KR20240044680A - 선박용 초크라이너 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초크라이너가 초크 내주면과 일체화되어 결합될 수 있고, 파손의 염려나 견인로프의 손상을 원천적으로 방지할 수 있는 선박용 초크라이너 제조방법에 관한 것으로, 선박의 데크에 설치되어 전후로 개구된 내주면으로 견인로프를 안내하거나 고정하도록 주물 제작된 초크를 준비하는 초크 준비단계와, 상기 초크의 내주면이 다듬어지도록 샌드블라스팅 작업 후 1차 프라이머 도장 및 2차 페인팅 도장하는 초크 표면처리단계와, 표면처리된 상기 초크의 내주면에 수지를 도포하면서 직조섬유시트를 다층으로 적층하는 직조섬유시트 적층단계와, 적층된 상기 직조섬유시트 위에 진공필름을 덮은 후 밀봉하는 진공필름 밀봉단계와, 상기 진공필름의 내부가 진공상태가 되도록 상기 진공필름의 내부공기를 외부로 배출하면서 상기 진공필름의 내부로 수지를 주입하고, 상기 수지가 상기 진공필름의 내부에 고루 퍼지면서 적층된 상기 직조섬유시트까지 상기 수지에 의해 함침되는 진공배기 및 수지주입단계와, 상기 수지가 경화된 후 상기 진공필름을 해제하여 시트성형품을 성형완료하는 성형완료단계와, 성형완료된 상기 시트성형품의 표면을 샌딩작업하는 표면샌딩 작업단계와, 표면샌딩된 상기 시트성형품의 표면에 겔코트를 도장하여 제품을 완성하는 겔코트도장 및 제품완성단계를 포함하여 이루어진다.
Description
본 발명은 선박을 예인, 견인하거나 정박시킬때 선박을 안내 및 고정하기 위하여 선박의 데크에 설치된 초크의 내주면을 통과하는 견인로프의 손상을 방지하기 위한 초크라이너를 초크에 일체화시켜 제조하는 선박용 초크라이너 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 선박의 접안, 정박 또는 견인에 사용되는 견인로프(또는 체인)는 초크(chock) 또는 페어리드(fairlead)를 통해 고정되거나 연결 상태를 취하게 된다.
이때, 상기 초크는 선박의 선수 또는 선미 측의 데크에 설치되어 선박의 접안, 정박 또는 견인에 사용되는 견인로프를 안내하거나 고정하는 부재로, 널리 알려진 바와 같이 파나마형(Panama type)으로 불리는 형태를 취하고 있으며, 주물로 제작된다.
그에 따라, 도 1에 도시된 바와 같이 견인로프(2)가 초크(1)의 내주면을 통과하여 안내 또는 고정되거나, 이를 통해 예인선과 연결 또는 항구나 터미널에 고정된 원통말뚝 형태의 고정부와 결속되는 형태를 취하게 된다.
이와 같은 견인로프(2)는 선박의 데크와 같이 높은 위치로부터 외부로 연장되어 상기 예인선 또는 항구나 터미널의 고정부에 고정되게 되므로 견인로프는 선박의 전후 및 상하 방향으로 기울어진 상태를 취하게 되고, 초크(1)는 이렇게 기울어진 상태로 강한 인장력이 작용하는 견인로프를 가이드하게 된다.
따라서, 고가의 견인로프(2)가 초크(1)의 내주면에 접촉된 상태로 극심한 마찰을 일으키면서 손상을 입게 되는 문제가 발생하고, 특히 초크(1)는 주물로 제작되기 때문에 표면연마를 하더라도 내주면이 매끄럽지 못하여 마찰시 견인로프의 극심한 손상을 초래하고, 또 초크(1)에 도포된 페인트가 벗겨지면서 부식 등에 의한 수명 단축도 초래하게 된다.
이러한 문제를 해결하고자 초크(1)의 내주면에 별도로 조립되는 구조물인 초크라이너 또는 초크인서트를 제작하여 체결함으로써 견인로프(2)의 손상을 방지하고 있다.
종래 기술에 따른 초크라이너의 대표적인 기술로, 영국의 닐라캐스트 리미티드의 등록특허공보 제10-1691419호의 '해양 크래프트용 초크 인서트'가 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 전후 2개의 나팔관 형상의 몸체로 이루어진 플라스틱 물질로 제작되어 결합되는 것으로 권리범위가 매우 넓게 작성되어 있기 때문에 해외 뿐만 아니라 국내 선박회사에서는 고가의 제품을 수입해서 사용할 수 밖에 없는 실정이다. 그에 따라, 국내에서는 새로운 대안을 찾고자 노력을 경주하고 있다.
