KR20100074529A

KR20100074529A - 인조잔디용 충진재 조성물 및 이를 이용한 인조잔디용 충진재

Info

Publication number: KR20100074529A
Application number: KR1020080132991A
Authority: KR
Inventors: 하정배
Original assignee: (주)올텍코리아
Priority date: 2008-12-24
Filing date: 2008-12-24
Publication date: 2010-07-02
Also published as: KR101037137B1

Abstract

본 발명은 중금속, 휘발성 유기 화합물(VOCs), 분진 등의 발생을 초래하지 않아서 인체에 무해할 뿐만 아니라, 적정 비중을 가져서 우천시 유실의 위험이 없고, 원료 공급의 안정성 및 비용 절감을 얻을 수 있고, 적정 경기성의 발현이 용이하면서도, 높은 인장 강도와 연신율(신도)을 가지고 점탄성을 가짐으로써 입자간 밀착력이 높아서 탄발 손실을 최소화할 수 있으며 또한 영구 압축 줄음이 작은 인조잔디용 충진재에 관한 것으로서, 이를 위한 충진재 조성물은 스티렌-에틸렌·부타디엔-스티렌(SEBS) 10∼20 중량%; C5계 또는 C9계의 하이드로카본 레진 3∼10 중량%; 파라핀계 또는 파라핀-나프텐계 미네랄 오일 25∼40 중량%; 탄산칼슘 또는 탈크로 이루어진 광물성 충전제 40∼55 중량%; 자외선 안정화제, 자외선 차단제 또는 자외선 흡수제, 및 산화방지제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 내후제 0.1∼0.5 중량%; 및 무기 안료 0.02∼0.1 중량%를 포함하여 이루어진다.

인조잔디, 충진재, 조성물, 하이드로카본 레진, 점탄성

Description

인조잔디용 충진재 조성물 및 이를 이용한 인조잔디용 충진재 {In-Fill Material and it's Composition for Artificial Turf}

본 발명은 인체 무해성을 가지며, 충격 흡수력이 뛰어나면서도, 입자의 인장강도와 연신율이 높아 입자간 접촉면에서의 밀착력이 우수하여 탄성으로 인한 유실율이 저감시킨 인조잔디용 충진재 조성물 및 이를 이용한 인조잔디용 충진재에 관한 것이다.

일반적으로 인조잔디의 설치는 천연 잔디를 시공할 수 없는 곳(자연 채광이 폐쇄된 돔구장, 답압이 집중되는 곳, 기후적으로 천연잔디의 생육이 곤란한 지역)에 주로 시공되며, 일반 천연잔디에 비해 초기 시공비가 많이 들지만, 반영구적 사용이 가능하고 유지관리의 편의성, 운동하기에 적합하도록 표면이 고른 점 때문에 선호도가 높아지는 추세에 있다.

인조잔디로는 카페트형 인조잔디에 천연 잔디와 유사한 푹신함과 질감을 부여하기 위해 인조잔디 원사 사이에 충진재로서 1차로 규사가 포설되고 그리고 EPDM(에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 공중합체)칩, 폐타이어칩이나 재생고무칩 또는 일반 고무칩과 같은 완충성을 가진 충진재 칩을 2차로 포설하여 충진하는 방식의 인 조잔디가 개발되어 많이 사용되고 있는데, 축구와 같은 스포츠 경기를 진행하기 위하여 이용되는 인조잔디 구장에서 사용되는 인조잔디 매트를 구성하는 인조잔디 원사들 사이에 포설되는 충진재는 경기자가 넘어지는 경우의 충격을 흡수할 뿐만 아니라, 경기에 사용되는 공(예: 축구공)의 구름성과 공의 튀김성, 및 공이 지면에 바운드 되기 전후의 적절한 속도 변화 등을 제어함으로써 적절한 경기성을 제공하게 된다.

이러한 충진재 중 EPDM(에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 공중합체)칩은 가격이 너무 비싸 경제적이지 못하고, 손상시에 재활용할 수 없으며, 일반 고무칩과 더불어 재활용품이 아니기 때문에 자원 절약과 재활용이라는 측면에서 실제 적용이 거의 이루어지지 않고 있는 실정이다.

