KR20060105771A - 현무암 섬유를 기재로 하는 직물을 함유하는 살생제 부재의방오 코팅 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 해수 또는 산업용수 시스템에서 수생 해충의 접착 및 증식에 의한 손상으로부터 수중 구조물을 보호하기 위한 살생제 부재의 방오 제제로서의, 직물의 형태로 50 중량% 이상의 SiO2 부분을 갖는 미네랄 섬유 또는 필라멘트 및 E-유리 섬유의 용도에 관한 것이다. 방오 제제의 표면은 지배적으로 미세한 현무암 섬유로 구성되어 있으며, 섬유는 직포, 편성포, 브레이딩, 다축방향 기술에 따라 형성된 직물 또는 부직포이다.
도 1

Description

현무암 섬유를 기재로 하는 직물을 함유하는 살생제 부재의 방오 코팅 {BIOCIDE-FREE ANTIFOULING COATING CONSISTING OF A FABRIC BASED ON BASALT FIBRES}
본 발명은 해수 또는 산업용수 시스템의 수중에 사는 해로운 유기체의 점착 및 증식으로 인한 손상으로부터 수중 구조물을 보호하기 위한 살생제 부재의 방오제로서, 직물 형태의, 미네랄 섬유 또는 필라멘트 및 E 유리 섬유의 용도에 관한 것으로, 이러한 섬유 또는 필라멘트는 50 중량% 이상의 SiO2 비율을 갖는다. 수중 구조물, 예를 들어, 배, 닻(ship net), 부표, 수중 바다 케이블, 항해 가이드, 방파제 또는 다리의 표면은 구체적으로 수중에서 살거나 묻혀있는 해로운 유기체에 대해 또는 이들 표면에 해로운 유기체가 부착되는 것을 방지하기 위해 보호되어야만 한다. 수중에 떠다니는 이러한 해로운 유기체 또는 각각의 살아있는 유기체는 필수적으로, 박테리아, 단세포, 조류, 균주, 따개비 또는 홍합이 있다. 보호는 또한 소위 좀조개(Teredo navalis)와 비교하여 고려된다. 이는 임의의 부류의 나무로 만든 구조물을 공격하며 또한 나무로 만든 배에 광범위한 손상을 야기시키는 홍합이다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는 현무암 섬유 및/또는 현무암 필라멘트가 사용된다.
소위 하드 플로어(hard floor)로 불리우는 수상 서식지의 고형물 표면은 대개 식물 및 동물 유기체의 부착으로 인해 매우 짧은 기간내에 콜로니화된다. 이는 암석, 연체동물 껍질, 부목과 같은 천연의 하드 플로어, 및 예를 들어 나무로 이루어진 수경 공학 식물, 금속 및 합성물질과 같은 인공 기재 둘모두에 관련되어 있다. 생물 기재 상의 유기체 군락, 예를 들어 달팽이 껍질 또는 게 껍질은 부착생물, 즉 에피비오스(epibiose)로서 명명되고, 무생물 기재 상의 유기체 군락은 외피로서 명명된다.
수상 서식지에서 바이오오염(biofouling) 공정을 개시하는 점착성 생중합체로부터 표면을 보호하게 된다.
바이오오염은 일반적으로 수성 환경에서 물질 표면에 살아있는 유기체를 증착시키는 것을 의미하는 것으로, 이들의 물리적 표면 성질에 불리한 영향을 미치는 것으로 이해된다. 이러한 오염(fouling)의 유형은 해양 분야, 즉 이의 바람직한 서식지에서 발육되는 동물, 예를 들어 홍합과 따개비, 조류, 예를 들어 녹조류와 갈조류, 및 미생물로 구별될 수 있다.
오염 군락의 통상적인 콜로니화 순서는 하기와 같이 기술될 수 있다: 첫번째, 박테리아 세포의 부착을 지지하는 거대분자 1차 필름은 선체 상에 형성된다. 이러한 박테리아는 이후 원생 생물로 이어진다. 미생물에 의해 방출된 물질은 끈적끈적한 바이오필름을 생산하는데, 이는 거대유기체의 유충 및 포자와 같이 증식 단계에서 지배적으로 관심을 끄는 효과를 갖는다 [Honstroem & Kjellerberg 1994].
이는 미세오염과 거대오염으로 기본적으로 구별된다. 현미경적으로 작은 유기체, 예를 들어 박테리아, 단세포 조류(예를 들어, 규조류), 동물 원생생물 및 수상 균주로부터의 미세오염은 종종 상술된 바이오필름을 형성한다.
