22)으로 연동되는 연동기어(23)의 중심부 상측으로 설치된 회전축(24)의 주위에 상승식 부분 스크류(25)가 설치되 있고 하측단부 내측으로는 열수 및 구상엘라스토머 혼합물 공급관(16)이 연결되어 있고 하단부에는 다수개 열수배출공(26)이 형성되어 있고 상측부에는 엘라스토머 구체 집적실(27)이 형성되어 있으며 집적실(27) 측면에는 엘라스토머 구체 배출관(28)이 설치되어 있는 원심분리기(C)와,An outer
상측부는 원심분리기(C)의 하단부에 형성된 열수 배출공(26)과 연통되어 있고 하단 일측부에는 원통형 열수조(B)의 열수주입관(17)이 연결되어 있는 열수 수집조(D)와,The upper side is in communication with the hot
원심분리기(C)의 열수배출공(24) 아래에는 냉각수조(E)로 구성되는 인조잔디 충진용 엘라스토머 구체 제조장치에 관한 것이다. Below the hot
여기에서 회전절단날(15)은 회전축(12)의 전단중심에서 방사형으로 3개의 평판밴드형으로 설치되어 원판형 압출판(9)과 접지되어 회전하면서 압출공으로 나오는 압출물을 절단하는 회전절단날이다.Here, the
또한 상승식 부분 스크류(25)는 회전축(24)를 중심으로 일정간격으로 4개로 분할되어 있고 스크류칼날이 원통형 다공체 또는 망상체(19)의 내측면과 인접되어 있는 상승식 부분 스크류(25)이다.In addition, the lifted
상기 제조방법에 있어서 사용되는 원료중 에틸렌-프로필렌 공중합체는 불포화결합을 가진 제3성분(본 발명에서는 디엔류)을 에틸렌과 프로필렌을 함께 공중합시킨 3원 공중합체로서 상기 제3성분에 따라 가항속도 브랜드성의 차이를 보이며 불포화기가 주쇄가 아니라 측쇄이므로 탄성은 물론 내오존성, 내후성, 내열성 등이 뛰어난 성질을 가진다.Among the raw materials used in the production method, the ethylene-propylene copolymer is a ternary copolymer in which a third component (diene in the present invention) having an unsaturated bond is copolymerized with ethylene and propylene together. It shows the difference in brandability, and since unsaturated group is not a main chain but side chain, it has excellent properties such as elasticity, ozone resistance, weather resistance and heat resistance.
스티렌-에틸렌·부타디엔-스티렌 역시 3차원 구조체로서 미네랄오일을 흡수하여 쉽게 연화되며 올레핀계 엘라스토머와 상용성이 좋고 천연고무와 아주 유사한 물성을 가지며 탄성과 원상복귀성이 우수하다.Styrene-ethylene-butadiene-styrene is a three-dimensional structure that absorbs mineral oil and softens easily. It is compatible with olefin elastomers, has very similar properties to natural rubber, and has excellent elasticity and originality.
또한 연화제로 화이트유는 액상파라핀 바셀린유로서 상기 폴리머들과 상용성이 좋고 내한성, 비오염성, 색조안정성이 좋으며 내산화성이 양호하며 반발탄성으로 원형복귀성을 부여하므로서 엘라스토머 구체의 원형을 장기적으로 유지할 수 있으며 특히 EPDM과는 상용성이 뛰어나고 볼륨성이 적다. 그 밖에도 연화 혼련이나 브랜딩작업에 있어 고무를 가소화하고 혼련 브랜딩 에너지나 시간을 절감하고 배합제의 분산을 좋게하여 압출성형 등의 작업을 용이하게 하며 윤활성을 좋게하며 고무의 체적을 증가시키는 작용면에서 다른 연화제에 비해 앞선다고 볼 수 있다.In addition, as a softener, white oil is liquid paraffin petroleum jelly, which is compatible with the above polymers, has good cold resistance, non-pollution, color stability, good oxidation resistance, and imparts circular resilience to repulsive elasticity. It is especially compatible with EPDM and has low volume. In addition, in softening kneading or branding work, plasticizing rubber, saving energy and time of kneading branding, and dispersing of the compounding agent, facilitates the work of extrusion molding, improves the lubricity and increases the volume of rubber. In comparison with other softeners can be seen.
그리고 충진제로서 활성화 탄산칼슘은 통상의 탄산칼슘을 계면활성제로 처리한 탄산칼슘으로 탄산칼슘에 비해 고무에 충진시 굴곡, 인열저항, 노화방지성이 좋은 엘라스토머 구상체을 얻을 수 있다.In addition, activated calcium carbonate as a filler is calcium carbonate treated with a normal calcium carbonate as a surfactant, and thus an elastomeric spherical body having good bending, tear resistance, and anti-aging property can be obtained when rubber is filled with calcium carbonate.
