KR101259738B1 - 배수성과 내구성을 증진시킨 인조잔디 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 1)인조잔디용 기포지에 일정 간격으로 스티치라인을 이루도록 원사를 심는 스티치라인 형성공정;
2)스티치라인 대응위치에 용융열가소성합성수지를 동시에 공급하여 열가소성 합성수지가 띠를 이루도록 도포하여 스티치 라인을 이루는 도포공정;
3)냉각공정을 거친 후 권취하는 권취공정; 및
4) 일정 사이즈 및 길이로 절단 및 포장하는 포장공정을 순차 수행을 순차 수행하고;
상기 스티치 라인 형성공정과 도포공정 사이에,
스티치라인의 대응위치에 용융열가소성합성수지를 공급하기 직전에 심겨진 원사와 용융합성수지 및 기판이 서로 접착이 잘 되도록 스티치라인을 상부로 노출되도록 기포지를 뒤집어 심겨진 원사와 기포지의 용융온도보다 10℃ 내지 30℃ 낮도록 예열하는 예열공정을 추가하며;
상기 도포 공정 후 일정 폭 및 형상을 이루도록 스티치라인 위치에 초기 도포된 용융열가소송합성수지가 만나는 부위의 입구에서 점차 작아지는 테이퍼공을 가진 압력판을 통과시켜 액상합성수지 띠를 눌러주는 누름공정이 추가된 것을 특징으로 하는 배수성과 내구성을 증진시킨 인조잔디의 제조방법이다.

Description

배수성과 내구성을 증진시킨 인조잔디 제조방법{Artificial turf enhancing durability and polyploidy}

본 발명은 배수성과 내구성을 증진시킨 인조잔디 제조방법에 관한 것이다.

1956년 개발된 인조잔디는 천연잔디의 대용품으로 그 보급이 확산되고 있다. 천연잔디의 대용품으로 개발되었지만 제품의 성능이 지속적으로 향상되어 이제는 유지관리나 균일한 경기성 등 여러 분야에서 천연잔디보다 우수한 성능을 보이고 있으며, 실내경기장이나 천연잔디의 생육이 곤란한 지역 등에서 그 보급이 확산되고 있다.

일반적인 인조잔디의 생산공정은 직포 혹은 부직포의 기판에 여러 가닥의 원사를 터프팅, 니팅 등의 공정을 통하여 심는 과정, U자형 혹은 W자형으로 기판에 여러 가닥으로 심어져 파일을 형성한 원사를 기판에 고정시키고 기판의 안정성의 향상을 위한 백코팅 단계, 코팅한 수지의 건조단계, 기판에 일정한 간격으로 배수구멍을 뚫는 단계로 진행된다.

인조잔디의 생산공정에서 기판에 여러 가닥으로 심겨 파일을 형성한 원사를 기판에 고정시키는 방법은 잔디의 내구성에 많은 영향을 끼치며, 파일의 인발강도를 확보하기 위한 기존의 방법은 기판에 원사를 심은 다음 기포지 하부에 라텍스나 폴리우레탄 등의 수지로 코팅하여 잔디 파일을 기판에 접착시키는 것이다.

이 코팅은 기판의 강도를 증진시킬 수 있고 매끄럽게 만들고 보습 역할을 할 수 있다. 하지만 이 방법은 라텍스 등의 접착제가 잔디 원사 상호 간의 접착은 거의 시키지 못하며 잔디파일을 기포지에 잘 접착시키지 못한다. 게다가 이 접착제는 잔디파일 중에 가장 하단에 있는 것만을 고정시키고 다른 파일 즉 기포지에 가까운 파일은 잘 고정시키지 못한다. 따라서 이런 파일은 쉽게 빠질 수 있다. 한 터프트의 원사 개수가 많아 질수록 이런 현상은 더욱 심해진다. 인발강도를 증가 시키기 위해서는 더욱 많은 접착제가 요구되고 제품 중량은 더욱 증가한다. 또한 라텍스 등의 접착제는 시간이 경과함에 따라 퇴화되고 가루처럼 부서지고 부착력은 감소한다.

