KR100419439B1 - 펜더보호구조및그제조방법 - Google Patents

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Abstract

고무와 플라스틱 합금으로 이루어진 탄성층 상에 있는 초고분자량 폴리에틸렌 상단층을 포함하는 펜더보호구조이다. 펜더보호구조가 움직이는 물체와 충돌할 때, 에너지 흡수가 용이하도록 팽창할 수 있게 보어(bore) 구멍을 포함한다.

Description

펜더보호구조 및 그 제조방법
배를 도킹시킬 때, 접근속도, 파도, 해류 및 다른 요인에 의하여, 도킹되는 선박에 가해지는 잠재적인 손상 및 충격을 감소하기 위하여 보호도킹시스템이 필수적이다.
대기 선박(holding ship)의 경우에는, 대기 선박과 그 내부로 이송된 작은 선박을 보호하기 위하여 충격 패드가 사용된다.
이러한 응용 형태의 펜더(fender) 보호구조의 한 예는 크레머의 제4,923,550, 4.596,734, 4,679,517호 미국특허에 일반적으로 개시되어 있다. 이러한 시스템의 펜더보호구조는 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)으로 이루어진 외부 플라스틱층과, 중간의 탄성층 및 플라스틱으로 된 기저층으로 이루어진다. 플라스틱층에 접합된 종리개술에 의한 탄성층을 가지는 시스템은, 특히 탄성층이 부분적으로 반대방향으로 천공(bored)된 때에는, 작업하기에 너무 유연하기 때문에, 이를 보완하여 설치의 목적으로 기저층이 제공된다.
해양기술에 있어서는, 프로펠러 축을 지지하는 저널 베어링(journalbearing)에 사용되는 엘라스토머와 플라스틱의 합금이 공지되어 있다. 특히, 이러한 혼합물은 저널 베어링의 가로대(stave)로 사용된다. 이러한 합금의 한 예가 오른돌프(Orndorff) 2세의 제4,735,982호 미국특허에 개시되어 있다. 오른돌프 2세는 열경화성 고무 합성물과 열가소성 물질과의 혼합을 제안하고 있으며, 고무 합성물은 우수한 방수 및 방유특성을 가질 뿐 아니라 낮은 마찰력을 가진다. 낮은 마찰력은 정상적인 축 작동속도에서 유체역학적인 윤활을 향상시키는 물질로 정의된다. 축의 마모가 최소화 되어야 하기 때문에, 베어링 응용에서는 낮은 마찰재료를 사용하는 것이 중요하다. 이러한 이유로 전술한 오른돌프 주니어의 합금에는 높은 마찰 합성물이 사용되어 부적합하다.
이러한 펜더 보호구조의 개량을 위한 노력은 구조의 융통성, 특히 효율(efficiency)를 개선시키기 위한 개발로 계속 진행되고 있다.
발명의 개시
본 발명의 목적은 개선된 특성을 가지는 2 층 펜더 보호구조를 제공하는 것이다.
본 발명에 의한 펜더보호구조는 탄력있는 엘라스토머 플라스틱 합금층 위에 배치되어 있는 상부 UHMWPE층을 포함하고 있다.
본 발명은 에너지 흡수와 복귀를 위한 최적의 탄력성 및 용이한 설치를 위한 최적 강도를 유지함으로써, 펜더보호구조를 실용적으로 만드는 우수한 재료를 제공한다.
본 발명에 의한 펜더보호구조는 제조하기 용이하고 비용이 적게 들며, 종래의 시스템보다 뛰어난 신뢰성 및 품질을 보여주고 있다.
이러한 본 발명의 목적, 특성 및 장점은 첨부되는 도면을 참고로 하는 상세한 설명에 의하여 더욱 더 명확해 질 것이다.
본 발명은 힘을 흡수하기 위한 충격 패드, 특히 개선된 에너지 흡수재료를 가지는 힘 흡수용 충격 패드 및 그 제조방법에 관한 것이다.
도 1은 수면을 따라 배치된 본 발명에 따른 펜더를 구비하는 한 선박의 투시도로서, 단지 큰 선박만이 부분적으로 도시되어 있고, 제 2 선박은 제 1 선박의 선체내부에 수용되어 있다.
