KR102580232B1 - 미세먼지 제거 기능을 갖는 차단벽 구조체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 미세먼지 제거 기능을 갖는 차단벽 구조체에 관한 것으로, 그 구성은, 설치대상 지면에 수직방향으로 일정거리를 두고 직립되게 설치되는 다수개의 매설봉과, 상기 매설봉을 설치대상 지면에서 지지하고 둘레 가장자리에는 다수의 체결홀이 형성되는 베이스 플레이트와, 상기 다수의 체결홀을 통해 설치대상 지면의 지중에 삽입되는 다수의 앵커볼트와, 상기 설치대상 지면의 가장자리 일측에 함몰되게 형성되며 상측에서 자유 낙하하는 수분을 모아 일측방향으로 배수시키는 배수로로 구성되어 있는 기초부; 상기 다수개의 매설봉 각 상부에 직립되게 고정 결합되는 다수의 지지프레임과, 상기 다수의 지지프레임 상단에 상기 지지프레임의 전후면 둘레를 감싸도록 형성한 연결용 브래킷에 의해 수평방향으로 고정 결합되는 상부 보강프레임과, 상기 지지프레임들의 사이에서 각 가장자리가 지지된 채 설치되는 다수의 사각 틀로 구성되어 있는 프레임부; 및 상기 사각 틀에 일부 감겨져 박음질되면서 테두리를 형성하는 동시에 사각 틀의 전체 영역을 격자형으로 구획하는 지지부재와, 각각의 격자형 구획 내에 배치되면서 상기 지지부재상에 박음질되는 망부재로 구성되어 있는 방사/방설 유닛;을 포함하여 이루어진다.
Description
본 발명은 미세먼지 제거 기능을 갖는 차단벽 구조체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 겨울철 도로 노면에 적설로 인한 결빙을 방지함과 동시에 대기 중의 미세먼지 유발물질을 효과적으로 제거하여 운전자에게 쾌적한 전방시야를 제공할 수 있도록 한 미세먼지 제거 기능을 갖는 차단벽 구조체에 관한 것이다.
일반적으로, 바람에 의해 날리는 야적 입자나 도로 주변의 먼지 등(이하 '미세먼지'라 함)은 그 입경이 매우 작고 가벼우므로 짧은 시간 동안 넓은 지역으로 퍼져 대기오염을 유발하고 시민의 건강을 해치며 농작물에 피해를 주기 마련이다.
특히, 급경사진 도로의 노면으로 흩날리는 미세먼지는 운전자의 전방시야를 흐리게 할 뿐만 아니라 선행 차량이 보이지 않는 잠재위험 조건에서의 심각한 차량 사고를 유발할 수 있다.
이러한 문제에 적절히 대응하고자 학교나 연구소 등에서는 바람에 의해 일어나는 미세먼지의 움직임에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 그 결과로 여러 가지 종류의 미세먼지 차단장치나 윈드 브레이크 펜스(wind break fence)가 제안되고 있다.
위와 같은 윈드 브레이크 펜스는 대게 지면에 박혀 고정되는 다수의 기둥과, 상기 기둥을 연결하는 다공성 펜스부재로 구성된다. 다공성 펜스부재는 통풍성이 없는 단순한 판상형 펜스와 달리 공기의 운동에너지를 감소시켜 미세입자의 비산을 방지하기 위한 구성을 갖는다.
그런데, 이 같은 종래의 윈드 브레이크 펜스는 단순히 공기의 운동에너지를 감소시키는 기능만을 할 수 있고, 또한 바람이 강하게 불 경우에는 그 효용성이 현저히 떨어진다는 단점을 갖는다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로, 본 발명의 일 목적은 일반적인 도로 노면이나 급경사진 도로변에 설치되어 우수한 통풍성을 발휘하는 가운데 미세먼지, 황사 등을 효과적으로 제거하여 운전자에게 쾌적한 전방시야를 확보할 수 있도록 하는 미세먼지 제거 기능을 갖는 차단벽 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 겨울철 도로 노면상에 적설로 인한 결빙을 방지할 수 있도록 하는 미세먼지 제거 기능을 갖는 차단벽 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 강풍에 대해 높은 지지강성을 발휘할 수 있는 미세먼지 제거 기능을 갖는 차단벽 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 반드시 제한되는 것은 아니며 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1실시형태는, 도로변에 차량 진행방향으로 설치되는 차단벽 구조체에 있어서, 설치대상 지면에 수직방향으로 일정거리를 두고 직립되게 설치되는 다수개의 매설봉(111)과, 상기 매설봉(111)을 설치대상 지면에서 지지하고 둘레 가장자리에는 일정간격마다 다수의 체결홀이 형성되는 베이스 플레이트(112)와, 상기 다수의 체결홀을 통해 설치대상 지면의 지중에 일정 깊이로 삽입되는 다수의 앵커볼트(113)와, 상기 설치대상 지면의 가장자리 일측에 함몰되게 형성되며 상측에서 자중에 의해 자유 낙하하는 수분을 모아 일측방향으로 배수시키는 배수로(114)로 구성되어 있는 기초부(110); 상기 다수개의 매설봉(111) 각 상부에 직립되게 고정 결합되는 다수의 지지프레임(121)과, 상기 다수의 지지프레임(121) 상단에 상기 지지프레임(121)의 전후면 둘레를 감싸도록 형성한 한 쌍의 연결용 브래킷(122a)에 의해 수평방향으로 고정 결합되는 강화 플라스틱 재질의 상부 보강프레임(122)과, 상기 지지프레임(121)들의 사이에서 각 가장자리가 지지된 채 설치되는 다수의 사각 틀(123)로 구성되어 있는 프레임부(120); 및 상기 사각 틀(123)에 일부 감겨져 박음질되면서 테두리를 형성하는 동시에 상기 사각 틀(123)의 전체 영역을 적어도 6개 이상의 격자형으로 구획하는 지지부재(131)와, 각각의 격자형 구획 내에 배치되면서 상기 지지부재(131)상에 박음질되는 망부재(132)로 