KR102495132B1 - 샤워링 코팅장치 및 이를 이용한 아연도금강관의 이중코팅 표면처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아연도금강관용 샤워링 코팅장치 및 이를 이용한 아연도금강관의 이중코팅 표면처리방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 아연도금강관(10)을 3가 크로메이트 처리하여 1차 화성피막(13)을 형성하는 단계와, 상기 1차 화성피막(13)이 형성된 아연도금강관(10)의 외측면에 크롬 프리(Cr-free) 코팅제를 샤워링 코팅장치를 통해 코팅하여 2차 코팅막(20)을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 샤워링 코팅장치는 아연도금강관(10)이 통과 가능하도록 일측 측벽에 강관유입구(112)가 형성되고 타측 측벽에 강관인출구가 형성되는 샤워챔버(110); 상기 샤워챔버(110)의 내부공간 중 상기 강관유입구(112)가 형성된 측의 상부에 설치되어 하향으로 코팅제를 분사하는 상측샤워링노즐(142); 상기 샤워챔버(110)의 내부공간 중 상기 강관유입구(112)가 형성된 측의 하부에 설치되어 상향으로 코팅제를 분사하는 하측샤워링노즐(144); 상기 강관유입구(112)를 덮도록 상기 샤워챔버(110)의 내벽에 장착되되, 상단이 상기 강관유입구(112)가 형성된 지점의 상부에 회전 가능하도록 힌지(152)로 결합되는 차단도어(150); 상기 샤워챔버(110)의 내부에 설치되어 상기 강관유입구(112)로 인입된 아연도금강관(10)을 상기 강관인출구로 이송시키는 이송롤러(160);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면 아연도금강관의 내식성이 현저히 개선된다는 장점이 있다.

Description

샤워링 코팅장치 및 이를 이용한 아연도금강관의 이중코팅 표면처리방법{Showering coating apparatus and Double coating treatment process of galvanized pipe using the apparatus}

본 발명은 아연도금강관용 샤워링 코팅장치 및 이를 이용한 아연도금강관의 이중코팅 표면처리방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 1차 화성 피막이 형성된 아연도금강관에 샤워링 코팅장치를 이용하여 크롬 프리 코팅제를 코팅함으로써, 월등한 내식성을 갖도록 하는 샤워링 코팅장치 및 이를 이용한 아연도금강관의 이중코팅 표면처리방법에 관한 것이다.

일반적으로 아연도금된 강관, 강판 등의 부식을 방지하기 위해서, 크로메이트(Chromate) 처리가 실시되었다. 크로메이트 처리는 아연 또는 카드뮴을 도금한 것에 크롬산을 함유하는 액을 처리하여, 도금 표면상에 크롬산염 피막을 형성시켜 내식성을 개선하고, 표면의 광택을 향상시키는 처리법이다. 특히, 크로메이트 처리는 비용이 저렴하며, 내식성과 광택성이 우수한 이점이 있어, 아연도금된 금속의 표면 처리에 주로 이용되고 있다.

이러한 크로메이트 처리는 주로 6가 크로메이트를 사용해 왔는데, 6가 크로메이트의 처리는 도금과정에서 발생하는 중금속 증기 및 폐수로 인하여 환경규제의 대상이 되고 있다.

이를 대체하기 위하여 친환경적인 3가 크로메이트를 이용하는 방법이 제안되었다. 다만, 이러한 방법은 일정 수준의 내식성을 확보하기 위하여 다음과 같은 조건을 갖추어야 한다.

첫째, 화학 반응 전 서냉(slow cooling)을 통한 아연도금강관의 온도를 최대한 낮추어야 한다. 이를 위해서 충분한 공랭 구간의 확보(설비의 비대화) 혹은 생산 속도의 감속이(생산성 하락) 필요하기에 실질적으로 최적의 온도 조건을 맞추기에 어려운 것이 현실이다.

둘째, 3가 크로메이트의 일정 희석 농도를 유지하여야 한다. 희석 농도가 기준보다 높을 시 아연도금강관 표면에 변색을 포함한 얼룩이 발생하며, 낮을 시 내식성의 확보가 어려워진다. 이를 위해서 정량 펌프를 이용하여 일정량의 3가 크로메이트를 연속적으로 공급하는 것이 보편적이나, 생산 제품의 외경 및 수세량에 따라 농도 변화 폭이 크기에 희석 농도를 일정하게 유지하는 것 또한 어려운 것이 현실이다.

