KR101302444B1 - 법면 시공용 보호매트 및 그 제조방법 - Google Patents

법면 시공용 보호매트 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 법면 시공용 보호매트 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 제1 폐섬유시트층; 상기 제1 폐섬유시트층 상에 형성된 메쉬시트층; 및 상기 메쉬시트층 상에 형성된 제2 폐섬유시트층을 포함하되, 상기 제1 폐섬유시트층, 메쉬시트층 및 제2 폐섬유시트층은 바인더(binder), 규산소다 및 난연제를 포함하는 처리제가 도포된 법면 시공용 보호매트를 제공한다. 또한, 본 발명은 제1 폐섬유시트층 상에 메쉬시트층을 적층하는 단계; 상기 메쉬시트층 상에 제2 폐섬유시트층을 적층하여 제1 폐섬유시트층, 메쉬시트층 및 제2 폐섬유시트층을 포함하는 적층시트를 얻는 단계; 바인더(binder), 규산소다, 난연제 및 물을 포함하는 처리제를 상기 적층시트에 도포하는 도포 단계; 및 상기 처리제가 도포된 적층시트에 열과 압력을 가하여 압착하는 열 압착 단계를 포함하는 법면 시공용 보호매트의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 폐섬유를 주재료로 하여 폐자원의 재활용과 함께 단가가 낮아 법면 시공의 공사비를 줄일 수 있으며, 방초(잡초 방제) 특성 및 난연성을 가져 법면 시공용으로 유용하다.

Description

법면 시공용 보호매트 및 그 제조방법 {PROTECTION MAT FOR CONSTRUCTING SURFACE OF SLOPE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 법면 시공용 보호매트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐섬유를 주재료로 하여 폐자원의 재활용과 함께 단가가 낮아 법면 시공의 공사비를 줄일 수 있으며, 우수한 난연성 및 방초(잡초 방제) 특성을 가지는 법면 시공용 보호매트 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 도로의 주변이나 호안(湖岸, 예를 들어 하천의 언덕 및 사방용 댐의 언덕), 그리고 둑 등의 법면(경사면)은 비, 눈, 바람 등의 외부 환경에 의해 토사가 유실되고 붕괴되기 쉽다.
이에 따라, 법면에는 토사의 유실이나 붕괴를 방지하기 위한 수단으로서, 보호매트를 시공하고 있다. 구체적으로, 토목 공사 후, 법면의 표면에 보호매트를 포설한 다음, 철재 고정핀 등으로 고정하여 시공하고 있다. 그리고 이와 같이 보호매트를 시공한 후에는 보호매트 위에 토사를 복토하고, 그 위에 가마니나 섬유 네트(net)를 적층한 다음 식물의 씨앗을 뿌려 녹화를 도모하고 있다.
예를 들어, 대한민국 등록특허 제10-0804756호, 대한민국 등록특허 제10-0824938호 및 대한민국 등록특허 제10-1174866호 등에는 위와 관련한 기술이 제시되어 있다.
그러나 상기 선행 특허문헌들을 포함한 종래 기술에 따른 보호매트는 주로 합성수지 섬유로 구성된 부직포를 사용하고 있는데, 이러한 보호매트는 높은 단가로 인하여 법면 시공의 시공비를 증가시키고, 난연성이 떨어져 화재 시 손실이 큰 문제점이 있다. 또한, 종래 기술에 따른 보호매트는 잡초를 방제하는 방초 특성이 떨어지는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-0804756호 대한민국 등록특허 제10-0824938호 대한민국 등록특허 제10-1174866호
이에, 본 발명은 폐섬유를 주재료로 하여 폐자원의 재활용과 함께 단가가 낮아 법면 시공의 공사비를 줄일 수 있으며, 우수한 난연성 및 방초(잡초 방제) 특성을 가지는 법면 시공용 보호매트 및 그 제조방법을 제공하는 데에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
제1 폐섬유시트층;
상기 제1 폐섬유시트층 상에 형성된 메쉬시트층; 및
상기 메쉬시트층 상에 형성된 제2 폐섬유시트층을 포함하되,
상기 제1 폐섬유시트층, 메쉬시트층 및 제2 폐섬유시트층은 바인더(binder), 규산소다 및 난연제를 포함하는 처리제가 도포된 법면 시공용 보호매트를 제공한다.
