KR20150108588A - 압광 페인트 - Google Patents

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KR20150108588A
KR20150108588A KR1020140031562A KR20140031562A KR20150108588A KR 20150108588 A KR20150108588 A KR 20150108588A KR 1020140031562 A KR1020140031562 A KR 1020140031562A KR 20140031562 A KR20140031562 A KR 20140031562A KR 20150108588 A KR20150108588 A KR 20150108588A
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경북대학교 산학협력단
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Abstract

일 실시예에 따른 압광 페인트는 전체 중량의 70-99.9%인 페인트 바인더 및 상기 페인트 바인더에 혼합되며, 전체 중량의 0.1-30%인 압광 분말을 포함하고, 상기 압광 분말은 ZnS:Cu를 포함할 수 있다.

Description

압광 페인트{MECHANOLUMINESCENT PAINT}
본 발명은 압광 페인트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자외선에 의한 사전 여기 과정을 가지지 않는 압광 페인트에 관한 것이다.
인간이 현상을 이해하는데 있어서 시각적인 인지는 전체의 감각의 약 80%를 차지한다. 즉 무엇이든지 눈으로 확인하려는 본능이 있는 것이다. 그러나 우리가 다루고 있는 여러 물리현상들은 볼 수 없는 것들이 대다수를 차지한다.
그 실체의 존재는 익히 잘 알고 있으나 직접적으로 볼 수 없는 물리 현상 중에 가장 대표적인 것이 응력(stress)이다. 물론 변형을 통해 대략적인 추론은 가능하나 눈으로 식별하기 어려울 정도의 작은 변형이라면 응력의 실체를 인지하기는 매우 어려울 것이다.
따라서 실제 연구현장이나 산업현장에서는 응력인지를 위해 간접적 방법들을 이용하고 있다. 예를 들어 응력을 가시화하기 위해 변형률 게이지(strain gauge), 초음파, X-선(X-ray)등이 이용되고 있다. 이와 더불어, 균열첨단에서의 응력장 가시화 등을 위해 압광 소재(Mechanoluminescence or triboluminescence) 등이 이용될 수 있다.
구체적으로 디스플레이용 형광재료들의 급속한 개발로부터 파생된 압광 재료 분야는 2000년 이후의 극히 최근에 응력장 하에서의 발광 현상이라는 독특한 특성으로 인하여 부각된 분야로서, 압광 소재는 대부분 가해진 응력 수준에 비례하여 가시적인 형광특성을 나타내는 기능성 세라믹 재료이다.
대표적인 압광 소재로는 SrAl2O3:Eu를 포함하는 다양한 SAO 소재들을 들 수 있다. 그러나 기존에 개발된 SAO 기반의 압광 소재들은 균열의 발생 및 진행과정을 탐지하기 위해서는 사전에 자외선 램프 등을 이용하여 전자를 여기 상태로 만들어 주어야 하며, 이후 부가되는 응력에 비례하여 여기 전자로부터 광 입자가 방출되게 된다.
구체적으로, 2012년 4월 13일에 출원된 선행문헌 KR10-2012-0038207에서는 세라믹 재료의 선 균열 측정장치 및 그 측정 방법에 대하여 개시된다.
