KR102154131B1 - 대리석 무늬의 모노필라멘트를 갖는 인조 잔디 - Google Patents

대리석 무늬의 모노필라멘트를 갖는 인조 잔디 Download PDF

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Abstract

대리석 무뉘를 갖는 인조 잔디
본 발명은 인조 잔디(1000)의 제조 방법으로서, 상기 방법은
액상 중합체 혼합물(100, 400, 500)을 제조하는 단계(100)로서, 상기 중합체 혼합물은 적어도 3상계이고, 상기 상들 중 제 1 상(402)은 제 1 중합체 및 제 1 염료를 포함하고, 상기 중합체 혼합물의 상들 중 제 2 상(404)은 제 2 중합체 및 제 2 염료를 포함하고, 상기 제 2 염료는 상기 제 1 염료와 상이한 색상을 갖고, 상기 제 2 중합체는 제 1 중합체와 동일 또는 상이한 타입이고, 상기 제 1 상 및 제 2 상은 서로 혼합되지 않고, 상기 제 1 상은 상기 제 2 상 내에서 중합체 비드를 형성하는, 단계;
상기 중합체 혼합물을, 상기 제 1 및 제 2 색상의 대리석 패턴을 포함하는 모노필라멘트(606)로 압출하는 단계(102);
상기 모노필라멘트를 급냉하는 단계(104);
상기 모노필라멘트를 재가열하는 단계(106);
상기 재가열된 모노필라멘트를 연신하여 상기 중합체 비드를 실형상 영역(800)으로 변형시키고 상기 모노필라멘트를 인조 잔디 섬유(1004)로 형성하는 단계(108);
상기 인조 잔디 섬유를 인조 잔디 안감(1002)에 함입하는 단계(110)
를 포함하는 방법을 제공한다.

Description

대리석 무늬의 모노필라멘트를 갖는 인조 잔디
본 발명은 합성 잔디로도 불리는 인조 잔디 및 인조 잔디의 제조에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 잔디를 모방하는 섬유의 제조에 관한 것으로, 특히 중합체 혼합물에 기반 한 인조 잔디 및 이들 인조 잔디 섬유로 이루어진 인조 잔디 카펫의 제품 및 제조 방법에 관한 것이다.
인조 잔디(artificial turf 또는 artificial grass)는 잔디를 대체하기 위해 사용되는 것으로 섬유들로 이루어진 표면이다. 그 인조 잔디의 구조는 그 인조 잔디가 잔디와 유사한 외관을 가지도록 디자인된다. 일반적으로 인조 잔디는 축구, 미식 축구, 럭비, 테니스, 또는 골프와 같은 스포츠용 표면, 또는 경기장 또는 운동장의 표면으로 사용된다. 또한, 인공 잔디는 조경 용도로도 자주 사용된다.
인조 잔디를 사용하는 것의 이점은 정기적으로 깎거나(mowing), 골라내거나 (scarifying), 거름을 주거나, 물을 뿌리는 것과 같은, 잔디 경기장 또는 조경 표면을 관리할 필요성을 제거한다는 것이다. 물뿌리기는 예를 들어, 물 사용에 대한 지역적인 제한으로 인해 어려울 수 있다. 다른 기후대에서는 잔디의 재성장 및 밀폐된 잔디 피복층의 재형성은 잔디 장에서 경기하거나 운동하는 것에 의한 천연 잔디 표면의 손상에 비해 느리다. 인조 잔디 장은 유사한 주의와 노력을 필요로 하지 않지만, 먼지 및 부스러기를 청소해야 하고 정기적으로 솔질해야 하는 것과 같은 어느 정도의 유지 보수를 필요할 수 있다. 이는 경기나 운동 중에 아래로 꺽인 후의 섬유를 세우는 데 도움을 주기 위해 수행될 수 있다. 이는 5 내지 15년의 사용 시간에 걸쳐서, 인조 잔디 경기장은 높은 기계적 마모에 견딜 수 있고, UV에 견딜 수 있고, 열 순환 또는 열 노화에 견딜 수 있고, 화학 물질 및 다양한 환경 조건과의 상호 작용에 견딜 수 있는 것이 이로울 수 있다. 그러므로 인조 잔디는 사용 수명이 길고, 내구성이 있으며, 그의 사용 시간 동안 외관뿐만 아니라 그의 경기 및 표면 특성을 유지하는 것이 유리하다.
많은 용도를 위해, 천연 잔디의 외관을 충실하게 재현하는 인조 잔디를 제조하는 것이 요구된다.
또한, 용이하게 제조될 수 있고 대리석 색상 패턴을 갖는 인조 잔디를 제조하는 것이 바람직할 수 있다.
미국 특허 출원 제 2010/0173102 A1호는 피복(cladding) 재료가 코어 용도로 사용되는 재료의 소수성과 상이한 소수성을 갖는 것을 특징으로 하는 인조 잔디를 개시하고 있다.
US 20070154661A1호는 천연 잔디를 재현하는 합성 잔디 얀(yarn)을 기재하고 있다. 압출기에는 여러 색상의 스트라이프들의 형태의 PE와 같은 물질이 공급된다. 그 압출기는 압출 제품이 균일한 채색을 나타내지 않도록 제어된다. 그러나 상기 특허 문헌은 압출 공정 동안 여러 색상의 PE 스트라이프들의 균질한 혼합이 어떻게 방지될 수 있는지를 개시하지 않고 있다.
WO 2015/144223 Al호는 인조 잔디 제조 방법을 기재하고 있다. 그 방법은 적어도 삼상계인 중합체 혼합물을 제조하는 단계를 포함한다. 그 중합체 혼합물은 제 1 중합체, 제 2 중합체, 및 상용화제(compatibilizer)를 포함한다. 상기 제 1 중합체 및 제 2 중합체는 서로 혼합되지 않는다. 상기 제 1 중합체는 상기 제 2 중합체 내에서 상기 상용화제에 의해 둘러싸인 중합체 비드를 형성한다. 상기 방법은 중합체 혼합물을 모노필라멘트로 압출하고, 그 모노필라멘트를 급냉, 재가열 및 연신하여 그 중합체 비드를 실같은(threadlike) 영역으로 변형시키고 그 인조 잔디 섬유를 인조 잔디 카펫에 함입하는 것을 포함한다.
많은 용도를 위해, 천연 잔디의 외관을 충실하게 재현하는 인조 잔디를 제조하는 것이 요구된다.
또한, 용이하게 제조될 수 있고 대리석 색상 패턴을 갖는 인조 잔디를 제조하는 것이 바람직할 수 있다.
미국 특허 출원 제 2010/0173102 A1호는 피복(cladding) 재료가 코어 용도로 사용되는 재료의 소수성과 상이한 소수성을 갖는 것을 특징으로 하는 인조 잔디를 개시하고 있다.
US 20070154661A1호는 천연 잔디를 재현하는 합성 잔디 얀(yarn)을 기재하고 있다. 압출기에는 여러 색상의 스트라이프들의 형태의 PE와 같은 물질이 공급된다. 그 압출기는 압출 제품이 균일한 채색을 나타내지 않도록 제어된다. 그러나 상기 특허 문헌은 압출 공정 동안 여러 색상의 PE 스트라이프들의 균질한 혼합이 어떻게 방지될 수 있는지를 개시하지 않고 있다.
본 발명은 독립 청구항에서, 제 1 및 제 2 색상의 대리석 패턴(marbled pattern)을 포함하는 모노필라멘트를 갖는 인조 잔디의 제조 방법을 제공한다. 구체예들은 종속 청구항들에 기재되어 있다.
한 측면에서, 본 발명은 인조 잔디 제조 방법을 제공한다. 그 방법은
액상 중합체 혼합물을 제조하는 단계로서, 상기 중합체 중합물은 적어도 삼상계(two-phase system)이고, 상기 상들 중 제 1 상은 제 1 중합체 및 제 1 염료를 포함하고, 상기 중합체 혼합물의 상들 중 제 2 상은 제 2 중합체 및 제 2 염료를 포함하고, 상기 제 2 염료는 제 1 연료와 상이한 색상을 갖고, 상기 제 2 중합체는 제 1 중합체와 동일 또는 상이한 타입이고, 상기 제 1 및 제 2 상은 서로 혼합될 수 없고, 상기 제 1 상은 제 2 상 내에서 중합체 비드를 형성하는 것인, 단계;
상기 중합체 혼합물을, 상기 제 1 및 제 2 색상의 대리석 패턴을 포함하는 모노필라멘트로 압출하는 단계;
상기 모노필라멘트를 급냉하는 단계;
상기 모노필라멘트를 재가열하는 단계;
상기 재가열된 모노필라멘트를 연신하여 상기 중합체 비드를 실형상 영역으로 변형시키고 상기 모노필라멘트를 인조 잔디 섬유로 형성하는 단계;
상기 인조 잔디 섬유를 인조 잔디 안감(backing)에 함입하는 단계
를 포함한다.
본 발명의 구체예들은 천연 잔디에서 발생하는 색상들을 나타내는 제 1 및 제 2 색상, 예를 들어 녹색 및 황색, 연녹색 및 암녹색, 또는 녹색 및 연갈색 등을 사용할 수 있다. 상기 구체예들은 천연 잔디의 외관이 아주 충실하게 재현된다는 장점이 있다. 다른 구체예들에서, 대리석 무늬이지만 필수적이지 않은 다른 천연 잔디와 유사한 무늬를 생성하기 위해 다른 색상 조합들이 사용될 수 있다.
추가의 유익한 측면에서, 두 개의 상이한 염료들이 두 개의 상이한 상(phase)들로 분리되어 있는 액상 중합체 혼합물로서, 상기 상들 중 하나가 비드(bead)의 형태로 제 2 상에서 "에멸션화"되어 있는 액상 중합체 혼합물을 제조하는 것이 유리한데, 이 경우, 두 염료들의 때이른(premature) 혼합을 기계적으로 방지함으로써 제 1 및 제 2 색상의 중간 색상을 갖는 모노필라멘트가 아닌 대리석 패턴을 갖는 모노필라멘트가 확실히 제조되도록 하는 주문제작 압출기를 사용하거나 제조할 필요가 없기 때문이다. 따라서, 본 발명의 구체예들은 흑백 모노필라멘트들을 제조하는데 사용되는 것과 동일한 압출기를 이용하여 대리석 무늬의 모노필라멘트를 제조하는 것을 가능하게 한다. 이는 제조 비용을 감소시킬 수 있고, 하나의 용융 및 압출 장치를 이용하여 제조될 수 있는 인조 잔디 타입의 다양성을 증가시킬 수 있다.
