KR101935741B1 - 잔디보호매트 - Google Patents

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KR101935741B1
KR101935741B1 KR1020180091344A KR20180091344A KR101935741B1 KR 101935741 B1 KR101935741 B1 KR 101935741B1 KR 1020180091344 A KR1020180091344 A KR 1020180091344A KR 20180091344 A KR20180091344 A KR 20180091344A KR 101935741 B1 KR101935741 B1 KR 101935741B1
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윤안식
제해득
박다솜
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제해득
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Abstract

본 발명은 잔디의 식생 구역상에 설치되어 식생되는 잔디를 보호하는데 사용하기 위한 잔디보호매트에 관한 것으로서, 뒤틀림, 변형, 파손 및 절단되는 단점을 개선함과 더불어 성능을 향상시킬 수 있도록 하기 위해 폴리프로필렌 수지 100중량부에 대해서 무수말레인산으로 개질된 알파-올레핀계 공중합체 5 내지 30중량부, 무수말레인산으로 개질된 스티렌계 블록 공중합체 1 내지 25중량부, 기능성 첨가제 3 내지 140중량부를 포함하는 혼합조성물로 이루어지되; 상기 혼합조성물을 이용한 사출 성형을 통해 사각 격자배열구조에 의한 잔디식생공간을 확보한 식생부를 포함하는 잔디보호매트로 제조하며; 상기 잔디보호매트는, 연속되는 사각 격자배열구조로 이루어지는 베이스프레임틀; 상기 베이스프레임틀이 갖는 격자들 사이에 형성되고 잔디통과공간을 형성하는 잔디식생공간; 상기 베이스프레임틀의 하부에서 하측방향으로 돌출되고 상부에서 가해지는 하중에 대해 완충기능을 발휘하도록 구비 및 간격 배열되는 제1완충돌부; 상기 베이스프레임틀의 하부에서 하측방향으로 돌출되고 상기 제1완충돌부와 함께 상부에서 가해지는 하중에 대해 완충기능을 발휘하도록 구비 및 간격 배열되는 제2완충돌부; 상기 베이스프레임틀의 외곽에 구비되고 이웃하는 두 측면 상에 외측방향으로 돌출되어 잔디보호매트간의 연결에 사용되는 고리형 연결부; 상기 베이스프레임틀의 네 모서리 부분 내측에 고정핀 등의 고정부재 삽입에 의한 지면 고정력을 제공하는데 사용되는 핀고정부; 상기 베이스프레임틀의 상부에서 상측방향으로 돌출되고 잔디줄기 형태로 촘촘하게 배치되는 잔디보호돌부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 폴리프로필렌계 합성수지를 비롯한 첨가원료의 적합한 조성과 물성을 이용하여 내마모성, 치수안정성, 인장강도, 미끄럼 방지 및 자외선 차단 등의 성능을 확보 및 유용한 기능성을 구비할 수 있으며, 뒤틀림이나 변형 및 파손과 절단 등의 단점을 개선할 수 있고 잔디보호매트로서 가져야 할 기계적 물성 등의 품질기준을 만족시킬 수 있으며 중금속 함량이 기준치 이하인 우수한 품질을 갖는 잔디보호매트를 제조할 수 있다.

Description

잔디보호매트{MAT FOR PROTECTING LAWN GRASS}
본 발명은 잔디의 식생 구역상에 설치되어 잔디를 보호하는데 사용되는 잔디보호매트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리프로필렌계 합성수지를 주재료로 하여 제조되며 잔디의 식생공간을 확보함과 더불어 내구성 등 성능을 향상시킬 수 있도록 함은 물론 사용수명을 높일 수 있도록 하고 잔디보호매트로서 지녀야 할 품질기준을 만족시킬 수 있도록 한 잔디보호매트에 관한 것이다.
일반적으로 골프장, 공원, 잔디광장, 잔디구장, 학교, 잔디녹화공간, 연약지반, 산책로 등 잔디생육지역에서 생육되는 잔디는 다수의 이용자나 차량 등에 의해 지속적인 밟힘이 이루어지므로 손상되기 쉬우며, 손상된 잔디의 개보수를 위해서는 비용이 상당하게 소요된다.
이에, 최근에는 다수의 이용자나 차량 등의 잦은 통행으로 인해 잔디가 손상되는 것을 방지하도록 잔디보호매트를 깔아 배치하는 방식으로 잔디를 보호하고 있다.
이와 같이, 잔디생육지역에 설치되어 잔디의 보호에 사용되는 종래 잔디보호매트는 대부분이 잔디통과공간이 형성되는 바디부와, 상기 바디부의 하부에 구비되어 바디부에 가해지는 하중을 지지 및 완충하도록 하는 탄성력을 갖는 완충부재를 포함하는 구성으로 이루어진다.
하지만, 종래 잔디보호매트는 표면 균열이나 갈라짐은 물론 뒤틀리거나 변형되고 때로는 쉽게 파손되고 절단되는 등 내구성이 떨어지는 문제점이 있어 개선이 요구되고 있는 실정에 있다.
또한 잔디보호매트로서 지녀야 할 품질기준을 만족시키지 못하는 제품들이 사용되기도 하며, 종래 잔디보호매트는 미끄럽고 치수 변경이 발생함은 물론 저온에서 쉽게 취화(embrittlement)되어 크랙이 발생하는 등의 문제점이 있었다.
