KR101635540B1 - 코팅량이 절감되면서 인발강도가 향상된 인조잔디와 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코팅량이 절감되면서 인발강도가 향상된 인조잔디와 그 제조방법에 관한 것으로, 그 목적은 파일이 터프팅시 발생된 기포지의 파일홀내로 코팅제를 주입충전하고, 기포지의 하부면에 도포된 코팅제를 절감 및 균일분산도포하여, 코팅제 도포량이 약 20% 이상 절감되면서도 파일의 인발강도가 향상될 수 있는 인조잔디와 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 기포지와, 기포지에 터프팅되어 상측에 잔디층을 형성하는 파일과, 파일의 터프팅시 형성된 기포지의 파일홀내로 주입충전된 코팅제에 의해 파일홀내에서 파일을 고정하도록 형성된 홀고정부와, 기포지의 하부면에 도포된 코팅제에 의해 홀고정부와 일체로 형성되어 하부면으로 노출되어 있는 파일땀을 고정하는 코팅고정부를 포함하여, 홀고정부와 코팅고정부에 의해 파일이 이중으로 고정지지되어 코팅량이 절감되면서도 인발강도가 증진되도록 되어 있다.

Description

코팅량이 절감되면서 인발강도가 향상된 인조잔디와 그 제조방법{ARTIFICIAL GRASS AND THE METHOD OF PREPARING THE SAME}

본 발명은 코팅량이 절감되면서 인발강도가 향상된 인조잔디와 그 제조방법에 관한 것으로, 파일이 터프팅되어 있는 기포지의 파일홀내로 에어나이프에 의해 코팅제를 주입충전하면서 기포지에 도포된 코팅액을 제거하여 백코팅량이 절감되면서 파일의 인발강도가 향상될 수 있는 인조잔디와 그 제조방법에 관한 것이다.

최근에는 여가생활의 확대로 인하여 잔디 구장의 수요가 증대되고 있으며, 골프연습장, 운동경기장 및 기타 공공장소 등에는 운동하는 사람들의 신체적인 보호는 물론, 아름다운 경관을 제공하기 위하여 천연잔디를 대체할 수 있는 인조잔디가 많이 사용되고 있다.

이러한 인조잔디는 합섬섬유 소재를 잔디 형태로 제조한 것으로서, 인공적인 잔디 형태로 이루어져 있으며, 합성수지로 이루어진 기포지와, 상기 기포지 상에 잔디형상으로 제직되는 파일로 이루어져 있으며, 상기 기포지로부터 파일이 분리되는 것을 방지하기 위하여, 기포지 하부면에 코팅제가 도포되는 구성으로 이루어져 있다.

그러나, 상기 인조잔디는 기포지 하부면에 도포되는 코팅제에 의해 전적으로 파일사에 걸리는 인발력이 지탱되기 때문에, 파일사의 인발강도를 증진시키기 위해서는 코팅제의 도포량을 증진시켜야 하므로, 코팅제의 소모량이 많아지게 되고 이로 인해 경제적 부담이 가중되는 문제점이 있었다.

특히, 인조잔디의 파일은 복수가닥으로 이루어진 파일사가 겹쳐진 상태에서 터프팅되므로, 기포지 하부면에 위치하는 파일은 복수의 파일사가 서로 겹쳐져 있는 상태를 구비하게 되며, 이와 같이 복수 가닥의 파일사가 서로 겹쳐져 터프팅되어 있는 기포지 하부면에 코팅제가 도포되면, 최외측에 위치하는 파일사에는 코팅제가 도포되나, 겹쳐져 있는 파일사 사이 특히, 기포지에 인접되는 최내측의 파일사에는 코팅제가 거의 도포되지 못하게 되어, 파일의 전체 인발강도가 저하되는 현상이 발생되고 있다.

또한, 코팅제의 도포는 코팅제가 담겨져 있는 코팅수조내에 디핑롤러의 일부를 침지시켜 디핑롤러의 표면에 코팅제를 묻히고, 코팅제가 묻은 디핑롤러의 회전에 의해 파일땀이 위치하는 기포지 하부면에 접촉제를 도포한 후, 기포지 하부면에 과다 도포된 코팅제를 나이프에 의해 긁어내어 코팅제 도포량을 조정하도록 되어 있으나,

이와 같은 코팅제의 도포방식은 디핑롤러에 의해 코팅제를 단순히 묻히기만 하므로, 기포지의 하부면에 코팅제가 도포되지 않는 부분이 발생되기 쉽고, 이와 같은 미도포 현상을 제거하기 위하여 코팅제를 과도 도포할 경우, 나이프만으로는 코팅제 도포량의 조정이 어려워 코팅제의 불균일 도포 및 부분적인 과도 도포현상이 발생되며, 이로 인해 코팅제의 미건조현상이 발생되어 제품의 품질을 저하시킬 뿐 아니라, 파일의 인발강도가 저하되게 되는 등 여러가지 문제점이 있었다.

등록특허공보 등록번호 10-1147009(2012.05.10)

본 발명의 목적은 파일이 터프팅시 발생된 기포지의 파일홀내로 코팅제를 주입충전하고, 기포지의 하부면에 도포된 코팅제를 절감 및 균일분산도포하여, 코팅제 도포량이 약 20% 이상 절감되면서도 파일의 인발강도가 향상될 수 있는 인조잔디와 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 기포지와, 기포지에 터프팅되어 상측에 잔디층을 형성하는 파일과, 파일의 터프팅시 형성된 기포지의 파일홀내로 주입충전된 코팅제에 의해 파일홀내에서 파일을 고정하도록 형성된 홀고정부와, 기포지의 하부면에 도포된 코팅제에 의해 홀고정부와 일체로 형성되어 하부면으로 노출되어 있는 파일땀을 고정하는 코팅고정부를 포함하여, 파일이 코팅제에 의해 형성된 홀고정부와 코팅고정부에 의해 이중으로 고정지지되어 코팅량이 절감되면서도 인발강도가 증진되도록 되어 있다.