그 예시로, 첫째 등록특허공보 제10-1280996호의 '선박의 견인로프 손상 방지장치'의 경우에는 MC나일론으로 제작된다는 재질의 한정 이외에는 여전히 2개의 나팔관 형상의 몸체로 이루어져 볼트 결합되는 초크라이너로써, 상기 닐라캐스트 리미티드의 특허에 저촉되어 사용될 수 없다.
둘째 등록특허공보 제10-2225827호의 '선박의 무빙로프 보호장치'의 경우에는 1개의 몸체로 이루어진 초크라이너이지만, 연질의 재질로 신축성을 통해 초크의 내부공간에 끼워 넣어지는 방식으로 결합시키는 특징이 있지만, 강한 인장력이 작용하는 견인로프(2)를 안내 및 고정하기는 어렵기 때문에 사용자체가 불가능하다.
셋째 등록특허공보 제10-2259405호의 '조립형 초크 인서트'의 경우에는 초크라이너를 3개의 부재로 각각 제작 결합시키는 특징과, 넷째 등록특허공보 제10-2235098호의 '선박의 분리형 무링로프 보호장치'의 경우에는 초크라이너를 4개의 부재로 각각 제작 결합시키는 특징들을 가진다.
상술한 종래기술들을 참고하여 초크라이너의 기본적인 요구조건을 살펴보면, 초크(1)의 내주면에 설치되어 전후로 통과하는 견인로프(2)와의 마찰력을 줄이면서 강한 인장력이 작용하는 견인로프(2)를 안내 및 고정할 수 있을 정도로 강도가 있어야 한다. 또한, 주물 제작되는 초크(1)의 내주면이 항상 일정하지 않고 거칠기 때문에 표면연마 정도가 다를 수밖에 없고, 초크라이너를 이루는 부재의 수를 최소화시켜야 초크(1)의 내주면에 초크라이너가 들뜨거나 흔들리지 않고, 견고하게 결합될 수 있기 때문이다.
이러한 점에서 상술한 종래기술인 연질의 재질로 신축성을 통해 초크의 내부공간에 끼워 넣어지는 방식이나 초크라이너를 3개 또는 4개의 부재로 제작하여 조립하는 방식은 채택되지 못하고, 국내 선박회사에서는 여전히 고가의 닐라캐스트 리미티드의 초크라이너를 수입하여 사용할 수밖에 없다.
다만, 닐라캐스트 리미티드의 초크라이너 역시 도 2에 도시된 바와 같이 초크라이너를 2개의 부재로 제작하여 볼트 결합시키는 경우에도 초크라이너의 내주면에 볼트홀이 형성될 수밖에 없고, 2개의 부재가 서로 맞닿는 중앙의 결합라인 역시 노출될 수밖에 없다. 따라서, 강한 인장력이 작용하는 견인로프(2)가 초크라이너의 내주면을 따라 상하좌우로 마찰을 일으키게 되면서 볼트홀 및 중앙의 결합라인에 접촉하여 파손될 수 있고, 오히려 이를 통해 견인로프(2)가 손상되는 문제 역시 여전히 존재한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 주물 제작되는 초크 내주면의 거칠기나 표면연마 정도에 상관없이 초크라이너가 초크 내주면과 일체화되어 결합될 수 있고, 초크라이너의 내주면에 별도의 볼트홀이나 결합라인이 없어 파손의 염려나 견인로프의 손상을 원천적으로 방지할 수 있는 선박용 초크라이너 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 선박용 초크라이너 제조방법은, 선박의 데크에 설치되어 전후로 개구된 내주면으로 견인로프를 안내하거나 고정하도록 주물 제작된 초크를 준비하는 초크 준비단계와, 상기 초크의 내주면이 다듬어지도록 샌드블라스팅 작업 후 1차 프라이머 도장 및 2차 페인팅 도장하는 초크 표면처리단계와, 표면처리된 상기 초크의 내주면에 수지를 도포하면서 직조섬유시트를 다층으로 적층하는 직조섬유시트 적층단계와, 적층된 상기 직조섬유시트 위에 진공필름을 덮은 후 밀봉하는 진공필름 밀봉단계와, 상기 진공필름의 내부가 진공상태가 되도록 상기 진공필름의 내부공기를 외부로 배출하면서 상기 진공필름의 내부로 수지를 주입하고, 상기 수지가 상기 진공필름의 내부에 고루 퍼지면서 적층된 상기 직조섬유시트까지 상기 수지에 의해 함침되는 진공배기 및 수지주입단계와, 상기 수지가 경화된 후 상기 진공필름을 해제하여 시트성형품을 성형완료하는 성형완료단계와, 성형완료된 상기 시트성형품의 표면을 샌딩작업하는 표면샌딩 작업단계와, 표면샌딩된 상기 시트성형품의 표면에 겔코트를 