KR102200613B1 - 해조류를 이용한 친환경 부표 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해조류를 이용한 친환경 부표 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 친환경 부표는, 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 내부에 부력공간이 형성되어 있는 내피체와, 상기 내피체의 외측에 코팅 처리되어 형성된 외피체로 구성되어 있으며,상기 내피체는 해조류 가공 부산물과 목분을 원료로 하며, 상기 외피체는 내피체의 외측에 폴리우레아가 도포 및 건조되어 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 해조류의 가공 처리시 발생하는 부산물인 슬러지를 원료로 함으로써 부산물의 폐기에 소요되는 비용과 절차를 줄일 수 있게 되고, 해조류 가공 슬러지에 침엽수 분말을 첨가하여 제조됨으로써 강도가 우수하고, 물과 접촉하여 쉽게 풀어지는 현상이 방지될 수 있게 되며, 목재 분말은 침엽수의 분말로 구성됨으로써 별도의 접착제 사용 없이 침엽수의 송진 성분이 바인더 역할을 하여 원료간의 결합이 우수하고 물에 풀어지는 현상을 최소화할 수 있게 되고, 해조류 가공 슬러지와 목재 분말을 원료로 하여 성형된 내피체의 외부에 폴리우레아가 코팅된 외피체가 형성됨으로써 외부로부터 내피체를 보호할 수 있을 뿐만 아니라, 외피체는 표면이 비늘 모양으로 형성되어 따개비나 수초가 잘 달라붙지 않고 취부시 잘 미끄러지지 않게 된다.

Description

해조류를 이용한 친환경 부표 제조방법{method for making eco-friendly buoy using seaweeds}

본 발명은 부표 및 그 제조방법에 관한 것으로, 해조류 가공 슬러지와 목분 및 폴리우레아를 이용하여 해양 미세플라스틱으로 인한 해양 오염을 방지하면서 부표에 요구되는 부유성 등의 성능을 만족시킬 수 있도록 한, 해조류를 이용한 친환경 부표 및 그 제조방법에 관한 것이다.

해양수산부 보도자료에 의하면 우리나라는 전 세계에서 해양 미세플라스틱 문제가 가장 심각한 나라로 알려져 있으며, 그 대표적 원인은 양식장에서 쓰는 스티로폼 부표로 알려져 있다.

국내 양식장에서는 매년 1900만 개의 스티로폼 부표가 사용되며, 스티로폼 부표의 경우 재질이 역약하고, 자외선에 의해 쉽게 손상되고, 이는 바다 환경에 치명적인 미세 플라스틱 오염 문제를 야기하고 있는 실정이라 하겠다.

이러한 문제점을 해소하기 위한 기술로, "차량 탑재형 이동식 폴리우레아 코팅 장치를 이용한 스티로폼 발포 부표 코팅 방법"(한국 공개실용신안공보 제20-2019-0002188호, 특허문헌 1)에서는 스티로폼 발포 부표의 손상을 방지하기 위하여 이동식 폴리우레아 코팅 장비를 이용하여 스티로폼 발포 부표 표면에 폴리우레아를 코팅하여 스티로폼의 손상을 방지하고, 자외선으로부터 스티로폼을 보호하도록 한 기술이 공개되어 있다.

특허문헌 1과 같은 기술은 종래의 발포 스티로폼이 외부로 노출되는 부표에 비해 내구 수명을 연장하고, 해양 환경 오염 방지에 기여할 수 있는 장점이 있다.

그러나, 외부의 폴리우레아 코팅층 내부는 여전히 환경 오염을 야기시킬 수 있는 물질인 바, 외부의 코팅층이 손상될 경우 해양 환경 오염이 발생하게 된다.

특히, 폴리우레아는 압축이나 인장 등에 대해서는 내부 구조물을 온전히 보호할 수 있으나, 그 자체로 날카로운 물질이 닿을 경우 쉽게 잘리거나 구멍이 형성되기 때문에 내부를 외부로부터 온전히 보호하기 힘든 문제점이 있다.

이러한 문제점의 해소와 관련된 기술로, "코코넛 섬유를 이용한 회전식 부표"(한국 등록특허공보 제10-2038993호, 특허문헌 2)에는 유리섬유 사이에 코코넛 섬유를 넣고 적층시킨 후 압축 컴프레셔를 이용하여 내부를 진공상태로 유지시킨 다음 VARTM 공법, 핸드 레이업 공법 등을 이용하여 성형한 후 건조시켜 제조하는 기술이 공개되어 있다.

그런데, 특허문헌 2의 경우 원료로 비중이 2 ~3 정도 되는 유리섬유가 사용되는 바, 물에 뜨기 위해서 내부에는 스티로폼과 같은 부력재가 사용되고, 이는 곧 외부의 방수층이 손상될 경우 스티로폼이 해수와 접촉하여 결국 해양 오염을 야기시키게 되는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위한 기술로, "내부모형이 종이이며 외부표면재료가 폴리머로 구성된 부력물 및 구조물 제조 방법"(한국 공개특허공보 제10-2017-0003886호, 특허문헌 3)에는 내부 모형이 종이로 구성되고, 외부는 폴리머로 구성된 부력물에 대한 기술이 공개되어 있다.

특허문헌 3은 해양 오염 문제로부터 비교적 자유로운 종이를 내부 재료로 구성함으로써 특허문헌 2로 인한 문제점을 해소할 수 있는 장점을 갖는다.

그러나, 종이의 경우 물과 접촉할 때 물에 의해 풀어져 버리는 성질이 있는 바, 외부의 폴리머 층이 손상되어 물과 해수가 접촉하는 상태가 되면 강성을 유지하지 못하게 되는 치명적인 단점이 발생하게 된다.

이처럼 친환경 재료를 이용하여 부표의 제조에 대해 다양한 기술이 제시되고 있으나, 여전히 해양 오염을 최소화하면서 내구성을 만족시키고, 부유성을 온전히 유지하기 위한 실질적인 기술의 개발이 보다 필요한 실정이라 하겠다.

KR 20-2019-0002188 (2019.08.29) KR 10-2038993 (2019.10.25) KR 10-2017-0003886 (2017.01.10)

본 발명의 해조류를 이용한 친환경 부표 및 그 제조방법은 상기와 같은 종래 기술에서 발생하는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 해조류의 가공 처리시 발생하는 부산물인 슬러지를 원료로 함으로써 부산물의 폐기에 소요되는 비용과 절차를 줄일 뿐만 아니라 저비용으로 소재 구매가 가능하게 하려는 것이다.

또, 해조류 가공 슬러지에 목재 분말을 첨가하여 제조됨으로써 강도가 우수하고, 물과 접촉하여 풀어지는 현상이 방지 또는 일정 기간 연장될 수 있게 하려는 것이다.

