KR102512367B1 - 방충용 인조잔디 충진재 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 방충용 인조잔디 충진재는, 스티렌계 중합체 16~18 중량%, 올레핀계 수지 8~12 중량%, 프로세스 오일 16~17 중량%, 무기충전재 50~58 중량%, 기능성 첨가제 1~3 중량% 및 발포제 0.3~0.5 중량%를 포함한다.

Description

방충용 인조잔디 충진재 및 이의 제조방법{Pest control artificial turf filler and its manufacturing method}
본 발명은 방충용 인조잔디 충진재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
계절 및 기후 등 환경요건에 관계없이 동일한 색상을 유지할 수 있고 시공과 관리가 상대적으로 용이하여 천연잔디의 대용으로 사용되고 있는 인조잔디의 경우 주로 플라스틱 소재인 원사와 고무 소재인 충진재가 결합되어 포설이 된다.
특히 인조잔디에는 외력에 대한 완충기능을 수행하도록 충진재가 채워지는데, 충진재 종류도 다양하게 적용되고 있다.
하지만 대부분 합성고무 소재로 만들어진 충진재(SEBS칩)를 보편적으로 사용한다.
합성고무 소재인 충진재는 장시간 다양한 기후조건에 노출됨으로써 고무화학제품 특유의 냄새로 인해 사용자의 피로감 및 불쾌감을 유발하고, 주변 환경에 의해 진드기 및 해충들이 유입될 수 있는 문제점이 있다.
본 출원인은 사용자들에게 보다 쾌적한 환경을 제공하기 위해 친환경 기능성 물질인 방충성분을 적용하여, 해충 유입을 방지하고, 고무의 특유 냄새를 저하시킬 수 있는 충진재를 개발하였다.
대한민국 등록특허 제10-2152938(2020.09.01. 등록)
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 내구성 및 탄성회복력이 우수한 것은 물론, 방충성분을 포함시킴으로써, 해충 유입을 방지할 수 있는 방충용 인조잔디 충진재를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방충용 인조잔디 충진재는, 스티렌계 중합체 16~18 중량%, 올레핀계 수지 8~12 중량%, 프로세스 오일 16~17 중량%, 무기충전재 50~58 중량%, 기능성 첨가제 1~3 중량% 및 발포제 0.3~0.5 중량%를 포함한다.
상기 기능성 첨가제는, 올레핀계 수지 및 방충입자로 구성될 수 있다.
상기 방충입자는, 상기 기능성 첨가제 100 중량%를 기준으로 5~20 중량%를 포함할 수 있다.
상기 방충입자는, 상기 방충입자 100 중량% 기준으로 실리카 98~98.8 중량%, 아네톨 0.6~1.0 중량% 및 시남알데하이드 0.6~1.0 중량%를 포함할 수 있다.
상기 방충입자는, 입도가 5~50 ㎛일 수 있다.
상기 인조잔디용 충진재는, 충진재 전체 100 중량%를 기준으로 컬러마스터 배치 0.1~1중량% 및 노화방지제 0.1~0.5 중량%를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 방충용 인조잔디 충진재의 제조방법은 방충입자를 제조하는 단계, 상기 방충입자를 포함하는 기능성 첨가제를 제조하는 단계, 스티렌계 중합체, 올레핀계 수지, 프로세스 오일, 무기충진제 및 발포제를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계 및 상기 기능성 첨가제 및 상기 혼합물을 혼합하여 압출기 내에서 용융하고 압출하여 일정 모양으로 수중에서 커팅하여 충진재를 제조하는 단계를 포함한다.
상기 방충입자를 제조하는 단계는, 상기 방충입자 100 중량% 기준으로 실리카 98~98.8 중량%, 아네톨 0.6~1.0 중량% 및 시남알데하이드 0.6~1.0 중량%를 혼합하여 제조하고, 상기 혼합물을 제조하는 단계는, 스티렌계 중합체 16~18 중량%, 올레핀계 수지 8~12 중량%, 프로세스 오일 16~17 중량%, 무기충전재 50~58 중량%, 기능성 첨가제 1~3 중량% 및 발포제 0.3~0.5 중량%를 혼합하여 제조할 수 있다.
