KR102092768B1 - 친환경 어구 제조용 조성물 및 이로부터 제조된 친환경 어구 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 조성물의 전체 중량을 기준으로 20 내지 50 중량%의 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 20 내지 40 중량%의 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 및 10 내지 60 중량%의 탄산칼슘을 포함하고 조성물 내에 중금속 함량이 5 ppm 미만이고, 할로겐화 디페닐 에테르의 함량의 5 ppm 미만인, 친환경 어구 제조용 조성물을 제공한다.
Description
본 발명은 친환경 어구 제조용 조성물 및 이로부터 제조된 친환경 어구에 관한 것이다.
최근에는 수산물이 건강식품이라는 인식이 확산됨에 따라 수산물의 소비가 증가하고 있다. 이에 따라 수산물의 어획 및 양식 또한 증가하는 추세이다.
어획 및 양식을 위해 사용되는 어구는, 어획용 어구 및 양식용 어구 등이 다양하게 사용되고 있으며, 이러한 어구는 작업의 정확성, 편의성 및 효율성을 담보하기 위해 가벼우면서도 일정 수준 이상의 기계적 강도를 요한다. 또한, 장기간 사용이 가능하도록 내구성, 내열성, 내한성 및 내염수성 역시 요구된다.
상기와 같이 어구가 요하는 특성을 만족하는 소재로는 고분자 수지 외에 다른 대안을 찾기가 어려운 실정이다. 고분자 수지를 사용하더라도 상기한 기계적 강도, 내구성, 내열성, 내한성 및 내염수성을 모두 만족하기 위해서는 다양한 첨가제가 투입될 것이 요구된다.
특히, 양식용 어구의 경우에는 수주 내지 수년간 수중에 고정하여 지지하거나 수면에 띄우는 형태로 사용되기 때문에, 내구성 및 내염수성의 확보가 필수적이며, 수중에서 해수 또는 담수가 유통될 수 있는 구조로 성형된 상태에서도 충분한 기계적 강도를 담보할 수 있어야 하므로, 물성의 개선을 위해 첨가제 투입이 필수적이다.
고분자 수지의 물성을 향상시키기 위한 첨가제는 여러 가지가 있지만, 예를 들어 중금속, 할로겐화 디페닐 에테르가 있다.
중금속은 납, 카드뮴, 수은, 주석, 크롬, 구리, 비소 및 셀렌 등의 상대적으로 비중이 높은 금속을 의미하며, 이러한 중금속 중 일부는 고분자 수지의 내구성 향상을 위해 사용된다. 그러나 한편으로 중금속은 환경오염을 유발하는 물질이며, 특히 중금속은 한번 흡수되면 생체 내에서 대사되지 않고 축적되며, 독성을 나타내고, 종국적으로는 암, 경련, 마비, 심장쇠약 등 각종 질병의 원인이 되는 것으로 알려져 있다.
할로겐화 디페닐 에테르의 대표적인 물질로는 폴리 브롬화 디페닐 에테르가 있으며, 고분자 수지의 내구성 및 난연성을 증가시키기 위해 보통 첨가되는 것으로 알려져 있다. 다만, 할로겐화 디페닐 에테르의 경우 소수성을 띄어 높은 독성을 나타낼 뿐 아니라 인체 등 생체 내로 유입되면 쉽게 배설되지 않는 것으로도 알려져 있다.
이와 같이, 어구에 요구되는 물성을 만족시키기 위해서는 고분자 수지의 물성 개선을 위한 첨가제의 사용이 필수적이나, 일부 첨가제의 경우에는 환경오염은 물론 인체에도 직접적인 유해성을 나타내는 경우가 많다. 특히, 어구는 인간이 섭취하는 수산물에 직접 접촉하기 때문에, 그 피해는 더욱 직접적일 수밖에 없다.
양식용 어구 및 양식 장치에 유해한 첨가제가 포함된 고분자 수지가 사용된 경우에는 그 피해가 더욱 증폭될 수밖에 없는데, 양식은 수주 내지 수년간 수중에서 양식용 어구 내에 양식물을 부착 또는 가둔 상태로 진행되기 때문이다. 유해성분을 포함한 양식용 어구에서 자란 양식물은 유해성분에 장기간 노출되므로, 양식 과정에서 폐사하거나, 성장이 저하될 가능성이 매우 높다. 나아가서는, 양식물에 유해성분이 상당한 수준으로 축적된 상태로 최종 소비자인 인간에게 섭취되어 인체에 유해성분의 유입 및 누적을 가속화하고, 종국적으로는 심각한 질병을 유발할 수 있는 위험이 더욱 크다.
따라서, 기계적 강도, 내구성, 내열성, 내한성 및 내염수성과 같이 어구에 필요한 물성을 모두 만족하면서도 환경오염 및 인체에 유해한 성분을 포함하지 않는 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 어구의 필요성이 높은 실정이다.
본 발명의 목적은, 기계적 강도, 내구성, 내열성, 내한성 및 내염수성이 우수하면서도 환경오염 및 인체에 유해한 성분을 포함하지 않는 수지 조성물 및 이로부터 제조되는 어구를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 조성물의 전체 중량을 기준으로 20 내지 50 중량%의 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 20 내지 40 중량%의 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 및 10 내지 60 중량%의 탄산칼슘을 포함하도록 조성물을 제조함으로써, 물성 개선을 위해 기타 첨가제, 특히 유해성분을 다수 포함하는 첨가제 사용을 최소화할 수 있는 조성물을 제조할 수 있는 이점이 있다.
