KR20230042226A - 내오염성 인조잔디, 인조잔디충진재 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인조잔디를 이루는 인조잔디 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내오염성 인조잔디 술과 충진재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 알킬실리케이트의 부분 가수분해 축합물 및/또는 스티렌-무수말레인산 공중합체 에스테르를 포함하는 것을 특징으로 하는 인조잔디를 제공한다.
본 발명에 의해서 내오염성이 강한 새로운 인조잔디 술이 제공되었다. 또한, 본 발명에 의해서 내오염성이 강한 새로운 인조잔디 술의 제조 방법이 제공되었다. 또한, 본 발명에 따른 인조잔디 술을 사용할 경우, 충진제와 함께 내오염성이 강한 새로운 인조잔디 구장를 제공한다.
본 발명에서는 알킬실리케이트의 부분 가수분해 축합물 및/또는 스티렌-무수말레인산 공중합체 에스테르를 포함하는 것을 특징으로 하는 인조잔디를 제공한다.
본 발명에 의해서 내오염성이 강한 새로운 인조잔디 술이 제공되었다. 또한, 본 발명에 의해서 내오염성이 강한 새로운 인조잔디 술의 제조 방법이 제공되었다. 또한, 본 발명에 따른 인조잔디 술을 사용할 경우, 충진제와 함께 내오염성이 강한 새로운 인조잔디 구장를 제공한다.
Description
본 발명은 인조잔디를 이루는 인조잔디 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내오염성 인조잔디 술과 충진재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 초등학교나 중·고등학교 및 각 지자체 운동장에, 사용 중 안전사고를 방지하고, 조경적 효과를 얻기 위해 인조잔디 구장을 시공하고 있다. 인조잔디 구장은 인조잔디 술과, 술사이에 충진되는 탄성재로 구성된다.
이러한 인조잔디는 천연 잔디와 최대한 유사한 특성을 구비할 수 있도록, 차열 특성, 대전 방지성, 자가치유성 등의 특성이 개발되고 있다.
출원인에게 허여된 대한민국 특허 제1532994호 '차열용 인조잔디 술 및 그 제조 방법'에서는 인조잔디 술 제조용 수지를 차열재와 친수성 섬유를 혼합 및 압출하여 제조되며, 차열성을 구비하는 인조잔디 술을 개시한다.
출원인에게 허여된 대한민국 특허 제1387599호 '대전방지용 인조잔디 술 및 그 제조 방법'에서는 인조잔디 술 제조용 수지를 선상 필름 형태로 압출하면서 친수성 섬유, 생분해성 섬유 및 바인더를 포함하는 대전 방지코팅액을 통과시켜 대전 방지성을 가지는 대전 방지 인조잔디용 술을 개시한다.
최근에는 인조잔디의 술이 쉽게 오염되는 문제가 제기되고 있다. 이러한 오염문제는 주로 대기 중 미세먼지 또는 초미세먼지의 함량이 많아지면서, 자동차 배기가스, 자동차타이어 마모물, 매연 등의 흑색카본을 주성분으로 하는 극미립자 상태로 대기 중에 정전부유된 미세먼지들이 인조잔디 술에 흡착되어 색상이 변색되면서 발생한다.
이러한 오염이 발생되어 인조잔디가 더러워지면, 미관상 더러워져 물리적인 수명보다 빠른 교체가 필요하게 될 뿐만아니라, 표면에 흡착된 오염물질이 사용자에게 이전될 우려가 발생한다.
이러한 오염 문제를 해소하기 위한 방안으로, 인조잔디 술의 대전 방지성을 높이는 방식이 제안되었다. 인조잔디를 이루는 인조잔디 술과 충진칩을 제조한 후, 표면에 별도의 친수성 코팅층을 형성함으로서, 표면에 미세 먼지가 달라붙는 것을 방지하고, 달라 붙은 먼지는 빗물에 씻겨 나가도록 한 것이다.
