KR101306758B1 - 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물, 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물 제조 방법 - Google Patents

인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물, 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물, 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 인조잔디층(140)의 상부면에 포설되는 다수의 발포타입 충진제 칩(Pf)로이루어진 발포타입 충진층(150)이 형성되는 인조잔디 구조물에 있어서, 상기 발포타입 충진제 칩(Pf)이, 충진제 칩 조성물 원료를 발포제와 함께 스크류 방식에 의한 배합에 의해 발포타입 충진제 칩 조성 혼합물을 생성한 뒤, 상기 발포타입 충진제 칩 조성 혼합물을 교반기에 넣고 120℃ 내지 250℃ 상태에서 용융되도록 한 후 비중이 1.30로 되도록 하고 입도(r1)가 1.4 mm 내지 3.35 mm 사이에서 커팅하여 형성되며, 상기 충진제 칩 조성물 원료는 스타일렌-부타디엔 공중합체(Styrene butadiene copolymer) 10 내지 15 중량 %, 폴리에스테르 5 내지 10 중량 %, 파라핀계 또는 파라핀 나프텐계 미네랄오일 10 내지 30 중량 %, 탈크 또는 탄산칼슘 30 내지 50 중량 %, 무기안료 0.01 내지 0.5 중량 %의 조성물에 원적외선과 음이온을 방사하는 숯가루와 맥섬석 가루 5 내지 15 중량 %를 첨가하여 생성되는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 인조잔디를 위한 충진층을 발포타입 충진제 칩으로 형성함으로써, 종전의 기술에 비해 비중이 낮아 35% 이상의 증가된 양을 포설할 수 있으며, 유연성이 있어 굴곡진 부분에도 쉽게 설치가 가능한 효과를 제공한다.

Description

인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물, 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물 제조 방법{Structure of artificial turf using artificial turf and foaming type filler, and method for manufacturing artificial turf using artificial turf and foaming type filler}
본 발명은 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물, 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 발포타입 충진제를 활용함으로써, 비중이 낮아 35% 이상의 증가된 양을 포설할 수가 있으며, 충진층을 이루는 발포타입 충진제 칩을 활용함으로써, 인조잔디로 형성된 인조잔디층에 비나 습기 등으로 인해 습도가 높은 경우에도 서로 뭉쳐져서 이탈이 방지될 뿐만 아니라, 가벼워 충격반발력을 극대화하여 충격에 의한 외상을 방지하도록 하기 위한 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물, 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물 제조 방법에 관한 것이다.
종래의 실내 또는 실외에서 자연잔디의 대체용으로 사용되던 인조잔디의 사용이 유아나 어린이들의 야외 활동이 권장되면서, 학교나 아파트 단지 등에도 실치되는 사례가 증가하고 있다. 일반적인 인조잔디의 설치 방법은 인조잔디를 깔곳을 다진 뒤 인조잔디들을 깐 후, 규사를 인조잔디들 사이에 부어 인조잔디들을 고정한다. 그 후, 규사 상에 충진제를 깔아서, 인조잔디들이 충진제에 파묻힌 상태가 되도록 한다.
그러나 이러한 충진제는 이탈이 쉬워 이탈을 방지하여 비중이 무거운 소재를 사용함으로써, 충분한 양을 포설하지 못하는 문제점이 있다. 또한, 종래의 충진제로 사용되던 고무칩은 태양광 등에 의하여 분쇄되어, 파쇄 분말이 발생한다. 이러한 파쇄 분말은 바닥에 쌓여 있다가 주위로 날리면서, 유아나 어린이들의 기관지로 호흡되어, 건강을 손상시키는 문제점이 있다. 또한, 고무칩은 마찰열을 많이 발생시킬 뿐만 아니라, 수분 함유량도 적기 때문에, 이용자가 미끄러질 경우, 화상의 위험이 매우 높은 문제점을 갖고 있다.
이에 따라 해당 기술 분야에 있어서는 친환경적이면서도, 종래의 문제점을 해결하고 보다 많은 양을 포설함으로써, 서로간의 응집력을 이용해 이탈을 방지하도록 하기 위한 기술 개발이 요구되고 있다.
