KR102605078B1 - 티타늄세라믹페인트 및 녹방지 프라이머를 포함하는 방식조성물과 상기 방식조성물을 이용한 철재구조물의 방식공법 - Google Patents
티타늄세라믹페인트 및 녹방지 프라이머를 포함하는 방식조성물과 상기 방식조성물을 이용한 철재구조물의 방식공법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 티타늄세라믹페인트 및 녹방지 프라이머를 포함하는 방식(防蝕)조성물과 상기 방식조성물을 이용한 철재구조물의 방식공법에 관한 것이다.
구체적으로는, 녹 위에 직접 도장이 가능하여 녹 제저가 필요없고, 상도로서 페인트로 덕칠하여 간편하게 사용할 수 있으며, 도장 후 녹 형성을 방지할 수 있도록 하는, 티타늄세라믹페인트 및 녹방지 프라이머를 포함하는 방식(防蝕)조성물과;
상기 티타늄세라믹페인트 및 녹방지 프라이머를 포함하는 방식(防蝕)조성물을 이용한 철재구조물의 방식공법에 관한 것이다.
구체적으로는, 녹 위에 직접 도장이 가능하여 녹 제저가 필요없고, 상도로서 페인트로 덕칠하여 간편하게 사용할 수 있으며, 도장 후 녹 형성을 방지할 수 있도록 하는, 티타늄세라믹페인트 및 녹방지 프라이머를 포함하는 방식(防蝕)조성물과;
상기 티타늄세라믹페인트 및 녹방지 프라이머를 포함하는 방식(防蝕)조성물을 이용한 철재구조물의 방식공법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 티타늄세라믹페인트 및 녹방지 프라이머를 포함하는 방식(防蝕)조성물과 상기 방식조성물을 이용한 철재구조물의 방식공법에 관한 것이다.
구체적으로는, 녹 위에 직접 도장이 가능하여 녹 제저가 필요없고, 상도로서 페인트로 덕칠하여 간편하게 사용할 수 있으며, 도장 후 녹 형성을 방지할 수 있도록 하는, 티타늄세라믹페인트 및 녹방지 프라이머를 포함하는 방식(防蝕)조성물과;
상기 티타늄세라믹페인트 및 녹방지 프라이머를 포함하는 방식(防蝕)조성물을 이용한 철재구조물의 방식공법에 관한 것이다.
일반적으로 교량, 철탑, 해상구조물, 발전소, 각종 공장의 구조물, 선박 또는 기타 건축 구조물 등 다양한 분야에서 사용되고 있는 강재는 산소와 수분에 의하여 자연적으로 부식이 진행되며, 또한, 토양성분, 빗물, 해염, 해풍 등에 의한 염 또는 산성 물질에 의하여 부식의 진행이 가속화될 수 있어, 강재 표면의 녹 제거 및 녹 발생방지를 위한 도장 방법의 연구 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
일반적으로 교량, 선박, 건축 구조물 등에 사용되고 있는 강재는 녹에 따른 내구성의 감소와 기능의 저하 등을 방지하기 위하여 중방식 도장 방식을 이용하여 강재 구조물의 부식을 방지하고 있다. 중방식 도장 방식이란 부식원인 인자가 많은 환경에 건설되는 구조물에 적용되는 도장 방식으로서, 재도장 주기가 10년 이상 되는 두꺼운(150um 이상) 도장 방식이다.
하지만 현재까지의 중방식 도장 방법으로는 도장 후 시간의 경과에 따라 도장 도막의 균열로 인해 부식이 진행되고, 이로 인한 도료의 부착불량, 들뜸 및 부풀음 현상이 발생하는 문제가 있다. 또한 기존 도장이 형성된 상태에서 새로 도장을 하기 위해서는 상기 도막 균열로 인해 생성된 녹을 제거한 후 도장을 하여야 했기 때문에 많은 비용과 시간이 소모되는 실정이다.
이를 문제점을 해결하기 위해 강재 표면에서 발생되는 산화 또는 환원 반응을 실질적으로 제어하여 강재의 손상을 방지하고, 내구수명을 향상 시킬 수 있는 각종 액상형 화학 조성물에 관한 연구가 수행되고 있으나, 녹 제거 또는 녹 치환성능이 효율적이지 못하며, 또한 기존 액상형 녹제거제는 저점도 특성으로 인해 수평/수직 구조의 강재 구조물 표면에 정상적으로 점착되지 못해, 녹 제거 효과 및 코팅 효과가 감소되어 이로 인해 정상적으로 녹 제거 및 녹 발생 방지 기능을 수행하기 어려운 문제점이 있었다.
이에 따라 본 출원인은, 티타늄세라믹페인트 및 녹방지 프라이머를 포함하는 방식(防蝕)조성물과 상기 방식조성물을 이용한 철재구조물의 방식공법을 제공하고자 한다.