또한, 본 발명은,
제1 폐섬유시트층 상에 메쉬시트층을 적층하는 단계;
상기 메쉬시트층 상에 제2 폐섬유시트층을 적층하여 제1 폐섬유시트층, 메쉬시트층 및 제2 폐섬유시트층을 포함하는 적층시트를 얻는 단계;
바인더(binder), 규산소다, 난연제 및 물을 포함하는 처리제를 상기 적층시트에 도포하는 도포 단계; 및
상기 처리제가 도포된 적층시트에 열과 압력을 가하여 압착하는 열 압착 단계를 포함하는 법면 시공용 보호매트의 제조방법을 제공한다.
이때, 상기 도포 단계에서는 처리제를 적층시트에 포밍(foaming)하여 도포하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 열 압착 단계에서는 적층시트에 열과 압력을 가하여 3 ~ 8mm의 두께를 갖도록 압착하는 것이 좋다.
또한, 상기 처리제는, 바인더 100 중량부에 대하여 규산소다 40 ~ 60 중량부, 난연제 5 ~ 15 중량부 및 물 25 ~ 40중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 폐섬유를 주재료로 하여 폐자원의 재활용과 함께 단가가 낮아 법면 시공의 공사비를 줄일 수 있는 효과를 갖는다. 그리고 방초(잡초 방제) 특성 및 난연성을 가져 법면 시공용으로 유용하게 사용될 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 법면 시공용 보호매트의 단면 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 법면 시공용 보호매트는 제1 폐섬유시트층(10), 상기 제1 폐섬유시트층(10) 상에 형성된 메쉬시트층(30), 및 상기 메쉬시트층(30) 상에 형성된 제2 폐섬유시트층(20)을 포함한다. 그리고 바인더(binder), 규산소다 및 난연제를 포함하는 처리제가 도포(처리)되어 있다. 구체적으로, 상기 제1 폐섬유시트층(10), 메쉬시트층(30) 및 제2 폐섬유시트층(20)에는 바인더(binder), 규산소다 및 난연제를 포함하는 처리제가 도포(처리)되어, 각 층들(10)(20)(30)은 바인더를 통해 서로 접착 합지되어 있으며, 규산소다에 의해 딱딱한 경질의 특성을 갖는다. 또한, 난연제에 의해 난연성을 갖는다. 그리고 공기 및 수분 투과성을 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 법면 시공용 보모매트의 제조방법은 제1 폐섬유시트층(10) 상에 메쉬시트층(30)을 적층하는 단계; 상기 메쉬시트층(30) 상에 제2 폐섬유시트층(20)을 적층하여 제1 폐섬유시트층(10), 메쉬시트층(30) 및 제2 폐섬유시트층(20)을 포함하는 적층시트를 얻는 단계; 바인더(binder), 규산소다, 난연제 및 물을 포함하는 처리제를 상기 적층시트에 도포하는 도포 단계; 및 상기 처리제가 도포된 적층시트에 열과 압력을 가하여 압착하는 열 압착 단계를 포함한다. 이하, 본 발명에 따른 보호매트 및 그 제조방법의 구체적인 형태를 함께 설명한다.
상기 제1 폐섬유시트층(10)과 제2 폐섬유시트층(20)은 폐섬유시트로 구성되며, 이들을 구성하는 폐섬유시트는 각각 같거나 다른 재질의 섬유일 수 있다. 그리고 제1 폐섬유시트층(10)과 제2 폐섬유시트층(20)은 각각 1층 또는 2층 이상의 폐섬유시트로 구성될 수 있다.
본 발명에서 상기 제1 폐섬유시트층(10)과 제2 폐섬유시트층(20)을 구성하는 폐섬유시트는 폐자원으로서, 이는 천연섬유, 합성섬유 및 이들의 혼합섬유 등의 폐섬유으로부터 제조한 것이 사용되며, 구체적인 예를 들어 가정이나 산업현장 등에서 폐기되는 폐폴리에스테르(폐PET) 섬유, 폐폴리프로필렌(폐PP) 섬유 및 폐폴리아크릴 섬유 등으로부터 선택된 하나 또는 2이상의 혼합 폐섬유로부터 제조한 것이 사용될 수 있다. 그리고 이러한 폐섬유를 부직포 제조공정에서와 같이 니들 펀칭(needle punching)하여 시트(sheet) 상으로 제조한 것을 사용할 수 있다.
