KR20210110948A - 조명을 구비한 광투과성 콘크리트 기반의 미디어 파사드 - Google Patents

조명을 구비한 광투과성 콘크리트 기반의 미디어 파사드 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 명을 구비한 광투과성 콘크리트 기반의 미디어 파사드는, 콘크리트 페이스트를 포함하여 제작된 광투과성 구조체; 복수 개의 LED를 포함한 것으로, 상기 광투과성 구조체를 향해 상기 LED의 광이 발광하도록 배치된 조명부; 상기 조명부의 LED를 점멸 제어하여 영상을 연출하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 조명을 구비한 광투과성 콘크리트 기반의 미디어 파사드에 의하면, 충분한 내구성과 강도를 보유하면서도 투광성을 확보하여 다양한 시설이나 환경에 설치할 수 있는 편의성을 제공하는 효과를 가진다.

Description

조명을 구비한 광투과성 콘크리트 기반의 미디어 파사드{LIGHT-TRANSPARENT CONTRETE-BASED MEDIA FACADE WITH LIGHT}
본 발명은 조명을 구비한 광투과성 콘크리트 기반의 미디어 파사드에 관한 것으로서, 보다 상세히는 광투과성 콘크리트 기반으로 제작되어 벽체, 바닥 등의 다양한 대상에서 내구성을 보장하면서 시각적 영상이나 표식 출력을 연출할 수 있는 미디어 파사드에 관한 것이다.
미디어 파사드는 미디어(media)와 건물 외벽을 뜻하는 파사드(facade)의 합성어로서, 건물의 외벽에 다양한 영상을 투사하는 기술 또는 장치를 의미한다.
즉, 건물 벽에 LED 등의 디스플레이를 부착하여 영상을 구현하던 방식에서 한층 더 나아가 아예 건물의 벽면 자체를 디스플레이로 사용할 수 있도록 개선된 것이라 할 수 있다.
특히 미디어 파사드는 과거에 기술적인 한계로 불투명 재질로 제작할 수밖에 없었던 디스플레이 장치를 벽면에 부착하여 투명, 반투명과 같은 보다 다양하고 세련한 미감을 제공하기 어려웠던 한계를 넘어서고 있는 추세이다.
예를 들어, 현재 널리 적용되는 미디어 파사드는 다양한 종류의 LED Pixel을 자유롭게 배치하고 구현할 수 있는 맵핑 S/W와 컨트롤러의 발전과 더불어 투명 기판으로 디스플레이 장치를 제작하여 유리와 같은 투명한 건물 벽체에서 배치할 수 있도록 개량되고 있다.
더 나아가, 미디어 파사드의 용도가 발전하여 건물 벽체 뿐 아니라 보도, 도로, 건물 바닥에도 활용되고 있는데 앞서 언급한 유리 기반의 벽체는 우수한 투명성을 보장할 수는 있으나 깨지거나 파손되기 쉬워 바닥에 설치하는 것은 엄두를 낼 수 없고 벽체에 시공되어도 번거로운 유지 보수가 지속적으로 수행되어야 한다는 문제가 따른다.
국내 특허 제 1890770호인 엘이디 미디어 파사드는, 글래스; 상기 글래스에 테두리부가 접착되는 합성수지 패널; 및 상기 글래스와 상기 합성수지 패널 사이에 소정 간격으로 배치되는 다수의 와이어 엘이디를 포함하고, 상기 와이어 엘이디에는 소정 간격으로 엘이디와 상기 엘이디를 구동하기 위한 드라이버가 배치되며, 이웃하는 상기 와이어 엘이디 사이에 상기 와이어 엘이디 두께 이상의 두께를 가진 절단판이 배치되고, 상기 절단판은 상기 합성수지 패널에 접착되는 구조를 취하여, 유지 보수의 편의성을 제공하면서 투명도를 증가시킬 수 있는 장점이 있다고 게시되어 있다.
그런데 이 선행기술은 미디어 파사드가 장착되는 대상, 즉 벽체 재질을 글래스, 즉 유리로 적용하여 전술한 문제, 즉 깨지기 쉽고 재질 특성 상 유지 보수의 번거로움이 따른다는 단점을 그대로 보유한다.
따라서, 건물의 벽체 뿐 아니라 바닥이나 노면에 장착하여도 쉽사리 깨지거나 파손되지 않고 내구성을 보장할 수 있도록 콘크리트 재료를 적용하면서도 광투과성 성질을 보유하여 주변에 조명부의 광을 원활히 전달할 수 있는 신규하고 진보한 미디어 파사드를 개발할 필요성이 대두되는 현실이다.
