KR101862504B1 - 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관의 제조방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는 액상에폭시 도복장 강관의 제조방법에 있어서, 상기 강관을 표면처리하는 단계; 표면처리된 상기 강관을 예열하는 단계; 예열된 상기 강관의 외면에 PE 코팅층을 형성하는 단계; 냉각단계; 및 상기 강관의 내면에 겔라이트 에폭시 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하여, 강관 내면에 구비되는 겔라이트 에폭시 코팅층은 게르마늄을 함유하게 됨으로써, 우수한 내식성, 내습성, 접착성, 강도를 유지하면서, 일반강관대비 항균작용과 다량의 음이온과 원적외선을 방출하며, 원적외선 방사율이 증가되어 열전도 효율을 증대시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관의 제조방법에 관한 것이다.

Description

게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관의 제조방법{Method for manufacturing Pipe coated liquid Epoxy containing Germanium}

본 발명은 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관의 제조방법에 대한 것이다.

일반적으로 가스배관 및 수도용 배관 등 각종 유체 수송용으로 사용되는 강관은 내외부에 각각의 코팅층을 형성하여 녹이 발생되거나 외부의 충격으로 부터 제품에 손상이 가는 것을 방지하고 있다. 이때, 강관의 코팅층에 사용되는 도료는 액상의 수지 또는 수지 분말을 사용하게 된다.

특히, 상수도용 강관의 경우 강관 내부를 흐르는 수돗물의 수질은 국민 건강에 직접적인 영향이 있으므로 국내는 물론 해외 모두 일정 품질 기준 이상의 도장 재료와 도장 기술을 만족하도록 규정하고 있다. 우리나라의 경우 상수도용 강관의 대부분을 차지하는 '상수도용 도복장 강관'에 대한 국가 규격에서는 내면 도장재료를 '액상 에폭시' 단일 품목만 규정하고 있는데, 동 재료는 도막의 접착력이 약해 도막이 박리되는 사례가 있고 벤젠과 톨루엔 같은 성분이 함유된 용제를 사용하므로 용출 우려 등이 있음에도 불구하고 마땅한 대체 도장재료와 기술이 개발되지 않은 까닭에 현재도 수도용으로 사용되고 있다.

강관에 대한 코팅제의 결합은 결합표면의 거친 정도나 코팅제의 가소성 변형 등에 대한 다양한 변수가 있기 때문에 단순히 물리적 부착이나 화학적 부착에 의해 코팅제의 부착성과 내구성을 다 설명하기는 어렵지만, 종래에는 국내의 상수도관이나 하수도관의 부식을 방지하고 오염을 방지하기 위하여 에폭시수지를 이용한 피막으로 많이 처리되어 왔다.

따라서, 에폭시수지만을 사용하는 코팅공법의 경우는 경화가 느리기 때문에 열을 가하는 작업도 필요하며, 또한 내부 코팅용 도료 중에 포함된 비스페놀 A 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 있다.

이러한 문제를 해결하기 위한 기술의 일예가 하기 문헌 1에 개시되어 있다.

