KR101831201B1 - 극저온 밀봉 배리어용 유연 라미네이트, 하부 라미네이트에 접착된 유연 라미네이트를 포함하는 배리어, 및 이를 조립하는 방법 - Google Patents

극저온 밀봉 배리어용 유연 라미네이트, 하부 라미네이트에 접착된 유연 라미네이트를 포함하는 배리어, 및 이를 조립하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액체 메탄을 함유하는 탱크용 2차 극저온 밀봉 배리어의 커버 스트립을 형성하는 유연 합성 라미네이트, 다른 하부 라미네이트로 덮인 합성 패널의 접합부에 접착된 유연 라미네이트의 스트립을 포함하는 2차 배리어, 및 접착에 의해서 이 2차 배리어를 조립하는 방법에 관한 것이다.
이 유연 라미네이트(9)는 하부 라미네이트(7)로 덮인 인접한 합성 패널의 접합부에 접착되고, 이들 라미네이트는 바인더로 함침된 2개의 직물 사이에 삽입된 금속 포일을 포함한다.
본 발명에 따르면, 각 하부 라미네이트 및 유연 라미네이트의 적어도 하나의 주변 테두리(115)를 덮도록 의도한 그의 직물(9a)의 연화점에서 가해지는 입력 열(208)에 의해서 경화될 수 있는 열용해 접착제를 이용하여 접착제를 예도포함으로써, 하부 라미네이트와 접촉하는 접착제의 가압, 가열에 의한 경화를 통해서 후속으로 얻어지는 접착 조립체를 제공하며, 특히 개선된 기계적인 강도를 갖고 극저온 액체의 미세누출을 방지한다.

Description

극저온 밀봉 배리어용 유연 라미네이트, 하부 라미네이트에 접착된 유연 라미네이트를 포함하는 배리어, 및 이를 조립하는 방법{FLEXIBLE LAMINATE FOR CRYOGENIC SEALING BARRIER, THIS BARRIER COMPRISING THIS LAMINATE BONDED TO A SUBJACENT LAMINATE AND PROCESS FOR ASSEMBLING SAME}
본 발명은 가령, -162℃에서 액체 메탄을 함유하는 탱크용 극저온 밀봉 배리어의 커버 스트립을 형성하는 유연 합성 라미네이트, 다른 라미네이트로 덮인 합성 패널의 접합부(joint)에 접착된 유연 라미네이트의 스트립을 포함하는 2차 배리어, 및 접착에 의해서 이 2차 배리어를 조립하는 방법에 관한 것이다.
현재, 프랑스 회사 GTT가 개발한 "Mark Ⅲ" 또는 "CS1"에 따라 설계된 메탄 탱커(tanker)의 탱크에 있는 2차 밀봉 배리어는 "트리플렉스(Triplex)"라고 알려지고, 탱크의 벽과 평행하고 극저온 액체와 직접 접촉하는 1차 배리어의 손상이나 파손시에 액체 메탄의 누출을 막는 배리어로서 기능하도록 설계되어 있는 라미네이트를 기초로 한다. 이 트리플렉스는 다. 그러므로, 이 2차 배리어는 메탄 탱커의 전체 사용수명에 걸쳐서 액화 가스를 통과시키지 않아야 하며, 그의 작동 시간 동안에 선박이나 탱크에 의해서 가해지는 많은 기계적 및 열적인 응력에 견뎌야 한다. 이 2차 배리어는 2개의 각 1차 절연층 및 2차 절연층 사이에 배치되며, 이것의 제조는 대개 본 명세서에 첨부한 도 1 내지 4를 참조하여 행하는 다음의 단계를 따라서 이루어진다.
먼저, 이 작업을 위한 전용 공장에서 합성 패널을 제조하며, 2개의 1차 및 2차 절연층으로 구성되는 이들 패널의 사이에는 액화 가스가 침투하지 않는 "트리플렉스" 라미네이트가 접착된다. 다양한 이들 패널은 서로 인접해서 탱크의 벽에 접착 및 기계적으로 부착된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 체결 부재(3) 및 외피(2)에 부착된 수지(4)를 통해서 메탄 탱커의 외피(2)에 부착된 이들 패널(1)은, 적절한 유연성, 강성 또는 반강성을 갖는 적층형 패널(7)이며, 목재(5b, 6b)의 시트와 접촉하는 단열 폼(5a, 6a)을 각기 포함하는 것으로, 그 사이에 접착된 상술한 2개의 절연층(5, 6)으로 이루어진다.
도 2에서 볼 수 있는 바와 같이 다음에, 대개 폴리우레탄 또는 에폭시 형태의 접착제(8)를 이용한 코팅에 의해서 "플렉시블"(9)이라 부르는 "트리플렉스"의 적층 스트립이 이들 합성 패널(1) 사이에 접착되며, 이들의 커버링에 의해서 라미네이트(7)와의 결합이 이루어지도록 한다. 공지의 방법으로, 이들 "트리플렉스" 라미네이트(7)는 엘라스토머 바인더가 함침된 2개의 유리 직포 시트 사이에 삽입된 알루미늄 포일로 구성된다. 유연 라미네이트(9)와 하부 라미네이트(7)의 스트립 간에 형성된 접착력으로 전체 2차 배리어의 전체적인 밀봉이 보장된다.