도 2는 도 1의 2-2선을 따라 취한 본 발명에 의한 펜더보호구조의 후면에 대한 측면도이다.
도 3은 도 2의 3-3선을 따라 취한 펜더보호구조의 평면도이다.
도 4a는 충격력 대 목재의 휨력(deflection force)을 나타내는 그래프이다.
도 4b는 충격력 대 고감쇠, 저탄성 고무의 휨력을 나타내는 그래프이다.
도 4c는 충격력 대 저감쇠, 고탄성 고무의 휨력을 도시하는 그래프이다.
도 4d는 충격력 대 본 발명에 의한 엘라스토머와 플라스틱 혼합물의 휨력을 나타내는 그래프이다.
도 5는 종래기술에 의한 펜더 패널 주형(fender panel mold)의 개략적인 단면도이다.
도 6은 처리 이전에 본 발명을 이용하는 펜더 패널의 요소가 조립되어 있는 주형을 관통하는 개략적인 단면도이다.
본 발명을 실시하기 위한 최적 실시예
전체에 걸쳐 유사하거나 대응되는 부분에 대해서는 유사한 참조번호를 사용하는 도면을 참고하면, 도 1에는, 부호 11로 표시되는 선체를 가지는 선박 또는 큰 배(vessel) 10의 부분이 도시되어 있다.
배 10는 상륙용 주정(landing craft)과 같은 작은 배 12를 수용하기 위하여 선체내로 물을 들어오게 하여, 육지 가까이에서 페리 작업을 할 수 있도록 큰 배가 작은 배를 옮기기 위하여 도어(미도시)를 낮출 수 있는 도킹 선박(docking vessel)이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 수위 아래 위에 걸쳐 수평방향으로 뻗어 있고 큰 선박 10의 선체에 부착된 복수의 펜더 보호구조 또는 충격 패드 15가 있다. 각 펜더 15는 종방향으로 뻗어 있고, 안쪽에 배치되는(큰 배 10안에서 보았을 때) 플라스틱 재료로 된 제 1 층 16과 그에 부착된 탄성층 17을 포함하는 복합부재이다. 본 발명의 상단층 16은 어떠한 응용에서는 필요하지 않다.
도 2에서는, 탄성층 17은 그를 관통하는 복수의 장방형 보어 구멍 30을 구비하고 있어서, 충격력이 인가되었을 때, 층 17의 재료가 부풀수 있도록 공간은 제공한다.
층 17은 또한 패드를 장착하기 위하여 제공되는 복수의 원형 장착 보어구멍 35을 구비하고 있다. 구멍 30, 35은 여기에 도시되어 있는 것과 다른 형상 및 다른 개수일 수 있다.
도 3에서는, 제 1 층 또는 큰 선박 내부에서 보았을 때 최외곽 층인 16이 외부표면 20과 내부표면 21을 구비하고 있다. 제 1 층 16은 플라스틱, 바람직하게는열가소성 플라스틱, 가장 바람직하게는 3kg의 추가하중에 의하여 변형되는 ASTM 1238-65T의 시험조작에 의하여 측정되었을 때 0.15 이하의 용융유동지수(melt flow index)를 가지는 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)으로 이루어진다. UHMWPE는 용해 점성방법(solution viscodity method)에 의하여 측정할 때 2천 5백만 이상의 초고분자량을 가지는 폴리올레핀인 것으로 생각된다. 폴리올레핀은 중합체(polymer) 또는 4개 이하의 탄소원자를 가지는 하나 이상의 모노-올레핀의 공중합체(copolymer), 또는 이러한 중합체 및/또는 공중합체의 혼합물인 것으로 생각된다. 이들은 또한 UHMWPE와 저마찰 열경화성 고무합성물로 이루어진 열가소성-고무 중합체 합금 또는 블렌드일 수도 있다. 