KR102071040B1 - 인조잔디 기능성 충진칩 및 인조잔디 시공 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인조잔디 시공에 사용되는 친환경 기능성 충진칩과 이를 이용한 롱 파일 및 숏 파일 인조잔디 시공구조에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 충진칩은, 인조잔디 시공에 적용되는 충진칩으로서, 폴리우레탄 65 내지 80 중량%, 황토분말 10 내지 20 중량% 및 속이 빈 구 형상의 열교환재 1 내지 4 중량%를 포함한다.
또한, 본 발명은 기능성 충진재의 원적외선, 살균, 탈취로 쾌적한 환경을 제공하고 구립형 피에스 볼로 슬라이딩성과 볼 바운드가 우수해 경기성을 향상시키는 인조잔디 황토칩 충진재 시공 구조로 형성된다.

Description

인조잔디 기능성 충진칩 및 인조잔디 시공 구조{Filling chip and construction structure of artificial turf}
본 발명은 인조잔디 시공에 사용되는 친환경 기능성 충진칩과 이를 이용한 롱 파일 및 숏 파일 인조잔디 시공구조에 관한 것이다.
최근 학교 또는 공공시설의 운동장을 인조잔디 구장으로 시공하는 사례가 많다. 이용자의 안전과 조경의 시각적인 효과를 위해서 천연잔디와 같은 모양의 인조잔디를 시공하고 있다.
인조잔디와 운동경기자를 보호하기 위하여 하층에는 쇄석 골재층과 일정 규격 높이의 규사를 깔고, 그 위에 일정 규격 높이로 충진칩을 포설하는 시공을 한다.
인조잔디용 충진칩은 SBR(Styrene Butadiene Rubber) 충진칩, EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer) 충진칩, SEBS(Styrene Ethylene Butadiene Styrene) 충진칩, 볏짚 바인더칩, 코르크칩 등이 사용되어 왔다.
SBR 충전칩은 전선, 폐타이어 등을 이용하여 인체에 해로운 유해성 물질을 발생하는 문제가 있다. 근래들어 SEBS 충진칩을 사용하고 있으나, 시간이 지나면 높은 기온에 의하여 녹아내리는 현상이 생겨 의류나 신발 등에 묻어 끈적거리고 오염을 가속화하는 문제가 있다. 또한, 볏짚이나 코르크를 이용한 충진칩은 비중이 가벼워 강우 후 빗물에 휩쓸려 유실되어 하수구를 막히게 하거나 하천을 오염시키고, 유지관리를 힘들게 하는 원인이 되고 있다.
최근 지구 온난화에 의한 기온 변화로 우리나라도 여름철 기온이 지속적으로 증가하여 40℃ 이상의 폭염이 발생되는 지역이 있으며, 미국의 경우 여름철 열기로 인하여 경기 시 호흡이 어려워지자 테니스 경기를 중단해 대회가 마비되는 현상도 발생되었다.
이러한 상황에서 인조잔디 경기장 바닥 구조물의 소재로 사용되고 있는 폐타이어칩이나 재생 고무칩, 일반 고무칩은 고무 특유의 냄새가 발생되어 운동이나 보행에 지장을 줄 뿐만 아니라, 태양광을 흡수하여 경기장 바닥의 온도를 50 내지 70℃까지 상승시켜 운동시 호흡이 용이하지 못하는 등의 제약을 가져온다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서 경기장 바닥의 복사열을 낮추고, 유지관리가 용이하며, 쾌적한 운동 환경을 제공할 수 있는 방안이 요구되고 있으나, 현실적으로 많은 어려움이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 소각 폐기하는 폴리우레탄을 재생하여 환경 친화성을 가질 수 있고 천연황토가 자외선 저항성을 좋게 하여 햇빛에 노출되는 옥외에서 시간이 경과해도 칩이 굳거나 부서지지 않으며 마이크로 섬유를 보강하여 내구성이 증진시킨 인조잔디 기능성 충진칩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 인조잔디 상부의 기능성 충진칩과 하부의 규사, 천연 포졸란, 피에스 볼 혼합 충진재(이하, '규사 혼합 충진재'라 한다)를 이용한 인조잔디 시공 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 인조잔디가 시공된 경기장의 고온 복사 열기를 완화시키고, 충진칩이 녹아내리는 것을 방지하여, 쾌적한 운동 환경을 제공할 수 있는 인조잔디 기능성 충진칩 및 규사 혼합 충진재를 이용한 인조잔디 시공 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 원적외선, 항균 및 탈취 효과를 갖도록 하여 인체 건강에 유익한 인조잔디 기능성 충진칩 및 기능성 천연 포졸란, 피에스 볼을 이용한 인조잔디 시공 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 충진칩은, 인조잔디 시공에 적용되는 충진칩으로서, 폴리우레탄 65 내지 80 중량%, 황토분말 10 내지 20 중량% 및 속이 빈 구 형상의 열교환재 1 내지 4 중량%를 포함한다.
