KR101489210B1 - 폐도자기 분쇄 미분말을 포함하는 수중 구조물 보호용 코팅제 및 이를 이용한 수중 구조물 보수보강방법 - Google Patents

폐도자기 분쇄 미분말을 포함하는 수중 구조물 보호용 코팅제 및 이를 이용한 수중 구조물 보수보강방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101489210B1
KR101489210B1 KR20140093395A KR20140093395A KR101489210B1 KR 101489210 B1 KR101489210 B1 KR 101489210B1 KR 20140093395 A KR20140093395 A KR 20140093395A KR 20140093395 A KR20140093395 A KR 20140093395A KR 101489210 B1 KR101489210 B1 KR 101489210B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
coating agent
underwater structure
coating
diluent
Prior art date
Application number
KR20140093395A
Other languages
English (en)
Inventor
윤경준
이재화
설재숙
Original Assignee
씨엘엠테크(주)
씨엘엠건설(주)
윤경준
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 씨엘엠테크(주), 씨엘엠건설(주), 윤경준 filed Critical 씨엘엠테크(주)
Priority to KR20140093395A priority Critical patent/KR101489210B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101489210B1 publication Critical patent/KR101489210B1/ko

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D29/00—Independent underground or underwater structures; Retaining walls
    • E02D29/045—Underground structures, e.g. tunnels or galleries, built in the open air or by methods involving disturbance of the ground surface all along the location line; Methods of making them
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D131/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an acyloxy radical of a saturated carboxylic acid, of carbonic acid, or of a haloformic acid; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D131/02—Homopolymers or copolymers of esters of monocarboxylic acids
    • C09D131/04—Homopolymers or copolymers of vinyl acetate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D163/00—Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D37/00—Repair of damaged foundations or foundation structures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

본 발명은 방청력과 부착력을 향상시키고, 유해 물질로부터 작업환경을 보호하기 위하여 에폭시 수지, 경화제, 분산제, 안료 및 폐도자기 분쇄 미분말을 포함하는 수중 구조물 보호용 코팅제 및 탄성 격자형 PPE섬유로 이루어진 보강재를 이용한 수중 구조물 보수보강방법에 관한 것으로서, 수중 구조물 보호용 코팅제를 이용한 수중 구조물 보수보강방법은 에폭시 수지 또는 폴리비닐아세테이트 40 내지 50 중량%, 착색방청안료로서 알루미늄 트리포스페이트 또는 이산화 티타늄 10 내지 20 중량%, 체질안료로서 폐도자기 분쇄 미분말 또는 아연 분말 25 내지 35 중량%, 분산제 1 내지 5 중량%, 희석제 1 내지 5 중량% 및 기타 첨가제를 포함하는 주제를 준비하는 제 1단계; 지방족 변성 아민 70 내지 90 중량%, 희석제 5 내지 15 중량%, 경화 촉진제 3 내지 5 중량% 및 기타 첨가제를 포함하는 경화제를 준비하는 제 2단계; 상기 주제와 상기 경화제를 100 : 40 내지 70 중량비로 혼합한 수중 구조물 보호용 코팅제를 준비하는 제 3단계; 상기 수중 구조물 보호용 코팅제를 수중 구조물에 도포하는 제 4단계; 상기 제 4단계에서 도포된 수중 구조물 보호용 코팅제가 경화되기 전에 탄성 격자형 폴리페닐렌에테르(PPE)섬유로 이루어진 보강재를 수중 구조물에 부착하는 제 5단계; 및 상기 제 3단계에서 혼합된 수중 구조물 보호용 코팅제를 수중 구조물에 마감도포하는 제 6단계로 이루어진다.

