KR100228296B1 - 합성수지침목 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본발명은 합성수지침목 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 합성수지침목의 제조방법에서 가장 중요한것은, 침목을 사출성형하고 냉각을시킬 때 침목이 수축되는 것을 방지하는 일이다 즉, 합성수지침목은 약20 톤의 압축 강도에 견딜수 있도록 그 크기가 840mm x 334mm x 246mm 정도되어야 하는데 이와같은 크기로 사출성형을 하게되면 침목의 표면부분과 내부의 냉각속도가 다르기 때문에 침목의 각 표면이 중심부를 향하여 빨려들어가고 비틀림이 발생하여 외형의 변형이오고 내부에는 기포가 발생하므로 전체적인 강도가 약해져서 침목으로 사용하기에 적합하지않다. 본발명의 제조방법은 이와같은점을 감안하여 합성수지침목을 제작함에 있어서 내부의 침목코어부분과 침목외피 부분을 분리하여 제작하는 것인데, 내부의 침목코어부분은 냉각구멍을 갖는형태로 사출성형하여 제작하고 이를 다시 압출금형에 설치하고서 침목코어부분 외부로 침목외피 부분을 압출성형하여 합성수지침목을 완성하는 것이다.

Description

합성수지침목 및 그의 제조방법 .

본 발명은 합성수지침목 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 침목은 노반에 적당한 간격으로 나열설치하여 그 위에 레일을 설치하여서 열차의 하중을 노반에 전달하는 것으로 초기에는 목재침목을 사용하였다. 이와같은 목재침목은 열에의한 신축이전혀없고 취급이 용이하며 진동을 흡수하는 효과가 탁월한 장점이 있는대신 비바람에의해 쉽게부식되며, 나무에 자생하는 여러 가지 유충에의하여 손상을 쉽게받기 때문에 침목의 표면에 부식과 해충방지용 오일을 수시로 칠해 주어야하고, 침목으로 사용하기 위해서는 상당한 수령을 갇는 원목을 사용하여 하는등 자원의 낭비가 심하고 근래에는 목재자원의 고갈로 인하여 원목의 확보에도 많은 어려움이있다.

따라서 상기와같은 목재침목의 문제점을 해소하기 위하여 현재에는 콘크리트 침목이 개발되어 사용되고 있다. 콘크리트 침목은 내부에 철금을 넣어 제작된것으로서 재질이 단단하고 오랜시간이 경과하여도 부식되지 않음은물론 해충이나 기타의 손상에의한 관리비가 소요되지 않는 장점을 갖고 있으나, 사용중 시간이 흐르면 콘크리트 내부에 물기가 쉽게 침투되어 겨울철에 동파가 되는 일이 빈번하였고 여름철에는 누전의 위험이 있었다.

또한 콘크리트 침목은 제작상 내부에 삽입되는 철근의 배열구조가 특수한 공법에의해 제작됨으로 인한 고비용의 부담이있고, 차량의 진동을 흡수하지 못하여 소음과 진동으로인해 생활에 많은 곤란을 겪고, 특히 교량이나 고가철도 또는 지하철 등에서는 그 소음이 심한관계로 레일과 침목이 맞닿는곳에 충격을 흡수하기위한 고무판을 깔아야 되는 단점이 있었다.

상기와 같은 목재침목과 콘크리트침목 의 문제점을 해결하고자 최근에는 합성수지침목이 연구되고 있다.

합성수지침목은 콘크리트침목 에서의 강도가높고 부식이되지 않으며 해충에의한 피해가없는 장점과, 취급이 용이하고 진동과 소음을 잘흡수하는 나무침목에서의 장점을 모두 지닐수있기 때문에 차세대의 철도침목으로 적합한 것인데, 합성수지로 침목을 제작하기 위해서는 몇가지의 조건을 만족시켜야 되는데 그중 가장 중요한 것은 약20톤의 하중에 견딜 수 있는 압축강도를 가지고 있어야된다. 따라서 여러 가지 실험에의하면 합성수지 침목은 그 크기가 840mm x 334mm x 246mm 정도는 되어야한다.

