KR102360636B1 - 배수기능을 갖는 시트 타입의 인조잔디용 충격 흡수패드의 제조방법 - Google Patents

배수기능을 갖는 시트 타입의 인조잔디용 충격 흡수패드의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본원은 운동 과정 중 외부의 충격으로부터의 신체 보호를 받기 위한 충격 흡수 소재의 준비단계와 준비된 충격 흡수소재를 비롯한 기능성 물질의 혼합을 용이하게 하며 원할한 투수율을 제공하기 위한 1차 파쇄단계 및 2차 파쇄단계와 파쇄한 충격 흡수소재를 일정한 입자크기로 선별하기 위한 체질단계와 선별한 파쇄 충격 흡수소재 분말을 비롯한 바인더(Binder)와 내구성 향상 및 정전기 소멸을 위한 기능성물질을 혼합하기 위한 혼합단계와 일정한 크기의 형상을 갖도록 충격 흡수 기능의 패드를 제공하기 위한 몰드준비단계와 이에 따른 몰드 내의 혼합물 충진단계와 몰드에 충진된 혼합물을 인조잔디용 충격 흡수 기능성의 패드를 제공하기 위한 성형단계와 인조잔디용 충격 흡수 기능성의 패드의 빗물에 대한 측면 배수를 필요로 할 때 충격 흡수 기능성의 패드 하부에 발수처리가 추가로 제공되는 발수제공 단계와 최종 제조된 패드 표면의 이물질을 제거하기 위한 마무리단계를 포함하여 외부의 충격으로부터 높은 흡수율로 인한 부상의 위험 및 피로 누적을 해소함은 물론 인조잔디의 정정기 발생 해소에 의한 쾌적한 운도경기를 진행할 수 있으며, 투수율, 시공성을 비롯한 영구압축률 복원성, 인장강도, 휨강도의 반영구적인 높은 내구성에 대한 물성 향상을 제공할 수 있는 인조잔디용 배수기능을 갖는 시트 타입의 충격 흡수패드 제조방법 관련 기술이다.

Description

배수기능을 갖는 시트 타입의 인조잔디용 충격 흡수패드의 제조방법{Manufacturing method of shock absorbing pad of sheet type with drainage function for artificial turf}
본 발명은 인조잔디에서 운동경기 과정 중 부상의 위험을 해소하고, 인조잔디에서 발생되는 정전기를 소멸시키며, 우천 시 빗물의 배수가 신속하게 진행되도록 투수성, 내구성, 시공성 및 배수기능 등의 우수한 물성을 갖는 인조잔디용 충격 흡수패드 제조방법에 관련 기술이다.
본원은 인조잔디 경기장에서 운동 과정 중 외부의 충격으로부터의 신체 보호를 받기 위한 충격 흡수소재가 외부의 충격으로부터 높은 흡수율로 인한 부상의 위험 및 피로 누적을 해소함은 물론 인조잔디의 정전기 발생 해소에 의한 쾌적한 운동경기환경을 제공하며, 투수율, 시공성을 비롯한 영구압축률 복원성, 인장강도, 휨강도의 반영구적인 높은 내구성에 대한 물성 향상을 제공할 수 있는 배수기능을 갖는 시트 타입의 인조잔디용 충격 흡수패드 제조방법에 관한 것이다.
인조잔디는 1965년에 최초로 발명이 되었으며, 최초의 인조잔디구장은 녹색으로 된 실내외 플라스틱 카펫에 지나지 않았다. 그 당시 산업계종사자 몇 명은 많은 팀들이 실내경기장으로 들어가는 것을 보고 잔디가 제대로 자라지 않아 대체할 무엇인가가 필요하다고 생각했다.
인조잔디의 장점은 격렬한 사용에도 잘 견디고, 폭우 중이나 폭우 후에도 바로 사용이 가능하다는 이유로 스포츠 경기장 등에서 많이 사용되며, 가정집의 정원용 등 여러 가지의 용도로 널리 사용되고 있다.
인조잔디 운동장은 흙바닥에 콘크리트를 깔고 그 위에 인조잔디를 까는 식으로 조성됨에 따라 천연잔디처럼 탄력 및 푹신함을 주기 위해 인조잔디 위에 탄력이 있는 알갱이 타입의 충진재를 충진하게 된다.
운동장은 활동을 위한 물리적 공간으로서 성장기 아동이 활동하는 운동장은 단지 전문 체육활동만을 위한 공간이 아닌 체육교육을 받고, 경기하며, 모여 즐기는 다양한 활동이 이루어지는 공간으로서, 쾌적한 환경에서 감성적, 심미적, 물리적, 교육적인면 모두 충족하여 다양한 활동이 가능해야 한다.
인조잔디에서 운동경기를 하는 과정 중 신체에 가해지는 충격의 압력을 감소시키려면 충격력을 최대한 넓은 부위로 확산시키는 것이 중요하며, 충돌 시 점진적으로 속도가 감소되도록 하고 운동량이 서서히 변화할 수 있도록 해주어야 하는데, 매끈한 표면, 둥근 형태, 함몰되는 소재는 충돌 시 운동량이 서서히 변화할 수 있도록 하여 신체의 상해는 줄이는 역할을 하게 된다.
인조잔디에서 운동경기 발생 시 부상의 위험을 해소하고, 우천 시 빗물의 배수가 신속하게 진행되기 위한 인조잔디 패드는 외부의 충격으로부터 충격 흡수능력 및 영구압축률 복원성이 우수하면서 투수성이 우수하여야 하며, 정전기 발생에 따른 플레이어의 불쾌감 발생을 감소시켜야 하며, 지구 환경보호 및 인조잔디의 장기간 사용에 의한 교체 비용의 경제적 부담감을 최소화하기 위해서는 시공성이 우수하고, 반영구적으로 사용해야 한다.
그러나 지금까지 연구, 개발된 인조잔디 충격흡수 소재들은 충격 흡수율이 저조할 뿐 아니라 내구성이 미흡하여 장기간 사용이 어려우며, 우천시 투수성이 미흡하고, 영구 압축률 복원성이 낮기 때문에 인조잔디의 기능성을 발휘할 수 없다는 문제점이 있으며, 인조잔디에서 발생하는 정전기를 대전시켜 소멸시킬 수 있는 방법이 미진하고, 특히 종래의 충격흡수 패드 제조기술들은 인조잔디와 충격흡수 패드가 커다란 크기의 일체화된 구성물로 이루여져 있음에 따라 충격 흡수 시트를 설치하거나 장기간 사용에 따른 인조잔디의 교체가 필요할 경우 많은 인력이 필요하며, 해체 및 설치용 장비를 동원하여 충격흡수 패드와 인조잔디를 한꺼번에 교체해야 함에 따라 인건비 상승 및 시공단가 상승에 따른 경제적 부담감을 가중시킬 수 있으며, 다량의 폐기물 발생에 따른 지구환경 보호에 악영향을 끼칠 수 있다는 문제점을 가지고 있다.
