KR101966106B1 - 글라스 화이버를 이용한 하이브리드 상하수 관거 보수보강 튜브 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 글라스 화이버를 이용한 하이브리드 상하수 관거 보수보강 튜브 제조 방법에 관한 것으로, 내부식성과 인장강도가 우수한 글라스 화이버를 이용하여 지중 관거(상수도관, 하수도관 등)를 보수 보강하고 보강 튜브와 글라스 화이어 튜브의 특성을 이용한 제조(보강 튜브의 외부 차수, 반전 및 합포)를 통해 제조성을 향상하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 글라스 화이버를 이용한 하이브리드 상하수 관거 보수보강 튜브 제조 방법은, 폴리에스테르 섬유의 직조로 이루어진 1매 이상의 직포를 길이방향의 양측이 개방되는 튜브 형태로 말아 관형의 보강 튜브를 제조하는 제1단계와; 상기 제1단계를 통해 제조된 보강 튜브의 외부면에 폴리에틸렌을 코팅하여 차수층을 형성하는 제2단계와; 글라스 화이버를 길이방향의 양측이 개방된 튜브 형태로 말아 관형의 글라스 화이버 튜브를 제조하는 제3단계와; 상기 보강 튜브와 상기 글라스 화이버 튜브를 고정하고 상기 보강 튜브의 반전을 통해 상기 차수층이 내부에 배치되는 한편 상기 글라스 화이버 튜브가 외부에 배치되도록 하는 제4단계와; 상기 보강 튜브와 글라스 화이버 튜브 사이에 열경화성 수지를 함침하는 제5단계를 포함하여 지중의 상하수 관거에 견인식으로 시공되고, 상기 제4단계는 상기 보강 튜브의 길이방향 양측 중 일측 단부를 반전기에 고정하고 상기 보강 튜브의 내부에 상기 글라스 화이버 튜브의 일측을 고정한 후 상기 반전기를 통해 상기 보강 튜브를 반전시킴으로써 상기 차수층이 내부에 배치되는 한편 상기 글라스 화이버 튜브가 외부에 배치되도록 한다.

Description

글라스 화이버를 이용한 하이브리드 상하수 관거 보수보강 튜브 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING HYBRID REINFORCING-REPAIRING TUBE OF WATER AND SEWAGE CONDUIT USING GLASS FIBER}

본 발명은 상하수 관거 보수보강 튜브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부식성과 인장강도가 우수한 글라스 화이버를 이용하여 지중 관거(상수도관, 하수도관 등)를 보수 보강하고 보강 튜브와 글라스 화이어 튜브의 특성을 이용한 제조(보강 튜브의 외부 차수, 반전 및 합포)를 통해 제조성을 향상하는 글라스 화이버를 이용한 하이브리드 상하수 관거 보수보강 튜브 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 관거는 상수나 생활하수나 빗물 등을 이동시키기 위한 관으로서, 지중에 매설되어 사용되는 구조물이다.

이러한 관거는 장시간 매설로 인한 토압, 노후 등을 원인으로 하여 균열 등의 손상 및 연결부의 손상을 일으키며, 또한, 오물이 퇴적되는 등 하수의 흐름을 방해하기 때문에 노후된 관거를 보수 내지 교체하여야 한다.

관거의 교체는 많은 비용과 시간이 소모되기 때문에 굴착에 의해 관거의 교체를 대신하여 관거를 보수하는 방법이 주로 개발되어 사용되고 있다.

종래의 관거 보수 방법으로 SET 공법을 사용한 관거 보수 방법이 있다.

이러한 SET 공법은 보수하고자 하는 관거 내부에 열경화성 수지가 함침된 튜브를 배치한 후, 튜브 내부로 뜨거운 열풍을 불어넣어 튜브를 관거 내벽에 밀착시킴과 동시에 튜브를 경화시키는 것이다.

종래 기술에 의한 상하수관거 보수 튜브는, 라이닝 튜브 및 상기 라이닝 튜브의 안쪽(설치 상태 기준)에 삽입 되는 보강 튜브, 상기 라이닝 튜브와 보강 튜브에 함침되는 열경화성 수지로 구성된다.

종래 상하수관거 보수 튜브에 따르면, 관거의 신축, 유체의 압력과 토압 등에 대항하는 구조적 보강이 갖추어지지 않아 관거 보수 튜브의 찢어짐 등의 변형이 발생되는 문제점이 있다.

