KR101337636B1 - 액화 천연가스 저장 탱크용 2차 방벽 및 이의 제조 방법 - Google Patents

액화 천연가스 저장 탱크용 2차 방벽 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

액화 천연가스 저장 탱크용 2차 방벽 및 이의 제조 방법이 개시된다. 2차 방벽은 유리섬유 복합재와, 유리섬유 복합재의 양면에 부착되고 표면에 미세 요철을 형성하며 표면 거칠기가 다른 적어도 두 개의 요철 영역을 구비하는 금속 포일을 포함한다.

Description

액화 천연가스 저장 탱크용 2차 방벽 및 이의 제조 방법 {SECONDARY BARRIER FOR LNG STORAGE TANK AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 액화 천연가스 저장 탱크용 2차 방벽 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
액화 천연가스(Liquefied Natural Gas, LNG) 저장 탱크는 가스 액화에 따른 초저온(-163℃)에 견딜 수 있는 구조 및 재료로 제작된다. LNG 저장 탱크는 주로 1차 방벽, 상부 단열보드, 2차 방벽, 및 하부 단열보드를 포함하는 2중 밀폐 구조로 형성된다. 2차 방벽은 1차 방벽에 이상이 발생하여 LNG가 누설되더라도 LNG가 선체에 닿지 않도록 차단하는 기능을 한다.
2차 방벽은 주 2차 방벽과 보조 2차 방벽으로 구성된다. 주 2차 방벽은 하부 단열보드 위에 나란히 설치되고, 주 2차 방벽들 위로 보조 2차 방벽이 접착된다. 보조 2차 방벽은 주 2차 방벽들 사이의 갭을 덮어 기밀성을 확보함으로써 LNG의 누설을 방지한다.
주 2차 방벽과 보조 2차 방벽은 유리섬유 복합재(glass-fiber composite)의 양면에 금속 포일, 예를 들어 알루미늄 포일이 부착된 금속 복합 재료층(Metal Composite Laminate, MCL)으로 구성될 수 있다. 그리고 보조 2차 방벽은 열경화성 접착제를 도포하는 자동 본딩 장치를 이용하여 주 2차 방벽 위에 접착될 수 있다.
그런데 전술한 금속 복합 재료층에서 금속 포일은 매우 평평하고 매끄러운 표면을 가지므로, 금속 포일과 접착제 사이에 물리적인 결합은 거의 이루어지지 않고 화학적인 결합만이 작용하게 된다. 따라서 주 2차 방벽과 보조 2차 방벽의 접착 강도와 접착 시공의 신뢰성은 2차 방벽에 요구되는 수준에 미치지 못할 수 있다.
선행문헌 1: 한국 공개특허 2011-0003038호(2011.01.11.)
본 발명은 금속 포일과 접착제 사이의 물리적인 결합을 제공하여 주 2차 방벽과 보조 2차 방벽의 접착 강도 및 접착 시공의 신뢰성을 높일 수 있는 액화 천연가스 저장 탱크용 2차 방벽 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액화 천연가스 저장 탱크용 2차 방벽은 유리섬유 복합재와, 유리섬유 복합재의 양면에 부착되고 표면에 미세 요철을 형성하며 표면 거칠기가 다른 적어도 두 개의 요철 영역을 구비하는 금속 포일을 포함한다.
금속 포일은 제1 요철 영역과 제2 요철 영역을 포함하며, 금속 포일의 제1 방향 및 제1 방향과 직교하는 제2 방향 중 적어도 한 방향을 따라 제1 요철 영역과 제2 요철 영역이 번갈아 위치할 수 있다.
2차 방벽은 서로간 갭을 두고 배치되는 주 2차 방벽들과, 주 2차 방벽들 사이의 갭을 덮으면서 접착제를 이용하여 주 2차 방벽들 위에 접착되는 보조 2차 방벽들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액화 천연가스 저장 탱크용 2차 방벽의 제조 방법은, 유리섬유 복합재의 양면에 금속 포일이 부착된 금속 복합 재료층을 준비하는 단계와, 금속 포일의 표면을 향해 마이크로 입자들을 분사하여 금속 포일의 표면 전체에 제1 미세 요철을 형성하는 단계와, 금속 포일의 외면에 개구부를 가지는 패턴 마스크를 배치하는 단계와, 개구부에 의해 노출된 금속 포일의 표면을 향해 마이크로 입자들을 분사하여 금속 포일의 일부 영역에 제2 미세 요철을 형성하는 단계를 포함한다.
