KR101078649B1 - 화물창의 접착제 열가공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LNG 운반선 화물창의 접착제 열가공 방법에 있어서, LNG 운반선 화물창의 2차 방벽에 트리플엑스를 접착시키기 위한 접착제의 종류가 다양화되고 있는 상태에서 접착제 종류별로 온도에 의해 변화되는 점도 특성을 고려한 경화 온도 패턴을 만든 후, 온도 패턴에 따라 접착제에 대한 열가공을 수행함으로써, 트리플엑스 표면상 구부림 또는 접힘 등의 결함 발생을 방지시켜 접착제를 보다 안정적으로 경화시킬 수 있다.

LNG, 선박, 화물창, 접착제, 온도, 트리플엑스

Description

화물창의 접착제 열가공 방법{HEATING METHOD FOR ADHESIVES IN CARGO TANK}

본 발명은 선박의 단열재를 접합시키기 위한 접착제 열가공 방법에 관한 것으로, 특히 LNG 운반선 화물창의 2차 방벽에 사용되는 트리플엑스용 접착제의 종류가 다양화되고 있는 상황에서 접착제 종류별로 온도에 의해 변화되는 점도 특성을 고려한 경화 온도 패턴을 만들어 트리플엑스의 보다 안정적인 접착이 가능하도록 하는 화물창의 접착제 열가공 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 액화천연가스(LNG)는 메탄을 주성분으로 하는 천연가스를 -163℃로 냉각해 그 부피를 6백분의 1로 줄인 무색 투명한 초저온 액체를 말하는 것으로, 위와 같은 LNG를 운반하는 선박은 초저온 상태로 액화시킨 액화천연가스의 보관 및 운송을 위해 이를 저장할 수 있는 특수 화물창을 구비하고 있다.

도 1은 LNG 운반선에 구비되는 화물창의 단면 구조를 도시한 것으로, 멤브레인 형식의 화물창(10)은, 일반적으로 선체(1) 내측에 스터드 볼트(도시하지 않음)에 의해 부착 고정되는 인슐레이션 패널(insulation panel)의 2차 방벽(12)과 2차 방벽(12)의 상부에서 용접으로 고정되는 코러게이션 멤브레인(corrugation membrane)의 1차 방벽(14)으로 구성된다.

위와 같은 구조 중, 특히 LNG 운반선 화물창의 2차 방벽(12)은 인슐레이션 패널과 탑 브리지 패드, 그리고 인슐레이션 패널과 탑 브리지 패드 사이에 부착되는 트리플엑스(triplex)로 구성되며, 이들 각각은 접착제를 이용하여 시공되고 있다.

이때, 2차 방벽의 트리플엑스를 접착시키기 위해 사용되는 접착제는 작업 시간 단축 및 접합 물성 향상을 위해 일반적으로 온도가 가해지는 누름판을 이용하여 시공되는데, 이와 같이 온도가 가해지는 누름판을 이용하는 경우 적용 온도에 따라 접착제의 유동성에 차이가 발생하며, 이와 같이 발생된 유동성의 차이는 공기압이 가해질 경우, 압력이 상대적으로 낮게 형성되거나, 열에 의해 발생되는 재료의 수축 팽창부로 접착제를 이동시키게 되어 표면상 구부림 또는 접힘 등이 발생된다.

이에 따라, 위와 같이 표면상 구부림 또는 접힘 등이 발생된 부분에서는 응력이 집중되기도 하며, 접착제가 제대로 충진되지 않아 장기간 외력이 가해지는 경우 접착 안정성에 문제점이 발생하게 된다.

도 2는 2차 방벽 시공 후 트리플엑스가 접착된 모습을 도시한 것이다. 도 2의 (a)는 2차 방벽 시공 후, 표면에 구부림 또는 접힘 부분이 발생한 모습을 보여주고 있으며, 도 2의 (b)는 표면상 구부림 또는 접힘이 발생한 부분에서 접착제가 제대로 도포되지 못한 상태를 보여주는 것으로, 이로 인해 접착 안정성에 문제점이 발생함을 알 수 있다.

