KR20200050618A - 도장 보류부 발청 방지 코팅제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박의 도장 보류부에 대한 발청을 방지하는 코팅제에 있어서: 수용성 바인더; 아연 분말, 스테인레스강 분말 안료, 인산철 분말 안료, 체질 안료를 배합한 안료; 및 첨가제;를 혼합하여 생성되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 수용성의 속건성 타입으로 작업자가 용이하게 해당 구역에 시공할 수 있고, 이로 인해 기존의 테이프 부착 및 탈착에 대한 재료비 및 작업 시수를 절감하는 효과가 있다.

Description

도장 보류부 발청 방지 코팅제 {Anti-corrosive coating agent for paint suspended area}

본 발명은 선박 건조 중 블록 도장 보류부의 녹 발생을 방지할 목적으로 적용되는 방청 코팅제에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 블록의 탑재를 위해 선행 도장 공정에서 도장을 보류하는 끝단부에 도포하여 용접 작업 전까지 녹 발생을 방지하고 용접 작업 시에도 별도의 제거 작업이 수반되지 않도록 하는 도장 보류부 발청 방지 코팅제에 관한 것이다.

통상적으로 선박과 해양구조물의 건조 공정 간 제작된 단위 블록(Block)은 선행 단계에서 표면 전처리 후 도장 작업을 수행하여 탑재(Erection) 단계로 넘어간다. 이 때 단위 블록 끝단부터 일정 범위의 구역은 탑재 단계에서 수행되는 용접 작업 중 도료 성분의 탄화로 인한 유해물질 배출 및 용접 결함 등을 방지하기 위해 도장 작업을 보류하고 있다. 이 경우 단위 블록의 도장 보류 구역에 대해 테이프 부착을 통해 도료 시공을 방지하고 있으며, 도장 작업이 완료된 후에 부착된 테이프를 제거한 후 옥외로 반출하고 있다.

그럼에도 불구하고 옥외로 반출된 단위 블록의 도장 보류 구역은 선행 탑재(Pre-erection) 및 탑재 공정이 수행되기 전까지 옥외의 부식인자에 노출되어 표면에 부식 생성물을 생성하게 되고, 블록간 용접 작업을 수행하기 전에 용접 품질 확보를 위해 발생된 부식 생성물을 제거하는 작업을 추가로 수행하고 있는 상황을 초래하고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 검토될 수 있는 선행기술문헌으로서 한국 공개특허공보 제2000-0035384호, 한국 공개특허공보 제2018-0066947호, 한국 공개특허공보 제2014-0091974호 등이 알려져 있다.

그러나, 상기한 선행문헌에 의하면 선박과 해양구조물의 건조시 블록의 도장 보류부에 적용함에 있어서 방청성 외에 속건성, 내구성, 도포작업 용이성 등의 제반 조건을 만족하기 다소 미흡하다.

한국 공개특허공보 제2000-0035384호 "금속재료의 녹방지 코팅제" (공개일자 : 2000.06.26) 한국 공개특허공보 제2018-0066947호 "수성 녹방지 및 녹제거용 도료 조성물 및 그 제조방법" (공개일자 : 2018.06.20.) 한국 공개특허공보 제2014-0091974호 "방청성을 향상시킨 프라이머" (공개일자 : 2014.07.23.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 단위 블록의 옥외에 적치시 용접 작업이 수행되는 단위 블록의 끝단 및 도장 보류부의 녹 발생을 방지하고 용접 작업 전에 도포된 코팅제를 제거하지 않고도 용접 작업 후 결함을 최소화하는 도장 보류부 발청 방지 코팅제를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 선박의 도장 보류부에 대한 발청을 방지하는 코팅제에 있어서: 수용성 바인더; 아연 분말, 스테인레스강 분말 안료, 인산철 분말 안료, 체질 안료를 배합한 안료; 및 첨가제;를 혼합하여 생성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 수용성 바인더는 알칼리 실리케이트를 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 인산철 분말 안료는 평균 입도 10μm, 평균 두께 0.3μm 크기로 선택하여 배합하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 바인더 30~50wt%, 상기 아연 분말 20~25wt%, 상기 스테인레스강 분말 안료 10~15wt%, 상기 인산철 분말 안료 10~15wt%, 상기 체질 안료 5~10wt%, 상기 첨가제 1~5wt%를 혼합하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 아연 분말과 스테인레스강 분말 안료 안료는 용접 과정의 가스층 형성에 대응하여 상호 반비례적으로 함량을 변동하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 수용성의 속건성 타입으로 작업자가 용이하게 해당 구역에 시공할 수 있고, 이로 인해 기존의 테이프 부착 및 탈착에 대한 재료비 및 작업 시수를 절감하는 효과가 있다.

