特許 7609888 液化ガス貯蔵タンク用二次防壁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-23

(45)【発行日】2025-01-07

(54)【発明の名称】液化ガス貯蔵タンク用二次防壁

(51)【国際特許分類】

   B32B 15/08 20060101AFI20241224BHJP

   B32B 5/10 20060101ALI20241224BHJP

   F17C 3/00 20060101ALI20241224BHJP

【ＦＩ】

B32B15/08 E

B32B5/10

F17C3/00 Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022565593

(86)(22)【出願日】2021-02-22

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-05-31

(86)【国際出願番号】 KR2021002211

(87)【国際公開番号】W WO2021221282

(87)【国際公開日】2021-11-04

【審査請求日】2022-10-26

(31)【優先権主張番号】10-2020-0051087

(32)【優先日】2020-04-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2020-0136721

(32)【優先日】2020-10-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2020-0138632

(32)【優先日】2020-10-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】513235337

【氏名又は名称】エイチディー コリア シップビルディング アンド オフショア エンジニアリング カンパニー リミテッド

(73)【特許権者】

【識別番号】520387760

【氏名又は名称】エイチディー ヒュンダイ ヘビー インダストリーズ カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】キム カン ヒョン

(72)【発明者】

【氏名】チュン キュ チン

(72)【発明者】

【氏名】ソ ヨン シン

(72)【発明者】

【氏名】イ トン チュ

(72)【発明者】

【氏名】ソン ウン ハ

(72)【発明者】

【氏名】ソ チョン キョン

(72)【発明者】

【氏名】イ チョン ミン

【審査官】矢澤 周一郎

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１３－５３０８７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１３－００３３４７０（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開平０７－２３３８９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－１０５３４９５（ＫＲ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ３２Ｂ １５／０８

Ｂ３２Ｂ ５／１０

Ｆ１７Ｃ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液化ガス貯蔵タンク用二次防壁であって、
金属を含む遮断層と、
前記遮断層の両面に積層される繊維層と、を含み、
前記繊維層は接着層によって固定され、
前記繊維層はポリエチレン繊維を含み、
前記接着層は、リニア低密度ポリエチレン及びエチレンビニルアセテートのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする二次防壁。

【請求項2】

液化ガス貯蔵タンク用の二次防壁として、
ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコールおよびナイロンからなる群から選択される少なくとも１つの高分子を含む遮断層と、
前記遮断層の両面に積層される繊維層を含み、
前記繊維層は接着層によって固定され、
前記繊維層は、ポリエチレン繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、アラミド繊維および炭素繊維からなる群から選択される少なくとも１つの繊維を含む二次防壁。

【請求項3】

前記遮断層の厚さは５０～２００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の二次防壁。

【請求項4】

前記ポリエチレン繊維は２００～１６００デニールであることを特徴とする請求項１または２に記載の二次防壁。

【請求項5】

前記高分子は０．９～１．７ｇ／ｃｍ³の密度を有するものであることを特徴とする請求項２に記載の二次防壁。

【請求項6】

前記遮断層は、
少なくとも一部にアルミニウム、銅及びその酸化物から選択される１つ以上の金属または金属酸化物が蒸着されたものであることを特徴とする請求項２に記載の二次防壁。

【請求項7】

前記接着層は、
前記繊維層の融点より低い融点を有し、
前記接着層の融点は９０～１２０℃であることを特徴とする請求項１に記載の二次防壁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は液化ガス貯蔵タンク用二次防壁に関する。

【背景技術】

【0002】

通常、天然ガス、エチレンなどの炭化水素は製造後低温に液化し、液化ガスの形態で貯蔵及び輸送する。例えば、天然ガスは－１６３℃に冷却して液化ガスの形態で取り扱うことができる。このため、液化ガスを生産または運搬する浮遊式海洋構造物や船舶では、液化ガスを低温状態で安定的に保管するための貯蔵タンクの構造が求められる。

【0003】

液化ガス貯蔵タンクの内部壁面には、断熱のための断熱壁と、貯蔵される液化ガスの液密のための防壁構造とが設けられ、二次の防壁構造が活用されてきた。液化ガス貯蔵タンクの内部壁面上に二次断熱壁と二次防壁が積層され、二次防壁上に一次断熱壁と一次防壁が積層されてもよく、上記一次防壁が液化ガスと接してもよい。二次防壁は液化ガスの流出を防止する気密構造を提供することができ、一次防壁が損傷しても船舶が港まで移動して液化ガスを荷下ろしするまで約２週間を耐えるように設けられることができる。

【0004】

図１を参照すると、従来の二次防壁にはアルミニウム箔またはステンレスシートなどの金属遮断層１０の両面に接着層１１を形成し、接着層１１上にガラス繊維を含む繊維層（ｇｌａｓｓ ｃｌｏｔｈ）１２を積層した構造が採用された。金属遮断層１０と繊維層１２を積層するために用いられる接着層１１としてはポリウレタン系列の接着剤が使用された。

