KR101016172B1 - 금속 표면 및 콘크리트 표면 코팅에 사용되는 세라믹 플라스틱 세라믹스의 조성물 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속 표면 코팅에 사용되는 세라믹 플라스틱 세라믹스(CPC:Ceramic Plastic Ceramics)의 조성물 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 패각 분말을 기본재료로 하여 여기에 파인세라믹 분말을 첨가하고, 개질 폴리에틸렌 분말을 첨가하여 패각 분말과 개질 된 폴리에틸렌분말과 파인 세라믹분말을 미립자화 하여 보다 향상된 조성물을 제조하고 열 용사 코팅장치를 이용해 강관 류 및 콘크리트 표면에 코팅하는 것이다.
본 발명은 지하에 매립되거나 바다 속에 매장되는 패각을 분말화 하여 세라믹 분말과 폴리에틸렌 분말을 혼합함으로 열 용사 코팅장치에 사용되며, 코팅의 효율을 높임과 패각을 재활용하여 환경오염을 방지와 폐기처리 비용을 줄여주는 효과를 제공하며, 철의 표면에 발생 되는 부식층에 관계없이 용융코팅이 가능하므로 철의 표면에 쇼트 등을 생략하는 효과가 있으며, 이러한 장점으로 인해 본 원료를 기반으로 하여 모든 철 구조물, 상수도관, 가스관, 도복장, 강관파일, 오일 관 등의 모든 방수와 콘크리트 구조물에 코팅을 적용시키는 효과를 제공한다.

Description

금속 표면 및 콘크리트 표면 코팅에 사용되는 세라믹 플라스틱 세라믹스의 조성물 제조방법{Used for the coating of Metal surface and concrete surface Ceramic Plastic Ceramics composition method for manufacturing}

본 발명은 금속 표면 코팅에 사용되는 세라믹 플라스틱 세라믹스(CPC:Ceramic Plastic Ceramics)의 조성물 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 패각 분말을 기본재료로 하여 여기에 파인세라믹 분말을 첨가하고, 개질 폴리에틸렌 분말을 첨가하여 패각 분말과 개질 된 폴리에틸렌분말과 파인 세라믹분말을 미립자화 하여 보다 향상된 조성물을 제조하고 열 용사 코팅장치를 이용해 강관 류 및 콘크리트 표면에 코팅하는 것이다.

현재 금속으로 된 제품은 파이프, 판, 봉 등 다양한 형태로 제조하여 사용되는데, 이러한 금속제품은 대부분 외기에 노출된 상태로 사용되기 때문에 습기 등의 외부여건에 따라 쉽게 변색되고, 부식되는 결점이 있어 스테인레스 스틸과 같이 재질자체로 내식성을 갖게 하거나, 금속제품의 표면에 페인팅, 도금, 수지코팅과 같이 내식성을 갖도록 피복층을 입혀 내식성을 향상시키고 있다.

그러나, 스테인레스 스틸은 가격이 고가이어서 대규모의 금속제품에는 적용하기 어려우며, 페인팅 방법의 경우에는 시공은 손쉬우나 내구성이 약하고 수명에 한계가 있기 때문에 지속적인 유지보수가 필요하다.

금속 도금법은 내구성은 양호하나 같은 금속계열이기 때문에 내식성, 내후성, 표면색상발현 효과 등에 한계가 있고, 비용 또한 비싼 결점이 있고, 수지코팅법은 부식 방지효과 등은 좋으나 피도물과의 결착성이 떨어져 쉽게 벗겨지는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위해 본원에서 발명한 것으로, 단순한 분체 열 용사 코팅으로 피도물에 단순 접착 시키는 방법이 아닌 철 또는 콘크리트 표면에 형성되어 있는 수많은 기포 기공속으로 침투코팅이 되는 원리로, 특허 제 10-1999-0044183호는 피도물에 접착제를 도포후 개질 폴리에틸렌을 열용사 코팅하는 것으로 기술되어 있으나, 이는 코팅 전 쇼트나 표면 그라인딩과 같은 전처리를 거쳐야 하는 비효율성과 열에 의한 코팅층의 변형 또는 유기성 접착제로 인한 열 탄화가 문제가 되기 때문에, 실질적 열 용사 코팅 시 상기와 같은 문제점을 지니고 있다.

