KR102222623B1 - 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 규조토가 함유된 바이오매스 합성수지를 기반으로 하여 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재에 있어서, 바이오매스 합성수지 및 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(SEBS) 또는 폴리 비닐 부티랄(PVB) 중합체를 포함하는 혼합물 100 중량부에 대하여, 150 메쉬 크기 분말형태의 규조토 5 ~ 20 중량부와, 탄산칼슘 20 ~ 60 중량부와, 무기질 안료 0.5 ~ 10 중량부와, 프로세스 오일 0.5 ~ 3 중량부와, 스테아르산 유화제 0.5 ~ 3 중량부와, 착색제 0.1 ~ 3 중량부 및 노화 방지제 0.1 ~ 3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재에 관한 것이며, 상기 조성물을 이용하여 탄성 충진재를 제조하는 방법에 관한 것이다.
따라서 본 발명은 바이오매스 합성수지의 이산화탄소 저감 기능과, 규조토의 미세먼지 및 구장 온도 저감 기능과, 항산화 작용으로 곰팡이 및 세균 서식 방지하는 기능을 가지는 친환경적인 인조잔디용 탄성 충진재 및 그 제조방법을 제공한다.
따라서 본 발명은 바이오매스 합성수지의 이산화탄소 저감 기능과, 규조토의 미세먼지 및 구장 온도 저감 기능과, 항산화 작용으로 곰팡이 및 세균 서식 방지하는 기능을 가지는 친환경적인 인조잔디용 탄성 충진재 및 그 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 이산화탄소 및 미세먼지 저감 효과가 있는 인조잔디용 탄성 충진재의 조성물을 만들고, 상기 조성물을 이용한 친환경적인 탄성 충진재를 제조하는 방법에 관한 것이다.
최근 학교 또는 공공시설의 운동장을 인조잔디 구장으로 시공하는 사례가 많다. 이용자의 안전과 조경 효과를 위해서 자연 잔디와 같은 모양의 인조잔디를 시공하고 인조잔디를 보호하기 위하여 하층에는 일정 높이의 규사를 깔고, 그 위에 일정 높이로 충진재를 뿌리는 시공을 한다.
상기 충진재는 각종 탄성 칩이 사용되는데, 주로 비중이 크고 탄성이 좋은 폐타이어 및 산업용 폐고무 등을 파쇄하여 칩을 만들어 사용하고 있으나, 하절기 표면 온도가 70℃까지 상승하여 상기 충진재가 서로 달라붙어 충격흡수 기능을 하지 못하는 문제점이 발생한다.
또한, 상기 폐자재의 사용은 구장 이용자의 건강을 해치며, 우천 시 분출되는 이물질에 의해 수질 및 토양이 오염되는 환경적인 문제로 인하여 그 사용이 제한되는 실정이다.
이러한 문제점을 해소하기 위하여 좀 더 친환경적인 합성수지인 바이오 플라스틱에 관한 연구가 활발하다.
대한민국 등록 특허 제10-1962719호(2019.03.27.)에는 ‘기계적 물성이 향상된 탄소 중립형 바이오 베이스 플라스틱, 이의 제조에 사용되는 열가소성 바이오매스 복합체 및 이들의 제조방법’을 제시하고 있다. 바이오 베이스 플라스틱은 바이오매스를 원료로 사용하여 플라스틱(합성수지)을 생산하는 기술이다.
상기 바이오 플라스틱은 식물 유래의 바이오매스로 자연에서 100% 분해되는 생분해성 플라스틱, 식물 유래의 바이오매스를 기존의 합성수지와 중합하여 생분해성 플라스틱의 단점을 해소한 바이오매스(바이오 베이스) 플라스틱으로 대별 할 수 있다.
상기 식물 유래의 바이오매스는 탄소중립형 식물체로서 대기 중의 탄소가 광합성에 의해 고정된 식물자원, 미생물 대사산물, 해조류 등을 말하며, 성장기에 광합성 작용으로 대기 중의 이산화탄소를 소모하면서 자라므로, 폐기 후 화학 분해되어도 지구상의 이산화탄소의 총량을 증가시키지 않음으로 지구 온난화 방지에 기여 하는 것으로 알려져 있다.