특히, 인조잔디용으로는 분쇄물로서의 재생 EPDM이 많이 사용되는데, 상기 EPDM을 사용하기 위해서는 가황 후 경화시키기 위해 다량의 첨가제가 투입되어야 하는데, 상기 첨가제에는 중금속 및 다이옥신 등의 유해물질이 포함되는 경우가 많다.

아울러, 상기 EPDM은 대부분이 산업용품의 발포식 제품이어서 인조잔디 칩으로 사용할 수 없으므로 인조잔디 칩으로 적격인 무발포식 재생 EPDM 발생량은 극히 소량에 불과하다.

또한, 폐타이어칩이나 재생고무칩 또는 일반 고무칩은 고무 특유의 냄새가 발생되어 운동에 지장을 줄 뿐만 아니라 통상 검은색이기 때문에 녹색의 인조잔디 사이에 충진되더라도 미관이 불량하며, 검은색을 띄고 있기 때문에 태양광을 흡수 하여 구장의 온도를 상승시키게 되므로 일반 지표면 보다 온도가 높아 운동시에 호흡이 용이하지 못하는 등 운동에 제약을 가져오고, 쾌적한 운동 환경을 제공하지 못하는 단점이 있다.

또한, 종래의 상기 고무칩들은 폐자재 활용에 따른 중금속 검출과 휘발성 유기화합물(TVOC), 다핵방향족 탄화수소(PAHs)의 함량이 높아 환경 및 인체에 유해한 영향을 끼칠 우려가 다분히 높은 문제점을 가지고 있다.

예를 들어, 폐고무칩 입자에 붙어있는 미세한 분진이 날려 인조잔디의 사용자의 호흡기에 들어감으로써 사용자에게 치명적인 호흡기 질환을 야기할 수 있으며, 고무칩에서 발생하는 화학성분에 의한 냄새에 의하여 사용자는 호흡곤란 또는 두통 등의 질환을 일으킬 수 있다.

이러한 이유로 천연재료나 인체에 무해한 재료로 만들어진 인조잔디용 탄성체 칩의 수요가 요구되나 그 공급이 부족하고 제조원가가 높아 원활한 제조 및 판매가 이루어지지 못하는 실정이다.

이상에서 설명된 인조잔디용 충진재에 대한 종래 기술로서, 예컨대 국제 공개특허공보 WO2005/124028호 및 한국 공개특허공보 제 2007-0041688호를 통하여 「재생 가능한 합성 재료로 제조된 인조잔디용 입상(粒狀) 충진재로서, 난연제, 정전기 방지제, 친수성 첨가제, 오일 함유 첨가제, 살조제(殺藻劑) 등이 첨가된 인조잔디용 입상 충전재」가 개시되어 있으나, 이 인조잔디용 입상 충전재(충진재)는 각종 첨가제의 첨가에 의해 인조잔디의 경기성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있으나, 주원료인 재상 가능한 합성 재료 뿐만 아니라 난연제 등 각종 첨가제가 인체에 유 해할 수 있다는 문제점이 있으며, 또 다른 종래 기술로서 한국 등록실용신안공보 제 413557호에 개시된 「입경 0.3∼1.0㎜의 규사와 입경 0.6∼2.5㎜의 EPDM(에틸렌-프로필렌-디엔 모노머)칩 또는 SBR(스티렌-부타디엔 고무)칩이 차례로 적층된 축구장 인조잔디용 충진재」의 경우에는, 여기에 사용되는 SBR이 제조시 황(S)을 함유하는 각종 가교제를 사용하기에 휘발성 유기 화합물(VOC) 등 인체에 유해한 물질의 발생을 초래한다는 문제점이 있으며, 앞서 언급한 바와 같이 EPDM은 비교적 친환경적인 소재라 할 수 있지만 가격이 비싸 원료공급의 안정성 측면에서 문제가 있다.

또한, 한국 공개실용신안공보 제94-22765호에는 「모래와 직경 1∼3㎜의 운모와 직경 1∼3㎜의 고무가 60∼70 : 15∼25 : 10∼20의 비율로 혼합된 인조잔디 설치용 충진재」가 개시되어 있는데, 이러한 인조잔디용 설치용 충진재는 구성성분의 조성에 따라 체적 밀도가 변동되기에 일정성이 없어서 국제축구연맹(FIFA)이 인증하는 충격 흡수성, 수직 변형률 등의 경기성을 만족시킬 수 없다는 단점이 있다.

