KR101746212B1 - 콘크리트 보강용 사각단면 단섬유 제조장치 - Google Patents
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Abstract
콘크리트 보강용으로 사용되는 단섬유를 사각단면을 가지게 제조하여, 콘크리트와 부착되는 단면적을 증가시켜줌으로써 콘크리트와 부착력이 향상되고, 코너각에서 슬립이 발생하지 않아 내슬립성이 향상된 사각단면 단섬유를 생산할 수 있는 콘크리트 보강용 사각단면 단섬유 제조장치 및 이를 이용한 콘크리트 보강용 사각단면 단섬유의 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 콘크리트 보강용 사각단면 단섬유 제조장치 및 이용한 콘크리트 보강용 사각단면 단섬유의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘크리트 보강용으로 사용되는 단섬유를 사각단면을 가지게 제조하여, 콘크리트와 부착되는 단면적을 증가시켜줌으로써 콘크리트와 부착력이 향상되고, 코너각에서 슬립이 발생하지 않아 내슬립성이 향상된 사각단면 단섬유를 생산할 수 있는 콘크리트 보강용 사각단면 단섬유 제조장치 및 이를 이용한 콘크리트 보강용 사각단면 단섬유의 제조방법에 관한 것이다.
단섬유는 콘크리트에 포함되어 바닥 슬래브나 콘크리트 2차 제품으로 전신주와 같은 제품에 보강용으로 사용되거나 터널시공시 콘크리트 또는 숏크리트에 포함되어 보강용으로 사용된다.
일반적으로 단섬유란 합성수지를 원료로 한 인공섬유을 말하며, 합성수지 종류에 따라서 폴리에스테르계, 폴리아크릴로니크릴계, 폴리아미드계, 폴리염화비닐계, 폴리우레탄계, 폴리올렌핀계, 및 폴리플로오르에틸렌계 등이 있다.
이러한 단섬유는 압축에는 강하나 인장에 약한 콘크리트와 함께 사용되어 콘크리트의 약한 취성을 보완한다. 즉, 상기 단섬유로 콘크리트를 보강하게 되면 콘크리트의 균열저항, 인장강도 및 압축강도를 더 보강시켜 주는 효과도 얻을 수 있다.
종래의 일반적인 단섬유는 상기 합성수지를 용융, 용액, 에멀션으로 한 액을 방사하여 제조하며, 고온에서 융해되는 열가소성을 가진다. 그리고 이렇게 제조된 단섬유는 그 단면이 원형 또는 타원형을 가지게 제조된다.
그러나 종래의 단섬유는 용융된 합성수지가 방사되어 원형 또는 타원형으로 제조되기 때문에, 콘크리트와 부착되는 단면적이 작아 콘크리트와 부착력이 떨어질 뿐만 아니라, 콘크리트와 접촉되는 단섬유의 외면에서 슬립이 발생되는 문제점이 있었다.
따라서, 근래에는 콘크리트와 단섬유와의 부착력을 향상시키기 위하여 다양한 방법이 사용되고 있다. 즉, 미국특허 제5,981,630호에서는 이를 개선하기 위해서 섬유 측면에 굴곡이 부여된 콘크리트 보강섬유를 제공하고 있고, 대한민국 공개특허 제2006-00086109호에서는 길이와 직경이 서로 상이한 이종의 섬유들을 콘크리트 보강섬유로 혼용하는 방법을 제공하고 있다.
