KR101483464B1 - 인조잔디용 충진칩 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무기 필러 35 ~ 70 중량%; 폴리락트산 10 ~ 40 중량%; 가소제 10 ~ 30 중량%; 아크릴레이트계 수지에서 선택되는 결정화 방지제 3 ~ 10 중량%; 및 사슬 연장제 0.1 ~ 5 중량%, 필요에 따라 내가수분해제 0.05 ~ 2 중량%를 포함하는 인조잔디용 충진칩 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 생분해성 고분자인 폴리락트산을 사용함으로써, 환경 친화적인 인조잔디용 충진칩을 제조할 수 있다.

Description

인조잔디용 충진칩 및 그 제조 방법{FILLING CHIP FOR ARTIFICIAL TURF AND PROCESS THEREOF}

본 발명은 인조잔디용 충진칩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 친환경 소재를 적용한 인조잔디용 충진칩 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

인조잔디(artificial turf)란 합성섬유(synthetic fiber)를 소재로 하여 인공적으로 잔디의 형태를 갖춘 것으로 천연 잔디의 대용품이다. 1956년 미국에서 처음 제작된 이래 주로 스포츠 경기장에 사용되는데, 천연 잔디의 생육이 불가능한 실내 정원이나 일조시간이 제한된 고층건물의 옥외 지역과 같은 곳에서 사용할 수 있다. 인조잔디는 계절에 관계없이 항상 일정한 색상을 유지할 수 있고 환경조건의 제한을 받지 않으며 시공 후 관리가 용이한 장점이 있어서 실내 야구장, 축구장, 필드 하키장 및 각종 실내 인테리어 시설 및 레저 시설 등에 광범위하게 사용되고 있다.

인조잔디는 일반적으로 폴리염화비닐리덴(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등의 합성수지로 구성되는 잔디(pile)와, 잔디를 채워주고 지탱하며 쿠션 역할 등을 수행하는 고무 분말(충진칩) 및 규사로 구성된다. 이때, 인조잔디용 충진칩의 소재로서는 열가소성 합성 고무가 주로 사용된다. 예를 들어 스티렌-부타디엔-고무(Styrene Butadiene Rubber, SBR), 스티렌-부타디엔-스티렌(Styrene-Butadiene-Styrene) 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 에틸렌-프로필렌-디엔 단량체(Ethylene Propylene Diene Monomer, EPDM), 폴리우레탄 칩, 열가소성 올레핀계 합성 고무 등이 주종으로서, 이들은 대부분 화석연료를 기초로 하는 석유화학 제품이다.

따라서 이들 소재를 적용한 인조잔디용 충진칩에 대해서는 인체에 대한 유해성 논란이 제기되고 있으며, 예를 들어 중금속 성분, 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOC), 발암 물질로 알려진 다핵방향족 탄화수소(Polynucleanr Aromatic Hydrocarbons, PAH)는 물론, 특히 환경문제가 되고 있는 이산화탄소를 배출할 수 있다. 아울러, 필러의 함량이 통상적으로 50 ~70 중량%로서 상당히 높기 때문에 재생 수지로서의 활용 가능성도 거의 없는 상황이다.

아울러, 이들 수지를 사용하는 인조잔디용 충진칩의 경우에는 연성을 부여할 목적으로 파라핀 계열의 오일을 사용한다. 그런데 인조잔디를 장기간 사용하는 경우에 충진칩 내부에 함유된 이들 파라핀계 오일은 수지의 바깥으로 배출되어 인체와 환경에 치명적인 영향을 줄 수 있다. 뿐만 아니라, 종래 방법에 따라 제조된 인조잔디용 충진칩은 땅에 매설되었을 경우에도 100년이 경과하여도 분해되지 않기 때문에, 장기간 토양 내에서 환경오염 원인 물질을 매출하여 심각한 환경 피해를 야기할 수 있다.

국내에서도 인조잔디는 학교와 지방자치단체에서 관리하는 체육시설에 널리 보급되고 있다. 한 데이터에 따르면, 현재 인조잔디를 시공해야 하는 시설물은 약 14,000개 정도로서, 현재 3,500개 정도의 시공이 이루어졌고 시공 예정인 시설이 약 10,000개 정도로서, 향후 10년에 걸쳐서 시공이 이루어질 것으로 예측된다. 통상 인조잔디의 사용 연한은 7년 정도이고, 인조잔디의 충진칩의 수요는 통상 연간 3000 톤 정도이다. 이러한 점을 고려해 볼 때, 10년이면 30,000톤 이상의 충진칩이 인조잔디의 시공을 위해서 사용될 것으로 예측되는데, 현재의 방식으로 제조된 충진칩을 그대로 사용한다면 그대로 토양에 매몰되어 환경오염을 초래할 수 있을 것이다.

다시 말하면, 약 10,000개 정도가 향후 10년 내에 시공될 예정인 인조잔디에 종래와 같이 환경에 악영향을 줄 수 있는 충진칩을 사용한다면, 이들 충진칩이 토양 오염과 환경오염의 유발 원인으로 작용하여, 전국의 체육시설이나 학교를 중심으로 심각한 환경오염을 초래할 수 있을 것이다.

따라서 환경 친화적인 소재, 예를 들어 땅에 매몰되었을 경우에도 자연적으로 분해될 수 있으면서도, 인조잔디에 사용되었을 경우에는 충분한 강도를 가질 수 있는 소재를 적용한 인조잔디용 충진칩을 개발할 필요성이 있다.

공개특허 제20-2010-0006016호 "황토를 소재로 한 인조잔디용 충진칩" 등록특허 제10-1084872호 "폐인조잔디를 재활용하여 인조잔디용 기층을 제조하는 방법 및 그 인조잔디 기층" 등록특허 제10-1037137호 "인조잔디용 조성물 및 이를 이용한 인조잔디용 충진재" 등록특허 제10-1163051호 "복수의 탄성칩이 연결된 인조잔디용 충진재 및 이을 이용한 인조잔디 구조체"

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 환경 친화적인 소재를 사용하여 제조될 수 있는 인조잔디용 충진칩 및 그 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 충격 흡수력과 같은 물성이 양호한 인조잔디용 충진칩 및 그 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.

전술한 목적을 갖는 본 발명의 일 측면에 따른 인조잔디용 충진칩은 무기 필러 35 ~ 70 중량%; 폴리락트산 10 ~ 40 중량%; 가소제 10 ~ 30 중량%; 아크릴레이트계 수지에서 선택되는 결정화 방지제 3 ~ 10 중량%; 사슬 연장제 0.1 ~ 5 중량% 및 내가수분해제 0.05 ~ 2 중량%를 포함한다.

바람직하게는 상기 폴리락트산은 결정성 폴리락트산과 비결정성 폴리락트산이 1 : 2 ~ 4의 중량비로 혼합될 수 있다.

상기 무기 필러는 탄산칼슘, 탈크, 용융 실리카, 중탄산마그네슘 및 수산화알루미늄으로 구성되는 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 무기 필러는 지방산, 지방산염, 실란계 커플링제, 티타늄계 커플링제, 지르코늄계 커플링제, 알루미늄계 커플링제에 의하여 표면 처리될 수 있다.

예를 들어, 상기 실란계 커플링제는 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시-에톡시)-실란, 2-(아크릴옥시에톡시)트리메틸실란, N-(3-아크릴옥시-2-하이드록시프로필)-3-아미노프로필트리에톡시실란, (3-아크릴옥시프로필) 디메틸메톡시실란, (3-아크릴옥시프로필)메틸 비스-(트리메틸실옥시)실란, (3-아크릴옥시프로필)메틸디메톡시실란, 3-(N-아릴아미노)프로필트리메톡시실란, 아릴디메톡시실란, 아릴트리에톡시실란, 부테닐트리에톡시실란, 2-(클로로메틸)아릴트리메톡시실란, [2-(3-사이클로헥센닐)에틸]트리메톡시실란, 5-(바이사이클로헵테닐)트리에톡시실란, (3-사이클로펜타디에닐프로필)트리에톡시실란, 1,1-다이에톡시-1-시릴 아크릴로펜-3엔, (퍼퓨릴옥시메틸)트리에톡시실란, O-(에타아크릴옥시에틸)-N-(트리에톡시실릴프로필)우레탄, N-(3-메타아크릴로일-2-하이드록시프로필)-3-아미노프로필트리에톡시실란, (메타아크릴옥시메틸)비스 (트리메틸실옥시)메틸실란, (메타아크릴옥시메틸)디메틸에톡시실란, 메타아크릴옥시메틸트리에톡시실란, 메타아크릴옥시메틸트리메톡시실란, 3-메타아크릴옥시프로필 비스(트리메틸실옥시)메틸실란, 메타아크릴옥시프로필디메틸메톡시실란, 메타아크릴옥시프로필디메틸메톡시실란, 메타아크릴옥시프로필메틸디에톡시실란, 메타아크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, (3-아크릴옥시프로필)트리메톡시실란, 메타아크릴옥시프로필 트리스 (메톡시에톡시)실란, 메타아크릴옥시프로필트리스(비닐디메톡시실옥시)실란, 3-(N-스티릴메틸-2-아미노에틸아미노)-프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트 리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-트리에톡시시릴-N-(1,3-디메틸-부틸리덴)프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(비닐벤질)-2-아미노에틸-3-아미노프로필트리메톡시실란 하이드로클로라이드, 3-우레이도프로필트리에톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리에톡시실란, 3-머캅토프로필메틸디메톡시실란, 비스(트리에톡시시릴프로필)테트라설파이드, 3-이소시아나토프로필트리에톡시실란, 3-이소시아나토프로필트리메톡시 실란, 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 3-아미노프로필메틸디에톡시실란 및 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)-에틸트리메톡시실란에, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 디메톡시아크릴실란, 디에톡시아크릴실란, 디메톡시프로필아미노실란, 디에톡시프로필아미노 실란 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다.

