KR20050018069A

KR20050018069A - 텍스타일 유리섬유 지오 그리드와 그 제조시스템 및제조방법

Info

Publication number: KR20050018069A
Application number: KR1020030055997A
Authority: KR
Inventors: 문재환
Original assignee: 문재환
Priority date: 2003-08-13
Filing date: 2003-08-13
Publication date: 2005-02-23
Also published as: KR100585505B1

Abstract

본 발명은 토목공사를 실시할 때에 토양을 보강하기 위하여 주로 토양의 내부(지중)에 매설하여 사용되어지는 텍스타일 지오그리드를 개선하고, 개선된 유리섬유 지오그리드의 제조시스템 및 제조방법에 관한 것으로서, 고강도의 유리섬유사를 경사와 위사로 사용하므로 지오 그리드의 무게를 경량화하면서도 고강도ㆍ고장력ㆍ저신도ㆍ내약품성ㆍ내구성ㆍ내부식성 등 품질을 향상시켰으므로 성토 및 콘크리트 구조물을 보강하는데 사용할 수 있을 뿐만 아니라 지반을 견실하게 역류시켜 지반의 지지력을 크게 향상시켜 지반이 흘러내리거나 무너지는 것 등을 방지할 수 있고, 경사공급부ㆍ유도가이드부ㆍ인입유도롤러부와 통상의 직기 및 배출유도롤러부가 구비된 직조부ㆍ수지용액코팅부ㆍ건조부ㆍ권취부를 연속적으로 구비하였으므로 일련의 공정을 일괄적으로 처리하여 유리섬유 지오 그리드를 중단 없이 자동으로 제조할 수 있으며, 생산과정을 단순하고 원활하게 실행하고 능률적으로 실시하여 제조시간을 현저히 단축시키고 생산성을 향상시켜 제조원가를 절감할 수 있게 되는 것이다.

Description

텍스타일 유리섬유 지오 그리드와 그 제조시스템 및 제조방법{A Textile Glass Fiber geogrid, Product System and Method of it}

본 발명은 토목공사를 실시할 때에 토양을 보강하기 위하여 주로 토양의 내부(지중)에 매설하여 사용되어지는 텍스타일 지오그리드를 유리섬유를 이용하여 제조하되 일련의 공정을 일괄적으로 연속 처리하면서 제조하기 위한 제조시스템 및 제조방법에 관한 것이다.

이를 좀더 상세히 설명하면, 경사공급부ㆍ유도가이드부ㆍ인입유도롤러부와 통상의 직물기 및 배출유도롤러부가 구비된 직조부ㆍ수지용액코팅부ㆍ건조부ㆍ권취부를 연속적으로 일괄 구비하여, 경사공급부의 유리섬유경사를 등 간격으로 유지시키면서 인입 및 장력발생유도롤러부와 제 1 및 제 2가이드가 구비된 유도가이드부를 통하여 직조부에 공급하고, 직조부에 공급되는 유리섬유경사와 함께 결합사를 공급하되 일정한 간격(텀)을 두고 단속적으로 공급되는 유리섬유위사와 함께 직기에 공급하여 격자형으로 되는 유리섬유지오그리드를 제직하며, 격자형으로 제직되는 유리섬유지오그리드를 수지용액이 충진되어 있는 코팅조를 통과시켜 유리섬유지오그리드의 외면에 수지용액을 코팅(도포)시켜 주되 수지용액이 코팅되는 유리섬유지오그리드를 압착롤러로 통과시켜 일정한 두께로 유지시켜 주며, 수지용액이 코팅되고 일정한 두께로 압착된 유리섬유지오그리드를 히터가 구비된 건조틀의 내부로 통과시켜 코팅된 수지용액을 건조시키며, 코팅된 수지용액이 건조된 유리섬유지오그리드를 롤봉에 권취시켜 주는 일련의 공정을 연속적으로 처리하도록 하는 텍스타일 유리섬유 지오 그리드제조시스템 및 제조방법을 제공하려는 것이다.

토목공사를 실시할 때에 토양을 보강하기 위한 보강재가 다양하게 개발되고 있다.

섬유재료를 이용하는 대표적인 토목공사 보강재로서는 고분자 합성수지용액을 이용하여 재조되는 지오신세틱스(Geosynthetics)가 널리 알려져 있는데, 이는 투과성의 특성이 있는 지오텍스타일(Geotextile)을 비롯하여 차수성의 특성이 있는 Geomembrane), 그리고 보강도의 특성이 있는 지오그리드와 지오네트(Geonet) 및 지오컴포지트(Geocomposite)등으로 개발되어 있으며, 초기에는 주로 토사의 세굴을 방지하고 여과에 주로 사용되었으나 점진적으로 지반을 분리 또는 보강하고 배수용으로 사용되었으며, 근자에는 방수를 비롯하여 균열을 방지하고 지반구조물을 보호하며 충격을 흡수하는 등 다양한 용도로 사용되고 있다.

상기 지오신세틱스(Geosynthetics)중에서 지오그리드는 강성이면서 시트형태로 제조되는 플라스틱 지오그리드와 연성이면서 직물형태로 제조되는 텍스타일 지오그리드로 구별되며, 플라스틱 지오그리드는 익히 알려진(GB 2266540호 및 GB 2256164A호, USP 4374798호, EP0 374365A호)바와 같이 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌으로 제조되는 시트에 구멍을 통공하고 일측 또는 양측에서 연신하여 제조되는 것이고, 텍스타일 지오그리드는 합성섬유를 격자형태로 직조하고 그 외부(외면)에 수지용액(폴리염화비닐, 아크릴, 라텍스, 고무, 역청 등)를 코팅(피복)시켜 제조하도록 하는 것(USP 5091247호, 일본국 공개특허 평9-100527호, 일본국 공개실용신안 평2-17030호, 일본국 공개실용신안 평2-125038호)이 널리 알려져 있다.

도 1a 내지 도 1c는 통상적으로 널리 알려진 종래의 지오그리드(1)를 보인 것으로서, 여러 가닥의 경사(2-1)를 모아 경사리브(2)를 형성하고 여러 가닥의 위사(3-1)를 모아 위사리브(3)를 형성하여, 통상의 경편기(Warp Knitting Machine)를 이용하여 격자형태의 망으로 제직(제직)하며, 이와 같이 제직 된 망의 외부에 수지용액피복층(5)을 코팅(피복)시켜서 된 것이다.

