KR102046629B1 - Functionally reinforced Artificial Turf Structure with CNT and Method of Producing Artificial Turf employing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 인조잔디 구조체 및 인조잔디의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an artificial turf structure and a method for producing artificial turf.
일반적으로 인조 잔디는 자연 채광이 폐쇄된 곳, 답압이 집중되는 곳, 기후적으로 천연 잔디의 생육이 곤란한 곳, 잔디의 관리가 어려운 곳에 널리 시공하고 있다.
인조 잔디는 천연 잔디에 비해 초기 시공비가 많이 들지만 반영구적으로 사용이 가능하고 유지관리의 편의성, 운동하기에 적합하도록 표면이 고른 점 때문에 선호도가 높아지고 있고, 근래에는 돔구장, 빌딩, 학교, 놀이터 등에 널리 시공하고 있다.
그러나 인조잔디는 화학물질로 이루어진 것으로서, 인조잔디 위에서 여러가지 활동이 수행되는 경우, 정전기로 인하여 활동자에게 화상을 입히거나, 잔먼지 등이 몸에 달라붙는 등의 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 대전방지제 등을 투입하는 방법도 논의 되었으나, 대전방지 효과는 미미한 반면에, 기능성 첨가제에 의하여 인조잔디의 내구성이 떨어지는 등 문제점이 있었다.
In general, artificial turf is widely used in places where natural light is closed, where pressure is concentrated, where it is difficult to grow natural grass, and where turf management is difficult.
Artificial turf has a higher initial construction cost than natural grass, but it is semi-permanent, and it is becoming more preferred because of its uniform surface for ease of maintenance and exercise. Recently, it is widely used in dome stadiums, buildings, schools, and playgrounds. We are constructing.
However, artificial turf is made of a chemical substance, and when various activities are performed on the artificial turf, there are problems such as causing burns to the actors due to static electricity, dust, etc. sticking to the body.
In order to solve this problem, a method of injecting an antistatic agent and the like has also been discussed, while the antistatic effect is insignificant, there is a problem such as durability of the artificial turf due to the functional additives.
본 발명의 목적은 인조잔디의 내구성은 유지하면서도 대전방지 효과가 높은 인조잔디 구조체, 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
An object of the present invention is to provide an artificial turf structure having a high antistatic effect, while maintaining the durability of the artificial turf, a method of manufacturing the same.
일 실시예에 의하면, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 기포층; 상기 기포층 위에 식모된 인조잔디로 구성된 인조잔디 파일층; 상기 기포층 상부 및 상기 인조잔디들 사이의 충진층;을 포함하고, 상기 인조잔디는 플라즈마 처리된 합성수지 및 탄소나노튜브를 포함하는 인조잔디 구조체를 제공한다.
일 실시예에 의하면, 본 발명은 기포층; 상기 기포층 위에 식모된 인조잔디로 구성된 인조잔디 파일층; 상기 기포층 상부에 위치하며, 상기 인조잔디들 사이에 충진층;을 포함하고, 상기 인조잔디는 제1 합성수지를 플라즈마 처리하는 단계; 상기 플라즈마 처리된 제1 합성수지에 탄소나노튜브를 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 단계; 상기 1차 혼합물을 스크류(screw)가 장착된 혼합기에 혼합하여 마스터 배치를 제조하는 단계; 상기 마스터 배치에 제2 합성수지를 더 혼합하여 2차 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 2차 혼합물을 압출하여 원사를 제조하는 단계;를 포함하는 방법으로 제조된 인조잔디 구조체를 제공한다.
일 실시예에 의하면, 본 발명은 제1 합성수지를 플라즈마 처리하는 단계; 상기 플라즈마 처리된 제1 합성수지에 탄소나노튜브를 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 단계; 상기 1차 혼합물을 스크류(screw)가 장착된 혼합기에 혼합하여 마스터 배치를 제조하는 단계; 상기 마스터 배치에 제2 합성수지를 더 혼합하여 2차 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 2차 혼합물을 압출하여 원사를 제조하는 단계;를 포함하는 인조잔디의 제조방법을 제공한다.
According to one embodiment, in order to achieve the object of the present invention, the bubble layer; Artificial turf pile layer consisting of artificial grass planted on the bubble layer; And a filling layer between the top of the bubble layer and the artificial grass, wherein the artificial grass provides an artificial turf structure including plasma-treated synthetic resin and carbon nanotubes.
According to one embodiment, the present invention is a bubble layer; Artificial turf pile layer consisting of artificial grass planted on the bubble layer; Located above the bubble layer, the filling layer between the artificial turf; The artificial turf comprises the steps of plasma treating the first synthetic resin; Preparing a primary mixture by mixing carbon nanotubes with the plasma-treated first synthetic resin; Mixing the primary mixture into a screw-mounted mixer to produce a master batch; Further mixing a second synthetic resin in the master batch to produce a secondary mixture; And extruding the secondary mixture to prepare a yarn. Provides an artificial turf structure prepared by the method.
According to one embodiment, the present invention comprises the steps of plasma treating the first synthetic resin; Preparing a primary mixture by mixing carbon nanotubes with the plasma-treated first synthetic resin; Mixing the primary mixture into a screw-mounted mixer to produce a master batch; Further mixing a second synthetic resin in the master batch to produce a secondary mixture; And extruding the secondary mixture to prepare yarns.
본 발명에 의한 인조잔디 구조체는 CNT를 통해 구조체 외관의 코팅형식이 아닌 인조잔디 구조체 내에 상기 물질을 함유함에 따라 대전방지 효과가 우수해짐으로써 정전기 방지를 통한 인체 화상 및 미세물질의 인체유입 억제효과와 더불어 인조잔디 구장 설치 후 포설된 인조잔디용 충진재, 예컨대 규사 및 충격흡수용 EPDM 합성고무, SEBS 등의 유실을 방지함으로써 사후관리가 용이하고, 경제성이 우수해질 수 있다. 또한 열전도성이 우수해짐에 따라 인조잔디 구조체의 내한성, 내열성을 보유함에 따라 우리나라와 같이 사계절 기층온도 변화에 따른 물성변화 및 변질을 억제할 수 있고, 이로 인해 구조체의 기대수명을 증대시킬 수 있으며 인장강도, 신장률 등 인조잔디 구조체가 갖춰야 할 본연의 물성 및 기능이 향상, 유지되므로 향후 유지보수 비용까지 줄일 수 있다.
The artificial turf structure according to the present invention has excellent antistatic effect by containing the material in the artificial turf structure, which is not a coating form of the structure through CNTs, thereby preventing the human body influx of human body images and fine materials through antistatic and In addition, after the artificial turf field is installed, the artificial turf fillers, for example, silica sand and EPDM synthetic rubber for shock absorption and SEBS can be prevented from being lost, so that after-care and economical efficiency can be improved. In addition, as the thermal conductivity is excellent, it possesses cold resistance and heat resistance of artificial turf structure, and thus, it is possible to suppress the change in physical properties and deterioration due to the change of base season temperature as in Korea, thereby increasing the life expectancy of the structure and tension As the physical properties and functions of artificial turf structures such as strength and elongation are improved and maintained, future maintenance costs can be reduced.