또한 지금까지 대부분의 현장에서 시공되는 인조잔디 충격흡수 시트 소재인 경우에는 대부분 충격흡수 시트 표면에 일정한 형상 및 크기의 배수로가 이루어진 경량의 폴리에틸렌 폼(PE foam)의 충격흡수패드나 고무 분말로 이루어진 롤 시트(Roll sheet) 형태의 충격흡수패드를 이용하고 있다. 그러나 경량 폴리에틸렌 폼(PE foam)의 충격흡수패드인 경우에는 빗물이 지면 하부로 배수되지 못하고, 반드시 측면 배수만 가능할 뿐만 아니라 대기의 온도가 높은 하절기인 경우 온도 상승에 따른 팽창되는 공기가 패드 표면으로부터 빠져나오지 못하고 부풀어져 변형이 발생되는 문제점이 있으며, 고무 분말로 이루어진 롤 시트(Roll sheet) 형태의 충격흡수패드인 경우에는 배수를 위한 홈이 구성되지 않고 롤 시트의 투수를 통해 빗물이 지면 하부로 배수되는 구성으로 이루어져 있음에 따라 지면 하부에 배수가 원활히 이루어지기 위한 설비가 추가로 필요함에 따른 설비비용의 경제적 부담을 가중시킬 수 있으며, 원통형 몰드의 스카이빙 재단을 통한 구성으로 인해 시공된 충격흡수패드의 형상이 평탄하지 않고, 라운딩이 되어 설치에 따른 어려움이 발생된다는 문제점이 있다.
따라서 인조잔디 구장에서 운동경기를 할 때 부상의 위험을 최소화하거나 해소하며, 쾌적한 운동환경을 제공하기 위하여 우천 시 빗물의 배수가 신속하게 진행되도록 제공됨은 물론 정전기에 의해 플레이어에 불쾌감을 발생하거나, 인조잔디가 뭉쳐 인조잔디의 성능을 하락시킬 수 있는 문제점을 해결하고, 인조잔디의 교체에 따른 환경 및 경제적 비용의 문제점을 최소화하기 위하여 인조잔디에서 발생하는 정전기를 대전시켜 소멸시키고, 내구성이 우수한 인조잔디용 배수기능을 갖는 시트형(Sheet type)의 충격 흡수패드 제조방법을 제공해야 한다.
종래의 인조잔디 충격 흡수패드에 대한 선행 연구를 살펴보면 다음과 같다.
한국공개특허 출원번호 10-2020-0180392에서는 경량 폴리에틸렌 발포폼을 이용한 인조잔디용 충격흡수패드를 제시하고 있는 바, 본 인용발명은 경량으로 작업성을 제공할 수 있으나 온도가 높은 하절기인 경우 온도 상승에 따른 공기의 배출의 기능이 부족하여 시트가 부풀어 올라 변형이 발생될 수 있다는 문제점이 있다.
한국공개특허 출원번호 10-2021-0001754에서는 열융착 공정을 수행하기 위하여 제직된 인조잔디매트 및 기포지를 각각 공급하거나, 백코팅 공정을 수행하기 위하여 제직된 인조잔디매트를 공급하는 공급부와, 상기 공급부에서 공급되는 상기 제직된 인조잔디매트와 기포지를 열융착 하는 열융착 시스템과, 상기 공급부에서 공급되는 상기 제직된 인조잔디매트의 바닥면에 백코팅 공정을 수행하는 분사형 백코팅 시스템과, 상기 열융착 시스템 또는 분사형 백코팅 시스템에서 작업 공정이 끝난 인조잔디매트를 일정량 롤링하고 포장하는 롤링 및 포장부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 인조잔디매트 생산시스템을 제시하고 있다.
한국공개특허 출원번호 10-2020-0124488에서는 탄소저감 및 미세먼지 포집이 용이한 인조잔디용 충격흡수패드 조성물 및 그 조성물로 제조되는 인조잔디용 충격흡수패드를 제시하고 있다.
한국공개특허 출원번호 10-2020-0064745에서는 연질 사출수지재료 100중량% 대비 20% 이내의 비율로 PE, 고무, EVA 및 폴리올레핀계 엘라스토머 중 선택된 어느 하나의 소재를 혼합하고, 흑연, 숯, 토르말린, 귀양석, 히게리온, 황토, 잣껍질, 견운모, 맥반석, 맥섬석, 게르마늄, 소나무껍질, 옻 및 제올라이트 중에서 선택된 어느 하나의 소재를 5% 내지 10% 이내의 비율로 혼합하여, 사출성형하여 형성한 것을 기본으로 하는 인조잔디용 충격흡수 패드를 제시하고 있다.
한국공개특허 출원번호 10-2020-0047651에서는 인조잔디에 충격흡수성을 부여하여 운동경기 발생 시 부상의 위험을 해소하고, 우천 시 빗물을 신속하게 배수할 수 있는 투수성이 우수하면서 반영구적으로 사용할 수 있는 환경 친화적인 인조잔디용 투수성 충격 흡수패드를 제시하고 있다.
한국공개특허 출원번호 10-2019-0009422에서는 친환경 천연소재인 콜크 코팅형 인조잔디용 충진재 및 그 제조방법, 이를 위한 충진재 코팅 장치를 제시하고 있다.
한국공개특허 출원번호 10-2017-0109350에서는 배수기능과 충격흡수기능이 구비된 인조잔디용 구조체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인조잔디의 하부에 배수기능이 우수한 충격흡수패드를 구비하여 물 빠짐과 충격흡수 및 복원이 우수한 배수기능과 충격흡수기능이 구비된 인조잔디용 구조체를 제시하고 있다.
한국공개특허 출원번호 10-2019-0050880에서는 (a)기포지에 PE/PP/NYLON 원사를 이용하여 PE/PP/NYLON 매트를 제직하는, 제 1 차 제직단계와, (b) 상기 제 1 차 제직단계에서 얻어지는 PE/PP/NYLON 매트에 파일원사를 이용하여 인조잔디매트를 제직하는, 제 2 차 제직단계와, (c) 상기 제직 완료된 인조잔디매트의 바닥면을 열융착 또는 코팅하는, 열융착 또는 코팅 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 충격흡수 기능을 가지는 인조잔디매트 제조방법을 제시하고 있다.
삭제
미국공개특허 출원번호 12/258508에서는 패드와 튜브의 상부 표면을 가로질러 연장하는 채널을 가진 베이스 패드를 포함하는 인공 잔디를 위한 기판을 제시하고 있다.
미국공개특허 출원번호 12/369434에서는 배수를 제공하고 인공 잔디의 온도를 조절하기 위해 열과 냉각 튜브를 운반하기 위해 상기 기판의 하부 표면에 형성된 채널을 포함하는 인공 잔디 기판을 위한 이음 시공법을 제시하고 있다.
일본공개 특허출원번호 2017-001615에서는 안전성이나 충격 흡수성이 우수하고, 평탄한 깔개 포장이 용이하고 인공잔디를 넘길 수 있도록 하여 어긋남이 없고 시공 작업 부하의 감소가 가능한 프레파브식 인공잔디 구조체를 제공하기 위한 조립식 인공잔디 구조체를 제시하고 있다.
일본공개특허 출원번호 2015-133212에서는 열가소성 발포체 완충층을 포함한 인공잔디에 재이용 가능한 완충층을 형성하기 위한 인공잔디를 제시하고 있다.
일본공개특허 출원번호 1995-206485에서는 경기자의 발 착지부를 중심으로서 주변에 충격 하중을 분산시켜 충격 완충 효과를 향상시켜 또한 인공잔디를 언더 패드와 함께 감아 깔아 할 수 있도록 강성을 부여하기로 한 치수 안정성이 좋은 언더 패드 부착 인공잔디 제조 방법을을 제시하고 있다.