본 출원인은 바이오매스 합성수지(Biomass PE)를 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 또는 폴리 비닐 부티랄 중합체에 포함한 탄성 충진재 조성물에 규조토를 함유하여 이산화탄소를 저감하는 탄소 충진재를 제조하고, 대기 중의 미세먼지를 포집, 분해 및 세척 기능을 부가하여 사용자들이 안심하고 이용할 수 있는 친환경 인조잔디 구장을 건설하는 탄소 충진재를 개발하였다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 바이오매스 합성수지를 포함하는 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 또는 폴리 비닐 부티랄 중합체, 규조토 분말, 탄산칼슘, 무기질 안료, 프로세스 오일, 스테아르산 유화제, 착색제, 노화 방지제를 포함하여 구성되는 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 바이오매스 합성수지 및 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 또는 폴리 비닐 부티랄 중합체를 포함하는 혼합물 100 중량부에 대하여, 150 메쉬 크기 분말형태로 조성된 규조토 5 ~ 20 중량부와, 탄산칼슘 20 ~ 60 중량부와, 무기질 안료 0.5 ~ 10 중량부와, 프로세스 오일 0.5 ~ 3 중량부와, 스테아르산 유화제 0.5 ~ 3 중량부와, 착색제 0.1 ~ 3 중량부 및 노화 방지제 0.1 ~ 3 중량부를 포함하여 구성되는 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 바이오매스 합성수지는 20 ~ 25중량%의 바이오매스 복합체로 구성되는 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 규조토는, 실리카(SiO2) 함량이 93%인 담수 규조토로 구성되는 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 담수 규조토가 함유된 탄성 충진재는, 초 다공질 입자들에 의해 미세먼지를 포집하여 자체적으로 분해하고, 빗물에 세정하는 기능을 가지는 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 무기질 안료는, 산화철 또는 코발트산화물로 구성하는 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재를 제공하는데 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, (a) 상기 탄성 충진재의 조성물을 제1차 혼합하는 단계, (b) 상기 제1차 혼합물을 압출기 투입에 적합하도록 제2차 혼합하는 단계, (c) 상기 제2차 혼합물을 압출기에 투입하여 압출하는 단계, (d) 압출된 충진재를 냉각 절단하는 단계를 포함하여 구성되는 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 (a) 상기 탄성 충진재의 조성물을 제1차 혼합하는 단계는, 상기 바이오매스 복합체 20 ~ 25중량%로 구성되는 바이오매스 합성수지 및 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 또는 폴리 비닐 부티랄 중합체를 포함하는 혼합물 100 중량부와, 150 메쉬 크기 분말형태로 조성된 규조토 5 ~ 20 중량부와, 탄산칼슘 20 ~ 60 중량부와, 무기질 안료 0.5 ~ 10 중량부와, 프로세스 오일 0.5 ~ 3 중량부와, 스테아르산 유화제 0.5 ~ 3 중량부와, 착색제 0.1 ~ 3 중량부 및 노화 방지제 0.1 ~ 3 중량부를 믹서기에 넣고 혼합하는 공정을 수행하는 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 (b) 상기 제1차 혼합물을 압출기 투입에 적합하도록 제2차 혼합하는 단계는, 상기 (a) 제1차 혼합 단계를 수행한 혼합물은 압출기에 투입하기에 부적합하여 카렌다를 이용하여 한 차례 더 혼합 공정을 수행하는 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 (c) 상기 제2차 혼합물을 압출기에 투입하여 압출하는 단계는, 상기 (b) 제2차 혼합 단계를 수행한 혼합물을 압출기를 통해서 압출 공정을 수행하는 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 (d) 압출된 충진재를 냉각 절단하는 단계는, 상기 (c) 압출 단계에서 압출되는 충진재를 절단기를 이용하여 절단하고 냉각하여 구상의 알갱이로 제조하는 공정을 수행하는 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재의 제조방법을 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재의 특징은, 바이오매스 합성수지를 포함하는 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 또는 폴리 비닐 부티랄 중합체, 규조토 분말, 탄산칼슘 또는 무기질 안료, 프로세스 오일, 스테아르산 유화제, 착색제, 노화 방지제를 포함하여 구성된다.
본 발명의 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재의 다른 특징은, 바이오매스 복합체 20 ~ 25중량%로 구성되는 바이오매스 합성수지 및 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 또는 폴리 비닐 부티랄 중합체를 포함하는 혼합물 100 중량부에 대하여, 규조토 5 ~ 20 중량부와, 탄산칼슘 20 ~ 60 중량부와, 무기질 안료 0.5 ~ 10 중량부와, 프로세스 오일 0.5 ~ 3 중량부와, 스테아르산 유화제 0.5 ~ 3 중량부와, 착색제 0.1 ~ 3 중량부 및 노화 방지제 0.1 ~ 3 중량부를 포함하여 구성된다.
본 발명의 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재의 또 다른 특징은, 상기 규조토는, 실리카(SiO2) 함량이 93%인 담수 규조토로 구성된다.
본 발명의 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재의 또 다른 특징은, 상기 담수 규조토가 함유된 탄성 충진재는, 초 다공질 입자들에 의해 미세먼지를 포집하여 자체적으로 분해하고, 빗물에 세정하는 기능을 가진다.
본 발명의 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재의 또 다른 특징은, 상기 무기질 안료는, 산화철 또는 코발트산화물로 구성된다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재 제조방법의 특징은, (a) 상기 탄성 충진재의 조성물을 제1차 혼합하는 단계, (b) 상기 제1차 혼합물을 압출기 투입에 적합하도록 제2차 혼합하는 단계, (c) 상기 제2차 혼합물을 압출기에 투입하여 압출하는 단계, (d) 압출된 충진재를 냉각 절단하는 단계를 포함하여 구성된다.
본 발명의 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재 제조방법의 다른 특징은, 상기 (a) 상기 탄성 충진재의 조성물을 제1차 혼합하는 단계는, 상기 바이오매스 복합체 20 ~ 25중량%로 구성되는 바이오매스 합성수지 및 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 또는 폴리 비닐 부티랄 중합체를 포함하는 혼합물 100 중량부와, 150 메쉬 크기 분말 형태로 조성된 규조토 5 ~ 20 중량부와, 탄산칼슘 20 ~ 60 중량부와, 무기질 안료 0.5 ~ 10 중량부와, 프로세스 오일 0.5 ~ 3 중량부와, 스테아르산 유화제 0.5 ~ 3 중량부와, 착색제 0.1 ~ 3 중량부 및 노화 방지제 0.1 ~ 3 중량부를 믹서기에 넣고 혼합하는 공정을 수행한다.
본 발명의 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재 제조방법의 또 다른 특징은, 상기 탄성 충진재의 조성물 중에서 무기질 안료는 산화철 또는 코발트산화물로 구성된다.
본 발명의 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재 제조방법의 또 다른 특징은, 상기 (b) 상기 제1차 혼합물을 압출기(미도시) 투입에 적합하도록 제2차 혼합하는 단계는, 상기 (a) 제1차 혼합 단계를 수행한 혼합물은 압출기에 투입하기에 부적합하여 카렌다를 이용하여 한 차례 더 혼합 공정을 수행한다.
