KR102535359B1 - 열차등 처리 파일사의 제조방법 및 이에 따라 제조된 인조잔디 파일사 - Google Patents
열차등 처리 파일사의 제조방법 및 이에 따라 제조된 인조잔디 파일사 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 일 양태에서, 폴리올레핀 수지를 용융하고, 방사하여 용융방사된 파일사를 얻는 단계, 용융방사된 파일사를 냉각하여 냉각된 파일사를 얻는 단계 및 냉각된 파일사에 차등적으로 열을 가하여 연신된 파일사를 얻는 단계를 포함하는 열차등 처리 인조잔디 파일사의 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 열차등 처리 파일사의 제조방법 및 이에 따라 제조된 인조잔디 파일사에 관한 것이다.
인조잔디는 파일부, 기포층, 백킹층, 충격흡수 패드 및 충진재로 구성되어 축구, 야구 등의 스포츠 활동에서 넘어질 때 받는 충격으로부터 사용자를 보호해주는 역할을 한다.
최근 들어서는 충진재와 관련해, 충진재 유실, 친환경성, 유지관리 비용 증가와 같은 문제점이 대두되면서 충진재를 포설하지 않는 무충진 인조잔디가 늘고 있는 추세이다. 이러한 무충진 인조잔디들은 충진재의 충격흡수 성능을 대체하기 위해 겉잔디 외에 크림프된 속잔디를 추가적으로 식모하여 사용하고 있다.
그러나, 이러한 경우 충격흡수를 위하여 다량의 속잔디를 식모 해주어야 하고 파일사량 대비 충격흡수성이 기대치에 미치지 못하는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 직립안정성, 공구름성 및 충격흡수성이 우수한 인조잔디 파일사의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에서, 폴리올레핀 수지를 용융하고, 방사하여 용융방사된 파일사를 얻는 단계, 용융방사된 파일사를 냉각하여 냉각된 파일사를 얻는 단계 및 냉각된 파일사에 차등적으로 열을 가하여 연신된 파일사를 얻는 단계를 포함하는 열차등 처리 인조잔디 파일사의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 제조방법은 연신된 파일사를 얻는 단계 이후에 연신된 파일사를 40~80℃의 온도로 5~12분 동안 열처리하여 후가공된 파일사를 얻는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따른 제조방법에 사용되는 폴리올레핀 수지는 선형저밀도폴리에틸렌(Linear Low Density Polyethylene), 저밀도폴리에틸렌(Low Density Polyethylene), 중밀도폴리에틸렌(Middle Density Polyethylene) 및 고밀도에틸렌(High Density Polyethylene)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
본 발명에 따른 제조방법은 용융방사된 파일사를 얻는 단계에서 안료, 노화방지제, 산화방지제 및 난연제로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상을 더 혼합할 수 있다.
본 발명에 따른 제조방법은 연신된 파일사를 얻는 단계에서 파일사의 일면은 70~110 ℃로, 타면은 20~50 ℃로 가열할 수 있다.
본 발명에 따른 제조방법은 연신된 파일사를 얻는 단계에서 연신비는 2~5배일 수 있다.
삭제
본 발명에 따른 제조방법은 후가공된 파일사를 얻는 단계에서 후가공된 파일사의 섬도는 1,000~3,100데니어(Denier)일 수 있다.
상기 후가공된 파일사를 얻는 단계는, 후가공된 파일사를 나선형 또는 용수철형으로 변형시킬 수 있다.
본 발명의 다른 양태에서, 본 발명에 따른 파일사의 제조방법으로 제조된 열차등 처리 인조잔디 파일사를 제공한다.
본 발명의 또다른 양태에서, 본 발명에 따른 열차등 처리 인조잔디 파일사를 포함하는 인조잔디 구조체를 제공한다.