이러한 합금은 제4,735,982호 미국특허에서 개시되고 있으며, 상기 특허는 본 출원의 참고자료로 제시되고 있다. 제4,735,982호 특허에 개시된 혼합물은 본 발명의 상단층을 위해서만 사용된다. 또한, 층 16은 본 출원에 참고자료로 제시되어 있는 제5,286,576호 미국특허에 개시되어 있는 압축 주조된 내화성의 고충격 강도의 UHMWPE 합성물로 이루어질 수도 있다. 주조되고 고밀도화 된 최종 형상에서는, 이러한 합성물은 86 부피%의 UHMWPE와, 최소 6 부피%의 개조된 강화섬유(개조된 섬유유리 UHMWPE를 기초로 중량으로 19pph)내에 있는 최소한 4.40 부피%의 내화성 성분(암모뉼 폴리인산염 UHMWPE를 기초로 중량으로 10pph) 으로 이루어진다. 또한, 상기 합성물에 사용되는 개조된 강화 섬유의 여기에 개시되어 있는 탭밀도시험(tapped density test)에 의하여 측정되는 총부피는 최종적으로 압축 주조된 내화성 고충격 합성물 부피의 적어도 약 27 부피%이어야 한다. 내화성 성분 및 개조된 강화섬유의 최대 부피하중은, 두 성분이전술한 최소 하중보다 위에 존재하는 한, 단지 눈금이 있는 아이조드 충격 강도(Izod impact strength)의 인치 폭당 7ft-lb의 최소 조건에 의해서만 제한된다.
탄성층 17은 제 1 층 16의 내부표면 21과 맞닿아 접합되는 외부표면 22을 가진다.
펜더 구조 15를 선박의 선체 11에 부착시키기 위하여, 제 1 및 제 2 층 각각은 선체 11 내부로 뻗어 있는 좁은 보어(bore) 34와 정렬되어 뻗어 있는 복수의 장착 보어 35를 구비한다. 보어 35는 탄성층 두께의 2/3 정도까지 중앙으로 뻗어 있어서, 선체 11에 적당하게 고정되는 볼트 41의 나사부를 가지는 헤드에 고정되는 너트 40 헤드 및 와셔(washer) 39의 편평한 바닥을 수용하는 바닥부 또는 숄더 38를 구획한다. 이러한 보어 35는 탄성층 17과 상단층 16 내부에 주조되고, 펜더를 칸막이 또는 선체에 용이하게 부착되도록 하는 공간 27을 남기면서, 탄성층을 관통하는 통로의 약 1/2 내지 2/3 정도까지 뻗어 있다. 보어 34는 볼트 41를 수용하기 위하여 탄성층의 영역 27을 관통하여 드릴로 뚫려진다. 전체 층에 대한 탄성층 보어의 개방 면적은 30 내지 60% 정도이며, 따라서, 연결체 36이 손상되는 것을 방지하도록 탄성층이 충분히 부풀어 오르도록 한다.
펜더보호장치로서의 합성물 판 구조로 사용되기에 바람직한 두께는, UHMWPE 층 16이 약 1.27 내지 3.175cm이다.
본 발명의 바람직한 실시예에서는 UHMWPE로 된 제 1 층의 속이 차있는 것으로 도시하고 있으나, 천공되거나 보어를 가질 수도 있다. 그러나, 제 1, 제 2 층또는 사이의 접합제의 강도를 초과하는 힘이 가해지는 경우, 충격 선박상에 있는 날카로운 돌출부가 보어안에 끼워져 패드를 찢을 위험이 있다.
지금까지는, 주로 종래의 엘라스토머 층이 너무 유연하기 때문에 합성판 펜더 구조에 견고한 일체화를 제공하기 위하여 엘라스토머층 및 선체 사이에 배치하는 제 3 층을 포함하는 것이 바람직하였다. 본 발명은 이하에서 더 자세하게 설명될 바와 같이, 종래의 펜더 구조에 대한 개선을 제공한다.
