KR102064966B1 - Structures for natural weathering test of dancheong materials for cultural property - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 문화재용 단청소재의 자연내후성 시험을 위한 구조물에 관한 것이다.The present invention relates to a structure for the natural weather resistance test of the mono material for cultural properties.
단청은 전통 한국 건축에서 주로 목조건물에 여러가지 색으로 무늬를 그려 아름답고 장엄하게 장식하는 것을 의미할 수 있고, 실용적인 측면에서는 나무에 벌레를 먹지 않게 하고, 썩지 않게 하기 위해, 또 한국에서 건축재로 흔히 쓰이는 소나무의 균열을 감추고 건축의 결함을 가리기 위한 것을 의미할 수 있다.Dancheong can mean decorating beautifully and magnificently in traditional Korean architecture by painting in various colors on wooden buildings, and in practical terms, it is commonly used as a building material in Korea in order to prevent insects from being eaten on trees and not to rot. It can mean hiding the cracks of pine trees and masking construction defects.
단청은 오행사상에 따라 기본적으로 청, 적, 황, 흑, 백의 오방색을 기본색으로 배합해 사용한다. 안료는 조선조까지는 주로 천연안료를 사용했으나 요즘에는 화학안료를 쓴다. 예를 들면 검은색인 먹은 소나무 송진을 태운 그을음을 쓴다던가. 뇌록은 경상도 장기현에서 나는 초록색 암석을 가루로 만들어 쓰던가, 백색안료는 조개껍질을 빻아 아교에 개서 사용했다.Dancheong basically uses the five colors of blue, red, yellow, black, and white as basic colors according to five thoughts. Pigments used natural pigments until Joseon Dynasty, but nowadays use chemical pigments. For example, burning black pine pine rosin. Brain green was used to make green rock from Gyeongsang-do, and white pigment was used to grind shells and glue them.
이러한 단청이 적용된 문화재의 옥외환경 또는 자연환경에서의 내후성을 검사하는 것은 문화재 보수용 소재 선택에 있어 중위도 온대몬순기후로 4계절이 뚜렷한 대한민국에서 단청이 충실히 그 역할을 수행할 수 있는지 또한 그 수명은 얼마나 될지 검증하기 위하여 필수적이다. 내후성 시험을 위하여 가속열화장치를 이용한 촉진내후성시험(예: Xenon-arc램프법_SAE J1960)법을 사용할 수는 있으나, 이 시험법은 광열화의 속도론적 차이만을 발생시키는 것으로 실제 자연환경에서의 단청 수명예측에 오류가 존재하며, 국내의 다양한 환경조건을 모사하기에는 한계점이 있다. 따라서 옥외환경에서의 내후성 시험은 단청이 실제 문화재에 적용되었을 때 그 수명과 노후양상을 정확하게 예측할 수 있으므로 문화재 보존에 중요한 부분이다.Examining the weather resistance of the cultural property to which the monolith has been applied in the outdoor environment or the natural environment is the mid-latitude temperate monsoon climate for the selection of materials for cultural property repair. It is essential to verify how much will be. Accelerated weathering tests (eg Xenon-arc lamp method_SAE J1960) using accelerated deterioration devices can be used for weathering test, but this test method generates only the kinetic difference of light deterioration. Errors exist in monolithic life prediction, and there are limitations to simulate various environmental conditions in Korea. Therefore, weather resistance test in outdoor environment is an important part of preservation of cultural property because it can accurately predict the lifespan and aging pattern when Dancheong is applied to actual cultural property.
그러나, 문화재용 단청소재의 내후성 시험을 위한 옥외폭로 시험대는 옥외환경에 노출되어 있으며, 옥외환경 노출 시 강우로 인해 시험편 손상 문제가 발생한다. 이는 단청소재가 내수성에 취약한 특성을 가지고 있기 때문이며, 강우로 인한 시험편 손상으로 인해 정상적인 내후성 평가가 이루어지기 힘든 문제가 있다. 또한 문화재에서 단청은 목조건축물의 처마구조로 인해 직접 강우에 노출되는 부분은 극히 제한적이므로 단청이 노출된 실제 환경을 모사하기 위하여도 강우를 차단하기 위한 구조물이 필요하다.However, the outdoor exposure test bench for weathering test of mono-materials for cultural properties is exposed to the outdoor environment, and when the outdoor environment is exposed, the specimen damage problem occurs. This is because the monochromatic material is vulnerable to water resistance, and there is a problem that normal weather resistance evaluation is difficult to be made due to specimen damage caused by rainfall. In addition, since Danche is extremely limited in direct exposure to rainfall due to the eaves structure of wooden building, it is necessary to construct a structure to block rain in order to simulate the actual environment exposed to Danche.
