KR20090109439A - 엘라스토머 부구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해양에서 사용되는 부구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내수성 및 탄성을 갖고 있으며 부력이 큰 스티로폼 또는 PE-FOAM 등의 발포성수지로 내부를 속채움하고, 내충격성 및 탄력성이 우수하고 균열이나 물리적 성질에 변화가 없는 폴리우레아 등의 화합물재료와 인장강도 및 탄력성이 우수한 아라미드섬유 등의 보강단섬유를 포함하는 섬유보강 엘라스토머층으로 외부를 둘러쌈으로써, 속채움재의 물리적 성질인 내수성, 탄성 및 부력을 갖으며, 섬유보강 엘라스토머층을 외피로 사용하여 파손방지, 내수성, 내마모성 및 외력에 대한 탄성 보호와 색상의 반영구적인 유지가 가능케 함으로서 비용 절감할 수 있는 것을 특징으로 하는 엘라스토머 부구에 관한 것이다.

부구, 엘라스토머, 폴리우레아, 아라미드섬유

Description

엘라스토머 부구{An Elastomer Float}

본 발명은 해양에서 사용되는 부구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내수성 및 탄성을 갖고 있으며 부력이 큰 스티로폼 또는 PE-FOAM 등의 발포성수지로 내부를 속채움하고, 내충격성 및 탄력성이 우수하고 균열이나 물리적 성질에 변화가 없는 폴리우레아 등의 화합물재료와 인장강도 및 탄력성이 우수한 아라미드섬유 등의 보강단섬유를 포함하는 섬유보강 엘라스토머층으로 외부를 둘러쌈으로써, 속채움재의 물리적 성질인 내수성, 탄성 및 부력을 갖으며, 섬유보강 엘라스토머층을 외피로 사용하여 파손방지, 내수성, 내마모성 및 외력에 대한 탄성 보호와 색상의 반영구적인 유지가 가능케 함으로서 비용 절감할 수 있는 것을 특징으로 하는 엘라스토머 부구에 관한 것이다.

부구는 부표라고도 하며, 해양에서 위치표시, 항만시설, 바다양식 등의 어업용, 레크레이션 및 레져용 등으로 다양하게 사용되는 부력을 갖는 물건을 말한다. 종래의 부구는 대부분 스티로폼만으로 구성되었기 때문에 충격에 매우 약하여 인접한 부구 및 선박과의 충돌 등으로 쉽게 파손될 뿐만 아니라 일회용으로 사용된 후 폐기되는 실정으로 환경오염의 주요인이 되고, 오랜 사용시 홍합이나 굴 등의 어패 류가 유착되는 등의 이유로 부력이 저하되는 문제점을 가지고 있었다. 이를 해소하기 위해 스티로폼의 외측에 합성수지재 천을 씌운 것 등이 등장하였으나 합성수지재 천은 장시간 사용할 경우 찢어지고 스티로폼이 갖는 환경오염, 파손 등의 문제점을 원천적으로 해소할 수 있는 것은 아니었다.

등록번호 제20-0327166호(2003.09.06)에는 부력이 강한 발포성수지가 외부케이스의 내측 수납공간에 충진되어 부구를 형성하도록 하되 수납공간에 외부로 관통된 다수 개의 에어홀을 균일하게 형성하여 발포성수지의 충진시 외부케이스의 수납공간에 공기가 잔존되지 않도록 함으로써 발포성수지가 갖는 부력이 극대화되고 오랜 사용에도 쉽게 파손되지 않도록 하는 발포성 수지가 충진된 어업용 부구에 관한 발명(이하, '종래기술 1'이라 한다.)이 기재되어 있다.

도 1은 상기 종래기술 1의 기본구조를 나타내는 분해 사시도이다. 도 1을 참고하면, 상기 종래기술 1의 외부케이스(2)는 인장력과 내충격성을 갖는 폴리에틸렌 등의 합성수지 재질로 이루어져 있으나 합성수지의 강도에는 한계가 있을뿐더러 특히 탄성력이 부족하여 외부의 충격에 충분히 견뎌내기에는 부족하며, 발포성수지(1)와 외부케이스(2)가 밀착될 수 있도록 에어홀(3) 및 열공급구(4)를 외부케이스(2)에 천공하게 되는데 그로 인해 에어홀(3) 등을 통해 내부로 물이 유입될 수 있고 유입된 물의 온도에 따른 상태변화는 외부케이스(2)를 보다 빨리 파손하게 하는 요인이 되는 문제가 있었다.

