KR101781541B1

KR101781541B1 - Reinforcing fiber yarns and manufacturing method

Info

Publication number: KR101781541B1
Application number: KR1020170109312A
Authority: KR
Inventors: 손인락
Original assignee: (유)이안지오텍
Priority date: 2017-08-29
Filing date: 2017-08-29
Publication date: 2017-10-23
Also published as: KR20170101878A

Abstract

본 발명은 강도나 내구성은 뛰어나지만 일정각도 이상 휘었을 때 부러지는 특징을 지닌 탄소섬유, 유리섬유, 돌섬유 등을 원료로 하는 섬유(이하 "탄소섬유"라고 함)의 표면에 유연성이 좋으면서도 탄소섬유를 안전하게 보호토록 하는 합성수지 재질의 외피를 코팅한 토목용 보강재의 섬유사 및 이를 제조하는 제조장치에 관한 것이다.
이는 토목용 보강재로 사용되는 매트형의 원단을 제직하기 위한 섬유사로서,
상기 섬유사는 탄소를 주원료로 하여 가늘게 제조되는 탄소섬유와, 이 탄소섬유의 외표면에 일체로 코팅처리되면서 유연성을 가지는 합성수지 재질의 외피로 구성되어 토목용 보강재의 원단으로 제직할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a carbon fiber material which is excellent in strength and durability but has good flexibility on the surface of a fiber made of carbon fiber, glass fiber, or stone fiber, which has a characteristic of being broken when bent over a certain angle, The present invention relates to a fiber yarn of a civil engineering reinforcing material coated with a synthetic resin sheath for safely protecting a carbon fiber and a manufacturing apparatus for manufacturing the same.
This is a fiber yarn for weaving a mat type fabric used as a civil engineering reinforcing material,
The fiber yarn is composed of carbon fibers thinly manufactured using carbon as a main raw material and an outer shell made of a synthetic resin material which is integrally coated on the outer surface of the carbon fiber and has flexibility, so that it can be woven as a fabric of civil engineering reinforcements.

Description

Technical Field [0001] The present invention relates to a fiber yarn for a civil engineering stiffener,

본 발명은 토목용 보강재의 섬유사 및 그 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강도나 내구성은 뛰어나지만 일정각도 이상 휘었을 때 부러지는 특징을 지닌 탄소섬유, 유리섬유, 돌섬유 등을 원료로 하는 섬유(이하 "탄소섬유"라고 함)의 표면에 유연성이 좋으면서도 탄소섬유를 안전하게 보호토록 하는 합성수지 재질의 외피를 코팅한 토목용 보강재의 섬유사 및 이를 제조하는 제조장치에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a fiber yarn of a civil engineering reinforcing material, and more particularly to a fiber yarn of a civil engineering stiffener which is excellent in strength and durability but is made of carbon fiber, glass fiber, (Hereinafter referred to as "carbon fiber") coated on a surface of a synthetic resin material which protects the carbon fiber safely while having good flexibility, and a manufacturing apparatus for manufacturing the same.

일반적으로 각종 도로에는 방수 성능을 향상시킴과 동시에 도로의 균열을 억제하고 도로의 내구성을 높이면서 전체적인 강도를 보강하기 위하여 섬유를 매트형으로 제조한 토목용 보강재를 사용하게 된다.Generally, various kinds of roads will be improved in waterproof performance, and the reinforcing materials for civil works made of fibers are used to reinforce the overall strength while suppressing the cracks in the roads and enhancing the road durability.

즉, 도로 공사시 도로의 평탄화를 위해 기존의 지반을 굴착하거나 채워서 평탄 작업을 한 후, 그 위에 아스팔트 모르타르나 콘크리트 모르타르를 깔아서 시공하게 되는데, 이러한 공사중 흙 채움 작업이 이루어진 구간에는 지반이 약하기 때문에 그 위에 포장된 모르타르에 균열이 생기거나 함몰되는 문제가 있으므로 이를 방지하기 위해 자갈과 더불어 토목용 보강재를 적층하여 시공하게 된다.That is, in order to flatten the road during the road construction, the existing ground is excavated or filled, and then the flat work is carried out, and the asphalt mortar or the concrete mortar is laid on the ground. In such a construction, There is a problem that cracks are formed in the mortar packed on top of it. Therefore, in order to prevent this, it is necessary to stack the civil engineering reinforcements together with the gravel.

이러한 토목용 보강재는 직물이나 부직포 등의 매트형태로 이루어지는 원단으로서 종래에도 여러 가지 형태가 제안되어 실제로 널리 사용되고 있다.Such civil reinforcing materials have been conventionally proposed in various forms as fabrics made of a mat or the like of a fabric or a nonwoven fabric and are actually widely used.

그 중에서도 종래에 제안된 토목용 보강재는 대한민국 실용신안등록 제0227589호를 들 수 있는데, 이는 소정의 넓이와 망 형상으로 된 금속재의 보강부재와, 보강부재의 상, 하부에 형성된 상, 하 아스팔트층과, 상측 아스팔트층의 상면에 부착된 모래와, 하측 아스팔트층의 저면에 부착된 이형지로 이루어진 아스팔트 적층 구조이다.Among them, conventionally proposed civil engineering stiffener is Korea Utility Model Registration No. 0227589, which is composed of a reinforcing member of a metal material having a predetermined width and a net shape, and upper and lower asphalt layers Sand attached to the upper surface of the upper asphalt layer, and release paper adhered to the lower surface of the lower asphalt layer.