구성되어 있는 방사/방설 유닛(130);을 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 미세먼지 제거 기능을 갖는 차단벽 구조체의 제2실시형태에 의하면, 상기 망부재(132)는, 폴리비닐클로라이드수지, 폴리프로필렌수지, 폴리에틸렌수지 중에서 선택된 어느 하나 이상의 합성수지재로 형성되는 필름층; 상기 필름층의 상부에 접착 고정되고, 람다 카라기난 분말과 물이 1:5.0-10.0의 중량비율로 혼합된 람다 카라기난 수용액으로 구성된 제1코팅액을 직물지의 외면에 코팅시켜 형성되는 하부 직물층; 상기 하부 직물층의 상부에 접착 고정되고, 산화무기물이 코팅된 이산화티탄 분말과 람다 카라기난 분말을 40-60:40-60중량%로 혼합하여 형성한 혼합 분말에 상기 혼합 분말 대비 물 1:0.5-10.0의 중량비율로 재차 혼합하여 형성한 람다 카라기난 수용액으로 구성된 제2코팅액을 직물지의 외면에 코팅시켜 형성되는 상부 직물층; 및 상기 상부 직물층의 상부에 접착 고정되고, 폴리부틸렌 석시네이트, 폴리카프로락톤, 폴리부틸렌아디페이트-코-부틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌 석시네이트 아디페이트 중에서 선택된 어느 하나의 생분해성 소재 100중량부에 대하여 녹말 분말 1 - 50중량부를 포함하여 형성되는 표면 필름층;으로 이루어진 적층체에 다수의 미세 타공을 형성시키는 과정을 통해 제작할 수 있다.
본 발명에 따른 미세먼지 제거 기능을 갖는 차단벽 구조체의 제3실시형태에 의하면, 상기 상부 보강프레임(122)은, 변성 고무 에폭시, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 노볼락 에폭시 수지 중에서 선택된 어느 하나 이상의 에폭시 수지 100중량부를 기준으로, 카본섬유, 폴리아라미드섬유, 아라미드섬유, 탄소섬유, 유리섬유, 강섬유, 방향족 나일론섬유, 천연섬유, 합성섬유, 비닐섬유, 현무암섬유, 바잘트섬유 중에서 선택된 어느 하나 이상의 복합섬유 50 - 80중량부와, 메틸메타아크릴레이트 5 - 30중량부와, 단량체 형태로서 분자량이 150 - 450Da인 옥틸트리에폭시 실란 3 - 15중량부와, 나노 세라믹재 5 - 30중량부와, 폴리비닐알코올 분말 0.1 - 10중량부와, 규사 분말 3 - 30중량부와, 물유리계 폼 비트 3 - 30중량부와, 수팽윤성 물질 1 - 20중량부와, 에틸렌 초산 비닐 또는 초산비닐/비닐바사테이트 중에서 어느 하나 또는 이들 화합물로 구성된 재유화형 폴리머 분말 2 - 15중량부와, 부착제 3 - 15중량부와, 안정제 2 - 10중량부를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 미세먼지 제거 기능을 갖는 차단벽 구조체의 제4실시형태에 의하면, 상기 차단벽 구조체의 후방에는, 일단부가 상기 매설봉(111)과 일정 폭이 이격된 위치에서 지면에 매설되고, 타단부가 상기 지지프레임(121)의 일측에 형성된 브래킷을 통해 고정 결합되는 삼각 단면구조의 후단 보강대(140)가 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 미세먼지 제거 기능을 갖는 차단벽 구조체의 제5실시형태에 의하면, 상기 사각 틀(123)은, 지지프레임(121)의 높이를 따라 일정 위치마다 설치된 다수의 지지용 브래킷(123a)에 의해 긴밀히 고정될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 미세먼지 제거 기능을 갖는 차단벽 구조체에 의하면,
첫째, 일반적인 도로 노면이나 급경사진 도로변에 설치되어 우수한 통풍성을 발휘하는 가운데 미세먼지, 황사 등을 효과적으로 제거함으로서 운전자에게 쾌적한 전방시야를 제공할 수 있으며,
둘째, 겨울철 도로 노면에 적설로 인한 결빙을 방지할 수 있어 도로 통행에 대한 안전성과 신뢰성을 담보할 수 있고,
셋째, 높은 지지강성으로 태풍과 같은 강력한 풍하중에 의한 전도 내지 파손을 방지할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 하기 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 미세먼지 제거 기능을 갖는 차단벽 구조체의 구조를 나타낸 정면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 미세먼지 제거 기능을 갖는 차단벽 구조체의 구조를 나타낸 측면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 미세먼지 제거 기능을 갖는 차단벽 구조체에서 방사/방설 유닛의 연결부위에 대한 일 구현예를 나타낸 상세도,
도 4는 도 3의 평면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 미세먼지 제거 기능을 갖는 차단벽 구조체에서 상부 보강프레임에 대한 일 구현예를 나타낸 상세도,
도 6은 도 5의 평면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 미세먼지 제거 기능을 갖는 차단벽 구조체의 구조를 나타낸 측면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 미세먼지 제거 기능을 갖는 차단벽 구조체에서 방사/방설 유닛의 연결부위에 대한 일 구현예를 나타낸 상세도,
도 4는 도 3의 평면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 미세먼지 제거 기능을 갖는 차단벽 구조체에서 상부 보강프레임에 대한 일 구현예를 나타낸 상세도,