일본공개특허 출원번호 1997-042530에서는 잔디에 형성된 개구부 변형이나 어긋남 발생을 확실하게 방지하기 위한 인공잔디밭을 제시하고 있다.
그러나 상기와 같은 종래기술에서는 본원 발명자가 인조잔디에서 운동경기 발생 시 부상의 위험을 해소하고, 우천 시 빗물의 배수가 신속하게 진행되기 위한 투수성이 우수하면서 반영구적으로 사용할 수 있도록 의류 섬유질이 포함되어 내구성을 높이고, 연결되는 접합부 사이의 기밀성 향상을 위하거나 인조잔디의 파손 또는 노후에 의한 교체 과정 중 작업성 향상을 도모하기 위해 충격 흡수 패드에 블록 타입의 암수 결합에 의한 가로축, 세로축으로 연결 형태로 시트 접합을 일체화시키고자 하는 기술사상은 선행기술에 제시된 바 없으며, 또한 선행기술들이 복합되어 적용되는 경우에도 본원기술이 제공하고자 하는 기술구성 또는 발명의 목적을 달성할 수 없으므로 본원 기술이 제안된다.
본원에서 제공하고자 하는 인조잔디는 가정 또는 공공에서 인테리어 장식이나 체육시설 운동장 등 일상생활 뿐 아니라 산업용도 측면에서도 다양하게 활용되도록 설치 및 관리비용이 저렴하고 이용 횟수의 제한이 있는 천연잔디에 비해 기상(우천)에 상관없이 연중 이용이 가능하며, 경기장 표면의 균일성을 높이고, 천연 잔디에 비해 유지관리비가 저렴함은 물론 유지관리에 전문적인 기술이 필요치 않고 살충제, 살균제와 같은 농약으로 인한 수질오염 영향이 없으며, 비싼 관리장비의 구입이 필요치 않은 이점을 갖기 때문에 2000년 이후 시장이 계속 확대되어 왔으나 초기 설치비가 많이 들며, 충격 흡수율 및 투수율이 저조하여 운동 경기를 하는 사람들에게 신체적 부상의 우려가 많다는 문제점과 우천 시 운동경기의 분위기를 저해할 수 있다는 문제점이 지적되어 왔다.
또한 인조잔디에 발생하는 정전기를 대전시켜 소멸시키기 위한 기술적 방법이 미진하여 플레이어에게 불쾌감을 유발하거나 인조잔디가 뭉치면서 인조잔디의 성능이 하락시키는 요인되므로, 충격 흡수 시트를 시공할 때 크기가 크다는 이유로 인력이 많이 소용될 뿐 아니라 내구성이 저하되어 일정한 기간이 경과되면 쉽게 노화되어 짧은 기간 내에 교체해야 함에 따른 경제적 부담감 및 시트 시공 과정 중 접합부분이 일체화되지 않아 시공 후 충격 흡수 기능을 제공하는데 한계를 나타내고 폐기되는 인조잔디는 환경적으로 악영향을 끼칠 수 있다는 문제점이 지적되어 왔다.
따라서 본원은 상기와 같은 종래 인조잔디가 갖는 제반 문제점을 해소할 수 있다는 인조잔디를 제공하기 위한 목적을 갖고 시작된 발명으로 본원은 인조잔디에서 운동경기 과정 중 부상의 위험을 해소하고, 인조잔디에서 발생되는 정전기를 소멸시키며, 우천 시 빗물의 배수가 신속하게 진행되기 위해 투수성, 내구성, 시공성 및 배수기능 등의 우수한 물성을 제공하는 배수기능을 갖는 인조잔디용 충격 흡수패드를 제공하기 위한 목적을 갖는다.
본원은 상기 목적을 달성하기 위한 일 적용수단으로써 인조잔디 경기장에서 운동 과정 중 외부의 충격으로부터의 신체 보호기능을 제공하기 위한 충격 흡수소재의 준비단계;와 준비된 충격 흡수소재를 비롯한 기능성 구성물질의 혼합을 용이하게 하고, 원활한 투수율을 제공하기 위한 1차 파쇄단계; 및 2차 파쇄단계;와 파쇄한 충격 흡수 소재를 일정한 입자크기로 선별하기 위한 체질(Sieving)단계;와 선별(Sieving)한 파쇄 충격 흡수소재 분말을 비롯한 바인더(Binder)와 내구성 향상 및 정전기 소멸을 위한 기능성 구성물질을 혼합하기 위한 혼합단계;와 일정한 크기의 형상을 갖도록 충격 흡수 기능의 패드를 제공하기 위한 몰드(Mold) 준비단계와 이에 따른 몰드 내의 혼합물 충진단계;와 몰드에 충진된 혼합물을 인조잔디용 충격 흡수 기능성의 패드를 제공하기 위한 성형단계;와 인조잔디용 충격 흡수 기능성의 패드의 빗물에 대한 측면 배수를 필요로 할 때 충격 흡수 기능성의 패드 하부에 발수처리가 추가로 제공되는 발수제공 단계;와 최종 제조된 패드 표면의 이물질을 제거하기 위한 마무리단계;를 포함하여 외부의 충격으로부터 높은 흡수율로 인한 부상의 위험 및 피로 누적을 해소함은 물론 인조잔디의 정전기 발생 해소에 의한 쾌적한 운동경기를 진행할 수 있으며, 투수율, 시공성을 비롯한 영구압축률 복원성, 인장강도, 휨강도의 반영구적인 높은 내구성에 대한 물성 향상을 제공할 수 있는 인조잔디용 배수기능을 갖는 시트 타입의 충격 흡수패드 제조방법에 관한 기술사상의 발명이다.
본원에서 충격 흡수소재의 준비단계는 본원의 인조잔디용 충격 흡수 기능을 제공하는 패드에 적용하기 위해서는 신축성 및 탄성 기능을 가지고 있는 고무 소재가 바람직하며, 적당한 고무탄성과 기계적 강도를 갖춰야 하고, 뒤틀림이 적어야 하며, 내열성 및 내한성이 우수함은 물론 내마모성이 뛰어나고, 마찰계수가 적으며, 높은 탄성력으로 복원력이 높아야 바람직하다. 이를 위한 충격 흡수소재의 고무는 이소프렌의 주성분으로 이루어져 있는 천연고무(Natural rubber), 부타디엔의 중합물로 탄성과 내마모성, 저온성 및 발열이 대체적으로 낮은 부타디엔고무(Butadiene rubber), 스틸렌과 부타디엔의 공중합물인 스틸렌부타디엔고무(Styrene butadiene rubber), 아크릴로니트릴과 부타디엔의 공중합물인 아크릴로니트릴부타디엔고무(Acrylonitrile butadiene rubber), NBR 고분자 구조에서 이중결합 부분이 수소화된 수소화니트릴부타디엔고무(Hydrogenated nitrile butadiene rubber), 클로로프렌의 중합물로 내오존성이 뛰어난 클로로프렌고무(Chloroprene rubber), 에틸렌과 프로필렌의 공중합물 이중결합이 없는 에틸렌 프로필렌고무(EPR, Ethylene propylene rubber), 우레탄 공중합체인 우레탄고무(AU, EU/Urethane rubber), 실리콘고무(Silicon rubber), 불소고무(Fluoro rubber), 아크릴고무(Acrylic rubber) 중 1종 이상의 고무가 선택하여 사용할 수 있다.