본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 건물의 벽체는 물론 바닥, 도로면과 같은 노면에 장착할 수 있도록 콘크리트 기반 재료로 제작되어 충분한 내구성과 강도를 보유하면서도 광을 투과할 수 있는 성질을 동시에 가져 그 내부에 장착된 조명부의 광을 외부로 효율적으로 전달하여 시각적 영상이나 표식을 구현할 수 있는 광투과성 콘크리트 기반의 미디어 파사드를 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 광투과성 구조체를 분리 구조로 제공한 다음 이 사이에 조명부를 설치하여 조명부의 내구성을 보장하도록 처리한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 미디어 파사드가 도로에 설치되어 교통신호등과 같은 역할을 수행할 수 있는 수단을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은 미디어 파사드에 보강 패널을 포함하여 미디어 파사드를 물리적으로 보호함과 동시에 투명성을 보장할 수 있는 수단을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 조명을 구비한 광투과성 콘크리트 기반의 미디어 파사드는, 콘크리트 페이스트를 포함하여 제작된 광투과성 구조체; 복수 개의 LED를 포함한 것으로, 상기 광투과성 구조체를 향해 상기 LED의 광이 발광하도록 배치된 조명부; 상기 조명부의 LED를 점멸 제어하여 영상을 연출하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광투과성 구조체는, 길이 방향을 따라 일정한 폭을 가지면서 연장 함입된 함입 홈을 구비한 제 1 구조체와, 상기 함입 홈에 결합되는 제 2 구조체로 이루어져, 상기 조명부가 상기 함입 홈의 바닥면에 장착된 다음 상기 제 2 구조체가 상기 조명부에 적층 결합되는 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 미디어 파사드는 도로에 설치되고, 상기 컨트롤러는, 도로교통 신호 처리를 제어하는 교통 서버와 통신하여, 상기 교통 서버의 신호에 따라 상기 LED의 색상을 차등적으로 발광하는 교통신호 표시모듈을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 조명을 구비한 광투과성 콘크리트 기반의 미디어 파사드에 의하면,
1) 충분한 내구성과 강도를 보유하면서도 투광성을 확보하여 다양한 시설이나 환경에 설치할 수 있는 편의성을 제공하고,
2) 광투과성 구조체의 독특한 분리 구조에 의해 조명부의 내구성을 보장할 수 있으며,
3) 도로에 설치되어 교통신호등과 같은 역할을 수행하여 운전자의 보다 확실하게 신호를 준수할 수 있는 새로운 패러다임을 개척할 수 있을 뿐 아니라,
4) 미디어 파사드에 보강 패널을 포함하여 미디어 파사드를 물리적으로 보호함과 동시에 투명성을 보장할 수 있다.
도 1은 본 발명의 미디어 파사드의 기본 실시예를 도시한 개념도.
도 2는 본 발명의 미디어 파사드에서 광투과성 구조체가 2개의 분리 구조로 이루어진 실시예를 도시한 개념도.
도 3은 본 발명의 미디어 파사드가 도로에 설치된 상태를 예시한 개념도.
도 4는 본 발명의 미디어 파사드에 보강 패널이 적층된 상태를 예시한 단면도.
도 5는 본 발명의 첨가제의 제조공정을 도시한 순서도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 미디어 파사드의 기본 실시예를 도시한 개념도이다.
도 1을 보아 알 수 있듯이, 본 발명의 미디어 파사드는 광전달체로서 광투과성 구조체(10)를 제공하면서 이 광투과성 구조체(10)의 내측 면에 접하거나 이를 향하도록 배치되어 광원이 광투과성 구조체(10)를 향하도록 발광되는 조명부(20)와, 이 조명부(20)의 광원을 점멸 제어하여 영상 연출을 수행하는 컨트롤러(100)를 포함하는 것을 기본으로 한다.
우선 조명부(20)는 영상이나 특정 표식, 패턴을 시각적으로 연출하기 위한 광원을 구동하는 기능을 제공하는 것으로서, 이 광원은 다양한 광원체가 적용될 수 있으나 유지 보수의 편의성과 우수한 발광 성능을 가진 LED(21)로 이루어지는 것이 바람직하다.
다시 말해, 조명부(20)는 복수 개의 LED(21)를 포함한 상태에서 광투과성 구조체(10)의 내측 면에 접하거나 아니면 광투과성 구조체(10)의 내측 면에서 일정 거리 이격된 위치에서 광투과성 구조체(10)를 향해 LED(21) 광을 발산하도록 배치되어 있다.
이때, LED(21)는 기판 상에 장착되어 조명부(20)를 구현하는데 기판의 재질에 따라 조명부(20)의 일 특성을 결정할 수 있다.
예를 들어, 조명부(20)의 기판이 일정 면적을 가진 판상의 FPCB로 이루어진 경우 휨성을 가짐과 동시에 반투명 성질을 나타낼 수도 있으며, 아니면 LED(21)와 함께 일정 길이로 연장된 와이어 형상으로 이루어지는 것도 가능하다.