하기 특허문헌 1에는 소정의 폭을 갖는 금속판을 공급하여 금속 강관을 제조하는 제관 및 조관 과정; 상기 제관 및 조관 과정에서 생산된 금속 강관을 쇼트블라스팅 장치에 공급하여 금속 강관의 표면과 내경을 전처리하는 제청과정; 상기 금속 강관의 내경과 표면 또는 내경에 침투성의 방향족 이소시아네이트계 저점도 프라이머를 도포하는 과정; 상기 프라이머의 도포과정에서 침투성의 방향족 이소시아네이트계 저점도 프라이머가 도포된 금속강관의 내경 또는 표면에 형성된 핀홀을 제거하기 위하여 방향족 이소시아네이트계 폴리우레아를 로울러 또는 스프레이를 이용하여 도포하는 제1 도포과정; 상기 제1 도포과정에서 도포된 방향족 이소시아네이트계 폴리우레아는 소정의 시간 대기중에서 경화시켜 방향족 이소시아네이트계 폴리우레아수지층을 형성하는 제1 경화과정; 상기 제1 경화과정에서 경화된 방향족 이소시아네이트계 폴리우레아수지층에 잔존하는 기포를 다시 제거하고 항균성을 부여하기 위하여 상기 방향족 이소시아네이트계 폴리우레아의 외부면에 지방족 이소시아네이트계 폴리우레아수지와 소정의 숯 분말을 혼합한 항균성 폴리우레아수지를 로울러 또는 스프레이를 이용하여 도포하는 제2도포과정; 상기 제2 도포과정에서 도포된 항균성 폴리우레아수지를 대기중에서 경화시켜 지방족 이소시아네이트계 항균성 폴리우레아수지를 경화하는 제2 경화과정을 통하여 제조함을 특징으로 하는 폴리우레아수지를 이용한 강관의 제조방법에 있어서, 상기 항균성 폴리우레아수지는 방향족 이소시아네이트계 폴리우레아의 외부면에 지방족 이소시아네이트계 폴리우레아 수지 90~97 중량% 와 숯 분말 3~10 중량%를 혼합한 항균성 폴리우레아수지를 사용하되; 상기 숯 분말은 백탄으로 제조하여 평균입도 5∼15의 것을 선별하여 증류수에 아세틱산을 이용하여 산도(pH)를 3.0∼5.5로 조정한 다음 실란을 0.1∼1% 넣고 20분 저어 투명한 수용액을 만들어 분무기에 넣고 숯 분말의 표면에 뿌려 100∼130℃로 건조하여 메타크릴계 실란으로 표면처리하고, 충분히 건조한 다음 에폭시수지와 진공 중에 혼련하여 유기반응과 수지를 반응시키며 진공 중에 컴파운딩한 것임을 특징으로 하는 폴리우레아 수지를 이용한 강관의 제조방법에 대해 개시되어 있다.

이러한 특허문헌 1은, 상하수도용 강관의 내경 또는 외경에 폴리우레아수지와 항균성이 있는 숯을 이용하여 마감함으로써 내구성과 내식성 및 항균 특성이 제공되며 방수효과가 뛰어난 강관을 제공할 수 다고 기재하고 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 기술은 폴리우레아수지를 이용하는 경우에 습도에는 안정적이지만, 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 발생하게 되는 문제점이 있었다.

한국 등록특허 제10-0899667호 한국 등록특허 제10-1494724호 한국 등록특허 제10-0480439호 한국 등록특허 제10-0514976호 한국 등록특허 제10-0763646호

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 강관 내면에 구비되는 겔라이트 에폭시 코팅층은 게르마늄을 함유하게 됨으로써, 우수한 내식성, 내습성, 접착성, 강도를 유지하면서, 일반강관대비 항균작용과 다량의 음이온과 원적외선을 방출하며, 원적외선 방사율이 증가되어 열전도 효율을 증대시킬 수 있는 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 목적은 액상에폭시 도복장 강관의 제조방법에 있어서, 상기 강관을 표면처리하는 단계; 표면처리된 상기 강관을 예열하는 단계; 예열된 상기 강관의 외면에 PE 코팅층을 형성하는 단계; 냉각단계; 및 상기 강관의 내면에 겔라이트 에폭시 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관의 제조방법으로서 달성될 수 있다.