따라서, 상기 조성물로부터 제조되는 어구에 내구성이 우수하면서도 환경오염 및 인체에 유해한 성분을 포함하지 않는 이점을 제공할 수 있다.
이에 본 발명은 이의 구체적 실시예를 제공하는데 실질적인 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
조성물의 전체 중량을 기준으로 20 내지 50 중량%의 고밀도 폴리에틸렌(HDPE),
20 내지 40 중량%의 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 및
10 내지 60 중량%의 탄산칼슘을 포함하고,
조성물 내에 중금속 함량이 5 ppm 미만이고,
할로겐화 디페닐 에테르의 함량의 5 ppm 미만인, 친환경 어구 제조용 조성물을 제공한다.
상기 HDPE, LDPE 및 탄산칼슘을 상기한 함량 범위로 포함하는 경우에는, 중금속 및 할로겐화 디페닐 에테르를 포함하지 않거나, 극히 미량만 포함하더라도 소망하는 정도의 기계적 강도, 내구성, 내열성, 내한성 및 내염수성을 발휘할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 HDPE는 밀도가 0.941 내지 0.970 g/㎤ 범위이고, 결정화도가 65 내지 85 % 범위일 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 조성물의 전체 중량을 기준으로 HDPE의 함량은 30 내지 45 중량%, 상세하게는 30 내지 40 중량%일 수 있다.
HDPE는 결정 내에 분지가 적고 결정성 및 밀도가 높은 수지로서, 조성물 내에 HDPE의 함량이 상기 범위를 상회하는 경우에는, 가공성 및 유연성이 저하되어 결과적으로 내구성이 저하될 수 있다.
반대로, 조성물 내에 HDPE의 함량이 상기 범위를 하회하는 경우에는, 경도, 기계적 강도, 내열성, 내한성이 저하될 수 있다.
또 다른 구체적인 예에서, 상기 LDPE는 밀도가 0.910 내지 0.925 g/㎤ 범위이고, 결정화도가 45 내지 55 % 범위일 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 조성물의 전체 중량을 기준으로 LDPE의 함량은 20 내지 35 중량%, 상세하게는 20 내지 30 중량%일 수 있다.
LDPE는 결정 내에 분지가 많고 결정성 및 밀도가 낮은 수지로서, 조성물 내에 LDPE의 함량이 상기 범위를 상회하는 경우에는, 경도, 기계적 강도, 내열성, 내한성이 저하될 수 있다.
반대로, 조성물 내에 LDPE의 함량이 상기 범위를 하회하는 경우에는, 조성물의 가공성 및 유연성이 저하되어 내구성을 저하시킬 수 있다.
한편, 상기 탄산칼슘은 조성물의 균열을 방지하고, 조성물 내에 HDPE 및 LDPE가 고르게 분산시켜 전체적으로 물성이 고르게 나타나도록 한다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 조성물의 전체 중량을 기준으로 탄산칼슘의 함량은 20 내지 55 중량%, 상세하게는 35 내지 50 중량%일 수 있다.
조성물 내에 탄산칼슘의 함량이 상기 범위를 상회하는 경우에는, 상대적으로 HDPE 또는 LDPE의 함량이 적어져 기계적 강도가 저하될 수 있고, 반대로, 조성물 내에 탄산칼슘의 함량이 상기 범위를 하회하는 경우에는, 조성물 전체적으로 물성이 고르게 나타나지 않고, 일부에 균열이 발생하는 등 내구성이 저하될 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 여름철 수온, 예를 들어, 20 내지 35 ℃ 온도의 수온에서는 HDPE : LDPE : 탄산칼슘의 함량비가 35 : 25 : 40으로 포함되는 경우 우수한 기계적 강도, 내구성, 내열성, 내한성 및 내염수성을 발휘할 수 있으며, 겨울철 수온, 예를 들어, 5 내지 20 ℃ 온도의 수온에서는 HDPE : LDPE : 탄산칼슘의 함량비가 30 : 20 : 50으로 포함되는 경우, 우수한 기계적 강도, 내구성, 내열성, 내한성 및 내염수성을 발휘할 수 있다. 즉, 실제 어구가 사용되는 환경에 따라 요구되는 물성을 확보하기 위하여 조성물에 포함되는 물질의 함량을 조절할 수 있다.
따라서, 본 발명의 친환경 어구 제조용 조성물은 HDPE, LDPE 및 탄산칼슘을 특정 함량 범위로 포함하여 우수한 경도, 기계적 강도, 내열성, 내한성을 제공함과 동시에 우수한 가공성 및 유연성을 제공할 수 있다.
또 다른 구체적인 예에서, 상기 조성물은 UV 차단제, 동결 방지제, 내염수성 첨가제 중에서 선택되는 1 종 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 첨가제는 구체적인 어구의 용도에 따른 특성을 더욱 잘 발휘하기 위해 사용되는 것으로, 미량이 첨가될 수 있으며, 상세하게는 그 함량이 0 내지 1000 ppm일 수 있다.
구체적으로, 상기 UV 차단제는 수용성 유기 UV 차단제, 지용성 유기 UV 차단제, 불용성 유기 UV 차단제, 무기 UV 차단제 및 이것들의 혼합물로부터 선택되는 1종 이상의 UV 차단제가 사용될 수 있다.
