KR102261842B1 - 폴리에틸렌 발포체 친환경 부표 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리에틸렌 발포체로 이루어진 친환경 부표 및 그 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따른 폴리에틸렌 발포체 친환경 부표는 5 내지 30 g/L의 밀도를 갖는 저밀도 폴리에틸렌 발포체 시트로 이루어진 원통형 코어부; 40 내지 100 g/L의 밀도를 갖는 가교 폴리에틸렌 발포체로 이루어지며, 상기 원통형 코어부의 외주면 전체를 감싸서 원통형 코어부의 외주면 전체와 열융착되어 있는 결착부와 상기 원통형 코어부를 감싸고 있지 않고 연장된 양 말단부를 구비한 시쓰부; 및 가교 폴리에틸렌 발포체로 이루어지며, 상기 시쓰부의 양 말단부에 각각 끼워 맞춤되어 원통형 코어부의 표면에 위치하고 상기 코어부 및 시쓰부와 열융착된 원형 마개부를 구비한다.
본 발명의 친환경 부표는 폴리에틸렌 발포체로 구성되어 가볍고 형태안정성과 내충격성을 구비하며, 수밀성이 높아 부표로서 매우 유용하다.

Description

폴리에틸렌 발포체 친환경 부표 및 그 제조방법{An eco-friendly buoy made of polyethylene foam and a method of preparing the same}

본 발명은 각종 양식장이나 어장의 표식, 그물 표식 등 해상용 어로 표식과 선박의 안전 항해를 위한 항로표지 등 해상에서 이용되는 용구인 부표 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 강이나 바다에서는 김, 굴, 전복 또는 다양한 어류나 패류를 가두어 양식하고 있으며, 이러한 어구들을 양식하거나 일시적으로 가두고자 하는 경우에 수중에 위치하게 되는 그물이나 양식용 로프 등을 고정하거나 작업자의 통로나 경계벽 등을 수면 위로 띄우기 위한 수단으로 부표가 사용된다. 이 외에, 각종 해상용 어로의 표식이나 선발의 안전 항해를 위한 항로 표지 등으로 이용되고 있기도 하다.

이러한 부표로는 통상적으로 장방형의 원형 스티로폼(EPS)을 사용하는 것이 일반적이었다. 스티로폼으로 된 부표는 태양광이나 해수에 의해 쉽게 부식되고 파손되므로 부력 상실에 따라 부표의 사용 수명이 짧은 문제점을 노출하고 있었으며, 잡물이 제품에 붙어 파손되거나 분리된 스티로폼 조각은 환경을 오염시키는 것으로 지적되고 있다.

한편, 스티로폼 부표 사용시 환경오염의 문제점을 해결하기 위해 친환경 부표가 제작 및 보급되어 친환경 부표를 통하여 연안어장의 스티로폼 부표 사용으로 인한 환경오염 방지 및 안전한 수산물 공급기반 구축하고자 하였다.

친환경 부표 제품으로는 스티로폼을 내부에 넣고 외부를 단순히 감싸는 형식의 속이 찬 부표와, 내부를 비워 놓고 사출 등으로 제품을 성형하는 속이 빈 부표 등으로 나뉘는데, 향후 스티로폼 자체 사용금지 등의 정부 추진 방향을 감안해 현재 사용중인 스티로폼 대체재를 개발하는 쪽으로 방향이 설정되어 추진되고 있다.

예를 들어, 스티로폼 부표를 소정 재료로 감싸 성형한 부표가 제안되었는데, 한국 특허공보 제10-1600525호(특허문헌 1)와 같이 열수축 시트로 스티로폼 몸체를 감싸거나, 폴리우레탄을 코팅한 부표 등이 있다. 그러나, 이러한 부표들은 시간 경과에 따라 스티로폼 몸체를 감싼 외부층이 파손되면 내부의 폴리스티렌이 표면으로 노출될 가능성이 많은 단점이 있다.

이러한 스티로폼 사용에 따른 단점을 제거하기 위하여, 폴리에틸렌 발포체를 이용한 부표가 제안되었다. 한국 특허공보 제10-1851161호(특허문헌 2)에는 폴리에틸렌 발포체 시트를 말아 가운데가 빈 터널부를 갖는 원통형 몸체를 제조한 후 외주면을 케이스로 접합한 부표를 개시한다. 이 부표는 스티로폼을 사용하지 않아 사용과정에서 조각들로 파손되는 문제는 없으나, 1종의 폴리에틸렌 발포체만으로 된 몸체는 부력을 향상시키려면 형태안정성과 내충격성이 충분치 않게 되고, 반대로 형태안정성과 내충격성을 향상시키려면 부력이 저하되는 문제점이 있다.

