KR101928279B1 - 친환경 도장재 조성물 및 그의 시공방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 친환경 도장재 조성물을 이용한 시공방법에 있어서,
동력공구, 샌드블라스팅, 숏블라스팅을 이용하여 구조물 표면의 녹, 페인트를 제거하는 표면처리단계; 및
녹, 페인트를 제거된 구조물의 표면에, 수용성우레탄수지, 광물질세라믹, 메타크릴산공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔분말, 프로필렌글리콜, 착색제, 희생양극제, 응결조절제, 폐합성수지분말, 수축저감제, 자외선안정제의 성분으로 구성되고, 점도 70 ~ 160KU의 친환경 도장재를 붓, 롤러, 에어스프레이, 분사기 중 선택된 한가지 이상으로 도포하는 친환경 도장재 도포단계를 포함하는 친환경 도장재 조성물 및 그의 시공방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 기존 도장재를 완전히 제거 하지 않아도 성능이 유지되고, 특히 유기용제를 전혀 사용하지 않아 도료 도포 작업시 자연환경의 오염을 일으킬 염려가 전혀 없고, 작업자가 교량의 거더 내부의 도료작업과 같이 밀폐된 공간에서의 도료 작업시에도 전혀 작업자에게 건강상의 장애를 일으킬 우려가 전혀 없어 친환경적인 효과가 있다.

Description

친환경 도장재 조성물 및 그의 시공방법{Environmentally friendly coating material composition and method of construction}
본 발명은 친환경 도장재 조성물 및 그의 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기존 도장재를 완전히 제거 하지 않아도 성능이 유지되고, 특히 유기용제를 전혀 사용하지 않아 도료 도포 작업시 자연환경의 오염을 일으킬 염려가 전혀 없어 친환경적인 친환경 도장재 조성물 및 그의 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 최근 국제적으로 강화되고 있는 대기 환경 오염에 대한 VOCs 규제는 환경 친화성 도료의 개발을 요구하고 있으며, 통상적으로 사용되어 왔던 유성 도료의 수용화 및 분체화 추세가 급속히 이루어지고 있다. 아울러, 환경친화적 도료의 개발은 대기질 오염이 문제가 되는 수도권 지역에 더욱더 절실하게 요구되고 있다. 최근에 들어서는 작업장에서 작업자들이 유기 용제의 무방비한 노출에 의해서 페인트 도장공들의 건강까지 위협하고 있는 상태이다. 특히 밀폐된 공간 내에서의 도장작업은 유기 용제에 의한 질식, 화재위험들이 산재되어 있어 더욱더 수성도료가 필요시 된다. 철 금속에 도장되는 경우 크롬, 납 등과 같은 중금속을 함유한 방청안료를 사용하지 않는 상태에서도 우수한 방청력을 가지며, 특별한 전처리, 즉 인산아연이나 인산철 피막 공정을 거치지 않는 상태에서 일정 수준 이상의 방청력을 갖는 수용성 도료 시스템이 요구되고 있다.
일반 금속물에 도장하는 도료의 경우, 금속물의 부식 방지와 더불어 시스템 도장으로 이어질 경우 다양한 소지 및 다양한 상도와의 부착성 증진도 필수 요건이다. 일반적으로 철을 포함하는 철 구조물은 대부분 자연환경 중에 부식 환경에 노출되므로, 철 구조물의 내후성을 증진하기 위하여 부식을 방지할 수 있도록 철 구조물 표면에 부식 방지 처리하는 것이 일반적이다. 철구조물의 부식을 시키는 환경은 건식부식(Dry corrosion)과 습식부식(Wet corrosion)으로 나누어지는데 건식부식은 고온 가스에 의한 부식이며, 습식부식은 대기중의 부식, 수중부식(담수 및 해수), 화학약품 부식(산,알칼리, 염), 땅속에서의 부식이다 이러한 부식은 다음과 같이 표현할 수 있다.