때문에, 강우를 효과적으로 차단하되, 옥외환경과 동일 또는 유사한 조건을 모사하여 실제 옥외폭로에서 진행되는 내후성 평가를 수행할 수 있는 구조물이 요구되는 실정이다.Therefore, there is a need for a structure that can effectively block rainfall, but can simulate the same or similar conditions as the outdoor environment to perform weather resistance evaluation conducted in the actual outdoor exposure.
전술한 바와 같은 문제점을 해결하고자, 본 발명자들은 옥외환경을 동일하게 모사하면서 강우만을 차단하여 단청의 자연내후성 시험을 효과적으로 수행할 수 있는 구조물에 대하여 연구하던 중, 특정 소재를 이용하여 투명한 강우 차단막을 형성하되 가시광선 및 자외선 투과 특성이 높아 옥외환경과 거의 동일한 조건을 모사하면서 광열화에 대한 자연내후성 시험을 수행할 수 있는 구조물을 개발하였으며, 옥외환경과 거의 동일한 조건의 광열화 시험이 수행될 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.In order to solve the problems described above, the inventors of the present invention while studying the structure that can effectively perform the natural weather resistance test of mono mono by blocking only the rain while simulating the outdoor environment, using a specific material to create a transparent rainfall barrier film It has been developed, but has developed a structure that can perform the natural weather resistance test for photodegradation while simulating almost the same conditions as the outdoor environment due to its high visible light and ultraviolet ray transmission characteristics, and the photodegradation test under the same conditions as the outdoor environment can be performed. It was confirmed that the present invention was completed.
본 발명의 목적은 문화재용 단청소재의 자연내후성 시험을 위한 구조물을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a structure for the natural weather resistance test of the mono-material for cultural properties.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은In order to achieve the above object, the present invention
문화재용 단청소재의 자연내후성 시험을 위한 구조물로,As a structure for the natural weathering test of mono-cheong materials for cultural properties,
에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE) 소재로 형성된 강우 차단막 및 지붕 프레임을 포함하는 지붕 및A roof comprising a rain barrier and a roof frame formed of ethylene tetrafluoroethylene (ETFE) material;
상기 지붕을 지지하도록 수직으로 세워진 복수 개의 지지대 및 상기 지지대 사이를 연결하는 연결대를 포함하는 지지 프레임을 포함하고,A support frame including a plurality of supports vertically erected to support the roof and a connecting rod connecting the supports;
상기 지지 프레임의 복수 개의 지지대 중에 후방에 위치한 지지대는 전방에 위치한 지지대보다 높이가 높게 형성되고,Among the plurality of supports of the support frame, the support located in the rear is formed higher than the support located in the front,
상기 지붕 프레임은 복수 개의 가로대 및 복수 개의 세로대가 교차된 형태로 격자 구조를 형성하고, The roof frame forms a lattice structure in the form of a plurality of cross bars and a plurality of longitudinal crosses,
상기 지붕은 상기 지지 프레임이 형성된 영역 바깥으로 돌출되어 형성되고,The roof is formed to protrude out of the area where the support frame is formed,
상기 지지 프레임의 측면은 개방되어 자연환경을 모사할 수 있는 것을 특징으로 하는 문화재용 단청소재의 자연내후성 시험을 위한 구조물을 제공한다.The side of the support frame is open to provide a structure for the natural weather resistance test of the mono-material for cultural properties, characterized in that it can simulate the natural environment.
또한, 본 발명은In addition, the present invention
문화재용 단청소재의 자연내후성 시험을 위한 구조물로,As a structure for the natural weathering test of mono-cheong materials for cultural properties,
에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE) 소재로 형성된 강우 차단막 및 지붕 프레임을 포함하는 지붕;A roof comprising a rain barrier and a roof frame formed of ethylene tetrafluoroethylene (ETFE) material;
상기 지붕을 지지하도록 수직으로 세워진 복수 개의 지지대 및 상기 지지대 사이를 연결하는 연결대를 포함하는 지지 프레임 및A support frame including a plurality of supports vertically erected to support the roof and a connecting rod connecting between the supports;
상기 지붕 하부에 위치하는 옥외폭로 시험대를 포함하고,An outdoor exposure test bench positioned below the roof,
상기 지지 프레임의 복수 개의 지지대 중에 후방에 위치한 지지대는 전방에 위치한 지지대보다 높이가 높게 형성되고,Among the plurality of supports of the support frame, the support located in the rear is formed higher than the support located in the front,
상기 지붕 프레임은 복수 개의 가로대 및 복수 개의 세로대가 교차된 형태로 격자 구조를 형성하고, The roof frame forms a lattice structure in the form of a plurality of cross bars and a plurality of longitudinal crosses,
상기 지붕은 상기 지지 프레임이 형성된 영역 바깥으로 돌출되어 형성되고,The roof is formed to protrude out of the area where the support frame is formed,
상기 지지 프레임의 측면은 개방되어 자연환경을 모사할 수 있고,The side of the support frame can be opened to simulate the natural environment,
상기 옥외폭로 시험대는 지붕 하부 중 중앙에 위치하되, 전방에 위치한 지지대보다 후방에 위치한 지지대와 가까운 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 문화재용 단청소재의 자연내후성 시험을 위한 구조물을 제공한다.The outdoor exposure test stand is located in the center of the lower roof, provides a structure for the natural weather resistance test of the monochromatic material for cultural properties, characterized in that formed in a position closer to the support located in the rear than the support located in the front.