본 발명의 탄성층 17에 사용되는 바람직한 재료로는 엘라스토머와 플라스틱 블렌드 또는 합금, 바람직하게는 열가소성 UHMWPE의 기지(matrix)에 의하여 함께 지지되는 분쇄(crumb) 특성의 고무로 이루어진다. 엘라스토머는 상온에서 초기 길이의 2배 이상 늘어날 수 있고, 늘어난 후에 힘이 제거되면 단시간에 거의 초기 길이로 힘을 가지고 복귀할 수 있는 물질로 정의된다.(시험재료 미국협회에서 발간되고, ASTM 위원회 D-11에 의하여 준비된 고무 및 고무유사 재료에 대한 용어집 참고). 본 발명을 구성하는 데 사용될 수 있는 엘라스토머 또는 고무재료는, 천연고무, SBR고무, 부타디엔과 스티렌의 공중합체, 부타디엔과 알킬 아크릴플라스틱의 공중합체, 부틸 고무, 에틸렌-프로필렌과 EPDM 고무와 같은 올레핀 고무, 플루오르화탄소 고무, 플루오르화 실리콘 고무, 실리콘 고무, 클로로술포네이트 폴리에틸렌, 폴리아크릴 플라스틱, 폴리부타디엔, 폴리클로로플렌 등과 같이, 이미 알려진 공지의 엘라스토머일 수 있다. 그러한 엘라스토머는 분쇄이전에는 65이하의 전단 A 강도(shore A hardness)를 가진다. 본 발명에서 특별히 흥미 있는 재료는 자동차 또는 트럭 타이어를 분쇄하여 얻어지는 조각난 고무(crumb rubber)이다. 이는 그러한 고부가 주로 천연고무이고, 분쇄된 타이어 재료는 저렴하기 때문이다. 처음부터 타이어 내부에 있던 섬유 및 강철 입자들은 제거되어야 한다.
도 4a에는, 충격력 대 목재의 휨곡선(deflection curve)을 도시하고 있다. 힘이 최대 60 포인트까지 인가됨을 알 수 있다. 힘이 제거되면, 재료는 영구히 고정되고 복귀되지 않는다. 이러한 곡선에 의하면, 목재가 고감쇠, 저탄성이며, 매우 낮은 복귀를 보이고 있다. 재료의 에너지 흡수량은 곡선 아래의 영역 62으로 나타난다.
목재는 높은 에너지 흡수를 가지지만, 단 한 번의 강한 충격에만 유효하며, 그 후에는 필요한 특성을 상실하게 된다.
도 4b에는 충격력 대 고감쇠, 저탄성 고무의 휨곡선이 도시되어 있다. 힘이 최대 64 포인트까지 인가되는 것을 알 수 있다. 힘이 제거되면, 재료는 영구히 고정되고 복귀하지 않는다. 이러한 곡선은 재료가 고감쇠, 저탄성, 저복귀울을 가지고, 높은 에너지 흡수량(영역 66)을 가지지만 단 한 번의 강한 충격에만 유효하며, 그 후에는 특성을 상실한다는 점에서 목재의 경우와 유사하다.
도 4c는 충격력 대 저감쇠, 고탄성 고무의 휨곡선을 도시하고 있다. 힘이 최대 64 포인트까지 인가됨을 알 수 있다. 힘이 제거되면, 재료는 거의 원래 형상에 가깝게 복귀한다. 즉, 재료가 낮은 영구 고정율을 가진다. 따라서, 이러한 재료는 여러번의 강한 충격에도 유효하다. 그러나, 에너지 흡수(히스테리시스 영역 70으로 표시)는 상당히 낮으며, 이는 이러한 재료가 크게 튀어올라, 고무총 효과(slingshot effect)를 발생함으로써, 매우 바람직하지 않다.
도 4d는 충격력 대 본 발명에 의한 엘라스토머와 플라스틱 합금의 휨곡선을 도시하고 있다. 힘이 최대 72 포인트까지 인가되는 것을 알 수 있다. 힘이 제거되면 재료는 원래의 형상에 가깝게 복귀한다. 즉 재료가 낮은 영구 고정율을 가진다. 또한, 히스테리시스 면적 74이 넓기 때문에, 에너지 흡수도 우수하다. 높은 에너지 흡수에 기여하는 요인은 도 4b 및 4c의 재료에서의 상단 곡선 78, 80은 오목한데 반하여, 본 발명의 상단 곡선 76은 볼록하다는 데에서 기인한다는 것을 알 수 있다. 따라서, 히스테리시스 면적이 도 4c의 면적보다 거의 두 배라는 것을 알 수 있다.