본 발명은 인조잔디의 하부면에 과도포된 코팅제가 미터링 나이프에 의해 1차 조정되고, 에어나이프에서 분사되는 공기에 의해 2차조정되도록 되어 있어, 코팅제의 과도포가 방지되고, 코팅제를 적게 사용하여도 인조잔디 하부면에 코팅제가 균일하게 분산도포되므로, 기존 인조잔디와 대비할 경우, 파일사의 인발강도가 동일 또는 그 이상을 구비하게 된다.

본 발명은 인조잔디의 하부면에 도포된 코팅제가 에어나이프에 의해 파일홀내로 주입충전되어 홀고정부를 형성하고, 인조잔디 하부면에 코팅제의 고른 분산을 통해 코팅고정부를 형성하게 되므로, 코팅제의 도포량이 약 20% 이상 절감되면서도 인조잔디의 파일사가 이중으로 지지되어 전체 인발강도가 더욱 증진된다. 즉, 본 발명은 홀고정부와 코팅고정부에 의해 파일사의 더욱 많은 부분이 지지되므로, 코팅제를 절감하면서도 기존 인조잔디 대비 인발강도가 증진되는 효과가 있다.

본 발명은 미터링 나이프에 의한 도포량 1차조정, 에어나이프에 의한 도포량 2차조정을 통해 코팅고정부의 코팅제 도포량이 최적으로 조정되고, 에어나이프에 의해 코팅제가 예비적으로 건조되므로, 건조속도가 빠르고, 이로 인해 생산속도를 증진시킬 수 있어, 전체 생산성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 코팅제의 완전한 건조를 통해, 인조잔디의 품질을 향상시키고, 파일사의 인발강도 증가를 통해 손상 또는 파손현상이 저감되므로, 경제적 부담을 해소시킬 수 있는 등 많은 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 인조잔디의 구성을 보인 예시도
도 2 는 본 발명에 따른 인조잔디 제조방법을 보인 블록예시도
도 3 은 본 발명에 따른 인조잔디 제조방법을 보인 공정예시도
도 4 는 본 발명에 따른 인조잔디의 하부면 구성을 보인 예시도

도 1 은 본 발명에 따른 인조잔디의 구성을 보인 예시도를, 도 4 는 본 발명에 따른 인조잔디의 하부면 구성을 보인 예시도 도시한 것으로, 본 발명은 기포지(10)와, 기포지에 터프팅되어 상측에 잔디층(110)을 형성하는 파일(20)과, 파일의 터프팅시 형성된 기포지의 파일홀(13)내로 주입충전된 코팅제에 의해 파일홀(13)내에서 파일(20)을 고정하도록 형성된 홀고정부(30)와, 기포지의 하부면(14)에 도포된 코팅제에 의해 홀고정부(30)와 일체로 형성되어 하부면(14)으로 노출되어 있는 파일땀(22)을 고정하는 코팅고정부(40)를 포함한다.

상기 기포지(10)는 파일(20)을 심기 위한 지지체로, 폴리프로필렌(PP)으로 이루어진 단일기포지 또는, 폴리프로필렌의 직포 또는 부직포로 이루어진 제1기포지(11)와, 폴리에스터로 이루어진 제2기포지(12)가 일체로 접착되어진 2겹 기포지가 사용된다.

이와 같은 기포지(10)는 터프팅 니들(Tufting Needle)에 의한 파일(20)의 터프팅시 형태가 유지되고, 코팅제의 도포에 따른 열건조시에도 변형이 발생되지 않으며, 코팅제의 흡착 특성이 우수하고, 균일하면서도 부착력이 우수한 고정부의 형성을 통해, 파일의 인발 강도를 향상시키기 위한 것이다.

상기 파일(20)은 인조잔디에 천연잔디와 흡사한 특성을 부여하는 역할을 하는 것으로서, 복수의 파일사로 이루어져 있으며, 터프팅 방식에 의해 기포지에 제직되어, 기포지 상측에 잔디층(110)을 형성하게 된다.

즉, 상기 파일(20)은 기포지의 상측으로 잔디층(110)을 형성하는 상단파일(21)과, 소정의 곡률반경을 구비하며 기포지 하부면(14)으로 노출되어 있는 파일땀(22)에 의해, 공급되는 기포지(10)에 '∩'자 형상으로 터프팅된다. 상기 파일은 그 재질이 특별히 한정되는 것은 아니나, 폴리올레핀계열의 파일사가 사용될 수 있다.

상기 홀고정부(30)는 기포지의 파일홀(13)내로 공기의 풍압에 의해 주입충전된 코팅제의 건조경화에 의해 형성되어 파일홀(13)을 밀폐시킴과 동시에, 파일홀(13)내에 위치하는 파일(20) 즉, 복수가닥의 파일사를 일체로 접착고정한다.

상기 파일홀(13)은 파일(20)의 터프팅시, 터프팅니들에 의해 기포지(10)에 형성된 홀(파일사가 심어지는 홀)을 의미하며, 복수가닥의 파일사가 관통삽입된 상태를 구비하게 된다.

상기 코팅고정부(40)는 기포지의 하부면(14)에 도포된 코팅제의 건조경화에 의해 형성되어, 기포지 하부면(14)에 위치하는 파일땀(22)을 일체로 접착고정한다.