도장하여 제품을 완성하는 겔코트도장 및 제품완성단계를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 직조섬유시트는, 유리섬유, 아라미드 섬유, 탄소섬유, 현무암 섬유, PVA 섬유, 고강도 폴리에스테르 섬유 중 선택된 어느 하나 또는 이들을 결합한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 선박용 초크라이너 제조방법은, 주물 제작되는 초크 내주면의 거칠기나 표면연마 정도에 상관없이 초크의 내주면에 직조섬유시트를 적층한 후 진공성형하여 초크라이너를 제작하기 때문에 초크 내주면과 일체화될 수 있고, 고강도의 섬유강화 복합소재가 단일의 몸체로써 초크라이너로 제작되기 때문에 별도의 볼트홀이나 결합라인이 없어 파손의 염려나 견인로프의 손상을 원천적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 초크의 사용상태를 실제 촬영하여 도시한 사시도이고,
도 2는 종래 기술에 따른 선박용 초크라이너를 도시한 사시도이며,
도 3은 본 발명에 따른 선박용 초크라이너 제조방법을 도시한 순서도이고,
도 4는 도 3의 실시예 중 초크 표면처리단계를 수행한 상태를 실제 촬영하여 도시한 사시도이며,
도 5는 도 3의 실시예 중 직조섬유시트 적층단계를 수행하는 과정을 실제 촬영하여 도시한 사시도이고,
도 6은 도 3의 실시예 중 진공필름 밀봉단계 이후 진공배기 및 수지주입단계를 수행하는 과정을 실제 촬영하여 도시한 사시도이며,
도 7은 도 3의 실시예 중 성형완료단계를 수행한 상태를 실제 촬영하여 도시한 사시도이고,
도 8은 도 3의 실시예 중 표면샌딩 작업단계를 수행하는 과정을 실제 촬영하여 도시한 사시도이며,
도 9는 도 3의 실시예 중 겔코트도장 및 제품완성단계를 수행한 상태를 실제 촬영하여 도시한 사시도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 선박용 초크라이너를 도시한 사시도이며,
도 3은 본 발명에 따른 선박용 초크라이너 제조방법을 도시한 순서도이고,
도 4는 도 3의 실시예 중 초크 표면처리단계를 수행한 상태를 실제 촬영하여 도시한 사시도이며,
도 5는 도 3의 실시예 중 직조섬유시트 적층단계를 수행하는 과정을 실제 촬영하여 도시한 사시도이고,
도 6은 도 3의 실시예 중 진공필름 밀봉단계 이후 진공배기 및 수지주입단계를 수행하는 과정을 실제 촬영하여 도시한 사시도이며,
도 7은 도 3의 실시예 중 성형완료단계를 수행한 상태를 실제 촬영하여 도시한 사시도이고,
도 8은 도 3의 실시예 중 표면샌딩 작업단계를 수행하는 과정을 실제 촬영하여 도시한 사시도이며,
도 9는 도 3의 실시예 중 겔코트도장 및 제품완성단계를 수행한 상태를 실제 촬영하여 도시한 사시도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 선박용 초크라이너 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 선박용 초크라이너 제조방법은, 도 3 내지 9에 도시된 바와 같이 초크 준비단계(S100), 초크 표면처리단계(S200), 직조섬유시트 적층단계(S300), 진공필름 밀봉단계(S400), 진공배기 및 수지주입단계(S500), 성형완료단계(S600), 표면샌딩 작업단계(S700), 겔코트도장 및 제품완성단계(S800)를 포함하여 이루어진다.
초크 준비단계(S100)는 도 1을 참조하여 도 3 및 4에 도시된 바와 같이 선박의 데크에 설치되어 전후로 개구된 내주면으로 견인로프(2)를 안내하거나 고정하도록 주물 제작된 초크(1)를 준비한다. 이러한 초크(1)는 상기 견인로프(2)가 전후로 통과하도록 내주면에 플래어 구멍(flared aperture)이 형성되어 있고, 사형주조강철(sand casting steel)로 만들어지므로 표면이 매우 거칠다. 따라서, 후술하는 직조섬유시트를 적층하기 전에 초크(1)의 내주면을 표면처리할 필요가 있다.