또 탈크파우더는 충진제로서 중량의 목적도 있지만 활제로서 압출기 스크류 특히 압출구의 마모성을 감소시킬 수 있다.Talc powder can also reduce the wear properties of extruder screws, especially extruders, as a lubricant but also by weight.
그밖에 마스터뱃지로 사용되는 올레핀계 엘라스토머는 상기 폴리머들과 상용성이 좋고 천연고무와 비슷한 물성을 나타내며 압출작업을 용이하게 하고 우수한 가소성을 발휘하여 우수한 구상체를 형성함에 필수적인 성분이라 할 수 있고 열가소성을 이용한 미량첨가 성분들과 함께 마스터뱃지로하여 첨가하므로서 분산성을 좋게하고 최종제품의 균질성을 확보할 수 있다.In addition, the olefin elastomer used as a master badge has good compatibility with the above polymers, has properties similar to those of natural rubber, facilitates extrusion, and exhibits excellent plasticity. It is possible to improve the dispersibility and secure the homogeneity of the final product by adding it as a master badge together with the used microadditives.
기타 첨가제로서 결합제는 실란카프링제로 아미노기, 에폭시기, 이중결합 등의 관능기를 갖은 실란은 유기질재료와 무기질재료(무기질충진재)를 강력하게 결 합시키므로서 구상체 조직간의 접착력이 강화되므로서 인장강도 인열강도를 높힐 수 있다. As other additives, the binder is a silane capping agent and silanes having functional groups such as amino groups, epoxy groups, and double bonds have a strong bond between organic materials and inorganic materials (inorganic fillers), which enhances adhesion between globular tissues and thus tensile strength tear steel. You can increase the degree.
산화방지제는 귀논류, 페놀류, 아민화합물이 사용되고 이들은 상기 유기화합물인 엘라스토머의 분해에 의한 변질을 방지할 수 있으며 과산화물의 생성을 방지하게 되므로서 엘라스토머 구체의 내구성을 연장시킬 수 있으며 윤활제로는 EBS, 또는 불화붕사납 등의 하나를 선택적으로 사용하며 혼련시 분산기능이 우수하며 특히 광물질원료를 다량으로 사용함에 의한 제조장치 즉, 압출기의 스크류 특히 압출공의 마모방지에 있어 크게 유용하므로 장치의 수명을 늘릴 수 있다.Antioxidants are used for the nonionics, phenols, and amine compounds, and they can prevent deterioration due to decomposition of the organic compound elastomer and prevent the formation of peroxides, thereby extending the durability of the elastomer sphere. Alternatively, one or more of boron fluoride and the like can be selectively used, and excellent in dispersing function during kneading. Especially, it is very useful in manufacturing equipment by using a large amount of mineral raw material, that is, it is very useful in preventing abrasion of screw of extruder, especially extrusion hole. You can increase it.
또한 자외선차단제는 벤조페논계, 벤조트리아놀계, 페놀류 등을 들수 있고 엘라스토머 등 유기물질의 분해변질, 열화에 의한 노화방지 기능을 갖고 있다.In addition, sunscreens include benzophenones, benzotriols, phenols and the like, and have anti-aging functions due to decomposition, degradation and deterioration of organic substances such as elastomers.
그밖에 안정제로서는 스테아린산아연, 대전방지제로서는 케미스탓드, 엘렉트로스트릿퍼, 레오스탓드 등을 사용한다.In addition, a zinc stearate is used as a stabilizer, and a chem stud, an electro stripper, a leo stud etc. are used as an antistatic agent.
또한 본 발명 조성물에 있어서 에틸렌-프로필렌 디엔공중합체나 스티렌-에틸렌·부타디엔-스티렌중합체들 배합비와 무기물인 활성화탄산칼슘 및 탈크의 배합비에 있어서 무기물의 배합비가 높아지면 인장강도와 인열강도가 크게 악화되는 경향으로 나타나며 열가소성의 부족으로 잔디 충진용 엘라스토머의 형상을 정구상체로 성형하기가 어려워지며 또한 유기물중합체의 비가 높아지면 인장강도 인열강도 등을 높힐 수 있고 반발탄성, 원상복귀탄성을 크게 높힐 수 있으나 원료비의 상승을 초래하게 된다.In the composition of the present invention, when the blending ratio of ethylene-propylene diene copolymers or styrene-ethylene-butadiene-styrene polymers and the blending ratio of activated calcium carbonate and talc, which is inorganic, increases, the tensile strength and tear strength deteriorate significantly. The lack of thermoplastic makes it difficult to form the shape of the grass-filling elastomer into a spherical body. Also, when the ratio of organic polymer increases, the tensile strength and tear strength can be increased, and the resilience and resilience can be greatly increased. However, the cost of raw materials will rise.
