KR101004742B1 - 지상기기 외함의 부식방지, 광고물부착방지, 오염방지, 낙서방지 효과를 동시에 얻기 위한 코팅방법 및 코팅액조성물 - Google Patents

Abstract

본원은 지상기기(변압기, 개폐기)의 기기함 내.외부 부식방지, 광고물 부착방지, 유지보수비용의 절감 효과를 얻기 위한 지상기기함의 코팅방법 및 코팅액조성물에 관한 것으로, 도로변, 녹지 등에 설치되어 있는 지상기기가 자연발생적으로 결로로 인한 자연부식과 외부의 먼지, 분진, 자동차 배출가스 등으로 오염/부식이 이루어지고, 또한 지상기기함 외부로 불법광고물 부착과 낙서로 인한 미관저해의 문제점을 해결하기 위해 안출된 발명이다.
본원은 지상기기의 내.외부 부식방지, 광고물 부착방지, 유지보수비용의 절감 효과를 얻기 위한 수단으로 지상기기의 도장이 하도와 상도로 구분되어 실시되되, 하도용 코팅액은 비스페놀에이 변성 에폭시 수지와 무기 충진제 및 금속 화합물, 머캡토기를 포함하는 폴리에틸렌글리콜을 포함하는 부식방지 코팅조성물과 아민계열의 화합물을 포함하는 경화조성물을 포함하는 조성으로 하도용 코팅액이 만들어지고 하도코팅이 수행되는 단계와, 상기 하도코팅이 수행된 후, 그 상부로 이산화티탄(TiO₂)을 함유한 세라믹 코팅액으로 상도코팅이 실시되는 단계를 포함하는 공정으로 제공되는 지상기기의 코팅방법에 관한 것이다.

Description

지상기기 외함의 부식방지, 광고물부착방지, 오염방지, 낙서방지 효과를 동시에 얻기 위한 코팅방법 및 코팅액조성물{A Coating method and the composition of coating fluid preventing corrosion, flier, pollution and graffiti}

본원은 지상기기(변압기, 개폐기)의 기기함 내.외부 부식방지, 광고물 부착방지, 유지보수비용의 절감 효과를 얻기 위한 지상기기함의 코팅방법 및 코팅액조성물에 관한 것으로, 도로변, 녹지 등에 설치되어 있는 지상기기가 자연발생적으로 결로로 인한 자연부식과 외부의 먼지, 분진, 자동차 배출가스 등으로 오염/부식이 이루어지고, 또한 지상기기함 외부로 불법광고물 부착과 낙서로 인한 미관저해의 문제점을 갖고 있는바, 이들 제반 문제점을 감안하여 안출된 발명이다.

통상적으로 지상기기함은 본체와 본체 내면에 접합되는 다수의 앵글브래킷, 앵글브래킷을 지상기기함 본체와 기초대 사이에 받쳐주는 받침대로 구성될 수 있고, 본체 하단에 받침대 상부를 둘러쌀 수 있도록 커버부가 형성되고, 받침대는 스테인리스강계 금속으로 이루어지고 표면에 도료가 도장되어 제공되고, 다시 좌우 쪽 앵글 브래킷을 받치는 1쌍의 세로프레임, 이 각 세로프레임의 양끝에 접합되어 앞뒤 쪽 앵글 브래킷을 받치는 1쌍의 가로프레임으로 구성되고, 이때 각 세로프레임 및 가로프레임에는 통풍구가 형성되는 양태로 제공되고 있다.

한국전력 구매 시방서에 의하면, 주상 변압기 및 지상 변압기의 외함은 “표면에 기름기 등이 없는 상태에서 녹, 이물질 등을 완전히 제거, 세정한 후 외장용 분체도료 전체 면이 60㎛ 이상의 도막이 형성되도록 도장하여야 하며, 코너 부위 등에 비 도장된 부분이 없어야 한다”라고 되어 있어 실제 대부분의 변압기 외함은 “분체 정전 도장” 방법으로 코팅처리되고 있으나, 설치장소 및 사용조건에 따라 변압기 사용수명에 큰 영향을 주고 있다.

통상적으로 변압기 외함의 기능은 변압기 절연유를 담는 그릇과 변압기 내부의 열을 발산시키는 방열기능, 변압기 내부의 압력 발생시 이를 견뎌주는 기계적 강도가 요구되는 관계로 기능 및 가격을 고려하여 유리한 재질을 선택하여 사용하고 있지만, 부식상태가 심하면 절연유가 유출되는 사고가 발생하게 되고, 이로 인한 민원의 발생은 물론 변압기 수명단축, 빈번한 부식발생 및 빈번한 도장공사, 교체 등으로 인하여 예산의 낭비를 초래하고 있어 부식문제를 해결하는 것이 무엇 보다 중요하다 할 수 있다.