도 6은 도 5의 평면도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 본 명세서에 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 설명되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 결코 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자에 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 참고로, 본 명세서에서 사용되는 용어 중, '복수'는 2개를 의미할 수 있고, '다수'는 2개 이상을 의미할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 미세먼지 제거 기능을 갖는 차단벽 구조체에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능에 대한 구체적인 설명은 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 미세먼지 제거 기능을 갖는 차단벽 구조체의 구조를 나타낸 정면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 미세먼지 제거 기능을 갖는 차단벽 구조체의 구조를 나타낸 측면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 차단벽 구조체는 방사(防砂) 및 방설(防雪)을 위해 도로변에 차량 진행방향으로 설치되는 것으로, 크게 기초부(110), 프레임부(120) 및 방사/방설 유닛(130)으로 구분 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 기초부(110)는 설치대상 지면에 매설되어 후술될 지지프레임(121)들을 견고히 지지하기 위해 구비되는 구성으로, 보다 구체적으로는 매설봉(111), 베이스 플레이트(112), 앵커볼트(113) 및 배수로(114)를 포함하여 구성된다.
상기 매설봉(111)은 도 1에 나타낸 바와 같이, 다수개가 설치대상 지면에 수직방향으로 일정거리마다 직립되게 설치된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 매설봉(111)은 도로나 급경사 지점의 차량 진행방향으로 적당한 거리(예를 들면 4m 정도의 거리)를 유지하면서 각 지점에 콘크리트 기초공사를 한 후, 기초 위에 수직방향으로 일정거리를 두고 직립되게 설치할 수 있다.
또한, 상기 베이스 플레이트(112)는 상기 매설봉(111)을 설치대상 지면에서 견고하게 지지하면서 둘레 가장자리에는 일정간격마다 다수의 체결홀(도면 미도시)이 형성된다.
상기 체결홀은 앵커볼트(113)를 삽입시키기 위해 형성되는 것으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 앵커볼트(113)는 체결홀을 통해 설치대상 지면의 지중에 일정 깊이로 삽입될 수 있다.
한편, 상기 배수로(114)는 도 1 또는 도 2에서와 같이, 설치대상 지면의 가장자리 일측에 함몰된 형상으로 형성되며, 상측 지점에서 자중에 의해 자유 낙하하는 수분을 집수하여 일측방향으로 배수시킨다.
상기 수분은 바람에 의해 흩날리는 눈이 녹으면서 생성되는 것으로, 보다 구체적으로 설명하면, 바람에 의해 흩날리는 눈이 후술될 방사/방설 유닛(130)을 통과하지 못하고 잔류하게 되면 시간이 경과함에 따라 수분으로 상변화하게 되고, 이렇게 상변화된 수분은 액체상태로서 자중에 의해 자유 낙하되어 배수로(114)로 집수되는 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 미세먼지 제거 기능을 갖는 차단벽 구조체에서 방사/방설 유닛의 연결부위에 대한 일 구현예를 나타낸 상세도이고, 도 4는 도 3의 평면도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 미세먼지 제거 기능을 갖는 차단벽 구조체에서 상부 보강프레임에 대한 일 구현예를 나타낸 상세도이고, 도 6은 도 5의 평면도이다.
도 3 내지 도 6을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 프레임부(120)는 지지프레임(121), 상부 보강프레임(122) 및 사각 틀(123)을 포함하여 구성된다.
상기 지지프레임(121)은 다수개의 매설봉(111) 각 상부에 직립되게 고정 결합되고, 차량의 진행방향을 따라 일정간격을 두고 다수개가 설치될 수 있다.
상기 지지프레임(121)에 대한 추가 실시예로서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 지지프레임(121)의 높이를 따라 일정 위치마다 다수의 지지용 브래킷(123a)이 형성될 수 있다. 상기한 바와 같은 지지용 브래킷(123a)은 후술될 사각 틀(123)을 긴밀히 고정시키는 역할을 한다.
한편, 상기 상부 보강프레임(122)은 다수의 지지프레임(121) 상단에 도 5 또는 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 지지프레임(121)의 전후면 둘레를 감싸도록 형성한 한 쌍의 연결용 브래킷(122a)에 의해 수평방향으로 고정 결합된다.
상기한 바와 같은 상부 보강프레임(122)은 강화 플라스틱 재질로 형성한 것을 특징으로 하는데, 본 발명의 상부 보강프레임(122)에 따르면, 높은 강성을 발휘하면서 무게는 가볍기 때문에 태풍과 같은 강력한 풍하중에 의한 전도 내지 파손을 방지할 수 있게 된다.