셋째, 화성처리의 특성상 아연도금강관의 표면을 미려하게 유지하여야 균일한 코팅층을 형성할 수 있다. 하지만, 표면 품질은 원재료 화학성분의 영향을 받기 때문에 설비를 통한 표면 품질의 완벽 관리는 한계가 있다.

마지막으로, 상기의 세 가지 조건을 충족하였더라도 3가 크로메이트 코팅층이 안정화되기 전(48hr) 물과 습기에 노출되면 기대했던 내식성을 확보하기 어려워진다.

이처럼 아연도금강관에 안정적인 3가 크로메이트 코팅층을 형성하기 위해서는 생산에서 출하까지 상당한 인적, 물적 자원과 함께 면밀한 관리가 필요하다.

이러한 3가 크로메이트 처리방법의 일례로 대한민국 등록특허 제10-2012739호에서는 수소발생반응을 적절히 조절하여 일정한 두께를 가지는 크롬도금을 형성할 수 있는 3 가 크롬 도금액 및 크롬도금 공정에 대해 개시하고 있다.

한편, 크로메이트 처리를 대체하는 방법으로, 고분자, 몰리브덴 음이온, 실리카, 중인산염 등을 이용하여 피막을 형성함으로써, 아연도금된 금속의 표면 부식을 방지하기 위한 크롬 프리 코팅제가 제안되었다.

일례로 대한민국 공개특허 제10-2011-0049462호에서는 아연도금된 금속소재의 표면에 폴리-에틸렌계, 폴리-우리탄계, 폴리-아크릴계 또는 폴리-알키드계의 투명 수지로 도막층을 형성함으로써, 아연도금 금속소재의 내식성을 향상시키는 방법에 대해 개시하고 있다.

그러나 이러한 크롬 프리 코팅제를 적용하는 경우 아연도금된 금속과 표면처리되는 크롬 프리 코팅제 간의 부착성이 낮을 뿐 아니라, 기존의 크로메이트 처리에 비해 아연도금된 금속 표면의 내흑변성, 내백청성, 내식성 및 방청성이 충분히 향상되지 못하는 문제가 있었다.

또한, 이러한 크롬 프리 코팅제를 종래 게시된 스프레이 분무 방법으로 적용할 경우 균일한 코팅막 형성이 어렵고, 집진으로 인한 미스트(mist)의 재활용이 어려워 균일한 내식성 및 사용량 절감을 기대하기 어렵다는 문제가 있으며, 딥핑(Dipping) 방법을 적용할 경우 스프레이 분무 방법 대비 균일한 코팅막을 형성할 수 있으나, 설비의 비대화 및 용액 관리의 어려움이 발생하는 문제가 있었다.

KR 10-2012739 B1 KR 10-2011-0049462 A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 3가 크로메이트에 의해 1차 화성피막이 형성된 아연도금강관의 외측면 전체에 크롬 프리 코팅제를 이용하여 2차 코팅막을 형성함으로써, 아연도금강관의 내식성을 현저히 개선할 수 있는 샤워링 코팅장치 및 이를 이용한 아연도금강관의 이중코팅 표면처리방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 2차 코팅막의 형성시 종래의 딥핑 방법이나 분무 방법이 아닌, 샤워링 코팅장치를 이용한 샤워식 코팅방식을 적용함으로써, 균일한 코팅막을 형성할 수 있고, 코팅제의 재사용할 수 있는 샤워링 코팅장치 및 이를 이용한 아연도금강관의 이중코팅 표면처리방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 샤워링 코팅장치는, 아연도금강관이 통과 가능하도록 일측 측벽에 강관유입구가 형성되고 타측 측벽에 강관인출구가 형성되는 샤워챔버; 상기 샤워챔버의 내부공간 중 상기 강관유입구가 형성된 측의 상부에 설치되어 하향으로 코팅제를 분사하는 상측샤워링노즐; 상기 샤워챔버의 내부공간 중 상기 강관유입구가 형성된 측의 하부에 설치되어 상향으로 코팅제를 분사하는 하측샤워링노즐; 상기 강관유입구를 덮도록 상기 샤워챔버의 내벽에 장착되되, 상단이 상기 강관유입구가 형성된 지점의 상부에 회전 가능하도록 힌지로 결합되는 차단도어; 상기 샤워챔버의 내부에 설치되어 상기 강관유입구로 인입된 아연도금강관을 상기 강관인출구로 이송시키는 이송롤러;를 포함하여 구성된다.

