KR100646751B1 - 에프알피보강부재가 부착된 환경친화적 전주용 강관 기둥과그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에프알피보강부재가 부착된 환경친화적 전주용 강관 기둥과 그 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 환경친화적 전주용 강관 기둥은, 금속망이 둘레에 용접되어 있는 강관과; 금속망이 용접된 강관 둘레에 도포되어 있는 접착제와; 접착 성분의 수지가 함침되어 있는 에프알피섬유가 와인딩장치에 의해 상기 접착제가 도포되어 있는 강관 둘레에 다수 겹으로 감겨 형성된 에프알피보강부재;로 구성된다.

또, 본 발명의 환경친화적 전주용 강관 기둥의 제조 방법은, 강관과 금속망을 준비한 후 금속망을 강관 둘레에 용접하는 단계와; 금속망이 용접 고정된 강관 둘레에 접착제(20)를 도포하는 단계와; 접착 성분의 수지가 함침되어 있는 에프알피섬유를 와인딩장치를 이용해 접착제가 도포된 강관 둘레에 다수 겹으로 감는 단계와; 에프알피섬유가 감긴 강관을 경화시키는 단계;로 구성된다.

본 발명에 의해, 금속망이 강관에 용접 고정되어 있어 에프알피보강부재를 강관에 고정시켜주는 접착제가 금속망에 의해 강관에서 잘 떨어져 나가지 않게 된다.

전주, 강관, 금속망, 접착제, 와인딩

Description

에프알피보강부재가 부착된 환경친화적 전주용 강관 기둥과 그 제조 방법{THE STEEL PIPE FOR ENVIRONMENTAL-FRIENDLY ELECTRIC POLE WITH FRP REINFORCEMENT MATERIAL AND THEIR MAKING METHOD}

도 1은 종래의 전주용 강관 기둥을 나타낸 부분 사시도.

도 2는 본 발명의 에프알피보강부재가 부착된 환경친화적 전주용 강관 기둥을 나타낸 부분절단사시도.

도 3은 본 발명 환경친화적 전주용 강관 기둥의 부분단면도.

도 4는 본 발명의 환경친화적 전주용 강관 기둥 제조 방법을 나타낸 공정도.

도 5는 본 발명의 강관에 와인딩장치를 이용하여 에프알피섬유를 감는 모습을 나타낸 개략도.

<도면의 주요 부호에 대한 상세한 설명>

10 : 강관 11 : 금속망

12 : 볼트구멍 20 : 접착제

30 : 에프알피보강부재 31 : 에프알피섬유

40 : 너트 50 : 와인딩장치

51 : 주축 52 : 보조축

53 : 가이드레일 54 : 섬유롤

55 : 공급장치 55a : 수지케이스

본 발명은 에프알피보강부재가 부착된 환경친화적 전주용 강관 기둥과 그 제조 방법에 관한 것이다.

전주는 각종 통신 장비가 탑재되어 전력 및 전기신호를 유선 연결하거나 통신 안테나 장비 등이 설치되는 것이다.

이러한 전주 기둥은 종래 목재, 콘크리트 등이 주 재료로 사용되어 왔으나 최근 강관, 에프알피 (FRP ; 섬유강화플라스틱, fiber reinforced plastics ) 등이 단독, 혹은 복합적으로 사용되고 있는 추세이다.

이러한 전주 기둥에 관한 기술로, 강관주와 에프알피의 장점을 모두 적용하기 위해 강관주의 외부에 에프알피를 부착시킨 '경금속/CFRP제 구조 부재'(한국 공개특허공보 특2000-0068796)가 안출되었다.

또, '보강섬유 와인딩 장치 및 이를 이용한 기둥 보강방법'(한국 공개특허공보 10-2004-0043551)이 안출되기도 하였다.

그런데, 위와 같은 전주 기둥은 에프알피를 전주에 부착시키기 위해 접착제 를 사용하는데, 전주 표면이 평평한 면으로 되어 있어 접착제가 쉽게 떨어지는 문제점이 있었다.

