KR101186506B1 - 격자 형상의 텍스타일 지오그리드의 제조방법 및 이로부터 형성된 텍스타일 지오그리드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 성토보강 등의 보강재로 사용되는 격자 형상의 텍스타일 지오그리드(Textile Geogrid)의 제조방법에 관한 것으로서, (S1) 경사와 위사가 서로 교차되도록 제직하여 격자 형상의 텍스타일 지오그리드 원단을 준비하는 단계; (S2) 상기 텍스타일 지오그리드 원단의 표면에 결착제를 도포하는 단계; (S3) 상기 결착제가 도포된 텍스타일 지오그리드 원단의 표면에 상기 경사 및 위사의 융점보다 낮은 융점을 갖는 열가소성 고분자로 이루어진 파우더를 산포하여 부착시키는 단계; 및 (S4) 상기 경사 및 위사의 융점보다 낮고 열가소성 고분자로 이루어진 파우더의 융점보다 높은 온도로 열처리하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 에너지 소비량을 줄이면서 비교적 짧은 시간 내에 피복층이 형성된 텍스타일 지오그리드를 제조할 수 있다.

Description

격자 형상의 텍스타일 지오그리드의 제조방법 및 이로부터 형성된 텍스타일 지오그리드{MANUFACTURING METHOD OF TEXTILE GEOGRID HAVING GRID FORM AND TEXTILE GEOGRID FORMED THEREFROM}
본 발명은 성토보강 등을 위해 보강재로 사용되는 격자 형상의 텍스타일 지오그리드(Textile Geogrid)의 제조방법에 관한 것이다.
격자 형상의 지오그리드는 토목공사시 옹벽보강, 사면보강, 성토보강 등의 용도로 사용되는 보강재이다.
지오그리드는 내시공성, 마찰특성 등의 특성 외에 그 용도상 높은 인장강도와 낮은 인장 변형율(저신도)이 요구된다.
지오그리드를 제조하는 방법으로는 일반적으로 플라스틱을 사출하거나 또는 압출한 후, 소정 간격으로 구멍을 뚫은 다음 일축 또는 이축으로 연신시켜 제조하는 방법이 이용한다. 사출된 플라스틱을 이용한 격자형 지오그리드는 인장강력이 떨어지고 연속공정으로 제조하기 어려우며, 그 크기나 모양에 있어 형태의 제약을 받는다.
플라스틱 지오그리드와 상호 보완 또는 경쟁적으로 사용되는 텍스타일 지오그리드는 고강도 섬유를 이용하여 격자 형태의 직물로 제직함으로서 텍스타일 지오그리드 원단을 준비한 다음, 폴리비닐클로라이드, 역청, 아크릴, 라텍스 및 고무계 수지 등의 수지 코팅액으로 그 표면을 피복한 후 고온 열처리하여 제조한다. 텍스타일 지오그리드는 플라스틱 지오그리드에 비해 제조원가 면에서 경제적이며, 제품이 유연하여 포장, 운반 및 시공 면에서 상대적으로 유리하다. 또한, 이와 같이 제조된 텍스타일 지오그리드는 충분히 연신처리한 고강도 섬유를 사용하므로 인장강력이 높고 인장 변형율이 낮은 특성을 나타낸다.
그러나, 전술한 텍스타일 지오그리드는 피복층 형성을 위해 고온에서 수지 코팅층을 건조할 필요가 있으므로, 에너지가 많이 소요되며 피복층 형성시간이 길어진다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래기술의 문제점을 해결하여, 에너지 소비량을 줄이면서 비교적 짧은 시간 내에 피복층을 형성한 텍스타일 지오그리드의 제조방법 및 이로부터 형성된 텍스타일 지오그리드를 제공하는데 있다.