등록번호 제20-0284652호(2002.07.24)에는 부구가 쉽게 파손되거나 변형되는 것을 방지하기 위한 내부 지지틀과 스티로폼 및 스티로폼 표면에 보호막을 형성하여 마모나 훼손을 방지하기 위한 코팅막으로 구성되어 있는 바다양식용 부구에 관한 발명(이하, '종래기술 2'라 한다.)이 기재되어 있다.

도 2는 상기 종래기술 2의 일부를 절개한 상태의 개략도이다. 도 2를 참고하면, 상기 종래기술 2의 코팅막(7)은 폴리에틸렌 등의 합성수지로 형성되나 앞서 언급한 대로 합성수지의 강도에는 한계가 있을 뿐더러 특히 탄성력이 부족하여 외부의 충격에 충분히 견뎌내기에는 부족하며, 부구의 파손이나 변형을 방지하기 위한 지지틀(5) 역시 금속 등의 지지틀(5)에 스티로폼(6)이 완전 밀착되지는 않으므로 일정수준의 변형을 방지할 수는 있으나 외부의 충격에 대한 파손을 충분히 방지할 수는 없고 또한 제작공정이 복잡한 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

본 발명의 목적은 해양에서 사용하는 부구에 있어서, 내부를 채우고 있는 속채움재와, 외부를 둘러싸고 있는 섬유보강 엘라스토머층을 포함하여, 부력을 이용한 어장, 해양 조사, 해양안전표시시설 등에 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 탄성을 이용한 선박 및 항만의 접안시설, 레저용 등의 안전시설 등에도 사용 가능하며, 소형 및 대형으로의 제조가 용이하고 전체표면이 고른 견고성을 갖도록 한 것을 특징으로 하는 엘라스토머 부구를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 속채움재는 발포성수지로서 가벼워 부력이 크며, 탄성, 방수성 및 내후성이 우수한 것을 특징으로 하는 엘라스토머 부구를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 섬유보강 엘라스토머층은 상기 속채움재의 외주면에 부착된 보강단섬유에 화합물재료를 도포함으로써 형성되며, 상기 화합물재료는 폴리우레아로서 내충격성 및 탄력성이 우수하고, 균열이나 물리적 성질에 변화가 없고, 다양한 색상으로 혼합할 수 있으며 해수나 약품에 강해 색상의 반영구적인 유지가 가능하고, 표면이 매끄러워 어패류의 부착방지 및 제거가 용이한 것을 특징으로 하는 엘라스토머 부구를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 보강단섬유는 아라미드섬유로서 인장강도, 탄성률, 내열성 및 내약품성이 매우 우수하여 반영구적인 사용이 가능함에 따라 해 양폐기물을 줄일 수 있는 것을 특징으로 하는 엘라스토머 부구를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 엘라스토머 부구는 다음과 같은 구성을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 엘라스토머 부구는 내부를 채우고 있는 속채움재와, 외부를 둘러싸고 있는 섬유보강 엘라스토머층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 엘라스토머 부구에 있어서, 상기 속채움재는 가볍고, 탄성 및 방수성을 가지고 있는 발포성수지인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 엘라스토머 부구에 있어서, 상기 섬유보강 엘라스토머층은 상기 속채움재의 외주면에 부착된 보강단섬유에 화합물재료를 도포함으로써 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 엘라스토머 부구에 있어서, 상기 화합물재료는 내충격성 및 탄력성이 우수하고, 균열이나 물리적 성질에 변화가 없는 폴리우레아인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 엘라스토머 부구에 있어서, 상기 보강단섬유는 인장강도 및 탄력성이 우수한 아라미드섬유인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 엘라스토머 부구로서, 내부를 채우고 있는 속채움재와, 외부를 둘러싸고 있는 섬유보강 엘라스토머층을 포함하여, 부력을 이용한 어장, 해양 조사, 해양안전표시시설 등에 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 탄성을 이용한 선박 및 항만의 접안시설, 레저용 등의 안전시설 등에도 사용 가능하며, 소형 및 대형으로의 제조가 용이하고 전체표면이 고른 견고성을 갖도록 하는 효과를 제공한다.

본 발명은 상기 속채움재는 발포성수지로서 가벼워 부력이 크며, 탄성, 방수성 및 내후성이 우수한 효과를 제공한다.

본 발명은 상기 섬유보강 엘라스토머층은 상기 속채움재의 외주면에 부착된 보강단섬유에 화합물재료를 도포함으로써 형성되며, 상기 화합물재료는 폴리우레아로서 내충격성 및 탄력성이 우수하고, 균열이나 물리적 성질에 변화가 없고, 다양한 색상으로 혼합할 수 있으며 해수나 약품에 강해 색상의 반영구적인 유지가 가능하고, 표면이 매끄러워 어패류의 부착방지 및 제거가 용이하도록 하는 효과를 제공한다.