그러나 이와 같은 종래 구조는 상, 하 아스팔트층 사이에 망 형태로 이루어지는 금속재질의 보강부재, 즉 매트를 설치한 것이나 이는 금속 재질로 이루어짐에 따라 쉽게 부식되는 단점이 있었다.However, such a conventional structure has a disadvantage in that it is made of a metallic material, that is, a mat, provided between the upper and lower asphalt layers, but is easily corroded because it is made of a metal material.

또한 종래 제안된 다른 구조는 대한민국 특허공개 제2006-0031029호를 들 수 있다.Another structure conventionally proposed is Korean Patent Publication No. 2006-0031029.

이는 일 방향은 탄소섬유 및 외부전원의 인가로 발열하는 전열선이 순차적 또는 일정한 순서로 배치되고, 타방향은 유리섬유가 배치, 교차되어 격자형상으로 형성된 보강재가 제안되어 있다It has been proposed that a reinforcing material in which carbon fibers and heating wires which generate heat by application of external power are arranged in order or in a predetermined order in one direction and glass fibers are arranged and crossed in the other direction to form a grid

그러나, 이와 같은 종래의 구성은 탄소섬유 및 유리섬유가 그물망 형태로 형성되면서 그 자체가 가지는 특성에 의해 내구성 및 강도가 강한 장점은 있으나, 이와는 달리 외부의 충격에는 약하여 차량의 이동에 의한 충격이 가해질 경우 쉽게 부러지거나 파손되는 단점이 있었다.However, such a conventional structure is advantageous in that durability and strength are strong due to the characteristics of carbon fibers and glass fibers formed in the form of a net, but they are weak against external shocks, It was easily broken or broken.

특히 탄소섬유 및 유리섬유는 그 특성상 일정한 각도 이내에서는 구부러지지 않고 부러지기 때문에 그물망 형태로 제직하는 것은 구조적으로 어렵고 까다로운 문제점이 있었다.In particular, carbon fibers and glass fibers have a problem in that it is structurally difficult and difficult to weave in the form of a net because the fibers are broken without being bent within a certain angle.

또 다른 형태의 종래 구성은 대한민국 특허공개 제2006-0073260호를 들 수 있다.Another conventional configuration is Korean Patent Publication No. 2006-0073260.

이는 크릴대에서 직기로 유리섬유 로빙사를 공급하여 경사로 하고, 상기 경사의 상부에 유리섬유 로빙사를 위사로 하여 위입시키고, 원단의 조직을 견고하게 하기 위하여 이들 경, 위사의 교차부위를 그 라운드사를 이용하여 경편하여 격자 형태의 접결 조직을 형성한 후, 비튜멘으로 코팅하며, 코팅이 이루어진 지오그리드 제품의 한 면에 점착제를 처리하고 여기에 직포 또는 부직포를 결합하는 방법에 의해 이루어지는 도로포장용 매트 제조 방법에 관한 것이다.This is because the glass fiber roving yarn is fed from the krill band to the glass fiber roving yarn to be inclined, the glass fiber roving yarn is weighed on the upper portion of the warp yarn, Which is made by a method of forming a lattice-shaped bonded structure by using a warp knitting yarn, coating it with a bitumen, treating a surface of a coated geogrid product with a pressure-sensitive adhesive, and bonding a woven fabric or a non- And a manufacturing method thereof.

그러나 이러한 토목용 보강재는 부직포 또는 직포 자체의 강도가 약하여 도로 보강 효율이 떨어질 뿐만 아니라 위사와 경사가 견고하게 결합되지 못하여 전체적으로 인장강도가 약한 문제가 있었다. However, the strength of the nonwoven fabric or the woven fabric itself is so low that the reinforcing efficiency of the road is lowered, and the weft and the warp are not firmly combined with each other.

따라서 근자에는 탄소섬유나 유리섬유의 우수한 특성을 살려서 이를 이용한 토목용 보강재가 제안되어 널리 사용되고 있으며, 이는 본원 출원인에 의해서도 제안된 바 있다.In recent years, civil engineering reinforcing materials using carbon fiber or glass fiber with excellent properties have been proposed and widely used, which has been proposed by the present applicant.

탄소 성분을 90%이상 함유하고 있는 탄소섬유는 유기섬유를 비활성 기체 속에서 가열 및 탄화하여 만들어지는 신소재의 섬유로서, 금속보다 가벼우면서 금속에 비해 강도와 탄성이 뛰어나고 내열성, 전도성 또한 좋으며 부식될 우려가 없는 여러 가지 장점을 지지고 있다.Carbon fiber containing more than 90% of carbon is a new material fiber made by heating and carbonizing organic fiber in inert gas. It is lighter than metal but has better strength and elasticity than metal, and has good heat resistance and conductivity. There are many advantages that it does not exist.

