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KR102216046B1 - 안티 파울링 소수성 코팅용액을 이용한 코팅방법 - Google Patents

안티 파울링 소수성 코팅용액을 이용한 코팅방법 Download PDF

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KR102216046B1
KR102216046B1 KR1020190039814A KR20190039814A KR102216046B1 KR 102216046 B1 KR102216046 B1 KR 102216046B1 KR 1020190039814 A KR1020190039814 A KR 1020190039814A KR 20190039814 A KR20190039814 A KR 20190039814A KR 102216046 B1 KR102216046 B1 KR 102216046B1
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Abstract

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 안티 파울링 소수성 코팅용액을 이용한 코팅방법은 선박의 선체 또는 해양 시설물에 해양생물들의 고착을 방지하기 위한 소수성 코팅방법에 있어서, 선박의 선체 또는 해양 시설물에 이소프로필알코올(isopropyl alcohol), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(Propylene Glycol Monomethyl ether Acetate(PGMEA)) 및 실라잔 폴리머(silazane polymer)로 이루어진 프라이머 용액을 분사하는 프라이머 용액 분사단계 및 상기 프라이머 용액이 분사된 선박의 선체 또는 해양 시설물에 소수성 코팅용액을 분사하는 소수성 코팅용액 분사단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 안티 파울링 소수성 코팅용액을 이용한 코팅방법은 친환경적이고, 높은 방오성, 방식성, 투명성 등으로 각종 해상 생물들의 부착 및 따개비의 성장 억제 효과가 있으며, 1년 이상의 지속성 또한 가지고 있어 선체의 표면에 코팅할 경우에 표면을 장시간 깨끗하게 유지할 수 있어서 선박의 운항 속도향상과 에너지 절감 효과가 있다.

Description

안티 파울링 소수성 코팅용액을 이용한 코팅방법{The coating method of anti-fouling hydrophobic coating solution}
본 발명은 나노돌기를 함유한 안티 파울링 소수성 코팅용액을 이용한 코팅방법에 관한 것으로, 더 상세하게는, 선박의 선체 또는 해양 시설물이나 구조물, 취수관, 어망 등에 해양생물들의 고착을 방지하기 위한 높은 방오성, 방식성의 나노돌기를 가진 프라이머 용액 및 소수성 코팅용액을 사용한 코팅방법에 관한 것이다.
일반적으로 수중미생물은 해양에서 생물막을 형성한 후에, 영양물질을 획득하고 세포효소활성 및 다른 미생물과 신진대사를 공유하면서 성장한다. 이를 위하여 암반, 콘크리트, 인공구조물, 금속표면 등에 부착하여 막을 형성시키며 부착생활을 하게 된다. 초기부착 이후에는 다당류를 비롯하여 헥산, 지방산, 단백질 등의 물질들을 분비하고 이들 물질과 미생물의 상호과정에서 많은 생물막이 형성된다. 이러한 미생물의 생물막에 따개비 같은 해양생물의 유생이 붙어 성장하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 해양생물의 부착이 근본적으로 선저에 붙어 속도를 감소시켜 연료효율을 낮추거나 부식을 초래한다. 또한, 해양 구조물의 기능을 저하하거나, 흡입관이나 배관을 막아 장애를 일으킨다.
따라서, 수개월에 한번씩 정기적으로 부착된 해양생물을 제거하고, 부착된 자리의 석회질 또한 긁어내어 제거한 후, 방오 도료를 사용하여 도장하고 있는 것이 현재 실정이다.
기존 방오 도료의 경우, 약 4~6개월 마다 재보수를 진행하고 있으며 해초류나 어패류가 표면에 고착되더라고 제거를 쉽게 하기 위한 방편의 하나일 뿐이다. 다시 말해, 도장경도를 약하게 만들어 적당한 충격으로 인하여 도장 표면이 쉽게 벗겨지도록 하여 제거를 용이하게만 하는 용도이며, 원천적으로 방오 기능이나 표면에 붙지않게 하는 기능을 가지고 있지 않다.
따라서, 각종 해양 생물들의 부착 및 성장을 억제하고, 1년 이상의 지속성을 가지는 방오 도료의 개발이 필요한 실정이다.
