KR100861003B1 - 스풀타입의 방현재를 제조하는 방법과 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스풀타입의 고무 방현재를 제조하는 방법 및 그 장치에 관한 것으로서 방현재란 배가 접안할때 충격을 완화시키기 위하여 부두안벽에 부착하는 설치물을 말하는데 종래의 스풀타입의 방현재는 후렌치 부분과 몸통을 따로 성형하여 붙여서볼트 조임식 가압성형방식으로 제작함으로써 후렌치 부분이 쉽게 떨어져 나가는 단점이 있었으며 가황단계를 거칠때 몸통부분의 형태를 유지하도록 붕대로 감아놓은 부분이 가황시의 고열에 의하여 붕대가 느슨해지면서 방현재의 모양이 유지되지 못하는 단점이 있었다. 그러나 본 발명은 가황시에 스풀타입의 형상을 유지하기 위한 풀세트 금형을 사용할 뿐 아니라 1차적으로 고무층이 적층된 몸통부 및 후렌치부를 제공하고 여기에 스팀을 이용해 가열하고 가압함으로써 고무층의 밀도가 커지고 탄성력이 강해지며 후렌치부와 몸통부가 일체로 형성되어 내구성이 뛰어난 방현재를 제조하는 방법을 제공한다.

방현재, 스풀타입, 스팀, 금형

Description

스풀타입의 방현재를 제조하는 방법과 그 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING SPOOL TYPE FENDER}

본 발명은 선박보호를 위하여 사용되는 방현재 중에서 스풀 형상의 방현재를 제조하는 방법과 장치에 관한 것이다.

본 발명은 선박보호용 스풀타입 펜더(SPOOL TYPE FENDER)에 관한 것이다. 선박이 부두에 접안할 때 선박과 부두 사이에 발생할 수 있는 충격력을 흡수/완화시키기 위하여 여러 가지 형태의 방현재를 사용하게 되는데 설치방법에 따라서는 안벽이나 선체등에 부착하는 부착형과 수면위에 띄워서 사용하는 부유형이 있다. 본 발명은 안벽에 부착하여 사용되는 스풀 타입 펜더(방현재)에 관한 것이다

이와 같은 타입의 방현재중에서는 스풀(SPOOL)형상을 갖는 것도 이미 사용되고 있으나 그 제조방법이 취약하여 후렌치부 삽입보강철판과 몸통고무층과의 접착력이 다른 부분보다 약하여 작은 충격에도 쉽게 분리되거나 파손되는 경우가 많아 수명이 단축되는 결함을 가지고 있을 뿐 아니라 몸통자체의 고무밀도가 낮아 충격에너지를 흡수하는데 한계가 있어 쉽게 파손되는 단점이 있다.

도1은 종래의 방법에 의해서 방현재를 제조하는 가황가마(1)를 도시한다. 종래에는 스풀형방현재를 제조하기 위하여 속금형(2)에 고무를 감은 원통형 몸통부(3)를 성형하고 고무를 입힌 보강철판(4)을 방현재의 상하, 양쪽의 측면에 부착하여 후렌치를 만들고 후렌치용 바깥쪽가압금형(5)과 안쪽가압금형(6)을 체결볼트(7)를 조여 결합시킨후에 후렌치부와 원통인 몸통부(3)를 결합 시키기 위해 후렌치 금형을 밀어 주도록 속금형에 고정되어 있는 볼트(8)를 조여 보강철판이 삽입된 후렌치 부와 안쪽의 속금형에 성형된 원통형 몸통(3)의 고무층이 서로 결합되도록 하였다. 그러나 이것은 단지 볼트의 체결력에 의해서만 후렌치 부분과 몸통부분이 결합되기 때문에 그 밀착도에 의한 접착력이 약해져 성형된 이후에 외부의 충격에 의하여 쉽게 파손되는 단점을 가졌다.

