JP5727089B2 - 発泡成形体、これを含む浮力材及び建築用資材 - Google Patents

Description

本発明は、フレームと発泡体を含む発泡成形体に関し、特に優秀な物性と耐久性を有する発泡成形体に関するもので、これをもってより軽く、安全でかつ衝撃に強い浮力材及び建築用資材を提供できる。

従来の船舶やレジャー用ボートは、金属、ＦＲＰ、木材、空気チューブなどの浮力材で作られている。これらの浮力材は、長い間一般的に活用されてきた素材ではあるが、多くは全体が同じ割合で製造されて、浮力材自体で復原力を向上させたり自重を位置毎に調節させたりすることができなかった。また、大量生産が困難で、水上活動を基本としており、相対的に外部衝撃にも強くない。

また、レジャー拡大傾向に応じて、水上と陸上を共に運行できるレジャー装備が脚光を浴びている。しかしながら、多くは既存の浮力材を用いているため、水上と陸上への進出入が多発し、水中岩礁と地上の岩などに衝突時水密破壊、浸水、転覆の恐れがあり、水上または陸上において移動時不安定性が引き起こされる問題があった。

また、既存の軍事用水陸両用移動体も弾丸など外部衝撃に耐えられるため、鉄などを浮力材として強くかつ重く製造されてきた。従って、荷重克服のための浮力を発生させるために装備が非常に大掛かりにならざるを得なかった。また、軍事用ボートも既存のゴムと空気素材の代わりに軽くて防弾性を有し、弾性が強い素材を利用した製造が求められている。

船舶に備え付けの救命ボートの浮力材も比較的重くて製造方法も非常に困難であった。非常時に備えて、常に船舶に載せなければならない救命ボートは、重さが軽いほど利用が容易で、省エネに役立つ。また、転覆しても沈没しない低比重の浮力材が必要であった。さらに浮力材自体で太陽光や寒さを防止できる救命ボートの製造が求められている。

一方、建築や土木工事時に排水処理のため、従来には天然骨材及び破砕石を利用して、擁壁、石垣などの埋め戻し及び盲暗渠施工をしてきた。しかし、天然骨材材料は、入手が困難なだけでなく高価で、様々な現場の土質に対するフィルターの粒度調整が難しく、埋め戻し不良施工による排水不良から集中豪雨時の土圧及び水圧の増大による擁壁及び石垣崩壊事故が多発していた。

また、組立式建築でも従来には各資材を一つ一つ繋ぎ合わせて結合して施工を行ったため、費用と時間がかかった。特に、海上に設けられる住宅は、既存の技術と既存の建築用資材で施工するには非常に不便であり、水上での安全性を確保できる建築用資材の選択に限りがあった。

本発明は、前記問題点を解決するためのもので、フレームと発泡体を含み、優秀な物性と耐久性を有する発泡成形体を提供して、これをもってより軽くて安全で衝撃に強い浮力材及び建築用資材を提供することが目的である。

即ち、本発明は、既存の問題点解決のための方案として、発泡成形を介して造成されて、積層構造で製造されて、重複フレームを備えて、重量が軽く、外部衝撃に強く、大量生産が可能で、素材自らの特性によって復原力を向上させられ、自重調節が可能な新しい浮力材を提案する。
さらに、本発明は、上述した必要性を考慮したもので、重量が軽く、浮力が良好で、機械的強度確保と共に大量生産が可能な水陸両用移動体の浮力材を提供する。

それと共に、防弾防爆機能まで含んだ軍事用ボート製造のための浮力材と、遭難など非常時に船舶から海に投げられて活用される救命ボート製造のための浮力材を提供する。

さらに、本発明は、前記発泡成形体を擁壁及び石垣の埋め戻し材料で用いることによって、ツアプ軽減及びスムーズな排水作用で、土木構造物の崩壊事故防止、施工性、経済性、安全性向上が可能な建築用資材を提供して、組立式建築と海上に設けられる住宅で軽くて設置が容易で、自重調節が可能で、非常に効率的に使用できる建築用資材を提供することに本発明の目的がある。

本発明は、フレームが重なった発泡体を含み、前記発泡体は、ポリスチレン（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ：ＰＳ）または、ポリウレタン（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）からなり、前記発泡体の表面または／及び内部にはイソシアネートを含むポリウレアからなるコーティング層が形成されたことを特徴とする発泡成形体である。

ここで、前記ポリスチレンは、スチレンを含み、スチレン単独重合体である一般用ポリスチレン（ＧＰＰＳ：Ｇｅｎｅｒａｌ ｐｕｒｐｏｓｅ ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）、スチレンにゴムが重合された耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ：ｈｉｇｈ ｉｍｐａｃｔ ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）及び発泡剤が配合された発泡性ポリスチレン（ＥＰＳ：Ｅｘｐａｎｄａｂｌｅ Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）からなる群から選択された一つ以上が好ましい。

尚、前記発泡体は、ポリウレタンを含み、前記ポリウレタンは、ポリイソシアネートを含み、ポリオールを含むポリエーテル系ポリウレタン及びジオールまたはトリオールを含むポリエステル系ポリウレタンからなる群から選択された一つ以上が好ましい。

また、前記発泡体は、ポリウレタンを含み、前記ポリウレタンは、比重が互いに異なるポリエステル系ポリウレタンとポリエーテル系ポリウレタン、比重が互いに異なるポリエステル系ポリウレタンとポリエステル系ポリウレタン、または、比重が互いに異なるポリエーテル系ポリウレタンとポリエーテル系ポリウレタンが積層されて構成されてもよい。

また、前記発泡体は、ポリウレタンを含み、前記ポリウレタンは、ポリスチレンと積層されて構成されてもよい。前記ポリスチレン、またはポリウレタンは、前記コーティング層を形成するポリウレアとの接着力を介して表面または／及び内部強度が増強されることが好ましい。

また、前記ポリウレアは、アミン、またはアミンとポリオールを含んでもよい。

また、前記ポリウレアコーティング層は、前記フレームの一部または全部と接合されるように構成されたものが好ましい。

また、前記フレームは、前記発泡体表面一部に重なってコーティング層と接合されて、前記フレームの一部、または全部が、前記発泡体を貫いて、他の面のコーティング層と接合されるように構成されてもよい。

また、前記フレームは、他の発泡成形体、または他の機構または装備と連結または結合することができる装置が備えられるのが好ましい。

尚、前記フレームは、メッシュ構造またはハニカム構造またはヘチマ構造を有する第一部材及び単一構造の第二部材のうち一つ以上を含んでもよい。これは、発泡体の強度を強化させるための方案である。

