KR20140066618A - 폴리우레아층을 포함하는 부력체 - Google Patents

Abstract

본 발명의 부력체은 부유 수단에 폴리우레아층을 형성함으로써, 태양광, 물에 의한 부력 소재의 변질, 부식, 때개비의 흡착 등 부유 수단을 둘러싼 주변 환경의 마이너스 요소에 대해 강건하다.

Description

폴리우레아층을 포함하는 부력체{BUOYANCE MEMBER WITH POLYUREA LAYER}

본 발명은 폴리우레아층을 포함하는 부력체에 관한 것이다.

기존 선박과 레저용 보트는 금속, FRP, 목재, 공기 튜브 등의 소재로 만들어지고 있다. 이들 소재는 아주 오랫동안 보편적으로 활용되어 온 소재이긴 하지만, 대량생산이 어려웠고, 수상 활동을 기본으로 하여 상대적으로 외부 충격에도 강하지 않다.

선박, 보트는 민물, 해수에 부유해야 하므로, 충분한 강도를 가진 상태로 가벼워야 하며, 접촉된 물에 의한 부식 등에 강건할 필요가 있다. 또한, 태양광에 쉽게 노출되므로 태양광에 대해서도 강건해야 한다.

한국공개특허공보 제2011-0065680호에는 상호 이격된 내측플레이트 및 외측플레이트, 그 사이에 구비되는 부력부재를 포함함으로써 외부 충격에 강건하고 침수의 우려가 적은 선박이 개시되고 있다. 그러나, 위 문헌에 개시된 부력부재는 물, 공기, 태양광, 따개비 등 주변 환경에 의한 선박의 마이너스 요소에 대한 대책을 제시하지 못하고 있다.

한국공개특허공보 제2011-0065680호

본 발명은 폴리우레아층을 포함하는 부력체를 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 부력체는 제1 위치에 배치되는 형틀 주변의 제2 위치에 뿌려지며 상기 형틀에 의하여 경화 형상이 결정되는 폴리우레아층을 포함하고, 상기 폴리우레아층이 경화된 후 상기 형틀이 상기 제1 위치에서 이탈되면 상기 폴리우레아층과 상기 형틀이 서로 분리될 수 있다.

본 발명의 부력체는 부유 수단의 골격을 형성하는 프레임 및 상기 프레임에 뿌려지거나 주입되고, 경화시 상기 프레임과 함께 상기 부유 수단의 몸체가 되는 폴리우레아층을 포함할 수 있다.

본 발명의 부력체는 부유 수단을 형성하는 부력 모듈 및 상기 부력 모듈에 뿌려지거나 주입되고, 경화시 상기 부력 모듈의 표면을 형성하는 폴리우레아층을 포함할 수 있다.

본 발명의 부력체는 부유 수단을 형성하는 복수의 부력 모듈 및 상기 부력 모듈의 표면에 형성된 폴리우레아층을 포함하고, 상기 각 부력 모듈은 상기 폴리우레아층이 형성되기 전에 서로 결합될 수 있다.

본 발명의 부력체는 부유 수단을 형성하고, 동일 소재의 복수 층 또는 서로 다른 소재의 복수 층을 갖는 부력 모듈 및 상기 부력 모듈의 표면에 형성된 폴리우레아층을 포함할 수 있다.

본 발명의 부력체는 부유 수단을 형성하고, 동일 소재의 복수 층 또는 서로 다른 소재의 복수 층을 갖는 복수의 부력 모듈, 상기 각 부력 모듈을 서로 결합시키는 결합 부재 및 상기 결합 부재에 의해 결합이 완료된 상기 부력 모듈의 표면에 형성된 폴리우레아층을 포함할 수 있다.

본 발명의 부력체는 부유 수단을 형성하고, 동일 소재의 복수 층 또는 서로 다른 소재의 복수 층을 갖는 복수의 부력 모듈, 상기 각 부력 모듈의 표면에 형성된 폴리우레아층 및 상기 폴리우레아층이 형성된 상기 각 부력 모듈을 서로 결합시키는 결합 부재를 포함할 수 있다.

본 발명의 부력체는 부유 수단을 형성하는 발포 성형체 및 상기 발포 성형체의 표면에 형성되는 폴리우레아층을 포함하고, 상기 폴리우레아층은 상기 발포 성형체의 발포 전에 형성될 수 있다.

본 발명의 부력체는 부유 수단을 형성하는 발포 성형체, 상기 발포 성형체의 표면에 형성되는 폴리우레아층 및 상기 발포 성형체와 상기 폴리우레아층 사이에 개재되는 부직포를 포함할 수 있다.

본 발명의 부력체는 폴리우레아층을 포함함으로써 인장 강도, 인열 강도, 물리적 충격, 탄성 특성, 방수 특성이 우수하다. 또한, 분사 방식 등 다양한 방식을 통해 폴리우레아층을 형성할 수 있으므로, 예를 들어 스프레이 코팅 작업과 용제 작업을 통해 용이한 생산이 가능하다. 또한, 기존 소재 대비 상대적으로 가볍고 우수한 접합력을 갖는 폴리우레아의 물성을 통해 경량화, 안전성 및 사용 편의성이 증대될 수 있다.

또한, 본 발명을 이용하여 선박 등의 부유 수단을 형성할 경우 태양광, 물에 의한 부력 소재의 변질, 부식, 따개비의 흡착 등 부유 수단을 둘러싼 주변 환경의 마이너스 요소에 대해 강건하다.

도 1은 본 발명의 부력체를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 부력체의 일부 단면을 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 부력체를 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 부력체의 일부 단면을 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 부력체의 일부 단면을 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 부력체를 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명의 제5 실시예와 연계되어 댐퍼가 포함된 접이형 캐리어 겸용 부력체를 나타낸 개략도이다.
도 8은 본 발명의 제6 실시예에 따른 부력체의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제7 실시예에 따른 부력체의 단면도이다.
도 10는 본 발명의 제8 실시예에 따른 부력체의 단면도이다.
도 11는 본 발명의 제9 실시예에 따른 부력체의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제10 실시예에 따른 부력체의 단면도이다.
도 13는 본 발명의 제11 실시예에 따른 부력체의 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제12 실시예에 따른 부력체의 단면도와 탈형된 발포성형체의 단면도이다.
도 15는 본 발명의 제13 실시예에 따른 부력체의 단면도이다.
도 16은 본 발명의 제14 실시예에 따른 부력체의 단면도와 탈형된 발포성형체의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 부력체에서 발포 성형체를 금형을 통하여 형성하는 과정을 종합적으로 나타낸 개략도이다.
도 18은 부력체를 구성하는 하니컴 구조의 프레임을 나타낸 개략도이다.
도 19는 본 발명의 부력체가 적용된 냉동 창고 및 가스 저장고, 가스관 덮개를 나타낸 개략도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

본 명세서에서 언급되는 '부력체'는 폴리우레아층을 포함하고, 그외에 부력을 제공하는 부력 소재를 포함할 수 있다. 이때의 부력 소재는 금속, 유리 섬유, 탄소 섬유, 목재, 고무, 플라스틱, 합성 비닐, 합성 수지, 카본, 에폭시, 폴리카보네이트, 실리콘, 아노다이징 알루미늄, 하니컴 샌드위치, 하니컴 세라믹, 하니컴 페놀, 실리콘, 에폭시 필름, 카본 필름, 발포 성형체 중 하나일 수 있다. 발포 성형체는 폴리스틸렌 발포 성형체, 폴리우레탄 발포 성형체, 폴리이소시아뉴레이트 발포 성형체, 폴리프로필렌 발포 성형체, 탄소복합 발포 성형체, 알루미늄 발포 성형체, 멜라민 수지 발포 성형체 중 하나일 수 있다. 부력 소재 중 물보다 비중이 큰 금속 등의 소재는 금속 선박과 같은 적절한 형상 변경을 통해 부력을 획득할 수 있다. 부력체는 부유 수단에서 물과 접촉하고 부력을 제공하는 부분을 구성할 수 있다. 예를 들어 부력체는 선박의 선체, 서핑 보드의 발판 등을 구성하는 일부 요소 또는 그 자체일 수 있다.

본 명세서에 언급되는 '부유 수단'은 선박, 수상 레저용 장비, 바지선, 구명정, 수륙 양용 이동체 등 수상에서 부력을 가지고 수상 이동이 가능한 형태의 물체와, 해양 플렌트, 수상 주택 등 부력을 확보하고 물에 정박해 있는 물체를 총칭하는 개념일 수 있다.

본 명세서에서 언급되는 '폴리우레아층'은 폴리우레아를 포함할 수 있다. 폴리우레아는 아민과 이소시아네리트을 기본으로 하거나 아민 및 폴리올과 이소시아네이트를 기본으로 하는 코팅재로, 경화시 인장 강도, 인열 강도, 물리적 충격, 탄성 특성, 방수 특성이 우수하고, 스프레이 또는 용액 상태로 작업이 가능한 우레아 계열의 물질을 총칭할 수 있다.

기존의 부유 수단은 금속, 목재, FRP(Fiber glass Reinforced Plastic), 플라스틱, 발포 성형체 등으로 만들어 지고 있다. 이들 재료는 아주 오랫동안 보편적으로 활용되어 온 소재이긴 하지만, 강도 확보와 부력 확보를 위해 크기가 커야했고, 그만큼 무게가 무거웠으며, 재료 자체는 물론 접합 및 결합 부분의 수밀 확보에도 어려움이 있어 부유 수단의 재료로 활용하기 위해서는 매우 복잡한 과정을 거쳐야 했다. 또한, 부유 수단에 포함되는 캐빈, 냉동창고, 가스저장고, 가스관 덮개 등의 부가 설비와, 폰툰, 수상주택, 해양 플랜트 설비 등 정박용 부유 수단에서도 경량화와 안전 강도 확보의 기술적/구조적 과제를 안고 있었다.

본 발명은 이러한 기존 부유 수단의 재료에 대한 기술적/구조적 문제점을 개선하기 위한 방안으로 인장 강도, 인열 강도, 물리적 충격, 탄성이 강하고, 방수가 매우 양호하며, 기존 재료에 비해 상대적으로 가벼우며 강력한 접합력을 갖는 폴리우레아의 우수한 물성을 활용하여 좀 더 안전하고 제작이 용이한 부력체를 제공하기 위한 것이다.

특히, 본 발명의 부력체는 접합성과 순간 경화성 특성은 아주 뛰어나 여러가지 부력 소재를 결합, 적층, 접합시킬 수 있는 폴리우레아의 특성을 활용하여 자중 조절과 부분 강도를 조절할 수 있다.

도 1은 본 발명의 부력체(110)를 포함하는 부유 수단을 나타낸 개략도이다.

도 1에 도시된 부유 수단은 부력을 제공하는 부력체(110), 적어도 부력체(110)에서 물과 접촉하는 부분에 형성된 폴리우레아층(130)을 포함할 수 있다.

부유 수단이 물에 부유하기 위해서는 부력을 형성시키는 부력체(110)를 필요로 한다. 따라서, 부유 수단을 형성하는 부력체(110)는 부력을 갖는 부력 소재를 포함할 수 있다. 부력 소재는 양성 부력을 갖는 재질로 이루어질 수 있다. 양성 부력을 갖는 재질은 물에 비하여 비중이 낮으며, 대체로 강도가 약하다. 강도 문제를 개선하기 위해 부력 소재는 물의 비중보다 큰 음성 부력을 갖는 재질로 이루어질 수도 있다. 이때는 부력체(110)에서 물에 잠기는 부피를 크게 설계하여 부유 수단의 무게보다 더 큰 부력이 생기도록 한다.

구체적으로 부력 소재는 금속, 유리섬유, 탄소 섬유, 목재, 고무, 플라스틱, 합성비닐, 합성수지, 카본, 에폭시, 폴리카보네이트, 아노다이징 알루미늄, 하니컴 샌드위치, 하니컴 세라믹, 하니컴 페놀, 실리콘, 에폭시 필름, 카본 필름 중 하나일 수 있다. 또는 폴리스틸렌 발포 성형체, 폴리우레탄 발포 성형체, 폴리이소시아뉴레이트 발포 성형체, 폴리프로필렌 발포 성형체, 탄소복합 발포 성형체, 알루미늄 발포 성형체, 멜라민수지 발포 성형체 중 하나일 수 있다. 또한, 복수의 소재가 결합 또는 접합 또는 적층되어 구성될 수 있다. 또한, 사출 성형 또는 진공 성형 또는 블로우 성형 또는 금형 발포를 통해 구성될 수 있다.