또한, 특허 제10-2010-0038751호는 단순 패각 분쇄와 접착제를 이용하여 코팅하는 방법으로 이는 실질적 코팅 전 피도물에 표면 전처리를 해야하는 단점과 코팅 후 접착 탈영우려, 크랙, 자외선 노출에 의한 크랙, 탈영우려 문제 등이 제기 될 수 있는 문제가 있다.

상기와 같은 문제점을 개선하고자, 보다 효율적인 조성물질을 개발하기 위해 현재 매립되고 있는 패각을 활용하였다.

현재 우리나라에서 폐기되고 있는 각종 어패류는 전국적으로 년간 약 90만톤정도인 것으로 보고되고 있으며, 이중 약 10%는 농작물 칼슘비료, 의약품 원료, 건축자재, 화장품 원료 등으로 여러 분야에서 재활용되고 있다.

나머지 80%의 각종 패각은 여기저기 방치되거나 매립장에 매립을 하며, 단순 해양투기를 하는 경우가 일반적이다.

이에 따른 환경 피해는 상상을 초월하며 심각한 바다오염을 시키는 경우도 발생되고 있다.

우리나라에서 패각이 가장 많이 발생되는 곳은 통영, 거제 등으로 특히 통영의 굴 수협에서는 굴 패각의 폐기를 위해 정부의 보조금을 받아 매년 패각을 일부 매립하고 있는 실정이다.

따라서, 매립되어 지고 있는 패각을 활용하여 분말화 시킴으로 기존의 세라믹과 폴리에틸렌을 개질하여 아래와 같이 해결하도록 하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전국적으로 매립되어 환경오염을 일으키고 있는 패각을 수거하여 분쇄하고, 파인 세라믹과 개질 폴리에틸렌을 분말화 하여, 이를 EVA(ethylene vinyl acetate)와 PVA(poly vinyl alcohol)과, 고분자 칩과 물을 혼합하여 50μm로 조성한 후 이를 다시 100메쉬(0.149mm) 크기로 미립자화 한 후 것으로, 이를 열 용사 코팅장치를 이용하여 모든 철 구조물류와 모든 파이프에 코팅하며, 특히 방수 기타 목적에 사용하는 콘크리트에 방수 코팅하는 것에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 CPC분말을 제조하기 위해 패각을 1차적으로 냄새 및 미생물로부터 오염된 이물질을 제거하기 위한 염산 소독단계와, 상기 염산 소독단계를 거친 패각과 파인세라믹과 개질 폴리에틸렌을 분쇄하기 위해 건조시키고 소성 시키는 건조 및 소성단계와, 상기 건조 및 소성단계를 거친 패각의 2차 이물질 제거함과 파인세라믹과 개질 폴리에틸렌을 각각 분쇄하기 위해 형성되는 1차 분쇄단계와, 상기 1차 분쇄단계를 거친 패각과 파인세라믹과 개질 폴리에틸렌을 정밀하게 분쇄하기 위한 2차 정밀 진공분쇄단계와, 상기 2차 정밀 진공분쇄단계를 거친 패각 분말과 파인세라믹분말과 개질 폴리에틸렌분말이 EVA(ethylene vinyl acetate)분체와 PVA(poly vinyl alcohol)가 혼합되고, 건조되는 1차 혼합교반 및 건조단계와, 상기 1차 혼합교반 및 건조단계를 거친 CPC분말에 물이 분산되어 고분자 칩과 혼합되는 2차 혼합단계와, 상기 각 단계를 거친 CPC분말을 50μm의 입자를 100메쉬(0.149mm)로 미립자화 시키기 위한 진공 혼합단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 염산 소독단계의 패각은 CPC분말에 중량 40%가 함유되고, 소독과정은 3일 동안 반복되며, 스프레이 방식으로 염산이 분사되어 소독되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 건조 및 소성단계에서 패각을 건조시키고, 함유량이 중량 25%인 파인세라믹과, 함유량이 중량 25%인 개질 폴리에틸렌을 각각 분쇄하기 위해 소성시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 2차 정밀 진공분쇄단계의 패각과 파인세라믹과 개질 폴리에틸렌은 진공상태에서 분쇄되고, 입자크기가 50μm의 입자로 분쇄되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 1차 혼합 교반 및 건조단계의 패각 분말과 파인세라믹분말과 개질 폴리에틸렌분말은 EVA와 PVA에 의해 코팅되고, 건조되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 1차 혼합 교반 및 건조단계와 2차 혼합단계의 EVA와 PVA와 물과 고분자칩은 CPC분말의 중량 10%함유량을 첨가하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 각 단계를 거친 CPC분말을 열 용사 코팅장치의 원료로 사용함에 있어서, 100메쉬(0.149mm)의 입자가 열 용사 시 열 충격과 공기압의 차이로 인해 의해 50μm 입자로 깨져 분사되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고분자 칩은 CPC내부에 함유된 입자 간의 고리를 형성하고, 고강도로 형성시켜 자외선에 의한 크랙을 영구적으로 방지하고, 강관 류 및 콘크리트 표면에 침투 코팅되어 입자의 탈영 및 크랙을 방지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명은 내륙에 매립되거나 해양으로 투기되는 패각을 분말화하여 파인세라믹 분말과 개질 폴리에틸렌 분말을 혼합하여 열 용사 코팅장치에 사용되며, 코팅의 효율을 높이면서 매립되는 패각을 재활용하여 환경오염을 방지하고 폐기처리 비용이 절감되는 효과를 제공한다.

