KR100901060B1 - 내열성 조면형성 조성물 및 이를 이용한 조면형성방법 - Google Patents

내열성 조면형성 조성물 및 이를 이용한 조면형성방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내열성 조면형성 조성물에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 내열성 조면형성 조성물은, 에폭시수지, 유기용제, 바륨, 지르코늄, 세라믹을 포함하는 내열성 조면형성 조성물에 있어서, 상기 에폭시수지는 노블락 에폭시수지를 포함하며, 상기 유기용제는 상기 노블락 에폭시수지 100 중량부에 대해서, 70 내지 140중량부를 포함하고, 상기 바륨은 상기 노블락 에폭시수지 100 중량부에 대해서, 80 내지 120 중량부를 포함하며, 상기 지르코늄은 상기 노블락 에폭시수지 100 중량부에 대해서, 50 내지 100 중량부를 포함하며, 상기 세라믹은 상기 노블락 에폭시수지 100 중량부에 대해서, 10 내지 60 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 내열성 조면형성 조성물은 접착성이 뛰어나, 철강 구조물 표면에 산화 방지 등을 위해 도포하는 기능성 피막의 박리현상을 방지하여 내구성을 증대시키는 장점이 있으며, 철강 구조물 표면에 충분한 표면 거칠기를 확보하면서도 기능성 피막의 용융 증착과정에서의 고온에 대한 내열성을 가지며, 그 밖에 내염성, 내수성도 우수하여, 사용시 내구성이 뛰어난 장점이 있다.
철강구조물, 조면, 내열성, 기능성 피막

Description

내열성 조면형성 조성물 및 이를 이용한 조면형성방법 {HEAT RESISTANT ROUGHNESS SURFACE FORMING COMPOSITION AND METHOD USING THEREOF}
본 발명은 내열성 조면형성 조성물 및 이를 이용한 조면형성방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에폭시수지, 바륨, 지르코늄, 세라믹을 혼합하여 내열성이 우수한 내열성 조면형성 조성물 및 이를 이용한 조면형성방법에 관한 것이다.
일반적으로 교량, 고가도로, 크레인 등의 철강 구조물은 표면의 산화방지 등으로 철강 구조물의 내구성을 증대시키게 된다. 즉, 철강 구조물의 표면에 기능성 피막, 예를 들면 산화방지에 탁월한 것으로 알려져 주로 사용되는 아연과 알루미늄을 용융 증착시켜 산화막을 형성하므로 철강 구조물의 산화방지를 제공하는 것이다.
아연, 알루미늄 용융 증착에 의한 기능성 피막 도포공법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 철강 구조물의 표면에 규사나 석질(GRIT) 등을 이용하여 브라스트 (BLAST) 처리에 의해 평평한 표면에 적당한 정도의 표면 거칠기를 형성한 후에, 아연과 알루미늄 용융 증착을 행하게 되는 것이다.
이 때 상기 철강 구조물의 표면 거칠기는 아연과 알루미늄 도장층이 철강 구 조물의 표면에 효과적으로 증착되어 사용중 박리되는 것을 방지하여 내구성을 증대 시키게 되는 것이다.
그러나 상기와 같이 브라스트(BLAST) 처리에 의한 철강 구조물 표면의 조면 형성방법은 철강 구조물의 표면에 충분한 표면 거칠기를 확보하지 못하므로 기능성 피막의 견고한 부착상태를 제공할 수 없는 문제점이 있었다.
더욱이, 상기 브라스트(BLAST) 처리과정에서 철강 구조물의 표면에 정전기 발생으로 비산 먼지 등이 달라붙게 되기 때문에 그 외 표면에 기능성 피막을 증착하면 상기 기능성 피막이 철강 구조물의 표면에 효과적으로 집착되지 못하고 박리되는 문제점을 유발하였다.
