KR20160114868A

KR20160114868A - 차열 특성을 가지는 인조잔디 충진용 코팅칩 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20160114868A
Application number: KR1020150041311A
Authority: KR
Inventors: 김성노
Original assignee: 에코텍 주식회사
Priority date: 2015-03-25
Filing date: 2015-03-25
Publication date: 2016-10-06
Also published as: KR101721660B1

Abstract

본 발명은 차열 특성을 가지는 인조잔디 충진용 코팅칩 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 적외선과 자외선에 대한 차열 특성을 가지는 새로운 인조 잔디 충진용 코팅칩 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 재생 또는 신재 고무칩의 표면에, 고무칩 100 중량부에 대해서 팽창성 흑연 0.5~5 중량부와 친수성 섬유 0.5~1 중량부, 생분해성 섬유 0.5~1 중량부 및 폴리우레탄 바인더 혼합물 10~20 중량부로 이루어진 적외선 차열 코팅층을 형성하는 단계와; 및 고무칩 100 중량부에 대해서 친수성 섬유 0.5~1 중량부와, 생분해성 섬유 0.5~1 중량부, 자외선 차단제 0.1~1 중량부 및 폴리우레탄 바인더 혼합물 10~20 중량부로 이루어진 자외선 차열 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 차열 인조 잔디 충진재 제조 방법을 제공한다

Description

차열 특성을 가지는 인조잔디 충진용 코팅칩 및 그 제조 방법{CHIP COATED WITH THERMAL BARRIER PROPERTY FOR ARTIFICAL LAWN AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 차열 특성을 가지는 인조잔디 충진용 코팅칩 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차열 특성을 가지는 새로운 인조 잔디 충진용 다층 코팅칩 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근 초등학교나 중,고등학교 및 각 지자체 운동장에, 사용 중 안전 사고를 방지하고, 조경적 효과를 얻기 위해 인조잔디 구장을 시공하고 있다. 인조 잔디 구장은 풀과 같은 형상의 모형 잔디와 탄성을 제공하기 위한 충진재로 구성되며, 충진재로는 각종 탄성칩이 사용되고 있다. 초기에는 폐타이어나 산업용 폐고무와 같은 폐자재를 이용하였으나, 폐자재에 포함된 폐기물 성분들이 건강 또는 환경적 문제에 대한 우려로 사용이 급격히 감소하고 있다. 대신, 우레탄 고무와 같은 신재 고무칩을 이용한 충진재가 개발되어 사용되고 있다.

이러한 인조 잔디는 천연잔디에 비해서 관리가 용이하다는 장점이 있으나, 탄성 고무칩이 충진된 인조 잔디는 토양에 식생된 천연 잔디와는 달리 지열을 식혀주는 역할을 하지 못한다는 사용상 한계를 가진다.

이에 따라, 삼화페인트 주식회사에 허여된 대한민국 특허 제1015392호에서는 인조 잔디가 차열성을 가질 수 있도록 잔디 사이에 충진된 충진용 고무에 특수 차열재를 혼합하여 사용하는 방안을 제시하고 있다.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 차열 특성을 가지는 새로운 인조 잔디 충진재를 제공하는 것이다.

본 발명에서 해결하고자 하는 또 다른 과제는 차열 특성을 가지는 새로운 인조 잔디 충진재의 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에서는 재생 또는 신재 고무칩의 표면에, 고무칩 100 중량부에 대해서 팽창성 흑연 0.5~5 중량부와 친수성 섬유 0.5~1 중량부, 생분해성 섬유 0.5~1 중량부 및 폴리우레탄 바인더 혼합물 10~20 중량부로 이루어진 적외선 차열 코팅층을 형성하는 단계와; 고무칩 100 중량부에 대해서 친수성 섬유 0.5~1 중량부와, 생분해성 섬유 0.5~1 중량부, 자외선 차단제 0.1~1 중량부 및 폴리우레탄 바인더 혼합물 10~20 중량부로 이루어진 자외선 차열 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는 차열성 인조 잔디 충진재 제조 방법을 제공한다.

본 발명은 일 측면에서, 재생 또는 신재 고무칩과, 상기 고무칩의 표면에 형성된 고무칩 100 중량부에 대해서 팽창성 흑연 1~10 중량부와 친수성 섬유 0.5~1 중량부, 생분해성 섬유 0.5~1 중량부 및 폴리우레탄 바인더 혼합물 10~20 중량부로 이루어진 적외선 차열 코팅층과; 상기 차열 코팅층의 표면에 형성된 고무칩 100 중량부에 대해서 친수성 섬유 0.5~1 중량부, 생분해성 섬유 0.5~1 중량부, 자외선 차단제 0.1~1 중량부와 및 폴리우레탄 바인더 혼합물 10~20 중량부로 이루어진 자외선 차열 코팅층을 포함하는 차열성 인조 잔디 충진재를 제공한다.

