KR101614850B1 - Fiber reinforced polymer bar of a multi-divisional and production method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 봉 형태의 섬유보강폴리머 보강재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 섬유사를 이용하여 가요성을 가진 섬유보강폴리머 보강재를 공장 제조한 후, 권취된 상태로 현장에 반입하여 원하는 길이로 커팅하여 정착슬리브로 결속시켜 부착성능을 향상시키며 고강도 성능을 확보할 수 있는 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재 및 그 제작방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fiber reinforced polymer reinforcing material in the form of a rod, and more particularly, a fiber reinforced polymer reinforcing material having flexibility is manufactured by using a fiber yarn, To a fiber reinforced polymer stiffener having a multi-split fiber structure capable of securing a high strength performance while improving the adhesion performance by bonding with a fixing sleeve.
통상, 콘크리트 구조물에서의 콘크리트(Concrete)는 압축에는 강하지만 인장에는 약하기 때문에, 인장응력이 발생하는 부위에 철근을 배치시켜 인장응력을 부담하도록 하고 있다. 즉, 콘크리트에 작용하는 인장응력을 철근이 부담하도록 함으로써, 콘크리트와 철근 각각의 재료적 특성을 최대한 이용하는 콘크리트 구조물 설계 및 제작방법이 현재 이용되고 있다.Generally, concrete in a concrete structure is strong in compression but weak in tension, so that a reinforcing bar is disposed at a portion where a tensile stress is generated to bear a tensile stress. That is, by designing and constructing a concrete structure that maximizes the material characteristics of each of the concrete and the reinforcing bar by allowing the reinforcing steel to bear the tensile stress acting on the concrete, it is currently used.
이러한 콘크리트 구조물에 사용되는 철근은 압축강도 및 인장강도가 크고, 가공이 비교적 용이한 물성을 가지고 있어 콘크리트 보강재로서 폭넓게 활용되고 있는데, 외부하중에 의해 항복된 이후 추가적인 응력 부담 없이 변형률이 증가하는 연성적 파괴거동 특성을 나타내므로, 콘크리트에 배근되는 철근량을 조절하여 콘크리트 구조물의 취성파괴를 방지할 수 있다.The reinforcing bars used in these concrete structures are widely used as concrete reinforcing materials because of their high compressive strength and tensile strength and relatively easy processing properties. They are widely used as concrete reinforcing materials, Since the fracture behavior characteristics are shown, it is possible to prevent the brittle fracture of the concrete structure by controlling the amount of reinforcing steel to be laid on the concrete.
이러한 장점에도 불구하고, 철근은 콘크리트 피복의 손상 등의 이유로 외부에 노출되는 경우 부식이 용이하게 진행되어, 구조물의 내구성이 저하될 수 있어 구조물 안전에 심각한 영향을 끼칠 여지가 많고, 중량이 상당히 크므로 운반 및 설치에 많은 노력과 비용이 요구되는 문제점이 있었다.Despite these advantages, the reinforcing bars are easily exposed to the outside due to the damage of the concrete covering, and the durability of the structure may be lowered, which may seriously affect the safety of the structure and the weight is considerably large There is a problem that much effort and cost are required for transportation and installation.
이에 이러한 철근을 대체할 수 있는 콘크리트 구조물의 보강재 개발이 요구되었으며, 이러한 요구를 충족시켜줄 수 있는 것 중의 하나가 섬유강화폴리머(Fiber Reinforced Polymer)로 제조된 보강재(이하 FRP 보강재")이다.Therefore, it is required to develop reinforcing materials for concrete structures that can replace these reinforcing bars. One of the materials that can meet this demand is a reinforcing material (hereinafter referred to as FRP reinforcement) made of fiber reinforced polymer.
상기 FRP 보강재는 경량이며, 부식되지 않으며, 강도가 크고, 절연성이 우수하여 현재 콘크리트 보강재로써 다양한 형태로 개발되어 실용화되고 있다. 통상 FRP 보강재에 사용되는 복합섬유는 탄소섬유, 아라미드섬유, 유리섬유 등이 있다.The FRP reinforcing material is lightweight, does not corrode, has high strength, and is excellent in insulation, and is currently being developed and used in various forms as a concrete reinforcing material. Commonly used composite fibers for FRP reinforcement include carbon fiber, aramid fiber and glass fiber.
특히 콘크리트 구조물용 보강재로 이용되는 FRP 보강재의 경우 그 이용형태 및 적용대상에 따라 다양한 적용공법이 개발되어 왔는데, 쉬트(Sheet)형 또는 판(laminate)형 및 철근과 같은 바(Bar or Rod)형 FRP 보강재가 이에 해당한다.In particular, FRP reinforcing materials used as reinforcing materials for concrete structures have been developed in various application methods depending on their use and applications, such as sheet or laminate type or bar or rod type This is the case with FRP reinforcement.
대한민국 특허등록 제10-06660280호 유연성이 구비된 섬유보강폴리머 보강재 및 그 제조방법이 개시된 바 있다.Korean Patent Registration No. 10-06660280 discloses a fiber reinforced polymer reinforcing material having flexibility and a manufacturing method thereof.