KR 10-1004283 B1 (2010. 12. 21.) KR 10-1236494 B1 (2013. 02. 18.)
본 발명은 상기 종래기술이 갖는 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 각종 해상 생물들의 부착 및 따개비의 성장 억제 효과를 가진 우수한 방오기능을 갖춘 안티 파울링 소수성 코팅용액을 이용한 코팅방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 단 1회의 코팅으로 1년 이상의 지속성을 유지하며, 선체에 적용시 표면을 깨끗하게 유지함과 동시에 선박의 운항 속도 향상과 에너지 절감 효과를 갖춘 안티 파울링 소수성 코팅용액을 이용한 코팅방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 안티 파울링 소수성 코팅용액을 이용한 코팅방법은 선박의 선체 또는 해양 시설물에 해양생물들의 고착을 방지하기 위한 소수성 코팅방법에 있어서, 선박의 선체 또는 해양 시설물에 이소프로필알코올(isopropyl alcohol), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(Propylene Glycol Monomethyl ether Acetate(PGMEA)) 및 실라잔 폴리머(silazane polymer)로 이루어진 프라이머 용액을 분사하는 프라이머 용액 분사단계 및 상기 프라이머 용액이 분사된 선박의 선체 또는 해양 시설물에 소수성 코팅용액을 분사하는 소수성 코팅용액 분사단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또, 상기 프라이머 용액 분사단계에서 프라이머 용액은, 순도 80~99.9%의 이소프로필알코올(isopropyl alcohol) 100중량부에 대하여, 순도 80~99.4%의 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(Propylene Glycol Monomethyl ether Acetate(PGMEA)) 5~15중량부 및 순도 10~18%의 실라잔 폴리머(silazane polymer) 0.5~3중량부가 혼합된 것을 특징으로 한다.
또, 상기 소수성 코팅용액 분사단계에서 소수성 코팅용액은, 용제 100중량부에 대하여, 실록산 폴리머(siloxane polymer) 1~10중량부, 실라잔 폴리머(silazane polymer) 0.1~10중량부를 혼합하고 교반하는 1차 혼합단계와, 상기 1차 혼합단계에서 혼합된 액체혼합액과 용제를 중량대비 1 : 5~10의 비율로 혼합하여 희석시키는 희석단계와, 용제 100중량부에 대하여, 경화제 0.5~10중량부를 혼합하는 경화용액 제조단계 및 상기 희석단계에서 희석된 희석액과 상기 경화용액 제조단계에서 제조된 경화용액을 혼합하는 2차 혼합단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또, 상기 프라이머 용액 분사단계는 선박의 선체 또는 해양 시설물에 프라이머 용액을 0.1~50㎛의 두께로 분사하며, 상기 소수성 코팅용액 분사단계는 상기 프라이머 용액이 분사된 선박의 선체 또는 해양 시설물에 소수성 코팅용액을 0.1~200㎛ 범위의 두께로 분사하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 안티 파울링 소수성 코팅용액을 이용한 코팅방법은 나노돌기를 형성시킴을 목적으로 하고, 친환경적이고, 높은 방오성, 방식성, 투명성 등으로 각종 해상 생물들의 부착 및 따개비의 성장 억제 효과가 있으며, 1년 이상의 지속성 또한 가지고 있어 선체의 표면에 코팅할 경우에 표면을 장시간 깨끗하게 유지할 수 있어서 선박의 운항 속도향상과 에너지 절감 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 안티 파울링 소수성 코팅용액을 이용한 코팅방법을 개략적으로 도시한 공정흐름도이다.
도 2는 본 발명에 사용되는 안티 파울링 소수성 코팅용액 제조방법을 개략적으로 도시한 공정흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따라 제조된 안티 파울링 소수성 코팅용액을 이용한 코팅방법을 선저에 적용하여 코팅 전후의 연료소비량 및 연비를 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 안티 파울링 소수성 코팅용액을 이용한 코팅방법 개략적으로 도시한 공정흐름도이다.
