KR101084630B1 - 유리섬유강화 플라스틱 파이프 및 이의 제조방법 - Google Patents

유리섬유강화 플라스틱 파이프 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유리섬유강화 플라스틱(GRP)를 적층 성형한 파이프 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 상기 파이프는, 중공체를 이루며 수지로 형성되는 내부 보호층과, 상기 내부 보호층에 적층되는 제1부직포와, 상기 제1부직포를 감도록 이루어지며 수지가 단위섬유층에 함침된 보강층과, 상기 보강층을 감도록 이루어지는 제3부직포, 및 수지로 이루어지며 상기 제3부직포에 적층되는 외부 보호층을 포함한다. 이러한 유리섬유강화 플라스틱 파이프는 누수가 없고 내식성이 우수하며, 강성이 향상될 뿐 아니라, 자체 탄성을 보유하므로 충격에 의한 균열 또는 깨짐이 없으며, 콘크리트에 비해 무게가 가벼워서 시공성이 우수한 장점이 있다.

Description

유리섬유강화 플라스틱 파이프 및 이의 제조방법{GLASS FIBER REINFORCED PLASTIC PIPE AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}
본 발명은 유리 섬유를 적층 성형한 파이프 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
플라스틱 파이프는 유리섬유(glass fiber) 또는 탄소섬유(carbon fiber)를 수지와 복합 적층하여 성형될 수 있다. 또한, 각종 배관, 맨홀의 본체 등은 이러한 섬유 강화형 파이프를 필요한 길이로 절단하여 얻을 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여, 반영구적으로 이용 가능한 관체(파이프)를 구현하는 것에 그 기술적 목적이 있다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 유리섬유강화 플라스틱(GRP) 파이프는, 중공체를 이루며 수지로 형성되는 내부 보호층과, 상기 내부 보호층에 적층되는 제1부직포와, 상기 제1부직포를 감도록 이루어지며 수지가 단위섬유층에 함침된 보강층과, 상기 보강층을 감도록 이루어지는 제3부직포, 및 수지로 이루어지며 상기 제3부직포에 적층되는 외부 보호층을 포함한다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 보강층은 수지가 단위섬유층에 함침된 제1 및 제2보강층을 구비하며, 상기 제1보강층은 상기 제1부직포의 외부에 적층되고, 상기 제1보강층의 외부에는 수지가 규사에 함침된 코어층이 적층되며, 상기 제2보강층은 상기 코어층의 외부에 적층된다.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 파이프는 상기 코어층과 제2보강층의 사이에 배치되는 제2부직포를 포함한다. 또한, 상기 제1보강층 및 제2보강층은, 섬유사가 원주방향과 평행하게 배열되도록 감겨진 제1단위섬유층, 및 섬유사가 길이방향과 평행하게 배열되도록 감겨진 제2단위섬유층으로 각각 구성된다.
또한, 본 발명은 축방향으로 조금씩 이동되면서 회전하는 맨드릴에 이형 테이프(release tape)를 감는 단계와, 상기 이형 테이프의 외부에, 수지로 이루어지는 내부 보호층, 제1부직포, 수지가 단위섬유층에 함침된 제1보강층, 수지가 규사에 함침된 코어층, 수지가 단위섬유층에 함침된 제2보강층, 제3부직포 및 수지로 이루어지는 외부 보호층을 적층시키는 단계, 및 상기 외부 보호층의 외부에 이형 테이프를 감는 단계를 포함하는 유리섬유강화 플라스틱 파이프의 제조방법를 개시한다.
상기와 같이 본 발명과 관련된 파이프에 의하면, 강성이 우수한 섬유 강화형 파이프로서 탄성적인 변형이 가능하여 충격에 강하고, 경량이며 시공성이 우수한 장점이 있다. 나아가, 누수가 없으며, 내부식성이 우수하여 반영구적으로 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명과 관련된 섬유 강화형 파이프의 이용 예인, 유리섬유강화 플라스틱(GRP) 맨홀의 외관을 보인 사시도
도 2는 본 발명과 관련된 섬유 강화형 파이프와 함께, 맨홀 본체를 형성하기 위한 절단 단계를 보인 사시도
도 1은 본 발명과 관련된 섬유 강화형 파이프의 이용 예인, 유리섬유강화 플라스틱(GRP) 맨홀의 외관을 보인 사시도이다.
도 1을 참조하면, 맨홀(1)은 하수 관거에 연결되기 위한 지관(40)이 필요한 수로 결합되어 있는 맨홀 본체(10)와, 맨홀 본체(10)의 하부에 결합되는 하부 슬래브(20) 및, 맨홀 본체(10)의 상부를 덮는 상부 슬래브(30)를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 이하에서 설명될 도 1 및 도 2에 개시된 맨홀에 한정되지 않고, 펌프장 등과 같은 시설에도 적용될 수 있다.
이와 같은 맨홀(1)은 시공될 현장이 아닌 공장이나 작업장에서 직접 도 1에 개시된 형태로 제작이 된 후, 시공될 현장으로 옮겨져 곧바로 설치된다는 점에서 현장 타설식의 콘크리트 맨홀과는 구별된다.
상부 슬래브(30)에는 점검이나 유지 보수를 위하여 작업자가 맨홀(1)의 내부로 출입할 수 있도록 점검홀(31)이 형성된다. 점검홀(31)은 복수 개로 형성될 수 있으며, 맨홀(1)의 시공 후 맨홀뚜껑에 의하여 덮여진다.
도 2는 본 발명과 관련된 섬유 강화형 파이프와 함께, 맨홀 본체를 형성하기 위한 절단 단계를 보인 사시도이다.
도 1에 개시된 맨홀 본체(10)는 도 2와 같은 섬유 강화형 파이프(P)를 필요한 길이로 절단하여 얻는다.
파이프(P)는 유리섬유(glass fiber) 또는 탄소섬유(carbon fiber)를 수지와 복합 적층하여 성형된다. 도 2의 확대도에 개시된 것과 같이, 파이프(P)는 수지가 단위섬유층에 함침된 제1보강층(53)과, 제1보강층(53)의 외부에 적층되며 수지가 규사에 함침된 코어층(57) 및, 코어층(57)의 외부에 적층되며 수지가 단위섬유층에 함침된 제2보강층(59)으로 되어 있다. 다만, 보강을 위하여 보강층(53,59)의 수는 증가될 수 있으며, 코어층(57)의 수도 두께나 무게를 확보하기 위하여 증가될 수 있다.
제1보강층(53) 및 제2보강층(59)은 섬유사가 원주방향과 평행하게 배열되도록 감겨진 제1단위섬유층(54,56,60,62) 및 섬유사가 길이방향과 평행하게 배열되도록 감겨진 제2단위섬유층(55,61)으로 각각 구성됨으로써, 반경방향과 길이방향의 내압에 대하여 강성을 높인다. 도 2의 확대도에서는 각 보강층(53,59)이 두 개의 제1단위섬유층(54,56,60,62)을 각각 구비한 것을 예로 들고 있으며, 두 개의 제1단위섬유층(54,56,60,62) 사이에 제2단위섬유층(55,61)이 하나가 적층된 예를 제시하고 있다. 이외에도 단위섬유층의 수는 보다 많아지거나 줄어들 수 있으며, 그 배열의 순서도 뒤바뀔 수 있다.
제1보강층(53) 및 제2보강층(59)은 맨드릴(mandrel) 상에 내부 보호층(51)과, 제1부직포(52), 제1보강층(53), 코어층(57), 제2부직포(58), 제2보강층(59), 제3부직포(63) 및 외부 보호층(64)의 순으로 감기면서 성형될 수 있다. 이러한 파이프(P)를 구성하는 각 층은 축방향으로 조금씩 이동되면서 회전하는 맨드릴에 의하여 연속적으로 감겨져서 형성된다.
내부 보호층(51)과 외부 보호층(64)은 수지재질로 형성될 수 있으며, 균일한 표면을 만들 수 있도록 내부 보호층(51)의 내측 및 외부 보호층(64)의 외측에는 제조과정에서 이형 테이프(release tape)에 의하여 감겨질 수 있다.
이와 같이 성형된 파이프(P)는 복합 섬유층에 의하여 길이 방향 및 반경 방향에 대하여 강성이 향상될 뿐 아니라, 자체 탄성을 보유하므로 충격에 의한 균열 또는 깨짐이 없으며, 콘크리트에 비해 무게가 가벼워서 시공성이 우수한 장점이 있다.
파이프(P)의 성형이 완료되면 회전되는 롤(R)에 얹혀지고, 연삭날 또는 커터(C)에 의하여 원하는 크기로 절단된다.
상기와 같이 설명된 유리섬유강화 플라스틱(GRP) 파이프는 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (5)