상기한 바와 같이, 가벼운 무게와 높은 강성을 확보하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 상부 보강프레임(122)은 변성 고무 에폭시, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 노볼락 에폭시 수지 중에서 선택된 어느 하나 이상의 에폭시 수지 100중량부를 기준으로, 카본섬유, 폴리아라미드섬유, 아라미드섬유, 탄소섬유, 유리섬유, 강섬유, 방향족 나일론섬유, 천연섬유, 합성섬유, 비닐섬유, 현무암섬유, 바잘트섬유 중에서 선택된 어느 하나 이상의 복합섬유 50 내지 80중량부와, 메틸메타아크릴레이트 5 내지 30중량부와, 단량체 형태로서 분자량이 150 내지 450Da인 옥틸트리에폭시 실란 3 내지 15중량부와, 나노 세라믹재 5 내지 30중량부와, 폴리비닐알코올 분말 0.1 내지 10중량부와, 규사 분말 3 내지 30중량부와, 물유리계 폼 비트 3 내지 30중량부와, 수팽윤성 물질 1 내지 20중량부와, 에틸렌 초산 비닐 또는 초산비닐/비닐바사테이트 중에서 어느 하나 또는 이들 화합물로 구성된 재유화형 폴리머 분말 2 내지 15중량부와, 부착제 3 내지 15중량부와, 안정제 2 내지 10중량부를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 에폭시 수지는 내열성, 접착성, 불연성, 저발연성, 그리고 기계적 물성이 우수한 특성을 갖는 물질로, 바람직하게는 포르마린 조건하에서 축합하여 합성시킨 에폭시 수지를 사용하는 것이 좋으며, 구체적으로 에폭시 수지의 비중은 25℃에서 1.2 내지 1.3이고, 점도는 8,000 내지 10,000㎲, 겔화시간 100 내지 120(150℃/sec), 불휘발성은 60 내지 75%, pH는 7.5 내지 8.3인 것이 바람직하다.
또한, 상기 복합섬유는 상부 보강프레임(122)에 포함되어 높은 강성을 확보함과 동시에 상기 상부 보강프레임(122)의 형태를 일정하게 유지시키는 특성을 부여할 수 있는 물질로서, 에폭시 수지 100중량부 기준으로 50 내지 80중량부가 함유된다.
본 발명의 상부 보강프레임(122)을 구성하는 물질 중, 메틸메타아크릴레이트(MMA: Methyl MethAcrylate)는 우수한 접착력 제공과 함께 바인더 물성과 기계적 물성을 유지하며 외부 충격에 의한 크랙 내지는 탈락현상을 방지할 수 있도록 하는 기능을 한다.
상기와 같은 특성을 최대한 발현시키기 위해선 에폭시 수지 100중량부 기준으로 메틸메타아크릴레이트가 5 내지 30중량부로 함유되는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 메틸메타아크릴레이트는 점도가 10 내지 1,000cps인 저점도 메틸메타아크릴레이트 수지 49 내지 70중량%와, 점도가 2,000 내지 20,000cps인 고점도 메틸메타아크릴레이트 수지 20 내지 50중량%를 혼합하여 얻어지는 메틸메타아크릴레이트 혼합물에 SIS(Stylene Isoprene Stylene), SBR(Stylene Butadiene Rubber), SBS(Stylene Butadiene Stylene) 중에서 선택된 어느 하나 이상의 혼합물 1 내지 10중량%를 혼합한 변성 메틸메타아크릴레이트를 사용할 수도 있다. 이때, 상기 변성 메틸메타아크릴레이트의 함량이 1중량% 미만인 경우에는 내충격성 저하로 인한 크랙이 발생할 수 있고, 10중량%를 초과하는 경우에는 변성 메틸메타아크릴레이트 수지의 점도상승으로 인하여 작업성이 저하될 수 있다.
본 발명의 상부 보강프레임(122)을 구성하는 물질 중, 옥틸트리에톡시 실란은 상부 보강프레임(122)에 접착성 및 부착강도를 향상시키기 위한 목적으로 함유되는 물질로서, 상기 옥틸트리에톡시 실란은 단량체 형태로 사용이 가능하며, 상기 단량체의 분자량은 150 내지 450Da인 것이 바람직하고, 그 사용량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 3 내지 15중량부가 바람직하다.
본 발명의 상부 보강프레임(122)을 구성하는 물질 중에서 나노 세라믹재는 상부 보강프레임(122)을 제작하는 과정 중, 표면으로 부상하면서 치밀한 조직과 경도가 높은 표면을 형성한다. 그리하여 수증기와 기타 기체, 액체의 투과를 방지함은 물론 내습성, 내구성, 내후성, 내충격성, 내약품성을 크게 향상시킨다.