한편, 철강 구조물 이외에 기타 소재의 표면에 조도 확보를 위해 조면 형성제가 사용된바 있으나, 이는 철강구조물의 표면에 충분한 표면 거칠기를 형성하지 못하여 접착력이 취약함은 물론 아연 및 알루미늄의 용융 증착과정에서 고온에 대한 내열성 및 그 밖의 내염성, 내수성 등을 확보하지 못하므로 철강 구조물의 조면 형성제로 사용하기는 부적합한 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 접착성이 뛰어나, 철강 구조물 표면에 산화 방지 등을 위해 도포하는 기능성 피막의 박리현상을 방지하여 내구성을 증대시키는 내열성 조면형성 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 철강 구조물 표면에 충분한 표면 거칠기를 확보하면서도 기능성 피막의 용융 증착과정에서의 고온에 대한 내열성을 가지며, 그 밖에 내염성, 내수성도 우수하여, 사용시 뛰어난 내구성을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상기 조성물을 이용한 조면형성방법은 종래에 브라스트 (BLAST) 처리에 의한 문제점인 정전기 발생으로 인한 기능성 피막의 접착력 약화와 박리현상을 방지할 수 있는 장점이 있으며, 이에 따라 내구성을 증대시키는 장점이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 내열성 조면형성 조성물은, 에폭시수지, 유기용제, 바륨, 지르코늄, 세라믹을 포함하는 내열성 조면형성 조성물에 있어서, 상기 에폭시수지는 노블락 에폭시수지를 포함하며, 상기 유기용제는 상기 노블락 에폭시수지 100 중량부에 대해서, 70 내지 140 중량부를 포함하고, 상기 바륨은 상기 노블락 에폭시수지 100 중량부에 대해서, 80 내지 120 중량부를 포함하며, 상기 지르코늄은 상기 노블락 에폭시수지 100 중량부에 대해서, 50 내지 100 중량부를 포함하며, 상기 세라믹은 상기 노블락 에폭시수지 100 중량부에 대해서, 10 내지 60 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 내열성 조면형성 조성물에 경화제를 더 포함하며, 상기 경화제는 폴리아마이드 변성 폴리아민 또는 폴리아미드 중 적어도 하나를 포함하여 이루어진 것이고, 상기 폴리아마이드 변성 폴리아민 또는 폴리아미드 중 적어도 하나는 상기 노블락 에폭시수지 100 중량부에 대해서, 80 내지 120 중량부인 것을 특징으로 한다.
상기 세라믹은 입자의 크기가 5 내지 250㎛이며, 소포제, 산화방지제, 안정제, 경화촉진제 중 적어도 어느 하나를 포함하는 첨가물은 상기 조면형성 조성물 100 중량부에 대해서, 1 내지 10 중량부인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 내열성 조면형성 조성물을 이용한 조면형성방법은, 내열성 조면형성 조성물을 이용한 조면형성방법에 있어서, 노블락 에폭시수지, 유기용제, 바륨, 지르코늄, 세라믹, 경화제를 포함하여 혼합하여 조면형성 조성물을 제조하는 혼합단계; 상기 혼합단계에서 제조된 조면형성 조성물을 분사압력 0.1Mpa 내지 4.0Mpa, 분사거리 20mm 내지 300mm의 조건하에서 철강 구조물에 스프레이 도포하는 도포단계; 상기 조면형성 조성물이 도포된 철강 구조물을 10℃ 내지 30℃에서 10 내지 50시간동안 경화시키는 경화단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 혼합단계에서, 상기 노블락 에폭시수지 100 중량부에 대해서, 상기 유기용제는 70 내지 140중량부를 포함하고, 상기 바륨은 80 내지 120 중량부지 60 중 량부를 포함하며, 상기 경화제는 폴리아마이드 변성 폴리아민 또는 폴리아를 포함하며, 상기 지르코늄은 50 내지 100 중량부를 포함하며, 상기 세라믹은 10 내미드 중 적어도 하나를 포함하여 이루어진 것이고, 상기 폴리아마이드 변성 폴리아민 또는 폴리아미드 중 적어도 하나는 80 내지 120 중량부인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 혼합단계에서, 상기 세라믹은 입자의 크기가 5 내지 250㎛이며,상기 도포단계에서, 상기 조면형성 조성물의 도포량은 20 내지 300g/㎡인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 내열성 조면형성 조성물은 접착성이 뛰어나, 철강 구조물 표면에 산화 방지 등을 위해 도포하는 기능성 피막의 박리현상을 방지하여 내구성을 증대시키는 장점이 있다.
또한, 철강 구조물 표면에 충분한 표면 거칠기를 확보하면서도 기능성 피막의 용융 증착과정에서의 고온에 대한 내열성을 가지며, 그 밖에 내염성, 내수성도 우수하여, 사용시 내구성이 뛰어난 장점이 있다.
