KR102096298B1 - 다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체 및 그 제조방법 - Google Patents

다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체는 기재층, 복수 개의 파일사, 크림프(Crimp) 가공된 복수 개의 제1 및 2 충전파일사를 포함하고, 상기 기재층에 터프팅(Turfting)되는 파일부, 그리고 상기 기재층의 하부면에 고분자 수지가 코팅(Coating)되어 형성된 백코팅층을 포함하며, 상기 파일사, 상기 크림프 가공된 제1 및 2 충전파일사는 기재층의 상면으로 돌출되어 있으며, 기재층 상면으로 돌출된 상기 제1 충전파일사의 높이는 상기 파일사 높이 기준으로 1/2~3/4이고, 상기 제2 충전파일사의 높이는 1/4~1/2인 것을 특징으로 한다.

Description

다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체 및 그 제조방법{Artificial turf composed of multi-filled layers and preparation method thereof}
본 발명은 다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
인조잔디는 특별하게 사용하는 조경재료의 하나로서, 잔디의 형태를 갖추어 인공적으로 만든 잔디의 대용품이다. 미국에서 처음 제작된 이래 주로 스포츠 구장에 사용되었고 잔디의 생육이 불가능한 옥내 정원이나 일조시간이 극히 제한된 고층건물의 북쪽에 접한 옥외지역과 같은 곳에서 사용할 수 있다. 이러한 인조잔디는 항상 푸름을 유지하고 환경조건의 제한을 받지 않아 시공 후 관리가 용이하다. 인조잔디가 시공된 인조잔디 구장은 일반 천연잔디에 비해 초기 시공비가 많이 들지만, 반영구적 사용이 가능하고 유지관리의 편의성, 운동하기에 적합하도록 표면이 고른 점 등으로 인해 선호도가 높다. 스포츠용 인조잔디에 있어서는 선수의 충격을 흡수하고, 공구름성, 공튀김성, 공이 지면에 바운드 되고난 이후의 공의 속도 변화 등 일련의 적정 경기성으로 확보하기 위한 수단으로 인조잔디가 활용되었다.
이러한 인조잔디는 고객의 요구 및 소재 기술의 발달과 더불어 여러 단계를 거치면서 발전해 왔다. 특히 축구장용 인조잔디의 경우 1990년 이후 ‘FIFA 퀄리티 컨셉’이라고 하는 인조잔디에의 품질 인증 시스템인 FIFA 규격이 도입되면서 규격화된 경기성에 대한 욕구가 높아졌고, 이를 충족시키기 위한 여러 종류의 제품개발이 시도되고 있다.
일반적으로 인조잔디 시공은 지반에 침하 방지와 배수를 고려하여 기초층을 형성하고, 기초층 위에 인조잔디를 배치한다. 인조잔디는 기재층에 파일들이 터프팅(Turfting)되어 있다. 파일들 사이에는 파일의 직립 상태를 유지하고 충격 흡수 등의 목적으로 규사, 고무칩 등의 충진재가 포설되어 있다.
이러한 충진재는 사용 경과에 따라 충격흡수성능이 저하되고 유실되므로 새로운 충진재를 보충해야 했다. 이에 경제적인 손실이 발생하였다. 고무칩의 경우 폐타이어 등을 분쇄하여 만들어지므로 유해물질을 함유하고 있어 환경에 유해성을 갖는다. 그리고 수명을 다한 폐 인조잔디를 철거할 때 인조잔디와 충진재를 분리해야 하므로 철거에 따른 인원, 장비 등의 사용이 증가하여 인조잔디의 철거에 따른 비용이 추가로 발생하는 문제점이 있다.
KR 10-1163051 B1 (2012.07.05. 공고)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 합성고무 및 열가소성 엘라스토머 또는 천연소재로 구성되는 과립형 충진재의 사용없이 파일부의 직립안정성, 내구성, 그리고 충격흡수성 등을 향상시킬 수 있는 다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 과립형 충진재를 사용하지 않음으로써 시공시의 시간 및 비용 절감, 사용시의 충진재 유실에 따른 유지관리 문제, 폐기시의 비용 및 환경적인 부하를 해결할 수 있는 인조잔디 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체는 기재층, 복수 개의 파일사, 크림프(Crimp) 가공된 복수 개의 제1 충전파일사, 그리고 2 충전파일사를 포함하고, 상기 기재층에 터프팅(Turfting)되는 파일부, 그리고 상기 기재층의 하부면에 고분자 수지가 코팅(Coating)되어 형성된 백코팅층을 포함하며, 상기 파일사, 상기 크림프 가공된 제1 충전파일사, 그리고 제2 충전파일사는 상기 기재층의 상면으로 돌출되어 있으며, 기재층 상면으로 돌출된 상기 제1 충전파일사의 높이는 상기 파일사 높이 기준으로 1/2~3/4이고, 상기 제2 충전파일사의 높이는 상기 파일사 높이 기준으로 1/4~1/2인 것을 특징으로 한다.
