KR100734536B1 - 발광 페인트 - Google Patents
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Abstract
깨끗한 표면에 도포시 도장의 품질이나 도장의 손상 및/또는 품질 저하를 검사하는 방법으로서, 여기서 도장 (6)은 발광 안료 첨가제가 10 중량% 미만의 양으로 혼합된 페인트로 이루어지는데, 이 양은 발광 안료 함량이 45%에 달하는 공지의 발광 페인트에 사용되는 발광 첨가제에 비해 현저히 적은 양이다. 프로젝터 (4)를 이용하여 도장 (6)에 자외선을 조사한 다음; 형성된 이미지의 발광 강도에 있어서의 갭이나 변화에 의해 도장을 관찰한다. 이어서, 바람직하게는 정밀 분석과 이후의 레퍼런스를 위해 이미지를 디지털 방식으로 기록하는 것이 좋다. 본 발명의 도장과 방법은 선박의 밸러스트 탱크나 교량과 같은 높은 구조물 등, 관찰하기 어려운 구조물의 표면에 유리하게 이용될 수 있다.
발광 페인트, 선박, 도장
Description
본 발명은 페인트와 같은 도막 (coating), 상기 도막의 품질을 검사하는 방법 및 도막의 손상이나 품질 저하를 검사하는 데 있어서의 도막의 용도에 관한 것이다.
선박, 공업용 또는 가정용 용도를 위한 금속 표면 상의 도막은 그 성능에 맞는 초벌 도장에 의해 그의 품질이 크게 좌우된다. 표면 재질, 도막 두께 및 연속성, 피막의 수 뿐만 아니라, 열기, 마찰, 기후 및 충격에 의해 야기되는 후속적인 도막 손상과 같이, 이러한 도막에 영향을 미치는 인자들은 그 성능을 고려할 때 반드시 염두에 두어야 한다.
선박이나 항공기, 특히, 군사용 장비에 사용될 경우, 도막의 도장 품질이 특히 중요하다. 고성능의 군사용 항공기의 경우, 부식이나 새들과의 충돌에 의한 도막 손상은 때로 검색해내기가 어렵다.
항공기, 선박, 근해의 석유굴착 시추장치의 수중 부분 및 프로덕션 플랫폼 뿐만 아니라, 오일 및 화학제품의 저장 탱크와 같은 육상 장비, 공업용 플랜트 내의 반응용기, 레일 탱크 차량에 행해진 도막을 검사 및 조사하는 것은 검사 자체에 요구되는 숙련된 전문가의 입장 뿐만 아니라 검사된 유닛의 서비스에 소요되는 시간 측면에서 시간이 많이 들고 따라서 많은 비용이 소요된다. 또한 이들의 복잡한 구조로 인해, 조사의 완성도와 관련해서 어떠한 확실성으로도 그 구조의 핵심부를 적합하게 조사하기란 거의 불가능하다.
Exxon사의 발데즈 참사에 이어 입법화된 1990년의 미국 유류 오염 법령 및 국제 해양 오염 규정 (MARPOL: Marine Pollution Regulations)에서는 워터 밸러스트 탱크 (water ballast tank)와 유조선의 이중 선각 (double hull) 부분을 대폭 증강시킬 것을 요구하고 있고, 이들 모두에 대해 견고한 도장을 요구하고 있다. 최근 벌크 화물선의 경우도 수차례 침몰하는 사고가 발생하자 로이드 선급협회 (Lloyds Register)와 같은 선급 협회 (classification societies)는 이러한 선박의 선각 도장 상태를 주기적으로 검사하는 것과 적절한 선각 상태 감시 프로그램을 개발하는데 관심을 집중시키고 있다. 이러한 대형 선박을 한채 건조하는데 있어서 도장 공정에 할당되는 기간은 총 건조 기간의 14%에 달한다. 일례로 미 해군의 경우 선박 탱크 부식으로 인한 연간 수리비용은 미 해군 자체의 평가로만 미화 6,400만 달러에 이른다. 미 해군은 초벌 도장의 품질 향상 및 검사 방법의 개선에 의해 이러한 수리 비용을 절감할 수 있다면, 그 절약 비용은 향후 20년간 미화 20억 3천만 달러에 달할 것으로 예측하고 있다.
본 발명은 그 첫번째 측면에 따라, 10 중량% 미만, 바람직하게는 1 중량% 미만의 발광 안료 첨가제 (luminescent pigment additive)가 혼합된 페인트, 바람직하게는 에폭시 기재의 페인트를 포함하는 도막을 제공한다.
일반적으로 발광 페인트는 그 자체로 발광 안료를 30% 넘게 함유하며 대개 발광 안료의 함량은 45 중량%에 달할 정도로 높다. 따라서, 본 발명의 도막은 결코 발광 페인트로 분류되어서는 아니된다.
페인트를 함유하는 본 발명의 도막은 바람직한 에폭시 기재 (epoxy base) 이외에도 오일 기재 (oil based)의 것일 수 있다.
