강섬유 제조방법(METHOD FOR PRODUCING STEEL FIBERS)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2016년03월28일
(11) 등록번호 10-1606952
(24) 등록일자 2016년03월22일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
B23P 17/06 (2006.01) B23D 31/00 (2006.01)
E04C 5/01 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2011-7001866
(22) 출원일자(국제) 2009년05월23일
심사청구일자 2014년03월14일
(85) 번역문제출일자 2011년01월25일
(65) 공개번호 10-2011-0050628
(43) 공개일자 2011년05월16일
(86) 국제출원번호 PCT/DE2009/000736
(87) 국제공개번호 WO 2010/009687
국제공개일자 2010년01월28일
(30) 우선권주장
10 2008 034 250.5 2008년07월23일 독일(DE)
(56) 선행기술조사문헌
KR1019990066129 A*
JP61125719 A*
KR1020000060945 A
US20030152738 A1
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
첸트 운트 첸트 게엠베하 운트 코. 카게
독일, 에르바흐 데-89155, 벤츠슈트라쎄 14
(72) 발명자
스탈, 칼-헤르만
독일, 뵈린겐 89269, 펠쩌 스트라세 14
(74) 대리인
강명구, 김현석
전체 청구항 수 : 총 30 항 심사관 : 남병우
(54) 발명의 명칭 강섬유 제조방법
(57) 요 약
본 발명은 강섬유 콘크리트 제조에 있어서 강섬유를 공급하고 바람직하게는 콘크리트 첨가물로서 사용하기 위한
강섬유 제조방법에 관한 것으로서, 강섬유(2)를 형성하기 위하여, 우선, 금속 스트립 시트(1)가 한쪽 면 또는 양
쪽 면들 상에서 노치 가공되어 림(5)들에 의해 초기에 함께 고정연결된 강섬유관(4)들이 형성되며, 상기 림(5)들
을, 분리 시에 깔쭉이가 적고 거칠게 파열되는 분리 표면들을 형성하는 얇고 쉽게 서로 분리가능한 분리 림들로
변환시키기 위하여, 강섬유 스트립은 각각의 림(5)에 세로축 주위로 다중 굽힘 변형이 발생하는 굽힘 공정을 수
행하여, 피로 파열로 인해, 림(5) 영역에서 초기 균열이 형성되어 상기 분리 림이 제공된다.
대 표 도
등록특허 10-1606952
- 1 -
명 세 서
청구범위
청구항 1
강섬유 콘크리트 제조에 있어서 강섬유를 공급하고 콘크리트 첨가물로서 사용하기 위한 강섬유 제조방법에 있어
서,
- 강섬유(2)를 형성하기 위하여, 우선, 금속 스트립 시트(1)가 한쪽 면 또는 양쪽 면들 상에서 노치 가공되어
(nothced), 림(limb, 5)들에 의해 초기에 함께 고정연결된 강섬유관(4)들이 형성되며,
- 상기 림(5)들을, 분리 시에 거칠게 파열되는(fracture-rough) 분리 표면들을 형성하는 얇고 쉽게 서로 분리가
능한 분리 림(separation limb)들로 변환시키기 위하여, 금속 스트립 시트는 각각의 림(5)에 세로축 주위로 다
중 굽힘 변형이 발생하는 굽힘 공정(flexing process)을 수행하여, 피로 파열로 인해, 림(5) 영역에서 초기 균
열(crack)이 형성되어 상기 분리 림이 제공되고, 노치가공 공정(notching operation)에서, 상기 강섬유관(4)들
에는 상기 노치가공 공정에서 돌출부(interruption)들에 의해 형성된 고정 수단이 제공되는 강섬유 제조방법.
청구항 2
제 1항에 있어서,
상기 강섬유관(4)들은 상기 금속 스트립 시트(1)의 세로방향에 대해 가로방향으로 성형되는(shaped) 것을 특징
으로 하는 강섬유 제조방법.
청구항 3
제 1항에 있어서,
노치가공 공정 후에 상기 금속 스트립 시트(1)의 전체 폭에 걸쳐 연장되는 강섬유관 스트립(4)은 두 개 또는 그
이상의 강섬유 스트립들을 형성하는 분리 블레이드(8)들로 분리되는 것을 특징으로 하는 강섬유 제조방법.
청구항 4
제 3항에 있어서,
상기 강섬유관 스트립(4)의 분리는 굽힘 공정(6) 이전에 수행되는 것을 특징으로 하는 강섬유 제조방법.
청구항 5
제 1항에 있어서,
상기 굽힘 공정 후에, 상기 강섬유 스트립들은 사용법의 목적에 따라 상기 강섬유관(4)들을 성형하기 위해 성형
롤러(9)를 통과하는 것을 특징으로 하는 강섬유 제조방법.
청구항 6
제 1항에 있어서,
강섬유 스트립들은 적층되는 것을 특징으로 하는 강섬유 제조방법.