상기 파일사, 제1 충전파일사 및 제2 충전파일사는 탄소수 3~8개의 에틸렌(Ethylene))이 공중합된 선형저밀도에틸렌(Linear Low Density Polyethylene)을 포함할 수 있다.
상기 파일사는 상기 파일사 100 중량% 기준으로 80~95 중량%로 선형저밀도폴리에틸렌을 포함하고, 밀도가 0.918~0.923이고, 연화점이 100~104 ℃이며, 상기 제1 충전파일사는 상기 제1 충전파일사 100 중량% 기준으로 80~95 중량%로 선형저밀도폴리에틸렌을 포함하며, 밀도가 밀도가 0.920~0.925 이고, 연화점이 102~109 ℃이며, 상기 제2 충전파일사는 상기 제2 충전파일사 100 중량% 기준으로 80~95 중량%로 선형저밀도폴리에틸렌을 포함하고, 밀도가 0.912~0.917이며, 연화점이 90~97 ℃일 수 있다.
상기 파일사, 상기 제1 충전파일사 그리고 제2 충전파일사의 섬도(Denier)는 5,000~15,000 데니어일 수 있다.
상기 파일부의 폭과 길이 방향 터프팅 밀도 비율은 0.9~1.0:1.0일 수 있다.
상기 제1 충전파일사의 권축(Crimp)율은 20~50 %이고, 상기 제2 충전파일사의 권축율은 50~80 %일 수 있다.
상기 기재층은 폴리올레핀(Polyolefine) 직포, 폴리에스테르(Polyester) 직포, 그리고 부직포가 순차적으로 적층될 수 있다.
상기 제2 충전파일사는 열처리되어 열수축된 형태로, 상기 파일사와 제1 충전파일사를 지지할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체의 제조방법은 복수 개의 파일사, 복수 개의 크림프(Crimp) 가공된 제1 충전파일사 그리고 제2 충전파일사를 기포지에 터프팅시켜 파일부를 형성하는 단계, 그리고 상기 파일부가 형성된 기포지의 하부면을 고분자 수지로 백코팅층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 파일부 형성하는 단계는 파일사, 제1 충전파일사, 그리고 제2 충전파일사가 하나의 니들로 함께 터프팅시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체의 제조방법은 복수 개의 파일사, 복수 개의 크림프(Crimp) 가공된 제1 충전파일사 그리고 제2 충전파일사를 기포지에 터프팅시켜 파일부를 형성하는 단계, 그리고 상기 파일부가 형성된 기포지의 하부면을 고분자 수지로 백코팅층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 파일부 형성하는 단계는 상기 파일사와 제1 충전파일사는 제1 니들로 함께 터프팅시키고, 상기 파일사와 제2 충전파일사는 상기 제1 니들에 이웃하는 제2 니들로 함께 터프팅시키는 것을 특징으로 한다.
상기 파일사, 제1 충전파일사, 그리고 제2 충전파일사는 선형저밀도폴리에틸렌을 포함하며, 상기 백코팅층을 형성하는 단계에서 상기 제2 충전파일사는 열에 의해 형태가 변형될 수 있다.
상기 백코팅층을 형성하는 단계는 90~97 ℃의 온도에서 수행될 수 있다.
본 발명에 의한 다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체 및 그 제조방법을 이용하면 과립형 충진재가 사용되지 않아 친환경적인 것은 물론, 충격흡수패드 사용량 감소 또는 미사용 효과로 전체 제품 비용을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 제1 충전파일사는 파일사를 지지하여 인조잔디의 직립 안정성을 확보하는 것은 물론, 충격흡수성을 향상시킬 수 있고, 제2 충전 파일사 역시 파일사와 제1 충전파일사를 지지하여 인조잔디의 직립 안정성 및 충격흡수성을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 과립형 충진재를 사용하지 않음으로써, 시공시의 시간 및 비용 절감, 사용시의 충진재 유실에 따른 유지관리 문제, 폐기시의 비용 및 환경적인 부하를 해결할 수 있는 인조잔디 구조체를 제공하는 것이다
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시에에 따른 다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체의 하부면을 나타낸 것이다.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 약, 실질적으로 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체에 대하여 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 일 실시에에 따른 다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체의 하부면을 나타낸 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체(1)는 기재층(100), 복수 개의 파일사(210), 크림프(Crimp) 가공된 복수 개의 제1 충전파일사(220), 그리고 제2 충전파일사(230)를 포함하고, 상기 기재층(100)에 터프팅(Turfting)되는 파일부(200), 그리고 상기 기재층(100)의 하부면에 고분자 수지가 코팅(Coating)되어 형성된 백코팅층(300)을 포함하며, 상기 파일사(210), 상기 크림프 가공된 제1 충전파일사(220), 그리고 제2 충전파일사(230)는 상기 기재층(100)의 상면으로 돌출되어 있으며, 상기 기재층(100) 상면으로 돌출된 상기 제1 충전파일사(220)의 높이는 상기 파일사(210) 높이 기준으로 1/2~3/4이고, 상기 제2 충전파일사(230)의 높이는 상기 파일사(210) 높이 기준으로 1/4~1/2인 것을 특징으로 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체(1)는 기재층(100), 파일부(200), 및 백코팅층를 포함하며, 규사, 고무칩 등의 충진재를 사용하지 않고 파일부(200)의 직립안정성, 내구성, 충격흡수성 등의 성능을 향상시킬 수 있다.
