KR101651074B1 - 차열 및 대전 방지성 자가치유형 인조잔디 시스템 - Google Patents

차열 및 대전 방지성 자가치유형 인조잔디 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차열 및 대전 방지성 자가치유형 인조 잔디 시스템에 관한 것으로서, 인조 잔디의 충진재 및 술에 적용되는 차열 및 대전 방지성 자가 치유형 인조잔디 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 인조 잔디용 술과 인조 잔디용 충진재로 이루어진 인조 잔디 시스템은 상기 인조 잔디용 술은 저밀도 폴리에틸렌 70 ~90 중량%와 고밀도 폴리에티렌 10~30 중량%로 이루어진 폴리에틸렌계 인조 잔디 제조용 수지 100 중량부와, 상기 수지 100 중량부를 기준으로 차열재 0.1~10 중량부와 대전방지제 0.1~10 중량부와 자가 치유성 캡슐 0.1~10 중량부를 포함하여 이루어지며, 상기 인조 잔디용 충진재는 재생 또는 신재 고무칩의 표면에, 바인더 100 중량부와 차열제 0.1~10 중량부, 대전 방지제 0.1~10 중량부 및 자가 치유성 캡슐 0.1~10 중량부를 포함하는 바인더 코팅층이 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

차열 및 대전 방지성 자가치유형 인조잔디 시스템{THERMAL BARRIER, ANTISTATIC, AND SELF-HEALING ARTIFICAL LAWN SYSTEM}
본 발명은 차열 및 대전 방지성 자가치유형 인조 잔디 시스템에 관한 것으로서, 인조 잔디의 충진재 및 술에 적용되는 차열 및 대전 방지성 자가 치유형 인조잔디 시스템에 관한 것이다.
최근 초등학교나 중·고등학교 및 각 지자체 운동장에, 사용 중 안전사고를 방지하고, 조경적 효과를 얻기 위해 인조잔디 구장을 시공하고 있다.
인조 잔디 구장은 잔디 풀과 같은 형상의 인조 잔디 술과 흙과 같은 탄성을 제공하기 위한 충진재로 구성된다. 인조 잔디 술은 폴리에틸렌을 얇게 압출하여 제조되며, 인조 잔디 충진재는 각종 탄성칩이 사용되고 있다.
이러한 인조 잔디 술과 충진재에 대해서 대전방지성과 차열성에 대한 요구가 계속되고 있다. 대전 방지성은 인조 잔디 술이나 인체에 인조 잔디 충진재가 달라붙어 떨어지지 않는 문제를 해결하기 위한 것이며, 차열성은 인조잔디 술이나 충진재가 햇빛에 가열되어 온도가 올라가 화상이 발생하는 위험을 감소시키기 위한 것이다.
인조 잔디 충진재에 대전 방지성을 부여하는 방안으로는 공지된 대전방지제를 혼합하여 제조하는 것이 가능하나, 본 발명자가 대한민국 특허 10-1450242호에서 개시한 바와 같이, 재생 또는 신재 고무칩의 표면에, 고무칩 100 중량부에 대해서 도전성 금속 입자 0.01~0.1중량부, 친수성 섬유 0.5~1 중량부와 생분해성 섬유 0.5~1 중량부 및 바인더 혼합물 15-30 중량부로 이루어진 코팅층을 형성하는 방안도 가능하다.
인조 잔디 충진재에 차열성을 부여하는 방안으로는 삼화페인트 주식회사에 허여된 대한민국 특허 제1015392호에서와 같이, 인조 잔디가 차열성을 가질 수 있도록 잔디 사이에 충진된 충진용 고무에 특수 차열재를 혼합하여 사용하는 방안을 제시하고 있으며, 또한 본 발명자가 출원한 대한민국 특허 출원 10-2015-0041311호에서와 같이, 재생 또는 신재 고무칩의 표면에 고무칩 100 중량부에 대해서 팽창성 흑연 1~10 중량부와 친수성 섬유 0.5~1 중량부, 생분해성 섬유 0.5~1 중량부 및 폴리우레탄 바인더 혼합물 10~20 중량부로 이루어진 적외선 차열 코팅층이 형성하는 것도 가능하다.