한편, 상술한 문제점들을 개선하기 위하여 제시된 충진재로서 한국 등록특허공보 제 10-0799262호에서는 「10∼20 중량%의 스티렌-에틸렌·부타디엔-스티렌 (SEBS), 5∼20 중량%의 올레핀계 엘라스토머, 및 25∼40 중량%의 파라핀계 또는 파라핀-나프텐계 미네랄 오일 등을 포함하여 이루어지는 인조잔디용 충진재 조성물을 조제하고 압출한 후, 수(水) 중에서 절단 및 분쇄하여 타원형 또는 구형의 입자들을 형성시키는 인조잔디용 충진재」를 개시하고 있는데, 이러한 충진재의 경우에는 적정 경기성의 발현이 용이하고 물성이 안정적이며 원료 공급의 경제성 및 안정성 이 있으며 인체에 유해한 VOCs나 분진의 발생 가능성이 낮은 장점이 있는 반면에, 입자간의 접촉면이 적고 밀착력도 적어서 인조잔디 바닥면에 공이나 경기자에 의해 충격이 가해지는 경우에 인조잔디 바닥면으로부터 입상의 충진재가 탄발되는(탄성적으로 바운드되는) 높이가 높고 또 그 양이 많은 관계로 충진재 입자가 운동장의 특정 영역(예컨대, 축구장의 골 에어리어 지역과 같은 영역)으로부터 탄발되어서 그 외측으로 튀어나가서 입도가 낮아지는 문제점이 발생하며, 심지어 충진재 입자가 운동장 밖으로 튀어 나가거나 경기자의 의복 등에 묻어 나가서 시간 경과에 따라 유실되는 충진재의 양이 많은 문제점이 발생한다.

본 발명은, 중금속, 휘발성 유기 화합물(VOCs), 분진 등의 발생을 초래하지 않아서 인체에 무해할 뿐만 아니라, 적정 비중을 가져서 우천시 유실의 위험이 없고, 원료 공급의 안정성 및 비용 절감을 얻을 수 있고, 적정 경기성의 발현이 용이하면서도, 높은 인장 강도와 연신율(신도)을 가지고 점탄성을 가짐으로써 입자간 밀착력이 높아서 탄발 손실을 최소화할 수 있으며 또한 영구 압축 줄음이 작은 인조잔디용 충진재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가, 본 발명은 미끄럼을 방지하며 치수안정성을 유지할 수 있는 인조잔디용 충진재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 스티렌-에틸렌·부타디엔-스티렌(SEBS) 10∼20 중량%; C5계 또는 C9계의 하이드로카본 레진 3∼10 중량%; 파라핀계 또는 파라핀-나프텐계 미네랄 오일 25∼40 중량%; 탄산칼슘 또는 탈크로 이루어진 광물성 충전제 40∼55 중량%; 자외선 안정화제, 자외선 차단제 또는 자외선 흡수제, 및 산화방지제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 내후제 0.1∼0.5 중량%; 및 무기 안료 0.02∼0.1 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 인조잔디용 충진재 조성물을 제공한다.

