KR20200109584A

KR20200109584A - 굴곡시킨 상태를 유지 가능한 토목용 부직포 지오텍스타일

Info

Publication number: KR20200109584A
Application number: KR1020190028828A
Authority: KR
Inventors: 전한용; 남경화
Original assignee: 전한용; 남경화
Priority date: 2019-03-13
Filing date: 2019-03-13
Publication date: 2020-09-23

Abstract

본 발명은 쓰레기 매립장 건설 시 침출수의 외부유출을 차단하기 위하여 설치하는 차수막을 매립쓰레기 하중 및 외부의 충격으로부터 보호하는 기능과 쓰레기에서 발생하는 침출수를 원활하게 배수시키는 투과계수를 갖는 배수기능, 매립 하중에 의한 매립지 사면의 활동파괴를 방지하는 사면안전성 확보기능 및 여과기능과 일방향으로 인장력이 증대되도록 한 굴곡시킨 상태를 유지 가능한 토목용 부직포 지오텍스타일에 관한 것인바, 본 발명은 토목용 부직포 지오텍스타일에 있어서, 단섬유가 적층되어 이루어진 제1단섬유집합체와; 상기 제1단섬유집합체에 적층되는 강성보강수단과; 상기 강성보강수단의 공간에 삽입되는 채움재와; 상기 강성보강수단의 상부에 설치되는 제2단섬유집합체로 이루어진 것에 그 특징이 있다.

Description

굴곡시킨 상태를 유지 가능한 토목용 부직포 지오텍스타일{Non-woven geotextile for civil engineering that can maintain the bent state}

본 발명은 굴곡시킨 상태를 유지 가능한 토목용 부직포 지오텍스타일에 관한 것으로서 보다 상세하게는 절곡한 상태를 유지하면서 쓰레기 매립장 건설 시 침출수의 외부유출을 차단하기 위하여 설치하는 차수막을 매립쓰레기 하중 및 외부의 충격으로부터 보호하는 기능과 쓰레기에서 발생하는 침출수를 원활하게 배수시키는 투과계수를 갖는 배수기능, 매립 하중에 의한 매립지 사면의 활동파괴를 방지하는 사면안전성 확보기능 및 여과기능과 일방향으로 인장력이 증대되도록 함과 지면을 따라 절곡한 상태를 유지하면서 설치되도록 한 굴곡시킨 상태를 유지 가능한 토목용 부직포 지오텍스타일에 관한 것이다.

쓰레기 매립장과 같은 혐오시설에 대한 기피현상(NIMBY)과 전세계적으로 환경오염에 대한 심각성 때문에 보다 안전한 쓰레기 매립장의 건설이 요구되었고, 이에 따른 쓰레기 매립장 시설에 대한 설치 기준 또한 해마다 강화되고 있다.

우리나라의 경우 1999년 8월 9일에 개정된 폐기물관리법시행규칙에 따르면 매립장 건설공사 시 차수막의 상부에는 보호용 재료를 포설하고, 사면부 차수막 상부에는 토목합성수지배수층을 설치하도록 의무화하고 있다. 이와 같이 개정된 의무화 규정을 만족하는 재료의 선택은 기존 제품을 사용할 경우 선택의 범위가 극히 제한적이고, 또한 단일제품으로는 법규를 만족시키기 어려워 2가지 이상의 제품을 조합하거나 복합화된 제품을 설치하여야 하기 때문에, 이로 인한 설치비용의 과다소요, 설치기간의 장기화, 제품의 품질 및 시공 안전성 확보의 어려움 등으로 비경제적인 시공이 되고 있다.

또한 1999년 8월 9일 개정된 폐기물관리법시행규칙에 따르면 쓰레기 매립장 건설공사 시 매립장 바닥 부의 설치기준은 아래쪽으로부터 투수계수 10㎝/sec이하, 두께 50㎝이상의 다짐 점토층 또는 다짐점토광물 혼합토층을 설치하고 그 위에 두께 20mm 이상의 차수막을 설치해야 하며, 또 그 위에 투수계수 10㎝/sec이상, 두께 30㎝이상의 모래 등으로 침출수 집배수층을 설치하도록 규정하고 있다. 그리고 차수막과 침출수 집배수층 사이에는 매립 쓰레기 및 침출수 집배수층으로 인하여 작용되는 하중 하에서 차수막이 보호될 수 있도록 지오컴포지트, 부직포 지오텍스타일 등의 보호재를 설치하도록 하고 있다.