부력체(110)는 태양광, 공기, 물, 충격 등 주변 환경에 직접 접촉하는 요소이므로, 적절한 강도와 적절한 부력을 갖는 동시에 가볍고, 제작이 용이하며, 주변 환경에 강건할 필요가 있다.

이를 위해 본 발명에서는 폴리우레아가 경화된 폴리우레아층(130)을 부력체(110)의 외면 또는 내부에 형성하여 적절한 강도와 적절한 부력을 갖는 동시에 가볍고, 제작이 용이하며, 주변 환경에 강건한 부력체를 확보하는데 그 목적이 있다. 이때 폴리우레아층이 부력체 전체로 활용될 수 있다.

일반적인 폴리우레아는(Ployurea)는 이소시아네이트 프리폴리머와 폴리에테르아민 간의 연쇄 반응을 통해 생성되는 중합체로, 분자구조 내에 우레아 결합을 갖는 2액형 코팅제다. 경화 후 우수한 물성과 내구성을 갖는 도막을 형성할 수 있으며, 경화 속도가 매우 빠르고, 시공성이 탁월하며, 스프레이 분무에 의한 코팅과 도포 코팅이 가능하다.

특히, 2액형 도료의 혼합비를 조정하여 용제의 농도와 특성을 조정하여 스프레이 작업과 붓을 통한 도포 작업이 가능하다. 따라서, 커팅 대상의 다양한 부위에 폴리우레아층(130)을 형성할 수 있다.

폴리우레아는 종류 및 혼합 비율에 따라 다양한 용도에 맞는 성능을 확보 할 수가 있는데, 일반적으로 2액형 고온 고압 스프레이 방식이 활용되고 있다. 100% 고형화물로 0%의 휘발성 유기화합물의 특성을 갖고 있는 친환경적 코팅제이기도 하다. 또한 30초의 빠른 초기 경화, 높은 인장강도와 높은 신장율을 가지고 있으며, 화학저항성이 매우 높다. 오일에 대한 저항성도 높고, 부착력도 매우 좋다. 특히 염분에 대한 저항성이 아주 뛰어나 부력체의 부력 모듈 및 부가장치 코팅제로 매우 좋은 물성을 보유하고 있다.

폴리우레아는 일반적으로 액상으로, 비중(25℃)이 "A" 1.12±0.1, "B" 1.02±0.1이고, 점도(cps)는 "A" 800±100, "B" 500±100, 온도 안정성이 0℃ to 50℃이며, 저장성(10-40℃)은 밀봉상태에서 6개월이다. 인장 강도는 ASTM D 412 2500±200 psi, 신장율은 350±50%, 경도(Shore)는 90-95 (A), 45-50 (D), 인열 강도 75±5 N/㎟, 마모율(1kg ,1000rev) 58mg(CS - 17), 충격 강도(두께1mm) 1.5kg/m 이상이다. 화학적 저항성도 매우 강하하며, 디젤과 해수에도 안전성에 매우 양호한 물성을 보유하고 있다.

이러한 물성을 가진 폴리우레아는 현재까지 주로 콘크리트 구조물의 방수 및 보호 코팅용, 목조 구조물의 방수 및 보호 코팅용, 화학저항성이 요구되는 구조물 또는 바닥, 오일에 대한 저항성이 요구되는 구조물 또는 바닥, 기타 방수기능 및 보호기능이 필요한 구조물에 주로 사용되어 왔다

폴리우레아는 일반적인 용도로 사용되는 이소시아네이트와 아민이 주재료인 폴리우레아와, 이소시아네이트와 아민, 그리고 폴리올을 사용하는 하이브리드우레아, FRP우레아 등으로 구분되는데, 본 발명에서의 폴리우레아라 함은 일반적인 폴리우레아, 하이브리드우레아, FRP우레아 등 관련 우레아군의 모든 것을 총칭하는 개념이다. 또한, 스프레이 방식, 붓 또는 로라를 이용한 도포방식 등 모든 작업과정을 총괄하는 개념이다. 본 발명에서 폴리우레아층(130)은 폴리우레아가 경화되어 형성된다.

본 발명에서는 폴리우레아가 갖는 물성적 특징을 부력체 제작에 활용하여 부력체의 성능을 향상시키는 목적과 함께 폴리우레아의 기술적 영역과 활용성을 더 확대 시키는 것 또한 발명의 목적이 된다.

구체적으로, 폴리우레아의 우수한 물성은 작업선, 여객선, 구명정 등의 이동성 부유 수단과 윈드서핑 보드, 세일링 요트 등 양성 부력을 요구하는 레저용 부력체와, 폰툰, 수상 주택, 플랜트 해양시설 등 자중 조절을 필요로 하는 정박성 부유 수단에 매우 효율적으로 활용될 수 있다.

또한, 폴리우레아의 양호한 접착력과 강도는 부유 수단의 중요 기능인 스쿠류, 엔진 등의 부대 장비도 용이하게 장착될 수 있도록 한다. 세일링 요트, 윈드서핑의 돛과 돛대, 보드와 러더의 제작과 장착에도 매우 효율적으로 활용될 수가 있다.

특히, 부력 소재를 폴리스틸렌 또는 폴리우레탄 등의 발포 성형체(350)로 형성할 경우 뛰어난 양성 부력 확보와 금형 발포를 통한 대량 생산이 가능하지만, 발포 후 표면 훼손 문제가 발생하여 부력체로 활용하는 것이 어려웠는데, 이러한 약점을 폴리우레아층(130)으로 보완할 수 있다.

또한, 발포 성형체는 자외선에 의한 황변과 가수 분해가 발생할 여지가 있는데, 폴리우레아층(130)을 형성하면 신뢰성 있게 자외선을 차단할 수 있다. 따라서, 부력체의 주재료로 폴리우레탄을 비롯한 발포 성형체를 이용할 경우 폴리우레아층(130)의 형성은 반드시 필요하다.

폴리우레아층(130)은 비록 비중이 물에 비해 같거나 크지만, 부력체로 활용하였을 경우 비중 대비 우수한 강도와 탄성을 제공할 수 있다. 따라서, 적절한 두께(0.2mm 이상)로 부력 소재의 외면이나 부력체 부대장비에 폴리우레아층을 형성하게 되면 부력체의 안전성을 강화시킬 수가 있다. 또한 군사용 부력체에 활용 할 경우 폴리우레아층(130)의 두께를 높이거나 복층으로 구성하면 방탄 효과를 얻을 수 있다.

따라서 도 1에서 보여지는 폴리우레아층(130)을 포함하는 부력체는 기존 대비, 가볍고 탄성 강도가 강하며 제조가 용이한 새로운 개념의 부력체로 활용이 가능하다.

이때, 폴리우레아층(130)은 다양하게 형성될 수 있는데, 일례로 부력체 전부가 폴리우레아층(130)으로 형성될 수 있다. 즉 폴리우레아층(130)은 부력체 자체가 될 수 있다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 폴리우레아층만으로 구성된 부력체의 일부 단면을 나타낸 개략도이다. 도 2에는 도 1의 부력체(100)의 A-A' 절단면이 개시된다.

도 2에 도시된 부력체(110)는 제1 위치에 배치되는 형틀(200) 및 형틀(200) 주변의 제2 위치에 뿌려지고 형틀(200)에 의하여 경화 형상이 결정되는 폴리우레아층(130)을 포함할 수 있다. 이때, 폴리우레아층(130)이 경화된 후 형틀(200)이 제1 위치에서 이탈되면 폴리우레아층(130) 및 형틀(200)이 서로 분리될 수 있다.

폴리우레아는 경화되기 전에는 액체 상태이므로 특별한 형상을 갖지 않는다. 따라서 폴리우레아층(130)으로 부력체(110)의 근간을 형성하기 위해서는 폴리우레아층(130)이 경화되기까지 폴리우레아층(130)을 부력체(110) 형상으로 유지시킬 형틀(200)이 필요하다.

이때, 경화된 폴리우레아층(130)이 부력체(110)의 형상을 갖도록 하는 형틀(200)의 위치가 제1 위치이다. 형틀(200)은 필요에 따라 2개가 서로 대면하여 형성되고, 그 사이에 폴리우레아층(130)이 뿌려지거나 채워질 수 있다. 또는 하나의 형틀(200)에 홈을 형성하고 홈에 폴리우레아층(130)이 뿌려져 채워질 수 있다. 이때 2개의 형틀(200)의 대면으로 형성된 틈, 또는 형틀(200)에 형성된 홈이 제2 위치에 해당한다.

형틀(200)은 부력체(110)를 구성하는 요소가 아니므로 폴리우레아층(130)이 경화된 후 제1 위치에서 이탈되고, 이에 따라 폴리우레아층(130)으로부터 분리된다. 따라서 완성된 부력체(110)는 폴리우레아층(130)으로만 구성된다. 이러한 방식으로 형성된 부력체(110)는 앞에서 살펴본 폴리우레아의 효과를 그대로 갖게 된다.

형틀(200)의 재질은 폴리스틸렌, 목재, 금속, 탄소 섬유, FRP 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로 후술되는 프레임과 동일한 재질로 이루어질 수 있다. 서로 대면하는 형틀이 사용되는 경우 하나의 형틀은 지면이 되거나, 지면에 고정된 형틀일 수 있다. 이 경우 지면 또는 지면에 고정된 형틀에는 이형제가 도포되거나 폴리우레아가 접촉되지 않는 소재가 마련될 수 있다. 다른 형틀은 폴리우레아층(130)으로부터 이탈이 가능한데, 이 경우도 형틀(200)이 제1 위치로부터 이탈되는 것으로 한다.

이때 형틀(200)에는 이형제가 도포되거나, 형틀(200) 자체가 이형 코팅재질로 구성될 수 있다. 이는 형틀(200)과 경화가 끝난 폴리우레아층(130)의 이탈을 쉽게 하기 위한 방안이다.

이형제로는 실리콘 이형제 또는 왁스 이형제가 활용될 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 효과로, 용이하게 폴리우레아의 특성을 갖는 부력체를 만들 수 있다. 즉, 기존의 금속이나 유리섬유와 같은 부력 모듈 활용을 통한 복잡한 과정을 거치는 부력체 제조방법을 폴리우레아의 스프레이 작업 또는 도포 작업만으로 가능하게 되어 용이한 부력체를 제작할 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따라 형성되는 부력체(110)는 선체(hull), 갑판(deck), 러더(190)(rudder) 뿐만 아니라 캐빈(170)(cabin), 돛대와 같이 수면 위로 드러나는 부유 수단의 요소를 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 폴리우레아층이 포함된 부력체를 나타낸 개략도이다.

도 3에 도시된 부력체(110)는 부유 수단의 골격을 형성하는 프레임(310) 및 프레임(310)에 뿌려지거나 주입되는 폴리우레아로 구성되며 폴리우레아의 경화시 프레임(310)과 함께 부유 수단의 몸체가 되는 폴리우레아층(130)을 포함할 수 있다.

프레임(310)은 부력체(110)의 강도를 증대시키는 동시에 폴리우레아층(130)을 용이하게 형성할 수 있도록 한다. 프레임(310)은 금속, 유리섬유, 탄소 섬유, 목재, 고무, 플라스틱, 합성비닐, 합성수지, 카본, 에폭시, 폴리카보네이트, 아노다이징 알루미늄, 하니컴 샌드위치, 하니컴 세라믹, 하니컴 페놀, 실리콘, 에폭시 필름, 카본 필름 중 하나일 수 있다. 또는 폴리스틸렌, 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리이소시아뉴레이트, 폴리프로필렌, 복합탄소, 알루미늄, 멜라민수지 발포 성형체 중 하나일 수 있다. 또는 복수의 소재가 결합 또는 접합 또는 적층되어 구성될 수 있다. 또는 사출 성형 또는 진공 성형 또는 블로우 성형 또는 금형 발포를 통해 구성될 수 있다.

프레임(310)은 부유 수단의 골격을 형성하는 것으로 와이어 구조, 그물 구조(메쉬 구조), 하니컴 구조, 수세미 구조 등 폴리우레아층(130)의 골격으로 활용될 수 있는 다양한 형태로 구성될 수 있다. 즉, 폴리우레아층(130)에 포함되어 부력체(110)가 된다.

