KR20210005736A - 합성 섬유 및 이러한 섬유를 포함하는 인공 잔디밭 - Google Patents

Abstract

인공 잔디밭, 특히 인공 잔디 운동장에 사용되기 위한 모노필라멘트 타입의 합성 섬유로, 상기 합성 섬유는 곡선화된 단면을 갖고, 이때 상기 합성 섬유는 8 미만, 바람직하게는 4.5 및 3.8 사이, 그리고 더욱 바람직하게는 4.4 및 4.0 사이의 최대 두께에 대한 중앙선 호 길이를 갖고, 이때 상기 섬유의 상기 둘레의 표면은 파평 패턴이 주어진다.

Description

합성 섬유 및 이러한 섬유를 포함하는 인공 잔디밭{SYNTHETIC FIBRE AND AN ARTIFICIAL LAWN COMPRISING SUCH A FIBRE}

본 발명은 합성 섬유들 및 이러한 섬유를 포함하는 인공 잔디밭에 대한 것이다. 더욱 특히, 본 발명은 곡선의(curved) 단면을 갖는 잔디(grass)-같은 모노필라멘트(monofilament) 타입의 섬유들 및 인공 잔디밭(grass lawn), 특히 이러한 섬유를 포함하는, 인공 잔디 운동 경기장에 대한 것이다.

자연 잔디는 자주 집중적으로 사용되며, 그 결과 및 다양한 날씨의 영향들과 같은 다른 것들의 결과로서, 많은 손상을 견딘다. 다수의 인공 잔디밭(lawn)들이 자연 잔디의 대체제를 제공하기 위하여 도입되어 왔다. 이들 인공 잔디밭들은 실내 및 실외 모두에서 사용된다. 이러한 실외 인공 잔디밭의 잘 알려진 예는 인공 잔디 운동장으로, 예컨대 축구, 필드 하키, 테니스, 미식축구 등을 하기 위한 것이다. 예컨대, 동일 출원인의 이름인 WO 2010/082816 A1에는 이러한 인공 잔디밭이 공개되어 있다.

인공 잔디 운동장들과 같은 인공 잔디밭들은 유지비가 덜 들고 자연 잔디로 된 잔디밭보다 훨씬 집중적으로(intensively) 사용/운동하게(played-on) 할 수 있다. 그러나 인공 잔디밭들은 강한 사용의 결과로서 그것들이 받는 로드(loads)들을 견뎌낼 수 있도록 특정 물성들을 가져야 한다. 게다가 그것들은 자연적인 겉모양을 보여야 한다.

인공 잔디밭들에 사용되는 합성 섬유들의 문제점은 사용되는 동안 지표면에 대하여 편평한 방향을 띠는 경향이 있다는 것이다. 이는 잔디밭에서 소위 "베어 팻치(bare patches)들"을 야기할 수 있고, 이렇게 하여 부상의 위험을 높이고, 플레이 특성(playing characteristic)들을 감소시키며, 그리고/또한 자연적인 겉모양을 덜하게 하는 등을 야기할 수 있다.

적어도 특히, 이러한 문제점들을 극복하기 위하여, 충전재(infill)의 두꺼운 층이 인공 잔디밭에 제공될 수 있다. 이러한 충전재의 두꺼운 층은 예컨대, EP 1158099 A2에 공개되어 있다. 그러나 충전재의 이 두꺼운 층을 설치하는 것은, 자연 잔디밭의 설치보다 더 노동 집약적이다. 게다가, 시간이 경과함에 따라 잔디밭의 비-균질적인 사용으로 인해 충전재가 덜 균일한 분포를 갖게 되므로, 상당히 더 많은 유지비가 요구된다.

충전재의 두꺼운 층을 위한 대체제는 증가된 강성(stiffness) 및 탄성(resilience)을 갖는 합성 섬유들을 갖는 인공 잔디밭을 제공하는 것이다. 이 결과는 화학적 조성 및/또는 공정(processing) 방법을 변화시킴으로써 달성될 수 있다. 그러나 이는 더 복잡한 생산 공정 및/또는 부상 위험이 증가된 거친 인공 잔디밭을 야기할 수 있기 때문에 바람직하지 않다.

전술한 바와 같은 문제를 위한 다른 해결법은, 예컨대 WO 2010/082816 A1에 공개된 대로 합성 섬유의 기하학적 구조(geometry)를 조정하는 것이다. 여기에 공개된 섬유는 필드에서 운동을 할 때 그 위에 적용되는 로드에 대하여 증가된 저항성을 갖는, 그러한 기하학적 구조를 갖는다. 그러나 섬유의 표면이 부드럽고, 사용되는 화학 조성물들과 결합하여 빛나고, 부자연스럽고 합성적인 겉모습을 야기한다. WO 2005/005730 A1에는, 강성-증강제(stiffness-enhancing agents)를 포함하는 것이 공개되어 있다. 이들 제제들(agents)은, 즉, 돌출 리브들(protrusion ribs)은 섬유의 강성/탄성을 증가시키며, 부드럽지 않은 표면때문에, 합성 섬유의 빛나는 겉모습을 감소시키는 광 산란 효과를 보인다.

WO 2010/082816 A1 및 WO 2005/005730의 양 문서들에 기재된 섬유들의 두꺼워지거나 좁아진 부분들, 소위 "스파인(spines)" 또는 "버클(buckles)"의 존재 때문에, 섬유의 균열 또는 쪼개짐을 야기할 수 있는 로드가 그 위에 가해질 때, 물질 응력들(material stresses)의 집중이 필연적으로 발생될 것이다.