또한, 상기 조성물을 이용한 조면형성방법은 종래에 브라스트 (BLAST) 처리에 의한 문제점인 정전기 발생으로 인한 기능성 피막의 접착력 약화와 박리현상을 방지할 수 있는 장점이 있으며, 이에 따라 내구성을 증대시키는 장점이 있다.
이하, 본 발명에 의한 내열성 조면형성 조성물에 대하여 설명하기로 한다.
내열성 조면형성 조성물은 기본적으로 에폭시수지, 유기용제, 바륨, 지르코늄, 세라믹을 포함하여 이루어진다.
먼저, 본 발명 내열성 조면형성 조성물 중에서 에폭시수지 구성성분의 성질 및 역할에 대하여 검토해 보기로 한다. 상기 노블락 에폭시 수지는 주로 전자전기 분야에서 각광받는 것으로서 우수한 내약품성과 내열성, 접착성을 갖는 수지이므로, 산화나 노화현상을 방지할 수 있어 내구성이 증대되며, 철강 구조물과의 접착성 강화로 인한 박리현상 방지 및 내열성 증대 효과가 있어, 본 발명에서 채용하게 되었다.
다음으로, 본 발명 내열성 조면형성 조성물 중에서 유기용제 구성성분의 성질 및 역할, 함량의 의의 각각에 대하여 검토해 보기로 한다. 상기 유기용제(Organic Solvent)는 시너·솔벤트 등 어떤 물질을 녹일 수 있는 액체상태의 유기화학물질을 의미한다. 예를 들면, 벤젠, 톨루엔, 크실렌(자일렌) 등이 있으며, 이는 상기 노블락 에폭시수지, 바륨, 지르코늄, 세라믹 등을 혼합하기 위해 사용되는 것으로 어떠한 유기용제를 사용하여도 무방하다.
상기 유기용제는 상기 노블락 에폭시수지 100 중량부에 대해서, 70 내지 140중량부를 포함하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 90 내지 120 중량부를 포함하는 것이 가장 효과적이다. 상기 유기용제가 70 중량부 미만이거나 140 중량부를 초과하는 경우에는 상기 노블락 에폭시수지, 바륨, 지르코늄, 세라믹 등이 효과적으로 혼합되지 않는 문제가 있다.
다음으로, 본 발명 내열성 조면형성 조성물 중에서 바륨 구성성분의 성질 및 역할, 함량의 의의 각각에 대하여 검토해 보기로 한다. 상기 바륨(Barium)은 원소번호 56에 해당하는 알칼리토금속원소로서, 금속과의 흡착성이 우수하다. 따라서, 철강 구조물과의 흡착성을 향상시키기 위해 사용되며, 그 함량은 상기 노블락 에폭시수지 100 중량부에 대해서, 80 내지 120 중량부를 포함하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 95 내지 105 중량부를 포함하는 것이 가장 효과적이다. 상기 바륨이 80 중량부 미만인 경우에는 철강 구조물과의 흡착성이 현저히 저하되며, 120 중량부를 초과하는 경우에는 조면형성 조성물을 스프레이 도포하기 어려우며, 비용 대비 흡착성의 향상이 미미하여 경제성이 떨어지는 문제가 있다.
다음으로, 본 발명 내열성 조면형성 조성물 중에서 지르코늄 구성성분의 성질 및 역할, 함량의 의의 각각에 대하여 검토해 보기로 한다. 상기 지르코늄 (Zirconium)은 원소번호 40에 해당하는 금속원소로서, 녹는점 1852℃, 끓는점 3578℃로 내열성이 우수하다.
따라서, 철강 구조물의 산화방지를 위해 아연 또는 알루미늄 등의 금속을 용융 증착하는 과정에서 고온상태가 되므로, 조면형성 조성물이 고온에 견딜 수 있도록 내열성을 향상시키기 위해 사용되며, 그 함량은 상기 노블락 에폭시수지 100 중량부에 대해서, 50 내지 100 중량부를 포함하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 70 내지 80 중량부를 포함하는 것이 가장 효과적이다. 상기 지르코늄의 함량이 50 중량부 미만인 경우에는 내열성이 현저히 저하되며, 100 중량부를 초과하는 경우에는 비용 대비 내열성의 향상이 미미하여 경제성이 떨어지는 문제가 있다.
다음으로, 본 발명 내열성 조면형성 조성물 중에서 세라믹 구성성분의 성질 및 역할, 함량의 의의 각각에 대하여 검토해 보기로 한다. 상기 세라믹(Ceramics)은 고온에서 구워 만든 비금속 무기질 고체 재료. 유리, 도자기, 시멘트, 내화물 을 모두 포함한다.
