KR102250935B1 - 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사, 이의 제조방법 및 이를 이용한 인조잔디 구조체 - Google Patents

공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사, 이의 제조방법 및 이를 이용한 인조잔디 구조체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사, 이의 제조방법 및 이를 이용한 인조잔디 구조체에 관한 것으로, 상기 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사는 중공사 형태의 원사를 일정 간격으로 압착 밀봉하여 공기부를 포함하는 인조잔디 원사로서, 상기 인조잔디 원사를 기포지에 식모하여 인조잔디 구조체를 제조하면 공기부로 인해 충격 흡수률이 우수하고 잔디파일이 접히거나 구겨짐을 방지할 수 있어 경기 기능성 및 인조잔디의 수명을 향상시킬 수 있고, 우천시 부력을 통해 잔디파일을 세울 수 있어 잔디 입모를 위한 장비나 인력을 절감하여 경제성을 향상시킬 수 있고, 더위나 추위 등의 기후조건에 영향을 줄일 수 있다.

Description

공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사, 이의 제조방법 및 이를 이용한 인조잔디 구조체{Anti-bacterial artificial turf yarn comprising air-portion with excellent durability, manufacturing method thereof, and artificial turf structure using the same}
본 발명은 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사, 이의 제조방법 및 이를 이용한 인조잔디 구조체에 관한 것이다.
인조잔디는 천연잔디의 대체제로서 축구, 야구 등의 경기에 적합하도록 내부에 모래나 고무칩 등을 포설하여 잔디파일을 세워주고 충격흡수력을 높이고 있으나 일반적으로 설치 후 수개월 이내에 잔디파일이 드러누워 초기 기능을 상실하며 이를 해소하고자 장비나 인력을 이용한 지속적인 입모 작업이 필요하지만 현실적으로 대부분의 인조잔디구장이 이러한 유지관리를 하지 못해 잔디파일이 옆으로 누운 상태로 사용되고 있어 기능저하는 물론 인조잔디파일의 수명이 단축되고 선수의 부상을 야기하는 문제점이 있다.
따라서 쉽게 인조잔디 파일을 세울 수 있고 또한 옆으로 누운 상태에서도 충격흡수력이나 반발탄성 등 일정 기능을 보유할 수 있는 제품의 필요성이 큰 상황이다.
또한 화학제품의 특성상 환경이나 인체에 유익하지 못하거나 세균번식 등의 우려가 있는 상황에서 이러한 인간 친화적이며 항균기능을 보유한 제품이 개발되지 못하고 있는 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-2057804호
본 발명의 목적은, 중공사 형태의 원사를 일정 간격으로 압착 밀봉하여 항균성 인조잔디 원사를 이용하여 충격 흡수률이 우수하고 내구성을 향상시킨 항균성 인조잔디 원사, 이의 제조방법 및 이를 이용한 인조잔디 구조체를 제공함에 있다.
본 발명은, 원형 또는 다각형의 단면을 가지고, 제1 방향으로 연장된 기둥 형태의 바디부; 및
상기 바디부의 내부에 구비되어 공기가 구비되는 하나 이상의 공기부를 포함하고,
상기 바디부는 양 말단 중 하나 이상이 상기 공기부의 일부가 노출되도록 오픈된 구조이고,
상기 바디부는 폴리에틸렌 수지, 폴리우레탄 수지, 에틸렌프로필렌 고무, 실리콘 고무 및 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 중 2종 이상을 포함하는 폴리머수지공중합체 100 중량부를 기준으로 하여 항균성물질 0.4~6중량부와, 무기질안료 0.4~0.6중량부, UV안정제 1.2~1.4중량부 및 물성개선제 0.4~0.6중량부의 비율로 이루어지고,
상기 항균성물질은 패각분말, 대나무분말 및 화산석분말 중 1종 이상을 포함하는 것인, 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 서술한 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사와, 상기 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사가 터프팅 방식으로 제편되어 입모되는 기포지, 및 상기 기포지 이면에 코팅 방식 또는 열융착 방식으로 형성되어 상기 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사를 상기 기포지에 고정시키는 백코팅층을 포함하는 인조잔디 구조체를 제공한다.