본 발명은 상기 보강단섬유는 아라미드섬유로서 인장강도, 탄성률, 내열성 및 내약품성이 매우 우수하여 반영구적인 사용이 가능함에 따라 해양폐기물을 줄일 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

이하에서는 본 발명에 따른 엘라스토머 부구의 바람직한 실시예를 첨부된 도 면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘라스토머 부구의 단면 사시도이고, 도 4는 도 3에서 'a' 부분의 확대도이다.

도 3 내지 도 4를 참고하면, 본 발명에 따른 엘라스토머 부구는 내부를 채우고 있는 속채움재(10)와, 외부를 둘러싸고 있는 섬유보강 엘라스토머층(20)을 포함하여 구성되어 있다.

상기 속채움재(10)는 본 발명의 엘라스토머 부구가 수면위에 뜨게 하는 부분으로서 일정 체적과 형상을 갖는다. 본 발명은 상기 속채움재(10)의 겉면에 섬유보강 엘라스토머층(20)을 형성하는 것이기 때문에 상기 속채움재(10)의 체적 및 형상에 따라 소형 및 대형으로의 제조가 용이하다는 특성이 있다. 상기 속채움재(10)로는 부력이 강한 발포성 수지가 사용될 수 있다. 스티로폼 또는 PE-FOAM 등의 발포성 수지는 가볍고 방수성을 가지며 유연성이 있어 충격흡수력 및 복원력이 대단히 우수하다. 따라서 해수와 항상 접촉하는 해양 또는 구조물에 설치하는 경우 방충 및 방수성이 뛰어나고, 변형 후 복원력이 양호하며, 열전도율이 적어 단열성이 좋고, 내약품성 및 내후성이 우수하며, 가공성이 뛰어나 발포 또는 열융착이 가능하며, 특히 가벼워 부력이 크고 값이 저렴하다. 다만, 강도가 약해 외부충격에 쉽게 파손되며, 장기간 사용시 굴이나 홍합 등 어패류가 유착하여 성장하기에 좋은 조건 을 형성하기 때문에 부력이 급격히 저하되는 문제가 있어 발포성 수지만으로는 부구로서 사용이 부적합하므로 외피보강이 필요하고, 본 발명에서는 외피에 섬유보강 엘라스토머층(20)을 형성하여 이러한 문제를 극복하고 있다.

상기 섬유보강 엘라스토머층(20)은 탄성이 현저한 고분자물질 즉, 탄성중합체를 의미하는데, 상기 섬유보강 엘라스토머층(20)은 상기 속채움재(10)의 외피를 둘러싸며 형성되어, 속채움재(10)인 발포성 수지 등의 외부충격에 의한 파손방지 및 균열이나 물리적 성질에 변화가 없는 내구성이 우수한 부구를 제작가능하도록 한다. 본 발명의 상기 섬유보강 엘라스토머층(20)은 상기 속채움재(10)의 외주면에 부착된 보강단섬유(22)에 화합물재료(21)를 도포함으로써 형성될 수 있다.

상기 화합물재료(21)로는 폴리우레아가 사용될 수 있다. 폴리우레아란 분자 구조내에 우레아결합을 갖고 있는 고분자화합물을 의미하는데, 폴리우레아의 가장 큰 특성으로는 빠른 경화로 경사면과 수직면에서도 흘러내림 없이 스프레이 할 수 있으며, 한 번에 원하는 두께만큼 시공할 수 있으며, 내충격성과 내마모성 및 탄력성이 우수하며, 높은 열(180℃까지) 및 해수나 약품에 안정성을 갖으며, 균열이나 물리적 성질에 변화가 없으며, 다양한 색상이 가능하며, 매끄러운 표면을 형성할 수 있다는 것이다. 따라서, 폴리우레아를 화합물재료(21)로 한 섬유보강 엘라스토머층(20)을 갖는 부구는 다양한 형상에서도 흘러내림 없이 제작이 가능하고, 다양한 색상으로 제작이 가능하고, 색상의 반영구적인 유지 및 균열이나 물리적 성질에 변화가 없어 비용을 절감할 수 있고, 전체표면에 매끄럽고 강한 막이 형성되어 어패류의 서식을 방지함은 물론 쉽게 제거할 수 있게 된다.

