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KR102705074B1 - 항균성, 충격흡수성 및 배수성이 뛰어난 인조잔디 구조체 및 이의 제조방법 - Google Patents

항균성, 충격흡수성 및 배수성이 뛰어난 인조잔디 구조체 및 이의 제조방법 Download PDF

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KR102705074B1
KR102705074B1 KR1020240018816A KR20240018816A KR102705074B1 KR 102705074 B1 KR102705074 B1 KR 102705074B1 KR 1020240018816 A KR1020240018816 A KR 1020240018816A KR 20240018816 A KR20240018816 A KR 20240018816A KR 102705074 B1 KR102705074 B1 KR 102705074B1
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drainage
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장석원
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비아이랜드주식회사
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Abstract

본 발명은 인조잔디 파일사, 인조잔디 구조체 및 이들의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 인조잔디 파일사에 항균 소재를 혼합하고, 충격흡수성과 배수성이 우수한 충격흡수배수판을 적용하여 항균성, 내충격성 및 배수성이 우수한 인조잔디 구조체의 제공이 가능하다.

Description

항균성, 충격흡수성 및 배수성이 뛰어난 인조잔디 구조체 및 이의 제조방법{Artificial turf structure with excellent antibacterial properties, shock absorption and drainage properties and method for manufacturing thereof}
본 발명은 항균성, 충격흡수성 그리고 배수성이 우수한 인조잔디 구조체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
인조잔디는 자연채광이 어렵거나 기후상으로 천연잔디 생육이 곤란한 지역에 주로 사용될 목적으로 개발되어 왔다. 인조잔디는 천연잔디에 비하여 초기 시공비는 비싸지만 유지관리가 편하고 표면이 고른 장점 등으로 인하여 천연잔디의 생육이 가능한 곳에서도 인조잔디를 시공하여 운동을 위한 공간으로 사용하는 사례가 많아지고 있다.
인조잔디의 사용에 있어 배수는 매우 중요한 요소이다. 비가 오는 경우 배수가 제대로 되지 않으면 인조잔디 파일 위에 물이 고여, 사용자가 미끄러져서 다칠 우려가 있으며, 내구연한이 줄어들어 경제적 비용이 발생한다. 또한, 인조잔디 시공 시 사용되는 배수판 내부 및 주변에 물이 고여 미생물이 생장할 수 있는 환경이 만들어지고, 세균이나 벌레 번식으로 인해 악취가 발생하게 된다.
또한, 인조잔디 구장은 격렬한 운동으로 인한 인체의 땀이나 애완동물의 분비물 그리고 음료 등의 오염물로 인해 오염도가 높은 실정이다. 이러한 오염물들에 의한 병원균의 발생을 사전에 방지하고, 지속적인 위생 관리를 위하여 인조잔디를 제조할 때 잔디의 파일에 복합 항균제를 첨가하여 쾌적한 환경을 유지하는 것이 중요하다.
그러나, 현재 진행되고 있는 인조잔디 개발은 천연 인조잔디와 같은 성능을 유지하기 위하여 잔디의 파일을 부드러운 합성수지로 제조하여 마찰온도를 낮추거나 파일의 강성을 낮추고자 하는 시도가 대부분으로 인조잔디에 항균이나 살균 기능을 유지시키기 위한 기능성 가공은 미흡한 실정이다.
이에, 본 발명에서는 사람과 애완동물에 유익한 항균이나 살균성이 부여된 인조잔디를 개발하여 사용상의 편의성과 쾌적성을 부여하고자 하였으며, 충격흡수성과 배수성이 우수한 충격흡수배수판을 개발하여, 미생물 번식을 억제할 수 있으면서, 항균기능이 부여된 인조잔디 구조체를 개발하고자 하였다.
한국공개특허 제10-2005-0090699호(2005년09월14일)
본 발명의 발명자들은 페오놀(paeonol)과 산화아연을 포함하여 인조잔디 파일사를 제조한 결과, 대장균, 황색포도상구균, 폐렴간균 및 녹농균에 대한 항균 효과가 우수한 것을 확인하였다. 또한, 배수판 상부면과 하부면에 기공홀을 V자 형태로 배치시켜 충격흡수성과 탄성력(신장률) 및 내구성(인장강도)이 우수한 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명은 항균용 인조잔디 파일사를 제공하는 것을 구체적인 해결과제로 한다.
또한, 본 발명은 상기 항균용 인조잔디 파일사로 구성된 파일을 포함하는 인조잔디 구조체를 제공하는 것을 구체적인 해결과제로 한다.
또한, 본 발명은 상기 항균용 인조잔디 파일사의 제조방법을 제공하는 것을 구체적인 해결과제로 한다.
나아가 본 발명은 상기 항균용 인조잔디 파일사가 적용된 인조잔디 구조체의 제조방법을 제공하는 것을 구체적인 해결과제로 한다.
이하 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 한편, 본 발명에서 개시된 각각의 설명 및 실시형태는 각각에 대한 다른 설명 및 실시형태에도 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 발명의 범주에 속한다. 또한, 하기에 기술된 구체적인 서술에 의하여 본 발명의 범주가 제한된다고 볼 수 없다.
