KR100750450B1 - 보강섬유속과 이러한 보강섬유속의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경화성물질(11)을 보강하기 위한 보강섬유속(1)과 보강섬유(2)를 보강섬유속(1)으로 결합하기 위한 방법에 관한 것으로, 보강섬유(2)가 실질적으로 평행하게 집속되고 적어도 단부에서 결합되며, 보강섬유(2)의 단부(3)가 경화되지 않은 경화성물질(11)에 대하여 불활성인 접착물질(5)에 의하여 결합되고, 보강섬유속(1)이 적어도 경화성물질(11)과 결합될 때 접착물질의 접착력을 잃는다.

보강섬유, 보강섬유속, 접착물질, 경화성물질, 후크형 단부

Description

보강섬유속과 이러한 보강섬유속의 제조방법 {REINFORCEMENT FIBER BUNDLE AND PRODUCTION METHOD OF SUCH REINFORCEMENT FIBER BUNDLE}

본 발명은 경화성물질을 보강하기 위한 다수의 실질적으로 평행한 보강섬유를 포함하되, 이 보강섬유는 적어도 경화성물질과 보강섬유속의 혼합 도중에 물리적인 힘의 영향하에 접착력을 잃게 되는 접착물질에 의하여 적어도 그 단부에서 결합되는 보강섬유속에 관한 것이다.

이러한 보강섬유속은 특허문헌 제 WO-A-00/49211 호로부터 알려져 있다. 이 특허문헌에서, 콘크리트와 같은 주조혼합물용 보강섬유는 단부에 도포되는 결합물질의 층에 의하여 단부에서 집속되고 결합된다. 결합물질은 주조혼합물에 의하여 용해되거나 그 내부에 전체적으로 분산된다. 따라서, 섬유속은 분해되고 섬유는 유리된다.

이러한 보강섬유속은 용해되거나 분산되는 결합물질이 주조되거나 경화되어야 할 물질에 의하여 흡수되는 결점을 갖는다. 상기 언급된 보강섬유속은 경화성물질에 대한 보강섬유의 비율을 증가시키는 것을 의미하므로 상당한 양의 결합물질이 경화성물질내에 용해되거나 분산될 것이다. 이는 경화성물질의 특성에 좋지 않은 영향을 줄 위험이 있다. 따라서, 경화성물질내에서 용해 또는 분산되거나 경화성물질과 반응하는 물질을 첨가함이 없이 보강섬유속의 대부분 보강섬유가 경화성물질내에서 혼합되어 일체화될 수 있도록 하는 것이 필요하다.

본 발명은 상기 언급된 문제점을 해결하기 위한 것으로, 접착물질이 실질적으로 경화되지 않은 경화성물질에 대해 불활성인 물질로 구성됨을 특징으로 한다.

"경화성물질에 대한 불활성"에 의하면, 본 발명은 접착물질이, 실질적으로 통상적인 첨가제의 첨가유무에 관계없이, 접착물질이 더 경화되어야 하는 통상적인 경화성물질과는 반응하지 않고 이러한 물질의 혼합물과도 반응치 않는 것으로 이해된다. 특히, 접착물질은 실질적으로 물 및/또는 유기용매에 용해되지 않는다.

보강섬유속이 경화성물질과 혼합될 때, 접착물질은 여러 이유에서 그 접착력을 상실할 수 있다. 예를 들어, 온도처리는 접착물질이 작은 크기로 분리되도록 한다. 더욱이, 상기 언급된 물리적인 힘은, 예를 들어 보강섬유속이 다른 보강섬유속, 용기의 벽, 혼합수단, 경화성물질내에 존재할 수 있는 돌조각 등과의 마찰에 의하여 나타날 수 있다. 혼합과정 중의 이들 물리적인 힘 때문에 접착물질은 보강섬유가 더 이상 결합되지 않을 때까지 매우 작은 조각으로 나누어질 것이며 경화성물질내에 분리분산될 것이다.

접착물질은 경ㅍ화성물질인 것이 바람직하다. 이러한 물질은 보강섬유에 점성상태로 도포되고 건조, 가열 등에 의하여 경화될 수 있다. 그러나, 기본적으로 적당한 또는 충분한 크기의 물리적인 힘이 가하여지는 경우 비경화성 물질이 접착물질로서 사용될 수 있다. 예를 들어 접착물질의 접착력을 잃게 하고 보강섬유가 분리되게 하는 가동나이프와 조합하여 점착성 접착물질을 선택할 수 있다.