이는 철강 구조물 표면에 거칠기, 즉 조면(Roughness Surface)을 형성하여 철강 구조물과 철강 구조물의 부식을 막기 위해 아연 또는 알루미늄 등을 입히는 기능성 피막과의 접착성을 향상시키기 위해 사용되며, 그 함량은 상기 노블락 에폭시수지 100 중량부에 대해서, 10 내지 60 중량부를 포함하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 30 내지 50 중량부를 포함하는 것이 가장 효과적이다. 상기 세라믹의 함량이 10 중량부 미만인 경우에는 철강 구조물 표면에 조면을 형성시키기 어려우며, 60 중량부를 초과하는 경우에는 세라믹 입자 상호간의 결합력이 떨어져 부서지며, 철강 구조물과 상기 기능성 피막간의 접착력을 저하시키는 문제가 있다.
또한, 상기 세라믹 입자의 크기는 5㎛ 내지 250㎛인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 30㎛ 내지 100㎛인 것이 가장 효과적이다. 상기 세라믹 입자의 크기가 5㎛미만인 경우에는 입자가 너무 작아 조면을 형성하기 어려우며, 따라서 철강 구조물과 상기 기능성 피막간의 접착력이 저하되는 문제가 있으며, 상기 세라믹 입자의 크기가 250㎛를 초과하는 경우에는 입자가 너무 커서 조면이 견고하게 형성되지 않아, 오히려 철강 구조물과 상기 기능성 피막간의 접착력이 저하되는 문제가 있다.
또한, 본 발명 내열성 조면형성 조성물에는 경화제가 더 포함될 수 있다. 상기 경화제 구성성분의 성질 및 역할, 함량의 의의 각각에 대하여 검토해 보기로 한 다. 에폭시수지는 경화제와 배합되여 3차원의 열경화성 물질로 경화시켜 사용되는 것이 일반적이며, 그 성능은 경화제에 의해 크게 좌우된다.
상기 경화제는 지방족 아민계 경화제, 치환족 아민계 경화제, 방향족 아민계 경화제, 산무수물 경화제, 아미다졸계 경화제를 하나 이상 혼합하여 이루어진다. 후술할 본 발명의 바람직한 실시예에서의 경화제는 알칼리 및 산에 강한 폴리아민을 포함하는 폴리아마이드 변성 폴리아민을 주경화제로 하여 사용하였다.
또한, 상기 경화제의 함량은 노블락 에폭시수지 100 중량부에 대해서, 80 내지 120 중량부를 첨가하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 90 내지 110 중량부를 포함하는 것이 가장 효과적이다. 상기 경화제가 80 중량부 미만으로 첨가될 경우에는 경화성능이 현저히 저하되고, 120 중량부를 초과하여 첨가될 경우에는 경화가 너무 빠르게 진행되어 작업성이 저하되며, 유동성 확보가 어려워지는 문제가 있다.
이 외에 소포제, 산화방지제, 안정제, 경화촉진제 등의 첨가물을 추가로 혼합할 수 있다. 여기서, 소포제(antifoaming agent)는 유해한 기포를 제거하는 데 사용된다. 소포제로는 일반적으로 휘발성이 적고 확산력이 큰 기름상의 물질 또는 수용성의 계면활성제가 이용된다. 전자에는 옥틸알코올·시크로헥산올·기타 고급알코올·에틸렌글리콜 등이 있으며, 후자에는 소르비탄지방산에스테르를 주성분으로 하는 비이온 계면활성제, 기타 비이온 계면활성제 등이 있다. 이는 기포방지를 위해 사용된다.
또한, 산화방지제(antioxidant)는 산소의 작용에 의한 자동산화를 방지하기 위해 첨가하는 물질로 항산화제(抗酸化劑)라고도 한다. 이는 철강 구조물의 산화를 방지하기 위해 사용된다.
안정제(stabilizer)는 상기 에폭시수지의 열화(劣化)를 방지 또는 억제하기 위해서 첨가된다. 상기 에폭시수지는 열·빛·산소의 영향을 받아 열화해가므로 이를 방지하기 위해 사용된다. 대표적으로, 열안정제·광안정제 등이 있다.