또한, 상기 동결 방지제는 나트륨염, 칼륨염, 칼슘염 초산염 및 다가 알코올로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 동결 방지제, 마그네슘, 철 및 알루미늄으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종류로 이루어지는 금속을 포함하고 알칼리 수용액과 반응하여 금속의 수산화물로 되는 수용성 금속염을 함유한 동결 방지제가 사용될 수 있다.
또한, 상기 내염수성 첨가제는 인계 첨가제, 황계 첨가제 및 브롬계 첨가제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 내염수성 첨가제가 사용될 수 있다.
상기 중금속은 예를 들어, 납, 카드뮴, 수은, 주석, 크롬, 구리, 비소 및 셀렌로부터 선택된 하나 이상일 수 있으며, 상세하게는 납일 수 있다.
상기 할로겐화 디페닐 에테르는 예를 들어, 염화 디페닐 에테르, 브롬화 디페닐 에테르, 불화 디페닐 에테르로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 상세하게는 브롬화 디페닐 에테르일 수 있다.
본 발명은 또한 상기 친환경 어구 제조용 조성물로부터 제조되는, 친환경 어구를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 조성물로 제조 가능한 친환경 어구는, 어획용 어구, 양식용 어구를 포함하며, 판, 바구니, 채반 등의 형상을 가질 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 친환경 어구는, 평면상으로 원형, 타원형 및 다각형 중에서 선택되는 1종의 형상을 가지는 본체부를 포함하고, 상기 본체부에는 해수 또는 담수가 유통될 수 있도록 복수의 관통구가 형성될 수 있다.
상기 본체부의 형상은 종패가 부착되어 성장할 수 있는 형상이면 특별히 제한되는 것은 아니며, 실제 사용상태하에서 측면에서 본 형상이 평평한 판 형태, 또는 중앙부가 볼록한 곡면을 가지는 형태 등 다양한 형태로 사출하여 제조될 수 있다.
또한, 상기 관통구의 형상은 어구를 바다 또는 민물에 수장하는 과정 또는 어구를 또는 어구에 종패가 부착되어 양식되는 과정 또는 어구를 수면 밖으로 빼내 수확하는 과정 등 양식 작업시 포함되는 과정 중에 해수 또는 담수에 의한 물리적 저항을 최소화 하기 위한 다양한 형태로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 관통구는 평면상으로 원형, 타원형, 및 다각형 중에서 선택되는 1종의 형상을 가질 수 있다.
또 다른 구체적인 예에서, 상기 본체부의 평면 상의 면적을 기준으로 상기 복수의 관통구 전체의 면적은 10 내지 80 % 범위, 상세하게는 30 내지 60 % 범위이고, 상기 관통구 각각은 단축의 길이가 0.5 내지 10 cm 범위일 수 있다.
관통구 전체의 면적 또는 각각의 단축의 길이가 상기 범위를 상회하면, 본체부의 내구성이 저하되므로, 앞서 언급한 양식 작업시 포함되는 과정 중에 어구가 손상될 우려가 있다. 반대로, 관통구 전체의 면적 또는 각각의 단축의 길이가 상기 범위를 하회하면, 수확 시 해수 또는 담수가 빠르게 토출되지 않거나, 수장시 해수 또는 담수가 빠르게 유입되지 않아서 작업 난이도가 상승하여 생산단가가 상승하는 등의 문제가 있고, 이로 인하여 생산성이 저하되므로 바람직하지 않다.
하기에서 설명하는 관통구의 구체적인 위치 또는 배치 방식은 관통구의 역할을 수행하면서 본체부의 내구성 저하를 최소화하는 구조를 제공할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 관통구는 본체부 중심으로부터 둘레 방향을 향해 방사형으로 형성될 수 있다. 이러한 구조는 본체부 내에 관통구가 배치되지 않고 어구의 내구성을 향상시켜주는 역할을 하는 소정의 면적을 상대적으로 내구성이 취약할 수 있는 본체부 중심 및 이의 둘레 방향으로 배치하는 구조일 수 있다.
또 다른 구체적인 예에서, 상기 본체부는 동일한 면적으로 구획된 3 내지 6 개의 구획부가 형성되어 있으며, 구획부들 각각에 인접하게 위치한 관통구들 사이의 최단 거리가 각 구획부 내에 위치한 관통구들 사이의 최단 거리에 2 내지 4 배로 위치할 수 있다.
이러한 구조는 각각의 구획부들 사이에 관통구를 포함하지 않는 일종의 보강부가 본체부에 균일하게 형성되는 구조로서 어구의 내구성을 향상시켜주는 역할을 할 수 있다.
또 다른 구체적인 예에서, 평면상으로 상기 본체부의 둘레에는 복수개의 체결구가 관통되어 있으며, 상기 체결구는 평면상으로 원형, 타원형 및 다각형 중에서 선택되는 1종의 형상을 가지고, 상기 체결구 각각은 단축의 길이가 0.5 내지 10 cm 범위일 수 있다.
상기 체결구는 적용되는 양식 장치의 구조에 따라 관통구와 동일한 구조로서 해수 또는 담수가 유통되는 역할을 할 수 있으며, 상대적으로 내구성이 취약할 수 있는 본체부의 둘레에 상대적으로 적은 숫자로 관통구 또는 체결구가 형성되어 있는 구조일 수 있다.
또 다른 구체적인 예에서, 평면상으로 상기 본체부의 둘레에는 평면을 기준으로 높이 방향으로 연장되어 있는 측벽부를 포함하며, 상기 측벽부 상에는 복수개의 체결구가 관통되어 있고, 상기 체결구는 평면상으로 원형, 타원형, 및 다각형 중에서 선택되는 1종의 형상을 가지고, 상기 체결구 각각은 단축의 길이가 0.5 내지 10 cm 범위일 수 있다.
