KR100916821B1 - 친환경 금속제 가로등주의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속(철, 스테인레스스틸)제 가로등주의 표면에 미세홈을 형성하여 세척하고 아연,알미늄 복합피막형성제에 의한 부식방지 피막과 우레탄계 도료에 의한 방습,방수피막과 투명아크릴우레탄 페인트로된 자외선 보호피막을 을 차례로 형성하여 피막형성 단계에서 환경유해 원인이 되는 중금속이 발생되지 않고 폐수발생이 없는 방법으로 부식방지와 방습방수기능과 피막 내구성이 높은 친환경 가로등주를 제조하고자 개발한 친환경 금속제 가로등주의 제조방법이다.

금속제가로등, 표면부식, 세척실, 방습방수강화피막

Description

친환경 금속제 가로등주의 제조방법{Environmentally friendly manufacturing methods of metal street lamp}

본 발명은 금속(철, 스테인레스스틸)제 가로등주의 표면에 미세홈을 형성하여 세척하고 아연,알미늄 복합피막형성제에 의한 부식방지 피막과 우레탄계 도료에 의한 방습,방수피막과 투명아크릴우레탄 페인트로된 자외선 보호피막을 을 차례로 형성하여 피막형성 단계에서 환경유해 원인이 되는 중금속이 발생되지 않고 폐수발생이 없는 처리방법으로 부식방지와 방습방수기능과 피막 내구성이 높은 친환경적인 금속제 가로등주를 제조하는 방법이다.

종래의 가로등주는 주철 가로등주 표면에 외장용 페인트를 도포하여 녹발생을 방지하고 있으나 내구성이 미흡하여 쉽게 녹(Rust)이 발생하여 미관상 좋지 않을 뿐만 아니라 자외선에 대한 피막 내구성이 낮고 피막형성 단계에서 중금속이 발생하여 인체와 환경에 유해한 불편을 주기 때문에 본원 출원인은 주철제 가로등주의 내부식성을 높이기 위해 주철가로등주의 내부기공에 잠재한 공기와 수분을 완전 히 축출시키고 기공이 밀폐되게 한다음 내후성 도료를 코팅하는 방법을 통해 가로등주의 표면에 부식이 쉽게 일어나지 않게 하는 도료의 코팅방법을 개발하여 발명특허 제0452483호를 얻은바 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 불편을 개선하기 위해 본원 출원인의 선등록 발명특허 제452483호의 도로코팅방법을 이용하며 아연알미늄 복합피막제를 사용하여 금속제 가로등주 표면에 중금속이 발생하지 않는 부식방지 피막을 형성하고 방습방수기능이 강화되고 자외선에 강한 피막을 형성하여 우천시에 안전하고 자외선에 대향력이 있고 내구성인 친환경 가로등주를 제조하고자 개발한 것이다.

본 발명은 금속제 가로등주의 표면에 부식방지 피막형성과 방습방수강화피막 형성 및 자외선에 대한 내구성 강화피막형성을 통해 친환경적인 금속제 가로등주를 제조하는 것으로 금속제 가로등주의 표면에 미세홈을 내고 압축공기를 분사하여 이물질을 제거하고 가로등주의 체온을 20~100℃로 예열한 상태에서 아연, 알미늄 복합피막 형성제를 일정두께로 도포하여 중금속발생이 없는 부식방지 피막층을 일정두께로 형성하고 그 외면에 아크릴우레탄 도료 또는 폴리에스텔수지와 황산바륨의 혼합물로 된 우레탄계 도료 중에서 선택한 피막형성제를 일정두께로 형성하여 방습,방수기능이 높은 피막을 형성하여 습기에 안전하고 우천시 감전사고를 방지할 수 있게 하면서 내구성을 향상시키고 투명아크릴우레탄 페인트를 도포하여 자외선에 대한 피막내구성이 높은 보호피막을 형성하는 피막형성방법을 통해 중금속 위험이 없고 폐수발생이 없는 친환경적인 제조방법으로 공해가 없고 내구적인 금속제 가로등주를 제조하는 것이다.