また、前記フレームは、前記第一部材及び第二部材を含み、前記第一部材及び第二部材の少なくとも一部は、互いに対面されてもよい。

また、前記第一部材及び第二部材のうち一つ以上は、ポリウレアでコーティングされるか、それと接合された内部コーティング層を含んでもよい。これは、ポリウレアの特性である防水と弾性を介して発泡成形体の浮力と弾性を高める方案の一つである。また、前記フレームは、前記発泡体の表面の一部に別のフレームが重なって、前記別のフレームの一部、または全部が、前記発泡体を貫いて、他の面のコーティング層と接合されるように構成されてもよい。これは、フレームと発泡体との接合程度が低い場合に活用する方案で、ポリスチレンのようにフレーム接合程度が低い場合に活用して、発泡体とコーティング層との引張強度を補強することができる。

また、本発明は、前記フレームが重なった発泡体と前記発泡体に形成された内部コーティング層を貫く支持部材をさらに含むことを特徴とする発泡成形体であってもよい。前記支持部材は、内部コーティング層を貫いて表面コーティング層に接合されるのが好ましい。

また、前記フレームは、貫通型シリンダーで発泡体に重なって、前記貫通型シリンダーフレームは、前側と後側に開閉器が装着されて、水または空気が収容されるようにして、水と空気の量で発泡成形体の自重と浮力を調節できるようにするのが好ましい。一例として、発泡成形体が浮力材で活用されて、船舶またはレジャー用ボートに活用される場合、前記浮力体内部に比重調節のための空間を備えた貫通型シリンダーフレームで構成することができる。前記貫通型シリンダーフレームで確保された空間には水または空気が収容されて、浮力が低い場合には空気が収容されて、係留など安全性を要する場合には水を収容できるフレームで備えられる。

また、前記貫通型シリンダーフレームは、発泡成形体上段に前方開閉器が取り付けられ空気が収容されるように構成されて、発泡成形体下段に後方開閉器が取り付けられ水が収容されるように構成されるのが好ましい。一例として、前後開閉が可能で、前方開閉口は水の外に位置して、後方開閉口は水の中に位置すると、非常に効率的に船舶やレジャー用ボートを操作することができる。前記発泡体成形体を活用した船舶またはレジャー用ボートは、その比重が非常に低い。従って、喫水線の高さが相対的に高い。そのため、安定的でない場合がある。これを克服するために高速運航時には特性上船首が上げられる船舶構造により前面の開閉口を通して空気が流入して、運航時重さを自動で減らすことができる貫通型シリンダーフレームが構成される。

前記貫通型シリンダーフレームは、例えば、運航を停止した場合には後方の開閉口を通して水が自動で流入して、係留及び低速運航時の安全性を提供する。前記貫通型シリンダーは、空気が収容されたまま前方と後方の開閉口を共に閉じるようになると、空気が収容されて前記発泡成形体の全体浮力を増強させることができ、逆に前記貫通型シリンダーフレームに水が収容されると、発泡成形体を安定化するように構成される。

このような本発明は、フレームが重なった発泡体を含み、前記発泡体表面または／及び内部にコーティング層が形成された発泡成形体であることを特徴とし、優秀な物性と耐久性を有する塗膜を形成することができ、これをもってより安全で衝撃に強い浮力材及び建築用資材を提供することができる。

また、本発明によると、発泡成形を介して製造されて、重複フレーム構造で構成され、比重調節のための積層構造成形が可能で、重量が軽く、浮力が良好で、大量生産が可能で、機械的強度まで確保される浮力材と建築用資材を製造することができる。

このため、既存船舶及び水上レジャー装備に用いられている金属、ＦＲＰ、木材などの素材を活用するより画期的に向上した浮力材を提供して、既存船舶及び水上レジャー装備を構成する浮力材の自らの比重調節が可能で、素材や構造自体で浮力と復原力を向上させられ、自重を調節できる効果がある。

また、本発明の浮力材を水上進出入が多い水陸両用移動体に活用すると、水中岩礁及び地上岩など堅固な物体との衝突時水密破壊の危険性を減少させられ、陸上移動を前提とした構造設計で発生する水上転覆の憂慮を画期的に減少できる。

一方、本発明の浮力材を軍事用装備の浮力材として活用する場合、防弾素材を追加重複フレームでインサートすると、軽くて弾性が強く、防弾と防爆が可能な軍事用装備を製造することができる。

これは、軍事用ゴムボートにも該当する事項であり、ゴムチューブ素材の代わりに軽くて防弾性を有し、弾性が強い浮力材を提供するため、既存のゴムボートと異なってより安全に軍事作戦を行える効果がある。

また、中小型船舶とレジャー用ボート、折り畳み式または組立式ボートに本発明の浮力材を活用した場合、大量生産が可能で、素材や構造自らの特性によって復原力を向上させることができて、自重調節が可能で一層進歩した船舶とレジャー用ボートを製造して、安全に活用することができる。

本発明によると、救命ボート製造にも有用に活用されることができる。これは、軽くて堅固で、高い浮力を確保することができるためである。常に非常用として船に載せている救命ボートの場合、その重さが軽ければ使用が便利であると共に省エネにも貢献できる。

また、本発明は、前記のような発泡成形体を擁壁及び石垣の埋め戻し材（料）として使うことによって、投圧軽減及びスムーズな排水作用で土木構造物の崩壊事故防止、施工性、経済性、安全性向上が図れる。

また、発泡成形体の軽量性と透水性を利用して、土木構造物の排水施工不良に発生する崩壊事故を防止できる排水工法が可能で、特に擁壁及び石垣、橋台の埋め戻し施工時発泡性樹脂排水工法を用いると土圧を減少させて、排水をスムーズにして、降雨及び他の原因による地下水位上昇時に発生しうる構造物崩壊事故を未然に防止して、安全性を増大させて、重量が軽く人手による施工が可能な経済的な土木工事用排水工法が可能となる。本発明は、このような用途に用いられる場合には、金型で製造することなく、直接発泡成形をする方法を利用するのが好ましい。

さらに、本発明は、前記発泡成形体を建築材料として活用することができる。特に、組立式建築で役立つように用いられる。従来、強度維持のために比較的重い各資材を一つ一つ繋ぎ合わせて結合して施工したのをより軽く強度が良い素材を提供して、建築物の一定部分、または全部を発泡成形して建物を建築することができる。これにより、費用と時間を大分節減できる。特に、海上に設けられる住宅では、その使い道がより多くなる。即ち、既存の技術と建築用資材では非常に不便であった建築素材自らの比重を調節することができて、金型発泡を介した大量生産が可能で、水上におけるより安全性を確保できる建築材料及び浮力材として活用することができる。