또한, 경화촉진제(hardener)는 상기 에폭시 수지의 경화속도를 촉진시키기 위해 첨가된다.
상기 소포제, 산화방지제, 안정제, 경화촉진제 중 적어도 어느 하나를 포함하는 첨가물은 상기 조면형성 조성물 100 중량부에 대해서, 1 내지 10 중량부인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 3 내지 6 중량부인 것이 가장 효과적이다. 상기 첨가물이 1 중량부 미만이거나 10 중량부를 초과하는 경우에는 기포방지, 산화방지 등의 첨가물로 인한 효과가 저하되거나 경제성이 떨어지는 문제가 있다.
이하에서는 구성성분의 함량을 달리한 각각의 내열성 조면형성 조성물에 대한 물성을 실험한 실시예 및 비교예를 살펴보기로 한다. 이는 본 발명의 내열성 조면형성 조성물의 구성성분 함량의 임계적 의의에 대해 증명하기 위함이다. 내열성 조면형성 조성물에 대한 평가는 내열성, 산화성, 내염해성, 접착성, 작업성에 대하여 각각 검토한다.
내열성 평가는 아연 또는 알루미늄 등의 용융 증착과정에서 200℃이상 고온상태가 되므로, 내열성이 우수한 조면형성 조성물인지에 대한 평가이다.
산화성 평가는 조면형성 조성물이 산화방지를 위한 기능성 피막과의 접착성을 증대시키기 위해 조면을 형성하는 것이므로, 철강 구조물의 산화방지 능력이 우수한 조면형성 조성물인지에 대한 평가이다. 이는 산화방지 능력이 우수할수록 산화성이 우수한 것으로 평가하였다.
내염해성 평가는 철강 구조물의 내구성 향상을 위해 내염해성이 우수한 조면형성 조성물인지에 대한 평가이다.
접착성 평가는 철강 구조물과 상기 기능성 피막과의 접착력에 관한 것으로, 상기 기능성 피막의 박리현상 방지 및 내구성 향상을 위해 접착력이 우수한 조면형성 조성물인지에 대해 평가한다.
작업성 평가는 조면형성 조성물이 철강 구조물의 표면에 도포하기에 용이한지에 대한 것으로, 조면형성 작업의 경제성 및 작업용이성이 우수한 조면형성 조성물인지에 대한 평가이다.
본 발명의 평가방법은 하기와 같다.
(내열성)
조면형성 조성물을 이용해 철강 구조물과 아연을 접착 한 후, 이를 300℃에서 10분간 가열시킨 후, 외관의 변화여부 및 아연의 박리여부를 검토하여 그 정도에 따라 4등급으로 나누어 평가하였다.
(산화성)
조면형성 조성물을 이용해 철강 구조물과 아연을 접착 한 후, 이를 황산 7%, 염산 7% 용액 상에 168시간 침적 후 외관 부풀기 여부, 표면 색상 변화를 검토하여 그 정도에 따라 4등급으로 나누어 평가하였다.
(내염해성)
조면형성 조성물을 이용해 철강 구조물과 아연을 접착 한 후, 이를 소금 10% 용액에 23℃에서 168시간 침적시킨 후, 외관 부풀기 여부, 표면 색상 변화를 검토하여 그 정도에 따라 4등급으로 나누어 평가하였다.
(접착성)
조면형성 조성물을 이용해 철강 구조물과 아연을 접착하고, 이를 건조대 내부에서 5일동안 자외선 조사를 한 후, 접착불량으로 아연의 박리 현상이 있는지 여부를 검토하였다. 3일 이상 접착성을 유지한 경우는 우수, 2일 이상 상기 특성을 유지한 경우는 양호, 1일 내지 2일간 상기 특성을 유지한 경우는 보통, 1일 이내에 하자 발생한 경우는 불량으로 하였다.
(작업성)
조면형성 조성물을 1㎡ 면적의 철강 구조물 표면에 적절한 양을 모두 도포하는 데 걸리는 시간을 측정하여 작업의 용이성을 검토하였다. 5초 이내인 경우는 우수, 10초 이내인 경우는 양호, 15초 이내인 경우는 보통, 20초 이상인 경우는 불량으로 하였다.
실시예 1
노블락 에폭시 수지 100 중량부에 대하여, 유기용제 110 중량부, 바륨 100 중량부, 지르코늄 80 중량부, 세라믹 30 중량부, 폴리아마이드 변성 폴리아민 경화 제 100 중량부를 혼합하여 조면형성 조성물을 제조하였다.
