KR102113657B1 - 부표 제조용 금형 및 이를 이용하여 제조된 부표 - Google Patents

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주식회사 태양케미칼
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Abstract

본 발명의 일 측면은, 하우징; 및 상기 하우징의 일면으로부터 돌출되고, 상기 하우징의 타면과 5~20cm의 거리로 이격된 하나 이상의 침상체;를 포함하고, 하기 조건을 만족하는 부표 제조용 금형 및 이를 이용하여 제조된 부표를 제공한다.
0.5≤D/d≤1.0
상기 식에서, D는 상기 침상체의 평균 직경이고, d는 부표를 구성하는 단위 발포 입자의 평균 직경이다.

Description

부표 제조용 금형 및 이를 이용하여 제조된 부표{A MOLD FOR MANUFACTURING A BUOY MEMBER AND A BUOY MEMBER}
본 발명은 부표 제조용 금형 및 이를 이용하여 제조된 부표에 관한 것이다.
일반적으로 부표(buoy)는 인근 해역에 양식장을 설치하기 위해 그물이나 줄과 같은 양식 구조물을 원통 형상의 몸체에 매달아 해상에 띄워 놓을 수 있도록 함으로써, 양식장을 설치 및 표시하기 위한 하나의 수단으로 사용되며, 김이나 미역 또는 굴 등과 같은 부착성 생물을 해수 중에서 양식하는 수산업 분야에서는 필수적으로 사용되는 그물 구성품의 일종이다.
현재 사용되고 있는 부표는 폴리스티렌 폼(polystyrene foam, 이하 "스티로폼") 재질의 것과 폴리에틸렌 발포 수지 재질의 것으로 크게 나눌 수 있는데, 그 중 스티로폼 재질의 것이 주로 사용되고 있다.
여기서, 스티로폼 재질의 부표가 많이 사용되는 이유는 가볍고 부력이 강하며 부식성이 없고 설치 작업이 용이하며 비용이 저렴하기 때문이다. 그러나, 스티로폼의 경우 재질이 약하여 마모가 쉽고, 장기간 사용시 수분이 흡수되면서 부력을 잃게 되는 문제가 있다.
특히, 수면과의 마찰 또는 수면 위를 떠다니는 물체와 충돌되었을 때 파손되기 쉽고, 스티로폼 자체가 기공이 크고 많기 때문에 해수에서 약 1년 정도 사용하게 되면 해수의 응집으로 부력이 저하되어 부표로서의 본래 기능을 발휘하지 못하게 되며, 부표의 파손에 의한 스티로폼 파편이 수면에 부유하게 됨에 따라 오염의 원인이 된다.
또한, 폴리에틸렌 발포 수지 재질의 부표는 스티로폼 재질의 부표에 비해 내파열성 및 인장강도가 우수하므로 각종 원인에 의한 파손 우려는 적으나, 폴리에틸렌 발포 수지 자체가 물을 흡수하는 성질을 가지고 있기 때문에, 폴리에틸렌 발포 수지 재질의 부표를 약 1년간 사용하게 되면 부표의 부력이 약해지는 문제점이 있다.
이에 대해, 한국등록특허 제10-1246931호는 발포 폴리프로필렌 재질의 부표를 개시한다. 상기 부표는 물리적 발포가 이루어진 상태의 발포 폴리프로필렌 비드를 개방형 금형에 내입한 상태에서 가압력과 동시에 금형의 캐비티 내면에 일정 간격으로 형성되어 있는 증기 공급공을 통해서 공급되는 증기압을 제공하여 비드의 표면을 녹여 붙여 구성하되, 상기 부표의 몸체에는 축 직각 방향으로 증기를 공급하는 복수의 구멍을 중심에 근접하도록 형성하여 부표의 중심 비드의 표면을 함께 녹여 붙여 구성한다. 다만, 상기 부표에 다수개의 구멍이 형성되어 해수와의 접촉 표면적이 증가되고, 그로 인해 해수에 장시간 노출시 부식성이 증가하여 부표의 사용 수명이 감소되며, 구멍으로부터 이탈된 발포 입자가 수면에 부유하게 됨에 따라 오염의 원인이 되거나 다수의 구멍에 의해 부표의 강도가 저하되는 문제가 있다.
