KR101580682B1

KR101580682B1 - 상수원 수도 구조물의 친환경 방식 및 방오 코팅방법 및 이러한 방법으로 제조된 상수원 수도 구조물

Info

Publication number: KR101580682B1
Application number: KR1020140095901A
Authority: KR
Inventors: 장정훈; 장세영
Original assignee: 주식회사 혁성; 주식회사 부광산업
Priority date: 2014-07-28
Filing date: 2014-07-28
Publication date: 2015-12-28

Abstract

본 발명은 초 내후성 방식 및 방오 코팅 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 상수원 수도 강구조물이나 콘크리트 구조물과 같은 시설물들이 초 장기간 동안 방식 특성을 유지할 수 있도록 전기적인 아크(Arc)를 이용한 Al-Mg 합금이 용사된 피막에 세라믹 코팅액을 실링(봉공) 처리 및 코팅 처리함으로써, 장기간 동안 방오(Anti fouling)기능과 유해물질의 용출이 없어 친환경적이면서도 위생 측면에서도 안전한 상수원 수도 강구조물의 방식 및 방오 코팅 방법 및 이러한 방법으로 제조된 복합 방식 및 방오 코팅층이 형성된 상수원 수도 강구조물 및 이러한 상수원 수도 강구조물을 포함하는 콘크리트 구조물에 관한 것이다.

Description

상수원 수도 구조물의 친환경 방식 및 방오 코팅방법 및 이러한 방법으로 제조된 상수원 수도 구조물 {Anti-Fouling Coating Layer for Water Supply Facilities and Preparation Method Thereof}

본 발명은 초 내후성 방식 및 방오 코팅 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 상수원 수도 구조물(강재 및 콘크리트)과 같은 시설물들이 초장기간 동안 방식 및 방오 특성을 유지할 수 있도록 전기적인 아크(Arc)를 이용한 Al-Mg 합금이 용사된 피막에 세라믹 코팅액을 봉공 처리함으로써, 방식(Anti corrosion) 및 방오(Anti fouling)기능과 기존의 코팅층으로부터 발생되는 유해물질의 용출을 원천적으로 차단함으로써 친환경적이고 안전한 식수를 공급하는 상수원 수도 구조물의 방식 방오 코팅방법 및 이러한 방법으로 제조된 상수원 수도 구조물 및 상기 상수원 수도 구조물을 포함하는 콘크리트 구조물에 관한 것이다.

유엔은 깨끗한 물을 공급받을 인간의 권리에 대하여 선언한 바 있으며, 세계적으로 수자원은 21세기 들어 초미의 관심사이다. 이에 따라 위생적이고 안전한 식수를 공급받을 권리와 의무의 이행을 가속화하기 위해 제6차 세계 물포럼에서 '마르세유 장관급 선언'을 채택한 바 있고, 유엔 수자원관리국에서는 수자원의 향상된 관리와 함께 의사결정을 위한 '세계 물 데이터 시스템'을 개발하기 위해 노력하고 있다.

최근 도장산업 분야에서도 유기도료와 용제를 이용한 도장방법이 환경에 영향을 미치는 문제 대하여 우려가 높아지면서 환경 친화적인 대체 코팅제의 개발에 대한 요구가 한층 높아지고 있다.

물의 오염을 방지하기 위한 기존의 상수원 수도 시설물의 방식코팅에는 유기계 도료를 이용한 도장방법이 폭넓게 사용되고 있으며, 그 중에서도 비스페놀 A(bisphenol A)를 주성분으로 하는 에폭시 도료가 주로 이용되고 있다. 그러나 상수원 수도 시설물의 도장에 적용된 유기계 도료의 경우, 페놀을 포함하여 벤젠, 톨루엔, 크실린 및 다이옥신 등 17개 항목에 대하여 용출량에 대한 기준치['먹는물 수질기준 및 검사 등에 관한 규칙' (시행 : 2012.05.15)를 두고 있지만, 도막의 작성과정에서 오류가 발생하는 경우와, 사용과정에서 박리 되거나, 비스페놀과 같은 화학물질이 용출되는 경우 인체에 치명적인 영향을 미칠 수 있는 문제점이 존재하고 있다(공개특허 제2012-0013387호).

이러한 유기계 도료의 경우, 코팅층의 수명도 비교적 짧아서 녹이나 환경물질이 용출되어 음용수의 질 저하로 이어질 수 있으며, 나아가 인체에도 영향을 미치게 되므로, 이를 막기 위한 유지관리 보수 비용으로 막대한 비용 (초기 도장 비용의 5~10배)이 소요되는 등 문제가 존재하고, 기존의 유기계 도막의 표면은 수생물의 서식 및 이물질에 의한 오염이 심하기 때문에 안전한 식수원의 유지관리에 어려움이 많았다.

전기적인 아크(Arc)를 이용한 금속 용사코팅은 기존의 유기계 도장공법과 비교하여 볼 때, 방식성과 내구성이 뛰어나고, 유지 관리 비용이 대폭 절감될 수 있으며, 유기계 도장에 비해 약 2~3배의 방식 성능을 갖는 우수한 코팅공법에 해당한다.

본 발명에서는, 방식용사용 금속으로 Al-Mg 합금을 원료로 사용하고 전기적 아크(Arc)를 통해 용사 코팅한 후, 그 위에 무독성 세라믹 코팅액을 사용하여 밀봉 및 코팅 처리함으로써 친환경적이면서 방식 및 방오 기능을 부여함으로써 이러한 기존 기술의 문제점을 해결하였으며, 본 발명의 완성을 통해서 초 내후성 방식 및 방오 코팅을 실현하였다.