상기 측벽부는 어구 내에 부착되어 있는 종패가 해수 또는 담수의 유통에 따라 소실되지 않도록 하는 역할을 수행할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 친환경 어구 제조용 조성물로부터 제조되는 어구는 인장강도가 14 내지 25 MPa, 상세하게는, 15 내지 25 MPa, 더욱 상세하게는, 18.0 내지 22 MPa 일 수 있고, 굴곡강도가 21 내지 35 MPa, 상세하게는, 23.0 내지 29 MPa, 더욱 상세하게는, 26.0 내지 29 MPa 일 수 있고, 굴곡 탄성률(flexural modulus)이 600 내지 1300 MPa, 상세하게는, 900 내지 1200 MPa, 더욱 상세하게는, 1000 내지 1150 MPa 일 수 있고, 아이죠드 충격강도가 200 내지 500 J/m, 상세하게는, 227 내지 455 J/m 일 수 있고, 듀로미터 경도가 60 내지 70, 상세하게는, 63 내지 66 일 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 친환경 어구를 포함하는 양식 장치를 제공할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 양식 장치는 어류 또는 패류를 가두어 양식하기 위하여 수중에서 고정하거나 또는 수면에 띄우는 구조로서, 순차적으로 이격 거리를 가지게 배치되는 복수개의 어구들; 상기 어구들을 서로 이격된 상태로 고정 및 연결시키는 와이어 부재; 및 상기 어구들 외측 둘레에 위치하고 내부의 양식물이 외부로 이탈하는 것을 방지하도록 설치되는 망 부재를 포함할 수 있다.
또 다른 구체적인 예에서, 상기 와이어 부재는 어구 상에 관통되어 있는 관통구 또는 체결구를 통해 어구들 사이를 고정 및 연결시킬 수 있다.
또 다른 구체적인 예에서, 상기 양식 장치를 사용한 양식 기간은 2 주 내지 5 년 범위일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 조성물의 전체 중량을 기준으로 20 내지 50 중량%의 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 20 내지 40 중량%의 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 및 10 내지 60 중량%의 탄산칼슘을 포함하여, 기계적 강도, 내구성, 내열성, 내한성 및 내염수성이 우수하면서도, 환경오염을 유발하거나 인체에 유해한 성분을 첨가제의 사용을 최소화할 수 있다.
또한, 상기 조성물로부터 제조되는 어구의 기계적 강도, 내구성, 내열성, 내한성 및 내염수성이 우수하며, 환경오염 및 인체에 유해한 성분을 포함하지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 어구에 대한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 어구에 대한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 어구에 대한 모식도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 어구에 대한 모식도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 어구에 대한 모식도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 어구에 대한 모식도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 양식 장치의 모식도이다.
도 8은 폴리프로필렌계 수지를 주성분으로 하는 재생플라스틱 조성물을 사용하여 제조된 종래의 어구이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 어구에 대한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 어구에 대한 모식도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 어구에 대한 모식도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 어구에 대한 모식도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 어구에 대한 모식도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 양식 장치의 모식도이다.
도 8은 폴리프로필렌계 수지를 주성분으로 하는 재생플라스틱 조성물을 사용하여 제조된 종래의 어구이다.
이하, 발명의 구체적인 실시예에 따른 도면을 참조하여 발명의 작용 및 효과를 보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 어구에 대한 모식도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 어구(100)는 두께 5 mm, 지름 70 cm의 크기를 가지고, 평면상으로 원형의 형상을 가지는 본체부(110)를 포함하고, 본체부(110)에는 해수 또는 담수가 유통될 수 있도록 복수의 관통구(120)가 형성되어 있다.
관통구(120)의 형상은 본체부(110)와 동일한 원형의 형상을 가지고 있으며, 복수의 관통구(120) 전체의 면적은 본체부(110)의 평면 상의 면적을 기준으로 30 % 면적으로 관통되어 있다. 이때, 관통구(120)는 본체부(110) 평면에 대해 서로 동일한 이격 거리를 가지도록 형성되어 있다. 또한, 각각의 관통구(120) 단축의 길이(L1)는 1 cm 로 형성되어 있다.
다음으로, 본체부(110)의 둘레에는 복수개의 체결구(130)가 관통되어 있으며, 체결구(130)는 관통구(120)와 동일한 형상 및 크기를 가지고, 적용되는 양식 장치의 구조에 따라 체결구(130)가 관통구(120)와 동일한 구조로서 해수 또는 담수가 유통되는 역할을 할 수 있으며, 마찬가지로 관통구(120)가 체결구(130)와 동일한 구조로서 양식 장치 구조에 포함되는 본체부(110) 간의 체결에 활용될 수 있다.
도 2에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 어구에 대한 모식도가 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 어구(200)는 두께 5 mm, 지름 70 cm의 크기를 가지고, 평면상으로 원형의 형상을 가지는 본체부(210)를 포함하고, 본체부(210)에는 해수 또는 담수가 유통될 수 있도록 복수의 관통구(220)가 형성되어 있다.
관통구(220)의 형상은 본체부(210)와 동일한 원형의 형상을 가지고 있으며, 복수의 관통구(220) 전체의 면적은 본체부(210)의 평면 상의 면적을 기준으로 30 % 면적으로 관통되어 있다. 이때, 관통구(220)는 본체부(210) 중심으로부터 둘레 방향을 향해 방사형으로 형성되어 있다. 또한, 각각의 관통구(220) 단축의 길이(L2)는 1 cm 로 형성되어 있다.
