KR101257936B1 - 고흡수성 수지를 포함하는 고무타일 및 이를 구비하는 수중운동체 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따르는 고흡수성 수지를 포함하는 고무타일은, 고무와 흡수성 수지가 기설정된 비율로 혼합되어 형성되는 시트층 및 상기 시트층의 적어도 어느 일면을 덮도록 형성되는 외피층을 포함하고, 상기 흡수성 수지는, 상기 외피층의 균열시, 흡수성 수지가 물과 접촉하면서, 스스로 팽창하여 상기 균열을 메우게 됨으로써, 균열에 의한 틈을 밀폐하여, 물의 유입을 차단함과 동시에 고무 타일의 균열의 진행을 방지할 수 있으며, 해수 유입을 차단함으로써 선박 또는 잠수함 표면의 산화 및 노화를 방지할 수 있다.
Description
본 발명의 실시예들은 선박 또는 잠수함의 외표면에 부착되는 고무 타일에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물과 접촉하면 팽창하는 가교된 소듐 폴리아크릴레이트를 고무와 혼합시켜 내부층을 형성하여, 고무 타일의 균열로 인한 물의 유입을 차단함과 동시에 균열의 진행을 방지할 수 있는 고무 타일에 관한 것이다.
선박이나 잠수함은 선체에서 발생되는 기계소음, 진동음, 유체와의 마찰에 의해 발생되는 다양한 음향신호, 특히 잠수함의 경우, 적의 수상함이나 어뢰가 잠수함 추적용으로 방사라는 고주파/중주파 음파를 흡수하기 위해 음향 차단재를 선체 외부 표면에 타일 형태로 부착하여 사용하고 있다.
상기 음향 차단재 중 하나가 고무 타일을 들 수 있다. 선박이나 잠수함에 사용되는 종래의 고무 타일은 기공 구조를 가진 고무를 복합 적층하여 그의 외표면에 부착되어 음파나 전파의 흡음 및 차폐의 기능을 수행한다.
그러나 선박이나 잠수함은 외표면에 수압이 항상 가해지고 있다. 수심이 깊어질수록 수압은 커지게 되고, 고무 타일은 압축 변형이 생겨 고무 타일에 균열이 생겨 갈라진 틈으로 해수가 유입될 수 있다. 그리고 계속적인 해수의 유입에 의해 고무 타일의 갈라진 틈은 계속 진행하여 고무 타일이 여러 조각으로 분리될 수 있다.
이와 같은 상황에서는 고무 타일의 기능이 상실하게 될 뿐만 아니라 바로 해수에 노출되는 선박이나 잠수함의 표면에 산화 및 노화가 빠르게 진행하게 된다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 고무 타일의 균열로 인한 물의 유입을 차단함과 동시에 균열의 진행을 방지할 수 있는 고무 타일을 제공함에 있다.
이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 고흡수성 수지를 포함하는 고무타일은, 고무와 흡수성 수지가 기설정된 비율로 혼합되어 형성되는 시트층 및 상기 시트층의 적어도 어느 일면을 덮도록 형성되는 외피층을 포함하고, 상기 흡수성 수지는, 상기 외피층의 균열시, 흡수성 수지가 물과 접촉하면서, 스스로 팽창하여 상기 균열을 메우게 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 흡수성 수지는 가교된 소듐 폴리아크릴레이트으로 이루어질 수 있다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 흡수성 수지는 상기 가교된 소듐 폴리아크릴레이트를 20~80%의 중량비로 포함한다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 시트층과 상기 외피층 사이에 합성 수지 접착제가 도포된다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 외피층은 내식성과 내마모성을 갖는 합성 고무를 포함하여 형성된다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 고무 타일은 음파 또는 전파를 흡음 또는 차폐하도록 형성되는 흡음층을 더 포함한다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 흡음층은 각각 속이 빈 다각 기둥 또는 원기둥 형상으로 이루어진 셀(cell)들의 측면이 동일 평면 상에서 서로 결합하여 형성된다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 셀들은 육각 기둥 형상으로 이루어되고, 그 측면이 동일 평면 상에서 상호 결합된다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 흡음층은 상기 복수의 셀이 일체로 형성된다.