이론적으로 한정된 것은 아니지만, 팽창성 흑연을 포함하는 적외선 차열 코팅층은 흑연성분에 의해 차열 효과를 나타내며, 깊이 투과되는 원적외선을 막기 위해 하부층에 코팅되며, 자외선 차단체를 포함하는 자외선 차열 코팅층은 투과 깊이가 작은 자외선을 효과적으로 차단하기 위해서 표면에 코팅된다. 또한, 차열 코팅층에 포함된 친수성 섬유는 표면의 칩 표면의 수분을 칩 내부까지 유인하게 되며, 차열 코팅층에 포함된 차열재에 의해서 반사되지 못하고 흡수된 적외선 에너지는 생분해성 섬유의 분해로 인해 발생되는 공극을 통한 수분의 증발을 통해서 해소됨으로서 효과적으로 차열된다.

본 발명에 있어서, 상기 고무칩은 폐고무, 페타이어 등을 분쇄하여 얻어지는 재생 고무칩이나 폴리우레탄, EPDM(이피디엠)과 같은 신재 탄성 고무칩의 사용이 가능하다. 상기 폐타이어의 경우 물리적 특성이 일정한 편이므로, 종류에 관계 없이 일정한 크기로 파쇄하여 사용할 수 있으며, 폐폴리우레탄의 경우, 파쇄된 폴리우레탄 칩이 가능한 유사한 물성을 가질 수 있도록 신발, 냉장고, 시트 등에 사용된 다양한 우레탄을 종류별로 선별하여 파쇄 스크랩시켜, 사용하는 것이 바람직하다. 신재 고무칩의 경우, 이피디엠, 폴리우레탄 등의 제품을 사용할 수 있으며, 상업적으로 구입해서 사용할 수 있다.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 고무칩은 재생 고무 또는 신재 고무든 고무의 탄성에 영향을 주지 않도록 별도의 표면 처리 없이 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서, 상기 고무칩 크기는 인조 잔디 충진재로 사용시 강도와 탄성율과 인장 특성 등을 고려하여 1-10 mm 정도의 직경, 바람직하게는 2-5 mm 정도의 직경을 가지는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 적외선 차열 코팅층에 사용되는 차열 재료는 통상의 팽창성 흑연을 사용할 수 있으며, 상업적으로 구입해서 사용하는 것도 가능하다.

본 발명에 있어서, 자외선 차열 코팅층에 사용되는 차열 재료는 아보벤존, 옥시벤존, 신마메이트류, 멕소릴, 옥토크렐린 등을 상업적으로 구입해서 사용될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 친수성 섬유는 물과 친화성이 있는 섬유이며, 레이온, 코튼, 펄프 등이다. 특히 물과의 친화성이 높은 점, 섬유가 길고 액체 흡수 코어로서 소정 형상으로 성형하는 것이 용이하여 작업성의 면에서 뛰어난 점으로 레이온이 매우 적합하게 이용된다.

또, 본 발명에 이용되는 물 흡수성 섬유로서는, 폴리비닐 알코올이나 폴리 아크릴산 나트륨과 같은 물 흡수성 합성 섬유, 폴리비닐 알코올이나 폴리 아크릴산 나트륨을 다른 합성 섬유에 첨착, 코팅 등의 처리를 한 것을 들 수 있다. 상품명으로서는 「란실」(토요 방적(주))을 들 수가 있다.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 친수성 섬유의 직경은, 바람직하게는 200-500 마이크로미터, 바람직하게는 250~400 마이크로미터, 가장 바람직하게는 300 마이크로미터가 좋다. 또한 상기 친수성 섬유의 길이는 500~2500 마이크로미터가 적합하며, 상기 약 5~10 배 정도의 길이를 가지는 것이 좋다.

