KR101811562B1 - 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치에 관한 것으로서,
수피를 분쇄하여 6~12mesh 사이분의 크기를 갖는 것을 선별한 분쇄분에, 100mesh 통과분의 크기를 갖는 무기물을 선별한 수피 분쇄분에 충전시키되, 화학적 바인더를 사용하지 않고 물리적인 힘을 가하여 수피와 무기물을 연속적으로 결합시킬 수 있는, 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치에 관한 것이다.

Description

무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치{CONTINUATION MACHINE FOR MANUFACTURING THE ENVIRONMENTAL FRIENDLY FILLING MATERIALS FOR ARTIFICIAL TURF}

본 발명은 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치에 관한 것으로서,

수피를 분쇄하여 6~12mesh 사이분의 크기를 갖는 것을 선별한 분쇄분에, 100mesh 통과분의 크기를 갖는 무기물을 선별한 수피 분쇄분에 충전시키되, 화학적 바인더를 사용하지 않고 물리적인 힘을 가하여 수피와 무기물을 연속적으로 결합시킬 수 있는, 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치에 관한 것이다.

천연잔디를 대체하기 위해 개발된 인조잔디는 축구장을 포함한 다양한 운동구장, 근린공원, 종합운동장, 옥상 등 매우 다양한 공간에 적용되고 있다. 이러한 인조잔디는 천연잔디에 비하여 유지관리가 용이하며 설치 및 시공에서도 간편할 뿐만 아니라 날씨와 계절의 환경적 영향이 적고, 여러 가지 부분에서 상대적으로 경제성이 우수하기 때문에 기존에 햇빛이 잘 들지 않는 인공지 뿐만 아니라 다양한 종목의 스포츠용 공식 경기장 등으로 그 적용이 확대되고 있을 뿐 아니라, 전 세계적으로 인조잔디의 사용이 증가되고 있다. 특히, 호주 등의 경우와 같이 2008년 가뭄 이후 정부의 야외 물 사용을 제한하면서 천연잔디의 관리가 더욱 어려워짐에 따라 인조잔디 수요는 더욱 늘어나 2013년 기준 347만불의 규모를 나타내고 있는 실정이다(출처 : IBIS World Australia // Kotra 호주 인조잔디 시장 동향(2015)).

이러한 인조잔디는 합성수지로 만들어진 풀 형태 부분과 이러한 인조 풀을 잡아주고 고정해주며 일정 정도의 배수와 완충성을 제공하기 위한 충진재로 구성되어 있다. 이러한 인조잔디 충진재는 인조잔디의 내구성을 증대시키며 인조 풀 섬유의 고정과 탄성을 부여하기 위하여 사용되고 있으며 인조잔디 적용 확대에 따라 그 사용량이 점차 증가하고 있다.

인조잔디 시스템의 주요한 구성인자인 충진재는 대체로 폐고무를 주재료로 제조된 고무칩을 적용하여 왔으나 인조잔디에 적용 후 사용 중에 고무냄새를 포함하여 다양한 유해성 물질들이 발산될 수 있는 문제로 현재 그 적용이 제한되고 있는 상황이다. 폐고무칩에 비해 가격이 비싸지만 상대적으로 인체에 대한 유해성이 적은 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(SEBS) 또는 EPDM 고무를 이용하여 만든 충진재가 현재 널리 사용되고 있는데, 이러한 합성 고분자 수지기반 충진재의 경우에도 반복활용으로 인해 부스러진 미세분진이 발생될 수 있고, 하절기 직사광선에 의한 복사열의 발산이 잘 이루어지지 않아 인조잔디의 표면온도가 급격히 상승할 수 있는 문제를 가지고 있다.

실제 직사광선 등의 복사열에 의하여 여름철에 인조잔디의 지면 온도가 약 69℃ 이상으로 상승한다는 보고가 있다(출처 : 이기준 기자, 여름철 지표온도, 인조잔디가 최악, 금강일보, 08.19(2015)). 태양 복사에너지에 의한 하절기 인조잔디 표면온도 증가는 특히, 폐고무칩이나 고분자합성수지를 기반으로 제조된 충진재의 활용성을 크게 악화시킬 수 있다. 실제 인조잔디 사용자의 신발과 인조잔디와의 마찰열 발생 등으로 충진재가 운동화 바닥에 녹아서 달라붙거나, 미끄러져 넘어지는 경우 사용자에게 화상을 발생시키거나, 높은 온도에서 합성수지 충진재의 열화가 발생하여 충진재로부터 유해가스 또는 미세분진을 발생하는 등의 문제를 일으킬 수 있고, 이때 용출되는 중금속 성분은 인조잔디 사용자에게 위해요소로 작용할 수 있다(출처 : 황의현, 권용수, 정태헌, 정상무, 인조잔디용 친환경 충진제 개발에 관한 연구, 한국도시환경학회지 13(2): 141-146(2013)).

이를 개선하기 위한 기술로서, 등록특허공보 제10-1381158호에 커피슬러지와 콜크분말을 이용한 탄성고무칩 제조방법과 이에 의해 제조된 탄성고무칩이 기재되어 있다.

상기 기술은, 고무칩의 고무냄새를 소취하기 위하여 커피슬러지와 탄성을 위해 콜크분말을 적용하여 충진재를 제조하는 내용이 기재되어 있는데, 충진재 제조를 위해 폴리부타디엔 고무 등의 합성수지를 필연적으로 적용함에 따라 환경적인 문제를 완전히 극복하지 못한 문제가 여전히 존재한다.

다른 관련된 기술로서, 등록특허공보 제10-1610679호에는 인조잔디용 친환경 충진재와 그 제조방법이 기재되어 있다.

상기 기술은, 유해물질이 포함되어 있지 않은 친환경 소재를 이용하여 무기물 분말과 혼합한 후 물과 접착제를 혼합, 표면에 옻코팅을 실시한 후 열처리를 실시하는 내용이 기재되어 있는데, 접착제로 사용하는 닥풀 및 밀 씨앗가루는 장기간의 사용 시 수분저항성이 약하여 물에 풀리는 현상이 발생 및 풀리면서 유기물이 부유하는 현상이 발생되기 때문에 실제 사용이 어려운 단점이 있다.

상기 기술들과 같은 유해성 물질을 사용하지 않기 위한 방법으로 다양한 천연소재 및 수피 기반 소재들의 적용이 증가되고 있다.

특히, 다양한 수피 기반 소재 중 코코피트, 피트모스, 왕겨 등의 소재의 적용이 시도되었으나, 코코피트는 수분흡수성이 크고 지속적인 사용이 이루어질 경우 쉽게 입자의 크기가 분해되어 실제 인조잔디 충진재로서의 역할이 크게 감소되는 단점을 가진다.

피트모스는 가격이 비싸기 때문에 실제 활용이 어려우며 수분흡수율이 높고 뭉치는 현상이 크게 발생하며 사용이 지속될 경우 부서지는 특성 때문에 바람에 유실되는 등 실제 장기간 사용이 어려운 단점이 있다.

또한 코코피트, 피트모스는 국내에서 생산이 되지 않으며 모두 전량 수입에 의존하고 있어 해외 의존도가 높은 단점이 있다.

다만, 왕겨의 인조잔디 충진재로의 활용을 위하여 등록특허공보 제10-1077734호에서는 인조 잔디 충전재를 기재하고 있다. 이 기술에서는 왕겨에 황토를 부착하는 충진재를 소개하고 있으나 황토의 부착을 위하여 바인더를 적용하여야 했고 이로 충진재의 가격이 상승하고 표면에 존재하는 바인더와 황토 등에 의해 실제 적용시 왕겨 등이 서로 뭉치는 현상이 발생됨에 따라 배수기능이 저하되는 단점을 가지게 된다.

한편, 다양한 용도로 활용되는 목재의 경우 주로 제재후 가구재, 건축자재 등으로 활용되거나 또는 목재칩으로 제조되어 펄프용 원료나 MDF용 목재섬유 원료로 활용된다.

이렇게 원목을 가공하여 목재로서 활용하기 위해서는 목질부와는 특성이 상이한 수피부분을 박피과정을 통해 제거하는데 이러한 수피는 목질부와는 달리 회분함량이 높고 추출물이 상대적으로 많이 존재함에 따라 활용이 제한적이며 리그닌 함량이 높고 기능성 추출물로 인해 잘 부패되지 않는 특성을 가지고 있다.

실제 벌목된 원목에서 약 10~20% 정도가 박피과정 중 제거되어 버려지고 있고 일부 조경용 멀칭재료로 사용되고 있으나 대부분 특별한 용도없이 폐기되고 있다

이러한 수피의 특징은 수종에 따라 다르게 나타나지만 참나무류의 활엽수 수피의 경우에는 내피에 코르크층이 존재하여 완충성이 우수한 특성이 있고 침엽수 수피의 경우 피톤치드 등을 포함하는 다양한 기능성 추출물이 존재하는 특성이 있다. 수목을 외부로부터 보호하는 역할을 하는 수피는 목질부에 비해 상대적으로 벌크한 특성을 가지며 수분에도 강한 특성을 가짐에 따라 적절하게 개질되는 경우 완충성과 내수성을 가지며 경제성이 우수한 친환경 완충소재로서 인조잔디 충진재의 주요 원료로 활용될 수 있다.