본 발명의 또다른 양태에서, 폴리올레핀 수지를 용융하고, 방사하여 용융방사된 파일사를 얻는 단계, 용융방사된 파일사를 냉각하여 냉각된 파일사를 얻는 단계, 냉각된 파일사에 차등적으로 열을 가하여 연신된 파일사를 얻는 단계, 연신된 파일사를 기포지에 터프팅하는 단계, 및 파일사가 터프팅된 기포지의 하면에 고분자 수지를 열융착 또는 코팅시켜 백킹층을 형성시키는 단계를 포함하는 인조잔디 구조체의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 직립안정성, 공구름성 및 충격흡수성이 우수한 인조잔디 파일사를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 열차등 처리 인조잔디 파일사의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2(가) 및 도 2(나) 본 발명의 일 실시형태 따른 열차등 처리 인조잔디 파일사를 나타낸 개략도이다.
도 3은 파일사 제조 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 4는 도 3의 연신부를 나타낸 확대도이다.
도 2(가) 및 도 2(나) 본 발명의 일 실시형태 따른 열차등 처리 인조잔디 파일사를 나타낸 개략도이다.
도 3은 파일사 제조 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 4는 도 3의 연신부를 나타낸 확대도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시형태에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 실시형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시형태에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
본 발명의 일 양태에서, 폴리올레핀 수지를 용융하고, 방사하여 용융방사된 파일사를 얻는 단계(S100), 용융방사된 파일사를 냉각하여 냉각된 파일사를 얻는 단계(S200), 및 냉각된 파일사에 차등적으로 열을 가하여 연신된 파일사를 얻는 단계(S300)를 포함하는 열차등 처리 인조잔디 파일사의 제조방법을 제공한다.
도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
폴리올레핀 수지를 용융하고, 방사하여 용융방사된 파일사를 얻는 단계
먼저, 도 1에 나타낸 용융방사된 파일사를 얻는 단계(S100)에서는 폴리올레핀 수지를 210~270℃의 온도, 바람직하게는 230~240℃의 온도로 가열하고 용융하여 방사한다.
본 용융방사된 파일사를 얻는 단계(S100)는 인조 잔디 제조분야의 통상적인 기술을 적용하여 수행할 수 있다.
용융방사된 파일사를 얻는 단계(S100)에서 사용되는 폴리올레핀 수지는 선형저밀도폴리에틸렌(Linear Low Density Polyethylene), 저밀도폴리에틸렌(Low Density Polyethylene), 중밀도폴리에틸렌(Middle Density Polyethylene) 및 고밀도에틸렌(High Density Polyethylene)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 선형저밀도폴리에틸렌일 수 있다.
용융방사된 파일사를 얻는 단계(S100)에서는 파일사의 기능성을 부여하기 위하여 기능성 첨가제를 더 혼합할 수 있으며, 이러한 기능성 첨가제로는 안료, 노화방지제, 산화방지제 및 난연제로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 기능성 첨가제는 폴리올레핀 수지 100중량부를 기준으로, 각각 1~10중량부를 포함할 수 있으며, 각각의 기능성 첨가제 함량이 1중량부 미만이면, 기능성 첨가제의 활성이 발휘될 수 없거나 미미하여 원하는 목적을 달성할 수 없으며, 10중량부를 초과하면, 내구성 및 직립안정성 등 인조잔디의 특성이 저하될 수 있다.
용융방사된 파일사를 냉각하여 냉각된 파일사를 얻는 단계
다음으로, 도 1에 나타낸, 용융방사된 파일사를 냉각하여 냉각된 파일사를 얻는 단계(S200)가 수행된다.
냉각된 파일사를 얻는 단계에서는 도 3에 도시된 것과 같이, 냉각수조를 이용할 수 있으나, 파일사의 적절한 냉각 효과를 제공할 수 있는 한, 특별히 제한되지 않는다.
냉각된 파일사를 얻는 단계는 30℃ 이하의 온도, 바람직하게는 10~30℃의 온도로 수행될 수 있다.
냉각된 파일사를 얻는 단계를 통해 파일사의 결정화도는 증가된다.
냉각된 파일사에 차등적으로 열을 가하여 연신된 파일사를 얻는 단계
이후, 도 1에 나타낸 것과 같은 냉각된 파일사에 차등적으로 열을 가하여 연신된 파일사를 얻는 단계(S300)가 수행된다.
