KR100736073B1

KR100736073B1 - 고무칩을 이용한 탄성 포장구조 및 그 시공방법

Info

Publication number: KR100736073B1
Application number: KR1020070032405A
Authority: KR
Inventors: 박찬호
Original assignee: 박찬호
Priority date: 2007-04-02
Filing date: 2007-04-02
Publication date: 2007-07-06

Abstract

본 발명은 고무칩을 이용한 탄성 포장구조 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 좀더 상세히 설명하면 폐고무칩과 발포 고무칩을 주재로 하는 탄성층 위에 아크릴 에멀젼 수지로 이루어진 표면층이 도포되어 있어서, 전체적으로 내충격성 및 내마모성 등 내구성이 크게 개선된 탄성 포장구조 및 그 시공방법에 관한 것이다.

본 발명의 탄성 포장구조는 기층(10) 위에 도포되는 프라이머층(20)과, 프라이머층(20) 위에 도포되는 탄성층(30)과, 탄성층(30) 위에 도포되는 점착층(40)과, 점착층(40) 위에 도포되는 표면층(50)으로 이루어진다.

탄성 포장, 고무칩, 아크릴 에멀젼 수지,

Description

고무칩을 이용한 탄성 포장구조 및 그 시공방법{Flexible pavement structure by using rubber chips and its construction process}

도 1은 본 발명에 따른 탄성 포장구조를 나타낸 보인 단면도,

도 2은 본 발명의 다른 실시예에 대한 단면도,

도 3는 본 발명의 또 다른 실시예에 대한 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 문양층의 패턴을 예시한 평면도,

도 5는 본 발명에 따라 문양층이 형성된 포장구조를 촬영한 사진이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 기층 20: 프라이머층

30: 탄성층 40: 점착층

50: 표면층 55: 문양층

60: 코팅층

본 발명은 고무칩을 이용한 탄성 포장구조 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 좀더 상세히 설명하면 폐고무칩과 발포 고무칩을 주재로 하는 탄성층 위에 아크릴 에멀젼 수지로 이루어진 표면층이 도포되어 있어서, 전체적으로 탄성력이 배가되어 자재를 절감 할 수 있고, 특히 내충격성 및 내마모성 등 내구성이 크게 개선된 탄성 포장구조 및 그 시공방법에 관한 것이다.

최근 건강에 대한 관심이 높아지고 레져활동을 즐기는 인구가 증가하면서 아파트 주변이나 공원 내에 자전거 도로나 산책로 또는 소형 운동장 등과 같은 각종 생활체육 공간이 점점 증가하고 있다. 이러한 생활체육 공간은 대체로 사용자의 인체에 무리를 주지 않으면서 넘어져도 다칠 우려가 없고, 주변 환경을 깨끗하게 유지할 수 있는 탄성 포장층을 도포하는 경우가 많다.

종래에도 폐타이어 등을 분쇄한 폐고무칩이나 발포고무칩에 바인더 수지를 혼합하고, 이를 콘크리트나 아스팔트 기층 위에 도포하여 탄성포장을 시공하는 방법들이 소개되어 있다.

예컨대, 국내 특허공개 제2005-7217호(공개일자; 2005. 01. 17.)에는 콘크리트층 또는 쇄석 다짐층 등의 기층 위에 탄성력을 부여하는 탄성 바닥재를 시공함에 있어서, 상기 기층 위에 프라이머를 도포한 후, EPDM 또는 우레탄 계열의 고무를 발포 및 분쇄하여 얻은 적정입도의 고무칩에 바인더를 혼합 및 다짐하여 발포 탄성층을 시공하는 단계와, 상기 발포 탄성층 위에 EPDM 또는 우레탄 등의 고무를 분쇄하여 발포되지 않은 탄성재의 칩을 얻은 후, 이에 바인더를 혼합 및 다짐하여 표면 층을 시공하는 단계로 된 것을 특징으로 하는 발포성 고무칩을 이용한 탄성 포장공법이 소개되어 있다.