인조 잔디 술에 대전 방지성을 부여하는 방안으로는 공지된 폴리에틸렌에 공지된 대전 방지제를 혼합하여 압출하는 방안이 가능하며, 또한 본 발명자가 대한민국 특허 제10-1387599호나 대한민국 특허 출원 공개 제10-2015-117031와 같이 선상 필름 형태로 압출하면서 대전 방지 코팅액을 통과시켜 코팅층을 형성하여 대전 방지 인조잔디용 술을 제조하는 방법을 사용할 수 있다.
인조 잔디 술에 차열성을 부여하는 방안으로는 본 발명자가 출원한 대한민국 특허 제1532994호에서는 인조 잔디 술 제조용 수지를 차열재와 친수성 섬유를 혼합 및 압출하여 인조잔디 술을 제조하는 방안을 개시하고 있다.
하지만, 이러한 대전 방지성이나 차열성을 가지는 충진재나 술은 기능성 입자의 도입으로 인한 파손 가능성이 높아지게 된다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 인조 잔디의 술과 충진재에 차열성 및 대전 방지성을 부여할 수 있는 새로운 인조 잔디 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 차열성 및 대전 방지성을 가지는 새로운 인조잔디용 충진재를 제공하는 것이다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 차열성 및 대전 방지성을 가지는 새로운 인조잔디용 술을 제공하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 시스템은 인조 잔디를 구성하는 인조 잔디 충진재 또는 인조 잔디용 술이 대전방지제 및 차열재를 포함하며, 대전 방지제와 차열재로 인한 손상을 방지할 수 있도록 자가 치유성 캡슐을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 일 측면에 있어서, 저밀도 폴리에틸렌 70 ~90 중량%와 고밀도 폴리에티렌 10~30 중량%로 이루어진 폴리에틸렌계 인조 잔디 제조용 수지 100 중량부와, 상기 수지 100 중량부를 기준으로 차열재 0.1~10 중량부와 대전방지제 0.1~10 중량부와 자가 치유성 캡슐 0.1~10를 포함하여 이루어지는 차열 및 대전 방지용 자가 치유성 인조 잔디 술 제조용 수지를 제공한다.
이론적으로 한정된 것은 아니지만, 인조 잔디용 술에 포함된 입자 형태의 대전 방지제나 차열제가 표면에 미세한 균열을 야기할 수 있는데, 자가 치유성 물질을 포함하는 캡슐이 파쇄되면서 자가 치유성 물질이 흘러나와 균열을 복원함으로서 술의 파손을 방지하게 된다.
본 발명은 다른 일 측면에 있어서, 상기 차열 및 대전 방지성 인조 잔디 시스템을 구성하는 인조 잔디 충진재는 재생 또는 신재 고무칩의 표면에, 바인더 100 중량부와 차열제 0.1~10 중량부, 대전 방지제 0.1~10 중량부 및 자가 치유성 캡슐 0.1~10 중량부를 포함하는 바인더 코팅층이 형성된 것을 특징으로 한다.
이론적으로 한정된 것은 아니지만, 고무칩의 표면에 코팅된 코팅층에 포함된 입자 형태의 대전 방지제나 차열제가 장시간의 사용에 의해서 코팅층에서 이탈되기 전후에 미세한 균열이 발생하게 되는데, 이탈 전에는 미세크랙에 의해서 코팅층에 포함된 자가 치유성 물질을 포함하는 캡슐이 파쇄되면서 자가 치유성 물질이 흘러나와 균열을 복원함으로서 기능성 물질의 이탈을 막아주게 되며, 이탈되더라도 이탈로 인한 크랙의 확대되어 고무칩이 파손되는 방지하게 된다.