아울러, 본 발명은 혼합칩을 용융 방사시켜 중공사 형태의 원사를 제조하는 단계; 및
상기 중공사 형태의 원형 또는 다각형의 단면을 가지는 원사를 사출하여 항균성 인조잔디 원사를 제조하는 단계를 포함하고,
상기 혼합칩은 폴리에틸렌 수지, 폴리우레탄 수지, 에틸렌프로필렌 고무, 실리콘 고무 및 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 중 2종 이상을 포함하는 폴리머수지공중합체 100 중량부를 기준으로 하여 항균성물질 0.4~6중량부와, 무기질안료 0.4~0.6중량부, UV안정제 1.2~1.4중량부 및 물성개선제 0.4~0.6중량부의 비율로 혼합하여 제조되고,
상기 항균성물질은 패각분말, 대나무분말 및 화산석분말 중 1종 이상을 포함하는 것인, 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사는 패각분말, 화산석분말, 대나무분말 중 1종 이상의 항균성물질과의 적합한 배합으로 향균성을 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 따른 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사는 중공사 형태의 원사를 일정 간격으로 압착 밀봉하여 공기부를 포함하는 인조잔디 원사로서, 상기 인조잔디 원사를 기포지에 식모하여 인조잔디 구조체를 제조하면 공기부로 인해 충격 흡수률이 우수하고 잔디파일이 접히거나 구겨짐을 방지할 수 있어 경기 기능성 및 인조잔디의 수명을 향상시킬 수 있고, 우천시 부력을 통해 잔디파일을 세울 수 있어 잔디 입모를 위한 장비나 인력을 절감하여 경제성을 향상시킬 수 있고, 더위나 추위 등의 기후조건에 영향을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사의 제조방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사의 제조방법을 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사를 이용한 인조잔디 구조체를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하기로 하며, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사(110)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 바디부(10)와 상기 바디부(10) 내부에 구비되어 공기가 구비되는 하나 이상의 공기부(20)을 포함하고, 상기 바디부(10)는 원형 또는 다각형의 단면을 가지고, 제1 방향으로 연장된 기둥 형태인 구성으로 이루어진다.
상기 제1 방향은 항균성 인조잔디 원사의 길이방향을 의미할 수 있다.
상기 바디부(10)에서 다각형은 3개 내지 6개 또는 3개 내지 6개의 선분이 예각을 이루면서 둘러싸인 평면도형을 말하는 것으로 삼각형, 사각형, 오각형, 또는 육각형일 수 있다.
상기 원형 또는 다각형의 단면을 가지는 기둥 형태의 바디부(10)는 내부에 구비되어 공기가 구비되는 하나 이상의 공기부(20)을 포함하고, 상기 바디부(10)는 상기 제1 방향으로 상기 기둥 형태의 총 길이가 제1 길이로 구비되고, 상기 바디부(10)에 구비되는 복수개의 공기부(20)의 총 길이는 제2 길이로 구비되며, 상기 제2 길이는 상기 제1 길이에 대해서 50% 내지 60%, 50% 내지 80% 또는 50% 내지 100%의 비율일 수 있다.
구체적으로, 상기 바디부(10)는 내부에 1개 이상, 2개 내지 4개, 또는 2개 내지 6개의 공기부(20)을 구비하되, 상기 공기부(20)는 복수개가 상기 제1 방향으로 상기 바디부 내에서 서로 이격되어 구비되고, 상기 복수개의 공기부는 제1 방향으로 순차적으로 배열되도록 구비될 수 있다.
상기와 같이 바디부(10)의 내부에 공기부(20)을 가짐으로써 충격 흡수률이 우수하고 구겨짐을 방지하여 경기기능성 및 인조잔디의 수명을 향상시킬 수 있고, 우천시 부력을 통해 잔디파일을 세울 수 있다.
또한, 상기 바디부(10)는 양 말단 중 상기 공기부의 일부가 노출되도록 하나 이상이 오픈된 구조일 수 있고, 이에 따라 내충격성이 향상되어 압력이 가해졌을 때 파손되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 항균성 인조잔디 원사는 상기 공기부(20)를 사이에 두고 상기 바디부(10)의 내부가 서로 접촉하여 구비되는 접촉부(31)를 포함하고, 서로 이웃하는 공기부(20) 사이에 구비되는 접촉부(31)는 0.5~14cm, 0.5~10cm, 1~12cm 또는 1~14cm의 길이로 구비할 수 있다.