다음으로, 본체부(210)의 둘레에는 복수개의 체결구(230)가 관통되어 있으며, 도 1의 어구(100)와 마찬가지로 체결구(230)는 관통구(220)와 동일한 형상 및 크기를 가지고, 적용되는 양식 장치의 구조에 따라 체결구(230)가 관통구(220)와 동일한 구조로서 해수 또는 담수가 유통되는 역할을 할 수 있으며, 마찬가지로 관통구(220)가 체결구(230)와 동일한 구조로서 양식 장치 구조에 포함되는 본체부(210) 간의 체결에 활용될 수 있다.
도 3에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 어구에 대한 모식도가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 어구(300)는 두께 5 mm, 지름 70 cm의 크기를 가지고, 평면상으로 원형의 형상을 가지는 본체부(310)를 포함하고, 본체부(310)에는 해수 또는 담수가 유통될 수 있도록 복수의 관통구(320)가 형성되어 있다.
관통구(320)의 형상은 본체부(310)와 동일한 원형의 형상을 가지고 있으며, 복수의 관통구(320) 전체의 면적은 본체부(310)의 평면 상의 면적을 기준으로 60 % 면적으로 관통되어 있다. 또한, 각각의 관통구(320) 단축의 길이(L3)는 1 cm 로 형성되어 있다.
이때, 본체부(310)는 동일한 면적으로 관통구(320)의 위치에 따라 구획된 3개의 구획부들(341, 342, 343)이 형성되어 있으며, 제1 구획부(341)에 위치한 제1 관통구(321)와 제2 구획부(342)에 위치한 제2 관통구(322) 사이의 최단 거리(D1)가 동일하게 제3 구획부(343) 내에 인접하게 위치한 제3 관통구(323) 및 제4 관통구(324) 사이의 최단 거리(D2)보다 4배 길게 형성되어 있다.
이러한 구조는 각각의 구획부들(341, 342, 343) 사이에 관통구(320)를 포함하지 않는 일종의 보강부가 본체부(310)에 형성되는 구조로서, 어구(300)의 내구성을 향상시켜주는 역할을 할 수 있다. 상기 구조에서 지칭한 제1 관통구(321) 및 제2 관통구(322)는 상기 제1 구획부(341) 및 제2 구획부(342) 사이에서 가장 가까운 이격 거리로 위치한 관통구(320)의 위치를 나타내기 위해 임의로 지칭한 것이며, 마찬가지로 상기 구조에서 지칭한 제3 관통구(323) 및 제4 관통구(324)는 제3 구획부(343) 내부에서 가장 가까이 위치한 관통구(320)의 위치를 나타내기 위해 임의로 지칭한 것으로서, 상기 구조에서 이들의 특정 위치가 한정되는 것은 아니며, 적용되는 본체부(310)의 크기 및 형상에 따라 위치가 변화될 수 있는 것으로 이해할 수 있다.
다음으로, 본체부(310)의 둘레에는 복수개의 체결구(330)가 관통되어 있으며, 도 1의 어구(100)와 마찬가지로 체결구(330)는 관통구(320)와 동일한 형상 및 크기를 가지고, 적용되는 양식 장치의 구조에 따라 체결구(330)가 관통구(320)와 동일한 구조로서 해수 또는 담수가 유통되는 역할을 할 수 있으며, 마찬가지로 관통구(320)가 체결구(330)와 동일한 구조로서 양식 장치 구조에 포함되는 본체부(310) 간의 체결에 활용될 수 있다.
도 4에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 어구에 대한 모식도가 도시되어 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 어구(400)는 두께 5 mm, 지름 70 cm의 크기를 가지고, 평면상으로 원형의 형상을 가지는 본체부(410)를 포함하고, 본체부(410)에는 해수 또는 담수가 유통될 수 있도록 복수의 관통구(420)가 형성되어 있다.
관통구(420)의 형상은 본체부(410)와 동일한 원형의 형상을 가지고 있으며, 복수의 관통구(420) 전체의 면적은 본체부(410)의 평면 상의 면적을 기준으로 30 % 면적으로 관통되어 있다. 이때, 관통구(420)는 본체부(410) 평면에 대해 서로 동일한 이격 거리를 가지도록 형성되어 있다. 또한, 각각의 관통구(420) 단축의 길이(L4)는 1 cm 로 형성되어 있다.
평면상으로 본체부(410)의 둘레에는 평면을 기준으로 높이 방향으로 연장되어 있는 측벽부(450)를 포함하며, 측벽부(450) 상에는 복수개의 체결구(430)가 관통되어 있으며, 체결구(430)는 관통구(420)와 동일한 형상 및 크기를 가지고, 적용되는 양식 장치의 구조에 따라 체결구(430)가 관통구(420)와 동일한 구조로서 해수 또는 담수가 유통되는 역할을 할 수 있다.
도 5에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 어구에 대한 모식도가 도시되어 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 어구(500)는 두께 5 mm, 장축의 길이가 70 cm의 크기를 가지고, 평면상으로 사각형의 형상을 가지는 본체부(510)를 포함하고, 본체부(510)에는 해수 또는 담수가 유통될 수 있도록 복수의 관통구(520)가 형성되어 있다.