또한, 천연 잔디의 조직을 정확히 재현하는 인조 잔디를 제공하기 위하여, 하나의 복잡한 방사 도구(spinneret tool)를 제공하기 위한 여러 압출 헤드를 필요로 하는 복잡한 공압출이 요구되지 않는다.
추가의 유익한 측면에서, 본 발명의 구체예들에 따라, 압출하고자 하는 액상 중합체 혼합물의 제조 및 압출 과정 그 자체가 두 염료들의 균질 혼합물을 발생하지 않는 것을 확보할 수 있다. 만일 예를 들어, 동일한 중합체 타입에 기반하고 상이한 색상들의 안료를 포함하는 두 개 이상의 PE 스트라이프들이 압출기에 동시에 공급되는 경우, 온도, 압력, 압출 시간 및 다른 압출 파라미터들은 균일한 중간 색상을 갖는 압출 제품을 제공하는 상이한 염료들의 혼합을 방지하도록 아주 조심스럽게 선택되어야 한다. 반대로, 본 발명의 구체예들은 대리석 무늬의 섬유를 제조할 수 있고, 증가된 온도, 압출기에서 상이한 중합체들을 교반 및 혼합하는 연장된 시간, 압력, 및 두 염료의 균질 혼합물을 발생할 수 있는 다른 인자들과 같은 공정 변수에 대하여 특히 강한 인조 잔디 섬유 제조 방법을 제공한다. 이는 상기 상이한 염료들을 갖는 적어도 두 종의 중합체가 상이한 상들을 형성함으로써, 고온 또는 교반 조건하에서도 서로 혼합되지 않기 때문이다.
추가의 유익한 측면에서, 본 발명의 구체예들은 특히 미세한 과립상(granular)의 대리석 패턴을 갖는 모노필라멘트를 제조하는 것을 가능하게 하는데, 이는 하나의 상의 작은 소적(droplet)들은 상기 액상 중합체 혼합물이 압출될 때 까지 상기 혼합물에서 에멀션 형태로 생성 및 안정화될 수 있기 때문이다(예를 들어, 도 3b에서 도시된 단일 필라멘트의 대리석 무늬 참조).
추가의 유익한 측면에서, 상기 제 2 중합체 및 임의의 비혼합성 중합체들은 두 종의 상이한 중합체들이 제 1 및 제 2 중합체로서 사용되는 경우에도 서로 박리되지 않을 수 있다. 상기 실같은 영역은 제 2 중합체에 매립되어 있다. 따라서, 이들을 박리(delaminate)하는 것은 불가능하다.
구체예들에 따라, 상용화제가 상기 중합체 혼합물에 첨가되고 상기 제 1 및 제 2 중합체들을 인터페이스(interface)시킴으로써, 상기 두 종의 상이한 중합체들의 박리를 방지한다. 바람직하게는, 상기 상용화제는 극성 중합체와 비극성 중합체 사이의 극성 차이에 의해 상분리되는 중합체 혼합물에 첨가된다.
상기 제 1 중합체 및 제 2 중합체를 사용하면 인조 잔디 섬유의 특성이 조절될 수 있다. 예를 들어, 인조 잔디에 천연 잔디와 더욱 유사하고 더욱 부드러운 느낌을 주기 위해 더욱 큰 질량 분율(mass fraction)을 갖는 중합체, 예를 들어 제 2 중합체로서 더욱 연질의 플라스틱, 예를 들어 PE가 사용될 수 있다. 인조 잔디에 더욱 높은 탄력성 및 안정성을 주고 밟히거나 내리눌려진 후 다시 튀어오르는 능력을 주기 위해 더욱 작은 분율을 갖는 중합체, 예를 들어 제 1 중합체, 또는 다른 비혼합성 중합체로서 더욱 경질의 플라스틱, 예를 들어 PA가 사용될 수 있다.
추가의 장점은 어쩌면, 상기 실같은 영역들이 압출 과정 동안의 유체역학적 특성(fluid dynamics)으로 인해 압출 과정 동안 모노필라멘트의 중심 영역에 집중되면서, 상기 실같은 영역들의 상당한 부분이 모노필라멘트의 표면에도 여전히 존재하여 대리석 패턴의 외관을 생성한다는 것이다. 따라서, 상기 더욱 경질의 물질은 모노필라멘트의 중심부에 집중될 수 있고, 더욱 많은 양의 더욱 연질의 플라스틱은 상기 모노필라멘트의 외측 영역에 집중될 수 있다. 또한, 이는 강직성(rigidity), 표면 평활성 및 표면 착색 및 조직의 측면에서 잔디와 더욱 유사한 특성을 갖는 인조 잔디 섬유로 이어질 수 있다.
인조 잔디 섬유의 후속 착색과 비교하여, 본 발명의 구체예들은 그의 표면뿐만 아니라 내측에서 대리석 색상 패턴을 포함하는 모노필라멘트를 제공한다. 필라멘트가 분할되거나, 그의 표면이 마모되거나 또는 그렇지 않으면 손상되는 경우, 대리석 색상 패턴은 모노필라멘트의 표면으로 국한되지 않기 때문에 제거되지 않게 된다.
추가의 장점은 인조 잔디 섬유가 개선된 장기 탄성(long term elasticity)을 갖는다는 것일 수 있다. 따라서, 이들 섬유는 더욱 자연스럽게 자신의 모양을 회복하고 사용 후 또는 밟힌 후 일어서기 때문에 그 섬유들을 솔질할 필요성이 감소되고 인조 잔디의 관리의 필요성이 감소될 수 있다.
접근방법 I: 상이한 극성을 갖는 중합체들을 사용함에 의한 상들의 분리
구체예들에 따라, 상기 제 1 및 제 2 중합체들은 이들 중 하나는 극성 중합체이고 다른 하나는 비극성 중합체라는 점에서 서로 다르다. 상기 중합체들은 그 극성 차이가 제 1 중합체로 주로 구성되는 제 1 상 및 제 2 중합체로 주로 구성되는 제 2 중합체의 상분리를 발생하기에 충분하도록 선택된다.
구체예들에 따라, 상기 제 1 중합체는 극성 중합체,예를 들어, 폴리아미드(PA)이다.
구체예들에 따라, 상기 제 2 중합체는 비극성 중합체, 예를 들어, 폴리에틸렌(PE)이다. 구체예들에 따라, 상기 액상 중합체 혼합물은 적어도 3상계이다. 상기 상들의 제 3 상은 상용화제를 포함한다. 그 제 1 상은 상기 제 2 상 내에서 제 3 상으로 둘러싸인 중합체 비드를 형성한다.
구체예들에 따라, 상기 중합체 혼합물은 0.05 중량% 내지 8 중량% , 더욱 바람직하게는 0.2 내지 4 중량%, 더욱 바람직하게는 0.4 내지 2 중량%의 농도로 상용화제를 포함한다.
상기 중합체 비드는 결정성 부분 및 비결정성 부분을 포함한다. 상기 중합체 비드를 실같은 영역으로 연신하면 비결정성 부분에 비해 결정성 부분의 크기가 증가된다.
구체예들에 따라, 상기 중합체 혼합물의 제조는
상기 제 1 중합체를 상용화제와 혼합하여 제 1 혼합물을 형성하는 단계;
상기 제 1 혼합물을 가열하는 단계;
상기 제 1 혼합물을 압출하는 단계;
상기 압출된 제 1 혼합물을 과립화하는 단계;
상기 과립화된 제 1 혼합물을 제 2 중합체와 혼합하는 단계; 및
상기 과립화된 제 1 혼합물을 제 2 중합체와 함께 가열하여 중합체 혼합물을 형성하는 단계
를 포함한다.
구체예들에 따라, 상기 중합체 혼합물은 제 1 중합체를 1 내지 30 중량%로 포함한다. 구체예들에 따라, 상기 중합체 혼합물은 제 2 중합체를 1 내지 20 중량%로 포함한다. 구체예들에 따라, 상기 중합체 혼합물은 제 2 중합체를 5 내지 10 중량%로 포함한다. 상기 실시에들에서, 상기 중량의 나머지는 제 2 중합체 및 중합체 혼합물에 투입된 임의의 다른 추가의 첨가제와 같은 성분들로 구성될 수 있다.
구체예들에 따라, 상기 중합체 혼합물은 제 2 중합체를 70 내지 90 중량%로 포함한다. 상기 실시에들에서, 상기 중량의 나머지는 제 1 중합체 및 중합체 혼합물에 투입된 임의의 다른 추가의 첨가제와 같은 성분들로 구성될 수 있다.
구체예들에 따라, 상기 제 1 중합체는 하기의 것들 중 어느 하나이다: 폴리아미드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT).
구체예들에 따라, 상기 제 2 중합체는 하기의 것들 중 어느 하나이다: 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 이들의 혼합물.
예를 들어, PA가 제 2 중합체로서 사용될 수 있고, PE가 제 2 중합체로서 사용될 수 있고, MAH와 같은 상용화제가 실같은 영역으로 압출된 PA 비드를 PE 물질에 매립하기 위해 사용된다. 하나의 특정 실시예에 따라, 5의 융융 질량 흐름 속도(190°/2.16 kg에서 측정)를 갖는 PA6.6 또는 PA 6.6가 제 1 중합체로서 사용되고, 1.8의 융융 흐름 속도(190°/2.16 kg에서 측정)를 갖는 PE가 제 2 중합체로서 사용된다. 상기 두 중합체들의 상기 용융 흐름 속도 차이는 상분리를 유도하기에 충분하지 않지만, 그 극성 차이는 제 3 상을 형성하는 상용화제에 의해 서로 분리될 수 있는 상이한 상들로 제 1 및 제 2 중합체를 분리시키기에 충분한 것이다.
