KR101877530B1 - 축광재와 압전소자를 구비하는 친환경 인조잔디 충진재 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 축광재오 압전소자를 구비하는 친환경 인조잔디 충진재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 친환경 인조잔디 충진재에 있어서, 천연재료 12.5~21.5 중량%, 미가황 고무 23.0~30.0 중량%, 열가소성 고무 8.0~15.0 중량%, 충전제 36.0~41.7 중량%, 가교제 2.3~3.5 중량%, 기능성 첨가제 3.0~3.5 중량%로 이루어지며, 상기 천연재료는 제올라이트, 솔방울 파우더 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 것인 것을 포함하고, 상기 기능성 첨가제는 활제 47.5~54.3 중량%, UV 안정제 34.2~41.3 중량%, 산화방지제 8.3~12.7 중량%로 이루어지고, 상기 제올라이트는 황색, 적갈색 제올라이트 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 것인 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 축광재와 압전소자를 구비하는 친환경 인조잔디 충진재는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 제올라이트와 솔방울 파우더 중에서 선택된 1종 이상의 천연재료를 사용함으로써 종래에 비해 보다 환경 친화적이므로 인체 피부에 이로운 장점과 함께 어린아이와 유소년과 같은 성장기 세대들에게 더욱 안전하고 효율적인 공간의 제공이 가능할 뿐만 아니라, 석유화학재료의 사용을 현저하게 줄일 수 있으므로 탄소배출을 저감하는 등 지구온난화 방지에도 크나큰 효과가 있다.
둘째, 종래의 인조잔디 충진재는 석유원료를 사용한 합성재질이어서, 합성고무 냄새가 풍겨 사용자에게 불쾌감을 주고, 화학제품 사용에 민감한 사용자들에게는 사용을 꺼리는 원인되었으나, 천연재료를 사용함으로써 이러한 문제점을 해결할 수 있다.
셋째, 인조잔디 충진재의 경우 대부분 검은색 계열로 제공되는바 사용자의 인체는 물론, 옷, 운동화 등으로 쉽게 검은색의 얼룩이 발생함에 따라 청결성의 저하와 함께 미관상으로도 부정적인 이미지를 부여할 우려있으나, 천연재료를 사용함으로써 이러한 문제점을 해결할 수 있다.
넷째, 본 발명에서 제안하는 친환경 인조잔디 충진재을 적용할 경우 여름철 인조잔디 표면온도가 약 섭씨 65도까지 상승하던 것을 55~60도 정도로 유지시켜 줌으로써 온도상승 억제에 탁월한 효과가 있으므로, 이로 인하여 별도의 살수 장치에 의해 행해지던 소정의 냉각작업을 생략할 수 있게 되면서 물 절감으로부터 비롯되는 경제적인 효과 또한 기대된다.
다섯째, 상기 인조잔디가 시공되는 영역 중, 통상의 축구시설에 있어 야간조명 등과 같은 부대시설의 부족함으로 인한, 야간 경기력 저하나 불가능함의 문제를 축광재를 포함한 충진재를 통해 해결할 수 있다.
여섯째, 인조잔디의 시공영역을 축구장 시설에 한정한다면, 축구에 대한 관심은 아동, 청소년기에는 많은 반면, 성년이 됨에 따라 프로뿐만 아니라 아마추어 경기에도 관심도가 떨어지는 현실에서, 압전소자를 이용한 조명이나 함성 소리와 같은 구성을 통해 선수들의 경기력뿐만 아니라 관중의 참여도를 높여 줄 수 있다.
본 발명에 의한 축광재와 압전소자를 구비하는 친환경 인조잔디 충진재는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 제올라이트와 솔방울 파우더 중에서 선택된 1종 이상의 천연재료를 사용함으로써 종래에 비해 보다 환경 친화적이므로 인체 피부에 이로운 장점과 함께 어린아이와 유소년과 같은 성장기 세대들에게 더욱 안전하고 효율적인 공간의 제공이 가능할 뿐만 아니라, 석유화학재료의 사용을 현저하게 줄일 수 있으므로 탄소배출을 저감하는 등 지구온난화 방지에도 크나큰 효과가 있다.
둘째, 종래의 인조잔디 충진재는 석유원료를 사용한 합성재질이어서, 합성고무 냄새가 풍겨 사용자에게 불쾌감을 주고, 화학제품 사용에 민감한 사용자들에게는 사용을 꺼리는 원인되었으나, 천연재료를 사용함으로써 이러한 문제점을 해결할 수 있다.
셋째, 인조잔디 충진재의 경우 대부분 검은색 계열로 제공되는바 사용자의 인체는 물론, 옷, 운동화 등으로 쉽게 검은색의 얼룩이 발생함에 따라 청결성의 저하와 함께 미관상으로도 부정적인 이미지를 부여할 우려있으나, 천연재료를 사용함으로써 이러한 문제점을 해결할 수 있다.
넷째, 본 발명에서 제안하는 친환경 인조잔디 충진재을 적용할 경우 여름철 인조잔디 표면온도가 약 섭씨 65도까지 상승하던 것을 55~60도 정도로 유지시켜 줌으로써 온도상승 억제에 탁월한 효과가 있으므로, 이로 인하여 별도의 살수 장치에 의해 행해지던 소정의 냉각작업을 생략할 수 있게 되면서 물 절감으로부터 비롯되는 경제적인 효과 또한 기대된다.
