KR20240054349A - 내절단성 재킷 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 코어 로프(2) 및 상기 코어 로프를 둘러싸는 재킷(3)을 포함하는 재킷형 무어링 로프(1)에 관한 것이며, 재킷은 레벨 2 편조 가닥들(30)의 편조된 층을 포함하고, 상기 레벨 2 편조 가닥들 각각은 편조된 복수의 레벨 1 편조 가닥들(40)을 포함한다. 다른 양태에서, 본 발명은 재킷형 무어링 로프(1)의 재킷(3)에서 사용을 위한 로프(30)에 관한 것이며, 상기 로프(30)는 복수의 레벨 1 편조 가닥들(40)을 포함하며, 이 가닥들 각각은 하나 이상의 코어 얀(51)을 둘러싸는 복수의 편조된 얀들(50)을 포함하고, 편조된 얀들 및 코어 얀들은 적어도 440 den의 얀 카운트(yarn count); 적어도 5 g/den의 인성; 및/또는 적어도 100 g/den 모듈러스(modulus)를 갖는 섬유들을 포함한다.

Description

내절단성 재킷

본 발명은 무어링 로프(mooring rope)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 무어링 로프를 보호하기 위한 무어링 로프용 재킷(jacket)에 관한 것이다.

무어링 로프(예컨대, 예인선(tug) 로프, 호저(hawser), 테더(tether) 및 앵커링(anchoring) 로프)는 일반적으로 심해 장기 무어링 시스템에 채용된다. 로프는 통상적으로 코어(core)와 재킷에 폴리에스터(polyester)를 사용하여 제조되며, 이는 전 세계적으로 통합된 기술이다. 폴리에스터 코어는 물리적 및 기계적 요건(예컨대, 인성, 연신율, 강성 및 피로)을 충족하고, 폴리에스터 커버의 기능은 서브 로프를 연결하고 로프 취급 및 설치 중에 마모로부터 서브 로프를 보호하는 것이다. 그러나, 내절단성(cut resistance) 관점에서, 기존의 폴리에스터 재킷은 양호한 성능을 갖지 않는다. 다양한 해양 경험에서, 설치 후, 폴리에스터 무어링 라인은 와이어 로프에 의해서 쉽게 절단되었다.

당 기술분야에서, 무어링 로프를 마모 등으로부터 보호하는 것을 목적으로 하는 다양한 재킷들이 공지되어 있다. 예들은 Calorfloat® 기술이라는 브랜드 이름으로 로프 보호 솔루션을 개발한 Calora Mooring Systems AS의 재킷을 포함하며, 이 솔루션의 로프의 코어는 기본적으로 나선형으로 감긴 폴리머 테이프로 덮이며, 이 테이프는 재킷을 형성한다. 다른 예는 KR 2004/475026호 및 WO 2012/134301호에서 제공된다. EP3143196호 및 WO 2013/148711호에서, 금속 기반의 내절단성 재킷이 설명된다. 금속을 사용하는 것의 단점은 이의 높은 밀도, 강도 대비 높은 중량의 비율, 특히 해양 응용분야에서 부식되는 경향이 있다는 것이다.

다른 무어링 로프용 재킷이 WO 03/054291호로부터 공지되며, 여기서 Offshore & Trawl Supply(OTS)의 OTS Protection Jacket™이 설명된다. OTS Protective Jacket™의 단점은 충분한 보호를 제공하기 위해 2개의 편조된(braided) 층들이 필요하여, 로프 코어를 덮기 위해 2개의 동기화된 편조 기계의 공동 작업 또는 2번의 연속적인 편조 작동을 요구한다는 것이다.

본 발명의 목적은, 절단 저항성이 있는, 그리고 위에서 언급된 단점들 중 적어도 하나 이상을 해결하는 무어링 로프를 제공하는 것이다.

본 발명자들은 놀랍게도 이 목적이, 각각이 편조된 복수의 작은 로프들(여기서 레벨 1 편조 가닥(braided strand)들이라고도 함)을 포함하는 재킷 로프들(여기서 레벨 2 편조 가닥들이라고도 함)의 편조된 층을 포함하는 재킷에 의해서 충족될 수 있다는 것을 발견했다. 바람직하게는, 레벨 1 가닥 및/또는 레벨 2 가닥들은 평평한(flat) 편조 가닥들이다.