거대오염은 다세포 식물 및 동물 유형을 포함한다. 수중에서의 풍부한 유형 및 강력함은 장시간에 걸쳐 담수를 능가하며, 오염을 선박 수송선에 대해 악화되는 문제점으로 변화된다.
담수에서의 식물 거대오염의 예로는 녹조류가 있으며, 해수에서의 식물 거대오염의 예로는 녹조류와 마찬가지로 갈조류 및 홍조류 및 튜브 규조류가 있다. 기재 "선체"는 단세포 단계의 단일성 줄기 세포(편모류화된 유주자, 비편모류화된 포자, 접합자 또는 수정된 원생동물)로 튜브 규조류를 콜로니 형성시키므로써 콜로니화된다.
이러한 거대오염의 생물의 유형은 플랑크톤 초기 상태를 지나 수중에서 유충으로서 퍼진다. 성숙한 형태로의 변태를 유지하는 단단한 모드(tight mode)로의 전이를 위해, 이들은 경질의 물질을 찾고, 자체적으로 경질의 물질에 단단하게 부착되고, 이 위에서 성장하고 실질적인 오염 군락의 성분, 예를 들어 따개비(Balanidae), 진주담치(Mytilus edulis), 이끼 동물(Bryozoa), 멍게류(Tunicata), 블룸(bloom) 또는 산호(Anthozoa) 또는 폴립(Hydrozoa)을 형성시킬 수 있다.
선박의 수중 동체의 오염은 첫째로 운항 속도를 감소시키고, 또한 두번째로 과량의 연료 소비, 도킹 비용, 세척 비용 및 방오 측량의 형태로 막대한 비용을 야기시킨다. 한편, 상업적으로 사용되고 자생하는 바다 유기체에 대한 정량가능하고 비정량가능한 손상이 발생하며 이는 독성 화합물의 사용에 의해 야기된다.
그러므로, 해양 환경에서 임의의 표면에는 해양 기술에서 주요한 문제점 중 하나인 바이오오염이 발생할 수 있다.
그러므로, 특별한 표면 코팅, 소위 방오 코팅은 선체, 해수 구조물, 예를 들어, 오일 플랫폼, 항구 구조물, 파이프, 항해 가이드, 방파제, 다리 및 다른 인공 수중 구조물의 오염을 방해할 수 있다. 공지된 방오 코팅 또는 개개의 방오 페인트는 기계적 세척의 형태, 및 코팅 또는 개개의 페인트로부터의 독성 살생제의 방출 둘모두를 기초로 하며, 이는 예를 들어 합성물질 또는 다른 코팅으로부터 이루어질 수 있다.
방오 효과가 물리적 메카니즘을 기초로 하는 생성물 그룹 중 하나는 섬유 코팅의 그룹이다. 수개의 시스템이 발달하고 있다: 이러한 시스템은 합성 섬유, 예를 들어 폴리아크릴, 폴리에스테르, 나일론 섬유의 수개의 유형을 가지며, 이는 새로이 적용된 에폭시 접착제 상에 짧은 개개의 섬유(0.5-2 mm)로서 분무된다. 양호한 도포와 관련하여, 코팅은 따개비에 대해 만족스러운 효과를 달성하지만 조류에 대해서는 그렇지 않다. 도포는 또한 외부 조건에 강력하게 의존한다. 바람, 비 및 낮은 온도는 다른 코팅 유형에 대한 것 보다 강력하게 도포 결과에 영향을 미친다[Daehne et al. 2000, Watermann et al. 2003]. 천염 섬유 분야에 있어서, 현재 대마(hemp)로 이루어진 직물을 수행하는 것을 시도하고 있다[Bioregion 2003]. 장점은 생성물의 생물학적 분해능이다. 그러나, 동시에 이러한 성질은 달성되는 것으로부터 서비스 연수(service lives)의 증가를 막는다. 지금까지 이러한 섬유 코팅의 유용성에 대해 공지된 바가 없다.
