KR20070040890A - 고분자 우레탄 수지를 사용한 지반보강 및 그라우팅용고강도 우레탄 인발성형 파이프 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강화유리섬유로 제조된 플렉스트랜드 로빙 및 복층 컨티뉴어스 스트랜드 매트, 단층 컨티뉴어스 스트랜드 매트를 여러 겹으로 중첩하고, 그 부재들 사이에 고분자 우레탄 수지와 혼화제를 고압주입으로 일체화시킴으로써, 파이프의 강도를 증대시킬 수 있는 고분자 우레탄 수지를 사용한 지반보강 및 그라우팅용 고강도 우레탄 인발성형 파이프 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고분자 우레탄 수지를 사용한 지반보강 및 그라우팅용 고강도 우레탄 인발성형 파이프는 인발성형에 의해 제조되는 외관이 요철형 원형관 형태의 파이프로서, 강화유리로 제조된 플렉스트랜드 로빙 및 복층 컨티뉴어스 스트랜드 매트, 단층 컨티뉴어스 스트랜드 매트가 매듭판과 맨드릴을 통과하여 우레탄 수지와 혼화제를 믹서로부터 주입상자에 주입되고, 이후 상기 주입상자에 연결된 인발성형틀에서 급속가열 및 급속냉각에 의해 일체화되어 하나의 우레탄 인발성형 파이프 몸체를 이루되, 그 몸체의 외주면은 요철면이 형성된 인발성형 파이프 몸체를 이루고, 상기 파이프 몸체의 소정 부위에는 주입재의 토출을 위한 다수의 관통공이 형성되고, 상기 관통공에는 일방향 개폐형 밸브가 설치되며, 몸체의 소정 부위에는 파이프 타입 작업시 상기 밸브의 막힘을 방지하기 위한 다수의 간격재가 소정 간격으로 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고분자 우레탄 수지를 사용한 지반보강 및 그라우팅용 고강도 우레탄 인발성형 파이프 제조방법은 강화유 리섬유인 플렉스트랜드 로빙 및 복층 컨티뉴어스 스트랜드 매트, 단층 컨티뉴어스 스트랜드 매트가 매듭판 및 맨드릴을 통과하여 초고분자폴리에틸렌 플라스틱으로 만들어진 주입상자로 이동되고, 상기 주입상자에서 고분자 우레탄 수지와 혼화제가 주입되고, 이후 인발성형틀에서 급속가열 및 급속냉각에 의해 일체화되어 고강도 우레탄 요철형 인발성형 파이프 몸체를 형성하되, 그 몸체의 외주면에는 요철면을 형성하고, 상기 파이프 몸체의 소정 부위에는 주입재의 토출을 위한 다수의 관통공을 형성하고, 상기 관통공에는 일방향 개폐형 밸브를 설치하며, 몸체의 소정 부위에는 파이프 타입 작업시 상기 밸브의 막힘을 방지하기 위한 다수의 간격재가 소정 간격으로 형성하여 제조함을 특징으로 한다.

고분자 우레탄 수지, 지반보강, 그라우팅, 고강도, 인발성형 파이프

Description

고분자 우레탄 수지를 사용한 지반보강 및 그라우팅용 고강도 우레탄 인발성형 파이프 및 그 제조방법{urethane resin type drawing out fabrication pipe and its manufacture method for reinforcing and grouting in the ground}

도 1은 본 발명에 따른 고분자 우레탄 수지를 사용한 지반보강 및 그라우팅용 고강도 우레탄 인발성형 파이프를 도시한 종단면도,

도 2는 도 1의 "C" 부분을 확대 도시한 상세도,

도 3은 도 1의 A-A선 단면도,

도 4는 도 1의 B-B선 단면도,

도 5는 도 1의 "D" 부분을 확대 도시한 상세도,

도 6은 본 발명에 따른 고분자 우레탄 수지를 사용한 지반보강 및 그라우팅용 고강도 우레탄 인발성형 파이프의 일방향 개폐형 밸브를 도시한 사시도,