상기 홀고정부(30)와 코팅고정부(40)는 서로 분리형성되는 것이 아니라, 일체로 연결형성된다.

상기 코팅제는 Benzene, ethenyl-, polymer with 1,3-butadiene 21∼27wt%, 산화아연 0.1∼1wt%, 탄산칼슘 36∼52wt%, 물 25∼35wt%, 첨가제 0.1∼3wt%를 포함한다.

상기 Benzene, ethenyl-, polymer with 1,3-butadiene은 고형분 35∼70wt% 의 것을 사용하며, 우수한 접착성 및 침투성을 구비하고 있어, 기포지에 파일을 견고하게 고정시키게 된다. 상기 Benzene, ethenyl-, polymer with 1,3-butadiene 은 고형분 35wt% 미만이면 부착성 및 코팅성이 감소되고, 70wt%를 초과하면 코팅제의 저온 안정성이 저하되어 저장성에 문제가 발생된다. 상기 Benzene, ethenyl-, polymer with 1,3-butadiene은 CAS No. 9003-55-8 에 해당되는 물질이다.

상기 산화아연은 인발강도를 향상시키기 위하여 첨가되는 것으로, 0.1wt% 미만으로 첨가될 경우, 인발강도가 저하되고, 1wt% 를 초과하여 첨가될 경우에는 산화아연의 침전현상이 발생되어, 조성물의 안정성이 깨지고 기포지가 지나치게 뻣뻣해 지게 되는 현상이 발생될 수 있다.

상기 탄산칼슘은 물의 함량을 최소화하고, 혼화성을 향상시키기 위하여 첨가되는 것으로, 36wt% 미만으로 첨가될 경우, 코팅제의 수분함량이 높아져 건조속도가 느려지고, 52wt%를 초과하여 첨가되면 유연성이 저하될 뿐 아니라, Benzene, ethenyl-, polymer with 1,3-butadiene 의 첨가량이 적어지게 되어 접착성이 저하될 수 있다.

상기 탄산칼슘은 지방산, 수지산 또는 유사 유기 산으로 표면 처리된 경질 (또는 침강) 탄산칼슘이 바람직하다. 이와 같이 표면처리된 경질 탄산칼슘은 조성물내에서 우수한 분산성을 구비할 뿐 아니라, 접착강도를 더욱 향상시키는 효과를 구비한다.

상기 물은 코팅제가 최적의 도포성을 구비하도록 하는 것으로, 이온수 또는 증류수가 사용될 수 있으며, 25 wt% 미만으로 첨가되면, 코팅성에 문제가 생기고, 35wt% 를 초과하여 첨가되면 적정 코팅두께를 올리지 못하는 문제가 발생되므로, 적정범위내에서 첨가된다.

상기 첨가제는 분산제, 유동제, 계면활성제, 증점제 등등 코팅제에 첨가되는 다양한 첨가제를 의미하며, 상기 분산제는 소듐 라우릴 술페이트, 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르, 폴리옥시에틸렌 피마자유 유도체, 폴리옥시에틸렌 솔비탄 지방산 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 폴리프로필렌 글리콜(PPG), 폴리에틸렌-폴리프로필렌 코폴리머/블록 폴리머(PEG/PPG), 불포화 폴리옥시에틸렌 에테르, 실리콘 코폴리올, 퍼플루오로알킬 코폴리올 중 선택된 하나, 상기 유동제는 혼합물이 흐르거나 퍼지지 않고 수직면상에 잔존할 수 있도록 흐름성을 조정하기 위하여 첨가되는 것으로, 증점제 기능을 구비하는 실리카, 상기 계면활성제는 아민계 또는 실리콘계의 음이온성 계면활성제가 사용될 수 있다.

상기와 같이 조성된 코팅제는 비중 1.4 이상을 구비하고, pH 8∼10의 범위를 구비하며, 점도 4,000∼6,500cps(25℃) 바람직하게는 점도 4,500∼6,200cps(25℃), 더욱 바람직하게는 점도 5,000∼6,000cps(25℃)을 구비하게 된다.

이와 같은 코팅제의 비중 및 점도는 분사되는 공기의 풍압에 의해 파일홀내로 주입건조되어 홀고정부를 형성하기 위한 것으로, 상기 적정범위를 벗어날 경우, 파일홀내에 충실한 홀고정부의 형성이 이루어지지 않게 된다.

또한, 본 발명의 홀고정부(30)과 코팅고정부(40)를 서로 다른 코팅제에 의해 형성될 수 있다.

즉, 상기 홀고정부(30)는 제1코팅제에 의해 형성되고, 상기 코팅고정부(40)는 제2코팅제에 의해 형성되되,

상기 제1코팅제는 Benzene, ethenyl-, polymer with 1,3-butadiene 21∼27wt%, 산화아연 0.1∼1wt%, 탄산칼슘 36∼52wt%, 물 25∼35wt%, 첨가제 0.1∼2wt%를 포함하고,

상기 제2코팅제는 Benzene, ethenyl-, polymer with 1,3-butadiene 21∼27wt%, 산화아연 0.1∼1wt%, 탄산칼슘 36∼52wt%, 물 25∼35wt%, 첨가제 0.1∼2wt%, 아크릴레이트 코폴리머(Acrylates Copolymer) 0.1∼2wt%를 포함하도록 할 수 있다.

상기 아크릴레이트 코폴리머(Acrylates Copolymer)는 성분들의 층분리현상을 방지하고, 코팅제의 전체 물성 및 시공성을 증진시키기 기능을 구비한다. 특히 상기 아크릴레이트 코폴리머(Acrylates Copolymer)는 pH8∼10에서 Benzene, ethenyl-, polymer with 1,3-butadiene과 혼합되어, 접착력을 더욱 강화시키는 특성을 구비한다. 이와 같은 아크릴레이트 코폴리머는 고형분 60∼70wt%의 것을 사용한다.