本発明の好ましい一実施形態に係る発泡成形体の構造を示す断面図である。 本発明により金型を介してフレームと発泡体を重ねる成形方法を説明するための断面図である。 本発明に係るフレームを連続的に金型で成形する過程を説明するための模式図である。 本発明によって、第一部材、第二部材及びコーティング層を含むフレームを説明するための断面図である。 本発明によって、支持部材を含む発泡成形体の構造を示す断面図である。 本発明によって、支持部材を含むフレームに他の発泡成形体、または装備と連結、または結合させることができる輪、または結合装置を含む発泡成形体の構造を示す断面図である。 本発明によって、支持部材を含むフレームが発泡体を貫いてコーティング層に接合されるのを含む発泡成形体の構造を示す断面図である。 本発明によって、コーティング層にフレームが全部、または一部接合されるのを含む発泡成形体の構造を示す断面図である。 本発明によって、発泡体表面の一部にフレームが重なってコーティング層と接合され、前記フレームの一部、または全部が前記発泡体を貫いて他の面のコーティング層と接合されるのを含む発泡成形体の構造を示す断面図である。 貫通型シリンダーフレームを含む発泡成形体の構造を示す断面図である。 本発明の実験例に係る比較例であり、コーティング層がないポリウレタン発泡成形体に対する強度実験結果写真である。 本発明の実験例による実施形態であり、コーティング処理したポリウレタン発泡成形体に対する強度実験結果写真である。 本発明の実験例による実施形態であり、比重が異なる発泡体を積層する過程と結果に対する実験結果写真である。 本発明の実験例による実施形態であり、比重が異なる発泡体を積層する過程と結果に対する実験結果写真である。 本発明の実験例による実施形態であり、比重が異なる発泡体を積層する過程と結果に対する実験結果写真である。 本発明の実験例に係る比較例であり、コーティング層がないポリウレタン発泡成形体に対する紫外線耐性実験結果写真である。 本発明の実験例に係る比較例であり、コーティング層がないポリウレタン発泡成形体に対する紫外線耐性実験結果写真である。 本発明の実験例に係る比較例であり、ポリウレタンとポリスチレンとの積層発泡に対する実験結果写真である。 本発明の実験例に係る比較例であり、ポリウレタンとポリスチレンとの積層発泡に対する実験結果写真である。 本発明の実験例に係る比較例であり、フレームを発泡体に重ねる過程と発泡後の実験結果写真である。 本発明の実験例に係る比較例であり、フレームを発泡体に重ねる過程と発泡後の実験結果写真である。

本発明は、多様な変更を加えることができ、種々の実施形態を有することができるが、特定の実施形態を図面に例示して詳細な説明で詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる変更、均等物乃至代替物を含むものと理解されなければならない。本発明を説明するに当たり、関連した公示技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を妨げることもあると判断される場合、その詳細な説明を省略する。

本出願で用いた用語は、単に特定の実施形態を説明するために用いられており、本発明を限定しようとする意図はない。単数の表現は、文脈上明白に異なるように意味しない限り、複数の表現を含む。本出願で、「含む」または「有する」等の用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするのであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものなどの存在、または付加の可能性を予め排除しないもとで理解されなければならない。

第一、第二等の用語は、多様な構成要素を説明するために用いられるが、前記構成要素は、前記用語によって限定されてはならない。前記用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的にだけ用いられる。

図１は、本発明の好ましい一実施形態に係る発泡成形体の構造を示す断面図で、図２は、本発明に従って、金型の中にフレームと発泡体を重ねる成形方法を説明するための断面図で、図３は、本発明に係るフレームを連続で金型で成形する過程を説明するための模式図である。

本発明は、フレーム１１０が重なった発泡体１２０を含み、前記発泡体１２０はポリスチレン（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ：ＰＳ）または、ポリウレタン（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）で構成され、前記ポリスチレンは、スチレンを含み、スチレンの単独重合体である一般用ポリスチレン（ＧＰＰＳ：Ｇｅｎｅｒａｌ ｐｕｒｐｏｓｅ ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）、スチレンにゴムが重合された耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ：ｈｉｇｈ ｉｍｐａｃｔ ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）及び発泡剤が配合された発泡性ポリスチレン（ＥＰＳ：Ｅｘｐａｎｄａｂｌｅ Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）からなる群から一つ以上が選択され、前記ポリウレタンは、ポリイソシアネートを含み、ポリオールを含むポリエーテル系ポリウレタン及びジオールを含むポリエステル系ポリウレタンで構成された群から一つ以上が選択され、前記発泡体１２０の表面または内部には、イソシアネートを含み、アミン、またはアミンとポリオールを含むポリウレアで構成されたコーティング層１３０、１１３ａ、１１３ｂが形成されたことを特徴とする発泡成形体１００である。

まず、前記フレーム１１０は、本発明に係る発泡成形体１００の基本構造になって、発泡成形体の強度を高められるように構成される。その材質や形態は、特に制限されることなく、本技術分野で知られた全てのものを含む。このような本発明に係る発泡成形体１００は、フレーム１１０及び発泡体１２０を重ねたもので、フレーム１１０は、金属、合成樹脂、カーボン、木材、繊維質、セメント、石物中少なくとも一つまたは一つ以上の材質からなってもよく、単一構造、網構造、または、ハニカム構造、またはヘチマ構造からなってもよく、発泡成形体１００の機械的強度を増強させる部分になる。本発明の発泡成形体１００は、発泡体を含んだフレームが重なった構造であり、前記フレームは、強度補強のために１個以上多数の部材を含んでもよい。このようなフレーム１１０については後述して詳細に説明する。

尚、前記フレーム１１０だけでは、発泡成形体１００に浮力が形成されにくい。従って、非常に大きい陽性浮力を確保できる材質からなった発泡体１２０にフレーム１１０を重ねて発泡成形体１００を製造することが必要となる。本発明の発泡体１２０は、ポリスチレン、またはポリウレタンで構成され、ポリウレタン発泡体の場合、ポリスチレン発泡体が含まれて積層される。

一実施形態として、ポリスチレン、またはポリウレタン発泡成形について説明すると、下記の通りである。ポリスチレンまたはポリウレタンは、発泡成形が可能な素材で、軟質、半硬質、硬質に区分される。定まった形状を作るための金型２００の形に発泡成形が可能で、軽く、硬度または強度調節の幅が広い。弾性及び復原力、耐熱、耐油、耐摩耗、難燃などの特性も発泡過程で添加剤で調節でき、内部構造のセル形態を調節できる特性を有する。発泡成形体の製造過程において、ポリスチレンまたはポリウレタンを活用すると、軽いながらも強い発泡成形体を大量に製造でき、発泡過程で重なるフレームの比重を調節すると、発泡成形体の自重を調節することができる。従って、発泡成形時強度強化用フレームを発泡体１２０と重なる構造でインサートさせると、浮力材、または建築用資材の強度を大きく向上させることができる。

このような本発明は、金属、合成樹脂、カーボン、木材、繊維質のうち少なくとも一つを含んだ剛性補強用のフレーム１１０を金型２００の中に含ませ、ポリスチレンまたはポリウレタン原料を金型２００の中に注入して発泡成形体１００を製造することができる。

金型２００の中にポリウレタンを注入する方法の一例として、低圧発泡機を使用する。低圧発泡機の場合、２種類（ＰＯＬ＋ＩＳＯ）の成分を各々のタンクに保存して、３〜５ｂａｒの低圧で移送した後、チャンバー内で６，０００〜８，０００ｒｐｍのモーターによってミキサーを回転させて、機械的にこれらの成分を混合して、チャンバーとミキサーとの間の残量を洗浄する。

