KR20140004772U - 온도감응형 인조잔디용 충진재 - Google Patents

Abstract

본 고안은 천연잔디를 대체하여 사용되는 인조잔디에 있어서, 온도의 변화에 따라 색상이 순차적으로 변화하도록 구성된 온도감응형 인조잔디용 충진재에 관한 것이다.
본 고안에 따른 온도감응형 인조잔디용 충진재는, SBR 고무칩, EPDM 고무칩, SEBS 고무칩 중 선택된 1종의 고무칩; 및 시온(示溫)안료를 혼합하여 이루어진 혼합물을 이축 압출기에 투입하고, 상기 이축 압출기의 혼련 과정으로 생성된 압출 성형물을 다이스(dies)를 통하여 압출시킨 후, 냉각 및 조립(造粒), 탈수 과정을 차례로 거친 후 열풍 건조기로 이송하여 잔여 수분을 건조하여 이루어지며, 원기둥 형태를 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

온도감응형 인조잔디용 충진재{Filling materials for artificial turf fiber with induced by changing the temperature}

본 고안은 인조잔디용 충진재에 관한 것으로, 특히 천연잔디를 대체하여 사용되는 인조잔디에 있어서, 온도의 변화에 따라 색상이 순차적으로 변화하도록 구성된 온도감응형 인조잔디용 충진재에 관한 것이다.

일반적으로, 천연잔디는 오래전부터 정원조경 목적이나 골프장의 페어웨이 용으로 가꾸어왔으며 지금도 상기 목적으로 널리 이용되고 있다. 근년에 와서는 각종 운동경기의 플레이어들의 보호를 위해 야구장, 축구경기장을 비롯한 각종 경기장은 물론 학교운동장까지도 천연잔디를 깔아 이용하고 있다.

그러나 운동경기장에 자라고 있는 천연잔디는 격렬한 경기로 인하여 잔디의 파임, 절단, 파열에 의하여 심하게 손상을 받게 되어 부분적으로 바닥이 드러나게 됨으로써 경기장 표면이 균일하지 못하여 경기에 지장을 초래하게 된다.

또한 이상과 같이 파임 현상이 일어난 부분에서 잔디가 자라 원형으로 복원되기까지는 상당한 기간이 소요되며, 심하게 손상되면 손상된 부분에 다시 잔디를 착생시켜야되는 작업을 해야 한다.

한편, 인조잔디는 천연잔디에 비해 유지 관리가 용이하여 각종 실외 경기장이나 학교 운동장에 널리 이용될 뿐만 아니라 각종 조경 및 장식 등의 용도로 널리 사용되고 있다.

즉, 인조잔디는 천연 잔디에 비해 초기 비용 부담이 높지만, 날씨 및 계절의 영향을 받지 않고, 유지보수의 편의성으로 인해 사용이 지속적으로 확대되고 있다.

위와 같은 인조잔디는 항상 푸르름을 유지할 수 있고 환경조건의 제한을 받지 않고 시공 후 관리가 용이한 장점이 있으나, 반면에 계절감이 없고 잔디보다 질감이 다소 떨어지며, 시간이 오래 경과하면 퇴색하는 단점도 있다.

일반적으로 인조잔디를 식재하는 종래의 방법으로는 지하 60cm 정도의 깊이에 배수관을 매설하고 그 위에 잡석을 넣고 다짐 시공한 다음, 상기 잡석 위에 모래층을 넣고 다짐 시공한 후에 모래층 위에 아스팔트층이나 콘크리트층 등의 경화기층을 형성시키고, 상기 경화기층의 표면에 접착제층을 도포시키고 그 위에 인조잔디층을 접착 배치하는 방식으로 시공된다.

또한, 모래층 상부에 부직포를 설치하기도 하며, 경화기층 상부에 발포 고무매트 또는 고무 매트 등과 같은 충격흡수층을 설치할 수도 있고, 인조잔디술의 길이가 12 ∼ 13mm인 것을 사용하고 물을 뿌려서 사용하는 워터필드(water field) 구장과, 인조잔디술의 길이가 25mm인 것을 사용하고 인조 잔디 사이에 규사와 고무칩 등을 충진하여 사용하는 샌드필드(sand field) 구장으로 구분된다.