상기 기재층(100)은 니들(Needle)에 의해 터프팅(Tufting)되는 파일부(200)를 고정하여 다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체(1)의 형태를 유지할 수 있고, 안정성을 확보할 수 있다.
상기 기재층(100)은 폴리올레핀(Polyolefine)계 직포(110), 폴리에스테르 (Polyester)계 직포(120), 그리고 부직포(미도시)가 순차적으로 적층되어 구성될 수 있으며, 폴리올레핀 직포(110), 폴리에스테르 직포(120), 그리고 부직포(미도시)는 열융착되어 결합될 수 있다.
또한, 상기 폴리올레핀은 폴리올레핀 수지를 의미하며, 상기 폴리올레핀 수지는 올레핀(이중결합을 1개 가지는 사슬모양 탄화수소 화합물)의 중합으로 생기는 고분자 화합물로서, 구체적으로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌-프로필렌 공중합체, 폴리아이소부틸렌 등이 있다.
상기 폴리올레핀는 폴리프로필렌일 수 있다.
상기 폴리에스테르 직포(120)는 상기 폴리올레핀 직포(110)에 추가되는 것으로 치수 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 기재층(100)은 충격흡수율을 향상시키기 위해 완충층(미도시) 및 보강층(미도시)을 더 포함할 수 있다.
상기 완충층은 기재층(100)의 하부면에 순차적으로 적층될 수 있으며, 완충층은 부직포 등으로 형성될 수 있고 보강층은 횡사와 종사가 서로 결합되어 형성된 것일 수 있다. 또한 상기 보강층은 복수 개의 층으로 형성될 수 있으며, 그 재질은 제한하지 않는다.
상기 완충층과 보강층은 상기 기재층(100)에 파일부(200)가 터프팅될 때 파일부의 파일사(210), 제1 충전파일사(220), 제2 충전파일사(230)에 의해 결합될 수 있다. 상기 완충층과 보강층은 열융착되어 결합될 수 있다.
상기 파일부(200)는 복수 개의 파일사(210), 크림프(crimp) 가공된 복수 개의 제1 충전파일사(220), 그리고 크림프 가공된 복수 개의 제2 충전파일사(230)를 포함하며, 천연잔디의 특성을 발휘하여 충격흡수 성능이 있다.
상기 크림프 가공이란 상기 제1 충전파일사(220) 그리고 제2 충전파일사(230)가 파상 굴곡을 갖도록 가공하는 것을 의미한다.
상기 파일사(210), 크림프 가공된 제1 충전파일사(220) 그리고 제2 충전파일사)(230)의 길이는 제한하지 않는다.
상기 파일사(210), 제1 충전파일사(220) 및 제2 충전파일사(230)는 탄소수 3~8개의 에틸렌(Ethylene))이 공중합된 선형저밀도에틸렌(Linear Low Density Polyethylene)을 포함할 수 있다.
상기 파일사(210)는 상기 파일사(210) 100 중량% 기준으로 80~95 중량%로 선형저밀도폴리에틸렌을 포함하고, 밀도가 0.918~0.923이고, 연화점이 100~104 ℃일 수 있다. 구체적으로 상기 파일사(210)는 인조잔디 파일부에서 직접 피부와 접촉되는 구성부로 접촉시 유연성과 내마모성, 탄성회복성이 동시에 요구됨으로, 밀도가 0.918~0.923인 헥센 (Hexene) 또는 옥텐(Octene) 공중합 선형저밀도폴리에틸렌 그레이드일 수 있다.
상기 제1 충전파일사(220)는 상기 제1 충전파일사(220) 100 중량% 기준으로 80~95 중량%로 선형저밀도폴리에틸렌을 포함하며, 밀도가 밀도가 0.920~0.925 이고, 연화점이 102~109 ℃일 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 충전파일사(220)는 내마모성 및 탄성회복성이 요구됨으로, 밀도가 0.920~0.925인 헥센 (Hexene) 또는 옥텐(Octene) 공중합 선형저밀도폴리에틸렌일 수 있다.