하지만, 섬유 측면에 굴곡이 형성된 콘크리트 보강섬유는 콘크리트와의 부착성이 미미하게 향상되는 한계가 있었고, 길이와 직경이 상이한 섬유가 혼용된 콘크리트 보강섬유는 콘크리트와의 분산성은 어느 정도 개선되나 콘크리트와의 부착성은 거의 향상되지 않는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 개선하고자 안출된 것으로서, 콘크리트 보강용으로 사용되는 단섬유를 사각단면을 가지게 제조하여, 콘크리트와 부착되는 단면적을 증가시켜줌으로써 콘크리트와 부착력이 향상되고, 코너각에서 슬립이 발생하지 않아 내슬립성이 향상된 사각단면 단섬유를 생산할 수 있는 콘크리트 보강용 사각단면 단섬유 제조장치 및 이를 이용한 콘크리트 보강용 사각단면 단섬유의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 본 발명의 목적은 공급부를 통해 합성수지가 투입되고, 상기 공급부로 투입된 합성수지가 실린더 내에서 용융되며, 상기 실린더 내에서 용융된 합성수지가 티다이를 통해 시트 형상의 필름으로 압출 성형되는 필름압출기와, 상기 필름을 한 쌍의 폴리싱 롤러 사이에 샌드위칭하여 원하는 두께로 압착시키면서 냉각고화시키는 폴리싱 롤러부와, 순차적으로 나열된 다수의 가이드 롤러로 구성되고 상기 폴리싱 롤러부에서 공급되는 필름이 가이드 이동되면서 자연 냉각되게 구성되는 냉각 롤러부와, 상기 냉각 롤러로부터 공급되는 필름이 이송되면서 일정한 폭으로 절단되게 구성되어, 필름을 다수개의 사각단면을 가지는 사각단면 단섬유로 세절시키는 필름커팅기와, 상기 필름커팅기에서 세절된 사각단면 단섬유를 이송시키면서 사각단면 단섬유의 표면에 열기를 가하여 사각단면 단섬유를 연신하는 연신부와, 상기 연신부에서 연신된 사각단면 단섬유를 보빈에 권취하는 권취부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 보강용 사각단면 단섬유 제조장치.를 제공함으로써 달성될 수 있다.
여기서, 상기 필름커팅기는, 지지원판 사이에 복수의 절단홈이 일정간격으로 형성된 홈롤러와, 상기 홈롤러의 절단홈에 삽입되는 복수의 원판커터가 형성되되, 상기 원판커터 사이에는 상기 지지원판이 수용되는 수용홈이 일정간격으로 형성되는 커팅롤러로 구성되어, 상기 냉각 롤러부로부터 공급되는 필름이 상기 홈롤러와 커팅롤러 사이로 이송되면, 필름은 상기 원판커터가 절단홈으로 삽입되면서 일정한 폭으로 세절되고, 세절된 필름은 지지원판의 가압에 의해 수용홈으로 삽입되어 진행방향으로 배출되면서 다수개의 사각단면 단섬유로 제조되게 구성된 것이 바람직하다.
그리고, 상기 연신부는, 제1연신롤러부와 제2연신롤러부에 의해 이송방향으로 당겨지는 사각단면 단섬유에 제1열풍기가 열기를 가하게 구성되어, 사각단면 단섬유를 1차 연신 및 조직을 안정시키는 제1연신부와, 제2연신롤러부와 제3연신롤러부에 의해 이송방향으로 당겨지는 사각단면 단섬유에 제2열풍기가 열기를 가하여, 이송되는 사각단면 단섬유를 2차 연신 및 조직을 안정시키는 제2연신부로 구성되되, 상기 제1연신롤러부는 전후방으로 상하에 제1연신롤러가 지그재그 형태로 배치되어 사각단면 단섬유가 지그재그로 이송되면서 이송방향으로 당겨지게 구성되고, 상기 제2연신롤러부는 전후방으로 상하에 제2연신롤러가 지그재그 형태로 배치되어 사각단면 단섬유가 지그재그로 이송되면서 이송방향으로 당겨지게 구성되며, 상기 제3연신롤러부는 전후방으로 상하에 제3연신롤러가 지그재그 형태로 배치되어 사각단면 단섬유가 지그재그로 이송되면서 이송방향으로 당겨지게 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 본 발명의 목적은 용융된 합성수지를 티다이를 통해 시트 형태로 압출하여 필름을 형성하는 단계; 상기 필름을 폴리싱 롤러 사이에서 샌드위칭하여 필름을 냉각고화하는 공정으로써, 상기 필름의 두께 Z가 1㎜ ≤ Z ≤ 2㎜의 범위 내인 공정을 포함하는 단계; 상기 필름을 일정한 폭으로 균일하게 절단하여 다수개의 사각단면을 가지는 단섬유로 세절하는 공정으로써, 사각단면 단섬유의 폭 W가 1㎜ ≤ W ≤ 2㎜의 범위 내인 공정을 포함하는 단계; 상기 세절된 사각단면 단섬유의 표면에 열기를 가하여 사각단면 단섬유를 연신하는 공정으로써, 연신된 사각단면 단섬유의 세로두께 H가 0.07㎜ ≤ H ≤ 0.15㎜의 범위 내이고, 연신된 사각단면 단섬유의 가로두께 L이 0.07㎜ ≤ L ≤ 0.15㎜의 범위 내인 공정을 포함하는 단계; 상기 연신된 사각단면 단섬유를 보빈에 권취하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 보강용 사각단면 단섬유의 제조방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.