상기와 같이 아크릴레이트 코폴리머(Acrylates Copolymer)를 더 포함하는 제2코팅제는 아크릴레이트 코폴리머(Acrylates Copolymer)에 의해 접착성 증진효과 및 점도증진효과를 구비하게 된다.

상기와 같이 이루어진 제1코팅제는 분사되는 공기의 풍압에 의해 파일홀(13)내로 주입충전 및 건조되어 홀고정부(30)를 형성하게 되고, 제2코팅제는 기포지 하부면(14)에 도포되어 코팅고정부(40)를 형성하게 된다. 이때, 상기 제1코팅제와 제2코팅제는 아크릴레이트 코폴리머를 제외한 나머지 성분이 동일하도록 되어 있어, 제1코팅제에 의해 형성된 홀고정부(30)와 제2코팅제에 의해 형성된 코팅고정부(40)는 서로 접합되어 일체화된다.

이하, 본 발명에 따른 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 본 발명에 따른 인조잔디 제조방법을 보인 블록예시도를, 도 3 은 본 발명에 따른 인조잔디 제조방법을 보인 공정예시도를, 도 4 는 본 발명에 따른 인조잔디의 하부면 구성을 보인 예시도를 도시한 것으로, 인조잔디용 기포지(10)에 일정 간격으로 파일이 터프팅되는 파일 입모단계; 기포지의 하부면(14)에 코팅제가 도포되는 코팅제 도포단계; 기포지의 하부면(14)에 도포된 코팅제의 도포량이 미터링 나이프부(60)에 의해 1차조정되는 코팅량 조정단계; 코팅량 조정단계 후, 에어나이프(70)에 의해 기포지 하부면(14)의 코팅제 도포량이 2차조정됨과 동시에, 에어나이프(70)로부터 분사되는 공기의 풍압에 의해 기포지 하부면(14)에 도포되어 있는 코팅제가 기포지의 파일홀(13)내로 주입충전되는 코팅제 주입 및 재조정단계; 코팅제 주입 및 재조정단계 후, 건조되어 파일홀(13)내로 주입충전된 코팅제에 의해 홀고정부(30)가 형성되고, 기포지 하부면(14)에 도포된 코팅제에 의해 코팅고정부(40)가 형성된 인조잔디(100)가 형성되는 건조단계; 인조잔디(100)를 냉각시키는 냉각단계; 냉각단계 후, 인조잔디(100)가 권취되는 권취단계를 포함한다.

상기 파일 입모단계는 복수가닥의 파일사로 이루어진 파일(20)을 기포지(10)에 터프팅시켜 잔디층(110)을 형성한다.

상기 코팅제 도포단계는 기포지의 하부면 즉, 기포지 하부면(14)에 코팅제가 도포되는 단계로, 설정속도로 이송되는 기포지(10)의 하부면(14)에 코팅제가 묻어있는 디핑롤러(50)가 접촉되어, 코팅수조(51)내의 코팅제가 기포지 하부면(14)에 자동 도포된다.

이때, 상기 디핑롤러(50)는 코팅제가 저장된 코팅수조(51)내에 하부가 침지되고, 디핑롤러(50)의 상부에 기포지 하부면(14)이 접촉되도록 되어 있어, 기포지(10)가 설정속도로 이송될 시, 기포지(10)의 설정속도에 따라 디핑롤러(50)가 회전되어 코팅수조(51)내의 코팅제가 기포지의 하부면(14)에 자동도포되게 된다.

또한, 상기 코팅제 도포단계는 파일땀(22)이 위치하지 않는 기포지(10)의 테두리(15)에 코팅제가 도포되지 않도록 테두리 가이드부(55)에 의해 기포지의 테두리(15)가 디핑롤러(50)로부터 이격되도록 소정거리 들어올려지게 된다.

즉, 본 발명은 불필요한 부위에 대한 코팅제의 도포를 방지하고, 코팅제의 사용량을 저감시키며, 제조장치의 오염을 방지하기 위하여, 기포지의 하부면(14)중, 파일땀(22)이 위치하지 않은 테두리(15)에 대해서는 코팅제가 도포되지 않도록 하여, 코팅제의 소모량이 저감되도록 되어 있다.

상기 테두리 가이드부(55)는 소정의 반경을 구비하고 디핑롤러(50)로부터 소정거리 이격되어 위치하며 기포지의 하부면(14)을 접촉지지하는 가이드패널(56)과, 상기 가이드패널(56)을 기포지(10)의 폭방향으로 슬라이드 이동시키는 패널이동부(57)를 포함한다.

상기 패널이동부(57)는 가이드패널(56) 및 접촉센서부(도시없음)가 연결설치되는 지지대(57a)와, 상기 지지대(57a)의 일측에 설치되는 구동모터(57b)와, 상기 구동모터(57b)에 축결합되는 피니언기어(57c)와, 상기 피니언기어(57c)가 치합되도록 공급되는 기포지의 폭방향으로 설치된 안내프레임(58)을 따라 설치되는 랙기어(57d)와, 지지대(57a)의 일측이 연결설치되고 안내프레임(58)을 따라 설치되는 패널이동레일(57e)를 포함하도록 구성되어, 구동모터(57b)의 구동력에 의해 가이드패널(56)이 연결설치된 지지대(57a)가 랙/피니언기어(57c,57d) 및 패널이동레일(57e)에 의해 슬라이드 이동되도록 되어 있다.

