KR102164216B1 - 테르펜을 함유한 인조잔디 구조체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 테르펜을 함유한 인조잔디 구조체에 관한 것으로서, 인조잔디용 파일원사와, 상기 파일원사가 터프팅되어 고정되는 기포지, 및 상기 기포지 이면에 코팅되어 상기 파일원사를 상기 기포지에 고정시키는 코팅층을 포함하는 인조잔디 구조체에 있어서, 상기 파일원사는, 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 이들의 혼합수지인 폴리올레핀계 중합체 중에서 선택된 1종의 폴리머수지 100중량부를 기준으로 하여 테르펜 10~80중량부, 대나무분말 5~20중량부, 화산석분말 1~10중량부, 무기질안료 0.5~3중량부, UV안정제 1~3중량부, 물성개선제 3~10중량부, 및 기능성 첨가제 1~5중량부를 포함하는 혼합 조성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 우수한 항균성을 갖는 테르펜 성분을 함유하는 것으로서 항균성을 높일 수 있고, 이를 통해 경기장 등 설치장소 측에 쾌적한 환경을 제공할 수 있다.

Description

테르펜을 함유한 인조잔디 구조체{ARTIFICIAL TURF STRUCTURE CONTAINING TERPENE}
본 발명은 테르펜을 함유한 인조잔디 구조체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 우수한 항균성을 갖는 테르펜 성분을 함유하는 구성을 갖도록 함으로써 향상된 항균성을 발휘할 수 있도록 하고 경기장 등 설치장소 측 쾌적한 환경을 제공할 수 있도록 하며 사용자의 피로감을 크게 절감할 수 있도록 한 테르펜을 함유한 인조잔디 구조체에 관한 것이다.
인조잔디는 천연잔디의 감촉을 지니면서 오래 사용할 수 있고 유지비가 적게 들며 쿠션으로 인한 부상을 방지하는 등의 장점으로 그 설치가 증가되는 추세에 있다.
이러한 인조잔디는 야구장, 테니스 코트, 럭비장, 축구장, 게이트 볼장, 골프 연습용 매트, 풀 사이드의 매트 등 스포츠 용도, 공원이나 병원, 학교, 유치원과 같은 개방된 장소, 가정의 정원이나 테라스, 베란다에 이를 때까지 폭넓게 이용되고 있다.
상기 인조잔디는 천연잔디에 비해 초기 시공비가 많이 소요되지만, 항상 푸르름을 유지하고 환경조건의 제한을 받지 않아 시공 후 관리가 용이한 이점을 제공하는 것으로서, 반영구적 사용이 가능하고 유지관리의 편의성, 운동하기에 적합하도록 표면이 고른 점 등으로 인해 선호도가 높다.
특히, 경기장 등 스포츠용 인조잔디에 있어서는 선수의 충격을 흡수하고, 공구름성, 공튀김성, 공이 지면에 바운드되고 난 이후의 공의 속도 변화 등 일련의 적정한 경기성을 확보하기 위한 수단으로도 활용되고 있다.
한편, 인조잔디는 대부분 외부 환경에 노출되어 설치되는 것으로서, 비, 눈, 고온, 저온 등의 기후조건에 노출되는데, 이로 인해 그 인발력의 저하가 문제시되고 있으며, 고무화학제품이 사용되므로 특유의 고무냄새로 인해 인조잔디 사용자의 피로감을 줄이는데 기술적인 한계 및 어려움을 겪고있는 실정에 있다.
또한, 인조잔디에서는 어른뿐만 아니라 아이들도 함께 사용하는데, 경기중에 넘어지는 등의 이유로 맨 살인 피부가 지속적으로 접촉될 수밖에 없고 마찰 등에 의해 상처가 쉽게 발생되며, 불특정 다수의 사람이 이용하는 공간에 설치되므로 인해 인조잔디의 청결성이 가장 크게 대두되고 있어 인조잔디의 항균성을 향상시키기 위한 다양한 연구가 수행되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-2013552호 대한민국 등록특허공보 제10-1355801호 대한민국 등록특허공보 제10-1962320호
본 발명의 목적은 우수한 항균성을 갖는 테르펜 성분을 함유하는 구성을 갖도록 함으로써 향상된 항균성을 발휘할 수 있도록 하고 경기장 등 설치장소 측 쾌적한 환경을 구현할 수 있도록 하며 사용자의 피로감을 크게 절감할 수 있도록 한 테르펜을 함유한 인조잔디 구조체를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 우수한 내충격성과 유연성 및 기계적 강도를 구비함은 물론 난연성을 구비할 수 있도록 하고, 내구성 및 사용 수명을 높일 수 있도록 하며, 최적의 경기력을 보장 및 향상된 경기력을 기대할 수 있도록 함은 물론 무독성 등 안전성을 향상시킬 수 있도록 한 테르펜을 함유한 인조잔디용 파일원사 및 인조잔디 구조체를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 항균성을 통해 여름철에 많이 발생되는 인조잔디 측 고무냄새 및 고온 열화현상을 방지 및 최소화할 수 있도록 하고, 우천시 물빠짐이 용이하게 이루어질 수 있도록 하며, 중량을 줄일 수 있도록 한 테르펜을 함유한 인조잔디용 파일원사 및 인조잔디 구조체를 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 테르펜을 함유한 인조잔디 구조체는, 인조잔디용 파일원사와, 상기 파일원사가 터프팅 방식으로 제편되어 입모되는 기포지, 및 상기 기포지 이면에 코팅 방식 또는 열융착 방식으로 형성되어 상기 파일원사를 상기 기포지에 고정시키는 백코팅층을 포함하는 인조잔디 구조체에 있어서, 상기 파일원사는, 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 이들의 혼합수지인 폴리올레핀계 