상기 차단도어는, 상기 강관유입구로 인입되는 아연도금강관에 의해 밀려 최대한 회전되었을 때 상기 상측샤워링노즐의 코팅제 분사영역과 대응되는 지점에 개구부가 형성된다.

상기 차단도어는, 상기 강관유입구로 인입되는 아연도금강관의 선단과 대응되는 부위가 상기 강관유입구와 가까워지는 방향으로 경사지게 연장되도록 중단이 절곡된 플레이트 형상으로 형성된다.

상기 차단도어는, 상기 강관유입구로 인입되는 아연도금강관에 의해 밀려 회전되었을 때 상기 상측샤워링노즐과 대응되는 지점에 코팅제의 흐름 방향을 상기 차단도어의 폭방향 양측으로 안내하는 한 쌍의 가이드플레이트를 구비하며, 상기 한 쌍의 가이드플레이트는 상단이 맞닿도록 연결되되 하측으로 갈수록 상호 간의 이격 거리가 넓어지는 방향으로 경사지게 배열된다.

상기 샤워챔버의 바닥면에는, 상기 상측샤워링노즐 및 하측샤워링노즐로부터 분사되어 상기 샤워챔버의 바닥에 고인 코팅제를 코팅제 저장탱크로 회송시키는 코팅제 회수라인이 장착된다.

상기 샤워챔버의 일측에는 상기 강관유입구로 인입되는 아연도금강관의 외측면에 압축공기를 분사하여 상기 아연도금강관 외측면의 잔존물을 제거하는 에어링이 설치되고, 상기 샤워챔버의 타측에는 상기 강관인출구를 통해 인출되는 아연도금강관의 외측면에 압축공기를 분사하여 상기 아연도금강관의 외측면을 건조시키는 와이퍼링이 설치된다.

또한, 본 발명에 의한 아연도금강관의 이중코팅 표면처리방법은, 아연도금강관을 3가 크로메이트 처리하여 1차 화성피막을 형성하는 단계와, 상기 1차 화성피막이 형성된 아연도금강관의 외측면에 크롬 프리(Cr-free) 코팅제를 샤워 방식을 통해 코팅하여 2차 코팅막을 형성하는 단계를 포함한다.

상기 2차 코팅막을 형성하는 단계는, 상기한 샤워링 코팅장치에 의해 수행되는 것으로, 상기 샤워링 코팅장치의 강관유입구로 상기 1차 화성피막이 형성된 아연도금강관을 인입시켜 2차 코팅막을 형성한다.

상기 2차 코팅막을 형성하는 단계 후, 상기 2차 코팅막이 형성된 아연도금강관 내면의 잔존물을 에어블로워를 통해 제거하는 단계를 더 포함한다.

본 발명에 의한 아연도금강관의 이중코팅 표면처리방법을 이용하면, 아연도금강관의 내식성이 현저히 개선된다는 장점이 있다. 아울러, 본 발명에 의한 샤워링 코팅장치를 이용하면, 아연도금강관의 외측면 전체에 걸쳐 코팅제를 고르게 코팅할 수 있고, 코팅제가 아연도금강관의 내측면으로 유입되는 현상을 방지할 수 있으며, 아연도금강관의 외측면에 도포되지 아니하고 아래로 떨어진 코팅제를 재사용할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 이중코팅된 아연도금강관의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 샤워링 코팅장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 샤워링 코팅장치에 포함되는 샤워챔버의 내부구성을 도시하는 사시도이다.
도 4는 샤워챔버 내벽에 차단도어가 장착되는 구조를 도시하는 단면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 의한 샤워링 코팅장치의 사용상태도이다.
도 7은 아연도금강관에 의해 차단도어가 밀려 회전되는 형상을 도시한다.
도 8은 본 발명에 의한 이중코팅된 아연도금강관의 내식성 시험의 결과를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명에 의한 아연도금강관의 이중코팅 표면처리방법의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 크롬 프리 코팅제가 코팅된, 즉 이중코팅된 아연도금강관의 단면도로서, 본 발명에 의한 아연도금강관의 이중코팅 표면처리방법은, 종래 3가 크로메이트 단일 코팅 방법에 비하여, 1차 화성피막(13) 및 2차 코팅막(20)의 이중코팅으로 인해 현저히 우수한 내식성을 확보할 수 있음은 물론, 2차 코팅막(20)의 안정화 시간이 20~24hr로 짧아 코팅 직후 습기나 수분에 노출되더라도 종래 단일 코팅 방식에 비해 월등한 내식성을 갖출 수 있다는 특징이 있다.