특히, 샌드필드 형태로 인조 잔디 구장이 축조될 경우 충진재로서 규사를 1차 충진하고, SBR(Stylene Butadiene Rubber) 고무칩, EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer) 고무칩, SEBS(Styrene Ethlene Butylene Styrene) 고무칩을 2차로 로 충진하여 시공되고 있다.

도 1은 일반적인 인조잔디 및 인조잔디용 충진재를 나타낸 단면도이다. 이를 참조하면, 인조잔디(1)는 다수의 잔디잎들을 가지는 잔디매트(2)를 구비하고, 잔디매트(2)의 위에 충진재(10)가 충분한 두께로 포설되며, 이로 인해 인조잔디(1)의 지지력을 높임과 동시에, 시각적 효과 및 기능적 효과를 만족시킨다.

또한, 잔디매트(2)의 아래로는 완충기능을 가지는 쿠션층(3) 및, 규사, 자갈, 석분 등의 골재층(4)을 구성하여 충격흡수는 물론 배수를 원활히 하여 인조잔디를 보호할 뿐만 아니라 수명을 연장하며, 경기장의 상태를 최적화하여 선수가 안전하게 운동할 수 있는 쾌적한 환경을 제공하게 된다.

이때, 상기한 종래의 충진재는 SBR 고무칩, EPDM 고무칩, SEBS 고무칩등을 대량으로 사용하게 된다. 그런데, 이러한 충진재는 통상 전술한 SBR, EPDM, SEBS 성분이 함유된 고무판이나, 자원 재활용 측면에서 폐타이어등을 분쇄하여 사용하고 있는 바, 대개 흑갈색 색상으로서 잔디매트(2)의 위에 포설되며, 사시사철 동일한 색상을 가지므로 계절감이 없게 되어 사용자로 하여금 지루하고, 식상함을 느끼게 하는 문제점이 있었다.

이에 따라 계절에 따라 변경되는 색상을 통해 사용자로 하여금 계절감 내지 심미감을 느끼게 할 수 있는 온도감응형 인조잔디용 충진재의 개발이 시급한 실정에 있었다.

대한민국 등록특허공보 등록번호 10-1077734호(2011. 10. 21), 고안이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술 대한민국 공개실용신안공보 공개번호 20-2010-0006016호(2010. 06. 15), 고안의 실시를 위한 구체적인 내용 대한민국 등록특허공보 등록번호 10-0869585호(2008. 11. 13), 배경기술

본 고안은 상기한 종래 기술의 문제점과 필요성을 감안하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 계절에 따라 시온안료에 의해 인조잔디용 충진재가 다양한 색상으로 변경됨에 따라, 사용자로 하여금 계절감 내지 심미감을 느끼게 할 수 있는 것이 가능한 온도감응형 인조잔디용 충진재를 제공하는 데 있다.

상기한 본 고안의 목적을 달성하기 위해, 온도감응형 인조잔디용 충진재에 있어서, 상기 충진재는, SBR 고무칩, EPDM 고무칩, SEBS 고무칩 중 선택된 1종의 고무칩; 및 시온(示溫)안료를 혼합하여 이루어진 혼합물을 이축 압출기에 투입하고, 상기 이축 압출기의 혼련 과정으로 생성된 압출 성형물을 다이스(dies)를 통하여 압출시킨 후, 냉각 및 조립(造粒), 탈수 과정을 차례로 거친 후 열풍 건조기로 이송하여 잔여 수분을 건조하여 이루어지며, 원기둥 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 온도감응형 인조잔디용 충진재가 제공된다.

이러한 본 고안에서 상기 시온(示溫)안료는, 원래의 색상으로 되돌아와 반복사용이 가능한 가역성 시온안료로서, 온도역대 및 색상이 상이한 시온안료를 두 개 이상 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 본 고안의 온도감응형 인조잔디용 충진재에 따르면, 계절에 따라 시온안료에 의해 인조잔디용 충진재가 다양한 색상으로 변경됨에 따라, 사용자로 하여금 계절감 내지 심미감을 느끼게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 인조잔디 및 인조잔디용 충진재를 나타낸 단면도,
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 온도감응형 인조잔디용 충진재를 나타낸 개략 사시도.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 온도감응형 인조잔디용 충진재를 상세히 설명하기로 한다.