그러나 대부분 테플론 또는 실리콘과 같은 비점착 코팅은 또한 오염 물질의 부착을 방지한다. 예를 들면, 함부르크 항구에서 실리콘으로 이루어진 비점착 코팅은 오염을 단지 최소로 또는 약하게 부착되는 것으로 나타났다. 이는 오염을 요이하게 세척할 수 있다. 특이적 표준은 실리콘의 도포 및 지하 사전 처리로 부착되어 시스템이 분리되지 않도록 하여야 한다. 그러나, 실리콘이 분해가능하지 않기 때문에, 실리콘 입자는 독(dock) 폐수를 수반한 파괴 및 고형물로서 제거되어진다. 이는 또한 테플론 코팅에 대해 적용된다.
테플론 입자는 마찬가지로 매우 어렵게 처리된다.
추가 구별은 불용성 코팅과 용융성 코팅간에 이루어진다. 불용성 방오 코팅은 또한 "접촉 타입"으로 명명되고, 높은 내마모성을 나타낸다.
용융성 방오 코팅은 자체 부식되고 흐르는 물에 의해 천천히 부식되어, 이들의 코팅 두께를 감소시킨다. 합성 주성분에 따라, 살생제는 린싱되고, 부식 표면 상에 나타나거나 수중에서 분리된다. 공지된 방오 코팅은 살충제로서 작용하는 살생제에 의해 오염 공정의 콜로니화 상태를 방지한다. 살생제에 대하여, 유기금속 살생제, 예를 들어 광범위한 독성 비소, 구리 및 트리부틸 주석(TBT)과, 바이오오염에 대해 표면을 보호하기 위해 많은 해양 유기체 의해 사용되는 천연 살생제로 구별된다. 적은 농도의 광범위한 스펙트럼 독소는 장기간 환경적 손상을 야기시킨다. 트리부틸 주석(TBT)은 대부분의 유해화학물질 중 하나로서 공지되어 있는데, 이는 2002년 12월 31일까지 수중 선박 페인트의 생산에서 살생제로서 사용되었다. 2003년 1월 1일부터 IMO의 방오협약을 통과시킨 후에, 유기주석화합물을 함유한 방오 시스템은 단지 밀봉기로 밀봉하는데에 사용될 수 있다. 이는 밀봉기 상에 명시적으로 유기주석화합물 부재의 방오 코팅이어야 한다. TBT 부재의 방오제는 이미 2년 동안 시장에서 판매되고 있으며, 오랜 동안 제공될 것이다. 60 개월의 사용 기간을 갖는 TBT 부재의 자체 광택 오염방제제는 주로 구리 및 아연 화합물을 기초로 한다. 지금까지, 구리 방오제는 최대 오염을 36 개월 동안만 보장하고 있다.
상술된 소위 살생제 가이드라인의 범위 내의 보다 엄격한 입법으로 인해, 비독성 오염 보호방법의 필요성이 증대되고 있다.
DE-OS 198 36 076호에는 환경적으로 중성의 자체 세정 성질을 갖고 최소의 마찰저항을 갖는 유체역학을 제공하는 두개의 성분을 기초로 한 살생제 부재의 방오 코팅이 기술되어 있다. 방오 효과는 동시에 표면 겔(gel)의 형성을 기초로 한다. 세정 성분으로서의 겔화제는 유형-회피형 담체 물질의 사용없이 환경친화적인 살생제 대신에 사용된다. 겔화제의 제조는 동시에 고정화 성분으로서 분해성 겔 매트릭스에 의해 수득되는데, 이는 현탁액에서 겔화제와 균일하게 혼합된다. 둘모두의 성분은 단일 공정으로 보호되는 수중 표면에 도포되며, 동시에 평평한 접착이 격렬한 흐름으로 수행된다. 수중 표면에서 일정하게 고정 성분의 분해성에 의해 이용할 수 있는 세정 성분의 효과는 물 또는 오염으로부터 끈적끈적한 물질과의 접촉면 상에서 특히 발달된다. 이후 물로부터의 오염 물질 및 오염 유기체는 방오 코팅 상에 겔을 형성하지만 격렬한 흐름에서 안정적이지 못하다.
세척은, 코팅이 느리게 도포됨으로써 둘모두의 성분의 물질 손실을 초래하며, 이는 주기적인 갱신을 요구한다. 물질 손실은 동시에 보다 커질수록, 보다 강력하게 재순환수를 흐르게 한다.