Description

폐도자기 분쇄 미분말을 포함하는 수중 구조물 보호용 코팅제 및 이를 이용한 수중 구조물 보수보강방법{Coating having porcelain powder protecting underwater structures and method of thereof}
본 발명은 폐도자기 분쇄 미분말을 포함하는 수중 구조물 보호용 코팅제 및 이를 이용한 수중 구조물 보수보강방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방청력과 부착력을 향상시키고 수중 구조물의 성능개선하며 유해물질로부터 작업환경을 보호하기 위하여, 에폭시 수지, 경화제, 분산제, 안료 및 폐도자기 분쇄 미분말을 포함하는 수중 구조물 보호용 코팅제 및 탄성 격자형 폴리페닐렌에테르 (PPE)섬유로 이루어진 보강재를 이용한 담수 및 해수를 포함하는 수중 구조물의 보수보강방법에 관한 것이다.
일반적으로 건설산업의 급격한 발전으로 대량의 수중 및 지하 콘크리트 구조물 건설로 수중구조물의 유지관리 및 보수보강 문제가 큰 문제로 제기되고 있다. 또한, 콘크리트 구조물의 시공 중 부적절한 재료의 사용과 부실시공 및 시공 후 유지관리의 미비로 대규모의 보수 및 보강공사기 빈번하게 수행하고 있는 실정이다. 또한, 콘크리트 및 철 구조물의 방식/방수처리가 불충분하여 철근부식, 콘크리트부식, 중성화 및 결로현상이 발생되고 있다. 특히, 수중 구조물의 보수 및 보강은 기존 콘크리트 및 철 구조물과의 수중 부착 및 강도가 매우 중요하다. 또한, 콘크리트 구조물의 수밀성 및 염분확산은 비록 구조물에 또 다른 하자가 발생되지 않더라도 매우 중요하다. 따라서, 수중 구조물에 대한 새로운 재료의 보수보강공법이 요구되고 있다.
종래의 수중 구조물의 코팅제는 내약품성, 접착성, 및 기계적 강도가 우수한 반면 내후성, 내수성, 내자외선에는 취약하여, 습윤 환경이나 수중에서의 도장 작업시에는 도막과 구조재인 콘크리트 또는 철재와의 접착력이 약하고 열팽창계수의 차이로 인하여 파도, 유속에 의해서 박리현상이 발생하는 단점이 있다. 일반적으로, 내구성이 취약한 에폭시 수지 등으로 이루어진 수중 코팅제의 내구성을 향상시키기 위해 세라믹재료를 일부 혼용한 조성물이 있으나 물에 의한 최외부층으로부터의 에폭시수지 분자구조 변화나 부착성능의 노후화를 막을 수는 없었으며 현재까지도 적절한 해결 기술이 없는 실정이다. 때문에, 구조물의 신뢰성 높은 장기적 사용을 보장하기 위한 수중에서의 적절한 방식 방청 시스템의 도입이 필요하다.
이러한 각종 토목 및 건축물을 포함하는 콘크리트의 구조물들이 이산화탄소 및 산성비가 불연속체인 삼상(三相)의 흙속에 침투하여 중화되면서 외력이 가해지면 변위가 생기는데, 이 때, 콘크리트의 균열현상과 철근의 부식으로 구조물의 내하력이 저하되는 현상은 이산화탄소의 침투뿐만 아니라, 콘크리트에 혼합되는 자갈(석산) 및 모래(해사세척사)가 화산암의 경우에 가속되는 것으로 알려져 있다. 특히, 교각 및 교각우물통과 습윤조건의 지하건물 보수보강 시에는 수중 및 습윤조건의 손상부와 보수보강재의 접착력이 미약하여 일체화되지 못하고 이완상태에서 경화되므로 보수보강부가 박리, 탈락되는 현상에 의해 보수보강능력을 상실하게 되는 문제점이 많았고, 더욱 물이 흐르는 교각의 경우에는 보수보강재가 흐르는 유속에 의해 쉽게 유실되는 큰 문제점을 갖고 있는 것이다. 일반적으로 해상의 수중 구조물은 해수의 영향을 받아 구조체로의 염분확산, 세굴, 침식, 선박의 충돌 현상이 발생하고 이로 인해 재료의 열화, 박리, 탈락현상 등이 발생하였다.
뿐만 아니라, 코팅제의 안료 성분으로서 코발트, 카드늄과 같은 합성 안료나 유기 안료를 사용하는 경우 인체에 유해한 물질이 포함될 수 있어, 작업환경의 위험성을 증가시키는 요인으로 작용해왔으며, 장시간 작업하는 경우 작업자의 건강을 해치는 치명적인 문제점이 발생되고 있었다. 또한, 촉매화 반응 등에 의한 반응개시로 부식방지에 뛰어난 납, 크롬 등의 혼합물에 의해 보호코팅하고 있어 환경을 오염시키는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2006-0037560호 (발명의 명칭: 습윤 및 수중 콘크리트 구조물 보수ㆍ보강재 및 보수ㆍ보강공법, 공개일자: 2006년05월03일)
본 발명의 목적은 콘크리트 및 철재 구조물의 내구성 및 고강도를 확보하고, 염화물 차단하며, 철근부식 및 누수방지 및 시설물 유지보수비를 절감시키고, 습윤조건하에서의 높은 수밀성과 충분한 강도를 확보할 수 있도록 함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 에폭시계의 코팅제, 착색방청안료, 체질안료, 분산제, 접촉 촉진제 등으로 이루어진 보수보강재를 구조물 표면에 도막함으로서 수중에서 재료의 분리가 발생하지 않아 습윤면이나 수중에서 손상된 구조물을 완벽하게 보수보강하고 효율적인 유지관리로 성능개선 되도록 함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 기존 구조체와 일체화되지 못하고 습윤 장소나 수중 손상부에 대해 접착력이 미약하고 열팽창계수의 차이로 인하여 시공 후 이완상태에서 경화됨으로서 보수보강재가 박리, 탈락하는 문제점을 해결하고자, 습윤면이나 수중에서 재료의 분리가 발생하지 않도록 보강 대상면과 보강재료와 강한 접착력을 부여함과 동시에 고강도를 가지도록 에폭시 수지를 주제로 하는 새로운 조성의 수중 구조물 보수보강용 코팅제를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 수중구조물에 코팅 및 코팅제 도포장치를 이용하여 수중에서 보수보강면에 직접 도포하는 보수보강 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 에폭시 수지와 방청력과 부착력을 향상시키기 위한 경화제, 분산제 등의 각종 첨가제를 혼합하여 제조한 부식방지용 코팅제로서, 규제대상인 납, 크롬을 함유하지 아니하여 환경공해를 방지할 수 있어 작업환경이 우수한 것을 특징으로 하며, 수중에서의 파도, 유속으로 인한 재료유실을 방지하기 위한 부식방지용 코팅제 조성물을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 목적은 코팅재를 콘크리트 구조물의 표면에 도포하면 산성인 시멘트를 중성화시켜 환경에 유해한 환경호르몬을 배출하지 않는 자연친화적인 콘크리트 구조물로 변화시킬 수 있으며, 또한 수중 콘크리트 구조물에 도포하면 외부의 해수가 콘크리트 구조물내로 침투되는 것을 방지하여 결과적으로 수중의 콘크리트 구조물의 염해 및 열화되는 것을 방지함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은 인체에 무해하고, 독소로부터 안전한 폐도자기 분쇄 미분말을 체질 안료로 사용함으로서, 환경오염을 방지하는 친환경적 소재를 채택하여 보다 안전한 작업환경을 구축하도록 함에 있다.
전술한 목적을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 수중 구조물 보호용 코팅제를 이용한 수중 구조물 보수보강방법은 에폭시 수지 또는 폴리비닐아세테이트 40 내지 50 중량%, 착색방청안료로서 알루미늄 트리포스페이트 또는 이산화 티타늄 10 내지 20 중량%, 체질안료로서 폐도자기 분쇄 미분말 또는 아연 분말 25 내지 35 중량%, 분산제 1 내지 5 중량%, 희석제 1 내지 5 중량% 및 기타 첨가제를 포함하는 주제를 준비하는 제 1단계; 지방족 변성 아민 70 내지 90 중량%, 희석제 5 내지 15 중량%, 경화 촉진제 3 내지 5 중량% 및 기타 첨가제를 포함하는 경화제를 준비하는 제 2단계; 상기 주제와 상기 경화제를 100 : 40 내지 70 중량비로 수중 구조물 보호용 코팅제를 혼합하는 제 3단계; 상기 제 3단계에서 혼합된 수중 구조물 보호용 코팅제를 수중 구조물에 도포하는 제 4단계; 상기 제 4단계에서 도포된 수중 구조물 보호용 코팅제가 경화되기 전에 탄성 격자형 폴리페닐렌에테르(PPE)섬유로 이루어진 보강재를 수중 구조물에 부착하는 제 5단계; 및 상기 제 3단계에서 혼합된 수중 구조물 보호용 코팅제를 수중 구조물에 마감도포하는 제 6단계로 이루어진다.