특허문헌 1: 한국 특허공보 제10-1600525호 특허문헌 2: 한국 특허공보 제10-1851161호

본 발명의 일 측면에 따른 목적은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 가볍고 형태안정성과 내충격성을 구비하며, 수밀성이 높은 친환경 부표를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 목적은 전술한 부표를 경제적이고 효율적으로 제조하는 제조방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 폴리에틸렌 발포체 친환경 부표는,

5 내지 30 g/L의 밀도를 갖는 저밀도 폴리에틸렌 발포체로 이루어진 원통형 코어부;

40 내지 100 g/L의 밀도를 갖는 가교 폴리에틸렌 발포체 시트로 이루어지며, 상기 원통형 코어부의 외주면 전체를 감싸서 원통형 코어부의 외주면 전체와 열융착되어 있는 결착부와 상기 원통형 코어부를 감싸고 있지 않고 연장된 양 말단부를 구비한 시쓰부; 및

가교 폴리에틸렌 발포체로 이루어지며, 상기 시쓰부의 양 말단부에 각각 끼워 맞춤되어 원통형 코어부의 표면에 위치하고 상기 코어부 및 시쓰부와 열융착된 원형 마개부를 구비한다.

본 발명의 폴리에틸렌 발포체 친환경 부표에 있어서, 원형 마개부의 가교 폴리에틸렌 발포체의 밀도는 시쓰부의 가교 폴리에틸렌 발포체와 동일한 것을 사용할 수 있다.

본 발명의 폴리에틸렌 발포체 친환경 부표에 있어서, 원통형 코어부의 반지름은 30 내지 400 mm이고, 시쓰부의 두께는 10 내지 100 mm이고, 원형 마개부의 두께는 10 내지 50 mm인 것이 바람직하다.

이러한 폴리에틸렌 발포체 친환경 부표의 부피는 25 내지 80 L, 무게는 300 내지 2,000g 정도의 크기로 제작되어 부표로서 유용하게 사용될 수 있다.

본 발명의 폴리에틸렌 발포체 친환경 부표 제조방법은,

(S1) 5 내지 30 g/L의 밀도를 갖는 저밀도 폴리에틸렌 발포체로 이루어진 원통형 코어부, 40 내지 100 g/L의 밀도를 갖는 가교 폴리에틸렌 발포체로 이루어진 상부 시트와 하부 시트 및 가교 폴리에틸렌 발포체로 이루어진 상부 원형 마개부와 하부 원형 마개부를 각각 준비하는 단계;

(S2) 상기 원통형 코어부를 길이 방향으로 중앙을 절단하여 제1 코어부와 제2 코어부를 준비하고, 상기 상부 원형 마개부와 하부 원형 마개부를 각각 중앙을 절단하여 제1 상부 마개부, 제2 상부 마개부, 제1 하부 마개부 및 제2 하부 마개부를 각각 준비하는 단계; 및

(S3) 반 원통형의 상부 몰드 내에 상기 제1 코어부, 상기 제1 코어부의 절단면을 제외한 외주면만을 감싸되 상기 제1 코어부를 감싸고 있지 않고 길이 방향으로 연장되도록 위치시킨 상부시트 및 상기 제1 코어부의 양 말단 위에 각각 위치시킨 제1 상부 마개부 및 제2 상부 마개부를 배치하고, 반 원통형 하부 몰드 내에 상기 제2 코어부, 상기 제2 코어부의 절단면을 제외한 외주면만을 감싸되 상기 제2 코어부를 감싸고 있지 않고 길이 방향으로 연장되도록 위치시킨 하부시트 및 상기 제2 코어부의 양 말단 위에 각각 위치시킨 제1 하부 마개부 및 제2 하부 마개부를 배치하고 상기 상부 몰드와 하부 몰드를 합치시켜 열압착하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 코어부는 내부가 빈 터널부를 갖는 코어부와 달리 내부가 채워져 있어 양식장에서 밧줄 등에 의한 외력이 발생할 때 변형 가능성이 줄어들며, 저밀도의 폴리에틸렌 발포체로 제조됨으로서 부력을 증가시킨다.