청구항 7
제 1항에 있어서,
상기 강섬유(2)들을 공급하기 위하여 상기 강섬유 스트립들을 개별적으로 분리하는 공정은 콘크리트 준비 위치
(concrete preparation location)에서 수행되는 것을 특징으로 하는 강섬유 제조방법.
청구항 8
제 1항에 있어서,
등록특허 10-1606952
- 2 -
상기 강섬유관(4)들은 상기 금속 스트립 시트(1)의 세로방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 강섬유
제조방법.
청구항 9
제 1항에 있어서,
굽힘 공정 후에, 상기 금속 스트립 시트(1)의 상측면 및/또는 하측면은 널링(knurling)에 의해 거칠어지는 것을
특징으로 하는 강섬유 제조방법.
청구항 10
제 1항에 있어서,
상기 금속 스트립 시트(1)의 세로방향으로 배열된 상기 강섬유관(4)들은 서로 분리되는 것을 특징으로 하는 강
섬유 제조방법.
청구항 11
제 1항에 있어서,
분리된 후에, 상기 강섬유관(4)들은 성형 공구(13)에 의해 사용법의 목적에 부합하는 성형 공정을 거치는 것을
특징으로 하는 강섬유 제조방법.
청구항 12
제 11항에 있어서,
성형 공정 이후에, 상기 강섬유관(4)들은 상기 강섬유(2)의 원하는 측정치의 길이로 절단되는 것을 특징으로 하
는 강섬유 제조방법.
청구항 13
제 1항에 있어서,
상기 노치가공 공정은 V자 형태로 수행되는 것을 특징으로 하는 강섬유 제조방법.
청구항 14
제 13항에 있어서,
노치 각도(W)는 30° 내지 120°사이인 것을 특징으로 하는 강섬유 제조방법.
청구항 15
제 13항에 있어서,
노치 각도(W)는 60°인 것을 특징으로 하는 강섬유 제조방법.
청구항 16
제 1항에 있어서,
상기 림(5)의 두께는 상기 금속 스트립 시트(1) 두께의 20% 내지 95%인 것을 특징으로 하는 강섬유 제조방법.
청구항 17
제 13항에 있어서,
V자형 노치들의 깊이는 노치가 시작 재료의 강도(strength)와 상기 강섬유의 사용법의 목적에 부합하도록 선택
되는 것을 특징으로 하는 강섬유 제조방법.
청구항 18
등록특허 10-1606952
- 3 -
제 1항에 있어서,
상기 굽힘 공정은 림(5) 영역에서 피로 파열이 발생할 때까지 상기 금속 스트립 시트(1)의 평면에 대해 한쪽 면
에서 발생하는 다중 굽힘 변형을 포함하는 것을 특징으로 하는 강섬유 제조방법.
청구항 19
제 1항에 있어서,
상기 굽힘 공정은 림(5) 영역에서 피로 파열로 인해 초기 균열이 발생할 때까지 상기 금속 스트립 시트(1)의 평
면에 대해 양쪽 면들에서 발생하는 다중 굽힘 변형을 포함하는 것을 특징으로 하는 강섬유 제조방법.
청구항 20
제 1항에 있어서,
상기 림(5)들의 다중 굽힘 변형은 각각 동일한 각도 크기로 구현되는 것을 특징으로 하는 강섬유 제조방법.
청구항 21
제 1항에 있어서,
상기 림(5)들의 다중 굽힘 변형은 상이한 각도 크기로 구현되는 것을 특징으로 하는 강섬유 제조방법.
청구항 22
제 15항에 있어서,
상기 림(5)의 다중 굽힘 변형은 노치 각도(W)보다 더 작은 각도로 구현되는 것을 특징으로 하는 강섬유 제조방
법.
청구항 23
제 1항에 있어서,
상기 분리 림들은 서로 나란하게 배열된 강섬유관(4)들이 반대방향으로 약간 편향됨으로써 국부적으로 파열되는
것을 특징으로 하는 강섬유 제조방법.
청구항 24
제 1항에 있어서,
금속 스트립 형태로 반가공 재료(semifinished material)가 시작 재료로서 사용되는 것을 특징으로 하는 강섬유
제조방법.
청구항 25
림들에 의해 함께 연결된 복수의 상호 평행한 강섬유관들을 포함하며 제 1항에 따른 강섬유 제조방법에 따라 제
조된, 강섬유 스트립 또는 강섬유관 금속 스트립에 있어서,
시작 재료로서 스트립 형태의 반가공 재료가 사용되고, 상기 스트립 형태의 반가공 재료는 림(5)들에 의해 초기
에 함께 고정연결된 강섬유관(4)들을 형성하기 위해 한쪽 면 또는 양쪽 면들 상에서 노치 가공되고 상기 노치가
공 공정에서 고정 수단이 제공되며, 상기 림(5)들은 굽힘 공정에 따른 다중 굽힘 변형에 의해 변환되어, 피로
파열을 가지고 분리 시에 거칠게 파열되는 분리 표면들을 형성하는 얇고 쉽게 서로 분리가능한 분리 림들이 제
공되며, 상기 강섬유관(4)들과 강섬유 스트립들은 성형 공정을 거쳐, 강섬유 스트립(4) 또는 강섬유관 스트립으
로부터 강섬유를 개별적으로 분리하는 공정에서, 콘크리트 첨가물로서 사용되는 강섬유(2)들이 형성되는, 강섬
유 스트립 또는 강섬유관 금속 스트립.