이 때, 상기 제 1단계에서 상기 주제는, 비스페놀 A형 에폭시 수지 30 중량%, 폴리비닐아세테이트 18 중량%, 알루미늄트리포스페이트 10 중량%, 이산화 티타늄 5 중량%, 폐도자기 분쇄 미분말 20 중량%, 아연 분말 8 중량%, 상기 분산제로서 벤톤폴리에틸렌그리이스 3 중량%, 상기 희석제로서 페닐글리신에테르 3 중량%, 상기 기타 첨가제로서 폴리에틸렌글리콜 1 중량%, 접촉 촉진제 0.8 중량%, 티몰 0.7 중량% 및 침전방지제 0.5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 제 2단계에서 상기 경화제는, 지방족 변성 아민 80 중량%, 상기 희석제로서 반응성 희석제 13 중량%, 상기 경화 촉진제로서 제 3아민 촉진제 5 중량% 및 상기 기타 첨가제로서 폴리프로필렌 옥시드 2 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 제 4단계는, 코팅제를 저장하고 공급하는 코팅제 공급수단과 상기 코팅제 공급수단과 연결되어 수중 구조물에 코팅제를 도포하는 롤러수단을 포함하는 코팅제 도포장치를 이용하여 수중 구조물 보호용 코팅제를 수중 구조물에 도포하되, 상기 코팅제 공급수단은, 코팅제를 수용하는 저장용기와 상기 저장공간의 일측에 상기 코팅제를 수중 구조물을 향해 이동시키기 위한 공기가 주입되는 공기주입구가 형성된 코팅제 저장부;와 상기 저장공간에 저장된 코팅제를 주입된 공기의 유동에 의하여 배출하는 복수의 공급공과 상기 복수의 공급공을 이격시키는 분리벽이 형성된 코팅제 공급부로 이루어지고, 상기 롤러수단은, 상기 코팅제 공급수단의 공급공과 인접하여 상기 공급공으로부터 유입된 코팅제가 표면에 침윤되는 롤러;와 상기 롤러가 회전하도록 상기 롤러의 회전축과 상기 코팅제 공급수단의 측면에 결합되는 롤러지지부재로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 전술한 목적을 해결하기 위하여 본 발명에 따른 수중 구조물 보호용 코팅제는 에폭시 수지 또는 폴리비닐아세테이트 40 내지 50 중량%, 착색방청안료로서 알루미늄 트리포스페이트 또는 이산화 티타늄 10 내지 20 중량%, 체질안료로서 폐도자기 분쇄 미분말 또는 아연 분말 25 내지 35 중량%, 분산제 1 내지 5 중량%, 희석제 1 내지 5 중량% 및 기타 첨가제를 포함하는 주제 100 중량부; 및 지방족 변성 아민 70 내지 90 중량%, 희석제 5 내지 15 중량%, 경화 촉진제 3 내지 5 중량% 및 기타 첨가제를 포함하는 경화제 40 내지 70 중량부로 이루어진다.
이 때, 상기 주제는, 비스페놀 A형 에폭시 수지 30 중량%, 폴리비닐아세테이트 18 중량%, 알루미늄트리포스페이트 10 중량%, 이산화 티타늄 5 중량%, 폐도자기 분쇄 미분말 20 중량%, 아연 분말 8 중량%, 상기 분산제로서 벤톤폴리에틸렌그리이스 3 중량%, 상기 희석제로서 페닐글리신에테르 3 중량%, 상기 기타 첨가제로서 폴리에틸렌글리콜 1 중량%, 접촉 촉진제 0.8 중량%, 티몰 0.7 중량% 및 침전방지제 0.5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 경화제는, 지방족 변성 아민 80 중량%, 상기 희석제로서 반응성 희석제 13 중량%, 상기 경화 촉진제로서 제 3아민 촉진제 5 중량% 및 상기 기타 첨가제로서 폴리프로필렌 옥시드 2 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 콘크리트의 내구성 및 강도확보, 철근부식 및 누수방지 그리고 시설물 유지보수비를 절감시키며, 습윤조건하에서의 높은 수밀성과 충분한 강도를 확보하는 효과가 있다.
또한, 에폭시계의 코팅제, 착색방청안료, 체질안료, 분산제, 접촉 촉진제 등으로 이루어진 보수보강재를 구조물 표면에 도막함으로서 수중에서 재료의 분리가 발생하지 않아 습윤면이나 수중에서 손상된 콘크리트 구조물을 완벽하게 보수보강하고 효율적인 유지 및 관리하는 효과가 있다.
또한, 기존 구조체와 일체화되지 못하고 습윤 장소나 수중 손상부에 대해 접착력이 미약하고 열팽창계수의 차이로 인하여 시공 후 이완상태에서 경화됨으로서 보수보강재가 박리, 탈락하는 문제점을 해결하고자, 습윤면이나 수중에서 재료의 분리가 발생하지 않도록 보강 대상면과 보강재료와 강한 접착력을 부여함과 동시에 고강도를 가지도록 하는 효과가 있다.
또한, 코팅제 및 코팅제 도포장치를 이용하여 수중에서 보수보강면에 직접 도포하도록 하는 효과가 있다.
또한, 에폭시 수지와 방청력과 부착력을 향상시키기 위한 경화제, 분산제 등의 각종 첨가제를 혼합하여 제조한 부식방지용 코팅제를 이용함으로서, 규제대상인 납, 크롬을 함유하지 아니하여 환경공해를 방지할 수 있어 작업환경이 우수한 효과가 있다.
또한, 인체에 무해하고, 독소로부터 안전한 폐도자기 분쇄 미분말을 체질 안료로 사용함으로서, 환경오염을 방지하는 친환경적 소재를 채택하여 보다 안전한 작업환경을 구축하고, 장시간 작업하는 경우에도 인체에 무해하여 작업환경의 위험요소를 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수중 구조물 보호용 코팅제를 이용한 수중 구조물 보수보강방법의 각 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 2는 도 1에 도시된 수중 구조물 보수보강방법의 S400 단계에서, 수중 구조물에 코팅제를 도포하기 위한 코팅제 도포장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 수중 구조물 보호용 코팅제를 이용한 수중 구조물 보수보강방법의 각 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 수중 구조물을 보수보강하기 위한 수중 구조물 보호용 코팅제의 주제를 준비한다(S100, 제 1단계). 이 때, 주제는 에폭시 수지 또는 폴리비닐아세테이트 40 내지 50 중량%, 착색방청안료로서 알루미늄 트리포스페이트 또는 이산화 티타늄 10 내지 20 중량%, 체질안료로서 폐도자기 분쇄 미분말 또는 아연 분말 25 내지 35 중량%, 분산제 1 내지 5 중량%, 희석제 1 내지 5 중량% 및 기타 첨가제를 포함한다.
