KR101745819B1

KR101745819B1 - 수산양식용 부구 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101745819B1
Application number: KR1020160027738A
Authority: KR
Inventors: 박대교
Original assignee: 박대교
Priority date: 2016-03-08
Filing date: 2016-03-08
Publication date: 2017-06-09

Abstract

본 발명은 수산양식용 부구 및 그 제조방법에 관한 것으로, 원료로서 드라이 블랜드를 준비하는 드라이 블랜드 준비단계(S10단계)와; 상기 드라이 블랜드를 압출기로 투입하는 원료 투입단계(S20단계)와; 성형기로 부구를 성형하는 부구 성형단계(S30단계)와; 완제품을 성형기에서 탈형하는 제품 탈형단계(S40)와; 제품 잔류물을 분쇄기로 분쇄하는 분쇄단계(S50단계); 분쇄된 잔류물을 다시 분쇄하는 리그라인드단계(S60단계) 및; 재분쇄된 잔류물을 압출기로 투입하는 재활용 하는 원료 재투입단계(S70단계)로 이루어져 본 발명은 나일론 블렌드로 3겹이상 다층 구조로 부구를 제조함으로써 외부의 충격에도 쉽게 파손되지 않는 내구성를 가지면서도 내수성이 양호할 뿐만 아니라 가벼운 무게로 원형 그대로 부력을 유지하여 반영구적으로 사용할 수 있고, 제조 과정이 단순하여 제조에 소요되는 노동력 및 시간을 최소화할 수 있어 제품의 가격 저렴화로 경제성이 탁월하며, MX나일론 소재의 사용으로 제품을 안정적으로 장기간 사용할 수 있는 수명이 길뿐만 아니라 친환경적인 소재로서 해수의 환경오염이 없는 각별한 장점이 있는 유용한 발명이다.

Description

수산양식용 부구 및 그 제조방법 {Floats for aquaculture and manufacturi ng method thereof}

본 발명은 수산양식장 등에 설치하여 사용하는 부구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 나일론 블렌드로 3겹이상 다층 구조로 부구를 제조함으로써 외부의 충격에도 쉽게 파손되지 않는 내구성를 가지면서도 내수성이 양호할 뿐만 아니라 가벼운 무게로 원형 그대로 부력을 유지하여 반영구적으로 사용할 수 있는 수산양식용 부구 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 부구는 부력에 의해서 해수면 상에 설치되어 각종 그물망 등의 어구들을 해수에 설치하는 고정기능과, 어구의 설치된 장소를 용이하게 식별하도록 하는 표시기능을 함께 겸하여 사용되어 왔다.

현재 널리 사용되고 있는 양식용 및 어업용 부구로서는 몸체가 스티로폼이나 플라스틱 통으로 제작되어 주로 사용되고 있는데, 스티로폼 부구의 경우에는 가격이 싸고 가벼워 운반하기가 용이한 장점이 있는 반면에 바닷물(소금물)이나 햇볕에 약하여 쉽게 부식되고 또 장기간 사용시 다량의 해수를 흡수하게 되어 부력이 약화됨에 따라 잦은 교체가 요구되고 있으며 특히 스티로폼이 파손되면 그 부스러기가 해수면을 덮어 해양 미관을 해칠 뿐만 아니라 해수오염을 일으키는 요인이 되고 있어 사용을 규제하고 있는 실정이다.

그리고 플라스틱 통 부구의 경우에는 부구의 외형을 다양한 형태로서 성형이 가능하며 스티로폼 부구 보다 수명이 긴 장점은 있으나, 가격이 비싸고 전체적으로 무게가 무거워 부력이 약하면서 특히 겨울철의 낮은 기온에서의 플라스틱 통의 몸체 부분이 딱딱해지면서 작은 충격에도 쉽게 깨져서 부구로서의 기능을 상실하게 되는 등의 단점이 있는 것이었다.

이에 상기한 스티로폼이나 플라스틱통과 같은 부구의 단점을 시정하기 위하여 충격에 강하고, 가벼우면서 부력이 우수한 효과를 가지도록 공기주입식 부구가 대한민국 실용신안등록 제228960호 "어구용 부구"로서 출원되어 등록된 바 있다.

공기주입식 부구는 합성수지의 상부몸체와 하부몸체 사이에 방수시트를 접착 결합하여 일체화하며, 상기 상부몸체의 중앙부에는 공기를 주입하는 공기주입구를 구비하여 공기주입구와 연결되며 방수시트 내에 압축공기가 주입되는 튜브를 형성하여 튜브의 팽창으로 부력을 가지도록 구성되어 있다.