또한, 본 실시예의 충진칩은 마이크로 섬유 5 내지 15 중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예의 충진칩에 있어서, 상기 열교환재는, 고분자 소재 표면에 무기 재료가 코팅되어 형성될 수 있다.
그리고 본 실시예의 인조잔디 시공 구조는, 인조잔디 매트가 시공되고, 규사에 음이온 및 원적외선을 방출하는 기능성 광물 5 내지 10 중량%가 혼합된 규사 혼합 충진재가 인조잔디 사이에 포설된다.
또한, 본 실시예의 인조잔디 시공 구조에 있어서, 상기 규사 혼합 충진재는, 흑색의 구립형 볼 10 내지 30 중량%가 더 혼합될 수 있다.
또한, 본 실시예의 인조잔디 시공 구조에 있어서, 상기 기능성 광물은, 천연 포졸란 또는 일라이트일 수 있다.
또한, 본 실시예의 인조잔디 시공 구조에 있어서, 상기 규사 혼합 충진재 상부에, 폴리우레탄 65 내지 80 중량%, 황토분말 10 내지 20 중량% 및 속이 빈 구 형상의 열교환재 1 내지 4 중량%를 포함하는 충진칩이 더 포설될 수 있다.
본 발명은, 신재 또는 재생 폴리우레탄을 이용함으로써, 환경을 보호하고 엄선된 천연황토가 혼합된 충진칩은 일반 고무제품보다 자외선 저항성이 좋아 햇빛에 노출되는 옥외에서도 칩이 굳거나 부서지지 않으며, 비중이 무거워 유실을 최소로 하여 유지 관리에 유리한 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 폴리우레탄과 엄선된 황토분말, 천연 포졸란 또는 일라이트, 피에스 볼을 혼합하고, 마이크로 섬유를 첨가하여 결합력이 우수하고 갈라지거나 파손되는 문제를 해소하여 내구성이 우수하다.
한, 본 발명은, 복사열 저하와 자외선 저항성, 고무 냄새 탈취성, 항균성이 우수하여 쾌적한 운동 환경을 제공한다.
또한, 본 발명은, 숏 파일 경기시 클레이 감각의 슬라이딩성을 제공하고, 백색 규사의 눈부심을 해결하며, 인조잔디 녹색의 수려한 색상을 보존할 수 있다.
도 1은 본 과제의 실시예에 따른 롱 파일 인조잔디 시공구조를 개략적으로 나타낸 단면도,
도 2는 도 1의 롱 파일 인조잔디 시공구조의 주요부를 나타낸 확대 단면도,
도 3은 본 과제의 실시예에 따른 숏 파일 인조잔디 시공구조를 개략적으로 나타낸 단면도,
도 4는 도 3의 숏 파일 인조잔디 시공구조의 주요부를 나타낸 확대 단면도.
본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 바람직한 실시예들에 의해 명확해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 살펴보기로 한다.
후술되는 본 실시예들의 차이는 상호 배타적이지 않은 사항으로 이해되어야 한다. 즉 본 발명의 기술 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은, 일 실시예에 관련하여 다른 실시예로 구현될 수 있으며, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 변경될 수 있음이 이해되어야 하며, 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 제조 원자재, 길이, 면적 및 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
도 1은 본 과제의 실시예에 따른 롱 파일 인조잔디 시공구조를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 롱 파일 인조잔디 시공구조의 주요부를 나타낸 확대 단면도이며, 도 3은 본 과제의 실시예에 따른 숏 파일 인조잔디 시공구조를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 3의 숏 파일 인조잔디 시공구조의 주요부를 나타낸 확대 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예의 롱 파일 인조잔디(1)는 35 내지 60mm의 전체 길이를 갖는 인조잔디로서 축구장, 야구장 등을 시공하는데 이용되며, 롱 파일 인조잔디 시공구조는 최하층인 하부 기층(10)과, 그 위의 상부 기층(20)으로 이루어지는 기재층 상에 인조잔디 매트를 포설하여 시공한다. 하부 기층(10)은 상대적으로 큰 입도를 갖는 쇄석층으로 이루어지고, 상부 기층(20)은 상대적으로 작은 입도를 갖는 쇄석층 또는 잡석층으로 이루어질 수 있다.