일 실시예에 따른 목적은 안전 검사를 위해 대면적을 사전 여기 과정 없이 연속적으로 실시간 감시할 수 있는 압광 페인트를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 자외선 램프 등의 설치 등을 통한 압광 페인트의 사전 여기 과정 없이 육안 관찰이 쉽게 이루어져 안전 검사 설비 및 운용 비용을 감소시킬 수 있고 대면적 감시가 용이한 압광 페인트를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 균열 발생 또는 전파 부위의 보수 후에 덧바를 수 있어 안전 검사용 페인트의 유지 보수 비용을 감소시킬 수 있는 압광 페인트를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 희토류 원소를 포함하지 않는 저가의 ZnS:Cu 압광 세라믹 분말을 사용하여 다양한 레진 페인트와 혼합하여 저가로 제작할 수 있는 압광 페인트를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 세라믹, 금속, 폴리머 등 다양한 소재에 적용할 수 있는 압광 페인트를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 압광 페인트는 전체 중량의 70-99.9%인 페인트 바인더 및 상기 페인트 바인더에 혼합되며, 전체 중량의 0.1-30%인 압광 분말을 포함하고, 상기 압광 분말은 ZnS:Cu를 포함할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 페인트 바인더는 상기 페인트 바인더 중량의 30-40%인 아크릴 레진을 포함할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 페인트 바인더는 상기 페인트 바인더 중량의 51-60%인 물을 포함할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 페인트 바인더는 상기 페인트 바인더 중량의 1-10%인 기타 첨가제를 포함하며, 상기 기타 첨가제는 2-메틸프로판 산 모노에스테르 함유 2,2,4-트리메틸-1,3 펜탄디올;텍사놀 또는 메틸 카비톨을 포함할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 페인트 바인더는 상기 페인트 바인더 중량의 10-75%인 우레탄 레진을 포함할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 페인트 바인더는 상기 페인트 바인더 중량의 4-30%의 경화제를 포함하고, 상기 경화제는 데스모듀어 N-330, 자일렌, 톨루엔을 포함할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 페인트 바인더는 상기 페인트 바인더 중량의 20-40%의 기타 성분을 포함하고, 상기 기타 성분은 UV 흡수제, 스립 및 레벨링제, 가소제, 자일레, 코코졸 100, 톨루엔, 부틸 아세테이트, 피그먼트를 포함할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 페인트 바인더는 상기 페인트 바인더 중량의 10-75%인 우레탄 레진을 포함할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 페인트 바인더는 상기 페인트 바인더 중량의 4-30%의 경화제를 포함하고, 상기 경화제는 데스모듀어 N-330, 자일렌, 톨루엔을 포함할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 페인트 바인더는 상기 페인트 바인더 중량의 20-40%의 기타 성분을 포함하고, 상기 기타 성분은 UV 흡수제, 스립 및 레벨링제, 가소제, 자일레, 코코졸 100, 톨루엔, 부틸 아세테이트, 피그먼트를 포함할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 페인트 바인더는 상기 페인트 바인더 중량의 30-90%인 에폭시 레진과 상기 페인트 바인더 중량의 9-30%인 경화제를 포함할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 압광 분말의 중량과 상기 에폭시 레진의 중량 및 상기 경화제의 중량의 합의 비율은 0.5:9.5 내지 5:5가 될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 경화제는 제파민이고, 상기 에폭시 레진의 중량과 상기 제파민의 중량의 비율은 3:1이 될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 페인트 바인더는 상기 페인트 바인더 중량의 1-10%인 기타 성분을 포함하고, 상기 기타 성분은 상기 기타 성분은 UV 흡수제, 스립 및 레벨링제, 가소제, 자일레, 코코졸 100, 톨루엔, 부틸 아세테이트, 피그먼트를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 압광 페인트에 의하면 안전 검사를 위해 대면적을 사전 여기 과정 없이 연속적으로 실시간 감시할 수 있다.
일 실시예에 따른 압광 페인트에 의하면 자외선 램프 등의 설치 등을 통한 압광 페인트의 사전 여기 과정 없이 육안 관찰이 쉽게 이루어져 안전 검사 설비 및 운용 비용을 감소시킬 수 있고 대면적 감시가 용이할 수 있다.
일 실시예에 따른 압광 페인트에 의하면 균열 발생 또는 전파 부위의 보수 후에 덧바를 수 있어 안전 검사용 페인트의 유지 보수 비용을 감소시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 압광 페인트에 의하면 희토류 원소를 포함하지 않는 저가의 ZnS:Cu 압광 세라믹 분말을 사용하여 다양한 레진 페인트와 혼합하여 저가로 제작할 수 있다.
일 실시예에 따른 압광 페인트에 의하면 세라믹, 금속, 폴리머 등 다양한 소재에 적용할 수 있다.
도 1(a), (b) 및 (c)는 일 실시예에 따른 압광 페인트가 콘크리트 시편에 도포된 상태를 나타낸다.
도 2(a) 및 (b)는 일 실시예에 따른 압광 페인트가 도포된 콘크리트 시편의 브라질리언 시험 및 시험 결과를 나타낸다.
도 3(a), (b) 및 (c)는 일 실시예에 따른 압광 페인트가 도포된 콘크리트 시편의 파괴된 상태를 나타낸다.
도 4는 일 실시예에 따른 압광 페인트가 도포된 콘크리트 시편의 가시화된 균열전파 영상을 나타내고, 일 실시예에 따른 압광 페인트는 아크릴 레진을 포함한다.