【0005】

二次防壁の施工工程で使用されるポリウレタン系またはエポキシ系接着剤は、接着硬化後に硬くて鋭い角を形成する。繊維層１２は直接または間接的に冷熱を受けて収縮と膨張を繰り返すことによって二次防壁が破れる損傷を齎す。繊維層１２の破断は、即ち、二次防壁の破断を意味し、二次防壁の損傷は液化ガスの流出と膨大な修理費用につながる。このため、二次防壁の繊維層の素材を変更して二次防壁の耐久寿命を向上させるための試みがなされてきたが、従来の接着剤はガラス繊維とは異なる表面特性を有する繊維素材を含む繊維層を金属遮断層の表面に接着させることができないという問題があった。

【0006】

また、遮断層１０は数十～数百マイクロメートルの薄い金属層であって引裂強度が低いため、破れによる損傷に脆弱であるという短所があった。金属素材の遮断層１０は水分により腐食しやすいため、極低温の液化ガスを取り扱うことによって凝結する周辺の空気中の水分による損傷が誘発されたり、船体外壁の損傷の発生時の海水への露出などによって二次防壁全体の強度が低くなるという短所があった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は上記のような従来技術の問題点を解決するために創出されたものであり、本発明の目的は、腐食が生じない高分子を含む遮断層または繊維層を使用して極低温の環境でも優れた引張強度、せん断強度及び耐久寿命を示す二次防壁及びその製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一側面による二次防壁は、液化ガス貯蔵タンク用であって、（ａ）金属または（ｂ）ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール及びナイロンからなる群より選択される１つ以上の高分子を含む遮断層と、上記遮断層の両面に積層される繊維層と、を含み、上記繊維層は接着層によって固定されるものであてもよい。

【0009】

具体的に、上記遮断層は金属を含み、上記繊維層はポリエチレン繊維を含んでもよい。

【0010】

具体的に、上記遮断層の厚さは５０～２００μｍであってもよい。

【0011】

具体的に、上記ポリエチレン繊維は２００～１６００デニールであってもよい。

【0012】

具体的に、上記遮断層は、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール及びナイロンからなる群より選択される１つ以上の高分子を含んでもよい。

【0013】

具体的に、上記高分子は０．９～１．７ｇ／ｃｍ³の密度を有するものであってもよい。

【0014】

具体的に、上記遮断層は、少なくとも一部にアルミニウム、銅及びその酸化物から選択される１つ以上の金属または金属酸化物が蒸着されたものであってもよい。

【0015】

具体的に、上記繊維層は、ガラス繊維、ポリエチレン繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、アラミド繊維及び炭素繊維からなる群より選択される１つ以上の繊維を含んでもよい。

【0016】

具体的に、上記接着層は、リニア低密度ポリエチレン及びエチレンビニルアセテートのうち少なくとも１つを含んでもよい。

【0017】

具体的に、上記接着層は、上記繊維層の融点より低い融点を有し、上記接着層の融点は９０～１２０℃であってもよい。

【0018】

本発明のさらに他の一側面は、上記本発明の一側面による二次防壁を含む液化ガス貯蔵タンクであって、船体に固定される二次断熱壁、二次防壁、一次断熱壁及び一次防壁が順に配置されたことを特徴とする。

【0019】

具体的には、上記二次防壁は上記二次断熱壁上に接着されて配置され、上記一次防壁は上記一次断熱壁上に溶接されて配置されてもよい。

【発明の効果】

【0020】

本発明は、従来のガラス繊維に比べて優れた引張強度を有するポリエチレン繊維層を使用して極低温の環境でも優れた耐久寿命を有する二次防壁を提供するとともに、低い比重による軽量化を達成し、作業性及び運行燃費を向上させることができる。

【0021】

また、本発明は、ポリエチレン繊維層の融点に比べて相対的に低い融点を有するポリエチレン系列の接着層を用いてポリエチレン繊維層を金属遮断層に接着させることにより、ポリエチレン繊維層に対する損傷なしに金属表面に対する難接着問題を解決することができる。

【0022】

また、本発明は、従来の金属または合金素材に比べて優れた耐腐食性及び引裂強度を有する高分子遮断層を使用して極低温の環境でも優れた引裂強度により耐久寿命の向上した二次防壁を提供するとともに、低い比重による軽量化を達成し、作業性及び運行燃費を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】従来の繊維層を含む二次防壁の断面図である。

【図2】本発明による二次防壁の断面図である。

【図3】本発明による二次防壁の製造方法を示す概念図である。

【図4】本発明による二次防壁の製造方法を示す概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

本発明の目的、特定の利点及び新規な特徴は、添付の図面に係わる以下の詳細な説明及び好ましい実施例からより明らかになるであろう。本明細書では、各図面の構成要素に参照番号を付するにおいて、同じ構成要素に限ってはたとえ異なる図面上に表示されても、できる限り同じ番号を付したことに留意されたい。なお、本発明を説明するに当たり、関連する公知技術の具体的な説明が本発明の要旨を不要に不明確にすると判断される場合は、その詳細な説明を省略する。