청구항 26
제 25항에 있어서,
상기 시작 재료는 고품질의 강계 재료(steel-based material) 또는 철계 재료(iron-based material)로서 제공
등록특허 10-1606952
- 4 -
되는 것을 특징으로 하는 강섬유 스트립 또는 강섬유관 금속 스트립.
청구항 27
제 25항에 있어서,
아연도금 또는 구리도금된 강 스트립이 금속 재료로서 제공되는 것을 특징으로 하는 강섬유 스트립 또는 강섬유
관 금속 스트립.
청구항 28
제 27항에 있어서,
상기 시작 재료가 롤링(rolling)에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 강섬유 스트립 또는 강섬유관 금속 스트
립.
청구항 29
제 1항에 따른 강섬유 제조방법에 따라 제조된 강섬유에 있어서,
상기 강섬유는 시작 재료로서 사용된 스트립 형태의 반가공 재료로부터 형성되고, 상기 스트립 형태의 반가공
재료는 림(5)들에 의해 초기에 함께 고정연결된 강섬유관(4)들을 형성하기 위해 한쪽 면 또는 양쪽 면들 상에서
노치 가공되고 상기 노치가공 공정에서 고정 수단이 제공되며, 상기 림(5)들은 굽힘 공정에 따른 다중 굽힘 변
형에 의해 변환되어, 피로 파열을 가지고 분리 시에 거칠게 파열되는 분리 표면들을 형성하는 얇고 쉽게 서로
분리가능한 분리 림들이 제공되는 강섬유.
청구항 30
제 29항에 있어서,
상기 강섬유는 콘크리트에 첨가하기 위한 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 강섬유.
청구항 31
삭제
발명의 설명
기 술 분 야
본 발명은 강섬유 콘크리트 제조에 있어서 강섬유를 공급하고 바람직하게는 콘크리트 첨가물로서 사용하기[0001]
위한, 강섬유 제조방법에 관한 것이다.
배 경 기 술
여러 사용 용도에서, 일반적인 구성을 가진 철강 매트(steel mat) 대신 또는 이 철강 매트 외에도 강섬유(steel[0002]
mat)를 콘트리트에 첨가하는 것이 유리하다고 입증되어, 이에 따라 특히 새 콘크리트에 미세균열이 형성되는 것
이 방지된다. 또한, 간단한 공정으로 인해 노동력이 매우 절감되고 콘크리트가 더 오랜 수명을 가지게 한다. 매
사용 상태에 따라, 더 높은 수준의 인장강도와 굽힘강도 뿐만 아니라 더 높은 하중-지탱 능력을 구현하는 것이
가능하다.
하지만, 강섬유가 밀링 가공되고(milled), 시트(sheet) 또는 스트립(strip)으로부터 시트 금속 섬유 형태로 절[0003]
단되며, 스탬핑 가공 및 성형가공되거나 또는 굽혀지고 개별적 또는 패킷의 와이어 섬유(wire fiber) 형태로 절
단되어야 하기 때문에, 강섬유 제조공정은 복잡하고 비용이 비싸다.
발명의 내용
본 발명의 목적은 본 명세서의 전반부에 기술된 것과 같이 간단하면서도 저렴하게 강섬유를 제조하는 방법을 제[0004]
공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 목적은 강섬유를 형성함으로써 구현되는데, 우선, 시트 금속 스트립(sheet metal[0005]
등록특허 10-1606952
- 5 -
strip)이 한쪽 면 또는 양쪽 면들 상에서 노치 가공되어(notched) 림(limb)들에 의해 초기에 함께 고정연결된
강섬유관(steel fiber vein)들이 형성되며, 상기 림들을, 분리 시에 깔쭉이가 적고(low-burring) 거칠게 파열되
는(fracture-rough) 분리 표면들을 형성하는 얇고 쉽게 서로 분리가능한 분리 림들로 변환시키기 위하여, 강섬
유 스트립은 각각의 림(5)에 세로축 주위로 다중 굽힘 변형(multiple flexing deformation)이 발생하는 굽힘 공
정(flexing process)을 수행하여, 피로 파열(fatigue fracture)로 인해, 림 영역에서 초기 균열(incipient
crack)이 형성되어 상기 분리 림이 제공된다.
본 발명에 의해 구현된 이점에 따르면, 실질적으로, 강섬유를 위한 시작 재료(starting material)로서 시트 금[0006]
속 스트립이 사용되며, 이에 따라 바람직한 시작 재료가 사용가능할 뿐 아니라 다양한 강섬유관을 성형할 수 있
다.
