KR101473860B1 - 화산석을 이용한 트래스 에폭시 도장강관 및 이의 도장방법 - Google Patents

화산석을 이용한 트래스 에폭시 도장강관 및 이의 도장방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화산석을 이용한 트래스 에폭시 도장강관 및 이의 도장방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다공질 구조의 천연 광물질인 화산석 성분이 함유되어 항균기능을 가진 무용제 에폭시 도료를 강관 등에 도포하여 우수한 방청성을 가지며 금속면에 대한 부착력 및 내식성이 매우 우수한 화산석을 이용한 트래스 에폭시 도장강관 및 이의 도장방법에 관한 것이다.

Description

화산석을 이용한 트래스 에폭시 도장강관 및 이의 도장방법{Trass epoxy coating steel pipe using volcano stone and method for coating the same}
본 발명은 화산석을 이용한 트래스 에폭시 도장강관 및 이의 도장방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다공질 구조의 천연 광물질인 화산석 성분이 함유되어 항균기능을 가진 무용제 에폭시 도료를 강관 등에 도포하여 우수한 방청성을 가지며 금속면에 대한 부착력 및 내식성이 매우 우수한 화산석을 이용한 트래스 에폭시 도장강관 및 이의 도장방법에 관한 것이다.
일반적으로 도시가스, 상,하수도나 각종 유체 수송용으로 사용되는 강관을 보면, 외면에는 폴리에틸렌 단층이나 3층의 코팅층을 형성하고, 내면에는 무기물, 에폭시, 폴리우레탄, 폴리우레아 등을 주요 성분으로 하는 코팅층을 형성하여 녹이 발생되거나 외부의 충격으로 부터 제품에 손상이 가는 것을 방지하고 있다.
강관의 내부나 외부에 코팅되는 도료는 높은 압력과 열, 화학반응 등이 작용하므로 내수성, 내식성, 내구성, 내굴곡성, 내충격성, 내마모성, 내약품성 등의 특성을 만족하여야 하며, 나아가 음용수 기준에도 부합되어야 하는데, 무기물과 에폭시수지를 이용하는 코팅공법의 경우에는 경화속도가 느리고 사람이 직접 작업을 해야 되는 단점이 있을 뿐만 아니라, 내구성, 내충격성 및 내한성이 떨어져 도막의 크랙 발생이 우려되며, 이러한 크랙 발생에 의해 배관 내부 막힘 현상이 발생할 가능성도 있다.
또한, 에폭시수지만을 사용하는 코팅공법의 경우는 경화가 느리기 때문에 열을 가하는 작업도 필요하며, 또한 내부 코팅용 도료 중에 포함된 비스페놀A 등이 잔존하여 인체에 치명적인 영향을 줄 수 있다. 그리고 내충격성, 내굴곡성이 취약하여 충격에 의한 손상이나 굴곡부위에서의 부분 박리가 일어날 가능성이 높다.
한편, 폴리우레탄을 사용하는 코팅공법의 경우는 도료의 접착력이 양호한 편이나, 경화속도가 대체적으로 느리고 습도에 민감하여 도막이 발포될 가능성이 있으며, 반면에, 폴리우레아를 사용하는 코팅공법의 경우는 습도에는 안정적이나, 경화속도가 너무 빨라 소재와의 기밀성, 접착력이 떨어지고, 체질 안료(탄산칼슘, 황산바륨, 실리카 등)를 사용하지 않아 비중이 낮으며, 고온, 고압의 조건에서 분사되어 도포할 경우 분진이 많이 발생한다.
이에 따라, 강관의 내부와 외부 코팅에 적합한 도료의 개발이 꾸준히 요구되고 있으나, 현재 우리나라의 배관상태는 선진국에 비해 매우 낙후된 실정이며, 특히, 상수도관의 내부 코팅용 도료는 내구성, 내수성, 내식성, 내약품성, 접착력 및 내마모성의 특성이 좋지 않을 뿐만 아니라 균일한 도막을 형성하기 어려운 문제가 있다.
특히 최근 환경문제가 심각하게 대두됨에 따라 강관산업에서 항균에 대한 많은 연구가 진행되고 있는 추세에 있다.