또한 상기한 과제를 실현하기 위하여 본 발명은, 엔진부, 동력전달부 및 조향장치를 포함하는 본체 및 상기 본체의 적어도 일부분을 덮도록 형성되는 고무타일을 포함하고, 상기 고무타일은, 균열에 의한 틈을 밀폐할 수 있도록 형성되는 상기한 고흡수성 수지를 포함하는 고무 타일인 것을 특징으로 하는 수중 운동체를 개시한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 고흡수성 수지를 포함하는 고무타일은, 균열에 의한 틈을 밀폐하여, 물의 유입을 차단함과 동시에 고무 타일의 균열의 진행을 방지할 수 있으며, 해수 유입을 차단함으로써 선박 또는 잠수함 표면의 산화 및 노화를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 고흡수성 수지를 포함하는 고무타일을 나타내는 사시도.
도 2는 도 1을 분해하여 나타내는 분해 사시도.
도 3은 도 1의 단면을 나타내는 단면도.
도 4a와 도 4b는 고무 타일의 자기 밀폐 메카니즘을 설명하기 위한 단면도.
도 5는 본 발명에 일실시예와 관련된 고흡수성 수지를 포함하는 고무타일에서 흡음층이 포함된 부분의 단면도.
도 6은 도 5의 흡음층 내부에 흡음재가 충진되는 것을 나타내는 평면도.
도 7과 도 8은 본 발명에 관련된 고흡수성 수지를 포함하는 고무타일이 부착된 수중 운동체를 도시한 개념도.
도 2는 도 1을 분해하여 나타내는 분해 사시도.
도 3은 도 1의 단면을 나타내는 단면도.
도 4a와 도 4b는 고무 타일의 자기 밀폐 메카니즘을 설명하기 위한 단면도.
도 5는 본 발명에 일실시예와 관련된 고흡수성 수지를 포함하는 고무타일에서 흡음층이 포함된 부분의 단면도.
도 6은 도 5의 흡음층 내부에 흡음재가 충진되는 것을 나타내는 평면도.
도 7과 도 8은 본 발명에 관련된 고흡수성 수지를 포함하는 고무타일이 부착된 수중 운동체를 도시한 개념도.
이하, 본 발명의 일실시예에 따르는 고흡수성 수지를 포함하는 고무타일 및 이를 구비하는 수중운동체에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고무 타일을 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1을 분해하여 나타내는 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 단면을 나타내는 단면도이고, 도 4a와 도 4b는 고무 타일의 자기 밀폐 메카니즘을 설명하기 위한 단면도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 고무 타일(100)은 판 형상으로 제조되며, 시트층(10)과 외피층(20)을 포함한다. 그리고 고무 타일(100)은 선박 또는 잠수함 등의 외표면에 부착될 수 있다.
이하 본 발명의 고무 타일(100)에 대해서 자세히 설명하기로 한다.
먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 시트층(10)은 가교된 소듐 폴리아크릴레이트(Sodium Polyacrylate; 11)와 고무(13)를 혼합하여 고무 타일(100)의 내부층으로 형성된다.
여기서 시트층(10)은 구체적으로 가교된 소듐 폴리아크릴레이트(11)를 20~80%의 중량비로 포함할 수 있다. 그리고 시트층(10) 형성시, 고무(13)와 가교된 소듐 폴리아크릴레이트(11)가 균일하게 혼합되도록 이 혼합물에 100~150℃의 온도에서 압력을 가함으로써 고무(13)와 가교된 소듐 폴리아크릴레이트(11)가 균일하게 혼합될 수 있다. 여기서 바람직하게는 가교된 소듐 폴리아크릴레이트(11)와 고무(13)는 골고루 혼합되기 위해서는 분말 형태로 형성하여 혼합시키는 것이 바람직하다.
시트층(10)의 가교된 소듐 폴리아크릴레이트(11)는 고흡수성 수지로서 물과 접촉하면 물을 다량으로 흡수하게 되는데 흡수된 물의 질량이 더해져서 질량과 부피가 크게 증가하게 된다. 예컨대 가교된 소듐 폴리아크릴레이트(11) 130g을 물 속에 담궈 두면 가교된 소듐 폴리아크릴레이트(11)은 물을 다량으로 흡수하여 전체 질량이 20kg으로 증가하고, 전체 부피는 약 20L로 팽창하게 된다. 따라서 본 발명의 고무 타일(100)은 시트층(10)에 가교된 소듐 폴리아크릴레이트(11)를 혼합하여 형성시킴으로써, 고무 타일(100)에 균열이 발생하여 내부로 물이 유입되어 물과 가교된 소듐 폴리아크릴레이트(11)가 접촉하게 되면 상술한 바와 같이 가교된 소듐 폴리아크릴레이트(11)가 팽창하여 균열 부위를 밀폐시켜 물의 유입을 차단할 수 있게 되는 것이다.