본 발명의 목적은 인공 잔디밭에 사용하기 위한 개선된 합성 섬유를 제공하는 것이다. 더욱 특이적으로, 본 발명의 목적은 또한 섬유의 쪼개짐으로 인한 마모된(worn) 편평함(flat)의 감소된 위험 및 개선된 자연적으로 보이는 겉모습을 갖는 합성 섬유를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 인공 잔디밭에 사용하기 위한 개선된 합성 섬유를 제공하는 것이다. 더욱 특이적으로, 본 발명의 목적은 또한 섬유의 쪼개짐으로 인한 마모된(worn) 편평함(flat)의 감소된 위험 및 개선된 자연적으로 보이는 겉모습을 갖는 합성 섬유를 제공하는 것이다.

인공 잔디밭, 특히 인공 잔디 운동장에 사용되기 위한 모노필라멘트 타입의 합성 섬유로, 상기 합성 섬유는 곡선화된 단면을 갖고, 이때 상기 합성 섬유는 8 미만, 바람직하게는 4.5 및 3.8 사이, 그리고 더욱 바람직하게는 4.4 및 4.0 사이의 최대 두께에 대한 중앙선 호 길이를 갖고, 이때 상기 섬유의 상기 둘레의 표면은 파평 패턴이 주어진다.

섬유의 쪼개짐으로 인한 마모된(worn) 편평함(flat)의 감소된 위험 및 개선된 자연적으로 보이는 겉모습을 갖는 합성 섬유를 제공하는 것이다.

도 1a-1b는 본 발명의 한 측면에 따른 최대 두께에 대한 중앙 선 호(arc) 길이 비율을 갖는 합성 섬유의 바람직한 예들을 보여준다.
도 1c-1d는 본 발명의 한 측면에 따른 최대 두께에 대한 중앙 선 호 길이 비율 및 파형(물결 형상) 패턴이 주어진 둘레(circumference)를 갖는 합성 섬유의 바람직한 예들을 보여준다.
도 2-11은 본 발명의 다른 측면들에 따른 합성 섬유를 보여주며, 이때 상기 섬유는 서로 다른 단면 형상들을 갖고, 상기 섬유는 상기 둘레 표면을 빙둘러 서로 다른 형상들이 주어지고;
도 12 및 13은 본 발명에 따른 합성 섬유를 포함하는 인공 잔디밭의 몇몇의 예들을 도식적으로 보여준다.

개요

본 발명의 첫 번째 관점에 따르면, 인공 잔디밭에의 사용을 위한 모노필라멘트 타입의 합성 섬유가 제공되며, 특히, 인공 운동 잔디밭에의 이용을 위한 것으로, 합성 섬유가 곡선의(curved) 단면을 갖는 것으로, 이 때 합성 섬유는 8 미만의 최대 두께(T)에 대한 중앙 선 호(arc) 길이(L) 비율(L/T)을 갖는다. 더욱 특히, 더 나아간 측면에서, 최대 두께에 대한 중앙 선 호 길이(L) 비율((L/T)은 4.5 및 3.8 사이이며, 더욱 바람직하게는 4.4 및 4.0이다.

더 나아간 예에서, 합성 섬유는 0.9 미만의 오목(concave) 표면(surface) 반지름(R2)에 대한 볼록(convex) 표면 반지름(R1) 비율(R1/R2)을 갖는다. 더욱 특히, 상기 오목 표면 반지름(R2)에 대한 볼록 표면 반지름(R1) 비율(R1/R2)은 0.6 및 0 사이이며, 더더욱 특히 0.35 및 0 사이이다.

더 나아간 예에서, 상기 합성 섬유는 1000 텍스(tex) 및 2500 텍스 사이의 선형 질량 밀도(linear mass density)를 갖는다.

WO 2005/005730 A1으로부터 강성(stiffness)-증강제를 갖는 합성 섬유가 알려져 있다. 이들 제제들은 돌출 리브들(protrusion ribs)로서 배열되며, 섬유의 강성을 증가시킨다. 상기 강성-증강제들은 섬유의 중심축(central axis)에서 또는 섬유의 윙(wings)들의 양 끝들에서 제공된다. 이들 강성-증강제들은 한 편으로는 섬유의 강성을 증가시키며, 다른 한 편으로는 섬유의 균열 또는 쪼개짐의 위험을 증가시킨다. 그러나 이는 이러한 디자인의 원치 않은 부작용이다. 플레이하는 도중 섬유는 여기에 적용되는 큰 로드에 노출된다. 이러한 큰 로드의 결과로서, 상기 섬유는 물질 응력(material stress)을 보이는데, 이 응력은 섬유의 약한 지점에 집중된다. 이들 약한 지점들은 섬유의 매끄럽지 않은(non-smooth) 표면 때문애 응력이 집중되는 지점들이다. 섬유에 추가된 리브들이 리브 형상이 돌출되는 곳인 지점에서 매끄럽지 않은 이행(transition)을 보이기 때문에, 이 지점에서 응력의 집중은 운동장의 이용 동안 직접, 또는 추후 필연적으로, 섬유가 균열되거나 쪼개지게 야기한다.

WO 2005/005730A1에서 알려진 섬유와 같은, 알려진 선행기술 섬유들은 중앙 선 호(centre line arc) 길이에 대한 특정 두께 비율을 갖는데, 다른 것들 사이에서도, 이 비율은 가요성(flexibility), 탄성 및 굽힘 강도(flexural strength)와 같은 섬유의 물성들/특성들을 결정한다. 곡선의 단면 섬유들을 위하여, 이 두께는 최대의 두께이며, 섬유의 중앙 부분(portion)에 위치한다(예컨대 도 1a-d의 "T" 참조). 중앙 선 호 길이는 중앙 선의 길이이다(예컨대 도 1a-d의 "L" 참조). 특정 곡률(curvature) 또는 반지름을 갖는 곡선의 섬유들의 중앙선으로써, 이 중앙선 호의 길이는 섬유의 폭(W) 전체(over all)보다 크다. 본 발명에 따른 섬유의 비율은 상기 섬유의 폭이 아닌 상기 중앙 호 선의 길이에 의하여 결정된다.