또한 기포지 배면 전체를 불투수성 수지로 코팅함에 따라서 배수효과가 저하되는 단점이 있고 부분적으로 배수구멍을 뚫어 배수성을 향상시키더라도 균일한 배수가 되지 않는다.

이러한 단점을 보완하기 위하여 인조잔디 직조 후에 기판 하부의 원사를 가열하여 녹여 붙이는 방법을 사용하기도 하나 이는 원사의 강도를 저하시켜서 원사가 용접 부위에서 쉽게 절단되는 단점이 있다.

한편, 인조잔디의 기포지 이면에 노출된 스티치 라인 사이를 빗살 같은 판으로 덮고 코팅층을 도포하여 스티치 라인 부위에만 코팅을 이루도록 하여 스티치 라인 부위의 강도 보강과 스티치 라인 사이의 배수를 겸하도록 하는 기술이 미국특허 등록 제6723412호에 공개되었으나, 빗살 같은 코팅장치를 구비하여야하고, 코팅 후 경화시간이 소요되는 등의 생산성 저하가 문제가 된다. 아울러 단순히 코팅층을 부가하여 스티치 라인을 경화하는 방식이므로 경화 시간이 많이 소요되고 기포지와 인조잔디 원사의 노출 부위만 코팅되어 각 원사끼리는 접착성이 떨어지는 문제점을 가지고, 따라서 파일의 인발강도가 약하여 사용중에 잔디파일이 마모되거나 절단되기보다 뽑혀서 유실되어 잔디의 수명이 단축되는 결함이 있다.

본 발명은 이를 해결하고자하는 것으로, 본 발명의 목적은 기포지에 스티치라인을 이루도록 터트팅, 니팅 등의 공정을 수행한 인조잔디에서, 스티치 라인 부위에만 용융상태의 열가소성 합성수지를 도포하고 압력상태로 형태를 유지하도록 눌러 스티치라인은 일정 폭으로 코팅되고, 압력판을 거친 후에는 냉각롤러를 통과시켜 냉각롤러에서는 형태를 급속히 완성하도록 냉각시키고, 파일부위는 가열된 압착롤러를 통과하면서 스트치라인을 이루는 터프팅얀의 각 원사 사이의 접착력을 증대시켜 내구성과 배수성을 갖도록 하는 인조잔디를 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 스티치 라인 부위에 대응하는 위치에서 용융합성수지나 수용성 또는 지용성수지를 공급하면서 일정 폭을 이루도록 코팅하고 압력판에서는 입구는 크나 출구 측은 폭이 작아서 자연스럽게 압력 작용을 하여 수지가 원사 사이와 원사와 기포지 사이에 잘 침투함과 동시에 일정 형태를 유지하도록 하여 제품의 품질이 균일하도록 하며, 단순히 수지를 공급하는 방식이므로 코팅량을 가감할 수 있어(수지공급압과 기포지의 이동속도를 줄이거나 늘려서 조절 가능함) 다양한 모델의 인조잔디를 제조 가능토록 하려는 것이다.

이를 위하여 본원발명은 1)인조잔디용 기포지에 일정 간격으로 스티치라인을 이루도록 원사를 심는 스티치라인 형성공정;

2)스티치라인 대응위치에 용융열가소성합성수지를 동시에 공급하여 열가소성 합성수지가 띠를 이루도록 도포하여 스티치 라인을 이루는 도포공정;

3)냉각공정을 거친 후 권취하는 권취공정; 및

4) 일정 사이즈 및 길이로 절단 및 포장하는 포장공정을 순차 수행함을 특징으로 하는 배수성과 내구성을 증진시킨 인조잔디의 제조방법을 제공한다.

