KR20060119859A - 선저 도료용 첨가제 및 이를 포함하는 선저 도료 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평균 1~12μm의 입도로 분쇄한 플라이애시와 규조토의 건조 분말로 이루어지며, 분쇄 플라이애시와 규조토 분말의 중량비가 (7~3):1인 것을 특징으로 하는 선저 도료용 첨가제 및 이 첨가제를 함유하는 선저 도료에 관한 것이다.

선저, 도료, 첨가제, 플라이애시, 규조토, 분쇄, 패류, 조류

Description

선저 도료용 첨가제 및 이를 포함하는 선저 도료{ADDITIVE FOR SHIP BOTTOM PAINT AND SHIP BOTTOM PAINT COMPRISING THE SAME}

본 발명은 선저에 부착되는 패류를 저감하기 위한 선저 도료용 첨가제 및 이 첨가제를 포함하는 선저 도료에 관한 것이다.

선박, 해양 구조물, 기타 해양에서 사용되는 각종 기재에 대한 패류의 부착은 그 기능을 저하시키기 때문에 패류 부착 방지 도료가 다양하게 제안되어 왔다.

종래에는 패류의 부착을 방지하기 위하여 트리부틸 주석 등의 유기 주석 화합물을 첨가한 도료가 제안되어 사용되어 왔으나, 최근에는 이 유기 주석 화합물에 의한 해양 오염이 문제가 되어 그 사용이 금지되기에 이르렀다.

특허 문헌 1에는 내수성 도료에 은 및 / 또는 구리를 함유한 무기계 항균제를 거의 균일하게 분산시킨 방조 및 방패 도료가 제안되어 있다.

특허 문헌 2에서는 세라믹스 등의 원적외선 방사성 물질, 토르말린 등의 음 이온 방사성 물질 및 마늘 가루를 함유하는 조류 및 패류 부착 방지 도료가 제안되어 있다.

특허 문헌 3에는 도전성 도료 내에 자성 물질이 혼입되어 있는 생물 부착 방지 도료가 제안되어 있다.

그러나 이들 종래 기술의 도료는 고가의 재료를 사용하고 있으며, 그리고 특허 문헌 1 및 3의 경우에는 금속 함유 도료이므로 도막이 무겁고, 게다가 기대에 상응하는 충분한 효과를 발휘하지 않는다는 것도 알려져 있다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 평 11-349974호 공보

특허 문헌 2 : 일본 특허 공개 평 8-218004호 공보

특허 문헌 3 : 일본 특허 공개 2001-29818호 공보

따라서 본 발명의 과제는 저렴하고 경량의 재료를 이용하여 선저에 패류가 부착되는 것을 방지 또는 저감하기 위한 선저 도료용 첨가제 및 이 첨가제를 포함하는 선저 도료를 제공하는 데 있다.

본 발명자는 평균 1~12μm의 입도로 분쇄한 플라이애시(flyash)와 규조토의 건조 분말로 이루어지고 이들의 중량비가 (7~3):1인 경우에 상기한 과제를 해결할 수 있는 선저 도료용 첨가제를 얻어진다는 사실을 알아내었다. 또한 규조토가 맥주 효모 규조토인 것이 특히 유리하다는 것도 알았다.

본 발명은 또한 상기 첨가제를 도료 고형분 함유량을 기준으로 3∼10 중량% 함유하는 선저 도료에 관한 것이기도 하다.

플라이애시는 석탄 화력 발전소 등의 석탄 보일러의 연도(煙道) 가스 내의 작은 재의 구상의 입자를 말하며, 일반적으로 입자 직경 1∼200μm이고 평균 입자 직경은 대략 20μm이며, 실리카 및 알루미나를 주요 성분(양쪽에서 70∼80% 정도) 으로 하고, 소량의 산화 철 및 미량의 Mg, Ca, P, Ti의 산화물을 포함한다. 플라이애시는 용융물이 급냉하여 발생한 비결정(유리 상(phase))물 및 결정성 광물의 석영, 멀라이트(mullite) 등을 포함한다. 수화 규산 알루미늄을 주체로 하는 저 결정질의 앨러패인을 포함하고 있는 것도 알려져 있다.