이러한 아연도금강관의 이중코팅 표면처리방법은, 아연도금강관(10)을 3가 크로메이트 처리하여 1차 화성피막(13)을 형성하는 단계와, 상기 1차 화성피막(13)이 형성된 아연도금강관(10)의 외측면에 크롬 프리(Cr-free) 코팅제를 샤워 방식을 통해 코팅하여 2차 코팅막(20)을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

먼저, 아연도금층(12)이 형성된 강관(11), 즉 아연도금강관(10)을 준비하고, 냉각조에 3가 크로메이트의 희석액을 투입한 후, 상기 아연도금강관(10)을 이에 딥핑(Dipping)한 후 건조하여 아연도금강관(10)에 1차 화성피막(13)을 형성한다.

이러한 3가 크로메이트를 이용한 1차 화성피막(13)을 형성하는 방법은 종래의 방법에 의하는 것으로, 그 실시를 제한하지 않는다. 다만, 이러한 3가 크로메이트 단일막만에 의해 내식성을 확보해야한다면, 앞서 설명한 바와 같이 48hr 이상의 안정화시간이 요구되나, 본 발명에서는 이를 그대로 2차 코팅하는 것이므로, 안정화 시간이 요구되지 않는다. 아울러, 까다로운 공정조건 역시 현저히 완화될 수 있다.

다음으로, 상기 1차 화성피막(13)이 형성된 아연도금강관(10)의 외측면에 크롬 프리(Cr-free) 코팅제를 샤워 방식을 통해 코팅하여 2차 코팅막(20)을 형성한다.

이때, 상기 크롬 프리 코팅제는 실리콘 수지를 주성분으로 하는 액상의 것을 사용하면 족한바, 그 종류를 제한하지 않는다. 그 일례로 시판 상품 중 PH30S(광우), S-9621(삼양화학) 등을 사용할 수 있다.

여기서 샤워 방식이란, 샤워 링으로 크롬 프리 코팅제를 노즐분사하는 것을 의미하는바, 이러한 방식에 의하면 분무 방식에 비하여 균일한 코팅막을 얻을 수 있음은 물론, 크롬 프리 코팅제의 회수 및 재이용이 가능하며, 딥핑 방식에 비하여 크롬 프리 코팅제의 사용량을 줄일 수 있으며, 코팅제의 관리가 용이하고, 설비의 비대화를 방지할 수 있다는 장점이 있다.

이때, 상기 2차 코팅막(20)을 형성하기 전에 상기 1차 화성피막(20)이 형성된 아연도금강관(10)의 외측면에 압축공기를 분사하여 상기 아연도금강관(10) 외측면의 잔존물을 제거할 수 있으며, 코팅 후 역시 그 외측면에 압축공기를 분사하여 잔존물을 제거함과 동시에, 2차 코팅막(20)을 건조시킬 수 있다.

본 발명에서 상기 샤워 방식의 코팅은 이하에서 설명되는 샤워링 코팅장치를 통해 이루어지는 것으로, 이에 대해서는 하기에서 자세히 설명한다.

그리고 최종적으로, 상기 2차 코팅막(20)이 형성된 아연도금강관(10) 내면의 잔존물을 에어블로워를 통해 제거한다.

상기와 같은 방법으로 이중코팅 표면처리된 아연도금강관은 내식성이 종래 단일 코팅 대비 10배 이상 향상되며, 친환경적이라는 장점이 있다. 아울러, 종래 화성피막이 안정화되는 시간(48hr) 대비 절반 수준인 20~24hr 만으로 코팅막의 안정화가 이루어져 최상의 효과를 기대할 수 있으며, 코팅 직후 물이나 수분에 노출되더라도 종래 단일 피막 대비 월등한 내식성을 갖출 수 있다는 장점이 있다.

이하, 본 발명에 의한 샤워링 코팅장치의 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 아연도금강관 샤워링 코팅장치(100)의 평면도이고, 도 3은 본 발명에 의한 아연도금강관 샤워링 코팅장치(100)에 포함되는 샤워챔버(110)의 내부구성을 도시하는 사시도이며, 도 4는 샤워챔버(110) 내벽에 차단도어(150)가 장착되는 구조를 도시하는 단면도이다.