大型金型２００の場合、ポリウレタン注入方法として、高圧発泡機を用いても良い。高圧発泡機は、秒当たり３００ｍｌ以上の液を注入でき、大容量金型で液の希薄を良好にして、発泡体１２０の品質を安定的に維持できる。

図２を参照すると、発泡成形のために金型２００の中にインサートされるフレーム１１０と発泡体１２０は、多様に重なる。この時、発泡体とフレームの他の特性や現象は、重ねられて一つの形態で維持され、積み重ねた各々の特性は、重なっている場合でも各々変わらない。重なりの例を挙げると、発泡成形のために金型２００の中にインサートされる強度補強用フレーム１１０が発泡体１２０に重なったり、フレーム１１０と発泡体１２０が互いにつながったり、フレーム１１０のメッシュ構造、またはヘチマ構造の間に発泡体１２０が入り込んで硬化したり、フレーム１１０と発泡体１２０が、各々固有の特性を維持した状態に重なることを含む。即ち、金属、合成樹脂、カーボン、木材、繊維質中少なくとも一つの材質からなるフレーム１１０を金型２００に先に注入して、例えば、金型２００にポリウレタンを発泡機を介して液体状態で注入して硬化させると、フレーム１１０と発泡体１２０が、複合構造で重なったポリウレタン発泡成形体１００を製造することができる。

また、図３に示したように、フレーム１１０の一部に該当する第一領域（参照符号Ｉ領域）に対して、金型２００を利用して、例えば、ポリウレタンを液体状態で注入硬化した後、第二領域（参照符号ＩＩ領域）に前記金型２００を移動して、前記第二領域に位置した前記フレーム１１０の一部に前記発泡体１２０を注入硬化することも可能である。これにより、各領域に対し段階別に発泡成形を完了することができる。段階別発泡成形が可能になることは、硬化したポリウレタン発泡物に追加で発泡した場合、その接着力が非常に強い特徴があるからである。各々異なった比重のポリウレタンの場合にも接着力は非常に良好である。

このようなポリウレタンの特性を活用して、浮力材の上下だけでなく内外において、比重調節が可能になる。浮力材と成形時、浮力材の幅や長さが長くなると、一つの金型２００で一度に成形困難な場合がある。これに対する対策として、完成されたフレーム１１０を定着させておいた後、浮力材より小さいサイズの金型２００を準備して、参照符号Ｉ領域に対し複合構造成形作業を完了した後、同じ作業を参照符号ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ領域に対し繰り返しバッチプロセシング（ｂａｔｃｈ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）すると、浮力材（体）サイズの複合構造を完成することができる。即ち、参照符号Ｉ領域（「第一領域」ともいう）に金型２００を準備して、ポリウレタンを注入して硬化させた後、参照符号ＩＩ領域（「第二領域」ともいう）に金型２００を移動させて、ポリウレタンを再注入して硬化させる一連のバッチ作業を繰り返し行うと、浮力材サイズの複合構造を完成することができる。他の実施形態として、生産時間短縮のために金型２００を第一金型（２００ａ）から第四金型（２００ｄ）まで多種準備して、ここに同時にポリウレタンを注入硬化して、参照符号Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ全領域に対し同時作業を進行してもよい。

剛性補強用のフレーム１１０と浮力補強用の発泡体１２０が重なった発泡成形体１００は、優れた機械的強度だけでなく、浮力増加、軽量化を同時に達成できる。このような構造の発泡成形体１００は、大量生産が可能であるため、既存の船舶とレジャー用ボート、軍事用ボートと水陸両用移動体、救命ボートに非常に有用な浮力材として活用することができ、浮力を必要とする水上用建築材料と橋梁、吊り橋などの建設資材にも有用に活用することができる。

本発明において、ポリウレタンはウレタン結合によって重合されたウレタン重合体である。ウレタン結合（Ｕｒｅｔｈａｎｅ Ｂｏｎｄ）は、活性水酸基（−ＯＨ）を有しているアルコールとイソシアネート基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ）を有しているイソシアネートが付加重合反応（Ａｄｄｉｔｉｏｎ Ｐｏｌｙｃｍｒｉｚａｔｉｏｎ Ｒｅａｃｔｉｏｎ）により反応熱を発生させながら形成される。一つ以上のイソシアネート基（ＮＣＯ Ｇｒｏｕｐ）を有しているイソシアネート類と一つ以上の水酸基（−ＯＨ）を有するアルコール類を多官能基（Ｐｏｌｙｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ）という。官能基が適正条件下、高温の熱を発散させながら、（−ＮＨＣＯＯ−）の構造を有する化合物質を生成すると、ウレタン結合（Ｕｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｃ）といって、１０００以上の分子が結合したものをポリウレタン（Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）という。ポリウレタンは、ポリエステル系とポリエーテル系に区分される。

ポリエステル系ポリウレタンは、イソシアネートとジオール、またはイソシアネートとトリオールが主に用いられる。主に高分子量ジオール及び低分子量ジオールから製造され、主に高分子量ジオールで構成されたソフトセグメント及び主にポリイソシアネート及び低分子量ジオールで構成されたハードセグメント（ｈａｒｄｓｅｇｍｅｎｔ）を有するブロック共重合体である。このような構造によって、ゴム弾性を示す。ポリウレタンの化学組成、重合体ブロックの長さ及び二次及び三次構造は、主に用いられたポリイソシアネート及び高分子量ジオールの類型により異なる。トリオールを用いても良く、最終生成物の物理的性質に大きい影響を及ぼす。

ポリエステル系ポリウレタン製造過程は、そのプロピレングリコールとエチレングリコールをアジピン酸と反応させて、ポリエステルにして、両端にＯＨ基を有する分子量３，０００までのものをナフタリン−１，５−ジイソシアン酸でウレタン化させると同時に高分子にする。このような方法で製造されたポリエステル系ポリウレタンは、軟質硬質の差によって少しずつ異なるが、ポリエーテル系ポリウレタンより低発泡性材質であるため、ポリエーテル系ポリウレタンに比べて硬質である。従って、ポリエステル系ポリウレタンは、引張力と硬度など高機械的強度を要する製品に主に用いられる。一実施形態として、ポリエステル系ポリウレタンは、本発明の発泡成形体１００で、例えば、浮力材として活用される場合、積層発泡時、比重が高く高剛性を要する喫水線の下側の部分の発泡体として活用される。

それに対して、ポリエーテル系ポリウレタンは、高発泡性材質であり、発泡がたくさん形成されて、軽量の製品生産が可能で、軽量でありながら加工成形性が優れているため、例えば、浮力材として活用される場合、積層発泡時喫水線上側の部分の発泡体として活用される。ポリエーテル系ポリウレタンは、主材料としてポリイソシアネート及びポリオールが活用される。