다섯째, 상기 인조잔디가 시공되는 영역 중, 통상의 축구시설에 있어 야간조명 등과 같은 부대시설의 부족함으로 인한, 야간 경기력 저하나 불가능함의 문제를 축광재를 포함한 충진재를 통해 해결할 수 있다.
여섯째, 인조잔디의 시공영역을 축구장 시설에 한정한다면, 축구에 대한 관심은 아동, 청소년기에는 많은 반면, 성년이 됨에 따라 프로뿐만 아니라 아마추어 경기에도 관심도가 떨어지는 현실에서, 압전소자를 이용한 조명이나 함성 소리와 같은 구성을 통해 선수들의 경기력뿐만 아니라 관중의 참여도를 높여 줄 수 있다.
Description
본 발명은 축광재와 압전소자를 구비하는 친환경 인조잔디 충진재에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 천연물질을 첨가하여 친환경화 하고, 이에 축광재를 통해 야간에도 별도의 조명 없이 운동이 가능하며, 압전소자를 이용해 경기력 활성화 및 즐거움을 만족시킬수 있는, 축광재와 압전소자를 구비하는 친환경 인조잔디 충진재에 관한 것이다.
날로 늘어나고 있는 생활 체육활동 인구의 증가로 운동 경기력의 향상과 인체 부상방지, 운동장 사용장소와 사용시간의 제한을 탈피하기 위해 천연잔디를 대체할 수 있는 인조잔디의 보급이 계속적으로 확산되고 있다.
인조잔디는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론 등과 같은 폴리머수지로 인조잔디 원사를 제조한 후 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 기포지에 제직(tufting)하여 직립형태로 입모함으로써 인조잔디 파일을 형성하고, 상기 인조잔디 파일이 인조잔디 기포지에서 뽑혀나가지 않도록 인발력을 형성하기 위해 인조잔디 기포지에 SBR(styrene butadiene rubber) 계열의 Latex 또는 폴리우레탄 재료로 조성된 코팅재를 인조잔디 기포지에 도포(백코팅)하여 인조잔디 매트를 제조한다.
상기 인조잔디 매트를 각종 운동경기장 용도로 사용하기 위해서는 골재, 아스팔트, 콘크리트와 같은 기층이 형성되어야 하고, 배수를 위한 부속시설이 마련되어야 하며, 아울러 이러한 기층 위에 인조잔디 매트를 설치한 후 인조잔디 파일의 직립상태 유지와 경기력의 향상과 충격흡수력을 높여 부상을 방지하기 위해 인조잔디 파일 사이에 규사를 충전하는 규사충전층과 충격흡수력을 더욱 높이기 위해 고무칩 충진재를 규사충전층 위에 포설하는 고무칩충전층으로 구성됨이 일반적이다.
예컨대, 등록특허공보 제1295230호 "인조잔디용 발포형 친환경 충전재 및 이의 제조방법"이 개시되고 있다.
상기 등록특허를 비롯한 종래의 모든 기술사상은 소재의 특성상 소모성이 강하여 매 주기마다 교체 내지 보수 등이 불가피한 것은 물론, 날로 증가하고 있는 인조잔디의 보급량과 사용자의 증가에 따라 인조잔디의 친환경성과 내구성을 증가시키면서 경제성 및 내구성을 동시에 만족시킬 수 없으므로, 보다 개선된 형태의 인조잔디가 시급히 요구되고 있는 실정에 이르렀다.
이러한 인조잔디는 점핑 후 낙하시 그 충격흡수력을 발휘하여 사용자의 부상을 방지하는 것에서 볼 바운딩, 볼 구름성, 볼 회전력과 같은 경기력을 개선할 수 있도록 인조잔디 충진재를 필수적으로 사용한다.
상기 인조잔디 충진재는 입자크기 1~3.0mm 정도로 형성된 고무칩 충진재로, 주요 재료는 SBR(Styrene Butadiene Rubber) 계열 고무의 자동차 폐타이어를 재활용하여 소정의 입자 크기로 형성하기 위한 파쇄공정을 거쳐 제공되거나, EPDM(Ethylene Propylene Rubber) 계열 고무를 파쇄한 후 역시 동일한 공정으로 제공되거나, 또는 TPE(Thermoplastic elastomer) 계열 플라스틱 재료를 압출하여 다양한 색상 및 크기로 성형함으로써 수요자들에게 제공되고 있다.
이러한 종래에 제공되고 있는 인조잔디 충진재는 몇 가지 문제점이 있는데 이를 살펴보면 다음과 같다.
첫째, 종래의 인조잔디 충진재는 석유원료를 사용한 합성재질임에 따라 화학제품에 민감한 사용자들에겐 여러모로 부정적인 영향을 끼쳤으며, 무엇보다 한낮에 태양 빛을 받게 되면 인조잔디 운동장이 고온으로 상승하여 운동시 피로감이 증가할 뿐만 아니라, 슬라이딩시 피부화상을 입을 수 있는 폐단이 초래되었다.
