KR20190015558A - 천연 섬유 및 고무 과립을 사용한 인공 잔디 충전재 - Google Patents

천연 섬유 및 고무 과립을 사용한 인공 잔디 충전재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인공 잔디 충전재(202, 202')를 포함하는 인공 잔디(200)를 제공하는 것이다. 인공 잔디 충전재는 고무 과립(206)과 혼합된 천연 섬유(204)를 포함한다. 인공 잔디 충전재는 10 중량% 내지 40 중량%의 천연 섬유를 포함한다. 상기 천연 섬유는 마 섬유, 면 섬유, 삼베 섬유, 사이잘 섬유, 엘리펀트 그래스(elephant grass) 섬유, 셀룰로스 섬유 및 이들의 조합 중 어느 하나를 포함한다.

Description

천연 섬유 및 고무 과립을 사용한 인공 잔디 충전재
본 발명은 인공 잔디 및 인공 잔디 충전재의 제조 방법에 관한 것이다.
인공 잔디(artificial turf 또는 artificial grass)는 잔디를 대체하기 위하여 사용되는 섬유들로 이루어지는 표면이다. 인공 잔디의 구조는 상기 인공 잔디가 잔디와 유사한 외관을 가지도록 고안된다. 전형적으로, 인공 잔디는 축구, 미식 축구, 럭비, 테니스, 골프와 같은 운동을 위한, 경기장, 또는 운동장을 위한 표면으로 사용된다. 나아가, 인공 잔디는 종종 조경 용도로 사용된다.
인공 잔디는 카펫을 제조하는 기술을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들면, 풀잎(grass blades) 형상을 가지는 인공 잔디 섬유는 배킹에 터프트(tuft)되거나 또는 부착될 수 있다. 종종 인공 잔디 충전재는 인공 잔디 섬유 사이에 위치한다. 인공 잔디 충전재는 인공 잔디 섬유의 바닥부를 커버하는 과립 물질이다. 인공 잔디 충전재의 사용은 많은 이점을 가진다. 예를 들면, 인공 잔디 충전재는 인공 잔디 섬유가 바로 서는데 도움을 줄 수 있다. 또한, 인공 잔디 충전재는 걷기 또는 달리기로부터 충격을 흡수할 수 있고, 실제 잔디와 유사한 경험을 제공할 수 있다. 또한, 인공 잔디 충전재는 인공 잔디 카펫을 평평하고 아래로 무게를 가하여 그 자리에 유지하는데 도움을 줄 수 있다.
유럽 특허 EP 2 206 833 A1은 코코넛 기재의 물질로 구성된 충전재를 가진 열가소성 물질의 덩어리를 제공하고 상기 코코넛 기재의 물질로 구성된 충전재를 가진 열가소성 물질의 덩어리를 과립화하여 미립자 충전재 물질을 얻는 단계를 예시하는 인조 잔디 구조용 미립자 충전재 물질의 제조 방법을 개시하고 있다. 바람직하게는, 열가소성 물질은 미립자 형태이고, 코코넛 기재의 물질은 (섬유, 분쇄된 및/또는 파쇄된) 미립자 형태이다. 열가소성 물질 및 코코넛 기재의 물질을 혼합함으로써 수득된 혼합물은 코코넛 기재의 물질을 충전재로서 혼입시킨 열가소성 물질의 매트릭스에 상응하는 형태로 열가소성 물질을 거의 연화시키기 위해 바람직하게 가열된다.
유럽 특허 EP 2 189 573 B1은 잔디-유사 필라멘트가 돌출되는 기재를 갖는 인공 잔디 구조를 개시한다. 충전재 물질이 필라멘트 사이에 배치되어 하나 이상의 충전재 층이 형성된다. 충전재 물질은 코코넛 기재의 식물 재료를 섬유 형태 및 분쇄된 및/또는 파쇄된 형태로 포함한다. 본 특허 공보는 또한 충전재 물질이 천연 섬유 및 고무와 같은 탄성 미립자 물질을 추가로 포함할 수 있음을 개시하고 있다.
본 발명은 인공 잔디, 방법 및 인공 잔디 충전재를 독립 청구항들에서 제공한다. 구현예들은 종속 청구항들에서 제공된다.
일 측면에서 본 발명은 인공 잔디 충전재를 포함하는 인공 잔디를 제공한다. 인공 잔디 충전재는 고무 과립과 혼합된 천연 섬유를 포함한다. 인공 잔디 충전재는 10 중량% 내지 40 중량%의 천연 섬유를 포함한다. 상기 천연 섬유는 마 섬유, 면 섬유, 삼베 섬유, 사이잘 섬유, 엘리펀트 그래스(elephant grass) 섬유, 셀룰로스 섬유 및 이들의 조합 중 어느 하나를 포함한다.
천연 섬유의 사용은 천연이 고무 과립부도 덜 비싸기 때문에 더 유익할 수 있다. 천연 섬유가 열 전도성이 낮기 때문에 고무 과립과 혼합된 천연 섬유의 사용은 추가적으로 유익할 수 있으며, 고무 과립과 인공 잔디의 다른 성분들이 햇빛에 노출될 때 가열로부터 방지하는데 도움을 줄 수 있다.
예를 들면, 마 섬유는, 예를 들어 코코넛 껍질 섬유와 같은 다른 천연 섬유보다 유리할 수 있다. 마 섬유는 코코넛 섬유보다 열 전도율이 더 낮을 수 있다.
천연 섬유, 및 특히 마의 사용은 천연 섬유가 가연성이 더 적기 때문에 코코넛 섬유보다 추가적으로 유리할 수 있다. 일부 경우에는 천연 섬유가 코코넛 섬유보다 물을 더 잘 흡수할 수 있다. 천연 섬유에 의한 물의 흡수는 게임 전에 인공 잔디에 물을 분무할 수 있기 때문에 유리할 수 있다. 천연 섬유로부터의 물의 증발은 자연 냉각 효과를 가질 수 있으며, 햇빛에서 경기가 진행되는 동안 인공 잔디의 온도를 낮추는 데 도움이 될 수 있다.