실질적으로 접착물질은 경화성물질로 구성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 경화성물질의 특성이 접착물질에 의하여 거의 또는 전혀 영향을 받지 않게 될 것이다. 최종적으로 경화된 경화성물질은 분산된 보강섬유를 제외하고는 균질의 물질일 것이다. 하나 이상의 적당한 첨가물질이 경화성물질에 첨가되거나 콘크리트 혼합물의 성분혼합비율을 접착물질 및 경화성물질과 약간 다르게 할 수 있다. 그러나, 접착물질과 경화성물질에 대하여 다른 물질을 선택할 수 있다.

비록 접착물질이 실질적으로 경화성물질로 구성되나, 이는 널리 사용되는 첨가물로 구성될 수 있다. 예를 들어, 마찰을 촉진하거나 또는 접착물질의 물리적인 특성에 영향을 주는 소량의 물질이 첨가될 수 있다.

접착물질은 실질적으로 몰타르, 콘크리트, 석고, 시멘트 또는 그 혼합물로 구성되는 것이 바람직하다. 이들 접착물질은 특히 콘크리트 또는 콘크리트형 물질에 사용하기에 적합하다. 이들 경화성물질은 예를 들어 건축재로서 널리 사용된다. 이들은 매우 강하나 비교적 부서지기 쉽다. 이들의 강도와 특히 이들의 분쇄성향을 개선하기 위하여 이들 물질은 종종 보강섬유로 보강된다. 본 발명에 따른 접착물질을 사용함으로써 최종 콘크리트 또는 콘크리트형 물질의 기본적인 구성은 실질적으로 변화되지 않는다. 제안된 접착물질은 콘크리트형 물질과 매우 흡사하다. 그러나, 만약 석고가 사용되는 경우, 석고는 예를 들어 콘크리트의 경화시간과 기타 다른 특성이 좋지 않은 영향을 받지 않도록 낮은 농도로 사용되어야 한다.

특히 본 발명의 유리한 실시형태에서, 접착물질은 다른 보강섬유를 포함한 다. 접착물질에 이러한 다른 보강섬유를 첨가함으로써 접착물질은 보다 큰 강도와 순응성을 갖는다. 이는 그 자체가 접착물질로서 충분한 기계적인 강도를 갖지 않는 접착물질을 효과적으로 이용할 수 있도록 한다. 접착물질의 기계적인 강도가 다른 보강섬유에 의하여 증가되므로, 보강섬유속의 벌크저장, 이송 및 유출특성이 개선될 수 있다.

기본적으로, 다른 보강섬유는 최대직경이 100 ㎛인 유리섬유 또는 폴리프로필렌 섬유로 구성되는 것이 좋으나 다른 물질로 만들어질 수 있다. 이러한 섬유는 효율적이며 요구된 직경을 얻는 것도 용이하다.

보강섬유속의 길이-직경 비율은 적어도 0.2 이고 최대 5 이다. 이러한 길이-직경의 특성은 보강섬유속을 저장하고 있는 저장사일로로부터 양호하게 다루기 쉽고 양호하게 유출될 수 있는 특성을 갖도록 한다. 만약 길이-직경 비율이 상기 언급된 범위를 초과하면, 저장사일로가 폐쇄될 위험이 있다. 그럼에도 불구하고 길이-직경 비율이 상기 언급된 범위를 초과하는 보강섬유속은 특정조건 하에서 사용될 수 있다. 특히, 유리한 것은 보강섬유속의 길이-직경의 비율이 적어도 0.5 이고 최대 1.5 인 것이다. 이러한 길이-직경 비율의 경우에 있어서, 보강섬유속은 실질적으로 실린더 또는 블록과 유사하여 유출특성이 매우 양호하고 탁월한 취급성을 보인다. 보강섬유속의 길이-직경의 비율은 실질적으로 1 인 것이 바람직하다.

보강섬유속은 실질적으로 원통형의 형태이나 다른 형태를 가질 수 있다. 원통형의 형태인 경우, 보강섬유속은 모서리나 뾰죽한 부분을 갖지 않으므로 취급성이 양호하고 유출특성이 양호하다. 그럼에도 불구하고 입방체 또는 블록형의 다른 형태를 가질 수 있다. 이상적인 경우에 있어서, 상이한 길이의 섬유를 사용하되, 최단섬유는 보강섬유속의 외부에 놓이고 최장섬유는 중앙에 놓이도록 하여 실질적으로 구형의 보강섬유속을 이룰 수 있도록 하는 것이다.

기본적으로, 사용된 보강섬유는 요구된 길이-직경 비율을 가질 수 있다. 바람직하게 보강섬유의 길이-직경 비율이 적어도 40 인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 보강섬유속의 유리한 실시형태에서, 보강섬유는 인장강도가 500~3000 N/㎟ 인 스틸로 구성된다. 또한 다른 인장강도를 갖는 스틸을 선택할 수 있으나 이는 경화성물질을 보강할 때 거의 이점이 없다. 그러나, 예를 들어 탄소섬유, 폴리프로필렌이나 기타 다른 플라스틱, 유리 등과 같은 다른 물질이 보강섬유로서 선택될 수도 있다.