일례로, 하니컴 구조의 프레임을 설명한다.

도 18은 부력체를 구성하는 하니컴 구조의 프레임을 나타낸 개략도로, 본 발명을 통해 폴리우레아 하니컴 프레임 코팅층이 형성되는 과정을 개시한다.

하니컴은 벌집 모양의 공간이 형성된 프레임이다. 하니컴 프레임 소재는 앞에서 설명한 프레임(310) 소재 중 하나로 구성된다. 기존 산업기술에서 하니컴 구조의 프레임이 활용되어 왔다. 일례로, 다양한 소재의 하니컴 프레임을 페놀수지에 여러 번 담가 강도를 보강한 후 상측 및 하측에 카본 필름과 에폭시 필름을 접착하여 부력 모듈 또는 항공용 소재로 활용되어 왔다. 이를 통해 가벼우면서도 강도가 확보되는 소재를 확보할 수 있었다. 하지만, 기존 하니컴 방식의 강도보강용 프레임은 제작 과정에서 매우 복잡한 공정을 거쳐야 했다. 페놀수지를 여러차례 도포하여야 했고, 그 위에 여러겹의 카본과 에폭시 필름을 접착하여야 하는 과정을 거쳐야 했다. 소재의 전체적인 강도는 강화가 되지만, 부분적인 인장강도, 인열강도는 부력체의 부력 모듈로 활용되기에는 한계가 있었다. 즉 부력체가 갖는 수상에서의 다양한 환경조건을 극복할 수가 없었다.

이러한 기존 하니컴의 물성을 개선하여 부력체로 활용할 수 있다. 즉, 하니컴을 이용한 폴리우레아층 활용을 통하여 가볍고 방수기능이 강화되고 강도가 확보된 부력체를 확보할 수 있다.

구체적으로는, 하니컴 프레임에 폴리우레아를 스프레이로 분사하여 폴리우레아층(130)을 형성하거나, 폴리우레아 용제에 하니컴 프레임을 침지시켜 폴리우레아층(130)을 형성하는 방식으로 폴리우레아 하니컴 프레임 코팅층을 형성할 수 있다. 이때 하니컴의 형태는 그대로 유지(600)되거나 폴리우레아층(130b)으로 채워져도 무방하다.

상기와 같은 방법으로 형성된 폴리우레아 하니컴 프레임 코팅층은 수직강도와 수평강도와 측면 유연성이 확보된 부력체로 활용될 수 있다.

이때 폴리우레아 하니컴 프레임 코팅층은 복수의 소재와 결합 또는 접합 또는 적층되어 강도가 보강될 수 있다. 예를 들어 금속과 접합되어 부력체의 뼈대로서의 강도를 확보할 수 있다.

본 명세서의 프레임(310)은 그 자체만으로는 부력체로서 기능하지 못하는 것으로 한다. 즉, 폴리우레아층이 형성되지 않은 프레임(310)만으로는 부력체로서의 기능과 형태에 취약성을 갖는다. 따라서 일례로 설명한 하니컴 프레임 또한 폴리우레아층이 형성되기 않으면 그 자체만으로 부력체로서 기능하지 못한다.

또한, 도 3의 실시예의 경우 도 2의 실시예와 결합하여 형틀(200)이 사용될 수 있다. 이 경우 형틀은 폴리우레아가 경화된 후 이탈될 수 있다. 이때 프레임은 폴리우레아층에 포함된다. 또한 형틀의 한 면으로 지면이나 평평한 공간을 이용할 수 있다. 이때 활용되는 각 형틀과 폴리우레아의 사이에 이형제나 폴리우레아와 접착이 되지 않는 비닐 등을 깔면 용이하게 작업이 가능하다.

본 발명의 제2 실시예는 선박, 해양레저장비 등의 이동성을 갖는 부유 수단의 부력체 뿐만 아니라, 해양플랜트 설비 등 정박해 있는 부유 수단의 부력체에서도 효율적으로 활용이 가능하다. 즉, 필요한 프레임을 만들고 그 위에 스프레이 코팅을 수행하여 용이하게 폴리우레아의 특성이 적용된 부유 수단을 제작할 수 있다.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 폴리우레아층이 포함된 부력체의 일부 단면을 나타낸 개략도이다. 도 4에는 도 1의 부력체(100)의 A-A' 절단면이 개시된다.

도 4에 도시된 부력체는 부유 수단을 형성하는 부력 모듈(330) 및 부력 모듈(330)에 뿌려지거나 주입되고, 경화시 부력 모듈의 표면을 형성하는 폴리우레아층(130)을 포함할 수 있다. 폴리우레아층(130)이 형성되는 위치는 부력 모듈(330)의 외면뿐만 아니라 내면을 포함할 수 있다. 폴리우레아층(130)은 부력 모듈(330)의 모든 면에 형성될 수도 있다.

제3 실시예에 따른 부력 모듈(330)은 부력체를 형성하는 요소로, 제2 실시예의 프레임(310)과 달리 부력 모듈 자체만으로 부력체로 작용할 수 있으나, 방수, 강도에 취약성을 가질 수 있다. 이러한 문제를 해소하기 위해 폴리우레아층(130)이 이용된다.

제3 실시예에 따른 폴리우레아층(130)은 부력 모듈(330)에 코팅되어, 부력체의 표면을 형성할 수 있다. 부력 모듈(330)의 재질은 FRP(유리섬유강화플라스틱), 금속, 목재, 탄소 등을 다양하게 활용될 수 있다. 구체적으로는 프레임을 구성하는 재질과 동일할 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 효과로, 기존 부력체를 구성하는 부력 모듈 강도를 강화시킬 수가 있다. 또한 부력 모듈의 재질을 발포 성형체로 확대시킬 수 있다. 즉, 발포 성형체의 약점인 표면 부스러짐, 가수 분해, 침수 등의 약점을 폴리우레아층(130)이 보완해 줄 수 있어 양호한 양성 부력체를 확보할 수가 있다. 발포 성형체에 대한 설명은 후술한다.

본 발명의 제3 실시예는 선박, 해양레저장비 등의 이동성 부유 수단의 부력체 뿐만이 아니라, 해양 플랜트 설비 등 정박용 부유 수단의 부력체에서도 효율적으로 활용이 가능하다. 즉, 필요한 부력 모듈을 확보하고 그 위에 폴리우레아 스프레이 코팅을 수행하여 용이하게 폴리우레아의 특성이 적용된 부력체를 제작할 수 있다.

또한 본 발명의 제3 실시예와 연계되어 코팅이 완료된 폴리우레아층에 부력 모듈이 접착될 수 있다. 예를 들어, 도 4에서 좌측의 폴리우레아층(130a)이 형성되고 형성된 폴리우레아층이 완전히 경화되기 전에 부력 모듈(330)를 다시 좌측 방향으로 접착시켜 부력 모듈 일면의 외부 강도를 강화시킬 수 있다. 이때 폴리우레아층은 본 발명에 따른 제1 실시예 또는 제2 실시예를 적용하여 일면에 형틀을 활용하거나 폴리우레아층 내부에 프레임을 포함할 수 있다.

또한, 형틀에서 폴리우레아층을 형성하고, 폴리우레아층이 경화되기 전이나 경화된 후에 폴리우레아층을 접착제를 활용하여 부력 모듈에 접착시킬 수 있다. 또한, 형틀 내에서 폴리우레아층이 형성된 상태에서, 폴리우레아층이 완전히 경화되기 전에 후술되는 발포 성형체를 형틀 내에서 추가로 발포하여 용이하게 폴리우레아층을 포함하는 부력체를 제작할 수 있다. 이때 접착제는 일반적인 프라이머가 사용될 수 있다.

이때 폴리우레아층은 형틀의 형상대로 형성되므로 폴리우레아를 스프레이로 뿌리는 것보다 양호한 표면처리가 가능하다.

또한, 도 4에서와 같이 일면에 폴리우레아층(130a)이 접착된 부력 모듈(330)의 타면에도 폴리우레아층(130b)이 형성될 수 있다. 이때, 타면의 폴리우레아층(130b)는 완성된 상태로 부력 모듈(330)에 접합되거나 스프레이 코팅을 통하여 형성될 수 있다. 또는, 용제 상태의 폴리우레아를 부력 모듈(330)의 표면에 도포하여 폴리우레아층을 형성할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 폴리우레아층이 포함된 부력체를 나타낸 개략도이다.

도 5에 도시된 부력체(110)는 복수의 부력 모듈(330)을 포함할 수 있다. 예를 들어 부력체의 크기가 큰 경우 부력 모듈(110)을 복수로 분할, 모듈화시키고, 각 부력 모듈을 제작한 후 서로 조립하여 부력체(110)를 완성시킬 수 있다. 또한,부력체(110)는 캐빈(170)과 같이 부력체(110)와 분리된 상태로 제작되어 부력 모듈(330)에 조립되는 부가 모듈을 포함할 수도 있다. 부력체(110)가 복수의 부력 모듈(330a, 330b, 330c, 330d, 330e, 330f)로 분할되어 각 모듈별로 제작될 경우 각 부력 모듈(330a, 330b, 330c, 330d, 330e, 330f)만으로 완전한 부력체의 기능을 수행할 수가 없다. 이때 부력 모듈(330a, 330b, 330c, 330d, 330e, 330f) 전부 또는 일부가 조립된 후에는 폴리우레아가 코팅되기 전이라도 부력체의 형태를 갖는다. 이때 부력체의 기능은 정상적으로 발휘할 수가 없다. 각 부력 모듈의 접합 부분 등으로 인하여 방수 및 강도가 정상적인 부력체로 활용하기 곤란한 상태이다.

이와 같이 복수의 부력 모듈(330)의 조립으로 완성되는 부력체의 폴리우레아층(130)은 다음과 같이 형성될 수 있다.

먼저, 폴리우레아층(130)은 각 부력 모듈(330a, 330b, 330c, 330d, 330e, 330f)의 조립이 완료된 후 부력 모듈(330a, 330b, 330c, 330d, 330e, 330f)의 외면에 동일면으로 코팅될 수 있다. 다시 말해 부력 모듈(330a, 330b, 330c, 330d, 330e, 330f)을 조립하여 부력체의 형태를 완성한 후 폴리우레아층(130)을 형성할 수 있다. 이 경우 폴리우레아층(130)이 각 부력 모듈(330a, 330b, 330c, 330d, 330e, 330f)을 연결시키는 접착제 또는 연결 부재로 기능하므로 부력 모듈(330a, 330b, 330c, 330d, 330e, 330f) 간의 체결력을 증대시킬 수 있다. 각 부력 모듈(330a, 330b, 330c, 330d, 330e, 330f)을 연결하는 별도의 결합 부재를 마련하는 경우에도 이러한 효과는 동일하게 적용된다.

정리하면, 본 실시예의 부력체는 부유 수단을 형성하는 복수의 부력 모듈 및 부력 모듈의 표면에 형성된 폴리우레아층을 포함할 수 있으며, 이때의 각 부력 모듈은 폴리우레아층이 형성되기 전에 서로 결합될 수 있다.

각 부력 모듈(330a, 330b, 330c, 330d, 330e, 330f)은 동일 소재이거나, 모듈별로 다른 소재일 수 있다. 좀 더 자세하게는 본 발명의 제3 실시예에서 거론한 부력 소재일 수 있다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 폴리우레아층이 포함된 부력체는 그림으로 도시되지는 않았지만, 부력 모듈이 동일 소재 또는 복수의 소재로 복수 층으로 구성되는 경우에도 적용할 수 있다. 즉, 도 5와는 달리 복수의 층(여러겹)으로 구성된 부력 모듈을 결합하여 부력체의 형태를 마련하고, 부력체 표면에 폴리우레아층(130)을 형성할 수 있다. 또는, 폴리우레아층(130)을 각 층의 사이에 개재시킴으로써 폴리우레아층(130)이 각 부력 모듈의 각 층을 결합시키는 접착제 또는 연결 부재로 기능하도록 할 수 있다. 이를 통해 부력 모듈(110)의 층간 체결력을 증대시킬 수 있다. 부력 모듈(110)의 층간을 연결하는 별도의 결합 부재를 마련하는 경우에도 이러한 효과는 동일하게 적용될 수 있다.