본 발명은 철 또는 스테인레스스틸제 가로등주의 소재 표면을 스틸볼로 타격하여 미세요철을 형성한 다음 세척실에 옮기고 가로등주를 회전시키면서 압축공기를 분사하여 세척하는 방법으로 이물질을 제거하기 때문에 가로등주 표면에 부착된 각종 이물질을 신속하고 깨끗하게 제거할 수 있고, 이물질이 제거된 가로등주 소재를 가열 건조실에 투입하여 가로등주의 체온이 20~100℃가 유지되게 예열한 다음,

이어서 탈이온수에 아연, 알미늄, 그리콜유, 실란, 에칠실리케이트, 트리에타놀을 일정비율 혼합하여 만든 아연,알미늄 복합피막 형성제에 가로등주를 디핑하거나 상기 아연 알미늄복합피막형성제를 분무기로 분무하여 6~20미크로 두께로 두포하고 가열존이 구비된 열처리로에 넣어 110~120℃ 가열존에서 9~12분간 가열하여 피막을 안정화시킨 다음 250℃ 가열존에서 7~8분간, 320~350℃ 가열존에서 20~30분간 가열하고 250℃ 가열존에서 7~8분간 머문 다음 외부로 인출하는 단계적인 열처리를 통해 아연 알미늄 복합피막을 견고하게 형성할 수 있다.

특히, 본 발명의 부식방지 피막형성제는 수용성 용액으로 금속분말과 무기계 화합물로 구성되므로 도포후 건조단계에서 철소지와 반응하여 복합표면층이 형성됨에 따라 6~20미크론의 얇은 피막에도 불구하고 염수분무(SST)를 1000시간 이상 견디게 만드는 효과가 있게 되며, 또한, 본 발명의 내부식성 피막형성제는 가로등주에 적용할 시 풍부한 아연과 알미늄의 베이스에 무기계 방청원료로 이중박막층이 구성되므로 아연에 의한 자기 희생보호 작용과 알미늄과 무기계 방청원료에 의한 차폐효과 및 아연용출 억제 등 복합적 기능에 의거 고내식성과 내열성을 극대화시키는 구조가 되고 도포후 예열로에서 110~120℃에서 9~12분간 가열함으로써 피막기초 형성을 안정되고 견고하게 할 수 있어 급격한 가열에 의한 스트레스를 예방할 수 있고 예열경화에 이어 250℃가열존에서 7~8분간 320~350℃가열존에서 20~30분간 단계적으로 고열과 접촉시켜 가열경화를 시킴으로써 수소취성을 완벽하게 해소하고 가열경화에 의한 견고한 피막을 형성하는 효과가 있다.

그리고 열경화된 가로등주를 250℃ 가열존에서 적어도 7~8분간 머물게 한뒤 가열실 밖으로 인출함에 따라 급격한 열변화에 의한 트러블을 방지하여 안정된 피막형성이 유지되는 것이다.

이어서 부식방지피막이 30~50℃로 냉각되면 부식방지 피막이 형성된 표면에 아크릴우레탄 도료를 도포하거나 폴리에스텔수지에 황산바륨을 혼합한 우레탄계 도료 중에서 선택한 피막형성제를 80~150미크론으로 도포하여 180~280℃를 유지하는 오븐실에서 30~60분간 열처리를 하여 가열경화시켜서 방습방수 작용이 양호하고 견고한 피막층을 형성함으로써 습기에 안전하고 우천시 감전사고를 방지할 수 있는 안전한 피막을 형성할 수 있게 되며 방습,방수강화피막층 외면에 투명아크릴우레 탄 페인트를 40~80미크론 두께로 도포하여 마감함으로써 자외선 보호피막이 형성되어 이미 형성된 피막을 내구적으로 보호할 수 있게 된다.

특히, 본 발명은 부식방지 피막형성제를 제조할 때 탈이온수를 사용함으로써 산처리공정이 없어 폐수발생이 없고 환경금지 품목인 납, 카드륨, 수은, 6가크롬과 같은 중금속이 발생되지 않게 내부식성 피막을 형성할 수 있고 본 발명의 내부식성 피막은 아연용융도금에 비하여 피막형성이 곱고 비용이 적게 들며 별도의 후처리가 필요 없는 무공해 공법을 채용할 수 있고 견고한 부식방지피막을 형성함으로써 전기아연도금보다 5~10배의 고내식성을 가지는 우수한 효과를 얻을 수 있다. 또 열처리 단계에서 가열존이 구부된 열처리를 구성하여 열처리를 함에 따라 에너지 비용이 절감되면서 가열경화효과를 높일 수 있는 이점이 있어서 내열성이 우수하고 내화확성이 좋은 효과를 얻을 수 있게 되며

특히 본 발명은 아연, 알미늄 복합피막층을 조성할 때 탈이온수를 사용함으로써 아연용융도금 제조공정에서 발생하는 중금속 및 폐수의 발생요인을 근본적으로 차단했으며 가로등주소재의 표면에 묻어 있는 수분과 이물질을 강제 제거하고 등주 체온이 20~100℃로 예열된 상태에서 부식방지 피막형성제를 도포하여 고착시킴으로써 가로등주 소재와 내부식성 피막제의 완전한 결합을 통해 박막형태의 부식방지피막을 형성하여 부식방지피막을 형성하게 되는 효과가 있고 부식방지 피막 위에 아크릴우레탄 도료 또는 폴리에스텔수지에 황산바륨을 혼합한 우레탄계 도료를 선택하여 피막층을 형성함으로써 우레탄계 도료에 의한 방습,방수효과와 복합피막층에 의한 피막 강도향상과 자외선 대항 효과가 높은 효과를 얻을 수 있다.