연신된 파일사를 얻는 단계에서는 파일사의 일면과 타면에 열을 차등적으로 인가하여 연신할 수 있으며, 구체적으로 파일사의 일면은 70~110 ℃로, 타면은 20~50 ℃로 가열되면서 연신할 수 있다.
냉각된 파일사에 차등적으로 열을 가하여 연신된 파일사를 얻는 단계는 연신 공정에 포함된 연신 롤러를 통해 파일사의 각 면에 서로 다른 온도를 가하는 방식, 공정 중 파일사의 일면이 열판을 지나게 해 일면에만 열을 가하는 방식, 연신공정 중 수조 가열 방식에 있어 Water Bath에 원사의 일부분만 담가 가열 온도의 차이를 두는 방식, 연신 공정 중 오븐 가열 방식에 있어 상부 열원과 하부 열원의 온도를 달리해 온도의 차이를 두는 방식 등으로 진행될 수 있다.
본 발명에서는 하나의 실시형태로 연신 공정 중 가열 롤러를 통해 파일사의 각 면에 서로 다른 온도를 가하는 방식을 사용하였다.
본 발명에서 연신된 파일사를 얻는 단계는 도 3의 파일사 제조 시스템을 이용하여 수행할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참고하여, 연신된 파일사를 얻는 단계에 대해 설명한다.
도 3을 참고하면, 파일사 제조 시스템(1)은 방사유닛(10), 냉각유닛(20), 연신유닛(30) 및 권취유닛(40)을 포함한다.
방사유닛(10), 냉각유닛 (20) 및 권취유닛(40)의 세부적인 구성은 공지된 파일사 제조 시스템(1)의 방사유닛, 냉각유닛 및 권취유닛과 동일하거나, 필요에 따라 설계변경하여 적용할 수 있으며, 관련하여본 명세서에 그 전문이 참조로 통합되는, 대한민국 등록특허 제10-1967185호(등록공고일: 2019.04.09.)를 참조할 수 있다.
도 4를 참고하면, 연신유닛(30)은 하우징(31), 가열부(32) 및 가이드부(33)를 포함하며 냉각유닛(20)과 권취유닛(40)의 사이에 배치되어 방사된 파일사를 연신한다. 연신유닛(30)은 간격을 두고 복수 배치될 수 있다.
하우징(31)은 내부에 연신공간이 형성되어 있고, 하우징(31)의 상부에는 냉각된 파일사가 유입되는 입구와 연신되어 배출되는 출구가 형성된다.
가열부(32)는 적어도 하나의 가열롤러(321)를 포함한다. 가열롤러(321)는 하우징(31) 내의 하부에 회전 가능하게 배치되어 있다. 하우징(31)의 내부로 유입된 파일사는 가열롤러(321)의 1/2 부분과 접하며, 가열롤러(321)는 파일사의 일면에 70~110℃의 열을 가할 수 있다.
가이드부(33)는 복수의 가이드롤러(331, 332)를 포함한다. 가이드롤러(331, 332)는 하우징(31)의 내부에서 입구 및 출구와 이웃하게 배치되어 있다. 하우징(31)의 내부로 유입된 파일사는 가이드롤러(331)의 1/2 부분과 접하며, 가이드롤러(331)는 파일사의 타면에 20~50℃의 열을 가할 수 있다.
또한, 입구측 가이드롤러(331)는 유입된 파일사를 가열롤러(321)로 가이드하며, 출구측 가이드롤러(332)는 연신 파일사를 출구로 가이드한다.
연신되어 배출된 파일사는 권취유닛(40)으로 공급되어 권취된다.
다시 말해, 파일사의 일면과 타면에 차등적으로 온도를 가하는 방식들 중에서 선택된 가열 롤러를 사용하는 방식은 파일사의 일면에 70~110 ℃의 열을 인가하는 가열롤러(321)와 20~50℃의 열을 인가하는 입구측 가이드롤러(331) 및 출구측 가이드롤러(332) 이용하여 연신에 필요한 열을 파일사에 인가시키고 첫번째 연신유닛(30)에 포함된 롤러들의 회전속도 대비 두번째 연신유닛(30)의 롤러 회전속도를 높여 파일사를 연신시킬 수 있다.