그러나 종래의 항균 코팅 제조는 불소계 수지 및 에멀젼 수지 등 사용 용도에 따라 다양한 종류가 있으나, 이들 수지는 도료 적용시 내수성, 방식성, 항균성 등의 물성이 크게 떨어지는 문제점이 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위한 기술의 일예가 하기 문헌 1에 개시되어 있다.
하기 특허문헌 1에는 강관의 표면에 에폭시 코팅층, 폴리에틸렌 접착층 및 폴리에틸렌 수지층을 순차적으로 코팅하는 단계; 및 (Ⅱ)상기 강관의 내면에 은 나노가 함유된 액상 에폭시 조성물을 코팅하는 단계;를 포함하되, 상기 (Ⅰ)단계는, 에어건 내부의 가열기 열선으로 에폭시, 폴리에틸렌 접착제 및 폴리에틸렌 수지제 분말을 용융시킴과 동시에 강관의 표면에 분사하고, 상기 (Ⅱ)단계는, 에어건에 의해 은 나노가 함유된 액상 에폭시 조성물을 강관의 내면에 분사하는 것으로 구성되는 은나도 에폭시 피복 강관에 대해 개시되어 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 기술은 조성물 내에서 균일하게 분산되지 못하고 뭉침현상이 발생하여 도장된 도료층에 은나노가 균일하게 분포하지 못하고 편중되어 분포하기 때문에 분말 은나노에 의한 항균 및 살균 효과가 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, 도장 건조시간이 일반 도료에 비하여 장시간 소요되고 동절기의 경우에는 건조시간이 더욱 길어지는 문제로 인한 물리 화학적 특성에 의해 시공성이 낮으며, 특히 분말 은나노를 포함하는 에폭시 도료 조성물의 최소억제농도(Minimal Inhibitory Concentration) 또한 높게 나오는 문제점이 있음에도 불구하고 마땅한 대체 도장재료와 기술이 개발되지 않은 까닭에 현재도 수도용으로 사용되고 있다.
대한민국 특허등록공보 제10-0986147호(2010.10.01 등록)
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다공질 구조의 천연 광물질인 화산석 성분이 함유되어 항균기능을 가진 무용제 에폭시 도료를 강관 등에 도포하여 우수한 방청성을 가지며 금속면에 대한 부착력 및 내식성이 매우 우수한 화산석을 이용한 트래스 에폭시 도장강관 및 이의 도장방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 음극박리성능이 우수하고 에어레스 스프레이 도장이 가능하며 비스페놀 A 성분이 용출되지 않으므로 위생안전기준에 부합할 뿐만 아니라, 수질관련 분야에서도 안정성이 우수한 화산석을 이용한 트래스 에폭시 도장강관 및 이의 도장방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 화산석을 이용한 트래스 에폭시 도장강관의 도장방법은 강관의 외면에 분말 에폭시, 개질 폴리에틸렌 분말 및 폴리에틸렌 분말을 순차적으로 코팅하는 단계; 상기 강관의 외면 및 내면에 형성된 용접 비드부의 돌기를 그라인딩 처리하여 제거하는 단계; 상기 강관의 외면 및 내면에 있는 이물질을 블라스팅으로 제거하는 단계; 상기 강관의 내면에 트래스 에폭시 도료 조성물을 코팅하는 단계를 포함하며;
상기 트래스 에폭시 도료 조성물은 비스페놀-F 에폭시 수지 20~40 중량부, 방해석 20~30 중량부, 화산석 3~10 중량부, 활석 10~20 중량부, 경화제 1~20 중량부를 포함하고;
상기 트래스 에폭시 도료 조성물 100 중량부에 대하여 이산화티탄 1~10 중량부를 더 포함하고;
상기 트래스 에폭시 도료 조성물 100 중량부에 대하여 친유기성 점토 1~5 중량부를 더 포함하며, 상기 친유기성 점토는 비스 다이메틸, 벤토나이트 중에서 선택된 어느 하나 또는 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 경화제는 아이소포론 디아민 1~10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
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또한, 상기 경화제는 폴리아마이드 1~10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 경화제는 지방산, 톨 기름, 테트라에일렌펜타민과의 반응 생성물 중에서 선택된 어느 하나 또는 하나 이상이 5~15중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 화산석을 이용한 트래스 에폭시 도장강관 및 이의 도장방법은, 항균기능을 가진 무용제 에폭시 도료를 강관 등에 도포함으로써, 우수한 방청성을 가지며 금속면에 대한 부착력 및 내식성이 매우 우수하다는 효과가 있다.