이 접착을 실행하기 위해서, 롤(roll)로부터 유연 라미네이트(9)가 풀리고 접착제(8)가 코팅된 라미네이트(7)에 의해 형성된 시트 사이의 결합부에 유연 라미네이트를 도포하고, 다음에, 도포된 이 유연 라미네이트(9)는 가압 상태에서 접착제(8)의 양호한 경화를 위해 필요한 시간 동안(대표적으로는 가압상태에서 몇시간의 가열 동안) 가열한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 접착 영역 위에 놓여지고 유지바(11)가 놓인 가열 "에어백"(10)에 의해서 상기 가압, 가열을 실행하는 것이 가능하다.
일단 접착이 실행되면, 합성 패널(1) 간의 접합부에는 합판 시트(상부 브리지 패드로도 알려져 있으며, 도 2의 단면도에서 볼 수 있음)가 안착된 1차 절연시트(12)가 놓이며, 다음에 이 적층물에는 1차 밀봉 배리어(도시 생략)가 부착된다. 이러한 방식으로, 2개의 절연 배리어와 교대로 배치된 2개의 밀봉 배리어가 최종적으로 얻어지며, 탱크에 설치되는 목적물은 약 -162℃의 온도에서 액화 가스를 유지하기 위해, 액화 가스가 절대로 침투할 수 없게 된다.
특허문헌 1 및 특허문헌 2는 120℃의 접착-확산 온도에서, 열용해(hot-melt) 접착제를 이용하여 유연 라미네이트를 코팅함으로써, 각 유연 라미네이트를 (반)강성의 라미네이트에 어떻게 연속으로 접착되는지를 교시하였다. 강성 라미네이트 상에 유연 라미네이트를 위치시키기 위한 온도에 관해서는 90 내지 100℃를 교시하였다.
공지된 조립방법의 한가지 주요 결점은 하부 라미네이트에 대한 각 유연 라미네이트의 불만족스런 접착이 얻어질 위험이 따르는 것이며, 이것은 접착에 의해서 형성된 2차 배리어의 전체적인 밀봉에 손상을 줄 수 있고, 소정 시간 후에, 유연 라미네이트가 분리되어, 액화 가스의 심각한 누출을 일으킬 수 있다. 실제로, 접착된 이들 유연 라미네이트는, 그러므로 시간이 경과함에 따라, 선박의 이동으로 인한 높은 기계적인 응력 및 특히 탱크에서 -162℃의 온도로 적재 및 하역하는 액화 가스에 대한 작동 동안, 중심에서 발생하는 많은 열적인 충격을 항상 견딜 수 없다.
특히, 이 조립체는 높은 전단응력(이들 모든 전단 응력은 도 4에서 참조번호 C로 대략 도시함)을 받기 때문에, 접착제(8)와, 이 접착제를 도포한 강성 라미네이트(7) 간의 접합부에 취약점(도 5에 화살표(F)로 표시함)이 존재하는 것이 실험을 통해서 밝혀졌다. 또한, 유연 라미네이트 및/또는 인접한 라미네이트의 외부면을 형성하는 접착제를 도포하는 유리 직포 얀(yarn)의 라미네이트/접착제 내부면에서 액화 가스의 미세한 누출이 전파될 가능성이 크며, 그러므로 상술한 잠재적인 중요한 결과로서, 결국에는 2차 밀봉 배리어를 가로질러 전파될 우려가 있다.
(1)프랑스(FR) 특허 A1-2 822 814호 공보
(2)프랑스(FR) 특허 A1-2 822 815호 공보
본 발명의 하나의 목적은 상술한 문제점을 해결하는 것으로, 메탄을 함유하는 탱크용 2차 밀봉 배리어의 커버 스트립을 형성하는 유연 합성 라미네이트를 제공하는데 있으며, 이 유연 라미네이트는 각기 다른 합성 라미네이트(이하, 접착 조립체 내에서 "하부 라미네이트"라 언급함)로 덮이는 인접한 합성 패널의 접합부에 접착되도록 의도하였으며, 이들 2개의 라미네이트는 각기 바인더가 함침된 2개의 직물 사이에 삽입된 금속 포일을 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따르는 유연 라미네이트는, 각 하부 라미네이트의 외부 직물 및 이 유연 라미네이트의 적어도 하나의 주변 테두리를 덮도록 의도한 그의 직물의 연화점에서 가해지는 입력 열에 의해서 경화될 수 있는 열용해 접착제를 이용하여 접착제를 예도포함으로써, 하부 라미네이트와 접촉하는 접착제의 가압, 가열에 의한 경화를 통해서 후속으로 얻어지는 접착 조립체를 제공하며, 특히 상술한 공지 방법으로(즉, 가령 에폭시 접착제로) 접착한 조립체와 비교해서, 상기 테두리의 위치에서 라미네이트/접착제 경계면에서의 (이들 경계면에 있을 수 있는 접착 결함을 통한)극저온 액체의 미세누출을 막고, 기계적인 강도가 개선된다.