즉, 도 1a에 도시된 와같이 내부소선을 감싸도록 배치된 외부소선을 포함하는 구조물용 섬유보강폴리머 보강재(10)에 있어서, 섬유보강폴리머 재질의 내부소선(11); 상기 내부소선 둘레에 길이방향으로 배치되되 내부소선 둘레에 나선 형태로 꼬아져 감싸도록 비틀어 배치된 섬유보강폴리머 재질의 소선으로서, 상기 각 소선과 내부소선 외주면 및 상기 각 소선 들의 접촉부가 비부착 상태로 유지된 외부소선(12); 상기 외부소선의 배치형태를 유지시키기 위하여 적어도 내부소선과 외부소선의 양 단부를 포함하는 외부소선들을 감싸면서 서로 이격되어 설치된 결속부(13);를 포함하며, 상기 내부소선은 직선형태의 중실단면의 봉 또는 중공관으로 형성시키되, 상기 중공관은 섬유보강폴리머, 금속, 비금속관 중 어느 하나로 제작되며, 외부소선보다 항복강도가 낮도록 구성된다.That is, as shown in FIG. 1A, a fiber reinforced
나아가, 대한민국 특허등록 제10-0535217호 혼성 섬유보강폴리머 보강재 및 이를 이용한 콘크리트 구조물이 개시된 바 있다.Further, Korean Patent Registration No. 10-0535217 discloses a hybrid fiber reinforced polymer reinforcing material and a concrete structure using the same.
이는, 도 1b에 도시된 바와 같이 전달되는 응력에 의해 단면적이 감소되는 내부심재(21); 및 외부하중에 의한 응력이 내부심재에 전달되도록 상기 내부심재를 둘러싸고 있는 섬유보강폴리머체(22);를 포함하며, 전체적인 형상이 바 또는 판 형상으로서 외부하중에 의한 내부심재의 항복 및 내부심재의 단면적 감소에 의하여 섬유보강폴리머체가 추가적인 응력부담 없이 변형률이 증가됨으로서 외부하중에 대해 연성파괴 거동하는 것이다.This includes an
하지만 도 1a 및 도 1b와 같이 강연선과 유사한 형태로 FRP 소선을 꼬아서 제조되는 섬유보강폴리머 보강재는 생산 공정이 복잡해지기 때문에 효율성이 떨어질 수밖에 없다는 문제점이 있었다.However, as shown in FIGS. 1A and 1B, the fiber reinforced polymer reinforcing material produced by twisting FRP wires in a form similar to a stranded wire has a problem in that the efficiency is lowered because the production process becomes complicated.
이에 풀트루젼(PULTRUSION, 압출성형)으로 뽑아낸 GFRP 혹은 CFRP봉에 원주방향으로 적당한 각도로 섬유를 감아서 제작하는 봉 형태의 섬유보강폴리머 보강재도 소개된 바 있다.A fiber reinforced polymer stiffener in the form of a rod was fabricated by winding fibers at a suitable angle in the circumferential direction on a GFRP or CFRP rod pulled out by pulsing (extrusion).
최근 기존 설치된 구조물의 내하력 요구로 고강도의 섬유보강폴리머 보강재가 요구되고 있다. 즉, 최근에는 설치가 용이하고 안정성 및 외경에 비해 강도가 증가된 봉 형태의 고강도 섬유보강폴리머 보강재가 요구되고 있고, 또한 기설 콘크리트는 물론 신설 콘크리트에 폭넓게 적용될 수 있는 형상의 보강재가 요구되고 있다.Recently, fiber reinforced polymer reinforcing materials with high strength are required due to the load bearing capacity of existing structures. Namely, recently, there is a demand for a rod-shaped high-strength fiber-reinforced polymer reinforcing material which is easy to install and has increased strength and stability compared to the outside diameter, and a reinforcing material having a shape that can be widely applied to new concrete as well as existing concrete is required.
이에 상기 봉 형태의 섬유보강폴리머 보강재의 경우 요구에 맞추어 고강도로 제작하기 위해서는 도 1c와 같이 단면크기(A1==>A2)를 증가시켜야 하는데 이는 곧 직경의 증가를 의미한다. In the case of the rod-shaped fiber-reinforced polymer reinforcing material, the cross-sectional size (A1 ==> A2) should be increased as shown in FIG.
하지만 이와 같이 단면크기(직경)를 증가시키는 경우 가요성(시공성 및 작업성 확보를 위한 휘어지는 특성)이 현저하게 떨어진다는 문제점이 발생하게 된다. However, when the cross-sectional size (diameter) is increased as described above, there arises a problem that flexibility (workability and bending characteristic for securing workability) is remarkably deteriorated.
즉, 단면크기 증가를 통하여 제작된 봉 형태의 고강도의 섬유보강폴리머 보강재는 가요성이 떨어지기 때문에 현장에서 고강도의 섬유보강폴리머 보강재를 사용하기가 어렵다는 문제점이 발생하게 된다.That is, since the rod-shaped high-strength fiber-reinforced polymer reinforcing material produced by increasing the cross-sectional size is poor in flexibility, there arises a problem that it is difficult to use a high-strength fiber-reinforced polymer reinforcing material in the field.
이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은, 가요성이 확보되지 않는 봉 형태의 고강도 섬유보강 폴리머 보강재의 가요성을 확보하기 위해 다조각의 일부로 공장 제조한 후, 현장에 반입하여 간단하게 조립 하여 별도의 커플러 등이 없어도 연장길이를 원하는 대로 확보할 수 있는 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재 및 그 제작방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a high strength fiber reinforced polymer reinforcing material, which is not flexible, The present invention provides a fiber reinforced polymer reinforcing material having a multi-piece structure capable of securing an extension length as desired even when there is no separate coupler.