평평한 가닥들 및 평평한 로프들은, 도 2b 및 도 3a에 예시된 바와 같이, 본질적으로 비원형 단면 형상을 갖는 가닥들 및 로프들을 각각 지칭한다.

따라서, 본 발명은, 코어 로프 및 상기 코어 로프를 둘러싸는 재킷을 포함하는 재킷형 무어링 로프에 관한 것이며, 재킷은 레벨 2 편조 가닥들의 편조된 층을 포함하고, 레벨 2 편조 가닥들 각각은 편조된 복수의 레벨 1 편조 가닥들을 포함한다. 즉, 레벨 1 편조 가닥들은 레벨 2 편조 가닥들보다 더 낮은 계층(hierarchy) 레벨을 나타낸다.

도 1a는 본 발명에 따른 재킷형 무어링 로프의 바람직한 실시형태를 예시한다.
도 1b는 본 발명에 따른 레벨 2 편조 가닥들의 바람직한 실시형태를 예시한다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 레벨 편조 가닥들의 바람직한 실시형태들을 예시한다.
도 3a는 본 발명에 따른 바람직한 재킷 로프의 사진 이미지이다.
도 3b는 본 발명에 따른 바람직한 재킷형 무어링 로프의 사진 이미지이다.
도 4a 및 도 4b는 로프의 내절단성을 정량적으로 테스트하기 위한 특정 테스트 장비의 사진 이미지이다.
도 5는 본 발명에 따른 로프 및 이중 층의 OTS Protective Jacket™(CR-테이프)을 포함하는 무어링 로프를 사용한 비교 시험의 결과를 예시한다.

바람직한 실시형태에서, 레벨 1 편조 가닥들은 하나 이상의 코어 얀(51)을 둘러싸는 편조된 복수의 얀(yarn)들(50)을 포함한다. 이와 같이, 특히 하나 이상의 코어 얀을 사용함으로써, 평평한 작은 로프, 즉 평평한 레벨 1 편조 가닥이 획득될 수 있으며, 이는 또한 바람직하게는 평평한 로프인 재킷 로프의 구성을 위해 바람직하다. 따라서, 레벨 1 편조 가닥은 바람직하게는 레벨 1 평평한 편조 가닥이다. 유사하게, 레벨 2 편조 가닥은 바람직하게는 레벨 2 평평한 편조 가닥이다. 레벨 1 편조 가닥은 각각, 하나 이상의 코어 얀을 둘러싸는 적어도 3개, 바람직하게는 4 내지 12개, 더욱 바람직하게는 6 내지 8개의 편조된 얀들을 포함할 수 있다. 그리고 전형적으로, 레벨 1 편조 가닥은 2개 이상, 바람직하게는 2개의 코어 얀들을 포함한다.

레벨 1 편조 가닥의 치수는 바람직하게는, 주요 목적인 코어 로프 보호를 손상시키지 않으면서 작은 치수의 재킷을 구성하는 데 사용될 수 있을 정도이다. 따라서, 바람직한 실시형태에서, 레벨 1 편조 가닥 및 바람직하게는 편조된 얀들 및 이의 코어 얀들은 섬유, 바람직하게는 고성능 섬유를 포함하며, 이 고성능 섬유는 적어도 440 den, 바람직하게는 적어도 1400 den, 예컨대, 적어도 1600 den의 얀 카운트(yarn count); 적어도 5 g/den, 보다 바람직하게는 적어도 15 g/den, 예컨대, 적어도 20 g/den, 가장 바람직하게는 적어도 30 g/den의 인성; 및/또는 적어도 100 g/den, 바람직하게는 적어도 1000 g/den, 보다 바람직하게는 적어도 1300 g/den의 모듈러스(modulus)를 갖는다. 가장 바람직한 실시형태에서, 레벨 1 편조 가닥들, 바람직하게는 편조된 얀들 및 이의 코어 얀들은 본질적으로 고성능 섬유들로 구성된다. 섬유들은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate; PET) 등을 기반으로 할 수 있으며, 이는 선택적으로 고성능 섬유와 혼합될 수 있다. 고성능 섬유들은 당 기술분야에 널리 공지되어 있고, 예를 들어, 아라미드, 고모듈러스 폴리에틸렌(high-modulus polyethylene; HMPE), 초고분자량 폴리에틸렌(ultra-high-molecular-weight polyethylene; UHMWPE) 또는 액정 폴리머(liquid crystal polymer; LCP) 또는 이들의 조합을 기반으로 할 수 있다. 본 발명에 적합한 섬유들 및 얀들은, 예를 들어, Dyneema™라는 상표명으로 상업적으로 이용 가능한 것들이다.

