KR102362269B1 - 인조잔디용 충진제 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 양 말단에 이소시아네이트기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머, 방향족 디아민 및 친수성 퓸드 실리카의 경화 반응 생성물을 포함하며, 상기 친수성 퓸드실리카의 함량은 1.5 내지 5 중량%이고, 친수성 퓸드실리카의 비표면적은 200 내지 300m2/g 이하인 인조잔디용 충진제 및 그 제조방법이 제시된다. 본 발명의 친환경 인조잔디용 충진제는 표면에너지가 높아 주변에 수분이 있을 경우 수분과 접촉각이 낮아 장시간 수분을 함유하고 있는데 유리하여 주변온도가 높아져도 급격이 온도가 상승하거나 운동 중 넘어져 발생되는 찰과상 또는 화상을 방지하는데 유리하다. 또한 우수한 기계마모성을 가지고 있어 장기간 사용 가능하다.
Description
본 발명은 인조잔디용 충진제 및 그 제조방법에 대한 것이다.
종래의 인조잔디 형성시 충전제로서 EPDM(ethylene propylene diene terpolymer)칩, 재생 EPDM칩, 폐타이어칩, 재생 고무칩, 일반 고무칩 등이 이용되는 것이 알려져 있다. EPDM칩은 가격이 너무 비싸 경제적이지 못하며, 손상시 재활용할 수 없으며, 비용과 환경 문제로 인하여 실제 포설 시공이 이뤄지지 않는 실정이다. 재생 EPDM은 가황 후 경화시키기 위해 다량의 첨가제가 투입되어야 하는데, 상기 첨가제에는 중금속 및 아디옥신 등의 유해물질이 포함되는 경우가 많고, 대부분이 사업용품의 발포식 제품이어서 인조잔디 칩으로 사용할 수 없다. 또한 고무 특유의 냄새, 중금속 검출 및 유해가스 발생 등의 여러가지 문제점을 갖는다.
상기 폐타이어칩이나 재생 고무칩 또는 일반 고무칩은 고무 특유의 냄새가 발생되어 운동에 지장을 줄 뿐만 아니라 검은색을 띠고 있기 때문에 태양광을 흡수하여 구장의 온도를 상승시키게 됨으로 일반 지표면 보다 온도가 높아 운동시 호흡이 용이하지 못하는 등 운동에 제약을 가져온다. 그리고 운동 중에 넘어지게 되면 충진제에 의한 찰과상을 입거나 화상 등을 입는 등의 상처를 입게 된다.
이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상술한 문제점을 해결하여 고온의 환경에서도 소량의 물을 뿌려 인조잔디의 온도 상승을 효과적으로 억제할 수 있는 인조잔디용 충진제 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은,
양 말단에 이소시아네이트기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머, 방향족 디아민 및 친수성 퓸드 실리카의 경화 반응 생성물을 포함하며,
상기 친수성 퓸드실리카의 함량은 폴리우레탄 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 하여 32.75 내지 54. 59 중량부이며 친수성 퓸드실리카의 비표면적은 200 내지 300m2/g인 인조잔디용 충진제가 제공된다.
본 발명의 다른 기술적 과제를 이루기 위하여,
양 말단에 이소시아네이트기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머, 방향족 디아민을 혼합한 다음 친수성 퓸드실리카를 부가하고 나서 이를 열처리를 실시하여 상술한 충진제를 얻는 인조잔디용 충진제의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 친환경 인조잔디용 충진제는 표면에너지가 높아 주변에 수분이 있을 경우 수분과 접촉각이 낮아 장시간 수분을 함유하고 있는데 유리하여 주변온도가 높아져도 급격이 온도가 상승하거나 운동 중 넘어져 발생되는 찰과상 또는 화상을 방지하는데 유리하다. 또한 우수한 기계마모성을 가지고 있어 장기간 사용에 장점을 가지고 있다.
이하, 본 발명에 따른 인조잔디용 충진제 및 그 제조방법에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 인조잔디용 충진제는 폴리우레탄 프리폴리머(PrePolymer, PP), 방향족 디아민 및 친수성 퓸드 실리카(fumed silica)의 경화 반응 생성물을 함유한다.