이러한 점에서, 본 발명의 따른 또 다른 이점에 의하면, 노치가공 공정(notching operation)에서, 상기 강섬유[0007]
관들에는 상기 노치가공 공정에서 돌출부(interruption)들에 의해 형성된 고정 수단이 제공될 수 있다. 따라서
이 고정 수단은 강섬유의 노치 가공된 횡단면과 비교할 때 노치가공 공정에서 뒤집힌 형상(upsetting)으로 인해
국부적인 횡단 확대부(enlargement)를 나타낸다. 이러한 돌출부들은 고정 수단을 가진 강섬유관들이 단일 가공
단계로 제조될 수 있는 롤링 공구(rolling tool)에서 노치가공 돌출부들에 대해 제공될 수 있으며, 고정 수단을
강섬유 단부에 위치시키는 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 제 1 구체예에 따르면, 본 발명에 따른 강섬유 제조방법은 강섬유관들이 시트 금속 스트립의 세로방[0008]
향(longitudinal direction)에 대해 가로방향으로(transversely) 성형되도록 수행된다.
이러한 점에서, 본 발명의 또 다른 바람직한 형태에 따르면, 노치가공 공정 후에 고정 수단이 제공되며 시트 금[0009]
속 스트립의 전체 폭에 걸쳐 연장되는 강섬유관 스트립은 두 개 또는 그 이상의 강섬유 스트립들을 형성하는 분
리 블레이드(separating blade)들로 분리될 수 있다.
또한, 복수의 강섬유 스트립을 형성하기 위한 분리 공정은 굽힘 공정 이전에 수행되는 경우가 유리하다.[0010]
또 다른 형태에서, 굽힘 공정 후에, 상기 강섬유 스트립들은 사용법의 목적에 부합하도록 강섬유관들을 성형하[0011]
기 위해(크랭크 단부(cranked end), 뒤집어진 단부(upset end), 파동 형태(wave shape) 등등으로) 성형 롤러
(shaping roller)를 통과하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 강섬유 제조방법에 따르면, 완전한 제조공정 후에, 상기 강섬유 스트립들은 감길 수[0012]
있다. 강섬유 스트립이 릴(reel)의 형태로 구성될 때, 순서대로 배열되고 쉽고 빠르게 분리될 수 있는 많은 양
의 강섬유들은 컴팩트한 형태로 형성될 수 있으며 사용 위치로 용이하게 이송될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따
르면, 강섬유들을 공급하기 위하여 강섬유 스트립들을 분리하는 공정은 콘크리트 준비 위치(location of
concrete preparation)에서 수행된다. 이런 방식으로, 현재의 '고슴도치 배열형태(hedgehog formation)'(콘크
리트 내의 강섬유의 덩어리진 형태)가 방지될 수 있는 수단과 기기가 필요 없을 수도 있다. 또한 분리 공정이,
바람직하거나 또는 필요 시에, 생산라인에서 이미 수행될 수도 있음을 이해해야 한다.
하지만, 본 발명의 대안의 구체예에서, 강섬유관들은 시트 금속 스트립의 세로방향으로 성형될 수 있다.[0013]
이런 점에서 볼 때, 굽힘 공정 후에, 선택적으로, 시트 금속 스트립의 상측면 및/또는 하측면은 널링(knurlin[0014]
g)에 의해 쉽게 거칠어질 수 있는데, 하지만 이 경우에도 위에서 언급한 구체예에 대해 부합하도록 강섬유관들
이 시트 금속 스트립의 세로방향에 대해 가로방향으로 배열될 수도 있다. 이에 따라 콘트리트에 더 잘 부착되는
것도 가능하다.
이 제조방법 단계들 후에, 강섬유 스트립은 선택적으로 적층될 수 있고 그 후의 방법 단계들은 기기의 적절한[0015]
부분으로 콘크리트 준비 위치에서 수행될 수 있다.
이러한 점에서, 본 발명에 따른 강섬유 제조방법에 따르면, 시트 금속 스트립의 세로방향으로 배열된 강섬유관[0016]
들은 서로 분리된다.
또한, 본 발명에 따른 강섬유 제조방법에 따르면, 분리된 후에, 강섬유관들은 성형 공구(shaping tool)에 의해[0017]
사용법의 목적에 부합하는 성형 공정(shaping operation)을 거친다. 이 또한 강섬유 단부들에 대한 크랭크
형상, 세로방향으로 연장된 파동 형태의 형상 등등을 포함한다.
본 발명에 따르면, 성형된 후에, 강섬유관들은 각각의 강섬유들이 또 다른 분야를 위해 쉽게 사용되도록 원하는[0018]
측정치의 길이로 절단된다.