즉, 초크 표면처리단계(S200)는 도 3 및 4에 도시된 바와 같이 상기 초크(1)의 내주면이 다듬어지도록 샌드블라스팅 작업 후 1차 프라이머 도장 및 2차 페인팅 도장한다. 앞서 준비된 주물 제작된 초크(1)의 내주면이 매우 거칠기 때문에 먼저 샌드블라스팅 작업을 통해 초크(1)의 내주면을 다듬어준다. 다음으로, 초크(1)의 내주면을 매끄럽게 하면서 후술하는 직조섬유시트의 부착력을 높이기 위하여 1차 프라이머 및 2차 페인팅 도장을 하는 것이다.
여기서 1차 프라이머 도장은 초크(1)의 내주면에 샌드블라스팅 작업을 하더라도 표면에 미세한 요철이 있기 때문에 프라이머가 요부를 메꾸면서 표면을 매끄럽게 하고, 2차 페인팅의 도장이 원활하게 이루어지도록 도와준다. 2차 페인팅 도장은 후술하는 직조섬유시트의 적층작업시 접착력을 높여주기 위한 작업으로, 2차 페인팅 도장이 완료된 상태가 도 4에 도시된 바와 같다.
직조섬유시트 적층단계(S300)는 도 3 및 5에 도시된 바와 같이 표면처리된 상기 초크(1)의 내주면에 수지를 도포하면서 직조섬유시트를 다층으로 적층한다. 직조섬유시트는 섬유를 직조(weaving)하여 시트화한 것으로, 직기를 이용하여 2군의 실을 직각으로 서로 교차하도록 엮어서 만들어진 섬유시트이다. 이러한 직조섬유시트는 도면상 유리섬유시트로 제작한 직조섬유시트이나 그 이외에도 유리섬유, 아라미드 섬유, 탄소섬유, 현무암 섬유, PVA 섬유, 고강도 폴리에스테르 섬유 중 선택된 어느 하나 또는 이들을 결합한 것일 수 있다. 상기와 같은 직조섬유시트는 다층으로 적층하게 되는데 선사에서 요구하는 두께에 맞추어 적층하면 되고, 도 5에 도시된 바와 같이 도포되는 수지가 반건조될 때까지 끈이나 테이프 등으로 형상을 고정할 필요가 있다.
진공필름 밀봉단계(S400)는 도 3 및 6에 도시된 바와 같이 적층된 상기 직조섬유시트 위에 진공필름을 덮은 후 밀봉한다. 진공필름은 소위 비닐재의 진공포장기 또는 진공백 등으로 초크(1)의 내주면에 적층되는 직조섬유시트의 형상에 맞게 밀봉하여 내부와 외부를 격리시킨다. 이를 위하여 도 6에 도시된 바와 같이 검은색 밀봉테이프를 사용하였으나, 실리콘 재질의 실란트(sealant)를 사용하여 진공필름의 노출단을 밀봉할 수도 있다.
진공배기 및 수지주입단계(S500)는 도 3 및 6에 도시된 바와 같이 상기 진공필름의 내부가 진공상태가 되도록 상기 진공필름의 내부공기를 외부로 배출하면서 상기 진공필름의 내부로 수지를 주입하고, 상기 수지가 상기 진공필름의 내부에 고루 퍼지면서 적층된 상기 직조섬유시트까지 상기 수지에 의해 함침되는 과정이다.
상기 진공필름 내부로의 수지 주입은 진공필름에 연결된 하나 또는 둘 이상의 수지주입구를 통해 이루어지고, 수지가 저장된 수지주입구로부터 튜브를 통해 주지가 공급된다. 또한, 상기 진공필름의 내부가 진공상태가 되도록 내부공기를 외부로 배출하는 것 역시 진공필름에 연결된 하나 또는 둘 이상의 진공배출구를 통해 이루어지고, 진공펌프로부터 튜브를 통해 진공필름의 내부공기를 외부로 배출한다. 이러한 진공압착성형 방식을 통해 다층으로 적층된 직조섬유시트를 진공 압착하여 강성을 높이고, 성형되는 형상이 초크(1)의 내주면 형상과 일체화되도록 할 수 있다.
성형완료단계(S600)는 도 3 및 7에 도시된 바와 같이 상기 수지가 경화된 후 상기 진공필름을 해제하여 시트성형품을 성형완료한다. 이렇게 성형완료된 시트성형품은 초크(1)의 내주면의 형상과 일체로 제작완료된다. 다만, 성형과정에서 직조섬유시트를 고정하기 위한 테이핑이나 끈 등의 무늬가 시트성형품의 표면에 남아있기 때문에 시트성형품의 표면을 매끄럽게 다듬을 필요가 있다.