【0025】

以下において、液化ガスは沸点の低いＬＮＧ、エタン、水素などであってもよい。

【0026】

以下において、高圧、低圧、高温、低温、高い強度及び低い強度は相対的なものであり、絶対的な数値を示すものではない。

【0027】

以下において、液化ガス運搬船は貨物を運搬する船舶、商船、海洋で天然ガスを生産することができる船舶を全て包括する表現である。

【0028】

以下において、二次防壁は船体に固定される二次断熱壁上に配置されるものであり、二次断熱壁を覆うように設けられるＲＳＢ（Ｒｉｇｉｄ Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｂａｒｒｉｅｒ）及び２つ以上のＲＳＢを覆うように設けられるＦＳＢ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｂａｒｒｉｅｒ））を包括して意味することができる。

【0029】

以下において、金属素材は単一金属または２つ以上の金属を含む合金を包括して意味することができる。

【0030】

以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。

【0031】

図１は従来の二次防壁の断面図である。

【0032】

図１を参照すると、二次防壁は金属素材の遮断層１０を中心として遮断層１０の両面に接着層１１及び繊維層１２が順に積層された構造である。

【0033】

遮断層１０はアルミ箔やステンレスシートであってもよいが、これに限定されず、オーステナイト系ステンレス鋼、銅合金のようにその結晶が主に面心立方構造を有するもので、極低温の環境に適したものを使用することができる。しかし、このような金属からなる遮断層１０は引裂強度が低く、腐食に脆弱であるという限界がある。

【0034】

接着層１１はポリウレタン系接着剤であり、熱により溶融されて遮断層１０と繊維層１２を接着してから硬化する熱可塑性ポリウレタン接着剤（ＴＰＵ）であってもよい。

【0035】

繊維層１２はガラス繊維を樹脂に含浸させて固めることで強度が向上した織物層であってもよい。液化ガスが流出して二次防壁に接する場合、接着層１１に熱収縮応力が集中し、接着層１１と接着された繊維層１２に収縮応力と接着層１１の剥離応力が伝達されることによって低い耐久寿命を示す限界がある。

【0036】

図２は本発明による二次防壁１の断面図である。

【0037】

本発明による二次防壁１は、（ａ）金属または（ｂ）ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール及びナイロンからなる群より選択される１つ以上の高分子を含む遮断層１０と、遮断層１０の両面に積層される繊維層３０とを含み、上記繊維層３０は接着層２０によって遮断層１０に固定される。

【0038】

図２を参照して、金属遮断層及びポリエチレン繊維を含む繊維層を含む二次防壁に関する実施例１、及び高分子を含む遮断層を含む二次防壁に関する実施例２について説明する。

【0039】

実施例１．ポリエチレン繊維層を含む二次防壁

【0040】

本実施例による二次防壁１は遮断層１０を含み、遮断層１０の両面に接着層２０及び繊維層３０が積層されて形成されるものであってもよい。

【0041】

遮断層１０は上述した従来の二次防壁のように金属素材からなって二次防壁１を液密及び気密することで液化ガスの流出を防止する役割をすることができる。遮断層１０はアルミ箔、銅箔、ＳＵＳ３０４などのステンレスシート、ベリリウム銅などの銅合金などを含んでもよい。

【0042】

遮断層１０の厚さは５０～２００μｍであってもよい。遮断層１０の厚さが５０μｍより小さいと、二次防壁１の液密を担う遮断層１０の強度が著しく低くなって耐久寿命が低下する問題が発生し、２００μｍより大きいと、二次防壁１の製造及び施工の過程で巻き取りが困難となって作業性が低下する問題が発生する。

【0043】

さらに、遮断層１０の表面にエポキシ系プライマーを塗布して後述する接着層２０と遮断層１０の接着強度を向上させることもできる。

【0044】

繊維層３０は遮断層１０の両面に形成される接着層２０上に配置されて積層されるものであり、高分子繊維を含んでもよい。繊維層３０は二次防壁１の両側の表面をなすようになるため、繊維層３０の強度が二次防壁１の耐久寿命に直接的な影響を及ぼし得る。

【0045】

具体的には、繊維層３０は高分子繊維であってポリエチレン繊維を含む織物層であってもよい。好ましくは、ポリエチレン繊維は超高分子量ポリエチレン繊維（ＵＨＭＷＰＥ ｆｉｂｅｒ）であってもよい。超高分子量ポリエチレン繊維は分子量が３．５百万～７．５百万のものであり、引裂強度が高くて優れた耐切断性が求められる分野で使用されてきた。このような超高分子量ポリエチレン繊維が優れた引張強度と引裂強度を有し、軽量である点に着目して、当該繊維で織物層を製織し、これを二次防壁１に対する繊維層３０として使用することで、二次防壁１の耐久寿命を増大させる効果が確保できるようになる。