둘째, 석유원료를 사용한 합성재질이어서, 합성고무 냄새가 풍겨 사용자에게 불쾌감을 주고, 화학제품 사용에 민감한 사용자들에게는 사용을 꺼리는 원인이 되는 문제점이 있었다.
셋째, 인조잔디 충진재의 경우 대부분 검은색 계열로 제공되는바 사용자의 인체는 물론, 옷, 운동화 등으로 쉽게 검은색의 얼룩이 발생함에 따라 청결성의 저하와 함께 미관상으로도 부정적인 이미지를 부여할 우려가 있는 문제점이 있었다.
넷째, 이러한 인조잔디 충진재를 강한 자외선에 지속적으로 노출시킬 경우 시간의 경과에 따라 점차적으로 충진재 자체의 내구성이 저하되면서 충격흡수력과 경기력 등에도 악영향을 초래하게 된다. 이로 인해 통상 3~4년을 주기로 하여 인조잔디 충진재의 교체가 이루어져야만 하므로, 이는 또 다른 경제적인 부담으로 작용하고 있다.
다섯째, 상기 인조잔디가 시공되는 영역은 광범위하나, 프로를 제외한 축구장 시설에 이용되는 빈도가 크다는 점에서 살펴보면, 통상의 축구시설은 야간조명 등과 같은 부대시설이 부족하여, 야간에는 경기력이 저하되거나 불가능한 문제점이 있었다.
여섯째, 인조잔디의 시공영역을 축구장 시설에 한정한다면, 축구에 대한 관심은 아동, 청소년기에는 많은 반면, 성년이 됨에 따라 프로뿐만 아니라 아마추어 경기에도 관심도가 떨어지는 현실에서, 선수들의 경기력뿐만 아니라 관중의 참여도를 높여 줄 아이디어가 요구되는 실정이다.
본 발명에 의한 축광재와 압전소자를 구비하는 친환경 인조잔디 충진재가 해결하고자 하는 과제는 다음과 같다.
첫째, 종래의 인조잔디 충진재는 석유원료를 사용한 합성재질임에 따라 화학제품에 민감한 사용자들에겐 여러모로 부정적인 영향을 끼쳤으며, 무엇보다 한낮에 태양 빛을 받게 되면 인조잔디 운동장이 고온으로 상승하여 운동시 피로감이 증가할 뿐만 아니라, 슬라이딩시 피부화상을 입을 수 있는 폐단을 해결하고자 한다.
둘째, 석유원료를 사용한 합성재질이어서, 합성고무 냄새가 풍겨 사용자에게 불쾌감을 주고, 화학제품 사용에 민감한 사용자들에게는 사용을 꺼리는 원인이 되는 문제점을 해결하고자 한다.
셋째, 인조잔디 충진재의 경우 대부분 검은색 계열로 제공되는바 사용자의 인체는 물론, 옷, 운동화 등으로 쉽게 검은색의 얼룩이 발생함에 따라 청결성의 저하와 함께 미관상으로도 부정적인 이미지를 부여할 우려가 있는 문제점을 해결하고자 한다.
넷째, 이러한 인조잔디 충진재를 강한 자외선에 지속적으로 노출시킬 경우 시간의 경과에 따라 점차적으로 충진재 자체의 내구성이 저하되면서 충격흡수력과 경기력 등에도 악영향을 초래하게 된다. 이로 인해 통상 3~4년을 주기로 하여 인조잔디 충진재의 교체가 이루어져야만 하므로, 이러한 경제적인 부담을 해결하고자 한다.
다섯째, 상기 인조잔디가 시공되는 영역 중, 통상의 축구시설에 있어 야간조명 등과 같은 부대시설의 부족함으로 인한, 야간 경기력 저하나 불가능의 문제를 해결하고자 한다.
여섯째, 인조잔디의 시공영역을 축구장 시설에 한정한다면, 축구에 대한 관심은 아동, 청소년기에는 많은 반면, 성년이 됨에 따라 프로뿐만 아니라 아마추어 경기에도 관심도가 떨어지는 현실에서, 선수들의 경기력뿐만 아니라 관중의 참여도를 높여 줄 아이디어가 요구되는 문제점을 해결하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본원에 의한 축광재와 압전소자를 구비하는 친환경 인조잔디 충진재는 다음과 같다.
친환경 인조잔디 충진재에 있어서, 천연재료 12.5~21.5 중량%, 미가황 고무 23.0~30.0 중량%, 열가소성 고무 8.0~15.0 중량%, 충전제 36.0~41.7 중량%, 가교제 2.3~3.5 중량%, 기능성 첨가제 3.0~3.5 중량%로 이루어지며, 상기 천연재료는 제올라이트, 솔방울 파우더 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 것인 것을 포함하고, 상기 기능성 첨가제는 활제 47.5~54.3 중량%, UV 안정제 34.2~41.3 중량%, 산화방지제 8.3~12.7 중량%로 이루어지고, 상기 제올라이트는 황색, 적갈색 제올라이트 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 것인 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 친환경 인조잔디 충진재의 상부에 축광재가 포함되도록 할 수 있다.