이러한 장점으로 탄소섬유는 낚시대, 골프채, 테니스 라켓, 항공기, 풍력발전기기, 자동차 부품, 토목건축용 자재 등으로 널리 사용되고 있으며, 각종 탄소섬유 강화 복합재료로서 전 산업분야에서 널리 적용되고 있다.Due to these advantages, carbon fiber is widely used in fishing rods, golf clubs, tennis racquets, aircraft, wind power equipment, automobile parts, civil engineering construction materials and various carbon fiber reinforced composite materials.

이 밖에도 유리나 석재를 원료로 하는 유리섬유, 돌섬유 등의 광물질 섬유도 대량생산 및 상업적 적용이 우수하고 가격 경제성이 좋아 각 산업분야에서 널리 사용되고 있다.In addition, mineral fibers such as glass fiber and stone fiber, which are made of glass or stone raw material, are excellent in mass production and commercial application, and are widely used in various industrial fields because of their high cost efficiency.

그러나 이러한 탄소섬유 및 광물질섬유는 그 재질이 가지는 우수한 특성과 장점을 가지고 있음에 반하여 일정한 각도 이상으로 구부리게 되면 쉽게 부러지는 단점도 가지고 있음에 따라 섬유사로 제조하여 토목용의 원단으로 제직하는데는 그 한계가 있었다.However, since carbon fibers and mineral fibers have excellent characteristics and advantages of the material, they have a disadvantage that they break easily when they are bent over a certain angle. Therefore, There was a limit.

즉, 탄소만으로 이루어지는 섬유사 형태의 탄소섬유는 그 자체의 재질이 가지는 특성상 토목용 보강재의 원단으로 제직하기가 어렵기 때문에 전술한 종래의 구조에서 보는 바와 같이 일정한 간격으로 교차되게 배치하여 격자형상으로 형성할 수 밖에 없는 구조적인 문제점이 있었다.That is, since carbon fibers of carbon fiber only have difficulty to be woven into the fabric of civil engineering reinforcements due to the characteristics of their own materials, they can be arranged in a lattice shape at regular intervals as shown in the above- There is a structural problem that must be formed.

특히 종래에 제안된 유리섬유나 탄소섬유를 제조하는 제조방법들은 대부분 표면에 전도성을 부여하기 위한 방법들로서 즉, 종래 제안된 대한민국 등록특허 제10-0715553호(전도성 유리 섬유 및 이를 제조하는 방법)에는 유리 섬유에 전도성을 부여하는 방법으로 전도성 고분자를 유효성분으로 하는 전도층을 형성하여 유리 섬유를 사이징하는 방법이 제시되고 있다.Particularly, conventionally proposed methods for producing glass fiber or carbon fiber are methods for imparting conductivity to the surface, that is, a conventionally proposed Korean Patent No. 10-0715553 (conductive glass fiber and method for manufacturing the same) There has been proposed a method of sizing glass fibers by forming a conductive layer containing an electroconductive polymer as an effective component by a method of imparting conductivity to glass fibers.

상기 선등록 발명은 대전방지성 또는 전자파 차폐성을 부여할 수 있도록 하여 저항 조절이 용이한 유리 섬유를 제공하거나 또는 압출 및 사출 등 각종 응용 분야에 사용되는 종래의 유리 섬유의 표면에 전도성 고분자를 유효성분으로 하는 층을 형성하여 저항이 조절된 유리 섬유를 제공하는 목적을 달성할 수 있으나, 본 발명에서 요구되는 토목용으로 사용하기 위한 섬유사로 적용하기에는 불가능한 문제점이 있었다.The above-mentioned pre-registered invention provides a glass fiber which can provide antistatic property or electromagnetic shielding property and can easily control resistance, or a conductive polymer is applied on the surface of a conventional glass fiber used for various applications such as extrusion and injection, To provide a glass fiber whose resistance is controlled. However, it has a problem that it is impossible to apply it as a fiber yarn for use in civil engineering required in the present invention.

또한 대한민국 등록특허 제10-1038054호(금속 코팅 무기질 섬유 및 그 제조장치)에는 비전도성인 무기질 섬유를 금속으로 코팅하여 전기전도성을 부여하고 있으나, 이는 전기전도성의 향상을 가져올지라도 이 역시 토목용으로 사용하기에는 한계가 있었다.Korean Patent No. 10-1038054 (metal coated inorganic fiber and its manufacturing apparatus) is coated with a non-conductive inorganic fiber to give electrical conductivity. However, even though this leads to improvement of electric conductivity, There was a limit to use.

또 다른 형태의 종래 등록특허 10-0534295호에서는 천연섬유실, 광물질실, 합성섬유실 등의 섬유실(fiber)에 카본 블랙(carbon black)을 코팅하여 탄소코팅섬유실을 제조한 후, 섬유원단 제직에 코팅을 안 한 섬유실과 탄소코팅섬유실를 위사로, 코팅안 한 섬유실과 동선을 경사로 직물원단을 직조하고 직물원단 표면에 절연코팅을 하여 전기에너지를 열에너지로 변환하는 면상 및 사상발열체를 제조하는 구성이 제안된 바 있다.In another type of conventional patent document 10-0534295, carbon fibers are coated on carbon fibers such as natural fiber yarn, mineral yarn and synthetic fiber yarn to produce a carbon-coated fiber yarn, Weaving yarn fabrics without woven fabrics and carbon fiber yarns as wefts, non-coated fiber yarns woven with weaving yarns, and insulating yarns on the fabric surface to produce electric and thermal elements for converting electric energy into thermal energy Configuration has been proposed.