본 발명의 안티 파울링 소수성 코팅용액을 이용한 코팅방법은 상기 프라이머 용액 분사단계(S10) 및 소수성 코팅용액 분사단계(S20)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 상기 프라이머 용액 분사단계(S10)는, 선박의 선체 또는 해양 시설물에 프라이머 용액을 0.1~50㎛의 두께로 분사시킨다.
그리고, 상기 소수성 코팅용액 분사단계(S20)는, 상기 프라이머 용액이 분사된 선박의 선체 또는 해양 시설물에 소수성 코팅용액을 0.1~200㎛ 범위의 두께로 분사시킨다.
본 발명에 따라 제조된 안티 파울링 소수성 코팅방법은 상기의 방법과 같은스프레이 코팅법 대신에, 스핀 코팅법, 침적 코팅법, 커텐 코팅법, 졸겔법 및 진공증착법 중 필요에 따라 선택할 수 있다.
상기의 범위의 두께로 코팅막을 형성하여 기재 표면과의 접착성이 우수하고, 장기간에 걸쳐 우수한 방오성, 방식성을 발현할 수 있다.
상기 프라이머 용액 분사단계(S10)에서 프라이머 용액은,
순도 80~99.9%의 이소프로필알코올(isopropyl alcohol) 100중량부에 대하여, 순도 80~99.4%의 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(Propylene Glycol Monomethyl ether Acetate(PGMEA)) 5~15중량부 및 순도 10~18%의 실라잔 폴리머(silazane polymer) 0.5~3중량부가 혼합된 것이다.
더 상세하게는, 순도 80~99.9%의 이소프로필알코올(isopropyl alcohol) 100중량부에 대하여, 순도 80~99.4%의 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(Propylene Glycol Monomethyl ether Acetate(PGMEA)) 5~15중량부를 혼합하여 10~20분 동안 교반한 후, 순도 10~18%의 실라잔 폴리머(silazane polymer) 0.5~3중량부를 더 혼합하여 20~40분 동안 교반하는 것이다.
상기의 과정에서 혼합물들이 서로 엉키거나 경화되어 덩어리가 생기지 않도록 함과 동시에, 반응 중 발생하는 가스 또는 기포를 완전히 없어지도록 하기 위하여 교반을 통하여 혼합을 진행하는 것이다.
상기 순도 80~99.4%의 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(Propylene Glycol Monomethyl ether Acetate(PGMEA))는 혼합하는 각 성분을 용해하여 고르게 분산시키기 위한 역할을 하는 용제이다.
상기 실라잔 폴리머(silazane polymer)는 프라이머 용액으로 제조시에 고내열성, 방오성, 내오염성, 긁힘방지 및 부식방지 등의 효과를 나타낼 수 있는 바인더로서 기능을 하며, 순도 10~15%인 실라잔 폴리머를 사용한다.
도 2는 본 발명에 따른 안티 파울링 소수성 코팅용액을 이용한 코팅방법에 사용되는 안피 파울링 소수성 코팅용액 제조방법을 개략적으로 도시한 공정흐름도이다.
본 발명에 따른 안티 파울링 소수성 코팅용액 제조방법은 (i) 1차 혼합단계, (ii) 희석단계, (iii) 경화용액 제조단계 및 (iv) 2차 혼합단계를 포함한다.
(i) 1차 혼합단계
1차 혼합단계는 용제에 실록산 폴리머(siloxane polymer)와 실라잔 폴리머(silazane polymer)를 넣어 교반하는 공정이다.
더 상세하게는, 교반기에서 교반중인 용제 100중량부에 대하여, 실록산 폴리머 1~10중량부, 실라잔 폴리머 0.1~10중량부를 넣어 200~250rpm으로 30~60분 동안 교반하는 것이다.
먼저, 상기 용제는 혼합하는 각 성분을 용해하여 고르게 분산시키기 위한 역할을 하는 것으로써, 디부틸 에테르, 프로필렌클리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디프로필 에테르, 디에틸렌 글리콜 디부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 메틸 셀로솔브 아세테이트, 에틸 셀로솔브 아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상으로 구성될 수 있다.
바람직하게는, 순도 80~99.5%인 디부틸 에테르, 순도 80~99%인 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 중 하나 또는 둘을 혼합하여 사용할 수 있다.