이때, 상기 안내프레임(58)은 디핑롤러(50) 및 코팅수조(51)가 설치되는 기본프레임(도시없음)에 설치되어 있으며, 상기 구동모터(57b)는 기포지의 폭을 감지하도록 설치된 접촉센서(도시없음)에 의해 구동된다.

상기와 같이 구성된 테두리 가이드부(55)는 가이드패널(56)이 기포지의 양측에 위치하는 테두리(15)의 하부면에 접촉되어 디핑롤러(50)로부터 기포지의 테두리(15)를 소정거리 이격되도록 들어올리게 된다. 이때, 파일땀(22)이 형성되어 있는 기포지의 하부면(14)은 디핑롤러(50)에 접촉된 상태가 유지되어 디핑롤러(50)에 의해 코팅제가 도포되게 된다.

상기 코팅량조정단계는 디핑롤러(50)에 의해 기포지 하부면(14)에 과도포된 코팅제가 미터링 나이프부(60)에 의해 제거되어 코팅제 도포량이 1차조정된다.

상기 미터링 나이프부(60)는 기포지 상측 즉, 잔디층이 위치하는 기포지 상측에 접촉지지되는 제1회전롤러(61)와, 상기 제1회전롤러(61)로부터 소정거리 수평이격되어 위치하는 제2회전롤러(62)와, 상기 제1,2회전롤러(61,62) 사이에 위치하도록 설치되어 기포지의 하부면(14)에 접촉되는 미터링 나이프(63)를 포함한다.

이와 같이 구성된 미터링 나이프부(60)는 제1,2회전롤러(61,62) 사이에 위치하는 미터링 나이프(63)가 기포지의 하부면(14)에 접촉되어 하부면(14)에 과도포된 코팅제를 긁거나 닦아 코팅제의 도포량을 1차 조정하게 된다.

이때, 상기 미터링 나이프(63)는 제1,2회전롤러(61,62) 사이에 위치하도록 되어 있어, 설정속도로 이송되는 기포지(20)는 미터링 나이프(63)를 중심으로 양측이 제1,2회전롤러(61,62)의 하부에 접촉되어 'Λ'자 형상으로 이송되며, 미터링 나이프(63)에 의해 제거된 코팅제는 미터링 나이프(63) 하부에 위치하는 코팅수조(51)내로 흘러가게 된다.

상기 코팅제 주입 및 재조정단계는 코팅제가 1차조정된 기포지를 상향이송시키면서 에어나이프(70)에 의해 기포지 하부면(14)에 도포되어 있는 코팅제를 기포지의 파일홀(13)내로 강제주입충전함과 동시에, 기포지 하부면(14)의 코팅제 도포량을 균일하게 분산 및 코팅제를 긁어내어 재조정하게 된다.

이때, 상기 에어나이프(70)에서 분사되는 공기압력 즉, 풍압은 800∼1,500㎜Aq, 바람직하게는 약 1,000∼1,500㎜Aq, 더욱 바람직하게는 약 1,200∼1,500㎜Aq의 풍압으로 공기가 분사되고, 분사되는 공기는 기포지 하부면(14)에 대하여 하향방향으로 약 20°∼65°, 바람직하게는 약 30°∼65°, 더욱 바람직하게는 약 35°∼65°의 각도로 분사되도록 에어나이프(70)의 경사각(θ)이 설정된다.

또한, 공기가 분사되는 에어나이프(70)의 슬립 폭(W)은 0.5∼1.0㎜, 바람직하게는 0.8∼1.0㎜ 를 구비하며, 슬립의 길이는 특별히 한정되지는 않으나, 약 200∼2,000㎜ 범위를 구비하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 에어나이프(70)의 경사각 및 공기 분사압력(풍압)은 코팅제의 점도에 따라 조정될 수 있으며, 점도가 낮을수록 분사각도는 크게 또한 분사압력은 약하게 조정되고, 점도가 클 수록 분사각도는 작게 또한 분사압력은 크게 조정된다.

또한 상기 에어나이프(70)는 끝단 즉, 공기가 분사되는 끝단은 기포지 하부면(14)에 대하여 5∼30㎜, 바람직하게는 5∼20㎜, 더욱 바람직하게는 8∼12㎜의 간격(S)을 구비하도록 설치되며, 간격이 5㎜ 미만으로 설정될 경우, 공기의 풍압에 의해 기포지 하부면에 도포된 코팅제가 과다제거되어 접착성이 저하되는 현상이 발생되며, 30㎜를 초과할 경우, 파일홀내로 코팅제의 주입충전이 원활하게 이루어지지 않게 된다.

상기 에어나이프(70)의 경사각(θ) 및 간격(S) 조정은 작업자의 수작업에 의해 이루어진다.

상기와 같은 에어나이프(70)의 분사되는 공기의 풍압에 의해 기포지 하부면(14)에 도포되어 있는 코팅제가 파일홀(13)내로 강제적으로 주입충전되어 건조에 의해 홀고정부(30)가 형성되고, 분사되는 공기의 풍압에 의해 기포지의 하부면(14)에 도포되어 있는 코팅제가 재분배 및 제거되어 건조에 의해 균일한 두께의 코팅고정부(40)를 형성하게 된다.

또한, 에어나이프(70)에 의해 분사되는 공기는 파일홀(13)내로 주입충전된 코팅제 및, 기포지 하부면(14)의 코팅제를 예비건조하는 기능도 함께 구비하게 된다.

