KR20090021446A - 열 가압식 트리플렉스 부착장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트리플렉스 부착을 위한 그 장치에 관한 것이며, 그 목적은 트리플렉스의 접착부에 대한 경화시간을 단축시킬 수 있으며, 트리플렉스의 표면 주름발생에 의해 야기되는 불균일한 접착 두께를 방지할 수 있는 한편 트리플렉스 부착위치에서 서로 근접되어 있는 양측의 단열판 각각의 상면 레벨 간 차이에 의한 단차 발생에도 불구하고 균일한 표면 상태를 유지할 수 있는 열 가압식 트리플렉스 부착장치를 제공함에 있다.

본 발명은 LNG 운반선 화물창의 트리플렉스를 부착하기 위한 에어백에 의한 가압수단을 갖는 트리플렉스 부착장치에 있어서, 상기 트리플렉스의 상면에 안착되어, 상부로부터 전해지는 가압력과 히팅열을 트리플렉스를 향해 균일하게 전달하는 완충패드와, 상기 완충패드의 상면과 에어백의 사이에 개재되어, 트리플렉스의 부착을 위한 열을 발생시키는 가열패드를 포함하여 이루어진 열 가압식 트리플렉스 부착장치에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

LNG 운반선, 화물창, 트리플렉스(triplex), 발열 메쉬(mesh), 에어백

Description

열 가압식 트리플렉스 부착장치{Triplex installation device using heated cushion pad}

본 발명은 LNG 운반선의 화물창에서 2차 방벽을 형성하기 위해 사용되는 트리플렉스(triplex)의 부착장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 메쉬(mesh)형 발열체가 내장된 고무판 일체형 가열패드를 이용한 열 가압식의 트리플렉스 부착장치에 관한 것이다.

트리플렉스의 접착 공정은, LNG 운반선 화물창에서 2차 방벽을 단열판과 단열판 사이에 접착하여 LNG 운반선의 하중과 기밀을 유지하기 위해 필요로 되는 공정으로서,

일반적으로 LNG 운반선 화물창에 2차 방벽을 형성하기 위한 트리플렉스 수작업에 의한 부착 공정은 도 1에 도시된 바와 같이, 2차 단열판 사이의 상판과 상판 사이, 즉 트리플렉스(6)가 부착될 소정 위치에 접착제(5)를 도포한 다음, 유연성이 있는 트리플렉스(6)를 덮고 수동 롤러를 이용하여 트리플렉스(6) 표면을 문지름으로서 접착제 내부에 존재하는 기포를 제거하게 되는데, 이때 트리플렉스 부착위치 는, 인슐레이션 패널에 해당하는 바닥판(1,1')(2차 단열판) 및 상판(2,2')(1차 단열판)가 화물창의 내표면을 따라 설치될 때, 상판(2,2') 사이의 이격 폭과 상판(2,2')의 두께에 대응한 공간을 의미한다.

이러한 트리플렉스의 바닥면은 접착제(5)가 개재되어 바닥판(1,1')의 상면과 마주한다. 또한, 바닥판(1,1')의 사이에는 틈새를 없애기 위해서, 플랫 조인트(3) 또는 조인트 필러(4) 등이 개재된 상태를 취하게 된다.

한편, 도 2는 종래의 단순 가압 접착 방식에 따른 트리플렉스의 부착장치(50)의 적층 구조를 보이는 것으로,

일반적으로 강성을 가지는 리지드 트리플렉스(61)와 유연성을 가지는 서플 트리플렉스(63)를 에폭시 접착제(62) 등을 이용하여 일체화시킨 트리플렉스(6)의 상면에 폴리에틸렌 재질의 플라스틱 필름(7)을 덮고, 그 상면에 클로로프렌 재질의 고무판(8)과, 그 상면에 폴리에틸렌계 발포재(9)와, 가압보드(10)(10')가 적층되되, 상기 가압보드(10)(10')의 사이공간에는 에어백(11)를 개재시키고, 최상면에는 상판(2,2')에 볼트(13) 등의 결합수단에 의해 지지대(12)가 결합되어 있다.

이러한 상태에서, 상기 에어백(11)에 공기를 공급하여 그 팽창력을 이용한 반력을 통해 가압력을 제공과 함께 대략 12시간 이상 접착제를 경화시키는 단계를 거치며, 또한 가압보드(10)(10')의 자중으로 대략 24시간에 달하는 가압과정을 거치면서 트리플렉스(6)가 트리플렉스 부착위치에 견고히 부착되어 고착되는 과정을 거치게 되는 것이다.