등록특허 10-1606952
- 6 -
시트 금속 스트립의 노치가공 공정은 V자 형태로 수행되는 것이 유리하며, 노치 끝단 각도(W)는 30° 내지 120[0019]
°사이가 되어야 한다. 이러한 점에서, 약 60°의 노치 끝단 각도(W)가 특히 유리한 것으로 입증되었다.
림의 두께는 시트 금속 스트립 두께의 20% 내지 95%인 것이 유리하다.[0020]
본 발명에 따르면, V자형 노치들의 깊이는 상기 노치가 시트 금속 스트립의 강도(strength)와 강섬유의 사용법[0021]
의 목적에 부합하도록 선택되는 것이 유리하다.
또한, 본 발명에 따르면, 굽힘 공정은 노치 바닥에 있는 림 영역에서 피로 파열로 인해 초기 균열이 발생할 때[0022]
까지 강섬유 스트립의 평면에 대해 한쪽 면에서 발생하는 다중 굽힘 변형을 포함하는 것이 유리한 것으로 입증
되었다.
대안으로, 굽힘 공정은 노치 바닥에 있는 림 영역에서 피로 파열로 인해 초기 균열이 발생할 때까지 상기 강섬[0023]
유 스트립의 평면에 대해 양쪽 면들에서 발생하는 다중 굽힘 변형을 포함할 수 있다.
이러한 점에서, 굽힘 공정은 림들의 다중 굽힘 변형이 각각 동일한 각도 크기로 구현되도록 수행될 수 있다. 재[0024]
료의 특성과 각각의 사용법 상황에 따라, 림들의 다중 굽힘 변형이 각각 증가하거나 또는 감소하는 각도 크기로
한쪽 면 또는 양쪽 면들에서 구현되는 경우 더욱 유리할 수 있다.
림들의 바람직한 다중 굽힘 변형은 노치 각도보다 더 작은 각도로 구현되어야 한다.[0025]
강섬유관들을 서로 완전하게 분리시키기 위하여, 분리 림들은 서로 나란하게 배열된(juxtaplsed) 강섬유관들이[0026]
반대방향으로 약간 편향됨으로써 파열될 수 있다. 보다 구체적으로, 스트립 방향에 대해 가로방향으로 배열된
강섬유의 경우에서, 분리 림은 지퍼 잠금장치(zip fastner) 원리에 따른 분리 기구(separation apparatus)에
사용될 수 있고 이에 따라 강섬유들은 개별적으로 분리될 수 있지만, 스트립 방향에 대해 세로방향으로 배열된
강섬유관들의 경우에서는, 서로 나란하게 배열된 강섬유관들이 반대방향으로 약간 편향됨으로써 성형 롤러들에
의해 분리 공정이 구현되어 이에 따라 강섬유가 성형되고 원하는 길이로 절단된다.
금속 스트립 형태로 반가공 재료(semifinished material)가 시작 재료로서 사용되는 것이 바람직하다.[0027]
이러한 점에서, 본 발명의 목적은 강섬유 금속 스트립에 의해 구현되는데, 이 강섬유 금속 스트립은 림들에 의[0028]
해 함께 연결된 복수의 상호 평행한 강섬유관들을 포함하며 위에서 언급된 강섬유 제조방법에 따라 제조되고,
시작 재료로서 스트립 형태의 반가공 재료가 사용되고, 상기 스트립 형태의 반가공 재료는 강섬유관들을 형성하
기 위해 한쪽 면 또는 양쪽 면들 상에서 노치 가공되고 상기 노치가공 공정에서 고정 수단이 제공되며, 상기 림
들은 굽힘 공정에 따른 다중 굽힘 변형에 의해 변환되어, 피로 파열 또는 피로 파열로 인한 초기 균열을 가지고
분리 시에 깔쭉이가 적고 거칠게 파열되는 분리 표면들을 형성하는 얇고 쉽게 서로 분리가능한 분리 림들이 제
공되며, 상기 강섬유관들과 강섬유 스트립들은 성형 공정을 거쳐, 강섬유 스트립 또는 강섬유관 스트립들로부터
강섬유를 개별적으로 분리하는 공정에서 콘크리트 첨가물(concrete additive)로서 적합한 강섬유들이 형성된다.
피로 파열로 인한 초기 균열이 굽힘 공정에 의해 노치 바닥에서 발생되어 이에 따라 림들이 약화된다. 분리 림[0029]
들로 언급된, 남아있는 림 잔여물(limb residue)들은 이들이 굽힘 공정의 섬유의 중립 영역에 있기 때문에 매우
얇을 수 있으며; 따라서 강섬유관들은 후에 서로 쉽게 분리될 수 있고 안정적으로 분리될 수 있다.
모든 강도(strength) 조건에서, 시장에서 일반적으로 사용되는 고품질의 강계 재료(steel-based material) 또는[0030]
철계 재료(iron-based material)들이 금속 재료로서 제공된다. 사용법의 목적에 관한 경우, 상기 금속 재료는
금속 스트립 형태로, 특히 아연도금 또는 구리도금된 강 스트립 형태로 코팅될 수 있다.