도 1은 본 발명에 따른 인조잔디 구조체의 단면도를 개략적으로 나타낸 것이다.Figure 1 schematically shows a cross-sectional view of the artificial turf structure according to the present invention.
이하 본 발명을 보다 구체적으로 설명하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기포층; 상기 기포층 위에 식모된 인조잔디로 구성된 인조잔디 파일층; 상기 기포층 상부 및 상기 인조잔디들 사이의 충진층;을 포함하고, 상기 인조잔디는 플라즈마 처리된 합성수지 및 탄소나노튜브를 포함하는 인조잔디 구조체를 제공한다.
상기 기포층은 기층 상부에 인조잔디의 형태를 갖추기 위하여 인조잔디 원사가 이식되는 기포지를 포함하는 층을 의미한다.
도 1을 참고로 하면 본 발명의 일 실시예에 의하면, 배수층(1); 상기 배수층(1) 위에 형성된 골재층(2); 상기 골재층(2) 위에 형성된 기포층(3); 상기 기포층(3) 위에 인조잔디가 식모되어 구성된 인조잔디 파일층, 상기 인조잔디들 사이에 충진된 모래층(4); 상기 인조잔디들 사이에 충진되고 상기 모래층(4) 위에 적층된 탄성층(6);을 포함하는 인조잔디 구조체로 구성된다.
상기 배수층 또는 골재층은 모두 구비될 수도 있고, 어느 한 층이 생략될 수도 있다.
상기 배수층은 배수와 동파방지를 위한 것으로서 그물망 형상의 망 구조체 안에 모래 또는 자갈들을 혼합하여 구성되거나, 배수 블록등을 조립하여 구성될 수도 있다. 상기 배수층의 재료는 쇄석, 하상골재, 슬래그 또는 이들의 혼합물로서 점토질, 실트, 유기불순물 등을 포함하지 않은 비동결 재료이어야 한다. 상기 배수층은 시공 이전에 노상표면의 먼지, 점토, 유기물, 기타 불순물 제거하고 정리하여야 한다. 상기 배수층의 시공은 다짐후 1층의 두께가 20cm를 넘지 않도록 균일하게 깔아야 한다.
상기 충진층은 인조잔디들 사이에 충진되는 것으로서, 일 실시예에 의하면 상기 모래층 및 탄성층으로 구성된다. 상기 모래층 및 탄성층은 혼합되어 하나의 층으로 구성될 수도 있다.
상기 모래층은 규사를 포함할 수 있으며, 상기 규사는 이산화규소(SiO2)의 함량이 90% 이상일 수 있으며, 입경은 대략 0.3~1.0mm일 수 있다. 다만, 여기서 상기 모래층의 성분과 입경을 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 모래층의 두께는 대략 15 내지 30 mm 로 형성될 수 있다.
상기 탄성층은 사용자가 넘어졌을 때 다치지 않도록 완충 역할을 부여하는 층으로서, 탄성을 갖는 합성 고무 칩들이 충진된다. 상기 고무칩들은 배수성을 향상시키고 완충력을 강화하기 위해 직경의 1~5 mm의 입자 형상으로 형성될 수 있다. 상기 고무칩은 고무, SEBS, EPDM, 차열안료 및 기타 첨가제를 포함한다
여기서, 차열 안료는 백색 차열 안료, 유색 차열 안료, 중공 안료, 및 PCM을 포함한다. 백색 차열 안료는 이산화지당을 성분을 가진다. 또한, 유색 차열 안료는 철 크롬 복합 산화물이며, 화학식 Fe(Fe.Cr)2O4로 표현할 수 있다. 게다가, 중공안료는 경량 필러로 글래스 버블 성분을 가지며, 진비중이 0.1 ~ 0.7이고, 겉비중이 0.05 ~ 0.5인 것을 사용한다. 그리고 PCM은 파라핀 왁스류 성분을 가지며, 기타 첨가제는 UV 안전제, 활제 등이 될 수 있다.
상기 고무칩은 동일한 크기의 고무칩들이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 큰 고무칩 1종과 작은 고무칩 1종이 혼합된 것이 바람직하며, 상대적으로 작은 고무칩의 직경이 상대적으로 큰 고무칩의 반경보다 큰 것이 바람직하다. 이는 큰 고무칩들이 형성하는 공극에 작은 고무칩들이 끼어서 완충력 및 배수력을 줄이는 것을 방지하기 위해서이다. 어느 하나의 크기로만 구성되는 경우, 반경이 큰 고무칩으로만 구성되는 경우에는 지나친 탄성으로 바닥이 흔들리는 느낌을 부여할 수 있고, 작은 고무칩으로만 구성되는 경우 완충력이 줄어들고 배수가 좋지 못할 수 있다.
상기 기포층은 인조잔디 파일을 고정시키는 부분이다. 상기 기포층은 넓은 평판 형상으로 형성되며, 폴리올레핀계 수지, 예를 들어 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등의 재질로 형성될 수 있고, 용도에 따라 이중 또는 삼중으로 강화된 것을 사용할 수도 있다.
상기 인조잔디 파일은 인조잔디 구조체에 천연잔디와 흡사한 특성을 부여하는 역할을 하는 것으로서, 기포층 상부에 인조잔디 원사를 입모하여 형성된다. 구체적으로, 원사를 입모하는 방식에는 기포층 상부에 인조잔디 원사를 터프팅하여 일정 형상의 루프 파일을 형성하는 터프팅 방식, 기포층과 파일을 동시에 형성하는 모켓 방식 또는 라셀 방식 등이 있다. 파일은 높이가 5 ~75㎜, 바람직하게는 10~65mm이고, 기포층 면적당 파일수가 1000~30000개/㎡일 수 있다.
상기 기포층의 배면에는 코팅층을 더 포함할 수 있으며, 상기 코팅층은 폴리올레핀 수지, 폴리우레탄 수지 또는 라텍스 수지를 포함하는 코팅 조성물로 코팅 및 경화시켜 제조될 수 있다. 바람직하게는 상기 코팅층은 대전방지제, 바람직하게는 도전성 카본 블랙, 보다 더 바람직하게는 탄소나노튜브를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 코팅 조성물은 상기 폴리올레핀계 수지를 플라즈마 처리한 후 대전방지제를 혼합하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 코팅 조성물은 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 물 100~140 중량부, 점도제 1~2 중량부, 및 산화방지제 0.5~2 중량부에 탄소나노튜브를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 코팅층에 의하면, 인조잔디가 빠지는 것을 방지하면서 동시에, 대전방지 효과를 부여하여 기포층과, 기포층에 식모된 인조잔디, 기포층의 하면에 위치한 배수층들 사이에서 정전기 발생으로 인한 접착력 약화를 방지하여, 내구성을 높일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 본 발명의 인조잔디 구조체를 구성하는 인조잔디는 플라즈마 처리된 합성수지를 포함한다.