한국등록특허 제10-1843422호는 발포 폴리프로필렌 소재의 본체부와, 상기 본체부의 공간부에 상기 본체부보다 밀도가 낮은 발포 폴리프로필렌 소재의 인서트부 각각 별도로 성형한 후, 이들을 상호 결합하여 실질적으로 내부에 빈 공간이 없는 부표를 개시한다. 다만, 상기 본체부와 인서트부를 별도로 제조해야 하고, 이들을 끼움 방식으로 결합시키는 공정이 부가됨에 따라 생산성이 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 단일 공정으로 금형의 내주면과 접하는 부표의 표면뿐만 아니라 부표의 내부에 위치하는 발포 비드까지 균일하게 성형 및 접착시킬 수 있는 부표 제조용 금형을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 금형을 이용하여 제조된 것으로서, 해수에 장시간 노출됨에 따라 불가피하게 발생하는 파편이 부표로부터 이탈되지 않도록 하여 오염을 저감할 수 있는 친환경적인 부표를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면은, 하우징; 및 상기 하우징의 일면으로부터 돌출되고, 상기 하우징의 타면과 5~20cm의 거리로 이격된 하나 이상의 침상체;를 포함하고, 하기 조건을 만족하는 부표 제조용 금형을 제공한다.
0.5≤D/d≤1.0
상기 식에서, D는 상기 침상체의 평균 직경이고, d는 부표를 구성하는 단위 발포 입자의 평균 직경이다.
일 실시예에 있어서, 상기 하우징 및 상기 침상체는 열전도성 물질로 이루어질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 하우징은 원통형일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 침상체는 상기 하우징의 밑면과 중심이 동일하고 상기 밑면보다 반지름이 작은 제1 동심원 영역으로부터 돌출될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 동심원의 반지름은 상기 하우징의 밑면의 반지름보다 5~20cm 작을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 침상체는, 상기 하우징의 밑면의 중심으로부터 돌출된 제1 침상체; 및 상기 제1 침상체를 중심으로 한 제2 동심원의 원주 상에 위치한 복수의 지점으로부터 돌출된 복수의 제2 침상체;를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 침상체는 상호 평행일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 제2 침상체는 상호 일정한 각거리(angular distance)로 이격될 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면은, 상기 부표 제조용 금형을 이용하여 제조된 발포 입자로 이루어진 부표에 있어서, 상기 부표의 일면으로부터 침투하여 타면으로부터 5~20cm의 지점까지 형성된 하나 이상의 구멍을 포함하고, 하기 조건을 만족하는 부표를 제공한다.
0.5≤D'/d≤1.0
상기 식에서, D'는 상기 구멍의 직경이고, d는 부표를 구성하는 단위 발포 입자의 평균 직경이다.
일 실시예에 있어서, 상기 발포 입자는 폴리프로필렌 입자일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 부표 제조용 금형은, 하우징의 일면으로부터 돌출되고, 상기 하우징의 타면과 5~20cm의 거리로 이격된 하나 이상의 침상체를 포함하며, 상기 침상체의 평균 직경(D)과 부표를 구성하는 단위 발포 입자의 평균 직경(d)의 관계를 일정 범위로 조절함으로써, 단일 공정으로 상기 금형의 내주면과 접하는 부표의 표면뿐만 아니라 부표의 내부에 위치하는 발포 비드까지 균일하게 성형 및 접착시킬 수 있다.