마는 코코넛 섬유와 비교하여 자연적으로 곰팡이에 내성이 있기 때문에, 마의 사용은 또한 유익할 수 있다. 또한, 마는 매우 피부 친화적인 장점이 있다. 마는 목재 칩 또는 코코넛 섬유와 같은 다른 많은 천연 섬유보다 마찰 및/또는 꺼끌함이 적다.
천연 섬유, 및 특히 마의 충전재 물질로서의 사용은 또한, 우수한 제동 및 충격 흡수 특성을 가지기 때문에 유익할 수 있다. 일 구현예에 따른 충전재를 갖는 인공 잔디에 넘어지는 경기자는 일부 경우에 경기자가 코코넛 섬유계 충전재를 주로 가지는 인공 잔디에 떨어졌을 때보다 상처를 입지 않을 수 있다.
다른 구현예에서, 인조 잔디 충전재는 15 중량% 내지 35 중량%의 천연 섬유를 포함한다.
다른 구현예에서, 인조 잔디 충전재는 18 중량% 내지 22 중량%의 천연 섬유를 포함한다.
다른 구현예에서, 인조 잔디 충전재는 천연 섬유 및 고무 과립으로 구성된다.
다른 구현예에서, 인공 잔디 충전재는 코코넛 섬유가 없다.
다른 구현예에서, 고무 과립은 가황된 고무 과립이다. 가황된 고무 과립의 사용은 다양한 첨가제 및 다른 특성이 고무 과립을 개질시키는데 사용될 수 있기 때문에 유리할 수 있다.
다른 구현예에서, 가황된 고무 과립은 충전 물질을 추가로 포함한다. 이는 고무 과립을 사용하는 비용을 감소하는데 유용할 수 있다.
다른 구현예에서, 충전 물질은 카올리나이트, 백악, 및 이들의 조합 중 어느 하나를 포함한다.
다른 구현예에서, 가황된 고무 과립은 15 중량% 내지 25 중량%의 EPDM 과립을 포함한다.
다른 구현예에서, 가황된 고무 과립은 23 중량% 내지 26 중량%의 미네랄 오일을 포함한다.
다른 구현예에서, 가황된 고무 과립은 50 중량% 내지 55 중량%의 충전 물질을 포함한다.
다른 구현예에서, 천연 섬유는 0.3 cm의 최대 길이를 갖는다.
다른 구현예에서, 천연 섬유는 0.5 cm의 최대 길이를 갖는다.
다른 구현예에서, 천연 섬유는 1 cm의 최대 길이를 갖는다.
다른 구현예에서, 가황된 고무 과립은 폴리에틸렌계 염료 및 상용화제를 추가로 포함한다. 이는 가황된 고무 과립에 보다 사실적인 외관을 부여할 수 있기 때문에 유리할 수 있다.
가황된 고무 과립은 가황화 촉매 및 메르캅토벤조티아졸 중 어느 하나를 추가로 포함한다. 가황된 부분에서 이들 성분 중 어느 하나를 사용하면 결과적인 인공 잔디 충전재의 품질을 증가시킬 수 있다.
다른 구현예에서, 고무 과립은 0.5 mm 내지 5 mm, 0.7 mm 내지 4.0 mm, 및 0.8 mm 내지 3.0 mm 중 어느 하나의 직경을 가진다.
다른 구현예에서, 인공 잔디는 인공 잔디 카펫을 포함한다.
다른 구현예에서, 인공 잔디는 스프링클러 시스템을 추가로 포함한다. 스프링클러 시스템을 인공 잔디와 함께 사용하는 것은 자동으로 인공 잔디 충전재를 적시는데 사용될 수 있기 때문에 유익할 수 있다. 예를 들면, 이는 인공 잔디를 경기 중에 더 차갑게 유지하도록 반 시간 동안 인공 잔디에 물을 뿌리는 편리한 방법일 수 있다.
다른 구현예에서, 고무 과립은 하나 이상의 외부 코팅을 포함한다. 하나 이상의 외부 코팅은 결합제를 포함한다. 본 발명에서 사용되는 결합제는 2개의 대상물을 서로 접착 또는 부착시키는 데 사용되는 임의의 재료를 포함할 수 있다. 천연 섬유의 적어도 일부는 하나 이상의 외부 코팅에 의해 고무 입자에 부착된다. 고무 입자의 표면에 천연 섬유를 부착하면 천연 섬유가 인조 잔디 충전재의 상단으로 정렬되거나 이동하는 것을 방지할 수 있으므로 유익할 수 있다. 이는 장시간에 걸쳐 고무 과립 내에 천연 섬유가 보다 균일하게 분포될 수 있다.
다른 구현예에서, 하나 이상의 외부 코팅은 하나 이상의 안료를 추가로 포함한다.
다른 구현예에서, 결합제는 하나 이상의 유형의 폴리우레탄 폴리머를 포함한다.
다른 측면에서, 본 발명은 적어도 부분적으로 인공 잔디를 제조하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 천연 섬유 및 고무 과립을 혼합하여 인공 잔디 충전재를 제공하는 단계를 포함한다. 인공 잔디 충전재가 10 중량% 내지 40 중량%의 천연 섬유를 포함한다.
다른 구현예에서, 상기 방법은 인공 잔디 카펫을 표면 상에 설치하는 단계를 포함한다. 인공 잔디 카펫은 파일을 포함한다. 상기 방법은 인공 잔디 충전재를 파일 내에 도포하는 단계를 추가로 포함한다.
