KR102262363B1 - 축광재를 이용한 발광 구조 및 이를 이용한 야간 경관 보도 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 축광재를 이용한 발광 구조는 자외선의 에너지를 흡수하여 가시광선으로 발광하는 축광재를 포함하는 발광층, 상기 발광층의 하면에 설치되는 도광층, 상기 도광층의 측면 또는 하면에 배치되어 상기 도광층을 통하여 발광층에 필요한 에너지를 공급하는 자외선 램프를 포함한다.

Description

축광재를 이용한 발광 구조 및 이를 이용한 야간 경관 보도 구조 {Luminous structure using luminescent materials and sidewalk for nightscape using the same}

본 발명은 축광재를 이용한 발광 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 축광재에 자외선을 공급하는 자외선 램프를 외부로 노출시키지 않아 자외선에 의한 부작용을 감소시킨 축광재를 이용한 발광 구조에 관한 것이다.

기존의 야관 경관 시설물은 네온등, LED 조명등과 같은 획일적인 조명 시설물로 야간의 경관을 조성하는 것이 대표적이었다. 그것도 대부분 벽체면이나 기둥을 이용한 야간 경관 설치물에 불과하며 바닥면의 야간 경관 설치 사례는 거의 전무하였다.

축광석은 여러가지 광석에 축광물질과 결합하여 생산된 가공석이다. 축광석은 태양, 형광등 등 각종 광원에 포함되어 있는 자외선을 흡수 저장하였다가 광원이 없어지면 저장된 빛을 스스로 발산한다. 최근에는 축광석을 이용하여 야간 경관 도로에 사용하거나 조명으로 사용하는 예가 있다.

축광석으로 이용한 야간 경관 도로로서, 대한민국 등록특허 공보 제10-1853010호에는 축광석과 블랙라이트를 이용한 야간 경관 보도 시공방법에 개시되어 있다. 도로의 바닥면에 교사와 몰탈을 혼합하고 코팅된 축광석을 원하는 디자인에 따라서 도포하여 포장면을 마무리한다. 이 후 표면에 가로등형 또는 볼라드 형의 블랙램프를 선택하여 나누어 설치한다.

블랙라이트는 기본적으로 자외선 영역의 빛을 표출하는 램프이다. 자외선은 비타민 D를 체내에서 합성하고 살균작용 등 좋은 역할을 한다. 그러나, 자외선에 과도하게 노출이 되면 피부 질환과 시각에 영향을 받게 되며 면역 체계의 붕괴로 각종 질병에 쉽게 노출될 수 있으며 노화로 인한 생명의 단축 등 실질적인 피해가 발생할 수 있다.

특히 자외선을 눈으로 직접 보면 여러가지 부작용을 일으킨다. 자외선에 의한 눈의 장해를 자외선 안염이라 한다. 이것은 자외선의 과도한 조사에 의해 눈의 표층이 침해당하는 것이다. 종래의 야간경관보도의 경우에는 블랙라이트의 설치 위치가 보도의 포장면의 바로 윗 부분이나 가로등과 같이 사람들의 눈이 노출될 수 있는 위치에 설치된다. 이와 같이 블랙라이트를 외부에 노출하여 사람의 눈에 직접 노출되도록 설치되는 경우 자외선에 의해 피부 및 눈에 손상을 가져올 수 있는 문제점이 있다.

상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

대한민국 등록특허공보 제10-1853010호(2018.04.23.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 인테리어 또는 익스테리어에서 사용되는 축광석 발광을 위한 블랙램프의 설치구조를 개선하여 인체에 직접적으로 노출되지 않는 축광재를 이용한 발광구조 및 이를 이용한 야간 자연경관 보도 및 그 시공방법을 제공하는 데 있다.

위 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 의한 축광재를 이용한 발광 구조는 자외선의 에너지를 흡수하여 가시광선으로 발광하는 축광재를 포함하는 발광층, 상기 발광층의 하면에 설치되는 도광층, 상기 도광층의 측면 또는 하면에 배치되어 상기 도광층을 통하여 발광층에 필요한 에너지를 공급하는 자외선 램프를 포함한다.

상기 도광층의 하면에 반사층을 더 포함할 수 있다.

상기 도광층의 상면에 패턴층을 더 포함할 수 있다.

상기 자외선 램프는 상기 도광층 방향으로만 자외선이 노출되도록 상기 도광층과 접하는 방향으로만 개방된 자외선 차단 프레임이 결합될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 축광재를 이용한 야간 경관 보도는 표면에 포함된 축광재에 의해 야간에 빛을 발산하는 야간 경관 도로 구조에 있어서, 노면의 최상층에 설치되며, 자외선의 에너지를 흡수하여 발광하는 축광재를 포함하는 발광층, 상기 발광층의 하면에 설치되는 도광층, 상기 도광층의 측면에 배치되어 상기 도광층을 통하여 발광층에 필요한 에너지를 공급하는 자외선 램프를 포함한다. 상기 자외선 램프는 상기 도광층 방향으로만 자외선이 노출되도록 상기 도광층과 접하는 방향으로만 개방된 자외선 차단 프레임이 결합될 수 있다.