양극에서 산화 반응: Fe → Fe + 2e-, 음극에서 환원반응: H2O +1/2O2 + 2e- → 2OH-, 2H + 2e → H2, 종합 연속 반응: Fe + 2OH → Fe(OH)2, 2Fe(OH)2 +1/2O2 + H2O → 2Fe(OH)3 철 구조물의 부식이란 녹(Rust) 혹은 적청(Fe(OH)3, Fe2O3)이 형성됨을 말하는데, 이들의 생성원인은 공기 중 산소(O2), 수분(H2O)이라고 볼 수 있다. 이러한 부식은 고온에서 가스, 해수의 염분, 화학 약품의 부식(산, 알칼리, 염) 등에 의해서 가속화되는 경향이 있는데 기존의 발명은 부식 억제제(Corrosion inhibitor)인 크롬산, 아질산 등의 부동화제를 사용하거나, 인산염 등을 사용하여 인산 피막처리, 혹은 철의 부식보다 이온화경향이 빠른 Cu, Zn, Cr, Ni 등의 금속 안료를 이용한 금속 피복에 의한 방식법 즉, 아연(Zinc Oxide), 알루미륨(Aluminum Oxide)을 양극으로 이용하는 희생양극법(Sacrificial anode) 등이 이용되었다.
또한, 한국등록특허 제0503561호의 철재 구조물의 부식 방지 및 내구성 증진을 위한 도료 조성물 및 이를 이용한 산화 알루미늄 피막 접착 공법에서는 아연, 크롬, 니켈, 산화알루미늄 등을 이용한 도료를 도포하여 철재 구조물에 금속 피막을 형성하는 공법이 공개되어 있으며 이러한 희생 양극법에 의해서 산화 알루미늄 피막은 철재 구조물의 부식을 방지하고 내구성을 증진시키는데 효과적으로 사용될 수 있다.
또한, 이와 관련하여서, "강재 교량, 해상 구조물 또는 강재 플랜트의 표면에 도장하는 도장용 조성물에 있어서, 상기 도장용 조성물은 변성 에폭시 수지 30 ~ 50중량부, 변성 방향족 아민 경화제 5 ~ 35중량부로 이루어지는 하도재 도료; 및 상기 변성 에폭시 수지 30 ~ 50중량부, 변성 방향족 아민 경화제 5 ~ 35중량부로 이루어지는 중도재 도료; 및 아크릴 폴리올 수지 50 ~ 80중량부, 무황변 폴리 우레아 수지 40 ~ 60중량부, 폴리 이소시아네이트 경화제 5 ~ 10중량부로 이루어지는 상도재 도료; 자일렌 50 ~ 60중량부, 톨루엔 15 ~ 25중량부, 메틸에틸케톤 5 ~ 15중량부로 이루어지는 희석제를 제조한 다음 이렇게 제조된 희석제를 하도재 도료 및 중도재 도료에는 각각 5 ~ 15중량부, 상도재 도료에는 5 ~ 10중량부를 사용하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 중방식 도장용 조성물과, 하도재 도료와 중도재 도료 및 상도재 도료로 도포되는, 제1항 내지 제3항 중에서 선택되는 어느 한 항의 중방식 도장용 조성물을 이용한 시공방법으로, 강재 교량, 해상 구조물 또는 강재 플랜트의 표면의 녹, 먼지의 오염물질을 고압세척기 또는 그라인더로 제거하기 위한 표면처리단계(S 10); 상기 표면처리단계(S 10) 이후 하도재 도료를 전체 표면에 에어리스 또는 에어스프레이를 통해 1 ~ 3회 도포하는 하도재 도료 도포단계(S 20); 상기 하도재 도료 도포단계(S 20)에서 도포 된 하도재 도료 건조 후 에어리스 또는 에어스프레이를 통해 1 ~ 2회 도포하는 중도재 도료 혼합 및 도포단계(S 30); 상기 중도재 도료 도포단계(S 30)에서 도포 된 중도재 도료 건조 후 에어리스 또는 에어스프레이를 통해 1회 도포하고 건조시키는 상도재 도료 도포단계(S 40); 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 중방식 도장용 조성물을 이용한 시공방법" 이 특허등록 제10-1488657호로 개시된바 있었고,