또한, 코어부를 감싼 시쓰부는 코어부보다 큰 밀도를 갖되 가교 폴리에틸렌 발포체 시트로 제조되므로 부력 개선에 영향을 크게 주기 않으면서도 내충격성 및 형태 안정성 향상에 기여한다.

한편, 본 발명의 폴리에틸렌 발포체 친환경 부표를 구성하는 원통형 코어부, 시쓰부 및 원형 마개부는 모두 폴리에틸렌 발포체로 제조되고 이들은 상호 열융착에 의해 일체화되어 있으며, 특히 원형 마개부는 시쓰부에 끼워 맞춤되어 있어 수밀성과 내충격성이 우수하므로, 부표로서의 기능을 장시간 동안 유지할 수 있게 한다.

이와 같은 부표는 본 발명에 따른 제조방법을 통해 보다 경제적이고 효율적으로 제조할 수 있게 된다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 일실시예에 따른 폴리에틸렌 발포체 친환경 부표의 분해사시도 및 횡단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 폴리에틸렌 발포체 친환경 부표를 성형하는 공정을 도시한 개략도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 부표의 분해사시도 및 횡단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 폴리에틸렌 발포체 친환경 부표(10)은 저밀도 폴리에틸렌 발포체로 이루어진 원통형 코어부(1)를 구비한다. 원통형 코어부(1)는 5 내지 30 g/L의 밀도를 갖는 저밀도 폴리에틸렌 발포체로 이루어지는데, 이러한 밀도 범위 내에서 부력 향상에 기여하면서도 형태 안정성과 내충격성을 가질 수 있다. 저밀도 폴리에틸렌 발포체는 가교되거나 가교되지 않은 발포체일 수 있다. 원통형 코어부(1)는 내부가 빈 터널부를 갖는 코어부와 달리 내부가 채워져 있어 양식장에서 밧줄 등에 의한 외력이 발생할 때 변형 가능성이 줄어들며, 저밀도의 폴리에틸렌 발포체로 제조됨으로서 부력을 증가시킨다.

이러한 형상의 원통형 코어부(1)의 반지름은 필요로 하는 부표의 크기에 따라 조절 가능한데 예를 들어 30 내지 400 mm일 수 있다.

원통형 코어부(1)의 외주면 전체는 40 내지 100 g/L의 밀도를 갖는 가교 폴리에틸렌 발포체 시트로 된 시쓰부(5)로 감싸여 있다. 이러한 밀도 범위 내에서 부력에 큰 영향 없이 형태 안정성과 내충격성을 높일 수 있다. 시쓰부(5)는 원통형 코어부(1)의 외주면 전체를 감싸서 원통형 코어부의 외주면 전체와 열융착되어 있는 결착부와 상기 원통형 코어부를 감싸고 있지 않고 연장된 양 말단부를 구비한다. 시쓰부(5)의 양 말단부에는 후술하는 바와 같이 마개부가 끼워 맞춤된다.

전술한 밀도 범위로 조절된 폴리에틸렌 발포체 시트로 된 시쓰부(5)는 밀도가 높지 않으므로 부표의 경량화에 저해되지 않으며, 성형으로 형성하는 것보다 기계적 강도가 우수하여 내충격성 및 형태 안정성 향상에 기여한다. 시쓰부(5)의 두께는 최종 부표의 크기에 따라 조절할 수 있는데, 예를 들어 10 내지 100 mm인 것을 사용할 수 있다.

이러한 구조의 부표 본체의 시쓰부(5)의 양 말단부에는 원형 마개부(7a, 7b)가 끼워 맞춤되어 원통형 코어부(1)의 표면에 위치한다. 원형 마개부(7a. 7b)는 역시 가교 폴리에틸렌 발포체, 바람직하게는 가교 폴리에틸렌 발포체 시트로 이루어지는데, 시쓰부(5)와 동일한 밀도를 갖는 동일 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 원형 마개부(7a, 7b)는 원통형 코어부(1)의 직경에 부합하도록 제조하며, 시쓰부(5)에 높이가 동일하게 되도록 끼워맞춤된다. 원형 마개부(7a, 7b)의 밀도는 40 내지 100 g/L인 것을 사용할 수 있으며, 두께는 10 내지 50 mm인 것이 바람직하다.