상기 제2 충전파일사(230)는 상기 제2 충전파일사(230) 100 중량% 기준으로 80~95 중량%로 선형저밀도폴리에틸렌을 포함하고, 밀도가 0.912~0.917이며, 연화점이 90~97 ℃일 수 있다. 구체적으로, 상기 제 2충전파일사(230)는 탄성회복성이 우수하며, 백코팅시 열에 의해 수축이 추가로 발생될 수 있도록 연화점이 90~97℃정도로 낮은 헥센 (Hexene) 또는 옥텐(Octene) 공중합 선형저밀도폴리에틸렌일 수 있다.
상기 파일사(210), 그리고 제1 충전파일사(220)의 선형저밀도폴리에틸렌의 함량이 80 중량% 미만이면, 파일사(210)의 유연성, 내마모성이 저하되는 문제점이 있고, 95 중량%를 초과하면 파일사(210)의 직립 안정성 및 강직성이 저하되는 문제점이 있어 상기한 범위가 바람직하다.
상기 제2 충전사(230)의 선형저밀도폴리에틸렌의 함량이 80 중량% 미만이면, 탄성회력이 떨어지는 문제가 있으며, 95 중량%를 초과하면 물리적 물성이 저하되어 상기 파일사(210)와 제1 충전파일사(220)의 지지하는 지지력이 저하되는 문제점이 있어 상기한 범위가 바람직하다.
또한, 상기 파일사, 제1 충전파일사, 그리고 제2 충전파일사의 연화점이 상기한 범위를 벗어날 경우 백코팅시 문제점이 발생할 수 있으며, 이에 대한 설명은 하기의 제조방법에서 설명하도록 한다.
상기 파일사(210), 제1 충전파일사(220), 그리고 제2 충전파일사(230)는 80~95 중량%의 선형저밀도폴리에틸렌 외에 나머지 잔량으로 안료 및 기능성 첨가제를 포함할 수 있다.
상기 안료는 천연잔디와 같은 색감을 부여할 수 있는 것이라면 제한하지 않으며, 상기 기능성 첨가제는 노화방지제, 산화방지제 등일 수 있으며, 그 종류를 제한하지 않는다.
상기 크림프 가공된 제1 충전파일사(220) 그리고 제2 충전파일사(230)는 기재층(100) 상면으로 돌출된 높이를 측정했을 때 상기 제1 충전파일사(220)의 높이는 상기 파일사(210) 높이 기준으로 1/2~3/4이며, 상기 제2 충전파일사(230)의 높이는 상기 파일사(210) 높이 기준으로 1/4~1/2이다.
상기 제1 충전파일사(220)의 높이가 상기 파일사(210) 높이 기준으로 1/2 미만이면, 파일사(210)의 직립안정성 효과가 미흡할 수 있고, 3/4를 초과하면 미관을 해칠 수 있어 상기한 범위가 바람직하며, 상기 제2 충전파일사(230)의 높이가 상기 파일사(210) 높이 기준으로 1/4 미만이면, 상기 파일사(210)와 제1 충전파일사(220)에 대한 지지력이 저하되는 문제점이 있고, 1/2을 초과하면 터프팅 작업이 용이하지 않아 생산성에 문제가 있어 상기한 범위가 바람직하다.
여기서 제1 충전파일사(220) 및 제2 충전파일사(230)는 크림프 가공되어 파상굴곡 형태이기 때문에 기재층(100)을 기준으로 높이 차이는 있을 수 있으나, 일단을 고정한 상태에서 장력을 가하여 길이를 측정하였을 때에는 상기 파일사(210)의 길이 보다 길수 있다.
상기 파일사(210), 상기 제1 충전파일사(220), 그리고 제2 충전파일사(220)(230)의 섬도는 5,000~15,000 데니어일 수 있으며, 구체적으로는 6,000~8,000 데니어일 수 있다.
상기 파일사(210), 상기 제1 충전파일사(220), 그리고 제2 충전파일사(220)(230)의 섬도가 5,000 데니어 미만이면, 충격흡수율, 직립안정성, 압축회복율이 저하되는 문제점이 있고, 파일부(200)의 섬도가 15,000 데니어를 초과하면 상기 파일사(210), 상기 제1 충전파일사(220), 그리고 2 충전파일사(220)(230)의 터프팅 작업시 작업성이 용이하지 않아, 생산성이 저하되는 문제점이 있어 상기한 범위가 바람직하다.
상기 제1 충전파일사(220)의 권축(Crimp)율은 20~50 %이고, 상기 제2 충전파일사(230)의 권축율은 50~80 %일 수 있다.
