KR20010084369A - 폐타이어를 재활용한 철도침목 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명 폐타이어를 재활용한 철도침목 및 그 제조방법은 일반적으로 폐기되고 있는 폐타이어를 재활용하여 철도침목으로 제작함으로써, 자원의 재활용율을 향상시킬 수 있고, 폐고무의 소각시 발생되는 유해성분의 발생을 근본적으로 차단하여 환경오염을 방지할 수 있을뿐 아니라, 철도침목의 수명 향상 및 승객의 승차감 등을 향상시킬 수 있다.

Description

폐타이어를 재활용한 철도침목 및 그 제조방법{RAILROAD TIE RECYCLING WASTE TIRE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 폐타이어를 재활용한 철도침목 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 폐타이어를 재활용하여 철도침목을 제작함으로써 자원의 재활용율을 높이고, 승차감을 향상시키도록 하는데 적합한 폐타이어를 재활용한 철도침목 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 철도용 침목은 기차가 지나가는 선로에 일정간격으로 나열설치되고, 그 침목 위에 레일이 설치되어 레일의 상부를 지나가는 열차의 하중을 노반에 전달하는 것으로 초기에는 목재 침목이 사용되었다. 이와 같은 목재침목은 열에 의한 신축성이 전혀 없고 취급이 용이하며 진동을 흡수하는 효과가 탁월한 장점이 있는 대신 비바람에 의하여 쉽게 부식되고, 나무에 자생하는 여러가지 유충에 의하여 손상을 쉽게 받기 때문에 침목의 표면에 부식과 해충방지용 오일을 수시로 칠해 주어야 하며, 침목으로 사용하기 위해서는 상당한 수명을 갇는 원목을 사용하여야 하는 등 자원의 낭비가 심하고, 근래에는 목재자원의 고갈로 인하여 원목의 확보에도 많은 어려움이 있다.

따라서, 상기와 같은 목재침목의 문제점을 해소하기 위하여 종래에는 콘크리트 침목이 개발되어 사용되고 있다. 콘크리트 침목은 내부에 철근을 넣어 제작된 것으로서 재질이 단단하고 오랜시간이 경과하여도 부식되지 않음은 물론 해충이나 기타의 손상에 의한 관리비가 소요되지 않는 장점을 갖고 있으나, 사용중 시간이 흐르면 콘크리트 내부에 물기가 쉽게 침투되어 겨울철에 동파가 되는 일이 빈번하였다.

또한, 큰크리트 침목은 제작상 내부에 삽입되는 철근의 배열구조가 특수한 공법에 의하여 제작됨으로 인한 고비용의 부담이 있고, 차량의 진동을 흡수하지 못하여 소음과 진동으로 인한 승차감의 저하를 초래하는 문제점이 있었다.

본 발명의 주 목적은 상기와 같은 여러 문제점을 갖지 않는 폐타이어를 재활용한 철도침목 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 자원을 재활용하여 제작비용이 저렴하고, 제작이 용이한 폐타이어를 재활용한 철도침목 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 차량의 진동을 흡수하여 승차감을 향상시키도록 하는데 적합한 폐타이어를 재활용한 철도침목 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 유충 또는 동파와 같은 외부의 환경에 의하여 쉽게 손상되는 것을 방지하도록 하는데 적합한 폐타이어를 재활용한 철도침목 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폐타이어 조각으로 제작된 철도침목의 구조를 보인 사시도.

도 2는 도 1의 정면도.

도 3은 도 1의 우측면도.

도 4는 도 1의 측단면도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제조방법을 설명하기 위한 단면도.

도 6는 도 5의 제조방법을 설명하기 위한 플로우차트.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

3 : 침목본체 4,14 : 고정바

4a : 절곡부 5 : 경사면

6 : 고정쇠 7 : 고정공

11 : 폐타이어 분말 12 : 캐비티

13,13' : 상,하부금형

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 폐타이어를 가공하여 일정길이를 갖는 각주형상의 침목본체를 형성하고, 그 침목본체의 내부에 길이방향으로 수개의 고정바를 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 폐타이어를 재활용한 철도침목이 제공된다.

또한, 폐타이어를 일정 넓이의 폐타이어 조각으로 절단하는 절단공정을 수행하는 단계와, 그 폐타이어 조각을 바인더로 부착한 상태에서 성형압착하여 각주형상의 침목본체를 형성하는 성형압착공정을 수행하는 단계와, 그 침목본체의 내부에 길이방향으로 수개의 고정바를 삽입하는 고정바설치공정을 수행하는 단계의 순서로 제조되는 것을 특징으로 하는 폐타이어를 재활용한 철도침목의 제조방법이 제공된다.