중합체 중에서 선택된 1종의 폴리머수지 100중량부를 기준으로 하여 테르펜 10~80중량부, 대나무분말 5~20중량부, 화산석분말 10~40중량부, 무기질안료 0.5~3중량부, UV안정제 1~3중량부, 물성개선제 3~10중량부, 및 기능성 첨가제 1~5중량부를 포함하는 혼합 조성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 테르펜은, 탄소 5개로 이루어진 이소프렌[(C5H8)n]을 기본 물질로 하는 탄소수소화합물인 모노테르펜류, 세스퀴테르펜류, 디테르펜류, 트리테르펜류, 테트라테르펜류 중에서 선택된 1종 이상의 성분이되; 상기 모노테르펜류는 캄펜camphene), 카렌(carene), 시멘(cymene), 디펜텐(dipentene), 리모넨(limonene), 미르센(myrcene), 오시멘(ocimene), 펠란드렌(phellandrene), 피넨(pinene), 사비넨(sabinene), 테르피넨(terpinene)으로 이루어진 군으로부터 선택되고; 상기 세스퀴테르펜류는 비사볼렌(bisabolene), 칸디엔(candiene), 카리오필렌(caryophyllene), 세드렌(cedrene), 카마즐렌(chamazulene), 코파엔(copaene), 프라네센(franesene), 저마크렌(germacrene), 휴뮬렌(humulene), 셀리넨(selinene), 테르피놀렌(terpinolene)으로 이루어진 군으로부터 선택되고; 상기 디테르펜류는 스클라레올(sclareol), 안드로그라폴라이드(andrographolide), 트립톨라이드(triptolide), 파이톨(phytol)으로부터 이루어진 군으로부터 선택되고; 상기 트리테르펜류는 사포닌(saponin), 프리스티메린(pristimerin), 앰브레인(ambrein), 베툴린산(betulinic acid), 코로솔산(corosolic acid), 올레아놀산(oleanolic acid), 루페올(lupeol)로 이루어진 군으로부터 선택되며; 상기 테트라테르펜류는 베타크립토산틴(β-cryptoxanthin), 베타카로틴(β-carotene), 제아진틴(zeaxanthin)으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
여기에서, 상기 테르펜은, 구상나무, 소나무, 가문비나무, 전나무, 측백나무, 화백나무 중에서 선택된 1종 이상의 나무잎으로부터 추출한 천연추출액 또는 이를 가공한 가공분말 중에서 선택된 1종 이상이되, 상기 천연추출액은 나무잎을 믹서기로 그라인딩 처리한 후, 증류용기에 그라인딩 처리한 나무잎 100g당 증류수 1000ml를 넣고, 이에 디에틸에테르 100ml와 펜탄 100ml의 용매를 첨가한 후 5시간 동안 정유추출장치를 이용하여 추출액을 추출하며, 추출액에 대해 회전식 감압농축장치를 이용하여 10~40℃에서 감압 농축함으로써 용매를 제거하여 제조한 것일 수 있다.
여기에서, 상기 테르펜은, 상추, 배추, 양배추, 곰보배추, 시금치, 쪽파, 초당옥수수, 차가버섯, 와송, 잔대의 식물류로부터 추출된 추출액이나 이를 건조시켜 분말화한 추출분말 또는 가공분말; 부아메라, 구기자, 아로니아, 커피콩, 오배자, 겨자의 열매류로부터 추출된 추출액이나 이를 건조시켜 분말화한 추출분말 또는 가공분말; 유황나무나 매스틱나무로부터 채취한 수액 또는 이를 가공한 보스웰리아분말 또는 매스틱분말로 이루어진 군으로부터 적어도 1종 이상을 사용할 수 있다.
여기에서, 상기 가공분말은, 상추, 배추, 양배추, 곰보배추, 시금치, 쪽파, 초당옥수수, 차가버섯, 와송, 잔대, 부아메라, 구기자, 아로니아, 커피콩, 오배자, 겨자 중에서 선택된 1군의 테르펜 함유 항균성 물질을 준비하고; 이렇게 준비된 테르펜 함유 항균성 물질을 60~80℃의 적외선 열을 이용하여 5~8시간 건조하는 제1건조방식, 마이크로웨이브를 조사하여 전자기파를 이용한 건조를 수행하되 3~5분 건조 및 1~2분 정지를 반복하는 방식으로 7~8시간 건조하는 제2건조방식, 50~60℃의 열풍으로 4~5시간 예비 건조 후 마이크로웨이브를 조사하되 3분 건조 1분 정지를 반복하는 방식으로 5~6시간 건조하는 제3건조방식 중에서 선택된 1군의 형태로 건조 처리하고; 테르펜 함유 항균성 물질을 평균입자크기 0.5~1cm로 1차 분쇄하고; 1차 분쇄한 테르펜 함유 항균성 물질을 110~120℃에서 3~5분 동안 볶아내거나 또는 오븐에 넣어 110~120℃에서 5~10분 동안 구워내고; 볶아내거나 구워낸 테르펜 함유 항균성 물질에 대해 2차 분쇄하여 평균입자크기 0.1㎛~0.3mm를 갖는 가공분말로 제조한 것일 수 있다.
여기에서, 상기 물성개선제는, 중량평균분자량 12000~13000이고 용융지수가 10~100g/10min인 폴리프로필렌블록공중합체이고; 상기 기능성 첨가제는, 구리, 은, 아연, 알긴산, 비스무스차질산염, 아크리놀, 베르베린, 유칼립투스 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
여기에서, 상기 기포지는, 발포폴리프로필렌, 스티렌부타디엔고무, 폴리우레탄 중 어느 하나에 테르펜과 대나무분말 및 화산석분말을 포함시킨 조성물로 방사하여 제조한 섬유사로 직조된 제직물로 이루어지며; 상기 백코팅층은, 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 스티렌부타디엔고무 함유 라텍스 중 어느 하나에 테르펜을 포함시킨 코팅제 또는 코팅필름으로 형성될 수 있다.