그러나 국내대부분의 쓰레기 매립장은 침출수 집배수층의 재료로 쇄석자갈(굵기: 50mm 이상)을 사용하고 있기 때문에 이때 작용하는 하중으로부터 차수막의 손상을 방지하기 위한 재료로 꿰뚫림 저항성이 취약한 지오컴포지트의 사용은 부적합하며, 상당한 두께를 가진 부직포 지오텍스타일을 사용하는 것이 바람직하다.

종래의 부직포 지오텍스타일로는 대한민국 실용신안등록 제225400호가 제안되어 사용된 바 있으며, 상기한 종래의 부직포 지오텍스타일은 첨부도면 도 1에 도시된 바와 같이 내부 섬유층(200)과 내부 섬유층(200)의 양면에 결합되는 한 쌍의 외부 섬유층(100, 100a)을 포함하는 구조로 되어 있다.

상기 종래의 부직포 지오텍스타일은 외부 섬유층은 차수막 보호 및 사면안정 확보 시 요구되는 인장성능 및 꿰뚫림 저항성을 부여하고, 내부 섬유층은 웹을 수평으로 적층하여 높은 하중압력 하에서 현행 법규에서 정하는 기준 이상의 높은 투과계수를 유지하는 기능을 가지고 있으나 웹 적층물들로 이루어진 구조에 의해 인장강도가 낮으며, 골곡진 부분에 설치시 형태유지가 어렵고 여과 기능이 없는 문제점 등이 있다.

대한민국 실용신안등록 제225400호

상기한 종래 문제점을 감안하여 안출한 본 발명은 외부 섬유층은 차수막 보호 및 사면안정 확보 시 요구되는 인장성능 및 꿰뚫림 저항성을 부여하고, 내부 섬유층은 웹을 수평으로 적층하여 높은 하중압력 하에서 현행 법규에서 정하는 기준 이상의 높은 투과계수를 유지하는 기능을 가지고 있으며 일정간격으로 다수 설치된 보강사에 의해 인장강도가 증대되고 골곡진 부분에 설치시 형태유지가 용이하며 보강사와 보강사 사이에 형성된 충진공간에 충진된 여과재에 의해 여과 기능을 갖는 등의 효과가 있는 굴곡시킨 상태를 유지한 토목용 부직포 지오텍스타일을 제공하는데에 있다.

이러한 본 발명의 목적은 토목용 부직포 지오텍스타일에 있어서, 단섬유가 적층되어 이루어진 제1단섬유집합체와; 상기 제1단섬유집합체에 적층되는 강성보강수단과; 상기 강성보강수단의 공간에 삽입되는 채움재와; 상기 강성보강수단의 상부에 설치되는 제2단섬유집합체로 이루어진 것을 특징으로 하는 굴곡시킨 상태를 유지 가능한 토목용 부직포 지오텍스타일에 의하여 달성된다.

상기 강성보강수단은 메쉬부재가 요홈과 요철이 연속반복되게 절곡되어 형성되되 절곡부에는 보강사가 설치되어 이루어지고 채움재가 채워지는 요홈과 요철에는 공간이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 굴곡시킨 상태를 유지 가능한 토목용 부직포 지오텍스타일에 의하여 달성된다.

상기 채움재는 카본, 규조토, 벤토나이트, 슬라이버, 오픈셀 구조의 발포폼 중 어느 하나 또는 2종 이상이 설치되어 이루어진 것을 하는 굴곡시킨 상태를 유지가능한 토목용 부직포 지오텍스타일에 의하여 달성된다.

상기 강성보강수단의 양측으로는 부직포 시트가 더 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 굴곡시킨 상태를 유지 가능한 토목용 부직포 지오텍스타일에 의하여 달성된다.