이러한 점에서, 각각의 재료 군을 위하여, 롤링(rolling)에 의해, 필요 시에, 매우 높은 강도값(strength[0031]
value)들이 구현될 수 있는 재료들이 상기 금속 재료에 포함되는 것이 특히 바람직하다.
마지막으로, 본 발명은 위에서 기술한 강섬유 제조방법에 따라 제조된 강섬유에 관한 것이다. 상기 강섬유는 시[0032]
작 재료로서 사용된 스트립 형태의 반가공 재료로부터 형성되고, 상기 스트립 형태의 반가공 재료는 림들에 의
해 초기에 함께 고정연결된 강섬유관들을 형성하기 위해 한쪽 면 또는 양쪽 면들 상에서 노치 가공되고 상기 노
치가공 공정에서 고정 수단이 제공되며, 상기 림들은 굽힘 공정에 따른 다중 굽힘 변형에 의해 변환되어, 피로
파열을 가지고 분리 시에 깔쭉이가 적고 거칠게 파열되는 분리 표면들을 형성하는 얇고 쉽게 서로 분리가능한
분리 림들이 제공된다. 이런 방식으로, 상기 강섬유는 완전히 새로운 타입의 강섬유를 형성한다.
이러한 점에서, 상기 강섬유가 콘크리트에 첨가하기 적합한 형태로 구성되는 것이 바람직하다.[0033]
등록특허 10-1606952
- 7 -
본 발명은 도면에 예시된 예들에 의한 구체예들로써 밑에서 더 상세하게 기술될 것이다.[0034]
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 제 1 구체예에 따른 공정을 도식적으로 도시한 도면으로서, 강섬유관은 스트립 방향에 대해[0035]
가로방향으로 배열된다.
도 2는 도 1에 해당하는, 대안의 구성을 가진 공정을 도식적으로 도시한 도면으로서, 강섬유관은 스트립 방향에
대해 세로방향으로 배열된다.
도 3은 감기지 않은 형태로 도시된 노치 롤러를 상세하게 도시한 도면이다.
도 4는 강섬유 스트립 또는 강섬유관 스트립의 제조를 위한 노치 스트립(notched strip)의 일부분의 횡단면을
도시한 도면으로서, 이미 노치가공이 수행되어 있다.
도 5는 굽힘 공정을 거쳤으며 굽힘 변형 상태에서 강섬유 스트립 또는 강섬유관 스트립의 제조를 위한 노치가공
된 스트립을 도시한 도면으로서,
도 5a에서는 강섬유관들이 스트립 방향에 대해 세로방향으로 배열되어 있고 도 5b에서는 강섬유관들이 스트립
방향에 대해 가로방향으로 배열되어 있다.
도 6은 강섬유 스트립 또는 강섬유관 스트립의 분리 림들을 사용하기 위한 구성을 보여주는 도면이다.
도 7은 노치 영역에서 와이어 스트립(wire strip)의 오직 일부분을 절단하여 도시한 단면도이다.
도 8은 강섬유를 분리시키기 위한 분리 장치를 도시한 도면이다.
도 9는 개별적인 강섬유를 상이하게 도시한 도면들이다.
도 10은 개별적인 강섬유들을 서로 다른 형상을 도시한 도면이다.
도 11은 강섬유의 횡단면에 비해 확대된 단부 횡단면을 가진 강섬유를 도시한 도면이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
특히, 도 1과 도 2에서, 강섬유(2) 제조방법, 바람직하게는, 콘크리트 첨가물로서 사용되는 강섬유(2) 제조방법[0036]
이 도식적으로 도시된다. 이를 위해, 강섬유(2)를 형성하기 위하여, 우선, 금속 스트립 시트(1)는 롤러(3) 사이
의 한쪽 면 또는 양쪽 면들 상에서 노치 가공되어, 고정 수단(7)을 가진 강섬유관(4)을 제공한다. 이 경우, 도
4에서 볼 수 있듯이, 강섬유관(4)은 림(5)들에 의해 초기에 서로 고정연결되어 있다.
실질적으로 상기 림(5)들을, 분리 시에 깔쭉이가 적고(low-burring) 거칠게 파열되는(fracture-rough) 분리 표[0037]
면들을 형성하는 얇고 쉽게 서로 분리가능한 분리 림들로 변환시키기 위하여, 강섬유관(4)들에 의해 형성된 강
섬유 스트립은 도면에서 도면부호(6)로 표시된 것과 같이 각각의 림(5)에 세로축 주위로 다중 굽힘 변형이 발생
하는 굽힘 공정을 수행한다. 이런 방식으로, 피로 파열로 인해, 림(5) 영역에서 초기 균열이 형성되며 분리 림
이 제공된다. 또한, 표면의 초기 스크래치가 노치 사이에서 발생하여 이에 따라 피로 파열이 발생되어 노치의
바닥이 늘려진다(prolong).
