KR20200136650A - 마찰성 지오멤브레인 시트의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마찰성이 향상된 지오멤브레인 시트에 관한 것으로서 보다 상세하게는 관형시이트압출장치로부터 압출되어 형성되는 시이트에 에어를 분사하거나 표면에 스크레치를 형성시켜 표면이 거칠어지도록 하여 마찰 성능이 향상되도록 한 마찰성이 향상된 지오멤브레인 시이트에 관한 것인바, 본 발명은 마찰성 지오멤브레인 시트의 제조방법에 있어서, 관형시이트압출장치로부터 압출되어 형성되는 시이트 또는 T-dies에서 압출되어 형성된 시이트의 표면에 에어를 분사하여 표면에 움푹 파이는 부분과 시이트의 표면이 밀려 돌출된 부분이 무질서하게 형성되는 것을 특징에 그 특징이 있다.

Description

마찰성 지오멤브레인 시트의 제조방법{Manufacturing method of friction-resistant geomembrane sheet}

본 발명은 마찰성이 향상된 지오멤브레인 시이트에 관한 것으로서 보다 상세하게는 관형시이트압출장치로부터 압출되어 형성되는 시이트에 에어를 분사하거나 표면에 스크레치를 형성시켜 표면이 거칠어지도록 하여 마찰 성능이 향상되도록 한 마찰성이 향상된 지오멤브레인 시트에 관한 것이다.

최근 국내에서는 지오멤브레인과 토목섬유 점토 차수재를 폐기물 매립장 하부 차수재로 사용하도록 규정하고 있다. 국내에서 시공되고 있는 폐기물 매립장의 대부분은 산간부의 계곡지대에 위치하고 있다. 첨부도면 도 1에 도시된 바와 같이 경사면에 위치한 폐기물 매립장에서 지오멤브레인 시트(300)는 경사진 사면(100)에 설치된 토목섬유 점토 차수재(200) 위에 설치된다. 도 1에서 도면부호 400은 보호층을, 500은 폐기물을 각각 가리킨다.

일부 매립장에서는 광범위한 사면에 지오멤브레인 시트를 포설함으로 인하여 폐기물의 매립이 진행됨에 따라 앵커링이 파괴되거나, 소단부의 우수배제 시설이 손상을 받게 되는 등의 문제점이 발생되고 있다.

이러한 문제점이 발생되는 원인은 폐기물의 매립이 진행됨에 따라 매립장 저부에서 발생되는 잔류 압밀침하 및 폐기물과 지오멤브레인 시트 간의 마찰력에 의하여 하부 방향으로 발생되는 인장력이 주원인으로 작용하게 된다.

그러나 매립장 저부의 잔류침하를 완전히 제거하는 것은 현실적으로 불가능하며 폐기물과 지오멤브레인 시트 간의 마찰력을 극대화하기 위해서는 사면의 경사를 소정 이하로 완만하게 하여야 하나 이는 비경제적인 면을 이유로 고려되지 않고 있는 것이 현실이다.

따라서 이러한 문제점을 동시에 해결하기 위한 것으로 지오멤브레인 시트의 한면에 마찰력을 증대시켜 고정된 앵커 및 소단부에 국부적으로 작용하는 인장력을 매립장 전체사면으로 분산시킬 수 있도록 하는 것이 마찰성 지오멤브레인 시트가 제안된 바 있다.

종래 마찰성 지오멤브레인 시트는 T-dies 방식과 블로운 제조방식으로 제조되며, T-dies 방식에서는 엠보싱 성형압출롤러, 라미네이팅, 수지분체 분사 등의 방식과 블로운 제조공정에서는 발포이중압출방식, 고형수지분체를 도포하는 방식을 주로 적용하여 제조하였다.

블로운 제조공정에서 마찰성 지오멤브레인 시트를 제조하는 방식이 갖는 기술적 한계를 살펴보면, 발포이중압출성형은 발포부에 의해 시트의 역학적 특성이 저하되는 단점과 고형수지분체를 측면에서 도포하는 방식은 과다한 분체의 사용량과 분체의 접착력 저하의 한계를 갖고 있다.