이와 같은 본 발명은 외부 섬유층은 차수막 보호 및 사면안정 확보 시 요구되는 인장성능 및 꿰뚫림 저항성을 부여하고, 내부 섬유층은 웹을 수평으로 적층하여 높은 하중압력 하에서 현행 법규에서 정하는 기준 이상의 높은 투과계수를 유지하는 기능을 가지고 있으며 일정간격으로 다수 설치된 보강사에 의해 인장강도가 증대되고 골곡진 부분에 설치시 형태유지가 용이하며 보강사와 보강사 사이에 형성된 충진공간에 충진된 여과재에 의해 여과 기능을 갖는 등의 효과가 있는 유용한 발명이다.

도 1은 종래의 토목용 부직포 지오텍스타일의 구조를 보여주는 단면도.
도 2는 본 발명의 기술이 적용된 토목용 부직포 지오텍스타일의 구조를 보여주는 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예의 토목용 부직포 지오텍스타일의 구조를 보여주는 단면도.
도 4는 본 발명의 또다른 실시예의 토목용 부직포 지오텍스타일의 구조를 보여주는 단면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 토목용 부직포 지오텍스타일의 구조를 보여주는 단면도로써 이에 따르면 본 발명의 토목용 부직포 지오텍스타일은 단섬유가 적층되어 이루어진 제1단섬유집합체와 상기 제1단섬유집합체에 적층되는 강성보강수단과 상기 강성보강수단의 공간에 삽입되는 채움재와 상기 강성보강수단의 상부에 설치되는 제2단섬유집합체로 이루어진 구조이다.

본 부직포 지오텍스타일에 차수막 보호 및 사면 안정 확보 시 요구되는 인장성능 및 꿰뚫림 저항성을 부여하도록 하기 위해서 제1단섬유집합체와 제2단섬유집합체는 3~15 데니어의 섬유로 이루어진 웹을 니들펀칭한 것이어야 한다.

상기 제1단섬유집합체와 제2단섬유집합체의 구성 섬유의 섬도가 3 데니어 미만인 경우와, 15 데니어를 초과하는 경우에는 인장력 및 강도 저하의 문제점이 있어 부적합하다.

또한 제1단섬유집합체와 제2단섬유집합체를 적층한 상태에서 니들펀칭하는 이유는 니들펀칭에 의해 구성 섬유들이 3차원으로 결합되어 섬유간 구속력이 커지므로 높은 인장력과 꿰뚫림에 대한 저항성이 부여되기 때문이며, 상기 제1단섬유집합체와 제2단섬유집합체 사이에 설치된 강성보강수단의 구정 효과도 얻을 수 있기 때문이다.

특별히 한정하기 위한 것은 아니지만 제1단섬유집합체와 제2단섬유집합체의 소재로는 폴리프로필렌, 폴리에스테르 등이 바람직하고, 그 단위 면적 당 중량은 300 ∼ 1,000g/㎡이 바람직하다. 이러한 조건들을 만족하는 제1단섬유집합체와 제2단섬유집합체는 일반적으로 쓰레기 매립장 사면부에 설치되는 차수막에서 요구되는 30ton/m 이상의 항복인장강도를 지오텍스타일에 부여할 수 있게 된다.

한편 상기 강성보강수단의 구조는 메쉬부재가 요홈과 요철이 연속반복되게 절곡되어 형성되되 절곡부에는 보강사가 설치되어 이루어지고 채움재가 채워지는 요홈과 요철에는 공간이 형성되어 이루어진 구조이다.

상기 공간에 채워지는 채움재로는 카본, 규조토, 벤토나이트, 슬라이버, 오픈셀 구조의 발포폼 중 어느 하나 또는 2종 이상이 복합적으로 설치된 것을 사용할 수 있다.

한편 첨부도면 도 3에 도시된 바와 같이 상기 강성보강수단의 양측으로는 부직포 시트가 더 설치하여 사용할 수 있다.

상기 강성보강수단은 채움재를 결속하는 효과도 있으나 보강사에 의하여 굴절된 형상을 그대로 유지할 수 있도록 하는 편리성과 원하는 형태로 변형한 다음 변형된 상태를 유지시키는 효과도 쉽게 얻을 수 있다.

상기 채움재는 여과의 목적도 있으나 투수성을 향상시키는 목적도 있으며 기능에 따라서는 흡착된 액체를 일방향으로 안내하는 배수의 목적으로 사용할 수 있는 것이다.

