KR102319935B1

KR102319935B1 - 친환경 해양부표 제작용 복합시트 제조방법

Info

Publication number: KR102319935B1
Application number: KR1020210069640A
Authority: KR
Inventors: 황재우
Original assignee: 황재우
Priority date: 2021-05-31
Filing date: 2021-05-31
Publication date: 2021-11-01

Abstract

본 발명은 친환경 해양부표 제작용 복합시트 제조방법에 관한 것이다. 이는, 칩 상태의 합성수지 원소재를 준비하는 원소재준비단계와; 준비된 원소재를 용제에 투입하여 혼합하는 용제혼합단계와; 혼합된 용제와 원소재를 교반함과 동시에 가열하여 원소재가 용해된 유동성혼합액을 만드는 가열용융단계와; 상기 유동성혼합액을 이형필름에 적층하여 일정두께의 코팅층을 형성하는 코팅층형성단계와; 상기 코팅층을 가열하여 건조시키는 건조단계와; 상기 건조단계를 통해 건조된 코팅층을 우레탄시트에 면접시켜 압착하는 합지단계와; 상기 합지단계의 완료 후 이형필름을 제거하여, 코팅층과 우레탄시트로 이루어진 복합시트를 얻는 박리단계와; 상기 복합시트를 권취하는 권취단계를 포함한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 친환경 해양부표 제작용 복합시트 제조방법은, 물이나 공기가 통과하지 않는 불투과층과, 형태를 유지하는 구조층의 이중 구조의 복합시트를 연속 생산하되, 특히 코팅방식을 이용하여 불투과층을 매우 얇게 구현할 수 있다.

Description

친환경 해양부표 제작용 복합시트 제조방법{Composite sheet manufacturing method for making eco-friendly marine buoy}

본 발명은 친환경 해양부표에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 오래 사용하더라도 부스러지거나 분해되지 않아 해양 오염을 유발하지 않음은 물론, 물이나 공기가 스며들지 않아 일정한 부력을 제공할 수 있는 해양부표의 소재로 사용 가능한, 친환경 해양부표 제작용 복합시트 제조방법에 관한 것이다.

바다나 호수 등지에서 사용되는 부표는, 가령, 양식에 필요한 각종 시설물을 물 위에 띄우거나, 어장이나 그물의 위치를 나타내거나, 선박의 항로를 알려주는 등 매우 중요하고 다양한 역할을 수행 한다. 이러한 부표는, 스티로폼이나, 중공형 합성수지로 제작된 것이 주류를 이룬다.

스티로폼으로 제작된 부표는 부력이 강하고 부식이 없으며 비용이 저렴하다는 장점을 갖는다. 하지만, 자체의 물성이 약하고 잘 부서지기 때문에, 장시간 사용 시, 파손을 피할 수 없다는 문제를 갖는다. 더욱이, 부스러진 스티로폼의 파편은, 해양 환경을 크게 오염시킴은 물론 파도나 바람에 의해 해안가로 밀려가 곳곳에 방치돼 미관을 크게 훼손하는 등의 문제를 야기한다.

또한, 합성수지로 제작된 종래의 부표는, 시간이 지날수록 내부에 물이 들어차 점차 무거워져 마침내 수면 아래로 가라앉는 경우가 많았다. 해저면으로 가라앉거나 물속에 부유하는 부표가 해양 환경을 오염시키고 생태계에 악영향을 끼침은 물론이다.

이에 따라, 근래에는 스티로폼을 대체하는 다양한 방식의 친환경 부표가 개발되고 있다. 가령, 국내 등록특허공보 제10-1526925호에는, 친환경 부표용 보호필름의 제조를 위한 수지조성물 및 부표용 보호필름이 개시된 바 있다. 상기 보호필름은, 메탈로센 폴리에틸렌 100중량부에 대하여, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 15~82중량부, 폴리 올레핀 엘라스토머 5.5~20중량부, 아민계 광안정제 0.2~3중량부, UV차단제 0.2~3중량부, 안료 0.01~3중량부, 항균제 0.01~3중량부, 플루오르 카본계의 가공조제 0.01~1중량부를 포함하는 수지조성물로 제작된 보호필름을 개시하고 있다.

상기 보호필름은 스티로폼을 감싸, 외부충격으로부터 스티로폼을 보고하는 역할을 한다. 그런데 상기한 보호필름으로 커버된 부표도, 여전히 스티로폼을 부력체로 사용하는 것이므로, 종래 문제를 해결한 것이라고 볼 수 없다.