또한, 상기 금형을 이용하여 제조된 발포 입자로 이루어진 부표는, 해수에 장시간 노출됨에 따라 불가피하게 발생하는 파편이 부표로부터 이탈되지 않도록 하여 오염을 저감할 수 있는 친환경적인 효과를 도모할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부표 제조용 금형의 단면을 도식화한 것이고;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부표 제조용 금형의 내부를 촬영한 사진이고;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 부표 제조용 금형을 이용하여 제조된 부표를 촬영한 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 부표 제조용 금형을 이용하여 제조된 부표의 표면 중 구멍 주변부를 도식화한 것이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부표 제조용 금형의 단면을 도식화한 것이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 부표 제조용 금형을 이용하여 제조된 부표의 표면 중 구멍 주변부를 도식화한 것이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 측면에 따른 부표 제조용 금형은, 하우징(100); 및 상기 하우징의 일면으로부터 돌출되고, 상기 하우징의 타면과 5~20cm, 바람직하게는, 약 10cm의 거리로 이격된 하나 이상의 침상체(210, 220);를 포함할 수 있다.
상기 부표 제조용 금형은 하기 조건을 만족할 수 있다.
0.5≤D/d≤1.0
상기 식에서, D는 상기 침상체의 평균 직경이고, d는 부표를 구성하는 단위 발포 입자의 평균 직경이다. 상기 조건은, 구체적으로, 상기 침상체의 평균 직경(D)이 상기 단위 발포 입자의 평균 직경(d) 이하이고, 상기 단위 발포 입자의 평균 직경(d)의 1/2 이상인 것으로 해석될 수 있다. 상기 발포 입자 또는 단위 발포 입자는 폴리프로필렌 입자일 수 있다.
도 5를 참고하면, 상기 부표 제조용 금형을 이용하여 제조된 부표에는 상기 침상체(210, 220)에 의해 형성된, 즉, 성형 간 상기 침상체(210, 220)가 위치하던 자리에 하나 이상의 구멍(210', 220')이 형성될 수 있고, 성형 직후 금형으로부터 분리된 부표에 포함된 단위 발포 입자(300)는 일정 시간 동안 팽창할 수 있다. 이 때, 상기 구멍(210', 220')의 평균 직경(D')은 상기 단위 발포 입자(300)가 팽창하는 동안 수축될 수 있고, 상기 구멍(210', 220')의 평균 직경(D') 또한 상기 침상체의 평균 직경(D) 이하로 감소할 수 있고, 바람직하게는, 상기 침상체의 평균 직경(D)보다 작아질 수 있다.
상기 부표를 구성하는 단위 발포 입자(300)의 평균 직경(d)이 상기 구멍(210', 220')의 평균 직경(D')보다 크면, 즉, 상기 구멍의 평균 직경(D')이 상기 부표를 구성하는 단위 발포 입자의 평균 직경(d)보다 작으면, 해수에 장시간 노출됨에 따라 불가피하게 발생하는 파편이 부표로부터, 특히, 상기 부표에 형성된 구멍으로부터 이탈되지 않도록, 즉, 포획되도록 하여 오염을 저감할 수 있는 친환경적인 효과를 도모할 수 있다.
또한, 상기 침상체(210, 220)의 평균 직경(D)은 상기 단위 발포 입자(300)의 평균 직경(d)의 1/2 이상일 수 있는데, 상기 침상체의 평균 직경(D)이 상기 단위 발포 입자의 평균 직경(d)의 1/2 미만이면 상기 침상체의 강도가 저하되어 성형 간 상기 침상체가 구부러지거나 부러질 수 있다.
상기 하우징(100) 및 상기 침상체(210, 220)는 열전도성 물질로 이루어질 수 있다. 상기 열전도성 물질은, 예를 들어, 철, 구리, 주석, 아연, 마그네슘, 스테인리스 스틸 및 이들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있고, 바람직하게는, 스테인리스 스틸일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 하우징의 내부에 발포 비드를 주입한 다음, 상기 하우징을 폐쇄하고 증기 존재하에서 상기 하우징과 상기 침상체를 일정 온도로 가열하면, 상기 발포 비드가 팽창하고 그 표면이 용융되면서 상호 접착되어 부표가 제조된다.