도 4d는 본 발명에 의한 엘라스토머 플라스틱 합금은, 종래 재료의 단점을 가지지 않는 펜더보호구조의 우수한 특성을 제공할 수 있다는 것을 나타낸다. 다시 말하면, 본 발명의 엘라스토머 플라스틱 합금은 고감쇠, 저탄성, 낮은 영구고정율 및 높은 에너지 흡수율을 가진다. 이러한 재료는 여러 번의 강한 충격에 유효하며, 고무총 효과(slingshot effect)를 나타내지 않는다.
종래 기술과 관련하여 설명한 바와 같이, 오른돌프의 제4,735,982호 미국특호에서는, 저널 베어링(journal bearing)에 사용되는 엘라스토머와 플라스틱의 혼합을 개시하고 있다. 이러한 오른돌프의 응용에서는 낮은 마찰이 중요한 성질이다. 본 발명에 의한 합금에서는 이러한 마찰 특성이 고탄성, 저강도 및 높은 에너지흡수율만큼 중요하지 않다. 그러나, 높은 에너지 흡수율을 가지는 고탄성의 엘라스토머는 본래부터 높은 마찰 특성을 가진다. 제4,735,982호 특허의 저마찰 엘라스토머는 본래부터 낮은 탄성율, 높은 강도 및 낮은 에너지흡수율을 가진다. 따라서, 오른돌프 주니어 특허의 개시내용은 본원 발명의 요건과 일치하는 것이 아니다.
본 발명에 의한 펜더보호구조의 제조는 다음과 같이 이루어진다. 본 발명의 혼합물에 사용하기 위한 엘라스토머를 위하여, 고무성분이 경화되고, (두 성분을 혼합하기 위하여) 조각난 고무를 만들기 위하여 적당한 크기로 분쇄된다.
기계적 또는 초저온 분쇄와 같은 종래의 분쇄방법이 사용될 수 있다. 고무가 임의로 분포될 때 까지, 조각난 고무가 UHMWPE 분말과 전체적으로 건식혼합된다. 고무와 UHMWPE의 입자크기는 35이하의 타일러 메쉬 스크린을 통과할 정도가 적당하며, 20 메쉬 입자인 것이 더 바람직하다.
UHMWPE의 자유 유동 특성 때문에, 고무와 UHMWPE 분말은 매우 용이하게 혼합된다.
바람직한 조성비는 중량비로 약 70%의 고무와 약 30%의 UHMWPE이다. 이로써, 엘라스토머 플라스틱 합금 94이 생성된다.
도 5에서는, 주형(mold) 84이 펜더보호구조를 경화하기 위하여 제공된다. 경화된 탄성층내에 팽창 보어를 형성하기 위하여, 고무성분을 배치시키도록 돌출부 86이 일체적으로 형성된다. 돌출부 86는 주형제거물질로 처리되어야 하며, 경화 싸이클 이후에 재료로부터 주형을 분리하는 것을 용이하게 하기 위하여 테이퍼진 측면 88을 가진다. 필요한 테이퍼부 및 많은 수의 돌출부 86로 하여금 펜더보호구조의 제조경비가 과다하게 상승한다. 돌출부가 테이퍼져 있고 주형제거재료 처리를 하였다 하더라도, 최종 제품과 주형을 분리하는 것은 여전히 어렵고, 따라서 시간과 노력이 들어가므로 제조경비가 상승한다.
도 6에서는, 바람직한 펜더 판(panel) 형상을 가지는 주형 90이 제공된다. 본 발명의 다른 실시예에 의하면, (도 2의 바람직한 보어형상을 가지는) 복수의 경화된 고무 돌출부 92가 주형 내부의 보어 30를 위한 바람직한 위치에 배치된다. 고무와 UHMWPE 혼합물 94이 고무 블록 92위에서 주형몸체 내부로 부어진다. 그 다음 고무와 UHMWPE 합금이 UHMWPE 분말층 96으로 덮여진다. 그런 후, 주형 뚜껑98이 주형 몸체상에 고착되고, 엘라스토머와 고무를 함께 주조하고 폴리에틸렌 분말을 용융하기 위하여 충분한 압력과 열이 가하여진다. 가열온도는 플라스틱의 유리전이온도(Tg)보다 커야한다. 바람직한 가열 온도범위는 대략 290 내지 360℉이며, 더 바람직하게는 310 내지 350℉이다. 폴리에틸렌 분말이 용융된 이후에: 1)상단 폴리에틸렌 층 16을 형성하기 위하여 합체되고; 2) 조각난 고무 입자를 충분히 접합한다.
