KR101109414B1 - 부식방지를 위한 주철관의 도장방법 및 부식방지도막이 피복된 주철관 - Google Patents

부식방지를 위한 주철관의 도장방법 및 부식방지도막이 피복된 주철관 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상수관 및 하수관으로 사용되는 주철관 특히, 상수관으로 사용하는 주철관의 내부 표면의 부식방지 등을 위하여 변성에폭시폴리우레아수지를 도막형성수지로 하여 상수관 및 하수관으로 사용되는 주철관의 내부를 도포하여 주철관의 내부 표면의 부식 등을 방지하는 주철관의 도장방법 및 부식방지막이 피복된 주철관의 제공을 목적으로 하는 것이다.
본 발명의 주철관 내부 표면의 도장방법은 (1). 주철관의 내부 표면을 청결 및 평활화하는 표면 평활화단계, (2) 표면 평활화단계에 후속하여 주철관의 내부 표면에 (a)알칸올아민변성에폭시수지, (b)이소시아네이트 예비중합체 및 (c)아민화합물로 조성된 변성에폭시폴리우레아수지를 일정 두께로 균일하게 분사하여 도포하는 도막형성수지 도포단계 및 (3). 주철관의 내부 표면에 도포된 상기 변성에폭시폴리우레아수지를 건조하면서 경화시키는 건조 및 경화단계를 포함하는 부식방지를 위하여 주철관의 내부 표면을 도장하는 방법으로 이루어진다.
본 발명의 부식방지를 위한 주철관의 도장방법에 의해 방식도막이 피복된 주철관은 통상적으로 에폭시수지를 방식수지로 사용하여 방식도막을 피복한 주철관에 비하여 도막의 밀착성이 향상되는 효과를 나타내며, 또 주철관의 충격 또는 주철관의 절단 시에 주철관의 내벽 또는 주철관의 절단면 부분의 도막에 크랙이 발생하여 주철관으로부터 도막이 박리되는 현상을 개선하여 내식성 및 내구성이 우수한 효과를 나타낸다.

Description

부식방지를 위한 주철관의 도장방법 및 부식방지도막이 피복된 주철관 {Coating method for Ion-Pipe and Coated Ion-Pipe}
본 발명은 상수관 및 하수관으로 사용되는 주철관의 내부 표면을 도장하는 방법에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 상수관 및 하수관으로 사용되는 주철관의 내부 표면의 부식방지 등을 위하여 합성수지를 도장하는 방법 및 합성수지가 피복된 주철관에 관한 것이다.
일반적으로 상,하수도와 같은 유체이송을 위한 이송용 관은 주로 합성수지관이나 금속재질의 강관 또는 주철관이 사용되고 있으며, 합성수지관은 부식이 되지 않고 취급이 용이하여 최근 상,하수도관으로 사용이 증가하고 있으나, 합성수지관은 주철관에 비하여 외압 및 내압에 취약하고, 또 주철관은 그 내구성 등의 이점으로 인하여 여전히 상,하수도관으로 주철관의 사용이 상당부분을 차지하고 있다.
주철관은 통상적으로 주물의 형태로 제조되기 때문에 제작과정에서 식으면서 수축되는 현상에 의해 주철관의 내부 표면에 크랙이나 핀홀 등의 발생으로 내부표면은 미세한 요철을 이루고 있으며, 이러한 주철관을 상,하수도관으로 사용할 경우 미세한 요철부분에 이물질이 부착되거나 미생물의 부착으로 스케일이 발생하고, 또 주철관 표면은 산화작용에 의해 부식하기 때문에 장시간 사용하는데 많은 문제점을 지니고 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여 주철관을 상,하수도관, 특히, 상수도관으로 사용하는 경우에 주철관의 내부표면의 요철부분을 평활화하고, 부식방지를 위하여 내부 표면을 콜탈, 시멘트몰탈, 합성수지 등 일정한 재질로 피복하여 사용하고 있다.
그러나 콜탈을 주철관 내부 표면에 피복한 상수관용 주철관은 콜탈성분이 수돗물에 용해되기 때문에 불쾌한 냄새가 발생할 뿐 아니라 수질이 오염될 수 있으며, 시멘트몰탈이 피복된 상수관용 주철관은 시멘트와 주철관의 결합력이 약하여 작은 충격에도 시멘트가 주철관 표면으로부터 박리되어 점차적으로 주철관 내부는 산화되어 부식되며, 또 시멘트는 시간이 경과됨으로써 열화되어 주철관 표면으로부터 박리되기 때문에 상수관용 주철관으로서 내구성에 문제가 있다.
