KR20160080710A

KR20160080710A - 인조잔디, 인조잔디용 파일사 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20160080710A
Application number: KR1020140193491A
Authority: KR
Inventors: 권영훈; 공경록; 박건욱; 장호준
Original assignee: 코오롱글로텍주식회사
Priority date: 2014-12-30
Filing date: 2014-12-30
Publication date: 2016-07-08
Also published as: KR101939148B1

Abstract

본 발명은 인조잔디와 인조잔디용 파일사 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상기 파일사는 자외선에 감응하여 색상이 변색되는 자외선 감응형 고분자와, 자외선에 감응하여 형태가 변형되는 형상 기억 고분자 중 적어도 어느 하나가 포함되어 있는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 자외선에 감응하여 색상과 디자인이 변화됨으로써, 다양한 시각적 디자인 표출이 가능한 인조잔디와 인조잔디용 파일사 및 그 제조방법이 제공된다.
또한, 다양한 분야에서 활용될 수 있는 인조잔디와 인조잔디용 파일사 및 그 제조방법이 제공된다.

Description

인조잔디, 인조잔디용 파일사 및 그 제조방법{Artificial turf, file for Artificial turf and manufacturing method thereof}

본 발명은 인조잔디와 인조잔디용 파일사 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자외선 감응형 고분자 및/또는 형상 기억 고분자를 포함하는 인조잔디와 인조잔디용 파일사 및 그 제조방법에 관한 것이다.

인조잔디는 천연잔디처럼 잔디를 재배하는데 필요한 시간과 부지 및 병충해 관리 등의 과정이 불필요하기 때문에, 비용 및 유지관리 측면에서 각광받고 있다. 이에 인조잔디는 각종 실외 경기장이나 학교 운동장을 비롯하여 각종 조경용, 장식용으로도 널리 이용되고 있다.

일반적인 종래 인조잔디는 시트 형태의 기재와 이 기재 상에 다수의 연질 합성수지재에 의해 형성된 잔디층을 구비한 형태를 이루고 있다.

하지만 이러한 종래 인조잔디는 단순한 잔디 형태 외에 별다른 기능 제공의 의미는 없는 실정이었다.

한편, 대한민국 등록특허 제10-1310277호(2013.09.12)에 '온도 감응 변색형 인조잔디'가 선행기술문헌으로 개시된 바 있다. 이 선행기술문헌에 개시된 인조잔디는 인조잔디를 구성하는 연질의 합성수지에 온도 감응 변색성 색소를 포함한 것으로서, 온도변화에 따라 인조잔디의 색상이 변화된다.

이 인조잔디는 온도 상승에 따른 색상변화로 화상 등의 안전사고를 예방하고, 계절변화에 따라 인조잔디가 천연잔디와 같은 색상을 띠도록 하였으며, 인조잔디의 색상변화로 외부의 자외선 지수를 간접적으로 인지할 수 있도록 하였다.

그러나 이러한 온도 감응 변색성 인조잔디는 온도변화에 따라 단순히 색상만 변색되는 것으로서, 변색 외에 기능 및 시각적 디자인 표출은 일원화될 수밖에 없고, 인조잔디의 활용분야도 경기장이나 조경 분야에 국한될 수밖에 없는 한계를 가지고 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 자외선에 감응하여 색상과 디자인이 변화됨으로써, 다양한 시각적 디자인 표출이 가능한 인조잔디와 인조잔디용 파일사 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 다양한 분야에서 활용될 수 있는 인조잔디와 인조잔디용 파일사 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라서, 베이스층과, 상기 베이스층 상에 입모되는 다수의 파일사에 의해 형성되는 잔디층을 갖는 인조잔디에 있어서, 상기 파일사들 중 적어도 일부에는 자외선에 감응하여 색상이 변색되는 자외선 감응형 고분자와, 자외선에 감응하여 형태가 변형되는 형상 기억 고분자 중 적어도 어느 하나가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 자외선 감응형 인조잔디에 의해 달성된다.

여기서, 상기 자외선 감응형 고분자는 벤조피란계 화합물, 나프토피란계 화합물, 스피록사진계 화합물, 스피로피란계 화합물 중 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다.

이때, 상기 자외선 감응형 고분자는 마이크로 캡슐에 봉입된 후 폴리프로필렌 수지로 0.0005~0.005중량% 분산시킨 뒤에 상기 파일사의 표면에 코팅되는 것이 효과적이다.