상기한 바와 같은 나노 세라믹재는 에폭시 수지 100중량부 기준으로 5 내지 30중량부를 함유하는 것이 바람직하며, 일 예로, 상기 나노 세라믹재로는 나노입자 크기의 그래핀 파우더(Graphene powder), 그래핀(Graphene), 탄소나노섬유, 나노카본, 풀러렌(Fullerene), 단일벽탄소나노튜브, 이중벽탄소나노튜브, 다중벽탄소나노튜브, 평균 입경이 300 내지 500㎚인 실리콘카바이드, 평균 입경이 500 내지 1,000㎚인 알루미나, 평균 입경이 700 내지 1,500㎚인 실리카, 평균 입경이 500 내지 1,000㎚인 지르코니아-실리카, 평균 입경이 500 내지 1,000㎚인 산화아연, 평균 입경이 100 내지 300㎚인 이산화티탄, 평균 입경이 500 내지 1,000㎚인 산화칼슘으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기에서 열거한 물질 중에서, 그래핀 파우더는 고온에서의 화학적 안정성과 내식성이 여타 다른 물질에 비해 상대적으로 뛰어나고, 특히 신축성과 강도를 증대시키는 기능이 탁월하다.
본 발명의 상부 보강프레임(122)을 구성하는 물질 중, 물유리계 폼 비트는 고 점성을 갖는 액체물질로, 상부 보강프레임(122)에 함유됨으로서 내화성 및 접착력을 향상시킨다.
일 예로, 상기 물유리계 폼 비트는 최적의 효과를 발휘하기 위해, 물유리 75 내지 81중량%, 산화칼슘 0.2 내지 0.6중량%, 규소 15 내지 21중량%, 마그네슘 0.1 내지 0.3중량%, 철 0.1 내지 0.3중량%, 중탄산나트륨 0.5 내지 5중량%, 수산화알루미늄 0.5 내지 5중량%, 글리옥산 0.5 내지 3중량%, 에틸렌글리콜아세테이트 0.5 내지 3중량%, 폴리프로필렌글리콜 0.5 내지 3중량%, 설탕 0.5 내지 3중량%, 붕산 0.5 내지 3중량%로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 물유리는 나트륨, 실리카로 구성되고, 산화칼슘은 반응촉진제로서 작용한다. 또한, 설탕은 반응지연제로서 작용하여 열 발생을 억제하는 기능을 하고, 마그네슘 및 철은 일종의 촉매로서 작용한다.
아울러, 상기 중탄산나트륨은 발포작용을 돕는 기능을 하고, 폴리프로필렌글리콜은 무기바인더의 유연제 역할을 한다.
상기 폼유리계 폼 비트의 함량은 사용자의 선택에 따라 적절하게 변경이 가능하지만, 바람직하게는 에폭시 수지 100중량부 기준으로 3 내지 30중량부로 함유될 때 내화성 및 접착성 향상 기능이 가장 탁월해진다.
본 발명의 상부 보강프레임(122)을 구성하는 물질 중, 수팽윤성 물질은 수분에 의해서 팽창작용하는 흡수성 물질로서, 예컨대 에스테르화 다당류와 폴리아민을 반응시켜 겔화된 것, 스멕타이트속의 층 형상 규산염 광물, 몬모릴로나이트, 바이델라이트(beidellite), 논트로나이트(nontronite), 사포나이트(saponite), 헥토라이트(hectorite) 중에서 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 본 발명에서는 상기 수팽윤성 물질이 에폭시 수지 100중량부 기준으로 1 내지 20중량부로 함유되는 것이 바람직하다.
본 발명의 상부 보강프레임(122)을 구성하는 물질 중, 재유화형 폴리머 분말(Redispersible Polymer Powder)은 상부 보강프레임(122)의 표면에 필름막을 형성하여 휨 강도 및 부착 강도를 증대시키며, 또한 보수성이 현저히 개선되어 중성화, 염화물 이온 침투, 동결융해 등과 같은 현상을 방지할 수 있다.
일 예로, 상기 재유화형 폴리머 분말은 에틸렌 초산 비닐(EVA) 또는 초산비닐/비닐바사테이트(Va/VeoVA) 중에서 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 구성될 수 있다. 이때, 겉보기 비중은 475±g/ℓ, 입도는 max,2%>400㎛이고, 물에 재분산시 0.3 내지 9㎛의 입도분포를 나타내며, 그 함유량은 에폭시 수지 100중량부를 기준으로 2 내지 15중량부가 바람직하다.
본 발명의 상부 보강프레임(122)을 구성하는 물질 중, 부착제는 각 물질들의 응집력을 향상시키기 위한 목적으로 함유되는 것으로, 이러한 목적에 부합되는 것들이라면 특별한 제한 없이 사용할 수 있지만, 바람직하게는 우레탄 수지, 아크릴 수지, 멜라민 수지 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 또한, 그 함유량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로 3 내지 15중량부가 바람직하다.
본 발명의 상부 보강프레임(122)을 구성하는 물질 중, 안정제는 상부 보강프레임(122)을 자외선(UV)으로부터 보호하기 위해 함유되는 것으로, 예컨대 아크릴 폴리올 수지, 무황변 폴리우레아 수지, 폴리이소시아네이트 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 그 함유량은 에폭시 수지 100중량부 기준으로, 2 내지 10중량부가 바람직하다.
한편, 상기 사각 틀(123)은 도 1 또는 도 3에 나타낸 바와 같이, 지지프레임(121)들의 사이에서 4개의 각 가장자리가 지지된 채 다수개가 설치된다.
본 발명에 따른 방사/방설 유닛(130)은 지지부재(131) 및 망부재(132)를 포함하여 구성된다.