본 발명에 의한 축광재를 이용한 발광구조에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 축광재를 이용하여 자연스럽게 조명 효과를 낼 수 있어 야간에 건물의 내, 외측 장식 또는 도로, 육교, 보도 등의 포장면에 자연스런 조명효과를 낼 수 있다.

둘째, 외부로 자외선 광원이 노출되지 않아 보행자의 눈에 직접 노출되지 않음으로써 자외선에 의한 피해를 현저하게 줄일 수 있다.

셋째, 자외선 광원이 직접적으로 노출되지 않기 때문에 다양한 자외선 램프를 사용할 수 있다.

넷째, 파장인 비교적 낮은 UV 경화용 램프를 사용하게 되면 발광층의 일부를 광중합성 고분자를 사용함으로써 발광층을 강도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 축광재를 이용한 발광 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 축광재를 이용한 야간 경관 보도를 설치한 육교의 종 방향 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 축광재를 이용한 야간 경관 보도를 설치한 육교의 종 방향 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 축광재를 이용한 야간 경관 보도를 설치한 육교의 횡 방향 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 축광재를 이용한 야간 경관 보도를 설치한 육교의 횡 방향 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 축광재를 이용한 야간 경관 보도의 시공 방법을 나타낸 순서도이다.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 축광재를 이용한 발광 구조에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 축광재를 이용한 발광구조를 나타낸 도면이다. 도 1를 참조하면, 본 발명에 일 실시예에 따른 축광재를 이용한 발광구조(100)는 발광층(10), 도광층(20), 자외선 램프(30)를 포함한다.

발광층(10)은 외부에 노출되는 면으로서 발광층의 내부에는 축광재를 포함한다. 축광재는 빛을 내부에 흡수해 저장하고 방출, 발광하는 성질을 지닌 소재이다. 태양광이나, 전등 등에 포함되어 있는 자외선에 자극을 받아 에너지를 흡수한 후, 이를 가시광으로 환원하여 어두운 곳에서 장시간 발광하는 특징이 있다. 이러한 축광재는 다양한 형태로 제조하는 것이 가능하다. 분말 형태로 존재하는 축광물질을 광석과 혼합하여 사용하는 경우 축광석(11)의 형태로 사용하는 것도 가능하다. 본 발명에서는 바인더(12)에 규사(13)와 축광석(11)을 혼합하여 발광층(10)을 형성하였다. 발광층(10)은 축광재를 포함하고 있는 경우라면 다양한 소재를 적용하는 것이 가능하고 본 실시예에 한정되는 것은 아니다. 특히 자외선 램프로서 블랙 라이트를 사용하는 경우에는 자연에 가까운 빛으로 연출될 수 있는 장점이 있다.

발광층(10)은 다양한 형태로 구현하는 것이 가능하다. 단순히 고분자 바인더를 축광석과 혼합하여 사용할 수 있으며, 본 발명에 따른 구조가 적용되는 장소에 따라 달라질 수 있다.

예를 들면 건물의 외면 또는 벽면에 구현될 때에는 비교적 가벼운 소재를 혼합하여 축광석이 잘 분산되도록 형성하는 것이 바람직하다. 바인더의 경우에는 자외선에 의한 변색이 일어나지 않는 바인더를 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들면 무황변의 투명 바인더를 활용하는 것이 가능하다. 한편 본 발명에 따른 구조를 도로, 보도 또는 구조물의 바닥에 설치하는 경우에는 다양한 바닥포장재에 혼합하여 사용할 수 있다. 예를 들면 아스콘, 칼라콘크리트, 우레탄, EPDM, 탄성포장재, 도막형 바닥재 등 다양한 종류의 재료 적용할 수 있다.

또한, 자외선 광원을 이용하기 때문에 UV 경화용 수지를 활용하는 것도 가능하다. UV 경화형 수지(감광성 수지)란 광에너지에 의해 물리적, 화학적 변화를 가져오는 고분자 물질계나 광조사에 의해 고분자물질로 되는 조성물계를 말한다. 자외선 경화 조성물은 기본적으로 감광성 고분자(Prepolymer)와 희석제인 다관능성 모노머 및 광개시제 등 3대 성분으로 구성되며, 일반적으로 감광성 프리폴리머50∼60%, 다관능성 모노머 30∼40%, 광개시제 1∼10%로 구성된다. 그 외 용도에 따라 광증감제, 안료, 충진제, Levelling제, 중합금지제, 용제 등을 첨가할 수 있다.