또한, 본 발명의 항균성 인조잔디 원사는 상기 바디부(10)의 외면에는 링(ring)의 형태로 내부로 라운드되도록 오목하게 구비되는 마디부(32)를 포함하고, 상기 마디부(32)는 상기 접촉부(31)에 대응하는 위치에 구비될 수 있다. 상기 마디부(32)를 포함하는 경우, 전체적인 바디부(10)의 강도를 향상시키며, 라운드되도록 구비되므로, 외력이 가해졌을 때 힘이 집중되는 부분을 분산시켜 내구성을 향상시킬 수 있다.
상기 바디부(10)는 항균성 인조잔디 원사의 몸체를 구성하는 것으로, 단면의 외형상이 원형 또는 다각형으로 폴리머수지공중합체와 항균성물질, 무기질안료, UV안정제 및 물성개선제를 포함한다.
상기 바디부(10)는 인조잔디로서 기능하기 위한 기계적 물성을 확보하면서 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성을 향상시키기 위한 구성을 갖게 한다.
이를 위해, 상기 바디부(10)는 폴리에틸렌 수지, 폴리우레탄 수지, 에틸렌프로필렌 고무, 실리콘 고무 및 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 중 2종 이상을 포함하는 폴리머수지공중합체 100 중량부를 기준으로 하여 항균성물질 0.4~6중량부와, 무기질안료 0.4~0.6중량부, UV안정제 1.2~1.4중량부및 물성개선제 0.4~0.6중량부를 비율로 포함하는 혼합 조성으로 이루어질 수 있다.
상기 폴리머수지공중합체는 폴리에틸렌 수지, 폴리우레탄 수지, 에틸렌프로필렌 고무, 실리콘 고무 및 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 중 2종 이상을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 폴리머수지공중합체는 폴리에틸렌 수지 65~85 중량부, 폴리우레탄 수지 3~10 중량부, 에틸렌프로필렌 고무 3~10 중량부 및 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 3~10 중량부 중 2종 이상을 혼합하여 제조한 공중합체일 수 있다. 이와 같은 조성을 가짐으로써, 본 발명에 따른 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사는 우수한 탄력성을 나타내어 충격에 의해 공기부가 쉽게 터지는 것을 방지할 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 3중량% 내지 10중량%이고, 상기 초고분자량 폴리에틸렌은 3중량% 내지 10중량%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 폴리에틸렌만으로 원사를 제조하는 경우, 적정한 인성의 확보가 어려워 소정의 형상을 유지하기 어렵다. 이에, 상기 선형저밀도 폴리에틸렌에 상기 고밀도 폴리에틸렌과 초고분자량 폴리에틸렌을 혼합함으로써, 상기 원사의 형상을 유지하며, 적절한 기계적 강도를 확보할 수 있다
상기 폴리우레탄 수지는 원사의 탄성 및 신축성을 향상시키기 위한 것으로, 이소시아네이트, 글리콜 및 폴리올에 의해 제조된 폴리우레탄이라면 특별히 제한하지 않는다.
상기 에틸렌프로필렌 고무는 EPM 고무 및 EPDM 고무 중에서 선택된 적어도 1종일 수 있고, 상기 에틸렌 프로필렌 고무는 내오존성, 내후성, 내열성이 뛰어나 외부 환경에 의한 변형을 방지하는 역할을 한다.
상기 실리콘 고무는 반발탄성이 우수하고, 내한성 및 내열성이 우수하여 외부환경에 대한 변형을 줄일 수 있고, 인체에 무해하여 신체 접촉이 많은 인조잔디에 적합한 성분이다.
상기 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체는 유연성, 내후성, 내스트레스성 및 내크랙성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 상기 항균성물질은 패각분말, 대나무분말 및 화산석분말 중 1종 이상을 포함한다.
상기 패각분말은 패각을 500℃~700℃에서 소결하여 제조한 것으로 원적외선이 방사되고 항균 및 탈취 능력이 우수하여 인조잔디 원사의 항균성을 향상시킬 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 항균성 인조잔디 원사에서 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, 항균성 인조잔디 원사에 대해 물성 변화를 최소화할 수 있다.