티타늄을 활용한 방식공법에 대하여, 공개특허공보 제10-2009-0131002호의 나노티타늄 도전성 페인트 양극을 이용한 전기방식 방법이 기재되어 있다.
상기 기술은, 철강 구조물의 대기 방식방법의 일부로 사용되고 있는 전기방식방법에서 나노티타늄 도전성 페인트를 양극(+)으로 사용하는 전기방식 방법을 제공하기 위한 것이다.
아울러, 티타늄을 활용하지 않더라도, 유사한 기술로서, 등록특허공보 제10-1463713호에는 녹 치환성능을 지니는 강재용 프라이머 조성물 및 이를 이용한 강재의 도장 방법이 기재되어 있다.
상기 기술은, 녹 치환성능과 녹 방지 성능을 함께 지니는 강재 도장 방법에 관한 것으로, 강재 내의 이물질을 제거하기 위하여 세척, 그라인딩, 폴리싱 또는 이들의 조합을 포함한 표면 처리를 수행하는 단계; 상기 표면 처리된 강재 내부에 황산, 염산 또는 인산 중 어느 하나의 무기산을 포함하는 수용액, 유기산, 킬레이트제, 합성수지, 부식방지제 및 용제를 포함하는 프라이머를 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계; 및 상기 프라이머층 표면에 우레아 또는 에폭시 수지 도료를 도포하여 보호층을 형성하는 단계;를 포함하는 강재 도장 방법에 관한 것이다.
본 발명의 목적은, 티타늄세라믹페인트 및 녹방지 프라이머를 포함하는 방식(防蝕)조성물과 상기 방식조성물을 이용한 철재구조물의 방식공법을 제공하는데 있다.
상술된 목적의 달성을 위해 제안되는 본 발명은, 녹 위에 직접 도장이 가능하여 녹 제저가 필요없고, 상도로서 페인트로 덕칠하여 간편하게 사용할 수 있으며, 도장 후 녹 형성을 방지할 수 있도록 하는, 티타늄세라믹페인트 및 녹방지 프라이머를 포함하는 방식(防蝕)조성물과; 상기 티타늄세라믹페인트 및 녹방지 프라이머를 포함하는 방식(防蝕)조성물을 이용한 철재구조물의 방식공법을 제공하는데 있다.
상술된 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로 본 발명에 따른 티타늄세라믹페인트 및 녹방지 프라이머를 포함하는 방식(防蝕)조성물과 상기 방식조성물을 이용한 철재구조물의 방식공법은,
티타늄세라믹페인트와 녹방지 프라이머를 포함하는 방식조성물을 이용하여 수행되는 철재구조물의 방식공법으로서,
상기 방식공법은,
철재구조물의 표면에 전처리를 수행하는 제1 단계;
상기 제1 단계 후 녹방지 프라이머를 도포하여 프라이머층을 형성하는 제2 단계; 및
상기 제2 단계에서 형성된 프라이머층 상에 티타늄세라믹페인트를 도포하여 보호층을 형성하는 제3 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 티타늄세라믹페인트는, 물, 방수제, 이산화티타늄, 접착제, 충전제(탄산칼슘), 소포제 및 분산제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 티타늄세라믹페인트 및 녹방지 프라이머를 포함하는 방식(防蝕)조성물과 상기 방식조성물을 이용한 철재구조물의 방식공법은, 녹 위에 직접 도장이 가능하여 녹 제저가 필요없고, 상도로서 페인트로 덕칠하여 간편하게 사용할 수 있으며, 도장 후 녹 형성을 방지할 수 있도록 하는, 티타늄세라믹페인트 및 녹방지 프라이머를 포함하는 방식조성물을 제공할 수 있으며,
이러한 방식조성물을 이용하여 철재구조물에 방식공법을 수행하는 방법을 제공할 수 있는 장점을 가진다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.
본 발명은 티타늄세라믹페인트 및 녹방지 프라이머를 포함하는 방식(防蝕)조성물과 상기 방식조성물을 이용한 철재구조물의 방식공법에 관한 것이다.
구체적으로는, 녹 위에 직접 도장이 가능하여 녹 제저가 필요없고, 상도로서 페인트로 덕칠하여 간편하게 사용할 수 있으며, 도장 후 녹 형성을 방지할 수 있도록 하는, 티타늄세라믹페인트 및 녹방지 프라이머를 포함하는 방식(防蝕)조성물과;
상기 티타늄세라믹페인트 및 녹방지 프라이머를 포함하는 방식(防蝕)조성물을 이용한 철재구조물의 방식공법에 관한 것이다.
티타늄세라믹페인트 및 녹방지 프라이머를 포함하는 방식(防蝕)조성물
본 발명에 따른 방식조성물은 티타늄세라믹페인트와 녹방지 프라이머를 포함한다.