본 발명의 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재 제조방법의 또 다른 특징은, 상기 (c) 상기 제2차 혼합물을 압출기에 투입하여 압출하는 단계는, 상기 (b) 제2차 혼합 단계를 수행한 혼합물을 압출기를 통해서 압출 공정을 수행한다.
본 발명의 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재 제조방법의 또 다른 특징은, 상기 (d) 압출된 충진재를 냉각 절단하는 단계는, 상기 (c) 압출 단계에서 압출되는 충진재를 절단기를 이용하여 절단하고 냉각하여 구상의 알갱이로 제조하는 공정을 수행한다.
이상에서와 같은 본 발명에 따른 탄성 충진재의 조성물은, 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 또는 폴리 비닐 부티랄 중합체에 바이오매스 합성수지가 포함되어 구성된다. 따라서 탄성 충진재에 함유된 바이오매스 합성수지는 대기 중의 탄소가 광합성에 의해 고정된 식물자원, 미생물 대사산물, 해조류로서, 화학 분해 시 이산화탄소의 총량을 증가시키지 않음으로 지구 온난화 방지에 기여 하는 효과를 가진다.
본 발명에 따른 탄성 충진재의 조성물은 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 또는 폴리 비닐 부티랄 중합체에 초 다공질(미세구멍)의 규조토가 함유되어 구성된다. 따라서 공기 중의 유해물질인 포름알데히드(폼알데하이드)와 VOC(휘발성 유기화합물)을 초 다공질 입자 자체 중량의 50% 이상을 흡착하여 자체적으로 분해하고, 빗물을 이용하여 세척함으로서 미세먼지를 저감하는 효과가 탁월하며, 표면 함수율을 높여 구장의 온도를 저감하는 효과를 가지며, 상기 함수된 알칼리성 수분은 항산화 작용으로서 곰팡이 및 각종 세균을 살균하고 서식을 억제하는 효능을 가진다.
또한, 탄성 충진재 조성물의 함량을 조절하여 충진재 입자 간의 밀착력이 높고, 탄성력 및 탄성 회복력이 좋고, 치수 안정성이 있으며, 내구성이 뛰어난 탄성 충진재를 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 인조잔디용 탄성 충진재의 규조토 성분은 열전도율 및 열팽창률이 낮고, 용융점이 높아, 여름철 고온하에서 낮은 수축률 및 열 충격 저항성으로 뭉침 현상이 방지되고, 겨울철 낮은 온도에서 딱딱하게 경직되거나 부서지는 현상을 방지함으로서 사계절 사용이 가능한 친환경적인 운동장 조성이 가능하다.
그리고 본 발명에 따른 인조잔디용 탄성 충진재의 기반인 바이오매스 합성수지와 규조토는 이산화탄소 및 미세먼지가 저감되는 복합적인 기능을 가지는 친환경적인 잔디 구장을 건설할 수 있어, 사용자에게 쾌적한 환경을 제공하며, 지구 온난화 방지에 기여 하는 구장을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재를 제조하는 단계별 공정도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명의 설명에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 사용된 용어나 단어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에서 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
일반적으로 인조잔디 구조체는, 크게 나누어 최하부에 쇄석으로 형성되는 쇄석층과, 그 위에 일정한 높이로 잡석을 깔아 형성되는 잡석층과, 인조잔디 매트로 이루어진다.
상기 인조잔디 매트는 파일원사가 제직 고정되는 기포층, 일정한 높이로 포설되는 규사/모래층이 있으며, 그 상부에 직경 약 0.8 ~ 2mm의 탄성칩(탄성 충진재) 층을 형성하여 충격을 흡수하도록 구성된다.
본 발명은 상기 탄성 충진재 층에 포설되는 충진재를 인체에 무해하고 다양한 기능을 가지는 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재 및 그 제조방법을 개발하여 궁극적으로 친환경적인 인조잔디 구장을 건설하고자 한다.
본 발명에 따른 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재 및 그 제조방법은 이하의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.
<실시 예 1> 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 탄성 충진재
우선, 본 발명에 따른 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재는, 바이오매스 합성수지를 포함하는 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(SEBS) 또는 폴리 비닐 부티랄(PVB) 중합체, 규조토, 탄산칼슘, 무기질 안료, 프로세스 오일, 스테아르산 유화제, 착색제, 노화 방지제를 포함하여 구성된다.
구체적으로 본 발명에 따른 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재 조성물은, 바이오매스 합성수지 및 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(SEBS) 또는 폴리 비닐 부티랄(PVB) 중합체를 포함하는 혼합물 100 중량부에 대하여, 150 메쉬 크기 분말형태로 조성된 규조토 5 ~ 20 중량부, 탄산칼슘 20 ~ 60 중량부와, 무기질 안료 0.5 ~ 10 중량부와, 프로세스 오일 0.5 ~ 3 중량부와, 스테아르산 유화제 0.5 ~ 3 중량부와, 착색제 0.1 ~ 3 중량부 및 노화 방지제 0.1 ~ 3 중량부를 포함하여 구성된다.
이러한 본 발명에 따른 상기 조성물의 바이오매스 합성수지는 바이오매스 복합체가 20 ~ 25중량% 중합하여 구성된다.
본 발명에 따른 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재의 구성을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
1. 바이오매스 합성수지(Bio PE)
본 발명에 적용되는 상기 바이오매스 합성수지는 식물체의 식물섬유에서 선택되는 섬유계 바이오매스를 열 기계적으로 혼합하여 열가소성 바이오매스 복합체를 제조하고, 이를 폴리에틸렌과 같은 중합체와 혼합하여 기계적 물성이 향상된 탄소 중립형 바이오매스 합성수지를 제조한다.