여기에서, 상기 스티렌-에틸렌·부타디엔-스티렌(SEBS)은 천연 고무와 가장 유사한 물성을 구현할 수 있는 소재로서, 파라핀계 또는 파라핀-나프텐계 미네랄 오일을 흡수하며, C5계 또는 C9계의 하이드로카본 레진과 상용성을 가진다. 스티렌-에틸렌·부타디엔-스티렌(SEBS)은 탄성 및 탄성 회복력을 부여하며, 그 자체가 블록 구조이므로 배합(컴파운딩)시 가교 형성을 방지하는 역할을 한다. 스티렌-에틸렌·부타디엔-스티렌(SEBS)은 양 말단의 스티렌 경질 세그먼트(hard segment)와 중질 세크먼트 사이에 연결된 에틸렌·부타디엔 연질 세그먼트(soft segment)로 이루어진 3차원 구조체이다. 스티렌-에틸렌·부타디엔-스티렌(SEBS)은 경질 세그먼트와 연질 세그먼트가 상분리된 이상(二相, two-phase) 구조를 갖는다. 스티렌 경질 세그먼트는 비결정 영역인 에틸렌·부타디엔 연질 세그먼트와 혼재되지 않는 결정 영역이며, 상온에서 물리적인 가교 형성을 하며, 기계적 물성(예컨대, 인장 강도)을 부여하고, 유리 전이 온도(Tg)가 약 100℃이다. 이에 반하여, 에틸렌·부타디엔 연질 세그먼트는 미네랄 오일을 흡수하는 소수성의 비결정 영역이며, 유리 전이 온도 (Tg)가 약 -55℃이다. 스티렌 경질 세그먼트와 에틸렌·부타디엔 연질 세그먼트 간의 상분리는 상이한 용해도 파라미터(스티렌 - 9.1, 에틸렌·부타디엔 -7.76)에 기인하며, 상분리 정도는 기계적 물성, 유변학적 특성, 내열성 등에 영향을 주기 때문에 상분리 정도가 큰 것이 유리하다. 스티렌-에틸렌·부타디엔-스티렌(SEBS)의 함량은 10∼20 중량%인 것이 바람직하다. 한편, 스티렌-에틸렌·부타디엔-스티렌(SEBS)에 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)를 함유시킬 수도 있다.

본 발명에서 사용될 수 있는 스티렌-에틸렌·부타디엔-스티렌(SEBS)과 상용성을 가진 C5계의 하이드로카본 레진의 예로는 하이드로겐화 지환족 하이드로카본 레진(Hydrogenated cyclo-aliphatic Hydrocarbon Resin, 미국화학학회 지정 Chemical Abstracts Service Number인 CAS No.: 68132-00-3)이 있다.

상기 하이드로겐화 지환족 하이드로카본 레진은 백색 펠렛트의 외관을 가지고, 물에 녹지 않으나 유기용매에 용해되는 성질을 가지며, 인화점(Flash Point)은 270℃ 이상이고, 연화점은 97℃-107℃이고, 비중은 1.07이고, 산가(Acid Value)는 0.04 KOH㎎/g이고, 그리고 분자량(GPC법에 의한 중량 평균 분자량(MW))은 580이다.

또한, 본 발명에서 사용될 수 있는 스티렌-에틸렌·부타디엔-스티렌(SEBS)과 상용성을 가진 C9계의 하이드로카본 레진의 예로는 아로마틱 하이드로카본 레진(Aromatic hydrocarbon resin)이 있는데, 이는 연노랑색의 외관을 가지고, 물에 녹지 않으나 유기용매에 용해되는 성질을 가지며, 연화점은 115℃-125℃이고, 비중은 1.08이고, 산가(Acid Value)는 0.04 KOH㎎/g이고, 160℃에서 용융 점도가 3.325 CPS이고, 그리고 분자량(GPC법에 의한 중량 평균 분자량(MW))은 1600이다.

또한, 상기 C5계 하이드로카본 레진 또는 C9계 하이드로카본 레진은 충진재 입자에 적정의 기계적 물성을 제공할 뿐만 아니라 충진재 입자 표면에 적절한 부드러움(softness)을 부여하고, 내열성을 향상시키며, 상대적으로 고가인 SEBS의 함량을 낮출 수 있다. 이러한 C5계 하이드로카본 레진 또는 C9계 하이드로카본 레진의 함량은 3∼10 중량%인 것이 바람직한데, 3 중량% 미만의 경우에는 본 발명에서 추구하는 입자의 점탄성 효과가 만족스럽게 나타나지 않으며, 10 중량% 초과의 경우에는 끈적거림 현상이 발생하여 충진재 입자에 적정의 기계적 물성을 제공하기 어렵고 입자 형상 발현에 문제점을 나타낸다.