또한, 국내 실용신안등록 제410761호(공고일자; 2006.03.08.)에는 콘크리트 또는 아스팔트를 포함하는 기층과, 상기 기층 위에 도포된 프라이머층과, 상기 프라이머층 위에 우레탄칩, 폐타이어, EPDM, 재생고무 중 하나 이상을 포함하는 칩과 바인더를 혼합하여 시공되고, 엠보싱 된 표면을 갖는 탄성층을 구비하는 것을 특징으로 하는 탄성포장 구조체가 소개되어 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 탄성 포장공법에서는 최상층에 고무칩이 그대로 노출되어 있어서, 시간이 경과하고 사용빈도가 높아지면 마찰이나 외부의 충격에 의해 상기 고무칩들이 박리 또는 파열되는 등 내구성이 약한 문제가 있었다. 또한, 종래의 탄성포장은 대부분 검은 색상을 띄고 있어서 이를 커버하기 위하여 탄성층 위에 다양한 색상의 고무도료를 도포하기도 하였다. 그러나 이 경우 역시 시간이 경과하면 탄성층 위에 도포된 도료가 벗겨지거나, 에폭시 계통의 도료를 사용함으로써 경사로에서는 노면이 미끄러워 안전사고가 발생하는 원인이 되기도 하였다.

이에 본 발명은 폐고무칩과 발포고무칩 및 바인더 수지로 이루어진 탄성층을 포설하고, 이 탄성층 위에 아크릴 에멀젼 수지를 주재로 하는 표면층을 도포함으로써, 전체적으로 탄성력이 배가되어 자재를 절감할 수 있고, 특히 내충격성 및 내마 모성이 크게 개선된 탄성 포장구조 및 그 시공방법을 제공하는데 목적이 있다.

또한 본 발명은 상기 표면층 위에 다양한 색상과 패턴을 갖는 문양층을 형성하고, 그 위에 유성 아크릴 공중합체로 이루어지는 코팅층을 도포함으로서, 외관상 노면을 미려하게 장식하고, 동시에 미끄럼 사고를 미연에 방지할 수 있는 탄성 포장구조의 및 그 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 탄성 포장구조를 나타낸 보인 단면도이고, 도 2은 본 발명의 다른 실시예에 대한 단면도이며, 도 3는 본 발명의 또 다른 실시예에 대한 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 문양층의 패턴을 예시한 평면도이며, 도 5는 본 발명에 따라 문양층이 형성된 포장구조를 촬영한 사진이다.

본 발명의 탄성 포장구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 기층(10) 위에 도포되는 프라이머층(20)과, 프라이머층(20) 위에 도포되는 탄성층(30)과, 탄성층(30) 위에 도포되는 점착층(40)과, 점착층(40) 위에 도포되는 표면층(50)으로 이루어진다.

먼저 기층(10)은 일반적인 산책로나 놀이터 또는 운동장의 지면 위에 포설된 콘크리트 포장이나 아스팔트, 보도블록 또는 쇄석 다짐층 등이다.

상기 기층(10)에는 위에 도포되는 프라이머층(20)은 기층(10)과 탄성층(30) 사이의 접착력을 증가시켜 주는 기능을 하며, 시중에서 판매되고 있는 통상적인 하도용 프라이머 수지를 사용할수 있고, 바람직하기로는 0.4 ~ 0.5 kg/㎡ 의 두께로 스프레이 코팅하거나, 롤 코팅하여 형성된다.

상기 프라이머층(20) 위에 도포되는 탄성층(30)은 1 ~ 2 mm의 크기로 분쇄된 폐고무칩 30 ~ 50 중량부와, 2 ~ 3 mm의 크기로 분쇄된 발포고무칩 50 ~ 70 중량부 및 바인더 수지 20 ~ 35 중량부로 이루어지고, 8 ~ 25 mm의 두께로 포설된다.

본 발명에 사용되는 폐고무칩은 천연고무나 합성고무, 우레탄고무, EPDM (Ethylene Propylene Dien Monomer) 중 어느 것을 사용해도 좋으며, 예컨대 폐타이어를 1 ~ 2 mm의 크기로 분쇄하여 사용할 수 있다. 또한, 발포고무는 천연고무나 합성고무 또는 이들의 혼합물에 여러가지 유기물과 무기물들을 첨가하여 제조되는 탄성체로서, 다양한 중합체와 화학물질들이 함유된 독립기포 형상(closed-cell form)으로 이루어진다. 이러한 발포고무는 종래에는 주로 보온단열재로서 널리 사용되고 있는 바, 본 발명에 사용되는 발포고무칩은 폐기된 보온단열재에서 발포고무를 분리 수거한 후, 이를 2 ~ 3 mm의 크기로 분쇄하여 사용할 수 있다.