보강섬유의 양 단부는 후크형태인 것이 바람직하다. 본문에서 "후크형 단부"라 함은 단부에서 적어도 한번 만곡된 섬유를 의미한다. 이는 또한 변형된 단부를 갖는 섬유를 일컫기도 하는 바, 적어도 일측방향으로 보강섬유의 주축선에 대하여 수직인 평면측으로 변형된 단부의 돌출부분의 직경이 양단 사이의 섬유부분의 직경보다 크게 변형된 단부를 갖는 것을 의미하기도 한다. 예를 들어, 단부는 평탄하거나 만곡되거나 또는 비비꼬인 형태일 수 있으며, 또는 못 등의 형상일 수 있다. 이는 도면에서 상세히 설명될 것이다. 이는 경화후 경화성물질내에서 보강섬유의 접착상태를 개선한다. 직선형 보강섬유의 경우, 이들 섬유는 분열이 일어날 때 경화성물질로부터 분리되어 물질의 강도를 떨어뜨릴 것이다. 그러나, 예를 들어 섬유를 평탄하게 처리하거나 이들이 주름을 형성하거나 또는 후크형으로 형성함으로써 경화된 경화성물질내에서 보강섬유의 접착상태를 개선할 수 있는 다른 방법도 있을 수 있다.

본 발명에 따른 보강섬유속은 실질적으로 균일하게 접착물질에 의하여 피복되는 단부면으로 구성되는 것이 바람직하다. 이에 따라 보강섬유속의 단부면은 실질적으로 평활하다. 이는 보강섬유속 사이의 엉킴을 줄일 수 있는 이점을 준다. 통 상적으로, 보강섬유의 단부는 다른 보강섬유속의 보강섬유의 단부에 엉키거나 또는 다른 보강섬유속의 보강섬유 사이(중간에서)에서 엉킬 수 있다. 접착물질로 보강섬유의 단부를 균일하게 피복함으로써 이와 같은 엉킴을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한 접착물질은 보강섬유속의 다른 부분에 도포될 수 있다. 예를 들어 전체 보강섬유속이 접착물질로 둘러싸이거나 접착물질로 균일하게 포화될 수 있다. 보강섬유속의 단부사이에 접착물질의 고리를 삽입하는 것 또한 가능하다. 이는 비록 처리시간이 더 들지만 큰 기계적인 강도가 유지될 수 있도록 하고 보강섬유속 사이의 상호작용은 작아지도록 한다.

본 발명에 따른 보강섬유속의 바람직한 실시형태에서, 실질적으로 보강섬유의 후크형 단부만이 접착물질내에 포함되어 있다. 이와 같이 함으로써, 후크형 단부는 보강섬유속이 엉키지 않도록 하는 반면에, 매우 작은 양의 접착물질이 사용된다. 일반적으로, 경화성물질에 나쁜 영향을 주므로 가능한 한 적은 양의 접착물질을 사용하는 것이 중요하다. 더욱이, 이러한 양은 보강섬유속에서 보강섬유를 양호하게 정렬함으로써 최소화될 수 있다. 이와 같이, 섬유단부는 모두 가능한 한 작은 디스크의 형태로 존재하게 될 것이다.

또한 본 발명은 보강섬유를 경화성물질을 보강하기 위한 보강섬유속에 결합하기 위한 방법에 관한 것으로, 보강섬유가 실질적으로 평행하게 집속되고 적어도 단부에서 결합되며, 보강섬유가 적어도 보강섬유속의 단부에 실질적으로 경화되지 않은 경화성물질에 대하여 불활성이고 보강섬유속을 적어도 경화성물질과 혼합 중에 물리적인 힘의 영향 하에서 그 접착력을 잃게 되는 접착물질로 도포됨으로써 결합된다.

이러한 방법은 경화성물질의 특성에 좋지 않은 영향을 주지 않고 매우 양호한 취급성과 유출특성을 갖는 본 발명에 따른 보강섬유속을 간단하게 제공한다. 그럼에도 불구하고, 일정한 양의 접착물질에 수동으로 공급하거나 또는 접착물질에 섬유를 "투사" 또는 투입할 수 있다.

바람직한 실시형태에서, 경화하는 접착물질이 도포되고 이어서 경화된다. 이는 접착물질이 도포되는 보강섬유속을 예를 들어 공기건조, 고온 또는 중합반응과 같은 경화처리환경에 노출시킴으로써 이루어질 수 있다.

