KR102025622B1 - 타워크레인 설치 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 기초고정블록 내부에 삽입되는 고정앵커 및 상기 고정앵커의 상부에 결합되는 마스트로 구성되는 타워크레인을 설치하는 단계를 포함하는 파일시공방법에 관한 것이다.

Description

타워크레인 설치 방법{Method of constructing tower crane}

본 발명은 타워크레인 설치 방법에 관한 것이며, 상기 방법에 따라 설치된 타워크레인으로 파일의 삽입 효율을 높일 수 있는 특징이 있다.

건설 기술의 발전 및 대형 토목 공사가 빈번하게 진행됨에 따라 교량 건설에서도 타워크레인(tower crane)의 사용이 증가되고 있다.

한편, 각종 건축물을 시공할 때, 기초가 견고해질 수 있도록 연약한 지반에 파일(pile)을 압입 설치한다. 도심지 건축물의 고층화, 대형화 및 중량화 추세에 따라 파일 기초 시공 사례가 점차 증가하고 있으며, 파일 공사 시 환경 요건 및 규제의 강화로 저진동공법 및 저소음공법이 요구되면서 선굴착 매입 공법의 필요성이 증가하고 있다.

파일 시공은 건축물을 축조함에 있어서 가장 중요한 기초 공사 중 한 단계이며, 말뚝 공법을 시공법에 따라 분류하면 타입 공법(향타 공법), 매입 공법 및 현장타설 공법으로 분류할 수 있다.

타입 공법은 말뚝을 지반에 대하여 직접 타격하는 방법으로 전통적으로 이용되어온 공법이다.

매입 공법은 지반을 사전에 천공한 후 기 제작된 말뚝을 천공한 구멍 속에 넣고 말뚝의 끝단을 경타하고 시멘트 고정액을 말뚝 주변에 주입하는 공법이다. 또한 매입 공법 시공 시 발생하는 소음 진동의 문제를 해결하기 위해 다양한 공법들이 개발되어 있다.

예를 들어, SIP(soil-cemente injected precast pile)공법, SAIP(special auger SIP)공법, SDA(seperated doughnut auger)공법, 속파기공법, PRD(percussion rotarydrill)공법 등이 있다.

한편, 매입 공법은 1994년 소음 및 진동 규제법이 공표되면서 그 이용이 급격하게 증가하기 시작했다. 최근에는 항타 시 소음 진동으로 인한 민원 문제가 없는 특수 지역을 제외한 대부분의 현장에서 이용되고 있다.

파일(pile)은 대표적으로 스틸(steel) 파일 및 콘크리트 파일(이하, PHC(prestressed spun high strength concrete pile) 2종류가 있다. 콘크리트 파일에는 일반 철근을 내부에 배근하여 콘크리트를 부어 만든 일반 콘크리트 파일과 긴장근을 내부에 배근하고 콘크리트를 붓고 강제로 인장시켜 응력을 도입하여 응력이 인가된 상태에서 급속 양생시켜 만드는 고강도 파일이 있다.

근래에는 일반 콘크리트 파일보다 강도가 훨씬 높은 고강도 파일이 많이 사용되고 있으며, 일반 콘크리트 파일은 경량 건축에 일부 사용되고 있다.

파일을 지반 내에 시공하기 전에 굴착이 가능한 오거를 이용하여 파일공을 천공하는 작업이 선행될 수 있다. 이는 항타 시 발생되는 작업 소음을 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1에는 통상적인 굴삭장비의 전체적인 구성이 도시된다. 도 1에 따르면, 기초공사용 파일시공장비는 기중기(1'), 상기 기중기(1')에 수직 설치되는 리이더(2'), 리이더(2')의 상단에 설치된 권양로우프에 연결되며, 상기 리이더(2')에 안내되는 오거드라이브유니트(3'), 오거드라이브유니트(3')에 연결되어 하방으로 설치되는 오거(4')를 포함한다.

상기 오거(4')는 스틸파이프인 로드(5')를 중심으로 그 외주에 스쿠류부(6')를 형성하며 하단에는 굴삭헤드인 비트(7')가 구비된다. 따라서, 상기 오거드라이브유니트(3')에 연결된 오거(4')가 회전하게 되며, 이의 끝단에 설치된 굴삭헤드인 비트(7')가 따라 회전하면 지반을 굴삭하여 천공시키게 된다.

비트(7')에 의해 굴삭되는 굴삭토는 오거(4')의 회전반대방향을 따라 스쿠류부(6')에 얹혀져 이동되므로서 지상으로 배출된다. 소정의 깊이로 굴삭공인 파일공이 형성되면 오거드라이브유니트(3')의 반대작동으로 오거(4')를 역회전시켜 파일공으로부터 인출시키고, 상기 파일공을 통하여 PC 나 RC 말뚝 또는 강관을 인입 매설시킬 수 있다.

이때, 인입 매설전에 몰탈을 주입하게 하거나 인입 후 드롭 햄머에 의한 최종 항타를 행함으로서 인입된 파일이 보다 견고히 지지되도록 한다.

한편, 종래의 파일 시공의 경우, 타워크레인을 활용한 파일 시공은 이루어지지 않고 있다.

또한 종래의 파일 시공의 경우, 온도가 낮은 지역이나 지면 온도가 상당히 낮은 경우 파일 시공이 쉽지 않은 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것이며, 기존의 건축 장비를 활용하여 파일 시공을 할 수 있는 파일시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 온도가 낮거나 지면 온도가 낮은 지역에서도 원활한 파일시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

기초고정블록(20) 내부에 삽입되는 고정앵커(10)로 구성되는 타워크레인(1)을 설치하는 타워크레인 설치 방법을 제공한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는, 기초고정블록 내부에 삽입되는 고정앵커 및 상기 고정앵커의 상부에 결합되는 마스트로 구성되는 타워크레인을 설치하는 단계를 포함하는 파일시공방법을 제공한다.

또한 본 발명의 일 실시예는, 상기 파일시공방법은, 파일 내측에 천공 로드가 위치되도록 상기 파일을 상기 타워크레인에 설치하는 클램핑 단계, 지면의 천공과 동시에 상기 파일을 항타하여 천공된 지면 내부로 삽입하는 천공 및 항타 단계, 상기 파일을 상기 타워크레인로부터 분리시키는 클램핑 해제 단계 및 상기 천공 로드를 천공된 지면 내부로부터 인출하는 인출 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파일시공방법을 제공한다.

또한 본 발명의 일 실시예는, 상기 천공 및 항타 단계는, 상기 천공 로드의 외주면을 둘러싸는 가이드스크류 및 상기 천공 로드의 끝단에 구비되고 굴삭을 위한 비트부를 예열시키는 예열 단계 및 상기 비트부를 통해 마이크로파를 지면에 조사하는 전자기파 방출 단계를 포함하며, 상기 천공 로드는 상기 가이드스크류 및 상기 비트부에 와전류를 발생시키는 하나 이상의 원형코일을 더 포함하고, 상기 비트부는 끝단부에 마이크로파(극초단파)를 발생시키는 전자기파발생장치가 구비되는 것을 특징으로 하는 파일시공방법을 제공하며, 지면의 천공 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예는, 기존의 건축 장비를 활용하여 파일 시공을 할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명의 일 실시예는, 온도가 낮거나 지면 온도가 낮은 지역에서도 원활하게 파일 시공이 가능한 효과가 있다.