공개특허 제2012-0013387호 (2012년 2월 14일 공개)

본 발명의 목적은 상수원 수도 구조물에 아크 전기 용사 방법을 통해 Al-Mg 합금을 용사하여 Al-Mg 합금 용사층을 형성한 후, 세라믹 코팅액을 사용하여 봉공처리 및 코팅처리 함으로써, 상수원 수도 구조물에 2중의 방식 및 방오 코팅층을 형성하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 방식 및 방오 코팅층은 장기간 내구수명이 매우 높아 유지보수 측면에서 경제적인 코팅방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 방식성능에 더불어 수생물의 서식 및 이물질에 의한 오염을 막는 방오 성능을 부여하여 추가적인 오염을 막는 코팅방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 기존의 유기계 도료에서 발생하는 환경호르몬과 같은 유해 물질을 원천적으로 차단하는 친환경인 코팅층을 제시함으로써 안전한 식수를 공급하는데 기여할 수 있는 인체에 안전한 코팅방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 초 장기적인 내후성으로 인해 상수원 수도시설 구조물의 수명을 크게 연장시키는 코팅방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 상수원 수도 구조물은, 상수원 수도에 사용되는 수도관 및 콘크리트 구조물과 같은 구조물의 표면에, 아크 용사를 통해 형성된 알루미늄(Al)-마그네슘(Mg) 용사코팅층; 및 상기 용사코팅층 상에 형성되는 세라믹 코팅층;을 포함하고, 상기 알루미늄(Al)-마그네슘(Mg) 용사코팅층은, 알루미늄(Al) 50 내지 99 중량% 및 마그네슘(Mg) 1 내지 50 중량% 를 포함하며, 그 두께는 80 내지 500 ㎛의 범위로 형성되는 것이 바람직하다.

삭제

본 발명에서 사용되는 세라믹 코팅층은, 무기계 바인더; 오르가노알콕시실란; 수용성 유기용제; 방오제; 충전제; 안료 및 촉매를 포함하는 세라믹 코팅용액을 사용하여 밀봉(실링) 및 코팅 처리함으로써 형성되며, 상기 세라믹 코팅층의 총 두께는 5 내지 150 ㎛인 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시형태로는 상수원 수도 구조물의 내외부 표면에 방식 및 방오 코팅층을 형성하는 방법을 들 수 있으며, 상수원 수도 구조물의 표면에 알루미늄(Al)-마그네슘(Mg)을 포함하는 합금 선재를 아크 용사를 사용한 용사 코팅을 통해 알루미늄(Al)-마그네슘(Mg) 용사코팅층을 형성하는 단계; 세라믹 코팅액을 사용하여 상기 용사코팅층의 표면과 내부에 존재하는 기공을 밀봉하는 봉공 처리(실링) 단계; 및 상기 봉공 처리 단계 후에 세라믹 코팅액을 추가로 사용하여 세라믹 코팅층을 형성하는 단계;를 포함한다.

상기 알루미늄(Al)-마그네슘(Mg) 용사코팅층은, 알루미늄(Al) 50 내지 99 중량% 및 마그네슘(Mg) 1 내지 50 중량% 를 포함하며, 두께는 80 내지 500 ㎛인 것이 바람직하다.

상기 세라믹 코팅액은, 무기계 바인더; 오르가노알콕시실란; 수용성 유기용제; 방오제; 충전제; 안료 및 촉매를 포함하며, 봉공 처리 단계는, 상기 용사 코팅층의 단위 m²당 60 내지 400 g의 양을 사용하여 상기 용사코팅층의 표면과 내부에 존재하는 기공을 채우는 밀봉처리를 수행하고, 봉공처리된 표면에 추가로 상기 세라믹 코팅액을 사용하여 코팅함으로써 세라믹 코팅층을 형성할 수 있다.

상기 봉공 처리 단계와 세라믹 코팅층 형성 단계를 통해 형성되는 전체 세라믹 코팅층의 두께는 5 내지 150 ㎛인 것이 바람직하며, 그 경도 값은 6 내지 9 H의 범위인 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 코팅층 및 코팅방법은, 모재 표면에 Al-Mg을 포함하는 합금 선재를 용사코팅하여 제1 코팅층을 형성하고 상기 제1 코팅층 상에 세라믹 코팅액을 실링(밀봉) 후 코팅하여 제2 코팅층을 형성함으로써, 종래 다층구조의 중방식 코팅에 비해 장기간 방식성능의 유지가 가능하며, 무보수(Repair-Free) 타입으로 환경호르몬 등의 유해 물질이 함유되거나 용출되어 나오지 않아 친환경적이고 특히 상수원 수도 구조물의 수명을 크게 연장하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상수원 수도 구조물의 표면에 형성된 복합 방식 및 방오 코팅층이 형성된 단면 구조를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상수원 수도 구조물의 표면에 방식 및 방오 코팅층을 형성하는 방법을 단계적으로 나타낸 그림이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상수원 수도 구조물의 형성 방법에 따른 구조의 변화를 도식적으로 나타낸 것이다.

일반적으로 강구조물에 대한 방식용사에서는, 전기화학적으로 철보다 전위가 낮은 금속 또는 합금이 이용되는데, 아연, 알루미늄, Zn/Al합금 및 Al/Mg합금이 대표적인 재료이다. 금속용사 시공은 전처리 강재에 대해서 블라스트(blast)를 하여 강재 표면에서 산화막과 오염을 제거한 뒤, 그 위에 퇴적되는 용사피막과의 앵커 패턴(anchor pattern)을 만들고, 용사피막에 열려있는 기공을 메우기 위해서 점도가 낮은 도료를 이용하여 봉공처리로 마무리된다.

용사 방법으로는 기존의 다양한 용사 방법이 사용될 수 있으나, 플라즈마 용사와 같이 불활성 분위기 또는 감압의 분위기가 필요한 특수 용사 방법보다는 상온 용사와 같은 용사 방법이 방식용사에 사용되는 것이 바람직하다. 일반적으로 선호되는 방식용사로는 불꽃용사 또는 아크(arc)용사 등이 사용되지만 이러한 방법에 의해 얻어지는 용사 피막은 다수의 기공을 포함하는 다공질(多孔質) 특성을 갖는다.

기공을 통해서 철 기재까지 수분이 침투해도 희생양극 작용에 의해 기재의 부식은 억제되고, 용사피막이 산화되어 기공 내에 부식생성물이 생성된다. 그와 같은 결과로 기공이 막힐 수 있기 때문에 이 현상을 방식용사 피막의 자기봉공 작용이라고도 불린다. 그러나, 이와 같은 초기의 금속피막의 소모를 억제하는 한편 피막 안으로 부식성분의 침투를 방지하는 목적으로 봉공처리가 시행된다. 일반적으로 봉공처리에 있어서는 기공에 침투하기 쉽도록 점도를 조정한 도료를 도포한다.