폴리에틸렌 발포체 친환경 부표를 구성하는 원통형 코어부(1), 시쓰부(5) 및 원형 마개부(7a, 7b)는 모두 폴리에틸렌 발포체로 제조되고 이들은 상호 열융착에 의해 일체화되어 있으며, 특히 원형 마개부(7a, 7b)는 시쓰부(5)에 끼워 맞춤되어 있어 수밀성과 내충격성이 우수하므로, 부표로서의 기능을 장시간 동안 유지할 수 있게 한다.

위와 같은 구조의 부표는 내후성 향상을 위해 전체 표면을 감싸 밀봉한 내후성 필름(미도시)을 더 구비할 수 있다. 내후성 필름으로는 폴리테트라플루오르에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리우레탄 등의 내후성을 갖는 수지로 제조할 수 있음은 당업계에 잘 알려져 있다. 내후성 필름 역시 부표 표면 전체에 열융착되므로, 수밀성도 보다 개선되는 효과가 있다.

이러한 폴리에틸렌 발포체 친환경 부표(10)의 부피는 25 내지 80 L, 무게는 300 내지 2,000g 정도의 크기로 제작되어 부표로서 유용하게 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 친환경 부표는 다음과 같은 방법으로 제조하는 것이 바람직하다.

먼저, 5 내지 30 g/L의 밀도를 갖는 저밀도 폴리에틸렌 발포체로 이루어진 원통형 코어부, 40 내지 100 g/L의 밀도를 갖는 가교 폴리에틸렌 발포체로 이루어진 상부 시트와 하부 시트 및 가교 폴리에틸렌 발포체로 이루어진 상부 원형 마개부와 하부 원형 마개부를 각각 준비한다(S1 단계).

5 내지 30 g/L의 밀도를 갖는 저밀도 폴리에틸렌 발포체와 40 내지 100 g/L의 밀도를 갖는 가교 폴리에틸렌 발포체로 된 시트의 제조는 잘 알려진 기술을 통해 통상의 기술자가 용이하게 제조할 수 있다. 원통형 코어부는 예를 들어 시트를 원통형으로 롤링하여 고정화하거나, 원통형 몰드에 저밀도 폴리에틸렌 발포체를 충진하여 성형하거나, 시트를 원형으로 원형 마개부와 같은 형태로 재단한 후 이를 다수 적층하고 프레스 성형하는 등의 방법을 통해 제조할 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

이어서, 원통형 코어부를 길이 방향으로 중앙을 절단하여 제1 코어부와 제2 코어부를 준비하고, 상기 상부 원형 마개부와 하부 원형 마개부를 각각 중앙을 절단하여 제1 상부 마개부, 제2 상부 마개부, 제1 하부 마개부 및 제2 하부 마개부를 각각 준비한다(S2 단계).

이 공정은 후술하는 상부 몰드 및 하부 몰드에 각각의 재료들을 위치시킨 후 양 몰드를 합치시켜 용이하게 부표를 성형하기 위해서이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 S3 단계의 성형 공정을 도시한 개략도이다.

도 3을 참조하면, S3 단계를 설명하면 다음과 같다.

반 원통형의 상부 몰드(17a) 내에 상기 제1 코어부(1a), 상기 제1 코어부(1a)의 절단면을 제외한 외주면만을 감싸되 상기 제1 코어부(1a)를 감싸고 있지 않고 길이 방향으로 연장되도록 위치시킨 상부시트(5a) 및 상기 제1 코어부(1a)의 양 말단 위에 각각 위치시킨 제1 상부 마개부(7a_1) 및 제2 상부 마개부(7a_2)를 배치하고, 반 원통형 하부 몰드 (17b) 내에 상기 제2 코어부(1b), 상기 제2 코어부(1b)의 절단면을 제외한 외주면만을 감싸되 상기 제2 코어부(1b)를 감싸고 있지 않고 길이 방향으로 연장되도록 위치시킨 하부시트(5b) 및 상기 제2 코어부(1b)의 양 말단 위에 각각 위치시킨 제1 하부 마개부(7b_1) 및 제2 하부 마개부(7b_2)를 배치하고 상기 상부 몰드(17a)와 하부 몰드(17b)를 합치시켜 열압착한다.