【0046】

本実施例の繊維層３０に使用するための超高分子量ポリエチレン繊維と、従来の繊維層に主に使用されていたガラス繊維の物性とを比較すると、下記表１の通りである。

【0047】

【表1】

【0048】

表１に示すように、本実施例では繊維層３０の素材としてガラス繊維に比べて弾性係数及び引張強度が高いとともに密度は著しく低い素材を使用し、後述するようにより優れた二次防壁１の引張強度を確保するとともに、軽量により作業性を向上させることができるようになる。

【0049】

また、本実施例による繊維層３０に含まれるポリエチレン繊維としては、平均２００～１６００デニール（Ｄ）の太さ程度のものを使用することができる。デニールはポリエチレン繊維１ｇを９，０００ｍに伸ばしたときの線形質量単位である。ポリエチレン繊維の太さ程度が２００デニールより小さいと、極低温（－１７０℃）における引張強度が急激に低くなる現象が発生し、１６００デニールより大きいと、二次防壁１の製造及び施工過程で巻き取りが難しくなって作業性が低下する問題が発生する。好ましくは、ポリエチレン繊維は平均２００～８００デニールの太さ程度のものを使用することができる。ポリエチレン繊維の厚さ別の引張強度は後述する。

【0050】

一方、このようなポリエチレン繊維層３０は従来のガラス繊維を含む繊維層に比べて相対的に低い表面エネルギーを有するため、遮断層１０をなす金属表面への接着が困難である。そこで、本実施例では、後述する接着層２０を利用してポリエチレン繊維層３０と遮断層１０の接着を具現した。

【0051】

接着層２０は遮断層１０の両面に配置されて上述した繊維層３０と遮断層１０を接着して結合させる。接着層２０は遮断層１０の両面に接着剤組成物を塗布するか、接着フィルムやシートなどの別個の層を積層する方式で配置されてもよい。

【0052】

繊維層３０を構成するポリエチレン繊維は従来のポリウレタン系接着フィルムの融点（１６５℃）に比べて著しく低い融点（１４０℃）を有しており、遮断層１０に対する接着ができず、非極性の表面特性により難接着特性を有する。このため、本実施例では、接着層２０として同種系列の高分子であるポリエチレン系化合物を使用して繊維層３０の難接着問題を解決した。

【0053】

具体的には、接着層２０はポリエチレン系化合物を含む接着剤組成物、接着フィルムまたは接着シートによって形成されてもよい。ポリエチレン系化合物はポリエチレン鎖をバックボーン（ｂａｃｋｂｏｎｅ）とする熱可塑性のものを使用することができる。

【0054】

好ましくは、ポリエチレン系化合物はポリエチレンを含む主鎖重合体に１つ以上の作用基が側鎖として結合したものであり、上記化合物は少なくとも一部が極性作用基の結合によって改質されたものであってもよい。化合物の少なくとも一部が改質されるとは、作用基が上記化合物に対してグラフト重合などの方法で架橋されて分岐を形成することを意味することができる。

【0055】

例えば、接着層２０はポリオレフィンに極性を有する１つ以上の作用基が重合されるか、または１つ以上の作用基が重合されることによって全体のポレオレフィンが極性を有するようになるものであってもよい。

【0056】

例えば、接着層２０はリニア低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ；Ｌｉｎｅａｒ ｌｏｗ ｄｅｎｓｉｔｙ ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ；Ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｖｉｎｉｌ ａｃｅｔａｔｅ）のうち少なくとも１つを含む接着フィルムを利用して形成されるものであってもよい。

【0057】

さらに、接着層２０は融点が９０～１２０℃の高分子を含んでもよい。ポリエチレン繊維を含む繊維層３０は溶融点が約１４０℃で、繊維層３０と同種系列を高分子をバックボーンとして繊維層３０に対する接着力は向上させるが、融点は繊維層３０より低い高分子で接着層２０を形成して相対的に低温条件でも二次防壁１を製造することができるようになる。このため、本実施例の接着層２０を繊維層３０と遮断層１０の間に配置して熱を加えることで、接着層２０のみを溶融させることができるようになり、ポリエチレン繊維とそれを含む繊維層３０に対する損傷なく繊維層３０と遮断層１０を接着させることができる。

【0058】

本実施例により厚さ７０μｍのアルミ箔を金属層１０にして両面に融点が約１１５℃のＬＬＤＰＥを含む接着フィルムとポリエチレン繊維を含む繊維層３０を順に加圧、積層した後、加熱炉を経て様々な温度による接着層２０の形成有無と隣接層に対する接着強度を確認し、下記表２に示した。