다른 측면에서, 본 발명은 적어도 부분적으로 인공 잔디용 잔디 충전재를 제조하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 천연 섬유 및 고무 과립을 혼합하여 인공 잔디 충전재를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 인공 잔디 충전재는 10 중량% 내지 40 중량%의 천연 섬유를 포함한다. 잔디 충전재는 인공 잔디 충전재(를 포함할)일 수 있다.
다른 구현예에서, 천연 섬유는 마 섬유, 면 섬유, 삼베 섬유, 사이잘 섬유, 엘리펀트 그래스(elephant grass) 섬유, 셀룰로스 섬유 및 이들의 조합 중 어느 하나를 포함한다.
다른 구현예에서, 상기 방법은 천연 섬유 및 고무 과립, 및 하나 이상의 유형의 폴리머 성분을 포함하는 유체 결합제를 포함하는 초기 조성물을 제공하는 단계; 초기 조성물을 혼합하는 단계; 초기 조성물을 혼합하는 동안 물 및 촉매를 초기 조성물에 첨가하여 유체 결합제를 과립의 초기 코팅으로 경화시키는 단계; 초기 코팅을 갖는 고무 과립 및 천연 섬유, 및 유체 결합제를 포함하는 후속 조성물을 제공하는 단계; 후속 조성물을 혼합하는 단계; 후속 조성물을 혼합하는 동안 물 및 촉매를 후속 조성물에 첨가하여 유체 결합제를 과립의 후속 코팅으로 경화시키는 단계를 포함한다.
다른 구현예에서, 상기 방법은 천연 섬유 및 고무 입자를 포함하는 초기 조성물을 제공하는 단계를 추가로 포함한다. 이들은 미리 혼합되거나 이 단계에서 혼합될 수 있다. 초기 조성물은 유체 결합제를 추가로 포함한다. 상기 방법은 초기 조성물을 혼합하는 단계를 추가로 포함한다. 이 단계는 인조 잔디 충전재를 제공하는 데 사용될 수 있다.
다른 구현예에서, 초기 조성물은 하나 이상의 제1 유형의 안료를 추가로 포함한다. 이는 인공 잔디에 사실적인 형상을 부여하는데 도움이 될 수 있다.
다른 구현예에서, 유체 결합제는 하나 이상의 유형의 폴리머 성분을 포함한다. 상기 방법은 초기 조성물을 혼합하는 동안 물 및 촉매를 초기 조성물에 첨가하여 유체 결합제 및 하나 이상의 유형의 안료를 과립의 초기 코팅으로 경화시키는 단계를 추가로 포함한다. 폴리머 성분의 사용은 고무 과립을 보다 매력적으로 만들 뿐만 아니라, 동시에 천연 섬유를 고무 입자에 부착시키는 수단을 제공할 수 있기 때문에 유익할 수 있다.
다른 구현예에서, 상기 방법은 초기 코팅을 갖는 고무 과립 및 천연 섬유, 및 하나 이상의 제2 유형의 안료, 및 유체 결합제를 포함하는 후속 조성물을 제공하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 방법은 후속 조성물을 혼합하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 방법은 후속 조성물을 혼합하는 동안 물 및 촉매를 후속 조성물에 첨가하여 유체 결합제 및 하나 이상의 유형의 안료를 과립의 후속 코팅으로 경화시키는 단계를 추가로 포함한다. 이는 고무 과립과 천연 섬유 사이의 연결을 추가적인 강화를 제공할 수 있기 때문에 유익할 수 있다.
하나 이상의 제2 유형의 안료 및 하나 이상의 제1 유형의 안료는 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 이들이 동일한 경우, 과립의 코팅은 균일한 색상일 것이다. 하나 이상의 제2 유형의 안료 및 하나 이상의 제1 유형의 안료가 상이한 색상인 경우, 결과적인 인공 잔디가 보다 자연스럽고, 지면과 같은 형상을 갖도록 2 가지 색상이 선택될 수 있다.
상기 방법은 인조 잔디 충전재로서 후속 코팅을 갖는 과립을 제공하는 단계를 추가로 포함한다.
전술한 바와 같이 2 개 이상의 단계에서 과립을 코팅하는 것이 과립의 코팅을 보다 우수하게 할 수 있기 때문에 유익할 수 있다. 예를 들어, 초기 조성물의 혼합 동안 과립의 개별 알갱이는 서로 접촉하여 상호 작용할 것이며, 각 알갱이의 초기 코팅이 형성된다. 그러나 서로 다른 알갱이 사이의 물리적 접촉은 결함을 일으킬 수 있다. 과립 입자를 후속 코팅으로 두 번째로 코팅함으로써, 과립의 훨씬 높은 커버리지를 달성할 수 있다.
가상의 예로서, 초기 코팅 또는 후속 코팅의 형성 동안, 커버리지는 각각 과립의 표면의 단지 90 %이다. 초기 코팅이 증착된 후, 과립의 각 과립의 대략 10 %는 코팅되지 않을 것이다. 작은 표면 결함이 있을 것이다. 후속 코팅의 증착은 또한 표면의 90 %를 커버할 것이다. 과립의 알갱이 또는 입자 사이의 상호 작용은 본질적으로 랜덤한 공정이기 때문에, 초기 코팅의 증착 후에 노출된 결함의 90 %가이 경우에 코팅될 것으로 예상 할 수 있다. 두 개의 코팅을 한 결과는, 초기 코팅 및 후속 코팅 모두에 의해 코팅되지 않는 아주 작은 양의 결함만을 가진, 99 %가 코팅된 인공 잔디 충전재이다.
다른 구현예에서, 고무 과립은 적어도 제1 및 제2 외부 코팅을 포함한다. 제1 외부 코팅은 고무 과립의 표면의 일부를 커버하며, 제1 결합제를 포함한다. 천연 섬유의 적어도 일부는 제1 외부 코팅에 의해 고무 과립에 부착된다. 제2 외부 코팅은 고무 과립의 표면의 다른 부분 및 제1 외부 코팅의 표면의 일부를 커버하고 제2 결합제를 포함한다. 천연 섬유의 적어도 다른 부분은 외부 코팅의 다른 하나에 의해 고무 입자에 부착된다. 제1 및 제2 결합제는 상이하거나 또는 동일할 수 있다.