도 7a 내지 7e는 본 발명에 따른 고분자 우레탄 수지를 사용한 지반보강 및 그라우팅용 고강도 우레탄 인발성형 파이프의 제조시 사용되는 매듭판을 도시한 정면도,

도 8은 본 발명에 따른 고분자 우레탄 수지를 사용한 지반보강 및 그라우팅용 고강도 우레탄 인발성형 파이프의 제조시 사용되는 냉각판을 도시한 사시도,

도 9는 본 발명에 따른 고분자 우레탄 수지를 사용한 지반보강 및 그라우팅 용 고강도 우레탄 인발성형 파이프의 제조시 사용되는 인발성형틀을 도시한 예시도.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

100: 고분자 우레탄 수지를 사용한 지반보강 및 그라우팅용

고강도 우레탄 인발성형 파이프

110: 플렉스트랜드 로빙 120: 복층 컨티뉴어스 매트

130: 단층 컨티뉴어스 매트 140: 관통공

150: 일방향 개폐형 밸브 160: 간격재

200: 매듭판 300: 맨드릴

400: 주입상자 500: 인발성형틀

본 발명은 절취사면 및 터널공사 등의 토목공사 시 지반보강 및 주입에 의한 지반강도를 강화하기 위한 고분자 우레탄 수지를 사용한 지반보강 및 그라우팅용 고강도 우레탄 인발성형 파이프 및 그 제조방법에 관한 것으로,

특히 강화유리섬유로 제조된 플렉스트랜드 로빙 및 복층 컨티뉴어스 스트랜드 매트, 단층 컨티뉴어스 스트랜드 매트를 각각 교호하여 여러 겹 파이프 형태로 중첩하고, 이 부재들 사이에 우레탄 수지와 혼화제를 함침시켜 플렉스트랜드 로빙 및 복층 컨티뉴어스 스트랜드 매트, 단층 컨티뉴어스 스트랜드 매트를 일체화시킴으로써, 파이프의 강도를 증대시키는 한편, 요철형 파이프 몸체에 반구형의 간격부재 및 일방향 그라우팅용 밸브를 설치함으로써 보강재를 지중에의 삽입함과 동시에 그라우트재의 압력 주입작업을 효율적으로 수행할 수 있는 고분자 우레탄 수지를 사용한 지반보강 및 그라우팅용 고강도 우레탄 인발성형 파이프 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래에는 유리섬유가 직교하는 형태로 제작된 매트를 이용하여 핸드레이업 방식으로 파이프를 제조하여 사용하였다.