한편, 미국 특허등록 제5,075,135호는 시트의 표면에 노즐을 이용하여 액체 상태의 수지를 분무하여 마찰을 향상시키기 위한 입자(이하 수지분체라 칭함)를 부착시키는 것으로 노즐로부터 분무되기 때문에 상기한 수지분체가 일정한 크기 및 형태를 갖지 못하고 자유 형태로 부착되기 때문에 마찰특성이 향상되도록 한 구조이다.

이 방식은 T-dies 방식에 적용되는 방법으로 시트가 성형롤러를 통과하여 일정한 수준까지 냉각된 상태에서 작업이 이루어지는 방식으로 수지분체와 시트 간의 접착력이 현저히 낮은 단점을 가지고 있다.

또한, 대한민국 특허등록 제341505호는 고형수지분체를 블로운 제조공정에서 측면 공급하여 마찰성 시트를 제조하는 방식으로 수지사용량의 과다와 고형의 수지분체와 시트 간의 접착력이 다소 부족하여 일부 고형 수지분체의 이탈현상이 발생하는 한계가 있다.

대한민국 특허등록 제1633877호는 시트의 표면에 부착되는 수지분체가 3차원 망상 구조로 이루어져 마찰력이 향상되고, 상기 수지분체의 크기를 용이하게 조절할 수 있으며, 수지분체가 발포됨으로 보다 더 불규칙한 형상을 갖도록 하여 마찰력을 향상시키는 마찰성 지오멤브레인 시트의 제조방법에 관한 것이나 이 또한 수지사용량의 과다와 고형의 수지분체와 시트 간의 접착력이 다소 부족하여 일부 고형 수지분체의 이탈현상이 발생하는 한계가 있다. 따라서 마찰력이 감소하는 원인이 되었다.

미국 특허등록 제5,075,135호. 미국 특허등록 제6,258,201호. 대한민국 특허등록 제341505호. 대한민국 특허등록 제1633877호.

상기와 같은 종래 문제점을 감안하여 안출한 본 발명은 T-dies에서 압출되어 형성된 시이트의 표면 또는 블로운 제조공정(blown process)에서 수지분체를 사용하지 않아 주변이 깨끗하며 제조공정이 간단하고 시이트 자체에 마찰력을 향상시키는 조직이 형성되어 있어 마찰력이 향상이 극대화되는 등의 이점이 있다.

이러한 본 발명의 목적은 마찰성 지오멤브레인 시트의 제조방법에 있어서, 관형시이트압출장치로부터 압출되어 형성되는 시이트 또는 T-dies에서 압출되어 형성된 시이트의 표면에 에어를 분사하여 표면에 움푹 파이는 부분과 시이트의 표면이 밀려 돌출된 부분이 무질서하게 형성되는 것을 특징으로 하는 마찰성 지오멤브레인 시트의 제조방법에 의하여 달성된다.

상기 에어분사 방향이 시이트의 진행방향과 나란한 방향에서 시이트의 표면에 대하여 일정한 경사각을 형성하면서 표면에 분사되도록 한 것을 특징으로 하는 마찰성 지오멤브레인 시트의 제조방법에 의하여 달성된다.

상기 에어분사 방향이 시이트의 진행방향의 측면 방향에서 일정한 경사각을 형성하면서 표면 쪽으로 분사되도록 한 것을 특징으로 하는 마찰성 지오멤브레인 시트의 제조방법에 의하여 달성된다.

마찰성 지오멤브레인 시트의 제조방법에 있어서, 관형시이트압출장치로부터 압출되어 형성되는 시이트 또는 T-dies에서 압출되어 형성된 시이트의 표면에 일정간격으로 배열된 칼날을 설치하여 시이트의 표면에 스크레치를 형성시켜 표면이 거칠어지도록 하여 마찰 성능이 향상되도록 한 것을 특징으로 하는 마찰성 지오멤브레인 시트의 제조방법에 의하여 달성된다.

