KR101658372B1 - 친환경 방청도료 조성물 및 이를 이용한 방청막 형성방법 - Google Patents

친환경 방청도료 조성물 및 이를 이용한 방청막 형성방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 친환경 방청도료 조성물 및 이를 이용한 방청막 형성방법에서, 친환경 방청도료 조성물은 갈산(gallic acid), 금속산화물, 고무 라텍스(latex), 및 용매를 포함한다.

Description

친환경 방청도료 조성물 및 이를 이용한 방청막 형성방법{ECO-FRIENDLY ANTICORROSIVE COATING COMPOSITION AND METHOD OF FORMING ANTICORROSION LAYER USING THE ANTICORROSIVE COATING COMPOSITION}
본 발명은 친환경 방청도료 조성물 및 이를 이용한 방청막 형성방법에 관한 것으로, 보다 바람직하게는 금속 표면의 녹과 반응하여 방청막을 형성하는 친환경 도료 조성물 및 이를 이용한 방청막 형성방법에 관한 것이다.
녹(rust)은 금속의 표면에 생기는 부식생성물의 총칭으로, 철제 구조물에서 발생하는 녹은 철제 구조물의 내구성 저하의 주된 요인이다. 이러한 녹은 금속 표면에 녹 발생요인이 부착되어 발생하며, 이것은 수분이 금속의 산화 피막의 결정부분에 침투하여 금속을 용해시키고 수분에 용해된 산소가 금속을 산화시켜 발생한다.
금속 구조물의 부식에 따른 내구성의 감소, 기능의 저하 등을 방지하고 내구 연한을 연장하기 위해 금속 구조물의 표면을 도료로 도장하여 보호하는 방법을 일반적으로 이용한다. 이때 이용하는 도료 중, 방청도료는 공기, 물, 이산화탄소 등이 금속 면과 접촉하여 화학적으로 철을 포함하는 금속 구조물에 녹이 발생하는 것을 방지하기 위하여 도장되는 도료를 말한다.
일반적으로, 방청도료는 교량, 해상 구조물, 원자력 발전소, 각종 플랜트의 대형 구조물, 선박, 컨테이너 등, 철제 구조물의 부식을 방지하기 위하여 사용되며, 방청도료의 코팅으로 형성된 방청막은 장기간에 걸쳐 심한 부식 환경에 견딜 수 있어야 한다. 또한, 이러한 방청막은 공기나 수분을 통과시키지 않고 부착성이 좋으며, 균열이 발생하지 않고, 내후성 및 내구성에 문제가 없어야 한다.
기존의 방청도료는 유기계 수지 및 유기용제를 사용하고 있다. 방청도료에 이용되는 유기용제는 대부분 휘발성 화합물(VOC, Volatile Organic Compounds) 및 포름알데히드 등 독성 물질이므로, 인체 내부에 흡수될 경우, 중추신경계에 영향을 가하여 작업자 또는 사용자의 건강을 위협하는 요소로 작용한다. 또한, 방청도료는 크롬 또는 납 등과 같은 중금속을 함유하는 광명단(사산화삼납, Red lead), 크롬산아연(Zinc chromate), 시안화납(lead cyanide), 크롬산스트론튬(Strontium chromate) 등을 포함하고 있는 경우가 많아 인체에 유해할 뿐만 아니라 환경오염의 원인이 되고 있다.
아울러, 기존의 녹 제거 및 방청 작업은 도막의 균열로 인해 부식이 진행되면 녹슬어 있는 부분을 제거한 후 도장하여야 하므로 복잡하고 많은 시공 단계가 필요하다. 이 과정에서 많은 경제적 비용 및 시간이 소요될 뿐만 아니라 다량의 폐기물 및 유해물질이 발생하며 인체에 유해하다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 개선하기 위하여, 사용하기 간편하고 유해물질이 포함되지 않으면서도 내식성 및 부착력이 우수한 방청막을 형성할 수 있는 방청도료가 요구되고 있다.
본 발명의 일 목적은 금속 표면의 녹을 변환하여 내식성 및 부착력이 우수한 방청막을 형성할 수 있는 친환경 방청도료 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 친환경 방청도료 조성물을 이용한 방청막 형성방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 목적을 위한 친환경 방청도료 조성물은 갈산(gallic acid), 금속산화물, 고무 라텍스(latex), 및 용매를 포함하는 친환경 방청도료 조성물.