한편, 종래 잔디보호매트 관련 선행기술문헌에 있어 국내등록특허 제10-1755568호나 제10-1769737호 등을 비롯한 대다수의 개시된 잔디보호매트들은 잔디 보호를 위한 구조적인 형상에만 주안점을 두고 개발하는 유형들을 보여주고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1755658호 대한민국 등록특허공보 제10-1769737호
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해소 및 이를 감안하여 안출된 것으로서, 폴리프로필렌계 합성수지를 주재료로 하여 제조되는 플라스틱재 잔디보호매트를 제공하되 잔디의 생육공간을 확보함과 더불어 내구성 등 성능을 향상시킬 수 있도록 하고 사용수명을 높일 수 있도록 한 잔디보호매트를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 폴리프로필렌계 합성수지를 비롯한 첨가원료의 조성과 물성을 이용하여 내마모성, 치수안정성, 인장강도, 미끄럼 방지 및 자외선 차단 등의 성능을 확보 및 기능성을 구비할 수 있도록 하며, 뒤틀림이나 변형 및 파손과 절단 등의 단점을 개선함과 더불어 잔디보호매트로서 지녀야 할 기계적 물성 등의 품질기준을 만족시킬 수 있도록 한 잔디보호매트를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 잔디보호매트는, 잔디의 식생 구역상에 설치되어 식생되는 잔디를 보호하는데 사용하기 위한 용도이고, 플라스틱 재질로 구비되는 잔디보호매트에 있어서, 뒤틀림, 변형, 파손 및 절단되는 단점을 개선함과 더불어 성능을 향상시킬 수 있도록 하기 위해 폴리프로필렌 수지 100중량부에 대해서 무수말레인산으로 개질된 알파-올레핀계 공중합체 5 내지 30중량부, 무수말레인산으로 개질된 스티렌계 블록 공중합체 1 내지 25중량부, 기능성 첨가제 3 내지 140중량부를 포함하는 혼합조성물을 이용한 사출 성형으로 이루어지며; 상기 폴리프로필렌 수지는 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 폴리프로필렌 블록 공중합체, 폴리프로필렌과 폴리에틸렌의 화합물 중에서 선택된 어느 1군을 사용하되, 중량평균분자량 80000~1000000 및 용융지수 10~100g/10mim인 것을 사용하고; 상기 기능성 첨가제는 치수안정제, 미끄럼방지제, 자외선차단제, 소음조절제, 열산화방지제, 무기난연제 중에서 선택된 적어도 1군 이상을 사용하며; 상기 미끄럼방지제는 미끄럼방지와 더불어 내오존성, 내마모성, 내후성, 내열성, 내한성 중에서 적어도 하나의 기능을 확보하도록 폴리우레탄, 니트릴, 부틸, 부타디엔, 에틸렌프로필렌의 고무계 재질 중에서 선택된 어느 1군 이상을 사용하되, 사출 성형되는 잔디보호매트의 표면 평활성을 저해하지 않도록 하기 위해 0.1~10㎛의 입자 크기 및 우수한 미끄럼방지 효과를 위해 밀도가 1.15~1.35g/㎤인 것을 사용하고, 폴리프로필렌수지 100중량부에 대해서 5~20중량부를 첨가하며; 상기 열산화방지제는 사출 성형시 고온에 의한 수지의 열산화를 방지하도록 테트라키스[메틸렌-3(3,5-디-티-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트]메탄, 옥타데실-3-(3,5-디-티-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-티-부틸페놀), 2,6-디-티-부틸-4-메틸페놀 중에서 선택된 어느 1군 이상을 사용하되, 폴리프로필렌수지 100중량부에 대해서 1 내지 5중량부를 첨가하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 무수말레인산으로 개질된 알파-올레핀계 공중합체는 분자량 48000~100000이고 밀도 0.9~0.925g/㎤이며 용융지수 10~25g/10min인 무수말레인산 1~10중량%를 첨가하여 그래프팅 반응에 의한 개질을 수행한 것으로서, 유리전이온도가 0℃ 이하이고 결정화도가 35% 이하이며; 상기 알파 올레핀계 공중합체는 에틸렌-옥텐 공중합체, 에틸렌 부텐 공중합체, 에틸렌 비닐알코올 공중합체, 에틸렌 초산비닐 공중합체 중에서 선택된 어느 1군일 수 있다.
여기에서, 상기 무수말레인산으로 개질된 스티렌계 블록 공중합체는 분자량 48000~100000이고 밀도 0.9~0.925g/㎤이며 용융지수 10~25g/10min인 무수말레인산 1~5중량%를 첨가하여 그래프팅 반응에 의한 개질을 수행한 것으로서, 유리전이온도가 110~150℃이고 결정화도가 60~85%이며; 상기 스티렌계 블록 공중합체는 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS), 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(SEBS), 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌(SEPS), 스티렌-이소프로필렌-스티렌(SIS) 중에서 선택된 어느 1군일 수 있다.
삭제
여기에서, 상기 치수안정제는 몬모릴로나이트, 벤토나이트, 마이카, 버미큘라이트, 울라스토나이트 중에서 선택된 어느 1군 이상을 사용하되, 폴리프로필렌 수지 100중량부에 대해서 10~40중량부를 첨가할 수 있다.
삭제
여기에서, 상기 자외선차단제는 이산화티타늄, 산화아연, 호모살레이트, 아보벤젠, 옥틸메톡시신나메이트, 에칠헥실메톡시신나메이트, 옥시녹세이트, 옥토크릴, 옥시벤존 중에서 선택된 어느 1군 이상을 사용하되, 폴리프로필렌수지 100중량부에 대해서 5~25중량부를 첨가할 수 있다.
여기에서, 상기 무기난연제는 난연성을 보강하도록 폴리황화암모늄, 폴리클로로포스페이트, 폴리인산암모늄, 폴리황화멜라민, 멜라민 피로포스페이트, 피페라진 폴리포스페이트 중에서 선택된 어느 1군 이상을 사용하되, 폴리프로필렌 수지 100중량부에 대해서 10~30중량부를 첨가할 수 있다.
상기 소음 조절제는 압축 탄성 및 복원력이 가능하도록 알루미늄 실리케이트 원형 중공체를 사용하되, 폴리프로필렌수지 100중량부에 대해서 3~20중량부를 첨가할 수 있다.