【0059】

【表2】

【0060】

表２に示すように、接着フィルムの融点（１１５℃）より低い温度では接着層２０自体が形成されず、融点に該当する温度から接着フィルムが溶融してから固まることで接着層２０を形成するが、１３０℃で最も大きい接着強度を示し、その後減少した。形成される接着層２０の接着強度は必ずしも加熱温度に比例しないことが分かる。本実施例による接着層２０を形成する場合、接着層２０は常温で最大５ＭＰａ、極低温（－１７０℃）で最大２５ＭＰａの接着強度を示すことが確認された。

【0061】

接着層２０の厚さは０．０５～０．２５ｍｍであってもよい。接着層２０の厚さが０．０５ｍｍより小さいと、遮断層１０と繊維層３０との結合強度が著しく低くなって耐久寿命が低下する問題が発生し、０．２５ｍｍより大きいと、二次防壁１の製造及び施工過程で巻き取りが難しくなって作業性が低下する問題が発生する。

【0062】

実施例２．高分子遮断層を含む二次防壁

【0063】

本実施例による二次防壁１は遮断層１０を含み、遮断層１０の両面に接着層２０及び繊維層３０が積層されて形成されるものであってもよい。

【0064】

遮断層１０は高分子を含む高分子遮断層１０であってもよく、二次防壁１を液密及び気密することで液化ガスの流出を防止する役割をすることができる。例えば、遮断層１０は０．９～１．７ｇ／ｃｍ³の密度を有する１つ以上の高分子を含んでもよい。従来の金属遮断層はアルミニウムなどの金属からなって約２．７ｇ／ｃｍ³以上の密度を示し、これにより、液化ガス貯蔵タンクへの適用時にその重さが数トンに至った。本実施例では、遮断層１０として耐腐食性に優れた高分子を使用し、金属に比べて優れた引裂強度を確保するとともに軽量により作業性を向上させることができる。

【0065】

具体的には、本実施例による遮断層１０は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）及びナイロン（Ｎｙｌｏｎ）からなる群より選択される１つ以上の高分子を含み、アルミニウムなどの従来の金属素材に比べて引裂強度を向上させることができ、また、腐食に対する優れた抵抗性を示すことができる。従来の金属素材と本実施例による遮断層１０に使用するための高分子素材の主な特性を下記表３に示した。ガス遮断性及び耐腐食性は優秀：５、良好：４、普通：３、弱い：２、腐食または脆弱：１と示した。

【0066】

【表3】

【0067】

ポリエチレンは百万から７百万の分子量を有する高分子量ポリエチレンであってもよく、分子量が３．５百万～７．５百万の超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）であってもよい。超高分子量ポリエチレンは約０．９～１．０ｇ／ｃｍ³の密度を有し、極低温での使用に適し、耐水性、耐化学性及び耐摩耗性を始めとする耐腐食性に優れる。ポリエチレンテレフタレートは約１．１～１．５ｇ／ｃｍ³の密度を有し、極低温での使用に適し、耐水性に優れる。ポリビニルアルコールは約１．０～１．３ｇ／ｃｍ³の密度を有し、極低温での使用に適し、ガス遮断性に優れる。エチレンビニルアルコールは約１．０～１．３ｇ／ｃｍ³の密度を有し、極低温での使用に適し、ガス遮断性に優れる。ナイロンは約１．１～１．７ｇ／ｃｍ³の密度を有し、極低温での使用に適し、ガス遮断性及び耐水性に優れる。ナイロンは、例えば、ナイロン－６、ナイロン－６６、ナイロン－ＭＸＤ６などであってもよい。

【0068】

さらに、本実施例による遮断層１０は、遮断層１０の少なくとも一部にアルミニウム及び銅から選択される１つ以上の金属またはその酸化物を蒸着させたものを使用することができる。金属酸化物としては酸化アルミニウムを含むセラミックを使用することができる。従って、遮断層１０は上述した高分子を含む高分子層であってもよく、遮断層１０の表面の少なくとも一部に金属を蒸着させたものを使用することができる。金属の蒸着は化学的蒸着及び物理的蒸着のいずれであってもよい。遮断層１０の両面に金属を蒸着させることが望ましい。

【0069】

遮断層１０として使用できる高分子のうちポリエチレン及びポリエチレンテレフタレートは、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール及びナイロンに比べて相対的にガス遮断性が低いことがある。このようなポリエチレン及びポリエチレンテレフタレートの表面に金属やその酸化物を蒸着させることにより遮断層１０のガス遮断性を増大させ、二次防壁１の液密及び気密性能を向上させることができる。但し、本実施例はこれに限定されず、相対的にガス遮断性に優れたポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール及びナイロンの表面に対しても金属やその酸化物の蒸着によりガス遮断性をさらに増大させることができる。また、遮断層１０に対する金属またはその酸化物の蒸着は遮断層１０のガス遮断性を向上させるだけでなく、遮断層１０の表面エネルギーを相対的に増加させて後述する接着層２０に対する接着力が向上する効果を提供することができる。