본 발명에서 사용하는 플라즈마는 이온이나 전자가 미약하게 존재하는 거의 중성에 가까운 기체 상태로 그 온도에 따라 고온 및 저온 플라즈마로 분류할 수 있다. 저온 플라즈마는 대기압에서 생성하므로 종래의 진공 플라즈마에 비하여 진공유지와 관련된 제반비용을 절감할 수 있어 경제적이다. 저온플라즈마는 예를 들어서 넓게 분류하여 코로나방전(corona discharge), 유전체장벽방전(dielectric barrier discharge) 마이크로웨이브방전(microwave discharge) 대기압 글로우방전(atmo spheric glow discharge) 방식으로 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 저온 플라즈마 조사 방식을 사용하며, 플라즈마생성 방식의 제한을 받지 않고 결과가 같으면 선택하여 사용할 수 있으나 본 발명에서는 코로나 면 방전 방식의 플라즈마를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서와 같이 플라즈마 처리된 합성 수지에 탄소나노튜브를 혼합하여 분산성을 높이고, 동시에 결합력을 높일 수 있어 대전방지 효과의 지속성을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 합성수지 100 중량부에 대하여 탄소나노튜브 0.5~3 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 탄소나노튜브(Carbon nanotube; 이하 CNT)는 그래파이트(Graphite)면이 나노크기의 직경으로 둥글게 말린 속이 빈 튜브형태이며, 이때 그래파이트 면이 말리는 각도 및 구조에 따라서 전기적 특성이 도체 또는 반도체 등이 된다. 또한, CNT는 그래파이트 벽의 수에 따라서 단일벽 탄소 나노튜브(Single-walled carbon nanotube; SWCNT), 이중벽 탄소 나노튜브(Double-walled carbon nanotube; DWCNT), 얇은벽 탄소 나노튜브(Thin multi-walled carbonnanotube), 다중벽 탄소 나노튜브(Multi-walled carbon nanotube;MWCNT), 다발형 탄소 나노튜브(Roped carbonnanotube)로 구분한다.
일 실시예에 의하면, 상기 탄소나노튜브는 직경이 2 내지 20nm인 것이 바람직하다.
일 실시예에 의하면 상기 탄소나노튜브는 표면처리 된 것이 바람직하다.
일 실시예에 의하면, 상기 표면 처리된 탄소나노튜브는 산소, 공기, 오존, 과산화수소수, 니트로화합물 및 이들의 혼합물에서 선택되는 산화제를 사용하여 50 내지 400atm의 아임계 또는 초임계 조건에서 탄소나노튜브를 표면 처리하여 얻어질 수 있다. 상기 탄소나노튜브는 표면처리에 의해 형성된 산소를 0.1~10중량% 포함할 수 있다.
탄소나노튜브의 표면처리에 의하여, 합성수지와 결합성을 높여서 인조잔디 본연의 탄성과 원사의 직립성, 인장강도, 대전방지 기능을 오래 지속할 수 있다.
또한, 상기와 같이 표면 처리된 합성수지와 탄소나노튜브를 사용함으로서, 결합성을 높여, 기능성 첨가제의 첨가로 인하여 인조잔디의 내구성이 약화되는 것을 방지하고, 탄성 및 인조잔디 원사의 직립성, 인장강도 등 기본적 물성의 증대와 더불어 대전방지기능을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 인조잔디는 제1 합성수지를 플라즈마 처리하는 단계; 상기 플라즈마 처리된 제1 합성수지에 카본나노튜브를 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 단계; 상기 1차 혼합물을 스크류(screw)가 장착된 혼합기에 혼합하여 마스터 배치를 제조하는 단계; 상기 마스터 배치에 제2 합성수지를 더 혼합하여 2차 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 2차 혼합물을 압출하여 인조잔디를 제조하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 스크류는, 역전형 스크류 예를 들어 리본형 스크류(Ribbon shape screw)가 바람직하다. 이러한 역전형 스크류에 의해 완전한 혼합을 이룰 수 있다.
바람직하게는 상기 스크류에는 25~100℃, 바람직하게는 65~95℃의 열을 가하여, 합성수지와 탄소나노튜브의 결합력을 높이고 분산성을 보다 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 기포층의 배면에 탄성패드를 더 포함할 수 있다. 상기 탄성패드에 의해 인조잔디 원사 사이 충진재의 유실 염려없이 중장기 간 지속적인 탄성의 효과를 기대할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 인조잔디들 사이에 충진재를 더 충진시킬 수 있으며, 상기 충진재는 당해 기술분야에 사용될 수 있는 것이라면 어느 것이나 가능하며, 예를 들어 입경이 1.5mm초과~3.5mm 미만의 EPDM(ethylene and propylene diene terpolymer) 충진재가 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 상기 2차 혼합물에 플라즈마 처리를 하는 단계를 더 포함할 수 있다. 2차 플라즈마 처리에 의하여, 탄소나노튜브와 합성수지의 결합력이 더 높아질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 마스터 배치는 제1 합성수지 100중량부에 대하여 탄소나노튜브 3 내지 40 중량부를 혼합하여 제조될 수 있다. 탄소나노튜브가 상기 범위보다 적게 포함되면 대전방지 효과가 낮아질 수 있으며, 탄소나노튜브가 상기 범위 보다 많이 포함되면, 제2 합성수지와 혼합할 때, 혼화성이 낮아져서 최종적으로 인조잔디의 내구성이 떨어질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 제2 합성수지 100 중량부에 대하여 상기 마스터 배치를 3 내지 10 중량부로 혼합하여 2차 혼합 조성물을 제조할 수 있다.
상기 제1 합성수지 및 제2 합성수지를 포함하는 합성수지는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 폴리아미드(PA) 중 선택된 1 종 이상의 수지 또는 수지 혼합물이 사용될 수 있다. 바람직하게는 기포층, 인조잔디, 코팅층을 이루는 합성수지가 동종의 것이 사용되어, 결합력을 더 높일 수 있다.
일 실시예에 의하면, 상기 1차 및 2차 혼합 조성물은 색상안료, UV 차단제, 산화방지제, 난연제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 바람직하게는 상기 첨가제, 바람직하게는 난연제는 2차 혼합물에 포함될 수 있다.
상기 난연제는 제2 합성수지 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부, 바람직하게는 2 내지 3 중량부로 포함될 수 있다.
상기 인조잔디를 제조하는 인조잔디 원사는 두께 70~500㎛, 폭 1~3mm가 바람직하다.
이하 본 명세서에 개시된 기술을 다양한 실시예를 통하여 설명하지만 본 명세서에 개시된 기술의 기술적 사상을 이에 한정하려는 것은 아니다.
