KR101887103B1 - 인조잔디 구조체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내구성을 충분히 제공하면서 직모파일이 고정되는 기포층의 배면코팅제까지 일체로 적층된 구조를 제공하면서 친환경성이 보강된 인조잔디 구조체를 제공하는 효과가 있다.

Description

인조잔디 구조체 {ARTIFICIAL GRASS LAMINATE MATERIAL}
본 명세서에 개시된 기술은 축구장, 테니스장, 다목적 경기장, 조경을 목적으로 일반 보행로 등에 설치되는 인조잔디 구조체에 관한 것이다.
인조잔디는 화학제품으로 천연잔디에 대비 유지관리의 편의성과 경제성 때문에 보급이 확대되고 있다. 인조잔디는 통상 열가소성 수지를 용융 압출하여 필라멘트 형태의 원사를 제조하고, 폴리프로필렌 등의 기포지에 터프팅, 라셀 등의 방식으로 식모되며, 형태 안정과 파일 인발력 증진을 위하여 열경화성 수지로 백코팅하여 제조된다. 특히 경기장용 인조잔디의 구조체는 기층 위에 직조된 인조잔디를 부설하고 천연잔디와 유사한 경기성과 적절한 탄성을 부여하도록 규사나 고무칩 등으로 잔디의 파일 사이를 채우도록 구성된다. 이러한 형태의 인조잔디 구조체는 화학제품 특유의 냄새와, 수분 유입에 의한 세균의 증식이 쉬워 잔디의 수명을 단축시키게 된다.
또한, 상기 인조잔디 구조체는 자체 특성상 한번 시공하면 보수가 어려우므로 잔디파일의 인발 탄성력과 내마모성 등의 내구성이 중요한 요소가 된다. 이러한 내구성을 결정하는 중요한 요소로서 종래에는 잔디파일과 원사를 기포지에 고정하는 방법 등에 집중하고 있다. 특히 잔디파일의 경우 식모 타입으로 부설되므로 사용 중 쉽게 빠질 수 있어 KS 규정에 따른 인발강도 범위를 충족하여야 한다. 또한 상기 잔디파일을 기포지에 고정하는 방법은 충전재의 사용을 비롯하여 그동안 개발된 다양한 기술로 인하여 충분한 인발강도 발현에 무리가 없으나 잔디파일을 고정하는 배면코팅제의 경우 저면에서 콘크리트나 아스팔트 기층과 접촉하는 면으로 빛이 들지 않고 습기가 많은 상태로 유지되고 있으며, 살수나 강우시 물과 함께 유입되어 부패하기 쉬운 단점이 있다.
선행문헌 정보: 한국공개특허2011-0131906호, 한국등록특허1106577호
본 명세서에 개시된 기술의 목적은 내구성을 충분히 제공하면서 직모파일이 고정되는 기포층의 배면코팅제까지 일체로 적층된 구조를 제공하면서 친환경성이 보강된 인조잔디 구조체를 제공하는데 있다.
본 명세서에 개시된 기술의 구현예에 따르면, 인조잔디용 기포층의 배면코팅층, 기포층 및 잔디파일이 일체화된 적층 구조를 갖고, 상기 잔디파일 사이에 충전재가 충진된 인조잔디 구조체를 제공한다.
또한, 본 발명에서 상기 일체화된 적층 구조는, 상기 기포층의 상부에 상기 잔디파일을 식모하고, 상기 기포층의 하부에 배면코팅제를 도포하고 상기 배면코팅제를 50～150℃ 범위에서 예열시켜 배면코팅층을 형성하며, 상기 예열 온도가 50℃ 이하로 감온되기 전에 상기 잔디파일이 상기 기포층의 상부에 식모되어 상기 배면코팅층과 상기 기포층 및 상기 잔디파일의 하단부가 일체로 적층된 구조를 형성하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 인조잔디용 기포층의 배면코팅층, 잔디파일 및 충전재 중에서 선택된 1종 이상이 재생(renewable) 폴리올레핀, DSC 융점이 35~90℃인 에틸렌 공중합체 및 나일론 중에서 선택된 고분자 기재를 포함하는 탄성 조성물로 제공되는 것이고, 여기서 상기 재생(renewable) 폴리올레핀은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌-프로필렌 공중합체 및 폴리이소부틸렌 중에서 선택된 1종 이상의 Sugarcane 에탄올 유래 폴리올레핀인 것일 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 기포층은 평균 구멍사이즈가 20~50㎛인 부직포로 이루어진 층과, 평균 구멍사이즈가 5~20㎛인 부직포로 이루어진 층이 복합 일체화된 적층 구조를 갖는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 배면코팅층은 열경화성 폴리우레탄, 열가소성 폴리우레탄, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 및 히드록시라텍스 중에서 선택된 수지; 5~100㎚의 입자크기를 갖는 카본블랙, 탄소섬유, 금속 분말, 금속 코팅 무기 분말 및 탄소나노튜브 중에서 선택된 전도성 필러; 및 유리섬유, 활석, 탄산칼슘 및 점토 중에서 선택된 비전도성 필러를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 충전재는 입경 0.1~3mm로 형성되는 분말, 및 입경 1~5mm의 탄성칩 중에서 선택된 1종 이상을 충진한 것으로, 상기 분말 또는 탄성칩은 열가소성 탄성체, 폴리락트산(PLA), 폴리글리콜산(PGA) 및 폴리(3-히드록시부티레이트)(PHB) 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 충전재는 비중이 0.7g/cc 이하이고 압축강도 10,000 ㎛ 크기의 세라믹 구형 경량충진재를 더 포함할 수 있다. 상기 세라믹 구형 경량충진재는 일례로, 실리카 50~60 중량%, 알루미나 40~50 중량%, 철 0.1~5 중량% 및 티타늄 옥사이드 0.1~5 중량%로 구성된 세라믹 재질일 수 있고, 다른 예로 실리카 53~58 중량%, 알루미나 40~45 중량%, 철 0.1~2 중량% 및 티타늄 옥사이드 1~3 중량%로 구성된 세라믹 재질일 수 있고, 또 다른 예로 실리카 55 중량%, 알루미나 43.1 중량%, 철 0.5 중량% 및 티타늄 옥사이드 1.4 중량%로 구성된 세라믹 재질일 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 조성물은 고분자 기재 100 중량부에 녹색 안료 0.1~10 중량부와, 산화방지제, 자외선 흡수제, 광안정제, 난연제 및 항균제를 비롯한 내구성 향상제 0.1~10 중량부와, 대전방지제, 친수성첨가제 및 마찰계수감소제를 비롯한 경기력 향상제 0.1~10 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 녹색 안료는 하기 식 1로 나타내는 화합물을 포함할 수 있다.