과립의 커버리지를 개선하는 것은 여러 다른 상황에서 유익할 수 있다. 예를 들면, 인조 잔디 카펫을 제조하는데 사용되는 섬유 또는 터프트와 동일하거나 또는 유사한 색상을 인공 잔디 충전재에 채색하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 보다 사실적인 경기 표면 또는 경기장을 제공할 수 있다. 또 다른 이점은 탄성중합체의 과립이 보다 잘 코팅될 수 있고 따라서 우수한 마모 품질을 가지거나 환경으로부터 더 잘 격리될 수 있다는 것이다.
다른 구현예에서, 초기 코팅 및 후속 코팅을 갖는 고무 과립 및 천연 섬유는 하기 순서를 수행하여 1회 이상 재코팅된다: 하나 이상의 첨가제 및 유체 결합제를 과립에 첨가하여 후속 조성물을 제공하는 단계, 후속 조성물을 혼합하는 단계, 및 후속 조성물의 혼합 동안 물 및 촉매를 또한 후속 조성물에 첨가하여 유체 결합제 및 하나 이상의 첨가제를 추가의 코팅으로 경화시키는 단계. 추가 코팅을 갖는 과립은 인공 잔디 충전재로서 제공된다.
다른 구현예에서, 하나 이상의 첨가제는 하나 이상의 제1 유형의 안료, 하나 이상의 제2 유형의 안료, 난연제, 알루미늄 삼수화물, 수산화 마그네슘, 팽창 성분, 폴리인산 암모늄, 박리된 흑연, 메틸셀룰로스, 제올라이트, 항균제, 은, 키토산, IR 반사 안료, 힌더드 아민계 광 안정제(hindered amine light stabilizer), 동결 방지 첨가제, 결빙 방지 첨가제, 염화나트륨, 염화칼륨, 포름산 나트륨, 포름산 칼륨, 및 이들의 조합 중 어느 하나를 추가로 포함한다.
다른 구현예에서, PU 촉매는 부분적으로 또는 완전히 수용성이고, 2차 아민, 3차 아민, 금속 유기 촉매로 이루어진 군의 하나이다.
다른 구현예에서, 액체 PU 성분은 예비 폴리머, 폴리머 이소시아네이트, 올리고머 이소시아네이트, 모노머 및 이들의 혼합물일 수 있는 NCO 말단 폴리머를 기재로 한다.
다른 구현예에서, 액체 PU 성분은 톨루엔 디이소시아네이트 또는 메틸렌-2,2-디이소시아네이트의 방향족 디이소시아네이트를 기재로 한다.
다른 구현예에서, 액체 PU 성분은 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트 및 1,4-시클로헥실디이소시아네이트의 지방족 디이소시아네이트를 기재로 한다.
바람직한 구현예에서, 액체 PU 성분은 메틸렌디페닐이소시아네이트 이성질체 혼합물을 기재로 한다.
다른 구현예에서, PU의 제조를 위한 히드록실 성분은 폴리에테르 폴리올 또는 폴리에스테르 폴리올 외의 것이다.
다른 구현예에서, 히드록실 성분은 분자량 500 내지 10000의 폴리에테르폴리올을 기재로 한다. 바람직한 구현예에서, 폴리에테르폴리올은 1500 내지 6000의 분자량을 갖는다. 매우 바람직한 구현예에서, 분자량은 2000 내지 4000 범위 내에 있다.
다른 구현예에서, 하나 이상의 첨가제는 하나 이상의 제1 및/또는 제2 유형의 안료를 포함한다.
다른 구현예에서, 하나 이상의 첨가제는 알루미늄 삼수화물과 같은 난연제, 자체 가연성 또는 인화성 탄성중합체 물질을 난연제 충전재 물질로 전환시키는 수산화 마그네슘을 추가로 포함한다.
다른 구현예에서, 이 난연성 첨가제는 팽창성 코팅을 생성하고, 암모늄 폴리포스페이트 또는 박리된 흑연 또는 이의 혼합물을 포함하는 팽창성 성분을 기재로한다.
다른 구현예에서, 하나 이상의 첨가제는 제올라이트를 추가로 포함한다. 인공 잔디 충전재의 표면이 물을 흡수하거나 탈착(de-absorb)할 수 있기 때문에 제올라이트를 첨가하는 것이 유익할 수 있다. 예를 들면, 태양 또는 더운 조건에서 개최되는 것이 예정된 축구 경기 전에, 물이 인공 잔디 위에 분무될 수 있고 제올라이트는 많은 양의 물을 흡수할 수 있다. 태양 또는 뜨거운 공기가 경기 도중 인조 잔디 충전재를 가열하므로, 물의 증발로 인해 경기자를 위해 경기 표면이 냉각되어 인조 잔디를 보다 쾌적하게 사용할 수 있다.
다른 구현예에서, 하나 이상의 첨가제는 물의 흡수 및 탈착과 고온의 기후 조건에서 냉각 효과를 주기 위한 제올라이트와 유사한 방식으로 유익한 메틸셀룰로스를 추가로 포함한다.
다른 구현예에서, 하나 이상의 첨가제는 항균제를 추가로 포함한다.
다른 구현예에서, 하나 이상의 첨가제는 은을 추가로 포함한다. 은은 항균제로서 유익할 수 있다.
다른 구현예에서, 하나 이상의 첨가제는 천연 항균 특성을 나타내는 키토산을 추가로 포함한다.