개구부는 패턴 마스크에서 서로 직교하는 두 방향을 따라 서로간 거리를 두고 나란히 위치할 수 있다. 제2 미세 요철을 형성하는 단계에서 제1 미세 요철 형성에 사용된 마이크로 입자들과 동일한 마이크로 입자들을 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 액화 천연가스 저장 탱크용 2차 방벽의 제조 방법은, 유리섬유 복합재의 양면에 금속 포일이 부착된 금속 복합 재료층을 준비하는 단계와, 금속 포일의 외면에 제1 개구부를 가지는 제1 패턴 마스크를 배치하는 단계와, 제1 개구부에 의해 노출된 금속 포일의 표면을 향해 제1 마이크로 입자들을 분사하여 금속 포일의 일부 영역에 제1 미세 요철을 형성하는 단계와, 금속 포일의 외면에 제1 개구부와 다른 위치에 형성된 제2 개구부를 가지는 제2 패턴 마스크를 배치하는 단계와, 제2 개구부에 의해 노출된 금속 포일의 표면을 향해 제2 마이크로 입자들을 분사하여 금속 포일의 다른 영역에 제2 미세 요철을 형성하는 단계를 포함한다.
제2 패턴 마스크는 금속 포일 중 제1 미세 요철이 형성되지 않은 영역을 제2 개구부에 의해 노출시킬 수 있다. 제2 마이크로 입자들은 제1 마이크로 입자들과 다른 크기로 형성되어 제1 미세 요철과 제2 미세 요철의 표면 거칠기를 다르게 할 수 있다.
제1 개구부는 제1 패턴 마스크에서 서로 직교하는 두 방향을 따라 서로간 거리를 두고 나란히 위치할 수 있다. 제2 개구부는 제2 패턴 마스크에서 서로 직교하는 두 방향을 따라 서로간 거리를 두고 나란히 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액화 천연가스 저장 탱크용 2차 방벽은 금속 포일의 미세 요철에 의해 유효 접착 면적을 확대시키며, 접착제와의 화학적인 결합뿐만 아니라 물리적인 결합이 동시에 이루어지므로 접착 강도를 높이고, 접착 시공의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 위치에 따라 접착제와의 물리적인 결합력에 차이를 둘 수 있으므로 전단 방향의 접착 성능을 크게 향상시켜 액화 천연가스 저장 탱크의 수축 및 팽창에 따른 상, 하부 단열보드의 변형에 유연하게 대처하는 능력을 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 방벽이 적용되는 액화 천연가스(LNG) 저장 탱크의 일 실시예를 나타낸 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 방벽의 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 방벽의 첫 번째 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 4a는 도 3에 도시한 제2 단계의 2차 방벽을 나타낸 개략적인 사시도이다.
도 4b는 도 3에 도시한 제3 단계의 2차 방벽을 나타낸 개략적인 사시도이다.
도 4c와 도 4d는 도 3에 도시한 제4 단계의 2차 방벽을 나타낸 개략적인 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 방벽의 두 번째 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 6a는 도 5에 도시한 제2 단계와 제3 단계의 2차 방벽을 나타낸 개략적인 사시도이다.
도 6b는 도 5에 도시한 제4 단계와 제5 단계의 2차 방벽을 나타낸 개략적인 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 방벽이 적용되는 액화 천연가스(LNG) 저장 탱크의 일 실시예를 나타낸 부분 단면도이다. 도 1을 참고하여 LNG 저장 탱크의 기본 구조에 대해 먼저 설명한다.