또한, 매년 상당량이 발생하는 침엽수 낙엽의 경우에도 활엽수 낙엽과 달리 구조적 강성과 완충성을 가지며 피톤치드와 같은 천연 제초성분들이 다량 존재하는 특징을 가지고 있기 때문에 친환경 충진재의 원료로서의 활용성이 높다.

본 발명에서는 이러한 수피 또는 침엽수 낙엽과 같은 폐기성 수목부산물의 기능성을 활용한 친환경 충진재를 소개하고자 한다.

기존의 유기성 충진재의 경우 빗물 등에 부유하여 유실이 쉽게 발생하는 단점이 있는데 이러한 단점을 해결하기 위하여 무기물을 혼입하는 기술이 적용된 바 있다. 그러나, 이러한 충진재의 기능을 강화하기 위해 무기물을 적용하는 경우 현재까지는 합성수지 등의 바인더를 활용하거나 플라스틱, 고무수지와 함께 배합하여 사출하는 방식이 적용되어 왔다.

이러한 방법들은 유해성 물질이 발생될 수 있는 합성수지를 사용하기 때문에 최종제품의 친환경성이 떨어지는 단점이 있고 천연바인더를 적용하는 경우에도 실제 인조잔디에 적용시 빗물 등에 의해 쉽게 해리되어 충진재의 유실과 뭉침 등의 적용상 문제점을 발생시킬 수 있다. 또한, 바인더의 적용시 전체 충진재에 대한 균일한 적용이 어렵기 때문에 최종 충진재 제품에서 품질의 변이가 크게 발생할 여지가 크고 제품의 경제성이 크게 악화되는 단점을 가지고 있다.

본 발명에서 소개되는 기술의 경우에는 수피 등의 수피 표면의 다양한 미세공극이 존재하는 구조적 특성을 활용하여 물리적인 방법으로 무기물이 수피 표면 공극을 매워서 채우는 충전(充塡)을 실시함에 따라 추가적인 바인더의 적용이 없는 친환경적 공정을 통한 친환경적 소재로만 구성된 장점이 있을 뿐만 아니라 추가적인 공정에너지, 공정의 환경처리공정 등이 필요 없고 상대적으로 경제성이 우수한 방식으로 제조할 수 있는 장점이 있고,

또한, 연속적으로 대량 제조가 가능한 장치를 제공함으로써, 생산 효율을 더욱 증가시킬 수 있는 장점이 있다.

등록특허공보 제10-1381158호(2014.04.04. 공고) 등록특허공보 제10-1610679호(2016.04.08. 공고) 등록특허공보 제10-1077734호(2016.05.09. 공고)

본 발명의 목적은, 수피를 분쇄하여 6~12mesh 사이분의 크기를 갖는 것을 선별한 분쇄분에, 100mesh 통과분의 크기를 갖는 무기물을 선별한 수피 분쇄분에 충전시키되, 화학적 바인더를 사용하지 않고 물리적인 힘을 가하여 수피와 무기물을 연속적으로 결합시킬 수 있는, 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치를 제공하는데 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치는, 바인더의 사용 없이 물리적인 힘으로만 수피 분쇄분의 공극에 무기물 분쇄분을 물리적으로 끼워 넣어 충전 결합시켜 인조잔디 충진재를 제조하는 장치에 있어서, 수피를 6~12mesh의 크기로 분쇄하고 수피 분쇄분으로 선별하여 투입하는 수피 분쇄 및 선별부(10); 무기물을 100mesh의 망을 통과하는 통과분을 무기물 분쇄분으로 선별하는 무기물 선별부(20); 상기 무기물 선별부(20)에서 선별된 무기물 분쇄분을 투입하는 무기물 투입부(30); 상기 수피 분쇄분, 무기물 분쇄분 및 쇠구슬을 투입하여 혼합시키는 혼합부(50); 상기 혼합부(50)의 출구 측에서 구성되어 배출된 혼합물을 냉각하는 냉각부(60); 및 상기 냉각부(60)의 다음 단에 구성되어, 수피 분쇄분이 충전되지 않은 무기물 분쇄분을 선별하는 미충전무기물 선별부(80);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 혼합부(50)의 전단에 구성되어, 쇠구슬을 무기물 분쇄분과 함께 투입시키는 쇠구슬 투입부(40);를 더 포함하되, 상기 냉각부(60)와 미충전무기물 선별부(80) 사이에 쇠구슬과 혼합물을 분비하는 쇠구슬 선별부(70);를 포함하고, 상기 쇠구슬 선별부(70)는 6mesh의 망을 포함하고, 상기 미충전무기물 선별부(80)는 12mesh의 망을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 쇠구슬 선별부(70)를 통해 선별된 쇠구슬은 쇠구슬 투입부(40)를 통해 재사용되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 미충전무기물 선별부(80)를 통해 선별된 수피 분쇄분에 충전되지 않은 무기물 분쇄분은 무기물 투입부(30)를 통해 재사용되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수피 분쇄 및 선별부(10)는 상기 혼합부(50)까지 수피 분쇄분을 이송하는 과정에서 40~80℃로 스팀 열처리하여 가열시키는 가열모듈(11)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 혼합부(50)는 원통몸체(51); 상기 원통몸체(51)의 내부에, 그의 길이방향을 따라 형성된 축(54); 상기 축(54)에 형성되어 수피 분쇄분, 무기물 분쇄분 및 쇠구슬을 입구(52)측에서 출구(53)측으로 유도하는 스크류(55); 및 상기 원통몸체(51)의 내주연에 형성되어 수피 분쇄분, 무기물 분쇄분 및 쇠구슬이 원통몸체(51)의 회전에 따라 끌려 올라가도록 하거나, 입구(52)측에서 출구(53)측으로 이동되도록 유도하는 베플판(57);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 베플판(57)은 상기 원통몸체(51)의 내면에서 수직으로 돌출도록 구성되고, 원통몸체(51)의 길이방향을 따라 연장되도록 구성된 복수 개의 가로형 베플판인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 베플판(57)은 상기 원통몸체(51)의 내면에서 나사산 형태로 돌출되어 원통몸체(51)의 내주연을 따라 입구(52)측에서부터 출수(53)측까지 연장되도록 구성된 세로형 베플판인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각부(60)는 혼합물을 35℃의 온도로 냉각시켜 혼합물의 수피 분쇄분을 응축시킴으로써, 무기물 분쇄분이 수피 분쇄분에 견고하게 끼어있도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 혼합부(50)는 상기 원통몸체(51)의 외주연을 따라 감싸는 고정부(58)에 의해 고정되되, 상기 고정부(58)는 이의 내부에 다수의 베어링이 포함되어 상기 원통몸체(51)가 회전가능하도록 고정하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 고정부(58)의 하부방향으로 연결되어 상기 원통몸체(51)가 지면으로부터 지지될 수 있도록 하는 지지부(59)를 더 포함하되, 상기 지지부(59)와 고정부(58)는 적어도 2개 이상으로 구성되고, 복수 개의 지지부(59)는 각각 길이가 다름으로써, 원통몸체(51)가 소정의 각도로 기울어지도록 하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 원통몸체(51)의 외부측으로는 상호 외면이 맞닿는 로울러(50a)가 복수 개 구성되되, 상기 로울러(50a)의 회전에 의해 상기 원통몸체(51)가 회전되는 것을 특징으로 한다.

상술된 구조를 갖는 장치에 의해 바인더의 사용 없이 물리적인 힘으로만 수피 분쇄분의 공극에 무기물 분쇄분을 물리적으로 끼워 넣어 충전 결합시키는 과정은,

수피를 6~12mesh 크기로 분쇄하여 수피 분쇄분을 선별하고, 무기물을 100mesh 크기의 망에서 걸러내어 무기물 분쇄분을 선별한 후,

수피 분쇄분에 대하여 가열모듈(스팀처리 모듈)을 사용하여 수피 분쇄분의 표면온도를 40~80℃까지 증가시키고 함수율을 30%로 조절하여,

쇠구슬을 혼합부(50)에 투입시키고, 스팀 열처리된 수피 분쇄분과 무기물 분쇄분을 1 : 1 내지 2의 비율로 혼합부(50)에 투입시켜 혼합물로 혼합한 뒤,

혼합부(50)에서 혼합물과 쇠구슬을 배출시켜 35℃의 온도로 냉각시켜,

쇠구슬 선별부(70)를 통해 혼합물과 쇠구슬을 분리한 뒤, 쇠구슬은 쇠구슬 투입부(40)로 보내고,

미충전무기물 선별부(80)를 통해 혼합물에서 미충전된 무기물 분쇄분을 분리시켜 무기물 투입부(30)로 보내고,

미충전된 무기물 분쇄분이 분리된 혼합물은 완제품으로 분리되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치에 의하면, 물리적인 힘을 인가하여 수피의 공극에 무기물을 충전시키는 과정으로 제조되기 때문에, 별도의 화학적 바인더를 사용하지 않아도 되고, 이에 따라 화학약품에 따른 유해성분이 발생되지 않고, 연속적 제조가 가능하므로 쉽게 다량의 생산이 가능한 이점이 있다.