또한, 상부 기층(20) 상에는 롱 파일 인조잔디(1) 매트가 포설된 후, 규사 혼합 충진재층(30)이 포설되고, 규사 혼합 충진재층(30) 상에 기능성 충진칩층(40)이 포설된다. 규사 혼합 충진재층(30)은 5호사 또는 6호사 입도를 갖는 규사에 기능성 광물인 천연 포졸란 또는 일라이트와 피에스 볼(31)이 혼합된 충진재로 구성되고, 충진칩층(40)은 폴리우레탄, 황토분말, 열교환재 및 마이크로 섬유가 혼합된 기능성 칩으로 구성된다. 롱 파일 인조잔디에 사용되는 피에스 볼(31)은 규사의 입도와 유사한 1.0 내지 2.0mm의 입도를 가진다.
롱 파일 인조잔디 시공 구조에서 규사 혼합 충진재층(30)은 20mm 내외(20±5mm)의 두께로 포설되고, 기능성 충진칩층(40)은 15mm 내외(15±5mm)의 두께로 포설되며, 롱 파일 인조잔디(1)는 기능성 충진칩층(40) 상부로 15mm 내외(15±5mm)의 길이로 노출된다.
그리고 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예의 숏 파일 인조잔디(2)는 16 내지 20mm의 전체 길이를 갖는 인조잔디로서 테니스장 등의 시공에 이용되며, 숏 파일 인조잔디 시공구조는 최하층인 하부 기층(10)과, 그 위의 상부 기층(20)으로 이루어지는 기재층 상에 인조잔디 매트를 포설하여 시공한다. 하부 기층(10)은 쇄석층으로 이루어지고, 상부 기층(20)은 콘크리트층으로 이루어진다.
또한, 상부 기층(20) 상에는 숏 파일 인조잔디(2) 매트가 포설된 후, 규사 혼합 충진재층(30)이 포설된다. 규사 혼합 충진재층(30)은 7호 또는 8호사 입도를 갖는 규사에 기능성 광물인 천연 포졸란 또는 일라이트와 피에스 볼(31)이 혼합된 충진재로 구성된다. 숏 파일 인조잔디에 사용되는 피에스 볼(31)은 규사의 입도와 유사한 0.6 내지 1.0mm의 입도를 가진다. 규사 혼합 충진재층(30)은 15mm 내외(15±3mm)의 두께로 포설되고, 숏 파일 인조잔디(2)는 규사 혼합 충진재층(30) 상부로 3mm 내외(3±2mm)의 길이로 노출된다.
본 실시예의 숏 파일 인조잔디 시공 구조는 기능성 규사 혼합 충진재의 원적외선, 살균, 탈취로 인하여 쾌적한 환경을 제공하고, 규사와 동일한 입도의 구립형 피에스 볼이 혼합되어 슬라이딩성과 볼 바운드가 우수하여 경기성을 향상시킬 수 있다.
이하에서, 본 실시예의 기능성 충진칩과 규사 혼합 충진재에 대하여 구체적으로 살펴본다.
본 실시예의 기능성 충진칩은 폴리우레탄과, 엄선된 황토분말 및 열교환재를 포함하고, 필요에 따라 마이크로 섬유를 더 포함할 수 있으며, 칩(chip) 또는 구립(ball) 형태로 제조된다.
폴리우레탄은, 재생 폴리우레탄 또는/및 신재 폴리우레탄을 이용할 수 있으며, 친환경성 등을 고려할 때 재생 폴리우레탄을 이용하는 것이 바람직하다. 재생 폴리우레탄은 산업용 부산물이나 수명이 다한 폴리우레탄 제품을 수집한 후 분쇄장치를 이용하여 분쇄 및 분말화한다.
혼합물 중 폴리우레탄은 전체 대비 65 내지 80 중량%로 구성되는 것이 바람직하다. 폴리우레탄의 사용량이 65 중량% 미만일 경우 완제품의 강도가 미약하여 충격을 가하면 변형되는 문제점이 있으며, 80 중량%를 초과할 경우에는 균열방지 등의 효과를 얻을 수 없다.
