KR100935649B1 - 공기식 폴리우레아 방충재의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기식 폴리우레아 방충재의 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 폴리우레아 수지층이 도포된 보강포직(補强布織)이나 클로로 술포네이티드 폴리에틸렌 고무시트로 이루어진 원통형 튜브의 바깥둘레에 보강사(補强絲)를 권취하고, 그 외면에 폴리우레아 외피층을 도포함으로서, 고무 가류공정을 수행할 필요가 없어서 전반적인 제조공정이 매우 용이하고, 튜브의 기밀성과 내구성이 크게 향상된 공기식 폴리우레아 방충재의 제조방법에 관한 것이다.

공기식, 방충재, 폴리우레아

Description

공기식 폴리우레아 방충재의 제조방법{A manufacturing process of polyurea fender in air type}

본 발명은 공기식 폴리우레아 방충재의 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 폴리우레아 수지층이 도포된 보강포직(補强布織)이나 클로로 술포네이티드 폴리에틸렌 고무시트로 이루어진 원통형 튜브의 바깥둘레에 보강사(補强絲)를 권취하고, 그 외면에 폴리우레아 외피층을 도포함으로서, 고무 가류공정을 수행할 필요가 없어서 전반적인 제조공정이 매우 용이하고, 튜브의 기밀성과 내구성이 크게 향상된 공기식 폴리우레아 방충재의 제조방법에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 방충재(Fender)는 접안시설이나 조선소에서 선박이 안벽에 부딪히거나 또는 선박과 선박이 서로 충돌할 때 발생하는 충격을 완화시켜 주기 위하여 사용하는 완충용 구조물이다. 이러한 방충재는 사용 목적에 따라 여러 가지 형태가 개발되어 있는데, 그 중에서 원통형 튜브에 압축공기를 채운 공기식 방충재(Pneumatic fender)가 가장 일반적이다.

공기식 방충재는 대체로 원통형 튜브 몸체의 양쪽에 플랜지가 설치되고, 이 플랜지에는 튜브 내부에 공기를 주입하는 공기밸브와 회전이 자유로운 스위벨(Swivel) 고리가 설치된다. 그리고 상기 스위벨 고리에는 연결체인이 설치되어 있어서 이 연결체인이 방충재 몸체를 안벽이나 선박 등에 매달아 두는 구조로 이루어진다.

종래에 알려진 공기식 방충재의 제조방법으로서, 국내 특허공개 제88-4926호(공개일자; 1988.06.27.)에 기재된 방법을 소개하면 다음과 같다. 먼저, 반쪽 짜리 원통형 형틀의 외면에 가황 이전의 내측 고무판을 덮고, 그 위로 여러층의 보강층을 적층하되 각 층의 끝단이 점점 짧아지도록 계단식으로 적층한다. 이어 최외각층에는 가황 이전의 띠상의 외측 고무판을 접착하고, 이들 고무 적층판을 상기 형틀로부터 벗겨내어 반쪽 짜리 방충재 몸체를 제조하고, 동일한 방법으로 나머지 반쪽의 몸체를 제조한다. 이렇게 하여 성형된 몸체 한쌍을 좌우로 맞추어 나열하고, 상기 내측 고무판이 맞닿는 부위 위에 첫번째 보강층의 높이와 일치되는 폭으로 보강포를 접착하여 좌우의 첫번째 보강층을 서로 연결한다. 이렇게 하여 튜브 몸체를 구성하고, 공기주입 밸브를 통해 튜브 내부에 공기를 주입한 다음, 계단식으로 적층된 좌우의 각 보강층에 보강포직을 차례로 접착한다. 마지막으로 외측 고무판을 접착하여 고무튜브를 형성하고, 그 외부에 철재 몰드를 뒤집어 씌운 다음, 튜브 내부로 공기를 재주입한 상태에서 고무튜브를 가류 처리하여 방충재를 완성한다.