하지만, 이러한 방식은 표면에 코팅된 코팅층이 인조잔디 술의 물성에 미치는 영향이 적다는 점에서 장점이 있지만, 추가적인 코팅 공정이 필요하다는 점에서 문제가 있다. 압출된 인조잔디 술을 코팅을 위해서 코팅액을 통과시키고 건조시키는 등 제조 과정이 복잡하고, 코팅층의 박리나 탈착에 의해서 그 효과가 지속적이지 않다는 문제가 있다. 또한, 인조잔디 술에서 탈리된 오염 물질이 다시 인조잔디 충진재에 달라붙게 되는 문제가 여전히 남게 된다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 비오염성이 우수한 새로운 인조잔디 술을 제공하는 것이다.
본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 별도의 코팅 공정이 없어 제조가 간편한 새로운 비오염성 인조잔디를 제공하는 것이다.
본 발명에서 해결하고자 하는 또 다른 과제는 코팅 공정 없으며, 비오염성이 우수하고, 또한, 물성이 우수한 새로운 인조잔디 술을 제공하는 것이다.
본 발명에서 해결하고자 하는 또 다른 과제는 인조잔디 술에서 탈착된 먼지들이 다시 인조잔디 충진재를 오염시키는 문제를 해소할 수 있는 인조잔디 구장, 즉, 인조잔디 시스템을 제공하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에서는
알킬실리케이트의 부분 가수분해 축합물 및/또는 스티렌-무수말레인산 공중합체 에스테르를 포함하는 것을 특징으로 하는 인조잔디를 제공한다.
본 발명은 일 측면에서,
알킬실리케이트 부분 가수분해 축합물 및/또는 스티렌-무수말레인산 공중합체 에스테르를 포함하는 인조잔디 술을 제공한다.
본 발명은 일 측면에서,
알킬실리케이트 부분 가수분해 축합물 및/또는 스티렌-무수말레인산 공중합체 에스테르를 포함하는 인조잔디 충진재를 제공한다.
본 발명은 일 측면에서,
*알킬실리케이트 부분 가수분해 축합물 및/또는 스티렌-무수말레인산 공중합체 에스테르 0.5~10 중량%와 폴리올레핀 고분자 90~99.5 중량%로 이루어진 인조잔디술을 제공한다.
본 발명은 일 측면에서,
알킬실리케이트의 부분 가수분해 축합물 및/또는 스티렌-무수말레인산 공중합체 에스테르를 0.5~10 중량%와 바인더 90-99.5 중량%로 이루어진 코팅제가 코팅된 인조잔디 충진재를 제공한다.
이론적으로 한정된 것은 아니지만, 인조잔디의 술이나 충진재에 부착되는 오염물질은 무기성분과 유기성분으로 대별되는데 특히 오염으로 인식되는 것은 유기성분으로서, 자동차 배기가스, 자동차타이어 마모물, 매연 등의 흑색카본을 주성분으로 하는 극미립자 상태로 대기 중에 정전부유하고 있는데, 표면이 유기기로 싸여있기 때문에 표면상태는 친유성을 나타내고 점착성을 지니고 있다. 따라서 인조잔디를 이루는 고분자에 포함된 알킬실리케이트의 부분 가수분해 축합물 및/또는 스티렌-무수말레인산 에스테르 공중합체가 표면으로 배향되어, 표면이 친수성 표면으로 변할 경우, 오염물의 침투를 방지하고, 표면이 빗물과의 접촉각이 낮아져 표면적이 넓은 수분 표면적을 제공함으로써 빗물에 의한 자기세정되어, 그 효과로 표면의 미관을 장기간 유지하여 비 오염성 인조잔디를 제공하게 되며, 코팅 공정을 생략할 수 있게 된다.
본 발명에 있어서, 상기 알킬실리케이트의 부분 가수분해 축합물은 하기 화학식 1로 표현되는 액상 화합물 또는 이를 개질한 화합물일 수 있다.
여기서, R은 -CH3 또는 -C2H5이고, n(중합도)은 4~80 이다.