국내 등록특허공보 제10-1526925호 (친환경 부표용 보호필름의 제조를 위한 수지조성물 및 부표용 보호필름) 국내 공개특허공보 제10-2013-0050209호 (이피피를 이용한 부력체의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 부력체) 국내 공개특허공보 제10-2020-0029341호 (친환경 부표 및 그 제조방법)

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 불투과층과 구조층의 이중구조를 갖는 복합시트를 연속 생산할 수 있고, 불투과층을 코팅방식으로 매우 얇게 구현할 수 있는, 친환경 해양부표 제작용 복합시트 제조방법을 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 과제의 해결수단으로서의 본 발명의 친환경 해양부표 제작용 복합시트 제조방법은, 칩 상태의 합성수지 원소재를 준비하는 원소재준비단계와; 준비된 원소재를 용제에 투입하여 혼합하는 용제혼합단계와; 혼합된 용제와 원소재를 교반함과 동시에 가열하여 원소재가 용해된 유동성혼합액을 만드는 가열용융단계와; 상기 유동성혼합액을 이형필름에 적층하여 일정두께의 코팅층을 형성하는 코팅층형성단계와; 상기 코팅층을 가열하여 건조시키는 건조단계와; 상기 건조단계를 통해 건조된 코팅층을 우레탄시트에 면접시켜 압착하는 합지단계와; 상기 합지단계의 완료 후 이형필름을 제거하여, 코팅층과 우레탄시트로 이루어진 복합시트를 얻는 박리단계와; 상기 복합시트를 권취하는 권취단계를 포함한다.

또한, 상기 원소재에는, 에틸렌비닐알코올(EVOH)이 포함되고, 이형필름은, 일정폭을 가지며 다수의 이송롤러에 의해 일정속도로 이송되는 PET필름이며, 상기 코팅층형성단계는; 상기 이송롤러를 이용해 PET필름이 코팅장치를 통과하도록 하여, PET필름의 일측면에 상기 유동성혼합액이 코팅되게 하는 코팅과정이다.

아울러, 상기 건조단계와 합지단계의 사이에 진행되는 과정으로서, 상기 우레탄시트에 접착제를 도포하는 접착제도포단계와; 상기 접착제도포단계를 통해 형성된 접착제층에, 기능성분말을 가하는 기능성분말공급단계가 더 포함된다.

또한, 상기 코팅층 및 접착제는 투명하고, 상기 기능성분말은, 상기 코팅층의 두께보다 작은 입도를 가지며, 외부로부터 가해진 빛을 반사하는 유리분말과, 상기 유리분말과 혼합되며 자기력을 출력하는 자석분말을 포함한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 친환경 해양부표 제작용 복합시트 제조방법은, 물이나 공기가 통과하지 않는 불투과층과, 형태를 유지하는 구조층의 이중 구조의 복합시트를 연속 생산하되, 특히 코팅방식을 이용하여 불투과층을 매우 얇게 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 친환경 해양부표 제작용 복합시트 제조방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 친환경 해양부표 제작용 복합시트 제조방법을 도식적으로 나타내 보인 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 제조방법에 의해 만들어진 복합시트의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 친환경 해양부표 제작용 복합시트 제조방법을 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 친환경 해양부표 제작용 복합시트 제조방법을 도식적으로 나타내 보인 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 제조방법으로 제작된 복합시트의 사시도이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 복합시트 제조방법에 의해 제조되는 복합시트는, 해양부표로 제작할 소재 원단이다. 즉, 복합시트를 성형하여 해양 부표를 만드는 것이다. 이러한 복합시트는 물이나 공기가 전혀 통과하지 않는 성질을 가져, 해양부표로 만들었을 때 내부로 물이 스며들지 않아 가라앉을 염려가 없다. 또한, 종전 스티로폼을 대체하므로 친환경적이기도 한다.

본 발명의 복합시트 제조방법은, 칩 상태의 합성수지 원소재를 준비하는 원소재준비단계와; 준비된 원소재를 용제에 투입하여 혼합하는 용제혼합단계와; 혼합된 용제와 원소재를 교반함과 동시에 가열하여 원소재가 용해된 유동성혼합액을 만드는 가열용융단계와; 상기 유동성혼합액을 이형필름에 적층하여 일정두께의 코팅층을 형성하는 코팅층형성단계와; 상기 코팅층을 가열하여 건조시키는 건조단계와; 상기 건조단계를 통해 건조된 코팅층을 우레탄시트에 면접시켜 압착하는 합지단계와; 상기 합지단계의 완료 후 이형필름을 제거하여, 코팅층과 우레탄시트로 이루어진 복합시트를 얻는 박리단계와; 상기 복합시트를 권취하는 권취단계를 포함한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 친환경 해양부표 제작용 복합시트 제조방법을 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 친환경 해양부표 제작용 복합시트 제조방법을 도식적으로 나타내 보인 도면이다. 또한, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 제조방법에 의해 만들어진 복합시트의 사시도이다.