또한, 본래 날카로운 수피가 분쇄됨에 따라 더 날카로워질 수 있으나, 물리적인 결합과 더불어 쇠구슬을 더 이용함으로써 수피의 날카로운 부분을 마모시킬 수 있다.

나아가, 폐쇄된 환경에서 60W의 할로겐 램프를 입사하였을 때, 기존의 충진재가 표면 온도 70℃를 나타내는 것과 달리, 36℃의 표면 온도가 측정된 것으로 미루어보면, 여름철에 태양광을 흡열하여도 시중의 다른 인조잔디 충진재에 비해 낮은 표면 온도를 갖을 것으로 기대된다.

더 나아가, 물에 부유되지 않기 때문에, 우천시 등에 의해 물에 노출되어도 인조잔디 또는 이의 충진재가 흩어지는 것을 방지할 수 있다.

더 나아가, 바이오매스로서 침엽수 수피 및 낙엽을 사용하는 경우에는, 피톤치드가 발생되어 인조잔디 충진재로 적용하였을 때, 잡초 등이 생육할 수 없도록 하는 이점이 있다. 이에 따라 인조잔디를 관리하는데 소요되는 인력과 시간, 그리고 비용이 절감될 수도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치의 구조를 개념도로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치의 혼합부의 단면 구성을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치의 혼합부가 베플판을 포함한 구성을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치의 혼합부의 지지형태, 회전방식 및 높이조절방식을 설명하기 위한 도면을 나타낸 것이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 사항은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.

본 발명은 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치에 관한 것으로서,

수피를 분쇄하여 6~12mesh 사이분의 크기를 갖는 것을 선별한 분쇄분에, 100mesh 통과분의 크기를 갖는 무기물을 선별한 수피 분쇄분에 충전시키되, 화학적 바인더를 사용하지 않고 물리적인 힘을 가하여 수피와 무기물을 연속적으로 결합시킬 수 있는, 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치에 관한 것이다.

즉, 종래에는 합성수지나 화학처리된 바인더를 활용하는 방식, 또는 플라스틱 및 고무수지를 함께 배합하여 사출하는 방식으로 유기물과 무기물을 결합시키고 있었는데, 이는 유해성 물질이 발생될 수 있고, 최종적으로 제품의 친환경성이 저하되는 문제점이 있었다. 그러나 상기의 방식이 아니면 종래에는 유기물과 무기물을 결합시킬 수 없었기 때문에 위 문제점이 있음에도 상기 방식이 적용되는 실정이었다.

그러나, 본 출원인은 수피와 무기물의 입자크기를 조절하는 한편, 조절된 입자크기에 의해 물리적인 힘이 인가되는 것만으로도 수피와 무기물이 결합될 수 있도록 하는 방식을 제안하고, 또한 상기 방식으로 연속적인 결합이 가능하도록 하는, 인조잔디 충진재의 제조 장치를 제안한다.

이러한 장치는 첨부된 도면의 도 1을 통해 개념도로 설명될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치의 구조를 개념도로 나타낸 것이다.

첨부된 도면의 도 1을 참조하면,

수피 분쇄 및 선별부(10), 무기물 선별부(20), 무기물 투입부(30), 쇠구슬 투입부(40), 혼합부(50), 냉각부(60), 쇠구슬 선별부(70) 및 미충전무기물 선별부(80)를 주요하게 포함한다.

그리고 쇠구슬 선별부(70)를 통해 선별된 쇠구슬은 쇠구슬 투입부(40)를 통해 재투입될 수 있도록 하고, 미충전무기물 선별부(80)를 통해 선별된 충진되지 않은 무기물은 무기물 투입부(30)를 통해 재투입되어 다시 사용될 수 있도록 한다.

수피 분쇄 및 선별부 (10)

수피 분쇄 및 선별부(10)는 준비된 수피를 분쇄하고 선별하는 기능을 하는 것으로, 수피는 수피로서, 침엽수 및 활엽수 임목의 수피 부산물, 칩 부산물, 코르크, 목분, 톱밥, 낙엽, 목질 수피, 비목질 수피 등 다양한 원료일 수 있다.

다양한 수피 기반 소재 중 코코피트, 피트모스, 왕겨 등의 소재의 적용이 시도되었으나, 코코피트는 지속적인 사용이 이루어질 경우 수분에 의한 입자가 팽창하는 특성을 가지게 되어 우천시 빗물의 흡수가 크고 입자의 크기가 쉽게 분해되어 실제 인조잔디 충진재에서 요구하는 크기를 만족시키기가 어렵다.

또한, 코코피트의 제조 특성상 산성을 띄고 있기 때문에 빗물에 녹아나가면서 토양을 산성화 시켜 토양 오염을 유발할 수 있는 단점이 있다.

피트모스는 가격이 비싸기 때문에 실제 활용이 어려우며 수분흡수성이 크고 사용이 지속될 경우 부서지는 특성 때문에 바람에 유실되는 등 실제 장기간 사용이 어렵다. 그리고 코코피트, 피트모스 모두 전량 수입에 의존하고 있어 해외 의존도가 높은 단점이 있다.

다만, 다양한 부산물 중 수피는 내구성이 우수하며 다른 유기소재와는 다르게 부식성, 내구성이 강한 장점이 있다. 특히 국내에서는 리기다 소나무가 부산물로 주로 발생하고 있으며(출처 : 산림수피 효율적 생산 수집을 위한 실용장비 개발, 국림산립과학원(2012)), 침엽수 특성 상 왁스 및 피톤치드 등의 기능성 물질 함량이 높아 항균, 제초, 부패방지 등의 특성을 가지고 있다. 또한 활엽수 수피 중 참나무류의 수피는 내부에 코르크 층이 존재함에 따라 수분 등에 대한 저항성이 크고 완충성이 우수한 특성을 가지게 된다.

특히, 침엽수 수피 및 낙엽에는 피톤치드의 함량이 높은 것으로 알려져 있는데, 이는 침엽수 수피 및 낙엽이 분쇄되거나 마모될 때 은은한 향을 풍기도록 한다. 이러한 피톤치드(phytoncide)는 식물이 다른 미생물로부터 자기 몸을 방어하기 위하여 여러 가지 살균물질을 발산하는 물질을 통칭하며, 공기 중으로 세균이나 곰팡이를 죽이고, 해충, 잡초 등을 방지하는 역할을 하는 것으로 알려져 있다.

이러한 수피는 물리적 전처리를 통해 분쇄될 수 있는데, 물리적 전처리는 분쇄의 장치 및 기작 등에 의하여 매우 많은 방법들이 존재하며, 목적에 따라 선택하여 최적화하는 기술이 필수적이다.

물리적 처리 기작은 분쇄, 분열, 타격, cutting, sawing 충격, 마찰 등이 존재하며 초기 처리 및 2차 처리, 원료의 크기 등에 의하여 다르게 적용해야 효과적이다. 이때, 핀밀(pin mill), 볼밀, 전단밀, 콜로이드밀, 조쇄기, 전단 조쇄기, 충격파쇄기, 롤밀, 해쇄기, 리파이너, 분체층타격식 분쇄기, 고속 회전식 분쇄기, 제트 분쇄기, 균질화기 또는 PFI 밀(mill) 등이 형태적 크기의 조절이 가능한 장치의 적용이 가능하다.

이와 같이 분쇄된 수피는 선별되어야 하는데, 전처리를 통해 소정의 크기로 절단 및 분쇄된 수피 중, 6~12mesh에 해당되는 분쇄분을 선별한다.

이때, 6mesh를 통과하지 않는 큰 크기의 원료는 인조잔디 내부 사이에 충전이 용이하지 못한 단점이 있다.

즉, 실제 충진제의 적용을 위해서는 분쇄 후 수피의 크기가 6~12mesh 정도의 크기가 가장 효과적이다.

6mesh를 통과하지 않는 큰 크기의 원료는 인조잔디 내부 사이에 충전이 용이하지 못한 단점이 있다. 12mesh 이하 미세한 크기를 사용할 경우 이후 기능성 부여를 위한 무기물 충전시 무기물의 충전이 용이하지 못하게 되며, 충진재로서도 충분한 벌크를 제공하지 못하여 완충성을 부여하지 못하게 된다.

또한, 현 KS M 3888-1:2013의 인조잔디 충진재의 입자 크기 기준이 1.4mm ~ 3.35mm 의 크기가 94% 이상이 되어야 한다고 명기되어 있다. 기준을 만족시키기 위해서는 12mesh 통과분의 경우 입자크기가 1.68mm의 크기보다 작기 때문에 실제 사용이 어렵다.