에폭시 수지(epoxy resin) 는 비스페놀 A형 에폭시 수지 또는 비스페놀 F형 에폭시 수지로 선택될 수 있고, 바람직하게는 비스페놀 A형 에폭시 수지일 수 있다. 상기 비스페놀 A형 에폭시 수지는, DGEBA(diglycidyl ether of bisphenol-A) 또는 BADGE(bisphenol-A diglycidyl ether)로서, 일반적으로 비스페놀 A(BPA, Bisphenol A)와 에피클로로히드린(ECH, Epichlorohydrine)을 축합반응시켜 제조하고, 이 때 합성촉매로는 수산화나트륨(NaOH)이 이용된다. 상기 비스페놀 A(HOC6H4C(CH3)2C6H4OH)는 아세톤 1분자와 페놀 2분자가 축합반응하여 2가 페놀이 대칭을 이루는 화합물로서, 녹는점은 155℃~156℃이고, 비중은 25℃기준에서 1.195이며, 비점은 36.5인 백색침상의 결정이다. 비스페놀 A형 에폭시 수지는 콘크리트 구조물 또는 철 구조물과의 접착력 및 구조물의 강도를 향상시키고, 주제 중 25 중량% 미만인 경우 부착력과 강도가 낮아지고, 50 중량% 이상인 경우 수중에서 에폭시 수지가 응결되어 콘크리트나 철구조물의 표면에 뭉치는 문제점이 발생한다. 이에 따라, 상기 비스페놀 A형 에폭시 수지는 30 중량%임이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 비스페놀 A형 에폭시 수지는 내구성이 뛰어나고 화학 물질에 의한 변형이 적으며, 치수성의 수산기와 소수성의 탄화수소기가 규칙적으로 배열되어 있어 접착성이 우수하여 콘크리트 구조물의 내구성을 향상시킨다. 또한, 전기적 성질이 우수하며, 강온성이 우수하여 수중 구조물의 표면을 코팅하는 코팅제로서 우수한 특성을 가진다.
폴리비닐아세테이트(Polyvinyl Acetate, PDAc, C4H6O2)n)는 고무합성 중합체로서, 아세트산비닐(Vinyl Acetate) 단량체에 주로 유리라디칼 중합(free-radical polymerization) 반응을 가하고 과산화물 촉매를 처리하여 얻어지는 열가소성 수지이다. 아세트산 비닐의 단독 중합 또는 다른 단량체와 조합한 중합은 예전부터 공지되어 있다. 아세트산비닐은 열, 광에 의해 쉽게 중합되고, 과산화물이 존재하면서 중합이 촉진되고, 초산, 초산에틸, 클로로포름, 벤젠, 아세톤에 용해되고, 점성과 탄성을 가지고 있어 코팅제 및 접착제로서 우수한 특성을 가진다. 폴리비닐아세테이트는 아세트산비닐의 단독중합체 또는 에틸렌과의 공중합체가 적합하다. 폴리비닐아세테이트는 코팅제에 유연성과 탄성을 부여하고 우수한 접착성을 부여하여 수중 구조물에 도포 시 강한 접착력을 갖도록 한다.
착색방청안료는 도막의 내구성과 지속적인 방청성을 부여하고, 코팅층의 표면에 착색력을 향상시키며, 동시에 도막에 색상을 부여한다. 이 때, 착색방청안료의 함량은 주제의 10~20 중량%가 바람직하다. 함량이 10 중량% 미만인 경우에는 안료의 함량 저하로 요구하는 착색이 되지 않거나 방청효과가 떨어질 우려가 있고, 함량이 20 중량%를 초과할 경우에는 기타 첨가제의 함량 부족 또는 도료의 안정성 저하로 코팅의 효과가 저하되거나 저장안정성이 불량해질 우려가 있다. 상기 착색방청안료로는 알루미늄 트리포스페이트, 루타일(Rutile)계 이산화 티타늄, 징크포스페이트(ZnO·PO4), 알루미늄 인산염(AlH2P3O10·2H2O), 포스포실리케이트(Halox), 칼슘변성실리카(Shieldex), 카본블랙, 산화철계(Iron Oxide Red), 베이페록스(Bayferrox, Y.I.O) 등을 단독 또는 2종 이상 적절하게 혼용하여 상기 비율로 사용하되, 바람직하게는 알루미늄 트리포스페이트 또는 이산화 티타늄을 선택하고, 더욱 바람직하게는 알루미늄 트리포스페이트 10 중량%와 이산화 티타늄 5 중량%임이 바람직하다.
알루미늄 트리포스페이트(Aluminium triphosphate)는 무정형 알루미늄 포스페이트, 결정질 알루미늄 포스페이트 또는 이들을 적절하게 혼합한 혼합물을 포함한다. 바람직한 알루미늄 포스페이트는 무정형 알루미늄 포스페이트이고, 가장 바람직한 알루미늄 포스페이트는 무정형 알루미늄 오르토포스페이트이다. 무정형 알루미늄 포스페이트는 분산된 물이 코팅물 중의 안료와 접촉하는 경우, 포스페이트 음이온을 방출하여, 금속 기판을 부동태화 처리한다. 즉, 무정형 알루미늄 포스페이트는 적절한 양의 음이온을 수중 구조물에 방출함으로서, 수중 구조물의 부식을 억제하고, 총 가용성물질 함량을 낮춤으로서 삼투발포를 방지한다. 바람직하게는 알루미늄 트리포스페이트를 기제로 하여 칼슘(Ca)과 아연분말(Zinc)이 혼합되어 있을 수 있다. 이 때, 알루미늄 트리포스페이트는 철 및 비철금속으로 이루어진 수중 구조물에 대하여 뛰어난 방청성능을 가지며, 조색이 용이한 백색분말의 형태를 가진다.
이산화 티타늄(titanium dioxide, TiO2)은 전이금속인 티타늄 원자 하나와 산소 원자 2개가 결합된 분자로서 분자량은 79.866g/mol이며, 무미, 무취의 흰색 가루이다. 티타늄을 공기 중에 노출시키면 쉽게 산소와 반응하여 이산화 티타늄 피막을 형성하는데, 이 때 이산화 티타늄은 생물학적으로 반응을 하지 않아 환경 및 인체에 무해할 뿐 아니라 화학적으로도 안정하여 작업성을 개선하는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 산화력이 커서 수중 구조물의 표면에 대하여 향균 작용, 악취제거 및 살균작용을 수행하고, 조성물의 은폐 효과가 우수하다.
상기 착색방청안료는 알루미늄 트리포스페이트 10 중량%와 이산화 티타늄 5 중량%로 이루어짐이 바람직하고, 상기 착색방청안료는 전색제 중의 유지와 반응하여 금속비누를 형성하거나 수분에 의해 분해되어 미알칼리성으로 변화할 수 있다. 또한, 금속표면과 반응하여 부동태화하고, 구조물의 통기저장성을 향상시키고 방식효과를 발휘한다.
체질안료는 도막의 경도를 증가시키는 충진제로서, 폐도자기 분쇄 미분말, 아연 분말, 알루미늄 실리케이트(Al2O3·SiO2), 마그네슘 실리케이트(MgO·SiO2), 탄산칼슘(CaCO3), 황산바륨(BaSO4) 등을 단독 또는 2종 이상 적절한 비율로 혼합하여 사용한다. 바람직하게는 폐도자기 분쇄 미분말 또는 아연 분말을 혼합하여 사용할 수 있고, 더욱 바람직하게는 폐도자기 분쇄 미분말 20 중량% 및 아연 분말 8 중량%로 사용할 수 있다. 이는 수중 구조물의 도막형성의 주요소로서 도막의 내구성 확보는 물론 금속소재의 밀착성, 도막형성의 안정성, 흐름방지성, 방청성 등에 기여하고 도료의 점도조절 역할을 한다. 체질안료가 주제 함량의 25 중량% 미만인 경우 도막의 내구성 및 방청성이 저하되고, 지촉건조성이 떨어질 뿐만 아니라 건조가 완료된 후에도 도막의 경도가 불량하고 도장 작업시 살오름성이 떨어진다. 반면 체질안료가 주제 함량의 35 중량%를 초과하는 경우, 도막형성이 불량하고, 금속소재에 대한 밀착성이 불량하며 내온수성과 내화학성, 내식성이 저하된다.
폐도자기 분쇄 미분말은 800℃ 이상에서 초벌된 폐도자기를 볼밀을 이용하여 5000~10000㎠/g로 분쇄한 분말로 이루어지고, 클레이(Clay) 및 실트(Silt) 중 어느 한 가지 이상을 30~70 중량% 함유하고 있으며, 간극비는 0.6~0.95이고, 활성도가 0.3~1인 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 폐도자기 분쇄 미분말은 규석, 장석, 점토, 도석 등의 무기물질을 포함하고, 1300 내지 1500℃ 높은 온도로 소성 정밀한 인공적인 재료로서, 경도와 내마모성이 강한 특성을 지닌다. 상기 폐도자기 분쇄 미분말은 산화 알루미늄(Al2O3), 산화 지르코늄(ZrO2) 및 내열성이 우수한 탄화규소(SiC), 질화규소 (Si3N4)를 포함함에 따라, 코팅제의 내열성과 강온성을 향상시킨다.
아연 분말은 미네랄 성분인 아연광석에서 얻어지며 과량이 첨가되면 코팅제가 하얗게 착색될 수 있다. 티타늄 디옥사이드와 함께 첨가될 수 있다.
분산제로는 벤톤폴리에틸렌그리이스가 사용될 수 있다. 벤톤폴리에틸렌그리이스(Bentone Polyethylene greases)는 내마모성·내수성·산화안전성·혼화안전성이 우수하여, 분산제로서 적합한 성질을 지닌다. 상기 벤톤폴리에틸렌그리이스는 3중량%임이 바람직하다. 분산제의 중량%에 대하여, 상기 수치범위를 벗어나면 코팅제가 응집되고, 도막의 견고성 및 광택이 저하되며, 접착의 결함이 발생하고, 황화현상이 발생하는 문제가 있다.