연신된 파일사를 얻는 단계(S300)에서는 파일사를 2~5배 연신시킬 수 있다. 이때, 냉각된 파일사는 가이드롤러와 가열롤러를 통해 일면과 타면이 차등적으로 가열됨으로써, 일면과 타면의 결정화도가 상이하게 결정되고, 열수축 차이가 발생하는 바, 이를 통해 파일사에 이수축 특성이 부여된다.
가열롤러의 온도가 70℃ 미만이고, 가이드롤러의 온도가 20℃ 미만이면 가열온도가 폴리에틸렌의 연화점 보다 낮아 연신이 일어나지 않을 수 있다는 문제점이 있고, 가열롤러의 온도가 110℃를 초과하고, 가이드롤러의 온도가 50 ℃를 초과하면 연신롤에서 응력이 집중되는 부분에서 급격한 변형이 일어나 사절이 발생하는 등 연신비를 조절하기 어렵게 되는 문제점이 있다.
연신비가 2배 미만이면 결정화도의 증가율이 낮아 파일사의 결정화도가 저하되고, 이에 따라 파일사의 강도와 내구성이 저하되는 문제점이 있고, 5배를 초과하면 결정화도가 과도하게 증가하여 후술하는 후가공된 파일사를 얻는 단계에서 파일사의 수축률이 높아 파일사의 변형을 조절하기 쉽지 않은 문제점이 있다.
연신된 파일사를 얻는 단계 이후에 연신된 파일사를 권취하여 권취된 파일사를 얻는 단계를 더 포함할 수 있다.
권취된 파일사를 얻는 단계에서, 권취 속도는 150 내지 600 m/min, 바람직하게는 300 내지 400 m/min으로 수행할 수 있다.
권취 속도의 경우 파일사의 섬도 등 특성에 따라 조절할 수 있다.
또한, 연신된 파일사를 얻는 단계 또는 권취된 파일사를 얻는 단계 이후에 열처리하여 후가공된 파일사를 얻는 단계를 더 포함할 수 있다.
열처리하여 후가공된 파일사를 얻는 단계는 40~80℃에서 5~12분 동안 진행될 수 있으며, 바람직하게는 60~80℃에서 7~9분 동안 진행될 수 있다. 열처리하여 후가공된 파일사를 얻는 단계의 온도 및 시간이 40℃ 및 3분 미만이면, 파일사의 변형이 작게 일어나 나선형 또는 용수철형 파일사를 제조할 수 없고, 80℃ 및 12분을 초과하면, 파일사의 재결정화가 완료되어 변형이 추가적으로 일어나지 않아 비용 낭비가 발생되는 문제점이 있다.
또한, 열처리하여 후가공된 파일사를 얻는 단계에서 파일사는 후가공 전 대비 길이가 5~25% 수축될 수 있으며, 바람직하게는 5~15%될 수 있다. 파일사가 후가공 전 대비 길이가 3% 미만으로 수축되면 원하는 형상으로 변형되지 않을 수 있으며, 20%를 초과하여 수축되면 과도하게 변형되어 품질이 저하될 수 있다.
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후가공된 파일사를 얻는 단계에서 후가공된 파일사의 섬도는 1,000~3,100 데니어(Denier)일 수 있으며, 바람직하게는 1,600~2,400 데니어(Denier)일 수 있다. 후가공된 파일사의 섬도가 3,100데니어를 초과하면, 가열롤러가 부여한 온도가 파일사의 1/2 면에 고루 퍼질 수 없어 변형이 적게 일어나게 되고, 1,000데니어 미만일 경우 가열 롤러가 부여한 온도가 1/2 면을 넘어 영향을 미쳐 변형이 과도하게 일어나게 된다.
후가공된 파일사의 형상은 나선형 또는 용수철형일 수 있으며, 나선형은 파일사의 양 끝단이 서로 반대로 뒤틀린 형상이며, 용수철형은 위에서 바라보았을 때, 원형으로 보이며, 회전하며 위로 올라가는 형상이다.
본 발명에 따른 열차등 처리 인조잔디 파일사를 이용하여 인조잔디 구조체를 제조하는 경우 직립안정성, 공구름성 및 충격흡수성이 향상될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에서, 본 발명에 따른 파일사의 제조방법으로 제조된 열차등 처리 인조잔디 파일사를 제공한다.