다른 구현예에서, 하나 이상의 첨가제는 IR 반사 안료를 추가로 포함한다. 혼합된 금속 산화물로서의 IR 반사 안료의 사용은 적외선을 반사할 수 있기 때문에 유익할 수 있다. 이는 인공 잔디 충전재의 가열을 감소시킬 수 있다. 특별한 이점은 이 경우에 비교적 비싸고 귀한 안료가 탄성 재료의 완전한 코어가 아니며, 충전재 과립의 표면에 단지 존재할 수 있고, 여기서 안료가 완전히 효과적이라는 것이다.
다른 구현예에서, 고무 과립은 다음 중 어느 하나를 포함한다: 고무, 탄성중합체 폴리머, 메탈로센 부타디엔 고무, 니트릴 고무 과립, 천연 고무 과립, 스티렌-부타디엔 고무 과립, 에틸렌 프로필렌 디엔 모노머 고무 과립, 흑색 크럼 고무 과립, 아크릴로니트릴 부타디엔 고무, 열가소성 중합체, 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌, 스티렌 블록 코폴리머 및 이들의 조합.
다른 구현예에서, 고무 과립은 0.1mm 내지 0.3mm 사이의 평균 직경을 가지며 및/또는 과립은 5mm 미만의 최대 직경을 갖는다.
다른 구현예에서, 폴리머 성분은 물 및 촉매에 의해 하나 이상의 유형의 폴리우레탄으로 경화된다.
다른 구현예에서, 유체 결합제는 액체 폴리우레탄 성분을 포함한다.
다른 구현예에서, 하나 이상의 제1 유형 및/또는 제2 유형의 안료는 무기 안료, 유기 안료 또는 이들의 혼합물을 포함한다.
다른 구현예에서, 하나 이상의 제1 및/또는 제2 유형의 안료는 산화철, 산화철 수산화물, 산화크롬(III), 구리 프탈로시아닌 안료, 니켈 아조안료, 산화티탄 및 이들의 조합 중 어느 하나를 포함한다.
다른 구현예에서, 하나 이상의 유형의 첨가제는 UV 분해에 대해 탄성 및/또는 압축 탄성 과립뿐만 아니라 PU 코팅을 보호할 수 있는 힌더드 아민계 광 안정제 (HALS)이다.
다른 구현예에서, 하나 이상의 유형의 첨가제는 탄성 및/또는 압축 탄성 과립을 열분해로부터 보호하는 열 안정제이다.
다른 구현예에서, 하나 이상의 유형의 첨가제는 염화나트륨, 염화칼륨, 염화칼슘, 포름산 나트륨, 포름산 칼륨 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군의 동결/결빙 방지 첨가제이다. 첨가제는 과립 주위로 이동하며, 이로써 충전재 과립 입자 사이의 습도를 동결시킴으로써 얼음의 형성을 억제한다.
다른 구현예에서, 유체 결합제는 계면 활성제, 폴리우레탄 지방족 이소시아네이트, 폴리우레탄 방향족 이소시아네이트, 제올라이트, 항균제, 은, IR 반사 안료 및 이들의 조합 중 하나 이상을 추가로 포함한다.
다른 구현예에서, 폴리머 성분은 하나 이상의 유형의 모노머, 하나 이상의 유형의 부분적으로 중합된 폴리머 및 이들의 조합 중 어느 하나를 포함한다.
다른 구현예에서, 폴리머 성분은 물 및 촉매에 의해 하나 이상의 유형의 폴리우레탄으로 경화된다.
예를 들면, 폴리머 성분은 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트일 수 있다. 폴리머 성분은 또한 폴리올을 포함할 수 있다.
다른 구현예에서, 촉매는 아민 촉매 및 금속 유기 촉매 중 어느 하나를 포함한다.
다른 구현예에서, 상기 방법은 인조 잔디 충전재로서 과립을 제공하기 전에 후속 조성물을 건조시키는 단계를 추가로 포함한다.
초기 코팅으로 과립을 코팅한 후, 초기 조성물을 건조시키는 것도 가능할 수 있다; 그러나 필수적이진 않다. 탄성 및/또는 압축 탄성 과립 상의 초기 코팅 형성으로부터 남은 물은 후속 조성물의 반응에 사용될 수 있다.
본 발명의 전술한 구현예들 중 하나 이상은 결합된 구현예가 상호배타적이지 않는 한 결합될 수 있는 것으로 이해된다.
이하, 발명의 구현예들을 도면을 참조로 하여 단지 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 인조 잔디 카펫의 실시예를 예시하고;
도 2는 도 1의 인조 잔디 카펫으로부터 제조된 인조 잔디의 실시예를 예시하고;
도 3은 인조 잔디의 제조 방법을 예시하는 흐름도를 도시하고;
도 4는 스프링클러 시스템을 포함하는 인조 잔디의 실시예를 예시하고;
도 5는 인조 잔디 충전재의 실시예를 예시하고;
도 6은 도 5의 인공 잔디 충전재를 제조하기에 적합한 혼합 통의 실시예를 예시하고;
도 7은 도 5의 인공 잔디 충전재를 제조하기에 적합한 유동 반응기의 실시예를 예시한다.
도면에서 동일한 도면 부호는 동등한 요소이거나 동일한 기능을 수행한다. 앞서 논의된 요소들은 그 기능이 동등하다면 추후 도면에서 반드시 논의될 필요는 없을 것이다.
도 1 및 도 2는 인공 잔디 카펫 및 인공 잔디 충전재를 사용하는 인공 잔디의 제조를 예시한다. 도 1에서, 인공 잔디 카펫(100)을 볼 수 있다. 인공 잔디 카펫(100)은 배킹(102)을 포함한다. 도 1에 도시된 인공 잔디 카펫(100)은 본 실시예에서 터프트된 인공 잔디 카펫이다. 인공 잔디 카펫은 배킹(102)에 터프트된 인공 잔디 섬유 터프트(104)에 의해 형성된다. 인공 잔디 섬유 터프트(104)는 행으로 줄지어 터프트된다. 인접한 행들의 터프트 사이에는 행 간격(106)이 있다. 인공 잔디 섬유 터프트(104)는 또한 백킹(102) 위로 일정 거리 연장된다. 백킹(102) 위로 섬유(104)가 연장되는 거리는 파일 높이(108)이다. 도 1에서 인공 잔디 카펫(100)은 바닥(110) 또는 플로어에 위치시키거나 또는 부착시켜 설치된다.