[식 1]
Figure 112018016817635-pat00001
(여기에서 R은 C2 내지 C8의 알킬기이다)
또한, 본 발명에서 상기 난연제는 Al(OH)3, Mg(OH)2, Sb2O3, 및 하기 식 2로 나타내고 인 함량이 20 내지 50중량%인 인계 화합물 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
[식 2]
[H2PO-O]nMn+ (여기서 n은 1 내지 3의 정수이고, M은 Al, Ca, Na, Zn, Ba 및 Mg로 이루어진 군에서 선택된 1이상이다)
또한, 본 발명에서 상기 항균제는 아연계 항균제 및 유기 항균제 중에서 선택된 것일 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 대전방지제는 5~100㎚의 입자크기를 갖는 카본블랙, 탄소섬유, 금속 분말, 금속 코팅 무기 분말 및 탄소나노튜브 중에서 선택된 전도성 필러; 또는 비이온형 정전방지제, 나노주석형 산화인티몬 및 나노전도성 운모 중에서 선택된 정전기 방지 필러일 수 있다.
본 명세서에 개시된 기술에 따르면, 내구성을 충분히 제공하면서 직모파일이 고정되는 기포층의 배면코팅제까지 일체로 적층된 구조를 제공하면서 친환경성이 보강된 인조잔디 구조체를 제공하는 효과가 있다.
이하, 본 명세서에 개시된 기술에 대해 상세히 설명하고자 한다.
인조잔디 구조체는 자체 특성상 한번 시공하면 보수가 어려우므로 잔디파일의 인발 탄성력과 내마모성 개선에 더하여 난연성과 항균성 그리고 경기력 향상을 위한 대전방지성을 제공하기 위한 첨가제까지 친환경적으로 제공할 필요성이 증대된다.
따라서 본 명세서에 개시된 기술에 따르면, 내구성을 충분히 제공하면서 직모파일이 고정되는 기포층의 배면코팅제까지 일체로 적층된 구조를 제공하면서 친환경성이 보강된 인조잔디 구조체를 제공한다.
본 명세서에 개시된 기술의 일 구현예에 따른 인조잔디 구조체는, 인조잔디용 기포층의 배면코팅층, 기포층 및 잔디파일이 일체화된 적층 구조를 갖고, 상기 잔디파일 사이에 충전재가 충진된 것일 수 있다.
상기 일체화된 적층 구조는, 이에 한정하는 것은 아니나 일례로 다음과 같은 방식으로 제공될 수 있다:
우선, 상기 기포층의 상부에 상기 잔디파일을 식모하고, 상기 기포층의 하부에 배면코팅제를 도포하고 상기 배면코팅제를 50～150℃ 범위에서 예열시켜 배면코팅층을 형성하며, 상기 예열 온도가 50℃ 이하로 감온되기 전에 상기 잔디파일이 상기 기포층의 상부에 식모되어 상기 배면코팅층과 상기 기포층 및 상기 잔디파일의 하단부가 일체로 적층된 구조를 형성하는 일체화된 적층 구조체를 제공한다.
구체적으로는, 기포층의 상부에 미리 준비해놓은 잔디파일을 식모한다. 여기서 기포층은 이 분야에서 공지된 것을 적절하게 사용할 수 있는 것으로, 예를 들어 부직포, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌계 기포지일 수 있다. 상기 기포층의 하부에 배면코팅제를 도포한 다음 전술한 배면코팅제를 예열시켜 상기 배면코팅제, 상기 기포층 및 상기 잔디파일의 하부가 일체화된 적층 구조를 형성하고, 선택적으로 권취시켜 수득된 인조잔디 구조체를 롤 형태로 시공 전까지 보관할 수 있다. 상기 예열은 배면코팅면을 얇고 넓게 용융할 수 있는 수단이라면 특정하지 않으며, 일례로 근적외선, 원적외선, 니크롬선, 초음파, 및 고주파로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 임의로 사용할 수 있다. 상기 예열은 50℃ 이상, 구체적으로 50～150℃ 온도 조건으로 배면코팅면을 가열시킴으로써 고분자 기재의 용융을 극대화시켜 효율적인 브릿지 구조를 구현할 수 있다. 상술한 예열 온도를 충분히 활용하도록, 본 발명에서 개시한 방법에서 상기 잔디파일은 상기 예열 온도가 가급적 50℃ 이하, 바람직하게는 70℃ 이하로 감온되기 전까지 식모되는 것에 특징을 갖는다. 이상의 예열 온도를 사용함에 따라 본 발명에서는 상온에서 1～10분, 혹은 1～5분과 같은 단시간 동안 충분한 배면코팅을 적용할 수 있다.
상기 인조잔디용 기포층의 배면코팅층, 상기 잔디파일 및 상기 충전재 중에서 선택된 1종 이상, 바람직하게는 2종 이상, 더욱더 바람직하게는 3종 모두 재생(renewable) 폴리올레핀, DSC 융점이 35~90℃인 에틸렌 공중합체 및 나일론 중에서 선택된 고분자 기재를 포함하는 탄성 조성물로 제공되는 것이 바람직하다.
상기 재생(renewable) 폴리올레핀은 달리 특정하지 않는 한, 재활용 가능한 폴리올레핀을 지칭하는 것으로, 종래 유기합성에 의해 제조된 열가소성 폴리올레핀과는 다른 원료로부터 제조된다. 일례로 탈수 과정 후 에틸렌이 되는 Sugarcane 에탄올을 원료로 하여 제조될 수 있다. 구체적인 예로는 Sugarcane 에탄올 유래 폴리에틸렌(통상 green polyethylene라 칭함), Sugarcane 에탄올 유래 폴리프로필렌(통상 green polypropylene라 칭함)일 수 있다. 이밖에도 Sugarcane 에탄올 유래 폴리에틸렌-프로필렌 공중합체와 Sugarcane 에탄올 유래 폴리이소부틸렌을 사용할 수 있다.
상기 에틸렌 공중합체는 가격이 저렴하면서 일반 에틸렌 고분자에 비해 경도가 낮고 기타 필름 재질과의 혼화성이 우수한 이점이 있다. 특히 기포층의 배면코팅층과 기포층 그리고 잔디파일의 하부를 일체화시키는 접착 브릿지 역할에 적합하도록 상기 에틸렌 공중합체의 융점은 일례로, 35～90℃, 혹은 38～88℃일 수 있다. 상기 범위 내에서 외부 환경(특히 온도) 변화에 따른 잔디파일의 변형과 수축을 방지할 수 있다. 참고로 여름 가장 더운 때의 외기 온도는 35℃ 전후까지 상승할 수 있는데 이러한 환경에 잔디파일을 노출시킬 경우, 상기 에틸렌 공중합체의 융점이 35℃ 미만에서는 잔디파일에 포함된 에틸렌 중합체가 용융되어 접착이 느슨해질 수 있다. 상기 에틸렌 공중합체의 융점이 90℃를 초과하더라도 접착력이 약하여 실용화하기 어려울 수 있다.
상기 융점은 달리 특정하지 않는 한, 시차주사열량계(DSC) 열분석에 의해 측정한 융점 피크 온도를 지칭한다.