본 발명은 또한 1)인조잔디용 기포지에 일정 간격으로 스티치라인을 이루도록 원사를 심는 스티치라인 형성공정;

2)스티치라인이 상부로 노출되도록 기포지를 뒤집어

스티치라인 대응위치에 액상합성수지를 동시에 공급하여 액상합성수지가 띠를 이루도록 도포하는 도포공정;

3)도포 공정 후 일정 폭 및 형상을 이루도록 스티치라인 위치에 초기 도포된 액상합성수지가 만나는 부위의 입구에서 점차 작아지는 테이퍼공을 가진 압력판을 통과시켜 액상합성수지 띠를 눌러주는 누름공정;

4)누름공정을 지나 기포지를 통과한 터프팅얀의 각 원사 사이로 액상합성수지가 스며들어 원사 간의 결착력을 증진시키고 건조시간을 단축시키기 위하여 100도 미만의 가열 압착롤러를 동시에 통과토록 하여 형태유지와 결착력 증대를 이루도록 하는 가온가압공정;

5)가온가압공정을 거친 후 권취하는 권취공정; 및

6) 일정 사이즈 및 길이로 절단 및 포장하는 포장공정을 순차 수행함을 특징으로 하는 배수성과 내구성을 증진시킨 인조잔디의 제조방법을 제공한다.

본 발명은 기포지에 스티치라인을 이루도록 터프팅 니팅 공정을 수행한 인조잔디에서, 스티치 라인 부위에만 용융열가소성 합성수지를 도포하고 압력상태로 형태를 유지하도록 눌러 스티치라인은 일정 폭으로 코팅되고, 압력판을 거친 후에는 냉각롤러를 통과시켜 냉각롤러에서는 형태를 급속히 완성하도록 냉각시키고 가열된 압착롤러를 통과하면서는 스트치라인을 이루는 터프팅얀의 각 원사 사이 및 원사와 기포지 사이의 접착력을 증대시켜 내구성과 배수성을 갖도록 한다.

본 발명은 스티치 라인 부위에 대응하는 위치에서 액상합성수지로 수용성 또는 지용성수지를 공급하면서 일정 폭을 이루도록 코팅하고 압력판에서는 입구는 크나 출구 측은 폭이 작아서 자연스럽게 압력 작용을 하여 수지가 얀에 잘 침투함과 동시에 일정 형태를 유지하도록 하여 제품의 품질이 균일하도록 하며 단순히 수지를 공급하는 방식이므로 코팅량을 가감할 수 있어(수지공급압이나 기포지의 이동속도를 줄이거나 늘려서 조절 가능함) 다양한 모델의 인조잔디를 제조 가능토록 한다.

도 1은 본 발명의 제조 공정을 보이는 평면도,
도 2는 본 발명의 제조공정을 보이는 수직단면도이다.

이하 본원발명의 실시예를 도 1 및 도 2의 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

직포나 부직포원단의 기포(2)에 일정 폭과 간격으로 터프팅, 스티치라인(1)을 이루도록 인조잔디를 직조한다(스티치라인 형성공정).

직조한 인조잔디를 터프팅얀에 의한 스티치라인(1)이 보이도록 투수성 기포지(2) 배면을 상면에 오도록 하고, 원사가 심어지는 스티치라인(1) 부위가 예열되도록 레이저램프나 적외선램프 등으로 이루어진 예열기(3)를 통과하도록 한다. 예열기의 예열온도 및 시간은 심겨진 원사와 사용된 기포지의 융점보다 10℃ 내지 30℃ 낮도록 예열한다(예열공정).

이어 예를 들어 기포지(2)를 화살표 방향으로 설정된 속도로 이동토록 한 상태에서(이동수단은 콘베이어 등의 알려진 수단으로 구현 가능하므로 단순히 이동한다 로 설명한다) 예열된 스티치라인(1)의 폭 간격을 따라서 설치된 노즐(5)을 가지는 압출헤드(4)의 노즐(5)을 통하여 용융점 이상으로 가열된 용융열가소성합성수지(6)를 스티치라인을 덮도록 도포한다(도포공정).