도 5는 일 실시예에 따른 압광 페인트가 도포된 콘크리트 시편의 가시화된 균열전파 영상을 나타내고, 일 실시예에 따른 압광 페인트는 우레탄 레진을 포함한다.
도 6은 일 실시예에 따른 압광 페인트가 도포된 콘크리트 시편의 가시화된 균열전파 영상을 나타내고, 일 실시예에 따른 압광 페인트는 에폭시 레진을 포함한다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
일 실시예에 따른 압광 페인트는 페인트 바인더 및 압광 분말을 혼합하여 만들어질 수 있다.
이때, 페인트 바인더는 전체 중량의 70-99.9%를 차지하고, 압광 분말은 전체 중량의 0.1-30%을 차지할 수 있다.
상기 페인트 바인더는 안료 입자끼리 또는 안료 입자를 도장면에 접착하여 페인트 막을 형성하는 접착제 역할을 할 수 있다.
또한, 페인트 바인더는 다양한 레진 물질을 포함할 수 있고, 레진 물질에 따라 첨가되는 물질의 종류와 비율에 차이가 있을 수 있다.
페인트 바인더에 아크릴 레진이 포함된 경우는 다음과 같이 구성될 수 있다.
상기 아크릴 레진은 페인트 바인더 중량의 30-40%를 차지할 수 있다.
상기 아크릴 레진은 기본적으로 내알칼리성 및 내후성이 뛰어나 시멘트, 철재, 목재 등 건축용 도료에서 많이 사용되는 수지이다.
그러므로 페인트 바인더에 아크릴 레진을 혼합함으로써 세라믹, 금속, 폴리머 등 거의 모든 재료에 적용 가능하며, 연성이 향상되어 소성 변형이 많이 일어나는 소재에 대해서도 적용할 수 있다. 이때, 페인트 바인더의 최대 인장 강도는 6000psi가 되고 연신율은 5% 이하가 될 수 있다.
상기 아크릴 레진이 포함된 페인트 바인더에는 물과 기타 첨가제가 혼합될 수 있다.
상기 물은 페인트 바인더 중량의 51-60%를 차지할 수 있다.
또한, 상기 기타 첨가제는 페인트 바인더 중량의 1-10%를 차지할 수 있다.
예를 들어, 기타 첨가제는 2-메틸프로판 산 모노에스테르 함유 2,2,4-트리메틸-1,3 펜탄디올;텍사놀 또는 메틸 카비톨 등을 포함할 수 있다.
구체적으로 2-메틸프로판 산 모노에스테르 함유 2,2,4-트리메틸-1,3 펜탄디올;텍사놀은 가소제로서, 도료에 첨가되어 도막의 탄성 및 유연성을 증가시킬 수 있다. 또한, 습도 및 부식에 강한 특성을 나타내며, 용제에 잘 용해될 수 있다.
또한, 메틸 카비톨은 용제로서, 도료 중 안료를 제외한 액상 성분으로 묽고 균일한 도장을 가능케 하여 다공성 재료에서는 공극을 채워 단단해지며 내구성 및 불투수성의 막을 형성할 수 있다.
이와 같이 페인트 바인더는 물, 아크릴 레진 및 기타 첨가제의 혼합에 의해 만들어질 수 있다. 예를 들어 페인트 바인더의 중량을 100으로 가정할 때, 물은 60, 아크릴 레진은 30 및 기타 첨가제는 10으로 조성될 수 있다.
또한, 페인트 바인더에 우레탄 레진이 포함된 경우는 다음과 같이 구성될 수 있다.
상기 우레탄 레진은 페인트 바인더 중량의 10-75%를 차지할 수 있다.
상기 우레탄 레진은 일반적으로 결합 강도가 높기 때문에 내강도성이 우수하고, 도료에 이용되는 경우 멜라민 수지를 포함하고 있지 않아서 내산성이 우수하다.
그러므로, 페인트 바인더에 우레탄 레진을 혼합함으로써, 금속 등 중강도 및 중연성의 소재에 적용될 수 있다. 이때, 페인트 바인더의 최대 인장 강도는 8000psi가 되고 연신율은 3.5% 이하가 될 수 있다.
상기 우레탄 레진이 포함된 페인트 바인더에는 경화제 및 기타 성분이 혼합될 수 있다.
상기 경화제는 페인트 바인더 중량의 4-30%를 차지할 수 있다.
경화제는 경화 및 건조를 촉진시키는 물질로서, 예를 들어, 데스모듀어 N-330, 자일렌, 톨루엔 등을 포함할 수 있다.