용사소재로서 알루미늄용사 피막은 pH 4~8.5의 범위로 표면에 극히 얇게 치밀한 산화막(부동태 피막)을 형성하기 때문에, 부식속도는 느리지만 공식 등 국부 부식이 생기기 쉬운 무저항 금속으로 분류된다. Al-Mg 및 Zn-Al과 같이 희생양극 금속을 합금화 하는 목적은 강재에 대해서 음극방식을 하기 위해서 필요한 전위를 낮게 함과 동시에 희생양극 재료 자체의 부식속도를 감소시키기 위함이다. 그러나, Zn-Al 합금의 경우 방식성이 매우 뛰어나지만, 음용수에서는 아연이 용출될 우려가 있고, 따라서 결과적으로 환경에도 영향을 줄 수 있기 때문에 본 발명에서는 환경에 안정적인 Al-Mg 합금소재를 적용하였다.

본 발명에서 사용된 전기적인 아크용사 방법으로 형성되는 Al-Mg 합금용사 피막의 방식특성을 살펴보면, 합금성분으로서 Mg을 함유하고 있기 때문에, 부식전위가 철보다 낮고 철강기재에 대해 음극방식을 할 수 있다. Al은 환경차단(barrier)형 금속으로서의 특성을 보유하고 있기 때문에 Zn이나 Zn-Al 합금과 비교해서 상수원 수도시설물과 같은 접수부위에서 부식속도를 느리게 할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 아크 용사는 불꽃용사와 비교해서 Al-Mg 용사피막 중의 산화물 함유량이 많지만, 부식전위는 낮고 부식속도는 느리므로, 용사피막의 음극방식의 안전성과 수명의 관점에서 중요하다.

Al합금 용사소재에서 Mg의 첨가량에 따라 인장강도가 증가하고 변형에 대한 저항도 증가하게 된다. Mg의 량이 5 %이상이 되면 응력부식이 발생하게 되어 판재 등 가공물에 대해서는 사용에 제한을 받는다고 알려져 있기 때문에 접수환경 특히 해수에서는 Mg의 량을 5 %이내로 적용하는 것이 일반적이다. 하지만, 본 발명에서 사용되는 금속용사 방법에 의해 형성된 용사 피막은 기존의 용사코팅층과는 달리 많은 미세 패턴의 기공 층을 형성하는 것이고, 이러한 용사코팅층이 응력으로부터 완충작용을 하게 됨으로써 응력부식을 감소시키기 때문에, Mg의 량을 5 %이상 첨가할 수 있는 장점이 있다.

이로 인해 본 발명의 Al-Mg 합금용사 코팅은 접수 환경에서 알루미늄의 단점을 보완하면서 합금의 내부식성을 높일 수 있게 되었다. 게다가 상대적으로 Mg의 량을 5% 이상 적용함으로써 내마모성이 향상되고, 수도관로에 미치는 마찰 마모는 감소되는 효과가 존재함을 발견하게 되었다.

이에 본 발명은 이러한 특이점을 적용하여, 모재 표면에 Al와 Mg을 포함하는 합금 선재를 용사코팅하여 제1 코팅층을 형성하고 상기 제1 코팅층 상에 세라믹 코팅액으로 기공을 밀봉하는 봉공처리를 실시한 후, 그 위에 세라믹 코팅액을 추가 코팅하여 제2 코팅층을 형성함으로써, 종래 다층구조의 중방식 코팅에 비해 장기간 방식성능의 유지가 가능하며 친환경적이고 특히 상수원 수도 구조물의 수명을 크게 연장하는 효과를 지닌, 초 내후성 방식 및 방오 코팅층 및 코팅방법에 관한 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 출원의 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

[코팅층]

본 발명의 하나의 관점인 코팅층은 모재 표면에 형성되는 제1 코팅층; 및 상기 제1 코팅층 표면에 형성되는 제2 코팅층;을 포함하고, 상기 제1 코팅층은 알루미늄(Al)-마그네슘(Mg)의 용사코팅층이며, 상기 제2 코팅층은 세라믹코팅 층이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 코팅층(100)은, 모재(10) 표면에 형성되는 제1 코팅층(A) 및 상기 제1 코팅층(A) 표면에 형성되는 제2 코팅층(B)으로 구성된다.

상기 용사코팅은 표면 가공기술로 특히 금속이나 세라믹 등의 재료를 가열하여 녹이거나 혹은 연하게 하여 이를 미립자 상태로 만들어 공작물의 표면에 고압의 공기를 충돌시켜서 부서진 입자를 응고 및 퇴적시킴으로써 피막을 형성하는 가공법이다. 일반적인 방식용 금속용사 소재인 Zn-Al 합금의 경우 방식성이 매우 뛰어나지만, 본 발명에서는 환경에 안정적인 Al-Mg 합금소재를 적용하여 내마모성과 내 부식성 및 장기 내구성을 높일 수 있도록 구성하였다.

상기 '세라믹 코팅'은 졸-겔 나노하이브리드 합성법으로 이루어지는 세라믹 코팅재로서, 상기 제2 코팅층을 형성하는 '코팅'은, 후술되는 바와 같이, 제1 코팅층에 형성된 용사 피막 내부에 많은 기공이 존재하므로 이러한 기공을 밀봉하여 제거하고 보다 더 방식성능을 개선하기 위해 먼저 실링처리를 수행한 후에 행해질 수 있다.

구체 예에서, 상기 제1 코팅층은 마그네슘 1 내지 50 중량%, 알루미늄 50 내지 99 중량%을 포함할 수 있다.

상기 제1 코팅층(A)은, 마그네슘 1 내지 50 중량%, 바람직하게는 5 내지 20 중량%를 포함할 수 있다. 상기 함량 범위에서, 대기상에서 희생 금속으로서 성능을 발휘하기 용이하고, 해수환경에서 전위차에 의한 마이크로 셀 형성을 지연시켜서 부식속도를 늦추는 장점이 있다.

상기 제1 코팅층(A)은, 알루미늄 50 내지 99 중량%, 바람직하게는 80 내지 95 중량%를 포함할 수 있다. 상기 함량 범위에서, 부착력 저하를 방지할 수 있고 대기 중 희생양극의 특성을 기대할 수 있다.

구체 예에서, 상기 제1 코팅층은 층두께가 80 내지 500 ㎛ 이고, 제2 코팅층은 60 내지 400 g/㎡로 실링 후 층 두께가 5 내지 150 ㎛ 일 수 있다.

상기 제1 코팅층(A)은 상기 모재(10) 표면에 형성된 마그네슘(Mg)-알루미늄(Al)의 용사코팅층으로, 총 두께가 80 내지 500 ㎛, 바람직하게는 100 내지 300㎛ 일 수 있다. 상기 층 두께 범위에서 내식성이 우수하고 희생양극 특성에 의한 방식성이 우수하며 코팅피막의 형성이 적절하여 작업성 효율이 증대되고 부착력이 보다 향상되는 장점이 있다.