이러한 지상기기 외함의 부식문제를 보강하고 수명을 연장시키기 위하여 호주, 유럽 등의 국가에서는 외함을 아연도금한 철판을 사용하거나 외함 중 가장 부식하기 쉬운 방열기 부분만 용융아연 도금처리하여 사용하고 있고, 국내의 경우 일부 회사에서 변압기 주문시 방열기 부분만 용융아연도금 처리하여 제작하도록 요구하고 있는 실정이어서 지상기기함의 제작단가를 높이면서 실제적으로는 기대한 만큼의 효과를 얻지 못하는 문제점을 갖는다.

지상기기 외함의 내부 부식은 내부기기의 발열과 외부의 온도차로 인한 결로현상으로 부식이 발생하고, 내부 천정에 모인 물기는 하부로 흘러내리며 전체적인 부식을 초래하며, 지상기기함의 외부 표면에는 광고물 전단지, 스티커, 벽보 등이 부착되어 지저분하게 됨으로 이를 방지하기 위해 광고물부착방지도료나 광고물부착방지시트, 광고물부착 방지판 등이 부분적으로 설치되고 있어서 별도의 유지관리 비용이 발생하거나, 또한 이들을 교체해야하는 교체비용과 폐기물이 발생하는 경우 그 처리비용이 추가될 수 있으며, 또한 지상기기 외부표면에 스프레이 등을 이용하여 낙서를 하게 됨으로, 이를 지워서 미관을 유지해야하는 상항 등이 발생하여 지상기기 외함의 안전한 유지관리를 위해서는 많은 경제적 손실이 발생하고 있는 현실이다.

본원은 상기와 같은 제반 문제점을 감안하여 내.외부 부식방지와 광고물부착방지, 낙서방지, 기타의 오염방지를 동시에 일괄하여 해결할 수 있는 결할 수 있는 코팅방법을 이용한 지상기기 외함의 유지관리공법에 관한 것이다.

종래의 지상기기(변압기, 개폐기)의 기기함의 안전관리 차원에서 도출된 문제점들을 요약정리하여 보면, 지상기기는 내부의 더운 열과 외부의 찬 열이 교차하면서 결로의 발생으로 인하여 내부 및 외부부식이 발생하여 수시로 부식방지제 등으로 코팅하게 되고, 불법광고 부착물을 제거해야하며, 낙서나 오염물을 제거하기 위한 청소 및 도장 등으로 유지 보수, 관리에 경제적 비용을 부담해야 되고, 또한 예를 들어 지상기기 44DS를 기준으로 보수나 관리에 소요되는 시간을 산정하는 경우 지상기기 외함의 내부 부식방지제 시공에 약 2시간, 외부 부식방지 시공에 약 2시간, 불법광고 부착물 제거 및 재 도장 약 2시간, 낙서 및 오염시 청소후 재도장에 약 2시간이 소요되는바, 상기 작업을 수행하기 위하여 각각 별개의 시공을 위한 실태조사, 공사계약과 시공감독 등의 보고와 결재 등 관리자 업무량의 증가와 현장관리의 불편함과 경제적 손실은 이루 헤아릴 수 없다.

상기 유지관리업무를 게을리 하는 경우, 도로주변이나 녹지에 노출되어 설치된 지상기기(변압기, 개폐기)가 각종먼지와 자동차배기가스 등의 오염물질로 외관이 더럽혀지고 내,외부 부식이 발생하며, 지저분한 광고물의 부착으로 , 도시환경 미관을 해하게 되고, 광고물 부착방지물(시트, 도료, 판) 수명을 3-5년으로 볼 때 기기수명을 20년으로 기준하는 경우 3~5번의 설치작업, 코팅작업, 교체작업 등의 비용과 이로 인한 폐기물 발생에 따른 경제적 손실도 뒤따른다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 개시된 선행기술들을 살펴보면, 등록실용신안 제0335264호 기술에서는 지상기기함과 기초대 사이에 통풍구를 갖는 받침대를 설치하여 지상기기함의 내부로 외기를 유입하기 위한 통로를 형성하여 지상기기함의 하부 쪽 통풍을 상부 쪽과 같이 원활히 이루어지도록 함으로써 지상기기함의 내부의 습기를 제거하고 이에 의해 부식을 최소화할 수 있는 방식의 부식방지형 지상기기함 관련기술로, 지상기기함 받침대의 상부를 감싸는 커버를 형성하여 각종 오염물질이 지상기기함의 표면을 타고 흐르다가 기초대로 직접 낙하되도록 함으로써 오염물질에 의한 부식을 최소화고자 하는 물리적 수단의 기술이 개시되어 있으나, 상기 기술은 춘하추동의 계절변화가 큰 우리나라의 기후에서 그 효과는 극히 제한적으로 나타날수 밖에 없는 한계를 갖는 기술이다.