도 1을 참고하면, LNG 저장 탱크(100)는 1차 방벽(10)과 상부 단열보드(20)와 2차 방벽(30) 및 하부 단열보드(40)를 포함한다. 1차 방벽(10)이 LNG와 접촉하고, 1차 방벽(10)의 이면에 상부 단열보드(20)와 2차 방벽(30) 및 하부 단열보드(40)가 순차적으로 위치한다.
1차 방벽(10)은 열 변형으로 인한 수축과 팽창이 가능하도록 복수의 주름부(11)를 가지는 금속판(12)으로 구성된다. 금속판(12)은 예를 들어 멤브레인일 수 있으며, 이들 금속판(12)은 스테인리스 강으로 제조될 수 있다. 또한, 용접 등의 방법으로 금속판(12)의 가장자리가 일체로 접합될 수 있다. 1차 방벽(10)의 주름부(11) 내부에는 도시하지 않은 보강 부재가 위치할 수 있다.
상부 단열보드(20)는 상부 단열부재(21)와 상부 단열부재 보호판(22)으로 구성된다. 상부 단열부재 보호판(22)이 1차 방벽(10)과 상부 단열부재(21) 사이에 위치한다. 상부 단열부재(21)는 단열성이 우수한 소재, 예를 들어 폴리우레탄 폼 등으로 형성될 수 있다. 상부 단열부재 보호판(22)은 플라이우드(plywood)로 형성될 수 있다. 상부 단열보드(20)는 서로간 거리를 두고 복수개로 배치된다.
2차 방벽(30)은 주 2차 방벽(31)과 보조 2차 방벽(32)으로 구성된다. 주 2차 방벽(31)은 서로간 갭을 두고 복수개로 배치되고, 보조 2차 방벽(32)이 주 2차 방벽들(31) 사이의 갭을 덮으면서 접착제를 이용하여 주 2차 방벽(31) 위에 접착된다. 보조 2차 방벽(32)은 상부 단열보드(20) 사이에 위치한다.
보조 2차 방벽(32) 위로 연결 보드(50)가 설치된다. 연결 보드(50)는 연결 부재(51)와 연결 부재 보호판(52)으로 구성된다. 상부 단열보드(20)와 연결 보드(50)가 1차 방벽(10)을 지지한다.
하부 단열보드(40)는 하부 단열부재(41)와 하부 단열부재 보호판(42)으로 구성된다. 하부 단열부재(41)는 주 2차 방벽(31)과 접하고, 하부 단열부재 보호판(42)은 하부 단열부재(41)의 이면에 위치한다. 하부 단열보드(40)는 서로간 거리를 두고 복수개로 배치된다. 복수개로 배치된 하부 단열보드(40)의 사이에는 유리섬유 등으로 제작된 충진 부재(43)가 위치할 수 있다.
연결 부재(51)와 하부 단열부재(41)는 상부 단열부재(21)와 같은 단열 소재로 형성될 수 있다. 그리고 연결 부재 보호판(52)과 하부 단열부재 보호판(42)은 상부 단열부재 보호판(22)과 같은 플라이우드로 형성될 수 있다. 하부 단열보드(40)는 도시하지 않은 별도의 고정 부재에 의해 LNG 운반선의 내부 선체(62)에 고정될 수 있다. 도 1에서 부호 63은 에폭시 수지로 형성된 매스틱을 나타낸다.
전술한 LNG 저장 탱크(100)는 1차 방벽(10)과 2차 방벽(30)의 2중 밀폐 구조를 가진다. 이때 2차 방벽(30)은 1차 방벽(10)에 이상이 발생하여 LNG가 누설되더라도 내부 선체(62)에 닿지 않도록 차단하는 기능을 한다. 이러한 기능을 위해 주 2차 방벽(31)과 보조 2차 방벽(32)은 높은 접착 강도로 서로 붙어 있어야 하고, 접착 성능을 장시간 유지해야 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 방벽의 개략적인 사시도이다.
도 2를 참고하면, 본 실시예의 2차 방벽(30)은 유리섬유 복합재(33)와, 유리섬유 복합재(33)의 양면에 부착된 금속 포일(34), 예를 들어 알루미늄 포일을 포함하는 금속 복합 재료층(Metal Composite Laminate, MCL)을 기본 구성으로 한다. 2차 방벽(30)의 외부 표면을 구성하는 금속 포일(34)은 접착 시공 과정에서 접착제와 접한다.