합금이 분쇄되거나 변형되는 것을 방지하기 위하여, 합금이 압력(적어도 600PSI, 바람직하게는 1000PSI이상)하에서 상온 까지 냉각된다. 그런 다음 주형이 개방되고, 최종 합금이 제거된다. 종래의 열가소성 플라스틱이 가지는 유동변형 문제점을 없애주기 때문에, 이러한 공정은 매우 균일하고 고품질의 주조물을 만드는데 유용하다.
고무 돌출부 92는 니트릴 고무와 같이, 엘라스토머 플라스틱 합금에 사용되는 전술한 엘라스토머 재료와 동일한 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 고무 돌출부 92는 요구되는 형상에 상관없이, 저렴한 비용으로 용이하게 제조될 수 있다. 고무 돌출부의 열팽창율은 고무 플라스틱 합금의 열팽창율보다 크며, 고무 돌출부는 (주조 이후의) 합금보다 더 탄력적이다. 이러한 특성으로 인하여, 펜더보호구조가 냉각된 이후에 합금으로부터 돌출부를 용이하게 제거할 수 있다. 따라서, 약간만 힘을 가하여도, 고무 돌출부는 경화된 합금 밖으로 튀어나올 수 있다는 것이 발견되었다.
종종 돌출부 92는 간단하게 떨어져 나갈 수도 있다. 따라서, 제거가능한 고무 돌출부 92를 사용함으로써 본 발명에 의한 펜더보호구조의 제조비용을 감소시킬 수 있다는 것이 명확해졌다.
또한, 본 발명에 의한 합금은 상단 플라스틱층 또는 다른 판으로의 점착력이 상실되지 않는다는 것을 알 수 있다. 상단층을 탄성층에 접합시키기 위하여 접착제 또는 다른 특수재료나 공정이 전혀 필요하지 않다.
본 발명에 의한 엘라스토머/플라스틱 합금의 바람직한 특성은 95의 전단 A 강도(shore A hardness)와, 5,469psi정도의 탄성 또는 영의 압축계수(Young's modulus), 0.381의 팽창율 및 1.09의 비중(UHMWPE가 30%함유)을 가진다는 것이다.
본 발명에 의한 고감쇠, 저탄성 및 높은 복귀율의 특수한 결합으로서의 엘라스토머와 플라스틱 합금은 종래에 사용된 재료에서는 전혀 찾아 볼 수 없는 것이다.
탄성율은 다시 튀어오를 때 충격물체로 복귀되는 충격에너지의 비율로 정의된다.(ASTM-D-2632). 펜더보호구조에 있어서는, 충돌 선박에 타고 있는 사람에게 발생하는 충격 또는 고무총 효과를 제거하기 위하여, 낮은 탄성 퍼센트가 요구된다.
따라서, 본 발명에 의한 합금은 펜더보호구조에 사용되는 종래의 엘라스토머성분과 유사한 탄성 퍼센트(23∼25%) 및 휨정도(deflection value)를 가진다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 합금의 장점은, 종래의 고감쇠(저탄성) 엘라스토머의 경우에는 일정한 높은 영구고정율을 가졌기 때문에, 종래 탄성성분은 상당히 높은 영구고정율을 보이는 반면에, 본 발명에 의한 합금은 수분 이내에 거의 초기 두께로 복귀하게 된다는 것이다.
본 발명에 의한 합금의 경우에는, 제 3 층이 불필요해질 뿐 아니라, 본 발명의 합금이 종래의 탄성성분 가격의 절반 이하이므로, 펜더보호구조의 제조비용을 낮출 수 있다.