또 다른 기술로 등록특허 제0744156호에서 변압기 외함에 적용하기 위한 기술로 아연 피막제를 이용한 변압기 외함의 방청방법 기술이 개시되어 있는바, 상기 기술은 복잡한 구조와 도포하기가 어려운 후미진 부분을 많이 갖고 있는 변압기 외함에 적용하기에 용이하고, 음극보호 기능으로 철재를 보호함과 동시에 차폐 피막을 형성하여 모재를 이중으로 보호해줄 수 있는 금속의 부식방지 코팅제로서의 고순도 고함량의 아연피막제를 이용한 변압기 외함의 방청방법으로, 변압기의 외함의 표면처리로서 샌드브라스트 처리를 하고, 아연피막제를 이용하여 정전 도장을 실시하고, 방열판과 판 사이는 전기를 차단하여 폴건으로 도포를 하며, 상도로서 세라믹 도료를 도포하는 과정을 갖는 기술이 개시되어 있다.

그러나 상기 특허기술로 제공되는 코팅효과는 투자되는 비용에 비해 부식방지효과가 상대적으로 단기간인 3~5년에 머므르는 한계를 갖는다.

본원은 지상기기의 내.외부 부식방지, 광고물 부착방지, 유지보수비용의 절감 효과를 얻기 유지관리방법을 찾기 위한 과제를 갖고 시작된 발명이다.

본원은 상기 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 지상기기 몸체에 먼저 하도층으로 변성에폭시수지 및 무기충진제를 주성분으로 포함하는 부식방지 조성물로 하도용코팅을 실시하고, 그 상부로 이산화티탄(TiO₂)을 함유한 세라믹막질층을 상도층으로 코팅시키는 코팅방법을 통하여 지상기기의 내.외부 부식방지효과, 광고물 부착방지효과, 오염물 제거효과를 충족시키는 유지관리방법 및 코팅액조성물을 제공하고자 하는 목적을 갖는 발명이다.

본원은 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 1차적으로 하도코팅을 형성한 후 2차적으로 상도코팅을 수행하므로 상기 목적을 달성할 수 있음을 확인하여 완성된 발명으로서, 먼저 1차공정인 하도코팅액은 비스페놀에이 변성 에폭시 수지 30 ~ 60 중량부, 무기 충진제 20 ~ 40 중량부, 금속물 15 ~ 25 중량부 및 머캡토기를 포함하는 폴리에틸렌글리콜 5 ~ 15 중량부를 포함하는 부식방지 코팅조성물과 아민계열의 화합물을 포함하는 경화조성물을 3 ~ 5 : 1 중량비율로 포함하는 조성으로 1차 부식방지 하도코팅이 200~350㎛ 범위로 수행되는바, 본원에서 제공되는 하도층 프라이머는 수중, 결로, 습기 분위기에서도 사용이 가능하며 결로와 습기 분위기의 보수에 부식방지 성능이 우수한 효과를 갖는다

본원은 상기 하도코팅을 통하여 지상기기에서의 내.외부 부식방지 문제를 해결한 후, 그 상부로 이산화티탄(TiO₂)을 함유한 세라믹막질층을 상도층으로 코팅시킴으로 지상기기의 광고물 부착방지 효과, 낙서 방지, 오염물 제거 효과를 충족시키는 상도코팅을 통하여 본원의 목적을 달성할 수 있음을 확인하여 완성된 발명이다.

본원에서와 같이 먼저 부식방지 코팅조성물과 아민 계열의 화합물을 포함하는 경화조성물을 적정비율로 배합하여 하도코팅이 수행된 후, 이산화티탄(TiO₂)을 함유한 세라믹 코팅제로 상도코팅이 이루어지는 경우, 습기가 많은 해안지역이나 수중시설이나 지하매설 구조물에서도 부식방지 성능이 매우 우수하게 나타나며, 철저한 표면처리가 되지 않은 거칠은 표면이나 접착이 잘 되지 않는 재질에서의 접착력도 매우 우수하여 본원에서와 같이 1차 하도코팅 후 상도코팅이 이루어지는 경우 지상기기 표면에 스프레이 등을 이용하여 낙서를 하고자 하는 경우에도 표면에 낙서가 남지 않게 되고, 또한 지상기기 표면에 불법 부착광고물을 부착시키고자 하는 경우에도 광고물이 부착되지 않는 특성을 나타내며, 따라서 처음 제조시에 본원에 개시되는 1,2차 하도코팅과 상도코팅이 이루어지는 경우 유지관리비용 측면에서 경제적 비용을 크게 절감할 수 있을 것으로 기대된다.

본원에서 상도로 사용되는 이산화티탄(TiO₂)을 함유한 세라믹 코팅제는 무기질 비율이 높은 코팅제로서 내열성, 내약품성, 내후성, 방오효과, 절연성, 광고물부착 방지 등의 우수한 효과를 제공하게 되며, 가혹한 환경에 있는 금속, 화이버그라스, 강화플라스틱, 콘크리트에 뛰어난 내마모성 및 내부식성을 부여하게 되는바, 본 발명에 의하면 1회 도포 두께로서 건조 피막의 경우는 20 ~ 30 ㎛, 젖은 피막으로서는 30 ~ 40 ㎛로 하는 것이 바람직하고, 반복해서 왕복 도포하는 것이 좋고, 건조시간은 20 ~ 25에서 18 시간 내지 24시간 동안 경화시키는 것이 좋다.