황토분말은 실리카, 철분, 알루미나, 마그네슘, 칼리 등의 성분을 포함하고 있어, 세포 작용을 활발하게 하고, 열에너지를 발생시켜 정화력을 향상시키는 기능이 있다.
황토분말은 양질의 황토를 수집한 후 분쇄장치와 선별장치를 이용하여 50 내지 200 mesh 입도를 갖는 분말을 얻는다. 황토분말의 입도가 200 mesh 미만일 경우 최종적으로 제조되는 충진칩의 입도가 작아 얻을 수 있는 양이 적고, 50 mesh를 초과하면 폴리우레탄 칩과 혼합이 쉽게 이루어지지 않는다. 즉, 황토분말이 50 내지 200 mesh 입도일 때, 폴리우레탄 칩과 혼합이 잘 이루어지면서 바라는 크기와 양의 충진재를 얻을 수 있다.
혼합물 중 황토분말은 전체 중량 대비 10 내지 20 중량%로 구성되는 것이 바람직하다. 황토분말이 10 중량% 미만일 경우 황토분말에서 얻을 수 있는 효과가 미미해지고, 20 중량 %를 초과할 경우 완성된 충진재의 강도가 미약하여 인조잔디 시공 후 충격에 쉽게 변형되거나 파손될 수 있다.
열교환재는 아주 미세한 알갱이로서, 속이 빈 구 형상의 고분자 재료로 구성되며, 일 예로, 열가소성 수지의 플라스틱으로 이루어진 볼(ball) 형태일 수 있다. 또한, 열가소성 수지 소재의 열교환재 표면은 무기 재료가 감쌀 수 있다.
열가소성 수지는 결정성 열가소성 수지와 비결정성 열가소성 수지일 수 있다. 결정성 열가소성 수지에는 폴리에틸렌·나일론·폴리아세탈수지 등이 포함되고 유백색이고, 비결정성 열가소성 수지에는 염화비닐수지·폴리스타이렌·ABS수지·아크릴수지 등이 포함되고 투명한 것이다. 본 실시예의 열가소성 수지는 결정성 또는 비결정성 열가소성 수지에 한정되지 않으며, 통상적으로 사용하는 열가소성 수지로 구성될 수 있다. 속이 빈 구 형상의 고분자 재료는 촉매에 의하여 열교환 운동이 일어나고, 표면의 무기재료는 열교환 운동을 보조하면서 열교환재의 마모나 열화를 방지한다.
또한, 열교환재는 충진칩 내에 함침되거나 수지 소재의 용매를 매개로 충진칩 표면에 코팅될 수 있다. 열교환재는 아크릴폴리올을 주재로 하여 점도 450 내지 750mPa.s로 코팅될 수 있으며, 제베크 효과(seebeck effect)를 나타내는 것으로도 알려져 있다.
또한, 열교환재는 1 내지 20 ㎛의 크기를 가질 수 있으며, 열교환재가 1 ㎛ 미만인 경우 열교환이 이루어질 수 있는 공간이 부족하여 열교환 효과가 원활하게 이루어지지 않게 되고, 20 ㎛를 초과하는 경우 열교환이 이루어지는 공간이 너무 커 오히려 열교환 효율이 저하된다.
또한, 열교환재는 전체 중량 대비 1 내지 4 중량% 포함될 수 있다. 열교환재가 1 중량% 미만이거나 4 중량%를 초과하는 경우 열교환 운동의 효과를 떨어뜨리게 된다.
마이크로 섬유는 충진칩이 쉽게 파손되지 않도록 한다. 마이크로 섬유는 충진칩 내부에서 충진칩을 구성하는 조성물을 강하게 붙잡으면서 서로 연결하여 외부 충격에 대하여 쉽게 파손되지 않도록 하여 내구성을 향상시킨다.
마이크로 섬유는 폴리비닐알콜 또는 폴리프로필렌 섬유로 구성될 수 있으며, 약 10 내지 100㎛의 직경을 갖는다. 마이크로 섬유가 10 ㎛ 미만의 직경을 갖는 경우 자체의 인장력이 약하여 충진칩의 내구성을 향상시키는 효과가 거의 나타나지 않고, 100 ㎛를 초과하는 직경을 갖는 경우 충진칩을 구성하는 조성물을 강하게 잡지 못하여 오히려 충진칩의 내구성을 저하시킨다.