<제조예 1>
폴리올레핀 수지로 LLDPE(선형저밀도폴리에틸렌) 67중량부와 LDPE 23 중량부, HDPE 10 중량부로 구성된 PE 100중량부를 주성분으로 하고 표면계질화를 위해 30분 간 에어압력이 0.4 내지 0.6MPa의 대기압 플라즈마 처리된 마스터배치 주원료인 폴리올레핀 계 펠렛 형태의 칩 100 중량부에 대하여, 마스터배치 5 중량부(색상안료 4 중량%, 산화방지제 3 중량%, 카본나노튜브(CNT) 25 중량% 및 PE 75중량%가 포함됨)와 난연제 3 중량부를 내부온도 280~310℃의 압출기를 통해 동시에 용융시킨 뒤 직사각 모양의 노즐을 통해 4 내지 5 개수의 원사(필라개수)를 성형·압출시키고 이후 10~20℃의 냉각수를 이용 급속 냉각시킨 뒤 1차 연신기와 2차 연신기를 이용, 85℃ 온도의 물탱크 속에서 1,300 이상 데니아 두께의 원사 생산을 위해 연신시킨다. 연신 비율은 5:1 내지 7:1로 설정한다. 이후 50~60℃의 3단 고데트 롤러 및 적외선 세팅기를 이용, 연신된 원사를 고착화시키는 작업을 거친 뒤 와인더를 통해 일정량의 원사를 종이 지관에 권취 후 원사 완제품을 얻어낸다.
<제조예 2>
제조예 1에서 탄소나노튜브를 하기와 같이 표면처리한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 마스터배치를 제조하였다.
증류수 100 중량부에 대하여 탄소나노튜브(CNT) 20 중량부를 순환펌프로 혼합하여 전처리조에서 CNT용액을 준비하였다. 상기 CNT 용액을 고압주입펌프를 통해 11g/min유속으로 예열조에 투입되기 전, 이와 함께 245atm 내지 252atm으로 압축된 기상상태의 산소는 열교환기의 전단에서 0.4g/min의 유속으로 CNT용액과 혼합되어 상기 혼합액은 열교환기를 통해 150 내지 200℃로 예열된 예열조에 투입하였다. 상기 예열된 혼합액은 210℃ 및 230atm 내지 250atm의 아임계수 상태의 표면처리반응기에 주입되어 표면 처리되고, 상기 생성물은 다시 열교환기로 이송되어 100℃로 1차 냉각 후, 다시 냉각장치를 통해 약 25℃의 온도로 냉각한 후 연속적으로 14.3g의 탄소나노튜브를 얻었다. 이때 탄소나노튜브 표면에 존재하는 산소 함량은 2.2wt%이다.
<비교제조예 1>
플라즈마 처리 단계를 수행하지 않고 LLDPE를 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 마스터배치를 제조하였다.
<실시예 1 및 2: 인조잔디의 제조>
LLDPE 100 중량부에 대하여 제조예 1 및 2에서 제조한 마스터배치 5 중량부를 혼합하고, 방사온도 210℃ 및 인발비율 5.1, 건조기 온도 95℃로 하여 인조잔디를 제조하였다.
<실시예 3 및 4: 인조잔디의 제조>
LLDPE 100 중량부에 대하여 제조예 1 및 2에서 제조한 마스터배치 5 중량부를 혼합한 후, 제조예 1에 기재된 것과 동일한 조건으로 플라즈마 처리를 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 인조잔디를 제조하였다.
<비교예 1: 인조잔디의 제조>
비교제조예 1의 마스터배치를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 하여 인조잔디를 제조하였다.
<비교예 2: 인조잔디의 제조>
LLDPE 100 중량부에 대하여 탄소나노튜브 1 중량부를 혼합한 것을 그대로 인발한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 인조잔디를 제조하였다.
<실시예 5 내지 8: 인조잔디 구조체의 제조>
폴리에틸렌 섬유의 기포지에 실시예 1 내지 4에서 제조한 인조잔디 원사를 터프팅하여 높이가 65mm이고, 기포층 면적당 파일 수가 10000~20000개/m2가 되도록 인조잔디 파일을 형성하고, 상기 기포지의 배면을 폴리우레탄 수지를 포함하는 코팅 조성물로 코팅 및 경화하여 코팅층을 형성하였다.
상기 코팅층은 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 물 100 중량부, 점도제 1 중량부, 산화방지제 0.5 중량부를 혼합한 코팅 조성물을 도포한 후 경화하여 형성하였다.
<비교예 3 및 4: 인조잔디 구조체의 제조>
비교예 1 및 2에서 제조한 인조잔디를 사용한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 인조잔디 구조체를 제조하였다.
<시험예 1>
실시예 1 내지 4, 비교예 1 및 2에서 제조한 인조잔디 구조체에 대하여, 물성을 하기와 같은 방법으로 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
1. 인장 강도: 실시예 및 비교예에서 제조한 인조 잔디 구조체에서 세로 350 ㎜ 및 가로의 길이가 35 ㎜인 종방향 횡방향 시험편을 취하였다. 시험편을 인장 강도 시험기의 홀더에 부착하고, 인장 척(Chuck)으로 시험편을 잡아당겨 시험편이 찢어질 때의 최대 하중(N)을 측정하고 5개의 시험편에 대한 최대 하중 평균값을 계산하여 이를 인장 강도로 사용하였다. 이때 인장 속도는 100±10 ㎜/분이었다. 인장 강도가 400 N 이상인 경우를 "합격", 인장 강도가 400 N 미만인 경우를 "불합격"으로 판정하여 인장 강도를 평가하였다.
2. 대전방지성: 실시예 및 비교예에서 제조한 인조 잔디 구조체에서 세로 및 가로의 길이가 각각 100 ㎜인 시험편을 취하였다. 시험편을 80 ℃의 온도 및 0 %의 상대습도 조건에서 24 시간 동안 건조 후, 25 ℃의 온도 및 50 %의 상대습도 조건에서 10 시간 동안 방치하였다. 이후 ABS 수지로 이루어진 판을 섬유에 10 회 문지른 후 방치된 시험편과 접촉시켜 시험편에 존재하는 파일 유닛의 움직임을 관찰하였다. 파일 유닛의 움직임이 거의 없는 경우를 "양호", 파일 유닛의 움직임이 크게 나타나는 경우를 "불량", 양호와 불량 사이의 경우를 "감소"로 판정하여 대전방지성을 평가하였다.
3. 내구성(내마모성): 실시예 및 비교예에서 제조한 인조잔디 구조체에 대하여 평가는 KS M 3888-1 중 6.1.10 스터드 마모 항목을 이용하여 평가하였으며, 최초 2,5000사이클을 시행한 후 시험을 중지하고 형태 변형 및 분진 발생을 확인한 후 10,000회 마모 테스트를 진행하였다. 마모테스트 후 가로 및 세로의 길이가 각각 100mm의 시험편을 취한 후 세척 건조한 후 무게를 측정하여 최초 중량과 비교하였다. 중량의 변화가 큰 경우 마모도가 높은 것으로 평가하였다.
(mg)
상기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 플라즈마 처리된 합성수지와 탄소나노튜브를 혼합하여 제조된 인조잔디를 포함하는 인조잔디 구조체는 인발강도, 인장강도 및 대전방지성이 모두 우수할뿐만 아니라, 내마모성도 모두 우수하나, 플라즈마 처리가 되지 않거나, 마스터배치로 제조되지 않고 바로 혼합한 경우, 바람직하지 못한 결과를 나타내고 있다.