EP 0 903 389 A1호에는 저류를 갖는 수중 표면에 대해 환경적으로 중성인 자체 세정 및 유체역학적 표면 성질을 갖는 살생제 부재의 방오코팅을 기술하며, 여기서 이러한 방오 코팅은 이중 복합체 시스템으로 설계되는데, 고정 성분은 수중 표면에 양호한 결합 용량을 갖으며 나노크기기의 공극 크기, 깊이 및 밀도의 파라미터를 갖는 오버랩핑 공극의 산발성 릴리프 형태의 공극형성 성분으로서 설계되며; 세정 성분은 평판 세정 필름의 형태로 공극-충전 성분으로서 설계되며, 이에 의해 후자는 개개의 공극 연결기에 의해 점상으로 펀칭된다.
그러나 EP 0 903 389 A1에 기술된 방오 코팅은 앞으로 진행하는 경우에만 자체 세정 효과를 나타낸다. 그러나 서비스 수명에 따라, 유기 오염 물질의 증착은 매우 최소로 막을 수 있어, 해상 환경에 단단하게 정위된 물건을 갖는 EP 0 903 389 A1의 개념은 매우 약한 효과를 갖는다. 기술된 방오 코팅은 또한 매우 많은 비용이 든다.
CN 1421351 A호에는 페놀 또는 에폭시 수지 및 외부 라미네이트된 구리 필름으로 개질된, 즉 주입된 현무암 섬유를 포함하는 직물로 이루어진 선체를 기술하고 있다. 유기 오염 물질의 증착은 가능한 경우 외부 구리층에 의해 달성된다.
따라서, 산업적으로 대안적인 비독성 오염 보호 방법이 매우 필요하다.
그러므로, 본 발명의 목적은 신규한 살생제 부재의 방오 코팅을 제공하는 것으로, 이는 선체, 근해 설비, 수중 바다 케이블 및 물에서 발견되는 기타 물건의 오염을 실질적으로 감소시키거나 심지어 보호한다.
이러한 목적은 수중, 바닷물, 또는 산업용수 시스템에서 사는 해로운 유기체에 의해 점착 및 증식으로 기인한 손상으로부터 수중 구조물을 보호하기 위한 살생제 부재의 방오 제제로서, 직물 형태의, 50 중량% 이상의 SiO2 비율을 갖는 미네랄 섬유 또는 필라멘트 및 E 유리 섬유의 용도에 의한 본 발명에 따라 해결된다.
본 발명의 직물는 교차된 스크림(interlaid scrim), 직포, 편성포의 형태, 또는 다축방향 기술에 의해 또는 양털로서 설계된 섬유의 형태로 설계될 수 있다. 본 발명의 섬유가 편성포인 경우, 양식용 날실로 짠 메쉬는 현무암 섬유로부터 제조될 수 있다. 이러한 비교적 미세하게 가는 메쉬의 그물은 주로 스내그(snag) 저항 상에 부착으로부터 구성된다.
이러한 그물의 기본적인 구조는 소위 오른쪽/오른쪽 날실로 짠 그물이다. 참고문헌으로 이와 관련한 DE 198 57 993 C2이 있다.
본 발명의 섬유가 코팅인 경우, 보호되는 기재, 즉 보호되는 수중 표면에 접착제 또는 기타 화학적 접착제 생성물에 의해 도포될 수 있다. 다른 가능성으로는 직물이 더욱 단단한 직포 또는 스트립으로 덮혀지거나, 기재, 예를 들어 선박 구조물의 표면에 네트워크에 의해 도포될 수 있다.
본 발명의 유리한 구체예에 따라, 현무암 섬유 및/또는 현무암 필라멘트가 사용된다.
본 발명에 따라 사용되는 미네랄 섬유는 50 중량% 이상의 SiO2, 바람직하게는 55 중량% 이상의 SiO2를 함유한다. 특정 구체예에서 사용되는 현무암 섬유는 바람직하게는 높은 Al2O3 함량, 예를 들어 16 중량% 이상의 Al2O3 함량, 및 낮은 CaO, MgO 함량, 예를 들어 8 중량% 이하, 특히 5 내지 8 중량%의 CaO, MgO 함량을 갖는다.
비교하면, 본 발명에 따라 사용되는 E 유리 섬유는 55 중량%의 SiO2 비율 및 15 중량%의 Al2O3 비율을 나타낸다. CaO, MgO 비율은 매우 높으며, 예를 들어 18 내지 24 중량%이다.