그런데 상기와같은 크기로 합성수지침목을 사출성형하게 되면 표면부분과 내부의 냉각속도가 다르기 때문에 침목의 각표면이 중심부를 향하여 빨려들어가고 비틀림이 발생하여 외형의 변형이오고 냉각과정에서 중심부에는 기포가 발생하여 강도가 매우 약해지므로 침목으로 사용하기에는 문제가 있다.

따라서 본발명에서는 상기와같은 크기와 두께로 합성수지침목을 생산하면서도 냉각과정에서 비틀림이나 표면이 함몰되지 않고, 또한 내부에 기포등이 생기지않게 제작하는 방법 과 그제품을 제공하고자 하는데 목적이 있다.

이하 본발명을 첨부도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과같다.

도 1 은 본발명의 방법으로 제작된 합성수지침목의 사시도.

도 2 는 도1의 일부절결 측면도.

도 3 은 도1의 A - A 선 단면도.

도 4 는 도1의 B - B 선 단면도.

도 5 는 도1의 C - C 선 단면도.

도 6 은 침목코어부분 의 사시도.

도 7 은 침목코어부분의 평면도.

도 8 은 도7의 A - A 선 단면도.

도 9 는 도7의 B - B 선 단면도.

도 10 은 도7의 C - C 선 단면도.

도 11 은 침목코어부분을 사출성형하는 상태를 표시한 도면.

도 12 는 사출성형된 침목코어부분의 측면도.

도 13 은 침목코어부분 위에 침목외피를 압출성형하는 상태를

표시한 도면.

도 14 는 침목코어부분 위에 침목외피를 압출성형하는 상태를

표시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1....합성수지침목.

2....코일스프링클립걸쇠.

4....침목외피.

5....사출금형.

6....압출금형.

10...침목코어부분.

11...체결홈.

12...냉각구멍.

본 발명의 합성수지침목(1)은 전체적으로는 제1도의 도시와같이 일측의 높이가 타측의 높이보다 높은 장방향체이고 상측에는 두 개의 코일스프링 클립걸쇠(2)가 함께 매설되어 제작되는데, 본 발명의 침목은 침목코어부분(10)과 침목외피(4)부분으로 구성되어있다. 침목의 코어부분(10)은 사출성형 방법으로 제작되며 제 6 도의 도시와같이 침목전체의 크기보다 조금 작은 형태로서 표면전체에 걸처서 가로 세로 방향으로 다수의 체결홈(11)이 형성되어 있으며, 가로 세로 체결홈(11)이 마주치는 부분에는 냉각구멍(12)이 상하 관통되게 형성되어 있고 중앙부분에는 두 개의 코일스프링클립걸쇠(2)가 매설되어 있는데 헤드부분(3)이 상측면보다는 높게 매설되어있다. 또한 도면에 표시는 되어있지 않지만 두 개의 코일스프링클립걸쇠(2)는 간격을 유지하기 위하여 탄소섬유를 감거나 별도의 금속판으로 연결되어있다.

이와같은 침목코어부분(10)의 외측면으로는 제2도 내지 제5도 에서 표현된 것과같이 동일한 재질로서 침목외피(4)가 구성되어있다. 침목코어부분(10)표면에 침목외피(4)를 입히는 방법은 압출성형방법 으로 이루어지는데 침목외피(4)부분을 구성하는 재료는 압출성형 과정에서 침목코어부분(10)의 냉각구멍(12)과 체결홈(11)에 충진되어있다. 따라서 실질적으로는 침목코어부분(10)과 침목외피(4)부분은 서로 융착은 되지않았지만 융착 된것만큼의 견고함을 유지한다.