희석제는 코팅제의 점도를 저하시키고, 사용 시 흐름성·탈포성을 개선한다. 서로 물성이 다른 재료에 세밀한 침투성을 향상시키고, 충진제를 효과적으로 첨가할 수 있도록 한다. 희석제는 일반 용제와 달리 휘발하지 않고 수지와 경화제가 혼합 경화시에 경화물에 잔존하는 것으로, 여기서 반응성 희석제는 에폭시기를 한 개 또는 그 이상을 가지고 반응에 참여하여 경화물에 가교 구조로 들어가는 반면, 비반응성 희석제는 경화물 속에 물리적으로 혼합되어 분산되어 있게된다. 상기 희석제로는 반응성 희석제로서, 페닐 글리시딜 에테르(Phenyl Glycidyl Ether, P.G.E)가 사용됨이 바람직하고, 상기 페닐 글리시딜 에테르는 3 중량%임이 바람직하다.
기타 첨가제로는 폴리에틸렌글리콜 1 중량%, 접촉 촉진제 0.8 중량%, 티몰 0.7 중량% 및 침전방지제 0.5 중량%을 포함할 수 있다. 이 때, 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol, H-[OCH2CH2]n-OH)은 에틸렌 글리콜의 증축합으로 생성되는 폴리에테르이고, 에틸렌글리콜은 부동액으로 사용되는 알코올의 한 종류이다. 폴리에틸렌글리콜은 도막형성의 보조기능과 동결방지를 위한 도막형성보조용제(Coalescing Agent)로서, 과량이 함유되면 도막건조성 및 도막경도가 저하되고, 소량이 함유되면 건조도막 형성이 불량해지며 도료안전성이 떨어진다. 접촉 촉진제(adhesion promoter)는 무정형 이산화규소, 클레이, 디메틸 디옥타데실 암모늄염, 폴리아마이드계 왁스, 피마자유계 왁스 및 식물 중합류 중 어느 하나로 선택된 요변제(Thixotropic Agent)가 사용될 수 있다. 바람직하게는, 요변제의 일 종류인 디메틸 디옥테실 암모늄 염이 사용될 수 있다. 디메틸 디옥테실 암모늄 염은 제품의 저장기간을 연장하고, 저장기간동안 무기필러의 침전현상(Settling) 및 도장 시 도료가 흘러내리는 현상(Sagging)을 방지하며, 도료의 단열성을 높여 결로현상을 방지한다. 티몰(Thymol, C10H14O, 5-methyl-2-propan-2-ylphenol)은 방부제 및 살균제 역할을 하는 분말로서, 수중 구조물에 도막되어 미생물의 발생을 억제한다. 사양 초유와 비슷한 냄새가 나는 무색 결정이며 분자량은 156.22 이고, 비중은 0.97 이며, 녹는점은 51℃ 이고, 끓는점은 232.8℃ 이다. 에탄올·에테르 등의 유기용매에 잘 녹는 성질을 가진다.
기타 첨가제로 이 외에도 소포제, 황산바륨, 증점제, 왁스 첨가제, 탄산칼슘 또는 탈크 등의 성분이 포함될 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기 S100 단계 이후에, 수중 구조물을 보수보강하기 위한 수중 구조물 보호용 코팅제의 경화제를 준비한다(S200, 제 2단계). 이 때, 상기 경화제는 지방족 변성 아민 70 내지 90 중량%, 희석제 5 내지 15 중량%, 경화 촉진제 3 내지 5 중량% 및 기타 첨가제를 포함한다.
경화제는 코팅제의 반응시간을 단축시킴으로서 코팅제의 피막 물성을 향상시킨다.
지방족 변성 아민은 상기 경화제의 70 내지 90 중량%임이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 80 중량% 임이 바람직하다. 상기 범위를 초과하는 경우에는 수중 구조물에의 부착력이 저하되고, 상기 범위 미만인 경우에는 경화시간이 길어지고, 저온 경화성능이 저하되며, 수중 풀림현상이 발생함으로서 부착강도가 저하되는 문제점이 있다. 지방족 변성 아민은 글리시딜에테르(Glycidyl Ether)형, 글리시딜에스테르(Glycidyl Ester)형으로 나뉘고 대표적으로, 자극성의 저점도 액체로서 속경화를 필요로 하는 경우에 사용되는 디에틸렌트리아민(Diethylene Triamine, DETA), 트리에틸렌테트라아민(Triethylene Tetramine, TETA), 1 분자중에 1차 아민(Primary amine)과 3차 아민(Tertiary amine)을 같이 갖는 디에틸아미노프로필아민(Diethylamino propyl amine, DEAPA), 저점도로 수지와 혼합이 용이한 멘탄디아민(Menthane diamine, MDA), 1 분자중에 1차 아민, 2차 아민, 3차 아민을 같이 갖는 지환족 아민인 N-아미노에틸피페라진(N-aminoethyl piperazine, N-AEP), 방향족기를 갖는 지방족 디아민인 M-크실렌디아민(M-xylene diamine, MXDA) 및 무색의 저점도 액체로 가사 시간이 긴 이소포론디아민(Isophorone diamine, IPDA)이 존재한다. 상기 디에틸렌트리아민과 트리에틸렌테트라아민은 경화는 빠르지만 가사시간이 너무 짧고 급격히 발열하기 때문에 대량으로 사용하는 것에는 부적합하다. 상기 디에틸아미노프로필아민의 경우, 경화시간은 디에틸렌트리아민과 비슷하나 가사시간이 길고, 증기압이 커서 독성이 큰 반면, 전기특성 및 저온특성과 점착성은 양호하고 내열성, 내약품성은 떨어진다. 상기 멘탄디아민은 가사시간이 길고 가열하면 속히 경화된다. 특히, 투명화되면 열변형 온도가 150℃ 이상으로서 열안정성이 우수하고, 독성이 적은 반면, 공기중의 이산화탄소(CO2)를 쉽게 흡수함으로 가열 경화 시 발포되기 쉬운 결점이 있다. 상기 N-아미노에틸피페라진은 무색투명한 고비점 액체로서 내충격성이 우수한 특성을 가진다. 상기 M-크실렌디아민은 상온경화가 되며 내열성이 좋은 특성이 있는 반면, 자극성이나 독성이 적고, 가사시간이 비교적 길며 점도가 낮다. 상기 이소포론디아민은 상온 경화가 가능한 반면, 후경화가 필요하다. 해당 기술분야에서의 통상의 기술자는 수중 구조물의 환경 및 특성에 따라 적합한 지방족 변성 아민을 선택할 수 있다. 일반적으로, 지방족 변성 아민은 에폭시와 반응이 빠르고 가사시간이 짧을 뿐 아니라 내구성과 접착성이 우수하고, 알칼리 및 산에 강하며 내수, 내용제성이 양호한 특성을 지닌다. 또한, 지방족 변성 아민은 상온에서 경화되었더라도 후경화시키면 경화물의 성능이 개선되는 장점을 가진다. 지방족 변성 아민을 경화제로 사용함으로서 가시시간을 연장할 수 있고, 경화속도를 조절가능하게 되며, 에폭시 수지와의 상용성이 향상된다. 뿐만 아니라 수중 구조물의 공기 중 이산화탄소(CO2)의 흡수를 억제하고, 독성을 감소시키며, 수지에 대한 첨가제 증대로 계량 및 혼합을 용이하게 하여 작업성을 향상시키는 효과가 있다.
경화 촉진제는 주제인 에폭시 수지의 경화시간을 단축하거나 연장하기 위한 조성물로서, 속경화 및 저온경화를 위하여 첨가된다. 일반적인 경화 촉진제가 사용될 수 있고, 경화시간을 단축하기 위한 경화 촉진제로서 말단기가 -OH, -COOH, SO3H, -CONH2, -CONHR, -SO3NH2, SO3NHR 인 페놀류 또는 알킬페놀류가 사용될 수 있으며, 경화시간을 지연하기 위한 경화 촉진제로서 말단기가 -OR, -COOR, -SO3R, -CONR2, -CO, -CN, -NO2 , -SH 기를 갖는 메르캅탄(mercaptane)류의 경화 촉진제가 사용될 수 있다. 바람직하게는 페놀(Phenol), 크레졸(Cresol), 노닐페놀(NonylPhenol), 비스페놀-A(Bisphnol-A) 등의 페놀류와 트리페닐포스페이트(Triphenyl phosphate, DMP-30), 폴리메르캅탄(PolyMercaptane), 벤질메틸아민(Benzyl methylamine), 피리딘(Pyridine), K-61B, 루이스산(Lewis-Acid), 루이스염기(Lewis-Base) 등이 사용될 수 있다. 더욱 바람직하게는 제 3 아민이 경화 촉진제로 사용될 수 있다. 이 때, 제 3 아민은 5중량%임이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 제 3 아민은 아민의 활성수소가 전부 탄화수소로 치환된 것으로서, 에폭시기의 중합촉매로서 작용한다. 제 3 아민은 배합량, 함수량, 경화온도, 경화속도, 발열량 및 경화물의 성질을 조절할 수 있다. 제 3 아민으로서, 디메틸아미노메틸페놀(Dimethyl aminomethyl phenol, DMP-10), 트리스-디메틸아미노메틸페놀(Tris-Dimethylaminomethyl phenol, DMP-30), 트리스-디메틸아미노메틸페놀의 염 또는 벤질디메틸아민(Benzyl Dimethyl Amine, BDMA)이 사용될 수 있다.