구체예들에 따라, 상기 상용화제는 하기의 것들 중 어느 하나일 수 있다: 그라프트된 말레산 무수물(MAH), 에틸렌 에틸 아세테이트(EEA), 폴리에틸렌 또는 폴리아미드에 그라프트된 말레산; 폴리에틸렌, SEBS(스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌), EVA(에틸렌-비닐 아세테이트), EPD(에틸렌-프로필렌 디엔) 또는 폴리프로필렌과 말레산, 글리시딜 메타크릴레이트, 불포화산의 리시놀옥사졸린 말레이네이트 또는 이의 무수물과의 유리기 개시 그라프트 공중합체(free radical initiated graft copolymer)에 그라프트된 말레산 무수물; SEBS와 글리시딜 메타크릴레이트의 그라프트 공중합체; EVA와 머캅토아세트산 및 말레산 무수물과의 그라프트 공중합체; EPDM(Ethylene propylene dienterpolymer)과 말레산 무수물의 그라프트 공중합체; 폴리프로필렌과 말레산 무수물의 그라프트 공중합체; 폴리올레핀-그라프트-폴리아미드폴리에틸렌 또는 폴리아미드; 및 폴리아크릴산 타입 상용화제.
상이한 타입들의 중합체, 예를 들어 전술한 바와 같은 비극성 폴리에틸렌과 극성 폴리아미드의 혼합물을 사용하는 것은, 대리석 색상 패턴을 나타내고 더욱 경질의 PA로 인해 마모 및 인열(tear)에 대하여 증가된 내구성을 갖는 동시에 순수한 PA계 모노필라멘트와 비교하여 더욱 평탄한 표면 및 증가된 탄성을 나타내는 인조 잔디 섬유가 제조된다는 장점을 갖는다. 상기 상용화제는 박리(delaminization)를 방지한다.
접근방법 II: 상이한 용융 질량 흐름 속도들을 갖는 상이한 중합체들을 사용함에 의한 상들의 분리
구체예들에 따라, 상기 방법은 적어도 상기 제 1 및 제 2 중합체가 용융될 때 까지 상기 제 1 및 제 2 중합체들의 고체 혼합물을 가열하여 액상 중합체 혼합물을 생성하는 것을 포함한다.
상기 제 1 및 제 2 상의 상 분리는 상기 제 1 및 제 2 중합체의 용융 질량 흐름 속도(melt mass-flow rate)의 차이가 상기 제 1 및 제 2 중합체의 용융 혼합물의 상 분리를 초래하도록 제 1 및 제 2 중합체를 선택함으로써 달성된다. 예를 들어, 이는 상기 용융 질량 흐름 속도 차이가 특정 온도에서 상분리를 발생하는 지를 테스트하기 위하여 상이한 용융 질량 흐름 속도들의 중합체들을 혼합한 다음 그 중합체 혼합물을 가열함으로써 실험적으로 결정될 수 있다.
구체예들에 따라, 상기 중합체 혼합물 중 더욱 작은 질량을 갖는 중합체는 더욱 큰 질량을 갖는 중합체의 용융 흐름 질량 속도(190℃/2.16 kg)와 적어도 3 g/10 min 만큼 차이가 있는 용융 흐름 질량 속도를 갖는다.
구체예들에 따라, 상기 제 1 중합체(예를 들어, 더욱 작은 질량을 갖는 것, 예를 들어, 제 1 PE 변형체)는 0.5 내지 5 g/10 min의 융용 질량 흐름 속도(190℃/2.16 kg)를 갖는다. 상기 제 2 중합체(예를 들어, 더욱 큰 질량을 갖는 것, 예를 들어 제 2 중합체, 예를 들어, 제 2 PE 변형체)는 8 내지 100 g/10 min의 융용 질량 흐름 속도(190℃/2.16 kg)를 갖는다.
제 1 실시예에 따라, 4의 융용 질량 흐름 속도(190℃/2.16 kg에서 측정)를 갖는 제 1 선형 저밀도 폴리에틸틸렌(LLDPE)이 제 1 중합체로 사용되고, 20의 융용 흐름 속도(190℃/2.16 kg에서 측정)를 갖는 제 2 LLDPE가 제 2 중합체로 사용된다.
제 2 실시예에 따라, 0.9의 융용 질량 흐름 속도(190℃/2.16 kg에서 측정)를 갖는 제 1 LLDPE가 1 중합체로 사용되고, 20의 융용 흐름 속도(190℃/2.16 kg에서 측정)를 갖는 제 2 LLDPE가 제 2 중합체로 사용된다.
상이 용융 질량 흐름 속도는 사용된 폴리올레핀의 분자량의 함수이고 따라서 그의 타입 및 사슬 길이의 함수이다. 실제적으로, 상기 용융 질량 흐름 속도는 서적 또는 제품 설명서로부터 유도될 수 있거나, 또는 예를 들어, 압출 가소도계(extrusion plastometer)에 의한 열가소성 물질의 용융 흐름 속도에 대한 표준 테스트 방법인 ASTM D1238에 따라 실험적으로 용이하게 결정될 수 있다.
구체예들에 따라, 상기 제 1 중합체는 더욱 작은 질량을 갖는 중합체이다. 상기 제 1 중합체는 에를 들어, 제 1 PE 변형체(variant)일 수 있다. 상기 제 2 중합체는 더욱 큰 질량을 갖는 중합체이다. 상기 제 2 중합체는 에를 들어, 제 2 PE 변형체(variant)일 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 PE 변형체들은 전술한 바와 같이 상이한 용융 질량 흐름 속도를 갖는다. 특정의 중합체 변형체의 용융 질량 흐름 속도는 일반적으로 특정 중합체 타입의 제조사에 의해 공개되거나 또는 예를 들어 ASTM D1238에 정의된 바와 같은 표준 용융 흐름 측정치를 통해 경험적으로 용이하게 결정될 수 있다.
구체예들에 따라, 에를 들어 상기 제 1 및 제 2 중합체의 물리화학적 특성이 충분히 유사하여 박리가 일어나지 않는 경우, 접근방법 II의 경우에는 상용화제가 필요하지 않다. 그렇지 않은 경우, 상용화제가 접근방법 I에 대하여 설명된 바와 같이 사용될 수 있다.
상기 두 가지 접근법 덕분에, 대리석 색상을 생성하기 위해 많은 수의 폴리머 타입들이 조합될 수 있다. 많은 경우, 이는 임의의 추가의 제조 단계 또는 화학적 화합물이 없이 달성될 수 있다. 두 개의 상이한 중합체들의 조합으로부터 얻어지는 추가의 바람직한 효과, 예를 들어, 마모 및 인열에 대한 개선된 저항성, 증가된 탄성, 표면 평활성, 강직성, 표면 거칠기 등이 달성될 수 있다.
두 접근방법 I 및 II의 추가의 구체예
구체예들에 따라, 상기 중합체 혼합물의 조성, 압출-질량 온도, 급냉욕 온도 및/또는 연신율(stretch factor)은 제 1 염료가 제 2 상 내로 확산하는 것을 방지하고 제 2 염료가 제 1 상 내로 확산하는 것을 방지한다. 또한, 상기 조건들은, 사람의 눈으로 볼 수 있고 전술한 바와 같은 상이한 색상들의 실(thread)들의 반복 패턴을 갖는 대리석 무늬의 구조가 제공되도록 소정의 상의 상당한 수의 중합체 도메인들이 급냉동안에 통합되는 것을 가능하게 한다.
구체예들에 따라, 상기 중합체 혼합물의 조성, 압출 공정 조건 또는 연신율은 중합체 상들의 체적이 크고 두 개 상이한 상들이 액체로 존재하는 시간이 짧아서 각각의 다른 상으로의 염료의 확산이 방지되도록 선택된다.
구체예들에 따라, 상기 압출은 40 내지 140 bar, 더욱 바람직하게는 60 내지 100 bar, 더욱 바람직하게는 70 내지 90 bar, 예를 들어 80 bar의 압력에서 수행된다.
구체예들에 따라, 상기 압출시의 중합체 혼합물은 190 내지 260℃("압출-질량-온도"), 더욱 바람직하게는 210 내지 250℃, 아주 더 바람직하게는 220 내지 240℃의 온도를 갖는다.
구체예들에 따라, 상기 연신비는 1.1 내지 8, 더욱 바람직하게는 3 내지 7, 아주 더 바람직하게는 4.5 내지 6의 범위이다. 본원에서 사용되는 "연신비"는 소정의 인조 잔디 모노필라멘트의 길이가 연신 단계에 의해 연장되는 비이다.
구체예들에 따라, 상기 급냉 용액, 예를 들어, 물 중탕은 10 내지 60℃, 더욱 바람직하게는 25℃ 내지 45℃, 아주 더 바람직하게는 32℃ 내지 40℃의 온도(압출 노즐 또는 홀(들)의 바로 이후)를 갖는다. 상기 급냉 용액의 온도는 모노필라멘트의 압출과 다수의 액상 중합체 상들의 응고 사이의 한정된 시간 내에서 특정 상의 다수의 중합체 도메인들이 통합될 수 있도록 함으로써, 상기 응고가 중합체 도메인들의 임의의 추가의 이동 및 융합을 방지하기 전에, 원하는 평균 두께를 갖는 제 1 중합체의 실들을 생성하기 때문에 바람직할 수 있다.
또한, 상기 중합체 상들이 액체로 존재하는 시간 및 염료가 다른 상으로 우선적으로 확산할 수 있는 시간은 짧아서 다른 상으로의 유의한 염료 확산이 방지된다. 또한, 고압하에서 및 액상 중합체 혼합물(압출시에 관찰된 바와 같은)에서의 난류 조건에서, 특정의 상의 다수의 중합체 도메인들은 통합되지 않는 것으로 관찰되었다. 이러한 "난류(turbulent)" 조건하에서, 상기 제 1 중합체 상의 실들은 흔히 얇아서, 압출 필라멘트가 압출 직후에 응고하지 않는 경우 대리석 무늬의 구조가 관찰될 수 없다. 그러나, 전술한 바와 같은 급냉액 온도 및 압출 질량 온도를 사용하는 경우, 동일 상의 상이한 중합체 도메인들은 중합체 혼합물 흐름이 층류가 된 후 통합되기에 충분한 시간을 가짐으로써, 예를 들어 15 cm 이하의 거리에서 사람의 눈으로 보는 경우 대리석 색상을 나타내기에 충분히 큰 크기 및 두께를 갖는 실들을 형성한다.
구체예들에 따라, 상기 압출은 80 bar의 압력에서 수행되고, 압출시의 상기 중합체 혼합물은 230℃의 온도를 갖고, 연신비는 5 이고, 급냉 용액, 예를 들어, 물중탕은 35℃의 온도를 갖는다.
구체예들에 따라, 상기 제 1 및 제 2 염료는 각각 무기 염료, 유기 염료, 또는 이들의 혼합물이다. 상기 언급된 조건들은 염료의 극성 및 분자량에 상관없이 염료가 각각의 다른 상으로 확산하는 것을 방지하게 된다.