상기 '실링' 또는 '봉공' 처리는 상기한 금속용사 공정을 마친 후 용사된 모재(10)면 상의 피막 상태를 확인하여 불량의 여부를 확인한 다음 수행하는 것으로, 이는 금속용사 공정(S30)에서 행한 용사가 그 피막 내부에 많은 기공이 존재하므로 이러한 기공을 밀봉하여 제거하고 보다 더 방식성능을 개선하기 위함이며, 이를 통해 종래 사용된 유기 도료의 화학물질에 의한 환경에 미치는 영향을 개선하여 작업자의 안전한 작업을 가능하게 하고 기존의 실링 공정에 비하여 금속용사 피막의 방식성능을 상승시키는 효과를 낼 수 있다.

상기 제2 코팅층(B)은 상기 제1 코팅층(A) 표면에 졸-겔 나노하이브리드 세라믹 코팅액으로 실링 후 코팅하여 형성한 2층 구조의 코팅층으로, 보다 구체적으로, 후술되는 바와 같이, 졸-겔 합성법으로 제조한 세라믹 코팅액을 실링제 (40)로 먼저 실링 처리(봉공 처리)한 다음, 졸-겔 합성법으로 제조한 세라믹 코팅액 코팅제(50)로 코팅하여 형성한다. 상기 제2 코팅층(B)은 상기 용사코팅된 제1 코팅층(A)의 미세기공을 세라믹 코팅액으로 먼저 실링하기 때문에 실링의 특성상 두께를 측정할 수 없고 사용량으로 범위를 정할 수 있으므로, 제1 코팅층(A)의 두께인 80 내지 500 ㎛를 기준으로 60 내지 400 g/㎡로 실링하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 120 내지 230 g/㎡로 실링하는 것이 좋다.

이 경우 제2 코팅층의 총 두께는 5 내지 150 ㎛, 바람직하게는 20 내지 85 ㎛ 일 수 있다. 상기 실링 및 층 두께 범위에서 용사피막의 활성을 억제시키고 동시에 제1 코팅층(A) 피막의 공극을 메워 소모 면적을 감소시키며 희생금속의 용출을 억제하여 장기방식에 기여할 수 있는 장점이 있다.

구체예에서, 상기 제2 코팅층은 무기계 바인더; 오르가노알콕시실란; 수용성 유기용제; 방오제; 충전제; 안료 및 촉매를 포함하는 세라믹 코팅액을 사용한 코팅 공정을 통해서 형성될 수 있다.

또한, 상기 제2 코팅층(B)은 방오성, 내후성 및 내오염성을 부여하기 위해 코팅액 조성물 100 중량%에 대해 방오제를 0.001~20 중량%를 더 포함할 수 있다. 상기 함량 범위에서 본 발명에 의한 제2 코팅층(B)이 탁월한 방오성, 내후성, 내스크래치성, 내오염성 등을 지니고 환경호르몬 등의 유해 물질의 용출이 없이 안전하고 친환경적이면서도 수생생물의 부착을 방지하여 상수원의 수질을 보호하는 장점이 있다.

본 발명의 상기 제2 코팅층은 연필경도에 의해 측정한 경도가 6 내지 9H 일 수 있다.

상기 제2 코팅층(B)은 금속용사 피막의 미세기공에 대한 실링 처리 시 코팅액과 용사피막과의 부착력이 매우 우수하여 용사피막의 기공을 단단히 고정해 주는 결합효과가 있고 건조 후 매우 높게 경도가 형성되는 특성이 있다. 상기 경도는 연필경도로, 그 경도 값이 6 내지 9H, 바람직하게는 6.5 내지 8.8H 일 수 있다.

구체 예에서, 상기 모재(10)는 상수도원 수도 구조물일 수 있다.

구체 예에서, 상기 '모재(10)'는 방식 용사 코팅이 적용될 수 있는 표면을 지닌 강구조물인 강재로서, 철강, 금속, 재료, 콘크리트 등 다양한 소재 산업 전반에 걸친 가공물(workpiece)을 포함한다. 예를 들면 상기 모재(10)는 스틸, 알루미늄 또는 그 밖의 적합한 금속이나 합금 등이 될 수 있다. 구체 예에서 상기 모재(10)는 수도를 포함한 상수원 구조물을 포함한다.

[코팅방법]

본 발명의 다른 하나의 관점인 코팅방법은 모재에 알루미늄(Al)-마그네슘(Mg)을 포함하는 합금 선재를 아크(arc) 용사 코팅(S30)하여 제1 코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 제1 코팅층 상에 졸-겔 하이브리드 세라믹 코팅액을 실릴(또는 봉공)처리(S40) 및 코팅처리(S50)하여 제2 코팅층을 형성하는 단계;를 포함한다.

다시 도 1 내지 2를 참조하면, 본 발명에 의한 코팅층(100)은, 모재(10)의 표면(20)에 Al-Mg 을 포함하는 합금 선재를 용사코팅하여 금속용사 합금 피막(30)을 포함하는 제1 코팅층(A)을 형성하고, 그 다음 상기 제1 코팅층(A)의 미세 기공을 세라믹 코팅액으로 실링한 후, 다시 세라믹 코팅액으로 코팅하여 제2 코팅층(B)을 형성함으로써 최종적으로 완성된다.

보다 구체적으로, 상기 본 발명에 의한 코팅층(100)은, 강구조물용 모재(10)를 반입하여 정제하는 단계(S10); 상기 정제된 모재(10)의 표면(20)처리 단계(S20); 상기 표면처리된 모재(10)를 용융코팅하여 Al-Mg 합금 피막(30)을 포함하는 금속 용사 공정 단계(S30); 상기 금속 용사 공정 단계에서 형성된 제1 코팅층(A) 상에 세라믹 코팅액 실링제를 사용하여 실링하는 단계(S40); 상기 실링 후 세라믹 코팅액으로 코팅하여 제2 코팅층(B)을 형성하는 단계;를 포함한다.

상기 모재 반입단계(S10)는 강구조물용 모재(10)의 표면(20)에 있는 이물질의 제거를 위해 소지상태를 확인하는 단계이고, 상기 표면처리 단계(S20)는 모재(10)의 표면(20)에 불규칙한 요철(凹凸)을 형성하고 용사피막의 밀착성과 결합력을 향상시키기 위한 것으로 SSPC-SP10의 표면처리규격으로 블라스트(Blast)하는 단계이다.