도 2는 도 1의 인공 잔디 카펫(100)으로부터 제조된 인공 잔디(200)를 예시한다. 인공 잔디(200)을 제조하기 위해, 천연 섬유(204) 및 고무 과립(206)의 혼합물로 제조된 충전재(202)는 표면 상에 도포되고, 인조 잔디 섬유 터프트(704) 사이에 분포된다. 도 2는 인공 잔디 충전재(202)가 인공 잔디 섬유 터프트(704) 사이에 도포 및 분포된 후의 인공 잔디 카펫(200)을 도시한다.
인공 잔디 충전재(202)는 천연 섬유(204) 및 고무 과립(206)을 포함하는 것을 볼 수 있다. 일부 실시예에서 고무 과립(206) 및 천연 섬유(204)는 자유롭게 혼합된다. 다른 실시예에서 천연 섬유는 접착제 또는 결합제에 의해 적어도 부분적으로 고무 과립(206)과 부착된다.
도 3은 도 2에 도시된 인공 잔디(200)의 제조 방법을 예시한 흐름도를 도시한다. 첫 번째 단계(300)에서 천연 섬유(204)는 고무 과립(206)과 혼합된다. 다음 단계(302)에서 인공 잔디 카펫(100)은 표면(110) 상에 설치된다. 인공 잔디 카펫(100)은 파일(108)을 포함한다. 이후 단계(304)에서 인공 잔디(200)는 인공 잔디 충전재(202)를 파일(108) 내로 도포하여 형성한다.
도 4는 인공 잔디(200)의 추가의 실시예를 도시한다. 본 실시예에서 자동 스프링클러 시스템(400)은 인조 잔디(200) 내에 통합되어 있다. 스프링클러(400)는 인공 잔디(200)의 윗 표면 물(402)을 분무하는 것으로 묘사되어 있다. 고무 과립 및 천연 섬유 모두를 포함하는 충전재 성분과 함께 인공 스프링클러의 사용은 유익할 수 있다. 천연 섬유는 물을 흡수하고 증발을 통해 인공 잔디(200)의 표면을 차게 유지할 수 있다.
도 5는 인공 잔디 충전재(202')의 추가적인 실시예를 예시한다. 본 실시예에서는 외부 코팅(500)에 의해 고무 과립(206)에 부착된 천연 섬유(204)가 있다. 외부 코팅(500)은 결합제로서의 역할을 하고, 천연 섬유(204)를 고무 과립(206)에 접착할 수 있다. 도 5에 예시된 실시예의 다양한 변형이 있을 수 있다. 예를 들면, 일부 경우에 외부 코팅(500)이 적용되기 전에 고무 과립(206)은 하나 이상의 초기 코팅을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 천연 섬유(204)는 우선 고무 과립(206)에 부착되고, 그 후에 추가적인 코팅이 결합된 천연 섬유(204) 및 고무 과립(206) 모두에 위치할 수 있다. 일부 실시예에서는 천연 섬유(204)의 일부 만이 고무 과립(206)에 결합된다.
도 6은 도 5에 묘사된 인조 잔디 충전재(202')를 제조하기 위해 사용될 수있는 일부 장비를 예시한다. 도 6은 혼합 통(600)을 묘사한다. 혼합 통은 다수의 혼합 패들(604)와 연결된 회전가능한 축(602)을 가진다. 혼합 통(600)은 고무 과립(206) 및 천연 섬유(204)로 채워진다. 이후에, 고무 과립(206) 및 천연 섬유(204)는 초기 조성물을 형성함으로써, 인공 잔디 충전재로 제조될 수 있다. 초기 조성물은 고무 과립(206), 천연 섬유, 선택적으로 하나 이상의 제1 유형의 안료, 및 유체 결합제를 포함한다. 유체 결합제는 예를 들면, 하나 이상의 유형의 폴리머 성분을 포함할 수 있다. 다음 단계에서, 초기 조성물은 혼합된다. 이 단계 중에, 물과 촉매 초기 조성물에 혼합시키는 단계가 추가되어 유체 결합제 및 선택적인 하나 이상의 유형의 안료를 적어도 일부의 천연 섬유(204)와 고무 과립(206)을 함께 결합시키는 외부 코팅(500)으로 경화시킨다.
도 6에 묘사된 장치는 배치로서 인공 잔디 충전재를 제조하는데 사용될 수 있다. 또한, 유동 반응기를 사용하는 연속 공정으로서 인공 잔디 충전재를 제조할 수 있다.
도 7은 유동 반응기(700)의 실시예를 예시한다. 도 7에 도시된 실시예는 예시적인 것이며, 일정한 비율로 묘사된 것이 아닙니다. 유동 반응기(700)는 스크류 컨베이어(704)와 연결된 회전가능한 축(702)를 포함한다. 스크류 컨베이어(704)는 수평으로 장착된 아르키메데스(Archimedes) 스크류와 유사하다. 유동 반응기(700)는 고무 과립(206) 및 천연 섬유(204)로 채워진 것으로 도시될 수 있다. 회전가능한 축(702)이 회전되며, 천연 섬유(204) 및 고무 과립(206)이 유동 반응기(700)를 통해 이동하게 한다. 이는 또한 천연 섬유(204) 및 고무 과립(206)이 혼합되게 한다. 입구에서는 고무 과립(206) 및 천연 섬유(204)를 첨가하는 투입구(708)가 있다. 이는 축(702)가 회전함에 따라 연속적으로 수행될 수 있다. 이는 천연 섬유(204) 및 고무 과립(206)이 유체 결합제 및 선택적으로 하나 이상의 안료가 첨가되는 제1 입구로 향하게 한다. 투입구(710)에서 하나 이상의 안료 및 유체 결합제는 천연 섬유(204) 및 고무 과립(206)에 첨가되고, 축(702)이 회전됨에 따라 이와 혼합된다. 이들이 완전히 혼합될 때, 천연 섬유(204) 및 고무 과립(206) 및 하나 이상의 안료 및 유체 결합제는 초기 조성물(720)을 형성한다. 이 초기 조성물(720)은 이후 물 및 촉매의 제1 투입구(712) 하부로 운반된다. 물 및 촉매는 이 투입구(712)에서 연속적으로 또는 간헐적으로 첨가될 수 있다.