[관련기술문헌]
1. 폐인조잔디를 재활용하여 인조잔디용 기층을 제조하는 방법 및 그 인조잔디 기층(Method for manufacturing a base frame for an artificial turf by recycling a waste artificial turf and it manufactured thereby) (특허출원번호 제10-2009-0022391호)
2. 인조잔디용 충진재 조성물 및 이를 이용한 인조잔디용 충진재(In-Fill Material and it's Composition for Artificial Turf) (특허출원번호 제10-2008-0132991호)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 인조잔디를 위한 충진층을 발포타입 충진제 칩으로 형성함으로써, 종전의 기술에 비해 비중이 낮아 35% 이상의 증가된 양을 포설할 수가 있으며, 유연성이 있어 굴곡진 부분에도 쉽게 설치가 가능하도록 하기 위한 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물, 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 충진층을 이루는 발포타입 충진제 칩을 활용함으로써, 인조잔디로 형성된 인조잔디층에 비나 습기 등으로 인해 습도가 높은 경우에도 서로 뭉쳐져서 이탈이 방지될 뿐만 아니라, 가벼워 충격반발력을 극대화하여 충격에 의한 외상을 방지하도록 하기 위한 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물, 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 인조잔디가 종래의 기술에 비해 안정적으로 유지될 수 있도록 하기 위한 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물, 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 충진층을 이루는 충진제 칩에 화학적 냄새의 탈취를 위한 숯가루와 신체의 활성화를 위한 원적외선을 방사하는 맥섬석을 활용함으로써, 탈취 및 신체의 활성화를 보조하도록 하기 위한 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물, 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물은, 인조잔디층(140)의 상부면에 포설되는 다수의 발포타입 충진제 칩(Pf)로이루어진 발포타입 충진층(150)이 형성되는 인조잔디 구조물에 있어서, 상기 발포타입 충진제 칩(Pf)이, 충진제 칩 조성물 원료를 발포제와 함께 스크류 방식에 의한 배합에 의해 발포타입 충진제 칩 조성 혼합물을 생성한 뒤, 상기 발포타입 충진제 칩 조성 혼합물을 교반기에 넣고 120℃ 내지 250℃ 상태에서 용융되도록 한 후 비중이 1.30로 되도록 하고 입도(r1)가 1.4 mm 내지 3.35 mm 사이에서 커팅하여 형성되며, 상기 충진제 칩 조성물 원료는 스타일렌-부타디엔 공중합체(Styrene butadiene copolymer) 10 내지 15 중량 %, 폴리에스테르 5 내지 10 중량 %, 파라핀계 또는 파라핀 나프텐계 미네랄오일 10 내지 30 중량 %, 탈크 또는 탄산칼슘 30 내지 50 중량 %, 무기안료 0.01 내지 0.5 중량 %의 조성물에 원적외선과 음이온을 방사하는 숯가루와 맥섬석 가루 5 내지 15 중량 %를 첨가하여 생성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 충진제 칩 조성물 원료를 이루는 상기 숯가루와 상기 맥섬석의 조성비는 50 : 50인 것이 바람직하다.
또한, 상기 충진제 칩 조성물 원료의 중량평균 분자량(weightaverage molecular weight)은 30,000 g/mol 이상, 융점은 80℃ 이상이며, 고유 점도가 0.80 내지 0.99 dL/g 이상, 분자량 분포(Mz/Mn)가 2.50 내지 3.50에 해당하며, 상기 충진제 칩 조성물 원료 100 중량 %에 대하여 상기 발포제 15 내지 17 중량 %를 배합하여 상기발포타입 충진제 칩 조성 혼합물을 생성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 발포제는, 화학 발포제로 HFC-245fa 또는 HFC-365mfc를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물은, 콘크리트 소재 또는 우레탄 소재로 형성되며, 상부면의 압축강도(fc)가 17.5 N/mm2이상으로 형성되는 인조잔디 식재층(110); 상기 인조잔디 식재층(110) 상부에 구성되는 제 1 응집단(121), 제 2 응집단(122), 미립 투수층 고정단(123)으로 구분된 프레임 형상으로 상기 인조잔디 식재층(110)의 상부면에 형성되는 배수층(120); 및 500 내지 700 미크론(micron) 크기의 미립자로 형성되어 상기 제 1 응집단(121), 상기 제 2 응집단(122) 및 상기 미립 투수층 고정단(123)의 높이의 단차를 이용하여 상기 배수층(120)의 상부면에 안착되어 형성되는 미립 투수층(130); 을 더 포함하며, 상기 인조잔디층(140)은, 하부면이 섬유질 시트로 형성되며, 상기 섬유질 시트를 이루는 가닥 사이에 직렬로 규칙하게 절삭된 절삭면(141) 사이에 길이가 10 mm 내지 15 mm 길이로 이루어진 인조잔디잎을 삽입시켜 묶는 구조로 형성되어 상기 인조잔디잎의 이탈을 방지하며, 상기 섬유질 시트에 의한 충격완화로 상기 인조잔디잎의 손상을 방지하도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 응집단(121)은, 상부로 갈수록 직경이 감소하며 상부면은 닫히고 하부면은 열린 구조의 원통 형상으로 형성된 다수개의 객체가 격자 무늬로 형성되며, 상기 제 1 응집단(121)을 이루는 각 객체의 상부면은 상기 미립 투수층(130)의 바닥면과 맞닿은 구조로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 2 응집단(122)은, 상기 제 1 응집단(121) 보다 직경이 작으며 상부면은 닫히고 하부면은 열린 구조의 원통 형상으로 형성된 다수개의 객체가 상기 제 1 