특히, 목재 분말은 침엽수의 분말로 구성됨으로써 별도의 접착제 사용 없이 침엽수의 송진 성분이 바인더 역할을 하여 원료간의 결합이 우수하고 물에 풀어지는 현상을 최소화하려는 것이다.

또한, 해조류 가공 슬러지와 목재 분말을 원료로 하여 성형된 내피체의 외부에 폴리우레아가 코팅된 외피체가 형성됨으로써 외부로부터 내피체를 보호할 수 있을 뿐만 아니라, 외피체는 표면이 비늘 모양으로 형성되어 따개비나 수초가 잘 달라붙지 않고 취부시 잘 미끄러지지 않게 하려는 것이다.

본 발명의 해조류를 이용한 친환경 부표는, 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 내부에 부력공간이 형성되어 있는 내피체와, 상기 내피체의 외측에 코팅 처리되어 형성된 외피체로 구성되어 있으며,상기 내피체는 해조류 가공 부산물과 목분을 원료로 하며, 상기 외피체는 내피체의 외측에 폴리우레아가 도포 및 건조되어 형성된 것을 특징으로 한다.

또, 상기 목분은 침엽수 분말인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내피체는 해조류 가공 부산물과 목분이 1 ~ 9 : 1의 중량비로 혼합되어 성형된 것을 특징으로 한다.

더하여, 상기 부력공간에는 벽체에 의해 분리되는 격실이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

더하여, 상기 외피체의 표면은 비늘 모양으로 돌출된 요철이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 해조류를 이용한 친환경 부표의 제조방법은, 해조류 부산물과 목분을 일정 비율로 혼합하여 혼합물을 제조하는 혼합단계와; 상기 혼합물을 가공하여 복수 개의 유닛을 성형하는 성형단계와; 상기 성형단계에서 제조된 복수 개의 유닛을 서로 결합하여 내부에 부력공간이 형성된 내피체를 조립하는 조립단계와; 상기 내피체의 외부에 폴리우레아를 코팅 및 건조하여 외피체를 형성하는 코팅단계;를 포함하여 구성된다.

상기한 구성에 있어서, 상기 코팅단계는 분사노즐을 이용하여 폴리우레아를 코팅하며, 분사노즐에서의 분사를 온오프 조절하여 외피체의 표면이 비늘 모양으로 돌출된 요철이 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 성형단계에서는 유닛의 단부에 역삼각형 모양의 홈과 돌기가 교번되도록 성형하되, 상기 돌기는 유닛 곡면의 연장선보다 외곽측으로 꺾인 상태가 되록 성형하고, 유닛끼리 조립시 서로 외곽측으로 꺾인 돌기들이 홈에 원할히 끼워지도록 한 다음 돌기들을 외곽에서 내측으로 가압하여 조립하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 폴리우레아는 주제와 경화제가 1:1의 중량비로 혼합된 하이브리드 폴리우레아이며, 상기 주제는 Modified MDI 40 ~ 60 중량%와, Polypropylene Glycol류 폴리올 20 중량%와, 점도조절제 5 중량%를 포함하여 구성되며, 상기 경화제는 Polypropylene glycol 70.4 중량%와, 쇄연장제 25 중량%를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 성형단계는, 하부 금형이 저장수조에 담수된 상태에서 하부 금형 내부에 액체 상태의 혼합물이 수용된 후 혼합물이 하부금형의 표면에 흡착되도록 하고, 하부금형이 승강하면서 상부금형과 치합된 후, 하부금형의 흡입이 차단되고, 상부금형의 흡입이 이루어져 초벌 성형물이 상부금형에 흡착된 상태로 상부금형이 이동하여 컨베어장치로 이동한 후 흡착이 해제되어 초벌 성형물이 컨베어장치를 따라 이동하면서 건조장치를 통해 건조하여 제조하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의해, 해조류의 가공 처리시 발생하는 부산물인 슬러지를 원료로 함으로써 부산물의 폐기에 소요되는 비용과 절차를 줄일 뿐만 아니라 저비용으로 소재 구매가 가능해지게 된다.

또, 해조류 가공 슬러지에 목재 분말을 첨가하여 제조됨으로써 강도가 우수하고, 물과 접촉하여 풀어지는 현상이 방지 또는 일정기간 연장될 수 있게 된다.

특히, 목재 분말은 침엽수의 분말로 구성됨으로써 별도의 접착제 사용 없이 침엽수의 송진 성분이 바인더 역할을 하여 원료간의 결합이 우수하고 물에 풀어지는 현상을 최소화할 수 있게 된다.

또한, 해조류 가공 슬러지와 목재 분말을 원료로 하여 성형된 내피체의 외부에 폴리우레아가 코팅된 외피체가 형성됨으로써 외부로부터 내피체를 보호할 수 있을 뿐만 아니라, 외피체는 표면이 비늘 모양으로 형성되어 따개비나 수초가 잘 달라붙지 않고 취부시 잘 미끄러지지 않게 된다.

도 1은 본 발명의 해조류를 이용한 친환경 부표의 일 예를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에서 홈과 돌기를 이용하여 유닛 간 결합 상태를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에서 돌기가 경사면으로 이루어진 예를 나타낸 사시도.
도 4 내지 6은 본 발명에서 유닛 간 벽체의 결합 예를 나타낸 단면도.

이하, 첨부된 도면을 통해 본 발명의 해조류를 이용한 친환경 부표 및 그 제조방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.

하기의 도면에 도시된 본 발명이 적용되는 부표의 형상이 구형으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지 범위 내에서 원통형, 원추형, 다각 기둥형 등 다양한 형태로 형성될 수 있음은 자명하다 할 것이다.

본 발명의 해조류를 이용한 친환경 부표는 내부에 부력공간(11)이 형성되어 있는 내피체(10)와, 상기 내피체(10)의 외측에 코팅 처리되어 형성된 외피체(20)로 구성되어 있으며, 상기 내피체(10)는 해조류 가공 부산물과 목분을 원료로 하며, 상기 외피체(20)는 내피체(10)의 외측에 폴리우레아가 도포 및 건조되어 형성된 것을 특징으로 한다.

해조류 가공 부산물(슬러지)은 해조류를 90 ~ 100℃ 온도의 물에 투입한 후 90 ~ 150분간 동일 온도를 유지하여 연질화를 시키고, 연질화된 해조류 100 중량부 대비 5 ~ 15 중량부의 제올라이트 분말이나 조개 껍데기 분말을 혼합한다

조개 껍네기 분말이나 제올라이트 분말이 첨가되면 연질화된 해조류의 점액 성분의 제거 효율을 높여 잔사의 순도와 회수율을 높여줄 수 있게 된다.