와이어 형상의 기판은 좁은 폭(예를 들어 1 내지 5mm)을 가진 기판이 길게 연장되어 있는 것을 말하는데, 이에 LED(21)와 이 LED(21)에 전원 및 데이터를 전달하는 드라이버가 일정 간격을 두고 배치될 수 있다. 즉, 와이어 형상의 기판은 조명을 발산하는 영역 내에서 행렬 구조로 복수 개로 배치되는 것이 가능하다.
이처럼 본 발명의 LED(21) 기반의 조명부(20)는 기판의 형상과 재질에 국한되지 않고 다양한 양태로 구현되는 것이 가능하다.
컨트롤러(100)는 다양한 종류의 LED Pixel을 자유롭게 배치하고 구현할 수 있는 맵핑 S/W를 구비한 상태에서, 조명부(20)의 LED(21) 점멸을 제어하여 다양한 점멸 패턴을 생성하면서 이로 인한 다양한 영상을 연출하는 기능을 수행한다. 이러한 컨트롤러(100)는 공지된 미디어 파사드의 조명 제어 수단과 구성 및 기능에서 차이가 없기 때문에 이를 참조하면 되므로 별도의 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 광투과성 구조체(10)는 공지의 유리와 달리 콘크리트 재료(본 발명에서는 이를 '콘크리트 페이스트'라 한다)를 포함하는 것을 기본적 특징으로 한다. 이와 같이 빛을 투과할 수 있는 콘크리트를 일명 '반투명 콘크리트'라 명명하기도 한다.
반투명 콘크리트는 2001년 헝가리 건축가 Aron Losonczi에 의해 소개되었으며 미국 타임지 선정 2004년 '올해의 발명품 36'에 선정이 되어 '리트라콘(LitraCon)'이라는 상표 명칭으로 개발 및 판매가 이루어지고 있다.
이러한 반투명 콘크리트를 기반으로 한 블록체(반투명 콘크리트 블록)는 국제 공개특허공보 WO 03097954호를 참조하면 블록체의 한 측면으로부터 다른 한 측면으로 광을 투과시키기 위하여 광섬유들이 통과하고, 이 블록체는 시멘트 모르타르와 같은 콘크리트 재료로 제작된다고 설명되어 있다.
즉, 이러한 반투명 콘크리트 블록은 빛의 전반사 원리를 통해 광섬유를 통과하는 빛이 그대로 광섬유 양단 두 지점으로 빛을 전달하는 역할을 이용한 것으로, 수백 혹은 수천 개의 작은 광섬유를 콘크리트 블록이나 패널 내에 배치할 경우 투사된 빛을 통해 사물의 형상이나 실루엣을 반대편에 그대로 전달하여 나타날 수 있게 된다.
또 광섬유를 블록이나 패널 내에서 일방향이 아닌 양방향 격자로도 배치할 수 있기 때문에 직각방향의 다른 면에서 다른 사물을 표현할 수도 있다.
이러한 반투명 콘크리트 블록에서는 광섬유가 전체 블록 용적의 4 내지 10% 정도가 혼합하게 되며 수 미터 두께의 벽체 및 지붕구조물에도 활용할 수 있는데, 이는 광섬유가 길이 방향으로 수십미터의 거리까지도 거의 손실되지 않고 빛의 정보를 전달할 수 있기 때문이다. 사용된 광섬유의 양에 따라 반대편 사물의 그림자를 선명하게 나타낼 수 있을 뿐만 아니라, 광섬유의 특성을 이용하여 다양한 색상으로도 표현할 수도 있다. 또한, 제작된 콘크리트 블록의 경우 압축강도가 30MPa이상을 발휘하기 때문에 건설 구조재료로도 활용이 가능하다.
즉, 본 발명의 광투과성 구조체(10)는 상술한 반투명 콘크리트로 이루어진 것으로서, 다시 말해 시멘트 모르타르와 같은 콘크리트 페이스를 포함하여 제조되되 광섬유(11)를 내부에 복수 개로 배치하여 조명부(20)에서 발광된 LED(21) 광을 외부로 전달할 수 있다. 더 나아가, 광섬유(11)는 LED(21)와 대응되는 위치에 배치되어 직진성을 가지는 LED(21) 광의 발광 방향과 일치하게 배치하여 고유의 광투과 성질을 더욱 향상시키는 것도 가능하다.
현재, 반투명 콘크리트에서 광전달 기능을 담당하는 광섬유를 대체할 수 있는 광전달체도 개발되고 있는바, 본 발명의 광투과성 구조체(10)는 반드시 광섬유(11)를 필수로 포함하는 것이 아니라 이를 대체할 다른 광전달체를 포함한 콘크리트 페이스트로 제작된 블록 등의 입체적인 구조체로 이루어지는 것도 가능하다.
이와 같은 본 발명의 구성에 따르면, 공지의 유리를 광전달체로 적용한 미디어 파사드와 달리 콘크리트 자체의 강도를 십분 활용하면서도 광전달 기능을 겸비할 수 있기 때문에, 건물의 벽체는 물론 건물의 바닥 및 도로와 같은 노면 바닥에도 파손의 우려 없이 자유로이 설치하는 것이 가능하여 미디어 파사드의 적용/설치 환경을 넓힐 수 있다는 특성을 제공한다.