ポリオールは、分子中に水酸基あるいはアミン基を２個以上有する多官能アルコール、または芳香族アミンなどの開始剤と酸化プロピレン、または酸化エチレンを適正条件下で反応させて得られる物質であり、ポリエーテル系ポリウレタンを作るのに重要な原料である。

一実施形態として、本発明は、ポリエーテル系ポリウレタンの高発泡性に注目して、軽量化及び浮力増加のような長所を最大化し、ポリエーテル系ポリウレタンの短所、特に、引張強度を改善しようとする対策として、剛性が強い材質のフレーム１０１を１次構造とし、ここに後述するポリウレアコーティングを介して、外部及び内部剛性を増加させることを主な特徴とする。

また、本発明は、ポリエステル系ポリウレタンの低発泡性及び高比重性と、ポリエーテル系ポリウレタンの高発泡性及び低比重性を結合させることができる。相対的に比重が高いポリエステル系ポリウレタンを浮力材とした場合、水に浸る部分に、相対的に比重が低いポリエーテル系ポリウレタンを低比重及び高浮力を要する部分に用いることによって、互いに異なる発泡性材質の結合を介して、発泡成形体の積層構造に対する目的を達成することができる。

より具体的に積層方法を説明すると、ポリエステル系ポリウレタンとポリエーテル系ポリウレタン、または比重が互いに異なるポリエステル系ポリウレタンとポリエステル系ポリウレタン、または比重が互いに異なるポリエーテル系ポリウレタンとポリエーテル系ポリウレタンが積層されて構成されうる。

これと共に、ポリスチレン（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ：ＰＳ）は、スチレンのラジカル重合で得られる非結晶性の高分子であり、無色透明な熱可塑性樹脂で、スチロール樹脂ともいう。エチレンとベンゼンを反応させてできた液体スチレン単体の重合体であるポリスチレンは比重が、ポリプロピレン、ポリエチレンに次ぐ小ささで、プラスチック中最も加工しやすく、高い屈折率を有する。

このようなポリスチレンは、スチレンを含み、スチレンの単独重合体である一般用ポリスチレン（ＧＰＰＳ：Ｇｅｎｅｒａｌ ｐｕｒｐｏｓｅ ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）、スチレンにゴムが重合された耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ：ｈｉｇｈ ｉｍｐａｃｔ ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）、ポリスチレンに発泡剤として、例えば、プロパン、ブタン、ペンタンなどを配合した発泡性ポリスチレン（ＥＰＳ：Ｅｘｐａｎｄａｂｌｅ Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）等に区分されるが、本説明で特に区分することなく用いられるポリスチレンは、前記ポリスチレン全てを含む。

前記一般用ポリスチレンは、スチレンの単独重合体であるため、基本的に比重が小さく、引張強度、熱変形温度などは、若干低いが溶解時の流れが良いため、高能率で薄い成形品を作るのに適合する。

尚、前記耐衝撃性ポリスチレンは、Ｈｉｇｈ Ｉｍｐａｃｔ（高衝撃）の頭文字を取って通常ＨＩポリスチレンと略称する。このＨＩポリスチレンは、ポリスチレンの大きな欠点の一つである脆弱性を改善するために、ゴムを配合した種であり、比重と衝撃強度がゴム含有量が増えるほど大きくなる特徴を有する。また、ゴムを配合することによって、ポリスチレンの特徴の一つである透明性も失うようになって乳白色不透明である。予めゴムを溶解したスチレンモノマーを重合させると、ゴムにポリスチレンの側鎖が付いたＧｒａｆｔポリマーになるため、ゴムとポリスチレンの相溶性が増加して、耐衝撃性は非常に良好になり、比重も増加する。

また、前記発泡性ポリスチレンは、ポリスチレンに発泡剤として、例えば、プロパン、ブタン、ペンタンなどを配合したものであり、この発泡性ポリスチレンは、そのまま、または予め発泡したものを適当な金型に入れて加熱することだけで、２０〜７０倍に膨張して、軽くて丈夫な発泡体成形品が得られる。また、ポリスチレンと発泡体を直接圧出機の中で混練・溶融して一度に板状または管状の発泡体を作ることができる。これらのポリスチレン発泡体は、独立起泡からなるため、熱と音響に対する遮断作用が非常に優れており、優秀な断熱材、または吸音材として、冷凍工業、または建築材料に広く応用されている。その他、包装材、浮揚材など、その用途は多方面に渡っている。このような発泡性ポリスチレンは、比重が高い高配率発泡性ポリスチレンと、比重が低い低倍率発泡性ポリスチレンとで区分することができる。即ち、ポリスチレンに少量の発泡体を添加したものを充填量が足りない条件で、射出成形したり発泡性ポリスチレンの圧出成形、あるいはポリスチレンの圧出成形時に発泡剤を圧入するなどの手段によって低発泡圧出成形品を作ることができる。

本発明では、前記のように、比重が低いポリスチレンを相対的に強度が強いが高比重のポリウレタンと積層で発泡して、二つの材料の効果を最大化させることができる。

この時、発泡体は、ポリウレタンで構成され、ポリスチレンは、既発泡された状態で前記ポリウレタンと積層される。

即ち、前記ポリスチレンを発泡された状態で、前記ポリウレタン発泡時インサートして、ポリウレタンと積層結合することができる。ポリウレタン発泡時金型の中に既成形されて発泡されたポリスチレン発泡体を含ませて高圧発泡を行うことになると、非常に良好な結合力を有するポリウレタンとポリスチレンが積層されて接合された発泡体の生成が可能である。これは、高強度のポリウレタンと低比重のポリスチレンを結合して、発泡浮力体の強度と浮力を同時に上昇させるための方案である。

また、本発明で前記ポリスチレン（好ましくは、前記耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ））は、後述するポリウレアコーティングを介して、外部及び内部剛性を増加させることができる。

本発明の他の特徴は、前記のような発泡体表面にコーティング層１３０を形成して、表面強度を補強することができる。ポリスチレン及びポリウレタンは、発泡と加工は容易であるが、表面が強くない。また、加水分解が起きたり水を吸収する傾向がある。即ち、水分子が反応物の一つで作用する複分解反応が起きると、ポリスチレン及びポリウレタン発泡面が損傷される恐れがある。発泡時添加物を追加して、セル構造を調節して加水分解を防いだり、水の浸透を最小化できるが、より安全で衝撃に強い浮力材及び建築材料の製造のために、コーティング層を形成することができる。

本発明では、発泡体１２０の表面、または内部コーティング層形成のために、ポリウレアコーティングを提案する。ポリウレアコーティングは、一般的な用途で用いられるイソシアネートとアミンが主材料であるポリウレアと、イソシアネートとアミン、そしてポリオールを用いるハイブリッドウレア、ＦＲＰウレアなどに区分されるが、本発明でポリウレアコーティングとは、一般的なポリウレア、ハイブリッドウレア、ＦＲＰウレアなど関連ウレア群全てを含む。

