KR20050098271A - 원형투석기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 점성이 10cN/dtex 이상인 섬유를 포함하고 말단이 중접부와 연결되어 있는 꼬거나 가로 눕힌 로프의 형태인 하중-베어링 가닥 물질의 2회 이상의 회전을 함유하는 중심, 및 이러한 중심의 주변에 위치하는 보호 덮개로 구성된 순환 고리 형태의 원형투석기에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 2개의 릴상에 꼬거나 가로 눕힌 로프를 감아서 회전의 일부분은 릴상에 존재하고 다른 부분은 릴 사이에 존재하며 릴 사이의 부분이 지지되도록 하는 단계, 및 로프의 양쪽 말단에서 중접부를 제조하는 단계를 포함하는, 원형투석기의 구축방법에 관한 것이다.

Description

원형투석기{ROUNDSLING}

본 발명은 원형투석기(roundsling)에 관한 것이다. 원형투석기는 승강기 또는 기타 취급 장치와 하역되거나 선적되어질 물건 사이의 연결 수단으로 사용된다. 원형투석기는 하중-베어링 가닥 물질의 2회 이상의 회전을 함유하는 하중-베어링 중심 및 이러한 중심의 주변에 위치하는 보호 덮개(또는 포피)로 일반적으로 구성된 순환(endless) 가요성 투석기 또는 고리이다. 특히, 본 발명은 점성이 10cN/dtex 이상인 섬유를 포함하는 중심을 갖는 원형투석기에 관한 것이다.

이러한 원형투석기는 예를 들어, 미국 특허 제 4,210,089 호 및 미국 특허 제 4,850,629 호에서 공지되어 있다. 이들 특허는 관형 덮개 수단 내에 함유된 하중-베어링 가닥 물질의 평행한 회전 형태(또한 고리라고 불림)의 하중-베어링 중심을 포함하는 원형투석기를 개시하고 있다. 이들 원형투석기는 하중-베어링 중심을 형성하는 하중-베어링 물질의 가닥의 순환 고리를 형성함으로써, 예를 들어 표면상에 탑재된 유도 수단을 갖는 표면에 평행한 관계로 상기 가닥의 다수의 회전을 위치시키고, 상기 회전을 그의 말단에서 보유 수단에 고정시키고, 상기 유도 수단의 하나 위에 두 말단을 갖는 관형 덮개 수단을 당겨 상기 회전을 둘러싸고, 상기 평행한 하중-베어링 회전의 말단을 고정시키고, 상기 덮개 수단의 말단을 고정시켜 순환 고리를 형성함으로써 구축된다. 종래 기술에서는, 하중-베어링 가닥 물질의 말단이 본래 동일한 물질의 가닥의 다른 말단에 고정되어 말단 연결을 형성하고, 하중-베어링 물질의 전체 내부 중심이 덮개 물질의 내부에 숨겨져 있다. 전형적으로, 말단의 고정은 예컨대 매듭짓기 또는 접착 테이프를 사용하여 말단간 연결을 하거나 말단을 인접한 회전에 연결시킴으로써 행해진다. 하중-베어링 중심으로서 직물 가죽끈을 함유하는 원형투석기의 경우에, 연결은 또한 예를 들어 미국 특허 제 4,022,507 호에서와 같은 꿰맴으로 제조될 수 있다.

유럽 특허 공개 제 785 163 A1 호에서는, 폴리에스터(예: 다크론(Dacron, 등록상표)), 아라미드(예: 케브라(Kevlar, 등록상표)), 및 폴리에틸렌(예: 스펙트라(Spectra, 등록상표))으로부터 선택된 섬사(filament) 섬유를 함유하는 하중-베어링 중심을 갖는 원형투석기가 기술되어 있다. 유럽 특허 공개 제 785 163 A1 호의 바람직한 양태는 하중-베어링 중심 성분으로서 점성이 10cN/dtex 이상인 고성능 섬유, 예컨대 케브라 또는 스펙트라 섬유를 포함하는, 가볍고 강한 원형투석기 구축이다.