특히, 강관주 등에 접착제를 도포할 경우 서로 성질이 달라 경화된 이후에도 충격에 의해 접착제가 떨어지거나 부식되어 떨어지는 문제점이 있었다.

구체적으로, 재질이 유사한 접착제와 에프알피는 상호 접착력이 좋으나 서로 다른 재질을 갖는 철재(steel)와 접착제는 접착력이 약해 접착제와 철재 사이가 잘 떨어지게 되는 것이다.

본 발명은 에프알피보강부재가 부착된 환경친화적 전주용 강관 기둥과 그 제조 방법에 관한 것으로, 금속망을 강관에 용접 결합시키고, 강관에 접착제를 도포한 후 수지 함침된 에프알피섬유가 금속망이 용접된 강관 둘레에 감기면서 에프알피섬유와 강관을 보다 견고하게 고정시키려는 목적이 있다.

구체적으로, 금속망은 강관주에 용접 결합됨으로써 강관과 일체화 되고, 이 금속망에 접착제가 도포됨으로써 접착제와 강관이 보다 견고하게 고정되게 하려는 목적이 있다.

또, 에프알피섬유는 접착 성분을 갖는 수지가 함침된 상태에서 강관 둘레에 감기도록 되어 있어 강관을 감싼 후 잘 떨어져 나가지 않게 하려는 목적도 있다.

본 발명은 에프알피보강부재가 부착된 환경친화적 전주용 강관 기둥과 그 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 환경친화적 전주용 강관 기둥은 금속망을 강관 둘레에 용접 고정하고, 그 위에 접착제를 도포함으로써 강관과 접착제 간 접착성이 높아진다.

또, 에프알피섬유는 접착 성분을 갖는 수지가 함침된 상태에서 강관 둘레에 감겨 강관을 감싼 후 잘 떨어져 나가지 않게 된다.

이를 위해 본 발명의 환경친화적 전주용 강관 기둥은, 금속망이 둘레에 용접되어 있는 강관과; 금속망이 용접된 강관 둘레에 도포되어 있는 접착제와; 접착 성분의 수지가 함침되어 있는 에프알피섬유가 와인딩장치에 의해 상기 접착제가 도포되어 있는 강관 둘레에 다수 겹으로 감겨 형성된 에프알피보강부재;로 구성된다.

또, 본 발명의 환경친화적 전주용 강관 기둥의 제조 방법은, 강관과 금속망을 준비한 후 금속망을 강관 둘레에 용접하는 단계와; 금속망이 용접 고정된 강관 둘레에 접착제(20)를 도포하는 단계와; 접착 성분의 수지가 함침되어 있는 에프알피섬유를 와인딩장치를 이용해 접착제가 도포된 강관 둘레에 다수 겹으로 감는 단계와; 에프알피섬유가 감긴 강관을 경화시키는 단계;로 구성된다.

본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면에 의하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 보다 구체적으로 설명하기 위한 하나의 예를 도시한 것에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 구성요소인 강관(10)은 금속망(11)이 둘레에 용접되어 있다.

금속망(11)과 강관(10) 과의 고정 방법은 클램프, 끈으로 묶는 방법 등 여러 방법이 있을 수 있으나 본 발명에서 용접으로 제한하는 이유는 금속망(11)을 강관(10)에 완전히 일체화 시키기 위한 것이다.

이처럼 금속망(11)이 강관(10)에 용접되게 되면 강관(10)의 표면은 다수 개의 내측으로 패인 격자가 형성되게 된다.

금속망(11)의 설치 위치는 강관(10) 전체를 감싼 후 용접할 수도 있으나 강관(10) 전체에 금속망(11)을 씌운 후 용접하기에는 비용과 시간이 많이 소요된다.

따라서, 강관(10)의 상부, 중간부, 하부 등 필요한 몇 개의 지점에만 금속망(11)을 용접 고정하는 것이 바람직하다.

특히, 강관(10)이 조립식 전주의 재료로 사용되는 경우 일부에만 금속망(11)을 용접 고정하는 것이 좋다.

이러한 금속망(11)은 철재로 된 철망이 바람직하나 용접이 가능한 스테인레스 등으로 된 망도 가능하다.