본 발명에 있어서, 상기 차열재는 통상의 차열재를 사용할 수 있으며, 본 발명에서 전체로 참고문헌으로 도입되는 대한민국 특허 1015392호에서 개시되는 다양한 차열재를 사용할 수 있다. 발명의 실시에 있어서, 상기 차열재는 TiO2나 철크롬 복합 산화물과 같은 차열재를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 박리된 운모와 같이 술의 표면에 정렬될 수 있도록 박편 형태의 차열재를 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 수지나 코팅액에는 무기 차열재가 바인더에 대한 상용성을 높일 수 있도록 소량의 상용화제를 사용할 수 있으며, 실란 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 실란 화합물로는 비닐실란, 머캡토실란과 같은 화합물을 사용할 수 있으며, 상업적으로 구입하여 사용할 수 있다. 일예로, 실란 화합물은 메틸트리메톡시실란(methyltrimethoxysilane(MTMS)), 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(3-glycidoxypropyltrimethoxysilane(GPTMS)), 3-메타아크릴록시프로필 트리메톡시실란(3-methacryloxypropyltrimethoxysilane(MPTMS)), 아미노프로필 트리에톡시실란(aminopropyl triethoxysilane) 이다. 상기 실란화합물은 코팅액 100 중량부에 대해서 0.1-0.2 중량부의 범위로 사용될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 대전방지제는 도전성을 가지는 나노 입자 또는 마이크로 입자, 일 예로 전도성 카본블랙, 카본 화이버등을 사용할 수 있으며, 전도성 고분자를 사용하는 것도 가능하다. 상기 전도성 고분자는 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리피롤 중에서 선택된 1종류 이거나 또는 이들로부터 변성된 변성 전도성 고분자를 사용할 수 있는데, 예를 들면 술포닐기로 치환된 폴리아닐린, 탄소수가 4-10인 알킬기가 치환된 폴리티오펜, 에틸렌디옥시기가 치환된 폴리티오펜, 옥타데실, 비페닐기가 치환된 폴리피롤 등의 변성 전도성 고분자를 사용할 수 있다. 바람직하게는 고무칩과 유사하게 탄성을 가질 수 있도록 팽창 흑연을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 높은 도전성을 가지도록 표면 개질된 팽창 흑연을 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서, 상기 팽창 흑연은 대한민국 특허공개 제10-2012-0055010호에서 개시된 방법에 의해서 고도전성을 가지도록 개질될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 자가 치유성 캡슐은 술과 탄성칩에 가해진 스트레스나 광조사에 의해서 캡슐의 파손시 폴리머로 변해, 복합체의 물리적 특성을 복원할 수 있는 물질을 의미한다.
본 발명의 실시에 있어서, 상기 자가 치유물질은 매트릭스의 크랙에 의해서 폴리머화 할 수 있는 물질, 예를 들어 모노머, 프리폴리머, 또는 2이상의 반응성기를 포함하는 기능성 폴리머일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 자가 치유물질은 기능성 실록산, 예를 들어 실록산 프리폴리머나 2 이상의 반응성기를 가지는 폴리실록산일 수 있다. 기능성 실록산의 예로는 실라놀-기능성 실록산, 알콕시-기능성 실록산, 아릴 또는 비닐-기능성 실록산일 수 있다. 폴리실록산은 직쇄 또는 가지쇄, 또는 가교형 폴리머 일 수 있다. 폴리실록산의 예로는 폴리(디메틸실록산), 폴리(메틸실록산), 부분적으로 알킬화된 폴리(메틸실록산), 폴리(알킬메틸실록산), 및 폴리(페닐메틸실록산)이며, 바람직하게는 폴리(디메틸실록산)(PDMS)이다.
