KR100614439B1 - 투수형 3단 탄성포장재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐타이어칩, 폐시멘트알갱이, 깬자갈(골재) 및 우레탄바인더로 이루어진 1단 기층; 폐타이어칩, 폐목재톱밥 및 우레탄바인더로 이루어진 2단 보조탄성층; 및 재생우레탄칩, EPDM컬러칩, EPDM검정칩 및 우레탄바인더로 이루어진 3단 표층컬러층을 포함하여 이루어진 투수형 3단 탄성포장재를 제공한다.

본 발명에서는 폐타이어고무칩과 폐시멘트알갱이, 폐목재톱밥, 우레탄칩, EPDM칩, 골재 등을 이용한 투수형 복층 탄성포장재를 제공함으로써, 자원을 재활용하여 환경보호에 이바지함은 물론이거니와, 그 성능면에서 투수성과 탄성이 우수하여, 조깅로, 농구장, 족구장, 인라인스케이트장과 같은 체육 시설에 본 발명의 포장재를 시공하는 경우 비용절감 효과는 물론 운동자의 안전을 보호하고, 우기시 홍수를 막아주고, 빗물이 지표면으로 흘러들어 지하수의 고갈을 방지하는 효과를 갖는다.

투수, 탄성포장재, 폐타이어칩

Description

투수형 3단 탄성포장재{Three-layered elastic paving material}

도 1은 종래의 탄성포장재의 단면도이고,

도 2는 본 발명의 투수형 3단 탄성포장재의 단면도이다.

도 3은 본 발명의 투수형 3단 탄성포장재의 각 층별 재료를 나타내는 설명도이다.

** 도면의 주요 부호에 대한 설명*

1 : 원지반다짐 2 : 보조기층(혼합골재)

3 : 레미콘 4 : 컬러층

10 : 1단층(투수층) 20 : 2단층(보조탄성층)

30 : 3단층(표층컬러층)

본 발명은 탄성뿐만 아니라 투수 기능까지 갖는 포장재에 관한 것으로서, 보 다 구체적으로는 폐타이어칩, 폐시멘트알갱이, 깬자갈, 폐목 등을 이용하여 탄성 및 투수 기능을 발휘하는 투수형 3단 탄성포장재에 관한 것이다.

각종 체육시설 예를 들어, 자전거전용도로, 산책로, 농구장, 족구장, 배드민턴장, 인라인스케이트장 등에서는 운동자의 안전을 위하여 탄성을 갖는 재질의 포장재를 바닥에 사용한다.

첨부된 도 1과 같이, 일반적으로 국내에서는 탄성포장재를 포설하는 방법으로 콘크리트 등으로 기층을 만든 후 표층은 탄성 포장재로 시공하였다. 즉, 원지반다짐(1) 위에 혼합골재로 보조기층(2)을 시공하는 기초 공사 후, 기층으로서 레미콘층(3)을 타설한 후 그 위에 탄성을 갖는 표층컬러층(4)을 시공하였다.

종래와 같이 레미콘 기층 위에 탄성 포장재를 포설 경화시켜 완성하는 경우, 표층에서 빗물이 투수되어 하부층인 콘크리트층에서 물이 지표면으로 흡수되지 못하고 고임 현상이 발생, 기층과 표층 사이에 겨울철과 여름철 온도 변화에 따른 재료 분리현상이 발생하여 포장재가 갈라지고 부서지는 일이 반복되어 하자보증기간인 2년을 보전하지 못하고 새로 시공해야 하는 문제점이 있었다.

또한, 지표면으로부터 강우가 바로 하천으로 흘러들어 지표면으로 빗물이 흘러들어가지 못하므로, 지하수 고갈의 원인이 될 수 있어, 지표면까지 투수가 될 수 있는 포장재에 대한 수요가 연구가 활발히 진행되고 있다.

따라서, 골재와 골재사이의 공극을 통하여 빗물이 지반으로 스며들게 하여 가로수 등 식물의 성장에 도움을 주고, 호우나 폭우 및 장마철에는 빗물이 지반으로 스며들어 흙속에 저류되게 함으로서 하천과 강이 범람하는 것을 예방하고, 보도에 빗물이 고이지 않는 장점을 갖는 투수콘크리트의 보급이 확대되고 있다.

그러나, 상기의 투수콘크리트는 비용면에서 막대한 비용이 소요되며, 또한, 탄성을 요구하는 체육시설 등에는 적절치 않은 방법이다.

따라서 저비용을 실현하면서도 탄성과 투수성을 갖는 투수형 탄성포장재의 개발이 필요하게 되었으며, 이에 본 발명을 개발하게 되었다.