또한 원통형의 몸통고무 외측에는 나이론 섬유로 직조된 붕대(9)를 몇차례 감아줌으로써 몸통에 감긴 고무가 원형을 유지할 수 있도록 하여 주었으나 스팀열을 주어 장시간 가황시킬때 열에 의해 붕대의 장력이 약해져서 고무층이 팽창되는 것을 제어할 수 없게 되어 몸통부가 외부로 부풀어 오르게 되어 그 형태를 유지하기 힘들어지게 되어 제품마다 형태가 일정하지 못할 뿐 아니라 몸통의 각 부분마다 고무의 밀도가 다르게 되는 단점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 단점을 극복하기 위하여 안출된것으로서, 스풀 형상의 방현재를 제작하는 방법 및 방현재를 제조하기 위한 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 하며 종래의 방현재와 비교할 때 뛰어난 충격흡수력과 내구력을 갖는 방현재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

방현재를 제조하는 방법으로서,

속금형을 제공하고 상기 속금형에 고무판을 적층시키는 고무성형단계와;

상기 고무성형된 속금형의 측면에 보강철판을 부착하여 방현재의 모양을 갖추는 후렌치 성형단계와;

상기 방현재를 프레스에 설치하되 상기 방현재가 후렌치가 형성된 모양을 유지할 수 있도록 상기 방현재의 상하에 금형상판과 금형하판을 설치하고 옆면에는 금형측면판을 설치하여 금형으로 상기 방현재를 감싸는, 금형조립 단계와;

상기 방현재에 고온의 스팀을 금형에 주입하면서 가압하는 가압가황단계와;

상기 방현재에 설치된 금형을 해체하는 금형해체 단계;를 포함 할 수 있다.

상기 가압가황단계에서 상기 스팀의 진행방향은 상기 가압방향과 수직일 수 있다.

상기 가압가황단계에서 상기 가압방향은 상기 후렌치부에 대하여 수직인 즉, 몸통부의 축과 평행한 방향일 수 있다.

상기 스팀은 섭씨 140~150도 이내이며 상기 가압하는 압력은 제곱센티미터당 40kg 이상일 수 있다.

또한 방현재 제조 장치로서, 중앙에 방현재를 제공하기 위한 공간을 가지며 상하로 가압하기 위하여 상단과 하단에 가압용 평판과;

제조되는 방현재의 상단과 하단 및 측면에 각각 위치하여 방현재의 모양을 유지하는 금형상판, 금형하판, 측면금형과;

상기 금형쪽으로 스팀을 공급하기 위한 스팀 공급장치를 포함할 수 있다.

상기 방현재 제조장치에는 그 주위를 원통형으로 고무를 적층시킨 속금형이 제공되는 것일 수 있다.

본 발명에 의하여 제작된 방현재는 탄성력이 뛰어나고 내구성이 우수한 효과를 갖는다.

도2는 본 발명에 따라 방현재를 제조하는 방법을 도시하는 순서도이다. 본 발명에 따른 방현재의 제조방법은 속금형에 고무판을 적층시키는 고무성형단계와 상기 고무성형된 방현재의 측면에 보강철판을 부착하고 상기 방현재를 금형에 설치하는 금형조립단계와 스팀을 금형에 주입하면서 가압하는 가황단계와 방현재에 설치된 금형을 해체하는 금형해체 단계로 구성된다.

본 발명은 방현재의 후렌치부와 몸통부를 일체로 형성시키면서도 금형을 사용함으로써 방현재의 형상을 원하는 대로 일정하게 만들 수 있도록 한다.

도3은 본 발명에 따라 제조된 방현재(10)를 배(11)에 접안시키는 데 사용되는 사용도를 도시한다. 방현재는 도면과 같이 배와 부두(12)의 사이에 설치되어 배 가 접안될 때 발생하는 운동 에너지를 흡수하는 역할을 한다. 배와 부두와 방현재가 접하는 면적을 넓히기 위하여는 양옆에 후렌치부(13)가 형성된 스풀타입이 유리하다. 그러나 후렌치부와 몸통부(14)의 결합력이 약하게 되면 접안시 후렌치부(13)와 몸통부(14)가 분리되는 경우가 자주 발생한다.

도4는 본 발명에 따라 스풀 타입의 방현재를 제조하는 모습을 도시한다. 도4는 성형기(14)에 속금형(2)를 장착하고 속금형의 외부에 고무판을 감아 붙여 고무층을 적층하는 방식으로 원통형의 고무몸통부(3)를 만드는 방법을 도시한다.

원형의 고무몸통부를 만들기 위해 성형기 내부에서 속금형을 계속하여 회전시키면서 속금형의 외부에 고무판을 감게 되며 원하는 몸통부분이 원하는 두께로 적층이 완료되면 속금형의 양쪽면에 보강철판(4)을 부착하고 그 위쪽으로 다시 고무층을 형성하여 보강철판이 고무층 안쪽으로 들어가도록 한다.

