KR101054089B1 - 유리섬유강화플라스틱재의 맨홀 몸체 및 그 성형방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내층(10), 복수의 층으로 이루어진 외층(20) 및 최외층(30)으로 구성되는 유리섬유강화플라스틱재의 맨홀의 몸체(100)에 관한 것으로서, 상기 내층(10)은 유리섬유매트층(11)과 상기 유리섬유매트층(11) 위에 합성수지로 도포된 합성수지층(12)으로 이루어지고, 상기 외층(20)은 합성수지에 함침된 유리섬유층(21)과 상기 유리섬유층(21) 위에 도포된 충전재층(22)이 2겹의 층(23)을 이루어 이 2겹의 층(23)이 복수개 적층되어 있으며, 그리고 상기 최외층(30)은 합성수지에 함침된 마감 유리섬유층(31)으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 유리섬유강화플라스틱재.

내층, 외층, 최외층, 충전재층

Description

유리섬유강화플라스틱재의 맨홀 몸체 및 그 성형방법{Manhole body of Glass-fiber Reinforced Plastics and Method for Forming the Same}

본 발명은 노면의 하부에 매설되는 맨홀에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 합성수지, 유리섬유 및 규사를 사용함으로써 중량이 가벼워서 시공성이 양호하고 수명이 반영구적인 유리섬유강화플라스틱재의 맨홀 몸체 및 그 성형방법에 관한 것이다.

일반적으로 맨홀은 노면에 사람이 출입할 수 있도록 만든 구멍으로서, 설치하는 장소는 관의 굵기나 방향이 바뀌는 곳, 기점이나 교차점, 길이가 긴 직선부의 중간 등에 설치되며, 통풍이나 관거의 연락에도 이용된다.

모양은 시공하기가 수월한 원형이 가장 많으며, 이밖에 사각형, 타원형 등이 있다. 입구는 주위를 철로 만든 틀이나 돌로 테두리를 두르고, 주철 또는 철근콘크리트제인 원형뚜껑을 덮는다.

몸체는 콘크리트 또는 벽돌로 만들며 바닥은 관로의 바닥과 같게 하거나 다소 내려서 침전물을 수용할 수 있게 만든다. 깊이는 관로의 깊이에 따라 다르지만 깊은 것은 100m가 넘는 것도 있다.

맨홀은 지중에 매설되어 사용되는데, 맨홀 몸체의 하부 양측에 연결관이 일체로 형성되고 몸체 상하부에는 플랜지가 형성되며, 몸체 상부 중앙에는 뚜껑이 설치된다. 이러한 맨홀은 주로 콘크리트 일체형으로 이루어지며, 콘크리트를 현장 타설하거나 또는 일정 형태로 제작된 콘크리트 기성제품을 사용하여 시공한다.

콘크리트를 현장 타설하는 경우에는 일정형태의 거푸집을 설치하고, 설치된 거푸집 내에 철근을 삽입한 후 콘크리트를 타설해 주어야 하므로 시공이 용이하지 않고 공사가 지연되어서 교통혼잡의 주요 원인이 되었다.

그리고, 일정형태로 제작된 콘크리트 기성제품을 사용하여 시공하는 경우에는 공장에서 규격에 맞게 제작한 후 현장으로 운반하여 설치하기 때문에 대형 중장비를 동원하여야 하는 제작공정상의 불편과 추가적인 경비의 지출이 발생되었다.

또한, 콘크리크 일체형으로 제작하여 설치하게 되면 자체적인 탄성이 미흡하여 지반의 진동 등에 따른 내구성이 미흡할 뿐만 아니라 수밀성도 양호하지 않아서 사용수명이 짧은 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 맨홀이,유리섬유강화플라스틱재의 맨홀이다. 이 유리섬유강화플라스틱이란 불포화 폴리에스테르수지(Unsaturated Polyester Resin)와 유리섬유(Glass-Fiber)를 혼합하여 만든 복합제로서, 내식, 내열성이 우수하여 석유화학, 건축, 레저, 자동차산업, 환경산업 등 산업 전분야에서 광범위하게 사용되는 강화플라스틱이다.

상기 유리섬유강화플라스틱재의 맨홀의 몸체는 내층, 중간층 및 외층으로 구성되며, 상기 내층과 외층은 폴리에틸렌 등의 합성수지로 이루어지고 그 내부에는 유리섬유가 얇게 매입된다.

상기 중간층은 상기 내층과 외층 사이에 적층되며, 모르타르로 이루어진다.

상기 내층, 중간층 및 외층으로 이루어진 몸체의 성형은 모터에 의해 회전구동되는 원통형 형틀을 이용하여 제조된다.

