KR102316998B1 - 화학적 방식에 의한 스테인리스 관로 내부 코팅방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다음의 단계를 포함하는 스테인리스 관로 코팅방법을 제공한다: (a) 스테인리스 관로를 산 처리하여 산 처리된 관로를 제조하는 단계: 및 (b) 상기 단계 (a)의 산 처리된 관로를 스테인리스 화학연마용 연마제, 질산, 염산 및 첨가제가 포함된 수용액에 침지하여 스테인리스 관로 내부 및 외부를 코팅하는 단계. 본 발명의 방법으로 정수기용 스테인리스 관로를 코팅할 경우 정수기용 스테인리스 관로의 내부 및 외부를 연마할 수 있는 것은 물론, 전해연마에 비해 연마 처리된 표면의 품질이 매우 뛰어난 장점을 제공한다.

Description

화학적 방식에 의한 스테인리스 관로 내부 코팅방법{Method for Coating Inside of Stainless Pipe Using Chemical Process}

본 발명은 화학적 방식에 의한 스테인리스 관로 내부 코팅방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 스테인리스 관로를 산 처리하여 산 처리된 관로를 제조하는 단계: 및 산 처리된 관로를 화학 연마용 수용액에 침지하여 스테인리스 관로 내부 및 외부를 코팅하는 단계를 포함하는 화학적 방식에 의한 스테인리스 관로 내부 코팅방법에 관한 것이다.

오늘날 고도의 선진문화사회를 살고 있는 우리는 환경문제 및 인체의 건강문제에 대하여 지대한 관심을 가지게 되었다. 즉, 산업이 발달함에 따라 자연환경이 점차로 오염되고, 수질 역시 점차적으로 악화되게 되었다.

이에 따라 자연 상태의 물을 그대로 마시기에는 부적합하게 되었고, 깨끗한 물을 얻기 위하여 여러 가지의 정수기가 개발되었다.

정수기는 외부로부터 공급된 원수를 필터링하여 원수내의 각종 오염물질을 분리하여 깨끗이 정화된 정수를 공급하기 위한 것으로서, 공업용에서부터 가정용에 이르기까지 다양한 종류가 개발 및 사용되고 있다.

이러한 정수기는 원수를 여과하는 복수의 필터와, 복수의 필터를 직렬로 연결하는 연결호스 또는 관로 조립체들을 갖추고 있다. 필터는 원수를 도입하기 위한 도입포트와, 도입된 원수를 여과하기 위한 필터링요소와, 여과된 정수를 배출하기 배출포트를 갖춘 것으로, 원수를 여과하여 각종 이물질을 걸러내는 역할을 한다. 그리고 연결호스 또는 관로 조립체는 외부로부터 도입된 원수를 필터로 공급하며, 필터를 통과한 정수를 인접한 다른 필터로 안내하거나 또는 필터를 통과한 정수를 회수하여 배출하는 역할을 한다.

상술한 정수기의 관로는 주로 스테인리스 재질을 이용하여 제조되는데, 일반적으로 정수기에 사용되는 스테인리스 관로는 전해연마 방식에 의해 전처리 과정을 거치게 된다. 전해연마는 전기분해할 때 양극의 금속 표면에 미세한 볼록 부분이 다른 표면 부분에 비해 선택적으로 용해하는 것을 이용한 금속연마법으로, 연마하려는 금속을 양극으로 하고, 전해액 속에서 전해하면 금속 표면을 연마할 수 있다.

그러나 전해연마 방식으로 정수기에 사용되는 스테인리스 관로를 연마할 경우 관로 내부에 대해서는 연마 과정을 거칠 수 없기 때문에 예민한 미각을 가진 사람들에게 물맛이 이상하게 느껴질 수 있는 문제가 존재한다.

상술한 문제를 해결하기 위해 KR 특허출원번호 제10-2006-7001649호(발명의 명칭 : 연마제에 의해 열교환기의 파이프를 세척하는 방법 및 장치)에서는 파이프의 일단부를 향하여 제트 노즐이 배치되며, 상기 파이프를 통해 연마제를 함유하는 공기 흐름이 분사되는, 열교환기의 파이프를 세척하는 방법에 있어서, 스로틀이 없는 제트 노즐이 사용되는 것을 특징으로 하는, 열교환기의 파이프를 세척하는 방법을 개시하고 있다.