도 2에 예시된 지오그리드(1-1)는 여러 가닥의 경사(2-1)와 위사(3-1)를 각각 모아 경사리브(2)와 위사리브(3)를 형성하고, 이를 통상의 경편기(Warp Knitting Machine)에 의해 격자형태의 망으로 제직(제직)하되 제직을 실시할 때에 경사리브(2)와 함께 결합사(4)를 공급하여 반복적으로 발생하는 경사리브(2)와 위사리브(3)의 교차부분을 지그재그로 통과시켜 결합사(4)에 의해 교차부분을 일체형으로 역어주도록 하며, 이와 같이 제직 된 망의 외부에 수지용액피복층(5)을

코팅(피복)시켜서 된 것이다.

그러나 상기와 같이 지오그리드(1)(1-1)를 제조 생산함에 있어, 종래에는 경사리브(2)와 위사리브(3)를 통상의 경편기(Warp Knitting Machine)에 공급하여 격자형태의 망으로 제직(제직)하는 작업과, 제직된 망의 외면에 수지용액을 코팅시키는 작업과, 수지용액이 외면에 코팅된 망을 건조시키는 작업을 각각 별도로 실시하였으므로, 작업이 원활하게 이루어지지 못하여 작업시간이 많이 소요되고, 작업능률이 저조하여 생산성이 떨어지며, 작업을 실시할 때마다 여러 사람이 소요되는 등으로 인하여 제조원가가 크게 상승하게 되는 문제가 있었다.

즉, 종래에는 경사리브(2)와 위사리브(3)를 통상의 경편기(Warp Knitting Machine)에 공급하여 격자형태의 망으로 제직(제직)하되 제직 되는 격자망을

롤(두루마리)형태로 감아 주면서 제직을 실시하고, 소정 량의 망(지오그리드 망)이 제직 되어 일정한 크기의 롤로 형성되어지면 경편기의 작동을 일시적으로 정지시킨 상태에서 롤상의 망(지오그리드 망)을 이를 인출하여 새로운 롤봉을 장착시킨 후에 경편기를 가동시켜 제직을 재차 실시하도록 하였다.

한편 롤 형태로 권취된 망(지오그리드 망)을 수지용액코팅장치로 이동시켜 공급장치에 장전시키고, 선단을 풀어 코팅장치에 걸어 준 상태에서 코팅을 실시하되, 코팅되는 망(지오그리드 망)을 배출 측에서 다른 롤봉에 재차 권취(감아)시켰다.

수지용액이 코팅되어 권취된 망(지오그리드 망)을 건조장치의 공급부에 장전시키고, 선단을 풀어 건조장치에 걸어 준 상태에서 건조를 실시하되, 건조되는 수지용액코팅망을 다른 롤봉에 권취시켜 줌으로서 작업을 완료하였었다.

이와 같이 종래에는 경사리브(2)와 위사리브(3)를 공급하면서 경편기에 의해 제직시키는 작업, 제직된 망의 외부에 수지용액을 코팅시키는 작업, 수지용액이 코팅된 망을 건조시키는 작업 등 일련의 작업들을 연속적이지 않고 개별적으로 실시하였으므로, 작업과정이 복잡하고 번거로워 제조시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 작업이 원활하게 이루어지지 못하여 작업시간이 많이 소요되고 작업능률이 저조하여 생산성이 떨어지는 문제가 있고, 작업을 실시할 때마다 여러 사람이 소요되어 제조원가가 크게 상승하게 되는 문제가 있으며, 작업자의 숙련도에 따라 생산성이 달라지는 등의 문제가 있었다.

뿐만 아니라 종래의 지오그리드(1)(1-1)는 경사리브(2)와 위사리브(3)의 경사(2-1)와 위사(3-1)를 폴리에틸렌(HDPE)과 같은 고분자 합성수지용액으로 된 것을 사용하였으므로 연신률이 1.0%이상까지 크게 발생하였으며, 이와 같이 연신률이 큰(1.0%이상) 종래의 지오그리드(1)(1-1)를 토목공사에 사용하게 되면 지반을 견고하게 역류시키지 못하게 되고, 지반의 지지력이 떨어질 뿐만 아니라 지오그리드(1)(1-1)의 중간부가 쉽게 떨어지고 제직상태가 해제되며, 그로인하여 지반이 쉽게 흘러내리거나 무너지는 등의 문제가 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 더욱 개선된 텍스타일 유리섬유 지오 그리드와 그 제조시스템 및 제조방법을 제공하려는 것이다.

본 발명은 경사공급부ㆍ유도가이드부ㆍ인입유도롤러부와 통상의 직기 및 배출유도롤러부가 구비된 직조부ㆍ수지용액코팅부ㆍ건조부ㆍ권취부를 연속적으로 일괄 구비하여, 경사공급부의 유리섬유경사를 등 간격으로 유지시키면서 인입 및 장력발생유도롤러부와 제 1 및 제 2가이드가 구비된 유도가이드부를 통하여 직조부에 공급하고, 직조부에 공급되는 유리섬유경사와 함께 결합사를 공급하되 유리섬유위사를 일정한 간격(텀)을 두고 단속적으로 공급하여 격자형으로 되는 유리섬유지오그리드를 제직하며, 격자형으로 제직되는 유리섬유지오그리드를 수지용액이 충진되어 있는 코팅조을 통과시켜 유리섬유지오그리드의 외면에 수지용액을 코팅(도포)시켜 주되 수지용액이 코팅되는 유리섬유지오그리드를 압착롤러로 통과시켜 일정한 두께로 유지시킨 상태에서 히터가 구비된 건조틀의 내부로 통과시켜 코팅된 수지용액을 건조시키며, 코팅된 수지용액이 건조된 유리섬유지오그리드를 롤봉에 권취시켜 주는 일련의 공정을 연속적으로 처리하도록 하는 텍스타일 유리섬유 지오그리드와 그 제조시스템 및 제조방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 고강도의 유리섬유사를 경사와 위사로 사용함으로서 무게를 경량화 할 수 있을 뿐만 아니라 고강도ㆍ고장력ㆍ저신도ㆍ내약품성ㆍ내구성ㆍ내부식성을 향상시킬 수 있고, 성토 및 콘크리트 구조물을 보강하는데 사용할 수 있도록 된 텍스타일 유리섬유 지오그리드를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 경사공급부ㆍ유도가이드부ㆍ인입유도롤러부와 통상의 직기 및 배출유도롤러부가 구비된 직조부ㆍ수지용액코팅부ㆍ건조부ㆍ권취부를 연속적으로 일괄 구비하여 텍스타일 유리섬유 지오 그리드를 중단 없이 자동으로 생산할 수 있도록 하고, 생산과정을 단순하고 원활하게 실행하고 능률적으로 실시하여 제조시간을 현저히 단축시키고 생산성을 향상시킬 수 있으며, 작업을 실시할 때 여러 사람을 배제시켜 제조원가를 절감할 수 있으며, 작업자의 숙련도와는 무관하게 생산성을 지속적으로 유지시킬 수 있도록 된 텍스타일 유리섬유 지오그리드의 제조시스템 및 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 상기 및 기타 목적은,