또한, 상기 겔라이트 에폭시 코팅층을 형성하는 단계에서, 상기 겔라이트 에폭시 코팅층은 게르마늄과, 액상에폭시가 혼합된 게르마늄 에폭시혼합물로 구성되고, 상기 게르마늄 에폭시혼합물은, 게르마늄 7 ~ 20 중량%, 및 액상에폭시 75 ~ 90 중량%를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고, 상기 표면처리하는 단계는, 쇼트 블라스팅으로 강관 표면에 산재된 이물질을 제거하는 외부쇼트단계와, 상기 외부 쇼트 후에 고압 공기를 분사하는 고압세척단계를 포함하고, 상기 예열단계는 고주파 가열하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, PE 코팅층을 형성하는 단계는, 상기 강관 외면에 분말에폭시를 도포하여 분말에폭시 정전피복강관을 형성하는 단계; 및 접착제와, PE 분말을 순차적으로 도포하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고, 상기 냉각단계 후에, 냉각된 강관의 상기 내면에 쇼트볼과 와이어 재질로 이루어진 쇼트 그리트를 혼합하여 제조된 표면연마제를 고압의 에어로 분사시켜 강관의 내면에 남아있는 PE 분말 유분을 제거하는 그리트 블라스팅 처리단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 강관 내면에 구비되는 겔라이트 에폭시 코팅층은 게르마늄을 함유하게 됨으로써, 우수한 내식성, 내습성, 접착성, 강도를 유지하면서, 일반강관대비 항균작용과 다량의 음이온과 원적외선을 방출하며, 원적외선 방사율이 증가되어 열전도 효율을 증대시킬 수 있는 효과를 갖는다.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관의 제조방법의 흐름도,
도 2a 강관의 사시도,
도 2b는 본 발명의 일실시예에 따라 내면에 PE코팅층을 형성한 강관의 단면도,
도 2c 본 발명의 일실시예에 따른 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관의 단면도,
도 3은 기준시편(강관)과 본 발명의 일실시예에 따른 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관의 원적외선 방사율과, 원적외선 방사에너지의 시험성적서,
도 4는 도 3의 시험성적서의 본 발명의 일실시예에 따른 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관의 원적외선 방사율 그래프,
도 5는 도 3의 시험성적서의 기준기편과, 본 발명의 일실시예에 따른 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관의 원적외선 방사에너지 그래프,
도 6은 기준시편(강관)과 본 발명의 일실시예에 따른 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관의 음이온 검출량 시험성적서,
도 7은 기준시편(강관)과 본 발명의 일실시예에 따른 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관의 항균 시험성적서를 도시한 것이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 본 발명의 일실시예에 따른 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관(10)의 구성 및 그 제조방법에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관(10)의 제조방법의 흐름도를 도시한 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관(10)은, 강관(1); 상기 강관(1)의 외면에 코팅되는 PE코팅층(2); 및 상기 강관(1)의 내면에 코팅되는 겔라이트 에폭시 코팅층(3);을 포함하여 구성된다.

도 2a 강관(1)의 사시도를 도시한 것이다. 본 발명의 일실시예에 따른 강관(1)은 직관, T관, ┼관, 곡관, 을자관 등을 포함하는 이형관으로 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관(10)의 외면에 구비되는 PE코팅층(2)은, 강관(1) 외면에 분말에폭시, 접착제, PE 분말을 순차적으로 코팅하여 형성되게 된다. 즉, 강관(1)의 외면에 분말에폭시가 분사되어 분말에폭시 정전피복강관(FBE)을 형성한 후, 접착제와 PE 분말을 도포하여 외부 PE 코팅층(2)을 형성하게 된다. 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따라 외면에 PE코팅층(2)을 형성한 강관의 단면도를 도시한 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 강관(1)의 내면에 구비되는 겔라이트 에폭시 코팅층(3)은, 게르마늄과, 액상에폭시가 혼합된 게르마늄 에폭시혼합물로 구성되게 된다. 도 2c 본 발명의 일실시예에 따른 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관(10)의 단면도를 도시한 것이다.

또한, 이러한 게르마늄 에폭시혼합물은, 게르마늄 7 ~ 20 중량%, 및 액상에폭시 75 ~ 90 중량%, 및 기타 불가피한 불순물 0 ~ 8중량%를 포함하고, 더욱 바람직하게는 게르마늄 10 ~ 15중량 %, 액상에폭시 80 ~ 85중량% 기타 불가피한 불순물 약 5중량%를 포함하여 구성된다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 게르마늄은 뮤기 게르마늄인 것이 바람직하다.

게르마늄은 반도체적 성질로 인해 피부에 접촉하면 게르마늄 이온(외곽전자)체내에 들어가 유해물질과 함께 20 ~ 30 시간 내에 몸 밖으로 배출되어 몸을 정화시킬 수 있는 것으로 알려져 있다.

또한, 현재 알려진 게르마늄의 효능으로는, 산소공급작용, 음이온 효과, 인체 면역력 강화작용, 인터패론 생성촉진작용, 엔돌핀 생성촉진작용, 통증제거작용, 제독작용 및 체내 증금속 배출작용, 자연치유력 증각작용, 탈수 작용 등이 있다.

또한, 원적외선은 파장이 5 ~ 1000㎛인 적외선으로, 그 중 5 ~ 20㎛인 원적외선은 유기체 내에 포함되어 있는 수분과 단백질 분자에 닿아 세포를 1분에 2000번씩 미세하게 공진, 공명시켜 세포의 노화를 방지하고, 신진대사를 촉진하며, 만성피로 등의 각종 성인병을 예방하는 효과를 가진 것으로 알려져 있다.