상기 목적을 달성하는 수단으로서 부대공정으로 표면처리 공정이 필요한바, 표면처리의 가장 근본적인 역할은 도장사양의 조기 결함을 유발시킬 수 있는 모든 이물질을 소지로부터 제거하고 도장되는 도료가 양호하게 부착이 될 수 있도록 소지를 깨끗하게 처리하는 것으로서 본원에서 적용하는 지상기기의 외함을 변압기로 가정하고 변압기가 각형인 경우, 1,000 ~ 1,190 ㎛의 크기를 갖는 규사 또는 금강사의 작은 입자를 함께 분사하여 앵커패턴이 각형으로 형성되게 샌드브라스트 처리하는 작업으로 표면처리공정이 전처리 공정으로 수행될 수 있다.

본원에서 1차공정으로 비스페놀에이 변성 에폭시수지 30 ~ 60 중량부, 산화티탄, 알루미나, 실리카, 황산바륨, 흄드 실리카, 탈크 중에서 선택되는 무기 충진제 20 ~ 40 중량부, 금속 화합물 15 ~ 25 중량부 및 머캡토기를 포함하는 폴리에틸렌글리콜 5 ~ 15 중량부를 포함하는 부식방지코팅조성물과 아민 계열의 화합물을 포함하는 경화조성물을 3 ~ 5 : 1 중량비율로 포함하는 조성으로 1차 부식방지코팅액을 만들어 변압기 외함에 대해 도장을 실시하고 폴건을 이용하여 도포를 실시하는 수단으로 하도작업 공정이 수행될 수 있다.

상기 비스페놀에이 변성 에폭시수지는 상기 무기충진제 성분을 수지 내에 고정화시키는 지지체로서의 역할을 하는 것으로, 설페이트계 비스페놀에이 변성 에폭시 수지를 사용할 수 있으며, 설페이트계 비스페놀 에이 변성 에폭시 수지를 사용할 경우 설폐이트계 물질은 산소나 촉매와 반응하여 경화를 일으키는 역할을 하기 때문에 조성물 경화가 더욱 용이한 장점을 갖는다.

상기 비스페놀에이 변성 에폭시수지의 함량은 부식방지 코팅조성물을 100중량부로 기준하는 경우, 변성 에폭시수지가 30 중량부 미만이면 수지 내에 무기 충진제가 균일하게 분사되기 어렵고, 60 중량부 이상이면 내구성이 떨어지는 문제점을 나타낼 수 있다

또한 부식방지 코팅조성물의 무기충진제는 부식방지 코팅제의 내구성과 내충격성을 향상시키는 역할을 하며, 무기충진제의 함량은 코팅조성물 중 20 ~ 40 중량부 비율로 제공될 수 있고, 무기 충진제의 입자 크기는 0.02 내지 5 ㎛범위로 사용될 수 있다.

본원의 부식방지 코팅조성물에 사용되는 금속은 지상기기 구조물이 수분, 염분 또는 산소와 접하는 것을 차단하는 침식 및 부식억제제로서의 역할을 수행하게 되는바, 본원에서 사용되는 금속은 침식 및 부식 억제제의 역할을 하기 위하여 철보다 이온화 경향이 높은 금속으로 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 아연(Zn) 등의 금속 또는 합금을 이용할 수 있고, 주로 아연(Zn)이 많이 사용된다.

상기와 같은 금속의 함량은 코팅조성물 중 15 ~ 25 중량부로 입자 크기는 0.1 내지 10㎛ 범위로 사용될 수 있는바, 금속의 함량이 15 중량부 미만이면 코팅제를 이용하여 형성한 코팅막이 박리되는 상황을 야기할 수 있으며, 금속의 함량이 25 중량부 이상이면 구조물에 코팅막이 고르게 형성되기 어려울 수 있고, 금속의 입자가 0.1㎛ 미만이면 금속의 제조비용을 증가시킬 수 있으며, 금속의 입자가 10㎛ 이상이면 금속 입자가 균일하게 분산되기 어려울 수 있다.

또한, 본원의 부식방지 코팅조성물은 머캡토기(merchapto group; -SH)를 포함하는 폴리에틸렌글리콜을 포함하고, 머캡토기는 에틸렌글리콜 단량체에 1개 또는 2개가 결합될 수 있으며, 폴리에틸렌글리콜은 중합도가 500 내지 1000인 액체 용액을 사용할 수 있는바, 머캡토 기능기를 가진 폴리에틸렌글리콜은 적절한 친수성 및 친유성의 특성을 가지며, 또한 상기한 금속 화합물과 화학적으로 안정상태를 이루어 부식방지 코팅조성물의 접착성, 점도, 안정성 및 요변성을 향상시킨다.