따라서, 수직하중 및 내부압력에 견디지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 다른 방법으로는 일방향으로 제작된 스티치 매트를 사용하여 파이프를 제조하였으나, 이 또한 방향성이 없어 수직 하중에 취약점이 노출되어 일정한 강도가 요구되는 시설에는 사용할 수 없는 단점이 있다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 강화유리섬유로 제조된 플렉스트랜드 로빙 및 복층 컨티뉴어스 스트랜드 매트, 단층 컨티뉴어스 스트랜드 매트를 여러 겹으로 중첩하고, 그 부재들 사이에 고분자 우레탄 수지와 혼화제를 고압주입으로 일체화시킴으로써, 파이프의 강도를 증대시킬 수 있는 고분자 우레탄 수지를 사용한 지반보강 및 그라우팅용 고강도 우레탄 인발성형 파이프 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 요철형 파이프에 반구형의 간격재 및 일방향 그라우팅용 밸브를 설치함으로써, 지중에의 삽입, 그라우트재의 압력 주입작업을 효율적으로 수행할 수 있는 고분자 우레탄 수지를 사용한 지반보강 및 그라우팅용 고강도 우레탄 인발성형 파이프 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고분자 우레탄 수지를 사용한 지반보강 및 그라우팅용 고강도 우레탄 인발성형 파이프는 인발성형에 의해 제조되는 외관이 요철형 원형관 형태의 파이프로서, 강화유리로 제조된 플렉스트랜드 로빙 및 복층 컨티뉴어스 스트랜드 매트, 단층 컨티뉴어스 스트랜드 매트가 매듭판과 맨드릴을 통과하여 우레탄 수지와 혼화제를 믹서로부터 주입상자에 주입되고, 이후 상기 주입상자에 연결된 인발성형틀에서 급속가열 및 급속냉각에 의해 일체화되어 하나의 우레탄 인발성형 파이프 몸체를 이루되, 그 몸체의 외주면은 요철면이 형성된 인발성형 파이프 몸체를 이루고, 상기 파이프 몸체의 소정 부위에는 주입재의 토출을 위한 다수의 관통공이 형성되고, 상기 관통공에는 일방향 개폐형 밸브가 설치되며, 몸체의 소정 부위에는 파이프 타입 작업시 상기 밸브의 막힘을 방지하기 위한 다수의 간격재가 소정 간격으로 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고분자 우레탄 수지를 사용한 지반보강 및 그라우팅용 고강도 우레탄 인발성형 파이프 제조방법은 강화유리섬유인 플렉스트랜드 로빙 및 복층 컨티뉴어스 스트랜드 매트, 단층 컨티뉴어스 스트랜드 매트가 초고분자 폴리에틸렌 플라스틱으로 만든 5개의 매듭판 및 맨드릴 을 통과하여 초고분자폴리에틸렌 플라스틱으로 만들어진 주입상자로 이동되고, 상기 주입상자에서 우레탄 수지와 혼화제가 주입되고, 이후 인발성형틀에서 급속가열 및 급속냉각에 의해 일체화되어 우레탄 요철형 인발성형 파이프 몸체를 형성하되, 그 몸체의 외주면에는 요철면을 형성하고, 상기 파이프 몸체의 소정 부위에는 주입재의 토출을 위한 다수의 관통공을 형성하고, 상기 관통공에는 일방향 개폐형 밸브를 설치하며, 몸체의 소정 부위에는 파이프 타입 작업시 상기 밸브의 막힘을 방지하기 위한 다수의 간격재가 소정 간격으로 형성하여 제조함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 지반보강 및 그라우팅용 고강도 우레탄 요철형 인발성형 파이프를 도시한 종단면도이며, 도 2는 도 1의 "C" 부분을 확대 도시한 상세도이며, 도 3은 도 1의 A-A선 단면도이며, 도 4는 도 1의 B-B선 단면도이며, 도 5는 도 1의 "D" 부분을 확대 도시한 상세도이며, 도 6은 본 발명에 따른 고강도 우레탄 요철형 인발성형 파이프의 일방향 개폐형 밸브를 도시한 사시도이며, 도 7a 내지 7e는 본 발명에 따른 고강도 우레탄 요철형 인발성형 파이프의 제조시 사용되는 매듭판을 도시한 정면도이며, 도 8은 본 발명에 따른 고강도 우레탄 요철형 인발성형 파이프의 제조시 사용되는 냉각판을 도시한 사시도이며, 도 9는 본 발명에 따른 고강도 우레탄 요철형 인발성형 파이프의 제조시 사용되는 인발성형틀을 도시한 예시도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 고분자 우레탄 수지를 사용한 지반보강 및 그라우팅용 고강도 우레탄 인발성형 파이프(100)는 인발성형에 의 해 제조되는 외관이 요철형 원형관 형태의 파이프로서, 강화유리로 제조된 플렉스트랜드 로빙(110) 및 복층 컨티뉴어스 스트랜드 매트(120), 단층 컨티뉴어스 스트랜드 매트(130)가 매듭판(200) 및 맨드릴(300)을 통과하여 우레탄 수지와 혼화제를 믹서로부터 주입상자(400)에 주입되고, 이후 상기 주입상자(400)에 연결된 인발성형틀(500)에서 급속가열 및 급속냉각에 의해 일체화되어 하나의 우레탄 인발성형 파이프 몸체를 이루되, 그 몸체의 외주면은 요철면이 형성되고, 상기 파이프 몸체의 소정 부위에는 주입재의 토출을 위한 다수의 관통공(140)이 형성되고, 상기 관통공(140)에는 일방향 개폐형 밸브(150)가 설치되며, 몸체의 소정 부위에는 파이프 타입 작업시 상기 밸브(150)의 막힘을 방지하기 위한 다수의 간격재(160)가 소정 간격으로 설치된 구조이다.