본 발명에 있어서, 상기 n이 4 미만이면 표면개질 효과가 크게 저하되고, 80을 초과하는 경우에는 저장 안정성 및 혼합 작업성이 불량하게 된다. 인조잔디 시스템에서 다른 조성물들과의 배합을 고려할시, 비오염성 특성을 최적으로 발휘하기 위해서 n의 더욱 바람직한 범위는 30~70이다.
본 발명에 있어서, 상기 알킬실리케이트의 부분 가수분해 축합물은 알킬실리케이트, 예를 들면, 메틸실리케이트 또는 에틸실리케이트를 축중합하여 제조될 수 있으며, 상업적으로 구입해서 사용하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시에 있어서, 테트라메톡시실란의 부분 가수분해 축합물인 Mitsubishi Chemical사 MKC Silicate MS-51(SiO2 52%), MS-56(SiO2 56%), MS-57(SiO2 58%), MS-56S(SiO2 59%), 테트라에톡시실란의 부분 가수분해 축합물인 Evinik사 Dynasylan 40(에틸실리케이트, SiO2 40%) 등을 구입하여 사용할 수 있다.
본 발명의 실시에 있어서, 상기 알킬실리케이트의 부분 가수분해 축합물은, 세정효과를 더 높일 수 있도록 하기 화학식 2와 같이 친수성 성분인 폴리알킬렌 옥사이드쇄를 포함하는 화합물로 개질될 수 있다.
여기에서 n은 4~10, a는 4~13, b는5~15의 정수인 것이 바람직하며, R1, R2, R3 및 R4는 각기 서로 같거나 다른 것으로 모두 탄소수 1~2의 1가 유기기이고 R5는 알킬 에틸렌옥사이드쇄 함유 비이온성 계면활성제의 에테르 잔여기이며, 예를 들어, 노닐페닐에테르, 라우릴에테르 등이다.
본 발명의 실시에 있어서, 상기 화학식 2의 화합물은 폴리알킬렌 옥사이드쇄를 포함하는 화합물과 알킬실리케이트의 부분 가수분해 축합물의 축합반응을 통해서 제조할 수 있다.
본 발명에 있어서, 알킬실리케이트의 부분 가수분해 축합물은 친수성의 기능을 발현할 수 있으면서, 인조잔디 술 및/또는 충진재의 물성 또는 내약품성을 저하시키지 않도록, 고형분의 전체 중량을 기준으로 0.5~10중량%가 바람직하다. 알킬실리케이트의 부분 가수분해 축합물의 사용량이 0.5중량% 미만인 경우에는 피막표면에서 친수성의 기능발휘가 어렵게 되며, 10중량%를 초과하는 경우에는 표면에서의 친수성은 상승하지만, 알킬실리케이트의 부분 가수분해 축합물이 재료의 구성 성분의 중간까지 분포하게 되어 인조잔디 시스템의 장점인 내약품성 및 내수성이 급격히 저하될 수 있다.
본 발명의 실시에 있어서, 상기 알킬실리케이트의 부분 가수분해 축합물의 함량은 1~5 중량%, 보다 바람직하게는 2~4 중량%, 가장 바람직하게는 3 중량%일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 스티렌-무수말레인산 공중합체 에스테르는 인조잔디 시스템과 상용성 점도안정성, 작업성이 우수하고 적은 양으로 비오염 특성을 나타낼 수 있도록 하기 화학식(3)로 표현되는 스티렌-무수말레인산 공중합체의 에스테르 화합물일 있다.
본 발명에 있어서, 상기 스티렌-무수말레인산 공중합체는 플레이크 또는 분말상일 수 있다. 스티렌-무수말레인산 공중합체는 하기와 같은 화학식(4)과 같은 반응을 통해 제조될 수 있으며, 상업적으로 구입해서 사용하는 것도 가능하다.