상기 금속 용사 공정 단계(S30)는 상기 표면처리 후 적정성 확인검사를 하고 진행하는데 알루미늄 합금선재를 용사재료로 사용하여 아크용사건(Gun)을 통하여 용융코팅하고, 이때 모재(10)의 표면(20)에 용사를 행하여 알루미늄(Al-Mg)합금 피막 층(30)을 형성할 수 있다.

상기 실링처리 단계(S40)는 제1 코팅층(A) 상에 세라믹 코팅액 실링제를 사용하여 실링하는 단계로, 상기한 금속용사 공정을 마친 후 모재(10)면 상에 용사된 피막층의 불량의 여부를 확인한 다음 수행한다. 이는 금속 용사 공정(S30)에서 행한 용사가 그 피막 내부에 많은 기공이 존재하므로 이러한 기공을 밀봉하여 제거하고 보다 더 성능을 개선하기 위함이다. 상기 실링 처리 단계(S40)에 본 발명의 졸-겔 하이브리드 세라믹 코팅액을 사용하면 금속용사 피막층에 대한 높은 부착력과 경도로 인해 금속용사 층의 내구성과 내마모성 등을 크게 향상시키는 효과가 있다.

상기 코팅처리 단계(S50)는 상기 실링 처리 후 세라믹 코팅액으로 코팅함으로써 제2 코팅층(B)을 최종적으로 형성하는 단계로, 코팅액에 함유된 천연 세라믹 성분으로 인해 유해 화학 물질의 용출이 없기 때문에, 종래 사용하던 유기 도료의 경우에 발생하는 비스페놀A 같은 화학물질에 의한 환경 영향을 개선할 수 있어서 상수원과 같은 식수원의 보호 효과가 크다.

구체예에서, 상기 제2 코팅층은 졸-겔 하이브리드 세라믹 코팅액을 60 내지 400 g/㎡로 실링하고 다시 코팅함으로써 전체 두께를 5 내지 150 ㎛의 범위로 형성할 수 있다.

상기 본 발명의 일 구체예에 의한 세라믹 코팅액은 상기 실링처리 단계(S40) 및 코팅처리 단계(S50)을 모두 실현할 수 있는 장점이 있다. 상기 졸-겔 하이브리드 합성법으로 제조된, 세라믹 코팅액을 실링제로 사용하여 실링(봉공) 처리를 한 다음, 졸-겔 하이브리드 세라믹 코팅액으로 사용하여 코팅처리를 각각 수행할 수 있다. 이때 그 성분 조성은 서로 동일하거나 일부 상이할 수 있다.

본 발명의 세라믹 코팅액 실링제는 부착성과 내후성을 높인 조성으로, 세라믹 코팅액은 내마모성과 방오성 등을 부여한 조성으로 각각 적용할 수 있다.

상기 제2 코팅층(B)에서 실링층(봉공층, 40)의 경우에는 상기 용사코팅된 제1 코팅층(A)의 미세기공을 세라믹 코팅액으로 먼저 실링하기 때문에 실링의 특성상 두께를 측정할 수 없고 사용량으로 범위를 정할 수 있으므로, 제1 코팅층(A)의 두께인 80 내지 500 ㎛를 기준으로 60 내지 400 g/㎡로 실링하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 120 내지 230 g/㎡로 실링하는 것이 바람직하다.

상기 세라믹 코팅액을 사용하여 코팅층이 추가로 형성된 제2 코팅층의 총 두께는 5 내지 150 ㎛, 바람직하게는 20 내지 85 ㎛ 일 수 있다. 상기 실링 및 코팅층 두께 범위에서 용사피막의 활성을 억제시키고 동시에 제1 코팅층(A) 피막의 공극을 메워 소모면적을 적게하며 희생금속의 용출을 억제하여 장기방식에 기여할 수 있다.

구체 예에서, 상기 졸-겔 하이브리드 코팅액은 무기계 바인더; 오르가노알콕시실란; 수용성 유기용제; 방오제; 충전제; 안료 및 촉매를 포함할 수 있다.

구체 예에서, 상기 무기계 바인더는 콜로이달 실리카, 콜로이달 알루미나 및 콜로이달 지르코니아로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.

상기 무기계 바인더는 상기 제2 코팅층(B) 조성물 전체 100 중량% 기준 5 내지 70 중량%, 바람직하게는 10 내지 60 중량% 일 수 있다. 상기 범위에서 접착력 감소를 방지하고 응집이나 핀 홀 등으로 막이 불균일해지는 것을 감소시킬 수 있다. 상기 무기계 바인더들은 코팅층의 경도, 부착력 및 내마모성 등을 부여하는 목적으로 적용되며, 입자크기가 5 내지 150 nm, 바람직하게는 10 내지 50 nm인 것이 좋다.

상기 오르가노알콕시실란은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다 :

[화학식 1]

Rm-Si(OR')n

(상기에서, R은 치환 또는 비치환된 탄소수 1~8의 탄화수소기, R'은 탄소수 1~5의 알킬기 또는 아실기이고, m은 1~2, n은 2~3인 자연수이며, m+n은 4임)

상기 화학식 1에서 R은 치환 또는 비치환된 탄화수소기이며, 여기서 치환기는 아민기, 에폭시기 및 할로겐기 등을 포함한다. 예를 들면, R은 알킬기, 알케닐기, 에폭시기 함유 유기기 및 아민 함유 유기기 등을 포함할 수 있다.

구체 예에서, 상기 오르가노알콕시실란은 메틸트리메톡시실란, 프로필트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리메톡시실란, 디메틸디메톡시실란 및 페닐트리메톡시실란 등을 1종 이상을 포함할 수 있다.

상기 오르가노알콕시실란(organoalkoxysilane)은 상기 제2 코팅층(B) 조성물 전체 100 중량% 기준 5 내지 60 중량%, 바람직하게는 10 내지 50 중량% 일 수 있다. 상기 함량 범위에서 경도 감소를 방지하고, 균열이나 박리가 발생하는 것을 줄일 수 있다.