하기의 희석단계(S20) 및 경화용액 제조단계(S30)에서 사용하는 용제 또한 상기의 용제와 동일한 용제를 사용한다.
상기 실록산 폴리머(siloxane polymer)는 코팅용액으로 제조시에 경화막을 형성하고 발수성을 높이는 기능을 하며, 순도 80~99%인 실록산 폴리머를 사용한다.
상기 실라잔 폴리머(silazane polymer)는 코팅용액으로 제조시에 고내열성, 방오성, 내오염성, 긁힘방지 및 부식방지 등의 효과를 나타낼 수 있는 바인더로서 기능을 하며, 순도 0.1~15%인 실라잔 폴리머를 사용한다.
그리고, 교반기에서 교반중인 용제 100중량부에 대하여, 실록산 폴리머 1~10중량부, 실라잔 폴리머 0.1~10중량부를 넣어 200~250rpm으로 30~60분 동안 교반하는 것은 상기 용제에 실록산 폴리머와 실라잔 폴리머를 충분히 용해시킴과 동시에 혼합과정에서 발생되는 반응가스를 완전히 제거하기 위함이다.
또한, 상기 용제에 실록산 폴리머와 실라잔 폴리머를 용해시키는 혼합과정에서 반응가스가 완전히 제거되지 않을 경우에는 코팅용액에 미세기공이 잔류하게 되어 방오 기능이 저하된다.
따라서, 교반기에서 교반중인 용제에, 실록산 폴리머, 실라잔 폴리머를 넣어 200~250rpm으로 30~60분 동안 교반하는 과정이 반드시 수행되어야 한다.
만약, 교반기의 속도를 200rpm 미만으로 교반하게 되면 혼합과정에서 발생되는 반응가스가 완전히 제거되지 않을 수 있으며, 250rpm을 초과하여 교반하게 되면 필요 이상의 반응속도로 인하여 비경제적이다.
그리고, 교반시간을 30분 미만으로 교반할 경우에는 용제에 실록산 폴리머와 실라잔 폴리머를 충분히 용해시키기 어려울 수 있으며, 60분을 초과하여 교반할 경우에는 용제에 실록산 폴리머와 실라잔 폴리머를 충분히 용해되고 혼합과정에서 발생하는 반응가스는 완전히 제거되지만, 혼합된 액체혼합액의 점도가 높아지게 된다.
(ii) 희석단계
희석단계는 상기 1차 혼합단계에서 혼합된 액체혼합액과 용제를 혼합하여 희석시키는 과정이다.
더 상세하게는, 상기 1차 혼합단계에서 혼합된 액체혼합액과 용제를 중량대비 1 : 5~10의 비율로 혼합하여 교반기에서 300~500rpm으로 1~2시간 동안 희석시키는 것이다.
여기서, 상기 용제는 상기 1차 혼합단계에서 사용하는 용제와 동일한 용제를 사용한다.
상기 1차 혼합단계에서 혼합된 액체혼합액과 용제를 중량대비 1 : 5~10의 비율로 혼합하는 것은 상기 1차 혼합단계에서 실록산 폴리머와 실라잔 폴리머가 함유된 액체혼합액의 점도를 조절하기 위한 것이다.
만약, 상기 1차 혼합단계에서 혼합된 액체혼합액과 용제를 중량대비 1 : 5 미만의 비율로 혼합할 경우에는 점도가 높아서 평활성이 낮아지게 되어 코팅시 작업성이 불량할 수 있으며, 중량대비 1 : 10의 비율을 초과하여 혼합할 경우에는 오히려 점도가 너무 낮아지게 되어 방오성이 낮아질 수 있다.
또한, 상기 1차 혼합단계에서 혼합된 액체혼합액과 용제를 중량대비 1 : 5~10의 비율로 혼합하여 교반기에서 300~500rpm으로 1~2시간 동안 희석시키는 동안 희석과정에서 발생하는 반응가스는 완전히 제거된다.
(iii) 경화용액 제조단계
경화용액 제조단계는 용제에 경화제를 혼합하는 과정이다.
