KR101980371B1 - Environmentally friendly artificial turf yarn modified by plasma treatment and artificial turf structure using the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to artificial turf yarn, which is environmentally friendly by utilizing bio-polyethylene instead of non-regenerated fossil fuel, and is capable of preventing burn caused by frictional heat as well as realizing the effect of reducing the surface temperature and generating static electricity due to an increase in the water content by modifying the surface of artificial turf yarn to be hydrophilic through plasma treatment; and an artificial turf structure utilizing the same.

Description

플라즈마 처리를 통해 표면을 개질한 친환경 인조잔디 원사 및 이를 활용한 인조잔디 구조체{Environmentally friendly artificial turf yarn modified by plasma treatment and artificial turf structure using the same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an artificial turf yarn, and more particularly, to an environmentally friendly artificial turf yarn modified by plasma treatment and an artificial turf structure using the same,

본 발명은 비재생성 화석 연료 대신 바이오 폴리에틸렌을 활용하여 친환경적일 뿐만 아니라, 플라즈마 처리를 통해 친수성을 띄도록 인조잔디 원사의 표면을 개질하여 함수량 증가로 인해 정전기 발생 및 표면 온도 저감 효과를 구현할 수 있을 뿐만아니라, 마찰열에 의한 화상을 방지할 수 있는 친환경 인조잔디 원사와 이를 활용한 인조잔디 구조체에 관한 것이다.The present invention can be applied to biofuels instead of non-regenerated fossil fuels, and is also environmentally friendly. In addition, the surface of artificial turf yarn can be modified to have hydrophilicity through plasma treatment, so that static electricity generation and surface temperature reduction effect can be realized The present invention relates to an artificial turf yarn and an artificial turf structure utilizing the same.

인조잔디(artificial turf)는 천연잔디의 특성과 용도를 모방한 것으로, 천연잔디의 수요 증가에 따른 공급의 한계와 관리상의 문제점을 극복하기 위하여 개발되었으며, 최근 축구장, 야구장, 하키장 등의 각종 스포츠용 운동장을 조성하거나, 유치원, 호텔, 백화점, 학교 등의 공공용 거물 또는 베란다, 테라스, 정원 등의 가정용 건물에 생활공간 확보를 위해 시공되고 있다. Artificial turf is designed to mimic the characteristics and uses of natural turf and is developed to overcome the limitation of supply and management problems due to the increase of demand of natural turf. In recent years, various kinds of sports such as soccer field, baseball field, Construction of a playground for public use, construction of public spaces such as kindergartens, hotels, department stores, schools, etc., or living rooms such as verandas, terraces, and gardens.

상기 인조잔디는 냉·난방비를 절감시키고 신체에 가해지는 충격을 완화시키는 완충효과와 운동력을 향상시키는 운동증진 효과가 있으며, 콘크리트 등에서 발생되는 복사열을 차단하고, 지속적으로 녹색의 안정감을 주며 자연미가 뛰어나고, 청소가 간편하다는 등의 다양한 장점을 갖는다.The artificial turf has a buffering effect to mitigate the impact on the body and a movement enhancing effect to improve the movement force, which cuts off the radiant heat generated from the concrete, etc., and continuously gives a green feeling of stability. , And cleaning is easy.

일반적으로, 인조잔디는 각종 플라스틱 수지의 인조잔디 원사를 파일 형태로 심어 제조한 인조잔디 구조체를 노면에 배열하여 인조잔디 운동장을 조성하고 있으며, 상기 인조잔디 구조체의 주요 구성은 인조잔디 파일, 충전재, 인조잔디의 하부구조인 탄성 포장재 등을 포함하며, 인조잔디 파일은 잔디 역할을 하고, 충전재는 고무 또는 천연재질 등의 입상 재료를 포함하여 잔디 파일 섬유의 고정과 인조잔디의 탄성을 부여하고, 탄성포장재는 인조잔디 구조체의 하부에 배치되어 충격을 완화시키는 역할을 한다.Generally, artificial turf is formed by arranging artificial turf structure made by planting artificial turf yarns of various kinds of plastic resin in a file form on the road surface to form artificial turf field. The artificial turf structure is composed of artificial turf files, And the elastic pavement which is the substructure of artificial grass. The artificial grass pile serves as grass, and the filler includes granular material such as rubber or natural material to fix the pile of grass pile and give elasticity of artificial grass, The packaging material is disposed below the artificial turf structure to mitigate the impact.

종래의 인조잔디 원사는 비재생성 석유 또는 천연가스(석유계 플라스틱 또는 p-플라스틱)로부터 유래된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 나일론, 폴리카보네이트(PC), 폴리비닐 클로라이드(PVC) 등의 단량체를 중합한 플라스틱 수지를 사용하여 제조되고 있으나, 상기 플라스틱 수지는 유한한 지하자원의 소모와 더불어, 원재료 생산시 발생되는 이산화탄소 등으로 인해 환경오염을 야기할 수 있는 문제점이 있다.Conventional artificial turf yarns are made from non-regenerative petroleum or natural gas (petroleum plastics or p-plastics), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), nylon, poly (PC), polyvinyl chloride (PVC), and the like. However, the plastic resin has a problem in that, due to the finite consumption of the underground resources, the plastic resin is contaminated with environmental pollution There is a problem that it can cause a problem.

또한, 상기와 같이 플라스틱 수지를 주재로 한 인조잔디 원사는 특성상 장기간 및 사용 누적횟수에 따라 원사의 인장강도 등 성능 저하로 인해 파쇄의 정도 및 부러짐 현상이 심화되고, 제품의 기대수명이 짧아져 교체시기 도래에 따른 보수 혹은 재설치 비용이 반복적으로 발생되는데, 인공잔디는 체육시설의 특성상 국책사업으로 분류되어 시공됨에 따라 이에 막대한 예산 낭비가 발생되고 있다.In addition, as described above, the artificial turf yarn based on a plastic resin has characteristics such as the degree of crushing and breakage due to the deterioration of the tensile strength of the yarn due to long-term use and cumulative number of times of use, The cost of rehabilitation or reinstallation is repeatedly incurred according to the arrival of time. Artificial turf is wasted huge budget because it is classified as a national project due to the characteristics of physical education facilities.

특히, 축구 및 필드하키와 같이 인조잔디 원사와 사용자 ‘인체의 실제 접촉이 발생되는 스포츠’(Contact-Sports)의 경우, 경기장 면적의 규격 및 운동 특성상 실외가 많음을 비추어봤을 때 인조잔디 원사와 인체의 거친 접촉을 통한 마찰열 발생으로 인해 화상을 입게 되거나 정전기 발생으로 오염물질의 인체 유입 및 심각한 화상, 인조잔디 원사의 영구압축률이 높아짐에 따라 복원력이 현저히 떨어지므로 이는 두부(頭部)의 손상과 같은 인체부상을 초래하는 문제를 가지고 있다.Particularly, in the case of artificial turf yarns such as soccer and field hockey, and in the case of "contact sports" in which the user 'actual contact occurs with the human body, And the permanent compressibility of the artificial turf yarn is increased, so that the restoring force is remarkably lowered. As a result, the damage of the head portion It has a problem causing injury to human body.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 인조잔디 원사 또는 인조잔디에 충진되는 충전재의 모양 및 재질의 변경, 더 나아가 인조잔디 구조체의 구조적 변화를 시도하여 표면온도를 낮추는 방법 등이 개발되었으나, 표면온도를 저감시키는 효과가 미미하고, 반복사용으로 인한 내구성 저하 등의 고질적 문제가 야기되고 있는 것이 현실이다.In order to solve the above problems, there has been developed a method of changing the shape and material of a filler filled in an artificial turf yarn or artificial turf, and further a structural change of the artificial turf structure to lower the surface temperature. However, There is little effect of reducing the amount of water, and a problem of durability due to repeated use is caused.

또한, 대전방지제를 인조잔디 원사에 코팅 또는 원재료에 첨가하는 것으로 정전기 발생의 문제를 해결하는 시도가 있었으나, 인조잔디 원사의 표면에 코팅은 그 내구성이 약해 사용횟수가 많아질수록 쉽게 방지제가 원사에서 탈락되는 상황이 발생되고, 원사의 원재료에 일정비율 혼합, 첨가의 경우는 그 효과가 미비하여 문제를 확실히 해결하지 못하는 문제가 있어 상기와 같은 문제점을 보완할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다.In addition, there has been attempted to solve the problem of static electricity by coating antistatic agent on artificial turf yarn or adding it to raw material. However, as the durability of coating on the surface of artificial turf yarn is weak and the use frequency is increased, There is a problem in that the problem is not solved due to the fact that a certain amount of the raw material of the yarn is mixed and added and the effect thereof is insufficient. Therefore, a study is needed to overcome the above problems.