이렇게 성형한 결과물을 냉각시킨 후 몰드 내부로부터 탈리하면 본 발명의 친환경 부표(10)를 용이하게 제조할 수 있다.

부표의 전체 표면을 내후성 필름으로 더 감싸 밀봉하는 경우, 상부 및 하부 몰드(17a, 17b)의 내 표면에 내후성 필름을 더 위치시켜 열성형을 실시하면 내후성 필름이 부표의 전체 표면을 감싸 밀봉한 부표를 얻을 수 있다.

이상과 같이 제조된 친환경 부표는 양식장 등의 각종 해상용 부표로서 매우 유용하게 사용될 수 있다.

1: 원통형 코어부 5: 시쓰부
7a, 7b: 원형 마개부 17a, 17b: 상부 몰드, 하부 몰드

Claims (5)

1. 5 내지 30 g/L의 밀도를 갖는 저밀도 폴리에틸렌 발포체로 이루어진, 내부가 채워진 원통형 코어부;
   40 내지 100 g/L의 밀도를 갖는 가교 폴리에틸렌 발포체 시트로 이루어지며, 상기 원통형 코어부의 외주면 전체를 감싸서 원통형 코어부의 외주면 전체와 열융착되어 있는 결착부와 상기 원통형 코어부를 감싸고 있지 않고 연장된 양 말단부를 구비한 시쓰부; 및
   가교 폴리에틸렌 발포체로 이루어지며, 상기 시쓰부의 양 말단부에 각각 끼워 맞춤되어 원통형 코어부의 표면에 위치하고 상기 코어부 및 시쓰부와 열융착된 원형 마개부를 구비하고,
   상기 원통형 코어부의 반지름은 30 내지 400 mm이고, 상기 시쓰부의 두께는 10 내지 100 mm이고, 상기 원형 마개부의 두께는 10 내지 50 mm인 폴리에틸렌 발포체 친환경 부표.
2. 제1항에 있어서,
   상기 원형 마개부의 가교 폴리에틸렌 발포체의 밀도는 시쓰부의 가교 폴리에틸렌 발포체와 동일한 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 발포체 친환경 부표.
3. 삭제
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 친환경 부표의 부피는 25 내지 80 L이고, 무게는 300 내지 2,000g인 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 발포체 친환경 부표.
5. (S1) 5 내지 30 g/L의 밀도를 갖는 저밀도 폴리에틸렌 발포체로 이루어지며, 반지름이 30 내지 400 mm이고 내부가 채워진 원통형 코어부, 40 내지 100 g/L의 밀도를 갖는 가교 폴리에틸렌 발포체로 이루어지고 두께가 각각 10 내지 100 mm인 상부 시트와 하부 시트 및 가교 폴리에틸렌 발포체로 이루어지고 두께가 각각 10 내지 50 mm인 상부 원형 마개부와 하부 원형 마개부를 각각 준비하는 단계;
   (S2) 상기 원통형 코어부를 길이 방향으로 중앙을 절단하여 제1 코어부와 제2 코어부를 준비하고, 상기 상부 원형 마개부와 하부 원형 마개부를 각각 중앙을 절단하여 제1 상부 마개부, 제2 상부 마개부, 제1 하부 마개부 및 제2 하부 마개부를 각각 준비하는 단계; 및
   (S3) 반 원통형의 상부 몰드 내에 상기 제1 코어부, 상기 제1 코어부의 절단면을 제외한 외주면만을 감싸되 상기 제1 코어부를 감싸고 있지 않고 길이 방향으로 연장되도록 위치시킨 상부시트 및 상기 제1 코어부의 양 말단 위에 각각 위치시킨 제1 상부 마개부 및 제2 상부 마개부를 배치하고, 반 원통형 하부 몰드 내에 상기 제2 코어부, 상기 제2 코어부의 절단면을 제외한 외주면만을 감싸되 상기 제2 코어부를 감싸고 있지 않고 길이 방향으로 연장되도록 위치시킨 하부시트 및 상기 제2 코어부의 양 말단 위에 각각 위치시킨 제1 하부 마개부 및 제2 하부 마개부를 배치하고 상기 상부 몰드와 하부 몰드를 합치시켜 열압착하는 단계를 포함하는, 제1항의 폴리에틸렌 발포체 친환경 부표의 제조방법.

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