혼합된 혼합물을 채를 이용하여 여과시켜 조개 껍데기 분말이나 제올라이트 분말, 잔사는 채에 걸러지고, 점액 성분만 채를 통과하게 된다.

이 점액 성분은 화장품이나 식품 등의 원료로 활용된다.

그런 다음 채에 걸러진 원료를 필터로 여과하여 제올라이트 분말이나 조개껍데기 분말과 같은 불순물을 걸러내어 불순물이 제거된 해조류 가공 부산물(슬러지)이 수득된다.

이 부산물의 주요 성분은 해조류의 잔사로 이루어진다.

해조류 가공 부산물에는 잔사 외에도 수분이 포함되어 있는데, 이 수분은 별도로 건조시켜 증발시키지 않고 수분이 포함된 상태로 목분과 혼합될 수도 있고, 건조 공정을 거친 후 목분과 혼합시 물이 첨가될 수도 있다.

해조류는 녹조류, 갈조류, 홍조류는 물론이며, 해초까지도 활용 가능하다.

그 중에서도 김, 우뭇가사리, 개우무, 새발, 꼬시래기 등의 홍조류는 다른 조류보다 결정성이 셀룰로오스 섬유와 유사할 뿐만 아니라 열정 특성은 더 우수한 바, 홍조류를 사용하면 더욱 좋다.

해조류 가공 부산물의 주요 성분인 잔사(섬유질)는 그 자체로 구조적 강도를 높이기 어려운 바, 본 발명에서는 내피체(10)의 원료로 목분이 첨가된다.

목분은 섬유질의 해조류 가공 부산물에 비해 강도가 높은 장점을 가지며, 대체로 비중도 낮아 수중에서 부표가 뜨는데 유용하게 작용된다.

이에 따라, 목분이 적절하게 해조류 가공 부산물과 혼합되어 성형될 경우 부표의 구조적 강도를 높여줄 수 있게 된다.

특히, 목분의 표면은 뾰족한 창상 구조를 이루고, 불규칙한 형상을 취하기 때문에 해조류 가공 부산물과의 결합력이 증대된다.

이때, 목분과 해조류 가공 부산물이 상호 결합되기 위해서 별도의 바인더를 필요로 한다.

이러한 바인더는 통상의 친환경 바인더인 아크릴 접착제 등이 사용될 수 있다.

그러나, 목분의 원료가 침엽수로 이루어진 경우 침엽수에는 바인더 역할을 하는 송진이 함유되어 있기 때문에 별도의 바인더 없이도 목분과 해조류 가공 부산물이 일체화될 수 있다.

따라서, 목분은 침엽수 분말(칩)로 구성됨이 가장 바람직하다.

이때, 목분 입자 크기는 0.5 ~ 1mm 정도가 됨이 바람직하다.

아울러, 내피체(10)는 해조류 가공 부산물과 목분이 1 ~ 9 : 1의 중량비로 혼합되어 성형된 것이 바람직하다.

즉, 해조류 가공 부산물이 적게는 50 중량%에서 많게는 90중량% 정도 포함되도록 하는 것이다.

목분의 함량이 높아지면 높아질수록 구조적 강도가 높아지나, 목분 함량이 50 중량%를 초과할 경우 원료간의 결합력이 약해 별도 바인더 없이 성형이 원할하게 이루어지지 못하는 현상이 발생할 수 있다.

또, 목분 함량이 10 중량% 미만일 경우에는 성형 후 강도가 떨어져 외부 충격에 의해 내피체(10)가 쉽게 파괴되어 버리는 문제점이 발생할 수 있다.

한편, 상기와 같이 구성된 내피체(10)의 부력공간(11)에는 격실이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

격실의 벽체(12)는 별도의 소재로 구성될 수도 있으나, 내피체(10)와 동일한 소재로 구성됨이 가장 바람직하다.

또, 격실의 벽체(12)는 별도로 성형된 후 조립될 수도 있고, 성형 과정에서 내피체(10)와 일체화되어 성형될 수도 있다.

벽체(12)에 의해 분리되는 격실이 형성되는 경우 부력공간(11)이 분할되어 부력공간(11) 일부에서 침수가 발생하더라도 부분적인 침수에 그치게 되고, 침수 시간을 연장하여 부표가 가라앉기 전에 유지 보수가 가능하게 되므로 부표가 가라앉는 현상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 내피체(10)의 강도를 유지시켜줄 수 있게 되는 장점이 있다.

더하여, 내피체(10)의 두께는 5 ~ 15mm 정도로 이루어짐이 바람직하다.

내피체(10)의 두께가 5mm 미만일 경우 강도가 떨어질 우려가 있고, 예리한 도구에 의해 파손될 경우 부력공간(11)이 외부 공간과 연통될 우려가 있다.

또, 내피체(10)의 두께가 15mm를 초과하는 경우에 전체 부표 무게가 무거워져 취부, 운반 및 수송에 어려움을 겪을 수 있다.

한편, 내피체(10)의 외측으로 코팅 처리되는 외피체(20)는 순수 폴리우레아가 코팅 처리될 수도 있고, 하이브리드 폴리우레아가 코팅 처리될 수도 있다.

순수 폴리우레아는 주제, 경화제, 첨가제로 구성될 수 있다.

주제는 주제는 이소시아네이트를 프리폴리머화한 A액으로, 경화제는 폴리아민을 사용할 수 있다.

주제로는, 경화제 폴리아민과 반응하는 이소시아네이트는 이소시아네이트 프리폴리머화된 것을 사용하며 이에 사용되는 이소시아네이트는 polymeric MDI인 (Methylenebis(4,1-phenylene)Diisocyanate), Modified MDI인(P,P'- Methylene diphenyl Diisocyanate) (4,4'-Methylenediphenyl Diisocyanate), Monomeric MDI(4,4 -, 2,4 -, 2,2 -diphenylmethane diisocyanate), 무황변 MDI인 (Hexamethylene Diisocyanate), 무황변 MDI인 (Isoporon diisocyanate)중에 하나를 사용할 수 있다.

이러한 이소시아네이트는 성분 내 NCO% 함량으로 조성 비율을 조절하는데 NCO% 함량이 12~18%함량으로 조절하여 반응성 ,인장강도 ,경도 ,신장율을 조절하도록 선택한다.

좀 더 자세히 기술하면 부표 용도에는 Modified MDI를 사용하는 것이 바람직하다.

이를 무게비로 환산하면 Modified MDI를 주제 100% 중량에 중량비로 40~60%를 사용한다.

Modified MDI를 프리폴리머화를 위하여 Polypropylene Glycol류 폴리올을 사용하는데 이때 사용되는 폴리올은 분자량이 1000~3000사이가 적당하며 신장율 , 반응성을 고려하여 분자량 2000과 3000을 사용하거나 혼합 사용이 바람직하다.