그리고 상기 형상 기억 고분자는 카본나노화이버(CNF:Carbon Nano Fiber) 5~10vol% 형상 기억 콤포지트가 상기 파일사의 표면에 코팅되는 것이 보다 바람직하다.

한편, 상기 잔디층의 전체 면적 중에는 상기 자외선 감응형 고분자가 코팅되는 영역과, 상기 형상 기억 고분자(SMP)가 코팅되는 영역과, 상기 자외선 감응형 고분자와 상기 형상 기억 고분자(SMP)가 혼합 코팅된 영역 중 적어도 한 영역이 포함될 수 있다.

한편, 상기 목적은 본 발명의 다른 분야에 따라 인조잔디의 잔디층을 형성하는 인조잔디용 파일사 및 그 제조방법에 있어서, 자외선에 감응하여 색상이 변색되는 자외선 감응형 고분자와, 자외선에 감응하여 상기 는 형상 기억 고분자 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 인조잔디용 파일사 및 그 제조방법에 의해서도 달성된다.

본 발명에 따르면, 자외선에 감응하여 색상과 디자인이 변화됨으로써, 다양한 시각적 디자인 표출이 가능한 인조잔디와 인조잔디용 파일사 및 그 제조방법이 제공된다.

또한, 다양한 분야에서 활용될 수 있는 인조잔디와 인조잔디용 파일사 및 그 제조방법이 제공된다.

도 1은 본 발명에 따른 인조잔디의 간략한 일부 단면도,
도 2 내지 도 3은 도 1의 a 내지 b 영역의 파일사를 확대한 확대단면도,
도 4는 본 발명에 따른 인조잔디 파일사의 자외선 감응에 따른 작용기 변화를 나타낸 화학구조도,
도 5는 본 발명에 따른 인조잔디 파일사 원재료의 자외선 감응에 따른 색상변화의 예를 나타낸 이미지.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 인조잔디(1)는 베이스층(10)과, 베이스층(10) 상에 다수의 파일사(21)를 입모하여 형성되는 잔디층(20)을 포함한다.

베이스층(10)은 인조잔디(1)의 형태 안정성을 부여하고 잔디층(20)을 형성하는 파일사(21)를 견고히 안착시켜 고정하는 역할을 한다. 이 베이스층(10)은 폴리올레핀 섬유의 직포 또는 부직포로 형성되거나, 폴리올레핀 섬유의 직포 또는 부직포와 그 하부면에 폴리에스터 단섬유 또는 폴리올레핀 단섬유의 웹을 포함하는 등의 다양한 형태로 마련될 수 있다.

더불어 베이스층(10)의 하부에는 인조잔디(1)의 형태 안정성 강화, 소음 감소, 인열 강도 강화, 파일의 인발 강도 강화 등을 위해 지지층이 더 마련될 수 있다. 이 지지층은 베이스층(10)의 하부면에 폴리올레핀 수지를 코팅하는 등의 형태로 마련될 수 있다.

잔디층(20)은 전술한 바와 같이, 다수의 파일사(21)를 베이스층(10) 상에 입모하여 형성되는 것으로서, 파일사(21)는 천연잔디와 흡사한 특성을 부여할 수 있는 폴리올레핀 등과 같은 연질의 합성수지재 원사를 이용할 수 있다. 파일사(21)를 베이스층(10) 상에 입모하는 방식에는터프팅 방식, 모켓 방식 또는 라셀 방식 등이 이용될 수 있다.

한편, 잔디층(20)을 형성하는 파일사(21)에는 파일사(21)의 제조시 자외선에 감응하여 색상이 변화하는 자외선 감응형 고분자(30)와, 자외선에 감응하여 파일사(21)를 미리 설정된 형태로 형태변형 시키는 형상 기억 고분자(40)(SMP, Shape Memory Polymer)가 포함된다.

자외선 감응형 고분자(30)는 벤조피란계 화합물, 나프토피란계 화합물, 스피록사진계 화합물, 스피로피란계 화합물 중 적어도 어느 하나를 이용할 수 있다. 이 자외선 감응형 고분자(30)는 마이크로 캡슐에 봉입된 후 폴리프로필렌 수지로 0.0005~0.005무게% 분산시킨 뒤에 파일사(21)의 표면에 코팅되는 형태로 파일사(21)에 포함될 수 있다.