더 상세하게는, 용제 100중량부에 대하여, 경화제 0.5~10중량부를 교반기에서 200~250rpm으로 20~40분 동안 혼합하는 것이다.
상기 경화제는 아민계, 산무수물계, 폴리아미드계, 폴리아미드아민계, 페놀계 및 카르복실산 폴리에스테르 중 하나 또는 둘 이상 포함하는 것일 수 있고, 구체적으로는 지환족 아민, 방향족 아민, 지방족 아민 및 디시안디아미드로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것일 수 있으며, 보다 구체적으로는 활성수소 당량이 50 ~ 250인 저점도 폴리아민을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 경화제는 친환경성을 부여하기 위해서 경화제의 점도를 제한시킬 필요가 있다.
여기서, 활성수소 당량이 50 미만인 아민을 사용하게 될 경우에는 휘발성이 높아 휘발성 유기용제로 작용될 수 있고, 당량이 250을 초과한 아민을 사용할 경우에는 높은 점도로 인하여 제조된 코팅용액을 통하여 코팅작업시에 평활성을 부여하기 위하여 휘발성 유기용제를 추가로 사용해야 한다.
만약, 용제 100중량부에 대하여, 경화제 0.5중량부 미만으로 혼합하게 될 경우에는 경화속도가 느려지고 경화가 용이하게 이루어지지 않을 수 있으며, 10중량부를 초과하여 혼합할 경우에는 필요 이상의 경화제의 사용으로 비경제적이다.
(iv) 2차 혼합단계
2차 혼합단계는 상기 희석단계에서 희석된 희석액과 상기 경화용액 제조단계에서 제조된 경화용액을 혼합하는 과정이다.
더 상세하게는, 상기 희석단계에서 희석된 희석액 100중량부에 대하여, 상기 경화용액 제조단계에서 제조된 경화용액 0.5~10중량부를 혼합하여 교반기에서 300~500rpm으로 30~60분 동안 교반하는 것이다.
상기 희석단계에서 희석된 희석액 100중량부에 대하여, 상기 경화용액 제조단계에서 제조된 경화용액 0.5~10중량부를 혼합하는 것은 상기 희석액에 함유된 실라잔 폴리머 및 실록산 폴리머성분이 상기 경화용액에 함유된 경화제에 의해 경화되어 밀착력이 뛰어난 소수성 코팅용액으로 제조되도록 하기 위함이다.
상기 희석단계에서 희석된 희석액 100중량부에 대하여, 상기 경화용액 제조단계에서 제조된 경화용액 0.5중량부 미만으로 혼합할 경우에는 경화가 용이하게 이루어지지 않아 밀착력이 저하될 수 있으며, 10중량부를 초과하여 혼합할 경우에는 필요 이상의 혼합량으로 인하여 오히려 점도가 높아지게 된다.
그리고, 상기 2차 혼합단계에서 혼합된 혼합액에 첨가제를 더 추가할 수 있다.
상기 첨가제는 분산제, 표면 조절제, 소포제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
상기 분산제는 암모늄염, 활성아민, 유기산, 무기산 등이 사용될 수 있으며, 조성물의 물리적 특성을 개질하는 기능을 한다.
또한, 상기 표면 조절제 및 소포제는 코팅용액 조성물의 작업성 및 생산성 등을 향상시켜주는 기능을 하는 물질로서, 특별히 그 종류가 제한되는 것은 아니지만, 바람직하게는, 표면 조절제로는 아크릴계 등과 같은 물질이 사용될 수 있고, 소포제로는 비 실리콘 계 소포제가 사용될 수 있다.
여기서, 상기 첨가제의 함량은 상기 2차 혼합단계에서 혼합된 혼합액 100중량부에 대하여, 2~4중량부로 함유될 수 있다.
상기 첨가제 함량이 2중량부 미만인 경우, 상기 희석액에 첨가되어 물리적 특성이 충분히 개질되지 않고 작업성 및 생산성을 크게 향상시키지 못할 수 있으며, 첨가제 함량이 4중량부를 초과하는 경우, 필요 이상의 첨가로 인하여 물성이 달라질 수 있게 된다.