여기에서, 상기 잔디보호매트는 사각 격자배열구조에 의한 잔디식생공간을 확보한 식생부를 포함하는 구성으로 이루어지되; 연속되는 사각 격자배열구조로 이루어지는 베이스프레임틀; 상기 베이스프레임틀이 갖는 격자들 사이에 형성되고 잔디통과공간을 형성하는 잔디식생공간; 상기 베이스프레임틀의 하부에서 하측방향으로 돌출되고 상부에서 가해지는 하중에 대해 완충기능을 발휘하도록 구비 및 간격 배열되는 제1완충돌부; 상기 베이스프레임틀의 하부에서 하측방향으로 돌출되고 상기 제1완충돌부와 함께 상부에서 가해지는 하중에 대해 완충기능을 발휘하도록 구비 및 간격 배열되는 제2완충돌부; 상기 베이스프레임틀의 상부에서 상측방향으로 돌출되고 잔디줄기 형태로 촘촘하게 배치되는 잔디보호돌편;을 포함하며, 상기 베이스프레임틀은 전체적으로 사각형상의 몸체를 갖되 사각형을 이루는 단위격자가 반복 배열되는 구성으로서, 상기 사각형 단위격자마다 서로 이격되는 이중 프레임틀 구조로 형성하여 잔디의 통과가 가능하도록 구비되고, 상기 이중 프레임틀의 각 상면에서 잔디보호돌편을 이중 구조로 돌출 형성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 폴리프로필렌계 합성수지를 주재료로 하여 제조되는 플라스틱재 잔디보호매트를 제공할 수 있으며, 잔디의 생육공간을 확보함과 더불어 내구성 등 성능을 향상시킬 수 있음은 물론 사용수명을 높일 수 있는 잔디보호매트를 제공할 수 있다.
본 발명은 폴리프로필렌계 합성수지를 비롯한 첨가원료의 적합한 조성과 물성을 이용하여 내마모성, 치수안정성, 인장강도, 미끄럼 방지 및 자외선 차단 등의 성능을 확보 및 유용한 기능성을 구비할 수 있으며, 뒤틀림이나 변형 및 파손과 절단 등의 단점을 개선할 수 있고 잔디보호매트로서 가져야 할 기계적 물성 등의 품질기준을 만족시킬 수 있으며 중금속 함량이 기준치 이하인 우수한 품질의 잔디보호매트를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 잔디보호매트를 나타낸 상부 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 잔디보호매트를 나타낸 하부 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 잔디보호매트의 샘플링 제품을 나타낸 사진으로서, 상부 구성을 보여주는 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 잔디보호매트의 샘플링 제품을 나타낸 사진으로서, 하부 구성을 보여주는 사진이다.
본 발명에 대해 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같으며, 이와 같은 상세한 설명을 통해서 본 발명의 목적과 구성 및 그에 따른 특징들을 보다 잘 이해할 수 있게 될 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 잔디보호매트(1)는 잔디의 식생 구역상에 설치되어 식생되는 잔디를 보호하는데 사용하기 위한 것으로서, 도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 폴리프로필렌 수지를 주재료로 하는 구성으로 이루어지며 사출 성형에 의해 잔디식생공간을 확보한 식생부(100)를 포함하는 매트 형태로 구비된다.
상기 잔디보호매트(1)는 주재료인 폴리프로필렌 수지 100중량부에 대해서 무수말레인산으로 개질된 알파-올레핀계 공중합체 5 내지 30중량부와, 무수말레인산으로 개질된 스티렌계 블록 공중합체 1 내지 25중량부, 및 기능성 첨가제 3 내지 140중량부를 포함하는 혼합조성물로 이루어진다.
이때, 상기 혼합조성물을 이용한 사출 성형을 통해 연속되는 사각 격자배열구조에 의한 베이스프레임틀(110) 내부에 잔디식생공간(120)을 확보한 식생부(100)를 포함하는 잔디보호매트(1)로 제조하며, 상기 기능성 첨가제는 치수안정제, 미끄럼방지제, 자외선차단제, 소음조절제, 열산화방지제 중에서 선택된 적어도 1군 이상이 사용될 수 있다.
상기 잔디보호매트(1)는 잔디 상에 설치하기 위한 것으로서, 식생부(100)는 판상 구조를 갖는 매트형 몸체로 구비된다.
상기 잔디보호매트(1)는 도시한 바와 같이, 사출 성형에 의해 이루어지는 것으로서, 잔디의 식생을 가능하게 하면서 이를 이용자나 차량으로부터 보호하기 위한 식생부(100)를 포함한다.
이때, 상기 식생부(100)는 연속되는 사각 격자배열구조로 이루어지는 베이스프레임틀(110)과, 상기 베이스프레임틀(110)이 갖는 격자들 사이에 형성되고 잔디통과공간을 형성하는 잔디식생공간(120)과, 상기 베이스프레임틀(110)의 하부에서 하측방향으로 돌출되고 상부에서 가해지는 하중에 대해 완충기능을 발휘하도록 구비 및 간격 배열되는 제1완충돌부(130)와, 상기 베이스프레임틀(110)의 하부에서 하측방향으로 돌출되고 상기 제1완충돌부(130)와 함께 상부에서 가해지는 하중에 대해 완충기능을 발휘하도록 구비 및 간격 배열되는 제2완충돌부(140)와, 상기 베이스프레임틀(110)의 외곽에 구비되고 이웃하는 두 측면 상에 외측방향으로 돌출되어 잔디보호매트(1)간의 연결에 사용되는 고리형 연결부(150)와, 상기 베이스프레임틀(110)의 네 모서리 부분 내측에 고정핀 등의 고정부재 삽입에 의한 지면 고정력을 제공하는데 사용되는 핀고정부(160)와, 상기 베이스프레임틀(110)의 상부에서 상측방향으로 돌출되고 잔디줄기 형태로 촘촘하게 배치되는 잔디보호돌편(200)을 포함하는 구성을 갖게 할 수 있다.