바인더 수지는 상기 폐고무칩과 발포고무칩을 한 덩어리로 결합해 주는 역할을 하며, 바람직하기로는 폴리우레탄 계열의 바인더 수지를 사용한다. 이처럼 본 발명의 탄성층(30)은 입도가 서로 다른 폐고무칩과 발포고무칩이 바인더 수지에 의해서 서로 혼합되어 있어서 내부 구조가 치밀하면서도 최상의 탄성을 유지하며, 특히 폐고무칩과 발포고무칩의 밀착력이 높아 내충격성이 매우 높은 특성을 갖는다.

탄성층(30)의 두께는 기층(10)의 종류나 용도에 따라 달라질 수 있는데, 먼저 기층(10)이 쇄석 다짐층인 경우에는 탄성층(10)의 두께가 20 ~ 25mm인 것이 적당하고, 콘크리트나 아스팔트, 보도블록인 경우에는 8 ~ 12mm가 적당하며, 테니스 장이나 육상트랙, 농구코트, 배드민턴장 등과 같은 체육시설인 경우에는 10 ~ 15mm 정도의 두께로 포설하는 것이 좋다.

다음으로 상기 탄성층(30) 위에는 폴리 우레탄계 실란트(sealant)로 이루어지는 점착층(40)이 도포된다. 점착층(40)은 상기 탄성층(30)과 다음에 설명하는 표면층(50) 사이의 접착력을 증가시키면서, 표면층(50)의 구성성분이 탄성층(30)으로 스며드는 것을 방지하는 기능을 한다. 즉, 상기 탄성층(30)에는 폐고무칩과 발포고무칩 사이에 미세한 공극이 형성되어 있어서, 이러한 탄성층(30) 위에 바로 표면층(50), 즉 아크릴 에멀젼 수지를 도포하게 되면, 아크릴 에멀젼 수지가 상기 탄성층(30) 사이의 공극으로 스며들어 원하는 표면층(50)을 형성하지 못하는 문제가 발생하게 된다. 점착층(40)은 이러한 문제점을 해결해 준다.

마지막으로 상기 점착층(40) 위에 도포되는 표면층(50)은 아크릴 에멀젼(Acryl emulsion) 수지로 이루어지며, 2 ~ 5mm 의 두께로 형성된다. 이때, 아크릴 에멀젼 수지는 수용액에 대하여 메타크릴산 3 ~ 10중량%, 부틸아크릴 5 ~ 12중량%, 메틸메타아크릴 5 ~ 12중량%, 하이드록시 메타크릴레이트 0.5 ~ 3중량%를 포함하며, 점도가 25 ~ 35cps인 것을 사용하는 것이 좋다. 본 발명에 따라 도포된 표면층(50)의 물리적 특성은 압축강도가 300kgf/㎠, 인장강도 50kgf/㎠, 부착강도 70kgf/㎠, 내마모성은 14 이상을 나타내며, 특히 내충격성, 내마모성 및 내화성 등이 우수하여 외부충격에 의해 쉽게 파손되거나 변형이 발생하지 않는 장점이 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에서는 상기 표면층(50) 위에 추가적으로 유성 아 크릴공중합체로 이루어지는 코팅층(60)을 1 ~ 3 mm의 두께로 형성할 수 있다. 상기 코팅층(60)은 표면층(50)의 내충격성 및 내마모성을 향상시켜 주는 역할을 한다. 이때, 바람직하기로는 미끄럼 방지기능을 높여주기 위하여 도 2와 같이 엠보싱 롤을 이용하여 표면층(50) 위에 엠보싱 패턴을 형성하고, 그 위에 코팅층(60)을 형성할 수도 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에서는 도 3과 같이 상기 표면층(50) 위에 부분 도포된 문양층(55)을 형성하고, 그 위에다 코팅층(60)을 형성할 수도 있다. 이때, 문양층(55)은 다양한 색소가 첨가된 칼라 아크릴 에멀젼수지를 사용하여 도 4와 같이 다양한 문자나 도형, 무늬 등 패턴으로 구성된다. 문양층(55)은 주변 환경과 조화를 이루는 색상과 모양을 구성하여 외관상 포장구조를 미려하게 장식함은 물론, 상기 문양층(55)을 이루는 패턴이 양각으로 형성되어 있어서 미끄럼 방지 기능을 갖는다. 도 5는 본 발명에 따라 문양층이 형성된 포장구조를 촬영한 사진이다.