따라서, 본 발명은 LNG 운반선 화물창의 2차 방벽에 트리플엑스를 접착시키기 위한 접착제의 종류가 다양화되고 있는 상태에서 접착제 종류별로 온도에 의해 변화되는 점도 특성을 고려한 경화 온도 패턴을 만들어 트리플엑스의 보다 안정적인 접착이 가능하도록 하는 화물창의 접착제 열가공 방법을 제공하고자 한다.

상술한 본 발명은 선박 화물창의 접착제 열가공 방법으로서, 상기 화물창의 트리플엑스 접착용 접착제의 경화를 위한 온도 패턴을 미리 설정하여 저장시키는 단계와, 상기 접착제에 대한 열가공 시 상기 접착제 열가공을 위한 상기 온도 패턴을 읽어오는 단계와, 상기 접착제로 열을 인가시키는 히팅패드를 상기 온도패턴에 따른 열가공 시간 구간별 설정된 온도로 가열시키는 단계와, 상기 가열된 히팅패드를 상기 접착제에 압착시켜 상기 접착제를 경화시키는 단계를 포함한다.

본 발명에서는 LNG 운반선 화물창의 접착제 열가공 방법에 있어서, LNG 운반선 화물창의 2차 방벽에 트리플엑스를 접착시키기 위한 접착제의 종류가 다양화되고 있는 상황에서 접착제 종류별로 온도에 의해 변화되는 점도 특성을 고려한 경화 온도 패턴을 만든 후, 온도 패턴에 따라 접착제에 대한 열가공을 수행함으로써, 트 리플엑스 표면상 구부림 또는 접힘 등의 결함 발생을 방지시켜 접착제를 보다 안정적으로 경화시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 짧은 시간동안 접착제의 경화를 완료할 수 있으며, 여러 종류의 접착제에 변형하여 적용이 가능한 이점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명의 기술요지를 살펴보면, LNG 운반선 화물창의 접착제 열가공 방법에 있어서, LNG 운반선 화물창의 2차 방벽에 트리플엑스를 접착시키기 위한 접착제의 종류가 다양화되고 있는 상태에서 접착제 종류별로 온도에 의해 변화되는 점도 특성을 고려한 경화 온도 패턴을 만든 후, 온도 패턴에 따라 접착제에 대한 열가공을 수행하는 기술을 통해 본 발명에서 이루고자 하는 바를 쉽게 달성할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 화물창 2차 방벽 구성을 위한 접착제 열가공 장치의 상세 블록 구성을 도시한 것으로, 본 발명의 열가공 장치는 히팅패 드(heating pad)(300)와 공기 압착부(302), 메모리부(306), 제어부(304) 등을 포함한다.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 열가공 장치 각 구성요소의 동작을 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 히팅 패드(300)는 인슐레이션 패널(insulation panel)과 탑 브리지 패드(top bridge pad) 사이에 트리플엑스(triplex)를 부착시키기 위한 트리플엑스용 접착제로 제어부(304)의 제어에 따라 미리 설정된 온도패턴에 따른 해당 온도의 열을 발생시켜 접착제를 경화시킨다. 공기 압착부(302)는 공기를 이용하여 팽창됨으로써 히팅패드(300)가 트리플엑스와 접착제를 압착할 수 있도록 한다.

메모리부(306)는 열가공 장치의 전반적인 동작 제어를 위한 제어부(304)의 동작 프로그램을 저장하고 있으며, 접착제의 종류에 따른 온도 패턴을 저장하여 접착제에 대한 열가공 시 제어부(304)에 의해 참조된다. 이때, 위 온도 패턴은 접착제를 경화시키기 위한 전체 열가공 시간 내 일정 수로 분리된 시간 구간과 해당 시간 구간별 다르게 설정되는 온도 정보를 의미한다.