본 발명에 따른 문화재용 단청소재의 자연내후성 시험을 위한 구조물은 강우 차단막 소재로 불소 필름인 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE) 소재를 지붕에 적용함으로써 가시광선 및 자외선의 투과 특성이 월등히 높아 옥외환경과 동일한 조건을 모사하면서 광열화에 대한 자연내후성 시험을 효과적으로 수행할 수 있으며, 지붕이 경사각을 형성하고, 지지 프레임 영역 바깥으로 돌출 형성되어 강우 시 단청소재에 피해를 주는 것을 최소화할 수 있다.The structure for the natural weathering test of the monochromatic material for cultural properties according to the present invention is applied to the roof by using ethylene tetrafluoroethylene (ETFE) material, a fluorine film as a rainfall barrier material on the roof, so that the visible and ultraviolet light transmission properties are significantly higher. Simulating the same conditions, the natural weathering test for photodegradation can be effectively performed, and the roof can form an inclination angle and protrude out of the support frame region, thereby minimizing the damage to the monolithic material during rainfall.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 문화재용 단청소재의 자연내후성 시험을 위한 구조물을 나타낸 모식도이고;
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 문화재용 단청소재의 자연내후성 시험을 위한 구조물의 측면을 나타낸 모식도이고;
도 3은 표준 태양광 스펙트럼을 나타낸 그래프이고;
도 4는 폴리아마이드(PA) 소재의 광열화 활성화 스펙트럼을 나타낸 그래프이고;
도 5 및 도 6은 폴리카보네이트(PC) 소재의 광 특성을 나타낸 그래프이고;
도 7은 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 석영(Quartz), 고릴라 글라스(Gorilla Glass) 및 ETFE 소재의 광 특성을 나타낸 그래프이고;
도 8 및 도 9는 ETFE 소재의 광 특성을 나타낸 그래프이고;
도 10은 ETFE, PC, PE 및 PU 소재의 인장 특성을 나타낸 그래프이다.Figure 1 is a schematic diagram showing a structure for the natural weather resistance test of the monochromatic material for cultural properties according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a schematic diagram showing the side of the structure for the natural weather resistance test of the mono-material for cultural properties according to an embodiment of the present invention;
3 is a graph showing the standard solar spectrum;
4 is a graph showing the photodegradation activation spectrum of polyamide (PA) material;
5 and 6 are graphs showing optical properties of polycarbonate (PC) materials;
7 is a graph showing the optical properties of polydimethylsiloxane (PDMS), polyethylene terephthalate (PET), quartz (Quartz), Gorilla Glass and ETFE materials;
8 and 9 are graphs showing optical properties of ETFE materials;
10 is a graph showing tensile properties of ETFE, PC, PE and PU materials.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
본 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is located "on" another member, this includes not only when one member is in contact with another member but also when another member exists between the two members.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. Throughout this specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding the other components unless otherwise stated. As used throughout this specification, the terms "about", "substantially", and the like, are used at, or in close proximity to, numerical values when a manufacturing and material tolerance inherent in the stated meanings is given, and an understanding of the invention Accurate or absolute figures are used to help prevent unfair use by unscrupulous infringers.
본 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.Throughout this specification, the term "combination of these" included in the expression of the makushi form means one or more mixtures or combinations selected from the group consisting of constituents described in the expression of the makushi form, wherein the constituents It means to include one or more selected from the group consisting of.