상기 기술과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 격자 형상의 텍스타일 지오그리드의 제조방법은,
(S1) 경사와 위사가 서로 교차되도록 제직하여 격자 형상의 텍스타일 지오그리드 원단을 준비하는 단계;
(S2) 상기 텍스타일 지오그리드 원단의 표면에 결착제를 도포하는 단계;
(S3) 상기 결착제가 도포된 텍스타일 지오그리드 원단의 표면에 상기 경사 및 위사의 융점보다 낮은 융점을 갖는 열가소성 고분자로 이루어진 파우더를 산포하여 부착시키는 단계; 및
(S4) 상기 경사 및 위사의 융점보다 낮고 열가소성 고분자로 이루어진 파우더의 융점보다 높은 온도로 열처리하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 격자 형상의 텍스타일 지오그리드의 제조방법에 있어서, 상기 경사, 위사 또는 모두는 경사 및 위사는 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 유리 섬유 또는 아라미드 섬유로 이루어지고, 상기 열가소성 고분자로 이루어진 파우더는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌으로 이루어진 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 격자 형상의 텍스타일 지오그리드의드 제조방법에 있어서, 상기 열가소성 고분자로 이루어진 파우더의 평균입경은 2mm 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
전술한 방법으로 제조된 격자 형상의 텍스타일 지오그리드는 성토보강 등을 위해 보강재로서 유용하다.
본 발명의 제조방법에 따르면, 열가소성 고분자로 이루어진 파우더를 이용하여 텍스타일 지오그리드 원단에 피복층을 형성하므로서, 건조 과정이 필요없고 짧은 시간 내에 피복층 형성이 가능하다.
이에 따라, 에너지 소비량이 줄어들고, 생산성이 개선되는 효과가 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 격자 형상의 텍스타일 지오그리드의 형상을 예시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 텍스타일 지오그리드의 형상을 예시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 텍스타일 지오그리드의 형상을 예시한 사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명에 따른 격자 형상의 텍스타일 지오그리드의 제조방법은 다음과 같다.
먼저, 경사와 위사가 서로 교차되도록 제직하여 격자 형상의 텍스타일 지오그리드 원단을 준비한다(S1 단계).
격자 형상으로 형성된 텍스타일 지오그리드 원단을 구성하는 경사 및 위사, 지오그리드의 형태 및 그 제조방법은 당업계에 잘 알려져 있다. 경사 및 위사로는 통상 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 유리 섬유 또는 아라미드 섬유 등이 사용된다. 경사 및 위사로는 텍스타일 지오그리드가 적용되는 용도에 따라 다양한 물질로 된 섬유가 이용될 수 있으므로, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 격자 형상의 텍스타일 지오그리드 원단을 나타낸 평면도이다. 본 발명에 사용되는 텍스타일 지오그리드 원단은 통상적으로 사용되는 직기를 이용하여 준비할 수 있는데, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 소정 간격을 두고 평행하게 배치된 다수의 경사와, 소정 간격을 두고 평행하게 배치된 다수의 위사로 형성된 격자 형상을 가진다. 경사와 위사는 상호 직각으로 교차하는 것이 바람직하나, 텍스타일 지오그리드가 하중을 분산시킬 수 있고, 충분한 인발력을 발휘할 수 있는 범위 내에서 그 각도가 변형될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 텍스타일 지오그리드 원단은 모든 위사가 경사의 상면에 위치한 격자 형태로, 또는 이와 반대로 모든 경사가 위사의 상면에 위치하도록 제조될 수 있으나, 도 1 ~ 도 3에 도시된 바와 같이 평직 또는 능직 등의 다양한 형태로 경사와 위사가 상하로 교차하도록 제조될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
텍스타일 지오그리드 원단을 구성하는 경사와 위사는 예를 들어 500 내지 3000 데니어의 섬유로 제조할 수 있으며, 필요에 따라 이러한 섬유들을 합사 및 연사하여 사용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 텍스타일 지오그리드 원단의 격자 크기는 예를 들어 5 내지 100mm의 크기가 되도록 제직할 수 있는데, 격자 크기는 요구되는 텍스타일 지오그리드의 용도와 그에 따른 물성에 따라 조절할 수 있으므로, 이에 한정되는 것은 아니다.
이어서, 상기 텍스타일 지오그리드 원단의 표면에 결착제를 도포한다(S2 단계).
결착제는 후술하는 열가소성 고분자로 이루어진 파우더를 텍스타일 지오그리드 원단의 표면에 결착시키기 위한 것으로서, 예를 들어, 아크릴계 결착제나 폴리우레탄계 결착제와 같은 통상적인 접착제 성분을 들 수 있다. 텍스타일 지오그리드 원단을 액상의 결착제 용액에 침지시키거나, 액상의 결착제 용액을 텍스타일 지오그리드 원단에 스프레이하는 방법 등을 이용하여 결착제의 도포가 가능하다.