이소시아네이트 프리폴리머는 프리폴리머화시 점도가 높아지는데 이때 높은 점도는 스프레이 시 혼합 비율 이상현상을 초래하기 때문에 일정 점도까지 낮추어야 한다.

이때 사용하는 점도 조절제는 이소시아네이트 프리폴리머와 반응이 없는 점도 조절제 Propylene carbonate 1~10%를 첨가하여 점도 조절을 한다.

경화제는 주제와 유사한 특성을 부여하나 세분화된 요구물성은 경화제의 첨가제가 그 기능을 만족하게 한다.

이러한 경화제의 주요구성물은 경화제부는 폴리아민과 쇄연장제 및 기능성 첨가제가 사용이 되었으며 이들의 구성은 폴리아민 분자량 2000 ((alpha-(2-Aminomethylethyl)-omega-(2-aminomethylethoxy)-poly(oxy(methyl-1,2-ethanediyl))) 폴리아민 분자량 5000(Poly[oxy(methyl-1,2-ethanediyl)],.alpha.,.alpha.',.alpha.''-1,2,3-propanetriyltris[.omega.-(2-aminom,ethylethoxy)를 50~70 중량%, 경화를 위해 디아민을 2가지 종류를 사용하는게 특징이다.

이중 일반적인 폴리우레아 경화제인 DETDA((3,5 Diethyltoluene-2,4/2,6-diamine) 1~10 중량%, 겔링타임을 최대한 늘리기 위하여 디아민((4,4'-methylene Bis[N-(1-methylpropyl)benzenamine)을 5~40 중량%, 변색방지를 위하여 uv안정제를 0.5 중량%를 사용하고 다양한 색상 제조를 위하여 피그먼트를 잔량 사용하여 부표용 폴리우레아 경화제를 제조할 수 있다.

이상과 같은 조성의 폴리우레아는 초속경화형으로 수초만에 겔을 형성하고 도막을 형성하는 장점을 갖고 있다.

하이브리드 폴리우레아 조성물을 코팅하여 외피체(20)를 형성하는 경우 주제는 상기 순수 폴리우레아와 동일하며, 경화제 폴리아민과 반응하는 이소시아네이트는 이소시아네이트 프리폴리머화된 것을 사용하며 이에 사용되는 이소시아네이트는 polymeric MDI인 (Methylenebis(4,1-phenylene)Diisocyanate), Modified MDI인 (P,P'- Methylene diphenyl Diisocyanate) (4,4'-Methylenediphenyl Diisocyanate) ,Monomeric MDI(4,4 -, 2,4 -, 2,2 -diphenylmethane diisocyanate), 무황변 MDI인 (Hexamethylene Diisocyanate), 무황변 MDI인 (Isoporon diisocyanate)중에 하나를 사용할 수 있다.

이러한 이소시아네이트는 성분 내 NCO% 함량으로 조성 비율을 조절하는데 NCO% 함량이 12~18%함량으로 조절하여 반응성 ,인장강도 ,경도 ,신장율을 조절하도록 선택하며, 바람직하기로는 Modified MDI를 사용하는 것이 바람직하다.

이를 무게비로 환산하면 Modified MDI를 주제 100% 중량에 40~60 중량%를 사용한다.

Modified MDI를 프리폴리머화를 위하여 Polypropylene Glycol류 폴리올을 사용하는데 이때 사용되는 폴리올은 분자량이 1000~3000사이가 적당하며 신장율 , 반응성을 고려하여 분자량 2000과 3000을 사용하거나 혼합 사용이 바람직하다.

이소시아네이트 프리폴리머는 프리폴리머화시 점도가 높아지는데 이때 높은 점도는 스프레이 시 혼합 비율 이상현상을 초래하기 때문에 일정 점도까지 낮추어야 한다. 이때 사용하는 점도 조절제는 이소시아네이트 프리폴리머와 반응이 없는 점도 조절제 Propylene carbonate 1~10 중량%를 첨가하여 점도 조절을 한다.

경화제는 순수폴리우레아의 아민과 기능성 폴리올 (Polypropylene Glycol류)를 혼합하여 사용한다.

이때 기능성 폴리올의 경우 분자량을 400~3000을 사용이 가능하며 부표용의 경우 신축성이 높은 재질을 요구함으로 2000~3000의 분자량을 가지는 것이 양호하다.

또한 이러한 폴리올은 이소시아네이트와 반응시 반응 촉매가 필요하다. 이러한 반응촉매는 초속 경화형에 맞는 비스무스계열을 사용하는 것이 좋다.

여기에 사용되는 아민은 경화를 위해 디아민을 2가지 종류를 사용하는게 특징이다.

이중 일반적인 폴리우레아 경화제인 DETDA((3,5 Diethyltoluene-2,4/2,6-diamine) 1~10 중량%, 겔링타임을 최대한 늘리기 위하여 디아민((4,4'-methylene Bis[N-(1-methylpropyl)benzenamine)을 5~40 중량%, 변색방지를 위하여 uv안정제를 0.5 중량%를 사용하고 다양한 색상제조를 위하여 피그먼트를 잔량 사용하여 부표용 폴리우레아 경화제를 제조한다.

폴리우레아를 도포하기 위해서는 초속경화형으로 Pre mix 도포가 불가능해 믹싱 건에서 고온 고압 충돌혼합형 장비를 활용한다.

이때, 토출압은 2,000PSI 이상인 것이 바람직하다.

만일, 분사 압력이 상기 범위 미만일 경우 분산이 원할하지 않아 주제와 경화제의 혼합이 원할하지 못해 경화에 문제가 발생한다.

더하여, 만일 3,000PSI를 초과할 경우 분산은 원할하게 되나 비산되는 양이 많아 작업이 어려워진다.

분사시 온도는 60 ~ 70 ℃ 정도가 바람직하다.

60℃ 미만일 경우 분산에 문제가 발생하며, 70℃ 초과시에는 안전상 문제가 발생한다.

이때, 스프레인건을 연속적으로 on/off하게 되면 외피체(20)의 표면에 비늘 모양의 요철(21)을 외부에 형성할 수 있다.

만일 on/off 간격이 길어지면 비늘 모양이 평면화되고, 짧아질 경우 비늘 형상이 너무 작아지는 바, on/off 간격은 0.5 ~ 1.5초 정도가 바람직하다.

이처럼 스프레이건을 on/off하여 외피체(20)의 표면 비늘 모양으로 돌출된 요철(21)이 형성되는 경우 따개비나 수초가 잘 달라붙지 않고 취부시 잘 미끄러지지 않게 된다.

상기한 폴리우레아 코팅은 내피체(10)의 외측에만 코팅되어 외피체(20)를 형성할 수 있는데, 전술한 바와 같이 격실이 형성되도록 벽체(12)가 구비되는 경우 각 격실이 상호 독립적으로 해수의 침투가 방지되도록 구성됨이 바람직하다.