또한, 마이크로 섬유는 1 내지 3.5 mm의 길이를 갖는 것이 바람직하다. 마이크로 섬유가 1 mm 미만의 길이를 갖는 경우 충진칩을 구성하는 조성물과 쉽게 융합되지 못하여 충진칩의 내구성을 향상시키는 효과가 거의 나타나지 않고, 3.5 mm를 초과하는 경우 충진칩 외부로 노출되는 부분이 미관을 해칠 수 있다.
혼합물 중 마이크로 섬유는 전체 중량 대비 5 내지 15 중량%로 구성되는 것이 바람직하다. 마이크로 섬유가 5 중량% 미만일 경우 충진재의 인장력을 향상시키는 효과가 미미하고, 15 중량%를 초과하는 경우 인장력을 향상시키는 효과가 오히려 감소하는 문제가 있다.
상기와 같은 소재로 구성되는 충진칩은, 재생 또는/및 신재 폴리우레탄 분말에 황토분말, 열교환재, 마이크로 섬유 및 첨가제를 혼합하여 용해한 후 1.5 내지 3.5mm의 입도를 갖는 칩 또는 구립 형태로 제조된다.
구체적으로는, 재생 폴리우레탄을 수집 및 분쇄하여 분말화하고, 분쇄된 폴리우레탄 칩 65 내지 80 중량%와, 황토분말 10 내지 20 중량%와, 열교환재 1 내지 4 중량%를 혼합한다. 열교환재는 혼합 공정에서 혼합될 수 있으며, 충진칩 제조 후 별도의 코팅 공정으로 칩 표면에 코팅될 수 있다. 또한, 혼합 공정에서 마이크로 섬유 5 내지 15 중량%를 더 혼합할 수 있다.
상기와 같은 구성들을 혼합한 후, 혼합물 100kg을 용해제인 톨루엔 또는 폴리우레탄수지 용액 5 내지 15 kg에 용해시킨다. 이때, 착색제나 용해 반응을 돕기 위한 실리콘을 소량 혼합할 수 있다. 또한, 용해 후 난연재, 내연 첨가제, 자외선 차단제 등을 추가로 혼합할 수 있다.
그리고, 용해 공정에서 얻어진 물질을 가열, 압축, 냉각 및 절단시켜 칩 또는 구립 형태의 충진칩을 얻는다. 충진칩은 1.5 내지 3.5 mm의 입도를 갖도록 한다. 충진칩을 제조하는 과정에서 다양한 크기의 칩들이 만들어지는데, 그 가운데 1.5 내지 3.5 mm의 입도를 갖는 칩이 95 중량% 이상 차지하는 것이 바람직하다. 충진칩의 입도가 1.5 mm 미만일 경우에는 최종적으로 제조되는 충진칩의 입도가 작아 얻을 수 있는 충진칩의 양이 적고 비경제적이며, 완충 효과가 저하되어 운동시 무릎 관절에 무리를 주고 부상을 초래할 수 있다. 충진칩의 입도가 3.5 mm를 초과하는 경우 운동 중 넘어졌을 때 피부 손상을 입기 쉽고 충진 효과도 저하된다.
본 실시예에 따른 규사 혼합 충진재는 규사와 함께 기능성 광물, 피에스 볼이 혼합된다. 기능성 광물은 단열, 음이온 및 원적외선 방출, 오염 물질의 정화 및 살균, 탈취 기능을 하는 광물로서, 본 실시예에서는 천연 포졸란(natural pozzolans)이나 일라이트(illite)로 구성된다.
천연 포졸란은 화산회 또는 화산암의 풍화물로 가용성 규산을 다량 포함하고, 그 자신은 수경성은 없으나 물의 존재로 쉽게 석회와 화합하여 경화하는 성질이 있다. 이러한 성질을 나타내는 광물이 이탈리아의 Pozzuoli 지역에서 처음 채취되어 포졸란이라 불린다.
포졸란은, 시멘트 혼합재, 용성 백토, 규산 백토, 의회암의 풍화물 등의 천연 포졸란과, 플라이애시(flyash) 등의 인공 포졸란이 있으며, 자연 그대로에서 채취되는 천연 포졸란도 있다. 포졸란은 내산성, 내부식성, 단열성, 살균, 탈취성 등이 우수한 것으로 알려져 있으며, 원적외선 방출 성능이 우수한 천연 광물이다.