또한 옥외로 블록을 반출한 후에 부식 생성물의 발생을 방지하여 추가적인 사상 작업에 대한 시수 절감이 가능하고 별도의 제거 작업이 불필요하므로 후행 공정의 리드타임 단축을 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 적용 대상인 블록을 나타내는 사진
도 2는 본 발명에 따른 발청 방지 코팅제의 기능 모식도
도 3은 본 발명에 따른 코팅제의 시공을 나타내는 모식도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 선박의 도장 보류부에 대한 발청을 방지하는 코팅제에 관하여 제안한다. 도 1에 예시하는 것처럼 선박 건조 중 블록 도장 보류부의 녹 발생 방지 기술을 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.

본 발명의 코팅제는 수용성 바인더; 아연 분말, 스테인레스강 분말 안료, 인산철 분말 안료, 체질 안료를 배합한 안료; 및 첨가제;를 혼합하여 생성되고, 블록에서 도장을 보류하는 끝단부에 도포되어 도 2를 통하여 후술하는 것처럼 발청 작용을 나타낸다. 방청 안료인 아연 분말 성분 외 내구성과 내기공성을 향상시키기 위해 스테인레스강 분말 안료와 인산철 분말 안료를 배합하여 블록 탑재 전까지 녹 발생을 방지하고 용접 작업 시에도 블로우홀(Blow hole), 피트(Pit), 웜 홀(Worm hole) 등의 용접결함 최소화로 선박 후행 공정의 생산성 향상에 기여한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 수용성 바인더는 알칼리 실리케이트를 사용하는 것을 특징으로 한다. 통상적인 녹방지 코팅제 조성물로 사용되는 수지 종류를 제한할 수 없으나, 빠른 건조 시간이 요구되는 현장의 작업 조건 및 안전/환경 추세를 고려한다. 이에, 유기 성분을 최소화할 수 있고 상온에서 1시간 이내에 건조가 가능한 속건성의 알칼리 실리케이트계의 무기질 바인더를 사용한다. 이는 알칼리 금속과 실리카의 혼합으로 알칼리가 이온화된 수용액 상태이다.

한편, 상기의 바인더를 조성물로 사용할 경우, 점도 조절을 위해서는 유기 용제가 아닌 청수(Clean portable water)를 사용한다.

본 발명의 코팅제에서 아연 분말(Zinc dust)은 일반적으로 녹 방지 코팅제에 사용되는 것으로서 구상의 방청안료로 외부의 부식인자에 대해 희생 양극의 방식작용을 통하여 소지면의 부식 억제 기능을 수행한다. 그러나 아연 분말의 배합량이 많을수록 방식 기능은 향상되지만 용접 작업 시 도료 내에 아연 입자가 고온에서 기화되어 가스층을 형성하여 용접부위에 기공 등을 형성하게 되므로 용접불량을 야기할 수 있다. 따라서 아연 분말의 배합에는 방식과 수명을 연계한 적정 설계량이 고려되어야 한다.

본 발명의 코팅제에서 스테인레스강 안료(Stainless steel pigment)는 AISI 316L을 토대로 제조된 판상형 입자의 안료로 높은 비중에 의한 도막 내부에 다층(muti-layer)을 구현하여 장벽특성 및 우수한 방청성능, 물리적 손상에 대한 내구성 효과를 나타낸다.

본 발명의 코팅제에서 인산철 안료(Ferric phosphate pigment)는 용접 작업 간 발생되는 가스 발생량을 감소시켜 용접불량을 최소화하기 위해 배합되는 안료로서, 기화점이 3000도 이상이므로 해당 안료의 배합 시 코팅제가 형성한 필름 내부에서 강도 보강을 통해 도막의 내구성 확보와 함께 용접 시 기화가스로 인한 기공 생성 등의 용접 결함을 방지할 수 있다.