머캡토기를 포함하는 폴리에틸렌글리콜의 함량은 부식방지 코팅조성물 5 ~ 15 중량% 범위에서 사용될 수 있는바, 머캡토기를 포함하는 폴리에틸렌글리콜의 함량이 5 ~ 15 중량% 범위를 벗어나면 코팅작업에 적당한 점도를 얻기 어렵다.

한편, 상기 부식방지 코팅조성물은 침강방지제, 계면활성제, 미생물 방지제, 습윤제, 왁스 첨가제, 색소 등의 첨가제 등이 추가되어 포함될 수 있다.

또한, 본 발명의 부식방지 경화조성물은 아민 계열의 화합물을 포함할 수 있으며, 아민 계열의 화합물로 변성 지방족 아민 또는 제3급 아민류, 흄드 실리카 중 어느 하나나 둘 이상이 혼합상태로 제공될 수 있는바, 예를들면 변성 지방족 아민이 경화조성물 중 40~60 중량부, 제3급 아민류가 20~40 중량부, 흄드 실리카가 10~20범위로 제공될 수 있다.

본원에서 1차 하도용으로 제공되는 부식방지 코팅제는 상기 코팅조성물과 경화조성물이 3 ~ 5 : 1 의 중량부 비율로 혼합되어 사용되는 것이 바람직한바, 코팅조성물과 경화조성물 비율이 3 : 1 미만이면 접착이 늦어지고, 코팅조성물과 경화조성물 비율이 5 : 1 이상이면 경화가 늦어지게 되는 결과를 가져온다.

또한 상도로서 이산화티탄(TiO₂)을 함유한 세라믹 도료를 이용 20 ~ 30 ㎛의 두께로 반복해서 도포하고 20 ~ 25℃에서 18 시간 내지 48시간 동안 경화시키는 공정으로 상도코팅 단계를 포함하는 구성으로 구현되는바, 광촉매로서 아나타제형의 이산화티탄을 사용하고, 이 광촉매와 함께 배합하는 금속산화물로서는, 양성 금속산화물인 알루미나와 염기성 금속산화물인 산화스트론튬과 산화바륨을 사용할 수 있다.

광촉매 배합물을 얻기 위해서는 먼저 광촉매 및 금속산화물의 입자를 얻기 위한 수단으로, 이산화티탄, 알루미나, 산화스트론튬과 산화바륨의 원재료 각각을 볼밀 등의 분쇄장치로 분쇄하거나, 또는 졸·겔법에 의해 이산화티탄, 알루미나, 산화스트론튬과 산화바륨의 미소입자를 얻을 수 있는바, 이 때에 각각의 입자의 입경이 약 0.005∼0.5㎛의 입경범위로 되도록 입도조정을 하게 된다.

다음에, 상기한 바와 같이 준비된 각 배합자료를 각각 물, 알콜 등의 용매에 분산시켜, 각 배합재료 마다의 졸을 조합하게 되고 각 졸에 있어서 분산재의 분산량(예를 들면, 배합재료의 중량/용매용량)을 규정해 두는 수단으로 졸의 조합을 계획하고 이와 같이 조합한 이산화티탄졸(광촉매졸)에 알루미나졸, 산화스트론튬졸, 산화바륨졸의 금속산화물졸을 혼합하여, 이산화티탄/알루미나 혼합졸(Ti/Al졸), 이산화티탄/산화스트론튬 혼합졸(Ti/Sr졸) 및 이산화티탄/산화바륨혼합졸(Ti/Ba졸)을 얻을 수 있다.

이 경우, 상기 각각의 혼합졸을 조정함에 있어서는, 광촉매졸의 혼합량, 금속산화물졸의 혼합량을 칭량하여, 각각의 칭량량을 변경시킴으로써 광촉매와 금속산화물의 배합 비율이 여러 가지의 값을 채택하는 혼합졸이 조절되는데, 즉 혼합졸에 있어서 금속산화물의 중량을 a, 광촉매의 중량을 b로 나타낸 경우에, a/(a+b)로 표시되는 배합비율(이하, 이 a/(a+b)를 배합비율결정비로 부른다)이 여러 가지로 조절하여 광촉매 배합물이 조절될 수 있다.

또한, 상기 공정을 채택하는 것 외에 조합된 광촉매졸에 입도조정을 한 알루미나 등의 입자를 첨가, 분산시켜서 Ti/Al졸 등으로 할 수도 있고 또 입도조정을 한 광촉매입자와 알루미나 등의 입자를 교대로 또는 동시에 상기 용매에 분산시켜서 처음부터 광촉매입자와 알루미나 등의 입자가 분산한 Ti/Al졸 등으로 할 수도 있으며, 상기와 같이 조정한 광촉매배합물(Ti/Al졸, Ti/Sr졸, Ti/Ba졸의 각 혼합졸)을 사용해서 광촉매기능을 발휘하는 광촉매를 얻어 이용할 수 있다.

이하 본원의 기술사상이 구체적으로 구현되는 실시양태는 하기의 "발명을 실시하기 위한 구체적 내용"란 기재에서 실시예를 통하여 상세히 설명하기로 한다.