여기서, 상기 강화유리로 제조된 플렉스트랜드 로빙(110) 및 복층 컨티뉴어스 스트랜드 매트(120), 단층 컨티뉴어스 스트랜드 매트(130)를 일체로 하기 위한 매듭판(200) 및 맨드릴(300)을 통과하여 고분자 우레탄 수지와 혼화제가 주입되는 주입상자(400)는 초고분자폴리에틸렌 플라스틱으로 만들어지고, 상기 주입상자(400)는 두 개의 폴리에틸렌 판체를 볼트로 죄어 조립되며, 그 폴리에틸렌 판체의 틈을 밀폐시켜 주입상자(400) 사이로 플렉스트랜드 로빙(110) 및 복층 컨티뉴어스 스트랜드 매트(120), 단층 컨티뉴어스 스트랜드 매트(130)의 유출을 막기 위해 록타이트 5900 플렌지 밀폐재(Loctite 5900 Flange Sealant)를 사용한다.

한편, 본 발명에 따른 지반보강 및 그라우팅용 고분자 우레탄 수지를 사용한 고강도 우레탄 인발성형 파이프(100)는 전체적으로 유리섬유 강화재인 플렉스트랜 드 로빙(110) 및 복층 컨티뉴어스 스트랜드 매트(120), 단층 컨티뉴어스 스트랜드 매트(30), 고분자 우레탄 수지, 열가소성 첨가제, 무기질 충전제, 내부이형제, 유기과산화물, 안료를 적절한 중량비율로 혼합하여 우레탄 요철형 인발성형 파이프(100)를 성형 제작하는 것이다.

이하, 상기한 바와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 고분자 우레탄 수지를 사용한 지반보강 및 그라우팅용 고강도 우레탄 인발성형 파이프(100)의 제조에 대해 설명한다.

본 발명에 따른 고분자 우레탄 수지를 사용한 지반보강 및 그라우팅용 고강도 우레탄 인발성형 파이프 제조방법은 강화유리섬유인 플렉스트랜드 로빙(110) 및 복층 컨티뉴어스 스트랜드 매트(120), 단층 컨티뉴어스 스트랜드 매트(130)가 매듭판(200) 및 맨드릴(300)을 통과하여 초고분자폴리에틸렌 플라스틱으로 만들어진 주입상자(400)로 이동되고, 상기 주입상자(400)에서 우레탄 수지와 혼화제가 주입되고, 이후 인발성형틀(500)에서 급속가열 및 급속냉각에 의해 일체화되어 우레탄 요철형 인발성형 파이프 몸체를 형성하되, 그 몸체의 외주면에는 요철면을 형성하고, 상기 파이프 몸체의 소정 부위에는 주입재의 토출을 위한 다수의 관통공(140)을 형성하고, 상기 관통공(140)에는 일방향 개폐형 밸브(150)를 설치하며, 몸체의 소정 부위에는 파이프 타입 작업시 상기 밸브(150)의 막힘을 방지하기 위한 다수의 간격재(160)가 소정 간격으로 형성하여 제조한다.