초기 조성물(720)이 추가적으로 유동 반응기(700)을 따라 이동하기 때문에, 유체 결합제 및 하나 이상의 안료는 도 5에 묘사된 바와 같이 외부 코팅(500)으로 경화된다. 천연 섬유(204)의 일부는 고무 과립(206)에 부착된다. 이 부분에서, 인공 잔디 충전재가 형성된다.
일부 실시예에서, 유동 반응기는 추가적인 층 또는 코팅이 적용될 수 있도록 추가적인 투입구를 가질 수 있다. 도 7은 또한 선택적인 투입구 (714 및 716)를 묘사한다. 외부 코팅(500)이 형성된 후에, 이 초기 조성물(720)은 유체 결합제 및 선택적으로 하나 이상의 안료를 첨가하기 위한 제2 투입구(714) 하부로 운반된다. 이 시점에서 보다 많은 안료 및 유체 결합제가 첨가되고, 초기 조성물(720)은 후속 조성물(722)이 된다. 초기 조성물 및 후속 조성물에 사용되는 안료는 동일하거나 상이할 수 있다.
후속 조성물(722)는 혼합되고 물 및 촉매의 제2 투입구(716) 하부로 운반된다. 물 및 촉매는 이후 후속 조성물(722)와 혼합되고, 시간이 지남에 따라 유동 반응기(700)의 말단으로 추가적으로 운반된다. 후속 조성물(722)가 유동 반응기(700)의 말단에 도달하면, 후속 코팅이 고무 과립(206) 및/또는 천연 섬유(204) 상에 형성된다. 마지막으로, 인공 잔디 충전재(202')가 배출구(717)에서 유동 반응기(700)를 빠져나간다. 이 지점에서 천연 섬유(204) 및 고무 과립(206) 인공 잔디 충전재(202')이다. 이후 인공 잔디 충전재(202')는 선택적으로 건조기(718)에 투입되는 것으로 도시되어 있다.
도 7로부터 유동 반응기가 또한 연장될 수 있다는 것이 명백하다. 예를 들어, 제3 또는 제4 또는 그 이상의 코팅을 가하는 것이 바람직한 경우, 유동 반응기(700) 내의 투입구의 수를 간단히 증가시킬 수 있다. 이는 과립을 다른 회전 속도로 이동시키거나 또는 가능하면 유동 반응기(700)를 더 길게 만들 수도 있다.
100 인공 잔디 카펫
102 배킹
104 인공 잔디 섬유 터프트
106 행 간격
108 파일(pile) 높이
110 바닥 또는 플로어
200 인공 잔디
202 인공 잔디 충전재
202' 인공 잔디 충전재
204 천연 섬유
206 고무 과립
300 천연 섬유와 고무 과립을 혼합
302 표면 상에 인공 잔디 카펫을 설치
304 인공 잔디 충전재를 파일 내에 도포
400 스프링클러
402 물
500 외부 코팅
600 혼합 통(mixing vat)
602 회전가능한 축
604 혼합 패들
700 유동 반응기
702 회전가능한 축
704 스크류 컨베이어
708 과립의 투입구
710 하나 이상의 안료 및 유체 결합제의 제1 투입구
712 물 및 촉매의 제1 투입구
714 하나 이상의 안료 및 유체 결합제의 제2 투입구
716 물 및 촉매의 제1 투입구
717 배출구
718 건조기
720 초기 조성물
722 후속 조성물

Claims (24)

  1. 인공 잔디(200)로서,
    인공 잔디 충전재(202, 202')를 포함하고,
    상기 인공 잔디 충전재는 고무 과립(206)과 혼합된 천연 섬유(204)를 포함하고, 상기 인공 잔디 충전재는 10 중량% 내지 40 중량%의 천연 섬유를 포함하고, 상기 천연 섬유는 마 섬유, 면 섬유, 삼베 섬유, 사이잘 섬유, 엘리펀트 그래스(elephant grass) 섬유, 셀룰로스 섬유 및 이들의 조합 중 어느 하나를 포함하는 인공 잔디.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인공 잔디 충전재는 천연 섬유 및 고무 과립으로 구성되는 인공 잔디.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 고무 과립은 가황된 고무 과립인 인공 잔디.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가황된 고무 과립은 충전 물질을 추가로 포함하는 인공 잔디.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 충전 물질이 카올리나이트, 백악, 및 이들의 조합 중 어느 하나를 포함하는 인공 잔디.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가황된 고무 과립은
    15 중량% 내지 25 중량%의 EPDM 과립; 및/또는
    23 중량% 내지 26 중량%의 미네랄 오일; 및/또는
    50 중량% 내지 55 중량%의 충전 물질
    을 포함하는 인공 잔디.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 천연 섬유는 0.3 cm, 0.5 cm, 및 1 cm 중 어느 하나로부터 선택되는 최대 길이를 가지는 인공 잔디.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가황된 고무 과립은 폴리에틸렌계 염료 및 상용화제를 추가로 포함하는 인공 잔디.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고무 과립은 0.5 mm 내지 5.0 mm, 0.7 mm 내지 4.0 mm, 및 0.8 mm 내지 3.0 mm 중 어느 하나의 직경을 가지는 인공 잔디.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인공 잔디는 인공 잔디 카펫(100)을 포함하는 인공 잔디.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인공 잔디는 스프링클러 시스템(400)을 추가로 포함하는 인공 잔디.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고무 과립은 하나 이상의 외부 코팅(500)을 포함하고, 상기 하나 이상의 외부 코팅은 결합제를 포함하고, 상기 천연 섬유의 적어도 일부가 상기 외부 코팅 중 어느 하나에 의해 고무 과립과 부착되는 인공 잔디.
