KR101083263B1 - 리브의 접착력을 강화시킨 지오그리드 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리브의 접착력을 강화시킨 지오그리드에 관한 것으로, 더욱 바람직하게는 건축 및 토목공사시 지반이나 콘크리트에 매설시켜 토사의 유실방지나 지반의 보강, 보강토옹벽설치, 방수균열방지, 충격흡수, 기초 콘크리트의 강도 유지 등 다양한 목적으로 사용되는 지오그리드의 수평리브와 수직리브가 교차되는 교차점의 접착력을 강화시켜서 인장강도와 내후성, 내충격성을 양호하게 하기 위한 것이다.

그 구성은 압출성형기를 통해 고분자 폴리머 칩을 띠 형태로 성형하여 스풀직기에 감아 주라인직기에 수평리브(10)를 보조라인 직기에 수직리브(20)를 규격별로 정렬한 한 수평리브(10)와 수직리브(20)를 1차 챔버에서 발생하는 간접열로 리브의 상하, 좌우 휘어짐을 펴서 수평리브(10)와 수직리브(20)를 격자형으로 교차정렬하여 만나는 교차점(30)에 레이저를 조사하여 교차점(30)에 기포 없이 밀착시킨 후 다시 2차 챔버에 의한 간접 열을 가하면서 프레싱으로 접착하여 구성한 것을 특징으로 하는 리브의 접착력을 강화시킨 지오그리드의 제조방법을 제공한다.

지오그리드, 수평리브, 수직리브

Description

리브의 접착력을 강화시킨 지오그리드 제조방법{Geogrid}

본 발명은 리브의 접착력을 강화시킨 지오그리드 제조방법에 관한 것으로, 더욱 바람직하게는 건축 및 토목공사시 지반이나 콘크리트에 매설시켜 토사의 유실방지나 지반의 보강, 보강토옹벽설치, 방수균열방지, 충격흡수, 기초 콘크리트의 강도 유지 등 다양한 목적으로 사용되는 지오그리드의 수평리브와 수직리브가 교차되는 교차점의 접착력을 강화시켜서 인장강도와 내후성, 내충격성을 양호하게 하기 위한 것이다.

일반적으로 지오그리드는 연약지반 보강, 성토사면 보강, 보강토 옹벽 등 다양한 토목현장에서 보강재로서 폭넓게 활용되고 있으나, 이러한 용도로 영구 토목구조물에 적용된 지오그리드에 대한 현장 적용기간이 그다지 길지 않기 때문에 장기간 현장에 적용된 지오그리드 보강재의 내구성에 관해서는 아직까지 불확실성이 존재하고 있다.

시간경과에 따른 지오그리드 보강재의 공학적 특성(특히 인장강도) 저하정도는 지오그리드의 소재와 형태, 지오그리드가 포설되어 있는 주변 환경 및 외부하중 등에 따라 달라질 수 있다.

또한, 보강토 구조물 축조 시 지오그리드 보강재 상부에 뒤채움 흙을 포설하고 다짐하면서 발생할 수 있는 지오그리드의 손상도 보강토 구조물의 장기적 안정에 큰 영향을 줄 수 있다. 특히 국내의 경우, 뒤채움 흙으로 널리 사용되고 있는 화강풍화토(산흙)에는 입경이 큰 돌들이 많이 포함되어 있으며, 현장 시공 시에는 양질의 토사 수급의 어려움과 방대한 뒤채움 흙을 채 가름해야 하는 번거로움으로 인해 입경 19mm(뒤채움 선정기준) 이상의 돌이 다량 함유된 흙이 사용되고 있어 지오그리드 보강재의 손상이 크게 우려되고 이로 인한 피해도 적지 않았다.

즉, 일반적으로 알려진 격자형으로 제조되는 지오그리드를 성형하기 위해서는 수평리브(띠)를 형성하는 수평리브와 수직리브(띠)를 형성하는 수직리브를 격자형으로 교차 연결하여 정렬한다. 이때 격자형으로 교차되는 리브를 상하 또는 좌우 진동판에 물려 판과 판이 서로 어그러져 진동하여 접점을 서로 마찰시켜 마치 손바닥 비비듯이 마찰열을 발생시켜 접착하기 때문에 리브 접점, 표면두께가 강제적으로 깎여 엷어지면서 깎인 분말이 마찰열에 부풀려 제각기 높이가 다른 접점포인트를 유지한 채 접착되며 접착면(주방향과 보조방향)을 교차하는 공법 구성으로 이루어져 있어 접점 부위가 많고 리브의 고저가 발생하다 보니 일관된 접착을 진동판에서 해결을 얻고자 하는데 한계가 있다. 또한, 이러한 방식으로 접착한 지오그리드를 영구 구조물에 적용하여 현장 포설시 접착이 쉽게 분리되는 문제점이 있고 토체 내에서 지오그리드 보강재의 역할수행을 정상적으로 할 수 없다.