본 발명의 첫 번째 관점에 따른 합성 섬유는 8 미만, 바람직하게는 4.5 및 3.8의 사이, 그리고 더욱 바람직하게는 4.4 및 4.0 사이의 L/T 비율을 갖는다. 더 나아간 관점에 따르면, 상기 섬유는 0.9 미만, 바람직하게는 0.6 및 0 사이, 그리고 더욱 바람직하게는 0.35 및 0 사이의 R1/R2 비율을 갖는다. 더 나아간 관점에 따르면, 상기 섬유는 1000 텍스 및 2500 텍스 사이의 선형 질량 밀도를 갖는다.

연구는 본 발명의 전술된 관점들의 첫 번째 관점 또는 첫 번째 및 그 이상의 관점들에 따른 이러한 합성 섬유가 개선된 미적 특질(aesthetics)(예컨대, 외관) 및 기계적 성질들을 가지며, 면밀하게 천연(natural) 잔디(turf)처럼 보이게 만들어진다는 것을 보였다. 반면, 선행 기술 합성 섬유들은 그 위에 적용되는 로드에 비-최적인(non optimal) 강성을 보이며, 전술한 대로 선형 질량 밀도의 범위 내에 L/T, R1/R2 비율을 갖는 본 발명의 한 측면에 따른 합성 섬유는 여기에 적용된 로드에 증가되는 최적의 강성을 갖는다. 상기 섬유는 탄성, 가요성, 강도(strength) 및 강성(stiffness)의 증가되고 더욱 최적의 결합을 보인다.

더 나아간 예에서, 상기 곡선의 단면은 최대 두께 및 최소 두께를 갖는 테이퍼된(tapered) 가장자리(edge)를 갖는 중앙 부분을 갖는다. 이러한 섬유 두께 결합의 섬유 기하학적 구조(geometry)는 섬유의 휨 탄성(bending resilience)의 것과 함께 강성 및 가요성의 바람직한 균형을 제공하여, 인공 잔디밭에서 편평한 방향을 방지한다.

더 나아간 예에서, 상기 단면 형상은 원호(circular segment) 형상의 단면을 가지며, 또다른 예에서, 상기 합성 섬유는 곡선을 이루는 볼록 측면(side) 및 직선에 의하여 형성된 측면을 갖는다. 본 발명의 관점에 따른 합성 섬유는 볼록 측면 및, 직선 및 강한 오목 선 사이의 어디든 다른 측면이 주어질 수 있다.

본 발명의 한 측면에 따르면, 둘레의(circumferential) 면 주면에(around) 파형 패턴이 주어지는 합성 섬유는, 예컨대 WO 2005/005730로부터 알려진 섬유와 같은 선행 기술 섬유들에 대하여, 증가된 강성을 갖는데, 이는 패턴의 모든 물결(웨이브, waves)들이 강성 증강 역할을 하기 때문이다. 추가의 이점은 많은 물결 파형 패턴을 갖는 표면 윤곽(contour)의 부드러운 이행(transition)에 있다. 이 파평 패턴은 섬유의 균열 또는 쪼개짐의 증가도니 위험 없이 증가된 강성을 보인다. 사용하는 동안 섬유에 적용되는 모든 로드들은 많은 물결들에 의하여 섬유의 전체(whole) 표면을 따라 나뉘어진다. 이 증강된 응력 분포 때문에, 섬유의 표면에는 응력 집중 지점이 존재하지 않는다. 따라서 그것은 쪼개지거나 균열이 일어날 가능성이 적은 이러한 파형 패턴을 갖는 섬유를 위한 것이다. 더 나아간 예에서, 상기 파형 패턴은 또한 배열될수 있고(arrange), 세로 방향으로 연속적으로 연장될 수 있다.

합성 섬유들의 생산을 위하여, 화학 조성물의 선택이 제한된다. 몇몇의 폴리머들은 섬유들의 생산을 위하여 사용될 수 있다. 예컨대, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아마이드 또는 이들의 조합(combination)이 사용될 수 있다. 섬유가 이러한 조성물들로부터 생산될 때, 그것은 그 표면에 반짝반짝하는(shiny) 효과를 갖는다. 이 반짝반짝하는 효과는 섬유에 비자연적인 외관을 준다. 이 효과를 감소시키기 위하여 조성물에 특정 화학 첨가제들을 추가함에 따라, 그것은 또한 섬유의 고유한 특성을 원하지 않는 효과로 변화시킨다. 그러나 파형 패턴의 표면을 갖는 섬유는 이 문제에 대한 해답을 제공한다. 화학 조성물의 변화 또는 첨가제의 이용이 필요하지 않다. 상기 섬유 표면 상의 파형은 중대한 광 산란 효과를 갖고, 따라서 상기 섬유는 더욱 "윤기없는(dull)" 외과을 갖는다. 상기 물결 패턴된 표면은 서로 다른 방향들로 빛을 반사하여, 광 산란 효과를 야기한다. 상기 합성 섬유는 원호(circular segment) 형상의 단면 또는 볼록 측면(side) 및 직선에 의하여 형성된 측면을 갖는 단면 중 어느 하나가 주어질 수 있다.

최대 두께 중앙 부분 및 그 둘레를 빙 둘러 파형 패턴을 갖는 테이퍼된 가장자리들을 갖는 곡선화된 단면을 갖는, 본 발명의 한 측면에 따른 인공 섬유의 섬유 특성들은 상기 파형들의 양을 변화시키거나 그리고/또는 그것의 크기/치수를 조정함으로써 더욱 최적화될 수 있다. 파형들의 양을 증가시키는 것은 광 산란 효과를 증가시켜, 상기 섬유를 더욱 윤기없이 만들고, 따라서 더욱 자연적인 외관을 만든다. 상기 파형(물결 형상)들의 크기/치수를 증가시키는 것은 상기 섬유의 강성을 증가시키도록 이끄는데, 이는 상기 물결(파)들이 강성 증강 수단들로서 작용하기 때문이다. 더 큰 물결들은 더 큰 강성-증강 효과를 보일 것이다.

