KR0163582B1 - 가요성 중급 벌크용기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용적물의 운송, 저장 및 리프팅을 가요성 중형용기에 관한 것이다. 상기 용기는 개량된 하부 및 상부구조를 구비하고, 각각 2개층으로 구성되는 3 또는 그 이상의 종방향 접힘부로 블랭크를 접은 후 용기 하부 및 / 또는 상부에 결합된 원형 오븐 직물이나 평오븐 직물로 제조된 호스성형 블랭크로 구성된다.

상기 조인트의 길이는 용기둘레의 1/4 미만이다. 상기 가요성 중형 용기는 장입개구, 라이너 및 측부벽의 일체형 연장부로 된 리프팅 고리를 구비한다.

Description

[발명의 명칭]

가요성 중급 벌크 용기

[발명의 상세한 설명]

[발명의 분야]

본 발명은 벌크 물질(bulk material)을 승강, 수송 및 저장하기 위한 가요성 중급 벌크 용기(flexible intermadiate bulk container ; FIBC)에 관한 것이다.

[종래 기술]

가요성 중급 벌크 용기는 적어도 한 조각의 평직물(flat woven material) 또는 시이트 재료로 성형되거나 제조된 호스 형태로서, 하단 및 /또는 상단에 봉합부를 갖는 블랭크(blank)를 구비한다. 또한, 상기 가요성 중급 벌크 용기는 적어도 하나의 승강용 고리를 구비하며, 상기 고리는 용기 측벽의 일체형 연장부일 수도 있다. 또한, 가요성 중급 벌크 용기는 안감(liner)을 구비한다.

상기 블랭크는 본원에서 정의된 바와같이 적어도 한측면에서 연결부 또는 봉합부를 형성하기 위하여 상호 결합된 적어도 한 조각의 평직물이나 시이트 재료, 또는 능직물(round woven material)이나 압출재료로 제조될 수 있다. 이러한 조각을 서로 연결하는 것은 예를 들면 상단 및/또는 하단 봉합부의 연결에 후속하여 수행될 수 있다.

한동안 사용된 이러한 가요성 중급 벌크 용기는 과립형 비료, 분쇄 및 비분쇄 곡물, 포트랜드(Portland) 시멘트, 석탄 등과 같은 벌크 물질을 용기당 수백 킬로그램의 양으로 수송, 승강 및 저장하기에 적합한 것으로 입증되었다.

종래에는 이러한 가요성 중급 벌크 용기가 고도의 기계장치로 제조되기에 곤란한 것으로 밝혀져 있다. 블랭크를 재단하고, 측면 및 하단 봉합부를 접어 재봉하는 것과 같은 비교적 간단한 작업도 수작업으로 이루어진다. 용기의 제조를 기계화시키면, 노동력의 절감에 기인하여 그 제조비는 감소될 수 있다.

노르웨이 특허 제 136744호에 대응하는 미국 특허 제 4,269,247호에 개시된 바와 같이. 벌크 물질을 수송하기 위한 공지된 가요성 중급 벌크 용기는 평직물의 블랭크로 제조되며, 블랭크를 횡방향 중심선에서 접어 측면과 하단을 재봉함으로써 제조된다. 블랭크의 중간부는 완성품에서 측벽의 내부 연장부인 승강용 고리를 형성한다. 그러나, 미국 특허 제4,269,247호에 개시된 용기는 베이스부가 재봉되기 전에 호스를 형성하는 블랭크의 마주보는 측면에서 삼각천(gueest)을 덧대어 4각형 베이스부로 제조된다. 이러한 구조가 갖는 주요 단점으로서 측면 봉합부가 길기 때문에 용기 제조비가 상승하고, 부수적인 단점으로서 측면이 재봉된 이후에 삼각천을 덧대는 작업이 곤란하다.

또한, 노르웨이 특허 제138134호에 대응하는 미국 특허 제4,136,723호에는 능직물로 제조된 용기가 개시되어 있다. 용기가 능직물로 제조되는 경우에는 측면 봉합부가 존재하지 않는다. 이러한 용기는 하나 또는 두 개의 봉합부를 갖는 이중 베이스 구조물을 구비하며, 상기 봉합부 각각은 용기 둘레의 1/4의 길이를 갖는다.

