KR20200119645A - 이중 부력체 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수산물 양식용 부구나 수상 태양광용 플로트 등과 같은 각종 부력체에 관련된 것으로, 상세히는 부력체의 구조를 내외 이중 구조로 형성하여 외부 부력체의 파손에도 불구하고 내부 부력체에 의한 부력유지가 가능하도록 한 것으로, 회전성형용 몰드에 폴리에틸렌 수지 파우더를 주입한 후 회전시키면서 수지 파우더를 가열 용융시켜 몰드의 캐비티 형태로 중공의 내부 부력체를 성형하는 단계; 성형된 내부 부력체를 회전성형용 몰드 내부에 내부 부력체와 동일한 소재로 제작된 중자를 사용하여 몰드면과 이격된 상태로 삽입하여 고정하는 단계; 내부 부력체가 삽입 고정된 회전성형용 몰드에 수지 파우더를 주입한 후 회전시키면서 수지 파우더를 가열 용융시켜 몰드의 캐비티 형태로 외부 부력체를 성형하는 단계; 를 포함하여 이루어져 외부 부력체 내부에 내부 부력체가 이격된 상태로 일체가 되도록 형성된다.

Description

이중 부력체 및 이의 제조방법{A Duplex type float and manufacturing method thereof}

본 발명은 수산물 양식용 부구나 수상 태양광용 플로트 등과 같은 각종 부력체에 관련된 것으로, 상세히는 부력체의 구조를 내,외 이중의 부력실 구조로 형성하여 외부 부력체의 파손에도 불구하고 내부 부력체에 의해 부력의 유지가 가능하도록 함으로써 양식장 시설이나 수상 태양광 설비의 침수를 방지할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 부력체는 물 위나 물 속에 여러가지 구조물을 설치하기 위한 것으로, 수산물 양식장에서는 오래전부터 사용되어 왔고, 최근에는 수상 태양광 시설용이나 부잔교 등과 같은 다양한 용도로 사용되고 있다.

이들 부력체는 주로 합성수지를 블로우 성형, 사출 성형 또는 회전성형방법 등을 통해서 제작하게 되는데, 블로우 성형의 경우에는 제조공정상 부력체의 살두께를 균일하게 제작하는데 한계가 있으므로 구조적으로 안정적이면서도 비교적 대형의 부력체를 제작하기에는 부적합하고, 사출 성형의 경우에는 부력체를 절반으로 또는 본체와 커버로 분할하여 성형한 후 이를 융착을 비롯하여 다양한 방법으로 결합시키는 방식으로 제작하게 되므로 결합부위에서의 수밀유지가 곤란하거나 시간의 경과 후 결합부위에서 하자가 발생할 우려가 높으므로 최근에는 대부분 부력체를 회전성형방법을 통해서 제작하고 있다.

한편, 지금까지 회전성형방법에 의해 부력체를 제조하는 방법은 내부의 공간이 단일 부력실을 형성하게 되므로 사용과정에서 외력을 받아 파손되게 될 경우 부력을 쉽게 상실하게 된다는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 방법으로 여러가지 기술적인 대안이 제시되고 있는데, 이하에 기재된 특허문헌 1 내지 5도 그 중의 일환이다.

특허문헌 1에 개시된 수상 태양광 발전용 부력체는 발포폴리스티렌이나 발포우레탄으로 성형한 후 외부에 폴리우레탄 코팅층을 형성한 구조로 이루어져 있다.

특허문헌 2에 개시된 부표 제조방법은 내경을 평활하게 성형하면서 외경에 홈부와 돌출부가 연속해서 성형되고 돌출부의 내부에 중공이 형성되는 이중 구조의 내부 보강 몸체를 성형하여 파도와 시설물의 충격을 견딜 수 있는 강성을 향상시키도록 되어 있으나, 제조공정에서 측면 마감판을 용접하여야 하고, 메쉬 시트를 감싸서 열수축시키는 복잡한 과정을 거쳐야 하는 문제점이 있었다.

특허문헌 3에 개시된 양식용 부자는 밀봉형 원통 구조의 케이싱을 제조하되, 내부에 다수의 에어볼을 충진하여 제조하고, 상기 케이싱과 케이싱을 연결관을 통해 상호 연결하여 형성함으로써 내구성을 갖도록 되어 있으며, 케이싱 일부가 끼져 파손되더라도 부자 기능이 지속적으로 유지될 수 있도록 되어 있다.