하지만 부구 내에 주입되는 튜브가 단일층의 외부 방수시트에 의해 보호하도록 되어 있어 작업 중에 방수시트가 찢어지거나 손상되면 물이 내부로 스며들어 부구로서의 기능을 상실하는 단점이 있으며, 또한 기후변화에 따른 튜브의 팽창 및 수축으로 인해 내부의 압축공기가 점차 빠져나가 부력이 약해지므로 수시로 점검하여 공기를 새로 주입하거나 교체해 주어야 하는 사용상의 불편함이 있는 것이었다.

그에 따라 해수면에 설치하여 사용시 외부 충격이나 기후의 변화에도 항시 부력을 그대로 유지하도록 내구성과 내수성이 우수하고 가벼워 취급하기가 용이하면서 한 번 설치하면 반영구적으로 사용할 수 있어 제품의 수명을 연장하며 친환경적인 소재를 사용함으로 해양 환경오염을 방지할 수 있는 어구용 부구 및 부구 제작방법이 개발되어 대한민국 특허 제1018012호 "어구용 부구 및 부구 제작방법"으로서 출원되어 등록된 바 있다.

상기 특허 제1018012호의 "어구용 부구"는 상부 본체와 하부본체가 서로 이격되며 상, 하부 본체의 지지테 외면에 방수시트가 접착 고정하여서 된 어구용 부구에 있어서, 하부 본체의 내측 바닥부에 중공부를 갖는 원통형 캡이 돌출테와 결합하여 외부와 밀폐되게 형성하고, 상기 원통형 캡과 상, 하부 본체의 외면에 접착된 방수시트 간의 공간부에는 발포 생성된 수밀격벽이 일체로 형성되어 내구성 및 내수성을 향상되도록 구성함을 특징으로 한다.

상기 발명의 어구용 부구는 해수면 상에 띄워 사용시 외부와 차단된 원통형 캡의 내부 공기에 의하여 자체의 부력을 가지면서 외부의 충격으로 방수시트가 찢어지거나 찍혀도 방수시트의 내측에 우레탄 폼으로 형성된 수밀격벽을 통해 바닷물이 내부로 스며들지 못하도록 방수되어 항시 원상태의 부력을 지속적으로 유지하면서 장기간 해수에서의 자외선이나 염수 등에 영향을 받지 않아 탈색되거나 부식되지 않으므로 제품의 수명을 연장하며 친환경적인 소재로서 해수의 환경오염을 방지하는 장점이 있다.

그러나 상기 발명에 의한 부구는 제조과정이 다소 복잡하여 고가의 생산장비가 필요하며, 인력 소모가 많고, 형태가 원통형으로 단순화되어 있어 양식장 또는 어업용으로 사용시 모양이 단조로운 문제점을 가지고 있었다.

이러한 문제점을 해결하고자 종래에 개발된 부구로서 특허공개 제2015-0052567호의 "2중 벽관으로 구성된 부구 및 제조방법"이 공개특허공보에 개시되어 있다(특허문헌 1 참조).

상기 특허공개 제2015-0052567호의 "2중 벽관으로 구성된 부구 및 제조방법"은 도 1에 도시한 바와 같이 ABS수지로서 외부 벽관(10)과 내부 벽관(20)을 성형한 후, 성형된 외부 벽관(10)에 내부 벽관(20)을 삽입하여 조립한 다음, ABS 수지로 성형된 상부 캡(30)과 하부 캡(40)을 초음파 융착으로 외부와 밀폐되게 결합하고, 외부 벽관과 내부 벽관의 공간부에 우레탄 수지계를 삽입하여 내부 발포(70)시키고, ABS 수지로 성형된 상부 몸체(50)와 하부 몸체(60)를 초음파 융착으로 외부와 밀폐되게 결합한 것이다.

그러나 상기 특허공개 제2015-0052567호의 "2중 벽관으로 구성된 부구 및 제조방법"은 외부 벽관(10)과 내부 벽관(20)을 각각 별도로 성형함으로써 부구의 성형에 소요되는 비용의 증가로 부구의 가격이 상승하여 경제적이지 못한 문제점이 있었다.

한편, 특허 제1540201호의 "친환경 어구용 부구, 이의 제조장치 및 제조방법"이 등록특허공보에 개시되어 있다(특허문헌 2 참조).