도 1은 종래의 굴착 장비를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타워크레인의 고정앵커 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예 따른 타워크레인의 고정앵커 구조가 마스트와 결합된 상태를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 타워크레인의 고정앵커 구조가 사용되는 상태를 도시한 참고도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 파일의 회전없이 천공 및 항타 작업이 동시에 실시되는 파일시공방법을 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 파일의 회전없이 천공 및 항타 작업이 동시에 실시되는 파일 시공방법에 사용되는 장치를 도시한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 파일의 회전없이 천공 및 항타 작업이 동시에 실시되는 파일 시공방법에 사용되는 장치를 도시한 정면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 파일의 회전없이 천공 및 항타 작업이 동시에 실시되는 파일 시공방법에 사용되는 천공 로드에 에어 해머가 장착된 모습을 도시한 부분단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 파일의 회전없이 천공 및 항타 작업이 동시에 실시되는 파일 시공방법에 사용되는 파일 클램프를 도시한 정면도이다.
도 10 및 도 11은 도 9의 파일 클램프가 U자타입 및 박스타입의 파일을 각각 클램핑한 모습을 도시한 평단면도이다.
도 12 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 천공 및 항타 작업이 동시에 가능한 파일 시공 과정을 순차적으로 도시한 것이다.
도 17은 타워크레인이 파일 시공 과정에 도입된 모습이 도시된 것이다.
도 18은 하중 분산부가 도시된 것이다.
도 19는 하중 분산부가 타워크레인에 적용된 모습이 도시된 것이다.
도 20은 진동감쇄부가 클램프 하우징에 적용된 모습이 도시된 것이다.
도 21 및 도 22는 진동감쇄부의 상세 구조가 도시된 것이다.
도 23은 플라스틱 시트를 제조하기 위한 플라스틱 시트 제조방법이 도시된 흐름도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 한편, 이하에 기술될 장치의 구성은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위함은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타워크레인(1)의 고정앵커(10)의 사시도이고, 도 3는 고정앵커(10)와 마스트(2)의 결합상태를 도시하고 있으며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정앵커가 사용되고 있는 상태를 도시하고 있다.

도면에 따르면 기초고정블록(20)에 수직으로 깊이 설치되는 4개의 수직프레임(12)이 구비되고, 상기 각 수직프레임에는 다수의 보강대들이 교호로 부착되면서 기초고정블록(20)과의 접촉력을 높이게 됨에 따라 견고한 고정앵커 구조를 가진다.

먼저, 4개의 수직프레임(12)이 통상 타워크레인(1)을 구성하는 마스트(2)의 수직프레임과 동일한 위치에서 수직으로 세워지고, 상기 수직프레임(12)의 상부와 하부에는 간격을 유지시킬 수 있도록 수평프레임(16)이 각 수직프레임의 외측둘레를 따라 연결되어 있다. 이때 상기 수직프레임(12)의 각 상부에는 연결부(14)가 구성되며 전술한 마스트(2)의 하단부와 체결된다.

이후, 상기 수직프레임(12)에는 양측면으로 일정한 길이를 가지는 보강대(18)들이 부착된다. 상기 보강대(18)들은 "ㄷ" 형상의 빔을 동일한 길이로 절단한 것으로, 외측 측면이 수직프레임(12)의 양측 측면에 용접으로 고정된다. 그리고 상기 보강대들은 위/아래로 일정한 간격을 두고 가로방향과 세로방향으로 교호로 부착되어 있다.

이와 같이 구성되는 본 고안 타워크레인의 고정앵커는 지면(3)을 굴착한 다음 기초고정블록(20) 즉, 콘크리트 몰탈을 타설할 때 매입시키게 되면서 고정시키게 되는 것으로, 각 보강대와 기초고정블록의 접촉면적이 커지면서 결착력이 높아진다.

다음으로 도 5 내지 도 17을 통해 지면의 천공 및 파일의 항타를 위한 각 단계들 및 이를 위한 구성들을 설명하도록 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 파일의 회전없이 천공 및 항타 작업이 동시에 실시되는 파일 시공방법을 도시한 것이다. 또한 도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 파일의 회전없이 천공 및 항타 작업이 동시에 실시되는 파일 시공방법에 사용되는 장치를 도시한 측면도 및 정면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 천공 및 항타 작업이 동시에 실시되는 중공 파일(11), U자타입의 파일(8; 도 10에 도시), 박스타입의 파일(9; 도 11에 도시) 또는 케이싱 등을 지중에 설치하는 시공방법에 대한 것이다.

본 발명은 파일이나 케이싱을 천공 로드(120) 주위에 위치하도록 기중기(200) 또는 타워크레인(1)에 설치시키는 클램핑 단계(S10)와, 천공과 동시에 파일 또는 케이싱을 항타하여 파일공에 삽입되도록 천공과 항타가 동시에 실시되는 천공 및 항타 단계(S20)와, 파일 또는 케이싱이 원하는 심도에 도달했을 때 천공 및 항타를 중지시키는 중지 단계(S30)와, 파일 또는 케이싱을 기중기(200) 또는 타워크레인(1)으로부터 분리시키는 클램핑 해제 단계(S40)와, 천공 로드(120)를 파일공으로부터 빼내는 인출단계(S50)를 포함한다.

한편, 케이싱은 중공 파일(11)과 구조가 유사하므로 본 실시예에서는 중공 파일(11)을 예로 들어 설명하도록 한다.

클램핑 단계(S10)는 도 12에 도시된 바와 같이, 시공 지점으로 이동시킨 기중기(200; 도 6에 도시)에 수직 방향으로 이동하도록 설치되는 싱글 오거(110)에 결합되어 회전력을 제공받는 천공 로드(120) 주위에 파일(11)을 수직되게 위치시킨 상태에서 이러한 파일(11)을 기중기(200)에 수직 방향으로 이동시킬 수 있도록 설치한다.

싱글 오거(110)는 외측 케이스인 오거 하우징(111) 일측이 기중기(200)에 수직되게 마련되는 리이더(210)에 상하로 슬라이딩 가능하게 결합됨과 아울러 상부의 로우프 연결부(113)에 기중기(200)의 권양로우프(220)가 연결되며, 내측에 설치되는 모터와 감속기에 의해 회전력을 하단에 회전 가능하게 설치되는 회전체(112)로 전달한다.

천공 로드(120)는 상단이 회전체(112)에 플랜지 결합되고, 하단에 굴삭을 위해 고강도 재질의 비트부(121)가 마련되며, 천공시 굴삭토를 지상으로 배출시키기 위해 외주면에 가이드스크류(122)가 나선 형태로 형성된다.

파일(11)을 천공 로드(120) 주위에 수직되게 위치시키기 위하여 리이더(210)에 상하로 슬라이딩 가능하게 결합됨과 동시에 기중기(200)에 권양로우프(230)로 연결되는 항타수단(130) 하단에 파일 클램프(140)가 결합되며, 파일(11)은 천공 로드(120) 주위에 위치하도록 상단이 파일 클램프(140)에 클램핑된다.

항타 수단(130)은 싱글 오거(110)와 독립적으로 이동하도록 싱글 오거(110)와는 별개의 권양로우프(230)로 기중기(200)에 연결됨이 바람직하며, 싱글 오거(110)와 완충부재를 매개로 서로 결합되어 싱글오거(110)와 함께 이동하도록 구성될 수도 있다.

한편, 도 17을 참고하면, 기중기(200) 대신 타워크레인(1)에 리이더(210) 및 권양로우프(220, 230)를 연결시킬 수 있다. 기중기(200)를 추가로 투입하기보다 건축 현장에 필수적인 타워크레인(1)을 활용할 수 있는 효과가 있다.

구체적으로, 타워크레인(1)의 길이 방향을 따라 이동 가능하게 구비되는 두 개의 이동부재(50)가 각각 리이더(210)와 회전 가능하게 결합되는 길이조절바(40) 및 권양로우프(220, 230)와 연결된다. 각각의 이동부재(50)는 타워크레인(1)의 수직바에 결합되는 이동결합체(51) 및 이동결합체(51)에 결합되고 길이조절바(40) 또는 권양로우프(220, 230)와 연결되는 이동본체(52)로 구성된다.

이동결합체(51)는 타워크레인(1)의 4개의 수직바에 각각 구비되며, 수직바를 따라 이동 또는 정지시킬 수 있도록 제어할 수 있다. 이동결합체(51)들의 이동에 따라 이동본체(52)도 함께 타워크레인(1)의 길이 방향을 따라 이동할 수 있다.

일 예로, 타워크레인(1)의 4개의 수직바 및 이동결합체(51)는 래크 및 피니언 기어로 구성될 수 있다. 즉, 이동결합체(51) 내에 구비된 구동장치(미도시)에 의해서 이동결합체(51) 내의 피니언 기어가 수직바의 표면에 구성된 래크기어를 따라 상하 이동이 가능하다.