금속 포일(34)은 표면 전체에 미세 요철(351, 352)을 형성한다. 미세 요철(351, 352)은 마이크로미터 크기의 깊이를 가질 수 있으며, 다음에 설명하는 마이크로-블라스팅(micro-blasting) 공정에 의해 형성될 수 있다. 금속 포일(34)은 미세 요철(351, 352)로 인해 표면적이 확대되어 유효 접착 면적이 넓어지며, 접착제와 물리적인 결합을 이루어 접착 성능을 높일 수 있다.
즉, 금속 포일(34) 위로 접착제를 도포하면 접착제가 금속 포일(34)의 미세 요철들(351, 352) 사이를 침투하여 미세 요철(351, 352)과 엉키는 물리적인 결합을 이룬다. 따라서 2차 방벽(30)의 금속 포일(34)은 접착제와의 화학적인 결합뿐만 아니라 물리적인 결합이 동시에 이루어지므로 접착 강도를 높이고, 접착 시공의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 금속 포일(34)은 표면 거칠기가 다른 적어도 두 개의 요철 영역(361, 362)을 구비한다. 예를 들어 금속 포일(34)은 표면 거칠기가 다른 제1 요철 영역(361)과 제2 요철 영역(362)을 포함할 수 있다. 제1 요철 영역(361)과 제2 요철 영역(362)은 표면 거칠기 차이로 인해 접착제와의 물리적인 결합력에 차이를 보인다.
도 2에서는 제1 요철 영역(361)의 표면 거칠기가 제2 요철 영역(362)의 표면 거칠기보다 큰 경우를 예로 들어 도시하였으나, 그 반대의 경우도 가능하다. 제1 요철 영역(361)에 대한 접착제의 물리적인 결합력(제1 결합력)은 제2 요철 영역(362)에 대한 접착제의 물리적인 결합력(제2 결합력)과 차이가 있다.
제1 요철 영역(361)과 제2 요철 영역(362)은 금속 포일(34)의 제1 방향(도 2의 x축 방향)을 따라 서로 번갈아 위치할 수 있다. 이로써 금속 포일(34)과 접착제의 물리적인 결합력은 제1 방향(x축 방향)을 따라 일정하지 않고 제1 결합력과 제2 결합력이 번갈아 구현되는 특성을 나타낸다.
또한, 제1 요철 영역(361)과 제2 요철 영역(362)은 제1 방향(x축 방향)과 직교하는 제2 방향(도 2의 y축 방향)을 따라서도 서로 번갈아 위치할 수 있다. 따라서 금속 포일(34)과 접착제의 물리적인 결합력은 제2 방향(y축 방향)을 따라 일정하지 않고 제1 결합력과 제2 결합력이 번갈아 구현되는 특성을 나타낸다.
이와 같이 2차 방벽(30)은 서로 직교하는 두 방향을 따라 제1 요철 영역(361)과 제2 요철 영역(362)을 번갈아 배치한다. 이러한 2차 방벽(30)은 금속 포일(34) 전체가 균일한 표면 거칠기를 형성하는 구조와 비교할 때, 위치에 따라 접착제와의 물리적인 결합력에 차이를 둘 수 있으므로 2차 방벽(30) 전체에서 보다 우수한 접착 성능을 구현할 수 있다.
다시 말해, 본 실시예의 2차 방벽(30)은 표면 거칠기 차이로 인해 위치에 따라 상대적으로 낮은 결합력과 상대적으로 높은 결합력이 복합적으로 작용한다. 이러한 두가지 결합력의 상호 작용에 의해 2차 방벽(30)의 면 방향(전단 방향)을 따라 저항성이 높아져 접착 성능이 높아지는 결과를 얻을 수 있다.
이러한 전단 방향에 따른 2차 방벽(30)의 접착 성능 향상은 액화 천연가스 저장 탱크의 수축 및 팽창에 따른 상, 하부 단열 보드(20, 40)의 변형에 유연하게 대처하는 능력 달성을 가능하게 한다. 전술한 구조의 2차 방벽(30)은 도 1에 도시한 주 2차 방벽(31)과 보조 2차 방벽(32)으로 사용된다.