또한, 상기 지방산은 데칸산(카프린산(capric acid)), 도데칸산(라우르산(lauric acid)), 테트라데칸산(미리스틴산(myristic acid)), 헥산데칸산(팔미틴산(palmitic acid)), 옥타데칸산(스테아린산(stearic acid)), 9-옥타데세노익산(올레산(oleic acid)), 9,12-옥타데카디에녹이산(리놀레산(linoleic acid)), 9,12,15-옥타데카트리에녹산(리놀렌산(linolenic acid)), 아라키딘산(에이코산산(eicosanoic acid)), 5,8,11,14-에이코사테트라에노익산(아라키돈산(arachinonic acid)), 13-도코세노익산(에루시산(erucic acid)), 7,10,13,16,19-도코사펜타에녹식산으로 구성되는 군에서 선택되는 1종 이상 선택될 수 있으며; 상기 지방산염은 스테아린산 아연, 스테아린산 칼슘, 스테아린산나트륨, 스테아린산 마그네슘, 스테아린산 알루미늄, 올레인산나트륨, 올레인산아연 및 팔미트산아연으로 구성되는 군에서 1종 이상 선택되는 지방산 금속염을 포함할 수 있다.

한편, 본 발명에 따라 사용될 수 있는 상기 가소제는 식물성 기름 또는 1개 이상, 바람직하게는 3개의 탄소수 1-10의 알킬로 치환된 시트르산염을 포함하는 식물성 가소제인 것을 특징으로 한다.

상기 식물성 기름은 콩기름, 피마자유, 팜유, 코코넛기름, 옥수수기름, 해바라기씨 기름, 폐식용유 및 에폭시화 콩기름으로 구성되는 군에서 1종 이상 선택될 수 있다.

한편, 상기 결정화 방지제는 코어/셀 구조를 갖는 아크릴레이트계 (공/삼원)중합체일 수 있는데, 예를 들어 상기 코어를 구성하는 단량체는 탄소수 1-7의 직쇄 또는 측쇄의 알킬 치환된 아크릴레이트 10 ~ 30 중량%, 메틸메타크릴레이트 10 ~ 80 중량% 및 스티렌 단량체 10 ~ 60 중량%를 포함할 수 있다.

한편, 상기 셀은 메타크릴산, 비닐이미다졸, N-비닐-2-메틸이미다졸 및 이들의 조합에서 선택되는 제 1 단량체 1 ~ 40 중량%; 및 탄소수 1-7의 직쇄 또는 측쇄의 알킬기를 갖는 알킬메타크릴레이트로 구성되는 제 2 단량체 60 ~ 99 중량%를 포함할 수 있다.

또한, 상기 사슬 연장제는 글리시딜아크릴레이트계 또는 글리시딜메타크릴레이트계 공중합체 또는 삼원중합체를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 사슬 연장제는 글리시딜 아크릴레이트 또는 글리시딜 메타크릴레이트 10 ~ 60 중량%; 및 알킬메타크릴레이트, 알킬아크릴레이트 및 스티렌으로 구성되는 단량체 10 ~ 50 중량%를 포함하는 공중합체 또는 삼원중합체인 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 내가수분해제는 카르보디이미드계의 화합물을 포함할 수 있는데, 구체적으로 상기 내가수분해제는 디(2,6-디이소프로필페닐)카르보디이미드, 디사이클로헥실카르보디이미드, 디이소프로필카르보디이미드, 폴리-2,4,6-이소프로필카르보디이미드 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 인조잔디용 충진칩의 제조 방법은 무기 필러 35 ~ 70 중량%, 폴리락트산 10 ~ 40 중량%, 가소제 10 ~ 30 중량%, 아크릴레이트계 수지에서 선택되는 결정화 방지제 3 ~ 10 중량%, 사슬 연장제 0.1 ~ 5 중량%, 및 내가수분해제 0.05 ~ 2 중량%를 배합하는 단계; 상기 배합하는 단계에서 얻어진 배합물을 압출하는 단계; 및 상기 압출된 배합물을 절단하여 펠렛 형태의 충진칩을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

일례로, 상기 펠렛 형태의 충진칩을 형성하는 단계는 수냉식 커팅 또는 핫 커팅 방식에 의하여 상기 압출된 배합물을 절단하는 단계를 포함할 수 있다.

이때, 필요에 따라 상기 배합하는 단계 이전에 상기 무기 필러는 지방산, 지방산염, 실란계 커플링제, 티타늄계 커플링제, 지르코늄계 커플링제, 알루미늄계 커플링제에 의하여 표면 처리될 수 있다.

본 발명에서는 생분해성 폴리머로서 충분한 강도를 갖는 폴리락트산을 주요 소재로 하는 인조잔디용 충진칩을 제안하고 있다. 따라서 인조잔디의 수명이 다하는 경우에 본 발명의 충진칩을 땅에 매설하면 토양의 수분이나 미생물에 의하여 완전히 생분해되므로 환경-친화적인 인조잔디용 충진칩을 제조할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예에 따라 확인한 바에 따르면 유해 금속성분이 전혀 검출되지 않는 등 인체에 무해하여 안전하게 사용될 수 있다.

반면, 인조잔디용 충진칩으로서 사용하는 경우에는 쉽게 가수분해되지 않고 충분한 강도를 가지기 때문에, 10 년 이상 지속적으로 인조잔디용 충진칩으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

도 1은 본 발명에 따른 환경 친화적 인조잔디용 충진칩의 제조 과정을 개략적으로 도시한 블록도이다.

본 발명자들은 종래 인조잔디용 충진칩의 문제점을 해결하기 위한 방안을 연구하여 생분해성 수지를 사용하는 한편, 이 생분해성 수지의 단점을 해소하기 위한방법을 연구하여 본 발명을 완성하였다. 이하, 첨부하는 도면을 참조하면서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

A. 인조잔디용 충진칩

본 발명에 따른 인조잔디용 충진칩은 무기 필러와 생분해성 폴리머의 하나인 폴리락트산(Poly lactic acid, PLA)을 주요 성분으로 하고, 폴리락트산이 가지는 단점을 보완하기 위한 기능성 첨가제로서 가소제와, 결정화 방지제와, 사슬 연장제 및 필요에 따라 내가수분해제를 포함한다. 이하, 이들 각각의 성분에 대해서 설명한다.

1. 폴리락트산(Poly lactic acid, PLA)

본 발명에 따른 인조잔디용 충진칩의 폴리머 수지로서 생분해성 폴리머인 폴리락트산을 사용한다. 생분해성 폴리머로서 다양한 종류가 알려져 있으나, 폴리락트산은 결정화 특성이 우수하고 상대적으로 융점이 높다. 폴리락타이드(polylactide)라고도 불리는 폴리락트산(PLA)은 옥수수의 전분이나 카사바(cassava)의 뿌리로부터 얻어지는 타피오카(tapioca)와 같이 식물의 생물질(biomass)인 재생가능한 자원으로부터 유래한 열가소성 지방족 폴리에스테르이다.

폴리락트산의 융점은 대략 160℃ 전후이므로 열에 의해서도 변성이 거의 일어나지 않으며 결정화된 상태로 존재하므로 충분한 강도를 가질 수 있다. 폴리락트산은 예를 들어, 단량체인 락트산(lactic acid) 또는 이의 고리형 디-에스테르인 락타이드(lactide)에 금속 촉매를 사용하는 개환 반응이나, 200℃ 미만의 온도에서 락트산 단량체로부터 직접 합성될 수 있다.

이때, 예를 들어 감자 또는 옥수수 전분(starch)을 미생물 배양 과정에서 제조하면 단량체인 락티드(lactide)를 얻을 수 있는데, 이 단량체를 축합 중합하여 고분자 형태의 폴리락트산을 제조할 수 있다. 직접 합성되는 경우에는 통상적으로 올리고머(oligomer) 형태가 먼저 합성되고, 이들 올리고머의 축합을 통하여 최종적으로 고분자량, 예를 들어 120 ~ 155 kDa의 폴리락트산을 합성할 수 있다.

본 발명과 관련해서 생분해성 수지인 폴리락트산은 인조잔디용 충진칩 중 10 ~ 40 중량%의 비율로 사용될 수 있다. 만약 폴리락트산의 함량이 전술한 범위 미만이면 충진칩으로서의 충분한 강도를 얻기 곤란하고, 폴리락트산의 함량이 전술한 범위를 초과하면 다른 성분의 함량이 그만큼 감소하여 가공 공정이 곤란하거나 충진칩으로서 원하는 물성을 얻기 곤란하다.

폴리락트산은 수지의 특성상 잘 부러지는 단점이 있기는 하지만 결정성이 우수하여 강도가 양호할 뿐만 아니라, 토양에 매몰되면 토양의 수분에 의해서 가수분해된 뒤, 토양 미생물에 의해 완전히 생분해 되어 지는데, 관련 업계에 따르면, 토양에서 3~5년에 걸쳐와 완전 생분해가 진행되어 지는 것으로 알려져 있다. 또한 토양에 매몰되지 않고 자연 상태에 방치하면(예를 들어 본 발명에서와 같이 인조잔디용 충진칩으로 사용되면), 쉽게 가수분해가 되지 않기 때문에 10년 이상의 지속력으로 제품으로써 활용할 수 있다.