본 발명에서 사용되는 플라이애시는 평균 1~12μm, 특히 바람직하게는 1∼8μm, 특별히 바람직하게는 1∼5μm, 그 중에서도 특히 2∼4μm로 분쇄한 것이다. 플라이애시를 단순히 분급에 의해 동일한 입도를 얻은 것으로는 본 발명의 목적을 달성할 수 없다. 플라이애시의 분쇄는 제트 분쇄기 등에 의해 행할 수 있다. 평균 입도가 1μm보다 작은 플라이애시는 분쇄에 많은 비용이 소요되며, 또한 도료에 대한 혼입이 어렵다. 12μm보다 큰 평균 입도의 플라이애시로는 충분한 효과를 달성할 수 없다.

본 발명에서 사용되는 규조토는 건조 분말로서, 본 발명에서 사용되는 플라이애시와 충분히 혼화될 수 있는 입도, 바람직하게는 1∼10Oμm인 것이면 좋다. 규조토 분말이 맥주 효모 규조토 건조 분말일 경우에는 맥주 효모 여과에 사용된 맥주 효모 규조토를 건조한 분말을 사용할 수 있다.

플라이애시와 규조토 건조 분말, 바람직하게는 맥주 효모 규조토 건조 분말과의 혼합비는 (7∼3):1, 바람직하게는 (6:4):1, 그 중에서도 특히 5:1인 것이 유리하다. 플라이애시가 규조토 분말에 대하여 7:1보다 많거나 3:1보다 적어도 충분한 효과를 달성하는 것이 없음을 알고 있다.

본 발명의 선저 도료용 첨가제의 제조는 1∼12μm로 분쇄한 분쇄 플라이애시 와 건조된 규조토 분말을 혼합 장치에서 기계적으로 또는 용기 내에서 수공으로 혼합함으로써 실시할 수 있다. 이 때 두 성분이 충분히 혼합되어 있는 것이 중요하다.

본 발명의 상기 첨가제는 선저 도료에 도료 고형분 함유량을 기준으로 3∼10 중량%, 바람직하게는 3~8 중량%, 특히 바람직하게는 4∼7 중량% 혼입함으로써 선저의 도막에 대한 패류 및 조류의 부착을 방지 또는 저감할 수 있다. 훨씬 다량으로 혼입하여도 패류 및 조류의 부착을 방지 또는 저감할 수 있으나, 도막 강도가 혼입량이 증가함에 따라 저하되므로 바람직하지 못하다.

본 발명의 첨가제가 달성하는 효과는 이론적으로는 충분히 해명할 수 없지만, 본 발명자가 시행 착오하여 플라이애시 내에 존재하는 앨러페인(allophane)에 착안하여, 그리고 규조토가 맥주 효모 규조토 분말인 경우에는 그 안에 생존하는 효모에 착안하여 두 성분을 상기한 혼합비로 혼합하고, 도료에 적당량 혼입함으로써 뛰어난 효과가 달성된다는 것을 알아낸 것이다.

본 발명에서 사용되는 도료는 선저 도료, 특히 선박의 수선부를 포함한 선저부에 통상 사용되는 것으로서, 선저용의 초벌칠, 중간칠 및 마무리 칠 도료 이외에 퍼티(putty)이어도 좋다. 예로서는, 우레탄 도료, 예컨대 간사이 페인트 가부시키가이샤(KANSAI PAINT CO., LTD.)의 KC 에포엘라스트 중간칠, KC 에포엘라스트 50, KC 에포엘라스트 100 ; 염화 고무 수지, 예컨대 간사이 페인트 가부시키가이샤의 러버마린 AF 및 러버마린 AF100 ; 에폭시 수지, 예컨대 간사이 페인트 가부시키가이샤의 KC 프라이머, KC 에포 NC 및 KC 에포 중간칠 ; 비닐타르에폭시계 방식 도 료, 비타르계 에폭시 수지 중방식 도료, 비닐계 방오 도료, 아크릴계 방오 도료, 수화 분해형 도료, 예컨대 간사이 페인트 가부시키가이샤의 뉴 커런트 및 NU-CREST ; 또는 염소계 폴리올레핀(염화 고무계) 도료가 있다. 본 발명의 첨가제는 프라이머에 혼입하여 도포하여도 좋으나, 패류가 부착하는 면에 가까운 마무리 칠 및/또는 초벌칠 도료에 혼입하는 것이 바람직하다.