희석제는 코팅제의 점도를 저하시키고, 사용 시 흐름성·탈포성을 개선한다. 서로 물성이 다른 재료에 세밀한 침투성을 향상시키고, 충진제를 효과적으로 첨가할 수 있도록 한다. 희석제는 일반 용제와 달리 휘발하지 않고 수지와 경화제가 혼합 경화시에 경화물에 잔존하는 것으로, 여기서 반응성 희석제는 에폭시기를 한 개 또는 그 이상을 가지고 반응에 참여하여 경화물에 가교 구조로 들어가는 반면, 비반응성 희석제는 경화물 속에 물리적으로 혼합되어 분산되어 있게된다. 상기 희석제로는 반응성 희석제로서, 부틸글리시딜에테르(Butyl Glycidyl Ether, B.G.E), 페닐글리시딜에테르(Phenyl Glycidyl Ether, P.G.E), 노닐페놀(Nonyl-Phenol) 또는 지방성 글리시딜에테르(Aliphatic Glycidyl Ether, A.G.E)가 사용됨이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 지방성 글리시딜 에테르가 사용됨이 바람직하다. 이 때, 상기 지방성 글리시딜 에테르는 13 중량%임이 바람직하다.
기타 첨가제는 폴리 프로필렌 옥시드, 티탄 화이트(titan white), 소포제, 탈포제, 분산제, 안료분산제, 점도조절제, 광택조절제 또는 접착력 향상제 등이 포함될 수 있다. 이 때, 폴리 프로필렌 옥시드는 2중량 %임이 바람직하다. 소포제는 변성폴리실록산 혼합물로서, 경화제 제조 시 기포의 발생을 방지하고 도장 작업시 소포 효과를 위해 사용되는데 이 때, 소량 사용하면 기포발생방지 및 소포효과가 감소하는 반면, 과량 사용하면 도막결함(크레이터링) 발생의 우려가 커지고, 건조도막의 층간 밀착성이 저하된다. 안료분산제(Wetting & Dispersing Agent)는 고분자의 브록공중합체로서, 습윤성과 재응집 및 침강방지, 분산효과를 증대시키기 위하여 사용되는데 이 때, 적정량이 투입되지 않으면 안료분산 및 안정성 유지효과가 불량해지고, 안료 재응집 및 침강현상이 발생되고, 내온수성과 내식성이 저하된다.
상기 S200 단계 이후에, S100 단계에서 준비된 주제와 S200 단계에서 준비된 경화제를 100 : 40 내지 70 중량비로 수중 구조물 보호용 코팅제를 혼합한다(S300, 제 3단계). 경화제의 중량비가 40 중량% 미만인 경우에는 경화제의 함량부족으로 경화가 되지 않거나 경화시간이 길어져 대기 중의 습기로 인해 물성이 저하될 우려가 있는 반면, 경화제의 중량비가 70 중량%를 초과할 경우에는 피도체의 표면에 도포된 피막은 빠르게 경화되어 대기중의 습기를 흡수시켜 피막 물성을 향상시킬 수 있으나, 피막의 안정성이 저하되고 도막의 광택이 소실될 우려가 있다.
상기 S300 단계 이후에, S300단계에서 혼합된 수중 구조물 보호용 코팅제를 수중 구조물에 도포한다(S400, 제 4단계). 이 때, 코팅제 도포장치를 이용하여 수중 구조물 보호용 코팅제를 수중 구조물에 도포한다. 상기 코팅제 도포장치에 대한 상세한 설명은 도 2를 참조하여 후술한다.
상기 S400 단계 이후에, S400단계에서 수중 구조물에 도포된 코팅제가 경화되기 전에 탄성 격자형 폴리페닐렌에테르(PPE)섬유로 이루어진 보강재를 수중 구조물에 부착한다(S500, 제 5단계).
탄성 격자형 폴리페닐렌에테르(PPE; poly phenylene ether)섬유는 방향족 폴리에테르 구조를 갖는 엔지니어링 열가소성 수지로서, 유리전이온도가 높아 내고온성과 같은 기계적·전기적 성질이 우수하다. 상기 보강재는 PPE수지를 단독으로 사용하거나, 또는 성형가능성을 높이기 위하여 폴리페닐렌에테르 수지와 비닐 방향족 중합체의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 폴리페닐렌에테르 수지로는 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르, 폴리(2,6-디에틸-1,4-페닐렌)에테르, 폴리(2,6-디프로필-1,4-페닐렌)에테르, 폴리(2-메틸-6-에틸-1,4-페닐렌)에테르, 폴리(2-메틸-6-프로필-1,4-페닐렌)에테르, 폴리(2-에틸-6-프로필-1,4-페닐렌)에테르, 폴리(2,6-디페닐-1,4-페닐렌)에테르, 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르와 폴리(2,3,6-트리메틸-1,4-페닐렌)에테르의 공중합체, 폴리(2,6-디메틸-1,4-페닐렌)에테르와 폴리(2,3,6-트리에틸-1,4-페닐렌)에테르의 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다. 상기 비닐 방향족 중합체로는 스티렌, ρ-메틸 스티렌, α-메틸 스티렌, 4-N-프로필 스티렌 등의 비닐 방향족 단량체를 서로 중합한 것을 사용할 수 있다. 상기 폴리페닐렌에테르계 수지의 중합도는 특별히 제한되지는 않으나, 수지 조성물의 열안정성이나 작업성 등을 고려하면, 25℃의 클로로포름 용매에서 측정하였을 때의 고유점도가 0.2 내지 0.8 dl/g인 것이 바람직하다. 상기 폴리페닐렌에테르계 수지는 폴리페닐렌에테르계 수지 및 폴리아미드 수지를 포함하는 기초 수지 총량에 대하여 5 내지 95 중량%로 포함될 수 있으며, 구체적으로는 30　내지 60　중량%으로 포함될 수 있다. 　폴리페닐렌에테르계 수지가 상기 범위 내로 포함되는 경우 폴리페닐렌에테르 수지의 특성이 적절히 발현되어 우수한 내충격성을 얻을 수 있다.
보강재는 복수의 PPE섬유가닥을 S모양으로 꼬아 PPE섬유다발을 형성한 후, 복수의 PPE섬유다발을 한 변의 길이가 5㎜~10㎜인 정사각형의 격자망 구조로 직교배열하여 제조한다. 이 때, PPE섬유다발은 40개 내지 50개의 섬유가닥으로 이루어지는 것이 바람직하고, 보강재의 길이는 약 20,000㎜ 임이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이 때, 보강재는 상기 S400 단계에서 도포된 코팅제가 경화되기 전에 수중 구조물에 부착되어, 코팅제가 경화됨에 따라 수중 구조물과 일체로 결합 및 부착되어 이후에 일체로 거동하게 됨으로서, 구조물의 내구성과 내충격성을 향상시켜 구조물의 보강효과를 발휘하게 된다.
상기 S500 단계 이후에, 상기 S300단계에서 혼합된 수중 구조물 보호용 코팅제를 수중 구조물에 마감도포한다(S600, 제 6단계). 이 때, S500단계에서 부착된 격자 형상의 보강재의 섬유다발과 격자 내부의 수중 구조물의 표면을 함께 도포하는데, 이 때, 코팅제의 우수한 접착성능은 보강재의 수중 구조물에 대한 부착성능을 강화시키고, 수중 구조물의 표면을 효과적으로 마감도포할 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 수중 구조물 보호용 코팅제의 실시예와 비교예를 구성하는 성분과 조성비를 하기 표 1에 나타내었다. 비교예는 성분과 조성비를 제외하고 실시예와 동일한 과정을 거쳐 제조되었다.