여러 가닥의 경사(2-1)로 된 경사리브(2)를 단독 또는 결합사(4) 및 여러 가닥의 위사(3-1)로 된 위사리브(3)를 격자형태의 망으로 제직하고 그 외부에 수지용액피복층(5)을 코팅시켜서 된 것에 있어서,

상기 경사리브(2)와 위사리브(3)를 형성하는 경사와 위사를 유리섬유경사(2-2)와 유리섬유위사(3-2)로 하여 직기(14)에 의해 제직한 것을 특징으로 하는 텍스타일 유리섬유 지오그리드에 의해 달성된다.

본 발명의 다른 상기 및 기타 목적은,

여러 가닥의 경사(2-1)로 된 경사리브(2)를 단독 또는 결합사(4)와 함께 직기(14)에 공급하고, 여러 가닥의 위사(3-1)로 된 위사리브(3)를 통상의 직기(14)에 공급하여, 격자형태의 망으로 제직하고 그 외부에 수지용액피복층(5)을 코팅시키도록 하는 것에 있어서,

보빈적재틀(20)에 유리섬유경사(2-2)가 회권된 보빈(21)을 장착시켜 유리섬유경사(2-2)를 공급시켜 주는 유리섬유경사공급부(11)와,

인입 및 장력발생유도롤러부(25)와 배출유도롤러(37)와의 사이에 제 1가이드(30)와 제 2가이드(33)를 구비하여 인입되는 유리섬유경사(2-2)를 유도하고 장력을 발생시키며 소정의 제직 폭으로 유지시켜 주는 유도가이드부(12)와,

유리섬유사(2-2)가 공급되는 인입유도롤러부(40)와 제직되는 격자형태의 망이 배출되는 배출유도롤러부(46)와의 사이에 제 3가이드(38)와 통상의 직기(14)를 구비하여 공급되는 유리섬유경사(2-2)와 유리섬유위사(3-2)를 격자형태의 망으로 제직하여 주는 직조부(13)와,

수지용액(51)이 충진되는 코팅조(50)의 전방과 후방에 인입유도롤러와 배출유도롤러를 구비하고, 코팅조(50)의 내부에 코팅유도롤러(57)와 스퀴징롤러부(60)를 구비하여, 인입유도롤러를 통하여 유입되는 격자형태의 망을 코팅유도롤러(57)의 하측과 스퀴징롤러부(60)로 통과시켜 외면에 수지용액(51)을 도포시키고 압착하여 일정한 두께로 유지시키면서 배출유도롤러를 통하여 배출시켜 주는 수지용액코팅부(15)와,

건조틀(70)의 내부에 복수개의 히터(71)를 일렬로 배치하여, 히터(71)의 하측으로 외면에 수지용액(51)가 도포된 격자형태의 망을 통과시켜 도포된 수지용액(51)를 건조시켜 유리섬유지오그리드로 형성하여 주는 건조부(16)와,

건조되어 배출되는 유리섬유지오그리드를 감속모터(85)에 회전되는 롤봉(86)에 권취시켜 주는 권취부(17)를 연속적으로 형성한 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 유리섬유 지오그리드 제조시스템(10) 및 제조방법에 의해 달성된다.

본 발명의 상기목적들과 특징은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명에 의하여 더욱 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

첨부도면 도 3 내지 도 4d는 본 발명에 따른 유리섬유 지오그리드를 제조하기 위한 유리섬유 지오그리드 제조시스템 및 제조 방법을 보인 예시도로서, 도 3은 유리섬유 지오그리드 제조시스템(10)을 보인 것이고, 도 4a 내지 도 4d는 요부를 발췌하여 보인 확대도이다.

본 발명에 따른 유리섬유 지오그리드 제조시스템(10)은 첨부도면 도 3에 예시된바와 같이, 유리섬유경사(2-2)를 공급시켜 주는 유리섬유경사공급부(11)와, 인입되는 유리섬유경사(2-2)를 유도하고 장력을 발생시키며 소정의 제직 폭으로 유지시켜 주는 유도가이드부(12)와, 공급되는 유리섬유경사(2-2)와 유리섬유위사(3-2)를 격자형태의 망으로 제직하여 주는 직조부(13)와, 제직된 격자형태의 망의외면에 수지용액(51)를 도포시키고 압착하여 일정한 두께로 유지시켜 배출시키는 수지용액코팅부(15)와, 도포된 수지용액(51)을 건조시켜 유리섬유지오그리드로 형성하여 주는 건조부(16)와, 건조되어 배출되는 유리섬유지오그리드를 롤봉(86)에 권취시켜 주는 권취부(17)를 차례로 설치하였다.

유리섬유경사(2-2)를 공급시켜 주는 유리섬유경사공급부(11)는, 본 발명에 따른 유리섬유경사(2-2)가 감겨진 보빈(21)들을 보빈적재틀(20)에 적재 설치할 수 있도록 된 것으로서, 상기와 같이 보빈(21)을 보빈적재틀(20)에 적재 설치하도록 하는 것은 기히 공지된 기술이므로 보다 구체적인 설명은 생략한다.