본 발명에 따라 사용되는 현무암 섬유는 무한한 현무암 섬유이며, 통상적으로 산업적 스케일로 현무암 용융물로부터 수득되며, 600℃ 이하의 온도에서 저항을 나타낸다. 현무암 섬유를 제조하는 방법은 DE 29 09 148 A호 및 DE 35 09 424 A1호에 기술되어 있다. 본 발명에 따라 사용되는 현무암 섬유는 적어도 -260℃에서 +600℃의 범위에서 열적 저항을 갖으며, 1050℃의 소결 온도 및 0.031 내지 0.038 K의 열상수를 갖는다. 물리적 성질에서, 현무암 섬유는 7 내지 17㎛의 섬유 직경, 28 내지 120의 텍스를 갖는다. 비중량은 2.6 내지 2.8 kg/dm3이다. 비등되는 물에서 3 시간 동안 처리하여 중량 손실 후의 화학적 성질은 1.6%이며, 2 n NaOH로 처리한 경우 2.75%이며, 2 n HO로 처리한 경우 2.2%이었다.
방오 코팅으로서 사용되는 본 발명의 구조물은 특히 직포, 편성포로서 또는 브레이딩(braiding)으로서, 또는 다축방향 기술 또는 삽입 기술로 설계된다. 노출된 영역에서 섬유 또는 섬유 물질의 필라멘트의 추가적인 바늘 펀칭은 마찬가지로 가능하다. 섬유는 또한 현무암 섬유로 이루어진 섬유 및 섬유 물질의 부직포 섬유일 수 있다.
상기에서 언급된 바와 같이, 본 발명에 따라 현무암 섬유는 날실과 씨실용으로 적합한 물질로서 고려된다. 본 발명의 특정 구체예에서, 섬유는 서로 다중층 형태로 섞어 직조된 날실과 씨실의 가닥을 포함한다. 씨실 가닥은 다수의 개개의 평행한 필라멘트를 포함한다. 날실 가닥은 마찬가지로 다수의 평행한 필라멘트를 포함한다. 개개의 씨실과 날실은 서로 밀접하게 평행하게 놓이고 최소 두께의 단단한 직포를 형성한다. 직포 구조물에 강도를 부여하기 위하여, 씨실과 날실은 상이한 결합 및 연결점에서 직조 기술과 관련하여 연결된다. 더욱이, 바구니 직조 또는 몸체 직조 및 교차 직조가 또한 가능하다.
본 발명에 따라 사용되는 방오 코팅은 보다 단단하고 작업가능한 직포 또는 가닥을 덮음으로써, 또는 짜거나 특정 편성포에 의해 콘크리트/강철 또는 기타 구조물 예를 들어, 케이블, 사슬 또는 돛에 도포될 수 있다.
대안적으로는, 직포는 접착제, 예를 들어 에폭시 접착제, 이중-성분 접착제, 핫-멜트 접착제에 의해 또는 기타 코팅과 함께 흐르게 되는 수중 표면에 도포된다.
본 발명은 홍합, 따개비 및 조류의 현무암 섬유 웹이 거의 오염되지 않는다는 놀라운 발견을 기초로 한다.
본 발명에 따라 사용되는 현무암 섬유는 합성 및 대마 섬유의 두가지 잇점을 결합한다: 현무암 섬유는 천연 산물로서, 임의의 빠른 생물학적 분해를 수행하지 않는다. 원료는 대량으로 존재하며, 비교적 비용 효율적으로 생성물을 제조할 수 있는데, 이는 한 성분 제조이기 때문이다. 안정성은 화학적 및 기계적 영향과 비교하여 높다.
본 발명의 도포는 특히 직조된 매트의 형태로 실현되며 합성 섬유의 경우와 같이 개개의 섬유에 의하지 않는다.
동시에 다양한 직조 기술 및 직포 두께가 가능하다. 본 발명의 시도에 따라 80 텍스 직포(플레이트 1) 및 600 텍스 직포(플레이트 2)가 먼저 시험되었다. 이들 플레이트의 초기 검사 후에 100 텍스 직포는 또한 PVC 파이프 상에 배치된다.
본 발명은 여러 실시예에 의해 보다 상세히 설명될 것이나, 이에 의해 제한되지 않는다.
실시예 1
80 텍스 직포를 구비한 시험 플레이트 1
에폭시 접착제로 부착된 80 텍스 직포를 구비한 플레이트 1을 제공하였다. 섬유가 물 및 기타 유체에 대해 극히 낮은 흡수 용량을 나타내기 때문에, 겔화된 에폭시를 표면에서 직포를 통하여 스며들게 하고, 이를 경화시켰다. 이를 통하여 시험 표면에서의 직물을 에폭시로 거의 완전하게 부착시켰다. 자유로운 이동성 섬유는 아주 드물게 나타났다.