본 발명은 방충용 인조잔디 충진재 및 이의 제조방법을 이용하면, 스티렌계 중합체, 올레핀계 수지, 프로세스 오일, 무기충전재, 기능성 첨가제 및 발포제를 특정함량으로 포함함으로써, 우수한 내구성 및 탄성회복력을 갖는 것은 물론, 진드기 및 해충의 유입을 방지할 수 있는 방충용 인조잔디 충진재를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 방충성분을 충진재 표면에 코팅하는 방식이 아닌 내첨형으로 제조함으로써, 방충효과의 지속력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 방충용 인조잔디 충진재의 제조방법을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 방충용 인조잔디 충진재를 예시한 것이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
본 발명의 목적은, 내구성 및 탄성회복력이 우수한 것은 물론, 방충성분을 포함시킴으로써, 해충 유입을 방지할 수 있는 방충용 인조잔디 충진재를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 스티렌계 중합체 16~18 중량%, 올레핀계 수지 8~12 중량%, 프로세스 오일 16~17 중량%, 무기충전재 50~58 중량%, 기능성 첨가제 1~3 중량% 및 발포제 0.3~0.5 중량%를 포함하는 방충용 인조잔디 충진재를 제공한다.
상기 스티렌계 중합체는 충진재에 탄성 및 탄성 회복력을 부여하는 역할을 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 충진재는 탄성 중합체로서의 기능을 할 수 있다. 또한, 상기 스티렌계 중합체는, 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 공중합체(SEBS), 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체(SBS), 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌 공중합체(SEPS), 수소화 스티렌-이소프렌-부타디엔 공중합체(SEEPS) 및 스티렌-이소프렌-스티렌 공중합체(SIS)으로 구성된 군으로부터 선택된 1 종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 공중합체(SEBS)일 수 있다.
상기 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(SEBS)은 천연 고무와 유사한 물성을 발휘할 수 있으며, 상기 프로세스 오일을 흡수하며, 올레핀계 수지와 상용성(Compatibility)이 있다
상기 스티렌계 중합체는 상기 충진재 100 중량%를 기준으로 16~18 중량%를 포함할 수 있으며, 구체적으로 17 중량%를 포함할 수 있다. 상기 스티렌계 중합체의 함량이 16 중량% 미만이면 탄성, 내마모성, 내구성 등이 저하될 수 있는 문제점이 있고, 함량이 18 중량%를 초과하면 투입량 대비 기대 성능에 못미치는 문제점이 있어 상기한 범위가 바람직하다.
상기 올레핀계 수지는 경화성 중합체의 하나로, 상기 충진재의 경도를 결정할 수 있으며, 이를 통해 충진재의 내광성, 유동성, 내면성, 기계적 특성을 부여할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 상기 올레핀계 수지는 에틸렌계 수지, 프로필렌계 수지 또는 이들의 혼합수지일 수 있다.
상기 폴리에틸렌 수지는 저밀도 폴리에틸렌 수지, 선형저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌 및 고밀도 폴리에틸렌 등이 있으며, 상기 프로필렌계 수지는 프로필렌 단독중합체, 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체, 프로필렌-에틸렌 블록 공중합체와 같이 프로필렌을 주성분으로 하는 공중합체 수지를 포함한다.
상기 올레핀계 수지의 함량은 상기 충진재 100 중량%를 기준으로 8~12 중량%를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 10 중량% 포함할 수 있다. 상기 올레핀계 수지의 함량이 8 중량% 미만이면 충진재의 경도가 낮아져, 내구성이 저하되는 문제점이 있고, 12 중량%를 초과하면 충진재에 소프트성이 저하되고, 충격흡수성이 저하되는 문제점이 있어, 상기한 범위가 바람직하다.
본 발명에서 상기 프로세스 오일은 고온 압출 시 가공성을 확보하고 원료 간의 혼합을 위해 첨가되는 것으로서, 상기 프로세스 오일은, 파라핀계, 나프텐계 및 아로마틱계 프로세스 오일로 구성된 군으로부터 선택된 1 종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 파라핀계를 사용할 수 있다.
상기 파라핀계 오일은 충진재의 유동(Flow)과 색상의 안정성을 향상시키는 역할을 한다. 다만, 적정 투입량 이상 사용시 내구성 문제(형태변형)가 발생하며, 장기간 옥외 노출 시 Oil Bleeding 현상 등으로, 형태 찌그러짐, 뭉침 현상 등이 발생할 수 있으며, 내열성에 치명적인 문제를 야기할 수 있다.
상기 프로세스 오일의 함량은 상기 충진재 100 중량%를 기준으로 16~17 중량%를 포함할 수 있고, 바람직하게는 16 중량%를 포함할 수 있다. 상기 프로세스 오일 함량이 16 중량% 미만이면, 유동성이 좋지 않아 가공상의 문제점이 있고, 17 중량%를 초과하면 오일 블리딩(Oil bleeding) 시 공정상의 문제점을 야기할 수 있어, 상기한 범위가 바람직하다.