"인산계 부착 증진제 및 에폭시계 반응성 희석제, 실리콘계 수지를 합성한 수지의 OH%가 10~50중량%인 실리콘 변성 (메타)아크릴폴리올 수지(수지 (1))과, 인산계 부착 증진제 및 에폭시계 반응성 희석제, 불소계 모노머를 변성시켜 합성한 수지의 OH%가 10~50중량%인 불소 변성 (메타)아크릴폴리올 수지(수지 (2))를 포함하는 주제; 및 무황변 타입 이소시아네이트(isocyanate)에 불소계 올레핀 수지를 합성한 무황변 타입 불소 변성 우레탄 경화제;를 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 방청성 및 내오염성, 내후성을 위한 실리콘 및 불소 변성 아크릴계 중방식 도료 조성물" 이 특허등록 제10-1466049호로 개시된바 있으며,
"(i) SiO2-우레탄-아크릴의 유무기 복합체 수지, Al2O3-나노실리케이트-페녹시 유무기 복합체 수지, 이산화티탄, 부틸아세테이트, 제1 용제 및 제1 첨가제를 포함하여 혼합된 주제 100중량부, 및 (ii) 우레탄 수지, 제2 용제 및 제2 첨가제를 포함하여 혼합된 경화제 40~60중량부로 구성된 내오염성 강화용 콘크리트 또는 강재 보호용 상도 코팅용 조성물과,(A) 콘크리트 하도 코팅층 또는 강재 프라이머층 위에 제1항~제5항 중 어느 한 항에 따른 내오염성 강화용 콘크리트 상도 코팅용 조성물을 코팅하여 경화시키는 단계를 포함하는 콘크리트 또는 강재 내오염성 강화용 상도코팅 시공방법" 이 특허등록 제10-1804353호로 개시된바 있었다.
그러나, 이런 종래의 중방식 도장용 조성물 및 도료 조성물은, 독성이 강하여 피부나 호흡기를 통하여 인체에 흡수될 경우 신경·호흡기·소화기 및 각종 장기에 장해를 일으키는 유기용제를 포함하는 문제점이 있었다.
즉, 특허등록 제10-1488657호인 중방식 도장용 조성물 및 이를 이용한 시공방법에서는 자일렌 50 ~ 60중량부, 톨루엔 15 ~ 25중량부, 메틸에틸케톤 5 ~ 15중량부로 이루어지는 희석제가 유기용제로서 포함되고, 특허등록 제10-1466049호인 방청성 및 내오염성 내후성을 위한 실리콘 및 불소 변성 아크릴계 중방식 도료 조성물에서는 에폭시계 반응성 희석제가 유기용제로서 포함되며, 특허등록 제10-1804353호인 유무기 하이브리드 상도코팅 조성물 및 이를 이용한 내오염성 강화용 콘크리트 또는 강재 보호용 표면처리 공법에서는 제1 용제와 제2 용제가 유기용제로서 포함되는 문제점이 있었다.
이로 인해 작업자가 교량 및 철골 구조물의 도료 도포 작업중 바닷물에 도료를 떨어뜨리면 바다의 자연환경을 크게 오염시키게 되는 문제점이 있었고, 교량의 거더 내부의 도료작업과 같이 밀폐된 공간에서의 도료 작업시에는 작업자의 신경·호흡기·소화기 및 각종 장기에 장해를 일으킬 우려가 많은 문제점이 있었다.
이런 유기용제(organic solvent, 有機溶劑)는 시너·솔벤트 등 어떤 물질을 녹일 수 있는 액체상태의 유기화학물질이다. 휘발성이 강한 것이 특징인데, 공기 중에 유해가스의 형태로 존재하기도 한다. 일반적인 성질은, 첫째, 기름이나 지방을 잘 녹이며, 특히 피부에 묻으면 지방질을 통과하여 체내에 흡수된다. 둘째, 쉽게 증발하여 호흡을 통하여 잘 흡수된다. 셋째, 인화성이 있어 불이 잘 붙는다. 넷째, 대부분은 중독성이 강하여 뇌와 신경에 해를 끼쳐 마취작용과 두통을 일으킨다.