여기에서, 상기 기포지와 백코팅층에 포함되는 각각의 테르펜은, 상술하게 나열한 다수의 테르펜 중에서 선택된 적어도 1종의 테르펜일 수 있다.
본 발명에 따르면, 우수한 항균성을 갖는 테르펜 성분을 함유하는 구성을 통해 향상된 항균성을 발휘할 수 있고, 화산석분말 및 대나무분말과의 적합한 배합으로 항균성을 강화함은 물론 공기정화 및 습도조절 등이 가능하므로 경기장 등 설치장소 측 쾌적한 환경을 구현할 수 있으며, 사용자의 피로감을 크게 절감할 수 있는 유용한 효과를 달성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 인조잔디가 요구하는 내충격성과 유연성 및 기계적 강도를 구비할 수 있고 내구성은 물론 사용 수명을 높일 수 있으며, 화산석분말의 사용을 통해 난연성을 확보할 수 있는 유용한 효과를 달성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 무독성 등 안전성을 향상시킬 수 있고 친환경 인조잔디 구조체를 제공할 수 있으며, 테르펜의 사용에 따른 피톤치드의 방출로 최적의 경기력을 보장 및 향상된 경기력을 기대할 수 있는 유용한 효과를 달성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 테르펜과 대나무분말 및 화산석분말에서 기능하는 항균성을 통해 여름철에 많이 발생되는 인조잔디 측 고무냄새 및 고온 열화현상을 방지 및 최소화할 수 있으면서 곰팡이균 등의 성장을 억제할 수 있으며, 우천시 용이하면서도 원활한 물빠짐을 가능하게 하고 인조잔디 구조체에 대한 전체적인 중량을 줄일 수 있는 유용한 효과를 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 테르펜을 함유한 인조잔디 구조체를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 테르펜을 함유한 인조잔디 구조체를 나타낸 단면도이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 매체를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.
이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하기로 하며, 도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 테르펜을 함유한 인조잔디 구조체를 설명하기 위해 나타낸 도면들이다.
본 발명의 실시예에 따른 테르펜을 함유한 인조잔디 구조체(100)는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 파일원사(110)와 기포지(120) 및 백코팅층(130)을 포함하는 구성으로 이루어진다.
상기 파일원사(110)는 인조잔디를 형성하는 구성요소로서, 건습식 하이브리드 방사 등 다양한 방사방식을 이용하여 제작되는 원사(yarn)를 터프팅(tufting) 방식의 기계설비로 파일(pile)을 구성한 것이다.
상기 파일원사(110)는 인조잔디로서 기능하기 위한 기계적 물성을 확보하면서 항균성을 향상시키기 위한 구성을 갖게 한다.
이를 위해, 상기 파일원사(110)는 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 이들의 혼합수지인 폴리올레핀계 중합체 중에서 선택된 1종의 폴리머수지 100중량부를 기준으로 하여 테르펜 10~80중량부, 대나무분말 5~20중량부, 화산석분말 10~40중량부, 무기질안료 0.5~3중량부, UV안정제 1~3중량부, 물성개선제 3~10중량부, 및 기능성 첨가제 1~5중량부를 포함하는 혼합 조성으로 이루어질 수 있다.
상기 폴리머수지는 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 이들의 혼합수지인 폴리올레핀계 중합체 중에서 선택된 1종일 수 있다.
여기에서, 상기 폴리에틸렌계 수지는 폴리에틸렌을 포함하고, 상기 폴리에틸렌은 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)과 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 및 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)로 이루어질 수 있다.
상기 선형저밀도 폴리에틸렌은 65중량% 내지 85중량%이고, 상기 고밀도 폴리에틸렌은 10중량% 내지 30중량%이고, 상기 초고분자량 폴리에틸렌은 10중량% 내지 30중량%일 수 있다. 상기 선형저밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.92g/㎤이고, 용융지수가 1.5~2.0g/10min이고, 상기 고밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.94g/㎤이고, 용융지수가 0.4~0.5g/10min이고, 상기 초고분자량 폴리에틸렌은 밀도가 0.97g/㎤이고, 인장강도는 3500MPa이고 용융지수는 0.2~0.5g/10min일 수 있다.
상기 선형저밀도 폴리에틸렌에 상기 고밀도 폴리에틸렌과 초고분자량 폴리에틸렌을 혼합함으로써, 적절한 기계적 강도를 확보할 수 있다
상기 폴리프로필렌계 수지는 중량평균분자량 80000~100000이고 용융지수 10~100g/10mim인 것을 사용함이 바람직하고, 폴리프로필렌 단일중합체, 폴리프로필렌 랜덤공중합체, 폴리프로필렌 블록공중합체 중에서 선택된 어느 1군일 수 있다.
여기에서, 상기 폴리프로필렌 단일중합체는 강성 및 내화학성이 우수한 물성을 이용할 수 있고, 상기 폴리프로필렌 랜덤공중합체는 구조가 유연하고 내구성이 우수한 물성을 이용할 수 있으며, 상기 폴리프로필렌 블록공중합체는 충격강도와 강성 및 외부 압력에 견디는 외압 특성이 우수한 물성을 이용할 수 있다.
여기에서, 상기 폴리프로필렌계 수지가 갖는 중량평균분자량과 용융지수는 충진재 측 점착력을 좌우하며, 기계적 물성과 함께 압출 성형성 및 치수 안정성을 제공할 수 있다.
상기 폴리올레핀계 중합체는 상기 폴리에틸렌계 수지에 폴리프로필렌계 수지를 혼합 사용하는 구성이되, 폴리에틸렌계 수지 : 폴리프로필렌계 수지 = 1 : 1~2의 중량비로 사용할 수 있다.