여기서, 상기 합성수지는 95몰% 이상이 폴리프로필렌, 폴리올레핀, 폴리에틸렌, 나이론 성분 중 어느 하나로 이루어지게 구성되되, 상기 합성수지의 용융흐름지수(MI)가 1 ≤ MI ≤ 5의 범위 내인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 사각단면을 가지는 단섬유를 제조할 때, 합성수지 용융액을 압출 이후에도 변형이 없는 시트형태의 필름으로 압출한 다음, 압출 성형된 필름을 세절시켜 사각단면을 가지는 단섬유를 제조하기 때문에 그 제조과정이 용이하고 정확한 사각단면을 가지는 단섬유를 제조할 수 있다는 효과가 있다.
도1은 본 발명에 따른 콘크리트 보강용 사각단면 단섬유 제조장치의 개략도,
도2는 본 발명에 따른 제조장치 중 필름압출기 및 폴리싱 롤러부를 도시한 도면,
도3 내지 도5는 본 발명에 따른 제조장치 중 필름커팅기를 도시한 도면,
도6은 본 발명에 따른 제조장치 중 연신기를 도시한 도면,
도7은 본 발명에 따른 사각단면 단섬유의 제조 과정을 설명하기 위한 도면,
도8은 본 발명에 따른 사각단면 단섬유의 효과를 설명하기 위한 도면.
도2는 본 발명에 따른 제조장치 중 필름압출기 및 폴리싱 롤러부를 도시한 도면,
도3 내지 도5는 본 발명에 따른 제조장치 중 필름커팅기를 도시한 도면,
도6은 본 발명에 따른 제조장치 중 연신기를 도시한 도면,
도7은 본 발명에 따른 사각단면 단섬유의 제조 과정을 설명하기 위한 도면,
도8은 본 발명에 따른 사각단면 단섬유의 효과를 설명하기 위한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 콘크리트 보강용 사각단면 단섬유는 종래와 같이 합성수지를 용융, 용액, 에멀션으로 한 액을 방사하여 제조하는 것이 아니라, 합성수지를 시트형태의 필름으로 압출한 다음, 필름을 다수개의 사각단면을 가지는 단섬유로 세절시켜 제조하는 것이 특징이다.
여기서, 본 발명에 따른 콘크리트 보강용 사각단면 단섬유는 종래와 같이 합성수지 용융액을 사각단면을 가지게 방사하여 바로 사각단면 단섬유를 제조할 수 있지만, 이 경우 합성수지 용융액이 냉각되기 전에 사각단면 단섬유가 원형 또는 타원형으로 변형되는 문제가 있었다. 따라서, 본 발명은 합성수지 용융액을 압출 이후에도 변형이 없는 시트형태의 필름으로 압출한 다음, 필름을 세절시켜 사각단면을 가지는 단섬유를 제조하는 것을 특징으로 한다.