그럼에도 불구하고, 이러한 플레이트를 4월 24일에 노르더나이(Norderney) 항구에 자연스럽게 적소에 배치시켰다 (표 1).
실시예 2
600 텍스 직포 플레이트 2를 구비한 시험 플레이트 2를 적용시키고, 동일한 시간에 적소에 배치시켰다 (표 1). 여기서, 600 텍스 중(heavy) 방사를 적용하여 직포 강도가 효력에 영향을 미치는지의 여부를 확인하였다. 이러한 보다 두꺼운 직포로 인해, 보다 적은 에폭시가 표면을 통해 도달하였다. 개개의 섬유는 단지 부분적으로 부착되었다.
실시예 3
100 텍스 직포를 구비한 시험관
선체에 직포 매트의 적용과 함께 예측가능한 곤란성 때문에, PVC 파이프를 추가의 시험 표본(100 텍스) 중에 피복시켰다. 이러한 고려의 배경은 최근에알려진 예를 들어 근해의 풍력 설비와 연결된 수중 케이블 및 파이프 상에 방오로서의 적용 가능성이다. 시험 매트를 파이프 상에 양면 접착제 스트립 및 케이블 링크로 부착하여, 섬유가 함께 밀착되지 않도록 하였다. 7월 28일에 이러한 시험 표본을 적소에 배치시켰다 (표 1).
실시예 4 및 5
시험 플레이트 3 및 4
플레이트 1 및 2 상의 직포 적용의 곤란성으로 인해 추가로 2개의 시험 플레이트를 제조하였다. 동시에, 직포를 플레이트 주변으로 느슨하게 신장시키고, 220°에서 에폭시 접착제 스트립과 함께 가압하였다. 플레이트 3(100 텍스 싱글)은 이의 앞면에 직포의 중심부 아래쪽으로 에폭시 스트립을 수용하였다. 뒷면에서 스트립을 직포 상에 은폐시켰다. 플레이트 4(100 텍스 알스(als) 방사)는 이의 뒷면 전체 표면 상에서 에폭시 접착제 스트립을 수용하였다. 직포 표본의 양쪽 말단은 추가 접착제 스트립 없이 플레이트 중심에서 겹쳐졌다.
둘모두의 플레이트를 10월 1일에 적소에 배치시켰다(표 1). 첫번째 목적은 이러한 적용 방법을 이용하여 에폭시 접착제 스트립 및 직포의 내구성을 확인하는 것이다.
표 1: 현무암 섬유 시험 샘플의 데이타
시험 대상 시험 시스템 적용 회수일
플레이트 1:20×40cm 80텍스 직포 2003년 4월 2003.4.24
플레이트 2:15×30cm 600텍스 방사-직조섬유 2003년 4월 2003.4.24
PVC파이프 11×60cm 100텍스 방사-직조섬유 2003년 7월 2003.7.28
플레이트 S:15×30cm 100텍스 직포 2003년 9월 2003.10.1
플레이트 4:15×30cm 100텍스 방사-직조섬유 2003년 9월 2003.10.1
시험 결과
시험 플레이트
노르더나이 항구 수(water)에 22 주 동안 노출시킨 후, 플레이트 1와 2, 및 파이프 샘플을 검사하였다. 동시에 사진자료와는 별도로 오염 그룹의 적용범위의 정도를 가이드라인 STG 2221(Ship-building Society 1992)에 따라 측정하고 오염의 분류학적 평가를 수행하였다.
80 텍스 직포를 구비한 시험 플레이트 1
플레이트 1은 22 주 동안 노출시킨 후에 심하게 오염되었다. 9월 29일에 진주담치(blue mussel)가 시험 표면의 거의 절반을 덮었고 따개비가 추가로 20% 덮었다. 남은 표면은 비교적 두꺼운 바이오필름으로 코팅되었다. 이는 표면이 현무암 섬유에 의한 것이 아니라 침투된 에폭시 접착제의 의해 대부분 형성되었음을 고려되어야 할 것이다.
플레이트 1의 뒷면은 대조군으로서 작용되는 내부식성만을 제공하였다. 예상된 바와 같이, 여기에서 오염은 더욱 악화되었다: 표면의 70%는 따개비에 의해 콜로니화되었다. 두번째로 진주담치로 덮혀져서 표면의 80%를 차지하였다.