이러한 수피 분쇄 및 선별부(10)에는 스팀처리로 분쇄된 수피에 열처리를 수행함으로써, 수피 분쇄분의 표면온도를 상승시키고, 수분함량을 조절할 수 있는 가열모듈(11)을 포함하는데, 상기 가열모듈(11)은 수피 분쇄 및 선별부(10)에서 후술되는 혼합부(50)로 수피가 이송되는 영역에 구성된다. 이때, 상기 스팀처리를 통해 열처리를 수행하는 구체적인 구성은 종래 스팀 열처리 가능한 장치를 채용한 것으로서 구체적인 설명은 생략한다. 다만, 종래 사용되는 장치라고 하더라도 본 발명의 진보성 판단에 미치는 영향은 구체적인 목적, 기능 및 효과를 토대로 판단되어야 할 것이다.

이러한 가열모듈(11)의 열처리를 통해 수피의 표면 구조가 느슨해지고 공극이 화장되도록 하여 무기물이 충전될 때 수피 표면으로 증착되기 용이하도록 한다.

이때, 수피의 열처리는 수피의 수분함량을 기반으로 하여 적절한 양의 스팀처리가 가능하도록 하되, 수피의 표면온도가 40~80℃의 온도가 되도록 한다.

설계 조건에 따라서는, 수피의 표면온도가 가열된 이후 유지될 수 있도록 하기 위하여 적외선(원적외선) 가열장치 등을 더 구성할 수도 있다. 이때, 적외선 가열장치의 구성은 당업자에 의해 도출 가능한 설치 구성이라면 모두 적용 가능할 것이다.

이에 따라, 원통몸체(51) 내로 이동된 수피의 분쇄분은 팽창되는 한편, 표면에 잔존하는 휘발성 물질을 발산시키고 표면공극이 확장되어 무기물의 충전이 더욱 용이해질 수 있다.

무기물 선별부 (20)

무기물 선별부(20)는, 무기물을 선별하는 기능을 하며, 상기 무기물은 수피 분쇄분의 공극에 충전될 무기물로서,

무기물은 대표적으로 황토, 질석 분말이 활용되고 추가적으로 경석, 응탄암, 사암, 화강암 계열의 무기물과 경석, 응탄암, 사암, 화강암 계열의 무기물과 탄산칼슘(CaCO3), 활석(talc), 운모(mica), 클레이(clay), 실리카(SiO2), 황산바륨(BaSO4), 탄산마그네슘(MgCO3), 산화규소, 산화알루미늄, 산화나트륨, 산화칼륨, 산화칼슘, 산화제2철, 산화티탄 등의 다양한 무기물의 사용이 가능하다.

이때, 적용되는 무기물의 비중에 따라 부유 특성의 조절이 가능할 수 있으며 화강암의 비중은 2.7g/cm³ 으로 사암 2.0g/cm³, 응탄암 1.5g/cm³, 경석 0.9g/cm³, 일반 흙 1.3g/cm³, 모래 1.7g/cm³ 보다 높아 가장 바람직하지만, 상기 기재된 이외의 무기물도 사용이 가능하다.

이러한 수피와 무기물은, 화학 처리되어 접착과 충전을 목적으로 하는 바인더를 사용하지 않고, 물리적인 힘을 인가받아 무기물이 수피에 충전되도록 하는 것으로서, 이에 따라 바인더를 사용하는 경우보다 친환경적이고, 유해물질을 발생시키지 않는 이점이 있다.

이러한 무기물은, 수피와 마찬가지로 분쇄될 수 있으며, 분쇄분을 100mesh 크기의 망에서 걸러내어, 100mesh 망을 통과하는 통과분의 크기를 갖는 무기물 분쇄분을 선별된다.

수피의 공극의 크기는 약 50㎛ 이내의 크기로 분포된다.

따라서, 수피에 충전시키기 위해서는 무기물(황토)이 상기 수피의 공극의 크기보다 작아야 하기 때문에 무기물 분급기술의 활용은 필수적이다.

본 발명에서는 황토의 품질을 균일하게 하고 충전을 용이하게 하기 위하여 100mesh를 이용하여 분급을 실시한 후 충전에 사용하였다. 100mesh로 분급된 황토의 크기 분포를 나노입도분석기(Nano Particle Size Analyzer)를 이용하여 평가하였다. 분석 결과 50 μm 이내의 황토 입자 크기가 약 85% 이상이 포함되는 것을 확인할 수 있었다. ([표 1 참조]).

100mesh 이상	100mesh 이하

상술된 본 출원인의 예상을 확인하기 위하여 [표 2]와 같은 정밀 특성을 평가하였다.

즉, 수피에 황토의 충전 특성을 육안으로 확인하기 위하여 전자주사현미경(SEM)을 이용하여 충전특성 평가를 실시하였다.

또한, 수피가 충전 된 후 황토가 분포하고 있는 표면을 확인하기 위하여 SE 모드를 이용하여 육안특성을 확인하였으며, 황토가 수피에 충전된 후 분포하고 있는 특성을 평가하기 위하여 표면의 물질의 차이에 의한 물질의 차이에 의한 화상을 관찰할 수 있는 BSE 모드를 이용하여 비교 평가를 실시하였다.

그 결과, 수피의 황토 충전 유무에 의한 육안 특성 평가를 실시한 결과 충전이 되어있지 않은 수피는 비교적 깨끗한 표면을 확인하였으나 충전된 수피는 다양한 미세입자가 박혀있거나 충전되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

그리고 수피의 황토 충전에 의한 분포특성을 확인하기 위하여 세포의 내강 및 부위에 의한 실제 충전이 되어 있는 SE 모드를 이용한 충전특성 평가 결과 수피의 표면에 충전 유무에 의하여 수피의 표면에 다양한 미세 입자가 박혀 있고 충전되어 있는 것을 확인할 수 있었다. BSE 모드를 이용하여 황토가 수피에 충전이 수피의 공극, 비어있는 내부공간 및 표면에 일부 박힘으로 써 충전이 되는 것을 확인할 수 있었다.

(비충전) (충전)

충전 유무에 의한 외관 특성 평가

(SE 모드) (BSE 모드)

무기물 충전 후 수피 내 무기물 분포 특성 평가

정리하면, 본 발명은 상기와 같이 별도의 화학적 바인더를 사용하지 않고, 충전하는 것이다. 따라서, 무기물의 분쇄분은 반드시 적정 크기의 입자를 가져야 하는데, 이때 100mesh를 통과하지 않은 무기물의 적용시에는 수피 표면 공극에 비해 크기가 커서 충전이 강하게 이루어지지 않는 단점이 있다. 따라서, 수피의 물리적 충전을 위해서는 100mesh를 통과하는 100㎛ 이내의 분리분의 무기물을 적용하는 것이 중요하다.

즉, 100mesh 크기의 망을 통과하는 100㎛ 이하의 크기를 갖는 충전용 무기물 분쇄분을 이용한다.

다만, 100mesh 통과분의 크기를 갖는 것이 가장 바람직하지만, 임계적인 의의에 있어서는 80mesh 통과분의 크기를 갖는 것도 이용이 가능하다.

무기물 투입부 (30)

무기물 투입부(30)는, 수피 분쇄 및 선별부(10)를 거쳐 후술될 혼합부(50)로 이동되는 수피의 분쇄분에 상술된 무기물의 분쇄분이 포함되도록 투입하는 기능을 한다.

이때 수피의 분쇄분과 무기물의 분쇄분은 섞인 상태로 혼합부(50)로 이동할 수도 있고, 따로 이동할 수도 있으며,

본 명세서에 기재되는 이동은, 사람에 의해 이동되는 것일 수도 있고, 별도의 이송벨트(컨베이어 등)를 이용하여 이동될 수도 있다.

쇠구슬 투입부 (40)

쇠구슬 투입부(40)는, 쇠구슬을 투입하는 기능을 하는 것으로, 상기 쇠구슬은 수피의 분쇄분과 무기물의 분쇄분이 물리적으로 결합될 때 하중을 인가하여 결합이 더욱 용이하도록 한다.

이때, 본 발명에 따르면, 미충전된 무기물과 함께 쇠구슬도 재활용되어 사용되는데, 이러한 충전을 돕는 쇠구슬이 충돌됨에 따라 마모되어 쇳가루가 발생될 수도 있다. 이렇게 쇳가루가 발생되게 되면, 지속적인 재활용에 따라 수피와 무기물의 충전시 수피 분쇄분의 공극에 일부 미세한 쇳가루가 유입될 수 있으므로, 설계 조건에 따라서는, 반영구적으로 사용 가능하고 내구성이 우수한 세라믹볼로 대체될 수도 있다.

혼합부 (50)

혼합부(50)는 수피의 분쇄분, 무기물의 분쇄분 및 쇠구슬이 투입되면, 상기 수피의 분쇄분과 무기물의 분쇄분을 혼합하는 기능을 한다.

이러한 혼합부(50)는 첨부된 도면의 도 2 내지 도 4를 참조할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치의 혼합부의 단면 구성을 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명에 따른 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치의 혼합부가 베플판을 포함한 구성을 나타낸 것이며, 도 4는 본 발명에 따른 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치의 혼합부의 지지형태, 회전방식 및 높이조절방식을 설명하기 위한 도면을 나타낸 것이다.