상기 에틸렌 공중합체는 일례로, i) 에틸렌, 및 ii) C3-C10알파 올레핀, C3-C20모노카르복시산의 C1-C12알킬 에스테르, 불포화 C3-C20모노 또는 디카르복시산, 불포화 C4-C8디카르복시산의 무수물 및 포화 C2-C18카르복시산의 비닐에스테르로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 에틸렌성 불포화 단량체의 공중합체이거나 그 공중합체의 이오노머(ionomer)일 수 있다.
상기 에틸렌 공중합체는 구체적인 예로, 에틸렌 비닐아세테이트,(Ethylene Vinylacetate, EVA), 에틸렌 부틸아크릴레이트(Ethylene Butylacrylate,EBA), 에틸렌 메틸아크릴레이트(Ethylene Methylacrylate, EMA), 에틸렌 에틸아크릴레이트(Ethylene Ethylacrylate, EEA), 에틸렌 메틸메타크릴레이트((Ethylene Methylmethacrylate, EMMA), 에틸렌 부텐 공중합체(Ethylene ButeneCopolymer, EB-Co), 에틸렌 옥텐 공중합체(Ethylene Octene Copolymer, EO-Co) 등을 들 수 있다.
상기 에틸렌 공중합체에 있어서 바람직하게는, 에틸렌은 전체 중합체의 주요 몰분율을 차지하는데, 통상 에틸렌은 전체 중합체의 50 몰% 이상을 차지한다. 더욱 바람직하게는, 에틸렌은 60 몰% 이상, 70 몰% 이상, 또는 80 몰% 이상을 차지한다. 상한은 일례로 99 몰%일 수 있다.
고탄성의 면에서 상기 에틸렌 공중합체는 에틸렌과 알파올레핀의 공중합체일 수 있다. 여기서 상기 알파 올레핀은 말단에 이중결합을 갖는 탄소수 2 이상의 올레핀이다. 전체 에틸렌 알파올레핀 공중합체에서 에틸렌을 제외한 실질적인 나머지는 바람직하게는 3개 이상의 탄소 원자를 갖는 알파 올레핀인 하나 이상의 기타 공단량체를 포함한다. 특히 상품화되어 입수용이성 측면에서 바람직하게는 상기 알파 올레핀은 부텐, 헥센 또는 옥텐이다. 예를 들어 에틸렌 옥텐 공중합체의 경우, 바람직한 조성물은 전체 중합체의 80 몰% 이상의 에틸렌 함량, 및 전체 중합체의 10 내지 15 몰%, 바람직하게는 15 내지 20 몰%의 옥텐 함량을 포함한다.
상기 에틸렌과 알파 올레핀 공중합체는 랜덤 공중합체 또는 블록 공중합체일 수 있다. 상용화된 제품으로 Dow Chemical의 Engage 및 Infuse, Mitsui의 Tafmer, Exxon Mobile의 Exact, LG화학의 LG-POE 등이 있는데, 특히 본 명세서에 개시된 기술의 저비용 공정에 적합하게는 에틸렌과 알파 올레핀의 랜덤 공중합체가 바람직하다. 상기 에틸렌 랜덤 공중합체의 경우, 에틸렌 함량은 60 몰% 내지 99.5 몰%, 일부 실시양태에서는 80 몰% 내지 99 몰%, 일부 실시양태에서는 85 몰% 내지 98 몰%일 수 있다. 마찬가지로, α-올레핀 함량은 0.5 몰% 내지 40 몰%, 일부 실시양태에서는 1 몰% 내지 20 몰%, 일부 실시양태에서는 2 몰% 내지 15 몰%의 범위일 수 있다. α-올레핀 공단량체의 분포는 대표적으로 랜덤하고, 에틸렌 공중합체를 형성하는 상이한 분자량 분율에 걸쳐서 균일하다.
상기 DSC 융점이 35 내지 90℃인 에틸렌 공중합체는 일례로 탄성 조성물의 20~80 중량%, 30~70 중량%, 혹은 40~60 중량% 범위 내일 수 있고, 이 범위 내에서 접착 강도 및 탄성과 내열성이 개선된 효과를 제공할 수 있다. 또한, 상기 나일론은 이에 한정하는 것은 아니나, 나일론 11, 나일론 6,10, 나일론 6,12 등을 다양하게 사용할 수 있다. 상기 고분자 기재는 재생력과 탄성을 감안할 때 재생(renewable) 폴리올레핀과 DSC 융점이 35~90℃ 에틸렌계 공중합체를 배합 사용하는 것이 바람직하며, 상기 재생(renewable) 폴리올레핀과 상기 DSC 융점이 35~90℃ 에틸렌계 공중합체와, 상기 나일론을 1~97: 1~97: 1~97의 중량비로 배합하여 사용하는 것이 보다 바람직할 수 있다.
이러한 탄성 조성물로 제공되는 잔디파일은 일례로 두께 1㎛~100mm, 10㎛~10mm, 혹은 70~500㎛, 폭 1~3mm인 것이 적절한 인발탄성과 내마모성, 기포지에 식모가공 용이성을 제공할 수 있다. 이러한 탄성 조성물로 제공되는 배면코팅층은 일례로 두께 1㎛~100mm, 10㎛~10mm, 혹은 70㎛~1mm인 것이 적절한 인발탄성, 식모 유지성을 제공할 수 있다.
상기 기포층은 평균 구멍사이즈가 다른 부직포를 복합 일체화시킨 적층 구조로 형성되는 것이 최적화된 투수성을 제공하기에 바람직하다. 상기 기포층은 일례로 평균 구멍사이즈가 20~50㎛인 부직포로 이루어진 층과, 평균 구멍사이즈가 5~20㎛인 부직포로 이루어진 층이 복합 일체화된 적층 구조를 갖는 것일 수 있다.상기 평균 구멍사이즈가 20~50㎛인 부직포는 평균 섬유 직경 10~50㎛인 것일 수 있고, 상기 평균 구멍사이즈가 5~20㎛인 부직포는 평균 섬유 직경 0.7~7㎛인 것일 수 있다. 상기 평균 구멍사이즈가 20~50㎛인 부직포로 이루어진 층의 두께는 300㎛~2mm일 수 있고, 상기 평균 구멍사이즈가 5~20㎛인 부직포로 이루어진 층의 두께는 10~150㎛일 수 있다. 이들 평균 구멍사이즈가 상이한 부직포들을 적층한 다음 적층체에 니들 펀치를 수행하여 복합 일체화할 수 있고, 그 표면에 스커핑 처리를 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 여기서 평균 구멍사이즈는 버블 포인트법에 의해 측정된 평균 기공 직경을 의미한다. 상기 버블 포인트법에 의한 부직포의 기공 직경 분포의 측정에 대해 설명한다. 버블 포인트법이란 측정 대상이 되는 막을 잘 적시는 액체를 미리 막의 세공 내에 흡수시켜 두고, 기구에 고정하고, 막의 이면측에서부터 공기압을 가하여 막 표면에 기포의 발생을 관찰할 수 있는 최소 압력(버블 포인트)을 측정하고, 액체의 표면 장력과 버블 포인트의 관계식으로부터 기공 직경 분포를 추산하는 방법이다.