이처럼, 생분해성 폴리머인 폴리락트산을 수지로서 사용한 본 발명의 인조잔디용 충진칩은 사용되는 수지가 친환경적이기 때문에 인체에 무해할 뿐만 아니라, 토양에 매설되더라도 수 년 내에 미생물에 의해 완전히 생분해가 된다. 따라서 다시 식물, 특히 옥수수의 성장에 도움이 되는 영양분이 되어 자연 순환적인 친환경 인조잔디 충진칩이 될 수 있다. 구태여 이를 수거하여 재생 수지로 사용하여 다른 성형품을 제조하지 않아도, 그 자체가 자연 내에서 재활용될 수 있다.

뿐만 아니라 본 발명에 따른 생분해성 수지인 폴리락트산의 단량체로서 락티드는 화석원료에서 추출된 석유화학제품이 아니고, 옥수수에서 축출된 물질이기 때문에 이산화탄소 배출권에서 상당 부분 자유로울 수 있으며, 우리가 즐겨 먹는 김치의 신맛의 원인인 락티드(유산)를 주요 원료로 하였으므로, 인체에 대한 악영향이 전혀 없다.

이와 같은 소재의 특징으로 인하여, 본 발명에 따른 인조잔디용 충진칩은 자체가 완전한 친환경 소재이며, 토양에 매설되더라도 환경오염이나 토양오염과 같은 문제를 야기하지 않으므로, 선진국을 중심으로 점차 강력해지고 있는 환경 규제에도 적극적으로 대처할 수 있다.

폴리락트산은 사용되는 원료 및/또는 합성 공정에 따라 결정성 폴리락트산과 비-결정성 폴리락트산으로 구분될 수 있는데, 본 발명에 따른 인조잔디용 충진칩으로서 바람직하게는 결정성 폴리락트산과 비-결정성 폴리락트산을 혼합하여 사용한다. 예를 들어, 결정성 폴리락트산만을 사용하는 경우에는 가공이 곤란할 수 있으며, 비-결정성 폴리락트산만을 사용하는 경우에는 충분한 강도를 얻기 곤란하기 때문이다.

분자 구조에서도 알 수 있는 것과 같이, 폴리락트산의 단량체로서 사용되는 락타이드를 구성하는 탄소 중 하나의 탄소는 수소(H), 하이드록시기(OH), 메틸기(CH₃) 및 카르복시기(COOH)와 같이 서로 다른 4개의 치환기로 연결되어 있는 카이럴(chiral) 탄소이기 때문에, D-form과 L-form의 2가지 거울상 이성질체(enantiomer)가 존재한다. 따라서 일반적인 합성 과정에서는 D-form과 L-form이 혼합된 라세미체(racemic mixture)가 형성되지만 이 라세미체는 비-결정성이다.

하지만, 폴리락트산을 합성하는 과정에서 위치특이적(stereo-specific) 촉매를 사용하는 경우에는 결정성을 갖는 폴리락트산을 얻을 수 있는데, 결정성의 정도는 사용되는 단량체인 락타이드에서 L-형 거울상 이성질체에 대한 D-형 거울상 이성질체에 대한 비율에 따라 결정성의 정도가 달라질 수 있다. 예를 들어, L-형 락타이드를 단량체로 사용하여 합성된 폴리락트산(poly-L-lactide, PLLA)은 결정성이 양호하다. 아울러, 필요한 경우, PLLA에 D-형 락타이드를 단량체로 사용하여 합성된 폴리락트산(poly-D-lactide, PDLA)을 PLLA에 3-50 중량%, 바람직하게는 3-10 중량%의 비율로 블렌딩(blending)하는 경우에도 유리전이온도 등이 상승하며 여전히 결정성을 가지고 있다. 이 경우에는 PDLA가 핵체(nucleating agent)로 작용하여 온도 안전성을 향상시킬 수 있고 결정화 비율을 더욱 향상시킬 수 있다.

이러한 점을 고려해 볼 때, 결정성 폴리락트산으로는 전술한 PLLA 또는 PLLA에 PDLA가 3-50 중량%로 블렌딩되어 있는 것을 사용할 수 있으며, 비-결정성 폴리락트산으로는 단량체인 락타이드의 D-form과 L-form이 혼합된 라세미체(racemic mixture)로서 비정형인 폴리락트산(D,L-polylactide)을 사용할 수 있다. 이 경우, 바람직하게는 결정형 폴리락트산과 비-결정형 폴리락트산이 1 : 2 ~ 4의 중량비로 혼합되어 사용될 수 있다.

2. 폴리락트산의 물성 개선을 위한 소재

한편, 본 발명에 따라 수지로서 사용되는 폴리락트산은 전술한 장점이 있음에도 불구하고, 지나친 결정성으로 인하여 가공이 어려울 수 있고, 단단하기 때문에 기본적으로 쿠션 역할을 수행하는 인조잔디용 충진칩으로서 사용이 곤란할 수 있으며, 가수분해로 인하여 인조잔디용 충진칩으로 장시간 사용이 곤란할 수 있는 반면 가수분해를 완전히 억제하면 생분해 시간이 크게 증가하여 환경 친화라는 목적에 부합하지 않을 수도 있다.

이처럼, 폴리락트산을 활용한 인조잔디용 충진칩의 제조에 가장 큰 걸림돌은 열악한 용융특성과 매우 딱딱한 특징의 성질이다. 따라서 이와 같은 폴리락트산이 갖는 용융 특성을 개선할 필요가 있으며, 기본적으로 단단한 폴리락트산을 연질화 함으로써, 폴리락트산을 소재로 하는 인조잔디용 충진칩으로 활용될 수 있으며, 가수분해를 적절히 제어함으로써 장시간 사용이 가능하면서도 생분해 시간이 지나치게 길어지는 것을 방지할 필요가 있다. 이에 본 발명에서는 폴리락트산이 갖는 이러한 문제점을 해소하기 위하여 다음과 같은 성분을 사용하여 용융 특성의 개선, 연질화 및 가수분해 정도를 조절할 수 있다.

1) 사슬 확장제 (폴리락트산의 용융 특성 개선)

비록 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 폴리락트산으로서 비-결정성 폴리락트산을 결정성 폴리락트산과 혼합하여 사용할 수 있지만, 충분한 강도를 유지하기 위해서는 결정성 폴리락트산을 더 많이 사용한다. 이처럼 본 발명에 따른 인조잔디용 충진칩으로서 사용되는 폴리락트산은 결정성 플라스틱 소재이기 때문에, 가공 공정에서 일정 온도 이상 상승하면 용융 점도와 용융 강도가 급격히 감소하여 저점도의 물처럼 흐르기 때문에 가공이 상당히 곤란할 수 있다.

폴리락트산이 갖는 이러한 열악한 용융 특성은 가공 온도에 대하여 수지의 용융 거동이 매우 민감하게 변화되기 때문에 근본적으로 가공 자체가 불가능할 수 있다. 대부분의 결정성 수지, 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 대표되는 폴리에스테르의 경우, 특별한 설비의 보완이 없으며, 필름의 제조가 불가능한 이유가 바로 여기에 있다.

이에, 본 발명에서는 폴리락트산의 분자량을 제어하여 수지 자체의 용융 특성을 개선하기 위하여 폴리락트산의 중합 내지 분자간(inter-molecular) 결합을 강하게 할 수 있는 사슬 연장제(chain extender), 바람직하게는 반응형 사슬 연장제를 사용한다. 전술한 것과 같이 일반적인 합성 공정을 통하여 합성된 폴리락트산은 평균 분자량이 150 KDa 내외인데, 이 조건에서의 폴리락트산 수지를 용융 가공할 수 없다.

이에, 본 발명에서는 사슬 연장제를 사용하여, 폴리락트산의 분자량을 증가시켜 폴리락트산의 용융 특성을 개선할 수 있다. 후술하는 것과 같이 폴리락트산을 연질화 하기 위해서는 가소제를 첨가하여야 하는데, 사슬 연장제로 처리하지 않은 상태의 폴리락트산에 가소제를 첨가하는 경우, 폴리락트산의 유리전이온도(Tg)가 급격하게 감소되어 가공이 불가능할 정도로 용융 특성이 저하될 수 있다. 따라서 사슬 연장제를 이용하여 예를 들어 반응형 압출 공정에서 폴리락트산의 분자량을 증가시키면, 폴리락트산의 용융 특성을 효율적으로 개선, 향상시킬 수 있으며, 이로 인하여 연질화 가공 조건을 확립하는데 기여할 수 있다.

본 발명에 따른 친환경적 인조잔디용 충진칩의 생분해성 수지인 폴리락트산의 용융 특성을 개선하기 위하여 사용가능한 사슬 연장제로는 글리시딜아크릴레이트계 또는 글리시딜메타크릴레이트계 공중합체(copolymer) 또는 삼원중합체(terpolymer)를 포함할 수 있으며, 특히 바람직하게는 글리시딜메타크릴레이트계 공중합체 또는 삼원중합체이다.