일 실시예에서, 상기 친환경 방청도료 조성물은 부식억제제로서 에틸렌글리콜(ethylene glycol)을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 친환경 방청도료 조성물은 상기 고무 라텍스 100 중량부에 대해, 갈산 0.1 내지 10 중량부, 상기 금속산화물 0.1 내지 1 중량부, 상기 용매 50 내지 70 중량부, 및 에틸렌글리콜 0.1 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 고무 라텍스는 천연 고무 라텍스 및 합성 고무 라텍스 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 이때, 상기 합성 고무 라텍스는 스타이렌부타디엔(styrenebutadiene)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 용매는 디에틸렌 글리콜 에틸에테르 아세테이트(diethlylene glycol ethyl ether acetate), 및 에틸렌글리콜 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 금속산화물은 철(Fe) 및 아연(Zn) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 금속산화물은 자철석(magnetite)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 친환경 방청도료 조성물은 상기 고무 라텍스 100 중량부에 대해, 갈산 0.1 내지 10 중량부, 상기 금속산화물 0.1 내지 1 중량부, 및 상기 용매 50 내지 70 중량부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 친환경 방청도료 조성물은 분산제, 증점제, pH 조절제, 산화제, 레벨링제, 및 이들의 혼합물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 위한 친환경 방청도료 조성물을 이용한 방청막 형성방법은 갈산, 고무 라텍스, 금속산화물, 및 용매를 포함하는 친환경 방청도료 조성물을 제조하는 단계, 금속 구조체 표면을 처리하여 표면의 이물질을 제거하는 단계, 이물질이 제거된 표면에 상기 방청도료 조성물을 1차 도포하는 단계, 및 상기 방청도료 조성물을 1차 도포한 이후 12시간 이상 24시간 이내에 상기 금속 구조체 표면에 상기 방청도료 조성물을 2차 도포하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방청도료 조성물은 부식억제제로서 에틸렌글리콜을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 방청도료 조성물을 2차 도포하는 단계는 상기 방청도료 조성물을 1차 도포하는 단계에서 상기 방청도료를 도포한 방향과 수직이 되도록 도포하여 수행할 수 있다.
본 발명의 친환경 방청도료 조성물 및 이를 이용한 방청막 형성방법에 따르면, 유해물질을 포함하지 않으며, 내식성 및 부착력이 우수한 방청막을 형성할 수 있는 친환경 방청도료 조성물을 제공할 수 있다. 또한, 금속 표면에 발생된 녹을 제거하지 않고도 금속 표면의 녹을 변환하여 강력한 방청막을 형성할 수 있으므로, 시공시 시공폐기물의 양을 감소시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 사용이 간편하여 항구 및 부두 설비, 교량, 선박 및 해양설비, 정유 및 석유화학 시설, 발전소, 댐 등의 복잡한 구조물에 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 방청도료 조성물을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 친환경 방청도료 조성물을 이용한 방청막 형성방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 친환경 방청도료 조성물의 방청막 형성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 친환경 방청도료 조성물의 방청막 형성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 친환경 방청도료 조성물의 방청막 형성을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
친환경 방청도료 조성물
본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 방청도료 조성물은 갈산(gallic acid), 고무 라텍스(latex), 금속산화물, 및 용매를 포함한다.
갈산은 탄닌(tannin)을 산 또는 알칼리 가수분해하여 얻어지는 페놀카르복시산으로 C7H6O5H2O의 분자식을 가지는 화합물이다. 갈산은 산화방지제로 사용되며 철 등의 금속과 결합하여 암청색으로 색상이 변화한다. 갈산은 상기 친환경 방청도료 조성물에서 금속 표면의 녹과 반응하여 녹을 녹이고 색상을 변화시킬 수 있다. 상기 친환경 방청도료 조성물은 갈산과 금속 표면의 녹이 반응함에 따라 흰색에서 녹색 또는 청색으로 색상이 변화하고, 다시 녹색 또는 청색에서 암청색으로 색상이 변화할 수 있다.
상기 금속산화물은 금속 원소와 결합하여 이루는 화합물로서, 갈산에 의해 변화된 녹의 금속 표면에 대한 부착력을 높여 상기 고무 라텍스(latex)와 함께 금속 표면에 방청막을 안정적으로 형성할 수 있다.