따라서, 이 경우 벽체(12)의 외주면 및 내피체(10)의 내주면에도 도시된 것처럼 폴리우레아 코팅이 이루어진 내부코팅층(40)이 형성됨이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 해조류를 이용한 친환경 부표의 제조 방법은, 크게 혼합단계, 성형단계, 조립단계 및 코팅단계로 진행될 수 있다.

먼저, 혼합단계는, 전술한 해조류 부산물과 목분을 일정 비율로 혼합하여 혼합물을 제조한다.

이때, 하기의 성형 방식에 따라 해조류 부산물을 건조한 후 목분과 혼합할 수도 있으며, 수분을 함유한 상태에서 혼합할 수도 있다.

성형단계는 상기 혼합물을 가공하여 복수 개의 유닛(1)을 성형한다.

성형은 건식 성형 및 습식 성형 모두 가능하다.

건식 성형은 상기 해조류 부산물을 건조하여 분말화시킨 상태에서 목분과 혼합한 다음 암,수 한 쌍의 프레스형 금형에 원료로 투입하여 열과 압력을 가해 성형할 수 있다.

그러나, 이 방식의 경우 성형 후 벽면이 찢어지는 문제점이 발생할 수 있는 바 그리 바람직하지 못하다.

따라서, 성형은 핫 블라스트 드라이 타입(hot blast dry type) 등과 같은 습식 성형이 비교적 바람직하다.

이 방식은 하부 금형이 저장수조에 담수된 상태에서 하부 금형 내부에 액체 상태의 혼합물이 수용된 후 혼합물이 하부금형의 표면에 흡착되고, 하부금형이 승강하면서 상부금형과 치합된 후, 하부금형의 흡입이 차단되고, 상부금형의 흡입이 이루어져 초벌 성형물이 상부금형에 흡착된 상태로 상부금형이 이동하여 컨베어장치로 이동한 후 흡착이 해제되어 초벌 성형물이 컨베어장치를 따라 이동하면서 건조장치 등에 의해 건조됨으로써 성형되는 방식이다.

이와 같은 방식으로 제조될 경우 전술한 건식 프레스 금형 방식에 비해 구성요소간의 결합이 우수하고, 제조 속도가 더욱 빨라질 수 있게 된다.

이때, 제조되는 유닛(1)은 내피체(10) 전체 형상이 균등 분할된 것일 수도 있으며, 경우에 따라서는 격실을 형성하는 벽체(12)가 일체로 성형되도록 할 수도 있다.

이 경우 벽체(12)마다 단부에 홈(12a)과 돌기(12b)가 형성되어 유닛간 조립시 홈(12a)과 돌기(12b)가 치합되도록 함이 바람직하다.

조립단계는 상기 성형단계에서 제조된 복수 개의 유닛(1)을 서로 결합하여 내부에 부력공간(11)이 형성된 내피체(10)를 형성한다.

조립시 각 유닛(1)의 결합은 사탕수수즙과 같은 친환경 접착제를 이용할 수도 있고, 가열 가압 방식으로 결합할 수도 있으며, 열 융착 방식으로 결합할 수도 있고, 임시로 테이프로 결합하는 방식 등이 될 수도 있다.

또, 유닛(1) 제조시 유닛(1)의 단부에 홈(31)과 돌기(30)를 형성함으로써 홈(31)과 돌기(30)가 치합하는 방식으로 조립될 수도 있다.

만일, 홈(31)과 돌기(30)를 이용하여 조립하는 경우에는 홈(31)과 돌기(30)의 형상이 역삼각형 즉, 외광내협의 형상이 되도록 하여 홈(31)과 돌기(30)의 중간 부분 즉, 홈(31)의 폭과 돌기(30)의 폭이 동일한 부분에서 서로 슬라이딩시킨 다음 강제로 결합시킬 수 있다.

이 경우 돌기(30)들은 유닛(1) 표면보다 외측으로 다소 휘어진 형상의 경사면(32)으로 형성함으로써 상호간의 끼움이 원할하게 이루어지도록 할 수 있으며, 이 상태에서 외측에서 내측으로 가압하면서 자연스럽게 상호 결합되도록 할 수 있다.

코팅단계는 전술한 바와 같이 상기 내피체(10)의 외부에 폴리우레아를 코팅 및 건조하여 외피체(20)를 형성한다.

이때, 성형단계에서 제조된 유닛(1)의 내주면 및 격실 형성을 위한 벽체(12)가 형성되는 경우 이 벽체(12)에도 폴리우레아를 코팅할 수 있다.

이 경우 내피체(10)의 외주면은 물론, 내주면, 그리고 격실 사이의 벽체(12)에도 폴리우레아가 코팅되어 있어 방수 성능을 높일 뿐만 아니라 구조적 강도 및 내구성을 가일층 높여줄 수 있게 된다.

외피체(20)의 두께는 0.2 ~ 0.5mm 정도가 바람직하다.

종래에 스티로폼에 폴리우레아를 코팅하는 경우 두께가 2mm 정도 되어 단가가 상승하고, 무게가 무거워지는 문제점이 있었다.

그러나, 본 발명에서는 내부가 친환경 재료로 이루어져 있어 미세 플라스틱의 노출 우려가 적고, 따라서 언제든지 보수하여 사용이 가능하므로 종래와 같이 두꺼운 두께로 도포하지 않고 0.2 ~ 0.5mm 정도의 두께만 갖도록 코팅하면 충분하다.

더하여, 격실 형성을 위한 벽체(12)는 상기 각 유닛(1)에 일체화되도록 성형단계에서 함께 성형될 수 있다.

또는 일측의 유닛(1)에는 벽체(12)가 삽입되는 끼움홈(13)이 형성되도록 하고, 다른 유닛(1)에는 벽체(12)가 상기 끼움홈(13)에 삽입될 정도로 길게 연장되도록 형성하여 끼움홈(13)에 벽체(12)가 끼워지도록 하는 방식으로 성형할 수도 있다.

또다른 방법으로는 유닛(1)에 모두 벽체(12)가 형성될 끼움홈(13)만 형성되도록 성형하는 한편, 별도의 판상 벽체(12)를 제조한 후 이 벽체(12)를 조립시 끼움 결합되도록 할 수 있다.

이때, 이 판상 벽체(12)는 별도의 재질일 수도 있고, 전술한 유닛(1)과 동일한 재질일 수도 있다.

만일 유닛(1)과 동일한 재질로 구성되는 경우 이 벽체(12)에도 각각 폴리우레아를 코팅 처리하여 친환경성을 유지하면서도 격실 사이의 공간이 방수 기능을 유지하도록 할 수 있다.