본 발명의 제조방법에 따른 나노돌기를 가진 안티 파울링 소수성 코팅용액을 이용한 코팅방법은 친환경적이고, 우수한 방오 기능으로 각종 해상 생물들의 부착 및 따개비의 성장 억제 효과가 있으며, 1년 이상의 지속성 또한 가지고 있어 선체의 표면에 코팅하게 되면 표면을 장시간 깨끗하게 유지할 수 있어서 선박의 운항 속도 향상과 에너지 절감 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따라 제조된 안티 파울링 소수성 코팅용액을 이용한 코팅막은 0.1~10㎛ 범위의 두께로 코팅하는 것이 바람직하다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.
먼저, 본 발명의 프라이머 용액 및 안티 파울링 소수성 코팅용액을 제조할 때에는 실온온도 18~21℃, 습도 40% 이하에서 제조하여 온도 및 습도로 인한 용제, 실록산 폴리머, 실라잔 폴리머, 경화제 등의 물성 및 화학변화를 일으키지 않도록 한다.
실시예 1 : 본 발명에 따라 제조된 프라이머 용액
순도 90%의 이소프로필알코올(isopropyl alcohol) 100ml에, 순도 90%의 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(Propylene Glycol Monomethyl ether Acetate(PGMEA)) 13ml를 혼합하여 10분 동안 교반한 후, 순도 18%의 실라잔 폴리머(silazane polymer) 3g을 혼합하여 30분 동안 혼합 교반한다.
실시예 2 : 본 발명에 따라 제조된 안티 파울링 소수성 코팅용액
1) 교반기에서 교반중인 순도 95%의 디부틸 에테르 100ml에 순도 95%인 실록산 폴리머 5g중량부, 순도 15%인 실라잔 폴리머 5g을 혼합하고 200rpm으로 30분 동안 교반한다.
2) 상기 혼합된 액체혼합액 30ml에 순도 95%의 디부틸 에테르 200ml를 혼합하고 교반기에서 300rpm으로 1시간 동안 희석시킨다.
3) 순도 95%의 디부틸 에테르 100ml에 활성수소 당량이 150인 저점도 폴리아민 5g을 혼합하고 교반기에서 200rpm으로 20분 동안 교반한다.
4) 2)의 희석액 50ml에 3)의 경화용액 3ml를 혼합하고 교반기에서 300pm으로 30분 동안 혼합한다.
실험 1 : 선저 코팅 전후의 연비효과 실험
제트스키선박의 선저에 본 발명에 따라 제조된 실시예1 및 실시예 2를 적용하여 코팅 전후의 연료 소비량 및 연비를 측정하였다(연비 = 누적 주행거리(km) / 누적 소비 연료(L)). 그 결과는 도 3에 나타내었다.

선박 톤수 : 3.2 ton
마력(HP) : 320 (240kW = 240kJ/s)

탱크 용량 : 500L
RPM : 1,600

경유
연료 사용량 : 180 ∼ 200L/h

1회 주유 후 사용시간
경유 저감량 : 40 ∼ 50%
실험 2 : 특성평가
(1) 방오성 평가
준비된 화이버글라스(Fiberglass) 가로*세로(30*50cm)에 본 발명에 따라 제조된 프라이머 용액(실시예 1)을 스프레이 장비를 사용하여 분사한다. 이후, 분사된 프라이머 용액이 휘발된 상태를 확인한 후, 소수성 코팅용액(실시예 2)를 이용하여 스프레이 장비를 이용하여 2회 분사하였다. 5시간 이상 건조시킨 후 경상북도 포항시 해양경찰서 근해바다에 한 샘플당 3개씩 넣어 10개월간 관측하여 평가하였다. 부착 상태에 따라 5개 등급으로 나누어 평가하였다. 비교예는 화이버글라스(Fiberglass) 가로*세로(30*50cm)에 무처리로 동일한 장소 및 시간 동안 관측하여 평가하였다. 결과는 표 2에 나타내었다(1 등급 : 부착이 5% 미만, 2 등급 : 부착이 5~10%, 3 등급 : 부착이 10~30%, 4 등급 : 부착이 30~50%, 5 등급 : 부착이 50%이상).