구체적으로는, 측정 대상이 되는 부직포에 습윤액(예를 들어 불소계 용매, 상품명 Porofil)을 흡수시킨 다음 닛폰 벨사의 기구 Porometer 3G에 시편 치수가 직경 25mm인 원 형상이 되도록 설치한 다음 부직포의 이면측에서부터 공기압을 가하여, 막 표면에 기포의 발생을 관찰할 수 있는 최소 압력(버블 포인트라 함)을 측정한다.
또한, 상기 부직포의 평균 섬유 직경은 주사형 전자현미경을 사용하여 1000배로 촬영한 부직포의 이미지를 기초로, 섬유 직경을 측정할 수 있는 모든 섬유에 대해 그 중점의 직경을 계측하고, 그 평균값을 산출함으로써 얻을 수 있다.
상기 부직포의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 강도가 부족하여 취약한 조직의 보강에는 사용할 수 없는 경우가 있거나 취급성이 열등해지는 측면을 고려하여 인조잔디의 시공부위에 따라 적절히 선정할 수 있다.
또한, 상기 배면코팅층은 일례로 열경화성 폴리우레탄, 열가소성 폴리우레탄, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 및 히드록시라텍스 중에서 선택된 수지; 5~100㎚의 입자크기를 갖는 카본블랙, 탄소섬유, 금속 분말, 금속 코팅 무기 분말 및 탄소나노튜브 중에서 선택된 전도성 필러; 및 유리섬유, 활석, 탄산칼슘 및 점토 중에서 선택된 비전도성 필러를 더 포함하여 제공될 수 있다. 일례로, 상기 배면코팅제는 히드록시라텍스 또는 폴리우레탄 등의 열경화성 수지 100 중량부에 물 100~200 중량부, 열가소성 폴리우레탄 또는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 1 내지 100 중량부, 전도성 필러 1~50 중량부, 비전도성 필러 1~50 중량부의 혼합물을 더 포함할 수 있으며, 필요에 따라서는 이 자체로 구성될 수도 있다. 또한 점도제 1~5 중량부, 안료 1~5 중량부, 산화방지제 0.5~1.5 중량부, 견운모 혹은 클레이 분말 100~200 중량부를 포함할 수도 있다.
상기 충전재는 입경 0.1~3mm로 형성되는 분말, 및 입경 1~5mm의 탄성칩 중에서 선택된 1종 이상을 충진한 것으로, 입경 0.1~3mm의 분말을 포설한 분말층에 대하여 상기 분말층의 상부에 입경 1~5mm의 탄성칩을 충전제로 충진한 구조를 제공할 수 있다. 상기 분말 또는 탄성칩은 열가소성 탄성체, 폴리락트산(PLA), 폴리글리콜산(PGA), 폴리(3-히드록시부티레이트)(PHB)를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 탄성칩은 규사 또는 고무칩일 수 있으며, 상기 고무칩의 예로는 스티렌 부타디엔 블록 공중합체 또는 EPDM을 비롯한 디엔계 러버에 견운모 또는 클레이 분말, 점도제, 안료, 산화방지제, 차열 안료를 포함할 수 있다. 상기 스티렌 부타디엔 블록 공중합체는 스티렌 부타디엔 스티렌 공중합체(SBS), 스티렌 에틸렌 부타디엔 스티렌 공중합체(SEBS)등일 수 있다. 상기 탄성칩은 상기 스티렌 부타디엔 블록 공중합체 10~50 중량%, 디엔계 고무 10~50 중량부, 차열 안료 3~30 중량부에 견운모 또는 클레이 분말, 점도제, 안료, 산화방지제를 0~5 중량% 범위 내에서 더 포함할 수 있다. 여기서 차열 안료는 백색 차열 안료, 유색 차열 안료, 중공 안료, 파라핀 왁스계 안료 등을 사용할 수 있다.
상기 탄성 조성물은 필요에 따라 적정량의 내구성 향상제와 경기력 향상제 등이 혼합된 것일 수 있다. 일례로, 상기 탄성 조성물은 고분자 베이스 100 중량부에 청록색 안료 0.1~10 중량부와, 산화방지제, 자외선 흡수제, 광안정제, 난연제 및 항균제를 비롯한 내구성 향상제 0.1~10 중량부와, 대전방지제, 친수성첨가제 및 마찰계수감소제를 비롯한 경기력 향상제 0.1~10 중량부를 포함할 수 있다.
상기 난연제는 예를 들어 Al(OH)3, Mg(OH)2, Sb2O3, 하기 식 2로 나타내는 인계 화합물 중에서 선택된 1종 이상인 것이 잔디파일 소재에 요구되는 난연성을 가지면서 인발강도와 용융지수를 개선하고, 비중이 낮아 풍성함을 제공하며, 광택 및 표면 외관을 제공할 수 있다.
[식 2]
[H2PO-O]nMn+
상기 n은 일례로 1 내지 3의 정수일 수 있고, 상기 M은 일례로 Al, Ca, Na, Zn, Ba 및 Mg로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 또 다른 예로, 상기 n은 2 또는 3의 정수일 수 있고, 상기 M은 Al, Ca 및 Zn으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 또 다른 예로, 상기 n은 3의 정수일 수 있고, 상기 M은 Al일 수 있다.
상기 인계 난연제는 일례로 인 함량이 20 내지 50 중량%, 25 내지 40 중량%, 혹은 30 내지 33 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 난연성 및 물성 밸런스가 우수한 효과가 있다. 여기서, 인 함량은 ICP-OES (PERKIN-ELMER, OPTIMA 7300DV) 기기를 사용하여 황산, 질산 처리 후 희석하여 측정한 인(P)의 함량 범위를 의미한다.
상기 인계 난연제는 입경(D90)이 15 ㎛ 이하, 10 ㎛ 이하, 혹은 0.1 내지 10 ㎛일 수 있고, 평균 입경(D50)이 10 ㎛ 이하, 5 ㎛ 이하, 혹은 1 내지 5 ㎛일 수 있으며, 이 범위 내에서 광택 및 표면이 우수한 효과가 있다. 여기서, 상기 입경(D90) 및 평균 입경(D50)은 맬버른(Malvern) 사의 Mastersizer 2000 기기를 사용하여 측정한 값을 의미한다. 상기 인계 난연제는 일례로 고상의 형태일 수 있다.