인입되는 유리섬유경사(2-2)를 유도하고 장력을 발생시키며 소정의 제직 폭으로 유지시켜 주는 유도가이드부(12)는, 길이가 긴 인입유도롤러(26) 및 장력발생유도롤러(27)로 구성되는 인입 및 장력발생유도롤러부(25)와 제 1가이드(30) 및 제 2가이드(33)와 배출유도가이드(37)를 차례로 구비하였다.

상기 인입 및 장력발생유도롤러부(25)는 도 4a에 예시된바와 같이, 이격된 한 쌍의 장착판(28)의 사이에서 선단과 후단에 인입유도롤러(26)와 장력발생유도롤러(27)를 롤러축(26-1)(27-1)에 의해 회전가능하게 굴대 설치하되 인입유도롤러(26)의 외주 상단이 장력발생유도롤러(27)의 외주 하단 보다 상측에 위치하도록 하였고, 양측의 장착판(28)은 판축(28-1)에 의해 지지장치(구체적으로 도시하지 아니함)에 장착시키되 롤러축(26-1)과의 간격(D1)보다 롤러축(27-1)과의 간격(D2)을 크게 하여 장력발생유도롤러(27)가 하측을 향하도록 하였다.

제 1가이드(30)와 제 2가이드(33)는 도 4b에 예시된바와 같이 형성하였는데, 제 1가이드(30)는 복수개의 가이드공(32)이 통공된 가이드편(31)을 일렬횡대로 설치하였고, 제 2가이드(3)는 상측과 하측의 지지바(34)의 사이에 가는 가이드봉(35)을 조밀하게 형성하였으며, 제 1가이드(30)의 전방 하측에는 유도롤러(6)를 구비하여 결합사보빈(5)에 감겨진 결합사(4)들을 유도롤러(6)를 통하여 제 1가이드(30)와 제 2가이드(33)들의 사이로 통과시켜 주도록 하되 별도로 구비되는 결합사가이드(7)를 통하여 차후에 구체적으로 설명되는 통상의 직기(14)에 공급시킬 수 있도록 하였다.

공급되는 유리섬유경사(2-2)와 유리섬유위사(3-2)를 격자형태의 망으로 제직하여 주는 직조부(13)는, 통상의 직기(14)의 전방에는 인입유도롤러부(40)와 제 3가이드(38)를 설치하고 후방에는 배출유도롤러부(46)를 설치하여, 직기(14)가 작동될 때에 공급되는 유리섬유경사(2-2)와 장방형으로 제직되어 배출되는 망에 진동이 전이되지 않도록 하고, 인입유도롤러부(40)는 공급되는 유리섬유경사(2-2)에 장력(Tension)을 줄 수 있도록 하였다.

상기 인입유도롤러부(40)는 드럼롤러(41)의 상측 전반부와 하측 전후방에는 상측유도롤러(45)와 하측전방롤러(42) 및 하측후방롤러(43)를 굴대 설치하고, 배면(후면)의 상측부에는 방향전환유도롤러(44)를 굴대 설치하여, 유도가이드부(12)의 배출유도롤러(37)를 통해서 공급되는 유리섬유경사(2-2)가 하측전방롤러(42)와 하측후방롤러(43)를 저면을 통과하고 방향전환유도롤러(44)의 후면에서 내측으로 방향 전환하여 드럼롤러(41)의 외주 저면 후방에서 전방으로 돌아 상측유돌로러(45)까지 상승한 후에 상측유도롤러(45)에서 제 3가이드(38)를 거쳐 직기(14)에 공급되어지도록 하였다.

직기(14)는 유리섬유경사(2-2)와 유리섬유위사(3-2)가 공급되면서 장방형의 망을 제직하도록 하는 것으로서, 상기 직기(14)는 통상적으로 기히 알려진 것이므로 보다 구체적인 구조와 작동원리에 대한 설명은 생략하기로 한다.

배출유도롤러부(46)는 직기(14)에 의해 장방형으로 제직되는 망(유리섬유사 망)을 배출시키는 것으로서, 배출유도롤러(47)의 전방과 후방에 배출지지롤러(48)(48-1)를 각각 연접되게 설치하여, 제직된 장방형의 망이 배출지지롤러(48)와 배출유도롤러(47)와의 사이로 유입되어 배출지지롤러(48)의 외주 하단과 배출유도배출지지롤러(48-1)와의 사이를 통한 후에 하단에 구비된 배출유도롤러(49)를 통하여 수지용액코팅부(15)로 배출되어지도록 하였다.

제직된 격자형태의 망의 외면에 수지용액(51)를 도포시키고 압착하여 일정한 두께로 유지시켜 배출시키는 수지용액코팅부(15)는, 수지용액(51)가 충진되는 코팅조(50)의 전방에는 제 1인입유도롤러(55)와 제 2인입유도롤러(56)를 하측과 상측에 설치하였고, 후방에는 제 1배출유도롤러(58)와 제 2배출유도롤러(59)를 상측과 하측에 설치하였으며, 코팅조(50)의 내부에는 코팅유도롤러(57)와 스퀴징롤러부(60)를 전방하측과 후방상측에 각각 설치하였으며, 코팅조(50)의 내부에 충진되는 수지용액(52)은 폴리염화비닐(PVC), 아크릴계 수지 등을 혼합시켜서 된 열경화성수지를 적당량의 용매에 용해 및 유화 분산시킨 용액으로 형성하였다.

상기 스퀴징롤러부(60)는 도 4c에 예시된 바와 같이, 한 쌍의 받침대(61)를 이격시켜 구비하여 그 내부에 받침롤러(52)를 축(52-1)으로 굴대 설치하였고, 각 받침대(61)의 상측에는 한 쌍의 가이드지지대(62)를 이용하여 상판(61-1)을 일체형으로 설치하되 상판(61-1)과 받침대(61)의 중앙선상에 스크루봉(65)을 회전 가능하게 설치하여 상단에 핸들(66)을 구비하였으며, 상판(61-1)과 받침대(61)의 사이에서 스크루봉(65)에는 승하강대(64)가 양측에 형성된 승하강너트편(63)을 나사 결합시키되 양측의 승하강대(64)가 스프링(67)에 의해 탄발되면서 가이드지지대(62)를 따라 슬라이딩되어지도록 하였으며, 대향되는 승하강너트편(63)의 사이에는 압착롤러(53)를 축(53-1)으로 굴대 설치하였다.