Figure 112019034912980-pat00001
표 2를 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 나노돌기를 가진 안티 파울링 소수성 코팅용액을 이용한 코팅방법에 따라 시공된 샘플에는 부착이 거의 일어나지 않았고, 시공되지 않은 비교예에서는 부착이 50% 이상 진행된 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 안티 파울링 소수성 코팅용액을 이용한 코팅방법은 방오성이 뛰어날 뿐 아니라, 장시간 사용시에도 그 효과를 발현할 수 있는 우수한 방오효과를 제공할 수 있을 것으로 확인되었다.
(2) 위해우려제품 안전기준 검사
본 발명의 실시예 1 , 2(프라이머 용액 및 안티 파울링 소수성 코팅용액)를 한국건설생활환경 시험연구원(KCL)에서 위해우려제품 안전기준 검사를 통하여 품질의 우수성 이외에 환경적으로도 안전하다는 평가를 받았다.
1) 자가검사번호 : C-A058-F00050001-A180
2) 자가검사번호 : C-A05B-F00050002-A180
연번 검사항목 단위 판정기준 검사결과 합부판정
1 폼알데하이드 Mg/kg 50이하 불검출 합격
2 아세트알데하이드 Mg/kg 100이하 불검출 합격
3 트리클로로에틸렌 Mg/kg 1000이하 불검출 합격
4 나프탈렌 Mg/kg 200이하 불검출 합격
5 디메틸폼아마이드 Mg/kg 90이하 불검출 합격
6 벤젠 Mg/kg 180이하 불검출 합격
7 니켈 Mg/kg 10이하 불검출 합격

Claims (4)

  1. 선박의 선체 또는 해양 시설물에 해양생물들의 고착을 방지하기 위한 소수성 코팅방법에 있어서,
    선박의 선체 또는 해양 시설물에 이소프로필알코올(isopropyl alcohol), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(Propylene Glycol Monomethyl ether Acetate(PGMEA)) 및 실라잔 폴리머(silazane polymer)로 이루어진 프라이머 용액을 분사하는 프라이머 용액 분사단계(S10); 및
    상기 프라이머 용액이 분사된 선박의 선체 또는 해양 시설물에 소수성 코팅용액을 분사하는 소수성 코팅용액 분사단계(S20);
    로 이루어지되,
    상기 소수성 코팅용액 분사단계(S20)에서 소수성 코팅용액은,
    (i) 용제 100중량부에 대하여, 실록산 폴리머(siloxane polymer) 1~10중량부, 실라잔 폴리머(silazane polymer) 0.1~10중량부를 혼합하여 교반하는 1차 혼합단계;
    (ii) 상기 1차 혼합단계에서 혼합된 액체혼합액과 용제를 중량대비 1 : 5~10의 비율로 혼합하여 희석시키는 희석단계;
    (iii) 용제 100중량부에 대하여, 경화제 0.5~10중량부를 혼합하는 경화용액 제조단계; 및
    (iv) 상기 희석단계에서 희석된 희석액과 상기 경화용액 제조단계에서 제조된 경화용액을 혼합하는 2차 혼합단계;
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 안티 파울링 소수성 코팅용액을 이용한 코팅방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프라이머 용액 분사단계(S10)에서 프라이머 용액은,
    순도 80~99.9%의 이소프로필알코올(isopropyl alcohol) 100중량부에 대하여, 순도 80~99.4%의 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(Propylene Glycol Monomethyl ether Acetate(PGMEA)) 5~15중량부 및 순도 10~18%의 실라잔 폴리머(silazane polymer) 0.5~3중량부가 혼합된 것을 특징으로 하는 안티 파울링 소수성 코팅용액을 이용한 코팅방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프라이머 용액 분사단계(S10)는,
    선박의 선체 또는 해양 시설물에 프라이머 용액을 0.1~50㎛의 두께로 분사하며,
    상기 소수성 코팅용액 분사단계(S20)는,
    상기 프라이머 용액이 분사된 선박의 선체 또는 해양 시설물에 소수성 코팅용액을 0.1~200㎛ 범위의 두께로 분사하는 것을 특징으로 하는 안티 파울링 소수성 코팅용액을 이용한 코팅방법.
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