이 경우 유닛(1)의 내주면에도 폴리우레아를 코팅 처리하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.

<실시예 및 비교예>

실시예 1

해조류(우뭇가사리)를 100℃ 온도의 물에 투입한 후 100분간 동일 온도를 유지하여 연질화를 시키고, 연질화된 해조류 100 중량부 대비 10 중량부의 제올라이트 분말을 혼합하여 3시간 동안 대기한 다음 채로 거른 다음 채를 통과하지 못한 원료를 필터로 여과하여 제올라이트 분말을 제거하여 해조류 가공 부산물(슬러지)을 수득하였다.

더하여 입자 크기가 0.5 ~ 1mm 범위인 침엽수 분말을 준비한 후, 준비된 해조류 가공 부산물과 목분을 1 : 1의 중량비로 혼합하여 혼합물을 제조하였다.

더하여, 하부 금형이 저장수조에 담수된 상태에서 하부 금형 내부에 액체 상태의 혼합물이 수용된 후 혼합물이 하부금형의 표면에 흡착되고, 하부금형이 승강하면서 상부금형과 치합된 후, 하부금형의 흡입이 차단되고, 상부금형의 흡입이 이루어져 초벌 성형물이 상부금형에 흡착된 상태로 상부금형이 이동하여 컨베어장치로 이동한 후 흡착이 해제되어 초벌 성형물이 컨베어장치를 따라 이동하면서 건조장치를 통해 건조되는 습식 성형 장치에 상기 혼합물을 공급 및 습식 성형 장치를 작동시켜 두께 10mm의 판상 유닛을 제조하였다.

이어 판상의 유닛에 순수 폴리우레아 조성물을 코팅하였다.

순수 폴리우레아 조성물은 주제와 경화제를 1:1의 중량비로 혼합하여 제조하였다.

주제는 (P,P'- Methylene diphenyl Diisocyanate) (4,4'-Methylenediphenyl Diisocyanate) MDI 중량비 42% 및 Polypropyleneglycol 폴리올 분자량 2000 (PPG-2000D) KKPC社을 무게중량비 20.0% 폴링올 분자량 3000(PPG-3000D)KKPC社 질소가 채워진 가열반응기에 중량비 29.05% 첨가하여 90도까지 승온시키고 90도에서 2시간 프리폴리머화 되도록 유지하여 NCO를 측정하여 설계 NCO에 도달하였을 경우 냉각하여 점도조절을 위하여 점도 조절제 Propylene carbonate 중량비 5%를 첨가하고 상안정제를 위하여 특급인산을 중량비 0.05%를 첨가하여 제조하였으며, 경화제는 분자량 2000의 JEFFAMINE® D-2000 polyoxypropylenediamine (HUNTSMAN 社) 60.5 중량%, JEFFAMINE T-5000 polyoxypropylenediamine (HUNTSMAN 社) 10 중량%, 쇄연장제 ETHACURE 100 Diethyltoluenediamine (ALBEMARLE社) 15 중량%, 쇄연장기능과 함께 겔타임을 연장해주기 위하여 ETHACURE 420 N,N'-Bis(sec-butylamino)diphenylmethane (ALBEMARLE社) 10 중량%, UV에 대한 저항성을 위하여 ZIKASORB-BS (ZIKO社)를 각각 0.5 중량% 및 잔량의 색소로 구성하였다.

더하여, 상기 폴리우레아 조성물은 스프레이건을 0.5초 간격으로 on/off 함으로써 표면에 요철(21)이 형성되도록 하였다.

실시예 2 내지 14 및 비교예 1 내지 3

상기 실시예 1과 동일하게 제조하되, 하기 표 1과 같이 해조류 가공 부산물과 목분의 혼합비, 목분의 종류, 목분 입자의 크기, 성형장치의 종류를 각기 달리하여 판상의 유닛을 제조하였다.

성형장치는 일반적인 건식 성형 장치(원료를 금형에 투입하여 가열 가압 성형하는 방식)를 이용하였다.

비교예1은 원료로 목분만 사용하고 폴리우레아 코팅 처리를 안하였으며, 비교예 2는 비교예 1에 실시예 1과 동일한 폴리우레아를 코팅 처리하였다.

비교예 3은 비교예 2와 동일하게 처리하되, 폴리우레아 코팅시 on/off 처리 없이 한번에 코팅하였다.

비교예 4는 해조류 가공 부산물만을 원료로 하고, 폴리우레아 코팅 처리를 안하였고, 비교예 5는 비교예 4에 폴리우레아를 코팅 처리하였고, 비교예 6은 비교예 5와 동일하게 처리하되, 폴리우레아 코팅시 on/off 처리 없이 한번에 코팅하였다.

구분	부산물과 목분의 혼합비(단위:중량)	목분 종류	목분크기 (단위:mm)	성형장치 종류	코팅 여부	코팅 on/off 여부
실시예1	1:1	침엽수	0.5~1	습식 성형장치	○	○
실시예2	2:1	침엽수	0.5~1	습식 성형장치	○	○
실시예3	3:1	침엽수	0.5~1	습식 성형장치	○	○
실시예4	4:1	침엽수	0.5~1	습식 성형장치	○	○
실시예5	5:1	침엽수	0.5~1	습식 성형장치	○	○
실시예6	6:1	침엽수	0.5~1	습식 성형장치	○	○
실시예7	7:1	침엽수	0.5~1	습식 성형장치	○	○
실시예8	8:1	침엽수	0.5~1	습식 성형장치	○	○
실시예9	9:1	침엽수	0.5~1	습식 성형장치	○	○
실시예10	1:2	침엽수	0.5~1	습식 성형장치	○	○
실시예11	1:1	활엽수	0.5~1	습식 성형장치	○	○
실시예12	1:1	침엽수	0.1 ~ 0.4	습식 성형장치	○	○
실시예13	1:1	침엽수	1.1 ~ 1.5	습식 성형장치	○	○
실시예14	1:1	침엽수	0.5~1	건식 성형장치	○	○
비교예1	1:0	-	-	습식 성형장치	×	×
비교예2	1:0	-	-	습식 성형장치	○	○
비교예3	1:0	-	-	습식 성형장치	○	×
비교예4	0:1	침엽수	0.5~1	습식 성형장치	×	×
비교예5	0:1	침엽수	0.5~1	습식 성형장치	○	○
비교예6	0:1	침엽수	0.5~1	습식 성형장치	○	×

실시예 15 내지 16

상기 실시예 1과 동일하제 제조하되, 순수 폴리우레아 코팅제의 경화제 조성물을 아래의 표 2와 같이 조성하여 실시예 15 및 16을 제조하였다.