상기 1차 파쇄단계는 상기 충격 흡수소재의 준비단계로 매우 조대한 입자의 고무 형상체를 하기의 혼합단계에 의해 고무와 바인더(Binder)와 내구성 향상 및 정전기 소멸을 위한 기능성 구성물질을 균일하게 혼합될 수 있는 크기를 제공하기 위하여 예비적 파쇄에 목적을 두고 있으며, 이를 위해 회전칼날에 의해 1차 파쇄된 고무의 입자가 3.5 cm 내지 7 cm 입자 크기를 제공하도록 파쇄하는 것이 바람직하다.
상기 2차 파쇄단계는 상기 1차 파쇠단계에서 얻어진 3.5 cm 내지 7 cm 크기의 고무 입자를 하기의 혼합단계에 의해 고무와 바인더(Binder)와 내구성 향상 및 정전기 소멸을 위한 기능성 구성물질을 균일하게 혼합되면서 결합력이 우수하고, 빗물에 대한 투수율을 극대화하기 위한 목적을 두고 있으며, 이를 위해 회전칼날에 파쇄공정에 의해 평균 2.5 mm 내지 10 mm 크기의 불규칙한 고무 분말을 제공하는 것이 바람직하다.
상기 체질(Sieving)단계는 본원의 기술구성으로 인하여 정상적인 인조잔디용 충격 흡수 패드를 제공할 수 있도록 체질(Sieving)에 의해 평균 2.5 mm 내지 10 mm 크기의 불규칙한 고무 분말을 선택적으로 수득하기 위한 목적을 가지고 있으며, 이를 위해 평균 2.5 mm 내지 10 mm 크기의 범위로 이루어진 체(Sieve)를 이용하여 체질하는 것이 바람직하다.
상기 혼합단계는 본원의 투수성 및 내구성이 우수한 인조잔디용 충격 흡수 기능의 패드를 제조하기 위하여 불규칙한 형상의 고무 분말과 결합력을 제공하는 바인더(Binder)와 휨 및 인장강도 향상에 의한 높은 내구성을 제공하면서 정전기를 소멸시킬 수 있는 조성물의 구성물질을 균일하게 혼합하기 위한 목적을 갖고 선택된 고무 분말을 100 중량부로 기준으로 할 때 폴리우레탄 바인더가 6.5 중량부 내지 18 중량부와 직물 파쇄물 또는 직물 섬유질이 0.1 내지 10 중량부와 정전기 발생 방지용 조성물이 0.5 내지 4.5 중량부가 혼합되어지거나, 또는 선택된 고무 분말을 100 중량부로 기준으로 할 때 폴리우레탄 바인더가 6.5 중량부 내지 18 중량부와 정전기 방지용 조성물이 2.5 내지 6.5 중량% 코팅된 직물 파쇄물 또는 직물 섬유질이 0.1 내지 10 중량부가 혼합되어지도록 구성될 수 있다.
상기 정전기 방지용 조성물은 양이온을 제공하는 폴리아민(Polyamine)계 또는 폴리데드막(PolyDADMAC, Polydiallyldimethylammonium chloride)계의 중합체 내지는 4급 암모늄, 아민염, 이미다졸염계의 양이온계면활성제 내지는 환원철(Reduced iron), 전도성 탄소, 실리콘(Si), 흑연, 블랙티타늄(TixOx-1, 여기서 x는 정수) 계의 도전성 물질로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 가격 경쟁력을 확보하기 위하여 가격이 저렴한 양이온계면활성제를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 직물(Fabric) 파쇄물 내지 직물 섬유질은 특별한 제한이 없이 천연섬유 직물이나 동물섬유 직물이나, 합성섬유 직물이나 파이버를 구애받지 않고, 모두 사용 가능한 바, 면(코트)이나 마(린넨)와 같은 식물섬유나 모(울)나 견(실크)과 같은 동물섬유나 폴리에스테르, 나일론, 레이온, 아크릴, 폴리우레탄 같은 인조섬유를 필요에 따라 선택적으로 사용할 수 있다.
상기 몰드(Mold) 준비단계는 본원의 인조잔디용 배수기능을 갖는 충격 흡수패드의 크기에 따라 몰드가 준비되되, 충격 흡수 기능의 패드 자체가 가지고 있는 투수율에 따라 빗물이 지면을 향하여 배수되는 하부 배수를 위해 시트 타입의 평평한 패드가 생산될 수 있도록 제공되는 몰드가 준비될 수 있으며, 측면 배수를 위해 인조잔디용 충격 흡수 기능의 패드 표면에 U자 형상(도 2a) 내지 S자 형상(도 2b)의 미세한 홈의 배수로가 제공되도록 구성되면서 도 3a와 같이 시트 타입의 일정한 직사각형 내지 정사각형의 인조잔디용 충격 흡수 기능의 패드가 생산될 수 있도록 제공되는 몰드를 준비할 수 있으며, 노후화된 패드를 철거하거나 시공할 때 우수한 작업성을 제공하면서 접합 부분을 면밀한 일체화를 제공하기 위하여 패드 표면이 U자 형상(도 2a) 내지 S자 형상(도 2b)의 미세한 홈의 배수로가 제공되도록 구성되면서 도 3b와 같이 블록의 결합 방법과 같이 암수 결합에 의해 인조잔디용 충격 흡수 기능을 제공하는 패드가 가로축과 세로축으로 연속적으로 연결될 수 있는 형상의 패드가 생산될 수 있도록 제공되는 몰드를 준비할 수 있다.
상기 성형단계는 상기 몰드 내의 혼합물 충진단계에 의해 충진된 혼합물을 외부로부터 강력한 중량과 온도를 가하여 일정한 크기 및 형상으로 이루어지도록 인조잔디용 충격 흡수 기능을 제공하는 패드를 제조하는데 목적을 두고 있으며, 이를 위하여 상기 성형단계의 조건은 8 ~ 13 kgf/cm2의 압력으로 범위에서 110~180℃의 온도 범위에서 5분~20분 동안의 가압조건에서 제공되는 것이 바람직하다.