그러나 이 역시 섬유실에 다른 재질을 코팅토록 하는 것이긴 하지만 섬유실에 카본 블랙을 코팅하는 것임으로써 본 발명에서 요구되는 토목용으로는 부적합 것이었다.However, since this method also allows the fiber yarn to be coated with another material, the fiber yarn is coated with carbon black, which is unsuitable for the civil works required in the present invention.

본 발명은 상기와 같은 종래의 여러 가지 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 내구성과 강도가 우수한 탄소섬유에 유연성을 부가하여 가는 실 형태의 탄소섬유사를 제조하여 토목용 보강재의 원단으로 제직한 후, 각종 토목용의 보강재로 사용할 수 있도록 하는 토목용 보강재의 섬유사를 제공함에 있다.The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a carbon fiber yarn, which is made of a carbon fiber yarn in which the flexibility is added to the carbon fiber excellent in durability and strength, And which can be used as reinforcing materials for various civil engineering works.

본 발명의 다른 목적은 매트형의 토목용 보강재로 제직되는 탄소섬유사의 표면에 유연성이 우수한 합성수지 재질의 외피를 코팅처리함에 있어서, 기계적인 장치를 이용하여 연속적이고도 자동적으로 제조할 수 있도록 하여 대량생산이 가능토록 하는 토목용 보강재의 섬유사 제조장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a method of coating a surface of a carbon fiber yarn woven with a mat type civil engineering reinforcing material with a synthetic resin material having excellent flexibility by continuously and automatically producing the same using a mechanical device, And a reinforcing member for reinforcing the reinforcing member.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 탄소, 유리, 석재 등을 주 원료로 하면서도 가는 실 형태로 제조되는 탄소섬유와, 이 탄소섬유의 표면에 일체로 코팅처리되고 합성수지의 유연한 재질로 이루어지면서 탄소섬유를 외부의 충격으로부터 보호함과 동시에 유연성을 부여하는 외피로 구성되는 섬유사를 제조함으로써 이의 섬유사를 이용하여 매트형의 토목용 보강재의 원단을 제직할 수 있도록 하는 것을 포함한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a carbon fiber which is made of carbon fiber, glass, stone or the like as a main raw material while being manufactured in a thin thread form, and a flexible material of a synthetic resin coated on the surface of the carbon fiber, The present invention includes a method of manufacturing a fiber yarn composed of a sheath that protects carbon fiber from external impact and imparts flexibility to the fabric so that the fabric of the mat type civil engineering reinforcement can be woven using the fiber yarn.

또한 본 발명은 합성수지 재질의 외피가 코팅되는 탄소섬유사를 기계적이고도 자동화된 제조장치를 이용하여 제조할 수 있도록 하는 것이며, 이는 상부에 용융된 합성수지 재질의 내용물이 투입될 수 있는 몸체와, 몸체에 횡방향으로 체결되면서도 용융된 합성수지 원료가 투입되면서 탄소섬유의 표면에 합성수지를 코팅토록 하는 노즐체와, 상기 노즐체의 후방에서 탄소섬유를 노즐로 공급토록 하는 탄소섬유공급체로 구성됨으로써 연속적으로 공급되는 탄소섬유의 표면에 용융된 합성수지 재질의 외피가 자동으로 코팅처리되도록 구성함을 특징으로 하는 것이다.The present invention also provides a method of manufacturing a carbon fiber yarn, which is coated with a synthetic resin outer skin, using a mechanical and automated manufacturing apparatus, comprising a body into which molten synthetic resin material can be charged, And a carbon fiber supply member for supplying carbon fibers to the nozzle at a rear side of the nozzle body so as to be continuously supplied to the nozzle body, The outer surface of the molten synthetic resin is automatically coated on the surface of the carbon fiber.

본 발명에 따른 섬유사는 탄소 재질로 이루어지는 탄소섬유의 표면에 유연성이 매우 우수한 합성수지 재질의 외피가 일체로 코팅처리됨으로써 다양한 형태로 이루어지는 토목용 보강재의 원단을 제직할 수가 있는 효과가 있다.The fiber yarn according to the present invention has the effect of woven the fabric of the civil engineering reinforcing material having various shapes by integrally coating the outer surface of the synthetic resin material having excellent flexibility on the surface of the carbon fiber made of the carbon material.

즉, 탄소의 재질로 이루어지면서 가는 실 형태를 이루는 탄소섬유의 표면에 유연한 재질의 합성수지를 코팅하여 400 ∼ 10,000d(데니아)의 굵기를 가지는 섬유사를 성형함으로써 이의 섬유사를 이용하여 토목용 보강재를 제직할 수가 있게 되는 것이다.That is, a flexible synthetic resin is coated on the surface of a carbon fiber which is made of a carbon material and forms a thin thread, and a fiber yarn having a thickness of 400 to 10,000 d (denier) is formed, It is possible to set up.