도 2는 본 발명의 미디어 파사드에서 광투과성 구조체가 2개의 분리 구조로 이루어진 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2를 보아 알 수 있듯이, 본 발명의 광투과성 구조체(10)는 제 1,2 구조체(12,14)라는 2개의 분리 구조로 이루어지는 것이 가능하다.
제 1 구조체(12)는 광투과성 구조체(10)의 하부 구조 또는 베이스를 이루는 것으로, 길이 방향으로 연장된 직육면체와 같은 구조를 취하되 상면에서 일정한 폭과 깊이로 함입된 함입 홈(13)이 길이 방향을 따라 연장된 구조를 취한다.
또한, 제 2 구조체(14)는 광투과성 구조체(10)의 상부 구조를 이루는 것으로, 상술한 제 1 구조체(12)의 함입 홈(13)에 대응되는 체적을 가져 이 함입 홈(13)에 결합되는 구조체이다.
이때, 제 2 구조체(14)는 추가적인 콘크리트 재료를 배합 및 양생 처리하여 제 1 구조체(12)에 일체적으로 결합시키는 것이 가능하고 아니면 별도의 접착 수단에 의해 제 1 구조체(12)에 접착시키는 것도 가능하다.
이러한 제 1,2 구조체(12,14) 모두 상술한 반투명 콘크리트, 즉 광투과 성질을 가지면서 콘크리트 페이스트를 포함하여 제작되는 것은 물론이다.
이러한 제 1, 2 구조체(12,14) 기반의 광투과성 구조체(10)에서, 조명부(20)는 함입 홈(13)의 바닥면에 대응되는 면적을 확보한 상태로 함입 홈(13)의 바닥면에 안착 또는 장착이 될 수 있고, 이와 같이 제 1 구조체(12)의 함입 홈(13)에 조명부(20)가 안착된 다음 제 2 구조체(14)를 조명부(20) 상에 적층 결합할 수 있다. 다시 말해, 조명부(20)가 제 1,2 구조체(12,14)의 사이에 배치될 수 있다는 의미이다.
이에 따르면, 제 1 구조체(12)가 조명부(20)를 받치거나 지지할 수 있는 지지 역할을 제공하여 조명부(20)를 지지하기 위한 별도의 구조물을 배치할 필요가 없기 때문에, 예를 들어 도로면에 본 발명의 미디어 파사드를 설치할 때 도로면에서 일정 깊이의 장착 공간을 확보한 다음 제 1 구조체(12)를 삽입하고 이 제 1 구조체(12) 상에 조명부(20)를 배치할 수 있어 조명부(20)의 안정성을 확보하는 것은 물론 시공의 편의성도 함께 보장할 수 있다.
또한, 조명부(20)는 함입 홈(13)의 체적을 모두 채우는 것이 아니라 하부 일 영역만 채우고 함입 홈(13)의 상부 영역은 빈 공간으로 남게 되는데, 이 빈 공간에 제 2 구조체(14)가 수용될 수 있는바, 다시 말해 제 2 구조체(14)는 외부 충격으로부터 조명부(20)를 안전하게 보호할 수 있는 보호 커버와 같은 역할을 제공한다.
이때, 함입 홈(13)의 바닥 면에서 일정 높이로 상측으로 진입된 측면 일 부위에는 수평 방향으로 함입 홈(13)의 내부 중심을 향해 일정 길이로 연장된 걸림턱이 형성될 수 있어, 이 걸림턱에 의해 제 1 구조체(12)와 조명부(20)가 밀착하지 않고 제 1 구조체(12)와 조명부(20) 사이에 안전 공간을 확보하는 것이 가능하다.
도 3은 본 발명의 미디어 파사드가 도로에 설치된 상태를 예시한 개념도이다.
앞서 설명하였듯이, 본 발명의 미디어 파사드는 충분한 압축강도를 보장할 수 있어 노면이나 도로에 설치하는 것이 가능하다.
이에 따라 도 3에 따른 미디어 파사드는 도로 면에 설치한 것으로서, 특히 횡단보도에서 LED(21)의 점멸에 의해 신호등과 같은 역할을 제공하는 것이 가능하다.
이때, 미디어 파사드는 도로의 폭을 따라 일정 간격을 두고 복수 개로 배치되는 것이 가능한데, 이러한 복수 개의 미디어 파사드를 통합적으로 제어하는 통합 컨트롤러를 별도로 구비할 수도 있다.
다 나아가, 도 3에 따른 컨트롤러(100)는 교통신호 표시모듈(110)을 포함하는 것이 가능하다.
