KR100725188B1

KR100725188B1 - 금속 코팅층을 갖는 플라스틱 박막에 의해 내벽이 보호된금속 파이프

Info

Publication number: KR100725188B1
Application number: KR1020050131652A
Authority: KR
Inventors: 이봉주; 박희경
Original assignee: 주식회사 셈테크놀러지
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2007-06-04

Abstract

금속 코팅층을 갖는 플라스틱 박막에 의해 내벽이 보호된 금속 파이프가 제공된다. 보다 구체적으로, 금속 파이프와, 금속 코팅층을 갖는 플라스틱 박막과, 상기 금속 코팅층을 상기 금속 파이프에 부착시키는 접착제층을 포함하여 이루어진, 금속 코팅층을 갖는 플라스틱 박막에 의해 내벽이 보호된 금속 파이프가 제공된다. 본 발명에 따른 금속 코팅층을 갖는 플라스틱 박막에 의해 내벽이 보호된 금속 파이프는 내식성, 내수성 및 내화학성 등이 증진된다. 또한, 금속 코팅층과 금속 파이프 사이의 접착력이 증진되고, 이것은 내구성을 향상시킨다.

Description

금속 코팅층을 갖는 플라스틱 박막에 의해 내벽이 보호된 금속 파이프{INNER WALL-PROTECTED METALLIC PIPE BY PLASTIC THIN FILM HAVING AT LEAST ONE METALLIC COATING LAYER}

도 1은 본 발명에 따른 금속 코팅층을 갖는 플라스틱 박막에 의해 내벽이 보호된 금속 파이프의 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 금속 코팅층을 갖는 플라스틱 박막에 의해 내벽이 보호된 금속 파이프의 확대 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 금속 코팅층을 갖는 플라스틱 박막에 의해 내벽이 보호된 금속 파이프의 다른 바람직한 구현예를 보여주는 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 금속 코팅층을 갖는 플라스틱 박막에 의해 내벽이 보호된 금속 파이프의 다른 바람직한 구현예를 보여주는 확대 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 금속 파이프의 보호를 위해 사용되는 플라스틱 박막의 바람직한 구현예를 보여주는 사시도이다.

본 발명은 부식을 야기하는 유체로부터 보호된 금속 파이프에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 금속 코팅층을 갖는 박막에 의해 내벽이 보호된 금속 파이프에 관한 것이다.

금속 파이프는 수도관, 냉각관 등 다양한 산업분야에 사용되고 있다. 그러나, 이들 금속 파이프는 유체에 의해 부식되거나 또는 화학적으로 손상된다. 예를 들어, 수도관의 경우, 주철관이 많이 사용되고 있다. 주철관은 경제적 이점을 갖고 있지만, 물에 의해 부식되는 문제점을 안고 있다. 따라서, 주철관은 10년 정도의 간격으로 주기적으로 교체해주어야 한다. 해결 방안으로 강관에 아연을 도금한 아연도강관을 주로 사용하였으나, 이것 또한 물에 존재하는 용존 산소에 의해 부식되기 때문에 큰 효과를 거두지 못하고 있다. 최근에는 내식성을 갖는 스테인레스 스틸을 수도관으로 사용하고 있으나, 경제적 부담으로 인해 설치하는데 어려움이 있다.

본 발명자들은 이전의 보고에서 중공음극방전 증착에 의해 박막에 금속 코팅층을 형성하고, 박막을 금속 파이프에 부착시키되, 금속 코팅층을 유체에 노출시켜 금속 파이프의 내벽을 보호하는 방법을 제안한 바 있다(특허출원 제2005-22133호). 이 방법이, 금속 파이프의 내벽을 보호하려는 새로운 시도로서 충분한 가치를 가지고 있으나, 플라스틱 박막을 금속 파이프에 접착시키는 것이 곤란하다는 문제점을 내포하였다. 구체적으로, 플라스틱 박막을 금속 파이프에 부착시키는 것이 곤란하였고, 또한 금속 파이프와 플라스틱 박막 사이의 접착력이 충분하지 아니하다는 문제점을 내포하였다.