특히, 상기 압착롤러(53)는 금속롤러(54)의 외주에 고무층(54-1)을 일체형으로 증착하여 핸들(66)에 의해 스크루봉(65)을 정역으로 회전시키면 스프링(67)으로 탄발되는 승하강너트편(63)과 함께 압착롤러(53)가 상하로 이동되면서 받침롤러(52)와의 압착상태를 조정할 수 있도록 하였다.

도포된 수지용액(51)을 건조시켜 유리섬유지오그리드로 형성하여 주는 건조부(16)는, 건조틀(70)의 내부에 히터(71)를 일렬종대로 설치하여 유리섬유사망의 외부에 도포된 수지용액(51)을 일괄적으로 건조 열처리시켜 줄 수 있도록 하였으며, 특히 상기 히터(71)는 원적외선히터(IR Heater)를 장착하여 80 ~ 130℃에서 건조시키고, 150 ~ 250℃에서 열처리시켜 주도록 하였다.

건조부(16)를 통과하여 건조된 유리섬유지오그리드를 롤봉(86)에 권취시켜 주는 권취부(17)의 권취장치(80)는, 도 4d에 예시된바와 같이, 지지틀(81)의 상부 양측에 한 쌍의 측면지지판(81-1)을 일체형으로 대향되게 설치하고, 이들 사이의 하측에는 방향전환롤러(82)와 한 쌍의 가이드롤러(83)를 굴대 설치하고 그 상측에 롤회전축(84)을 각각 회전가능하게 굴대 설치하여 롤봉(86)을 착탈시킬 수 있도록 하되 일 측의 롤회전축(84)에는 감속모터(85)를 장착하여 회전시킬 수 있도록 하였으며, 감속모터(85)의 작동에 의해 롤봉(86)을 회전시켜 유리섬유지오그리드를 유리섬유지오그리드롤(1-2)형태로 회권시켜 줄 수 있도록 하였다.

이하, 유리섬유 지오그리드 제조시스템(10)의 작동관계 및 이를 이용한 유리섬유지오그리드의 제조방법을 설명한다.

상기 도 3에 예시된 바와 같은 유리섬유 지오그리드 제조시스템(10)을 이용하여 유리섬유지오그리드를 제조하는 방법은,

유리섬유경사(2-2)를 3000 ~ 5000tex 섬도의 섬유로빙을 얀 가이드(Yarn Guide)로 통과시키면서 집속하여 10 ~ 30개의 로빙조를 형성하고, 이와 같이 형성된 로빙조를 경사방향으로 일정한 간격을 유지시키면서 경사리브(2)를 준비하는 단계;

유리섬유경사(2-2)를 3000 ~ 5000tex 섬도의 섬유로빙 20 ~ 30개를 횡으로 배치하여 로빙조를 형성하고, 이와 같이 형성된 복수개의 로빙조를 위사방향으로 일정한 간격으로 유지시키면서 평행하게 배열하여 위사리브(3)를 준비하는 단계;

상기 경사리브(2)를 장력을 가하면서 경사방향으로 공급하고, 동시에 위사리브(3)를 위사방향으로 공급하면서 통상의 직기(14)에 의해 경사리브(2)와 위사리브(3)를 서로 교차시키면서 제직하여 소정의 간격으로 유지되는 유리섬유지오그리드를 제조하는 단계;

직기(14)에 의해 제조된 유리섬유지오그리드를 코팅조(50)에 충진된 수지용액(51)으로 통과시켜 외면에 수지를 코팅시키는 단계;

수지가 외면에 코팅된 유리섬유지오그리드를 원적외선히터가 구비된 건조틀(70)에 통과시켜 80 ~ 130℃에서 건조하고 150 ~ 250℃에서 열처리하여 완전히 건조시켜 주는 단계;

외면에 코팅된 수지가 완전히 건조된 유리섬유지오그리드를 일정한 장력으로 유지시키면서 권취장치(80)에 권취시켜 주는 단계; 를 포함하여 일괄적으로 연속 처리하는 것에 의해 이루어진다.

유리섬유경사공급부(11)의 보빈적재틀(20)에 적재된 각 보빈(21)을 통해서 유리섬유경사(2-2)가 공급되어진다.

유리섬유경사공급부(11)에서 유도가이드부(12)로 공급되어지는 유리섬유경사(2-2)는 유도가이드부(12)로 공급되면서 인입 및 장력발생유도롤러부(25)에 의해 유도되어 장력이 발생되어지면서 공급되는데, 도 4d에 예시된 바와 같이 인입 및 장력발생유도롤러부(25)의 인입유도롤러(26)의 상측을 통하여 유입되는 유리섬유경사(2-2)는 장력발생유도롤러(27)의 하측을 통과하면서 자연스럽게 장력이 발생하게 되고, 장력이 유지되는 유리섬유경사(2-2)가 도 4b에 예시된바와 같이 제 1가이드(30)를 통과할 때에는 소정의 폭으로 유지되면서 통과하게 되며, 제 2가이드(33)를 통과하면서 차후에 제직되어질 유리섬유지오그리드와의 동일한 폭으로 유지되어진 상태에서 배출유도롤러(37)를 통하여 직조부(13)로 공급되어진다.

직조부(13)의 인입유도롤러부(40)로 유입되는 유리섬유경사(2-2)는 하측전방롤러(42)와 하측후방롤러(44) 및 방향전환롤러(45)를 거쳐 드럼롤러(41)를 통과하면서 장력이 유지하고 균일한 배열상태를 유지하게 되며, 상측유도롤러(45)를 거쳐 제 3가이드(38)를 통과하면서 복수개씩으로 집속되어 경사리브(2)를 형성하여 통상의 직기(14)에 공급시켜 준다.