따라서, 종래 상하수관거 보수 튜브는 관거의 내면에 시공되어 균열부를 막음으로써 관거를 따라 흐르는 물의 누출을 방지한다 하지만, 외력에 대한 강성이 약하기 때문에 관거의 신규 균열 및 균열의 확산을 방지할 수 없으므로 상수와 하수의 누출 및 지하수의 침투를 막지 못하여 관거 보수 장치로서의 신뢰성이 매우 약한 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 특허문헌으로 공개특허 제10-1999-0066235호, 등록특허 제10-1166247호 등이 있다.

특허문헌들은 탄소섬유, 글라스 화이버, 아라미드섬유 등을 이용한 하이브리드 기술로서, 외력에 의한 변형을 일으키지 않아 손상된 관거의 내부에 보수보강층을 형성할 수 있지만, 재료의 수급이 원활하지 않고 제조도 어려워 활용성이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 보수보강 튜브는 물이 흐르는 곳 즉 내주면에 차수층이 형성되어야 하고 따라서 보강 튜브에 차수층을 코팅하게 되는데 대개 보강 튜브의 내주면에 차수재를 코팅하기 때문에 작업성이 좋지 못하고 결과적으로 차수층의 품질이 떨어지고, 그리고, 글라스 화이버는 반전 시 손상 우려가 있어 반전이 어려운 실정이며, 이러한 실정을 고려한 제조 기술이 없다.

공개특허 제10-1999-0066235호 등록특허 제10-1166247호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 내부식성과 인장강도가 우수한 글라스 화이버를 이용하여 지중 관거(상수도관, 하수도관 등)를 보수 보강하고 보강 튜브와 글라스 화이어 튜브의 특성을 이용한 제조(보강 튜브의 외부 차수, 반전 및 합포)를 통해 제조성을 향상하는 글라스 화이버를 이용한 하이브리드 상하수 관거 보수보강 튜브 제조 방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 글라스 화이버를 이용한 하이브리드 상하수 관거 보수보강 튜브 제조 방법은, 폴리에스테르 섬유의 직조로 이루어진 1매 이상의 직포를 길이방향의 양측이 개방되는 튜브 형태로 말아 관형의 보강 튜브를 제조하는 제1단계와; 상기 제1단계를 통해 제조된 보강 튜브의 외부면에 차수재를 코팅하여 차수층을 형성하는 제2단계와; 글라스 화이버를 길이방향의 양측이 개방된 튜브 형태로 말아 관형의 글라스 화이버 튜브를 제조하는 제3단계와; 상기 보강 튜브와 상기 글라스 화이버 튜브를 고정하고 상기 보강 튜브의 반전을 통해 상기 차수층이 내부에 배치되는 한편 상기 글라스 화이버 튜브가 외부에 배치되도록 하는 제4단계와; 상기 보강 튜브와 글라스 화이버 튜브 사이에 열경화성 수지를 함침하는 제5단계를 포함하여 지중의 상하수 관거에 견인식으로 시공되고, 상기 제4단계는 상기 보강 튜브의 길이방향 양측 중 일측 단부를 반전기에 고정하고 상기 보강 튜브의 내부에 상기 글라스 화이버 튜브의 일측을 고정한 후 상기 반전기를 통해 상기 보강 튜브를 반전시킴으로써 상기 차수층이 내부에 배치되는 한편 상기 글라스 화이버 튜브가 외부에 배치되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 글라스 화이버를 이용한 하이브리드 상하수 관거 보수보강 튜브 제조 방법에 의하면, 넓은 작업 공간에서 정확하게 시야를 확보한 상태에서 폴리에스테르 섬유의 보강 튜브 외부에 차수층을 형성(코팅)함으로써 차수불량을 막고 이 후 보강 튜브를 반전시키면서 자연스럽게 글라스 화이버 튜브와 합포하여 즉 보강 튜브의 반전, 차수층이 형성된 보강 튜브와 글라스 화이버 튜브의 결합이 단일 작업으로 이루어지므로 제조성을 향상하며, 결과적으로 지중 관거의 내부에 차수와 강성이 우수한 보수보강층을 라이닝함으로써 관거의 내부의 물이 지중에 누출되는 것을 막는 한편 지하수가 관거 안으로 침투하는 것을 막아 주는 효과가 있고, 또한, 토압으로 인한 관거의 추가적인 균열과 변형도 방지하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 글라스 화이버를 이용한 하이브리드 상하수 관거 보수보강 튜브 제조 공정을 보인 블록도.
도 2는 본 발명에 의한 글라스 화이버를 이용한 하이브리드 상하수 관거 보수보강 튜브 제조 공정도.
도 3은 본 발명에 의한 글라스 화이버를 이용한 하이브리드 상하수 관거 보수보강 튜브의 제조 공정 중에서 보강 튜브를 반전시키면서 글라스 화이버 튜브 안에 합포하는 공정을 보인 도면.
도 4는 본 발명에 의한 글라스 화이버를 이용한 하이브리드 상하수 관거 보수보강 튜브를 이용한 상하수도관의 보수보강 방법을 보인 도면.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1과 도 2에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 의한 글라스 화이버를 이용한 하이브리드 상하수 관거 보수보강 튜브 제조 방법은 보강 튜브 제조 - 차수층 코팅 - 글라스 화이어 튜브 제조 - 보강 튜브의 반전 및 글라스 화이버 튜브 고정(합포) - 열경화성 수지 함침의 공정을 통해 하이브리드 보수보강 튜브를 제조한다.