【0070】

接着層２０は遮断層１０の両面に形成されて後述する繊維層３０を遮断層１０に接着して結合させることができる。接着層２０は遮断層１０の両面に接着剤組成物を塗布するか、接着フィルムやシートなどの別個の層を積層する方式で配置されてもよい。

【0071】

遮断層１０がポリエチレンやポリエチレンテレフタレートなどのポリエチレン系高分子を含む場合、従来の金属素材の遮断層に比べて相対的に低い表面エネルギーを有するため、接着層２０による繊維層３０との接着が困難である。そのため、本実施例では、遮断層１０がポリエチレン及びポリエチレンテレフタレートのうち少なくとも１つを含む場合には、接着層２０として同種系列の高分子であるポリエチレン系化合物を使用して遮断層１０の難接着問題を解決する。

【0072】

具体的には、接着層２０はポリウレタン系またはポリエチレン系化合物を含む接着剤組成物、接着フィルムまたは接着シートによって形成されるものであってもよい。接着層は熱可塑性のものを使用することができる。

【0073】

好ましくは、ポリエチレン系化合物はポリエチレン主鎖に１つ以上の作用基が側鎖として結合したものであり、上記化合物は少なくとも一部が極性作用基の結合によって改質されたものであってもよい。化合物の少なくとも一部が改質されるとは、作用基が上記化合物に対してグラフト重合などの方法で架橋されて分岐を形成することを意味することができる。

【0074】

本実施例による二次防壁１は上述した実施例１の接着層２０を含むことができ、詳細な説明は上述の実施例に代える。

【0075】

遮断層１０がポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール及びナイロンのうち少なくとも１つを含む場合には、熱可塑性ポリウレタン系接着剤を利用して接着層２０を形成、繊維層３０と接着させることができる。また、遮断層１０がポリエチレンやポリエチレンテレフタレートを含む場合でも、上述したように遮断層１０の表面の少なくとも一部をアルミニウムまたは銅などの金属またはその酸化物で蒸着させると、ポリウレタン系接着剤を使用することができるようになる。

【0076】

繊維層３０は遮断層１０の両面に形成される接着層２０上に配置されて積層されるものであり、繊維層３０はガラス繊維、ポリエチレン繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維（ＰＢＯ）、アラミド繊維（ａｒａｍｉｄ）及び炭素繊維からなる群より選択される１つ以上の繊維を含んでもよい。

【0077】

例えば、ガラス繊維はＥまたはＳガラスであってもよく、ポリエチレン繊維は超高分子量ポリエチレン繊維であってもよい。繊維層３０は上述した１つ以上の繊維を含む混合繊維であってもよい。

【0078】

好ましくは、繊維層３０は高分子繊維としてポリエチレン繊維を含む織物層であってもよい。最も好ましくは、ポリエチレン繊維は超高分子量ポリエチレン繊維であってもよい。超高分子量ポリエチレン繊維は分子量が３．５百万～７．５百万のものであり、引裂強度が高くて優れた耐切断性が求められる分野で使用されてきた。このような超高分子量ポリエチレン繊維が優れた引張強度と引裂強度を有し、軽量である点に着目して、当該繊維で織物層を製織し、これを二次防壁１に対する繊維層３０として使用することにより、二次防壁１の耐久寿命を増大させる効果を確保することができる。

【0079】

繊維層３０がポリエチレン繊維を含む場合、接着層２０は上述したようなポリエチレン系接着剤を使用することが好ましく、ガラス繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、アラミド繊維及び炭素繊維のうち少なくとも１つを含む場合は、従来のようなポリウレタン系接着剤を使用することができる。

【0080】

本発明の実施例による液化ガス貯蔵タンクは、船体に固定される二次断熱壁、二次防壁、一次断熱壁及び一次防壁が順に配置されたものであってもよく、上記二次防壁は上述した実施例によるものであってもよい。

【0081】

断熱壁は液化ガス貯蔵タンクの壁面を構成し、断熱材を含んで上記液化ガス貯蔵タンクに貯蔵される液化ガスに対する断熱を提供する。二次断熱壁は何れか一面以上が液化ガス運搬船の船体に固定されるように施工されてもよく、上記断熱壁上に二次防壁１が配置されてもよい。上記断熱壁上にＲＳＢとＦＳＢを含む二次防壁１が接着される形態で配置されてもよい。

【0082】

具体的には、上記断熱壁上に接着層を介してＲＳＢが配置されてもよく、ＲＳＢ上に接着層を介してＦＳＢを配置されてもよい。

【0083】

ＲＳＢは上記断熱壁の上面を覆うように設けられて液密を提供することができる。ＦＳＢは複数個の断熱壁の上にそれぞれ設けられる複数個のＲＳＢの間の隙間を覆うように設けられて気密を提供することができる。