상기 항균제는 예를 들어 아연계 항균제 및 유기 항균제 중에서 선택될 수 있다. 상기 아연계 항균제는 일례로 아연이 무기 담지체에 담지된 것일 수 있고, 구체적인 예로 아연 이온(Zn2+)이 무기 담지체에 담지된 것일 수 있으며, 상기 무기 담지체에 담지된 아연 이온(Zn2+)이 서서히 용출되어 지속적으로 항균제의 역할을 수행할 수 있고, 이러한 기능을 하는 경우 카운터 음이온(counter anion)의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 상기 아연 이온(Zn2+)을 무기 담지체에 담지시키는 방법은 아연 이온을 담지시킬 수 있는 통상의 이온교환방법이라면 특히 제한되지 않는다. 상기 아연계 항균제는 일례로 평균 입경이 3 초과 내지 30 이하 ㎛, 5 내지 20 ㎛, 혹은 5 내지 10 ㎛일 수 있고, 이 범위 내에서 투명성이 뛰어나고, 물성 저하 없이 초기 항균력 및 지속 항균력이 우수한 효과가 있다. 상기 아연계 항균제는 일례로 아연 함량이 15 내지 40 중량%, 20 내지 35 중량%, 혹은 20 내지 30 중량%일 수 있고, 이 범위 내에서 초기 항균력 및 지속 항균력이 모두 우수한 효과가 있다. 상기 무기 담지체는 상기 아연 이온과 이온 교환의 방법으로 아연 이온을 담지하고 서서히 방출할 수 있는 무기 담지체면 특별히 제한되지 않으나, 일례로 유리계 담지체, 제올라이트, 지르콘, 인산 지르코늄, 인산 칼슘 및 실리카 겔로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 유리계 담지체일 수 있다. 이러한 아연계 항균제로는 일례로 평균 입경 7 ㎛의 TOAGOSEI 사 제품명 VZ601 혹은 평균 입경 3 ㎛의 아연계 TOACOSEI 사 제품명 VZF200을 사용할 수 있다.
상기 유리계 담지체는 일례로 유리분말, 유리구, 중공 유리구, 유리 플레이크 및 유리섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 상기 유기 항균제는 이 분야에서 통상 사용가능한 물질을 적용할 수 있으며, 일례로 JS Green 사에서 제조한 제품명 ARSH DC를 사용할 수 있다.
상기 은계 항균제 또한 이 분야에서 통상 사용가능한 물질을 적용할 수 있으며, 일례로 Ishizuka 사에서 제조한 제품명 IONPURE-wap을 사용할 수 있다.
상기 대전방지제는 5~100㎚의 입자크기를 갖는 카본블랙, 탄소섬유, 금속 분말, 금속 코팅 무기 분말 및 탄소나노튜브 중에서 선택된 전도성 필러; 또는 비이온형 정전방지제, 나노주석형 산화인티몬 및 나노전도성 운모 중에서 선택된 정전기 방지 필러일 수 있다.
상기 산화방지제, 상기 광 흡수제, 상기 자외선 안정제는 각각 이 분야에서 통상 사용되는 종류들을 다양하게 적용할 수 있다.
상기 마찰계수 감소제는 일례로 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리테트라플루오로에틸렌 등을 포함한다.
상기 친수성 첨가제는 일례로 에틸렌비닐 알코올 코폴리머 혹은 폴리히드록시에틸 메타크릴레이트 등을 포함한다.
본 발명에서는 잔디파일에 인조잔디 특유의 발색을 위하여 녹색 안료를 도입하게 되며, 필요에 따라서는 기타색 계열의 염료들도 배합하여 사용할 수 있다.
상기 녹색 안료는 일례로 하기 식 1로 나타내는 화합물일 수 있다:
[식 1]
Figure 112018016817635-pat00002
(여기에서 R은 C2 내지 C8의 알킬기이다)
상기 녹색 안료는 400 내지 500nm와 600 내지 700nm에서 최대 흡수 파장을 나타내는 것으로, 600 내지 650nm, 혹은 400 내지 450nm와 650 내지 700nm에서 최대 흡수 파장을 나타내는 것이 폴리에틸렌을 비롯한 폴리올레핀과 에틸렌 공중합체에 특히 선명성을 부여할 수 있어 바람직하다.
상기 녹색 안료는 일례로 Leucoquinizarin과 알킬아닐린의 반응으로부터 얻어진 물질일 수 있고, 여기서 알킬아닐린은 탄소수 2 내지 8의 알킬기를 포함하는 것일 수 있다.
상기 염료는 일례로 유기 안료, 섬유 안료 및 무기 안료로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 안료를 더 포함할 수 있고, 상기 안료가 무기 안료인 경우 유채색 수지용 안료를 더 포함한다. 상기 안료는 달리 특정하지 않는 한, 물에 녹지 않고 분산된 형태로 존재하는 물질을 의미하는 것으로, 일례로 무기물 입자에 염료(물에 용해되며 색을 나타내는 발색단, 발색을 돕는 조색단 및 염료 모체로 구성된 물질)가 더해진 것일 수 있다. 상기 염료는 일례로 유기계 염료일 수 있다. 상기 유기 안료는 폴리올레핀계 수지, 스티렌계 수지, 폴리카보네이트 수지 등에 사용되는 유기계 안료를 의미한다. 상기 유기 안료는 일례로 마이카 및 유기 염료를 포함하는 것일 수 있다. 상기 유기 염료는 본 발명의 기술분야에서 통상적으로 사용되는 유기 염료일 수 있고, 구체적인 예로 시중에 판매되어 구입 가능한 유기 염료라면 특별히 제한되지 않는다.
상기 유기 안료는 일례로 상품명 "DIA CHIP" 계열의 유기 안료일 수 있다. 상기 유기 안료는 일례로 분말형, 과립형 또는 현탁형일 수 있다. 상기 유기 안료의 전체 직경은 일례로 0.1 내지 5.0 mm, 0.2 내지 3.0 mm, 혹은 0.4 내지 2.0 mm일 수 있다. 상기 유기 안료의 내열도는 일례로 180 ℃ 이상, 200 ℃ 이상, 혹은 200 내지 300 ℃일 수 있다. 상기 유기 안료의 비중은 일례로 0.1 내지 0.5 g/cm3, 0.1내지 0.35 g/cm3,혹은 0.1 내지 0.2 g/cm3일 수 있다.
상기 섬유 안료는 폴리올레핀계 수지, 스티렌계 수지, 폴리카보네이트 수지 등에 사용되는 섬유형태의 유기계 안료를 의미하고, 일례로 회색, 검정색 등의 무채색 또는 갈색 등의 유채색을 나타낼 수 있다. 상기 섬유 안료의 길이는 일례로 0.1 내지 2.0 mm, 0.1 내지 1.0 mm, 혹은 0.3 내지 0.7 mm일 수 있다. 상기 섬유 안료의 굵기는 1 내지 50 D, 2 내지 40 D, 혹은 3 내지 30 D 일 수 있다.