이하에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 고안자는 그 자신의 고안을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 온도감응형 인조잔디용 충진재를 나타낸 개략 사시도로서, 본 고안에 따른 온도감응형 인조잔디용 충진재(10)는 도 1에 도시된 충진재(10)와 동일한 도면 부호를 사용하였다.

본 고안에 따른 온도감응형 인조잔디용 충진재(10)는, 중량%로, 고무칩 : 70~80%, 시온(示溫)안료 : 20~30%를 혼합하여 이루어진 혼합물로 제공된다.

이때, 고무칩은 SBR 고무칩, EPDM 고무칩, SEBS 고무칩 중 어느 하나를 선택하여 사용 가능하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, SBR 고무칩과 EPDM 고무칩, 또는 SBR 고무칩과 SEBS 고무칩, 또는 EPDM 고무칩과 SEBS 고무칩을 각각 서로 동일한 비율로 혼합하여 사용하는 것도 가능하다.

또는, SBR 고무칩, EPDM 고무칩, 그리고 SEBS 고무칩을 각각 서로 동일한 비율로 혼합하여 사용하는 것도 가능하다.

한편, 고무칩의 혼합비를 70~80%로 한정한 것은 70% 미만 첨가시 충격흡수와 같은 충진재의 기능을 제대로 발현하기 어렵고, 80% 이상 첨가시, 시온 안료의 기능 발현을 저해시키기 때문이다.

또한, 본 고안에서 시온(示溫)안료는 20~30% 범위로 혼합된다. 이때, 시온 안료의 혼합비를 위와 같이 한정한 것은 20% 미만 첨가시, 시온안료의 첨가 효과가 미미하고, 30% 과다 초과시 충진재의 기능 발현을 저해시키기 때문이다.

시온안료란 온도에 따라 색상이 변하는 안료이며 분말 상태이다. 기준 온도에 도달함에 따라 색깔이 없어지기 시작했다가 기준 온도에 도달하면 투명하여 졌다가 다시 온도가 내려가면 원래의 색깔로 되돌아 가느냐 않느냐에 따라 가역성,비(불)가역성으로 나뉘어지며 현재 실용되고 있는 가역성 시온안료는 금소착염, 코레스텔릭액정, 메타모컬러, 크리스탈 바이올렛 락톤(crystal violet lactone)등이 있는데, 대표적인 가역성 시온 안료로 시온(示溫)조성물인 Ag2HgI4 와 Cu2HgI4를 각각 사용하거나 일정비율로 섞고 원하는 색상의 안료와 혼합하여 특정온도에서 색깔이 변하는 안료가 알려져 있다.

이렇게 생성된 시온안료는 플라스틱이나 기타 물질과 혼합을 하면 특정 온도에서 색깔이 변하게 된다. 이때 특정온도는 안료와 혼합하는 시온조성물들의 혼합비율에 따라 결정된다(국내 특허 출원번호 10-1999-0029316 참조).

가역성은 원래의 색상으로 되돌아와 반복 사용이 가능하고, 비가역성은 원래의 색상으로 되돌아 가지않는 1회성이며, 일반적으로 가역성 안료는 기준 온도가 -15℃에서 70℃를 사용하여 컵,온도계 등 팬시,판촉물 등 일상용품 등에 사용되고, 비 가역성 안료는 40 ℃ ~ 450℃ 를 사용하며 전기,전자,제조 공정 등 주로 산업용에 응용된다.

이때, 본 고안에 따른 시온안료는 온도역대 및 색상이 상이한 시온안료를 두 개 이상 포함하는 것이 바람직하며, 이러한 조성에 의해 저온에서 고온 또는 고온에서 저온으로 변하는 온도에 감응하여 순차적으로 변화하는 3개 이상의 색상을 갖는다(국내 등록특허공보 등록번호 10-1009051호, 등록일자 2011년 01월 11일 참조).

특히, 본 고안에 따른 시온안료에 있어서 색상 및 온도역대가 다른 시온안료가 3개 포함되는 경우, 제1, 제2, 제3시온안료는 각각 적정 배합비로서 혼합되는 것이 바람직하며, 이때 국내의 사계절이 뚜렷한 기후조건을 이용하기 위해서, 제1시온안료의 제1온도역대는 -5~5℃(초가을~초겨울), 제2시온안료의 제2온도역대는 6~15℃(봄~가을), 제3시온안료의 제3온도역대는 16~30℃(초여름~여름)인 것이 바람직하다.