상기 제1 충전파일사(220)의 권축율이 20 % 미만이면, 상기 파일사(210)를 지지하는 지지력이 저하될 수 있고, 50 %를 초과하면 터프팅 작업성에 문제가 있어 상기한 범위가 바람직하다.
또한, 상기 제2 충전파일사(230)의 권축율이 50 % 미만이면, 상기 파일사(210)와 제1 충전파일사(220)를 지지하는 지지력이 저하될 수 있고, 80 %를 초과하면 터프팅 작업성에 문제가 있어 상기한 범위가 바람직하다.
여기서, 상기 제1 충전파일사(220), 그리고 제2 충전파일사(230)는 크림프된 상태로 파일사(210)와 함께 터프팅되어 있는데 상기 제2 충전파일사(230)의 경우 백코팅층을 형성할 때의 열에 의해 열변형된 형태를 갖는다. 상기 열변형 상태란 열로 인하여 수축된 상태를 말한다. 즉, 이러한 열변형으로 인해 상기 제2 충전파일사(230)는 파일사(210)와 제1 충전파일사(220)를 안정적으로 지지 고정해줌은 물론, 충격흡수력을 높여주는 역할을 한다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체(1)는 복수 개의 파일사(210)와 복수 개의 제1 충전파일사(220), 그리고 제2 충전파일사(230)가 함께 기재층(100)에 터프팅되고, 제2 충전파일사(230)는 백코팅시 열처리되어 수축된 형태로 파일사(210)와 제1 충전파일사(220)를 지지할 수 있다.
상기와 같이 제1 충전파일사(220)는 파일사(210)를 지지하고, 제2 충전파일사(230)는 제1파일사(210)와 파일사(210)를 지지함으로써, 인조잔디의 직립 안정성을 더욱 확보할 수 있고, 충전재가 없더라도 충격흡수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
상기 파일사(210), 상기 제1 충전파일사(220), 그리고 제2 충전파일사(230)는 함께 터프팅될 때 중앙 부분은 기재층(100)의 하면에 위치하여 바늘땀을 형성하며, 양단은 기재층(100)의 터프팅 구멍을 통해 기재층(100)의 상면으로 돌출되어 있는 형태이다.
즉, 파일부(200)를 형성하는 복수 개의 파일사(210), 제1 충전파일사(220), 그리고 제2 충전파일사(230)는 상기 기재층(100)에 터프팅되고, 상기 파일부(200)의 폭과 길이 방향 터프팅 밀도 비율은 0.9~1.0 : 1.0일 수 있다.
상기 복수 개의 파일부(200)의 폭과 길이 방향 터프팅 밀도 비율가 0.9~1.0:1.0의 범위를 벗어나면 충격흡수성이 떨어지고, 직립안정성 및 회복율이 저하되어 수직방향으로 변형이 일어날 수 있어 상기한 범위가 바람직하다.
상기 백코팅층은 스틸렌 부타디엔 러버(Styrene Butadiene Rubber, SBR), 폴리우레탄(Polyurethane, PU) 라텍스(Latex) 또는 폴리에틸렌 필름(Polyethylene film), 페트(Polyethylene terephthalate, PET) 부직포를 건식열융착 방법을 이용하여 형성시킬 수 있다.
상기 백코팅층을 형성하는 방법은 통상의 기술이므로 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체의 제조방법은 복수 개의 파일사(210), 복수 개의 크림프(Crimp) 가공된 제1 충전파일사(220) 그리고 제2 충전파일사(230)를 기포지에 터프팅시켜 파일부(200)를 형성하는 단계, 그리고 상기 파일부가 형성된 기포지의 하부면을 고분자 수지로 백코팅층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 파일부 형성하는 단계는 파일사(210), 제1 충전파일사(220), 그리고 제2 충전파일사(230)가 하나의 니들로 함께 터프팅시키는 것을 특징한다.
본 발명의 다른 또 실시예에 따른 다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체의 제조방법은 복수 개의 파일사(210), 복수 개의 크림프(Crimp) 가공된 제1 충전파일사(220) 그리고 제2 충전파일사(230)를 기포지에 터프팅시켜 파일부를 형성하는 단계, 그리고 상기 파일부가 형성된 기포지의 하부면을 고분자 수지로 백코팅층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 파일부 형성하는 단계는 상기 파일사(210)와 제1 충전파일사(220)는 제1 니들로 함께 터프팅시키고, 상기 파일사(210)와 제2 충전파일사(230)는 상기 제1 니들에 이웃하는 제2 니들로 함께 터프팅시키는 것을 특징으로 한다.
상기 파일사(210), 제1 충전파일사(220), 그리고 제2 충전파일사(230)는 선형저밀도폴리에틸렌을 포함하며, 상기 백코팅층을 형성하는 단계에서 상기 제2 충전파일사(230)는 열에 의해 형태가 변형된다.
