KR200325192Y1 - 그라우팅용 인발성형 파이프 - Google Patents

Abstract

본 고안에 따른 그라우팅용 인발성형 파이프는 유리섬유로 직조된 스티치 매트와, 수지와 혼화재로 이루어진 컴파운드에 함침된 로빙이 복수회 교번 적층되어 감싸여지고, 최외면부에는 컨티뉴어스 스트랜드 매트가 감싸여지며, 가열에 의해 상기 컴파운드를 매개로 하여 상기 스티치 매트, 로빙 및 컨티뉴어스 스트랜드 매트가 일체화되어 하나의 인발성형 파이프 몸체를 이루되, 그 몸체의 외주면은 요철면으로 형성된 인발성형 파이프 몸체를 이루며, 그 몸체의 소정 부위에는 주입재의 토출을 위한 다수의 관통공이 형성되고, 그 관통공에는 일방향 개폐형 밸브가 설치되며, 몸체의 소정 부위에는 파이프 타입 작업시 상기 밸브의 막힘을 방지하기 위한 다수의 간격재가 소정 간격으로 설치된다.

이와 같은 본 고안에 의하면, 유리섬유를 일정한 층으로 형성시킨 후에 층사이에 파이프의 길이방향으로 수지에 함침된 로빙을 설치하여 스티치 매트와 로빙이 수지에 의해 완전히 일체화되게 하여 인발성형 파이프를 제조하므로, 수직 하중 및 내압에 강하게 저항할 수 있는 강도를 가질 수 있고, 내식성, 내열성, 내한성 및 전파투과성도 양호하여 산업 전반에 광범위하게 사용할 수 있는 장점이 있다.

Description

그라우팅용 인발성형 파이프{Pultrusion pipe for grouting}

본 고안은 토목공사시 지반의 강도를 강화하기 위하여 실시하는 그라우팅에 사용되는 그라우팅용 파이프에 관한 것으로, 더 상세하게는 강화유리섬유로 제작된 스티치 매트(stitch mat), 스트랜드 매트(strand mat) 및 로빙(roving)을 이용한 그라우팅용 인발성형 파이프에 관한 것으로서, 특히 스티치 매트, 스트랜드 매트 및 로빙을 여러 겹으로 중첩하고, 그 부재들 사이에는 수지와 혼화재로 이루어진 컴파운드를 함침시켜 스티치 매트, 스트랜드 매트 및 로빙을 일체화시킴으로써 파이프의 강도를 한층 증대시키는 한편, 파이프 몸체에 반구형의 간격부재 및 일방향 밸브를 설치함으로써 파이프의 지중에의 타입 및 그라우팅재의 토출 작업을 효율적으로 수행할 수 있는 그라우팅용 인발성형 파이프에 관한 것이다.

종래에는 유리섬유가 직교하는 형태로 제작한 매트를 이용하여 파이프 제품을 제작하여 사용하였다. 따라서, 수직 하중 및 내부의 압력에도 견디지 못하는 문제점이 있었다. 종래의 또 다른 제작방법으로는 일방향으로 제작된 스티치 매트를 사용하여 파이프 제품을 제작하였으나, 이 또한 방향성이 없게 되어 수직 하중에 취약점이 노출되어 강도가 요구되는 시설에는 사용할 수 없는 단점이 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 강화유리섬유로 제작된 스티치 매트, 컨티뉴어스 스트랜드 매트 및 로빙을 여러 겹으로 중첩하고, 그 부재들 사이에는 수지와 혼화재로 이루어진 컴파운드를 함침시켜 스티치 매트, 컨티뉴어스 스트랜드 매트 및 로빙을 일체화시킴으로써 파이프의 강도를 한층 증대시킬 수 있는 그라우팅용 인발성형 파이프를 제공함에 그 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적은 파이프 몸체에 반구형의 간격부재 및 일방향 밸브를 설치함으로써 파이프의 지중에의 타입 작업 및 그라우팅재의 토출 작업을 효율적으로 수행할 수 있는 그라우팅용 인발성형 파이프를 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 그라우팅용 인발성형 파이프의 전체적인 구조를 보여주는 종단면도.

도 2는 도 1의 "C" 부분에 대한 부분 발췌 확대도.

도 3은 도 1의 A-A선에 따른 단면도.