상기 형틀은 스테인레스로 이루어지며 표면에 분리막을 형성하기 위한 비닐코팅이 된다. 먼저, 내층을 성형하는 단계를 거치게 되는데, 상기 형틀의 비닐코팅층위를 폴리에틸렌 등의 합성수지로 코팅하고, 상기 합성수지코팅층 위에 유리섬유를 얇게 감은 다음, 상기 유리섬유 위를 다시 폴리에틸렌 등의 합성수지로 코팅하여 내층을 성형한다.

그 다음, 상기 내층 위에 모르타르나 규사를 도포하여 중간층을 성형한다.

다음으로, 상기 중간층 위를 폴리에틸렌 등의 합성수지로 코팅하고, 상기 합성수지코팅층 위에 유리섬유를 얇게 감은 다음, 상기 유리섬유 위를 다시 폴리에틸렌 등의 합성수지로 코팅하여 외층을 성형한다.

즉, 합성수지로 이루어진 내층과 외층 내부에 유리섬유가 매입됨으로써, 전체적으로 중량이 가벼우면서도 탄성과 수밀성이 우수해진다.

그리고, 상기의 과정에서 성형된 내층, 중간층 및 외층을 고온에서 원하는 두께로 경화하기 위해 가열히터 및 두께조절판에 통과시킨다.

상기의 과정을 통해 각 층의 성형이 완료되면 원하는 길이의 원통형 몸체를 얻기위해 절단기를 통과시켜 절단한다.

상기와 같이 구성된 유리섬유강화플라스틱재의 맨홀에서 내층과 외층 사이에 상기 중간층으로서 모르타르가 충전되는 이유는 유리섬유가 고가이어서, 유리섬유와 합성수지 만드로 맨홀 몸체를 성형한다면, 맨홀제품이 고가가 되기 때문에, 유리섬유보다는 저렴하지만 경화후 강도를 갖게 되는 모르타르를 이용하여 유리섬유의 사용량을 줄이기 위함이다.

하지만, 종래의 유리섬유강화플라스틱재의 맨홀은 경화시 모르타르층인 중간층과 유리섬유층인 내외층의 수축률이 서로 상이하여 모르타르층인 중간층과 유리섬유층인 내외층 간에 틈이 발생하게 되어, 맨홀 몸체의 강도가 취약하게 된다고 하는 문제가 있다.

또한, 유리섬유강화플라스틱재의 맨홀을 성형하는 종래의 방법은 회전하고 있는 원통형 형틀에 용융상태의 합성수지를 코팅하는 과정에서 상기 합성수지가 회전하고 있는 원통형 형틀의 원심력에 의해 비산되어 원통형 형틀이 배치된 바닥에 떨어지게 되어, 공장환경을 더럽힐 뿐만 아니라 비산된 상기 합성수지로 인하여 재료의 낭비가 심하다고 하는 문제점이 있다.

본 발명은 유리섬유에 합성수지와 규사와 같은 충전재가 도포되게 하면서 회전하는 원통형 형틀을 이용하여 상기 유리섬유를 감아서 원통형 형상의 맨홀 몸체를 성형시킴으로써, 상기된 문제점을 해결할 수 있다.

즉, 본 발명은 내층, 복수의 층으로 이루어진 외층 및 최외층으로 구성되는 유리섬유강화플라스틱재의 맨홀의 몸체를, 상기 내층은 유리섬유매트층과 상기 유리섬유매트층 위에 합성수지로 도포된 합성수지층으로 이루어지게 하고, 상기 외층은 합성수지에 함침된 유리섬유층과 상기 유리섬유층 위에 도포된 충전재층이 2겹의 층을 이루어 이 2겹의 층이 복수개 적층되게 하고, 그리고 상기 최외층은 합성수지에 함침된 마감 유리섬유층으로 이루어지게 함으로써 상기된 문제점을 해결할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기된 유리섬유강화플라스틱재의 맨홀 몸체를 성형하는 방법으로서, 회전구동되는 형틀의 외주면에 분리막을 형성하기 위한 비닐이 덮히어 진는 단계, 상기 비닐 위를 유리섬유매트가 감기게 하여 유리섬유매트층을 형성한 다음, 합성수지가 유리섬유매트층 위에 코팅되어 합성수지층을 형성하여 상기 내층을 성형하는 단계; 상기 합성수지층 위을 합성수지가 함침된 유리섬유가 감기게 하면서 그 감기는 유리섬유 위에 충전재가 뿌려져서 동시에 상기 합성수지층 위에 유리섬유층과 그리고 상기 유리섬유층 위에 충전재층을 형성하여 하나의 2겹 층을 형성하는 단계; 상기 2겹 층 위를 다시 합성수지가 함침된 유리섬유가 감기게 하면서 그 감기는 유리섬유 위에 충전재가 뿌려져서 동시에 상기 충전재층 위에 유리섬유층과 그리고 상기 유리섬유층 위에 충전재층을 형성하여 다른 하나의 2겹 층을 형성하는 단계; 다른 하나의 2겹 층을 형성하는 단계를 복수회 수행하여 2겹의 층을 복수개 적층시켜 상기 외층을 성형하는 단계; 및 상기 외층 위를 다시 합성수지에 함침된 마감유리섬유가 감기게 하여 최외층을 형성하는 단계를 포함하는 방법에 의해 상기된 문제점을 해결할 수도 있다.