본 명세서에서 사용되는 「포함하는」과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 문구 또는 문장에서 특별히 다르게 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 발명의 설명 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
인조잔디 파일사
본 발명은 폴리에틸렌 수지 77 내지 96 중량%, 광 안정제 1 내지 10 중량%, 탄산칼슘 1 내지 5 중량% 및 페오놀과 산화아연으로 이루어진 복합항균제 2 내지 8 중량%를 포함하는 항균용 인조잔디 파일사를 제공한다.
본 발명의 항균용 인조잔디 파일사는 폴리에틸렌 수지 77 내지 96 중량%, 광 안정제 1 내지 10 중량%, 탄산칼슘 1 내지 5 중량% 및 페오놀과 산화아연으로 이루어진 복합항균제 2 내지 8 중량%를 포함한다.
상기 인조잔디 파일사를 구성하는 폴리에틸렌 수지는 77 내지 96 중량%를 사용할 수 있고, 밀도 0.91 내지 0.97 g/cm3이고, 용융지수((melt index, MI) 5 내지 15g/10min 이다.
상기 광 안정제는, 벤조페논계(Benzophenone), 벤조트리아졸계(Benzotriazole) 및 힌더드아민계(Hindered amine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 상기 광 안정제는 1 내지 10 중량%를 사용할 수 있고, 힌더드 아민계 광 안정제를 사용할 수 있고, 힌더드 아민계 광 안정제로서는, Chimassorb(등록상표) 944FDL, Chimassorb 2020FDL 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 탄산칼슘은 1 내지 5 중량% 사용할 수 있고, 플렛얀의 중량을 증가시키기 위해 사용할 수 있다. 또한, 소량의 사용으로 블로킹을 방지하는 역할을 하며, 후속 공정인 편직 공정에서 플렛얀의 공급을 원활이 하는 역할을 한다.
상기 복합항균제는 페오놀과 산화아연으로 이루어진 복합항균제로 2 내지 8 중량% 사용할 수 있고, 페오놀(Paeonol)은 천연 항균제로 목단피에서 분리된 것이다.
상기 복합항균제는 목단피로부터 분리된 페오놀(paeonol)과 산화아연이 0.3 내지 5: 1의 중량비로 혼합될 수 있다.
또한, 안료, 난연제, 산화방지제 및 노화방지제로 이루어진 기능성 첨가제를 1종 이상 더 포함할 수 있다.
상기 기능성 첨가제는 0.1 내지 10 중량% 포함할 수 있다. 상기 기능성 첨가제의 함량이 0.1 중량% 미만이면, 그 효과가 미미하고, 10 중량%를 초과하면, 첨가물들의 혼합이 제대로 이루어지지 않고, 치수 안정성이 저하되는 문제점이 있다.
상기 안료는 인조잔디를 천연잔디와 같이 색감을 부여할 수 있는 것이라면 제한하지 않으나, 황색안료, 녹색안료, 흑색안료를 색감을 부여하기 위해 적절한 범위에서 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 난연제는 인계 난연제, 금속수화물계 난연제, 할로겐계 난연제, 난연조제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 산화방지제는 열에 의해 인조잔디가 변성되는 것을 방지하고 내열성을 향상시키는 것으로, 통상의 산화방지제를 사용할 수 있다.
상기 노화방지제는 태양열에 의해 인조잔디의 노화를 방지하기 위한 것으로, 통상의 노화방지제를 사용할 수 있다.
상기 인조잔디 파일사는 항균 효과를 가지고, 특히 대장균, 황색포도상구균, 폐렴간균 및 녹농균에 대한 항균 효과가 우수하다.
인조잔디 구조체
본 발명은 기포층, 상기 기포층에 터프팅되며, 상기 인조잔디 파일사로 구성된 인조잔디 파일 및 상기 기포층의 하부면에 고분자 수지가 코팅되어 형성된 지지층을 포함하는, 인조잔디 구조체를 제공한다.
도 1은 본 발명의 인조잔디 구조체의 시공단면을 도시한 것이다. 본 발명의 인조잔디 구조체(100)는 지면(10)을 기준으로 지면(10)의 상부면에 배치되는 배수판(20), 접착층(30), 지지층(40), 기포층(50), 충전재층(60), 인조잔디 파일(70)이 순차적으로 적층된 구조이다.
이때, 상기 지면(10)은 인조잔디 시공을 위하여 통상 자갈층 위에 흙이나 모래 다져 기초 지층이 형성되도록 한다. 또한, 본 발명은 시공을 위한 공간의 특성에 따라 상기 지면(10)이 콘크리트 타설이나 나무로 시공된 것일 수도 있다.
본 발명의 인조잔디 구조체는 기포층, 상기 기포층에 터프팅되며, 전술한 조성의 인조잔디 파일사를 가공하여 구성된 인조잔디 파일, 상기 기포층의 하부면에 고분자 수지가 코팅되어 형성된 지지층을 포함한다.
상기 기포층(50)은 인조잔디 파일(70)을 고정시키는 부분으로, 폴리올레핀(Polyolefin)계 소재로 구성될 수 있으며 상기 기포층(50)을 형성하는 기포지는 폴리에스테르, 폴리프로필렌 또는 이들이 혼합물로 형성되며, 투수가 가능하게 할 수도 있다.
상기 기포층(50)에 인조잔디 파일(70)이 터프팅된다.
상기 인조잔디 파일(70)은 전술한 조성의 인조잔디 파일사를 가공하여 제조한다.