본 발명의 부력체는 부유 수단을 형성하고, 동일 소재의 복수 층 또는 서로 다른 소재의 복수 층을 갖는 부력 모듈 및 부력 모듈의 각 층의 사이에 개제되는 폴리우레아층을 포함할 수 있다.

본 발명의 부력체는 부유 수단을 형성하고, 동일 소재의 복수 층 또는 서로 다른 소재의 복수 층을 갖는 복수의 부력 모듈, 각 부력 모듈을 서로 결합시키는 결합 부재 및 결합 부재에 의해 결합이 완료된 부력 모듈의 표면에 형성된 폴리우레아층을 포함할 수 있다.

본 발명의 부력체는 부유 수단을 형성하고, 동일 소재의 복수 층 또는 서로 다른 소재의 복수 층을 갖는 복수의 부력 모듈, 상기 각 부력 모듈의 표면에 형성된 폴리우레아층 및 상기 폴리우레아층이 형성된 상기 각 부력 모듈을 서로 결합시키는 결합 부재를 포함할 수 있다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 효과로, 복수의 부력 모듈(330a, 330b, 330c, 330d, 330e, 330f)을 부력체 형태로 형성하는데 아주 효율적이다. 즉, 크기가 큰 대형의 부력체 제작에 있어서, 복수의 부력 모듈로 부력체를 분할하여 제작하고, 분할 제작된 각 부력 모듈(330a, 330b, 330c, 330d, 330e, 330f)을 사용 현장에서 서로 결합 한 후 폴리우레아층(130)을 형성함으로써 부력체를 완성할 수 있다.

또한, 각 부력 모듈이 복수 층으로 구성되는 경우에도 본 발명의 제4 실시예는 효율적으로 적용된다. 즉, 세일링 요트, 윈드서핑 등 특성상 복수 층 구조의 부력체가 필요한 경우에도 폴리우레아층을 활용한 코팅은 매우 바람직하다.

특히, 후술되는 발포 성형체를 활용한 복수 층 구조의 부력체에서도 아주 유용하게 활용될 수 있다. 즉, 다층 구조의 발포 설형체를 통하여 비중이 다른 발포 성형체를 구성하고, 발포 성형체 표면에 폴리우레아층을 형성함으로써 자중 조절이 가능한 부력체를 제작할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 폴리우레아층이 포함된 부력체를 나타낸 개략도이다.

도 6에서 부력 모듈(330)은 제1 부력 모듈과 제2 부력 모듈로 구성된다. 제1 부력 모듈과 제2 부력 모듈이 결합 되기 전 폴리우레아 코팅이 진행될 수 있다.

도 6은 폴리우레아층이 형성된 부력 모듈(330)을 결합시켜 부력체를 제작하는 실시예이다. 도 6에서는 제1 부력 모듈과 제2 부력 모듈만 도시되었지만, 다양한 형태와 개수의 부력 모듈이 활용될 수 있다.

제 5실시예에 따르면 폴리우레아층(130)이 각 부력 모듈(330)의 조립 전에 각 부력 모듈(330)에 형성될 수 있다. 이에 따르면 각 부력 모듈(330)의 조립만으로 폴리우레아층을 포함하는 부력체가 완성된다. 각 부력 모듈(330)에는 사전에 폴리우레아층(130)이 형성된 상태이므로 추가적으로 폴리우레아층(130)을 형성할 필요가 없다. 또한, 각 부력 모듈(330)을 신뢰성 있게 보호할 수 있다. 이때 폴리우레아가 코팅된 각 부력 모듈은 적어도 물에 접촉하는 부분에 있어서 각 부력 모듈별로 자체의 부력을 가질 수 있다.

또한, 폴리우레아층(130)이 형성된 각 부력 모듈(330)을 서로 결합시키기 위해 각 부력 모듈(330)을 겨합시키는 결합 부재를 포함할 수 있다. 결합 부재는 다양한 재질, 형상으로 형성될 수 있으며, 기존의 공개된 다양하고 보편적인 기술을 활용할 수 있다. 이때 폴리우레아층이 갖는 접착력과 강도는 결합 부재의 장착을 용이하게 수행할 수 있도록 한다.

또한, 폴리우레아층이 형성된 각 부력 모듈의 결합 방법에 따라 부력체의 기능과 형태가 달라질 수 있다. 예를 들어 도 6과 같이 접이형 또는 조립형 부력체를 형성할 수 있다.

접이형 또는 조립형 부력체로 활용되는 폴리우레아층이 형성된 부력 모듈은 종방향 또는 횡방향으로 결합되거나 분리될 수 있다. 또는 어느 한 부력 모듈이 다른 모듈에 대해 접히거나 펴질 수 있다. 각 부력 모듈 간 결합 수단 또는 분리 수단이 구비될 수 있다. 각 부력 모듈은 부력체의 분리 또는 운반시 다른 부력 모듈에 포개어지거나 수용될 수 있다.

일예로 도 6에서는 제1 부력 모듈 전체에 제2 부력 모듈이 포개어지는 상태가 개시된다. 이때 제1 부력 모듈과 제2 부력 모듈은 수상에서 서로 연결 부재로 연결되어 부력체를 형성한다. 연결 부재(331)는 경첩, 고리, 핀 등 기존의 보편적 기술이 활용되고, 폴리우레아층이 부력 모듈의 연결 부재를 견고하게 장착하는 역할을 수행할 수 있다. 이에 따르면 제1 부력 모듈에 제2 부력 모듈의 적어도 일부가 포개어지거나 수납될 수 있으므로, 각 부력 모듈을 용이하게 보관하거나 운송할 수 있다. 제1 부력 모듈과 제2 부력 모듈이 서로 포개어질 경우 포개어진 제1 부력 모듈과 제2 부력 모듈 사이에는 도 7에 도시되었듯이 수납물이 적재되는 적재 공간(335)이 형성될 수 있다. 이때의 적재 공간이 형성된 부력 모듈은 캐리어로 사용될 수 있다. 또한 차량의 탑에 장착되는 루프 캐리어 겸용 부력체(보트)로 활용이 가능하다.

정리하면, 제1 부력 모듈과 제2 부력 모듈은 수상에서 제1 방향을 따라 서로 연결되어 부유 수단 또는 부력체를 형성할 수 있다. 육상 또는 운송시 제1 부력 모듈과 제2 부력 모듈은 제1 방향의 수직 방향으로 서로 포개어지고, 포개어진 제1 부력 모듈과 제2 부력 모듈의 사이에 수납물이 적재되는 적재 공간(335)이 형성될 수 있다. 폴리우레아층은 각 부력 모듈별 강도와 탄성, 방수효과를 강화시켜주고, 특히 연결 부재의 강도를 보강할 수 있게 한다.

또한, 제 5 실시예에 따른 폴리우레아층을 포함하는 부력체는 그 기능과 용도에 따라 캐빈 모듈, 수상추력장치 모듈, 육상이동 모듈과 결합 또는 분리되어 활용될 수가 있다.

도 6에서는 제1 부력 모듈과 제2 부력 모듈을 분리하는 대신 힌지(331)를 이용하여 부력 모듈과 적재 공간을 갖는 캐리어의 전환이 용이하도록 되어 있다.

구체적으로 제1 부력 모듈과 제2 부력 모듈을 서로 연결시키는 힌지(331)를 포함하고, 제2 부력 모듈은 힌지를 중심으로 회동하여 제1 부력 모듈에 포개어질 수 있다.

일례로, 제1 부력 모듈과 제2 부력 모듈이 접이형 부력체로 활용될 경우 부력체의 길이 방향에 대해서 수직 방향으로 힌지가 이동하도록 할 수 있다. 이에 따르면 부력체 형성시 힌지는 위로 올라가 제1 부력 모듈과 제2 부력 모듈의 단부 및 제2 부력 모듈의 단부가 신뢰성 있게 결합되도록 할 수 있다. 또한, 캐리어 형성시 힌지는 아래로 내려가 제1 부력 모듈에 제2 부력 모듈이 신뢰성 있게 포개어지도록 함으로써 신뢰성 있는 적재 공간을 확보할 수 있다.

힌지가 없는 구조 또는 힌지로부터 제1 부력 모듈 또는 제2 부력 모듈을 떼어낼 수 있는 구조에서는 제1 부력 모듈에 제2 부력 모듈이 슬라딩되는 식으로 수납되거나 제2 부력 모듈에 제1 부력 모듈이 슬라이딩되는 식으로 수납될 수 있다. 이 경우 부피가 큰 수용물을 제1 부력 모듈의 적재 공간 또는 제2 부력 모듈의 적재 공간에 수용할 수 있다. 부피가 큰 관계로 수용물의 일부는 각 부력 모듈의 공간을 초과하여 공간상으로 돌출되나 이는 로프 등으로 묶어서 해결하면 된다.

각 부력 모듈의 무게가 클 수 있는데, 이에 따르면 각 부력 모듈을 포개는 과정에서 안전사고가 발생하거나 각 부력 모듈 간의 충돌로 각 부력 모듈이 훼손될 수 있다. 이러한 현상을 방지하기 위해 도 7과 같이 제1 부력 모듈과 제2 부력 모듈을 연결하는 댐퍼(333)를 형성할 수 있다. 제1 부력 모듈과 제2 부력 모듈이 부력체를 형성할 경우와 캐리어를 형성할 경우 댐퍼(333)에 의해 제1 부력 모듈과 제2 부력 모듈이 서로 간섭하지 않도록 댐퍼(333)의 설치 위치와 길이가 결정되는 것이 좋다.

본 발명의 제5 실시예에 따른 효과로는, 폴리우레아층이 형성된 다양한 부력 모듈을 결합, 분리시켜 다양한 형태의 부력체를 만들 수 있다. 예를 들어 도 6에 도시 되었듯이 캐리어 겸용 부력체로 활용할 수 있다. 평상시에는 캐리어로 활용하고 레저 및 비상용 부력체(보트)가 필요할 경우에는 부력체(보트)로 활용할 수가 있어 매우 효율적이다. 특히, 폴리우레아의 특성이 적용되어 완전한 방수와 강도, 탄성이 확보된 부력체와 캐리어를 겸용으로 활용할 수가 있다.

도 8은 본 발명의 제6 실시예에 따른 부력체의 일부 단면을 나타낸 개략도이다. 도 8에는 도 1의 부력체(100)의 A-A' 절단면이 개시된다.

도 8에 도시된 부력체는 단층 또는 복수층으로 구성된 부력 모듈(330)를 포함할 수 있다. 부력 모듈(330)의 내부에는 폴리우레아층(130)이 형성될 수 있다. 또는, 각 부력 모듈(330)의 표면에 폴리우레아층(130)이 형성될 수 있다.

제6 실시예에 따르면 부력 모듈(330) 및 폴리우레아층(130)이 복수로 적층될 수 있다. 이러한 구성에 따르면 부력체의 강도를 증대시킬 수 있어 충돌에 매우 강하고 인장 강도가 높은 부력체를 만들 수 있다. 특히, 군사용 목적(상륙정, 수륙양용장갑차 등)으로 제작시 방탄 효과와 방폭 효과, 충격 강도가 증대되는 군사용 부력체를 확보할 수 있다.

부력 모듈의 내부에는 부력 모듈의 강도를 개선시키는 지지 부재가 형성될 수 있다. 지지 부재는 부력 모듈을 관통하고, 부력 모듈의 일면의 폴리우레아층과 부력 모듈의 타면의 폴리우레아층에 접합될 수 있다.

마찬가지로 복수로 적층된 부력 모듈(330)과 폴리우레아층(130)을 서로 신뢰성 있게 접합시키는 지지 부재(340a, 340b)를 포함할 수 있다. 지지 부재(340a, 340b)는 부력 모듈(330)을 관통하거나 포함되어 폴리우레아층(130)에 접합될 수 있다. 폴리우레아층과의 접합은 접착제, 부력 모듈 자체의 접착력, 폴리우레아층의 접착력 중 적어도 하나에 의해 이루어진다. 특히, 폴리우레아층의 접착력은 매우 뛰어나 복수의 부력 모듈이 적층되거나 복수의 폴리우레아층이 형성되고, 지지 부재가 포함되더라도 신뢰성 있는 접합이 가능하다.

이때 지지 부재(340a, 340b)가 접합되는 폴리우레아층(130)은 표면에 드러난 폴리우레아층(130)의 외면(지지 부재 340a의 예) 또는 내면(지지 부재 340b의 예)일 수 있다.