상기 메쉬시트층(30)는 폐섬유시트층(10)(20)의 강도를 보강하기 위한 것으로서, 이는 구체적으로 제1 폐섬유시트층(10)과 제2 폐섬유시트층(20)의 사이에 개재되어, 폐섬유시트층(10)(20)의 인장 강도 등을 보강하여 내구성을 증가시킨다.
상기 메쉬시트층(30)은 적어도 하나 또는 2개 이상의 메쉬시트(mesh sheet)를 포함한다. 이때, 상기 메쉬시트는 다수의 메쉬(mesh)를 가지는 합성수지재 시트로서, 이는 폐섬유시트층(10)(20)의 강도를 보강할 수 있는 것이면 제한되지 않는다. 메쉬시트는, 예를 들어 합성수지 필라멘트 섬유를 통상의 직물 가공법으로 직조한 것이나, 합성수지 필라멘트 섬유를 그물 망과 같이 엮은 것 등으로부터 선택될 수 있다. 이러한 메쉬시트는 구체적인 예를 들어 쌀, 보리, 밀 등의 곡식을 담는데 사용되는 마대(가마니)를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 가격이나 인장 강도 등에 유리한 폴리프로필렌(PP) 재질을 유용하게 사용할 수 있다.
또한, 상기 제1 폐섬유시트층(10), 메쉬시트층(30) 및 제2 폐섬유시트층(20)은 처리제를 통해 처리(도포)된다. 이때, 상기 처리제는 바인더(binder), 규산소다 및 난연제를 적어도 포함한다. 제1 폐섬유시트층(10), 메쉬시트층(30) 및 제2 폐섬유시트층(20)은 각각 별도로 처리제를 통해 처리될 수 있으나, 바람직하게는 3개의 층(10)(20)(30)이 적층된 후에 처리되는 것이 좋다.
구체적으로, 제1 폐섬유시트층(10), 메쉬시트층(30) 및 제2 폐섬유시트층(20)을 순차적으로 적층한 적층시트를 얻은 다음, 상기 적층시트에 처리제를 처리(도포)하는 것이 바람직하다. 이때, 처리제를 적층시트의 표면에는 물론 내부에까지 침투되게 도포 처리한다. 보다 구체적으로, 처리제가 제1 폐섬유시트층(10), 메쉬시트층(30) 및 제2 폐섬유시트층(20) 각층의 내부에까지 충분히 침투 분산되도록 처리한다. 상기 처리제는 스프레이(spray), 함침(deeping), 또는 포밍(foaming)하는 방법으로 적층시트에 도포 처리될 수 있으며, 바람직하게는 포밍(foaming)하는 방법으로 도포 처리하는 것이 좋다. 구체적으로 바인더, 규산소다 및 난연제를 포함하는 처리제를 교반, 포밍하여 기포를 형성시키는 다음, 이를 적층시트에 충분히 도포 침투되도록 하는 것이 좋다. 이러한 포밍 방법을 이용하는 경우 바인더, 규산소다 및 난연제가 균일하게 분산된 상태로 적층시트에 도포, 침투될 수 있고, 또한 처리제의 손실량이 적으며, 공정 시간도 단축되어 본 발명에 바람직하다.
상기 바인더는 접착성을 갖는 것이면 제한되지 않는다. 바인더는 천연 수지 및 합성수지를 사용할 수 있다. 바인더는 구체적인 예를 들어 수용성의 수지 접착제로서 아크릴계, 우레탄계 및 에폭시계 등으로부터 선택된 하나 이상의 접착성 수지로 선택될 수 있다. 이러한 바인더는 제1 폐섬유시트층(10), 메쉬시트층(30) 및 제2 폐섬유시트층의 각층을 접착 합지하면서, 난연제 등을 각층의 표면과 내부에 분산 고착되게 한다.
상기 규산소다(sodium silicate)는 점결성을 갖는 수용성 물질로서, 이는 각층(10)(20)(30)에 분산되어 딱딱한 경질의 특성을 갖게 한다. 규산소다는, 특히 제1 폐섬유시트층(10)과 제2 폐섬유시트층(20)에 점결성을 부여하여 딱딱한 경질의 특성을 갖게 한다. 그리고 이러한 규산소다에 의한 경질 특성에 의해, 잡초의 생육이 방지(방초 특성)된다.