상기 지지층(40)은 인조잔디 파일(70)이 터프팅된 기포층(50) 하부면에 형성될 수 있으며, 기포층(50)을 지지하는 역할을 한다. 상기 지지층(40)을 형성하는 고분자 수지는 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리아미드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상일 수 있다. 또한, 열가소성 플라스틱 엘라스토머(TPE, Thermoplastic elastomer), 열가소성 폴리올레틴(TPO, Thermoplastic Polyolefin)를 사용할 수 있다.
상기 지지층(40)은 인조잔디 파일사가 터프팅된 기포층(50)의 하부면에 건식열융착 방법으로 형성되거나, 라텍스 코팅 방법으로 형성될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 또한, 기포층(50) 상부면에 규사층을 형성할 수도 있으며, 상기 규사층은 이산화규소(SiO2)를 포함할 수 있고, 입경은 대략 0.3~1.0mm일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 또한, 상기 규사층의 두께는 대략 15 내지 30 mm 로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 도 1과 같이, 인조잔디 구조체(100)는 완충력을 제공하기 위해 기포층(50) 또는 규사층이 설치된 경우 규사층 상부면에 충전재로 이루어진 충전재층(60)을 포함할 수 있다. 상기 충전재층(60)은 배수성을 향상시키고 완충력을 강화하기 위해 1.4 내지 3.35 mm의 입자 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 인조잔디 구조체는 지지층의 하부면과 배수판의 상부면을 연결하는 접착층; 및 상기 접착층의 하부면에 부착된 배수판을 더 포함할 수 있다.
상기 지지층(40)의 하부면과 배수판(20)의 상부면을 연결하기 위하여 지지층(40)의 하부면에 접착제로 이루어진 접착층(30)을 형성할 수 있다. 상기 상기 접착층(30)의 하부면에 배수판(20)의 상부면을 부착하여 배수판(20)이 단단하게 결합되게 된다. 지지층(40)의 하부면에 접착층(30)을 형성할 때, 지지층(40) 하부면의 전체 면적에 접착층(30)을 형성하지 않고, 테두리 부분에만 접착층(30)을 형성하여 배수판(20)의 기공홀(230)이 가려지지 않도록 하는 것이 중요하다.
또한, 상기 접착층(30)의 하부면에 배수판(20)의 상부면이 부착하여 하중에 의해 분리되지 않게 한다. 이때, 배수판(20)의 기공홀(230)이 접착층(30)에 의해 막히지 않도록 배수판(20)의 테두리 부분(외각 부분)이 지지층(40)과 결합되면 충분하다.
상기 접착층(30)을 구성하는 접착제는 지지층(40)과 배수판(20)을 결합시키기 위한 것으로, 통상의 접착제를 사용할 수 있다.
상기 배수판은 배수판 상부면의 제1수평부재와 배수판 하부면의 제2수평부재에는 복수개의 기공홀이 형성되고, 상기 복수개의 기공홀은 V자 형태로 배치될 수 있으며, 복수의 V자 형태가 반복된 구조를 가진다.
또한, 상기 배수판은 복수개의 통기층과 각 통기층을 연결하는 지지부를 포함하고, 상기 통기층은 배수판 상부면에 형성된 제1수평부재와, 배수판의 하부면에 형성된 제2수평부재와, 상기 제1수평부재의 일측과 제2수평부재의 일측을 연결하는 제1수직부재 및 상기 제1수평부재의 타측과 제2수평부재의 타측을 연결하는 제2수직부재를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 배수판의 상부면(21)을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 배수판의 통기층(250)과 지지부(260)를 확대하여 도시한 것이다.
상기 배수판(20)은 제1연결부(210), 제2연결부(220), 기공홀(230), 유도홈(240), 통기층(250), 지지부(260)를 포함한다. 상기 배수판(20)은 복수개의 통기층(250)과 지지부(260)가 연속적으로 배열되고, 배수판(20) 일측에 제1연결부(210)가 타측에 제2연결부(220)가 위치하며, 통기층(250)이 있어, 배수와 공기 흐름이 원활하게 된다.
본 발명의 인조잔디 구조체(100)는 배수판(20)의 형상에서 복수개의 통기층(250)과 각 통기층(250)을 연결하는 지지부(260)를 포함하는 구조로 충격을 흡수하고 통기층(250)에 형성된 복수개의 기공홀(230)을 통하여 수직배수와 공기 흐름이 원활하게 하고, 인조잔디 파일(70)의 상부에서부터 압력(하중)을 받을 경우 통기층(250)의 형상이 하중에 대응되도록 변형이 가능하여 내충격성을 가지는 효과가 있다.
본 발명의 배수판(20)은 튜블라(튜브형) 방식의 구조로 배수성이 뛰어나므로, 별도의 토목공사 유공관을 매립할 필요가 없어 시공이 간단하고, 인조잔디 구조체 설치시 기반 설치 비용을 절감할 수 있다.
십자 구조를 이루는 지지부(260)는 수평 하중을 분산시키고, 튜블라 구조를 가지는 통기층(250)은 하중을 지탱하는 튼튼한 구조체의 역할을 하므로 본 발명의 배수판(20)은 강도와 안정성이 우수하다. 곡선 형태의 튜블라 구조는 꼭지점이 있는 사각형 구조의 단점인 압력을 줄여 탄력적인 구조를 가지므로 높은 복원력을 가진다. 또한, 지지부(260)의 십자 구조로 인해 유도홈(240) 내부의 공간을 확보할 수 있어 환기 및 배수를 원활하게 하여 오염과 악취를 방지할 수 있다.