상기 금속산화물은 철(Fe) 및 아연(Zn) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 철(Fe)산화물은 철을 포함하는 산화물을 말하며, 상기 아연(Zn)산화물은 아연(Zn)을 포함하는 산화물을 말한다.
일 실시예에서, 상기 금속산화물은 자철석(magnetite)을 포함할 수 있다. 자철석은 자철광, 마그네타이트라고도 하며 화학식은 Fe3O4 또는 [Fe,MgㅇFe2O4]이다. 자철석은 자성을 띤 검은색 산화철 광물로, 강한 자성이 있어 천연 자석이 되기도 한다.
상기 고무 라텍스는 방청막의 형체를 구성하는 주요 성분으로서, 방청막이 금속 표면에서 금속의 부식을 방지하는 역할을 할 수 있다. 이때, 방청막은 산화방지막, 부식억제층의 의미를 포함한다.
상기 고무 라텍스는 천연 고무 라텍스 및 합성 고무 라텍스 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
천연 고무 라텍스는 고무 식물의 수피에 상처를 냈을 때 흘러나오는 흰색의 액상 물질을 의미하며, 상기 액상 물질은 유기물 또는 무기물의 수용액에 천연 고무가 분산질로 분산된 콜로이드 졸 상태일 수 있다.
합성 고무 라텍스는 합성 고무나 합성수지가 콜로이드 상태로 물에 분산된 것을 말한다. 상기 합성 고무 라텍스는 스타이렌부타디엔(Styrenebutadiene)을 포함할 수 있다. 스타이렌부타디엔은 스티렌(Styrene)과 부타디엔(butadiene)을 에멀션화 중합시켜서 얻은 중합체로, 가장 일반적인 합성 고무 라텍스이다.
상기 용매는 상기 고무 라텍스를 분산시킬 수 있는 용매를 의미한다. 상기 용매의 예로서는 디에틸렌 글리콜 에틸에테르 아세테이트(diethlylene glycol ethyl ether acetate), 에틸렌글리콜(ethylene glycol) 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2 이상이 조합되어 이용될 수 있다. 디에틸렌 글리콜 에틸에테르 아세테이트는 수용성의 무색액체로, 용매로서 사용된다. 에틸렌글리콜은 2가 알코올의 일종으로, 2가 알코올 중 가장 간단한 형태의 화합물이며 끈기가 있는 무색의 액체이다.
이때, 상기 용매를 에틸렌글리콜 단독으로 이용하거나 디에틸렌 글리콜 에틸에테르 아세테이트와 함께 이용하는 경우, 에틸렌글리콜은 다른 성분들을 용해 및/또는 분산시키는 용매인 동시에 부식억제제의 역할을 할 수 있다. 부식억제제로서의 에틸렌글리콜은 갈산으로 녹을 변환시킨 금속의 표면에 상기 고무 라텍스와 함께 방청막을 형성하여 재부식을 방지할 수 있다.
이와 달리, 상기 용매가 디에틸렌 글리콜 에틸에테르 아세테이트를 단독으로 이용하고, 부식억제제로서 에틸렌글리콜을 부가할 수도 있다.
상기 친환경 방청도료 조성물은 분산제, 증점제, pH 조절제, 산화제, 레벨링제, 희석 용매, 및 이들의 혼합물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
분산제는 입자의 응집을 방지하기 위해 첨가하는 물질로, 계면 활성제, 고분자 물질 등 흡착성 물질이 분산제로 이용된다.
증점제는 용액의 점도를 증가시키는 물질로, 방청도료의 점도를 증가시킬 수 있다.
pH 조절제는 용액의 pH를 조절하기 위한 물질로, 방청도료의 pH를 적절하게 조절할 수 있다.
산화제는 산화반응에서 다른 물질로부터 전자를 얻어 자신은 환원되고, 다른 물질을 환원시키는 물질이나, 산소를 부여하는 물질이다. 산화제는 녹과 반응하여, 방청도료가 녹을 변환하는데 도움이 될 수 있다.
레벨링제는 용액의 흐름성을 증가시키는 물질이다. 레벨링제는 방청도료의 흐름성을 증가시켜 방청도료를 도포 시, 방청막이 금속 표면에 고르고 매끈하게 형성될 수 있도록 함으로써 외관을 향상시킬 수 있다.
희석 용매는 조성물을 희석할 수 있는 물질로서, 물과 같은 물질을 사용할 수 있다.