【0084】

二次防壁１のＲＳＢ及びＦＳＢは適用される液化ガス貯蔵タンクの形状、大きさと断熱壁の形状、大きさによって決められてもよく、広い板や狭くて長い形態の帯であってもよいが、これに限定されず、ＲＳＢとＦＳＢの形状及び大きさが必ずしも同じである必要はない。

【0085】

図３は本発明の実施例による二次防壁１の製造装置１００を示す概念図である。

【0086】

二次防壁１の製造装置１００は遮断層ロール１１０、繊維ロール１２０、接着フィルムロール１３０、ロールプレス１４０、加熱炉１５０などを含んでもよい。上記装置１００を利用して二次防壁１を連続的に製造することができる。

【0087】

遮断層１０は遮断層ロール１１０に巻かれた形態で供給されてもよく、ポリエチレン繊維を含む繊維層３０はそれぞれの繊維層ロール１２０に巻かれた形態で供給されてもよい。遮断層１０の両面に繊維層３０が積層されるようにそれぞれのロールが配置されてもよく、繊維層３０が配置される前に接着層２０がフィルムの形態でロール１３０に巻かれて供給されてもよい。接着フィルムロール１３０は接着フィルムが遮断層１０と繊維層３０の間に配置されるように供給されてもよい。

【0088】

図示していないが、繊維層３０は、高周波、高電圧の出力が印加されてコロナ放電が起こる電極の間を通過させてコロナ処理するか、様々な反応ガスを利用して繊維層３０の表面にプラズマ処理した後、遮断層１０及び接着層２０とともに積層されるように設けられてもよい。このような繊維層３０の表面処理によりポリエチレンの低い表面エネルギーを増加させてから接着層２０と接着させることで、遮断層１０に対する接着力をさらに増大させることができる。

【0089】

遮断層１０の両面に接着層２０が形成された後、繊維層３０が配置されると同時にロールプレス１４０により加圧され、加熱炉１５０を経て二次防壁１が製造されることができる。

【0090】

図４は本発明の他の実施例による二次防壁１の製造装置２００を示す概念図である。

【0091】

二次防壁１の製造装置２００は遮断層ロール２１０、繊維層ロール２２０、接着剤注入タンク２３０、ロールプレス２４０、加熱炉２５０などを含んでもよい。上述の実施例と同様に、上記装置２００を利用して二次防壁１を連続的に製造することができる。

【0092】

以下では、上述した実施例と異なる点を中心に説明し、共通の内容は上述した実施例の内容に代える。

【0093】

接着剤注入タンク２３０は上述したように難接着特性を有するポリエチレン繊維織物に合う接着剤を貯蔵し、遮断層ロール２１０の回転による遮断層１０の解れる速度に合わせて供給して接着層２０を形成するものであってもよい。

【0094】

遮断層１０の両面に接着層２０が形成された後、繊維層３０が配置されるとともにロールプレス２４０によって加圧され、加熱炉２５０を経て二次防壁２が製造されることができる。

【0095】

このように、本実施例は、接着層２０を含む二次防壁１の連続的な製造のための装置１００、２００及びそれを利用する製造方法を提供する。

【0096】

実験例１．実施例１による二次防壁の製造及び物性確認

【0097】

以下では、図３のような過程により二次防壁を製造し、常温及び低温条件で引張強度を確認した。遮断層としては厚さ７０μｍのアルミ箔を使用し、その両面にＬＬＤＰＥフィルムを積層した後、超高分子量ポリエチレン繊維からなる繊維層を積層した。積層体を加熱炉に注入し１３０℃で加熱して二次防壁を製造した。このとき、超高分子量ポリエチレン繊維は２００、４００、及び８００デニールの太さ程度を用意し、それぞれ実施例１－１～１－３と命名した。

【0098】

比較例としては従来のガラス繊維を含む繊維層が積層された二次防壁を使用し、遮断層は実施例と同じであるが、接着層は熱可塑性ポリウレタン接着フィルムを積層した後、１８０℃以上で加熱して二次防壁を製造した。

【0099】

製造された実施例及び比較例による二次防壁の常温及び極低温（－１７０℃）条件下での引張強度を測定し、下記表４に示した。

【0100】

【表4】

【0101】

表４に示すように、実施例１－１による二次防壁は比較例の二次防壁と類似する引張強度を示し、実施例１－２及び１－３による二次防壁は全ての温度条件で比較例に比べて優れた引張強度を示した。特に、実施例１－３による二次防壁１は従来の二次防壁に比べて常温での引張強度が７９％さらに高く、極低温条件では約４７％さらに高いことが確認された。

【0102】

実施例１－２及び１－３はともに比較例に比べて優れた引張強度を示したが、相対的に細い太さ程度を有してより優れた作業性を示す実施例１－２による二次防壁を選択して引張疲労試験を通じて耐久寿命を評価し、これを比較例による二次防壁と比較した。

【0103】

常温と低温（－１１０℃）条件でそれぞれの二次防壁試料に下記表５による応力を繰り返して加え、試料で疲労破壊が起こる瞬間まで応力が適用された回数（耐久寿命）を示した。