본 발명의 두번째 측면에 따라, 본 발명의 첫번째 측면에 따른 도막을 깨끗한 표면에 도포한 다음, 그 도막에 자외선을 조사하고, 그에 의해 형성된 발광 이미지에 대해 이미지의 발광 강도 변화 및/또는 갭 (gap)을 관찰하는 단계를 포함하여 이루어지는, 본 발명의 첫번째 측면에 따른 도막의 도장 품질을 검색하는 방법이 제공된다.
여기서 갭이란 완벽하거나 온전한 도막을 제공하는데 있어서의 실패를 의미하며, 발광이 더 밝거나 약하다는 것은 각각 도막이 두껍게 되거나 얇게 된 부분이라는 것을 의미한다.
본 발명의 두번째 측면에 따라 제공되는 도막의 자외선 조사는 우선, 도막의 초벌 도포시에 수행되어야 하는데, 이는 이렇게 함으로써 작업자가 빠트리고 지나간 부분을 인식하여 도포하는데 도움이 될 뿐만 아니라, 자외선 조사에 의해 얇게 도포된 것으로 나타난 도막 부위의 두께를 정확한 수준으로 증가시키는데도 도움이 되기 때문이다. 본 발명의 두번째 측면에 의해 제공되는 조사는 마찬가지로, 도장이 잘 안된 부분이 있는지, 도장이 얇게된 부분이 있는지, 도막이 손상되었는지 등의 여부를 가리기 위해, 도장 검사자에 의해 2차적으로 수행되어야 한다.
본 발명의 두번째 측면에 따라 제공된 자외선 조사에 의한 도막 이미지는 바람직한 실시예에서 적절한 캠코더 장비에 의해 디지털 방식으로 기록되어, 도막의 손상이나 품질 저하 여부를 조사 및 후속적으로 점검하기 위한 영구적인 자료로 쓰이게 된다. 이렇게 디지털 방식으로 기록된 기록은 간편하게 장기간 보관할 수 있으며, 제조 장소로부터 본사로 쉽게 이동시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제작 또는 유지보수 계약의 완결 증거로서 사용될 수 있고, 후에, 도막 손상, 부식 또는 품질 저하된 부분 또는 그 정도를 결정하기 위한 동 구조물의 조사 결과를 비교하는데도 이용될 수 있다.
위에 개략적으로 설명한 본 발명의 바람직한 실시예에서 제공되는 바와 같이, 조사 대상인 자외선 조사된 도장으로부터의 발광도를 기록하는 디지털 장비의 정확한 거리를 숙지하여 그 특정 도막으로부터 얻어진 값의 테이블을 판독값과 비교함으로써, 도막 두께를 측정할 수 있고, 그로부터, 요구되는 표준보다 도막이 두꺼운지 혹은 얇은지를 알 수 있다. 이러한 목적을 위해, 기록 장비는 발광 이미지를 기록하기 전 또는 기록한 후에 보정하여야 한다. 보정 (calibration)은 도장되지 않은 표면을 관찰하거나 또는 발광 안료 첨가제가 들어있지 않은 페인트로 도장된 표면을 관찰함으로써 행할 수 있다.
본 발명의 방법은 항공기, 특히, 새들과의 충돌이나 유사한 손상이 본 발명의 도장 표면에 발생하는, 고속 방어 목적에 사용되는 항공기의 도막 손상 여부를 식별하는데도 사용될 수 있는 것으로 나타났다. 본 발명의 방법 및 도막은 또한 도장으로부터의 금속의 반대면에 영향을 미치는 용접이나 기타 열원에 의한 도막의 손상을 밝혀낼 수도 있다. 본 발명의 방법과 도막은, 도막 (내부나 외부)이 그의 본래 상태를 유지할 것이 고도로 요구되는 여하한 유형의 탱크 또는 기타 저장 용기를 비롯한, 광범위한 상황에서의 금속 또는 기타 재질의 표면을 도장 및 검사하는데 유용하다. 예컨대 화학약품 탱크, 반응 용기, 선박의 밸러스트 탱크, 레일 탱크 차량을 들 수 있으며 그 밖에도 많이 있다.
본 발명의 도막 및 방법은 또한 대규모 건설 현장에서 사용되는 형강 (steel shape)이나 철판에 도포되는 샵 프라이머 페인트 (shop primer paint)를 도포 및 제거하는데도 유용하다. 이러한 최초의 보호용 도막은 마무리 도막이 도포되기 전에 완전히 제거되어야 하는데 이와 같은 완벽한 제거는 본 발명을 이용함으로써 용이하게 수행 및 점검될 수 있다.
본 발명의 도막 및 방법은 자외산 조사 및 기록 장비가 수중에서도 적절하게 작용되는 한, 수중에서도 그 기능을 발휘할 수 있다. 본 발명은 따라서 모든 유형의 파이프라인, 교량 지지대 및 연근해의 석유 시추 장비와 같은 수중 구조물을 도장 및 검사하는데도 유용하다. 본 발명은 또한 선박을 건식 도크에서 처리할 필요 없이, 선각 바닥의 방오용 도막의 부식 정도 및 부식의 양을 점검하는데 있어서도 비용면에서 효율적인 수단을 제공한다.