일라이트는 대표적인 천연 점토광물로서 얇은 판상 구조로 요곡성(flexible)과 탄성(elastic)을 가지고 있어, 탄성과 흡착성이 다른 광물에 비해 뛰어나다. 또한, 일라이트는 원적외선 방사 효과가 우수하고, 대기중에 다량의 음이온을 방출하여 환경을 쾌적하고 신선하게 유지하는 효과가 있다. 또한, 일라이트는 순수 천연 물질로서 자체적으로 대장균이나 세균이 존재하지 않으며, 정균 작용과 항균 작용에 탁월한 효과가 있다. 또한, 일라이트는 유독가스와 중금속을 흡착하고 탈취하는 성능이 우수하다.
기능성 광물은 전체 중량 대비 5 내지 10 중량%로 구성되는 것이 바람직하다. 기능성 광물이 5 중량% 미만인 경우 원적외선 방출, 항균 등의 효과가 약하고, 10 중량%를 초과하는 경우 기능성 광물에 의한 효과 상승이 거의 나타나지 않는다.
피에스 볼은 구립형 물질로서, 제강 공정에서 발생되는 1,300℃의 용융 물질인 슬래그를 급속 냉각하고 풍쇄하는 과정을 거쳐 화학적으로 안정된 구형으로 제조된 친환경 물질을 말한다. 피에스 볼은 10 내지 30 중량% 혼합된다. 피에스 볼(31)이 10 중량% 미만으로 혼합되는 경우 눈부심 방지나 슬라이딩성이 우수하지 못하고, 30 중량%를 초과하는 경우 완충 효과가 저하될 수 있다.
피에스 볼은 비중이 4.3 내지 4.5로 높아 인조잔디를 안정적으로 눌러 인조잔디 매트의 들뜸을 방지한다. 특히, 숏 파일 인조잔디 시공 구조에서 짧은 길이의 인조잔디에 의하여 규사가 외부로 노출되고, 녹색의 인조잔디에서 백색 규사는 눈부심을 초래하며, 인조잔디의 녹색감을 저하시킨다. 따라서 흑색의 피에스 볼은 백색 규사의 눈부심을 방지하고 인조잔디의 녹색을 더욱 선명하게 한다. 또한, 피에스 볼은 비중과 경도가 커서 부서지지 않아 분진이 없고, 규사 혼합 충진재층의 고결화가 되지 않아 부상 우려가 없으며, 우수한 슬라이딩성으로 경기력을 향상시키는 장점이 있다.
이하 본 과제의 실시예에 따른 충진재에서 나타나는 다양한 효과를 실험을 통하여 살펴본다.
<실험예 1> 음이온 및 원적외선 방출 효과 평가
본 실시예의 규사층에 대하여 천연 포졸란의 첨가량에 따른 음이온 및 원적외선 방사효과를 확인하였다. 실험예 1에 사용된 혼합물은 7호 입도의 규사 10kg에 대하여 천연 포졸란의 중량을 가변하여 제조하였다.
비교예 1은 천연 포졸란은 첨가하지 않은 충진재이고, 실시예 1 내지 실시예 3은 천연 포졸란을 각각 1 중량%, 5 중량% 및 10 중량%를 첨가한 혼합물이며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
포졸란 첨가량
(중량%)		 음이온 방출량
(ION/cc)		 원적외선 방출량
(㎛)
비교예 1 0 0 0
실시예 1 1 49 0.235
실시예 2 5 76 0.907
실시예 3 10 80 0.948
표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 천연 포졸란을 첨가하지 않은 비교예 1의 혼합물에서는 음이온과 원적외선이 방출되지 않았으나, 천연 포졸란을 첨가한 실시예 1 내지 3의 혼합물에서는 각각 음이온과 원적외선 방출 효과가 나타난다. 이때, 천연 포졸란 첨가량이 증가할수록 음이온 및 원적외선 방출 효과도 증가하지만, 천연 포졸란 첨가량이 10 중량%를 초과할 때부터 증가량이 다소 줄어드는 것이 확인된다.
<실험예 2> 살균 및 항균성 효과 평가
본 실험예 2를 위한 혼합물은 비교예 1 및 실시예 2의 혼합물을 대상으로 살균 및 항균성을 실험하였다. 실험예 2는 집단형성단위( CFU : Colony Forming Unit) 방식을 적용한 KCL-FIR_1003:2011 실험방법을 통하여 진행하고, 접종균 세균 농도를 대장균 3.3x105(CFU/mL), 녹농균 대장균 3.5x105(CFU/mL) 및 황색포도상구균 대장균 2.3x105(CFU/mL)을 적용한 후, 24시간 이후의 농도와 세균 감소율을 측정하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.