더 나아간 예에서, 상기 파형 패턴은 사인(sine) 파형 패턴이다. 사인 파형의 이점은 그것이 패턴의 안티노드(antinode, 파복)들 사이에서 더 부드러운 물결 이행(transition)을 보이는 것이다. 그러므로 상기 섬유는 강성을 잃지 않고, 쪼개짐/균열의 증가된 위험 없이 더 큰 로드에 견딜 수 있다.

더 나아간 다른 예에서, 상기 파형 패턴은 낫(sickle) 형상의 패턴이다. 상기 섬유의 표면에 낫 형상의 패턴이 주어질 때, 섬유의 더 많은 표면이 엠보싱(embossed), 즉 움푹 들어가게(sunken) 된다. 상기 섬유의 표면의 빛을 켜는 대부분은 엠보싱된 위치(location)들에서 섬유를 켜는 것이다. 이들 광선들은 반사되는데, 그러나 광원을 향해 돌아가는 것이 아니고, 그것들은 엠보싱된 낫 형상 내에서 서로 다른 자리(position)들을 향해 반사된다. 이런 식으로 상기 광원들은 산란되어, 그림자를 드리우는(shadow casting) 효과를 야기하여, 광택을 감소시키기 때문에, 상기 섬유에 더욱 자연적인 외관을 주게 된다.

더 나아간 다른 예에서, 상기 곡선화된 합성 섬유의 볼록 측면 상의 상기 파형 패턴은 상기 곡선화된 합성 섬유의 오목 측면 상의 것과 동일한 수의 안티노드들을 갖는다. 또한 상기 곡선화된 합성 섬유의 볼록 측면 상의 상기 파형 패턴의 안티노드들은 상기 곡선화된 합성 섬유의 상기 오목 측면 상의 상기 파형 패턴의 노드(node)들에 반대되어 위치할 수 있다.

다른 예에서, 상기 곡선화된 합성 섬유의 상기 볼록 측면 상의 상기 파형 패턴은 상기 곡선화된 합성 섬유의 상기 오목 측면 상의 것보다 더 많은 수의 파복(antinodes, 안티노드)들을 갖는다.

또다른 예에서, 상기 볼록 측면 또는 상기 오목 측면 중 어느 하나 상의 안티노드들의 수는 적어도 4이나 30을 초과하지는 않는다.

또다른 예에서, 상기 물결 패턴의 적어도 일부 물결들은 서로 다른 치수들을 갖는다.

상기 파형들의 치수를 변화시키면서, 상기 섬유의 상기 특성들이 변화될 수 있다. 서로 다른 크기들, 돌출부(protrusion)들, 치수들 등을 결합시킴으로써, 효과들의 결합이 달성될 수 있다. 예컨대, 큰 물결은 작은 것들과 번갈아 나와 강성, 광 산란 효과, 섬유 탄성 등과 같은 서로 다른 효과들을 결합한 게 될 수 있다.

본 발명의 또다른 예에서, 인공 잔디밭에 사용하기 위한 상기 모노필라멘트 타입의 합성 섬유가 제공되며, 이는 특히 인공 잔디 운동장(sports lawn)인데, 합성 섬유는 곡선화된 단면을 갖고, 이때 상기 합성 섬유의 둘레의 표면에는 파형 패턴이 제공된다. 또한, 상기 파형 패턴은 상기 섬유의 세로 방향으로 배열된다. 더 나아간 예에서, 상기 파형 패턴은 사인 파형 패턴 또는 낫 2011년 6월 30일 형상 패턴이다.

본 발명은 또한 한 예에서, 인공잔디, 특히 인공 잔디 운동장을 제공하는데, 이는 여기에 결합한 상기 기술한 특징들 중 임의의 것에 따른 인공 섬유들을 갖는 기질(substrate)을 포함한다.

상기 전술한 것들 및 본 발명의 다른 특징들 및 이점들은 도면들에 의한 방식으로만 제공된 첨부된 도면들에 관한 하기 설명에서 보여지며, 이는 본 발명을 제한하는 것은 아니다.

도면들의 자세한 설명

본 발명을 더 잘 이해하기 위하여, 구성요소들 등은 하기 도면들의 설명들에서 동일한 참고 번호들에 의하여 표시된다.

도 1a는 본 발명의 한 예의 단면을 보이는데, 이때 합성/인공 섬유 참고 번호 10a로, 예컨대 합성 잔디 운동 섬유가 설명되고, 이는 바람직하게는 압출 공정에 의하여 수득된 모노필라멘트 타입의 것이다.

도 1a에 나타난 섬유 10a의 곡률(curvature)의 양 또는 곡률 반경 10a6은 인공 잔디밭의 그것이 제공된 곳에서의 특성에 영향을 미친다. 곡률을 증가시키는 것은 상기 섬유의 휨 강성(flexural stiffness)을 증가킬 것인데, 이 결과, 상기 섬유 10a가 부분을 형성하는 상기 인공 잔디밭에서 불필요하게 편평한 배향(orientation)을 띠지 않게 한다. 그러나 강성을 증가시키는 것은 상기 인공 잔디밭의 플레이 특성들을 감소시킬 수 있는데, 이는 그 위에서 플레이할 때, 특히 그 위에서 슬라이딩 태클( sliding tackle)이 일어날 때, 그것이 부상의 위험이 증가하도록 이끌 수 있기 때문이다.