구분	실시예14	실시예15	실시예16
D-2000	60.5	55.5	50.5
T-5000	10	10	10
ETHACURE 100	15	20	25
ETHACURE 420	10	5	0
ZIKASORB-BS	0.5	0.5	0.5
PIGMENT	잔량	잔량	잔량

(단위:중량%)

실시예 17 내지 19

실시예 1과 동일하게 제조하되, 하이브리드 폴리우레아 코팅제를 이용하여 코팅 처리하였다.

하이브리드 폴리우레아 코팅제의 주제와 경화제는 1:1의 중량비로 혼합하였으며, 주제는 (P,P'- Methylene diphenyl Diisocyanate) (4,4'-Methylenediphenyl Diisocyanate) MDI 중량비 42% 및 Polypropyleneglycol 폴리올 분자량 2000 (PPG-2000D) KKPC社을 무게중량비 20.0% 폴링올 분자량 3000(PPG-3000D)KKPC社 질소가 채워진 가열반응기에 중량비 29.05% 첨가하여 90도까지 승온시키고 90도에서 2시간 프리폴리머화 되도록 유지하여 NCO를 측정하여 설계 NCO에 도달하였을 경우 냉각하여 점도조절을 위하여 점도 조절제 Propylene carbonate 중량비 5%를 첨가하고 상안정제를 위하여 특급인산을 중량비 0.05%를 첨가하여 제조하였고, 경화제는 분자량 2000의 Polypropylene glycol PPG-2000D KKPC社, 분자량 3000의 Polypropylene glycol PPG-3000D KKPC社, 쇄연장제 ETHACURE 100 Diethyltoluenediamine (ALBEMARLE社), 쇄연장기능과 함께 겔타임을 연장해주기 위하여 ETHACURE 420 N,N'-Bis(sec-butylamino)diphenylmethane (ALBEMARLE社) 촉매 비스무스계 K-KAT XK-640 King Industris社, 또한 UV에 대한 저항성을 위하여 ZIKASORB-BS (ZIKO社)를 실시예별로 아래의 표 3의 조성에 따라 제조하여 사용하였다.

구분	실시예17	실시예18	실시예19
PPG-2000D	35.4	40.4	45.4
PPG-3000D	35	30	25
ETHACURE 100	15	15	15
ETHACURE 420	10	10	10
ZIKASORB-BS	0.5	0.5	0.5
K-KAT XK-640	0.1	0.1	0.1
PIGMENT	잔량	잔량	잔량

(단위 : 중량%)

<실험예 1> 물리적 특성 평가

상기 실시예 1 내지 19 및 비교예 1 내지 2에 따른 판상의 유닛을 가로 20cm, 세로 20cm 크기로 잘라 시편을 제조하여 시편들에 대하여 인장강도, 휨강도, 치수 안정성을 측정하였다.

1) 인장 강도 평가

인장시험은 ASTM D638에 따라 만능시험기를 이용하여 50mm/분의 속도로 상온에서 시편의 인장강도를 측정하였다.

2) 휨 강도 평가

휨강도는 ASTM D790에 따라 만능시험기를 이용하여 20mm/분의 속도로 상온에서 시편의 굽힘강도를 측정하였다.

3) 치수안정성 평가

치수안정성은 수조 조건 20℃, 24시간 침지 후 샘플의 두께팽윤율을 측정하였다.

4) 질량수축률 평가

질량수축률은 물 1리터의 바닷물에 100일간 침지시킨 후 꺼내어 질량의 변화를 측정하였다.

상기와 같은 시편들에 대한 물성평가 결과를 표 4에 정리하여 기재하였다.

구분	인장강도 (kgf/㎠)	휨강도 (kgf/㎠)	치수안정성 (%)	질량수축률 (%)
실시예1	280	373	9	0
실시예2	275	375	10	0
실시예3	273	375	10	0
실시예4	271	380	10	0
실시예5	265	382	10	0
실시예6	263	383	11	0
실시예7	260	388	12	0
실시예8	256	392	16	0
실시예9	254	393	15	0
실시예10	222	323	9	0
실시예11	212	312	9	0
실시예12	273	365	10	0
실시예13	272	366	10	0
실시예14	255	309	12	0
실시예15	275	370	12	0
실시예16	276	365	11	0
실시예17	283	381	12	0
실시예18	284	382	10	0
실시예19	302	403	5	0
비교예1	141	251	20	56
비교예2	148	255	19	23
비교예3	149	253	20	23
비교예4	120	142	8	47
비교예5	113	152	9	19
비교예6	119	151	8	18

상기 표 4에 나타난 바와 같이 목분만을 사용했거나, 해조류 가공 부산물만을 원료로 하여 제조한 비교예들에 비해 인장강도, 휨강도가 균일하지 못하고, 전체적으로 낮게 나타난 반면, 실시예 1 내지 19의 경우 인장강도 및 휨강도가 모두 균일하게 우수한 것을 알 수 있다.

또한, 폴리우레아 코팅이 이루어지지 않은 비교예 1, 4의 경우 질량수축률이 높게 나타났다.

특히, 비교예 2, 3 및 5, 6의 경우도 질량 수축이 발생한 것으로 나타났는데, 이는 순수하게 목분만을 이용하여 제조하거나, 해조류 가공 부산물만을 원료로 하여 제조할 경우 별도의 바인더 없이는 입자간의 결합력이 떨어져 폴리우레아가 코팅 처리되어 있음에도 불구하고 수중에서 시간이 경과하면서 내부로부터의 크랙이 발생하고, 이로 인해 폴리우레아 코팅층마져 크랙이 발생하게 됨에 따라 내부의 조직이 수중으로 퍼져 나가 질량이 감소한 것으로 판단된다.

또한, 실시예들의 경우 전체적으로 치수 안정성 수치가 작아 치수 변화가 적은 반면, 비교예들의 경우 치수 변화가 큰 것을 알 수 있다.

<실험예 2> 육안 관찰 시험

상기 실시예 및 비교예의 시편을 바다에 100일동안 위치시킨 다음 수거하여 표면을 육안으로 관찰하여 따개비와 같은 패류가 달라붙는 정도를 측정하였으며, 그 결과를 5단계로 나눠 구분하여 아래 표 5에 나타냈다.

구분	패류 부착 정도 (1: 아주적음, 2 : 다소 적음, 3: 보통임, 4 : 조금 많음, 5: 아주 많음)
실시예1	1
실시예2	2
실시예3	2
실시예4	1
실시예5	2
실시예6	2
실시예7	1
실시예8	2
실시예9	2
실시예10	1
실시예11	2
실시예12	2
실시예13	1
실시예14	1
실시예15	2
실시예16	1
실시예17	2
실시예18	2
실시예19	1
비교예1	5
비교예2	3
비교예3	4
비교예4	5
비교예5	3
비교예6	4

상기 표 5에 나타난 바와 같이 폴리우레아 도포시 스프레이건을 온오프시킨 실시예들의 경우 따개비 발생량이 적은 것을 알 수 있다.