상기 특허 제1540201호의 "친환경 어구용 부구, 이의 제조장치 및 제조방법"은 도 2에 도시한 바와 같이 어구용 부구에 있어서, 반구 형태의 타원형으로 형성된 ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene)수지 소재의 제1외피부(6)와 제2외피부(8)의 테두리 결합부(10)를 세라믹 소재의 지지판(32)에 수용되어 산화에 의한 끊어짐을 방지하기 위해 진공 유리관 내에 설치하여 제1,제2고정부(24)(26)에 위치한 제1,제2외피부(6)(8)의 결합부(10)를 간접 가열하여 녹이기 위해 적외선 니크롬선으로 형성한 열선(30)을 구성한 가열부(28)의 간접열에 의해 융착 결합하여 타원형의 외피부(4)를 형성하고, 상기 외피부(4)의 내측에는 부력공간부(16)를 갖는 에어볼 형태의 내피부(14)를 제1,제2외피부(6)(8)의 결합전에 위치시켜 부력이 작용하게 하며, 상기 내피부(14)와 외피부(4)의 이격공간에는 우레탄 수지를 발포하여 자체부력기능과 외피부(4)의 파손시 어구용 부구(2)의 침식을 방지함과 함께 내,외피부(14)(4)의 밀착력을 높이는 중간층(12)을 형성하는 것이다.

그러나 상기 특허 제1540201호의 "친환경 어구용 부구, 이의 제조장치 및 제조방법"은 둘로 분리되어 성형한 것을 중간층을 삽입한 채로 가열부(28)의 가열로 접착하는 것이므로 제조과정이 복잡할 뿐만 아니라 가열부(28) 등을 필요로 하여 제작 경비가 많이 소요되어 경제성이 취약하다고 하는 문제점이 있었다.

특허문헌 1 : 특허공개 제2015-0052567호 공개특허공보, 특허문헌 2 : 특허 제1540201호 등록특허공보.

본 발명은 상기한 종래 부구에서 야기되는 여러 가지 결점 및 문제점 들을 해결하고자 발명한 것으로서, 그 목적은 나일론 블렌드로 3겹이상 다층 구조로 부구를 제조함으로써 외부의 충격에도 쉽게 파손되지 않는 내구성를 가지면서도 내수성이 양호할 뿐만 아니라 가벼운 무게로 원형 그대로 부력을 유지하여 반영구적으로 사용할 수 있는 수산양식용 부구 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 제조 과정이 단순하여 제조에 소요되는 노동력 및 시간을 최소화할 수 있어 제품의 가격 저렴화로 경제성이 탁월한 수산양식용 부구 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 MX나일론 소재의 사용으로 제품을 안정적으로 장기간 사용할 수 있는 수명이 길뿐만 아니라 친환경적인 소재로서 해수의 환경오염이 없는 수산양식용 부구 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위 본 발명 수산양식용 부구의 제조방법은 원료로서 드라이 블랜드를 준비하는 드라이 블랜드 준비단계(S10단계)와; 상기 드라이 블랜드를 압출기로 투입하는 원료 투입단계(S20단계)와; 성형기로 부구를 성형하는 부구 성형단계(S30단계)와; 완제품을 성형기에서 탈형하는 제품 탈형단계(S40)와; 제품 잔류물을 분쇄기로 분쇄하는 분쇄단계(S50단계); 분쇄된 잔류물을 다시 분쇄하는 리그라인드단계(S60단계) 및; 재분쇄된 잔류물을 압출기로 투입하는 재활용 하는 원료 재투입단계(S70단계)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 나일론 블렌드로 3겹이상 다층 구조로 부구를 제조함으로써 외부의 충격에도 쉽게 파손되지 않는 내구성를 가지면서도 내수성이 양호할 뿐만 아니라 가벼운 무게로 원형 그대로 부력을 유지하여 반영구적으로 사용할 수 있고, 제조 과정이 단순하여 제조에 소요되는 노동력 및 시간을 최소화할 수 있어 제품의 가격 저렴화로 경제성이 탁월하며, MX나일론 소재의 사용으로 제품을 안정적으로 장기간 사용할 수 있는 수명이 길뿐만 아니라 친환경적인 소재로서 해수의 환경오염이 없는 각별한 장점이 있다.