사업장에서는 페인트 같은 도료의 제조배합, 전자제품·금속제품·기계류의 세척, 합성수지·접착제·화공약품 제조, 인쇄, 필요물질의 추출, 드라이클리닝 등에 유기용제와 유기용제함유물(유기용제와 유기용제 이외의 물질과의 혼합물로서, 유기용제가 해당 혼합물 중량의 5%를 초과하여 함유된 것)이 널리 사용되고 있다. 독성이 강하여 피부나 호흡기를 통하여 인체에 흡수될 경우 신경·호흡기·소화기 및 각종 장기에 장해를 일으키는 유기용제 중독의 원인이 되므로 이를 제조·취급하는 사업장에서는 환풍기 같은 각종 안전시설 설치 및 보호구 착용 등이 의무화되어 있다.
종류는 현재 400여 종 이상의 물질이 알려져 있지만 국내의 현행 산업안전보건법의 시행규칙에는 유기용제에 의한 건강장해 예방을 위하여 사업장에서의 사용량과 독성을 고려하여 51종의 물질을 제1종 및 제3종으로 구분하고 있다. 화학구조에 따라 탄화수소계, 할로젠화 탄화수소, 알코올류, 알데하이드류, 에테르류, 에스터류, 케톤류, 글리콜유도체, 기타로 분류된다.
(1) 탄화수소계 ① 지방족 탄화수소: 휘발유, 등유(케로센), 노말헥세인, ② 고리모양 탄화수소: 사이클로헥사놀, 메틸사이클로헥사놀, ③ 방향족 탄화수소: 벤젠, 톨루엔, 자일렌
(2) 할로젠화 탄화수소 ① 지방족 염화탄화수소: 다이클로로메테인, 클로로폼, 다이클로로에테인, 트라이클로로에테인, 테트라클로로에테인, 다이클로로에틸렌, 트라이클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌, ② 방향족 염화탄화수소: 클로로벤젠, 올소-다이클로로벤젠
(3) 알코올류: 1뷰탄올, 2뷰탄올, 아이소뷰탄올, 아이소펜탄올, 아이소프로판올
(4) 알데하이드류
(5) 에테르류: 에틸에테르, 다이옥세인, 테트라하이드로뷰테인
(6) 에스터류: 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산프로필, 아세트산아이소프로필, 아세트산뷰틸, 아세트산아이소뷰틸, 아세트산펜틸, 아세트산아이소펜틸
(7) 케톤류: 아세톤, 메틸에틸케톤(MEK), 메틸뷰틸케톤(MBK), 메틸아이소뷰틸케톤(MIBK)
(8) 글리콜에테르(셀로솔브): 에틸렌글리콜모노메틸에테르(메틸셀로솔브), 에틸렌글리콜모노에틸에테르(에틸셀로솔브), 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세텔(셀로솔브아세테이트), 에틸렌글리콜모노뷰틸에테르(뷰틸셀로솔브)
(9) 기타: 이황화탄화수소, 크레솔
이런 400여종의 엄청난 종류의 유기용제들은, 많은 종류로 인해 산업현장에서 빈번하게 다양한 유기용제 사건들이 발생하고 있는 실정이며, 안전보건공단의 2016년 산업재해발생현황을 살펴보면, 유기화합물 중독관련 질병자 및 사망자는 다른 질병에 비해 다소 낮은 편이지만, 전년대비 증감률이 각각 33.3%, 16.7%로 다른 질병에 비해서 높은 증가율을 보여주고 있습니다. 지금까지도 주변에서 빈번하게 다양한 유기용제 중독 사고들이 나타나는 실정이다.
이런 유기용제가 사람의 호흡기나 피부를 통해 인체에 흡수가 되면 현기증, 두통의 경미한 증상부터 심한 경우 사망까지 이르게 되는 아주 치명적인 위험이 나타날 수 있는 문제점이 있었다.
특히 환기가 잘 되지 않고 부적절한 보호구 사용 등은 위험을 더욱 심각하게 만드는 문제점이 있었다.