고성능 섬유를 포함하는 공지된 원형투석기의 단점은 효율성이 다소 낮다는데 있다. 지금의 원형투석기와 차후의 원형투석기의 효율성은 하중-베어링 중심의 점성과 섬유의 점성 비(단위: %)이다. 고성능 섬유의 중심을 포함하는 공지된 원형투석기의 효율은 전형적으로 약 20%이다.

본 발명의 목적은 공지된 투석기보다 고 효율성을 가진 원형투석기를 제공하는 것이다.

본 목적은 가닥 물질이 꼬거나 가로 눕힌 로프이고, 그의 말단이 중접부(splice)와 연결된 원형투석기에 의해 달성된다.

본 발명의 원형투석기로 40% 초과의 효율을 달성할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 원형투석기는 같은 하중 용량을 갖는 공지된 원형투석기보다 가볍게 만들어질 수 있다. 따라서, 달성될 수 있는 또다른 이점은 부피가 더 적어지는 것이다.

본원에서 중접부는, 예를 들어 문헌[The Splicing Handbook, "Techniques for Modern and Traditional Ropes", Babara Merry, John Darwin, ISBN 0-87742-952-9]에서 기술된 바와 같은 밀어 넣거나 묻힌 중접부인 것으로 이해된다.

미국 특허 제 4,493,599 호는 중접된 로프를 함유하는 탄력 있는 로프 조립체를 개시하고 있다. 그러나, 기술된 조립체는 원형투석기가 아닌 그로밋(grommet) 또는 호저(hawser)에 관한 것이다. 그로밋은 각각의 다리에서 말단간 중접부에 의해 두 개의 길이를 갖는 로프를 연결함으로써 형성되는 단일 순환 고리이고, 호저는 각각의 말단에 눈금(eye)이 있는 단일 로프이다. 이 특허 어디에서도 하중-베어링 물질의 다중 회전을 함유하는 원형투석기에서 말단을 중접부에 연결하는 것이 유리함을 제시한 바 없다.

유럽인들의 요구에 따른 원형투석기는 예를 들면 폴리프로필렌, 폴리아마이드 및 폴리에스터에 대한 표준 원형투석기인 EN-1492-2에 기술된 바와 같은 하나의 말단 연결에 대해 11회 회전을 전형적으로 포함한다. 이처럼 비교적 많은 수의 회전이 요구되는 것은, 공지된 원형투석기에서의 말단 연결이 신뢰할 만하지 못하여 11회 미만의 회전수를 갖는 투석기에 대한 점성의 높은 변이를 일으키기 때문이다. 본 발명의 원형투석기의 이점은 심지어 회전수가 11회 미만, 또는 심지어 8회 미만인 경우에도 점성의 변이가 훨씬 더 적다는 것이다. 본 발명에 따른 원형투석기의 추가의 이점은 회전수가 11회 미만일 때 더 좋은 효율성을 얻을 수 있다는 것이다. 바람직한 회전수는 2 내지 9, 또는 심지어 2 내지 7이다.

본 발명의 원형투석기의 중심은 꼬거나 가로 눕힌 로프를 포함한다. 꼬인 로프는 3, 4, 6, 8, 12, 16 및 24개의 섬유 가닥들을 포함할 수 있다. 꼬인 로프를 갖는 원형투석기는 바람직하게는 12개 이상의 가닥들을 포함한다. 12개 이상의 가닥들을 갖는 꼬인 로프를 포함하는 원형투석기의 이점은 말단 연결부가 묻힌 중접부일 수 있다는 것이다. 묻힌 중접부는 밀어 넣은 중접부보다 훨씬 더 신속하게 구축된다.

본 발명의 원형투석기의 중심중에 가로 눕힌 로프는 전형적으로 3, 4, 6 또는 6+1 가닥을 포함할 수도 있다. 본 발명의 또 다른 바람직한 양태에서 원형투석기는 밀어 넣은 중접부를 갖는 가로 눕힌 로프를 포함하고 연결부에 슬립이 거의 없다는 이점이 있다.