본 발명은The present invention
문화재용 단청소재의 자연내후성 시험을 위한 구조물(100)로,As a structure (100) for the natural weather resistance test of the mono-material for cultural properties,
에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE) 소재로 형성된 강우 차단막(11) 및 지붕 프레임(12)을 포함하는 지붕(10) 및A
상기 지붕(10)을 지지하도록 수직으로 세워진 복수 개의 지지대(21) 및 상기 지지대 사이를 연결하는 연결대(22)를 포함하는 지지 프레임(20)을 포함하고,And a
상기 지지 프레임(20)의 복수 개의 지지대(21) 중에 후방에 위치한 지지대(21b)는 전방에 위치한 지지대(21a)보다 높이가 높게 형성되고,Of the plurality of
상기 지붕 프레임(12)은 복수 개의 가로대(12a) 및 복수 개의 세로대(12b)가 교차된 형태로 격자 구조를 형성하고, The
상기 지붕(10)은 상기 지지 프레임(20)이 형성된 영역 바깥으로 돌출되어 형성되고,The
상기 지지 프레임(20)의 측면은 개방되어 자연환경을 모사할 수 있는 것을 특징으로 하는 문화재용 단청소재의 자연내후성 시험을 위한 구조물(100)을 제공한다.The side of the
이때, 본 발명에 따른 문화재용 단청소재의 자연내후성 시험을 위한 구조물(100)의 모식도를 도 1 및 도 2에 나타내었으며,At this time, the schematic diagram of the
이하, 도 1 및 도 2의 모식도를 참조하여 본 발명에 따른 문화재용 단청소재의 자연내후성 시험을 위한 구조물(100)에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the schematic diagram of Figure 1 and 2 will be described in detail with respect to the
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 문화재용 단청소재의 자연내후성 시험을 위한 구조물(100)은 옥외환경을 동일하게 모사하면서 강우만을 차단하여 단청의 자연내후성 시험을 효과적으로 수행할 수 있는 구조물이다.In one embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 지붕(10)은 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE) 소재로 형성된 강우 차단막(11) 및 지붕 프레임(12)을 포함한다. 상기 지붕은 옥외환경에서 강우만을 효과적으로 차단하고, 가시광선 및 자외선은 온전히 투과시킬 수 있어야 한다.In one embodiment of the present invention, the
상기 강우 차단막(11)은 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE) 소재인 것을 특징으로 한다. 상기 강우 차단막은 강우만을 차단하기 위한 구성으로, 광을 차단해서는 안되며, 이를 위해 에틸렌 테트라플루오로에틸렌 소재로 형성된다. 상기 강우 차단막은 가시광선 및 자외선을 온전히 투과시킬 수 있으며, 특히 300 nm 내지 400 nm 영역의 자외선을 왜곡 없이 투과시킬 수 있다. 상기 강우 차단막은 0.001 mm 내지 10 mm의 두께, 0.01 mm 내지 5 mm의 두께, 0.05 mm 내지 1 mm의 두께일 수 있다.The
일반적으로, 안정적인 소재로서 가림막 또는 차단막 소재로 적용되는 폴리카보네이트(PC) 소재는 일부 가시광선이 투과하여 겉보기에는 광 폭로 현상이 이루어지는 것처럼 나타난다. 그러나, 자외선 차단 효과를 수반하기 때문에 단청소재의 옥외환경 광열화를 모사하기 위한 강우 차단막으로써 적용할 수 없다. 또한, 석영 등 광학 유리는 넓은 파장 범위에서 자외선 투과 특성이 우수할 수 있으나 옥외 구조물에 적용 시 충격 파손 등의 안정성 문제가 있다. 이에 본 발명에서는 에틸렌 테트라플루오로에틸렌 소재를 적용한다.In general, a polycarbonate (PC) material, which is applied as a shielding material or a blocking film as a stable material, appears to have a visible light exposure through some visible light transmission. However, it cannot be applied as a rain barrier film for simulating the outdoor environmental light deterioration of a mono material because it involves an ultraviolet ray blocking effect. In addition, optical glass such as quartz may have excellent ultraviolet transmission characteristics in a wide wavelength range, but when applied to outdoor structures, there is a stability problem such as impact breakage. In the present invention, ethylene tetrafluoroethylene material is applied.
