KR100760144B1 - 휘발성 첨가제를 이용한 초고압수 도장 전처리용 분사액조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휘발성 첨가제를 이용한 초고압수 도장 전처리용 분사액 조성물에 관한 것으로, 그 목적은 표면 전처리용으로 분사된 분사용액의 건조속도를 증가시키고, 이를 통해 급속발청의 생성을 미연에 방지할 수 있는 휘발성 첨가제를 이용한 초고압수 도장 전처리용 분사액 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명은 도장 전처리용 분사용액에 있어서; 상기 분사용액은 물과 휘발성 첨가제로 이루어지되, 상기 휘발성 첨가제는 25℃를 기준으로, 메탄올 10∼65 wt% 또는 에탄올 10∼71 wt% 첨가되어 혼합된 초고압수 도장 전처리용 분사액 조성물을 제공함에 있다.

전처리, 휘발성 첨가제, 분사용액, 표면처리, 급속발청

Description

휘발성 첨가제를 이용한 초고압수 도장 전처리용 분사액 조성물 {Fast Drying Method of Ultra High Pressure Water Blasting by Adding Volatile Additive}

본 발명은 휘발성 첨가제를 이용한 초고압수 도장 전처리용 분사액 조성물에 관한 것으로, 선박용 블록에 대한 도장 작업 전 소지표면을 도장에 적합하도록 처리하는 "초고압수를 이용한 표면 전처리"시 초고압으로 분사되는 분사용액을 물과 휘발성 첨가제를 적정량 혼합하는 분사용액의 조성에 관한 것이다.

종래에 사용되고 있는 도장 전 표면처리는 순수한 물만을 고압으로 압축한 후, 소지표면에 이를 초고압으로 분사하는 방법에 의해 표면 전처리를 하도록 되어 있었다.

그러나, 상기 표면 전처리에 사용되는 초고압수가 순수한 물로 구성되어 있어, 물의 증기압을 고려할 경우, 일정한 건조시간이 요구되고, 물과 접촉되어 있는 소지표면에 산화로 인한 발청현상이 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 표면 전처리용으로 분사된 분사용액의 건조속도를 증가시키고, 이를 통해 급속발청의 생성을 미연에 방지할 수 있는 휘발성 첨가제를 이용한 초고압수 도장 전처리용 분사액 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명은 초고압수 도장 전처리용 분사용액에 있어서; 상기 분사용액은 25℃를 기준으로 물에 휘발성 첨가제로, 메탄올 65 wt% 이하 또는 에탄올 71 wt% 이하가 첨가되는 휘발성 첨가제를 이용한 초고압수 도장 전처리용 분사액 조성물을 제공함에 있다.

본 발명의 초고압수를 이용한 표면처리용 분사용액 조성물은 순수한 물에 휘발성 첨가제를 적정량 혼합하여 분사용액의 증기압을 향상시키므로써, 분사용액의 증발속도를 증가시키도록 되어 있다.

상기 휘발성 첨가제는 메탄올 또는 에탄올을 사용하며, 25℃를 기준으로 할 경우, 물의 건조속도를 최대화 할 수 있도록 물과 혼합되는 휘발성 첨가제를 적정 혼합비로 첨가하도록 되어 있다.

실제 작업온도인 25℃를 기준으로 할 경우, 물과 혼합되는 메탄올은 자연상태(실제작업온도인 25℃미만)에서 메탄올이 인화가 되지 않는 범위내의 비율 즉, 메탄올 65wt% 이하로 혼합되며, 10∼65wt% 범위내에서 가장 바람직하게는 물 35wt%에 메탄올 65wt%를 첨가한다.

또한, 실제 작업온도인 25℃를 기준으로 할 경우, 물과 혼합되는 에탄올은 자연상태(실제작업온도인 25℃미만)에서 에탄올이 인화되지 않는 범위내의 비율 즉, 에탄올 71wt% 이하로 혼합되며, 10∼71wt% 범위내에서 가장 바람직하게는 물 29wt%에 에탄올 71wt%를 첨가한다.
또한, 상기와 같은 메탄올 및 에탄올은 분사용액의 건조속도를 증가시키고, 이를 통해 급속발청의 생성을 미연에 방지하기 위하여, 10wt% 이상 첨가하는 것이 바람직하다.