상기와 같은 방법으로 생산된 제품을 테스트한 결과 중금속이 검출되지 않았으며

시험방법 : ASTM E 531- 1935 : Pb(AAS), Cd(AAS), Hg(ICP)

ISO 3613 : 2000-C^{6 +}(증류수 : Boiling 1시간)

또한, 본 발명은 다양한 색상을 첨가하는 것이 가능하여 주위 환경에 적합한 금속제 등주 제품을 생산할 수 있고 녹방지와 부식방지를 통해 인체와 환경에 미치는 피해를 줄일수 있는 친환경 가로등주를 제조할 수 있는 이점이 있다.

[ 한국생산기술연구원 시험성적서 ]

본 발명은 금속제 가로등주 소재를 외부와 격리시킨 스틸볼 타격기의 타격실에 투입하여 현가장치에 현가시키고 회전시키면서 가로등주 소재 표면에 0.4~2mm 크기의 스틸볼을 타격팬으로 20~40분간 타격하여 표면에 미세홈을 형성시키는 미세홈 형성단계와

미세홈이 형성된 가로등주 소재를 청소실에 옮겨 고압 공기 분사기를 이용하여 표면의 이물질을 제거하는 가로등주 소재 표면 청소단계와

청소된 가로등 등주를 가열하여 체온이 20~100℃로 유지되게 예열한 다음

탈이온수를 100중량%로 했을 때 탈이온수 총량에 대하여 아연분말 35중량%, 알미늄분말 10중량%, 그리콜유 10중량%, 실란 3∼5중량%, 에틸실리케이트 0.3중량%, 트리에타놀 0.6중량%를 혼합하여 만든 액상재료인 아연 알미늄 복합 피막형성제를 도포작업실(10)의 디핑조에 저장하고 10~12시간 교반한 것에 가로등주를 디핑한 후 건저내어 탈루하는 방법으로 가로등주 표면에 6~20미크론 두께로 아연알미늄복합 피막형성제를 도포하거나 상기 피막형성제를 분무기로 분사하는 방법중에서 선택한 도포방법을 통해 6~20미크론 두께의 아연알미늄 복합피막형성제를 도포하고 예열로(20)에 투입하여 110~120℃에서 9~12분간 가열하여 피막을 안정화시키고 이어서 가열존이 구분된 가열로(30)에 투입하여 250℃ 가열존(31)에서 7~8분간, 320~350℃가열존(32)에서 20~30분간 가열한 다음 250℃ 머물존(33)에서 7~8분간 머문 다음 가열로 외부로 인출하는 단계적 방법으로 가열경화시켜서 등주표면에 6~20미크론 두께의 아연 알미늄 복합피막층을 형성시키는 부식방지피막 형성단계와

부식방지 피막이 형성된 가로등주를 30~50℃로 냉각시키고 부식방지피막이 형성된 위에 아크릴수지와 이소시아네이트를 주성분으로 한 난황변형 2 액형도료인 아크릴우레탄도료를 40~80미크론으로 도포하거나, 폴리에스텔분체가 주성분인 열경화성 분체도료(상품명 : 고려화학 카루멜 PX8583)를 80∼150미크론 두께로 도포하여 180∼280℃로 30∼60분간 열처리하는 가열경화방법으로 방수피막을 형성하는 방수피막 형성단계와

방수 피막이 형성된 제품을 페인트 작업부스(40)에 옮겨 투명아크릴, 우레탄 페인트를 40∼80미크론 두께로 도포하고 30~40℃에서 경화시켜 자외선보호피막을 형성하는 방법으로 보호피막을 형성하는 단계를 순차 실시하여 이루어지는 중금속이 발생되지 않는 부식방지 주철가로등의 제조방법이다.