실시예 2
노블락 에폭시 수지 100 중량부에 대하여, 유기용제 70 중량부, 바륨 120 중량부, 지르코늄 50 중량부, 세라믹 60 중량부, 폴리아마이드 변성 폴리아민 경화제 80 중량부를 혼합하여 조면형성 조성물을 제조하였다.
실시예 3
노블락 에폭시 수지 100 중량부에 대하여, 유기용제 140 중량부, 바륨 80 중량부, 지르코늄 100 중량부, 세라믹 10 중량부, 폴리아마이드 변성 폴리아민 경화제 120 중량부를 혼합하여 조면형성 조성물을 제조하였다.
실시예 4
노블락 에폭시 수지 100 중량부에 대하여, 유기용제 100 중량부, 바륨 100 중량부, 지르코늄 100 중량부, 세라믹 40 중량부, 폴리아마이드 변성 폴리아민 경화제 100 중량부를 혼합하여 조면형성 조성물을 제조하였다.
비교예 1
노블락 에폭시 수지 100 중량부에 대하여, 유기용제 50 중량부, 바륨 50 중량부, 지르코늄 70 중량부, 세라믹 40 중량부, 폴리아마이드 변성 폴리아민 경화제 100 중량부를 혼합하여 조면형성 조성물을 제조하였다.
비교예 2
노블락 에폭시 수지 100 중량부에 대하여, 유기용제 120 중량부, 바륨 100 중량부, 지르코늄 20 중량부, 세라믹 40 중량부, 폴리아마이드 변성 폴리아민 경화 제 100 중량부를 혼합하여 조면형성 조성물을 제조하였다.
비교예 3
노블락 에폭시 수지 100 중량부에 대하여, 유기용제 150 중량부, 바륨 50 중량부, 지르코늄 20 중량부, 세라믹 5 중량부, 폴리아마이드 변성 폴리아민 경화제 60 중량부를 혼합하여 조면형성 조성물을 제조하였다.
상기 실험결과는 <표 1>에 나타내었다.
<표 1>
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2 비교예 3
내열성 ◎ ○ ◎ ◎ ○ × ×
산화성 ◎ ◎ ◎ ◎ △ ○ △
내염해성 ◎ ◎ ◎ ◎ △ △ △
접착성 ◎ ◎ ○ ◎ Ｘ ○ ×
작업성 ◎ ○ ◎ ◎ ○ ○ ×
◎: 우수, ○: 양호, △: 보통, Ｘ: 불량
상기 <표 1>에 나타난 바와 같이, 본 발명에 의한 내열성 조면형성 조성물을 이용한 실시예 1 내지 4의 경우는 내열성, 산화성, 내염해성, 접착성, 작업성에 있어서, 모두 우수 또는 양호한 특성을 보였다. 이는 비교예 1 내지 3에서 조면형성 조성물의 성분함량을 본 발명의 범위에서 벗어나게 혼합하였을 때, 내열성, 산화성, 내염해성, 접착성, 작업성이 보통 또는 불량인 경우가 많이 나타나는 것과 비교할 때, 가장 이상적인 성분함량의 조면형성 조성물이라는 것을 알 수 있었다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 의한 내열성 조면형성 조성물을 이용한 조면형성 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 내열성 조면형성 조성물을 이용한 조면형성방법을 순차적으로 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 발명의 내열성 조면형성 조성물을 이용한 조면형성방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다.
도 3에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 내열성 조면형성 조성물을 이용한 조면형성방법의 실시예는, 혼합단계(S10); 도포단계(S20); 경화단계(S30);를 포함하여 이루어진다.
혼합단계(S10)는 노블락 에폭시수지, 유기용제, 바륨, 지르코늄, 세라믹, 경화제를 포함하여 혼합하여 조면형성 조성물을 제조하는 단계이다. 혼합단계(S10)에서 각 구성성분의 함량은 상기 노블락 에폭시수지 100 중량부에 대해서, 상기 유기용제는 70 내지 140중량부를 포함하고, 상기 바륨은 80 내지 120 중량부를 포함하며, 상기 지르코늄은 50 내지 100 중량부를 포함하며, 상기 세라믹은 10 내지 60 중량부를 포함하며, 상기 경화제는 폴리아마이드 변성 폴리아민 또는 폴리아미드 중 적어도 하나를 포함하여 이루어진 것이고, 상기 폴리아마이드 변성 폴리아민 또는 폴리아미드 중 적어도 하나는 80 내지 120 중량부를 포함하여 이루어진다.