또한, 상기 친환경 인조잔디 충진재 내부에 포함되는 탄성력을 가진 방수체, 상기 방수체 내에 포함된 압전소자, 상기 압전소자와 연결된 축전지, 상기 축전지와 연결된 골대에 부착된 LED등, 상기 축전지와 연결된 스피커를 포함되도록 할 수 있다.
본 발명에 의한 축광재와 압전소자를 구비하는 친환경 인조잔디 충진재는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 제올라이트와 솔방울 파우더 중에서 선택된 1종 이상의 천연재료를 사용함으로써 종래에 비해 보다 환경 친화적이므로 인체 피부에 이로운 장점과 함께 어린아이와 유소년과 같은 성장기 세대들에게 더욱 안전하고 효율적인 공간의 제공이 가능할 뿐만 아니라, 석유화학재료의 사용을 현저하게 줄일 수 있으므로 탄소배출을 저감하는 등 지구온난화 방지에도 크나큰 효과가 있다.
둘째, 종래의 인조잔디 충진재는 석유원료를 사용한 합성재질이어서, 합성고무 냄새가 풍겨 사용자에게 불쾌감을 주고, 화학제품 사용에 민감한 사용자들에게는 사용을 꺼리는 원인되었으나, 천연재료를 사용함으로써 이러한 문제점을 해결할 수 있다.
셋째, 인조잔디 충진재의 경우 대부분 검은색 계열로 제공되는바 사용자의 인체는 물론, 옷, 운동화 등으로 쉽게 검은색의 얼룩이 발생함에 따라 청결성의 저하와 함께 미관상으로도 부정적인 이미지를 부여할 우려있으나, 천연재료를 사용함으로써 이러한 문제점을 해결할 수 있다.
넷째, 본 발명에서 제안하는 친환경 인조잔디 충진재을 적용할 경우 여름철 인조잔디 표면온도가 약 섭씨 65도까지 상승하던 것을 55~60도 정도로 유지시켜 줌으로써 온도상승 억제에 탁월한 효과가 있으므로, 이로 인하여 별도의 살수 장치에 의해 행해지던 소정의 냉각작업을 생략할 수 있게 되면서 물 절감으로부터 비롯되는 경제적인 효과 또한 기대된다.
다섯째, 상기 인조잔디가 시공되는 영역 중, 통상의 축구시설에 있어 야간조명 등과 같은 부대시설의 부족함으로 인한, 야간 경기력 저하나 불가능함의 문제를 축광재를 포함한 충진재를 통해 해결할 수 있다.
여섯째, 인조잔디의 시공영역을 축구장 시설에 한정한다면, 축구에 대한 관심은 아동, 청소년기에는 많은 반면, 성년이 됨에 따라 프로뿐만 아니라 아마추어 경기에도 관심도가 떨어지는 현실에서, 압전소자를 이용한 조명이나 함성 소리와 같은 구성을 통해 선수들의 경기력뿐만 아니라 관중의 참여도를 높여 줄 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 축광재와 압전소자를 구비하는 친환경 인조잔디 충진재의 제조방법을 개략적으로 순차 도시한 플로어 차트.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 축광재와 압전소자를 구비하는 친환경 인조잔디 충진재의 구성을 개략적으로 도시한 상태도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 축광재와 압전소자를 구비하는 친환경 인조잔디 충진재에 있어서, 압전소자를 포함하는 구성을 간략하게 도시한 상태도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 축광재와 압전소자를 구비하는 친환경 인조잔디 충진재에 있어서, 압전소자를 포함하는 구성을 간략하게 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 축광재와 압전소자를 구비하는 친환경 인조잔디 충진재의 구성을 개략적으로 도시한 상태도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 축광재와 압전소자를 구비하는 친환경 인조잔디 충진재에 있어서, 압전소자를 포함하는 구성을 간략하게 도시한 상태도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 축광재와 압전소자를 구비하는 친환경 인조잔디 충진재에 있어서, 압전소자를 포함하는 구성을 간략하게 도시한 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결 되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 간접적으로 연결 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 축광재와 압전소자를 구비하는 친환경 인조잔디 충진재의 구성을 개략적으로 도시한 상태도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 축광재와 압전소자를 구비하는 친환경 인조잔디 충진재의 제조방법을 개략적으로 순차 도시한 플로어 차트이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 축광재와 압전소자를 구비하는 친환경 인조잔디 충진재에 있어서, 압전소자를 포함하는 구성을 간략하게 도시한 상태도이다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 축광재와 압전소자를 구비하는 친환경 인조잔디 충진재에 있어서, 압전소자를 포함하는 구성을 간략하게 도시한 단면도로써 함께 설명한다.
본 발명은 체육운동시설과 학교운동장 등에서 범용으로 사용되는 인조잔디 충진재에 관련된 것임을 주지한다.