이하, 본 발명에 따른 탄성 포장구조의 시공방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저 제 1단계에서는 콘크리트나 아스팔트, 보도블록 또는 쇄석 다짐층으로 된 기층(10) 위에 통상적인 프라이머 수지(상품명; Union Chemical Inc.의 'UP-11' 또는 'UP-13')를 0.4 ~ 0.5 kg/㎡ 의 두께로 스프레이 코팅하여 프라이머층(20)을 형성한다.

제 2단계에서는 1 ~ 2 mm의 크기로 분쇄된 폐고무칩 30 ~ 50 중량부와, 2 ~ 3 mm의 크기로 분쇄된 발포고무칩 50 ~ 70 중량부 및 폴리 우레탄계 바인더(상품 명; Union Chemical Inc.의 'U-1000' 시리즈) 25 ~ 35 중량부를 혼합하고, 이 혼합물을 상기 프라이머층(20) 위에 8 ~ 25mm의 두께로 도포하여 탄성층(30)을 형성한다. 이때, 믹서기에 먼저 페고무칩과 발포고무칩을 넣고 2 ~ 4분간 충분히 교반한 후, 여기에 바인더를 첨가하고, 약 1분 후에 혼화제를 첨가하여 2 ~ 4분간 더 혼합한다. 그리고 상기 혼합물은 믹서기 내에서 20 ~ 40℃의 온도로 가열된 상태로 도포하되, 온도가 50 ~ 90℃ 인 히팅 로울러로 표면을 다짐하여 수평을 맞추고, 모서리 등의 세부공간은 흙손이나 밀대를 사용하여 마무리한다.

제 3단계에서는 상기 탄성층(30) 위에는 폴리 우레탄계 실란트(상품명; Union Chemical Inc.의 'US-100' 시리즈)를 도포하여 점착층(40)을 형성한다.

제 4단계에서는 먼저 수용액에 대하여 메타크릴산 3 ~ 10중량%, 부틸아크릴 5 ~ 12중량%, 메틸메타아크릴 5 ~ 12중량%, 하이드록시 메타크릴레이트 0.5 ~ 3중량%를 포함하는 아크릴 에멀젼 수지(상품명; 수지정밀화학의 'SJ-565')를 제조하고, 상기 점착층(40) 위에 상기 아크릴 에멀젼 수지를 2 ~ 5mm 의 두께로 스프레이 코팅하여 표면층(50)을 형성한다. 이때 상기 아크릴 에멀젼 수지는 프로펠러형 교반기(500 ~ 700rpm)로 밑바닥, 중간, 상하, 좌우 순서로 2 ~ 3분간 교반 후, 스프레이건 등을 이용하여 도포한다.

한편, 본 발명에서는 추가적으로 상기 표면층(50) 위에 문양층(55)을 양각으로 형성하고, 그 위에 코팅층(60)을 도포할 수 있다.

즉, 제 5단계로서 표면층(50) 위에 소정의 패턴으로 형성된 문양지를 깔고, 이 문양지에 여러 가지 색소가 포함된 칼라 아크릴 에멀젼 수지를 바람직하기로는 2 ~ 3 kg/㎡ 의 두께로 도포하여 2 ~ 4시간 경화한 후, 문양지를 벗겨내면 문양지의 패턴에 따라 양각된 문양층(55)이 형성된다. 도 4는 문양지의 패턴을 예시적으로 나타낸 것이다.

이어 제 6단계에서는 상기 문양층(55) 위에 아크릴공중합체 22 ~ 35 중량부와 톨루엔 35 ~ 45 중량부 및 자이렌 7 ~ 12 중량부로 이루어지는 유성 아크릴 공중합체(상품명; 수지정밀화학의 'SJ-1012')를 도포하여 코팅층(60)을 형성한다.

이상과 같이 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 기술까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것은 물론이다.