또한, 상기 화산석분말은 세라믹 소재로서 항균성 인조잔디 원사 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 항균성 인조잔디 원사(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 항균성 인조잔디 원사(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 항균성 인조잔디 원사(110)에 있어 상용성을 개선함과 더불어 충격강도의 향상과 기계적 물성의 안정성 개선 및 조성물간 분산성 등을 개선하여줄 수 있고, 어택틱 블록구조를 포함하는 것으로서 항균성 인조잔디 원사(110)에 대해 어느 정도의 탄성을 부여함으로써 유연성 및 충격흡수성을 갖게 할 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사의 제조방법을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사의 제조방법은 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 혼합칩을 제조하는 단계(S100); 혼합칩을 용융 방사시켜 중공사 형태의 원사를 제조하는 단계(S200); 및 상기 중공사 형태의 원사를 일정 간격으로 압착하여 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사를 제조하는 단계(S3000)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
상기 혼합칩을 제조하는 단계(S100)는 폴리에틸렌 수지, 폴리우레탄 수지, 에틸렌프로필렌 고무, 실리콘 고무 및 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 중 2종 이상을 포함하는 폴리머수지공중합체 100 중량부를 기준으로 하여 항균성물질 0.4~6중량부와, 무기질안료 0.4~0.6중량부, UV안정제 1.2~1.4중량부 및 물성개선제 0.4~0.6중량부의 비율로 혼합하여 제조할 수 있다.
상기와 같은 조성을 가지는 혼합칩을 사용함으로써, 본 발명에 따른 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사는 패각분말, 화산석분말, 대나무분말 중 1종 이상을 포함하는 항균성물질의 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.
구체적으로, 상기 폴리머수지공중합체는 폴리에틸렌 수지 65~85 중량부, 폴리우레탄 수지 3~10중량부, 에틸렌프로필렌 고무 3~10 중량부 및 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 3~10 중량부중 2종 이상을 포함할 수 있다. 이와 같은 조성을 가짐으로써, 이를 통해 제조된 항균성 인조잔디 원사는 우수한 탄력성을 나타내어 충격에 의해 공기부가 쉽게 터지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 항균성물질은 패각분말, 대나무분말 및 화산석분말 중 1종 이상을 포함한다.
상기 중공사 형태의 원사를 제조하는 단계(S200)는 원사 내부에 중공을 형성하는 과정이다.
상기 중공사 형태의 원사를 제조하는 단계(S200)는 상기 제조된 혼합칩을 용융 방사시켜 원형 또는 다각형의 단면을 가지고, 제1 방향으로 연장된 기둥 형태의 원사를 형성하면서 중공사 형태의 원사(11)를 제조할 수 있다.
상기 다각형은 3개 내지 6개 또는 3개 내지 6개의 선분이 예각을 이루면서 둘러싸인 평면도형을 말하는 것으로 삼각형, 사각형, 오각형, 또는 육각형일 수 있다.
상기 항균성 인조잔디 원사를 제조하는 단계(S300)는 상기 중공사 형태의 원사(11)를 제1 롤러(31) 및 제2 롤러(32) 사이에 위치시키고, 상기 제1 및 제2 롤러(31,32)를 상기 중공사 형태의 원사(11)의 길이 방향으로 이동시키면서 상기 제1 및 제2 롤러에 일정 간격으로 형성된 돌출부에 의해 상기 중공사 형태의 원사를 압착시켜 수행할 수 있다. 상기 돌출부의 간격은 0.5~14cm, 0.5~10cm, 1~12cm 또는 1~14cm일 수 있다.
상기 제1 및 제2 롤러(31,32)는 같은 방향으로 움직이되, 제1 및 제2 롤러(31,32)에 형성된 돌출부가 맞물려 중공사 형태의 원사(11)를 압착할 수 있도록 이동할 수 있다.
상기 제1 및 제2 롤러(31,32)는 돌출부에 열을 가하여 중공사 형태의 원사(11)를 압착하여 원사에 공기부를 형성할 수 있다. 상기 돌출부는 하나의 롤러에 적어도 4개 이상 구비될 수 있다.
상기 항균성 인조잔디 원사를 제조하는 단계(S300)는 0.5~14cm, 0.5~10cm, 1~12cm 또는 1~14m의 일정 간격으로 상기 중공사 형태의 원사(11)를 압착 및 밀봉하여 원사 내부에 공기부를 형성할 수 있다.
상기 항균성 인조잔디 원사를 제조하는 단계(S300)는 상기 중공사 형태의 내부에 공기가 구비되는 하나 이상의 공기부를 형성할 수 있다.