상기 제조방법에 의해 구현되는 마찰성이 향상된 지오멤브레인 시이트는 관형시이트압출장치로부터 압출되어 형성되는 시이트 또는 T-dies에서 압출되어 형성된 시이트의 표면에 움푹 파이는 부분과 시이트의 표면이 밀려 돌출된 부분이 무질서하게 형성되거나 시이트 표면에 스크레치를 형성시켜 표면이 거칠어지도록 하여 마찰 성능이 향상되도록 한 마찰성이 향상된 지오멤브레인 시이트에 의하여 달성된다.

이와 같은 본 발명은 관형시이트압출장치로부터 압출되어 형성되는 시이트에 에어를 분사시켜 높낮이를 갖는 표면으로보터 돌출된 부분을 형성하거나 표면에 스크레치를 형성시켜 표면이 거칠어지도록 하여 마찰 성능이 향상되는 이점이 있다.

도 1은 일반적인 지오멤브레인 시트가 매립장에 설치되는 상태를 보여주는 단면도.
도 2는 본 발명에 따라 관형시이트압출장치로부터 압출되어 형성되는 시이트의 표면에 마찰력을 증대시켜 마찰성 지오멤브레인 시이트를 제조하는 방법을 보여주는 제조공정도.
도 3은 본 발명의 기술이 적용된 마찰성 지오멤브레인 시이트의 표면에 진행방향과 같은 방향에서 표면에 일정한 각도로 에어를 분사하여 제조한 시이트의 표면도.
도 4는 본 발명의 기술이 적용된 마찰성 지오멤브레인 시이트의 표면에 진행방향의 양 측면 방향에서 표면에 일정한 각도로 에어를 분사하여 제조한 시이트의 표면도.
도 5는 본 발명의 기술이 적용된 마찰성 지오멤브레인 시이트의 표면에 진행방향과 같은 방향에서 표면에 스크레치를 형성시킨 시이트의 표면도.
도 6은 본 발명의 기술이 적용된 마찰성 지오멤브레인 시이트의 표면에 진행방향의 양 측면 방향에서 표면에 일정한 각도로 스크레치를 형성시킨 시이트의 표면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예를 보여주는 표면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 첨부도면 도 2는 본 발명에 따라 압출기(100)에서 용융된 수지를 관형시이트압출장치(200)로부터 압출되어 형성되는 튜브 형태로 시이트를 압출하며 상기 튜브 형태로 압출된 시이트의 표면 또는 T-dies에서 압출되어 형성된 시이트의 표면에 에어공급장치(300)을 이용하여 에어를 분사하여 표면에 시이트의 표면이 밀려 돌출된 부분이 무질서하게 형성시켜 제조하는 방법과 다른 제조방법으로는 관형시이트압출장치로부터 압출되어 형성되는 시이트 또는 T-dies에서 압출되어 형성된 시이트의 표면에 일정간격으로 배열된 칼날을 설치하여 시이트의 표면에 스크레치를 형성시켜 표면이 거칠어지도록 하여 마찰 성능이 향상되도록 하여 제조하는 방법이 있다.

상기 전자의 시이트의 표면에 에어를 분사하여 표면에 시이트의 표면이 밀려 돌출된 부분이 형성시키는 방법을 먼저 설명하면 관형시이트압출장치 또는 T-dies 등에서 압출되어 형성된 시이트는 일방향으로 이동하며 이때 시이트(10)의 표면은 냉각되지 아니하였으나 대기와의 접촉에 의해 표면은 경화되어 있으나 안쪽은 경화되어 있지 않은 상태이며 이때 표면에 열풍기를 이용하여 고온의 에어를 분사한다.