도 4는 도 1의 B-B선에 따른 단면도.

도 5는 도 1의 "D" 부분에 대한 부분 발췌 확대도.

도 6은 본 고안에 따른 그라우팅용 인발성형 파이프의 주입재 토출용 관통공에 삽입 설치되는 일방향 개폐형 밸브의 외관사시도.

도 7은 본 고안에 따른 그라우팅용 인발성형 파이프의 제조에 있어서, 스티치 매트의 직조를 위한 제1, 제2 및 제3 유리섬유의 배치 관계를 보여주는 도면.

도 8은 본 고안에 따른 그라우팅용 인발성형 파이프를 제조하는 과정을 보여주는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110...제1 스티치 매트(층) 120...제1 로빙(층)

130...제2 스티치 매트(층) 140...제2 로빙(층)

150...컨티뉴어스 스트랜드 매트 160...관통공

170...일방향 개폐형 밸브 180...반구형 간격재

501...제1 유리섬유 502...제2 유리섬유

503...제3 유리섬유 701...맨드릴

702...제1포밍 가이드 703...제2포밍 가이드

704...제3포밍 가이드 705...가열 다이

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 그라우팅용 인발성형 파이프는, 인발성형에 의해 제조되는 원형관 형태의 파이프로서,

유리섬유로 직조된 스티치 매트와, 수지와 혼화재로 이루어진 컴파운드에 함침된 로빙이 복수회 교번 적층되어 감싸여지고, 최외면부에는 컨티뉴어스 스트랜드 매트가 감싸여지며, 가열에 의해 상기 컴파운드를 매개로 하여 상기 스티치 매트, 로빙 및 컨티뉴어스 스트랜드 매트가 일체화되어 하나의 인발성형 파이프 몸체를 이루되, 그 몸체의 외주면은 요철면으로 형성된 인발성형 파이프 몸체를 이루며, 그 몸체의 소정 부위에는 주입재의 토출을 위한 다수의 관통공이 형성되고, 그 관통공에는 일방향 개폐형 밸브가 설치되며, 몸체의 소정 부위에는 파이프 타입 작업시 상기 밸브의 막힘을 방지하기 위한 다수의 간격재가 소정 간격으로 설치되어 있는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 상기 스티치 매트는 바람직하게는 제1, 제2 유리섬유를 중심의 수직축선에 대하여 양쪽으로 45˚경사지게 하여 서로 직교시키고, 그 직교점에 제3의 유리섬유를 수직으로 교차시키는 방식으로 직조된 구조를 갖는다.

이와 같은 본 고안에 의하면, 파이프가 수직하중 및 내압에도 견딜 수 있을 정도의 강도를 가지는 한편, 내한성, 내열성 및 전파투과성이 매우 높고, 또한 경량이므로 다양한 산업분야에 광범위하게 사용될 수 있는 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 고안의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 4는 본 고안에 따른 그라우팅용 인발성형 파이프를 나타낸 것으로서, 도 1은 전체적인 구조를 보여주는 종단면도이고, 도 2는 도 1의 "C" 부분에 대한 부분 발췌 확대도이며, 도 3은 도 1의 A-A선에 따른 단면도이고, 도 4는 도 1의 B-B선에 따른 단면도이며, 도 5는 도 1의 "D" 부분에 대한 부분 발췌 확대도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 고안에 따른 그라우팅용 인발성형 파이프 (100)는 인발성형에 의해 제조되는 원형관 형태의 파이프로서, 유리섬유로 직조된 스티치 매트(110)(130)와, 수지와 혼화재로 이루어진 컴파운드에 함침된 로빙(120) (140)이 복수회(본 실시예에서는 2회) 교번 적층되어 감싸여지고, 최외면부에는 컨티뉴어스 스트랜드 매트(150)가 감싸여지며, 가열에 의해 상기 컴파운드를 매개로 하여 상기 스티치 매트(110)(130), 로빙(120)(140) 및 컨티뉴어스 스트랜드 매트 (150)가 일체화되어 하나의 인발성형 파이프 몸체를 이룬다. 그런데, 이때 그 몸체의 외주면은 요철면으로 형성된 인발성형 파이프 몸체를 이룬다. 또한, 파이프 몸체의 소정 부위에는 주입재의 토출을 위한 다수의 관통공(160)이 형성되고, 그 관통공(160)에는 도 6에 도시된 바와 같은 일방향 개폐형 밸브(170)가 설치되며, 몸체의 소정 부위에는 파이프 타입 작업시 토사 등으로 인해 상기 밸브(170)의 막힘을 방지하기 위한 것으로, 금속재로 제작된 다수의 간격재(180)가 소정 간격으로 설치된다.