제어부(304)는 LNG 운반선 화물창의 2차 방벽에 트리플엑스를 접착시키기 위한 접착제의 종류가 다양화되고 있는 상황에서 접착제 종류별로 온도에 의해 변화되는 점도 특성을 고려한 경화 온도 패턴을 만든 후, 온도 패턴에 따라 접착제에 대한 열가공을 수행함으로써, 트리플엑스 표면상 구부림 또는 접힘 등의 결함 발생을 방지시켜 접착제를 보다 안정적으로 경화가 이루어지도록 제어한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 LNG 운반선 2차 방벽 구성 시 트리플엑스 접합을 위한 접착제 열가공 장치의 동작 제어 흐름을 도시한 것이다. 이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 사용자는 트리플엑스의 접착을 위해 2차 방벽에 도포된 접착제에 대한 열가공을 수행시키고자 하는 경우 열가공 장치의 시작버튼을 입력하여 열가공 장치를 기동시키게 된다.

그러면, 열가공 장치의 제어부(304)는 (S400)단계에서 시작버튼 입력을 인식하고, (S402)단계에서 장비를 점검하여 열가공 장치가 정상적으로 동작 가능한 상태인지를 검사하고, 열가공 장치가 정상적으로 동작 가능한 상태가 아닌 경우에는 (S404)단계로 진행해서 장비를 재점검한 후, 장비 재점검 이후 사용자에 의한 시작 버튼을 재 입력받아 다시 열가공 수행을 시작하게 된다.

그러나, 이와 달리, (S402)단계에서의 열가공 장치에 대한 장비 점검결과 열가공 장치가 정상적으로 동작 가능한 상태인 경우, 제어부는 (S406)단계에서 열가공을 시작하고, (S408)단계로 진행해서 메모리부(306)로부터 접착제 열가공을 위해 미리 저장된 온도 패턴 정보를 읽어온다. 이때, 위 온도 패턴은 접착제의 유동 특성을 최대한 제어할 수 있고, 작업 시간 단축 및 접착제에 대한 경화 안정화를 확보할 수 있는 범위 내에서 온도와 시간이 설정된다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 히팅패드(300)로부터 접착제로 가해지는 시간 구간별 온도 패턴 그래프를 도시한 것으로, 온도 패턴은 함침 구간(T1), 함침 유지 구간(T2), 경화 구간(T3), 경화 유지 구간(T4)으로 구성될 수 있다.

함침 구간(T1)은 접착제가 상부에서 접착되는 트리플엑스 속으로 침투될 수 있게 접착의 유동성을 높여주는 구간을 말하며, 30∼45분 동안 상온에서 40∼60℃ 온도까지 상승하면서 접착제를 압착하여 유동성을 높여준다. 함침 유지 구간(T2)은 함침 구간(T1) 이후 접착제의 유동 안정화를 위한 구간으로, 60∼150분 동안 40∼60℃ 온도로 접착제를 압착하여 접착제를 안정화시킨다.

경화 구간(T3)은 접착제의 유동성을 안정하게 유지한 후 최종 경화를 시키기 위해 온도를 상승시키는 구간으로 20∼30분 동안 65∼85℃ 온도까지 히팅패드(300)에서 발생하는 열의 온도를 상승시키면서 접착제를 경화시킨다. 경화 유지 구간(T4)은 경화 구간(T3)에서 온도 상승 후 접착제에 대한 최종 경화를 완료하기 위해 높은 온도를 유지시키는 구간으로, 20∼60분 동안 65∼85℃ 온도로 유지하면서 접착제를 경화시킨다. 이때, 위 각 구간에 대해 설정된 온도 및 시간 범위는 접착제의 종류가 다양해짐에 따라 그에 맞게 선택적으로 변경 설정될 수 있다.