상기 배수판(20)의 상부면에 위치한 복수개의 기공홀(230)은 V자 형태로 배치된 것을 특징으로 한다. 상기 기공홀(230)이 V자 형태로 복수개 배치되는 경우 수평부재(251, 252)와 평행하게 일(一)자 형태로 기공홀이 복수개 배치된 배수판 구조에 비해 내구성이 우수하다. 수평부재(251, 252)와 평행하게 일(一)자 형태로 기공홀이 복수개 배치되는 경우 하중(압력)에 의해 배수판이 찢어지거나 터져서 파손되기 용이하다.
상기 배수판(20)은 연질의 플라스틱 성형체로서, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 폴리염화비닐(PVC), 폴리우레탄(PU), 폴리스티렌(SB), 아크릴로 니트닐 부타티엔 스티렌 수지(ABS), 폴리아미드(PA), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리브틸렌텔레프탈레이트(PBT) 또는 이들의 혼합물을 주재료로 하고, 상기 주재료에 연성을 부여하기 위하여 가소제가 첨가된 복합재료로 압출성형될 수 있다.
도 3은 본 발명의 배수판의 하부면(22)을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 배수판의 통기층(250)과 지지부(260)를 확대하여 도시한 것이다.
배수판(20)의 하부면 역시, 통기층(250)의 제2수평부재(252)에 기공홀(230)이 형성되어 있어, 수직배수와 공기 흐름이 원활하게 된다. 통기층(250)을 구성하는 제1수평부재(251)와 제2수평부재(252)에 형성된 복수개의 기공홀(230)은 제1수평부재(251)에 형성된 기공홀(230)과 제2수평부재(252)에 형성된 기공홀(230)이 수직 가산성 상에 배치되어 수직 배수가 가능하게 된다. 이에 따라, 상기 기공홀(230)은 물 및/또는 공기의 유입과 유출의 통로가 된다
상기 통기층(250)은 배수판(20)의 상부면에 형성된 제1수평부재(251), 하부면에 형성된 제2수평부재(252), 상기 제1수평부재(251)의 일측과 제2수평부재(252)의 일측을 연결하는 제1수직부재(253), 상기 제1수평부재(251)의 타측과 제2수평부재(252)의 타측을 연결하는 제2수직부재(254)를 포함하여, 곡선 형태의 튜블라(튜브형) 구조를 가진다.
상기 제1수평부재(251)와 제2수평부재(252)의 두께는 제1수직부재(253) 및 제2수직부재(254)와 동일하거나 얇을 수 있다.
상기 제1수직부재(253) 및 제2수직부재(254)는 상부에서 가해지는 압력에 대하여 지면에 수직방향으로 압축되면서 지지하는 역할을 한다. 상기 제1수평부재(251) 및 제2수평부재(252)는 수직부재(253, 254)보다 두께가 얇거나 동일하기 때문에 상부 압력에 대하여 통기층(250) 내측으로 휘어지면서 탄성력과 완충력을 가질 수 있다.
상기 제1수평부재(251)와 제2수평부재(252) 그리고 제1수직부재(253)와 제2수직부재(254)가 만나서 복수개의 통기층(250)이 형성된다. 상기 복수개의 통기층(250)은 각각이 이격된 위치에 배치된다. 또한, 상기 통기층(250)은 내측 공간에 공기층(255)이 형성된다. 상기 공기층(255) 역시 통기층(250)과 마찬가지로 복수개가 형성되고, 수직배수의 기능 및 공기가 이동할 수 있는 통로가 된다. 또한, 상기 통기층(250) 내측 공간에 형성되는 공기층(255)은 상부에서 가해지는 압력에 대하여 충격을 흡수하고 완충하는 역할을 한다.
상기 지지부(260)는 수평지지부(261)와 수직지지부(262)를 포함한다. 상기 지지부(260)는 이격된 위치에 배치된 2개의 통기층(250) 사이를 연결한다. 상기 수평지지부(261)의 일측은 제2수직부재(254)에 연결되고, 상기 수평지지부(261)의 타측은 인접한 위치에 배치된 통기층(250)의 제1수직부재(253)에 연결된다. 상기 수직지지부(262)는 상부에서 가해지는 압력(하중)에 대하여 압축되면서 지지하는 역할을 한다.
상기 지지부(260)는 수평지지부(261)와 수직지지부(262)가 교차되어 십자형을 이루는 구조로, 하중을 골고루 분산하는 역할을 한다.
또한 상기 지지부(260)는 수평지지부(261)와 수직지지부(262) 사이에 수평배수 및 공기가 이동할 수 있는 유도홈(240)이 형성된다. 상기 유도홈(240)에는 별도의 타공된 구조의 배출부나 기공홀이 없어도 제1수평부재(251)의 높이보다 낮기 때문에 배수 및 공기의 이동이 가능하다. 또한, 지면(10)의 표면 구배로 인해 지지부(260)의 십자 구조 사이에 형성된 유도홈(240)을 통해 평면/표면 배수가 가능하다.
상기 유도홈(240)은 수직지지부(262)에 의해 수평지지부(261)가 두 군데로 분리는 구조로, 기공홀과 같은 타공 구조가 형성되면, 배수판(20)의 내구성이 약해지고 탄성력이 낮아진다. 유도홈(240)에 기공홀과 같은 타공 구조가 있는 경우 배수판(20)에 높은 압력이나 하중이 가해지면, 복원력이 낮아지게 되고, 타공 구조에 의해 내충격력과 내구성이 약해져서 배수판(20)의 유도홈(240)이 찢어지거나 쉽게 파손되게 된다.
