KR100565781B1 - 하수도 보수용 수지 조성물 및 이로부터 제조된 라이너 - Google Patents

하수도 보수용 수지 조성물 및 이로부터 제조된 라이너 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따라서, 열경화성 수지 100중량부를 기준으로, 알루미늄 분말 2 내지 5중량부 및 과산화물 0.5 내지 2중량부를 포함하며, 상온에서 점도가 6 내지 10dPas인 수지 조성물이 함침된 튜브를 경화시켜 제조되는 하수도 보수용 라이너가 제공되며, 이와 같이 제공되는 라이너는 주철관, 시멘트관 및 플라스틱관 등의 원형, 난형 또는 사각형의 관을 지하에 매설하여 형성된 하수로의 보수에 적합한 것으로, 이를 하수도 보수에 사용하는 경우 경화속도의 증가로 작업시간이 단축되며 경화시에 발생하는 열로 인해 하수관로의 습기가 제거됨은 물론 표면건조에 의한 접착성이 우수해진다.
하수도 보수, 라이너, 폴리에스테르, 알루미늄, 경화성, 접착성

Description

하수도 보수용 수지 조성물 및 이로부터 제조된 라이너{Resin Composition for Rehabilitating Pipe Conduit and Liner Prepared from the Same}
도 1은 본 발명에 따른 라이너를 설치 완료한 후의 하수도관 일부 절개 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 라이너의 단면도이다.
도 3은 하수도 보수를 위한 시공방법을 설명하는 개략도이다.
<도면의 주요부분에 관한 부호의 설명>
11p...... 하수관로 11a...... 펠트
11b...... 섬유자켓 11c.......플라스틱 필름
11r....... 열경화성 수지 조성물
본 발명은 하수도 보수에 사용되는 수지 조성물 및 이로부터 제조된 라이너 에 관한 것으로, 특히 열경화성 수지 조성물이 함침된 튜브를 경화시켜 제조되는 접착성 및 경화성이 우수한 수지 조성물 및 이로부터 제조된 라이너에 관한 것이다.
일반적으로, 하수도관은 가정이나 공장 등에 연결되어 하수를 처리장으로 운송하기 위한 것으로서, 이러한 하수도관은 도시 전체에 걸쳐 설치되어 있다. 하수도관은 하수와 폐수를 운반하게 되기 때문에 시간이 지남에 따라 노후되고 산화물질과 같은 것에 의해 부식되어 하수가 하수관로의 외부로 유출되게 된다. 이러한 하수가 노후된 하수도관을 통하여 외부로 유출되면 토앙의 오염과 지하수의 오염을 야기하게 된다.
이러한 토양과 지하수의 오염을 방지하기 위하여 노후된 하수도관을 교체하게 되는데, 하수도관을 교체하기 위해서는 그 하수도관이 묻혀 있는 곳을 굴착한 다음 노후된 하수도관을 분리하고 새로운 하수도관을 매설해야 한다. 이와 같은 굴착 공법을 이용하는 경우에는 하수도관이 묻혀 있는 장소를 굴착한 다음 하수도관을 교체하여야 하기 때문에 장기간의 공사기간이 소요됨은 물론 폐기물 발생으로 인해 환경오염이 발생하며, 또한 복잡한 도심에서 공사를 진행하게 되는 경우에는 교통에 너무나 많은 혼잡을 초래하기 때문에 사회 간접비용이 과다하게 소요되는 문제점이 있다.
이러한 굴착 공법의 문제점을 해결하기 위하여 하수도관을 굴착하지 않고도 하수도관 내측에 라이너를 설치하여 하수가 도관 외부로 유출되는 것을 미연에 방지할 수 있는 CIPP(Cured-in-Place Pipe) 공법이 개발되었다. 이 공법은 하수도관 내부에 열경화성 수지가 함침된 튜브를 삽입한 다음 경화시켜 하수의 외부 유출을 방지하는 공법으로, 하수관로의 전체적인 보수(반전공법) 및 부분적인 보수에 모두 사용되고 있다.