여기에서, 상기 미네랄 오일은 상기 스티렌-에틸렌·부타디엔-스티렌(SEBS), 상기 C5계 하이드로카본 레진 또는 C9계 하이드로카본 레진, 및 광물성 충전제(탄산칼슘 및/또는 탈크)의 균질한 혼합에 도움을 줌으로써 물성의 불균질화가 초래되지 않도록 하며, 이러한 미네랄 오일은 확장제의 역할을 하기 때문에 완제품 비용을 낮출 수 있으며, 완제품 충진재의 물리적 특성(인장 강도, 경도, 반발 탄성 등의 특성)을 다양하게 변화시킬 수 있고, 충진재 입자의 분산을 도와주며, 열을 흡수 분산시키기 때문에 운동 선수와의 상호 마찰 작용시에 보다 작은 저항을 제공하여 부상 위험을 저감시키며, 인조 단지 구장에서 좋은 경기력 발현 특성을 제공한다. 상기 미네랄 오일은 파라핀계 미네랄 오일 또는 파라핀-나프텐계 미네랄 오일인 것이 바람직하고, 충진재의 유동(flow)과 색상의 안정성을 향상시키기 때문에 파라핀계 미네랄 오일이 더욱 바람직하다. 상기 파라핀계 또는 파라핀-나프텐계 미네랄 오일의 함량은 25∼40 중량%인 것이 바람직하다.

또한, 상기 충전제(filler)는 탄산칼슘(CaCO₃) 또는 탈크(talc)로 이루어진 광물성 충전제를 사용하는 것이 바람직하다. 충전제는 완제품 충진재 입자의 안정성을 확보하고, 오일 흡수성(oil absorbency)을 높이고, 나아가 적절한 범위의 총 비중을 제공하여 강우 등으로 유실되는 것을 방지하는 역할을 하는데, 이러한 충전제의 함량은 40∼55 중량%인 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 충진재 조성물을 구성하는 스티렌-에틸렌·부타디엔-스티렌(SEBS)의 경우에는, 산화방지제, 오존방지제, 자외선 안정화제 등의 첨가를 반드시 필요로 하지는 않지만, 다른 성분들의 보호를 위해 소량의 내후제를 사용하 는 것이 바람직한데, 이러한 내후제로는 자외선 안정화제, 자외선 차단제 및 산화방지제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 것을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 자외선 안정화제의 예로서, 파장 영역 180 내지 380nm, 바람직하게는 280 내지 350nm에서 UV선의 70% 이상, 바람직하게는 80%, 특히 바람직하게는 90%를 흡수하며, 그리고 열적으로 안정되고 기체 방출을 유발하지 않는 것으로서, 예컨대 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐) 세바케이트 (CAS No. 52829-07-9), 2-하이드록시벤조페논, 2-하이드록시벤조트리아졸, 유기 니켈 화합물, 살리실산 에스테르, 신남산 에스테르 유도체, 레조르시놀 모노벤조에이트, 옥사닐리드, 및 하이드록시벤조산 에스테르, 및 입체 장애 아민 및 트리아진 등이 있는데, 이들 중에서 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐) 세바케이트가 바람직하다.

또한, 상기 자외선 차단제의 예로는 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4,6-비스(1-메틸-1-페닐에틸) 페놀을 사용할 수 있으며, 상기 산화방지제의 예로는 테트라키스[메틸렌(3,5-디-테르트-부틸-4-히드록시히드로신나메이트)]-메탄 (CAS No. 6683-19-8, C₇₃H₁₀₈O₁₂)을 포함한 힌더드 페놀류 산화방지제를 사용할 수 있는데, 이러한 내후제의 총 함량은 0.1∼0.5 중량%인 것이 바람직하다.

무기 안료는 충진재 입자에 원하는 색상을 발현시키는 역할을 하는데, 당업계에 공지된 일반적인 무기 안료의 사용이 가능한데, 이러한 무기 안료의 함량은 0.02∼0.1 중량%인 것이 바람직한데, 변색 또는 색상 변화를 유발할 수 있는 종류 의 것은 사용에 바람직하지 않다.