강섬유관을 노치 가공할 때, 상기 강섬유관(4)들에는, 도 3과 도 9에서 볼 수 있듯이, 강섬유 횡단면에 비해 횡[0038]
단면 확대부(enlargement) 형태의 고정 수단(7)이 제공될 수 있다. 이 고정 수단(7)은 강섬유(2)를 콘크리트에
더 잘 고정시키기 위해 사용되며 사용법의 목적에 부합하도록 적절한 위치에 위치될 수 있다. 도 9에서, 굽힘
파열 표면은 도면부호(15)로 표시된다.
본 발명에 따라 도 1에 도시된 형상에서, 강섬유관(4)들은 금속 스트립 시트(1)의 세로방향에 대해 가로방향으[0039]
로 성형된다(shaped). 강섬유(2)의 원하는 길이에 따라, 강섬유(2)들은 금속 스트립 시트(1)의 전체 폭에 걸쳐
연장될 수 있지만, 강섬유관 금속 스트립 시트(1)는 두 개 또는 그 이상의 강섬유 스트립들로 분리되는 분리 블
레이드(8)들을 제공하는 것도 가능하다. 이 강섬유관 스트립의 분리 공정은 굽힘 공정 이전에 수행되는 것이 바
람직하다.
굽힘 공정 후에, 강섬유관 스트립 또는 강섬유 스트립은 차후의 사용법의 목적에 부합하도록 강섬유(4)를 성형[0040]
가공하는 성형 롤러(9)를 통과하거나 또는 관통한다. 도 10에서 볼 수 있듯이, 강섬유(2)의 단부는 예를 들어
크랭크 형상일 수 있으며; 이와 동일하게, 강섬유(2)는 파동 형태의 형상으로 변환될 수 있거나 혹은 그 외의
등록특허 10-1606952
- 8 -
다른 적절한 방식으로 성형될 수 있다. 특히, 강섬유 단부의 형태는 변경될 수 있는데, 보다 구체적으로는, 도
11에서와 같이 확대부를 가질 수 있다. 이 확대부 또는 두꺼운 단부는 콘크리트를 고정할 때 특히 유용하다.
상기 공정 후에, 강섬유 스트립들은 적층되고, 이 강섬유 스트립들은 쉽고 공간을 효율적으로 사용하는 방식으[0041]
로 차후의 사용 위치로 이송될 수 있다.
따라서, 강섬유(2)들을 제공하기 위해 강섬유 스트립들을 개별적으로 분리하는 공정은 오직 콘크리트 준비 위치[0042]
에서 수행되며 이를 위해 도 8에 도시된 개별적인 분리 장치가 사용될 수 있다. 이 분리 장치에는 개별 강섬유
(2)들을 분리하는 고속 톱니형 휠(10)이 포함된다. 또 다른 이점에 따르면, 강섬유들을 개별적으로 분리하는 공
정이 콘크리트 준비 위치에서 수행될 때, 개별 강섬유(2)들은 더 균질적으로 콘크리트에 삽입될 수 있으나, 그
외의 경우, 예컨대 강섬유(2)가 이미 개별적으로 분리된 형태로 공급되는 경우, 강섬유들은 '고슴도치 배열형태
(hedgehog formation)'를 가지는 경향이 있어서 이에 따라 콘크리트 내에 불규칙하게 분포될 가능성이 있다.
하지만, 도 2에서 도식적으로 도시된 것과 같이, 강섬유관(4)들이 금속 스트립 시트(1)의 세로방향으로 성형될[0043]
수도 있다. 대체로, 본 공정은 매우 유사하지만; 굽힘 공정 후에, 선택적으로, 금속 스트립 시트(1)의 상측면
및/또는 하측면을 널링(knurling)에 의해 거칠어지게 하는 한 쌍의 롤러(11)가 있다. 하지만, 원칙적으로는, 이
와 유사한 형태로 변형된 공정의 제 1 구체예도 가능하다.
하지만, 굽힘 공정 후에, 스트립의 세로방향으로 배열된 강섬유관(4)들은 위치(12)에서 서로 분리된다. 분리된[0044]
후에, 강섬유관들은 특정 성형 공구(13)에 의해 차후의 사용법의 목적에 부합하는 성형 공정을 거친다.
성형된 후에, 강섬유관(4)들은 강섬유(2)들이 개별적으로 분리된 상태에서 이미 포장될 수 있으며 차후의 사용[0045]
위치로 이송될 수 있도록 예를 들어 회전 쉬어(rotary shear, 14)에 의해 원하는 길이로 절단된다. 또한, 강섬
유관 스트립은 굽힘 공정과 개별 분리 공정 후에 적층될 수 있고, 그 후, 강섬유들은, 콘크리트 준비 위치에서,
강섬유를 분리하고, 성형하며 원하는 길이로 절단하는 적절한 기기 아이템으로 제공될 수 있다.
