KR101145812B1 - 재귀반사형 탄성 포장재 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 재귀반사형 탄성 포장재 및 그 시공방법에 관한 것으로, 재귀반사 성능이 우수하여 사용자가 용이하게 인식할 수 있으며, 특히 우천 등으로 인하여 탄성 포장재가 물에 젖었을 경우에도 재귀반사 성능이 우수하여 사용자가 용이하게 인식할 수 있도록 한 것이다. 이를 위한 본 발명의 재귀반사형 탄성 포장재는 지반 상부면을 균일하게 다짐하여 양생한 기반층과; 기반층의 상면에 도포되는 프라이머와; 상기 프라이머의 상면에 탄성을 갖는 탄성칩 및 수지의 혼합물이 포설되어 형성되는 탄성층과; 상기 탄성층의 상면에 도포되는 상부코팅층과; 상기 상부코팅층에 포설되어 빛을 반사하는 재귀반사용 비드들을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

재귀반사형 탄성 포장재 및 그 시공방법{Retroreflection Type Elastic Pavement and Method for Consructing the Same}

본 발명은 재귀반사 기능을 갖는 탄성 포장재와 이 탄성 포장재를 시공하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표면에 빛을 광원 쪽으로 역반사시키는 재귀반사용 비드(bead)들이 포함되어 야간에 탄성 포장 도로를 이용하는 이용자가 탄성 포장된 도로를 안전하게 인식하면서 보행 또는 주행할 수 있도록 하며, 특히 우천 등으로 인해 탄성 포장 도로에 물기가 있는 상태에서도 재귀반사 성능이 우수하여 사용자가 용이하게 인식할 수 있는 재귀반사형 탄성 포장재 및 그 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 육교나 현관 앞 또는 보행자 도로, 어린이 놀이터, 자전거도로 , 산책로 등에는 지반 상부면에 소정의 쿠션력을 갖는 탄성 포장재가 시공되고 있다. 이러한 탄성 포장재는 육교의 장애인통로, 어린이 놀이터 등의 미관을 고려하여 여러 색상 및 문양을 넣을 수 있으며, 소정 두께의 고무재로 어느 정도 탄성력이 있도록 우레탄 또는 EPDM 고무칩, 폐타이어 고무칩 등을 바인더와 혼합하여 기반층의 상부에 포설시키고, 표면층이 매트형 탄성층으로 마감 시공되도록 히팅롤러로 가압 다짐하여 평탄 작업하는 방식으로 시공되었다.

그런데, 종래의 탄성 포장재는 단순히 탄성만을 고려하여 시공되기 때문에 야간에 사람이 육안으로 잘 식별되지 않아 안전사고 등의 우려가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 대한민국 등록특허공보 10-0680879호에 재귀반사 및 야광효과를 갖는 구슬 또는 분말을 탄성고무칩과 혼합 사용하여 미관 효과 및 시인성 증대 효과를 가지며, 또한 탄성고무칩 제조시 원적외선이나 음이온 방출 및 항균, 탈취 기능을 갖는 기능성 충진제를 사용하여 인체 및 환경에 유익할 뿐만 아니라 탄성고무칩의 냄새가 현저히 감소된 효과를 갖는 탄성 포장재 및 그 시공방법이 개시되었다.

그러나, 상기 특허의 탄성 포장재 및 그 시공방법은 탄성고무칩과 구슬(홀로그램 비드 또는 야광 구슬 등) 또는 분말이 혼합된 혼합물을 우레탄 바인더와 함께 혼합하여 프라이머 위에 도포함으로써 탄성층을 형성하도록 되어 있기 때문에, 상기 구슬 또는 분말이 탄성층 내에 완전히 함침되거나 외부로 노출되는 면적이 현저히 적어 재귀반사 성능이 낮은 문제가 있으며, 종래의 홀로그램 비드 또는 야광 구슬 등으로 이루어진 구슬 또는 분말은 도로가 물에 젖을 경우 재귀반사 성능이 현저히 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 재귀반사 성능이 우수하여 사용자가 용이하게 인식할 수 있으며, 특히 우천 등으로 인하여 탄성 포장재가 물에 젖었을 경우에도 재귀반사 성능이 우수하여 사용자가 용이하게 인식할 수 있는 재귀반사형 탄성 포장재 및 그 시공방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 범주에 따르면, 지반 상부면을 균일하게 다짐하여 양생한 기반층과; 기반층의 상면에 도포되는 프라이머와; 상기 프라이머의 상면에 탄성을 갖는 탄성칩 및 수지의 혼합물이 포설되어 형성되는 탄성층과; 상기 탄성층의 상면에 도포되는 상부코팅층과; 상기 상부코팅층에 포설되어 빛을 반사하는 재귀반사용 비드들을 포함하여 구성된 재귀반사형 탄성 포장재가 제공된다.