상기 데스모듀어 N-330은 가교반응에 의하여 접착력을 향상시키고, 피착재에 흡착된 수분을 제거하는 역할을 할 수 있다.
상기 자일렌은 내수성이 우수하여 전기절연재료, 고무의 성질 개량제 등에 사용될 수 있다.
상기 톨루엔 또한 자일렌과 마찬가지로 내수성(耐水性)이나 전기절연성이 커서 그와 같은 목적에 사용될 수 있다.
구체적으로, 경화제의 함량에 따라 일 실시예에 따른 압광 페인트의 강소가 변화할 수 있다.
예를 들어, 우레탄 레진의 함량이 증가하고 경화제의 함량이 감소하는 경우 페인트의 강도가 감소하게 될 수 있다. 반면, 우레탄 레진의 함량이 감소하고 경화제의 함량이 증가하면 페인트의 강도가 증가하게 될 수 있다.
따라서, 우레탄 레진과 경화제의 비율에 따라서 페인트의 강도를 조절할 수 있다.
또한, 상기 기타 성분은 페인트 바인더 중량의 20-40%를 차지할 수 있다.
기타 성분은 예를 들어, UV 흡수제, 스립 및 레벨링제, 가소제, 자일레, 코코졸 100, 톨루엔, 부틸 아세테이트, 피그먼트(pigment)를 포함할 수 있다.
이들 기타 성분의 대부분은 피크먼트가 차지하며, 나머지 성분들의 함량은 상대적으로 미량일 수 있다.
이와 같이 페인트 바인더는 우레탄 레진, 경화제 및 기타 성분의 혼합에 의해 만들어질 수 있다. 예를 들어 페인트 바인더의 중량을 100으로 가정할 때, 우레탄 레진은 50, 경화제는 20 및 기타 성분은 30으로 조성될 수 있다.
또한, 페인트 바인더에 에폭시 레진이 포함된 경우는 다음과 같이 구성될 수 있다.
상기 에폭시 레진은 페인트 바인더 중량의 30-90%를 차지할 수 있다.
상기 에폭시 레진은 충격에 대한 강도, 내수성, 화학적 안정성이 좋고 유리나 금속에 대한 높은 접착성을 가지는 수지이다.
그러므로 페인트 바인더에 에폭시 수지를 혼합함으로써, 고강도 및 저연성의 세라믹과 같은 소재에 적용될 수 있다. 이때, 페인트 바인더의 최대 인장 강도는 10000psi가 되고 연신율은 2.5% 이하가 될 수 있다.
상기 에폭시 레진이 포함된 페인트 바인더에는 경화제 및 기타 성분이 혼합될 수 있다.
상기 경화제는 페인트 바인더 중량의 9-30%를 차지할 수 있다.
경화제는 경화 및 건조를 촉진시키는 물질로서, 예를 들어 제파민으로 마련될 수 있다.
이때, 에폭시 레진의 중량과 경화제의 중량의 비율은 3:1이 될 수 있다.
예를 들어, 에폭시 레진이 30일 경우, 경화제는 10이 될 수 있다.
또한, 압광 분말의 중량과 에폭시 레진의 중량 및 경화제의 중량의 합의 비율은 0.5:9.5 내지 5:5이 될 수 있다.
예를 들어, 압광 분말의 중량이 50일 경우, 에폭시 레진과 경화제의 중량의 합은 50이 될 수 있다. 또는 압광 분말의 중량이 5일 경우, 에폭시 레진과 경화제의 중량의 합은 95가 될 수 있다. 또는 압광 분말의 중량이 30일 경우, 에폭시 레진과 경화제의 중량의 합은 70이 될 수 있다.
구체적으로, 경화제의 함량에 따라 일 실시예에 따른 압광 페인트의 강소가 변화할 수 있다.
예를 들어, 에폭시 레진의 함량이 증가하고 경화제의 함량이 감소하는 경우 페인트의 강도가 감소하게 될 수 있다. 반면, 에폭시 레진의 함량이 감소하고 경화제의 함량이 증가하면 페인트의 강도가 증가하게 될 수 있다.
따라서, 에폭시 레진과 경화제의 비율에 따라서 페인트의 강도를 조절할 수 있다.
또한, 상기 기타 성분은 페인트 바인더 중량의 약10%를 차지할 수 있다.