본 발명의 원형투석기의 중심은 10cN/dtex 이상의 점성을 갖는 섬유를 포함한다. 이것은 임의의 고성능 섬유 물질, 예를 들어 폴리에스터, 폴리아마이드, 방향족 폴리아마이드(아라미드), 폴리(p-페닐렌-2,6-벤조비스옥사졸), 또는 폴리에틸렌 방적사(yarn)일 수 있다. 바람직하게는 섬유는 높은 계수의 폴리에틸렌(HMPE) 섬유 또는 방적사이다. HMPE 섬유는 고분자량의 선형 폴리에틸렌의 고-연신 섬유를 포함한다. 본원에서 고 분자량(또는 몰량)이란 400,000 g/mol 이상의 중량 평균 분자량을 의미한다. 본원에서 선형 폴리에틸렌이란 탄소 원자 100개당 1개 보다 적은 측쇄, 바람직하게는 탄소 원자 300개당 1개 보다 적은 측쇄(이때, 측쇄 또는 분지는 일반적으로 탄소 원자수 10개 초과를 함유한다)를 갖는 폴리에틸렌을 의미한다. 폴리에틸렌은 이와 공중합 가능한 하나 이상의 다른 알켄, 예컨대 프로필렌, 부텐, 펜텐, 4-메틸펜텐, 옥텐을 5몰% 이하로 함유할 수도 있다.

예를 들어, 영국 특허 제 A-2042414 호, 영국 특허 제 A-2051667 호, 또는 국제 특허출원 공개 01/73173 A1 호에서 기술된 바와 같은 겔 방적 공정에 의해 제조된 폴리에틸렌 섬사로 구성된 폴리에틸렌 섬유가 사용되는 것이 바람직하다. 이 공정은 필수적으로 높은 고유 점도의 폴리올레핀 용액을 제조하고, 융점 초과의 온도에서 용액을 섬사로 방적하고, 겔화 온도 이하에서 섬사를 냉각하여 용매 함유 겔 섬사를 형성하고, 용매의 제거 전, 중 또는 후에 섬사를 연신시킴을 포함한다.

HMPE 섬유를 포함하는 중심의 이점은 높은 마모 저항성, 굴곡 하중하의 약화에 대한 양호한 저항성, 용이한 자리잡음의 결과로 나타나게 되는 낮은 신장성, 탁월한 화학물질 및 자외선 저항성 및 높은 전단 저항성을 포함한다.

본 발명에 따른 바람직한 양태에서, 로프의 회전은 모두 평행하고 실질적으로 같은 길이여서, 원형투석기의 강도가 더 큰 이점이 있는데, 이는 중심에서 회전이 사용시 더 균등하게 하중되기 때문이다.

본 발명에 따른 원형투석기에서 로프의 말단은 중접부와 연결되어 있다. 다양하게 공지된 밀어 넣어지거나 묻힌 중접부가 적용될 수도 있다. 특히 적절한 부류의 중접부는 하기 단계를 포함하는 방법에 의해 원형투석기에서 가로 눕힌 로프중에 만들어질 수 있는 밀어 넣어진 중접부이다:

(a) 각각 제 1 및 제 2 가닥수를 포함하며 제 1 가닥수가 제 2 가닥수보다 기껏해야 하나 많은 제 1 및 제 2 부분으로 로프의 하나의 말단을 분할하는 단계;

(b) 제 1 부분을 한 면으로부터 로프의 다른 말단에 있는 입구로 밀어 넣어 입구가 한 면의 제 1 가닥수 및 다른 면의 제 2 가닥수를 가지며 제 1 가닥수 및 제 2 가닥수가 기껏해야 하나 차이가 나게 하는 단계;

(c) 제 2 부분을 다른 면으로부터 로프의 다른 말단에 있는 입구로 밀어 넣는 단계;

(d) 단계 (b) 및 (c)를 각각 3회 이상 및 3+1회 이상으로 반복하여, 제 2 로프 말단에 있는 일련의 입구를 제 1 및 제 2 부분이 로프의 다른 부분의 적어도 모든 가닥과 1회 교차하도록 분리하는 단계.

최적의 연결을 위해, 로프의 다른 말단에 대해 상기 단계를 같은 순서로 반복하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 중접부는 단계 (d) 이후에 한 단계 이상에서, 각각의 말단의 가닥의 부분과 함께 단계 (b) 및 단계 (c)를 3회 이상 반복함으로써 점점 가늘어진다. 그러한 점점 가늘어지는 중접부는 원형투석기의 효율의 추가적 향상을 초래한다.