본 발명의 한 형태에 따르면, 상기 재귀반사용 비드는 볼형태의 코아체(core)와, 상기 코아체의 외면에 고착되는 굴절률이 1.9 이상인 미세한 볼형상의 다수개의 셸비드(shell beads)와, 상기 코아체 및 셸비드로 이루어진 복합체의 외측에 도포되어 상기 셸비드들간의 비접착 이격으로 인한 공극을 채워주는 보호코팅층을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 한 범주에 따르면, 지반 상부면에 양생된 기반층의 상면에 프라이머를 도포하는 단계와; 상기 프라이머의 상면에 탄성을 갖는 탄성칩과 수지의 혼합물을 포설하여 탄성층을 형성하는 단계와; 상기 탄성층의 상면에 수지로 상부코팅층을 도포하는 단계와; 상기 상부코팅층이 경화되기 전에 상부코팅층에 재귀반사용 비드를 포설하는 단계를 포함하여 구성된, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 재귀반사형 탄성 포장재의 시공방법이 제공된다.

본 발명에 따르면, 탄성층의 표면에 코팅층이 얇게 도포되고, 이 코팅층에 표면이 코아체와 셸비드 및 보호코팅층으로 이루어진 재귀반사용 비드들이 함유되어 재귀반사 성능을 제공하게 된다. 따라서, 재귀반사용 비드들이 외부로 노출되는 면적이 증대되므로 야간에 우수한 재귀반사 성능을 발휘할 뿐만 아니라 우천 등으로 인해 탄성 포장재가 물에 젖은 상태에서도 우수한 재귀반사 성능을 제공하여 사용자가 탄성 포장재를 쉽게 인식할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 포장재의 단면도이다.
도 2는 도 1의 탄성 포장재에 구성된 재귀반사용 비드의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1의 탄성 포장재의 시공방법을 설명하는 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 재귀반사형 탄성 포장재 및 그 시공방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 재귀반사형 탄성 포장재의 구성을 나타낸 것으로, 본 발명의 재귀반사형 탄성 포장재는 지반의 상부면을 균일하게 다짐하여 양생한 기반층(10)과, 상기 기반층(10)의 상면에 도포되는 프라이머(20)와, 상기 프라이머(20)의 상면에 탄성을 갖는 탄성칩 및 수지의 혼합물이 포설되어 형성되는 탄성층(30)과, 상기 탄성층의 상면에 도포되는 상부코팅층(40)과, 상기 상부코팅층(40)에 포설되어 빛을 반사하는 재귀반사용 비드(50) 및 글라스비드(60)들을 포함한다.

상기 기반층(10)은 아스콘, 투수콘, 콘크리트 등으로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 프라이머(20)는 희석제와 함께 배합되어 사용되는데, 이 때 배합되는 희석제는 프라이머(20)의 중량비로 30% 이하인 것이 바람직하다.

상기 탄성층(30)은 0.1~5㎜ 크기의 우레탄칩 또는 EPDM 고무칩, 폐타이어 고무칩 등에 우레탄 수지 등의 바인더를 혼합하여 소정 두께를 갖도록 포설한 후 히팅롤러로 평탄하도록 가압 다짐함으로써 시공된다.

상기 상부코팅층(40)은 탄성층(30)이 시공된 후 탄성층(30)의 상부면에 붓 또는 로울러 등으로 도포도며, 대략 1~2㎜ 정도의 두께로 형성된다. 상기 상부코팅층(40)은 도막의 건조성, 내후성 및 부착성 등의 물성이 우수한 재료를 사용하여 형성되는 것이 바람직한데, 예를 들어 알키드계 수지, 우레탄 변성 알키드계 수지, 아크릴계 수지, 아세트산 비닐계 수지 등을 사용할 수 있다.

상기 상부코팅층(40)은 탄성층(30)의 표면을 실링하거나 보호하는 기능을 하는 코팅층 또는 라인선 등이 될 수 있다.

상기 재귀반사용 비드(50)와 글라스비드(60)는 상기 상부코팅층(40)이 경화되기 이전에 포설되어 상부코팅층(40)이 경화되면서 상부코팅층(40)에 고착된다. 그리고, 상기 재귀반사용 비드(50) 및 글라스비드(60)들은 상부코팅층(40)에 완전히 잠기지 않고 일부가 외부로 노출되어 빛을 반사해야 한다. 따라서, 상기 재귀반사용 비드(50) 및 글라스비드(60)들의 상부가 상부코팅층(40)의 외측으로 충분히 노출되도록 재귀반사용 비드(50) 및 글라스비드(60)들의 평균 입경은 상기 상부코팅층(40)의 두께의 30~80% 정도인 것이 바람직하다.