특히, 본 발명에서는 보다 나은 충격흡수력에 기인한 경기력의 증진을 확보하는 것은 물론 석유화학물질들을 소재로 사용되던 종래의 기술사상을 적극 개선하여 제올라이트, 솔방울 등과 같은 천연재료를 첨가하여 대체 사용함으로써 기능성과 함께 친환경성을 더욱 부각시킬 수 있도록 구성하는 것이 특징이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 특징으로 제시하는 친환경 인조잔디 충진재는 천연재료 12.5~21.5 중량%, 미가황 고무 23.0~30.0 중량%, 열가소성 고무 8.0~15.0 중량%, 충전제 36.0~41.7 중량%, 가교제 2.3~3.5 중량%, 기능성 첨가제 3.0~3.5 중량%로 이루어질 수 있다.
여기서, 천연재료라 함은 제올라이트, 솔방울 파우더 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 것인 것을 포함하고, 이는 종래와 대비하여 볼 때 현저하게 차별화되는 요소인바, 석유화학물질로 일관하던 소재의 제한에서 벗어나 제올라이트나 솔방울 등과 같은 천연재료를 사용함에 따라 보다 친환경적인 성향을 나타내게 하면서도 충진재 본연의 기능 및 역할을 충실히 실시할 수 있도록 유도할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서는 재료가 보유하고 있는 자체 특성에 기인한 해당 흡습율에 의해 온도 상승을 방지하도록 제공되는데, 상기 천연재료 중 제올라이트라 함은 비석(沸石)이라고도 불리는 알칼리 금속 또는 알칼리토류 금속을 함유하는 함수 알루미늄 규산염 광물의 일종으로(Si, Al), O4의 사면체가 입체 망상으로 결합하고 있는 구조로 중앙부에 큰 틈이 존재하는 것이 특징이다. 이러한 망상 구조는 올바른 규칙이 깨어져 골격에 빈틈이 발생한 것으로, 이 빈틈에 의해 분자체 기능을 가지면서 동시에 다량의 물을 흡착할 수 있는 조건이 부여된다.
즉, 상기 제올라이트는 구조상으로부터 기인하는 하기와 같은 차별화된 특징이 있는바, 그 결정구조 내에 있는 양이온의 작용에 의해 불포화 탄화수소나 극성물질을 선택적으로 강하게 흡착하는 성질과 함께 분자체 효과를 갖도록 일정한 크기의 세공경(細孔經)을 갖고 있음에 따라 이것보다 작은 분자를 선택적으로 통과시켜 흡착한다. 이러한 분자체 효과를 이용하여 n-paraffin과 isoparaffin의 분리나 ortho, meta, para 이성질체를 분리할 수 있다. 그리고 이온교환성을 갖는데 이는 결정구조 내에 교환가능한 양이온을 함유하고 있기 때문에 용이하게 다른 양이온과 자유롭게 교환되는 성질을 이용하여 유해물질의 제거, 유용성분의 농축, 회수를 할 수 있다.
본 발명에서 제시하는 기능성 첨가제는 활제, UV 안정제, 산화방지제의 혼합으로 이루어질 수 있고, 이때의 구체적인 함량비는 활제 47.5~54.3 중량%, UV 안정제 34.2~41.3 중량%, 산화방지제 8.3~12.7 중량%로 이루어지는 것이 바람직하다.
이러한 구성은 내후성의 발휘를 도모하기 위함으로, 해당 재료(산화방지, UV 안정제 등)의 첨가로 이루어지는 관련 구성 내지 제조방법을 취한다.
상기에서 제올라이트는 황색, 적갈색 제올라이트 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 것인 것을 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
한편, 상기의 해결 과제를 달성하기 위한 친환경 인조잔디 충진재의 제조방법을 구성함에 있어서 순차적으로 실시되는 관련 단계에 대해 세부적으로 기재하면 하기와 같다.
본 발명에서 특징으로 제시하는 친환경 인조잔디 충진재의 제조방법은 천연재료 12.5~21.5 중량%, 미가황 고무 23.0~30.0 중량%, 열가소성 고무 8.0~15.0 중량%, 충전제 36.0~41.7 중량%, 가교제 2.3~3.5 중량%, 기능성 첨가제 3.0~3.5 중량%를 준비하는 제1단계;와, 준비된 재료를 혼련기에 투입하는 제2단계;와, 혼련기에 투입된 해당 재료를 서로 혼합하는 제3단계, 혼합된 재료를 압출기로부터 압출 성형하는 제4단계;와, 압출된 성형물을 1.0~3.0mm의 사이즈 범위 내에서 절단하는 제5단계;와, 각 크기로 절단된 성형물을 물로 냉각시킨 후 건조를 행하는 제6단계;와, 건조가 완료된 성형물을 저장고로 이송시키는 제7단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이러한 제조방법을 바탕으로 하여 도 2와 관련한 인조잔디의 구성을 예시적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 2에 도시된 바와 같이, 인조잔디의 일반적인 구조체는 인조잔디 파일(100)이 인조잔디 기포지(103)에 제직되고, 상기 기포지(103) 위에 소정의 높이로 규사 충전재층(102)과 인조잔디 충진재층(101)이 형성되며, 인조잔디 하부에는 바닥을 지탱해주고 배수 기능을 위한 하부기층 구조를 형성한다.