특히, 플라즈마 처리와 동시에 탄소나노튜브의 표면을 처리한 경우, 내마모성이 특히 우수한 것을 알 수 있다.
<시험예 2: 인조잔디 온도 저감성>
실시예 5 내지 7 및 비교예1~2에 따라 제조된 (500x500)mm 사이즈의 인조잔디 구조체에 충전재로서, 평균입경 0.3mm의 EPPDM를 10kg/m2로 충전하여 인조잔디 시스템을 구축하였다.
인조잔디 시스템을 물에 완전히 잠기도록 30분간 침지하고, 침지된 시료를 꺼내어 15분간 배수한 후 일조량이 많은 12시~16 사이에 자연광 상태에 노출시킨다. 자연광 노출 시작 후 열화상 카메라를 이용하여 인조잔디 시스템의 표면 온도를 5분 간격으로 측정하고, 각 촬영한 이미지에서 열화상 이미지를 분석 툴(tool)을 이용하여 최대 온도와 평균 온도를 기록하였다.
측정 시작 후 25분이 경과한 시점부터 100분이 경과한 시점까지 실시예에 따라 제조된 인조잔디 구조체가 비교예에 따라 제조한 인조잔디 구조체에 비하여 표면 온도 중 최고온도는 약 9.1~15.0℃의 온도차이를 나타내었다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail, but this is to aid the understanding of the present invention and should not be construed as limiting the scope of the present invention.
According to an embodiment of the present invention, a bubble layer; Artificial turf pile layer consisting of artificial grass planted on the bubble layer; And a filling layer between the top of the bubble layer and the artificial grass, wherein the artificial grass provides an artificial turf structure including plasma-treated synthetic resin and carbon nanotubes.
The bubble layer refers to a layer including a bubble paper in which artificial turf yarn is implanted in order to have a shape of artificial turf on the base layer.
Referring to Figure 1 according to an embodiment of the present invention, the drainage layer (1); An aggregate layer (2) formed on the drainage layer (1); A bubble layer (3) formed on the aggregate layer (2); An artificial grass pile layer formed by planting artificial grass on the
The drainage layer or aggregate layer may be all provided, or any one layer may be omitted.
The drainage layer is for preventing drainage and freezing, and may be configured by mixing sand or gravel in a mesh-shaped network structure or assembling a drainage block. The material of the drainage layer should be a non-freezing material that does not contain clay, silt, organic impurities, etc. as crushed stone, aggregate, slag or mixtures thereof. The drainage layer should be cleaned and cleaned of dirt, clay, organic matter, and other impurities on the road surface before construction. The construction of the drainage layer should be evenly laid so that the thickness of one layer does not exceed 20 cm after compaction.
The filling layer is filled between artificial grass, and according to an embodiment is composed of the sand layer and the elastic layer. The sand layer and the elastic layer may be mixed to form a single layer.
The sand layer may include silica sand, and the silica sand may have a content of silicon dioxide (SiO 2 ) of 90% or more, and a particle diameter may be about 0.3 to 1.0 mm. However, the components and particle diameter of the sand layer are not limited thereto. In addition, the sand layer may have a thickness of about 15 to 30 mm.
The elastic layer is a layer that provides a cushioning role to prevent injury when the user falls, filled with synthetic rubber chips having elasticity. The rubber chips may be formed in a particle shape of 1 to 5 mm in diameter to improve drainage and strengthen buffering force. The rubber chip includes rubber, SEBS, EPDM, heat shield pigment and other additives.
Here, the heat shield pigments include white heat shield pigments, colored heat shield pigments, hollow pigments, and PCM. White heat shielding pigments have a phospholipid dioxide component. In addition, the colored heat-insulating pigment is an iron chromium composite oxide, and can be represented by the chemical formula Fe (Fe.Cr) 2 O 4 . In addition, the hollow pigment is a lightweight filler having a glass bubble component, the specific gravity is 0.1 ~ 0.7, the surface specific gravity is used is 0.05 ~ 0.5. And PCM has a paraffin wax component, other additives may be UV stabilizers, lubricants and the like.
The rubber chips may be rubber chips of the same size, but preferably, one large rubber chip and one small rubber chip are mixed, and the diameter of the relatively small rubber chip is larger than the radius of the large rubber chip. It is desirable to be large. This is to prevent the small rubber chips from being caught in the voids formed by the large rubber chips, thereby reducing the buffering force and the draining force. If only one size is composed of, only the rubber chip with a large radius can give a feeling of shaking the floor with excessive elasticity, if only a small rubber chip may reduce the cushioning force and poor drainage .
The bubble layer is a portion for fixing the artificial grass pile. The bubble layer is formed in a broad flat plate shape, and may be formed of a material such as polyolefin resin, for example, polypropylene (PP), polyethylene (PE), polycarbonate (PC), etc. You can also use enhanced ones.
The artificial grass pile serves to impart characteristics similar to natural grass to the artificial turf structure, and is formed by injecting artificial turf yarn on the bubble layer. Specifically, the method of attracting the yarn may include a tufting method of forming a loop pile of a predetermined shape by tufting the artificial turf yarn on the bubble layer, a mocket method of forming a bubble layer and a pile at the same time, or a Raschel method. File may be a height of 5 ~ 75㎜, preferably 10 ~ 65mm, and the number of files per fabric layer 1000 ~ 30,000 / ㎡.
The back of the bubble layer may further comprise a coating layer, the coating layer may be prepared by coating and curing with a coating composition comprising a polyolefin resin, polyurethane resin or latex resin. Preferably the coating layer may further comprise an antistatic agent, preferably conductive carbon black, even more preferably carbon nanotubes.
According to one embodiment, the coating composition is preferably configured by mixing the antistatic agent after the plasma treatment of the polyolefin-based resin.
The coating composition is 100 parts by weight of water to 100 parts by weight of polyolefin resin, 1 to 2 parts by weight of a viscosity agent, And 0.5 to 2 parts by weight of an antioxidant including carbon nanotubes.
According to the coating layer, while preventing the artificial turf from falling out, at the same time to give an antistatic effect to prevent the weakening of the adhesive force due to the generation of static electricity between the bubble layer, the artificial grass planted in the bubble layer, the drainage layer located on the lower surface of the bubble layer The durability can be improved.
According to one embodiment, the artificial turf constituting the artificial turf structure of the present invention comprises a plasma treated synthetic resin.
The plasma used in the present invention can be classified into a high temperature and a low temperature plasma according to its temperature in a gaseous state that is almost neutral, in which ions or electrons are weakly present. Since the low temperature plasma is generated at atmospheric pressure, it is economical because it can reduce overall costs associated with maintaining the vacuum compared to the conventional vacuum plasma. Low temperature plasma can be broadly classified, for example, by corona discharge, dielectric barrier discharge, microwave discharge, or atmospheric spheric glow discharge.