이러한 가압식 부착장치(50)는, 서술한 바와 같이 상온 경화로 인해 최소 12시간 이상의 경화과정을 거치는 동안 지속적인 가압력을 유지하여야 하는 바, 이러한 작업공수는 물론 많은 작업시간에 의한 작업효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

이러한 가압식 부착장치(50)의 문제점을 극복하기 위한 노력으로, 통상의 강화플라스틱 접착작업 등에서 일반화되고 있는 가열방식을 이용한 경화시간 단축을 위한 형태로서 가열수단이 부가된 부착장치가 제시되고 있는데, 그 일예로서 대한민국 등록특허 제0553017호에서는, 스테인리스 강 또는 비철금속으로 이루어진 강성 면상발열체를 갖는 가열패드를 포함한 트리플렉스 부착장치를 제시하고 있다.

하지만, 상기와 같이 스테인리스 강 또는 비철금속과 같은 강성 재질로 이루어진 가열패드는 접착제에 대한 경화시간을 단축시키는 본연의 목적과 동시 트리플렉스의 표면에 형성되는 주름 형성을 안정적으로 제어할 수 있는 장점이 있으나, 패널 간 형성된 단차진 국부영역에 대해서는 가압력이 미치지 못해 압력분포에 대한 균일성을 확보하기에는 부적합하였다.

결국 이러한 단차진 영역에 대한 불균일한 압력분포는 화물창 단열판의 기밀은 물론 전체적인 기계적 강도를 저해시키는 중요인자로 작용하게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 트리플렉스의 접착부에 대한 경화시간을 단축시킬 수 있으며, 트리플렉스의 표면 주름발생에 의해 야기되는 불균일한 접착 두께를 방지할 수 있는 한편 트리플렉스 부착위치에서 서로 근접되어 있는 양측의 단열판 각각의 상면 레벨 간 차이에 의한 단차 발생에도 불구하고 균일한 표면 상태를 유지할 수 있는 열 가압식 트리플렉스 부착장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 과제를 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 본 발명은 LNG 운반선 화물창의 트리플렉스를 부착하기 위한 에어백에 의한 가압수단을 갖는 트리플렉스 부착장치에 있어서; 상기 트리플렉스의 상면에 안착되어, 상부로부터 전해지는 가압력과 히팅열을 트리플렉스를 향해 균일하게 전달하는 완충패드와; 상기 완충패드의 상면과 에어백의 사이에 개재되어, 트리플렉스의 부착을 위한 열을 발생시키는 가열패드; 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이때 상기 가열패드는, 외부 전원으로부터 열을 발생시키는 면상의 유연성 발열 메쉬와; 이 발열메쉬의 외부에 수지층을 함침시켜 일체화한 것을 특징으로 한다.

이때 상기 완충패드는, 상기 트리플렉스에 그 하면이 밀착되는 실리콘 고무 와, 상기 가열패드에 그 상면이 밀착되는 실리콘 발포재가 적층되어 형성됨을 특징으로 한다.

상기와 같은 수단들을 통한 본 발명은 유연성 발열메쉬에 수지가 함침된 가열패드를 통해 그 면상에 대해 목표로 하는 고른 히팅열을 발생시키는 동시 상부 가압패드로부터 가하여진 고른 하중(압력분포)을 트리플렉스의 상면을 향해 전달하여, 트리플렉스 접착부에 대한 고른 가압열로부터 표면 주름현상을 방지할 수 있으며, 양측의 단열판이 갖는 상면 레벨 간 차이에 의한 불균일한 압력분포에 대해 고른 압력분포를 확보할 수 있는 열 가압식의 트리플렉스 접착부에 대한 안정적인 부착시공을 구현할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 트리플렉스 부착장치의 시공구조를 보이는 단면도로서, 도시된 바와 같이, 부착장치(500)는, 트리플렉스(60)상면으로부터 필름(70), 완충(cushion)패드(80), 가열패드(100), 에어백(92)에 의한 가압수단을 갖는 가압패드(90)가 순차적으로 적층되어 이루어진다.

이러한 적층구조의 최상면은 단열판에 볼트(13)등의 결합수단으로 고정되는 지지대(12)에 의해 높이방향에 대해 구속된다.

상기 필름(70)은, 단면이 이형 코팅된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 혹은 폴리에틸렌(polyethylene) 재질 또는 이들의 조합으로 이루어진 것을 사용하도록 하며, 이는 재질 특유의 이형성으로 부착장치와 트리플렉스를 분리하는 기능과 접착제에 의해 오염되지 않도록 하는 기능을 동시에 수행하게 된다.