반전공법은 내면에 수지가 함침된 면이 형성되고 외면에는 코팅이 이루어진 튜브를 하수도관 내부에 설치한 다음 반전시키고 열을 가하여 코팅면이 내면이 되고 수지가 함침된 면이 외면이 되어 하수도관의 내측에 밀착되어 경화되도록 하는 공법으로, 보수하고자 하는 하수관로의 길이가 비교적 긴 경우에 사용할 수 있으며, 보수하고자 하는 부분이 국소적인 경우에는 수지 함침 튜브를 하수도관 내에 견인하여 고정하고, 무인보수 감합기인 팩커에 압축공기를 주입하여 압력을 가한 다음, 경화시키는 방법을 사용할 수 있다.
본 발명의 목적은 주철관, 시멘트관 및 플라스틱관 등의 원형, 난형 또는 사각형의 관을 지하에 매설하여 형성된 하수로의 하수 관로가 노후되어 일부분이 파손되거나, 부동침하 등의 원인으로 균열이 발생되거나, 관로와 관로의 단차 등의 여러가지 원인에 의하여 손상된 하수관로의 보수를 위한 라이너를 제공하는데 있 다.
본 발명에 따라서,
열경화성 수지 100중량부를 기준으로, 알루미늄 분말 2 내지 5중량부 및 과산화물 0.5 내지 2중량부를 포함하며, 상온에서 점도가 6 내지 10dPas인 하수도 보수용 수지 조성물이 제공된다.
또한, 본 발명에 따라서, 상기 수지 조성물이 함침된 것을 특징으로 하는 펠트, 섬유자켓 및 플라스틱 필름으로 이루어지는 하수도 보수용 튜브가 제공된다.
나아가, 본 발명에 따라서,
상기 수지 조성물이 함침된 튜브를 노후된 하수관로로 이동시키는 단계;
상기 튜브를 보수하고자 하는 하수관로에 진입시키는 단계;
상기 튜브를 일정한 압력하에서 하수관로에 밀착시키는 단계; 및
상기 밀착된 튜브를 경화시키는 단계
를 포함하는 하수도 보수방법이 제공된다.
또한, 본 발명에 따라서, 상기 보수방법에 따라 제공되는 하수도 보수용 라이너가 제공된다.
본 발명에 따른 하수관로의 보수에 사용되는 라이너를 도 1 내지 도 3에 따라 보다 상세히 설명하고자 한다.
먼저, 발명에 따라 제공되는 라이너는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 기존의 하수관로 (11p)에 접착되는 순서대로, 펠트(11a), 섬유자켓(11b) 및 플라스틱 필름(11c)으로 이루어진다.
이 때 상기 펠트(11a)는 한겹 또는 두겹 이상으로 유연하게 짜여진 부직포 및/또는 직포가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 유리섬유 또는 폴리에스테르 펠트인 직포 또는 합성섬유를 조밀한 망사와 같은 형태로 직조한 것이 사용가능하며, 가장 바람직하게는 유리섬유 펠트가 사용된다. 튜브는 이러한 펠트(11a), 섬유자켓(11b) 및 플라스틱 필름(11c)으로 이루어진 것이며, 이 중 펠트(11a) 및 섬유자켓(11b)의 역할은 수지 조성물(11r)이 흘러내리지 않도록 고정하는 기능을 하는 것이다. 또한, 플라스틱 필름(11c)은 상기 튜브의 내부면에 불침투성 플라스틱 필름(완성시 관내부)을 형성하여 경화시 사용되는 압력에 의해 함침된 수지가 이탈되는 현상을 방지하고 관로벽면의 조도계수를 낮추는 역할을 하는 것으로서, 이러한 플라스틱 필름으로는 폴리에틸렌, 염화비닐, 비닐론, 폴리우레탄, 나일론, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 나일론 공중합체 등의 필름이 사용될 수 있다.
한편, 본 발명에 따라 제공되는 라이너는 열경화성 수지 조성물이 함침된 튜 브를 경화시켜 제조되는 것으로서, 이에 대하여 보다 상세히 설명하고자 한다.