한국등록특허 제10-1009390호Korean Patent No. 10-1009390

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 비재생성 화석 연료 대신 바이오 폴리에틸렌을 활용하여 친환경적인 인조 잔디 원사를 제공하는 것이다. A problem to be solved by the present invention is to provide an environmentally friendly artificial turf yarn using bio-polyethylene instead of non-regenerated fossil fuel.

본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 비재생성 화석 연료 대신 바이오 폴리에틸렌을 활용하여 친환경적이면서, 또한 인조잔디 원사와 인체의 마찰로 인해 발생하는 과도한 마찰열과 정전기 발생을 저감시킬 수 있는 대전방지성이 우수한 새로운 친환경성 인조 잔디 원사를 제공하는 것이다. Another object to be solved by the present invention is to provide a novel non-regenerative fossil fuel which is environmentally friendly and utilizes biofuels instead of non-regenerated fossil fuels, and which has excellent antistatic properties capable of reducing frictional heat and static electricity generated by friction between a synthetic turf yarn and a human body Friendly artificial turf yarn.

본 발명에서 해결하고자 하는 또 다른 과제는 비재생성 화석 연료 대신 바이오 폴리에틸렌을 활용하여 친환경적이면서, 또한 인조잔디 원사와 인체의 마찰로 인해 발생하는 과도한 마찰열과 정전기 발생을 저감시킬 수 있는 대전방지성을 가지되, 내구성이 낮은 대전방지제를 인조잔디 원사에 코팅 또는 원재료 첨가 방식을 개선할 수 있는 방법을 제공하는 것이다. Another object to be solved by the present invention is to provide an antistatic material which is eco-friendly by utilizing bio-polyethylene instead of non-regenerated fossil fuel, and has an antistatic property capable of reducing frictional heat and generation of static electricity caused by friction between an artificial turf yarn and a human body It is intended to provide a method for coating an artificial turf yarn with an antistatic agent having low durability or a method of adding raw materials.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 친환경 인조잔디 원사는 바이오 폴리에틸렌 수지 및 폴리올레핀 수지의 혼합물 100 중량부에 대해서 실리카 비드 5~10 중량부를 포함하는 수지로 이루어지고, 표면이 플라즈마 개질된 친수성 친환경 인조 잔디 원사인 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the eco-friendly artificial turf source according to the present invention comprises a resin containing 5 to 10 parts by weight of silica beads per 100 parts by weight of a mixture of a bio-polyethylene resin and a polyolefin resin, And is a hydrophilic eco-friendly artificial turf source.

본 발명은 일 측면에서, 바이오 폴리에틸렌 수지(bio-polyethylene resin, Bio-PE), 실리카 비드(silica bead), 폴리올레핀 수지(polyolefin resin)를 포함하는 혼합물을 압출하여 인조잔디 원사 성형체를 제조하고, 제조한 인조잔디 원사 성형체를 플라즈마 처리하여 친수성이 되도록 표면을 개질한 것을 특징으로 하는 인조잔디 원사의 제조 방법을 제공한다.In one aspect of the present invention, an artificial turf yarn molded article is produced by extruding a mixture containing a bio-polyethylene resin (Bio-PE resin), a silica bead, and a polyolefin resin, The present invention also provides a method of manufacturing an artificial turf yarn characterized in that an artificial turf yarn molded article is plasma-treated to be hydrophilic.

본 발명에 있어서, 상기 바이오 폴리에틸렌 수지는 옥수수, 사탕수수, 고구마 등과 같은 식물성 원료에서 수득할 수 있는 전분 또는 당분 등을 미생물로 발효시켜 바이오 에탄올을 제조하고, 제조한 바이오 에탄올을 탈수 반응시켜 에틸렌을 수득한 후, 수득한 에틸렌을 중합하여 제조한 합성수지로서, 상기와 같은 바이오 폴리에틸렌은 비재생성 원료인 석유 또는 천연가스 등과 같은 소재 대신 천연 식물성 전분 또는 당분을 이용해 제조하는 합성 소재이다. In the present invention, the bio-polyethylene resin may be produced by fermenting starch or sugar, which can be obtained from vegetable raw materials such as corn, sugarcane, and sweet potato, with microorganisms to produce bio-ethanol, dehydrating bio- The obtained bio-polyethylene is a synthetic material prepared by using natural vegetable starch or sugar instead of a non-regenerated raw material such as petroleum or natural gas.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 바이오 폴리에틸렌은 상업적으로 브라질 Braskem사의 BIO-PE인 I'M GREENTM를 구입해서 사용할 수 있다. In the practice of the present invention, the bio-polyethylene may be commercially available from I Brassem, Brazil's BIO-PE I'M GREEN TM .

특히, 상기 바이오 폴리에틸렌은 온실가스 배출량이 석유기반 폴리에틸렌의 26 내지 28% 수준으로 70% 이상 이산화탄소를 저감시킬 수 있어 기후변화 대응 및 생태계 독성 저감 효과를 나타내며 석유자원을 절감시킬 수 있고, 물리적 특성 또한 석유기반 폴리에틸렌 수지보다 우위를 가지고 있는 친환경 소재이며, 자연계에서 미생물에 의해 쉽게 분해되어 환경에 악영향을 끼치지 않고, 일반 폴리에틸렌과 동일한 기능(강도, 내수성, 성형가공성, 내열성 등)을 가지기 때문에 기존의 폴리에틸렌을 대체할 수 있다.In particular, the bio-polyethylene can reduce carbon dioxide by 70% or more to 26-28% of the petroleum-based polyethylene in terms of greenhouse gas emissions, thereby reducing climate change and ecosystem toxicity and reducing petroleum resources. It is an eco-friendly material that has superiority over petroleum-based polyethylene resin. It is easily decomposed by microorganisms in nature and does not adversely affect the environment. Since it has the same function (strength, water resistance, molding processability, heat resistance) Polyethylene can be substituted.

바람직하게는, 상기 바이오 폴리에틸렌 수지는 0.930 내지 0.965 g/cm3의 밀도 및 2 내지 3.5 범위의 분자량 분포(Mw/Mn)를 갖는 것을 사용할 수 있으며, 바이오 폴리에틸렌 수지의 밀도가 0.930 g/cm3 보다 낮으면 인조잔디 원사의 장력이 낮아 제품 강도가 낮게 되고, 0.965 g/cm3 보다 크면 인조잔디 원사에 보풀이 많이 발생하게 된다. 또한, 상기 바이오 폴리에틸렌 수지의 분자량 분포가 2 보다 작으면 저분자량 성분이 적게 분포되고 고분자량 성분이 많아 압출시 원사에 불균일층이 형성되는 문제가 있고, 3.5보다 크면 고분자량 성분이 적고 저분자량 성분이 많아 인조잔디 원사의 연신률이 저하되어 강도가 저하된다.Preferably, the bio-polyethylene resin is 0.930 to may be used having a 0.965 g / molecular weight distribution (Mw / Mn) of the density, and 2 to 3.5 range cm 3, the density of the bio polyethylene resin than 0.930 g / cm 3 The lower the tensile strength of artificial turf yarn is, the lower the product strength. If it is higher than 0.965 g / cm 3 , the artificial turf yarn will have much lint. When the molecular weight distribution of the bio-polyethylene resin is less than 2, low molecular weight components are less distributed and a large number of high molecular weight components are present, which causes a problem that a non-uniform layer is formed on the yarn during extrusion. The elongation of the artificial turf yarn is lowered and the strength is lowered.

본 발명에 있어서, 상기 고분자 혼합물에 포함되는 폴리올레핀 수지는 이중결합을 1개 가진 사슬모양 탄화수소 화합물인 올레핀의 중합으로 생기는 합성 고분자 화합물로서, 상기 바이오 폴리에틸렌 수지와 혼합되어 인조잔디 원사를 구성하는 구성성분이며, 상기 폴리올레핀은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌-프로필렌 공중합체, 폴리아이소부틸렌 등을 대표적인 예로 들 수 있고, 바람직하게는, 상기 폴리올레핀 수지로 가공성이 우수한 폴리에틸렌 수지를 사용할 수 있다. 상기 폴리에틸렌 수지는 선형 저밀도폴리에틸렌(linear low-density polyethylene, LLDPE), 저밀도폴리에틸렌(low-density polyethylene, LDPE), 중밀도폴리에틸렌(medium-density polyethylene, MDPE), 고밀도폴리에틸렌(high-density polyethylene, HDPE) 또는 이들의 혼합수지를 사용할 수 있다. 본 발명의 실시에 있어서, 상기 폴리에틸렌 수지는 0.930 내지 0.965 g/cm3의 밀도 및 2 내지 3.5 범위의 분자량 분포(Mw/Mn)를 갖는 것을 사용할 수 있다.In the present invention, the polyolefin resin contained in the polymer mixture is a synthetic polymer compound produced by polymerization of an olefin which is a chain-like hydrocarbon compound having one double bond, and is mixed with the bio-polyethylene resin, And examples of the polyolefin include polyethylene, polypropylene, polyethylene-propylene copolymer, polyisobutylene, and the like. Preferably, the polyolefin resin is a polyethylene resin having excellent processability. The polyethylene resin may be a linear low-density polyethylene (LLDPE), a low-density polyethylene (LDPE), a medium-density polyethylene (MDPE), a high-density polyethylene (HDPE) Or a mixed resin thereof may be used. In the practice of the present invention, the polyethylene resins can be used that has a density of 0.930 to about 2 to 3.5 and a molecular weight distribution in the range (Mw / Mn) of 0.965 g / cm 3.