상기 친환경 방청도료 조성물은 상기 고무 라텍스 100 중량부에 대해, 갈산 0.1 내지 10 중량부, 상기 금속산화물 0.1 내지 1 중량부, 및 상기 용매 50 내지 70 중량부를 포함할 수 있다.
상기 친환경 방청도료 조성물은 상기 고무 라텍스 100 중량부에 대해, 갈산 0.1 내지 10 중량부, 상기 금속산화물 0.1 내지 1 중량부, 상기 용매 50 내지 70 중량부, 및 부식억제제인 에틸렌글리콜 0.1 내지 10 중량부를 더 포함할 수 있다.
이하에서는, 도 1을 참조하여 금속산화물이 자철석으로 특정된 실시예를 들어, 친환경 방청도료 조성물과 금속의 반응을 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 방청도료 조성물을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 친환경 방청도료 조성물을 금속 표면에 도포하면, 수분이 증발하면서, 방청도료 조성물 내의 갈산이 금속 표면의 산화철(녹)과 반응하여, 금속 표면의 색상이 암청색으로 변화한다. 동시에, 방청도료 조성물 내의 고무라텍스 및 자철석이 산화철과 반응하여, 금속 표면에 방청막을 형성하며, 방청막이 금속 표면에 강력하게 부착한다.
즉, 본 발명의 친환경 방청도료 조성물이 금속 표면의 산화철과 반응하여, 암청색으로 변화하고, 부착력이 우수한 방청막을 형성한다.
이하에서는, 도 2를 참조하여, 상기 친환경 방청도료 조성물을 이용한 방청막 형성 방법에 대해서 설명한다.
방청막의 형성 방법
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 친환경 방청도료 조성물을 이용한 방청막 형성방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2를 참조하면, 먼저, 친환경 방청도료 조성물을 이용하여 1차 방청막을 형성하되(단계 S210), 상기 1차 방청막을 형성하기 전에 피코팅체인 금속 구조체의 표면을 세정한다(단계 S220).
상기 세정 공정은 상기 금속 구조체의 표면에 잔류하는 이물질을 제거하여 상기 금속 구조체의 표면과 상기 친환경 방청도료 조성물의 반응성을 증가시키고, 상기 1차 방청막과 상기 금속 구조체 표면 사이의 부착력을 증가시킬 수 있다.
상기 금속 구조체 표면의 먼지, 페인트, 소금 잔류물 등의 이물질을 제거하기 위하여 연삭, 고압 물세척, 샌딩(sanding), 숏블라스팅(shot blasting) 등의 방법으로 금속 표면을 처리한다.
연삭은 경도가 높은 광물의 입자나 분말 또는 숫돌로 금속 구조체의 표면을 갈아 매끄럽게 처리하는 방법이다. 고압 물세척은 높은 수압으로 금속 구조체 표면의 이물질을 제거하는 방법이다. 샌딩(sanding)은 흠집을 제거하고 도장할 표면을 매끄럽게 하여, 페인트 코팅막의 점착을 증가시키기 위해 연마재를 사용하여 문지르는 것을 말한다. 숏블라스팅(shot blasting)은 흑피 및 기타의 부착물을 완전히 제거하여 금속이 노출될 때까지 처리하는 기계적 방법이다.
또한, 상기 금속 구조체 표면을 처리하는 단계에서 헤라, 저속 그라인더 등을 사용하여 금속 표면의 큰 녹을 제거할 수 있다.
그 다음은, 상기 금속 구조체 표면에 상기 방청도료 조성물을 1차 도포하여 1차 방청막을 형성한다(단계 S230).
상기 방청도료 조성물은 붓, 스프레이, 로울러 등을 사용하여 금속 표면에 도포될 수 있다. 바람직하게는 상기 방청도료 조성물을 스프레이, 로울러 등을 사용하여 금속 구조체 표면 전체에 도포하고, 깊이 패인 구멍, 및 틈새 등을 붓을 사용하여 도포한다.
상기 방청도료 조성물을 도포한 후에는 경화시간이 필요하다. 여름철에는 30분, 겨울철에는 90분의 경화시간을 갖는 것이 바람직하며, 다음 시공은 12시간 후에 실시하는 것이 보다 바람직하다.
이어서, 상기 방청도료 조성물을 2차 도포하여 2차 방청막을 형성한다(단계 S240).