나아가, 본 발명에 따른 인조잔디용 충진재 조성물은 미끄럼을 방지하며 치수안정성을 유지할 수 있도록 목분(wood powder)을 추가로 포함할 수 있는데, 발화온도 500℃ 이상의 침엽수 목재를 사용하여 입자 크기는 80~120㎛로 형성한 목분을 사용하는 것이 바람직하며, 이러한 목분을 0.1 중량% 미만으로 포함시키는 경우에는 그 효과를 기대할 수 없으며, 3.0 중량%를 초과하여 포함시키는 경우에는 중친재 조성물의 혼합성이 낮아지고 충진재 입자를 형성하였을 때 탄성이 낮아지는 문제점이 있기에 목분의 함량은 0.1∼3.0 중량% 범위를 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 인조잔디용 충진재 조성물은 방향성(芳香性), 친수성(親水性) 및 항균·소취성 중 하나 이상의 특성을 나타내는 성분을 포함한 서방성(徐放性) 미립자 0.05∼0.5 중량%를 추가로 포함할 수 있는데, 인조잔디 구장의 사용에 따라 외부 충격이 충진재 입자에 가해지는 경우에 이러한 서방성 미립자가 서서히 방출된다. 서방성 미립자에 포함되는 방향성 성분은 쾌적한 경기 환경을 조성하고, 친수성 성분은 우천시 충진재 입자가 비를 머금을 수 있도록 하여 자연적인 표면 배수 효과 이외의 배수 효과를 증가시키며, 그리고 항균·소취성 성분은 항균 및/또는 소취 효과를 낸다. 여기에서, 방향성 성분은 오렌지 오일, 라벤더 오일, 쟈스민 오일, 로즈 오일, 제라늄 오일, 로즈마리 오일, 캐모마일 오일, 릴리 오일, 민트 오일, 파인 오일, 만다린그린 오일 및 네롤리 오일로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 식물성 방향성 오일인 것이 바람직하고; 친수성 성분은 에틸렌 비닐 알콜 공중합체, 폴리히드록시에틸 메타크릴레이트, 폴리비닐메틸에테르/말레산 무수물 공중합체, 폴리아크릴아미드, 및 아크릴아미드/아크릴산 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하며; 그리고 항균·소취성 성분은 Ag-제올라이트, Ag-알기네이트, 솔잎 추출물, 피톤치드 추출물, 녹차 추출물, 은행잎 추출물, 어성초 추출물, 허브 추출물, 감초 추출물, 알로에 추출물, 삼백초 추출물, 소나무 추출물, 정향유 추출물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.

본 발명은 인조잔디용 충진재의 제조 방법으로서, 물리적 혼합에 의해 전술한 인조잔디용 조성물을 조제하고 압출한 후, 수(水) 중에서 절단 및 분쇄하여 타원형 또는 구형의 입자들을 형성시키는 것 특징으로 하는 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 전술한 인조잔디용 충진재의 제조 방법에 따라 제조된 인조잔디용 충진재로서, 평균 직경이 1.5∼3.0㎜이고, 형태는 타원형 또는 구형인 것을 특징으로 하는 인조잔디용 충진재를 제공한다. 이러한 인조잔디용 충진재는 입자 비중이 1.1∼1.6 g/㎤이고, 겉보기 밀도(apparent bulk density)는 0.61∼0.90 ㎏/ℓ인 것이 바람직한데, 충진재의 비중이 1.1 g/㎤ 미만으로(겉보기 밀도가 0.61 ㎏/ℓ 미만으로) 너무 낮으면 우천시 유실될 위험이 크고, 충진재의 비중이 1.6 g/㎤를 초과(겉보기 밀도가 0.90 ㎏/ℓ를 초과)하는 경우에는 적정 수준의 미끄럼 방지 기능과 탄성 반발 기능을 제공하지 못하면서 과도한 재료비의 증가만 유발하게 된다.

본 발명에 따르면, 중금속, 휘발성 유기 화합물(VOCs), 분진 등의 발생을 초 래하지 않아서 인체에 무해할 뿐만 아니라, 적정 비중을 가져서 우천시 유실의 위험이 없고, 원료 공급의 안정성 및 비용 절감을 얻을 수 있고, 적정 경기성의 발현이 용이하면서도, 높은 인장 강도와 연신율(신도)을 가지며, 특히 점탄성을 가짐으로써 충진재 입자간의 밀착력이 높아서 탄발 손실을 최소화할 수 있으며, 또한 영구 압축 줄음이 작아서 내구성도 뛰어나며, 미끄럼을 방지하며, 치수안정성을 유지할 수 있는 인조잔디용 충진재 조성물 및 이를 이용한 중진재 입자를 제공할 수 있게 된다.