본 발명의 또다른 양태에서, 본 발명에 따른 열차등 처리 인조잔디 파일사를 포함하는 인조잔디 구조체를 제공할 수 있다.
인조잔디 구조체를 제조하는 방법은 하기와 같다.
폴리올레핀 수지를 용융하고, 방사하여 용융방사된 파일사를 얻는 단계, 용융방사된 파일사를 냉각하여 냉각된 파일사를 얻는 단계, 냉각된 파일사에 차등적으로 열을 가하여 연신된 파일사를 얻는 단계, 연신된 파일사를 기포지에 터프팅하는 단계 및 파일사가 터프팅된 기포지의 하면에 고분자 수지를 열융착 또는 코팅시켜 백킹층을 형성시키는 단계를 포함하는 인조잔디 구조체의 제조방법을 제공한다.
용융방사된 파일사를 얻는 단계, 냉각된 파일사를 얻는 단계 및 연신된 파일사를 얻는 단계는 전술한 것과 같이 수행할 수 있다.
연신된 파일사를 기포지에 터프팅하는 단계는 40~80℃의 온도로 5~12분 동안 열처리하여 얻은 후가공된 파일사를 이용하여 기포지에 터프팅하는 방법(a) 또는 후가공되지 않은 파일사를 이용하여 터프팅하는 방법(b)으로 수행될 수 있다.
두 방법 모두 나선형 또는 용수철형의 파일사를 포함하는 인조잔디 구조체를 제조할 수 있으며, 후가공된 파일사를 이용하여 기포지에 터프팅하는 경우 그 형태가 더욱 뚜렷하게 나타나는 장점이 있다.
파일사가 터프팅된 기포지의 하면에 고분자 수지를 열융착 또는 코팅시켜 백킹층을 형성시키는 단계는 150~180℃의 온도에서 진행될 수 있다. 열 융착 또는 코팅을 통해 고분자 수지가 기포지 하면에 접착될 때, 기포지 상면에 위치한 파일사에 열이 전달되며, 전달된 열에 의해, 파일사는 60~80℃의 열을 받게 되고, 이에 따라 후가공 되지 않은 파일사는 나선형 또는 용수철형으로 변형된다.
고분자 수지는 스틸렌 부타디엔 러버(Styrene Butadiene Rubber, SBR), 폴리우레탄(Polyurethane, PU) 라텍스(Latex) 또는 폴리에틸렌 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET)로 이루어진 군 중에서 선택된 1종일 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
[제조예 1] 실시예 1 내지 9의 인조잔디 파일사의 제조
도 3에 도시된 파일사 제조 시스템을 이용하여 선형저밀도폴리에틸렌 1,000g, 녹색 마스터배치를 50g를 혼합하고, 235℃의 온도에서 용융하고 방사하였다. 이후, 방사된 파일사를 25℃의 냉각 수조에 투입하여 냉각시키고, 연신, 권취한 후 후가공 하여 인조잔디 파일사를 제조하였으며, 마스터배치는 선형저밀도폴리올레핀, 안료, 노화방지제, 산화방지제 및 난연제 등을 혼합하여 칩형태로 제조하였다.
이때, 후가공 시간은 8분으로 동일하였으며, 파일사 제조 시스템의 연신 및 후가공 조건은 하기의 표 1과 같다.
구분 | 가이드롤러 온도(℃) |
가열롤러 온도(℃) |
후가공 온도(℃) |
연신비 | 섬도 (Denier) |
실시예 1 | 25 | 80 | 60 | 4 | 2,250 |
실시예 2 | 25 | 90 | 60 | 4 | 2,250 |
실시예 3 | 25 | 110 | 60 | 4 | 2,250 |
실시예 4 | 25 | 80 | 60 | 2 | 2,250 |
실시예 5 | 25 | 80 | 60 | 5 | 2,250 |
실시예 6 | 25 | 80 | 60 | 4 | 1,000 |
실시예 7 | 25 | 80 | 60 | 4 | 3,100 |
실시예 8 | 25 | 80 | 40 | 4 | 2,250 |
실시예 9 | 25 | 80 | 80 | 4 | 2,250 |
[제조예 2] 실시예 10 내지 16의 인조잔디 파일사의 제조
도 3에 도시된 파일사 제조 시스템을 이용하여 선형저밀도폴리에틸렌 1,000g, 녹색 마스터배치를 50g를 혼합하고, 235℃에서 용융하고 방사하였다. 이후, 방사된 파일사를 25℃의 냉각 수조에 투입하여 냉각시키고, 연신하고 권취하여 파일사를 제조하였다.