한편, 도 2에서는 제1 및 제2 요철 영역(361, 362)이 사각형으로 형성된 경우를 예로 들어 도시하였으나, 이들의 형상은 도시한 예로 한정되지 않는다. 또한 도 2에서는 금속 포일(34)이 두 개의 요철 영역(361, 362)을 포함하는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 금속 포일(34)에 형성되는 요철 영역의 개수는 3개 또는 그 이상일 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 방벽의 첫 번째 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 3을 참고하면, 2차 방벽의 첫 번째 제조 방법은 유리섬유 복합재의 양면에 금속 포일이 부착된 금속 복합 재료층을 준비하는 제1 단계(S10)와, 금속 포일의 표면을 향해 마이크로 입자들을 분사하여 금속 포일의 표면에 제1 미세 요철을 형성하는 제2 단계(S20)와, 금속 포일의 외면에 개구부를 가지는 패턴 마스크를 배치하는 제3 단계(S30)와, 개구부에 의해 노출된 금속 포일의 표면을 향해 마이크로 입자들을 분사하여 금속 포일의 일부 영역에 제2 미세 요철을 형성하는 제4 단계(S40)를 포함한다.
도 4a는 도 3에 도시한 제2 단계의 2차 방벽을 나타낸 개략적인 사시도이다.
도 4a를 참고하면, 제2 단계(S20)에서 마이크로 입자들을 이용한 마이크로-블라스팅(micro-blasting) 기법으로 금속 포일(34)의 표면 전체에 제1 미세 요철(351)을 형성한다.
마이크로 입자들을 분사하기 위해 분사기(39)가 사용될 수 있다. 분사기(39)는 금속 포일(34)을 향해 미리 설정된 속도와 압력으로 마이크로 입자들을 분사한다. 분사기(39)는 압축 공기를 이용하는 공압식일 수 있다. 이 경우 공기의 압축력을 조절하여 마이크로 입자들의 분사 속도와 압력을 제어할 수 있다.
마이크로 입자들은 금속, 무기물, 유기물 등 다양한 소재로 형성될 수 있으며, 예를 들어 수십㎛ 크기의 실리카 입자들로 이루어질 수 있다. 마이크로 입자들은 충돌 에너지에 의해 금속 포일(34)의 표면에 변형을 일으켜 제1 미세 요철(351)을 형성한다. 금속 포일(34)은 제1 미세 요철(351)로 인해 표면적이 확대되어 유효 접착 면적이 넓어진다.
제2 단계(S20)에서 분사기(39)와 금속 복합 재료층(MCL) 가운데 적어도 하나가 움직여 마이크로 입자들이 금속 포일(34)의 표면 전체를 균일하게 타격하도록 한다. 따라서 금속 포일(34)의 표면 전체에 균일한 표면 거칠기를 가지는 제1 미세 요철(351)을 형성할 수 있다.
도 4b는 도 3에 도시한 제3 단계의 2차 방벽을 나타낸 개략적인 사시도이다.
도 4b를 참고하면, 제3 단계(S30)에서 금속 포일(34)의 외면에 패턴 마스크(71)가 배치된다. 패턴 마스크(71)는 복수의 개구부(711)를 형성하여 금속 포일(34)의 표면 일부를 노출시킨다. 패턴 마스크(71)는 금속이나 목재 또는 플라스틱 등으로 형성될 수 있다.
패턴 마스크(71)에서 복수의 개구부(711)는 금속 포일(34)의 제1 방향(x축 방향)을 따라 서로간 거리를 두고 나란히 위치할 수 있다. 또한, 복수의 개구부(711)는 제1 방향(x축 방향)과 직교하는 제2 방향(y축 방향)을 따라 서로간 거리를 두고 나란히 위치할 수 있다. 패턴 마스크(71) 전체에서 복수의 개구부(711)는 체스판 모양으로 배치될 수 있다.