본 발명에 있어서, 상기 고분자 혼합물에 포함되는 실리카 비드는 폴리올레핀 수지 및 바이오 폴리에틸렌 수지와의 결합력이 우수하고, 미세한 크기의 기공을 다량 포함할 뿐만 아니라, 체육시설 및 조경용 인조잔디의 인장강도를 극대화시킴과 동시에 대전방지제를 별도 첨가할 필요 없이 상기 소재 자체로 정전기 발생을 억제하는 역할을 하며, 액상 또는 레진, 분말 형태로 첨가될 수 있다.In the present invention, the silica beads contained in the polymer mixture have excellent bonding strength with the polyolefin resin and the bio-polyethylene resin, and include not only a large amount of fine pores but also maximize the tensile strength of the artificial turf for sports facilities and landscaping And at the same time, it does not need to add an antistatic agent separately and acts to suppress the generation of static electricity by the material itself, and may be added in the form of liquid, resin, or powder.

상기와 같은 실리카 비드를 포함하는 인조잔디 원사는 사용자가 인조잔디 표층 위에서 활동 시 마찰에 의한 화상을 일부 방지할 수 있으며, 상기 소재를 통해 파일(Pile) 복원력이 우수해지므로 충진재의 유실 문제 해결 및 미끄럼 현상이 완화됨은 물론 원사의 충격을 완충, 분산시켜 원사의 부러짐이나 파손을 방지할 수 있고, 내한성 및 내열성을 가지고 있어 급격한 온도변화에 따른 변질을 억제하고, 인조잔디 원사의 사용수명을 증대시킬 수 있도록 하며, 이를 위해, 상기 실리카 비드는 평균 입경이 1 내지 10 ㎛(micron)인 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 5 내지 10 ㎛일 수 있다. The artificial turf yarn including the silica beads as described above can prevent a part of the image due to friction when the user is active on the surface of artificial turf grass and the pile restoring force is excellent through the material, The slip phenomenon can be alleviated and the impact of the yarn can be buffered and dispersed to prevent breakage or breakage of the yarn and the deterioration due to the rapid temperature change can be suppressed due to the cold resistance and the heat resistance and the lifetime of the synthetic turf yarn can be increased For this purpose, the silica beads may have an average particle diameter of 1 to 10 micrometers, preferably 5 to 10 micrometers.

상기 실리카 비드의 함량이 상기 범위보다 적을 경우, 친수성 개질 효과가 저하되며, 상기 실리카 비드의 함량이 상기 범위보다 많을 경우, 강도, 예를 들어, 충격 강도가 저하될 수 있다. 또한, 상기 실리카 비드의 입경이 상기 범위보다 커질 경우에도, 실리카 비드에 의해서 폴리에티렌 수지의 물리적 성질, 일 예로, 강도, 예를 들어, 충격 강도, 인장강도, 굽힙 강도 등이 저하될 수 있으며, 상기 실리카 비드의 입경이 상기 범위보다 적어지면, 친수성 개질을 위한 실라카의 투입의 효과가 저하될 수 있다.When the content of the silica beads is less than the above range, the hydrophilic modification effect is lowered. If the content of the silica beads is more than the above range, the strength, for example, the impact strength may be lowered. In addition, even when the particle diameter of the silica beads is larger than the above range, the physical properties, such as strength, impact strength, tensile strength, bending strength, etc., of the polyethene resin may be lowered by the silica beads If the particle diameter of the silica bead is less than the above range, the effect of the introduction of the silacer for hydrophilic modification may be deteriorated.

본 발명에 있어서, 상기 바이오 폴리에틸렌(Bio-PE)과 폴리에틸렌 수지 혼합물은 바이오 폴리에틸렌 20~80 중량%와 폴리에틸렌 20~80 중량%로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 바이오 폴리에틸렌은 30~70 중량%이며, 폴리에틸렌이 30~70 중량%, 보다 바람직하게는 바이오 폴리에틸렌은 40~60 중량%이며, 폴리에틸렌은 40~60 중량%일 수 있다. In the present invention, the bio-polyethylene and the polyethylene resin mixture may comprise 20 to 80% by weight of bio-polyethylene and 20 to 80% by weight of polyethylene, preferably 30 to 70% by weight of bio- 30 to 70% by weight of polyethylene, more preferably 40 to 60% by weight of bio-polyethylene, and 40 to 60% by weight of polyethylene.

바람직하게는 상기 바이오 폴리에틸렌 수지 및 폴리에틸렌 수지 혼합물은 5 내지 40 g/10분 범위의 용융지수(melting index, MI)를 갖는 것을 사용할 수 있으며, 상기 바이오 폴리에틸렌 수지 및 폴리에틸렌 수지 혼합물의 용융지수가 5 g/ 10 분 보다 낮으면 흐름성이 낮아 인조잔디 원사 제조시 압력이 높아져서 원사를 제조할 수 없게 되며, 40 g/10 분 보다 크면 인조잔디 원사의 연신률이 저하되는 문제가 있다. Preferably, the bio-polyethylene resin and the polyethylene resin mixture may have a melting index (MI) in the range of 5 to 40 g / 10 min. When the melt index of the bio-polyethylene resin and the polyethylene resin mixture is 5 g / 10 minutes, the flowability is low, so that the pressure of the artificial turf yarn is increased and the yarn can not be manufactured. When the artificial turf yarn is larger than 40 g / 10 min, the elongation of the artificial turf yarn is lowered.

이론적으로 한정된 것은 아니지만, 바이오 폴리에틸렌 수지 및 폴리올레핀 수지로 이루어진 유기 고분자 수지에 무기질의 실리카 비드가 분산된 상태에서, 플라즈마 처리에 의해서 고분자 수지의 표면에 형성된 미세 홈들이 분산된 실리카 비드들이 상호 연결시켜 친수성이 향상될 수 있다. The silica beads dispersed in the fine grooves formed on the surface of the polymer resin by the plasma treatment are interconnected by hydrophilizing the hydrophilic silica beads in a state in which the inorganic silica beads are dispersed in the organic polymer resin composed of the bio-polyethylene resin and the polyolefin resin, Can be improved.

본 발명에 따른 인조잔디 원사는 상기와 같이 고분자 혼합물을 용융시킨 상태에서 고분자 혼합물의 용융물을 압출하도록 하여 인조잔디 원사 성형체를 제조하고, 제조한 인조잔디 원사 성형체를 플라즈마 처리하여 친수성이 되도록 표면을 개질한 것일 수 있으며, 상기 인조잔디 원사는 플라즈마 처리를 통해 친수성(hydrophilicity)을 띄도록 인조잔디 원사의 표면이 개질되고 내부에 미세한 기공이 다량 형성되며, 또한, 미세한 기공을 다량 포함하는 실리카 비드로 인해 함수량이 급격히 증가되어 정전기 발생 및 표면 온도 저감 효과를 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 마찰열에 의한 화상을 방지할 수 있다.The artificial turf yarn according to the present invention is produced by extruding the melt of the polymer mixture in a state in which the polymer mixture is melted as described above, thereby manufacturing an artificial turf yarn molded body, plasma-treating the produced artificial turf yarn body, The artificial turf yarn has a surface modified to have hydrophilicity through plasma treatment and a large amount of fine pores are formed therein. In addition, because of the silica beads containing a large amount of fine pores, The water content is rapidly increased, so that the static electricity generation and the surface temperature reduction effect can be realized, and the image due to the frictional heat can be prevented.

구체적으로, 상기 인조잔디 원사 성형체는 표면이 소수성(hydrophobicity)을 나타내어 흡습성이 떨어지며, 이로 인해, 햇빛에 의해 표면 온도가 증가하고, 정전기가 쉽게 발생하는 문제가 있다. Specifically, the surface of the artificial turf yarn molded article exhibits hydrophobicity and is inferior in hygroscopicity. As a result, the surface temperature increases due to sunlight and static electricity easily occurs.