상기 고온의 에어는 시이트(10)의 표면을 가열 용융시키는 효과가 있으나 에어의 토출압력에 의해 표면이 용융되어 있을 때 에어가 표면에 분사되면 시이트의 용융 표면이 일측으로 밀려 돌출 형성되며, 이때 에어분사장치가 단일의 일자 형태로 이루어진 것이라면 첨부도면 도 3에 도시된 바와 같이 연결된 물결 또는 파도와 같이 에어에 밀려서 돌출된 부분(20)이 형성된다.

그러나 에어분사장치를 일정한 간격으로 이격시켜 다수개의 분사장치가 배열된 구조라면 첨부도면 도 4에 도시된 바와 같이 물결 또는 파도와 같이 에어에 밀려서 돌출된 부분(20)이 일정한 간격으로 끊어져 형성된 구조로 형성된다.

상기 에어의 온도는 50~80℃ 범위 상기 분사되는 에어의 온도가 50℃ 이하일 경우 표면 가열이 안 되는 문제가 있고, 온도가 80℃ 이상일 경우 표면이 흘러내려 시이트의 물성변화가 일어나는 문제가 있기 때문이다.

상기에서와 같이 고온이면서 일정한 압력으로 분사되는 에어분사 방향이 시이트의 진행방향과 나란한 방향에서 시이트(10)의 표면에 대하여 일정한 경사각을 형성하면서 표면에 폭 전부 또는 일정한 간격으로 나누어 분사되도록 할 수도 있으나 상기 에어분사 방향이 시이트의 진행방향의 측면 방향에서 일정한 경사각을 형성하면서 표면 쪽으로 분사되도록 하거나 또는 전자와 후자의 방법을 혼용하여 3방향에서 에어가 분사되도록 함으로서 첨부도면 도 5에 도시된 바와 같이 방향성이 없이 돌출된 부분(20)이 무질서하게 표면에 형성되게 할 수 있다.

첨부도면 도 5에 도시된 바와 같이 방향성이 없이 무질서하게 용융된 표면이 에어에 밀려 돌출된 부분(20)을 형성시키면 마찰력을 증대시킬 수 있으며 돌출된 부분(20)의 높이는 0.1~1.0mm 범위의 것으로 한다.

상기 표면이 용융되어 에어에 의해 형성된 돌출된 부분(20)의 높이가 0.1mm 이하이면 미끄럼 방지 및 마찰력의 효과가 저하되며, 상기 표면이 용융되어 에어에 의해 형성된 돌출된 부분(20)의 높이가 1.0mm 이하이면 미끄럼 방지 및 마찰력의 효과가 상승되나 시이트의 물성이 변화되어 지오멤브레인 시이트 자체의 품질이 저하되는 문제가 발생하기 때문이다.

한편 마찰성 지오멤브레인 시트의 제조방법의 다른 실시예로는 관형시이트압출장치로부터 압출되어 형성되는 시이트 또는 T-dies에서 압출되어 형성된 시이트의 표면에 일정간격으로 배열된 홈성형수단을 설치하여 시이트(10)의 표면에 첨부도면 도 6에 도시된 바와 같이 일정한 깊이를 갖는 스크레치를 형성시켜 표면이 거칠어지도록 하여 마찰 성능이 향상되도록 구조를 변경하여 제조할 수 있다.

상기 스크레치는 시이트(10)의 표면에 바늘과 같은 홈성형수단을 이용하여 표면에 홈(30)을 형성시키는 것으로 상기 홈(30)의 형태는 사각, 삼각, 반원 형태 중 어느 하나로 형성하여 사용할 수도 있으며 또는 혼용하여 사용할 수도 있다.

예컨대 관형시이트압출장치로부터 압출되어 형성되는 시이트 또는 T-dies에서 압출되어 형성된 시이트의 표면에 고온의 열풍으로 가열하여 용융시킨 다음 갈퀴 형상을 갖는 홈성형수단을 설치하면 시이트(10)의 표면에 일정한 깊이의 홈(30)을 형성시키면 홈(30) 양측으로는 시이트(10) 표면에서 홈(30)을 형성하기 위하여 파인 재료가 넘어가 산 모양을 형성하게 되며 상기 산 모양으로 쌓여 형성된 이랑부(40)가 마찰력을 증대시키게 된다.