본 발명에 따라 제공되는 수지 조성물은 전체 중량을 기준으로 열경화성 수지 100중량부를 기준으로 알루미늄 분말 2 내지 5중량부 및 과산화물 0.5 내지 2중량부를 포함하여 이루어지며, 이 수지 조성물의 점도는 상온에서 약 6 내지 10 dPas임을 특징으로 한다. 바람직한 열경화성 수지로는 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어, 폴리에스테르, 폴리우레탄 및 폴리에폭시 수지를 포함하며, 바람직하게는 폴리에스테르 수지가 사용된다. 상기 수지 조성물에 첨가되는 알루미늄 분말의 양은 열경화성 수지 100중량부를 기준으로 약 2 내지 5중량부가 첨가되며, 이 때, 알루미늄 분말의 양이 2 중량부 미만이면, 라이너로서의 접착성이 저하되며, 5중량부를 초과하여 첨가되는 경우에는 경화도가 급격히 증가되어 균열등이 발생하는 문제가 있다. 본 발명에서 사용되는 알루미늄은 상업적으로 이용가능한 것으로 특별히 제한하지 않는다. 또한, 상기 수지 조성물에 첨가되는 과산화물의 양은 수지의 양을 기준으로 0.5 내지 2중량부가 바람직하며, 이 때 과산화물의 양이 0.5중량부 미만인 경우에는 라이너의 경화속도가 느려지며, 2중량부를 초과하는 경우에는 수지 조성물의 안정화도가 감소되어 작업성이 떨어지는 문제점이 있다. 본 발명에서 바람직하게 사용되는 과산화물로는 이에 제한되는 것은 아니나, 과산화수소 또는 디큐밀 퍼옥사이드가 바람직하다.
이와 같이 제공되는 수지 조성물이 함침된 튜브를 경화시켜 제조되는 라이너 는 접착성 및 경화성이 매우 증가되며, 경화시 발열반응으로 인해 하수관로 내의 습기 제거는 물론 표면건조에 의해 접착성이 향상되며, 경화속도가 증가되어 작업시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따라 제공되는 수지 조성물이 함침된 튜브를 하수관로의 보수에 사용하기 위해서는 미리 펠트와 섬유자켓으로 이루어진 튜브에 상기 수지 조성물을 함침시켜 준비된 상태로 이동시키며, 이 때, 수지 조성물의 급진적인 반응을 억제하기 위해서는 하수관로에 진입시키기 전까지 열이나 빛으로부터 차단시켜야 하며, 바람직하게는, 그린 아웃 호일(green out foil)로 감싸서 보관, 이동시키는 것이 바람직하다.
이와 같이 준비된 수지 조성물이 함침된 튜브를 하수관로에 적용하는 압력은 보수하고자 하는 관로의 직경 및 길이 등에 따라 달라지나, 바람직하게는 0.1 내지 0.6bar로 유지되어야 하며, 이러한 작업 압력은 라이너의 경화시간 동안 일정하게 유지되어야 한다. 만일 작업압력이 유지되지 않는 경우에는 수지 함침 튜브가 꼬이는 등의 문제가 발생할 수 있다.
또한, 본 발명의 수지 조성물이 함침된 튜브를 삽입한 다음 공기, 열 및/또는 빛의 적용에 의해 경화가 이루어지며, 열을 적용하여 조성물을 경화하는 경우에는, 열 공급원으로서 열풍기나 보일러 등을 사용할 수 있으며, 가장 바람직하게는 보일러로부터 발생하는 증기열을 사용하는 것이 바람직하다. 빛을 적용하여 경화시키는 경우에는 공급원에 제한이 없다. 이와 같이 적용된 라이너의 경화 완료시간은 평균 1시간 이내에 이루어진다. 경화가 완료된 후에는 천천히 상온으로 냉각시켜야 하며, 이 때 냉각이 빠르게 이루어지면, 라이너 품질에 역효과가 발생하며, 균열등이 발생하여 결과적으로 하수가 유출되는 문제가 발생한다.
도 3는 본 발명에 따른 라이너를 하수도 보수에 적용하는 시공과정을 나타내는 것으로서, 이에 대하여 보다 상세히 설명하면, 먼저, 보수하고자 하는 파손된 하수관로(200)에 CCTV 카메라를 진입시켜 파손된 위치 및 형태 등을 점검하고, 토사 등의 장애물을 확인한 후(3a), 고압의 제트 크리너로 관로(200) 속의 보수하려는 구역의 토사와 슬러지 등의 각종 이물질을 제거하면서 깨끗이 청소한다(3b). 본 발명에 따라 준비된 수지 조성물이 함침된 유리섬유 펠트(3c)를 하수관로 내부의 손상된 지점으로 견인하여 고정하고, 무인보수 감합기인 팩커에 압축공기를 주입하여 압력을 가하고(3d), 보수재가 파손된 관로의 내부에서 충분히 경화된 후에(3e) 압축공기를 배출하여 원상으로 회복한 후에 관로 밖으로 제거한다.