상기 방청도료 조성물의 2차 도포는 1차 방청막을 형성하는 단계로부터 12시간 이후, 24시간 이내에 수행된다. 1차 방청막을 형성하고 12시간이 경과하기 전에 2차 도포가 이루어지면 수분이 전부 증발되지 않아, 미반응 물질이 존재하는 문제가 있다. 또한, 1차 방청막을 형성하고 24시간이 경과한 후에 2차 도포가 이루어지면 먼지 등의 이물질이 부착될 수 있으며, 이로 인해 방청막의 부착력이 감소하게 되는 문제가 있다. 따라서, 1차 방청막을 형성하고 적어도 12시간이 경과한 후 24시간이 경과하기 전에 수행되는 것이 바람직하다.
상기 방청도료 조성물을 도포하는 수단 및 경화시간은 상기에서 설명한 것과 실질적으로 동일하며, 이에 중복되는 상세한 설명은 생략하고 차이점에 대해 상세히 설명하도록 한다.
상기 방청도료 조성물의 2차 도포는 상기 1차 도포 방향과 수직이 되도록 도포할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 2차 방청막을 형성하는 단계는 상기 2차 방청막이 형성된 금속 표면에 도장하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 방청도료 조성물을 2차 도포하고 24시간 내지 72시간 방치한 이후 도료를 이용하여 도장하는 것이 바람직하다. 2차 방청막을 형성하고 24시간 내지 72시간의 방치 시간이 없이 바로 도료를 이용하여 도장하면, 상기에서 설명한 바와 같이, 미반응 물질이 존재하는 문제가 있다. 따라서, 2차 방청막을 형성하고 적어도 24시간 내지 72시간 이후에 도장 공정이 수행되는 것이 바람직하다.
본 발명의 친환경 방청도료 조성물은 미국 EPA(ENVIORNMENTAL PROTECTION AGENCY, 환경보호청)의 VOC(Volatile Organic Compounds, 휘발성 유기화합물) 규제에 해당하는 어떠한 유기용매도 포함하지 않으며, 환경 친화적이다.
뿐만 아니라, 기존의 방청도료들은 녹의 제거부터 도장까지 여러 단계를 거치는 것에 비하여 상기 친환경 방청도료 조성물은 표면의 녹을 제거하지 않고도 녹과 반응하여 표면에 강력한 방청막을 형성한다. 때문에, 구조가 복잡한 항구 및 부두 설비, 교량, 선박 및 해양설비, 정유 및 석유화학 시설, 발전소, 댐 등의 구조물에서 사용가능하고, 나아가 알루미늄, 철 등에서 넓은 범위에서 사용가능 하다.
또한, 상기 친환경 방청도료 조성물을 이용하여 형성된 1차 방청막이 프라이머층과 같은 역할을 할 수 있어, 프라이머층을 형성하기 위한 별도의 조성물 및 시공 단계가 필요하지 않다. 따라서, 상기 친환경 방청도료 조성물은 간단한 시공단계가 요구되고, 사용이 용이하여 기존의 방청도료 보다 우수한 경제성을 확보할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 친환경 방청도료 조성물의 실시예 및 비교예를 설명하기로 한다.
실시예 1
본 발명의 친환경 방청도료 조성물을 제조하기 위해, 고무 라텍스 100 중량부에 대해, 갈산을 5 중량부, 자철석을 0.5 중량부, 및 디에틸렌 글리콜 에틸에테르 아세테이트 5 중량부를 혼합하였다.
실시예 1을 이용한 방청막의 형성 1
상기 실시예 1에 따라 준비한 방청도료 조성물을 녹이 형성된 금속 구조체 표면에 1차 도포하였고, 3시간 후 금속 구조체 표면의 색변화를 확인하였다. 그 다음, 추가적으로 12시간 동안 표면을 완전히 건조한 후, 1차 도포한 금속 구조체 표면의 일부를 2차 도포하여, 24시간 후 금속 구조체 표면의 색변화를 확인하였다. 그 결과를 도 3에 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 친환경 방청도료 조성물의 방청막 형성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3에서, (a)는 상기 실시예 1에 따른 친환경 방청도료 조성물을 금속 구조체 표면에 1차 도포 및 도포 후 3시간이 경과한 후의 사진들이고, (b)는 2차 도포 및 건조한 후의 사진들이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 친환경 방청도료 조성물을 1차 도포하고 3시간 후 금속 구조체 표면이 일부 건조되었으며, 표면의 색상이 흰색에서 옅은 암청색으로 변화하였다. 금속 구조체를 추가로 12시간 동안 완전히 건조한 후 2차 도포한 결과, 금속 구조체 표면이 옅은 암청색에서 짙은 암청색으로 변화하였다.