상기 글라스비드(60)는 굴절률이 약 1.5 정도인 볼형상의 유리 또는 수지로 이루어지며, 입경이 대략 300~800㎛ 인 것을 사용할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다. 상기 글라스비드(60)와 재귀반사용 비드(50)은 7:3 정도의 중량비로 혼합되는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않으며, 글라스비드(60)를 전혀 사용하지 않고 재귀반사용 비드(50)만 단독으로 사용할 수도 있다.

그리고, 상기 재귀반사용 비드(50)는 대략 800~1200㎛ 정도의 입경을 가지며, 마른 상태는 물론 우천 등으로 인하여 탄성 포장재가 물에 젖어 있을 경우에도 재귀반사 성능이 매우 우수하고, 마찰이나 충격에 의해 상부코팅층(40)에서 쉽게 분리되지 않아 내구성이 우수한 구조로 이루어진다. 본 발명에서 상기 재귀반사용 비드(50)는 도 2에 도시한 것과 같이, 볼형상의 코아체(core)(51)와, 상기 코아체(51)의 외면에 고착되는 미세한 볼형상의 셸비드(shell beads)(52)들과, 상기 코아체(51) 및 셸비드(52)로 이루어진 복합체의 외측에 도포되어 상기 셸비드들간의 비접착 이격으로 인한 공극을 채워주는 보호코팅층(53)으로 구성된다.

상기 코아체(51)는 입경이 600~1000㎛이고, 소다회 유리알, 알루미나 볼(Alumina ball), 지르코니아 볼(Zirconia ball), 실리콘카바이드 볼(Silicon carbide ball) 등 다양한 무기질의 볼류를 사용할 수 있다.

그리고, 상기 셸비드(52)들은 입경이 40~100㎛ 정도이고, 굴절률이 1.9 이상, 더욱 바람직하기로 굴절률이 1.93 정도인 미세한 볼로서, 접착제에 의해 상기 코아체(51)의 외면에 고착되어 재귀반사도를 향상시키는 기능을 한다. 다시 말해서, 상기 셸비드(52)는 굴절률이 1.9 이상으로 통상의 글라스비드(60)들의 굴절률 1.5 보다 높기 때문에 탄성 포장재가 물(굴절률 1.33)에 젖어 수막이 형성되더라도 상기 셸비드(52)와 물 간의 굴절률 차이가 증가하여 반사율이(1.9/1.33) 증가하게 되는 것이다. 상기 셸비드(52)의 굴절률이 1.93 보다 높으면, 빛의 반사 촛점이 셸비드(52) 내부에 형성되기 때문에 공기중의 재귀반사도가 하락하는 단점이 있으므로 셸비드(52)의 굴절률은 1.90~1.93 인 것이 바람직하다.

상기 보호코팅층(53)은 상기 셸비드(52)들과 코아체(51)로 이루어진 복합체의 외측에 도포된 후 가열에 의해 경화되면서 셸비드(52)들과 코아체(51) 사이에 발생하는 공극을 채워줌으로써 결합 면적을 증대시키고 셸비드(52)들이 코아체(51)에서 탈리되는 현상을 방지하는 기능을 한다. 상기 보호코팅층(53)은 광투과율이 90% 이상인 하이브리드 타입(hybrid type)의 상용화된 제품으로서 유기-무기 하이브리드(organic-inorganic hybrid) 또는 졸-겔 하이브리드(sol-gel hybrid) 타입의 하이브리드 코팅액을 사용하여 만들어진다.

상기와 같은 구조로 이루어진 재귀반사용 비드(50)는 평상시 재귀반사도가 280~320 mcd/㎡/lx 이고, 우천시 180~250 mcd/㎡/lx 로 매우 우수한 것으로 시험 결과 판정되었다.

그리고, 상기 재귀반사용 비드(50)는 상기 상부코팅층(40)의 색상과 동일한 색상으로 제작이 가능하므로 외관을 미려하게 하는 효과도 제공한다.

다음으로, 도 3을 참조하여 전술한 실시예의 탄성 포장재를 시공하는 방법에 대해 설명한다.

먼저, 지반 상부면에 기반층(10)을 양생하고(단계 S1), 양생된 기반층(10)의 상면에 프라이머(20)를 도포한다(단계 S2). 이 때, 상기 기반층(10)의 상부면은 먼지나 수분, 흙 등이 제거된 청정한 상태를 유지하는 것이 바람직하다. 상기 기반층(10)이 아스팔트일 경우에는 별도로 프라이머(20)를 도포하지 않을 수 있다.