이러한 발포 비드의 팽창, 용융, 접착은 상기 하우징 및 침상체로부터 인가 및 전달된 열에 의해 이루어지므로, 하우징 내부의 전(全) 영역에 열을 균일하게 전달하는 것이 공정효율, 생산성 및 제조된 부표의 물성의 측면에서 중요하다.
내부가 비어있는, 즉, 하우징만으로 이루어진 금형의 경우, 하우징에 인가된 열이 하우징의 내벽으로부터 약 5~20cm, 바람직하게는, 약 10cm의 거리까지만 전달될 수 있고, 발포 비드의 팽창, 용융, 접착이 하우징의 내벽으로부터 인접한 영역에서만 이루어지게 되므로, 직경과 높이가 각각 20~40cm 이하인 소형 부표를 제조하기 위한 용도에 한하여 적용될 수 있다. 이러한 금형을 이용하여 직경과 높이가 각각 약 40cm 이상인 중대형 부표를 제조하는 경우, 부표의 중심부 영역까지 충분한 열이 전달될 수 없으므로 상기 중심부 영역에 위치한 발포 비드의 팽창, 용융, 접착이 이루어지지 않는 문제가 있다.
이와 같이, 하우징만으로 이루어진 금형의 내부에는 열이 전달될 수 없는 비전도 영역이 발생하는데, 상기 침상체(210, 220)를 상기 하우징의 내부에 적절히 위치시킴으로써 이러한 비전도 영역을 실질적으로 소멸시킬 수 있고, 그에 따라, 단일 공정으로 상기 금형의 내주면과 접하는 부표의 표면뿐만 아니라 부표의 내부에 위치하는 발포 비드까지 균일하게 성형 및 접착시킬 수 있다.
상기 하우징(100)의 형태는 특별히 제한되지 않으나, 상기 비전도 영역을 소멸시키는데 최적화된 침상체의 수와 위치를 예시하기 위해, 도 1 및 도 2에 도시된 사항을 바탕으로 상기 하우징(100)이 원통형인 경우를 들어 설명하기로 한다.
상기 하우징이 원통형인 경우, 상기 침상체(210, 220)는 상기 하우징의 밑면과 중심이 동일하고 상기 밑면보다 반지름이 작은 제1 동심원 영역으로부터 돌출될 수 있다. 상기 제1 동심원의 반지름은 상기 하우징의 밑면의 반지름보다 5~20cm, 바람직하게는, 약 10cm 작을 수 있다.
상기 침상체는, 상기 하우징의 밑면의 중심으로부터 돌출된 제1 침상체(210); 및 상기 제1 침상체를 중심으로 한 제2 동심원의 원주 상에 위치한 복수의 지점으로부터 돌출된 복수의 제2 침상체(220);를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 침상체는 상호 평행일 수 있고, 상기 복수의 제2 침상체는 상호 일정한 각거리(angular distance)로 이격될 수 있다.
상기 하우징의 밑면의 중심으로부터 돌출된 상기 제1 침상체(210)가 존재하더라도 상기 하우징의 내부에 튜브 또는 도넛 형태의 비전도 영역이 잔류하므로, 상기 복수의 제2 침상체(220)를 추가로 배치하여 붉은색 원으로 표시된 전도 영역을 발생시킴으로써 이러한 비전도 영역을 실질적으로 소멸시킬 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따른 부표는, 상기 부표 제조용 금형을 이용하여 제조된 발포 입자로 이루어진 것으로서, 상기 부표의 일면으로부터 침투하여 타면으로부터 5~20cm, 바람직하게는, 약 10cm의 지점까지 형성된 하나 이상의 구멍을 포함할 수 있다.