인조잔디에 제조에 산가, 점도, 분자량 및 유리전이온도를 가질 수 있도록 x=1~8, n=8-12인 제품이 바람직하며, Polyscope Polymers BV사 XIRAN grade일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 스티렌-무수말레인산 공중합체 에스테르는 보다 양호한 상용성과, 낮은 점도 및 균일한 표면 배향성과 이로 인한 향상된 내오염성을 제공할 수 있도록, 알코올로 에스테르화될 수 있다. 상기 n이 8 미만이면 표면개질 효과가 크게 저하되고, 12를 초과하는 경우에는 저장 안정성 및 혼합 작업성이 불량하게 된다. 인조잔디 시스템에서 다른 조성물들과의 배합을 고려할시, 비오염성 특성을 최적으로 발휘하기 위해서 n의 더욱 바람직한 범위는 9~11일 수 있다.
본 발명의 실시에 있어서, 알코올에 의한 에스테르화 반응에 의해서 말레산 고리의 20~35% 고리가 분해되어, 하기 화학식 5와 같이 제조될 수 있으며, 상업적으로 구입해서 사용하는 것도 가능하다. 일 예로, XIRAN 1440, 17325, 2625, 3840 등의 grade가 있으며, 상기 스티렌-무수말레인산 공중합체 에스테르는 7,000~11,000의 분자량(Mw, g/mol)과, 60~125 ℃의 유리전이온도를 가질 수 있다.
본 발명에 있어서, 스티렌-무수말레인산 공중합체 에스테르는 친수성의 기능을 발현할 수 있으면서, 인조잔디 술 및/또는 충진재의 물성 또는 내약품성을 저하시키지 않도록, 고형분의 전체 중량을 기준으로 0.5~10중량%가 바람직하다. 스티렌-무수말레인산 공중합체 에스테르의 사용량이 0.5중량% 미만인 경우에는 피막표면에서 친수성의 기능발휘가 어렵게 되며, 10중량%를 초과하는 경우에는 표면에서의 친수성은 상승하지만, 스티렌-무수말레인산 공중합체 에스테르 성분이 중간까지 분포하게 되어 인조잔디 시스템의 장점인 내약품성 및 내수성이 급격히 저하될 수 있다. 본 발명의 실시에 있어서, 상기 스티렌-무수말레인산 공중합체 에스테르 함량은 0.5~5 중량%, 보다 바람직하게는 1~3 중량%, 가장 바람직하게는 2 중량%일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 인조잔디 술은 폴리올레핀계 고분자 중에서도 내약품성과 내수성 및 물성이 우수한 폴리에틸렌 고분자와 알킬실리케이트의 부분 가수분해 축합물로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 알킬실리케이트의 부분 가수분해 축합물 및/또는 스티렌-무수말레인산 공중합체에스테르 0.5~10 중량%와 90~99.5 중량%의 폴리에틸렌으로 이루어질 수 있으며, 일 예로, 알킬실리케이트의 부분 가수분해 축합물 및/또는 스티렌-무수말레인산 공중합체 에스테르 1~5 중량%와 95~99 중량%의 폴리에틸렌으로 이루어질 수 있다.
상기 폴리에틸렌은 압출 특성과 인조잔디 물성을 발현할 수 있도록, 저밀도 폴리에틸렌 70~90 중량%와 고밀도 폴리에티렌 10~30 중량%으로 이루어질 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 저밀도 폴리에틸렌은 저밀도 선형 폴리에틸렌을 70~90 중량%, 저밀도 가지형 폴리에틸렌을 10~30중량% 포함할 수 있다.
본 발명의 실시에 있어서, 상기 폴리에틸렌 수지는 0.93 내지 0.96 g/cm3의 밀도를 가질 수 있으며, 적절한 성형성을 가질 수 있도록 Mw/Mn는 2~3의 범위를 갖는 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 폴리에틸렌 수지는 5~40 g/10분 범위의 용융지수(melting index, MI)를 갖는 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 실시에 있어서, 상기 인조잔디 술은 안료나 염료를 추가로 더 포함할 수 있다. 안료는 고분자 혼합물 100 중량부에 1 내지 10 중량부의 비율로 혼합할 수 있다.