도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른, 친환경 해양부표 제작용 복합시트 제조방법은, 원소재준비단계(101), 용제혼합단계(103), 가열용융단계(105), 코팅층형성단계(107), 건조단계(109), 합지단계(111), 박리단계(113), 권취단계(115)를 포함한다.

원소재준비단계(101)는, 칩 상태의 합성수지 원소재(15)를 준비하는 과정이다. 원소재로서 에틸렌비닐알코올(EVOH)을 사용할 수 있다. 에틸렌비닐알코올을 사용하는 이유는, 에틸렌비닐알코올이 가스나 액체를 차단하는 차단능력이 뛰어나기 때문이다. 에틸렌비닐알코올을 필름화 하여 해양 부표의 표면을 커버할 경우 부표의 내부로 물이 스며들 염려가 없다.

용제혼합단계(103)는, 준비된 원소재(15)를 혼합조(도 2a의 11) 내의 용제(13)에 투입하여 혼합하는 과정이다. 원소재(15)와 용제(13)의 혼합을 위해 교반기(17)를 사용할 수 있다. 상기 용제는, 에틸렌비닐알코올을 용해시킬 수 있는 한 다양한 종류를 사용할 수 있다.

이어지는 가열용융단계(105)는, 용제(13)와 원소재(15)의 혼합물을 교반함과 동시에 히터(도 2b의 19)로 가열하는 과정이다. 가열온도는 가열대상물의 부피에 따라 달라지며 대략 80℃ 내지 150℃ 일 수 있다. 또한 가열시간은 원소재(15)가 충분히 용해될 때 까지 이어진다. 가열용융단계(105)를 통해 유동성혼합액(21)을 얻는다. 유동성혼합액(21)은 용제(13)에 원소재(15)가 용해된 상태의 투명한 유동성 액체이다.

코팅층형성단계(107)는, 유동성혼합액(21)을 이형필름(23)에 적층하여 일정두께의 코팅층을 형성하는 과정이다. 코팅층형성단계(107)를 수행하기 위해 코팅장치(도 2c의 31)가 사용된다. 코팅장치(31) 자체는 일반적인 것으로서, 다수의 이송롤러(31e)와 도포롤러(31b)와 혼합액용기(31a)를 갖는다. 혼합액용기(31a)는 유동성혼합액(21)을 수용하는 용기로서 상부로 개방되며 도포롤러(31b)의 하측 일부를 수용한다. 도포롤러(31b)의 하측부는 유동성혼합액(21)의 액면보다 낮다.

이형필름(23)은 이송롤러(31e)에 가이드 되며 도포롤러(31b)의 하부를 통과한다. 화살표 a방향으로 회전하는 도포롤러(31b)는 이형필름(23)의 일측면에 유동성혼합액(21)이 점착되게 한다. 유동성혼합액(21)이 부착된 상태의 이형필름(23)은 코팅롤(31f)을 통과하는데, 이형필름(23)이 코팅롤(31f)를 통과하는 동안 유동성혼합액(21)은 일정두께의 코팅층(25)이 된다. 이형필름(23)과 코팅층(25)이 적층된 적층시트(27)가 만들어지는 것이다. 상기 코팅층의 두께는 필요에 따라 달라지며 10㎛ 내외의 두께를 가질 수 있다

이형필름(23)에 코팅층(25)을 형성할 수 있는 한 코팅장치(31)의 종류는 얼마든지 달라질 수 있다. 이를테면 콤마코팅장치를 적용할 수 있고, 경우에 따라 그라비아 코팅장치나 기타 다른 코팅장치의 사용이 가능하다.

이와 같이, 코팅층의 형성을 위해, 굳이 번거로운 코팅장치를 사용하는 이유는, 압출방식으로는 충분히 얇고 균일한 두께의 코팅층을 뽑아낼 수 없기 때문이다.

상기 이형필름(23)은 공기차단 기능이 양호하다고 알려진 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate : PET)이다.

코팅층형성단계(107)를 통해 코팅층(25)이 형성되었다면, 건조단계(109)를 이어간다. 건조단계(109)는 적층시트(27)를 컨베이어(도 2d의 33)를 통해 수평 이송시키며 코팅층(25)을 가열하는 과정이다. 건조단계(109)를 수행하기 위해 컨베이어(33)의 상부에 건조기(35)가 설치된다. 건조기(35)는 가열건조기이다.