본 발명에서 상기 무기충전재는 충진재의 안정성을 확보하고, 오일 흡수성(oil absorbency)을 높이며, 적정 탄성 기능을 수행하기 위해 첨가되는 것으로서, 탄산칼슘, 활성탄 및 운모로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 무기충전재의 함량은 상기 충진재 100 중량% 기준으로 50~58 중량%를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 55 중량%를 포함할 수 있다. 상기 무기충전재 함량이 50 중량% 미만이면, 인장강도 등의 물성이 저하되는 문제점이 있고, 58 중량%를 초과하면 내마모, 내구성, 형태변형, 탄성 등 무기질로써 원하는 성능을 구현하기가 어려운 문제점이 있어, 상기한 범위가 바람직하다.
본 발명에서 기능성 첨가제는 충진재의 방충 기능을 부여하기 위하여, 첨가되는 것으로, 상기 기능성 첨가제를 포함시킴으로써, 인조잔디에 진드기 및 해충 들의 유입을 방지할 수 있는 효과가 있다.
상기 기능성 첨가제의 함량은 상기 충진재 100 중량% 기준으로 1~3 중량%를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 2 중량%를 포함할 수 있다. 상기 기능성 첨가제의 함량이 1 중량% 미만이면, 농도가 낮아 진드기 및 해충들의 유입을 방지할 수 있는 효과가 미미하고, 지속시간이 짧은 문제점이 있고, 3 중량%를 초과하면, 용융시 밸런스에 문제가 있고, 기능성 첨가제의 분산에 문제가 있어, 생산효율성이 낮아지며, 투입량 대비 기대성능에 미치지 못하는 문제점이 있어, 상기한 범위가 바람직하다.
상기 기능성 첨가제는 올레핀계 수지 및 방충입자를 포함할 수 있다.
상기 방충입자는 상기 기능성 첨가제 100 중량%를 기준으로 5~20 중량%를 포함할 수 있는 데, 5 중량% 미만이면, 방충효과를 나타낼 수 없는 문제점이 있고, 20 중량%를 초과하면, 분산성 및 생산효율이 저하되는 문제점이 있어, 상기한 범위가 바람직하다.
상기 기능성 첨가제에 포함된 방충입자는, 실리카, 아네톨 및 시남알데하이드로 구성될 수 있으며, 구체적으로 아네톨 및 시남알데하이드가 함침된 실리카일 수 있다. 또한, 상기 방충입자는, 상기 방충입자 100 중량% 기준으로 실리카 98~98.8 중량%, 아네톨 0.6~1.0 중량% 및 시남알데하이드 0.6~1.0 중량%를 포함할 수 있다.
상기 아네톨의 함량이 0.6 중량% 미만이고, 시남알데하이드 함량이 0.6 중량% 미만이면 방충효과의 상승효과가 미미하고, 상기 아네톨의 함량이 1.0 중량%를 초과하고 시남알데하이드 함량이 1.0 중량%를 초과하면 투입량 대비 기대효과에 미치지 못하는 문제점이 있어 상기한 범위가 바람직하다.
상기 방충입자는 아네톨 및 시남알데하이드가 함께 포함됨으로써, 방충효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 방충입자의 입도는 5~50 ㎛일 수 있는데, 상기 방충입자의 입도가 5 ㎛ 미만이면, 입자가 응집되어, 분산성에 문제점이 있고, 50 ㎛를 초과하면, 입자의 크기 조절에 문제점이 있어, 상기한 범위가 바람직하다.
상기 방충입자의 제조방법은 하기에서 설명하도록 한다.
본 발명에서 상기 충진재는, 칼라마스터배치 및 노화방지제를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 칼라마스터 배치 및 노화방지제는 충진재 전체 100 중량%를 기준으로 컬러마스터 배치 0.1~1중량% 및 노화방지제 0.1~0.5 중량%를 더 포함할 수 있으며, 바람직하게는 컬러마스터 배치 0.5 중량% 및 노화방지제 0.2 중량%를 포함할 수 있다. 상기 컬러마스터 배치 및 노화방지제의 종류는 특별히 제한하지 않는다.