본 발명의 다른 바람직한 실시에 있어서, 폴리머화 할 수 있는 물질로는 에폭시-기능성 모노머, 프리폴리머 또는 폴리머를 포함하며, 또한 사이클릭 올레핀, 바람직하게는 4 - 50 탄소원자와 임의성분으로 헤테로원자를 포함하는 환형 올레핀을 포함하며, 일예로 DCPD, 치환된 DCPD, 노보렌, 치환된 노보렌, 사이클로옥타디엔, 및 치환된 사이클로옥타디엔이다.
본 발명의 다른 바람직한 실시에 있어서, 상기 폴리머화 할 수 있는 물질로는 2개의 서로 상이한 물질이 반응해서 폴리머를 형성하는 것이 가능하다. 예를 들어, 폴리에테르, 폴리에스터, 폴리카보네이트, 폴리엔하이드라이드, 폴리아미드, 포름알데히드 폴리머, 및 폴리우레탄, 또는 폴리실록산의 조합, 일예로 실라놀 기능성 폴리실록산과 알콕시-기능성 폴리실록산이 반응하여 형성되는 폴리실록산일 수 있다. 일예로 하이드록실 말단 폴리디메틸실록산(HOPDMS)과 폴리디에틸실록산(PEDS)의 조합이다. 다른 일예로 폴리올과 이소시아네이트 화합물의 조합이다. 폴리올과 이소시아네이트의 조합이다.
본 발명에 있어서, 자가 치유는 복합체에 크랙이 발생하여 상기 자가치유물질과 만나게 되면, 자가치유물질이 크랙된 부위로 유동하여 폴리머화됨으로서 이루어질 수 있으며, 따라서 상기 자가치유물질은 액상으로 이루어진 것이 바람직하다.
본 발명의 실시에 있어서, 상기 자가치유물질의 폴리머화는 복합체에 포함된활성화제, 예를 들어, 중합개시제 또는 중합용 촉매에 의해서 유도될 수 있다. 상기 활성화제는 일 실시에 있어서 수지나 코팅층에 혼합되어 있을 수 있으며, 다른 실시에 있어서는 상기 자가치유물질과 별도로 존재하는 캡슐에 존재할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 활성화제는 하이드록실 말단 폴리디메틸실록산(HOPDMS)과 폴리디에틸실록산(PEDS)의 조합으로 이루어진 자가치유물질을 폴리머화를 유도할 수 있도록 디-n-부틸틴디-라우레이트를 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 캡슐은 캡슐 속의 물질이 빠져나가지 않도록 치밀한 구조의 막을 이루며, 크랙이 발생할 때 파쇄될 수 있도록 제조되는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시에 있어서, 상기 캡슐은 폴리우레탄으로 제조되는 캡슐로 제조될 수 있으며, 이 경우 폴리우레탄 바인더의 상용성 좋아 고른 분산이 가능하다.
본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 폴리우레탄 캡슐은 폴리올과 디이소시아네이트를 반응시켜 제조되며, 바람직하게는 헥사온에서 1,4-부탄디올과 TDI(톨루엔디이소시아네이트)를 혼합한 후, 80 ℃에서 24 시간 동안 반응시켜 우레탄 전구체가 제조된다. 제조된 우레탄 전구체를 클로로벤젠에 녹인 후, 반응 촉매인 DBTL (di-nbutyltindi-laurate)와 탄소나노튜브를 혼합하여 증류수와 혼합하여 70 ℃에서 2시간 반응시킨 후 건조시키면 탄소나노튜브와 활성화제가 포함된 마이크로캡슐이 얻어진다. 보다 균일한 크기의 캡슐을 얻을 수 있도록 체질이 가능하다.