본 발명에서는 상기와 같은 인조잔디 원사 성형체를 플라즈마 처리하도록 하여 개질시킴으로써 물리적인 표면개질과 극성관능기 생성에 의한 화학적인 표면 개질로 인해 인조잔디 원사 표면에 분자 결합을 끊어 활성화시키고 분자 구조를 변화시켜 미세한 기공을 형성시킴과 동시에 표면을 개질하여 친수성을 부여할 수 있다.In the present invention, by modifying the artificial turf yarn molded article as described above by modifying it by plasma treatment, the chemical surface modification by the physical surface modification and the generation of the polar functional group cuts off the molecular bond on the surface of the artificial turf yarn and activates, The pores can be formed and the surface can be modified to impart hydrophilicity.

상기와 같은 플라즈마 처리를 통해 표면이 개질된 인조잔디 원사 성형체는 다량의 수분을 흡착할 수 있어 정전기 발생률과 마찰열의 발생을 저감시킴과 동시에 햇빛에 의해 표면 온도가 급격히 상승하는 것을 방지하는 효과를 갖게 된다.The artificial turf yarn molded article having the surface modified by the plasma treatment as described above can adsorb a large amount of moisture, thereby reducing the generation of static electricity and frictional heat, and preventing the surface temperature from rising sharply due to sunlight do.

상기 플라즈마 처리는 대기압 글로우 방전(atmospheric pressure glow discharge), 코로나 방전(corona discharge), 유전체 장벽 방전(dielectric barrier discharge), 마이크로웨이브 방전(microwave discharge) 등의 방법을 이용할 수 있으며, 보다 구체적으로는, 에어 플라즈마 처리(air plasma processing), 케미컬 플라즈마 처리(chemical plasma processing), 불꽃 플라즈마 처리(flame plasma processing) 등의 방법을 이용해 수행할 수 있으며, 바람직하게는, 에어 플라즈마 처리 방법을 이용해 수행할 수 있다.The plasma treatment may be an atmospheric pressure glow discharge, a corona discharge, a dielectric barrier discharge, a microwave discharge, or the like. More specifically, It may be carried out by using air plasma processing, chemical plasma processing, flame plasma processing, or the like, and preferably by using an air plasma processing method .

특히, 상기 에어 플라즈마는 고전압 전극을 통과한 대기압 에어를 불어줌으로써 중성자를 형성시키고, 전기적 방전을 통해 양극화된 이온 입자들을 형성시키게 되며, 이와 같은 입자들이 인조잔디 원사 성형체의 표면과 접촉할 경우 표면은 극성화되며, 친수성을 띄게 되어 수분을 수용하는 구조로 상태가 변경되도록 하여, 인조잔디 원사 성형체의 표면에너지를 수분보다 높게 하여 인조잔디 원사 성형체 표면에 수분이 효과적으로 젖어들게 하고, 이를 통해 균일하게 흐름성을 가짐과 동시에 재료표면에 최대로 접촉하면서 점착력을 증대 및 향상시킬 수 있다. In particular, the air plasma forms neutrons by blowing atmospheric air through high voltage electrodes, and forms polarized ion particles through electrical discharge. When such particles contact the surface of artificial turf yarn molded body, The surface of the artificial turf yarn molded body is made to have a surface energy higher than that of water to effectively wet the surface of the artificial turf yarn molded body so that the water is uniformly flowed The adhesive force can be increased and improved while maximally contacting the surface of the material.

일례로, 상기 인조잔디 원사는 에어 플라즈마 처리 방법을 이용해 표면을 친수성으로 개질할 수 있으며, 인조잔디 원사 성형체를 아르곤, 네온, 헬륨, 질소, 이산화질소, 산소 또는 공기 등을 포함하는 용기 내에 두고, 글로우 방전에 의해 생기는 플라즈마를 쪼여서 재료의 표면에 공기 또는 산소 플라즈마를 조사하도록 하여, 인조잔디 원사 성형체에 하이드록실기와 같이 산소를 포함하는 관능기를 도입할 수 있다. 상기 아르곤이나 네온 등의 불활성가스가 저압에서 존재하는 경우, 상기 인조잔디 원사 성형체의 표면은 발생한 플라즈마의 공격을 받아, 그 표면에 라디칼이 발생되고, 공기에 노출됨으로써, 라디칼은 산소와 결합하여 고분자재료 표면에는 친수성 작용기를 도입할 수 있다. For example, the artificial turf yarn may be modified to hydrophilize the surface using an air plasma treatment method, and the artificial turf yarn molded body may be placed in a container containing argon, neon, helium, nitrogen, It is possible to introduce oxygen or a functional group such as a hydroxyl group into the artificial turf yarn formed body by irradiating the surface of the material with air or oxygen plasma by irradiating the plasma generated by the discharge. When the inert gas such as argon or neon is present at a low pressure, the surface of the artificial turf yarn molded article is attacked by the generated plasma, and radicals are generated on the surface thereof and exposed to air, A hydrophilic functional group can be introduced into the material surface.

또한, 본 발명에서는, 에어 플라즈마를 처리하는 시간은 10초 내지 10분일 수 있으며, 바람직하게는 10초 내지 8분이며, 이와 같이 공기 플라즈마 처리된 인조잔디 원사 성형체는 물의 접촉각이 현저히 줄어들어 수분을 효과적으로 흡수할 수 있게 된다.Further, in the present invention, the time for treating the air plasma may be 10 seconds to 10 minutes, preferably 10 seconds to 8 minutes. In the artificial grass yarn molded article thus treated with the air plasma, the contact angle of water is remarkably reduced, So that it can be absorbed.

본 발명에 있어서, 상기 인조잔디 원사의 고분자 혼합물은 폴리올레핀 기능성 첨가물, 도전재, 착색제 및 난연제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다.In the present invention, the polymer blend of the artificial turf yarn may further include at least one member selected from the group consisting of a polyolefin functional additive, a conductive material, a colorant, and a flame retardant.

상기 폴리올레핀 기능성 첨가물(infuse)은 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic polyurethane, E-TPU)을 대표적인 예로 들 수 있으며, 이와 같은 기능성 첨가물은 올레핀 블록 공중합체를 형성하도록 하여 바이오 폴리에틸렌 수지 및 폴리에틸렌 수지의 기능성을 강화하여 인조잔디 원사의 우수한 탄성복원력을 부여함은 물론 찢어짐 및 비틀림 저항, 절단 및 인열 저항성을 월등히 증가시켜 성능과 내구성을 획기적으로 향상시킬 수 있으며, 바람직하게는, 5 내지 10 중량부의 비율로 상기 고분자 혼합물에 열가소성 폴리우레탄을 첨가할 수 있고, 상기 열가소성 폴리우레탄은 5 내지 10mm의 평균입자크기를 갖는 입자를 사용할 수 있다. The polyolefin functional additive may be exemplified by thermoplastic polyurethane (E-TPU). Such a functional additive may form an olefin block copolymer, thereby enhancing the functionality of the bio-polyethylene resin and the polyethylene resin It is possible to remarkably improve performance and durability by greatly increasing tearing, torsional resistance, cutting and tear resistance as well as giving excellent elastic restoring force of synthetic turf yarn, and preferably 5 to 10 parts by weight of the polymer blend The thermoplastic polyurethane can be used with particles having an average particle size of 5 to 10 mm.

또한, 상기 폴리올레핀 기능성 첨가물은 5 내지 40 g/10 분 범위의 용융지수(melting index, MI)를 갖는 것을 사용할 수 있으며, 상기 폴리올레핀 기능성 첨가물의 용융지수가 5 g/ 10 분 보다 낮으면 흐름성이 낮아 인조잔디 원사 제조시 압력이 높아져서 원사를 제조할 수 없게 되며, 40 g/10 분 보다 크면 인조잔디 원사의 연신률이 저하되는 문제가 있다.The polyolefin functional additive may have a melting index (MI) in the range of 5 to 40 g / 10 min. When the melt index of the polyolefin functional additive is lower than 5 g / 10 min, It is impossible to produce the yarn because the pressure is increased when the artificial turf yarn is manufactured. If it is larger than 40 g / 10 min, the elongation of the synthetic turf yarn is lowered.

상기 도전재는 구리, 알루미늄, 은 등을 대표적인 예로 들 수 있으며, 상기와 같은 도전재는 인조잔디 원사에 소취성과 항균성을 부여함은 물론, 정전기 방지를 통한 화상 및 미세물질의 인체유입 억제와 더불어 인조잔디 구조체 설치 후 포설되는 충진재의 유실을 방지할 수 있다. 상기 도전재는 고분자 혼합물 100 중량부에 1 내지 10 중량부의 비율로 혼합할 수 있다.Examples of the conductive material include copper, aluminum, silver, and the like. The conductive material as described above not only imparts deodorizing and antibacterial properties to artificial turf yarns, but also inhibits the inflow of human bodies of images and fine materials through prevention of static electricity, It is possible to prevent the filling material from being leaked after the structure is installed. The conductive material may be mixed in an amount of 1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the polymer mixture.