이때, 파일사 제조 시스템의 연신 조건은 하기의 표 2와 같다.
구분 | 가이드롤러 온도(℃) |
가열롤러 온도(℃) |
연신비 | 섬도 |
실시예 10 | 25 | 80 | 4 | 2,250 |
실시예 11 | 25 | 90 | 4 | 2,250 |
실시예 12 | 25 | 110 | 4 | 2,250 |
실시예 13 | 25 | 80 | 2 | 2,250 |
실시예 14 | 25 | 80 | 5 | 2,250 |
실시예 15 | 25 | 80 | 4 | 1,000 |
실시예 16 | 25 | 80 | 4 | 3,100 |
[제조예 3] 비교예 1 내지 7의 인조잔디 파일사의 제조
제조예 1과 동일하게 제조하되, 파일사 제조 시스템에 적용되는 제조 방법 상 적용 조건을 하기 표 3과 같이 하였다.
구분 | 가이드롤러 온도(℃) |
가열롤러 온도(℃) |
후가공 온도(℃) |
연신비 | 섬도 (Denier) |
비교예 1 | 80 | 80 | 60 | 4 | 2,250 |
비교예 2 | 25 | 50 | 60 | 4 | 2,250 |
비교예 3 | 25 | 120 | 60 | 4 | 2,250 |
비교예 4 | 25 | 80 | 60 | 1 | 2,250 |
비교예 5 | 25 | 80 | 60 | 7 | 2,250 |
비교예 6 | 25 | 80 | 20 | 4 | 2,250 |
비교예 7 | 25 | 80 | 90 | 4 | 2,250 |
[제조예 4] 비교예 8 내지 14의 인조잔디 파일사의 제조
제조예 2과 동일하게 제조하되, 파일사 제조 시스템에 적용되는 제조 방법 상 적용 조건을 하기 표 4과 같이 하였다.
구분 | 가이드롤러 온도(℃) |
가열롤러 온도(℃) |
연신비 | 섬도 (Denier) |
비교예 8 | 80 | 80 | 4 | 2,250 |
비교예 9 | 25 | 50 | 4 | 2,250 |
비교예 10 | 25 | 120 | 4 | 2,250 |
비교예 11 | 25 | 80 | 1 | 2,250 |
비교예 12 | 25 | 80 | 7 | 2,250 |
비교예 13 | 25 | 80 | 4 | 500 |
비교예 14 | 25 | 80 | 4 | 4,000 |
[시험예 1] 인조잔디 구조체의 물성 테스트(직립성, 공구름성 및 충격흡수율)
실시예 1 내지 18, 비교예 1 내지 14의 파일사를 포함하는 인조잔디 구조체를 제조한 후 KS F3881 인조잔디 KS 품질 규격에 따라 직립성, 볼구름성 및 충격흡수율을 측정하여 하기의 표 5에 나타내었다.
이때, 실시예 10 내지 18에 따라 제조된 파일사는 인조잔디 구조체의 백코팅층 형성시 열 처리(160℃)에 의해 나선형으로 변형되었다.
<측정방법>
직립성은 Labo sports의 Fiber Performance Index의 Recovery 항목 시험 기준을 참조하여 반복 압축 시험기를 사용해 측정하였다.
볼 구름성은 인조잔디의 횡, 종 방향에 대한 축구공의 구름 성능 차이를 의미하고, 구름 성능은 45도 각도로 인조잔디 구조체 위에서 축구공을 굴려 이동한 거리를 측정하였다.
