KR101280024B1 - 마찰특성이 우수한 토목용 직포의 제직구조 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 토목용 직포에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 경사, 위사 및 변사로 구성되어 제직된 직포로 경사와 위사로 제직되며 특정 제직패턴이 반복 형성되도록 제직되는 제직부와 변사와 위사로 제직되는 날개부를 형성하여된 제직구조를 가지며, 상기 제직부의 경사와 위사의 변형된 제직구조를 가짐으로써 마찰특성이 종래의 직포에 비해 월등히 개선된 토목용 직포의 제직구조에 관한 것이 개시된다.
Description
본 발명은 토목용 직포에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 경사, 위사 및 변사로 구성되어 제직된 직포로 경사와 위사의 제직구조의 변화에 따라 마찰특성이 종래의 직포에 비해 향상된 토목용 직포의 제직구조에 관한 것이다.
토목용 직물은 연약지반, 성토사면, 굴착사면 또는 보강사면 등에 설치되어 강호안의 지지력을 보강함으로써 강우로 인한 토사의 유실과 지반의 함몰을 방지하거나, 연약지반 개량 공사시 장비를 진입시킬 수 있는 강도를 제공하기 위하여 사용되는 것이다.
이러한 토목용 직물의 구비 조건은 화학적으로 내산성과 내알카리성 있어야 하고, 탄력성과 내구성을 가지는 재질로 제직되어 공사 중에 진동·충격 및 상재하중에 대한 완충성이 크고, 쉽게 찢어지지 않는 제품이어야 하는 일반적인 요구조건에 따라 폴리프로필렌이나 폴리에스터의 고강력 필라멘트사를 이용하여 고밀도로 제직되어야 할 필요성이 있다.
이러한 토목용 직물은 공지된 구조의 제직기에서 평직과 능직의 조직으로 제직될 수 있다.
평직은 직물의 외형 조직에 따라 구분되는 직물 조직중의 하나인데, 직물조직 중에서 가장 기본적이고 간단하며 제일 많이 사용되는 것으로 경사와 위사가 상하 교대로 교차되면서 행과 열이 나란하게 제직되는 직물 조직이다.
능직은 공급되는 경사에 위사가 순차적으로 약 45°의 각도를 이루면서 계단상으로 교착되어 직물 표면에 뚜렷한 사선의 능선을 형성하는 것으로, 조직이 비교적 촘촘하고 질긴 특성을 나타내며, 단위면적 당 30,000~300,000데니아/(inch)2의 고밀도의 직물을 제직할 수 있는 특징이 있다.
토목용 직물의 일반적인 제직 방법은 폴리프로필렌이나 폴리에스터로부터 선택되는 원사를 의도하는 데니어가 되도록 합사하여 연사·정경 및 통경공정에 의하여 토목용 직물을 제직하게 되는데, 이러한 토목용 직포는 토목공사시 연약지반, 성토사면, 보강사면 등에 지반을 강화할 목적으로 설치된다. 따라서, 토목용 직포는 화학적으로 내산성과 내알칼리성을 구비하여야 하고, 물리적으로는 탄력성과 내구성을 가지는 폴리에스테르 등의 합성필라멘트로 제직되어 공사 중에 발생되는 진동, 충격, 상재하중에 대한 완충성이 크고 쉽게 찢어지지 않아야 한다.
토목용 직포 1장의 파단강도가 높으면 높을 수록 이를 토목공사 현장에 포설하는 공정을 줄일 수 있어 유리하다. 즉, 토목용 직포 한장의 파단강도가 25kN/m인 경우 50kN/m의 파단강도를 얻기 위하여는 토목용직포를 1장씩 2번 포설해야 하는 번거러움이 발생 된다.
이와 같은 번거로움을 해소하여 포설 공정을 단축하기 위해서 토목용 직포의 절단 응력을 높이는 연구가 많이 진행되고 있다.
대표적으로 토목용 직포 1장의 절단 응력을 향상시키는 방법으로는 토목용 직포를 이중직으로 재직하여 단위 중량을 높게 하는 방법이 가장 널리 사용되어 왔다.
그러나, 위와 같은 절단 응력 등에 대한 연구는 많이 진행되어져 왔다. 그러나, 사면 등에 포설되는 토목용 직포의 경우에는 마찰특성을 고려해야 함에도 불구하고, 종래의 토목용 직포는 마찰특성의 고려보다는 절단 응력, 파단 강도 등의 물성에 만, 그 촛점이 맞춰져 개발되고 있는 실정이다.
본 발명에서는 토목용 직포의 절단응력, 파단강도 등 물성의 확보와 더불어 경사와 위사의 제직구조의 변화에 따른 마찰특성이 개선된 토목용 직포의 제직구조를 제공하는 것을 그 해결과제로 한다.