상기와 같은 공기의 분사압, 분사각도, 에어나이프(70)와 기포지 하부면(14)의 간격설정은 적은 양의 코팅제에 의해 홀고정부(30) 및 코팅고정부(40)를 형성하고, 이에 의해 파일의 인발강도를 향상시키기 위한 것으로, 설정범위를 벗어나게 될 경우, 홀고정부(30) 및 코팅고정부(40)의 형성이 원활하지 못하게 되어 목표로 하는 인발강도를 확보할 수 없게 된다.

이와 같은 설정값은 기포지의 이송속도, 코팅제의 물성 및 코팅제의 최적도포량, 신속한 건조를 통한 전체 생산성 향상을 종합적으로 고려하여 설정된 것으로, 상기 범위를 벗어나게 되면, 파일홀(13)내로 코팅제가 주입충전되지 않을 뿐 아니라, 코팅제의 균일한 재분산 및 재조정이 이루어지지 않아, 파일의 인발강도가 저하되고, 제품 불량이 발생되게 된다.

상기 건조단계는 미터링 나이프(63) 및 에어나이프(70)에 의해 코팅제의 도포량이 조정된 기포지의 하부면(14)이 상향으로 위치하도록 하여 건조부(80)로 공급되고, 건조부(80)를 통과하면서 약 100∼120℃ 범위내에서 건조되어 홀고정부(13) 및 하부고정부(14)가 형성된 인조잔디(100)가 형성된다.

상기 냉각단계 및 권취단계는 복수의 송풍기를 구비하는 공냉부(81)에 의해 인조잔디가 건조 및 냉각된 후, 권취롤에 인조잔디가 권취된다.

또한, 본 발명은 상기 냉각단계와 권취단계 사이에, 인조잔디(100)에 배수홀(120)을 가공하는 배수홀 가공단계를 더 포함할 수 있다.

상기 배수홀가공단계는 홀고정부(13) 및 코팅고정부(14)가 형성된 인조잔디(100)에 배수홀(120)을 천공하는 단계로, 펀칭부(82)에 의해 인조잔디(100)를 천공하여 복수의 배수홀(120)을 형성한다.

또한, 본 발명은 코팅제를 제1코팅제와 제2코팅제로 분리하여 인조잔디를 제조할 수 있다.

즉, 본 발명은 인조잔디용 기포지(10)에 일정 간격으로 파일이 터프팅되는 파일 입모단계; 파일 입모라인(16)을 따라 제1코팅제가 도포되도록 기포지의 하부면(14)에 제1코팅제가 도포는 제1코팅제 도포단계; 미터링 나이프부(60)에 의해 제1코팅제의 도포량이 1차조정되는 코팅량 1차조정단계; 코팅량 1차조정단계 후, 에어나이프(70)로부터 분사되는 공기의 풍압에 의해 파일 입모라인(16)을 따라 도포되어 있는 제1코팅제가 기포지의 파일홀(13)내로 주입충전되는 제1코팅제 주입 및 재조정단계; 제1코팅제 주입 및 재조정단계 후, 기포지의 하부면(14)에 제2코팅제가 도포되는 제2코팅제 도포단계; 기포지의 하부면(14)에 도포된 제2코팅제의 도포량이 미터링 나이프부(60)에 의해 조정되는 코팅량 2차조정단계; 코팅량 2차조정단계 후, 에어나이프(70)에 의해 기포지 하부면(14)의 제2코팅제 도포량이 2차조정되는 코팅제 재조정단계; 코팅제 재조정단계 후, 건조되어 파일홀(13)내로 주입충전된 코팅제에 의해 홀고정부(30)가 형성되고, 기포지 하부면(14)에 도포된 코팅제에 의해 코팅고정부(40)가 형성된 인조잔디(100)가 형성되는 건조단계; 인조잔디(100)를 냉각시키는 냉각단계; 냉각단계 후, 인조잔디(100)가 권취되는 권취단계를 포함한다.

즉, 본 발명은 제1코팅제에 의해 홀고정부(30)가 형성되고, 제2코팅제에 의해 코팅고정부(40)가 형성되며, 상기 제1코팅제는 Benzene, ethenyl-, polymer with 1,3-butadiene 21∼27wt%, 산화아연 0.1∼1wt%, 탄산칼슘 36∼52wt%, 물 25∼35wt%, 첨가제 0.1∼2wt%를 포함하고, 상기 제2코팅제는 Benzene, ethenyl-, polymer with 1,3-butadiene 21∼27wt%, 산화아연 0.1∼1wt%, 탄산칼슘 36∼52wt%, 물 25∼35wt%, 첨가제 0.1∼2wt%, 아크릴레이트 코폴리머(Acrylates Copolymer) 0.1∼2wt%를 포함하도록 할 수 있다.

상기와 같은 제조방법에 의해 KS M 3888-1 에 따라 파일높이(잔디층높이) 16㎜±4㎜, 25㎜±4㎜, 35㎜±4㎜, 55㎜±4㎜의 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌+니일론의 인조잔디가 제조되면, 코팅제 도포량은 약 670∼1,000 gsm, 건조코팅량은 400∼600 gsm, 건조된 인조잔디의 총무게는 약 2,400∼2,600 gsm 을 구비하게 된다.

이는 에어나이프(70)의 설치 없이 미터링 나이프(63)에 의해 KS M 3888-1 에 따라 파일높이(잔디층높이) 16㎜±4㎜, 25㎜±4㎜, 35㎜±4㎜, 55㎜±4㎜의 인조잔디가 제조될 경우, 소모되는 코팅제의 도포량이 약 1,400∼1,470 gsm, 건조코팅량이 950∼1,000 gsm, 건조된 인조잔디의 총무게가 약 2,950∼3,000 gsm 임을 고려할 경우, 코팅제의 소모량이 20% 이상 절감됨을 알 수 있다.