종래의 3층을 가지는 구조와 비교할 때 엘라스토머 합금 층이 두껍기 때문에, 본 발명의 에너지흡수율 또한 최소화 된다. 결과적으로, 구조의 복잡성을 감소시킴과 동시에, 충격력으로부터 볼트/스터드가 더 우수하게 격리된다. 본 발명에 의한 접합된 2 층 구조는 종래의 3층 구조 경우보다 와셔 OD 및 구멍 ID 사이에서 더 큰 주변 영역(위로 팽창하는 고무를 위하여)을 가진다. 이로써 볼트를 충격력으로부터 더 잘 격리시킨다.
본 발명이 실시예로서 도시되고 설명되었으나, 본 발명의 범위 및 특성에서 벗어나지 않고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 본 발명에 대한 다양한 변형, 생략 및 부가가 이루어 질 수 있다고 판단된다.

Claims (15)

  1. 엘라스토머(elastomer)와 플라스틱의 합금으로 이루어진 탄성층 위에 배치되는 견고한 내구성 플라스틱층과, 상기 탄성층내로 부분적으로 연장되어 상기 탄성층 내부에 바닥이 위치하는 복수의 체임버(chamber)를 형성하는 구멍과, 상기 바닥과 구조 사이의 탄성층에 압축력을 인가함으로써 펜더를 구조 상에 지지하기 위한 연결 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 충격력을 흡수하기 위한 팬더(fender)보호구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 합금은 중량비로 약 30%의 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 및 약 70%의 고무로 이루어지는 것을 특징으로 하는 펜더보호구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 합금은 UHMWPE 및 고무로 이루어지는 것을 특징으로 하는 펜더보호구조
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 합금은 조각난 고무(curmb rubber) 및 UHMWPE로 이루어지는 것을 특징으로 하는 펜더보호구조.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라스틱층은 UHMWPE로 이루어지는 것을 특징으로 하는 펜더보호구조.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 합금은 중량비로 상기 엘라스토머보다 더 많은 플라스틱을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 펜더보호구조.
  7. 제 1 항에 있어서,
    힘이 인가되었을 때, 상기 엘라스토머와 플라스틱 합금이 용이하게 부풀어오르도록 하기 위하여, 상기 탄성층내에 공간(void)을 구비하는 것을 특징으로 하는 펜더보호구조.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 합금의 휘어짐에 기인하는 내부 압축력을 경감시켜, 상기 합금을 휘어진 구조의 형상에 맞도록 하기 위하여, 상기 합금이 복수의 노치(notch)를 내부에 구비하는 것을 특징으로 하는 펜더보호구조.
  9. 엘라스토머와 플라스틱의 합금으로 이루어진 탄성층과, 그 탄성층 위에 배치되는 상단 플라스틱층으로 구성되는 복수의 충격펜더;
    상기 탄성층의 압축과 팽창을 용이하게 하는 복수의 체임버(chamber)를 형성하기 위하여, 상기 탄성층 내부에서 상기 체임버의 바닥이 위치하도록 부분적으로탄성층 내부로 뻗어 있는 구멍(aperture); 및,
    상기 바닥과 구조 사이의 탄성층에 압축력을 인가함으로써 펜더를 구조상에 지지하기 위한 연결수단;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 구조 보호용 펜더보호 시스템.