상기 미국 특허들에 기술된 두 개의 용기중 어느 것도 기계로 제조되기에 적합하지 않으며, 상기 용기는 비어 있는 상태에서 비교적 큰 저장 부피를 갖는다.

[발명의 요약]

따라서, 본 발명의 목적은 아래와 같은 요건을 만족시키는 개선된 가요성 중급 벌크 용기을 제조하는 것이다.

-안감의 유무에 관계없이 완전 기계화로 제조될 수 있어야 한다.

-상부 및 하부에서 응력 분포가 균일하여야 한다.

-원자재 비용이 감소되어야 한다.

-비어 있는 상태로 접혀진 용기의 수송 및 저장 부피가 작아야 한다.

상기 요건을 만족시키기 위하여, 본 발명자는 기계 설비에 적합한 가요성 중급 벌크 용기을 제조하는 방법을 발견하였다. 가요성 중급 벌크 용기의 제조에서 출발점은 능직물을 호스형 블랭크 형태로 사용하는 것이다. 평직물과 비교하여 능직물은 측면 봉합부를 갖지 않는다고 하는 하나의 큰 장점이 있다. 측면 봉합부는 가요성 중급 벌크 용기의 원주 방향 강도를 감소시킬 뿐만 아니라, 그 제조비를 증가시킨다. 그러므로, 본 발명은 전체 봉합부 길이를 단축시킨다.

봉합부 길이가 짧은 가요성 중급 벌크 용기를 제조하는 방법에 관한 상기 문제에 대한 가장 간단한 해결 방법은 기계 제조에 적합한 미리 접혀진 용기에 있는 것으로 간주되었다. 예비 테스트에 의하면, 하단에서 종방향으로 1회 또는 2회 접은 다음, 하단에서 횡방향 봉합부로 연걸된 호스형 블랭크는 튼튼하며, 기계 제조에 매우 적합한 것으로 입증되었다. 실제로, 접는 횟수는 1회 또는 2회에 제한받지 않으며, 다른 적절한 횟수로 접힐 수 있다. 또한, 예비 테스트에 의하면, 팽창된 용기의 하부 영역 중앙에 봉합부가 위치하면, 이렇게 제조된 용기는 원형 베이스부를 갖는 것이 입증되었다. 봉합부와 원형 베이스를 위치 설정하면, 가요성 중급 벌크 용기의 하부의 응력은 보다 균일하고 균등하게 분포된다.

용기를 미리 접는 방법은 노르웨이 특허 제153250호에 대응하는 캐나다 특허 제1221923호에 개시된 바와 같이 가요성 중급 벌크 용기의 측면에 삼각천을 덧댄 경우를 채용하는 것이 가능하였다.

용기를 제조하는데 사용된 재료는 직물일 필요는 없지만, 실제로 직물, 코팅 또는 비코팅 시이트 재료, 플라스틱 필름 등과 같은 연질의 탄성 재료라면 어떠한 종류로도 제조될 수 있다.

본 발명의 주 특징은, 호스형 블랭크를 편형하게 펼쳐놓고, 상단 및 / 또는 하단을 밀봉한 이루에 직물층을 최소 4층 이상으로 만드는데 필요한 횟수로 종축을 따라 접는 것에 있다. 전술한 바를 성취하기 위한 방법은 여러 가지가 있다. 한 방법은, 호스형 블랭크를 중심 종축을 따라 적어도 한 번 접은 이후에, 블랭크의 마주보는 측면에 접혀진 플리트(pleat) 또는 삼각천을 덧대는 것이다. 하단 및/또는 상단에는 횡방향으로 봉합부가 형성된다. 편평하게 펼쳐놓았을 때 적어도 6층을 갖는 용기를 제조하는 또 다른 방법은 호스형 블랭크를 종방향으로 간단히 2회 접는 것이다. 상기 방법은 6개의 직물층을 갖는 호스형 블랭크를 제공할 수 있다. 호스형 블랭크를 접는 전술한 두가지 방법은 단지 예에 불과하여, 적어도 6개의 직물층을 얻기 위하여 블랭크를 종방향으로 접는 방법은 여러 가지가 있다.