구체적으로, 교통신호 표시모듈(110)은 도로교통 신호 처리를 수행하는 교통 서버와 통신할 수 있는 통신부를 구비하고, 이 통신부를 통해 전달되는 교통 서버의 신호에 따라 LED(21)의 색상을 차등적으로 발광하는 기능을 제공한다.
예를 들어, 교통 서버는 횡단보도의 적색등과 녹색등을 점멸할 때 기 설정된 시간의 흐름에 따라 적색등 및 녹색등을 순차 점멸하는 기능을 가진 것으로, 이와 통신 가능한 교통신호 표시모듈(110)은 교통 서버를 통해 적색등을 점등하는 신호를 통신부에서 수신하면 조명부(20)의 LED(21)에서 적색 색상이 표시되도록 점등 처리하고 녹색등을 점등하는 신호의 수신 시 조명부(20)의 LED(21)에서 녹색 색상이 표시되도록 점등할 수 있다는 의미이다.
이로써, 도 3에 따른 미디어 파사드는 횡단보도의 신호등을 운전자가 간과하거나 무시하는 문제를 확실히 차단할 수 있는바 다시 말해 횡단보도 자체가 적색, 녹색으로 발광되기 때문에 운전자의 실수를 방지하면서 신호 준수 유발 효과를 도모할 수 있는 특성을 제공한다.
아니면, 교통신호 통신모듈(110)이 교통 서버와 통신될 필요 없이 자체적인 타이머를 구비하여 타이머에 의한 일정 시간 흐름 측정에 따라 LED(21)를 적색, 녹색으로 순차 점멸할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 미디어 파사드에 보강 패널이 적층된 상태를 예시한 단면도이다.
본 발명의 미디어 파사드가 건물이나 도로에 노출된 상태로 설치될 경우 주변 외력에 보다 적절하게 대응할 수 있기 위하여, 도 4에 따른 미디어 파사드는 보강 패널(30)을 추가로 구비하는 것이 가능하다.
보강 패널(30)은 광투과성 구조체(10)의 상면의 면적과 동일 면적을 가진 상태에서 이 상면에 적층 결합된다. 이 보강 패널(30)은 투명 또는 반투명 성질을 가져 광투과 역할을 겸비하면서 충분한 압축강도를 가지는 것이 바람직하다.
이때, 보강 패널(30)은 미디어 파사드와 별도의 접착제를 통해 적층될 수 있지만, 도 4에 도시한 바와 같이 모서리 주위애 타공된 뒤 패스너를 통해 미디어 파사드와 체결될 수도 있으며, 이는 공지의 기술이므로 자세한 설명은 생략한다.
일반적으로 보강 패널(30)은 폴리카보네이트(polycarbonate)를 포함하는 것을 기본으로 한다.
이때, 폴리카보네이트는 열가소성 플라스틱의 일종으로 우수한 내구성, 내충격성, 내열성, 내후성, 자기소화성 및 투명성을 가진 자재이며, 투명한 성질로 인해 잘 파손되고 변형이 쉬운 아크릴 및 판유리의 보완 재료로서 역할을 수행한다. 또한, 폴리카보네이트는 강도가 일반 유리의 약 150 내지 250배이며 무게 또한 유리보다 현저히 가볍기 때문에 건축 자재로서 사용하기 적절하다.
따라서 이러한 폴리카보네이트는 보강 패널(30)의 재료로서 사용하는 것이 적절하며 미디어 파사드를 물리적으로 보호함과 동시에 투명성을 보장할 수 있다.
도 5는 본 발명의 첨가제의 제조공정을 도시한 순서도이다.
더 나아가, 상술한 보강 패널(30)은 충분한 내구성과 절단 강도 및 탄성을 가질 수 있도록 라이오셀(Lyocell)을 포함하는 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
구체적으로, 첨가제는 전체 보강 패널 중량 대비, 5 내지 15중량%의 비율로 포함될 수 있으며, LED(21) 광의 투과성을 보장하기 위해 LED(21)와 인접하지 않은 보강 패널(30)의 일부분에 첨가제를 포함하는 것이 가능하다.
이러한 첨가제는 제 1 물질 제조 단계(S100), 제 2 물질 제조 단계(S110), 제 3 물질 제조 단계(S120), 제 4 물질 제조 단계(S130), 첨가제 완성 단계(S140)를 거쳐 제조될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 제조 방법은 다음과 같다.
먼저, 제 1 물질 제조 단계(S100)는 라이오셀(Lyocell) 40 내지 50중량부, 에탄올 40 내지 50중량부, 글리시독시프로필트리메톡시실란(glycidoxypropyltrimethoxy silane) 1 내지 5중량부를 혼합하여 제 1 물질을 제조하는 과정으로서, 라이오셀 섬유의 표면을 처리하는 과정이다.