상기 지붕 프레임(12)은 복수 개의 가로대 및 복수 개의 세로대가 교차된 형태로 격자 구조를 형성하는 것일 수 있다. 상기 지붕 프레임은 격자 구조로 형성되어 구조적인 튼튼함 뿐만 아니라, 상기 강우 차단막(11)이 격자 구조에 형성됨으로써 가시광선 및 자외선을 온전히 투과시켜 문화재용 단청소재 자연내후성 시험의 신뢰성을 높일 수 있다.The
또한, 상기 지붕(10)은 상기 지지 프레임(20)이 형성된 영역 바깥으로 돌출되어 형성되는 것이 바람직하다. 상기 지붕은 강우 발생 상황에서 강우만을 효과적으로 차단하기 위한 구성으로 하부에 위치한 지지 프레임의 복수 개의 지지대(21) 사이를 연결하는 연결대(22)를 통해 형성된 영역보다 더 큰 크기의 지붕 프레임(12)을 형성함으로써 이루어질 수 있다. 즉, 상기 지붕 프레임(12)을 구성하는 복수 개의 가로대(12a) 및 복수 개의 세로대(12b) 중 최외각에 위치하는 가로대 및 세로대가 지지 프레임의 연결대보다 더 길 수 있다. In addition, the
구체적인 일례로, 상기 지붕 프레임(12)은 상기 지지 프레임(20)이 설치된 영역보다 큰 형상을 가져 상기 지붕(10)은 상기 지지 프레임이 형성된 영역 바깥으로 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 지붕이 지지 프레임 바깥으로 돌출됨으로써 처마를 형성할 수 있다.As a specific example, the
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 지지 프레임(20)은 상기 지붕 프레임(12)을 지지하도록 수직으로 세워진 복수 개의 지지대(21) 및 상기 지지대 사이를 연결하는 연결대(22)를 포함한다. 상기 지지 프레임은 상기 지붕을 받치고, 지지하도록 설치되며, 상기 지지 프레임의 측면은 개방되어 자연환경을 모사할 수 있는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the
상기 복수 개의 지지대(21)는 지붕(10)을 지지하도록 수직으로 세워진 것으로, 일례로서 전방에 위치한 지지대(21a), 후방에 위치한 지지대(21b) 및 측면에 위치한 지지대로 구분될 수 있다. 상기 지지대 중 전방에 위치한 지지대보다 후방에 위치한 지지대가 더 높게 형성되어, 지지대 상부에 형성되는 지붕에 기울기(α)를 형성할 수 있다. The plurality of
상기 기울기는 5° 내지 45°일 수 있고, 5° 내지 30°일 수 있고, 10° 내지 25°일 수 있고, 15° 내지 20°일 수 있으나, 상기 지붕(10)의 기울기가 이에 제한되는 것은 아니다.The slope may be 5 ° to 45 °, may be 5 ° to 30 °, may be 10 ° to 25 °, and may be 15 ° to 20 °, but the slope of the
상기 복수 개의 연결대(22)는 복수 개의 지지대(21) 사이를 연결하여 지지 프레임(20)의 내구성을 향상시켜 주며, 상기 연결대(22)는 지지대(21) 사이에 다양한 구조로 형성될 수 있고, 다양한 개수가 연결될 수 있다.The plurality of connecting
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 구조물(100)은 상기 지지 프레임(20) 및 상기 지붕 프레임(12) 사이에 고정대(30)가 형성된 것일 수 있다. 상기 고정대(30)는 상기 지지 프레임과 상기 지붕(10) 또는 지붕 프레임 사이에 형성된 것이며, 구체적인 일례로 상기 고정대는 전방에 위치하는 지지대(21a) 상부에 형성될 수 있다. 상기 고정대가 전방에 위치하는 지지대, 즉 후방에 위치하는 지지대(21b) 보다 낮게 형성된 지지대 상부에 형성됨으로써 상기 지붕을 고정시킬 수 있다.In one embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 구조물(100)은 단청소재의 광열화를 모사하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the
상기 광열화는 300 nm 내지 400 nm 영역의 자외선으로 나타나는 현상일 수 있으며, 본 발명에서 제시하는 구조물은 단청소재의 광열화의 주요 요인인 상기 영역의 자외선을 최대한 왜곡없이 투과시킬 수 있어 자연내후성 시험에 신뢰성을 가져올 수 있다.The photodegradation may be a phenomenon that is represented by ultraviolet rays in the 300 nm to 400 nm region, the structure proposed in the present invention can transmit the ultraviolet rays of the region, the main factor of the photodegradation of the mono-clear material without distortion as much as possible natural weather resistance test Can bring reliability.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 지붕 프레임(12)은 알루미늄 소재로 형성된 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 지지 프레임(20)은 강철 소재로 형성된 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the
또한, 본 발명은In addition, the present invention
문화재용 단청소재의 자연내후성 시험을 위한 구조물로,As a structure for the natural weathering test of mono-cheong materials for cultural properties,
에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE) 소재로 형성된 강우 차단막 및 지붕 프레임을 포함하는 지붕;A roof comprising a rain barrier and a roof frame formed of ethylene tetrafluoroethylene (ETFE) material;
상기 지붕 프레임을 지지하도록 수직으로 세워진 복수 개의 지지대 및 상기 지지대 사이를 연결하는 연결대를 포함하는 지지 프레임 및A support frame including a plurality of supports vertically erected to support the roof frame and a connecting rod connecting the supports;
상기 지붕 하부에 위치하는 옥외폭로 시험대를 포함하고,An outdoor exposure test bench positioned below the roof,
상기 지지 프레임의 복수 개의 지지대 중에 후방에 위치한 지지대는 전방에 위치한 지지대보다 높이가 높게 형성되고,Among the plurality of supports of the support frame, the support located in the rear is formed higher than the support located in the front,
상기 지붕 프레임은 복수 개의 가로대 및 복수 개의 세로대가 교차된 형태로 격자 구조를 형성하고, The roof frame forms a lattice structure in the form of a plurality of cross bars and a plurality of longitudinal crosses,
상기 지붕은 상기 지지 프레임이 형성된 영역 바깥으로 돌출되어 형성되고,The roof is formed to protrude out of the area where the support frame is formed,
상기 지지 프레임의 측면은 개방되어 자연환경을 모사할 수 있고,The side of the support frame can be opened to simulate the natural environment,
상기 옥외폭로 시험대는 지붕 하부 중 중앙에 위치하되, 전방에 위치한 지지대보다 후방에 위치한 지지대와 가까운 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 문화재용 단청소재의 자연내후성 시험을 위한 구조물을 제공한다.The outdoor exposure test stand is located in the center of the lower roof, provides a structure for the natural weather resistance test of the monochromatic material for cultural properties, characterized in that formed in a position closer to the support located in the rear than the support located in the front.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 구조물(100)은 상기 지붕 하부에 위치하는 옥외폭로 시험대를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the invention, the
상기 옥외폭로 시험대는 문화재용 단청소재의 옥외환경 자연내후성 시험을 위한 단청소재를 위치시키는 장소로서 제공될 수 있다.The outdoor exposure test bench may be provided as a place to place the mono material for the outdoor environmental natural weather resistance test of the mono material for cultural properties.