상기 백코팅층을 형성하는 단계는 고분자 필름을 열접합하는 것이다.
상기 백코팅층을 형성하는 단계는 90~97 ℃의 온도에서 수행될 수 있으며, 구체적으로 94~96 ℃일 수 있다.
상기 백코팅층을 형성하는 온도가 90 ℃ 미만이면, 제2 충전파일사(230)의 열변형이 일어나지 않아 파일사를 지지하는 지지력이 떨어질 수 있으며, 97 ℃를 초과하면 파일사, 그리고 제1 충전파일사(220)의 열변형이 일어나 인조잔디 구조체의 전체적인 물성이 떨어지고 미관이 좋지 못한 문제점이 있다.
상기 백고팅층을 형성하는 온도는 제2 충전파일사(230)의 연화점과 관련되어 있고 제2 충전파일사(230)가 백코팅시 열변형될 수 있는 온도라면 족하다.
따라서, 본 발명의 인조잔디 구조체(1)는 백코층을 형성하는 과정에서 제2 충전파일사(230)만이 열변형되어 파일사(210), 제1 충전파일사(220)를 기포지에 더욱 단단히 고정시켜 충격흡수력과 직립안정성을 확보할 수 있다.
상기의 파일사(210), 제1 충전파일사(220), 그리고 제2 충전파일사(230)에 관련된 내용은 상기에서 설명하였기에 이에 대한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체를 제조하기 위해, 6,000 데이어의 C-8 LLDPE(탄소수 8개, 선형저밀도폴리에틸렌을 95 중량% 함유한 파일사, 안료 5 %), 크림프 가공된 6,000 데이어의 C-8 LLDPE(탄소수 8개, 선형저밀도폴리에틸렌을 95 중량% 함유한 제1 충전파일사, 안료 5 %) 그리고 크림프 가공된 6,000 데이어의 C-8 LDPE(탄소수 8개, 선형저밀도폴리에틸렌을 95 중량% 함유한 제2 충전파일사, 안료 5 %)를 함께 기포지에 터프팅하였다.
터프팅한 후 폴리에틸렌 필름을 95 ℃에서 열융착시켜 인조잔디를 제조하였다.
여기서, 가로방향 세로방향 터프팅 밀도 비율을 0.9:1.0으로 하였으며, 파일의 길이는 35 mm이다. 또한, 크림프 가공된 제1 충전파일사의 높이는 20 mm이고, 크리프 가공된 제2 충잔파일사의 높이는 10 mm이다.
또한, 파일사의 연화점은 102 ℃, 제1 충전파일사의 연화점은 104 ℃, 제2 충전파일사의 연화점은 95 ℃이다.
실시예 2
실시예 1과 동일하게 실시하되, 섬도가 6,000 데니어인 제1 충전파일사 대신에 8,000 데니어인 제1 충전파일사를 사용하여 인조잔디를 제조하였다.
실시예 3
실시예 1과 동일하게 실시하되, 섬도가 6,000 데니어인 제2 충전파일사 대신에 8,000 데니어인 제2 충전파일사를 사용하여 인조잔디를 제조하였다.
비교예 1
실시예 1과 동일하게 실시하되, 제2 충전파일사를 제외하고 파일사와 제1 충전파일사만 사용하여 인조잔디를 제조하였으며, 제1 충전파일사의 섬도는 12,000인 것을 사용하였다.
비교예 2
비교예 1과 동일하게 실시하되, 섬도가 12,000 데니어인 제1 충전파일사 대신에 14,000 데니어인 제1 충전파일사를 사용하여 인조잔디를 제조하였다.
비교예 3
비교예 1과 동일하게 실시하되, 제2 충전파일사의 12,000 데이어의 C-8 LLDPE 대신에 15,000 데니어의 제2 충전파일사를 사용하여 인조잔디를 제조하였다.
비교예 4
6,000 데이어의 C-4 LLDPE(탄소수 4개, 선형저밀도폴리에틸렌을 95 중량% 함유, 안료 5 %) 파일사, 크림프 가공된 6,000 데이어의 C-4 LLDPE(탄소수 4개, 선형저밀도폴리에틸렌을 95 중량% 함유, 안료 5 %) 제1 충전파일사 그리고 크림프 가공된 6,000 데이어의 C-8 LDPE(탄소수 8개, 선형저밀도폴리에틸렌을 95 중량% 함유한 제2 충전파일사, 안료 5 %) 제2 충전파일사를 함께 기포지에 터프팅하였다.
터프팅한 후 폴리에틸렌 필름을 95 ℃에서 열융착시켜 인조잔디를 제조하였다.
여기서, 가로방향 세로방향 터프팅 밀도 비율을 0.9:1.0으로 하였으며, 파일의 길이는 35 mm이다. 또한, 크림프 가공된 제1 충전파일사의 높이는 20 mm이고, 크리프 가공된 제2 충잔파일사의 높이는 10 mm이다.