1. 보강 튜브 제조.

바람직하게 폴리에스테르 섬유로 직조된 1매 이상의 직포 또는 부직포를 원단(폴리에스테르 직포 원단)으로 하여 보강 튜브(10)를 제조한다.

상하수관의 제원 등에 따라 하이브리드 보수보강 튜브의 두께를 자유롭게 맞출 수 있으며 보강 튜브(10)를 통해 두께를 조절하고, 즉 폴리에스테르 직포 원단의 수량에 따라 두께를 조절한다.

폴리에스테르 직포 원단은 평평한 시트의 형태이고, 다수 매의 폴리에스테르 직포 원단(상하수관에 맞춰 재단)을 적층하여 접착 등으로 고정(합포)한 후 마주하는 양쪽을 관형으로 말아 접착 등으로 고정함으로써 보강 튜브(10)를 제조한다.

2. 차수층 코팅.

보강 튜브(10)의 외부면에 차수층(20)을 코팅 형성한다.

차수층(20)의 코팅은 보강 튜브(10)의 외부면 즉 외부에서 보이는 면에 형성되고, 물의 침투를 차단하는 재료로서 예를 들어, 보강 튜브(10)의 외부면에 폴리에틸렌(분말 등)을 도포한 후 가열에 의해 코팅하는 방식, 폴리에틸렌 시트를 접착하는 방식 등이 바람직하다.

즉, 보강 튜브(10)의 외부면 전체를 보면서 차수층(20)을 형성하므로 차수층(20)을 불량없이 형성하고 작업도 매우 용이하다.

3. 글라스 화이버 튜브 제조.

글라스 화이버 튜브(30)는 글라스 화이버(글라스 화이버의 촙매트, 직조섬유)에 의해 관형으로 제조된다.

글라스 화이버는 규산염을 주성분으로 하는 유리를 용융 가공한 것으로, 고온에 견디며, 불에 타지 않고, 화학적 내구성이 있기 때문에 부식하지 않으며, 인장강도가 강한 특징이 있어 상하수관 등 관거의 균열부를 통해 물이 누출되거나 외부의 물이 침투하는 것을 효과적으로 막아 주고 인장강도를 통해 관거를 지지하여 관거의 2차 손상을 막아 준다.

글라스 화이버 튜브(30)의 원단은 촙매트와 직조 섬유 단독, 촙매트와 직조 섬유의 조합이 사용 가능하다.

촙매트는 다수의 단섬유(길이 제한 없음)들이 불규칙적으로 배열 및 다수층으로 적층된 형태로서 수지에 의해 서로 접합되어 매트 형태로 이루어지며, 단섬유의 다양한 방향성을 통해 다양한 방향에 대한 큰 인장강도를 확보할 수 있고 물이 흐르는 구멍이 없어 차수 성능을 향상하는 기능도 하며 직조 기계없이 제조되는 특징이 있다.

직조 섬유는 글라스 화이버사를 위사와 경사로 하여 직조된 것이며, 상기 위사와 경사는 각각 다수의 글라스 화이버 실의 조합으로 이루어지며, 촙매트의 단섬유에 비해 길이가 긴 장섬유로 이루어지기 때문에 안정된 인장강도를 확보하는 특징이 있다.