상기 난연제는 분말 또는 액상 등을 사용할 수 있으며, 이는 본 발명에 따른 보호매트에 난연성을 부여할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 난연제는 예를 들어 인계, 브롬계, 바륨계, 안티몬계 및 할로겐계 등의 난연제로는 물론, 물연성을 가지는 무기물로부터 선택될 수 있다. 무기물은 예를 들어 산화아연(ZnO), 산화안티몬(Sb2O3), 산화주석(SnO2), 티탄산바륨(BaTiO3), 산화란탄(La2O3), 수산알루미늄(Al(OH)3), 질화붕소(BN), 산화토륨(ThO2), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 산화지르코늄(ZrO2), 황산스트론튬(SrSO4), 황산칼슘(CaSO4), 수산화나트륨(NaOH), 산화리튬(Li2O), 산화황화이트륨(Y2O2S), 산화바륨(BaO) 및 산화티탄칼슘(CaTiO3) 중에서 선택된 하나 또는 2 이상의 혼합을 들 수 있다.
상기 처리제는 위와 같은 바인더 100 중량부에 대하여 규산소다 30 ~ 60 중량부 및 난연제 2 ~ 20 중량부를 포함할 수 있다. 이때, 규산소다의 함량이 30 중량부 미만이면, 이의 첨가에 따른 방초 특성이 미미할 수 있다. 그리고 규산소다의 함량이 60 중량부를 초과하는 경우, 너무 딱딱해져 보호매트의 취급 등에 불편함이 있다. 아울러, 난연제의 함량이 2 중량부 미만인 경우, 이의 첨가에 따른 난연성이 떨어질 수 있고, 20 중량부를 초과하는 경우 상대적으로 바인더의 함량이 낮아져 고착성이 떨어지며 가격 면에서도 바람직하지 않을 수 있다. 이러한 점을 고려하여, 상기 처리제는 바인더 100 중량부에 대하여 규산소다 40 ~ 60 중량부 및 난연제 5 ~ 15 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 처리제는 안료를 더 포함할 수 있다. 안료는 색상을 구현할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 안료는 서로 다른 색상의 2 이상 복합일 수 있다. 안료는 예를 들어 검정색, 녹색, 청색, 적색 및 노란색 안료 등으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있으며, 구체적인 예를 들어 검정색 안료와 녹색 안료를 혼합하여 사용할 수 있다. 그리고 이러한 안료는 바인더 100 중량부에 2 ~ 20 중량부로 사용될 수 있으며, 바람직하게는 5 ~ 15중량부로 사용될 수 있다.
위와 같은 처리제는 물에 분산된 수용액 상태로 적층시트에 도포 처리될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 처리제는 수용액상으로서, 바인더 100 중량부에 대하여 규산소다 30 ~ 60 중량부, 난연제 2 ~ 20 중량부 및 물 15 ~ 50 중량부를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 바인더 100 중량부에 대하여 규산소다 40 ~ 60 중량부, 난연제 5 ~ 15 중량부 및 물 25 ~ 40중량부를 포함하는 것이 좋다. 상기 처리제는, 보다 구체적인 예를 들어 아크릴 바인더 600kg, 규산소다 280kg, 난연제 60kg, 물 200kg, 녹색 안료 60kg 및 검정색 안료 7kg으로 혼합 조성될 수 있으며, 이러한 조성의 처리제는 포밍 방법으로 적층시트에 도포 처리되는 것이 좋다.
위와 같이 처리제를 도포 처리한 다음에는, 적층시트를 열 압착한다. 즉, 처리제가 도포된 적층시트에 열과 압력을 가하여 압착한다. 이러한 열 압착에 의해 건조(수분 증발)되면서, 각층들(10)(20)(30)은 양호한 접착력으로 합지됨과 동시에 우수한 강도를 유지한다.