이하에서는, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 실시예 1 ~ 실시예 3의 인조잔디용 충진재 조성물의 조성을 다음의 표 1에 나타내었다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3
스티렌-에틸렌·부타디엔-스티렌(SEBS)	15 중량% (10 ∼20 중량%)	15 중량% (10 ∼20 중량%)	15 중량% (10 ∼20 중량%)
하이드로겐화 지환족 하이드로카본 레진(Hydrogenated cyclo-aliphatic Hydrocarbon Resin)	5 중량% (3 ∼10 중량%)	5 중량% (3 ∼10 중량%)	5 중량% (3 ∼10 중량%)
탄산칼슘	50 중량% (40 ∼55 중량%)	49 중량% (40 ∼55 중량%)	49 중량% (40 ∼55 중량%)
파라핀계 미네랄 오일	29.7 중량% (25 ∼40 중량%)	29.7 중량% (25 ∼40 중량%)	29.6 중량% (25 ∼40 중량%)
내후제	0.2 중량% (0.1 ∼0.4 중량%)	0.2 중량% (0.1 ∼0.4 중량%)	0.2 중량% (0.1 ∼0.4 중량%)
무기 안료	0.1 중량% (0.02 ∼0.1 중량%)	0.1 중량% (0.02 ∼0.1 중량%)	0.1 중량% (0.02 ∼0.1 중량%)
목분	-	1.0 중량% (0.1∼3.0 중량%)	1.0 중량% (0.1∼3.0 중량%)
서방성 미립자	-	-	0.1 중량% (0.05 ∼0.5 중량%)

상기 표 1의 실시예 1 내지 실시예 3과 같은 성분들로서 인조잔디용 충진재 조성물을 조제하고, 이를 압출한 후, 수중에서 절단 및 분쇄하여 타원형 또는 구형의 입자들을 형성시켜 제조된 인조잔디용 충진재 시료에 대한 물성 시험을 수행한 결과에 따르면 인장강도, 연신율, 및 영구 압축 줄음의 항목에서 성능 향상의 결과를 나타내었는데, 기본적인 실시예에 해당하는 상기 실시예 1에 대하여 다음의 표 2와 같은 결과를 얻었다.

시험 항목	시험방법	단위	결과치	비교치
인장강도	KS M 6518:2003	㎏/㎠	15.21	3.1
연신율	KS M 6518:2003	%	300	250
균열굴곡	KS M 6518:2003	등급	3	3
내마모	NBS식	회전수	23	29
영구압축줄음	KS M 6518:2003	%	12	35
반발 탄성	-	-	0.37	0.34
M.I.(용융 지수)	-	g/10min	9.62	11.2
비중	KS M 6519:2003	-	1.47	1.41
겉보기 밀도	KS M 3033:2006에 준함	kg/㎥(kg/ℓ)	860(0.86)	820(0.82)
체잔분시험 (체통과율)	KS M 6723:2003	% (500㎛이하가 5%이하)	0	0

상기 표 2에 정리된 바와 같이, 본 발명에 따른 인조잔디용 충진재 조성물의 실시예(실시예 1)에 따라 제조된 조성물을 사용하여 제조된 충진재 입자의 물성치를 살펴보면, 종래 기술에 따른 충진재 입자(충진재 조성물에 엘라스토머를 사용한 비교예)에 대한 비교치와 비교할 때 인장강도, 연신율, 및 영구 압축 줄음의 항목에서 탁월한 성능 향상의 결과를 보였으며, 이로부터 적정 경기성을 제공하면서도, 높은 인장 강도와 연신율(신도)을 가지고 점탄성을 가짐으로써 입자간 밀착력이 높아서 탄발 손실을 최소화할 수 있으며, 또한 영구 압축 줄음이 작은 인조잔디용 충진재를 제공할 수 있게 된다. 나아가, 목분을 포함하는 실시예들의 경우에는 보다 상승된 미끄럼 방지 기능과 치수 안정성 향상의 작용 효과가 제공된다.

또한, 앞서 설명된 본 발명에 따른 실시예들에 따른 충진재 조성물로 제조한 인조잔디용 충진재의 인체 무해성에 대한 시험 결과를 다음의 표 3에 나타내었다.