그러나 이러한 방법에서는 고무판으로 된 튜브 몸체를 적층하고, 이를 다시 가류시키는 성형작업을 거쳐야 하기 때문에 작업공정이 번거럽고, 많은 시간이 소 요되는 등 경쟁력이 떨어짐과 아울러 제품에 대한 신뢰성을 확보하기 어려운 문제점이 있었다.

또한, 국내특허 제99-26810호(공개일자; 1999.04.15.)에 소개된 방법은 다음과 같다. 먼저, 가류금형 내부에 작업자가 들어가서 가류금형 내부의 경판부위 양끝단에 공기밸브가 부착되는 철재금구와 안전밸브가 부착된 철재금구를 고정시킨다. 이어 상기 가류금형 내부에 미가류 상태의 외측고무를 도포하고, 이 외측고무의 내측면에 다수층의 보강층을 차례로 적층시켜 성형한 다음, 마지막으로 미가류 상태의 내측 고무층을 도포한 다음, 작업자는 가류금형 밖으로 나온다. 다음으로 상기 공기밸브를 통하여 가류금형 내부에 소정 압력의 증기를 연속적으로 주입하여 가류 처리한 후, 내부 압력을 제거하고 가류 금형을 분리하여 방충재를 완성한다.

그러나 이러한 방법에서는 작업자가 가류금형 내부에 들어가서 수작업으로 고무층을 적층해야 하기 때문에 작업환경이 열악하고 정교한 작업에 어려운 점이 있어서 튜브에서 바람이 새는 등 불량이 발생할 우려가 많았다.

이와 같이 종래의 공기식 방충재는 고무재질의 튜브로 이루어지고, 가류 금형을 이용한 가류공정을 거쳐야 하기 때문에 전반적인 작업환경이 매우 열악하고 번거러우며, 많은 작업시간이 소요되는 등의 문제점이 있었다.

이러한 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 본 발명은 폴리우레아 수지층이 도포된 보강포직이나 클로로 술포네이티드 폴리에틸렌 고무시트로 이루어진 원통형 튜브의 바깥둘레에 보강사를 권취하고, 그 외면에 폴리우레아 외피층을 도포함으로서, 고무 가류공정을 수행할 필요가 없어서 전반적인 제조공정이 매우 용이하고, 튜브의 기밀성 및 내구성이 크게 향상된 공기식 폴리우레아 방충재의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 공기식 폴리우레아 방충재의 제조방법에 관한 것으로서, 내면에 폴리우레아 수지층이 도포된 보강포직(補强布織) 또는 클로로 술포네이티드 폴리에틸렌 고무시트 중 어느 하나를 이용하여 축 방향으로 양쪽에 플랜지가 설치된 원통형 튜브몸체를 제조하는 단계와; 상기 튜브몸체에 0.1 ~ 0.2 Kg/Cm² 의 압력으로 공기를 주입하여 공기누출 여부를 검사하고, 그 바깥둘레에 폴리우레아 수지층을 도포하는 단계와; 상기 튜브몸체의 바깥둘레에 보강사(補强絲)를 권취하는 단계와; 상기 보강사 위에 폴리우레아 중간층과 일체를 이루도록 폴리우레아 외피층을 3~5 mmm의 두께로 도포하는 단계; 로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명은 공기식 방충재를 제조함에 있어서, 가류공정을 실시하지 않기 때문에 전체적인 작업공정이 매우 용이하고 작업시간이 크게 단축되며, 튜브의 기밀성과 내구성이 우수하여 방충재에 대한 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부 도면에 의거하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 본 발명은 공기식 폴리우레아 방충재의 제조방법에 관한 것으로서, 원통형 튜브몸체(10,10')를 제조하는 단계와, 상기 튜브몸체(10,10')에 폴리우레아 수지층(11)을 도포하는 단계와, 보강사(20)를 권취하는 단계와, 폴리우레아 외피층(30)을 도포하는 단계로 이루어진다.