따라서 상기 섬유사로 제직된 토목용 보강재의 원단은 높은 탄성계수 및 높은 장력강도를 가짐으로써 내구성 및 강도가 우수하여 섬유사의 단선을 방지하게 되고, 새로운 포장면의 반사균열 및 차륜궤적과 전단변형을 방지할 수 있으며, 표면에 전달되는 하중의 확대로 인한 포장 두께의 감소 등도 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.Therefore, the fabric of the civil engineering reinforcing material woven with the fiber yarn has a high elastic modulus and a high tensile strength, so that it has excellent durability and strength to prevent disconnection of the fiber yarn and prevents reflection cracks and wheel locus and shear deformation of the new packaging surface And it is also possible to prevent the reduction of the thickness of the package due to the expansion of the load transmitted to the surface.

또한 본 발명은 상기한 섬유사를 제조함에 있어서, 이에 적합한 기계적인 장치를 이용하여 연속적이고도 자동적으로 제조할 수가 있음으로써 생산성의 향상을 기대할 수 있음은 물론이고, 필요로 하는 두께로 섬유사를 제조할 수 있는 효과를 가지게 되는 것이다.In addition, the present invention can be continuously and automatically manufactured by using a mechanical device suitable for manufacturing the fiber yarn, so that productivity can be expected to be improved. In addition, It is possible to have an effect that can be achieved.

도 1은 본 발명의 섬유사를 구성을 보인 사시도
도 2는 본 발명 섬유사의 단면구성도
도 3은 본 발명 섬유사를 제조하는 제조장치를 보인 단면구성도
도 4는 본 발명 도3의 사시도
도 5는 본 발명 도4의 분리사시도
도 6은 본 발명 도3의 정면구성도
도 7은 본 발명 작동상태를 보인 구성도
도 8은 본 발명 도3의 요부를 확대하여 보인구성도
도 9는 본 발명 도8의 내부구성을 단면하여 보인 구성도Fig. 1 is a perspective view showing the structure of the fiber yarn of the present invention
Fig. 2 is a cross-sectional view
3 is a cross-sectional view showing a manufacturing apparatus for manufacturing the fiber yarn of the present invention
Fig. 4 is a perspective view of the present invention Fig. 3
5 is an exploded perspective view of the present invention,
Fig. 6 is a front plan view of the present invention Fig. 3
7 is a block diagram showing the operating state of the present invention
8 is an enlarged schematic view of the main part of Fig. 3 of the present invention
Fig. 9 is a cross-sectional view showing the internal configuration of the present invention shown in Fig. 8

이하에서 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부도면의 도1 및 도2는 본 발명에 따른 섬유사의 구조를 나타내고 있고, 도3 내지 도6은 본 발명 섬유사의 제조장치에 따른 전체적인 구성을 상세히 나타내고 있으며, 도7 이하에서는 본 발명의 작동상태를 나타내고 있다.FIGS. 3 and 6 show details of the overall structure of the fiber fabric according to the present invention. FIG. 7 and FIG. 7 show the operation state of the present invention Respectively.

본 발명은 도1 및 도2에서 보듯이 매트 형태로 이루어지는 토목용 보강재를 제직하기 위한 섬유사(100)를 제공하는 것으로, 원단으로 제직되는 섬유사(100)는 탄소를 원료로 하면서 가는 실 형태를 가지는 탄소섬유(10)와, 이 탄소섬유(10)의 외표면에 균일한 두께로 코팅처리되고 유연성을 가지는 합성수지 재질로 이루어지는 외피(20)로 구성되는 것을 포함한다.1 and 2, the present invention provides a fiber yarn 100 for weaving a civil engineering stiffener in the form of a mat, the fiber yarn 100 being woven as a raw material, And a sheath 20 made of a synthetic resin material having a uniform coating thickness on the outer surface of the carbon fiber 10 and having flexibility.

상기 탄소섬유(10)는 통상에서와 같이 탄소를 주원료로 가는 실 형태로 제조되는 것이며, 이는 재질이 가지는 그 자체의 특성상 내구성 및 강도가 우수한 특성을 가지는 것에 반하여 유연성이 부족하고 일정 각도 이상으로 휘었을 때 부러지는 특성을 지니고 있다.The carbon fiber 10 is produced in an actual form in which carbon is used as a main raw material as in the conventional method. However, the carbon fiber 10 has excellent durability and strength due to the characteristics of the material itself, It has the property that it breaks when it is.

이에 반하여 탄소섬유(10)의 외표면에 코팅처리되는 외피(20)는 유연성이 좋은 합성수지 재질로 이루어짐으로써 탄소섬유(10)를 외부의 충격으로부터 안전하게 보호토록 함은 물론이고, 전체적으로 유연성을 부여하게 된다.On the contrary, the outer covering 20 coated on the outer surface of the carbon fiber 10 is made of a synthetic resin material having high flexibility, thereby safely protecting the carbon fiber 10 against external impacts, do.