본원은 지상기기 몸체에 먼저 하도층으로 변성에폭시수지 및 무기충진제를 주성분으로 포함하는 부식방지제로 코팅을 실시하고, 그 상부로 이산화티탄(TiO₂)을 함유한 세라믹막질층을 상도층으로 코팅시킴으로 지상기기의 내.외부 부식방지효과, 광고물 부착방지효과, 오염물 제거효과를 충족시키게 됨으로 유지관리비용을 획기적으로 절약하는 효과를 제공하게 된다.

종래의 지상기기함의 외부 표면에는 광고물 전단지, 스티커, 벽보 등이 붙어 지저분함으로 광고물부착방지도료나 광고물부착방지시트, 광고물부착 방지판 등의 설치로 별도의 유지관리 비용이 발생하거나, 지상기기 외부표면에 스프레이 낙서를 하여 이를 지워서 미관을 유지해야하는 상항 등이 발생하여 지상기기 외함의 안전관리를 위해 경제적 손실이 크게 발생하였으나, 본원의 공법이 적용되는 경우내.외부 부식방지문제, 광고물부착문제, 낙서문제, 기타의 오염물 문제등을 동시에 해결할 수 있는 관리방법을 제공한다.

본원의 기술사상을 구현하기 위한 발명의 실시내용을 기재하기에 앞서, 본 출원의 명세서나 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 될 것이며, 본원의 보호범위는 본원발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 할 것이며, 본 명세서에 기재된 예시는 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본원의 기술사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 할 것이다.

또한 본원의 기술사상에서 아래에 기재되는 조성물의 상한치 및 하한치 수치의 범위는 수 많은 시행착오를 거치면서 밝혀낸 베스트 모드를 기재한 것으로 수치의 상한 및 하한을 나타내는 범위는 기재된 수치의 상한 및 하한을 벗어나는 경우에는 발명자가 원하는 목적을 달성할 수 없거나 미약하기 때문에 정해진 수치임을 인식하여야 할 것이다.

본원은 지상기기의 내.외부 부식방지, 광고물 부착방지, 유지보수비용의 절감 효과를 얻기 위한 유지관리방법에서, 지상기기의 부식방지는 물론 광고물 부착이나 낙서를 방지하기 위한 수단으로서 지상기기에 하도코팅과 상도코팅이 구분되어 실시되되, 하도코팅액은 비스페놀에이 변성 에폭시 수지 30 ~ 60 중량부, 산화티탄, 알루미나, 실리카, 황산바륨, 흄드 실리카, 탈크 중에서 선택되는 무기 충진제 20 ~ 40 중량부, 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 아연(Zn) 중에서 선택되는 금속 15 ~ 25 중량부 및 머캡토기를 포함하는 폴리에틸렌글리콜 5 ~ 15 중량부를 포함하는 부식방지 코팅조성물과 아민계열의 화합물을 포함하는 경화조성물을 3 ~ 5 : 1 중량비율로 포함하는 조성으로 하도코팅이 이루어지고, 상도코팅액은 이산화티탄(TiO2)을 함유한 세라믹 코팅액으로 상도코팅이 이루어짐으로 지상기기의 부식방지 효과와 광고물 부착방지 효과 및 오염물 제거 효과를 충족시키는 지상기기의 유지관리방법 및 도장방법에 관한 기술사상이다.

상기의 코팅조성물에 기존에 사용되는 침강방지제, 계면활성제, 미생물 방지제, 습윤제, 왁스 첨가제, 색소 등의 첨가제 등이 추가되어 제공될 수 있다.

다음에, 본 발명의 실시의 형태를 실시예에 기초해서 설명한다.

1. 하도용으로 제공되는 코팅액 제조 실시예

①. 부식방지 코팅액의 제조

(주)성전에서 상표명:SJ100으로 제공되는 설페이트계 비스페놀 에이 변성 에폭시 수지 4 ㎏과, 볼밀로 갈아서 0.5~2 ㎛ 범위의 미립자 산화티탄 1.0 ㎏, 알루미나 0.5 ㎏, 실리카 0.5 ㎏, 황산바륨 0.5 ㎏, 탈크 0.5 ㎏의 무기충진제와 금속으로 0.5 내지 2㎛ 범위의 알루미늄(Al) 0.5 ㎏, 마그네슘(Mg) 0.5 ㎏, 아연(Zn) 1.0 ㎏에 제조원 엔엠피에서 상표명 NMP로 제공되는 머캡토 기능기를 가진 폴리에틸렌글리콜 1.0 ㎏을 넣고 혼합하여 부식방지 예비코팅액을 제조하였다

②. 경화조성물의 제조

제조원 국도에서 상표명 K500 으로 제공되는 변성 지방족 아민 6.0 ㎏, 제3급 아민 3 ㎏, 대명케미칼에서 상표명 흄드실리카로 제공되는 흄드 실리카가 1 ㎏을 배합하여 경화조성물을 제조하였다.