상기 옥외폭로 시험대는 지붕 하부 중 중앙에 위치하되, 전방에 위치한 지지대보다 후방에 위치한 지지대와 가까운 위치에 형성될 수 있다.The outdoor exposure test bench is located in the center of the lower roof, it may be formed in a position closer to the support located in the rear than the support located in the front.
상기 옥외폭로 시험대에서 문화재용 단청소재를 위치시키는 장소는 바닥으로부터 1.0 m 내지 1.5 m 높은 위치일 수 있다. 이를 통해 옥외환경 시험시 발생하는 강우 환경에서 단청소재가 보호받을 수 있다.In the outdoor exposure test bench, the place for placing the mono material for cultural properties may be 1.0 m to 1.5 m high from the floor. Through this, mono materials can be protected in the rain environment generated during outdoor environment test.
이하, 본 발명의 실시예 및 실험예를 통해 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, it will be described in more detail through Examples and Experimental Examples of the present invention.
단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.However, the following Examples and Experimental Examples are only illustrative of the present invention, and the content of the present invention is not limited by the following Examples and Experimental Examples.
<< 실험예Experimental Example 1> 구조물의 옥외환경에서의 자연환경 모사 가능성 분석 1> Analysis of the possibility of simulating natural environment in outdoor environment of structure
(1) 태양광 파장 및 고분자 필름 소재의 광열화 분석(1) Analysis of solar wavelength and photodegradation of polymer film material
표준 태양광 스펙트럼, 고분자 필름 소재의 광열화 활성화 스펙트럼 및 폴리카보네이트를 투과한 태양광 스펙트럼을 분석하였으며, 그 결과를 도 3 내지 도 6에 나타내었다.The standard solar spectrum, the photodegradation activation spectrum of the polymer film material, and the solar spectrum transmitted through the polycarbonate were analyzed, and the results are shown in FIGS. 3 to 6.
도 3에 나타낸 바와 같이, 태양광은 지상 위경도 위치와 시시각각 변화하는 태양 고도에 따라 포함된 자외선의 비중과 스펙트럼의 모양이 미세하게 변화하지만, 300 nm 내지 400 nm 범위의 자외선을 포함하는 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 3, it is confirmed that the sunlight contains the ultraviolet rays in the range of 300 nm to 400 nm, although the specific gravity of the included ultraviolet rays and the shape of the spectrum vary slightly depending on the position of the latitude and longitude of the sun. Can be.
또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 고분자 중 폴리아마이드(polyamide, PA) 소재의 광열화 활성화 스펙트럼을 살펴보면, 단파장 자외선을 흡수하는 거동을 확인할 수 있으며, 이에 따른 자외선 광열화를 수반하는 문제점을 가짐을 확인할 수 있다.In addition, as shown in Figure 4, when looking at the photodegradation activation spectrum of the polyamide (polyamide, PA) material of the polymer, it can be confirmed that the behavior of absorbing short-wavelength ultraviolet light, there is a problem accompanying the ultraviolet light degradation accordingly You can check it.