이때, 상기 베이스프레임틀(100)은 전체적으로 사각형상의 몸체를 갖되 사각형을 이루는 단위격자가 반복 배열되는 구성이며, 상기 사각형 단위격자마다 서로 이격되는 이중 프레임틀 구조로 형성하여 잔디의 관통 배치가 가능하도록 구비되고, 상기 이중 프레임틀의 각 상면에서 잔디보호돌편(200)을 이중 구조로 돌출 형성하는 구성을 갖게 할 수 있다.
여기에서, 상기 잔디보호돌편(200)은 잔디보호기능과 더불어 미끄러짐을 방지하는 구조적인 역할을 수행한다 할 수 있다.
상기 제1완충돌부(130)는 사각 배열구조를 갖도록 간격 배치되는 것으로서, 내부가 비어있고 원형 둘레의 외주연을 갖는 원통몸체로서, 상기 원통몸체의 비어있는 내부에 십자형 구조의 연결지지부가 연결 구비되는 구성을 갖게 할 수 있다.
상기 제2완충돌부(140)는 원기둥의 형태로 이루어지고, 상기 제1완충돌부(130)에 이웃하여 사방 배치 및 상기 제1완충돌부의 간격 배치되는 사이사이에 돌출되는 구성을 갖게 할 수 있다.
한편, 상기 잔디보호매트(1)에 있어서, 주재료로 사용되는 폴리프로필렌 수지는 잔디보호매트를 성형하기 위한 베이스 수지로 사용되고, 기본적으로 높은 기계적 강도와 내열성 및 내구성을 갖는 것으로서, 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 폴리프로필렌 블록 공중합체, 폴리프로필렌과 폴리에틸렌의 화합물 중에서 선택된 어느 1군이 사용될 수 있다.
이때, 충격강도와 강성 및 외부 압력(하중)에 견디는 외압 특성이 우수한 물성을 갖는 폴리프로필렌 블록 공중합체를 사용하는 것이 더욱 바람직하다 할 수 있다.
여기에서, 폴리프로필렌 랜덤 공중합체는 구조가 유연하고 내구성이 우수한 물성을 활용할 수 있다.
여기에서, 상기 폴리프로필렌 수지는 중량평균분자량 80000~1000000이고 용융지수 10~100g/10mim인 것일 수 있다.
여기에서, 상기 중량평균분자량에 있어 최저치 미만일 경우 다른 원료들과의 중합성이 저하될 뿐만 아니라 사출 성형되는 잔디보호매트의 기계적 물성이 저하되며, 최대치를 초과할 경우 용융점도가 높아져 사출 성형성 및 치수 안정성이 떨어질 수 있다.
상기 용융지수는 230℃ 및 216kg 하중에서 가지는 수치로서, 최저치 미만일 경우 유동성이 약해 사출 성형시 압출을 어렵게 하면서 매트의 형태 유지를 어렵게 하며, 최대치를 초과하는 경우 유동성이 너무 커서 사출 성형성이 오히려 저하될 수 있다.
이하에서 언급되는 용융지수 또한 특별한 기재가 없는 이상 230℃ 및 216kg 하중에서 가지는 수치라 할 수 있다.
본 발명에 있어 상기 무수말레인산으로 개질된 알파-올레핀계 공중합체를 통해서는 폴리프로필렌의 저온에서의 내충격성과 유연성을 보완할 수 있다.
이때, 상기 무수말레인산으로 개질된 알파-올레핀계 공중합체는 그 함량이 폴리프로필렌 수지 100중량부에 대하여 5 내지 30 중량부일 때 저온에서의 우수한 내충격성, 유연성, 가공성 및 기계적 강도를 기대할 수 있다.
여기에서, 상기 무수말레인산으로 개질된 알파-올레핀계 공중합체에 대해 5중량부 미만일 경우 저온에서의 내충격성과 유연성 및 접착성을 개선하는 효과를 기대하기 어려우며, 30중량부를 초과할 경우 잔디보호매트로서의 가공성 및 기계적 강도를 기대하기 어렵다.
여기에서, 상기 무수말레인산으로 개질된 알파-올레핀계 공중합체는 그래프트 반응 및 개질 효과를 높이기 위해 분자량 48000~100000이고 밀도 0.9~0.925g/㎤이며 용융지수 10~25g/10min인 무수말레인산 1~10중량%를 첨가하여 그래프팅 반응에 의한 개질을 수행하는 것이 바람직하며, 개질에 의한 인장특성 등의 물성을 증대시킬 수 있음은 물론 폴리프로필렌 수지와의 상용성을 개선할 수 있다.
여기에서, 상기 알파 올레핀계 공중합체는 에틸렌-옥텐 공중합체, 에틸렌 부텐 공중합체, 에틸렌 비닐알코올 공중합체, 에틸렌 초산비닐 공중합체 중에서 선택된 어느 1군일 수 있다.
또한, 상기 무수말레인산으로 개질된 알파-올레핀계 공중합체는 유리전이온도가 0℃ 이하이고 결정화도가 35% 이하인 것이 바람직하며, 잔디보호매트의 저온에서의 내충격성과 유연성이 보완되는 효과를 높일 수 있다.
만일, 유리전이온도가 0℃를 초과하는 경우 저온에서의 내충격성에 대한 보완 효과를 기대하기 어려우며, 결정화도가 30%를 초과하는 경우 유연성에 대한 보완 효과를 기대하기 어렵다.
여기에서, 저온에서의 내충격성은 유리전이온도가 0℃ 이하이기만 하면 저온에서도 알파-올레핀계 공중합체가 고무같은 상태를 유지하여 내충격성 보완 효과를 기대할 수 있으므로 유리전이온도의 하한은 특별히 한정하지 않는다 할 것이며, 결정화도가 30% 이하이면 70% 이상의 비결정부분에 의한 유연성 보완 효과를 기대할 수 있으므로 결정화도의 하한은 특별히 한정하지 않는다 할 것이다.