먼저 본 발명에 따른 원통형 튜브몸체(10,10')는 내면에 폴리우레아 수지층(12a)이 도포된 보강포직(12) 또는 클로로 술포네이티드 폴리에틸렌 고무시트 중 어느 하나로 이루어지고, 튜브몸체(10,10')의 양쪽에는 도 1과 같이 축 방향으로 각각 플랜지(14)가 설치된다.

본 발명에서 상기 원통형 튜브몸체(10,10')는 2가지 방법으로 제조될 수 있다. 첫번째 실시예에 따른 튜브몸체(10')를 제조하기 위해서는 먼저 도 2의 (a)와 같이 길이방향으로 양분된 반원통형 성형몰드(M)를 준비하고, 이 성형몰드(M)의 중심축 부위에 플랜지(14)를 설치한다. 상기 플랜지(14)에는 공기밸브(도시하지 않음)가 설치되고, 성형몰드(M)은 축(S)을 중심으로 회전한다. 다음으로 상기 성형몰드(M)의 바깥둘레에 두께가 3 ~ 5 mm인 폴리우레아 수지층(12a)을 도포하고, 그 위에다 폴리에스테르나 나일론 직물과 같은 보강포직(12)을 순차적으로 도포한다. 이때, 도 2의 (b)와 같이 폴리우레아 수지층(11a)의 끝단이 보강포직(12) 밖으로 노출되도록 하고, 성형이 완료되면 탈형한다.

이렇게 하면 폴리우레아 수지층(12a)과 보강포직(12)에 의해 상기 플랜지(14)가 매립 설치된 반원통형 튜브(10a)를 성형된다. 동일한 방법으로 또 하나의 반원통형 튜브(10b)를 성형한다.

이어 도 2의 (c)와 같이 상기 반원통형 튜브(10a,10b) 두개를 서로 맞대고, 제1 폴리우레아 수지층(12a)의 연결 부위에 접착테이프(15)를 부착하고, 제1 폴리우레아 수지층(12a)이 노출된 부분에는 마감용 보강포직(12b)을 부착하여 첫번째 실시예에 따른 원통형 튜브몸체(10)를 완성한다. 이때, 접착테이프(15)는 두개의 반원통형 튜브(10a,10b)를 하나로 연결하면서 그 위에 도포되는 폴리우레아 수지층(11)이 튜브 속으로 스며드는 것을 방지한다.

본 발명의 두번째 실시예에 따른 원통형 튜브몸체(10)를 제조하기 위해서는 먼저 클로로 술포네이티드 폴리에틸렌(Chlorosulfonated polyethylene) 고무시트 원단을 절단하여 도 3의 (a)와 같이 직사각형 시트(13a) 1장과, 원형시트(13b) 2장을 준비한다. 여기서 상기 클로로 술포네이티드 폴리에틸렌 고무는 듀폰사의 '하이 팰런(Hypalon)'이라는 상품명으로 널리 알려져 있으며, 주로 고무보트나 카약 등을 제조하는 소재로 널리 사용되고 있다.

다음은 상기 원형시트(13b)의 중심에 각각 플렌지(14)를 설치하고, 상기 원형시트(13b)의 원주선 상에 상기 직사각형 시트(13a)의 양변을 열융착하여 도 3의 (b)와 같은 원통형 튜브몸체(10)를 구성한다.

상기와 같은 방법으로 원통형 튜브몸체(10,10')를 제조한 다음에서는 상기 플랜지(14)에 설치된 공기밸브를 통하여 튜브몸체(10,10') 내부에 0.1 ~ 0.2 Kg/Cm² 정도의 압력으로 공기를 주입하고, 거품검사 및 내압변화를 통하여 공기누출 여부를 검사한 다음, 그 바깥둘레에 폴리우레아 수지층(11)을 2 ~ 3 mm의 두께로 도포한다. 이때, 튜브몸체(10,10') 내부의 공기압이 0.1 Kg/Cm² 이하이면, 공기 누출검사 및 폴리우레아 수지층(11)의 도포 작업이 용이하지 않고, 반대로 0.2 Kg/Cm² 이상이면, 튜브몸체(10,10')의 접착부위가 파손될 우려가 있다.