직경이 5 mm 미만, 바람직하게는 1 내지 4 mm, 보다 바람직하게는 2 내지 3 mm, 예컨대, 약 2.3 mm인 원형 단면을 갖는 레벨 1 편조 가닥들을 기반으로 한 편조된 재킷을 사용하여 특히 좋은 결과가 획득되었다. 레벨 1 편조 가닥들이 평평한 로프들, 즉 레벨 1 평평한 편조 가닥들인 실시형태에서, 바람직하게는 이러한 로프들이 3 mm 미만, 바람직하게는 1 내지 2 mm, 예컨대, 약 1.7 mm의 최소 직경을 갖는다. 본원에서 최소 직경은 로프 단면 내의 내접된 원의 가장 짧은 직경을 의미한다.

레벨 1 편조 가닥들은 재편조되어 레벨 2 편조 가닥들을 형성하며, 이는 다시 편조되어 재킷을 형성한다. 일반적으로, 각각의 레벨 2 편조 가닥은 3 내지 64개의 레벨 1 편조 가닥들을 포함한다. 레벨 1 편조 가닥들의 개수는 재킷 로프들(즉, 레벨 2 편조 가닥들) 및 재킷의 원하는 두께에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 일반적으로 재킷 로프들은 중공(hollow) 브레이드(braid)이고, 코어를 포함하지 않는다.

바람직한 실시형태에서, 레벨 2 편조 가닥들, 바람직하게는 레벨 2 평평한 편조 가닥들은 15 mm 미만, 바람직하게는 4 내지 10 mm, 더 바람직하게는 6 내지 8 mm, 예컨대, 약 7 mm의 두께 또는 최소 직경을 갖는다.

레벨 2 편조 가닥들은 레벨 1 편조 가닥들에 기초하므로, 바람직하게는 모든 가닥들이 상술된 섬유들을 포함한다는 것이 이해될 수 있다. 바람직한 실시형태에서, 레벨 2 편조 가닥들은 본질적으로 레벨 1 편조 가닥들로 구성되고, 따라서 가장 바람직한 실시형태에서, 레벨 2 편조 가닥은 본질적으로 상기 고성능 섬유들로 구성된다. 특히, 재킷 및 따라서 레벨 2 편조 가닥들 또한, 바람직하게는, 금속 와이어 또는 다른 형태의 금속이 없다. 유리하게는, 본 발명에 따른 재킷의 구성은 금속 보강재를 사용할 필요 없이 양호한 내절단성을 제공한다. 따라서, 재킷 및/또는 재킷형 무어링 로프는 1 g/cm³ 미만의 밀도를 가질 수 있으며, 이는 이것이 물 위에 부유되는 것을 허용한다. 이것은 특히 해양 응용분야에 대해 유익하다.

더욱이, 재킷은 레벨 2 편조 가닥들의 단일 편조된 층에 의해서 제공될 수 있다. 따라서 양호한 내절단성과 양호한 내마모성은 레벨 2 편조 가닥의 단일 편조된 층에 의해 이미 달성될 수 있다.

재킷형 무어링 로프의 코어 로프는 일반적으로 폴리에스터를 기반으로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 재킷은 원칙적으로 모든 유형의 로프 및 재료를 보호할 수 있다. 따라서 예시적인 코어 로프들은 폴리에스터, 폴리에틸렌, 고모듈러스 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 아라미드, 액정 폴리머 및/또는 폴리아미드를 기반으로 할 수 있다. 무어링 로프에 대한 특별한 적합성을 고려할 때, 코어 로프는 바람직하게는 폴리에스터를 기반으로 한다. 코어 로프는, 예를 들어, 3-가닥 레이드 로프(laid rope), 12-가닥 또는 8-가닥 편조 폴리에스터 로프일 수 있다.