그러나 상술한 파이프 연마방법의 경우 전처리 비용이 매우 고가인 것은 물론, 정수기에 사용되는 얇은 직경의 관로에는 사용할 수 없는 문제가 존재한다.

본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.

본 발명의 발명자들은 정수기에 사용되는 스테인리스 관로의 외부는 물론, 내부까지도 완벽하게 연마할 수 있는 스테인리스 관로 연마방법을 개발하기 위해 예의 연구 노력하였다. 그 결과, 스테인리스 관로를 전해 연마 방식이 아닌 화학적 연마 방식을 이용하여 연마과정을 진행하되, 아세톤 및 에탄올 등 특수 원료를 포함하는 전용 연마제를 이용하여 연마과정을 진행할 경우 정수기용 스테인리스 관로의 내부 및 외부를 연마할 수 있는 것은 물론, 전해연마에 비해 연마 처리된 표면의 품질이 매우 뛰어나다는 사실을 발견하여 본 발명을 완성하였다.

따라서 본 발명의 목적은 화학적 방식에 의한 스테인리스 관로 내부 코팅방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 스테인리스 관로 내부 코팅을 위한 연마제 저성물을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.

본 발명은 정수기용 관로 코팅방법을 제공한다.

본 발명의 발명자들은 정수기에 사용되는 스테인리스 관로의 외부는 물론, 내부까지도 완벽하게 연마할 수 있는 스테인리스 관로 연마방법을 개발하기 위해 예의 연구 노력하였다. 그 결과, 스테인리스 관로를 전해 연마 방식이 아닌 화학적 연마 방식을 이용하여 연마과정을 진행하되, 아세톤 및 에탄올 등 특수 원료를 포함하는 전용 연마제를 이용하여 연마과정을 진행할 경우 정수기용 스테인리스 관로의 내부 및 외부를 연마할 수 있는 것은 물론, 전해연마에 비해 연마 처리된 표면의 품질이 매우 뛰어나다는 사실을 확인하였다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 다음의 단계를 포함하는 스테인리스 관로 코팅방법을 제공한다:

(a) 스테인리스 관로를 산 처리하여 산 처리된 관로를 제조하는 단계: 및

(b) 상기 단계 (a)의 산 처리된 관로를 스테인리스 화학연마용 연마제, 질산, 염산 및 첨가제가 포함된 수용액에 침지하여 스테인리스 관로 내부 및 외부를 코팅하는 단계.

본 명세서에서 사용하는 용어‘정수기’는 물을 여과하기 위한 1개 이상의 필터 및 정수된 물을 이송하기 위한 관로를 포함하는 일체의 기구를 의미할 수 있다.

본 명세서에서 사용하는 용어‘스테인리스’는 철-크로뮴계의 페라이트 스테인리스강 또는 철-니켈-크로뮴계의 오스테나이트 스테인리스강을 의미할 수 있다.

본 명세서에서 사용하는 용어‘화학적 연마’는 금속의 화학처리법으로서 강한산 ·강한알칼리 ·산화제와 같은 용액에 금속 또는 합금을 담그는 방식을 이용한 연마 방법을 의미할 수 있다.

본 명세서에서 사용하는 용어‘전해연마’는 전기분해할 때 양극의 금속 표면에 미세한 볼록 부분이 다른 표면 부분에 비해 선택적으로 용해하는 것을 이용한 금속연마법을 의미할 수 있다.

본 명세서에서 사용하는 용어‘침지’는 특정 물체를 액체 속에 담가 특정 물체의 전부 또는 일부를 적신 상태를 의미할 수 있다.

본 명세서에서 사용하는 용어‘코팅’은 바탕이 되는 재료의 표면에 그것과 다른 재료의 엷은 막을 피복하거나 또는 표면 재료에 물리적 화학적 처리를 하여 표면의 질을 바꾸는 일체의 상태를 의미할 수 있다.

본 명세서에서 사용하는 용어‘스테인리스 화학연마용 연마제’는 스테인리스 금속을 화학적 방법으로 연마하기 위해 혼합한 일체의 혼합물을 의미할 수 있다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 단계 (a)의 산은 바람직하게는 염산을 중량기준 20-50% 포함하는 염산 수용액일 수 있다.