인조잔디는 천연잔디와 달리 관리가 편하지만 열복사 기능이 천연잔디에 비해서 떨어지기 때문에 여름철에 그 표면온도가 매우 올라가서 더운 느낌을 주고 태양광을 흡수하여 구장의 온도를 상승시키게 됨으로 일반 지표면 보다 온도가 높아 운동시 호흡이 용이하지 못하는 등 운동에 제약을 가져온다. 그리고 기존에 알려진 충진제를 이용하는 경우 고온 환경에서 인조잔디의 온도 상승 억제 효과가 만족스럽지 않아 이에 대한 개선이 요구된다.
본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 상술한 친수성 퓸드 실리카를 함유한 경화 반응 생성물을 이용하여 태양광 등의 고온의 환경에서 인조잔디에 소량의 물을 뿌려 인조잔디의 온도를 장시간 동안 낮게 유지할 수 있는 충진제를 제공한다.
상술한 경화 반응 생성물을 형성하는데 이용되는 방향족 디아민은 경화제로서 폴리우레탄 프리폴리머와 반응하여 폴리우레탄 프리폴리머와 방향족 디아민의 경화 반응 생성물을 형성한다. 이 경화 반응 생성물은 폴리우레탄 탄성체로서 친수성 퓸드 실리카를 함유하여 친수성 특성을 갖게 된다. 따라서 이러한 물질을 함유한 인조잔디용 충진제는고온의 환경에서 인조잔디에 소량의 물을 뿌려 인조잔디의 온도가 상승하는 것을 효과적으로 막을 수 있다. 그리고 종래의 충전제를 사용한 경우와 달리 중금속 및 고무 특유의 냄새가 없어짐으로써 본 발명의 충전제를 이용하면, 인조잔디를 이용하기가 보다 편안하며, 쾌적하고, 안전하게 이용할 수 있게 할 수 있다.
친수성 퓸드 실리카의 비표면적은 200 내지 300m2/g, 바람직하게는 250 내지 280m2/g이며, 퓸드 실리카의 비표면적(specific surface area)이 300m2/g 보다 큰 경우에는 폴리유레탄 칩 제조과정 중 점도가 높아져 제조공정에 문제점을 갖게 될 뿐만 아니라 장기간 사용시 분진발생의 원인을 제공할 수 있게 되어 본 발명에서 이루고자 하는 장기간 친환경 소재를 이루는데 방해가 될 수 있다. 또한 친수성 퓸드 실리카의 함량은 친수성 퓸드실리카의 함량을 폴리우레탄 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 하여 32.75 내지 54. 59 중량부이다. 친수성 퓸드 실리카의 함량이 1.5중량% 미만이면 친수성 성질을 갖는데 부족하며, 이보다 많은 경우에는 제조 과정에서 점도가 높아져 바람직하지 않다.
친수성 퓸드 실리카의 평균 입경은 5 nm 내지 25 nm일 수 있다. 그리고 친수성 퓸드 실리카의 수분 함량은 1.5% 미만, 예를 들어 0.01 내지 1.45%이고, 순도는 99.9% 이상이다. 그리고 친수성 퓸드 실리카의 벌크밀도는 40 내지 60g/L, 예를 들어 50g/L이다. 퓸드 실리카의 평균입경이 상기 범위일 때 분산성이 우수하다. 그리고 상술한 수분 함량, 순도 및 벌크밀도를 갖는 퓸드 실리카를 함유한 충진제는 소량의 물을 뿌려 인조잔디의 온도를 장시간 동안 낮게 유지할 수 있다.
친수성 퓸드 실리카는 플라즈마 처리, 개질제로 표면개질될 수 있고 이러한 표면개질로 친수성이 더 높아질 수 있다. 상기 개질제로 실란 개질제를 사용할 수 있다. 이러한 실란 개질제의 예로서 클로로실란, 알킬클로로실란, 트리메톡시실란, 디메틸디클로로실란, 트리메틸실란, 폴리디메틸실란, 헥사메틸디실라잔(HDMS), 옥틸실란, 폴리디메틸실란 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 퓸드 실리카의 표면처리시 상술한 실란개질제를 이용한 표면처리층이 실란개질제의 농도가 내부에서 표면으로 갈수록 점진적으로 증가하도록 제어할 수 있다. 이러한 경우, 퓸드 실리카를 함유한 충진제는 소량의 물을 뿌려 인조잔디의 온도를 장시간 동안 더 낮게 유지할 수 있다.