그리고 시트층(10)의 고무(13)는 가교된 소듐 폴리아크릴레이트(11)와 혼합되어 내부 지지층을 형성하며 가교된 소듐 폴리아크릴레이트(11)가 골고루 분포할 수 있게 한다. 그리고 시트층(10)은 고무(13)가 혼합됨으로써, 후술되는 외피층(20)이 받는 수압을 흡수할 수 있도록 탄성을 가질 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 외피층(20)은 시트층(10)을 보호할 수 있다. 그리고 외피층(20)은 시트층(10)의 상면과 하면에 각각 부착된다. 또한 외피층(20)은 시트층(10)에 부착시 접착력을 강하게 하기 위해 가열 및 압착하여 부착할 수도 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 시트층(10)의 외표면에 합성 수지 접착제를 도포하여 접착할 수도 있다.
한편, 외피층(20)은 해수압의 압력을 제일 먼저 받으므로, 해수의 충격을 흡수할 할 수 있도록 탄성이 강한 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
그리고 외피층(20)은 바람직하게는 내식성과 내마모성이 강한 합성 고무로 이루어짐이 바람직하다. 즉 해수의 염분에 강한 내식성 재질과 해수의 마찰에 저항할 수 있는 내마모성 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 외피층(20)은 천연 고무 또는 합성 고무가 있으며, 바람직하게는 합성 고무를 사용함이 바람직하며, 합성 고무로는 부틸 고무가 선택되어 질 수 있다. 또한 상술한 바와 같은 외피층(20)은 시트층(10)의 고무(13)에도 동일하게 적용될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 고무 타일(100)은 시트층(10)과 그 상하면에 외피층(20)이 각각 적층하여 부착됨으로써, 하나의 고무판체를 성형할 수 있다.
또한 본 발명의 고무 타일(100)은 상술한 바와 같이 가교된 소듐 폴리아크릴레이트(11)가 물과 접촉하면 팽창하여 균열 부위를 밀폐시켜 물의 유입을 차단할 수 있을 뿐만 아니라, 기본적인 기능으로 시트층(10)의 고무(13)와 외피층(20)에 의해 해수압의 충격을 흡수하며, 음파 또는 전파를 흡음 및 차폐할 수 있다.
한편 시트층(10)과 외피층(20)의 두께는 수압을 고려하여 적절히 조절될 수 있다. 바람직하게는 시트층(10)이 내부 지지층을 구성함으로, 외피층(20)보다는 두껍게 구성함이 바람직하다. 그러나 반드시 이에 한정하는 것은 아니며, 외피층(20)이 상황에 따라 시트층(10)보다 두껍게 형성될 수도 있다.
이제 도 1 내지 도 4를 참조하여 고무 타일(100)의 작용을 살펴보면 다음과 같다.
먼저 도 4a를 참조하면, 고무 타일(100)은 균열로 인한 틈(5)이 발생할 수 있다. 이와 같은 균열로 인한 틈(5)은 해수압에 의해 발생될 수 있다. 이를 자세히 설명하면, 고무 타일(100)은 선박 또는 잠수함의 외표면에 부착되는데, 잠수함의 경우를 예로 들면 잠수함은 최고 잠함 심도가 500m까지 가능하며, 그 수심에 따라 잠수함에 가해지는 수압으로 인해 고무 타일(100)에 압축 변형이 발생하게 된다. 또한 상술한 바와 같이 외피층(20)은 해수의 염분에 노출되거나 해수의 마찰에 의해 그 내구성이 떨어져 결함이 발생할 수도 있다.
이와 같은 압축 변형과 결함이 장기간 지속되다 보면 고무 타일(100)의 외표면에 균열이 발생하게 되고 고무 타일(100)의 외피층(20)의 외표면에 틈(5)이 형성되고 물이 유입된다. 그리고 이 틈(5)은 계속 진행할 경우 시트층(20)으로 발전하게 된다. 이때 갈라진 틈(5)으로 해수가 유입되고 해수는 시트층(10)의 고무(13)와 혼합되어 있는 가교된 소듐 폴리아크릴레이트(11)와 접촉하게 된다.
다음으로 도 4b를 참조하면, 해수와 접촉된 가교된 소듐 폴리아크릴레이트(11)는 앞서 언급했듯이 수초 내로 팽창하게 되어 갈라진 틈(5)을 메우게 된다. 이 때 가교된 소듐 폴리아크릴레이트(11)가 팽창시 시트층(10)의 고무(13) 및 외피층(20)과 강한 결합력을 가지고 팽창하므로 팽창한 후에도 해수에 의해 떨어져 나가는 일이 방지될 수 있다.