타워크레인(1)의 상단부에 결합된 이동부재(50)는 권양로우프(220, 230)와 연결되며 권양로우프(220, 230)를 와인딩하는 원통부재(미도시) 및 모터(미도시)가 내부에 더 구비된다.

타워크레인(1)의 하단부에 결합된 이동부재(50)는 길이조절바(40)와 회전 가능하게 결합된다. 길이조절바(40)는 길이 방향으로 연장될 수 있는 특징을 가진다. 따라서 타워크레인(1)으로부터 리이더(210) 및 파일(11) 등의 거리를 조절할 수 있는 효과가 있다.

한편, 파일 클램프(140)는 도 9에 도시된 바와 같이, 천공 로드(120)가 관통하도록 관통홀(144)이 형성되어 항타수단(130) 하측에 결합됨과 아울러 하단에 파일(11) 상단이 고정되는 고정부(145)가 마련되는 클램프하우징(141)과, “ㄱ”자 형상을 가지고 두 개로 이루어져서 클램프 하우징(141) 외주면 양측에 상하로 회전 가능하도록 각각 힌지 결합됨과 아울러 하단에 파일(11)을 가압하여 클램핑하는 가압팁(146)이 힌지 결합되는 클램프(142)와, 클램프(142)의 상단과 클램프 하우징(141) 외측면에 양단이 각각 힌지 결합됨으로써 압축행정과 팽창행정에 의해 클램프(142)를 상하 양방향으로 회전시킴으로써 가압팁(146)이 파일(11)을 고정부(145) 외측면에 클램핑하거나 클램핑을 해제하도록 하는 실린더(143)를 포함한다.

파일 클램프(140)를 사용하여 천공 로드(120) 주위에 파일을 클램핑시 중공형 파일(11)의 경우 천공 로드(120)를 중공형 파일(11) 내측에 위치시킨 다음 실린더(143)를 작동시켜서 가압팁(146)이 파일(11) 상단의 양측을 고정부(145)에 가압함으로써 클램핑하게 된다.

한편, 도 10에서 도시된 바와 같이, 파일 클램프(140)에 클램핑하고자 하는 파일이 U자타입의 파일(8)인 경우, U자타입의 파일(8)을 천공 로드(120) 주위에 나란하도록 클램핑하며, U자타입의 파일(8)을 안정적으로 클램핑하기 위해서 고정부(145)가 내측에 끼워지는 중공관(8a)을 매개로 하여 U자타입의 파일(8)일측만을 클램핑할 수 있다. 이 때, U자타입의 파일(8)을 지지하는 가압팁(149)은 U자타입의 파일(8)이 평면인 점을 고려하여 그 접촉면이 평면으로 형성됨이 바람직하다.

또한, 도 10에서 도시된 바와 같이, 파일 클램프(140)에 클램핑하고자 하는 파일이 박스타입의 파일(9)인 경우, 천공 로드(120) 외측에 박스타입의 파일(9)을 삽입하여 클램프 하우징(141)의 고정부(145)에 끼우고, 실린더(143)를 구동시킴으로써 가압팁(149)에 의해 박스타입의 파일(9) 상단이 고정부(145)에 고정되도록 한다.

U자타입의 파일(8) 등과 같이 시트 파일(sheet pile)은 지반에 삽입시 다른 시트 파일들과의 연결을 위해서 위치를 변경하기 위해 항타수단(130)으로부터 길이방향을 중심으로 회전시킬 필요가 있는데, 이를 위해 클램프 하우징(141)은 상부몸체(141a)와 하부몸체(141b)로 분할되어 결합돌기(147a) 및 결합홈(147b)에 의해 결합되고, 링형상의 커버(148)가 상부몸체(141a)에 끼워져서 하부몸체(141b) 상단에 볼트(B) 등으로 고정된다. 따라서, 상부몸체(141a)로부터 하부몸체(141b)가 회전함으로써 하부몸체(141b)에 고정된 파일 클램프(140)와 함께 U자타입의 파일(8)의 회전이 가능하다.

천공 및 항타 단계(S20)는 천공과 항타가 동시에 실시되는 단계로서, 도 13에 도시된 바와 같이, 싱글 오거(110)의 구동에 의해 천공 로드(120)를 회전시켜서 파일(1)이 삽입되고자 하는 지점을 미리 천공함과 동시에 파일(11)의 상부에 상하 진동을 가하여 천공되는 파일공에 파일(11)을 삽입시킨다.

한편 천공 및 항타 단계(S20)에 있어서, 도 7을 통해 천공 로드(120)의 상세 구성들을 추가로 살펴보도록 한다.

도 7에 도시된 천공로드(120)는 지면과 가까운 끝단 주변에 하나 이상의 원형코일(125)이 구비된다. 원형코일(125)은 각각의 원형코일(125)에 인가되는 전류에 의해 자기장이 발생되며, 인가되는 전류의 변화에 의해 자속의 변화 또한 발생한다. 이러한 자속의 변화는 적어도 일부가 금속으로 구성된 비트부(121) 및 가이드스크류(122)에 영향을 주며, 비트부(121) 및 가이드스크류(122) 내에 소용돌이 모양의 와전류가 발생한다.

비트부(121) 및 가이드스크류(122) 내에 발생한 와전류는 일종의 전력 손실분에 해당하며 열손실로 이어진다. 이러한 열손실에 의해 비트부(121)와 가이드스크류(122)의 표면 온도가 상승된다.

추운 겨울철이나 땅이 매우 단단하게 얼어있는 지방의 경우, 지면의 천공 및 파일 항타가 매우 힘든 경우가 많다. 이는 땅의 온도가 매우 낮기 때문이다. 또한 땅은 많은 수분을 포함하고 있는데 온도가 상승된 비트부(121)와 가이드스크루(122)의 표면 상승을 통해 차가운 땅에 포함된 수분들이 녹을 수 있으며 천공 및 파일 항타를 원활하게 할 수 있는 효과가 있다.

따라서 천공 및 항타 단계(S20) 중에 원형코일(125)에 전류가 인가되는 것이 바람직하다.

또한 비트부(121)는 마이크로파(극초단파)를 발생시키는 전자기파발생장치(126)를 포함할 수 있다. 얼어있는 땅은 대부분 고체 상태로 상 변화가 일어난 수분을 머금고 있다. 즉, 비트부(121)의 끝단에 전자기파발생장치(126)를 장착하여 천공 및 항타 단계(S20) 시에 마이크로파(극초단파)를 발생시킬 수 있다.

정리하면, 천공 및 항타 단계(S20) 중 원형코일(125) 및 전자기파발생장치(126) 중 적어도 하나 이상의 구성이 작동될 수 있으며, 얼어있는 땅을 효과적으로 천공할 수 있는 효과가 있다.

본론으로 돌아가면, 천공 로드(120)가 파일공을 천공하기 위해서 먼저, 권양로우프(220)의 풀림에 의해 싱글 오거(110)가 천공 로드(120)와 함께 리이더(210)를 따라 하강함과 아울러 싱글 오거(110)의 구동에 의해 천공 로드(120)가 회전함으로써 지반에 파일공을 천공하게 된다.

파일공을 천공할 때 비트부(121)는 천공 로드(120) 주위, 즉 천공 로드(120)가 끼워져 있는 중공형 파일(11)이나 박스타입의 파일(9; 도 11에 도시) 또는 천공 로드(120)와 나란하게 고정되는 U자타입의 파일(8; 도 10에 도시)이 삽입될 수 있는 파일공을 천공하기에 알맞은 직경을 가지되, 천공을 마친 후 지중에 파일(11)을 그대로 남겨두고서 파일(11)로부터 분리될 수 있을 정도의 직경을 가진다.

한편, 파일공을 천공할 때 지층이 전석층 풍화, 연암 등의 암반층일 경우에는 천공 로드(120)의 비트부(121)만으로는 굴삭이 어렵기 때문에 도 8에서 도시된 바와 같이, 비트부(121)와 교체되는 에어 해머(123)로 굴삭함으로써 압축공기에 의한 피스톤의 타격에 의해 암반층을 분쇄하게 된다.