그러나 상기 강성을 감소시키는 것은 상기 인공 잔디밭 위에서 플레이를 하는 동안 상기 섬유가 더 편평한 배향을 띠도록 하는 경향을 가질 것이다. 그 결과, 상기 인공 잔디밭의 상기 플레이 특성들과 관련하여 상기 섬유의 기능성이 사라질 것이다. 필드에서 "벗겨진(bare)" 부분들(patches)이 나타나게 될 것이고 부상의 위험이 거기에서 증가된다.

그러므로 한 편으로는 편평한 배향을 방지하기 위하여, 그리고 다른 한 편으로는, 그럼에도 불구하고 부상의 낮은 위험을 갖는 상대적으로 부드러운 선수 친화적인 인공 잔디밭을 제공하기 위하여 선택적인 강성이 요구된다. 이러한 특성들을 갖는 인공 섬유는 도 1a-1d에 공개된 본 발명의 예에 있다.

도 1a는 상기 섬유 10a가 곡선화된 형성을 갖는 것을 보여주는데, 도1a의 곡선 반경(curve radius) 10a6는 나타내는 것 뿐이다. 본 발명은 도 1a에 보여진 곡률에 제한되는 것이 아니며, 또한 더 곡선화된 섬유 또는 덜 곡선화된 섬유도 본 발명의 예에 포함되는 것으로 고려된다. 상기 오목 표면 반지름 10a7 (R2) 및 상기 볼록 표면 반지름 10a8 (R1) 사이의 비율은, 이 예에서, 0.9 미만이며, 바람직하게는 0.6 및 0 사이이고, 더욱 바람직하게는 0.35 및 0 사이이다. 도 1b에 보여진 섬유는 그것의 오목 측면 R2에서 편평한 표면을 갖는다.

강성 외 섬유의 다른 특성들도 인공 잔디 운동장의 플레이 능력(playability)에 영향을 미친다. 천연 같은 인공 잔디 운동장을 제공하기 위하여 여기에 사용되는 섬유들은 또한 선택적인 가요성 및 탄성을 가져야 한다. 가요성은 그 위에서 플레이가 이루어질 때 높은 물질 응력을 겪을 때 상기 섬유가 쪼개지거나 균열이 일어나는 것을 방지할 수 있다. 탄성은 플레이 동안 그 위에 적용되는 힘들의 충격 후 상기 섬유가 세워진 배향을 다시 띠도록 하는데 필요하다.

도 1a에 보여진 섬유 10a는 가장자리들 10a1a, 10a1b의 근처에서 테이퍼되고, 중앙 부분 10a1c에서 그것의 최대 두께에 도달한다. 여기에 보여진 섬유 10a는 상대적으로 얇은 가장자리들 10a1a, 10a1b를 갖는다. 이 두께를 증가시키는 것은 상기 섬유의 강성을 증가시킬 것이다. 10a1a and 10a1b의 가장자리들은 바람직하게는 둥글다(round). 본 발명에 따른 상기 섬유10은 그러므로, 플레이 특성들에 긍정적인 효과를 갖는 날카롭지 않은(non-sharp) 가장자리들을 가질 뿐 아니라, 그것은 또한 예컨대 슬라이딩 또는 태클을 할 때, 부상의 위험을 감소시킨다.

도 1a에 공개된 상기 섬유 10a의 상기 중앙선 호 길이 10a6는, 상기 섬유의 가운데, 중앙 부분 10a1c에서 측정한, 두께 T10a3 보다 명백하게 더 크다. 상기 중앙선 호 길이 10a6는 상기 섬유 10a1a의 한 끝으로부터 다른 10a1b까지 점선 Rc 10a6의 길이에 의하여 결정되며, 이것으로 정의된다. 본 발명에 따르면, 상기 중앙선 호 길이 10a6 및 상기 최대 두께 10a3 사이의 비율(L/T)은 8 미만이고, 바람직하게는 4.5 및 3.8 사이이고, 더욱 바람직하게는 4.4 및 4.0 사이이다.

본 발명의 한 측면 및 도 1에 공개된 바람직한 예에 따른 섬유의 선형 질량 밀도는 1000 텍스 및 2500 텍스 사이의 범위에 있다. 두께에 대한 상기 중앙 호 선 길이는 섬유의 텍스에 의존하기 때문에, 본 발명의 측면에 따른 섬유의 두께 또는 상기 중앙 호(arc) 선 길이는, 상기 텍스 및 상기 중앙 호 선 길이 및 두께 중 하나가 주어질 때 계산될 수 있다.

전술한 특성들은 변화할 수 있으며, 강성, 가요성 및 탄성의 최적의 결합은 본 발명의 측면에 따라 달성될 수 있는데, 이 때, 상기 섬유는 전술한 대로의 L/T 비율을 갖는 섬유 10a이고, 상기 섬유 10a는 개선된 특성들을 보인다. 연구는 특히 이 측면(aspect)들에 따른 섬유 10a의 강성이 선행기술 섬유들에 대하여 상당히 증가하였다는 것을 보여준다. 상기 섬유 10a 특성들은 충분한 탄성 및 가요성이 달성될 뿐 아니라, 휨 강성 또한 보여, 상기 섬유 10a가 부분을 형성하는 합성 잔디 운동장 섬유의 경우에 인공 잔디밭 또는 인공 잔디 운동장에서 불필요하게 편평한 배향을 띠지 않게 하는, 그러한 것이다.

본 발명의 한 측면에 따른 또한 도 1a-1d에 따른 이러한 섬유는 바람직학게는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아마이드, 코폴리머(copolymer), 또는 이러한 폴릴머들의 하나 또는 그 이상의 블렌드(blend)로 만들어진다. 상기 합성 섬유의 가능한 예들에서, 상기 섬유는 따라서, 영구적으로 탄력있는(elastic) 합성 폴리머인, 고무 또는, 로드에 걸리는 탄력이 있는(elastic) 범위 내에 남아 있을, 합성 (코)폴리머로 만들어 질 수 있다.