상기와 같이 본 발명은 스티렌계 중합체, 올레핀계 수지, 프로세스 오일, 무기충전재, 기능성 첨가제 및 발포제를 특정함량으로 포함함으로써, 우수한 내구성 및 탄성회복력을 갖는 것은 물론, 진드기 및 해충의 유입을 방지할 수 있는 방충용 인조잔디 충진재를 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라 방충용 인조잔디 충진재의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 방충용 인조잔디 충진재의 제조방법은, 방충입자를 제조하는 단계(S100), 상기 방충입자를 포함하는 기능성 첨가제를 제조하는 단계(S200), 스티렌계 중합체, 올레핀계 수지, 프로세스 오일, 무기충진제 및 발포제를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계(S300) 및 상기 기능성 첨가제 및 상기 혼합물을 혼합하여 압출기 내에서 용융하고 압출하여 일정 모양으로 수중에서 커팅하여 충진재를 제조하는 단계(S400)를 포함한다.
먼저, 방충입자를 제조하는 단계(S100)를 더 포함할 수 있다.
상기 방충입자를 제조하는 단계는, 상기 방충입자 100 중량% 기준으로 실리카 98~98.8 중량%, 아네톨 0.6~1.0 중량% 및 시남알데하이드 0.6~1.0 중량%를 혼합하여 제조할 수 있다.
상기 아네톨의 함량이 0.6 중량% 미만이고, 시남알데하이드 함량이 0.6 중량% 미만이면 방충효과의 상승효과가 미미하고, 상기 아네톨의 함량이 1.0 중량%를 초과하고 시남알데하이드 함량이 1.0 중량%를 초과하면 투입량 대비 기대효과에 미치지 못하는 문제점이 있어 상기한 범위가 바람직하다.
구체적으로, 상기 방충입자를 제조하는 단계는, 방충성분을 용매에 용해시키는 과정과, 상기 방충성분이 용해된 용매에 실리카를 혼합하여, 실리카에 방충성분을 함침시키는 과정과, 상기 방충성분이 함침된 실리카를 건조하는 과정으로 구성된다.
상기 방충성분을 용매에 용해시키는 과정은 특별히 제한하지 않으며, 방충성분을 실리카에 방충성분이 함침될 수 있도록 방충성분을 액상의 형태로 제조하는 과정이다.
상기 용매는, 물, 에탄올, 프로판올 및 부탄올일 수 있으나, 이에 제한하지 않으며, 본 발명에서는 에탄올을 사용하였다.
상기 방충성분은 해충의 유입을 방지하는 목적으로 사용되며, 본 발명에서는 아네톨, 시남알데하이드 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 방충성분은 용매와 1:5~1:8 질량비로 용해시킬 수 있는데, 질량비가 1:5 미만이면, 용매의 양이 부족하여 완벽히 함침이 이루어지지 않는 문제점이 있고, 1:8을 초과하면 방충성분의 함량이 낮아 충분한 방충 효과를 나타내지 못하는 문제점이 있어, 상기한 범위가 바람직하다.
상기 방충성분이 용해된 용매에 실리카를 혼합하여, 실리카에 방충성분을 함침시키는 과정은 60~80 ℃에서 6~8 시간 동안 교반하여 이루어질 수 있다. 이때 교반은 교반기 내에서 수행할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
상기 방충성분이 함침된 실리카를 건조하는 과정이다.
상기 건조과정을 통해, 용매와 수분을 모두 제거할 수 있으며, 건조 온도는80~120 ℃의 온도에서 8~24 시간 동안 수행될 수 있으며, 바람직하게는 100 ℃의 온도에서 12 시간 동안 수행될 수 있다. 또한, 상기 건조는 오븐 등에서 수행될 수 있으나, 이를 제한하지 않는다.
이때, 제조된 방충입자의 입도는 5~50 ㎛일 수 있는데, 상기 방충입자의 입도가 5 ㎛ 미만이면, 입자의 응집 및 분산성에 문제점이 있고, 50 ㎛를 초과하면, 입자의 크기를 조절하는데 문제점이 있어, 상기한 범위가 바람직하다.
다음으로, 상기 방충입자를 포함하는 기능성 첨가제를 제조하는 단계(S200)이다.
상기 단계(S200)는 올레핀 수지 및 방충입자를 혼합하고, 펠렛화하여 기능성 첨가제를 제조하는 단계로, 인조잔디 충진재 제조 시 분산성을 향상시키기 위하여 수행된다. 상기 단계(S200)은 올레핀계 수지를 용융시킨 후 방충입자를 혼합하여 제조할 수 있다. 이때 혼합온도 및 조건 등은 제한하지 않는다.
앞서 설명하였지만, 상기 단계(S200)에서는 기능성 첨가제 100 중량% 대비 5~20 중량%의 방충입자를 혼합할 수 있다.