기타 성분은 예를 들어, UV 흡수제, 스립 및 레벨링제, 가소제, 자일레, 코코졸 100, 톨루엔, 부틸 아세테이트, 피그먼트(pigment)를 포함할 수 있다.
이들 기타 성분의 대부분은 피크먼트가 차지하며, 나머지 성분들의 함량은 상대적으로 미량일 수 있다.
이와 같이 페인트 바인더는 에폭시 레진, 경화제 및 기타 성분의 혼합에 의해 만들어질 수 있다. 예를 들어, 페인트 바인더의 중량을 100으로 가정할 때, 에폭시 레진은 60, 경화제는 30 및 기타 성분은 10으로 조성될 수 있다.
또한, 전술된 페인트 바인더에는 각각 압광 분말이 혼합될 수 있다.
상기 압광 분말은 ZnS:Cu가 될 수 있다.
ZnS:Cu는 미량의 동을 첨가한 유화 아연계(ZnS : Cu) 안료로서, 황록색을 발색하며 안전성이 비교적 우수하다.
상기 ZnS:Cu는 응력 또는 균열 탐지 전에 여기 장치 및 여기 과정이 필요 없고, 외부 응력에 의해 자동으로 여기될 수 있다.
이러한 ZnS:Cu 압광 소재를 다양한 레진 조성의 투명 페인트와 혼합하면, 기존의 수동형 SAO계 압광 페인트에 비해 측정 장비의 간편성 및 우수한 연속 측정 성능을 가지는 능동형 압광 페인트의 제작이 가능할 수 있다.
게다가, 경제적으로도 고가의 국가전략 물질로 구분되는 희토류 스트론튬 (Sr)이 포함되지 않은 ZnS:Cu 압광 소재는 SAO 소재에 비해 1/10 이하의 가격으로 합성 가능 하므로 매우 높은 상업성을 가질 수 있다.
구체적으로, 일 실시예에 따른 압광 페인트는 ZnS:Cu를 포함하여, 자외선 여기 과정이 없이 응력 및 응력 속도의 변화에 비례하여 발광할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 압광 페인트는 ZnS:Cu를 포함하여, 자외선 여기 과정이 없이 균열 생성 및 전파 속도의 변화에 비례하여 발광할 수 있다.
이와 같이 일 실시예에 따른 압광 페인트는 응력 및 균열 탐지의 성능이 유사하면서도 탐지 시간의 연속성이 극히 뛰어나고, 탐지를 위한 사전 여기 작업 및 여기 장치와 같은 부수 장비가 필요 없으므로 대면적 감시가 용이하며, 가격적인 측면에서도 희토류를 포함하지 않아 경제성이 매우 우수할 수 있다.
이상 일 실시예에 따른 압광 페인트의 구성에 대하여 설명되었으며, 이하에서는 일 실시예에 따른 압광 페인트가 콘크리트 시편에 도포된 경우에 대하여 설명된다.
도 1(a), (b) 및 (c)는 일 실시예에 따른 압광 페인트가 콘크리트 시편에 도포된 상태를 나타낸다.
도 1(a), (b) 및 (c)를 참조하여, 일 실시예에 따른 압광 페인트는 콘크리트 시편에 도포될 수 있다.
구체적으로, 도 1(a)는 일 실시예에 따른 압광 페인트에 아크릴 레진이 포함된 것이고, 도 1(b)는 일 실시예에 따른 압광 페인트에 우레탄 레진이 포함된 것이고, 도 1(c)는 일 실시예에 따른 압광 페인트에 에폭시 레진이 포함된 것이다.
일 실시예에 따른 압광 페인트는 콘크리트 시편에 약 100 ㎛ 두께로 1회 도포 후 3-4 시간 간격으로 최대 1㎜ 이하의 두께로 여러 번 반복하여 골고루 발라준 후에 2-3일 정도 건조시킬 수 있다.
이와 같이 압광 페인트는 콘크리트 시편에 건조될 수 있다.
이때 적정 건조도막두께는 100 ㎛ 이며, 다양한 방법으로 건조도막두께가 측정될 수 있다. 예를 들어, 직접 마이크로미터나 현미경으로 측정하거나, 화학적으로 피막을 용해하여 피막 질량으로부터 도막 두께를 계산하거나, 전기 화학적으로 피막을 전해 박리하여 전위의 시간적 변화를 조사하여, 피막 용해에 소비한 전기량으로부터 계산하는 방법 등이 있다.