본 발명에 의한 엘라스토머 구상체의 물성을 알아보기 위하여 상술한 엘라스 토머 조성물을 제조장치를 이용하여 다음과 같이 엘라스토머 구상체를 제조하였다.In order to determine the physical properties of the elastomeric spherical body according to the present invention, an elastomeric spherical body was prepared as follows using the above-described elastomeric composition manufacturing apparatus.
실시예(1)Example (1)
에틸렌-프로필렌 디엔공중합체 30kg, 화이트유 15kg, 활성화탄산칼슘분말 35kg, 탈크파우더 15kg을 홉퍼(3)을 통해 제1 혼련실(1)에서 150℃에서 1차 혼련교반한 다음 3kg의 엘라스토머, 페놀류 산화방지제 0.8kg, 실란카프링제 0.5kg, 윤활제(EBS) 0.3kg, 스테아린산아연 0.2kg, 벤조페논계 자외선차단제 0.1kg, 케미스탓드 0.1kg으로 마스터뱃지한 펠릿을 홉퍼(4)로 투입 온도 220℃로 유지된 제2 혼련실(2)에서 상기 1차 혼련교반물과 함께 2차 혼련교반하여 용융교질상의 엘라스토머 조성물을 압출한 펠릿을 온도 70℃로 유지된 열수원동조(B)에 낙하 원심분리기로 분리하여 직경 1.8mm~2.1mm의 구성체를 얻었다.30 kg of ethylene-propylene diene copolymer, 15 kg of white oil, 35 kg of activated calcium carbonate powder, and 15 kg of talc powder were first kneaded and stirred at 150 ° C. in the first kneading chamber (1) through a hopper (3), followed by 3 kg of elastomer and phenol. Pellets masterbatched with 0.8 kg of antioxidant, 0.5 kg of silane capping agent, 0.3 kg of lubricant (EBS), 0.2 kg of zinc stearate, 0.1 kg of benzophenone-based sunscreen, and 0.1 kg of chemistide into the hopper (4). Pellets obtained by extruding the molten colloidal elastomer composition by secondary kneading with the primary kneading mixture in the
상기 구상체의 외형과 물성을 시험한 결과 아래 표(1)의 실험결과표를 얻었다.As a result of testing the appearance and physical properties of the globular body, the experimental result table of Table 1 was obtained.
표(1) 엘라스토머 구상체의 시험결과치Table (1) Test result of elastomer spherical body
도 1은 본 발명 인조잔디 충진용 엘라스토머 구체제조장치 개략도.1 is a schematic view of the present invention artificial turf filling elastomer specific manufacturing apparatus.
도 2는 본 발명 엘라스토머 구체제조장치의 원통형 열수조의 분해사시도. Figure 2 is an exploded perspective view of a cylindrical hot water tank of the present invention elastomer production apparatus.
도 3은 본 발명 엘라스토머 구체제조장치의 원통형 열수조의 단면도.Figure 3 is a cross-sectional view of the cylindrical hot water tank of the present invention elastomer production apparatus.
도 4는 본 발명 엘라스토머 구체제조장치의 원심분리기 및 열수수집조의 단면도.Figure 4 is a cross-sectional view of the centrifuge and hot water collection tank of the present invention elastomer production apparatus.
*도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on main parts of the drawings
1..... 제1 혼련실 2..... 제2 혼련실1 .....
3..... 제1 홉퍼 4..... 제2 홉퍼3 ..... First Hopper 4 ..... Second Hopper
5..... 모터 6..... 회전축5 .....
7..... 회전스크류 8..... 회전스크류7 ..... rotating
9..... 압출판 10..... 압출공9 .....
11..... 모터 12..... 회전축11 .....
13..... 원통 14..... 원형전단면13 ..... Cylindrical 14 ..... Circular Shear
15..... 회전절단날 16..... 혼합물 공급관15 .....
17..... 열수주입관 18..... 케이싱17 .....
19..... 원통형 망상체 20..... 모터19 .....
21..... 기어 22..... 체인21 .....
23..... 연동기어 24..... 회전축23 .....
25..... 스크류 26..... 열수배출공25 ..... screw 26 ..... hydrothermal vent
27..... 집적실 28..... 배출관27 .....
A..... 압출기 B..... 원통형 열수조A ..... Extruder B ..... Cylindrical Hot Tub
C..... 원심분리기 D..... 열수수집조C ..... centrifuge D ..... hydrothermal tank
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