도광층(20)은 자외선 광원을 외부로 노출하지 않으면서도 축광재를 포함하는 발광층(10)에 자외선 빛을 전달할 수 있는 매개체이다. 도광층(20)은 발광층(10)의 하면에 설치하게 된다. 측면 또는 하면에 설치된 자외선 램프(31)로부터 밝기를 균일하게 전달하는 것을 말한다. 본 실시예에서는 자외선 램프가 측면에 설치되어 있는 엣지(edge) 형태로 예시되어 있지만 자외선 램프가 도광층의 하면에 설치되는 형태도 직하형의 형태도 가능하다.

도광층(20)은 광 투과율과 내후성이 좋은 아크릴계 고분자인 광학용 PMMA(Poly Methyl Metha Acrylate)일 수 있다. PMMA는 MMA 모노머를 주원료로 하는 아크릴 수지로 MMA와 MA 또는 MMA와 EA로 공중합하여 생산하고 있다. PMMA는 수지 중 가장 뛰어난 투과성과 함께 내후성이 우수하며 뛰어난 착색성 및 아름다운 외관으로 도광층 이외에 자동차, 건축 내외장재 등 여러 분야에서도 널리 사용된다. 이러한 도광층은 캐스팅, 압출, 사출 등 다양한 방법으로 제조될 수 있으며, 통상적으로 사출성형된 도광판을 많이 사용한다. 이러한 도광층(20)은 보다 자외선을 발광층에 효과적으로 전달하기 위해 하면에 반사층이 결합될 수 있다. 반사층(21)은 도광층(20) 내부로 입사된 자외선 광을 발광층(10) 방향으로 더욱 효과적으로 전달하기 위한 구성이다.

도광층(20)의 상면에는 패턴층(22)이 형성될 수 있다. 패턴층(22)은 도광층을 통하여 발광층으로 향하는 자외선 광을 일부만 투과할 수 있도록 차폐 패턴을 형성하는 것이다. 일정 패턴을 설정하게 되면 도광층(20)을 통하여 빛이 일정 패턴을 형성하여 발광층(10)에 공급되기 때문에 발광층(10)에 존재하는 축광석(11)이 일정한 패턴을 갖지 않고 골고루 분산시켜 형성된 경우라고 하더라도 패턴층에 의해 일정한 무늬, 문자, 숫자 등의 정보를 표시하는 것이 가능하다.

자외선 램프(30)는 도광층(20)의 하면 또는 측면에 설치될 수 있다. 다양한 형태의 자외선 램프를 설치하는 것이 가능하다. 자외선 영역 대의 빛을 공급할 수 있는 형태이면 어느 형태도 사용 가능하다. 통상적으로 사용되는 블랙 라이트를 사용하는 것도 가능하다. 블랙 라이트는 자외선을 방출하는 램프로서, 자외선 외에 다른 빛을 차단하는 물질이 램프 내부에 발라져 있어 가시광선은 걸러지고 자외선만 방출이 된다.

자외선 램프(30)는 도광층(20)으로 빛을 공급하는 부분을 이외에는 자외선 차단 프레임(31)이 결합되어 외부로 자외선이 노출되지 않는 구조인 것이 바람직하다. 자외선 차단 프레임(31)은 금속, 세라믹, 고분자 등 다양한 소재로 제작될 수 있으며, 특히 자외선 차단을 위해 금속 소재로 제작되는 것이 바람직하다.

이러한 축광재를 이용한 발광구조는 실생활에서 다양한 형태로 적용될 수 있다. 특히 건물의 내, 외장재가 사용하는 것이 바람직하다. 축광재의 경우 공급되는 자외선이 없어지더라도 일정 시간 은은한 느낌의 빛의 파장으로 발광하는 것이 가능하다 따라서, 건물 내부 인테리어에 사용하거나 건물의 외벽에 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 자외선 램프가 외부로 노출되지 않기 때문에 자외선의 직접 노출에 의한 부작용을 막을 수 있다.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 축광재를 이용한 야간 경관 보도를 적용한 육교를 나타낸 도면이다. 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 발광층(110), 도광층(120), 자외선 램프(130)를 포함한다.

본 발명에 따른 발광구조는 특히, 보도, 도로 등에 적용 가능하다. 특히 일반 지면에 설치하는 것 보다는 육교와 같이 별도의 건축물의 보도로 사용하는 경우에는 설치 효과가 극대화된다. 육교의 보도(200)의 경우에는 바닥의 콘크리트 면(250)의 위에 도광층(220)이 설치되고 도광층(220)의 측면부에 자외선 램프(230)가 설치될 수 있다. 기본적으로 축광재를 이용한 발광 구조와 동일한 구성을 가진다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 축광재를 이용한 야간 경관 보도의 시공 방법을 나타낸 순서도이다. 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 축광재를 이용한 야간 경관 보도를 적용 한 육교의 시공 방법은 하지 표면 처리 과정(S10), 프라이머 도포과정(S20), 도광층 설치과정(30), 포장재의 포설 및 미장 과정(S40) 및 양생 과정(S50)을 포함한다.