다른 예에 의하면, 퓸드 실리카는 폴리비닐알콜 및 폴리아크릴산 나트륨 중에서 선택된 하나를 포함하는 친수성 섬유중에서 선택된 하나 이상으로 표면처리될 수 있다. 또는 본 발명의 충진제는 폴리비닐알콜 및 폴리아크릴산 나트륨 중에서 선택된 하나를 포함하는 친수성 섬유중에서 선택된 하나 이상을 더 함유할 수 있다. 이러한 친수성 섬유로 표면처리된 친수성 퓸드 실리카 및/또는 친수성 섬유를 더 포함한 충진제를 이용하면 태양광 등에 대한 차열 효과가 매우 우수하다. 친수성 섬유의 함량은 말단에 이소시아네이트기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 하여 0.01 내지 5 중량부, 예를 들어 0.1 내지 3 중량부, 예를 들어 1 내지 2 중량부이다.
퓸드 실리카는 일반적으로 표면에 있는 실라놀기(Si-OH) 때문에 친수성을 갖는다. 그러나, 상기 폴리우레탄 프리폴리머와 방향족 디아민을 함유한 충진제 형성용 조성물은 소수성을 가지므로 퓸드 실리카 표면을 헥사메틸디살라잔과 같은 실란 개질제로 개질함으로써 화학적 결합에 의한 접합강도 증대를 유도할 수 있다. 즉, 커플링제의 두 관능기가 상기 폴리우레탄 프리폴리머와 방향족 디아민의 경화 반응 생성물과 퓸드 실리카의 무기접합면에 공유결합을 형성함으로써, 커플링제(coupling agent)를 사이에 둔 가교 결합체를 형성하게 되어 접착면의 안정성을 도모할 수 있게 된다. 더구나, 공유 결합의 형성이 없는 경우에도, 접착 표면에 흡착된 커플링제에 의하여 표면에너지가 높은 친수성의 무기성분의 기판표면이 소수성으로 바뀌게 되어 폴리우레탄 프리폴리머와 방향족 디아민의 경화 반응 생성물과의 상용성이 증가될 수 있다.
상기 폴리우레탄 프리폴리머의 반복단위는 폴리테트라메틸렌 에테르 글라이콜(Polytetramethylene Ether Glycol, PTMEG), 폴리에스테르, 폴리프로필렌글리콜(Polypropylene Glycol, PPG), 폴리부타디엔(Polybutadiene), 폴리카프로락톤(Polycaprolactone) 중 한 종 또는 한 종 이상일 수 있고, 바람직하게는 폴리에스테르 또는 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜이다. 특히 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜이 보다 바람직하다.
폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜(PTMEG)는 천연고무와 유사한 물성을 구현할 수 있는 소재로서, 탄성 및 탄성회복력을 부여 할 수 있며, 다양한 분자량 분포뿐만 아니라 아이소시아네이트(Isocyanate, NCO) 함량을 갖고 있는 제품이 시판되고 있어 경제적으로도 유리하다. 이러한 프리폴리머(PP)의 양 끝에는 이소시아네이트기가 결합되어 있다.
이소시아네이트기는 톨루엔디이소시아네이트(Touluendiisocyanate, TDI)와 메틸렌 다이페닐 다이아이소시아네이트(Methylene Diphenyl Diisocyanate)에서 파생된 그룹일 수 있다. 그 중에서도 톨루엔디이소시아네이트(Touluendiisocyanate, TDI)에서 파생된 그룹인 것이 바람직하다. 또한 얄 말단에 이소시아네이티기를 갖는 프리폴리머내의 이소시아네이트(Isocyanate)기의 함량은 2중량% 내지 10중량%, 바람직하게는 3중량% 내지 7중량%이다. 이 범위보다 적게 함유될 경우에는 충진제의 기계적 내구성이 약해져 장시간 사용시 그 성능을 발휘하는데 제한을 갖게 되며, 이 범위보다 많은 경우에는 탄성 및 탄성 회복력이 낮아져 인조잔디용에 적합하지 않게 된다. 또한 프리폴리머의 중량평균분자량은 500 내지 3,000, 바람직하게는 800 내지 2,500이다. 이보다 작은 분자량을 갖는 프리폴리머는 탄성 및 탄성회복력이 낮아 인조잔디 사용에 적합하지 않다. 낮은 탄성과 탄성회복력은 인조잔디 구장 사용시 부상을 유발하기 쉽고 사용기간이 짧아질 수 있다. 또한 이보다 큰 분자량을 사용할 경우 우레탄 반응 속도가 빨라져 충전제의 제조공정에 제한을 줄 수 있어 바람직하지 않다.