본 명세서에서 유연 라미네이트의 "주변 테두리"란 표현은, 이 라미네이트를 가로지르는 2개의 직물 및 금속 삽입 포일의 테두리를 동시에 포함하는 상기 라미네이트 테두리의 전체 또는 일부를 의미한다.
그러므로, 본 발명에 따르는 상기 접착제는 바람직하게, 코팅에 의해서 조립된 후에, 하부 라미네이트 쪽으로 뒤집히는 유연 라미네이트 직물의 전체면 또는 내부 직물("유연 트리플렉스"의 외부 시트를 형성하는 엘라스토머 혼합물이 함침된 유리 직포 등)에 도포되는 점과, 이 직물 및 엘라스토머 바인더는 각각 조립체에 만족스런 기계적인 강도와 만족스런 유연성을 제공하는 한편, 내부 금속 포일(가령, 알루미늄제)은 밀봉 기능을 갖도록 설계되는 점을 주목해야 한다.
접착제가 상술한 공정에 의해서 도포되는 제어로 인해, 박리 및 2차 배리어를 형성하는 접착 조립체의 기계적인 응력에 대한 내구성의 신뢰도를 크게 향상시킬 수 있도록 하는 점을 주목해야 한다.
향상된 기계적인 강도 및 누출에 대한 향상된 이 보호성은, 유연 라미네이트의 상기 내부 직물 및 하부 라미네이트의 외부 직물에 직접 함침되는 본 발명의 저점도 접착제에 의한 고온 접착에 의해서 얻어진다.
그러므로, 공장에서 접착제를 예도포한 유연 라미네이트는, 하부 라미네이트와 접촉하여 가압 상태에서 입력 열을 통한 상기 접착제의 간단한 활성화로, 하부 라미네이트 위에 쉽게 직접 놓여지며, 그로 인해 얻어진 접착 성능을 보장하면서도 설비 작동이 크게 용이해지도록 할 수 있음을 주목해야 한다.
바람직하게, 본 발명에 따르는 접착제는 예도포한 접착제 테두리를 연장하는 이 직물의 적어도 주변영역에서, 유연 라미네이트의 외부직물에도 도포된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 이 접착제는 경화상태에서, 필수적으로 다음의 제 1반응물 및 제 2반응물의 반응 생성물일 수 있다:
- 제 1반응물은 폴리올, 폴리에스테르 또는 폴리에테르 같은 제 2반응물로부터 물리적 및/또는 화학적으로 분리되는 이소시아네이트이며, 상기 제 2반응물은 접착제에 대해 매트릭스를 형성하고;
- 제 2반응물은 미리 결정된 한계 온도에서 접착제의 가열을 수반하며, 이 접착제는 가령, 폴리우레탄 또는 폴리에스테르-우레탄 형태의 단일 성분 접착제인 것이 바람직하다.
바람직하게, 이 접착제는 반응이 일어나지 않는 액체 상태에서 이것의 도포를 위해서 55℃ 내지 65℃ 사이의 연화점, 및 100℃ 내지 150℃의 경화온도를 갖는다.
유연 라미네이트에 접착제를 예도포하는 동안의 접착제의 처리 온도와, 하부 라미네이트 상에 접착제를 바르는 동안의 접착제의 경화 온도 사이에는 적어도 약 35℃의 갭이 존재하며, 이 갭은 즉석 설치형 유연 라미네이트를 통해서 조립체를 제조하는데 매우 적합하다는 점을 이해해야 한다.
또한, 본 발명에 따라서 사용할 수 있는 접착제는 폴리우레탄 또는 폴리에스테르-우레탄 이외의 화학족에 속할 수 있으며, 이 접착제는 메탄 탱커용 탱크를 위한 2차 배리어의 사양을 만족하기에 충분한 기계적인 응력에 견디는 기계적인 특성을 갖고 있으며, 입력열에 의해서(그리고 공장에서의 예도포(pre-spread)에서 조선소에서 설치할 때까지의 기간 동안에 임의의 경화를 막기 위해서, 공기로부터의 수분에 의하지 않음) 경화될 수 있다는 점을 이해해야 한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 이 열경화성 열용해 접착제는 바람직하게, 닥터 블레이드, 롤러 또는 분말 코팅기를 이용하여, 50g/㎡ 내지 800g/㎡의 도포 속도로 유연 라미네이트에 도포할 수 있다.
유리하게, 이 접착제는 가령, 조립체를 제조하기 전에 접착제 경화의 우연한 개시 또는 이 조립체를 얻기 위해 실행한 가열 동안 불충분한 경화를 나타내는 바와 같이, 미리 결정된 색상이나 색상의 명도를 통해서 결과로 생긴 그의 경화도를 나타내도록 설계된 시각화 수단을 포함할 수 있다.