결과적으로, 금속 구조체 표면의 녹과 상기 친환경 방청도료 조성물이 반응하여 녹이 변환되고, 암청색의 방청막이 형성된 것을 확인할 수 있다.
실시예 1을 이용한 방청막의 형성 2
상기 실시예 1에 따라 준비한 방청도료 조성물을 녹이 형성된 금속 구조체 표면에 1차 도포하였고, 15시간 후 금속 구조체 표면의 1차 색변화를 확인하였다. 30시간 후 2차 색변화를 확인하였다.
1차 색변화 결과, 금속 구조체 표면이 흰색에서 청색으로 변화하였다.
2차 색변화 결과, 금속 구조체 표면이 청색에서 옅은 암청색으로 변화하였다.
결과적으로, 금속 구조체 표면의 녹과 상기 친환경 방청도료 조성물이 반응하여 녹이 변환되어 방청막을 형성하였음을 확인할 수 있다.
그러나, 상기 친환경 방청도료 조성물을 2차 도포한 실시예 1을 이용한 방청막 형성 1과 비교하면, 방청막이 형성되는 시간이 지연되었고, 상기 형성 1의 방청막의 색상이 암청색인데 비해, 형성 2의 방청막의 색상은 옅은 암청색인 것을 확인할 수 있다.
따라서, 상기 친환경 방청도료 조성물을 2차 도포한 경우의 녹 변환 정도가 더 우수한 것을 확인할 수 있다.
실시예 2
본 발명의 친환경 방청도료 조성물을 제조하기 위해, 고무 라텍스 100 중량부에 대해, 갈산 5 중량부, 자철석 0.5 중량부, 디에틸렌 글리콜 에틸에테르 아세테이트 5 중량부, 및 에틸렌글리콜 5 중량부를 혼합하였다.
실시예 2를 이용한 방청막의 형성 1
상기 실시예 2에 따라 준비한 방청도료 조성물을 항구(대진항)의 금속 구조체 표면에 1차 도포하였고, 15시간 후 금속 구조체 표면의 색변화를 확인하였다. 그 다음, 2차 도포하였고 24시간 후 금속 구조체 표면의 색변화를 확인하였다. 그 결과를 도 4에 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 친환경 방청도료 조성물의 방청막 형성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4에서, (a) 및 (b)는 본 발명의 실시예 2에 다른 방청도료 조성물을 각각의 금속 구조체 표면에 도포하기 전 및 2차 도포 후를 나타낸 사진들이다. (c)는 방청막이 형성된 금속 구조체를 도색한 후의 사진이다.
도 4의 (a) 및 (b)를 참조하면, 상기 실시예 2에 따른 방청도료 조성물을 1차 도포한 결과, 금속 구조체 표면이 흰색에서 암청색으로 변화하였고, 2차 도포한 결과, 금속 구조체 표면이 흑색에 가까운 짙은 암청색으로 변화하였다.
따라서, 금속 구조체 표면의 녹과 상기 친환경 방청도료 조성물이 반응하여 녹이 변환되어 흑색에 가까운 짙은 암청색의 방청막이 형성된 것을 확인할 수 있다.
또한, 방청막의 색상이 상기 실시예 1을 이용한 방청막 형성 1과 비교하여, 더 짙은 색상으로, 이것은 금속 구조체 표면의 녹을 완전히 변화하였음을 의미한다.
즉, 상기 실시예 2에 따른 친환경 방청도료 조성물의 녹 변환 능력, 방청막 형성능 및 부착력이 상기 실시예 1보다 더 우수한 것을 확인할 수 있다.
도 4의 (c)를 참조하면, 2차 도포 후 완전 건조한 금속 구조체 표면을 다른른 색상의 도료 등으로 도색할 수 있음을 확인할 수 있다.
또한, 상기 실시예 2에 따른 친환경 방청도료 조성물을 다른 금속 구조체인 철관에 도포하여 방청막을 형성하였다. 그 결과를 도 5에 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 친환경 방청도료 조성물의 방청막 형성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 철관 표면이 흑색에 가까운 짙은 암청색으로 색상 변화가 일어났음을 확인할 수 있다. 즉, 철관의 표면에 방청막이 형성되었음을 확인할 수 있다.