본 발명에 의한 아연도금강관 샤워링 코팅장치(100)는 앞서 설명한 크롬 프리(Cr-free) 코팅제를 3가 크로메이트처리로 인해 1차 화성피막(13)이 형성된 아연도금강관(10)의 외측면에 코팅하기 위한 장치이다. 다만, 이 장치는 1차 화성피막(13)이 형성된 아연도금강관(10)에만 적용할 수 있는 것이 아닌, 다른 방식으로 표면처리된 아연도금강관(10) 또는 표면처리되지 않은 아연도금강관(10)을 적용할 수도 있는 것이다. 따라서, 이하에서는 샤워링 코팅장치(100)에 인입되는 대상을, 아연도금강관(10)으로 통칭하며, 크롬 프리 코팅제 역시 코팅제로 약칭하여 설명한다.

본 발명에 의한 샤워링 코팅장치(100)는, 아연도금강관(10)을 코팅제에 딥핑(Dipping)시키거나 아연도금강관(10)의 외측면에 코팅제를 분무하는 것이 아니라 액상의 코팅제를 아연도금강관(10)의 외측면에 샤워식으로 분사함으로써, 아연도금강관(10)의 외측면에 균일한 코팅막을 형성함과 동시에 한 번 사용된 코팅제의 재사용이 가능하도록 한다는 점에 가장 큰 특징이 있다.

즉, 본 발명에 의한 아연도금강관 샤워링 코팅장치(100)는, 아연도금강관(10)이 통과 가능하도록 일측 측벽(도 2에서는 우측 측벽)에 강관유입구(112)가 형성되고, 타측 측벽(도 2에서는 좌측 측벽)에 강관인출구(미도시)가 형성되는 샤워챔버(110)와, 상기 샤워챔버(110)의 내부공간 중 상기 강관유입구(112)가 형성된 측의 상부에 설치되어 하향으로 코팅제를 분사하는 상측샤워링노즐(142)과, 상기 샤워챔버(110)의 내부공간 중 상기 강관유입구(112)가 형성된 측의 하부에 설치되어 상향으로 코팅제를 분사하는 하측샤워링노즐(144)과, 상기 샤워챔버(110)의 내부에 설치되어 상기 강관유입구(112)로 인입된 아연도금강관(10)을 상기 강관인출구로 이송시키는 이송롤러(160)를 포함하여 구성된다. 상기 샤워챔버(110)에는 아연도금강관(10)을 인입 및 인출시킬 수 있도록 이송레일(200)이 설치되며, 코팅제 저장탱크(300)에 저장되어 있는 코팅제를 상측샤워링노즐(142) 및 하측샤워링노즐(144)로 공급하기 위한 코팅제 공급라인(400)이 설치된다.

또한, 상기 샤워챔버(110)의 일측(도 2에서는 우측)에는 상기 강관유입구(112)로 인입되는 아연도금강관(10)의 외측면에 압축공기를 분사하여 상기 아연도금강관(10) 외측면의 잔존물을 제거하는 에어링(120)이 설치되고, 상기 샤워챔버(110)의 타측(도 2에서는 좌측)에는 상기 강관인출구를 통해 인출되는 아연도금강관(10)의 외측면에 압축공기를 분사하여 상기 아연도금강관(10)의 외측면을 건조시키는 와이퍼링(130)이 설치된다. 이때, 상기 아연도금강관(10)의 외측면에 압축공기를 분사하는 에어링(120) 및 와이퍼링(130)은 본원발명이 해당하는 기술분야에서 다양한 형태로 상용화되어 있는바, 상기 에어링(120) 및 와이퍼링(130)의 내부구조 및 작동원리에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이에 따라, 이송레일(200)을 타고 샤워챔버(110) 측으로 이송되는 아연도금강관(10)은 에어링(120)을 통과하는 동안 외측면에 붙어 있던 잔존물이 제거된 후 샤워챔버(110) 내부로 인입된다. 상기 샤워챔버(110) 내부로 인입된 아연도금강관(10)은 상측샤워링노즐(142)과 하측샤워링노즐(144) 사이를 통과하는 동안 외측면에 코팅제가 도포되며, 외측면에 코팅제가 도포된 아연도금강관(10)은 샤워챔버(110) 외부로 인출되어 와이퍼링(130)을 통과하는 동안 외측면에 도포된 코팅제가 건조된다.