상기 열 압착은 압착 롤(roll)을 이용하여, 예를 들어 80 ~ 120℃의 열과, 0.5 ~ 10.0 kgf의 압력을 가하여 압착할 수 있다. 이때, 가해지는 열이 80℃ 미만인 경우, 건조가 어렵거나 오래 걸릴 수 있다. 그리고 가해지는 열이 120℃를 초과하는 경우 폐섬유시트층(10)(20)의 표면 용융에 의해 압착 롤(roll)에 용융 잔류물을 남길 수 있고, 폐섬유시트의 기공이 메워져 공기 및 수분 침투성이 떨어질 수 있다. 아울러, 가해지는 압력이 0.5 kgf 미만인 경우, 각 층들(10)(20)(30) 간의 접착력 및 압축 강도가 약할 수 있다. 그리고 가해지는 압력이 10.0 kgf를 초과하는 경우, 고밀도로 인하여 공기 및 수분 침투성이 다소 떨어질 수 있다.
또한, 상기 열 압착 시에는 3mm ~ 8mm의 두께를 갖도록 압착하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 4mm ~ 6mm의 두께를 갖도록 압착하는 것이 좋다. 즉, 본 발명에 따른 보호매트는 처리제의 도포 후, 열 압착을 통해, 바람직하게는 3mm ~ 8mm의 두께, 보다 바람직하게는 4mm ~ 6mm의 두께를 가지는 것이 좋다. 보다 구체적인 예를 들어 5mm의 두께를 가질 수 있다. 그리고 길이는 예를 들어 800m ~ 1,000m, 폭은 예를 들어 1,500mm ~ 2,500mm를 가질 수 있으며, 롤-투-롤(roll-to-roll)을 통한 연속적인 공정으로 제조되는 것이 좋다.
이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 폐섬유를 주재료로 함으로 인하여, 폐자원의 재활용에 일조를 하면서, 재료의 단가가 낮아 법면 시공의 공사비를 줄일 수 있다. 아울러, 메쉬시트층(30)에 의해 강도가 보강되어 우수한 내구성을 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 보호매트는 공기 및 수분 투과성을 확보하면서, 규산소다에 의해 경질화되어 우수한 방초(잡초 방제) 특성을 가지며, 이와 함께 난연제에 의해 난연성을 가져 화재에 따른 손실이 방지된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 보호매트는 법면 시공용의 토목 매트로 유용하게 사용된다.
본 발명에 따른 보호매트는 도로의 주변이나 호안(湖岸), 그리고 둑 등의 법면(경사면)에 유용하게 사용될 수 있다. 그리고 통상과 같이, 철재의 고정핀이나 그물 망 등으로 법면에 고정될 수 있다. 또한, 통상의 법면 시공구조에서와 같이, 본 발명에 따른 보호매트 위에는 선택적으로 토사가 복토된 다음, 식물의 씨앗이 뿌려져 녹화를 도모할 수 있다.
10 : 제1 폐섬유시트층
20 : 제2 폐섬유시트층
30 : 메쉬시트층

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1 폐섬유시트층 상에 메쉬시트층을 적층하는 단계;
    상기 메쉬시트층 상에 제2 폐섬유시트층을 적층하여 제1 폐섬유시트층, 메쉬시트층 및 제2 폐섬유시트층을 포함하는 적층시트를 얻는 단계;
    바인더(binder), 규산소다, 난연제, 색상 안료 및 물을 포함하는 처리제를 상기 적층시트에 도포하는 도포 단계; 및
    상기 처리제가 도포된 적층시트에 열과 압력을 가하여 압착하는 열 압착 단계를 포함하고,
    상기 도포 단계는, 바인더 100 중량부에 대하여 규산소다 30 ~ 60 중량부, 난연제 2 ~ 20 중량부, 색상 안료 2 ~ 20 중량부 및 물 15 ~ 50 중량부를 포함하는 처리제를 상기 적층시트에 도포하되, 상기 처리제를 포밍(foaming)하여 기포를 형성시키는 다음, 적층시트에 도포하며,
    상기 열 압착 단계는, 적층시트에 열과 압력을 가하여 3 ~ 8mm의 두께를 갖도록 압착하되, 80 ~ 120℃의 열과, 0.5 ~ 10.0 kgf의 압력을 가하여 압착하는 것을 특징으로 하는 법면 시공용 보호매트의 제조방법.
KR1020120118799A 2012-10-25 2012-10-25 법면 시공용 보호매트 및 그 제조방법 KR101302444B1 (ko)

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