시공하기 전에 일기상태, 자재확보, 장비 인원 들을 확인하고 다양한 색을 요구하는 디자인 시공일 경우 작업을 효율성을 고려하여 작업 우선순위를 결정하여야 하며, 작업중 및 완전 개방까지 작업장 내 출입금지구역을 조성하여야 한다.

우선 시공면에 대한 하지 표면 처리를 한다(S10). 시공면에 해당하는 표면에 존재하는 흙먼지 기름 등의 오염물질을 제거하여야 한다. 콘크리트면일 경우에는 충분히 양생되어야하며 레이턴스 등이 제거되어야 한다.

하지 표면처리가 완료된 후에는 대상면의 수분 및 이물질을 제거한 후 롤러를 이용하여 프라이머를 도포한다(S20). 프라이머는 우레탄 계열의 프라이머로 콘크리트, 아스팔트와 접착력을 높이는 자재이다.

프라이머 도포 처리가 된 후에는 상술한 도광층을 우선적으로 설치한다(S30). 도광층은 하부 또는 측면에 설치된 자외선 램프의 빛을 작업 대상 면에 골고루 전달할 수 있도록 설치된다.

도광층이 설치된 이후에는 축광재가 포함되어 있는 포장재를 포설하고 미장 과정을 수행한다(S40). 포장재를 포설하기 전에 포설하기 위한 포장재를 제조한다. 포장재는 현장 믹서기의 용량 및 포장 소요량을 감안하여 자연석, 축광석, 투명바인더를 혼합비율에 따라 각각 계량한다. 계량된 바인더에 경과제를 혼합비율에 따라 핸드 믹서기로 충분히 혼합한 후 계량되어 믹서기에 투입한 골재에 혼합한 투명바인더를 넣고 2~3분간 믹서기로 혼합한다. 혼합되어 제조된 포장재를 도광층이 형성된 면 위에 도포한다. 우선 도안에 맞춰 신주를 부착한다. 제조된 포장재를 스텐레스 미장칼로 일단 두께에 맞춰 펼침을 하고 미장 작업을 통해 포장면을 깨끗하게 마무리한다. 마무리된 미장면에 규사를 뿌린다.

이와 같이 제조된 야간 경관 보도는 자외선 램프가 외부로 직접적으로 노출되지 않기 때문에 자외선에 노출되어 발생할 수 있는 부작용을 줄일 수 있다. 또한 외부로 자외선 램프가 노출되지 않아 보다 자연스러운 조명효과를 낼 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 발광층 20: 도광층
30: 자외선램프

Claims (6)

1. 표면에 포함된 축광재에 의해 야간에 빛을 발산하는 야간 경관 보도 구조에 있어서,
   노면의 최상층에 설치되며, 자외선의 에너지를 흡수하여 발광하는 축광재를 포함하는 발광층;
   상기 발광층의 하면에 설치되어 자와선 광원을 외부로 노출하지 않으면서 상기 발광층에 자외선 빛을 전달하는 도광층;
   상기 도광층의 측면에 배치되어 상기 도광층을 통하여 발광층에 필요한 에너지를 공급하는 자외선 램프;
   상기 도광층의 상면에 배치되어 상기 발광층으로 향하는 자외선 광을 일부만 투과할 수 있는 차폐 패턴이 형성된 패턴층; 및
   상기 도광층의 하면에 배치되어 상기 도광층 내부로 입사된 자외선광을 상기 발광층 방향으로 전달하는 반사층;을 포함하며,
   상기 발광층은 축광재를 아스콘, 칼라콘크리트, 우레탄, EPDM, 탄성포장재, 도막형 바닥재 중에 선택되는 어느 하나 이상과 혼합되어 형성되며,
   상기 발광층은 UV 경화형 수지를 더 포함하는 축광재를 이용한 야간 경관 보도 구조.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 발광층은 자외선에 의한 변색이 일어나지 않는 무황변 투명 바인더를 더 포함하는 축광재를 이용한 야간 경관 보도 구조.
   
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 자외선 램프는 상기 도광층 방향으로만 자외선이 노출되도록 상기 도광층과 접하는 방향으로만 개방된 자외선 차단 프레임이 결합되는 것을 특징으로 하는 축광재를 이용한 야간 경관 보도 구조.
   
5. 삭제
6. 삭제

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