도료에는 본 발명의 첨가제 이외에 열가소성 수지, 각종 가소제, 체질 안료, 착색 안료, 방청 안료, 용제, 경화 촉진제, 점도 조정제, 틱소(thixo)제(쳐짐 방지), 침강 방지제 등이 배합되어 있어도 좋다.

본 발명의 도료는 선저(수선부를 포함함)에 에어리스 스프레이, 에어 스프레이, 솔칠, 롤러칠 등의 상법으로 도포할 수 있다.

도포량은 배의 종류, 덧칠할 도료의 종류, 조합에 따라 다르나, 일반적으로 1OOg/800g/m²의 양으로 도포하고, 건조 도막은 30~500μm, 바람직하게는 50∼30Oμm이다.

본 발명의 첨가제를 함유하는 도료는 선박에 한정되지 않으며, 해양 구조물, 예컨대 부표, 교량 등에도 도포하여 효과를 올릴 수 있다.

이하 본 발명을 실시예에 따라 더욱 상세하게 설명하나, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되지 않는다.

실시예 1:

선저 도료용 첨가제의 제조:

A) 분쇄 플라이애시의 제조:

1) 표 1에 기재한 입도 분포의 평균 입도 34.66μm의 플라이애시를 제트 분쇄기에 의해, 동일한 방법으로 표 1에 기재한 입도 분포의 평균 입도 2.53μm의 분쇄 플라이애시를 얻는다.

2) 표 2에 기재한 입도 분포를 갖는 평균 입도 4.172μm의 분쇄 플라이애시를 1)과 동일한 방법으로 얻는다.

3) 표 3에 기재한 입도 분포를 갖는 평균 입도 1.91μm의 분쇄 플라이애시를 1)과 동일한 방법으로 얻는다.

B) 맥주 효모 규조토의 제조 :

맥주 회사에서 입수한 사용된 맥주 효모 규조토를 2주일 동안 건조한 후 평균 7.1μm 크기의 분말을 얻는다.

C) 첨가제의 조제 :

상기 1)의 50 중량부의 플라이애시와 10 중량부의 맥주 효모 규조토 분말을 혼합기로 혼합하여 선저 도료용 첨가제 1)을 얻는다.

상기 2)의 70 중량부의 분쇄 플라이애시와 10 중량부의 맥주 효모 규조토 분말을 혼합기로 혼합하여 선저 도료용 첨가제 2)를 얻는다.

상기 3)의 40 중량부의 분쇄 플라이애시와 10 중량부의 맥주 효모 규조토 분말을 혼합기로 혼합하여 선저 도료용 첨가제 3)을 얻는다.

선저 도료의 제조 :

1) 도료 A의 제조 :

에폭시 수지인 KC 배리어(간사이 페인트) 600 중량부, 로딘 100 중량부, 탈크 100 중량부, 이산화 티타늄 100 중량부, 벵갈라 50 중량부 및 틱소제 50 중량부를 배합하고 균일해질 때까지 혼합한다.

2) 도료 B의 제조:

염화 고무 수지인 러버마린 AF(간사이 페인트) 700 중량부, 벵갈라 250 중량부 및 틱소제 50 중량부를 배합하고 균일해질 때까지 혼합한다.

3) 도료 C의 제조 :

우레탄 수지인 KC 에포엘라스트 100(간사이 페인트) 700 중량부, 탈크 250 중량부 및 틱소제 50 중량부를 배합하고 균일해질 때까지 혼합한다.

도료 A, B 및 C를 상기 선저 도료용 첨가제 1), 2) 및 3)과 표 4에 기재된 바와 같이 배합 혼합하여 선저 도료를 조제하고, 아래의 시험을 행하였다.