위와 같이 시온안료에 있어서 색상 및 온도역대가 다른 시온안료가 3개 포함되는 경우, 30℃ 보다 높은 온도에서는 가령 투명 색상, 16~30℃ 온도에서는 제3시온안료에 의해 가령 로즈레드 색상, 6~15℃ 온도에서는 제2시온안료에 의해 가령, 황색 색상, -5~5℃ 온도에서는 제1시온안료에 의해 가령 스카이블루 색상을 갖도록 할 수 있다.

한편, 본 고안에 따른 온도감응형 인조잔디용 충진재(10)는 전술한 고무칩과 시온(示溫)안료 혼합물을 사용하여 하기 프로세스에 의해 제조한다.

우선, 가류 및 발포가 완료된 스펀지 형태의 SBR 고무칩, EPDM 고무칩, SEBS 고무칩 중 어느 하나를 회수하여 통상의 분쇄 방식을 이용하여 1 내지 600㎛ 범위의 미세 입도로 분쇄한다.

이후, 상기 분쇄된 고무칩에 전술한 시온안료(분말형태)를 혼합 조성하여 혼련을 위한 이축 압출기에 투입한다.

이후, 상기 이축 압출기의 혼련 과정으로 생성된 압출 성형물은 다이스(dies)를 통하여 반죽형태로서 압출된 후 냉각 및 조립(造粒) 과정을 거치게 되는데, 이때, 조립 방식은 압출물이 다이스를 통과하여 공기 중으로 압출됨과 동시에 냉각수의 분무를 통하여 순간 냉각되면서 다이스에 부착된 회전 칼날에 의하여 즉각 절단시키는 수중 절단(underwater cutting) 방식이 바람직하다.

상기 조립 과정을 거친 온도감응형 인조잔디용 충진재(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이 원기둥 형태를 가지나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 육면체, 구(球)형, 타원형, 삼각형, 다각형 등 여러 다양한 형태로서 형성하는 것이 가능하ㄷ다.

원기둥 형태인 경우 직경(w)은 압출 다이스에 설정된 원형의 압출구를 통하여 결정되는데, 압출물의 팽윤(die swell) 정도를 고려하여 설계하여야 하며 길이(l)는 압출물의 토출 속도과 다이스에 부착되어 회전하는 회전 칼날의 회전수간의 상관관계를 고려하여 생산 조건을 설정하여야 한다.

이후, 상기와 같은 조립(造粒) 과정을 거쳐 제조된 온도감응형 인조잔디용 충진재(도 2 참조)는, 탈수 과정을 거친 후 열풍 건조기로 이송되어 잔여 수분이 건조된 후 적정한 단위로 포장되어 출하된다.

이와 같이 출하된 온도감응형 인조잔디용 충진재는 계절(초가을~초겨울, 봄~가을, 초여름~여름)에 따라 시온안료에 의해 인조잔디용 충진재가 다양한 색상으로 변경됨에 따라, 사용자로 하여금 계절감 내지 심미감을 느끼게 할 수 있게 된다.

이와 같이 본 고안에 따른 온도감응형 인조잔디용 충진재를 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 고안은 한정되지 않으며 그 고안의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

1 : 인조잔디 2 : 잔디매트
3 : 쿠션층 10 : 충진재

Claims (2)

1. 온도감응형 인조잔디용 충진재에 있어서,
   상기 충진재는,
   SBR 고무칩, EPDM 고무칩, SEBS 고무칩 중 선택된 1종의 고무칩; 및
   시온(示溫)안료를 혼합하여 이루어진 혼합물을 이축 압출기에 투입하고, 상기 이축 압출기의 혼련 과정으로 생성된 압출 성형물을 다이스(dies)를 통하여 압출시킨 후, 냉각 및 조립(造粒), 탈수 과정을 차례로 거친 후 열풍 건조기로 이송하여 잔여 수분을 건조하여 이루어지며, 원기둥 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 온도감응형 인조잔디용 충진재.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 시온(示溫)안료는,
   원래의 색상으로 되돌아와 반복사용이 가능한 가역성 시온안료로서, 온도역대 및 색상이 상이한 시온안료를 두 개 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 온도감응형 인조잔디용 충진재.

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