본 발명자들은, 상기한 문제점을 해결하기 위해 다양한 연구를 수행하였으며, 그 결과로 금속 코팅층이 형성된 플라스틱 박막을 금속 파이프에 부착시키되, 금속 코팅층을 금속 파이프 내벽에 부착시킴으로써 금속 파이프의 내벽을 유체로부터 보호함과 아울러, 금속 코팅층과 금속 파이프 사이의 접착력을 추가로 증진시킬 수 있음을 확인하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 간단한 공정으로 금속 파이프 내벽을 보호함과 아울러, 부식된 노후관의 갱생에 용이하게 적용할 수 있는 내벽이 보호된 금속 파이프를 제공하는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 유체의 수송을 위한 금속 파이프와, 금속 코팅층이 형성된 플라스틱 박막과, 상기 금속 코팅층이 형성된 플라스틱 박막을 상기 금속 파이프의 내벽에 부착하는 접착제층으로 이루어지되, 상기 플라스틱 박막의 표면에 형성된 금속 코팅층이 접착제의 도움하에 상기 금속 파이프의 내벽에 부착된, 금속 코팅층을 갖는 플라스틱 박막에 의해 내벽이 보호된 금속 파이프가 제공된다.

본 발명의 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 플라스틱 박막의 양면에 금속 코팅층을 갖고, 상기 금속 코팅층 중 하나의 금속 코팅층이 상기 금속 파이프의 내벽에 부착되고, 다른 하나의 금속 코팅층이 유체와 접촉하는 것을 특징으로 하는, 금속 코팅층을 갖는 플라스틱 박막에 의해 내벽이 보호된 금속 파이프가 제공된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 플라스틱 박막의 양면에 금속 코팅층을 갖고, 상기 플라스틱 박막의 양면에 형성된 금속 코팅층 중 하나는 금속 파이프와 동일한 금속으로 이루어진 금속 코팅층이고, 다른 하나는 스테인레스 스틸 코팅층이고, 상기 금속 파이프와 동일한 금속으로 이루어진 금속 코팅층이 상기 금속 파이프의 내벽에 부착되고, 상기 스테인레스 스틸 코팅층이 유체와 접촉하는 것을 특징으로 하는, 금속 코팅층을 갖는 플라스틱 박막에 의해 내벽이 보호된 금속 파이프가 제공된다.

본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 플라스틱 박막의 양면에 금속 코팅층을 갖고, 상기 플라스틱 박막의 양면에 형성된 금속 코팅층 중 하나는 주철 코팅층이고, 다른 하나는 스테인레스 스틸 코팅층이고, 상기 주철 코팅층이 상기 금속 파이프의 내벽에 부착되고, 상기 스테인레스 스틸 코팅층이 유체와 접촉하는 것을 특징으로 하는, 금속 코팅층을 갖는 박막에 의해 내벽이 보호된 금속 파이프가 제공된다.

도 1은 본 발명에 따른 금속 코팅층을 갖는 플라스틱 박막에 의해 내벽이 보호된 금속 파이프의 사시도이고, 도 2는 이의 확대 단면도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 내벽이 보호된 금속 파이프(1)는 유체의 수송을 위한 금속 파이프(101)와, 금속 코팅층(103)이 한 면에 형성된 플라스틱 박막(102)과, 상기 플라스틱 박막을 금속 파이프 내벽에 부착하는 접착제층(104)을 포함한다. 유체의 수송을 위한 금속 파이프(101)의 예로는 종래의 주철관 및 아연도강관 등의 금속 파이프를 들 수 있다. 상기 금속 파이프(101)는 금속 코팅층(103)이 형성된 플라스틱 박막(102)에 의해 보호된다. 플라스틱 박막(102) 상으로의 금속 코 팅층(103)의 형성은 다양한 방식에 의해 성취될 수 있다. 예를 들면, 스퍼터링, 화학기상증착(chemical vapor deposition), 물리기상증착(Physical vapor deposition)에 의해 금속 코팅층(103)이 상기 플라스틱 박막 상에 증착될 수 있다. 금속 코팅층(103)의 두께는 통상 1 nm - 500 nm 의 두께, 보다 바람직하게는 10 nm - 300 nm, 가장 바람직하게는 50 - 250 nm의 범위 내이다. 이 때, 상기 금속 코팅층(103)의 형성은 이온 믹싱(ion mixing)된 플라스틱 박막(102)에 수행되는 것이 바람직하다. 이온 믹싱은 플라스틱 박막(102)와 금속 코팅층(103) 사이의 결합력을 증진시킨다. 금속 코팅층(103)이 형성된 플라스틱 박막(102)은, 접착제의 도움 하에, 상기 금속 파이프(101)의 내벽에 부착된다. 이 때, 금속 코팅층(103)이 접착제의 도움하에 상기 금속 파이프(101)의 내벽에 부착되며, 상기 금속 코팅층(103)의 상기 금속 파이프(101)로의 부착은 접착력을 증진시킨다. 이 때, 상기 금속 코팅층(103)은 2 이상의 복합 코팅층으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 구리층, 스테인레스 스틸층 및 주철층을 순차 증착시켜 금속 코팅층(103)을 형성할 수 있다. 구리층은 플라스틱 박막(102)에 쉽게 증착되고, 상기 스테인레스 스틸층은 내부식성이 우수하고, 상기 주철층은 주철관과의 접착력이 우수하다. 따라서, 구리층에 의해 플라스틱 박막과 스테인레스 스틸층 사이의 접착력이 향상되고, 상기 스테인레스 스틸층에 의해 부식성이 향상되고, 상기 주철층에 의해 주철관과의 접착력이 향상된다.