본 발명의 목적은 우수한 탄성과 투수성을 갖는 신규한 포장재를 제공하는 데 있다.

특히, 본 발명은 저비용, 친환경적인 재료를 사용하여 탄성 및 투수성을 갖는 포장재를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

폐타이어칩, 폐시멘트알갱이, 깬자갈(골재) 및 우레탄바인더로 이루어진 1단 기층;

폐타이어칩, 폐목재톱밥 및 우레탄바인더로 이루어진 2단 보조탄성층; 및

재생우레탄칩, EPDM컬러칩, EPDM검정칩 및 우레탄바인더로 이루어진 3단 표층컬러층

을 포함하여 이루어진 투수형 3단 탄성포장재를 제공한다.

상기 1단 기층에 폐목재를 더 첨부하는 것이 가능하다.

상기 1단 기층에서, 각 재료의 비율은 폐타이어칩 30 ~ 80 중량%, 폐시멘트알갱이 5 ~ 30중량%, 깬자갈 5 ~ 30중량% 및 우레탄바인더 5 ~ 30중량%인 것이 바람직하다.

특히, 폐타이어칩:폐시멘트알갱이:깬자갈:우레탄바인더의 중량비율이 3:1:1:1인 것이 가장 바람직하다.

또한, 상기 각 재료(칩)의 사이즈는 폐타이어칩 3 ~ 7mm, 폐시멘트알갱이 7 ~ 25mm 및 깬자갈 7 ~ 25mm인 것이 바람직하다.

상기 2단 보조탄성층에서, 각 재료의 비율은 폐타이어칩 70 ~ 90 중량%, 폐목재톱밥 2 ~ 10중량% 및 우레탄바인더 5 ~ 25중량%인 것이 바람직하다.

특히, 폐타이어칩:폐목재톱밥:우레탄바인더의 중량비율이 17:3:4인 것이 가 장 바람직하다.

또한, 상기 각 재료의 사이즈는 폐타이어칩 2 ~ 5mm, 폐목재톱밥 3 ~ 5mm인 것이 바람직하다.

상기 3단 표층 컬러층에서 재생우레탄칩, EPDM컬러칩 및 EPDM검정칩의 사이즈가 2 ~ 5mm인 것이 바람직하다.

상기 3단 표층 커러층에서 EPDM검정칩 1 중량부에 대하여 EPDM컬러칩 1.5 내지 3 중량부가 바람직하다.

이하에서는 본 발명에 대하여 보다 자세히 살펴보도록 한다.

도 2는 본 발명에 의해 시공된 투수형 3단 탄성 포장재의 단면을 나타내고 있다. 원지반다짐(1) 및 보조기층(2)은 기초 공사 단계에서 설치하는 것으로서, 본 발명의 권리범위에 포함되지 않음은 당연하며, 본 발명은 보조기층(2) 위에 시공되는 3단의 포장재에 관한 것이다. 즉, 본 발명의 포장재는 보조기층(2) 위에 1단 투수층(10), 2단 보조탄성층(20) 및 3단 표층컬러층(30)으로 구성되어 있다.

상기 각 층의 재료는 첨부한 도 3과 같다. 상기 1 ~ 3단은 자체 재료의 특성상 시공 후 각 단마다 투수성을 가지며, 표층으로부터 빗물이 투수되어 3단 기층 아래의 지표면으로 물이 흘러들어갈 수 있다.

또한, 2단 보조탄성층과 3단 표층컬러층은 투수성 뿐만 아니라 탄성이 확보되는 재료들을 사용함으로써, 본 발명이 목적으로 하는 투수성과 탄성을 확보할 수 있는 포장재가 가능하도록 해주며, 재료의 대부분이 폐자재를 사용함으로써, 환경보호 측면에서도 매우 유익한 효과를 갖는다.

이하에서는 각 층별로 자세히 설명하기로 한다.

1단(기층)

1단(10)은 도 2와 같이 보조기층(2) 위에 바로 시공되며, 그 구성이 폐타이어칩, 폐골재칩(특히 폐시멘트의 알갱이), 깬자갈 및 우레탄바인더로 이루어져 있다.

본 발명에서는 처리가 곤란한 폐타이어와 폐시멘트를 사용함으로써, 환경보호를 할 수 있을 뿐만 아니라, 포장재의 비용을 절감할 수 있다.