본 발명에 있어서, 상기 인조잔디 술 제조용 수지는 나일론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌(P.P), 폴리염화비닐리덴(PVDC)을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 폴리에틸렌이다. 본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 인조잔디용 술 제조용 수지는 압출 특성과 인조 잔디 물성을 발현할 수 있도록, 저밀도 폴리에틸렌 70~90 중량%와 고밀도 폴리에티렌 10~30 중량%으로 이루어질 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 저밀도 폴리에틸렌은 저밀도 선형 폴리에틸렌을 70~90 중량%, 저밀도 가지형 폴리에틸렌을 10~30중량% 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 고무칩은 폐고무, 페타이어 등을 분쇄하여 얻어지는 재생 고무칩이나 폴리우레탄, EPDM과 같은 신재 탄성 고무칩의 사용이 가능하다. 상기 폐타이어의 경우 물리적 특성이 일정한 편이므로, 종류에 관계 없이 일정한 크기로 파쇄하여 사용할 수 있으며, 폐폴리우레탄의 경우, 파쇄된 폴리우레탄 칩이 가능한 유사한 물성을 가질 수 있도록 신발, 냉장고, 시트 등에 사용된 다양한 우레탄을 종류별로 선별하여 파쇄 스크랩시켜, 사용하는 것이 바람직하다. 신재 고무칩의 경우, EPDM, 폴리우레탄 등의 제품을 사용할 수 있으며, 상업적으로 구입해서 사용할 수 있다.
본 발명의 실시에 있어서, 상기 고무칩은 재생 고무 또는 신재 고무든 고무의 탄성에 영향을 주지 않도록 별도의 표면 처리 없이 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서, 상기 고무칩 크기는 인조 잔디 충진재로 사용시 강도와 탄성율과 인장 특성 등을 고려하여 1-10 mm 정도의 직경, 바람직하게는 2-5 mm 정도의 직경을 가지는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 바인더 코팅층은 폴리머 바인더 코팅층을 의미하는 것으로 이해된다. 상기 폴리머 바인더는 바인더는 우레탄 또는 아크릴 바인더를 사용할 수 있으며, 수성 타입이나 유성 타입을 전부 사용할 수 있으며, 우레탄은 습기경화형과 같은 일액형 타입을 사용한 것도 가능하며, 별도의 가교제가 필요한 이액형 타입도 가능하다.
본 발명에 있어서, 상기 수지와 바인더 코팅층은 색상 조절을 위해서 안료를 더 포함할 수 있다. 상기 안료는 녹색등의 색상 코팅칩을 형성할 수 있도록 녹색 등을 발현할 수 있는 유기 또는 무기 안료를 사용할 수 있다. 상기 안료는 수지 또는 고무칩 100 중량부에 대해서 바람직하게는 0.1~1 중량부, 보다 더 바람직하게는 0.2~0.5 중량부를 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 코팅층은 차열재와 대전 방지제 및 활성화제를 포함하는 캡슐과 자가치유물질을 포함하는 캡슐을 바인더에 혼합하여 코팅한 후 경화시킴으로서 형성될 수 있다. 상기 코팅층의 두께는 300-1000 마이크로미터, 바람직하게는 600~900 마이크로미터의 두께로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 인조 잔디 술과 인조 잔디용 충진재는 인조 잔디 구장에 사용되어 차열 및 대전 방지성을 가지며 자가 복원이 가능한 천연색 잔디 구장을 제공하게 된다.
본 발명에 따른 인조잔디 시스템은 술은 수지 내부에 자가치유물질이 들어있고, 충진재는 칩형태로 표면 코팅층에 내부에 자가 치유 물질이 들어 있는 캡슐들이 포함되어 있어, 차열재와 대전 방지제의 혼입으로 인한 수지 및 코팅층의 파손 문제를 막아주게 된다. 또한, 표면 치유를 통한 복구에 의해서 술과 코팅칩의 내구 연한을 늘려줄 수 있게 된다.
이하, 실시예를 통해서 본 발명을 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 어떤 경우에도 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않는다. 상기 실시예에는 당업자가 통상적으로 구현할 수 있는 다양한 변형과 치환이 가능하다.