본 발명에 있어 상기 무수말레인산으로 개질된 스티렌계 블록 공중합체를 통해서는 마찰특성, 충격흡수성, 치수안정성, UV 및 오존 저항성, 고온 및 저온 내구성(고온 및 저온에서의 내크랙성) 등의 물성을 유지하면서도 잔디보호매트의 접착성을 개선시킬 수 있다. 이는 스티렌계 블록 공중합체의 일부분인 고무성분 때문에 잔디보호매트의 물성이 향상되는 것으로 판단되며, 스티렌계 블록 공중합체가 무수말레인산으로 개질되면 인장특성 등을 개선할 수 있고 폴리프로필렌 수지와의 상용성이 상승시킬 수 있다.
이때, 상기 무수말레인산으로 개질된 스티렌계 블록 공중합체는 그 함량이 폴리프로필렌수지 100 중량부에 대하여 1 내지 25중량부일 때, 잔디보호매트의 마찰특성, 충격흡수성, 치수안정성, UV 및 오존 저항성, 고온 및 저온 내구성(고온 및 저온에서의 내크랙성) 등의 물성을 유지할 수 있다.
여기에서, 상기 무수말레인산으로 개질된 스티렌계 블록 공중합체에 대해 함량이 1중량부 미만이면 강도 보강을 기대하기 어려우며, 25중량부를 초과하는 경우 잔디보호매트로서의 성형성 및 가공성을 기대하기 어렵다.
여기에서, 상기 무수말레인산으로 개질된 스티렌계 블록 공중합체는 그래프트 반응 및 개질 효과를 높이기 위해 분자량 48000~100000이고 밀도 0.9~0.925g/㎤이며 용융지수 10~25g/10min인 무수말레인산 1~5중량%를 첨가하여 그래프팅 반응에 의한 개질을 수행하는 것이 바람직하며, 개질에 의한 인장특성 등의 물성을 증대시킬 수 있음은 물론 폴리프로필렌 수지와의 상용성을 개선할 수 있다.
여기에서, 상기 스티렌계 블록 공중합체는 스티렌-부타다이엔-스티렌(SBS), 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(SEBS), 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌(SEPS), 스티렌-이소프로필렌-스티렌(SIS) 중에서 선택된 어느 1군일 수 있다.
또한, 상기 무수말레인산으로 개질된 스티렌계 블록 공중합체는 유리전이온도가 110~150℃이고 결정화도가 60~85%인 것이 바람직한데, 잔디보호매트에 대한 강도와 사출 성형성이 보완되는 효과를 높일 수 있다.
만일, 유리전이온도가 110℃ 미만일 경우 사출 성형시 잔디보호매트의 불량 발생이 많아지고 150℃를 초과하는 경우 접착성이 너무 높아 강도가 떨어지는 문제가 발생되며, 결정화도가 60% 미만일 경우 매트로서의 일정 이상의 강도를 만족시킬 수 없고 85%를 초과하는 경우 성형성이 저하됨과 더불어 강도가 너무 커지므로 유연성이 결여되는 문제가 발생될 수 있다.
또한, 본 발명에서는 기능성 향상 및 구비를 위해 첨가되는 기능성 첨가제에 있어, 상기 치수안정제는 폴리프로필렌의 큰 열팽창율로 인한 잔디보호매트의 변형을 방지할 수 있도록 한 것으로서, 몬모릴로나이트, 벤토나이트, 마이카, 버미큘라이트, 울라스토나이트 등의 무기충전제 중에서 선택된 어느 1군 이상을 사용할 수 있으며, 치수안정효과가 우수하도록 폴리프로필렌 수지 100중량부에 대해서 10~40중량부를 첨가할 수 있다.
여기에서, 치수안정제에 대해 10중량부 미만일 경우 치수안정 효과를 기대하기 어려우며, 40중량부를 초과할 경우 잔디보호매트로서의 가공성 및 기계적 강도를 기대하기 어렵고 불량율이 높을 수 있다.
상기 미끄럼방지제는 잔디보호매트에 대한 미끄럼방지기능을 발휘케 함과 더불어 내오존성, 내마모성, 내후성, 내열성, 내한성 중에서 적어도 어느 하나 이상의 기능을 확보하도록 스티렌부타디엔, 폴리우레탄, 니트릴, 부틸, 부타디엔, 에틸렌프로필렌의 고무계 재질 중에서 선택된 어느 1군 이상을 사용할 수 있으며, 폴리프로필렌수지 100중량부에 대해서 5~20중량부를 첨가할 수 있다.
이때, 상기 미끄럼방지제는 사출 성형되는 잔디보호매트의 표면 평활성을 저해하지 않도록 하기 위해 0.1~10㎛의 입자 크기의 것을 사용하면서 우수한 미끄럼방지 효과를 위해 밀도가 1.15~1.35g/㎤인 것을 사용함이 바람직하다.
여기에서, 미끄럼방지제에 대해 5중량부 미만일 경우 미끄럼방지 효과를 기대하기 어려우며, 20중량부를 초과할 경우 중금속 함량이 높아질 수 있다.
여기에서, 상기 스티렌부타디엔을 사용하는 경우 내열성과 내마모성 및 내노화성의 물성을 기대할 수 있고, 폴리우레탄은 내오존성과 내마모성을 기대할 수 있고, 니트릴은 내마모성 및 내약품성을 기대할 수 있고, 부틸은 내후성 및 내마찰성을 기대할 수 있고, 부타디엔은 내마모성과 내굴곡성 및 내한성을 기대할 수 있으며, 에틸렌프로필렌은 내구성과 내열성 및 내후성을 기대할 수 있다.
상기 자외선차단제는 물리적 차단제인 이산화티타늄이나 산화아연을 사용함이 바람직하며, 이는 자외선 차단을 통해 잔디보호매트가 변색되는 것을 유용하게 방지할 수 있다.