또한, 초음파 접착으로 하였을 때에도 접점마다 지그로 포인트(접점)를 고정 시켜 압착 후 미세하게 지그가 떨면서 접착하므로 리브에 표면손상(지그 자국)을 가져와 강도저하는 물론 접착력이 약하여 분리되는 문제점이 있었던 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 창출한 것으로, 지오그리드의 수평리브와 수직리브가 격자형으로 교차되는 접점포인트의 교차점에 대한 접착을 위해 60℃∼80℃의 간접열을 가하는 1차 챔버를 거치면서 상하, 좌우 리브의 휘어짐을 수평으로 유지한 다음에 200℃∼230℃의 레이저로 1.5초∼2.5초 동안 조사하여 접착면의 리브가 용해될 때 접착함과 동시에 2차 챔버에서 50℃∼70℃ 온도의 간접 열을 거쳐 프레싱 하게 되면 리브의 휘어짐 없이 교차점(접점포인트)은 견고하게 밀착되면서 강도를 강화시킬 수 있도록 함을 목적으로 한다.

따라서 접착면에는 서로 녹은 리브가 점점 공극이 전혀 없이 밀착이 되면서 기포를 형성하지 않고 접착이 잘 되므로 견고성이 유지되기 때문에, 내인장 강도를 크게 강화시켜서 사용을 대상으로 하는 각종 공사 및 구축물의 내구성과 안전성을 더욱 향상시키도록 함을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 갖는 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 도면에 나타내는 바와 같이, 압출성형기를 통해 고분자 폴리머 칩 을 띠 형태로 성형하여 스풀에 감아 주라인직기에 수평리브(10)를 보조라인직기에 수직리브(20)를 규격별로 정렬한 수평리브(10)와 수직리브(20)를 1차 챔버에서 발생하는 간접열로 리브의 상하, 좌우 휘어짐을 펴서 수평리브(10)와 수직리브(20)를 격자형으로 교차정렬하여 만나는 교차점(30)에 레이저를 조사하여 교차점(30)에 기포 없이 밀착시킨 후 다시 2차 챔버에 의한 간접 열을 가하면서 프레싱으로 접착하여 구성한 것을 특징으로 하는 리브의 접착력을 강화시킨 지오그리드의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 상기 레이저는 200℃∼230℃의 열로 1.5초∼ 2.5초 정도 조사하도록 구성한 것을 특징으로 하는 리브의 접착력을 강화시킨 지오그리드의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 상기 1차 챔버의 간접열은 60℃∼80℃로 가열하도록 구성한 것을 특징으로 하는 리브의 접착력을 강화시킨 지오그리드의 제조방법을 제공한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 지오그리드를 구성하는 수평리브와 수직리브의 교차점에 대한 접착을 진동용착이나 초음파 접착이 아닌 레이저로 조사하여 교차점의 접촉면을 용해시켜서 용해된 면들이 서로 밀착의 극대화를 이루게 되므로 접촉면에 기포 등에 의한 공극이 전혀 발생하지 않고 서로 일체형으로 밀착되면서 결합되기 때문에, 서로 분리되지 않고 견고성을 향상하여 유지하므로 각종 공사 및 구축물의 내구성과 안전성을 크게 향상시키는 효과가 있다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 설명하기로 한다.

본 발명은 도 1의 블록도에 나타내는 바와 같이, 토목용 지오그리드(40)는 제품의 특성상 내구성과 견고성을 유지하기 위하여 재질은 폴리에스텔 수지를 띠 형상으로 압출하여 신도 5%∼8%/m2 정도에 부합되도록 최대한 연신한 고강력 띠를 구성한다. 상기 고강력 띠는 두께 0.5 ~ 2㎜, 폭 1 ~ 5㎝의 범위 내에서 임의로 압출성형 한다.

이때 압출 성형된 고강력 띠의 리브를 강제 연신하여 냉각과 연신을 반복하다 보면 내적, 외적 환경에 의한 변이는 물론 상기 리브가 직경 45Cm, 지관넓이 20Cm의 스풀에 감겨질때 리브가 왼쪽에서 오른쪽으로 왔다 갔다 하면서 감기는 도중에 리브의 상하, 좌우측에서 활모양으로 휘어져 정확하게 정렬하지 못하게 됨과 동시에 수평리브와 수직리브의 가장자리에서 휘어지는 부분과 수평리브와 수직리브의 휘어짐이 수평으로 펴지지 않은 상태에서 접착되고 그로 인해 리브간의 접점간격이 일정하지 않아 리브가 터짐과 동시에 힘을 받지 못하는 것을 방지하기 위하 여 본 발명에서는 1차 챔버에서 간접적인 열을 가해 리브의 상하, 좌우에서 휘어지는 부분을 수평으로 펴지게 하는 것을 구성으로 한다.