이때, 상기 폴리머수지는 무수말레인산으로 개질된 알파올레핀계 공중합체, 무수말레인산으로 개질된 스티렌계 블록공중합체 중에서 어느 하나를 첨가하거나 또는 두가지를 모두 첨가할 수 있다.
상기 무수말레인산으로 개질된 알파올레핀계 공중합체는 저온에서의 우수한 내충격성, 유연성, 가공성 및 기계적 강도를 구현하기 위한 것으로서, 중량평균분자량 45000~100000이고 용융지수 10~20g/10min인 무수말레인산 1~5중량%를 첨가하여 그래프팅 반응에 의한 개질을 수행할 수 있다.
상기 무수말레인산으로 개질된 알파올레핀계 공중합체는 폴리머수지 100중량% 기준하여 5~10중량%를 함유할 수 있다.
상기 알파올레핀계 공중합체는 에틸렌-옥텐 공중합체, 에틸렌 부텐 공중합체, 에틸렌 비닐알코올 공중합체, 에틸렌 초산비닐 공중합체 중에서 선택된 적어도 1종일 수 있다.
상기 무수말레인산으로 개질된 스티렌계 블록공중합체는 고온 및 저온에서의 내크랙성을 유지하면서 내충격성 및 내마모성을 구현하기위한 것으로서, 중량평균분자량 45000~100000이고 용융지수 10~20g/10min인 무수말레인산 5~10중량%를 첨가하여 그래프팅 반응에 의한 개질을 수행할 수 있다.
상기 무수말레인산으로 개질된 스티렌계 블록공중합체는 폴리머수지 100중량% 기준하여 1~5중량%를 함유할 수 있다.
상기 스티렌계 블록공중합체는 SBS고무, SEBS고무, SEPS고무, SIS고무 중에서 선택된 적어도 1종일 수 있다.
상기 테르펜은 피톤치드를 이루는 주요 성분으로서, 특히 여름철에 햇빛에 의한 향내 및 기능성이 증대되는 것으로서 여름철에 증대되는 인조잔디 구조체(100) 측에서 발생되는 고무냄새를 제거 및 최소화함과 더불어 고온 열화를 방지할 수 있으며, 강한 항균특성과 살균 및 방충기능을 제공함은 물론 인조잔디 구조체가가 설치되는 장소에 대해 쾌적한 환경을 제공할 수 있다.
상기 테르펜은 탄소 5개로 이루어진 이소프렌[(C5H8)n]을 기본 물질로 하는 탄소수소화합물인 모노테르펜류, 세스퀴테르펜류, 디테르펜류, 트리테르펜류, 테트라테르펜류 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 성분일 수 있으며, 서로 일정 비율로 섞어 혼합하여 사용할 수 있다.
여기에서, 상기 모노테르펜류는 캄펜camphene), 카렌(carene), 시멘(cymene), 디펜텐(dipentene), 리모넨(limonene), 미르센(myrcene), 오시멘(ocimene), 펠란드렌(phellandrene), 피넨(pinene), 사비넨(sabinene), 테르피넨(terpinene)으로 이루어진 군으로부터 선택하여 사용할 수 있다.
여기에서, 상기 세스퀴테르펜류는 비사볼렌(bisabolene), 칸디엔(candiene), 카리오필렌(caryophyllene), 세드렌(cedrene), 카마즐렌(chamazulene), 코파엔(copaene), 프라네센(franesene), 저마크렌(germacrene), 휴뮬렌(humulene), 셀리넨(selinene), 테르피놀렌(terpinolene)으로 이루어진 군으로부터 선택하여 사용할 수 있다.
상기 디테르펜류는 스클라레올(sclareol), 안드로그라폴라이드(andrographolide), 트립톨라이드(triptolide), 파이톨(phytol)으로부터 이루어진 군으로부터 선택하여 사용할 수 있다.
상기 트리테르펜류 사포닌(saponin), 프리스티메린(pristimerin), 앰브레인(ambrein), 베툴린산(betulinic acid), 코로솔산(corosolic acid), 올레아놀산(oleanolic acid), 루페올(lupeol)로 이루어진 군으로부터 선택하여 사용할 수 있다.
상기 테트라테르펜류는 베타크립토산틴(β-cryptoxanthin), 베타카로틴(β-carotene), 제아진틴(zeaxanthin)으로 이루어진 군으로부터 선택하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 테르펜은 다른 실시예로서, 구상나무, 소나무, 가문비나무, 전나무, 측백나무, 화백나무 중에서 선택된 1종 이상의 나무잎으로부터 추출한 천연추출액 또는 이를 가공하여 분말화한 가공분말 중에서 선택된 적어도 1종을 사용할 수 있다.
여기에서, 상기 천연추출액은 나무잎을 믹서기로 그라인딩 처리한 후, 증류용기에 그라인딩 처리한 나무잎 100g당 증류수 1000ml를 넣고, 이에 디에틸에테르 100ml와 펜탄 100ml의 용매를 첨가한 후 5시간 동안 정유추출장치를 이용하여 추출액을 추출하며, 추출액에 대해 회전식 감압농축장치를 이용하여 10~40℃에서 감압 농축함으로써 용매를 제거하는 방식으로 제조할 수 있다.
또한, 상기 테르펜은 또 다른 실시예로서, 상추, 배추, 양배추, 곰보배추, 시금치, 쪽파, 초당옥수수, 차가버섯, 와송, 잔대의 식물류로부터 추출된 추출액이나 이를 건조시켜 분말화한 추출분말 또는 가공분말 중에서 선택된 적어도 1종을 사용할 수 있다.
또한, 상기 테르펜은 또 다른 실시예로서, 부아메라, 구기자, 아로니아, 커피콩, 오배자, 겨자의 열매류로부터 추출된 추출액이나 이를 건조시켜 분말화한 추출분말 또는 가공분말 중에서 선택된 적어도 1종을 사용할 수 있다.