이는 염료들의 각각의 다른 상으로의 확산 및 이에 따른 염료들의 혼합이 방지됨으로써 제 1 및 제 2 염료들의 임의의 조합의 경우 대리석 색상 느낌이 확실히 생성되기 때문에 유리할 수 있다.
구체예들에 따라, 상기 중합체 혼합물은 0.2 중량% 내지 40 중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 15중량%, 더욱 바람직하게는 2 내지 10중량%의 제 1 중합체를 포함한다. 상기 실시예에서, 상기 중량의 나머지는 제 2 중합체 및 중합체 혼합물에 투입된 임의의 다른 추가의 첨가제와 같은 성분으로 구성될 수 있다.
구체예들에 따라, 상기 중합체 혼합물은 60 중량% 초과, 바람직하게는 70중량% 초과의 제 2 중합체를 포함한다. 상기 중합체 혼합물의 90% 초과가 제 2 중합체로 구성되는 것이 가능하다. 상기 실시예에서, 상기 중량의 나머지는 제 1 중합체 및 중합체 혼합물에 투입된 임의의 다른 추가의 첨가제와 같은 성분으로 구성될 수 있다.
구체예들에 따라, 상기 필라멘트의 대리석 패턴은 천연 잔디의 색상 패턴을 재현한다.
구체예들에 따라, 상기 제 1 염료는 제 1 상의 중량을 기준으로 0.5 내지 5 중량%, 더욱 바람직하게는 1.5 내지 2 중량%의 농도의 아조-니켈 안료 복합체이다. 예를 들어, LANXESS사의 아조-니켈 안료인 "BAYPLAST®Gelb 5GN"이 제 1 염료로 사용될 수 있다. 바람직하게는, 상기 제 1 염료는 황색, 연녹색 또는 황녹색을 갖는다.
구체예들에 따라, 상기 제 2 염료는 제 2 상의 중량을 기준으로 0,001 내지 0,3 중량%, 바람직하게는 0,05 내지 0,2 중량%의 농도의 프탈로시아닌 그린이다. 바람직하게는, 상기 제 2 염료는 녹색 또는 암녹색을 갖는다. 구체예들에 따라, 상기 인조 잔디 섬유는 인조 잔디 안감(backing)을 지나 예정 길이만큼 연장되고, 실형상 영역은 상기 예정 길이의 1/2 미만의 길이를 갖는다.
구체예들에 따라, 상기 실형상 영역은 2 mm 미만의 길이를 갖는다.
구체예들에 따라, 상기 압출-질량 온도, 혼합기의 교반 파라미터는 압출 전의 용융 중합체 혼합물 내의 비드들의 평균 직경이 50 마이크로미터 미만, 바람직하게는 0.1 내지 3 마이크로미터, 바람직하게는 1 내지 2 마이크로미터이도록 선택된다.
압출 중합체 혼합물이 층류 상태에 도달한 후 동일 상의 중합체 도메인들의 통합을 가능하게 하는 급냉 조건과 함께 상기 특징은, 두 개의 상이한 색상들의 존재가 50 내지 1000μm, 더욱 바람직하게는 100-700μm 마다 변화하는 대리석 구조의 형성을 지지하기 때문에 유리할 수 있다.
따라서, 압출 동안, 상기 제 1 중합체의 중합체 도메인들은 제 2 중합체 상 내에 매우 미세한 과립으로 분산되고, 제 1 색상을 나타내는 모노필라멘트의 표면상의 부분들은 모노필라멘트가 응고될 때 까지 압출 후 다수의 제 1 상 도메인들의 통합을 통해 조립질(coarse-grained)의 구조체로 형성될 수 있다. 이는 제 1 및 제 2 중합체의 보다 양호한 혼합을 가능하게 하고 박리를 방지할 수 있다.
구체예들에 따라, 상기 중합체 혼합물은 하기의 것들 중 어느 하나를 추가로 포함할 수 있다: 왁스, 소광제(dulling agent), UV 안정화제, 난연제, 항산화제, 안료, 및 이들의 조합.
구체예들에 따라, 상기 인조 잔디 섬유의 제조는 상기 연신된 모노필라멘트를 얀(yarn)으로 형성하는 것을 포함한다. 다수, 예를 들어, 4 내지 8개의 모노필라멘트들이 얀으로 형성 또는 마무리될 수 있다.
구체예들에 따라, 상기 인조 잔디 섬유의 제조는 상기 연신된 모노필라멘트를 제직(weaving), 방사, 가연(twisting), 재권취 또는 다발화(bundling)하여 인조 잔디 섬유를 얻는 것을 포함한다. 이러한 인조 잔디 제조 기법은 예를 들어 미국 특허 출원 제 US 20120125474 A1호로부터 알려져 있다.
구체예들에 따라, 상기 인조 잔디 섬유의 인조 잔디 안감에의 함입은 상기 인조 잔디 섬유를 인조 잔디 안감에 촘촘하게 심고(tufting), 상기 인조 잔디 섬유를 인조 잔디 안감에 결합시키는 것을 포함한다.
구체예들에 따라, 상기 인조 잔디 섬유의 인조 잔디 안감에의 함입은 상기 인조 잔디 섬유를 상기 인조 잔디 안감 내로 직조하는 것을 포함한다.
추가의 측면에서, 본 발명은 본 원에서 기재한 구체예들 중 어느 하나의 방법에 따라 제조한 인조 잔디에 관한 것이다.
추가의 측면에서, 본 발명은 인조 잔디 안감 및 상기 인조 잔디 안감에 함입된 인조 잔디 섬유를 포함하는 인조 잔디에 관한 것이다. 상기 인조 잔디 섬유는 그의 표면상에 제 1 및 제 2 색상의 대리석 패턴을 포함하는 적어도 하나의 모노필라멘트를 포함한다. 상기 모노필라멘트는 압출 단계에서 액상 중합체 혼합물로부터 제조한 모노필라멘트이다. 상기 적어도 하나의 모노필라멘트는 각각
실같은 영역들의 형태의 제 1 중합체로서, 제 1 색상을 갖는 제 1 염료를 포함하는 제 1 중합체;
제 2 색상을 갖는 제 2 염료를 포함하는 제 2 중합체를 포함하고, 상기 실같은 영역들은 상기 제 2 중합체에 매립되어 있고, 상기 제 1 중합체는 상기 제 2 중합체와 혼합되지 않는다.
구체예에 따라, 상기 중합체 혼합물은 80 내지 90 중량%의 제 2 중합체를 포함한다. 이러한 실시예에서, 상기 중량의 나머지는 제 1 중합체, 어쩌면 상기 중합체 혼합물에 존재하는 경우의 제 3 중합체, 상기 중합체 혼합물에 존재하는 경우의 상용화제, 및 상기 중합체 혼합물에 첨가된 임의의 다른 화학물질 또는 첨가제로 구성될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 연신된 모노필라멘트는 인조 잔디 섬유로 직접 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 모노필라멘트는 단일 섬유 또는 필라멘트(모노필라멘트)로 압출될 수 있고 인조 잔디 안감에 직접 함입될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 인조 잔디 섬유는, 일반적으로 케이블화되거나 연사되거나 서로 다발화되는 몇몇의 연신 모노필라멘트 섬유들의 다발 또는 집단일 수 있다. 몇몇의 경우, 상기 다발은 이른바 재권취 얀으로 재권취되고, 이는 얀 다발을 함께 유지하고 이를 이후의 터프팅(tufting) 또는 제직 공정을 위해 준비시킨다. 상기 얀 중량은 일반적으로 50 내지 3000 dtex에 도달할 수 있다.
구체예들에 따라, 상기 중합체 비드는 결정성 부분 및 비결정성 부분을 포함한다. 상기 중합체 혼합물은 압출 공정 동안에 가열되기 쉽고, 제 1 중합체 및 제 2 중합체의 부분들은 다양한 영역에서 더욱 비결정성의 구조 또는 더욱 결정성의 구조를 가질 수 있다. 상기 중합체 비드를 실같은 영역으로 연신하면, 제 1 중합체 내의 결정성 부분의 크기가 비결정성 부분에 비해 증가할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 제 1 중합체는 비결정성 구조를 갖는 때 보다 더욱 경질이 될 수 있다. 따라서, 더욱 강성이 있고 눌려진 후 다시 튀어오르는 능력을 갖는 인조 잔디가 얻어질 수 있다. 또한, 상기 모노필라멘트를 연신하면, 일부의 경우, 제 2 중합체 및 다른 추가의 중합체들의 구조의 더욱 큰 부분이 더욱 결정성이 될 수 있다. 이의 특정 실시예에서, 상기 제 1 중합체는 폴리아미드일 수 있고, 제 2 중합체는 폴리에틸렌일 수 있다. 상기 폴리아미드를 연신하면 결정성 영역이 증가하여 그 폴리아미드가 더욱 딱딱해 질 수 있다. 이는 다른 플라스틱 중합체에도 적용된다.
상기 중합체 혼합물이 상용화제를 포함하는 접근방법 II에 따른 일 구체예에 따라, 상기 중합체 혼합물의 제조는 제 1 중합체를 상용화제 및 제 1 염료와 혼합하여 제 1 혼합물을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 중합체 혼합물의 제조는 상기 제 1 혼합물을 가열하고, 상기 제 1 혼합물을 압출하고, 상기 압출된 제 1 혼합물을 과립화하고, 상기 과립화된 제 1 혼합물을 제 2 중합체 및 제 2 염료와 혼합하고, 상기 과립화된 제 1 혼합물을 제 2 중합체와 함께 가열하여 중합체 혼합물을 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 중합체 혼합물을 제조하는 이러한 특정의 방법은 제 1 중합체 및 상용화제(제 1 염료를 포함)가 제 2 중합체(제 2 염료를 포함)내에 분포되는 정도에 관한 매우 정밀한 제어를 가능하게 하기 때문에 유리할 수 있다. 예를 들어, 상기 압출된 제 1 혼합물의 크기 및 형상은 중합체 혼합물 내의 중합체 비드의 크기를 결정할 수 있다. 상기 중합체 혼합물을 제조하는 상기 언급된 방법에서, 예를 들어 이른바 일축 압출 방법이 사용될 수 있다.