실제 하도용으로 사용시에는 ①의 부식방지 코팅액 4 : ②의 경화조성물 1의 비율로 혼합하여 사용하였다

2. 상도용으로 제공되는 TiO₂ 함유 세라믹 코팅액 제조 실시예

①. 항균금속을 고정화하는 무기수산화물 수 분산체의 제조

증류수 또는 이온교환수 1000ml를 0℃가 유지되도록 빙냉 교반하면서 황산티타늄{Ti(SO₄)₂} 15ml를 서서히 적하 후 10분 동안 서서히 교반, 혼합하였다. 교반을 계속하면서 질산구리{Cu(NO₃)₂·3H₂O} 0.5g과 질산은(AgNO₃) 0.3g을 차례로 서서히 투입하고 30분 동안 교반한 후 pH 7이 되도록 암모니아수(NH₄OH, 0.5mol/ℓ)를 서서히 적하였다. 그러면 유백색의 침전 생성물을 얻을 수 있게 되는데 그 상태에서 교반을 멈추고 12시간 동안 유지시켰다. 이어서 침전물을 필터 한 후 이온교환수로 충분히 세척함으로써 Cu와 Ag 성분이 포함된 수산화티타늄 겔을 얻게 되었다. 여기에 이온교환수를 첨가하여 적정농도(TiO₂ 로 환산하여 약 0.9wt%)의 혼합액을 만들고, 여기에 암모니아수(28%)를 첨가하여 pH가 9.5가 되도록 한 후 유화믹서(homo. mixer)를 이용하여 3시간 동안 분산처리하여 미립자 상태(1nm~100nm)의 콜로이드를 형성하도록 하였다. 이로써 Cu와 Ag 항균금속성분이 고정화된, 즉 화합물 형태로된 수산화티타늄 콜로이드 용액을 만들었다.

②. 항균금속이 함유된 TiO₂ (anatase) 광촉매 분말의 제조

증류수 또는 이온교환수 1000ml를 0℃의 온도가 유지되도록 빙냉 교반하면서 사염화티타늄(TiCl₄) 10ml를 서서히 적하한 후 10분 이상 충분하게 혼합하여 두고, 다른 용기에서 암모니아수 용액(NH₄OH, 0.5mol/l)을 제조한 후 사염화티타늄용액에 서서히 적하하면서 교반하여 pH 7이 될 때까지 계속하여 중화 적정을 행하였다. 이로서 유백색의 침전 생성물이 얻어지면 교반을 멈추고 그 상태에서 12시간 동안 유지시키고, 침전물을 필터링하고 이온교환수로 충분히 수세한 후 질산은 수용액을 이용하여 은 거울 반응으로 염소이온의 잔량여부를 확인하였다.

이상이 없으면 이온교환수를 첨가하여 총량이 700ml가 되도록 하고 유화기를 이용하여 1시간 정도 교반을 계속하여 수중에 고르게 침전물을 분산시켰다. 따라서 Ti(OH)₄ 수분산액을 얻었으며, 여기에 28% 과산화수소(H₂O₂) 20m1를 약 30분에 걸쳐 적하하면서 교반하고, 50℃로 가열하면서 완전 투명의 진노랑색으로 용해되면 온도를 80℃로 가온하고 프로펠러믹서기(propeller mixer)를 이용하여 80℃를 유지하면서 100rpm 내지 500rpm으로 1시간 동안 교반하였다. 이때 상당량의 과산화수소가 분해하여 산소기포가 발생되어 제거되고 동시에 진노랑색의 투명용액이 만들어지게 되는데 이는 과산화티탄산용액으로 수 nm크기의 콜로이드 용액이다. 여기에 이온교환수를 첨가하여 900ml가 되도록 한 다음 30℃로 유지하면서 서서히 교반하고 상기 항균금속이 고정화된 수산화티타늄 수분산액 300ml를 30분에 걸쳐 서서히 첨가하고 다시 프로펠러 믹서기를 이용하여 700rpm으로 1시간 동안 계속 교반하였다.

이와 같이 충분히 혼합된 상태에서 오토클래이브(autoclave) 반응기에 투입하고 800rpm으로 프로펠러 교반기로 교반을 계속하면서 200℃에서 3시간 동안 수열합성 반응시켰다.

그리고, 상온으로 냉각한 후 필터링하고 이온교환수로 충분히 세척하였으며 이때의 생성물을 X선회절분석기(XRD)를 이용하여 분산입자가 아나타제(anatase)임을 확인하고, X선형광분석기(XRF)를 이용하여 아연(Zn)과 은(Ag)성분의 존재를 확인하였다. 이어서 100℃에서 8시간동안 건조한 후 450℃에서 3시간 동안 열처리하여 항균금속고정화 TiO₂ 광촉매 분말을 제조하였다.