상기 방향족 디아민은 4,4-메틸렌비스(2-클로로아닐린) (4,4-Methylenebis(2-choloraniline, MOCA), 메틸렌비스(2,6-다이에틸-3-클로로아닐린) (Methylene bis (2,6-diethyl-3-chloroaniline, MCDEA), 3,5-다이에틸톨로엔-2,4-디아민 (3,5-diethyltoluene-2,4-diamine, DETDA), 디메틸티오톨루엔디아민(Dimethylethotoulenediamine, DMTDA), p-아미노벤조에이트 에스테르 (p-aminobenzoate ester), 메틸렌 비스(오르토-에틸렌아닐린) (Methylene bis(ortho-ethylaniline, MBOEA), 염화나트륨 컬플렉스 메틸렌 비스아닐린(Sodium chloride complex of Methylene-bis-anilie, MBA_NaCl)등이 있으며, 이 중 3,5-다이에틸톨로엔-2,4-디아민(3,5-diethyltoluene-2,4-diamine, DETDA)이 바람직하다.
경화제인 방향족 디아민의 첨가량은 말단에 이소시아네이트기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머 1몰을 기준으로 하여 0.90 내지 0.99몰, 바람직하게는 0.95 내지 0.98이다. 방향족 아민의 함량이 0.90몰보다 작은 경우에는 충전칩의 탄성 및 손실 탄성이 높아져 충전칩이 이루고자 하는 목적에 적합하지 않으며, 0.99몰보다 높은 경우는 열가소성의 특징을 가질 수 있거나 내구성이 떨어지게 되어 바람직하지 않다. 더욱이 대부분의 인조잔디는 옥외 설치되기 때문에 장기간의 태양광과 넓은 습도범위에 노출되기 때문에 장기간 사용하기에는 열가소성을 가지는 것을 바람직하지 않다.
양 말단에 이소시아네이트기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머는 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜, 폴리에스테르, 폴리프로필렌글리콜, 폴리부타디엔, 폴리카프로락톤 중에서 선택된 하나 이상의 디올 화합물과, 톨루엔 디이소시아네이트, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트중에서 선택된 하나 이상의 디이소시아네이트 화합물로부터 얻어진 생성물이다.본 명세서의 실시예에서는 폴리우레탄 프리폴리머로서 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜(PTMEG)과 메틸렌디페닐 디이소시아네이트(MDI)의 반응으로 얻어진 생성물을 이용한다.
또한 본 발명의 인조잔디용 충진제는 대 납, 수은, 6가 크롬 및 카드뮴과 같은 중금속, 다환 방향족, 휘발성 유기 화합물(VOC), 분진 등의 문제점을 갖고 있지 않아 친환경적이다. 그리고 수분에 대한 접촉각이 67 내지 80° 범위로서 장시간 수분을 함유하는데 유리하다. 따라서 이를 이용하면 고온 환경에서도 인조잔디의 온도가 상승되는 것을 효과적으로 막을 수 있다. 그리고 이러한 충진제는 저장탄성률이 5372 내지 6772MPa 범위로서 탄성도가 우수해서 운동 중에 넘어지게 되면 충진제에 의한 찰과상을 입거나 화상 등을 입는 등의 상처를 입는 일이 미연에 예방된다.
본 발명의 인조잔디용 충전제는 양 말단에 이소시아네이트기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머, 방향족 디아민을 혼합한 다음 친수성 퓸드실리카를 부가하고 이를 열처리하여 제조될 수 있다.