이하 본 발명을 실시예에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

실시예 1

물 25wt%에 메탄올 75 wt%를 혼합하여 분사액을 형성하고, 이와 같이 혼합된 분사액의 증기압을 Raoult 의 법칙에 의해 산출한 후, 이를 통해, 증발속도와 순수물의 증발속도를 대비하였다.

이때, 상기 조성물의 증기압은 Raoult 의 법칙 P(혼합액의 증기압) = x_AP_A ^* + x_BP_B ^* (x_A, x_B, P_A ^*, P _B ^* 는 혼합액 속에 포함되어 있는 순수한 액체 성분들에 대한 각각의 몰분율과 증기압이다.)을 이용하여 산출하였으며, 그 결과는 표 1 과 같다.

실시예 2

물 30wt%에 메탄올 70 wt%를 혼합하여 분사액을 형성하고, 이와 같이 혼합된 분사액의 증기압을 Raoult 의 법칙에 의해 산출한 후, 이를 통해, 증발속도와 순수 물의 증발속도를 대비하였다.

이때, 상기 조성물의 증기압은 Raoult 의 법칙 P(혼합액의 증기압) = x_AP_A ^* + x_BP_B ^* (x_A, x_B, P_A ^*, P _B ^* 는 혼합액 속에 포함되어 있는 순수한 액체 성분들에 대한 각각의 몰분율과 증기압이다.)을 이용하여 산출하였으며, 그 결과는 표 1 과 같다.

실시예 3

물 35wt%에 메탄올 65 wt%를 혼합하여 분사액을 형성하고, 이와 같이 혼합된 분사액의 증기압을 Raoult 의 법칙에 의해 산출한 후, 이를 통해, 증발속도와 순수물의 증발속도를 대비하였다.

이때, 상기 조성물의 증기압은 Raoult 의 법칙 P(혼합액의 증기압) = x_AP_A ^* + x_BP_B ^* (x_A, x_B, P_A ^*, P _B ^* 는 혼합액 속에 포함되어 있는 순수한 액체 성분들에 대한 각각의 몰분율과 증기압이다.)을 이용하여 산출하였으며, 그 결과는 표 1 과 같다.

실시예 4

물 40wt%에 메탄올 60 wt%를 혼합하여 분사액을 형성하고, 이와 같이 혼합된 분사액의 증기압을 Raoult 의 법칙에 의해 산출한 후, 이를 통해, 증발속도와 순수물의 증발속도를 대비하였다.

이때, 상기 조성물의 증기압은 Raoult 의 법칙 P(혼합액의 증기압) = x_AP_A ^* + x_BP_B ^* (x_A, x_B, P_A ^*, P _B ^* 는 혼합액 속에 포함되어 있는 순수한 액체 성분들에 대한 각각의 몰분율과 증기압이다.)을 이용하여 산출하였으며, 그 결과는 표 1 과 같다.

표 1

상기 표 1 에 도시된 바와 같이, 실시예 1 내지 4 혼합액의 증발속도는 순수물의 증발속도 보다 약 2.88 ~ 3.58 배 정도 증가됨을 알 수 있다.

그러나, 상기 조성물에서 메탄올의 함유량에 따른 메탄올 수용액인 혼합액의 인화점을 고려할 경우, 실시예 1 내지 2 에서의 순수한 메탄올의 포화증기압(P^sat)은 작업온도인 25℃ 메탄올의 증기압인 120.89 ㎜Hg 이하가 되므로, 25℃ 이하의 인화점을 갖게 된다. 즉, 상기 실시예 1 내지 2 의 혼합액을 실제 작업온도인 25℃에서 사용할 경우, 휘발속도는 크나 안정성에 문제가 발생되게 된다.

또한, 실시예 3 내지 4 에서의 순수한 메탄올의 포화증기압(P^sat )은 25℃의작업온도에서 메탄올의 증기압인 120.89 ㎜Hg 이상이 되므로, 실제 작업온도인 25℃에서 사용할 경우, 순수한 물에 비해 휘발속도도 크며 안정적으로 사용할 수 있다.