본 발명의 추가 양태는 재킷 로프, 즉 레벨 2 편조 가닥 자체에 관한 것이다. 바람직하게는, 레벨 2 편조 가닥은 레벨 2 평평한 편조 가닥이다. 이러한 레벨 2 편조 가닥들은 유리하게는 무어링 로프의 보호를 위해 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 또한 다른 유형의 로프들, 예컨대, 게양 로프(hoisting rope), 채굴 로프(mining rope), 및 마모 및 날카로운 환경에 노출되는 기타 로프를 위해 사용될 수 있다.

본 발명은 다음의 비제한적인 도면에 의해서 설명되고 예시될 수 있다.

도 1a에서, 코어 로프(2) 및 재킷(3)을 포함하는 재킷형 무어링 로프(1)의 바람직한 실시형태가 예시된다. 재킷은 레벨 2 편조 가닥들(30)을 포함하는 편조된 구성으로 코어 로프를 둘러싼다. 각각의 레벨 2 편조 가닥은, 레벨 2 평평한 편조 가닥의 일부에 대한 분리된 예시를 제공하는 도 1b에서 더 잘 볼 수 있듯이, 편조된 복수의 레벨 1 편조 가닥들(40)을 포함한다.

도 2a 내지 도 2c는 레벨 1 편조 가닥의 실시형태들의 분리된 예시들을 제공한다. 본원에 예시된 레벨 1 편조 가닥은 얀들(50)의 편조된 층을 포함한다. 레벨 1 편조 가닥은 또한 평평할 수 있거나(도 2b), 그 단면이 실질적으로 원형일 수 있다(도 2a). 도 2c에 예시된 바와 같은 바람직한 실시형태에서, 레벨 1 편조 가닥은 두 개의 코어 얀들(51)을 둘러싸는 편조된 복수의 얀들(50)을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 재킷 로프 및 재킷형 무어링 로프의 사진 이미지들이 도 3a 및 도 3b에 각각 제공된다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 단수형 "일", "하나" 및 "상기"는, 문맥상 명백하게 달리 나타내지 않는 한, 복수형을 또한 포함하도록 의도된다. 용어 "및/또는"은 연관된 나열 항목들 중 하나 이상의 조합들 중 어느 하나 및 전부를 포함한다. 용어들 "포함하다" 및/또는 "포함하는"이 언급된 특징의 존재를 특정하지만, 하나 이상의 다른 특징의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것이 이해될 것이다.

명확성과 간결한 설명을 위해, 특징들은 동일한 또는 별개의 실시형태들의 일부로서 본원에서 설명되지만, 본 발명의 범위가 설명된 특징들 중 전부 또는 일부의 조합을 갖는 실시형태들을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다.

본 발명은 다음의 비제한적인 실시예들에 의해서 더 예시될 수 있다.

실시예 1

로프 구성

도 3b에 도시된 바와 같은 재킷형 로프가 준비되었다. 114 mm의 직경을 갖는 폴리에스터 코어 로프가 제공되었다. 재킷은 도 3a에 도시된 바와 같은 레벨 2 평평한 편조 가닥들을 기반으로 했으며, 이들은 각각 Dyneema™ 1600D의 2개의 코어 얀들을 둘러싸는 Dyneema™ 1600D 얀들의 편조된 층으로 만들어진 레벨 1 평평한 편조 가닥들을 기반으로 했다. 레벨 2 평평한 편조 가닥들은 5.5 mm의 평균 두께를 갖고, 재킷은 약 11 mm의 두께를 갖고, 최종 재킷형 무어링 로프는 136.3 mm의 직경을 가졌다.

내절단성 테스트

내절단성 테스트 장비는 실험실에서 저인망 어선(trawler) 와이어가 합성 섬유 무어링 로프 라인과 접촉되는 효과를 시뮬레이션하고 재현하여 손상을 정량화하고 이벤트 후 로프 잔류 강도를 평가하도록 설계되었다. 이것은 최신 기술의 내절단성 테이프와 본 발명에 따른 로프 사이의 비교 연구를 가능하게 했다. 개발된 테스트 장비는 도 4a와 도 4b에 도시된다. 테스트 장비에서, 강철 와이어 로프(SWR, 5)는 설정된 테스트 매개변수들에 따라 재킷형 로프(1)를 가로질러 이동된다. 테스트 매개 변수는 표 1에 주어진 바와 같이 설정되었다.

[표 1]

결과

상술된 바와 같은 로프(Lanko®Shield(란코®실드)라고 함)가 테스트되었고, 이중층 OTS Protective Jacket™(CR-테이프)를 포함하는 무어링 로프와 비교되었다. 결과는 표 2와 도 5에 제공된다.