여기서, 라이오셀란 목재 펄프에서 추출한 셀룰로오즈로 만든 신소재 섬유로, 부드러운 촉감과 뛰어난 흡습성 등을 특징으로 하며, 흡습성, 내구성, 탄성, 혼용성이 우수한 섬유이며 보강 패널(30)에 함께 포함되어 보강 패널(30)의 내구성, 인장 강도 등의 물리적 특성을 강화시키는데 도움이 될 수 있다.
이때, 제 1 물질은 pH가 약 4가 되도록 조절하는 것이 바람직하며 라이오셀이 에탄올에 충분히 적셔지도록 약 2시간 이상 에탄올에 침지시키는 것이 바람직하다.
다음, 제 2 물질 제조 단계(S110)는 제 1 물질을 여과한 뒤 남은 잔여물을 90 내지 110℃에서 20 내지 30시간 동안 건조한 후 100 내지 150mm의 크기로 분쇄하여 제 2 물질을 제조하는 과정이다. 이때, 여과 과정은 자연 여과, 감압 여과 등이 사용될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 제한은 두지 않는다. 또한, 가열 과정은 오븐을 통해 진행될 수 있다.
이후, 제 3 물질 제조 단계(S120)는 PBS(poly(butylene succinate)) 20 내지 40중량부, PLA(poly(lactic acid)) 20 내지 40중량부, 알루미나 분말 10 내지 25중량부를 혼합한 뒤 120 내지 140℃에서 1400 내지 1600psi의 압력을 가해 0.2 내지 0.5mm의 두께를 가지는 시트 형상의 제 3 물질을 제조하는 과정이다.
여기서, PBS는 지방족 글리콜(glycol)류와 디카르복실산 (dicarboxylic)류를 주원료로 하여 축합중합 방법에 의하여 제조되는 지방족 폴리에스터계 생분해성 고분자로서 완전연소가 가능하고 소각 시 다이옥신과 같은 유해가스나 부산물이 발생하지 않으므로 환경 친화적이며 충격강도 등의 기계적 물성이 우수한 소재이다. 또한, PLA는 나선형의 일차원 구조를 가지고 있으며 용융온도가 약 175 ℃로 다른 지방족 폴리에스터보다 융점이 높은 특성을 지니는 소재로서 외관상으로 투명하며 높은 인장탄성률을 가진다는 특징이 있다. 마지막으로, 알루미나는 알루미늄의 산화물로서 실리카(silica)와 더불어 세라믹스의 가장 중요한 재료이며 내열성, 내약품성, 강도가 우수한 물질로서 산업 및 공업적으로 널리 사용되고 있는 물질이다.
다음, 제 4 물질 제조 단계(S130)는 제 3 물질 상에 제 2 물질을 반복 적층한 뒤 120 내지 140℃에서 1400 내지 1600psi의 압력 조건으로 20 내지 40분 동안 가열 및 압착한 뒤 10 내지 30℃의 온도로 냉각하여 제 4 물질을 제조하는 과정이며, 마지막으로, 첨가제 완성 단계(S140)는 제 4 물질을 분쇄하여 첨가제를 완성하는 과정이다.
즉, 제 4 물질은 내구성, 탄성, 혼용성이 우수한 라이오셀 시트와 인장 강도, 탄성, 경도가 우수한 PBS, PLA, 알루미나 혼합물의 시트가 적층되어 압력을 받음으로써 우수한 물리적 특성을 지니게 되며, 이러한 제 4 물질을 섬유의 형태 또는 분쇄물의 형태로 분쇄함으로써 첨가제를 완성할 수 있다.
이러한 과정을 통해 제조된 첨가제는 탄성, 인장강도, 경도 등의 물리적 특성이 우수하여 보강 패널(30)에 포함됨으로써 보강 패널(30)의 내구성을 극대화시킬 수 있으며, 외부의 충격으로 인한 파손 및 절단 등의 현상을 효과적으로 방지하는데 도움이 될 수 있다.
다른 실시예로서, 광투과성 구조체는 사이클로헥산온을 포함하는 폴리올을 포함한 보조제를 포함하여 광투과성 구조체를 이루는 성분들 사이의 접착성을 향상시킴으로써 내구성이 더욱 견고해질 수 있도록 보조함과 동시에 광투과성 구조체의 탄성률 및 인장강도를 향상시킬 수 있다.
이때, 보조제는 전체 광투과성 구조체 중량 대비, 5 내지 15중량%의 비율로 포함될 수 있으며, 여기서 포함이라 함은 광투과성 구조체 내의 다른 성분들과 함께 혼합되어 광투과성 구조체로 제조되거나, 광투과성 구조체의 일부분에 보조제가 위치하는 것을 의미하며, 상황에 따라 다양한 실시예로서 보조제가 포함될 수 있다. 또한, 광투과성 구조체의 기능 및 내구성 향상을 위하여 보조제 외의 다른 물질이 추가로 포함되는 것도 가능하다.
구체적으로, 보조제는 사이클로헥산온을 포함하는 폴리올 40 내지 55중량부, 경화제 40 내지 55중량부, 접착증진제 0.1 내지 5중량부를 20 내지 50℃에서 혼합하여 제조된다.