위와 같이 적층이 끝난 형태의 속금형은 도5에 도시된 것과 같은 가압프레스(15)에 제공된다. 가압프레스에 제공할때 원통형의 몸통(3)의 양쪽에 보강철판(4)이 삽입된 후렌치부(13)가 형성될 수 있도록 방현재의 아래 위쪽에 각각 금형상판(16)과 금형하판(17)을 놓고, 아래 위 후렌치부의 가운데에는 측면금형(18)을 두어 방현재가 원통형의 몸통(3)에 아래위쪽으로 후렌치부를 유지하도록 한다. 또한 측면금형(18)은 몸통부를 감싸도록 하여 몸통부의 외곽을 잡아 줄수 있도록 하며 프레스의 가압에 의하여 안에서 움직이지않도록 측면금형(18)의 좌우에 볼트(19)를 체결한다.

볼트체결이 완료되면 아래쪽에 위치한 금형하판(17)과 위쪽에 위치한 금형상판 (16)을 고정하여 가압프레스의 중앙에 방현재가 오도록 한다.

이와 같이 배치가 완료되면 스팀배관(20)을 금형상판과 금형하판, 측면금형에 접속하여 밸브를 열고 방현재에 스팀을 공급하면서 가압프레스를 작동하여 금형을 가압한다. 공급되는 스팀에 의하여 방현재의 고무층이 섭씨 140내지 150도로 가열되며 아래위쪽에서 가압하는 프레스의 압력(제곱센치미터당 최소 40kg)에 의하여 적층되어 있던 미가황고무는 예열에 의하여 방현재가 있는 중심쪽을 향하여 금형안 쪽의 공간의 각부위로 흘러들어가게 되면 전체적으로 스풀형상의 고무 방현재 모양을 하게 되고 가황이 완료되어 고무는 탄성체로 경화되게 된다.

스팀의 온도가 150도를 넘어서게 되면 고무가 탈 수가 있으며 가황의 효과도 떨어지게 되며 가압하는 압력이 제곱센치미터당 40kg이하인 경우에는 금형에 효과적으로 압력을 주지 못한다. 이 압력은 단순히 볼트 체결을 하였을때 몸통부에 가해지는 압력의 10배 이상이 된다.

가황전 적층되는 고무판의 두께는 결과물의 부피보다 더 크도록 고무판을 부착하며 방현재를 감싸는 금형상판, 금형하판, 측면금형에 의해 스팀의 열과 프레스의 압력에 의해서도 고무가 부풀어 오르거나 하지 않아 원하는 모양을 갖도록 할 수 있다.

금형과 금형의 사이사이에는 작은 공간을 두어 압력에 의하여 고무가 조금씩 삐져 나올 수 있도록 하는데 이 공간이 너무 큰 경우에는 가압, 가열의 효과가 적어지므로 작업대상이 되는 고무의 크기에 따라 적당한 크기를 유지하도록 하며 이 러한 틈이 없는 상태에서는 고무의 반발력에 의하여 금형에 무리가 갈 수도 있기 때문에 적당한 크기로 두도록 한다. 바깥으로 삐져나오는 고무는 후에 잘라내는 작업을 한다.

금형으로 방현재의 외부를 거의 다 감싼후에 가압, 가열하기 때문에 방현재의 구석구석에 골고루 가압가황의 효과가 전달되어 전체가 처음부터 한 개의 물품이었던것처럼 제조된다.

특히 프레스에 의한 가압을 할 뿐 아니라 가압하는 방향 또한 접안시 힘을 많이 받는 방향으로 가압하는 것이며 방현재는 가황시보다 훨씬 낮은 온도에서 사용되기 때문에 압력에 의한 변형이 줄어들게 된다. 반면 종래의 방현재는 가압과정이 없이 볼트조임에 의하여 제조되기 때문에 후렌치 부분과 몸통부분의 결합이 약할 수 밖에 없다.

따라서 본 발명은 단순히 고무층을 적층하여 볼트조임하는 종래의 방법에 비하여 훨씬 밀도가 높고 칫수가 일정한 고무층을 얻을 수 있으며 후렌치부의 삽입 보강철판의 접착력을 높여서 내구성이 우수하고 성능이 우수한 제품을 만들 수 있는 장점이 있다.