상기 유기용제가 70 중량부 미만이거나 140 중량부를 초과하는 경우에는 상기 노블락 에폭시수지, 바륨, 지르코늄, 세라믹 등이 효과적으로 혼합되지 않는 문제가 있으며, 상기 바륨이 80 중량부 미만인 경우에는 철강 구조물과의 흡착성이 현저히 저하되며, 120 중량부를 초과하는 경우에는 조면형성 조성물을 스프레이 도 포하기 어려우며, 비용 대비 흡착성의 향상이 미미하여 경제성이 떨어지는 문제가 있다. 또한, 상기 지르코늄의 함량이 50 중량부 미만인 경우에는 내열성이 현저히 저하되며, 100 중량부를 초과하는 경우에는 비용 대비 내열성의 향상이 미미하여 경제성이 떨어지는 문제가 있으며, 상기 세라믹의 함량이 10 중량부 미만인 경우에는 철강 구조물 표면에 조면을 형성시키기 어려우며, 60 중량부를 초과하는 경우에는 세라믹 입자 상호간의 결합력이 떨어져 부서지며, 철강 구조물과 상기 기능성 피막간의 접착력을 저하시키는 문제가 있다.
또한, 상기 경화제가 80 중량부 미만으로 첨가될 경우에는 경화성능이 현저히 저하되고, 120 중량부를 초과하여 첨가될 경우에는 경화가 너무 빠르게 진행되어 작업성이 저하되며, 유동성 확보가 어려워지는 문제가 있다.
여기서, 상기 세라믹은 입자의 크기가 5 내지 250㎛인 것이 바람직하다.
상기 세라믹 입자의 크기가 5㎛미만인 경우에는 입자가 너무 작아 조면을 형성하기 어려우며, 따라서 철강 구조물과 상기 기능성 피막간의 접착력이 저하되는 문제가 있으며, 상기 세라믹 입자의 크기가 250㎛를 초과하는 경우에는 입자가 너무 커서 조면이 견고하게 형성되지 않아, 오히려 철강 구조물과 상기 기능성 피막간의 접착력이 저하되는 문제가 있다.
도포단계(S20)는 상기 혼합단계(S10)에서 제조된 조면형성 조성물을 분사압력 0.1Mpa 내지 4.0Mpa, 분사거리 20mm 내지 300mm의 조건하에서 철강 구조물에 스프레이 도포하는 단계이다. 분사압력이 0.1Mpa 미만인 경우에는 압력이 너무 낮아 조면형성 조성물이 철강 구조물 표면에 충분한 깊이의 조면을 형성하지 못 하며, 분사압력이 4.0Mpa를 초과하는 경우에는 압력이 너무 높아 조면이 불규칙하게 형성되는 문제가 있다.
분사거리가 20mm 미만이거나 300mm를 초과하는 경우에는 조면형성 조성물이 철강 구조물 표면에 고르게 도포되지 않아 조면이 고르게 형성되지 않으며, 도포작업성 및 경제성이 저하되는 문제가 있다.
또한, 상기 도포단계(S20)에서, 상기 조면형성 조성물의 도포량은 20g/㎡ 내지 300g/㎡인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 50g/㎡ 내지 100g/㎡인 것이 가장 효과적이다. 도포량이 20g/㎡ 미만이거나 300g/㎡를 초과하는 경우에는 조면형성 조성물이 철강 구조물 표면에 고르게 도포되지 않아 조면이 고르게 형성되지 않으며, 도포작업성 및 경제성이 저하되는 문제가 있다.
경화단계(S30)는 상기 조면형성 조성물이 도포된 철강 구조물을 10℃ 내지 30℃에서 10 내지 50시간동안 경화시키는 단계이다. 상기 혼합단계(S10)에서 포함된 경화제로 인하여, 도포단계(S20) 후에 경화가 이루어진다. 경화온도가 10℃미만인 경우에는 경화가 되지 않거나 경화시간이 너무 오래 걸려 경제성이 떨어지는 문제가 있으며, 30℃를 초과하는 경우에는 에폭시 수지 등이 갈라지거나 타는 문제가 있다. 또한, 경화시간이 10시간 미만인 경우에는 충분히 경화되지 않으며, 50시간 을 초과하는 경우에는 이미 경화가 완료되어, 경제성이 저하되는 문제가 있다.