그러나, 비교예 1, 3, 4, 6과 같이 폴리우레아 코팅이 미실시되거나, 스프레이건 도포시 온오프 기능을 작동시키지 않은 경우 따개비 발생량이 많은 것을 알 수 있다.

더하여, 코팅시 온오프 기능을 작동시켰더라도 코팅층에 크랙이 발생하는 비교예 2, 5의 경우, 그 틈을 통해 따개비가 실시예들보다 많이 달라붙은 것을 알 수 있었다.

<실험예 3> 부표 제작 및 바다에서의 성능 측정 실험

실시예 1과 동일하게 제조하되, 유닛의 형상을 판상이 아닌 반구형의 형상으로 제조하였으며, 반구 두 개를 서로 맞대어 아크릴 접착제를 이용하여 접착 처리하고, 그 외측으로 폴리우레아를 코팅 처리하여 실시예 20의 부표를 제작하였다.

이어 제작된 부표를 바다에 배치하고, 2년간 존치시킨 다음 수중에 떠 있는 상태를 유지하는 지의 여부와, 질량의 변화를 측정하였다.

그 결과, 1년 후에도 부표는 여전히 최초 상태로 바다에 떠 있었으며, 질량의 변화는 0.02% 감소하는 것으로 측정되었고, 2년 후에는 질량의 변화는 0.58%로 확인되었다.

1년차 경과 후 미량의 질량 변화는 파도 등의 충격에 의해 표면의 폴리우레아 코팅층이 미세하게 벗겨졌을 뿐, 내부로 물이 침투할 정도로 손상되지 않아 부력을 유지하는 것으로 판단되었다.

그러나, 2년차 경과 후 육안으로 확인한 결과 반구형의 유닛이 서로 접하는 부분에서 미세한 크랙이 발생하는 것으로 확인되었다.

이는 접착제를 통한 단순 맞댐 접착 방식을 취할 경우 접착제의 접착 정도에 따라 성능이 저하될 수 있음을 암시한다.

<실험예 4> 부표 제작 및 바다에서의 성능 측정 실험

실시예 20과 동일하게 제조하되, 유닛의 형상을 판상이 아닌 반구형의 형상으로 제조하되, 도면에 도시된 바와 같이 유닛의 단부에 역삼각형 모양의 돌기(30)와 홈(31)이 교번하도록 형성하였다.

이때, 이 돌기(30)와 홈(31)은 유닛의 곡률보다 외곽측으로 꺽인 상태가 되도록 하여 상호간에 홈(31)과 돌기(30)가 서로 용이하게 끼워지도록 하고, 외곽측에서 강제로 가압하여 외곽으로 꺾여 있던 돌기(30)들이 곡면에 맞게 안쪽으로 들어가도록 조립하였다.

이어 실험예 3과 같이 제작된 부표를 바다에 배치하고, 2년간 존치시킨 다음 수중에 떠 있는 상태를 유지하는 지의 여부와, 질량의 변화를 측정하였다.

그 결과, 1년 후에도 부표는 여전히 최초 상태로 바다에 떠 있었으며, 질량의 변화는 0.02% 감소하는 것으로 측정되었고, 2년 후에는 질량의 변화는 0.37%로 확인되었다.

1년차는 물론, 2년차가 경과한 후 육안으로 확인한 결과 두 유닛이 맞대어져 결합된 부분에 아무런 손상도 확인되지 아니하였다.

따라서, 이 방식으로 결합할 경우 실시예 20에 비해 더 오랜 시간 손상 없이 부유 상태를 유지할 수 있을 것으로 판단되었다.

1 : 유닛 10 : 내피체
11 : 부력공간 12 : 벽체
13 : 삽입홈 20 : 외피체
21 : 요철 30 : 돌기
31 : 홈 32 : 경사면
40 : 내부코팅층

Claims (10)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 부표의 제조 방법에 있어서,
   해조류 부산물과 목분을 일정 비율로 혼합하여 혼합물을 제조하는 혼합단계와;
   상기 혼합물을 가공하여 복수 개의 유닛을 성형하는 성형단계와;
   상기 성형단계에서 제조된 복수 개의 유닛을 서로 결합하여 내부에 부력공간(11)이 형성된 내피체(10)를 조립하는 조립단계와;
   상기 내피체(10)의 외부에 폴리우레아를 코팅 및 건조하여 외피체(20)를 형성하는 코팅단계;를 포함하여 구성되되,
   상기 코팅단계는 분사노즐을 이용하여 폴리우레아를 코팅하며, 분사노즐에서의 분사를 온오프 조절하여 외피체(20)의 표면이 비늘 모양으로 돌출된 요철(21)이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는,
   해조류를 이용한 친환경 부표의 제조방법.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 성형단계에서는 유닛의 단부에 역삼각형 모양의 홈(31)과 돌기(30)가 교번되도록 성형하되, 상기 돌기(30)는 유닛 곡면의 연장선보다 외곽측으로 꺾인 상태가 되록 성형하고,
   유닛끼리 조립시 서로 외곽측으로 꺾인 돌기(30)들이 홈(31)에 원할히 끼워지도록 한 다음 돌기(30)들을 외곽에서 내측으로 가압하여 조립하는 것을 특징으로 하는,
   해조류를 이용한 친환경 부표의 제조방법.
   
9. 제 7항에 있어서,
   상기 폴리우레아는 주제와 경화제가 1:1의 중량비로 혼합된 하이브리드 폴리우레아이며,
   상기 주제는 Modified MDI 40 ~ 60 중량%와, Polypropylene Glycol류 폴리올 20 중량%와, 점도조절제 5 중량%를 포함하여 구성되며,
   상기 경화제는 Polypropylene glycol 70.4 중량%와, 쇄연장제 25 중량%를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는,
   해조류를 이용한 친환경 부표의 제조방법.
   
10. 제 7항에 있어서,
    상기 성형단계는, 하부 금형이 저장수조에 담수된 상태에서 하부 금형 내부에 액체 상태의 혼합물이 수용된 후 혼합물이 하부금형의 표면에 흡착되도록 하고, 하부금형이 승강하면서 상부금형과 치합된 후, 하부금형의 흡입이 차단되고, 상부금형의 흡입이 이루어져 초벌 성형물이 상부금형에 흡착된 상태로 상부금형이 이동하여 컨베어장치로 이동한 후 흡착이 해제되어 초벌 성형물이 컨베어장치를 따라 이동하면서 건조장치를 통해 건조하여 제조하는 것을 특징으로 하는,
    해조류를 이용한 친환경 부표의 제조방법.

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