구체적으로, 상기 공기부는 상기 중공사 형태의 원사(11)를 압착 및 밀봉하여 상기 제1 방향으로 상기 중공사 형태의 원사 내에서 서로 이격되도록 형성될 수 있다.
상기 항균성 인조잔디 원사를 제조하는 단계(S300)를 통해 중공사 형태의 원사(11)는 내부에 1개 이상, 2개 내지 4개, 또는 2개 내지 6개의 공기부가 형성될 수 있고, 상기 공기부(20)는 복수개가 상기 제1 방향으로 상기 바디부 내에서 서로 이격되어 형설될 수 있고, 상기 복수개의 공기부는 제1 방향으로 순차적으로 배열되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 중공사 형태의 원사(11)는 제1 방향으로 기둥 형태의 총 길이가 제1 길이로 형성되고, 상기 중공사 형태의 원사(11)에 형성되는 복수개의 공기부(20)는 제2 길이를 갖도록 형성되며, 상기 제2 길이는 상기 제1 길이에 대해서 50% 내지 60%, 50% 내지 80% 또는 50% 내지 100%의 비율로 형성될 수 있다.
상기와 같은 공기부를 형성함으로써, 충격 흡수률이 우수하고 구겨짐을 방지하여 경기기능성 및 인조잔디의 수명을 향상시킬 수 있고, 우천시 부력을 통해 잔디파일을 세울 수 있다.
또한, 상기 항균성 인조잔디 원사를 제조하는 단계(S300)는 제1 및 제2 롤러(31,32)에 형성된 돌출부가 맞물려 중공사 형태의 원사(11)를 압착하여 상기 공기부를 사이에 두고 상기 바디부의 내부가 서로 접촉하여 구비되는 접촉부를 형성할 수 있고, 서로 이웃하는 공기부 사이에 구비되는 접촉부는 0.5~14cm, 0.5~10cm, 1~12cm 또는 1~14cm의 길이로 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 항균성 인조잔디 원사를 제조하는 단계(S300)를 거쳐 상기 중공사 형태의 원사(11)의 면에는 링(ring)의 형태로 내부로 라운드되도록 오목하게 구비되는 마디부를 형성할 수 있고, 상기 마디부는 상기 접촉부에 대응하는 위치에 구비될 수 있다.
상기와 같이 마디부(32)를 포함하는 경우, 전체적인 항균성 인조잔디 원사의 강도를 향상시키며, 라운드되도록 구비되므로, 외력이 가해졌을 때 힘이 집중되는 부분을 분산시켜 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사를 이용한 인조잔디 구조체를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 인조잔디 구조체(100)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사(110)와 기포지(120) 및 백코팅층(130)을 포함하는 구성으로 이루어진다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 인조잔디 구조체(100)는 상기 서술한 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사와, 상기 항균성 인조잔디 원사를 터프팅 방식으로 제편되어 입모되는 기포지, 및 상기 기포지 이면에 코팅 방식 또는 열융착 방식으로 형성되어 상기 항균성 인조잔디 원사를 상기 기포지에 고정시키는 백코팅층을 포함한다.
상기 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사(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 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사(110)는 기능하기 위한 기계적 물성을 확보하면서 항균성을 향상시키기 위한 구성을 갖게 한다.
다만, 상기 서술한 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사와 동일한 구성으로 구성에 대한 언급은 생략하도록 한다.
상기 기포지(120)는 밀폐형의 구조로 이루어질 수 있으나, 부직포 형태로 제작하여 구비함이 바람직하다.
상기 기포지(120)는 발포폴리프로필렌, 스티렌부타디엔고무, 폴리우레탄 중에서 어느 하나 이상으로 제조한 섬유사로 직조된 제직물로 이루어진다.
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 항균성 인조잔디 원사(110)를 상기 기포지(120)에 더욱 안정적으로 고정시키는 구성으로서, 코팅제 또는 코팅필름으로 형성될 수 있다.
상기 백코팅층(130)은 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 스티렌부타디엔고무 함유 라텍스 중 어느 하나에 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 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 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.
한편, 상기 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사(110)와 기포지(120)에는 각각 난연성을 보강하기 위한 것으로서, 코어셀 입자를 첨가할 수 있다.