여기에서, 상술한 각 실시 유형에서 가공되는 가공분말은 상추, 배추, 양배추, 곰보배추, 시금치, 쪽파, 초당옥수수, 차가버섯, 와송, 잔대, 부아메라, 구기자, 아로니아, 커피콩, 오배자, 겨자 중에서 선택된 1군의 테르펜 함유 항균성 물질을 준비하고,
이렇게 준비된 테르펜 함유 항균성 물질을 60~80℃의 적외선 열을 이용하여 5~8시간 건조하는 제1건조방식과,
마이크로웨이브를 조사하여 전자기파를 이용한 건조를 수행하되 3~5분 건조 및 1~2분 정지를 반복하는 방식으로 7~8시간 건조하는 제2건조방식, 및
50~60℃의 열풍으로 4~5시간 예비 건조 후 마이크로웨이브를 조사하되 3분 건조 1분 정지를 반복하는 방식으로 5~6시간 건조하는 제3건조방식 중에서 선택된 1군의 형태로 건조 처리하고,
테르펜 함유 항균성 물질을 평균입자크기 0.5~1cm로 1차 분쇄하고, 1차 분쇄한 테르펜 함유 항균성 물질을 110~120℃에서 3~5분 동안 볶아내거나 또는 오븐에 넣어 110~120℃에서 5~10분 동안 구워내며,
이렇게 볶아내거나 구워낸 테르펜 함유 항균성 물질에 대해 2차 분쇄하여 평균입자크기 0.1㎛~0.3mm를 갖는 가공분말로 제조할 수 있다.
또한, 상기 테르펜은 또 다른 실시예로서, 유황나무나 매스틱나무로부터 채취한 수액 또는 이를 건조하여 분쇄 가공한 보스웰리아분말 또는 매스틱분말로 이루어진 군으로부터 적어도 1종 이상을 사용할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 테르펜의 구성에 대해 상술한 여러 가지 실시예 유형 중에서 필요에 따라 서로 다른 형태의 2가지 이상을 적절하게 혼합 사용하는 형태를 취할 수도 있다 할 것이다.
여기에서, 상기 테르펜에 대해 최저치 미만으로 사용하는 경우 항균성 향상 등 상술한 기능성을 발휘하는데 어려움이 있고, 최대치를 초과하는 경우 그 기능성을 높일 수 있다 할 것이나 인조잔디 구조체(100)의 제조단가가 전반적으로 높아질 수 있다.
상기 대나무분말은 비교적 가볍고 통기성과 습도 조절 및 공기정화 등의 특성을 발휘할 수 있으며, 냉각 속도가 빨라 여름철 고온 열화현상을 방지할 수 있고, 항균 탈취를 통해 화산석분말과 더불어 여름철에 인조잔디 구조체(100)에서 많이 발생되는 고무냄새를 제거 및 최소화할 수 있다.
상기 화산석분말은 마그마가 지표에 분출되어 식어 만들어진 암석으로 비교적 결정의 크기가 작은 성상을 갖는 것으로서, 분말 형태로 첨가되며, 공극을 갖는 것으로서 가볍고 통기성과 습도 조절 및 공기정화 등의 특성을 발휘할 수 있으며, 냉각 속도가 빨라 여름철 고온 열화현상을 최대한 방지할 수 있어 경기력 향상을 기대할 수 있다.
또한, 상기 화산석분말은 원적외선 및 음이온 방출로 항균효과, 탈취효과, 항곰팡이효과, 중금속 흡착 및 분해 등의 장점을 제공할 수 있으며, 특히 변질이나 변색 등의 성질 변화가 없는 것으로서, 파일원사(110)에 대해 물성 변화를 최소화할 수 있다.
또한, 상기 화산석분말은 세라믹 소재로서 파일원사(110) 등 인조잔디 구조체(100)에 난연성을 부여할 수 있다.
여기에서, 상기 화산석분말에 대해 최저치 미만으로 사용하는 경우 상술한 기능성을 발휘하는데 어려움이 있고, 최대치를 초과하는 경우 세라믹 특성이 너무 많아지므로 기계적 강도 등의 향상을 기대할 수 있으나 파일원사(110) 측 슬라이드성을 저해할 수 있어 오히려 경기력을 저감 및 사용자가 다칠 수 있다.
여기에서, 화산석분말은 SiO2 66.5%, Al2O3 12.8%, Fe2O3 5.6%, K2O 5.0%, Na2O 5.8%와 약간의 Ca, Mg, Ti, P을 포함하는 화학조성을 갖는 것으로서, 압축강도 10~12kgf/㎟, 비표면적 15.5~17.4㎡/g, 비중 0.6~0.7kg/㎥, 기공 크기 10~30㎛, 공극율 95~96%를 충족시킨 것일 수 있다.
여기에서, 상기 대나무분말과 화산석분말은 내부에 공극을 갖는 구성으로서, 용이한 물빠짐을 가능하게 하면서 통기성에 의한 고온열화를 방지할 수 있고 파일원사(110)의 중량을 절감할 수 있으며, 즉 인조잔디 구조체(100)에 대한 전체적인 중량을 절감할 수 있다.
상기 무기질안료는 산화철, 이산화티타늄, 산화크롬, 티탄화물, 코발트화물 중에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.
상기 UV안정제는 이산화티타늄, 산화아연, 호모살레이트, 아보벤젠, 옥틸메톡시신나메이트, 에칠헥실메톡시신나메이트, 옥시녹세이트, 옥토크릴, 옥시벤존 중에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.
여기에서, 상기 무기질안료로서 이산화티타늄을 적용하는 경우 UV안정제는 사용하지 않거나 다른 재료를 사용할 수 있다.