결론적으로, 다른 오염 유기체에 대해 잔류하는 공간을 거의 없었다. 따라서 피막은 표면의 5%만을 덮었다.
600 텍스 직포를 구비한 시험 플레이트 2
이러한 플레이트 상에서 표면은 유리 현무암 섬유에 의해 지배적으로 형성되었다. 오염 전개는 플레이트 1과 비교하여 명확하게 지연되었다. 7월 16일의 사진 관찰에서, 플레이트 1은 이미 홍합으로 심하게 오염되어진 반면, 플레이트 2는 중간 영역(홍합, 따개비, 거대조류)에서 특히 거시적 오염이 존재하지 않았고, 단지 한가지의 미세조류 바이오필름을 갖았다. 8월 4일의 추가적인 사진 관찰에서, 거대오염(macrofouling)은 증가하였으나, 플레이트의 중간 영역은 딱딱한 껍질의 오염(홍합, 따개비)이 존재하지 않았다.
9월 29일의 최종 관찰 동안, 피막이 있는 스티엘라 클라바(Styela clava)가 대량으로 콜로니화되었으며 표면의 50%를 덮었다.
동시에, 홍합 상에 지배적으로 에피바이온적으로(epibionthically) 콜로니화되었으나, 또한 직포 표면 상에 바시바이온적으로(basibionthically) 콜로니화되었다. 그러나, 피막이 있는 홍합 및 따개비 사이에, 미세조류에 의해서만 덮혀진 구역이 있다.
100 텍스 직포를 갖는 시험관
시험관를 7월 28일에 회수하고, 1 내지 2 주 간격으로 동일하게 촬영하였다. 사진은 명확하게 심한 오염의 전개를 나타내었다. 1주일 후에, 개개의 바다 말미잘 (Metridium senile)은 현무암 섬유 상에 침전되었다. 1주일 후에 얇은 바이오필름이 관찰되었으며, 어린 따개비가 여기 저기에 콜로니화되었다. 노출 후 4 주 후에 따개비의 덮힘이 증가하지 않았으나, 어린 히드로충류가 침전되었다. 초기 시간에 대해 5 주 후에, 피막이 있는 군집멍게류(Botryllus schlosseri)임이 밝혀졌다. 2주 후에, 모이굴라 시트리나 제너스(Moigula citrina genus)는 또한 산발적으로 콜로니화되었다. 노출 후 8주가 지난 이후의 9월 26일에 마지막에서 두번째 검사 동안, 따개비 오염은 아주 최소(2%)이었다. 또한 따개비는 파이프의 케이블 연결부 상에서 보다 명확하게 작아진 것이 뚜렷하였다.
따개비는 "손상되지 않은" 이동성 섬유 기재 상에서 콜로니화되고 성장함에 있어서 분명하게 어려웠다.
진주담치는 발견되지 않았는데, 이는 시험 샘플이 적소에 배치될 때 늦은 날이기 때문이다. 진주담치는 매년 초에 번식이 저하되는데, 금년에는 매우 현저하게 흉작이었다. 늦은 여름철에는 번식이 보다 덜 저하될 수 있는데, 이는 올해에 표면상으로 발생하지 않는다. 이러한 방식으로 히드로충류 라오메데아플렉수오사(Hydrozoa Laomedeaflexuosa)(10%) 및 피막이 있는 군집멍게류(10%)가 대부분의 거대오염을 이루었다. 표면의 50%는 가시적인 오염이 존재하지 않으며 25%는 단지 미세조류로 덥혀졌다.
도 1: 모니터링하는 시험 플레이트 1 및 2 (22주 노출), 및 시험관 (8주 노출)을 덮고 있는 부착생물[%]
결론
80 텍스 직포를 구비한 시험 플레이트 1
시험 플레이트 (80 텍스) 상에서, 에폭시는 섬유와 함께 고착되었다. 이는 방오 효과를 나타내었다.
600 텍스 직포를 구비한 시험 플레이트 2
플레이트 2 상의 600 텍스 직포는 표면 상에 보다 덜 강하게 함께 고착되었다. 이러한 결과는 플레이트의 중간 영역에서 오염 형성을 지연시키고 감소시켰다.