다음으로, 우레탄칩 또는 EPDM 고무칩, 폐타이어 고무칩 등에 우레탄 수지 등의 바인더를 혼합한 혼합물을 교반기에 넣고 4~5분 정도 교반한 다음, 이 혼합물을 상기 프라이머(20)의 상면에 포설하고, 히팅롤러로 가압하여 탄성층을 형성한다(단계 S3).

그리고, 상기 탄성층(30)의 상면에 수지로 상부코팅층(40)을 도포한다(단계 S4). 이 때, 상부코팅층(40)이 경화되기 이전에 에어리스 등의 분사장비를 이용하여 소정의 압력(예컨대 4~10 kgf/㎠)으로 상부코팅층(40)에 재귀반사용 비드(50)를 분사하여 포설한 다음, 글라스비드(60)를 분사하여 포설한다(단계 S5). 이와 같이 상부코팅층(40)에 재귀반사용 비드(50)를 먼저 포설한 다음 글라스비드(60)를 나중에 포설하는 이유는 글라스비드(60)의 비중이 커서 글라스비드(60)를 먼저 분사하여 포설하면 글라스비드(60)가 아직 경화되지 않은 상부코팅층(40)에 완전히 잠길 가능성이 높기 때문에 상대적으로 비중이 작은 재귀반사용 비드(50)를 먼저 포설하고, 상부코팅층(40)의 경화가 어느 정도 진행된 후 글라스비드(60)를 포설하게 되면, 재귀반사용 비드(50) 뿐만 아니라 글라스비드(60)들도 상부가 외부로 노출되어 우수한 반사 기능을 제공할 수 있기 때문이다.

물론, 전술한 실시예에서는 상부코팅층(40)에 재귀반사용 비드(50)를 포설한 다음 글라스비드(60)를 포설하지만, 이와 다르게 필요에 따라 재귀반사용 비드(50)와 글라스비드(60)를 함께 포설할 수도 있을 것이다.

한편, 상기 재귀반사용 비드(50) 및 글라스비드(60)들은 빛을 반사하기 위하여 상부코팅층(40)에 완전히 잠기지 않고 일부가 외부로 노출되어야 하는데, 재귀반사용 비드(50) 및 글라스비드(60)가 상부코팅층(40)에 너무 깊이 박히면 외부로 노출되는 면적이 작아 반사 성능이 저하되고, 반대로 너무 얕게 박히면 반사 성능은 향상되지만 상부코팅층(40)에서 쉽게 떨어져나와 내구성이 저하될 수 있다. 따라서, 재귀반사용 비드(50) 및 글라스비드(60)들은 절반 정도는 상부코팅층(40) 내에 잠기고 나머지 절반 정도는 외부로 노출되는 것이 바람직하다.

전술한 재귀반사형 탄성 포장재 및 그 시공방법에 대한 실시예는 단지 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시 목적으로 제시된 것으로 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 첨부된 본 발명의 특허청구범위에 기재된 범위 내에서 다양한 변경 및 실시가 가능할 것이다.

10 : 기반층 20 : 프라이머
30 : 탄성층 40 : 상부코팅층
50 : 재귀반사용 비드 51 : 코아체
52 : 셸비드 53 : 보호코팅층
60 : 글라스비드

Claims (4)

1. 지반 상부면을 균일하게 다짐하여 양생한 기반층과;
   기반층의 상면에 도포되는 프라이머와;
   상기 프라이머의 상면에 탄성을 갖는 탄성칩 및 수지의 혼합물이 포설되어 형성되는 탄성층과;
   상기 탄성층의 상면에 도포되는 상부코팅층과;
   볼형태의 코아체(core)와, 상기 코아체의 외면에 고착되는 굴절률이 1.9 이상인 미세한 볼형상의 다수개의 셸비드(shell beads)와, 상기 코아체 및 셸비드로 이루어진 복합체의 외측에 도포되어 상기 셸비드들간의 비접착 이격으로 인한 공극을 채워주는 보호코팅층을 포함하여 구성되며, 상기 상부코팅층에 포설되어 빛을 반사하는 재귀반사용 비드들을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 재귀반사형 탄성 포장재.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 상부코팅층에 상기 재귀반사용 비드와 함께 포설되는 글라스비드들을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 재귀반사형 탄성 포장재.
   
4. 지반 상부면에 양생된 기반층의 상면에 프라이머를 도포하는 단계와;
   상기 프라이머의 상면에 탄성을 갖는 탄성칩과 수지의 혼합물을 포설하여 탄성층을 형성하는 단계와;
   상기 탄성층의 상면에 수지로 상부코팅층을 도포하는 단계와;
   상기 상부코팅층이 경화되기 전에 상부코팅층에 재귀반사용 비드를 포설하는 단계를 포함하여 구성된, 제1항 또는 제3항에 기재된 재귀반사형 탄성 포장재의 시공방법.
   

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