특허문헌 4에 개시된 다용도 경량 구조체는 경량 소재의 함체와 함체의 내부에 무질서하게 수용된 다수의 공기팩들과, 공기팩들의 주위에 형성되어 공기팩들을 하나의 덩어리로 결합시키는 바인더와, 함체의 표면에 형성되어 강도를 증대시키는 보강층으로 구성되어 있는데, 이는 함체 내부에 공기팩을 삽입한 후 덮개를 덮고 외부에 외피를 씌우거나, 함체 표면에 보강층을 형성하여 마감하는 구조로 이루어져 있으므로 제조공정이 복잡한 것은 물론 외피나 보강층의 파손 시 부력을 상실하게 된다는 단점이 있었다.

특허문헌 5에 개시된 부표 및 이의 제조방법은 성형 통체를 하부체의 내부에 부력 탱크를 결합한 후 덮개를 덮어 완성되도록 형성하였으나, 하부체와 덮개를 상호 결합하는 방식으로 이루어져 있으므로 이 부분에서 하자가 발생할 우려가 크다는 문제점이 있었다.

한국공개특허 제10-2016-0120868호(2016.10.19.공개) 한국등록특허 제10-1832282호(2018.02.20.등록) 한국등록특허 제10-1801088호(2017.11.20.등록) 한국등록특허 제10-1931781호(2018.12.17.등록) 한국등록특허 제10-1815846호(2018.01.02.등록)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 격실구조가 아닌 내,외 이중의 부력실을 갖는 이중 부력체 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 회전성형용 몰드에 폴리에틸렌 수지 파우더를 주입한 후 회전시키면서 수지 파우더를 가열 용융시켜 몰드의 캐비티 형태로 중공의 내부 부력체를 성형하는 단계;

성형된 내부 부력체를 회전성형용 몰드 내부에 내부 부력체와 동일한 소재로 제작된 중자를 사용하여 몰드면과 이격된 상태로 삽입하여 고정하는 단계;

내부 부력체가 삽입 고정된 회전성형용 몰드에 수지 파우더를 주입한 후 회전시키면서 수지 파우더를 가열 용융시켜 몰드의 캐비티 형태로 외부 부력체를 성형하는 단계; 를 포함하여 이루어져 외부 부력체 내부에 내부 부력체가 이격된 상태로 일체가 되도록 형성된 이중 부력체의 제조방법과 이 제조방법에 의해 제조된 이중 부력체를 제공한다.

본 발명에 의하면 2단계의 회전성형공정을 거치는 것에 의해 내부 부력체와 외부 부력체의 이중 부력실 구조를 갖는 이중 부력체를 제작할 수 있으므로 제조공정이 비교적 단순할 뿐만 아니라, 외력에 의해 외부 부력체의 파손이 발생하더라도 내부 부력체의 부력에 의해 이중 부력체가 부력을 안정적으로 유지할 수 있게 되므로 가라않지 않아 양식용 시설 또는 수상태양광용 설비 등의 침수나 유실을 방지할 수 있는 등의 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 이중 부력체의 일례를 도시한 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 이중 부력체의 정단면도,
도 3은 도 2에 도시된 내부 부력체의 사시도,
도 4는 내,외부 부력체 사이의 중자 설치상태 확대도,
도 5는 도 1에 도시된 이중 부력체의 측단면도,
도 6은 본 발명에 의한 이중 부력체의 제조공정도,
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 이중 부력체의 투시도이다.

이하, 본 발명을 한정하지 않는 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 5에는 본 발명의 일 실시 예에 의한 이중 부력체(1)가 도시되어 있고, 도 6에는 본 실시 예에 의한 이중 부력체의 제조 공정이 도시되어 있다.

본 실시 예에 의한 이중 부력체(1)는 김 양식용 부자로 사용되는 것으로, 대체로 원통형을 이루고 있으며, 좌우 측면(2)은 소정의 곡률을 갖는 반구형(半球形)을 이루어 김발을 뒤집기 용이하도록 되어 있고, 이중 부력체(1)의 상,하부에는 김발을 걸기 위한 파이프(도시 안 됨)가 안치되는 파이프 안치홈(3)이 형성되어 있으며, 외곽에는 로프 고정홈(4)이 형성되어 있다.