상기 완충패드(80)는, 상측에 배치된 가압패드(90)를 통한 가압력과, 가열패드(100)를 통한 열을 전달받아 아래쪽에 배치된 트리플렉스(60)를 향해 그 면상으로 균일한 열적균형과 균일한 가압력을 행사할 수 있도록 한다.

바람직하게 이러한 완충패드(80)는, 전체적으로 탄성복원력을 유지하되, 히팅열로부터 안정성을 유지하도록 하는 구조로서, 상기 트리플렉스(60)에 그 하면이 밀착되는 실리콘 고무(81)와, 상면으로 상기 가열패드(100)에 밀착되는 실리콘 발포재(82)를 적층시켜 사용하도록 한다.

이러한 완충패드(80)는 단열방벽의 접착 공정 시 트리플렉스 부착위치의 바닥면과 직접 맞닿아 사용되는 것으로서, 고온 조건에서 이물질(예 : 실리콘, 왁스, 탄화 수소 계열 화합물 등)이 표면으로 전사되지 않는 재질을 사용하고 있으며, 또한 트리플렉스(60)를 그 부착위치에 부착시키는 접착제가 완충패드(80)의 표면에 묻었을 경우, 쉽게 제거할 수 있도록 완충패드(80)와 트리플렉스(60)의 사이에 상기 필름(70)을 적층하여 제작하도록 한다.

상기 가열패드(100)는, 외부로부터 전해진 전원으로부터 열을 발생시키는 발 열체를 갖는 면상의 패드로서, 본 발명에 따른 가열패드(100)의 발열체로서는 '핫 메쉬(hot mesh)'라 불리는 면상의 유연성 발열메쉬(101)를 사용하도록 한다. 이러한 유연성 발열메쉬(101)는, 초기 높은 온도상승효과와 이에 반하는 높은 전기효율을 가지는 것으로 특히 면상에 대해 온도편차를 거의 발생시키기 않는 장점을 가진다. 아울러 이러한 장점을 온도제어에 대한 용이함을 함께 가지는 장점이 있는 것이다.

더불어, 본 발명에 따른 가열패드(100)는 상기 유연성 발열메쉬(101)의 외부에 대해 별도의 수지(102)를 함침시켜, 그 외표면에 대하여 소정의 탄성층을 구비하도록 한다.

상기 가열패드의 수지(102)층은, 내열성이 우수한 실리콘 고무와 전열성을 높이기 위한 첨가제를 배합하여 사용하도록 한다.

상기와 같이 유연성 발열메쉬(101)와 소정의 탄성을 구비하는 함침 수지(102)로 일체화된 가열패드(100)는 트리플렉스 부착위치에서 서로 근접되어 있는 양측의 단열판 각각의 상면 레벨 간 차이에 의한 단차 발생에도 불구하고 균일한 표면 상태를 유지할 수 있도록 하는 것이다.

참고로, 상기와 같은 가열패드(100)의 제작은 예컨대 롤링타입의 발열메쉬에 대해 통상 시트나 필름을 제조하는 공정에서 흔히 사용되는 캘린더링 공정을 사용하여 미리 제작할 수 있다.

아울러, 이러한 가열패드(100)로 연결되는 전원케이블 상에는 온도제어장치(103)를 부가하여 작업에 필요로 하는 목표 온도를 설정하거나 및 목표 온도의 지속시간, 혹은 목표 온도의 초과 등을 감시하여 자동 차단하거나 경보 등의 알림수단을 수단을 통해 주위작업자에게 통보할 수 있도록 한다.

물론 이러한 가열패드(100)에 부가되는 온도제어장치(103)는 상기 가압패드(90)의 가압조건과 상응하여 그 설정온도 및 지속시간을 병행하여 조절하여야 할 것이다.

상기 에어백(92)를 통한 에어공급정도에 따른 팽창력을 통해 아래쪽 가열패드(100)를 향해 소정의 가압력을 제공하는 가열보드(90)는 에어백(92)를 사이에 두고 제1 및 2가압보드(91)(91')가 적층되는 것으로 종래의 가압보드와 동일한 구성을 이루는 것으로 관련 상세설명은 생략한다.