이상 설명한 바와 같은 본 고안의 특징 및 기타의 장점은 후술되는 실시예로부터 보다 명백하게 될 것이다. 단, 본 발명은 하기 비교예와 실시예로 한정되는 것은 아니다.

[비교예 1]

섬도가 20 데니어인 폴리프로필렌섬유로 된 웹을 수평으로 적층하고 프리펀칭하여 중량 1000g/㎡의 내부섬유층을 준비하였다.

이와는 별도로 섬도가 10데니어인 폴리프로필렌섬유로된 웹을 형성하고 이를 프리 펀칭하여 중량 300g/㎡의 외부 섬유층을 준비하였다.

다음, 상기 내부섬유층의 양면에 각각 상기 외부 섬유층을 배열한 후 전체를 니들펀칭으로 결합하여 부직포 지오텍스타일을 제조하였다.

이와 같이 하여 제조한 부직포 지오텍스타일을 ASTM D 4716 방법에 의하여 10∼400 ㎪의 하중 압력 하에 투수계수를 측정하였다. 측정결과는 표 1에 제시된다.

[비교예 2]

섬도가 200 데니어인 폴리프로필렌섬유로 된 웹을 수평으로 적층하여 중량 2000g/㎡의 내부섬유층을 준비하였다.

이와는 별도로 섬도가 10데니어인 폴리프로필렌섬유를 적층하여 웹을 형성하고 이를 프리 펀칭하여 중량 300g/㎡의 외부섬유층을 준비하였다.

[비교예 3]

이와는 별도로 섬도가 10데니어인 폴리프로필렌섬유를 적층하여 웹을 형성하고 이를 프리 펀칭하여 중량 700g/㎡의 외부섬유층을 준비하였다.

[실시예 1]

선경1mm, 실제 눈목크기 4.08mm로 이루어진 5메쉬를 이용하여 요홈의 공간 크기가 가로와 세로 50mm이고 보강사가 폴리프로필렌섬유로 이루어지며 공간에 카본이 채워진 강성보강수단을 준비하였다.

[실시예 2]

[실시예 3]

구분	비교예1	비교예2	비교예3	실시에1	실시예2	실시예3
10kPa (㎡/sec)	2.1×10^-4	1.0×10^-4	5.6×10^-5	5.4 ×10^-4	5.0 ×10^-4	6.2 ×10^-5
100kPa (㎡/sec)	2.4×10^-4	1.0×10^-4	5.6×10^-5	5.4 ×10^-4	5.0 ×10^-4	5.9 ×10^-5
400kPa (㎡/sec)	2.7×10^-4	1.0×10^-4	5.6×10^-5	4.9 ×10^-4	5.0 ×10^-4	5.7 ×10^-5

Claims

토목용 부직포 지오텍스타일에 있어서,
단섬유가 적층되어 이루어진 제1단섬유집합체와;
상기 제1단섬유집합체에 적층되는 강성보강수단과;
상기 강성보강수단의 공간에 삽입되는 채움재와;
상기 강성보강수단의 상부에 설치되는 제2단섬유집합체로 이루어진 것을 특징으로 하는 굴곡시킨 상태를 유지 가능한 토목용 부직포 지오텍스타일.
제 1 항에 있어서,
상기 강성보강수단은 메쉬부재가 요홈과 요철이 연속반복되게 절곡되어 형성되되 절곡부에는 보강사가 설치되어 이루어지고 채움재가 채워지는 요홈과 요철에는 공간이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 굴곡시킨 상태를 유지 가능한 토목용 부직포 지오텍스타일.
제 1 항에 있어서,
상기 채움재는 카본, 규조토, 벤토나이트, 슬라이버, 오픈셀 구조의 발포폼 중 어느 하나 또는 2종 이상이 설치되어 이루어진 것을 하는 굴곡시킨 상태를 유지 가능한 토목용 부직포 지오텍스타일.
제 1 항에 있어서,
상기 강성보강수단의 양측으로는 부직포 시트가 더 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 굴곡시킨 상태를 유지 가능한 토목용 부직포 지오텍스타일.