先ず、一般に用いられるポリウレアは、反応性が速いイソシアネートとアミンで構成された２液型塗料で、硬化後優秀な物性と耐久性を有する塗膜を形成することができ、硬化速度が非常に速く、施工性が卓越して、スプレー噴霧によるコーティングが可能である。従って、浮力材及び建築用資材の傾斜面、垂直面などにも厚膜の塗装形成が可能である。

ハイブリッドウレアは、イソシアネート、アミン、及びポリオールで構成された塗料で、ポリウレアコーティングよりは、硬化後、物性と耐久性が弱い性質を有するが、コストが非常に安い。

ポリウレアコーティングからなるコーティング層は、引張強度、耐熱強度、及び耐久性が優れているため、本発明の発泡成形体１００にコーティング処理をすると、ポリスチレン及びポリウレタンが有する弱点である表面損傷問題を完全に補完することができる。また、紫外線に非常に弱い現象を示すポリウレタン発泡体の場合、ポリウレアがコーティング層を形成すると共に、紫外線遮断効果が非常に大きく、ポリウレタン発泡体を発泡成形体に活用するのに必ず必要な過程である。

特に、レジャー用ボート、水陸両用移動体、及び救命ボートに活用した場合、軽いながらも強度と弾性が非常に良好で、適正な厚さ（０．５ｍｍ以上）でコーティング時、障害物と衝突しても浮力材（体）を非常に安全に保護することができる。また、軍事用ボートや軍事用水陸両用移動体に活用した時、コーティング層の厚さを高めると、防弾効果が得られる。

また、本発明は、前記のような発泡成形体の外部、または内部にコーティングされて、擁壁及び石垣の埋め戻し材料と、発泡成形体の軽量性と透水性を利用して土木構造物の排水施工不良から発生する崩壊事故が防げる排水工法で、ポリスチレン及びポリウレタンの外部強度を強化させて安全性を増大させて、重量が軽く、人手による施工が可能であって、経済的な土木工事用排水工法の施行を可能にする。

また、ポリウレアコーティングは、組立式建築でもポリスチレン及びポリウレタンの外部強度を強化させることができて、建築物自体を発泡成形させて建物を建築することができる。これを持って、コストと時間を多く減らせ、特に海上に設けられる住宅でも水上から発生するポリスチレン及びポリウレタンの弱点を補完して役立つように活用することができるようにする。

これにより、本発明は、前記発泡体のポリスチレンまたはポリウレタンと、前記ポリウレアコーティング層の接着力により、前記発泡成形体の表面に対する前記コーティング層の接着力を増強させることができる。

本発明の一例として、ＦＲＰ、木材、金属など一般的な浮力材を含む船舶において、喫水線下部は、水上で船舶の重心と復原力に影響を及ぼすが、喫水線上部は、船舶の全体形態を構成して、船舶が傾いた時、復原力発生と水が内部に浸透することを防ぐ役割を果たす。即ち、喫水線上側構造を構成している浮力材は、船舶の運航に直接的な影響を及ぼさない。

従って、本発明により、船舶の喫水線下の浮力材は、水上で船舶が安定的に運航することができるように、比重を１．０以上とし、喫水線（Ｃ０）上側を強度が確保された陽性比重（ポリウレタンの場合、比重０．５以下、ポリスチレンの場合、０．０５以下）の発泡体で積層して構成する場合、既存の船舶構造より軽いながらも重心を低くすることができて、浮力材自らの比重調節を介した復原力を増加させることができる。

水陸両用移動体製造過程でも、陸上移動を前提とした浮力材構成の限界によって浮力材底が扁平な構造を有する場合が多い。浮力材底が扁平ならば陸上移動には有利であるが、水に浸漬すると、重心点を低くするのに限界があるため、水上安全性が悪くなる。従って、扁平な底構造にもかかわらず、重心点の位置を低くして、水上安全性を向上させるのに本発明に係る積層発泡技術を適用させることができる。

このような本発明の特徴は、軍事用上陸艇、水陸両用装甲車、軍事用ゴムボートからなる上陸艇の改善のためにも非常に緊要に用いることができ、多様な建築用資材にも活用されることができる。

図４は、本発明に係る第一部材１１１及び第二部材１１２を含むフレーム１１０を説明するための断面図である。

本発明に係るフレーム１１０は、メッシュ構造、またはハニカム構造、またはヘチマ構造を有する第一部材１１１、及び単一構造の第二部材１１２のうち一つ以上を含んでもよい。即ち、本発明に係るフレーム１１０は、互いに異なる構造、または形態の部材を含んでもよい。前記第一部材１１１は、金属、合成樹脂、カーボン、木材、繊維質、不織布、布、セメント、石物などからなり、メッシュ構造、またはハニカム構造、またはヘチマ構造を有することが好ましく、前記第二部材１１２は、強度補強のためのもので、金属、合成樹脂、木材、カーボン、繊維質、不織布、布、セメント、石物などからなり、前記メッシュ構造、またはハニカム構造、またはヘチマ構造以外に単一構造を有するのが好ましい。もちろん、本発明に係るフレーム１１０は、前記第一部材１１１、または第二部材１１２のうちの一つで構成されることも可能である。

そこで、前記フレーム１１０が、第一部材１１１及び第二部材１１２を含む場合、前記第一部材１１１及び第二部材１１２の少なくとも一部は、互いに対面されてもよい。即ち、前記第一部材１１１及び第二部材１１２の少なくとも一部は、互いに重なったり、接したり、連結されたり、積層されたりしてもよく、その個数と順序は制限されない。

また、前記第一部材１１１及び第二部材１１２のうち一つ以上は、ポリウレアからなる内部コーティング層１１３ａ、１１３ｂを含んでもよい。即ち、本発明に係るフレーム１１０中に一つまたは多数でポリウレアコーティング層が構成される。このような内部コーティング層１１３ａ、１１３ｂは、強度補強のためのものであって、防水、弾性、及び強度を二重化させて、より安全で衝撃に強いフレーム１１０、さらにはこれを含む発泡成形体１００を製造するためのものである。内部コーティング層１１３ａ、１１３ｂを構成するポリウレアは、前記コーティング層１３０で説明したのと同様である。

図５は、本発明により、支持部材３００をさらに含む発泡成形体１００の構造を示す断面図である。

ここに示した本発明は、前記フレーム１１０が重なった発泡体１２０と前記発泡体１２０に形成されたコーティング層１３０を貫く支持部材３００をさらに含む。

前記支持部材３００は上述した第一部材１１１、及び／または第二部材１１２と同様の材質、及び／または形状を有するものを用いても良い。

ここで、本発明は、前記フレーム１１０、発泡体１２０、及びコーティング層１３０を貫く別の支持部材３００をさらに含むことによって、発泡成形体１００の物的特性をより改善させることができる。即ち、前記フレーム１１０、発泡体１２０、及びコーティング層１３０だけからなる発泡成形体１００は、各層間で互いに滑りや捩れが一部発生する可能性があるが、前記支持部材３００をさらに含むことによってより堅固な結合力を有する。