상기 발수제공 단계는 일반적으로 인조잔디용 충격 흡수 기능을 제공하는 패드 표면에 U자 형상 내지 S자 형상의 미세한 홈의 배수로에 의해 측면 배수와 지면 아래로 배수되는 하부 배수를 병행하여 적용되도록 구성되어 있으나, 인조잔디의 설치 환경이나 분위기에 따라 유일한 측면배수의 방법에 선택하여 적용될 필요가 있을 수 있으며, 이를 위해 충격 흡수 기능을 제공하는 패드 바닥면에 물을 배척할 수 있는 발수제를 코팅하여 사용할 수 있다. 본 발수제공 단계는 하부배수를 위한 평평한 표면을 가진 충격 흡수 기능의 패드의 바닥면이나 하부배수와 측면배수를 동시에 제공하도록 U자 형상 내지 S자 형상의 미세한 홈이 제공된 인조잔디용 충격 흡수 패드의 바닥면에 필요에 의해 선택적으로 발수제를 제공할 수 있으며, 상기 발수제는 비계(Lard), 오리기름(Duck fat), 버터(Butter), 코코넛오일(Coconut oil), 팜오일(Palm oil), 코톤시드오일(Cottonseed oil), 콩기름(Soybean oil), 올리브오일(Olive oil), 콘오일(Corn oil), 해바라기유(Sunflower oil), 홍화유(Safflower oil), 대마유(Hemp oil), 카놀라오일(Canola oil), 유채씨유(Rapeseed oil), 카프릴릭산(Caprylic acid, CH3(CH2)6COOH), 카프릭산(Capric acid, CH3(CH2)8COOH), 라우릭산(Lauric acid, CH3(CH2)10COOH), 미리스틱산(Myristic acid, CH3(CH2)12COOH), 팔미틱산(Palmitic acid, CH3(CH2)14COOH), 스테아릭산(Stearic acid, CH3(CH2)16COOH), 아라키딕산(Arachidic acid, CH3(CH2)18COOH), 베헤닉산(Bebenic acid, CH3(CH2)20COOH), 리그노세릭산(Lignoceric acid, CH3(CH2)22COOH), 세로틱산(Cerotic acid, CH3(CH2)24COOH), 파라핀 오일(Paraffinic oil), 광유(Mineral oil), 실리코 오일(Silicon oil) 중 1종 이상의 발수제가 선택되어지고, 선택된 발수제를 유기 용매에 10 내지 25 중량% 용해된 발수제가 포함된 용액을 인조잔디용 충격 흡수 패드의 바닥면 표면에 분무 내지 침지방법에 의해 코팅하여 발수기능을 제공할 수 있다.
상기 마무리 단계는 본원의 기술구성에 의해 제조되는 인조잔디용 충격 흡수 기능의 패드 표면에 발생된 이물질을 제거하고, 시각적 고품질의 제품을 제시하여 상품에 대한 부가가치를 높이기 위한 목적을 두고 있으며, 본 마무리 단계는 특별한 제한이 없으며, 칼이나 브러쉬 및 기타의 장비를 통해서 수동 및 자동의 방법으로 인조잔디용 충격 흡수 기능의 패드 표면을 깨끗하게 처리하면 모두 가능하다 할 수 있다.
종래기술로 지금까지 연구, 개발된 인조잔디 충격흡수 소재들은 충격 흡수율이 저조할 뿐만 아니라 인조잔디에 발생하는 정전기를 대전시켜 소멸시키기 위한 기술적 방법이 미진하여 플레이어의 불쾌감의 발생이나 인조잔디가 뭉치면서 인조잔디의 성능이 하락할 수 있다는 문제점이 있으며, 내구성이 매우 미흡하여 장기간 사용이 어려우며, 우천 시 투수성이 미흡하고, 영구 압축률 복원성이 낮기 때문에 인조잔디의 기능성을 발휘할 수 없다는 문제점이 있고, 특히 종래의 충격흡수 패드 제조기술들은 인조잔디용 충격흡수 패드가 커다란 크기의 일체화된 구성물로 이루여져 있음에 따라 충격 흡수 시트를 설치하거나 장기간 사용에 따른 인조잔디의 교체가 필요할 경우 많은 인력이 필요하며, 해체 및 설치용 장비를 동원하여 충격흡수 패드와 인조잔디를 한꺼번에 교체해야 함에 따라 인건비 상승 및 시공단가 상승에 따른 경제정 부담감을 가중시킬 수 있으며, 다량의 폐기물 발생에 따른 지구환경 보호에 악영향을 끼칠 수 있다는 문제점을 가지고 있었다.
본원에서는 인조잔디에서 운동경기 과정 중 부상의 위험을 해소하고, 인조잔디에서 발생되는 정전기를 소멸시키며, 우천 시 빗물의 배수가 신속하게 진행되기 위한 투수성, 내구성, 시공성 및 배수기능 등의 우수한 물성을 갖는 인조잔디용 배수기능을 충격 흡수패드 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인조잔디 경기장에서 운동 과정 중 외부의 충격으로부터의 신체 보호를 받기 위한 충격 흡수소재의 준비단계;와 준비된 충격 흡수소재를 비롯한 기능성 구성물질의 혼합을 용이하게 하고, 원할한 투수율을 제공하기 위한 1차 파쇄단계; 및 2차 파쇄단계;와 파쇄한 충격 흡수 소재를 일정한 입자크기로 선별하기 위한 체질(Sieving)단계;와 선별(Sieving)한 파쇄 충격 흡수소재 분말을 비롯한 바인더(Binder)와 내구성 향상 및 정전기 소멸을 위한 기능성 구성물질을 혼합하기 위한 혼합단계;와 일정한 크기의 형상을 갖도록 충격 흡수 기능의 패드를 제공하기 위한 몰드(Mold) 준비단계와 이에 따른 몰드 내의 혼합물 충진단계;와 몰드에 충진된 혼합물을 인조잔디용 충격 흡수 기능성의 패드를 제공하기 위한 성형단계;와 인조잔디용 충격 흡수 기능성의 패드의 빗물에 대한 측면 배수를 필요로 할 때 충격 흡수 기능성의 패드 하부에 발수처리가 추가로 제공되는 발수제공 단계;와 최종 제조된 패드 표면의 이물질을 제거하기 위한 마무리단계;를 인조잔디 구장에서 운동경기를 할 때 부상의 위험을 충분히 최소화하거나 해소할 수 있으며, 정전기 발생에 따른 플레이어의 불쾌감을 최소화하고, 인조잔디의 뭉침을 방지할 수 있어 인조잔디의 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 우천 시 빗물의 배수가 신속히 제공되어 쾌적한 운동환경을 제공함은 물론 신규 설치 및 노후화에 의한 교체 비용의 절감과 우수한 작업성 및 내구성이 크게 향상되어 반영구적 사용에 크게 기여하고, 인조잔디의 교체에 따른 환경 및 경제적 비용의 문제점을 최소화하는데 효과가 매우 크다 할 것이다.
도 1 : 본 발명에 따른 시트 타입(Sheet type)의 인조잔디용 충격 흡수 기능을 제공하는 패드 제조방법의 제조 공정도
도 2 : 본 발명의 시트타입의 인조잔디용 충격 흡수 기능을 제공하는 패드 표면에 U형(도 2a) 및 S형(도 2b)의 배수 홈이 파인 배수로의 설치도
도 3 : 본 발명에 의해 제조된 인조잔디용 충격 흡수 기능을 제공하는 패드의 설치도로서, 도 3a는 인조잔디용 충격 흡수 기능의 패드를 통상적으로 시공하기 위한 설치도이며, 도 3b는 암수 결합에 의한 인조잔디용 충격 흡수 기능의 패드를 가로축과 세로축으로 연속적으로 연결될 수 있도록 구성되는 설치도이다.
본원의 기술사상을 구현하기 위한 발명의 실시내용을 실시예로 기재하기에 앞서, 본 출원의 명세서나 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 될 것이며, 본원의 보호범위는 본원발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 할 것이며, 본 명세서에 기재된 예시는 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본원의 기술사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 할 것이다.
이하, 본 발명을 다음의 실시 예에 의하여 본원의 기술사상이 적용되는 예를 상세하게 설명하고자 한다.
실시 예 1
본원의 인조잔디용 충격 흡수 기능을 제공하는 패드에 대한 실시 예를 구현하기 위하여 침대에 깔려있는 천연 라텍스를 준비하고, 칼날이 장착된 파쇄기를 이용하여 1차 및 2차 분쇄를 한 다음 5 메쉬(Mesh)의 체(Sieve)를 이용하여 평균 4 mm 수준의 불규칙한 충격흡수 소재 원료를 준비하였다.