따라서, 상기 실시예 2에 따른 친환경 방청도료 조성물을 다양한 금속 구조체 표면에 적용할 수 있으며, 방청막 형성능이 우수한 것을 확인할 수 있다.
실시예 2를 이용한 방청막의 형성 2
상기 실시예 2에 따라 준비한 방청도료 조성물을 녹이 형성된 금속 구조체 표면에 1차 도포하였고, 15시간 후 금속 구조체 표면의 1차 색변화를 확인하였다. 30시간 후 2차 색변화를 확인하였다.
1차 색변화 결과, 금속 구조체 표면이 흰색에서 청색으로 변화하였다.
2차 색변화 결과, 금속 구조체 표면이 청색에서 옅은 암청색으로 변화하였다.
결과적으로, 금속 구조체 표면의 녹과 상기 친환경 방청도료 조성물이 반응하여 녹이 변환되어 방청막을 형성하였음을 확인할 수 있다.
그러나, 상기 친환경 방청도료 조성물을 2차 도포한 실시예 2를 이용한 방청막의 형성 1과 비교하면, 방청막이 형성되는 시간이 지연되었고, 상기 형성 1의 방청막의 색상이 흑색에 가까운 매우 짙은 암청색인데 비해, 상기 형성 2의 방청막의 색상은 옅은 암청색인 것을 확인할 수 있다.
즉, 상기 친환경 방청도료 조성물을 2차 도포한 경우의 녹 변환 능력이 더 우수한 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예 2에 따른 친환경 방청도료 조성물을 2차 도포하는 것이 가장 바람직함을 알 수 있다.
비교예 1
친환경 방청도료 조성물을 제조하기 위해, 고무 라텍스 100 중량부에 대해, 인산 5 중량부, 자철석 0.5 중량부, 디에틸렌 글리콜 에틸에테르 아세테이트 5 중량부, 및 에틸렌글리콜 5 중량부를 혼합하였다.
비교예 1을 이용한 방청막의 형성
상기 비교예 1에 따라 준비한 방청도료 조성물을 녹이 형성된 금속 구조체 표면에 1차 도포하였고, 1차 도포 15시간 후, 2차 도포하였다. 2차 도포 24시간 후에 금속 구조체 표면을 확인하였다.
그 결과, 금속 구조체 표면의 녹과 상기 친환경 방청도료 조성물이 반응하였으나, 일부분에서 녹이 변환되지 않았음을 확인하였다.
즉, 상기 비교예 1과 비교하여, 상기 실시예 2의 녹 변환 능력이 우수한 것을 확인할 수 있다.
비교예 2
친환경 방청도료 조성물을 제조하기 위해, 상기 고무 라텍스 100 중량부에 대해, 갈산 5 중량부, 디에틸렌 글리콜 에틸에테르 아세테이트 5 중량부, 및 에틸렌글리콜 5 중량부를 혼합하였다.
비교예 2를 이용한 방청막의 형성
상기 비교예 2에 따라 준비한 방청도료 조성물을 녹이 형성된 금속 구조체 표면에 1차 도포하였고, 1차 도포 15시간 후, 2차 도포하였다. 2차 도포 24시간 후에 금속 구조체 표면을 확인하였다.
그 결과, 금속 구조체 표면의 녹과 상기 친환경 방청도료 조성물이 반응하여 방청막을 형성하였으나, 일부분에서는 방청막이 형성되지 않았고, 또한 형성된 방청막의 일부가 금속 구조체 표면에 완전히 부착되지 않았음을 확인하였다.
즉, 상기 비교예 2와 비교하여, 상기 실시예 2의 방청막 형성능 및 부착력이 우수한 것을 확인할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 친환경 방청도료 조성물의 내식성을 평가하고 확인한 결과에 대해 설명하도록 한다.
내식성 평가 및 결과
상기에서 준비한 실시예 1 내지 2에 따른 조성물 및 비교예 1 내지 2에 따른 방청도료 조성물 각각을 이용하여 방청막을 제조한 후, 방청막 각각에 대해서 내식성 평가를 수행하였다.
내식성 평가는 ASTM B117 평가로 수행하였다.
ASTM B117 평가는 염 안개 또는 염수 분무를 통해 금속 및 금속에 형성된 방청막에 대한 내식성을 확인하기 위한 평가이다. ASTM B117을 통해 부식 노출 후, 육안을 통해 해양 환경 부식 또는 노출에 저항하는 방청막의 적합성을 확인할 수 있었다.