응집단(121)을 이루는 각 객체와 평면 상에서 엇갈린 형태의 격자 무늬로 형성되며, 상기 제 2 응집단(122)을 이루는 각 객체의 상부면은 상기 미립 투수층(130)의 바닥면과 이격된 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 미립 투수층 고정단(123)은, 상기 제 1 응집단(121)을 이루는 각 객체와 상기 제 2 응집단(122)을 이루는 각 각체 사이의 공간으로, 상기 미립 투수층(130)을 이루는 미립자가 침투하여 상기 배수층(120) 상에 상기 미립 투수층(130)이 안정적으로 형성되도록 하는 역할을 수행하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 2 응집단(122)의 각 객체가 형성된 공간 중 미리 설정된 개수에는 상기 제 2 응집단(122)을 이루는 객체가 아닌 단순한 타공 영역(B)으로 형성되어 상기 미립 투수층(130)으로부터 전달받은 액체에 대한 배수를 원활하게 하는 기능을 수행하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 배수층(120) 자체의 프레임은, 탄성력을 부여하기 위한 구조로 플라스틱 소재로 형성되며, 내부에 10mm 이상의 실리콘칩 또는 고무칩이 혼합되어 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 미립 투수층(130)은, 500 내지 700 미크론(micron) 크기의 미립자로 형성되며, 샌드 알갱이, 소일 알갱이, 황토 알갱이, 또는 세라믹칩 중 적어도 하나 이상을 포함하여 형성되는 것이 바람직하다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물 제조 방법은, 콘크리트 소재 또는 우레탄 소재로 상부면이 압축강도(fc)가 17.5 N/mm2이상으로 형성되는 인조잔디 식재층(110)을 형성하는 제 1 단계; 제 1 응집단(121), 제 2 응집단(122), 미립 투수층 고정단(123)으로 구분된 영역으로 구분된 배수층(120)을 상기 인조잔디 식재층(110)의 상부면에 형성하는 제 2 단계; 500 내지 700 미크론(micron) 크기의 미립자로 기 제 1 응집단(121), 상기 제 2 응집단(122) 및 상기 미립 투수층 고정단(123)의 높이의 단차를 이용하여 상기 배수층(120)의 상부면에 안착되도록 미립 투수층(130)을 형성하는 제 3 단계; 하부면이 섬유질 시트를 상기 미립 투수층(130)의 상부면에 먼저 형성한 뒤, 상기 섬유질 시트를 이루는 가닥 사이에 직렬로 규칙하게 절삭된 절삭면(141) 사이에 길이가 10 mm 내지 15 mm 길이로 이루어진 인조잔디잎을 삽입시켜 묶는 구조로 상기 인조잔디잎의 이탈을 방지하며, 상기 섬유질 시트에 의한 충격완화로 상기 인조잔디잎의 손상을 방지하도록 하는 인조잔디층(140)을 형성하는 제 4 단계; 및 상기 인조잔디층(140)의 상부면에 다수의 발포타입 충진제 칩(Pf)을 포설하여 발포타입 충진층(150)을 형성하는 제 5 단계; 를 포함하며, 상기 인조잔디층(140)의 상부면에 포설되는 다수의 발포타입 충진제 칩(Pf) 각각은, 충진제 칩 조성물 원료를 발포제와 함께 스크류 방식에 의한 배합에 의해 발포타입 충진제 칩 조성 혼합물을 생성한 뒤, 상기 발포타입 충진제 칩 조성 혼합물을 교반기에 넣고 120℃ 내지 250℃ 상태에서 용융되도록 한 후 비중이 1.30로 되도록 하고 입도(r1)가 1.4 mm 내지 3.35 mm 사이에서 커팅하여 형성되며, 상기 충진제 칩 조성물 원료는 스타일렌-부타디엔 공중합체(Styrene butadiene copolymer) 10 내지 15 중량 %, 폴리에스테르 5 내지 10 중량 %, 파라핀계 또는 파라핀 나프텐계 미네랄오일 10 내지 30 중량 %, 탈크 또는 탄산칼슘 30 내지 50 중량 %, 무기안료 0.01 내지 0.5 중량 %의 조성물에 원적외선과 음이온을 방사하는 숯가루와 맥섬석 가루 5 내지 15 중량 %를 첨가하여 생성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물, 인조잔디를 위한 충진층을 발포타입 충진제 칩으로 형성함으로써, 종전의 기술에 비해 비중이 낮아 35% 이상의 증가된 양을 포설할 수 있으며, 유연성이 있어 굴곡진 부분에도 쉽게 설치가 가능한 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물, 충진층을 이루는 발포타입 충진제 칩을 활용함으로써, 인조잔디로 형성된 인조잔디층에 비나 습기 등으로 인해 습도가 높은 경우에도 서로 뭉쳐져서 이탈이 방지될 뿐만 아니라, 가벼워 충격반발력을 극대화하여 충격에 의한 외상을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물, 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물 제조 방법은, 인조잔디 상의 발포타입 충진제가 종래의 기술에 비해 안정적으로 유지될 수 있는 효과를 제공한다.
뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물, 충진제 칩에 화학적 냄새의 탈취를 위한 숯가루와 신체의 활성화를 위한 원적외선을 방사하는 맥섬석을 활용함으로써, 탈취 및 신체의 활성화를 보조할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물(100)을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에서의 발포타입 충진층(150)을 구성하는 발포타입 충진제 칩(Pf)의 외피 구조를 살펴보기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에서의 인조잔디층(140)의 구조를 보다 구체적으로 살펴보기 위한 실제 제작된 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1에서의 배수층(120)의 구조를 보다 구체적으로 살펴보기 위한 실제 제작된 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1에서의 미립 투수층(130) 및 인조잔디층(140)의 구조를 보다 구체적으로 살펴보기 위한 실제 제작된 상태를 나타내는 도면이다.