이상, 본 발명의 구성을 중심으로 실시예를 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나 본 발명의 권리범위는 상기 실험예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실험예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 할 수 있는 변형 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
도 1은 종래 기술인 브라스트(BLAST) 처리에 의한 조면형성방법을 순차적으로 나타낸 단면도
도 2는 본 발명의 내열성 조면형성 조성물을 이용한 조면형성방법을 순차적으로 나타낸 단면도
도 3은 본 발명의 내열성 조면형성 조성물을 이용한 조면형성방법을 순차적으로 나타낸 순서도
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
10: 철강 구조물
20: 비산먼지
30: 아연 또는 알루미늄 등 산화방지를 위한 기능성 피막

Claims (8)

  1. 에폭시수지, 유기용제, 바륨, 지르코늄, 세라믹을 포함하는 내열성 조면형성 조성물에 있어서,
    상기 에폭시수지는 노블락 에폭시수지를 포함하며,
    상기 유기용제는 상기 노블락 에폭시수지 100 중량부에 대해서, 70 내지 140중량부를 포함하고,
    상기 바륨은 상기 노블락 에폭시수지 100 중량부에 대해서, 80 내지 120 중량부를 포함하며,
    상기 지르코늄은 상기 노블락 에폭시수지 100 중량부에 대해서, 50 내지 100 중량부를 포함하며,
    상기 세라믹은 상기 노블락 에폭시수지 100 중량부에 대해서, 10 내지 60 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 내열성 조면형성 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 내열성 조면형성 조성물에 경화제를 더 포함하며,
    상기 경화제는 폴리아마이드 변성 폴리아민 또는 폴리아미드 중 적어도 하나를 포함하여 이루어진 것이고, 상기 폴리아마이드 변성 폴리아민 또는 폴리아미드 중 적어도 하나는 상기 노블락 에폭시수지 100 중량부에 대해서, 80 내지 120 중량 부인 것을 특징으로 하는 내열성 조면형성 조성물.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 세라믹은 입자의 크기가 5 내지 250㎛인 것을 특징으로 하는 내열성 조면형성 조성물.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    소포제, 산화방지제, 안정제, 경화촉진제 중 적어도 어느 하나를 포함하는 첨가물은 상기 조면형성 조성물 100 중량부에 대해서, 1 내지 10 중량부인 것을 특징으로 하는 내열성 조면형성 조성물.
  5. 내열성 조면형성 조성물을 이용한 조면형성방법에 있어서,
    노블락 에폭시수지, 유기용제, 바륨, 지르코늄, 세라믹, 경화제를 포함하여 혼합하여 조면형성 조성물을 제조하는 혼합단계;
    상기 혼합단계에서 제조된 조면형성 조성물을 분사압력 0.1Mpa 내지 4.0Mpa, 분사거리 20mm 내지 300mm의 조건하에서 철강 구조물에 스프레이 도포하는 도포단계;
    상기 조면형성 조성물이 도포된 철강 구조물을 10℃ 내지 30℃에서 10 내지 50시간동안 경화시키는 경화단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 내열성 조면형성 조성물을 이용한 조면형성방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 혼합단계에서, 상기 노블락 에폭시수지 100 중량부에 대해서, 상기 유기용제는 70 내지 140중량부를 포함하고, 상기 바륨은 80 내지 120 중량부를 포함하며, 상기 지르코늄은 50 내지 100 중량부를 포함하며, 상기 세라믹은 10 내지 60 중량부를 포함하며, 상기 경화제는 폴리아마이드 변성 폴리아민 또는 폴리아미드 중 적어도 하나를 포함하여 이루어진 것이고, 상기 폴리아마이드 변성 폴리아민 또는 폴리아미드 중 적어도 하나는 80 내지 120 중량부인 것을 특징으로 하는 내열성 조면형성 조성물을 이용한 조면형성방법.
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 혼합단계에서, 상기 세라믹은 입자의 크기가 5 내지 250㎛인 것을 특징으로 하는 내열성 조면형성 조성물을 이용한 조면형성방법.
  8. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 도포단계에서, 상기 조면형성 조성물의 도포량은 20 내지 300g/㎡인 것을 특징으로 하는 내열성 조면형성 조성물을 이용한 조면형성방법.
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