본 발명의 실시에 있어서, 상기 인조잔디 술은 난연제를 추가로 더 포함할 수 있으며, 인계 난연제, 금속수화물계 난연제, 할로겐계 난연제, 난연조제 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 고분자 혼합물 100 중량부에 0.1 내지 10 중량부의 비율로 혼합할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 인조잔디 구장에 사용되는 인조잔디용 충진재는 탄성칩 또는 고무칩을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 인조잔디 구장의 충진재로 사용되는 고무칩 또는 탄성칩은 인조잔디 술에서 탈착된 먼지들이 다시 부착되는 것을 방지할 수 있도록, 내오염 방지 처리된 충진재일 수 있다.
본 발명의 실시에 있어서, 상기 인조잔디 충진재는 내오염 방지제의 특성 차이로 인한 재부착을 방지할 수 있도록, 인조잔디 술과 동일하게 알킬실리케이트의 부분 가수분해 축합물 및/또는 스티렌-무수말레인산 공중합체 에스테르를 이용하여 코팅될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 알킬실리케이트의 부분 가수분해 축합물을 스프레이를 이용하여 충진재의 표면에 코팅할 수 있다.
본 발명에 의해서 내오염성이 강한 새로운 인조잔디가 제공되었다. 또한, 본 발명에 의해서 내오염성이 강한 새로운 인조잔디 술과 충진재, 및 그의 제조 방법이 제공되었다. 또한, 본 발명에 따른 인조잔디 술과 충진재를 사용할 경우, 내오염성이 강한 새로운 인조잔디 구장를 제공한다. 본 발명은 인조잔디 술과 충진재에 동일하게 내오염성 특성을 부여함으써, 인조잔디 술에서 탈착된 내오염성 특성 차이에 의해 먼지가 인조잔디 술에서 탈착된 후 인조잔디 충진재로 부착되는 것을 방지할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 인조잔디는 오염 물질이 표면에 흡착되는 것을 방지하여 새것처럼 유지함으로써, 오염으로 인한 이른 교체 수요를 방지할 수 있게 되어, 이른 교체로 인한 비용을 절감할 수 있다. 또한, 인조잔디에 흡착된 오염물질이 사용자에게 묻거나 흡입되는 것을 방지할 수 있어, 환경 친화적이다. 한편, 본 발명에 따른 인조잔디는 친수성을 수반하여 대전 방지 효과와 함께 미끄럼 방지성의 향상을 기대할 수 있다.
이하, 실시예를 통해서 본 발명을 상세하게 설명한다. 하기 실시 예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 어떤 경우에도 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않는다. 상기 실시 예에는 당업자가 통상적으로 구현할 수 있는 다양한 변형과 치환이 가능하다.
실시예 1
0.942g/cm3의 밀도와 200,000의 분자량과 2.0의 분자량 분포(Mw/Mn)를 가지며, MI 10g/10분 (190℃, 21.6kg, ASTM D1238)인 폴리에틸렌 97 중량부와 테트라메톡시실란의 부분 가수분해 축합물인 MKC Silicate MS-51(SiO2 52%) 3 중량부를 혼합하여 고분자 혼합물을 제조하고, 상기 고분자 혼합물 100 중량부에 대해서 안료와 난연제를 각각 1 중량부씩 혼합한 후, 선상 필름 형태로 압출하였다. 물성과 접촉각을 측정하고, 촉진 오염성을 측정하였다. 결과를 표 1 내지 표 3에 나타내었다.
실시예 2
0.942g/cm3의 밀도와 200,000의 분자량과 2.0의 분자량 분포(Mw/Mn)를 가지며, MI 10g/10분 (190℃, 21.6kg, ASTM D1238)인 폴리 에틸렌 99.5 중량부와 테트라메톡시실란의 부분 가수분해 축합물인 MKC Silicate MS-51(SiO2 52%) 0.5 중량부를 혼합하여 고분자 혼합물을 제조하고, 상기 고분자 혼합물 100 중량부에 대해서 안료와 난연제를 각각 1 중량부씩 혼합한 후, 선상 필름 형태로 압출하였다. 물성과 접촉각을 측정하고, 촉진 오염성을 측정하였다. 결과를 표 1 내지 표 3에 나타내었다.