천공과 동시에 파일(11)을 항타하기 위해서 권양로우프(230)의 풀림에 의해 항타수단(130)이 파일 클램프(140)와 함께 하강함과 아울러 항타수단(130)의 구동에 의해 천공 로드(120)에 의해 굴삭되어지는 파일공에 파일(11)을 진동에 의해 삽입시키게 된다.

이 때, 항타수단(130)은 파일(11)을 항타하기 위해 상하 진동을 발생시키는 바이브로 해머(132)를 포함하고 있는데, 천공 로드(120)의 위치와 간섭을 일으키지 않으면서도 파일(11)에 균일한 항타력을 제공하기 위해서 천공 로드(120)를 사이에 두고 파일(11)의 상단 양측에 각각 설치되는 한 쌍의 바이브로 해머(132)에 의해 파일(1)을 항타함이 바람직하다.

이를 위해 항타수단(130)은 본체(131) 일측이 리이더(210)에 상하로 슬라이딩 가능하도록 결합됨과 아울러 상부의 로우프연결부(135)에 권양로우프(230)가 연결되고, 본체(131) 중심에 천공 로드(120)가 수직으로 관통하도록 로드통과홀(133)이 형성되며, 본체(131)의 로드통과홀(133) 양측에 형성되는 해머장착공간(134)에 한 쌍의 바이브로 해머(132) 각각이 장착된다.

파일공을 굴삭시 천공 로드(120)에 의해 굴삭된 토사는 가이드스크류(122)를 따라 본체(131) 일측에 형성되는 배출구(136)를 통해 배출된다.

한편, 천공 및 항타 단계(S20)에서 파일(11) 항타를 위해 진동을 발생시키는 바이브로 해머(132)는 항타하는 파일(11)의 구경이 크거나 길이가 긴 경우에 전동 모터 진동 해머(electric motor vibrator hammer)를 사용하고, 파일(11)의 구경이 작거나 길이가 짧은 경우 그 밖에 미세한 작업이나 저소음, 저진동을 요구할 때 유압식 진동 해머(hydraulic vibrator hammer)를 사용함이 바람직하다.

파일공의 천공과 파일(11)의 항타를 동시에 실시하면서 파일(11)이 삽입되는 심도를 측정하여 도 14에 도시된 바와 같이, 파일(11)이 원하는 심도에 도달한 것으로 판단되면 천공 로드(120)에 의한 천공 및 바이브로 해머(132)에 의한 파일(11)의 항타를 중지시키는 단계(S30)를 실시한다.

중지 단계(S30)를 실시하기 위해 먼저, 싱글 오거(110) 및 항타수단(130)의 구동을 정지시킴과 아울러 기중기(200) 또는 타워크레인(1)으로부터 권양로우프(220,230)의 풀림을 저지하여 싱글 오거(110) 및 항타수단(130)이 리이더(210)를 따라 더 이상 하강하지 못하도록 한다.

클램핑 해제 단계(S40)는 항타를 멈춘 파일(11)의 상단을 파일 클램프(140)로부터 분리될 수 있도록 하기 위해서 실린더(143)를 작동시켜서 클램프(142)가 상방으로 회전하도록 하여 가압팁(146)이 파일(11)에 가한 힘을 해제하도록 함으로써 파일(11)이 기중기(200)로부터 분리될 수 있는 상태를 가지도록 한다.

인출 단계(S50)는 파일 클램프(140)에 의해 파일(11)의 클램핑이 해제되면(S40), 도 15에 도시된 바와 같이, 파일(11)을 지중에 남겨둔 상태에서 권양로우프(220)를 권취하여 천공 로드(120)를 파일공으로부터 빼내며, 항타수단(130)에 연결된 권양로우프(230)도 함께 권취함으로써 파일 클램프(140)를 상측으로 이동시킴으로써 도 16에 도시된 바와 같이, 파일(11)에 대한 시공을 마친다.

클램핑 단계(S10)로부터 인출 단계(S50)까지 반복 실시함으로써 다수의 박스타입의 파일(9)을 서로 인접하는 위치에 연속적으로 접하도록 시공할 수 있으며, 이러한 시공은 다수의 중공형 파일(11) 또는 도 10에 도시된 다수의 U자타입의 파일(8)에도 적용될 수 있다다.

따라서, 이를 이용한 CIP(Cast in concrete pile) 공법은 굴착을 위해 파일(1,8,9)을 회전시킬 필요가 없게 됨으로써 서로 접하도록 연속 설치하더라도 클램핑 부위의 간섭을 피할 수 있으며, 이로 인해 종래의 격공방식에 비해 파일(1,8,9)간의 유격 발생을 최소화함과 아울러 수직도를 뛰어나게 한다.

그리고, 바이브로 해머(132)를 전동 모터 진동 해머를 사용하여 U자타입의 파일(8)을 시공시 EVA(Electric motor Vibrator Auger) 공법에 적용될 수 있으며, 그 밖에 SDA(Separate DoughnutAuger), DRA(Double Rotator Auger), PRD(Prelocation Rotary Drilling), CIP(Cast in concrete pile), 샌드 파일(sand pile) 공법 등에 사용될 수 있다. 또한, 바이브로 해머(132)를 유압식 진동 해머를 사용하여 CIP(Cast in concrete pile) 공법, 그 밖에 소음 진동으로 인한 민원발생지역에 적용될 수 있다.

그리고, 해머의 타격력만으로 파일을 삽입하는 종래 공법에 비해 천공 로드(120)의 굴삭 진행에 따라 형성되는 파일공에 파일(11)을 삽입하게 되므로 적은 항타력만으로도 파일(11) 삽입이 가능하여 소음을 줄일 수 있다.

특히, 기존 공법, 예컨대 DRA 공법은 케이싱을 하부 오거에 정착하여 역회전으로 회전하면서 상부오거를 정회전시켜서 파일을 근입하였으나, 이와 달리 본 발명의 파일의 회전없이 천공 및 항타 작업이 동시에 실시되는 파일 시공방법은 싱글 오거(110)의 구동에 의해 천공 로드(120)로 천공하면서 바이브로 해머(132)로 중공형 파일(11), U자타입의 파일(8) 또는 박스타입의 파일(9)을 동시에 근입시킴으로써 파일 시공에 소요되는 시간을 단축시킴과 아울러 주위의 지반을 교란하지 않음으로써 기초에 미치는 악영향을 최소화하게 된다. 이 때, U자타입의 파일(8)의 시공은 파일 클램프(140)에 의해 클램핑됨으로써 별도의 가이드 프레임이 필요없으며, 수직도 등과 같은 시공 품질이 뛰어나며, 작업시 안정성이 좋다.

또한, 천공장비와 항타장비를 별도로 운영하는 경우에 비해 작업에 필요한 면적을 최소화하여 작업장을 효율적으로 사용하도록 한다.

도 18 및 도 19을 통해 하중 분산부에 대하여 살펴보도록 한다. 하중 분산부(700)는 도 2에 도시된 수직프레임(12)의 최하단에 설치될 수 있는 구성이며, 타워크레인(1)의 하중을 지면에 골고루 분사시키기 위한 구성이다.

도 18을 참조하면, 하중 분산부(700)는 내부에 중공부(715)가 마련되는 볼 하우징(710), 중공부(715)에 안치된 복수의 지지용 소형볼(720) 및 상부에 접지평면(745)을 갖는 접지볼(740)을 포함한다.

하중 분산부(700)는 외부에서 가해지는 하중을 분산시키고 일부 흡수하여, 외부에서 가해지는 하중(P) 보다 작은 하중(q)을 전달할 수 있다.

하중 분산부(700)는 볼 하우징(710)의 외부에서 가해지는 하중을 볼 하우징(710)의 내부에서 분산시키고, 최종적으로 볼 하우징(710)이 외부에서 가해지는 하중 보다 작은 하중을 전달하도록 한다. 볼 하우징(710)의 외부에서 가해지는 하중은 중공부(715)에 위치하는 복수의 지지용 소형볼(720) 및 접지볼(740)에 의해 분산되는데, 하중의 일부는 볼 하우징(710)의 내벽을 가압하면서 분산되고, 나머지 하중이 볼 하우징(710)의 외부로 전달될 수 있다.