또한 필요에 따라 각 결합사보빈(5)에 감겨져 있는 결합사(4)를 결합사가이드(7)를 통하여 소정의 개수씩으로 집속되어지는 각 경사리브(2)와 함께 직기(14)에 공급시켜 준다.

경사리브(2)와 결합사(4)가 공급되어지는 직기(14)에 유리섬유위사(3-2)로 된 위사리브(3)를 공급하면서 제직(Weaving)을 실시하여 유리섬유지오그리드를 제직하고, 제직된 유리섬유지오그리드는 배출유도롤러(47)의 선후에 배출지지롤러(48)(48-1)가 구비된 배출유도롤러부(46)와 하단의 배출유도롤러(49)를 거쳐 수지코팅부(15)로 송출 공급되어진다.

수지코팅부(15)로 송출 공급되어지는 유리섬유지오그리드는 제 1인입유도롤러(55)와 제 2인입유도롤러(56)를 통하여 코팅조(50)로 유입되어지는데, 코팅조(50)로 유입되는 유리섬유지오그리드는 수지용액(51)의 내부에 수장되어 있는 코팅유도롤러(57)를 통과하면서 외면에 수지용액이 코팅되어지며, 수지용액이 외면에 코팅된 유리섬유지오그리드가 스퀴징롤러부(60)를 통과하면서 도포된 수지용액의 일부가 스퀴징됨과 동시에 일정한 두께를 유지하게 되다.

외면에 도포된 수지용액이 스퀴징되어지고 일정한 두께로 압착되어 배출되는 유리섬유지오그리드는 건조부(16)의 건조틀(70)을 통과하게 되는데, 건조틀(70)의 내부에 일렬횡대로 배열되어 설치된 히터(71) 즉, 원적외선 히터(IR Heater)들 은 전반부에서 붜 후반부로 80 ~ 130℃ 및 150 ~ 250℃를 유지하고 있으므로 80 ~ 130℃ 의 열기를 통과할 때에는 건조되어지기 시작하고, 150 ~ 250℃의 열기를 통과하면서 열처리되어 완전히 건조되어지게 되는 것이다.

건조부(16)의 건조틀(70)을 통과하여 외면에 도포된 수지용액이 완전히 건조된 유리섬유지오그리드는 권치부(17)의 권취장치(80)에 장착된 롤봉(86)에 회권되어지는데, 하단의 방향전환롤러(82)를 통하여 상측으로 방향이 전환된 유리섬유지오그리드는 나란하게 설치된 가이드롤러(83)의 사이를 통과하여 감속모터(85)의 작동에 의해 서서히 회전하는 롤봉(86)의 외주에 회권(권취)되어 감겨지게 된다.

적정량(길이)의 유리섬유지오그리드가 롤봉(86)에 감겨지면 감속모터(85)의 작동을 정지시킨 상태에서 유리섬유지오그리드가 감겨진 롤봉(86)을 인출하고, 새로운 롤봉(86)을 롤회전축(84)에 장전시킨 상태에서 감속모터(85)를 재차 작동시켜 유리섬유지오그리드를 회권시켜주면 되는 것이다.

상기 유리섬유 지오그리드 제조시스템(10)을 이용하여 유리섬유 지오그리드를 제조하였다.

실시 예 1

경사리브(2)의 로빙사로서는 (주)한국 화이바에서 제조한 2400TEX를 사용하였고, 각 규격에 따라 경사를 3본, 4본, 5본 배열하였으며, 위시리브(3)는 3본, 4본, 5본 배열하였으며, 결합사(4)로는 폴리에스터(POLYESTER) 300^*2 합사를 사용하였다.

경사(경사리브의 로빙조): 2400 TEX 3 ROVING

위사(위사리브의 로빙조): 2400 TEX 2 ROVING

경사밀도 : 31 ROVING조/m

위사밀도 : 30 ROVING조/m

상기와 같은 조건을 유지시키면서 제직을 실시하여 유리섬유 지오그리드(시료 1)를 얻었으며, 제직된 유리섬유 지오그리드의 무게는 410g/㎡를 유지하였다.

실시 예 2

경사(경사리브의 로빙조): 2400 TEX 4 ROVING

위사(위사리브의 로빙조): 2400 TEX 3 ROVING

경사밀도 : 31 ROVING조/m

위사밀도 : 30 ROVING조/m

상기와 같은 조건을 유지시키면서 제직을 실시하여 유리섬유 지오그리드(시료 2)를 얻었으며, 제직된 유리섬유 지오그리드의 무게는 550g/㎡를 유지하였다.

위의 실시 예1 및 실시 예2에 의해 제조된 각 유리섬유 지오그리드(시료 1, 시료 2)의 강도와 신도를 각각 측정 실험하였다.

실험 예 1(실시 예 1에서 얻어진 시료 1)

강도 - 경사 ; 7,998㎏/ｍ

위사 ; 5,160㎏/ｍ

신도 - 0.36％

실험 예 2(실시 예 2에서 얻어진 시료 2)

강도 - 경사 ; 10,664㎏/ｍ

위사 ; 7,740㎏/ｍ

신도 - 0.28％

상기 실험 예에서 확인되는 바와 같이 경사와 위사를 유리섬유로 사용하여 유리섬유 지오그리드 제조시스템(10)에 의해 제직되는 유리섬유 지오그리드는 그 강도와 신도가 현저하게 향상되었음을 확인할 수 있었다.

본 발명에 따른 유리섬유 지오그리드 제조시스템(10)은 상기와 같이 실시되면서 유리섬유 지오그리드를 제조하게 되며, 제조되는 본 발명에 따른 유리섬유 지오그리드는 신도가 0.3% 미만으로서 고강도ㆍ고장력ㆍ저신도를 유지하고 있음을 확인 할 수 있었고, 외부에 코팅(피복)된 수지에 의해 내구성ㆍ내부식성 등이 향상되어지게 된다.

본 발명에서는 구체적인 실시 예에 대하여 설명했지만 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함을 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것은 당연한 것이다.