파쇄된 충격흡수 소재 100 중량부 대비 폴리우레탄(베이스코리아) 바인더 7.0 중량부, 약 1 cm2 수준의 면적을 가진 면(코트) 2.5 중량부를 균일하게 혼합하고, 인조잔디용 충격 흡수 기능의 패드 표면이 매끄러운 1 m × 1 m × 15 mm 크기의 몰드에 충진하고, 130 ℃의 온도에서 10 kgf/cm2의 압력으로 10분 가압하여 지면을 향하는 하부 배수용 인조잔디용 배수기능을 갖는 충격 흡수패드를 제조하였다.
실시 예 2
㈜가나실업의 타이어 고무를 준비하고, 칼날이 장착된 파쇄기를 이용하여 1차 및 2차 분쇄를 한 다음 5 메쉬(Mesh)의 체(Sieve)를 이용하여 평균 4 mm 수준의 불규칙한 충격흡수 소재 원료를 준비하였다.
파쇄된 충격흡수 소재 100 중량부 대비 폴리우레탄(베이스코리아) 바인더 10 중량부, 약 1 cm2 수준의 면적을 가진 면 5.0 중량부를 균일하게 혼합하고, 인조잔디용 충격 흡수 기능의 패드 표면이 U자형(폭: 6 mm, 깊이: 5.0 mm)의 홈이 파인 1 m × 1 m × 15 mm 크기의 몰드에 충진하고, 140℃의 온도에서 10 kgf/cm2의 압력 으로 10분 가압하여 하부와 측면 배수용 인조잔디용 배수기능을 갖는 충격 흡수패드를 제조하였다.
실시 예 3
㈜가나실업의 EPR 고무를 준비하고, 칼날이 장착된 파쇄기를 이용하여 1차 및 2차 분쇄를 한 다음 5 메쉬(Mesh)의 체(Sieve)를 이용하여 평균 4 mm 수준의 불규칙한 충격흡수 소재를 준비하였다.
파쇄된 충격흡수 소재 100 중량부 대비 폴리우레탄(베이스코리아) 바인더 18 중량부, 약 1 cm2 수준의 면적을 가진 폴리에스터 파쇄직물 10 중량부를 균일하게 혼합하고, 인조잔디용 충격 흡수 기능의 패드 표면이 U자형(폭: 6 mm, 깊이: 5.0 mm)의 홈이 파이고, 암수 결합에 의해 가로축과 서로축이 연속적으로 연결될 수 있도록 암수 홈이 제공될 수 있는 1 m × 1 m × 15 mm 크기의 몰드에 충진하고, 150 ℃의 온도에서 10 kgf/cm2의 압력으로 10분 가압하여 하부와 측면 배수용 인조잔디용 배수기능을 갖는 충격 흡수패드를 제조하였다.
실시 예 4
㈜가나실업의 EPR 고무를 준비하고, 칼날이 장착된 파쇄기를 이용하여 1차 및 2차 분쇄를 한 다음 5 메쉬(Mesh)의 체(Sieve)를 이용하여 평균 4 mm 수준의 불규칙한 충격흡수 소재 원료를 준비하였다.
파쇄된 충격흡수 소재 100 중량부 대비 폴리우레탄(베이스코리아) 바인더 18 중량부, 평균 1.5 cm 길이의 폴리에스터 섬유(에스케이텍스) 10 중량부를 균일하게 혼합하고, 인조잔디용 충격 흡수 기능의 패드 표면이 U자형(폭: 6 mm, 깊이: 5.0 mm)의 홈이 파이고, 암수 결합에 의해 가로축과 서로축이 연속적으로 연결될 수 있도록 암수 홈이 제공될 수 있는 1 m × 1 m × 15 mm 크기의 몰드에 충진하고, 130 ℃의 온도에서 10 kgf/cm2의 압력으로 10분 가압하여 패드를 제조한 후 에탄올에 스테아린산(Stearic acid, 삼전순약)이 20 % 용해된 발수용액을 패드 하부에 균일하게 분무하고, 건조하여 유일하게 측면 배수용 인조잔디용 배수기능을 갖는 충격 흡수패드를 제조하였다.
비교 예 1
EPR 재질의 판형으로 이루어지고, 표면 상부와 하부에 직물 시트가 부착되어 있으며, 측면 및 하부배수의 배수방법이 동원되고 있는 출원번호 10-2020-0047651의 기술구성으로 제조된 ㈜KN사의 인조잔디용 충격흡수패드를 준비하였다.
비교 예 2
고무분발 재질의 롤 시트(Roll sheet)형으로 이루어지고, 측면 및 하부배수의 배수방법이 동원되고 스카이빙 절단기로 재단된 기술구성으로 제조된 ㈜SK사의 인조잔디용 충격흡수패드를 준비하였다.
비교 예 3
경량 PE foam 재질의 판형 시트(Roll sheet)형으로 이루어지고, 측면배수방법이 동원되고 있는 수평배수형의 시스템의 기술구성으로 이루어져 있는(주)SB사의 sheet형 인조잔디용 충격흡수패드를 준비하였다.
비교 예 1 내지 3 및 실시 예 1 내지 4에 의해 준비된 인조잔디 충격 흡수패드를 대상으로 KSF 3888-1 실외 체육시설-인조잔디의 시험방법에 의해 인장강도, 충격흡수성, 내충격성, 수직 방향 변경, 투수계수, 영구 압축률에 대한 물성을 확인하였으며, 시공할 때의 작업성은 10 m × 10 m 크기의 충격흡수 패드를 시공하는데 소요되는 시간을 측정하였으며, 하절기 기온 상승에 따른 충격흡수 패드의 변형 발생을 확인하였다. KSF 3888-1 실외 체육시설-인조잔디의 시험방법을 포함한 작업성 및 변형 발생에 대한 비교 예 1~3 및 실시 예 1~4의 물성 시험결과를 표 1에 나타냈다.
구분 시 험 항 목
인장
강도
(MPa)		 충격
흡수성
(%)		 내
충격성		 수직 방향 변경(mm) 투수
계수
(mm/h)		 영구
압축률
(%) 		작업성
(hr/인)		 변형
발생
실시
예 1		 0.81 74 없음 5.8 1,320 5.2 1.24 없음
실시
예 2		 0.87 76 없음 5.6 1,400 4.8 1.24 없음
실시
예 3		 0.93 77 없음 5.5 1,350 5.0 0.84 없음
실시
예 4		 0.96 76 없음 5.1 1,390 5.0 0.84 없음
비교
예 1		 0.74 65 없음 7.4 1.310 5.2 1.24 없음
비교
예 2		 0.54 58 없음 7.6 1.280 5.4 1.24 없음
비교
예 3		 0.51 61 없음 7.8 1.270 5.8 1.25 부풀어 오름
표 1에서 나타낸 바와 같이 비교 예 1~3에서 직물 및 섬유질이 포함되지 않은 인조잔디용 충격 흡수패드인 경우에는 인장강도가 0.51~0.74 MPa로 나타남을 확인하였으며, 내충격 흡수성이 58~65 % 수준이었으며, 내충격성은 실시 예 1~4와 같이 내충격성이 없으며, 수직방향 변경은 7.4~7.8 mm로 나타났으며, 투수계수는 1.270~1.310 mm/h, 영구압축률은 5.2~5.8 %, 작업성은 평균 1.24 hr/인 의 결과와 비교 예 3의 경량의 PE foam으로 이루어진 인조잔디용 충격흡수패드를 사용할 때 온도가 높은 여름철에 부풀어 오름을 확인할 수 있었다.