상기 목적을 달성하기 위하여, In order to achieve the above object,
첫째, 풀트루젼(PULTRUSION, 압출성형)으로 뽑아낸 GFRP 혹은 CFRP봉과 같은 봉 형태의 섬유보강폴리머 보강재를 이용하도록 하되, 가요성을 확보할 수 있는 단면적(A0)을 가지는 조각 섬유보강폴리머 보강재를 공장에서 제조하도록 하되, 현장에 반입한 후 조각 섬유보강폴리머 보강재를 서로 합쳐 요구되는 고강도에 대응할 수 있도록 (단면적:A=n*A0)한 후, 정착슬리브로 결속시키게 된다.First, a fiber reinforced polymer reinforcement rod such as a GFRP or a CFRP rod pulled by pulling (extrusion) is used, and a piece fiber reinforced polymer reinforcement having a cross-sectional area (A0) After being brought to the site, the piece fiber reinforced polymer stiffeners are combined with each other so as to be able to meet the required high strength (cross-sectional area: A = n * A0), and then bonded to the fixing sleeve.
이에 본 발명은 가요성을 확보할 수 있는 다수의 조각 섬유보강폴리머 보강재를 서로 합쳐 원하는 고강도에 대응한 단면적(A=n*A0)으로 조립 한 후, 정착슬리브로 결속된 봉 형태의 섬유보강폴리머 보강재를 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재라 지칭하게 된다.The present invention relates to a fiber reinforced polymer (PFC), which is obtained by assembling a plurality of fiberglass reinforcing polymer reinforcing materials capable of securing flexibility with a cross-sectional area (A = n * A0) corresponding to a desired high strength, The reinforcing material will be referred to as a fiber reinforced polymer reinforcing material having a multi-piece structure.
둘째, 상기 정착슬리브는 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재를 결속하는 역할도 하게 되지만 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재가 콘크리트에 매립되도록 함에 있어서 충분한 정착력을 확보하기 위한 기능도 가지게 된다. 즉 다수의 정착슬리브(알루미늄 관등)는 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재의 기계적 부착성능을 증가시키는 역할도 하도록 한 것이다. 나아가 정착슬리브를 이용함으로서 수지와 같은 경화공종이 필요 없도록 하여 보다 효율적인 제조 및 조립이 가능하도록 하였다.Secondly, the fixing sleeve functions to bind the fiber reinforced polymer reinforcing material of the multi-piece structure, but also has a function of securing a sufficient fixing force when the fiber reinforcing polymer reinforcing material of the multi-split fiber structure is embedded in the concrete. That is, a plurality of fixing sleeves (such as aluminum tubes) serve to increase the mechanical adhesion performance of the fiber reinforced polymer stiffener of multi-piece structure. Further, by using a fixing sleeve, it is possible to manufacture and assemble more efficiently by eliminating the need of a hardening type of resin such as a resin.
셋째, 이러한 조각 섬유보강폴리머 보강재를 공장에서 제조하기 위하여 공장에서는 GFRP 혹은 CFRP 섬유를 풀트루젼(PULTRUSION, 압출성형)방식으로 롤링시켜 조각 섬유보강폴리머 보강재를 제조(가요성 확보)하게 되고, 롤링된 상태의 조각 섬유보강폴리머 보강재를 현장에 반입하여 일정한 연장 길이로 커팅한 후, 조각 섬유보강폴리머 보강재를 서로 합쳐 원하는 고강도에 대응한 단면적(A=n*A0)으로 조립하고 정착슬리브로 결속시키는 방식으로 제조하게 된다.Third, in order to manufacture such a sculptural fiber-reinforced polymer reinforcing material at a factory, the sculpture fiber reinforced polymer stiffener is manufactured (to secure flexibility) by rolling the GFRP or CFRP fiber by a PULTRUSION method, (A = n * A0) corresponding to the desired high strength, and fasten them to a fixing sleeve. [0050] [42] In this case, the fiber reinforced polymer stiffener is cut into a predetermined length, .
본 발명에 의한 조각 섬유보강폴리머 보강재는 가요성을 확보할 수 있기 때문에 공장에서는 권취된 상태(롤링상태)로 제조할 수 있고, 현장에서는 이러한 조각 섬유보강폴리머 보강재를 서로 합쳐 원하는 고강도에 대응한 단면적(A=n*A0)으로 조립시켜 사용하기 때문에 공장에서 미리 원하는 고강도에 대응한 단면적(A)으로 제조함으로서 가요성을 확보하지 못하는 문제점을 해결할 수 있게 된다.The sculpture fiber reinforced polymer stiffener according to the present invention can be manufactured in a rolled state in a factory because flexibility can be ensured in the factory. In the field, the sculpture fiber reinforced polymer stiffeners are combined with each other, (A = n * A0), it is possible to solve the problem that flexibility can not be ensured by manufacturing a cross-sectional area A corresponding to a desired high strength in advance in a factory.