가. 열가소성 바이오매스 복합체
이러한 상기 열가소성 바이오매스 복합체는 식물체 유래의 전분계 바이오매스, 식물체 유래의 식물섬유계 바이오매스, 가소제 및 계면접착 강화제를 포함하여 구성된다.
상기 식물체 유래의 전분계 바이오매스는, 옥수수 전분, 감자전분, 고구마 전분, 카사바 전분, 이들의 변성전분이며, 산화전분, 양이온 전분, 크로스링키지 전분, 전분 에스테르, 이들의 결합물에서 선택된다.
또한, 상기 식물체 유래의 전분계 바이오매스는, 식물 종자, 줄기, 뿌리, 잎을 분쇄한 밀가루, 옥수수가루, 쌀가루, 찹쌀가루, 감자가루, 고구마가루, 카사바가루, 이들의 결합물에서 선택된다.
상기 식물체 유래의 식물섬유계 바이오매스는, 나무섬유, 면섬유, 풀섬유, 갈대섬유, 대나무섬유, 이들의 변성물로서, 카르복실메틸셀룰로오스, 카르복시에틸셀룰로오스, 셀룰로오스 에스테르, 셀룰로오스 에테르, 및 그들의 결합물에서 선택된다.
이와 같은 상기 열가소성 바이오매스 복합체는, 상기 전분계 바이오매스 및 식물섬유계 바이오매스를 가소제의 존재 하에 열기계적으로 혼합 또는 혼련되어 압출기로 압출함으로써 제조된다.
본 발명에 따른 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 조성물의 열가소성 바이오매스 복합체는 전문업체‘주식회사 서진바이오텍’의 ‘TGR-BBP’로 구성된다.
나. 바이오매스 합성수지의 제조
본 발명에 적용되는 상기 바이오매스 합성수지는 상기 열가소성 바이오매스 복합체, 무기충전제, 중합체 및 첨가제를 포함하여 제조된다.
상기 무기충전제는 탄산칼슘, 탈크(활석), 카올린, 펄라이트, 제올라이트, 점토, 황토 및 이들의 혼합물에서 선택된다.
상기 중합체는 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 저밀도폴리에틸렌 (LDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 폴리비닐아세테이트(PVAc), 폴리아미드(PA), 폴리카보네이트(PC) 및 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 등으로 구성된 군에서 선택된다.
본 발명에 따른 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 조성물의 중합체는 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)과 중밀도 폴리에틸렌(MDPE)을 4 : 1의 중량비율로 구성된다.
또한, 상기 첨가제는, 흐름 개선제 또는 윤활제(실리콘유, 왁스, 칼슘스테아레이트, 아연스테아레이트, 글리세린스테아레이트 등), 상용화제(폴리비닐알코올(PVA), 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 에틸렌비닐알콜, 글리시딜 메타크릴레이트, 염소화폴리에틸렌(chlorinated polyethlen, CPE), 염소화 폴리염화비닐 등), 결합제(PVF, animal glue, Polyacrylic acid액, C6H8O2, 글리세린, 폴리비닐알코올 등), 가소제(글리세린, 글리세롤모노스테아레이트, 솔비톨, 올레산, 리놀레산, 스테아르산, 팔미트산, 라우르산, 말산, 에틸렌글리콜 등)로 구성된 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함한다.
본 발명에 따른 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 조성물은 인조잔디용 탄성 충진재를 특화하기 위하여 상기 열가소성 바이오매스 복합체가 20 ~ 25중량%를 상기 폴리에틸렌(PE)과 중합하여 바이오매스 합성수지(Bio PE)가 구성된다.
본 발명에 따른 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 조성물의 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(SEBS) 또는 폴리 비닐 부티랄(Poly Vinyl Butyral : PVB) 중합체는 인조잔디용 충진재 조성물에 탄성 및 내충격성을 부여하는 역할을 하며, 본 발명은 바이오매스 합성수지(Bio PE)가 포함되는 SEBS 또는 PVB를 이용하여 중합체를 조성한다.
이때, 본 발명의 상기 폴리 비닐 부티랄(Polyvinyl Butyral : PVB) 수지는 내후성(耐候性) 및 내한성(耐寒性)이 좋은 고탄성 소재로서, 폴리비닐 알콜과 부틸알데히드의 응결반응으로 형성되며 수지 내의 결합력 (Binding Efficiency) 및 소재 표면의 부착력(Adhesion to Surfaces)이 뛰어나서 탄성 충진재의 소재로 적합하다.
2. 규조토
본 발명에 적용되는 규조토(硅藻土)는, 식물성 플랑크톤의 일종인 규조가 바다(해수 규조토) 속이나, 호수(담수 규조토) 밑에서 800 ~ 1,000만 년 동안 쌓여 규산 부분만이 화석화된 퇴적암의 흙으로서, 식물성 플랑크톤이 죽으면서 내뿜는 아주 작은 기포로 인해 활성탄(숯)의 5천배에 이르는 기공이 형성된다.
또한, 상기 규조토는 수중 환경에서 실리카(silica)를 추출해 내어 자신의 단단한 골격 구조를 구성하는 능력이 있는데, 규조 골격의 퇴적물이 굳어져 형성된 규조 퇴적암은 대부분이 함수 비정질 실리카(SiO2)로 이루어져 있으며, 크기(입도)는 50 ~ 100 ㎛이고, 3㎛ 내외의 초 다공질(미세구멍)로 구성되며, 비표면적은 40.0 ~ 60.0 m2/g를 나타낸다.
상기 규조토의 기본 성분은 SiO2 80.0 ~ 95.0중량%, Al2O3 2.7 ~ 4.1중량%, Fe2O3 0.5 ~ 1.5중량%, MgO 0.1 ~ 0.3중량%, CaO 0.05 ~ 0.6중량%, K2O 0.01 ~ 0.08중량%, Na2O 1.5 ~ 3.5중량%, TiO2 0.05 ~ 0.17중량%를 포함하여 구성되며, 생산 지역의 환경에 따라 각 성분이 서로 차이를 보이며, 생산과정에서 가열 및 분쇄공정을 거쳐서 일부 성분들은 소멸되고 실리카 위주의 성분으로 구성된다.