도1에는 본 발명에 따른 콘크리트 보강용 사각단면 단섬유 제조장치가 개략적으로 도시되어 있는 데, 이를 참고하면 본 발명에 따른 콘크리트 보강용 사각단면 단섬유 제조장치는 필름압출기(100), 폴리싱 롤러부(200), 냉각 롤러부(300), 필름커팅기(400), 연신부(500) 및 권취부(600)를 포함한다.
상기 필름압출기(100)는 도2에 도시된바와 같이 사각단면 단섬유를 제조하기 위해 먼저 합성수지를 시트형태의 필름을 성형하는 장치로, 공급부(110)를 통해 합성수지가 투입되고, 상기 공급부(110)로 투입된 합성수지가 실린더(120) 내에서 용융되며, 상기 실린더(120) 내에서 용융된 합성수지가 티다이(130)를 통해 시트 형상의 필름(P)으로 압출 성형되게 구성된다. 여기서, 티다이(130)를 통해 압출되는 필름(P)는 티다이(130)의 설계에 따른 일정 폭과 두께를 이루며 후속하는 폴리싱 롤러부(200)로 진행된다.
한편, 상기 필름압출기(100)로 투입되는 합성수지는 고온에서 융해되는 열가소성 수지인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 용융온도가 낮고 열융착성 등 물성이 좋으며 값이 저렴한 폴리프로필렌, 폴리올레핀, 에틸렌 및 나이론으로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 폴리싱 롤러부(200)는 상기 필름압출기(200)에서 성형된 필름을 한 쌍의 폴리싱 롤러(210,220) 사이로 샌드위칭하여 필름(P)을 원하는 두께로 압착시키면서 냉각고화시키게 구성된다. 즉, 필름압출기에서 공급되는 필름은 폴리싱 롤러부(200)로 진행하고, 폴리싱 롤러(210,220) 사이를 통과하는 과정에서 소망하는 두께와 매끄러운 표면을 이루게 된다. 여기서, 필름(F)의 두께는 폴리싱 롤러 사이 간격(Z)에 따라 조절될 수 있다.
상기 냉각 롤러부(300)는 순차적으로 나열된 다수의 가이드 롤러(310)로 구성되고 상기 폴리싱 롤러부(200)에서 공급되는 필름(P)이 가이드 이동되면서 자연 냉각되게 구성된다. 즉 냉각 롤러부(300)는 후술하는 필름커팅기(400)에 도달되기까지 일정구간 설치되고 상기 폴리싱 롤러부(300)에서 배출된 필름(P) 지지되면서 이송되게 하여 필름(P)이 자연 냉각과정을 거치면서 경화되도록 구성된다.
상기 필름커팅기(400)는 상기 냉각 롤러부(300)로부터 공급되는 필름(P)이 이송되면서 일정한 폭으로 절단되게 구성되어, 필름(P)을 다수개의 사각단면을 가지는 사각단면 단섬유(F)로 세절시키게 구성된다. 즉, 상기 필름커팅기(400)를 통해 시트 형태로 마련된 필름(F)을 길이방향으로 일정간격 절단시키기만 하면 자연스럽게 다수의 사각단면을 가지는 단섬유(F)가 제조되게 구성된다.
구체적으로, 도3에 도시된바와 같이 상기 필름커팅기(400)는 지지원판(411) 사이에 복수의 절단홈(412)이 일정간격으로 형성된 홈롤러(410)와, 상기 홈롤러의 절단홈(412)에 삽입되는 복수의 원판커터(421)이 형성되되, 상기 원판커터(421) 사이에는 상기 지지원판(411)이 수용되는 수용홈(422)이 일정간격으로 형성되는 커팅롤러(420)로 구성된다. 여기서, 상기 홈롤러(410)와 커팅롤러(420)는 양단에 베어링박스(430)가 설치되어 베어링박스(430)의 베어링((431))에 회전가능하게 지지된다.