첨부된 도면의 도 2를 참조하면,

혼합부(50)는, 회전되는 원통형의 원통몸체(51)로 구성되며, 일측에 수피의 분쇄분, 무기물의 분쇄분 및 쇠구슬이 내부로 투입될 수 있도록 입구(52)를 포함하고, 혼합된 충전재가 배출될 수 있도록 하는 출구(53)가 다른 일측에 형성된다.

그리고 내부에는 원통몸체(51)의 길이방향을 따라 형성된 축(54)이 위치되고, 상기 축(54)에는 스크류(55)가 형성된다.

이때, 축(54)은 (a) 일측에 모터가 연결되어 모터의 회전력을 인가받아 축(54)이 회전되도록 구성될 수도 있으나, (b) 축(54)의 양단이 원통몸체(51) 내부에 고정되도록 구성되어 원통몸체(51)가 회전됨에 따라 같이 회전되도록 구성될 수도 있다.

즉, 스크류(55)는 원통몸체(51) 내부에 존재하는 수피의 분쇄분, 무기물의 분쇄분 및 쇠구슬이 입구측에서 출구측으로 이동하도록 가이드하면 충분하다.

또한, 도 3을 참조하면 혼합부(50)의 원통몸체(51) 내면에는 베플판(57)이 형성될 수 있다.

베플판(57)은 수피의 분쇄분, 무기물의 분쇄분 및 쇠구슬이 원통몸체(51)의 회전과 함께 이동될 수도 있도록 돕는 역할을 하는데, 이러한 베플판(57)은 도 3의 (a)와 같이 가로형 베플판과 (b)와 같이 세로형 베플판으로 나뉜다.

가로형 베플판의 경우, 원통몸체(51)가 회전되면 수피의 분쇄분, 무기물의 분쇄분 및 쇠구슬이 끌려올라 갈 수 있도록 돕고, 세로형 베플판의 경우 원통몸체(51)가 회전되면 수피의 분쇄분, 무기물의 분쇄분 및 쇠구슬이 회전 방향을 따라 이동하면서 입구측에서 출구측으로 이동될 수 있도록 한다.

도 3의 (a)를 참조하면,

가로형 베플판의 경우, 원통몸체(51)의 내면에서 수직으로 돌출된 베플판(57)이 원통몸체(51)의 길이방향을 따라 연장되도록 구성되는데, 복수 개 형성될 수 있다. 도 3의 (a)에는 8개로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 2개 이상의 개수로 구성되면 충분하다.

도 3의 (b)를 참조하면,

세로형 베플판의 경우, 원통몸체(51)의 내면에서 나사산 형태로 돌출되어 원통몸체(51)의 내주연(내경)을 따라 입구측에서부터 출구측까지 연장되도록 구성된다.

마지막으로, 도 4를 참조하면,

원통몸체(51)는 이의 외주연(외경)을 따라 감싸고 있는 고정부(58)에 의해 고정되는데, 상기 고정부(58)의 내측에는 다수의 베어링(도면에 미도시)이 포함되어 고정부(58)에 고정되더라도 원통몸체(51)가 회전가능하도록 구성된다.

그리고 고정부(58)의 하부방향으로는 지지부(59)가 연결되어 원통몸체(51)가 지면으로부터 지지될 수 있도록 한다.

이러한 고정부(58)와 지지부(59)는 원통몸체(51)의 일측과 다른 일측에 적어도 2개 이상 구성되어, 원통몸체(51)를 고정 및 지지하는데,

지지부(59)의 각각의 높이는 다르게 구성됨으로써 원통몸체(51)가 소정의 경사각을 갖으며 지지될 수 있도록 한다.

즉, 원통몸체(51)는 수피의 분쇄분, 무기물의 분쇄분 및 쇠구슬이 원통몸체(51)의 입구측에서 출구측으로 이동하기 쉽도록 출구측이 입구측보다 낮게 위치하도록 지지된다.

그리고 원통몸체(51)의 외부측으로는 로울러(50a)가 위치될 수 있는데, 로울러(50a)는 도 4의 (b)와 같이 원통몸체(51)의 양측으로 복수 개가 구성되며, 원통몸체(51)의 외주연과 로울러(50a)의 외주연이 맞닿도록 구성될 수 있다.

그리고 로울러(50a)는 회전가능하게 구성되는데, 회전은 일반적인 모터와 기어의 조합을 통해 가능할 수도 있고, 일반적인 모터와 체인벨트의 조합을 통해 가능할 수도 있다. 또한, 로울러(50a)의 재질은 유연한 고무재질로 구성되어 원통몸체(51)의 외면을 마모시키지 않도록 한다.

설계 조건에 따라서는, 지지부(59)를 다단으로 구성하고 안테나 형식으로 길이조절이 가능하도록 하여 원통몸체(51)의 경사각을 조절함으로써 기울기가 조절될 수 있도록 할 수도 있다.

이와 같이 원통몸체(51)의 출구측과 입구측의 높이 조절이 가능하게 됨에 따라, 충진재의 배출속도를 조절할 수 있고, 실제 공정에서 수피와 무기물이 원통몸체(51) 내부에서 체류하는 체류시간과 혼합되는 처리시간을 조절할 수 있는 이점이 있다.

다른 설계 조건에 따라서는, 원통몸체(51)는, 상기 원통몸체(51)의 양단에 축을 연결하여 상기 축을 잡고 돌리는 방식으로 회전하도록 할 수도 있다.

냉각부 (60)

냉각부(60)는, 혼합부(50)에서 혼합된 수피의 분쇄분과 무기물이 분쇄분('혼합물'로 지칭함) 및 쇠구슬이 출구(53)를 통해 배출되면, 35℃ 이하의 온도까지 냉각하는 역할을 한다.

즉, 급격한 냉각을 통해 수피의 분쇄분의 응축을 유도하여 수피의 분쇄분에 충전된 무기물이 강하게 끼어있도록 한다.

쇠구슬 선별부 (70)

쇠구슬 선별부(70)는, 냉각부(60)를 통과한 혼합물과 쇠구슬을 진동 스크린을 통해 혼합물은 통과시키고 쇠구슬은 통과되지 않도록 하여 쇠구슬만 선별하는 역할을 한다. 선별된 쇠구슬은 쇠구슬 투입부(40)로 전달되어 재사용되도록 한다.

미충전무기물 선별부 (80)

미충전무기물 선별부(80)는, 쇠구슬 선별부(70)를 통해 쇠구슬이 분리된 혼합물을 다른 진동 스크린을 통해 수피의 분쇄분이 충전되지 않은 미충전무기물을 선별하는 역할을 한다.

즉, 상기 진동 스크린의 메쉬(mesh) 크기를 무기물 선별부(20)와 동일하게 100 mesh 크기의 스크린을 사용할 수 있으며, 이를 통해 수피의 분쇄분과 결합된 무기물 분쇄분, 즉 혼합물은 진동 스크린의 상측에 잔여하게 되고, 충전되지 않은 미충전무기물은 진동 스크린의 하측으로 낙하되도록 한다.

이렇게 낙하된 미충전무기물은 무기물 선별부(20)를 통해 다시 투입되어 재사용되도록 한다.

상술된 바와 같이 구성된, 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치에 의해 진행되는 제조 과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 수피를 분쇄하고 선별한다.

이때, 침엽수 수피 부산물은 형태 및 크기가 매우 다양하기 때문에, 충진재로 활용을 위해서는 채집되는 형태, 위치 등에 따라서 발생되는 형태가 매우 다양하기 때문에 형태적 특성 변화를 위한 전처리가 필요하다. 형태적 특성을 변화시키기 위하여 해머밀 방식의 분쇄화 장치를 이용하여 전처리를 실시하였으며, 분쇄화를 실시한 후 변화하는 형태적 특성을 [표 3]에서 나타내었다.

구체적으로, 물리적 처리 방법 중 분쇄 조절 장치의 종류에 의한 외관 특성 평가를 위하여 Hammer(pin) 형과 cutting 형 분쇄 크기 조절 장치를 이용하여 전처리를 한 후 6~12mesh를 이용하여 분급한 후 외관을 평가하였다.

외관 특성 평가 결과 분쇄화 장치에서 전처리 된 수피가 모가난 부분이 상대적으로 적어 실제 인조잔디 충진재로의 활용이 용이할 것으로 판단하였다.

즉, [표 3]과 같이 단순 커팅시킨 수피 부산물의 경우, 날카로운 표면이 많이 발생된 반면, 분쇄화 장치를 이용하여 전처리를 수행한 경우, 비교적 부드러운 표면을 나타내었다.

또한, 분쇄 시 다양한 입자 크기의 원료를 유사한 크기의 원료로 전처리가 가능함을 확인할 수 있다. 침엽수 수피 원료의 회분량을 측정한 결과 약 1.56%의 무기물 함량을 갖고 있는 것을 확인하였다.