볼 하우징(710)은 지면(3) 또는 기초고정블록(20) 에 고정될 수 있으며, 그 내부에 복수의 지지용 소형볼(720) 및 접지볼(740)이 수용되는 중공부(715)가 구비될 수 있다.

볼 하우징(710)은 내부에 배치되는 복수의 지지용 소형볼(720) 및 접지볼(740) 간의 작용에 의해 분산된 하중을 지지하기 위해 철, 콘크리트, 목재, 플라스틱 등이 일정 강도를 갖는 재질로 이루어질 수 있다.

볼 하우징(710)의 형태는 다면체, 구 형태 등과 같이 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 다만, 중공부(715)는 접지볼(740)의 형상과 대응되는 구 형상으로 형성될 수 있다.

복수의 지지용 소형볼(720) 및 접지볼(740)은 중공부(715) 내에 수용될 수 있으며, 구체 형태로 형성될 수 있다.

복수의 지지용 소형볼(720)은 중공부(715)의 외주면을 따라 서로 접하도록 규칙적으로 배열되어 수용될 수 있다. 접지볼(740)은 복수의 지지용 소형볼(720)에 올려진 상태로 중공부(715) 내에 수용되어 복수의 지지용 소형볼(720)에 점접촉 상태로 지지될 수 있다.

이처럼 복수의 지지용 소형볼(720) 및 접지볼(740)은 외주가 서로 접하도록 규칙적으로 배열되는데, 복수의 지지용 소형볼(720) 및 접지볼(740) 간의 접촉점에 의해 외부의 하중이 전달되고 최종적으로 최외측에 위치하는 중공부(715) 즉, 볼 하우징(710)의 내벽을 가압하면서 외부 하중의 분산이 일어날 수 있다. 이때, 본 실시예에서는 복수의 지지용 소형볼(720)을 규칙적으로 배열하고, 접지볼(740)을 복수의 지지용 소형볼(720)에 올려진 상태로 배열함으로써, 복수의 지지용 소형볼(720) 및 접지볼(740) 간의 접촉점 개수를 높이고 하중 전달을 규칙화 하여 서로 간의 하중 전달 효과를 높일 수 있다. 아울러, 접지볼(740)은 복수의 지지용 소형볼(720)에 의해 점접촉 상태로 지지되는 것으로, 마모를 최소화 할 수 있다.

복수의 지지용 소형볼(720) 및 접지볼(740)은 서로 간의 접촉점에 의한 하중을 견딜 수 있는 강도를 갖는 재질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 철, 콘크리트, 목재, 플라스틱 등으로 이루어질 수 있다.

한편, 접지볼(740)은 상부에 접지평면(745)을 구비할 수 있다. 접지평면(745)은 상부 프레임(51) 및 벽면 프레임(11)이 연결 설치되는 부분과 면접하여 부착될 수 있다. 도 5에는 도시되지 않았으나, 하중 분산부(700)는 중공부(715)에 수용된 접지볼(740)을 고정하는 고정덮개를 더 포함하고, 고정덮개에 의해 상부 프레임(51) 및 벽면 프레임(11)이 연결 설치되는 부분에 고정될 수 있다.

이처럼, 하중 분산부(700)는 상부 프레임(51)으로부터 벽면 프레임(11) 또는 도어 프레임(21)으로 가해지는 하중을 분산시키고 일부 흡수하여 작업대로 전달할 수 있다. 따라서, 하중 분산부(700)는 작업대의 지지 안전성을 보장할 수 있으며, 고하중에 의한 각종 구성의 변형 등의 문제점을 방지할 수 있다.

도 19를 살펴보면, 수직프레임(12)의 최하단에 하중 분산부(700)가 설치된 모습을 볼 수 있다. 타워크레인(1)이 파일(11) 및 리이더(210) 등의 무게를 버티기 위해서는 수직프레임(12)에 인가되는 힘이 지면이나 기초고정블록 등에 골고루 분산되는 것이 바람직하다.

도 20을 통해 진동감쇄부(300)가 더 설치된 클램프 하우징(141)을 설명하도록 한다. 도 20 내지 도 22에 도시된 진동감쇄부(300)는 외력을 흡수하여 진동감쇄부(300)와 연결된 구성들의 내구성을 높일 수 있는 역할을 한다.

본 발명의 일 실시예의 경우, 진동감쇄부(300)는 두 개의 제1연결바(230) 사이 및 두 개의 제2연결바(250) 사이에 위치될 수 있다. 제1조인트(220)와 중심조인트(240) 사이 및 중심조인트(240)와 제2조인트(260) 사이는 외부 충격에 쉽게 노출될 수 있다. 따라서 진동감쇄부(300)의 설치를 통해 제1연결바(230), 제2연결바(250), 및 각 조인트들에 인가되는 힘을 진동감쇄부(300)에 흡수시킬 수 있다.

도 21을 통해 진동감쇄부(300)의 상세 구조를 살펴보도록 한다.

진동감쇄부(300)는, 일 구성과 인접하는 타 구성 연결 설치되는 부분에 설치되어 프레임 간에 발생되는 진동을 흡수할 수 있다.

구체적으로, 진동 감쇄부(300)는, 지탱부(331), 진동 흡수부(332), 연결 플레이트(333), 연장 플레이트(334) 및 설치부(335)를 포함한다.

지탱부(331)는, “ㄴ”형태의 플레이트로 형성되는 제1플레이트(331-1), 제2플레이트(331-2), 제3플레이트(331-3) 및 제4플레이트(331-4)를 포함한다.

이때, 제1플레이트(331-1), 제2플레이트(331-2), 제3플레이트(331-3) 및 제4플레이트(331-4)는, 각각의 후단을 서로 대향하도록 이격 배치되어 전체로서 “+” 형태의 외형을 형성하며, 이격된 공간에 진동 흡수부(332)가 설치됨으로써 각 플레이트로 전달되는 진동을 흡수할 수 있다.

진동 흡수부(332)는, 지탱부(331)의 각 플레이트와 다른 플레이트 사이에 각각 설치되어 진동을 흡수한다.

일 실시예에서, 진동 흡수부(332)는, 충격을 흡수할 수 있는 스프링 또는 고무 등과 같은 탄성 재질의 수단으로 형성될 수 있으며, 다만, 충격을 흡수하는 재질이면 그 명칭에 구애됨이 없이 적용이 가능할 것이다.

연결 플레이트(333)는, 제1플레이트(331-1)의 상부와 제2플레이트(331-2)의 상부 사이, 제2플레이트(331-2)의 전단과 제3플레이트(331-3)의 전단 사이, 제3플레이트(331-3)의 하부와 제4플레이트(331-4)의 하부 사이, 및 제4플레이트(331-4)의 전단과와 제1플레이트(331-1)의 전단 사이에 각각 두 개씩 회동 가능하도록 설치되어 제1플레이트(331-1), 제2플레이트(331-2), 제3플레이트(331-3) 및 제4플레이트(331-4)를 “+”형태로 연결 설치한다.

즉, 연결 플레이트(333)는, 각 플레이트의 상부, 하부 또는 전단을 상호 연결하여 전체적인 외관을 형성하도록 할 수 있을 뿐만 아니라, 각각의 연결 부위가 회동함으로써 외부의 진동 또는 충격에 대응하여 각 플레이트들의 연결 각도를 조절함으로써 보다 효율적으로 진동 또는 충격을 흡수하도록 할 수 있다.

즉, 연결 플레이트(333)에 의하여 제1플레이트(331-1), 제2플레이트(331-2), 제3플레이트(331-3)와 제4플레이트(331-4)가 상호 고정 설치된 경우에는 어느 정도의 외부의 진동 또는 충격에는 버틸 수 있을 것이나, 임계 진동 또는 임계 충격이 가해지는 경우에는 이를 버티지 못하고 각 플레이트에 연결 설치된 연결 플레이트(333)라 파손되어 본래의 기능을 수행할 수 없게 될 것이다.