상기 물성개선제는 중량평균분자량 12000~13000이고 용융지수가 10~100g/10min인 폴리프로필렌블록공중합체이 사용될 수 있다.
이때, 상기 물성개선제는 파일원사(110)에 있어 상용성을 개선함과 더불어 충격강도의 향상과 기계적 물성의 안정성 개선 및 조성물간 분산성 등을 개선하여줄 수 있고, 어택틱 블록구조를 포함하는 것으로서 파일원사(110)에 대해 어느 정도의 탄성을 부여함으로써 유연성 및 충격흡수성을 갖게 할 수 있다.
상기 기능성 첨가제는 항균성의 기능을 더하기 위한 것으로서, 구리, 은, 아연, 알긴산, 비스무스차질산염, 아크리놀, 베르베린, 유칼립투스 중에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있으며, 파일원사(110) 및 이를 포함하는 인조잔디 구조체(100)에 대한 항균성을 강화할 수 있다.
상기 기포지(120)는 상기 파일원사(110)가 터프팅 방식으로 제편되어 입모 형태로 고정 구비되는 공간을 제공하며, 상기 파일원사(110)를 지지하는 지지체이다.
상기 기포지(120)는 발포폴리프로필렌, 스티렌부타디엔고무, 폴리우레탄 중 어느 하나에 테르펜과 대나무분말 및 화산석분말을 포함시킨 조성물을 방사하여 제조한 섬유사로 직조된 제직물로 이루어진다.
상기 기포지(120)는 밀폐형의 구조로 이루어질 수 있으나, 부직포 형태로 제작하여 구비함이 바람직하다.
상기 기포지(120)는 발포폴리프로필렌, 스티렌부타디엔고무, 폴리우레탄 중에서 어느 하나를 100중량부로 할 때, 테르펜 10~50중량부, 대나무분말 5~10중량부, 화산석분말 20~50중량부를 포함할 수 있다.
즉, 상기 기포지(120)에 있어서도 테르펜과 대나무분말 및 화산석분말을 혼합하는 조성으로 형성함으로써 파일원사(110)에서와 같이 항균성을 발휘할 수 있도록 제조한다.
여기에서, 상기 기포지(120)에 사용되는 테르펜은 상기 파일원사(110)을 통해 설명한 테르펜 중에서 어느 1군 이상이 사용될 수 있다.
이에, 상기 기포지(120)에서도 항균성을 통해 곰팡이 등 유해균을 제거할 수 있고 공기정화 등이 가능하므로 여름철에 많이 발생되는 인조잔디 측 고무냄새 및 고온 열화현상을 방지 및 최소화할 수 있도록 할 수 있으며, 공극 형성에 의해 우천시 물빠짐을 용이하게 하고 중량을 줄일 수 있는 장점을 제공할 수 있다.
부연하여, 본 발명에 따른 인조잔디 구조체(100)를 경기장 등 설치장소에 적용시 기존에 비해 쾌적한 환경을 구현할 수 있으며 사용자의 피로감을 크게 절감할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.
상기 백코팅층(130)은 상기 기포지(120)의 이면에 코팅 방식 또는 열융착 방식으로 형성되어 상기 파일원사(110)를 상기 기포지(120)에 더욱 안정적으로 고정시키는 구성으로서, 테르펜을 포함하는 코팅제 또는 코팅필름으로 형성될 수 있다.
상기 백코팅층(130)은 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 스티렌부타디엔고무 함유 라텍스 중 어느 하나에 테르펜을 포함하는 코팅제 또는 코팅필름으로 이루어질 수 있다.
상기 코팅제인 경우에는 코팅 방식으로 도포하여 형성할 수 있고, 코팅필름인 경우에는 열융착 방식으로 라미네이팅 처리할 수 있다.
여기에서, 상기 기포지(120)에 사용되는 테르펜은 상기 파일원사(110)을 통해 설명한 테르펜 중에서 어느 1군 이상이 사용될 수 있으며, 주재료 100중량%를 기준으로 5~30중량%을 함유할 수 있다.
여기에서도, 상기 기포지(120)에 사용되는 테르펜은 상기 파일원사(110)을 통해 설명한 테르펜 중에서 어느 1군 이상이 사용될 수 있다.
여기에서, 상기 백코팅층(130)은 피착재에 대한 점착력이 우수할 뿐만 아니라 저장안정성이 우수하고 또한 유기용제나 아민 등에 의한 냄새가 없도록 하기 위해 수성 폴리우레탄 점착제를 포함할 수 있으며, 이를 통해 인조잔디 구조체에서 발생할 수 있는 화학물질에 의한 냄새 등을 방지하고 우수한 점착력에 의하여 점착제의 사용을 절감할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.
이와 같은 상술한 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 테르펜을 함유한 인조잔디 구조체(100)는 축구장, 학교운동장, 럭비장, 게이트볼장, 족구장, 테니스장 및 야구장 중 어느 하나 이상에서 사용될 수 있으며, 인조잔디가 요구되는 다양한 시설에 사용될 수 있다.
더불어, 파일원사(110)는 상기 기포지(120)에 터프팅하기 전에 플라즈마 처리를 통해 표면 처리할 수 있다.
상기 플라즈마는 챔버 내에서 수행되되, 산소와 아르곤가스를 50:50의 비율로 혼합하여 캐리어 가스로 이용하고, 챔버 내의 초기진공도는 10-3torr이고, 캐리어 가스를 주입한 후에는 10-2torr가 되도록 유지하며, 플라즈마 처리의 파워와 처리시간은 각각 100W에서 1분 동안 수행할 수 있다.
한편, 상기 파일원사(110)와 기포지(120)에는 각각 난연성을 보강하기 위한 것으로서, 코어셀 입자를 첨가할 수 있다.