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 도 1에서의 발포타입 충진층(150)이 형성되는 과정을 설명하기 위한 참조도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물(100)을 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1에서의 발포타입 충진층(150)을 구성하는 발포타입 충진제 칩(Pf)의 외피 구조를 살펴보기 위한 도면이다. 도 3은 도 1에서의 인조잔디층(140)의 구조를 보다 구체적으로 살펴보기 위한 실제 제작된 상태를 나타내는 도면이다. 도 4는 도 1에서의 배수층(120)의 구조를 보다 구체적으로 살펴보기 위한 실제 제작된 상태를 나타내는 도면이다. 도 5는 도 1에서의 미립 투수층(130) 및 인조잔디층(140)의 구조를 보다 구체적으로 살펴보기 위한 실제 제작된 상태를 나타내는 도면이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물(100)은 인조잔디 식재층(110), 배수층(120), 미립 투수층(130), 그리고 인조잔디층(140)이 순차적으로 적층되고, 인조잔디층(140) 상부면으로는 발포타입 충진제 칩(Pf)이 포설되어 불규칙한 유동층으로 형성된 발포타입 충진층(150)이 추가적으로 형성된다.
인조잔디 식재층(110)은 콘크리트 소재 또는 우레탄 소재로 형성되며, 상부면은 배수층(120)이 형성되기 위해 압축강도(fc)가 17.5 N/mm2이상으로 형성되는 것이 바람직하다.
배수층(120)은 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 배수층(120)은 제 1 응집단(121), 제 2 응집단(122), 미립 투수층 고정단(123)으로 구분된 영역으로 형성된다. 제 1 응집단(121)은 상부로 갈수록 직경이 감소하며 상부면은 닫히고 하부면은 열린 구조의 원통 형상으로 형성된 다수개의 객체로 형성된다. 그리고 제 1 응집단(121)을 이루는 각 객체의 상부면은 미립 투수층(130)의 바닥면과 맞닿은 구조로 상부면 또는 하부면에서 보았을 경우 격자 무늬 형상으로 다수개가 형성된다.
제 2 응집단(122)은 제 2 응집단(121) 보다 직경이 작으며 상부면은 닫히고 하부면은 열린 구조의 원통 형상으로 형성되며, 제 2 응집단(122)을 이루는 각 객체의 상부면은 미립 투수층(130)의 바닥면과 이격된 형태로 형성된다. 또한, 제 2 응집단(122)을 이루는 각 객체는 제 1 응집단(121)을 이루는 객체와 평면 상에서 엇갈린 형태의 격자 무늬 형상으로 다수개가 형성된다.
미립 투수층 고정단(123)은 제 1 응집단(121)을 이루는 각 객체와 제 2 응집단(122)을 이루는 각 각체 사이의 공간을 의미하며, 미립 투수층(130)을 이루는 미립자가 침투하여 배수층(120) 상에 미립 투수층(130)이 안정적으로 형성되도록 하는 역할을 한다. 또한 제 2 응집단(122)의 각 객체가 형성된 공간 중 미리 설정된 개수에는 객체가 아닌 단순한 타공 영역(B)으로 형성됨으로써, 미립 투수층(130)으로부터 전달받은 액체에 대한 배수를 원활하게 하는 것이 바람직하다.
한편 상술한 구조를 갖는 배수층(120) 자체의 프레임은 탄성력을 부여하기 위한 구조로 플라스틱 소재로 형성되며, 내부에 10 mm 이상의 실리콘칩 또는 고무칩이 혼합되어 형성됨으로써, 탄성력을 향상시킨다.
미립 투수층(130)은 500 내지 700 미크론(micron) 크기의 미립자로 형성되며, 샌드 알갱이, 소일 알갱이, 황토 알갱이 및/또는 세라믹칩으로 형성되는 것이 바람직하다.
인조잔디층(140)은 하부면이 섬유질 시트로 형성되며, 섬유질 시트를 이루는 가닥 사이에 직렬로 규칙하게 절삭된 절삭면(141, 도 3 참조) 사이에 인조잔디잎을 삽입시켜 묶는 구조로 형성됨으로써, 인조잔디잎의 이탈을 방지하며, 섬유질에 의한 충격완화로 잔디잎의 손상을 방지한다. 인조잔디잎은 직경 10 mm 내지 15 mm 길이로 이루어져서 섬유질 시트 표면에 체결되는 구조로 형성된다.
발포타입 충진층(150)은 스타일렌-부타디엔 공중합체(Styrene butadiene copolymer) 10 내지 15 중량 %, 폴리에스테르 5 내지 10 중량 %, 파라핀계 또는 파라핀 나프텐계 미네랄오일 10 내지 30 중량 %, 탈크 또는 탄산칼슘 30 내지 50 중량 %, 무기안료 0.01 내지 0.5 중량 %의 조성물에 원적외선과 음이온을 방사하는 숯가루와 맥섬석 가루 5 내지 15 중량 %를 첨가하여 생성된 충진제 칩 조성물 원료, 그리고 발포제(blowing agent)를 이용해 생성된 발포타입 충진제 칩(Pf)을 인조잔디층(140)의 상부에 도포하여 형성된다. 여기서 충진제 칩 조성물 원료를 이루는 숯가루와 맥섬석의 조성비는 50 : 50인 것이 바람직하다. 이렇게 형성된 미립 투수층(130), 인조잔디층(140)의 구조는 도 5와 같다.
한편, 인조잔디층(140)의 상부로 도포 전의 발포타입 충진제 칩(Pf)을 형성하기 위해 상술한 충진제 칩 조성물 원료와 발포제(blowing agent)를 배합한 발포타입 충진제 칩 조성 혼합물을 이용하는데 발포타입 충진제 칩 조성 혼합물에 대해서 구체적으로 살펴보도록 한다. 상술한 충진제 칩 조성물 원료는 발포제와 함께 스크류 방식에 의한 발포타입 충진제 칩 조성 혼합물에 대한 배합이 수행된다.