이와 같이 구성된 필름커팅기(400)는, 도4에 도시된 바와 같이, 상기 냉각 롤러부(300)로부터 공급되는 필름(F)이 상기 홈롤러(410)와 커팅롤러 사이로 이송되면서 다수개로 세절되는 데, 도5에 도시된 바와 같이, 필름(F)이 상기 원판커터(421)가 절단홈(412)으로 삽입되면서 일정한 폭으로 세절되고, 세절된 필름(F)은 지지원판(411)의 가압에 의해 수용홈(412)으로 삽입되어 진행방향으로 배출되면서 다수개의 사각단면 단섬유(F)로 제조되게 구성된다. 즉, 상기 원판커터(421)에 의해 필름(F)이 일정간격 절단되면서 자연스럽게 다수의 사각단면을 가지는 단섬유(F)가 제조되고, 사각단면을 가지는 단섬유(F)는 지지원판(411)의 가압에 의해 수용홈(422)으로 삽입되어 진행방향으로 배출되게 구성된다.
상기 연신부(500)는 상기 필름커팅기(400)에서 세절된 사각단면 단섬유(F)를 이송시키면서 사각단면 단섬유(F)의 표면에 열기를 가하여 사각단면 단섬유(F)를 연신하게 구성된다. 즉, 상기 연신부(500)에서는 상기 필름커팅기(400)에서 세절된 사각단면 단섬유(F)를 연신시켜 실제 사용할 수 있는 사이즈를 가지게 성형한다.
구체적으로, 도6에 도시된 바와 같이 상기 연신부(500)는 제1연신부(510) 및 제2연신부(520)로 구성된다.
상기 제1연신부(510)는 제1연신롤러부(511)와 제2연신롤러부(512)에 의해 이송방향으로 당겨지는 사각단면 단섬유(F)에 제1열풍기(513)가 열기를 가하게 구성되어, 사각단면 단섬유(F)를 1차 연신 및 조직을 안정시키게 구성된다. 그리고, 상기 제2연신부(520)는 제2연신롤러부(512)와 제3연신롤러부(521)에 의해 이송방향으로 당겨지는 사각단면 단섬유(F)에 제2열풍기(522)가 열기를 가하여, 이송되는 사각단면 단섬유(F)를 2차 연신 및 조직을 안정시키게 구성된다.
여기서, 상기 제1연신롤러부(511)는 전후방으로 상하에 제1연신롤러(511a)가 지그재그 형태로 배치되어 사각단면 단섬유(F)가 지그재그로 이송되면서 이송방향으로 당겨지게 구성되고, 상기 제2연신롤러부(512)는 전후방으로 상하에 제2연신롤러(512a)가 지그재그 형태로 배치되어 사각단면 단섬유(F)가 지그재그로 이송되면서 이송방향으로 당겨지게 구성되며, 상기 제3연신롤러부(513)는 전후방으로 상하에 제3연신롤러(513a)가 지그재그 형태로 배치되어 사각단면 단섬유(F)가 지그재그로 이송되면서 이송방향으로 당겨지게 구성된다. 즉, 사각단면 단섬유(F)는 제1열풍기(513) 및 제2열풍기(522)에 의해 소정의 온도로 가열되어 유연성이 부여되게 되므로, 제1연신롤러부(511), 제2연신롤러부(512) 및 제3연신롤러부(521)로 이송되는 과정에서 연신롤러(511a,512a,521a)들의 인장력과 각 연신롤러부(511,512,521)의 긴장상태를 유지하도록 잡아당기는 인장력에 의해 소정길이 인장될 수 있다.
상기 권취부(600)는 상기 연신부(500)에서 연신된 사각단면 단섬유(F)를 보빈(600)에 권취하게 구성된다. 여기서, 상기 권취부의 보빈(510)에 권취된 사각단면 단섬유(F)는 소정의 길이로 절단되는 후가공을 거쳐 콘크리트 또는 숏크리트에 포함되어 보강용으로 사용된다.