하지만, 특별히 이에 국한되지 않는다 할 것으로서, 호모살레이트, 아보벤젠, 옥틸메톡시신나메이트, 에칠헥실메톡시신나메이트, 옥시녹세이트, 옥토크릴, 옥시벤존 등의 화학적 차단제 중에서 선택된 어느 1군 이상을 사용할 수도 있다.
상기 이산화티타늄이나 산화아연을 첨가하는 경우에는 자외선 차단 효과를 높이기 위해 0.01~10㎛의 입자 크기가 사용될 수 있다.
여기에서, 상기 자외선차단제는 폴리프로필렌수지 100중량부에 대해서 5~25중량부를 첨가함이 바람직한데, 5중량부 미만일 경우 자외선 차단기능을 발휘하기 어려우며, 25중량부를 초과하는 경우 잔디보호매트에서의 백색성이 짙어질 수 있어 색상 변화가 발생될 수 있다.
상기 소음조절제는 압축 탄성 및 복원력이 가능하도록 알루미늄 실리케이트 원형 중공체를 사용하며, 폴리프로필렌수지 100중량부에 대해서 3~20중량부를 첨가할 수 있는데, 3중량부 미만일 경우 소음 조절효과를 기대할 수 없으며, 20중량부를 초과할 경우 잔디보호매트에 대한 기계적 강도가 커지므로 오히려 압축 탄성을 기대할 수 없게 된다.
이때, 상기 소음조절제는 우수한 소음조절 효과를 발휘하도록 30~80㎛의 입자 크기 및 8~10기압의 내압축성을 갖는 것일 수 있다.
상기 열산화방지제는 사출 성형 가공시 고온에 의한 수지의 열산화를 방지할 수 있도록 하는 것으로서, 폴리프로필렌수지 100중량부에 대하여 1 내지 5중량부를 첨가하여 사용할 수 있으며, 1중량부 미만일 경우 열산화 방지효과를 기대하기 어렵고 잔디보호매트의 충격강도 및 인장강도를 저하시킬 수 있으며, 5중량부를 초과할 경우 가공성 및 사출 성형성을 저해할 수 있다.
이때, 상기 열산화방지제로는 테트라키스[메틸렌-3(3,5-디-티-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트]메탄, 옥타데실-3-(3,5-디-티-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-티-부틸페놀), 2,6-디-티-부틸-4-메틸페놀 중에서 선택된 어느 1군 이상이 사용될 수 있다.
더불어, 본 발명에서는 잔디보호매트(1)에 대해 난연성을 보강하도록 폴리황화암모늄, 폴리클로로포스페이트, 폴리인산암모늄, 폴리황화멜라민, 멜라민 피로포스페이트, 피페라진 폴리포스페이트, 트리페닐 포스페이트 중에서 선택된 어느 1군 이상의 무기계 난연제를 더 포함하는 구성을 갖게 할 수 있으며, 우수한 난연 효과를 기대할 수 있도록 폴리프로필렌 수지 100중량부에 대해서 무기계 난연제 10~30중량부를 첨가하는 것이 바람직하다 할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에서는 상술한 조성으로 이루어지고 사출 성형을 통해 상술한 구조를 갖는 판상의 잔디보호매트(1)를 용이하게 제조할 수 있고, 잔디 상에 간단하게 설치하여 다수의 이용자나 차량으로부터 잔디를 보호하는데 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 잔디보호매트(1)는 중금속에 대한 함량을 기준치 이하로 낮추면서 우수한 성능을 확보함은 물론 우수한 기능성을 발휘할 수 있는 잔디보호매트(1)를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다, 다만, 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 예시 및 비교를 위한 것일 뿐, 본 발명의 보호범위를 한정하는 것은 아니라 할 것이다.
하기 표 1에 나타낸 성분 및 배합비로 잔디보호매트용 조성물을 제조하였으며, 이러한 잔디보호매트용 조성물을 사출성형기에 투입하여 사출 성형함으로써 잔디보호매트를 제조하였다.
구체적으로, 잔디보호매트용 조성물에 대해서는 폴리프로필렌 일정량에 무수말레인산으로 개질된 알파-올레핀 공중합체와 무수말레인산으로 개질된 스티렌계 블록 공중합체를 혼합하되 펠렛으로 만들고, 폴리프로필렌 일정량에 기능성 첨가제를 혼합하되 마스터배치로 만들며, 펠렛과 마스터배치를 용융 혼합하여 잔디보호매트용 조성물을 제조하였다.
이때, 폴리프로필렌은 총 사용량 대비 펠렛 제조시 50% 분량을 사용하고, 마스터배치 제조시 나머지 50% 분량을 사용하였으며, 기타 첨가재료의 투입량을 사용범위 내에서 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 조절하였다.
이렇게 제조된 잔디보호매트용 조성물을 사출 성형함에 의해 잔디보호매트를 제조하였다.
여기에서, 폴리프로필렌 수지는 폴리프로필렌 블록 공중합체, 무수말레인산으로 개질된 알파-올레핀계 공중합체는 무수말레인산과 에틸렌-옥텐 공중합체, 무수말레인산으로 개질된 스티렌계 블록 공중합체는 무수말레인산과 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS), 치수안정제는 몬모릴로나이트, 미끄럼방지제는 스티렌부타디엔, 자외선차단제는 이산화티타늄, 소음조절제는 알루미늄 실리케이트 원형 중공체, 열산화방지제는 테트라키스메탄을 사용하였으며, 단지 비교예에서는 무수말레인산에 의한 개질방식을 적용하지 않았다.
하기 표 1에서 괄호 안의 수치는 알파-올레핀계 공중합체와 스티렌계 블록 공중합체에 개질제로 사용된 무수말레인산의 총 중량 대비 첨가함량(중량%)을 나타낸 것이다.