본 발명의 구성요소인 접착제(20)는 금속망(11)이 용접되어 있는 강관(10)의 둘레에 도포되어 있다.

이러한 접착제(20)는 강관(10)과 에프알피보강부재(30)를 고정시키기 위한 것으로 공지되어 있는 다양한 종류의 접착제(20)를 사용할 수 있다.

예를 들어, 불포화 폴리에스테르계 접착제, 폴리비닐알콜계 접착제, 폴리비 닐아세탈계 등 다양한 접착제(20)를 사용할 수 있다.

특히, 불포화 폴리에스테르계 접착제는 온도 및 습도 변화, 전기 부식 등에 접착강도가 잘 떨어지지 않으므로 불포화 폴리에스테르계 접착제가 좋다.

또, 접착제(20)는 금속망(11)이 용접된 부분에 충분히 도포되어 있는 것이 바람직하다.

이는, 접착제(20)가 경화된 후 충격, 열, 부식 등에 의해 강관(10)으로부터 떨어져나가는 것을 금속망(11)이 방지하는 역할을 하기 때문이다.

이러한 접착제(20)의 도포 두께는 1 mm 부터 10 mm 까지 다양하게 할 수 있는데, 특히 도면에서 보는 것처럼 금속망(11)의 상단까지 덮을 수 있는 두께가 바람직하다.

본 발명의 구성요소인 에프알피보강부재(30)는 에프알피섬유(31)가 와인딩장치(50)에 의해 강관(10) 둘레에 다수 겹으로 감겨 형성되어 있다.

특히, 에프알피섬유(31)는 와인딩장치(50)에서 인출될 때 접착 성분의 수지에 함침된 상태로 인출됨으로써 접착제(20)가 도포되어 있는 강관(10) 둘레에 고정되게 된다.

와인딩장치(50)는 에프알피섬유(31)를 강관(10) 둘레에 감싸는 기계로 그 예를 들면,

에프알피섬유를 강관 둘레에 감싸는 장치로 기둥 주위를 선회하는 이송수단과, 이송수단에 장착되며 에프알피섬유가 감겨진 섬유롤, 섬유롤에서 공급되는 에프알피섬유를 기둥까지 인도하는 가이드롤러, 이송수단에 장착되어 강관(10)의 길 이 방향으로 운동하는 승강수단, 이송수단과 승강수단을 조절하는 제어수단 등으로 구성된다.

그런데, 와인딩장치(50)는 꼭 위와 같은 구성을 갖는 것은 아니며 도 5에서 보는 바와 같이 강관(10)의 양 끝단을 물고 회전시키는 주축(51)과 보조축(52)을 구비하여 강관(10)을 회전시키고, 가이드레일(53)을 준비한 후 가이드레일(53) 일측에 에프알피섬유(31)가 감긴 섬유롤(54)을 구비할 수 있다.

이때, 가이드레일(53)을 따라 이동하면서 강관(10)에 에프알피섬유(31)를 공급하는 공급장치(55)의 일측에는 접착 성분을 갖는 수지가 채워진 수지케이스(55a)가 설치되어 있어 에프알피섬유(31)가 강관(10)에 공급되기 전에 접착 성분을 갖는 수지가 함침되도록 되어 있다.

아울러, 이처럼 수지케이스(55a)에 접착성분을 갖는 수지를 채워 넣어 수지 함침된 에프알피섬유(31)를 강관에 공급할 때 수지케이스(55a)에 염료를 공급할 수도 있다.

즉, 에프알피보강부재(30)가 완성된 후 에프알피보강부재(30)의 표면에 페인트 칠 등의 도색을 하는 것이 아니라 미리 에프알피섬유(31)에 접착성분을 갖는 수지와 염료가 함침된 상태로 강관(10) 주위에 감겨 차후 도색 작업을 할 필요가 없을 뿐만 아니라 페인트가 벗겨져 미관을 해치는 것을 방지할 수 있게 된다.

이러한 와인딩장치(50)는 수지케이스(55a)를 제외한 부분은 이미 공지되어 있는 것으로써 더 이상 자세한 설명은 생략하기로 한다.