시험 항목 시험 결과 시험환경
초기 농도
(CFU/mL)		 24시간 후 농도
(CFU/mL)		 세균감소율
(%)
대장균 비교예 1 3.3x105 6.4x105 -
(37.1±0.1)℃
(33.2±0.2)RH
실시예 2 3.3x105 < 10 99.9
녹농균 비교예 1 3.5x105 6.9x105 -
실시예 2 3.5x105 < 10 99.9
황색포도상구균 비교예 1 2.3x105 4.5x105 -
실시예 2 2.3x105 < 10 99.9
표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 24 시간 후 천연 포졸란이 첨가되지 않은 비교예 1의 혼합물은 대장균, 녹농균 및 황색포도상구균의 농도가 2배 이상 증가하였으나, 천연 포졸란이 첨가된 실시예 2의 혼합물은 대장균, 녹농균 및 황색포도상구균에 의한 항균 시험 농도가 10CFU/mL 미만으로 나타났으며, 세균 감소율도 99.9%로 나타나 살균 및 항균 효과가 우수함을 확인할 수 있었다.
<실험예 3> 탈취 효과 평가
본 실험예 3을 위한 혼합물은 실시예 2의 구성을 갖는 혼합물을 대상으로 탈취 효과를 실험하였다. 탈취 실험은 조달청 MAS 등록 시험과 동일한 조건으로, 시류 20g을 5L 크기 반응기에 넣어 밀봉하였고, 시험 가스(암모니아, NH3)의 초기 농도를 50umol/mol 로 주입하였다. 또한, 시험 가스의 샘플 농도를 0분, 30분, 60분, 90분, 120분에서 측정하였고, 시험 가스의 농도는 가스검지관(구 KS/2218)으로 측정하였다. 각 시간대별 시험가스 제거율은 아래 수학식 1을 통해 계산하였으며 그 결과를 표 3에 나타내었다.
<수학식 1>
실험가스의 탈취율(%) = [{(blank 농도)-(sample 농도)}/{blank 농도}]x100
시험항목 및 시간 시험결과 시험환경
Blank 농도
(umol/mol)		 Sample 농도
(umol/mol)		 탈취율
(%)

탈취시험
(NH3)		 0 분 50 50 0
(23.0±5.0)℃
(50.0±15.0)RH
30 분 49 1 98
60 분 49 1 98
90 분 49 1 98
120 분 49 1 98
표 3에서 알 수 있는 바와 같이, 암모니아 시험 가스를 대상으로 하는 실험 결과 별도의 시료가 없는 상태에서 측정된 Blank와 비교할 때, 본 실시예 2는 30분 이 후부터 98%의 탈취율을 나타내고, 120분이 지난 후에도 탈취율이 계속 유지됨을 확인할 수 있다.
<실험예 4> 쿨링 효과 평가
본 실험예 4는 본 실시예에 따른 충진재를 대상으로 쿨링 효과를 시험하였으며, 본 실험예 4를 위한 충진재는 폴리우레탄 칩 70 중량%와 황토분말 15 중량%에 대하여 열교환재의 중량비를 가변하였다. 비교예 2는 열교환재를 혼합하지 않은 충진칩이고, 실시예 4 내지 실시예7은 1 중량%, 2 중량%, 4 중량% 및 10 중량%의 열교환재가 혼합된 충진칩이다.
쿨링 효과를 평가하기 위하여 태양광과 근사한 일사 장치를 이용하여 열교환재가 혼합되지 않은 비교예 2의 표면 온도가 60℃에 도달할 때까지 일사를 실시하였고, 그 결과를 표 4에 나타내었다.
열교환재 첨가량(중량%) 표면온도(℃)
비교예 2 0 60
실시예 4 1 52
실시예 5 2 50
실시예 6 4 48
실시예 7 10 47
표 4에서 알 수 있는 바와 같이, 열교환재가 혼합되지 않은 비교예 2의 충진칩의 표면온도가 60℃에 도달한 시점에서, 본 실시예 4 내지 실시예 7에 따라 열교환칩이 혼합된 충진칩은 표면온도가 52℃, 50℃, 48℃ 및 47℃로 60℃보다 현저하게 낮았다. 이때, 열교환재의 혼합량이 증가할수록 표면온도도 낮아지지만, 그 혼합량이 10 중량%에서는 감소량이 다소 줄어드는 것이 확인된다.