또한, 파일사의 밀도와 연화점은 0.920, 102 ℃, 제1 충전파일사의 밀도와 연화점은 0.920, 102 ℃, 제2 충전파일사의 밀도와 연화점은 0.915, 95 ℃이다.
비교예 5
비교예 4와 동일하게 실시하되, 6,000 데이어의 C-4 LLDPE(탄소수 4개, 선형저밀도폴리에틸렌을 95 중량% 함유, 안료 5 %) 제1 충전파일사 대신에 8,000 데이어의 C-4 LLDPE(탄소수 4개, 선형저밀도폴리에틸렌을 95 중량% 함유, 안료 5 %) 제1 충전파일사를 사용하여 인조잔디를 제조하였다.
비교예 6
비교예 5와 동일하게 실시하되, 6,000 데니어의 제2 충전파일사 대신에 8,000 데니어의 제2 충전파일사를 사용하여 인조잔디를 제조하였다.
실험예 : 충격흡수율 및 수직방향변형 측정
인조잔디 시스템 KSF 3888-1: 20177 품질 기준은 일반적인 축구, 야구장용의 경우 A-2 등급(grade)(파일 길이 35 mm ~ 45mm, 충전재 불포함, 충격 흡수패드 포함)이며, 충격흡수성이 50 % 이상이고, 수직 방향 변형 3~10 mm 이내이며, Lisport 마모성 테스트 후 충격흡수율은 35 % 이상이며, 수빅방향 변형율은 수직 방향 변형 3~10 mm이내이다.
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 6에 대한 충격흡수율 및 수직방향 변형을 측정하여 하기의 표 1에 나타내었다.
초기 스터드 마모후 반복압축회복율(%)
충격흡수율(%) 수직방향변형(mm) 충격흡수율(%)
KSF388-1 50 이상 3~10 35 이상 3~10 -
실시예 1 53 8.5 50 5.2 78
실시예 2 56 7.6 53 5.0 74
실시예 3 54 6.3 51 4.5 75
비교예 1 46 11.5 33 8.7 62
비교예 2 47 10.3 34 7.7 65
비교예 3 44 10.3 33 7.4 62
비교예 4 50 8.2 45 4.6 60
비교예 5 49 7.7 47 4.8 56
비교예 6 51 7.9 46 5.4 55
* 규사 충전: 10 kg/m2, 충격흡수패드: EPP 10T
상기의 표 1에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3은 모두 초기 충격흡수율과 수직방향변형 값이 KSF388-1: 20177 품질기준을 만족하는 것을 확인할 수 있으며, 20,200 Cycles 스터드 마모 후에도 품질기준에 만족하는 것을 확인할 수 있습니다.
주목할만한 점은 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3은 20,200 Cycles 스터드 마모 후에도 충격흡수율과 수직방향변형 값이 크게 변하지 않는 것으로 확인되나, 비교예 1 내지 6은 충격흡수율과 수직방향변형 값이 큰 폭으로 떨어지는 것을 확인할 수 있습니다.
따라서, 본 발명에 따른 다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체은 인조잔디의 직립 안정성을 확보하고 충격흡수성을 향상시킬 수 있습니다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
1: 다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체
100: 기재층
110: 폴리올레핀 직포
120: 폴리에스테르 직포
200: 파일부
210: 파일사
220: 제1 충전파일사
230: 제2 충전파일사
300: 백코팅층

Claims (12)

  1. 기재층,
    복수 개의 파일사, 크림프(Crimp) 가공된 복수 개의 제1 충전파일사, 그리고 2 충전파일사를 포함하고, 상기 기재층에 터프팅(Turfting)되는 파일부, 그리고
    상기 기재층의 하부면에 고분자 수지가 코팅(Coating)되어 형성된 백코팅층을 포함하며,
    상기 파일사, 상기 크림프 가공된 제1 충전파일사, 그리고 제2 충전파일사는 상기 기재층의 상면으로 돌출되어 있으며, 상기 기재층 상면으로 돌출된 상기 제1 충전파일사의 높이는 상기 파일사 높이 기준으로 1/2~3/4이고, 상기 제2 충전파일사의 높이는 상기 파일사 높이 기준으로 1/4~1/2이며,
    상기 파일사는 상기 파일사 100 중량% 기준으로 80~95 중량%로 선형저밀도폴리에틸렌을 포함하고, 밀도가 0.918~0.923이고, 연화점이 100~104 ℃이며,
    상기 제1 충전파일사는 상기 제1 충전파일사 100 중량% 기준으로 80~95 중량%로 선형저밀도폴리에틸렌을 포함하며, 밀도가 밀도가 0.920~0.925 이고, 연화점이 102~109 ℃이며,
    상기 제2 충전파일사는 상기 제2 충전파일사 100 중량% 기준으로 80~95 중량%로 선형저밀도폴리에틸렌을 포함하고, 밀도가 0.912~0.917이며, 연화점이 90~97 ℃이고,
    상기 제2 충전 파일사는 백코팅 시 열변형되어, 상기 파일사와 제1 충전파일사를 지지하는 것을 특징으로 하는,
    다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체.