상기 무기 안료는 일례로 포타슘실리케이트-염료 혼합물일 수 있다. 상기 포타슘실리케이트-염료 혼합물은 일례로 포타슘실리케이트 무기계 충전제와 염료의 단순 혼합 또는 포타슘실리케이트 무기계 충전제 상에 염료를 도포한 형태일 수 있다. 상기 포타슘실리케이트 무기계 충전제는 일례로 함수 알루미늄포타슘실리케이트(Mica)일 수 있고, 상기 염료는 통상의 염료일 수 있으며, 포타슘실리케이트 무기계 충전제와 혼합 또는 도포될 수 있는 것이라면 제한되지 않는다. 상기 무기 안료는 구현하고자 하는 칼라에 따라 시중에 출시된 다양한 무기 안료(Yamaguchi mica 사에서 제조한 AC8000 및 9000 시리즈 등)를 사용할 수 있다. 상기 포타슘실리케이트 무기계 충전제와 염료의 중량비는 일례로 1:99 내지 99:1, 2:98 내지 50:50, 혹은 5:95 내지 20:80일 수 있다.
상기 포타슘실리케이트-염료 혼합물은 일례로 전체 직경이 0.1 내지 1.5 mm, 0.2 내지 1.2 mm, 혹은 0.3 내지 0.8 mm일 수 있고, 이 범위 내에서 전체 수지 조성물의 색 변화를 최소화하는 효과가 있다.
상기 잔디파일의 제조시 내구성 향상제와 경기성 향상제의 균일한 배합을 위하여 필요한 경우 고분자 베이스 총 사용량 중 70~90 중량%와 녹색 안료 및 첨가제 10~30 중량%를 혼합하여 마스터배치를 형성하는 것이 바람직하다. 상기 혼합은 충분히 혼련시킨 다음 100~170℃의 온도에서 용융시켜 다이를 통해 압출후 언더컷팅 절단하여 펠릿으로 제작할 수 있다.
그런 다음 상기 마스터배치에서 형성된 펠릿과, 상기 마스터배치에 사용되는 않은 잔부 고분자 베이스를 소정 비율로 혼합하여 용융, 방사, 냉각, 연신, 권취 공정을 수행하여 일례로 폭이 1~3mm이고 두께가 70~500 ㎛의 원사를 제작한다. 여기서 연신은 80~110 ℃에서 원래 길이의 3~10배, 혹은 6~8배가 되게끔 수행할 수 있다. 상기 원사는 피브릴레이트사 형태로 성형하는 경우 필름 형태로 압출하고 연신하여 성형한 성형물을 일정한 폭으로 절단하는데 절단 과정에서 절단면에 매끄럽지 못하거나 내후성을 저하시킬 수 있어 모노필라멘트사로 성형하는 것이 바람직하다.
본 발명의 잔디파일은 적용처에 따라 규격화된 다양한 사이즈로 구현될 수 있다. 일례로, 골프장 혹은 게이트장용 잔디파일은 제품에 따라 파일높이 규격 T=6~19mm (제품폭 1.8~4m)일 수 있고, 테니스장용 잔디파일은 제품에 따라 규격 19mm (제품폭 1.8~3.6m)일 수 있으며, 축구장, 야구장을 비롯한 다목적 구장은 제품에 따라 규격 T=35~55mm (제품폭 4m)일 수 있고, 여기서 각 높이 규격은 ±2mm 정도의 오차 범위 내일 수 있다.
이하 본 명세서에 개시된 기술을 다양한 실시예를 통하여 설명하지만 본 명세서에 개시된 기술의 기술적 사상을 이에 한정하려는 것은 아니다.
[실시예]
<제조예 1>
실시예용 잔디파일을 다음과 같은 재료들을 사용하여 준비하였다:
고분자 기재
1-1. 재생(renewable) 폴리올레핀: Sugarcane에탄올 유래 폴리에틸렌
1-2. DSC 융점이 35~90℃ 에틸렌계 공중합체: Engage 8180 (Dow Chemical, 밀도: 0.863, MI: 0.5, Shore A 경도 63, DSC 융점 47℃)
1-3. 나일론: CL1900 (나일론)
염료
1. 하기 식 1로 나타내고 400~450 nm와 650~700nm의 최대 흡수 파장을 갖는 녹색 계열 염료:
[식 1]
Figure 112018016817635-pat00003
(R=C5의 알킬기)
난연제(in 내구성 향상제)
1. 하기 식 2로 나타내고 인 함량이 20 내지 50중량%이고, 맬버른(Malvern) 사의 Mastersizer 2000 기기를 사용하여 측정한 입경(D90)이 0.1~10 ㎛이고, 평균 입경(D50)이 1 내지 5 ㎛인 인계 화합물로서, 고상의 알루미늄 하이포포스파이트(CAS No. 7784-22-7), Italmatch Chemical S.p.A. 사 제조, 제품명 Phoslite B114A(인 함량 30 내지 33 중량%, 브롬 함량 5 내지 7 중량%, 입경(D90) 10 ㎛ 이하, 및 평균 입경(D50) 5 ㎛ 이하, 동적 열거동 분석 값(TGA)이 275 내지 375 ℃에서 완만한 곡선을 나타냄)
[식 2]
[H2PO-O]nMn+ (n=3, M=Al)
항균제(in 내구성 향상제)
1.아연계 항균제: VZ601 (TOAGOSEI 사, 평균 입경 7 ㎛)
대전방지제(in 경기력 향상제)
1. 5~100㎚의 입자크기를 갖는 카본블랙, 탄소섬유, 탄소나노튜브 중에서 선택된 전도성 필러
구체적으로는 상기 고분자 기재(1-1: 20 중량부 + 1-2: 35 중량부 + 1-3: 45 중량부) 100 중량부에 안료 0.1~10 중량부와 난연제 0.1~10 중량부, 항균제 0.1~10 중량부 및 대전방지제 0.1~10 중량부를 사용하여 모노필라멘트 원사 1을 제조하였다.
구체적으로는 고분자 기재 총 100 중량부 중 70~90 중량%와 상기 녹색 안료 및 첨가제(안료 0.1~10 중량부, 난연제 0.1~10 중량부, 항균제 0.1~10 중량부, 대전방지제 0.1~10 중량부) 10~30 중량%를 충분히 혼련시킨 마스터배치를 100~170℃의 온도에서 용융시켜 다이를 통해 압출후 언더컷팅 절단하여 펠릿으로 제작하였다.
상기 마스터배치에서 형성된 펠릿과, 상기 마스터배치에 사용되는 않은 잔량의 고분자 기재를 비율 혼합하여 용융, 방사, 냉각, 연신(80~110 ℃ 하에 원래 길이의 6~8배가 되도록), 권취 공정을 순차적으로 수행하고 일례로 폭이 1~3mm이고 두께가 70~500 ㎛의 모노필라멘트 원사를 제작하였다.
<제조예 2>
비교예용 잔디파일을 다음과 같이 준비하였다.