상기 부표는 하기 조건을 만족할 수 있다.
0.5≤D'/d≤1.0
상기 식에서, D'는 상기 구멍의 직경이고, d는 부표를 구성하는 단위 발포 입자의 평균 직경이다.
도 5를 참고하면, 상기 부표 제조용 금형을 이용하여 제조된 부표에는 상기 침상체(210, 220)에 의해 형성된, 즉, 성형 간 상기 침상체(210, 220)가 위치하던 자리에 하나 이상의 구멍(210', 220')이 형성될 수 있고, 성형 직후 금형으로부터 분리된 부표에 포함된 단위 발포 입자(300)는 일정 시간 동안 팽창할 수 있다. 이 때, 상기 구멍(210', 220')의 평균 직경(D')은 상기 단위 발포 입자(300)가 팽창하는 동안 수축될 수 있고, 상기 구멍(210', 220')의 평균 직경(D') 또한 상기 침상체의 평균 직경(D) 이하로 감소할 수 있고, 바람직하게는, 상기 침상체의 평균 직경(D)보다 작아질 수 있다.
상기 부표를 구성하는 단위 발포 입자(300)의 평균 직경(d)이 상기 구멍(210', 220')의 평균 직경(D')보다 크면, 즉, 상기 구멍의 평균 직경(D')이 상기 부표를 구성하는 단위 발포 입자의 평균 직경(d)보다 작으면, 해수에 장시간 노출됨에 따라 불가피하게 발생하는 파편이 부표로부터, 특히, 상기 부표에 형성된 구멍으로부터 이탈되지 않도록, 즉, 포획되도록 하여 오염을 저감할 수 있는 친환경적인 효과를 도모할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 하우징
210: 제1 침상체
220: 제2 침상체
210': 제1 침상체에 의해 형성된 구멍
220': 제2 침상체에 의해 형성된 구멍
300: 단위 발포 입자

Claims (10)

  1. 하우징; 및
    상기 하우징의 일면으로부터 돌출되고, 상기 하우징의 타면과 5~20cm의 거리로 이격된 하나 이상의 침상체;를 포함하고,
    상기 하우징 및 상기 침상체는 스테인리스 스틸로 이루어지고,
    하기 조건을 만족하는 부표 제조용 금형:
    0.5≤D/d≤1.0
    상기 식에서, D는 상기 침상체의 평균 직경이고, d는 부표를 구성하는 단위 발포 입자의 평균 직경이다.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 원통형인 부표 제조용 금형.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 침상체는 상기 하우징의 밑면과 중심이 동일하고 상기 밑면보다 반지름이 작은 제1 동심원 영역으로부터 돌출된 부표 제조용 금형.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 동심원의 반지름은 상기 하우징의 밑면의 반지름보다 5~20cm 작은 부표 제조용 금형.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 침상체는,
    상기 하우징의 밑면의 중심으로부터 돌출된 제1 침상체; 및
    상기 제1 침상체를 중심으로 한 제2 동심원의 원주 상에 위치한 복수의 지점으로부터 돌출된 복수의 제2 침상체;를 포함하는 부표 제조용 금형.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 침상체는 상호 평행인 부표 제조용 금형.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 제2 침상체는 상호 일정한 각거리(angular distance)로 이격된 부표 제조용 금형.
  9. 제1항 및 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 부표 제조용 금형을 이용하여 제조된 발포 입자로 이루어진 부표에 있어서,
    상기 부표의 일면으로부터 침투하여 타면으로부터 5~20cm의 지점까지 형성된 하나 이상의 구멍을 포함하고,
    하기 조건을 만족하는 부표:
    0.5≤D'/d≤1.0
    상기 식에서, D'는 상기 구멍의 직경이고, d는 부표를 구성하는 단위 발포 입자의 평균 직경이다.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 발포 입자는 폴리프로필렌 입자인 부표.
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