더욱 상세하게는, 잡석과 쇄석을 이용한 혼합골재 구성방식, 콘크리트와 쇄석 구성방식, 또는 아스팔트와 쇄석 구성방식 중 어느 하나의 구조를 형성하여 하부기층을 구성한다.
미가황 고무 27.0kg, 열가소성 고무 11.0kg, 제올라이트 15.0kg, 솔방울 파우더 4.5kg, 충전제 37.1kg, 가교제 2.5kg, 활제 1.6kg, UV 안정제 1.0kg, 산화방지제 0.3kg을 준비하고, 준비된 각 재료를 혼합한 후 압출기에 투입하여 압출을 실시하였다.
다음으로, 압출된 해당 성형물을 직경 1.5~3.0mm 정도의 입자 크기로 절단하고 절단된 제품을 냉각시킨 후, 성형물 외면에 함유된 수분을 제거함으로써 목적으로 하는 친환경 인조잔디 충진재를 제조하였다.
상기 실시예 1을 통하여 획득된 본 발명의 친환경 인조잔디 충진재는 천연재료의 사용에 의해 친환경적이면서 온도상승 억제 기능을 적극 발휘함에 따라 40~45% 정도의 충격흡수 효과가 있었다.
| 충격흡수율(%) |
40 ~ 45 |
다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 축광재와 압전소자를 구비하는 친환경 인조잔디 충진재에 있어서, 축광재가 포함된 구성에 관해 살펴보도록 한다.
상기 축광재에 관해 살펴보면, 어떤 형태의 에너지에 의해 자극을 받은 물질이 이 에너지를 변환하여 빛을 방출할 때 그 자극을 받고 있는 동안의 발광하는 것을 "형광(螢光)"이라한다. 그러나 자극을 정지한 이후에도 발광하는 것을 "인광(燐光)"이라 하고 인광보다도 잔광(after grow)이 긴 것을 "축광(蓄光)"이라 하며 그 재료를 축광성 발광체라 한다(JIS K5120). 일반적으로 시계나 기계의 계기판에 사용되고 있는 축광체는 황화아연에 동을 부활한 안료(ZnS:Cu)로 휘도(輝度)가 낮고 잔광시간이 10~20분 정도밖에 되지 않고 자외선에 의해 광분해(光分解)되어 흑색이나 갈색으로 변색이 되는 결점을 가지고 있다.
또, 축광안료에 방사성물질인 프로메티움(Pm) 등을 첨가 상시 방사선으로 축광체를 자극하여 발광시키는 자발광형(自發光形)의 축광재료가 한때 사용되기도 하였지만 방사성 물질의 사용제한 및 인체와 환경오염으로 인하여 거의 사용되지 않고 있다. 야광안료에는 자발광성 안료와 축광성 안료의 두 종류가 있는데 상기와 같이 축광성 안료(예컨데, 프로메티움)는 방사성 물질에 의해 자체 발광하는 것이 가능하나 방사능으로 인해 생산, 사용에 엄격한 규제가 요구된다. 이에 반해 축광성 야광안료는 방사능 물질을 포함하지 않지만 발광시간이나 발광정도(휘도)가 떨어진다. 그러나 현재에는 인체에 해가 없는 무기물을 주원료로하여 방사능 물질을 첨가하지 않은 축광성 재료가 많이 개발되고 있다. 예를 들어, 욱성화학에서 생산되는 축광안료인 PANAX LUMINO를 들 수 있다.
상기 친환경 인조잔디 충진재의 상부에 상기 축광재가 포함되도록 할 수 있는데, 상기 친환경 인조잔디 충진대에 상기 축광재를 포함되도록 하는 방법은 하기와 같다.
첫째, 상기 축광재를 상기 충진재나 상기 인조잔디 파일에 혼용하여 성형가공할 수 있다. 축광안료는 대다수의 합성수지에 배합 성형 가공을 할 수 있다. 투명한 수지가 보다 유효하나, 인조잔디의 파일은 녹색이 일반적이므로 이에 배합하더라도 효과를 약화시키는 것은 아니다. 성형의 방법도 대부분의 방법을 적용할 수 있다. 다만, 축광안료의 비중이 3.5∼4.0이며, 입도는 20∼45㎛정도 이기에, 미리 pellet 또는 마스타뱃지로 하여 성형 가공하면 무난하다. 축광안료와 수지와의 혼입량은 10%∼20%중량비가 일반적이며, 축광안료의 혼입량이 많을 수록, 고휘도가 된다. 축광안료의 주성분은 알루미늄과 스트론듐이다. 납, 카드뮴, 철분등의 중금속류를 포함한 수지와 첨가물등을 함께 사용하게되면 성형시의 열에 의해 변질 될 수 있어 같이 사용하는 것은 바람직 하지 않다.
둘째, 상기 축광재를 상기 충진재나 상기 인조잔디 파일에 축광도료로 사용할 수 있다. 축광도료는 축광안료와 클리어(접착제)를 혼합하고 페인트 상태로 한것이다. 클리어는 투명도가 좋고, 피도장물의 재질과 도장방법에 의해 선정할 필요가 있다. 축광안료와 클리어의 혼합비율은, 중량비로 1:1 정도가 표준이다. 축광안료의 혼합비율이 많으면 고휘도의 축광도료가 된다. 이때 클리어는 상기와 마찬가지로 납, 카드뮴, 철분 등의 중금속류를 포함하지 않는 것이 좋다. 변색의 우려가 있기 때문이다. 축광도료를 도장한 뒤 표면에 투명클리어를 도장하면 내광성이 높아지고, 오염방지 등이 된다. 도장방법은 분사형태가 일반적인 방법이 될 것이다.