이에 따라, 본원 발명에 따른 연결 플레이트(333)는, 제1플레이트(331-1), 제2플레이트(331-2), 제3플레이트(331-3)와 제4플레이트(331-4)를 어느 정도 움직임이 가능하도록 연결함으로써, 상술한 경우보다 진동 또는 충격에 효율적으로 체결을 유지할 수 있다.

연장 플레이트(334)는, 제1플레이트(331-1)의 상부(즉, 상부 날개)와 전단(즉, 전단 날개), 제2플레이트(331-2)의 상부와 전단, 제3플레이트(331-3)의 전단과 하부, 및 제4플레이트(331-4)의 하부와 전단으로부터 상측 또는 하측 방향으로 각 플레이트 마다 설치부(335)로 두 개씩 연장 형성된다.

일 실시예에서, 연장 플레이트(334)는, 설치부(335)의 하부에 형성된 회동축에 상부 또는 하부가 연결 설치됨으로써 회동할 수 있다.

설치부(335)는, 각 플레이트로부터 연장 형성되는 두 개의 연장 플레이트(334)의 상부 또는 하부가 서로 대향하고 회동 가능하도록 연결 설치하며, 상부 프레임(310)의 하부 또는 하부 프레임(320)의 상부에 설치(예를 들어, 스크류 볼트, 용접 또는 리벳 등과 같은 체결 수단을 이용)된다.

도 22는 도 21의 제1플레이트를 보여주는 도면이다.

도 22을 참조하면, 제1플레이트(331-1)는, 플레이트 본체(331-11), 두 개의 제1 상부 체결홈(331-12), 제2 상부 체결홈(331-13), 두 개의 제1 전단 체결홈(331-14) 및 제2 전단 체결홈(331-15)을 포함한다.

플레이트 본체(331-11)는, “ㄴ”형태의 플레이트로 형성하며, 상부 날개에 두 개의 제1 상부 체결홈(331-12) 및 제2 상부 체결홈(331-13)을 형성하고, 전단 날개에 두 개의 제1 전단 체결홈(331-14) 및 제2 전단 체결홈(331-15)을 형성한다.

제1 상부 체결홈(331-12)은, 상측 방향으로 형성되는 플레이트 본체(331-11)의 상부 날개에 형성되어 연결 플레이트(333)의 전단을 회동 가능하도록 연결 설치한다.

제2 상부 체결홈(331-13)은, 제1 상부 체결홈(331-12)의 사이에 형성되어 연장 플레이트(334)의 하부를 회동 가능하도록 연결 설치한다.

제1 전단 체결홈(331-14)은, 전단 방향으로 형성되는 플레이트 본체(331-11)의 전단 날개에 형성되어 연결 플레이트(333)의 상부를 회동 가능하도록 각각 연결 설치한다.

제2 전단 체결홈(331-15)은, 제1 전단 체결홈(331-14)의 사이에 형성되어 연장 플레이트(334)의 하부를 회동 가능하도록 연결 설치한다.

일 실시예에서, 연장 플레이트(334)는, 제2 상부 체결홈(331-13) 또는 제2 전단 체결홈(331-15)에서 상하 방향으로 슬라이딩 이동을 할 수 있도록 제2 상부 체결홈(331-13) 또는 제2 전단 체결홈(331-15)과 연결 설치되는 하부에 상하 방향의 슬라이딩 홈(341)을 형성할 수 있다.

그리고, 연결 플레이트(333) 역시, 상술한 연장 플레이트(334)의 슬라이딩 홈(341)과 동일한 구조의 슬라이딩 홈을 형성할 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 제1플레이트(331-1)는, 그 설치 위치만을 달리하는 제2플레이트(331-2), 제3플레이트(331-3) 또는 제4플레이트(331-4)에 동일하게 적용될 수 있는 바, 제2플레이트(331-2), 제3플레이트(331-3) 또는 제4플레이트(331-4)에 대한 설명은 생략하기로 한다.

다시 도 20으로 돌아오면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동감쇄부(300)는 클램프 하우징(141)의 표면과 클램프(142)를 연결하는 힌지크랭크의 하단에 위치된 것을 알 수 있다. 힌지크랭크의 하단과 클램프하우징(141)의 표면에 위치되면서 외부의 충격을 흡수할 수 있는 효과가 있다. 클램프(142)는 주변 구성들과 힌지 결합하기 때문에 외부 충격에 매우 약하다. 진동감쇄부(300)는 이러한 클램프(142)로 전달되는 충격을 흡수하여 클램프(142)의 수명을 늘릴 수 있는 효과가 있다.

일 실시예에서, 클램프 하우징(141), 클램프(142) 및 실린더의 외형(143)은, PET 수지 단독으로 사용하여 제조된 플라스틱 시트보다 성형성이 우수하면서도 내구성이 강한 플라스틱 시트로 외형이 제작될 수 있다.

본 발명에 따른 플라스틱 시트는, 다음의 플라스틱 시트 제조 방법에 의하여 제조된다.

도 23을 참조하면, 본 발명의 플라스틱 시트를 제조하기 위한 플라스틱 시트 제조방법은 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene telephthalate, PET) 수지 100 중량부, 폴리우레탄(polyurethane) 분산제 2~4 중량부, 폴리에틸렌 다이옥시싸이오펜 폴리스티렌 설포네이트(polyethylene dioxythiophene polystyrene sulfonate) 0.1~0.2 중량부, 폴리스티롤 설폰산(polystyrolsulfonic acid), N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone) 3~5 중량부, 트리에틸 아민(triethyl amine) 0.1~0.3 중량부, 이소프로필알콜(isopropyl alcohol) 42~45 중량부 및 물 50~52 중량부를 혼합하여 혼합 조성물을 제조하는 제1단계(S110); 혼합 조성물을 예열하는 제2단계(S120); 예열된 혼합 조성물의 습기를 제거하는 제3단계(S130); 습기가 제거된 혼합 조성물을 가열하는 제4단계(S140); 가열된 혼합 조성물의 이물질을 제거하는 제5단계(S150); 이물질이 제거된 혼합 조성물을 냉각하면서 연신하여 플라스틱 시트를 제조하는 제6단계(S160); 및 플라스틱 시트에 실리콘을 도포한 후, 건조하는 제7단계(S170);를 포함한다.

본 발명은 종래의 PET 수지에 여러가지 첨가물을 혼합하고, 예열, 제습, 가열 및 냉각을 통해 성형성 및 내구성이 우수한 플라스틱 시트를 제조할 수 있습니다.

제1단계(S110)는, 원료의 혼합단계로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene telephthalate, PET) 수지를 기초 수지로 하고, 폴리우레탄(polyurethane) 분산제, 폴리에틸렌 다이옥시싸이오펜 폴리스티렌 설포네이트(polyethylene dioxythiophene polystyrene sulfonate), 폴리스티롤 설폰산(polystyrolsulfonic acid), N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone), 트리에틸 아민(triethyl amine), 이소프로필 알콜(isopropyl alcohol) 및 물을 혼합하는 단계이다.

PET 수지는 기초 수지로서, 우수한 열안정성과 높은 결정화도를 가지고 있고, 리사이클이 가능하며, 마스터배치 형태로 제조된 것을 사용할 수 있다. 폴리우레탄 분산제는 다른 성분들과의 혼합성을 향상시키는 기능을 한다. 폴리에틸렌 다이옥시싸이오펜 폴리스티렌 설포네이트(polyethylene dioxythiophene polystyrene sulfonate), 폴리스티롤 설폰산(polystyrolsulfonic acid), N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone) 및 트리에틸 아민(triethyl amine)은 대전방지제로서 기능한다. 플라스틱 용기를 제조하기 위한 플라스틱 시트는 일반적으로 전기 절연체이기 때문에 마찰대전에 의한 정전기가 발생하며, 방전 혹은 전기전도 등에 의해 심할 경우 폭발, 화재 등의 사고로 이어질 수 있으므로, 대전제를 첨가하는 것이 바람직하다. 이소프로필 알콜(isopropyl alcohol)은 방담제로 기능한다. 방담제는 플라스틱 시트를 이용하여 플라스틱 용기 제조시, 과일 등을 보관할 때 발생할 수 있는 수증기에 의한 물방울 맺힘 현상을 억제할 수 있다.