(1) 대한민국 특허 등록번호 제10-1619099호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기존 도장재를 완전히 제거 하지 않아도 성능이 유지되고, 특히 유기용제를 전혀 사용하지 않아 도료 도포 작업시 자연환경의 오염을 일으킬 염려가 전혀 없으며, 작업자가 교량의 거더 내부의 도료작업과 같이 밀폐된 공간에서의 도료 작업시에도 전혀 작업자에게 건강상의 장애를 일으킬 우려가 전혀 없어 친환경적인 친환경 도장재 조성물 및 그의 시공방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 친환경 도장재 조성물을 이용한 시공방법에 있어서,
동력공구, 샌드블라스팅, 숏블라스팅을 이용하여 구조물 표면의 녹, 페인트를 제거하는 표면처리단계; 및
녹, 페인트를 제거된 구조물의 표면에, 수용성우레탄수지, 광물질세라믹, 메타크릴산공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔분말, 프로필렌글리콜, 착색제, 희생양극제, 응결조절제, 폐합성수지분말, 수축저감제, 자외선안정제의 성분으로 구성되고, 점도 70 ~ 160KU의 친환경 도장재를 붓, 롤러, 에어스프레이, 분사기 중 선택된 한가지 이상으로 도포하는 친환경 도장재 도포단계를 포함하는 특징이 있다.
상기 친환경 도장재는, 수용성우레탄수지 48.0 ~ 66.0wt%, 광물질세라믹 18.0 ~ 26.0wt%, 메타크릴산공중합체 2.0 ~ 12.0wt%, 아크릴로니트릴-부타디엔분말 2.0 ~ 6.0wt%, 프로필렌글리콜 1.0 ~ 3.0wt%, 착색제 1.0 ~ 4.0wt%, 희생양극제 0.8 ~ 2.4wt%, 응결조절제 0.6 ~ 1.4wt%, 폐합성수지분말 0.6 ~ 1.4wt%, 수축저감제 0.6 ~ 1.4wt%, 자외선안정제 0.2 ~ 0.6wt%를 포함하는 특징이 있다.
친환경 도장재 조성물을 이용한 시공방법에 있어서,
동력공구, 샌드블라스팅, 숏블라스팅을 이용하여 구조물 표면의 녹, 페인트를 제거하는 표면처리단계;
녹, 페인트를 제거된 구조물의 표면에, 수용성우레탄수지 48.0 ~ 66.0wt%, 광물질세라믹 18.0 ~ 26.0wt%, 메타크릴산공중합체 2.0 ~ 12.0wt%, 아크릴로니트릴-부타디엔분말 2.0 ~ 6.0wt%, 프로필렌글리콜 1.0 ~ 3.0wt%, 착색제 1.0 ~ 4.0wt%, 희생양극제 0.8 ~ 2.4wt%, 응결조절제 0.6 ~ 1.4wt%, 폐합성수지분말 0.6 ~ 1.4wt%, 수축저감제 0.6 ~ 1.4wt%, 자외선안정제 0.2 ~ 0.6wt%로 이루어진 친환경 도장재 조성물을 75~100㎛의 두께로 강재 바탕면에 도포하여 중방식 하도층을 형성하는 단계;
상기 중방식 하도층 상면에 상기 친환경 도장재 조성물을 75~100㎛의 두께로 도포하여 중방식 중도층을 형성하는 단계; 및
상기 중방식 중도층 상면에 상기 친환경 도장재 조성물을 55~80㎛의 두께로 도포하여 중방식 상도층을 형성하는 단계로 이루어지는 특징이 있다.
친환경 도장재 조성물에 있어서, 수용성우레탄수지 48.0 ~ 66.0wt%, 광물질세라믹 18.0 ~ 26.0wt%, 메타크릴산공중합체 2.0 ~ 12.0wt%, 아크릴로니트릴-부타디엔분말 2.0 ~ 6.0wt%, 프로필렌글리콜 1.0 ~ 3.0wt%, 착색제 1.0 ~ 4.0wt%, 희생양극제 0.8 ~ 2.4wt%, 응결조절제 0.6 ~ 1.4wt%, 폐합성수지분말 0.6 ~ 1.4wt%, 수축저감제 0.6 ~ 1.4wt%, 자외선안정제 0.2 ~ 0.6wt%를 포함하는 특징이 있다.