상기한 과제를 해결한 본 발명의 마찰특성이 우수한 토목용 직포의 제직구조는 경사(20), 위사(10) 및 변사(30)로 제직되는 것으로, 직포의 조직이 경사(20)와 위사(10)로 제직되는 제직부(110)와 위사(10)와 변사(30)로 제직되는 날개부(120)로 이루어지며,
상기 제직부(110)는 (ⅰ) 1번위사(11)방향으로 1번 경사(21)와 3번 경사(23)가 1번 위사 아래로 내려오고, 2번 경사(22)와 4번 경사(24)가 위로 올라오고, (ⅱ) 2번 위사(12) 방향으로 1번 경사(21)와 2번 경사(22)가 아래로 내려오고, 3번 경사(23)와 4번 경사(24)가 위로 올라오고, (ⅲ) 3번 위사(13)방향으로 1번 경사(21)와 3번 경사(23)가 위로 올라오고, 2번 경사(22)와 4번 경사(24)가 아래로 내려오고, (ⅳ) 4번 위사(14) 방향으로 1번 경사(21)와 2번 경사(22)가 위로 올라오고, 3번 경사(23)와 4번 경사(24)가 아래로 내려오는 제직구조로 경사 4본과 위사 4본을 기본 조직으로 하며,
상기 1번 위사(11)와 2번 위사(12) 및 3번 위사(13)와 3번 경사(23)와 4번 경사(24)의 제직구조(B)와, 상기 3번 위사(13)와 4번 위사(14) 및 5번 위사(15)와 1번 경사(21)와 2번 경사(22)의 제직구조(C)가 경사 방향으로 반복 형성되는 패턴으로 되고, 위사 방향으로 반복 형성되어 지그재그 패턴을 형성하는 제직구조를 가지며,
상기 날개부는 제직부를 구성하고 있는 위사와 변사가 교번하여 평직구조를 가지며,
상기 날개부의 일끝단은 재봉사로 재봉하여 마무리되는 제직구조를 가지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제직부를 구성하는 경사와 위사는 1000 ~ 8000데니어이고, 사강도는 7 ~ 10g/d, 인장신도는 10 ~ 20%인 합성 필라멘트사인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 날개부를 구성하는 변사는 1000 ~ 8000데니어이고, 사강도는 7 ~ 10g/d, 인장신도는 10 ~ 20%인 합성 필라멘트사인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제직부의 제직밀도는 경사 15 ~ 25본/인치 × 위사 10 ~ 25본/인치인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 날개부의 제직밀도는 변사 20 ~ 40본/인치 × 위사 10 ~ 25본/인치인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 토목용 직포는 전단마찰계수 0.6 내지 0.8을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제공되는 제직구조를 가지는 토목용 직포는 종래의 직포에 비해 높은 전단마찰계수를 가짐으로써, 경사면 포설시 직포의 경사방향으로 밀림 등의 현상이 현저히 개선되는 장점을 가진다.
도 1 은 본 발명의 토목용 직포의 제직구조의 일예를 도시한 부분확대도이다.
도 2 는 도 1의 A부 제직구조의 확대도이다.
도 3 은 도 1 및 2의 1번 경사(21) 방향으로 토목용 직포를 절단한 단면도이다.
도 4 은 도 1 및 2의 2번 경사(22) 방향으로 토목용 직포를 절단한 단면도이다.
도 5 는 도 1 및 2의 3번 경사(23) 방향으로 토목용 직포를 절단한 단면도이다.
도 6 는 도 1 및 2의 4번 경사(24) 방향으로 토목용 직포를 절단한 단면도이다.
도 7 은 도 1 의 변사방향으로 토목용 직포를 절단한 단면도이다.
도 2 는 도 1의 A부 제직구조의 확대도이다.
도 3 은 도 1 및 2의 1번 경사(21) 방향으로 토목용 직포를 절단한 단면도이다.
도 4 은 도 1 및 2의 2번 경사(22) 방향으로 토목용 직포를 절단한 단면도이다.
도 5 는 도 1 및 2의 3번 경사(23) 방향으로 토목용 직포를 절단한 단면도이다.
도 6 는 도 1 및 2의 4번 경사(24) 방향으로 토목용 직포를 절단한 단면도이다.
도 7 은 도 1 의 변사방향으로 토목용 직포를 절단한 단면도이다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 마찰특성이 우수한 토목용 직포의 제직구조에 관한 것으로, 경사와 위사와 변사로 제직되는 토목용 직포(100)는 경사와 위사로 제직되는 제직부(110)와 상기 제직부(110)의 길이방향 양측으로 위사와 변사로 제직되는 날개부(120)로 형성되어진 구조를 가진다.