상기 미국 특허 제4,136,723호에 개시된 하단 봉합부의 총 길이는 용기 둘레의 1/2인 반면, 본 발명의 하단 봉합부의 길이는 용기 둘레의 1/4 미만이다.

본 발명에 따른 용기의 하단 봉합부 또는 연결부는 용기가 팽창할 때 베이스의 중심에 위치한다. 베이스의 중심에 인가되는 응력이 비교적 작기 때문에, 상기 지점에서의 봉합부는 그 길이가 베이스 영역의 전체 너비와 동일한 미국 특허 4,269,247호에 개시된 용기의 베이스 봉합부 만큼 중요하지는 않다.

본 발명에 따른 용기의 제조 방법은 간단하며, 완전 기계화될 수 있다. 용기는 보강 측면을 구비하거나 구비하지 않는 재료로 형성된 무한 길이의 호스를 상단 및 하단에서 종축과 직각으로 절단하여 제조하는 것이 바람직하다. 용기를 종축을 따라 적어도 한 번 접고, 용기의 하단 및/또는 상단에 예를 들면 솔기, 결합부, 접차부 등과 같은 봉합부가 제공된다. 재단 작업, 접는 작업 및 연결 작업은 기계화될 수 있다.

본 발명의 범위는 첨부된 청구 범위에서 한정된 바와 같다. 주요 특징은 블랭크에 종방향 접힘부를 형성한 이후에 하단 및/또는 상단 봉합부가 형성되는 것으로, 각각의 접힘부는 두 개의 층으로 구성되며 상기 봉합부의 길이는 용기 둘레의 1/4 미만이다.

가장 바람직한 실시예로서, 용기는 중심축을 따라 종방향 접힘부와 용기 둘레의 약 1/8에 대응하는 길이를 갖는 일단 또는 양단을 횡단하는 봉합부를 구비한다. 또 다른 실시예로는, 블랭크는 3층의 접힘부와 일단 또는 양단을 횡단하는 봉합부를 구비하며, 접힘부 각각의 너비는 용기 둘레의 1/6에 대응한다. 또한, 본 발명에 따른 용기는 호스형 블랭크의 하단 봉합부에 붙여진 안간(liner)을 구비한다.

[도면의 간단한 설명]

첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 용기 및 그 제조 방법에 대하여 비제한적인 실시예로서 상세히 설명하기로 한다.

제1도는 보강 측면을 갖는 호스형 블랭크를 도시하는 도면으로서, 제1a도는 삼각천을 갖는 펼쳐진 블랭크의 정면도, 제1b도는 하단 봉합부가 제공된 상태로 종축을 따라 접혀진 블랭크(제1a도)의 정면도, 제1c도는 하단 봉합부를 갖는 제1b도에 도시된 바와 같은 블랭크의 측면도, 그리고 제1d도 내지 제1f도는 제1a도, 제1b도 및 제1c도를 각각 상방에서 본 평면도이다.

제2도는 호스형 블랭크가 편평하게 펼쳐놓여 있는 상태를 도시하는 도면으로서, 제2a도는 펼쳐진 블랭크의 정면도, 제2b도는 제2a도에 도시된 블랭크가 접혀진 상태를 접혀진 상태를 도시하는 정면도, 제2c도는 다른 상단 봉합부와 하단 봉합부를 갖는 제2b도에 도시된 블랭크의 측면도, 그리고 제2d도 내지 제2f도는 제2a도, 제2b도 및 제2c도를 각각 상방에서 본 평면도이다.

제3도는 제1a도에 도시된 바와 같이 측면에 삼각천이 보강된 호스형 블랭크를 도시하는 도면으로서, 제3a도는 삼각천 사이에 안감이 개재된 펼쳐진 블랭크의 정면도, 제3b도는 상단 및 하단 봉합부를 가지며 종축을 따라 접혀진 블랭크(제3a도)의 정면도, 제3c도는 슬리브를 구비하는 제3b도의 측면도, 그리고 제3d도는 제3a도를 상방에서 본 평면도, 그리고 제3e도는 제3b도의 선 1-1을 따라 절취한 확대 단면도이다.

제4도는 본 발명에 따른 일체형 승강용 고리와 하부를 갖는 팽창된 상태의 가요성 용기를 도시하는 도면이다.