상기 이랑부(40)가 표면으로부터 돌출 형성되는데 밭에 고랑을 형성시킬 때 흙이 넘어가는 모양과 같이 시이트를 형성하는 수지 원료가 불규칙하게 넘어가 마찰력을 향상시키게 된다.

상기 관형시이트압출장치로부터 압출되어 형성되는 시이트 또는 T-dies에서 압출되어 대기중으로 시이트(10)나 배출될 때 압출기의 선단에 홈성형수단을 고정 설치하여 시이트의 표면에 형성시킬 수도 있다. 다른 방법으로는 첨부도면 도 7에 도시된 바와 같이 홈을 메쉬 형태로 변경하여 사용할 수도 있다.

한편 표면에 일정한 깊이의 홈(30)을 형성시키킨 후 표면 또는 표면과 그 배면에 냉각을 실시하여 주는 것이 바람직하다. 그 이유는 시이트 생산과 동시에 일정한 길이로 이동시켜 공냉시킨 후 권취하여 보관할 게 되는데 이때 마찰력 증대 효과를 얻도록 성형된 표면의 파손 내지는 변형을 방지할 수 있기 때문이다.

이러한 본 발명은 관형시이트압출장치로부터 압출되어 형성되는 시이트에 에어를 분사시켜 높낮이를 갖는 표면으로보터 돌출된 부분을 형성하거나 표면에 스크레치를 형성시켜 표면이 거칠어지도록 하여 마찰 성능이 향상되는 이점이 있다.

10 : 시이트 20 : 돌출된 부분
30 : 홈 40 : 이랑부
100 : 압출기 200 : 관형시이트압출장치
300 : 에어공급장치

Claims (5)

1. 마찰성 지오멤브레인 시트의 제조방법에 있어서,
   관형시이트압출장치로부터 압출되어 형성되는 시이트 또는 T-dies에서 압출되어 형성된 시이트의 표면에 에어를 분사하여 표면에 움푹 파이는 부분과 시이트의 표면이 밀려 돌출된 부분이 무질서하게 형성되는 것을 특징으로 하는 마찰성 지오멤브레인 시트의 제조방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 에어분사 방향이 시이트의 진행방향과 나란한 방향에서 시이트의 표면에 대하여 일정한 경사각을 형성하면서 표면에 분사되도록 한 것을 특징으로 하는 마찰성 지오멤브레인 시트의 제조방법.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 에어분사 방향이 시이트의 진행방향의 측면 방향에서 일정한 경사각을 형성하면서 표면 쪽으로 분사되도록 한 것을 특징으로 하는 마찰성 지오멤브레인 시트의 제조방법.
   
4. 마찰성 지오멤브레인 시트의 제조방법에 있어서,
   관형시이트압출장치로부터 압출되어 형성되는 시이트 또는 T-dies에서 압출되어 형성된 시이트의 표면에 일정간격으로 배열된 칼날을 설치하여 시이트의 표면에 스크레치를 형성시켜 표면이 거칠어지도록 하여 마찰 성능이 향상되도록 한 것을 특징으로 하는 마찰성 지오멤브레인 시트의 제조방법.
   
5. 마찰성이 향상된 지오멤브레인 시트에 있어서,
   관형시이트압출장치로부터 압출되어 형성되는 시이트 또는 T-dies에서 압출되어 형성된 시이트의 표면에 움푹 파이는 부분과 시이트의 표면이 밀려 돌출된 부분이 무질서하게 형성되거나 시이트 표면에 스크레치를 형성시켜 표면이 거칠어지도록 하여 마찰 성능이 향상되도록 한 마찰성이 향상된 지오멤브레인 시트.

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