근래에 상수관용 주철관의 내부표면의 부식방지를 위하여 합성수지를 이용하는 기술들이 제안되고 있으며, 예를 들면, 국내 등록특허공보 등록번호 10-0426936호에는 폴리에틸렌 분말수지를 코팅한 상, 하수도용 주철관을 개시하고 있고, 또 국내 등록특허공보 등록번호 10-0841607호에는 에폭시수지를 주요성분으로 하는 방수,방식용 도료를 사용하여 강관 또는 주철관을 보호하는 기술을 개시하고 있으며, 국내 등록특허공보 등록번호 10-0961980호에는 실리콘 폴리우레아 수지를 사용하여 흄관, 강관을 보호하는 기술을 개시하고 있다.
상기한 선행기술들은 다 같이 합성수지를 주철관의 내부표면에 피복하여 부식을 방지하는 기술이지만, 도장방법의 용이성 내지 합성수지의 물성 등에 있어서 만족할 만한 성과를 달성하지는 못하고 있다.
본 발명은 상수관 및 하수관으로 사용되는 주철관 특히, 상수관으로 사용하는 주철관의 내부 표면의 부식방지 등을 위하여 합성수지를 도장하는 방법 및 합성수지가 피복된 주철관의 제공을 목적으로 하며, 보다 구체적으로는 변성에폭시폴리우레아수지를 도막형성수지로 이용하여 상수관 및 하수관으로 사용되는 주철관의 내부표면을 도포하여 주철관의 내부 표면의 부식 등을 방지하는 주철관의 도장방법 및 부식방지도막이 피복된 주철관의 제공을 목적으로 하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 해결수단으로 본 발명의 주철관 내부표면의 도장방법은
(1). 주철관의 내부표면을 청결 및 평활화하는 표면 평활화단계,
(2). 표면 평활화단계에 후속하여 주철관의 내부표면에 (a)알칸올아민 변성에폭시수지, (b)이소시아네이트 예비중합체 및 (c)아민화합물로 조성된 변성에폭시폴리우레아수지를 도막형성수지로 하여 일정 두께로 균일하게 분사, 도포하는 도막형성수지 도포단계 및
(3). 주철관의 내부 표면에 도포된 상기 도막형성수지인 변성에폭시폴리우레아수지를 건조 및 경화시키는 경화단계를 포함하는 부식방지를 위하여 주철관의 내부표면을 도장하는 방법으로 이루어지며, 필요에 따라 상기 표면 평활화단계에 후속하여 주철관의 내부표면을 도장에 적합한 표면조도를 갖도록 연마사를 분사하여 연마하는 블라스팅단계를 추가하는 것으로 이루어진다.
또한, 본 발명의 목적달성을 위한 해결수단은 주철관의 내부표면에 도막형성수지인 변성에폭시폴리우레아수지가 피복된 주철관으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 따른 도막형성수지 도포단계에서 사용하는 변성에폭시폴리우레아수지에 대하여 구체적으로 설명하면, 변성에폭시폴리우레아수지는 (a)알칸올아민변성에폭시수지 15 ~ 20중량%, (b)이소시아네이트 예비중합체 65 ~ 70중량% 및 (c)아민화합물 10 ~ 15중량%로 조성되며 상기 조성비율의 범위를 벗어나면 주철관과의 적합한 결합강도, 피막의 피막강도, 내수성 및 내식성에 바람직하지않은 영향을 미치기 때문에 상기 조성비율의 범위를 유지하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 (a)알칸올아민변성에폭시수지는 도막의 내식성과 밀착성을 향상시키는 성분으로서, 통상적 방법인 에폭시수지에 알칸올아민의 부가반응에 의해 제조할 수 있으며, 에폭시수지는 비스페놀A와 에피클로로히드린을 축합반응시킨 축합물을 주체로 한 것이 바람직하며, 구체적인 에폭시수지로 예를 들면, 에피코트 1010, 1009, 1007, 1004, 1001(셀화학社 제품) 등의 시판하는 에폭시수지가 사용되며, 알칸올아민은 에폭시기와 부가반응할 수 있는 1급 또는 2급 아미노기를 갖는 알칸올아민에서 선택되며, 디에탄올아민이 바람직하다.