건조단계(109)를 통해 코팅층(25)이 건조된 후의 적층시트(27)는 권취장치(37)에 감겨 롤의 형태를 취한다.

이어지는 합지단계(111)는, 건조된 코팅층(25)을 우레탄시트(41)에 압착시키는 과정이다. 우레탄시트(41)는 적층시트(27)와 동일한 폭을 갖는 일정두께의 시트로서, 말하자면, 다수의 이송롤러(미도시)를 통해 외부로부터 연속적으로 공급된다. 우레탄시트(41)는, 추후 해양부표로 성형 제작된 후 부표의 모양을 유지하는 구조체의 역할을 한다.

도 2e에 도시한 바와 같이, 연속적으로 공급되는 우레탄시트(41)와 적층시트(27)가 상호 적층된 상태로 두 쌍의 압착롤(43)을 연속 통과함을 알 수 있다. 이 때, 적층시트(27)에서의 코팅층(25)이 우레탄시트(41)에 접함은 물론이다. 두 쌍의 압착롤(43)을 통과하는 적층체는, 우레탄시트(41), 코팅층(25), 이형필름(23)의 적층구조를 갖는다. 합지단계(111)를 통해 우레탄시트(41)와 코팅층(25)의 접합이 완료된다.

박리단계(113)는 코팅층(25)으로부터 이형필름(23)을 떼어내는 과정이다. 박리단계(113)를 통해, 우레탄시트(41)와 코팅층(25)으로 이루어진 복합시트(45)의 제작이 완료된다. 복합시트(45)는 도 3에 도시한 바와 같이, 일정폭을 가지며 우레탄시트(41)와 코팅층(25)으로 이루어진 가요성 시트의 형상을 취한다.

권취단계(115)는 생산된 복합시트(45)를 권취장치(37)에 감는 과정이다. 복합시트(45)는 권취장치에 감겨 롤 형태로 포장된 후 수요처로 공급된다. 수요처에서는 감겨 있는 복합시트(45)를 풀어 원하는 디자인의 해양부표를 성형 제작한다. 해양부표에 있어서, 코팅층(25)이 해양부표의 바깥면이고 우레탄시트(41)가 안쪽면이다.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 친환경 해양부표 제작용 복합시트 제조방법을 도시한 블록도이고, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 친환경 해양부표 제작용 복합시트 제조방법을 도식적으로 나타내 보인 도면이다. 또한, 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 제조방법으로 제작된 복합시트(45)의 사시도이다.

이하, 상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 내용의 동일한 과정으로서 그에 관한 설명은 생략하기로 한다.

도시한 바와 같이, 제2실시예에 따른 친환경 해양부표 제작용 복합시트 제조방법은, 원소재준비단계(101), 용제혼합단계(103), 가열용융단계(105), 코팅층형성단계(107), 건조단계(109), 접착제도포단계(121), 기능성분말공급단계(123), 합지단계(111), 박리단계(113), 권취단계(115)를 포함한다. 제1실시예에 비해, 접착제도포단계(121)와 기능성분말공급단계(123)가 더 포함되는 것이다.

접착제도포단계(121)는, 연속적으로 공급되는 우레탄시트(41)의 상면, 즉 코팅층(25)과 밀착할 면에, 접착제를 가하여 도포하는 과정이다. 접착제도포단계(121)를 수행하기 위해 압착롤(43)의 상류측에 접착제공급기(51)가 설치된다. 접착제공급기(51)는 외부로부터 공급되는 접착제를 노즐(51a)을 통해 하부로 분출한다. 하부로 분출된 접착제는 우레탄시트(41)의 상면에 도포된다. 접착제의 종류는, 후술할 기능성분말을 정착시킬 수 있는 한 다양하게 적용 가능하다.

이어지는 기능성분말공급단계(123)는, 접착제도포단계(121)를 통해 형성된 접착제층(도시되지 않음)에, 기능성분말을 뿌리는 과정이다. 뿌려진 기능성분말은 접착제에 잡혀 그 자리에 정착된다.

기능성분말공급단계(123)를 수행하기 위해, 접착제공급기(51)와 압착롤(43) 사이에 분말공급기(53)가 설치된다. 분말공급기(53)는 외부로부터 공급된 기능성분말(57)을 하부로 뿌리는 것으로서, 메쉬(53b)가 구비된 체(53a)이다. 체(53a)를 전후좌우로 진동시킴에 따라 기능성분말(57)이 메쉬(53b)를 통과해 하부로 낙하하며 접착제에 고정된다. 이와 같이 기능성분말(57)을 뿌려 접착제에 정착시킬 수 있는 한, 분말공급기(53)는 다양하게 변경 가능하다.

