KR100563627B1 - 토목용 직포의 제조 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리프로필렌(polypropylene)이나 폴리에스터(polyester)의 고강력 필라멘트사(filament yarn)를 이용하여 고밀도로 제직되는 토목용 직포와 제조 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명은 도비기를 포함하는 공지의 제직기를 이용하여 원사를 200~9000 데니어인 고장력으로 합사시켜 경사와 위사로 사용하고, 하나의 위사가 두개의 경사를 교번하여 경사의 밀도를 분산시키고, 직포의 밀도를 균일화하며, 조밀하게 하여 토목용 직포를 제작할 수 있는 것을 특징으로 한다.

토목용, 직포, 도비기, 능직, 평직

Description

토목용 직포의 제조 방법 및 그 장치 {Fabrics for civil engineering works manufacturing method and apparatus thereof}

도 1은 본 발명의 장치도

도 2는 본 발명의 제직 순서도

도 3 내지 도 5는 본 발명에 의하여 제직되는 토목용 직포의 평면도

도 6은 본 발명에 의한 토목용 직포의 표면도

도 7은 본 발명에 의한 토목용 직포의 단면도

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 토목용 직포의 표면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 제1헬드 프레임 2 : 제2 헬드 프레임

3 : 제3 헬드 프레임 4 : 제4 헬드 프레임

9 : 바디 10 : 경사

11 : 위사 12 : 직포

100 : 원사공급장치 200 : 경사이송장치

300 : 제직기 400 : 도비기

500 : 직포이송장치 600 : 탈수장치

700 : 권취장치

본 발명은 폴리프로필렌(pplypropylene)이나 폴리에스터(polyester)의 고강력 필라멘트사(filament yarn)를 이용하여 고밀도로 제직되는 토목용 직포의 제조 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

토목용 직포는 연약지반, 성토사면, 굴착사면 또는 보강사면 등에 설치되어 강호안의 지지력을 보강함으로써 강우로 인한 토사의 유실과 지반의 함몰을 방지하거나, 연약지반 개량 공사시 장비를 진입시킬 수 있는 강도를 제공하기 위하여 사용되는 것이다.

이러한 토목용 직포의 구비 조건은 화학적으로 내산성과 내알카리성 이어야 하고, 탄력성과 내구성을 가지는 재질로 제직되어 공사 중에 진동·충격·상재하중에 대한 완충성이 크고, 쉽게 찢어지지 않는 제품이어야 한다.

따라서 폴리프로필렌이나 폴리에스터의 고강력 필라멘트사를 이용하여 고밀도로 제직되어야할 필요성이 있다.

종래 토목용 직포는 제직기에서 평직의 조직으로 제직되었다.

일반적으로 직물의 외형이 나타내는 조직의 형태로 직물을 구분하면 평직·수자직·능직으로 구분된다.

평직은 직물의 외형 조직에 따라 구분되는 직물 조직중의 하나인데, 직물조직 중에서 가장 기본적이고 간단하며 제일 많이 사용되는 것으로 경사와 위사가 상하 교대로 교차되면서 행과 열이 나란하게 제직되는 직물 조직이다.

능직은 공급되는 경사에 위사가 순차적으로 약 45°의 각도를 이루면서 계단상으로 교착되어 직물 표면에 뚜렷한 사선의 능선을 형성하는 것으로, 조직이 비교적 촘촘하고 질긴 특성을 나타내며, 단위면적 당 1500데니아의 고밀도의 직물을 제직할 수 있는 특징이 있다.

폴리프로필렌이나 폴리에스터를 이용하여 토목용 직포를 평직으로 제직될 경우에는 위사와 위사 사이에 틈새가 불규칙하게 발생하여 밀도가 고르지 않게 됨으로 고밀도로 제직하는데 한계가 있어서 결국 고강도의 직포를 제작하는 데 한계가 있었다.

능직은 도비기(dobby machine)에서 제직 가능하다. 그러나 지금까지 폴리프로필렌이나 폴리에스터의 고강력 필라멘트사를 이용하여 토목용 직포를 제직하는 것은 불가능한 것으로 여겨지고 있다.

그 이유 중의 하나는 지금까지 직물의 제직에 능직을 이용하는 것은 직물에 무늬를 형성하기 위한 목적이었으며 직물의 강도를 향상시키기 위한 것은 아니었다.

또 다른 이유는 일반적인 제직기에서 원사가 감겨지는 권취드럼에는 폴리프로필렌이나 폴리에스터의 고강력 필라멘트사를 권취하기 곤란함은 물론이고, 작업공정 단계에서 드럼을 이송하여야 하는 작업상의 불편함이 뒤따르며, 상기 원사가 권취드럼에 감긴 상태에서는 워터노즐로 위사를 공급할 수 없기 때문이다.