상기 배수판(20)은 통기층(250)의 내측공간과 유도홈(240)으로 수평배수 기능을 하며, 기공홀(230)로 수직배수 기능을 한다. 또한 상기 배수판(20)은 통기층(250)의 내측공간과 유도홈(240) 및 기공홀(230)이 공기 이동 통로 역할을 한다.
본 발명의 인조잔디 구조체(100)는 인조잔디 파일(70) 상부에 압력이 가해질 때 배수판(20)의 움직임으로 공기의 흐름을 발생시켜 배수판(20) 및 배수판(20) 상부의 인조잔디 파일(70)의 습기를 빠르게 건조시킨다.
도 5는 본 발명의 배수판의 연결구조를 도시한 것이다.
또한, 상기 배수판은 일측에 제1연결부(210)가 형성되고, 타측에 제2연결부(220)가 형성되며, 상기 배수판(20)은 복수개가 폭방향으로 연결되도록 암수 체결구조로 탈부착이 가능하다.
상기 배수판(20)의 제1연결부(210)는 배수판(20)의 일측에 형성된다. 상기 제2연결부(220)는 배수판(20)의 타측에 형성된다. 제1연결부(210)에 하부 돌기와 삽입홈이 형성되고, 제2연결부(220)에 상부 돌기와 삽입홈이 형성되어, 상기 제1연결부(210) 및 제2연결부(220)는 암수 체결구조로 하여 탈부착 가능하다.
또한, 제1연결부(210)에 상부 돌기와 삽입홈이 형성되고, 제2연결부(220)에 하부 돌기와 삽입홈이 형성되는 구조로 변형하여 실시될 수도 있다.
인조잔디 파일사의 제조방법
본 발명은 폴리에틸렌 수지 77 내지 96 중량%, 광 안정제 1 내지 10 중량%, 탄산칼슘 1 내지 5 중량% 및 페오놀과 산화아연으로 이루어진 복합항균제 2 내지 8 중량%를 포함하는 항균용 인조잔디 파일사 제조용 항균 마스터배치를 제조하는 1단계; 및 상기 항균 마스터배치를 필름상으로 압출하고 연신하여 플렛얀을 제조하는 2단계; 를 포함하는 항균용 인조잔디 파일사의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 1단계는 폴리에틸렌 수지 77 내지 96 중량%, 광 안정제 1 내지 10 중량%, 탄산칼슘 1 내지 5 중량% 및 페오놀과 산화아연으로 이루어진 복합항균제 2 내지 8 중량%를 포함하는 항균용 인조잔디 파일사 제조용 항균 마스터배치를 제조하는 단계이다.
본 발명의 1단계는 폴리에틸렌 수지 77 내지 96 중량%, 광 안정제 1 내지 10 중량%, 탄산칼슘 1 내지 5 중량% 및 페오놀과 산화아연으로 이루어진 복합항균제 2 내지 8 중량%를 혼합하고, 항균용 인조잔디 파일사 제조용 항균 마스터배치 형태로 제조하는 단계이다.
본 발명에서 상기 용어 "폴리에틸렌 수지", "광 안정제", "탄산칼슘", "페오놀과 산화아연으로 이루어진 복합항균제"에 대한 설명은 전술한 바와 같다.
상기 용어 "마스터배치"는 기본 플라스틱 원료와 투입하고자 하는 첨가제를 고농도로 농축하여 분산시켜 놓은 펠렛(pellet) 모양의 원료를 의미한다.
본 발명은 항균용 인조잔디 파일사를 구성하는 원료를 혼합한 혼합물을 마스터배치 형태로 제조한 후, 필요할 때 이를 용융하여 인조잔디 파일사 제조에 사용하면 되므로, 편리한 장점이 있다.
본 발명의 2단계는 상기 항균 마스터배치를 필름상으로 압출하고 연신하여 플렛얀을 제조하는 단계이다.
구체적으로, 상기 2단계는 상기 1단계에서 제조된 항균 마스터배치를 250 내지 350℃에서 용융하여 필름상으로 압출하는 단계; 95~120℃에서 80m/min 내지 120m/min의 속도로 1: 5 내지 15의 연신 비율로 연신하는 단계; 및 5,000 내지 20,000 dtex (데시텍스)의 플렛얀을 제조하는 단계;를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 1단계에서 제조된 항균 마스터배치를 티다이 등의 압출기를 이용하여 250 내지 350℃, 구체적으로 280 내지 320℃에서 용융하고 압출하여 필름상을 형성할 수 있다.
상기 압출된 필름은 냉각조 등을 이용하여 25 내지 40℃에서 냉각하며, 슬리터(slitter)를 이용하여 적당한 크기로 절단할 수 있다.
상기 압출된 필름을 95~120℃에서 80m/min 내지 120m/min의 속도로 1: 5 내지 15의 연신 비율로 연신할 수 있다. 연신 온도가 95℃ 미만이면 작업성이 불량하고, 120℃를 초과하는 경우 제조되는 파일사의 형태 안정성이 저하되는 문제점이 있어 상기한 범위에서 수행될 수 있다. 또한, 상기 연신비가 5 미만인 경우, 치수 안정성이 저하되고, 15를 초과하는 경우에는 연신성이 악화될 뿐만 아니라 촉감도 뻣뻣해지므로 바람직하지 못하다.