또한, 상기와 같이 배수홀가공단계를 구비한 제조방법에 의해 제조된 인조잔디는 모두 180㎜/hr 이상의 우수한 배수성을 구비하였다.

상기와 같이 제조된 인조잔디는 잔디층 사이로 탄성력을 구비하는 충전재가 도포되어 시공설치된다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

실시예1

파일이 터프팅된 기포지의 하부면에 디핑롤러에 의해 코팅제를 도포하고, 도포된 코팅제를 미터링 나이프에 의해 긁어내어 코팅제 도포량을 1차조정한 후, 에어나이프에 의해 예비인조잔디 하부면으로 공기를 분사(경사각 50°, 분사압력 1,000㎜Aq, 분사거리 15∼20㎜)하여, 기포지의 파일홀내로 코팅제가 주입충전됨과 동시에, 기포지 하부면의 코팅제 도포량을 2차조정한 다음, 이를 건조 냉각하여 인조잔디를 제조하였다.

이때, 코팅제는 Benzene, ethenyl-, polymer with 1,3-butadiene 25wt%, 산화아연 1wt%, 탄산칼슘 45wt%, 물 26wt%, 첨가제(증점제,계면활성제,분산제) 3wt%에 의해 점도 6,000cps로 이루어진 것을 사용하였다.

이와 같이 건조냉각된 인조잔디에 대한 코팅제 총 도포량, 건조된 코팅량, 인조잔디 무게, 파일의 인발강도, 파일의 침수인발강도, 침수인발강도비율을 측정하였으며, 그 결과는 [표1]에 나타내었다.

이때, 대비군은 코팅제 점도 에어나이프를 미설치하고 제조한 인조잔디를 사용하였으며, 코팅제는 Benzene, ethenyl-, polymer with 1,3-butadiene 22wt%, 산화아연 0.5wt%, 탄산칼슘 50wt%, 물 25.5wt%, 첨가제(증점제,계면활성제,분산제) 2wt%에 의해 점도 7,500cps로 이루어진 것을 사용하였다.

[표1]

[표1]에서와 같이, 본 발명에 따른 실시예1은 건조기를 통과하기 전, 예비인조잔디의 하부면에 도포된 코팅제의 도포량(총코팅량)에 있어서, 대비군에 비해 약 41% 정도 적은양이 도포되었으나, 파일사의 인발강도는 오히려 대비군에 비해 약 50% 정도 더 향상되었음을 알 수 있다. 이는 분사되는 공기에 의해 파일홀내로 코팅제가 강제주입충전되어 홀고정부를 형성하고, 상기 홀고정부와 일체로 코팅고정부가 형성되어 파일이 이중으로 더욱 견고하게 지지되었음을 알 수 있다.

또한, 적은 양의 코팅제 도포에 의해 동일 온도조건하에서 생산속도가 더욱 증가됨을 알 수 있다.

실시예2

실시예1과 동일한 조건으로 인조잔디를 제조하되, 에어나이프의 슬립 폭(공기가 분사되는 크기)을 다르게 하여, 총 코팅량(건조전)을 측정한 후, 이를 [표2]에 나타내었다. 총코팅량 측정은 8회 시험에 따른 평균값을 기재하였으며, 슬립의 길이는 1,000㎜로 설정하였다.

[표2]

[표2]에서와 같이, 슬립폭이 0.5∼1.0㎜에서 총코팅량이 720∼790g으로 나타났으며, 이는 에어나이프 미적용시 총 코팅량이 980∼1,200g 이었음을 고려할 경우, 약 20% 이상의 코팅량이 절감됨을 알 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

(10) : 기포지 (11) : 제1기포지
(12) : 제2기포지 (13) : 파일홀
(14) : 하부면 (15) : 테두리부
(16) : 입모라인 (20) : 파일
(21) : 상단파일 (22) : 파일땀
(30) : 홀고정부 (40) : 코팅고정부
(50) : 디핑롤러 (51) : 코팅수조
(55) : 테두리 가이드부 (56) : 가이드패널
(57) : 패널이동부 (57a): 지지대
(57b): 구동모터 (57c): 피니언기어
(57d): 랙기어 (57e): 패널이동레일
(58) : 안내프레임 (60) : 미터링 나이프부
(61) : 제1회전롤러 (62) : 제2회전롤러
(63) : 미터링 나이프 (70) : 에어나이프
(80) : 건조기 (81) : 공냉부
(82) : 펀칭부 (100): 인조잔디
(110): 잔디층 (120): 배수홀

Claims (9)

1. 기포지(10)와,
   기포지에 터프팅되어 상측에 잔디층(110)을 형성하는 파일(20)과,
   파일의 터프팅시 형성된 기포지의 파일홀(13)내로 주입충전된 코팅제에 의해 파일홀(13)내에서 파일(20)을 고정하도록 형성된 홀고정부(30)와,
   기포지의 하부면(14)에 도포된 코팅제에 의해 홀고정부(30)와 일체로 형성되어 하부면(14)으로 노출되어 있는 파일땀(22)을 고정하는 코팅고정부(40)를 포함하여, 홀고정부(30)와 코팅고정부(40)에 의해 파일(20)이 이중으로 고정지지된 것을 특징으로 하는 코팅량이 절감되면서 인발강도가 향상된 인조잔디.
   
2. 청구항 1 에 있어서;
   상기 코팅제는,
   Benzene, ethenyl-, polymer with 1,3-butadiene 21∼27wt%,
   산화아연 0.1∼1wt%,
   탄산칼슘 36∼52wt%,
   물 25∼35wt%,
   첨가제 0.1∼3wt%를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅량이 절감되면서 인발강도가 향상된 인조잔디.
   