다음으로, 무기물을 선별한다.

무기물의 선별은 상술된 바와 같이, 황토, 질석 분말, 경석, 응탄암, 사암, 화강암 계열의 무기물과 경석, 응탄암, 사암, 화강암 계열의 무기물과 탄산칼슘(CaCO3), 활석(talc), 운모(mica), 클레이(clay), 실리카(SiO2), 황산바륨(BaSO4), 탄산마그네슘(MgCO3), 산화규소, 산화알루미늄, 산화나트륨, 산화칼륨, 산화칼슘, 산화제2철 및 산화티탄 등의 무기물의 사용이 가능하다.

이러한 무기물을 100mesh 크기의 망에서 걸러내어, 100mesh 망을 통과하는 통과분의 크기를 갖는 무기물 분쇄분을 선별한다.

이렇게 선별된 무기물의 분쇄분은, 수피의 분쇄분과 쇠구슬과 함께 혼합부(50)로 투입된다.

이때 투입되는 수피의 분쇄분과 무기물의 분쇄분은 1 : 1 내지 2의 비율이 되도록 한다. 즉, 수피의 분쇄분 1 : 무기물의 분쇄분 1 내지 2의 비율이다.

혼합부(50)에 무기물의 분쇄분, 수피의 분쇄분 및 쇠구슬이 투입되면 혼합부(50)를 회전시켜 혼합을 시작하는데,

이때, 쇠구슬에 의해 수피의 분쇄분과 무기물의 분쇄분이 눌려져 물리적 충전이 더욱 용이하게 되는데, 특히 쇠구슬과 물리적으로 충돌됨에 따라 수피의 날카로운 단부를 마모시키는 효과도 가질 수 있다.

이는 일반적으로 날카로운 단부를 갖는 수피가 분쇄되면서 더욱 날카로워지게 되며, 이는 사용자가 몸으로 뒹굴게 되는 인조잔디 충진재로 사용되기에 다소 어려운 부분이 있어서, 물리적인 힘이 인가되면서 날카로운 단부가 마모되어 모서리 부분의 삐죽한 부분이 사라져서 부드러운 형태로 분쇄된다. 따라서, 실제 사용시 부상의 위험성을 현저히 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다.

수피에 무기물을 충전하기 위하여 혼합부(50)에 혼합하기 전에 스팀을 이용시 충전의 효율증대가 가능하다. 스팀의 주입 시 수피의 표면을 연화시킬 수 있어 황토의 충전량이 증가될 수 있다.

구체적으로는, 아래의 실험예 1을 참조할 수 있다.

실험예 1. 가열온도에 따른 충전량 평가

(실험방법)

수분에 의한 수피의 충전량을 평가하였다. 충전은 분쇄된 무기물 중 황토를 이용하였다. 수피의 함수율을 각각 15±3%, 30±3% 로 조절한 후 수피의 무게비로 1:1~1:2 이내로 황토와 혼합하여 충전시켰다. 충전된 수피는 선별기를 약 30초 동안 이용하여 수피에 충전되지 않은 잔여 무기물을 털어낸 후 건조하지 않고 충전율을 평가하였다. 충전량은 525℃에서 4시간 동안 연소시키고 잔류하는 회분(무기물)양을 측정하여 평가하였다.

(실험결과)

수분에 의한 충전량 평가를 아래의 표에 나타내었다. 함수율이 15±3%인 수피에서는 충전량이 8.3%로 나타났고, 함수율이 30±3% 정도로 전처리를 실시한 수피에서는 충전량이 약 16.8%로 나타났다. 수피의 수분 전처리에 의하여 수피 표면이 연화되며 수피의 무기물 충전에 영향을 주는 것으로 판단하였다.

시료처리 조건	충진공정 회전횟수	함수율(%)	충전량(%)
함수율 15±3% 수피	10	15±3	8.3
함수율 30±3% 수피		30±3	16.8

※ 수피수분처리에 의한 충전량 평가

실험예 2. 스팀 가열 유무에 의한 충전량 평가

(실험방법)

분쇄된 수피에 스팀 주입의 유무에 의한 충전특성 평가를 실시하였다. 스팀은 수피의 표면만을 연화시키기 때문에 추후 충진처리후 제품의 냉각 및 건조처리 시 효과적일 뿐만 아니라 냉각/건조 시 응축의 발생을 방지하는 효과가 있다. 충전은 분쇄된 무기물 중 황토를 이용하였고, 수피의 무게비로 1:1~1:2 이내로 조절하여 혼합하여 충전시켰다. 충전된 수피는 선별기를 약 30초 동안 이용하여 무기물을 털어낸 후 충전량을 평가하였다. 충전량은 525℃에서 4시간 동안 연소시키고 잔류하는 회분(무기물)양을 측정하여 평가하였다.

(실험결과)

100 ℃ 이상의 스팀 가열처리를 실시하여 수분 전처리와 같은 수준의 함수율을 가지는 수피 분쇄체에 충전 효율 변화를 평가하여 아래의 표에 그 결과를 나타내었다. 스팀 가열 처리의 경우 수분만을 조절한 수피에 비하여 충전량이 크게 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 스팀 가열처리로 인해 수분 전처리만 실시하는 경우보다 수피 표면의 구조가 더욱 연화되어 무기물의 충전이 용이하게 발생되는 것을 확인할 수 있었다.

시료전처리 조건	회전 횟수	함수율 (%)	온도 (℃)	충전량 (%)
함수율 30±3% 수피	10	30±3	25	16.8
스팀가열처리 수피		30±3	70±10	32.36

※ 스팀 가열 유무에 의한 충전량 평가

또한, 혼합부(50)를 통해 물리적 충전을 진행할 때, 혼합부(50)의 조건은 다음과 같다.

상기 원통몸체(51)는 직경이 클수록 충전량이 증가한다. 이때, 상기 원통몸체(51)의 회전 횟수는 5~10회로 설정한다. 이는 원통몸체(51)가 10회 이상 회전되어도 충전량이 크게 증가하지 않으므로, 신속한 다량 제조를 위해서 5~10회가 바람직하다고 사료된다.

다만, 적용되는 원료의 특성에 따라 최적 회전 횟수는 다소 달라질 수 있다.

이와 같이, 수피의 분쇄분과 무기물의 분쇄분의 혼합이 완료되면, 혼합물과 쇠구슬은 혼합부(50)의 출구(53)를 통해 배출되며, 냉각부(60)를 통해 소정의 온도까지 냉각된다.

상술된 바와 같이, 냉각은 수피의 분쇄분의 응축을 유도하여 수피의 분쇄분에 물리적 충전된 무기물의 분쇄분이 제대로 끼어져 견고하도록 하는 것으로서, 이때 냉각의 온도는 35℃ 이하가 되도록 한다.

구체적으로는, 아래의 실험예 3를 참조할 수 있다.

실험예 3. 가열온도에 따른 충전량 평가

(실험방법)

실험방법은, 무기물을 수피에 충전하는데 있어서 수피를 스팀 열처리하는 가열 온도를 [표 6]과 같이 다르게 설정하여 충전량을 평가하도록 한다.

본 실험방법은 수피와 무기물의 비율을 1:2 이내로 조절하여 혼합하여 충전시킨 뒤, 충전된 수피는 선별기를 약 30초 동안 이용하여 무기물을 털어낸 후 충전량을 평가하였다. 충전량은 525℃에서 4시간 동안 연소시키고 잔류하는 회분(무기물)양을 측정하여 평가하였다.

(실험결과)

회전횟수	비율	온도(℃)	충전량(%)
10회	1:2	30	17.21
		40	23.41
		50	27.32
		60	30.11
		70	31.21
		80	32.35
		90	32.38
		100	32.45

[표 6]을 참조하면, 30℃의 온도에서 수피를 열처리한 경우보다, 40℃의 온도에서 수피를 열처리한 경우가 충전량이 급격히 증가하는 것으로 나타났다.

이후, 수피를 열처리하는 온도가 증가할수록 충전량 역시 증가하는 것으로 나타났으나, 90℃ 이상의 온도에서는 충전량의 뚜렷한 증가가 나타나지 않은 것을 볼 수 있었다. 따라서, 불필요한 열처리에 사용되는 에너지의 사용을 방지하고자, 열처리의 온도는 80℃까지의 온도를 사용하는 것이 바람직하다고 사료되며,

최소 열처리의 범위는 충전량이 급증하는 40℃가 바람직하다고 사료된다.

상기와 같이 냉각까지 완료되면, 혼합물과 쇠구슬은 쇠구슬 선별부(70)를 통해 쇠구슬과 혼합물을 분리하도록 한다.

분리된 쇠구슬은 다시 재사용되도록 하며, 혼합물은 미충전무기물 선별부(80)를 통해 혼합물로부터 수피의 분쇄분에 충전되지 않은 미충전 무기물의 분쇄분을 분리시키고, 분리된 미충전 무기물의 분쇄분은 재사용되도록 하고, 혼합물은 완제품으로 분리된다.