한편, 본 발명에서 사용하는 열처리기는 예열로(20)와 가열로(30)로 구분되어 있고 예열실(20)과 가열로(30)에는 버너가 장치된 열풍발생기(3)를 장치하되 가열로(30)에는 버너(3a)가 장치된 열풍발생기(3)를 가열존 별로 구분되게 하나씩 장치하여 각 열풍발생기(3)에서 생산한 열풍을 공급덕트(3b)를 통해 가열로(30)내의 해당 가열존에 공급하고 해당가열존내의 열기를 그 천정에 형성한 흡입덕트(3d)를 통해 송풍기(3c)로 흡입하여 송풍기(3c)에서 열풍발생기(3)로 투입하여 가열한 다음 가열로에 공급하는 열기 순환방식을 통해 가열실내부에 가열경화에 필요한 가열존을 형성함으로써 가열존의 열기가 주변 가열존에 혼합되어 희석되는 현상을 방지할 수 있으므로 열처리에 필요한 열기를 효과적으로 유지관리 할 수 있고, 이로인해 에너지를 절약하면서 부식방지 피막형성제의 가열경화 효과를 높일 수 있게 하 는 구성이 포함된다.

도 1은 본 발명의 열처리부 구성을 보이는 예시도

도 2는 도 1의 가-가'선 확대 단면도

도 3은 열풍발생기 확대 예시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명

3 : 열풍발생기 3a : 버너

3b : 공급덕트 3c : 송풍기

3d : 흡입덕트 10 : 도포작업실

20 : 예열로 30 : 가열로

31 : 250℃가열존 32 : 320~350℃가열존

33 : 250℃머뭄존

Claims (2)

1. 금속제 가로등주 소재를 외부와 격리시킨 스틸볼 타격실에 투입하여 현가시키고 회전시키면서 가로등주 소재 표면에 0.4~2mm 크기의 스틸볼을 타격팬으로 20~40분간 타격하여 미세홈을 형성하는 미세홈 형성단계와

   미세홈이 형성된 가로등주 소재를 청소실에 옮겨 고압공기 분사기를 이용하여 표면의 이물질을 제거하는 가로등주 소재 표면 청소단계와

   청소된 가로등주 소재를 체온이 20~100℃가 유지되게 예열한 다음

   탈이온수를 100중량%로 했을 때 탈이온수 총량에 대하여 아연분말 35중량%, 알미늄분말 10중량%, 그리콜유 10중량%, 실란 3∼5중량%, 에틸실리케이트 0.3중량%, 트리에타놀 0.6중량%를 혼합하여 만든 액상재료인 아연 알미늄 복합 피막형성제를 제조하여 디핑조에 저장하고 10~12시간 교반한 것에 가로등주를 디핑한 후 건저내어 탈루하는 방법으로 가로등주 표면에 6~20미크론 두께의 아연알미늄 복합피막형성제를 도포하거나 상기 피막형성제를 분무기로 분사하는 방법중에서 선택한 도포방법을 통해 6~20미크론 두께의 아연알미늄 복합피막형성제를 도포하고 예열로(20)에 투입하여 110~120℃에서 9~12분간 가열하여 피막을 안정화시킨 다음 가열존이 구분된 가열로(30)에 투입하여 250℃가열존(31)에서 7~8분간, 320~350℃가열존(32)에서 20~30분간 가열한 다음 250℃ 머뭄존(33)에서 7~8분간 머문후 가열로 외부로 인출하는 방법으로 가열경화시켜서 등주표면에 6~20미크론 두께의 아연 알미늄 복합피막층을 형성시키는 부식방지피막 형성단계와

   부식방지 피막이 형성된 가로등주를 30~50℃로 냉각시키고 부식방지피막이 형성된 위에 아크릴수지와 이소시아네이트를 주성분으로 한 난황변형 2 액형도료인 아크릴우레탄도료를 40~80미크론으로 도포하거나, 폴리에스텔분체가 주성분인 열경화성 분체도료를 80∼150미크론 두께로 도포하여 가열로(30)에서 180∼280℃로 30∼60분간 열처리하는 가열경화방법으로 방수피막을 형성하는 방수피막 형성단계와

   방수 피막이 형성된 위에 투명아크릴, 우레탄 페인트를 40∼80미크론 두께로 도포하고 30~40℃에서 경화시켜 자외선보호피막을 형성하는 방법으로 보호피막을 형성하는 단계를 순차 실시하여 이루어지는 친환경 금속제 가로등주의 제조방법
2. 청구항 제1항에 있어서,

   가열로(30)에는 버너가 장치된 열풍발생기(3)를 가열존 별로 하나씩 장치하여 각 열풍발생기에서 생산한 열풍을 가열실(30)내의 해당 가열존에 공급덕트(3b)로 공급하고 해당 가열존내의 열기를 그 천정에 형성한 흡입덕트(3d)로 흡입하여 송풍기(3c)를 통해 열풍발생기에 투입하여 가열한 다음 공급하는 열기 순환방식을 통해 가열실내부에 열처리에 필요한 온도의 가열존이 형성되게 한 구성일 것을 특징으로 하는 친환경 금속제 가로등주의 제조방법

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