본 발명은 유리섬유, 합성수지 및 규사가 하나의 층을 이루어서 복수개의 층으로 적층된 유리섬유강화플라스틱재의 맨홀 몸체를 성형시키는 것이 가능하여, 경화시에, 층들 간의 틈이 발생되지 않아, 맨홀 몸체의 강도가 종래의 유리섬유강화플라스틱재의 맨홀 몸체보다 높아져서 종래의 유리섬유강화플라스틱재의 맨홀 몸체의 두께보다 작은 두께를 가지고서도 종래의 유리섬유강화플라스틱재의 맨홀 몸체의 강도를 갖게 할 수 있어서, 제조비용을 종래보다 낮출 수 있다고 하는 작용효과를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 합성수지가 규사와 함께 유리섬유에 도포되기 때문에 합성수지가 회전하고 있는 원통형 형틀에 적용되어도 회전하고 있는 원통형 형틀의 원심력에 의해 비산되지 않아, 원통형 형틀이 배치된 바닥에 떨어지지 않게 되어, 공장환경을 종래보다 깨끗하게 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라 상기 합성수지가 비산되지 않음으로 인하여 재료의 낭비가 종래보다 줄어들어 제조비용을 종래보다 낮출 수 있다고 하는 작용효과를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 실시예가 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명될 것이다.

본 실시예의 유리섬유강화플라스틱재의 맨홀의 몸체(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 내층(10), 복수의 층으로 이루어진 외층(20) 및 최외층(30)으로 구성되 며, 상기 내층(10)은 유리섬유매트층(11)과 상기 유리섬유매트층(11) 위에 합성수지로 도포된 합성수지층(12)으로 이루어지고, 상기 외층(20)은 합성수지에 함침된 유리섬유층(21)과 상기 유리섬유층(21) 위에 도포된 규사 분말 등의 충전재층(22)이 2겹의 층(23)을 이루어 이 2겹의 층(23)이 복수개 적층되어 있으며, 상기 최외층(30)은 합성수지에 함침된 마감 유리섬유층(31)으로 이루어져 있다.

다음으로, 상기와 같은 층을 갖게 되는 본 실시예의 유리섬유강화플라스틱재의 맨홀 몸체의 성형방법을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

회전구동되는 형틀(F)의 외주면에 분리막을 형성하기 위한 비닐(V)이 덮히어 진다.

그 다음, 상기 비닐(V) 위를 유리섬유매트가 감기게 하여 유리섬유매트층(11)을 형성한 다음, 폴리에틸렌 등의 합성수지(R)가 유리섬유매트층(11) 위에 코팅되어 합성수지층(12)을 형성하여 상기 내층(10)을 성형한다.

그 다음, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 합성수지층(12) 위를 합성수지(R; 합성수지가 담겨진 통에 롤러가 담겨져 롤러에 합성수지가 붙어 있는 것을 도 3에 도시함)가 함침된 유리섬유(G)가 감기게 하면서 그 감기는 유리섬유(G) 위에 충전재(규사 분말; S)가 뿌려져서 동시에 상기 합성수지층(12) 위에 유리섬유층(21)과 그리고 상기 유리섬유층(21) 위에 충전재층(22)을 형성하여 하나의 2겹 층(23)을 형성한다. 이때, 도 3에 도시된 바와 같이, 형틀(F)은 반시계방향으로 회전하고 충전재를 분사하는 노즐(N)과 합성수지가 담겨진 통(B)에 회전가능하게 장착하고 있는 롤러를 포함하는 함침된 유리섬유공급부(60)를 일체로 장착하고 있는 프레 임(50)은 상기 형틀(F)의 길이방향으로 뻗어 있는 레일(R)을 따라 이동하게 된다.

이어서, 상기 2겹 층(23) 위를 다시 합성수지(R)가 함침된 유리섬유(G)가 감기게 하면서 그 감기는 유리섬유(S) 위에 충전재(규사; S)가 뿌려져서 동시에 상기 충전재층(22) 위에 유리섬유층(21)과 그리고 상기 유리섬유층(21) 위에 충전재층(22)을 형성하여 다른 하나의 2겹 층(23)을 형성한다.

이러한 방식으로 2겹의 층(23)을 복수개 적층시켜 상기 외층(20)을 성형한다.