상기 녹방지 프라이머는, ph농도 1 내지 2의 농도를 가지는 황산 또는 인산 중 어느 하나인 산성 수용액과; 상기 산성 수용액 무게비를 100중량부로 기준하여 킬레이트제 15중량부; 알루미늄, 지르코늄 및 철 중 선택된 금속질산염화합물 200중량부; 유기용제 250중량부; 및 2개 이상의 리간드 원자가 금속 이온과 결합하여 형성된 길레이트 리간드 70중량부;를 포함한다.
다른 일예로, 금속의 질산염 화합물은 알루미늄, 지르코늄, 세륨, 크롬 및 철에서 선택된 금속의 단독 또는 2종 이상의 혼합물의 질산염 화합물의 혼합물일 수도 있다.
그러한 금속의 질산염 화합물들의 구체적인 예로는 질산 알루미늄[Al(NO3)3·9H2O, 분자량 375], 질산 지르코늄[Zr(NO3)4·5H2O, 분자량 492], 옥시질산 지르코늄[ZrO(NO3)2·2H2O, 분자량 267], 질산 세륨[Ce(NO3)3·6H2O, 분자량 434], 질산 크롬[Cr(NO3)3·9H2O, 분자량 400] 및 질산철[Fe(NO3)3·9H2O, 분자량 404]을 들 수 있다.
또한, 상기 티타늄세라믹페인트는, 물, 방수제, 이산화티타늄, 접착제, 충전제(탄산칼슘), 소포제 및 분산제를 포함한다.
구체적으로는, 물을 무게비로 하여 100중량부를 기준으로, 방수제 50중량부; 이산화티타늄 20중량부; 접착제 40중량부; 충전제 100중량부; 소포제 5중량부; 및 분산제 3중량부;를 혼합한다.
이때, 상기 방수제는, 증류수 40중량%; 기포실리케이트 5중량%; 칼슘실리케이트 5중량%; 삼백초추출물 20중량%; 및 계면활성제 30중량%;를 혼합하여 획득한다.
상기 기포실리케이트는 증점제의 기능을 하며 5중량%를 초과하는 경우 점도가 너무 강해지는 문제점이 발생된다. 아울러 칼슘실리케이트는 방수제의 혼합물이 원할히 혼합될 수 있도록 혼합을 촉진하면서, 동시에 방수제가 티타늄세라믹페인트의 타 조성물에 혼합될 때 흡수되는 것을 촉진하도록 한다.
이렇게 방수제가 타 조성물에 원할하게 흡수됨에 따라, 티타늄세라믹페인트가 상도로서 이용될 때 도표의 방수기능을 향상시켜주도록 한다.
또한, 이산화티타늄은 친환경 착색제의 일종인 안료로서, 선명도 저하의 문제와 비용의 상승 문제를 해결하기 위하여 최적의 함량인 20중량부를 사용하도록 하였다.
부연하면, 물, 이산화티타늄, 방수제, 접착제 및 분산제를 1차로 혼합한 후, 1차 혼합물에 소포제 및 충전제를 추가 혼합하여 티타늄세라믹페인트로 제조한다.
티타늄세라믹페인트 및 녹방지 프라이머를 포함하는 방식(防蝕)조성물을 이용한 철재구조물의 방식공법
상술된 티타늄세라믹페인트 및 녹방지 프라이머를 포함하는 방식(防蝕)조성물을 이용한 철재구조물의 방식공법은, 표면을 처리하는 전처리단계와; 상기 전처리단계 후 전처리된 표면에 녹방지 프라이머를 도포하여 프라이머층을 형성하는 프라이머층 형성단계와; 상기 프라이머층 형성단계 후, 티타늄세라믹페인트를 도포하여 보호층을 형성하는 보호층 형성단계;를 포함하여 이루어진다.
1. 전처리 단계
전처리 단계는 철재구조물의 표면에 이물질을 제거하기 위하여 세척, 그라인딩, 폴리싱 또는 이들의 조합을 포함한 표면 처리를 수행하는 단계이다.
이러한 전처리 단계는 녹제거를 포함할 수도 있으나, 상술된 방식조성물의 특성상 녹제거를 수행하지 않도 진행하여도 무관하다.
2. 프라이머층 형성단계
프라이머층 형성단계는, 상기 전처리 단계 후 녹방지 프라이머를 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계이다.
이때, 도포수단은 통상의 프라이머 도포와 동일하게 수행되며, 녹방지 프라이머는, ph농도 1 내지 2의 농도를 가지는 황산 또는 인산 중 어느 하나인 산성 수용액과; 상기 산성 수용액 무게비를 100중량부로 기준하여 킬레이트제 15중량부; 알루미늄, 지르코늄 및 철 중 선택된 금속질산염화합물 200중량부; 유기용제 250중량부; 및 2개 이상의 리간드 원자가 금속 이온과 결합하여 형성된 길레이트 리간드 70중량부;를 포함한다.