According to an embodiment of the present invention, a low-temperature plasma irradiation method is used, and the result is the same without being limited by the plasma generation method, but can be selected and used, but in the present invention, it is preferable to use a corona surface discharge plasma.
As in the present invention, the carbon nanotubes may be mixed with the plasma-treated synthetic resin to increase the dispersibility and at the same time increase the bonding strength, thereby increasing the durability of the antistatic effect.
According to one embodiment of the present invention, it is preferable to include 0.5 to 3 parts by weight of carbon nanotubes based on 100 parts by weight of the synthetic resin.
The carbon nanotube (hereinafter referred to as CNT) is a hollow tube shape in which a graphite surface is rounded to a diameter of a nano size, and at this time, electrical properties are conductors or semiconductors according to the angle and structure of the graphite surface being dried. . In addition, CNTs are single-walled carbon nanotubes (SWCNTs), double-walled carbon nanotubes (DWCNTs), and thin multi-walled carbon nanotubes, depending on the number of graphite walls. ), Multi-walled carbon nanotubes (MWCNT), and bundled carbon nanotubes (Roped carbon nanotubes).
According to one embodiment, the carbon nanotubes are preferably 2 to 20nm in diameter.
According to one embodiment, the carbon nanotubes are preferably surface treated.
According to one embodiment, the surface-treated carbon nanotubes are carbon nanotubes in subcritical or supercritical conditions of 50 to 400 atm using an oxidant selected from oxygen, air, ozone, hydrogen peroxide, nitro compounds and mixtures thereof. Can be obtained by surface treatment. The carbon nanotubes may include 0.1 to 10% by weight of oxygen formed by the surface treatment.
By the surface treatment of carbon nanotubes, the bondability with synthetic resin can be improved, so that the elasticity of natural grass, the uprightness of yarn, tensile strength, and antistatic function can be maintained for a long time.
In addition, by using the surface-treated synthetic resin and carbon nanotubes as described above, to increase the bonding properties, to prevent the durability of the artificial turf due to the addition of functional additives, the uprightness of the elastic and artificial turf yarn, tensile strength, etc. In addition to the increase of the basic physical properties can increase the antistatic function.
According to an embodiment of the present invention, the artificial turf may further include plasma treating the first synthetic resin; Preparing a primary mixture by mixing carbon nanotubes on the plasma-treated first synthetic resin; Mixing the primary mixture into a screw-mounted mixer to produce a master batch; Further mixing a second synthetic resin in the master batch to produce a secondary mixture; And extruding the secondary mixture to prepare artificial turf.
The screw is preferably an inverted screw, for example a ribbon shape screw. This inversion screw can achieve complete mixing.
Preferably, the screw may be heated at 25 to 100 ° C., preferably at 65 to 95 ° C., thereby increasing the bonding strength between the synthetic resin and the carbon nanotubes and increasing dispersibility.
According to an embodiment of the present invention, the back of the bubble layer may further include an elastic pad. The elastic pad can be expected to have the effect of continuous elasticity in the medium to long term without fear of loss of fillers between the artificial turf yarn.
According to an embodiment of the present invention, the filler can be further filled between the artificial grass, the filler may be any one that can be used in the art, for example, the particle diameter is more than 1.5mm ~ 3.5mm Less than ethylene and propylene diene terpolymer (EPDM) fillers may be used.
According to an embodiment of the present invention, the method may further include performing a plasma treatment on the secondary mixture. By the secondary plasma treatment, the bonding force between the carbon nanotubes and the synthetic resin may be higher.
According to one embodiment, the master batch may be prepared by mixing 3 to 40 parts by weight of carbon nanotubes with respect to 100 parts by weight of the first synthetic resin. If the carbon nanotubes are included in less than the above range, the antistatic effect may be lowered. If the carbon nanotubes are included in the above range, when mixed with the second synthetic resin, the miscibility may be lowered and the durability of the artificial turf may finally be lowered. have.
According to one embodiment, the secondary mixture composition may be prepared by mixing the master batch at 3 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the second synthetic resin.
Synthetic resin including the first synthetic resin and the second synthetic resin is at least one resin or resin selected from polyethylene (PE), polypropylene (PP), polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET) and polyamide (PA) Mixtures can be used. Preferably, a synthetic resin constituting the bubble layer, artificial turf, coating layer is used the same kind, it is possible to further increase the bonding strength.
According to one embodiment, the primary and secondary mixed compositions may further include additives such as color pigments, UV blockers, antioxidants, flame retardants, and the like, preferably the additives, preferably the flame retardant in the secondary mixture May be included.
The flame retardant may be included in 1 to 5 parts by weight, preferably 2 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the second synthetic resin.
Artificial grass yarn for producing the artificial turf is preferably 70 ~ 500㎛ thickness, 1-3mm in width.
Hereinafter, the technology disclosed herein will be described through various embodiments, but the technical spirit of the technology disclosed herein is not limited thereto.
<Manufacture example 1>
Polyolefin resin is composed of 67 parts by weight of LLDPE (Linear Low Density Polyethylene), 100 parts by weight of LDPE, and 10 parts by weight of HDPE, and 100 parts by weight of air. 5 parts by weight of masterbatch (4% by weight of color pigments, 3% by weight of antioxidant, 25% by weight of carbon nanotubes (CNT) and 75% by weight of PE) with respect to 100 parts by weight of chips in the form of polyolefin pellets, which are the master batches. ) And 3 parts by weight of flame retardant are melted at the same time through an extruder having an internal temperature of 280 ~ 310 ℃, and then molded and extruded 4 to 5 yarns (pillar number) through a rectangular nozzle, and then using 10 ~ 20 ℃ cooling water. After rapid cooling, the primary and secondary stretchers are used to draw yarns of denier thickness of 1,300 or more in a water tank at 85 ° C. The stretching ratio is set from 5: 1 to 7: 1. Then, using a three-stage Godet roller and an infrared setting device of 50 ~ 60 ℃ after the work of fixing the stretched yarn through a winder to wind a certain amount of yarn in the paper tube to obtain the finished product yarn.
<Manufacture example 2>
A master batch was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that the carbon nanotubes were surface treated as follows.
CNT solution was prepared in a pretreatment tank by mixing 20 parts by weight of carbon nanotubes (CNT) with a circulation pump based on 100 parts by weight of distilled water. Before the CNT solution is introduced into the preheater at 11 g / min through the high pressure injection pump, the oxygen in the gaseous state compressed to 245 atm to 252 atm is mixed with the CNT solution at a flow rate of 0.4 g / min at the front end of the heat exchanger. The mixed solution was added to a preheater preheated to 150 to 200 ° C. through a heat exchanger. The preheated mixed solution is injected into a surface treatment reactor in a subcritical water state of 210 ° C. and 230 atm to 250 atm, and the surface is treated. The product is again transferred to a heat exchanger and first cooled to 100 ° C., followed by a cooling apparatus at about 25 ° C. After cooling to a temperature of 14.3g of carbon nanotubes were continuously obtained. At this time, the oxygen content present on the surface of the carbon nanotubes is 2.2wt%.