도 4c와 도 4d는 도 3에 도시한 제4 단계의 2차 방벽을 나타낸 개략적인 사시도이다.
도 4c와 도 4d를 참고하면, 제4 단계(S40)에서 개구부(711)에 의해 노출된 금속 포일(34)의 표면을 향해 마이크로 입자들을 분사한다. 마이크로 입자들은 제2 단계(S20)에서 사용된 마이크로 입자들과 같은 것일 수 있으며, 제2 단계(S20)에서 사용된 분사기(39)를 이용하여 제2 단계(S20)와 같은 속도 및 같은 압력으로 분사될 수 있다.
마이크로 입자들은 충돌 에너지에 의해 금속 포일(34)의 표면에 추가 변형을 일으킨다. 따라서 금속 포일(34) 중 개구부(711)에 의해 노출된 일부 영역에서 최초 제1 미세 요철(351)과 표면 거칠기가 다른 제2 미세 요철(352)이 형성된다. 제2 미세 요철(352) 형성 후 패턴 마스크(71)는 금속 포일(34)에서 분리된다.
제4 단계(S40)의 부분적인 마이크로-블라스팅 처리에 의해 금속 포일(34)의 표면은 제1 미세 요철(351)이 형성된 제1 요철 영역(361)과, 제1 미세 요철(351)과 다른 표면 거칠기를 가지는 제2 미세 요철(352)이 형성된 제2 요철 영역(362)으로 구분된다. 제2 요철 영역(362)의 위치는 패턴 마스크(71)에 형성된 개구부(711)의 위치와 일치한다.
도 4d에서는 제2 미세 요철(352)의 표면 거칠기가 제1 미세 요철(351)의 표면 거칠기보다 작은 경우를 예로 들어 도시하였다.
전술한 방법에 의해 제1 요철 영역(361)과 제2 요철 영역(362)을 포함하는 2차 방벽(30)을 용이하게 제조할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 방벽의 두 번째 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 5를 참고하면, 2차 방벽의 두 번째 제조 방법은 금속 복합 재료층을 준비하는 제1 단계(S110)와, 금속 포일의 외면에 제1 개구부를 가지는 제1 패턴 마스크를 배치하는 제2 단계(S120)와, 제1 개구부에 의해 노출된 금속 포일의 표면을 향해 제1 마이크로 입자들을 분사하여 금속 포일의 일부 영역에 제1 미세 요철을 형성하는 제3 단계(S130)를 포함한다.
또한, 2차 방벽의 두 번째 제조 방법은 금속 포일의 외면에 제2 개구부를 가지는 제2 패턴 마스크를 배치하는 제4 단계(S140)와, 제2 개구부에 의해 노출된 금속 포일의 표면을 향해 제2 마이크로 입자들을 분사하여 금속 포일의 다른 영역에 제2 미세 요철을 형성하는 제5 단계(S150)를 포함한다.
도 6a는 도 5에 도시한 제2 단계와 제3 단계의 2차 방벽을 나타낸 개략적인 사시도이다.
도 6a를 참고하면, 제2 단계(S120)에서 금속 포일(34)의 외면에 제1 패턴 마스크(72)가 배치된다. 제1 패턴 마스크(72)는 복수의 제1 개구부(721)를 형성하여 금속 포일(34)의 일부 영역을 노출시킨다.
복수의 제1 개구부(721)는 금속 포일(34)의 제1 방향(x축 방향) 및 제1 방향과 직교하는 제2 방향(y축 방향)을 따라 서로간 거리를 두고 나란히 위치할 수 있다. 제1 패턴 마스크(72) 전체에서 제1 개구부(721)는 체스판 모양으로 배치될 수 있다.
제3 단계(S130)에서 제1 개구부(721)에 의해 노출된 금속 포일(34)의 표면을 향해 제1 마이크로 입자들을 분사한다. 제1 마이크로 입자들은 금속, 무기물, 유기물 등 다양한 소재로 형성되며, 예를 들어 실리카 입자들로 이루어질 수 있다. 제1 마이크로 입자들은 충돌 에너지에 의해 금속 포일(34)의 표면에 변형을 일으켜 제1 미세 요철(351)을 형성한다.