상기와 같은 축광재를 상기 충진재나 상기 인조잔디 파일에 포함시키는 경우, 성인이 사용하는 운동경기장에는 야간조명 없이도 운동이나 경기를 즐길 수 있고, 아동이 사용하는 운동장 및 기타 체육시설의 경우, 상기와 같은 효과뿐만 아니라 아동의 흥미를 유발할 수도 있다.
다음으로, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 친환경 인조잔디 충진재 내부에 포함되는 탄성력을 가진 방수체(110), 상기 방수체(110) 내에 포함된 압전소자(112), 상기 압전소자(112)와 연결된 축전지, 상기 축전지와 연결된 골대에 부착된 LED등, 상기 축전지와 연결된 스피커를 포함하도록 할 수 있다. 이는 운동장과 같은 운동시설의 바닥에 가해지는 압력을 이용하여 전기를 생산하여, 조명이나 스피커를 통해 운동에 대한 흥미나 관중의 참여도를 증가시키기 위함이다. 즉 축구경기장의 일례로 들어보면, 축구선수들이 달리면서 경기장의 바닥에 설치된 상기 압전소자(112)에 압력을 가하고 이를 통해 전기를 생산하여 상기 축전지에 에너지를 저장하고, 이를 이용해 축구장의 각종 조명 특히 골을 넣었을때 축구골대에 LED 등을 설치하여 반짝이게 하는 등의 세레머니를 도와줄 수 있고, 또한 스피커를 통한 함성 소리가 나오도록 하여, 관중이 없더라도 경기에 활력을 줄 수 있으며, 또한, 관중의 흥미와 참여를 유발하는 효과를 가져올 수 있다. 이외에도 많은 활용도를 가질 수 있을 것이다.
상기 압전소자(112)를 포함하는 상기 친환경 인조잔디 충진재의 구성을 살펴보면 다음과 같다.
상기 방수체(110)로서 상기 압전소자(112)를 내포할 수 있는 바디의 역할과 방수의 역할을 동시에 한다. 이는 운동경기장의 경우 돔식이 아닌 경우라면 우천시 습기가 있기 때문에 방수의 필요가 있고, 압전소자(112)에서 생산되는 전기가 누전되지 않도록 하기 위함이다. 또한, 상기 인조잔디를 이용하는 사용자에 의한 충격 등에 의해 상기 압전소자(112)의 자리이탈을 방지하기 위함이기도 하다. 상기 방수체(110)는 상기 친환경 인조잔디 충진재(101)의 내부에 포함되고, 상기 친환경 인조잔디 충진재(101)가 플레이트 형상이라고 볼때 상기 플레이트에 고르게 분포되도록 배치되도록 하여, 압전소자(112)가 최대한 많이 분포될 수 있도록 할 수 있다. 이렇게 배치되면 상기 인조잔디를 사용하는 사용자에게 압전소자(112)가 배치된 자리와 그렇지 않은 자리를 인식할 수 없게 하여 운동이나 경기에 미치는 영향을 최소화 할 수 있을 것이다.
다음으로, 상기 방수체(110) 내부에 상기 압전소자(112)가 설치된다.
상기 압전소자(112)는, 피에조전기소자라고도 한다. 수정, 전기석, 로셸염 등이 일찍부터 압전소자(112)로서 이용되었으며, 근래에 개발된 타이타늄산바륨, 인산이수소암모늄, 타타르산에틸렌다이아민 등의 인공결정도 압전성이 뛰어나다. 압전기란 어떤 종류의 결정판(結晶板)에 일정한 방향에서 압력을 가하면 판의 양면에 외력에 비례하는 양·음의 전하가 나타나는 현상인데 1880년 프랑스의 자크 퀴리(Jacque Curie)와 피에르 퀴리(Pierre Curie: 1859~1906) 형제가 처음 발견하였다. 이후 한 장의 결정판에 나타나는 압전기는 미약하지만 금속박을 삽입하면서 여러 장을 겹칠 경우 그 양이 크게 증대된다는 것이 알려졌다. 또, 결정판에는 고유의 진동이 있고 탄성진동과 전기진동이 일치하면 압전기와 결합되어 더욱 강한 진동이 일어난다는 사실도 발견되었다. 그리고 이들 현상을 이용하는 여러 가지 발명이 뒤따랐다. 이에 따라 마이크로폰이나 전축의 픽업에는 로셸염, 전화기나 라디오의 스피커, 초음파 탐지기, 수정시계의 진동자, 방송기기, 원거리 통신회로 등에는 수정과 타이타늄산바륨 등이 압전소자(112)로서 많이 사용되고 있다.