예를 들어, 글리시딜 메타크릴레이트 또는 글리시딜 아크릴레이트와, 알킬메타크릴레이트, 알킬아크릴레이트 및 스티렌으로 구성되는 단량체 사이의 공중합체 또는 삼원중합체일 수 있다. 본 발명이 이에 한정되는 것은 결코 아니지만, 본 발명의 사슬 연장제를 구성하는 공중합체 또는 삼원중합체를 구성하는 단량체로서 글리시딜 아크릴레이트 또는 글리시딜 메타크릴레이트의 함량은 10 ~ 60 중량%이고, 이들 단량체와 공중합체 또는 삼원중합체를 구성할 수 있는 알킬메타크릴레이트, 알킬아크릴레이트 및 스티렌으로 구성되는 단량체의 함량은 10 ~ 50 중량%이다.

이 때, 예를 들어 전술한 단량체의 공중합체 또는 삼원중합체 형태일 수 있는 사슬 연장제의 평균 중량 분자량은 4,000 ~ 25,000 정도가 바람직하다. 분자량이 이보다 높아지면 반응 작용기(관능기)의 수는 많아지지만 오히려 반응성이 낮아질 수 있다. 압출 조건에서 그 분자량을 조절할 수도 있지만, 사슬 연장제의 가장 바람직한 분자량은 10,000 ~ 15,000, 더욱 바람직하게는 11,000 ~ 13,000이다.

아울러, 본 발명에 따라 사용될 수 있는 사슬 연장제의 반응기 당량은 200 ~ 800 정도가 가능한데, 바람직하게는 400 ~ 500이다. 사슬 연장제는 충진칩에 대하여 0.1 ~ 5.0 중량%의 비율로 첨가되는 것이 바람직하다. 만약 사슬 연장제의 함량이 전술한 범위 미만인 경우에는 폴리락트산의 분자량 증가가 거의 이루어지지 않기 때문에 폴리락트산의 용융 개선이라는 효과를 달성하기 곤란하다. 반면 사슬 연장제의 함량이 전술한 범위를 초과하면 용융 강도가 지나치게 상승하여 압출기에서 토출이 불가능하고 완제품이 지나치게 딱딱해질 우려가 있다. 특히 바람직하게는 사슬 연장제는 0.1 ~ 1.0 중량%의 비율로 첨가될 수 있는데, 이 비율은 하기에서 설명할 가소화 아크릴 수지(결정화 방지제)의 함량에 따라 유동적으로 변할 수 있다는 점에 유의하여야 한다.

예를 들어 반응형 사슬 연장제를 충진칩에 포함시킨 상태에서 압출 가공하는 경우, 폴리락트산의 평균 분자량이 300,000~450,000까지 증가하게 되는데, 이렇게 증가하면 성형품을 제조할 수 있는 수준으로 용융특성이 개선할 수 있다.

2) 연질화 (가소제 및 결정화 방지제)

폴리락트산은 강도가 강한 딱딱한 물질이기 때문에, 아무런 처리를 하지 않으면, 충격을 흡수해야 하는 인조잔디용 충진칩으로 사용하기에는 무리가 있다. 따라서 단단한 폴리락트산 수지를 연질화하여야 하는데, 본 발명에서는 가소제를 사용한다.

이때의 선결조건은 가소제의 친환경성, 인체의 유해성, 자연 친화성 등이며, 또한 중요한 기술은 수지와 가소제의 상용성이다. 이 상용성이 확보 되지 않는 경우, 가소제는 단시간 내에 폴리락트산 수지 외부로 용출 되어 경시적인 변화가 발생하고 다시 딱딱해 질 수 밖에 없다. 이것을 해결하기 위해서는 전술한 결정성 폴리락트산과 비결정성 폴리락트산의 적절한 배합 비율과 아울러, 가소제 친화성의 다른 수지를 첨가하여 해결할 수 있다.

본 발명에 따른 인조잔디용 충진칩의 생분해성 소재인 폴리락트산을 연질화하기 위한 가소제(plasticizer)로서 바람직하게는 생분해성과 친환경성에 가장 적당한 식물에서 축출된 소재를 사용할 수 있으며, 예를 들어 구연산계(시트레이트)와 식물성 기름계열을 특히 사용할 수 있다.

구연산계의 가소제로서는 1개 이상의 탄소수 1-10의 알킬기로 치환된 시트르산염, 바람직하게는 2개 이상(예를 들어 3개)의 탄소수 1-10의 알킬기로 치환된 시트르산염을 들 수 있다. 예를 들어 본 발명에 따라 사용될 수 있는 구연산계의 가소제로는 트리부틸아세틸 시트레이트, 트리부틸 시트레이트, 트리에틸아세틸 시트레이트, 트리에틸 시트레이트, 트리헥실 시트레이트, 트리헥실 아세틸 시트레이트, 트리옥틸 시트레이트, 트리옥틸 아세틸 시트레이트 등을 들 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 결코 아니다. 이때, 탄소수가 상대적으로 적은 트리에틸 시트레이트, 트리에틸아세틸 시트레이트를 사용하는 경우에는 사슬의 길이가 짧기 때문에 다른 구연산계 가소제에 비하여 상대적으로 많은 양(예를 들어 30 중량%)을 사용할 필요가 있다. 이 경우에는 후술하는 결정화 방지제로서의 가소와 아크릴 수지의 양도 많아지며, 이로 인해서 생분해성이 저해 될 우려가 있다.

반면, 상대적으로 탄소수가 많은 트리헥실 또는 트리옥틸 시트레이트는 사슬의 길이나 길어서 폴리락트산의 연질화에는 도움이 되어도 극성이 낮기 때문에 극성이 높은 아크릴과 폴리락트산의 상용성에 한계가 있어서 단단해지는 경향이 있으므로 상대적으로 함량을 줄이는 것이 바람직하다.

따라서 구연산계 가소제로서 트리부틸 아세틸 시트레이트, 또는 트리부틸 시트레이트가 분자량과 극성이라는 관점에서 특히 바람직할 수 있다. 트리부틸 시트레이트는 극성이 높아서 폴리락트산과의 상용성이 우수하여 상대적으로 적은 양을 사용하더라도 연질화가 가능하지만 OH기가 남아 있어서 폴리락트산의 고분자 사슬을 절단하는 경향이 있으므로 작업 온도를 적절하게 조절할 필요가 있다. 가장 바람직하게는 트리부틸 아세틸 시트레이트이지만, 전술한 구연산계 가소제를 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

한편, 전술한 구연산계 가소제 외에도 친환경 생분해성 가소제로 적용한 것은 식물성 기름이다. 이때 사용 가능한 식물성 기름은 콩기름, 피마자유, 팜유, 코코넛 기름, 옥수수기름, 해바라기씨 기름 등을 들 수 있다. 이들 식물성 기름은 포유지방산인 스테아린산, 리놀린산 및 팔미트산 등으로 이루어져 있기 때문에 어떤 것을 사용하더라도 문제가 없다. 이 외에 전술한 식물성 기름을 중심으로 반응을 유도한 에폭시화 식물성 기름도 가능할 수 있으며, 예를 들어 에폭시화 콩기름이다. 이들 식물성 기름이 본연의 목적에서 사용하고 남은 폐식용유도 냄새의 문제가 발생할 수는 있지만, 이들도 사용할 수 있었다.

이와 같이 본 발명의 기술적 접근과 관련해서, 다양한 종류의 식물성 기름을 이용할 수 있는 것은 상기에서 언급된 체인 확장제의 에폭시기와 반응이 가능하기 때문에 이들의 이행(migration)이 억제될 수 있을 뿐만 아니라, 폴리락트산 수지 내에 용이하게 섞여 들어가는 것을 또한 확인할 수 있다.

식물성 기름 중에서 바람직하게는 값이 싸고 쉽게 구할 수 있는 콩기름, 폐식용유, 에폭시화 콩기름 및 이들을 적절하게 혼합한 것을 들 수 있다. 특히, 구연산계 가소제와 비교할 때, 식물성 기름은 폴리락트산을 연질화 하는데 있어서 효과적일 수 있다. 구연산계 가소제 또는 식물성 기름에서 1종 이상 선택될 수 있는 가소제의 첨가량은 본 발명에 따른 인조잔디용 충진칩 중 10 ~ 30 중량%, 바람직하게는 10 ~ 20 중량%일 수 있다. 이러한 함량을 통해서 충분히 폴리락트산을 연질화 할 수 있다.

한편, 가소제, 예를 들면 콩기름과 같은 식물성 기름 성분인 가소제에 의한 폴리락트산의 연질화 과정에서 폴리락트산과 가소제의 상용성을 해소할 필요가 있다. 특히 폴리락트산은 결정성 소재이기 때문에 가소제 첨가 이후, 수일에 걸쳐서 재결정화가 진행된다. 이 재결정화 과정에서 멀어졌던 고분자 체인은 다시 근접하여 결정화도가 증가하는 현상이 발생한다. 이 과정에서 내부에 함유되어 있든 가소제는 수지의 바깥으로 방출되는 이행(migration) 현상이 발생할 뿐만 아니라, 폴리락트산 수지가 다시 딱딱해 지면서 심지어는 가장자리에 백화현상이 발생하여 부러지기 시작한다. 이는 폴리락트산과 가소제 소재 사이의 상용성과도 밀접하지만, 근본적으로 재결정화를 방지할 수 있는 기술적 처리가 필요하다.