여기서, 상기 스티치 매트(110)(130)는 바람직하게는 도 7에 도시된 바와 같이, 제1, 제2 유리섬유(501)(502)를 중심의 수직축선에 대하여 양쪽으로 45˚경사지게 하여 서로 직교시키고, 그 직교점에 제3의 유리섬유(503)를 수직으로 교차시키는 방식으로 직조된 구조를 갖는다. 또한, 상기 간격재(180)의 재질로는 바람직하게는 스테인레스 스틸(STS 304)이 사용된다.

한편, 상기 스티치 매트(110)(130)와 로빙(120)(140)을 일체로 하기 위하여접착제 역할을 하는 수지와 혼화재로 이루어진 컴파운드는 수지와 열가소성 첨가제와 무기질 충전제와 금형에서 쉽게 박리될 수 있게 하는 내부 이형제와 열을 가할 시 경화가 쉽게 이뤄지게 하는 유기과산화물과 안료를 섞어 제조한 것이다. 이러한 컴파운드 35중량%와 유리섬유 강화재인 스티치 매트와 로빙이 65중량%가 되도록 로빙에 컴파운드를 함침시켜 파이프를 제작하는 것이다. 즉, 전체적으로 유리섬유 강화재인 스티치 매트와 로빙을 65중량%, 수지 27.9중량%, 열가소성 첨가제 0.2중량%, 무기질 충전제 5.6중량%, 내부이형제 0.3중량%, 유기과산화물 0.3중량%, 안료 0.7중량%가 되도록 하여 인발성형 파이프를 성형 제작하는 것이다.

그러면, 이상과 같은 구조를 갖는 본 고안에 따른 그라우팅용 인발성형 파이프의 제조 과정에 대해 설명해 보기로 한다.

본 고안에 따른 그라우팅용 인발성형 파이프의 제조 과정은, 우선 도 7에 도시된 바와 같이, 제1, 제2 유리섬유(501)(502)를 중심의 수직축선에 대하여 양쪽으로 45˚경사지게 하여 서로 직교시키고, 그 직교점에 제3의 유리섬유(503)를 수직으로 교차시키는 방식으로 상기 스티치 매트를 직조하게 된다.

이렇게 직조된 스티치 매트는 수직 하중에 적절히 대응할 수 있는 강도가 발생되며, 또한 스티치 매트 사이에 컴파운드에 함침된 로빙을 파이프의 길이방향으로 설치하여(이에 대해서는 후술됨) 일체로 제작함으로써 내부의 압력에 견딜 수 있는 내압력을 가지게 된다.

이렇게 하여 스티치 매트의 직조가 완료되면, 도 8에 도시된 바와 같이, 그 직조된 스티치 매트(110)를 인발성형 파이프의 제조를 위한 맨드릴(mandrel)(701)에 설치하고, 맨드릴(701) 상에 설치되어 있는 제1 포밍 가이드(702)를 통하여 수지와 혼화재로 이루어진 컴파운드가 함침된 로빙(120)을 상기 스티치 매트(110)의 외주면에 1차로 접착시킨다.

제1 로빙(층)(120)의 접착이 완료되면, 그 제1 로빙(층)(120)의 외주면에 제2층의 스티치 매트(130)를 감싸고, 상기 제1 포밍 가이드(702)의 전방의 맨드릴 상에 설치되어 있는 제2 포밍 가이드(703)를 통하여 수지와 혼화재로 이루어진 컴파운드가 함침된 로빙(140)을 상기 제2 스티치 매트(층)(130)의 외주면에 2차로 접착시킨다.

그런 후, 상기 제2 로빙(층)(140)의 외주면에 컨티뉴어스 스트랜드 매트 (150)를 제3 포밍 가이드(704)를 통해 감싼 후, 가열 다이(705)에서 소정 온도 범위(예컨대, 60℃∼170℃)의 열을 가하여 수지와 혼화재로 이루어진 컴파운드가 스티치 매트(110)(130), 로빙(120)(140) 및 컨티뉴어스 스트랜드 매트(150) 전체에 함침되도록 한다.