본 발명에서 스테인리스 관로에 화학적 연마를 진행하기 이전에 염산에 의한 전처리 과정을 거치는 것은 매우 중요한 구성이다. 왜냐하면, 염산을 이용한 전처리 과정을 거칠 경우 스테인리스 표면을 개질하여 화학적 연마제에 의한 연마 품질을 향상시킬 수 있기 때문이다.

상기 염산의 함량이 20% 미만일 경우 스테인리스 관로의 표면개질이 충분하지 못한 문제가 있고, 50%를 초과할 경우 스테인리스 관로가 부식에 의해 손상될 수 있는 문제가 있다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 단계 (a)의 산 처리 시간은 바람직하게는 1-20 분일 수 있고, 보다 바람직하게는 2-8 분일 수 있으며, 가장 바람직하게는 3-5 분일 수 있다.

상기 산 처리 시간이 1 분 미만일 경우 스테인리스 관로의 표면개질이 충분하지 못한 문제가 있고, 20 분을 초과할 경우 스테인리스 관로가 부식에 의해 손상될 수 있는 문제가 있다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 단계 (b)의 수용액은 바람잭하게는 물 100 중량부, 상기 물 100 중량부를 기준으로 스테인리스 화학연마용 연마제 10-20 중량부, 질산 10-20 중량부, 염산 10-20 중량부 및 첨가제 0.01-2 중량부를 포함할 수 있다.

본 발명에서 스테인리스 화학연마용 연마제에 질산 및 염산을 추가한 수용액을 이용하여 화학적 연마를 진행하는 것은 매우 중요한 구성이다. 왜냐하면, 다수의 실험 결과 상업적으로 판매되는 스테인리스 화학연마용 연마제에 질산 및 염산을 추가할 경우 연마제의 점도가 낮아져 관로의 외부 및 내부에 균일한 코팅이 가능한 것은 물론, 연마제에 의해 코팅된 표면의 광택을 향상시킬 수 있기 때문이다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 첨가제는 바람직하게는 아세톤 및 메탄올의 혼합물일 수 있다.

본 발명에서 수용액에 아세톤 및 메탄올의 혼합물을 첨가제로 소량 첨가하는 것은 매우 중요한 구성이다. 왜냐하면, 다수의 실험결과 아세톤 및 메탄올을 화학적 연마제에 소량 첨가할 경우 코팅 처리된 관로의 광택이 증가하고는 것은 물론, 얼룩이 발생하는 것을 현저히 감소시키기 때문이다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 첨가제는 바람직하게는 아세톤 및 메탄올을 중량기준 1 : 0.1-10 비율로 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 1 : 0.5-2 비율로 포함할 수 있으며, 가장 바람직하게는 1 : 1 비율로 포함할 수 있다.

상기 아세톤 및 메탄올의 비율이 1 : 0.1 미만일 경우 코팅 처리된 관로에 얼룩 또는 곰보가 발생하는 문제가 있고, 아세톤 및 메탄올의 비율이 1 : 10을 초과할 경우 관로의 광택이 떨어지는 문제가 있다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 스테인리스 관로 코팅은 바람직하게는 상기 스테인리스 관로의 외부 및 내부를 코팅하는 것일 수 있다.

본 발명에서 화학적 연마 방식에 의해 스테인리스 관로의 외부 및 내부를 모두 코팅하는 것은 매우 중요한 구성이다. 왜냐하면, 전해연마 방식을 이용하여 스테인리스 관로를 코팅할 경우 관로 내부를 코팅할 수 없는 문제가 있지만, 화학적 연마 방식을 이용할 경우 스테인리스 관로의 외부 및 내부를 모두 동일한 품질로 코팅할 수 있기 때문이다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 스테인리스 관로는 바람직하게는 정수기용 관로 또는 빨대로 사용되는 것일 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 화학적 방식에 의해 스테인리스 관로의 내부 및 외부를 코팅하는 스테인리스 관로 코팅용 수용액에 있어서, 상기 스테인리스 관로 코팅용 수용액은 물 100 중량부, 상기 물 100 중량부를 기준으로 스테인리스 화학연마용 연마제 5-15 중량부, 질산 5-15 중량부, 염산 5-20 중량부 및 첨가제 0.01-2 중량부를 포함하는 스테인리스 관로 코팅용 수용액을 제공한다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 첨가제는 바람직하게는 아세톤 및 메탄올을 중량기준 1 : 0.1-10 비율로 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 1 : 0.5-2 비율로 포함할 수 있으며, 가장 바람직하게는 1 : 1 비율로 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 스테인리스 관로 코팅용 수용액은 바람직하게는 상기 스테인리스 관로의 외부 및 내부를 코팅하는 용도일 수 있다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 상기 스테인리스 관로 코팅용 수용액는 바람직하게는 정수기용 관로 또는 빨대를 코팅하는 코팅액으로 사용될 수 있다.