또한, 상기 규조토는 분쇄장치(볼밀)를 이용하여 분말 형태로 가공되며, 300 메쉬 이상은 고가로서 의약품 분야에 사용되고, 100 메쉬 이하는 건축용 자재로 사용된다.
본 발명에 따른 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재에 함유되는 규조토는, 150 메쉬 크기 분말 형태로 구성된다.
이때, 본 발명에 적용되는 상기 규조토는 바람직하게는 100 ~ 200 메쉬, 가장 바람직하게는 150 메쉬 크기 분말 형태로 첨가된다.
본 발명에 따른 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 탄성 충진재의 상기 규조토는, 실리카(SiO2) 함량이 93중량%인 담수 규조토로 구성된다.
이때, 본 발명에 적용되는 상기 규조토는 실리카(SiO2) 함량이 바람직하게는 90 ~ 96중량%, 가장 바람직하게는 93중량%로 구성된다.
| 구 분 | 담수 규조토 | 해수 규조토 | 비고 |
| 실리카 함량 | 90~96중량% | 80~85중량% | |
| 불순물 함량 | 적음 | 많음 | 유기화합물, 모래, 산화철 |
| 구 조 | 원통형 초 다공질 | 복합형 | |
| 강 도 | 높음 | 낮음 |
상기 [표 1]을 참조하면, 실리카 함량과 불순물 함량이 품질 면에서 해수 규조토에 비해 담수 규조토가 우수한 것으로 나타난다. 상기 실리카(SiO2)의 함량은 미세먼지 포집 기능, 함수 기능, 보유 수분의 약 알칼리화, 흡습기능 및 온도변화에 대한 적응력을 좌우한다.
본 발명은 발명의 목적에 부합하는 탄성 충진재를 제조하기 위하여 상기 실리카 함량을 90중량% 이상으로 구성하였으며, 상기 조건에 부합되는 것은 [표 1]에서 담수 규조토임을 확인하였다.
이와 같은 실리카 함량이 높은 상기 담수 규조토가 함유되어 제조되는 본 발명의 탄성 충진재는, 초 다공질 입자들에 의해 미세먼지를 포집하여 자체적으로 분해하고, 빗물에 세정하는 기능을 가진다.
또한, 실리카 함량이 높은 상기 담수 규조토가 함유되어 제조되는 본 발명의 탄성 충진재는, 초 다공질 입자들의 높은 공극으로 자체부피의 2 ~ 3 배의 수분을 함수함으로서 하절기 구장의 온도를 저감한다.
또한, 실리카 함량이 높은 상기 담수 규조토가 함유되어 제조되는 본 발명의 탄성 충진재는, 흡수성이 뛰어나 해충의 체내 및 표피 수분을 흡수하여 박멸하는 효과가 있으며, 함수된 알칼리성 수분이 항산화 작용을 함으로서 곰팡이 및 세균 서식을 방지한다.
그리고 실리카 함량이 높은 상기 담수 규조토의 초 다공질(미세 구멍)은 각 구멍의 탁월한 네트워크 구성으로 공기 중의 유해물질인 포름알데히드(폼알데하이드)와 VOC(휘발성 유기화합물)의 흡착분해기능이 뛰어나 쾌적한 운동장 환경을 유지하는 효과를 가진다.
본 발명에 적용되는 상기 담수 규조토는 바이오매스 합성수지가 포함되는 SEBS 또는 PVB 중합체와 함께 인조잔디용 충진재 조성물에 탄성 및 내충격성을 부여한 인조잔디용 탄성 충진재를 조성한다.
3. 탄산칼슘(CaCO3)
본 발명에 적용되는 탄산칼슘은 비중 및 탄성을 향상시키는 목적으로 포함된다. 상기 탄산칼슘(CaCO3)은 무색의 결정 또는 백색 고체로서 비중은 2.93이며 825℃에서 분해된다. 자연에서는 대리석, 방해석, 석회석, 조개껍데기, 달걀껍데기, 산호 등으로서 존재하여 쉽게 얻을 수 있는 장점이 있다.
본 발명에서는 바이오매스 합성수지 및 SEBS 또는 PVB 중합체를 포함하는 혼합물 100 중량부에 대하여, 20 ~ 60 중량부를 투입, 교반하여 탄성 충진재의 비중을 높이도록 구성된다.
4. 기타 첨가제
본 발명의 상기 조성물에는 무기질 안료, 프로세스 오일, 스테아르산 유화제, 착색제 및 노화 방지제가 더 포함된다.
상기 무기질 안료는 조성물에 색상을 입히기 위해 사용되며, 인조잔디용 충진재를 제조하기 위한 열가소성 탄성체 조성물에는 녹색 안료를 주로 사용하게 되며, 산화철 또는 코발트산화물의 안료 중에서 바이오매스 합성수지 및 SEBS 또는 PVB 중합체를 포함하는 혼합물 100 중량부에 대하여, 0.5 ~ 10 중량부를 포함한다.
상기 프로세스 오일은 파라핀계 오일, 나프텐계 오일, 아포마틱계 오일 중 하나를 단독 혹은 둘 이상을 혼합하여 사용되며, 상기 바이오매스 합성수지 및 SEBS 또는 PVB 중합체를 포함하는 혼합물 100 중량부에 대하여, 0.5 ~ 3 중량부를 포함한다.