이들 시각화 수단은 다음의 선택을 포함할 수 있다:
a) 제 1 및 제 2 반응물 간의 상술한 적어도 물리적인 분리의 경우에,
- 상기 매트릭스 또는 상기 제 1반응물을 함유하는 캡슐 내에 존재하고, 캡슐의 파열 직후에 각각 제 1반응물 또는 이 매트릭스와 선택적으로 반응하여, 접착제 내에서 자체의 색상에 의해 식별할 수 있는 반응 생성물을 제공할 수 있는 화합물;
- 제 1반응물을 함유하는 캡슐 이외의 보조 캡슐 내에 존재하고, 이 캡슐과 동시에 파열되도록 설계되며, 제 1반응물의 캡슐과 이들 보조 캡슐의 파열 직후에 이 제 1반응물 또는 상기 매트릭스와 선택적으로 반응하여, 접착제 내에서 자체의 색상에 의해 식별할 수 있는 반응 생성물을 제공할 수 있는 화합물; 또는
- 제 1반응물을 함유하는 캡슐 또는 제 1반응물과 동시에 파열되도록 설계된 보조 캡슐 내에 존재하고, 제 1반응물의 캡슐 또는 제 1반응물 전체 및 보조 캡슐의 파열 직후에 접착제 내로 확산될 수 있는 염료; 및
b) 제 1 및 제 2 반응물 간의 기타 상술한 화학적인 분리의 경우에,
- 가열 동안에 상기 한계 온도에 도달한 직후에 제 1반응물 또는 상기 매트릭스와 선택적으로 반응하여, 상기 화합물의 경우에 접착제 내에서 자체의 색상에 의해 식별할 수 있는 반응 생성물을 제공하거나, 상기 염료의 경우에 이 접착제 내로 확산될 수 있는 화합물; 또는
- 가열 동안에 상기 한계 온도 직후에 파열되도록 설계되고, 이 파열에 이어서 접착제 내로 확산될 수 있는 염료.
본 발명에 따르는 액체 메탄을 함유하는 탱크용 2차 밀봉 배리어는 다른 합성 라미네이트 또는 하부 라미네이트로 각기 덮이는 인접한 합성 패널의 결합부에서 접착된 유연 라미네이트의 스트립을 포함하고, 이들 2개의 라미네이트는 바인더로 함침된 2개의 직물 사이에 삽입된 금속 포일을 각각 포함하고, 이 배리어는 가압하에 고온에서, 바람직하게는 100℃ 내지 150℃의 온도에서 도입에 의해서 얻어지고, 본 발명에 따르는 접착제 유연 라미네이트를 예도포한 각 스트립은 상기 열경화성 열용해 접착제를 선택적으로 도포한 인접 라미네이트와 접촉한다.
접착에 의해서 본 발명에 따르는 2차 극저온 밀봉 배리어를 조립하는 방법은 필수적으로,
a) 그의 연화점에서, 바람직하게는 55℃ 내지 65℃의 온도에서 도포된 열경화성 열용해 접착제를 이용하여, 유연 라미네이트의 각 제조 스트립을 공장에서 예도포하는 단계와;
b) 상기 동일한 접착제를 이용하여, 합성 패널을 덮는 하부 라미네이트의 각 스트립을 공장에서 선택적으로 도포하는 단계와;
c) 상기 배리어를 메탄 탱커의 탱크 벽에 조립하기 위한 조선소에서, 가압 하에 고온에서, 바람직하게는 100℃ 내지 150℃의 경화 온도에서 30초 내지 5분 범위의 시간 동안, 유연 라미네이트의 각 스트립을 하부 라미네이트로 덮은 패널과 (가령, 135℃의 온도에서, 3분의 최소 경화시간 동안) 접촉시키는 단계를 포함한다.
각 유연 라미네이트의 공장내 프리 스프레드 및 절연 패널 내에 포함된 선택적인 라미네이트는, 접착 조립체를 얻기 위해서 상기 유연 라미네이트의 설치 동작을 용이하게 할 수 있고, 또한 시간의 경과에 따른 박리의 위험에 대해서 그의 성능을 보장함으로써, 조립체의 신뢰성을 향상시킬 수 있음을 주목해야 한다.
또한, 접착제를 예도포하는 동작은 다음의 이점을 갖는 것을 주목해야 한다:
- 설치 구역보다 제조 구역에서 표면의 오염을 피하기가 보다 용이한 사실로 인해서, 접착제를 예도포하는 표면의 품질 제어와;
- 접착제에 의해서, 접착제를 예도포하는 표면의 최적 습도와, 유연 라미네이트의 직물 내로의 접착제의 관통과;
- 설치 구역에서 실행되는 접착제를 예도포하는 동작과 비교하여, 증착된 접착제 두께의 향상된 제어.
본 발명의 다른 특징, 이점 및 상세에 대해서는 비제한적으로 예시의 목적으로 주어지며, 첨부한 도면을 참조하여 이루어지는 다음 몇개의 예시적인 실시예를 읽음으로써 알 수 있을 것이다.
도 1은 종래기술에 따라 메탄 탱커의 탱크용으로 제작되는 공정에서, 2개의 인접한 합성 패널을 보이는 개략적인 수직 단면도로, 이 패널은 유연 라미네이트에 접착함으로써 2차 밀봉 배리어를 형성하도록 의도한 하부 라미네이트로 덮여 있다.