우선, 폐타이어, 폐골재 및 자갈을 각각 분쇄기에서, 폐타이어칩 3 ~ 7mm, 폐시멘트알갱이 7 ~ 25mm, 깬자갈 7 ~ 25mm 정도로 작게 분쇄하여 사용한다.

각 각 재료의 비율은 폐타이어칩 30 ~ 80 중량%, 폐시멘트알갱이 5 ~ 30 중량%, 깬자갈 5 ~ 30중량% 및 우레탄바인더 5 ~ 30중량%인 것이 바람직하다. 상기 비율은 투수성과 강도를 고려한 범위이며, 특히, 폐타이어칩:폐시멘트알갱이:깬자갈:우레탄바인더의 중량비율이 3:1:1:1인 것이 가장 바람직하다.

여기서, 폐타이어칩은 폐타이어를 분쇄하여 만든 환경친화적인 자재이며 투수가 잘되는 것으로 알려진 물질이다. 탄성이 우수하고 인장력이 높으며 미끄럼을 방지하고 안전성이 좋으며, 시공비가 적게드는 장점이 있고, 오래 걸어도 발과 다리에 무리가 가지 않고 타박상, 찰과상 등 안전성이 우수하다.

여기서, 우레탄바인더는 접착제의 일종으로 바닥과의 접착력은 물론, 폐타이어칩, 폐시멘트알갱이 및 깬자갈 사이의 접착이 가능하게 하여주고, 색상변이가 거의 없어 칩 그대로의 색상을 유지하여 주며 칩의 결속력을 높여준다.

여기서, 폐시멘트알갱이 및 깬자갈은 1단 기층의 강도를 높여주는 역할을 한다. 본 발명에서는 폐건물이나 폐구조물 등에서 처리 곤란한 폐시멘트를 사용함으로써, 환경보호 및 비용절감 효과를 갖는다.

상기 1단은 종래의 콘크리트 기층과는 달리 투수가 가능하며, 종래의 콘크리트 타설없이 투수층 1단을 시공하여 빗물이 지표면으로 스며들어 지하수가 바다로 직접 흘러가지 않아 가뭄과 홍수를 막아준다.

2단( 보조탄성층 )

2단 보조탄성층(20)에서는 주탄성층인 3단 표층컬러층(30)의 탄성을 보조하기 위한 목적으로 시공되며, 그 구성성분은 폐타이어칩, 폐목재톱밥 및 우레탄바인더로 이루어져있다.

특히, 각 재료의 비율은 폐타이어칩 70 ~ 90 중량%, 폐목재톱밥 2 ~ 10중량% 및 우레탄바인더 5 ~ 25중량%인 것이 바람직하며, 이는 탄성을 확보하면서 내구력을 보장하기 위한 재료배합비율이다. 특히, 폐타이어칩:폐목재톱밥:우레탄바인더의 중량비율이 17:3:4인 것이 가장 바람직하다.

또한, 상기 각 재료의 사이즈는 폐타이어칩 2 ~ 5mm, 폐목재톱밥 3 ~ 5mm인 것이 바람직하다. 1단(기층)에서는 폐타이어칩의 사이즈가 3 ~ 7mm가 바람직하였으나, 2단(보조탄성층)에서는 폐타이어칩의 사이즈가 2 ~ 5mm로 기층에서보다 작은 것이 바람직하다. 이는 탄성 및 보행감의 확보를 위하여 1단 기층에서보다 작은 사이즈의 폐타이어칩이 요구되기 때문이다.

2단 보조탄성층에서는 1단 기층과는 달리 폐시멘트알갱이는 사용되지 않으며, 폐목재톱밥을 사용함으로써 탄성을 확보한다.

3단( 표층컬러층 )

3단 표층컬러층(30)은 운동자가 직접 발로 딛는 부분으로서, 탄성과 투수성이 보장되는 재질이어야 한다. 본 발명에서는 상기 3단 표층컬러층의 재료로 재생우레탄칩, EPDM컬러칩, EPDM검정칩 및 우레탄바인더를 사용한다.

우레탄칩, EPDM칩은 모두 탄성 및 투수성이 우수하여 본 발명이 목적으로 하는 탄성과 투수성을 갖는 포장재로서 매우 적합한 재료이다.

여기서, EPDM은 Ethylene Propylene Diene Monomer의 약자로서, 합성고무의 일종이며, 내오존성과 내한성, 내열성 등이 뛰어나고, 특히 색 안정성이 좋아 다양한 색상이 요구되는 탄성 포장재로 널리 사용되고 있다.