[실시예]

제1a도는 개방 상단(1)과 하단(2)을 갖는 호스형 블랭크 재료로 제조된 부분이 펼쳐진 상태로 도시한다. 호스형 블랭크는 전면 패널(3), 배면 패널(4) 및 삼각천으로 보강된 측면(5,6)을 구비한다. 호스형 블랭크는 하나 또는 그 이상의 측면 봉합부를 갖는 평직물로 제조되거나, 능직물로 제조될 수 있다. 호스형 블랭크가 평직물로 제조되는 경우에, 블랭크는 중심선에서 횡방향으로 접혀져서, 그 접혀진 부분은 최종적으로 제조된 용기의 승강용 고리 또는 하부를 형성한다.

용기는 횡방향 연결부를 형성하는 봉합부(7)를 구비하며, 상기 봉합부는 용기의 하부를 구성한다. 봉합부(7)는 솔기, 고온 용착부(hot weld), 접착부 등이 가능한바, 즉 특정 용도 및 재료에 따라 적절한 봉합부가 선택된다. 호스형 블랭크의 직경 및 길이와 삼각천이 보강된 측면의 너비는 요구되는 체적에 따라 한정되어야 한다.

블랭크는 베이스 재료의 무한 길이에서 필요한 길이로 재단하는 것에 의하여 형성되며, 이러한 재단 작업은 블랭크의 종축(8)과 직각으로 이루어진다. 제1b도는 그 재료를 중심 종축(8)에서 접어 2중으로 되었을 때의 호스형 블랭크를 도시한다. 제1b도의 측면도가 제1e도에 도시되어 있다.

제1e도의 측면도로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 재료 부분은 총 8개의 직물 층을 포함하며, 제1a도에 도시된 재료 부분의 너비는 이등분되었다. 물론 필요에 따라 제1b도에 도시된 호스형 블랭크를 짝수로 한 배 또는 그 이상의 수 배로 배가시키는 것이 가능하다. 하단 봉합부(7)는 종축(8)에 대하여 횡방향으로 그리고 개방 하단(2)에 대하여 비교적 근접하게 되었다. 제1c도는 측벽을 이루는 두 개의 일체형 연장부를 중첩하여 형성한 승강용 고리만을 예로써 도시하고 있다. 승강용 고리(13)의 구조는 도시된 것에 제한받지 않으며 하단 봉합부와 유사한 봉합부를 포함할 수 있다.

제2도는 호스형 블랭크를 종방향으로 접어 적어도 6개의 직물층을 얻는 다른 방법을 도시한다. 제2a도는 호스형 블랭크가 두 번 접혀진 경우의 예를 도시한다. 제1접힘부는 선9를 따라 둘레의 1/6에 대응하는 길이로 접혀진 반면, 제2접힘부는 선10를 접혀져 있다. 제2c도의 원 14에 도시된 승강용 고리는 본출원인의 명의로 출원된 노르웨이 특허 출원 제883257호에 따라 제조된다. 하단 봉합부(7)는 제2a도에 도시된 호스형 블랭크 둘레의 1/6과 동일한 길이를 갖는다.

제3도는 제1a도에 도시된 바와 같은 호스형 블랭크를 도시하지만, 호스형 블랭크 내측에는 안감(15)이 배치되어 있다. 제3b도는 두 개의 봉합부를 갖는 접혀진 호스형 블랭크를 도시하며, 상기 봉합부중 하나는 봉합부(7)로서 하단에 위치하여 다른 하나는 봉합부(11)로서 상단에 위치한다. 안간(15)은 하단 봉합부에 고정될 수 있다. 호스형 블랭크의 상단에 인접하여도 적어도 두 개의 종방향 슬롯을 절단함으로써, 하나는 승강 수단을 위한 개구로 제조된다. 블랭크가 평직물로 제조되는 경우에, 승강 수단을 위한 대응하는 개구는 블랭크의 상단에 밀접하게 그러나 그 아래를 재봉하는 것에 의하여 형성된다. 승강용 고리는 본 출원인의 노르웨이 특허 출원 제830718호에 기재된 바와 같은 슬리브(12)를 포함할 수 있다.