즉, 물과 메탄올의 혼합비율을 25 : 75 로 하였을 경우, 물과 메탄올을 몰분율로 나타내면,

또한, 상기 메탄올의 인화점은 12.2℃이고, 이 온도에서의 증기압은 62.95㎜Hg이며, 혼합액의 인화점 P^sat(순수한 휘발성 첨가제의 포화증기압) = p(순수한 휘발성 첨가제의 인화점에서의 증기압) / x(혼합액 중에서 휘발성 첨가제의 몰분율)이므로,

상기 물/메탄올의 무게혼합비가 25:75인 조성물의 인화점은 이와 같은 절차에 의해 계산된 P^sat =99.92㎜Hg에 대응되는 온도이다. 이는 실제 작업 온도인 25℃에서의 메탄올의 증기압 120.89㎜Hg에 비해 낮으므로, 이러한 결과는 120.89㎜Hg에 비해 낮은 포화증기압인 99.92㎜Hg는 25℃ 미만의 인화점을 갖는다는 것을 의미하기 때문에 실제 작업온도인 25℃ 미만에서 작업할 경우, 자연상태에서 인화가 되므로 적용이 불가능하게 된다(포화증기압과 인화점은 비례관계).

그러므로, 비록 휘발 속도면에서는 로스(Loss)가 있다 할지라도 물의 첨가량을 증가시켜 "물과 메탄올의 혼합물"이 25℃의 온도에서 인화가 되지 않는 범위내에서 적정량의 메탄올을 물에 혼합하여야 한다.

이와 같은 원리에 의해 혼합비율을 산출할 경우, "물과 메탄올의 혼합비가 35:65일 경우", 얻어지는 메탄올의 포화증기압은 P^sat =123.21㎜Hg로, 25℃ 메탄올의 포화증기압인 120.89㎜Hg를 근소한 차로 초과하고 있으므로, 25℃에서 인화가 되지 않으면서도 최대의 증발속도를 나타내게 된다.

상기 실시예 1 내지 4 및 에탄올의 인화점 12.8℃와 상기 인화점에서의 증기압 29.25㎜Hg 및 25℃에서의 증기압 58.55㎜Hg를 고려할 경우, 물에 혼합되는 에탄올은 71 wt% 이하로 혼합할 경우, 작업온도 25℃에서 인화가 되지 않으면서도 최대의 증발속도를 나타내게 된다.

상기와 같이 물에 혼합되는 메탄올/에탄올의 최대혼합비에 따른 조성물 증기압은 표 2 와 같다.

표 2

	증기압(25℃)	최대혼합비 (물 / 첨가제)	조성물 증기압	증발속도
물	23.756 ㎜Hg
메탄올	120.89 ㎜Hg	35/65	73.29	3.09 ↑
에탄올	58.55 ㎜Hg	29/71	40.46	1.70 ↑

상기 표 2 에 제시된 바와 같이, 순수한 물에 비해 증기압이 2.5 ~ 5 배 정도 높은 에탄올과 메탄올을 물에 적정량 혼합할 경우, 물의 증발속도는 각각 1.7 배와 3.09 배 정도 증가하는 것을 알 수 있다.

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 범위내에 있게 된다.

이와 같이 본 발명은 도장 전처리시, 휘발성 첨가제를 물과 혼합한 분사액을 사용하므로, 종래에 사용되고 있는 분사용 물에 비해 빠른 건조속도를 나타내고, 이를 통해 급속발청의 생성을 미연에 방지할 수 있는 등 많은 효과가 있다.

Claims (3)

1. 도장 전처리용 분사용액에 있어서;

   상기 분사용액은 물과 휘발성 첨가제로 이루어지되,

   상기 휘발성 첨가제는 25℃를 기준으로, 메탄올 10∼65 wt% 또는 에탄올 10∼71 wt% 첨가되는 것을 특징으로 하는 휘발성 첨가제를 이용한 초고압수 도장 전처리용 분사액 조성물.
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