본 실시 예에 의한 이중 부력체의 제조방법은 도 6의 플로우 차트에서 알 수 있는 바와 같이, 회전성형용 몰드(도시 안 됨)에 폴리에틸렌 수지 파우더를 주입한 후 회전시키면서 수지 파우더를 가열 용융시켜 회전성형용 몰드의 캐비티 형태로 중공의 내부 부력체(10; 도 3 참조)를 성형하는 단계(S10);

성형된 내부 부력체(10)를 회전성형용 몰드 내부에 내부 부력체(10)와 동일한 소재로 제작된 중자(20; 도 4 참조)를 사용하여 몰드면과 이격된 상태로 삽입하여 고정하는 단계(S20);

내부 부력체(10)가 삽입 고정된 회전성형용 몰드에 수지 파우더를 주입한 후 회전시키면서 수지 파우더를 가열 용융시켜 몰드의 캐비티 형태로 외부 부력체(30; 도 1 참조)를 성형하는 단계(S30); 를 포함하여 이루어져 외부 부력체(30) 내부에 내부 부력체(10)가 중자(20)에 의해 이격된 상태로 일체가 되도록 형성되어 있다.

본 실시 예에 첨부된 도면에서는 내,외부 부력체(10,30) 사이에 설치되는 중자(20)가 일측에만 설치된 것으로 도시되어 있으나, 실제로는 내부 부력체(10)가 외부 부력체(30)의 제작을 위한 몰드 내부에 삽입된 상태에서 회전하게 될 때 원래의 위치를 이탈하지 않으면서 몰드와 일정한 간격을 유지할 수 있도록 내부 부력체(10)의 외곽에 방사상으로 설치할 필요가 있다.

도면 중 부호 S1은 내부 부력체(10) 내부의 공간이 형성하는 폐쇄된 내부 부력실이고, S2는 외부 부력체(30) 내부의 공간이 형성하는 폐쇄된 외부 부력실로, 외부 부력체(30)가 파도나 기타 충돌 등에 의해 균열이 발생하거나 깨지게 되면 외부 부력실(S2)로 물이 들어오게 됨으로써 외부 부력실(S2)의 부력은 상실하게 되지만, 외부 부력실(S2)에 존재하는 내부 부력체(10)의 내부 공간이 형성하는 내부 부력실(S1)은 여전히 외부로 폐쇄된 상태를 유지할 수 있게 되므로 부력체(1)가 요구로 하는 최소한의 부력은 유지할 수 있게 되어 부력체(1)가 침수되는 일은 발생하지 않게 된다.

따라서, 본 발명의 내,외 이중구조로 부력실을 형성하고 있는 부력체는 기존의 분할된 격실 구조를 갖는 부력체에 비해 격실 사이의 수밀 유지를 위한 별도의 실링이나 융착 등의 공정이 필요하지 않음은 물론, 고가의 금형비가 소요되지 않는 회전 성형방법에 의해 제조할 수 있으므로 제조의 용이성 및 제조비용의 절감이 가능하다는 장점이 있으며, 기존의 격실 구조의 경우에는 외부에서 다른 부분에 균열이 발생할 경우 모든 격실이 파손될 수 있으므로 전체가 부력을 상실할 수 있지만, 본 발명의 경우에는 외부 부력체의 파손에도 불구하고 내부 부력체는 여전히 부력을 유지하게 되므로 안정적인 부유상태를 유지할 수 있다는 장점이 있다.

본 실시 예에서, 상기 내부 부력체(10)를 형성하는 수지 파우더는 외부 부력체(30)를 형성하는 수지 파우더보다 용융온도가 높은 소재인데, 예를 들면 내부 부력체(10)는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)으로 성형하고, 외부 부력체(30)는 중밀도 폴리에틸렌(MDPE)으로 성형하며, 상기 중자(20)는 외부 부력체(30)의 성형시 내부 부력체(10)을 지지하여야 하므로 내부 부력체(10)와 동일한 소재인 고밀도 폴리에틸렌으로 제작된다.