즉, 유연한 재질의 외피(20)가 탄소섬유(10)의 외표면에 일체로 코팅처리된 토목용 섬유사(100)는 전체적으로 유연하면서도 뛰어난 강도와 내구성을 유지하게 되는 것이다.In other words, the civil engineering fiber yarn 100 in which the outer covering 20 of the flexible material is integrally coated on the outer surface of the carbon fiber 10 is entirely flexible while maintaining excellent strength and durability.

따라서 상기와 같이 제조되는 토목용 섬유사(100)는 통상의 섬유사들과 같은 유연성이 지니게 됨으로써 이를 위사와 경사로 하여 다양한 형태의 직물 원단으로 제직할 수가 있게 되는 것이고, 이렇게 제직되는 매트형의 원단은 여러 가지 토목용 보강재로 사용할 수가 있게 되는 것이다.Therefore, the civil engineering fiber yarn 100 manufactured as described above has the same flexibility as ordinary fiber yarns, so that it can be woven into various types of fabric fabrics by using weft yarns and warp yarns. It can be used as various civil reinforcing materials.

또한 본 발명은 상기한 토목용 섬유사(100)를 연속적이고도 자동적으로 대량 생산하기 위한 제조장치를 제공하게 되며, 이는 첨부된 도면의 도3 이하에서 상세히 제시하고 있다.In addition, the present invention provides a manufacturing apparatus for continuously and automatically mass-producing the above-mentioned civil fiber yarn 100, which is shown in detail in FIG. 3 and below of the accompanying drawings.

상기 제조장치는 용융된 합성수지 재질의 내용물이 투입되는 몸체(30)와, 몸체(30)에 횡방향으로 체결되면서도 용융된 합성수지 내용물이 투입되면서 탄소섬유의 표면에 합성수지를 코팅토록 하는 노즐체(40)와, 상기 노즐체(40)의 후방에서 탄소섬유를 노즐로 공급토록 하는 탄소섬유공급체(50)로 구성되는 것을 포함한다.The manufacturing apparatus includes a body 30 into which molten synthetic resin contents are injected, a nozzle body 40 for inserting the molten synthetic resin contents into the body 30 while coating synthetic resin on the surface of the carbon fiber, And a carbon fiber feeder 50 for feeding carbon fibers to the nozzle at the rear of the nozzle body 40. [

상기 몸체(30)는 상부에 별도의 전 공정에서 겔 상태로 용융된 합성수지 재질의 내용물을 투입하기 위한 투입구(31)가 일체로 구비되며, 이 투입구(31)에는 미도시되어 있지만 합성수지를 겔상태로 용융하여 공급하기 위한 호퍼가 연결구비되고, 이의 일측에는 몸체(30)를 체결 고정하기 위한 고정면이 구비된다.The body 30 is integrally provided with a charging port 31 for charging the contents of the synthetic resin material melted in a gel state in the upper part of the body 30 and the synthetic resin is in a gel state And a fixing surface for fastening and fixing the body 30 is provided on one side of the hopper.

또 몸체(30)의 하부에는 전, 후방으로 관통되면서 투입구(31)와 내부에서 연통되어 별도의 노즐체(40)가 전, 후로 관통되게 삽입 체결되는 설치실(32)이 구비된다.In addition, a lower portion of the body 30 is provided with an installation chamber 32 communicating with the inlet 31 through a front and a rear, and an insertion chamber 32 through which a separate nozzle body 40 penetrates forward and backward.

상기 노즐체(40)는 전체적으로 길다란 원통형으로 구비되면서 몸체(30)의 설치실(32)내로 관통되게 체결되어 후방에서 고정너트(41)로 고정되고, 노즐체(40)의 내경에는 전, 후 관통되는 코팅실(42)이 구비되며, 이 코팅실(42)에는 후방에서 전방을 향해 별도의 탄소섬유공급체(50)가 삽입 체결된다.The nozzle body 40 is integrally formed in an elongated cylindrical shape and is fastened to the mounting chamber 32 of the body 30 so as to be penetrated and fixed to the rear side by a fixing nut 41. In the inner diameter of the nozzle body 40, A separate carbon fiber supply body 50 is inserted into the coating chamber 42 from the rear side toward the front side.

상기 코팅실(42)은 후방이 넓고 전방이 좁은 형태로 관통되게 구비되면서 그 전단은 코팅이 완료된 제품이 토출되는 노즐(43)을 제공하게 되고, 내부의 중심부에는 공급되는 합성수지 코팅액이 고르게 분산될 수 있도록 하기 위한 분배날개(44)들이 원주방향을 따라 방사상으로 다수개 구비된다.The front end of the coating chamber 42 is provided with a nozzle 43 through which a coated product is discharged, and a synthetic resin coating liquid supplied to the center of the coating chamber 42 is uniformly dispersed A plurality of distribution vanes 44 are provided radially along the circumferential direction.

즉, 노즐체(40)의 내경에 형성되는 코팅실(42)에는 원주방향을 따라 방사상으로 다수의 분배날개(44)들이 형성되어 공급되는 코팅액을 고르게 분산시키는 기능을 제공하게 된다.That is, in the coating chamber 42 formed in the inner diameter of the nozzle body 40, a plurality of distribution vanes 44 are formed radially along the circumferential direction to provide a function of uniformly dispersing the supplied coating liquid.