제3 단계(S130)를 거친 금속 포일(34)에는 제1 개구부(721)에 대응하는 위치에 제1 미세 요철(351)이 형성되며, 제1 미세 요철(351)이 형성된 부위가 제1 요철 영역(361)이 된다. 제1 미세 요철(351) 형성 후 제1 패턴 마스크(72)는 금속 포일(34)에서 분리된다.
도 6b는 도 5에 도시한 제4 단계와 제5 단계의 2차 방벽을 나타낸 개략적인 사시도이다.
도 6b를 참고하면, 제4 단계(S140)에서 금속 포일(34)의 외면에 제2 패턴 마스크(73)가 배치된다. 제2 패턴 마스크(73)는 제1 개구부(721)와 다른 위치에 복수의 제2 개구부(731)를 형성하여 제2 단계(S120)에서 노출되지 않았던 금속 포일(34)의 다른 영역을 노출시킨다.
즉, 제2 패턴 마스크(73)는 금속 포일(34)에 형성된 제1 요철 영역(361)을 모두 덮으며, 제1 요철 영역(361) 이외의 영역을 제2 개구부(731)를 통해 노출시킨다. 복수의 제2 개구부(731)는 금속 포일(34)의 제1 방향(x축 방향) 및 제1 방향과 직교하는 제2 방향(y축 방향)을 따라 서로간 거리를 두고 나란히 위치할 수 있다. 제2 패턴 마스크(73) 전체에서 제2 개구부(731)는 체스판 모양으로 배치될 수 있다.
제5 단계(S150)에서 제2 개구부(731)에 의해 노출된 금속 포일(34)의 표면을 향해 제2 마이크로 입자들을 분사한다. 제2 마이크로 입자들은 제1 마이크로 입자들과 다른 크기를 가진다. 예를 들어, 제2 마이크로 입자들은 제1 마이크로 입자들보다 작은 실리카 입자들 또는 제1 마이크로 입자들보다 큰 실리카 입자들로 형성될 수 있다.
제2 마이크로 입자들은 충돌 에너지에 의해 금속 포일(34)의 표면에 변형을 일으켜 제2 미세 요철(352)을 형성한다. 제2 마이크로 입자들이 제1 마이크로 입자들과 다른 크기를 가짐에 따라, 제2 미세 요철(352)의 표면 거칠기는 제1 미세 요철(351)의 표면 거칠기와 다른 값을 나타낸다.
도 6b에서는 제2 미세 요철(352)이 제1 미세 요철(351)보다 작은 표면 거칠기를 가지는 경우를 예로 들어 도시하였다. 그러나 제1 미세 요철(351)과 제2 미세 요철(352)의 표면 거칠기 차이는 도시한 예로 한정되지 않는다.
제5 단계(S150)를 거친 금속 포일(34)에는 제2 개구부(731)에 대응하는 위치에 제2 미세 요철(352)이 형성되며, 제2 미세 요철(352)이 형성된 부위가 제2 요철 영역(362)이 된다. 제2 미세 요철(352) 형성 후 제2 패턴 마스크(73)는 금속 포일(34)에서 분리된다. 전술한 방법에 의해 제1 요철 영역(361)과 제2 요철 영역(362)을 포함하는 2차 방벽(30)을 용이하게 제조할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100: LNG 저장 탱크 10: 1차 방벽
20: 상부 단열보드 30: 2차 방벽
33: 유리섬유 복합재 34: 금속 포일
351, 352: 제1, 2 미세 요철 361, 362: 제1, 2 요철 영역
31: 주 2차 방벽 32: 보조 2차 방벽
40: 하부 단열보드 50: 연결 보드
71: 패턴 마스크 72: 제1 패턴 마스크
73: 제2 패턴 마스크

Claims (11)

  1. 유리섬유 복합재; 및
    상기 유리섬유 복합재의 양면에 부착되고, 표면에 미세 요철을 형성하는 금속 포일
    을 포함하며,
    상기 금속 포일은 표면 거칠기가 다른 적어도 두 개의 요철 영역을 형성하여 위치에 따라 접착제와의 물리적인 결합력에 차이를 가지는 액화 천연가스 저장 탱크용 2차 방벽.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속 포일은 제1 요철 영역과 제2 요철 영역을 포함하고,
    상기 금속 포일의 제1 방향 및 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향 중 적어도 한 방향을 따라 상기 제1 요철 영역과 상기 제2 요철 영역이 번갈아 위치하는 것을 특징으로 하는 액화 천연가스 저장 탱크용 2차 방벽.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 2차 방벽은,
    서로간 갭을 두고 배치되는 주 2차 방벽들; 및
    상기 주 2차 방벽들 사이의 갭을 덮으면서 접착제를 이용하여 상기 주 2차 방벽들 위에 접착되는 보조 2차 방벽들
    을 포함하는 액화 천연가스 저장 탱크용 2차 방벽.