본 발명에서 충진제 칩 조성물 원료의 중량평균 분자량(weightaverage molecular weight)은 30,000 g/mol 이상, 융점은 80℃ 이상이어야 한다.
그 밖에 충진제 칩 조성물 원료는 고유 점도가 0.80 내지 0.99 dL/g 이상으로 다른 충진제 칩에 비해 고유 점도가 높으며, 분자량 분포(Mz/Mn)가 2.50 내지 3.50로 안정적 분자 구조를 갖도록, 충진제 칩 조성물 원료 100 중량 %에 대하여 발포제 15 내지 17 중량 %를 배합함으로써, 임계적 최적치를 갖는다.
한편, 발포타입 충진제 칩 조성 혼합물을 제조하기 위해 사용되는 발포제의 함량이 15 중량 % 미만이면 마찰 계수, 비중, 발포성, 유연성, 그 밖에 습의 미리 설정된 습도(상대습도 50 %) 이상인 경우의 각 발포타입 충진제 칩(Pf) 간의 점도에 대한 특성이 저하되어 바람직하지 않고, 17 중량 %를 초과하면 강도과 내열성, 화학적 냄새의 탈취 효과가 현저히 저하되어 충진제 칩으로의 활용에 부적합하므로 바람직하지 않다.
이때 주로 사용되는 화학 발포제는 HFC-245fa 및/또는 HFC-365mfc를 사용한다.
본 발명에 사용되는 다른 실시예에 따른 물리적 발포제는 탄소 원자 2 내지 7개의 지방족 탄화수소, 알콜, 케톤, 에테르, 아미드 또는 할로겐화 탄화수소이다.
이러한 발포타입 충진제 칩 조성 혼합물을 이용하여 충진제 칩 조성물 원료의 비중을 35 % 이상 낮추면서도, 기존 발포타입 충진층의 물성을 그대로 유지하도록 되는 것이다.
또한 상술한 화학 발포제의 배합 비율과 성분에 의해 도 2a의 종래의 발포타입 충진제 칩(Pr)에 대한 광학 현미경 확대 사진에서의 발포제가 뭉쳐서 형성된 상태가 아니라 본 발명에 따른 발포타입 충진제 칩(Pr)는 도 2b와 같이 발포제가 고르게 분산된 상태의 미세 기포 형태로 유지됨으로써, 외부 마찰시 마찰력을 감쇄시켜주는 효과를 제공한다.
여기서 발포타입 충진제 칩(Pr)에 대한 광학 현미경 분석은 절단된 시험용 발포타입 충진제 칩(Pr)를 유리 현미경 슬라이드에 탑재하여 중앙 영역에 대한 상을 얻었다. 미국 미네소타주 미네아폴리스에 소재한 리즈 프리시즌 인스트루먼트, 인코포레이티드(Leeds Precision Instruments, Inc.)사로부터 상업적으로 구입할 수 있고 교차 편광 및 시차 간섭 대조(DIC)를 장착한 올림푸스(Olympus) BHSM형 BH-2 광학 현미경을 사용하여 상을 얻었다. ASA가 80인 폴라컬러(Polacolor) ER 59형 즉석 현상 필름 및 폴라로이드(Polaroid) 4x8 플랫 필름 홀더를 사용하여 사진 상을 80X의 확대율로 얻었다.
한편, 발포타입 충진층(150)을 이루는 발포타입 충진제 칩(Pf)에 화학적 냄새의 탈취를 위한 숯가루와 신체의 활성화를 위한 원적외선을 방사하는 맥섬석을 활용함으로써, 탈취 및 신체의 활성화를 보조하는 효과를 제공한다. 이러한 조성을 갖는 발포타입 충진제 칩(Pf)은 개/cm2 당 82개 이상의 음이온이 발생한 것이 종래의 발포타입 충진제 칩(Pc)이 동일한 조건에서 보통 75개 이하로 발생하는 것과는 대조적이라는 것이 시험적으로 나타났다. 이때의 시험방법은 KCL-FIR-1042: 2011에 의하며, 측정환경은 온도(21±3), 상대습도(55±15)% R.H., 그리고 측정장치 상에서의 입자는 0.002 μm 이상, 유량 60 L/min, 최소분해능은 5개/cm2인 상태에서 시험하였다. 또한, 원적외선 방사에너지도 8 내지 10 wavelength 영역에서 종래의 기술에 따른 충진제 칩에 비해 5W/m2 이상 높은 것으로 시험적으로 나타났다.
발포타입 충진층(150)을 이루는 발포타입 충진제 칩(Pf)은 표면조도(surface roughness)인 Rmax가 1μ 내지 5μ 사이의 값을 갖으므로, 인조잔디층(140)에 비나 습기 등으로 인한 평균습도가 95% 이상에서도 서로 뭉쳐져서 일반 충진제 보다 이탈이 방지되는 씻김 방지구조를 제공한다.
또한, 발포타입 충진층(150)을 이루는 충진제 칩은 1m2당 10 내지 13kg를 포설한 경우 비중이 평균 1.45에 해당하여, 공 등으로 인한 외력으로 충격시 반발력을 극대화 시킴으로써, 가볍고도 응집되는 성질로 인조잔디 매트로 인한 화상과 같은 외상을 방지하는 효과를 제공한다.