실시예 1에 따른 방청도료 조성물을 도포한 금속을 ASTM B117 테스트한 결과, 이상이 없음을 확인하였다.
실시예 2에 따른 방청도료 조성물을 도포한 금속을 ASTM B117 테스트한 결과, 이상이 없음을 확인하였다.
비교예 1에 따른 방청도료 조성물을 도포한 금속을 ASTM B117 테스트한 결과, 일부분에서 부식이 발생한 것을 확인하였다.
비교예 2에 따른 방청도료 조성물을 도포한 금속을 ASTM B117 테스트한 결과, 일부분에서 부식이 발생한 것을 확인하였다.
결과적으로, 본 발명에 따른 친환경 방청도료 조성물에 의해 형성되는 방청막의 내식성이 우수함을 확인할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 친환경 방청도료 조성물의 적합성을 인증에 대해 설명하도록 한다.
적합성 인증
본 발명의 친환경 방청도료 조성물에 대해서 여러 항목들에 대해서 적합성 인증을 신청하였고, 해당 항목 각각에 대해서 적합성을 인증 받았다. 항목들 각각과 그 결과를 표 1에 나타낸다.
항목 결과
캐나다 환경청(온타리오주)
(Canadian Ministry of the Environment(Ontario))		 Code No. G 8030D
영국 국방부 (British Ministry of Defense) No.0437-225-1984
NATO 승인 (NATO Approval) No.8030-99-225-1987
미국 환경청 휘발성 유기화합물 (USA EPA VOC) (250g/L 이하) 승인
호주 정부 도료 위원회 승인
(Australian Government Paint Committee Approval)		 No.GPC T 63/1
스위스 승인 (Switzerland Approval Bag) N.73620&73621
싱가폴 정부 승인 (Singapore Government Approval) No.DC/VW PUB-119
스페인 국방부 승인
(Spain Ministry of Defense Approval)		 N.H/234/330/85.042
상기에서는 본 발명의 바람직한 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 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (13)

  1. 고무 라텍스(latex) 100 중량부에 대해,
    갈산(gallic acid) 0.1 내지 10 중량부;
    자철석(magnetite) 0.1 내지 1 중량부; 및
    디에틸렌 글리콜 에틸에테르 아세테이트(diethlylene glycol ethyl ether acetate) 50 내지 70 중량부를 포함하는,
    친환경 방청도료 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    부식억제제로서 에틸렌글리콜(ethylene glycol)을 더 포함하는,
    친환경 방청도료 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고무 라텍스 100 중량부에 대해,
    갈산 0.1 내지 10 중량부;
    자철석 0.1 내지 1 중량부;
    디에틸렌 글리콜 에틸에테르 아세테이트 50 내지 70 중량부; 및
    에틸렌글리콜 0.1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    친환경 방청도료 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고무 라텍스는 천연 고무 라텍스 및 합성 고무 라텍스 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    친환경 방청도료 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 합성 고무 라텍스는 스타이렌부타디엔(styrenebutadiene)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    친환경 방청도료 조성물.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    분산제, 증점제, pH 조절제, 산화제, 레벨링제, 및 이들의 혼합물 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는,
    친환경 방청도료 조성물.
  11. 고무 라텍스 100 중량부에 대해, 갈산 0.1 내지 10 중량부, 자철석 0.1 내지 1 중량부, 및 디에틸렌 글리콜 에틸에테르 아세테이트 50 내지 70 중량부를 포함하는 친환경 방청도료 조성물을 제조하는 단계;
    금속 구조체 표면을 처리하여 표면의 이물질을 제거하는 단계;
    이물질이 제거된 표면에 상기 방청도료 조성물을 1차 도포하는 단계; 및
    상기 방청도료 조성물을 1차 도포한 이후 12시간 이상 24시간 이내에 상기 금속 구조체 표면에 상기 방청도료 조성물을 2차 도포하는 단계를 포함하는,
    방청막 형성방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 방청도료 조성물은
    부식억제제로서 에틸렌글리콜을 더 포함하는,
    방청막 형성방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 방청도료 조성물을 2차 도포하는 단계는
    상기 방청도료 조성물을 1차 도포하는 단계에서 상기 방청도료를 도포한 방향과 수직이 되도록 도포하여 수행하는 것을 특징으로 하는,
    방청막 형성방법.
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