또한, 음극박리성능이 우수하고 에어레스 스프레이 도장이 가능하며 비스페놀 A 성분이 용출되지 않으므로 위생안전기준에 부합할 뿐만 아니라, 수질관련 분야에서도 안정성이 우수하다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 화산석을 이용한 트래스 에폭시 도장강관의 접착력 등의 시험을 보여주기 위한 시험성적서.
도 2는 본 발명에 따른 화산석을 이용한 트래스 에폭시 도장강관의 물성 시험을 보여주기 위한 시험성적서.
도 3은 본 발명에 따른 화산석을 이용한 트래스 에폭시 도장강관의 급성독성시험을 보여주기 위한 시험성적서.
도 4는 도 3에 따른 화산석을 이용한 트래스 에폭시 도장강관의 급성독성시험을 보여주기 위한 최종보고서.
도 5는 본 발명에 따른 화산석을 이용한 트래스 에폭시 도장강관의 비스페놀 A 검출여부 시험을 보여주기 위한 시험성적서.
도 6은 본 발명에 따른 화산석을 이용한 트래스 에폭시 도장강관의 원적외선 시험을 보여주기 위한 시험성적서.
도 7 내지 도 10은 본 발명에 따른 화산석을 이용한 트래스 에폭시 도장강관의 항균시험을 보여주기 위한 시험성적서.
도 11 내지 도 16은 본 발명에 따른 화산석을 이용한 트래스 에폭시 도장강관의 위해물질 검출여부 시험을 보여주기 위한 시험성적서.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화산석을 이용한 트래스 에폭시 도장강관의 도장방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
강관의 외면에 분말 에폭시, 개질 폴리에틸렌 분말 및 폴리에틸렌 분말을 순차적으로 코팅하는 단계에서는, 강관의 외측에 설치된 코팅장치에 의해 강관의 외면을 코팅하도록 한다.
상기 강관의 외면 및 내면에 형성된 용접 비드부의 돌기를 그라인딩 처리하여 제거하는 단계에서는, 강관의 내면에 형성된 용접 비드부는 도장하는데 있어 걸림돌이 되므로 블라스팅 작업 전에 그라인더 등으로 매끈하게 다듬질을 한다.
상기 강관의 외면 및 내면에 있는 이물질을 블라스팅으로 제거하는 단계에서는, 강관을 도장하기 이전에 도장할 내면에 부착된 밀 스케일과 녹 기타 이물질을 제거하기 위해 블라스팅 설비에 의해 블라스팅 작업이 이루어진다.
블라스팅 후의 상태는 회백색의 금속 표면이 나타나야 하며 도료가 충분한 접착력을 갖도록 표면에 요철을 주는 것이 바람직하다.
상기 강관의 내면에 트래스 에폭시 도료 조성물을 코팅하는 단계에서는, 에어리스 스프레이, 에어스프레이, 롤러, 브러쉬 등의 방법으로 도장을 하게 된다.
특히, 도료는 2액형의 반응형 도료이므로 지정된 배합 비율대로 주제와 경화제를 계량하여 교반기 등을 사용하여 충분히 혼합해야 하며, 도료의 가사시간은 상온(20℃)에서 약 30분 정도이다.
또한, 피도면의 결로방지를 위하여 이슬점 이하일 경우 적외선, 열풍 등을 이용하여 대기온도와 비슷한 온도로 조절하며, 대기온도 5℃ 이하이거나 상대습도 85% 이상일 경우에는 도장을 금한다.
또한, 스프레이 작업성을 좋게하기 위하여 도료온도를 20~30℃ 정도로 조절하는 것이 바람직하며, 도료를 혼합한 후 숙성시간은 20분 정도로 한다.
또한, 생산성, 균일한 도막두께 등을 좋게하기 위하여 자동 에어레스 스프레이 도장기를 사용하는 것이 바람직하며, 도장은 이물의 혼입, 도장얼룩, 핀홀, 흐름 미도장 부위등이 없이 균일하게 도장하도록 한다. 도장기의 조건 압력(180~240kgf/cm2 ) Nozzle Tip : (0.27~0.31inch) 소지면과의 거리 : 40~60cm 유지하여 도장한다.