본 발명에 따라 제공되는 라이너는 보수하고자 하는 하수관로의 길이, 노후된 부분의 위치 등을 고려하여 부분적으로 또는 전체적으로 적용가능하며, 부분적으로 적용하고자 하는 경우에는 상기한 바와 같이, 손상된 지점에 수지가 함침된 튜브를 견인 고정한 후 경화시켜 보수할 수 있으며, 또한 보수하고자 하는 하수관 로의 길이가 비교적 긴 경우에는 수지가 함침된 튜브를 반전시키는 방법을 사용하여 하수관로 전체에 적용할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따라 제공되는 라이너는 수지 조성물의 경화시 열 발생으로 인해 하수관로의 습기제거는 물론 표면건조에 의해 접착성이 증가되며, 또한 경화속도의 증가로 작업시간이 단축되는 등의 효과가 있는 것으로 주철관, 시멘트관 및 플라스틱관 등의 원형, 난형 및 사각형의 관을 지하에 매설하여 형성된 하수 관로의 보수에 매우 적합한 것이다.
실시예
<수지용액의 제조>
본 발명에 따른 수지 용액의 제조는 열경화성 수지 100중량부에 알루미늄 분말 2-5중량부 및 과산화물 0.5 내지 2중량부를 첨가하여 제조하였다.
아래 표 1에 본 발명의 실시예와 비교예를 나타내었다. 이 표 1에서 조성은 전체 용액 100 중량부를 기준으로 표시하였다.
[표 1]
구분 수지 알루미늄 분말 과산화물 경화시간 접착성
실시예 1 폴리에스테르(100) (2) 과산화수소(0.5) 30분 ◎
2 폴리에스테르(100) (4) 과산화수소(1) 45분 ◎
3 폴리에스테르(100) (5) 디큐밀퍼옥사이드(2) 40분 ◎
비교예 1 폴리에스테르(100) 10 - 3시간 △
2 폴리에틸렌(100) 1 - 2~3일 X
3 폴리프로필렌(100) - 과산화수소(10) 1일 X
◎: 우수, △:보통, X: 불량
상기 표에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3의 경우에는 경화시간이 매우 단축되었으며, 접착성이 우수함을 알 수 있으나, 비교예 1 및 2의 경우에는 과산화물이 첨가되지 않아, 경화속도가 느리며, 비교예 3의 경우에는 과산화물이 초과로 첨가되어 접착성 등이 감소됨은 물론, 용액의 안정성이 크게 감소하였다.
본 발명에 따라 제공되는 라이너는 경화시 열 발생으로 인해 하수관로의 습기제거는 물론 표면건조에 의한 접착성을 증가시킬 수 있으며, 경화속도의 증가로 작업시간이 단축되는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지 및 폴리에폭시 수지로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 최소 하나의 열경화성 수지 100중량부를 기준으로, 알루미늄 분말 2 내지 5중량부 및 과산화수소 또는 디큐밀퍼옥사이드 중 선택되는 적어도 하나의 과산화물 0.5 내지 2중량부를 포함하며 이루어지며, 상온에서 점도가 6 내지 10dPas인 것을 특징으로 하는 하수도 보수용 수지 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 제 1항에 따른 수지 조성물이 함침되는 것을 특징으로 하는 펠트, 섬유자켓 및 플라스틱 필름으로 이루어진 하수도 보수용 튜브.
  5. 청구항 제 4항에 따른 수지 조성물이 함침된 튜브를 노후된 하수관로로 이동시키는 단계;
    상기 튜브를 보수하고자 하는 하수관로에 진입시키는 단계;
    상기 튜브를 0.1 내지 0.6 bar의 압력하에서 하수관로에 밀착시키는 단계; 및
    상기 밀착된 튜브를 증기열에 의해 경화시키는 단계
    를 포함하는 하수도 보수방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 보수 방법은 보수하고자 하는 하수관로의 길이 및 위치에 따라 부분적으로 또는 전체적으로 적용되는 것을 특징으로 하는 하수도 보수방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 청구항 제 1항에 따른 수지 조성물이 함침되는 것을 특징으로 하는 펠트, 섬유자켓 및 플라스틱 필름으로 이루어진 하수도 보수용 튜브를 경화시켜 제공되는 하수도 보수용 라이너.
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