또 상기 (b)이소시아네이트 예비중합체는 폴리우레탄수지 또는 폴리우레아수지를 제조하는데 널리 이용되는 폴리올과 과량의 이소시아네이트계 화합물로부터 제조되는 예비중합체이며, 상기 알칸올아민변성에폭시와 결합되어 주철관의 외부충격을 완화시켜주는 성분으로서, 이소시아네이트계 화합물은 예를 들면, 메틸렌디이소시아네이트, 톨리렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 및 헥사메틸렌 디이소시아네이트로 이루어진 그룹에서 선택되며, 폴리올성분은 에틸렌글리콜, 프로필렌 글리콜 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 디에틸렌 글리콜 등, 디올, 트리올 또는 폴리(옥시에틸렌), 폴리(옥시프로필렌), 폴리(옥시프로필렌-옥시에틸렌) 등 VORANOLTM 상표명(다우케미칼社 제품)으로 시판되는 폴리올이 사용된다.
또한, 상기 (c)아민화합물은 (b)이소시아네이트 예비중합체와 반응하여 폴리우레아구조를 형성할 뿐 아니라 도막형성수지의 경화작용을 하는 경화제 성분으로서 지방족 디아민, 지환족 디아민 또는 방향족 고리를 갖는 디아민 화합물로부터 선택되며, 예를 들면, 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 헥사메틸렌디아민 이소포론디아민, 1,4-시클로헥산디아민, 디아미노벤젠, 2,4-디아미노톨루엔, 2,6-디아미노톨루엔, 크실릴렌디아민, 폴리에테르 디아민, 폴리에테르 트리아민 등으로부터 선택된다.
본 발명의 부식방지를 위한 주철관의 도장방법에 의해 방식도막이 피복된 주철관은 도막형성수지인 변성에폭시폴리우레아수지가 주철관과의 친화성이 개선되어 수지의 밀착성을 향상시켜 주철관과 결합강도를 개선시키는 특징이 있으므로 통상적으로 에폭시수지를 방식수지로 사용하여 방식도막을 피복한 주철관에 비하여 도막의 밀착성이 향상되어 주철관과의 결합강도를 개선하는 효과를 나타내며, 또 주철관의 충격 또는 주철관의 절단 시에 주철관의 내벽 또는 주철관의 절단면 부분의 도막에 크랙이 발생하여 주철관으로부터 도막이 박리되는 현상을 개선하여 내식성 및 내구성이 우수한 효과를 나타낸다.
아래에서 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 아래 기재에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
[주철관 도장방법에 따른 예]
먼저, 본 발명에 따른 부식방지를 위한 주철관의 도장방법을 보다 구체적으로 설명하면, (1)단계인 주철관의 내부표면의 도장방법을 수행하기 위한 표면 평활화단계를 수행하며, 표면 평활화단계는 주조에 의해 제작되는 주철관은 그 제작과정에서 냉각 및 수축에 의해 주철관의 표면은 크랙 내지 요철이 필연적으로 형성되기 때문에 이러한 요철은 도막형성수지를 균일하게 도포하는데 지장을 초래하고, 또 주철관은 수송 및 보관과정에서 그 표면에 녹이 발생하거나 유분 및 이물질이 부착되며, 이러한 녹, 유분 및 이물질 역시 주철관 표면에 도막형성수지의 결합 내지 부착을 방해하여 경화된 도막이 주철관 표면으로부터 박리되는 현상을 발생시키므로 주철관 내부표면을 통상의 연마수단으로 주철관을 회전시키면서 주철관 내부를 연마하여 주철관의 내부표면을 평활하게 함으로써 도장을 위한 최적 조건을 갖추도록 수행한다.