일 실시예에서, 상술한 원료들은 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene telephthalate, PET) 수지 100 중량부에 대해서, 폴리우레탄(polyurethane) 분산제 2~4 중량부, 폴리에틸렌 다이옥시싸이오펜 폴리스티렌 설포네이트(polyethylene dioxythiophene polystyrene sulfonate) 0.1~0.2 중량부, 폴리스티롤 설폰산(polystyrolsulfonic acid) 0.4~0.6 중량부, N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone) 3~5 중량부, 트리에틸 아민(triethyl amine) 0.1~0.3 중량부, 이소프로필알콜(isopropyl alcohol) 42~45 중량부 및 물 50~52 중량부를 혼합하는 것이 바람직하다. 상술한 범위를 벗어나서 첨가되는 경우 여러가지 문제점이 발생될 수 있다. 특히, 대전방지제의 경우, 각 범위를 넘어서서 혼합되는 경우, 제조되는 플라스틱 표면이 끈적일 수 있고, 실링성 및 인쇄성이 저하될 수 있으며, 백색 플라스틱의 경우, 황변 현상이 발생할 수 있다.

또한, 제1단계(S110)는, 플라스틱 시트의 기능성을 강화하기 위해 상기 원료들에 여러가지 추가적인 성분을 더 혼합할 수 있다.

일 실시예에서, 보론계 바인더를 더 혼합할 수 있다. 보론(B)계 바인더는 각 구성요소를 결합하기 위해 사용하는 것으로, 보론계 바인더는 PET 수지 100 중량부에 대해서 2~10 중량부로 혼합되는 것이 바람직하다. 보론계 바인더의 함량이 2 중량부 미만인 경우, 원료 등을 효과적으로 결합시킬 수 없고, 보론계 바인더의 함량이 70 중량부를 초과하는 경우, 비경제적이다.

일 실시예에서, 마늘 추출액을 더 혼합할 수 있다. 마늘 추출액은 천연 접착 성분으로, 보론계 바인더와 함께 다른 구성 성분과의 혼합성을 향상시키는 바인더로 기능한다. 마늘 추출액은 마늘의 껍질을 벗기고 분쇄한 후, 마늘 1 중량부 당 2~3 중량부의 물을 첨가하고, 80~100℃에서 5시간 이상 가열한 후, 액체성분을 추출하여 여과하며, 이어서 여과된 액체성분을 55~60℃에서 농축하여 제조할 수 있다. 마늘 추출액은 PET 수지 100 중량부에 대해서 5~10 중량부로 혼합되는 것이 바람직하다. 마늘 추출액의 함량이 5 중량부 미만인 경우, 원료 성분들을 적절하게 엉겨 붙게 하지 못해 플라스틱 시트 제조시 표면이 고르게 형성되지 않을 수 있고, 10 중량부를 초과하는 경우, 각 성분의 분산성 및 혼합성이 오히려 저하될 우려가 있다.

일 실시예에서, 아파타이트 분말을 더 혼합할 수 있다. 아파타이트 분말은 충진제로 기능하는 것으로서, 플라스틱 시트의 형상을 유지하여 작업성을 향상시키고 강도 유지 및 내부식성을 향상시킬 수 있다. 아파타이트는 뼈 안에 존재하는 무기물질로서, 충진제로 사용하기 위해서는 입자의 크기가 작고 탄산기의 잔존량이 높으며 결정도를 낮게 하는 것이 중요하다. 바람직하게 아파타이트 과립의 크기는 200~400㎛이다. 이를 위해 500~700℃에서 소결 과정을 거치는 것이 중요하다. 500℃ 미만에서 소결할 경우, 원하는 과립의 크기와 결정도를 얻을 수 없는 단점이 있고, 700℃ 초과하여 소결할 경우에는 탄산기의 잔존량이 낮고, 결정도가 너무 높아진다는 단점이 있다. 아파타이트 분말은 PET 수지 100 중량부에 대해서 20~30 중량부로 혼합되는 것이 바람직하다. 아파타이트 분말의 함량이 20 중량부 미만인 경우, 접착 강도가 낮아지는 단점이 있고, 30 중량부 초과하는 경우, 내충격성이 약화되는 단점이 있다.

일 실시예에서, 코르크 분말을 더 혼합할 수 있다. 코르크 분말은 아파타이트 분말과 함께 플라스틱 시트의 내구성을 향상시킬 수 있다. 코르크 분말은 굴참나무의 껍데기를 제거한 후, 분쇄하여 준비할 수 있다. 코르크 분말은 PET 수지 등과의 혼합성을 위하여 400 메쉬(mesh) 이상의 망으로 거른 미분쇄 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 코르크 분말은 PET 수지 100 중량부에 대해서 15~25 중량부로 혼합되는 것이 바람직하다. 코르크 분말이 15 중량부 미만인 경우, 내구성의 향상 정도가 미미하고, 25 중량부를 초과하는 경우, 플라스틱 제조시 내부에 공극이 형성될 수 있어 내구성이 오히려 떨어질 수 있다.

일 실시예에서, 소라쟁이 추출물을 더 혼합할 수 있다. 소라쟁이 추출물은 항균제로 작용할 뿐만 아니라 백색 플라스틱 시트에서 나타날 수 있는 황변 현상을 억제할 수 있다. 소라쟁이(Rumex crispus)는 국내에서 자생하고 있는 마디풀과의 Rumex속 식물이다. 소라쟁이는 각지의 습한 곳에서 잘 자라는 여러해살이풀로 민간에서 어린순을 식용으로 이용하며, 한의학에서는 양제(羊蹄)라고 하여 방광염, 담낭질병, 담즙 분비장애, 비장 질환, 피부병, 임파절 질환을 비롯하여 여러 종양이나 암의 보조치료제로 사용하고 있다. 소라쟁이로부터 추출한 소라쟁이 추출물은 다양한 미생물에 대한 항균효과 및 항산화효과를 가지고, 소량의 유황과 혼합하여 사용하면 피부 가려움증에 우수한 효과가 있다. 알려진 소리쟁이의 유용성분으로는 사포닌, 탄닌, 플라보노이드, 정유와 chrysophanol, emodin 등의 안트라퀴논(anthraquinone) 유도체 등이 존재한다고 보고되고 있다. 소라쟁이 추출물은 채취한 소라쟁이를 잘 씻은 후, 음지에서 건조하여 지상부(뿌리를 제외한 부분)와 지하부(뿌리 부분)로 나누어 쇄절하고, 추출용매로 80%(v/v) 메탄올에 3일 동안 침지한 후, 추출액을 막 필터(공극도 0.5㎛)로 여과하여 고형물을 분리하고, 메탄올 추출액을 회전식 증발기를 이용하여 50℃에서 농축하여 제조할 수 있다. 소라쟁이 추출물은 PET 수지 100 중량부에 대해서 3~8 중량부로 혼합하는 것이 바람직하다. 소라쟁이 추출물의 함량이 3 중량부 미만인 경우, 항균력이 황변 방지 효과가 미미하고, 8 중량부를 초과하는 경우 비경제적이다.

제2단계(S120)는, 혼합 조성물을 예열하는 단계로, 혼합된 원료에 열을 가하여 1차적으로 원료들을 안정적으로 혼합되게 한다.

제3단계(S130)는 예열된 혼합 조성물에 존재하는 습기를 제거하는 제습단계로, 제습은 150~180℃의 온도 범위에서 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 범위 미만 또는 초과하는 경우, 제습이 충분히 이루어지지 않거나, 플라스틱의 내구성에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다.

제4단계(S140)는, 습기가 제거된 혼합 조성물을 가열하는 단계로, 혼합 조성물을 용융시킨 후, 유지하기 위하여 가열 온도는 260~270℃로 제어되는 것이 바람직하다.

제5단계(S150)는, 가열된 혼합 조성물의 이물질을 제거하는 단계로, 메쉬(mesh) 형태의 스크린(screen)을 통과시킴으로써 혼합 조성물의 내부에 문제되는 이물질을 제거할 수 있다.