도 1은 종래 2중 벽관으로 구성된 부구의 분해 사시도,
도 2는 종래 친환경 어구용 부구의 분해 사시도,
도 3은 본 발명 수산양식용 부구의 사시도,
도 4는 본 발명 수산양식용 부구의 개략적인 제조 공정도,
도 5는 본 발명 수산양식용 부구를 제조하는 순서도,
도 6은 메타크실렌(MX) 나일론을 고밀도 폴리에틸렌(HDPE; High Density Polyethylene) 중에 층상으로 분산시킨 사진,
도 7은 본 발명에 따라 제조된 부구의 톨루엔 투과율을 나타낸 그래프,
도 8은 본 발명에 따른 MX나일론 블랜드 부구의 톨루엔 투과율을 나타낸 그래프,
도 9는 본 발명에 따른 톨루엔 투과계수 그래프,
도 10은 HDPE단체와 10%ADPOLY의 산소 투과계수 비교그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 수산양식용 부구 및 그 제조방법을 바람직한 실시예로서 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 수산양식용 부구의 사시도, 도 4는 본 발명 수산양식용 부구의 개략적인 제조 공정도, 도 5는 본 발명 수산양식용 부구를 제조하는 순서도, 도 6은 메타크실렌(MX) 나일론을 고밀도 폴리에틸렌(HDPE; High Density Polyethylene) 중에 층상으로 분산시킨 사진, 도 7은 본 발명에 따라 제조된 부구의 톨루엔 투과율을 나타낸 그래프, 도 8은 본 발명에 따른 MX나일론 블랜드 부구의 톨루엔 투과율을 나타낸 그래프, 도 9는 본 발명에 따른 톨루엔 투과계수 그래프, 도 10은 HDPE단체와 10%ADPOLY의 산소 투과계수 비교그래프로서, 본 발명 수산양식용 부구의 제조방법은 원료로서 드라이 블랜드를 준비하는 드라이 블랜드 준비단계(S10단계)와; 상기 드라이 블랜드를 압출기로 투입하는 원료 투입단계(S20단계)와; 성형기로 부구를 성형하는 부구 성형단계(S30단계)와; 완제품을 성형기에서 탈형하는 제품 탈형단계(S40)와; 제품 잔류물을 분쇄기로 분쇄하는 분쇄단계(S50단계); 분쇄된 잔류물을 다시 분쇄하는 리그라인드단계(S60단계) 및; 재분쇄된 잔류물을 압출기로 투입하는 재활용 하는 원료 재투입단계(S70단계)로 이루어진다.

상기 드라이 블랜드 준비단계(S10단계)에서 메타크실렌(MX) 나일론을 고밀도 폴리에틸렌(HDPE; High Density Polyethylene) 중에 층상으로 분산시켜 장벽( barrier) 성능을 높이는 것이 바람직하다.

상기 드라이 블랜드는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE; High Density Polyethylene) 85 ∼ 90 중량%와 메타크실렌(MX) 나일론 5 ∼ 10 중량% 및, 접착성 폴리에틸렌(PE) 3 ∼ 7 중량%의 조성을 갖는 것이 바람직하다.

또한 상기 부구 성형단계(S30단계)에서 성형기 내로 압축공기를 불어 넣어 부구 내부에 중공부를 형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 부구 성형단계(S30단계)에서 성형기 내로 압축공기를 불어 넣은 곳에 팽창밸브를 설치하여 부구 내의 공기의 압력이 자동으로 조절되는 것이 바람직하다.

실시예

본 발명 수산양식용 부구의 제조방법으로 실제로 부구를 제조하고 그 성능을 검토하였다.

먼저 드라이 블랜드 준비단계(S10단계)에서 메타크실렌(MX) 나일론을 고밀도 폴리에틸렌(HDPE; High Density Polyethylene) 중에 층상으로 분산시켜(도 6 참조) 고밀도 폴리에틸렌(HDPE; High Density Polyethylene) 85 중량%와 메타크실렌(MX) 나일론 10 중량% 및, 접착성 폴리에틸렌(PE) 5 중량%의 조성을 갖는 드라이 블랜드를 준비하였다.

이어서 원료 투입단계(S20단계)에서 상기 드라이 블랜드를 압출기로 투입하여 성형단계(S30단계)에서 부구를 성형하였다. 이때 성형기 내로 압축공기를 불어 넣어 부구 내부에 중공부를 형성하고, 압축공기를 불어 넣은 곳에 팽창밸브를 설치하였다.

계속해서 제품 탈형단계(S40)에서 성형기로부터 부구 제품을 탈형하고, 분쇄단계(S50단계)에서 제품 잔류물을 분쇄기로 분쇄한 다음 리그라인드단계(60)에서 분쇄물을 다시 분쇄하였다.

마지막으로 원료 재투입단계(S70단계)에서 재분쇄된 잔류물을 압출기로 투입하여 재활용하였다.

다음에는 제조된 부구의 장벽(barrier) 성능을 다음과 같이 검증하고 그 결과를 표 1에 나타냈다. 부구의 용량/내표면적/두께는 3,800ml/0.033m²/3mm 이고, 재료 조성은 HDPE/접착성 PE/MX나일론 = 85/10/5(wt)이다. 여기서 투과율의 단위는 약액인 경우 g/(m²ㆍday)이고, 산소인 경우 cc/(부구ㆍdayㆍ0.21atm)이다.