도막두께가 부족하여 재도장하는 경우에는 도막에 응축된 수분 등을 완전히 제거한 후 도장하고, 도막을 지촉건조 시간까지의 사이에 티끌, 먼지, 수분 등이 묻지 않도록 해야 한다. 그 후의 경화과정에서도 도막을 손상하지 않도록 주의한다.
건조 도막두께가 400μm 이상되게 하려면 습도막 두께는 약 650μm 정도로 하는 것이 바람직하다.
도포량(g/㎡) 700 750 800 850 900
건조도막두께(㎛) 393 421 445 477 505
습도막두께
(㎛)		 539 577 610 654 692
다음은, 본 발명에 따른 화산석을 이용한 트래스 에폭시 도장강관에 사용되는 트래스 에폭시 도료 조성물에 대해 설명하기로 한다.
상기 트래스 에폭시 도료 조성물은 비스페놀-F 에폭시 수지 20~40 중량부, 방해석 20~30 중량부, 화산석 3~10 중량부, 활석 10~20 중량부, 경화제 1~20 중량부를 포함하고, 상기 트래스 에폭시 도료 조성물 100 중량부에 대하여 이산화티탄 1~10 중량부를 더 포함하고, 상기 트래스 에폭시 도료 조성물 100 중량부에 대하여 친유기성 점토 1~5 중량부를 더 포함하며, 상기 친유기성 점토는 비스 다이메틸, 벤토나이트 중에서 선택된 어느 하나 또는 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 트래스 에폭시 도료 조성물에 사용되는 비스페놀-F 에폭시 수지는 디페닐로메탄(diphenylomethane)과 에피클로로히드린(epichlorohydrin)과의 축합 반응에 의해 생산되는 디글리시딜 에테르(diglycidyl ether)형 에폭시 수지이다.
이러한 비스페놀-F 에폭시 수지는 비스페놀-A의 분자가운데 메틸기(-CH3) 대신에 수소(H)가 있는 수지로, 비스페놀-A에 비해 저점도이고 다른 수지와의 상용성이 우수하며, 기계적, 화학적 내성 또한 우수하다.
또한, 환경호르몬으로 인한 뇌기능 저하, 유방암등의 부작용의 유해성이 많이 거론되어 사용이 규제되고 있는 비스페놀-A의 단점을 개선한 것이 특징이다.
비스페놀-F 에폭시 수지는 20~40 중량부로 함유되는 것이 바람직하며, 20 중량부 미만이면 상대적인 안료함량의 증가로 인해 도막의 가교밀도가 저하되고 약품성 등의 도막 물성이 떨어지며, 40 중량부를 초과할 경우 도료의 흐름성 문제로 인해 적절한 도막두께 확보가 어려워 도장 작업성이 저하되며 도막 외관 불량의 문제점이 발생된다.
안료로 사용되는 방해석(Calcite)은 돌로마이트에 비하여 백색도가 우수하며, 고온(약 600℃)과 자외선에 의한 고유 색상의 변화가 없어서 은폐력과 백색도가 향상되고 내자외선성과 내변색성을 우수하게 만드는 효과가 있다.
탄산칼슘을 주성분으로 하는 방해석은, 유리와 같은 광택이 나고 무색투명한 광물로서 삼방정계에 속하고 석회암으로서 퇴적암을 구성하며, 온천 침전물에서도 나온다.
상기 방해석은 탄산칼슘이 그 화학조성이고 석회석은 주로 방해석으로 이루어지며, 방해석의 순수한 것은 투명하나 불순물이 포함되면 여러 가지 색깔을 띠고 망치로 가볍게 두들기면 능면체의 벽개편으로 깨진다. 또한 방해석은 복굴절이 생기고 편광도 생기므로 광학용으로 중요한 광물이다.
방해석은 20~30 중량부로 함유되는 것이 바람직하며, 20 중량부 미만이면 자외선에 의한 고유 색상의 변화가 생겨 은폐력과 백색도가 저하되며, 30 중량부를 초과할 경우 선명도가 저하되는 문제점이 발생된다.
충진제인 화산석은 미세한 공을 무수히 많이 갖고 있는 다공질 구조의 천연 광물질로서 섬유장 형태의 미세한 공은 공기 중의 유해물질, 악취 등을 흡착 제거하고 항균기능이 뛰어나다.