상기 기능성분말은, 유리분말(57a)과 자석분말(57b)을 혼합한 상태의 분말이다. 유리분말(57a)는 외부로부터 가해진 빛을 반사하는 역할을 하고, 자석분말(57b)은 외부로 자기력을 출력한다. 기능성분말(57)의 최대 입도는 코팅층(25)의 두께보다 얇다.

기능성분말(57)은, 압착롤(43)을 통과하면서 코팅층(25)의 내부로 박혀 들어간다. 결국, 제2실시예에 따른 복합시트(45)는 우레탄시트(41)와 코팅층(25)과 기능성분말(57)로 구성되는 것이다.

유리분말(57a)은 투명한 코팅층(25)을 통해 육안으로 확인할 수 있다. 유리분말(57a)을 적용한 이유는 시인성을 향상시키기 위해서이다. 즉, 제2실시예에 따른 복합시트(45)를 이용해 해양부표를 만들었을 때, 해양부표가 보다 잘 보이게 하기 위함이다. 유리분말(57a)에 빛을 비추면, 유리분말이 빛을 반사하므로, 특히 해양 부표의 위치를 보다 쉽게 파악할 수 있다.

또한 자석분말(57b)을 적용한 이유는, 제작되는 해양부표의 취급 용이성을 제고하기 위한 것이다. 말하자면, 해수면에 떠 있는 해양부표의 위치 변경을 위해 굳이 해양부표의 바로 앞에 까지 접근하지 않고, 멀리서 해양부표를 당길 수 있도록 감안한 것이다. 예를 들어, 기다란 장대의 선단부에 철편을 고정하고, 장대를 뻗어 해양부표측으로 근접시켜 철편에 해양부표를 붙여 당길 수 있는 것이다. 양식장에서 해양부표의 재배치를 위해 꽤 요긴한 기능이다.

또한, 해양부표가 물리적인 충돌에 의해 손상 받아 가라앉은 경우, 철편을 이용해 부표의 파편을 붙여 올릴 수 있다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

11:혼합조 13:용제 15:원소재
17:교반기 19:히터 21:유동성혼합액
23:이형필름 25:코팅층 27:적층시트
31:코팅장치 31a:혼합액용기 31b:도포롤러
31e:이송롤러 31f:코팅롤 33:컨베이어
35:건조기 37:권취장치 41:우레탄시트
43:압착롤 45:복합시트 51:접착제공급기
51a:노즐 53:분말공급기 53a:체
53b:메쉬 57:기능성분말 57a:유리분말
57b:자석분말

Claims

칩 상태의 합성수지 원소재를 준비하는 원소재준비단계와; 준비된 원소재를 용제에 투입하여 혼합하는 용제혼합단계와; 혼합된 용제와 원소재를 교반함과 동시에 가열하여 원소재가 용해된 유동성혼합액을 만드는 가열용융단계와; 상기 유동성혼합액을 이형필름에 적층하여 일정두께의 코팅층을 형성하는 코팅층형성단계와; 상기 코팅층을 가열하여 건조시키는 건조단계와; 상기 건조단계를 통해 건조된 코팅층을 우레탄시트에 면접시켜 압착하는 합지단계와; 상기 합지단계의 완료 후 이형필름을 제거하여, 코팅층과 우레탄시트로 이루어진 복합시트를 얻는 박리단계와; 상기 복합시트를 권취하는 권취단계를 포함하고,
상기 건조단계와 합지단계의 사이에 진행되는 과정으로서, 상기 우레탄시트에 접착제를 도포하는 접착제도포단계와; 상기 접착제도포단계를 통해 형성된 접착제층에, 기능성분말을 가하는 기능성분말공급단계가 더 포함되며,
상기 코팅층 및 접착제는 투명하고, 상기 기능성분말은,상기 코팅층의 두께보다 작은 입도를 가지며, 외부로부터 가해진 빛을 반사하는 유리분말과, 상기 유리분말과 혼합되며 자기력을 출력하는 자석분말을 포함하는,
친환경 해양부표 제작용 복합시트 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 원소재에는, 에틸렌비닐알코올(EVOH)이 포함되고,
상기 이형필름은, 일정폭을 가지며 다수의 이송롤러에 의해 일정속도로 이송되는 PET필름이며,
상기 코팅층형성단계는;
상기 이송롤러를 이용해 PET필름이 코팅장치를 통과하도록 하여, PET필름의 일측면에 상기 유동성혼합액이 코팅되게 하는 코팅과정인,
친환경 해양부표 제작용 복합시트 제조방법.
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