상기 파일원사(110)에 있어서는 폴리머수지 100중량부를 1~10중량부를 첨가할 수 있으며, 상기 기포지(120)에 있어서는 발포폴리프로필렌, 스티렌부타디엔고무, 폴리우레탄 중에서 어느 하나를 100중량부로 할 때, 1~10중량부를 첨가할 수 있다.
여기에서, 상기 코어셀 입자는 난연성분을 포함하는 코어와 상기 코어를 감싸도록 구비되는 셀로 이루어지는 것으로서, 상기 코어를 구성하는 난연성분은 트리페닐포스페이트 또는 트리크레실포스페이트인 유기 인(P)계 화합물이고, 상기 셀은 멜라민/포름알데히드 수지일 수 있다.
이때, 상기 코어셀 입자는 코어에 난연성분을 구비함으로써 난연성을 제공할 수 있고, 상기 셀은 상기 코어를 보호하도록 구비되어 캡슐화한 형태로 구비한다.
상기 코어셀 입자는 난연성을 향상시킬 수 있으면서 마찰 등에 의한 내구성을 향상시킬 수 있다.
상기 코어셀 입자는 난연제를 고농도화하여 코어로 제조하고 상기 코어를 멜라민/포름알데히드 수지로 이루어진 셀로 캡슐화시킴으로써 난연성이 더욱 효과적으로 발휘될 수 있게 하며, 상기 난연성을 코어에 구비시켜 셀로 하여금 코어를 보호하도록 구성함으로써 난연성의 기능을 더욱 극대화할 수 있게 한다.
구체적으로, 상기 코어셀 입자는 폴리비닐알콜을 증류수에 넣고 100rpm으로 1시간 동안 교반하여 중량비로 5%의 폴리비닐알콜 수용액을 제조하고, 상기 폴리비닐알콜 수용액 300g에 트리페닐포스페이트 200g을 분산시켜 에멀젼의 평균입자 크기가 5㎛ 내지 6㎛인 수용성 에멀젼을 제조하고, 37중량%의 포르말린 수용액 75g(pH=9)에 20중량%의 가성소다 수용액과 30g의 멜라민을 첨가하고 75℃에서 1시간 동안 교반하면서 혼합하여 멜라민이 완전히 녹아서 메틸화정도 2.5∼3.5 당량의 투명한 메틸올레이티드 멜라민 수용액을 제조한다.
이어서, 상기 멜라민 수용액을 상기 수용성 에멀젼에 첨가하여 혼합하고, 75℃에서 120분 동안 교반하면서 pH를 5.2로 조절하여 코어는 트리페닐포스페이트로 구비되게 하며, 상기 코어의 외면에는 폴리비닐알콜이 내부막으로 형성되고 상기 폴리비닐알콜의 외면에는 멜라민/포름알데히드 수지로 구성되는 셀로 캡슐화된 트리페닐포스페이트 수용액을 제조하고, 상기 캡슐화된 트리페닐포스페이트 수용액이 에멀젼 상태에서 암모니아를 첨가하여 미반응 포름알데히드를 제거하고, 상기 캡슐화된 트리페닐포스페이트 수용액을 여과하고 건조시켜 분말상의 코어셀 입자를 제조한다.
여기에서, 상기 코어셀 입자는 캡슐화를 통해 캡슐막이 형성되는 구조이기 때문에 난연제와 고무성분 및 수지성분 등이 직접 접촉하는 것을 방지하고, 상용성을 더 좋게 할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 인조잔디 구조체 110 : 파일원사
120 : 기포지 130 : 백코팅층

Claims (8)

  1. 인조잔디용 파일원사와, 상기 파일원사가 터프팅 방식으로 제편되어 입모되는 기포지, 및 상기 기포지 이면에 코팅 방식 또는 열융착 방식으로 형성되어 상기 파일원사를 상기 기포지에 고정시키는 백코팅층을 포함하는 인조잔디 구조체에 있어서,
    상기 파일원사는,
    폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 이들의 혼합수지인 폴리올레핀계 중합체 중에서 선택된 1종의 폴리머수지 100중량부를 기준으로 하여 테르펜 10~80중량부, 대나무분말 5~20중량부, 화산석분말 10~40중량부, 무기질안료 0.5~3중량부, UV안정제 1~3중량부, 물성개선제 3~10중량부, 및 기능성 첨가제 1~5중량부를 포함하는 혼합 조성으로 이루어지며;
    상기 폴리에틸렌계 수지는 선형저밀도 폴리에틸렌에 고밀도 폴리에틸렌과 초고분자량 폴리에틸렌을 혼합한 조성이되, 상기 선형저밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.92g/㎤이고 용융지수가 1.5~2.0g/10min이며, 상기 고밀도 폴리에틸렌은 밀도가 0.94g/㎤이고 용융지수가 0.4~0.5g/10min이며, 상기 초고분자량 폴리에틸렌은 밀도가 0.97g/㎤이고 용융지수는 0.2~0.5g/10min이며;
    상기 폴리프로필렌계 수지는 폴리프로필렌 단일중합체, 폴리프로필렌 랜덤공중합체, 폴리프로필렌 블록공중합체 중에서 선택된 어느 1군이되, 중량평균분자량 80000~100000이고 용융지수 10~100g/10mim이며;
    상기 폴리올레핀계 중합체는 폴리에틸렌계 수지 : 폴리프로필렌계 수지 = 1 : 1~2의 중량비로 사용하며;
    상기 화산석분말은 압축강도 10~12kgf/㎟이고, 비표면적 15.5~17.4㎡/g이고, 비중 0.6~0.7kg/㎥이고, 기공 크기 10~30㎛이고, 공극율 95~96%이며;
    상기 물성개선제는 중량평균분자량 12000~13000이고 용융지수가 10~100g/10min인 폴리프로필렌블록공중합체이며;
    상기 기능성 첨가제는 구리, 은, 아연, 알긴산, 비스무스차질산염, 아크리놀, 베르베린, 유칼립투스 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 테르펜을 함유한 인조잔디 구조체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 테르펜은,
    탄소 5개로 이루어진 이소프렌[(C5H8)n]을 기본 물질로 하는 탄소수소화합물인 모노테르펜류, 세스퀴테르펜류, 디테르펜류, 트리테르펜류, 테트라테르펜류 중에서 선택된 1종 이상의 성분이되,