도 3은 본 발명에 따른 금속 코팅층을 갖는 플라스틱 박막에 의해 내벽이 보호된 금속 파이프의 다른 바람직한 구현예를 보여주는 사시도이고, 도 4는 본 발명 에 따른 금속 코팅층을 갖는 플라스틱 박막에 의해 내벽이 보호된 금속 파이프의 다른 바람직한 구현예를 보여주는 확대 단면도이다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 플라스틱 박막(102)의 양면에 금속 코팅층(103a, 103b)을 갖고, 상기 금속 코팅층(103a, 103b) 중 하나의 금속 코팅층(103a)이 상기 금속 파이프(101)의 내벽에 부착되고, 다른 하나의 금속 코팅층(103b)이 유체와 접촉하는 것을 특징으로 하는, 금속 코팅층을 갖는 플라스틱 박막에 의해 내벽이 보호된 금속 파이프가 제공된다. 이러한 구성은, 우선, 금속 파이프(101)와 금속 코팅층 103a 사이의 긴밀한 접착에 의해 접착력이 증진되고, 유체와 접촉하는 금속 코팅층 103b에 의해, 내식성, 내수성 및 내화학성이 증진된다. 이 때, 금속 파이프(101)의 내벽에 부착되는 금속 코팅층 103a는 금속 파이프(101)와의 접착력이 우수한 것이 좋다. 또한 유체와 접촉하는 금속 코팅층 103b는 내식성, 내수성 및 내화학성이 우수한 것이 좋다. 이 때, 금속 코팅층 103a 및/또는 금속 코팅층 103b는 두 이상의 복합 코팅층으로 형성될 수 있으며, 이것은 전술한 바와 같다. 본 발명의 보다 바람직한 구현예에 따르면, 상기 금속 코팅층 103a는 금속 파이프(101)와 동일한 금속으로 이루어지고, 상기 금속 코팅층 103b는 스테인레스 스틸 코팅층으로 이루어진 조합이 가장 바람직한 결과를 제공하였다. 구체적으로, 상기 금속 파이프(101)가 주철관일 경우, 상기 금속 코팅층 103a는 주철 코팅층이고, 금속 코팅층 103b는 스테인레스 스틸 코팅층인 조합이 가장 바람직한 결과를 제공하였다.

본 발명에 사용되는 플라스틱 박막(102)은, 금속 코팅층(103)이 한면에 형성 되어 있을 경우, 인체에 무해한 폴리에틸렌 박막, 폴리에스테르 박막, 폴리 카보네이트 박막 등을 사용하는 것이 바람직하다. 이에 반해, 금속 코팅층(103)이 양면에 형성될 경우, 플라스틱 박막의 재질은 특별히 한정되지 아니한다. 다만, 환경친화성을 감안하여, 전술한 폴리에틸렌 박막, 폴리에스테르 박막, 폴리 카보네이트 박막이 바람직하다. 여기서, 상기 플라스틱 박막(102)는 주름진 굴곡을 가질 수 있다. 도 5는 상기 주름진 굴곡구조를 갖는 플라스틱 박막의 바람직한 구현예를 보여주는 사시도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 굴곡구조(105)를 갖는 플라스틱 박막은 굽은 형태, 예를 들면, T자형으로 연결된 금속 파이프(101)의 접착에 유용하게 사용될 수 있다.

본 발명은 신규로 제작된 금속 파이프에 적용될 수 있으며, 추가적으로 부식된 노후 금속 파이프의 갱생에도 적용될 수 있다. 구체적으로, 부식된 노후 금속 파이프의 내벽으로부터 스케일 제거를 수행하고, 플라스틱 박막 상에 형성된 금속 코팅층을 상기 노후 금속 파이프의 내벽에 접착시킴으로써, 부식된 노후 금속 파이프의 갱생에 이용될 수 있다.

한편, 본 발명에 따르면, 금속 코팅층이 형성된 플라스틱 박막은 저수조의 내벽을 코팅하기 위해 사용될 수 있다. 이것은 저수조의 부식억제, 세균 증식 억제 등을 도모할 수 있다.

본 발명에 따른 금속 코팅층을 갖는 플라스틱 박막에 의해 내벽이 보호된 금속 파이프는 다음과 같은 효과를 제공한다.