상기 지지부재(131)는 사각 틀(123)에 일부 감겨져 박음질되면서 테두리를 형성하는 동시에 상기 사각 틀(123)의 전체 영역을 적어도 6개 이상의 격자형으로 구획한다.
또한, 상기 망부재(132)는 각각의 격자형 구획 내에 배치되면서 상기 지지부재(131)상에 박음질된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 망부재(132)는 필름층, 하부 직물층, 상부 직물층 및 표면 필름층으로 이루어진다.
본 발명의 망부재(132)를 구성하는 필름층은 최하부에 배치되고 폴리비닐클로라이드수지(P.V.C), 폴리프로필렌수지(P.P), 폴리에틸렌수지(P.E) 중에서 선택된 어느 하나 이상의 합성수지재로 형성된다.
전술한 바와 같은 필름층은 본 발명의 망부재(132) 하부를 마감하는 필름으로서 상기에서 열거한 소재 외에도 이 분야에서 공지된 것들이 특별한 제한 없이 사용될 수 있다.
본 발명의 망부재(132)를 구성하는 하부 직물층은 상기 필름층의 상부에 접착 고정되고, 람다 카라기난(λ-carrageena) 분말과 물이 1:0.5-10.0의 중량비율로 혼합된 람다 카라기난 수용액으로 구성된 제1코팅액을 직물지의 외면에 코팅시켜 형성된다.
여기서, 람다 카라기난 분말과 물이 혼합되어 이루어진 람다 카라기난 수용액은 직물층이 필름층에 부착될 수 있도록 하는 일종의 접착제(천연 바인더) 역할을 한다. 특히, 본 발명에 있어서, 다양한 카라기난 성분 중에서도 람다 카라기난을 선택하여 사용하는 이유는 여타 카라기난 성분에 비해 접착력, 점착력, 유동성, 강도발현 측면에서 우수한 특성을 보이기 때문이다. 가령, 천연 바인더의 성분에 카파 카라기난(κ-carrageena), 아이오타 카라기난(ι-carrageena)이 존재하게 되면, 혼합 시 뭉침 현상 뿐만이 아니라 접착 강도 저하, 물리적 지속 안정성에도 문제를 발생하게 된다.
즉, 람다 카라기난 외에 카파 카라기난, 아이오타 카라기난이 존재하게 되면, 고온에서 분쇄 작업을 수행하더라도 겔화의 진행으로 인하여 천연 바인더로의 제조가 불가하며, 설령 이를 제조했다 하더라도 발림성의 문제와 균일성의 문제, 그리고 접착 강도 저하의 문제가 나타날 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 람다 카라기난 분말은 후노리, 우뭇가사리, 방사무늬김, 둥근돌김, 김파래, 꼬시래기, 풀가사리, 도박 중에서 선택된 어느 하나 이상의 홍조류에서 초임계 추출법, 열수 추출법, 용매 추출법, 가압 추출법 중 어느 하나의 추출법을 이용하여 액상의 카라기난 성분을 추출하고, 그 추출된 액상의 카라기난 성분에서 람다 카라기난만을 분획추출한 뒤, 전체 중량에 대한 함수율이 0.001 내지 0.1%가 될 때까지 건조시키고, 그 건조된 분획추출물을 0.01 내지 0.5㎜ 입경크기로 분쇄시켜 형성한 것일 수 있다.
한편, 상기 하부 직물층의 직물지는 그 형태에는 제한이 없으나, 위사와 경사가 서로 직조된 직물지를 사용하는 것이 본 발명에 따른 망부재(132)의 내구성 향상에 유리할 뿐 아니라, 상기 제1코팅액이 직물지의 전체적인 외면에 걸쳐 고루 코팅될 수 있다.
본 발명의 망부재(132)를 구성하는 상부 직물층은 하부 직물층의 상부에 접착 고정되고, 산화무기물이 코팅된 이산화티탄 분말과 람다 카라기난 분말을 40-60:40-60중량%로 혼합하여 형성한 혼합 분말에 상기 혼합 분말 대비 물 1:0.5-10.0의 중량비율로 재차 혼합하여 형성한 람다 카라기난 수용액으로 구성된 제2코팅액을 직물지의 외면에 코팅시켜 형성된다.
여기서, 상기 이산화티탄 분말은 환경에 무해하고 높은 산화력을 갖고 있어 거의 모든 유기물을 산화시키는 특성이 있다. 또한, 이산화티탄 분말은 빛에 대한 영향을 받지 않으므로 반영구적으로 사용할 수 있고, 반응 후 2차 환경오염물을 발생시키지 않는 특성을 갖는다.
상기한 이산화티탄 분말은 그 종류에 있어서 아나테형의 이산화티탄보다 비교적 단가가 저렴한 루틸형 이산화티탄을 사용하는 것이 바람직하다.
일 예로, 상기 이산화티탄 분말은 입자크기가 20 내지 300㎚이고, pH가 6.5 내지 8.5이며, 체적밀도가 1 내지 4g/㎤인 루티형으로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 산화무기물은 지르코니아(ZrO2) 또는 알루미나(Al2O3)로서, 상기 지르코니아 또는 알루미나 중에서 선택된 어느 하나만을 포함하거나, 또는 2가지 모두를 동일한 중량비율로 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 산화무기물을 이산화티탄에 코팅하는 방법은 예컨대, 습식 코팅법, 스퍼터링법 또는 증착법을 이용할 수 있다.