상기 열처리는 양 말단에 이소시아네이트기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머와 방향족 디아민의 종류 등에 따라 달라지며, 예를 들어 80 내지 95℃, 예를 들어 90℃인 것이 바람직하다.
친수성 퓸드실리카는 상술한 바와 같이 플라즈마 처리, 개질로 표면개질된 것을 사용할 수 있다. 다른 일구현예에 따르면, 본 발명의 인조잔디용 충전제는 표면에 플라즈마 처리 또는 실란 개질로 표면개질될 수 있다.
상술한 충전제를 이용한 인조잔디층은 하기 방법에 따라 제조 가능하다.
지반 상부에 골재층을 형성하고 상기 골재층 상부에 본 발명의 충진제를 이용하여 충진층을 형성한다. 이어서 충진층 상부에 바닥매트에 다수의 인조잔디파일을 심어서 인조잔디층을 형성할 수 있다. 상기 인조잔디 파일 사이에는 규사와 충전제를 채울 수 있다.
이하, 본 발명을 하기 실시예를 들어 보다 상세하게 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것을 의미하는 것은 아니다.
실시예 1
엔더슨디벨로먼트사 (Anderson Development, 미국) 제품 중 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜(PTMEG)이 폴리올인 Andur IE-90APLE 프리폴리머 (NCO중량%: 3.62)(PTMEG+메틸렌디페닐 디이소시아네이트(MDI) 프리폴리머) 9.16Kg을 70℃에서 12시간 보관 후에 친수성 퓸드 실리카인 토쿠야마사(Tokuyama, 일본)의 레오로실(Reolosil) QS-102 3Kg을 첨가후 이를 20분 동안 혼합하였다. 그 후, 경화제인 앤더슨디밸로먼트사(Anderson Development사, 미국)의 큐어린 107(Curene 107)(티오에테르 방향족 디아민) 0.84Kg을 라인믹서(line mixer)로 혼합하여 혼합물 A을 얻었다. 후 바로 90℃로 조절된 압출기를 통하여 다이스를 통과한 혼합물을 3mm두께의 필름을 제조한 후, 110℃에서 12시간 보관 후 상온(25℃)에서 냉각시켜 충진제 필름을 얻었다.
또한 상기 혼합물 A을 이를 90℃로 온도 조절된 압출기를 통하여 압출하되, 압출되는 혼합물을 커팅하여 약 1mm크기로 분쇄하고 이를 냉각하여 인조잔디용 충진제 칩을 제조하였다.
실시예
2 내지 10
프리폴리머, 퓸드실리카, 경화제의 비율과 종류를 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 인조잔디용 충진제 칩을 제조하였다. 하기 표 1에서 실시예 1의 경우는 용매의 함량이 197kg이고 실시예 2 내지 10의 경우는 용매의 함량이 187kg이었다.
실시예 | PP Type | PP(Mw) | DI의 함량 (%) |
PP의 함량 (Kg) |
퓸드 실리카 비표면적(m2/g) |
퓸드 실리카 첨가량 (Kg) |
경화제 첨가량 (Kg) |
경화제의 함량 (PP 1몰당) |
1 | PTMEG | 2000 | 3.62 | 9.16 | 200 | 3 | 0.84 | 0.95 |
2 | PTMEG | 800 | 3.8 | 9.12 | 200 | 3 | 0.88 | 0.95 |
3 | PTMEG | 2500 | 3.2 | 9.25 | 200 | 3 | 0.75 | 0.95 |
4 | PTMEG | 2000 | 3.62 | 9.2 | 200 | 3 | 0.8 | 0.9 |
5 | PTMEG | 2000 | 3.62 | 9.12 | 200 | 3 | 0.88 | 0.99 |
6 | Polyester | 2000 | 3.0 | 9.29 | 200 | 3 | 0.71 | 0.95 |
7 | PTMEG | 2000 | 3.62 | 9.16 | 300 | 3 | 0.84 | 0.95 |
8 | PTMEG | 2000 | 3.62 | 9.16 | 200 | 10.35 | 0.84 | 0.95 |
9 | PTMEG | 2000 | 3.62 | 9.16 | 200 | 5 | 0.84 | 0.95 |
10 | PTMEG | 2000 | 6.8 | 8.53 | 200 | 3 | 1.47 | 0.95 |
표 1에서 PP: 프리폴리머의 약어, DI: 디이소시아네이트, Mw는 중량평균분자량의 약어이다.