즉, 본 발명에 따른 고분자 우레탄 수지를 사용한 지반보강 및 그라우팅용 고강도 우레탄 인발성형 파이프 제조방법은 강화유리섬유인 플렉스트랜드 로빙 (110) 및 복층 컨티뉴어스 스트랜드 매트(120), 단층 컨티뉴어스 스트랜드 매트(130)가 초고분자 폴리에틸렌 플라스틱으로 만든 5개의 매듭판(200) 및 맨드릴(300)을 통과하여 파이프 형태로 직조된다.

이렇게 직조된 강화유리섬유 파이프는 수직 하중에 적절히 대응할 수 있는 강도가 발생되며, 내부의 압력에 견딜 수 있는 내압력을 가지게 된다.

상기 복층 및 단층 컨티뉴어스 스트랜드 매트(120, 130)와 플렉스트랜드 로빙(110)이 매듭판(200)과 맨드릴(300)을 따라 초고분자폴리에틸렌 플라스틱으로 만들어진 주입상자(400)로 이동하고, 상기 주입상자(400)에서 고분자 우레탄 수지와 혼화제가 주입되고, 이후 인발성형틀(500)에서 급속가열 및 급속냉각에 의해 일체화되어 하나의 우레탄 요철형 인발성형 파이프 몸체를 이룬다.

여기서, 상기 주입상자(400)와 인발성형틀(500) 사이에는 냉각판(600)이 위치하는데, 이는 급속가열이 이루어지는 인발성형틀(500)의 입구부 온도 상승으로 주입상자(400)의 고분자 우레탄 수지와 혼화제가 일찍 경화되어 파괴되는 것을 방지하는 부재이다.

특히, 상기 냉각판(600)은 25mm(1inch) 두께의 알루미늄으로 만들어지고, 냉각판(600)의 넓은면 중앙에 직경 60mm의 구멍이 형성되며, 좁은면에는 냉각수 순환을 위한 구멍이 천공되어 있다.

상기 냉각판(600)은 항상 18℃에서 21℃ 범위에 작동하여야 하며, 인발성형틀(500)의 입구부는 급속가열이 이루어지고, 출구부는 급속냉각이 이루어져 복층 및 단층 컨티뉴어스 스트랜드 매트(120, 130)와 플렉스트랜드 로빙(110)가 고분자 우레탄 수지 및 혼화제가 일체화되어 경화가 이루어진다.

상기 인발성형틀(500)은 도 9에 도시된 바와 같이 ①부분은 냉각하는 구역으로 냉각판(600)을 포함한 인발성형틀(500)의 입구부에 해당하고, 냉각수 입출 및 온도는 실시간 모니터링 된다.

②부분은 가열시작부로서 1400W의 스트립 가열기에 의해 가열되며, 작동시 온도제어가 가능하다.

③부분은 최고 193℃까지 가열하고, 132℃에 도달하면 냉각부에 도달한다.

여기서, 상기 가열부에는 총 여섯 개의 히터가 있으며, 길이는 대략 10∼12인치 정도(바닥과 상단에 각 두개씩, 그리고 하나씩 양옆에 있음)이다.

④ 및 ⑤는 냉각부에 해당하며 가열부의 온도가 132℃에 도달하면, 가열은 멈추고 급속냉각부로 이동된다.

냉각부의 적정 정상 온도는 93℃ 이하이고, 길이는 18∼20인치 정도 된다.

따라서, 상기한 바와 같은 인발성형틀(500)에서 급속가열 및 급속냉각에 의해 상기 복층 및 단층 컨티뉴어스 스트랜드 매트(120, 130)와 플렉스트랜드 로빙(110)이 우레탄 수지와 혼화제가 일체화되어 하나의 우레탄 요철형 인발성형 파이프 몸체가 형성된다.