본 발명에서는 스테아르산(Stearic acid) 유화제를 사용하며, 조성물의 압출 및 성형작업을 용이하게 하며, 상기 바이오매스 합성수지 및 SEBS 또는 PVB 중합체를 포함하는 혼합물 100 중량부에 대하여, 0.5 ~ 3 중량부를 포함한다.
그 외 착색제 및 노화 방지제를 첨가하는데 각각 바이오매스 합성수지 및 SEBS 또는 PVB 중합체를 포함하는 혼합물 100 중량부에 대하여, 0.1 ~ 3 중량부를 포함한다.
<실시 예 2> 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재의 제조방법
본 발명의 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재의 제조방법은 도 1을 참조하여 구체적으로 설명하면 아래와 같다.
본 발명의 상기 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재 조성물을 이용하여 친환경적인 충진재를 제조하기 위한 공정은, (a) 상기 조성물을 제1차 혼합하는 단계(S100); (b) 상기 제1차 혼합물을 압출기 투입에 적합하도록 제2차 혼합하는 단계(S200); (c) 상기 제2차 혼합물을 압출기에 투입하여 압출하는 단계(S300); (d) 압출된 충진재를 냉각 절단하는 단계(S400);를 포함하여 구성된다.
본 발명의 상기 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재 조성물을 이용하여 친환경적인 충진재를 제조하기 위한 공정의 상기 (a) 상기 조성물을 제1차 혼합하는 단계(S100)는, 바이오매스 합성수지 및 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(SEBS) 또는 폴리 비닐 부티랄(PVB) 중합체를 포함하는 혼합물 100 중량부와, 150 메쉬 크기 분말 형태의 규조토 5 ~ 20 중량부와, 탄산칼슘 20 ~ 60 중량부와, 무기질 안료 0.5 ~ 10 중량부와, 프로세스 오일 0.5 ~ 3 중량부와, 스테아르산 유화제 0.5 ~ 3 중량부와, 착색제 0.1 ~ 3 중량부와, 노화 방지제 0.1 ~ 3 중량부를 혼합하는 공정을 수행한다.
이러한 본 발명의 상기 (a) 조성물을 제1차 혼합하는 단계(S100)의 바이오매스 합성수지는, 바이오매스 복합체가 20 ~ 25중량% 포함되는 바이오매스 폴리에틸렌(Biomass PE)으로 구성된다.
이러한 본 발명의 상기 탄성 충진재의 조성물 중에서 무기질 안료는 산화철 또는 코발트산화물로 구성된다.
이때, 제1차 혼합 공정은, 상기 조성물을 모두 믹서기(미도시)에 투입하고, 상온에서 30 ~ 40분 정도 혼합하도록 구성된다.
본 발명의 상기 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재 조성물을 이용하여 친환경적인 탄성 충진재를 제조하기 위한 공정의 상기 (b) 상기 제1차 혼합물을 압출기(미도시) 투입에 적합하도록 제2차 혼합하는 단계(S200)는, 상기 제1차 혼합 단계(S100)를 수행한 혼합물을 한 차례 더 혼합한다.
이때, 상기 제2차 혼합 공정은, 상기 제1차 혼합 공정을 수행한 혼합물을 카렌다(미도시)를 이용하여 압출기(미도시)에 투입하기 용이하도록 한 차례 더 혼합하도록 구성된다.
본 발명의 상기 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재 조성물을 이용하여 친환경적인 탄성 충진재를 제조하기 위한 공정의 상기 (c) 상기 제2차 혼합물을 압출기에 투입하여 압출하는 단계(S300)는, 상기 제2차 혼합 단계(S200)를 수행한 혼합물을 압출기를 통해서 압출 공정을 수행한다.
이때, 상기 압출 공정은 160 ~ 180℃에서 진행되며, 직경 2mm 이하의 압출 노즐의 통해서 혼합물(충진재)이 압출되도록 구성된다.
본 발명의 상기 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재 조성물을 이용하여 친환경적인 탄성 충진재를 제조하기 위한 공정의 상기 (d) 압출된 충진재를 냉각 절단하는 단계(S400)는, 상기 압출 공정에서 압출되는 충진재를 절단기(미도시)를 이용하여 절단하고 냉각하여 구상의 알갱이로 제조하는 공정을 수행한다.
이때, 상기 냉각 및 절단 공정은 압출기 노즐에 설치된 절단기에 의해 0.8 ~ 2.0mm의 구(球)상의 알갱이로 제조되고, 상기 알갱이를 냉풍을 이용하여 상온으로 건조하도록 구성된다.
상기 <실시 예 2>에 의해 제조되는 탄성 충진재는 상기 조성물에 함유된 식물체 유래 바이오매스 및 규조토의 특성인 이산화탄소 저감 및 미세먼지를 포집 · 분해 · 세정하는 기능, 수분을 저장하여 구장 온도를 저감하는 기능, 항산화 작용으로 곰팡이 및 세균 서식 방지 기능, 해충의 체내 및 표피 수분을 흡수하여 박멸하는 기능을 가진다.
이하에서는 본 발명에 따른 바이오매스 합성수지 기반에 규조토가 함유된 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 탄성 충진재의 성능실험에 대하여 설명한다.
<실험 예 1> 규조토의 굵기(메쉬)에 따른 충진재의 성능실험
A. 규조토의 굵기(메쉬) 실험
1. 실험 계획
상기 <실시 예 1>에 따른 탄성 충진재의 조성물의 효과를 검증하기 위하여 본 발명에 따른 규조토를 이용한 탄성 충진재에 함유되는 규조토의 굵기(메쉬)를 구분하며, 본 실험에서는 경제성을 감안하여 효과가 가장 우수한 굵기에 따른 임계적 의의를 살펴본다.