표면샌딩 작업단계(S700)는 도 3 및 8에 도시된 바와 같이 성형완료된 상기 시트성형품의 표면을 샌딩작업한다. 샌딩은 표면을 매끄럽게 하기 위한 것으로 사포질을 손으로 잡고 할 수도 있지만, 시트성형품의 면적이 넓으므로 전동 샌딩기를 사용하여 샌딩작업을 수행한다.
겔코트도장 및 제품완성단계(S800)는 도 3 및 9에 도시된 바와 같이 표면샌딩된 상기 시트성형품의 표면에 겔코트를 도장하여 제품을 완성한다. 겔코트(gelcoat)는 수지에 안료 및 각종 첨가제를 넣어 붓도장 또는 스프레이 작업이 용이하도록 만든 투명 또는 착색 제품으로서 자외선, 수분 또는 오염으로부터 시트성형품의 표면을 보호하고 외관을 미려하게 해줄 뿐만 아니라 내구성을 증대시키는 역할을 한다. 도 9에 도시된 바와 같이 검은색으로 착색된 겔코트가 시트성형품에 착색된 상태이고, 폴리싱작업을 통해 거울과 같이 매끄럽게 만들어 마찰력을 최소화시키면서 더욱 미려하게 보이도록 할수도 있다.
즉, 본 발명에 따른 선박용 초크라이너 제조방법은 첫째, 초크(1)의 내주면에 직조섬유시트로 다층 적층되어 진공압착방식으로 성형된 시트성형품을 통하여 초크라이너가 초크(1)의 내주면에 일체로 제작되고, 이러한 시트성형품은 고강성을 지니게 되는 특징과, 둘째 시트성형품의 표면에 도장된 겔코트를 통하여 내구성 확보와 함께 마찰력을 최소화시켜 견인로프(2)의 안내 및 고정을 보다 원활하게 이루어낼 수 있는 특징을 가진다. 또한, 오랜 사용으로 도장된 겔코트에 잔기스나 부식이 발생하면 폴리싱작업을 통해 기스와 변색을 잡아줄 수 있고, 도장된 겔코트의 수명이 다하면 겔코트를 재도장하여 유지관리의 편의성을 확보할 수 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
1 : 초크
2 : 견인로프
S100 : 초크 준비단계
S200 : 초크 표면처리단계
S300 : 직조섬유시트 적층단계
S400 : 진공필름 밀봉단계
S500 : 진공배기 및 수지주입단계
S600 : 성형완료단계
S700 : 표면샌딩 작업단계
S800 : 겔코트도장 및 제품완성단계
2 : 견인로프
S100 : 초크 준비단계
S200 : 초크 표면처리단계
S300 : 직조섬유시트 적층단계
S400 : 진공필름 밀봉단계
S500 : 진공배기 및 수지주입단계
S600 : 성형완료단계
S700 : 표면샌딩 작업단계
S800 : 겔코트도장 및 제품완성단계
Claims (2)
- 선박의 데크에 설치되어 전후로 개구된 내주면으로 견인로프를 안내하거나 고정하도록 주물 제작된 초크를 준비하는 초크 준비단계와,
상기 초크의 내주면이 다듬어지도록 샌드블라스팅 작업 후 1차 프라이머 도장 및 2차 페인팅 도장하는 초크 표면처리단계와,
표면처리된 상기 초크의 내주면에 수지를 도포하면서 직조섬유시트를 다층으로 적층하는 직조섬유시트 적층단계와,
적층된 상기 직조섬유시트 위에 진공필름을 덮은 후 밀봉하는 진공필름 밀봉단계와,
상기 진공필름의 내부가 진공상태가 되도록 상기 진공필름의 내부공기를 외부로 배출하면서 상기 진공필름의 내부로 수지를 주입하고, 상기 수지가 상기 진공필름의 내부에 고루 퍼지면서 적층된 상기 직조섬유시트까지 상기 수지에 의해 함침되는 진공배기 및 수지주입단계와,
상기 수지가 경화된 후 상기 진공필름을 해제하여 시트성형품을 성형완료하는 성형완료단계와,
성형완료된 상기 시트성형품의 표면을 샌딩작업하는 표면샌딩 작업단계와,
표면샌딩된 상기 시트성형품의 표면에 겔코트를 도장하여 제품을 완성하는 겔코트도장 및 제품완성단계를 포함하여 이루어진 선박용 초크라이너 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 직조섬유시트는,
유리섬유, 아라미드 섬유, 탄소섬유, 현무암 섬유, PVA 섬유, 고강도 폴리에스테르 섬유 중 선택된 어느 하나 또는 이들을 결합한 것을 특징으로 선박용 초크라이너 제조방법.
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