KR20100095879A - 초음파를 이용한 선체블록 도장 건조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초음파를 이용한 선체블록 도장 건조방법에 관한 것으로, 그 목적은 선체블록의 도장 건조에 주로 사용되는 자연 건조방법, 열풍 건조방법, 원적외선 건조방법에 초음파를 병행하여 도장 막을 건조시킴으로써 보다 빠른 도장 막의 건조가 가능한 초음파를 이용한 선체블록 도장 건조방법을 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 선체블록의 도장 막을 건조하기 위하여 상온의 대기 중에 선체블록을 놓아 도장 막을 건조하는 자연 건조방법 또는 선체블록에 열풍을 가하여 도장 막을 건조하는 열풍 건조방법 또는 선체블록에 원적외선을 조사하여 도장 막을 건조하는 원적외선 건조방법 중 어느 하나의 이상의 건조방법을 이용하여 선체블록의 도장 막을 건조함에 있어서, 도장된 선체블록으로 초음파를 방사하여 도장 막에 초음파 진동을 가함으로써 도장 막 내부의 수분 및 솔벤트(solvent)의 활발한 움직임을 유도하거나 화학반응을 촉진함으로써 도장 막의 건조속도를 향상시킨 초음파를 이용한 선체블록 도장 건조방법에 관한 것을 기술적 요지로 한다.

선체블록, 도장 막, 초음파, 건조

Description

초음파를 이용한 선체블록 도장 건조방법{Drying method for paint coating using ultrasonic wave}

본 발명은 선박 제작 중 선체블록을 도장한 후 도장의 건조를 빠르고 효과적으로 하는 도장 건조방법에 관한 것으로, 특히 초음파를 이용하여 도장 막에 포함된 수분과 솔번트(solvent)의 증발 속도를 빠르게 하거나 화학반응을 촉진하여 선체블록의 도장 건조 속도를 향상시키고, 도막의 열손상을 방지할 수 있는 초음파를 이용한 선체블록 도장 건조방법에 관한 것이다.

일반적으로 대형 선박은 선체블록을 각각 제작하고 도장한 후, 도장의 건조가 완료된 선체블록을 도크 내에서 조립하는 과정으로 만들어진다. 특히 선체블록의 도장 과정 중에는 페인트 또는 솔번트(solvent) 또는 오일 미립자가 대기중으로 배출되는데, 이러한 오염 물질은 작업자의 호흡기 질병을 유발시킬 뿐만 아니라, 지역 주민의 민원을 유발시키는 원인이 되고 있다.

따라서 대부분의 조선소에서는 선체블록의 도장 및 건조를 위하여 밀폐된 공장을 건설하고, 그 안에서 제한된 인력으로 도장작업 및 건조작업을 수행하고 있 다. 이때 도장 건조 속도가 느릴 경우, 선박 제작 공정의 병목 지점이 될 수 있으므로, 블록 도장 건조 속도는 도장 및 건조 공장의 규모와 선박 제작 속도를 결정하는 핵심요소라 할 수 있다.

현재 대부분의 조선조에서는 선체블록의 도장 건조방법으로 자연 건조, 열풍 건조, 원적외선 건조 등의 방법을 개별 또는 조합하여 적용하고 있다.

한편 상기 자연 건조방법은 도장 막의 온도를 상온으로 유지하기 때문에 건조 중 도장 막의 열 손상이 발생하지 않지만, 외기의 온도가 낮은 동절기에는 건조 속도가 매우 느리다는 단점을 가지고 있다.

상기 열풍 건조는 가스 또는 오일을 연료로 하는 히터를 이용하여 외기를 가열하고 가열된 공기를 송풍기를 이용하여 도장된 블록에 분사함으로써 건조하는 방법이다. 이러한 방법은 동절기에도 일정 수준 이상의 건조 속도를 확보할 수 있어 많이 사용되고 있으나, 과열된 공기가 특정 도장 부분에 집중되어 도장 막의 온도가 약 60도를 넘게 되면 열 손상이 발생될 가능성이 있는 문제점을 가지고 있다.