본 발명의 코팅제에서 체질 안료(Extender pigment)는 자체로 은폐력과 착색력은 없으나 코팅제의 도막에 살오름성(build-up), 기계적 물성을 증대시키는 성분으로서, 탈크(Talc), 실리카(Silica), 이산화티타늄(Titanium dioxide) 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 코팅제에서 첨가제는 소량으로 첨가되는 분산안정제, 소포제 등의 분으로 각 성분의 분산 안정성 및 침강 방지 기능을 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 인산철 분말 안료는 평균 입도 10μm, 평균 두께 0.3μm 크기로 선택하여 배합하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 코팅제에서 상기한 안료 성분의 배합 시, 바인더에 분산된 안료의 균질성을 유지하기 위해 평균 입도 10μm (입도 5~15μm), 평균 두께 0.3μm (두께 0.1~0.5μm) 크기의 안료를 선택하여 배합하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 스테인레스강 분말 안료와 인산철 분말 안료에서 금속이 플레이크 입자 상태로 혼합되는데, 입도가 적정 범위의 하한치에 미달하는 것은 무방하나 상한치를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 상한치 초과시에는 플레이크 입자가 도막 표면으로 돌출되기 쉽다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 바인더 30~50wt%, 상기 아연 분말 20~25wt%, 상기 스테인레스강 분말 안료 10~15wt%, 상기 인산철 분말 안료 10~15wt%, 상기 체질 안료 5~10wt%, 상기 첨가제 1~5wt%를 혼합하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 주요 성분을 적정 함량으로 혼합하여 생성되는 코팅제는 종래 작업 방식에서 발생하는 부식생성물을 방지하고 용접 작업 간 유해물질 배출 및 용접 결함을 최소화할 수 있다. 특히 바인더는 블록이 취급되는 환경(온도, 습도)에 대응하여 함량을 증감하지만 적정치 미달시 내구성(경도)이 저하되고 초과시 도막에 미세 균열이 초래된다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 아연 분말과 스테인레스강 분말 안료 안료는 용접 과정의 가스층 형성에 대응하여 상호 반비례적으로 함량을 변동하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 코팅제가 적용되는 블록의 용접 조건에 대응하여 아연 분말과 스테인레스강 분말 안료의 함량을 상호 반대로 조절한다. 일예로, 스테인레스강 분말 안료의 함량를 증가시키는 동시에 아연 분말의 함량을 감소시켜 가스층 형성에 의한 용접불량을 최소화하고 장벽특성 및 희생양극이 이중 방식작용을 기대할 수 있다.

도 2를 참조하면, 부호 1은 블록의 끝단부를 나타내고, 부호 4는 도포된 코팅제 도막을 나타내고, 부호 5는 스테인레스강 분말 안료를 나타내고, 부호 6은 인산철 분말 안료를 나타내고, 부호 7은 아연 분말을 나타낸다. 부호 2와 같이 수분, 산소, 가스 등 부식반응을 유발하는 인자가 작용할 때, 부호 3과 같이 외부에서 침투하는 부식인자는 스테인레스강 분말 안료의 장벽 특성에 의해 침투 경로 및 시간을 지연되고, 이 후에 아연 분말의 희생양극 작용에 의해 소지면에 녹 발생을 일으키지 못한다. 인산철 분말 안료는 내기공성을 향상시켜 용접 작업 전 도막 제거의 부가적인 공정을 배제할 수 있다.

도 3을 참조하여, 본 발명의 코팅제를 도장 보류부에 시공하는 방법을 설명한다.

도 3(a)에서 단위 블록의 표면에 전처리 작업을 수행하고, 도 3(b)에서 블록 끝단부 및 도장 보류부에 한해 브러시와 롤러 이용하여 코팅제를 도막두께 20~30μm로 시공한다. 도 3(c)에 점선으로 나타내는 것처럼 비닐 등을 이용하여 개략적으로 마스킹을 실시하고, 도 3(d)에서 블록의 도장 작업을 수행한 다음에 마스킹을 제거한다. 반면 종래에는 도 1처럼 블록의 끝단부에 테이프를 부착하고 도장 후 다시 제거해야 하므로 상당한 시수가 소요된다.

본 발명의 코팅제는 유기 성분이 감소된 알칼리 실리케이트 바인더에 아연 분말, 스테인레스강 분말 안료, 인산철 분말 안료 등을 배합한 구조로, 블록의 옥외 노출 기간 동안 방청성 및 도막의 내구성을 확보하여 부식 생성물의 발생을 방지하고 후속된 용접 과정에서 용접결함도 방지한다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

1: 블록 4: 코팅제
5: 스테인레스강 분말 안료 6: 인산철 분말 안료
7: 아연 분말

Claims (5)

1. 선박의 도장 보류부에 대한 발청을 방지하는 코팅제에 있어서:
   수용성 바인더;
   아연 분말, 스테인레스강 분말 안료, 인산철 분말 안료, 체질 안료를 배합한 안료; 및
   첨가제;를 혼합하여 생성되는 것을 특징으로 하는 도장 보류부 발청 방지 코팅제.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 수용성 바인더는 알칼리 실리케이트를 사용하는 것을 특징으로 하는 도장 보류부 발청 방지 코팅제.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 인산철 분말 안료는 평균 입도 10μm, 평균 두께 0.3μm 크기로 선택하여 배합하는 것을 특징으로 하는 도장 보류부 발청 방지 코팅제.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 바인더 30~50wt%, 상기 아연 분말 20~25wt%, 상기 스테인레스강 분말 안료 10~15wt%, 상기 인산철 분말 안료 10~15wt%, 상기 체질 안료 5~10wt%, 상기 첨가제 1~5wt%를 혼합하는 것을 특징으로 하는 도장 보류부 발청 방지 코팅제.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 아연 분말과 스테인레스강 분말 안료 안료는 용접 과정의 가스층 형성에 대응하여 상호 반비례적으로 함량을 변동하는 것을 특징으로 하는 도장 보류부 발청 방지 코팅제.

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