구체 예에서, 상기 방오제는 아산화동이나 Biocide 같은 기존의 모든 유·무기 방오제를 적용할 수 있는데, 상기 제2 코팅층(B) 조성물 전체 100 중량% 기준 0.001 내지 20 중량%, 바람직하게는 0.01 내지 10 중량%일 수 있다. 상기 함량 범위에서 본 발명의 졸-겔 하이브리드 세라믹 코팅층에 적용했을 때 방오물질의 유출을 거의 없게 하면서도 효과적으로 수생 생물의 부착을 막을 수 있다.

상기 방오제는 유/무기 Biocide로서 기존의 방오제를 포함한 Biocides 들이다. 대표적인 예로는 식물류에 작용하는 유기 방오제로서 BHC (Benzene hexachloride), Benzmethylamide, Chlorothalonil, Copper Pyrithione, Dichlorofluanid, DDT (Dichloro diphenyl trichloroethane), Fluorofolpet, Iganol 1051, Diuron, Sea-Nine 211, Kathon 5287, Maneb, Polyphase, Pyridone-triphenylborane, Tributyl Tin Hydroxide, TCMS, TCMTB, Tolyfluanid, Triphenyl Tin Hydroxide, Tributyl Tin Chloxide, Triphenyl Tin Chloride, Tributyl Tin Acetate, Triphenyl Tin Acetate, Tributyl Tin Fluoride, Tributyl Tin Oxide, Thiram, Zinc Dimetyl Dithio Carbamate, Zinc Omadine (Zinc Pyrithione), Zineb, Ziram 등과 동물류에 효과적인 무기계 방오제로서 Cuprous Oxide (아산화동), Copper, Copper Carbonate, Copper chloride, 티오시안산 제1구리, Copper Sulfate, TiO₂, Iron oxide, 황산니켈, 황산아연, 황화아연, Zinc oxide 등을 들 수 있으며, 특히 천연 항균 방오제로 계피에서 추출한 쿠마린(Coumarin) 유도체 화합물이나 항균 방오 기능이 있는 나노실버를 사용하여 친환경 방오성능을 구현할 수 있다.

상기 충전제는 실리카, 알루미나, 탄산칼슘, 산화지르코늄, 탈크(talc) 및 실리콘카바이드(Silicon Carbide)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종 이상을 포함할 수 있으며, 특히 수질 정화 및 개선을 위하여 천연 광물 중 원적외선 방사 물질인 견운모 (세레나이트), 맥반석 (장석류), 활석, 감람석, 지르콘, 불석 (제오라이트), 고령토, 도석, 사문석 등의 미세 분말 등을 적어도 1종 이상 포함할 수 있다.

상기 충전제는 무기 충전제로 공지의 실리카, 알루미나, 탄산칼슘, 산화지르코늄, 탈크(talc), 실리콘카바이드(Silicon Carbide) 등과 상기 원적외선 방사 물질일 수 있고, 이들 중에서 1종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라 무기안료나 금속 분말 등을 혼합하여 사용할 수 있다. 이때 금속 분말은 귀금속 분말이나 통상적으로 알루미늄, 니켈, 아연 등 일 수 있고, 평균 입경이 1 내지 100㎛ 인 것을 사용할 수 있다. 충전제의 평균 입경은 5 내지 45 ㎛인 것이 좋다. 상기 충전제는 제2 코팅층(B) 조성물 전체 100 중량% 기준, 5 내지 60중량%, 바람직하게는 10 내지 50 중량% 일 수 있다.

상기 안료는 산화티타늄, 산화철, 산화아연, 산화코발트, 산화크롬 및 펄 안료 등을 1종 이상 포함할 수 있다. 상기 안료는 무기 안료로 안료의 평균 입경은 5 내지 45 ㎛인 것이 좋다. 상기 안료는 제2 코팅층(B) 조성물 전체 100 중량% 기준, 5 내지 60중량%, 바람직하게는 10 내지 50중량% 일 수 있다.

상기 촉매는 인산, 염산, 질산, 황산, 개미산 및 초산 등을 1종 이상 포함할 수 있다. 상기 촉매는 유기산 혹은 무기산으로, 코팅층 형성시 콜로이달 실리카와 오르가노알콕시실란의 축합반응을 일으켜 진행을 촉진시키는 효과가 있다.

상기 유기용제는 수용성 유기용제로, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부틸셀로솔브 등으로 이들을 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 유기용제는 조성물의 상용성과 분산 안전성을 위해 상기 제2 코팅층(B) 조성물 전체 100 중량% 기준 10 내지 40 중량%, 바람직하게는 20 내지 30 중량% 일 수 있다.

구체 예에서, 상기 졸-겔 하이브리드 세라믹 코팅액은, 방오성, 내후성 및 내오염성을 부여하기 위해 기존의 모든 유/무기 방오제와 계피 추출물 또는 나노실버 같은 천연 항균 방오제 등에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.

상기 방오제는 아산화동이나 Biocides 같은 모든 유기 또는 무기 방오제와 계피 추출물 또는 나노실버 같은 천연 방오제가 적용 가능한데, 이는 본 발명의 세라믹 코팅층이 일반적인 중방식 유기도료와 달리 매우 경도가 높고 내마모성과 내구성이 높은 코팅막을 형성하기 때문에, 함유된 방오물질의 유출이 거의 없으면서도 수생 생물이 부착하게 되면 직접 접촉에 의해 방오물질을 수생 생물에게 전달함으로써 부착을 효과적으로 차단할 수 있다. 따라서 기존의 유기페인트에서 유출되는 비스페놀A같은 환경호르몬 유해 물질이 없어서, 환경에 영향을 전혀 주지 않고 수질을 보호하면서도, 탁월한 방식 및 방오 성능을 나타내게 되어 친환경적이면서도 장기적인 보호 코팅을 형성하는 효과가 있다.

구체 예에서, 상기 졸-겔 하이브리드 세라믹 코팅액은 무기계 바인더 5 내지 70 중량%, 오르가노알콕시실란 5 내지 60 중량%, 수용성 유기용제 10 내지 40 중량%, 방오제 0.001 내지 20 중량%, 충전제 5 내지 60 중량%, 안료 5 내지 60 중량% 및 촉매 0 내지 10 중량%를 포함할 수 있다.

상기 함량 범위에서, 용사 피막의 활성을 억제하며 피막의 공극을 메워서 소모 면적을 감소시키고, 희생 금속의 용출을 억제함으로써 장기간 동안의 방식과 방오 성능에 기여할 수 있으며, 상기 Al-Mg 합금 피막에 잔존하는 기공을 제거함으로써 내구성을 향상시킬 수 있다.