본 발명에서는 이와 같은 현상을 방지하기 위한 기술적 접근으로써, 결정화 방지제를 사용하였다. 사용가능한 결정화 방지제로서는 높은 분자량을 갖는 가소화 수지로서의 결정화 방지제를 활용할 수 있다. 결정화 방지제의 첨가량은 폴리락트산 수지의 생분해 특성을 저해하지 않는 범위에서 결정될 수 있는데, 예를 들어 본 발명에 따른 인조잔디용 충진칩 중 결정화 방지제(고분자 가소화 수지)는 3 ~ 10 중량%의 범위이다. 특히 바람직하게는 인조잔디용 충진칩의 주요 소재인 폴리락트산의 생분해성과 폴리락트산을 연질화하기 위해 사용되는 전술한 가소제의 첨가량을 고려해서 약 4 ~ 7 중량%의 비율로 결정화 방지제를 첨가할 수 있다.

바람직하게는 결정화 방지제로서 코어(core)/셀(shell) 구조를 갖는 아크릴레이트 수지, 더욱 바람직하게는 아크릴레이트계의 공중합체 또는 아크릴레이트계의 삼원중합체를 사용할 수 있다. 공중합체 또는 삼원중합체를 구성하는 다른 성분으로는 메틸메타크릴레이트 및/또는 스티렌 단량체를 들 수 있다.

이때, 코어를 형성하는 수지의 단량체 구성 성분 중 알킬아크릴레이트 단량체로는 탄소수 1 내지 7개의 직쇄 또는 측쇄의 알킬아크릴레이트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 코어를 구성하는 알킬아크릴레이트 단량체로는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, i-프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, sec-부틸아크릴레이트, tert-메타크릴레이트, n-펜틸아크릴레이트, amyl-펜틸아크릴레이트로 구성되는 군에서 선택되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, i-부틸아크릴레이트 및 t- 부틸아크릴레이트로 구성되는 군에서 선택될 수 있다.

만약, 코어/셀 구조의 결정화 방지제의 구성 성분으로 코어가 공중합체 또는 삼원중합체를 형성하는 경우, 각각의 단량체의 중량 비율이 특히 문제가 되는 것은 아니지만, 예를 들어 다음과 같은 함량 비율을 가질 수 있다. 주요 성분으로서의 알킬아크릴레이트는 코어 중에 10 ~ 30 중량%, 바람직하게는 10 ~ 20 중량%이다. 만약 코어 중의 알킬아크릴레이트의 함량이 전술한 범위 미만이면 상기에서 언급한 구연산계 또는 식물성 기름계의 가소제와의 상용성이 떨어질 수 있고, 알킬아크릴레이트의 함량이 전술한 범위를 초과하면 오히려 저장안정성이 떨어져 보관에 곤람함이 발생할 수 있다.

한편, 메틸메타크릴레이트는 결정화 방지제를 구성하는 코어 중에 10 ~ 80 중량%, 바람직하게는 40 ~ 60 중량%이다. 만약, 코어 중에 메틸메타크릴레이트의 함량이 전술한 범위 미만이면 겔화 이후에 가소제의 이행(migration)이 발생할 수 있으며, 메틸메타크릴레이트의 함량이 전술한 범위를 초과하면 입자의 유리전이온도(Tg)가 지나치게 높아져서 도막이 쉽게 손상될 수 있다.

또한, 코어의 다른 성분으로서 사용될 수 있는 스티렌 단량체는 코어 중에 10 ~ 60 중량%, 바람직하게는 20 ~ 50 중량%의 범위로 포함될 수 있다. 만약 코어 중에 스티렌 단량체의 함량이 전술한 범위 미만이면 저장 안정성이 저하될 우려가 있고, 스티렌 단량체의 함량이 전술한 범위를 초과하면 기계적 물성이 저하될 수 있기 때문이다.

한편, 결정화 방지제가 코어/셀 구조를 이루는 경우에 셀(외피)은 메타크릴산, 비닐이미다졸, N-비닐-2-메틸이미다졸 및 이들의 조합에서 선택될 수 있는 제 1 단량체와, 탄소수 1-7의 직쇄 또는 측쇄의 알킬기를 갖는 알킬메타크릴레이트로 구성되는 제 2 단량체를 포함할 수 있다.

이때, 제 1 단량체로서의 메타크릴산, 비닐이미다졸, N-비닐-2-메틸이미다졸을 혼합하여 사용하는 경우에 이들 성분의 함량 비율은 특히 제한이 없다. 한편, 제 2 단량체인 알킬메타크릴레이트로서 특히 바람직하게는 메틸메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, sec-부틸메타크릴레이트에서 선택된 1종 이상의 단량체를 사용할 수 있다.

셀을 구성하는 단량체 성분의 함량 비율은 크게 중요하지 않지만, 예를 들어 메타크릴산, 비닐이미다졸, N-비닐-2-메틸이미다졸 및 이들의 조합에서 선택될 수 있는 제 1 단량체 1 ~ 40 중량%, 바람직하게는 1 ~ 20 중량%이고, 1종 이상의 알킬메타크릴레이트에서 선택될 수 있는 제 2 단량체 60 ~ 99 중량%, 바람직하게는 80 ~ 99 중량%이다.

본 발명에 따라 예를 들어 코어/셀 구조를 갖는 아크릴레이트계 수지일 수 있는 결정화 방지제는 가소제의 이행(migration)을 억제할 뿐만 아니라, 높은 분자량으로 인해 폴리락트산의 주 사슬(main chain)이 인접한 폴리락트산으로 다시 접근하는 것을 물리적으로 방해하여 재결정화를 방지하는데, 이로 인해서 장기적인 수지의 연질화와 가소제의 이행(migration)을 억제할 수 있다.

3) 내가수분해제

전술한 것과 같이, 폴리락트산과 같은 축합형 수지는 가수분해가 상대적으로 용이하게 일어나기 때문에, 폴리락트산의 가수분해를 억제할 필요가 있다. 수지의 가공과 제품화에 있어서 가수분해는 가장 심각한 문제이며, 특히 폴리락트산은 여타의 축합형 수지에 비하여 수분에 민감하여 가수분해가 잘 진행된다. 또한 이와 같이 가수분해가 동반 되어야지만 생분해가 가능해 진다. 그러므로 폴리락트산의 가수분해를 적절하게 제어할 필요가 있다. 이를 위해서 본 발명에 따른 인조잔디용 충진칩에는 가수분해에 취약한 폴리락트산의 가수분해를 억제하는 내가수분해제가 포함되어 있다.

폴리락트산의 용융 특성을 개선하기 위하여 예를 들어 사슬 연장제를 사용하여 분자량을 증가시키는 경우, 폴리락트산 수지의 가수분해 속도가 지연될 수 있다. 따라서 적절한 내가수분해제를 적절히 첨가하여 충분한 라이프타임의 인조잔디용 충진칩을 제조할 수 있다.

이때 사용한 첨가제는 카르보디이미드 형태일 수 있는데, 구체적으로 디 (2,6-디이소프로필페닐)카르보디이미드, 디사이클로헥실카르보디이미드, 디이소프로필카르보디이미드를 사용할 수 있으며, 그 외에도 고분자형 중에서 폴리-2,4,6- 이소프로필카르보디이미드 등을 사용할 수 있다. 내가수분해제를 사용함으로써, 폴리락트산의 가수분해를 효율적으로 제어할 수 있다. 특히, 바람직하게는 디(2,6-디이소프로필페닐)카르보디이미드이다. 내가수분해제는 본 발명에 따른 인조잔디용 충진칩 중에 0.05 ~ 2 중량%의 비율로 사용될 수 있으며, 0.1 ~ 1.0 중량% 수준의 첨가량이 특히 바람직할 수 있다.

3. 무기 필러

인조잔디용 충진칩에는 비중을 조절하기 위하여 고비중의 무기 필러를 첨가할 필요가 있다. 충진칩이 너무 가벼우면 제대로 고정이 되지 않거나 비산하는 문제점이 있기 때문이다. 통상적으로 KS 규정에 따른 인조잔디 충진칩의 비중은 1.2 ~ 1.5 정도인데, 이 수준의 비중을 충족하기 위해서 인조잔디 충진칩에는 고-비중의 필러를 35 ~ 70 중량%, 바람직하게는 40 ~ 60 중량%의 비율로 사용할 수 있다.

본 발명의 인조잔디 충진칩의 구성 성분으로서 사용될 수 있는 무기 필러의 예로는 탄산칼슘(경탄), 탈크, 용융 실리카, 중탄산마그네슘, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 및 이들의 조합을 들 수 있지만, 그 외에도 클레이(점토), 황산바륨, 황산칼슘, 황토 및 바이오세라믹 성분을 추가로 들 수 있다.

특히, 이들 무기 필러 성분 중에서 탄산칼슘, 탈크, 중탄산마그네슘, 황산칼슘 등의 성분은 알칼리성이기 때문에, 폴리락트산 수진의 사슬을 절단시켜 용융 강도를 저하시킬 수 있을 뿐만 아니라, 온도에 민감하여 작업하기 곤란하다.

다시 말하면, 탄산칼슘, 탈크와 같은 필러 들은 범용적으로 사용될 수 있기는 하지만, 이들 성분은 근본적으로 염기성 성분인 해양성 암석으로부터 얻어진다. 폴리락트산 수지의 가수분해가 주로 산성과 염기성에서 잘 일어난다는 점을 고려할 때, 이들 염기성 또는 산성 필러를 사용하는 경우에는 축합형 에스테르 수지의 하나인 폴리락트산의 가수분해가 잘 일어나지 않도록 사전에 처리를 할 수 필요가 있을 수 있다.