반면, 본원 기술이 적용된 실시 예 1~4의 결과에서는 파쇄 직물 내지 섬유로 구성되는 인조잔디용 충격흡수패드인 경우 인장강도를 비롯한 충격흡수성, 수직 방향 변경에 대한 물성이 상당히 우수하게 나타남으로서 장기적인 내구성을 발휘하면서 투수성이 우수한 충격흡수패드를 제공할 수 있음을 확인하였다.
특히 빗물의 배수방법 및 선택적 요구에 따라 충격흡수패드의 표면을 평탄하게 제공할 수 있으며, 빗물의 이동통로를 위한 홈으로 구성되는 충격흡수패드를 선택적으로 적용되도록 구성될 수 있으며, 실시 예 3과 실시예 4와 같이 암수 결합에 의해 가로축과 서로축이 연속적으로 연결될 수 있도록 제공되는 인조잔디용 배수기능을 갖는 충격흡수패드 설치 시간이 매우 단축됨을 확인하였다.
또한 본원 발명자는 인조잔디에서 발생되는 정전기의 문제점을 해결할 수 있는 대안을 찾기 위한 연구를 진행하면서 아래의 실험을 실시하고자 하였다.
실시 예 5
㈜가나실업의 EPR 고무를 준비하고, 칼날이 장착된 파쇄기를 이용하여 1차 및 2차 분쇄를 한 다음 5 메쉬(Mesh)의 체(Sieve)를 이용하여 평균 4 mm 수준의 불규칙한 충격흡수 소재 원료를 준비하였다.
파쇄된 충격흡수 소재 100 중량부 대비 폴리우레탄(베이스코리아) 바인더 7.0 중량부, 약 1 cm2 수준의 면적을 가진 폴리에스테르 파직물 7.5 중량부, 정전기 방지용 조성물인 폴리데드막(PolyDADMAC, 삼전순약) 4.0 중량부를 균일하게 혼합하고, 인조잔디용 충격 흡수 기능의 패드 표면이 매끄러운 1 m × 1 m × 15 mm 크기의 몰드에 충진하고, 140℃의 온도에서 10 kgf/cm2의 압력으로 10분 가압하여 지면을 향하는 하부 배수용 인조잔디용 배수기능을 갖는 충격 흡수패드를 제조하였다.
실시 예 6
정전기 방지용 조성물로 Ti4O7의 블랙티타늄(Black titanium)을 사용한 것을 제외하고 실시 예 5와 동일하게 수행하였으며, 본 정전기 방지용 조성물인 Ti4O7은 반응기에 TiO2 분말과 Mg 분말을 혼합한 후 자전연소합성법을 이용하여 제조하여 사용하였다.
실시 예 7
㈜가나실업의 EPR 고무를 준비하고, 칼날이 장착된 파쇄기를 이용하여 1차 및 2차 분쇄를 한 다음 5 메쉬(Mesh)의 체(Sieve)를 이용하여 평균 4 mm 수준의 불규칙한 충격흡수 소재 원료를 준비하였다.
파쇄된 충격흡수 소재 100 중량부 대비 폴리우레탄(베이스코리아) 바인더 7.0 중량부, 정전기 방지용 조성물로 4급 암모늄계의 양이온계면활성제(애경산업)가 4.0 중량% 코팅된 폴리에스테르 파직물(약 1 cm2 수준의 면적) 7.5 중량부를 균일하게 혼합하고, 인조잔디용 충격 흡수 기능의 패드 표면이 매끄러운 1 m × 1 m × 15 mm 크기의 몰드에 충진하고, 130℃의 온도에서 10 kgf/cm2의 압력으로 10분 가압하여 지면을 향하는 하부 배수용 인조잔디용 배수기능을 갖는 충격 흡수패드를 제조하였다.
실시 예 8
내구성 향상 및 정전기 소멸을 위한 대상물질로 4급 암모늄계의 양이온계면활성제(애경산업)가 4.0 중량% 코팅된 폴리에스터 섬유(에스케이텍스)가 3.0 중량부 포함된 것을 제외하고 실시 예 7과 동일하게 수행하였다.
비교 예 4~7
정전기 방지용 조성물이 포함되지 않은 것을 제외하고 실시 예 5~8과 동일하게 수행하였다.
비교 예 4~7 및 실시 예 5~8의 정전기 소멸 시험결과를 표 2에 나타냈으며, 정전기 소멸 시험결과를 확인하기 위하여 제조된 시트 타입의 충격 흡수패드를 땅 바닥에 각각 펼치게 한 후 디지털 멀티 테스터기(태양전자, TK-201)를 이용하여 대전성(전자를 잃기 쉬운 정도)을 확인하였다.
구분 대전성의 존재 유무
실시 예 5 유
실시 예 6 유
실시 예 7 유
실시 예 8 유
비교 예 4～7 무
표 2의 비교 예 4~7과 같이 정전기 소멸을 위한 대상물질이 포함되지 않은 인조잔디용 배수기능을 갖는 시트 타입의 충격 흡수패드인 경우에는 전자를 잃기 쉬운 대전성이 전혀 존재하지 않음을 확인한 반면, 실시 예 5~8과 같이 정전기 소멸을 위한 대상물질이 충격 흡수패드의 조성물과 혼합되거나, 다른 방법으로 정전기 소멸 대상물질이 코팅된 직물 파쇄물 내지 섬유질을 충격 흡수패드의 조성물과 혼합, 구성될 경우 전자를 잃기 쉬운 정도의 대전성이 존재함을 확인하였다.
본원 출원서의 도 2는 본원 기술사상의 시트타입 인조잔디용 충격 흡수 기능을 제공하는 패드의 실시양태를 나타낸 것으로 도 2a에서는 패드의 표면에 U형을 가질 수 있는 실시양태를 나타낸 도면이고 도 2b에서는 패드의 표면에 S형상의 배수 홈이 파인 배수로를 형성할 수 있는 실시양태의 도면을 나타낸 것이며, 도 3은 본원 기술에 의해 제조된 인조잔디용 충격 흡수 기능을 제공하는 패드의 설치양태로서, 도 3a에서는 인조잔디용 충격 흡수 기능의 패드를 통상적으로 시공하기 위한 설치 예시도를 나타낸 것이며, 도 3b에서는 암수 결합에 의한 인조잔디용 충격 흡수 기능의 패드를 가로축과 세로축으로 연속적으로 연결될 수 있도록 적용되는 실시양태의 구성을 나타낸 것이다.
따라서 본원의 기술구성이 포함되는 인조잔디 배수기능을 갖는 충격 흡수패드의 제조공정을 통하여 인조잔디 구장에서 운동경기를 할 때 부상의 위험을 충분히 최소화하거나 해소할 수 있으며, 정전기 발생에 따른 플레이어의 불쾌감을 최소화하고, 인조잔디의 뭉침을 방지할 수 있어 인조잔디의 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 우천 시 빗물의 배수가 신속히 제공되어 쾌적한 운동환경을 제공함은 물론 장기적인 내구성으로 인한 반영구적으로 사용이 가능하고, 인조잔디의 교체에 따른 환경 및 경제적 비용의 문제점을 최소화하는데 효과가 매우 클 것으로 기대된다.