【0104】

【表5】

【0105】

表５に示すように、実施例１－２による二次防壁は、常温及び低温（－１１０℃）条件において比較例による二次防壁に比べて相対的に大きな応力を加えたにもかかわらず、非常に高い耐久寿命を示すことが確認された。

【0106】

以上のような本発明の実施例１は、遮断層１０上にポリエチレン繊維を含む繊維層３０とこれを固定するための接着層２０とが積層された構造の二次防壁１を提供する。また、本実施例による二次防壁１は、極低温の環境でも優れた引張強度及び耐久寿命を確保することができ、従来広く知られているＭａｒｋ－ＩＩＩタイプのトリプレックスの代わりに使用することができる。

【0107】

実験例２．実施例２による二次防壁の製造及び物性確認

【0108】

以下では、図３のような過程により二次防壁を製造し、常温（２３℃）及び極低温（－１７０℃）条件で引張強度（ＵＴＳ；Ｕｌｔｉｍａｔｅ Ｔｅｎｓｉｌｅ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ）、伸び率（ＵＴＳでの伸び率）、弾性係数及びせん断強度を確認し、下記表２に示した。遮断層としては厚さ１００μｍのエチレンビニルアルコールフィルムを使用し、その両面にＬＬＤＰＥフィルムを積層した後、超高分子量ポリエチレン繊維からなる繊維層を積層した。積層体を加熱炉に注入し１３０℃で加熱して二次防壁を製造した。

【0109】

比較例としては従来のアルミニウム金属遮断層とガラス繊維層を含む二次防壁を使用した。比較例は、二次防壁で製織されたガラス繊維層の縦糸（Ｗａｒｐ）部分と横糸（Ｗｏｏｆ）部分に対してそれぞれ測定して示した。

【0110】

【表6】

【0111】

液化ガス貯蔵タンクに適用するための二次防壁は、２３℃で約１７２ＭＰａ、－１６３℃で約２３５ＭＰａ以上の引張強度を有することが求められる。実施例２による二次防壁は、基準値対比で２３℃で約２１７％、－１７０℃で約１６５％さらに優れた引張強度を有しており、基準値対比で約１２７％～１５０％さらに優れた引張強度を有するに過ぎない比較例に比べて優れていることが分かる。

【0112】

また、液化ガス貯蔵タンクに適用するための二次防壁は、上記温度及び引張強度が加えられた条件で２％以上の伸び率を有することが好ましい。本実施例による二次防壁は約７～９％に達する伸び率を示しており、約４～５％の伸び率を示した比較例に比べて優れていることが確認された。

【0113】

また、液化ガス貯蔵タンクに適用するための二次防壁は、約２０ＧＰａ以下の弾性係数を有することが好ましい。実施例２による二次防壁は比較例による二次防壁に比べて弾性係数が低く、特に極低温の条件でも２０ＧＰａ未満の弾性係数を保持し、耐引裂性に優れていることが確認された。

【0114】

実施例２による二次防壁のせん断強度（ＭＰａ）は比較例に比べて低いことが示された。これは比較例による二次防壁が接着に容易なガラス繊維及び金属遮断膜を使用したために現れる結果であり、液化ガス貯蔵タンクに適用するためのせん断強度の条件が約３．５ＭＰａより大きくなければならないことを考慮すると、本実施例による二次防壁は実際に適用するに適した水準であることが分かる。

【0115】

以上のような本発明の実施例２は、従来金属素材が用いられた遮断層１０を比重が相対的に低い高分子を利用して、金属遮断層に比べて優れた耐引裂性及び耐腐食性を確保することができる。また、高分子を含む遮断層１０の一部に比較的に薄い金属を蒸着させて遮断層１０のガス遮断性を向上させることができる。これにより、遮断層１０を含む二次防壁の軽量化を達成し、二次防壁の設置作業性及び船舶の運航効率を向上させることができる。

【0116】

以上、本発明を具体的な実施例を通じて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明はこれに限定されず、本発明の技術的思想内で当該分野の通常の知識を有する者によりその変形や改良が可能であることは明らかである。

【0117】

本発明は上記で説明した実施例に限定されず、上記実施例の組み合わせまたは上記実施例の少なくとも何れか１つと公知技術の組み合わせをさらに他の実施例として含むことができる。

【0118】

本発明の単純な変形または変更はすべて本発明の領域に属し、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲によって明らかになるであろう。

【符号の説明】

【0119】

１ 二次防壁
１０ 遮断層
１１ 接着層
１２ 繊維層
２０ 接着層
３０ 繊維層
１００、２００ 二次防壁の製造装置
１１０、２１０ 遮断層ロール
１２０、２２０ 繊維層ロール
１３０ 接着フィルムロール
２３０ 接着剤注入タンク
１４０、２４０ ロールプレス
１５０、２５０ 加熱炉

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】