이를 위해, 상기 도전재가 첨가된 인조잔디 원사를 활용하여 제조한 인조잔디 구조체는 정전기의 효과적인 배출을 위해 인조잔디 구조체 하부 배면 코팅시 도전성 카본을 첨가해 그 기능성을 보강하는 것이 바람직하며, 인조잔디 원사 표면의 친수성을 높여 표면온도 저하와 더불어 오염물질 점착과 변질 및 변색을 방지하기 위한 중성자 형태로 물질을 보전시킬 수 있다.For this purpose, the artificial turf structure manufactured using the artificial turf yarn to which the conductive material is added is preferably reinforced by adding conductive carbon to the bottom of the artificial turf structure for effective discharge of static electricity, By increasing the hydrophilicity of the surface, the surface temperature can be lowered and the material can be preserved in the form of a neutron to prevent contamination adherence, deterioration and discoloration.

또한, 상기 착색제는, 안료 또는 염료 등을 사용할 수 있고, 폴리올레핀 수지 등의 성분과의 양립성 및 최종 성형물인 인조잔디 원사에서 발휘되는 심미감을 고려할 때 안료인 것이 바람직하며, 착색제의 함량은 크게 제한되지 않으며, 고분자 혼합물 100 중량부에 1 내지 10 중량부의 비율로 혼합할 수 있다.The colorant may be a pigment, a dye or the like. It is preferably a pigment in consideration of the compatibility with components such as a polyolefin resin and the aesthetics of artificial turf yarn as a final molded product. The content of the colorant is not limited And may be mixed in a proportion of 1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the polymer mixture.

상기 인조잔디 원사를 제조하기 위한 고분자 혼합물은 난연제를 추가로 포함할 수 있으며, 난연제는 인계 난연제, 금속수화물계 난연제, 할로겐계 난연제, 난연조제 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 난연제는 고분자 혼합물 100 중량부에 0.1 내지 10 중량부의 비율로 혼합할 수 있다.The polymer mixture for producing the artificial turf yarn may further include a flame retardant. The flame retardant may be a phosphorus flame retardant, a metal hydrate flame retardant, a halogen flame retardant, a flame retardant aid, or a mixture thereof. The flame retardant may be mixed in a proportion of 0.1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the polymer mixture.

상기 인조잔디 원사를 제조하기 위한 고분자 혼합물은 상용화제를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 상용화제는 말레산, 말레산 무수물, 말레산 하이드라지드, 디클로로 말레산 무수물, 불포화된 디카르복실산, 푸마르산, 시트르산, 시트르산 무수물, 말산, 아가리신산 또는 이들의 혼합물을 대표적인 예로 들 수 있고, 상기와 같은 상용화제를 포함하도록 하여 분산과 결합성을 개선하고, 인조잔디 원사의 백화현상을 저감시킬 수 있다.The polymer blend for making the artificial turf yarn may further comprise a compatibilizer, wherein the compatibilizer is selected from the group consisting of maleic acid, maleic anhydride, maleic acid hydrazide, dichloromaleic anhydride, unsaturated dicarboxylic acid, Citric acid, citric acid, citric acid anhydride, malic acid, agaricinic acid, or a mixture thereof. The above-mentioned compatibilizer may be included to improve dispersibility and bonding properties and to reduce whitening of artificial turf yarns .

상기와 같은 본 발명에 따른 인조잔디 원사는 비재생성 화석 연료 대신 바이오 폴리에틸렌을 활용하여 친환경적이고, 플라즈마 처리를 통해 표면이 친수성으로 개질되어 흡습성이 현저히 증가해 인체의 마찰로 인해 발생하는 과도한 마찰열과 정전기 발생을 저감시킬 수 있다.The artificial turf yarn according to the present invention is eco-friendly by using bio-polyethylene instead of non-regenerated fossil fuel, and its surface is modified to be hydrophilic by plasma treatment, so that hygroscopicity is remarkably increased, and excessive frictional heat and static electricity The occurrence can be reduced.

본 발명에 따른 인조잔디 원사는 바이오 폴리에틸렌의 사용으로 인해 친환경성을 확보하면서, 또한 친수성으로 개질되어, 인조 잔디 특성에 의한 마찰 화상이나, 차열성 저하를 완화시킨다. 또한, 본 발명은 이러한 인조잔디 원사를 효과적으로 제조할 수 있는 방법이 제공된다. The artificial turf yarn according to the present invention is modified to be hydrophilic while ensuring environment friendliness due to the use of bio-polyethylene, thereby relieving a frictional image and deterioration in heat resistance due to artificial turf characteristics. Further, the present invention provides a method for effectively producing such artificial turf yarns.

도 1은 본 발명의 (a)비교실시예 1과 (b)실시예 1의 표면을 보여주는 5,000배 SEM 사진이다.
도 2는 본 발명의 (a)비교실시예 1과 (b)실시예 1의 표면의 거칠기 측정 결과를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 (a)비교실시예 1과 (b)실시예 1의 표면 측정 결과를 보여주는 도면이다.
도 4은 본 발명의 일 실시에 따른 인조잔디를 시공현장의 단면도이다.
FIG. 1 is a 5,000 times SEM photograph showing the surfaces of (a) Comparative Example 1 and (b) Example 1 of the present invention.
2 is a view showing the roughness measurement results of the surface of (a) Comparative Example 1 and (b) Example 1 of the present invention.
3 is a view showing the surface measurement results of (a) Comparative Example 1 and (b) Example 1 of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a construction site of artificial turf according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명을 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하도록 한다. 제시된 실시예는 본 발명의 구체적인 예시일 뿐이며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. The embodiments presented are only a concrete example of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.

실시예Example 1 One

0.940 g/cm3의 밀도와 200,000의 분자량(Mw)과 2.1의 분자량 분포(Mw/Mn)를 가지는 MI 10g/10분 (190℃, 21.6 kg, ASTM D1238)Bio-폴리에틸렌 50 중량부와, 0.942g/cm3의 밀도와 220,000의 분자량과 2.0의 분자량 분포(Mw/Mn)를 가지는 폴리 에틸렌 50 중량부와, 평균 입경이 5 마이크로미터인 실리카 비드 5 중량부 및 T-PEU 5 중량부를 혼합하여 고분자 혼합물을 제조하였다. 제조한 혼합물을 가열하여 혼합 용융물을 제조하였으며, 제조한 혼합 용융물을 압출하여 직경 0.5 mm의 인조잔디 원사 성형체를 제조하였다. 50 parts by weight of Bio-polyethylene having a density of 0.940 g / cm 3 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 200,000 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 2.1 (190 ° C, 21.6 kg, ASTM D1238) and g / density cm 3 and the polyethylene 50 parts by weight having a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 220,000 with a molecular weight and 2.0, the average mixed particle diameter of 5 microns silica beads 5 parts by weight of T-PEU 5 parts by weight To prepare a polymer mixture. The prepared mixture was heated to prepare a mixed melt, and the resulting mixed melt was extruded to produce a 0.5 mm diameter artificial turf yarn shaped body.

제조한 인조잔디 원사 성형체를 몰리브덴(Mo) 양극, 구리(Cu) 음극을 가지며, 인가 주파수는 1kHz, 방전전압은 360V, 방전전류는 12mA, needle 타입의 팁을 가지는 글로우 방전기에 장입하고, 대기압 에어를 불어주는 조건에서 공기 플라즈마 처리하여 인조잔디 원사 성형체의 표면을 개질하여 친수성 인조잔디 원사를 제조하였다. The manufactured artificial grass filament formed body was charged into a glow discharge machine having a molybdenum (Mo) anode and a copper (Cu) cathode, an applied frequency of 1 kHz, a discharge voltage of 360 V and a discharge current of 12 mA and a needle type tip, To produce a hydrophilic synthetic turf yarn by modifying the surface of the artificial turf yarn molded article by air plasma treatment.