예를 들어 염기성 또는 산성인 필러를 아무런 처리 없이 폴리락트산이 포함된 충진칩용 배합물에 그대로 투입, 첨가하는 경우, 가공 과정에서 폴리락트산의 가수분해가 진행되어 분자량이 낮아지고 이로 인해 용융 특성이 더 나빠져 불가능해 진다. 어렵게 성형품을 제조한다 하더라도 단기간 내(통상적으로 수 주일 내)에 폴리락트산의 가수분해가 급격히 진행되어 쉽게 부러지는 현상이 발생한다.

이를 해결할 수 있도록 산성 또는 염기성인 무기 필러에 커플링제를 사용하여 표면처리를 수행할 수 있다. 또는 중성 특성을 가지는 금속 수산화물을 사용할 수 있다.

예를 들어 염기성 또는 산성 필러에 대한 사전 표면처리를 위하여 사용될 수 있는 성분으로는 지방산 또는 금속지방산염과 같은 지방산염, 실란계, 알루미늄계, 티타늄계, 지르코늄계 커플링제를 사용할 수 있다. 표면 코팅 및 표면 반응을 위한 이들 표면 처리제는 무기 필러의 중량 대비 0.1 ~ 1 중량%이면 충분히 그 목적을 달성할 수 있다.

무기 필러의 표면 처리 및/또는 코팅 처리에 사용될 수 있는 지방산으로는 예를 들어 표면 처리 및 코팅 처리와 관련한 지방산으로는 탄소수 10-30의 직쇄 또는 측쇄의 탄화수소기를 갖는 산으로서, 데칸산(카프린산(capric acid)), 도데칸산(라우르산(lauric acid)), 테트라데칸산(미리스틴산(myristic acid)), 헥산데칸산(팔미틴산(palmitic acid)), 옥타데칸산(스테아린산(stearic acid)), 9-옥타데세노익산(올레산(oleic acid)), 9,12-옥타데카디에녹이산(리놀레산(linoleic acid)), 9,12,15-옥타데카트리에녹산(리놀렌산(linolenic acid)), 아라키딘산(에이코산산(eicosanoic acid)), 5,8,11,14-에이코사테트라에노익산(아라키돈산(arachinonic acid)), 13-도코세노익산(에루시산(erucic acid)), 7,10,13,16,19-도코사펜타에녹식산과 같은 포화 또는 불포화지방산 중 적어도 1종 이상이 사용될 수 있다.

한편, 스테아린산 아연, 스테아린산 칼슘, 스테아린산나트륨, 스테아린산 마그네슘, 스테아린산 알루미늄, 올레인산나트륨, 올레인산아연, 팔미트산아연 등과 같은 지방산 금속염이 사용될 수 있다.

실란계 커플링제로는 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시-에톡시)-실란, 2-(아크릴옥시에톡시)트리메틸실란, N-(3-아크릴옥시-2-하이드록시프로필)-3-아미노프로필트리에톡시실란, (3-아크릴옥시프로필) 디메틸메톡시실란, (3-아크릴옥시프로필)메틸 비스-(트리메틸실옥시)실란, (3-아크릴옥시프로필)메틸디메톡시실란, 3-(N-아릴아미노)프로필트리메톡시실란, 아릴디메톡시실란, 아릴트리에톡시실란, 부테닐트리에톡시실란, 2-(클로로메틸)아릴트리메톡시실란, [2-(3-사이클로헥센닐)에틸]트리메톡시실란, 5-(바이사이클로헵테닐)트리에톡시실란, (3-사이클로펜타디에닐프로필)트리에톡시실란, 1,1-다이에톡시-1-시릴 아크릴로펜-3엔, (퍼퓨릴옥시메틸)트리에톡시실란, O-(에타아크릴옥시에틸)-N-(트리에톡시실릴프로필)우레탄, N-(3-메타아크릴로일-2-하이드록시프로필)-3-아미노프로필트리에톡시실란, (메타아크릴옥시메틸)비스 (트리메틸실옥시)메틸실란, (메타아크릴옥시메틸)디메틸에톡시실란, 메타아크릴옥시메틸트리에톡시실란, 메타아크릴옥시메틸트리메톡시실란, 3-메타아크릴옥시프로필 비스(트리메틸실옥시)메틸실란, 메타아크릴옥시프로필디메틸메톡시실란, 메타아크릴옥시프로필디메틸메톡시실란, 메타아크릴옥시프로필메틸디에톡시실란, 메타아크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, (3-아크릴옥시프로필)트리메톡시실란, 메타아크릴옥시프로필 트리스 (메톡시에톡시)실란, 메타아크릴옥시프로필트리스(비닐디메톡시실옥시)실란, 3-(N-스티릴메틸-2-아미노에틸아미노)-프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트 리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-트리에톡시시릴-N-(1,3-디메틸-부틸리덴)프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(비닐벤질)-2-아미노에틸-3-아미노프로필트리메톡시실란 하이드로클로라이드, 3-우레이도프로필트리에톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리에톡시실란, 3-머캅토프로필메틸디메톡시실란, 비스(트리에톡시시릴프로필)테트라설파이드, 3-이소시아나토프로필트리에톡시실란, 3-이소시아나토프로필트리메톡시 실란, 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 3-아미노프로필메틸디에톡시실란 및 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)-에틸트리메톡시실란에서 선택될 수 있다. 바람직하게는 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 디메톡시아크릴실란, 디에톡시아크릴실란, 디메톡시프로필아미노실란, 디에톡시프로필아미노 실란 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 디메톡시아크릴 실란이다.

티타늄계 커플링제로는 이소프로필트리이소스테아로이티타네이트, 이소프로필트리디옥틸포스페이토티타네이트, 테트라이소프로필다이디라우릴포스파이토티타네이트, 티타늄다이디옥틸포스페이트옥시마세테이트 또는 디이소스테아로일에틸렌티타네이트 등을 사용할 수 있다.

지르코늄계 커플링제로는 지르코늄 테트라엔프로폭사이드, 지르코늄이소프로폭사이드, 지르코늄부톡사이드 또는 지르코늄테트라클로라이드 등을 사용할 수 있고, 알루미늄계 커플링제로는 알루미늄에톡사이드, 알루미늄이소프로폭사이드, 알루미늄엔부톡싸이드 또는 트리부톡시알루미늄 등을 사용할 수 있다.

그 외에 사용가능한 무기 필러인 수산화알루미늄, 수산화마그네슘과 같은 금속수산화물이나 용융실리카는 별도의 표면 처리 없이도 별 무리 없이 첨가와 가공이 가능하였는데, 이중 수산화알루미늄이 가장 바람직하였다. 예를 들어 무기 필러는 인조잔디 충진칩 조성물 중에 35 ~ 70 중량%로 사용되면 연질화와 아울러 비중 조절이 가능하며, 바람직하게는 40 ~ 60 중량%이다.

결국, 본 발명에 따르면 생분해성 폴리머인 폴리락트산의 단단함과 잘 부러지는 단점 및 가공 공정의 어려움의 기술적 한계를 해소하여, 환경-친화적인 인조잔디용 충진칩을 제조할 수 있다.

한편, 본 발명의 인조잔디용 충진칩에는 전술한 폴리락트산 수지, 무기 필러, 사슬 연장제, 가소제, 재결정 방지제, 내가수분해제 외에도 다른 기능성 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 이러한 기능성 첨가제의 예로는 산화방지제, 열안정제, UV 안정제, 대전방지제, 슬립제 등을 들 수 있는데, 이들 기능성 첨가제는 인조잔디용 충진칩 중에 대략 0.01 ~ 0.5 중량%의 범위로 사용될 수 있다.

B. 인조잔디 충진칩의 제조 방법

첨부하는 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 인조잔디 충진칩의 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 환경 친화적 인조잔디용 충진칩의 제조 과정을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도시한 것과 같이, 본 발명에 따른 인조잔디용 충진칩의 제조 공정은 크게 배합 단계(S110), 압출 단계(S120), 펠렛화 단계(S130)를 포함하며, 필요에 따라 선별 단계(S140) 및 포장 단계(S150)을 포함할 수 있다.

먼저, 본 발명에 따른 인조잔디 충진칩을 구성하는 성분들을 상온에서 배합한다(S110). 예를 들어, 본 발명에 따른 인조잔디 충진칩은 무기 필러 35 ~ 70 중량%, 폴리락트산 10 ~ 40 중량%, 가소제 10 ~ 30 중량%, 아크릴레이트계 수지에서 선택되는 결정화 방지제 3 ~ 10 중량%, 사슬 연장제 0.1 ~ 5 중량%, 및 내가수분해제 0.05 ~ 2 중량%를 포함할 수 있다. 아울러, 필요에 따라 배합물 중에는 산화방지제, 열안정제, UV 안정제, 대전방지제, 슬립제 등의 기능성 첨가제가 각각 예를 들어 0.01 ~ 0.5 중량%의 범위로 포함될 수 있다.

이때, 바람직하게는 상기 폴리락트산은 결정성 폴리락트산과 비결정성 폴리락트산이 1 : 2 ~ 4의 중량비로 혼합될 수 있으며, 상기 무기 필러는 탄산칼슘, 탈크, 용융 실리카, 중탄산마그네슘 및 수산화알루미늄으로 구성되는 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다. 만약, 무기 필러로서 중성 성분이 아닌 성분, 예를 들어 염기성 성분인 탄산칼슘이나 탈크 등이 사용되는 경우라면, 무기 필러를 인조잔디 충진칩 조성물에 배합하기 전에 적절한 표면 처리가 수행될 수 있다. 표면 처리의 예로서, 실란계 커플링제, 지방산 또는 지방산염을 사용하여 염기성 또는 산성 무기 필러의 표면을 처리하는 것을 고려해 볼 수 있다.