즉 본 발명의 졸-겔 하이브리드 세라믹 코팅액은 물과 같은 매우 낮은 점성으로 인해 뛰어난 침투성과 탄력성으로 피막의 기공을 원활하게 메움으로써 금속 용사층의 소모 면적을 감소시킬 뿐 아니라, 용사 피막과 부착력이 매우 우수하여 미세 기공 안에서 마치 뿌리가 내린 것처럼 용사 피막의 기공을 단단히 고정해 주는 결합 효과를 내고, 건조 후 연필경도 6 내지 9H 정도로 경도가 매우 높아서 미세한 크랙이 생기더라도 용출된 희생금속이 크랙의 틈을 메워 더 이상 부식이 진행되지 않기 때문에 반 영구적인 장기 방식 효과를 발현할 수 있으며, 실링 처리와 표면 코팅시 금속용사 처리 면의 장기 방식성능이 20 내지 30% 까지 향상될 수 있다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의할 경우 종래 환경 호르몬 등의 환경 오염을 일으키는 다층구조의 유기계 중방식 코팅에 비해, 장기간 방식성능의 유지가 가능하며, 유해 물질의 용출이 없어서 친환경적이면서도 수생 생물의 부착을 막고 천연 세라믹 성분 물질로 인해 수질을 개선할 수 있는 효과가 있어서 상수원 수도 강구조물의 수명을 크게 연장될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.

[ 실시예 1]

제1 코팅층의 형성을 위해, 하기 표 1의 함량비를 지닌 Al-Mg 합금선재를 SSPC-SP10의 규격으로 표면처리한 모재를 대상으로 상온금속용사기(KMS-300)를 이용하여 전기적인 아크(Arc)를 사용하여 Al-Mg 합금선재를 융용시키면서 동시에 고압공기로 스프레이하는 방법에 의하여 용사코팅하였고, 그 결과 150 ㎛ 층두께의 금속용사 피막을 지닌 제1 코팅층을 형성하였다.

그 다음 제2 코팅층의 형성을 위해, 금속용사 피막의 처리 및 코팅용 졸-겔 하이브리드 세라믹 코팅액인 실링제와 코팅제를 각 제조하였다. 먼저, 금속용사 피막의 실링처리를 위해 세라믹 코팅액 실링제를 제조하였다. 구체적으로 30리터 반응기에 콜로이달 실리카(pH 3.5~5.0, 고형분 30%, 입자 크기 10~20 nm) 2kg, 메틸트리메톡시실란(MTMS) 2kg을 투입 후, 교반하면서 에탄올 3kg, 부틸셀로솔브 0.2kg을 혼합하고 균일하게 교반하였다. 그 다음, 충전제로 산화알루미늄 2.5kg과 탈취 정화기능이 있는 불석 (제오라이트) 0.5kg을 서서히 투입하면서 균일하게 혼합하였고, 그 후 혼합물을 볼밀이나 샌드밀 등으로 입도가 10 ㎛ 이하가 되도록 교반 및 분산하여 균질의 세라믹 코팅액 실링제를 수득하였다. 그 다음, 금속용사 피막의 코팅처리를 위해 세라믹 코팅액 코팅제를 제조하였다. 구체적으로 백색 안료로서 이산화티탄 0.3kg을 이소프로필알콜 3kg에 혼합하고 6시간 동안 볼밀로 0.5~10 ㎛ 크기로 분쇄하였고, 이후 실리카졸 3kg에 이소프로필알콜 3kg과 초산 0.15kg을 혼합하고 약 30분간 교반하였다. 그 다음, 메틸트리메톡시실란 2.5kg, 디메틸디메톡시실란 2kg, 천연 항균 방오제로 계피 추출물인 쿠마린 0.5kg 을 첨가하여 상온에서 8시간 동안 교반 및 숙성하여 졸-겔 하이브리드 세라믹 코팅액 코팅제를 수득하였다.

최종적으로 상기 제1 코팅층 상에 실링처리를 위해 상기 제조된 세라믹 코팅액 실링제를 실링한 뒤, 상기 졸-겔 하이브리드 세라믹 코팅액 코팅제로 방식 코팅하여 150 g/㎡ 제2 코팅층을 형성함으로써, 본 발명의 일 구체 예에 의한 제1 코팅층과 제2 코팅층을 포함하는, 2층 구조의 융복합 코팅층을 완성하였다.

[ 비교예 1]

제2 코팅층으로 K 社의 에폭시계 중도인 유기계 에폭시 도료를 활용하여 200 g/㎡ 코팅을 형성한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제1 및 제2 코팅층을 형성하였다.

실험예 - 용출수 분석 시험

본 발명에 의한 코팅에서 중금속, 기타 유기용제 및 유해 화학물질이 검출되는지 확인하기 위하여 용출 시험을 실시하였다. 상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 3에서 형성된 시험편의 크기를 70(가로)×150(세로)×2 mm(두께)로 하여 SS400 강판으로 제작하였다. 그 표면 처리는 SSPC-SP10의 규격으로 그릿트 블라스트하여 각 시험편의 조도를 60~80 ㎛에 맞췄다. 이후 상온금속용사의 표준조건에서 Al-Mg 합금 선재를 각 시험편에 150 ㎛로 동일하게 양면 용사코팅을 하였다.

상기 시험편은 하기 표 2와 같이, 유기계 에폭시 도료로 도장한 시험편을 a(비교예 1)로, 본 발명에 의한 졸-겔 하이브리드 세라믹 코팅액으로 코팅한 시험편을 b(실시예 1)로 구성하였다.