본 발명에 따른 텍스타일 유리섬유 지오 그리드와 그 제조시스템 및 제조방법은, 고강도의 유리섬유사를 경사와 위사로 사용하므로 지오 그리드의 무게를 경량화하면서도 고강도ㆍ고장력ㆍ저신도ㆍ내약품성ㆍ내구성ㆍ내부식성 등 품질을 향상시켰으므로 성토 및 콘크리트 구조물을 보강하는데 사용할 수 있을 뿐만 아니라 지반을 견실하게 역류시켜 지반의 지지력을 크게 향상시켜 지반이 흘러내리거나 무너지는 것 등을 방지할 수 있고, 경사공급부ㆍ유도가이드부ㆍ인입유도롤러부와 통상의 직물기 및 배출유도롤러부가 구비된 직조부ㆍ수지용액코팅부ㆍ건조부ㆍ권취부를 연속적으로 구비하였으므로 일련의 공정을 일괄적으로 처리하여 유리섬유 지오 그리드를 중단 없이 자동으로 제조할 수 있으며, 생산과정을 단순하고 원활하게 실행하고 능률적으로 실시하여 제조시간을 현저히 단축시키고 생산성을 향상시켜 제조원가를 절감할 수 있게 되는 것이다.

도 1a 내지 도 1c는 통상적인 종래의 지오그리드를 보인 예시도 및 단면도.

도 2는 종래의 다른 지오그리드를 보인 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 텍스타일 유리섬유 지오그리드와 그 제조시스템 및 제조방법을 보인 제조공정도.

도 4a 내지 도 4본 발명에 따른 텍스타일 유리섬유 지오그리드와 그 제조시스템 및 제조방법에서 요부를 발췌하여 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1.1-1. 지오그리드 2. 경사리브 3. 위사리브

4. 결합사 5. 수지용액피복층 10. 지오그리드제조시스템

11. 유리섬유경사공급부 12. 유도가이드부 13. 지조부

14. 직기 15. 수지용액코팅부 16. 건조부

17. 권취부 20. 보빈적재틀 21. 보빈

25. 인입 및 장력발생 유도롤러부 30. 제 1가이드

33. 제 2가이드 40. 인입유도롤러부 46. 배출유도롤러부

50. 코팅조 51. 수지용액 52. 받침롤러

53. 압착롤러 60. 코팅롤러지지장치 70. 히터틀

80. 권취장치 81. 지지틀 82. 방향전환롤러

83. 가이드롤러 84. 롤회전축 86. 롤봉

Claims

여러 가닥의 경사(2-1)로 된 경사리브(2)를 단독 또는 결합사(4) 및 여러 가닥의 위사(3-1)로 된 위사리브(3)를 격자형태의 망으로 제직하고 그 외부에 수지용액피복층(5)을 코팅시켜서 된 것에 있어서,

상기 경사리브(2)와 위사리브(3)를 형성하는 경사와 위사를 유리섬유경사(2-2)와 유리섬유위사(3-2)로 하여 직기(14)에 의해 제직한 것을 특징으로 하는 텍스타일 유리섬유 지오그리드.
여러 가닥의 경사(2-1)로 된 경사리브(2)를 단독 또는 결합사(4) 및 여러 가닥의 위사(3-1)로 된 위사리브(3)를 격자형태의 망으로 제직하고 그 외부에 수지용액피복층(5)을 코팅시키도록 하는 것에 있어서,

보빈적재틀(20)에 유리섬유경사(2-2)가 회권된 보빈(21)을 장착시켜 유리섬유경사(2-2)를 공급시켜 주는 유리섬유경사공급부(11)와,

인입 및 장력발생유도롤러부(25)와 배출유도롤러(37)와의 사이에 제 1가이드(30)와 제 2가이드(33)를 구비하여 인입되는 유리섬유경사(2-2)를 유도하고 장력을 발생시키며 소정의 제직 폭으로 유지시켜 주는 유도가이드부(12)와,

유리섬유사(2-2)가 공급되는 인입유도롤러부(40)와 제직되는 격자형태의 망이 배출되는 배출유도롤러부(46)와의 사이에 제 3가이드(38)와 통상의 직기(14)를 구비하여 공급되는 유리섬유경사(2-2)와 유리섬유위사(3-2)를 격자형태의 망으로 제직하여 주는 직조부(13)와,

수지용액(51)이 충진되는 코팅조(50)의 전방과 후방에 인입유도롤러와 배출유도롤러를 구비하고, 코팅조(50)의 내부에 코팅유도롤러(57)와 스퀴징롤러부(60)를 구비하여, 인입유도롤러를 통하여 유입되는 격자형태의 망을 코팅유도롤러(57)의 하측과 스퀴징롤러부(60)로 통과시켜 외면에 수지용액(51)를 도포시키고 압착하여 일정한 두께로 유지시키면서 배출유도롤러를 통하여 배출시켜 주는 수지용액코팅부(15)와,

건조틀(70)의 내부에 복수개의 히터(71)를 일렬로 배치하여, 히터(71)의 하측으로 외면에 수지용액(51)이 도포된 격자형태의 망을 통과시켜 도포된 수지용액(51)를 건조시켜 유리섬유지오그리드로 형성하여 주는 건조부(16)와,

건조되어 배출되는 유리섬유지오그리드를 감속모터(85)에 회전되는 롤봉(86)에 권취시켜 주는 권취부(17)를 연속적으로 형성한 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 텍스타일 유리섬유 지오그리드의 제조시스템.
여러 가닥의 경사(2-1)로 된 경사리브(2)를 단독 또는 결합사(4) 및 여러 가닥의 위사(3-1)로 된 위사리브(3)를 격자형태의 망으로 제직하고, 그 외부에 수지용액피복층(5)을 코팅시키도록 하는 것에 있어서,

유리섬유경사(2-2)를 3000 ~ 5000tex 섬도의 섬유로빙을 얀 가이드(Yarn Guide)로 통과시키면서 집속하여 10 ~ 30개의 로빙조를 형성하고, 이와 같이 형성된 로빙조를 경사방향으로 일정한 간격을 유지시키면서 경사리브를 준비하는 단계;

유리섬유경사(2-2)를 3000 ~ 5000tex 섬도의 섬유로빙 20 ~ 30개를 횡으로 배치하여 로빙조를 형성하고, 이와 같이 형성된 복수개의 로빙조를 위사방향으로 일정한 간격으로 유지시키면서 평행하게 배열하여 위조리브를 준비하는 단계;