도 2는 도 1에 도시한 패널의 개략적인 수직 단면도로, 하부 라미네이트는 종래기술에 따라 유연 라미네이트에 의한 접착에 의해서 덮여 있다.
도 3은 도 2로부터 가압하의 접착을 얻기 위해서 종래 기술에 따른 예를 도시하는 개략적인 수직 단면도이다.
도 4는 종래기술에 따라 도 2 및 3으로부터 하부 라미네이트에 접착된 유연 라미네이트 상에 동작 중에 가해지는 기계적인 전단응력을 보이는 개략적인 수직 단면도이다.
도 5는 도 2 내지 4를 참조하여 종래기술에 따라 접착된 조립체의 약한 영역을 상세하게 보이는 수직 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라서 하부 라미네이트에 결합된 각 유연 라미네이트에 대한 접착제의 도포 영역을 상세하게 보이는 수직 단면도이다.
도 7은 도 6의 변형으로서, 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라서 하부 라미네이트에 결합된 각 유연 라미네이트에 대한 접착제의 도포 영역을 상세하게 보이는 수직 단면도이다.
도 8은 도 1을 참조하여, 본 발명에 따라서 2차 배리어를 조립하는 공정의 선택적인 단계를 보이는 개략적인 수직 단면도로, 절연 패널에 포함된 하부 라미네이트는 본 발명의 접착제를 이용하여 접착제를 예도포한다.
도 9는 본 발명의 조립 공정을 실행하는데 사용할 수 있는 가압 상태에서 가열에 의해서 접착하기 위한 자동 기계를 부분적으로 도시하는 개략적인 수직 단면도이다.
도 10과 11은 각각 접착제 도포 동작 전 및 동안에, 닥터 플레이드를 이용하여 접착제를 각 유연 라미네이트에 코팅함으로써 본 발명에 따르는 접착제 도포예를 보이는 2개의 개략적인 사시도이다.
도 12는 본 발명에 따르는 예로서, 도 10과 11에서 사용한 닥터 블레이드로 얻은 각 유연 라미네이트의 코팅 영역을 보이는 개략적인 수직 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따라서, 접착제에 포함되어, 접착제의 경화 정도를 시각화하기 위한 수단을 보이는 개략도이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따라서, 접착제에 포함되는 변형으로 이들 시각화 수단을 보이는 개략도이다.
(유연 "트리플렉스" 같은) 각 유연 라미네이트(9)와, 추가적으로 절연 패널(7) 포함된 라미네이트의 공장내 접착제 예도포(pre-spreading)를 위해, 본 발명에 따라서 사용할 수 있는 접착제(108)는 대표적으로, 입력 열을 통해 특수하게 경화될 수 있는 열용해 접착제이다. 이 접착제(108)는 주로 폴리올 매트릭스에 삽입된 격리 이소시아네이트 캡슐로 구성할 수 있다. 상술한 바와 같이, 이 매트릭스에 삽입되는 그러한 캡슐이 없더라도, 제조공장에서 각 유연 라미네이트(9)에 접착제를 예도포할 수 있고 다음에, 조선소에서 가열에 의해 경화할 수 있는 임의의 다른 형태의 접착제를 사용할 수도 있다.
각 유연 라미네이트(9)에 접착제를 예도포하는 공정은, "HCM 555"란 이름으로 Collano에서 판매하는 단일 성분 접착제 같은, 폴리우레탄 또는 폴리에스테르-우레탄 형태의 열용해 접착제(108)를 60℃ 근처인 제 1연화점에서 실행된다. 실제로, 접착제(108)의 매트릭스는 상기 온도에서 액체이지만, 이 접착제(108)의 조기 경화를 막기 위해 이소시아네이트를 방출하기에는 충분하지 않다. 일단 유연 라미네이트(9) 상에 도포되면, 이 접착제는 대기 온도까지 냉각되어 이 유연 라미네이트(9)의 표면 상에 연속적이며 콤팩트한 접착제(108)의 층을 형성한다.
도 6과 7에서 알 수 있는 바와 같이, 접착제(108, 208)는 본 발명에 따라서, 각 하부 라미네이트(7)의 가시적인 직물을 덮도록 의도한 유연 라미네이트(9)의 직물(9a)의 전체 표면 위 뿐만 아니라, 도 7의 변형으로, 도 6으로부터의 실시예에서 이 유연 라미네이트(9)의 주변 테두리(115) 위에, 그리고 접착제(208)로 덮인 이 테두리(115)로 연장되는 유연 라미네이트(9)의 대향하는 직물 표면(9b) 위에 도포된다.