한편, 상기 연신부(500)와 권취부(600) 사이에는 사각단면 단섬유(F) 외면에 굴곡이 부여하기 위해 엠보싱 작업을 할 수 있는 엠보 장치(700)가 구성될 수 있음은 물론이다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 콘크리트 보강용 사각단면 단섬유의 제조장치를 이용하여 콘크리트 보강용 사각단면 단섬유를 제조방법을 설명한다.
먼저, 도7(a)에 도시된 바와 같이, 용융된 합성수지를 필름압출기(100)의 티다이(130)를 통해 시트 형태로 압출하여 필름(P)를 형성한다.
여기서, 본 발명에 따르면, 단섬유를 종래와 같이 합성수지 용융액을 사각단면을 가지게 방사하여 바로 사각단면 단섬유를 제조할 수 있지만, 이 경우 합성수지 용융액이 냉각되기 전에 사각단면 단섬유가 원형 또는 타원형으로 변형되는 문제가 있었다. 따라서, 본 발명은 합성수지 용융액을 압출 이후에도 변형이 없는 시트형태의 필름(P)으로 압출하여 사각단면 단섬유를 제조한다.
한편, 본 발명에 따르면 상기 합성수지는 95몰% 이상이 폴리프로필렌, 폴리올레핀, 폴리에틸렌, 성분 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 상기 폴리프로필렌, 폴리올레핀, 폴리에틸렌, 나이론은 용융온도가 낮고 열융착성이 좋으며 값이 저렴하기 때문에 콘크리트 보강용 단섬유의 재료로 사용되기 적합하다.
또한, 상기 합성수지의 용융흐름지수(MI)가 1 ≤ MI ≤ 15의 범위 내인 것이 바람직하다. 즉, 상기 MI(Melt Flow Index)는 녹는점(Tm) 이상에서 수지가 충분히 녹은 상태에서 일정한 속도로 밀어낼 때 나오는 양을 측정함으로서 값을 측정하게 되며, 양이 많을 경우 MI(Melt Flow Index)는 높은값을 가지는 반면 낮은 점도를 가진다고 볼 수 있는 것으로, 용융흐름지수가 높으면 사출 성형성이 우수하며, 낮은 용융흐름지수를 가질 경우 압출에 유리하다.
즉, 본 발명에 따른 합성수지의 용융흐름지수(MI)를 1 ≤ MI ≤ 15의 범위 내로 하는 이유는 합성수지의 용융흐름지수(MI)가 15를 초과하면 합성수지가 너무 낮은 점도를 가져 합성수지 용융이 어렵고 가공성이 떨어지며 열융착성이 나빠지며, 최종 단섬유에서의 물성도 저하하게 된다. 또한 합성수지의 용융흐름지수(MI)가 1의 미만이 되면 합성수지가 너무 높은 점도를 가져 필름 압출 후, 경화되기 전에 쉽게 변형 및 파손되는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명은 합성수지의 용융흐름지수(MI)를 1 ≤ MI ≤ 15의 범위 내로 하여 압출에 유리한 조건을 가지게 할 뿐만 아니라 합성수지 용융이 용이하고 가공성 및 열융착성 등의 물성이 우수한 단섬유를 얻을 수 있게 구성되는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 필름(P)을 폴리싱 롤러(200) 사이에서 샌드위칭하여 필름을 냉각고화하는 공정을 포함한다. 여기서, 도7(b)에 도시된 바와 같이 상기 필름(F)의 두께 Z가 1㎜ ≤ Z ≤ 10㎜의 범위 내인 것이 바람직하다. 즉, 본 발명은 후과정으로 필름(P)을 세절한 후 연신과정을 거치게 되는 그 연신 과정에서 10배 이상의 연신이 이루어지게 된다. 