이와 같이, 본 발명은 기존 도장재를 완전히 제거 하지 않아도 성능이 유지되고, 특히 유기용제를 전혀 사용하지 않아 도료 도포 작업시 자연환경의 오염을 일으킬 염려가 전혀 없으며, 작업자가 교량의 거더 내부의 도료작업과 같이 밀폐된 공간에서의 도료 작업시에도 전혀 작업자에게 건강상의 장애를 일으킬 우려가 전혀 없어 친환경적인 효과가 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
도 1은 본 발명 실시 예인 친환경 도장재 조성물의 시공방법에 의해 구조물에 친환경 도장재가 시공된 모습을 설명하기 위한 사시도,
도 2는 본 발명 실시 예인 친환경 도장재 조성물의 시공방법 수행전 기존 구조물 표면에 성능이 저하된 도장재가 위치된 모습을 보인 요부확대 단면도,
도 3은 본 발명 실시 예인 친환경 도장재 조성물의 시공방법 중 표면처리단계에 의해서 기존 구조물 표면에 위치된 성능이 저하된 도장재가 제거되는 모습을 보인 요부확대 단면도,
도 4는 본 발명 실시 예인 친환경 도장재 조성물의 시공방법 중 성능이 저하된 도장재가 제거된 기존 구조물 표면에 친환경 도장재가 도포된 모습을 보인 요부확대 단면도.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우 뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 발명의 기술적 사항에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.
그리고, 아래 실시 예에서의 선택적인 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성으로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 친환경 도장재 조성물의 시공방법은, 동력공구, 샌드블라스팅, 숏블라스팅을 이용하여 구조물(S01) 표면의 녹, 페인트(S10)를 제거하는 표면처리단계(S100)와, 점도 70 ~ 160KU의 친환경 도장재를 붓, 롤러, 에어스프레이, 분사기 중 선택된 한가지 이상으로 구조물(S01) 표면에 도포하는 친환경 도장재 도포단계(S200)로 이루어진다.
상기 표면처리단계(S100)는 성능이 저하된 기존 도장재(S10)를 제거하기 위해 동력공구, 샌드블라스팅, 숏블라스팅을 사용하며 친환경 도장재의 부착성을 향상하기 위해 성능이 저하된 기존 도장재(S10)를 제거하는 단계를 거친다.
상기 친환경 도장재의 도포단계(S200)에서는 수용성우레탄수지 48.0 ~ 66.0wt%, 광물질세라믹 18.0 ~ 26.0wt%, 메타크릴산공중합체 2.0 ~ 12.0wt%, 아크릴로니트릴-부타디엔분말 2.0 ~ 6.0wt%, 프로필렌글리콜 1.0 ~ 3.0wt%, 착색제 1.0 ~ 4.0wt%, 희생양극제 0.8 ~ 2.4wt%, 응결조절제 0.6 ~ 1.4wt%, 폐합성수지분말 0.6 ~ 1.4wt%, 수축저감제 0.6 ~ 1.4wt%, 자외선안정제 0.2 ~ 0.6wt%인 친환경 도장재 조성물을 붓, 롤러, 에어스프레이, 분사기를 통하여 상기 표면처리단계(S100)를 거친 구조물(S01) 표면에 도포하여 중방식 하도층(S20)을 형성하는 단계(S210)와, 상기 중방식 하도층(S20) 상면에 상기 친환경 도장재 조성물을 75~100㎛의 두께로 도포하여 중방식 중도층(S30)을 형성하는 단계(S220)와, 상기 중방식 중도층(S30) 상면에 상기 친환경 도장재 조성물을 55~80㎛의 두께로 도포하여 중방식 상도층(S40)을 형성하는 단계(S230)를 거쳐서 이루어진다.
상기 수용성우레탄수지는 기계적 강도, 내열성, 내화학성이 우수하고, 친환경 도장재의 포함된 구성 재료를 결합하는 역할을 수행하며, 44.0wt% 미만 사용시 작업성 및 유동성이 저하되어 도포되는 도장재의 기능이 감소되는 경향이 있으며, 66.0wt% 이상 사용시 점도가 너무 감소되어 부착성 및 도장두께 형성에 문제점이 발생될 수 있다.