실시예Example 2 2

0.950 g/cm3의 밀도와 250,000의 분자량(Mw)과 2.2의 분자량 분포(Mw/Mn)를 가지는 MI 15g/10분 (190℃, 21.6 kg, ASTM D1238)Bio-폴리에틸렌 50 중량부와, 0.942g/cm3의 밀도와 220,000의 분자량과 2.0의 분자량 분포(Mw/Mn)를 가지는 폴리 에틸렌 50 중량부와, 평균 입경이 5 마이크로미터인 실리카 비드 5 중량부 및 T-PEU 5 중량부를 혼합하여 고분자 혼합물을 제조하였다. 제조한 혼합물을 가열하여 혼합 용융물을 제조하였으며, 제조한 혼합 용융물을 압출하여 직경 0.5 mm의 인조잔디 원사 성형체를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 0.950 g / cm 3 and a density of 250,000 molecular weight (Mw) to the MI 15g / 10 bun having a molecular weight distribution of 2.2 (Mw / Mn) of the (190 ℃, 21.6 kg, ASTM D1238) Bio- polyethylene and 50 parts by weight, 0.942 and g / density cm 3 and the polyethylene 50 parts by weight having a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 220,000 with a molecular weight and 2.0, the average mixed particle diameter of 5 microns silica beads 5 parts by weight of T-PEU 5 parts by weight To prepare a polymer mixture. The prepared mixture was heated to prepare a mixed melt, and the resultant mixed melt was extruded to produce an artificial turf yarn molded product having a diameter of 0.5 mm.

실시예Example 3 3

0.960 g/cm3의 밀도와 300,000의 분자량(Mw)과 2.3의 분자량 분포(Mw/Mn)를 가지는 MI 20g/10분 (190℃, 21.6 kg, ASTM D1238)Bio-폴리에틸렌 50 중량부와, 0.942g/cm3의 밀도와 220,000의 분자량과 2.0의 분자량 분포(Mw/Mn)를 가지는 폴리 에틸렌 50 중량부와, 평균 입경이 5 마이크로미터인 실리카 비드 5 중량부 및 T-PEU 5 중량부를 혼합하여 고분자 혼합물을 제조하였다. 제조한 혼합물을 가열하여 혼합 용융물을 제조하였으며, 제조한 혼합 용융물을 압출하여 직경 0.5 mm의 인조잔디 원사 성형체를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 0.960 g / molecular weight distribution of the density and the 300,000 molecular weight (Mw) of 2.3 cm 3 MI 20g / 10 bun having a (Mw / Mn) (190 ℃ , 21.6 kg, ASTM D1238) Bio- polyethylene and 50 parts by weight, 0.942 and g / density cm 3 and the polyethylene 50 parts by weight having a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 220,000 with a molecular weight and 2.0, the average mixed particle diameter of 5 microns silica beads 5 parts by weight of T-PEU 5 parts by weight To prepare a polymer mixture. The prepared mixture was heated to prepare a mixed melt, and the resultant mixed melt was extruded to produce an artificial turf yarn molded product having a diameter of 0.5 mm.

실시예Example 4 4

0.940 g/cm3의 밀도와 200,000의 분자량(Mw)과 2.1의 분자량 분포(Mw/Mn)를 가지는 MI 10g/10분 (190℃, 21.6 kg, ASTM D1238)Bio-폴리에틸렌 50 중량부와, 0.942g/cm3의 밀도와 220,000의 분자량과 2.0의 분자량 분포(Mw/Mn)를 가지는 폴리 에틸렌 50 중량부와, 평균 입경이 6 마이크로미터인 실리카 비드 8 중량부 및 T-PEU 5 중량부를 혼합하여 고분자 혼합물을 제조하였다. 제조한 혼합물을 가열하여 혼합 용융물을 제조하였으며, 제조한 혼합 용융물을 압출하여 직경 0.5 mm의 인조잔디 원사 성형체를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.50 parts by weight of Bio-polyethylene having a density of 0.940 g / cm 3 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 200,000 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 2.1 (190 ° C, 21.6 kg, ASTM D1238) and g / density cm 3 and the polyethylene 50 parts by weight having a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 220,000 with a molecular weight and 2.0, the average mixed particle diameter of 6 micrometers, the silica beads 8 parts by weight of T-PEU 5 parts by weight To prepare a polymer mixture. The prepared mixture was heated to prepare a mixed melt, and the resultant mixed melt was extruded to produce an artificial turf yarn molded product having a diameter of 0.5 mm.

실시예Example 5 5

0.940 g/cm3의 밀도와 200,000의 분자량(Mw)과 2.1의 분자량 분포(Mw/Mn)를 가지는 MI 10g/10분 (190℃, 21.6 kg, ASTM D1238)Bio-폴리에틸렌 50 중량부와, 0.942g/cm3의 밀도와 220,000의 분자량과 2.0의 분자량 분포(Mw/Mn)를 가지는 폴리 에틸렌 50 중량부와, 평균 입경이 6 마이크로미터인 실리카 비드 10 중량부 및 T-PEU 5 중량부를 혼합하여 고분자 혼합물을 제조하였다. 제조한 혼합물을 가열하여 혼합 용융물을 제조하였으며, 제조한 혼합 용융물을 압출하여 직경 0.5 mm의 인조잔디 원사 성형체를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.50 parts by weight of Bio-polyethylene having a density of 0.940 g / cm 3 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 200,000 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 2.1 (190 ° C, 21.6 kg, ASTM D1238) and g / density cm 3 and the polyethylene 50 parts by weight having a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 220,000 with a molecular weight and 2.0, the average mixed particle diameter of 10 six microns silica bead parts by weight of T-PEU 5 parts by weight To prepare a polymer mixture. The prepared mixture was heated to prepare a mixed melt, and the resultant mixed melt was extruded to produce an artificial turf yarn molded product having a diameter of 0.5 mm.

비교실시예Comparative Example 1 One

0.940 g/cm3의 밀도와 200,000의 분자량(Mw)과 2.1의 분자량 분포(Mw/Mn)를 가지는 MI 10g/10분 (190℃, 21.6 kg, ASTM D1238)Bio-폴리에틸렌 50 중량부와, 0.942g/cm3의 밀도와 220,000의 분자량과 2.0의 분자량 분포(Mw/Mn)를 가지는 폴리 에틸렌 50 중량부를 혼합하여 고분자 혼합물을 제조하였다. 제조한 혼합물을 가열하여 혼합 용융물을 제조하였으며, 제조한 혼합 용융물을 압출하여 글로우 방전 처리 없이 직경 0.5 mm의 인조잔디 원사 성형체를 제조하였다. 50 parts by weight of Bio-polyethylene having a density of 0.940 g / cm 3 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 200,000 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 2.1 (190 ° C, 21.6 kg, ASTM D1238) g / cm < 3 >, 50 parts by weight of polyethylene having a molecular weight of 220,000 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 2.0 were mixed to prepare a polymer mixture. The prepared mixture was heated to produce a mixed melt. The mixed melt was extruded to produce a 0.5 mm diameter artificial turf yarn shaped body without glow discharge treatment.

비교실시예Comparative Example 2 2

실시예 1에서 글로우 방전 처리를 하지 않은 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다. Except that the glow discharge treatment was not performed in Example 1.

비교실시예Comparative Example 3 3

실시예 1에서 실리카 15 중량부를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다. Except that 15 parts by weight of silica was used in Example 1.

결과result

(1) (One) 표면거칠기Surface roughness 분석 analysis

실시예 1과 비교실시예 1에서 제조한 인조잔디 원사들의 표면을 주사전자현미경으로 분석하여 표면 거칠기를 분석하였으며, SEM 분석 결과를 도 2에 나타내었으며, 표면의 극성 값 변화를 분석하여 그 결과를 도 3에 나타내었다. 도 2 및 도 3에 나타난 바와 같이, 비교예 1과 같이, 표면 처리를 하지 않은 인조잔디 원사의 경우 표면이 매끈한 구조를 가지며, 표면 극성이 낮다는 것을 확인할 수 있다. 반면, 실시예 1과 같이, 에어 플라즈마 처리하여 제조한 실시예 1의 인조잔디 원사의 경우 표면거칠기와 표면 극성이 현저히 증가하였음을 확인할 수 있었다.The surface roughness of the artificial turf yarns prepared in Example 1 and Comparative Example 1 was analyzed by a scanning electron microscope to analyze the surface roughness. The SEM analysis result is shown in Fig. 2, and the change in the polarity of the surface was analyzed. 3. As shown in FIG. 2 and FIG. 3, as in Comparative Example 1, the artificial turf yarn without surface treatment has a smooth surface structure and a low surface polarity. On the other hand, as in Example 1, the surface roughness and surface polarity of the artificial turf yarn of Example 1 produced by air plasma treatment were significantly increased.

(2) 표면 개질 확인(2) Confirmation of surface modification

실시예 1에 따른 방법으로 제조한 인조잔디 원사의 표면 개질을 확인하기 위해서, 푸리에변환 적외분광 분석 방법(Fourier transform infrared spectroscopy)으로 실시예 및 비교예에 따른 인조잔디 원사의 표면을 분석하였으며, 그 결과를 도 4에 나타내었다.In order to confirm the surface modification of the synthetic turf yarn prepared by the method according to Example 1, the surface of artificial turf yarns according to the examples and comparative examples was analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy, The results are shown in Fig.