이들 도 6과 7에 도시한 바와 같이, 접착제(108, 208)의 도포는 하부 라미네이트(7)에 대한 유연 라미네이트(9)의 접합부에 취약점이 존재하는 것을 피할 수 있게 하며, 이는 작동하는 동안 받는 기계적인 응력에 적층물이 보다 잘 견딜 수 있고, 수명이 길어지며 파열 가능성이 실질적으로 낮다. 또한, 접착제(108, 208)로 유연 라미네이트의 끝단을 덮고 및/또는 하부 라미네이트의 유리 직포 섬유 내로 접착제가 관통함으로 인해서, 유연 라미네이트(9)의 중요한 직물을 구성하는 얀(yarn)을 따라 어떠한 미세 누출도 전파될 수 없다.
접착제를 유연 라미네이트(9)에 예도포하는 것에 추가해서, 도 8에 도시한 바와 같이, 동일한 접착제(108)를 절연 패널(7)에 포함된 각 하부 라미네이트의 외부면에 예도포하기 위해, 병행해서 공급하는 것을 선택적으로 가능케 할 수 있다.
도 9는 예시의 목적으로, 하부 라미네이트(7) 상에 유연 라미네이트(9)의 각 스트립을 설치하기 위한 자동 기계(120)의 사용법을 개략적으로 보이고 있으며, 자동 기계는 (가령, 적외선 방사에 의해서 및/또는 열판을 통해서) 발열할 수 있으며, 적어도 이 유연 라미네이트(9) 상에 미리 증착된 접착제(108, 208)를 가압할 수 있다. 화살표(A)의 방향으로 이동하는 자동 기계(120)는 특히, 패널(1)의 기초 서포트(5) 상에 접착제를 예도포한 유연 라미네이트(9)를 풀어내는 롤러(121)를 포함한다. 가령, 0.05㎫ 정도의 가압 하에서, 135℃ 정도의 가열 온도에서 3 내지 4분 동안 "HCM 555" 접착제의 예에서, 라미네이트(7 및 9)의 접촉 후에는 이 접착제의 경화를 가능케 함으로써, 최종적으로 경화된 접착제(108, 208)는 그의 모든 특성, 특히 그의 강도 및 밀봉 특성을 보인다.
상술한 바와 같이, 2차 밀봉 배리어를 조립하는 상기 방법은 종래 기술과 비교하여 특히 다음 몇가지 이점을 갖는다:
- 접착제를 유연 라미네이트(9)에 예도포하고, 자동 설비를 이용함으로 많은 시간을 절약하며, 이 라미네이트(9)의 경우는 가압 하에 접착제(108, 208)를 경화함으로써 몇분만에 달성된다;
- 접착이 보다 신뢰성 있고, 보다 견고하며, 이것이 작동하는 동안에 받게 되는 다수의 응력에 대해 보다 잘 견딘다.
도 10 내지 12는 본 발명의 예에 따라서, 코팅할 라미네이트(9)의 스트립보다 넓은 컨베이어(132)에 놓인 닥터 블레이드(131)에 의한 코팅 기술을 이용하여, 접착제를 각 유연 라미네이트(9)에 예도포하기 위한 장치(130)를 도시하는 것으로, 접착제(108)는 하부 라미네이트(7)와의 접착 계면을 형성하도록 의도한 라미네이트(9)의 표면(9a)에(즉, 도 12에서 상부에), 그리고 라미네이트(9)의 주변 테두리(115) 위에 증착된다. 이 방법은 이들 2개의 표면(9a, 115)에 증착된 접착제(108)의 두께를 정밀하게 제어할 수 있도록 하는 점을 주목해야 한다.
도 13과 14는 미리 결정된 색상이나 색상의 명도를 통해서, 가령, 조립을 실행하기 전에 이 접착제의 우연한 경화 개시에 대한 가능성(예를 들면, 접착제의 운반시에 장시간 너무 높은 온도가 접착제에 가해지는 경우)이나, 캡슐의 조기 파열을 초래할 수 있는 접착제에 가해진 높은 기계적인 압력, 또는 접착을 위해 가열을 실행하는 동안 이것의 정확하거나 불충분한 경화를 나타내기 위해서, 접착제(108', 108")의 경화 정도를 나타내도록 설계한 시각화 수단을 포함하는 예를 도시한다. 실제로, 비록 제품의 운반 동안에 120℃의 온도가 가해지는 것이 불가능하더라도, 하루 및 몇일에 걸쳐서 몇시간 동안 60℃의 온도가 우연히 가해질 수는 있다. 또, 접착제(108', 108")가 이것의 완성 전에 경화되기 시작하면, 이것은 완성을 어렵게 만들 수 있으며, 접착될 재료에 대한 부족한 부착, 부족한 접착 강도, 또는 부족한 접착 밀봉을 초래할 수 있다.
상술한 바와 같이, 접착제(108', 108")는 경화된 상태로, 캡슐(108a)에 함유된 이소시아네이트 같은 적어도 하나의 반응물(R1)과, 이들 캡슐(108a)을 함유하고 폴리올 같은 다른 반응물(R2)의 적어도 하나를 기반으로 하는 매트릭스(108b)의 반응 생성물을 포함할 수 있으며, 이 반응은 충분히 높은 온도에서 충분히 긴 시간 동안에 발생하는 캡슐(108a)의 파열 직후에 일어날 수 있다. 다시 말해서, 캡슐화는 접착제(108', 108")의 경화 전에 각 반응물(R1)을 각 반응물(R2)과 격리시키는 것이 가능하게 된다.