실시예 3
0.942g/cm3의 밀도와 200,000의 분자량과 2.0의 분자량 분포(Mw/Mn)를 가지며, MI 10g/10분 (190℃, 21.6kg, ASTM D1238)인 폴리 에틸렌 90 중량부와 테트라메톡시실란의 부분 가수분해 축합물인 MKC Silicate MS-51(SiO2 52%) 10 중량부를 혼합하여 고분자 혼합물을 제조하고, 상기 고분자 혼합물 100 중량부에 대해서 안료와 난연제를 각각 1 중량부씩 혼합한 후, 선상 필름 형태로 압출하였다. 물성과 접촉각을 측정하고, 촉진 오염성을 측정하였다. 결과를 표 1 내지 표 3에 나타내었다.
실시예 4
0.942g/cm3의 밀도와 200,000의 분자량과 2.0의 분자량 분포(Mw/Mn)를 가지며, MI 10g/10분 (190℃, 21.6kg, ASTM D1238)인 폴리 에틸렌 97 중량부와 테트라에톡시실란의 부분 가수분해 축합물인 Evinik사 Dynasylan 40(에틸실리케이트, SiO2 40%) 3 중량부를 혼합하여 고분자 혼합물을 제조하고, 상기 고분자 혼합물 100 중량부에 대해서 안료와 난연제를 각각 1 중량부씩 혼합한 후, 선상 필름 형태로 압출하였다. 물성과 접촉각을 측정하고, 촉진 오염성을 측정하였다. 결과를 표 1 내지 표 3에 나타내었다.
실시예 5
테트라메톡시실란의 부분 가수분해 축합물인 MKC Silicate MS-51(SiO2 52%)과 비이온성 계면활성제인 폴리옥시에틸렌 라우릴에테르를 동량으로 혼합하고, 수산화나트륨을 이용하여 축합하였다. 축합물 3 중량부와 0.942g/cm3의 밀도와 200,000의 분자량과 2.0의 분자량 분포(Mw/Mn)를 가지며, MI 10g/10분 (190℃, 21.6kg, ASTM D1238)인 폴리 에틸렌 97 중량부를 혼합하여 고분자 혼합물을 제조하고, 상기 고분자 혼합물 100 중량부에 대해서 안료와 난연제를 각각 1 중량부씩 혼합한 후, 선상 필름 형태로 압출하였다. 물성과 접촉각을 측정하고, 촉진 오염성을 측정하였다. 결과를 표 1 내지 표 3에 나타내었다.
비교예 1
0.942g/cm3의 밀도와 200,000의 분자량과 2.0의 분자량 분포(Mw/Mn)를 가지며, MI 10g/10분 (190℃, 21.6kg, ASTM D1238)인 폴리 에틸렌 100 중량부에 대해서 안료와 난연제를 각각 1 중량부씩 혼합한 후, 선상 필름 형태로 압출하였다. 물성과 접촉각을 측정하고, 촉진 오염성을 측정하였다. 결과를 표 1 내지 3에 나타내었다.
비교예 2
0.942g/cm3의 밀도와 200,000의 분자량과 2.0의 분자량 분포(Mw/Mn)를 가지며, MI 10g/10분 (190℃, 21.6kg, ASTM D1238)인 폴리 에틸렌 85 중량부와 테트라메톡시실란의 부분 가수분해 축합물인 MKC Silicate MS-51(SiO2 52%) 15 중량부를 혼합하여 고분자 혼합물을 제조하고, 상기 고분자 혼합물 100 중량부에 대해서 안료와 난연제를 각각 1 중량부씩 혼합한 후, 선상 필름 형태로 압출하였다. 물성과 접촉각을 측정하고, 촉진 오염성을 측정하였다. 결과를 표 1 내지 표 3에 나타내었다.