<Comparative Production Example 1>
A masterbatch was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that LLDPE was used without performing the plasma treatment step.
Examples 1 and 2: Preparation of Artificial Grass
5 parts by weight of the masterbatch prepared in Preparation Examples 1 and 2 were mixed with respect to 100 parts by weight of LLDPE, and artificial turf was prepared at a spinning temperature of 210 ° C, a drawing ratio of 5.1, and a dryer temperature of 95 ° C.
Example 3 and 4: Preparation of Artificial Grass
Artificial grass was prepared in the same manner as in Example 1 except that 5 parts by weight of the masterbatch prepared in Preparation Examples 1 and 2 were mixed with respect to 100 parts by weight of LLDPE, and then plasma treatment was performed under the same conditions as described in Preparation Example 1. It was.
Comparative Example 1: Manufacture of Artificial Grass
Artificial turf was prepared in the same manner as in Example 1 except that the masterbatch of Comparative Preparation Example 1 was used.
Comparative Example 2: Manufacture of Artificial Grass
An artificial turf was prepared under the same conditions as in Example 1 except that 1 part by weight of carbon nanotubes were mixed with respect to 100 parts by weight of LLDPE.
<Examples 5 to 8: Preparation of Artificial Grass Structure>
The artificial turf yarn prepared in Examples 1 to 4 was tufted onto the bubble paper of polyethylene fiber to form an artificial turf pile so that the height was 65 mm and the number of piles per bubble layer area was 10000 to 20000 / m 2 . The back side was coated and cured with a coating composition comprising a polyurethane resin to form a coating layer.
The coating layer was formed by applying a coating composition mixed with 100 parts by weight of water, 100 parts by weight of a viscous agent, and 0.5 parts by weight of an antioxidant to 100 parts by weight of a polyolefin resin, followed by curing.
Comparative Examples 3 and 4: Preparation of Artificial Grass Structure
An artificial turf structure was prepared in the same manner as in Example 5, except that artificial turf prepared in Comparative Examples 1 and 2 was used.
<Test Example 1>
Physical properties of the artificial turf structures prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 were evaluated by the following methods, and the results are shown in Table 1 below.
1. Tensile strength: In the artificial turf structures prepared in Examples and Comparative Examples, longitudinal transverse test pieces having a length of 350 mm and a length of 35 mm were taken. Attach the specimen to the holder of the tensile strength tester, pull the specimen with a tension chuck, measure the maximum load (N) when the specimen is torn, and calculate the maximum load average value for the five specimens Used. At this time, the tensile speed was 100 ± 10 mm / min. The tensile strength was evaluated by determining "pass" when the tensile strength was 400 N or more and "fail" by the case where the tensile strength was less than 400 N.
2. Antistatic property: In the artificial turf structures prepared in Examples and Comparative Examples, test pieces each having a length of 100 mm in length and width in width were taken. The test piece was dried for 24 hours at a temperature of 80 ° C. and 0% relative humidity, and then left for 10 hours at a temperature of 25 ° C. and 50% relative humidity. Thereafter, the plate made of ABS resin was rubbed 10 times with fibers, and then contacted with the test specimen left to observe the movement of the pile unit present in the test specimen. The antistatic property was evaluated by determining "good" when there was little movement of the pile unit, "bad" when the movement of the pile unit was large, and "reduction" between good and bad.
3. Durability (Abrasion Resistance): The artificial turf structure manufactured in Examples and Comparative Examples was evaluated using 6.1.10 stud wear items of KS M 3888-1, and after the initial 2,5000 cycles, the test was performed. After stopping and checking the shape deformation and dust generation, 10,000 wear tests were performed. After the abrasion test, the specimens of length and width were taken 100 mm, respectively, washed, dried, and weighed to compare with the initial weight. If the change in weight is large, the wear rate was evaluated as high.
(mg)
As can be seen from Table 1, the artificial turf structure including the artificial turf prepared by mixing the plasma treated synthetic resin and carbon nanotubes according to the present invention is excellent in both the pullout strength, tensile strength and antistatic properties In addition, all of the wear resistance is excellent, but when the plasma treatment is not performed, or if the mixture is directly prepared without being produced in the masterbatch, the results are undesirable.
In particular, when the surface of the carbon nanotubes are treated simultaneously with the plasma treatment, it can be seen that the wear resistance is particularly excellent.
<Test Example 2: Artificial Grass Temperature Reduction>
The artificial turf system was constructed by filling the (500x500) mm size artificial turf structure prepared according to Examples 5 to 7 and Comparative Examples 1 and 2 with 10 kg / m 2 of EPPDM having an average particle diameter of 0.3 mm.
The artificial turf system is immersed for 30 minutes to be completely submerged in water, and the submerged sample is taken out and drained for 15 minutes and exposed to natural light between 12 and 16 hours of heavy sunlight. After the exposure to natural light, the surface temperature of the artificial turf system was measured at 5 minute intervals using a thermal imaging camera, and the maximum and average temperatures of the thermal images were recorded using an analysis tool.
From the point of 25 minutes after the start of measurement to the point of 100 minutes, the maximum temperature among the surface temperatures of the artificial turf structure prepared according to the embodiment was about 9.1 to 15.0 ° C. compared to the artificial turf structure prepared according to the comparative example. Indicated.
Claims (14)
상기 기포층 위에 식모된 인조잔디로 구성된 인조잔디 파일층; 및
상기 기포층 상부 및 상기 인조잔디들 사이의 충진층;을 포함하고,
상기 인조잔디는 합성수지 및 탄소나노튜브를 포함하고,
상기 합성수지는 플라즈마 처리되고,
상기 탄소나노튜브(Carbon NanoTube)는 50 내지 400atm의 아임계 또는 초임계 조건에서 표면처리되고,
상기 합성수지 및 탄소나노튜브는 스크류가 장착된 혼합기 내에서 혼합되어 마스터 배치로 제조되고,
상기 스크류에 25~100℃의 열을 가하여 상기 마스터 배치 내 혼합물의 분산성이 높아진 것을 특징으로 하는 CNT(Carbon NanoTube)로 기능성을 보강한 인조잔디 구조체.Bubble layer;
Artificial turf pile layer consisting of artificial grass planted on the bubble layer; And
And a filling layer between the top of the bubble layer and the artificial grass.
The artificial turf includes a synthetic resin and carbon nanotubes,
The synthetic resin is plasma treated,
The carbon nanotubes are surface treated in subcritical or supercritical conditions of 50 to 400 atm,
The synthetic resin and carbon nanotubes are mixed in a screw-mounted mixer and manufactured in a master batch,
Artificial turf structure reinforced with CNT (Carbon NanoTube), characterized in that the dispersibility of the mixture in the master batch is increased by applying a heat of 25 ~ 100 ℃ to the screw.