2. 실험방법 및 그 결과
상기 <실시 예 1>의 탄성 충진재의 조성물 중에서 규조토 분말의 굵기를 각각 80 · 100 · 150 · 200 · 300 메쉬로 하여, 바이오매스 합성수지 기반의 탄성 충진재 생산 공정을 거쳐서 시편을 제작하였다.
상기 시편의 혼합성, 압출성, 표면거칠기 및 탄발성에 대한 ‘측정항목’을 실험하였다.
1) 혼합성
본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위하여 상술한 탄성 충진재의 조성물을 이용하여 제1차 혼합 단계에서, 분말 형태의 규조토의 굵기를 각각 80 · 100 · 150 · 200 · 300 메쉬로 구분하여 SEBS와 혼합하고, 각각의 혼합 용이성을 실험하였다.
2) 압출성
상기 탄성 충진재의 조성물을 2차례 혼합 단계를 거쳐 압출기에서 압출할 때, 규조토 분말의 굵기를 각각 80 · 100 · 150 · 200 · 300 메쉬로 한 조성물을 구분하여 각각의 압출되는 상태를 실험하였다.
3) 표면 거칠기
생산된 탄성 충진재의 표면 거칠기를 생산 공정의 종사자가 손에 닿는 느낌으로 평가하였다.
4) 탄발성
생산된 탄성 충진재에 동일한 압력을 가하여 회복되는 시간을 측정하여 탄발성을 측정하였다.
| 사례 | 규조토 (메쉬) |
측정항목별 효과분석 | 비고 | |||
| 혼합성 | 압출성 | 표면 거칠기 | 탄발성 | |||
| 1 | 80 | X | Δ | X | X | ◎ : 우수 ○ : 양호 Δ : 중간 X : 나쁨 |
| 2 | 100 | Δ | ○ | Δ | ○ | |
| 3 | 150 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | |
| 4 | 200 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | |
| 5 | 300 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | |
㈜ 주목씨지알 인조잔디연구소 제공
상기 [표 2]에서도 알 수 있듯이, 규조토 분말의 굵기와 상기 측정항목별 효과는 반비례하는 것으로 나타났다. 상기 ‘사례 1’의 규조토가 함유된 탄성 충진재의 조성물은 제1차 혼합과정에서 뭉침 현상이 일어나 혼합 공정에 많은 시간이 소요되었고, 제조 후 표면이 매끄럽지 못한 점(표면 거칠기) 및 탄발력이 떨어지는 현상(탄발성)이 나타났다.
상기 실험결과는 상기 ‘사례 2 ~ 5’의 탄성 충진재가 ‘사례 1’보다 측정항목에서 좋은 결과가 나타났으며, 본 발명은 규조토의 굵기를 경제성과 함께 측정항목별 효과가 ‘양호 및 우수’한 100 ~ 200 메쉬 범위로 한정하여 구성하였다.
따라서 본 발명에 따른 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 탄성 충진재 조성물은 규조토의 굵기를 바람직하게는 100 ~ 200 메쉬, 가장 바람직하게는 150 메쉬로 수치를 한정하는 것은 임계적 의의가 있으며, 상기 조성물로 제조되는 탄성 충진재가 기능성과 내구성을 겸비하여 친환경적인 인조잔디 구장을 건설할 수 있도록 구성한다.
<실험 예 2> 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 탄성 충진재의 성능실험
A. 유해물질 흡착 및 분해 실험
1. 실험 계획
상기 <실시 예 2>에 의한 규조토 함유 바이오매스 합성수지 기반의 탄성 충진재의 미세먼지 저감 효과를 검증하기 위하여 유해물질인 포름알데히드 및 황화수소 가스 흡수 실험을 하였다.
2. 실험방법 및 그 결과
ⅰ) <실시 예 2>의 탄성 충진재(100g)
상기 규조토가 함유된 탄성 충진재 시편을 10 리터 시험용기에 넣고 포름알데히드 가스 및 황화수소 가스를 주입하여 시간대별로 측정하는 실험을 하였다.
| 사례 | 실험가스 (ppm) |
시간대별 측정(h) | 비고 | |||||
| 0 | 0.5 | 1 | 2 | 4 | 6 | |||
| 1 | 포롬알데히드 | 20 | 6 | 4 | 2 | 2 | 2 | |
| 황화수소 | 50 | 32 | 24 | 18 | 10 | 7 | ||
㈜ 주목씨지알 인조잔디연구소 제공
상기 [표 3]의 실험결과를 살펴보면, 규조토 성분이 함유된 바이오매스 합성수지 기반의 탄성 충진재는 시간이 지날수록 실험 용기 속의 포름알데히드 및 황화수소의 농도가 옅어지는 것을 알 수 있다.(6시간이 지나면 최저 농도 유지)
따라서 상기 실험결과는 규조토 성분이 함유된 바이오매스 합성수지 기반의 탄성 충진재는 유해 가스를 초 다공질(미세구멍)에 포집하고 있는 것을 알 수 있으며, 이와 같이 포집된 유해가스는 분해 과정을 거쳐서 우수에 의해 세정된다.
B. 곰팡이 저항성 실험
1. 실험 계획
상기 <실시 예 2>에 의한 규조토 함유 바이오매스 합성수지 기반의 탄성 충진재의 곰팡이 저항성 효과를 검증하기 위하여 배양 곰팡이 균주(혼합균주)와 함께 실험하였다.
2. 실험방법 및 그 결과
ⅰ) <실시 예 2>의 탄성 충진재 시편
ⅱ) 곰팡이 균주(혼합균주)
- Aspergillus nigel ATCC 9642
- Penicillium pinophilum ATCC 11797
- Chaetomium globosum ATCC 6205
- Gliocladium virens ATCC 9645
- Aureobasidium pullulans ATCC 15233
상기 곰팡이 균주를 탄성 충진재 시편에 접종하여 4주간 배양(29.0±0.2℃, 96.7±1.0 %RH 환경)하여 균사의 서식 상태를 관찰하였다.