제4도는 가요성 용기의 하부에 장미 배듭으로 형성된 것을 도시한다. 가요성 용기는 팽창 상태로 제1도에 도시된 실시예에 따라 제조되면, 봉합부는 용기 하부(20)의 중심축을 직각으로 향한다. 이것은 크게 두 개의 장점을 갖는바, 그 장점중 하나는 하부(20)가 응력을 균일하게 분포시키기 때문에 매우 튼튼하며, 다른 장점은 봉합부가 용기의 수송 동안에 마찰에 의한 마모에 노출되지 않아 찢어지지 않는 것이다. 그러므로, 본 발명에 따라 제조된 가요성 중급 벌크 용기는 보다 안전하다. 하부가 원형이기 때문에 응력은 한 곳에 집중되지 않는다면 벽에서 하부로 균일하게 그리고 균등하게 분포된다. 하단 봉합부는 실제로 가장 낮은 응력 지점에 위치한다. 제4도에 도시된 가요성 중급 벌크 용기는 슬리브(12)를 또한 포함한다.

미국 특허 제4,269,247호, 미국 특허 제4,136,723호 및 본원 발명에 따른 가요성 용기의 인장 강도를 비교하는 실험을 수행하였다. 본 발명은 제1도에 따라 제조되었으며 슬리브(12)를 포함하였다.

용기들은 약 500㎏의 유동이 자유로운 물질로 채워져 있으며 노르웨이 특허 제152870호에 기재된 바와 같은 실험 기구가 사용되었다.

용기를 우선 그 중량의 두배의 하중까지 5번 잡아 당긴 이후에 찢어질 때까지 잡아당겼다. 찢어질 때의 하중(파단 강도)과 찢어지는 부위(파단 부위)는 표1에 기재되어 있다.

실험되는 모든 용기는 1250㎜X2000㎜(평면 너비X길이)의 크기를 갖는 동일한 폴리프로필렌 직물로 제조되었다. 그 결과는 표1에 기재되어 있다.

실험 1에 사용된 용기는 미국 특허 제4,269,247호에 따라 제조되었으며, 그 재료는 중심축에서 횡방향으로 접혀진 평직물로써 벽 및 베이스 구조에서 봉합부를 갖는다. 그것은 벽 구조에서 모든 수직 섬유가 화물을 지탱할 수 있도록 결합되어 있는 일체형 승강용 고리를 구비한다. 상기 용기의 구조는 직물 강도를 증가시키지 않고 가능한 최고의 파단 강도를 갖는 승강용 고리를 구비한다.

실험 2에 사용된 용기는 실험 1에 사용된 용기를 약간 변형한 것이다. 상단 및 측면은 미국 특허 제4,269,247호에 따라 제조되었으나, 하단은 제1a도 및 제1b도에 도시된 바와 같이 본 발명에 따라 제조되었다. 그러한 용기는 측면 및 하단 봉합부를 가지며 중심선에서 횡방향으로 접혀진 평직물로써 제조되었다. 호스형 블랭크가 종축을 따라 접혀지고 하부 라인 7에서 봉합부에 의하여 연결된 이후에, 측벽은 삼각천으로 보강된다. 실험 1의 용기를 실험 2에 사용된 용기와 비교하면, 본 발명에 따른 하부 구조가 용기의 하중 지지능에 영향을 끼치는 것을 알 수 있다.

실험 3에 사용된 용기는 미국 특허 제4,136,723호에 따라 제조되었으며, 전술한 바람직한 실시예에서와 같이 용기 둘레의 1/4 길이를 각각 갖는 두 개의 봉합부를 구비하는 이중 베이스 구조를 구비하는 능직 호스형 블랭크로 제조되었다. 승강용 고리를 단일 봉합부를 갖는 측벽의 일체형 연장부를 연결하여 형성되었다.

실험 4에 사용된 용기는 제1도 및 제4도에 도시된 바와 같이 본 발명에 따라 제조되었다. 승강용 고리는 슬리브를 구비하며, 재봉하기 전에 측벽의 두 일체형 연장부를 중첩하여 제조되었다. 이전의 실험은 승강용 고리의 강도가 실험 1에 기술된 승강용 고리의 그것과 같이 강한 것을 나타낸다.

상기 실험에 의하여 다음과 같은 결과가 획득되었다.