고분자 기재
2-1. 유기 합성 폴리에틸렌: TN1900 (PE소재)
염료
2. 녹색 계열 염료: 철과 크롬의 복합 산화물(화학식 Fe(Fe.Cr)2O4)
난연제(in 내구성 향상제)
2. 난연제: 비스페놀-A 비스(디페닐 포스페이트) or SR743N (브롬 함량 65~69.5중량%, DAI-ICHI FR사)
항균제(in 내구성 향상제)
2. 항균제: 키토산 건조분말
대전방지제(in 경기력 향상제)
2. 대전방지제: 나노 전도성 운모
상기 제조예 1에서 각 성분들을 제시한 종류들로 대체한 것을 제외하고는 동일한 공정을 반복하여 모노필라멘트 원사 2를 제조하였다.
<시험예>
수득한 모노필라멘트 원사 1과 2에 대하여 고속회복성, 인발탄성, 난연성, 대전방지성, 항균성과 녹색 선명도를 각각 측정하고 측정 방식과 측정 결과를 하기 표 1에 정리하였다.
물성 측정 방식 및 규격 제조예 1
(실시예용 모노필라멘트 원사 1)		 제조예 2
(비교예용 모노필라멘트 원사 2)
고속회복성
(상온)		 ASTM D-395
(상온 영구압축 줄음율 25% 미만: 양호, 25% 이상 불량)		 양호 불량
고속회복성
(고온)		 ASTM D-395
(70℃ 영구압축 줄음율 40% 미만: 양호, 40% 이상 불량)		 양호 불량
인발탄성 ASTM D-2632
(규격 50% 이상: 양호/ 50% 미만: 불량)		 양호 불량
난연성 UL94V 1.0mm, V-0 1.0mm, V-0
대전방지성 VMG-1000 HIGHMEGOHM METER (Ando), 23℃, 50% RH 조건으로 시편에 250V 전압을 1분간 인가하고 표면저항값 측정
(낮을수록 대전방지성 우수)		 1.6 x 109 1.8x109
항균성 항균력 시험법 KICM-FIR-1003, 포도상구균 이용하여 35℃, 24시간 후 세균 감소율 측정
(세균 감소율 기준으로 양호/불량 구분)		 양호 양호
녹색 선명도(칼라 표현성) 시편의 육안 확인
(칼라가 일정하고 선명하게 구현되는 경우 양호, 일정하게 구현되지 않거나 선명하지 않은 경우 불량)		 양호 불량
외관 품질
(표면 거칠기)		 육안 & 감성 품질 평가
(기본 수지 수준의 깔끔한 제품을 얻는 경우 양호, 뻣뻣한 느낌이 드는 경우 불량)		 양호 양호
상기 표 1에서 보듯이, 실시예용 모노필라멘트 원사 1의 경우 모노필라멘트 원사 2 대비 고속회복성(상온, 고온), 인발탄성 및 녹색 선명도에서 개선된 효과를 확인할 수 있었고, 친환경적으로 제공하면서 난연성과 대전방지성, 항균성, 외관 품질이 동등 내지는 유사한 수준으로 제공하는 것을 함께 확인하였다.
<제조예 3>
실시예용 배면코팅으로서, 상기 <제조예 1>의 고분자 기재(1-1: 20 중량부 + 1-2: 35 중량부 + 1-3: 45 중량부) 50 중량부, 히드록시라텍스 또는 폴리우레탄 50 중량부에 물 100~200 중량부, 열가소성 폴리우레탄(TPU) 1 내지 100 중량부, 5~100㎚의 입자크기를 갖는 카본블랙, 탄소섬유, 탄소나노튜브 중에서 선택된 전도성 필러 1~50 중량부를 혼합한 다음 점도제 1~5 중량부, 안료 1~5 중량부, 산화방지제 0.5~1.5 중량부, 견운모 혹은 클레이 분말 100~200 중량부, 난연제 0.1~10 중량부, 항균제 0.1~10 중량부를 더 포함시키고, 배면코팅제 1을 준비하였다.
<제조예 4>
비교예용 배면코팅으로서, 상기 제조예 3에서 열가소성 폴리우레탄(TPU) 1 내지 100 중량부를 미투입한 것을 제외하고는 동일한 공정을 반복하여 배면코팅제 2를 제조하였다.
<시험예>
수득한 배면코팅 1과 2에 대하여 유입된 수분에 대한 저항성을 측정하여 하기 표 2에 정리하였다.
또한, 기포층으로서 상술한 버블 포인트법에 의해 산출한 평균 구멍 사이즈가 12㎛이고, 평균 섬유 직경이 2㎛, 두께가 약 50㎛인 부직포와, 역시 버블 포인트법에 의해 산출한 평균 구멍 사이즈가 28㎛이고, 평균 섬유 직경이 16㎛, 두께가 약 1.5mm인 부직포를 차례로 쌓아올리고, 얻어진 적층체를 두께가 1.5mm인 층측에서부터 니들 펀치를 실시하여 복합 일체화시켜 부직포 기재를 준비하고, 상기 기포층의 상부에 앞서 제조한 모노필라멘트 원사 1로부터 제공된 잔디파일을 식모하였다.
또한, 상기 기포층의 하부에는 수득한 배면코팅제 1,2를 각각 도포하고, 상기 배면코팅제를 50~150℃로 예열시켜 상기 배면코팅제, 상기 기포층 및 상기 잔디파일의 하부가 일체화된 적층 구조를 형성한 다음 규사 및 SEBS 탄성칩(입경 0.1~3mm)를 충진시켜 인조잔디 시공을 마무리하였다.
각 적층 구조에서 잔디파일의 안정성과 인발강도를 측정하고 결과를 하기 2에 함께 나타내었다.
물성 측정 방식 및 규격 제조예 3 (배면코팅 1) 제조예 4 (배면코팅 2)
유입된 수분에 대한 저항성 투입한 수분량 기준 손실 수분량 측정하고 백분율 환산 0.0347% 0.0328%
잔디파일의 안정성 인발 테스트를 통하여 70% 이상이 흔들림조차 없는 경우 양호, 70% 미만이 흔들림, 혹은 인발되는 경우 불량 양호 불량
인발강도 ASTM D-2632
(규격 50% 이상: 양호/ 50% 미만: 불량)		 양호 불량
상기 표 2에서 보듯이, 실시예용 배면코팅 1의 경우 비교예용 배면코팅 2 대비 유입된 수분에 대한 저항성, 잔디파일의 안정성 및 인발강도 측면에서 개선된 효과를 확인할 수 있었다.
<추가 시험예>
실시예용 추가 시험예로서, 인조잔디 시공부위에 상기 제조예 3에서 수득한 배면코팅제를 도포한 다음 배면코팅제 도포부위를 50~150℃로 예열한 다음 상기 시험예에서 사용한 기포층 재료를 적층시키고 잔디파일을 식모하여 배면코팅제와 상기 기포층 및 상기 잔디파일의 하부가 일체화된 적층 구조를 형성하였다. 상기 적층 구조상에는 규사 및 SEBS 탄성칩(입경 0.1~3mm)를 충진시켜 마무리 시공하였다.