상기 기능성 첨가제를 제조하는 이유는 기능성 첨가제를 제조함으로써, 분산성을 향상시킬 수 있기 때문이며, 방충성분을 직접 투입하는 경우 분산이 되지 않아 방충효과가 미미할 수 있다.
다음으로, 스티렌계 중합체, 올레핀계 수지, 프로세스 오일, 무기충진제 및 발포제를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계(S300)이다.
구체적으로 상기 혼합물을 제조하는 단계는, 스티렌계 중합체 16~18 중량%, 올레핀계 수지 8~12 중량%, 프로세스 오일 16~17 중량%, 무기충전재 50~58 중량%, 및 발포제 0.3~0.5 중량%를 혼합하여 제조할 수 있다.
상기 스티렌계 중합체, 올레핀계 수지, 프로세스 오일, 무기충전재 및 발포제를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계(S300)는 주요 원료의 혼련을 위한 단계로서, 칼라마스터 배치 및 노화방지제를 더 투입할 수 있다.
또한, 상기 단계(S300)에서 상기 혼합물 역시 펠렛화될 수 있다.
상기 스티렌계 중합체 및 올레핀계 수지를 혼합 용융시킨 후에 프로세스 오일 및 무기충전재를 혼합할 수 있으며, 이때 칼라마스터 배치 및 노화방지제를 더 혼합할 수 있고, 상기 혼합은 200~240 ℃의 온도에서 수행될 수 있다. 상기 혼합 시 온도가 200 ℃ 미만이면, 스티렌계 중합체 및 올레핀계 수지가 용융되지 않아 혼합이 용이하지 않을 수 있고, 240 ℃를 초과하면 온도가 너무 높아 스티렌계 중합체 및 올레핀계 수지가 탄화되는 문제점이 있어, 상기한 범위가 바람직하다.
다음으로, 상기 기능성 첨가제 및 상기 혼합물을 혼합하여 압출기 내에서 용융하고 압출하여 일정 모양으로 수중에서 커팅하여 충진재를 제조하는 단계(S400)이다.
상기 단계(S400)는 충진재를 제조하는 단계로, 상기 기능성 첨가제 및 상기 혼합물을 혼합하고, 용융, 압출 및 커팅을 통해 제조할 수 있다.
상기 혼합 및 압출은 200~240 ℃의 온도에서 수행될 수 있다. 상기 혼합 및 압출 온도가 200 ℃ 미만이면, 혼합이 용이하지 않을 수 있고, 240 ℃를 초과하면 일부 올레핀계 수지가 탄화될 수 있는 문제점이 있어, 상기한 범위가 바람직하다.
상기 압출된 혼합물을 일정 모양으로 수중에서 커팅하여 입상의 충진재를 제조할 수 있다.
상기 단계를 통해 제조된 인조잔디 충진재는 직경이 1.5~3.5 mm일 수 있다. 상기 충진재의 직경이 1.5 mm 미만이면, 완충 효과가 발현되지 않아 운동 시에 무릎 등의 관절에 손상을 주기 쉽고, 표면이 미끄럽게 구성될 수 있으며, 제조공정에서 미세 먼지가 공기 중으로 비산되어 인체의 호흡기 내로 흡입될 위험성이 있으며, 직경이 3.5 mm를 초과하면 충분한 충진 효과를 발하지 못하는 문제점이 있고, 표면이 거칠게 형성되어 인조잔디의 사용자가 넘어졌을 때 피부 손상을 입을 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 구체적인 실시예를 들어 설명하도록 한다.
실시예 1
먼저, 아네톨(anethole) 0.6중량% 및 시남알데하이드(cinamaldehyde) 0.6중량%를 에탄올에 1:7의 중량비로 혼합하여 방충 용액을 제조한다. 이후, 방충 용액에 입자 크기가 25㎛인 실리카를 함침시키고 70℃의 온도에서 7시간 동안 교반시키면서 함침시키고, 100℃ 온도의 오븐에서 12시간 건조하여 아네톨(anethole) 0.6중량%, 시남알데하이드(cinamaldehyde) 0.6중량% 및 실리카 98.8중량%를 포함하는 방충입자를 제조하였다.
다음으로, 90 중량%의 폴리 에틸렌 수지를 배합기에 투입하고 200 ℃ 온도에서 10 분 동안 예열하여 폴리에틸렌을 용융시시킨 후 10 중량%의 상기 방충입자를 용융된 폴리에틸렌에 첨가하고, 교반하여 혼합한 후, 복합소재용 압출기로 펠레타이징(pelletizing)하여, 펠렛 상태의 기능성 첨가제를 제조하였다.