화산석은 3~10 중량부로 함유되는 것이 바람직하며, 3 중량부 미만이면 항균 및 항 곰팡이 기능이 저하되는 문제점이 있으며, 10 중량부를 초과할 경우 도료의 도포 시 점착성이 저하되는 문제점이 있다.
또 다른 충진제인 활석은 규산염이 주성분이며 가장 무르고 매끄러운 광물. 광택이 있으며 흰색, 회색, 엷은 녹색을 띤다. 전기 절연제, 종이 가공, 도자기 원료 등으로 쓰이며, 도료에는 충진제의 역할로 사용되는데 도료 중에 사용되면 도막의 팽창, 수축에 의해 갈라지거나 안료의 침강을 방지하는 역할을 한다. 활석은 10~20 중량부로 함유되는 것이 바람직하며, 10 중량부 미만이면 접착성이 떨어지는 한편 도막의 강도가 약해져 내구성이 저하되는 문제점이 있으며, 20 중량부를 초과할 경우 도막의 강도는 강하지만 표면이 매끄럽지 못한 문제점이 있다.
한편, 본 발명에 따른 화산석을 이용한 강관용 트래스 에폭시 도료 조성물은 경화제 1~20 중량부를 포함하게 되는데, 상기 경화제로는 아이소포론 디아민 1~10 중량부, 폴리아마이드 1~10 중량부를 포함할 수 있으며, 그 밖에도 지방산, 톨 기름, 테트라에일렌펜타민과의 반응 생성물 중에서 선택된 어느 하나 또는 하나 이상이 5~15중량부를 포함하게 된다.
상기 아이소포론 디아민은 에폭시 도료의 경화제로서, 변성 지환족 아민으로서 저점도로 구성되어 있어 작업성 향상을 위해 사용된다. 특히 에폭시 수지와 반응하여 광택이 우수한 도막을 형성하여 광택 안정성이 우수하고 산, 알카리와 같은 화학성분에 강하여 내화학성을 요하는 곳에 많이 적용되며 물리적, 기계적 성능 우수한 특징을 갖는다.
아이소포론 디아민은 1 중량부 미만이면 도막이 너무 얇게 형성되어 광택 안정성이 저하되는 문제점이 있으며, 10 중량부를 초과할 경우 도막의 강도는 강하지만 표면이 매끄럽지 못한 문제점이 있다.
상기 폴리아마이드는 에폭시 도료의 경화제로서, 에폭시 수지와 반응하여 부착성능이 우수하여 구조물을 장기간 보호 할 수 있어 내구수명을 향상시켜 주고, 내수성이 우수하여 물과 접하는 시설에 적용하여 높은 방수, 방식 효과를 얻을 수 있으며, 유연성을 증대시켜 도료 도막의 깨짐 현상을 개선하는 역할을 한다.
상기 폴리아마이드는 1 중량부 미만이면 경화 시간이 현저히 늦고 부착성이 떨어져 내구성이 저하되는 문제점이 있으며, 10 중량부를 초과할 경우 가사 시간이 불량하여 작업성에 문제가 있고 도막의 경도 및 부착성이 저하되는 문제점이 있다.
지방산, 톨 기름, 테트라에일렌펜타민과의 반응 생성물들은 에폭시 도료의 경화제로서, 고고형분 무용제 도료에 적용되며 에폭시 수지와 반응하여 강인한 도막을 형성하여 도료의 부착성능을 증가시켜 구조물의 내구성능을 향상시키고, 내수성이 우수하여 물과 접하는 시설에 적용하여 높은 방수, 방식 효과를 얻을 수 있으며, 도료의 도막에 유연성을 증대시켜 도료 도막의 깨어짐 현상을 개선하는 역할을 한다.
이밖에 이산화티탄은 공기 가운데에서 티탄이나 티탄산에 높은 열을 가하면 생기는 무색가루. 금속티탄의 원료로서, 화학식은 TiO2이다.
TIO2(이산화티타늄)는 대표적인 백색안료로서 플라스틱, 도료, 고무, 제지 등에 사용되면서 실생활에 널리 적용되는 중요한 무기화합물로써 Anatase type과 Rutile type으로 나눈다. 백색안료 중 최고 높은 굴절율을 가지고 정확한 입도와 분산성을 가지고 있으므로, 은폐력, 착색력이 우수하고 화학적으로나 물리적으로 매우 안정된 물질로서 안료용으로 사용되는 것은 물론, 화학섬유의 광택제거 및 내마모성 향상제로도 사용이 된다.