상기 항균성 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 인조잔디 원사(110)에 있어서는 폴리머수지공중합체 100중량부를 기준으로 하여 코어셀 입자는 1~10중량부를 첨가할 수 있으며, 상기 기포지(120)에 있어서는 발포폴리프로필렌, 스티렌부타디엔고무, 폴리우레탄 중에서 어느 하나를 100중량부로 할 때, 코어셀 입자는 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.
실시예 및 비교예
본 발명의 일실시예에 따른 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사를 하기 표 1과 같은 조성으로 구성된 혼합칩을 용융 방사시켜 중공사 형태의 원사를 제조한 뒤 상기 중공사 형태의 원사를 제1 및 제2 롤러로 압착하여 공기부를 형성하도록 제조하였다.
실시예 비교예 1 비교예 2
폴리머수지 100 100 100
항균성물질(패각분말,
대나무분말,화산석분말 중 1종)		 6 0.5 6
무기질안료 0.5 0.5 0.5
UV 안정제 1.2 1.2 1.2
물성개선제 0.5 0.1 0
실험예
본 발명에 따른 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사의 항균성 및 기계적 물성을 확인하기 위해, 실시예, 비교예 1 및 비교예 2에서 제조된 인조잔디 원사를 대상으로 실험을 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
항균성 실험은 실시예 및 비교예의 인조잔디 원사에 E.coli 균을 펴바른 뒤 3일 동안 방치하여 E.coli 균이 성장하는지를 확인한 후 성장하는 경우는 0로, 성장하지 않은 경우는 X로 표시하였다.
기계적 물성 실험은 원사에 대한 인장시험을 수행하였으며, 인장속도는 5mm/min였으며 시편의 파단까지 진행하여 확인하였다.
실시예 비교예 1 비교예 2
항균성 X O X
인장강도 95MPa 40MPa 45MPa
상기 표 2를 살펴보면, 실시예의 항균성 인조잔디 원사는 E.coli. 균이 성장하지 않아 항균성을 가지는 것을 확인하였고, 인장강도도 95MPa로 비교예와 비교하여 2배 이상 강도가 높은 것을 확인하였다.반면, 비교예 1의 인조잔디 원사는 패각분말, 대나무분말, 화산석분말 등의 항균성물질을 비교적 적게 포함하여 항균성이 떨어짐을 확인하였고, 비교예 2의 인조잔디 원사는 항균성은 가지나 물성개선제를 포함하지 않아 인장강도가 낮음을 알 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.
10: 바디부 11: 중공사 형태의 원사
12: 접촉부 13: 마디부
20: 공기부
31: 제1 롤러 32: 제2 롤러
100: 인조잔디 구조체 110: 항균성 인조잔디 원사
120: 기포지 130: 백코팅층

Claims (10)

  1. 원형 또는 다각형의 단면을 가지고, 제1 방향으로 연장된 기둥 형태의 바디부; 및
    상기 바디부의 내부에 구비되어 공기가 구비되는 하나 이상의 공기부를 포함하고,
    상기 바디부는 양 말단 중 하나 이상이 상기 공기부의 일부가 노출되도록 오픈된 구조이고,
    상기 바디부는 폴리에틸렌 수지, 폴리우레탄 수지, 에틸렌프로필렌 고무, 실리콘 고무 및 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 중 2종 이상을 포함하는 폴리머수지공중합체 100 중량부를 기준으로 하여 항균성물질 0.4~6중량부와, 무기질안료 0.4~0.6중량부, UV안정제 1.2~1.4중량부 및 물성개선제 0.4~0.6중량부의 비율로 이루어지고,
    상기 항균성물질은 패각분말, 대나무분말 및 화산석분말 중 1종 이상을 포함하고,
    상기 공기부는 복수개가 상기 제1 방향으로 상기 바디부 내에서 서로 이격되어 구비되고,
    상기 바디부는 상기 제1 방향으로 상기 기둥 형태의 총 길이가 제1 길이로 구비되고,
    상기 바디부에 구비되는 복수개의 공기부의 총 길이는 제2 길이로 구비되며,
    상기 제2 길이는 상기 제1 길이에 대해서 50% 내지 80%의 비율을 갖고,
    상기 물성개선제는 중량평균분자량 12000~13000이고 용융지수가 10~100g/10min인 폴리프로필렌블록공중합체를 포함하는, 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공기부를 사이에 두고 상기 바디부의 내부가 서로 접촉하여 구비되는 접촉부를 포함하고,
    서로 이웃하는 공기부 사이에 구비되는 접촉부는 0.5 내지 14cm의 길이로 구비되는 것인, 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 바디부의 외면에는 링(ring)의 형태로 내부로 라운드되도록 오목하게 구비되는 마디부를 포함하고,
    상기 마디부는 상기 접촉부에 대응하는 위치에 구비되는, 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 바디부는 내부에 제1 방향으로 2개 이상의 공기부를 구비하되,
    복수개의 공기부는 제1 방향으로 순차적으로 배열된 구조인, 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사.