또한 무엇보다도 제직을 수행하는 바디살의 압력 때문에 단위 면적당 경사의 수가 10개 이상이 될 수가 없고, 밀도를 증가시키기 위해서 바디살이 실을 누를 때 부하가 걸려서 실이 파손됨으로써 제직물의 품질이 저하되며, 공급되는 위사의 실이 굵을 때에는 제직이 불가능하게 되는 것에 기인하는 것이 중요한 이유였다.

따라서 평직에 의하여 제직되었던 토목용 직포는 토목용의 용도에 필요한 밀도와 강도가 만족스럽지 않은 결점이 있었다.

능직물은 평직물에 비하여 지질이 유연하고, 실의 밀도를 높일 수 있기 때문에 비슷한 굵기의 실을 사용하여도 단위 면적 당 무게가 가벼워지면서도 견고한 강도를 가지는 직물을 얻을 수 있다.

본 발명은 토목용 직포를 능직으로 제작함으로써 밀도가 고르게 분포되도록 제직함으로써 경량이면서도 충분한 강도를 발휘할 수 있는 토목용 직포를 제공한다.

본 발명은 지금까지 폴리프로필렌이나 폴리에스터로 제직이 불가능하게 여겨져 왔던 능직 구조의 제직물을 제공할 수 있는 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 폴리프로필렌이나 폴리에스터로 제직이 불가능하게 여겨져 왔던 능직 구조의 제직물을 제공할 수 있는 장치를 제공한다.

본 발명이 의도하는 목적을 달성하기 위한 토목용 직포의 제조 방법은, 폴리프로필렌이나 폴리에스터로부터 선택되는 원사를 의도하는 데니어가 되도록 합사하여 연사, 정경 및 통경공정을 마치고 토목용 직포를 제직함에 있어서, 상기 통경공정을 마친 원사를 도비기를 이용하여 능직이 되도록 제직하게 되는 것이다.

본 발명이 의도하는 목적을 달성하기 위한 토목용 직포의 제조 장치는, 폴리프로필렌이나 폴리에스터로부터 선택되는 원사가 감겨진 다수개의 콘으로부터 경사(10)로 사용되는 원사가 인출되는 원사공급장치(100)와; 상기 원사공급장치(100)에서 인출되는 원사를 정렬시키고, 장력을 조절하여 경사(10)를 공급하는 경사이송장치(200)와; 상기 경사이송장치(200)를 통하여 이송되는 경사(10)에 대하여 직교하는 방향으로 위사(11)를 공급하는 공지된 위사공급장치를 구비하는 제직기(300)와, 상기 제직기 상부에 설치되는 도비기(400)와; 상기 제직기(300)와 도비기(400)에서 제직된 직포(12)를 배출시키는 직포이송장치(500)와; 상기 직포이송장치(500)를 통하여 배출되는 직포(12)에 포함된 수분을 제거하기 위한 탈수장치(600)와; 상기 탈수장치(600)를 통과한 직포(12)를 권취하는 권취장치(700)와 같은 공지의 기술이 작용된다.

원사공급장치(100)는 원사가 감겨진 다수개의 콘이 재치되고, 재치되어진 콘으로부터 원사가 자연스럽게 풀려나오게 되는 통상의 장치로서, 바람직하게는 원사의 요동을 최대한 억제시키면서 공급할 수 있는 것으로써 예를 들면 실용신안출원 제20-2000-26466호에 게재된 구성을 포함하는 방사안내장치로 구성된다.

상기 원사공급장치(100)에서 인출되는 원사는 토목용 직포의 경사(10)로 사용된다.

경사이송장치(200)는 경사(10)로 사용되는 원사를 공급하기 위하여 정렬시키는 바디(201)와 다수개의 로울러의 집합체로 구성되는 장력 조절용 로울러(202)로 구성되어 제직기(300) 및 도비기(400)로 경사를 공급한다.

제직기(300)는 알려진 바와 같이 위사공급장치를 구비하여 이송되는 경사(10)에 위사(11)를 공급하고 도비기(400)는 다수개의 헬드 프레임(1)(2)(3)(4)을 구비하여 능직의 구조물로 제직을 하게 되는 것이다.

직포이송장치(500)는 적절한 로울러(501)(502)(503)의 조합으로 되어 제직된 직포(12)의 수분을 제거하기 위하여 탈수장치(600)로 직포를 이송시켜준다.