접착제(108', 108")의 경화 또는 비경화를 시각화하기 위한 수단은, 이들 캡슐(108a)을 통해서 반응물(R1 및 R2) 간에 물리적인 분리를 도시한 본 실시예에 있어서, 선택적으로 다음을 포함할 수 있다:
- 도 13을 참조하여: 매트릭스(108b)에 존재하는 화합물(C1) 또는 캡슐(108a) 내에 존재하는 화합물(C2)로서, 각각 캡슐(108a)의 파열 후에 반응물(R1 또는 R2)과 신속히 반응하여, 접착제(108') 내에서(R1과 R2 간의 반응에 부가하여) 자체의 색상에 의해 식별할 수 있는 반응 생성물을 제공할 수 있는 화합물;
- 도 14를 참조하여: 반응물(R1)을 함유하는 캡슐(108a) 이외의 다른 보조 캡슐(108c) 내에 존재하고, 이 캡슐과 동시에 파열되도록 설계되며, 캡슐(108a 및 108c)의 동시 파열 후에 R1 또는 R2와 신속히 반응하여, 접착제(108") 내에서(R1과 R2 간의 반응에 부가하여) 자체의 색상에 의해 식별할 수 있는 반응 생성물을 제공할 수 있는 화합물(C3); 또는
- 도 13이나 14를 참조하여: 캡슐(108a) 내에 반응물(R1)과 함께 또는 경우에 따라서 캡슐(108a 또는 108a 및 108c)의 파열 직후에 접착제(108', 108") 내로 확산될 수 있는 캡슐(108c) 내에 홀로 존재하는 염료(도시 생략).
특히, 2가지 형태의 캡슐(108a 및 108c)을 갖는 도 14의 경우에, 충분히 긴 시간에 걸쳐서 접착제(108")가 과열되는 경우, 동시에 정확하게 파열시키기 위해서, 상기 캡슐을 정확하게 측정해야 하는 점을 이해해야 한다.
1: 패널 5: 절연층
7: 하부 라미네이트 9:유연 라미네이트
108, 108', 108", 208:접착제 115: 테두리
131: 닥터 블레이드 132: 컨베이어

Claims (13)

  1. 접착에 의해서 액체 메탄을 함유하는 탱크용 2차 극저온 밀봉 배리어를 조립하는 방법으로서, 상기 2차 극저온 밀봉 배리어는 다른 합성 라미네이트 또는 하부 라미네이트(7)에 의해 각기 덮인 인접한 합성 패널(1)의 결합부에서 접착되는 유연 라미네이트(9)의 스트립을 포함하고, 이들 2개의 라미네이트는 각각 바인더가 함침된 2개의 직물 사이에 삽입된 금속 포일을 포함하는 방법에 있어서,
    - 열경화성 열용해 접착제(108, 108', 108", 208)를 이용하여, 공장내에서 상기 접착제의 연화점에서 상기 유연 라미네이트(9)의 각 제조 스트립에 도포하는 단계로서, 상기 접착제를 각 하부 라미네이트(7)의 외부 직물 및 상기 유연 라미네이트(9)의 전체 주변 테두리(115)를 덮도록 도포하는 단계와;
    - 상기 배리어를 탱크 벽에 조립하기 위한 조선소에서, 가압 하에 고온에서, 상기 유연 라미네이트(9)의 각 스트립을 하부 라미네이트로 덮은 패널과 접촉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 접착제(108, 108', 108", 208)는 상기 접착제 도포 주변 테두리(115)를 연장하는 상기 직물의 적어도 주변영역에서, 상기 유연 라미네이트(9)의 외부직물(9b)에도 도포되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 접착제(108, 108', 108", 208)는 경화상태에서, 제 1반응물(R1) 및 미리 결정된 한계온도에서 상기 접착제를 가열하여 얻은 제 2반응물(R2) 간의 반응 생성물이고;
    상기 제 1반응물(R1)은 이소시아네이트이며, 상기 제 2반응물(R2)은 접착제에 대해 매트릭스(108b)를 형성하는 폴리올, 폴리에스테르 또는 폴리에테르이고;
    상기 제 1반응물(R1)은 상기 제 2반응물(R2)과 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 접착제(108, 108', 108", 208)는 50g/㎡ 내지 800g/㎡의 도포 속도로 상기 유연 라미네이트에 도포하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 접착제(108', 108")는 조립체를 제조하기 전에 접착제 경화의 우연한 개시 또는 이 조립체를 얻기 위해 실행한 가열 동안 불충분한 경화를 나타내는 바와 같이, 미리 결정된 색상이나 색상의 명도를 통해서 결과로 생긴 그의 경화도를 나타내도록 설계된 시각화 수단(C1, C2, C3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 접착제(108, 108', 108", 208)는 경화상태에서, 제 1반응물(R1) 및 미리 결정된 한계온도에서 상기 접착제를 가열하여 얻은 제 2반응물(R2) 간의 반응 생성물이고; 상기 제 1반응물(R1)은 이소시아네이트이며; 상기 제 2반응물(R2)은 접착제에 대해 매트릭스(108b)를 형성하는 폴리올, 폴리에스테르 또는 폴리에테르이고; 상기 제 1반응물(R1)은 상기 제 2반응물(R2)과 분리되어 있으며;