본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:

본 발명은 다음의 단계를 포함하는 스테인리스 관로 코팅방법을 제공한다: (a) 스테인리스 관로를 산 처리하여 산 처리된 관로를 제조하는 단계: 및 (b) 상기 단계 (a)의 산 처리된 관로를 스테인리스 화학연마용 연마제, 질산, 염산 및 첨가제가 포함된 수용액에 침지하여 스테인리스 관로 내부 및 외부를 코팅하는 단계.

본 발명의 방법으로 정수기용 스테인리스 관로를 코팅할 경우 정수기용 스테인리스 관로의 내부 및 외부를 연마할 수 있는 것은 물론, 전해연마에 비해 연마 처리된 표면의 품질이 매우 뛰어난 장점을 제공한다.

도 1은 본 발명의 방법으로 코팅한 정수기용 스테인리스 관로의 외부 모습을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 방법으로 코팅한 정수기용 스테인리스 관로의 내부 모습을 나타낸다.
도 3은 전해연마 방법으로 코팅한 정수기용 스테인리스 관로의 외부 모습을 나타낸다.
도 4는 전해연마 방법으로 코팅한 정수기용 스테인리스 관로의 내부 모습을 나타낸다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명 하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

실시예

본 명세서 전체에 걸쳐, 특정 물질의 농도를 나타내기 위하여 사용되는 “%“는 별도의 언급이 없는 경우, 고체/고체는 (중량/중량) %, 고체/액체는 (중량/부피) %, 그리고 액체/액체는 (부피/부피) %이다.

제조 : 내외부가 코팅 처리된 스테인리스 관로제조

제조 1 : 스테인리스 관로 코팅용 수용액의 제조

하기 표 1의 조성으로 물, 스테인리스 화학연마용 연마제(sus190), 질산, 염산 및 아세톤 및 메탄올을 혼합하여 제조예 1 내지 제조예 12의 스테인리스 관로 코팅용 수용액을 제조하였다.

성분		제조예1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
물		60	60	60	60	60	60	60	60	60	60	60	60
연마제		4	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4
질산		3	8	-	3	8	-	3	8	-	3	8	-
염산		5	-	8	5	-	8	5	-	8	5	-	8
첨가제	아세톤	0.1	-	-	0.2	0.2	0.2	-	-	-	-	-	-
	메탄올	0.1	-	-	-	-	-	0.2	0.2	0.2	-	-	-

단위 : L

제조 2 : 화학적 코팅 처리된 스테인리스 관로제조

단계 (a) : 전처리 단계

외경이 8 mm인 스테인리스 관로를 염산을 중량기준 38% 포함하는 염산 수용액에 3-4 분간 침지하여 산 처리된 관로를 제조하였다.

단계 (b) : 화학적 연마 단계

상기 단계 (a)의 방법으로 제조한 산 처리된 관로를 상기 제조 1의 방법으로 제조한 제조예 1 내지 제조예 12의 수용액에 약 2 시간 침지하여 실시예 1 내지 실시예 12의 화학적 코팅 처리된 스테인리스 관로를 제조하였다.