또한, 패각과 파인세라믹, 그리고 개질 폴리에틸렌 분말에 EVA(ethylene vinyl acetate)와 PVA(poly vinyl alcohol)과 고분자 칩과 물 등을 첨가하여 혼합한 상태에서 모든 철구조물 류 또는 모든 파이프 종류에 열 용사 방법을 이용하여 코팅 한 것으로 내식성, 내열성, 내가스성, 내화학성을 구현할 수 있어 습기 또는 부식성 가스가 존재하는 지역에 적용할 때 그 특성 및 색상이 변하지 않고 오래 유지할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, CPC에 함유된 고분자 칩은 코팅층의 표면을 한층 더 고강도로 형성시키는 역할을 해주며 이는 서로 간에 고리형성을 해주는 역할을 제공한다.

또한, 고분자 칩에 의한 고리역할은 자외선으로 인해 발생 되는 크랙을 영구적으로 방지하며, 철 또는 콘크리트 표면에 침투 코팅되어 있는 입자의 탈영 및 크랙이 발생 되지 않도록 보강시켜주는 효과를 제공한다.

또한, 금속의 표면에 발생 되는 부식층에 관계없이 용사 코팅이 가능하므로 금속의 표면의 전처리 공정을 생략하는 효과가 있으며, 이러한 장점으로 인해 본 원료를 기반으로 하여 용사 코팅 작업을 수행하여 모든 금속 구조물, 즉, 상수도관, 가스관, 도복장, 강관파일, 오일 관 등의 표면코팅과 콘크리트 구조물에도 코팅을 적용시킬 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 전처리 작업공정 생략으로 인해 현장 작업코팅이 용이하여 이동형 용사장치를 사용할 경우 지역, 구역에 관계없이 이동하면서 코팅할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명 금속 표면 및 콘크리트 표면 코팅에 사용되는 세라믹 플라스틱 세라믹스의 조성물 제조방법에 대한 블록도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해서 상세하게 설명한다.

본 발명은 도 1에서 보는 바와 같이, CPC(Ceramic Plastic Ceramics)의 조성물로써, 여러 가지 패각과 파인 세라믹과 개질 폴리에틸렌으로 구성되며, 상기 각각의 성분은 중량 패각40%, 파인 세라믹 중량 25%, 개질 폴리에틸렌 중량 25%와 기타 EVA(ethylene vinyl acetate)와 고분자칩과 물과 PVA(poly vinyl alcohol) 등 중량 10%의 성분비로 구성되어있다.

상기 성분들로 이루어진 CPC(Ceramic Plastic Ceramics)는 열 용사 코팅장치의 원료로 사용되는 것이다.

상기 열 용사 코팅장치에서 주원료인 CPC는 다음과 같이 각 단계별 제조방법으로 구성되며, 상기 제조된 CPC는 열 용사 코팅장치의 실시 예로 사용된다.

상기 CPC분말을 제조하기 위한 각각의 단계로는 도 1을 참고로 다음과 같이 구성요소를 통한 제조방법을 상세히 설명한다.