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물 제조 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 7은 도 1에서의 발포타입 충진층(150)이 형성되는 과정을 설명하기 위한 참조도면이다. 도 1 내지 도 7을 참조하면, 인조잔디 식재층(110)을 형성한다(S11). 보다 구체적으로, 인조잔디 식재층(110)은 콘크리트 소재 또는 우레탄 소재로 형성되며, 상부에 배수층(120)이 형성되기 위해 압축강도(fc)가 17.5 N/mm2 이상으로 형성된다.
단계(S11) 이후, 배수층(120)을 형성한다(S12). 보다 구체적으로, 배수층(120)은 제 1 응집단(121), 제 2 응집단(122), 미립 투수층 고정단(123)으로 구분된 영역으로 형성되며, 배수층(120) 자체의 프레임은 탄성력을 부여하기 위한 구조로 플라스틱 소재로 형성되며, 내부에 10mm 이상의 실리콘칩 또는 고무칩이 혼합되어 형성되는 것이 바람직하다.
단계(S12) 이후, 미립 투수층(130)을 형성한다(S13). 미립 투수층(130)은 500 내지 700 미크론(micron) 크기의 미립자로 형성되며, 샌드 알갱이, 소일 알갱이, 황토 알갱이, 및/또는 세라믹칩으로 흩어 뿌림으로써 형성되는 것이 바람직하다.
단계(S13) 이후, 인조잔디층(140)을 형성한다(S14). 인조잔디층(140)은 하부면이 섬유질 시트로 형성되며, 섬유질 시트를 이루는 가닥 사이에 직렬로 규칙하게 절삭된 절삭면(141) 사이에 인조잔디잎을 삽입시켜 묶는 구조로 형성됨으로써, 인조잔디잎의 이탈을 방지하며, 섬유질에 의한 충격완화로 인조잔디잎의 손상을 방지한다. 즉, 인조잔디잎은 직경 10 mm 내지 15 mm 길이로 이루어져서 섬유질 시트 표면에 체결되는 구조로 형성된다.
단계(S14) 이후, 발포타입 충진층(150)을 형성한다(S15). 발포타입 충진층(150)은 스타일렌-부타디엔 공중합체(Styrene butadiene copolymer) 10 내지 15 중량 %, 폴리에스테르 5 내지 10 중량 %, 파라핀계 또는 파라핀 나프텐계 미네랄오일 10 내지 30 중량 %, 탈크 또는 탄산칼슘 30 내지 50 중량 %, 무기안료 0.01 내지 0.5 중량 %의 조성물에 원적외선과 음이온을 방사하는 숯가루와 맥섬석 가루 5 내지 15 중량 %를 첨가하여 생성된 충진제 칩 조성물 원료를 이용한다. 여기서 숯가루와 맥섬석의 조성비는 50 : 50인 것이 바람직하다.
한편, 인조잔디층(140)의 상부로 도포 전의 발포타입 충진제 칩(Pf)을 형성하기 위해 상술한 충진제 칩 조성물 원료와 발포제(blowing agent)를 배합한 발포타입 충진제 칩 조성 혼합물을 이용하는데 발포타입 충진제 칩 조성 혼합물에 대해서 구체적으로 살펴보도록 한다. 상술한 충진제 칩 조성물 원료는 발포제와 함께 스크류 방식에 의한 발포타입 충진제 칩 조성 혼합물에 대한 배합이 수행된다. 본 발명에서 충진제 칩 조성물 원료의 중량평균 분자량(weightaverage molecular weight)은 30,000 g/mol 이상, 융점은 80℃ 이상이어야 한다. 그 밖에 충진제 칩 조성물 원료는 고유 점도가 0.80 내지 0.99 dL/g 이상으로 다른 충진제 칩에 비해 고유 점도가 높으며, 분자량 분포(Mz/Mn)가 2.50 내지 3.50로 안정적 분자 구조를 갖도록, 충진제 칩 조성물 원료 100 중량 %에 대하여 발포제 15 내지 17 중량 %를 배합함으로써, 임계적 최적치를 갖는다.
여기서, 발포타입 충진제 칩 조성 혼합물을 교반기에 넣고 120℃ 내지 250℃ 상태에서 용융되도록 한 후 비중이 1.30로 되도록 하고 입도(r1, 도 5 참조)가 1.4 mm 내지 3.35 mm 사이에서 커팅함으로써, 발포타입 충진제 칩(Pf)을 형성한다. 이렇게 형성된 발포타입 충진제 칩(Pf)을 인조잔디층(140) 상부면에 포설하면, 도 1 및 도 5와 같은 상하부면이 불규칙하게 형성되는 발포타입 충진층(150)이 형성되는 것이다.