정리하면, 부력 모듈의 내부에는 부력 모듈의 강도을 개선시키는 지지 부재가 형성되고, 지지 부재는 부력 모듈을 관통하거나 부력 모듈 내부에 포함되고, 부력 모듈의 일면의 폴리우레아층과 부력 모듈의 타면의 폴리우레아층에 접합될 수 있다.

도 8에서 도시된 지지 부재(340a, 340b)는 표면에 드러난 폴리우레아층(130)의 외면 또는 내면에 접합된 상태를 나타내는데, 표면에 드러난 지지 부재(340a)는 타 부력체 및 기타 물체와 결합되는 결합 부재(외부 연결 수단)로 활용될 수가 있다. 결합방식은 기존 공개된 보편적 기술이 적용될 수 있다. 다시 말하면 지지 부재의 단부는 부력 모듈로부터 외부로 돌출되고, 외부 연결 수단에 연결될 수 있다. 도 8에서는 외부로 노출된 지지부재(340a)의 단부에 고리가 형성됨으로써 외부 연결 수단에 용이하게 연결될 수 있다.

도 8에서 도시된 지지 부재(350)는 부력 모듈 표면에 형성되는 폴리우레아층(130)과 부력 모듈의 내부에 형성되는 폴리우레아층은 물론, 층간 부력 모듈과의 결합도를 강화시키는 역할을 수행한다.

즉, 지지 부재는 부력 모듈을 관통하거나 부력 모듈 일부에 포함되어 부력 모듈 일면의 폴리우레아층과 타면의 폴리우레아층, 내부의 폴리우레아층과 접합 될 수 있어 폴리우레아층과 부력 모듈와의 결합 강도를 강화시키고, 연결부재의 결합강도를 강화시킨다.

이때 지지 부재의 소재는 제2 실시예의 프레임 소재와 동일 할 수 있고, 부력 모듈 소재는 제 3실시예의 부력 모듈 소재와 동일할 수 있다.

도 9는 본 발명의 제7 실시예에 따른 부력체의 일부 단면을 나타낸 개략도이다. 도 9에는 도 1의 부력체(100)의 A-A' 절단면이 개시된다.

도 9에 도시된 부력체는 발포 성형체(350) 및 발포 성형체(350) 외부에 코팅된 폴리우레아층(130)을 포함할 수 있다. 부력체가 부력 모듈을 포함하는 경우 부력 모듈이 발포 성형체를 포함할 수 있다.

발포 성형체(350)는 또는 폴리스틸렌, 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리이소시아뉴레이트, 폴리프로필렌, 복합탄소, 알루미늄, 멜라민수지 발포 성형체 중 하나일 수 있다.

발포 성형체(350)는 금형 발포 등으로 대량 생산이 용이하나, 강도가 약하고 주변 환경에 의해 쉽게 훼손될 수 있어 지금까지 부력체로 활용되는 경우가 적었다. 발포 성형체(350)에 폴리우레아층(130)을 형성하면 이러한 문제를 해소할 수 있다. 또한, 발포 성형체(350)와 폴리우레아층(130)은 폴리우레아층의 강력한 접착력을 통해 용이하게 접착되어 별도의 접합 수단을 마련하지 않아도 무방하다.

일 실시예로, 폴리우레탄 발포 성형체을 설명한다. 폴리우레탄 발포 성형체는 우레탄 결합에 의하여 중합된 우레탄 중합체이다. 우레탄 결합(Urethane Bond)은 활성 수산기(-OH)를 갖고 있는 알콜과 이소시아네이트기(-N=C=O)를 갖고 있는 이소시아네이트가 부가중합 반응 (Addition Polycmrization Reaction)에 의해 반응열을 발생시키면서 형성된다. 1개 이상의 이소시아네이트기(NCO Group)를 가지고 있는 이소시아네이트류와 1개 이상의 수산기(-OH)를 갖는 알콜류를 다관능기 (Polyfunctional)라고 한다. 관능기가 적정 조건 하에서 고온의 열을 발산시키면서, (-NHCOO-)의 구조를 가진 화합 물질을 생성하면 우레탄 결합(Uolyurethanc)이라고 하고, 1000이상의 분자가 결합된 것을 폴리우레탄(Polyurethane)이라고 한다. 폴리우레탄은 폴리에스테르계와 폴리에테르계로 구분된다.

폴리에스테르계 폴리우레탄은 이소시아네이트와 디올 또는 이소시아네이트와 트리올이 주로 사용이 된다. 주로 고분자량 디올 및 저분자량 디올로부터 제조되며, 주로 고분자량 디올로 구성된 소프트 세그먼트 및 주로 폴리이소시아네이트 및 저분자량 디올로 구성된 하드 세그먼트(hardsegment)를 갖는 블록 공중합체이다. 이러한 구조로 인하여, 고무 탄성을 나타낸다. 폴리우레탄의 화학 조성, 중합체 블록의 길이 및 이차 및 삼차 구조는 주로 사용된 폴리이소시아네이트 및 고분자량 디올의 유형에 따라 달라진다. 트리올을 사용할 수도 있으며, 최종 생성물의 물리적 성질에 큰 영향을 미친다.

폴리에스테르계 폴리우레탄 제조 과정은 프로필렌글리콜과 에틸렌글리콜을 아디프산과 반응시켜 폴리에스테르로 만들고, 양단에 OH기를 가진 분자량 3,000까지의 것을 나프탈렌-1, 5-디이소시안산으로 우레탄화시킴과 동시에 고분자로 만든다. 이러한 방법으로 제조된 폴리에스테르계 폴리우레탄는 연질 경질의 차이에 따라 조금씩 다르지만 폴리에테르계 폴리우레탄보다 저발포성 재질이므로 폴리에테르계 폴리우레탄에 비하여 경질이다. 따라서, 폴리에스테르계 폴리우레탄는 인장력과 경도 등 높은 기계적 강도를 요하는 제품에 주로 쓰인다.

일 실시예로서, 폴리에스테르계 폴리우레탄은 부력체로 활용될 경우 비중이 높고 고강성을 요하는 홀수선 아래 부분의 발포체로 활용될 수 있다. 반면에, 폴리에테르계 폴리우레탄는 고발포성 재질로서, 발포가 많이 형성되어 경량의 제품 생산이 가능하고, 경량이면서 가공 성형성이 우수하므로 홀수선 상측 부분의 발포체로 활용될 수 있다.

폴리우레탄은 주재료로 폴리이소시아네이트 및 폴리올이 활용된다. 폴리올은 분자 중에 수산기 혹은 아민기를 2개 이상 갖는 다관능 알코올 또는 방향족 아민 등의 개시제와 산화프로필렌 또는 산화 에틸렌을 적정 조건하에서 반응시켜 얻어지는 물질로써 폴리우레탄을 만드는 데 중요한 원료이다.

또한, 본 발명을 통한 부력체의 부력 모듈로 발포 성형체 활용은 폴리에스테르계 폴리우레탄의 저발포성 및 고비중성과 폴리에테르계 폴리우레탄의 고발포성 및 저비중성을 결합시킬 수 있다. 상대적으로 비중이 높은 폴리에스테르계 폴리우레탄 부력 모듈의 경우 물에 잠기는 부분에 사용하고, 상대적으로 비중이 낮은 폴리에테르계 폴리우레탄을 저비중 및 고부력을 요하는 부분에 사용함으로써 서로 다른 발포성 재질의 결합을 통하여 발포 성형체를 적층시켜 구성할 수가 있다.

즉, 발포 성형체는 폴리에스테르계 폴리우레탄과 폴리에테르계 폴리우레탄, 또는 비중이 다른 폴리에스테르계 폴리우레탄과 폴리에스테르계 폴리우레탄, 또는 비중이 다른 폴리에테르계 폴리우레탄과 폴리에테르계 폴리우레탄이 적층되어 구성될 수 있다.

폴리우레탄의 발포 방법은 일예로 저압 발포기를 사용할 수 있다. 저압 발포기의 경우, 2가지(POL+ISO) 성분을 각각의 탱크에 저장하고 3~5 bar의 저압으로 이송한 후 챔버 안에서 6,000~8,000 rpm의 모터에 의해 믹서를 회전시켜 기계적으로 이들 성분을 혼합하며, 챔버와 믹서 사이의 잔량을 세척한다.

대형 발포체의 경우 폴리우레탄 투입 방법으로 고압 발포기를 사용할 수 있다. 고압 발포기는 초당 300ml 이상의 액을 투입할 수 있어 액의 희석을 양호하게 하여 대형 발포체의 품질을 안정적이게 할 수 있다.

또한, 부력체의 부력 모듈로 폴리스틸렌을 활용할 수 있다. 폴리스틸렌(polystyrene : PS)은 스틸렌의 라디칼 중합으로 얻어지는 비결정성의 고분자로, 무색 투명한 열가소성 수지이며, 스티롤 수지라고도 한다. 에틸렌과 벤젠을 반응시켜 생긴 액체 스틸렌 단위체의 중합체인 폴리스틸렌은 비중이 폴리프로필렌, 폴리에틸렌에 이어서 작으며, 플라스틱 중에서 가장 가공하기 쉽고 높은 굴절률을 가진다.

이러한 폴리스틸렌은 스틸렌을 포함하고, 스틸렌의 단독중합체인 일반용 폴리스틸렌(GPPS:General purpose polystyrene), 스틸렌에 고무가 중합된 내충격성 폴리스틸렌(HIPS : high impact polystyrene), 폴리스틸렌에 발포제로서 에컨대 프로판, 부탄, 펜탄 등을 배합한 발포성 폴리스틸렌(EPS : Expandable Polystyrene) 등으로 구분되지만, 본 명세에서 특별히 구분하지 않고 사용되는 폴리스틸렌은 상기 폴리스틸렌 모두를 망라한다.

일반용 폴리스틸렌은 스틸렌의 단독중합체이기 때문에 기본적으로 비중이 작고, 인장 강도, 열변형 온도 등은 약간 낮지만 용해 때의 흐름이 좋아서 고능률로 얇은 성형품을 만드는데 적합하다.

그리고, 내충격성 폴리스틸렌은 High Impact(고충격)의 머릿 글자를 취해서 통상 HI 폴리스틸렌이라고 약칭한다. 이 HI폴리스틸렌은 폴리스틸렌의 커다란 결점의 하나인 취약성을 개선하기 위해서 고무를 배합한 품종으로서 비중과 충격 강도가 고무 함량이 늘수록 커지는 특징을 가진다. 또한 고무를 배합함으로써 폴리스틸렌의 특징의 하나인 투명성도 잃게 되고 유백색 불투명이다. 미리 고무를 용해한 스틸렌 모노머를 중합시키면, 고무에 폴리스틸렌의 측쇄가 달린 이른바 Graft 폴리머가 되기 때문에 고무와 폴리스틸렌의 상용성이 증가하여 내충격성은 매우 양호해지고, 비중도 증가한다.

폴리스틸렌의 발포방법은 폴리스틸렌의 발포제인 프로판, 부탄, 펜탄 등을 배합하여 이루어진다. 이 발포성 폴리스틸렌은 그대로 또는 미리 발포한 것을 적당한 온도로 가열하는 것만으로 20~70배로 팽창하여 가볍고 튼튼한 발포체 성형품을 얻을 수 있다. 또한, 폴리스틸렌과 발포체를 직접 압출기속에서 혼련 용융하여 한꺼번에 판상 또는 관상의 발포체를 만들 수가 있다. 이들 폴리스틸렌 발포체는 독립기포로 이루어지기 때문에 열/음향에 대한 차단작용이 매우 뛰어나며 우수한 단열재 또는 흡음재로서 냉동공업 또는 건축재료에 널리 응용되고 있다. 그밖에 포장재, 부양재 등 그 용도는 다방면에 걸쳐 있다.

이러한 발포성 폴리스틸렌은 비중이 높은 고배율 발포성 폴리스틸렌과 비중이 낮은 저배율 발포성 폴리스틸렌으로 구분할 수 있다. 즉, 폴리스틸렌에 소량의 발포체를 첨가한 것을 충전량이 부족한 조건에서 사출 성형을 하거나 발포성 폴리스틸렌의 압출 성형 혹은 (p)폴리스틸렌의 압출 성형 때에 발포제를 압입하는 등의 수단에 의해서 저발포 압출 성형품을 만들 수 있다.