접근방법 I 뿐만 아니라 II에도 이용될 수 있는 대안의 구체예들에 따라, 상기 중합체 혼합물은 이를 구성하는 모든 성분들을 한꺼번에 투입함으로써 제조될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 중합체, 제 2 중합체, 제 1 및 제 2 염료, 및 사용되는 경우 상용화제가 모두 다함께 동시에 첨가될 수 있다. 또한, 추가의 중합체 또는 다른 첨가제와 같은 다른 성분들도 함께 동시에 투입될 수 있다. 이 경우, 압출을 위해 예를 들어 이축 공급물(two-screw feed)을 사용함으로써 중합체 혼합물의 혼합량이 증가될 수 있다. 균일하게 분포된 제 1 염료를 포함하는 제 1 중합체의 혼합물은 제 1 공급을 통해 공급될 수 있고, 균일하게 분포된 제 2 염료를 포함하는 제 2 중합체의 혼합물은 제 2 공급을 통해 공급될 수 있다. 이 경우, 적당한 혼합 속도 또는 혼합량을 사용함으로써 중합체 비드들의 원하는 분포가 달성될 수 있다.
본원에서 사용되는 "중합체 혼합물"은 적어도 제 1 및 제 2 중합체 외에도 어쩌면 상기 중합체 혼합물에 첨가된 여러 첨가제들의 혼합물을 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 중합체는 상이한 타입들의 중합체, 예를 들어, 폴리아미드 및 폴리에틸렌일 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 중합체는 동일한 타입, 예를 들어, 폴리에틸렌일 수 있지만, 탄소 원자 사슬의 평균 길이와 같은 하나 이상의 특성이 다를 수 있다. 상기 '중합체 혼합물'은 적어도 2개의 상이한 상들로 구성된다. 추가의 중합체 또는 상용화제가 상기 계에 첨가되는 경우, 상기 2상계는 3상, 4상, 5상, 또는 더욱 많은 상들의 계로 증가될 수 있고, 상기 추가의 상들의 각각 또는 적어도 몇몇은 중합체 혼합물의 모든 다른 상들과 상이한 색상을 갖는 염료를 포함한다. 상기 제 1 중합체 및 제 2 중합체는 서로 혼합되지 않는다. 3상 이상의 계에 있어서, 각각의 상들의 중합체들은 서로 혼합되지 않는다. 상기 제 1 중합체는 제 2 중합체 내에서 중합체 비드(상용화제에 의해 선택적으로 둘러싸인)를 형성한다. 또한, 만일 존재하는 경우 제 3 상의 제 3 중합체는 제 2 상 내에서(즉, 제 2 중합체 내에서) 비드를 형성할 수 있다.
용어 "도메인(domain)", "중합체 도메인", "중합체 비드" 또는 "비드"는 제 2 중합체와 혼합되지 않는 중합체의 소적과 같은 국부적인 영역을 의미할 수 있다. 몇몇의 경우, 상기 중합체 비드는 라운드형, 구형 또는 타원형일 수 있지만, 불규칙한 형상일 수도 있다.
본원에서 사용되는 "상(phase)"은 물질의 많거나 또는 모든 물리리적 특성들이 본질적으로 균일한 공간 영역(열열학적 계)이다. 물리적 특성의 예로는 밀도, 굴절률, 자화 및 화학적 조성이 있다. 간단히 말해서, 상은 화학적으로 균일하고, 물리적으로 구별되고 기계적으로 분리될 수 있는 물질의 영역이다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 중합체를 포함하는 중합체 혼합물은 제 1 중합체 및 제 1 염료를 갖는 제 1 상 및 제 2 중합체 및 제 2 염료를 갖는 제 2 상을 용융 상태로 포함할 수 있다.
본 원에서 사용되는 "중합체"는 폴리올레핀이다.
본 발명의 전술한 구체예들 중 하나 이상은 그 결합된 구체예들이 상호 배타적이지 않은 경우 서로 결합될 수 있는 것으로 이해된다
추가의 장점은 어쩌면, 상기 실같은 영역들이 압출 과정 동안의 유체역학적 특성(fluid dynamics)으로 인해 압출 과정 동안 모노필라멘트의 중심 영역에 집중되면서, 상기 실같은 영역들의 상당한 부분이 모노필라멘트의 표면에도 여전히 존재하여 대리석 패턴의 외관을 생성한다는 것이다. 따라서, 상기 더욱 경질의 물질은 모노필라멘트의 중심부에 집중될 수 있고, 더욱 많은 양의 더욱 연질의 플라스틱은 상기 모노필라멘트의 외측 영역에 집중될 수 있다. 또한, 이는 강직성(rigidity), 표면 평활성 및 표면 착색 및 조직의 측면에서 잔디와 더욱 유사한 특성을 갖는 인조 잔디 섬유로 이어질 수 있다.
인조 잔디 섬유의 후속 착색과 비교하여, 본 발명의 구체예들은 그의 표면뿐만 아니라 내측에서 대리석 색상 패턴을 포함하는 모노필라멘트를 제공한다. 필라멘트가 분할되거나, 그의 표면이 마모되거나 또는 그렇지 않으면 손상되는 경우, 대리석 색상 패턴은 모노필라멘트의 표면으로 국한되지 않기 때문에 제거되지 않게 된다.
추가의 장점은 인조 잔디 섬유가 개선된 장기 탄성(long term elasticity)을 갖는다는 것일 수 있다. 따라서, 이들 섬유는 더욱 자연스럽게 자신의 모양을 회복하고 사용 후 또는 밟힌 후 일어서기 때문에 그 섬유들을 솔질할 필요성이 감소되고 인조 잔디의 관리의 필요성이 감소될 수 있다.
상기 두 가지 접근법 덕분에, 대리석 색상을 생성하기 위해 많은 수의 폴리머 타입들이 조합될 수 있다. 많은 경우, 이는 임의의 추가의 제조 단계 또는 화학적 화합물이 없이 달성될 수 있다. 두 개의 상이한 중합체들의 조합으로부터 얻어지는 추가의 바람직한 효과, 예를 들어, 마모 및 인열에 대한 개선된 저항성, 증가된 탄성, 표면 평활성, 강직성, 표면 거칠기 등이 달성될 수 있다.
하기에서는, 본 발명의 구체예들이 도면을 참조하여 예로서만 더욱 상세하게 설명된다. 도면에서.
도 1은 인조 잔디 제조 방법의 일 예를 예시하는 흐름도를 도시하고;
도 2는 중합체 혼합물을 제조하는 하나의 방법을 예시하는 흐름도를 도시하고;
도 3a는 모노필라멘트의 대리석 무늬 표면의 단면을 도시하고;
도 3b는 압출 공정에서 생성된 성형품의 사진을 도시하고;
도 4는 중합체 혼합물의 단면을 예시하는 도면을 도시하고;
도 5는 중합체 혼합물의 추가의 예를 도시하고;
도 6은 중합체 혼합물의 모노필라멘트로의 압출을 예시하고;
도 7은 모노필라멘트의 작은 분절의 단면을 도시하고;
도 8은 모노필라멘트를 연신하는 효과를 예시하고;
도 9는 연신된 모노필라멘트의 단면의 전자 현미경 사진을 도시하고; 그리고
도 10은 인조 잔디의 일 예의 단면의 일 예를 도시한다.
이러한 도면에서 같은 도면부호로 나타낸 구성요소들은 동등한 구성요소이거나 동일 기능을 수행한다. 먼저, 논의된 구성요소들은 그 기능이 동등한 경우 나중의 도면에서 반드시 논의되는 것은 아니다.
도 1은 인조 잔디 제조 방법의 일 예를 예시하는 흐름도를 도시한다. 우선 100 단계에서는 액상 중합체 혼합물이 제조된다. 상기 중합체 혼합물은 적어도 3상계이다. 제 1 상은 제 1 중합체 및 제 1 염료를 포함한다. 제 2 상은 제 2 중합체 및 제 2 염료를 포함한다. 몇몇 구체예에 따라, 상기 중합체 혼합물은 제 3 상, 예를 들어, 상용화제이거나 또는 상기 제 1 및 제 2 상과 혼합되지 않는 추가의 중합체를 포함할 수 있다. 선택적으로, 상기 제 3 상은 상기 제 1 및 제 2 염료와 상이한 색상을 갖는 제 3 염료를 포함할 수 있다. 상기 제 1 중합체 및 제 2 중합체는 서로 혼합되지 않고, 상기 제 1 및 제 2 염료는 근본적으로 그들 각각의 상으로 국한된다. 즉, 액상 중합체 혼합물이 압출되고 모노필라멘트로서 응고될 때 까지, 염료는 상들 사이에서 거의 확산하지 않는다. 다른 실시예에서는 제 2 중합체와 혼합되지 않는 제 3, 제 4, 또는 심지어는 제 5 중합체와 같은 추가의 중합체들이 있을 수 있다. 또한, 상기 제 1 중합체 또는 추가의 제 3, 제 4 또는 제 5 중합체와 조합으로 사용되는 추가의 상용화제들이 있을 수 있고, 추가의 중합체들의 각각에서는 각각의 염료가 있을 수 있다.
상기 액상 중합체 혼합물은 제 1 및 제 2 중합체 및 존재하는 경우 임의의 추가의 중합체를 이들 중합체들의 녹는점보다 높은 온도까지 가열함으로써 제조될 수 있다. 이 때, 상기 액상 중합체 혼합물은 용융된 제 1 중합체가 용융된 제 2 중합체 내에 비드의 형태로 확실히 분산되기에 적당한 교반 속도에서 선택적으로 교반될 수 있다. 몇몇 구체예에서, 상기 상용화제를 포함하는 제 3 상이 상기 비드 주위에서 외피(envelope)층을 형성할 수 있다.
다음의 102 단계에서, 상기 중합체 혼합물은 모노필라멘트로 압출된다. 다음에 104 단계에서, 상기 모노필라멘트는 급냉되거나 신속히 냉각된다. 다음에 106 단계에서, 상기 모노필라멘트는 재가열된다. 108 단계에서, 상기 재가열된 모노필라멘트는 연신되어 상기 중합체 비드를 실형상 영역으로 변형하고 상기 모노필라멘트를 인조 잔디 섬유로 형성한다.