비교예 3
0.942g/cm3의 밀도와 200,000의 분자량과 2.0의 분자량 분포(Mw/Mn)를 가지며, MI 10g/10분 (190℃, 21.6kg, ASTM D1238)인 폴리 에틸렌 99.9 중량부와 테트라메톡시실란의 부분 가수분해 축합물인 MKC Silicate MS-51(SiO2 52%) 0.1 중량부를 혼합하여 고분자 혼합물을 제조하고, 상기 고분자 혼합물 100 중량부에 대해서 안료와 난연제를 각각 1 중량부씩 혼합한 후, 선상 필름 형태로 압출하였다. 물성과 접촉각을 측정하고, 촉진 오염성을 측정하였다. 결과를 표 1 내지 표 3에 나타내었다.
접촉각 측정
제조된 인조잔디 원사의 표면에 마이크로니들을 이용하여 증류수를 적하하고, 접촉각을 측정하였다. 개질된 인조잔디 원사의 접촉각이 저하되었다.
| 시료 | 접촉각(°) |
| 실시예 1 | 35 |
| 실시예 2 | 44 |
| 실시예 3 | 32 |
| 실시예 4 | 37 |
| 실시예 5 | 32 |
| 비교예 1 | 82 |
| 비교예 2 | 30 |
| 비교예 3 | 79 |
물성의 측정
제조된 인조잔디용 고분자 혼합물을 이용하여 측정 시편을 제조하였으며, 낮은 접촉각에도 불구하고, 테트라메톡시실란의 부분 가수분해 축합물이 없는 비교예 1과 동등 내지 유사한 물성을 나타내었다.
| 항목 | 인장강도 | 신율 | 충격강도 |
| 실시예 1 | 225 | 730 | 48 |
| 실시예 2 | 228 | 745 | 49 |
| 실시예 3 | 220 | 720 | 45 |
| 실시예 4 | 222 | 722 | 47 |
| 실시예 5 | 225 | 725 | 47 |
| 비교예 1 | 230 | 750 | 51 |
| 비교예 2 | 180 | 520 | 33 |
| 비교예 3 | 228 | 745 | 50 |
인장강도(kg/㎠)-ASTM D638신율(%)-ASTM D638
IZOD 충격강도 (Notch, 23℃) ㎏-㎝/㎝ ASTM D256
내오염성 측정
제조된 인조잔디용 고분자 혼합물을 이용하여 측정 시편을 제조하였으며, 낮은 접촉각을 가지는 실시예들은 우수한 내오염성을 가지는 것으로 나타났다.
| 시료 | △L | △E |
| 실시예 1 | 2.5 | 1.2 |
| 실시예 2 | 2.7 | 1.3 |
| 실시예 3 | 2.1 | 1.1 |
| 실시예 4 | 2.6 | 1.2 |
| 실시예 5 | 1.6 | 1.1 |
| 비교예 1 | 9.5 | 4.5 |
| 비교예 2 | 2.3 | 1.2 |
| 비교예 3 | 8.0 | 4.3 |
촉진오염성 시험은 미네랄스피리트에 흑색의 카본을 20%로 분산시킨 것을 사용하여 인조잔디 시스템(충진재와 인조잔디 술)에 스프레이 후 80±2℃, 5시간 침적 건조시킨 후 물 세척 실험을 통하여 물세척 전후의 명도지수차(△L)와 색상차(△E)로 판정하였다. 이때 명도지수차와 색상차는 작을수록 내오염성이 크다.
실시예 6.
입경 2~5 mm 범위의 폴리우레탄 탄성칩 99 중량부에 액상의 테트라메톡시실란의 부분 가수분해 축합물인 MKC Silicate MS-51(SiO2 52%) 1 중량부를 스프레이 건조하여 표면에 코팅한 후, 접촉각, 내오염성을 측정하고, 코팅하지 않은 폴리우레탄 탄성칩(비교예 4)과 대비하였다. 인조잔디 술과 함께 인조잔디 구장을 이루는 탄성칩 충진재도 접촉각이 낮고 이로 인해 내오염성이 인조잔디술과 동일하게 구현되었다. 결과를 표 4에 나타내었다.