여기서, 폴리올은 분자량이 500 내지 4000인 것을 사용하는 것이 바람직하며 접착보조제의 주재료로 사용되고 구체적인 제조 방법은 후술하도록 한다. 더하여, 경화제는 톨루엔디이소시아네이트(TDI)가 사용될 수 있으며 부탄온옥신(2-BUTANONE OXIME)이나 페놀로 이소시아네이트기(-NCO)를 블로킹(blocking)시킨 것을 사용하는 것이 바람직한데 그 이유는 접착보조제의 저장 안정성(storage stability, 저장 중에 재료가 변질한다든지 열화하지 않고 사용 가능한 상태를 유지하는 것)을 향상시키기 위해서이다. 또한, 접착증진제는 3-아미노프로핀트라이메톡시실레인(3-Aminopropyl trimethoxysilane)이 사용될 수 있으며 접착보조제 제조 단계(S270)에서 접착 능력을 향상시켜 강한 접착력을 갖도록 해주는 역할을 수행한다.
이때, 상술한 폴리올은 아디프산 1 내지 20중량부, 이소프탈산 1 내지 20중량부, TMP 5 내지 25중량부, 폴리프로필렌글리콜 40 내지 70중량부, 1,4-부탄디올 1 내지 20중량부, 칼슘아세트산 0.1 내지 5중량부, 삼산화안티늄 0.1 내지 5중량부, 사이클로헥산온 5 내지 20중량부를 혼합한 뒤 100 내지 250℃에서 10 내지 30시간 동안 가열하여 제조될 수 있다.
이때, 아디프산(AA), 이소프탈산(IA)은 이산(diacid, 2가 산)이며 폴리프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올(1,4-butandiol)은 2가 알코올류인 다이올(diol)이며, TMP(1,1,1-Tris(hydroxymethyl)propane)은 3가 알코올류인 트리올(triol)이다.
상술한 물질들은 모두 폴리올의 주재료가 되며 산(-COOH)와 수산화기(-OH)가 결합하여 양 말단에 수산화기(-OH)를 갖는 폴리올을 제조할 수 있다. 더하여, 칼슘아세트산과 삼산화안티늄은 폴리올의 제조를 촉진시키는 촉매로서 역할을 수행하며 사이클로헥산온(cyclohexanone)은 용매로서 폴리올 제조의 바탕이 되는 용매로서 역할을 수행한다. 이러한 과정을 통해 제조된 폴리올은 상술한 보조제 제조 과정에서 주재료로 사용되며 경화제와 결합하여 강한 접착력을 보이는 보조제로 제조 된다.
따라서 상술한 폴리올이 포함된 보조제가 광투과성 구조체에 추가로 포함됨으로써 광투과성 구조체 내의 성분들 사이의 접착력을 강하게 해주어 인장강도를 더욱 향상시키며 광투과성 구조체 자체의 탄성 및 물리적 강도 또한 향상될 수 있다.
이에 더하여, 광투과성 구조체는 불화규산을 포함하는 균열저감제를 추가로 포함하여 광투과성 구조체의 물리적 충격으로 인한 균열을 효과적으로 방지할 수 있다. 이때, 균열저감제는 전체 광투과성 구조체 중량 대비, 1 내지 10중량%의 비율로 포함될 수 있다.
구체적으로, 균열저감제는 물 50 내지 75중량부, 불화규산 15 내지 45중량부, 아연 금속염 및 마그네슘계 금속염 중 어느 하나인 금속염 1 내지 10중량부, 방향족계 고분자 축합물 및 질산염계 무기화합물 중 어느 하나인 촉진제 0.1 내지 5중량부를 혼합하여 제조될 수 있다.