상기 연신된 필름으로 5,000 내지 20,000 dtex (데시텍스)의 플렛얀을 제조할 수 있다.
상기 연신된 필름은 추가적으로 80 내지 120℃에서 어닐링 과정을 거친 후에, 5,000 내지 20,000 dtex의 플렛얀을 제조할 수 있다.
상기 용어 "어닐링(Annealing)"은 성형된 고분자 성형물을 가열하여 성형된 형태를 유지시키기 위하여 실시하는 후처리 공정으로 급격히 냉각된 고분자 성형물은 고분자 입자가 결정화되는 과정에서 급격히 수축하거나 부분 수축되는 정도가 달라지서 성형물이 찌그러지는 것을 방지하기 위한 것이다.
상기 연신 후 어닐링 과정은 생략할 수 있으며, 연신 과정을 거친 후 권치기(Winder)에 권취(winding)하여 5,000 내지 20,000 dtex의 플렛얀을 제조하게 된다.
상기 제조된 플렛얀 2 내지 12가닥, 구체적으로 4 내지 8가닥의 플렛얀을 가공하여 인조잔디 파일사를 제조하게 된다.
인조잔디 구조체의 제조방법
또한, 본 발명은 상기 제조된 인조잔디 파일사를 기포층에 터프팅하는 1단계; 상기 기포층의 하부면에 고분자 수지를 코팅하여 지지층을 형성하는 2단계; 상기 지지층의 하부면에 접착층을 형성하는 3단계; 및 상기 접착층의 하부면에 배수판의 상부면을 부착하는 4단계를 포함하는 인조잔디 구조체의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 인조잔디 구조체의 제조방법의 1단계는 인조잔디 파일사를 기포층에 터프팅하는 단계이다.
전술한 방법에 의해 제조된 인조잔디 파일사를 기포층에 터프팅한다.
기포층(50)에 대한 구체적인 설명은 전술한 바와 같다.
본 발명의 인조잔디 구조체의 제조방법의 2단계는 상기 기포층의 하부면에 고분자 수지를 코팅하여 지지층을 형성한다.
인조잔디 파일(70)이 터프팅된 기포층(50) 하부면에 고분자 수지를 코팅하여 지지층(40)을 형성하며, 지지층(40)에 대한 구체적인 설명은 전술한 바와 같다.
본 발명의 인조잔디 구조체의 제조방법의 3단계는 상기 지지층의 하부면에 접착층을 형성하는 단계이다.
본 단계에서는 지지층(40)의 하부면에 접착층(30)을 형성하여 후술할 배수판(20)이 하중에 의해 분리되지 않게 단단하게 부착되게 한다. 지지층(40)의 하부면에 접착층(30)을 형성할 때, 지지층(40) 하부면의 전체 면적에 접착층(30)을 형성하지 않고, 테두리 부분에만 접착층(30)을 형성하여 배수판(20)의 기공홀(230)이 가려지지 않도록 하는 것이 중요하다.
본 발명의 인조잔디 구조체의 제조방법의 4단계는 상기 접착층의 하부면에 배수판의 상부면을 부착하는 단계이다.
상기 접착층(30)의 하부면에 배수판(20)의 상부면이 부착하여 하중에 의해 분리되지 않게 한다. 이때, 배수판(20)의 기공홀(230)이 접착층(30)에 의해 막히지 않도록 배수판(20)의 테두리(외각) 부분이 지지층(40)과 결합되면 충분하다.
본 발명의 인조잔디 파일사, 인조잔디 파일사 제조방법, 인조잔디 구조체, 인조잔디 구조체의 제조방법서 언급된 사항은 서로 모순되지 않는 한 동일하게 적용된다.
본 발명의 페오놀(paeonol)과 산화아연을 포함하는 인조잔디 파일사는 대장균, 황색포도상구균, 폐렴간균 및 녹농균에 대한 항균 효과가 우수하다. 또한, 기공홀을 V자 형태로 배치시킨 배수판을 적용시켜 기존 개발된 배수판 대비 충격흡수성과 배수성이 우수하면서, 탄성력 및 내구성이 우수하다.
따라서, 본 발명의 인조잔디 파일사와 기공홀이 V자 형태로 배치된 배수판을 포함하는 인조잔디 구조체는 항균성과 배수성이 우수하여 미생물 번식을 억제하는 효과가 있다. 또한 내구성이 우수하므로, 먼지나 분진 발생을 억제하는 효과가 있으며, 탄성 및 복원력이 우수하므로, 운동 중 넘어지더라도 부상을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 인조잔디 구조체의 시공단면을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 배수판의 상부면을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 배수판의 하부면을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 배수판의 통기층과 지지부를 확대하여 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 배수판의 연결구조를 도시한 것이다.
이하 본 발명을 바람직한 실시예를 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 다양한 제품에 적용하여 평가하였다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 아래 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1.
폴리에틸렌 수지(밀도 0.92g/cm3, 용융지수 10g/10min) 91 중량%, 광 안정제(힌더드아민계 XT-847, BASF) 3 중량%, CaCO3 1 중량%, 목단피로부터 분리된 페오놀(Paeonol) 3.5 중량% 및 산화아연 1.5 중량%를 혼합하여 항균 인조잔디 파일사 제조를 위한 마스터배치를 제조하였다.