나아가, 도 5에 나타낸 바와 같이, 폴리카보네이트(PC) 소재의 경우, 일부 가시광선이 투과하여 겉보기로는 광 폭로가 되는 것처럼 보일 수 있으나, 자외선 차단 효과를 수반하기 때문에 본 발명에서 제시하는 옥외환경 자연내후성 시험에 적용하기 어려운 것을 확인할 수 있었다. 특히 실외용(outdoor use)의 경우 자외선 영역에서의 파장을 대부분 차단하는 것을 확인할 수 있었다.Furthermore, as shown in FIG. 5, in the case of a polycarbonate (PC) material, some visible light may pass through and appear to be exposed to light, but the outdoor environment proposed by the present invention is accompanied by an ultraviolet ray blocking effect. It was confirmed that it is difficult to apply to the natural weathering test. In particular, in the case of outdoor use, it was confirmed that most of the wavelengths in the ultraviolet region were blocked.
또한, 도 6에 나타낸 바와 같이, 실제 국립문화재연구소에 설치되어 있는 폴리카보네이트로 제작된 종래 강우 차단 구조물을 통과한 스펙트럼과, 구조물 없는 태양광(동일한 위치 및 시각에서 측정)의 자외선 투과 스펙트럼을 비교한 그래프를 살펴보면, 태양광의 자외선 조사강도는 300 nm 내지 400 nm 영역에서 50.4 W/m2 이지만, 종래 강우 차단 구조물을 통과한 수평면 태양광의 자외선 조사강도는 동일한 자외선 파장대에서 4.4 W/m2에 불과하여 실제 태양광의 8.7%의 자외선만이 옥외폭로에 활용되는 것을 확인할 수 있었다.In addition, as shown in Fig. 6, the spectrum passing through the conventional rainfall barrier structure made of polycarbonate installed in the National Institute of Cultural Heritage, compared with the ultraviolet transmission spectrum of the structure-free sunlight (measured at the same position and time) Looking at the graph, the UV irradiation intensity of sunlight is 50.4 W / m 2 in the range of 300 nm to 400 nm, but the UV irradiation intensity of horizontal solar light passing through the conventional rainfall barrier structure is only 4.4 W / m 2 in the same UV wavelength range. As a result, only 8.7% of the ultraviolet rays of sunlight can be used for outdoor exposure.
(2) 다양한 소재의 광특성 분석(2) Optical property analysis of various materials
폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 석영(Quartz), 고릴라 글라스(Gorilla Glass) 및 ETFE 소재를 이용하여 광 특성을 평가하였으며, 그 결과를 도 7에 나타내었다.Optical properties were evaluated using polydimethylsiloxane (PDMS), polyethylene terephthalate (PET), quartz (Quartz), Gorilla Glass, and ETFE materials, and the results are shown in FIG. 7.
도 7에 나타낸 바와 같이, 석영(Quartz) 소재의 경우 넓은 파장 범위에서 자외선 투과 특성이 우수한 것을 확인할 수 있었다. 그러나, 석영 소재는 옥외환경 대형 구조물 시공 시 충격 파손 등의 안전상 문제가 크다. PDMS 등의 고분자 소재들은 광열화 모사를 위한 단파장 자외선 영역(300 nm 내지 400 nm 파장 영역)의 광을 차단하는 문제점 및 고분자 소재 자체의 광열화 문제가 있다.As shown in FIG. 7, it was confirmed that the material of quartz (Quartz) has excellent ultraviolet transmission characteristics in a wide wavelength range. However, the quartz material has a large safety problem such as impact damage when constructing a large structure outdoors. Polymer materials such as PDMS have a problem of blocking light in a short wavelength ultraviolet region (300 nm to 400 nm wavelength region) for photodegradation simulation and a photodegradation problem of the polymer material itself.
(3) ETFE 소재의 특성 분석(3) Characterization of ETFE Material
본 발명에 따른 구조물에 적용된 ETFE 소재의 광학 특성 및 인장 특성을 분석하였으며, 그 결과를 도 8 내지 도 10에 나타내었다.The optical and tensile properties of the ETFE material applied to the structure according to the present invention were analyzed, and the results are shown in FIGS. 8 to 10.
도 8에 나타낸 바와 같이, 50 ㎛ 두께의 ETFE 소재의 경우, 자연 태양광 자외선 스펙트럼에 대비한 투과 스펙트럼을 살펴보면, 거의 동일한 것을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 8, when the ETFE material having a thickness of 50 μm was examined, the transmission spectrum compared to the natural sunlight ultraviolet spectrum was found to be almost the same.
또한, 도 9에 나타낸 바와 같이, 옥외에 설치된 60 ㎛ 두께의 ETFE 소재의 태양광 투과 스펙트럼 실측 결과를 살펴보면, 300 nm 내지 400 nm 영역의 자외선의 왜곡 및 손실이 거의 없음을 확인할 수 있었다.In addition, as shown in FIG. 9, when the solar transmission spectrum measurement results of the 60 μm-thick ETFE material installed outdoors were examined, it was confirmed that there was little distortion and loss of ultraviolet rays in the 300 nm to 400 nm region.