위와 같이, 온도 패턴 정보를 읽어들인 후, 제어부(304)는 (S410)단계에서 열가공 시간 구간별 설정된 온도로 히팅패드(300)를 가열시킨다.

이어, 제어부(304)는 (S412)단계에서 공기 압착부(302)를 제어하여 구간에 맞는 온도로 가열된 히팅패드(300)가 트리플엑스를 압착하여 트리플엑스 하부에 도포된 접착제를 경화시키도록 제어한다. 이에 따라, 접착제는 공기 압착부(302)에 의해 트리플엑스 상부로 압착되는 히팅패드(300)로부터 발생되는 열에 의해 경화되어 트리플엑스와 접착하게 된다.

이어, 제어부(304)는 (S414)단계에서 접착제 경화를 위한 열가공 공정 시간이 완료되는지 여부를 검사하여 위 온도 패턴에 따른 열가공 공정 시간이 완료되는 경우 트리플엑스를 압착하는 히팅패드(300)를 트리플엑스로부터 분리하여 열가공 공정을 완료하게 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 LNG 운반선 화물창의 접착제 열가공 방법에 있어서, LNG 운반선 화물창의 2차 방벽에 트리플엑스를 접착시키기 위한 접착제의 종류가 다양화되고 있는 상태에서 접착제 종류별로 온도에 의해 변화되는 점도 특성을 고려한 경화 온도 패턴을 만든 후, 온도 패턴에 따라 접착제에 대한 열가공을 수행함으로써, 트리플엑스 표면상 구부림 또는 접힘 등의 결함 발생을 방지시켜 접착제를 보다 안정적으로 경화시킬 수 있다.

한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위에 의해 정하여져야 한다.

도 1은 종래 화물창의 구조 단면도,

도 2는 종래 화물창의 2차 방벽 시공 후 모습과 표면상 구부림 또는 접힘 부분에서의 접착층 내부 사진 예시도,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 화물창의 접착제 열가공 장치의 블록 구성도,

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 온도 패턴에 따른 접착제 열가공 동작 제어 흐름도,

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 온도 패턴 그래프 예시도.

<도면의 주요 부호에 대한 간략한 설명>

300 : 히팅패드 302 : 공기 압착부

304 : 제어부 306 : 메모리부

Claims (5)

1. 선박 화물창의 접착제 열가공 방법으로서,

   상기 화물창의 트리플엑스 접착용 접착제의 경화를 위한 온도 패턴을 미리 설정하여 저장시키는 단계와,

   상기 접착제에 대한 열가공 시 상기 접착제 열가공을 위한 상기 온도 패턴을 읽어오는 단계와,

   상기 접착제로 열을 인가시키는 히팅패드를 상기 온도패턴에 따른 열가공 시간 구간별 설정된 온도로 가열시키는 단계와,

   상기 가열된 히팅패드를 상기 접착제에 압착시켜 상기 접착제를 경화시키는 단계를 포함하되,

   상기 온도 패턴은, 상온에서 40∼60℃까지 온도를 상승시키는 제1구간과, 상기 40∼60℃의 온도를 유지시키는 제2구간과, 상기 40∼60℃부터 65∼85℃ 온도로 다시 상승시키는 제3구간과, 상기 65∼85℃ 온도를 유지시키는 제4구간으로 설정되는 것을 특징으로 하는 화물창의 접착제 열가공 방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1구간은 30∼45분 동안 수행되며, 상기 제2구간은 60∼150분 동안 수행되며, 상기 제3구간은 20∼30분 동안 수행되며, 상기 제4구간은 20∼60분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 화물창의 접착제 열가공 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 트리플엑스는,

   상기 화물창의 2차 방벽을 구성하는 인슐레이션 패널과 탑 브리지 패드 사이에 위치되며, 상기 접착제에 의해 상기 인슐레이션 패널, 탑 브리지 패드와 각각 접착되는 것을 특징으로 하는 화물창의 접착제 열가공 방법.

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