이때, 마이크로 캡슐에 자외선 양에 따라 상이한 색상으로 변색되는 적어도 2가지의 상이한 자외선 감응형 고분자(30)를 봉입하여 폴리프로필렌 수지로 0.0005~0.005무게% 분산시킨 뒤에 파일사(21)의 원재료 표면에 코팅할 경우, 인조잔디(1)의 잔디층(20)은 자외선 양에 따라서 다양한 색상으로 변색될 수 있다.

이러한 잔디층(20)의 변색 영역은 인조잔디(1)의 전체 면적에 적용될 수도 있으며, 전체 면적 중 특정의 영역이나 특정의 디자인 패턴 영역에만 적용될 수 있음은 물론이다.

자외선 감응형 고분자(30)를 포함하는 본 발명에 따른 인조잔디 파일사의 자외선 감응에 따른 작용기 변화를 나타낸 화학구조도가 도 4에 도시되어 있으며, 도 도 5는 본 발명에 따른 인조잔디 파일사 원재료의 자외선 감응에 따른 색상변화의 예를 나타낸다.

형상 기억 고분자(40)는 카본나노화이버(CNF:Carbon Nano Fiber) 5~10vol% 형상 기억 콤포지트를 파일사(21)의 표면에 코팅되는 형태로 파일사(21)에 포함될 수 있다. 이 카본나노화이버(CNF)는 그 직경을 자외선 양에 따라 약 100nm 내지 200nm일 수 있고, 길이는 10~20㎛ 사용할 수 있다.

이러한 형상 기억 고분자(40)는 다양한 자극원에서 활용될 수 있는 것으로서, 자극원으로는 온도, 빛, 전기장, 자기장, pH 및 특정 이온이나 효소 등을 꼽을 수 있으며, 현재에는 열 반응형 형상 기억 고분자(40)가 일반적으로 활용되고 있다.

열 반응형 형상 기억 고분자(40)는 일반적으로 물리적 가교 구조, 결정/비정질 고상 또는 화학적 가교 구조, 저온 결정화, 미정질 또는 액체결정상 전이를 갖는데 이 형상 기억 고분자(40)는 초기 형상을 갖도록 가공하고 열로 세팅할 수 있다. 냉각, 가열과정을 통해 가교 구조에 저장된 내부 응력이 소모되어 영구 형상으로 복원될 수 있는 것이다.

이에 따라 인조잔디(1)의 파일사(21)에 형상 기억 고분자(40)를 포함시켜서, 자외선 양에 따라 미리 셋팅된 형상으로 파일사(21)가 복원되도록 할 수 있다. 이에 의해 인조잔디(1)의 특정 영역이나 특정의 디자인 패턴 영역에서의 잔디층(20)이 자외선 양에 따라 형태가 변형되도록 할 수 있다. 예컨대, 자외선 양에 따라 파일사(21)가 도 2와 같이, 기립하거나 도 3과 같이, 눕는 형태로 변형될 수 있도록 하여 인조잔디(1)의 전체 면적 중 특정 영역이나 특정의 디자인 패턴 영역이 타 영역과 다른 형태로 변형되도록 할 수 있는 것이다.

여기서, 자외선 감응형 고분자(30)와 형상 기억 고분자(40)(SMP)는 상호 혼합된 형태로 파일사(21)에 코팅될 수도 있으며, 각각 독립적으로 파일사(21)에 코팅될 수도 있다.

예컨대, 인조잔디(1) 전체 면적 중 어느 일영역(예컨대 도 1의 a영역)은 자외선 감응형 고분자(30)가 코팅된 파일사(21)들에 의해 형성된 잔디층(20)으로 형성되고, 타 영역(예컨대 도 1의 b영역)은 형상 기억 고분자(40)(SMP)가 코팅된 파일사(21)들에 의해 형성된 잔디층(20)일 수 있다. 그리고 또 다른 영역(예컨대 도 1의 c영역)은 자외선 감응형 고분자(30)와 형상 기억 고분자(40)(SMP)가 혼합 코팅된 파일사(21)들에 의해 형성된 잔디층(20)일 수도 있는 것이다. 이러한 형태를 적절히 이용하여 다양한 디자인 패턴 영역에서 자외선 양에 따라 색상, 디자인 패턴이 다양한 형태로 변화하는 인조잔디(1) 제품을 얻을 수 있다.