관통구(520)의 형상은 본체부(510)와 상이한 원형의 형상을 가지고 있으며, 복수의 관통구(520) 전체의 면적은 본체부(510)의 평면 상의 면적을 기준으로 30 % 면적으로 관통되어 있다. 이때, 관통구(520)는 본체부(510) 평면에 대해 서로 동일한 이격 거리를 가지도록 형성되어 있다. 또한, 각각의 관통구(520) 단축의 길이(L5)은 1 cm 로 형성되어 있다.
다음으로, 본체부(510)의 둘레에는 복수개의 체결구(530)가 관통되어 있으며, 도 1의 어구(100)와 마찬가지로 상기 체결구(530)는 관통구(520)와 동일한 형상 및 크기를 가지고, 적용되는 양식 장치의 구조에 따라 체결구(530)가 관통구(520)와 동일한 구조로서 해수 또는 담수가 유통되는 역할을 할 수 있으며, 마찬가지로 관통구(520)가 체결구(530)와 동일한 구조로서 양식 장치 구조에 포함되는 본체부(510) 간의 체결에 활용될 수 있다.
도 6에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 어구에 대한 모식도가 도시되어 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 어구(600)는 두께 5 mm, 장축의 길이가 70 cm의 크기를 가지고, 평면상으로 사각형의 형상을 가지는 본체부(610)를 포함하고, 상기 본체부(610)에는 해수 또는 담수가 유통될 수 있도록 복수의 관통구(620)가 형성되어 있다.
관통구(620)의 형상은 본체부(610)와 상이한 원형의 형상을 가지고 있으며, 복수의 관통구(620) 전체의 면적은 본체부(610)의 평면 상의 면적을 기준으로 60 % 면적으로 관통되어 있다. 또한, 각각의 관통구(620) 단축의 길이(L6)은 1 cm 로 형성되어 있다.
이때, 본체부(610)는 동일한 면적으로 관통구(620)의 위치에 따라 구획된 4개의 구획부들(641, 642, 643, 644)이 형성되어 있으며, 제1 구획부(641)에 위치한 제1 관통구(621)와 제2 구획부(642)에 위치한 제2 관통구(622) 사이의 최단 거리(D3)가 제3 구획부(643) 내에 인접하게 위치한 제3 관통구(623) 및 제4 관통구(624) 사이의 최단 거리(D4)보다 4배 길게 형성되어 있다.
이러한 구조는 각각의 구획부들(641, 642, 643, 644) 사이에 관통구(620)를 포함하지 않는 일종의 보강부가 본체부(610)에 형성되는 구조로서, 어구(600)의 내구성을 향상시켜주는 역할을 할 수 있다.
상기 구조는 앞서 도 3에서 설명한 바와 같이, 구획부들(641, 642, 643, 644) 및 관통구(620)의 크기 및 형상이 적용되는 본체부(610)의 크기 및 형상에 따라 위치가 변화될 수 있는 것으로 이해할 수 있다.
다음으로, 본체부(610)의 둘레에는 복수개의 체결구(630)가 관통되어 있으며, 도 1의 어구(100)와 마찬가지로 상기 체결구(630)는 관통구(620)와 동일한 형상 및 크기를 가지고, 적용되는 양식 장치의 구조에 따라 체결구(630)가 관통구(620)와 동일한 구조로서 해수 또는 담수가 유통되는 역할을 할 수 있으며, 마찬가지로 관통구(620)가 체결구(630)와 동일한 구조로서 양식 장치 구조에 포함되는 본체부(610) 간의 체결에 활용될 수 있다.
본 발명에 따른 어구는, 앞서 설명한 도 1 내지 6에서 설명한 본체부, 관통구, 체결구, 구획부를 모두 또는 일부 포함하는 구조이면 그 형상이 제한되는 것은 아니며, 그 형상이 구형, 각형 원통형 등 다양한 형태의 어구를 제조하는 것이 가능하다.
도 7에는 본 발명의 일 실시예에 따른 양식 장치의 모식도가 도시되어 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 양식 장치(1000)는 어류 또는 패류를 가두어 양식하기 위하여 수중에서 고정하거나 또는 수면에 띄우는 구조로서, 순차적으로 이격 거리를 가지게 배치되는 복수개의 어구들(1100), 어구들(1100)을 서로 이격된 상태로 고정 및 연결시키는 와이어 부재(1200) 및 상기 어구들(1100) 외측 둘레에 위치하고 내부의 양식물이 외부로 이탈하는 것을 방지하도록 설치되는 망 부재(1300)를 포함한다.
양식 장치(1000)에 포함되는 어구들(1100)의 형상은 도 1에 도시되어 있는 어구(100)와 동일한 구조를 가지고 있으며, 와이어 부재(1200)가 어구들(1100) 상에 관통되어 있는 체결구(1130)를 통해 어구들(1100) 사이를 고정 및 연결하는 구조로 구성된다.
도 10에 도시되어 있는 어구들(1100)의 개수, 크기 및 구조는 양식 장치(1000)의 크기 및 형상에 따라 변화될 수 있는 것은 물론이다.
이하에서는 실시예 및 비교예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 상세하게 설명한다.
<실시예 1>
친환경 어구 제조용 조성물의 제조
고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 35 중량% 및 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 25 중량%, 탄산칼슘 40 중량%를 200℃ 온도에서 30 분간 용융 혼합하여 친환경 어구 제조용 조성물을 제조하였다.