한편, 배합물 중에 포함되는 상기 가소제는 식물성 기름 또는 탄소수 1-10의 알킬로 치환된 시트르산염을 포함하는 식물성 가소제일 수 있다. 또한, 상기 결정화 방지제는 코어/셀 구조를 갖는 아크릴레이트계 공중합체일 수 있으며, 상기 사슬 연장제는 글리시딜아크릴레이트계 또는 글리시딜메타크릴레이트계 공중합체 또는 삼원중합체를 포함한다. 아울러, 상기 내가수분해제는 카르보디이미드계의 화합물일 수 있다.

인조잔디 충진칩을 구성하는 전술한 성분을 배합한 후, 필요에 따라 압출 공정을 위한 프리믹스(pre-mix) 단계를 수행하여 폴리락트산의 분자량 증가를 위한 용융 가공 특성 개선, 폴리락트산의 연질화 및 상용성 개선 및 내-가수분해 특성 제어 등의 기능이 부여될 수 있다. 인조잔디 충진칩을 구성하는 성분의 배합 및/또는 프리믹싱을 위하여 니더믹서(kneader-mixer)가 사용될 수 있다.

배합 단계(S110) 단계 이후에 이들 성분은 압출기를 통하여 압출된다(S120). 압출기의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 단축 압출기 또는 이축압출기(twin extruder)를 사용할 수 있다. 이 경우에 압출기를 구성하는 스크류 나선부의 전체 길이(length)를 스크류의 직경(diameter)로 나눈 유효장(L/D ratio : length-diameter ratio)은 20 ~ 30 범위일 수 있으며, 압출기의 속도는 150 ~ 300 rpm 정도이고, 압출기의 온도는 150 ~ 300℃, 바람직하게는 180 ~ 260℃ 정도로 조정할 수 있다.

이어서 압출단계(S120)를 통하여 압출된 배합물을 절단하여 펠렛 형태의 충진칩을 형성하는 펠렛화 단계(S130)가 수행될 수 있다. 이 단계에서 압출된 배합물은 수냉 방식의 커팅이나 또는 핫 커팅 방식을 채택하여 적절한 크기로 절단된다.

펠렛화 단계(S130) 이후에는 충진칩의 형태(모양, 크기)나 색상, 비중, 혼련도 등을 종합적으로 고려하여 제품화에 적절한 충진칩만을 선별하는 단계(S140)가 수행된다. 본 단계에서 제품화 요건을 충족하지 못한 충진칩은 다시 압출기로 이송되어 재-압출될 수 있다. 선별 단계(S130)를 통과한 충진칩은 포장지를 사용하여 포장하여(S150), 최종적으로 제품화에 활용될 수 있다.

이하, 예시적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예로 한정되는 것은 결코 아니다.

실시예 1: 인조잔디용 충진칩 제조

하기 표 1에 제시되어 있는 성분과 배합 비율을 사용하여 인조잔디용 충진칩을 제조하였다. 표 1에 제시된 성분을 배합한 뒤에, 트윈 압출기(twin extruder)에서 배합물을 90분 동안 압출하였다. 압출 조건은 다음과 같다. 압출기에 부착된 스크류의 유효장(L/D ratio : length-diameter ratio)은 25이었다. 압출기의 속도는 200 rpm(500 ㎏/hr)이었다. 압출기의 온도는 mixing zone은 190℃, conveying zone은 210℃이었으며 Dias adaptor는 250℃이었다. 이어서 수냉 커팅 방식을 이용하여 압출물을 절단하여 펠렛 형태의 인조잔디용 충진칩을 제조하였다. 냉각수의 온도는 40℃이었다.

인조잔디용 충진칩 성분 및 배합 비율

성분	배합 비율(중량%)	비고
결정성 PLA	10
비결정성 PLA	25
트리부틸아세틸시트르산염	15	가소제
CaCO3(표면처리)	45	무기 필러
코어/셀 아크릴레이트 수지	5	결정화 방지제
글리시딜 메타크릴레이트 공중합체	0.2 중량부	사슬 연장제
디(2,6-디이소프로필페닐)카르보디이미드	0.5 중량부	내가수분해제

실시예 2: 인조잔디용 충진칩 제조

하기 표 2에 제시되어 있는 성분 및 배합 비율을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1의 절차를 반복하여 인조잔디용 충진칩을 제조하였다.

인조잔디용 충진칩 성분 및 배합 비율

성분	배합 비율(중량%)	비고
결정성 PLA	10
비결정성 PLA	25
폐식용유	15	가소제
CaCO3(표면처리)	45	무기 필러
코어/셀 아크릴레이트 수지	5	결정화 방지제
글리시딜 메타크릴레이트 공중합체	0.2 중량부	사슬 연장제
디(2,6-디이소프로필페닐)카르보디이미드	0.5 중량부	내가수분해제

실시예 3: 인조잔디용 충진칩 제조

하기 표 3에 제시되어 있는 성분 및 배합 비율을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1의 절차를 반복하여 인조잔디용 충진칩을 제조하였다.

인조잔디용 충진칩 성분 및 배합 비율

성분	배합 비율(중량%)	비고
결정성 PLA	10
비결정성 PLA	25
폐식용유	15	가소제
Al(OH)3	45	무기 필러
코어/셀 아크릴레이트 수지	5	결정화 방지제
글리시딜 메타크릴레이트 공중합체	0.2 중량부	사슬 연장제
디(2,6-디이소프로필페닐)카르보디이미드	0.5 중량부	내가수분해제

실시예 4: 인조잔디용 충진칩 제조

하기 표 4에 제시되어 있는 성분 및 배합 비율을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1의 절차를 반복하여 인조잔디용 충진칩을 제조하였다.

인조잔디용 충진칩 성분 및 배합 비율

성분	배합 비율(중량%)	비고
결정성 PLA	10
비결정성 PLA	25
에폭시화 콩기름	15	가소제
Al(OH)3	45	무기 필러
코어/셀 아크릴레이트 수지	5	결정화 방지제
글리시딜 메타크릴레이트 공중합체	0.2 중량부	사슬 연장제
디(2,6-디이소프로필페닐)카르보디이미드	0.5 중량부	내가수분해제

실험예 : 인조잔디용 충진칩의 물성 측정

전술한 실시예 1 내지 4에서 각각 제조된 인조잔디용 충진칩에 대한 비중(KSM 0064 규격 기준), 충격 흡수율(KS 기준은 11 ㎏/㎡) 및 형광 X선 분석법(X-ray fluorescence analysis; XF-F)을 이용하여 4대 중금속 함량을 분석(KS 기준은 25 ppm 이하)하였다. 본 실험예에 따른 인조잔디용 충진칩에 대한 물성 측정 결과는 하기 표 5에 제시되어 있다.

인조잔디용 충진칩의 물성 측정

실시예	비중 (25℃)	충격 흡수율 (11 ㎏/㎡	4대 중금속 함량(ppm)
			Cr6 +	Hg	Cd	Pb
1	1.42	51%	-	-	-	-
2	1.44	50%	-	-	-	-
3	1.37	53%	-	-	-	-
4	1.34	54%	-	-	-	-

인조잔디용 충진칩으로서 요구되는 기준(KSM 0064 규격 기준)은 1.5 이하인데, 실시예 1-4에서 제조된 인조잔디용 충진칩은 이 기준을 모두 충족하였다. KS 규격에 따라 인조잔디용 충진칩에서 요구되는 충격 흡수율 기준은 11 ㎏/㎡에서 50% 이상인데, 마찬가지로 실시예 1-4에서 제조된 인조잔디용 충진칩은 이 기준을 모두 충족하였다. 아울러, 실시예 1-4에서 제조된 인조잔디용 충진칩에서는 4대 중금속 성분이 전혀 검출되지 않았는데, 이는 KS 규격 기준인 25 ppm 이하를 충족하는 것이다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 기초하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명이 전술한 실시예에 기재된 내용으로 한정되지 않는다. 오히려 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 전술한 실시예를 토대로 다양한 변형과 변경을 용이하게 추고할 수 있을 것이다. 하지만, 그러한 변형과 변경은 모두 본 발명의 권리범위에 속한다는 사실은, 첨부하는 청구의 범위를 통하여 더욱 분명해질 것이다.