このため、前記支持部材３００は、上述したフレーム１１０、発泡体１２０、及びコーティング層１３０を貫くことが可能で、好ましくは図５に示したように縦方向、即ち、前記フレーム１１０、発泡体１２０、及びコーティング層１３０が積層された方向に沿って形成されることが好ましい。

この時、前記支持部材３００は、上述したフレーム１１０、発泡体１２０、及びコーティング層１３０各々と連結されたり結合されたりしてもよく、特に前記フレーム１１０の内部コーティング層１１３ａ、１１３ｂとも連結や結合されていることが好ましい。

図６は、発泡成形体を他の発泡成形体、または他の機構と連結するための装置の一例を示す。発泡体と重なったフレーム、または支持部材３００を介して、他の発泡体と結合のための輪または結合装置３０１を含んでもよい。これらは、発泡成形体に付加的な装置や部品を付けたり連結しようとする時も必要な構成である。

図７は、支持部材が３００がコーティング層に限定されて接合される可能性があることを図示する。これは、支持部材が３００が、前記コーティング層に含まれて、発泡成形体外部に現れない構造を説明する。

また、図８では、前記ポリウレアコーティング層１３０にフレーム１１０の一部または全部が接合される可能性があることを図示する。この場合、フレーム１１０は、発泡成形体１００内部一部分に重なって発泡体を貫かないまま、コーティング層に接合され、前記フレーム１１０は、発泡成形体１００外部に現れない構造となる。

接合過程は、フレーム１１０自体がコーティング層１３０に接合されたり、別の支持部材３０２を介して行われる。

一方、本発明は、前記発泡体１２０とコーティング層１３０との間に別の追加フレーム４００をさらに含む形態であってもよい。図９は、追加フレーム４００を図示したものである。

このような追加フレームは、基本フレーム１１０に発泡体１２０を形成する時、同時に形成してもよく、前記追加フレームは、前記発泡体１２０表面一部に重なって、前記コーティング層と接合されるが、発泡体とは発泡体上に単純に置かれるか、物理的、または化学的結合で連結されてもよく、連結されなくてもよい。前記発泡体１２０として、一般的なポリスチレンを用いる場合には、これと前記追加フレームは当接しているだけで、物理的または化学的結合で連結されていなくてもよい。

ここで、このような構造を有する発泡成形体においても、前記追加フレームの一部、または全部が、前記発泡体を貫いて、他の面のコーティング層と接合されるように構成することも可能で、発泡体を貫く追加支持部材３０３をさらに含むことも可能である。

また、本発明で活用する発泡体１２０は、非常に軽い素材で、０．０１１〜０．１５程度の比重を有する。従って、発泡体１２０を基にする発泡成形体１００を浮力材として活用する場合、及び水上建築用資材として活用する場合、浮力に対する調節が必要である。これは、比重が低すぎて、水上での安全性に問題を起こす恐れがあるからである。

解決方案として、発泡体１２０に重なるフレーム１１０で発泡成形体の重さを調節することができる。即ち、水に接触する発泡成形体１００の下段には、フレーム１１０の重さを重くして、水と接触しない部分は、フレームの重さを軽くする方式である。このような方式は、フレーム１１０が発泡体１２０と重なるため、容易に発揮できる技術である。

また、発泡成形体１００の重さと浮力を調節する方式中一つとして、発泡成形体１００内部に水、または空気が収容される空間が備えられ、その空間に収容される水、または空気の量で発泡成形体の重さを調節することができる。例えば、水と空気が収容される空間を備えた貫通型シリンダーフレーム５００で発泡体１１０に重なって、前記貫通型シリンダーフレーム５００の前側と後側に開閉器５１０、５２０が装着されて、水、または空気が収容されるようにしてもよい。このような構造を介して、前記貫通型シリンダーフレーム５００に収容される水と空気の量に応じて、発泡成形体の重さ（比重）を調節することができる。これは、発泡成形体が浮力材として活用される場合、非常に有用に活用されうる。これは、発泡成形体の自重を調節することができるためである。

この時、前記貫通型シリンダーフレーム５００の前側開閉器５１０の構造を発泡成形体の上段に位置するようにして、空気が収容されるようにして、後方開閉器５２０の構造を発泡成形体の下段に位置するようにして、水を収容できるようにすると、発泡成形体重さと浮力を調節し易くなる。

例えば、発泡成形体１００が浮力材として活用されて、船舶に適用されるとき、低比重で船舶が安定的でない場合がある。このとき、後方下段の開閉器５２０を開いて、水を収容し、浮力が追加的に必要な場合には、後方下段の開閉器５２０を閉じて、水を貫通型シリンダーフレームから取り除けば、適正浮力を追加で確保することができる。

また、前記貫通型シリンダーフレームで、水、または空気を収容するための開閉器５１０、５２０は、全てオープンしてもよい。これは、発泡成形体が船舶で活用される場合、船舶が係留中の場合には、自重で安定的な水が収容され、高速走行時には前面が持ち上がるようになる船舶の特性によって、前記貫通型シリンダーフレーム５００に収容された水と空気が自動で調節されて、走行を効率的に行うことができるようにする。前記貫通型シリンダーフレームに対する技術は、図１０に図示された。

本発明は、下記実施形態によってよりよく理解される。下記実施形態は、本発明の例示目的のためのものであり、添付された特許請求の範囲によって限定される保護範囲を制限しようとするものではない。

ポリウレアは、発泡体の表面にコーティングされるが、前記ポリウレアは、非常に接着力が強いため、接着剤の原料としても用いられる。特に、ポリウレタンとは同じ成分（例えば、イソシアネート）を含むため、物理的・化学的結合力が優れ、接着力、機械的強度、引張強度、弾性、耐衝撃力、紫外線に対する耐性は、他の一般材質にポリウレアをコーティングした場合よりもさらに向上する。ポリスチレンもポリウレアと良好な接合力を有する。

コーティング剤に対する実験例を次の通り記述する。

即ち、コーティング層のための造形物添加なしに、一般ポリウレタンで発泡した場合が図１１である。図１１は、本発明の実験例に係る比較例として、コーティング層のないポリウレタン発泡成形体に対する強度実験結果写真である。３日硬化後、ハンマー打ち（ハンマー、取っ手の長さ７０ｃｍ、体重７０ｋｇの成人最大打ち）した場合、ハンマーが打たれた部位が、陥没したが、該当部位に限定される陥没に過ぎない強度を示す。