상기 방수체(110) 내부의 상기 압전소자(112)에 전선(114)이 연결되고, 상기 전선(114)은 경기장 외부에 배치되는 상기 축전지에 연결되어 충전될 수 있다. 교류와 직류간의 문제는 컨버터 등을 이용할 수 있을 것이다. 이러한 교류 직류의 변환 등의 문제는 당해 기술영역에서 일반적인 기술에 해당하므로 이하 생략한다.
상기 축전지에 충전된 전기를 이용하여, 축구골대등에 설치된 LED 등을 밝힐 수 있으며, 골을 넣었을 때 함성소리를 울리도록 장치한 스피커를 동작하게 할 수 있다.
상술한 바와 같은, 본 발명에 의한 축광재와 압전소자를 구비하는 친환경 인조잔디 충진재에 따르면 다음과 같은 효과가 있다. 첫째, 제올라이트와 솔방울 파우더 중에서 선택된 1종 이상의 천연재료를 사용함으로써 종래에 비해 보다 환경 친화적이므로 인체 피부에 이로운 장점과 함께 어린아이와 유소년과 같은 성장기 세대들에게 더욱 안전하고 효율적인 공간의 제공이 가능할 뿐만 아니라, 석유화학재료의 사용을 현저하게 줄일 수 있으므로 탄소배출을 저감하는 등 지구온난화 방지에도 크나큰 효과가 있다. 둘째, 종래의 인조잔디 충진재는 석유원료를 사용한 합성재질이어서, 합성고무 냄새가 풍겨 사용자에게 불쾌감을 주고, 화학제품 사용에 민감한 사용자들에게는 사용을 꺼리는 원인되었으나, 천연재료를 사용함으로써 이러한 문제점을 해결할 수 있다. 셋째, 인조잔디 충진재의 경우 대부분 검은색 계열로 제공되는바 사용자의 인체는 물론, 옷, 운동화 등으로 쉽게 검은색의 얼룩이 발생함에 따라 청결성의 저하와 함께 미관상으로도 부정적인 이미지를 부여할 우려있으나, 천연재료를 사용함으로써 이러한 문제점을 해결할 수 있다. 넷째, 본 발명에서 제안하는 친환경 인조잔디 충진재을 적용할 경우 여름철 인조잔디 표면온도가 약 섭씨 65도까지 상승하던 것을 55~60도 정도로 유지시켜 줌으로써 온도상승 억제에 탁월한 효과가 있으므로, 이로 인하여 별도의 살수 장치에 의해 행해지던 소정의 냉각작업을 생략할 수 있게 되면서 물 절감으로부터 비롯되는 경제적인 효과 또한 기대된다. 다섯째, 상기 인조잔디가 시공되는 영역 중, 통상의 축구시설에 있어 야간조명 등과 같은 부대시설의 부족함으로 인한, 야간 경기력 저하나 불가능함의 문제를 축광재를 포함한 충진재를 통해 해결할 수 있다. 여섯째, 인조잔디의 시공영역을 축구장 시설에 한정한다면, 축구에 대한 관심은 아동, 청소년기에는 많은 반면, 성년이 됨에 따라 프로뿐만 아니라 아마추어 경기에도 관심도가 떨어지는 현실에서, 압전소자를 이용한 조명이나 함성 소리와 같은 구성을 통해 선수들의 경기력뿐만 아니라 관중의 참여도를 높여 줄 수 있다.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
100. 인조잔디 파일 101. 인조잔디 충진재
102. 규사 충전층 103. 인조잔디 기포지
110: 방수체 112: 압전소자
114: 전선
102. 규사 충전층 103. 인조잔디 기포지
110: 방수체 112: 압전소자
114: 전선
Claims (3)
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- 친환경 인조잔디 충진재에 있어서,
천연재료 12.5~21.5 중량%, 미가황 고무 23.0~30.0 중량%, 열가소성 고무 8.0~15.0 중량%, 충전제 36.0~41.7 중량%, 가교제 2.3~3.5 중량%, 기능성 첨가제 3.0~3.5 중량%로 이루어지며,
상기 천연재료는 제올라이트, 솔방울 파우더 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 것인 것을 포함하고,
상기 기능성 첨가제는 활제 47.5~54.3 중량%, UV 안정제 34.2~41.3 중량%, 산화방지제 8.3~12.7 중량%로 이루어지고,
상기 제올라이트는 황색, 적갈색 제올라이트 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 것인 것을 포함하고,
상기 친환경 인조잔디 충진재의 상부에 축광재를 포함하고,
상기 친환경 인조잔디 충진재 내부에 포함되는 탄성력을 가진 방수체(110), 상기 방수체(110) 내에 포함된 압전소자(112), 상기 압전소자(112)와 연결된 축전지, 상기 축전지와 연결된 골대에 부착된 LED등, 상기 축전지와 연결된 스피커를 포함하며,
상기 축광재를 상기 충진재나 인조잔디 파일에 축광도료로 사용하고, 상기 축광도료는 축광안료와 접착제를 혼합하고 페인트 상태로 하며, 상기 축광도료를 도장한 뒤 표면에 투명클리어를 도장하고, 도장방법은 분사형태인 것을 특징으로 하는, 축광재와 압전소자를 구비하는 친환경 인조잔디 충진재.
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