이산화티탄은 석회 도료 조성물의 백색의 특성을 향상시키기 위하여 상기 트래스 에폭시 도료 조성물 100 중량부에 대하여 1~10 중량부로 함유되는 것이 바람직하다. 1 중량부 미만이면 은폐력이 떨어지는 문제점이 있으며, 10 중량부를 초과할 경우 은폐력이 높아져 페이스트 상태를 유지하지 못하는 문제점이 있다.
친유기성 점토는 흙의 한가지로, 암석이나 광물의 풍화와 분해 또는 변성작용에 의하여 생긴 아주 미세한 입자의 집합체로서 알갱이 지름이 0.005mm 또는 0.002mm 이하인 것으로 젖어 있고 흡착성, 가소성, 점성이 있으며, 도료에는 침강방지와 도료 흘러내림 방지를 위해 사용된다.
친유기성 점토는 상기 트래스 에폭시 도료 조성물 100 중량부에 대하여 1~5 중량부로 함유되는 것이 바람직하며, 상기 친유기성 점토는 비스 다이메틸, 벤토나이트 중에서 선택된 어느 하나 또는 하나 이상을 포함한다.
이하, 본 발명을 다음의 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
실시예 : 화산석을 이용한 트래스 에폭시 도료 조성물 제조
비스페놀-F 에폭시 수지 30 중량부, 방해석 25 중량부, 화산석 6 중량부, 활석 15 중량부, 이산화티탄 5 중량부, 친유기성 점토 3 중량부, 아이소포론 디아민 5 중량부, 폴리아마이드 5 중량, 지방산 10 중량부를 혼합 교반하여 트래스 에폭시 도료 조성물을 제조하였다.
상기 실시예에 의하여 제조된 트래스 에폭시 도료 조성물을 적용하여 제조한 시편인 도장강관을 한국화학융합시험연구원에 의뢰하여 접착력, 굽힘시험, 충격시험, 내습성,급성독성시험(경구), 비스페놀 A 용출, 원적외선, 항균 및 위해물질 검출여부를 측정한 결과를 다음과 같이 나타내었다.
실험예 1 : 접착력 및 음극박리 후 최대반지름 확인
ANSI/AWWA C222-99에 의한 시험방법에 의해 접착력 17 MPa, 음극박리 후 최대반지름 3.6mm의 시험결과를 얻었으며, 도 1에 첨부된 접착력 및 음극박리 후 최대반지름 확인 시험성적서를 통해 알 수 있다.
실험예 2 : 굽힘시험, 충격시험, 접착성, 내습성 등 확인
KS D 8502 : 2010에 의한 시험방법에 의해 겉모양, 굽힘시험, 충격시험(직,간접), 접착성, 저온고온반복시험, 염수분무시험, 내습성 모두 "이상없음" 이라는 시험결과를 얻었으며, 도 2에 첨부된 굽힘시험, 충격시험 등의 시험성적서를 통해 알 수 있다.
실험예 3 : 급성독성시험(경구) 확인
식품의약품안전처 고시 제2014-6호에 의한 시험방법에 의해 도장강관의 용출물에 대한 개략의 치사량은 암수 모두 20mL/kg B.W. 이상으로 사료된다는 시험결과를 얻었으며, 도 3에 첨부된 급성독성시험 시험성적서를 통해 알 수 있다.
이를 뒷받침하기 위한 실험의 일예로서, Rat에 대한 시료 강관의 단회 경구투여 독성시험(TBN-0006)을 식품의약품안전처 고시 제2014-6호(2014-01-29) "의약품 등의 독성시험기준" 에 준하여 한국화학융합시험연구원 헬스케어연구소에서 실시하였다.(도 4 참조)
1.1 시험물질명 : 화산석을 이용한 트래스 에폭시 도장강관
대조물질 : 멸균생리식염수(대한약품공업)
1.2 시험물질 조제
시험물질 4g/20mL 기준으로 멸균생리식염수를 넣어 밀봉한 후 60℃에서 24시간동안 용출하고, 실온이 될 때까지 방치하여 이 용출물을 시험물질로 사용하였다. 용출물은 용출 후 바로(2시간 이내) 사용하였다.