상기 원적외선 건조방법은 블록 외부 도장 막에 방사된 적외선 복사열을 이용한 건조방법이다. 이 방법은 주로 블록 외부 건조에 제한적으로 사용되고 있으나 뚜렷한 효과를 보기 위해서는 건조 공장 상부에 상당량의 원적외선 발생기를 설치해야 하며 또한 특정 도장 부위에 복사열이 집중될 경우 도장 막의 열 손상을 유발할 수 있다는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 선체블록의 도장 건조에 주로 사용되는 자연 건조방법, 열풍 건조방법, 원적외선 건조방법에 초음파를 병행하여 도장 막을 건조시킴으로써 보다 빠른 도장 막의 건조가 가능한 초음파를 이용한 선체블록 도장 건조방법을 제공함에 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 도장 막의 손상을 최소화할 수 있는 초음파를 이용한 선체블록 도장 건조방법을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 초음파를 이용한 선체블록 도장 건조방법은 선체블록의 도장 막을 건조하기 위하여 상온의 대기 중에 선체블록을 놓아 도장 막을 건조하는 자연 건조방법 또는 선체블록에 열풍을 가하여 도장 막을 건조하는 열풍 건조방법 또는 선체블록에 원적외선을 조사하여 도장 막을 건조하는 원적외선 건조방법 중 어느 하나의 이상의 건조방법을 이용하여 선체블록의 도장 막을 건조함에 있어서, 도장된 선체블록으로 초음파를 방사하여 도장 막에 초음파 진동을 가함으로써 도장 막 내부의 수분 및 솔벤트(solvent)의 활발한 움직임을 유도거나 화학반응을 촉진하여 도장 막의 건조속도를 향상시킨 것을 특징으로 한다.

한편, 선체블록의 도장 막의 건조 상태를 측정하여 초음파의 파장 및 강도 그리고 초음파 방사위치를 조절하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 기존에 선체블록의 도장 건조에 주로 사용되어오던 자연 건조방법, 열풍 건조방법, 원적외선 건조방법에 초음파를 이용한 건조 기법을 추가하여 도장 막의 건조 속도를 향상시킬 수 있게 되었고, 더욱이 도장 막의 열손상을 방지하여 우수한 도장품질을 구현할 수 있게 되었다.

또한, 도장 막의 건조시간이 단축되어 열풍이나 원적외선의 사용량을 줄일 수 있으므로 소비되는 전력을 감소시킬 수 있게 되었다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 도장 건조방법을 구현하기 위한 설비구성을 나타낸 구성도를 도시하고 있다.

본 발명의 도장 건조방법은 선체블록(1)의 도장 막을 건조함에 있어서, 선체블록(1)에 초음파를 방사함으로써, 도장 막에 초음파 진동을 가하여 도장 막에 포함된 수분 및 솔벤트(solvent) 등의 활발한 움직임을 유도하여 유효 물질 전달율을 향상시키거나 화학반응을 촉진시켜 도장 막의 건조 속도를 향상시킨 것이다.

이와 같은 도장 건조방법을 구현하기 위해서는 초음파를 발생하기 위한 초음 파 발생기(3)와, 초음파 발생기(3)로부터 발생된 초음파를 대기중으로 방사하는 초음파 방사기(4)와, 초음파 발생기(3)에서 발생되는 초음파의 파장이나 강도를 조절하는 초음파 조절기(2)가 요구된다. 이와 같은 초음파 발생기(3)나 초음파 방사기(4) 그리고 초음파 조절기(2)는 주지 관용된 기술이므로 보다 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

한편 상기 초음파 방사기(4)의 위치를 사용자가 조절할 수 있도록 하기 위한 초음파 방사부 위치 조절기(5)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 이러한 초음파 방사부 위치 조절기(5)는 다관절 로봇으로 구성될 수도 있으며, 다수개의 빔부재를 상호 연결하되, 빔부재 간의 연결부에 힌지와 같은 관절을 형성하여 빔부재 간의 꺽임동작이 가능하게 함으로써 구성될 수도 있다.