이와 같이 압출 성형되어 스풀에 감겨진 고강력 띠를 1차챔버에서 간접열을 가해 리브의 상하, 좌우에서 휘어진 부분을 수평으로 하여 수평리브(10)와 수직리브(20)를 격자형으로 서로 겹치게 하여 접착시키면 지오그리드(40)는 제조된다. 이때 수평리브(10)와 수직리브(20)를 격자형으로 겹쳐지게 하기 위한 간격은 가로 세로 3.5cm, 3.5cm와 3.5cm, 7cm 정도를 유지하여 교차점(30)을 견고하게 접착한다.

본 발명은 상기와 같이 제조되는 지오그리드(40)의 수평리브(10)와 수직리브(20)의 교차점(30)을 견고하기 접착하기 위해서 일반적으로 사용하는 진동용착이나 초음파에 의한 접착을 사용하지 않고, 레이저 접착방식과 간접적인 열을 가하는 프레스 방식에 의해 상호 연계하는 접착을 사용하는 것이다.

즉, 1차 챔버에서 간접열을 이용해서 상하, 좌우 휘어짐 없이 수평으로 유지한 리브를 이용하여 수평리브(10)와 수직리브(20)를 형성하여 만나는 교차점(30)에 다시 레이저로 조사한다. 이때 레이저에서 교차점(30)에 조사되는 열은 200℃∼230℃이고, 상기 레이저에서 조사되는 열을 1.5초 내지 2.5초가 적당하다. 왜냐하면, 상기 온도는 압출 성형된 성형 띠가 용해되는 온도로써, 서로 교차되는 접착면이 녹게 된다. 그렇게 때문에 수평리브(10)와 수직리브(20)가 서로 밀착이 된다.

이와 같이 교차점(30)의 접착면이 녹아 밀착이 될 때, 다시 2차 챔버에서 간접열로 프레싱 하여 밀착되게 결합시킨다. 상기 간접열을 가해 프레스로 프레싱 할 때는 간접적인 열전달 방식에 의해 50℃∼70℃의 열이 전달되면서 서로를 압착시켜서 결합시키게 된다.

다시 말해 두 개의 유리와 유리의 접촉면에 물방울을 떨어트려 비벼보면 물의 양이 최적일 때 접촉면에 기포 없이 물에 의해 밀착되어 접착되기 때문에 작은 유리로 큰 유리를 들어올릴 수 있는 방식과 같이, 본 발명의 수평리브(10)와 수직리브(20)의 교차점(30)에서 접촉하는 접촉면이 용해되면서 기포는 외부로 빠져나가 접착면에 기포가 생기지 않게 되므로 견고하게 밀착접착이 되어 시공 후에도 분리되지 않고 강도를 유지하는 것이다.

도 1은 본 발명의 지오그리드를 제조공정을 나타낸 블록도.

도 2는 본 발명의 지오그리드를 나타낸 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명

10. 수평리브 20. 수직리브

30. 교차점 40. 지오그리드

Claims (3)

1. 압출성형기를 통해 고분자 폴리머 칩을 띠 형태로 성형하여 스풀에 감겨진 수평리브(10)를 주라인직기에, 수직리브(20)를 보조라인직기에 규격별로 정렬하고, 수평리브(10)와 수직리브(20)를 1차 챔버에서 발생하는 60℃ ~ 80℃의 간접열로 리브의 상·하, 좌·우 휘어짐을 펴서 수평리브(10)와 수직리브(20)를 격자형으로 교차정렬하여 만나는 교차점(30)에 레이저를 조사하여 교차점(30)에 기포 없이 밀착시킨 후, 다시 2차 챔버에서 발생하는 50℃ ~ 70℃의 간접열을 거치면서 프레싱으로 접착하되 리브의 휘어짐 없이 교차점(접점포인트)이 견고하게 밀착되도록 하는 것을 특징으로 하는 리브의 접착력을 강화시킨 지오그리드의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 레이저는 200℃ ~ 230℃의 열로 1.5초 ~ 2.5초 정도 조사하도록 구성한 것을 특징으로 하는 리브의 접착력을 강화시킨 지오그리드의 제조방법.
3. 삭제

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