또한, 각주형상의 캐비티를 갖는 상,하부금형의 내부에 수개의 고정바를 배치하는 고정바배치공정을 수행하는 단계와, 그 금형의 캐비티 내부에 폐타이어를 메세하게 분쇄한 폐타이어 분말을 충진하는 원료충진공정을 수행하는 단계와, 그 캐비티의 내부에 충진된 원료에 열을 가하여 폐타이어 분말들을 용융시켜서 내부에 고정바들이 고정된 침목본체를 성형하는 성형공정을 수행하는 단계와, 상기 상부금형과 하부금형을 분리하여 고정바가 설치된 침목본체를 취출하는 취출공정을 수행하는 단계의 순서로 제조되는 것을 특징으로 하는 폐타이어를 재활용한 철도침목의 제조방법이 제공된다.

이하, 상기와 같은 본 발명 폐타이어를 재활용한 철도침목 및 그 제조방법을 첨부된 실시예별로 상세히 설명하면 다음과 같다.

일실시예

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예는 폐타이어의 트레드(Tread)부분을 철도침목의 단면크기와 같은 넓이로 절단하여 낟개로 분리된 다수개의 폐타이어 조각(1)을 바인더(2)로 부착한 상태에서 성형압착하여 일정길이를 갖는 각주 형상의 침목본체(3)와, 그 침목 본체(3)의 내부에 삽입되어 성형압축된 개개의 폐타이어 조각(1)들이 떨어져서 이탈되지 않도록 고정하기 위한 고정 바(4)로구성되어 있다.

상기 각주 형상의 침목본체(3)의 양단부에는 침목에 고정되는 레일(미도시)의 상면으로 기차가 지나갈때 레일을 통하여 침목 본체(3)에 전달되는 기차의 하중이 철로의 노반에 안정적으로 전달되도록 하향경사지도록 경사면(5)이 형성되어 있다.

또한, 상기 침목본체(3)의 양단부에 형성된 경사면(5)들의 내측에는 상,하방향으로 2개의 고정공(7)이 각각 형성되어 있어서, 침목본체(3)를 선로에 고정시키기 위한 고정쇠(6)가 삽입될 수 있도록 되어 있다.

상기와 같은 침목 본체(3)의 내부에 내설되는 고정바(4)들의 양단부는 돌출된 단부를 "ㄱ"자형상으로 절곡하여 경사면(5)에 밀착시키는 절곡부(4a)를 갖도록 함으로써 폐타이어 조각(1)들이 이탈되지 않도록 하되, 상측에 위치한 고정바(4)의 돌출된 절곡부(4a)는 상측으로 절곡되도록 하고, 하측에 위치한 고정바(4)의 돌출된 절곡부(4a)는 하측으로 절곡되어 있다.

상기와 같이 구성되어 있는 본 발명 폐타이어를 재활용한 철도침목을 제조하는데 있어서 사용되는 주재료로는 주로 자동차의 폐타이어를 이용하게 되는데, 폐타이어 중 전면의 트레드 부분을 철도침목의 단면크기와 동일한 크기로 절단하여 여러개의 폐타이어 조각(1)으로 분리한다.

상기와 같이 분리된 폐타이어 조각(1)들은 바인더(2)를 이용하여 일정길이를 같는 각주형상으로 형성하고, 그와 같이 부착된 폐타이어 조각(1)들을 성형압축기에 넣고 일정온도와 압력을 가하며 압축시켜서 침목본체(3)를 형성한 다음, 양단부에 하향경사지도록 절삭하여 경사면(5)을 형성한다.

그런 다음, 상기와 같이 제작된 침목본체(3)의 내부에 길이방향으로 고정바(4)들을 삽입하기 위한 삽입공(3a)들을 형성하고, 그 삽입공(3a)에 고정바(4)를 삽입한 다음, 그 고정바(4)의 돌출단부를 절곡하여 경사면(5)에 말착시켜서 절곡부(4a)를 형성하되, 상측 고정바(4)의 돌출단부는 상방으로 절곡하고, 하측 고정바(4)의 돌출단부는 하방향으로 절곡한다.

상기와 같이 고정바(4)를 삽입한 다음에는 침목본체(3)의 상면 양단부에 일정간격을 두고 고정쇠(6)를 삽입하기 위한 고정공(5)을 형성하여 폐타이어 조각(1)을 재활용한 철도침목을 완성하게 된다.

다른실시예

상기의 일실시예에서는 일정넓이를 갖는 폐타이어 조각(1)을 재활용하여 철도침목을 제작하는 것을 예로들어 설명하였으나 꼭 그에 한정하는 것은 아니다.

왜냐하면, 경우에 따라서는 폐타이어의 마모가 심하여 조각형태로 만들수가 없는 경우가 발생될수도 있기 때문이다. 이런 경우에도 재활용할 수 없다고 하여 소각한 다면 이 또한 자원의 낭비가 되고, 환경오염의 문제가 심각해질 것이다.

상술한 바와 같이 마모가 심하여 재활용이 어려운 폐타이어의 재활용방법을 도 5와 도 6을 참고하여 상세히 설명한다.