Claims (23)

1. 무기 필러 35 ~ 70 중량%; 폴리락트산 10 ~ 40 중량%; 가소제 10 ~ 30 중량%; 아크릴레이트계 수지에서 선택되는 결정화 방지제 3 ~ 10 중량%; 사슬 연장제 0.1 ~ 5 중량%; 및 내가수분해제 0.05 ~ 2 중량%를 포함하는 인조잔디용 충진칩.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 폴리락트산은 결정성 폴리락트산과 비결정성 폴리락트산이 1 : 2 ~ 4의 중량비로 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 인조잔디용 충진칩.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 무기 필러는 탄산칼슘, 탈크, 용융 실리카, 중탄산마그네슘 및 수산화알루미늄으로 구성되는 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 인조잔디용 충진칩.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 무기 필러는 지방산, 지방산염, 실란계 커플링제, 티타늄계 커플링제, 지르코늄계 커플링제, 알루미늄계 커플링제에 의하여 표면 처리되어 있는 것을 특징으로 하는 인조잔디용 충진칩.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 실란계 커플링제는 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시-에톡시)-실란, 2-(아크릴옥시에톡시)트리메틸실란, N-(3-아크릴옥시-2-하이드록시프로필)-3-아미노프로필트리에톡시실란, (3-아크릴옥시프로필) 디메틸메톡시실란, (3-아크릴옥시프로필)메틸 비스-(트리메틸실옥시)실란, (3-아크릴옥시프로필)메틸디메톡시실란, 3-(N-아릴아미노)프로필트리메톡시실란, 아릴디메톡시실란, 아릴트리에톡시실란, 부테닐트리에톡시실란, 2-(클로로메틸)아릴트리메톡시실란, [2-(3-사이클로헥센닐)에틸]트리메톡시실란, 5-(바이사이클로헵테닐)트리에톡시실란, (3-사이클로펜타디에닐프로필)트리에톡시실란, 1,1-다이에톡시-1-시릴 아크릴로펜-3엔, (퍼퓨릴옥시메틸)트리에톡시실란, O-(에타아크릴옥시에틸)-N-(트리에톡시실릴프로필)우레탄, N-(3-메타아크릴로일-2-하이드록시프로필)-3-아미노프로필트리에톡시실란, (메타아크릴옥시메틸)비스 (트리메틸실옥시)메틸실란, (메타아크릴옥시메틸)디메틸에톡시실란, 메타아크릴옥시메틸트리에톡시실란, 메타아크릴옥시메틸트리메톡시실란, 3-메타아크릴옥시프로필 비스(트리메틸실옥시)메틸실란, 메타아크릴옥시프로필디메틸메톡시실란, 메타아크릴옥시프로필디메틸메톡시실란, 메타아크릴옥시프로필메틸디에톡시실란, 메타아크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, (3-아크릴옥시프로필)트리메톡시실란, 메타아크릴옥시프로필 트리스 (메톡시에톡시)실란, 메타아크릴옥시프로필트리스(비닐디메톡시실옥시)실란, 3-(N-스티릴메틸-2-아미노에틸아미노)-프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트 리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-트리에톡시시릴-N-(1,3-디메틸-부틸리덴)프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(비닐벤질)-2-아미노에틸-3-아미노프로필트리메톡시실란 하이드로클로라이드, 3-우레이도프로필트리에톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리에톡시실란, 3-머캅토프로필메틸디메톡시실란, 비스(트리에톡시시릴프로필)테트라설파이드, 3-이소시아나토프로필트리에톡시실란, 3-이소시아나토프로필트리메톡시 실란, 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 3-아미노프로필메틸디에톡시실란 및 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)-에틸트리메톡시실란, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 디메톡시아크릴실란, 디에톡시아크릴실란, 디메톡시프로필아미노실란, 디에톡시프로필아미노 실란 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되고,
   상기 지방산은 데칸산(카프린산(capric acid)), 도데칸산(라우르산(lauric acid)), 테트라데칸산(미리스틴산(myristic acid)), 헥산데칸산(팔미틴산(palmitic acid)), 옥타데칸산(스테아린산(stearic acid)), 9-옥타데세노익산(올레산(oleic acid)), 9,12-옥타데카디에녹이산(리놀레산(linoleic acid)), 9,12,15-옥타데카트리에녹산(리놀렌산(linolenic acid)), 아라키딘산(에이코산산(eicosanoic acid)), 5,8,11,14-에이코사테트라에노익산(아라키돈산(arachinonic acid)), 13-도코세노익산(에루시산(erucic acid)), 7,10,13,16,19-도코사펜타에녹식산으로 구성되는 군에서 선택되는 1종 이상 선택되며;
   상기 지방산염은 스테아린산 아연, 스테아린산 칼슘, 스테아린산나트륨, 스테아린산 마그네슘, 스테아린산 알루미늄, 올레인산나트륨, 올레인산아연 및 팔미트산아연으로 구성되는 군에서 1종 이상 선택되는 지방산 금속염을 포함하는 인조잔디용 충진칩.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 가소제는 식물성 기름 또는 탄소수 1-10의 알킬로 치환된 시트르산염을 포함하는 식물성 가소제인 것을 특징으로 하는 인조잔디용 충진칩.
   
7. 제 6항에 있어서,
   상기 식물성 기름은 콩기름, 피마자유, 팜유, 코코넛기름, 옥수수기름, 해바라기씨 기름, 폐식용유 및 에폭시화 콩기름으로 구성되는 군에서 1종 이상 선택되는 인조잔디용 충진칩.
   
8. 제 1항에 있어서,
   상기 결정화 방지제는 코어/셀 구조를 갖는 아크릴레이트계 중합체인 것을 특징으로 하는 인조잔디용 충진칩.
   
9. 제 8항에 있어서,
   상기 코어를 구성하는 단량체는 탄소수 1-7의 직쇄 또는 측쇄의 알킬 치환된 아크릴레이트 10 ~ 30 중량%, 메틸메타크릴레이트 10 ~ 80 중량% 및 스티렌 단량체 10 ~ 60 중량%를 포함하는 인조잔디용 충진칩.
   
10. 제 8항에 있어서,
    상기 셀은 메타크릴산, 비닐이미다졸, N-비닐-2-메틸이미다졸 및 이들의 조합에서 선택되는 제 1 단량체 1 ~ 40 중량%; 및 탄소수 1-7의 직쇄 또는 측쇄의 알킬기를 갖는 알킬메타크릴레이트로 구성되는 제 2 단량체 60 ~ 99 중량%를 포함하는 인조잔디용 충진칩.
    
11. 제 1항에 있어서, 상기 사슬 연장제는 글리시딜아크릴레이트계 또는 글리시딜메타크릴레이트계 공중합체 또는 삼원중합체를 포함하는 인조잔디용 충진칩.
    
12. 제 11항에 있어서,
    상기 사슬 연장제는 글리시딜 아크릴레이트 또는 글리시딜 메타크릴레이트 10 ~ 60 중량%; 및 알킬메타크릴레이트, 알킬아크릴레이트 및 스티렌으로 구성되는 단량체 10 ~ 50 중량%를 포함하는 공중합체 또는 삼원중합체인 것을 특징으로 하는 인조잔디용 충진칩.
    
13. 제 1항에 있어서,
    상기 내가수분해제는 카르보디이미드계의 화합물을 포함하는 인조잔디용 충진칩.
    
14. 제 13항에 있어서,
    상기 내가수분해제는 디(2,6-디이소프로필페닐)카르보디이미드, 디사이클로헥실카르보디이미드, 디이소프로필카르보디이미드, 폴리-2,4,6-이소프로필카르보디이미드 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 인조잔디용 충진칩.
    
15. 무기 필러 35 ~ 70 중량%, 폴리락트산 10 ~ 40 중량%, 가소제 10 ~ 30 중량%, 아크릴레이트계 수지에서 선택되는 결정화 방지제 3 ~ 10 중량%, 사슬 연장제 0.1 ~ 5 중량%, 및 내가수분해제 0.05 ~ 2 중량%를 배합하는 단계;
    상기 배합하는 단계에서 얻어진 배합물을 압출하는 단계; 및
    상기 압출된 배합물을 절단하여 펠렛 형태의 충진칩을 형성하는 단계
    를 포함하는 인조잔디용 충진칩의 제조 방법.
    
16. 제 15항에 있어서,
    상기 펠렛 형태의 충진칩을 형성하는 단계는 수냉 커팅 또는 핫 커팅 방식에 의하여 상기 압출된 배합물을 절단하는 단계를 포함하는 인조잔디용 충진칩의 제조 방법.
    
17. 제 15항에 있어서,
    상기 폴리락트산은 결정성 폴리락트산과 비결정성 폴리락트산이 1 : 2 ~ 4의 중량비로 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 인조잔디용 충진칩의 제조 방법.
    
18. 제 15항에 있어서,
    상기 배합하는 단계 이전에 상기 무기 필러는 지방산, 지방산염, 실란계 커플링제, 티타늄계 커플링제, 지르코늄계 커플링제, 알루미늄계 커플링제에 의하여 표면 처리되어 있는 것을 특징으로 하는 인조잔디용 충진칩의 제조 방법.
    
19. 제 15항에 있어서,
    상기 무기 필러는 탄산칼슘, 탈크, 용융 실리카, 중탄산마그네슘 및 수산화알루미늄으로 구성되는 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 인조잔디용 충진칩의 제조 방법.
    
20. 제 15항에 있어서,
    상기 가소제는 식물성 기름 또는 탄소수 1-10의 알킬로 치환된 시트르산염을 포함하는 식물성 가소제인 것을 특징으로 하는 인조잔디용 충진칩의 제조 방법.
    
21. 제 15항에 있어서,
    상기 결정화 방지제는 코어/셀 구조를 갖는 아크릴레이트계 공중합체인 것을 특징으로 하는 인조잔디용 충진칩의 제조 방법.
    
22. 제 15항에 있어서,
    상기 사슬 연장제는 글리시딜아크릴레이트계 또는 글리시딜메타크릴레이트계 공중합체 또는 삼원중합체를 포함하는 인조잔디용 충진칩의 제조 방법.
    
23. 제 15항에 있어서,
    상기 내가수분해제는 카르보디이미드계의 화합물을 포함하는 인조잔디용 충진칩의 제조 방법.

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