  2. 제1항에서,
    상기 파일사, 제1 충전파일사 및 제2 충전파일사는 탄소수 3~8개의 에틸렌(Ethylene))이 공중합된 선형저밀도에틸렌(Linear Low Density Polyethylene)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체.
  3. 삭제
  4. 제1항에서,
    상기 파일사, 상기 제1 충전파일사 그리고 제2 충전파일사의 섬도(Denier)는 5,000~15,000 데니어인 것을 특징으로 하는,
    다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체.
  5. 제1항에서,
    상기 파일부의 폭과 길이 방향 터프팅 밀도 비율은 0.9~1.0:1.0인 것을 특징으로 하는,
    다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체.
  6. 제1항에서,
    상기 제1 충전파일사의 권축(Crimp)율은 20~50 %이고,
    상기 제2 충전파일사의 권축율은 50~80 %인 것을 특징으로 하는,
    다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체.
  7. 제1항에서,
    상기 기재층은 폴리올레핀(Polyolefine) 직포, 폴리에스테르(Polyester) 직포, 그리고 부직포가 순차적으로 적층되어 있는 것을 특징으로 하는,
    다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체.
  8. 삭제
  9. 복수 개의 파일사, 복수 개의 크림프(Crimp) 가공된 제1 충전파일사 그리고 제2 충전파일사를 기포지에 터프팅시켜 파일부를 형성하는 단계, 그리고
    상기 파일부가 형성된 기포지의 하부면을 고분자 수지로 백코팅층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 파일부 형성하는 단계는 파일사, 제1 충전파일사, 그리고 제2 충전파일사가 하나의 니들로 함께 터프팅시키는 것이며,
    상기 파일사는 상기 파일사 100 중량% 기준으로 80~95 중량%로 선형저밀도폴리에틸렌을 포함하고, 밀도가 0.918~0.923이고, 연화점이 100~104 ℃이며,
    상기 제1 충전파일사는 상기 제1 충전파일사 100 중량% 기준으로 80~95 중량%로 선형저밀도폴리에틸렌을 포함하며, 밀도가 밀도가 0.920~0.925 이고, 연화점이 102~109 ℃이며,
    상기 제2 충전파일사는 상기 제2 충전파일사 100 중량% 기준으로 80~95 중량%로 선형저밀도폴리에틸렌을 포함하고, 밀도가 0.912~0.917이며, 연화점이 90~97 ℃이고,
    상기 제2 충전 파일사는 백코팅 시 열변형되어, 상기 파일사와 제1 충전파일사를 지지하는 것을 특징으로 하는,
    다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체의 제조방법.
  10. 복수 개의 파일사, 복수 개의 크림프(Crimp) 가공된 제1 충전파일사 그리고 제2 충전파일사를 기포지에 터프팅시켜 파일부를 형성하는 단계, 그리고
    상기 파일부가 형성된 기포지의 하부면을 고분자 수지로 백코팅층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 파일부 형성하는 단계는 상기 파일사와 제1 충전파일사는 제1 니들로 함께 터프팅시키고, 상기 파일사와 제2 충전파일사는 상기 제1 니들에 이웃하는 제2 니들로 함께 터프팅시키는 것이며,
    상기 파일사는 상기 파일사 100 중량% 기준으로 80~95 중량%로 선형저밀도폴리에틸렌을 포함하고, 밀도가 0.918~0.923이고, 연화점이 100~104 ℃이며,
    상기 제1 충전파일사는 상기 제1 충전파일사 100 중량% 기준으로 80~95 중량%로 선형저밀도폴리에틸렌을 포함하며, 밀도가 밀도가 0.920~0.925 이고, 연화점이 102~109 ℃이며,
    상기 제2 충전파일사는 상기 제2 충전파일사 100 중량% 기준으로 80~95 중량%로 선형저밀도폴리에틸렌을 포함하고, 밀도가 0.912~0.917이며, 연화점이 90~97 ℃이고,
    상기 제2 충전 파일사는 백코팅 시 열변형되어, 상기 파일사와 제1 충전파일사를 지지하는 것을 특징으로 하는,
    다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체의 제조방법.
  11. 삭제
  12. 제9항 또는 10항에서,
    상기 백코팅층을 형성하는 단계는 90~97 ℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는,
    다층 섬유 충전층을 포함하는 인조잔디 구조체의 제조방법.
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