따라서, 필름(P)의 두께가 1㎜ 미만이 되면 연신과정에서 단섬유(F)가 절단되는 문제가 있고, 필름의 두께가 10㎜를 초과하면 연신 가공이 어려울 뿐만 아니라 단섬유(F)의 사이즈가 너무 제작되는 문제가 있기 때문에 본 발명에 따른 필름(P)의 두께는 1㎜ ≤ Z ≤ 10㎜의 범위 내로 구성되는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 필름(F)을 필름커팅기(400)를 통해 일정한 폭으로 균일하게 절단하여 다수개의 사각단면을 가지는 단섬유(F)로 세절하는 공정을 포함한다. 여기서, 도7(c)에 도시된 바와 같이 사각단면 단섬유(F)의 폭 W가 1㎜ ≤ W ≤ 20㎜의 범위 내인 것이 바람직하다. 즉, 본 발명은 상술한 바와 같이 필름을 세절한 후 연신과정을 거치게 되는 그 연신 과정에서 10배 이상의 연신이 이루어지게 된다. 따라서, 사각단면 단섬유(F)의 폭이 1㎜ 미만이 되면 연신과정에서 단섬유가 절단되는 문제가 있고, 사각단면 단섬유의 폭이 20㎜를 초과하면 연신 가공이 어려울 뿐만 아니라 단섬유의 사이즈가 너무 크게 제작되는 문제가 있기 때문에 본 발명에 따른 사각단면 단섬유(F)의 폭은 1㎜ ≤ W ≤ 20㎜의 범위 내로 구성되는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 필림커팅기(400)를 통해 세절된 사각단면 단섬유(F)의 표면에 열기를 가하여 사각단면 단섬유를 연신하는 공정을 포함한다. 본 발명은 상술한 연신부를 통해 사각단면 단섬유(F)를 연신하는 작업을 하게 되고, 연신부(500)를 거쳐 연신된 사각단면 단섬유(F')는 연신전 보다 10배 이상 연신이 이루어지게 된다. 따라서, 도7(d)에 도시된 바와 같이 연신된 사각단면 단섬유(F')는 사각단면 단섬유의 세로두께 H가 0.1㎜ ≤ H ≤ 2.0㎜의 범위 내이고, 연신된 사각단면 단섬유의 가로두께 L이 0.1㎜ ≤ L ≤ 2.0㎜의 범위 내로 제조된다.
마지막으로, 상기 연신된 사각단면 단섬유(F')를 보빈(610)에 권취하는 단계를 포함한다. 여기서, 보빈에 권취된 단섬유(F')는 소정의 길이로 절단되는 후가공을 거쳐 콘크리트 또는 숏크리트에 포함되어 보강용으로 사용된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 제조장치 및 제조방법에 따르면 합성수지 용융액을 압출 이후에도 변형이 없는 시트형태의 필름으로 압출한 다음, 압출 성형된 필름을 세절시켜 사각단면을 가지는 단섬유를 제조하기 때문에 그 제조과정이 용이하고 정확한 사각단면을 가지는 단섬유를 제조할 수 있다는 잇점이 있다.
또한, 도8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제조장치 및 제조방법으로 제조되는 사가단면 단섬유(F)는 원형(C) 및 타원형(E)으로 제조되는 단섬유과 비교하여 동일한 직경(A)을 가질 때 종래의 단섬유(C,E) 보다 콘크리트와 부착되는 단면적을 증가시켜줌으로써 콘크리트와 부착력이 월등히 향상된다. 그리고 본 발명에 따른 사각단면 단섬유(F)는 가장자리가 절곡된 구조(S)로 마련되기 때문에 코너각에서 슬립이 발생하지 않아 내슬립성이 향상되어, 콘크리트와 더욱 걍력하게 결합되는 잇점이 있다.