한편 본 발명의 도장 건조방법은 종래 자연 건조방법 또는 열풍 건조방법 또는 원적외선 건조방법 중 선택된 어느 하나 이상의 건조방법과 병행하여 이루어지는 것이므로, 요구되는 설비로써 열풍 발생기(7)와 원적외선 발생기(6)가 더 포함된다.

또한, 선체블록(1)의 도장 막의 건조상태를 검사하기 위한 검사장치(8)가 더 포함된다. 상기 검사장치(8)는 도장 막의 표면에 다수의 검사장치가 분산되어 설치되며 도장 막에 포함된 휘발 성분인 솔벤트와 수분의 함유량을 실시간으로 감지한다. 이를 통하여 도장 막의 건조상태를 검사하는 것으로, 이러한 검사장치(8)는 주지 관용된 기술이므로 보다 상세한 설명은 생략하도록 한다.

도면 중 미설명 부호 9는 작동 스위치로 전체 시스템을 On/Off 시키는 것이 다.

도 2는 본 발명에 따른 도장 건조방법의 공정도를 도시하고 있다.

본 발명의 도장 건조방법은 선체블록(1)의 도장 막을 건조하기 위하여 상온의 대기 중에 선체블록(1)을 놓아 도장 막을 건조하는 자연 건조방법 또는 선체블록(1)에 열풍을 가하여 도장 막을 건조하는 열풍 건조방법 또는 선체블록(1)에 원적외선을 조사하여 도장 막을 건조하는 원적외선 건조방법 중 어느 하나 이상의 건조방법을 이용하여 선체블록(1)의 도장 막을 건조함에 있어서, 도장된 선체블록(1)으로 초음파를 방사하여 도장 막에 초음파 진동을 가함으로써 도장 막 내부의 수분 및 솔벤트(solvent)의 활발한 움직임을 유도하여 도장 막의 건조속도를 향상시킨 것이다.

이러한 도장 건조방법은 보다 구체적으로, 작동 스위치(9)의 조작을 통해 초음파 발생 및 방사를 위한 시스템으로 전원을 공급하는 단계(S1)와, 검사장치(8)를 이용하여 도장 막의 건조상태를 검사하는 단계(S2)와, 상기 S2 단계에서 검사된 도장 막의 건조상태에 따라 초음파의 파장 및 강도 그리고 방사위치를 조절하는 단계(S3)와, 초음파를 발생 및 방사하여 선체블록(1)의 도장 막에 초음파 진동을 가하는 단계(S4)와, 검사장치(8)를 이용하여 도장 막의 건조상태를 다시 검사하는 단계(S5)와, 상기 S5 단계에서 도장 막의 건조가 완료된 것으로 확인되면, 작동 스위치(9)를 조작하여 전체 시스템으로 인가되는 전원을 차단하여 작업을 종료하는 단계(S6)와, 상기 S5 단계에서 도장 막의 건조가 완료되지 않은 것으로 확인되면, 상기 S3 단계 내지 S5 단계를 반복수행하는 단계(S7)를 통해 이루어질 수 있다.

상기 S1 단계는 작업자가 작동 스위치(9)를 조작하여 초음파 발생기(3)와, 초음파 조절기(2)와, 검사장치(8) 그리고 필요하다면 초음파 방사부 위치 조절기(5)로 전원을 공급하는 단계이다.

상기 S2 단계는 도장 막의 건조상태를 검사하는 단계로써, 본 발명이 자연 건조방법 또는 열풍 건조방법 또는 원적외선 건조방법과 병행하여 이루어지는 것이므로, 상기 건조방법에 의하여 도장 막의 건조가 어느 정도 진행되었는지를 검사장치(8)를 이용하여 확인하는 단계이다.

상기 S3 단계는 도장 막의 검사결과에 따라 초음파의 강도를 적절하게 설정하고, 또 도장 막의 건조가 늦은 부분에 초음파 진동이 가해질 수 있도록 초음파 방사기(4)의 위치를 조절하는 단계이다. 도장 막의 건조 속도가 느린 부분으로 초음파 방사기가 향하도록 초음파 방사기 위치 조절기(5)에 의해 방향이 전환되고 초음파의 강도가 강해진다.