구분 조성(중량부)
폴리프로필렌 알파-올레핀
공중합체		 스티렌계 블록
공중합체		 치수
안정제		 미끄럼방지제 자외선차단제 소음
조절제		 열산화방지제
무수말레인산 개질 무수말레인산비개질 무수말레인산 개질 무수말레인산비개질
실시예1 100 20(5) 15(3) 20 15 10 5 3
실시예2 100 20(5) 15(3) 20 15 10 5 3
실시예3 100 25(10) 20(5) 25 20 15 10 5
실시예4 100 25(10) 20(5) 25 25 20 5 5
비교예1 100 25 20 25 20 15 10 5
비교예2 100 20 15 5 5 5 5 5
(실험예)
상기 실시예 및 비교예에 의해 제조된 잔디보호매트에 대해 성능 평가를 실시하였으며, 표 2에 그 결과치를 나타내었다.
1. 비카트연화점 시험
상기 실시예 및 비교예에 의해 제조된 잔디보호매트에 대해 각각 시험편을 제조하였으며, 이에 대해 KTL M 106-2017에 기준한 방식으로 평가하였다.
비교예에 비해 실시예들이 갖는 비카트연화점이 더 높게 나타남을 보여주고 있다.
2. 미끄럼저항 시험
상기 실시예 및 비교예에 의해 제조된 바닥재에 대해 EN 14877에 기준한 방식으로 평가하였으며, 건조시와 습윤시로 나누어 평가하였다.
미끄럼방지제의 사용여부에 따라 제품이 갖는 미끄럼 저항에 차이가 발생함을 보여주고 있다.
3. 치수안정성 시험
상기 실시예 및 비교예에 의해 제조된 바닥재에 대해 KS F 3888-1에 기준한 방식으로 평가하였다.
상기 실시예 및 비교예에 있어서는 치수안정제의 사용여부에 따라 제품이 갖는 치수 안정성에 차이가 있음을 보여주고 있다.
4. 내마모성 시험
상기 실시예 및 비교예에 의해 제조된 바닥재에 대해 시험편을 제조하였으며, KS M ISO 5470-1에 기준한 방식으로 평가하였다.
비교예에 비해 실시예들이 갖는 내마모성이 더욱 우수하게 나타남을 보여주고 있다.
5. 인장강도 및 신장률 시험
상기 실시예 및 비교예에 의해 제조된 각각의 잔디보호매트에 대해 KS M 3006에 기준한 방식으로 평가하였다.
비교예에 비해 실시예들이 갖는 인장강도 및 신장률이 더욱 높게 나타남을 보여주고 있다.
6. 압축 및 강도 시험
상기 실시예 및 비교예에 의해 제조된 각각의 잔디보호매트에 대해 제품 사용상태(50cm×50cm)로 하여 1500N/0.01㎡의 하중을 가하여 변형과 파손 및 절단 상태를 확인하였다.
실시예들은 식생부를 갖는 잔디보호매트에 있어 변형이나 파손 및 절단이 없었는데, 비교예에서는 잔디보호매트의 식생부에 있어 파손 및 절단이 발생되어 품질에 차이가 있었다.
구분 비카트
연화점(℃)		 미끄럼저항
(BPN)		 치수안정성
(mm)		 내마모성
(mg)		 신장율
(%)		 인장강도
(MPa)
실시예1 72 건조 80 1.5 18 32 0.9
습윤 61
실시예2 71 건조 82 1.3 17 32 1.0
습윤 63
실시예3 68 건조 85 1.1 15 33 1.2
습윤 66
실시예4 69 건조 88 1.1 15 32 1.2
습윤 69
비교예1 65 건조 80 2.0 21 28 0.6
습윤 50
비교예2 64 건조 70 3.2 32 25 0.6
습윤 45
상기 표 2를 통해서는 본 발명에 따라 제조되는 잔디보호매트가 우수한 성능을 확보함은 물론 기계적 특성에 의한 품질기준을 만족함을 보여주고 있다.
7. 중금속 시험
상기 실시예 및 비교예에 의해 제조된 각각의 잔디보호매트에 대해 KTL M 106-2017에 기준한 방식으로 평가하였으며, 표 3에 그 결과치를 나타내었다.
구분 납(mg/kg) 카드뮴(mg/kg) 수은(mg/kg) 6가 크롬(mg/kg)
실시예1 58 32 18 18
실시예2 60 36 20 19
실시예3 62 43 22 21
실시예4 61 42 22 20
비교예1 52 40 17 18
비교예2 50 38 16 16
상기 표 3을 통해서는 본 발명에 따라 제조되는 잔디보호매트에 있어 중금속 함량이 기준치 미만을 나타내고 있음을 확인할 수 있다.
예로서, 잔디보호매트의 완제품에 대한 중금속 기준치는 납 90 이하, 카드뮴 50 이하, 수은 25 이하, 6가 크롬 25 이하의 품질기준을 만족하면 된다.
이에 따라, 본 발명에서는 폴리프로필렌계 합성수지를 주재료로 하여 제조되는 플라스틱재 잔디보호매트를 제공하되 잔디의 생육공간을 확보함과 더불어 내구성 등을 높이는 등 성능을 향상시킴과 더불어 품질기준을 만족시킬 수 있는 잔디보호매트를 제공할 수 있다.
이상에서 설명한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고 이러한 실시예에 극히 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 청구범위 내에서 이 기술분야의 당해업자에 의하여 다양한 수정과 변형 등이 이루어질 수 있다 할 것이며, 이는 본 발명의 기술적 범위에 속한다 할 것이다.