이어서 수지를 주사하는 노즐 후방에 약간의 거리를 두고 설치된 반원형 단면의 테이퍼공(7)을 가지는 압력판(8)을 통과하도록 하면, 일정 폭으로 도포된 용융수지가 스티치라인을 이루는 터프팅얀의 원사 사이로 골고루 퍼지고 잘 스며들도록 한다(누름공정). 이 경우 압출헤드(4)의 노즐(5) 부위는 용융점 온도보다 5℃ 내지 50℃ 높고, 압력판(8)은 심겨진 원사와 사용된 기포지의 용융온도보다 적어도 10℃ 낮은 범위로 가열시키는 것이 좋다. 이는 원사와의 침투력은 유지하면서 표면 온도는 낮아져서 표면 경화를 유도하여 초기 형태를 유지하도록 하기 위함이다.

이어서 기포지(2)의 상하로 배열된 두 개의 롤러 사이를 통과하게 하여 적절한 압력을 받게 한다(냉온공정). 이 경우 두 개의 롤러 중에서 기포지(2) 하부의 롤러는 가열장치를 포함한 압착롤러(9)로, 필요에 따라 수지의 침투효과를 터프팅 얀의 원사에 증대시켜 부착강도를 향상시키기 위하여 용융수지의 융점에 근접도록 가열될 수 있도록 한다. 물론 터프팅얀의 원사가 용융되는 온도 이하 이어야한다. 기포지(2) 상부의 롤러는 가압 냉각롤러(10)로서 하부 압착롤러(9)와 일정한 누름압력을 유지하도록 압착홈(11)을 표면에 설치하며 가열에 따른 파일의 온도변형을 최소화하고 형태를 유지하도록 기능 한다.

본 발명에서 사용되는 용융수지는 열가소성합성수지로 통상 폴리아미드. 폴리에틸렌, 폴리올레핀, 폴리프로필렌, 코폴리에틸렌 등의 폴리올레핀 수지가 사용되며, 터프팅얀의 원사 재질과 동일한 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 용융수지 외에 라텍스나 폴리우레탄 같은 수용성, 지용성 수지가 사용될 수 있으며 이 경우 지용성수지는 상온의 수지를 사용하고, 수용성수지는 100도 미만으로 가열된 수지를 사용하는 것이 좋다.

기포지(2)는 통상 폴리프로필렌 원사를 이용한 직포나 부직포원단을 이용한 기판이 사용되고, 사용되는 원사의 형태는 단일사나 편평사 혹은 스플리팅 된 원사 등 여러가지 형태의 원사가 사용될 수 있다.

사용되는 압착롤러(9)는 돌기된 원사의 하부가 균등하게 가열되고 스티치 라인에 도포된 용융수지(6)에 균등한 압력이 부하되어 수지가 골고루 살포되도록 하기 위하여 스티치라인(1)을 이루는 터프팅얀의 돌출 부위에 맞추어 원형의 홈을 둘 수 있다.

이어 일정 길이로 권취하는 권취공정 및, 포장공정을 수행하여 본 발명의 제조를 완료한다.

이렇게 도포된 용융수지는 기포지(1)하부에서 여러 가닥이 합하여 터프팅된 원사의 틈새와 원사와 기포지 사이의 틈새로 스며들어서 기계적 앵커를 형성하여 파일 인발 강도를 획기적으로 증진시키고, 백코팅 되지 않은 기포지 부분을 통하여 우수 등의 잔디표면의 물이 신속하게 배수된다.

또한, 스티치 라인을 따라 용융수지가 띠 상으로 돌출 성형되어 띠상의 돌기부를 형성함으로써 인조잔디가 설치되는 콘크리트 등의 기층면 위에 틈을 가지게 되어 배수효과를 높일 수 있다.

또한, 소량의 백코팅 재료를 사용하고 기존과 같이 오븐을 사용한 건조공정과 배수구멍 뚫는 별도의 공정을 생략하여 원가를 절감하며, 열가소성 용융수지를 도포하는 경우 수명이 다한 인조잔디의 재할용 율을 높일 수도 있다.