본 발명에 있어서, 상기 생분해성 섬유는 생분해되는 물질로 만들어진 섬유상의 물질을 의미하며, 일 예로 감자 및 옥수수 전분의 발효로부터 얻어진 젖산(lactic acid)로 만들어진 생분해성 합성 섬유인 폴리락틱엑시드(Polylactic acid(PLA))를 사용할 수 있다. 본 발명의 다른 실시에 있어서, 상기 생분해성 섬유로는 재생 셀룰로스(cellulose) 섬유로서 셀룰로스(cellulose)를 위한 새로운 비수용성 용제인 무독성 N-메틸-몰롤린-N-옥사이드(N-methyl-morpholine-NOxide(NMMO))를 적용한 텐셀(Tencel)이다. NMMO 모노하이드레이트(monohydrate) 에 용해된 목재 펄프(Pulp) 용액을 희석된 수용성 NMMO 속으로 방사하여 얻어지며, 용매는 완전 회수되기 때문에 환경친화적이다. 이러한 섬유는 텐셀(Tencel(Coutaulds사))이라고 불리며, 텐셀(Tencel)은 6주 후에 완전히 분해된다.

본 발명에 있어서, 상기 생분해성 섬유는 100 마이크로미터 미만의 직경을 가지는 섬유를 사용하는 것이 바람직하며, 바람직하게는 50~80 마이크론이다. 상기 관로가 너무 좁게 형성될 경우 제조하기가 쉽지 않고, 상기 관로가 너무 넓을 경우 모세관 현상에 의해서 수분이 머물지 못하고 쉽게 빠져나올 우려가 있다. 상기 생분해성 섬유의 길이는 상기 친수성 섬유와 유사하게 500~2500 마이크로미터가 적합하다.

본 발명에 있어서, 상기 바인더는 우레탄 또는 아크릴 바인더를 사용할 수 있으며, 수성 타입이나 유성 타입을 전부 사용할 수 있으며, 우레탄은 습기경화형과 같은 일액형 타입을 사용한 것도 가능하며, 별도의 가교제가 필요한 이액형 타입도 가능하다.

본 발명에 있어서, 상기 자외선 차열 코팅층은 색상 조절을 위해서 안료를 더 포함할 수 있다. 상기 안료는 녹색등의 색상 코팅칩을 형성할 수 있도록 녹색 등을 발현할 수 있는 유기 또는 무기 안료를 사용할 수 있다. 상기 안료는 고무칩 100 중량부에 대해서 바람직하게는 0.1~1 중량부, 보다 더 바람직하게는 0.2~0.5 중량부를 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 자외선 차열 코팅층은 수분의 흡수와 생분해성 섬유의 분해에 따른 다공성 관로에 견딜 수 있도록 300-1000 마이크로미터, 바람직하게는 600~900 마이크로미터의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 코팅층의 두께가 지나치게 얇으면 수분을 충분히 담지하지 못하고 증발되어 차열성이 저하된다.

본 발명에 있어서, 상기 적외선 차열 코팅층은 수분의 흡수와 생분해성 섬유의 분해에 따른 다공성 관로에 견딜 수 있도록 300-1000 마이크로미터, 바람직하게는 600~900 마이크로미터의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 인조 잔디 충진재는 인조 잔디 구장의 충진재로 포설되어, 적외선과 자외선에 대해서 차열성이 좋은 새로운 천연색 잔디 구장을 제공하게 된다.

본 발명에 의한 인조 잔디 충진재는 적외선과 자외선에 대한 차열이 가능하다. 또한, 차열되지 않고 내부에 흡수된 열은 기공을 통한 물의 증발로 배출할 수 있어, 종래 차열 수단에 비해서 효과적이다.

이하, 실시예를 통해서 본 발명을 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 어떤 경우에도 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않는다. 상기 실시예에는 당업자가 통상적으로 구현할 수 있는 다양한 변형과 치환이 가능하다.

실시예 1

적외선 차열 코팅층 코팅

팽창성 흑연 500 g과 50 마이크론 직경의 생분해성 섬유 Tencel를 1 mm 길이로 절단한 생분해성 섬유 성분과 200 g과 200 마이크론 직경의 친수성 레이온 섬유를 2mm 길이로 절단한 친수성 섬유 성분 300 g을 폴리우레탄 바인더 20 kg에 혼합하여 차열 코팅액을 제조하였다.

원통형 반응기에 입경 2-3 mm 정도의 폐우레탄칩 100 kg을 투입하고, 교반하면서 반응기 온도를 60 로 승온시켰다. 상기 제조된 차열 코팅액을 혼합한 후, 2시간에 걸쳐서 서서히 적하시키고, 80 로 승온하여 5시간 동안 교반하였다. 이후 온도를 서서히 내린 후 교반하면서 온도를 8시간 동안 유지하여 적외선 차열 코팅층이 코팅된 충진재칩을 형성하였다.