정리하면, 발포 성형체는 동일 소재가 발포된 것이거나, 복수의 소재가 적층된 상태로 발포된 것이거나, 동일 소재가 비중이 다르게 적층된 상태로 발포된 것일 수 있다. 발포 성형체는 폴리우레탄 및 폴리우레탄에 적층 발포되는 폴리에틸렌을 포함하거나, 폴리우레탄 및 폴리우레탄에 적층 발포되는 폴리스티렌을 포함하거나, 폴리우레탄 및 폴리우레탄에 적층 발포되는 폴리프로필렌을 포함하거나, 여러겹으로 적층 발포되는 폴리우레탄을 포함할 수 있다. 발포 성형체는 서로 다른 소재가 여러겹으로 적층 발포되고, 각 소재의 사이에 열 차단 소재가 형성될 수 있다.

다음은 도 9에 도시된 부력체의 발포 성형체에 보강부(360)가 추가되는 실시례를 설명한다. 폴리우레아층(130)이 발포 성형체(350)의 표면에 형성될 경우 발포 성형체(350)의 표면 훼손 등을 방지할 수 있으나 충격에 의해 발포 성형체(350) 내부의 훼손은 방지하기 어렵다. 이때 발포 성형체(350)의 강도 보강을 위해 보강부(360)를 이용할 수 있다.

보강부(360)는 발포 성형체(350)의 내부 또는 표면에 포함되어, 발포 성형체(350)의 형상을 유지시키거나 발포 성형체(350)의 강도를 보강할 수 있다. 보강부(360)는 앞에서 살펴본 프레임(310)과 같이 와이어 구조, 메쉬 구조, 벌집 구조, 수세미 구조로 이루어지거나 관통형 실린더 등 다양하게 이루어질 수 있다.

도 3에 도시된 프레임(310)은 직접 폴리우레아층(130)에 접촉하여 부력체 형상을 만드는 기본이 되지만, 보강부(360)는 발포 성형체(350)에 포함되거나 접촉하고 그 다음으로 일부 및 전체가 폴리우레아층에 접촉될 수 있는 것에 차이가 있다. 보강부(360)의 재질은 프레임(310)의 재질과 같을 수 있다.

보강부(360)는 또한 복수로 중첩될 수 있다. 이때, 중첩되는 각 보강부(360)의 사이에 발포 성형체(350)가 형성되거나, 각 보강부(360)는 전부 또는 일부가 접촉될 수 있다. 이때도 중첩되는 보강부의 일부가 폴리우레아층과 접합되어 부력체의 강도와 방수 기능을 높일 수가 있고, 발포 성형체와 폴리우레아와의 접합력을 높일 수 있다.

관통형 실린더는 발포 성형체(350)에 포함되고 내부에 수용되는 공기 또는 물의 양으로 발포 성형체(350)의 부력, 나아가 부력체 전체의 부력을 조절할 수 있다. 이를 위해 상기 실린더는 공기 또는 물을 공급하거나 빼내는 공급부(미도시)에 연결될 수 있다. 도 9에는 상기 실린더가 보강부(360)로 사용된 예가 개시된다.

또한, 관통형 실린더는 부력 모듈 외부에 부착될 수 있다. 도면에 도시되지는 않았지만, 부력 모듈 외부에 결합된 후 폴리우레아층 형성을 통하여 보강재 역할과 부력 조절용으로 활용될 수 있으며, 폴리우레아층의 일부에 접합될 수 있다.

특히, 관통형 실린더는 발포가 종료된 발포 성형체 표면에 결합된 후 폴리우레아 코팅을 통하여 용이하게 장착시킬 수 있다.

도 10은 본 발명의 제8 실시예에 따른 부력체의 일부 단면을 나타낸 개략도이다. 도 10에는 도 1의 부력체(100)의 A-A' 절단면이 개시된다.

도 10에서는 복수의 소재가 적층 발포되거나, 동일소재로 이루어지되 비중이 다르게 적층 발포되는 발포 성형체 외부에 폴리우레아층이 형성된 부력체가 개시된다.

즉, 1차 발포(350c)와 2차 발포(350b)와 3차 발포(350a)가 완료되고 그 외부에 폴리우레아층이 형성된 발포 성형체가 개시된다. 이때 발포 성형체는 자연 발포 또는 형틀을 이용하거나 금형을 이용할 수 있으며, 성형이 완료된 다른 발포 성형체를 포함할 수 있다.

일례로, 발포 성형체는 1차로 폴리우레탄이 발포되고, 2차로 폴리스틸렌이 발포되고, 3차로 폴리에티렌이 발포될 수 있다. 또한 발포 성형체는 동일 소재로 적층 발포되거나 복수의 소재가 적층되어 발포되거나 동일소재로 이루어지되 비중이 다르게 적층되어 발포될 수 있다.

일례로, 발포 성형체(350)는 폴리우레탄에 적층 발포되는 폴리에틸렌을 포함할 수 있다. 또는 폴리우레탄에 적층되어 발포되는 폴리스틸렌을 포함할 수 있다. 또는 폴리우레탄에 적층되어 발포되는 폴리프로필렌을 포함할 수 있다. 폴리우레탄 뿐만이 아니라, 폴리에틸렌과 폴리스틸렌, 폴리프로필렌도 타 발포 성형체와 적층 될 수 있다.

또한 발포 성형체(350)는 동일 소재의 비중을 달리하여 적층시킬 수 있다. 즉, 동일 소재의 밀도를 차별화킨 후 단계별로 발포시킴으로써 비중이 다른 동일 소재로 복수의 층이 형성된 발포 성형체를 생성할 수 있다. 이때 적층 방법은 타 발포 성형체의 적층 발포 과정과 동일하게 진행될 수 있다.

발포 성형체를 적층시키는 방법은 발포 성형체를 자연 발포, 형틀 발포 또는 후술되는 금형 발포를 통해 이루어질 수 있다. 또한 발포 성형체의 적층은 상하 좌우 모든 방향으로 진행될 수 있다.

이러한 경우, 부력체의 자중을 조절할 수가 있다. 즉, 부력체의 구조상 흘수선 이하는 안정적인 비중이 필요하지만, 흘수선 윗부분은 강도만 확보되면 가벼울수록 좋다. 따라서, 흘수선 아래를 상대적으로 비중이 높은 발포 성형체로 발포하고, 윗부분은 상대적으로 비중이 낮은 발포 성형체로 발포하게 되면 안정적이면서도 가벼운 부력체를 제작할 수가 있다.

본 발명의 제8 실시예에 따른 부력체에 있어서, 폴리우레아층은 적층된 발포 성형체 표면에 동일면으로 형성되어 각 발포 성형체의 표면 강화와 함께 적층된 발포 성형체의 결합력을 강화시킬 수 있다.

도 11은 본 발명의 제9 실시예에 따른 부력체의 일부 단면을 나타낸 개략도이다. 도 11에는 도 1의 부력체(100)의 A-A' 절단면이 개시된다.

본 발명의 제9 실시예는 부력 소재와 발포 성형체가 적층되고, 그 외부에 폴리우레아층이 형성되는 방안이 도시된다.

즉, 제1 발포 성형체(350b) 중간에 금속, 목재 등의 부력 소재(410, 420)가 하나 또는 복수로 적층되고, 그 위로 제2 발포 성형체가 발포된다. 이때 발포 성형체는 2개로 국한되지 않는다. 발포 성형체와 부력 소재(410, 420) 사이의 층간에는 접착제가 추가될 수 있다.

본 발명의 제9 실시예에서 발포 성형체를 적층시키는 방법으로, 자연 발포와 형틀 발포의 경우 발포 성형체 발포시 부력 소재(410, 420)를 포함시켜 동시에 적층할 수 있다. 또한, 후술되는 금형 발포의 경우, 금형 내부에 적층되는 일반 부력 소재(410, 420)를 포함한 후 발포하는 방법이 활용될 수 있다. 발포 성형체(350a, 350b)와 부력 소재(410, 420)의 적층은 상하 좌우 모든 방향으로 진행될 수 있다.

본 발명의 제9 실시예에 따르면, 부력체의 흘수선 아래쪽을 금속, FRP 등의 고강도 고비중의 부력 모듈로 제작하고 흘수선 윗부분을 발포 성형체 등 저비중의 부력 모듈로 제작할 수 있어 안정적이면서도 가벼운 부력체를 제조할 수가 있다. 이때 부력 모듈의 소재는 제3 실시예의 부력 모듈(330)과 동일할 수 있고, 발포 성형체 소재는 제7 실시예의 발포 성형체와 동일할 수 있다.

본 발명의 제9 실시예에 있어서, 폴리우레아층은 적층된 발포 성형체와 부력 소재(410, 420)의 표면에 동일면으로 형성되어 각 발포 성형체의 표면 강화와 함께 결합력을 강화시킬 수 있다.

도 12는 본 발명의 제10 실시예에 따른 부력체의 일부 단면을 나타낸 개략도이다. 도 12에는 도 1의 부력체(100)의 A-A' 절단면이 개시된다.

본 발명의 제10 실시예는 발포가 완료된 발포 성형체(370)가 타 발포 성형체(350)의 발포 과정에 타 발포 성형체(350)의 내부에 포함되어 적층 또는 중첩되어 구성되고, 발포시 포함되는 발포 성형체(370)와 타 발포 성형체(350)의 사이에 열차단제가 추가된다. 또한, 타 발포 성형체(350)의 외부에 폴리우레아층이 형성된다.

즉, 발포가 완료된 발포 성형체(370)는 발포 성형체(350) 발포시 열이 발생할 수 있다. 이때 내부의 발포 성형체(370)는 외부의 발포 성형체(350) 발포시 발생하는 열로 인해 녹거나 그 상태가 변형될 수 있다. 이때 내부의 발포 성형체(370) 표면에 별도의 열차단 소재(380)를 도포하여 외부의 발포 성형체의 발포 성형시 발생하는 열로부터 내부의 발포 성형체(370)를 보호할 수 있다.

일례로, 폴리우레탄 내부에 폴리스틸렌을 적층시키거나 중첩시키면 방포성형체의 무게를 현저하게 줄일 수 있다. 이때 폴리우레탄 발포 이전에 성형이 완료된 폴리스틸렌 발포체를 포함할 수 있다. 이 경우 폴리우레탄 발포시 열이 발생하고, 그 열로 인하여 포함되는 폴리스틸렌이 녹거나 형태가 변형되는 일이 발생한다. 이를 차단하기 위해 폴리스틸렌 외부에 폴리스틸렌 접착제 또는 우레탄 접착제 또는 프라이머를 포함하는 열차단제를 도포한다. 이렇게 되면 폴리우레탄 발포시에도 폴리스틸렌이 온전할 수 있다.

본 발명의 제10 실시예에 있어서, 내부의 발포 성형체의 형태와 방향은 제한되지 않으며, 내부의 발포 성형체 일부는 부력 모듈의 외면에 형성된 폴리우레아층과 접합될 수 있다.

본 명세서에는 금형 발포 과정에서 보강부(360)가 금형 내부에 배치됨으로써 금형 내에서 발포된 발포 성형체의 내부에 자연스럽게 포함되는 것으로 설명되었으나, 금형 없이 발포되는 과정에서도 보강부(360)가 포함될 수 있다. 또는 금형 내부에서 기 발포된 발포 성형체에 보강부(360)를 삽입할 수 있다. 또는 기 발포된 발포 성형체와 보강부를 함께 금형에 넣고 다른 발포 성형체의 금형 발포를 통해 보강부(360)가 다른 발포 성형체 내에 포함되도록 할 수 있다.

즉, 발포 성형체가 금형 발포되거나 금형 없이 발포되는 모든 경우에 보강부(360)를 적용할 수 있다. 또한 어떤 형태의 발포 성형체에도 보강부(360)가 적용될 수 있다.

도 13은 본 발명의 제11 실시예에 따른 부력체의 일부 단면을 나타낸 개략도이다. 도 13에는 도 1의 부력체(100)의 A-A' 절단면이 개시된다.

본 발명의 제11 실시예는 발포가 완료된 발포 성형체의 확보된 공간에 추가로 다른 소재의 발포 성형체가 발포되는 과정을 도시한다.