상기 경사리브를 장력을 가하면서 경사방향으로 공급하고, 동시에 위시리브를 위사방향으로 공급하면서 통상의 직기(14)에 의해 경사리브와 위사리브를 서로 교차시키면서 제직하여 소정의 간격으로 유지되는 유리섬유지오그리드를 제조하는 단계;

직기(14)에 의해 제조된 유리섬유지오그리드를 코팅조(50)에 충진된 수지용액(51)으로 통과시켜 외면에 수지를 코팅시키는 단계;

수지가 외면에 코팅된 유리섬유지오그리드를 원적외선히터가 구비된 건조틀(70)에 통과시켜 80 ~ 130℃에서 건조하고 150 ~ 250℃에서 열처리하여 완전히 건조시켜 주는 단계;

외면에 코팅된 수지가 완전히 건조된 유리섬유지오그리드를 일정한 장력으로 유지시키면서 권취장치(80)에 권취시켜 주는 단계; 를 포함하여 일괄적으로 연속 처리하는 것을 특징으로 하는 텍스타일 유리섬유 지오그리드의 제조방법.
청구항 2에 있어서, 인입되는 유리섬유경사(2-2)를 유도하고 장력을 발생시켜주는 인입 및 장력발생유도롤러부(25)는,

이격된 한 쌍의 장착판(28)의 사이에서 선단과 후단에 인입유도롤러(26)와 장력발생유도롤러(27)를 롤러축(26-1)(27-1)으로 굴대 설치하되 인입유도롤러(26)의 외주 상단이 장력발생유도롤러(27)의 외주 하단 보다 상측에 위치하도록 한 것과, 양측의 장착판(28)에 설치되는 판축(28-1)은 롤러축(26-1)과의 간격(D1)보다 롤러축(27-1)과의 간격(D2)을 크게 한 것을 특징으로 하는 텍스타일 유리섬유 지오그리드의 제조시스템.
청구항 2에 있어서, 유리섬유사(2-2)를 직기(14)에 공급시키는 인입유도롤러부(40)는,

드럼롤러(41)의 상측 전반부와 하측 전후방에 상측유도롤러(45)와 하측전방롤러(42) 및 하측후방롤러(43)를 굴대 설치하고 배면의 상측부에는 방향전환유도롤러(44)를 굴대 설치하여, 유리섬유경사(2-2)를 하측전방롤러(42)와 하측후방롤러(43)의 저면으로 통과시키고 방향전환유도롤러(44)에서 내측으로 방향 전환시켜 드럼롤러(41)의 외주 저면을 전방으로 돌아 상측유돌롤러(45)까지 상승시킨 후에 상측유도롤러(45)에서 제 3가이드(38)를 거쳐 직기(14)에 공급시켜 주도록 된 것을 특징으로 하는 텍스타일 유리섬유 지오그리드의 제조시스템.
청구항 2에 있어서, 직기(14)에 의해 장방형으로 제직되는 유리섬유사망을 배출시키는 배출유도롤러부(46)는,

배출유도롤러(47)의 전방과 후방에 배출지지롤러(48)(48-1)를 각각 연접되게 설치하고 하단에 배출유도롤러(49)를 구비하여, 제직된 유리섬유사망을 배출지지롤러(48)에서 배출지지롤러(48)의 외주 하단으로 통과시킨 후에 배출유도배출지지롤러(48-1)와 배출유도롤러(49)를 거쳐 수지용액코팅부(15)로 배출시키도록 한 것을 특징으로 하는 텍스타일 유리섬유 지오그리드의 제조시스템.
청구항 2에 있어서, 수지용액코팅부(15)의 스퀴징롤러부(60)는,

이격 된 한 쌍의 받침대(61)의 사이에 받침롤러(52)를 축(52-1)으로 굴대 설치한 것과,

각 받침대(61)의 상측에는 한 쌍의 가이드지지대(62)를 이용하여 상판(61-1)을 일체형으로 설치하고, 상판(61-1)과 받침대(61)의 중앙선상에는 핸들(66)이 상단에 구비된 스크루봉(65)을 회전 가능하게 설치하며, 상판(61-1)과 받침대(61)의 사이에서 스크루봉(65)에는 승하강대(64)가 양측에 형성된 승하강너트편(63)을 스프링(67)에 의해 탄발되도록 나사 결합시키되 승하강대(64)가 가이드지지대(62)를 따라 슬라이딩되어지도록 하며, 대향되는 승하강너트편(63)의 사이에 압착롤러(53)를 축(53-1)으로 굴대 설치한 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 텍스타일 유리섬유 지오그리드의 제조시스템.
청구항 7에 있어서, 스퀴징롤러부(60)에서 받침롤러(52)의 상측에 설치되는 압착롤러(53)는,

금속롤러(54)의 외주에 고무층(54-1)을 일체형으로 증착시켜서 된 것을 특징으로 하는 텍스타일 유리섬유 지오그리드의 제조시스템.
청구항 2에 있어서, 건조부(16)에서 건조틀(70)의 내부에 설치되는 히터(71)는,

원적외선히터(IR Heater)인 것과, 80 ~ 130℃에서 건조시키고 150 ~ 250℃에서 열처리시켜 주는 것을 특징으로 하는 텍스타일 유리섬유 지오그리드의 제조시스템.
청구항 2에 있어서, 건조부(16)를 통과하여 건조된 유리섬유 지오그리드를 롤봉(86)에 권취시켜 주는 권취부(17)의 권취장치(80)는,

지지틀(81)의 상부 양측에 한 쌍의 측면지지판(81-1)을 일체형으로 대향되게 설치하고, 이들 사이의 하측에 방향전환롤러(82)와 한 쌍의 가이드롤러(83)를 굴대 설치한 것과,

그 상측의 각 측면지지판(81-1)에 롤회전축(84)을 각각 회전가능하게 굴대 설치하여 롤봉(86)을 착탈시킬 수 있도록 하되 일 측의 롤회전축(84)에는 감속모터(85)장착하여 회전시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 텍스타일 유리섬유 지오그리드의 제조시스템.