  6. 제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사와, 상기 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사가 터프팅 방식으로 제편되어 입모되는 기포지, 및 상기 기포지 이면에 코팅 방식 또는 열융착 방식으로 형성되어 상기 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사를 상기 기포지에 고정시키는 백코팅층을 포함하는 인조잔디 구조체.
  7. 제6항 있어서,
    상기 기포지는,
    발포폴리프로필렌으로 제조한 섬유사로 직조된 제직물로 이루어지며;
    상기 백코팅층은,
    폴리에틸렌, 폴리우레탄, 스티렌부타디엔고무 함유 라텍스 중 어느 하나를 포함하는 코팅제 또는 코팅필름으로 형성되는 것을 특징으로 하는 인조잔디 구조체.
  8. 혼합칩을 용융 방사시켜 중공사 형태의 원사를 제조하는 단계; 및
    상기 중공사 형태의 원형 또는 다각형의 단면을 가지는 원사를 사출하여 항균성 인조잔디 원사를 제조하는 단계를 포함하고,
    상기 혼합칩은 폴리에틸렌 수지, 폴리우레탄 수지, 에틸렌프로필렌 고무, 실리콘 고무 및 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 중 2종 이상을 포함하는 폴리머수지공중합체 100 중량부를 기준으로 하여 항균성물질 0.4~6중량부와, 무기질안료 0.4~0.6중량부, UV안정제 1.2~1.4중량부 및 물성개선제 0.4~0.6중량부의 비율로 혼합하여 제조되고,
    상기 항균성물질은 패각분말, 대나무분말 및 화산석분말 중 1종 이상을 포함하고,
    상기 물성개선제는 중량평균분자량 12000~13000이고 용융지수가 10~100g/10min인 폴리프로필렌블록공중합체를 포함하고,
    상기 항균성 인조잔디 원사를 제조하는 단계는 상기 중공사 형태의 원사를 제1 롤러 및 제2 롤러 사이에 위치시키고,
    상기 제1 및 제2 롤러를 상기 중공사 형태의 원사의 길이 방향으로 이동시키면서 상기 제1 및 제2 롤러에 일정 간격으로 형성된 돌출부에 의해 상기 중공사 형태의 원사를 압착시키는 것인, 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 폴리머수지공중합체는 폴리에틸렌 수지 65~85 중량부, 폴리우레탄 수지 3~10중량부, 에틸렌프로필렌 고무 3~10 중량부 및 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 3~10 중량부 중 2종 이상을 혼합하여 제조하는 것인 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사의 제조방법.
  10. 삭제
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KR1020210016679A KR102250935B1 (ko) 2021-02-05 2021-02-05 공기부를 포함하여 내구성이 우수한 항균성 인조잔디 원사, 이의 제조방법 및 이를 이용한 인조잔디 구조체

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002515557A (ja) * 1998-05-20 2002-05-28 テン カテ ニコロン ビー．ブイ． 中空の草の葉片を有する人工芝
JP2006266081A (ja) * 2000-02-14 2006-10-05 Southwest Recreational Industries Inc 人工芝システム
KR20160144979A (ko) * 2014-03-27 2016-12-19 폴리텍스 스포르트베래게 프로둑티온스 게엠베하 인조 잔디 및 그 제조방법
KR102057804B1 (ko) 2019-06-17 2019-12-19 박혜주 인조잔디용 원사의 제조방법, 상기 제조방법으로 제조된 인조잔디용 원사 및 상기 인조잔디용 원사를 갖는 인조잔디
KR102164216B1 (ko) * 2019-12-17 2020-10-13 최태식 테르펜을 함유한 인조잔디 구조체

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