상기 코팅된 각 시험편을 테스트하기 위해 20 ^oC의 증류수 4 리터에 48 시간 용출시킨 후 먹는 물 수질 공정 시험법은 환경부고시 제2004-188호에 따라 총 45 가지 항목에 대하여 시험을 실시하였고, 비교예와 실시예의 시험 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

시험항목	먹는 물 기준	성적
시험항목	먹는 물 기준	a(비교예 1)	b(실시예 1)
일반세균	100 이하/ml	27	8
총 대장균군	불검출/100ml	N.D.	N.D.
분원성 대장균군	불검출/100ml	N.D.	N.D.
색도	5도 이하	1도 이하	1도 이하
탁도	1 NTU 이하	0.05	0.02
냄새	무취	적합	적합
맛	무미	적합	적합
암모니아성 질소	0.5 이하	0.25	0.03
질산성 질소	10 이하	2	N.D.
수소이온농도	5.8 ~ 8.5	8	6.5
염소 이온	250 이하	17	2
과망간산칼륨소비량	10 이하	1.5	0.5
경도	300 이하	10	7
황산 이온	200 이하	45	N.D.
증발 잔류물	500 이하	384	128
다이아지논	0.02 이하	N.D.	N.D.
파라티온	0.06 이하	N.D.	N.D.
페니트로티온	0.04 이하	N.D.	N.D.
카바릴	0.07 이하	N.D.	N.D.
타클로로메탄	0.02 이하	N.D.	N.D.
톨루엔	0.7 이하	0.5	N.D.
크실렌	0.5 이하	N.D.	N.D.
1,1-디클로로에틸렌	0.03 이하	N.D.	N.D.
음이온 계면활성제	0.5 이하	0.2	N.D.
비소	0.05 이하	N.D.	N.D.
시안	0.01 이하	N.D.	N.D.
수은	0.001 이하	N.D.	N.D.
세레늄	0.01 이하	N.D.	N.D.
불소	1.5 이하	N.D.	N.D.
페놀	0.005 이하	N.D.	N.D.
철	0.3 이하	0.2	N.D.
망간	0.3 이하	N.D.	N.D.
6가 크롬	0.05 이하	N.D.	N.D.
아연	1 이하	N.D.	N.D.
동	1 이하	N.D.	N.D.
납	0.05 이하	N.D.	N.D.
카드뮴	0.01 이하	N.D.	N.D.
1,1,1-트리클로로에탄	0.1 이하	N.D.	N.D.
테트라클로로에틸렌	0.01 이하	N.D.	N.D.
트리클로로에틸렌	0.03 이하	N.D.	N.D.
1,2-디브로모-3-클로로프로판	0.003 이하	N.D.	N.D.
알루미늄	0.2 이하	N.D.	N.D.
벤젠	0.1 이하	N.D.	N.D.
에틸벤젠	0.3 이하	0.01	N.D.
사염화탄소	0.002 이하	N.D.	N.D.
보론	0.3 이하	N.D.	N.D.

(시험방법 : 먹는 물 수질 공정 시험 방법, N.D. : 불검출)

100 : 코팅층 A : 제1 코팅층
B : 제2 코팅층 10 : 모재
20 : 표면 30 : 금속용사 합금 피막
40 : 졸-겔 하이브리드 세라믹 코팅액 실링제
50 : 졸-겔 하이브리드 세라믹 코팅액 코팅제

Claims

상수원 수도 구조물에 있어서,
상기 구조물의 표면에, 아크 용사를 통해 형성된 알루미늄(Al)-마그네슘(Mg) 용사코팅층; 및 상기 용사코팅층 상에 형성되는 세라믹 코팅층;을 포함하고,
상기 알루미늄(Al)-마그네슘(Mg) 용사코팅층은, 알루미늄(Al) 50 내지 99 중량% 및 마그네슘(Mg) 1 내지 50 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 복합 방식 및 방오 코팅층이 형성된 상수원 수도 구조물.
삭제
제1항에 있어서,
상기 알루미늄(Al)-마그네슘(Mg) 용사코팅층의 두께는 80 내지 500㎛인 것을 특징으로 하는, 복합 방식 및 방오 코팅층이 형성된 상수원 수도 구조물.
제1항에 있어서,
상기 세라믹 코팅층은, 무기계 바인더; 오르가노알콕시실란; 수용성 유기용제; 방오제; 충전제; 안료 및 촉매를 포함하는 것을 특징으로 하는, 복합 방식 및 방오 코팅층이 형성된 상수원 수도 구조물.
제1항에 있어서,
상기 세라믹 코팅층의 두께는 5 내지 150㎛인 것을 특징으로 하는, 복합 방식 및 방오 코팅층이 형성된 상수원 수도 구조물.
제1항에 있어서,
상기 세라믹 코팅층의 경도는 6 내지 9 H인 것을 특징으로 하는, 복합 방식 및 방오 코팅층이 형성된 상수원 수도 구조물.
상수원 수도 구조물의 내부 표면에 방식 및 방오 코팅층을 형성하는 방법에 있어서,
상기 상수원 수도 구조물의 표면에 알루미늄(Al)-마그네슘(Mg)을 포함하는 합금 선재를 아크 용사를 사용한 용사 코팅을 통해 알루미늄(Al)-마그네슘(Mg) 용사코팅층을 형성하는 단계;
세라믹 코팅액을 사용하여 상기 용사코팅층의 표면과 내부에 존재하는 기공을 밀봉하는 봉공 처리 단계; 및
상기 봉공 처리 단계 후에 세라믹 코팅액을 추가로 사용하여 세라믹 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 알루미늄(Al)-마그네슘(Mg) 용사코팅층은, 알루미늄(Al) 50 내지 99 중량% 및 마그네슘(Mg) 1 내지 50 중량% 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 상수원 수도 구조물의 내부 표면에 복합 방식 및 방오 코팅층을 형성하는 방법.
삭제
제7항에 있어서,
상기 알루미늄(Al)-마그네슘(Mg) 용사코팅층의 두께는 80 내지 500㎛인 것을 특징으로 하는, 상수원 수도 구조물의 내부 표면에 복합 방식 및 방오 코팅층을 형성하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 세라믹 코팅액은, 무기계 바인더; 오르가노알콕시실란; 수용성 유기용제; 방오제; 충전제; 안료 및 촉매를 포함하는 것을 특징으로 하는, 상수원 수도 구조물의 내부 표면에 복합 방식 및 방오 코팅층을 형성하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 봉공 처리 단계는, 상기 용사 코팅층의 단위 m²당 60 내지 400 g의 세라믹 코팅액을 사용하여 상기 용사코팅층의 표면과 내부에 존재하는 기공을 채우는 밀봉처리를 수행하는 것을 특징으로 하는, 상수원 수도 구조물의 내부 표면에 복합 방식 및 방오 코팅층을 형성하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 봉공 처리 단계와 세라믹 코팅층 형성 단계를 통해 형성되는 전체 세라믹 코팅층의 두께는 5 내지 150 ㎛인 것을 특징으로 하는, 상수원 수도 구조물의 내부 표면에 복합 방식 및 방오 코팅층을 형성하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 세라믹 코팅층의 경도는 6 내지 9 H인 것을 특징으로 하는, 상수원 수도 구조물의 내부 표면에 복합 방식 및 방오 코팅층을 형성하는 방법.