이렇게 하여, 가열 다이(705)를 거쳐 파이프 구조체가 형성되면, 그 파이프 구조체를 냉각한 후 일정한 길이로 절단하는 한편 그 절단된 파이프 구조체에 주입재의 토출을 위한 소정 크기의 관통공(160)(도 5 참조)을 소정 간격으로 다수개 형성한다. 여기서, 이 주입재의 토출을 위한 관통공(160)은 바람직하게는 원형관의 원점을 중심으로 상하좌우 십자 방향으로 4개소에 걸쳐 각각 형성한다.

관통공의 형성이 완료되면, 그 다수의 관통공(160)에 전술한 일방향 개폐형의 밸브(170)를 각각 설치하는 한편, 파이프 구조체의 몸체 외주면에 다수의 간격재(180)를 소정 간격으로 설치한다. 이때, 이 간격재(180)를 파이프 구조체의 몸체 외주면에 고정시키는 방식으로 리벳에 의한 고정방식이나 강력접착제에 의한 고정 방식이 채용될 수 있다.

이상과 같은 방법으로 제작한 인발성형 파이프는 수직 하중과 내부 압력에도 견딜수 있으므로 압력관인 그라우팅관으로의 사용은 물론 전기 절연성이 우수하여 대용량의 송,배전선의 보호관으로도 사용이 가능하고, 전파의 투과성이 양호하여 전파의 방해를 받지 않아야 할 장소의 구조물에도 사용할 수 있다. 또한, 내식성과 내열성이 우수하고, 열전도율에서 알루미늄의 1/250, 철강의 1/60이며, 경량성에서도 철강의 20%, 알루미늄의 60%의 무게 정도이고, -50℃∼120℃의 광범위한 온도에서도 변형이 없어 그 사용 범위는 매우 광범위하다.

이상의 설명에서와 같이, 본 고안에 따른 그라우팅용 인발성형 파이프는 유리섬유를 일정한 층으로 형성시킨 후에 층사이에 파이프의 길이방향으로 수지에 함침된 로빙을 설치하여 스티치 매트와 로빙이 수지에 의해 완전히 일체화되게 하여 인발성형 파이프를 제조하므로, 수직 하중 및 내압에 강하게 저항할 수 있는 강도를 가질 수 있고, 내식성, 내열성, 내한성 및 전파투과성도 양호하여 산업 전반에 광범위하게 사용할 수 있는 장점이 있다. 또한, 파이프 몸체에 간격부재 및 일방향 밸브를 설치함으로써 파이프의 지중에의 타입 작업 및 그라우팅재의 토출 작업을 효율적으로 수행할 수 있는 장점이 있다.

Claims (2)

1. 인발성형에 의해 제조되는 원형관 형태의 파이프로서,

   유리섬유로 직조된 스티치 매트와, 수지와 혼화재로 이루어진 컴파운드에 함침된 로빙이 복수회 교번 적층되어 감싸여지고, 최외면부에는 컨티뉴어스 스트랜드 매트가 감싸여지며, 가열에 의해 상기 컴파운드를 매개로 하여 상기 스티치 매트, 로빙 및 컨티뉴어스 스트랜드 매트가 일체화되어 하나의 인발성형 파이프 몸체를 이루되, 그 몸체의 외주면은 요철면으로 형성된 인발성형 파이프 몸체를 이루며, 그 몸체의 소정 부위에는 주입재의 토출을 위한 다수의 관통공이 형성되고, 그 관통공에는 일방향 개폐형 밸브가 설치되며, 몸체의 소정 부위에는 파이프 타입 작업시 상기 밸브의 막힘을 방지하기 위한 다수의 간격재가 소정 간격으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 그라우팅용 인발성형 파이프.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 스티치 매트는 제1, 제2 유리섬유를 중심의 수직축선에 대하여 양쪽으로 45˚경사지게 하여 서로 직교시키고, 그 직교점에 제3의 유리섬유를 수직으로 교차시키는 방식으로 직조된 것을 특징으로 하는 그라우팅용 인발성형 파이프.