  1. 중공체를 이루며, 수지로 형성되는 내부 보호층;
    상기 내부 보호층에 적층되는 제1부직포;
    수지가 단위섬유층에 함침된 제1 및 제2보강층을 구비하는 보강층;
    상기 제2보강층을 감도록 이루어지는 제3부직포; 및
    수지로 이루어지며, 상기 제3부직포에 적층되는 외부 보호층을 포함하며,
    상기 제1보강층은 상기 제1부직포의 외부를 감도록 이루어지고, 상기 제1보강층의 외부에는 수지가 규사에 함침된 코어층이 적층되며, 상기 제2보강층은 상기 코어층의 외부에 적층되고, 상기 코어층과 제2보강층의 사이에는 제2부직포가 배치되는 것을 특징으로 하는 유리섬유강화 플라스틱 파이프.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1보강층 및 제2보강층은,
    섬유사가 원주방향과 평행하게 배열되도록 감겨진 제1단위섬유층; 및
    섬유사가 길이방향과 평행하게 배열되도록 감겨진 제2단위섬유층으로 각각 구성되는 것을 특징으로 하는 유리섬유강화 플라스틱 파이프.
  5. 축방향으로 조금씩 이동되면서 회전하는 맨드릴에 이형 테이프(release tape)를 감는 단계;
    상기 이형 테이프의 외부에, 수지로 이루어지는 내부 보호층, 제1부직포, 수지가 단위섬유층에 함침된 제1보강층, 수지가 규사에 함침된 코어층, 제2부직포, 수지가 단위섬유층에 함침된 제2보강층, 제3부직포 및 수지로 이루어지는 외부 보호층을 적층시키는 단계; 및
    상기 외부 보호층의 외부에 이형 테이프를 감는 단계를 포함하며,
    상기 제1부직포는 상기 내부 보호층을 감도록 형성되고, 상기 제1보강층은 상기 제1부직포의 외부에 적층되고,
    상기 제1보강층의 외부에는 상기 코어층이 적층되며, 상기 제2보강층은 상기 코어층의 외부에 적층되고,
    상기 제2부직포는 상기 코어층과 제2보강층의 사이에 배치되며, 상기 제3부직포는 상기 제2보강층을 감도록 이루어지며, 상기 외부보호층은 상기 제3부직포에 적층되는 것을 특징으로 하는 유리섬유강화 플라스틱 파이프의 제조방법.
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