본 발명의 탄성 포장구조는 폐고무칩과 발포고무칩 및 바인더 수지로 이루어진 탄성층을 포설하고, 이 탄성층 위에 아크릴 에멀젼 수지를 주재로 하는 표면층을 도포함으로써, 전체적으로 탄성력이 배가되어 자재를 절감 할 수 있으며, 특히 내충격성 및 내마모성이 크게 개선된 효과가 있다.

또한 본 발명의 탄성 포장구조는 상기 표면층 위에 다양한 색상과 패턴을 갖는 문양층을 형성하고, 그 위에 유성 아크릴 공중합체로 이루어지는 코팅층을 형성하므로서 외관상 노면을 미려하게 장식하고, 동시에 미끄럼 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims

기층(10)에는 위에 도포되는 프라이머층(20)과;

1 ~ 2 mm의 크기로 분쇄된 폐고무칩 30 ~ 50 중량부와 2 ~ 3 mm의 크기로 분쇄된 발포고무칩 50 ~ 70 중량부 및 바인더 수지 20 ~ 35 중량부로 이루어지고, 상기 프라이머층(20) 위에 8 ~ 25 mm의 두께로 도포되는 탄성층(30)과;

폴리 우레탄계 실란트(Sealant)로 이루어지고, 상기 탄성층(30) 위에 도포되 는 점착층(40)과;

수용액에 대하여 메타크릴산 3 ~ 10중량%, 부틸아크릴 5 ~ 12중량%, 메틸메타아크릴 5 ~ 12중량%, 하이드록시 메타크릴레이트 0.5 ~ 3중량%를 포함하는 아크릴 에멀젼(Acryl emulsion) 수지로 이루어지고, 상기 점착층(40) 위에 2 ~ 5mm 의 두께로 도포되는 표면층(50); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 고무칩을 이용한 탄성 포장구조.
제1항에 있어서,

상기 표면층(50) 위에는 유성 아크릴 공중합체로 이루어지고, 두께가 1 ~ 3 mm인 코팅층(60)이 추가적으로 도포된 것을 특징으로 하는 고무칩을 이용한 탄성 포장구조.
제2항에 있어서,

상기 표면층(50)과 코팅층(60) 사이에는 칼라 아크릴 에멀젼 수지로 이루어지고, 2 ~ 3 kg/㎡ 의 두께로 부분 도포된 문양층(55)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고무칩을 이용한 탄성 포장구조.
기층(10) 위에 프라이머 수지를 0.4 ~ 0.5 kg/㎡ 의 두께로 스프레이 코팅하여 프라이머층(20)을 형성하는 단계와;

1 ~ 2 mm의 크기로 분쇄된 폐고무칩 30 ~ 50 중량부와, 2 ~ 3 mm의 크기로 분쇄된 발포고무칩 50 ~ 70 중량부 및 폴리 우레탄계 바인더 25 ~ 35 중량부를 혼합하고, 이 혼합물을 상기 프라이머층(20) 위에 8 ~ 25mm의 두께로 도포하여 탄성층(30)을 형성하는 단계와;

상기 탄성층(30) 위에는 폴리 우레탄계 실란트(Sealant)를 도포하여 점착층(40)을 형성하는 단계와;

수용액에 대하여 메타크릴산 3 ~ 10중량%, 부틸아크릴 5 ~ 12중량%, 메틸메타아크릴 5 ~ 12중량%, 하이드록시 메타크릴레이트 0.5 ~ 3중량%를 포함하는 아크릴 에멀젼 수지를 제조하고, 상기 점착층(40) 위에 상기 아크릴 에멀젼 수지를 2 ~ 5mm 의 두께로 스프레이 코팅하여 표면층(50)을 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 고무칩을 이용한 탄성 포장구조의 시공방법.
제4항에 있어서,

상기 표면층(50) 위에 소정의 패턴으로 형성된 문양지를 깔고, 이 문양지 위에 칼라 아크릴 에멀젼 수지를 2 ~ 3 kg/㎡ 의 두께로 도포하고 2 ~ 4시간 경화 한 후, 문양지를 제거하여 문양지의 패턴에 따라 부분 도포된 문양층(55)을 형성하는 단계와;

상기 문양층(55) 위에 유성 아크릴 공중합체를 1 ~ 3 mm의 두께로 도포하여 코팅층(60)을 형성하는 단계; 를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 고무칩을 이용한 탄성 포장구조의 시공방법.