또한, 조각 섬유보강폴리머 보강재가 합쳐진 상태를 유지하기 위하여 별도의 수지 등을 사용하는 것이 아니라 정착슬리브를 사용하기 때문에 현장 작업성이 매우 뛰어나고 이러한 정착슬리브는 합쳐진 조각 섬유보강폴리머 보강재들의 외주면에 정착되도록 형성되기 때문에 기계적 부착성능을 크게 증진시킬 수 있게 된다.Further, since the fixing sleeve is used instead of using a separate resin or the like in order to maintain the joined state of the fiberglass reinforcing polymer reinforcement, the fixing sleeve is excellent in workability in the field, and the fixing sleeve is fixed to the outer peripheral surface of the joined fiberglass reinforcing polymer reinforcements. The mechanical adhesion performance can be greatly improved.
또한, 공장 제조 및 현장 조립에 있어 특별한 기술을 요구하지 않으므로 제조의 효율성 및 작업성을 충분히 확보할 수 있어 보다 효율적이고 경제적인 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재 및 그 제작방법 제공이 가능하게 된다.In addition, since no special technique is required in the factory production and on-site assembly, it is possible to secure the manufacturing efficiency and workability, and it is possible to provide a fiber reinforced polymer stiffener having a multi-split fiber structure more efficiently and economically, and a manufacturing method thereof .
도 1a 및 도 1b는 종래 섬유보강폴리머 보강재의 사시도,
도 1c는 종래 섬유보강폴리머 보강재의 제조 모식도,
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재의 제조 모식도 및 실시예에 따른 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재의 단면구성도들,
도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 본 발명에 따른 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재의 발췌사시도, 발췌정단면도, 제작예 사진 및 완성사시도,
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재 제작순서도이다.FIGS. 1A and 1B are perspective views of a conventional fiber-reinforced polymer reinforcement,
Fig. 1C is a schematic view of a manufacturing process of a conventional fiber-reinforced polymer reinforcing material,
FIGS. 2A, 2B, and 2C are a schematic view of a manufacturing method of a fiber reinforced polymer reinforcing material having a multi-piece structure according to the present invention, cross-sectional structural views of a fiber reinforcing polymer reinforcing material having a multi-
FIGS. 3A, 3B, 3C and 3D are an exploded perspective view, a cutaway cross-sectional view, a photograph of a production example and a completed perspective view of a fiber reinforced polymer reinforcing material having a multi-
Figs. 4A, 4B and 4C are flow charts for fabricating a fiber reinforced polymer stiffener according to the present invention. Fig.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
[다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재(100)][Fiber reinforcing polymer stiffener of multi-piece structure (100)]
먼저 본 발명의 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재(100)의 제조 및 단면구성도를 살펴보고, 완성된 상태의 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재(100)의 구성을 살펴보기로 한다.First, a fiber reinforced
[ 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재(100)의 제조 및 단면구성][Manufacturing and sectional configuration of fiber reinforced
도 2a는 본 발명의 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재(100)의 제조 모식도, 도 2b 및 도 2c는 실시예에 따른 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재의 단면구성도이다.FIG. 2A is a schematic view showing the production process of the fiber reinforced
먼저, 본 발명은 원하는 고강도에 대응한 단면적(A)을 가진 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재(100)를 제조하기 위하여 n개의 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)를 합쳐 정착슬리브(110)로 결속시키게 된다.First, in order to produce a fiber reinforced
즉, 가요성을 확보할 수 있는 단면적(A0)을 가지도록 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)를 먼저 공장에서 제조한 상태에서, 현장에 권취된 상태로 반입하여 n개의 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)를 합쳐 원하는 고강도에 대응한 단면적(A)을 가진 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재(100)로 합쳐 정착슬리브(110)로 결속시키게 된다.That is, the piece fiber reinforced
도 2a로 예를 들면, 원하는 고강도에 대응한 단면적(A)을 가지는 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재(100)는 n개의 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)가 합쳐진 단면적(A=n*A0)이 됨을 알 수 있다. 2A, for example, a fiber reinforced
즉 종래와 같이 단순히 얇은 원형단면의 소선을 서로 꼬아 결속시키는 방식이 아니라, 최종 원하는 고강도에 대응한 단면적(A=n*A0)으로 가요성을 확보할 수 있는 단면적(A0)을 가지는 조각 섬유보강폴리머 보강재를 서로 결속시키는 방식으로 제조 및 조립 사용하게 된다.In other words, it is not a method of simply binding thin wires having a circular circular cross section as in the prior art but a method of reinforcing a piece of fiber having a cross-sectional area A0 that can secure flexibility with a cross-sectional area (A = n * A0) corresponding to a final desired high strength The polymer stiffeners are manufactured and assembled in such a way as to bond them together.