1.3 시험물질 분석
시험의뢰자와 협의하여 시험물질 및 투여액의 농도, 안정성 및 균질성에 대한 분석은 별도로 시행하지 않았다.
1.4 시험계
계통 및 종 : Crl:CD(SD)-Rat(쥐)
공급원 : (주)오리엔트 바이오
투여시 성별 및 동물수 : 수컷 10마리/암컷 10마리
투여시 동물 주령 및 체중범위 : 6주령, 수컷 143.6g~180.0g/암컷 115.7g~137.7g
1.5 사육환경
본 시험의 환경은 온도(22±3)℃, 상대습도(50±20)%, 환기횟수(10~20)회/h, 조명주기 12시간, 조도(150~300)Lux의 사육환경으로 설정된 동물사육실에서 사료와 음수를 급여하여 사육하였으며, 순화 및 실험기간 동안 격리 사육하였다.
실험기간 중 동물실의 온습도는 자동 온습도 측정기에 의하여 매 30분마다 측정되며, 조도 등의 환경조건은 정기적으로 측정되었다. 동물실의 환경 측정 결과, 실험에 영향을 미칠 것으로 판단되는 변동은 없었다.
1.6 시험군의 구성
시험군 시험물질 성 동물번호 투여액량(mL/kg B.W.)
1군 멸균생리식염수
(대조군)		 수컷 1101~1105 20
암컷 2101~2105
2군 시료 강관
(저용량)		 수컷 1201~1205 20
암컷 2201~2205
1.7 시험물질의 투여
시험물질인 도장강관 경구 투여 시 나타나는 독성증상을 알아보기 위하여 경구 경로를 선택하였으며, 투여 전 날 절식시킨 실험동물에 조제된 시험물질을 경구 투여용 주사기를 이용하여 위내에 1회 강제 투입하였다. 투여 후 4시간 뒤에 사료를 공급하였다.
1.8 관찰항목
전 동물에 대하여 매일 1회 이상 증상관찰을 실시하였고, 일반 증상관찰은 투여 후 14일까지 실시하였다.
체중은 군 분리 시 시험물질투여 개시 직전, 투여 개시 후 7일 및 14일째에 측정하였다.
투여 후 14일째 모든 생존동물의 외관검사를 실시한 후 부검하여 육안으로 장기를 검사하였다.
1.9 통계처리
본 시험에서는 체중데이터에 대한 분산의 동질성을 비교하기 위하여 SPSS 통계프로그램을 이용하여 F검정을 실시하였고, 분산의 동질성이 인정되어 Student t test를 실시하였다. 모든 통계분석은 SPSS 통계프로그램을 이용하여 수행하였다.
2. 결과
실험결과, 시험물질 투여에 의한 사망동물 및 어떠한 증상도 관찰되지 않았다.
생존동물에 대한 체중측정 결과, 대조군과 시험군 간 체중 증체량의 유의적인 차이는 인정되지 않았다.
모든 개체의 주요장기에 대한 육안적 관찰 결과, 시험물질 투여와 관련된 이상 소견이 관찰된 동물은 없었다.
실험예 4 : 비스페놀 A 검출 확인
KS M 0033 : 2008에 의한 시험방법에 의해 비스페놀 A가 "검출안됨" 이라는 시험결과를 얻었으며, 도 5에 첨부된 비스페놀 A 시험성적서를 통해 알 수 있다.
실험예 5 : 원적외선 방사 확인
KCL-FIR-1005 : 2011에 의한 시험방법에 의해 원적외선 방사율 0.901, 원적외선 방사에너지 3.63×102 W/m2 이라는 시험결과를 얻었으며, 도 6에 첨부된 원적외선 방사율 및 원적외선 방사에너지 시험성적서를 통해 알 수 있다.
실험예 6 : 항균시험 확인
KCL-FIR-1003 : 2011에 의한 시험방법에 의해 대장균에 의한 항균시험 및 살모넬라균에 의한 항균시험을 각각 측정하였으며, 도 7 내지 도 10에 첨부된 항균시험 시험성적서를 통해 알 수 있다.
항균시험을 위해 사용된 접종균 세균농도(CFU/mL) : 3.1×105 의 대장균(Escherichia coli ATCC 8739)과, 세균농도(CFU/mL) 3.0×105 의 살모넬라(Salmonella typhimurium IFO 14193)이며, 이들의 생육에 따른 세균감소율을 측정하였다.