단계(S14) 이후, 코코넛 껍질 섬유층을 형성한다(S60). 보다 구체적으로, 발포타입 충진제 칩(Pf)으로 이루어진 발포타입 충진층(150)에 대한 강성을 보충하여 단계(S14)에서 형성된 인조잔디층(140)에서의 절삭면(141) 사이로 인조잔디잎의 활착을 고정시키기 위해 발포타입 충진층(150) 상단에 코코넛 껍질에서 발생하는 머리카락 같은 미세한 섬유를 가로 세로로 교차지게 천연 접착제로 부착하는 추가 구성을 형성할 수 있다. 코코넛 껍질 섬유는 일종의 보강재 역할을 하여 펄프 충진층(150)의 강성을 높이게 되며, 코코넛 껍질 섬유는 식재 후 대략 1 년 경과하면 자연 분해되어 없어지도록 굵기가 10 내지 20μm, 평균폭이 16 μm, 평균섬도 2.2, 평균길이 30mm인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 코코넛 껍질 섬유와 발포타입 충진제 칩(Pf)으로 형성되는 펄프 충진층(150)는 뭉치지 않으며, 발포타입 충진제 칩(Pf)에 의해 코코넛 껍질 섬유가 서로 굳어 뒤얽히지 않고 느슨한 코코넛 껍질 섬유상으로 발포타입 충진제 칩(Pf)이 응집하고, 이 의미에서 삼차원으로 뒤얽힌 섬유체로 형성된다.
즉, 각각의 발포타입 충진제 칩(Pf)가 집합된 덩어리로 형성된 발포타입 충진층(150)은 집합된 발포타입 충진제 칩(Pf) 간의 밀착성이 없도록 형성되는 것이 바람직하다. 발포타입 충진층(150)을 이루는 발포타입 충진제 칩(Pc)은 표면조도(surface roughness)인 Rmax가 4μ 내지 9μ 사이의 값을 갖으므로, 인조잔디층(140)에 비나 습기 등으로 인한 평균습도가 95% 이상에서도 서로 뭉쳐져서 일반 충진제 보다 이탈이 방지되는 씻김 방지구조를 제공한다.
또한, 발포타입 충진층(150)을 이루는 발포타입 충진제 칩은 1m2당 13 내지 16.9kg를 포설한 경우 비중이 평균 1.015에 해당하여, 공(ball) 등으로 인한 외력으로 충격시 반발력을 극대화 시킴으로써, 가볍고도 응집되는 성질로 인조잔디 매트로 인한 화상과 같은 외상을 방지하는 효과를 제공한다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100: 인조잔디 구조물
110: 인조잔디 식재층
120: 배수층
130: 미립 투수층
140: 인조잔디층
150: 발포타입 충진층
Pf: 발포타입 충진제 칩

Claims (12)

  1. 인조잔디층(140)의 상부면에 포설되는 다수의 발포타입 충진제 칩(Pf)로이루어진 발포타입 충진층(150)이 형성되는 인조잔디 구조물에 있어서, 상기 발포타입 충진제 칩(Pf)은,
    충진제 칩 조성물 원료를 발포제와 함께 스크류 방식에 의한 배합에 의해 발포타입 충진제 칩 조성 혼합물을 생성한 뒤, 상기 발포타입 충진제 칩 조성 혼합물을 교반기에 넣고 120℃ 내지 250℃ 상태에서 용융되도록 한 후 비중이 1.30로 되도록 하고 입도(r1)가 1.4 mm 내지 3.35 mm 사이에서 커팅하여 형성되며,
    상기 충진제 칩 조성물 원료는 스타일렌-부타디엔 공중합체(Styrene butadiene copolymer) 10 내지 15 중량 %, 폴리에스테르 5 내지 10 중량 %, 파라핀계 또는 파라핀 나프텐계 미네랄오일 10 내지 30 중량 %, 탈크 또는 탄산칼슘 30 내지 50 중량 %, 무기안료 0.01 내지 0.5 중량 %의 조성물에 원적외선과 음이온을 방사하는 숯가루와 맥섬석 가루 5 내지 15 중량 %를 첨가하여 생성되는 것을 특징으로 하는 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 충진제 칩 조성물 원료를 이루는 상기 숯가루와 상기 맥섬석의 조성비는 50 : 50인 것을 특징으로 하는 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 충진제 칩 조성물 원료의 중량평균 분자량(weightaverage molecular weight)은 30,000 g/mol 이상, 융점은 80℃ 이상이며, 고유 점도가 0.80 내지 0.99 dL/g 이상, 분자량 분포(Mz/Mn)가 2.50 내지 3.50에 해당하며,
    상기 충진제 칩 조성물 원료 100 중량 %에 대하여 상기 발포제 15 내지 17 중량 %를 배합하여 상기발포타입 충진제 칩 조성 혼합물을 생성하는 것을 특징으로 하는 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 발포제는,
    화학 발포제로 HFC-245fa 또는 HFC-365mfc를 사용하는 것을 특징으로 하는 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물.