도 2a에서는 상기 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)는 최종 원하는 고강도에 대응한 단면적(A)이 원형단면일 경우 8개의 부채꼴형 단면을 가지도록 제조된 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)가 서로 결속되고 있음을 알 수 있으며, 가요성을 확보할 수 있는 수준에서 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)의 개수를 정하면 된다. 또한, 인접한 상기 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)는 면대면으로 서로 접하고 있음을 알 수 있다.2A, when the cross-sectional area A corresponding to the final desired high strength is a circular cross-section, the piece fiber-reinforced
도 2b와 도 2c를 참조하면 Referring to Figures 2b and 2c
도 2b의 경우 4개의 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)를 이용하여 원하는 고강도에 대응한 단면적(A)을 가지는 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재(100)를 제조하도록 함을 알 수 있다.2B, the fiber reinforced
도 2c의 경우 도 2a와 같이 8개의 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)를 이용하여 원하는 원형단면의 고강도에 대응한 단면적(A)을 가지는 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재(100)를 제조하도록 함을 알 수 있다.2C, a fiber reinforced
결국 상기 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)는 적어도 2개 이상으로 형성되어 고강도에 대응한 단면적(A=n*A0)으로 결속된다.As a result, the sculpture fiber reinforcing
[다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재(100)의 구성][Construction of Fiber
도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 본 발명에 따른 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재(100)의 발췌사시도, 발췌정단면도, 제작예 사진 및 완성사시도를 각각 도시한 것이다.FIGS. 3A, 3B, 3C and 3D are respectively an exploded perspective view, an exaggerated cross-sectional view, a photograph of a manufacturing example and a completed perspective view of a fiber reinforced
상기 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재(100)는 봉 형태의 섬유보강폴리머 보강재로서, 가요성을 확보할 수 있는 단면적(A0)을 가지도록 공장에서 권취된 상태로 현장에 반입되는 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a); 및 현장에 반입되어 연장길이(L)로 커팅된 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)들을 서로 합쳐 요구되는 고강도에 대응한 단면적(A=n*A0)으로 결속되도록 하는 정착슬리브(110);를 포함하도록 구성된다.The fiber reinforced polymer stiffener (100) of the multi-split flake structure is a rod-like fiber-reinforced polymer stiffener. The fiber reinforced polymer stiffener (100)
이에 본 발명에 따른 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재(100)는 n개의 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a) 및 정착슬리브(110)를 포함하여 구성됨을 알 수 있다.Accordingly, it can be seen that the fiber reinforced
상기 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)는 원형단면의 원하는 고강도에 대응한 단면적(A)을 가지도록 n개가 서로 합쳐지도록 하게 됨을 알 수 있으며, 부채꼴 단면으로 형성됨을 알 수 있다.It can be seen that n pieces of the fiberglass reinforcing
즉, 동일한 단면형태의 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a) n개를 합쳐 원하는 고강도에 대응한 단면적(A)이 되도록 하게 됨을 알 수 있다.That is, it is understood that n pieces of the fiberglass reinforcing
도 3a 및 도 3b의 경우에는 4개의 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)를 이용하고 있음을 알 수 있다. 3A and 3B, four pieces of fiberglass reinforcing
이때 동일한 단면형태로 제조된 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)를 이용하는 이유는 공장에서 대량생산하기 위해서는 동일한 단면으로 형성되도록 하는 것이 효율적이고 경제성을 확보할 수 있기 때문이다.The reason for using the sculptural fiber reinforced
나아가 상기 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)는 가요성을 확보할 수 있을 정도의 단면적(A0)을 가지도록 하는 것이 중요하며 이는 현장에 롤링형태로 반입하여 원하는 고강도에 대응한 단면적(A)이 되도록 조립 제작하도록 하기 위함이다.Furthermore, it is important that the sculptural fiber reinforced
상기 정착슬리브(110)는 동일한 단면형태인 n개의 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)를 서로 결속시키는 기본적인 기능을 가지게 된다. 도 3c를 참조하면 4개의 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)가 서로 확실하게 결속되도록 압착시키는 역할을 하고 강재 정착슬리브를 이용할 수 있다.The fixing
이러한 정착슬리브(110)는 도 3d와 같이 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)의 연장방향으로 다수를 서로 이격시켜 형성시켜 원하는 연장길이에 맞추어 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)가 완전히 결속되도록 하는 역할을 하게 된다.As shown in FIG. 3D, the fixing
또한 상기 정착슬리브(110)는 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재(100)의 외주면에 돌출되어 정착되도록 형성시킴에 따라 콘크리트에 매립될 경우 기계적 부착능력을 확보함에 중요한 역할을 하게 되며 이로서 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재(100) 외주면에 별도의 섬유를 감거나 코팅을 할 필요가 없음을 알 수 있다.Further, since the fixing
또한 상기 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재(100)는 원하는 연장길이(L)를 자유롭게 정할 수 있게 되는데 이는 롤링된 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a) 4개를 결속시키되 연장길이(L)로 커팅한 것을 이용할 수 있기 때문이다. In addition, the fiber reinforced
이는 현장 커팅을 이용하게 되는데 각각의 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)은 분할되어 있으므로 커팅도 용이하게 된다.This makes use of on-site cutting. Since each piece fiber reinforced
[본 발명의 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재(100)의 제작방법][Method of producing the fiber-reinforced
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재(100) 제조 및 현장에서의 제작 순서도를 도시한 것이다.FIGS. 4A, 4B, and 4C illustrate the manufacture of the fiber reinforced