어구 제조
제조된 친환경 어구 제조용 조성물을 압출기에 공급하여 용융시킨후 다이스에 압출시키고, 이어서 프레스 가공으로 판 형태를 형성하였다. 다음으로, 상기 도 1에 도시되어 있는 구조를 포함하도록 복수개의 관통구를 형성시켜 어구를 제조하였다.
<실시예 2 내지 6>
상기 실시예 1에서 HDPE, LDPE 및 탄산칼슘의 함량을 하기 표 1에서와 같이 변경한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 친환경 어구 제조용 조성물을 제조하고, 이를 통해 어구를 제조하였다.
<비교예 1>
상기 실시예 1에서 HDPE, LDPE 및 탄산칼슘의 함량을 하기 표 1에서와 같이 변경한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 친환경 어구 제조용 조성물을 제조하고, 이를 통해 어구를 제조하였다.
<비교예 2>
폴리프로필렌계 수지를 주성분으로 하는 재생플라스틱 조성물을 사용하여 제조된 도 8의 종래의 어구를 사용하였다.
| HDPE (중량%) |
LDPE (중량%) | 탄산칼슘 (중량%) |
|
| 실시예 1 | 35 | 25 | 40 |
| 실시예 2 | 30 | 20 | 50 |
| 실시예 3 | 30 | 40 | 30 |
| 실시예 4 | 50 | 20 | 30 |
| 실시예 5 | 45 | 35 | 20 |
| 실시예 6 | 50 | 40 | 10 |
| 비교예 1 | 20 | 50 | 30 |
<실험예 1: 물성평가>
실시예 1 내지 실시예 6, 비교예 1에서 제조된 어구의 물성을 하기 방식을 이용하여 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 인장강도
ASTM D638-14에 의거하여, Type IV 시험편, 50 mm/분의 시험속도로 인장강도를 측정하였다.
(2) 굴곡강도
ASTM D790-17에 의거하여, 지지간 거리 40 mm, 1.1 mm/분의 시험속도로 굴곡강도를 측정하였다.
(3) 굴곡 탄성률(flexural modulus)
ASTM D790-17에 의거하여, 지지간 거리 40 mm, 1.1 mm/분의 시험속도로 굴곡 탄성률을 측정하였다.
(4) 아이죠드 충격강도
ASTM D256-10(2018)(A법)에 의거하여 아이죠드 충격강도를 측정하였다.
(5) 듀로미터 경도(Type D)
ASTM D2240-15e1에 의거하여 듀로미터 경도를 측정하였다.
| 인장강도 (MPa) |
굴곡강도 (MPa) |
굴곡 탄성률 (MPa) |
아이죠드충격강도 (J/m) |
듀로미터경도 | |
| 실시예 1 | 15.8 | 27.5 | 1055 | 256 | 65 |
| 실시예 2 | 14.5 | 28.7 | 1132 | 224 | 65 |
| 실시예 3 | 15.4 | 23.0 | 670 | 455 | 63 |
| 실시예 4 | 19.4 | 28.4 | 1065 | 227 | 66 |
| 실시예 5 | 18.5 | 26.9 | 917 | 260 | 65 |
| 실시예 6 | 21.2 | 24.9 | 668 | 478 | 62 |
| 비교예 1 | 13.2 | 20.4 | 548 | 420 | 62 |
표 2를 참조하면, 본 발명의 친환경 어구 제조용 조성물로부터 제조된 실시예들의 어구의 경우 인장강도, 굴곡강도, 굴곡 탄성률, 아이죠드 충격강도와 듀로미터 경도가 우수하여 기계적 강도, 내구성이 매우 우수함을 확인할 수 있다. 반면에, 비교예들의 경우 인장강도, 굴곡강도, 굴곡 탄성률, 아이죠드 충격강도 및 듀로미터 경도 중 적어도 하나의 물성이 저하됨을 확인할 수 있다.
<실험예 2: 유해성분 검출평가>
실시예 1 및 비교예 2에 대해서 유해성분 검출시험을 수행하였으며, 하기 시험방법 (1)에 따라 납(PB)을 검출하였고, 하기 시험방법(2)에 따라 9 브롬화 디페닐 에테르(nona bromodiphenyl ether) 및 10 브롬화 디페닐 에테르(deca bromodiphenyl ether)을 검출하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
시험방법
(1) EN71 Par 3:2013+A3:2018 - Migration of Cert
(2) IEC 62321-6:2015
| 실시예 1 | 비교예 2 | |
| 납 (ppm) |
0.0 | 7 |
| 9 브롬화 디페닐 에테르 (ppm) |
0.0 | 5.98 |
| 10 브롬화 디페닐 에테르 (ppm) |
0.0 | 61.2 |
표 3을 참조하면, 비교예 2의 경우 납, 9 브롬화 디페닐 에테르 및 10 브롬화 디페닐 에테르와 같은 유해성분이 검출된 반면, 본 발명에 따른 친환경 어구 제조용 조성물로 제조된 실시예 1의 경우 이러한 유해성분들이 전혀 검출되지 않았음을 확인할 수 있다.