그 다음, 상기 외층(20) 위를 다시 합성수지에 함침된 마감유리섬유(31)가 감기게 하여 최외층(30)을 형성한다.

다음으로, 원통형 형틀(F)에 성형된 상기 내층과 외층을 고온에서 원하는 두께로 경화하기 위해 가열히터 및 두께조절판에 통과시킨다.

상기의 과정을 통해 각 층의 경화가 완료되면 원하는 길이의 맨홀 몸체(100)를 얻기위해 절단기를 통과시켜 절단한다.

이와 같은 성형방법에 의하면, 상기 외층(20)을 성형할 시에, 상기 유리섬유에 함침에 의해 부착된 합성수지(R)가 충전재(규사; S)인 규사 분말이 뿌려져서 상기 합성수지(R) 위에 도포되지 때문에, 원통형 형틀(F)이 돌려져서 상기 유리섬유에 부착된 합성수지(R)가 원심력에 의해 비산되지 않는다.

또한, 상기 실시예의 유리섬유강화플라스틱재의 맨홀의 몸체에 의하면, 상기 외층(20)이 합성수지에 함침된 유리섬유층(21)과 규사 분말 등의 충전재층(22)이 2겹의 층(23)을 이루어 이 2겹의 층(23)이 복수개 적층되어 있기 때문에, 즉 경화시 에 복수개의 충전재층(22)과 복수개의 유리섬유층(21)이 서로 간의 수축률을 상호 보완하기 때문에, 종래와 같이 충전재층이 두꺼운 층으로 되어 있는 종래의 맨홈의 몸체에서 경화시에 발생되는 층들 간의 틈의 형상, 즉 유리섬유층과 충전재층 간의 벌어짐이 방지된다.

도 1은 본 실시예의 유리섬유강화플라스틱재의 단면도,

도 2는 도 1의 유리섬유강화플라스틱재를 제조하는 단계를 도시한 개념도,

도 3은 2겹의 층을 적층시키는 방식을 도시한 모식도.

Claims (4)

1. 내층(10), 복수의 층으로 이루어진 외층(20) 및 최외층(30)으로 구성되는 유리섬유강화플라스틱재의 맨홀의 몸체(100)로서,

   상기 내층(10)은 유리섬유매트층(11)과 상기 유리섬유매트층(11) 위에 합성수지로 도포된 합성수지층(12)으로 이루어지고,

   상기 외층(20)은 합성수지에 함침된 유리섬유층(21)과 상기 유리섬유층(21) 위에 도포된 충전재층(22)이 2겹의 층(23)을 이루어 이 2겹의 층(23)이 복수개 적층되어 있으며, 그리고

   상기 최외층(30)은 합성수지에 함침된 마감 유리섬유층(31)으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 유리섬유강화플라스틱재의 맨홀 몸체.
2. 제 1항에 따른 유리섬유강화플라스틱재의 맨홀 몸체를 성형하는 방법에 있어서,

   회전구동되는 형틀(F)의 외주면에 분리막을 형성하기 위한 비닐(V)이 덮히어 진는 단계,

   상기 비닐(V) 위를 유리섬유매트가 감기게 하여 유리섬유매트층(11)을 형성한 다음, 합성수지(R)가 유리섬유매트층(11) 위에 코팅되어 합성수지층(12)을 형성하여 상기 내층(10)을 성형하는 단계;

   상기 합성수지층(12) 위을 합성수지(R)가 함침된 유리섬유(G)가 감기게 하면서 그 감기는 유리섬유(G) 위에 충전재가 뿌려져서 동시에 상기 합성수지층(12) 위에 유리섬유층(21)과 그리고 상기 유리섬유층(21) 위에 충전재층(22)을 형성하여 하나의 2겹 층(23)을 형성하는 단계;

   상기 2겹 층(23) 위를 다시 합성수지(R)가 함침된 유리섬유(G)가 감기게 하면서 그 감기는 유리섬유(S) 위에 충전재가 뿌려져서 동시에 상기 충전재층(22) 위에 유리섬유층(21)과 그리고 상기 유리섬유층(21) 위에 충전재층(22)을 형성하여 다른 하나의 2겹 층(23)을 형성하는 단계;

   다른 하나의 2겹 층(23)을 형성하는 단계를 복수회 수행하여 2겹의 층(23)을 복수개 적층시켜 상기 외층(20)을 성형하는 단계; 및

   상기 외층(20) 위를 다시 합성수지에 함침된 마감유리섬유(31)가 감기게 하여 최외층(30)을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리섬유강화플라스틱재의 맨홀 몸체 성형 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 충전재층은 규사 분말로 이루어진 것을 특징으로 하는 유리섬유강화플라스틱재의 맨홀 몸체.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 충전재층은 규사 분말로 이루어진 것을 특징으로 하는 유리섬유강화플라스틱재의 맨홀 몸체 성형 방법.

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