일례로, 폴리스틸렌을 포함하는 발포 성형체(370) 내부에 공간이 마련되고, 그 공간에 고밀도 폴리우레탄이 추가로 발포될 수 있다. 이 경우 폴리스틸렌의 저 강도의 약점을 고밀도의 폴리우레탄층이 보완시킬 수 있다. 이를 통해 폴리스틸렌의 저강도 약점을 폴리우레탄을 통해 보강하여 양호한 부력체를 확보할 수 있다. 이때 폴리우레탄 내부에는 보강재가 포함될 수 있다.

도 14는 본 발명의 제12 실시예에 따른 부력체를 금형을 통하여 제작하는 과정을 도시한다.

도 14는 금형을 통해 발포되는 발포 성형체의 개념도로, 발포가 완료되고 탈형되지 않은 상태의 금형 절단면과, 탈형된 후 폴리우레아층이 형성된 발포 성형체가 개시된다.

본 발명의 제12 실시예는 금형을 통하여 발포 성형체(350)를 형성하는 과정을 설명한다. 즉, 부력체 형상을 금형으로 만들고, 그 안에 발포 성형체 원료를 투입, 발포를 진행하여 발포 성형체를 성형시키는 방법이다.

일례로, 부력체의 형상대로 금형을 제조하고, 금형 내부에 탈형이 가능하도록 이형제 또는 이형소재 또는 이형을 위한 코팅층을 마련하고 발포 성형을 위한 원료를 투입한 후 금형의 뚜껑을 닫아 밀폐시킨 상태로 발포를 진행한다. 금형 내부에서 발포 성형체의 경화가 종료되면 금형 뚜껑을 열고 발포 성형체를 탈형하고, 탈형된 발포 성형체 외부에 폴리우레아층(130)을 형성하여 폴리우레아층을 포함한 부력체를 제작할 수 있다. 이때 발포가 진행 중일지라도 금형 일부는 개방될 수 있다.

발포 성형체를 위한 발포는 자연 발포와 형틀 발포, 금형 발포로 이루어진다. 방식도 다양하여 스프레이 발포와 저압 발포기를 통한 발포, 고압 발포기를 활용한 발포가 가능하다. 이때 금형 발포를 활용하면 대량으로 똑같은 제품을 생산할 수가 있다. 또한 금형 내부에 프레임과 여러가지 소재를 포함시켜 동시에 발포를 진행할 수가 있다.

일례로, 폴리우레탄의 금형 발포 성형에 대해 설명한다. 전술되었듯이 폴리우레탄은 폴리올과 이소시아네트를 주원료로 하는 2액형 용제다. 이를 혼합하면 빠르게 화학적 반응을 일으켜 발포가 이루어지고, 일정 시간이 지나면 경화가 완료되어 발포 성형체가 만들어진다. 이 과정에서 발포 성형체의 형태를 금형으로 미리 제작한 후 그 금형 내부에 2액형 용제를 투입하면 발포가 진행되어 금형 형태의 발포 성형체를 만들 수 있다.

즉, 부력체 형태를 금형으로 만들고, 그 금형 안에 폴리우레탄의 원료를 주입하여 발포를 진행시키면 금형 형상의 발포 성형체를 얻을 수 있다. 이렇게 확보한 발포 성형체 표면에 폴리우레아층을 형성하면 본 발명에서 이루고자 하는 발포 성형체를 활용한 폴리우레아층을 포함하는 부력체를 확보할 수 있다.

본 명세서에서는 폴리우레탄의 금형 발포에 대하여 설명하였으나, 부력 모듈로 활용 가능한 다양한 발포 성형체(제7 실시예 참조)의 발포 과정에서도 본 명세서에 설명된 내용이 적용 가능하다.

본 발명에 따른 제12 실시예는 본 발명에 따른 제7 내지 제11 실시예에 적용할 수 있다. 즉, 부력 모듈로 발포 성형체를 성형하는 과정에 미리 성형된 금형을 활용한 발포를 진행할 수 있다. 이를 통해 대량생산이 가능하며, 적층이 용이하고 자중 조절이 가능한 부력체를 확보할 수 있다.

도 15는 본 발명의 제13 실시예에 따른 부력체는 금형 내부에 폴리우레아층을 도포한 후 경화되기 전 또는 경화 후 발포 성형체를 발포시켜 폴리우레아 코팅을 인몰드 형태로 형성하는 과정을 도시한다.

도 15에는 본 발명에 따른 제13 실시예로, 금형 내부에 폴리우레아층을 형성한 후 발포 성형체를 발포시키는 과정의 개념도로, 발포가 완료되고 탈형되지 않은 상태의 금형의 절단면이 개시된다.

금형 내벽에 폴리우레아층(130)을 도포한 후 경화되기 전 또는 경화 후 발포 성형체를 발포시켜 폴리우레아층을 인몰드 형태로 형성하는 것을 도시한다.

이때 폴리우레아층(130)은 발포 성형체의 발포 과정에서 발포 성형체(350)에 자연스럽게 접합될 수 있다.

이에 따르면 발포 성형체(350)를 완성한 후 스프레이 등을 이용하여 폴리우레아층(130)을 도포하는 과정을 거치지 않고도 폴리우레아층(130)을 발포 성형체(350)의 표면에 형성할 수 있다.

또한, 발포 성형체를 생산하는 과정에서 금형에서의 탈형을 위해 이형제가 표면에 남아있게 된다. 이 이형제는 발포 성형체와 폴리우레와의 접착력을 현저하게 떨어트린다. 이를 방지하기 위해 폴리우레아의 인몰드 작업은 매우 효율적으로 폴리우레아층을 포함하는 부력체 제조과정에서 매우 유용한 기술이다.

이때 본 발명에 따른 제13 실시예는 금형 내벽에 형성되는 폴리우레아층을 설명하였으나, 금형 내벽 뿐만이 아니라, 형틀 또는 지면을 활용하여 발포 성형체를 발포를 하는 경우에도 적용할 수 있다.

정리하면, 부유 수단을 형성하는 발포 성형체, 발포 성형체의 표면에 형성되는 폴리우레층을 갖는 부력체의 제조시, 폴리우레아층은 발포 성형체의 발포 전에 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 발포 성형체가 금형 발포로 형성될 때, 폴리우레아층은 발포 성형체의 발포 전에 금형 발포에 사용되는 금형 내부에 형성될 수 있다.

도 16은 본 발명의 부력체에서 금형 내부에 폴리우레아를 코팅하고 발포를 진행하는 인몰드 코팅 작업 과정 중 메쉬 구조의 망(390)이 포함되는 것을 도시한다. 이때의 메쉬 구조의 망(390)은 예를 들어 부직포일 수 있다.

도 16은 본 발명에 따른 제14 실시예로, 금형 내부에 폴리우레아층이 형성되는 과정에서 코팅층에 메쉬 구조의 망(390)이 포함되는 것이 개시된다.

구체적으로, 금형(500a, 500b) 내부에 폴리우레아층(130)을 도포한 후 폴리우레아층(130)이 경화되기 전 또는 경화 후 메쉬 구조의 망(390)를 폴리우레아층(130)에 부착시킬 수 있다. 이후 메쉬 구조의 망(390)이 부착된 폴리우레아층(130) 대해 발포 성형체(350)를 발포시키게 되면 폴리우레아층과 발포 성형체와의 접합 면적이 확대되고 입체화되어 폴리우레아층과 발포 성형체와의 접합력을 높이고 발포 성형체의 외부 강도를 증가시킬 수 있다.

정리하면, 부력체는 부유 수단을 형성하는 발포 성형체, 발포 성형체의 표면에 형성되는 폴리우레아층 및 발포 성형체(350)와 폴리우레아층(130) 사이에 개재되는 메쉬 구조의 망(390)을 포함할 수 있다. 참고로, 메쉬 구조의 망(390)은 금속, 화이버 글라스(fiber glass), 섬유질 중 하나이거나 본 발명에 따른 제 2실시예의 프레임과 동일한 소재일 수 있다.

본 발명에 따른 제14 실시예 또한 금형 내벽뿐만이 아니라, 형틀 또는 지면을 활용하여 발포 성형체를 발포하는 경우에도 메쉬 구조의 망(390)을 추가로 포함시킬 수 있다.

도 17은 본 발명의 부력체에서 발포 성형체를 금형을 통하여 형성하는 과정을 종합적으로 나타낸 개략도이다.

도 17은 본 발명의 제15 실시예에 따른 부력체에서 발포 성형체(350)를 금형 발포를 활용하여 부력체를 제작하는 제조 공정을 도시한다.

먼저 보강부를 마련한다. 이때의 보강부는 프레임과 마찬가지로 부력체의 뼈대 형상일 수 있다. 보강부를 금형에 삽입한 후 발포 성형체를 금형 안에서 발포시킨다. 발포 과정은 제12 실시예에 설명되었다. 이어 발포 성형체의 발포가 완료되고 경화가 완료되면 금형을 제거한다. 즉 탈형 과정을 거치면 보강부를 포함하는 발포 성형체가 완성된다.

이후 발포 성형체의 외면에 폴리우레아층이 형성됨으로서 폴리우레아층을 포함하는 부력체가 완성된다. 폴리우레아층을 형성하는 방식은 스프레이 방식과, 붓 또는 로라를 통한 도포방식이 적용될 수 있다.

또한, 발포 성형체의 발포 전에 금형 안에 폴리우레아층을 형성하고 발포 성형체를 발포시키면 금형을 제거한 후에 별도로 폴리우레아층을 형성할 필요가 없다.

또한, 발포 전 금형 내부에 도료층을 형성한 후 폴리우레아층을 형성하고 발포를 진행하면 도료와 폴리우레아층을 한꺼번에 작업할 수 있는 이점이 있다.

또한, 금형 내부에 폴리우레아층을 형성하는 과정에 메쉬 구조의 망(390)을 포함시키면 발포 성형체와 폴리우레아층과의 결합력을 높이고 발포 성형체의 외부 강도를 증가시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 부력체는 폴리우레아가 코팅된 갑판, 러더(190)(rudder), 돛대, 캐빈(170)(cabin) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 러더(190)는 금속, FRP(유리섬유강화플라스틱)를 포함하거나, 돛대는 양성 부력을 갖는 발포 성형체(350)를 포함할 수 있다. 캐빈(170)은 양성 부력을 갖는 발포 성형체(350)를 포함할 수 있다.

또한, 구체적인 그림으로 도시되지는 않았지만, 다양한 부력체에 폴리우레아층을 활용할 수 있다. 구명정, 수상레저장비의 윈드서핑 보드, 세일링 요트, 수륙양용 이동체 등의 부력체에 활용이 가능하고, 접안 시설로 활용되는 폰툰 등 정박용 부력체에도 아주 유용하게 적용될 수 있다.

또한 본 발명에 따른 폴리우레아층을 포함하는 부력체는 선박, 수상 주택, 대형 부유 수단의 냉동 창고, 가스 저장소, 가스관 덮개로도 매우 효과적이다. 즉, 폴리우레아의 우수한 물성을 통하여 고강도와 방열, 저비중의 특성을 활용하면 용이한 부유 수단 내부의 냉동 창고, 가스 저장소, 가스관 덮개로 활용할 수 있다.

도 19(도 19a 내지 도 19c)는 본 발명의 부력체에 포함되는 냉동창고 및 가스저장고, 가스관 덮개로 폴리우레아층을 포함하는 부력체가 활용되는 개략도이다.

도 19는 본 발명의 제16 실시예에 따른 부력체로 냉동 창고, 가스 저장고, 가스관 덮개에 폴리우레아층이 형성된 부력체가 적용된 예가 도시된다.

화물선 등 대형 부력체 내부 또는 선상에 냉동 창고 및 가스 저장고, 가스관 덮개를 설치할 때 외벽 또는 내벽에 발포 성형체를 발포한 후 폴리우레아층을 형성하게 되면 경량화와 강도 모두를 확보할 수 있다.

특히, 설계 당시부터 폴리우레아층을 적용하게 되면 부력체의 냉동 창고 및 가스 저장고의 격벽을 폴리우레아층으로 구성할 수 있어 부력체 전체의 무게를 줄일 수 있고, 능동적으로 공간을 활용할 수가 있다.

도 19a는 부유 수단의 냉동 창고 또는 가스 저장고에 발포 성형체와 폴리우레아층이 포함된 부력체가 활용되는 개념도이다.