실시예 1. 인조 잔디 충진재
마이크로캡슐의 제조
톨루엔-2,4-디이소시아네이트 21.85 g을 사이클로헥사논 141.65 g 에 교반하여 혼합하였다. 혼합물을 교반하면서, 1,4-butandiol 4.12 g을 서서히 첨가하고, 80 ℃에서 24시간 반응시킨 다음, 반응 종류 후 100 ℃ 진공상태에서 사이클로헥사논을 증발시켜, 우레탄 전구체를 합성하였다.
합성된 우레탄 전구체 2.91 g을 클로로벤젠 12.5g에 용해시킨 후, 1:35의 비율로 혼합된 PDES(polydiethoxysiloxane)/HOPDMS(hydroxyend-functionalized polydimethyl siloxane)를 클로로벤젠 9g에 녹이고, 다시 Gum Arabic 3.75 g이 혼합된 증류수 25g과 섞어 70℃에서 2시간 반응시켜 치유물질이 들어 있는 마이크로캡슐을 수득하였다.
코팅액의 제조
폴리우레탄 바인더 100 중량부(용매제외)에 상기 제조된 마이크로 캡슐 1 중량부와 디-n-부틸틴디-라우레이트 0.01 중량부 및 녹색안료 0.1 중량부와 차열재로 TiO2 1 중량부와 대전방지제로 카본블랙 0.1 중량부 포함하는 코팅액을 제조하였다.
대전 방지 및 차열용 자가치유형 탄성칩의 제조
원통형 반응기에 입경 2-3 mm 정도의 폐우레탄칩 100 kg을 투입하고, 교반하면서 반응기 온도를 60℃로 승온시켰다. 상기 제조된 코팅액을 2시간에 걸쳐서 서서히 적하시키고, 80 ℃로 승온하여 5시간 동안 교반하였다. 이후 온도를 서서히 내린 후 교반하면서 온도를 8시간 동안 유지하여 녹색 외관을 가지는 자가 치유형 인조 잔디 충진재 칩을 제조하였다.
비교실시예 1
폴리우레탄 바인더 100 중량부에 녹색안료 0.1 중량부 및 차열재로 TiO2 1 중량부와 대전방지제로 카본블랙 0.1 중량부를 포함하는 코팅액을 제조하였다. 다음 원통형 반응기에 입경 2-3 mm 정도의 폐우레탄칩 100 kg을 투입하고, 교반하면서 반응기 온도를 60℃로 승온시켰다. 상기 제조된 코팅액을 2시간에 걸쳐서 서서히 적하시키고, 80 ℃로 승온하여 5시간 동안 교반하였다. 이후 온도를 서서히 내린 후 교반하면서 온도를 8시간 동안 유지하여 녹색 외관을 가지는 인조 잔디 충진채 칩을 제조하였다.
기본 물성 특성
실시예 및 비교예의 제조된 녹색의 인조잔디 충진재 100 중량부와 이액형 폴리우레탄 바인더 30 kg을 혼합하여 5 cm 두께로 포설하고 100 정도의 온도로 압착하여 물성 측정용 시료를 제조하고, 물성, 대전방지성, 및 차열성을 측정하고, 이를 표 1에 기재하였다.
[표 1]
Figure 112015113803433-pat00001
* 대전방지성은 칩을 80 ℃에서 상대습도 0%에서 24시간 건조 후, 25℃ 상대습도 50 % 환경에 10시간 유지 후, 건조한 ABS 수지판자를 옷감에 넣어 10회 문지른 후, 칩에서 10 cm 거리에 고정한 후, ABS판자에 붙는 칩의 정도로 대전성 판단함.
대전성 양호 : 거의 붙지 않음.
대전성 불량 : 50 % 이상 붙음.
대전성 감소 : 양호와 불량 사이
* 색상: 칩 표면의 외관을 육안 관찰함.
* 차열성: 실시예 및 비교예의 제조된 녹색의 인조잔디 충진재를 1 ㎡ 의 정사각형 판재(깊이 10 cm)에 충진하고, 근적외선 및 적외선을 혼합 방사하여 표면온도를 측정하여 변하는 속도를 측정하였다.