실시예
11
퓸드 실리카로서 친수성 퓸드 실리카로서 토쿠야마사(Tokuyama, 일본)의 레오로실(Reolosil) QS-102의 표면에 실란 개질제인 트리메톡시실란으로로 표면처리된 것을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 인조잔디용 충전제 칩을 얻었다.
비교예
1 내지 6
프리폴리머, 퓸드실리카, 경화제의 비율과 종류를 하기 표 2과 같이 변화시킨 것을 제외하고는, 실시예 1와 동일한 방법에 따라 실시하여 인조잔디용 충전제 칩을 제조하였다. 표 2에서 비교예 1 내지 6의 경우는 용매의 함량이 187kg이었다.
비교예 1 | PP Type | PP 분자량 (Mw) |
DI함량 (%) |
PP 첨가량 (Kg) |
퓸드 실리카 비표면적(m2/g) |
퓸드 실리카 첨가량 (Kg) |
경화제 첨가량 (Kg) |
경화제의 함량 (PP 1몰당) |
1 | PTMEG | 3000 | 4.1 | 9.06 | 200 | 2.5 | 0.94 | 0.95 |
2 | PTMEG | 2000 | 3.2 | 9.25 | 200 | 0 | 0.75 | 0.95 |
3 | PTMEG | 2000 | 3.88 | 9.1 | 200 | 15 | 0.9 | 0.95 |
4 | PTMEG | 2000 | 3.2 | 9.15 | 80 | 3 | 0.84 | 0.95 |
5 | PTMEG | 2000 | 3.0 | 9.19 | 200 | 1 | 0.81 | 0.95 |
6 | PTMEG | 2000 | 3.2 | 9.15 | 350 | 3 | 0.84 | 1.1 |
표 2에서 PP: 프리폴리머의 약어, DI: 디이소시아네이트, Mw는 중량평균분자량의 약어이다.
평가예
1:
접촉각
및 저장탄성률 측정
실시예 1-10 및 비교예 1-6에 따라 얻은 필름위에 증류수를 떨어뜨려 제조된 필름 표면의 접촉각을 쿠루스(Kruss)사의 DSA100을 이용하여 측정하였다. 그리고 실시예 1-11 및 비교예 1-6에 따라 얻은 필름을TA instrument사의 Q800모델의 DMA(Dynamic Mechanical Analysis)를 이용하여 섭씨 50℃에서 저장탄성율(storage modulus)를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 3 및 표 4와 같다.
구분 | 접촉각(°) | 저장탄성률 (MPa) |
실시예1 | 75 | 6549 |
실시예2 | 79 | 6089 |
실시예3 | 73 | 6247 |
실시예4 | 79 | 6753 |
실시예5 | 75 | 5372 |
실시예6 | 70 | 6244 |
실시예7 | 74 | 6488 |
실시예8 | 80 | 6721 |
실시예9 | 69 | 6031 |
실시예10 | 78 | 6772 |
실시예 11 | 67 | 6771 |
구분 | 접촉각(°) | 저장탄성률 (MPa) |
비교예1 | 60 | 4208 |
비교예2 | 103 | 8395 |
비교예3 | 59 | 4255 |
비교예4 | 100 | 6302 |
비교예5 | 84 | 6945 |
비교예6 | 62 | 4865 |
표 3 및 표 4를 참조하여, 실시예 1 내지 10에 따르면 접촉각이 67 내지 80° 범위로서 수분과의 접촉각이 낮아 장시간 수분을 함유하는데 유리하면서 저장탄성률이 5372 내지 6772MPa 범위라서 탄성도가 우수한 결과를 나타냈다.
이에 비하여 비교예 1, 3, 6에 따라 제조된 인조잔디용 칩은 접촉각은 작지만 저장탄성률이 작아 직접적으로 적용하기가 곤란하였다. 그리고 비교예 2, 4, 5는 탄성도는 양호하지만 수분과의 접촉각이 커서 이를 인조잔디용 충진제에 적용하는 경우 물을 인조잔디에 뿌린다고 하더라도 인조잔디의 온도를 적정한 온도로 유지하기가 곤란하다는 것을 알 수 있었다.