상기 광물질세라믹은 천연 광물에서 얻어진 세라믹계로서 실리카분말, 실리카플라워분말, 규산질분말로 구성되며, 표면경도 증가 및 균열저항성의 역할을 수행한다. 또한 18.0wt% 미만 사용시 표면경도 및 균열저항성에 대한 기능이 저하되며, 26.0wt% 이상 사용시 유동성이 감소되어 도장재의 기능이 저하될 수 있다.
상기 메타크릴산공중합체는 친환경 도장재에 구성된 재료의 중합재로 사용하며, 재료의 불리저항성을 가지게 된다. 2.0wt% 미만 사용시 중합에 필요한 소요량이 부족하여 재료의 불리성이 나타날 수 있으며, 12.0wt% 이상 사용시 그 기능의 효과가 미미하며 재료의 내구성이 저하되어 철근의 부식을 발생시킬 수 있다.
상기 아크릴로니트릴-부타디엔분말은 친환경 도장재의 신축성 및 인장성, 접착성을 향상시키는 기능을 부여할 수 있다. 2.0wt% 미만 사용시 신축성 및 인장성, 접착성능이 저하되며, 6.0wt% 이상 사용시 그 효과가 미미하고 점도가 증가되어 작업성 저하의 문제점이 발생될 수 있다.
상기 프로필렌글리콜은 친환경 도장재에 구성되는 재료와의 합성에 대한 기능을 부여하며, 1.0wt% 미만 사용시 그 효과가 미미하며, 3.0wt% 이상 사용시 내구성이 저하될 수 있다.
상기 착색제는 외관성 및 미관성을 위해 첨가되며, 휘도, 반사율 향상의 기능을 부여할 수 있다. 1.0wt% 미만 사용시 외관성 및 미관성이, 휘도, 반사율이 저하될 수 있으며, 4.0wt% 이상 사용시 접착성 및 내후성이 저하될 수 있다.
상기 희생양극제는 아연, 은, 알루미늄분말 중 선택된 어느 하나 이상의 성분으로 구성된 것을 특징으로 하며, 자기희생방법으로 철골 구조물의 산화를 방지하는 기능을 부여할 수 있다. 0.8wt% 미만 사용시 그 기능의 효과가 미미하며, 2.4wt% 이상 사용시 친환경 도장재의 내구성을 저하시킬 수 있다.
상기 응결조절제는 가사시간과 건조시간 조절의 기능을 부여하며, 0.6wt% 미만 사용시 외기온도 10℃ 미만에서 건조불량으로 품질저하를 발생시킬 수 있으며, 1.4wt% 이상 사용시 급격한 건조시간으로 작업성이 저하되고 미도포된 도장재의 폐기물이 발생될 수 있다.
상기 폐합성수지분말은 폐합성수지를 분쇄하여 미분말로 첨가되며, 접착성, 부착성을 향상시키는 기능을 부여할 수 있다. 0.6wt% 미만 사용시 그 기능이 미미하며, 1.4wt% 이상 사용시 점성이 증가하여 작업성을 저하시킬 수 있다.
상기 수축저감제는 수지의 인장응력에 대응하여 균열을 제어하는 기능을 부여할 수 있다. 0.6wt% 미만 사용시 균열제어 기능이 저하되며, 1.4wt% 이상 사용 시 인장응력에는 대응하나 부착성 및 강도를 저하시킬 수 있다.
상기 자외선안정제는 친환경 도장재를 자외선으로부터 보호하는 기능을 부여하며, 0.2wt% 미만 사용시 그 효과가 미미하며, 0.6wt% 이상 사용시 그 기능의 향상 기능이 미미하다.
아래에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
친환경 도장재는 수용성우레탄수지 570g, 광물질세라믹 220g, 메타크릴산공중합체 70g, 아크릴로니트릴-부타디엔분말 40g, 프로필렌글리콜 20g, 착색제 25g, 희생양극제 16g, 응결조절제 10g, 폐합성수지분말 10g, 수축저감제 10g, 자외선안정제 4g 조성물을 제조하였다.
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 광물질세라믹 30g을 제외하여 실시하였다.
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 아크릴로니트릴-부타디엔분말 5g을 제외하여 실시하였다.
실시예1,2,3에 따라 제조된 친환경 도장재는 SPS-KPIC 5009-1762에 준하여 평가한 후 표 1로 나타냈다.