그밖의 다른 바람직한 실시형태에서, 보강섬유의 실질적으로 평행한 집속은 인장 하에서 이루어진다. 그 이점은 접착물질이 분리될 때 경화성물질내에서 보강섬유의 분포가 보다 양호하게 되는 것이다.

또한 본 발명은 경화성물질을 보강하기 위한 다수의 실질적으로 평행한 보강섬유로 구성되는 보강섬유속에 관한 것으로, 보강섬유속이 적어도 경화성물질과 혼합되는 중에 보강섬유가 그 접착력을 잃는 접착물질에 의하여 적어도 단부에서 결합되고 접착물질이 다른 보강섬유로 구성된다.

접착물질에 다른 보강섬유를 사용하는 것은 경화성물질에 대하여 불활성인 접착물질에 한정되지 아니한다. 또한 부가하는 보강섬유의 이점, 즉 상기 언급된 바와 같이, 접착물질의 큰 강도 및 순응성을 예를 들어 수용성 접착물질에서 얻는다. 예를 들어 접착물질은 주성분으로서 또는 예를 들어 몰타르형 접착물질에 첨가하는 첨가물로서 폴리비닐아세테이트로 구성될 수 있다. 이들의 경우, 접착물질은 보다 유연하게 될 것이며 완전히 또는 적어도 보다 수용성이 될 것이다. 다른 수용성 성분이 사용될 수 있다.

다른 한편으로, 본 발명의 첫 번째 양상에 따른 보강섬유속의 바람직한 실시형태의 상기 언급된 제한과 이점이 청구항 제18항에 따른 보강섬유속에 포함되어 있다.

첫 번째 실시형태는 다른 보강섬유가 최대 100 ㎛의 직경을 갖는 유리섬유 및/또는 폴리프로필렌 섬유로 구성됨을 특징으로 한다.

두 번째 실시형태에서, 보강섬유의 적어도 단부가 접착물질에 의하여 균일하게 피복된다.

보강섬유의 단부는 후크형인 것이 바람직하다.

세 번째 실시형태에서, 도포되는 접착물질의 두께는 실질적으로 보강섬유의 후크형 단부의 길이와 같다.

네 번째 실시형태에서, 보강섬유속의 길이-직경 비율은 적어도 0.2 이고 최대 5 이며, 바람직하게 적어도 0.5 이고 최대 1.5 이다. 보강섬유속은 실질적으로 원통형인 것이 바람직하다.

다섯 번째 실시형태에서, 보강섬유의 길이-직경 비율은 적어도 40 이다.

보강섬유는 500~3000 N/㎟ 의 인장강도를 갖는 스틸로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명은 또한 그 다른 관점에서 경화성물질을 보강하기 위한 다수의 실질적으로 평행한 보강섬유로 구성되는 보강섬유속에 관한 것으로, 보강섬유속이 적어도 경화성물질과 혼합되는 중에 보강섬유가 그 접착력을 잃는 접착물질에 의하여 적어도 단부에서 결합되고, 보강섬유의 단부가 후크형이며 보강섬유속이 실질적으로 접착물질에 의하여 균일하게 도포되는 단부면으로 구성된다. 접착물질에 의하여 실질적으로 균일하게 도포되는 보강섬유속의 단부면의 이점은 다른 보강섬유의 유무에 관계없이 어떠한 종류의 접착물질에 제한되지 않는 점이다. 특히 후크형 단부를 가짐으로써 보강섬유속이 엉키는 위험이 크고 저장사일로를 뒤얽히게 하는 위험이 있다. 단부면을 평활하게 피복함으로써 보강섬유속은 다른 보강섬유속과 엉키는 일이 없다. 이는 또한 경화성물질내에 이미 혼재된 보강섬유가 분리된 상태로 포함되도록 한다. 여기에서 보강섬유가 경화성물질내에 혼재되는 효과는 직선형 단부를 갖는 보강섬유에 비하여 후크형 단부를 갖는 보강섬유가 더 큰 문제점을 준다.

또한 본 발명의 첫 번째 양상에 따른 보강섬유속의 바람직한 실시형태의 제한과 이점은 이러한 본 발명의 세 번째 양상에서 언급된 바와 같은 보강섬유속에도 포함되어 있다.

본 발명의 세 번째 양상에 따른 보강섬유속의 첫 번째 실시형태에서, 보강섬유의 후크형 단부만이 접착물질내에 매입된다.

두 번째 실시형태에서, 접착물질은 경화되지 않은 경화성물질에 대하여 실질적으로 불활성이다.

접착물질은 경화성물질인 것이 바람직하다.

접착물질은 실질적으로 경화성물질로 구성되는 것이 바람직하다.