본 발명의 도막 및 방법을 이용한 추가 조사 결과는, 금속에 있어서 응력이 가해지거나 균열된 용접 이음 또는 이음매 (seam)의 인디케이터 역할도 할 수 있다.
본 발명의 경제적 장점 역시 무시할 수 없다. 초대형 원료선적 선박의 밸러스트 탱크 표면을 완전히 개장하는데 현재 드는 비용은 미화로 약 120만 달러이므로 도막의 수명을 조금이라도 연장할 수 있다면 막대한 양의 비용을 절약할 수 있다. 본 발명의 방법은 부족한 도 뿐 아니라 과다한 도장을 식별해내는데도 똑같이 유용함이 인식될 수 있을 것이다. 뿐만 아니라, 선박 신축시 검사 기간이 총 도장 기간의 14%까지 차지할 수 있으므로, 검사에 소요되는 시간과 그러한 검사 결과 필요한 것으로 밝혀진 도막의 보수에 소요되는 시간을 단축시킴으로써 막대한 비용을 절감할 수 있을 것이다.
본 발명의 한가지 구체예를 이하에 실시예와 첨부되는 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 따른 도장 품질 검사방법을 다이아그램으로 나타낸 것이다.
도면에 사용된 부호의 설명
(2) 밸러스트 탱크 표면 (3) 디지털 카메라
(4) 프로젝터 (5) 광측정기 (UV 감지측정기)
(6) 도장
예컨대 선박의 밸러스트 탱크를 도장하는 경우 도장에 앞서서, 도장에 적절한 페인트, 이 경우 선박 등급의 에폭시 기재 페인트에 발광 안료 (광학적으로 활성적인 첨가제 - OAA: optically active additive)를 에폭시 기재 페인트 중량에 대해 10 중량% 미만, 바람직하게는 1 중량% 미만의 비율로 첨가시켰다.
이어서, 밸러스트 탱크 표면(2)로부터 기지(旣知) 거리에 고정된 프로젝터(4)로부터 자외선(UV)을 밸러스트 탱크 표면(2)에 조사한다. 광측정기(5)가 고정 부착된 디지털 카메라(3)는 표면(2)로부터 기지 거리에 고정시킨다. 이어서 UV 감지 측정기(5)를 "제로 도장 (zero coating)" 값에 대해 보정한다. 제로 도장의 값을 100으로 한다. OAA가 첨가된 에폭시 페인트를 도막(6)으로서 도포한 다음 프로젝터 (4)를 켜고 도막 전면에 비춘다. 암대역 (darker areas)은 도막이 얇다는 것을 나타내고, 또는 매우 어두운 패치 (patches)는 홀리데이(holidays)를 나타내는것이다. 도장이 얇게 되거나 도장이 안 된 부분에 측정기 (5)를 지향시켜, 보정된 측정기가 100보다 약간 작은 값을 나타내는지 또는 제로 도장의 100을 나타내는지를 기록한다. 도장 메이커로부터 유래하는 소정의 표에 기초하여 100을 나타내는 당해 결함 구역을 보수할 수 있으며, 도막의 기록은 동시적인 측정기의 판독과 함께, 디지털 카메라 3에 의해 최종적으로 생성된다. 이에 따라, 종래의 복잡하고 많은 시간이 소요되는 방법에 의하지 않고 도장의 두께를 신속하게 기록하는 것이 가능하다.
필요하다면, 도막(6) 위에 제 2의 비발광 도막을 도장할 수 있으며 이러한 제 2 도막을 통해 밝게 나타나는 핀 홀이나 홀리데이를 검출하는데 동일한 모니터링 기술을 이용할 수 있다.
Claims (9)
- 도포된 발광 도막의 품질을 검사하는 방법으로서, 상기 발광 도막은 페인트 총 중량에 대해 발광 안료 첨가제를 10 중량% 미만의 양으로 함유하는 페인트를 함유하는 것이고 상기 방법은 다음 단계, 즉:깨끗한 표면에 상기 발광 도막을 하도(undercoat)로서 도포한 후 상도 (overlying coat)를 도포하고,상기 도포된 도막에 자외선을 조사하여 가시광선을 방출시킴으로써 발광 이미지를 생성시키고,발광 이미지의 강도에 갭이나 변화 유무를 관찰하여 상도가 하도를 완전히 덮고 있는지 또는 상도에 손상이 생겼는지 여부를 검출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것인 도포된 발광 도막의 품질을 검사하는 방법:
- 제1항에 있어서, 페인트는 에폭시 기재의 페인트인 방법.
- 제1항에 있어서, 페인트는 오일 기재의 페인트인 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 첨가제는 1 중량% 미만의 양으로 존재하는 것인 방법.
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- 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 이미지는 디지털 방식으로 기록되는 것인 방법.
- 제6항에 있어서, 이미지로부터 디지털 기록에 이용되는 기록 장비까지의 거리를 측정하고, 상기 이미지로부터의 발광 정도를, 도장 두께를 측정하기 위한 표준으로서 사용되는 상기 발광 페인트의 공지 두께에 대한 소정의 값을 제공하는 테이블 값과 비교하는 것인 방법.
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