본 발명의 합성수지침목에서 침목자체를 코어부분(10)과 외피(4)부분으로 나누어 제작하는 이유는 냉각속도를 빠르게하고 냉각시 열수축 현상을 방지하는데있다. 즉, 침목외피(4)부분을 사출형성할 때 코어부분(4)에는 상하로 관통된 냉각구멍이 형성되기 때문에 냉각단계에서 코어부분의 중심부까지 냉각수 또는 냉매가 도달할수있어 열수축 현상이 최소한도로 줄어들고, 체결홈(11)을통해서도 냉각수 또는 냉매가 중심부에 보다 가깝게 접근하게되고, 체결홈(11)은 외피(4)를 보다 견고하게 코어부분(10)에 결합시켜준다. 결국 본발명의 합성수지침목(1)은 코어부분(10)과 외피(4)부분이 별도로 제작되지만 실제로는 일체로된것과 마찬가지의 강도를 유지할수 있으면서도, 냉각속도를 빠르게 할수있고 열수축 현상을 방지할수 있다.

본 발명 합성수지침목(1)의 제조방법은 사출성형 과 압출성형의 두단계를 거쳐서 제조된다. 즉, 제11도의 도시와같이 사출성형방법 으로서 침목코어부분(10)을 먼저 성형하게 되는데, 사출금형(5) 내부에 두 개의 코일스프링클립걸쇠(2)를 설치한다. 이때 두 개의 코일스프링클립걸쇠(2)는 서로 간격을 유지하기 위하여 소섬유나 기타 금속판으로서 서로연결된다. 이상태에서 합성수지 용융물을 금형내부에 주입하고 사출작업을하면 제12도의 도시와같은 코어부분(10)이 사출성형된다. 이와같이 사출성형된 코어부분(10)을 다시 제13도와 같이 압출금형(6) 내부에 설치하고서 코어부분(10)과 금형사이의 공간부에 합성수지 용융물을 높은 압력으로 주입하여 합성수지 용융물이 코어부분(10)의 냉각구멍(12)이나 체결홈(11)에 주입되게하여 압출성형으로서 최종적으로 합성수지 침목을 완성한다.

이와같은 본발명의 합성수지침목은 어떠한 환경에서도 부식되지않아 오래사용할수있고, 관리비가 들지않으며, 합성수지침목의 제조시 다양한색상을 낼 수 있다 . 또한 충격을 흡수하여 주므로서 소음을 줄이고 철도 차량의 마모도 막을수있고 침목내부로 수분이 흡수되지않아 누전의 염료가없다. 또한 본발명의 합성수지침목의 제조방법 에의하면 침목자체를 코어부분과 외피부분으로 나누어서 사출성형 방법과 압출성형 방법으로서 제조하므로서, 침목자체가 냉각과정에서 비틀림이나 변형이 발생하지 않으며, 냉각속도가 빨라 단위시간당의 생산량도 증대시킬수 있는 특징이있다.

Claims (4)

1. 상측면에는 두 개의 코일스프링클립걸쇠(2)가 일정높이만큼 돌출되게 매설되고, 상하를 관통해서는 다수개의 냉각구멍(12) 형성되었으며, 표면둘레에는 가로 세로 방향으로 체결홈(11)이 형성된 침목코어부분(10)의 외부에, 동일재질의 침목외피(4)부분을 피복하되 외피부분의 일부가 체결홈에 충진되고, 냉각수구멍(12)에 충진되어 외피부분(4)의 상하가 서로 일체로 연결된 것을 특징으로하는 합성수지침목.
2. 합성수지침목을 제조함에 있어서, 두 개의 코일스프링클립걸쇠(2)가 매설된 침목코어부분(10)을 사출성형방법에 의하여 제조하고, 사출성형된 침목코어부분(10)외부에 침목외피부분(4)을 압출성형하여 합성수지침목을 완성함을 특징으로하는 합성수지침목의 제조방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   침목코어부분(10)에는상하 관통되게는 냉각구멍(12)이 천공 되었으며, 둘레의 가로 세로 방향으로는 체결홈(11)이 형성된 것을 특징으로하는 합성수지침목의 제조방법.
4. 제 2 항에 있어서,

   침목외피부분(4)은 침목코어부분(10)에형성된 냉각구멍(12)을 통하여 상하부분이 서로 일체로 구성된 것을 특징으로하는 합성수지침목의 제조방법.

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