상기 도 1에서 보는 바와 같이, 염산 소독단계를 거친 패각과, 파인세라믹과, 개질 폴리에틸렌은 각각 건조 및 소성단계와 1차 분쇄단계와, 2차 정밀 진공분쇄단계와, 1차 혼합 교반 및 건조단계와, 2차 혼합단계와, 진공 혼합단계를 거쳐 CPC(Ceramic Plastic Ceramics)분말을 제조하게 되는 것이다.

상기 CPC를 제조하기 위해 염산 소독단계를 거치게 되는 패각은 CPC 원료에 중량 40%가 첨가되며, 1차적으로 패각의 이물질을 제거하기 위해 스프레이 소독단계로 이루어진다.

상기 소독과정은 3일 동안 이루어지며, 패각의 냄새 및 미생물로부터 오염된 이물질을 제거하는 것이다.

상기 염산 소독단계의 1차적 소독과정을 거친 패각 중량 40%와 CPC의 함유된 파인세라믹 중량 25%와 개질 폴리에틸렌 중량 25%를 미립자화 시키는 분쇄공정을 위해 건조 및 소성단계를 거쳐 소성된다.

상기 건조 및 소성된 패각과 파인세라믹과 개질 폴리에틸렌은 1차적 분쇄가 각각 따로 이루어지며, 패각을 1차 분쇄할 때 오염물질 제거에 있어서 2차적으로 이물질이 분리된다.

상기 1차 분쇄가 완료된 각각의 패각과, 파인세라믹과, 개질 폴리에틸렌은 2차 정밀 진공분쇄단계를 거치게 되며, 2차 정밀 분쇄가 이루어질 때, 각각의 분말 입자크기는 50μm의 입자로 분쇄된다.

상기 50μm의 입자로 형성되는 분말은 진공상태에서 정밀하게 분쇄되는 것이다.

상기 50μm의 입자로 완전한 분말로 형성된 CPC는 1차 혼합 교반 및 건조단계를 거치게 되며, 상기 2차 정밀 진공분쇄단계에서 분쇄기를 통해 50μm의 입자로 분말화 된 CPC분말의 패각 분말과, 파인세라믹분말과, 개질 폴리에틸렌분말이 EVA(ethylene vinyl acetate)분체와 PVA(poly vinyl alcohol)가 혼합되고, 건조되어 CPC분말에 함유된 패각 분말과 파인세라믹분말과 개질 폴리에틸렌분말이 EVA분체와 PVA에 의해 코팅되는 것이다.

상기 1차 혼합 교반 및 건조된 CPC분말은 2차 혼합단계를 거치게 되며, 1차 혼합된 CPC분말에 물을 분산하여 고분자 칩과 함께 혼합하게 된다.

상기 2차 혼합공정에서 고분자 칩의 역할은 코팅층의 표면을 한층더 고강도로 형성시키는 역할을 해주며, 이는 입자간의 고리를 형성해주는 것이다.

상기 고분자 칩은 자외선에 의한 크랙을 반영구적으로 방지할 수 있으며, 철 또는 콘트리트 표면에 침투 코팅되어있는 입자를 탈영 및 크랙이 발생 되지 않도록 보강시켜 주는 것으로 좀 더 상세히 설명된다.

상기 1차 혼합단계와 2차 혼합단계에서 구성되는 EVA, PVA, 고분자 칩 그리고, 물 등은 중량 10%의 비율로 CPC분말에 함유된다.

상기 1차와 2차 혼합된 CPC분말은 50μm의 입자크기를 가지고 있으며, 이를 100메쉬(0.149mm)의 입자로 미립자화 하기 위해 진공 혼합단계를 거치게 되는 것이다.

상기 진공 혼합기에서 100메쉬(0.149mm)로 미립자화 된 CPC분말은 열 용사 코팅장치의 분체통에 저장되거나 외부의 용기에 보관되게 된다.

따라서, 상기 입자크기가 100메쉬(0.149mm)인 분말을 열 용사 코팅장치의 주원료로 사용하게 되며, 열 용사 코팅 시 열 충격과 공기압의 차이에 의해 100메쉬(0.149mm)의 입자가 깨져 분사되는 것으로, 분사 공정에 의해 100메쉬(0.149mm)의 입자가 다시 50μm의 입자로 변형되어 분사되는 것이다.

이에 상기 CPC분말은 열과 함께 용사 되어 금속 표면이나 콘크리트 표면에 코팅되는 것이다.