위와 같은 구성은 금속망(11)이 강관(10)에 용접되어 일체화 된 상태에서 접착제(20)가 강관(10) 둘레에 도포되는데, 금속망(11)이 설치되어 있는 부분의 접착제(20)와 금속망(11) 간 고정 상태가 강관(10) 표면과 접착제(20) 간 고정상태보다 고정력이 강해 접착제(20)와 강관(10)이 보다 견고하게 고정되는 구조이다.

또, 접착성분을 갖는 수지가 함침된 에프알피섬유(31)가 접착제(20)가 도포된 강관(10) 둘레를 다수 겹 감겨 있어 에프알피섬유(31)가 강관(10)에 보다 견고하게 고정된다.

위와 같은 강관(10)은 일체로써 전주 기둥이 될 수도 있으나, 일반적으로 에프알피보강부재(30)를 부착시키는 이유는 다수 개의 강관(10) 기둥을 조립해 전주 기둥으로 사용할 때 취약한 부분을 보강하기 위한 것이다.

따라서, 위와 같은 강관(10)의 상부와 하부에는 조립을 강관(10) 끼리 서로 조립하기 위한 부분이 형성되어야 한다.

이러한 방법으로 공지되어 있는 방법은 클램프, 볼트 방식 등이 있다.

그런데, 볼트 방식의 경우 외부로 돌출된 볼트와 너트 등이 미관을 해치고, 볼트가 전추 일측에서 타측으로 관통되어 설치되어 고정력이 약한 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해소하기 위해 도면에서 보는 바와 같이 강관(10)의 상부나 하부에 볼트구멍(12)을 형성한 후 볼트구멍(12)에 대응되도록 강관(10) 내주면에 너트를 용접 고정시켜 놓을 수 있다.

이러한 방식은 강관(10) 둘레를 따라 다수 개의 볼트구멍(12)과 너트(40)를 설치해 놓은 상태에서 또다른 강관(10)을 끼운 후 볼트만 돌려 체결하는 구조로 종래의 강관(10) 연결 방식보다 진보된 것이다.

더욱이 현장 작업시 볼트만 볼트구멍(12)에 체결하면 되므로 보다 편리하다.

이하 본 발명의 전주용 강관 기둥의 제조 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

첫단계는 금속망(11)과 강관(10) 용접하는 단계로, 일정한 길이를 갖는 강관(10)을 준비한 후 금속망(11)이 고정될 위치를 표시한 후 금속망(11)을 데고 용접한다.

이때, 금속망(11)이 용접되는 위치는 임의적으로 정할 수 있으나, 강관(10)의 상, 중, 하 3개소에 설치하는 것이 바람직하다.

두번째 단계는 강관(10) 둘레에 접착제(20) 도포하는 단계로, 금속망(11)이 강관(10)에 용접되어 가열된 용접 부위가 식은 후 금속망(11)이 설치된 부분을 포함하여 강관(10) 표면 전체에 접착제(20)를 도포한다.

접착제(20)는 위에서 설명한 것처럼 다양한 접착제(20)를 도포할 수 있으나 바람직하기로는 불포화 폴리에스테르 접착제가 바람직하다.

금속망(11)과 강관(10) 용접, 접착제(20) 도포 단계는 그 작업을 편리하게 하기 위해 강관(10)의 양 끝단을 와인딩장치(50)에 고정시켜 놓은 상태에서 강관(10)을 회전시켜가면서 작업하는 것이 바람직하다.

접착제(20) 도포 두께는 도면에서 보는 바와 같이 금속망(11) 상단을 포함하는 두께가 바람직하며, 강관(10) 표면으로부터 균일한 두께를 갖도록 하는 것이 바람직하다.

세번째 단계는 에프알피섬유(31)를 강관(10) 둘레에 와인딩하는 단계로, 강관(10) 둘레에 접착제(20)를 도포한 후 도포된 접착제(20)가 반경화 상태가 될 때까지 기다린 후 와인딩장치(50)를 작동시켜 에프알피섬유(31)를 강관(10) 둘레에 와인딩시킨다.