본 발명에 따르는 마찰특성이 우수한 토목용 직포의 제직구조는 첨부도면 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 토목용 직포는 경사(20), 위사(10) 및 변사(30)로 제직되는 것으로, 직포의 조직이 경사(20)와 위사(10)로 제직되는 제직부(110)와 위사(10)와 변사(30)로 제직되는 날개부(120)로 이루어지며,
상기 제직부(110)는
(ⅰ) 1번위사(11)방향으로 1번 경사(21)와 3번 경사(23)가 1번 위사 아래로 내려오고, 2번 경사(22)와 4번 경사(24)가 위로 올라오고,
(ⅱ) 2번 위사(12) 방향으로 1번 경사(21)와 2번 경사(22)가 아래로 내려오고, 3번 경사(23)와 4번 경사(24)가 위로 올라오고,
(ⅲ) 3번 위사(13)방향으로 1번 경사(21)와 3번 경사(23)가 위로 올라오고, 2번 경사(22)와 4번 경사(24)가 아래로 내려오고,
(ⅳ) 4번 위사(14) 방향으로 1번 경사(21)와 2번 경사(22)가 위로 올라오고, 3번 경사(23)와 4번 경사(24)가 아래로 내려오는 제직구조로 경사 4본과 위사 4본을 기본 조직으로 하며,
도 2에 도시된 바와 같은, 상기 1번위사(11), 2번 위사(12) 및 3번 위사(13)와, 3번 경사(23)와 4번 경사(24)의 제직구조(B)와, 상기 3번 위사(13), 4번 위사(14) 및 5번 위사(15)와 1번 경사(21)와 2번 경사(22)의 제직구조(C)가 경사 방향으로 반복 형성되는 패턴으로 되고, 위사 방향으로 반복 형성되어 지그재그 패턴을 형성하는 제직구조를 가지며,
상기 날개부(120)는 제직부(110)를 구성하고 있는 위사(10)와 변사(30)가 교번하여 평직구조를 가지며,
상기 날개부(120)의 일끝단은 재봉사(40)로 재봉하여 마무리되는 제직구조를 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 제직부(110)를 구성하는 경사와 위사는 1000 ~ 8000데니어이고, 사강도는 7 ~ 10g/d, 인장신도는 10 ~ 20%인 합성 필라멘트사를 사용하는 것이 좋으며, 상기 합성 필라멘트사로는 폴리에스테르 필라멘트사 또는 폴리프로필렌 필라멘트사를 사용할 수 있다.
또한, 상기 날개부(120)를 구성하는 변사는 1000 ~ 8000데니어 이고, 사강도는 7 ~ 10g/d, 인장신도는 10 ~ 20%인 합성 필라멘트사를 사용하는 것이 좋으며, 상기 합성 필라멘트사로는 폴리에스테르 필라멘트사 또는 폴리프로필렌 필라멘트사를 사용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 제직부(110)의 제직밀도는 목적하는 바와 같은 마찰특성을 달성하기 위하여는 경사 15~25본/인치 × 위사 10~25본/인치가 되도록 제직되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 날개부(120)의 제직밀도는 변사 20 ~ 40본/인치 × 위사 10 ~ 25본/인치가 되도록 제직되는 것이 바람직하다.
이때 상기 날개부는 직물조직을 튼튼하게 마무리하여 직포와 직포간의 봉합강도를 높여주게 된다.
이상에서 설명된 바와 같은 제직구조를 가지는 본 발명에 따라 제공되는 토목용 직포는 전단마찰계수 0.6 내지 0.8을 가지게 되는 것으로, 종래 토목용 직포 대비 20%이상 전단마찰계수가 향상된 것이다.
이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 보다 상세히 설명하기로 한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명의 범위 내에서 선택된 일예로 하기의 실시예로 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 내에서 얼마든지 변형가능한 것이다.
[실시예]
합성필라멘트사로 폴리에스테르 필라멘트사를 사용하고, 4000데니어, 인장신도 12%인 경사와 4000데니어, 인장신도 12%인 위사를 사용하여 본 발명의 제직구조를 가지도록 제직부를 제직하고, 4000데니어, 인장신도 12%인 변사로 날개부를 제직하여 첨부도면 도 1의 제직구조를 가지도록 제직하여 토목용 직포를 준비하였다.
이때, 상기 제직부의 제직밀도는 경사 18본/인치 × 위사 18본/인치이고, 날개부의 제직밀도는 변사 20본/인치 × 위사 20본/인치 이다.
[비교예1]
위사와 경사로 이루어지며, 평직으로 제직된 시판용 토목용 직물을 준비하였다. 이때, 준비된 직물의 경사는 4000데니어, 인장신도 12%였고, 위사는 4000데니어, 인장신도 12%였으며, 제직밀도는 경사 18본/인치 × 위사 18본/인치였다.