더욱이, 접착물질은 실질적으로 몰타르, 콘크리트, 석고, 시멘트 또는 그 혼합물로 구성된다.

세 번째 실시형태에서, 접착물질은 다른 보강섬유로 구성된다.

또한, 다른 보강섬유는 최대 100 micrometer의 직경을 갖는 유리섬유 및/또는 폴리프로필렌 섬유로 구성된다.

네 번째 실시형태에서, 보강섬유속의 길이-직경 비율은 적어도 0.2 이고 최대 5 이며, 바람직하게 적어도 0.5 이고 최대 1.5 이다. 보강섬유속은 실질적으로 원통형인 것이 바람직하다.

바람직하게, 보강섬유의 길이-직경 비율은 적어도 40 이다.

보강섬유는 500~3000 N/㎟ 의 인장강도를 갖는 스틸로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 결합되지 않은 보강섬유속을 보인 정면도.

도 2는 본 발명에 따른 보강섬유속을 보인 정면도.

도 3은 도 2에서 보인 보강섬유속의 상세도.

도 4(a)-4(c)는 본 발명에 따른 보강섬유속을 경화성물질에 혼합하는 과정을 보인 설명도.

도 5는 섬유의 후크형 단부의 여러 예를 보인 설명도.

도 1은 보강섬유속(1)을 보이고 있다. 보강섬유속(1)은 후크형 단부(3)를 갖는 다수의 평행한 보강섬유(2)로 구성된다. 이들 보강섬유(2)는 결속선(4)으로 함께 묶여 있다.

비록 보강섬유(2)가 후크형 단부(3)를 갖는 것으로 표시되어 있으나, 기본적으로 이들 단부는 적용여하에 따라서 적당한 형상을 가질 수 있다.

보강섬유(2)는 섬유에 대해 이루어지는 조건과, 보강되어야 하되 이러한 섬유가 사용되는 경화성물질의 조건에 따라서 다양한 종류의 물질로 구성될 수 있다. 보강될 경화성물질의 경우, 이는 예를 들어 합성수지, 콘크리트 등일 수 있다. 보강섬유를 구성하는 물질은 예를 들어 유리, 석영, 탄소 또는 플라스틱일 수 있다. 보강될 콘크리트 또는 콘크리트류인 경우에는 금속제의 보강섬유를 사용하는 것이 바람직하다. 대부분의 경우, 예를 들어 500~3000 N/㎟ 사이의 고인장강도를 갖는 형태의 스틸이 사용된다.

섬유는 직선의 형태로서 이로써 보강섬유를 구성토록 하는 것은 적은 비용이 들고 간단하다. 보강섬유는 인장하중의 영향 하에서 경화성물질로부터 빠지지 않도록 하는 형상을 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 섬유는 예를 들어 꼬불꼬불한 형태이거나 그 전 길이를 따라 그 단면이 달라지는 형태이다. 도 1에서, 보강섬유는 후크형 단부를 갖는다. 이러한 단부의 형상에 의하여 섬유는 이들이 콘크리트 또는 다른 물질로부터 빼내지기 전에 완전히 변형되어야 한다.

사용된 보강섬유의 길이-직경 비율은 실질적이고 경제적인 이유에서 대부분 10~200 사이, 바람직하게 적어도 40 이다. 직선형이 아닌 섬유의 경우에 있어서 길이는 섬유의 양단 사이의 직선거리인 반면에, 전 길이를 통하여 직경이 달라지는 섬유의 경우, 직경은 전 길이의 평균직경으로서 결정된다.

보강섬유속은 보강섬유속의 요구된 형상과 사용된 보강섬유의 특성에 따라서 다수, 예를 들어 10~2000 개 사이의 보강섬유로 구성된다. 접착물질이 도포될 때까지 보강섬유가 집속된 상태를 유지하기 위하여, 보강섬유속에는 탄성의 결속선과 같은 잠정접착수단이 구비되거나, 또는 보강섬유속이 클립, 집게, 결속구 또는 기타 다른 기계적인 장치에 의하여 집속된다. 사용된 잠정접착수단은 이들이 사용시까지 또는 이에 도포되는 접착물질의 경화시까지 보강섬유속을 집속하는 위치에 그대로 놓일 수 있다. 이후에, 잠정접착수단이 제거될 수 있다. 어떤 경우에 있어서는, 예를 들어 탄성의 결속선이 사용될 때, 잠정접착수단이 결속된 상태 그대로 놓여 있을 수 있다. 혼합공정은 접착수단이 기계적으로 완전히 파괴될 정도로 강력하다. 이들 보상적인 접착수단은 경화성물질에 대하여 불활성이다. 예를 들어, 보강섬유와 동일한 물질로 된 결속선이 사용될 수 있으며, 이 경우에 있어서, 결속선의 직경은 작거나 또는 결속선에 취약부분이 형성되어 있어 보강섬유속과 경화성물질의 혼합과정에서 결속선이 단절되어 보강섬유가 보강섬유속으로부터 해체될 수 있도록 한다.