    상기 모노테르펜류는 캄펜camphene), 카렌(carene), 시멘(cymene), 디펜텐(dipentene), 리모넨(limonene), 미르센(myrcene), 오시멘(ocimene), 펠란드렌(phellandrene), 피넨(pinene), 사비넨(sabinene), 테르피넨(terpinene)으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    상기 세스퀴테르펜류는 비사볼렌(bisabolene), 칸디엔(candiene), 카리오필렌(caryophyllene), 세드렌(cedrene), 카마즐렌(chamazulene), 코파엔(copaene), 프라네센(franesene), 저마크렌(germacrene), 휴뮬렌(humulene), 셀리넨(selinene), 테르피놀렌(terpinolene)으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
    상기 디테르펜류는 스클라레올(sclareol), 안드로그라폴라이드(andrographolide), 트립톨라이드(triptolide), 파이톨(phytol)으로부터 이루어진 군으로부터 선택되고;
    상기 트리테르펜류는 사포닌(saponin), 프리스티메린(pristimerin), 앰브레인(ambrein), 베툴린산(betulinic acid), 코로솔산(corosolic acid), 올레아놀산(oleanolic acid), 루페올(lupeol)로 이루어진 군으로부터 선택되며;
    상기 테트라테르펜류는 베타크립토산틴(β-cryptoxanthin), 베타카로틴(β-carotene), 제아진틴(zeaxanthin)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 테르펜을 함유한 인조잔디 구조체.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 테르펜은,
    구상나무, 소나무, 가문비나무, 전나무, 측백나무, 화백나무 중에서 선택된 1종 이상의 나무잎으로부터 추출한 천연추출액 또는 이를 가공한 가공분말 중에서 선택된 1종 이상이되,
    상기 천연추출액은 나무잎을 믹서기로 그라인딩 처리한 후, 증류용기에 그라인딩 처리한 나무잎 100g당 증류수 1000ml를 넣고, 이에 디에틸에테르 100ml와 펜탄 100ml의 용매를 첨가한 후 5시간 동안 정유추출장치를 이용하여 추출액을 추출하며, 추출액에 대해 회전식 감압농축장치를 이용하여 10~40℃에서 감압 농축함으로써 용매를 제거하여 제조한 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 테르펜을 함유한 인조잔디 구조체.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 테르펜은,
    상추, 배추, 양배추, 곰보배추, 시금치, 쪽파, 초당옥수수, 차가버섯, 와송, 잔대의 식물류로부터 추출된 추출액이나 이를 건조시켜 분말화한 추출분말 또는 가공분말;
    부아메라, 구기자, 아로니아, 커피콩, 오배자, 겨자의 열매류로부터 추출된 추출액이나 이를 건조시켜 분말화한 추출분말 또는 가공분말;
    유황나무나 매스틱나무로부터 채취한 수액 또는 이를 가공한 보스웰리아분말 또는 매스틱분말로 이루어진 군으로부터 적어도 1종 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 테르펜을 함유한 인조잔디 구조체.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 가공분말은,
    상추, 배추, 양배추, 곰보배추, 시금치, 쪽파, 초당옥수수, 차가버섯, 와송, 잔대, 부아메라, 구기자, 아로니아, 커피콩, 오배자, 겨자 중에서 선택된 1군의 테르펜 함유 항균성 물질을 준비하고,
    이렇게 준비된 테르펜 함유 항균성 물질을 60~80℃의 적외선 열을 이용하여 5~8시간 건조하는 제1건조방식, 마이크로웨이브를 조사하여 전자기파를 이용한 건조를 수행하되 3~5분 건조 및 1~2분 정지를 반복하는 방식으로 7~8시간 건조하는 제2건조방식, 50~60℃의 열풍으로 4~5시간 예비 건조 후 마이크로웨이브를 조사하되 3분 건조 1분 정지를 반복하는 방식으로 5~6시간 건조하는 제3건조방식 중에서 선택된 1군의 형태로 건조 처리하고;
    테르펜 함유 항균성 물질을 평균입자크기 0.5~1cm로 1차 분쇄하고;
    1차 분쇄한 테르펜 함유 항균성 물질을 110~120℃에서 3~5분 동안 볶아내거나 또는 오븐에 넣어 110~120℃에서 5~10분 동안 구워내고;
    볶아내거나 구워낸 테르펜 함유 항균성 물질에 대해 2차 분쇄하여 평균입자크기 0.1㎛~0.3mm를 갖는 가공분말로 제조하는 것을 특징으로 하는 테르펜을 함유한 인조잔디 구조체.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 기포지는,
    발포폴리프로필렌, 스티렌부타디엔고무, 폴리우레탄 중 어느 하나에 테르펜과 대나무분말 및 화산석분말을 포함시킨 조성물로 방사하여 제조한 섬유사로 직조된 제직물로 이루어지며;
    상기 백코팅층은,
    폴리에틸렌, 폴리우레탄, 스티렌부타디엔고무 함유 라텍스 중 어느 하나에 테르펜을 포함시킨 코팅제 또는 코팅필름으로 형성되는 것을 특징으로 하는 테르펜을 함유한 인조잔디 구조체.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 기포지와 백코팅층에 포함되는 각각의 테르펜은,
    청구항 2 내지 청구항 4 중에서 선택된 적어도 1종의 테르펜인 것을 특징으로 하는 테르펜을 함유한 인조잔디 구조체.
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