또한, 인조 잔디 섬유를 형성하기 위해 상기 모노필라멘트에 대한 추가의 단계들이 수행될 수도 있다. 예를 들어, 상기 모노필라멘트는 원하는 특성을 갖는 얀으로 방사 또는 직조될 수 있다. 다음에 110 단계에서는, 상기 인조 잔디 섬유는 인조 잔디 안감에 함입된다. 110 단계는 예를 들어 인조 잔디 섬유를 인조 잔디 안감내에 촘촘히 심거나 직조하는 것일 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 다음에 112 단계에서는 상기 인조 잔디 섬유가 상기 인조 잔디 안감에 결합된다. 예를 들어, 상기 인조 잔디 섬유는 코팅 물질 또는 다른 물질을 이용하여 적소에 접착 또는 고정될 수 있다. 112 단계는 선택적인 단계이다. 예를 들어, 상기 인조 잔디 섬유가 인조 잔디 안감내로 직조되는 경우, 112 단계는 수행될 필요가 없을 수 있다.
도 2는 상기 액상 중합체 혼합물을 제조하는 한 방법을 예시하는 흐름도이다. 이러한 실시에에서, 상기 제조하고자 하는 액상 중합체 혼합물은 3상계일 수 있다. 우선 200 단계에서, 제 1 중합체가 제 1 염료 및 상용화제와 혼합되어 제 1 혼합물을 형성한다. 예를 들어, 중합체 혼합물의 난연성 및 UV 저항성을 증가시키고 흐름 특성을 개선하기 위하여, 이러한 단계 동안에 추가의 첨가제들이 첨가될 수도 있다. 다음에 202 단계에서, 상기 제 1 혼합물이 가열된다. 다음에 204 단계에서, 상기 제 1 혼합물이 압출된다. 다음에 206 단계에서, 상기 압출된 제 1 혼합물이 과립화되거나 작은 조각들로 파쇄된다, 다음에 208 단계에서, 상기 과립화된 제 1 혼합물이 제 2 중합체 및 염료와 혼합된다. 이 때 상기 중합체 혼합물에 추가의 첨가제들이 첨가될 수도 있다. 끝으로 210 단계에서, 상기 과립화된 제 1 혼합물이 제 2 중합체 및 제 2 염료와 혼합되고, 얻어지는 혼합물은 가열되어 액상 중합체 혼합물을 형성한다. 상기 가열 및 혼합은 동시에 일어날 수 있다. 상기 얻어지는 액상의 3상 혼합물에서, 제 1 상은 용융된 제 1 중합체 및 제 1 염료를 포함할 수 있고, 제 2 상은 용융된 제 2 중합체 및 제 2 염료를 포함할 수 있고, 제 3 상은 상용화제를 포함할 수 있다. 상기 상들 중 몇몇 또는 전부는 상기 추가의 첨가제들 중 몇몇 이상을 포함할 수 있다.
다른 구체예(미도시)에 따라, 상기 제 1 혼합물은 전술한 과립화된 제 1 혼합물로 형성된다. 또한, 제 2 중합체를 제 2 염료와 혼합하여 제 2 과립화된 혼합물이 제조된다. 이러한 단계 동안 추가의 혼합물이 첨가될 수 있다. 다음에, 상기 제 2 혼합물은 가열 및 압출된다. 다음에, 상기 압출된 제 2 혼합물은 과립화 또는 작은 조각들로 파쇄되어 과립화된 제 2 혼합물을 제공한다. 상기 과립화된 제 1 및 제 2 혼합물들은 서로 혼합되고 가열되어, 액상 중합체 혼합물을 형성한다.
도 3a는 본 발명의 구체예에 따른 모노필라멘트의 표면의 단면을 도시한다. "백색" 중합체 도메인 또는 ("트레드")(302)는 제 1 상에 해당하고, 흑색 중합체 도메인(304)은 제 2 상에 해당한다.
구체예들에 따라, 상이한 상들 및 각각의 색상들의 중합체 도메인들의 존재는 50 내지 1000μm 마다 변화한다. 구체예들에 따라, 상이한 상들 및 각각의 색상들의 중합체 도메인들의 존재는 압출 및 연신된 모노필라멘트의 50 내지 1000μm 마다 변화한다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 중합체 도메인의 중심부 사이의 거리(d) 는 약 300μm일 수 있다.
도 3b는 압출 공정에서 생성된 성형품의 사진을 도시한다.
상기 성형품의 제 1 부분(314)은 상들의 분리가 압출 홀의 다음에 일어난 영역을 나타낸다. 이러한 영역에서, 용융 중합체 혼합물은 고압하에 있고 난류 특성을 나타낸다. 영역(314)(고압 조건하에 있고 난류 상태에 있음)에서, 동일 상의 도메인들은 통합되기에 충분한 시간을 갖지 않고, 응고시 영역(314)내의 개개의 중합체 도메인들은 너무 얇기 때문에 눈에 보이는 대리석 패턴을 발생하기에 충분한 시간을 갖지 않는다.
상기 성형품의 제 2 부분(318)은 상들의 분리가 압출 홀로부터 충분히 이격되어 일어난 영역을 나타낸다. 급냉액에서의 급냉 공정의 종료시의 모노필라멘트의 상태에 해당하는 이러한 영역에서, 용융 중합체 혼합물은 저압(예를 들어, 주변 공기압)하에 있고 층류 특성을 나타낸다. 영역(308)에서, 동일 상의 도메인들은 (예를 들어, 녹색 또는 암녹색)의 배경 중합체 상으로부터 명백히 분리될 수 있는 특정 색상(예를 들어, 황색 또는 연황색)의 명백히 눈에 보이는 실 같은 영역(310)으로 통합되기에 충분한 시간을 갖는다. 따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 압출 및 급냉된 상태에 해당하는 영역(318)은, 응고시 영역(318) 내의 개개의 중합체 도메인들이 50 내지 1000μm 마다, 예를 들어 300μm 마다 변화하기 때문에 눈에 보이는 대리석 패턴을 포함한다.
도시된 실시예에서, 중합체 도메인(310)은 황색일 수 있고, 폴리아미드로 구성되는 제 1 중합체에 해당할 수 있고, 중합체 영역(312)은 녹색일 수 있고 PE 또는 PP 상에 해당할 수 있다.
도 4는 액상 중합체 혼합물(400)의 단면을 예시하는 도면을 도시한다. 중합체 혼합물(400)은 적어도 제 1 중합체 및 제 1 염료를 갖는 제 1 상 및 제 2 중합체 및 제 2 염료를 갖는 제 2 상을 포함한다. 도시된 구체예에서, 상기 중합체 혼합물은 상용화제로 주로 또는 단독으로 구성되는 제 3 상(406)을 포함한다. 상기 제 3 상은 제 1 또는 제 2 또는 제 3 염료를 포함하거나 염료를 전혀 포함하지 않을 수 있다. 상기 제 1 상 및 제 2 상은 서로 혼합되지 않는다. 상기 제 1 중합체 및 제 1 상은 제 2 상(주로 제 2 중합체로 구성되는)보다 덜 풍부하다. 상기 제 1 상(402)은 상용화제 상(406)에 의해 둘러싸이고 상기 제 2 상(404) 내에 분산되어 있는 것으로 도시되어 있다. 상기 상용화제 상(406)에 의해 둘러싸인 제 1 상(402)은 다수의 중합체 비드(408)를 형성한다. 상기 중합체 비드(408)는 구형 또는 타원형이고, 상기 중합체 혼합물이 혼합되는 정도 및 온도에 따라 불규칙한 형상일 수도 있다. 상기 중합체 혼합물(400)은 3상계의 일 예이다. 상기 상용화제 상(406)은 제 2 상(406)으로부터 제 1 상(402)을 분리한다.
도 5는 중합체 혼합물(500)의 추가의 일 예를 도시한다. 도 5에서 도시된 예는 도 4에서 도시된 예와 유사하지만, 중합체 혼합물(500)은 제 3 중합체를 갖는 제 4 상(502)을 추가로 포함한다. 이 때 상기 비드(408)들 중 몇몇은 제 3 중합체를 포함한다. 도 5에서 도시된 중합체 혼합물(500)은 4상계이다. 상기 4개의 상들은 제 1 중합체 및 제 1 염료를 포함하는 제 1 상(402), 제 2 중합체 및 제 2 염료를 포함하는 제 2 상(404), 상용화제를 포함하는 제 3 상(406), 및 추가의 중합체(502)를 포함하는 제 4 상(502)으로 구성된다. 상기 제 1 상(402) 및 제 4 상(502)은 서로 혼합되지 않고 제 2 상(404) 또는 제 3 상과 혼합되지 않는다. 제 3 상으로서 상용화제는 제 2 상으로부터 제 1 상을 분리하고 제 2 상(404)으로부터 제 4 상(502)을 분리한다.
이러한 실시예에서는 동일한 상용화제가 제 1 상(및 각각의 제 1 중합체) 및 제 4 상(및 각각의 중합체) 모두에 사용된다. 다른 실시예에서는 상이한 상용화제가 제 1 상(402) 및 제 4 상(502)에 사용될 수 있다.
예를 들어, 상기 4상 중합체 혼합물은 제 1 과립화된 혼합물을 제 1 과립화된 혼합물과 혼합함으로써 제조될 수 있다. 상기 과립화된 제 1 혼합물은 제 1 중합체, 제 1 염료 및 상용화제를 혼합하고, 상기 제 1 혼합물을 가열하고, 상기 제 1 혼합물을 압출하고 상기 압출된 제 1 혼합물을 과립화함으로써 형성된다. 상기 과립화된 제 2 혼합물은 제 3 중합체, 제 3 염료 및 상용화제(제 1 혼합물의 제조를 위해 사용된 것과 동일 또는 상이한 것)를 혼합하고, 상기 제 2 혼합물을 가열하고, 상기 제 2 혼합물을 압출하고, 상기 압출된 제 2 혼합물을 과립화함으로써 형성된다. 상기 중합체 혼합물의 제조는 제 1 과립화 혼합물 및 제 2 과립화 혼합물을, 제 2 중합체의 용융으로부터 얻어지는 제 2 상에 잔류하게 되는 제 2 염료 및 제 2 중합체와 혼합하는 것을 추가로 포함한다. 상기 중합체 혼합물의 제조는 제 1 과립화 혼합물 및 제 2 과립화 혼합물을 제 2 중합체와 함께 가열하여 액상 중합체 혼합물을 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 이러한 방법은 상기 중합체 혼합물을 제조하고, 추가의 (제 2) 중합체, 대표적으로는 여전히 다른("제 2") 염료를 포함하는 PE에 매립되는 두 종의 상이한 중합체 및 각각의 염료를 이용하여 중합체 비드들의 크기 및 분포를 조절하는 정밀한 수단을 제공할 수 있다. 따라서, 얻어지는 대리석 조직은 3개의 상이한 색상들, 즉, 제 1 상 내의 제 1 염료로부터 얻어지는 제 1 색상, 제 1 또는 제 3 중합체를 포함하는 비드를 둘러싸는 제 2 (PE) 상 내의 제 2 염료로부터 얻어지는 제 2 색상, 및 제 3 상(502) 내의 제 3 염료로부터 얻어지는 제 3 색상을 포함할 수 있다. 따라서, 천연 잔디의 외관을 충실하게 반영하는 복잡한 대리석 색상 패턴이 발생될 수 있다.