앞서 언급한 특성들은 바뀔 수 있으며, 이것들의 최적의 결합은 본 발명의 측면에 따라 달성될 수 있고, 이때 상기 섬유는, 상기 둘레의 표면을 빙 둘러 파형 패턴이 주어진, 도 1c에 나타난 대로의 섬유 10c이다. 상기 파형 패턴에는 노드들 10c9b 및 안티노드들 10c9a가 제공된다. 도 1c에 나타난 상기 섬유 10c는 양 측면들에 동일하지 않은 양의 노드들 10c9b 및 안티노드들 10c9a를 갖는다. 상기 섬유 10c의 상기 오목 측면으로, 상기 측면은 상기 섬유 10c의 상기 중앙 부분 10c1c의 위에 있는 것인 오목 측면은, 7개의 노드들 10c9b 및 6개의 안티노드들 10c9a가 제공된 이 바람직한 예에 있다. 상기 섬유 10c의 상기 볼록 측면으로, 상기 측면은 상기 섬유 10c의 상기 중앙 부분 10c1c 아래에 있는 것인 볼록 측면은, 11개의 노드들 10c9b 및 10개의 안티노드들 10c9a가 제공된 이 바람직한 예에 있다. 상기 섬유의 상기 노드들 10c9b은 강성-증강 수단들로서 기능하며, 상기 크기, 양 및 위치는 변화하여 특정 인공 잔디밭에 필요한 강성에 영향을 미칠 수 있다.

상기 섬유 10c에 파형 표면이 제공되는 식은 그것의 자연스러운 외관을 증가시킨다. 상기 섬유 10c의 표면에 부딪히는 광선들은 그것들이 생겨난 방향보다는 다른 방향으로 향한다. 파형 표면을 갖는 본 발명에 따른 섬유 10c에 부딪히는 평행한 광선들은 서로 다른 방향들로 향할 것이다. 물결들/안티노드들 및 노드들 및 상기 물결들의 상기 크기/치수의 양은 이 광 산란 효과에 영향을 미친다. 연구는 도 1c에 표시된 대로 파형 패턴이 주어진 본 발명에 따른 섬유 10c가 증가된 광 산란 효과를 갖고, 따라서 진짜 잔디를 더욱 밀접하게 닮은 이러한 천연적인 외관을 갖는다는 것을 보였다.

도 2에서, 본 발명의 다르고, 더 나아간 예가 보여지는데, 이때 섬유 20에는 사인 파형 패턴인 파형 패턴이 제공된다. 이러한 패턴은 양성 21a 및 음성 안티노드들 21b 사이에서(in-between) 더욱 부드러운 이행을 갖는다. 도 2에 공개된 상기 노드들 21c는 날카로운 가장자리들이 없다. 상기 안티노드들(양성 21a, 및 음성 21b) 사이의 상기 부드러운 이행은 상기 섬유가 쪼개지거나 균열이 일어나는 것을 방지하고, 여기에 증가된 수명이 달성된다.

도 2에 나타난 상기 섬유 20은 상대적으로 작고 날카로운 가장자리들 20a 및 20b 및, 3.8의 최적의 L/T 비율을 갖는다. 그러나 이 비율은 최대 5이고, 바람직하게는 3 및 4.5 사이이고, 더욱 바람직하게는 3.5 및 4 사이이고, 그리고 앞서 표시된 바와같이 3.8의 비율에서 최적이다. 상기 섬유 20의 상기 오목 측면에는 8개의 노드들 21c 및 7개의 안티노드들 21a, 21b가 제공된다. 이 도면에서, 상기 도 20의 상기 중앙 부분 20c 밑에 있는 다른 측면인 상기 섬유 20의 상기 볼록 측면에는 10 개의 노드들 21c 및 9 개의 안티노드들 21a, 21b가 제공된다.

도 3에서, 본 발명의 다른 예가 공개되어 있는데, 이때 섬유 30은 둘레를 빙 둘러 파형 패턴을 갖는 곡선화된 단면을 갖는다. 상기 파형 패턴은 노드들 31c 및 양성 안티노드들 31a로 구성된다. 이 패턴에는 상기 음성 안티노드인, 사인 형상의 음성 측면이 없다. 이러한 패턴의 이점은, 각각의 양성 안티노드 31a가 이러한 강성 증강 수단으로 기능함에 따라, 그것이 그것의 둘레에 빙 둘러 제공된 강성 증강 수단들을 더 많은 양으로 갖는 것이다. 이 예에서, 상기 섬유 30은 상대적으로 얇은 둥근 가장자리들 30a, 30b를 갖는다. 도 3에 보여진 상기 섬유 30의 상기 L/T 비율은 3.8에서 그것의 최적에 있다.

도 3에 보여진 섬유 30의 예의 상기 오목 측면에는 7개의 (양성) 안티노드들 31a 및 8개의 노드들 31c이 제공되며, 상기 섬유 30의 그것의 볼록 측면 상에는 9개의 (양성) 안티노드들 31a 및 10 개의 노드들 31c가 제공된다.

도 4에는 본 발명의 다른 예가 공개되는데, 이때 섬유 40은 상기 둘레에 빙둘러 파형 패턴을 갖는 곡선화된 단면을 갖는다. 상기 파형 패턴은 노드들 41c 및 음성 안티노드들 41b로 구성된다. 이러한 파형 패턴은. 그것의 형상 때문에, 상기 음성 안티노드 41b 물결들에 광선들이 집중될 것을 예상된다. 그것의 결과, 그림자를 드리우는 효과는, 상기 섬유 40을 더욱 "윤기없는(dull)" 외관으로 만듬으로써, 상기 섬유 40의 천연적인 닮음을 증가시키는 것이 달성된다. 도 4에 보여진 상기 섬유 40의 상기 L/T 비율은 5.1에서 그것의 최적이다. 도 4에 보여진 상기 섬유 40의 한 예의 상기 오목 측면에는 7 개의 (음성) 안티노드들 41b 및 8개의 노드들 41c가 제공된다. 그것의 볼록 측면 상에, 상기 섬유 40에는 9 개의 (음성) 안티노드들 41b 및 10 개의 노드들 41c가 제공된다.