| 실시예 6 | 비교예 4 | |
| 접촉각 | 40 | 80 |
| △L | 2.5 | 9.0 |
| △E | 1.2 | 5.0 |
실시예 7스티렌-무수말레인산 공중합체 에스테르인 Polyscope 사의 xiren 1440(Mw 분자량 7,000 g/mol, Tg 60℃)를 1.5 중량부와 0.942g/cm3의 밀도와 200,000의 분자량과 2.0의 분자량 분포(Mw/Mn)를 가지며, MI 10g/10분 (190℃, 21.6kg, ASTM D1238)인 폴리 에틸렌 98.5 중량부를 혼합하여 고분자 혼합물을 제조하고, 상기 고분자 혼합물 100 중량부에 대해서 안료와 난연제를 각각 1 중량부씩 혼합한 후, 선상 필름 형태로 압출하였다. 물성과 접촉각을 측정하고, 촉진 오염성을 측정하였다. 결과를 표 5에 나타내었다.
실시예 8
스티렌-무수말레인산 공중합체 에스테르인 Polyscope 사의 xiren 3850(Mw 분자량 10,500 g/mol, Tg 75℃)를 1.5 중량부와 0.942g/cm3의 밀도와 200,000의 분자량과 2.0의 분자량 분포(Mw/Mn)를 가지며, MI 10g/10분 (190℃, 21.6kg, ASTM D1238)인 폴리 에틸렌 98.5 중량부를 혼합하여 고분자 혼합물을 제조하고, 상기 고분자 혼합물 100 중량부에 대해서 안료와 난연제를 각각 1 중량부씩 혼합한 후, 선상 필름 형태로 압출하였다. 물성과 접촉각을 측정하고, 촉진 오염성을 측정하였다. 결과를 표 5에 나타내었다.
| 항목 | 실시예 7 | 실시예 8 | 비교예 1 |
| 인장강도 | 235 | 240 | 230 |
| 신율 | 725 | 720 | 750 |
| 충격강도 | 52 | 53 | 51 |
| 접촉각 | 33 | 35 | 82 |
| △L | 2.2 | 2.5 | 9.5 |
| △E | 1.1 | 1.2 | 4.5 |
인장강도(kg/㎠)-ASTM D638신율(%)-ASTM D638IZOD 충격강도 (Notch, 23℃) ㎏-㎝/㎝ ASTM D256
Claims (4)
- 알킬실리케이트 부분 가수분해 축합물 0.5~5 중량%와 폴리에틸렌 고분자 95~99.5 중량%으로 이루어진 조성물에 안료를 혼합하여 필름 형태로 압출한 내오염성 인조잔디술을 포함하고,
여기서, 상기 인조잔디 술은 비코팅형 인조잔디 술인 것을 특징으로 하는 발포되지 않은 내오염성 인조잔디. - 제1항에 있어서,
상기 알킬실리케이트의 부분 가수분해 축합물은 하기 화학식 1로 표현되고,
(1)
여기서, n은 중합도이며, 4~80의 정수이며,
R은 -CH3, -C2H5, 또는 -(OC2H4)bR5, 여기서, b는 5~15의 정수이며, R5는 탄소수 9~20의 알킬페닐에테르, 탄소수 9~18의 알킬에테르이며,
R은 상이하거나 동일한 것을 특징으로 하는 발포되지 않은 내오염성 인조잔디. - 제2항에 있어서,
상기 R5는 노닐페닐에테르 또는 라우릴에테르인 것을 특징으로 하는 발포되지 않은 내오염성 인조잔디. - 제2항에 있어서,
상기 알킬실리케이트의 부분 가수분해 축합물은 하기 화학식 2로 표현되는 것을 특징으로 하는 발포되지 않은 내오염성 인조잔디.
(2)
여기에서 n은 4~10, a는 4~13, b는 5~15의 정수이며, R1, R2, R3 및 R4는 각기 서로 같거나 다른 것으로 모두 탄소수 1~2의 1가 유기기이고 R5는 알킬 에틸렌옥사이드쇄 함유 비이온성 계면활성제의 에테르 잔여기임.
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