<실험예 5> 인장력 평가
본 실험예 5는 마이크로 섬유가 혼합된 충진재에 대한 인장력 효과를 시험하였으며, 비교예 2의 구성을 갖는 충진재를 비교예 3으로 하고, 비교예 3의 충진재에 마이크로 섬유를 혼합하였다. 마이크로 섬유는 폴리비닐알콜 섬유와 폴리프로필렌 섬유를 각각 5 중량%, 10 중량% 및 15 중량%를 혼합하여 실시예 8 내지 실시예 13의 충진재를 제조하였다. 또한, 폴리비닐알콜 섬유는 30 내지 100 ㎛의 직경과, 1 내지 3.5mm 길이를 갖는 섬유를 사용하였고, 폴리프로필렌 섬유는 30 내지 60 ㎛의 직경과, 1 내지 3.5mm 길이를 갖는 섬유를 사용하였다. 또한, 마이크로 섬유가 포함되는 중량만클 정제수의 중량은 제외되었다.
본 실험예 5의 인장력을 평가하기 위하여 500 mm/min의 속도를 가지고 KSF 3211:2008의 실험 방법을 통해 인장력(Tensile Force)의 크기 변화를 측정하였으며, 그 결과를 표 5에 나타내었다.
구 분 종 류 첨가량
(중량%)		 인장력
(kg/㎠)
비교예 3 불포함 0 180
실시예 8 폴리비닐알콜 5 210
실시예 9 폴리비닐알콜 10 225
실시예 10 폴리비닐알콜 15 213
실시예 11 폴리프로필렌 5 207
실시예 12 폴리프로필렌 10 231
실시예 13 폴리프로필렌 15 215
표 5에서 알 수 있는 바와 같이, 충진재에 폴리비닐알콜 섬유나 폴리프로필렌 섬유가 첨가되는 양이 증가할수록 인장력 크기도 증가하는 것이 확인된다. 또한, 폴리비닐알콜 섬유나 폴리프로필렌 섬유가 약 10 중량% 혼합될 때 인장력이 가장 크고, 15 중량%일 때 오히려 감소하는 것을 확인할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.
1 : 인조잔디
10 : 하부 기층
20 : 상부 기층
30 : 규사 혼합 충진재층
40 : 충진칩층

Claims (7)

  1. 인조잔디 시공에 적용되는 충진칩으로서,
    폴리우레탄 65 내지 80 중량%, 황토분말 10 내지 20 중량%, 마이크로 섬유 5 내지 15 중량% 및 속이 빈 구 형상으로 고분자 소재 표면에 무기 재료가 코팅되어 형성되는 열교환재 1 내지 4 중량%를 포함하는, 인조잔디 충진칩.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 인조잔디 매트가 시공되고,
    규사에 음이온 및 원적외선을 방출하는 기능성 광물 5 내지 10 중량%가 혼합된 규사 혼합 충진재가 인조잔디 사이에 포설되고,
    상기 규사 혼합 충진재 상부에, 폴리우레탄 65 내지 80 중량%, 황토분말 10 내지 20 중량%, 마이크로 섬유 5 내지 15 중량% 및 속이 빈 구 형상으로 고분자 소재 표면에 무기 재료가 코팅되어 형성되는 열교환재 1 내지 4 중량%를 포함하는 충진칩이 포설되는, 인조잔디 시공 구조.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 규사 혼합 충진재는,
    흑색의 구립형 볼 10 내지 30 중량%가 더 혼합되는, 인조잔디 시공구조.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 기능성 광물은,
    천연 포졸란 또는 일라이트 인, 인조잔디 시공 구조.
  7. 삭제
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120081761A (ko) * 2011-01-12 2012-07-20 주식회사 신한엔터프라이즈 인조잔디의 광물질 가공 충진재
KR101751678B1 (ko) * 2016-06-30 2017-07-11 주식회사 디도 인조잔디용 충진재 및 그 제조방법
KR101887105B1 (ko) * 2018-02-19 2018-08-09 주식회사 앙투카에스엘 인조잔디 구조체 시공방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120081761A (ko) * 2011-01-12 2012-07-20 주식회사 신한엔터프라이즈 인조잔디의 광물질 가공 충진재
KR101751678B1 (ko) * 2016-06-30 2017-07-11 주식회사 디도 인조잔디용 충진재 및 그 제조방법
KR101887105B1 (ko) * 2018-02-19 2018-08-09 주식회사 앙투카에스엘 인조잔디 구조체 시공방법

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