이하와 같이, 본 출원인은 참고적으로 본 발명에 따른 실험을 몇가지 수행하였다.

먼저, 쇠구슬의 무게에 따른 충전량을 평가하였다. 이는 [표 7]을 참조한다.

대상	원통 직경 (cm)	회전 횟수	쇠구슬			충전율 (%)	충전량 (%)
			무게 (g)	개수	직경 (mm)
1	100	10	-	-	-	856	15.3
2			0.5	10	5.0	981	17.3
3			66.9	10	25.4	1,350	23.2

위 평가는, 본 명세서에 기재된 방법과 장치를 비롯한 것으로서, 쇠구슬(보조재)의 무게에 의한 충전특성 평가를 위하여 0.5g의 쇠구슬과 66.9g의 쇠구슬을 이용하여 실험을 실시하였다.

충전 특성 평가 결과 동일한 개수의 쇠구슬에서 무게가 무거운 쇠구슬 일수록 충전 특성이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 무게가 무거울수록 강한 타격이 가능하기 때문에 충전량이 가벼운 쇠구슬를 이용하는 것에 비하여 충전량이 증가하는 것으로 나타났다.

다음으로, 원통 직경에 따른 충전량을 평가하였다.

대상	원통 직경 (cm)	회전 횟수	쇠구슬			충전량 (%)
			무게 (g)	개수	직경 (mm)
4	50	10	0.5	10	5.0	8.5
5	100					17.3

[표 8]은 [표 7]의 평가와 동일한 조건에서 쇠구슬을 포함시켜 무기물 충전 실험을 실시하였다. 동일한 쇠구슬의 무게 및 개수에서 원통몸체(51)의 직경을 다르게 하여 무기물의 충전 특성 평가를 실시하였다. 원통몸체(51)은 50cm, 100cm 의 크기를 사용하였다.

충전특성 평가 결과, 원통몸체(51)의 직경이 증가할수록 회전시 낙하 충격의 효과의 증가로 충전량이 증가하는 것으로 나타났다.

다음으로, 충전 비율 평가를 실험하였다.

(실험방법)

원통회전 방식을 이용하여 원통몸체(51)의 직경에 의한 무기물의 충전특성 평가를 실시하였다.

이는 본 명세서에 의한 장치와 방법을 기반으로 한 수피 및 황토의 충전 방법으로 선정된 원통몸체(51)을 이용하여 50cm의 직경을 가지는 원통에 일정한 간격으로 베플판을 설치하여 원료의 아래에서 위로 회전이 용이하게 한 후, 동일한 회전속도에서 5번 회전을 시켜 무기물을 충전시켰다. 그 후 충전시킨 충진재를 30mesh를 이용하여 미세분을 제거한 후 충전특성 평가를 실시하였다.

그리고 충전량은 다음의 수학식으로 산출하였다.

(실험결과)

	원통 직경 (cm)	무게비율 (수피:황토)	회전횟수 (회)	충전량 (%)
실험군 1	50	1:1	5	3.6
실험군 2		1:2		3.8
실험군 3		1:3		3.8
실험군 4		1:4		3.8
실험군 5		1:5		3.8

충전 특성 평가 결과 수피와 황토의 무게 비율이 약 1:1~1:2 까지 충전 비율이 증가하다가, 1:2 이후인 1:3의 비율부터는 황토의 무게가 증가하여도 충전량의 증가 나타나지 않는 것을 볼 수 있다.

이는 충전되지 않는 충전용 무기물 분쇄분은 결국 분리하여 원료로 사용되기 때문에, 일정량 이상으로 함유해봐야 공정의 번거로움만 초래하므로, 충전시 수피와 황토의 최적 배합 비율은 1:2가 적당한 것으로 판단하였다.

다음으로, 부유 특성을 평가한다.

인조잔디 충진재의 경우, 야외에 노출되는 형태가 대부분이기 때문에 우천시 등에 의해 물에 노출되는 경우가 많다. 따라서, 물에 대해 부유되지 않아야 하는데, 일부 적용되는 친환경 충진재의 경우 우천시 부유하여 유실됨으로써 관리 및 보완이 어려운 단점이 있다.

(실험방법)

무기물의 충진 유무에 의한 부유특성 비교 평가를 위하여 실제 사용되고 있는 원료와 본 발명의 실시예를 기반한 인조잔디 충진재의 비교 평가를 실시하였고, 실험에 사용된 조건을 아래의 [표 10]에 나타내었다.

실험군	원료	충전량(%)
6	기존 수피 칩	-
7	무기물 미충전 수피	1.56
8	무기물 충전 수피 (보조재(쇠구슬) 미사용)	4.2
9	무기물 충전 수피 (보조재(쇠구슬) 사용)	15.3

(실험결과)

실험결과는 아래 [표 11]을 참조할 수 있다.

실험군 6 실험군 7 실험군 8 실험군 9

[표 11]를 참조하면, 기존 수피 칩(실험군 6)과 무기물 미충전 수피(실험군 7)의 경우, 수피는 부유하는 특성이 있기 때문에 대부분 부유하고 있는 것으로 나탄났다.

그러나, 무기물이 충전된 수피의 경우, 실험군 6이나 실험군 7에 비해 비교적 많이 가라앉는 것으로 나타났고, 특히 보조재(쇠구슬)을 충전시 사용한 경우 무기물의 충전량이 증가하면서 실험군 9가 사용하지 않은 실험군 8에 비해 대부분 가라앉는 것을 확인하였다.

다음으로, 복사열 온도 특성을 평가하였다.

인조잔디 충진재는 햇볕에도 노출되어 있기 때문에, 특히 무더운 여름철에는 태양열을 흡열하여 인조잔디의 표면 온도가 증가할 수 있다. 이 경우, 사용자는 더욱 더위를 느껴 불쾌감을 갖을 수 있고, 심한 경우 마찰에 의해 화상 등의 부상을 입을 수도 있다.

따라서, 인조잔디 충진재는 태양열을 흡열하여도 표면 온도가 과하게 증가하지 않아야 한다.

(실험방법)

실험방법은, 여름철 실제 태양의 직사광선과 유사한 조건을 갖도록 하기 위하여 폐쇄된 환경의 나무 상자 내부에서 수행되었으며, 이는 외부 온도의 영향을 최소화하기 위함이다. 또한, 60W의 파워를 갖는 할로겐 램프를 이용하여 20분 동안 열을 인가하여 적외선 표면 온도 측정기를 이용하여 측정하는 방식으로 수행된다.

또한, 실험군(실험대상)은 상술된 실시예에 기반한 실시군과, 시중에서 판매되고 있는 인조잔디용 충진재인 대조군으로 한다.

이때, 대조군은 시중에서 일반적으로 사용되고 있는 고무칩 중, 상기 고무칩을 주 원료로 하고 수피가 함유된 것을 사용하였다. 이는 시중에 수피를 주 원료로 하는 충진재는 구입이 어려웠기 때문이다.

따라서, 아래의 결과를 통해 수피가 포함되는 것만으로 표면 온도를 낮출 수는 없는 것을 확인하였다. 반면, 본 발명과 같이 수피+무기물의 조합과 조합(충전)을 위한 공정을 통함으로써, 고무칩 등의 인공수지를 미포함하여 상기 표면 온도를 저하시킬 수 있음을 확인하였다.

(실험결과)

대상	실시군	대조군
표면 온도	36℃	70℃

즉, 위의 [표 12]에 따른 실험결과를 기반으로, 실시군이 대조군에 비하여 복사에너지에 의한 온도 증가가 획기적으로 낮게 나타나는 것(40℃ 미만, 구체적으로는 36℃)을 확인할 수 있었다.

연속공정 충진재 제조 시 스팀 주입 밸브를 설치하여 적용한 결과, 스팀이 수피 내부에 효과적으로 열을 전달시켜 수피를 연화시켜 무기물의 충전 효과가 증대되는 것으로 확인되었다. 스팀의 주입만으로 열 전달이 원활하게 이루어지지 않을 경우, 원적외선 램프, 할로겐 램프 등의 열원을 추가적으로 설치하여 열 전달을 원활하게 하여 수피의 충전효율 증대가 가능하다.

원료의 형태 및 상황에 따라 충전효율이 다르게 나타난다. 따라서 인조잔디 충진재의 균일한 제품 제조를 위하여 충전장치의 각도 및 회전 속도 조절이 가능하게 하였다. 각도 및 회전속도를 조절하여 인조잔디 충진재의 충전 및 배출속도의 조절에 의한 균일한 제품 제조가 가능하다.

연속식 충전공정 시 무기물을 충전시킨 후 충전이 되지 않은 잔여 무기물이나, 충전 시 효율을 증대시키기 위하여 이용한 쇠구슬은 경제성을 고려할 때, 회수가 필요하다. 회수를 위하여 다단 진동선별기를 이용하여 쇠구슬, 충전된 인조잔디 충진재, 잔여 무기물로 나누어 선별이 가능하다.