상기 보강단섬유(22)는 상기 속채움재(10)의 외주면에 일정횟수 권취되어 부착되는 섬유로서, 아라미드 섬유가 사용될 수 있다. 아라미드 섬유란 방향족 폴리아미드(주사슬에 벤젠고리를 가진 폴리아미드를 가리킨다.) 섬유를 의미하는데, 아라미드 섬유의 가장 큰 특성으로는 보통 유기섬유에 비해 매우 우수한 인장강도와 탄성률을 가지며, 섭씨 5백도에서도 타지 않는 내열성과 화학약품에 강한 내약품성을 갖는다는 것이다. 따라서, 아라미드 섬유를 보강단섬유(22)로 한 섬유보강 엘라스토머층(20)을 갖는 부구는 고강도 및 고탄성을 갖음으로써 외부충격에 의한 파손방지와 변형 및 이에 대한 복원력을 충분히 확보할 수 있으며, 해양에서의 급격한 기온변화와 화학약품에 강한 특성을 가질 수 있게 되고, 그로 인해 본 발명에 따른 엘라스토머 부구의 반영구적인 사용에 따라 해양폐기물 중에 가장 많은 부피를 차지하는 폐스티로폼 등을 줄일 수 있게 된다.

이하에서는 본 발명에 따른 엘라스토머 부구의 바람직한 실시예의 구체적인 제작 공정을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 엘라스토머 부구의 제작 공정을 나타내는 순서도이다.

도 5를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 엘라스토머 부구를 제작하는 과정은 먼저 일정 체적과 형상을 갖는 성형발포된 발포성 수지(속채움재(10))를 준비하는 단계(S1)가 필요하고, 이어서 준비된 발포성 수지(속채움재(10))의 외피에 폴리우레아(화합물재료(21))를 초벌 도포하는 단계(S2)를 거치며, 초벌 도포된 폴리우레아(화합물재료(21))에 아라미드 섬유(보강단섬유(22))를 권취하는 방식으로 부착하는 단계(S3)를 거치며, 권취되어 부착된 아라미드 섬유(보강단섬유(22))에 다시 폴리우레아(화합물재료(21))를 도포하는 단계(S4)를 거치는데, 상기 S3 단계와 S4 단계를 반복함으로써 엘라스토머 부구에서 섬유보강 엘라스토머층(20)의 두께를 조절할 수 있게 된다. 따라서, 상기 섬유보강 엘라스토머층(20)이 소정의 두께만큼 형성되면 최종적으로 폴리우레아(화합물재료(21))를 부구 표면에 도포하는 단계(S4)로서 작업이 마무리되어, 본 발명의 일실시예에 따른 엘라스토머 부구의 제작이 완료된다.

앞서 본 바와 같이, 일정 체적과 형상을 갖는 성형발포된 발포성 수지(속채움재(10))의 외피에 폴리우레아(화합물재료(21))의 도포 및 아라미드 섬유(보강단섬유(22))의 권취방식의 부착을 통해 섬유보강 엘라스토머층(20)을 직접 형성함으로써, 발포성 수지(속채움재(10))와 섬유보강 엘라스토머층(20) 사이가 틈이 형성될 수 없게 밀착하게 되어 외부충격에 대한 탄성 보호가 증대되고, 전체표면이 고른 견고성을 갖게 된다. 또한, 성형발포된 발포성 수지(속채움재(10))의 형상에 따라 다양한 형상 및 크기의 부구를 자유롭게 제작 가능하게 된다.

이상에서, 출원인은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일실시예일 뿐이며 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 상기 종래기술 1의 기본구조를 나타내는 분해 사시도

도 2는 상기 종래기술 2의 일부를 절개한 상태의 개략도

도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘라스토머 부구의 단면 사시도

도 4는 도 3에서 'a' 부분의 확대도

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 엘라스토머 부구의 제작 공정을 나타내는 순서도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1: 외부케이스 2: 발포성수지 3: 에어홀 4: 열공급구

5: 지지틀 6: 스티로폼 7: 코팅막

10: 속채움재 20: 섬유보강 엘라스토머층

21: 화합물재료 22: 보강단섬유

Claims (5)

1. 해양에서 사용하는 부구에 있어서, 내부를 채우고 있는 속채움재와, 외부를 둘러싸고 있는 섬유보강 엘라스토머층을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘라스토머 부구.
2. 제 1항에 있어서, 상기 속채움재는 가볍고, 탄성 및 방수성을 가지고 있는 발포성수지인 것을 특징으로 하는 엘라스토머 부구.
3. 제 1항에 있어서, 상기 섬유보강 엘라스토머층은 상기 속채움재의 외주면에 부착된 보강단섬유에 화합물재료를 도포함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 엘라스토머 부구.
4. 제 3항에 있어서, 상기 화합물재료는 내충격성 및 탄력성이 우수하고, 균열이나 물리적 성질에 변화가 없는 폴리우레아인 것을 특징으로 하는 엘라스토머 부구.
5. 제 3항에 있어서, 상기 보강단섬유는 인장강도 및 탄력성이 우수한 아라미드섬유인 것을 특징으로 하는 엘라스토머 부구.

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