탈수장치(600)는 위사(11)가 공급되면서 분사되어 제직되는 직포(12)에 포함되어 있는 수분을 제거하기 위한 것으로, 한 쌍의 탈수로울러(601)(602)를 통과하면서 수분을 1차적으로 제거하게 되고, 연속적으로 한 쌍의 히터로울러(603)(604)를 통과하면서 수분을 완전히 증발시키게 된다.

권취장치(700)는 탈수장치(600)에서 수분이 제거된 직포(12)가 감겨지게 되는 거으로 일반적인 권취장치의 구성을 가진다.

본 발명의 장치를 이용한 토목용 직포의 제조 과정은 폴리프로필렌이나 폴리에스터로부터 선택되는 원사를 의도하는 데니어를 형성시키는 합사공정과; 상기 합사공정을 마친 원사를 연사하는 공정과; 상기 연사공정을 마친 원사를 합사하여 연사하고, 정경 및 통경공정을 마친 상태에서 도비기를 이용하여 능직을 수행한다.

폴리에스터는 굵기가 100~150데이어가 되는 원사가 사용되는데, 원사는 합사공정을 통하여 200~9000데니어인 고강력 합연사가 되어 수가닥의 경사와 위사로 사용된다.

능직으로 제직되는 경사의 밀도는 인치당 5~ 25본이 되도록 제직되는데, 경사의 진행 방향에 교차되게 공급되는 위사가 균일한 장력을 가지도록 위사 장력 조절 장치를 통과하여 도비기에 의하여 제직된다.

이와 같은 원사에 의하여 공급되는 경사와 위사는 외견상 약2mm를 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

도비기에서 본 발명의 토목용 직포가 제직되는 상태의 실시예를 도 2 내지 도 5에서 나타내고 있다.

이 도면에서 참조되는 바와 같이 도비기(400)는 공지된 구성과 같이 4개의 헬드 프레임, 즉 제1헬드프레임(1), 제2헬드프레임(2), 제3헬드프레임(3), 제4헬드프레임(4)이 설치되고, 각각의 헬드프레임(1)(2)(3)(4)에는 각각 다수개의 종강(5)(6)(7)(8)이 횡렬로 설치되며, 우측으로 바디(9)가 회전 가능하게 설치되어 있다.

상기 종강(5)(6)(7)(8)의 통공으로는 정렬되어 공급되는 다수개의 경사(10a)(10b)(10c)(10d)가 끼워져 있고, 종강(5)(6)(7)(8)을 통과한 경사(10a)(10b)(10c)(10d)는 바디(9)를 통과하여 제직될 수 있는 상태에 놓여져 있다.

제직되는 과정을 살펴보면 우선 도 2에서 보는 바와 같이 도비기가 구동하여 제1,제2헬드 프레임(1)(2)이 상승하고, 제3, 제4헬드 프레임(3)(4)하강하면 경사(10a)(10b)는 위쪽에 위치하고, 다른 경사(10c)(10d)는 상대적으로 아래쪽에 위치하게 된다.

이렇게 경사(10a)(10b)(10c)(10d)가 상하로 나누어진 상태에서 바디(9)는 후진한 상태에 있게 되며, 상하로 나누어진 경사(10a)(10b)(10c)(10d)와 바디(9) 사이에 형성된 공간으로 공지된 워터 이젝트 장치에서 분사되는 물에 의하여 위사(11)가 수평상으로 공급된다. 위사(11)가 공급되면 바디(9)가 가상선(A)의 위치로 전진하여 1회의 제직을 수행한다.

이때 공급된 위사(11)는 제직기 측면에 형성된 칼날(도시되지 아니함)과 같은 절단수단에 의하여 절단되고, 바디(9)는 다시 후진하게 된다.

이와 동시에 도 3에서 보는 바와 같이 제1헬드 프레임(11)은 하강하고 제3 헬드 프레임(3)이 상승한 상태에서 위사(10)가 재공급된 다음 바디(9)가 다시 전진하여 위사(11)를 절단시킴과 동시에 2회 제직을 수행한다.

2회 제직을 마친 바디(9)는 다시 후진하고, 도 4에서 보는 바와 같이 제2헬드 프레임(2)이 하강하고 제4헬드 프레임(4)이 상승한 다음 위사(11)가 재공급되고, 바디(9)가 전진하여 3회 제직을 수행한다.

3회 제직을 마친 바디(9)는 다시 후진하고, 도 5에서 보는 바와 같이 제2헬드 프레임(2)이 상승하고 제3헬드 프레임(3)이 하강한 다음 위사(11)가 재공급되고 바디(9)가 전진하여 4회 제직을 수행한다.

이와 같이 폴리프로필렌, 또는 폴리에스터로 되는 원사를 도비기를 통하여 하나의 위사(11)가 두개의 경사를 상하로 교번하여 능직으로 제직할 수 있게 된다.