실험 1.1 및 1.2에 따르면, 용기는 32kN의 파단 강도를 가지며, 그 파단부위는 하부에서 발생한 반면, 실험 2.1 및 2.2에서의 변형 용기는 평균 37.5kN의 파단 강도를 갖는다. 실험 2는 실험 1보다 약 20%이상의 파단 강도를 갖는다. 실험 2 역시, 하나의 용기가 상부에서 찢어지고 다른 용기가 하부에서 찢어진 바와 같이, 하부 구조가 용기의 최대 하중 지지능(荷重 支持能)과 동일한 파단 강도를 갖는 것을 보여준다.

실험 3.1 및 3.2는 31kN의 파단 강도를 갖는 반면, 실험 4.1 및 4.2의 차단 강도의 평균값은 37이다. 실험 4의 파단 강도는 실험 3의 파단 강도보다 약 20% 이상이다. 실험 4는 직물 자체의 강도를 증가시키지 않고 하중 지지능을 증가시키는 것이 불가능함을 입증한다. 이것은 파단 부위가 승강용 고리나 하부에 있지 않고 승강용 고리에 근접한 벽의 직물에 있기 때문에 명백하다.

상기 실험에 의하며, 본 발명에 따른 용기가 미국 특허 제4,269,247호 및 미국 특허 제4,136,723호에 비하여 하중 지지능을 증가시키는 것임을 명백히 입증하고 있다. 본 발명에 따른 하부 구조에 의하면, 상기 미국 특허에 따른 용기보다 약 20% 이상의 하중 지지능을 갖는다.

상기 실험에 사용된 호스형 블랭크를 재단하고, 하단을 봉합하여 접는 간단한 방법은 본 발명에 따른 용기가 기계로 제조될 수 있음을 나타낸다.

본 발명의 또 다른 효과는 비어 있는 용기가 종래 공지된 용기와 비교하여 저장 및 수송 시에 작은 체적을 갖는 것이다. 이러한 작은 체적은 용기를 접을 수 있는데에서 비롯된 효과이다.

본 발명자는 완전히 기계로 제조될 수 있을 뿐만 아니라 그 하중 지지능을 증가시킬 수 있는 용기 구조를 발명하였다. 상기 목적은 재단 작업이 간단하고 재봉 작업이 최소화되며 기계로 접는 작업을 수행하기에 적합한 구조를 갖는 용기를 제조하는 것에 의하여 달성된다.

본 발명에 따른 가요성 용기에 대한 전술한 제조 단계, 즉 블랭크의 재단, 삼각천의 보강, 호스형 블랭크의 미리 접음 및 재봉은 비교적 간단하고, 고속으로 작동되며 저렴한 제조 장비를 사용하여 이루어질 수 있다.

Claims (4)

1. 상단(1) 또는 하단(2)을 횡단하는 봉합부(7,11)와 측벽의 일체형 연장부인 하나 이상의 승강용 고리(13)를 갖는 직물 재료로 이루어진 블랭크(blank)와, 충전 개구와 안감(15)을 구비하는 벌크 물질의 수송, 저장 및 승강용 가요성 중급 벌크 용기에 있어서, 상기 상·하단의 봉합부(7,11)는 블랭크에 3이상의 종방향 접힘부가 형성된 이후에 형성되고, 상기 접힘부 각각은 두 개의 층으로 구성되며, 상기 봉합부의 길이는 용기 둘레의 1/4 미만인 것을 특징으로 하는 가요성 증급 벌크 용기.
2. 제1항에 있어서, 상기 블랭크의 측면(5,6)에는 삼각천으로 보강되고, 상기 블랭크는 중심축을 따라 종방향 접힘부와, 용기 둘레의 약 1/8에 대응하는 길이를 갖는 일단 또는 양단을 횡단하는 봉합부를 구비하는 것을 특징으로 하는 가요성 증급 벌크 용기.
3. 제1항에 있어서, 상기 블랭크는 3개의 접힘부와, 일단 또는 양단을 횡단하는 봉합부를 구비하며, 상기 접힘부 각각은 용기 둘레의 1/6에 대응하는 너비를 갖는 것을 특징으로 하는 가요성 증급 벌크 용기.
4. 제1항에 있어서, 상기 안감(15)의 하단부는 블랭크의 하단 봉합부에서 고정되는 것을 특징으로 하는 가요성 증급 벌크 용기.