다만, 바람직하게는 본 발명에 따른 가열패드(100)의 구성되는 온도제어장치(103)의 설정값에 영향력을 행사하는 가압력을 획득하여 해당 작업 시 가열패드(100)를 통해 발생되는 목표로 하는 가열온도 값과, 가열온도의 지속시간을 산출할 수 있도록 레귤레이터를 부가 구성하여 가압패드(100)를 통해 작용되는 가압력을 산출할 수 있도록 함이 바람직하겠다.

한편 도 5는 상기 미리 제작된 가열패드를 통한 가열 시 가열패드의 표면온도를 열화상 카메라로 측정한 결과치를 보이는 것으로, 도시된 바와 같이 그 표면에 대해 최대 2.5도의 편차를 보일 뿐 전체적으로 고른 표면온도를 보이고 있음이 확인되었다.

아울러, 도 6a는 양측 단열판의 상면 레벨 간에 임의의 단차를 유지한 상태 에서 부착장치를 시공한 후, 그 압력분포를 측정하여 보이는 것으로, 비교적 단차진 양측 단열판에 대해 고른 압력분포영역을 보이고 있다.

이에 반해, 비교예로서 도 6b는 상기와 같이 동일한 단열판의 상면 레벨 간 단차를 유지한 채 종래의 강성 가열패드를 갖는 부착장치를 시공한 후, 그 압력분포를 측정하여 보이는 것으로, 도시된 좌측 단열판(낮은 레벨의 상면을 갖는 단열판)의 경우에 있어서는 대부분의 표면에 대해 가압력이 발생되지 못하는 현상을 발견하게 되었다.

아울러, 도 7a는 본 발명에 따른 부착장치에 의한 트리플렉스 접착부의 표면을, 도 7b는 종래의 부착장치에 의한 트리플렉스 접착부의 표면을 비교하여 보이는 비교예로서, 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 부착장치의 경우, 균일한 표면 상태, 즉 트리플렉스 접착부에 대한 균일한 두께를 확보할 수 있었다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1은 일반적인 트리플렉스의 시공구조를 보이는 단면도

도 2는 종래 단순 가압식 트리플렉스 부착장치의 시공구조를 보이는 단면도

도 3은 본 발명에 따른 트리플렉스 부착장치의 시공구조를 보이는 단면도

도 4는 본 발명에 따른 가열패드의 구성을 보이는 사시도

도 5는 가열패드의 표면온도를 열화상 카메라로 측정하여 보인 상태도

도 6a는 본 발명에 따른 부착장치를 시공 후 그 압력분포를 보인 상태도

도 6b는 종래 부착장치를 시공한 후 그 압력분포를 보인 비교예

도 7a는 본 발명의 부착장치에 따른 트리플렉스의 표면을 보이는 상태도

도 7b는 종래 부착장치에 따른 트리플렉스의 표면을 보이는 비교예

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(12) : 지지대

(60) : 트리플렉스

(70) : 필름

(80) : 완충패드

(81) : 실리콘 고무

(82) : 실리콘 발포재

(90) : 가압패드

(91)(91') : 가압보드

(92) : 에어백

(100) : 가열패드

(101) : 유연성 발열메쉬

(102) : 수지(층)

(103) : 온도제어장치

(500) : 부착장치

Claims (5)

1. LNG 운반선 화물창의 트리플렉스를 부착하기 위한 에어백에 의한 가압수단을 갖는 트리플렉스 부착장치에 있어서,

   상기 트리플렉스의 상면에 안착되어, 상부로부터 전해지는 가압력과 히팅열을 트리플렉스를 향해 균일하게 전달하는 완충패드;

   상기 완충패드의 상면과 에어백의 사이에 개재되어, 트리플렉스의 부착을 위한 열을 발생시키는 가열패드; 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 열 가압식 트리플렉스 부착장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 가열패드는, 외부 전원으로부터 열을 발생시키는 면상의 유연성 발열 메쉬와; 이 발열메쉬의 외부에 수지층을 함침시켜 일체화한 것을 특징으로 하는 열 가압식 트리플렉스 부착장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 가열패드의 수지층은, 내열성이 우수한 실리콘 고무와 전열성을 높이기 위한 첨가제가 배합된 것을 특징으로 하는 열 가압식 트리플렉스 부착장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 완충패드는, 상기 트리플렉스에 그 하면이 밀착되는 실리콘 고무와, 상기 가열패드에 그 상면이 밀착되는 실리콘 발포재가 적층되어 형성됨을 특징으로 하는 열 가압식 트리플렉스 부착장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 실리콘 고무의 하면에는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌 또는 이들의 조합으로 이루어진 필름이 더 개재됨을 특징으로 하는 열 가압식 트리플렉스 부착장치.

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