금속 스트립 시트의 노치가공 공정은 V자 형태로 수행되는데, 노치 각도(W)는 30° 내지 120°사이일 수[0046]
있으며; 약 60°의 노치 각도(W)가 바람직하다.
이 경우, 초기에 남아있는 림(5)의 두께는 금속 스트립 시트(1) 두께의 20% 내지 95%이다.[0047]
본 발명에 따르면, V자형 노치들의 깊이는 상기 노치가 강섬유의 사용법의 목적과 강도에 부합하도록 선택되는[0048]
것이 유리하다.
굽힘 공정은 상이한 방식으로 수행될 수 있는데; 우선, 림(5) 영역에서 피로 파열이 발생할 때까지 금속 스트립[0049]
시트(1)의 평면에 대해 한쪽 면에서만 발생하는 다중 굽힘 변형을 포함하는 굽힘 공정을 고려할 수 있다. 이와
동일하게, 상기 굽힘 공정은 강섬유 스트립의 평면에 대해 양쪽 면들에서 발생하는 다중 굽힘 변형을 포함할 수
있으며, 이 경우 림(5)들의 다중 굽힘 변형은 각각 동일한 각도 크기로 또는 각각 증가하거나 혹은 감소하는 각
도 크기로 구현될 수 있다. 이는 특히 도 5a와 도 5b에서 찾아볼 수 있다.
어떠한 경우에서도, 림(5)들의 다중 굽힘 변형은 노치 각도(W)보다 더 작은 각도로 구현되어야 한다.[0050]
세로방향으로 배열된 강섬유 경우에서 분리 림들은 서로 나란하게 배열된(juxtaplsed) 강섬유관들이 반대방향으[0051]
로 약간 편향됨으로써 국부적으로 파열될 수 있는데, 이는 적절한 성형 롤러에 의해 구현될 수 있으며 도 6에
도시되어 있다. 가로방향으로 배열된 강섬유들의 겨우, 개별 분리 공정은 최종 방법 단계와 같이 분리 장치 내
에서 구현된다(도 8 참조).
일반적으로, 금속 스트립 형태로 반가공 재료(semifinished material)가 시작 재료로서 사용되는데, 이 경우,[0052]
모든 강도(strength) 조건에서, 시장에서 일반적으로 사용되는 특히 고품질의 강계 재료(steel-based material)
또는 철계 재료(iron-based material)들이 제안된다. 사용법의 목적에 관한 경우, 상기 금속 재료는 코팅된 금
속 스트립, 특히 아연도금 또는 구리도금된 강 스트립을 사용할 수 있다. 이 어떠한 경우에도, 각각의 재료 군
을 위하여, 롤링(rolling)에 의해, 필요 시에, 매우 높은 강도값(strength value)들이 구현될 수 있는 재료들이
상기 금속 재료에 포함되는 것이 특히 바람직하다.
마지막으로, 본 발명은 위에서 기술한 강섬유 제조방법에 따라 제조된 강섬유에 관한 것이다. 상기 강섬유는 시[0053]
작 재료로서 사용된 스트립 형태의 반가공 재료로부터 형성되고, 상기 스트립 형태의 반가공 재료는 림(5)들에
의해 초기에 함께 고정연결된 강섬유관(4)들을 형성하기 위해 한쪽 면 또는 양쪽 면들 상에서 노치 가공된다.
상기 노치가공 공정에서 고정 수단이 제공된다. 이 고정 수단은 상대적으로 큰 횡단영역들을 가진
등록특허 10-1606952
- 9 -
강섬유들로서, 적절한 공구 형상에 의해 노치가공 공정에 유지되며 노치가공 공정에서 다소 뒤집어진(upset) 형
태로 유지된다. 이고정 수단은 강섬유 단부 상에 위치되는 것이 바람직하며, 이러한 점에서, 강섬유는 노치가공
된 강섬유 단부에 대해 가로방향으로 배열되고 이에 따라 다소 뒤집혀있을 수도 있다.
상기 림(5)들은 굽힘 공정에 따른 다중 굽힘 변형에 의해 피로 파열로 인해 양쪽 면에서 초기 균열이 발생하며,[0054]
림 잔여물(limb residue)인 분리 림은 차후에 분리 표면들이 깔쭉이가 적고 거칠게 파열되도록 실질적으로 변형
없이도 분리된다.
강섬유의 상측면과 하측면들은 널링처리되고(knurled) 또한 강섬유들에는 사용법의 목적과 콘크리트를 첨가하기[0055]
에 적합한 형태가 제공될 수 있다.
도면
도면1
등록특허 10-1606952
- 10 -
도면2
등록특허 10-1606952
- 11 -
도면3
도면4
등록특허 10-1606952
- 12 -
도면5a
도면5b
도면6
등록특허 10-1606952
- 13 -
도면7
도면8
등록특허 10-1606952
- 14 -
도면9
등록특허 10-1606952
- 15 -
도면10
도면11
등록특허 10-1606952
- 16 -