상기 우레탄 요철형 인발성형 파이프 몸체의 외주면에 요철면을 형성하고, 상기 파이프 몸체의 소정 부위에는 주입재의 토출을 위한 다수의 관통공(140)을 형성하며, 상기 관통공(140)에 일방향 개폐형 밸브(150)를 설치한 후, 몸체의 소정 부위에는 파이프 타입 작업시 상기 밸브(150)의 막힘을 방지하기 위한 다수의 간격 재(160)를 설치하면 일련의 지반보강 및 그라우팅용 고강도 우레탄 요철형 인발성형 파이프(100)가 제조된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 고분자 우레탄 수지를 사용한 지반보강 및 그라우팅용 고강도 우레탄 인발성형 파이프 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 강화유리섬유를 일정한 층으로 형성시킨 후에 층 사이에 우레탄 수지 및 혼화제를 고압주입하여 일체화 제조함으로써, 수직 하중 및 내압에 강하게 저항할 수 있는 강도를 가질 수 있고, 내식성, 내열성, 내한성 및 전파투과성, 환경친화성도 양호하여 산업 전반에 광범위하게 사용할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 본 발명은 파이프 몸체에 간격부재 및 일방향 밸브를 설치함으로써, 파이프의 지중에의 타입 작업 및 그라우팅재의 토출 작업을 효율적으로 수행할 수 잇는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 인발성형에 의해 제조되는 외관이 요철형 원형관 형태의 파이프로서, 강화유리로 제조된 플렉스트랜드 로빙(110) 및 복층 컨티뉴어스 스트랜드 매트(120), 단층 컨티뉴어스 스트랜드 매트(130)가 매듭판(200) 및 맨드릴(300)을 통과하여 고분자 우레탄 수지와 혼화제를 믹서로부터 주입상자(400)에 주입되고, 이후 상기 주입상자(400)에 연결된 인발성형틀(500)에서 급속가열 및 급속냉각에 의해 일체화되어 하나의 우레탄 인발성형 파이프 몸체를 형성되되, 그 몸체의 외주면은 원형 및 요철형 등 성형틀의 형상에 따라 다양하게 형성되고, 상기 파이프 몸체의 소정 부위에는 주입재의 토출을 위한 다수의 관통공(140)이 형성되고, 상기 관통공(140)에는 일방향 개폐형 밸브(150)가 설치되며, 몸체의 소정 부위에는 파이프 타입 작업시 상기 밸브(150)의 막힘을 방지하기 위한 다수의 간격재(160)가 소정 간격으로 설치된 것을 특징으로 하는 고분자 우레탄 수지를 사용한 지반보강 및 그라우팅용 고강도 우레탄 인발성형 파이프.
2. 강화유리섬유인 플렉스트랜드 로빙(110) 및 복층 컨티뉴어스 스트랜드 매트(120), 단층 컨티뉴어스 스트랜드 매트(130)가 매듭판(200) 및 맨드릴(300)을 통과하여 초고분자폴리에틸렌 플라스틱으로 만들어진 주입상자(400)로 이동되고, 상기 주입상자(400)에서 고분자 우레탄 수지와 혼화제가 주입되고, 이후 인발성형틀(500)에서 급속가열 및 급속냉각에 의해 일체화되어 고강도 우레탄 요철형 인발성 형 파이프 몸체를 형성하되, 그 몸체의 외주면은 원형 및 요철형 등 성형틀의 형상에 따라 다양하게 형성되고, 상기 파이프 몸체의 소정 부위에는 주입재의 토출을 위한 다수의 관통공(140)을 형성하고, 상기 관통공(140)에는 일방향 개폐형 밸브(150)를 설치하며, 몸체의 소정 부위에는 파이프 타입 작업시 상기 밸브(150)의 막힘을 방지하기 위한 다수의 간격재(160)가 소정 간격으로 형성하여 제조함을 특징으로 하는 고분자 우레탄 수지를 사용한 지반보강 및 그라우팅용 고강도 우레탄 인발성형 파이프 제조방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 인발성형틀(500)은 급속가열부와 급속냉각부로 구성됨을 특징으로 하는 고분자 우레탄 수지를 사용한 지반보강 및 그라우팅용 고강도 우레탄 인발성형 파이프 제조방법.

Images