③. 다공성 실리카 코팅액

냉각사관이 부착된 반응 용기에 에탄올 200ml와 테트라에톡시실란 {Si(OC₂ H₅)₄ } 7ml를 첨가하고 30℃를 유지하면서 10분동안 교반한 후 에탄올 100ml, 이온교환수 20ml 그리고 HNO₃ 2ml를 혼합한 용액을 서서히 첨가하고 1시간 동안 교반을 계속하면서 30℃를 유지하였다. 냉각사관을 제거하고 대기 중에서 온도를 80℃로 상승하고 교반 속도를 빨리하여 전체 용량의 절반이 줄어들면 정지하고 상온으로 냉각하여 실리카 코팅용액으로 만들었다.

이와 달리 이미 만들어진 항균금속 고정화 TiO₂ 광촉매 분말과 이온교환수 300ml를 혼합한 후 유리비드밀(glass bead의 크기는 2mmØ)에 투입하고 1000 내지 3000rpm으로 30분동안 밀링(milling)하여 입자크기가 10 내지 100nm인 무기산화물 분산졸(sol)을 제조하였다. 여기에 상기 실리카 코팅용액을 첨가하고 80rpm의 속도로 2시간 동안 교반한 후 이온교환수 200ml를 첨가하고 로터리증발기(rotary evaporator)를 이용하여 감압증류하여 알콜성분을 제거함으로써 다공성 실리카가 코팅된 항균금속 함유 광촉매 분산 코팅액을 얻었다.

Claims (3)

1. 지상기기의 내.외부 부식방지, 광고물 부착방지, 유지보수비용의 절감 효과를 제공하기 위한 코팅방법에 있어서,
   지상기기의 도장이 하도와 상도로 구분되어 실시되되,
   하도용 코팅액은 비스페놀에이 변성 에폭시 수지 30 ~ 60 중량부, 산화티탄, 알루미나, 실리카, 황산바륨, 흄드 실리카, 탈크 중에서 선택되는 무기 충진제 20 ~ 40 중량부, 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 아연(Zn) 중에서 선택되는 금속 15 ~ 25 중량부 및 머캡토기를 포함하는 폴리에틸렌글리콜 5 ~ 15 중량부를 포함하는 부식방지 코팅조성물과 아민계열의 화합물을 포함하는 경화조성물이 3 ~ 5 : 1 중량비율로 포함하는 조성으로 하도용 코팅액이 만들어지고 하도코팅이 수행되는 단계;
   상기 하도코팅이 수행 된 후, 그 상부로 이산화티탄(TiO2)을 함유한 세라믹 코팅액으로 상도코팅이 실시되는 단계;
   를 포함하는 공정을 통하여 지상기기의 내.외부 부식방지 효과, 광고물 부착방지 효과, 오염물 제거 효과를 동시에 충족시키는 것을 특징으로 하는 지상기기의 코팅방법.
2. 지상기기의 내.외부 부식방지, 광고물 부착방지, 유지보수비용의 절감효과를 얻기 위한 지상기기 유지관리방법에 있어서,
   지상기기에 부식방지는 물론 광고물 부착이나 낙서를 방지하기 위한 수단으로서 지상기기에 하도코팅과 상도코팅이 구분되어 실시되는 유지관리방법이 적용되되,
   하도코팅액은 비스페놀에이 변성 에폭시 수지 30 ~ 60 중량부, 산화티탄, 알루미나, 실리카, 황산바륨, 흄드 실리카, 탈크 중에서 선택되는 무기 충진제 20 ~ 40 중량부, 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 아연(Zn) 중에서 선택되는 금속 15 ~ 25 중량부 및 머캡토기를 포함하는 폴리에틸렌글리콜 5 ~ 15 중량부를 포함하는 부식방지 코팅조성물과 아민계열의 화합물을 포함하는 경화조성물을 3 ~ 5 : 1 중량비율로 포함하는 조성으로 하도코팅액이 만들어져서 하도코팅이 먼저 이루어지고,
   상도코팅액은 이산화티탄(TiO2)을 함유한 세라믹 코팅액으로 상도코팅이 이루어짐으로 지상기기의 부식방지 효과와 광고물 부착방지 효과 및 오염물 제거 효과를 얻으며 지상기기를 보호하는 지상기기 유지관리방법.
3. 지상기기의 내. 외부 부식방지를 이루기 위한 코팅액조성물에 있어서,
   코팅액의 조성이 비스페놀에이 변성 에폭시 수지 30 ~ 60 중량부, 산화티탄, 알루미나, 실리카, 황산바륨, 흄드 실리카, 탈크 중에서 선택되는 무기 충진제 20 ~ 40 중량부, 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 아연(Zn) 중에서 선택되는 금속 15 ~ 25 중량부 및 머캡토기를 포함하는 폴리에틸렌글리콜 5 ~ 15 중량부를 포함하는 부식방지 코팅조성물과 아민계열의 화합물을 포함하는 경화조성물이 3 ~ 5 : 1 중량비율로 함유되어 부식방지용으로 제공되는 코팅액조성물.