먼저 도 4a 및 도 4b는 공장에서 롤링(권취)된 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)의 제작순서도를 도시한 것이고, 도 4c는 현장에 반입된 롤링된 롤링(권취)된 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)의 제작순서도이다.Figs. 4A and 4B show a production flow chart of a sculpture fiber reinforced
즉, 본 발명의 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재(100)의 제작방법의 가장 큰 특징은 공장에서 가요성을 가진 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)를 제조할 수 있도록 하고, 현장에서 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)를 원하는 길이만큼 커팅하여 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재(100)를 제작하도록 한다는 점이다.That is, the most important feature of the method for manufacturing the fiber reinforced
이에 상기 제작방법은Thus,
(a)가요성을 확보할 수 있는 단면적(A0)을 가지도록 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)를 공장에서 제조하여 권취시키는 단계;(a) manufacturing and winding a piece-fiber reinforced
(b) 공장에서 권취된 상태로 현장에 반입하여 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)를 연장길이(L)를 가지도록 커팅하는 단계; 및 (b) cutting the piece fiber reinforced
(c) 현장에서 커팅된 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)들을 서로 합쳐 요구되는 고강도에 대응한 단면적(A=n*A0)으로 정착슬리브(110)로 결속시키는 단계;를 포함하게 된다.(c) joining the cut piece fiber reinforced
이에 먼저 도 4a 및 도 4b를 기준으로 살펴보면First, referring to FIGS. 4A and 4B,
먼저 품질관리가 가능한 공장에서 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a) 제조설비를 이용하여 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)를 제조하게 된다.First, the sculpture fiber reinforced
상기 제조설비를 살펴보면, 섬유사(S)와, 상기 섬유사(S)를 권취시키는 복수개의 권취릴(R1,R2,R3,R4)과, 상기 섬유사(S)에 레진(R)이 코팅되도록 하는 레진함침부(300)와, 레진(R)이 코팅된 섬유사(S)를 묶음시켜 성형되도록 하는 성형부(400)와, 묶음된 몸체에 열을 가하는 경화부(500), 선택된 단면적(A0)의 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)로 인발하는 인발부(600)와, 상기 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)가 권취되도록 하는 권취부(780) 및 권취된 상기 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)가 보관될 수 있도록 커팅하는 커팅부(700)를 포함하여 구성된다.A plurality of take-up reels R 1, R 2, R 3 and R 4 for winding up the fiber yarn S and a resin R coated on the fiber yarn S, A forming
상기 권취릴(R)은, 섬유사(S, 예컨대 CFRP)가 권취된 것으로 복수개 위치되어 섬유사(S)의 풀림을 안내하게 된다.A plurality of take-up reels R are wound around a fiber yarn S (e.g., CFRP) to guide the unwinding of the fiber yarn S.
상기 레진함침부(300)는, 레진(R)이 수용된 케이스(310)로 이루어지며 상기 권취릴(R1,R2,R3,R4...)로부터 연속 인출되는 섬유사(S)가 상기 케이스(310)에 수용된 레진(R)을 통과하면서 코팅되도록 하게 된다. 상기 섬유사(S)는 상기 인발부(600)의 로울러를 통해 연속 인출되면서 상기 레진(R)으로 안내되게 된다.The resin impregnated
상기 성형부(400)는, 도 4b와 같이 금형 사이를 통과하는 레진함침사를 복수개 묵음시켜 원형단면 중 분할된 하나의 단면을 갖는 몸체로 성형하게 된다.As shown in FIG. 4B, the
즉, 상기 레진함침부(300)로부터 인출된 복수개의 레진함침사를 하나의 단면을 갖는 몸체로 성형하며 상기 몸체를 묶음하는 경우 원형단면을 이루게 된다.That is, the plurality of resin-impregnated yarn withdrawn from the resin impregnated
상기 경화부(500)는, 열을 발산하는 도 4b와 같이 가열기(510)로 이루어지며 상기 성형부(400)를 통과하여 성형된 몸체를 가열시켜 경화시키게 된다.The hardening
상기 인발부(600)는, 도 4b와 같이 상부 금형(610)과 하부 금형(620)으로 이루어져 이들 사이를 통과하는 상기 몸체를 인발시키게 되며 가요성을 가질 수 있는 단면(A0)로 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)를 인발시키게 된다.As shown in FIG. 4B, the
이러한 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)는 결국 가요성을 가질 정도의 단면적(A0)을 가지게 된다.This sculpture fiber reinforced
상기 권취부(780)는 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)가 권취되는 권취릴이며, 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)를 권취부(780)에 감아서 보관하면 되고, 사용 장소로 그대로 운반한 후 필요길이만 풀어 사용하게 된다.The winding
상기 커팅부(700)는 커팅기를 포함하며 상기 권취부(780)의 보관을 위해 권취되는 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)를 상기 커팅기를 통해 커팅시켜 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)가 권취된 상태로 보관할 수 있도록 하게 된다. The
이에 공장에서 제조시에는 At the factory,
복수개의 권취릴(R1,R2,R3,R4...)로부터 각각 인출되는 섬유사(S)에 레진(R)을 코팅시키는 레진 함침단계와, 레진 코팅된 섬유사(S)가 금형을 통해 묶음되어 레진함침사가 성형되도록 하는 성형 단계와, 성형된 레진함침사를 경화시켜 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)가 형성되도록 하는 경화단계와, 성형되고 경화된 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)를 인발하는 인발단계와, 상기 인발단계를 통해 인출되는 상기 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)를 권취시키는 권취단계 및 커팅을 통해 귄취된 상기 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)를 권취 상태로 보관하도록 하는 커팅단계를 수행하여 공장에서 제조하면 된다.A resin impregnating step of coating a resin yarn S drawn out from a plurality of take-up reels R1, R2, R3, R4 ... with a resin R, A curing step of curing the formed resin-impregnated yarn to form a fiber-reinforced
다음으로 현장에서는 Next in the field
도 4c에 도시된 바와 같이 상기 권취단계에서 권취부(780)에 권취된 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)를 인출시켜 절단부(790)를 통해 절단하는 절단단계를 수행하고, 절단된 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a) n개를 원하는 고강도에 대응한 단면적(A)이 되도록 합쳐지도록 한 상태에서 정착슬리브(110)를 통해 결속시키는 결속단계를 수행하게 된다.The cut fiber reinforcing
상기 절단단계에서는, 절단부(790)의 절단기를 통해 필요 길이로 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)를 커팅하게 된다.In the cutting step, the piece fiber reinforced
상기 결속단계에서는, 정착슬리브(110)를 상기 커팅된 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a) n개의 외주면을 감싸 압착되도록 하고, 정착슬리브(110)를 결속부(800)의 결속기를 이용하여 압착 결속시키면 된다.In the binding step, the fixing