자외선 차열 코팅층 코팅

자외선 차단제 옥시벤존 100g과 50 마이크론 직경의 생분해성 섬유 Tencel를 1 mm 길이로 절단한 생분해성 섬유 성분과 200g과 200마이크론 직경의 친수성 레이온 섬유를 2mm 길이로 절단한 친수성 섬유 성분 300g을 폴리우레탄 바인더 20kg에 혼합하여 자외선 차단 방지 코팅액을 제조하였다.

원통형 반응기에 상기 차열 코팅된 충진재칩을 폐우레탄칩을 기준으로 100 kg을 투입하고, 교반하면서 반응기 온도를 60 로 승온시켰다. 상기 제조된 자외선 차단 코팅액에 녹색 안료 500 g을 혼합한 후, 2시간에 걸쳐서 서서히 적하시키고, 80 로 승온하여 5시간 동안 교반하였다. 이후 온도를 서서히 내린 후 교반하면서 온도를 8시간 동안 유지하여 녹색 외관을 가지는 적외선 및 자외선 차열용 다층 인조 잔디 충진재 칩을 제조하였다.

실시예 2

차열 코팅액에서 팽창성 흑연 1000 g 을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.

실시예 3

차열 코팅액에서 흑연 2000g 을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.

비교실시예 1

적외선 차열 코팅액에서 팽창성 흑연을 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.

비교실시예 2

적외선 차열 코팅액에서 팽창성 흑연을 100 g 사용한 것을 제외하는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.

비교실시예 3

적외선 차열 코팅액 및 자외선 차열 코팅액에 친수성 섬유와 생분해성 섬유를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

물성 측정

실시예 1~3 및 비교실시예 1~3의 제조된 녹색의 인조잔디 충진재 100 중량부와 이액형 폴리우레탄 바인더 30 kg을 혼합하여 5 cm 두께로 포설하고 100 정도의 온도로 압착하여 물성 측정용 시료를 제조하고, 이를 측정하고 표 1에 기재하였다.

[표 1]

차열 특성 측정

실시예 1~3 및 비교실시예 1~3의 제조된 녹색의 인조잔디 충진재를 1 ㎡ 의 정사각형 판재(깊이 10 cm)에 충진하고, 근적외선 및 적외선을 혼합 방사하여 표면온도를 측정하였다.

[표 2]

생분해성 섬유 분해 후 차열 특성

실시예 1에서 생분해성 섬유를 분해하여 공극을 형성한 충진재와 비교 실시예 3의 제조된 녹색의 인조잔디 충진재를 1 ㎡ 의 정사각형 판재(깊이 10 cm)에 각각 충진하고 분무기로 물을 분무하여 상온에서 24시간 건조 후, 근적외선과 자외선을 방사하여 표면온도를 측정하였다.

[표 3]

Claims

재생 또는 신재 고무칩의 표면에, 고무칩 100 중량부에 대해서 팽창성 흑연 0.5~5 중량부와 친수성 섬유 0.5~1 중량부, 생분해성 섬유 0.5~1 중량부 및 폴리우레탄 바인더 혼합물 10~20 중량부로 이루어진 적외선 차열 코팅층을 형성하는 단계와; 및
고무칩 100 중량부에 대해서 친수성 섬유 0.5~1 중량부와, 생분해성 섬유 0.5~1 중량부, 자외선 차단제 0.1~1 중량부 및 폴리우레탄 바인더 혼합물 10~20 중량부로 이루어진 자외선 차열 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 차열 인조 잔디 충진재 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 친수성 섬유는 레이온,코튼, 펄프, 폴리비닐 알코올, 폴리 아크릴산 나트륨으로 이루어진 그룹에서 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 차열 인조 잔디 충진재 제조 방법.
재생 또는 신재 고무칩과, 상기 고무칩의 표면에 형성된 고무칩 100 중량부에 대해서 팽창성 흑연 1~10 중량부와 친수성 섬유 0.5~1 중량부, 생분해성 섬유 0.5~1 중량부 및 폴리우레탄 바인더 혼합물 10~20 중량부로 이루어진 적외선 차열 코팅층과; 및
상기 차열 코팅층의 표면에 형성된 고무칩 100 중량부에 대해서 친수성 섬유 0.5~1 중량부, 생분해성 섬유 0.5~1 중량부, 자외선 차단제 0.1~1 중량부 및 폴리우레탄 바인더 혼합물 10~20 중량부로 이루어진 자외선 차열 코팅층을 포함하는 차열인조 잔디 충진재.
제4항에 있어서, 상기 차열 코팅층은 300-1000 마이크로미터 두께를 가지는 차열 인조 잔디 충전재.