상기에서 기술된 바와 같이 중접부의 이점은 통상적인 중접부보다 더욱 단시간 내에 제조되고, 경제적인 방식으로 로프의 회전을 인라인으로 제조할 수 있다는 것이다.

가닥 말단이 바람직하게는 중접부를 제조하기 전에 중합체 코팅 물질, 예를 들어 비타핀(Beetafin) L9010과 같은 폴리우레탄 분산액 또는 라고(LAGO) 45 또는 50과 같은 변형된 폴리우레탄 분산액으로 코팅될 때, 훨씬 더 좋은 결과가 수득된다. 선택적으로, 중접된 로프는 상기 물질로 코팅된다. 이러한 코팅은 효율을 잃거나 점성의 변이의 증가를 일으키는 것 없이 더 짧은 중접부를 가능하게 한다. 이는 생산 시간의 대부분이 중접부의 생산에 의한 것이기 때문에 원형투석기의 생산 시간을 단축시킬 수 있다. 코팅된 가닥을 이용하는 것은 생산 시간을 50% 이상 단축시킬 수 있다.

원형투석기는 중심 주변의 보호 덮개를 포함한다. 이 덮개 또는 포피는 본 발명의 부분을 형성하지는 않고, 임의의 공지된 물질, 예를 들어 직조 섬유 또는 꼬인 섬유(예: 직조 폴리에스터 섬유)일 수 있다.

또한, 본 발명은 중접부와 로프의 말단을 연결시킴으로써 점성이 10cN/dtex 이상인 섬유를 포함하는 꼬거나 가로 눕힌 로프의 순환 고리를 형성하는 것을 포함하는, 원형투석기 구축방법에 관한 것이다.

원형투석기는 공지된 방법에 따라, 예를 들어 평행한 회전을 제조하거나 회전의 부분이 릴(reel) 상에 있고 다른 부분이 릴 사이에 있도록 2개의 릴상에 꼬거나 가로 눕힌 로프를 감음으로써 구축될 수 있다. 릴은 일반적으로 제조되는 원형투석기의 길이에 따라 서로간의 거리에 놓여진다. 그러나, 이 방법에 의하면 일부 회전이 처져서 원형투석기가 동일하지 않은 길이의 회전을 함유하도록 할 수 있다. 특히, 비교적 낮은 파단 신도를 갖는 섬유, 예를 들어 HMPE 섬유의 경우, 이는 원형투석기를 사용할 때 중심중에 회전의 불균등한 하중을 초래할 수 있으며, 이는 로프에 손상을 입히거나 심지어 미숙한 절단을 초래할 수 있다. 본 발명자들은 실질적으로 동일한 길이의 회전이 릴 사이의 회전의 부분을 지지함으로써 수득될 수 있다는 것을 밝혔다. 지지는 예를 들어 릴 사이의 회전 부분 하부의 도랑(gutter)에 의해 수행될 수 있다.

또한, 본 발명자들은, 평행한 회전의 위에 부분적으로 및 아래에 부분적으로 교차하는 말단 연결과 대조적으로, 릴 사이의 꼬거나 가로 눕힌 로프의 모든 평행한 회전 위 또는 아래에 말단 연결, 특히 중접부를 제조함으로써 훨씬 더 양호한 효율 및 점성이 수득될 수 있음을 밝혔다.

본 발명은 하기 실시예 및 비교예를 추가로 예시한다.

실시예 1

HMPE 섬유(구성 3ㅧ24ㅧ3/1760 dtex; 다이니마(Dyneema, 등록상표) SK 75)의 세 가닥을 갖는 가로 눕힌 로프를 사용하여 2개 릴 주변 로프의 회전을 22개 평행으로 정렬한 후에 전술한 밀어 넣은 중접부(8-4-4 구성; 8개의 완전 턱(tuck)을 가지고 2개 단계에서 4개 턱으로 점점 가늘어짐)에 의해 말단간 연결을 함으로써 원형투석기를 제조하였다. 중접부를 평행한 회전 위로 통과시켰다. 다이니마 SK 75는 방적사 점성이 35cN/dtex인 연속적 섬사 방적사 1760 dtex HMPE(네덜란드 소재의 디에스엠 하이 퍼포먼스 파이버스(DSM High Performance Fibers) 제품)였다. 표준 폴리에스터 덮개로 중심을 피복한 후에 원형투석기를 시험한 결과, 점성이 15ㅁ2cN/dtex이고 효율이 43%인 것으로 나타났다.