제6단계(S160)는, 이물질이 제거된 혼합 조성물을 냉각하면서 연신하여 플라스틱 시트를 제조하는 단계로, 냉각롤을 이용하여 2단 연신한다. 1차 연신은 16~17℃로 유지되는 냉각롤을 통해 길이 방향으로 이루어지고, 2차 연신은 20~23℃로 유지되는 냉각롤을 통해 폭 방향(길이 방향의 수직 방향)으로 이루어진다. 2차 연신의 온도를 1차 연신 온도보다 높이는 이유는 고체화되는 플라스틱 시트가 말려서 성형성이 불량해지는 것을 방지하기 위함이며, 길이 방향 및 폭 방향을 교대로 연신함으로써 플라스틱 시트의 내구성 및 성형성을 향상시킬 수 있다.

제7단계(S170)는, 플라스틱 시트에 실리콘을 도포한 후, 건조하는 단계로, 실리콘을 도포하여 마감처리함과 동시에 대전방지 효과를 얻을 수 있다. 실리콘은 5~25%의 농도 범위로 희석된 도포액을 사용하여 도포하고, 실리콘을 도포한 후, 160~215℃에서 건조하는 것이 바람직하다. 또한, 실리콘을 포함하는 도포액에는 제조된 플라스틱 용기 내부에 맺히는 수분 현상을 억제하기 위하여 전술한 방담제 성분을 혼합하는 것이 바람직하다.

이하, 구체적인 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 및 비교예]

하기 표 1의 조성에 따라 혼합 조성물을 제조한 후, 예열, 제습, 가열, 이물질 제거, 냉각 및 연신, 건조단계를 거쳐 플라스틱 시트를 제조하여 실시예 및 비교예를 준비하였다. 각 재료는 시중에서 구할 수 있는 재료를 사용하였고, 마늘 추출액 및 소라쟁이 추출물의 경우, 발명의 상세한 설명에 기재한 대로 제조하였다.

[표 1]

[실험예 1]

실시예 1~3 및 비교예의 조성물을 2차 연신하여 10mm 두께의 플라스틱 시트를 제조하였고, 시트 표면의 균일도를 측정하여 하기 표 2에 기재하였다. 이때, 1차 연신은 16℃, 2차 연신은 21℃로 하였다. 균일도는 레이저 센서(N2 레이저, 발진파장 337.1nm, UDHO Laser. LTD., Japan)를 사용하여 측정하였으며, 30개의 지점을 임의로 선택하여 이들의 표면 거칠기(surface roughness)를 측정(표준편차를 사용하였고, ±0.3 이하는 균일한 것으로, ±0.3 초과는 불균일한 것으로 평가)하였다. 이때, 실시예 1 내지 3은 길이 방향 연신 후, 폭 방향 연신하였고, 비교예는 길이 방향으로만 연신하였다.

[표 2]

상기 표 2와 같이, 실시예 1~3의 경우, 비교예에 비해 균일도가 모두 우수하였다.

[실험예 2 : 비틀림 테스트]

실시예 1~3 및 비교예의 조성물을 2차 연신하여 2mm 두께의 플라스틱 시트를 제조한 후, 성형하여 플라스틱 제품을 100개씩 제조하였고, 완성도를 평가하였으며, 이를 하기 표 3에 나타내었다. 이때, 실시예 1 내지 3은 길이 방향 연신 후, 폭 방향 연신하였고, 비교예는 길이 방향으로만 연신하였다.

[표 3]

상기 표 3과 같이, 실시예 1~3의 경우, 90% 이상 정상 제품을 만들 수 있었으나, 비교예는 상대적으로 불량율이 높았다.

[실험예 3 : 황변 테스트]

실시예 1 및 3의 조성물을 2차 연신하여 2mm 두께의 플라스틱 시트를 제조한 후, 성형하여 백색 플라스틱 제품을 100개씩 제조하였고, 10개월 후 변색 여부를 육안으로 관찰하였으며, 이를 하기 표 4에 나타내었다. 이때, 황색으로 일부 변한 것을 불량으로 평가하였다.

[표 4]

상기 표 4와 같이, 실시예 3의 경우, 거의 모든 제품이 변색되지 않았음을 확인할 수 있었다. 반면, 실시예 1은 양호한 결과를 얻었으나, 실시예 3에 비해 상대적으로 변색율이 높았다.

[실험예 4 : 방담성 테스트]

비교예 및 실시예 3의 조성물을 2차 연신하여 2mm 두께의 플라스틱 시트를 제조한 후, 성형하여 백색 플라스틱 제품을 100개씩 제조하였고, 내부에 시금치를 보관한 후, 1일 후 육안으로 내부를 관찰하였으며, 이를 하기 표 5에 나타내었다.

[표 5]

상기 표 5와 같이, 실시예 3의 경우, 거의 물방울이 맺히지 않았으나, 비교예는 육안으로 식별될 정도의 물방울들이 맺혀 있음을 확인할 수 있었다.

상술한 바와 같은 재질의 플라스틱 시트로 제작된 구성은, PET 수지 단독으로 사용하여 제조된 경우보다 성형성이 우수하면서도 내구성을 향상시킬 수 있다.

1: 타워크레인 110: 싱글 오거
111: 오거 하우징 120: 천공 로드
121: 비트부 122: 가이드스크류
130: 향타수단 131: 본체
140: 파일 클램프 141: 클램프 하우징
142: 클램프 143: 실린더
210: 리이더 300: 진동감쇄부
700: 하중 분산부

Claims (1)

1. 기초고정블록(20) 내부에 삽입되는 고정앵커(10) 및 상기 고정앵커(10)의 상부에 결합되는 마스트(2)로 구성되는 타워크레인(1)을 설치하는 단계;
   파일(11) 내측에 천공 로드(120)가 위치되도록 상기 파일(11)을 상기 타워크레인(1)에 설치하는 클램핑 단계;
   지면의 천공과 동시에 상기 파일(11)을 항타하여 천공된 지면 내부로 삽입하는 천공 및 항타 단계;
   상기 파일(11)을 상기 타워크레인(1)으로부터 분리시키는 클램핑 해제 단계; 및,
   상기 천공 로드(120)를 천공된 지면 내부로부터 인출하는 인출 단계;를 포함하고,
   상기 천공 및 항타 단계는,
   상기 천공 로드(120)의 외주면을 둘러싸는 가이드스크류(122) 및 상기 천공 로드(120)의 끝단에 구비되고 굴삭을 위한 비트부(121)를 예열시키는 예열 단계; 및,
   상기 비트부(121)를 통해 마이크로파를 지면에 조사하는 전자기파 방출 단계;를 포함하며,
   상기 천공 로드(120)는 상기 가이드스크류(122) 및 상기 비트부(121)에 와전류를 발생시키는 하나 이상의 원형코일(125)을 더 포함하고, 상기 비트부(121)는 끝단부에 마이크로파(극초단파)를 발생시키는 전자기파발생장치(126)가 구비되고, 상기 하나 이상의 원형코일(125)은 상기 천공 로드(120)의 원주면에 구비되고,
   상기 타워크레인(1)은, 상기 마스트(2)의 길이 방향을 따라 이동 가능하게 구비되는 두 개의 이동부재(50)를 더 포함하고,
   상기 두 개의 이동부재(50)는 각각, 마스트(2)와 기어 결합하는 이동결합체(51) 및 상기 이동결합체(51)와 결합되는 이동본체(52)로 구성되며,
   상기 두 개의 이동부재(50) 중 제1이동부재는, 항타수단(130)과 연결되는 권양로우프(220, 230)와 연결되고, 상기 제1이동부재의 상기 이동본체(52)는 상기 권양로우프(220, 230)를 와인딩하는 원통부재 및 모터를 포함하고,
   상기 두 개의 이동부재(50) 중 제2이동부재의 상기 이동본체(52)는, 지면과 수직 방향으로 연장되어 구비되는 리이더(210)와 일단이 회전 가능하게 결합되는 길이조절바(40)의 타단과 회전 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 파일시공방법.
   
   

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