충격흡수율은 파일사를 기포지에 터프팅한 후, 백킹층을 열융착을 통해 코팅한 구조체를 제작하여 측정하였다.
구분 | 직립성 | 볼구름성(%) | 충격흡수율(%) |
실시예 1 | 상 | 86 | 57.1 |
실시예 2 | 최상 | 89 | 58.2 |
실시예 3 | 상 | 93 | 59.2 |
실시예 4 | 상 | 83 | 56.1 |
실시예 5 | 최상 | 89 | 58.2 |
실시예 6 | 최상 | 94 | 58.7 |
실시예 7 | 중상 | 80 | 55.0 |
실시예 8 | 중 | 74 | 52.8 |
실시예 9 | 최상 | 88 | 57.6 |
실시예 10 | 중상 | 80 | 55.0 |
실시예 11 | 중상 | 83 | 56.1 |
실시예 12 | 중상 | 88 | 57.6 |
실시예 13 | 중 | 75 | 53.4 |
실시예 14 | 상 | 83 | 56.1 |
비교예 1 | 중 | 64 | 42.4 |
비교예 2 | 최하 | 66 | 49.8 |
비교예 3 | 최하 | 40 | 35.2 |
비교예 4 | 최하 | 65 | 49.3 |
비교예 5 | 최하 | 42 | 34.7 |
비교예 6 | 하 | 71 | 50.3 |
비교예 7 | 하 | 67 | 49.2 |
비교예 8 | 중 | 69 | 51.5 |
비교예 9 | 하 | 64 | 49.2 |
비교예 10 | 최하 | 48 | 35.2 |
비교예 11 | 최하 | 53 | 39.2 |
비교예 12 | 최하 | 49 | 34.7 |
비교예 13 | 최하 | 47 | 39.7 |
비교예 14 | 중 | 68 | 50.3 |
표 5를 참고하여 비교예 1과 실시예 1 내지 14를 비교하여 보면, 실시예 1 내지 14 모두 직립성, 볼구름성 및 충격흡수성이 우수하였다. 즉, 파일사의 연신시 일면과 타면의 온도를 차등적으로 인가함으로써, 파일사의 특성이 향상되는 것을 확인할 수 있다.또한, 가열롤러의 온도가 70~110 ℃를 벗어나는 비교예 2 및 비교예 3과 비교하였을 때 역시 실시예 1 내지 9가 우수한 것을 확인할 수 있다.
결과적으로, 파일사를 연신할 때 파일사의 일면과 타면에 열을 차등적으로 인가하여 연신한 파일사는 인조잔디 구조체 적용시 직립성, 볼구름성 및 충격흡수율을 향상시킬 수 있다.
[시험예 2] 인조잔디 구조체의 물성 테스트(수축율)
실시예 1 내지 9, 비교예 1 내지 7에서 제조된 파일사의 일면과 타면의 수축율 차이를 측정하여 하기의 표 6에 나타내었다.
구분 | 파일사 양면의 수축율 차이(%) |
실시예 1 | 14 |
실시예 2 | 16 |
실시예 3 | 18 |
실시예 4 | 12 |
실시예 5 | 16 |
실시예 6 | 19 |
실시예 7 | 10 |
실시예 8 | 4 |
실시예 9 | 15 |
실시예 10 | 10 |
실시예 11 | 12 |
실시예 12 | 15 |
실시예 13 | 7 |
실시예 14 | 12 |
비교예 1 | 0.1 |
비교예 2 | 1 |
비교예 3 | 32 |
비교예 4 | 0.2 |
비교예 5 | 30 |
비교예 6 | 0.1 |
비교예 7 | 1.3 |
비교예 8 | 0.1 |
비교예 9 | 1 |
비교예 10 | 30 |
비교예 11 | 0.2 |
비교예 12 | 28 |
비교예 13 | 34 |
비교예 14 | 0.6 |
표 6을 참고하면, 파일사의 변형이 발생하지 않은 비교예 1의 경우 파일사 양면의 수축율 차이가 0.1%인 것을 확인할 수 있는 반면, 완벽한 나선형으로 변형된 실시예 1 내지 3의 경우 파일사 양면의 수축율 차이가 각각 14%, 16% 및 18%인 것을 확인할 수 있다.또한, 연신비가 2배 또는 5배인 경우(실시예 4 및 5)의 수축율 차이는 12% 및 16%로 측정되었으며, 나선형의 구조를 형성하였으나, 연신비가 1 및 7인 비교예 4 및 5의 경우 수축율 차이가 0.2% 및 30%로 측정되었으며, 수축률 차이가 1.5% 보다 낮은 비교예의 경우, 파일사의 변형이 나선형으로 나타나지 않았고, 수축율 차이가 25% 보다 높은 비교예의 경우, 직립안정성 및 볼구름성이 저하되었다.