다음에는 상기 튜브몸체(10,10')의 바깥둘레에 보강사(20)를 권취한다. 이때, 상기 보강사(20)는 유리섬유나 나일론 섬유 등을 사용하는 것이 바람직 한데, 도 4와 같이 필라멘트 와인딩 머신(Filament winding machine)을 이용하여 튜브몸체(10,10')에 축방향 및 원주방향으로 서로 교차하도록 권취한다.

마지막으로 상기 보강사(20) 위에 폴리우레아 외피층(30)을 3 ~ 5 mm 의 두께로 도포한다. 이렇게 하면 보강사(20)의 틈새를 통하여 폴리우레아 수지층(11)와 폴리우레아 외피층(30)가 서로 연결되어 한몸을 형성한다. 이때, 상기 폴리우레아 외피층(30)의 두께가 3 mm 이하이면, 보강사(20)가 노출되는 등 외피층(30)이 그 기능을 다하지 못할 우려가 있고, 5 mm 이상이면, 재료비만 상승할 뿐 두께 증가에 따라 상승되는 효과가 없다.

본 발명에서 외피층(30)으로 사용되는 폴리우레아 수지는 분자구조 내에 우레아 결합이 들어있는 고분자 화합물로서, 우수한 방식성과 방오성을 나타내며, 조개류나 따개비 등 해양 생물이 고착하는 것을 막아 주는 효과가 있어서, 특히 각종 해양 구조물의 코팅제로 매우 적합한 것으로 알려져 있다. 또한, 고무재질에 비해 자외선이나 오존 등에 강하여 내후성 및 내구성이 매우 우수한 특성이 있다. 본 발명에서는 상기 폴리우레아 외피층(30)에다 여러가지 색소를 첨가하여 필요에 따라 다양한 색상을 갖는 공기식 방충재를 제조할 수 있다.

이상 본 발명의 특징을 바람직한 실시예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명의 권리범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가다양한 설계변경을 시도할 수 있을 것이나, 이러한 설계변경으로 인해 본 발명에서 전혀 예견하지 못한 새로운 효과 나타나지 않은 한, 본 발명의 권리범위를 완전히 벗어나지 못할 것이다.

도 1은 본 발명에 따라 제조된 공기식 방충재의 구조를 나타낸 부분 단면도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 튜브몸체(10') 제작과정을 나타낸 도면,

도 3는 본 발명의 다른 실시예 따른 튜브몸체(10) 제작과정을 나타낸 도면,

도 4은 본 발명에서 보강사(30) 권취과정을 설명하는 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10,10' : 튜브몸체 10a,10b : 반원통형 튜브

11,12a : 폴리우레아 수지층 12,12b : 보강포직(補强布織)

13a,13b : 고무시트 14 : 플랜지(Flange)

15 : 접착테이프 20 ; 보강사(補强絲)

30 ; 폴리우레아 외피층

Claims (3)

1. 클로로 술포네이티드 폴리에틸렌 고무시트 원단을 절단하여 직사각형 시트(13a) 1장과, 원형시트(13b) 2장을 준비하는 단계와;

   상기 원형시트(13b)의 중심에 각각 플렌지(14)를 설치하고, 상기 원형시트(13b)의 원주선상에 상기 직사각형 시트(13a)의 양변을 열융착 하여 원통형 튜브몸체(10)를 제조하는 단계와;

   상기 튜브몸체(10)에 0.1 ~ 0.2 Kg/Cm² 의 압력으로 공기를 주입하여 공기누출 여부를 검사하고, 그 바깥둘레에 폴리우레아 수지층(11)을 도포하는 단계와;

   상기 튜브몸체(10)의 바깥둘레에 보강사(20)를 권취하는 단계와;

   상기 보강사(20) 위에 폴리우레아 중간층(11)과 일체를 이루도록 폴리우레아 외피층(30)을 3 ~ 5 mmm의 두께로 도포하는 단계; 로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기식 폴리우레아 방충재의 제조방법.
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