상기 마스터배치를 티다이 압출기로 300℃에서 용융하여 필름상으로 압출하였다. 상기 압출된 필름을 냉각하고 슬리터(slitter)로 절단하였다. 이후, 95~120℃에서 100m/min의 속도로 1:5~15의 연신 비율로 연신한 후 15,000 dtex의 플렛얀을 제조하였다. 상기 제조된 플렛얀을 이용하여 인조잔디 파일사를 제조하였다.
실시예 2
폴리에틸렌 수지 94 중량%, 페오놀 0.5 중량%를 사용하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 인조잔디 파일사를 제조하였다.
실시예 3
폴리에틸렌 수지 92 중량%, 페오놀 2.5 중량%를 사용하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 인조잔디 파일사를 제조하였다.
실시예 4
폴리에틸렌 수지 90 중량%, 페오놀 4.5 중량%를 사용하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 인조잔디 파일사를 제조하였다.
실시예 5
폴리에틸렌 수지 88 중량%, 페오놀 6.5 중량%를 사용하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 인조잔디 파일사를 제조하였다.
비교예 1.
폴리에틸렌 수지 94.5 중량%, 페오놀 0 중량%를 사용하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 인조잔디 파일사를 제조하였다.
비교예 2.
폴리에틸렌 수지 86 중량%, 페오놀 8.5 중량%를 사용하는 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 인조잔디 파일사를 제조하였다.
　성분 실시예1 비교예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예2
폴리에틸렌 수지 91 94.5 94 92 90 88 86
광 안정제 3 3 3 3 3 3 3
CaCO3 1 1 1 1 1 1 1
페오놀 3.5 0 0.5 2.5 4.5 6.5 8.5
산화아연 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
총계 100 100 100 100 100 100 100
실험예
실험예 1. 항균 시험
비교예들과 실시예들에서 제조된 인조잔디 파일사를 이용하여 ASTM E 2149:2020 시험방법에 근거하여, 항균 시험을 실시하였다.
대장균(Escherichia coli ATCC 25922) 1.2Х105 CFU/mL, 황색포도상구균(Staphylococcus Aureus ATCC 6538) 1.5Х105 CFU/mL, 폐렴간균(Klebslella pneuwonlae ATCC 4352) 2.2Х105 CFU/mL, 녹농균(Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442) 1.9Х105 CFU/mL을 실시예들과 비교예들에서 제조된 인조잔디 파일사에 wrist-action shaker를 이용하여 24시간 동안 접촉시킨 후 균 감소율을 ASTM E 2149:2020 시험방법에 근거하여 측정하였다.
그 결과, 실시예 1 내지 5와 비교예 2에서 제조된 인조잔디 파일사는 상기 4종의 균주에 대한 90%의 이상의 항균 효능을 나타냈다. 그러나, 페오놀을 함유하지 않은 비교예 1에서 제조된 인조잔디 파일사의 경우 항균 효능은 약 10~17%에 불과하여 항균 효과가 현저히 낮은 것을 알 수 있다.
　 실시예1 비교예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예2
대장균 > 99.9% 17.1% > 90% > 99.9% > 99.9% > 99.9% > 99.9%
황색포도상구균 > 99.9% 11.8% > 90% > 99.9% > 99.9% > 99.9% > 99.9%
폐렴간균 > 99.9% 11.9% > 90% > 99.9% > 99.9% > 99.9% > 99.9%
녹농균 > 99.9% 10.4% > 90% > 99.9% > 99.9% > 99.9% > 99.9%
실험예 2. 인조잔디 매트의 품질 평가
비교예들과 실시예들의 인조잔디 파일사로 제조된 인조잔디 매트의 내마모성을 KS F 388-1: 2022 규격에 따라 2,000회 가동하여 마모 전/후의 중량 변화율을 측정하였다. 또한, 비교예들과 실시예들에서 제조된 인조잔디 파일사의 방사 작업성을 평가하였다. 그 결과, 페오놀 함량이 지나치게 높은 비교예 2의 경우 마모 강도가 증가하였고, 방사작업성이 저하되는 문제점이 있었다.
　 실시예1 비교예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예2
마모강도 (%) 1.2 1.2 1.2 1.2 2.4 2.6 6.7
방사 작업성 양호 양호 양호 양호 양호 양호 작업성 저하
실험예 3. 인조잔디 시스템의 품질 기준 평가
실시예 1의 인조잔디 파일사로 제조된 인조잔디 매트, 충격 흡수 배수판(20), 규사 및 탄성칩이 포함된 인조잔디 시스템을 이용하여 KS F 388-1: 2022 규격에 따라 표 4의 품질 기준을 평가하였다. 그 결과, 실시예 1에서 제조된 인조잔디 파일사를 이용한 인조잔디 시스템은 KS F 388-1: 2022에서 규정하는 인조잔디 시스템 품질 기준에 부합하였다.