3. 청구항 2 에 있어서;
   코팅제는 비중 1.4 이상을 구비하고, pH 8∼10의 범위를 구비하며, 점도 4,000∼6,500cps(25℃)를 구비하는 것을 특징으로 하는 코팅량이 절감되면서 인발강도가 향상된 인조잔디.
   
4. 청구항 1 에 있어서;
   상기 코팅제는 홀고정부(30)를 형성하는 제1코팅제와, 코팅고정부(40)를 형성하는 제2코팅제로 이루어지되,
   상기 제1코팅제는 Benzene, ethenyl-, polymer with 1,3-butadiene 21∼27wt%, 산화아연 0.1∼1wt%, 탄산칼슘 36∼52wt%, 물 25∼35wt%, 첨가제 0.1∼2wt%를 포함하고,
   상기 제2코팅제는 Benzene, ethenyl-, polymer with 1,3-butadiene 21∼27wt%, 산화아연 0.1∼1wt%, 탄산칼슘 36∼52wt%, 물 25∼35wt%, 첨가제 0.1∼2wt%, 아크릴레이트 코폴리머(Acrylates Copolymer) 0.1∼2wt%를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅량이 절감되면서 인발강도가 향상된 인조잔디.
   
5. 인조잔디용 기포지(10)에 일정 간격으로 파일이 터프팅되어 잔디층을 형성하는 파일 입모단계;
   기포지의 하부면(14)에 코팅제가 도포되는 코팅제 도포단계;
   기포지의 하부면(14)에 도포된 코팅제의 도포량이 미터링 나이프부(60)에 의해 1차조정되는 코팅량 조정단계;
   코팅량 조정단계 후, 에어나이프(70)에 의해 기포지 하부면(14)의 코팅제 도포량이 2차조정됨과 동시에, 에어나이프(70)로부터 분사되는 공기에 의해 기포지 하부면(14)에 도포되어 있는 코팅제가 기포지의 파일홀(13)내로 주입충전되는 코팅제 주입 및 재조정단계;
   코팅제 주입 및 재조정단계 후, 건조되어 파일홀(13)내로 주입충전된 코팅제에 의해 홀고정부(30)가 형성되고, 기포지 하부면(14)에 도포된 코팅제에 의해 코팅고정부(40)가 형성된 인조잔디(100)가 형성되는 건조단계;
   인조잔디(100)를 냉각시키는 냉각단계;
   냉각단계 후, 인조잔디(100)가 권취되는 권취단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅량이 절감되면서 인발강도가 향상된 인조잔디 제조방법.
   
6. 인조잔디용 기포지(10)에 일정 간격으로 파일이 터프팅되어 잔디층을 형성하는 파일 입모단계;
   파일 입모라인(16)을 따라 제1코팅제가 도포되도록 기포지의 하부면(14)에 제1코팅제가 도포는 제1코팅제 도포단계;
   미터링 나이프부(60)에 의해 제1코팅제의 도포량이 1차조정되는 코팅량 1차조정단계;
   코팅량 1차조정단계 후, 에어나이프(70)로부터 분사되는 공기에 의해 파일 입모라인(16)을 따라 도포되어 있는 제1코팅제가 기포지의 파일홀(13)내로 주입충전되는 제1코팅제 주입 및 재조정단계;
   제1코팅제 주입 및 재조정단계 후, 기포지의 하부면(14)에 제2코팅제가 도포되는 제2코팅제 도포단계;
   기포지의 하부면(14)에 도포된 제2코팅제의 도포량이 미터링 나이프부(60)에 의해 조정되는 코팅량 2차조절단계;
   코팅량 2차조정단계 후, 에어나이프(70)에 의해 기포지 하부면(14)의 제2코팅제 도포량이 2차조정되는 코팅제 재조정단계;
   코팅제 재조정단계 후, 건조되어 파일홀(13)내로 주입충전된 코팅제에 의해 홀고정부(30)가 형성되고, 기포지 하부면(14)에 도포된 코팅제에 의해 코팅고정부(40)가 형성된 인조잔디(100)가 형성되는 건조단계;
   인조잔디(100)를 냉각시키는 냉각단계;
   냉각단계 후, 인조잔디(100)가 권취되는 권취단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅량이 절감되면서 인발강도가 향상된 인조잔디 제조방법.
   
7. 청구항 5 에 있어서;
   상기 코팅제 도포단계는 파일땀(22)이 형성되어 있지 않은 기포지(10)의 테두리(15)에 코팅제가 도포되지 않도록 테두리 가이드부(55)에 의해 기포지의 테두리(15)가 디핑롤러(50)로부터 이격되도록 소정거리 들어올려지는 것을 특징으로 하는 코팅량이 절감되면서 인발강도가 향상된 인조잔디 제조방법.
   
8. 청구항 5 또는 청구항 6 에 있어서;
   에어나이프(70)는 기포지 하부면(14)에 대하여 하향방향으로 20°∼65°의 각도로 공기가 분사되도록 경사각(θ)이 설정되고, 0.5∼1.0㎜의 슬립폭을 구비하는 끝단이 기포지 하부면(14)에 대하여 5∼30㎜ 간격(S)이 유지되도록 설치된 것을 특징으로 하는 코팅량이 절감되면서 인발강도가 향상된 인조잔디 제조방법.
   
9. 청구항 5 또는 청구항 6 에 있어서;
   냉각단계와 권취단계 사이에, 배수홀 가공단계를 더 포함되되,
   상기 배수홀가공단계는 펀칭부에 의해 인조잔디(100)에 배수홀이 천공되도록 한 것을 특징으로 하는 코팅량이 절감되면서 인발강도가 향상된 인조잔디 제조방법.

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