다음으로, 이후, 17 중량% 의 스틸렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(SEBS) 및 10 중량%의 폴리프로필렌을 배합기에 투입하고, 220 ℃ 온도에서 10 분 동안 스틸렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(SEBS) 및 폴리프로필렌 수지를 용융시켜 혼합하였다. 상기 용융된 스틸렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(SEBS) 및 폴리프로필렌 수지 혼합물에 16 중량%의 프로세스 오일(파라핀계 오일), 53.3 중량%의 탄산칼슘(CaCO3), 0.4 중량%의 발포제, 0.5 중량%의 칼라 마스터 배치 및 0.8 중량%의 노화방지제를 혼합한 후, 복합소재용 압출기로 펠레타이징(pelletizing)하여, 펠렛 상태의 혼합물을 제조하였다.
이후, 2 중량%의 기능성 첨가제를 혼합하고, 압출기를 사용하여 220 ℃의 온도에서 압출하여 성형하였다. 상기 압출 성형과 동시에 상기 압출 성형된 배합물을 공기로 냉각하고 직경이 2 mm인 방충용 인조잔디 충진재를 제조하였다.
실시예 2
실시예 1과 동일하게 제조하되, 2 중량%의 기능성 첨가제 대신에 1 중량%의 기능성 첨가제와 54.3 중량%의 탄산칼슘을 이용하여 방충용 인조잔디 충진재를 제조하였다.
실시예 3
실시예 1과 동일하게 제조하되, 2 중량%의 기능성 첨가제 대신에 3 중량%의 기능성 첨가제와 52.3 중량%의 탄산칼슘을 이용하여 방충용 인조잔디 충진재를 제조하였다.
실시예 4
실시예 1과 동일하게 제조하되, 입도가 25 ㎛ 방충입자 대신에 5 ㎛인 방충입자를 사용하여 방충용 인조잔디 충진재를 제조하였다.
실시예 5
실시예 1과 동일하게 제조하되, 입도가 25 ㎛ 방충입자 대신에 50 ㎛인 방충입자를 사용하여 방충용 인조잔디 충진재를 제조하였다.
실시예 6
실시예 1과 동일하게 제조하되, 아네톨 1.2 중량%와 실리카 98.8 중량%를 이용하여 방충입자를 제조한 후 인조잔디 충진재를 제조하였다.
실시예 7
실시예 1과 동일하게 제조하되, 시남알데하이드 1.2 중량%와 실리카 98.8 중량%를 이용하여 방충입자를 제조한 후 인조잔디 충진재를 제조하였다.
비교예 1
실시예 1과 동일하게 제조하되, 0.9 중량%의 기능성 첨가제와 54.4 중량%의 탄산칼슘을 이용하여 인조잔디 충진재를 제조하였다.
비교예 2
실시예 1과 동일하게 제조하되, 4 중량%의 기능성 첨가제와 51.3 중량%의 탄산칼슘을 이용하여 인조잔디 충진재를 제조하였다.
비교예 3
실시예 1과 동일하게 제조하되, 입도가 25 ㎛ 방충입자 대신에 1 ㎛인 방충입자를 사용하여 인조잔디 충진재를 제조하였다.
비교예 4
실시예 1과 동일하게 제조하되, 입도가 25 ㎛ 방충입자 대신에 60 ㎛인 방충입자를 사용하여 인조잔디 충진재를 제조하였다.
비교예 5
실시예 1과 동일하게 제조하되, 기능성 첨가제를 제외하고 혼합물로만 인조잔디 충진재를 제조하였다.
비교예 6
실시예 1과 동일하게 제조하되, 폴리에틸렌 30 중량%, 탄산칼슘 20 중량%, SEBS 20 중량%, 프로세스오일 10 중량%, 기능성 첨가제 20 중량%를 이용하여 인조잔디 충진재를 제조하였다.
비교예 7
실시예 1과 동일하게 제조하되, 기능성 첨가제 대신 아네놀을 직접 첨가하여 인조잔디 충진재를 제조하였다.
이때, 나머지 부분은 폴리에틸렌 수지를 더 첨가하였다.
실험예 1
상기 실시예 1 내지 7, 비교예 1 내지 7에 따라 제조된 충진재의 물성을 평가하기 위하여 하기와 같이 경도, 내열성, 내구성, 내마모성 및 충격흡수율을 측정하였고, 이에 대한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[측정방법]
경도: 충진재를 5㎜ 두께의 시트 시편으로 압출하여 측정함.