이와 같이 가교된 소듐 폴리아크릴레이트(11)는 물과 반응하여 팽창함으로써 갈라진 틈(5)을 메움으로써, 더 이상의 물의 유입을 차단하고 틈(5)의 성장을 멈출 수 있게 한다.
따라서 본 발명의 고무 타일(100)은 균열로 인해 해수가 유입되더라도 가교된 소듐 폴리아크릴레이트(11)에 의해 자기 밀폐를 함으로써, 해수의 유입을 차단하고 균열의 진행을 방지할 수 있다. 또한 해수의 유입을 차단함으로써 선박 또는 잠수함 표면이 해수에 노출되지 않게 되어 산화 및 노화를 방지할 수 있게 된다.
도 5은 본 발명에 일실시예와 관련된 고흡수성 수지를 포함하는 고무타일에서 흡음층이 포함된 부분의 단면도이고, 도 6는 도 5의 흡음층 내부에 흡음재가 충진되는 것을 나타내는 평면도이다.
도시한 바와 같이, 고무타일은 흡음층을 더 포함할 수 있다. 그리고 고무 타일(100)은 선박 또는 잠수함 등의 외표면에 부착되어 해수압의 충격을 흡수하며, 음파 또는 전파의 흡음 및 음향차폐 성능을 향상시킬 수 있다.
도 5 내지 도 6을 참조하면, 흡음층(30)은 각각 속이 빈 다각 기둥 또는 원기둥 형태로 형성되며, 동일 평면 상에서 상호 결합되는 복수의 셀(33)로 구성된다. 여기서 흡음층(30)은 종이 또는 알루미늄에 섬유 강화재(强化材)를 혼합하여 형성될 수 있다. 종이 또는 알루미늄에 섬유 강화재를 혼합함으로써 압축 강도를 높일 수 있다. 섬유 강화재로는 유리 섬유 또는 탄소 섬유가 될 수 있다.
그리고 흡음층(30)의 강성은 각각의 셀(33)의 두께(t)에 따라 조절될 수 있다. 예컨대 잠수함은 최고 잠함 심도가 500m까지 가능한데, 그 500m에서도 잠수함에 가해지는 수압에 흡음층(30)이 압축 변형이 발생하지 않도록 셀(33)의 두께(t)를 증가시킬 수 있다. 따라서 흡음층(30)은 상기의 재료와 두께(t)에 의해 해수압에 의한 충격에 견딜 수 있다.
그리고 흡음층(30)의 구조는 음파 또는 전파를 산란시켜 흡음 및 차폐 성능을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서 흡음층(30)은 복수의 셀(33)이 육각 기둥 형태로 형성되어 동일 평면 상에서 상호 결합될 수 있다. 이와 같은 육각 기둥의 형상은 벌집(honeycomb) 구조로서 압축력에 강한 내구성을 가질 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정하지 않으며, 각각의 셀(33)은 사각 기둥, 오각 기둥 등 여러 다양한 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 각각의 셀(33)은 수직 관통되는 관통공을 가질 수 있다. 그리고 본 발명의 실시예에서 셀(33)의 관통공은 셀(33)의 육각 기둥 형상과 동일한 외형의 육각 기둥 형상을 가진다. 그러나 본 발명은 이에 한정하지 않고 원기둥 형상 등 여러 다양한 형상을 가질 수 있다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 흡음층(30)은 전체 구조를 주물로 형성한 후 한번에 일체로 형성할 수 있다. 그러나 이에 한정하지 않으며, 각각의 셀(33)을 개별적으로 형성한 후 이들을 접착제로 상호 결합시킬 수도 있다.
경질층(40)은 흡음층(30)의 상면과 하면에 각각 부착될 수 있다. 여기서 경질층(40)은 페놀 수지 또는 에폭시 수지에 섬유 강화재를 혼합하여 형성되는 것이 바람직하다. 섬유 강화재로는 흡음층(30)에서와 같이 유리 섬유 또는 탄소 섬유가 사용될 수 있으며, 이와 같이 섬유 강화재를 혼합하여 경질층을 형성할 경우 경질층의 기계적 강도 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
그리고 경질층(40)의 강성은 수지층의 두께와 섬유의 꼬임수(가닥수)에 따라 조절될 수 있다. 수지층의 두께와 섬유 강화재로 사용되는 유리 섬유 또는 탄소 섬유의 꼬임수를 증가시킴으로써 흡음층(30)에서와 같이 경질층(40)의 강성을 증가시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 잠수함의 경우, 최고 잠함 깊이 500m에서도 잠수함에 가해지는 수압에 경질층(40)이 압축 변형이 발생하지 않도록 두께와 유리 섬유 또는 탄소 섬유의 꼬임수를 증가시킬 수 있다. 따라서 경질층(40)은 해수압의 압력에 의한 변형에 큰 저항력과 내충격성을 가질 수 있다.