一方、５日後、ポリウレアを１．５ｍｍ厚さでコーティング処理し、これを１年間太陽光に曝露した後切断して、発泡体とコーティング剤の接着性を確認したのが図１２である。図１２は、本発明の実験例に係る実施形態として、コーティング処理したポリウレタン発泡成形体に対する強度実験結果写真である。図１２に示したように、ポリウレアをコーティングした後、ハンマーで打って強度と弾性を確認した結果、深刻なクラックや破損がない良好な結果を示す。

図１３では、ポリエステル系ポリウレタンとポリエーテル系ポリウレタンを積層して発泡させた後、ポリウレアでコーティング層を形成した結果を示す。即ち、ポリエーテル系ポリウレタン発泡体を金型の中に入れて、ポリエステル系ポリウレタンを発泡した後、ポリウレアコーティングを行った例である。これは、比重が互いに異なるポリエステル系ポリウレタンとポリエステル系ポリウレタン、または、比重が互いに異なるポリエーテル系ポリウレタンとポリエーテル系ポリウレタンが積層されて構成される可能性があることを確認でき、積層されたポリウレタン発泡体にも前記ポリウレアコーティング層が良好に形成されることを確認することができる。

図１４〜１５、図１８〜１９は、ポリウレタンとポリスチレンとの積層を確認できる写真である。写真に示したように、既発泡されたポリスチレンを金型の中に入れて、ポリウレタンを積層発泡させる過程と、その結果を確認することができる。良好な接着力を有し、ポリスチレンの低比重とポリウレタンが有する高強度効果を有するようになって、有用に活用できる発泡成形体となる。積層されたポリウレタン発泡体とポリスチレン発泡体も、前記ポリウレアコーティング層が良好に形成されて、積層状態の結合度を上昇させ外部強度を補強されることを図１８で確認することができる。

次に、コーティング層の紫外線耐性実験を図１５及び図１６の写真で説明する。図１６、図１７は、本発明の実験例に係る比較例として、コーティング層のないポリウレタン発泡成形体に対する紫外線耐性実験結果の写真である。図１７は、コーティング層を形成することなく１年間ポリウレタンを太陽光及び雨天に曝露させた際に、変色する場合を示している。

これに対して、コーティング層を形成すると、図１２、図１３、図１６のように紫外線に変色する確率が顕著に落ちることを確認することができる。

次に、発泡体にフレームが重なる過程を説明したのが、図２０と図２１である。図２０は、金型の中に第一部材と第二部材フレームがインサートされた状態の写真である。第一部材は、メッシュ構造とヘチマ構造が混ざり合ってインサートされていることを確認することができる。第二部材は、鋼鉄棒単一構造のフレームが活用された。

図２１は、前記第一部材と第二部材をインサートした金型に液体ポリウレタンを注入して硬化した浮力体を一部切断した写真である。メッシュ構造とヘチマ構造の第一部材が発泡体と接合され、鋼鉄棒第二部材も非常に堅固に接合され硬化して、非常に強い発泡成形体になっていることを確認することができる。

一方、前記では本発明を特定の好ましい実施形態に係る図示して説明したが、特許請求の範囲によって説明される本発明の技術的特徴や分野を逸脱しない限り、本発明が多様に改造及び変化できることは、当業界で通常の知識を有する者には明白である。

Claims (9)

1. フレームが重なった発泡体を含み、
   前記発泡体は、ポリウレタン（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）からなり、
   前記ポリウレタンは、ポリエーテル系ポリウレタン及びポリエステル系ポリウレタンからなる群から選択された一つ以上であり、
   前記発泡体の表面、または前記発泡体と前記フレームが接する面にポリウレアコーティング層が形成され、
   前記ポリウレタンは、比重が互いに異なるポリエステル系ポリウレタンとポリエーテル系ポリウレタン、比重が互いに異なるポリエステル系ポリウレタンとポリエステル系ポリウレタン、または、比重が互いに異なるポリエーテル系ポリウレタンとポリエーテル系ポリウレタンが積層されて構成されることを特徴とする発泡成形体。
2. フレームが重なった発泡体を含み、
   前記発泡体は、ポリウレタン（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）からなり、
   前記発泡体の表面、または前記発泡体と前記フレームが接する面に、ポリウレアコーティング層が形成され、
   前記ポリウレタンは、ポリイソシアネートと、ポリオールを含んで重合したポリエーテル系ポリウレタン、及びポリイソシアネートとジオールまたはトリオールを含んで重合したポリエステル系ポリウレタンからなる群から選択された一つ以上であることを特徴とする発泡成形体。
3. フレームが重なった発泡体を含み、
   前記発泡体は、ポリスチレン（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ：ＰＳ）およびポリウレタン（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）からなり、
   前記ポリスチレンは、スチレンの単独重合体であるポリスチレン（ＧＰＰＳ：Ｇｅｎｅｒａｌ ｐｕｒｐｏｓｅ ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）、ゴムが重合された耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ：ｈｉｇｈｉｍｐａｃｔ ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）、及び発泡剤が配合された発泡性ポリスチレン（ＥＰＳ：Ｅｘｐａｎｄａｂｌｅ Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）からなる群から選択された一つ以上であり、
   前記ポリウレタンは、ポリエーテル系ポリウレタン及びポリエステル系ポリウレタンからなる群から選択された一つ以上であり、
   前記発泡体の表面、または前記発泡体と前記フレームが接する面に、ポリウレアコーティング層が形成され、
   前記発泡体は、
   前記ポリウレタンと、前記ポリスチレンが積層されて構成されることを特徴とする、発泡成形体。
4. 前記ポリウレアは、アミン、またはアミンとポリオールを含んで重合されることを特徴とする、請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の発泡成形体。
5. 前記フレームは、他の発泡成形体、または他の機構、または装備と連結、または結合できる装置が備えられることを特徴とする、請求項１〜４のうちいずれか一つに記載の発泡成形体。
6. 前記フレームは、貫通型シリンダー形状を有し、かつ、発泡体に重なっており、前記貫通型シリンダー形状のフレームは、上段と下段に各々の開閉器が装着されており、前記各々の開閉器を開閉することで前記貫通型シリンダー形状のフレームに水および／または空気が収容され、前記貫通型シリンダー形状のフレームに収容された水および空気の量で発泡成形体の自重と浮力を調節することができるようにすることを特徴とする、請求項１〜５のうちいずれか一つに記載の発泡成形体。
7. 前記貫通型シリンダー形状のフレームは、発泡成形体上段に前側開閉器が付いて空気が収容されるように構成され、発泡成形体下段に後方開閉器が付いて水が収容されるように構成されることを特徴とする、請求項６に記載の発泡成形体。
8. 前記フレームは、第一部材及び第二部材を含み、
   前記第一部材はメッシュ構造、またはハニカム構造、またはヘチマ構造を有することを特徴とする、請求項１〜７のうちいずれか一つに記載の発泡成形体。
9. 前記フレームが重なった発泡体と、前記発泡体のフレームと接する面に形成された内部コーティング層を貫いて表面コーティング層に接合される支持部材とをさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載の発泡成形体。

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