  13. 적어도 부분적으로 인공 잔디를 제조하는 방법으로서,
    상기 방법은 천연 섬유와 고무 과립을 혼합(300)하여, 인공 잔디 충전재를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 인공 잔디 충전재는 10 중량% 내지 40 중량%의 천연 섬유를 포함하고, 상기 천연 섬유는 마 섬유, 면 섬유, 삼베 섬유, 사이잘 섬유, 엘리펀트 그래스 섬유, 셀룰로스 섬유 및 이들의 조합 중 어느 하나를 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 방법은,
    - 표면 상에 파일을 포함하는 인공 잔디 카펫을 설치하는 단계(302); 및
    - 상기 인공 잔디 충전재를 상기 파일 내에 도포하는 단계(304)
    를 추가로 포함하는 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    - 천연 섬유와 고무 과립, 및 유체 결합제를 포함하는 초기 조성물(720)을 제공하는 단계; 및
    - 초기 조성물을 혼합하는 단계
    를 추가로 포함하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 초기 조성물은 제1 유형의 안료를 추가로 포함하고, 상기 유체 결합제는 하나 이상의 유형의 폴리머 성분을 포함하며, 상기 방법은 초기 조성물을 혼합하는 동안, 물 및 촉매를 초기 조성물에 첨가하여 유체 결합제 및 하나 이상의 유형의 안료를 과립의 초기 코팅으로 경화시키는 단계를 포함하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 방법은
    - 초기 코팅을 갖는 고무 과립과 천연 섬유, 제2 유형의 안료, 및 유체 결합제를 포함하는 후속 조성물(722)을 제공하는 단계;
    - 후속 조성물을 혼합하는 단계; 및
    - 후속 조성물을 혼합하는 동안, 물 및 촉매를 후속 조성물에 첨가하여 유체 결합제 및 하나 이상의 유형의 안료를 과립의 후속 코팅으로 경화시키는 단계
    를 추가로 포함하는 방법.
  18. 제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고무 과립은 0.1 mm 내지 3.0 mm의 평균 직경, 및/또는 5.0 mm 미만의 최대 직경을 가지는 방법.
  19. 제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머 성분은 물 및 촉매에 의해 하나 이상의 유형의 폴리우레탄으로 경화되는 방법.
  20. 제13항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유체 결합제는 액체 폴리우레탄 성분을 포함하는 방법.
  21. 잔디 충전재(202, 202')로서,
    인공 잔디 충전재는 고무 과립(206)과 혼합된 천연 섬유(204)를 포함하고, 상기 인공 잔디 충전재는 10 중량% 내지 40 중량%의 천연 섬유를 포함하고, 상기 천연 섬유는 마 섬유, 면 섬유, 삼베 섬유, 사이잘 섬유, 엘리펀트 그래스 섬유, 셀룰로스 섬유 및 이들의 조합 중 어느 하나를 포함하는 잔디 충전재.
  22. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 인공 잔디 또는 제21항에 따른 잔디 충전재로서,
    상기 고무 과립은 외부 코팅(500)을 포함하고, 외부 코팅 중 어느 하나는 고부 과립의 표면의 일부를 커버하며 결합제를 포함하고, 여기서 상기 천연 섬유의 적어도 일부가 상기 외부 코팅 중 어느 하나에 의해 고무 과립과 부착되고,
    외부 코팅의 다른 하나는 고무 과립의 다른 일부 및 상기 외부 코팅의 하나의 표면을 커버하며 다른 결합제를 포함하고, 여기서 상기 천연 섬유의 적어도 다른 일부가 상기 외부 코팅의 다른 하나에 의해 고무 과립과 부착되는 인공 잔디 또는 잔디 충전재.
  23. 적어도 부분적으로 인공 잔디용 잔디 충전재를 제조하는 방법으로서,
    상기 방법은 천연 섬유(204)와 고무 과립(206)을 혼합하여, 인공 잔디 충전재를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 인공 잔디 충전재는 10 중량% 내지 40 중량%의 천연 섬유를 포함하고, 상기 천연 섬유는 마 섬유, 면 섬유, 삼베 섬유, 사이잘 섬유, 엘리펀트 그래스 섬유, 셀룰로스 섬유 및 이들의 조합 중 어느 하나를 포함하는 방법.
  24. 제13항 또는 제23항에 있어서,
    - 천연 섬유와 고무 과립, 및 하나 이상의 유형의 폴리머 성분을 포함하는 유체 결합제를 포함하는 초기 조성물을 제공하는 단계;
    - 초기 조성물을 혼합하는 단계;
    - 초기 조성물을 혼합하는 동안, 물 및 촉매를 초기 조성물에 첨가하여 유체 결합제를 과립의 초기 코팅으로 경화시키는 단계;
    - 초기 코팅을 갖는 고무 과립과 천연 섬유, 및 유체 결합제를 포함하는 후속 조성물을 제공하는 단계;
    - 후속 조성물을 혼합하는 단계; 및
    - 후속 조성물을 혼합하는 동안, 물 및 촉매를 후속 조성물에 첨가하여 유체 결합제를 과립의 후속 코팅으로 경화시키는 단계
    를 추가로 포함하는 방법.
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