실시예 2

라고(Lago) 45로 코팅되고 표준 8-4-4 밀어 넣은 중접부로 중접된 3ㅧ7/1760 dtex(다이니마 SK 75 1760 dtex 방적사)의 23회 회전의 원형투석기는 점성이 21cN/dtex인 것으로 판명되었다. 이 원형투석기의 효율은 60%였다.

실시예 3 내지 5

회전수를 다르게 하여 실시예 1을 반복하였다. 표 1은 회전수가 감소함에 따라 효율이 증가함을 나타냈다:

비교예 A

다이니마 SK 75로부터 만들어진 실시예 2에서와 같은 HMPE 로프의 23회 회전을 함유하는, 점점 가늘어지는 말단간 연결을 갖는 원형투석기가 최대 점성이 6.5 cN/dtex인 것으로 밝혀졌다.

매듭 말단 연결을 갖는 21개의 방적사로부터 구축된 HMPE 섬유(다이니마 SK 75)의 23회 회전의 원형투석기는 최대 점성이 9.5 cN/dtex인 것으로 밝혀졌다.

상기 두 경우 모두, 원형투석기는 ㅁ25% 편차로 말단 연결에 실패하였다. 효율은 각각 19% 및 27%였다.

실시예 6

실시예 1을 반복하여 3-가닥 가로 눕힌 로프(3ㅧ24ㅧ3/176 dtex 다이니마 SK 75)의 11회 평행한 회전을 갖는 중심 및 모든 평행한 회전 위에서 제조된 전술한 바와 같은 8-4-4 중접부를 제조하였다. 폴리에스터 덮개를 갖는 원형투석기를 EN-1492-2에 따라 시험하였다. 이 산업 표준은 20톤 원형투석기가 140톤의 하중을 견딤을 의미하는 안전 계수 7을 나타내었다. 첫 번째 시험에서, 원형투석기의 점성은 16.6cN/dtex로 결정되었다. 148600kg의 하중에서의 파단은 중접부의 연결에서가 아니라 중심의 로프에서 발생하는 것으로 밝혀졌다. 추가의 실험에서, 파단 강도를 결정하기 전에 원형투석기를 140톤의 75%에서 70배 예비하중시키는 인장 약화 시험에 원형투석기를 적용하였다. 이제, 원형투석기의 점성은 19.4cN/dtex이었다. 174000kg에서의 파단은 점점 가늘어지는 중접부의 말단 영역의 로프중에 일어났다.

Claims (7)

1. 점성이 10cN/dtex 이상인 섬유를 포함하는 하중-베어링 가닥 물질의 2회 이상의 회전을 함유하는 하중-베어링 중심, 및 이러한 중심의 주변에 위치하는 보호 덮개로 구성된 원형투석기(roundsling)로서,

   상기 가닥 물질이 말단이 중접부(splice)와 연결되어 있는 꼬거나 가로 눕힌 로프임을 특징으로 하는,

   원형투석기.
2. 제 1 항에 있어서,

   하중-베어링 중심이 로프의 2 내지 7회 회전을 함유하는 원형투석기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   섬유가 높은 계수의 폴리에틸렌 섬유인 원형투석기.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

   회전이 모두 평행하고 실질적으로 동일한 길이인 원형투석기.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

   중접부가 로프의 모든 회전의 위 또는 아래에 존재하는 원형투석기.
6. 2개의 릴(reel)상에 꼬거나 가로 눕힌 로프를 감아서 평행한 회전을 형성하여 회전의 일부분은 릴상에 존재하고 다른 부분은 릴 사이에 존재하며 릴 사이의 부분이 지지되도록 하는 단계, 및

   로프의 양쪽 말단에서 중접부를 제조하는 단계

   를 포함하는, 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 따른 원형투석기의 구축방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   중접부가 릴 사이의 로프의 모든 평행한 회전의 위 또는 아래에 제조되는 방법.