<실험예 3: 굴곡내성 시험평가>
실시예 1 및 비교예 2에서 제조된 어구를 테스트 시편으로 하여, 중심축을 기준으로 일면의 양측이 접하도록 절곡하고, 이어서 동일한 중심축을 기준으로 배면의 양측이 접하도록 절곡하는 왕복 절곡 동작을 반복하였다. 1회 왕복 절곡에 소요되는 시간은 3초이고, 최대 반복 횟수를 50 회로 설정하였으며, 시편이 파단되기까지의 반복 횟수를 측정하였다. 각각 3개의 시편에 대하여 1 내지 3차에 걸쳐 굴곡내성 평가를 수행한 후 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
| 실시예 1 | 비교예 2 | |
| 1차 테스트 최대 반복 횟수 | 50 | 5 |
| 2차 테스트 최대 반복 횟수 | 50 | 7 |
| 3차 테스트 최대 반복 횟수 | 50 | 8 |
표 4를 참조하면, 실시예 1의 경우, 최대 반복 횟수인 50 회 왕복 절곡 이후에도 시편이 파단되지 않는 바, 굴곡 내성이 우수함을 확인할 수 있는 반면에, 비교예 2의 경우 10 회 미만의 왕복 절곡에도 시편이 파단되었음을 확인할 수 있다.
이상 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕을 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
Claims (17)
- 조성물의 전체 중량을 기준으로 20 내지 50 중량%의 고밀도 폴리에틸렌(HDPE),
20 내지 40 중량%의 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 및
10 내지 55 중량%의 탄산칼슘을 포함하고,
상기 조성물 내에 중금속 함량이 5 ppm 미만이고,
할로겐화 디페닐 에테르의 함량의 5 ppm 미만이고
상기 조성물로부터 제조되는 어구의 굴곡강도가 21 내지 35 MPa 범위인, 친환경 어구 제조용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 HDPE는 밀도가 0.941 내지 0.970 g/㎤ 범위이고,
결정화도가 65 내지 85 % 범위인, 친환경 어구 제조용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 LDPE는 밀도가 0.910 내지 0.925 g/㎤ 범위이고,
결정화도가 45 내지 55 % 범위인, 친환경 어구 제조용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 조성물은 UV 차단제, 동결 방지제 및 내염수성 첨가제 중에서 선택되는 1 종 이상의 첨가제를 추가로 포함하는, 친환경 어구 제조용 조성물. - 제1항에 따른 친환경 어구 제조용 조성물로부터 제조되는, 친환경 어구.
- 제5항에 있어서,
상기 친환경 어구는, 평면상으로 원형, 타원형 및 다각형 중에서 선택되는 1종의 형상을 가지는 본체부를 포함하고,
상기 본체부에는 해수 또는 담수가 유통될 수 있도록 복수의 관통구가 형성되어 있는, 친환경 어구. - 제6항에 있어서,
상기 관통구는 평면상으로 원형, 타원형 및 다각형 중에서 선택되는 1종의 형상을 가지는, 친환경 어구. - 제6항에 있어서,
상기 본체부의 평면 상의 면적을 기준으로 상기 복수의 관통구 전체의 면적은 10 내지 80 % 범위이고, 상기 관통구 각각은 단축의 길이가 0.5 내지 10 cm 범위인, 친환경 어구. - 제6항에 있어서,
상기 관통구는 본체부 중심으로부터 둘레 방향을 향해 방사형으로 형성되어 있는, 친환경 어구. - 제6항에 있어서,
상기 본체부는 동일한 면적으로 구획된 3 내지 6 개의 구획부가 형성되어 있으며, 구획부들 각각에 인접하게 위치한 관통구들 사이의 최단 거리가 각 구획부 내에 위치한 관통구들 사이의 최단 거리에 2 내지 4 배로 위치한, 친환경 어구. - 제6항에 있어서,
평면상으로 상기 본체부의 둘레에는 복수개의 체결구가 관통되어 있으며, 상기 체결구는 평면상으로 원형, 타원형 및 다각형 중에서 선택되는 1종의 형상을 가지고, 상기 체결구 각각은 단축의 길이가 0.5 내지 10 cm 범위인, 친환경 어구. - 제6항에 있어서,
평면상으로 상기 본체부의 둘레에는 평면을 기준으로 높이 방향으로 연장되어 있는 측벽부를 포함하며, 상기 측벽부 상에는 복수개의 체결구가 관통되어 있고, 상기 체결구는 평면상으로 원형, 타원형 및 다각형 중에서 선택되는 1종의 형상을 가지고, 상기 체결구 각각은 단축의 길이가 0.5 내지 10 cm 범위인, 친환경 어구. - 제6항에 있어서,
상기 어구는 인장강도가 14 내지 25 MPa 범위이고,
굴곡 탄성률(flexural modulus)가 600 내지 1300 MPa 범위이고,
아이죠드충격강도가 200 내지 500 J/m 범위이고,
듀로미터경도가 60 내지 70 범위인, 친환경 어구. - 제6항에 따른 친환경 어구를 포함하는, 양식 장치.
- 제14항에 있어서,
상기 양식 장치는 어류 또는 패류를 가두어 양식하기 위하여 수중에서 고정하거나 또는 수면에 띄우는 구조로서,
순차적으로 이격 거리를 가지게 배치되는 복수개의 어구들;
상기 어구들을 서로 이격된 상태로 고정 및 연결시키는 와이어 부재; 및
상기 어구들 외측 둘레에 위치하고 내부의 양식물이 외부로 이탈하는 것을 방지하도록 설치되는 망 부재를 포함하는, 양식 장치. - 제15항에 있어서,
상기 와이어 부재는 어구 상에 관통되어 있는 관통구 또는 체결구를 통해 어구들 사이를 고정 및 연결시키는, 양식 장치. - 제15항에 있어서,
상기 양식 장치를 사용한 양식 기간은 2 주 내지 5 년 범위인, 양식 장치.
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