내구성 및 충격흡수율: 인조잔디 시스템을 제조하여 측정함.
인조잔디 매트(파일장 55㎜)에 단위중량으로 규사 25㎏/㎡ 및 상기 실시예 1 내지 7, 비교예 1 내지 7에서 제조된 충진재 11㎏/㎡를 규사 및 충진재 순으로 충진하고, 충진재 상단부에서 파일사 끝단까지 17㎜가 되도록 고루 분포시켜 인조잔디 시스템을 제조하였음.
구체적인 물성 측정방법
경도: 시편을 10 mm 이상 떨어진 위지에 놓고 수동 Shore A를 5초간 눌러 가리키는 수치를 확인함.
스터드 마모 내구성: LISPORT 스터드 마모장비를 사용하여 인조잔디 시스템을 각각 30,000회 마모시킨 후, 충진재의 외관 상태 관찰함.
스터드 마모후 충격흡수성: LISPORT 스터드 마모장비를 사용하여 인조잔디 시스템을 각각 30,000회 마모시킨 후, 표면을 고르게 브러싱 후 충격흡수율을 측정함.
구분 경도 내마모성(Lisport 30,000회)
충격흡수(%) 내구성
(충진재 외관 변화)
실시예 1 66 44 양호
실시예 2 65 43 양호
실시예 3 65 44 양호
실시예 4 67 41 양호
실시예 5 66 41 양호
실시예 6 65 40 양호
실시예 7 65 40 양호
비교예 1 63 41 양호
비교예 2 63 34 불량
비교예 3 62 39 양호
비교예 4 62 34 불량
비교예 5 60 40 양호
비교예 6 35 26 불량
비교예 7 35 25 불양
상기 표 1에서 확인할 수 있듯이, 기능성 첨가제를 첨가하여도 충격흡수성 및 내구성이 모두 우수한 것을 확인할 수 있다. 그러나, 충진재 내의 기능성 첨가제의 함량이 높아지거나, 방충입자의 크기가 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예 2 및 4의 경우 충격흡수성 및 내구성이 저하되는 것을 확인할 수 있다. 더불어 비교예 6의 경우 기능성 첨가제의 함량이 매우 높아지는 경우 경도가 떨어지고, 충격흡수성 및 내구성이 저하되는 것을 확인할 수 있었으며, 방충성분을 직접 투입한 비교예 7의 경우 역시 충격흡수 및 내구성이 저하되는 것을 확인할 수 있다. 이는 방충성분이 분산되지 않아 생기는 문제라 판단된다.따라서, 기능성 첨가제의 함량이 본 발명에 범위에 속하는 실시예 1 내지 3, 그리고 방충입자의 크기가 본 발명의 범위에 속하는 실시예 4 및 5일 때 충격흡수성 및 내구성을 확보할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.
실험예 2
상기 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 5, 비교예 7에서 제조된 방충용 인조잔디 충진재의 방충 효과를 평가하였다.
하기의 표 2는 실험방법에 따른 시간 별(초기, 20분, 40분, 60분) 및 경과시점의 각 공간별(공간 A, 공간 B) 모기 개체 수를 측정한 결과이다.
[평가방법]
방충성: 실험에 사용되는 해충은 암컷 빨간집모기(Culex pipiens pallens)로 선정하였으며, 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 5, 비교예 7의 충진재의 시편을 제조하였고, 내부 공간이 2 개(A, B)로 구획화된 실험 상자를 준비하였다. A 공간에는 충진재의 시편을 가운데에 두고, B 공간에는 아무것도 투입하지 않았다. 각 공간을 분할하는 격벽에는 모기들이 자유자재로 넘나들 수 있도록 구성되는 메쉬 형태의 망이 상단부에 일부 형성된다. 상기와 같이 준비된 실험상자의 각 분할된 공간의 상면에는 모기를 투입하기 위한 작은 투입구가 마련되고, 실험상자의 각 공간에 동일 개체 수(20 마리/각 공간, 40 마리/각 실험상자)의 모기를 투입하여 각 공간에 남게 되는 모기의 개체 수를 시간의 경과 후에 측정하여 방충 효과를 측정하였다.