디자인 패턴은 문자나 특정의 표시 또는 캐릭터 등과 같은 다양한 디자인 패턴을 적용할 수 있으며, 이는 전술한 바와 같이, 인조잔디(1) 제품의 전체 면적 중 디자인 패턴에 해당하는 영역의 잔디층(20)이 자외선 감응형 고분자(30) 및/또는 형상 기억 고분자(40)가 포함된 파일사(21)들에 의해 형성되는 형태로 이루어질 수 있다.

이러한 본 발명에 따른 인조잔디는 자외선 양에 따라 색상과 디자인 패턴이 변화하는 다양한 시각적 디자인 표출할 수 있는 것으로서, 각종 경기장 외에도 어린이 놀이터의 바닥재를 비롯하여, 조경용이나 건물 외벽 등과 같이 다양한 활용분에 적용될 수 있다.

이와 더불어 본 발명에 따르면, 자외선 감응형 고분자와 형상 기억 고분자(SMP) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 과정으로 인조잔디용 파일사 및 그 제조방법이 제공될 수 있다.

10 : 베이스층 20 : 잔디층
21 : 파일사 30 : 자와선 감응형 고분자
40 : 형상 기억 고분자

Claims

베이스층과, 상기 베이스층 상에 입모되는 다수의 파일사에 의해 형성되는 잔디층을 갖는 인조잔디에 있어서,
상기 파일사들 중 적어도 일부에는 자외선에 감응하여 색상이 변색되는 자외선 감응형 고분자와, 자외선에 감응하여 형태가 변형되는 형상 기억 고분자 중 적어도 어느 하나가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 자외선 감응형 인조잔디.
제1항에 있어서,
상기 자외선 감응형 고분자는 벤조피란계 화합물, 나프토피란계 화합물, 스피록사진계 화합물, 스피로피란계 화합물 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자외선 감응형 인조잔디.
제2항에 있어서,
상기 자외선 감응형 고분자는 마이크로 캡슐에 봉입된 후 폴리프로필렌 수지로 0.0005~0.005중량% 분산시킨 뒤에 상기 파일사의 표면에 코팅되는 것을 특징으로 하는 자외선 감응형 인조잔디.
제1항에 있어서,
상기 형상 기억 고분자는 카본나노화이버(CNF:Carbon Nano Fiber) 5~10vol% 형상 기억 콤포지트가 상기 파일사의 표면에 코팅되는 것을 특징으로 하는 자외선 감응형 인조잔디.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 잔디층의 전체 면적 중에는 상기 자외선 감응형 고분자가 코팅되는 영역과, 상기 형상 기억 고분자(SMP)가 코팅되는 영역과, 상기 자외선 감응형 고분자와 상기 형상 기억 고분자(SMP)가 혼합 코팅된 영역 중 적어도 한 영역이 포함되는 것을 특징으로 하는 자외선 감응형 인조잔디.
인조잔디의 잔디층을 형성하는 인조잔디용 파일사에 있어서,
자외선에 감응하여 색상이 변색되는 자외선 감응형 고분자와, 자외선에 감응하여 상기 는 형상 기억 고분자 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 인조잔디용 파일사.
인조잔디의 잔디층을 형성하는 인조잔디용 파일사의 제조방법에 있어서,
자외선에 감응하여 색상이 변색되는 자외선 감응형 고분자와, 자외선에 감응하여 상기 는 형상 기억 고분자 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 인조잔디용 파일사의 제조방법.
제7항에 있어서,
상기 자외선 감응형 고분자는 벤조피란계 화합물, 나프토피란계 화합물, 스피록사진계 화합물, 스피로피란계 화합물 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 인조잔디용 파일사의 제조방법.
제8항에 있어서,
상기 자외선 감응형 고분자는 마이크로 캡슐에 봉입된 후 폴리프로필렌 수지로 0.0005~0.005중량% 분산시킨 뒤에 상기 파일사의 표면에 코팅되는 것을 특징으로 하는 인조잔디용 파일사의 제조방법.
제7항에 있어서,
상기 형상 기억 고분자는 카본나노화이버(CNF:Carbon Nano Fiber) 5~10vol% 형상 기억 콤포지트가 상기 파일사의 표면에 코팅되는 것을 특징으로 하는 인조잔디용 파일사의 제조방법.