구
분		 조성물 실
시
예		 비
교
예
1		 비
교
예
2		 비
교
예
3		 비
교
예
4		 비
교
예
5
수
중구
조
물

코
팅
제

주
제		 비스페놀A형 EPOXY 수지 30 30 30 4 4 30
비스페놀F형 EPOXY 수지 - - - 26 26 -
폴리비닐 아세테이트(PVAc) 18 18 18 18 18 6
에틸렌 비닐 아세테이트(EVAc) - - - - - 12
알루미늄 트리포스페이트 10 10 10 10 10 10
이산화 티타늄 5 9 9 9 9 5
폐도자기 분쇄 미분말 20 2 2 2 20 20
탄산칼슘 (325메쉬) - 14 - 9 - -
탈크 (400메쉬) - - 12 5 - -
아연 분말 8 8 10 8 8 8
벤톤 폴리 에틸렌 그리이스 3 3 3 3 3 3
페닐 글리시딜 에테르 3 3 3 3 3 3
폴리 에틸렌 글리콜 1 1 1 1 1 1
디메틸 디옥테실 암모늄 염 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
티몰 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7
침전 방지제 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
계 (%) 100 100 100 100 100 100
경화제 지방족 변성 아민 80 78 80 83 82 79
지방성 글리시딜 에테르 13 15 13 10 11 14
제3아민 경화 촉진제 5 4 5 5 4 5
폴리 프로필렌 옥시드 2 3 2 2 3 2
계 (%) 100 100 100 100 100 100
표 1에 나타난 실시예와 비교예1 내지 비교예4의 코팅제에 대한 물성을 평가하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
시험항목 단위 시험방법 실
시
예		 비
교
예
1		 비
교
예
2		 비
교
예
3		 비
교
예
4		 비
교
예
5
가사시간 분 25℃±5℃ 120 110 110 90 150 240
경화건조 시간 25℃±5℃ 8 11 15 24 28 32
1회도막두께 ㎛ 200 150 220 230 140 120
수중 부착 강도시험 Mpa ASTM D
4541		 28 17 20 22 16 18
인장강도 Mpa 재령 1일
25℃		 47.5 42.5 45.7 40.9 30 35
내마모성
(60mg 이하 양호)		 mg ASTM D
4060
500Cycle
반복		 4 10 15 20 40 50
내열성 - 500℃ X
1시간(기포,
균열유무)		 이상없음 이상현상
발생		 불량 이상없음 균열발생 핀홀이터짐
내충격성 - KS D 6711
Dupoint
500g X 50
Cm X 1/2
인치 낙하		 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음 망상크랙발생 깊이파임
압축강도 Mpa 재령 24시간
KS M 5000
(2511)		 72.4 65 67 70 55 59
VOC 함량 % USEPA
Method 24		 1.8 2.2 1.7 1.9 2.0 2.1
촉진 내후성
(겉모양-잔갈림,변색,틈)		 - 개방식
카본-아크		 이상없음 이상없음 잔갈림
발생		 변색발생 황변발생 균열발생
내염수성 시험 - Nacl 30% X
20℃ X 96
시간		 이상없음 광택
부풀림
현상		 도막이
약함		 도막이
부분
이탈		 부착력저하 막이힘이었음
상기 표 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예의 일 성분인 안료 보조재로서 폐도자기 분쇄 미분말 대신 주로 탄산칼슘이 포함된 주제를 혼합한 비교예 1의 경우, 코팅제의 수중 부착강도가 낮고, 내염수성 시험결과 광택 부풀림 현상이 발생하여 수중 구조물에 사용되는 코팅제로서는 부적절함을 확인할 수 있다. 또한, 폐도자기 분쇄 미분말 대신 안료 보조재로서 탈크가 포함된 주제를 혼합한 비교예 2의 경우 역시, 코팅제의 수중 부착강도가 현저하게 떨어지고, 내열성 및 내마모성이 불량함을 확인할 수 있었다.
본 발명의 에폭시 수지인 비스페놀 A형 에폭시 수지보다 점도가 낮은 비스페놀 F형 에폭시 수지를 주로 사용한 비교예 4의 경우, 경화건조시간이 28시간으로서 작업기간이 지연되는 문제가 있으며, 1회 도막 두께가 140㎛에 불과하여 코팅성이 좋지 않고, 인장강도가 실시예보다 현저하게 떨어지며, 내열성 시험결과 균열이 발생하는 등 코팅제로서 부적절함을 알 수 있었다. 뿐만 아니라, 본 발명의 폐도자기 분쇄 미분말 대신 안료로서 탄산칼슘과 탈크를 선택한 비교예 3의 경우, 촉진 내후성 시험결과 변색이 발생하고, 내염수성 시험 결과 도막이 부분 이탈하는 등 코팅제로 사용되면 수중 구조물의 내구성을 저하시킬 것으로 예상된다.
뿐만 아니라, 본 발명의 바람직한 실시예의 일 성분인 폴리 비닐 아세테이트 대신 주로 에틸렌 비닐 아세테이트를 선택한 비교예 5의 경우, 경화건조시간이 32시간으로서 장시간으로서 작업성이 불량하고, 1회 도막 두께가 120㎛에 불과하며, 인장강도가 낮을 뿐 아니라 내열성 시험결과 핀홀이 터지고 내충격성 시험결과 깊이 파이는 등 코팅제로서 바람직하지 않은 모습을 확인할 수 있었다.
도 2는 도 1에 도시된 수중 구조물 보수보강방법의 S400 단계에서, 수중 구조물에 코팅제를 도포하기 위한 코팅제 도포장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 코팅제 도포장치(10)는 코팅제를 저장하고 공급하는 코팅제 공급수단(100)과 상기 코팅제 공급수단(100)과 연결되어 수중 구조물에 코팅제를 도포하는 롤러수단(200)을 포함한다.
코팅제 공급수단(100)은 코팅제를 수용하는 저장공간(111)과, 상기 저장공간(111)의 일측에 상기 저장공간(111)에 수용된 코팅제를 상기 롤러수단(200) 방향으로 이동시키기 위한 공기가 주입되는 공기주입구(113)가 형성된 코팅제 저장부(110);와 상기 저장공간(111)에 저장된 코팅제를 상기 공기주입구(113)를 통하여 주입된 공기의 유동에 의하여 배출하는 복수의 공급공(131)과 상기 복수의 공급공(131)을 이격시키는 분리벽(133)이 형성된 코팅제 공급부(130)로 이루어진다. 이 때, 코팅제 공급수단(100)은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 실리콘 등의 합성수지 소재로 이루어질 수 있다.
코팅제 저장부(110)는 공급공(131)을 통하여 롤러수단(200)에 공급하기 위한 코팅제가 저장되는 저장공간(111)과, 롤러수단(200)의 위치에 대한 반대측에 상기 코팅제를 이동시키기 위한 공기가 주입되는 공기주입구(113)가 형성된다. 상기 공기주입구(113)에는 공기를 고속으로 주입하기 위한 에어컴프레셔(미도시)가 연결되어 공기가 주입될 수 있다. 이 때, 코팅제 저장공간(111)에 저장된 코팅제는 상기 코팅제 저장공간(111)으로 주입된 공기의 유동에 의하여 코팅제 이동경로(135)를 따라 배출공간(137)으로 이동한다.
코팅제 공급부(130)는 저장공간(111)에 저장된 코팅제가 롤러수단(200)으로 배출되기 위한 배출공간(137)과 롤러수단(200)에 코팅제를 분산배출하기 위한 복수의 공급공(131) 및 상기 복수의 공급공(131)을 이격시키는 분리벽(133)이 형성된다. 배출공간(135)은 복수의 공급공(131)을 이격시키기 위한 분리벽(133)이 형성되는데 이 때, 분리벽(133)은 코팅제가 배출공간(135)으로부터 공급공(131)을 통해 배출되기 위한 유로를 구획 형성한다. 분리벽(133)은 코팅제를 복수의 공급공(131)을 통하여 분산배출시킴으로서 롤러수단(200)에 균일하게 공급되게 하고 이에 따라, 수중 구조물에 균일하게 도포되도록 하는 효과가 있다.
롤러수단(200)은, 코팅제 공급수단(100)의 공급공(131)과 인접하여 상기 공급공(131)으로부터 유입된 코팅제가 표면에 침윤되는 롤러(210);와 롤러(210)가 회전하도록 롤러(210)의 회전축과 코팅제 공급수단(100)의 측면에 결합되는 롤러지지부재(230)로 이루어진다.
롤러(210)는 공급공(131)과 소정의 간격을 가지고 이격되어 배치됨으로서 공급공(131)으로부터 배출된 액상의 코팅제가 원통형상의 외주표면에 침윤된다. 상기 롤러(210)는 원주방향을 따라 수중 구조물과 구름접촉되어 코팅제를 수중 구조물에 도포한다. 이 때, 소정의 간격은 공급공(131)을 통해 배출되는 코팅제의 액상형태에 따라 외부로 흘러내리지 않으면서도 롤러(210)의 표면에 적정량이 침윤될 수 있도록 하는 간격임이 바람직하다.
롤러지지부재(230)는 롤러(210)의 회전축 및 코팅제 공급수단(100)과 결합되어, 사용자가 코팅제 공급수단(100)을 코팅제를 도포하고자 하는 수중 구조물의 표면을 따라 롤러(210)의 원주방향으로 밀어줌으로서, 롤러(210)가 회전운동하여 상기 수중 구조물에 코팅제가 도포되도록 롤러(210)를 고정지지한다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있으므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
10: 코팅제 도포장치
100: 코팅제 공급수단
110: 코팅제 저장부
111: 저장공간
113: 공기주입구
130: 코팅제 공급부
131: 공급공
133: 분리벽
135: 코팅제 이동경로
137: 배출공간
200: 롤러수단
210: 롤러
230: 롤러지지부재

Claims (7)