HDPE/MX나일론 블랜드 부구의 장벽(barrier) 성능

내용물 (시험온도)	부구 형상	투과율 (HDPE 단층)	투과율 (MX나일론 블랜드)
톨루엔(23℃)	원통	18	4.0
아세톤(23℃)	원통	0.28	0.06
메틸에틸케톤(23℃)	원통	0.48	0.08
에탄올(23℃)	원통	0.04	0.02
물(23℃)	원통	0.04	0.04
산소(23℃)	원통	0.27	0.075
Fuel CE10(40℃)	원통	12	1.0

또한 제조된 부구의 내낙하 충격성을 다음과 같이 검증하고, 그 결과를 표 2에 나타냈다.

부구의 조성은 조성은 HDPE/접착성 PE/MX나일론 = 85/10/5(wt)이고, 물(23℃ 시험) 또는 에틸렌글리콜(-10℃시험)를 충진한 곳에 높이 2M에서 50회 낙하하고 표면 균열을 조사했다.

HDPE/MX나일론 블랜드 부구의 내낙하 충격성

시험온도	균열
23℃	없음
-10℃	없음

또한, 제조된 부구의 장벽(barrier)성 시험을 다음과 같이 실시하고 그 결과 톨루엔 투과율을 도 7 ∼ 9에 나타냈다.

각 부구에 톨로엔 500ml를 넣어 입구 부분을 알루미늄 증착 필름으로 씰하여 거기에 캡을 달아 40℃ 보존 중의 중량 감소를 측정했다. 측정에는 각 조성에 대해 평균치에 가까운 중량의 부구를 3개 사용했다. 각 부구의 톨로엔 투과율의 경시 변화를 도 7에, MX나일론 블랜드 부구의 투과율을 확대한 그래프를 도 8에, 투과율을 부구 두께, 표면적으로 보정한 투과 계수를 도 9에 나타냈다.

그 결과 투과계수에서는 HDPE 단체에 비해 대략 25,100배 개선이 확인되었고, 접착재로는 접착성 폴리올레핀계 수지(ADPOLY)를 사용하는 것이 장벽이 전체적으로 양호했는바, 이것은 접착성 수지(ADMER)에 비해 접착성 폴리올레핀계 수지(ADPOLY)가 고밀도이며, 접착재 그 자체의 장벽이 강한 것이 주된 원인이라고 생각할 수 있다.

그리고 HDPE 단체 용기와 톨루엔 투과율이 가장 우수한 10% 블랜드 부구(접착재: ADPOLY)의 산소 투과율을 산소 투과율을 다음과 같이 측정했다. 장치는 Modern controls 사제 OX-TRAN 2/61을 사용하고 측정 환경은 23℃, 부구 외측50%RH, 부구 내측 100%RH 로 한 결고 산소 투과 계수는 도 10에 나타낸 바와 같이 HDPE 단체에 비해 약 8배 개선됨을 확인할 수 있었다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시예로서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.

Claims

메타크실렌(MX) 나일론을 고밀도 폴리에틸렌(HDPE; High Density Polyethyl ene) 중에 층상으로 분산시켜 장벽(barrier) 성능을 높인 드라이 블랜드를 준비하는 드라이 블랜드 준비단계(S10단계)와; 상기 드라이 블랜드를 압출기로 투입하는 원료 투입단계(S20단계)와; 성형기로 부구를 성형하는 부구 성형단계(S30단계)와; 완제품을 성형기에서 탈형하는 제품 탈형단계(S40)와; 제품 잔류물을 분쇄기로 분쇄하는 분쇄단계(S50단계); 분쇄된 잔류물을 다시 분쇄하는 리그라인드단계(S60단계) 및; 재분쇄된 잔류물을 압출기로 투입하는 재활용 하는 원료 재투입단계(S70단계)로 이루어진 수산양식용 부구의 제조방법에 있어서;
상기 드라이 블랜드는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE; High Density Polyethylene) 85 ∼ 90 중량%와 메타크실렌(MX) 나일론 5 ∼ 10 중량% 및, 접착성 폴리에틸렌(PE) 3 ∼ 7 중량%의 조성을 갖고;
상기 부구 성형단계(S30단계)에서 성형기 내로 압축공기를 불어 넣은 곳에 팽창밸브를 설치하여 부구 내의 공기의 압력을 자동으로 조절하는 것을 되는 특징으로 하는 수산양식용 부구의 제조방법.
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제 1항에 기재한 방법으로 제조하여 제조된 수산양식용 부구.