[비교예2]
위사와 경사로 이루어지며, 능직으로 제직된 시판용 토목용 직물을 준비하였다. 이때, 준비된 직물의 경사는 4000데니어, 인장신도 12%였고, 위사는 4000데니어, 인장신도 12%였으며, 제직밀도는 경사 18본/인치 × 위사 18본/인치였다.
상기 실시예의 직포와 비교예 1 및 2의 직물의 전단마찰계수를 비교측정하여 보았으며, 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
구 분 | 실시예 | 비교예1 | 비교예2 | 측정방법 |
전단마찰계수 | 0.7~0.8 | 0.6 | 0.6 | ASTM D5321-08 Standard Test Method for Determining the Coefficient of Soil and Geosynthetic or Geosynthetic and Geosynthetic Friction by the Direct Shear Method |
상기 표 1의 결과로 보아, 본 발명에서 제공되는 제직구조를 가지는 토목용 직포가 종래의 평직과 능직으로 제직된 토목용 직물에 비해 전단마찰계수가 월등히 높은 것으로 보아, 종래의 토목용 직물에 비해 마찰특성이 현저히 개선된 토목용 직포를 제공할 수 있음을 알 수 있었다.
10: 위사 20: 경사
30: 변사 40: 재봉사
100: 토목용 직포 110: 제직부
120: 날개부
30: 변사 40: 재봉사
100: 토목용 직포 110: 제직부
120: 날개부
Claims (6)
- 경사(20), 위사(10) 및 변사(30)로 제직되는 것으로, 직포의 조직이 경사(20)와 위사(10)로 제직되는 제직부(110)와 위사(10)와 변사(30)로 제직되는 날개부(120)로 이루어지며,
상기 제직부(110)는 (ⅰ) 1번위사(11)방향으로 1번 경사(21)와 3번 경사(23)가 1번 위사 아래로 내려오고, 2번 경사(22)와 4번 경사(24)가 위로 올라오고, (ⅱ) 2번 위사(12) 방향으로 1번 경사(21)와 2번 경사(22)가 아래로 내려오고, 3번 경사(23)와 4번 경사(24)가 위로 올라오고, (ⅲ) 3번 위사(13)방향으로 1번 경사(21)와 3번 경사(23)가 위로 올라오고, 2번 경사(22)와 4번 경사(24)가 아래로 내려오고, (ⅳ) 4번 위사(14) 방향으로 1번 경사(21)와 2번 경사(22)가 위로 올라오고, 3번 경사(23)와 4번 경사(24)가 아래로 내려오는 제직구조로 경사 4본과 위사 4본을 기본 조직으로 하며,
상기 1번위사(11)와 2번 위사(12) 및 3번 위사(13)와 3번 경사(23)와 4번 경사(24)의 제직구조(B)와, 상기 3번 위사(13)와 4번 위사(14) 및 5번 위사(15)와 1번 경사(21)와 2번 경사(22)의 제직구조(C)가 경사 방향으로 반복 형성되는 패턴으로 되고, 위사 방향으로 반복 형성되어 지그재그 패턴을 형성하는 제직구조를 가지며,
상기 날개부는 제직부를 구성하고 있는 위사와 변사가 교번하여 평직구조를 가지며,
상기 날개부의 일끝단은 재봉사로 재봉하여 마무리되는 제직구조를 가지는 것을 특징으로 하는 마찰특성이 우수한 토목용 직포의 제직구조.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제직부를 구성하는 경사와 위사는 1000~8000데니어이고, 사강도는 7~10g/d, 인장신도는 10~20%인 합성 필라멘트사인 것을 특징으로 하는 마찰특성이 우수한 토목용 직포의 제직구조.
- 제 1 항에 있어서,
상기 날개부를 구성하는 변사는 1000 ~ 8000데니어이고, 사강도는 7 ~ 10g/d, 인장신도는 10 ~ 20%인 합성 필라멘트사인 것을 특징으로 하는 마찰특성이 우수한 토목용 직포의 제직구조.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제직부의 제직밀도는 경사 15 ~ 25본/인치 × 위사 10 ~ 25본/인치인 것을 특징으로 하는 마찰특성이 우수한 토목용 직포의 제직구조.
- 제 1 항에 있어서,
상기 날개부의 제직밀도는 변사 20 ~ 40본/인치 × 위사 10 ~ 25본/인치인 것을 특징으로 하는 마찰특성이 우수한 토목용 직포의 제직구조.
- 제 1 항에 있어서,
상기 토목용 직포는 전단마찰계수 0.6 내지 0.8을 가지는 것을 특징으로 하는 마찰특성이 우수한 토목용 직포의 제직구조.
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KR1020120059926A KR101280024B1 (ko) | 2012-06-04 | 2012-06-04 | 마찰특성이 우수한 토목용 직포의 제직구조 |
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KR1020120059926A KR101280024B1 (ko) | 2012-06-04 | 2012-06-04 | 마찰특성이 우수한 토목용 직포의 제직구조 |
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