본 발명에서는 EPDM컬러칩(검정색 제외) 및 EPDM검정칩을 함께 사용하여 투톤의 느낌을 주도록 하였다. 특히, EPDM검정칩 1 중량부에 대하여 EPDM컬러칩 1.5 내지 3 중량부를 사용하는 것이 바람직하다.

실시예

1단 기층으로, 3 ~ 7mm 크기의 폐타이어칩 60중량부, 7 ~ 25mm크기의 폐시멘트알갱이 20중량부, 7 ~ 25mm 크기의 깬자갈 20중량부, 우레탄바인더 20 중량부로 혼합하여 도포설치하였다.

2단 보조탄성층으로, 2 ~ 5mm 크기의 폐타이어칩 85중량부, 3 ~ 5 mm크기의 폐목재톱밥 15중량부 및 우레탄바인더 20중량부를 혼합하여 도포설치하였다.

3단 표층컬러층으로, 2 ~ 5mm크기의 재생우레탄칩 100중량부, 2 ~ 5mm크기의 EPDM컬러칩 70중량부 , 2 ~ 5mm 크기의 EPDM검정칩 30중량부 및 우레탄바인더 20중량부를 혼합하여 도포설치하였다.

상기에서 도포설치한 투수형 3단 탄성포장재의 성능을 실험하기 위하여 KS F 2322방법을 사용하여 투수속도를 측정하였다. 상기 테스트결과 투수속도가 3.3 x 10^-2cm/s의 결과가 나와, 투수성이 종래의 포장재에 비하여 매우 우수함을 알 수 있었다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 폐타이어고무칩과 폐시멘트알갱이, 폐목재톱밥, 우레탄칩, EPDM칩, 골재 등을 이용한 투수형 복층 포장재를 사용함으로써 자원을 재활용하여 환경보호에 이바지함은 물론이거니와, 그 성능면에서 투수성과 탄성이 모두 우수하여, 조깅로, 농구장, 족구장, 인라인스케이트장과 같은 체육 시설에 본 발명의 포장재를 시공하는 경우 비용절감 효과는 물론 운동자의 안전을 보호하고, 우기시 홍수를 막아주고, 빗물이 지표면으로 흘러들어 지하수의 고갈을 방지하는 효과를 갖는다.

Claims (10)

1. 폐타이어칩, 폐시멘트알갱이, 깬자갈(골재) 및 우레탄바인더로 이루어진 1단 기층;

   폐타이어칩, 폐목재톱밥 및 우레탄바인더로 이루어진 2단 보조탄성층; 및

   재생우레탄칩, EPDM컬러칩, EPDM검정칩 및 우레탄바인더로 이루어진 3단 표층컬러층

   을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 투수형 3단 탄성포장재.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 1단 기층의 각 재료의 비율은 폐타이어칩 30 ~ 80 중량%, 폐시멘트알갱이 5 ~ 30중량%, 깬자갈 5 ~ 30중량% 및 우레탄바인더 5 ~ 30중량%인 것을 특징으로 하는 투수형 3단 탄성포장재.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 폐타이어칩:폐시멘트알갱이:깬자갈:우레탄바인더의 중량비율이 3:1:1:1인 것을 특징으로 하는 투수형 3단 탄성포장재.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 1단 기층의 각 재료의 직경이 폐타이어칩 3 ~ 7mm, 폐시멘트알갱이 7 ~ 25mm, 깬자갈 7 ~ 25mm인 것을 특징으로 하는 투수형 3단 탄성포장재.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 2단 보조탄성층의 각 재료의 비율이 폐타이어칩 70 ~ 90 중량%, 폐목재톱밥 2 ~ 10중량% 및 우레탄바인더 5 ~ 25중량%인 것을 특징으로 하는 투수형 3단 탄성포장재.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 폐타이어칩:폐목재톱밥:우레탄바인더의 중량비율이 17:3:4인 것을 특징으로 하는 투수형 3단 탄성포장재.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 2단 보조탄성층의 각 재료의 직경이 폐타이어칩 2 ~ 5mm 및 폐목재톱밥 3 ~ 5mm인 것을 특징으로 하는 투수형 3단 탄성포장재.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 3단 표층컬러층에서 재생우레탄칩, EPDM컬러칩 및 EPDM검정칩의 직경이 각 2 ~ 5mm인 것을 특징으로 하는 투수형 3단 탄성포장재.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 3단 표층컬러층에서 EPDM검정칩 1 중량부에 대하여 EPDM컬러칩 1.5 내지 3 중량부를 사용하는 것을 특징으로 하는 투수형 3단 탄성포장재.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 1단 기층에 폐목재를 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 투수형 3단 탄성포장재.

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