구분 공간 초기 20분 후 40분 후 60분 후
실시예1 A 20 2 0 0
B 20 38 40 40
실시예 2 A 20 6 6 6
B 20 32 32 32
실시예 3 A 20 7 7 6
B 20 33 33 32
실시예 4 A 20 10 9 6
B 20 30 31 34
실시예 5 A 20 11 7 6
B 20 29 33 34
실시예 6 A 20 6 6 6
B 20 32 32 32
실시예 7 A 20 7 7 7
B 20 33 33 33
비교예 1 A 20 17 15 15
B 20 22 25 25
비교예 2 A 20 7 7 6
B 20 33 33 32
비교예 3 A 20 19 18 18
B 20 21 22 22
비교예 4 A 20 6 6 6
B 20 34 34 34
비교예 5 A 20 19 19 18
B 20 21 21 18
비교예 7 A 20 22 22 22
B 20 18 18 18
상기 표 2를 참조하면, 기능성 첨가제가 포함되지 않은 비교예 5는 방충 효과가 나타나지 않는 것을 확인할 수 있으며, 기능성 첨가제의 함량이 0.1 중량% 이하인 비교예 1 및 방충입자의 크기가 1 ㎛인 비교예 3의 경우 방충 효과가 크게 저하되는 것을 확인할 수 있다.또한, 기능성 첨가제의 함량이 높은 비교예 2 및 방충입자의 크기가 60 ㎛인 비교예 4의 경우 방충효과를 발휘하였지만, 그 효과가 미미한 것을 확인할 수 있다. 더불어, 실험예 1에서 확인할 수 있듯이, 비교예 2 및 4의 경우 충격흡수성 및 내마모성이 불량하여 충진재로서의 적용이 어려운 것을 알 수 있다.
이에 반해, 실시예 1 내지 7의 경우 모두 방충효과가 우수한 것을 확인할 수 있으며, 특히 아네톨 및 시남알데하이드의 단독사용 사용한 실시예 6 및 7 보다는 동시에 사용한 실시예 1이 더욱 우수한 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 방충용 인조잔디 충진재는 상기 실험예들을 통해 확인할 수 있듯이, 특정 크기의 방충입자를 포함하는 기능성 첨가제를 특정함량으로 포함함으로써, 우수한 방충효과를 나타낼 수 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
S100: 방충입자 제조 단계
S200: 기능성 첨가제 제조 단계
S300: 혼합물 제조 단계
S400: 충진재 제조 단계

Claims (8)

  1. 스티렌계 중합체 16~18 중량%, 올레핀계 수지 8~12 중량%, 프로세스 오일 16~17 중량%, 무기충전재 50~58 중량%, 기능성 첨가제 1~3 중량% 및 발포제 0.3~0.5 중량%를 포함하고,
    상기 기능성 첨가제는 올레핀계 수지 및 방충입자로 구성되고, 상기 방충입자를 기능성 첨가제 100 중량%를 기준으로 5~20 중량%로 포함하며,
    상기 방충입자는, 방충입자 100 중량% 기준으로, 실리카 98~98.8 중량%, 아네톨 0.6~1.0 중량% 및 시남알데하이드 0.6~1.0 중량%를 포함하고, 입도가 5~50 ㎛인,
    방충용 인조잔디 충진재.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 인조잔디용 충진재는,
    충진재 전체 100 중량%를 기준으로 컬러마스터 배치 0.1~1중량% 및 노화방지제 0.1~0.5 중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    방충용 인조잔디 충진재.
  7. 방충입자를 제조하는 단계,
    상기 방충입자를 포함하는 기능성 첨가제를 제조하는 단계,
    스티렌계 중합체, 올레핀계 수지, 프로세스 오일, 무기충진제 및 발포제를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계 및
    상기 기능성 첨가제 및 상기 혼합물을 혼합하여 압출기 내에서 용융하고 압출하여 일정 모양으로 수중에서 커팅하여 충진재를 제조하는 단계를 포함하며,
    상기 방충입자를 제조하는 단계는, 방충입자 100 중량% 기준으로, 실리카 98~98.8 중량%, 아네톨 0.6~1.0 중량% 및 시남알데하이드 0.6~1.0 중량%를 혼합하여 입도가 5~50 ㎛가 되도록 상기 방충입자를 제조하고,
    상기 혼합물을 제조하는 단계는,
    스티렌계 중합체 16~18 중량%, 올레핀계 수지 8~12 중량%, 프로세스 오일 16~17 중량%, 무기충전재 50~58 중량%, 기능성 첨가제 1~3 중량% 및 발포제 0.3~0.5 중량%를 혼합하여 상기 혼합물을 제조하는,
    방충용 인조잔디 충진재의 제조방법.
  8. 삭제
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