다른 일예로, 금속의 질산염 화합물은 알루미늄, 지르코늄, 세륨, 크롬 및 철에서 선택된 금속의 단독 또는 2종 이상의 혼합물의 질산염 화합물의 혼합물일 수도 있다.
그러한 금속의 질산염 화합물들의 구체적인 예로는 질산 알루미늄[Al(NO3)3·9H2O, 분자량 375], 질산 지르코늄[Zr(NO3)4·5H2O, 분자량 492], 옥시질산 지르코늄[ZrO(NO3)2·2H2O, 분자량 267], 질산 세륨[Ce(NO3)3·6H2O, 분자량 434], 질산 크롬[Cr(NO3)3·9H2O, 분자량 400] 및 질산철[Fe(NO3)3·9H2O, 분자량 404]을 들 수 있다.
3. 보호층 형성단계
보호층 형성단계는, 상기 프라이머층 형성단계에서 형성된 프라이머층 상에 티타늄세라믹페인트를 도포하여 보호층을 형성하는 단계이다.
상기 티타늄세라믹페인트는, 물, 방수제, 이산화티타늄, 접착제, 충전제(탄산칼슘), 소포제 및 분산제를 포함한다.
구체적으로는, 물을 무게비로 하여 100중량부를 기준으로, 방수제 50중량부; 이산화티타늄 20중량부; 접착제 40중량부; 충전제 100중량부; 소포제 5중량부; 및 분산제 3중량부;를 혼합한다.
이때, 상기 방수제는, 증류수 40중량%; 기포실리케이트 5중량%; 칼슘실리케이트 5중량%; 삼백초추출물 20중량%; 및 계면활성제 30중량%;를 혼합하여 획득한다.
상기 기포실리케이트는 증점제의 기능을 하며 5중량%를 초과하는 경우 점도가 너무 강해지는 문제점이 발생된다. 아울러 칼슘실리케이트는 방수제의 혼합물이 원할히 혼합될 수 있도록 혼합을 촉진하면서, 동시에 방수제가 티타늄세라믹페인트의 타 조성물에 혼합될 때 흡수되는 것을 촉진하도록 한다.
이렇게 방수제가 타 조성물에 원할하게 흡수됨에 따라, 티타늄세라믹페인트가 상도로서 이용될 때 도표의 방수기능을 향상시켜주도록 한다.
또한, 이산화티타늄은 친환경 착색제의 일종인 안료로서, 선명도 저하의 문제와 비용의 상승 문제를 해결하기 위하여 최적의 함량인 20중량부를 사용하도록 하였다.
부연하면, 물, 이산화티타늄, 방수제, 접착제 및 분산제를 1차로 혼합한 후, 1차 혼합물에 소포제 및 충전제를 추가 혼합하여 티타늄세라믹페인트로 제조한다.
상술된 본 발명에 따른 티타늄세라믹페인트 및 녹방지 프라이머를 포함하는 방식(防蝕)조성물과 상기 방식조성물을 이용한 철재구조물의 방식공법은, 녹 위에 직접 도장이 가능하여 녹 제저가 필요없고, 상도로서 페인트로 덕칠하여 간편하게 사용할 수 있으며, 도장 후 녹 형성을 방지할 수 있도록 하는, 티타늄세라믹페인트 및 녹방지 프라이머를 포함하는 방식조성물을 제공할 수 있으며,
이러한 방식조성물을 이용하여 철재구조물에 방식공법을 수행하는 방법을 제공할 수 있는 장점을 가진다.
상기에서 도면을 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도면의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.
Claims (3)
- 티타늄세라믹페인트와 녹방지 프라이머를 포함하는 방식조성물을 이용하여 수행되는 철재구조물의 방식공법으로서,
상기 방식공법은,
철재구조물의 표면에 전처리를 수행하는 제1 단계;
상기 제1 단계 후 녹방지 프라이머를 도포하여 프라이머층을 형성하는 제2 단계; 및
상기 제2 단계에서 형성된 프라이머층 상에 티타늄세라믹페인트를 도포하여 보호층을 형성하는 제3 단계;로 이루어지되,
상기 티타늄세라믹페인트는,
물을 무게비로 하여 100중량부를 기준으로, 방수제 50중량부; 이산화티타늄 20중량부; 접착제 40중량부; 충전제 100중량부; 소포제 5중량부; 및 분산제 3중량부;를 포함하고,
상기 방수제는,
증류수 40중량%; 기포실리케이트 5중량%; 칼슘실리케이트 5중량%; 삼백초추출물 20중량%; 및 계면활성제 30중량%;를 혼합하여 획득하는 것을 특징으로 하는, 방식조성물을 이용한 철재구조물의 방식공법. - 삭제
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