시험항목 단위 시험결과
충격흡수성 % 64
수직 방향 변형 mm 8
회전 저항 Nm 34
공의 반발력 m 0.67
공 구름 m 6
피부/표면 마찰 - 0.65
투수 성능 mm/h 2000 이상
충격 흡수성-XL 스터드 마모 후(6000 사이클) % 57
수직 방향 변형-XL 스터드 마모 후(6000 사이클) mm 5
회전 저항-XL 스터드 마모 후(6000 사이클) Nm 47
공의 반발력-XL 스터드 마모 후(6000 사이클) m 0.96
공 구름-XL 스터드 마모 후(6000 사이클) m 10
* 충전량 - 규사: 25kg/m2, 탄성칩: 11kg/m2, 충격 흡수 배수판: 15mm
실험예 4. 배수판의 품질 기준 평가
본 발명에서는 충격 흡수 배수판(20)을 제조한 후, KS F 388-1: 2022 규격에 따라 품질 기준을 평가하였다. 그 결과, 본 발명의 충격 흡수 배수판은 KS F 388-1: 2022에서 규정하는 품질 기준에 부합하였다.
시험항목 시험결과
영구 압축률(%) 2
인장강도(MPa) 14.71
신장률(%) 242
내오존성능 인장강도(MPa) 14.02
내오존성능 신장률(%) 226
충격 흡수성 (%) 44.2
100 : 인조잔디 구조체 70 : 인조잔디 파일
60 : 충전재층 50 : 기포층
40 : 지지층 30 : 접착층
20 : 배수판 10 : 지면
21 : 배수판 상부면 22 : 배수판 하부면
210 : 제1연결부 220 : 제2연결부
230 : 기공홀 240 : 유도홈
250 : 통기층 251 : 제1수평부재
252 : 제2수평부재 253 : 제1수직부재
254 : 제2수직부재 255 : 공기층
260 : 지지부 261 : 수평지지부
262 : 수직지지부

Claims (8)

  1. 폴리에틸렌 수지 77 내지 96 중량%, 광 안정제 1 내지 10 중량%, 탄산칼슘 1 내지 5 중량% 및 페오놀과 산화아연으로 이루어진 복합항균제 2 내지 8 중량%를 포함하며,
    상기 복합항균제는 페오놀과 산화아연이 0.3 내지 5:1의 중량비로 혼합되며,
    대장균, 황색포도상구균, 폐렴간균 및 녹농균에 대한 항균활성을 가지는 것인, 항균용 인조잔디 파일사.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 페오놀은 목단피로부터 분리된 것인, 항균용 인조잔디 파일사.
  3. 삭제
  4. 기포층,
    상기 기포층에 터프팅되며, 제1항 또는 제2항의 파일사로 구성된 인조잔디 파일 및
    상기 기포층의 하부면에 고분자 수지가 코팅되어 형성된 지지층을 포함하는,
    인조잔디 구조체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지지층의 하부면과 배수판의 상부면을 연결하는 접착층; 및 상기 접착층의 하부면에 부착된 배수판을 더 포함하는, 인조잔디 구조체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 배수판 상부면의 제1수평부재와 배수판 하부면의 제2수평부재에는 복수개의 기공홀이 형성되고, 상기 복수개의 기공홀은 V자 형태로 배치된 것인, 인조잔디 구조체.
  7. 폴리에틸렌 수지 77 내지 96 중량%, 광 안정제 1 내지 10 중량%, 탄산칼슘 1 내지 5 중량% 및 페오놀과 산화아연으로 이루어진 복합항균제 2 내지 8 중량%를 혼합하고, 항균용 인조잔디 파일사 제조용 항균 마스터배치를 제조하는 1단계; 및
    상기 항균 마스터배치를 필름상으로 압출하고 연신하여 플렛얀을 제조하는 2단계;를 포함하며,
    상기 복합항균제는 페오놀과 산화아연이 0.3 내지 5:1의 중량비로 혼합되며,
    상기 항균용 인조잔디 파일사는 대장균, 황색포도상구균, 폐렴간균 및 녹농균에 대한 항균활성을 가지는 것인,
    항균용 인조잔디 파일사의 제조방법.
  8. 제7항의 제조방법으로 제조된 인조잔디 파일사를 기포층에 터프팅하는 1단계;
    상기 기포층의 하부면에 고분자 수지를 코팅하여 지지층을 형성하는 2단계;
    상기 지지층의 하부면에 접착층을 형성하는 3단계; 및
    상기 접착층의 하부면에 배수판의 상부면을 부착하는 4단계를 포함하는 인조잔디 구조체의 제조방법.
KR1020240018816A 2023-12-14 2024-02-07 항균성, 충격흡수성 및 배수성이 뛰어난 인조잔디 구조체 및 이의 제조방법 KR102705074B1 (ko)

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KR1020240018816A KR102705074B1 (ko) 2023-12-14 2024-02-07 항균성, 충격흡수성 및 배수성이 뛰어난 인조잔디 구조체 및 이의 제조방법

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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06184811A (ja) * 1992-12-21 1994-07-05 Mitsubishi Petrochem Co Ltd 人工芝生用原糸
KR20050090699A (ko) 2004-03-09 2005-09-14 필드터프승목(주) 인조잔디 운동장용 배수블록
KR20160123540A (ko) * 2015-04-16 2016-10-26 주식회사 쎄코 진공증착용 항균성 프라이머 코팅제 및 이를 이용한 다중코팅 방법
KR102090150B1 (ko) * 2019-09-18 2020-04-24 비아이랜드주식회사 친환경 인조잔디 시공구조
KR102335453B1 (ko) * 2020-07-21 2021-12-06 코오롱글로텍주식회사 기포지 및 이를 포함하는 인조잔디 구조체
KR102487027B1 (ko) * 2021-10-28 2023-01-10 코오롱글로텍주식회사 식모 인조잔디

Patent Citations (6)

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