  10. 조각난 고무(crumb rubber) 및 플라스틱 분말을 함께 합금 혼합물내로 건식혼합하는 단계;
    상기 합금 혼합물 위에 플라스틱 분말층을 제공하는 단계; 및,
    상기 합금 혼합물 및 플라스틱 분말을 경화하여 혼합물층에 접합된 플라스틱층을 형성하는단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 펜더보호구조 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 합금은 중량비로 약 30%의 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 및 약 70%의 고무로 이루어지는 것을 특징으로 하는 펜더보호구조 제조방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 합금은 UHMWPE 및 고무로 이루어지는 것을 특징으로 하는 펜더보호구조 제조방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 합금은 중량비로 상기 엘라스토머보다 더 많은 플라스틱을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 펜더보호구조 제조방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 경화단계는 상기 합금층 내부에 공간(void)을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 펜더보호구조 제조방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    절단(cutting)에 의하여 상기 합금층 내부에 공간을 형성하는 단계를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 펜더보호구조 제조방법.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997022453A1 (en) * 1995-12-19 1997-06-26 Duramax Inc. Method of making a fender protective structure
JP3283219B2 (ja) * 1997-07-23 2002-05-20 住友ゴム工業株式会社 防舷材
JPH1143920A (ja) * 1997-07-29 1999-02-16 Bridgestone Corp 防舷材受衝板のパッド固定構造
JPH1193141A (ja) * 1997-09-24 1999-04-06 Bridgestone Corp 防舷材及びその製造方法
SE517092C2 (sv) * 1999-09-16 2002-04-16 Rolf Innovations Corp Förfarande för framställning av pulver av elastikt material
US6928944B2 (en) * 2003-08-28 2005-08-16 Richwood Industries, Inc. Protective bumper for towboats
WO2014195682A1 (en) * 2013-06-05 2014-12-11 Bae Systems Plc Cradle assembly for boats

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4594390A (en) * 1982-08-23 1986-06-10 Monsanto Company Process for the preparation of thermoplastic elastomers
US4679517A (en) * 1986-03-27 1987-07-14 The B. F. Goodrich Company Fender protective structures
US4908412A (en) * 1986-10-29 1990-03-13 Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. Thermoplastic elastomer composition excellent in heat bondability
US4923550A (en) * 1980-03-03 1990-05-08 Kramer James H Method of making a wear resistant composites
US5100947A (en) * 1989-05-26 1992-03-31 Advanced Elastomer Systems, L. P. Dynamically vulcanized alloys having improved stiffness/impact balance
US5191005A (en) * 1989-07-10 1993-03-02 Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. Process for preparing thermoplastic elastomer compositions and thermoplastic elastomer compositions

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4104210A (en) * 1975-12-17 1978-08-01 Monsanto Company Thermoplastic compositions of high unsaturation diene rubber and polyolefin resin
US4169680A (en) * 1977-07-25 1979-10-02 Amsted Industries Incorporated Method and apparatus for making composition friction materials
JPS5590735A (en) * 1978-12-27 1980-07-09 Nisshinbo Ind Inc Rigid base body covered with urethane-elastomer
NL7905700A (nl) * 1979-07-24 1981-01-27 Stamicarbon Thermoplastische elastomere compositie en werkwijze ter bereiding daarvan.
JPS6058010B2 (ja) * 1981-04-14 1985-12-18 三井化学株式会社 射出圧縮成形方法
JPS62277444A (ja) * 1986-05-26 1987-12-02 Bridgestone Corp ゴム組成物
US4735982A (en) * 1986-07-25 1988-04-05 The B. F. Goodrich Company Thermoplastic-rubber polymer alloys and method for producing the same
US4909172A (en) * 1988-05-09 1990-03-20 William E. Hamby Boat bottom protector
US5095840A (en) * 1990-09-04 1992-03-17 The B. F. Goodrich Company Fender protective structures
GB2301417B (en) * 1994-03-04 1997-12-03 Aeroquip Corp A tube suitable for use with fuel systems for motor vehicles

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4923550A (en) * 1980-03-03 1990-05-08 Kramer James H Method of making a wear resistant composites
US4594390A (en) * 1982-08-23 1986-06-10 Monsanto Company Process for the preparation of thermoplastic elastomers
US4679517A (en) * 1986-03-27 1987-07-14 The B. F. Goodrich Company Fender protective structures
US4908412A (en) * 1986-10-29 1990-03-13 Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. Thermoplastic elastomer composition excellent in heat bondability
US5100947A (en) * 1989-05-26 1992-03-31 Advanced Elastomer Systems, L. P. Dynamically vulcanized alloys having improved stiffness/impact balance
US5191005A (en) * 1989-07-10 1993-03-02 Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. Process for preparing thermoplastic elastomer compositions and thermoplastic elastomer compositions

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Publication number Publication date
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AU7610196A (en) 1997-07-14
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JP2001505282A (ja) 2001-04-17
CA2239724A1 (en) 1997-06-26
WO1997022759A1 (en) 1997-06-26
MX9804844A (es) 1998-09-30
US5791278A (en) 1998-08-11
AU717655B2 (en) 2000-03-30

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