구분 품질기준 실시예 1 실시예 2 실시예 3
건도막의 상태 이상없을 것 양호 양호 양호
용기 내의 상태 이상없을 것 양호 양호 양호
비휘발분
(주제, 중량 %)		 50 이상 65 57 64
연화도
(주제, NS)		 6 이상 9 7 8
광택(60°) 70 이상 79 71 74
건조시간
(경화, h, 25 ℃)		 24 이내 4 3 4
흐름성
(혼합, ㎛)		 175 이상 190 199 189
내산성
(168h)		 이상없을 것 양호 양호 양호
내알칼리성
(168h)		 이상없을 것 양호 보통 양호
촉진내후성
(300h, %)		 80 이상 95 82 89
VOCs 함량(g/L) 90 이하 0.1 0.1 0.1
상기 표 1의 결과를 보면 실시예 1을 사용할 경우 최적의 품질기준을 가지는 친환경 도장재의 제조가 가능함을 알 수 있다.
상기 실시예 1의 친환경 도장재 이용하여 표면처리 상태에 따른 JIS-K5600-5-6 부착성(크로스컷트법) 실시하였으며, 표면처리 상태 SP 3 :　느슨하게 부착되어 있는 밀스케일, 녹, 페인트, 기타 이물질을 완전히 제거한 상태에서 밀착되어 있는 밀스케일, 녹, 페인트는 제대로 제거하지 못한 상태와 SP 5 : 육안으로 관찰 시 기름, 그리스, 먼지, 밀스케일, 녹, 구도막, 산화물, 부식생성물, 기타 이물질이 없는 상태에서 상기 친환경 도장재를 도포하여 부착성 결과를 표 2로 나타냈다.
구분 SP 3 SP 5
부착성 평가 이상없음 이상없음
상기 표 2의 결과를 보면 SP 5 표면과 SP 3의 표면에서 동등한 부착성을 확인하였다.
이상에서와 같이 본 발명은 상기한 실시예에 한하여 설명하였지만, 이를 반드시 제한하는 것은 아닌 것으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 실시가 가능하다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 것은 자명하다.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
S01 : 구조물
S10 : 성능이 저하된 도장재
S20 : 하도층
S30 : 중도층
S40 : 상도층
S100 : 표면처리단계
S200 : 친환경 도장재 도포단계
S210 : 하도층을 형성하는 단계
S220 : 중도층을 형성하는 단계
S230 : 상도층을 형성하는 단계

Claims (4)

  1. 동력공구, 샌드블라스팅, 숏블라스팅을 이용하여 구조물 표면의 녹, 페인트를 제거하는 표면처리단계와, 녹, 페인트를 제거된 구조물의 표면에, 수용성우레탄수지, 광물질세라믹, 메타크릴산공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔분말, 프로필렌글리콜, 착색제, 희생양극제, 응결조절제, 폐합성수지분말, 수축저감제, 자외선안정제의 성분의 친환경 도장재로 구성되고, 점도 70 ~ 160KU의 친환경 도장재를 붓, 롤러, 에어스프레이, 분사기 중 선택된 한가지 이상으로 도포하는 친환경 도장재 도포단계를 포함하는 친환경 도장재 조성물의 시공방법에 있어서,
    상기 친환경 도장재는, 수용성우레탄수지 48.0 ~ 66.0wt%, 광물질세라믹 18.0 ~ 26.0wt%, 메타크릴산공중합체 2.0 ~ 12.0wt%, 아크릴로니트릴-부타디엔분말 2.0 ~ 6.0wt%, 프로필렌글리콜 1.0 ~ 3.0wt%, 착색제 1.0 ~ 4.0wt%, 희생양극제 0.8 ~ 2.4wt%, 응결조절제 0.6 ~ 1.4wt%, 폐합성수지분말 0.6 ~ 1.4wt%, 수축저감제 0.6 ~ 1.4wt%, 자외선안정제 0.2 ~ 0.6wt%를 포함하여 기존 도장재를 완전히 제거하지 않아도 도장재 도포후 뛰어난 부착성과 접착성을 확보하는 것을 특징으로 하는 친환경 도장재 조성물의 시공방법.
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