도 1은 본 발명에 따른 시트 타입(Sheet type)의 인조잔디용 충격 흡수 기능을 제공하는 패드 제조방법의 제조 공정도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 시트타입의 인조잔디용 충격 흡수 기능을 제공하는 패드 표면에 U형(도 2a) 및 S형(도 2b)의 배수 홈이 파인 배수로의 설치예시도를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명에 의해 제조된 인조잔디용 충격 흡수 기능을 제공하는 패드의 설치예시도를 나타낸 것으로 별도의 부호 설명이 필요없다 할 것이다.

Claims (6)

  1. 투수성 및 내구성을 갖고, 정전기가 발생하지 않으며 배수기능 및 발수기능을 갖는 인조잔디용 충격 흡수패드의 제조방법에 있어서,
    천연고무(Natural rubber), 부타디엔고무(Butadiene rubber), 스틸렌부타디엔고무(Styrene butadiene rubber), 아크릴로니트릴부타디엔고무(Acrylonitrile butadiene rubber), 수소화니트릴부타디엔고무(Hydrogenated nitrile butadiene rubber), 클로로프렌고무(Chloroprene rubber), 에틸렌 프로필렌고무(EPR, Ethylene propylene rubber), 우레탄고무(AU,EU/Urethane rubber), 실리콘고무(Silicon rubber), 불소고무(Fluoro rubber), 아크릴고무(Acrylic rubber) 중에서 1종 이상의 고무가 선택되어 충격 흡수소재가 준비되는 제1단계;
    상기 제1단계에서 준비된 충격 흡수소재의 1차 파쇄단계로 3.5 cm 내지 7 cm 크기의 불규칙한 고무분말로 파쇄되고, 2차 파쇄단계로 2.5 mm 내지 10 mm 크기의 불규칙한 고무 분말로 파쇄되는 제2단계;
    상기 제2단계에서 파쇄된 고무분말을 체질(Sieving)공정에서 평균 2.5 mm 내지 10 mm 크기의 범위로 이루어진 체(Sieve)를 이용하여 체질하여 분리하는 제3단계;
    상기 제3단계 공정에서 얻은 고무 분말을 100 중량부로 기준으로 할 때 폴리우레탄 바인더가 6.5 ~ 18 중량부와 직물 파쇄물 또는 직물 섬유질이 0.1 ~ 10 중량부와 정전기발생 방지조성물로 폴리아민(Polyamine)계 중합체, 폴리데드막(PolyDADMAC, Polydiallyldimethylammonium chloride)계 중합체, 4급 암모늄계 양이온계면활성제, 아민염계 양이온계면활성제, 이미다졸염계 양이온계면활성제, 환원철(Reduced iron), 전도성 탄소, 흑연, 중에서 1종 이상이 선택되어 0.5 ~ 4.5 중량부가 계량되어 혼합되는 제4단계;
    상기 제4단계의 혼합조성물을 이용하여 인조잔디용 배수기능을 갖는 충격 흡수패드를 얻기 위한 몰드가 준비되어 충진되고 8 ~ 13 kgf/cm2의 압력으로 범위에서 110 ~ 180 ℃의 온도 범위에서 5~20분 범위에서 가압성형이 실시되어 흡수패드를 얻는 제5단계;
    상기 제5단계 공정에서 얻은 흡수패드에 발수기능을 부여하기 위해 비계(Lard), 오리기름(Duck fat), 버터(Butter), 코코넛오일(Coconut oil), 팜오일(Palm oil), 코톤시드오일(Cottonseed oil), 콩기름(Soybean oil), 올리브오일(Olive oil), 콘오일(Corn oil), 해바라기유(Sunflower oil), 홍화유(Safflower oil), 대마유(Hemp oil), 카놀라오일(Canola oil), 유채씨유(Rapeseed oil), 카프릴릭산(Caprylic acid, CH3(CH2)6COOH), 카프릭산(Capric acid, CH3(CH2)8COOH), 라우릭산(Lauric acid, CH3(CH2)10COOH), 미리스틱산(Myristic acid, CH3(CH2)12COOH), 팔미틱산(Palmitic acid, CH3(CH2)14COOH), 스테아릭산(Stearic acid, CH3(CH2)16COOH), 아라키딕산(Arachidic acid, CH3(CH2)18COOH), 베헤닉산(Bebenic acid, CH3(CH2)20COOH), 리그노세릭산(Lignoceric acid, CH3(CH2)22COOH), 세로틱산(Cerotic acid, CH3(CH2)24COOH), 파라핀 오일(Paraffinic oil), 광유(Mineral oil), 실리코 오일(Silicon oil) 중에서 선택되는 발수제를 유기용매 중 10 내지 25 중량% 범위로 용해시켜 발수제용액을 얻고 하부배수를 위해 평평한 표면을 가진 충격 흡수패드의 바닥면에 발수제용액이 분무되거나 침지방법에 의해 코팅되도록 적용되는 제6단계:
    공정을 포함하여 투수성 및 내구성을 확보하고, 정전기가 발생하지 않으며 배수기능 및 발수기능을 갖는 흡수패드를 얻도록 적용되는 것을 특징으로 하는 인조잔디용 충격 흡수패드의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제4단계 공정에서 고무 분말 100 중량부로 기준으로 할 때 폴리우레탄 바인더가 6.5 ~ 18 중량부와 정전기 방지용 조성물이 2.5 ~ 6.5 중량%로 코팅된 직물 파쇄물 또는 직물 섬유질이 0.1 ~ 10 중량부 범위로 변형되어 적용되는 것을 특징으로 하는 인조잔디용 충격 흡수패드의 제조방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제4단계 공정에서 사용되는 직물은 면(코트), 마(린넨), 모(울), 견(실크), 폴리에스테르, 나일론, 레이온, 아크릴, 폴리우레탄 중에서 선택되는 직물이 사용되도록 적용되는 것을 특징으로 하는 인조잔디용 충격 흡수패드의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제5단계 공정에서 충격 흡수패드를 얻기 위한 몰드는 직사각형 또는 정사각형 형상을 가진 평평한 시트 타입의 패드가 생산될 수 있도록 제공되는 몰드가 사용되거나,
    직사각형 또는 정사각형 형상을 가진 U자 형상 또는 S자 형상의 미세한 홈을 가지는 패드가 생산될 수 있도록 제공되는 몰드가 사용되거나,
    직사각형 또는 정사각형 형상을 가진 평평한 시트 타입에 암수 결합에 의해 인조잔디용 충격 흡수 기능을 제공하는 패드가 가로축과 세로축으로 연속적으로 연결될 수 있는 형상의 패드가 생산될 수 있는 몰드가 사용되거나,
    직사각형 또는 정사각형 형상을 가진 U자 형상 또는 S자 형상의 미세한 홈을 가지는 시트 타입에 암수 결합에 의해 인조잔디용 충격 흡수 기능을 제공하는 패드가 가로축과 세로축으로 연속적으로 연결될 수 있는 형상의 패드가 생산될 수 있는몰드 중에서 하나가 선택되어 사용되도록 적용되는 것을 특징으로 하는 인조잔디용 충격 흡수패드의 제조방법.
  6. 삭제
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