여기서, 불화규산(H2SiF6)은 광투과성 구조체의 온도 및 습도 변화로 인한 건조 수축에 의한 균열을 저감시킴과 동시에 내구성을 강화시킬 수 있는 물질이며, 금속염은 아연 및 마그네슘계 금속염(2성분 금속염)이 사용될 수 있으며 불화규산과 높은 반응성으로 반응하여 염(salt)의 형태가 될 수 있다. 더하여, 촉진제는 방향족계 고분자 축합물 및 질산염계 무기화합물이 사용될 수 있으며 광투과성 구조체의 응결을 촉진하는 역할을 수행하며 광투과성 구조체의 강도 발현에 문제가 생기는 것을 개선할 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 조명을 구비한 광투과성 콘크리트 기반의 미디어 파사드의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
10: 광투과성 구조체 11: 광섬유
12: 제 1 구조체 13: 함입 홈
14: 제 2 구조체 20: 조명부
21: LED 30: 보강 패널
100: 컨트롤러 110: 교통신호 표시모듈

Claims (11)

  1. 조명을 구비한 광투과성 콘크리트 기반의 미디어 파사드로서,
    콘크리트 페이스트를 포함하여 제작된 광투과성 구조체;
    복수 개의 LED를 포함한 것으로, 상기 광투과성 구조체를 향해 상기 LED의 광이 발광하도록 배치된 조명부;
    상기 조명부의 LED를 점멸 제어하여 영상을 연출하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 미디어 파사드.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광투과성 구조체는,
    광을 전달하기 위한 광전달체로서 광섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는, 미디어 파사드.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 광투과성 구조체는,
    길이 방향을 따라 일정한 폭을 가지면서 연장 함입된 함입 홈을 구비한 제 1 구조체와,
    상기 함입 홈에 결합되는 제 2 구조체로 이루어져,
    상기 조명부가 상기 함입 홈의 바닥면에 장착된 다음 상기 제 2 구조체가 상기 조명부에 적층 결합되는 것을 특징으로 하는, 미디어 파사드.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 미디어 파사드는 도로에 설치되고,
    상기 컨트롤러는,
    도로교통 신호 처리를 제어하는 교통 서버와 통신하여, 상기 교통 서버의 신호에 따라 상기 LED의 색상을 차등적으로 발광하는 교통신호 표시모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는, 미디어 파사드.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 미디어 파사드는,
    상기 광투과성 구조체 상면에 적층되어 도로 표면과 동일선상의 높이를 가지는 것으로,
    투명 또는 반투명 성질을 가지는 것으로, 폴리카보네이트(polycarbonate)를 포함한 보강 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는, 미디어 파사드.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 보강 패널은,
    라이오셀(Lyocell)을 포함하는 첨가제를 포함하여,
    전체 보강 패널 중량 대비, 5 내지 15중량%의 상기 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 미디어 파사드.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 첨가제는,
    라이오셀(Lyocell) 40 내지 50중량부, 에탄올 40 내지 50중량부, 글리시독시프로필트리메톡시실란(glycidoxypropyltrimethoxy silane) 1 내지 5중량부를 혼합하여 제 1 물질을 제조하는, 제 1 물질 제조 단계;
    상기 제 1 물질을 여과한 뒤 남은 잔여물을 90 내지 110℃에서 20 내지 30시간 동안 건조한 후 100 내지 150mm의 크기로 분쇄하여 제 2 물질을 제조하는, 제 2 물질 제조 단계;
    PBS(poly(butylene succinate)) 20 내지 40중량부, PLA(poly(lactic acid)) 20 내지 40중량부, 알루미나 분말 10 내지 25중량부를 혼합한 뒤 120 내지 140℃에서 1400 내지 1600psi의 압력을 가해 0.2 내지 0.5mm의 두께를 가지는 시트 형상의 제 3 물질을 제조하는, 제 3 물질 제조 단계;
    상기 제 3 물질 상에 상기 제 2 물질을 반복 적층한 뒤 120 내지 140℃에서 1400 내지 1600psi의 압력 조건으로 20 내지 40분 동안 가열 및 압착한 뒤 10 내지 30℃의 온도로 냉각하여 제 4 물질을 제조하는, 제 4 물질 제조 단계;
    상기 제 4 물질을 분쇄하여 첨가제를 완성하는 단계;를 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는, 미디어 파사드.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 광투과성 구조체는,
    사이클로헥산온을 포함하는 폴리올을 포함한 보조제를 포함하되,
    전체 광투과성 구조체 중량 대비, 5 내지 15중량%의 상기 보조제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 미디어 파사드.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 보조제는,
    사이클로헥산온을 포함하는 폴리올 40 내지 55중량부, 경화제 40 내지 55중량부, 접착증진제 0.1 내지 5중량부를 20 내지 50℃에서 혼합하여 제조되며,
    상기 폴리올은,
    아디프산 1 내지 20중량부, 이소프탈산 1 내지 20중량부, TMP 5 내지 25중량부, 폴리프로필렌글리콜 40 내지 70중량부, 1,4-부탄디올 1 내지 20중량부, 칼슘아세트산 0.1 내지 5중량부, 삼산화안티늄 0.1 내지 5중량부, 사이클로헥산온 5 내지 20중량부를 혼합한 뒤 100 내지 250℃에서 10 내지 30시간 동안 가열하여 제조되는 것을 특징으로 하는, 미디어 파사드.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 광투과성 구조체는,
    불화규산을 포함하는 균열저감제를 추가로 포함하되,
    전체 광투과성 구조체 중량 대비, 1 내지 10중량%의 상기 균열저감제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 미디어 파사드.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 균열저감제는,
    물 50 내지 75중량부, 불화규산 15 내지 45중량부, 아연 금속염 및 마그네슘계 금속염 중 어느 하나인 금속염 1 내지 10중량부, 방향족계 고분자 축합물 및 질산염계 무기화합물 중 어느 하나인 촉진제 0.1 내지 5중량부를 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 하는, 미디어 파사드.
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