  5. 청구항 4에 있어서,
    콘크리트 소재 또는 우레탄 소재로 형성되며, 상부면의 압축강도(fc)가 17.5 N/mm2이상으로 형성되는 인조잔디 식재층(110);
    상기 인조잔디 식재층(110) 상부에 구성되는 제 1 응집단(121), 제 2 응집단(122), 미립 투수층 고정단(123)으로 구분된 프레임 형상으로 상기 인조잔디 식재층(110)의 상부면에 형성되는 배수층(120);
    500 내지 700 미크론(micron) 크기의 미립자로 형성되어 상기 제 1 응집단(121), 상기 제 2 응집단(122) 및 상기 미립 투수층 고정단(123)의 높이의 단차를 이용하여 상기 배수층(120)의 상부면에 안착되어 형성되는 미립 투수층(130); 을 더 포함하며,
    상기 인조잔디층(140)은, 하부면이 섬유질 시트로 형성되며, 상기 섬유질 시트를 이루는 가닥 사이에 직렬로 규칙하게 절삭된 절삭면(141) 사이에 길이가 10 mm 내지 15 mm 길이로 이루어진 인조잔디잎을 삽입시켜 묶는 구조로 형성되어 상기 인조잔디잎의 이탈을 방지하며, 상기 섬유질 시트에 의한 충격완화로 상기 인조잔디잎의 손상을 방지하도록 하는 것을 특징으로 하는 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 제 1 응집단(121)은,
    상부로 갈수록 직경이 감소하며 상부면은 닫히고 하부면은 열린 구조의 원통 형상으로 형성된 다수개의 객체가 격자 무늬로 형성되며, 상기 제 1 응집단(121)을 이루는 각 객체의 상부면은 상기 미립 투수층(130)의 바닥면과 맞닿은 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 제 2 응집단(122)은,
    상기 제 1 응집단(121) 보다 직경이 작으며 상부면은 닫히고 하부면은 열린 구조의 원통 형상으로 형성된 다수개의 객체가 상기 제 1 응집단(121)을 이루는 각 객체와 평면 상에서 엇갈린 형태의 격자 무늬로 형성되며, 상기 제 2 응집단(122)을 이루는 각 객체의 상부면은 상기 미립 투수층(130)의 바닥면과 이격된 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 미립 투수층 고정단(123)은,
    상기 제 1 응집단(121)을 이루는 각 객체와 상기 제 2 응집단(122)을 이루는 각 각체 사이의 공간으로, 상기 미립 투수층(130)을 이루는 미립자가 침투하여 상기 배수층(120) 상에 상기 미립 투수층(130)이 안정적으로 형성되도록 하는 역할을 수행하는 것을 특징으로 하는 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제 2 응집단(122)의 각 객체가 형성된 공간 중 미리 설정된 개수에는 상기 제 2 응집단(122)을 이루는 객체가 아닌 단순한 타공 영역(B)으로 형성되어 상기 미립 투수층(130)으로부터 전달받은 액체에 대한 배수를 원활하게 하는 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 배수층(120) 자체의 프레임은,
    탄성력을 부여하기 위한 구조로 플라스틱 소재로 형성되며, 내부에 10mm 이상의 실리콘칩 또는 고무칩이 혼합되어 형성되는 것을 특징으로 하는 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물.
  11. 청구항 8에 있어서, 상기 미립 투수층(130)은,
    500 내지 700 미크론(micron) 크기의 미립자로 형성되며, 샌드 알갱이, 소일 알갱이, 황토 알갱이, 또는 세라믹칩 중 적어도 하나 이상을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물.
  12. 콘크리트 소재 또는 우레탄 소재로 상부면이 압축강도(fc)가 17.5 N/mm2이상으로 형성되는 인조잔디 식재층(110)을 형성하는 제 1 단계;
    제 1 응집단(121), 제 2 응집단(122), 미립 투수층 고정단(123)으로 구분된 영역으로 구분된 배수층(120)을 상기 인조잔디 식재층(110)의 상부면에 형성하는 제 2 단계;
    500 내지 700 미크론(micron) 크기의 미립자로 기 제 1 응집단(121), 상기 제 2 응집단(122) 및 상기 미립 투수층 고정단(123)의 높이의 단차를 이용하여 상기 배수층(120)의 상부면에 안착되도록 미립 투수층(130)을 형성하는 제 3 단계;
    하부면이 섬유질 시트를 상기 미립 투수층(130)의 상부면에 먼저 형성한 뒤, 상기 섬유질 시트를 이루는 가닥 사이에 직렬로 규칙하게 절삭된 절삭면(141) 사이에 길이가 10 mm 내지 15 mm 길이로 이루어진 인조잔디잎을 삽입시켜 묶는 구조로 상기 인조잔디잎의 이탈을 방지하며, 상기 섬유질 시트에 의한 충격완화로 상기 인조잔디잎의 손상을 방지하도록 하는 인조잔디층(140)을 형성하는 제 4 단계; 및
    상기 인조잔디층(140)의 상부면에 다수의 발포타입 충진제 칩(Pf)을 포설하여 발포타입 충진층(150)을 형성하는 제 5 단계; 를 포함하며,
    상기 인조잔디층(140)의 상부면에 포설되는 다수의 발포타입 충진제 칩(Pf) 각각은,
    충진제 칩 조성물 원료를 발포제와 함께 스크류 방식에 의한 배합에 의해 발포타입 충진제 칩 조성 혼합물을 생성한 뒤, 상기 발포타입 충진제 칩 조성 혼합물을 교반기에 넣고 120℃ 내지 250℃ 상태에서 용융되도록 한 후 비중이 1.30로 되도록 하고 입도(r1)가 1.4 mm 내지 3.35 mm 사이에서 커팅하여 형성되며, 상기 충진제 칩 조성물 원료는 스타일렌-부타디엔 공중합체(Styrene butadiene copolymer) 10 내지 15 중량 %, 폴리에스테르 5 내지 10 중량 %, 파라핀계 또는 파라핀 나프텐계 미네랄오일 10 내지 30 중량 %, 탈크 또는 탄산칼슘 30 내지 50 중량 %, 무기안료 0.01 내지 0.5 중량 %의 조성물에 원적외선과 음이온을 방사하는 숯가루와 맥섬석 가루 5 내지 15 중량 %를 첨가하여 생성되는 것을 특징으로 인조잔디 및 발포타입 충진제를 이용한 인조잔디 구조물 제조 방법.
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