이에 대한 대안으로서, 상기 중합체 혼합물은 제 1 중합체 및 제 1 염료, 제 2 중합체 및 제 2 염료, 및 제 3 중합체 및 한 종 이상의 상용화제를 모두 함께 동시에 첨가한 다음 이들을 더욱 강하게 교반함으로써 제조될 수 있다. 이 경우 상기 제 1, 제 2 및 제 4 염료는 이들이 혼합물의 용융 후 그들의 각각의 상들로 이동하도록 선택되어야 한다. 예를 들어, 상기 제 1 염료는 극성일 수 있고, 제 1 극성 중합체로 주로 구성되는 제 1 상 내로 이동할 수 있다. 제 2 염료는 비극성일 수 있고, 제 2 비극성 중합체로 주로 구성되는 제 2 상 내로 이동할 수 있다. 제 3 염료는 제 3 중합체가 상기 혼합물에 첨가되기 전에 제 3 중합체에 공유 결합 될 수 있다.
도 6은 상기 중합체 혼합물의 모노필라멘트로의 압 출을 예시한다. 다량의 중합체 혼합물(600)이 도시되어 있다. 중합체 혼합물(600) 내에는 다수의 중합체 비드(408)가 있다. 상기 중합체 비드(408)는, 제 2 중합체와 혼합되지 않고 상용화제에 의해 제 2 중합체로부터 분리되는 한 종 이상의 중합체로 구성될 수 있다. 상기 중합체 혼합물(600)을 플레이트(602) 내의 홀(604)에 통과시키기 위해 스크류, 피스톤 또는 다른 기기가 사용된다. 이는 중합체 혼합물(600)을 모노필라멘트(606)로 압출시킨다. 모노필라멘트(606)는 중합체 비드(408)를 또한 함유하는 것으로 도시되어 있다. 제 2 상(404) 내의 제 2 중합체 및 중합체 비드(408)는 다함께 압출된다. 몇몇 실시예에서, 상기 제 2 중합체는 제 1 중합체를 포함하는 중합체 비드(408)보다 덜 점착성이고, 상기 중합체 비드(408)는 모노필라멘트(606)의 중심부에 집중하는 경향이 있다. 이는 최종 인조 잔디 섬유를 위한 바람직한 특성으로 이어질 수 있는데, 이는 실같은 영역들이 모노필라멘트(606)의 중심 영역에 집중될 수 있기 때문이다. 그러나 제 1 및 제 2 상, 특히 제 1 및 제 2 중합체의 조성은 (예를 들어, 중합체 사슬 길이, 측쇄들의 수 및 유형 등의 점에서) 제 1 상이 제 2 상보다 높은 점도를 갖고 비드 및 실같은 영역들이 모노필라멘트의 중심 영역에 집중됨으로써, 모노필라멘트의 표면에 충분한 양의 실같은 영역 및 비드들이 여전히 존재하여 모노필라멘트의 표면상에 대리석 색상 조직이 생기도록 선택된다.
도 7은 모노필라멘트(606)의 작은 절편의 단면을 도시한다. 상기 모노필라멘트는 중합체 비드(408)가 그 안에 혼합되어 있는 제 2 중합체(404)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 중합체 비드(408)는 상용화제(미도시)에 의해 제 2 중합체로부터 분리되어 있다. 실같은 구조를 형성하기 위하여 모노필라멘트(606)의 단면은 가열된 다음 모노필라멘트(606)의 길이를 따라 연신된다. 이는 연신 방향을 나타내는 화실표(700)으로 도시되어 있다. 상기 제 1 및 제 2 중합체는 상이한 색상을 갖는다. 상기 모노필라멘트의 표면이 마모되는 경우, 대리석 색상 패턴이 여전히 눈에 보이는데, 이는 두 개의 상이한 염료들이 표면 영역으로 국한되지 않기 때문이다. 그럼에도 불구하고, 제 2 상 내로 제 1 상을 미세한 과립 형태로 매립하면 두 종의 상이한 중합체들 또는 중합체 상들의 박리가 방지된다.
도 8은 모노필라멘트(606)을 연신하는 효과를 예시한다. 도 8에서는 연신된 모노필라멘트(606)의 단면의 일 예가 도시되어 있다. 도 7에서의 중합체 비드(408)는 실같은 구조(800)로 연신되었다. 중합체 비드(408)의 변형량은 모노필라멘트(606')이 연신된 정도에 의존한다.
실시예들은 합성 잔디라고도 나타내는 인조 잔디의 제조에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 기계적 특성(유연성, 표면 마찰)뿐만 아니라 광학 특성(색상 조직)모두의 점에서 잔디를 모방하는 섬유의 제조에 관한 것이다. 상기 섬유들은, 서로 혼합되지 않고 물질 특성, 예를 들어 강성도, 밀도, 극성이 서로 다르고 두 종의 상이한 염료로 인해 광학 특성이 서로 다른 제 1 및 제 2 상으로 구성된다. 몇몇 구체예에서, 상기 섬유는 상용화제 및 추가의 성분들을 또한 포함할 수 있다.
제 1 단계에서, 각각 중합체 및 염료를 포함하고 몇몇의 추가의 물질들을 추가로 포함하는 두 개 이상의 상이한 상들을 포함하는 중합체 혼합물이 제조되고, 이 때 상기 제 2 중합체의 양은 중합체 혼합물의 약 80 내지 90 질량%이다. 제 1 중합체로 주로 구성될 수 있는 제 1 상의 양은 상기 중합체 혼합물의 5 질량% 내지 10 질량%일 수 있고, 상용화제로 대부분 또는 완전히 구성되는 제 3 상의 양은 상기 중합체 혼합물의 5 질량% 내지 10 질량%이다. 압출 기술을 이용하면, 제 2 중합체의 중합체 매트릭스에 분산되어 있는 상용화제로 둘러싸이고 제 2 상과 상이한 색상을 갖는 제 1 중합체의 소적 또는 비드들의 혼합물이 얻어진다.
압출 동안에 사용되는 용융 온도는 사용되는 중합체 및 상용화제의 타입에 의존한다. 그러나, 상기 용융 온도는 일반적으로는 230℃ 내지 280℃ 이다.
필라멘트 또는 소섬유화(fibrillated) 테이프라고도 나타낼 수 있는 모노필라멘트는 상기 혼합물을 섬유 제조 압출 라인에 공급함으로써 제조된다. 상기 용융 혼합물은 압출 도구, 즉, 방사판(spinneret plate) 또는 넓은 슬롯 노즐(slot nozzle)을 통과하여 필라멘트 또는 테이프 형태의 용융 흐름을 형성하고, 물중탕(water spin bath)에서 급냉 도는 냉각되고, 건조되고, 상이한 회전 속도를 갖는 회전 가열 고뎃(godet)들 또는 가열 오븐을 통과함으로써 연신된다.
상기 모노필라멘트 또는 테이프는 추가의 가열 오븐 또는 가열 고뎃들의 세트를 통과하는 제 2 단게에서 온라인으로 급냉된다.
이러한 과정을 통해, 상기 제 1 상(상용화제 상에 의해 선택적으로 둘러싸인)의 소적 또는 비드들이 길이 방향으로 연신되고 작은 섬유같은 선형 구조를 형성한다. 상기 선형 구조들의 대부분은 제 2 중합체의 중합체 매트릭스에 완전히 매림되어 있지만, 상기 선형 구조의 상당한 부분, 예를 들어 5% 이상은 모노필라멘트의 표면에 있다.
도 9는 전술한 방법의 일 예를 사용하여 제조한 연신 모노필라멘트의 단면의 현미경 사진을 도시한다. 상기 연신 모노필라멘트(606) 내의 수평의 백색 줄(streak)들은 실같은 구조(800)이다. 이들 실같은 구조(800)들 중 몇몇이 800으로 도시되어 있다. 상기 실같은 구조(800)은 제 2 중합체 내에 제 1 중합체의 작은 선형 구조를 형성하는 것으로 확인될 수 있다.
얻어지는 섬유는 다수의 이점, 즉, 내구성 및 장기 탄성과 함께 연성(softness)을 가질 수 있다. 중합체들의 연성 및 휨 특성이 상이한 경우, 상기 섬유는 더욱 좋은 탄력성을 나타낼 수 있다(이는 섬유가 밟힌 후 다시 튀어오른다는 것을 의미한다). 단단한 제 1 중합체의 경우, 중합체 매트릭스에 형성된 작은 선형 섬유 구조체들은 그 섬유의 중합체 강화제를 제공한다.
제 2 중합체의 짧은 섬유들이 제 1 중합체에 의해 제공된 매트릭스에 매림되어 있기 때문에 제 1 및 제 2 중합체에 의해 형성된 복합체로 인한 박리가 방지된다.
도 10은 인조 잔디(1000)의 일 예의 단면의 일 예를 도시한다. 상기 인조 잔디(1000)은 인조 잔디 안감(1002)을 포함한다. 인조 잔디 섬유(1004)는 인조 잔디 안감(1002)에 촘촘히 심어져 있다. 인조 잔디 안감(1002)의 저면에는 코팅(1006)이 도시되어 있다. 상기 코팅은 상기 인조 잔디 섬유(1004)를 인조 잔디 안감(1002)에 결합 또는 고정시키는 역할을 한다. 상기 코팅(1006)은 선택적인 것일 수 있다. 예를 들어, 대안으로서, 상기 인조 잔디 섬유(1004)는 인조 잔디 안감(1002)내로 직조될 수도 있다. 여러 가지 종류의 점착제, 코팅제 또는 접착제가 코팅(1006)을 위해 사용될 수 있다. 상기 인조 잔디 섬유(1004)는 인조 잔디 안감(1002)의 위로 거리(1008) 만큼 연장되는 것으로 도시되어 있다. 상기 거리(1008)는 본질적으로 인조 잔디 섬유(1004)의 파일(pile)의 높이이다. 인조 잔디 섬유(1004) 내의 실형상 영역의 길이는 상기 거리(1008)의 절반 이하이다.