또 표면 평활화단계에 후속하여 상기 (2)단계인 도막형성수지 도포단계를 수행하며, 도막형성수지 도포단계는 주철관을 통상의 가열수단에 의해 30 ~ 60℃ 정도로 미리 예열하고, 고압분사 수단을 갖추고 있는 통상의 주철관 도포장치에 의해 주철관을 서서히 회전시키면서, (a)알칸올아민변성에폭시수지 15 ~ 20중량%, (b)이소시아네이트 예비중합체 65 ~ 70중량% 및 (c)아민화합물 10 ~ 15중량%로 조성되는 변성에폭시폴리우레아수지를 도막형성수지로 하여 주철관의 내부표면에 0.2 ~ 3mm 두께로 분사, 도포하고, 균일한 두께가 도포될 수 있게 수회 반복하여 도포작업을 수행한다.
상기 도막형성수지 도포단계가 완료되면, 도포된 에폭시변성폴리우레아수지를 건조 및 경화시켜 변성에폭시폴리우레아수지 방식도막이 피복된 주철관의 제작작업을 완료한다.
상기한 본 발명에 따른 방식도막이 피복된 주철관에 대한 용출시험에 따른 결과를 아래 [표 1]에 나타내었으며, 시험은 『수도용 자재 및 제품의 위생안전기준 공정시험: 2009』 및 『수질공정시험기준: 2010』으로 분석하였다.
Figure 112011041544251-pat00001
그리고 필요에 따라 표면 평활화단계에 후속하여 추가하는 상기 블라스팅단계는 표면 평활화단계에서 요철 등이 제거되고 평활화된 주철관의 내부표면으로 통상의 샌드 블라스팅장치로 고압공기에 의해 모래를 분사시켜 주철관의 내부표면을 도장에 적합한 조도를 갖도록 블라스팅 작업을 수행한다.
상기 블라스팅단계는 본 발명의 도막형성수지인 변성에폭시폴리우레아수지가 주철관의 내부표면에 보다 잘 부착 내지 밀착되도록 결합력을 향상시키는 작용을 하는 것으로서, 일정한 조도를 갖는 표면은 매끄러운 표면에 비하여 수지용액과 부착 내지 접촉되는 표면적이 증가되면서 흘러내림 현상이 개선되어, 주철관 내부표면에 도포된 수지용액이 경화될 때까지 흘러내지 않고 더욱 오래 유지될 수 있으므로 후속하는 건조 및 경화단계를 보다 유리하게 수행할 수 있다.

Claims (7)

  1. 부식방지를 위하여 주철관의 내부표면을 도장하는 방법에 있어서,
    (1). 주철관의 내부 표면을 청결 및 평활화하는 표면 평활화단계와,
    (2). 상기 표면 평활화단계에 후속하여 주철관의 내부표면에 변성에폭시폴리우레아수지를 도막형성수지로 하여 일정 두께로 균일하게 분사하여 도포하는 도막형성수지 도포단계 및
    (3). 주철관의 내부표면에 도포된 상기 변성에폭시폴리우레아수지를 건조하면서 경화시키는 건조 및 경화단계로 이루어지며,
    상기 변성에폭시폴리우레아수지가 (a)알칸올아민변성에폭시수지 15 ~ 20 중량%, (b)이소시아네이트 예비중합체 65 ~ 70중량% 및 (c)아민화합물 10 ~ 15중량%로 조성되는 것을 특징으로 하는 주철관의 내부표면을 도장하는 방법.
  2. 청구항1에 있어서, 상기 (1). 주철관의 내부 표면을 청결 및 평활화하는 표면 평활화단계 후속단계로 주철관의 내부 표면을 도장에 적합한 표면조도를 갖도록 연마사를 분사하여 연마하는 블라스팅단계를 추가하는 것을 특징으로 하는 주철관의 내부표면을 도장하는 방법.
  3. 청구항1에 있어서, 상기 도막형성수지 도포단계에서 주철관을 30 ~ 60℃로 예열하는 것을 특징으로 하는 주철관의 내부표면을 도장하는 방법.
  4. 삭제
  5. 청구항1 내지 청구항3 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 아민화합물이 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 헥사메틸렌디아민 이소포론디아민, 1,4-시클로헥산디아민, 디아미노벤젠, 2,4-디아미노톨루엔, 2,6-디아미노톨루엔, 크실릴렌디아민, 폴리에테르 디아민, 폴리에테르 트리아민 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 주철관의 내부표면을 도장하는 방법.
  6. 상기 청구항1 기재의 방법에 의해 주철관의 내부표면이 변성에폭시폴리우레아수지로 부식방지도막이 피복된 주철관.
  7. 삭제
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