또한, 이러한 원적외선은 파장이 5 ~ 20㎛인 원적외선의 방사에너지가 저온에서 얼마나 고름 분포로 많이 방사하게 되는지가 중요하며 원적외선의 공진, 공명작용으로 세포에 열이 발생하는데 이 열은 각종 질병의 원인이 되는 세균을 없애는데 도움을 주며, 통증완화, 중금속제거, 숙면, 탈취, 항균, 곰팡이 번식방지, 제습, 공기정화 등의 효과가 존재한다.

그리고, 음이온은 혈액 중에 미네랄 성분인 칼슘, 나트륨, 칼륨 등의 이온화율을 상승시켜 알칼리화의 진행을 통해 혈액을 정화해주고, 엔돌핀, 엔케피린 물질을 발생시킴으로 인해 혈청 속에 칼슘과 나트륨의 이온화율의 상승으로 혈액정화, 피로회복, 체력의 회복뿐 아니라 강한 통증이 있던 부분의 세포를 건강하게 활성화시켜 통증이 완화되며, 세포막에서의 전기적 물질교류로 혈액을 정화시키는 기능을 한다. 또한, 음이온은 활성산소의 무독화기능(항산화), 저항력 증가작용, 자율신경계 조절작용, 공기정화작용, 먼지제거 및 살균작용의 기능을 발생시키는 것으로 알려져 있다.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 겔라이트 에폭시 코팅층(3)은 앞서 언급한 게르마늄을 함유하게 됨으로써, 후에 설명되는 바와 같이, 우수한 내식성, 내습성, 접착성, 강도를 유지하면서, 강관(1)대비 항균작용과 다량의 음이온과 원적외선을 방출하며, 원적외선 방사율이 증가되어 열전도 효율이 증가하게 되는 특징을 갖는다.

다음으로는 앞서 언급한 본 발명의 일실시예에 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관(10)의 제조방법에 대해 설명하도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관(10)의 제조방법은, 외부쇼트단계(S1), 고압세척단계(S2), 고주파예열단계(S3), 외부 에폭시 도장단계(S4), 외부 접착제, PE 코팅단계(S5), 냉각단계(S6), 내부쇼트단계(S7), 내부 겔라이트 액상에폭시 도장단계(S8)를 포함하고 있음을 알 수 있다.

외부쇼트단계(S1)는 쇼트 블라스팅으로 강관(1)의 내외면에 산재된 이물질을 제거하는 단계로서, 강관(1)의 직관 또는 이형관의 내면과 외면에 도료를 코팅하기 위해 쇼트 블라스팅 작업을 통해 강관(1)의 내외면에서 녹 또는 기름성분 등을 제거하여 나중에 코팅되는 코팅재가 박리되는 것을 방지할 수 있도록 하는 것이다. 쇼트 블라스팅 작업은 제관의 용접 완료 후 용접비드, 관끝단 등을 그라인더 작업한 후 실시하며 표면전처리 기준인 Sa2½ 이상을 쇼트해야 하며 KS D 3589 조도기준 40~90㎛, 수자원공사 조도기준 50㎛이상 을 맞추어야 하므로 12분~15분 사이에 세팅시간을 설정한 후 쇼트기 문을 닫은 채 진행하는 것이 바람직하다.

그리고, 외부쇼트단계를 진행한 후, 고압 공기를 분사하는 고압세척단계(S2)를 진행하게 된다.

고주파 예열단계(S2)는 표면처리된 강관(1)을 예열하는 단계로서, 고주파 가열수단에 의해 강관(1)을 고주파 가열하여 150∼300℃의 온도를 유지하도록 가열하되 중심 부분에는 150∼250℃로 가열하는 것이 바람직하며, 분말을 사용하여 코팅할 때에는 양쪽 단부를 180∼300℃로 가열한다.

이때, 강관(1)의 중심부 온도가 150℃ 미만이면 내면 및 외면에 도포되는 도료의 융해가 원활하게 진행되지 못하여 코팅막에 불량이 발생하게 되고, 온도가 300℃를 초과하면 강관(1)의 특성이 변화되고 분체가 융해되어 형성되는 코팅막이 강관(1)에서 흘러내리게 되고, 중심부에 비하여 단부에서는 30∼50℃가 더 높게 가열하여 에폭시 분체가 전체적으로 균일한 분포를 통한 코팅이 이루어지도록 한다.