100 텍스 직포를 구비한 시험관
제 1 사전 시험에 따라, PVC 시험관는 100 텍스 직포로 덮혔으며, 적소에 배치되었다. 그러나, 이러한 시험 표본은 적소에 비교적 늦은 계절에 배치시키고, 8 주의 짧은 노출에서 매우 만족스러운 결과를 달성하였다.
그럼에도 불구하고, 케이블 연결부 및 닻 상의 오염에 의하여, 따개비 오염이 감소됨을 확인할 수 있었다. 히드로충류는 다수로 콜로니화되었으나 큰 바이오매스로는 도달되지 않았다.
시험 플레이트 2의 결과는 현무암 섬유의 효과가 오염 전개를 지연시키고 감소시키며, 진주담치가 섬유 표면을 피하며, 따개비가 보다 작은 밀도로 콜로니화되고 이들의 성장이 억제됨을 증명하였다.
본 발명의 현무암 섬유의 방오 효과는 표면의 탄력성에 의해 야기될 수 있다. 오염 유기체의 콜로니화될 유충은 직포가 안정한 표면으로서가 아니며 따라서 이를 피하는 것으로 인식딘다. 유충은 콜로니화를 위해 적합한 사이트를 발견하기 위해 단지 제한된 시간을 갖기 때문에, 겉으로 유리하지 않은 표면이 보다 우수한 대안체가 사용되지 않는 경우 콜로니화된다.
결론적으로, 본 결과는 오염의 지연 및 감소를 수반하는 것으로 기술될 수 있다.
방오 효과와는 별도로, 해수에서 직포의 기계적 안정성은 상업적 이용을 위한 필수적인 사전필수요건이다. 최근에 직포의 안정성이 해수에서 장시간 사용에 대해 적합하지 않는다고 제시되는 증거가 없었다.
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Claims (11)

  1. 바닷물 또는 산업용수 시스템의 수중에 사는 해로운 유기체에 의한 접착 및 증식에 기인한 손상으로부터 수중 구조물을 보호하기 위한 살생제 부재의 방오 제제로서의, 직물 형태의, 50 중량% 이상의 SiO2 비율을 갖는, 미네랄 섬유 또는 필라멘트 및 E 유리 섬유의 용도로서,
    방오 제제의 표면이 미세한 현무암 섬유에 의해 지배적으로 형성되며, 직물이 교차된 스크림(interlaid scrim), 직포, 편성포 또는 브레이딩(braiding), 다축방향 기술에 의해 설계된 직물 또는 양털 모양으로 설계되는, 미네랄 섬유 또는 필라멘트 및 E 유리 섬유의 용도
  2. 제 1항에 있어서, 직물이 보호되는 기재 또는 보호되는 수중 표면 상에 개별적으로 배치되는, 어망, 특히 매듭이 없는 날실로 짠 양식용 어망, 또는 방오 코팅임을 특징으로 하는 용도.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 직물이 접착제 또는 기타 화학적 접착제 제품에 의해 보호되는 기재에 또는 보호되는 수중 표면에 개별적으로 적용되거나, 직물이 직포 또는 스트립으로 팽팽하게 덮어씌우거나 개별적으로 짜므로써 보호하는 기재에 또는 수중 표면에 개별적으로 적용됨을 특징으로 하는 용도.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 현무암 섬유 또는 현무암 필라멘트가 미네랄 섬유 또는 필라멘트로서 사용됨을 특징으로 하는 용도.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 직물이 직물의 모서리를 따라 모서리 보호(protection)를 갖음을 특징으로 하는 용도.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 직포가 현무암 섬유 각각의 경우에서 날실 및 씨실을 포함하는 용도.
  7. 제 1항 내지 제 6항에 있어서, 미세도가 50 내지 3000 텍스, 특히 50 내지 500 텍스인 조방사(roving) 및 방사(yarn)가 직포용으로 사용되며, 방사로부터 제조된 직포가 70 내지 1500 g/㎡, 특히 90 내지 200 g/㎡의 표면 중량을 갖는 용도.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 직포가 여러 개의 코트(coat) 또는 층을 포함하고 퀼팅 시접에 의한 직조 기술로 기계적으로 고정되며, 퀼팅 시접이 재봉실을 사용하여 수행되는 용도.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유의 층이 접착 기술에 의해, 특히 용접 접착제 테이프 및/또는 접착제 분말에 의해 서로 연결되는 용도.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 실(thread) 물질이 방사/멀티방사를 포함하는 용도.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 실 물질이 텍스쳐링(texturing) 공정으로 수행되는 용도.
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