[표 2]
Figure 112015113803433-pat00002
차열성 양호 30분 조사에서 50 ℃이하,
차열성 불량 30분 조사에서 60 ℃이상
차열성 감소 30분 조사에서 50~60 ℃
* 자가치유시험
실시예와 비교예에서 제조된 인조 잔디 충진재를 칩 50% 압축-복원 500 사이클 과정을 거친 후, 사이클에 노출된 실시예와 비교예의 충진재 칩들을 40℃에서 일주일간 방치하였다. 일주일 후, 다시 인조 잔디 충진재를 칩 50% 압축-복원 500 사이클 과정을 거쳐서, 상기 충진재 100 중량부와 이액형 폴리우레탄 바인더 30 kg을 혼합하여 5 cm 두께로 포설하고 100 정도의 온도로 압착하여 물성 측정용 시료를 제조하고, 물성, 대전방지성, 및 차열성을 측정하고, 이를 표 3 및 표 4에 기재하였다.
[표 3]
Figure 112015113803433-pat00003
[표 4]
Figure 112015113803433-pat00004
결과 정리
자가 치료 물질이 들어 있는 실시예의 충진재는 1차 압축 사이클 시험 후, 자가 치유과정을 통해서 표면 코팅층이 복원되어 2차 압축 사이클 시험 후에도 박리나 파손이 발생하지 않은 반면, 자가 치유 물질이 들어 있지 않은 비교예의 경우, 1차 압축 사이클 시험 후, 복원되지 않아, 2차 압축 사이클 시험 후에는 물성, 차열성, 대전방지성이 저하되었다.
실시예 2. 인조 잔디 술
마이크로캡슐의 제조
톨루엔-2,4-디이소시아네이트 218.5 g을 사이클로헥사논 1416.5 g 에 교반하여 혼합하였다. 혼합물을 교반하면서, 1,4-butandiol 41.2 g을 서서히 첨가하고, 80 ℃에서 24시간 반응시킨 다음, 반응 종류 후 100 ℃ 진공상태에서 사이클로헥사논을 증발시켜, 우레탄 전구체를 합성하였다.
합성된 우레탄 전구체 29.1 g을 클로로벤젠 125g에 용해시킨 후, 1:35의 비율로 혼합된 PDES(polydiethoxysiloxane)/HOPDMS(hydroxyend-functionalized polydimethyl siloxane)를 클로로벤젠 90g에 녹이고, 다시 Gum Arabic 37.5 g이 혼합된 증류수 250g과 섞어 70℃에서 2시간 반응시켜 치유물질이 들어 있는 마이크로캡슐을 수득하였다.
대전 방지 및 차열용 자가치유형 인조 잔디 술의 제조
차열용 무기질 안료(TiO2) 100 g과 대전방지제용 카본파이버 10 g, 및 녹색 안료 20 g와 인조잔디용 수지로 Dow의 LLD(선형 저밀도 폴리에틸렌) 7 kg과 LG사의 LD(저밀도 폴리에틸렌) 1 kg 과 한화의 HD(고밀도폴리에틸렌) 2 kg을 혼합하여 난연제 10g, UV 안정제 10g, 및 증점제 10g, 마이크로 캡슐 50 g 및 디-n-부틸틴디-라우레이트 10 g 을 첨가하여 혼합하였다. 혼합된 원료를 방사하여 인조 잔디 원사를 제조하였다.
비교실시예 2
차열용 무기질 안료(TiO2) 500 g과 대전방지제용 카본파이버 10 g 및 녹색 안료 20 g와 인조잔디용 수지로 Dow의 LLD(선형 저밀도 폴리에틸렌) 7 kg과 LG사의 LD(저밀도 폴리에틸렌) 1 kg 과 한화의 HD(고밀도폴리에틸렌) 2 kg을 혼합하여 난연제 10g, UV 안정제 10g, 및 증점제 10g을 첨가하여 혼합하였다. 혼합된 원료를 방사하여 인조 잔디 원사를 제조하였다.