바람직하게는 ALD(atomic layer deposition), CVD(temperature-regulated chemical vapor deposition) 등의 증착법을 이용하고, 더 바람직하게는 TR-CVD(온도 조절식 화학 증착법, temperature-regulated chemical vapor deposition)를 이용하여 산화무기물 코팅을 형성할 수 있다.
이때, TR-CVD를 적용할 경우 산화무기물 양의 조절을 통하여 이산화티탄 상에 증착되는 산화무기물의 양을 용이하게 조절할 수 있고, 또 제조공정을 단순화시킬 수 있다.
한편, 상기 상부 직물층의 직물지는 그 형태에는 제한이 없으나, 하부 직물층과 마찬가지로 위사와 경사가 서로 직조된 직물지를 사용하는 것이 본 발명에 따른 망부재(132)의 내구성 향상에 유리할 뿐 아니라, 상기 제2코팅액이 직물지의 전체적인 외면에 걸쳐 고루 코팅될 수 있다.
본 발명에 따른 상부 직물층은 산화무기물이 코팅된 이산화티탄 분말이 주성분으로 이루어짐에 따라 미세먼지 유발물질의 제거 메커니즘이 활발하게 일어나고, 또한 유기 화합물이 일절 배제된 홍조류의 추출물인 람다 카라기난과 같은 천연 접착 물질을 포함함으로서, 수분 침투 방지에도 효과적이다.
본 발명의 망부재(132)를 구성하는 표면 필름층은 상부 직물층의 상부에 접착 고정되고, 폴리부틸렌 석시네이트(poly(butylene succinate, PBS), 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL), 폴리부틸렌아디페이트-코-부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneadipate-co-butyleneterephthalate, PBAT), 폴리부틸렌 석시네이트 아디페이트(poly(butylene succinate-co-adipate, PBSA) 중에서 선택된 어느 하나의 생분해성 소재 100중량부에 대하여 녹말 분말 1 내지 50중량부를 포함하여 형성된다.
상기에서 열거한 소재들은 모두 생분해성 특성을 갖는 것으로, 완전히 분해되기 까지의 기간이 본 발명의 생분해성 소재와 동등한 기능을 하는 여타 소재보다 짧으며, 환경호르몬의 방출도 일어나지 않는 친환경 소재이다.
한편, 상기한 구성들로 이루어진 적층체는 도 1 또는 도 3에서와 같이, 그물망 형태로 다수의 미세 타공을 형성시킴으로서 본 발명의 망부재(132)를 완성시킬 수 있게 된다.
본 발명의 추가 실시예에 따르면, 본 발명의 차단벽 구조체의 후방에는 도 2에 나타낸 바와 같이, 일단부가 매설봉(111)과 일정 폭이 이격된 위치에서 지면에 매설되고, 타단부가 상기 지지프레임(121)의 일측에 형성된 브래킷을 통해 고정 결합되는 삼각 단면구조의 후단 보강대(140)가 설치될 수 있다.
상기한 후단 보강대(140)에 따르면, 차단벽 구조체의 전면방향을 향해 불어오는 바람에 대한 풍하중을 차단벽 구조체의 후면에서 견고하게 지지하면서 대응할 수 있으므로, 가령 강력한 태풍에 의한 영향을 받더라도 펜스가 전도되거나 파손되는 현상을 방지할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 미세먼지 제거 기능을 갖는 차단벽 구조체에 따르면, 첫째, 일반적인 도로 노면이나 급경사진 도로변에 설치되어 우수한 통풍성을 발휘하는 가운데 미세먼지, 황사 등을 효과적으로 제거함으로서 운전자에게 쾌적한 전방시야를 제공할 수 있으며, 둘째, 겨울철 도로 노면에 적설로 인한 결빙을 방지할 수 있어 도로 통행에 대한 안전성과 신뢰성을 담보할 수 있고, 셋째, 높은 지지강성으로 태풍과 같은 강력한 풍하중에 의한 전도 내지 파손을 방지할 수 있는 매우 유용한 발명이다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
110 : 기초부 111 : 매설봉
112 : 베이스 플레이트 113 : 앵커볼트
114 : 배수로 120 : 프레임부
121 : 지지프레임 122 : 상부 보강프레임
122a : 연결용 브래킷 123 : 사각 틀
123a : 지지용 브래킷 130 : 방사/방설 유닛
131 : 지지부재 132 : 망부재
140 : 후단 보강대
112 : 베이스 플레이트 113 : 앵커볼트
114 : 배수로 120 : 프레임부
121 : 지지프레임 122 : 상부 보강프레임
122a : 연결용 브래킷 123 : 사각 틀
123a : 지지용 브래킷 130 : 방사/방설 유닛
131 : 지지부재 132 : 망부재
140 : 후단 보강대
Claims (5)
- 도로변에 차량 진행방향으로 설치되는 차단벽 구조체에 있어서,
설치대상 지면에 수직방향으로 일정거리를 두고 직립되게 설치되는 다수개의 매설봉(111)과, 상기 매설봉(111)을 설치대상 지면에서 지지하고 둘레 가장자리에는 일정간격마다 다수의 체결홀이 형성되는 베이스 플레이트(112)와, 상기 다수의 체결홀을 통해 설치대상 지면의 지중에 일정 깊이로 삽입되는 다수의 앵커볼트(113)와, 상기 설치대상 지면의 가장자리 일측에 함몰되게 형성되며 상측에서 자중에 의해 자유 낙하하는 수분을 모아 일측방향으로 배수시키는 배수로(114)로 구성되어 있는 기초부(110);