    상기 시각화 수단은 상기 매트릭스(108b) 또는 상기 제 1반응물(R1)을 함유하는 캡슐(108a) 내에 존재하고, 캡슐의 파열 직후에 각각 제 1반응물 또는 상기 매트릭스와 선택적으로 반응하여, 접착제(108') 내에서 자체의 색상에 의해 식별할 수 있는 반응 생성물을 제공할 수 있는 화합물(C1 또는 C2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 접착제(108, 108', 108", 208)는 경화상태에서, 제 1반응물(R1) 및 미리 결정된 한계온도에서 상기 접착제를 가열하여 얻은 제 2반응물(R2) 간의 반응 생성물이고; 상기 제 1반응물(R1)은 이소시아네이트이며; 상기 제 2반응물(R2)은 접착제에 대해 매트릭스(108b)를 형성하는 폴리올, 폴리에스테르 또는 폴리에테르이고; 상기 제 1반응물(R1)은 상기 제 2반응물(R2)과 분리되어 있으며;
    상기 시각화 수단은 제 1반응물(R1)을 함유하는 캡슐(108a) 이외의 보조 캡슐(108c) 내에 존재하고, 상기 캡슐과 동시에 파열되도록 설계되며, 제 1반응물(R1)의 캡슐과 이들 보조 캡슐(108c)의 파열 직후에 상기 제 1반응물(R1) 또는 상기 매트릭스(108b)와 선택적으로 반응하여, 접착제(108") 내에서 자체의 색상에 의해 식별할 수 있는 반응 생성물을 제공할 수 있는 화합물(C3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 접착제(108, 108', 108", 208)는 경화상태에서, 제 1반응물(R1) 및 미리 결정된 한계온도에서 상기 접착제를 가열하여 얻은 제 2반응물(R2) 간의 반응 생성물이고; 상기 제 1반응물(R1)은 이소시아네이트이며; 상기 제 2반응물(R2)은 접착제에 대해 매트릭스(108b)를 형성하는 폴리올, 폴리에스테르 또는 폴리에테르이고; 상기 제 1반응물(R1)은 상기 제 2반응물(R2)과 분리되어 있으며;
    상기 시각화 수단은 상기 제 1반응물(R1)을 함유하는 캡슐(108a) 또는 제 1반응물과 동시에 파열되도록 설계된 보조 캡슐(108c) 내에 존재하고, 제 1반응물(R1)의 캡슐(108a) 또는 제 1반응물 전체 및 보조 캡슐(108c)의 파열 직후에 접착제(108' 또는 108") 내로 확산될 수 있는 염료를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 5항에 있어서, 상기 접착제(108, 108', 108", 208)는 경화상태에서, 제 1반응물(R1) 및 미리 결정된 한계온도에서 상기 접착제를 가열하여 얻은 제 2반응물(R2) 간의 반응 생성물이고; 상기 제 1반응물(R1)은 이소시아네이트이며; 상기 제 2반응물(R2)은 접착제에 대해 매트릭스(108b)를 형성하는 폴리올, 폴리에스테르 또는 폴리에테르이고; 상기 제 1반응물(R1)은 상기 제 2반응물(R2)과 분리되어 있으며;
    상기 시각화 수단은 상기 가열 동안에 상기 한계 온도에 도달한 직후에 상기 제 1반응물 또는 상기 매트릭스와 선택적으로 반응할 수 있는 화합물 또는 염료이고, 상기 화합물의 경우에 접착제(108) 내에서 자체의 색상에 의해 식별할 수 있는 반응 생성물을 제공하거나, 상기 염료의 경우에 이 접착제 내로 확산될 수 있는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 5항에 있어서, 상기 접착제(108, 108', 108", 208)는 경화상태에서, 제 1반응물(R1) 및 미리 결정된 한계온도에서 상기 접착제를 가열하여 얻은 제 2반응물(R2) 간의 반응 생성물이고; 상기 제 1반응물(R1)은 이소시아네이트이며; 상기 제 2반응물(R2)은 접착제에 대해 매트릭스(108b)를 형성하는 폴리올, 폴리에스테르 또는 폴리에테르이고; 상기 제 1반응물(R1)은 상기 제 2반응물(R2)과 분리되어 있으며;
    상기 시각화 수단은 상기 가열 동안에 상기 한계 온도 직후에 파열되도록 설계되고, 이 파열에 이어서 접착제(108) 내로 확산될 수 있는 염료를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 접착제(108, 108', 108", 208)는 55℃ 내지 65℃의 연화점을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 배리어를 상기 탱크 벽에 조립하기 위한 경화 온도는 100℃ 내지 150℃인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 조립 시간은 30초 내지 5분인 것을 특징으로 하는 방법.
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