100 내지 110: 단계;
200 내지 210: 단계;
302: 제 1 염료의 제 1 색상;
304: 제 2 염료의 제 2 색상;
310: 황색의 통합된 제 1 상 도메인들;
312: 녹색의 통합된 제 2 상 도메인들;
314: 난류 성형품 영역;
318: 층류 성형품 영역;
d: 상이한 색상의 영역들 사이의 평균 거리;
400: 중합체 혼합물;
402: 제 1 상;
404: 제 2 상;
406: 상용화제를 갖는 제 3 상;
408: 중합체 비드;
500: 중합체 혼합물;
502: 제 3 중합체;
600: 중합체 혼합물;
602: 플레이트;
604: 홀;
606: 모노필라멘트;
606': 연신된 모노필라멘트;
700: 연신방향;
800: 실형상 구조체;
1000: 인조 잔디;
1002: 인조 잔디 카펫;
1004: 인조 잔디 섬유(파일);
1006: 코팅;
1008: 파일의 높이.

Claims (27)

  1. 인조 잔디(1000)의 제조 방법으로서, 상기 방법은
    액상 중합체 혼합물(100, 400, 500)을 제조하는 단계(100)로서, 상기 중합체 혼합물은 적어도 3 상계이고, 상기 상들 중 제 1 상(402)은 제 1 중합체 및 제 1 염료를 포함하고, 상기 중합체 혼합물의 상들 중 제 2 상(404)은 제 2 중합체 및 제 2 염료를 포함하고, 상기 제 2 염료는 상기 제 1 염료와 상이한 색상을 갖고, 상기 제 2 중합체는 제 1 중합체와 동일 또는 상이한 타입이고, 상기 제 1 상 및 제 2 상은 서로 혼합되지 않고, 상기 제 1 상은 상기 제 2 상 내에서 중합체 비드를 형성하는, 단계;
    상기 중합체 혼합물을, 상기 제 1 및 제 2 색상의 대리석 패턴을 포함하는 모노필라멘트(606)로 압출하는 단계(102);
    상기 모노필라멘트를 급냉하는 단계(104);
    상기 모노필라멘트를 재가열하는 단계(106);
    상기 재가열된 모노필라멘트를 연신하여 상기 중합체 비드를 실 형상 영역(800)으로 변형시키고 상기 모노필라멘트를 인조 잔디 섬유(1004)로 형성하는 단계(108);
    상기 인조 잔디 섬유를 인조 잔디 안감(1002)에 함입하는 단계(110)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 중합체 중 하나는 극성 중합체이고, 다른 하나는 비극성 중합체이고, 상기 제 1 및 제 2 중합체는 상기 극성 및 비극성 중합체의 극성 차이가 제 1 및 제 2 상의 상 분리를 발생하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 중합체가 비극성 중합체이거나 상기 제 1 중합체가 극성 중합체인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 액상 중합체 혼합물은 적어도 3 상계이고, 상기 상들 중 제 3 상(406)은 상용화제를 포함하고, 제 1 상은 제 2 상 내에서 제 3 상으로 둘러싸인 중합체 비드(408)를 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합체 비드는 결정성 부분 및 비결정성 부분을 포함하고, 상기 중합체 비드를 실 형상 영역으로 연신하면 상기 결정성 부분의 크기가 비결정성 부분에 비해 증가하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합체 혼합물의 제조는
    상기 제 1 중합체를 상용화제와 혼합하여 제 1 혼합물을 형성하는 단계(200);
    상기 제 1 혼합물을 가열하는 단계(202);
    상기 제 1 혼합물을 압출하는 단계(204);
    상기 압출된 제 1 혼합물을 과립화하는 단계(206);
    상기 과립화된 제 1 혼합물을 제 2 중합체와 혼합하는 단계(208); 및
    상기 과립화된 제 1 혼합물을 제 2 중합체와 함께 가열하여 상기 중합체 혼합물을 형성하는 단계(210)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 중합체가 하기의 것들 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법: 폴리아미드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT).
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 중합체가 하기의 것들 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법: 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 이들의 혼합물.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 상용화제가 하기의 것들 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법: 그라프트된 말레산 무수물(MAH), 에틸렌 에틸 아세테이트(EEA), 폴리에틸렌 또는 폴리아미드에 그라프트된 말레산; 폴리에틸렌, SEBS(스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌), EVA(에틸렌-비닐 아세테이트), EPD(에틸렌-프로필렌 디엔) 또는 폴리프로필렌과 말레산, 글리시딜 메타크릴레이트, 불포화산의 리시놀옥사졸린 말레이네이트 불포화산 또는 이의 무수물과의 유리기 개시 그라프트 공중합체에 그라프트된 말레산 무수물; SEBS와 글리시딜 메타크릴레이트의 그라프트 공중합체; EVA와 머캅토아세트산 및 말레산 무수물과의 그라프트 공중합체; EPDM(Ethylene propylene dieneterpolymer)과 말레산 무수물의 그라프트 공중합체; 폴리프로필렌과 말레산 무수물의 그라프트 공중합체; 폴리올레핀-그라프트-폴리아미드폴리에틸렌 또는 폴리아미드; 및 폴리아크릴산 타입 상용화제.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 중합체의 상 분리는, 상기 제 1 및 제 2 중합체의 용융 질량-흐름 속도의 차이가 상기 제 1 및 제 2 중합체의 상 분리를 발생하도록 상기 제 1 및 제 2 중합체를 선택함으로써 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 중합체는 상기 제 2 중합체의 용융 질량-흐름 속도와 적어도 3 g/10 min(190℃/2.16 kg에서 측정됨) 만큼 상이한 용융 질량-흐름 속도를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 중합체는 0.5 내지 5 g/10 min의 용융 질량-흐름 속도(190℃/2.16 kg에서 측정됨)를 갖고,
    상기 제 2 중합체는 8 내지 100 g/10 min의 용융 질량-흐름 속도(190℃/2.16 kg에서 측정됨)를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 압출은 60 내지 100 bar의 압력에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 액상 중합체 혼합물의 제조는 압출 시 상기 중합체 혼합물을 210 내지 250℃의 온도까지 가열하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 연신은 3 내지 7의 범위의 연신비에 따라 상기 재가열된 모노필라멘트를 연신하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 급냉은 25℃ 내지 45℃의 온도를 갖는 급냉 용액에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합체 혼합물은 상기 제 1 중합체를 0.2 내지 40 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합체 혼합물은 상기 제 1 중합체를 2 내지 10 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합체 혼합물은 상기 제 2 중합체를 70 내지 90 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 모노필라멘트의 대리석 패턴에서 두 개의 상이한 색상들의 존재는 100 내지 700μm 마다 변화하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 모노필라멘트의 대리석 패턴은 천연 잔디의 색상 패턴을 재현하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 염료는 상기 제 1 상의 중량을 기준으로 1.5 내지 2 중량%의 농도의 아조-니켈 안료 복합체이고 상기 제 2 염료는 상기 제 2 상의 중량을 기준으로 0.05 내지 0.2 중량%의 농도의 프탈로시아닌 그린인 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 1 항에 있어서,
    상기 인조 잔디 섬유는 상기 인조 잔디 안감을 지나서 예정 거리(1008) 만큼 연장되고, 실 형상 영역은 상기 예정 거리의 1/2 미만의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 1 항에 있어서,
    상기 실 형상 영역은 2 mm 미만의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제 1 항에 있어서,
    상기 인조 잔디 섬유의 제조는 상기 연신된 모노필라멘트를 제직, 방적, 연사, 재권사 또는 다발화하여 상기 인조 잔디 섬유를 얻는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 1 항에 있어서,
    상기 인조 잔디 섬유를 상기 인조 잔디 안감에 함입하는 것은
    상기 인조 잔디 섬유를 상기 인조 잔디 안감에 촘촘하게 심고 상기 인조 잔디 섬유를 상기 인조 잔디 안감에 결합시키거나;
    상기 인조 잔디 섬유를 상기 인조 잔디 안감 내로 직조하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 인조 잔디 섬유 안감(1002) 및 상기 인조 잔디 안감에 함입된 인조 잔디 섬유(1004)를 포함하는 인조 잔디(1000)으로서, 상기 인조 잔디 섬유는 제 1 및 제 2 색상의 대리석 패턴을 그의 표면상에서 포함하는 적어도 하나의 모노필라멘트를 포함하고, 상기 모노필라멘트는 압출 단계에서 액상 중합체 혼합물로부터 제조된 모노필라멘트이고,
    상기 중합체 혼합물은 적어도 3 상계이고, 상기 상들 중 제 1 상(402)은 제 1 중합체 및 제 1 염료를 포함하고, 상기 중합체 혼합물의 상들 중 제 2 상(404)은 제 2 중합체 및 제 2 염료를 포함하고, 상기 제 2 중합체는 제 1 중합체와 동일 또는 상이한 타입이고, 상기 제 1 상 및 제 2 상은 서로 혼합되지 않고, 상기 제 1 상은 상기 제 2 상 내에서 중합체 비드를 형성하고,
    상기 제 1 및 제 2 상의 상 분리는
    a) 상기 제 1 및 제 2 중합체들 중 하나가 극성 중합체이고 다른 하나가 비극성 중합체이고, 상기 제 1 및 제 2 중합체는 상기 극성 및 비극성 중합체의 극성 차이가 상기 제 1 및 제 2 상의 상 분리를 발생하도록 선택되는 것에 의해 발생 되거나; 또는
    b) 상기 제 1 및 제 2 중합체는 상기 제 1 및 제 2 중합체의 용융 질량-흐름 속도의 차이가 상기 제 1 및 제 2 중합체의 용융 혼합물의 상 분리를 발생하도록 선택되는 것에 의해 발생되고,
    상기 적어도 하나의 모노필라멘트는
    실 형상 영역(800)의 형태의 제 1 중합체로서, 제 1 색상을 갖는 제 1 염료를 포함하는 제 1 중합체;
    제 2 색상을 갖고 제 1 염료와 상이한 색상을 갖는 제 2 염료를 포함하는 제 2 중합체를 포함하고,
    상기 실형상 영역은 상기 제 2 중합체에 매립되어 있고, 상기 제 1 중합체는 상기 제 2 중합체에 혼합되지 않는 것을 특징으로 하는 인조 잔디.
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