도 4에 나타난 바와 같이, 비교 실시예에 따른 방법으로 제조한 인조잔디 원사에는 친수성 작용기가 확인되지 않았으나, 실시예에 따른 방법으로 제조한 인조잔디 원사는 카르복실기 등의 작용기가 확인되어 표면이 개질되어 친수성을 나타낸다는 사실을 확인할 수 있었다. As shown in FIG. 4, hydrophilic functional groups were not found in the artificial turf yarns prepared by the method according to the comparative examples. However, in the artificial turf yarns prepared by the method according to the examples, the functional groups such as carboxyl groups were recognized and the surface was modified And that it exhibits hydrophilicity.

(3) 흡수율 측정(3) Absorption rate measurement

실시예 1~5 및 비교 실시예 1~3에 따른 인조잔디 원사의 흡수율 분석하였다. 흡수율 시험은 ASTM D570과 유사한 방식으로 진행하였다. 먼저, 인조잔디 원사를 50℃의 오븐에서 24시간 건조하고 데시케이터에서 냉각한 후 즉시 무게를 측정하고, 이후, 인조 잔디 원사를 24시간 이상 73.4℉(23℃)의 물에 담그고 난 후 꺼내어 시편을 헝겊으로 닦아내어 즉시 무게를 단다. 여기에서 얻어진 무게의 차이를 %로 나타낸다. 개질된 인조 잔디 원사의 흡수율이 증가되었다. The absorption rates of artificial turf yarns according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 were analyzed. The absorption rate test was conducted in a similar manner to ASTM D570. First, the artificial turf yarn is dried in an oven at 50 ° C for 24 hours, immediately cooled in a desiccator and immediately weighed. After that, artificial turf yarn is dipped in water at 73.4 ° F (23 ° C) for 24 hours or more, Wipe the specimen with a cloth and immediately weigh. The difference in weight obtained here is expressed in%. The absorption rate of the modified artificial turf yarn was increased.

시료sample 함수율(%)Moisture content (%) 실시예 1Example 1 4.54.5 실시예 2Example 2 4.34.3 실시예 3Example 3 4.04.0 실시예 4Example 4 5.05.0 실시예 5Example 5 5.85.8 비교 실시예 1Comparative Example 1 0.00.0 비교 실시예 2Comparative Example 2 0.50.5 비교 실시예 3Comparative Example 3 6.06.0

(4) (4) 접촉각Contact angle 측정 Measure

제조된 인조 잔디 원사의 표면에 마이크로니들을 이용하여 증류수를 적하하고, 접촉각을 측정하였다. 개질된 인조 잔디 원사의 접촉각이 저하되었다.Distilled water was dropped onto the surface of the manufactured artificial turf yarn using a micro needle, and the contact angle was measured. The contact angle of the modified artificial turf yarn was lowered.

시료sample 접촉각(°)Contact angle (°) 실시예 1Example 1 3535 실시예 2Example 2 3737 실시예 3Example 3 3838 실시예 4Example 4 3232 실시예 5Example 5 3030 비교 실시예 1Comparative Example 1 8080 비교 실시예 2Comparative Example 2 7575 비교 실시예 3Comparative Example 3 3232

(5) 물성 측정(5) Measurement of physical properties

제조된 인조 잔디 원사용 재료를 이용하여 시편을 제조하여 물성을 측정하였다. 실리카의 함량이 과다할 경우, 강도들이 저하되는 것으로 나타났다. The prepared artificial turf materials were used to fabricate specimens and their physical properties were measured. If the silica content is excessive, the strengths are reduced.

항목Item 인장강도The tensile strength 신율Elongation 충격강도Impact strength 실시예 1Example 1 220220 700700 4848 실시예 2Example 2 225225 710710 4949 실시예 3Example 3 240240 720720 4848 실시예 4Example 4 215215 690690 4747 실시예 5Example 5 210210 680680 4747 비교 실시예 1Comparative Example 1 230230 750750 5050 비교 실시예 2Comparative Example 2 220220 740740 4747 비교 실시예 3Comparative Example 3 180180 500500 3535

인장강도(kg/㎠)-ASTM D638Tensile strength (kg / cm2) -ASTM D638

신율(%)-ASTM D638Elongation (%) - ASTM D638

IZOD 충격강도 (Notch, 23℃) ㎏-㎝/㎝ ASTM D256IZOD impact strength (Notch, 23 캜) kg-cm / cm ASTM D256

(6) 구장 시공(6) Stadium construction

상기 인조잔디 구조체는 도 4에 도시된 바와 같이, 배수층(1); 기층(2); 기포지층(3); 인조잔디 파일(4) 및 배면코팅재(5)를 포함하는 인조잔디층;과 충전층(6);을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 4, the artificial turf structure includes a drainage layer 1; Base layer 2; A bubble layer 3; An artificial turf layer comprising artificial turf piles 4 and a back coat 5, and a filling layer 6.

구체적으로, 상기 배수층은 배수와 동파 방지를 위해 노면의 상면에 설치되는 층으로, 쇄석, 하상골재, 슬래그 또는 이들의 혼합물로서 점토질, 실트, 유기불순물 등을 포함하지 않은 비동결 재료를 선택하여 설치할 수 있다.Specifically, the drainage layer is a layer provided on the upper surface of the road surface in order to prevent drainage and freezing, and may be selected from non-frozen materials that do not contain clay, bed aggregate, slag or a mixture thereof such as clay, silt and organic impurities .

상기 배수층의 형성을 위해 사용될 재료는 4.75 mm 체(sieve)의 통과중량 백분율이 30 내지 70%의 범위에 있어야 하며 75 ㎛ 체를 통과한 재료의 함유량은 15%이하인 범위에서 적절한 입도를 유지하여야 하며, 입자의 최대입경은 100 mm를 초과할 수 없는 재료를 사용하여 형성시켜야 하며, 상기 배수층은 다짐후 1층의 두께가 20 cm가 넘지 않도록 균일하게 시공되어야 한다. The material to be used for the formation of the drainage layer should be such that the percentage of the passing weight of the 4.75 mm sieve is in the range of 30 to 70% and the content of the material passing through the 75 μm sieve is not more than 15% , The maximum grain size of the particles should not exceed 100 mm, and the drainage layer should be uniformly applied after compaction so that the thickness of one layer does not exceed 20 cm.

상기 기층은 상기 인조잔디 원사로 구성된 파일이 포설되기 위한 기초를 형성하는 층으로, 상기 배수층 위에 설치되며 상기 인조잔디층에 작용하는 하중을 균일하게 지지할 수 있도록 하는 역할을 하며, 상기 인조잔디층에 밀림이 발생되지 않도록 균일한 지지력을 확보하는 구조를 형성하며, 골재, 콘크리트 또는 아스팔트 콘크리트로 다양한 재료와 방법으로 설치될 수 있고, 상기 골재, 콘크리트 또는 아스팔트 콘크리트는 설치환경에 따라 선택하여 시공할 수 있다.The base layer serves as a foundation layer for laying a file composed of the artificial turf yarn, and is installed on the drainage layer and serves to uniformly support a load acting on the artificial turf layer. Concrete, or asphalt concrete, and the aggregate, concrete, or asphalt concrete can be installed according to the installation environment. .

상기 기포지층은 인조잔디 원사를 터프팅, 라셀 등의 방법으로 식모하여 상기 기층 상부에 인조잔디 파일의 형태를 갖추기 위해 형성되며, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등의 소재로 이루어진 부직포를 사용할 수 있으며, 형태의 안정성을 위하여 폴리프로필렌 부직포를 사용하는 것이 바람직하다. The bubble layer may be formed by forming a synthetic turf yarn by tufting, lacer, or the like to form an artificial grass filament on the base layer, and may be a nonwoven fabric made of a material such as polyethylene or polypropylene. It is preferable to use a polypropylene nonwoven fabric for stability.

상기 인조잔디층은 상기 기포지층에 식모하여 고정형성된 인조잔디 파일과, 상기 인조잔디 파일이 뽑혀져 유실되는 것을 방지하도록 상기 기포지층의 배면을 백코팅하여 인발력을 높이기 위해 형성되는 배면코팅층을 포함하며, 상기 배면코팅층은 상기 기포지층의 상면에 스티렌 부타디엔 라텍스(styrol butadiene rubber latex, SBR-latex), 폴리우레탄(polyurethane, PU), 폴리에틸렌(polyethylene, PE) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 열경화성 수지, 에틸렌프로필렌디엔모노머(Ethylene Propylene Diene Mononer, EPDM) 고무칩 등의 충전재, 견운모, 제올라이트 분말 등의 충전재를 혼합한 혼합물을 충전하여 형성시킬 수 있다.The artificial turf layer includes a synthetic turf pile fixedly formed on the bubble layer and a back coating layer formed on the back surface of the bubble layer to back coat the artificial turf pile so as to prevent the artificial turf pile from being lost, , The back coating layer may be formed of a thermosetting resin including styrene butadiene rubber latex, polyurethane (PU), polyethylene (PE) or a mixture thereof on the upper surface of the foam layer, ethylene A filler such as an ethylene propylene diene monomer (EPDM) rubber chip, a sericite, a filler such as zeolite powder, and the like.