시험 항목		규격기준	시험 결과	시험 방법
납(Pb)		90 이하	불검출 (검출한계 2)	KS R 1301:2006 시험장비: ICP-AES
카드뮴(Cd)		50 이하	불검출 (검출한계 1)	KS R 1301:2006 시험장비: ICP-AES
수은(Hg)		25 이하	불검출 (검출한계 1)	KS M 3719:2005 시험장비: ICP-AES
6가 크롬(Cr⁶⁺)		25 이하	불검출 (검출한계 0.1)	USEPA 3060A:1996 시험장비: UV-가시광선 분광광도계
다환 방향족 탄화수소류	벤조(a)피렌	10 이하	불검출 (검출한계 0.5)	USEPA 8100:1986
	벤조(e)피렌		불검출 (검출한계 0.5)
	벤조(a)안트라센		불검출 (검출한계 0.5)
	크리센		불검출 (검출한계 0.5)
	벤조(b)플루오르안텐		불검출 (검출한계 0.5)
	벤조(j)플루오르안텐		불검출 (검출한계 0.5)
	벤조(k)플루오르안텐		불검출 (검출한계 0.5)
	디벤조(a,h)안트라센		불검출 (검출한계 0.5)
휘발성 유기 화합물류	벤젠	50 이하	불검출 (검출한계 0.2)	USEPA 5021:1996
	톨루엔		불검출 (검출한계 1)
	에틸벤젠		불검출 (검출한계 1)
	크실렌		불검출 (검출한계 1)

* T-VOCs 중 벤젠의 규격 기준은 1 ㎎/㎏ 이하임.

상기 표 3을 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 인조잔디용 충진재에서는 인체 유해 성분에 해당되는 4대 중금속(납, 수은, 6가 크롬 및 카드뮴), 다환 방향족 탄화수소류 (PAHs), 휘발성 유기 화합물류(VOCs) 등이 검출되지 않았다.

Claims

스티렌-에틸렌·부타디엔-스티렌(SEBS) 10∼20 중량%;

C5계 또는 C9계의 하이드로카본 레진 3∼10 중량%;

파라핀계 또는 파라핀-나프텐계 미네랄 오일 25∼40 중량%;

탄산칼슘 또는 탈크로 이루어진 광물성 충전제 40∼55 중량%;

자외선 안정화제, 자외선 차단제 및 산화방지제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 내후제 0.1∼0.5 중량%; 및

무기 안료 0.02∼0.1 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 인조잔디용 충진재 조성물.
제1항에 있어서,

상기 C5계 하이드로카본 레진은 하이드로겐화 지환족 하이드로카본 레진(Hydrogenated cyclo-aliphatic Hydrocarbon Resin)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인조잔디용 충진재 조성물.
제1항에 있어서,

상기 C9계 하이드로카본 레진은 아로마틱 하이드로카본 레진(Aromatic hydrocarbon resin)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인조잔디용 충진재 조성물.
제1항에 있어서, 상기 인조잔디용 충진재 조성물은,

미끄럼을 방지하며 치수안정성을 유지할 수 있도록 목분(wood powder) 0.1 ∼ 3.0 중량%를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 인조잔디용 충진재 조성물.
제2항에 있어서, 상기 인조잔디용 충진재 조성물은,

미끄럼을 방지하며 치수안정성을 유지할 수 있도록 목분(wood powder) 0.1 ∼ 3.0 중량%를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 인조잔디용 충진재 조성물.
제3항에 있어서, 상기 인조잔디용 충진재 조성물은,

미끄럼을 방지하며 치수안정성을 유지할 수 있도록 목분(wood powder) 0.1 ∼ 3.0 중량%를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 인조잔디용 충진재 조성물.
제4항에 있어서, 상기 인조잔디용 충진재 조성물은,

방향성 성분, 친수성 성분 및 항균·소취성 성분을 함유하는 서방성 미립자 0.05∼0.5 중량%를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 인조잔디용 충진재 조성물.
인조잔디용 충진재의 제조 방법으로서,

청구항 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 따른 인조잔디용 충진재 조성 물을 물리적 혼합에 의해 조제하고 압출한 후, 수중에서 절단 및 분쇄하여 타원형 또는 구형의 인조잔디용 충진재 입자들을 형성시키며, 그리고 상기 인조잔디용 충진재 입자의 비중이 1.1∼1.6 g/㎤이고, 겉보기 밀도는 0.61∼0.90 ㎏/ℓ인 것을 특징으로 하는 인조잔디용 충진재 제조 방법.