1: 잔디보호매트 100: 식생부
110: 베이스프레임틀 120: 잔디식생공간
130: 제1완충돌부 140: 제2완충돌부
150: 고리형 연결부 160: 핀고정부
200: 잔디보호돌편

Claims (10)

  1. 잔디의 식생 구역상에 설치되어 식생되는 잔디를 보호하는데 사용하기 위한 용도이고, 뒤틀림, 변형, 파손 및 절단되는 단점을 개선함과 더불어 성능을 향상시킬 수 있도록 하기 위해 폴리프로필렌 수지와 무수말레인산으로 개질된 알파-올레핀계 공중합체, 무수말레인산으로 개질된 스티렌계 블록 공중합체 및 기능성 첨가제를 포함하는 혼합조성물을 이용한 사출 성형으로 이루어지는 잔디보호매트에 있어서,
    상기 폴리프로필렌 수지 100중량부에 대해서 저온에서의 우수한 내충격성, 유연성, 가공성 및 기계적 강도를 기대할 수 있도록 하기 위한 무수말레인산으로 개질된 알파-올레핀 공중합체 5 내지 30중량부, 마찰특성과 충격흡수성은 물론 고온 및 저온에서의 내크랙성을 유지하면서 잔디보호매트의 접착성을 개선하기 위한 무수말레인산으로 개질된 스티렌계 블록 공중합체 1 내지 25중량부를 포함하며;
    상기 폴리프로필렌 수지는 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 폴리프로필렌 블록 공중합체, 폴리프로필렌과 폴리에틸렌의 화합물 중에서 선택된 어느 1군을 사용하되, 다른 원료들과의 중합성이 저하됨을 방지 및 사출 성형되는 잔디보호매트의 기계적 물성이 저하됨을 방지함과 더불어 사출 성형성 및 치수 안정성을 갖도록 중량평균분자량 80000~1000000 및 용융지수 10~100g/10mim인 것을 사용하고;
    상기 무수말레인산으로 개질된 알파-올레핀계 공중합체는 폴리프로필렌 수지의 저온에서의 내충격성과 유연성을 보완 및 잔디보호매트의 표면 접착력을 개선하는 기능을 하되, 그래프트 반응 및 개질 효과를 높이기 위해 분자량 48000~100000이고 밀도 0.9~0.925g/㎤이며 용융지수 10~25g/10min인 무수말레인산 1~10중량%를 첨가하여 그래프팅 반응에 의한 개질을 수행함으로써 개질에 의한 인장특성을 증대 및 폴리프로필렌 수지와의 상용성을 개선하도록 하고, 유리전이온도 0℃ 이하 및 결정화도 35% 이하인 것을 사용함으로써 잔디보호매트의 저온에서의 내충격성과 유연성을 보완하도록 하고, 상기 알파 올레핀계 공중합체는 에틸렌 비닐알코올 공중합체 또는 에틸렌 초산비닐 공중합체를 사용하며;
    상기 무수말레인산으로 개질된 스티렌계 블록 공중합체는 그래프트 반응 및 개질 효과를 높이기 위해 분자량 48000~100000과 밀도 0.9~0.925g/㎤ 및 용융지수 10~25g/10min인 무수말레인산 1~5중량%를 첨가하여 그래프팅 반응에 의한 개질을 수행함으로써 개질에 의한 인장특성을 증대 및 폴리프로필렌 수지와의 상용성을 개선하도록 하고, 유리전이온도 110~150℃ 및 결정화도 60~85%인 것을 사용함으로써 잔디보호매트에 대한 강도와 사출 성형성을 보완하도록 하며,
    상기 기능성 첨가제는 미끄럼방지제를 포함하되, 미끄럼방지와 더불어 내오존성, 내마모성, 내후성, 내열성, 내한성 중에서 적어도 하나의 기능을 확보하도록 폴리우레탄, 니트릴, 부틸, 부타디엔, 에틸렌프로필렌의 고무계 재질 중에서 선택된 어느 1군 이상을 사용하여 폴리프로필렌수지 100중량부에 대해서 5~20중량부를 첨가하고, 사출 성형되는 잔디보호매트의 표면 평활성을 저해하지 않도록 하기 위해 0.1~10㎛의 입자 크기 및 우수한 미끄럼방지 효과를 위해 밀도가 1.15~1.35g/㎤인 것을 사용하며;
    상기 기능성 첨가제로 소음조절제를 더 포함하되, 압축 탄성 및 복원력이 가능하도록 알루미늄 실리케이트 원형 중공체를 사용하여 폴리프로필렌수지 100중량부에 대해서 3~20중량부를 첨가하고, 우수한 소음조절 효과를 발휘하도록 30~80㎛의 입자 크기 및 8~10기압의 내압축성을 갖는 것을 사용하며;
    상기 잔디보호매트는 연속되는 사각 격자배열구조로 이루어지는 베이스프레임틀과, 상기 베이스프레임틀이 갖는 격자들 사이에 형성되고 잔디통과공간을 형성하는 잔디식생공간과, 상기 베이스프레임틀의 하부에서 하측방향으로 돌출되고 상부에서 가해지는 하중에 대해 완충기능을 발휘하도록 구비 및 간격 배열되는 제1완충돌부와, 상기 베이스프레임틀의 하부에서 하측방향으로 돌출되고 상기 제1완충돌부와 함께 상부에서 가해지는 하중에 대해 완충기능을 발휘하도록 구비 및 간격 배열되는 제2완충돌부와, 상기 베이스프레임틀의 상부에서 상측방향으로 돌출되고 잔디줄기 형태로 촘촘하게 배치함으로써 잔디보호기능과 더불어 미끄러짐을 방지하게 한 잔디보호돌편을 포함하되, 상기 베이스프레임틀은 전체적으로 사각형상의 몸체를 갖되 사각형을 이루는 단위격자가 반복 배열되는 구성으로서 상기 사각형 단위격자마다 서로 이격되는 이중 프레임틀 구조로 형성하여 잔디의 통과가 가능하도록 구비되고 상기 이중 프레임틀의 각 상면에서 잔디보호돌편을 이중 구조로 돌출 형성하는 것을 특징으로 하는 잔디보호매트.
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