나아가, 도 10에 나타낸 바와 같이, ETFE 소재의 인장 특성은 타 소재에 비해 월등히 우수한 것을 확인할 수 있었다.Furthermore, as shown in Figure 10, it was confirmed that the tensile properties of the ETFE material is significantly superior to other materials.
100 : 구조물
10 : 지붕
11 : 강우 차단막
12 : 지붕 프레임
12a : 가로대
12b : 세로대
20 : 지지 프레임
21 : 지지대
21a : 전방 지지대
21b : 후방 지지대
22 : 연결대
30 : 고정대100: Structure
10: roof
11: rainfall barrier
12: roof frame
12a: crossbar
12b: vertical stand
20: support frame
21: support
21a: anterior support
21b: rear support
22: connecting rod
30: holder
Claims (8)
에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE) 소재로 형성된 강우 차단막 및 지붕 프레임을 포함하는 지붕;
상기 지붕을 지지하도록 수직으로 세워진 복수 개의 지지대 및 상기 지지대 사이를 연결하는 연결대를 포함하는 지지 프레임; 및
상기 지붕 하부에 위치하는 옥외폭로 시험대;를 포함하고,
상기 지지 프레임의 복수 개의 지지대 중에 후방에 위치한 지지대는 전방에 위치한 지지대보다 높이가 높게 형성되고,
상기 지붕 프레임은 복수 개의 가로대 및 복수 개의 세로대가 교차된 형태로 격자 구조를 형성하고,
상기 지붕 프레임은 상기 지지 프레임이 형성하는 영역보다 큰 형태이며,
상기 지붕은 상기 지지 프레임이 형성된 영역 바깥으로 돌출되어 형성되고,
상기 지지 프레임의 측면은 개방되어 자연환경을 모사할 수 있으며, 단청소재의 광열화를 모사하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 문화재용 단청소재의 자연내후성 시험을 위한 구조물.
As a structure for the natural weathering test of mono-cheong materials for cultural properties,
A roof comprising a rain barrier and a roof frame formed of ethylene tetrafluoroethylene (ETFE) material;
A support frame including a plurality of supports vertically erected to support the roof and a connecting rod connecting the supports; And
Includes; the outdoor exposure test bench located under the roof,
The support located in the rear of the plurality of supports of the support frame is formed higher than the support located in the front,
The roof frame forms a lattice structure in the form of a plurality of cross bars and a plurality of longitudinal crosses,
The roof frame is larger than an area formed by the support frame,
The roof is formed to protrude out of the area where the support frame is formed,
The side of the support frame is open to simulate the natural environment, the structure for the natural weather resistance test of the monochromatic material for cultural properties, characterized in that to simulate the light degradation of the monomaterial.
상기 지지 프레임 및 상기 지붕 프레임 사이에 고정대가 형성된 것을 특징으로 하는 문화재용 단청소재의 자연내후성 시험을 위한 구조물.
The method of claim 1,
The structure for the natural weather resistance test of the monochromatic material for cultural properties, characterized in that the fixing frame is formed between the support frame and the roof frame.
상기 광열화는 300 nm 내지 400 nm 영역의 자외선으로 나타나는 현상인 것을 특징으로 하는 문화재용 단청소재의 자연내후성 시험을 위한 구조물.
The method of claim 1,
The light deterioration is a structure for the natural weather resistance test of the monochromatic material for cultural properties, characterized in that the phenomenon appears as ultraviolet light in the 300 nm to 400 nm region.
상기 지붕 프레임은 알루미늄 소재로 형성된 것을 특징으로 하는 문화재용 단청소재의 자연내후성 시험을 위한 구조물.
The method of claim 1,
The roof frame is a structure for the natural weather resistance test of the monochromatic material for cultural properties, characterized in that formed of aluminum material.
상기 지지 프레임은 강철 소재로 형성된 것을 특징으로 하는 문화재용 단청소재의 자연내후성 시험을 위한 구조물.
The method of claim 1,
The support frame is a structure for the natural weather resistance test of the monochromatic material for cultural properties, characterized in that formed of a steel material.
상기 옥외폭로 시험대는 지붕 하부 중 중앙에 위치하되, 전방에 위치한 지지대보다 후방에 위치한 지지대와 가까운 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 문화재용 단청소재의 자연내후성 시험을 위한 구조물.
The method of claim 1,
The outdoor exposure test stand is located in the center of the lower roof, the structure for the natural weather resistance test of the monochromatic material for cultural properties, characterized in that formed in a position closer to the support located in the rear than the support located in the front.
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|---|---|
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2019
- 2019-02-13 KR KR1020190016686A patent/KR102064966B1/en active IP Right Grant
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