바람직하게, 부가적인 접착수단은 보강섬유속(1)의 보강섬유(2)가 인장력을 받는 상태로 집속될 수 있도록 선택되는 것이 바람직하다. 예를 들어 부가적인 접착수단으로서 탄성 또는 단단히 맨 금속선을 사용할 수도 있다. 경화성물질과의 혼합과 접착물질(5)의 분쇄 후에, 경화성물질내에서 보강섬유(2)의 분산은 용이하게 이루어질 것이다.

도 1에서 보강섬유속의 형상은 실질적으로 원통형의 형상이다. 보강섬유속의 길이-직경 비율은 약 1 이다. 이러한 형상의 경우에 있어서, 보강섬유속은 "돌" 또는 "거친 돌조각"과 유사하여 저장사일로를 폐색케 하는 경향을 보일 것이다. 이러한 폐색은 저장사일로내에서 보강섬유속이 엉키어 사일로로부터의 유출이 중단되도록 하는 것으로 이해된다. 그리고 저면에서 유출되지 않은 보강섬유속은 저장사일로의 일측 벽(측벽)으로부터 타측벽에 이르는 장애물을 형성한다. 비록 보강섬유속의 길이-직경 비율의 값이 1 인 것이 좋으나 이 값은 0.2~5 사이일 수도 있다.

보강섬유속의 크기는 대체로 사용된 보강섬유에 의하여 결정된다. 대부분 이들 섬유의 길이는 0.25~10 cm 사이이나 그 크기는 달라질 수 있다. 보강섬유속의 단면의 직경은 0.25~10 cm 이나 역시 그 값이 달라질 수 있다.

도 2는 보강섬유(2)의 단부(3)가 접착물질(5)의 층에 의하여 결합된 보강섬유속(1)을 나타내고 있다.

도 3은 도 2의 일부를 상세히 나타낸 것으로, 보강섬유(2)의 단부(3)가 접착물질(5)로 피복되어 있다. 접착물질(5)에는 매우 미세한 폴리프로필렌의 다른 보강섬유(6)가 혼입되어 있다. 접착물질의 층두께는 후크형 단부(3)의 길이와 거의 같다.

단부(3) 대신에 측부를 피복할 수 있으나, 다른 보강섬유속(1)의 보강섬유(2)의 후크형 단부(3)와 엉키는 것을 방지하고 보강섬유속을 저장하는 저장사일로에서 폐색이 일어나는 것을 방지하기 위하여 단부를 피복하는 것이 바람직하다.

접착물질(5)은 경화성물질의 특성에 좋지 않은 영향을 주지 않도록 경화성물질에 대하여 불활성이다. 접착물질은 경화성물질, 예를 들어 콘크리트와 같은 경화성물질과 실질적으로 동일한 것이 바람직하다. 따라서, 최종적으로 보강된 경화성물질의 특성은 실제로 전혀 영향을 받지 않는다. 다양한 세라믹 물질과 같은 다른 접착물질이 사용될 수 있다.

접착물질(5)의 취약성 또는 부하(물리적인 부하)를 받는 상태 하에서 파괴에 대한 내성은 무엇보다도 결합제, 모래 등의 적당한 비율을 선택함으로써 설정될 수 있다. 때로는 얻고자 하는 강도가 양호한 운반특성, 양호한 순응성 등을 확보하는데 불충분하다. 이러한 경우에 있어서, 접착물질은 다른 보강섬유(6)와 혼합될 수 있다. 예를 들어 접착물질 내에 0~100 ㎛ 사이의 직경을 갖는 폴리프로필렌 또는 유리섬유가 혼입될 수 있다. 이러한 섬유를 첨가함으로써, 접착물질의 인장강도와 물리적인 부하를 받는 상태하에서 파괴에 대한 내성이 증가한다. 이와 같이 함으로써 보강섬유속(1)은 특별한 조치를 취하지 않고도 운반 또는 저장시 그대로 유지된다. 다른 보강섬유(6)는 경화성물질의 특성을 개선하는데 기여할 수 있다.