이에 미도시하였지만 연장길이(L)를 가진 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재(100)는 콘크리트 내부보강재로서 즉 이형철근의 역할을 하도록 하며 정착슬리브(110)에 의하여 결속되어 있으므로 달리 수지 등을 이용할 필요도 없고 원하는 길이만큼 커팅하여 사용하게 되므로 달리 연장길이 확보를 위한 커플러 등이 필요 없게 됨을 알 수 있다.The fiber reinforced
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
100: 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재
100a: 조각 섬유보강폴리머 보강재
110: 정착슬리브
300: 레진함침부 310: 케이스
400: 성형부
500: 경화부
600: 인발부 610,620: 상부 및 하부 금형
700: 커팅부
790: 절단부
800: 결속부100: fiber-reinforced polymeric stiffener with multi-piece structure
100a: Engraving fiber reinforced polymer stiffener
110: Fixing sleeve
300: resin impregnating portion 310: case
400:
500: hardened part
600: Drawing
700: cutting portion
790:
800:
Claims (10)
가요성을 확보할 수 있는 단면적(A0)을 가지도록 공장에서 권취된 상태로 현장에 반입되는 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a); 및
현장에 반입되어 연장길이(L)로 커팅된 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)들을 서로 합쳐 요구되는 고강도에 대응한 단면적(A=n*A0)으로 결속되도록 하는 정착슬리브(110);를 포함하며,
상기 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)는 적어도 2개 이상으로 단면이 부채꼴 형상으로 형성되며, 인접한 상기 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)는 면대면으로 서로 접함으로써 고강도에 대응한 단면적(A=n*A0)으로 결속되도록 하며,
상기 봉 형태의 섬유보강폴리머 보강재의 외주면에 미리 설정된 높이로 돌출되어 정착되도록 형성되며, 결속부(800)의 결속기를 이용하여 압착 결속되도록 하여 이루어지도록 하는 상기 정착슬리브(110)로 결속된 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)의 완성된 단면은 원형단면을 포함하는 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재.As rod-like fiber reinforced polymeric reinforcement,
A sculpture fiber reinforced polymer stiffener 100a which is brought into the site in a state of being wound in a factory so as to have a cross-sectional area A0 for securing flexibility; And
And a fixing sleeve 110 which is brought into the field so that the pieces of fiberglass reinforcing polymer stiffeners 100a cut into the elongated length L are joined to each other at a cross-sectional area (A = n * A0) corresponding to the required high strength ,
The fragmented fiber reinforced polymer stiffener 100a has at least two sections each having a fan-shaped cross section, and the adjacent fragmented fiber-reinforced polymer stiffeners 100a are in contact with each other in a face-to- A0, < / RTI >
A fiber reinforced polymer reinforcing material that is bonded to the fixing sleeve 110 so as to protrude and fix at a preset height on the outer circumferential surface of the rod-shaped fiber reinforced polymer reinforcing material, The finished reinforced polymeric stiffener (100a) has a finished cross-section including a circular cross-section.
상기 정착슬리브(110)는 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)의 연장길이(L)에 걸쳐 다수가 서로 이격되어 압착되도록 하여 결속시키는 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재.The method according to claim 1,
The fixing sleeve 110 has a multi-split fiber reinforced polymer stiffener in which a plurality of fiber-reinforced polymer stiffeners 100a are separated from each other over a length L of the fiber-reinforced polymeric stiffeners 100a.
(b) 공장에서 권취된 상태로 현장에 반입하여 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)를 연장길이(L)를 가지도록 커팅하는 단계; 및
(c) 현장에서 커팅된 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)들을 서로 합쳐 요구되는 고강도에 대응한 단면적(A=n*A0)으로 정착슬리브(110)로 결속시키는 단계;를 포함하며,
상기 (c)단계의 커팅된 상기 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)는 적어도 2개 이상으로 단면이 부채꼴 형상으로 형성되며, 인접한 상기 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)는 면대면으로 서로 접함으로써 고강도에 대응한 단면적(A=n*A0)으로 결속되도록 하며,
결속된 섬유보강폴리머 보강재의 외주면에 미리 설정된 높이로 돌출되어 정착되도록 형성되며, 결속부(800)의 결속기를 이용하여 압착 결속되도록 하여 이루어지도록 하는 상기 정착슬리브(110)로 결속된 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)의 완성된 단면은 원형단면을 포함하는 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재 제작방법.(a) manufacturing and winding a piece-fiber reinforced polymer stiffener 100a in a factory so as to have a cross-sectional area A0 that can ensure flexibility;
(b) cutting the piece fiber reinforced polymer stiffener 100a so as to have an extended length L by bringing it into the field as it is wound in a factory; And
(c) bonding the cut piece of fiberglass reinforcing polymeric reinforcements 100a together to the fixing sleeve 110 with a cross-sectional area (A = n * A0) corresponding to the required high strength,
The cutting fiber reinforced polymer stiffener 100a cut in the step (c) is formed into a fan shape having at least two sections, and the adjacent pieces of the fiberglass reinforcing polymer stiffeners 100a abut each other at their face-to- (A = n * A < 0 >),
Reinforced polymer reinforcing polymer bonded to the fixing sleeve 110 so as to protrude and fix at a preset height on the outer circumferential surface of the bundled fiber-reinforced polymer reinforcing member, Wherein the finished cross-section of the stiffener (100a) comprises a circular cross-section.