상기 충전층은 경기성 향상과 기능성 제공을 위하여 상기 파일 사이에 충전재를 충진하여 형성되며, 상기 충전재로 열가소성 수지에 천연 코르크 분말이 함유된 과립과 토사, 규사 등의 혼합물을 사용할 수 있다. 일례로, 상기 충전층은 평균 입경 0.1 내지 3 mm의 충전재로 형성되어 상기 인조잔디 파일이 세워진 상태를 유지하고 경기성과 기능성 향상을 제공하는 분말층과, 상기 분말층의 상부에 포설되며 평균 입경이 1 내지 5 mm인 탄성칩의 칩충전재로 형성되어 상기 파일의 세워진 상태를 유지하고 이용에 따른 충격을 흡수하는 탄성층을 포함하는 이중 구조를 갖도록 형성시킬 수도 있다.The filling layer is formed by filling a filler between the piles for improving the fitness and providing functionality, and a mixture of granules, soil, silica sand, etc. containing the natural cork powder in the thermoplastic resin may be used as the filler. For example, the filling layer may include a powder layer formed of a filler having an average particle size of 0.1 to 3 mm to maintain the artificial grass pile upright and to improve productivity and functionality, And an elastic layer formed of a chip filler of an elastic chip having a thickness of 1 to 5 mm and retaining the raised state of the pile and absorbing impacts due to use.

상기와 같은 인조잔디 구조체는 비재생성 화석 연료 대신 바이오 폴리에틸렌을 활용하여 친환경적이고, 플라즈마 처리를 통해 표면이 친수성으로 개질되어 흡습성이 현저히 증가해 인체의 마찰로 인해 발생하는 과도한 마찰열과 정전기 발생을 저감시킬 수 있는 인조잔디 원사를 포함함에 따라, 다양한 운동장에 인조잔디 형성을 위해 활용될 수 있으며, 내구성 향상 및 마찰열 저감 등으로 인해 운영비용을 절감시킬 수 있다.The artificial turf structure as described above is environmentally friendly by using bio-polyethylene instead of non-regenerated fossil fuel, and the surface is modified to be hydrophilic by plasma treatment, so that hygroscopicity is remarkably increased to reduce excessive frictional heat and static electricity generated by friction of human body By including artificial turf yarns that can be used, it can be utilized for artificial turf formation in various athletic fields, and the operating cost can be reduced due to durability improvement and frictional heat reduction.

Claims (11)

바이오 폴리에틸렌 수지 및 폴리올레핀 수지의 혼합물 100 중량부에 대해서 실리카 비드 5~10 중량부를 포함하는 수지로 이루어지며, 압출 표면이 플라즈마로 개질되며,
여기서, 상기 바이오 폴리에틸렌은 0.930~0.965 g/㎤ 범위의 밀도와 2~35 범위의 분자량 분포(Mw/Mn)를 가지며,
상기 폴리올레핀 수지는 폴리에틸렌 수지이며, 그리고
상기 개질은 압출 표면에 플라즈마에 의해서 산소를 포함하는 관능기가 도입되는 개질인 것을 특징으로 하는 친수성 친환경 인조 잔디 원사.
A resin comprising 5 to 10 parts by weight of silica beads per 100 parts by weight of a mixture of a bio-polyethylene resin and a polyolefin resin, wherein the extruded surface is modified with a plasma,
Here, the bio-polyethylene has a density ranging from 0.930 to 0.965 g / cm 3 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) ranging from 2 to 35,
The polyolefin resin is a polyethylene resin, and
Wherein the modification is a modification in which a functional group containing oxygen is introduced into the extruded surface by a plasma.
제1항에 있어서,
상기 바이오 폴리에틸렌(Bio-PE) 및 폴리에틸렌 수지 혼합물은 바이오 폴리에틸렌 20~80 중량%와 폴리에틸렌 20~80 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 친수성 친환경 인조 잔디 원사.
The method according to claim 1,
Wherein the bio-polyethylene (PE-PE) and the polyethylene resin mixture are composed of 20 to 80% by weight of bio-polyethylene and 20 to 80% by weight of polyethylene.
제1항에 있어서,
상기 실리카 비드는 평균입경이 5 내지 10 ㎛(micron)인 것을 특징으로 하는 인조잔디 원사.
The method according to claim 1,
Wherein the silica beads have an average particle diameter of 5 to 10 mu m.
제1항에 있어서,
상기 폴리올레핀 수지는 선형저밀도폴리에틸렌(linear low-density polyethylene, LLDPE), 저밀도폴리에틸렌(low-density polyethylene, LDPE), 중밀도폴리에틸렌(medium-density polyethylene, MDPE), 고밀도폴리에틸렌(high-density polyethylene, HDPE) 및 이들의 혼합수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 인조잔디 원사.
The method according to claim 1,
The polyolefin resin may be a linear low-density polyethylene (LLDPE), a low-density polyethylene (LDPE), a medium-density polyethylene (MDPE), a high-density polyethylene (HDPE) And a mixed resin thereof. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
제1항에 있어서,
상기 폴리에틸렌 수지 및 바이오 폴리에틸렌 수지는 용융지수(melt index, MI)가 5 내지 40인 것을 특징으로 하는 인조잔디 원사.
The method according to claim 1,
Wherein the polyethylene resin and the bio-polyethylene resin have a melt index (MI) of 5-40.
제1항에 있어서,
바이오 폴리에틸렌 수지 및 폴리에틸렌 수지의 혼합물 100 중량부에 대해서 폴리올레핀 기능성 첨가물 5~10 중량부, 도전재 1~10 중량부, 착색제 1~10 중량부 및 난연제 0.1~10 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인조잔디 원사.
The method according to claim 1,
Further comprising 5 to 10 parts by weight of a polyolefin functional additive, 1 to 10 parts by weight of a conductive material, 1 to 10 parts by weight of a colorant and 0.1 to 10 parts by weight of a flame retardant with respect to 100 parts by weight of a mixture of a bio-polyethylene resin and a polyethylene resin Artificial turf yarn.
제1항에 있어서,
폴리올레핀 기능성 첨가물은 직경이 0.01 내지 10 mm인 열가소성 폴리우레탄인 것을 특징으로 하는 인조잔디 원사.
The method according to claim 1,
Wherein the polyolefin functional additive is a thermoplastic polyurethane having a diameter of 0.01 to 10 mm.
제1항에 있어서,
공기 플라즈마 처리공정으로 상기 인조잔디 원사 성형체의 표면을 개질하는 것을 특징으로 하는 인조잔디 원사
The method according to claim 1,
Characterized in that the surface of the artificial turf yarn molded article is modified by an air plasma treatment process,
바이오 폴리에틸렌 수지 및 폴리올레핀 수지의 혼합물 100 중량부에 대해서 실리카 비드 5~10 중량부를 포함하는 수지로 이루어지며, 여기서, 상기 바이오 폴리에틸렌은 0.930~0.965 g/㎤ 범위의 밀도와 2~35 범위의 분자량 분포(Mw/Mn)를 가지며, 상기 폴리올레핀 수지는 폴리에틸렌 수지인 혼합물을 압출하여 인조잔디 원사 성형체를 제조하고, 제조한 인조잔디 원사 성형체를 플라즈마 처리하여 친수성이 되도록 표면을 개질한 것을 특징으로 하는 인조잔디 원사의 제조 방법.Wherein the bio-polyethylene has a density ranging from 0.930 to 0.965 g / cm < 3 > and a molecular weight distribution ranging from 2 to 35 (Mw / Mn), wherein the polyolefin resin is produced by extruding a mixture of a polyethylene resin to produce an artificial grass yarn molded article, and the surface of the artificial turf yarn molded article is modified by plasma treatment to produce a hydrophilic yarn Method of manufacturing yarn. 제9항에 있어서, 상기 플라즈마 처리는 글로우 방전기에서 대기압 에어를 불어주는 공기 플라즈마 처리인 것을 특징으로 하는 인조잔디 원사의 제조 방법.10. The method of claim 9, wherein the plasma treatment is an air plasma treatment to blow atmospheric air in a glow discharge machine. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 인조잔디 원사를 포함하는 인조잔디 구조체.9. An artificial turf structure comprising the artificial turf yarn of any one of claims 1 to 8.
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