상기 실험결과, 상기 시험편의 접종한 부분에 균사의 서식 상태가 인지되지 않았다.
따라서 상기 실험결과는 규조토 성분이 함유돤 바이오매스 합성수지 기반의 탄성 충진재에는 초 다공질(미세구멍)이 형성되어 습기를 조절하고, 규조토의 함수된 알칼리성 수분은 항산화 작용으로서 곰팡이 및 각종 세균이 살균되고 서식을 억제하는 효능을 가지는 것으로 나타났다.
이와 같은 본 발명의 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재 및 그 제조방법은 다음과 같은 특징을 가진다.
본 발명에 따른 탄성 충진재의 조성물은, 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 또는 폴리 비닐 부티랄 중합체에 바이오매스 합성수지가 포함되어 구성된다.
따라서 탄성 충진재에 함유된 바이오매스 합성수지는 대기 중의 탄소가 광합성에 의해 고정된 식물자원, 미생물 대사산물, 해조류로서, 화학 분해 시 이산화탄소의 총량을 증가시키지 않음으로 지구 온난화 방지에 기여 하는 효과를 가진다.
본 발명에 따른 탄성 충진재의 조성물은 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 또는 폴리 비닐 부티랄 중합체에 초 다공질(미세구멍)의 규조토가 함유되어 구성된다.
따라서 공기 중의 유해물질인 포름알데히드(폼알데하이드)와 VOC(휘발성 유기화합물)을 초 다공질 입자 자체 중량의 50% 이상을 흡착하여 자체적으로 분해하고, 빗물을 이용하여 세척함으로서 미세먼지를 저감하는 효과가 탁월하며, 표면 함수율을 높여 구장의 온도를 저감하는 효과를 가지며, 상기 함수된 알칼리성 수분은 항산화 작용으로서 곰팡이 및 각종 세균을 살균하고 서식을 억제하는 효능을 가진다.
또한, 탄성 충진재 조성물의 함량을 조절하여 충진재 입자 간의 밀착력이 높고, 탄성력 및 탄성 회복력이 좋고, 치수 안정성이 있으며, 내구성이 뛰어난 탄성 충진재를 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 인조잔디용 탄성 충진재의 규조토 성분은 열전도율 및 열팽창률이 낮고, 용융점이 높아, 여름철 고온하에서 낮은 수축률 및 열 충격 저항성으로 뭉침 현상이 방지되고, 겨울철 낮은 온도에서 딱딱하게 경직되거나 부서지는 현상을 방지함으로서 사계절 사용이 가능한 친환경적인 운동장 조성이 가능하다.
그리고 본 발명에 따른 인조잔디용 탄성 충진재의 기반인 바이오매스 합성수지와 규조토는 이산화탄소 및 미세먼지가 저감되는 복합적인 기능을 가지는 친환경적인 잔디 구장을 건설할 수 있어, 사용자에게 쾌적한 환경을 제공하며, 지구 온난화 방지에 기여 하는 구장을 제공할 수 있다.
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- 초 다공질로 형성되어 공기 중의 포름알데히드 및 휘발성 유기화합물을 흡착·분해·세척하는 기능과, 이산화탄소의 총량 증가를 억제하여 지구 온난화 방지에 기여하는 기능을 함께 가지는 규조토가 함유된 바이오매스 합성수지를 기반으로 한 탄소저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재 제조방법에 관한 것으로서, 바이오매스 합성수지가 포함되는 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(SEBS) 또는 폴리 비닐 부티랄(PVB) 중합체를 포함하는 혼합물 100 중량부에 대하여, 150 메쉬 크기 분말형태의 규조토 5 ~ 20 중량부와, 탄산칼슘 20 ~ 60 중량부와, 무기질 안료 0.5 ~ 10 중량부와, 프로세스 오일 0.5 ~ 3 중량부와, 스테아르산 유화제 0.5 ~ 3 중량부와, 착색제 0.1 ~ 3 중량부와, 노화 방지제 0.1 ~ 3 중량부를 포함하며, 상기 바이오매스 합성수지는, 바이오매스 복합체가 20 ~ 25중량% 포함되는 바이오매스 폴리에틸렌(Biomass PE)이며, 상기 바이오매스 폴리에틸렌은 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)과 중밀도 폴리에틸렌(MDPE)을 4 : 1의 중량비율로 포함하는 중합체로 구성되며, 상기 규조토는, 실리카(SiO2) 93중량%, Al2O3 2.7~4.1중량%, Fe2O3 0.5~1.5중량%, MgO 0.1~0.3중량%, CaO 0.05~0.6중량%, K2O 0.01~0.08중량%, Na2O 1.5~3.5중량%, TiO2 0.05~0.17중량%를 포함하는 담수 규조토로 구성되며, 상기 무기질 안료는, 산화철 또는 코발트산화물로 구성되는 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재의 조성물을 이용하여 친환경적인 탄성 충진재를 제조하는 방법에 있어서,
(a) 상기 조성물을 제1차 혼합하는 단계(S100);
(b) 상기 제1차 혼합물을 압출기 투입에 적합하도록 제2차 혼합하는 단계(S200);
(c) 상기 제2차 혼합물을 압출기에 투입하여 압출하는 단계(S300);
(d) 압출된 충진재를 냉각 절단하는 단계(S400);를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소 저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 탄성 충진재 제조방법.
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| KR102288911B1 (ko) * | 2021-03-22 | 2021-08-12 | 한국체육조경 주식회사 | 바이오 매스 유래 인조잔디용 충진재 및 이를 포함하는 인조잔디 구조체 |
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