도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 대장균과 살모넬라 배양 24 시간 후 초기와 비교하여 세균감소율이 99.9 %로 나타났다.
실험예 7 : 각종 위해물질 검출 확인
수도용 자재 및 제품의 위생안전기준 공정시험방법 : 2009(환경부고시 제2009-184호)에 의한 시험방법에 의해 각종 위해물질 검출여부를 측정하였으며, 도 11 내지 도 16에 첨부된 시험성적서를 통해 알 수 있다.
시험항목 Cd, Hg, Se, Pb, As, Cr, 시안, 질산성질소 및 아질산성질소, F, 사염화탄소, 1,2-디클로로에탄, 1,1-디클로로에틸렌, 1,1,2-트리클로로에탄, 트리클로로에틸렌, 벤젠 등이 불검출되었고, Zn은 0.001mg/L 검출되었으며,
Fe, Cu, Na, Mn, CI 등이 불검출되었고, 증발잔류물은 2mg/L 검출되었으며,
음이온계면활성제, 1,1,1-트리클로로에탄, 페놀류 등이 불검출되었고, 과망간산칼륨소비량은 0.3mg/L 검출되었으며,
맛, 냄새는 "이상없음" 이라는 시험결과를 얻었고, 디클로로메탄, 시스-1,2-디클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌 등이 불검출되었으며,
색도 0.1이하, 탁도 0.02이하, 잔류염소의 감량 0.0mg/L 라는 시험결과를 얻었고, 에피클로로히드린, 2,4-톨루엔디아민, 2,6-톨루엔디아민, 포름알데히드, 아세트산비닐, 스티렌, 1,2-부타디엔, 1,3-부타디엔, N,N-디메틸아닐린 등이 불검출되었다. 라는 시험결과를 얻었다.
상기의 시험결과와 같이, 본 발명에 따른 화산석을 이용한 트래스 에폭시 도장강관은 항균기능을 가진 무용제 에폭시 도료를 강관 등에 도포함으로써 우수한 방청성을 가지며 금속면에 대한 부착력 및 내식성이 매우 우수하다. 또한, 음극박리성능이 우수하고 에어레스 스프레이 도장이 가능하며 비스페놀 A 성분이 용출되지 않으므로 위생안전기준에 부합할 뿐만 아니라, 수질관련 분야에서도 안정성이 우수하다는 것을 확인할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

Claims (8)

  1. 강관의 외면에 분말 에폭시, 개질 폴리에틸렌 분말 및 폴리에틸렌 분말을 순차적으로 코팅하는 단계;
    상기 강관의 외면 및 내면에 형성된 용접 비드부의 돌기를 그라인딩 처리하여 제거하는 단계;
    상기 강관의 외면 및 내면에 있는 이물질을 블라스팅으로 제거하는 단계;
    상기 강관의 내면에 트래스 에폭시 도료 조성물을 코팅하는 단계를 포함하며;
    상기 트래스 에폭시 도료 조성물은 비스페놀-F 에폭시 수지 20~40 중량부, 방해석 20~30 중량부, 화산석 3~10 중량부, 활석 10~20 중량부, 경화제 1~20 중량부를 포함하고;
    상기 트래스 에폭시 도료 조성물 100 중량부에 대하여 이산화티탄 1~10 중량부를 더 포함하고;
    상기 트래스 에폭시 도료 조성물 100 중량부에 대하여 친유기성 점토 1~5 중량부를 더 포함하며, 상기 친유기성 점토는 비스 다이메틸, 벤토나이트 중에서 선택된 어느 하나 또는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 화산석을 이용한 트래스 에폭시 도장강관의 도장방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 경화제는 아이소포론 디아민 1~10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화산석을 이용한 트래스 에폭시 도장강관의 도장방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 경화제는 폴리아마이드 1~10 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화산석을 이용한 트래스 에폭시 도장강관의 도장방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 경화제는 지방산, 톨 기름, 테트라에일렌펜타민과의 반응 생성물 중에서 선택된 어느 하나 또는 하나 이상이 5~15중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화산석을 이용한 트래스 에폭시 도장강관의 도장방법.
  8. 제1항, 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항의 화산석을 이용한 트래스 에폭시 도장강관의 도장방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 화산석을 이용한 트래스 에폭시 도장강관.
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