  4. 유리섬유 복합재의 양면에 금속 포일이 부착된 금속 복합 재료층을 준비하는 단계;
    상기 금속 포일의 표면을 향해 마이크로 입자들을 분사하여 상기 금속 포일의 표면 전체에 제1 미세 요철을 형성하는 단계;
    상기 금속 포일의 외면에 개구부를 가지는 패턴 마스크를 배치하는 단계; 및
    상기 개구부에 의해 노출된 상기 금속 포일의 표면을 향해 마이크로 입자들을 분사하여 상기 금속 포일의 일부 영역에 제2 미세 요철을 형성하는 단계
    를 포함하는 액화 천연가스 저장 탱크용 2차 방벽의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 개구부는 상기 패턴 마스크에서 서로 직교하는 두 방향을 따라 서로간 거리를 두고 나란히 위치하는 것을 특징으로 하는 액화 천연가스 저장 탱크용 2차 방벽의 제조 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2 미세 요철을 형성하는 단계에서 상기 제1 미세 요철 형성에 사용된 마이크로 입자들과 동일한 마이크로 입자들을 사용하는 것을 특징으로 하는 액화 천연가스 저장 탱크용 2차 방벽의 제조 방법.
  7. 유리섬유 복합재의 양면에 금속 포일이 부착된 금속 복합 재료층을 준비하는 단계;
    상기 금속 포일의 외면에 제1 개구부를 가지는 제1 패턴 마스크를 배치하는 단계;
    상기 제1 개구부에 의해 노출된 상기 금속 포일의 표면을 향해 제1 마이크로 입자들을 분사하여 상기 금속 포일의 일부 영역에 제1 미세 요철을 형성하는 단계;
    상기 금속 포일의 외면에 상기 제1 개구부와 다른 위치에 형성된 제2 개구부를 가지는 제2 패턴 마스크를 배치하는 단계; 및
    상기 제2 개구부에 의해 노출된 상기 금속 포일의 표면을 향해 제2 마이크로 입자들을 분사하여 상기 금속 포일의 다른 영역에 제2 미세 요철을 형성하는 단계
    를 포함하는 액화 천연가스 저장 탱크용 2차 방벽의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 패턴 마스크는 상기 금속 포일 중 상기 제1 미세 요철이 형성되지 않은 영역을 상기 제2 개구부에 의해 노출시키는 것을 특징으로 하는 액화 천연가스 저장 탱크용 2차 방벽의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 마이크로 입자들은 상기 제1 마이크로 입자들과 다른 크기로 형성되어 상기 제1 미세 요철과 상기 제2 미세 요철의 표면 거칠기를 다르게 하는 것을 특징으로 하는 액화 천연가스 저장 탱크용 2차 방벽의 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 개구부는 상기 제1 패턴 마스크에서 서로 직교하는 두 방향을 따라 서로간 거리를 두고 나란히 위치하는 것을 특징으로 하는 액화 천연가스 저장 탱크용 2차 방벽의 제조 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제2 개구부는 상기 제2 패턴 마스크에서 서로 직교하는 두 방향을 따라 서로간 거리를 두고 나란히 위치하는 것을 특징으로 하는 액화 천연가스 저장 탱크용 2차 방벽의 제조 방법.
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