이와 같은 구성의 촙매트와 직조 섬유는 각각의 제조 방법을 통해 제조된 후 수지를 통해 서로 접합되어 층상 구조로 이루어진다.

글라스 화이버 튜브(30)는 매트(시트) 형태의 원단을 관형으로 말고 접합부를 접착(원단의 양쪽을 중첩하여 접착, 원단의 양쪽을 맞대기하고 접합띠를 내부와 외부 중 일측 이상에 접착) 등으로 고정함으로써 제조된다.

글라스 화이버 튜브(30)는 보강 튜브(10)의 원활한 반전과 삽입을 위하여 보강 튜브(10)의 외경보다 더 큰 내경으로 제조된다.

4. 보강 튜브 반전 및 글라스 화이버 튜브 합포.

보강 튜브(10)는 차수층(20)이 외부면에 있어 반전이 필요한 상태이며 글라스 화이버 튜브(30)는 반전 시 손상 우려가 있고, 따라서 보강 튜브(10)를 반전시켜 차수층(20)이 물과 대향되도록 하면서 글라스 화이버 튜브(30)를 반전없이 시공하도록 보강 튜브(10) 반전 및 글라스 화이버 튜브(30) 합포 공정을 거치게 된다.

도 3에서 보이는 것처럼, 반전기(100)를 중심으로 하여 보강 튜브(10)와 글라스 화이버 튜브(30)를 양쪽에 배치한다.

예를 들어 보강 튜브(10)의 길이방향 양측 중 일측을 반전기(100)에 고정하고, 반전기(100)의 반대쪽에 글라스 화이버 튜브(30)의 길이방향 양측 중 일측을 고정한다. 이 때, 글라스 화이버 튜브(30)의 일측을 보강 튜브(10)에 고정하는 것도 가능하다. 이 때, 도면에서처럼 보강 튜브(10)의 일측 단부를 뒤집어 반전기(100)의 외부에서 밴드 등으로 고정하고 글라스 화이버 튜브(30)의 일측을 보강 튜브(10)와 반전기(100)를 덮도록 한 후 밴드 등으로 고정한다.

보강 튜브(10)와 글라스 화이버 튜브(30)는 길게 펼쳐질 수 있고, 또는 보강 튜브(10)는 접히거나 롤형으로 감긴 상태이며 글라스 화이버 튜브(30)는 보강 튜브(10)의 원활한 삽입을 위하여 길게 펼쳐지는 것이 바람직하다. 물론 글라스 화이버 튜브(30)는 보강 튜브(10)의 반전 힘에 의해 펼쳐지기 때문에 접히거나 롤형으로 감긴 상태도 가능하다.

이 상태에서 반전기(100)의 주입구를 통해 반전 유체(바람직하게 에어)를 보강 튜브(10)의 일측 단부에 주입하여 보강 튜브(10)를 반전시킨다.

보강 튜브(10)는 반전 유체로부터 가해지는 압력에 의해 내부와 외부가 뒤집히면서 반전기(100)의 앞쪽 즉 글라스 화이버 튜브(30)를 향해 이동하게 되고, 따라서, 도면을 기준으로 할 때 반전기(100)의 우측인 반전 이전에는 차수층(20)이 보강 튜브(10)의 외부에 있지만 반전기(100)의 좌측인 반전 이후에는 차수층(20)이 보강 튜브(10)의 내부에 있고 물론 보강 튜브(10)의 외부에는 글라스 화이버 튜브(30)가 있다.

열경화성 수지의 함침 공정 전에 글라스 화이버 튜브(30)의 양쪽 면 중에서 보강 튜브(10)의 반대쪽 면에 보호층을 형성할 수 있다.

상기 보호층은 폴리프로필렌 등 수지의 도포나 시트의 부착으로 형성된다.

5. 열경화성 수지 함침.

열경화성 수지는 비닐에스테르, 에폭시, 불포화 폴리에스테르, 페놀수지 및 우레탄 수지를 포함하는 군 중 선택된 어느 하나가 사용된다.

예를 들어 글라스 화이버 튜브(30)의 길이방향 양쪽에 2개의 구멍을 형성하고 1개의 구멍에서는 공기를 흡입하고 반대쪽의 구멍에서 열경화성 수지를 주입한다.