100: 파일사 1: 파일사 제조 시스템
10: 방사유닛 20: 냉각유닛
30: 연신유닛 31: 하우징
32: 가열부 321: 가열롤러
33: 가이드부 331, 332: 가이드롤러
40: 권취유닛 50: 워터 베스
10: 방사유닛 20: 냉각유닛
30: 연신유닛 31: 하우징
32: 가열부 321: 가열롤러
33: 가이드부 331, 332: 가이드롤러
40: 권취유닛 50: 워터 베스
Claims (12)
- 폴리올레핀 수지를 용융하고, 방사하여 용융방사된 파일사를 얻는 단계,
용융방사된 파일사를 냉각하여 냉각된 파일사를 얻는 단계,
냉각된 파일사의 일면은 70~110℃로, 타면은 20~50℃로 열을 가하여 연신된 파일사를 얻는 단계 및
연신된 파일사를 40~80℃의 온도로 5~12분 동안 열처리하여 나선 또는 용수철 형태의 섬도가 1,000~3,100데니어(Denier)인 후가공된 파일사를 얻는 단계를 포함하는, 열차등 처리 인조잔디 파일사의 제조방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
폴리올레핀 수지는,
폴리올레핀 수지는 선형저밀도폴리에틸렌(Linear Low Density Polyethylene), 저밀도폴리에틸렌(Low Density Polyethylene), 중밀도폴리에틸렌(Middle Density Polyethylene) 및 고밀도에틸렌(High Density Polyethylene)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는,
열차등 처리 인조잔디 파일사의 제조방법. - 제1항에 있어서,
용융방사된 파일사를 얻는 단계에서 안료, 노화방지제, 산화방지제 및 난연제로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상을 더 혼합하는 것을 특징으로 하는,
열차등 처리 인조잔디 파일사의 제조방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
연신된 파일사를 얻는 단계에서 연신비는 2~5배인 것을 특징으로 하는,
열차등 처리 인조잔디 파일사의 제조방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항, 제3항, 제4항 및 제6항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 열차등 처리 인조잔디 파일사.
- 제1항의 제조방법으로 제조된 파일사를 포함하는, 인조잔디 구조체.
- 폴리올레핀 수지를 용융하고, 방사하여 용융방사된 파일사를 얻는 단계,
용융방사된 파일사를 냉각하여 냉각된 파일사를 얻는 단계,
냉각된 파일사의 일면은 70~110℃로, 타면은 20~50℃로 열을 가하여 연신된 파일사를 얻는 단계,
연신된 파일사를 40~80℃의 온도로 5~12분 동안 열처리하여 나선 또는 용수철 형태의 섬도가 1,000~3,100데니어(Denier)인 후가공된 파일사를 얻는 단계,
얻어진 후가공된 파일사를 기포지에 터프팅하는 단계 및
파일사가 터프팅된 기포지 하면에 고분자 수지를 열융착 또는 코팅시켜 백킹층을 형성시키는 단계를 포함하는,
인조잔디 구조체의 제조방법.
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KR1020220016514A KR102535359B1 (ko) | 2022-02-08 | 2022-02-08 | 열차등 처리 파일사의 제조방법 및 이에 따라 제조된 인조잔디 파일사 |
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KR1020220016514A KR102535359B1 (ko) | 2022-02-08 | 2022-02-08 | 열차등 처리 파일사의 제조방법 및 이에 따라 제조된 인조잔디 파일사 |
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KR (1) | KR102535359B1 (ko) |
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