(1) 설치되어 노후된 유체 수송관을 교체하는 것이 아니므로 시공이 매우 간단하고 용이하다.

(2) 내수, 내식, 내화학성을 갖는 비싼 금속류를 전체적으로 사용할 필요가 없으므로 매우 경제적이다. 예를 들어 길이가 6 m, 내경이 13 mm 관의 내벽을 200 nm 두께로 코팅하기 위해 필요한 은의 중량은 1 그램 정도이다.

(3) 금속 코팅층을 금속 파이프에 부착함으로써, 금속 파이프와의 접착력이 증진되고, 이것은 내구성을 증진시킨다.

Claims

유체 수송용 부식성 금속 파이프(101)와,

금속 코팅층(103)이 형성된 플라스틱 박막(102)과,

상기 금속 코팅층(103)이 형성된 플라스틱 박막(102)을 상기 금속 파이프(101)의 내벽에 부착하는 접착제층(104)으로 이루어지되, 상기 플라스틱 박막(102)의 표면에 형성된 금속 코팅층(103)이 상기 접착제층(104)의 도움하에 상기 금속 파이프(101)의 내벽에 부착된, 금속 코팅층을 갖는 플라스틱 박막에 의해 내벽이 보호된 금속 파이프.
제1항에 있어서, 상기 플라스틱 박막(102)이 양면에 금속 코팅층(103a, 103b)을 갖고, 상기 금속 코팅층(103a, 103b) 중 하나의 금속 코팅층(103a)이, 상기 접착제층(104)의 도움하에, 상기 금속 파이프(101)의 내벽에 부착되고, 다른 하나의 금속 코팅층(103b)이 유체와 접촉하는 것을 특징으로 하는, 금속 코팅층을 갖는 플라스틱 박막에 의해 내벽이 보호된 금속 파이프.
제2항에 있어서, 상기 플라스틱 박막(102)의 양면에 코팅된 금속 코팅층(103a, 103b, 통합하여 "103") 중 하나의 금속 코팅층(103a)은 상기 금속 파이프(101)와 동일한 재질로 이루어지고, 다른 하나의 금속 코팅층(103b)은 스테인레스 스틸 코팅층이고, 상기 금속 파이프(101)와 동일한 재질로 이루어진 금속 코팅층(103a)이, 상기 접착제층(104)의 도움하에, 상기 금속 파이프(101)의 내벽에 부착되고, 상기 스테인레스 스틸로 이루어진 금속 코팅층(103b)이 유체와 접촉하는 것을 특징으로 하는, 금속 코팅층을 갖는 플라스틱 박막에 의해 내벽이 보호된 금속 파이프.
제2항에 있어서, 상기 플라스틱 박막(102)의 양면에 코팅된 금속 코팅층(103a, 103b, 통합하여 "103") 중 하나의 금속 코팅층(103a)은 주철을 재질로 갖고, 다른 하나의 금속 코팅층(103b)은 스테인레스 스틸을 재질로 갖고, 상기 주철로 이루어진 금속 코팅층(103a)이, 상기 접착제층(104)의 도움하에, 상기 금속 파이프(101)의 내벽에 부착되고, 상기 스테인레스 스틸로 이루어진 금속코팅층(103b)이 유체와 접촉하는 것을 특징으로 하는, 금속 코팅층을 갖는 플라스틱 박막에 의해 내벽이 보호된 금속 파이프.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 코팅층(103)이 2 이상의 금속층이 순차 증착된 복합 코팅층인 것을 특징으로 하는, 금속 코팅층을 갖는 플라스틱 박막에 의해 내벽이 보호된 금속 파이프.
제5항에 있어서, 상기 금속 코팅층(103)이 1 nm - 500 nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는, 금속 코팅층을 갖는 플라스틱 박막에 의해 내벽이 보호된 금속 파이프.
제1항에 있어서, 상기 플라스틱 박막(102)이 폴리에틸렌 박막, 폴리에스테르 박막 및 폴리카보네이트 박막으로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 금속 코팅층을 갖는 플라스틱 박막에 의해 내벽이 보호된 금속 파이프.
제7항에 있어서, 상기 플라스틱 박막(102)이 주름진 굴곡구조를 갖는 것을 특징으로 하는, 금속 코팅층을 갖는 플라스틱 박막에 의해 내벽이 보호된 금속 파이프.
제7항에 있어서, 상기 플라스틱 박막(102)이 이온믹싱된 플라스틱 박막인 것을 특징으로 하는, 금속 코팅층을 갖는 플라스틱 박막에 의해 내벽이 보호된 금속 파이프.