상기 기포층 위에 식모된 인조잔디로 구성된 인조잔디 파일층;
상기 기포층 상부 및 상기 인조잔디들 사이의 충진층;을 포함하고,
상기 인조잔디는
제1 합성수지를 플라즈마 처리하는 단계;
탄소나노튜브를 50 내지 400atm의 아임계 또는 초임계 조건에서 표면처리하는 단계;
상기 플라즈마 처리된 제1 합성수지에 상기 표면처리된 탄소나노튜브를 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 단계;
상기 1차 혼합물을 스크류(screw)가 장착된 혼합기에 혼합하여 마스터 배치를 제조하는 단계;
상기 마스터 배치에 제2 합성수지를 더 혼합하여 2차 혼합물을 제조하는 단계; 및
상기 2차 혼합물을 압출하여 원사를 제조하는 단계;를 포함하고
상기 스크류에 25~100℃의 온도를 가하여 분산성을 높이는 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 CNT로 기능성을 보강한 인조잔디 구조체.Bubble layer;
Artificial turf pile layer consisting of artificial grass planted on the bubble layer;
And a filling layer between the top of the bubble layer and the artificial grass.
The artificial turf is
Plasma treating the first synthetic resin;
Surface-treating carbon nanotubes in subcritical or supercritical conditions of 50 to 400 atm;
Preparing a primary mixture by mixing the surface-treated carbon nanotubes with the plasma-treated first synthetic resin;
Mixing the primary mixture into a screw-mounted mixer to produce a master batch;
Further mixing a second synthetic resin in the master batch to produce a secondary mixture; And
And extruding the secondary mixture to prepare a yarn.
Functional turf structure reinforced with CNTs, characterized in that the screw was produced by applying a temperature of 25 ~ 100 ℃ to increase the dispersibility.
상기 스크류가 리본형 스크류(Ribbon shape screw)인 것을 특징으로 하는 CNT로 기능성을 보강한 인조잔디 구조체.The method of claim 2,
Artificial turf structure reinforced with CNTs, characterized in that the screw is a ribbon shape screw (Ribbon shape screw).
상기 기포층의 배면에 탄성패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CNT로 기능성을 보강한 인조잔디 구조체.The method according to claim 1 or 2,
Functional turf structure reinforced with CNTs, characterized in that it further comprises an elastic pad on the back of the bubble layer.
상기 마스터 배치는 상기 제1 합성수지 100 중량부에 대하여 탄소나노튜브가 3 내지 40 중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 CNT로 기능성을 보강한 인조잔디 구조체.The method of claim 2,
The master batch is artificial turf structure reinforced with CNTs, characterized in that 3 to 40 parts by weight of carbon nanotubes based on 100 parts by weight of the first synthetic resin.
상기 제2 합성수지 100 중량부에 대하여 상기 마스터 배치가 3 내지 10 중량부 혼합되는 것을 특징으로 하는 CNT로 기능성을 보강한 인조잔디 구조체.The method of claim 2,
The artificial turf structure reinforced with CNTs, characterized in that 3 to 10 parts by weight of the master batch is mixed with respect to 100 parts by weight of the second synthetic resin.
상기 합성수지는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 폴리아미드(PA) 중 선택된 1 종 이상의 수지 또는 수지 혼합물인 것을 특징으로 하는 CNT로 기능성을 보강한 인조잔디 구조체.The method according to claim 1 or 2,
The synthetic resin is functional by CNT, characterized in that at least one resin or resin mixture selected from polyethylene (PE), polypropylene (PP), polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), and polyamide (PA). Reinforced artificial turf structure.
상기 합성수지 100 중량부에 대하여 탄소나노튜브 0.5~3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 CNT로 기능성을 보강한 인조잔디 구조체.The method of claim 1,
Functional turf structure reinforced with CNTs, characterized in that it comprises 0.5 to 3 parts by weight of carbon nanotubes with respect to 100 parts by weight of the synthetic resin.
상기 인조잔디는 안료, UV 차단제, 산화방지제 또는 난연제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CNT로 기능성을 보강한 인조잔디 구조체.The method according to claim 1 or 2,
The artificial turf structure is artificial turf structure reinforced with CNTs, characterized in that it further comprises a pigment, UV blocker, antioxidant or flame retardant.
상기 인조잔디 구조체는 기포층 배면에 코팅층을 더 포함하고, 상기 코팅층이 폴리올레핀 수지, 폴리우레탄 수지 또는 라텍스 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 CNT로 기능성을 보강한 인조잔디 구조체.The method according to claim 1 or 2,
The artificial turf structure further comprises a coating layer on the back of the bubble layer, the artificial turf structure reinforced with CNTs, characterized in that the coating layer comprises a polyolefin resin, polyurethane resin or latex resin.
상기 코팅층이 탄소나노튜브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CNT로 기능성을 보강한 인조잔디 구조체.The method of claim 11,
The artificial turf structure reinforced with CNTs, characterized in that the coating layer further comprises carbon nanotubes.
탄소나노튜브를 50 내지 400atm의 아임계 또는 초임계 조건에서 표면처리하는 단계;
상기 플라즈마 처리된 제1 합성수지에 상기 표면처리된 탄소나노튜브를 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 단계;
상기 1차 혼합물을 스크류(screw)가 장착된 혼합기에 혼합하여 마스터 배치를 제조하는 단계;
상기 마스터 배치에 제2 합성수지를 더 혼합하여 2차 혼합물을 제조하는 단계; 및
상기 2차 혼합물을 압출하여 인조잔디를 제조하는 단계;를 포함하고,
상기 스크류의 온도를 25~100℃으로 하여 분산성을 높이는 것을 특징으로 하는 CNT(Carbon NanoTube)로 기능성을 보강한 인조잔디의 제조 방법.Plasma treating the first synthetic resin;
Surface-treating carbon nanotubes in subcritical or supercritical conditions of 50 to 400 atm;
Preparing a primary mixture by mixing the surface-treated carbon nanotubes with the plasma-treated first synthetic resin;
Mixing the primary mixture into a screw-mounted mixer to produce a master batch;
Further mixing a second synthetic resin in the master batch to produce a secondary mixture; And
And extruding the secondary mixture to produce artificial turf.
Method of manufacturing artificial turf reinforced with functionality CNT (Carbon NanoTube), characterized in that the screw temperature is 25 ~ 100 ℃ to increase the dispersibility.
상기 기포층(3)의 배면에 코팅층(5)을 포함하며,
상기 인조잔디는 제13항의 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 CNT(Carbon NanoTube)로 기능성을 보강한 인조잔디 구조체.Drainage layer 1; An aggregate layer (2) formed on the drainage layer (1); A bubble layer (3) formed on the aggregate layer (2); Artificial grass is planted on the bubble layer (3), and the sand layer (4) filled between the artificial grass; In the artificial turf structure comprising: an elastic layer (6) filled between the artificial grass and laminated on the sand layer (4),
It includes a coating layer (5) on the back of the bubble layer (3),
The artificial turf structure is artificial turf structure reinforced with CNT (Carbon NanoTube), characterized in that produced by the method of claim 13.
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