기본 물성 특성
실시예 및 비교예의 제조된 녹색의 인조잔디 술의 인장 강도 및 신율을 측정하고, 이를 표 5에 기재하였다.
[표 5]
Figure 112015113803433-pat00005
* 대전방지성은 인조잔디 술을 5x100 mm 두께로 끊어서 80 ℃에서 상대습도 0%에서 24시간 건조 후, 25℃ 상대습도 50 % 환경에 10시간 유지 후, 건조한 ABS 수지판자를 옷감에 넣어 10회 문지른 후, 인조잔디 솔에서 10 cm 거리에 위치하여 ABS판자에 붙는 칩의 정도로 대전성 판단함.
대전성 양호 : 거의 붙지 않음.
대전성 불량 : 50 % 이상 붙음.
대전성 감소 : 양호와 불량 사이
* 색상: 술 표면의 외관을 육안 관찰함.
* 차열성: 실시예 및 비교예의 제조된 녹색의 인조잔디 술을 1 ㎡ 의 정사각형 판재(깊이 10 cm)에 충진하고, 근적외선 및 적외선을 혼합 방사하여 표면온도를 측정하여 변하는 속도를 측정하였다.
[표 6]
Figure 112015113803433-pat00006
차열성 양호 30분 조사에서 50 ℃이하,
차열성 불량 30분 조사에서 60 ℃이상
차열성 감소 30분 조사에서 50~60 ℃
* 자가치유시험
실시예2와 비교예2에서 제조된 인조 잔디 술을 1% 인장 후 복원시키는 50 사이클 과정을 거친 후, 사이클에 노출된 실시예 2와 비교예 2의 인조잔디 술을 40℃에서 일주일간 방치하였다. 물성, 대전방지성, 및 차열성을 측정하고, 이를 표 7 및 표 8에 기재하였다.
[표 7]
Figure 112015113803433-pat00007
[표 8]
Figure 112015113803433-pat00008
결과 정리
자가 치료 물질이 들어 있는 실시예 2의 인조잔디 술은 인장 사이클 시험 후, 자가 치유과정을 통해서 표면 코팅층이 복원되어 물성이 유지되었으나, 비교예2의 경우, 인장 사이클 시험 후, 복원되지 않아, 물성, 차열성, 대전방지성이 저하되었다.

Claims (6)

  1. 인조 잔디용 술과 인조 잔디용 충진재로 이루어진 인조 잔디 시스템에 있어서,
    상기 인조 잔디용 술은 저밀도 폴리에틸렌 70 ~90 중량%와 고밀도 폴리에티렌 10~30 중량%로 이루어진 폴리에틸렌계 인조 잔디 제조용 수지 100 중량부와, 상기 수지 100 중량부를 기준으로 차열재 0.1~10 중량부와 대전방지제 0.1~10 중량부와 자가 치유성 캡슐 0.1~10 중량부를 포함하여 이루어지며,
    상기 인조 잔디용 충진재는 재생 또는 신재 고무칩의 표면에, 바인더 100 중량부와 차열제 0.1~10 중량부, 대전 방지제 0.1~10 중량부 및 내부에 단량체를 포함하는 폴리우레탄 자가 치유성 캡슐 0.1~10 중량부를 포함하고, 상기 단량체의 중합 촉매가 분산된 폴리우레탄 바인더 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 차열 및 대전 방지용 자가 치유성 인조 잔디 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 차열재는 박편형 충진재인 것을 특징으로 하는 차열 및 대전 방지용 자가치유성 인조잔디 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 코팅층 또는 수지에 안료를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차열 및 대전 방지용 자가치유성 인조잔디 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 코팅층 또는 수지에는 디-n-부틸틴디-라우레이트를 포함하는 차열 및 대전 방지용 자가치유성 인조잔디 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
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