평가예
2: 표면온도 측정
실시예 1 및 비교예 2에 따라 얻은 충진제 칩을 1m2의 정사각형 판재(깊이 10cm)에 충진하고 분무기로 물을 분무하여 상온에서 24시간 건조한 후 근적외선을 방사하여 표면온도를 측정하였다. 측정 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
시간 | 실시예 1 | 비교예 2 |
0분 | 25 | 25 |
5분 | 33 | 35.7 |
15분 | 40 | 42 |
25분 | 42.5 | 44.5 |
30분 | 44 | 46.5 |
표 5를 참조하여, 실시예 1에 따라 제조된 충진제 칩을 이용하면 비교예 2에 따라 얻은 충진제 칩을 이용한 경우와 비교하여 온도 상승이 작게 나타난다는 것을 알 수 있었다.
평가예
3: 물성 평가
상기 실시예 1에 따라 제조된 충전제는 하기 표 6과 같은 물성을 만족하는 것을 확인하였다.
이상에서는 실시예를 참조하여 일구현예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 구현예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
Claims (6)
- 양 말단에 이소시아네이트기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머, 방향족 디아민 및 친수성 퓸드 실리카의 경화 반응 생성물을 포함하는 인조잔디용 충진제이며,
상기 친수성 퓸드실리카의 함량은 폴리우레탄 프리폴리머 100 중량부를 기준으로 하여 32.75 내지 54.59 중량부이며, 친수성 퓸드실리카의 비표면적은 200 내지 300m2/g이고,
상기 방향족 디아민의 함량은 폴리우레탄 프리폴리머 1몰에 대하여 0.90 내지 0.99몰이고,
상기 방향족 디아민은 4,4-메틸렌비스(2-클로로아닐린) (4,4-Methylenebis(2-choloraniline, MOCA), 메틸렌비스(2,6-다이에틸-3-클로로아닐린) (Methylene bis (2,6-diethyl-3-chloroaniline, MCDEA), 3,5-다이에틸톨로엔-2,4-디아민 (3,5-diethyltoluene-2,4-diamine, DETDA), 다이메틸티오톨루엔디아민(Dimethylethotoulenediamine, DMTDA), p-아미노벤조에이트 에스테르 (p-aminobenzoate ester), 메틸렌 비스(오르토-에틸렌아닐린)(Methylene bis (ortho-ethylaniline, MBOEA), 염화나트륨 컬플렉스 메틸렌 비스-아닐린(Sodium chloride complex of Methylene-bis-anilie, MBA_NaCl)중에서 선택된 하나 이상이고,
상기 양 말단에 이소시아네이트기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머의 중량평균분자량은 500 내지 3,000이고,
상기 이소시아네이트기의 함량은 2 내지 10 중량%이고,
상기 친수성 퓸드실리카는 헥사메틸디실라잔, 디메틸디클로로실란, 폴리비닐알콜, 및 폴리아크릴산 나트륨 중에서 선택된 하나를 포함하는 친수성 섬유중에서 선택된 하나 이상으로 표면처리되고,
상기 친수성 퓸드실리카의 평균입경은 5 내지 25nm이며,
상기 인조잔디용 충진제의 수분에 대한 접촉각이 67 내지 80°이며, 저장탄성률이 5372 MPa 내지 6772 MPa인, 인조잔디용 충진제. - 제1항에 있어서,
상기 양 말단에 이소시아네이트기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머는 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜, 폴리프로필렌글리콜 중에서 선택된 하나 이상의 디올 화합물과, 톨루엔 디이소시아네이트, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트중에서 선택된 하나 이상의 디이소시아네이트 화합물로부터 얻어진 생성물인 인조잔디용 충진제. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 양 말단에 이소시아네이트기를 갖는 폴리우레탄 프리폴리머, 방향족 디아민을 혼합한 다음 친수성 퓸드실리카를 부가하고 이를 열처리하여 제1항 또는 제2항의 인조잔디용 충진제를 얻는 인조잔디용 충진제의 제조방법.
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