접착물질(5)은 도 2와 도 3의 보강섬유속(1)에서 보강섬유(2)의 양측에 도포된다. 전체 보강섬유속(1)이 접착물질(5)로 둘러싸이거나 또는 접착물질에 함침되거나 또는 보강섬유속(1)의 일측 단부만이 접착물질(5)에 의하여 피복될 수 있다. 그러나 이러한 방식은 좋다고 할 수 없다. 이는 많은 양의 접착물질이 사용되어 보강섬유속(1)의 강도가 증가함으로써 경화성물질과의 혼합과정 중에 분리되는 시간이 길어지거나, 또는 보강섬유(2)의 일측의 단부(3)가 자유로운 상태로 놓여 있어 보강섬유속(1)의 보강섬유의 단부들이 서로 엉키어 보강섬유속(1)이 서로 연결되어 버리는 결과를 가져온다.

접착물질(5)은 요구된 양을 바르거나 분사하거나 또는 담그는 방식으로 도포될 수 있다. 부가적으로, 보강섬유속(1)은 요구된 침적깊이로 접착물질(5)이 담긴 용기내에 침지될 수 있다. 접착물질이 도포된 후에는 요구된 경우, 공기중 건조, 열처리, 또는 이들의 조합이나 다른 적당한 방법에 의하여 경화될 수 있다.

도 4(a)-4(c)는 용기내의 경화성물질에 본 발명에 따른 보강섬유속을 혼합하는 방법을 보이고 있다.

도 4(a)에서, 보강섬유속(1)은 저면측에 가동슬라이드(9)에 의하여 개방될 수 있는 개폐형 구부(8)를 갖는 저장용기(7)내에 수용되어 있다. 구부(8)의 하측에는 경화성물질(11)이 수용된 용기(10)가 놓인다. 슬라이드(9)가 개방되고 보강섬유속(1)이 저장용기(7)로부터 경화성물질(11)측으로 유출된다.

보강섬유속(1)은 도 4(a)에서 보인 바와 같이 항상 직접 경화성물질(11)에 첨가되는 것은 아니다. 먼저 별도의 저장사일로에 경화성물질의 성분들을 저장하고 정확한 양의 성분이 용기(10)측으로 유입되게 할 수 있다. 또한 보강섬유속(1)은 저장사일로로부터 컨베이어 벨트를 통하여 용기(10)측으로 이동될 수도 있다. 이러한 경우에 있어서, 저장사일로에서 보강섬유속(1)들이 폐색되는 것에 관련한 문제점을 피할 수 있다.

도 4(b)에서, 보강섬유속(1)은 혼합수단(도시하지 않았음)의 도움으로 어느 정도 경화성물질(11)내에 분산되어 있다. 이 도면은 또한 감소된 보강섬유속(12)과 분리된 보강섬유(2)를 보이고 있다. 분리된 접착물질(13)이 경화성물질내에 분산되어 있을 때 일부 접착물질(13)이 분리되어 있는 보강섬유(2)에 그대로 붙어 있는 것이 있다.

도 4(c)에서, 모든 보강섬유(2)는 분리되어 있는 반면에, 나머지 접착물질(13)은 전체 경화성물질내에 분산되어 있다. 경화성물질(11)의 경화 후에, 이들 잔류물은 경화성물질내에 혼합되어 있는 과립체를 구성하는 반면에, 접착물질(5)과 경화성물질(11)이 실질적으로 동일한 물질인 경우, 경화성물질의 경화 후에 균질물질이 보강섬유와 함께 남아있게 될 뿐이며, 이 균질물질내에서 접착물질은 발견되지 않을 수 있다.

도 5는 후크형 단부를 갖는 보강섬유의 몇가지 예를 보인 것이다. 상기 언급된 바와 같이, 이러한 예의 보강섬유는 변형단부를 포함할 수 있다. 도면에서, 좌측으로부터 우측으로 보았을 때, 보강섬유는 다음과 같은 단부를 갖는다.

- 제1 후크형 단부,

- 제2후크형 단부,

- 평탄형 단부,

- 꼬불꼬불한 단부,

- 헤드형 단부.

이러한 단부들은 경화된 경화성물질의 인장강도를 증가시키는 우수한 특성을 제공한다. 보강섬유는 하나 또는 둘의 후크형 단부를 가질 수 있다.

다음의 접착물질을 이용한 실험을 수행하였다.

a) 시멘트 86.52 중량%

b) 폴리비닐 알코올 4.02 중량%

c) 물 9.38 중량%

d) 폴리프로필렌 섬유 0.08 중량%

이 접착물질은 섬유속의 우수한 특성을 보였다. 일반적으로, 이들은 운반 중에, 충격이 가하여질 때, 또는 낙하되었을 때에도 파괴되지 않았다. 그럼에도 불구하고 경화성물질과의 혼합 중에 각 섬유는 효과적이고 신뢰가능하게 분리되었다.