또 노즐체(40)의 외경에는 원주방향을 따라 단턱으로 형성되면서 투입되는 코팅액을 고르게 분배시키면서 그 내부의 코팅실(42)로 공급시키기 위한 분배실(45)이 형성되며, 이 분배실(45)에는 코팅실(42)과 연통을 위한 다수의 유통공(46)이 형성된다.A distribution chamber 45 is formed in the outer diameter of the nozzle body 40 along the circumferential direction so as to uniformly distribute the supplied coating liquid while supplying the coating liquid into the coating chamber 42. The distribution chamber 45 A plurality of flow holes 46 for communicating with the coating chamber 42 are formed.

또한 상기 탄소섬유공급체(50)는 노즐체(40)의 후방에서 전방을 향해 코팅실(42)의 내부로 삽입되어 나사체결된다.Further, the carbon fiber feeder 50 is inserted into the coating chamber 42 from the rear of the nozzle body 40 toward the front and screwed thereto.

이는 전,후 관통되어 탄소섬유가 후방에서 전방으로 공급되는 공급공(51)을 가지는 원통형으로 구비되고, 그 전방에는 탄소섬유를 안정되게 안내토록 하는 안내관(52)이 길게 형성되어 노즐체(40)의 코팅실(42)내에 위치되도록 구비된다.The guide tube 52 is formed in a cylindrical shape having a supply hole 51 through which the carbon fiber is passed through from the rear to the front, and a guide tube 52 for guiding the carbon fiber stably is formed in front of the supply hole 51, 40 in the coating chamber 42.

이때 상기 안내관(52)은 후방에서 전방을 향해 즉, 공급되는 탄소섬유의 진행방향을 따라 점차적으로 좁아지는 긴 관체형으로 구비됨으로써 코팅액의 공급을 원활하게 이루면서 코팅효율을 증대시키게 되는 것이다.At this time, the guide tube 52 is provided in a long tubular shape gradually narrowing from the back to the front, that is, along the advancing direction of the supplied carbon fibers, thereby smoothly supplying the coating liquid and increasing the coating efficiency.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 내구성과 강도가 뛰어나지만 휘었을 때 쉽게 부러지는 특징을 지닌 탄소섬유의 표면에 유연성이 좋으면서도 탄소섬유를 안전하게 보호할 수 있도록 합성수지 재질의 외피를 코팅한 섬유사를 제조함으로써 이의 섬유사를 이용하여 매트형의 토목용 보강재를 제직할 수가 있게 되는 것이다.The present invention having the above-described structure is characterized in that a synthetic fiber-coated outer surface of a carbon fiber is coated on the surface of a carbon fiber having excellent durability and strength but easily broken when bent, Thereby making it possible to weave the mat type civil engineering stiffener by using the fiber yarn.

즉, 탄소섬유의 표면에 유연성이 매우 좋은 외피가 코팅됨으로써 직물의 외형으로 나타내는 조직의 형태에 따른 평직·수자직·능직 등 모든 직물조직으로 제직할 수 있게 되는 것이다.That is, since the surface of the carbon fiber is coated with a highly flexible outer skin, it can be woven into all kinds of textile tissues such as plain weaves, water weights, and twill weaves according to the shape of the weave.

따라서 상기와 같이 탄소섬유를 주원료로 하는 섬유사를 가지고 토목용 보강재의 원단을 제직하여 사용함으로써 즉, 토목용 보강재의 원단에 섬유사가 고르고도 촘촘히 배열되어 있음에 따라 부분적으로는 물론이고, 전체적으로 강도가 그만큼 강화되는 것이다.Therefore, as described above, since the fabric of the civil engineering reinforcement is woven and used with the fiber yarn mainly composed of carbon fiber, that is, the fiber yarns are arranged evenly and evenly at the tail end of the civil engineering reinforcements, Is strengthened.

특히 어느 한 부분이나 또는 띠 형태로 구성되는 것이 아니라 위사와 경사의 모두에 조밀하게 배열되어 가장자리는 물론이고 원단의 전체면에 걸쳐서 강도가 강화되므로 외부의 힘에 의해 매트가 찢기는 것을 최대한 방지하게 되고, 더욱이 어느 한 부분이 찢기거나 파손된 하더라도 그 범위가 확대되지 않는 특징을 지니게 되는 것이다.In particular, it is not formed in any one part or band shape but is densely arranged in both of the warp and weft, so that the strength is strengthened over the entire surface of the fabric as well as the edge, so that the mat is prevented from being torn by the external force as much as possible , And even if a portion is torn or broken, the range is not enlarged.

또한 본 발명은 상기와 같은 섬유사를 제조함에 있어서 자동화된 기계적인 장치를 이용하여 제조할 수 있음에 따라 연속적이고도 균일한 섬유사를 제조할 수 있는 특징이 있다.Further, since the present invention can be manufactured by using an automated mechanical apparatus in the production of the fiber yarn as described above, continuous and uniform fiber yarns can be produced.