실험예 : 품질평가

실험예 1 : 육안에 의한 품질평가

상기 실시예 1 내지 실시예 12의 화학적 코팅 처리된 스테인리스 관로에 대해 육안에 의한 품질검사를 실시하였다. 육안에 의한 품질검사는 완성된 스테인리스 관로의 외부 및 내부에 1) 코팅에 의한 광택이 제대로 발생하였는지 여부, 2) 곰보현상이 발생하는지 여부 및 3) 얼룩이 발생하였는지 여부를 관찰하여 평가하였다. 스테인리스 관로의 내부는 완성된 스테인리스 관로를 세로축으로 절단하여 관찰하였다.

육안에 의한 품질검사 결과, 실시예 1의 방법으로 제조한 화학적 코팅 처리된 스테인리스 관로의 경우 정상적인 광택이 발생하고 얼룩현상 및 곰보현상이 발생하지 않았으나, 실시예 2 내지 실시예 12의 방법으로 제조한 화학적 코팅 처리된 스테인리스 관로의 경우 얼룩현상 또는 곰보현상이 발견되었다.

실험예 2 : 물맛 평가

물맛 평가에서는 상기 제조 2의 방법으로 제조한 스테인리스 관로를 장착한 정수기를 이용하여 정수한 물의 물맛을 조사하였으며, 30명을 선정하여 해당 인원을 대상으로 하여 실시하였다.

정수된 물의 기호를 조사하였으며, 30명을 선정하여 해당 인원을 대상으로 하여 실시하였다. 상기 실시예 1 내지 실시예 12, 비교예 1(전해연마 방식)의 방법으로 제조한 스테인리스 관로를 장착한 정수기를 이용하여 정수한 물을 그 대상으로 하며, 시음 후 1에서 10까지 10단계로 제조방법 별 처리구의 기호성을 평가하여 기록하게 하였다. 시음 시에는 실시예 1 내지 실시예 12, 비교예 1(전해연마 방식)의 방법으로 제조한 스테인리스 관로를 장착한 정수기를 이용하여 정수한 물 100 ml를 제공하였다. 대조구로는 코팅 처리되지 않은 스테인리스 관로를 장착한 정수기를 이용하여 정수한 물을 이용하였다.

상기 제조 2의 방법으로 제조한 스테인리스 관로를 장착한 정수기를 이용하여 정수한 물의 기호도는 다음과 같다. 정리하자면 본 발명의 실시예 1에서 제시한 물, 실시예 2, 실시예 4, 실시예 3, 실시예 7, 실시예 6, 실시예 5, 실시예 8, 실시예 9, 실시예 10, 실시예 12, 실시예 11 및 대조구 순으로 물맛이 높게 평가되었다. 즉 실시예 1에 해당하는 물이 가장 높은 선호도를 얻어냈으며, 그 수치에 있어서도 비교예 및 대조구와 비교하여 의미 있는 수준 유의확률을 보인다. 이는 본 발명에서 제시하는 방식과 비율의 제조 방법이 기타 제조 방법에 비하여 뛰어난 효과를 가지고 있음을 입증한다.

Claims (10)

1. (a) 스테인리스 관로를 산 처리하여 산 처리된 관로를 제조하는 단계: 및
   (b) 상기 단계 (a)의 산 처리된 관로를 스테인리스 화학연마용 연마제, 질산, 염산 및 첨가제가 포함된 수용액에 침지하여 스테인리스 관로 내부 및 외부를 코팅하는 단계
   를 포함하는 스테인리스 관로 코팅방법에 있어서,
   상기 단계 (a)의 산은 염산을 중량기준 20-50% 포함하는 염산 수용액이고,
   상기 단계 (a)의 산 처리 시간은 1-10 분이며,
   상기 단계 (b)의 수용액은 물 100 중량부, 상기 물 100 중량부를 기준으로 스테인리스 화학연마용 연마제 5-15 중량부, 질산 5-15 중량부, 염산 5-20 중량부 및 첨가제 0.01-2 중량부를 포함하고,
   상기 첨가제는 아세톤 및 메탄올을 중량기준 1 : 0.1-10 비율로 포함하며,
   상기 스테인리스 관로 코팅은 상기 스테인리스 관로의 외부 및 내부를 코팅하는 것을 특징으로 하는 스테인리스 관로 코팅방법.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 스테인리스 관로는 정수기용 관로 또는 빨대로 사용되는 것을 특징으로 하는 스테인리스 관로 코팅방법.
   
   
9. 삭제
10. 삭제

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