[표 2]

Claims (15)

1. 재킷형 무어링 로프(1)로서, 코어 로프(2) 및 상기 코어 로프를 둘러싸는 재킷(3)을 포함하고, 상기 재킷은 레벨 2 편조 가닥(braided strand)들(30)의 편조된 층을 포함하고, 및 상기 레벨 2 편조 가닥들 각각은 편조된 복수의 레벨 1 편조 가닥들(40)을 포함하는, 재킷형 무어링 로프.
2. 제1항에 있어서, 상기 레벨 1 편조 가닥들 각각은 하나 이상의 코어 얀(core yarn)(51)을 둘러싸는 편조된 복수의 얀들(50)을 포함하는, 재킷형 무어링 로프.
3. 제2항에 있어서, 상기 레벨 1 편조 가닥들은 각각, 하나 이상의 코어 얀을 둘러싸는 적어도 3개, 바람직하게는 4 내지 12개, 더욱 바람직하게는 6 내지 8개의 편조된 얀들을 포함하는, 재킷형 무어링 로프.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 레벨 1 편조 가닥들은 각각 2개 이상, 바람직하게는 2개의 코어 얀들을 포함하는, 재킷형 무어링 로프.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레벨 1 편조 가닥들은 5 mm 미만, 바람직하게는 1 내지 4 mm, 보다 바람직하게는 2 내지 3 mm, 예컨대, 약 2.3 mm의 직경을 갖는, 재킷형 무어링 로프.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레벨 1 편조 가닥들은 바람직하게는 3 mm 미만, 바람직하게는 1 내지 2 mm, 예컨대, 약 1.7 mm의 최소 직경을 갖는 레벨 1 평평한 편조 가닥들인, 재킷형 무어링 로프.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 레벨 2 편조 가닥은 3 내지 64개의 레벨 1 편조 가닥들을 포함하는, 재킷형 무어링 로프.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레벨 2 편조 가닥들은 15 mm 미만, 바람직하게는 4 내지 10 mm, 더 바람직하게는 6 내지 8 mm, 예컨대, 약 7 mm의 두께를 갖는 레벨 2 평평한 편조 가닥들인, 재킷형 무어링 로프.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코어 로프는 함께 편조된 폴리에스터 가닥들을 포함하는, 재킷형 무어링 로프.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레벨 2 편조 가닥들 및 바람직하게는 상기 레벨 1 편조 가닥들은, 적어도 440 den, 바람직하게는 적어도 1600 den의 얀 카운트(yarn count); 적어도 5 g/den, 보다 바람직하게는 적어도 20 g/den, 가장 바람직하게는 적어도 30 g/den의 인성; 및/또는 적어도 100 g/den, 바람직하게는 적어도 1300 g/den의 모듈러스(modulus)를 갖는 섬유들을 포함하는, 재킷형 무어링 로프.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재킷은 금속 와이어가 없고, 바람직하게는 본질적으로 금속이 없는, 재킷형 무어링 로프.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재킷은 상기 레벨 2 편조 가닥들의 단일 편조된 층인, 재킷형 무어링 로프.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재킷 및/또는 상기 재킷형 무어링 로프는 1 g/cm³ 미만의 밀도를 갖는, 재킷형 무어링 로프.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 재킷형 무어링 로프(1)의 재킷(3)에 사용되기 위한 로프(30)로서, 상기 로프(30)는 편조된 복수의 레벨 1 편조 가닥들(40)을 포함하며, 상기 가닥들 각각은 하나 이상의 코어 얀(51), 바람직하게는 2개의 코어 얀들을 둘러싸는 편조된 복수의 얀들(50)을 포함하고, 상기 편조된 얀들 및 상기 코어 얀들은 적어도 440 den, 바람직하게는 적어도 1600 den의 얀 카운트; 적어도 5 g/den, 보다 바람직하게는 적어도 20 g/den, 가장 바람직하게는 적어도 30 g/den의 인성; 및/또는 적어도 100 g/den, 바람직하게는 적어도 1300 g/den의 모듈러스(modulus)를 갖는 섬유들을 포함하는, 로프.
15. 재킷형 로프에 내절단성을 제공하기 위해 상기 재킷형 로프의 재킷에 제14항에 따른 로프를 사용하는 방법.