좀 더 구체적으로 설명하면, 내부 부력체(10)는 고밀도 폴리에틸렌을 사용하여 회전성형하면 되며, 중자(20)도 고밀도 폴리에틸렌을 사용하여 사출 또는 블로우성형하면 되고, 외부 부력체(30)는 외부 부력체(30)를 성형하기 위한 성형용 몰드의 내부 온도가 120℃정도이므로 120℃ 미만에서 녹는 MDPE 수지 파우더를 몰드 내부에 투입하여 성형함으로써 내부 부력체(10)와 중자(20)는 용융되지 않은 상태에서 외부 부력체(30)가 몰드의 내면 형상을 따라 형성되게 되며, 이에 의해 외부 부력체(30)와 중자(20) 및 내부 부력체(10)가 일체를 이루면서 외부 부력체(30) 내부에 내부 부력체(10)가 이격된 상태로 성형될 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 실시 예에서, 상기 내부 부력체(10)에는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 중자(20)를 고정시키기 위한 중자 고정부(12)가 내부 부력체(10)의 외부에 일체로 형성되어 있으며, 상기 중자 고정부(12)는 암나사형태로 이루어지고, 상기 중자(20)의 상,하 양단(22)은 수나사 형태로 이루어져 중자(20)의 상,하 양단(22)과 내,외부 부력체(10,30)는 상호 나사결합방식으로 결합되는데, 중자(20)의 상단(22)은 외부 부력체(30)의 살에 뭍히면서 일체를 이루게 된다,

바람직하기에, 상기 내부 부력체(10)의 부력은 외부 부력체(30) 부력의 1/2 이상이 될 수 있는 크기(내,외부 부력실의 체적)로 형성함으로써 외부 부력체(30)의 파손이 발생하여 외부 부력체(30) 내부로 물이 차게 되더라도 내부 부력체(10)는 손상을 입지 않고 부력을 유지함으로써 이중 부력체(1)가 침수되지 않도록 한다.

도 7에는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 이중 부력체(1)가 도시되어 있다.

본 실시 예의 이중 부력체(1)도 외형과 체적은 다르지만 상술한 실시 예에서와 마찬가지로 외부 부력체(30) 내부에 내부 부력체(10)가 도시 생략된 중자에 의해 이격된 상태로 성형되어 있음을 알 수 있는바, 본 발명에 의한 이중 부력체의 규격과 형태는 상술한 실시 예에 한정되지 않고 용도에 따라서 다양한 규격과 형태로 제작할 수 있음은 물론이다.

1 : 이중 부력체
2 : 측면
3 : 파이프 안치홈
4 : 로프 고정홈
10 : 내부 부력체
12 : 중자 고정부
20 : 중자
22 : 상단,하단
30 : 외부 부력체
S1: 내부 부력실
S2 : 외부 부력실

Claims (5)

1. 회전성형용 몰드에 폴리에틸렌 수지 파우더를 주입한 후 회전시키면서 수지 파우더를 가열 용융시켜 몰드의 캐비티 형태로 중공의 내부 부력체를 성형하는 단계;
   성형된 내부 부력체를 회전성형용 몰드 내부에 내부 부력체와 동일한 소재로 제작된 중자를 사용하여 몰드면과 이격된 상태로 삽입하여 고정하는 단계;
   내부 부력체가 삽입 고정된 회전성형용 몰드에 수지 파우더를 주입한 후 회전시키면서 수지 파우더를 가열 용융시켜 몰드의 캐비티 형태로 외부 부력체를 성형하는 단계; 를 포함하여 이루어져 외부 부력체 내부에 내부 부력체가 이격된 상태로 일체가 되도록 형성된 것을 특징으로 하는 이중 부력체의 제조방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 내부 부력체를 형성하는 수지 파우더는 외부 부력체를 형성하는 수지 파우더보다 용융온도가 높은 소재인 것을 특징으로 하는 이중 부력체의 제조방법.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 내부 부력체에는 중자를 고정시키기 위한 중자 고정부가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 이중 부력체의 제조방법.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 중자 고정부는 암나사형태로 이루어지고 상기 중자의 일단은 수나사 형태로 이루어져 상호 나사결합방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 이중 부력체의 제조방법.
   
5. 청구항 1 내지 4항 중의 어느 한 항의 제조방법에 의해 내,외 이중의 부력실을 갖도록 제조된 것을 특징으로 하는 이중 부력체.

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