또한, 도장은 1회 이상할 수 있으며, 최대 1mm 이하로 도포하는 것이 좋다.
20 ℃에서 건조할 경우, 고화건조가 1시간 이내에 이루어질 수 있다.
고화건조란, 엄지와 인지 사이에 시편을 물리되 도막이 엄지 쪽으로 가게 하여 힘껏 눌렀다가(비틀지 않고) 떼어내어 부드러운 헝겊으로 가볍게 문질렀을 때 도막에 지문 자국이 없는 상태를 말하며, 이러한 상태에서는 급할 경우 사람 정도는 밟고 지나갈 수 있다.
압광 페인트를 도포한 후 2-3일 정도가 될 경우, 도막을 손톱이나 칼끝으로 긁었을 때 흠이 나지 않고 힘들다고 느껴지게 될 수 있는 완전 건조 상태가 될 수 있다.
재도장 시 간격은 25 ℃ 기준으로 3시간이 될 수 있다. 이때 재도장 간 격은 도장된 도막이 충분히 건조되기 위해 유지되어야 하는 시간이며, 이 경우에는 1번 도장을 하고 3시간 이후에 재도장 가능하다.
이와 같이 아크릴 레진, 우레탄 레진 또는 에폭시 레진을 이용한 압광 페인트를 콘크리트 시편에 도포하여 건조시킴으로써, 콘크리트 시편 표면부는 페인트 도포 후에도 굴곡이나 형상이 투과되어 보일 정도로 투명도가 놓고 얇은 박막 상태로 잘 도포될 수 있다.
도 2(a) 및 (b)는 일 실시예에 따른 압광 페인트가 도포된 콘크리트 시편의 브라질리언 시험 및 시험 결과를 나타낸다.
도 2(a)를 참조하여, 원통형 콘크리트 시편(T)을 길이 방향으로 눕힌 다음 측면의 위 아래 부분에 만능시험기로 압축 하중(F)을 작용시킬 수 있다.
도 2(b)를 참조하여, 이때 시편에 부가되는 응력은 원통형 내부에서는 인장 응력이 걸리게 되며, 원통형 표면 부위에서는 압축응력이 발생하게 될 수 있다.
그 결과, 원통 내부 중심부에서 균열이 발생되어 아래위로 균열이 전파되거나, 한쪽으로 치우친 균열 발생 후에 쐐기 모양의 균열이 다른 방향으로 전파되어 파단되는 2가지 형태의 파괴 양상을 보이게 될 수 있다.
도 3(a), (b) 및 (c)는 일 실시예에 따른 압광 페인트가 도포된 콘크리트 시편의 파괴된 상태를 나타낸다.
구체적으로, 도 3(a)는 일 실시예에 따른 압광 페인트에 아크릴 레진이 포함된 것이고, 도 3(b)는 일 실시예에 따른 압광 페인트에 우레탄 레진이 포함된 것이고, 도 3(c)는 일 실시예에 따른 압광 페인트에 에폭시 레진이 포함된 것이다.
도 3(a), (b) 및 (c)를 참조하여, 파괴 후 콘크리트 시편으로부터 콘크리트 균열 전파 부위의 페인트 및 모재 간 박리가 전혀 일어나지 않은 상태로 균열이 전파되었음을 알 수 있으며 이는 기본적으로 페인트의 모재 밀착력이 충분함을 보여준다.
도 4는 일 실시예에 따른 압광 페인트가 도포된 콘크리트 시편의 가시화된 균열전파 영상을 나타내고, 일 실시예에 따른 압광 페인트는 아크릴 레진을 포함한다.
도 5는 일 실시예에 따른 압광 페인트가 도포된 콘크리트 시편의 가시화된 균열전파 영상을 나타내고, 일 실시예에 따른 압광 페인트는 우레탄 레진을 포함한다.
도 6은 일 실시예에 따른 압광 페인트가 도포된 콘크리트 시편의 가시화된 균열전파 영상을 나타내고, 일 실시예에 따른 압광 페인트는 에폭시 레진을 포함한다.
도 4 내지 6을 참조하여, 일 실시예에 따른 압광 페인트가 균열전파 현상을 가시화하는 데 충분한 양의 발광현상을 확보할 수 있다는 것을 알 수 있다.