가황하는 시간은 방현재의 크기에 따라 다르지만 5~14시간 정도가 된다.

고무층의 두께를 높이고 탄성력을 높이기 위하여 방현재를 금형에 설치한후 금형의 외부에서 별도의 고무층을 두어 고무들이 가압, 가열시에 방현재 쪽으로 녹아들어가도록 하거나 가압, 가열과 동시에 계속적으로 외부에서 고무를 방현재 쪽 에 제공하는 것도 가능하다.

여기서 가황(vulcanization)이란 생고무에 황(S)을 가해서 가열하여 화학적 변화에 의하여 탄성체로 변화를 주는 조작을 말하며 유연성 물질을 탄성물로 변화시키는 조작을 총칭하며 본 발명에서는 황이 포함된 고무층에 열을 가해서 탄성체로 변화시키는 공정을 말한다. 가황이 끝나면 속금형과 , 측면판을 분리해냄으로써 방현재를 완성하게 된다.

이와 같은 프레스 가압식 몰드의 경우에는 도 6a과 같이 가황시에 몸통외부를 금형이 잡아주고 있으므로 고무의 팽창력이 양쪽 후렌치 쪽 보강철판으로 작용하여 강력한 접착력을 유지시킬 수 있고 원형몸통의 칫수가 일정하며 고무의 밀도 또한 높일 수 있다. 그러나 도1과 같은 종래의 방식은 가황시에 고무층이 부피팽창을 하는데 이때 몸통부를 잡아주는 섬유질의 붕대가 늘어나서 몸통고무가 도6b와 같이 외부로 팽창되므로 접착력과 밀도를 높일 수 없는 결함이 있다. 따라서 본 발명에 의하여 제작된 방현재는 충격완화재로서의 성능을 높이고 품질의 균일성을 보장하여 내구성을 늘려 수명을 늘릴 수 있는 효과를 갖는다.

도1은 종래의 가황방식을 도시하는도면.

도2는 본 발명에 따라 방현재를 제조하는 방법을 도시한 순서도.

도3은 방현재의 사용예를 도시한 도면.

도4는 본 발명에 따라 방현재를 성형하는 모습을 도시한 도면.

도5는 본 발명에 따라 방현재를 제조하기 위한 가압기를 도시한 도면.

도6a는 본발명에 따라 제조된 스풀타입의 방현재를 도시하는 도면.

도6b는 종래의 방현재를 도시한 도면.

Claims (6)

1. 방현재를 제조하는 방법으로서,

   속금형을 제공하고 상기 속금형에 고무판을 적층시키는 고무성형단계와;

   상기 고무성형된 속금형의 측면에 보강철판을 부착하여 방현재의 모양을 갖추는 후렌치 성형단계와;

   상기 방현재를 프레스에 설치하되 상기 방현재가 후렌치가 형성된 모양을 유지할 수 있도록 상기 방현재의 상하에 금형상판과 금형하판을 설치하고 옆면에는 금형측면판을 설치하여 금형으로 상기 방현재를 감싸는, 금형조립 단계와;

   상기 방현재에 고온의 스팀을 금형에 주입하면서 가압하는 가압가황단계와;

   상기 방현재에 설치된 금형을 해체하는 금형해체 단계;

   를 포함하는 방현재를 제조하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 가압가황단계에서 상기 스팀의 진행방향은 상기 가압방향과 수직인 것을 특징으로 하는, 방현재를 제조하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 가압가황단계에서 상기 가압방향은 상기 후렌치부에 대하여 수직인 것을 특징으로 하는, 방현재를 제조하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 스팀은 섭씨 140~150도 이내이며 상기 가압하는 압력은 제곱센티미터당 40kg 이상인 것을 특징으로 하는, 방현재를 제조하는 방법.
5. 방현재 제조 장치로서,

   중앙에 방현재를 제공하기 위한 공간을 가지며 상하로 가압하기 위하여 상단과 하단에 가압용 평판과;

   제조되는 방현재의 상단과 하단 및 측면에 각각 위치하여 방현재의 모양을 유지하는 금형상판, 금형하판, 측면금형과;

   상기 금형쪽으로 스팀을 공급하기 위한 스팀 공급장치를 포함하는,

   방현재 제조장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 방현재 제조장치에는 원통형으로 외부에 고무를 적층시킨 속금형이 제공되는 것을 특징으로 하는, 방현재 제조장치

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