외면 코팅단계는 외부에폭시 도장단계(S4)와, 외부접착제 및 PE코팅단계(S5)를 포함하며, 예열된 강관(1)의 외면에 분말에폭시, 접착제, PE 분말을 순차적으로 코팅하게 된다. 강관(1)의 외면에 코팅작업을 순차적으로 진행함에 있어서 독립되게 코팅작업을 수행하는 것이 바람직하다. 즉, 강관(1) 외면에 분말에폭시를 도포하여 분말에폭시 정전피복강관(FBE)을 형성한 후, 접착제와, PE 분말을 순차적으로 도포하게 된다.

강관(1)의 외면 코팅작업은 통상적으로 널리 이용되는 에어 스프레이건이 에어컴프레서와 같은 압축공기발생기를 이용하여 생산된 압축공기를 이용하는바, 에어 스프레이건에 압축공기를 공급하는 공급호스를 연결하고, 에어스프레이건에 부착된 용기에 혼합된 도료를 넣은 다음 노즐을 개방하면 압축공기가 분출될 때 발생하는 기류를 이용하여 도료를 분사한다.

냉각단계(S6)는 외면 코팅된 강관(1)을 냉각하는 단계로서, 강관(1)의 외면에 코팅된 폴리에틸렌은 열가소성 소재들이므로 강관(1)의 높은 온도로 인해 매우 유연한 상태에 있으므로 약간의 외부와의 접촉만으로도 쉽게 손상될 수 있으므로 피복재들을 가급적 빠른 시간에 냉각시켜야 한다. 따라서, 외면 코팅이 완료된 강관(1)을 냉각장치로 이송시켜 냉각수조에 담그거나 강관(1)에 냉각수를 분사시키는 등의 방법으로 냉각시킨다.

또한, 상기 냉각단계(S6)를 통해 냉각된 강관(1)의 내면을 코팅하기 전에 상기 냉각된 강관(1)의 내면을 그라인더로 작업하여 표면을 매끄럽게 한 후 강관(1)의 내면에 쇼트볼과 와이어 재질로 이루어진 쇼트 그리트를 혼합하여 제조된 표면연마제를 고압의 에어로 분사시켜 강관(1)의 내면에 남아있는 폴리에틸렌 분말 유분을 제거하는 그리트 블라스팅 처리단계(S7)를 더 포함할 수 있다.

쇼트볼은 통상적으로 널리 이용되고 있는 쇼트 블라스트(shot blast) 장치에 의해 분사되며, 제품의 표면에 묻은 이물질을 제거하기 위해 제품의 표면에 미세한 크기를 가진 쇼트볼을 분사시켜 그 충격에 의해 제품의 표면을 연마 또는 가공하는 역할을 한다.

쇼트 그리트는 쇼트 룸 내에서 작업자에 의해 노즐을 개방시키면 에어탱크에서 공급되는 에어에 의해 고압으로 분사된다. 상기 쇼트 그리트는 카본, 실리콘, 망간, 인, 황 등을 함유하며, 입도 크기는 0.4~0.9mm로 이루어진다.

또한, 상기 쇼트 그리트는 강관(1)의 기계적 물성을 변화시키지 않으면서 강관(1) 표면을 연마해야 하는바, 쇼트 그리트의 분사량을 12.8kg/min 로 하는 것이 바람직하다.

마지막으로, 내면 코팅단계(S8)는 강관(1)의 내면에 겔라이트 에폭시 코팅층(3)을 형성하는 단계에 해당한다.

이러한 겔라이트 에폭시 코팅층(3)을 형성하는 단계에서, 겔라이트 에폭시 코팅층(3)은 게르마늄과, 액상에폭시가 혼합된 게르마늄 에폭시혼합물로 구성된다.

또한, 게르마늄 에폭시혼합물은, 게르마늄 7 ~ 20 중량%, 및 액상에폭시 75 ~ 90 중량%, 및 기타 불가피한 불순물 0 ~ 8중량%를 포함하고, 더욱 바람직하게는 게르마늄은 게르마늄은 무기 게르마늄 10 ~ 15중량 %, 액상에폭시 80 ~ 85중량% 기타 불가피한 불순물 약 5중량%를 포함하여 구성된다.

이하에서는 기준기편(강관(1))과 앞서 언급한 본 발명의 일실시예에 따른 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관(10)의 비교 실험데이터에 대해 설명하도록 한다.