Claims (8)

1. CPC분말을 제조하기 위해 패각을 1차적으로 냄새 및 미생물로부터 오염된 이물질을 제거하기 위한 염산 소독단계;
   상기 염산 소독단계를 거친 패각과 파인세라믹과 개질 폴리에틸렌을 분쇄하기 위해 건조시키고 소성 시키는 건조 및 소성단계;
   상기 건조 및 소성단계를 거친 패각의 2차 이물질 제거함과 파인세라믹과 개질 폴리에틸렌을 각각 분쇄하기 위해 형성되는 1차 분쇄단계;
   상기 1차 분쇄단계를 거친 패각과 파인세라믹과 개질 폴리에틸렌을 정밀하게 분쇄하기 위한 2차 정밀 진공분쇄단계;
   상기 2차 정밀 진공분쇄단계를 거친 패각 분말과 파인 세라믹 분말과 개질 폴리에틸렌분말이 EVA(ethylene vinyl acetate)분체와 PVA(poly vinyl alcohol)가 혼합되고, 건조되는 1차 혼합 교반 및 건조단계;
   상기 1차 혼합 교반 및 건조단계를 거친 CPC분말에 물이 분산되어 고분자 칩과 혼합되는 2차 혼합단계;
   상기 각 단계를 거친 CPC분말을 50μm의 입자를 100메쉬(0.149mm)로 미립자화 시키기 위한 진공 혼합단계;
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 금속 표면 및 콘크리트 표면 코팅에 사용되는 세라믹 플라스틱 세라믹스의 조성물 제조방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 염산 소독단계의 패각은 CPC분말에 중량 40%가 함유되고, 소독과정은 3일 동안 반복되며, 스프레이 방식으로 염산이 분사되어 소독되는 것을 특징으로 하는 금속 표면 및 콘크리트 표면 코팅에 사용되는 세라믹 플라스틱 세라믹스의 조성물 제조방법.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 건조 및 소성단계에서 패각을 건조시키고, 함유량이 중량 25%인 파인세라믹과, 함유량이 중량 25%인 개질 폴리에틸렌을 각각 분쇄하기 위해 소성 시키는 것을 특징으로 하는 금속 표면 및 콘크리트 표면 코팅에 사용되는 세라믹 플라스틱 세라믹스의 조성물 제조방법.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 2차 정밀 진공분쇄단계의 패각과 파인세라믹과 개질 폴리에틸렌은 진공상태에서 분쇄되고, 입자크기가 50μm의 입자로 분쇄되는 것을 특징으로 하는 금속 표면 및 콘크리트 표면 코팅에 사용되는 세라믹 플라스틱 세라믹스의 조성물 제조방법.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 1차 혼합교반 및 건조단계의 패각 분말과 파인세라믹분말과 개질 폴리에틸렌분말은 EVA와 PVA에 의해 코팅되고, 건조되는 것을 특징으로 하는 금속 표면 및 콘크리트 표면 코팅에 사용되는 세라믹 플라스틱 세라믹스의 조성물 제조방법.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 1차 혼합 교반 및 건조단계와 2차 혼합단계에서 EVA와 PVA와 물과 고분자칩은 CPC분말의 중량 10%함유량으로 첨가하는 것을 특징으로 하는 금속 표면 및 콘크리트 표면 코팅에 사용되는 세라믹 플라스틱 세라믹스의 조성물 제조방법.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 각 단계를 거친 CPC분말을 열 용사 코팅장치의 원료로 사용함에 있어서, 100메쉬(0.149mm)의 입자가 열 용사 시 열과 에어에 의해 50μm 입자로 깨져 분사되는 것을 특징으로 하는 금속 표면 및 콘크리트 표면 코팅에 사용되는 세라믹 플라스틱 세라믹스의 조성물 제조방법.
   
8. 제 1항에 있어서,
   상기 고분자 칩은 CPC내부에 함유된 입자 간의 고리를 형성하고, 고강도로 형성시켜 자외선에 의한 크랙이 발생 되는 문제를 반영구적으로 방지하고, 강관 류 및 콘크리트 표면에 침투 코팅되어 입자의 탈영 및 크랙을 방지하는 것을 특징으로 하는 금속 표면 및 콘크리트 표면 코팅에 사용되는 세라믹 플라스틱 세라믹스의 조성물 제조방법.
   
   

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