1;스티치라인 2;기포지 3;예열기 4;압출헤드 5;노즐 6;용융수지 7;테이퍼공 8;압력판 9;압착롤러 10;냉각롤러 11;압착홈

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 1)인조잔디용 기포지에 일정 간격으로 스티치라인을 이루도록 원사를 심는 스티치라인 형성공정;
   2)스티치라인 대응위치에 용융열가소성합성수지를 동시에 공급하여 열가소성 합성수지가 띠를 이루도록 도포하여 스티치 라인을 이루는 도포공정;
   3)냉각공정을 거친 후 권취하는 권취공정; 및
   4) 일정 사이즈 및 길이로 절단 및 포장하는 포장공정을 순차 수행하고;
   상기 스티치 라인 형성공정과 도포공정 사이에,
   스티치라인의 대응위치에 용융열가소성합성수지를 공급하기 직전에 심겨진 원사와 용융합성수지 및 기판이 서로 접착이 잘 되도록 스티치라인을 상부로 노출되도록 기포지를 뒤집어 심겨진 원사와 기포지의 용융온도보다 10℃ 내지 30℃ 낮도록 예열하는 예열공정을 추가하며;
   상기 도포 공정 후 일정 폭 및 형상을 이루도록 스티치라인 위치에 초기 도포된 용융열가소송합성수지가 만나는 부위의 입구에서 점차 작아지는 테이퍼공을 가진 압력판을 통과시켜 액상합성수지 띠를 눌러주는 누름공정이 추가된 배수성과 내구성을 증진시킨 인조잔디 제조방법.
   
4. 제 3항에 있어서, 누름공정 후 용융열가소성합성수지 띠 부위를 냉각하는 냉각롤러, 및 기포지를 통과한 터프팅얀의 각 원사 사이로 액상합성수지가 스며들어 원사 간의 결착력을 증진시키는 가열 압착롤러를 통시에 통과토록 하여 형태유지와 결착력 증대를 이루도록 하는 냉온공정이 추가된 배수성과 내구성을 증진시킨 인조잔디 제조방법.
   
5. 삭제
6. 1)인조잔디용 기포지에 일정 간격으로 스티치라인을 이루도록 원사를 심는 스티치라인 형성공정;
   2)스티치라인이 상부로 노출되도록 기포지를 뒤집어
   스티치라인 대응위치에 액상합성수지를 동시에 공급하여 액상합성수지가 띠를 이루도록 도포하는 도포공정;
   3)도포 공정 후 일정 폭 및 형상을 이루도록 스티치라인 위치에 초기 도포된 액상합성수지가 만나는 부위의 입구에서 점차 작아지는 테이퍼공을 가진 압력판을 통과시켜 액상합성수지 띠를 눌러주는 누름공정;
   4)누름공정을 지나 기포지를 통과한 터프팅얀의 각 원사 사이로 액상합성수지가 스며들어 원사 간의 결착력을 증진시키고 건조시간을 단축시키기 위하여 100도 미만의 가열 압착롤러를 동시에 통과토록 하여 형태유지와 결착력 증대를 이루도록 하는 가온가압공정;
   5)가온가압공정을 거친 후 권취하는 권취공정; 및
   6) 일정 사이즈 및 길이로 절단 및 포장하는 포장공정을 순차 수행함을 특징으로 하는 배수성과 내구성을 증진시킨 인조잔디의 제조방법.
   
7. 1)제 6항에 있어서, 액상합성수지는 수용성수지나 지용성수지 중의 일종이며, 수용성수지는 100도 미만으로 가열하거나, 지용성수지는 상온의 수지를 사용하고,
   스티치라인이 상부로 노출되도록 기포지를 뒤집어 액상합성수지와 융착이 잘되도록 100도 미만으로 예열하는 예열공정;
   을 도포공정 중에 더 수행하는 배수성과 내구성을 증진시킨 인조잔디의 제조방법.
   

Images