진동선별기의 선별 사이즈는 인조잔디 충진재의 규격에 맞추어 6mesh, 12mesh를 이용하였다. 쇠구슬의 크기를 6mesh 보다 큰 사이즈로 사용하였고, 12mesh 이하에서 빠져나온 무기물을 재회수하여 사용이 가능하도록 하였으며, 상황에 맞추어 단수를 늘려서 사이즈의 세밀한 조절이 가능할 수 있다.

마지막으로, 참고를 위해 본 발명에 따라 제조된 인조잔디 충전재의 중금속 측정을 수행하였다.

인조잔디 충진재로의 활용을 위한 품질 기준에 적합한지 확인을 위하여 상기 실험에 사용되었던 유기물인 활엽수 수피, 침엽수 수피와 황토의 Pb, Cd, Cr, Hg 측정을 실시하였다. Pb, Cd, Cr 은 유도결합플라즈마방출분광기(Model : OPTIMA 7300 DV, OPTIMA 3300 DV, Perkin-Elmer (USA))를 이용, Hg는 수은분석기(Model : DMA-80, Milestone)를 이용하여 측정 분석을 실시하였다.

분석 결과 활엽수 수피, 침엽수 수피, 황토 원료 모두 기준치를 넘지 않은 측정 결과를 볼 때 충분히 인조잔디 충진재로의 활용에 있어 어려움이 없을 것으로 판단하였다.

<활엽수 수피>

	품질 기준(mg/kg)	측정 결과(ppm)
Pb	90 이하	< 10
Cd	50 이하	< 10
Cr	25 이하(Cr6+)	< 10
Hg	25 이하	< 0.1

<침엽수 수피>

	품질 기준(mg/kg)	측정 결과(ppm)
Pb	90 이하	< 10
Cd	50 이하	< 10
Cr	25 이하(Cr6+)	< 10
Hg	25 이하	< 0.1

<황토>

	품질 기준(mg/kg)	측정 결과(ppm)
Pb	90 이하	< 10
Cd	50 이하	< 10
Cr	25 이하(Cr6+)	< 10
Hg	25 이하	< 0.1

상기에서 도면을 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도면의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.

10 : 수피 분쇄 및 선별부
11 : 가열모듈
20 : 무기물 선별부
30 : 무기물 투입부
40 : 쇠구슬 투입부
50 : 혼합부
50a : 로울러
51 : 원통몸체
52 : 입구
53 : 출구
54 : 축
55 : 스크류
57 : 베플판
58 : 고정부
59 : 지지부
60 : 냉각부
70 : 쇠구슬 선별부
80 : 미충전무기물 선별부

Claims (13)

1. 바인더의 사용 없이 물리적인 힘으로만 수피 분쇄분의 공극에 무기물 분쇄분을 물리적으로 끼워 넣어 충전 결합시켜 인조잔디 충진재를 제조하는 장치에 있어서,
   수피를 6~12mesh의 크기로 분쇄하고 수피 분쇄분으로 선별하여 투입하는 수피 분쇄 및 선별부(10);
   무기물을 100mesh의 망을 통과하는 통과분을 무기물 분쇄분으로 선별하는 무기물 선별부(20);
   상기 무기물 선별부(20)에서 선별된 무기물 분쇄분을 투입하는 무기물 투입부(30);
   상기 수피 분쇄분, 무기물 분쇄분 및 쇠구슬을 투입하여 혼합시키는 혼합부(50);
   상기 혼합부(50)의 출구 측에서 구성되어 배출된 혼합물을 냉각하는 냉각부(60); 및
   상기 냉각부(60)의 다음 단에 구성되어, 수피 분쇄분이 충전되지 않은 무기물 분쇄분을 선별하는 미충전무기물 선별부(80);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 혼합부(50)의 전단에 구성되어, 쇠구슬을 무기물 분쇄분과 함께 투입시키는 쇠구슬 투입부(40);를 더 포함하되,
   상기 냉각부(60)와 미충전무기물 선별부(80) 사이에 쇠구슬과 혼합물을 분비하는 쇠구슬 선별부(70);를 포함하고,
   상기 쇠구슬 선별부(70)는 6 mesh의 망을 포함하고, 상기 미충전무기물 선별부(80)는 12 mesh의 망을 포함하는 것을 특징으로 하는, 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 쇠구슬 선별부(70)를 통해 선별된 쇠구슬은 쇠구슬 투입부(40)를 통해 재사용되는 것을 특징으로 하는, 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 미충전무기물 선별부(80)를 통해 선별된 수피 분쇄분에 충전되지 않은 무기물 분쇄분은 무기물 투입부(30)를 통해 재사용되는 것을 특징으로 하는, 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 수피 분쇄 및 선별부(10)는,
   상기 혼합부(50)까지 수피 분쇄분을 이송하는 과정에서 40~80℃로 스팀 열처리하여 수피 분쇄분의 표면온도 상승 및 수분함량 조절을 수행하는 가열모듈(11)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치.
   
6. 청구항 2에 있어서,
   혼합부(50)는,
   원통몸체(51);
   상기 원통몸체(51)의 내부에, 그의 길이방향을 따라 형성된 축(54);
   상기 축(54)에 형성되어 수피 분쇄분, 무기물 분쇄분 및 쇠구슬을 입구(52)측에서 출구(53)측으로 유도하는 스크류(55); 및
   상기 원통몸체(51)의 내주연에 형성되어 수피 분쇄분, 무기물 분쇄분 및 쇠구슬이 원통몸체(51)의 회전에 따라 끌려 올라가도록 하거나, 입구(52)측에서 출구(53)측으로 이동되도록 유도하는 베플판(57);을 포함하는 것을 특징으로 하는, 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 베플판(57)은,
   상기 원통몸체(51)의 내면에서 수직으로 돌출도록 구성되고, 원통몸체(51)의 길이방향을 따라 연장되도록 구성된 복수 개의 가로형 베플판인 것을 특징으로 하는, 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치.
   
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 베플판(57)은,
   상기 원통몸체(51)의 내면에서 나사산 형태로 돌출되어 원통몸체(51)의 내주연을 따라 입구(52)측에서부터 출수(53)측까지 연장되도록 구성된 세로형 베플판인 것을 특징으로 하는, 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 냉각부(60)는,
   혼합물을 35℃ 이하의 온도로 냉각시켜 혼합물의 수피 분쇄분을 응축시킴으로써,
   무기물 분쇄분이 수피 분쇄분에 견고하게 끼어있도록 하는 것을 특징으로 하는, 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치.
   
10. 청구항 6에 있어서,
    상기 혼합부(50)는,
    상기 원통몸체(51)의 외주연을 따라 감싸는 고정부(58)에 의해 고정되되,
    상기 고정부(58)는 이의 내부에 다수의 베어링이 포함되어 상기 원통몸체(51)가 회전가능하도록 고정하는 것을 특징으로 하는, 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치.
    
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 고정부(58)의 하부방향으로 연결되어 상기 원통몸체(51)가 지면으로부터 지지될 수 있도록 하는 지지부(59)를 더 포함하되,
    상기 지지부(59)와 고정부(58)는 적어도 2개 이상으로 구성되고,
    복수 개의 지지부(59)는 각각 길이가 다름으로써, 원통몸체(51)가 소정의 각도로 기울어지도록 하는 것을 특징으로 하는, 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치.
    
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 원통몸체(51)의 외부측으로는 상호 외면이 맞닿는 로울러(50a)가 복수 개 구성되되,
    상기 로울러(50a)의 회전에 의해 상기 원통몸체(51)가 회전되는 것을 특징으로 하는, 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치.
    
13. 청구항 1 내지 12 중 선택된 어느 한 항에 있어서,
    장치에 의해 바인더의 사용 없이 물리적인 힘으로만 수피 분쇄분의 공극에 무기물 분쇄분을 물리적으로 끼워 넣어 충전 결합시키는 과정은,
    수피를 6~12mesh 크기로 분쇄하여 수피 분쇄분을 선별하고, 무기물을 100mesh 크기의 망에서 걸러내어 무기물 분쇄분을 선별한 후,
    수피 분쇄분에 대하여 가열모듈을 사용하여 수피 분쇄분의 표면온도를 40~80℃까지 증가시키고 함수율을 30%로 조절하여,
    쇠구슬을 혼합부(50)에 투입시키고, 스팀 열처리된 수피 분쇄분과 무기물 분쇄분을 1 : 1 내지 2의 비율로 혼합부(50)에 투입시켜 혼합물로 혼합한 뒤,
    혼합부(50)에서 혼합물과 쇠구슬을 배출시켜 35℃의 온도로 냉각시켜,
    쇠구슬 선별부(70)를 통해 혼합물과 쇠구슬을 분리한 뒤, 쇠구슬은 쇠구슬 투입부(40)로 보내고,
    미충전무기물 선별부(80)를 통해 혼합물에서 미충전된 무기물 분쇄분을 분리시켜 무기물 투입부(30)로 보내고,
    미충전된 무기물 분쇄분이 분리된 혼합물은 완제품으로 분리되는 것을 특징으로 하는, 무기물이 충전된 친환경 인조잔디 충전재의 연속 제조 장치.

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