도 3은 기준시편(강관(1))과 본 발명의 일실시예에 따른 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관(10)의 원적외선 방사율과, 원적외선 방사에너지의 시험성적서이다. 그리고, 도 4는 도 3의 시험성적서의 본 발명의 일실시예에 따른 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관(10)의 원적외선 방사율 그래프이고, 도 5는 도 3의 시험성적서의 기준기편과, 본 발명의 일실시예에 따른 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관(10)의 원적외선 방사에너지 그래프를 도시한 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 기준시편인 일반 강과의 원적외선 방사율인 약 0.8과 대비하여 본 발명의 일실시예에 따른 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관(10)의 원적외선 방사율은 0.925로 증가되었음을 알 수 있다. 따라서 일반강관(1)과 대비하여 더 많은 원적외선을 방사하게 되며, 열전도효율 역시 증대되게 된다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 파장이 5 ~ 20㎛인 원적외선의 방사에너지가 더 고른 분포로 많이 방사하게 됨을 알 수 있다.

도 6은 기준시편(강관(1))과 본 발명의 일실시예에 따른 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관(10)의 음이온 검출량 시험성적서를 도시한 것이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 일반 강관(1)의 경우 음이온이 70개/cm²이 방사되나, 본 발명의 일실시예에 따른 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관(10)은 음이온이 101개/cm²이 방사되어 음이온 방사량이 증대되게 됨을 알 수 있다.

도 7은 기준시편(강관(1))과 본 발명의 일실시예에 따른 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관(10)의 항균 시험성적서를 도시한 것이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 항균 시험에서 시험균주는 Escherichia coli ATCC 8739(E. coli)와, Staphylococcus aureus ATCC 6539p(S. aureus)를 적용하였고 무가공시험편 및 피복필름은 stomacher 400용 폴리주머니 멸균백을 사용하였음을 알 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, E. coli의 경우 무가공시편의 접종 24h후의 생균수의 로그값 평균치는 5.0(1.2 × 10⁴CFU/cm²)이고, 본 발명의 일실시예에 따른 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관(10)의 접종 24h후의 생균수의 로그값 평균치는 -0.2(<0.63 CFU/cm²)으로 항균활성치 5.2로서 항균작용이 뛰어남을 알 수 있다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, S. aureus의 경우 무가공시편의 접종 24h후의 생균수의 로그값 평균치는 4.3(2.2 × 10⁴CFU/cm²)이고, 본 발명의 일실시예에 따른 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관(10)의 접종 24h후의 생균수의 로그값 평균치는 -0.2(<0.63 CFU/cm²)으로 항균활성치 4.5로서 항균작용이 뛰어남을 알 수 있다.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

1:강관
2:외부 PE코팅층
3:내부 겔라이트 액상에폭시 코팅층
10:게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관

Claims (5)

1. 액상에폭시 도복장 강관의 제조방법에 있어서,
   상기 강관을 표면처리하는 단계;
   표면처리된 상기 강관을 예열하는 단계;
   예열된 상기 강관의 외면에 PE 코팅층을 형성하는 단계;
   냉각단계;
   상기 냉각된 강관의 내면에 쇼트볼과 와이어 재질로 이루어진 쇼트 그리트를 혼합하여 제조된 표면연마제를 고압의 에어로 분사시켜 강관의 내면에 남아있는 PE 분말 유분을 제거하는 그리트 블라스팅 처리단계; 및
   상기 강관의 내면에 겔라이트 에폭시 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하고,
   상기 겔라이트 에폭시 코팅층을 형성하는 단계에서, 상기 겔라이트 에폭시 코팅층은 게르마늄과, 액상에폭시가 혼합된 게르마늄 에폭시혼합물로 구성되고, 상기 게르마늄 에폭시혼합물은, 무기게르마늄 15 ~ 20 중량%, 및 액상에폭시 75 ~ 85 중량%를 포함하고,
   상기 표면처리하는 단계는, 쇼트 블라스팅으로 강관 표면에 산재된 이물질을 제거하는 외부쇼트단계와, 상기 외부 쇼트 후에 고압 공기를 분사하는 고압세척단계를 포함하고, 상기 예열단계는 고주파 가열하며,
   PE 코팅층을 형성하는 단계는, 상기 강관 외면에 분말에폭시를 도포하여 분말에폭시 정전피복강관을 형성하는 단계와, 접착제와, PE 분말을 순차적으로 도포하는 단계를 포함하며, 원적외선 방사율은 92.5%이상 이며, 음이온 방사량이 100개/cm² 이상인 게르마늄이 함유된 액상에폭시 도복장 강관의 제조방법.
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