먼저, 마모가 심한 폐타이어를 분쇄기에서 분쇄하여 0.5 ~2mm 크기의 분말(chip)형태로 분쇄하고, 그와 같이 분쇄된 폐타이어 분말(11)들과 시약 및 바인더와 같은 부재료들을 철도침목의 형상과 동일형상의 캐비티(12)를 갖는 상,하부금형(13)(13')의 내부에 차례로 충진한다. 이때 상기 상,하부금형(13)(13')의캐비티(12) 내부에는 수개의 고정바(14)를 사전에 배치한다.

상기와 같은 상태에서 캐비티(12) 내부에 약 150℃ ~ 170℃의 온도를 가함과 동시에 8000 psi ~ 15000 psi의 압력을 가하는 상태에서 10분 ~ 15분 정도 성형을 하여 고정바(14)들이 삽입되어 있는 침목본체(미도시)를 형성한다.

그런 다음, 마지막으로 상,하부금형(13)(13')을 분리하여 캐비티(12) 내부에 있는 침목본체(미도시)를 취출하는 방법으로 철도침목을 제작한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 일실시예에서와 같이 폐타이어를 조각형태로 가공하여 성형압착하는 방법으로 침목본체를 제작할 수도 있고, 다른실시예에서와 같이 작은 크기의 분말형태로 분쇄하여 인서트 몰딩하는 방법으로 침목본체를 제작할 수도 있으며, 그 외에 본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 응용이 가능하다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명 폐타이어를 재활용한 철도침목 및 그 제조방법은 폐타이어를 재활용하여 침목본체를 제작함으로써, 폐타이어를 재활용하는데 따른 재활용율을 높이고, 고무재질인 폐타이어의 소각시 발생되는 유해성분의 발생을 감소시켜서 환경오염을 감소시키는 효과가 있다.

또한, 목재나 콘크리트에서 발생될 수 있는 외부환경으로 부터의 손상을 방지할 수 있다. 즉, 유충 및 비, 바람에 의한 목재침목의 손상 및 물기 침투에 의한 겨울철 콘크리트 침목의 동파등과 같은 외부 요인에 의한 손상을 방지하는 효과가 있다.

그리고, 선로에 장착시 레일위를 달리는 기차의 하중에 의하여 레일로 전달되는 충격 및 진동들을 고무재질인 폐타이어로된 침목 본체에서 흡수함으로써, 기차에 승차하고 있는 승객들이 느끼는 승차감을 향상시키는 효과가 있다

Claims (7)

1. 폐타이어를 가공하여 일정길이를 갖는 각주형상으로 형성한 침목본체와, 그 침목본체의 내부에 길이방향으로 내설된 수개의 고정바를 구비하여서 구성된 것을 특징으로 하는 폐타이어를 재활용한 철도침목.
2. 제 1항에 있어서, 상기 침목본체의 양단부에는 기차가 지날때 레일을 통하여 전달되는 하중의 분포를 넓게 형성시키기 위하여 하향경사지도록 경사면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 폐타이어를 재활용한 철도침목.
3. 제 1항에 있어서, 상기 침목본체의 외측으로 돌출된 고정바들의 돌출단부는 절곡되어 경사면에 밀착되는 절곡부가 구비되는 것을 특징으로 하는 폐타이어를 재활용한 철도침목.
4. 폐타이어를 일정 넓이의 폐타이어 조각으로 절단하는 절단공정을 수행하는 단계와, 그 폐타이어 조각을 바인더로 부착한 상태에서 성형압착하여 일정길이를 갖는 각주형상의 침목본체를 형성하는 성형압착공정을 수행하는 단계와, 그 침목본체의 내부에 길이방향으로 수개의 고정바를 삽입하는 고정바설치공정을 수행하는 단계의 순서로 제조되는 것을 특징으로 하는 폐타이어를 재활용한 철도침목의 제조방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 폐타이어 조각은 철도침목의 단면크기와 동일크기로 절단하는 것을 특징으로 하는 폐타이어를 재활용한 철도침목의 제조방법.
6. 각주형상의 캐비티를 갖는 상,하부금형의 내부에 수개의 고정바를 배치하는 고정바배치공정을 수행하는 단계와, 그 금형의 캐비티 내부에 폐타이어를 분쇄한 분말형태의 폐타이어 분말을 충진하는 원료충진공정을 수행하는 단계와, 그 캐비티의 내부에 충진된 원료에 일정온도와 압력을 가하여 폐타이어 분말들을 용융시켜서 내부에 고정바들이 고정된 침목본체를 성형하는 성형공정을 수행하는 단계와, 상기 상부금형과 하부금형을 분리하여 고정바가 설치된 침목본체를 취출하는 취출공정을 수행하는 단계의 순서로 제조되는 것을 특징으로 하는 폐타이어를 재활용한 철도침목의 제조방법.
7. 제 6항에 있어서, 상기 폐타이어 분말은 직경이 0.5 ~ 2 mm의 크기인 것을 특징으로 하는 폐타이어를 재활용한 철도침목의 제조방법.