도 5에서, 본 발명의 다른 예가 공개되는데, 이때 섬유 50은 상기 둘레를 빙 둘러 파형 패턴을 갖는 곡선화된 단면을 갖는다. 상기 파평 패턴은 노드들 51c 및 음성 안티노드들 51b과 양성 안티노드들 51a 모두로 구성된다. 이러한 파형 패턴은 그림자를 드리우는 효과를 가질 것이고, 이는 상기 섬유 50의 상기 볼록 측면에 대하여 상기 섬유 50의 상기 오목 측면 상에서 다르다. 상기 섬유들 50에는 인공 잔디밭 또는 인공 풀 운동장에 묶음(bundles)으로 제공될 수 있고, 그것들은 서로에 대하여 서로 다른 배향을 띠는 경향이 있다. 이러한 섬유들 50이 제공된 인공 잔디밭 또는 운동장을 볼 때, 그것들은 서로 다른 색상을 갖는 것으로 보이는데, 이는 그것들의 천연적인 외관을 증가시킨다.

도 5에 보인 상기 섬유 50의 상기 L/T 비율은 4.3에서 그것의 최적이다. 도 5에 보인 상기 섬유 50의 한 예의 상기 오목 측면에는 7개의 (음성) 안티노드들 51b 및 8 개의 노드들 51c가 제공되고, 그것의 볼록 측면 상, 상기 섬유 50에는 9개의 (양성) 안티노드들 51a 및 10 개의 노드들 51c가 제공된다.

도 6은 본 발명의 한 예를 보여주는데, 이때 섬유 60은 둘레를 빙 둘러 파형 패턴을 갖는 곡선화된 단면을 갖는다. 상기 파형 패턴은 노드들 61c 및 상기 양성 측면 상에 음성 안티노드들 61b와 함께 그것의 음성 측면 상에 양성 안티노드들 61a 모두로 구성된다. 이러한 파형 패턴은 그림자를 드리우는 효과를 가질 것이고, 이는 상기 섬유 60의 상기 오목 측면 상에서 상기 섬유 60의 상기 볼록 측면과 다르다. 상기 섬유 60은 서로에 대하여 서로 다른 배향을 띠는 경향이 있으며, 따라서 서로 다른 색상을 갖는 것으로 보이게 되는데, 이는 그것의 천연의(natural) 외관을 증가시킨다.

도 6에 보인 상기 섬유 60의 상기 L/T 비율은 4.3에서 그것의 최적이다. 도 6에 보인 상기 섬유 60의 한 예의 상기 오목 측면에는 7개의 (양성) 안티노드들 61a 및 8개의 노드들 61c이 제공되고, 그것의 볼록 측면 상에는, 상기 섬유 60에 9개의 (음성) 안티노드들 61b 및 10 개의 노드들 61c가 제공된다.

도 7에는 본 발명의 다른 예가 공개되어 있는데, 이때 섬유 70은 둘레를 빙 둘러 파형 패턴을 갖는 곡선화된 단면을 가지며, 그러나 상기 섬유는, 단면도에서, 판 측면에서 편평한 것으로 보인다. 이 예에서 사인 형상의 패턴인, 상기 파형 패턴은 노드들 71c 및 음성 안티노드들 71b과 함께 양성 안티노드들 71a 모두로 구성된다. 이러한 사인 형상의 패턴은 상기 노드들에서 부드러운 이행으로 인한 쪼개짐 또는 균열의 위험을 감소시킬 것이다. 도 7에 보인 상기 섬유 70의 상기 L/T 비율은 2.7에서 그것의 최적이다. 도 7에 보인 상기 섬유 70의 한 예의 상기 편평한 측면에는 7개의 (양성 및 음성 모두의) 안티노드들 71a, 71b 및 8개의 노드들 71c이 제공되고, 그것의 볼록 측면 상에, 상기 섬유 70에는 9개의 (양성 및 음성 모두의) 안티노드들 71a, 71b 및 10 개의 노드들 51c가 제공된다.

도 8에 본 발명의 한 예가 공개되는데, 이 때 섬유 80은 둘레를 빙 둘러 파형 패턴을 갖는 곡선화된 단면을 갖고, 그러나 상기 섬유는, 단면도에서, 한 측면에서 편평한 것으로 보인다. 상기 파형 패턴은 노드들 81c 및 양성 안티노드들 81a로 구성된다. 도 8에 보인 상기 섬유 80의 상기 L/T 비율은 2.7에서 그것의 최적이다. 상기 섬유 80의 이 예의 상기 편평한 측면에는 7개의 (양성) 안티노드들 81a 및 8개의 노드들 81c가 제공되고, 그것의 볼록 측면 상에, 상기 섬유 80에는 9개의 (양성) 안티노드들 81a 및 10 개의 노드들 81c가 제공된다.

도 9에서, 본 발명의 다른 예가 공개되는데, 이때 섬유 90은 둘레를 빙 둘러 파형 패턴을 갖는 곡선화된 단면을 갖고, 이때 상기 섬유는, 단면도에서, 한 측면에서 편평한 것으로 보인다. 상기 파형 패턴은 노드들 91c 및 음성 안티노드들 91 b로 구성된다. 도 9에 보인 상기 섬유 90의 상기 L/T 비율은 2.9에서 그것의 최적이다. 상기 섬유 90의 이 예의 상기 편평한 측면에는 7 개의 (음성) 안티노드들 91b 및 8 개의 노드들 91c가 제공되고, 그것의 볼록 측면 상에, 상기 섬유 90에는 9 개의 (음성) 안티노드들 91b 및 10 개의 노드들 91c가 제공된다.