상기 (a)단계는
섬유사(S)에 레진(R)을 코팅시키는 레진 함침단계; 상기 레진 코팅된 섬유사가 금형을 통해 묶음되어 레진함침사가 성형되도록 하는 성형 단계; 상기 성형된 레진 함침사를 경화시키는 경화단계; 상기 성형되고 경화된 레진함침사를 인발하는 인발단계; 상기 인발단계를 통해 인발되는 상기 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)를 권취시키는 권취단계를 포함하는 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재 제작방법.를 포함하는 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재 제작방법.6. The method of claim 5,
The step (a)
A resin impregnating step of coating the fiber yarn (S) with a resin (R); A molding step in which the resin-coated fiber yarn is bundled through a mold to form a resin impregnated yarn; A curing step of curing the molded resin containing needle; A drawing step of drawing the molded and cured resin containing needle thread; Reinforcing polymer stiffener (100a) that is pulled out through the drawing step, wherein the fiber reinforced polymer stiffener (100a) is wound around the fiber reinforced polymer stiffener .
상기 (c)단계는
현장에서 권취부(780)로부터 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)를 인출시켜 절단부(790)를 통해 절단하는 절단단계; 및
상기 절단된 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a) n개를 원하는 고강도에 대응한 단면적(A)이 되도록 합쳐지도록 하고 정착슬리브(110)를 통해 결속시키는 결속단계를 포함하는 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재 제작방법.The method according to claim 5 or 6,
The step (c)
A cutting step of pulling out the piece fiber reinforced polymer stiffener 100a from the take-up part 780 at the site and cutting through the cut part 790; And
And a binding step of combining n pieces of the cut piece fiber reinforced polymer stiffeners 100a so as to have a cross-sectional area A corresponding to a desired high strength and binding them through the fixing sleeve 110. The multi- Method of making a stiffener.
상기 (a)단계는
섬유사(S)를 권취시키는 복수개의 권취릴(R1,R2,R3,R4);
상기 섬유사(S)에 레진(R)이 코팅되도록 하는 레진함침부(300);
레진(R)이 코팅된 섬유사(S)를 묶음시켜 성형되도록 하는 성형부(400);
성형에 의해 묶음된 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)에 열을 가하는 경화부(500);
조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)가 단면적(A0)을 가지며 인발되도록 하는 인발부(600);
조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)가 권취되도록 하는 권취부(780); 및
상기 권취부(780)를 통해 권취된 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)가 보관될 수 있도록 커팅하는 커팅부(700);를 이용하여 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)를 공장에서 제조하여 권취시키는 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재 제작방법.8. The method of claim 7,
The step (a)
A plurality of take-up reels (R1, R2, R3, R4) for winding the fiber yarn (S);
A resin impregnating part 300 for coating the fiber yarn S with a resin R;
A forming part 400 for forming and binding the fiber yarn S coated with the resin R;
A hardened portion 500 for applying heat to the fiberglass reinforcing polymer stiffener 100a bundled by molding;
A drawing portion 600 for allowing the engraving fiber-reinforced polymer stiffener 100a to be drawn with a cross-sectional area A0;
A winding portion 780 for winding the piece fiber reinforced polymer stiffener 100a; And
Reinforced polymer stiffener 100a wound on the reel unit 780 so that the engraved fiber reinforced polymer stiffener 100a can be stored in the remainder of the fiber reinforced polymer reinforcement 100a, A method for fabricating a fiber reinforced polymeric stiffener.
상기 커팅부(700)는, 가요성을 확보할 수 있는 단면적(A0)을 가지도록 조각 섬유보강폴리머 보강재(100a)를 절개하도록 하는 다분할 조각 구조의 섬유보강폴리머 보강재 제작방법.9. The method of claim 8,
Wherein the cutting unit (700) cuts the fiberglass reinforcing polymer reinforcement (100a) so that the fiberglass reinforcing polymer reinforcement (100a) has a cross-sectional area (A0) that secures flexibility.
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JP2004232298A (en) * | 2003-01-29 | 2004-08-19 | Nippon Steel Composite Co Ltd | Concrete reinforcing frp member |
KR100666028B1 (en) * | 2005-08-12 | 2007-01-09 | 한국건설기술연구원 | Fiber reinforced polymer with flexibility and the making method |
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2014
- 2014-10-22 KR KR1020140143420A patent/KR101614850B1/en active IP Right Grant
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Legal Events
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---|---|---|---|
AMND | Amendment | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20190416 Year of fee payment: 4 |