즉, 본 발명에서는 섬유사를 제조하는 과정을 살펴보면, 이는 첨부된 도면에서 보듯이 몸체(30)의 전방에서 설치실(32)내로 노즐체(40)가 삽입체결된 후, 그 후방에서 고정너트(41)에 의해 고정설치되고, 이어서 노즐체(40)의 후방에서 탄소섬유공급체(50)가 삽입되어 나사결합됨으로써 조립을 완성하게 된다.That is, in the present invention, as shown in the accompanying drawings, after the nozzle body 40 is inserted into the installation chamber 32 from the front of the body 30, And then the carbon fiber feeder 50 is inserted and screwed in the rear of the nozzle body 40 to complete the assembly.

이러한 상태에서 탄소섬유공급체(50)의 후방에서 그 전단으로 탄소섬유(10)가 관통되게 연속적으로 공급되고, 이와 동시에 몸체(30)의 상부에 구비되는 투입구(31)를 통하여 전 공정에서 용융된 합성수지 재질의 코팅액이 공급된다.In this state, the carbon fibers 10 are continuously supplied from the rear side of the carbon fiber feeder 50 to the front end thereof through the inlet 31, A synthetic resin coating liquid is supplied.

상기 탄소섬유(10)는 미도시된 장치에 의해 탄소섬유공급체(50)의 공급공(51)을 통하여 그 전단 안내관(52)의 내경을 거쳐 노즐체(40)의 전단 노즐(43)을 통과하여 연속적으로 공급된다.The carbon fiber 10 is introduced into the front end nozzle 43 of the nozzle body 40 via the inner diameter of the front end guide tube 52 through the supply hole 51 of the carbon fiber feed body 50 by an apparatus And is continuously supplied.

이와 동시에 합성수지 재질의 코팅액은 미도시된 전공정에서 겔 상태로 용융된 상태로 호퍼를 거쳐 투입구(31)로 통해 설치실(32)내로 투입되고, 이어서 노즐체(40)의 분배실(45)에서 원주방향을 따라 고르게 분배된 후, 다수의 유통공(46)을 거쳐 그 내경의 코팅실(42)로 공급된다.At the same time, the coating liquid of the synthetic resin material is melted in the gel state in the entire process (not shown), put into the installation chamber 32 through the hopper 31 through the hopper, then into the distribution chamber 45 of the nozzle body 40, And then supplied to the coating chamber 42 having the inner diameter through the plurality of flow holes 46. [

상기 코팅실(42)에서는 다수의 분배날개(44)들에 의해 역시 고르게 분배된 후, 그 전단의 노즐(43)을 향해 배출되는 것이고, 이때 노즐(43)을 통하여 이미 관통되게 통과되는 탄소섬유(10)의 외표면에 달라붙게 됨으로써 코팅이 이루어지게 되는 것이다.In the coating chamber 42, a plurality of distribution vanes 44 are uniformly distributed and then discharged toward the nozzle 43 at the front end thereof. At this time, the carbon fibers, which have already passed through the nozzle 43, So that the coating is made to adhere to the outer surface of the substrate 10.

따라서 토목용 보강재의 원단을 제직하기 위한 섬유사를 기계적인 장치를 이용하여 연속적이고도 자동적으로 제조할 수가 있음으로써 대량생산이 가능하게 되는 것이다.Accordingly, the fiber yarn for weaving the fabric of the civil engineering reinforcing material can be continuously and automatically produced by using a mechanical device, which enables mass production.

100:섬유사 10:탄소섬유
20:외피 30:몸체
31:투입구 32:설치실
40:노즐체 41:고정너트
42:코팅실 43:노즐
44:분배날개 45:분배실
46:유통공 50:탄소섬유공급체
51:공급공 52:안내관100: fiber yarn 10: carbon fiber
20: sheath 30: body
31: input port 32: installation room
40: nozzle body 41: fixing nut
42: coating chamber 43: nozzle
44: distribution wing 45: distribution room
46: Distribution hole 50: Carbon fiber supply body
51: supply hole 52: guide tube

Claims

1. An apparatus for manufacturing a fiber yarn woven with a mat type fabric used as a civil engineering reinforcing material and having an outer surface coated with a synthetic resin material having flexibility on the outer surface of carbon fiber made of carbon as a main material,
The fiber yarn manufacturing apparatus comprises a body (30) having an inlet through which a coating liquid of molten synthetic resin is injected into an upper portion;
And is fastened to the mounting chamber 32 of the body 30 in such a manner as to be pierced forward and rearward and is fixed by a fixing nut 41. The rear end of the rear end of the nozzle 30 having the nozzle 43 at the front end thereof is wide, The coating chamber 42 is provided with a distribution chamber 45 along the circumferential direction at an outer diameter and is radially provided along the circumferential direction to uniformly disperse the supplied coating liquid to smoothly coat the coating liquid. A nozzle body 40 having a plurality of flow holes 46 for supplying a coating liquid into a coating chamber 42 provided with a plurality of distribution vanes 44;
The carbon fiber is screwed into the coating chamber 42 of the nozzle body 40 and has a supply hole 51 through which carbon fibers are supplied from the rear to the front, And a carbon fiber supply body (50) having a long tube shape and having a long guide tube (52) for stably guiding the carbon fibers.