Claims (24)

1. 경화성물질(11) 보강용의 다수의 평행한 보강섬유(2)를 포함하되, 이 보강섬유(2)들은 적어도 경화성물질(11)과 보강섬유속(1)의 혼합 도중에 물리적인 힘의 영향 하에 접착력을 잃게 되는 접착물질(5)에 의하여 적어도 그 단부(3)에서 결합되고, 접착물질(5)은 경화되지 않은 경화성물질(11)에 관해서 불활성인 물질을 포함하고 경화성물질(11)을 포함하며 몰타르, 콘크리트, 석고, 시멘트 또는 그 혼합물을 포함함을 특징으로 하는 보강섬유속(1).
2. 제1항에 있어서, 접착물질(5)이 다른 보강섬유(6)들을 포함하되, 이 다른 보강섬유(6)들이 최대직경이 100 ㎛인 유리섬유와 폴리프로필렌 섬유, 또는 최대 직경이 100 ㎛인 유리섬유나 폴리프로필렌 섬유를 포함함을 특징으로 하는 보강섬유속(1).
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 보강섬유속(1)의 길이-직경 비율이 적어도 0.2 이고 최대 5 임을 특징으로 하는 보강섬유속(1).
5. 제1항에 있어서, 보강섬유속(1)의 길이-직경 비율이 적어도 0.5 이고 최대 1.5 임을 특징으로 하는 보강섬유속(1).
6. 제1항에 있어서, 보강섬유속(1)이 원통형임을 특징으로 하는 보강섬유속(1).
7. 제1항에 있어서, 보강섬유(2)들의 길이-직경 비율이 적어도 40 임을 특징으로 하는 보강섬유속(1).
8. 제1항에 있어서, 보강섬유(2)들이 500~3000 N/㎟ 의 인장강도를 갖는 스틸로 구성됨을 특징으로 하는 보강섬유속(1).
9. 제1항에 있어서, 보강섬유(2)들의 단부(3)가 후크형임을 특징으로 하는 보강섬유속(1).
10. 제1항에 있어서, 보강섬유속이 접착물질(5)로 균일하게 피복되는 단부면을 포함함을 특징으로 하는 보강섬유속(1).
11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 보강섬유(2)들의 후크형 단부(3)만이 접착물질(5)내에 매입됨을 특징으로 하는 보강섬유속(1).
12. 경화성물질(11) 보강용보강섬유속(1)에 보강섬유(2)를 결합하기 위한 방법에 있어서, 보강섬유(2)들이 평행하게 집속되어 적어도 단부(3)에서 결합되고, 이 보강섬유(2)들은 보강섬유속(1)의 적어도 단부에 접착물질(5)을 도포함으로써 결합되되, 이 접착물질은 경화되지 않은 경화성물질(11)에 대하여 불활성이며 적어도 경화성물질(11)과 보강섬유속(1)의 혼합 도중에 물리적인 힘의 영향 하에서 그 접착력을 잃게 되며, 접착물질(5)은 경화성물질(11)을 포함하되, 몰타르, 콘크리트, 석고, 시멘트 또는 그 혼합물을 포함함을 특징으로 하는 경화성물질 보강용 보강섬유속에 대한 보강섬유 결합방법.
13. 제12항에 있어서, 경화성 접착물질(5)이 도포되고 나서 경화됨을 특징으로 하는 경화성물질 보강용 보강섬유속에 대한 보강섬유 결합방법.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 보강섬유(2)들을 평행하게 집속하는 것이 인장력을 받는 상태하에서 이루어짐을 특징으로 하는 경화성물질 보강용 보강섬유속에 대한 보강섬유 결합방법.
15. 경화성물질(11)을 보강하기 위한 다수의 평행한 보강섬유(2)를 포함하되, 이 보강섬유(2)들은 적어도 경화성물질(11)과 보강섬유속(1)의 혼합 도중에 접착력을 잃는 접착물질(5)에 의하여 적어도 단부(3)에서 결합되고, 접착물질(5)은 다른 보강섬유(6)들을 포함하되, 이 다른 보강섬유(6)들이 최대 100 ㎛의 직경을 갖는 유리섬유와 폴리프로필렌 섬유, 또는 최대 100 ㎛의 직경을 갖는 유리섬유나 폴리프로필렌 섬유를 포함함을 특징으로 하는 보강섬유속(1).
16. 삭제
17. 제15항에 있어서, 접착물질(5)에 의하여 균일하게 피복되는 단부를 포함함을 특징으로 하는 보강섬유속(1).
18. 제15항 또는 제17항에 있어서, 보강섬유(2)들의 단부(3)가 후크형임을 특징으로 하는 보강섬유속(1).
19. 제18항에 있어서, 보강섬유(2)들의 후크형 단부(3)만이 접착물질(5)내에 매입됨을 특징으로 하는 보강섬유속(1).
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