도 7과 도 8은 본 발명에 관련된 고흡수성 수지를 포함하는 고무타일이 부착된 수중 운동체를 도시한 개념도이다. 여기서 수중 운동체(300, 400)는 예를 들어, 잠수함(300) 또는 선박(400)일 수 있다. 음향 무반향 고무 타일(340, 440)은 상기와 같은 수중운동체의 전면 또는 일부분을 덮도록 형성된다.
특히, 엔진(310, 410)이나 동력전달장치(320, 420) 또는 조향 장치(330, 430) 등과 같이 지속적인 소음 또는 전파가 발생할 수 있는 부분을 고무 타일(340, 440)이 덮도록 형성되는 것이 바람직하다. 이로 인하여, 수중 운동체 본체로부터 또는 수중 운동체 본체를 향하여 방사되는 음파 또는 전파를 효과적으로 흡음 또는 차폐할 수 있게 된다.
상기와 같이 설명된 고흡수성 수지를 포함하는 고무타일 및 이를 구비하는 수중운동체는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
10 :시트층 11 :가교된 소듐 폴리아크릴레이트
13 :고무 20 :상부 및 하부 고무층
100:고무 타일
13 :고무 20 :상부 및 하부 고무층
100:고무 타일
Claims (10)
- 엔진부, 동력전달부 및 조향장치를 포함하는 본체; 및
상기 본체의 적어도 일부분을 덮도록 형성되는 고무타일을 포함하고,
상기 고무타일은,
고무와 흡수성 수지를 포함하여 형성되는 시트층;
상기 시트층의 적어도 어느 일면을 덮도록 형성되는 외피층; 및
음파 또는 전파를 흡음 또는 차폐하도록 상기 시트층과 상기 외피층 사이에 형성되는 흡음층을 포함하고,
상기 흡수성 수지는, 가교된 소듐 폴리아크릴레이트를 20~80%의 중량비로 포함하여, 상기 외피층의 균열시, 흡수성 수지가 물과 접촉하면서, 스스로 팽창하여 상기 균열을 메우도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수중 운동체. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 시트층과 상기 외피층 사이에 합성 수지 접착제가 도포되는 것을 특징으로 하는 고흡수성 수지를 포함하는 수중 운동체. - 제1항에 있어서,
상기 외피층은 내식성과 내마모성을 갖는 합성 고무를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 고흡수성 수지를 포함하는 수중 운동체. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 흡음층은 각각 속이 빈 다각 기둥 또는 원기둥 형상으로 이루어진 셀(cell)들의 측면이 동일 평면 상에서 서로 결합하여 형성되는 것을 특징으로 하는 고흡수성 수지를 포함하는 수중 운동체. - 제7항에 있어서,
상기 셀들은 육각 기둥 형상으로 이루어되고, 그 측면이 동일 평면 상에서 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 고흡수성 수지를 포함하는 수중 운동체. - 제7항에 있어서,
상기 흡음층은 상기 복수의 셀이 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 고흡수성 수지를 포함하는 수중 운동체. - 삭제
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| KR1020110009782A KR101257936B1 (ko) | 2011-01-31 | 2011-01-31 | 고흡수성 수지를 포함하는 고무타일 및 이를 구비하는 수중운동체 |
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| KR20120088429A KR20120088429A (ko) | 2012-08-08 |
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Citations (4)
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| JPH0971661A (ja) * | 1995-09-06 | 1997-03-18 | Bando Chem Ind Ltd | 遮水用複合シート |
| KR200360815Y1 (ko) | 2004-06-22 | 2004-09-01 | 조종래 | 선박용 보호커버 |
| KR200443281Y1 (ko) | 2008-06-17 | 2009-02-05 | 김진성 | 고흡수성 수지가 충전된 봉제완구 |
| KR20100108857A (ko) * | 2009-03-30 | 2010-10-08 | 주식회사 화승알앤에이 | 고흡수성 보강포를 이용한 고무댐 및 그 제조방법 |
-
2011
- 2011-01-31 KR KR1020110009782A patent/KR101257936B1/ko not_active IP Right Cessation
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