그런 다음, 상기 결착제가 도포된 텍스타일 지오그리드 원단의 표면에 상기 경사 및 위사의 융점보다 낮은 융점을 갖는 열가소성 고분자로 이루어진 파우더를 산포하여 부착시킨다(S3 단계).
결착제에 의해 텍스타일 지오그리드 원단의 표면에 부착되는 열가소성 고분자로 이루어진 파우더는 텍스타일 지오그리드를 구성하는 경사 및 위사의 융점보다 낮은 융점을 갖는 열가소성 고분자로 이루어지며, 후술하는 열처리 단계에서 용융되어 경사와 위사의 접점 부위를 견고하게 결착시킬 수 있는 것이라면 제한 없이 사용될 수 있다. 열가소성 고분자로 이루어진 파우더의 융점이 경사 및 위사의 융점보다 낮아야만, 열처리 단계에서 텍스타일 지오그리드 원단이 용융되어 형태가 붕괴되지 않는다.
이러한 열가소성 고분자의 비제한적인 예로는, 폴리에텔렌, 폴리프로필렌 등이 대표적이다. 물론, 폴리아미드, 폴리에스테르 등도 사용되는 경사 및 위사의 융점보다 낮다면 사용이 가능하다. 열가소성 고분자로 이루어진 파우더의 입자 크기는 경사와 위사의 섬도, 격자 크기 등에 따라 적절히 선택할 수 있는데, 예를 들어 2mm 이하의 평균 입경을 갖는 파우더를 사용하는 것이 텍스타일 지오그리드 원단에 대한 결착성과 용융속도 면에서 바람직하다.
이어서, 텍스타일 지오그리드를 구성하는 경사 및 위사의 융점보다 낮고 열가소성 고분자로 이루어진 파우더의 융점보다 높은 온도로 열처리한다(S4 단계).
전술한 바와 같이 텍스타일 지오그리드를 구성하는 경사 및 위사와 파우더의 융점에 차이가 있도록 그 재료를 선택함으로써, 파우더가 부착된 텍스타일 지오그리드 원단을 이들 융점 사이의 온도로 열처리하는 경우, 열가소성 고분자로 이루어진 파우더만 용융되어 경사와 위사의 접점 부분을 견고하게 서로 융착시키게 된다.
상기 열처리는 요구되는 온도 분위기를 제공할 수 있는 장치, 예를 들어 열풍기를 이용하여 수행할 수 있는데, 열가소성 고분자로 이루어진 파우더가 부착된 텍스타일 지오그리드 원단을 롤러를 이용하여 긴장 상태로 유지한 조건에서 처리하면, 텍스타일 지오그리드 원단의 수축 방지에 유리하다.
전술한 방법에 따라 제조된 격자 형상의 텍스타일 지오그리드는 열가소성 고분자로 이루어진 파우더가 모두 용융되어 텍스타일 지오그리드를 구성하는 경사와 위사 리브를 서로 견고하게 결착시키므로, 성토보강 등을 위한 보강재로 유용하게 사용될 수 있다.

Claims (4)

  1. (S1) 경사와 위사가 서로 교차되도록 제직하여 격자 형상의 텍스타일 지오그리드 원단을 준비하는 단계;
    (S2) 상기 텍스타일 지오그리드 원단의 표면에 결착제를 도포하는 단계;
    (S3) 상기 결착제가 도포된 텍스타일 지오그리드 원단의 표면에 상기 경사 및 위사의 융점보다 낮은 융점을 갖는 열가소성 고분자로 이루어진 파우더를 산포하여 부착시키는 단계; 및
    (S4) 상기 경사 및 위사의 융점보다 낮고 열가소성 고분자로 이루어진 파우더의 융점보다 높은 온도로 열처리하는 단계를 포함하는 격자 형상의 텍스타일 지오그리드의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 경사 및 위사는 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 유리 섬유 또는 아라미드 섬유로 이루어지고, 상기 열가소성 고분자로 이루어진 파우더는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌으로 이루어진 것을 특징으로 하는 격자 형상의 텍스타일 지오그리드의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 고분자로 이루어진 파우더의 평균 입경은 2mm 이하인 것을 특징으로 하는 격자 형상의 텍스타일 지오그리드의 제조방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따라 형성된 격자 형상의 텍스타일 지오그리드.
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