100: 필름압출기 200: 폴리싱 롤러부
300: 냉각 롤러부 400: 필름커팅기
500: 연신부
P: 필름 F: 사각단면 단섬유
300: 냉각 롤러부 400: 필름커팅기
500: 연신부
P: 필름 F: 사각단면 단섬유
Claims (5)
- 공급부를 통해 합성수지가 투입되고, 상기 공급부로 투입된 합성수지가 실린더 내에서 용융되며, 상기 실린더 내에서 용융된 합성수지가 티다이를 통해 시트 형상의 필름으로 압출 성형되는 필름압출기와, 상기 필름을 한 쌍의 폴리싱 롤러 사이에 샌드위칭하여 원하는 두께로 압착시키면서 냉각고화시키는 폴리싱 롤러부와, 순차적으로 나열된 다수의 가이드 롤러로 구성되고 상기 폴리싱 롤러부에서 공급되는 필름이 가이드 이동되면서 자연 냉각되게 구성되는 냉각 롤러부와, 상기 냉각 롤러로부터 공급되는 필름이 이송되면서 일정한 폭으로 절단되게 구성되어, 필름을 다수개의 사각단면을 가지는 사각단면 단섬유로 세절시키는 필름커팅기와, 상기 필름커팅기에서 세절된 사각단면 단섬유를 이송시키면서 사각단면 단섬유의 표면에 열기를 가하여 사각단면 단섬유를 연신하는 연신부와, 상기 연신부에서 연신된 사각단면 단섬유를 보빈에 권취하는 권취부를 포함하여 구성되되,
상기 필름커팅기는, 지지원판 사이에 복수의 절단홈이 일정간격으로 형성된 홈롤러와, 상기 홈롤러의 절단홈에 삽입되는 복수의 원판커터가 형성되되, 상기 원판커터 사이에는 상기 지지원판이 수용되는 수용홈이 일정간격으로 형성되는 커팅롤러로 구성되어, 상기 냉각 롤러부로부터 공급되는 필름이 상기 홈롤러와 커팅롤러 사이로 이송되면, 필름은 상기 원판커터가 절단홈으로 삽입되면서 일정한 폭으로 세절되고, 세절된 필름은 지지원판의 가압에 의해 수용홈으로 삽입되어 진행방향으로 배출되면서 다수개의 사각단면 단섬유로 제조되게 구성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 보강용 사각단면 단섬유 제조장치.
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- 제1항에 있어서,
상기 연신부는,
제1연신롤러부와 제2연신롤러부에 의해 이송방향으로 당겨지는 사각단면 단섬유에 제1열풍기가 열기를 가하게 구성되어, 사각단면 단섬유를 1차 연신 및 조직을 안정시키는 제1연신부와,
제2연신롤러부와 제3연신롤러부에 의해 이송방향으로 당겨지는 사각단면 단섬유에 제2열풍기가 열기를 가하여, 이송되는 사각단면 단섬유를 2차 연신 및 조직을 안정시키는 제2연신부로 구성되되,
상기 제1연신롤러부는 전후방으로 상하에 제1연신롤러가 지그재그 형태로 배치되어 사각단면 단섬유가 지그재그로 이송되면서 이송방향으로 당겨지게 구성되고, 상기 제2연신롤러부는 전후방으로 상하에 제2연신롤러가 지그재그 형태로 배치되어 사각단면 단섬유가 지그재그로 이송되면서 이송방향으로 당겨지게 구성되며, 상기 제3연신롤러부는 전후방으로 상하에 제3연신롤러가 지그재그 형태로 배치되어 사각단면 단섬유가 지그재그로 이송되면서 이송방향으로 당겨지게 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 보강용 사각단면 단섬유 제조장치.
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| KR100253165B1 (ko) * | 1998-01-21 | 2000-04-15 | 김종남 | 강섬유 자동제조장치 |
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| KR101361852B1 (ko) * | 2013-06-04 | 2014-02-12 | 나이콘소재 주식회사 | 섬유보강재 제조방법 및 이에 의하여 제조된 섬유보강재 |
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