상기한 설명에서는 4개의 헬드 프레임을 운용하여 능직이 제직되는 것으로 설명하였으나, 도비기를 제어하는 프로그램에 의하여 헬드 프레임을 적절하게 운용함에 따라서 도 8에서 보는 바와 같이 다양한 형태의 능직으로 토목용 직포를 제직할 수 있다.

폴리프로필렌으로 제직되는 토목용 직포에 대하여 물리적 특성을 시험하기 위해서 폴리프로필렌으로 제직된 기존의 시료 3개와 본 발명에 의하여 폴리프로필렌으로 제직된 3개의 시험용 시료에 대하여 물리적 성질을 시험한 결과는 다음의 표 1과 같다.

	시료1		시료2		시료3		시험방법
	타사시료1	비교시료1	타사시료2	비교시료2	타사시료3	비교시료3
중량	150	130	200	170	300	240	KSK0514
인장강도	3	3.7	5	6	10	11	KSK0520
인장신도	10~30	15~35	10~30	15~35	10~30	15~35	KSK0520
봉합강도	77	83	127	137	254	340	KSK0530
비중	0.9	0.9	0.9	0.9	0.9	0.9	KSK0210

상기 표에서 확인되는 바와 같이 폴리프로필렌으로 제직되는 토목용 직포에서 본 발명의 비교시료가 타사시료에 비하여 중량이 가벼움에도 불구하고 인장강도, 인장신도, 봉합강도에서 더 우수하게 평가되었다.

폴리에스터로 제직되는 토목용 직포에 대하여 물리적 특성을 시험하기 위해서 폴리에스터로 제직된 기존의 시료 3개와 본 발명에 의하여 폴리에스터로 제직된 3개의 시험용 시료에 대하여 물리적 성질을 시험한 결과는 다음의 표 2와 같다.

	시료1		시료2		시료3		시험방법
	타사시료1	비교시료1	타사시료2	비교시료2	타사시료3	비교시료3
중량	150	130	300	270	400	340	KSK0514
인장강도	5	7	10	17	15	23	KSK0520
인장신도	10~30	15~35	10~30	15~35	10~30	15~35	KSK0520
봉합강도	127	133	254	265	380	387	KSK0530
비중	1.3	1.3	1.3	1.3	1.3	1.3	KSK0210

상기 표에서 확인되는 바와 같이 폴리에스터로 제직되는 토목용 직포에서 본 발명의 비교시료가 타사시료에 비하여 중량이 가벼움에도 불구하고 인장강도, 인장신도, 봉합강도에서 더 우수하게 평가되었다.

본 발명은 도비기를 이용하여 경사 밀도를 분산시켜서 제직된 토목용 직포의 밀도가 고르게 분포되고, 강도가 증가됨으로써 연약지반, 토사 절개면이나 신설된 둑에서 토사유출을 방지하여 무너져 내리지 않도록 할 뿐만 아니라, 장비가 진입할 수 있는 충분한 강도를 제공하여 토목공사용 매트로 사용되는 직포로써 최적의 효과를 제공한다.

Claims (3)

1. 폴리프로필렌 또는 폴리에스터로부터 선택되는 원사를 의도하는 데니어가 되도록 도비기가 설치된 제직기에서 합사하여 연사, 정경 및 통경공정을 마치고 능직으로 토목용 직포를 제직하는 토목용 직포의 제조 방법으로서, 상기 원사는 200~9000 데니어인 고장력으로 합사되어 경사와 위사로 사용되며, 능직으로 제직된 직포의 밀도는 인치당 5~25본으로 이루어지도록 하는 토목용 직포의 제조 방법.
2. 원사공급장치(100)와, 상기 원사공급장치(100)에서 인출되는 원사를 정렬시키는 바디(201)와 장력을 조절하는 장력조절용 로울러(202)를 구비하여 경사를 공급하는 경사이송장치(200)와, 상기 경사이송장치(200)를 통하여 이송되는 경사에 대하여 직교하는 방향으로 위사를 공급하는 위사공급장치와, 제직된 직포를 배출시키는 안내 로울러(501)(502)(503)를 구비하는 직포이송장치(500)와, 탈수장치(600)를 구비하는 공지된 제직기(300) 상부에 능직의 직물을 제직하는 공지된 도비기(400)를 설치하여 이루어진 토목용 직포 제조장치에 있어서, 상기 원사를 200~9000데니어인 고장력으로 합사시켜 경사와 위사로 사용하고, 하나의 위사가 두개의 경사를 교번하여 경사의 밀도를 분산시키고, 직포의 밀도를 균일화 하며, 조밀하게 하는 것을 특징으로 하는 토목용 직포 제조 장치.
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