선저 도료의 성능 시험 :

이 시험은 대략 JIS K5630에 따라 실시하였다. 즉, 300mm×300mm×3.2mm의 열간 압연 연강판을 도료용 시너로 유분 기타 오염을 닦아내고 말린 다음, 샌드 블래스트 처리를 하여 밀 스케일 가루, 녹 등을 제거하여 마무리면이 회백색이고 표면 거칠기를 70S로 한다. 시험판을 습기가 닿지 않도록 보존하고, JIS K5400에 따른 솔칠에 의해 초벌칠 도료로서 SD 징크 1000HA(간사이 페인트)를 13.5μm의 건조 도막 두께로 한 번 칠하고, 건조 후에 JIS K 5634에 따라 강선 외판용 염화 비닐 수지 도료 그 위에 4번 솔칠 도장하여 105μm의 건조 도막을 얻고, 마지막으로 상기한 각각의 도료를 두 번 솔칠하여 40μm의 건조 도막을 얻어 패류 부착 시험체를 제작하였다. 이들 시험체에 대하여 JIS K 5630에 따라 바다에 담그는(侵海) 시험을 밴쿠버만 남쪽에 면한 볕이 잘드는 해안에서 6개월 및 1년간 실시하여 패류의 부착 상태를 측정하였다. 각 시험 도료에 관하여 3개의 시험체를 작성하고, 평균값으로서 측정 결과를 표 2에 총괄 게재하였다.

<패류 부착 시험>

◎ : 부착된 패류가 없거나 4개 이하임.

○ : 부착된 패류가 5∼10개 있음.

△ : 부착된 패류가 11~20개 있음.

× : 부착된 패류가 매무 많음.

상기 표의 시험 데이터로부터 알 수 있는 바와 같이, 첨가제의 양이 3 중량%보다 적은 시험 번호 5 및 6의 경우에는 첨가제의 효과를 추정할 수 있을 정도의 효과는 있지만 만족할 만한 결과를 달성하고 있지 않다. 첨가제의 첨가량이 10 중량%보다 많은 시험 번호 9 및 12의 경우에도 패류 및 조류의 부착을 방지 또는 저감할 수 있으나 도막 강도가 저하되어 버렸고, 시험 번호 9의 경우에는 도료에 대한 혼입 및 혼화가 불충분하며, 시험 번호 12의 경우에는 도막 강도의 저하가 있었다. 첨가제 양이 3∼10 중량%의 범위 내에 있는 시험 번호 2∼4, 7∼8 및 10 및 11의 경우에는 도료의 종류에 관계 없이 첨가제의 효과가 명백하다. 시험 번호 1은 첨가제를 전혀 첨가하지 않은 도료 A에 대한 시험 결과로서, 이 결과로부터도 첨가제를 본 발명의 범위보다 적거나 많이 함유하는 도료에서도 본 발명의 첨가제가 작용하고 있음을 엿볼 수 있다.

그러나, 만족할 만한 패류 및 조류의 부착 방지 또는 저감 효과 및 만족할 만한 도막 강도 및 도료 혼화성은 첨가제 양이 3~10 중량%인 범위 내에서 얻어졌다.

본 발명의 첨가제는 선저나 해양 구조물에 대한 패류 및 조류의 부착을 방지 또는 저감한다는 뛰어난 효과를 발휘하는 것 이외에, 폐기물인 플라이애시 및 규조토, 바람직하게는 맥주 효모 규조토를 사용하기 때문에 폐기물 처리라는 문제를 해결하고, 또한 저렴하며, 아울러 두 성분 모두 경량이므로 완성 도료로 이루어지는 도막이 금속 함유 도료의 도막에 비하여 현저하게 경량이고, 도장된 배에 대한 가중 부담이 적다는 뛰어난 효과도 발휘한다.

Claims (3)

1. 평균 1~12μm의 입도로 분쇄한 플라이애시와 규조토의 건조 분말로 이루어지며, 분쇄 플라이애시와 규조토 분말의 중량비가 (7~3):1인 것을 특징으로 하는 선저 도료용 첨가제.
2. 규조토의 건조 분말이 맥주 효모 규조토 분말인 것을 특징으로 하는 선저 도료용 첨가제.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 첨가제를 도료 고형분 함유량을 기준으로 3~10 중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 선저 도료제.