  1. 에폭시 수지 또는 폴리비닐아세테이트 40 내지 50 중량%, 착색방청안료로서 알루미늄 트리포스페이트 또는 이산화 티타늄 10 내지 20 중량%, 체질안료로서 폐도자기 분쇄 미분말 또는 아연 분말 25 내지 35 중량%, 분산제 1 내지 5 중량% 및 희석제 1 내지 5 중량%를 포함하는 주제를 준비하는 제 1단계;
    지방족 변성 아민 70 내지 90 중량%, 희석제 5 내지 15 중량% 및 경화 촉진제 3 내지 5 중량%를 포함하는 경화제를 준비하는 제 2단계;
    상기 주제와 상기 경화제를 100 : 40 내지 70 중량비로 수중 구조물 보호용 코팅제를 혼합하는 제 3단계;
    상기 제 3단계에서 혼합된 수중 구조물 보호용 코팅제를 수중 구조물에 도포하는 제 4단계;
    상기 제 4단계에서 도포된 수중 구조물 보호용 코팅제가 경화되기 전에 탄성 격자형 폴리페닐렌에테르(PPE)섬유로 이루어진 보강재를 수중 구조물에 부착하는 제 5단계; 및
    상기 제 3단계에서 혼합된 수중 구조물 보호용 코팅제를 수중 구조물에 마감도포하는 제 6단계로 이루어지고,
    상기 제 1단계에서 상기 주제는, 비스페놀 A형 에폭시 수지 30 중량%, 폴리비닐아세테이트 18 중량%, 알루미늄트리포스페이트 10 중량%, 이산화 티타늄 5 중량%, 폐도자기 분쇄 미분말 20 중량%, 아연 분말 8 중량%, 상기 분산제로서 벤톤폴리에틸렌그리이스 3 중량%, 상기 희석제로서 페닐글리신에테르 3 중량%, 기타 첨가제로서 폴리에틸렌글리콜 1 중량%, 접촉 촉진제 0.8 중량%, 티몰 0.7 중량% 및 침전방지제 0.5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 구조물 보수보강방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2단계에서 상기 경화제는,
    지방족 변성 아민 80 중량%, 상기 희석제로서 반응성 희석제 13 중량%, 상기 경화 촉진제로서 제 3아민 촉진제 5 중량% 및 기타 첨가제로서 폴리프로필렌 옥시드 2 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 구조물 보수보강방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 4단계는,
    코팅제를 저장하고 공급하는 코팅제 공급수단과 상기 코팅제 공급수단과 연결되어 수중 구조물에 코팅제를 도포하는 롤러수단을 포함하는 코팅제 도포장치를 이용하여 수중 구조물 보호용 코팅제를 수중 구조물에 도포하되,
    상기 코팅제 공급수단은,
    코팅제를 수용하는 저장공간과, 상기 저장공간의 일측에 상기 저장공간에수용된 코팅제를 상기 롤러수단 방향으로 이동시키기 위한 공기가 주입되는 공기주입구가 형성된 코팅제 저장부;와 상기 저장공간에 저장된 코팅제를 상기 공기주입구를 통해 주입된 공기의 유동에 의하여 분산배출하는 복수의 공급공과 상기 복수의 공급공을 이격시키는 분리벽이 형성된 코팅제 공급부로 이루어지고,
    상기 롤러수단은,
    상기 코팅제 공급수단의 공급공과 인접하여 상기 공급공으로부터 유입된 코팅제가 표면에 침윤되는 롤러;와 상기 롤러가 회전하도록 상기 롤러의 회전축과 상기 코팅제 공급수단의 측면에 결합되는 롤러지지부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 수중 구조물 보수보강방법.
  5. 에폭시 수지 또는 폴리비닐아세테이트 40 내지 50 중량%, 착색방청안료로서 알루미늄 트리포스페이트 또는 이산화 티타늄 10 내지 20 중량%, 체질안료로서 폐도자기 분쇄 미분말 또는 아연 분말 25 내지 35 중량%, 분산제 1 내지 5 중량% 및 희석제 1 내지 5 중량%를 포함하는 주제 100 중량부; 및
    지방족 변성 아민 70 내지 90 중량%, 희석제 5 내지 15 중량% 및 경화 촉진제 3 내지 5 중량%를 포함하는 경화제 40 내지 70 중량부로 이루어지고,
    상기 주제는,
    비스페놀 A형 에폭시 수지 30 중량%, 폴리비닐아세테이트 18 중량%, 알루미늄트리포스페이트 10 중량%, 이산화 티타늄 5 중량%, 폐도자기 분쇄 미분말 20 중량%, 아연 분말 8 중량%, 상기 분산제로서 벤톤폴리에틸렌그리이스 3 중량%, 상기 희석제로서 페닐글리신에테르 3 중량%, 기타 첨가제로서 폴리에틸렌글리콜 1 중량%, 접촉 촉진제 0.8 중량%, 티몰 0.7 중량% 및 침전방지제 0.5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 구조물 보호용 코팅제.
  6. 삭제
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 경화제는,
    지방족 변성 아민 80 중량%, 상기 희석제로서 반응성 희석제 13 중량%, 상기 경화 촉진제로서 제 3아민 촉진제 5 중량% 및 기타 첨가제로서 폴리프로필렌 옥시드 2 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 구조물 보호용 코팅제.
KR20140093395A 2014-07-23 2014-07-23 폐도자기 분쇄 미분말을 포함하는 수중 구조물 보호용 코팅제 및 이를 이용한 수중 구조물 보수보강방법 KR101489210B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20140093395A KR101489210B1 (ko) 2014-07-23 2014-07-23 폐도자기 분쇄 미분말을 포함하는 수중 구조물 보호용 코팅제 및 이를 이용한 수중 구조물 보수보강방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20140093395A KR101489210B1 (ko) 2014-07-23 2014-07-23 폐도자기 분쇄 미분말을 포함하는 수중 구조물 보호용 코팅제 및 이를 이용한 수중 구조물 보수보강방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101489210B1 true KR101489210B1 (ko) 2015-02-04

Family

ID=52590146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20140093395A KR101489210B1 (ko) 2014-07-23 2014-07-23 폐도자기 분쇄 미분말을 포함하는 수중 구조물 보호용 코팅제 및 이를 이용한 수중 구조물 보수보강방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101489210B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019241187A1 (en) * 2018-06-12 2019-12-19 Winky&Dutch, Inc. Non-adhesive picture cabochon
KR102236249B1 (ko) * 2020-06-23 2021-04-06 김진영 친환경 무취 ｕｍｅ수지를 이용한 상·하수도관 함침튜브 제조방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006501359A (ja) * 2002-07-25 2006-01-12 バイオポイント、アンパルトゼルスカブ 表面処理方法、被覆組成物およびその使用、ならびにその方法を使用して得られる被覆表面
KR20060037560A (ko) * 2004-10-28 2006-05-03 정태주 습윤 및 수중 콘크리트 구조물용 보수ㆍ보강제 및 그를 이용한 습윤 및 수중 콘크리트 구조물의 보수ㆍ보강공법
KR100722219B1 (ko) * 2006-09-26 2007-05-29 장광근 수중 부식방지 코팅제 및 이를 이용한 수중 구조물 코팅
KR20090011001A (ko) * 2006-05-10 2009-01-30 주고꾸 도료 가부시키가이샤 방식 도료 조성물

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006501359A (ja) * 2002-07-25 2006-01-12 バイオポイント、アンパルトゼルスカブ 表面処理方法、被覆組成物およびその使用、ならびにその方法を使用して得られる被覆表面
KR20060037560A (ko) * 2004-10-28 2006-05-03 정태주 습윤 및 수중 콘크리트 구조물용 보수ㆍ보강제 및 그를 이용한 습윤 및 수중 콘크리트 구조물의 보수ㆍ보강공법
KR20090011001A (ko) * 2006-05-10 2009-01-30 주고꾸 도료 가부시키가이샤 방식 도료 조성물
KR100722219B1 (ko) * 2006-09-26 2007-05-29 장광근 수중 부식방지 코팅제 및 이를 이용한 수중 구조물 코팅

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019241187A1 (en) * 2018-06-12 2019-12-19 Winky&Dutch, Inc. Non-adhesive picture cabochon
KR102236249B1 (ko) * 2020-06-23 2021-04-06 김진영 친환경 무취 ｕｍｅ수지를 이용한 상·하수도관 함침튜브 제조방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101691698B1 (ko) 에폭시 수지 조성물
RU2615410C2 (ru) Жидкие эпоксидные композиции для покрытий, способы и изделия
CN102658685B (zh) 一种聚氨酯/聚脲复合防护层、其制备方法及其在混凝土防护中的应用
JP7111430B2 (ja) ラジカル重合性樹脂組成物
KR101740239B1 (ko) 유ㆍ무기 복합수지를 이용하여 중성화 및 염해방지 기능이 향상된 콘크리트 구조물 보호용 코팅제
KR101358969B1 (ko) 판상의 마이크로 실리카와 실란 커플링제가 첨가된 콘크리트 바닥 표면 마감재
JP2018513893A (ja) 低温硬化性エポキシ樹脂プライマー又は接着剤
CN108192471A (zh) 一种疏水型石墨烯无溶剂环氧水下固化涂料及其制备方法
KR101921894B1 (ko) 에폭시와 제올라이트를 내면에 코팅한 코팅 강관
WO2014108304A2 (de) Härter für emissionsarme epoxidharz-produkte
KR101623163B1 (ko) 콘크리트 중성화 방지 기능을 가진 표면 도장용 다층 도막 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 표면 도장공법
KR101870910B1 (ko) 콘크리트의 중성화, 염해 방지를 위한 친환경 수용성 도료조성물 및 이를 이용한 시공방법
CN108250944A (zh) 混凝土涂装防护体系及施工方法
CN102690583A (zh) 一种防腐蚀涂料组合物
KR101402370B1 (ko) 상하수도 콘크리트 구조물용 항균성 세라믹 에폭시 방수방식도료 및 이를 이용한 상하수도 콘크리트 내부 방수방식공법
KR102582932B1 (ko) 습윤환경 대응성이 우수한 기능성 에폭시계 도료 조성물 및 이를 이용한 습윤환경에 노출된 구조물의 표면보호 시공방법
KR101489210B1 (ko) 폐도자기 분쇄 미분말을 포함하는 수중 구조물 보호용 코팅제 및 이를 이용한 수중 구조물 보수보강방법
JP2015081325A (ja) 水系ポリウレタン組成物及びこれの床下地コンクリートへの施工方法
KR100974722B1 (ko) 방식성 및 내마모성이 우수한 금속용 육성보수제
KR100876225B1 (ko) 지하구조물의 내화학성 시공방법
CN105419571B (zh) 一种重防腐涂层材料
CN107849225A (zh) 用于低排放的环氧树脂组合物的胺
KR20160020477A (ko) 고형분-고함유 코팅 조성물
KR102087001B1 (ko) 콘크리트 또는 철재 구조물의 친환경 방수·방식 코팅제 조성물 및 이를 이용한 시공공법
KR100986711B1 (ko) 하폐수 처리시설의 화학적 침식된 토목구조물의 보수, 보강 및 콘크리트 표면보호와 방수, 방식을 위한 세라믹 및 고분자수지를 함유한 조성물 및 표면보호공법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180124

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190114

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200122

Year of fee payment: 6