상기 S4 단계는 초음파를 발생시키고, 이를 선체블록(1)에 방사하여 도장 막에 초음파 진동을 가하는 단계이다. 이처럼 도장 막에 가해지는 초음파 진동은 도장 막에 포함된 수분과 솔번트(solvent)의 증발을 촉진시켜 도장 막의 건조속도를 향상시키게 되며, 이로 인해 열풍이나 원적외선의 용량을 줄이는 것과 함께 도장 막의 온도를 낮게 유지할 수 있어 도장 막의 열 손상을 방지할 수 있게 된다.

한편 선체블록(1)에 초음파 진동을 가하는 방법으로 선체블록에 직접 접촉방식으로 초음파 진동을 가하는 방법이 사용될 수도 있고, 또는 초음파를 대기로 방사하여 공기를 통해 간접적으로 초음파 진동을 가하는 방법이 사용될 수도 있다.

상기 S5 단계는 검사장치(8)를 이용하여 도장 막의 상태를 다시 검사하는 단계이다.

상기 S6 단계는 검사결과 도장 막의 건조가 완료된 것으로 확인되면, 작동 스위치를 조작하여 전체 시스템에 인가되는 전원을 차단함으로써 작업을 종료하는 단계이다. 이러한 S6 단계는 작업자가 작동 스위치를 직접 조작하는 것으로 행해질 수도 있고, 검사장치(8)의 신호에 의하여 작동 스위치가 자동으로 조작되어 행해질 수도 있다.

상기 S7 단계는 검사결과 도장 막의 건조가 완료되지 않은 것으로 확인 되었을 때, 상기 S3 단계 및 S5 단계를 반복하여 도장 막의 완전한 건조를 유도하는 단계이다.

상기와 같은 본 발명의 도장 건조방법은 자연 건조방법 또는 열풍 건조방법 또는 원적외선 건조방법 중 어느 하나 이상의 건조방법과 병행하여 이루어지는 것으로, 자연 건조과정 또는 열풍 건조과정 또는 원적외선 건조과정을 행함에 있어 상기와 같은 S1 단계 내지 S7 단계를 수행함으로써 도장 막을 보다 효과적으로 건조할 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 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 1 은 본 발명에 따른 도장 건조방법을 구현하기 위한 설비구성을 나타낸 구성도,

도 2 는 본 발명에 따른 도장 건조방법의 공정도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 선체블록 (2) : 초음파 조절기

(3) : 초음파 발생기 (4) : 초음파 방사기

(5) : 초음파 방사기 위치 조절기 (6) : 원적외선 발생기

(7) : 열풍 발생기 (8) : 검사장치

(9) : 작동 스위치

Claims (3)

1. 선체블록의 도장 막을 건조하기 위하여 상온의 대기 중에 선체블록을 놓아 도장 막을 건조하는 자연 건조방법 또는 선체블록에 열풍을 가하여 도장 막을 건조하는 열풍 건조방법 또는 선체블록에 원적외선을 조사하여 도장 막을 건조하는 원적외선 건조방법 중 어느 하나의 이상의 건조방법을 이용하여 선체블록의 도장 막을 건조함에 있어서,

   도장된 선체블록으로 초음파를 방사하여 도장 막에 초음파 진동을 가함으로써 도장 막 내부의 수분 및 솔벤트(solvent)의 활발한 움직임을 유도하거나 화학반응을 촉진하여 도장 막의 건조속도를 향상시키는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 선체블록 도장 건조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   도장된 선체블록에 초음파 진동을 가하는 방법으로 선체블록에 직접 접촉 방식으로 초음파 진동을 가하거나, 또는 초음파를 대기로 방사하여 공기를 통해 간접적으로 초음파 진동을 가하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 선체블록 도장 건조방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 선체블록의 도장 막의 건조 상태를 측정하여 초음파의 파장 및 강도 그리고 초음파 방사위치를 조절하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 선체블록 도장 건조방법.

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