도포된 접착제(20)가 반경화 상태가 될 때까지 기다리는 이유는 반경화 상태일 때 접착력이 가장 좋아지기 때문으로 에프알피섬유(31)와 접착제(20)가 보다 잘 접착되도록 하기 위함이다.

와인딩시키는 에프알피섬유(31)는 위에서 설명한 것처럼 접착 성분의 수지가 함침된 것을 사용하는데, 접착 성분을 갖는 수지로는 에폭시수지, 페놀수지, 폴리아미드수지, 불포화 폴리에스테르수지 등이 있다.

와인딩작업은 필요에 따라 다수 겹으로 에프알피섬유(31)를 감는데, 통상 1겹 설치시 약 1.3 mm 의 두께가 형성되는데, 10 mm 의 두께를 만들고자 할 때는 약 8회 와인딩 시키면 된다.

네번째 단계는 강관(10)을 경화하는 단계로, 에프알피섬유(31)의 와인딩 작업이 끝난 후 상온에서 강관(10)을 경화시키는데, 통상 30분에서 2시간 정도가 소요된다.

경화 시간을 단축시키기 위해서는 건조실 및 열풍기 등의 건조 장치를 이용 해 시간을 앞당길 수도 있다.

강관(10)의 경화가 완전히 끝난 상태는 강관(10) 둘레에 다수 겹의 에프알피섬유(31)가 형성한 에프알피보강부재(30)가 부착되어 있는 상태가 된다.

이 에프알피보강부재(30)는 금속망(11)에 의해 강관(10)으로부터 잘 떨어져 나가지 않는 구조가 되는 것이다.

본 발명에 의해, 금속망이 강관에 용접 결합되고, 그 위에 접착제가 발라진 후 수지 함침된 에프알피섬유가 감기면서 에프알피섬유와 강관이 보다 견고하게 고정된다.

구체적으로, 금속망은 강관주에 용접 결합됨으로써 강관과 일체화 되고, 이 금속망에 접착제가 도포됨으로써 접착제와 강관 간의 고정력이 커지게 된다.

또, 에프알피섬유는 접착 성분을 갖는 수지가 함침된 상태에서 강관 둘레에 감기도록 되어 있어 보다 견고하게 강관과 일체화 된다.

Claims (3)

1. 에프알피보강부재가 부착된 전주용 강관 기둥에 있어서,

   금속망(11)이 둘레에 용접되어 있는 강관(10)과;

   상기 금속망(11)이 용접된 강관(10) 둘레에 도포되어 있는 접착제(20)와;

   접착 성분의 수지가 함침되어 있는 에프알피섬유(31)가 와인딩장치(50)에 의해 상기 접착제(20)가 도포되어 있는 강관(10) 둘레에 다수 겹으로 감겨 형성된 에프알피보강부재(30);를 포함하여 구성된,

   에프알피보강부재가 부착된 환경친화적 전주용 강관 기둥.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 에프알피보강부재(30)가 부착된 강관(10) 일측에 볼트구멍(12)이 형성되어 있고, 볼트구멍(12)에 대응되도록 강관(10) 내주면에 너트(40)가 용접 고정되어 있는 것을 특징으로 하는,

   에프알피보강부재가 부착된 환경친화적 전주용 강관 기둥.
3. 에프알피보강부재가 부착된 전주용 강관 기둥의 제조 방법에 있어서,

   강관(10)과 금속망(11)을 준비한 후 금속망(11)을 강관(10) 둘레에 용접하는 단계와;

   금속망(11)이 용접 고정된 강관(10) 둘레에 접착제(20)를 도포하는 단계와;

   접착 성분의 수지가 함침되어 있는 에프알피섬유(31)를 와인딩장치(50)를 이용해 접착제(20)가 도포된 강관(10) 둘레에 다수 겹으로 감는 단계와;

   에프알피섬유(31)가 감긴 강관(10)을 경화시키는 단계;를 포함하여 구성된,

   에프알피보강부재가 부착된 환경친화적 전주용 강관 기둥의 제조 방법.

Images