또한, 균열 영상의 기록 속도가 초당 60프레임이므로 대략 3 프레임만에 시편 아래 부위에서 균열이 발생되어 전체 시편을 관통하여 전파되는 전 과정을 기록 하고 있으므로, 2 ㎧ 정도로 전파되는 비교적 빠른 균열 전파 상태에서도 균열 움직임을 충분히 감지할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.
이와 같이 일 실시예에 따른 압광 페인트를 이용하여, 육안 관찰이 쉽게 이루어져 안전 검사 비용을 감소시킬 수 있으며 안전 검사를 위해 대면적을 실시간 감시할 수 있다. 또한, 균열 발생 또는 전파 부위의 보수 후에 덧바를 수 있어 안전 검사용 페인트의 유지 보수 비용을 감소시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
T: 콘크리트 시편
S: 압광 페인트 도포면
F: 압축 하중

Claims (11)

  1. 전체 중량의 70-99.9%인 페인트 바인더; 및
    상기 페인트 바인더에 혼합되며, 전체 중량의 0.1-30%인 압광 분말;
    을 포함하고,
    상기 압광 분말은 ZnS:Cu를 포함하는 압광 페인트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 페인트 바인더는 상기 페인트 바인더 중량의 30-40%인 아크릴 레진을 포함하는 압광 페인트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 페인트 바인더는 상기 페인트 바인더 중량의 51-60%인 물을 포함하는 압광 페인트.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 페인트 바인더는 상기 페인트 바인더 중량의 1-10%인 기타 첨가제를 포함하며, 상기 기타 첨가제는 2-메틸프로판 산 모노에스테르 함유 2,2,4-트리메틸-1,3 펜탄디올;텍사놀 또는 메틸 카비톨을 포함하는 압광 페인트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 페인트 바인더는 상기 페인트 바인더 중량의 10-75%인 우레탄 레진을 포함하는 압광 페인트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 페인트 바인더는 상기 페인트 바인더 중량의 4-30%의 경화제를 포함하고, 상기 경화제는 데스모듀어 N-330, 자일렌, 톨루엔을 포함하는 압광 페인트.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 페인트 바인더는 상기 페인트 바인더 중량의 20-40%의 기타 성분을 포함하고, 상기 기타 성분은 UV 흡수제, 스립 및 레벨링제, 가소제, 자일레, 코코졸 100, 톨루엔, 부틸 아세테이트, 피그먼트를 포함하는 압광 페인트.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 페인트 바인더는 상기 페인트 바인더 중량의 30-90%인 에폭시 레진과 상기 페인트 바인더 중량의 9-30%인 경화제를 포함하는 압광 페인트.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 압광 분말의 중량과 상기 에폭시 레진의 중량 및 상기 경화제의 중량의 합의 비율은 0.5:9.5 내지 5:5가 되는 압광 페인트.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 경화제는 제파민이고, 상기 에폭시 레진의 중량 대 상기 제파민의 중량은 3:1이 되는 압광 페인트.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 페인트 바인더는 상기 페인트 바인더 중량의 1-10%인 기타 성분을 포함하고, 상기 기타 성분은 상기 기타 성분은 UV 흡수제, 스립 및 레벨링제, 가소제, 자일레, 코코졸 100, 톨루엔, 부틸 아세테이트, 피그먼트를 포함하는 압광 페인트.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11116946A (ja) * 1997-10-20 1999-04-27 Agency Of Ind Science & Technol 力で発光する無機材料及びその製造法
KR20070056849A (ko) * 2005-11-30 2007-06-04 김지식 에폭시 레진을 이용한 압광 페인트
KR20070056850A (ko) * 2005-11-30 2007-06-04 김지식 우레탄 레진을 이용한 압광 페인트
KR20130050641A (ko) * 2011-11-08 2013-05-16 금오공과대학교 산학협력단 압광소재를 이용한 구조물의 균열 안전진단장치 및 그 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11116946A (ja) * 1997-10-20 1999-04-27 Agency Of Ind Science & Technol 力で発光する無機材料及びその製造法
KR20070056849A (ko) * 2005-11-30 2007-06-04 김지식 에폭시 레진을 이용한 압광 페인트
KR20070056850A (ko) * 2005-11-30 2007-06-04 김지식 우레탄 레진을 이용한 압광 페인트
KR20130050641A (ko) * 2011-11-08 2013-05-16 금오공과대학교 산학협력단 압광소재를 이용한 구조물의 균열 안전진단장치 및 그 방법

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