한편, 비교예용 추가 시험예로서, 인조잔디 시공부위에 상기 제조예 4에서 수득한 배면코팅제를 도포한 다음 기포층으로서 상기 시험예에서 사용한 부직포를 사용하되 니들 펀치에 의한 복합 일체화 처리를 실시하지 않은 재료를 적층시키고 잔디파일을 식모하여 배면코팅제와 상기 기포층 및 상기 잔디파일의 하부가 일체화된 적층 구조를 형성하였다. 상기 적층 구조 상에는 건조규사 및 SEBS 탄성칩(입경 0.1~3mm)를 충진시켜 마무리 시공하였다.
각 적층 구조에서 잔디파일의 인발력과 마모강도, 접합 강도, 방염 성능, 내광성, 배수성을 측정하고 결과를 하기 3에 함께 나타내었다.
물성 측정 방식 및 규격 실시예용 추가 시험예 비교예용 추가 시험예
인발강도
(상온)		 ASTM D-2632
(규격 50% 이상: 양호/ 50% 미만: 불량)		 양호 양호
인발강도
(내광 후)		 ASTM D-2632
(규격 40% 이상: 양호/ 40% 미만: 불량)		 양호 불량
마모강도 ASTM D3886
(규격 10% 이하: 양호/10% 초과: 불량)		 양호 불량
접합 강도 ASTM D1002
(규격 50N/100 mm 이상: 양호/ 50N/100 mm 미만: 불량)		 양호 불량
방염 성능
(45°법)		 잔염 시간(20초 이내) + 탄화거리(10cm 이내) : 양호 / 잔염시간(20초 초과) + 탄화거리(10cm 초과) : 불량 양호 양호
내광성 ASTM D3479
3급 이상: 양호/ 3급 미만: 불량		 양호 불량
배수성 ASTM D 4632:2008
180 mm/m2/hr 이상: 양호/ 180 mm/m2/hr 미만: 불량		 양호 불량
상기 표 3에서 보듯이, 실시예용 추가시험예의 경우 비교예용 추가시험예 대비 잔디파일의 인발력과 마모강도, 접합 강도, 방염 성능, 내광성, 배수성 측면에서 개선된 효과를 확인할 수 있었다.

Claims (11)

  1. 인조잔디용 기포층의 배면코팅층, 기포층 및 잔디파일이 일체화된 적층 구조를 갖고, 상기 잔디파일 사이에 충전재가 충진된 인조잔디 구조체로서,
    상기 잔디파일은 DSC 융점이 35~90℃이고, i) 에틸렌, 및 ii) C3-C10알파 올레핀, C3-C20모노카르복시산의 C1-C12알킬 에스테르, 불포화 C3-C20모노 또는 디카르복시산, 불포화 C4-C8디카르복시산의 무수물 및 포화 C2-C18카르복시산의 비닐에스테르로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 에틸렌성 불포화 단량체의 공중합체이거나 그 공중합체의 이오노머(ionomer)인 에틸렌 공중합체를 포함하는 탄성 조성물로 제공되는 것을 특징으로 하는 인조잔디 구조체.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 일체화된 적층 구조는,
    상기 기포층의 상부에 상기 잔디파일을 식모하고, 상기 기포층의 하부에 배면코팅제를 도포하고 상기 배면코팅제를 50～150℃ 범위에서 예열시켜 배면코팅층을 형성하며, 예열 온도가 50℃ 이하로 감온되기 전에 상기 잔디파일이 상기 기포층의 상부에 식모되어 상기 배면코팅층과 상기 기포층 및 상기 잔디파일의 하단부가 일체로 적층된 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 인조잔디 구조체.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 인조잔디용 기포층의 배면코팅층, 잔디파일 및 충전재 중에서 선택된 1종 이상이 재생(renewable) 폴리올레핀, DSC 융점이 35~90℃인 에틸렌 공중합체 및 나일론 중에서 선택된 고분자 기재를 포함하는 탄성 조성물로 제공되며, 상기 재생(renewable) 폴리올레핀은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌-프로필렌 공중합체 및 폴리이소부틸렌 중에서 선택된 1종 이상의 Sugarcane 에탄올 유래 폴리올레핀인 것을 특징으로 하는 인조잔디 구조체.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 기포층은 평균 구멍사이즈가 20~50㎛인 부직포로 이루어진 층과, 평균 구멍사이즈가 5~20㎛인 부직포로 이루어진 층이 복합 일체화된 적층 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 인조잔디 구조체.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 배면코팅층은 열경화성 폴리우레탄, 열가소성 폴리우레탄, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 및 히드록시라텍스 중에서 선택된 수지; 5~100㎚의 입자크기를 갖는 카본블랙, 탄소섬유, 금속 분말, 금속 코팅 무기 분말 및 탄소나노튜브 중에서 선택된 전도성 필러; 및 유리섬유, 활석, 탄산칼슘 및 점토 중에서 선택된 비전도성 필러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인조잔디 구조체.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 충전재는 입경 0.1~3mm로 형성되는 분말, 및 입경 1~5mm의 탄성칩 중에서 선택된 1종 이상을 충진한 것으로, 상기 분말 또는 탄성칩은 열가소성 탄성체, 폴리락트산(PLA), 폴리글리콜산(PGA) 및 폴리(3-히드록시부티레이트)(PHB) 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인조잔디 구조체.
  7. 청구항 3에 있어서, 상기 탄성 조성물은 고분자 기재 100 중량부에 녹색 안료 0.1~10 중량부와, 산화방지제, 자외선 흡수제, 광안정제, 난연제 및 항균제를 비롯한 내구성 향상제 0.1~10 중량부와, 대전방지제, 친수성첨가제 및 마찰계수감소제를 비롯한 경기력 향상제 0.1~10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인조잔디 구조체.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 녹색 안료는 하기 식 1로 나타내는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 인조잔디 구조체.
    [식 1]
    Figure 112018049562324-pat00004
    (여기에서 R은 C2 내지 C8의 알킬기이다)
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 난연제는 Al(OH)3, Mg(OH)2, Sb2O3, 및 하기 식 2로 나타내고 인 함량이 20 내지 50중량%인 인계 화합물 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 인조잔디 구조체.
    [식 2]
    [H2PO-O]nMn+ (여기서 n은 1 내지 3의 정수이고, M은 Al, Ca, Na, Zn, Ba 및 Mg로 이루어진 군에서 선택된 1이상이다)
  10. 청구항 7에 있어서, 상기 항균제는 아연계 항균제 및 유기 항균제 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 인조잔디 구조체.
  11. 청구항 7에 있어서, 상기 대전방지제는 5~100㎚의 입자크기를 갖는 카본블랙, 탄소섬유, 금속 분말, 금속 코팅 무기 분말 및 탄소나노튜브 중에서 선택된 전도성 필러; 또는 비이온형 정전방지제, 나노주석형 산화인티몬 및 나노전도성 운모 중에서 선택된 정전기 방지 필러인 것을 특징으로 하는 인조잔디 구조체.
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