도 10에서, 본 발명의 또다른 예가 공개되는데, 이때 섬유 100은 둘레를 빙 둘러 파형 패턴을 갖는 곡선화된 단면을 갖고, 이때 상기 섬유는, 단면도에서, 한 측면에서 편평하게 보인다. 상기 파형 패턴은 노드들 101c 및 양성 및 음성 안티노드들 101a, 101b 모두로 구성된다. 도 10에 보인 상기 섬유 100의 상기 L/T 비율은 2.9에서 그것의 최적이다. 상기 섬유 100의 이 예의 상기 편평한 측면에는 7개의 (음성) 안티노드들 101b 및 8개의 노드들 101c이 제공되고, 그것의 볼록 측면 상에서, 상기 섬유 100에는 9개의 (양성) 안티노드들 101a 및 10 개의 노드들 101c가 제공된다.

도 11에서, 본 발명의 또다른 예가 공개되는데, 이때 섬유 110은 둘레를 빙 둘러 파형 패턴을 갖는 곡선화된 단면을 갖고, 이때 상기 섬유는, 단면도에서, 한 측면에서 편평하게 보인다. 상기 파형 패턴은 노드들 111c 및 양성 및 음성 안티노드들 111 a, 111 b 모두로 구성된다. 도 11에 보인 상기 섬유 110의 상기 L/T 비율은 2.9에서 그것의 최적이다. 상기 섬유 110의 이 예의 상기 편평한 측면은 7개의 (양성) 안티노드들 111a 및 8개의 노드들 111c가 제공되고, 그것의 볼록 측면 상에, 상기 섬유 110은 9개의 (음성) 안티노드들 111b 및 10 개의 노드들 111c가 제공된다.

도 12 및 13은 본 발명에 따른 합성 섬유가 이용될 수 있는 인공 잔디 운동장과 같은 인공 잔디밭의 몇몇의 예들을 보여준다. 양 도면들 모두에서, 상기 인공 잔디밭은 배킹(backing) 1을 포함하고, 거기에 (도 1 내지 11에서 보인 상기 섬유들 10a-d, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 및 110에 대응하는) 상기 몇몇의 합성 섬유들 2가, 예컨대, 술모양으로(tuft)만들어지거나 또는 짜서(weaving), 참고 숫자 3에 의하여 표시되는 위치들에 부착된다. 상기 압출된(extruded) 합성 섬유2는 각각 상기 배킹1에 부착되거나 또는 예컨대, 꼬인 섬유들 2a-2c의 다발로 있을 수 있다. 도 13에서 상기 배킹 멤버(member)는 열린 구조를 가지며, 격자 형태의 지지하는 얀들(yarns) 1a-1b로 이루어지는데, 여기에 합성 섬유들2가 부착된다.

Claims (12)

1. 인공 잔디밭(lawn)에 사용되기 위한 모노필라멘트 타입의 합성 섬유 (20, 70)로, 상기 합성 섬유는 곡선화된 단면을 갖고, 단면 형상의 한 측면은 볼록 측면(side)을 포함하며, 다른 한 측면은 오목 측면 또는 직선에 의하여 형성된 측면을 갖고, 이때 상기 합성 섬유는 4.5 및 3.8 사이의 중앙선 호 길이 (L)의 최대 두께 (T)에 대한 비율을 갖고,
   이때 합성 섬유의 둘레 표면은 사인(sine) 파(wave) 형 패턴이 제공되며,
   곡선화된 합성 섬유의 볼록 측면 상의 파형 패턴은 곡선화된 합성 섬유의 또다른, 직선 또는 오목 측면 상 파형 패턴과 동일하거나 그보다 많은 수의 안티노드들을 갖는,
   합성 섬유 (20, 70).
   
2. 제 1항에 있어서,
   합성 섬유는 4.4 및 4.0 사이의 중앙선 호 길이 (L)의 최대 두께 (T)에 대한 비율을 갖는, 합성 섬유 (20, 70).
   
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   합성 섬유는 0.9 미만의 볼록 표면 반경(radius) (R1)의 오목 표면 반경 (R2)에 대한 비율을 갖는 합성 섬유 (20, 70).
   
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   합성 섬유는 1000 dtex 및 2500 dtex 사이의 선형 질량 밀도를 갖는 합성 섬유 (20, 70).
   
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   곡선화된 단면은 최대 두께 (T)를 갖는 중앙 부분 및 최소 두께를 갖는 테이퍼된 가장자리들 (20a, 20b, 70a, 70b)을 갖는 합성 섬유 (20, 70).
   
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   합성 섬유는 원호 형상의 단면을 갖는 합성 섬유 (20, 70).
   
7. 제 1항에 있어서,
   파형 패턴은 섬유의 세로 방향으로 배열되는 합성 섬유 (20, 70).
   
8. 제 1항에 있어서,
   파형 패턴의 적어도 일부 물결들은 섬유의 단면의 동일한 둘레에서 보이는 다른 치수들을 갖는 합성 섬유 (20, 70).
   
9. 제 1항에 있어서,
   볼록 측면 상의 파형 패턴의 안티노드들은 곡선화된 합성 섬유의 또다른, 오목 측면 상 파형 패턴의 노드들의 반대쪽에 위치되는 합성 섬유 (20, 70).
   
10. 제 1항에 있어서,
    인공 잔디밭은 인공 잔디 운동장(sports lawn)인 합성 섬유 (20, 70).
    
11. 제 1항 또는 제 2항에 따른 인공 섬유들을 갖는 기질을 포함하고, 인공 섬유들이 기질에 부착된, 인공 잔디밭.
    
12. 제 1항 또는 제 2항에 따른 인공 섬유들을 갖는 기질을 포함하고, 인공 섬유들이 기질에 부착된, 인공 잔디 운동장.

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