상기 다수개의 매설봉(111) 각 상부에 직립되게 고정 결합되는 다수의 지지프레임(121)과, 상기 다수의 지지프레임(121) 상단에 상기 지지프레임(121)의 전후면 둘레를 감싸도록 형성한 한 쌍의 연결용 브래킷(122a)에 의해 수평방향으로 고정 결합되는 강화 플라스틱 재질의 상부 보강프레임(122)과, 상기 지지프레임(121)들의 사이에서 각 가장자리가 지지된 채 설치되는 다수의 사각 틀(123)로 구성되어 있는 프레임부(120); 및
상기 사각 틀(123)에 일부 감겨져 박음질되면서 테두리를 형성하는 동시에 사각 틀(123)의 전체 영역을 적어도 6개 이상의 격자형으로 구획하는 지지부재(131)와, 각각의 격자형 구획 내에 배치되면서 상기 지지부재(131)상에 박음질되는 망부재(132)로 구성되어 있는 방사/방설 유닛(130);을 포함하여 이루어지고,
상기 망부재(132)는, 폴리비닐클로라이드수지, 폴리프로필렌수지, 폴리에틸렌수지 중에서 선택된 어느 하나 이상의 합성수지재로 형성되는 필름층; 상기 필름층의 상부에 접착 고정되고, 람다 카라기난 분말과 물이 1:5.0-10.0의 중량비율로 혼합된 람다 카라기난 수용액으로 구성된 제1코팅액을 직물지의 외면에 코팅시켜 형성되는 하부 직물층; 상기 하부 직물층의 상부에 접착 고정되고, 산화무기물이 코팅된 이산화티탄 분말과 람다 카라기난 분말을 40-60:40-60중량%로 혼합하여 형성한 혼합 분말에 상기 혼합 분말 대비 물 1:0.5-10.0의 중량비율로 재차 혼합하여 형성한 람다 카라기난 수용액으로 구성된 제2코팅액을 직물지의 외면에 코팅시켜 형성되는 상부 직물층; 및 상기 상부 직물층의 상부에 접착 고정되고, 폴리부틸렌 석시네이트, 폴리카프로락톤, 폴리부틸렌아디페이트-코-부틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌 석시네이트 아디페이트 중에서 선택된 어느 하나의 생분해성 소재 100중량부에 대하여 녹말 분말 1 - 50중량부를 포함하여 형성되는 표면 필름층;으로 이루어진 적층체에 다수의 미세 타공을 형성시켜 제작한 것을 특징으로 하는 미세먼지 제거 기능을 갖는 차단벽 구조체. - 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 상부 보강프레임(122)은,
변성 고무 에폭시, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 노볼락 에폭시 수지 중에서 선택된 어느 하나 이상의 에폭시 수지 100중량부를 기준으로,
카본섬유, 폴리아라미드섬유, 아라미드섬유, 탄소섬유, 유리섬유, 강섬유, 방향족 나일론섬유, 천연섬유, 합성섬유, 비닐섬유, 현무암섬유, 바잘트섬유 중에서 선택된 어느 하나 이상의 복합섬유 50 - 80중량부와, 메틸메타아크릴레이트 5 - 30중량부와, 단량체 형태로서 분자량이 150 - 450Da인 옥틸트리에폭시 실란 3 - 15중량부와, 나노 세라믹재 5 - 30중량부와, 폴리비닐알코올 분말 0.1 - 10중량부와, 규사 분말 3 - 30중량부와, 물유리계 폼 비트 3 - 30중량부와, 수팽윤성 물질 1 - 20중량부와, 에틸렌 초산 비닐 또는 초산비닐/비닐바사테이트 중에서 어느 하나 또는 이들 화합물로 구성된 재유화형 폴리머 분말 2 - 15중량부와, 부착제 3 - 15중량부와, 안정제 2 - 10중량부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 미세먼지 제거 기능을 갖는 차단벽 구조체. - 제1 항에 있어서,
상기 차단벽 구조체의 후방에는, 일단부가 상기 매설봉(111)과 일정 폭이 이격된 위치에서 지면에 매설되고, 타단부가 상기 지지프레임(121)의 일측에 형성된 브래킷을 통해 고정 결합되는 삼각 단면구조의 후단 보강재(140)가 설치되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 제거 기능을 갖는 차단벽 구조체. - 제1 항에 있어서,
상기 사각 틀(123)은, 지지프레임(121)의 높이를 따라 일정 위치마다 설치된 다수의 지지용 브래킷(123a)에 의해 긴밀히 고정되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 제거 기능을 갖는 차단벽 구조체.
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| KR1020230024547A KR102580232B1 (ko) | 2023-02-23 | 2023-02-23 | 미세먼지 제거 기능을 갖는 차단벽 구조체 |
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| KR (1) | KR102580232B1 (ko) |
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| KR101946764B1 (ko) | 2018-09-11 | 2019-02-11 | 조병욱 | 윈드 펜스 |
-
2023
- 2023-02-23 KR KR1020230024547A patent/KR102580232B1/ko active IP Right Grant
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