서로 다른 재질 또는 다른 비중을 갖는 성형 발포체(350a, 350b)를 적층하고 폴리우레아층(130)을 코팅한 후 지지 부재(340)로 폴리우레아층과 성형 발포체와의 결합 관계를 견고하게 하여 부력체를 형성하고 있다. 이때의 부력체로 냉동 창고 또는 가스 저장고가 형성되며 외측에 배치되는 성형 발포체(350a)의 비중이 내측에 배치되는 성형 발포체(350b)의 비중보다 큰 것이 좋다.

이러한 구성을 갖는 냉동 창고 또는 가스 저장고는 생산 작업이 용이하고 비중이 가벼우며 열 보존 및 차단 효과가 매우 양호하고, 외부 충격에 강하다.

도 19b는 수상 주택에 발포 성형체와 폴리우레아층을 포함하는 부력체가 적용된 개념도이다.

수상 주택은 크게 바닥부, 벽부, 지붕부로 구분될 수 있다. 도 19b의 실시예에서는 바닥부와 벽부를 일체로 하여 형성하고, 지붕부는 별개로 형성하고 있다.

지붕부는 발포 성형체(350)에 폴리우레아층(130)이 코팅된 것일 수 있다. 바닥/벽부 역시 지붕부와 같은 구조로 이루어질 수 있다. 다만, 바닥/벽부의 경우 중력 방향으로 낮은 위치에서 높은 위치로 갈수록 비중이 낮아지도록 발포 성형체(350)를 구성하는 것이 유리할 수 있다. 도 19b에서는 바닥/벽부의 발포 성형체를 중력 방향을 따라 3개로 구분하고 있다. 맨 아래에 적층되는 발포 성형체(350a)의 비중이 가장 크고, 중간에 적층되는 발포 성형체(350b)의 비중이 그 다음으로 크고, 맨 위에 적층되는 발포 성형체(350c)의 비충이 가장 작을 수 있다.

이러한 구성을 갖는 수상 주택은 생산 작업이 용이하고, 자중 조절이 가능하며, 방수, 열보존 및 차단 효과가 매우 양호하다. 또한, 외부 충격에도 강하다.

도 19c는 발포 성형체와 폴리우레아층이 포함된 발포체로 부유 수단의 가스관 덮개를 형성하는 실시예가 개시된다.

가스관 덮개는 안쪽으로 가스관 ⓩ와 접촉하고 바깥쪽으로 외부 환경과 접촉한다. 가스관 덮개는 가스관으로 전달되는 열, 진동 등에 의한 가스관 덮개의 훼손을 방지하기 위해 가스관과의 접촉면에 폴리우레아층(130)을 갖는 것이 좋다. 또한 외부 환경으로부터 가스관 덮개 및 가스관을 보호하기 위해 외부 환경과의 접촉면에도 폴리우레아층(130)이 형성되는 것이 좋다.

이를 위에 가스관을 덮을 수 있는 형상으로 발포 성형체(350)를 형성하고 발포 성형에서 적어도 가스관과 외부 환경에 접촉하는 면에 폴리우레아층(130)을 형성함으로써 가스관 덮개를 제작할 수 있다. 이렇게 형성된 가스관 덮개로 가스관을 덮으면 설치가 완료된다. 가스관을 덮기 위해 가스관 덮개는 가스관의 연장 방향으로 절단된 복수의 요소를 포함할 수 있다. 이때의 복수의 요소를 가스관에 대해 설치한 후 각 요소를 연결 부재(331)로 연결시키면 가스관에 대한 가스관 덮개의 설치가 완료된다. 도 19c에서는 가스관 덮개가 제1 덮개와 제2 덮개 2개로 나뉘어 형성되고 연결 부재(331)로 연결됨으로써 가스관 전체를 덮고 있는 상태가 개시된다.

또는 가스관 표면에 폴리우레아층(130)을 형성하고, 형성된 폴리우레아층(130) 상에 발포 성형체(350)를 발포시킨 후 발포된 발포 성형체의 표면에 폴리우레아층(130)을 형성함으로써 가스관 덮개를 제작할 수도 있다.

이상의 가스관 덮개에 따르면 생산 작업이 용이하고, 방수, 열보존 및 차단 효과가 매우 양호하다. 또한, 외부 충격에도 강하다.

또한, 폴리우레아층을 포함하는 부력체로 형성되는 냉동 창고 및 가스 저장고, 가스관 덮개 제조 방법은 제2 실시예의 프레임을 포함하여 폴리우레아층을 형성할 수 있으며, 제3 실시예에서처럼 형틀을 이용할 수 있고, 타 부력체를 폴리우레아층에 접합하여 구성할 수 있다. 또한 제7 실시예와 같이 발포 성형체를 포함시킬 수 있다.

프레임이 설치되고 프레임 내측과 외측에 폴리우레아층을 형성하여 프레임과 폴리우레아 코팅만으로 된 냉동창고 및 가스저장고, 가스관 덮개를 제조할 수 있고, 제3 실시예처럼 폴리우레아층을 갖는 부력 모듈을 형성하여 냉동창고 및 가스 저장고, 가스관 덮개를 제조할 수가 있다.

또한, 냉동 창고 및 가스 저장고, 가스관 덮개를 폴리우레아층 또는 코팅층이 형성된 부력 모듈로 제조할 경우 작업이 매우 용이하고, 유연한 형상으로 만들 수 있으며 경량화와 안전성 두가지를 충족시킬 수 있다. 발포시 인화를 방지하기 위한 난연제를 추가로 포함하여 진행하면 난연성 발포 성형체가 되어 화재에 강한 부력체로 제작할 수가 있다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

110...부력체 130...폴리우레아층
170...캐빈 190...러더
200...형틀 310...프레임
330...부력 모듈 340...지지 부재
350...성형 발포체 360...보강부

Claims (24)

1. 제1 위치에 배치되는 형틀 주변의 제2 위치에 뿌려지며 상기 형틀에 의하여 경화 형상이 결정되는 폴리우레아층;을 포함하고,
   상기 폴리우레아층이 경화된 후 상기 형틀이 상기 제1 위치에서 이탈되면 상기 폴리우레아층과 상기 형틀이 서로 분리되는 부력체.
   
2. 부유 수단의 골격을 형성하는 프레임; 및
   상기 프레임에 뿌려지거나 주입되고, 경화시 상기 프레임과 함께 상기 부유 수단의 몸체가 되는 폴리우레아층;
   을 포함하는 부력체.
   
3. 부유 수단을 형성하는 부력 모듈; 및
   상기 부력 모듈에 뿌려지거나 주입되고, 경화시 상기 부력 모듈의 표면을 형성하는 폴리우레아층;
   을 포함하는 부력체.
   
4. 부유 수단을 형성하는 복수의 부력 모듈; 및
   상기 부력 모듈의 표면에 형성된 폴리우레아층;을 포함하고,
   상기 각 부력 모듈은 상기 폴리우레아층이 형성되기 전에 서로 결합되는 부력체.
   
5. 부유 수단을 형성하고, 동일 소재의 복수 층 또는 서로 다른 소재의 복수 층을 갖는 부력 모듈; 및
   상기 부력 모듈의 각 층의 사이에 개재되는 폴리우레아층;
   을 포함하는 부력체.
   
6. 부유 수단을 형성하고, 동일 소재의 복수 층 또는 서로 다른 소재의 복수 층을 갖는 부력 모듈;
   상기 각 부력 모듈의 복수 층을 서로 결합시키는 결합 부재; 및
   상기 결합 부재에 의해 결합이 완료된 상기 부력 모듈의 표면에 형성된 폴리우레아층;
   을 포함하는 부력체.
   
7. 부유 수단을 형성는 복수의 부력 모듈;
   상기 각 부력 모듈의 표면에 형성된 폴리우레아층; 및
   상기 폴리우레아층이 형성된 상기 각 부력 모듈을 서로 결합시키는 결합 부재;
   를 포함하는 부력체.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 부력 모듈은 제1 부력 모듈과 제2 부력 모듈을 포함하고,
   상기 제1 부력 모듈에 상기 제2 부력 모듈의 적어도 일부가 포개어지거나 수납되는 부력체.
   
9. 제7항에 있어서,
   상기 부력 모듈은 제1 부력 모듈과 제2 부력 모듈을 포함하고,
   상기 제1 부력 모듈과 상기 제2 부력 모듈은 제1 방향을 따라 서로 연결되어 상기 부유 수단을 형성하며,
   상기 제1 부력 모듈과 상기 제2 부력 모듈은 상기 제1 방향의 수직 방향으로 서로 포개어지고, 포개어진 상기 제1 부력 모듈과 상기 제2 부력 모듈의 사이에는 수납물이 적재되는 적재 공간이 형성되는 부력체.
   
10. 제3항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부력 모듈의 내부에는 상기 부력 모듈의 강도을 개선시키는 지지 부재가 형성되고,
    상기 지지 부재는 상기 부력 모듈을 관통하고, 상기 부력 모듈의 일면의 폴리우레아층과 상기 부력 모듈의 타면의 폴리우레아층에 접합되는 부력체.
    
11. 제3항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부력 모듈의 내부에는 상기 부력 모듈의 강도를 개선시키는 지지 부재가 형성되고,
    상기 지지 부재의 단부는 상기 부력 모듈로부터 외부로 돌출되고, 외부 연결 수단에 연결되는 부력체.
    
12. 제3항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부력 모듈은 발포 성형체를 포함하는 부력체.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 발포 성형체는 폴리스틸렌, 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리이소시아뉴레이트, 폴리프로필렌, 복합탄소, 알루미늄, 멜라민수지 중 적어도 하나를 포함하는 부력체.
    
14. 제12항에 있어서,
    상기 발포 성형체는 동일 소재가 발포된 것이거나, 복수의 소재가 적층된 상태로 발포된 것이거나, 동일 소재가 비중이 다르게 적층된 상태로 발포된 것인 부력체.
    
15. 제14항에 있어서,
    상기 발포 성형체는 폴리우레탄 및 상기 폴리우레탄에 적층 발포되는 폴리에틸렌을 포함하거나,
    상기 발포 성형체는 폴리우레탄 및 상기 폴리우레탄에 적층 발포되는 폴리스틸렌을 포함하거나,
    상기 발포 성형체는 폴리우레탄 및 상기 폴리우레탄에 적층 발포되는 폴리프로필렌을 포함하거나,
    상기 발포 성형체는 여러겹으로 적층 발포되는 폴리우레탄을 포함하는 부력체.
    
16. 제14항에 있어서,
    상기 발포 성형체는 서로 다른 소재가 여러겹으로 적층 발포되고, 상기 각 소재의 사이에 열 차단 소재가 형성되는 부력체.
    
17. 제12항에 있어서,
    상기 발포 성형체의 내부에 삽입되고, 상기 발포 성형체의 형상을 유지시키거나 상기 발포 성형체의 강도를 보강하는 보강부;를 포함하는 부력체.
    
18. 제17항에 있어서,
    상기 보강부는 상기 발포 성형체의 내부에 형성되는 폴리우레아층을 포함하는 부력체.
    
19. 제17항에 있어서,
    상기 보강부는 상기 발포 성형체가 금형 발포되기 전에 금형 내부에 배치되는 부력체.
    
20. 제12항에 있어서,
    상기 발포 성형체는 금형 발포로 형성되고,
    상기 금형은 상기 발포 성형체의 발포시 밀폐되거나 일부 개방된 형태로 구성되는 부력체.
    
21. 제12항에 있어서,
    상기 발포 성형체는 표면 또는 내부에 폴리우레아층이 형성되고,
    상기 부유 수단은 선박, 수상 주택, 냉동 창고, 가스 저장소, 가스관 덮개 중 하나인 부력체.
    
22. 부유 수단을 형성하는 발포 성형체; 및
    상기 발포 성형체의 표면에 형성되는 폴리우레아층;을 포함하고,
    상기 폴리우레아층은 상기 발포 성형체의 발포 전에 형성되는 부력체.
    
23. 부유 수단을 형성하는 발포 성형체; 및
    상기 발포 성형체의 표면에 형성되는 폴리우레아층;을 포함하고,
    상기 발포 성형체는 금형 발포로 성형되고,
    상기 폴리우레아층은 상기 발포 성형체의 발포 전에 금형 발포에 사용되는 금형 내부에 형성되는 부력체.
    
24. 부유 수단을 형성하는 발포 성형체;
    상기 발포 성형체의 표면에 형성되는 폴리우레아층; 및
    상기 발포 성형체와 상기 폴리우레아층 사이에 개재되는 메쉬 구조의 망;
    을 포함하는 부력체.

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