이렇게 되면 일측 구멍에서 구동되는 공기 흡입기에 의해 공기를 흡입하면 진공 분위기가 조성되며 타측 구멍에서 공급되는 열경화성 수지가 압력차에 의해 일측 구멍 쪽으로 이동하게 된다. 일정량의 열경화성 수지가 흡입되면 상기 2개소의 구멍을 막는다.

본 발명에 의한 글라스 화이버를 이용한 하이브리드 상하수 관거 보수보강 튜브를 이용한 상하수관거 보수보강 공법은 다음과 같다. 참고로 본 발명은 공장에서 반전된 튜브를 이용한 견인식이 가능하다.

1. 견인장치 설치 및 튜브 준비(도 4 참고).

관거의 길이방향 양측에 작업구(맨홀)를 확보하고, 견인장치를 지상 또는 지중의 관거(1)의 일측에 설치한다. 공장에서 반전된 튜브에 시공 현장에서 열경화성수지를 함침하여 준비한다. 견인와이어(2)를 관거(1)의 일측에서 타측으로 빼내어 튜브(100)의 단부와 연결한다. 튜브(100)는 견인식이므로 차수층(20)이 내주면에 글라스 화이버 튜브(30)가 관거(1)의 내주면과 대향된다.

2. 견인.

견인와이어(2)를 당겨 튜브(100)를 관거(1) 안에 설치한다.

3. 경화.

관거(1)의 길이방향 양측의 개방부를 덮개로 밀폐하고, 튜브(100) 안에 고온의 유체(스팀)를 주입한다.

고온의 스팀에 의해 열경화성수지가 경화되어 관거(1) 내주면에 본 발명의 튜브(100)에 의한 보수보강 라이닝층이 형성된다.

4. 장비 철거.

열경화성수지의 경화가 완료되면 덮개를 철거하고 작업구를 마감하여 작업을 마무리한다.

본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

10 : 보강 튜브, 20 : 차수층
30 : 글라스 화이버 튜브,

Claims (5)

1. 폴리에스테르 섬유의 직조로 이루어진 1매 이상의 직포 또는 부직포를 길이방향의 양측이 개방되는 관형으로 말아 보강 튜브를 제조하는 제1단계와;
   상기 제1단계를 통해 제조된 보강 튜브의 외부면에 차수재를 코팅하여 차수층을 형성하는 제2단계와;
   글라스 화이버를 길이방향의 양측이 개방된 튜브 형태로 말아 관형의 글라스 화이버 튜브를 제조하는 제3단계와;
   상기 보강 튜브의 차수층이 내부에 배치되도록 하고 상기 글라스 화이버 튜브와 고정하는 제4단계와;
   상기 보강 튜브와 글라스 화이버 튜브 사이에 열경화성 수지를 함침하는 제5단계를 포함하여 지중의 상하수 관거에 견인식으로 시공되고,
   상기 제4단계는 상기 보강 튜브의 길이방향 양측 중 일측 단부를 반전기에 고정하고 상기 보강 튜브의 내부에 상기 글라스 화이버 튜브의 일측을 고정한 후 상기 반전기를 통해 상기 보강 튜브를 반전시킴으로써 상기 차수층이 내부에 배치되는 한편 상기 글라스 화이버 튜브가 외부에 배치되도록 하는 것을 특징으로 하는 글라스 화이버를 이용한 하이브리드 상하수 관거 보수보강 튜브 제조 방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 제4단계는 상기 보강 튜브의 일측을 반전기에 고정하고, 상기 글라스 화이버 튜브를 상기 보강 튜브의 반대쪽에 배치하여 일측을 상기 보강 튜브에 고정한 후 상기 보강 튜브를 반전시켜 상기 보강 튜브가 반전되면서 상기 글라스 화이버 튜브 안에 삽입되도록 하는 것을 특징으로 하는 글라스 화이버를 이용한 하이브리드 상하수 관거 보수보강 튜브 제조 방법.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 제3단계 또는 상기 제4단계는 상기 글라스 화이버 튜브의 양쪽 면 중에서 상기 보강 튜브의 반대쪽 면에 보호층을 형성하는 것을 특징으로 하는 글라스 화이버를 이용한 하이브리드 상하수 관거 보수보강 튜브 제조 방법.
   
   
   
   
   
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