이때, 상기 상측샤워링노즐(142) 및 하측샤워링노즐(144)은 코팅제를 비말 형태로 분무하는 것이 아니라 샤워식, 즉 액체 상태로 분사하도록 구성되므로, 별도의 코팅제 침지조 없이도 아연도금강관(10)의 외측면에 균일한 코팅막을 형성할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 상기 샤워챔버(110)의 바닥면에는 샤워챔버(110)의 바닥에 고인 코팅제를 코팅제 저장탱크(300)로 회송시키는 코팅제 회수라인(500)이 장착되는바, 상기 상측샤워링노즐(142) 및 하측샤워링노즐(144)로부터 분사되어 아래로 떨어진 코팅제를 코팅제 저장탱크(300)로 회송시켜 재사용할 수 있게 된다는 장점도 있다.

한편, 상측샤워링노즐(142) 및 하측샤워링노즐(144)로부터 분사된 코팅제가 아연도금강관(10)의 내측으로 인입되지 아니하도록, 상기 샤워챔버(110)의 일측 내벽에는 강관유입구(112)로 인입되는 아연도금강관(10)의 선단측을 덮는 차단도어(150)가 설치된다. 상기 차단도어(150)는 상기 강관유입구(112)를 덮도록 상기 샤워챔버(110)의 내벽에 장착되되, 상단이 상기 강관유입구(112)가 형성된 지점의 상부에 회전 가능하도록 힌지(152)로 결합된다. 따라서 상기 차단도어(150)는, 상기 강관유입구(112)로 인입되는 아연도금강관(10)에 의해 밀려 힌지(152)를 중심으로 회전하게 되는데, 상기 아연도금강관(10)의 선단이 상측샤워링노즐(142) 및 하측샤워링노즐(144) 사이를 통과하는 동안 상기 아연도금강관(10)의 선단을 덮음으로써 상기 아연도금강관(10)의 내측으로 코팅제가 분사되는 현상을 방지한다.

상기 차단도어(150)의 작동 및 기능에 대해서는 이하 도 4 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5 및 도 6은 본 발명에 의한 아연도금강관 샤워링 코팅장치(100)의 사용상태도이다.

상기 차단도어(150)는 아연도금강관(10)의 선단이 상측샤워링노즐(142)의 하측 영역을 지날 때에는 상측샤워링노즐(142)로부터 분사된 코팅제가 아연도금강관(10) 내부로 유입되지 아니하도록, 도 5에 도시된 바와 같이 아연도금강관(10)의 선단을 덮는 역할을 한다.

도 5에 도시된 상태에서 아연도금강관(10)이 더 진입하여 차단도어(150)가 최대한 회전된 상태가 되면, 상기 차단도어(150)의 하단은 도 6에 도시된 바와 같이 아연도금강관(10)의 상면에 안착된 상태가 된다. 이와 같이 아연도금강관(10)의 선단이 상측샤워링노즐(142)의 하측 영역을 완전해 통과한 이후에는 상측샤워링노즐(142)로부터 분사된 코팅제가 아연도금강관(10)에 도포될 수 있도록, 상기 차단도어(150)에는 개구부(154)가 형성된다.

이때, 상기 개구부(154)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 강관유입구(112)로 인입되는 아연도금강관(10)에 의해 밀려 차단도어(150)가 최대한 회전되었을 때 상기 상측샤워링노즐(142)의 코팅제 분사영역과 대응되는 지점에 형성되는바, 상기 상측샤워링노즐(142)로부터 분사된 코팅제는 아연도금강관(10)의 외측면에 도포되어 크롬 프리 코팅막, 즉 2차 코팅막(20)을 형성할 수 있게 된다.

이때, 상기 차단도어(150)가 하나의 평판 형상으로 형성되면, 샤워챔버(110) 내부로 유입되는 아연도금강관(10)이 차단도어(150)를 어느 정도 밀었을 때 아연도금강관(10)의 선단이 차단도어(150)에 의해 완전히 덮이지 아니하게 된다. 본 발명에 의한 아연도금강관 샤워링 코팅장치(100)는 아연도금강관(10)이 차단도어(150)를 밀어 회전시키는 동안 상기 아연도금강관(10)의 선단이 차단도어(150)에 의해 최대한 덮인 상태를 유지할 수 있도록, 상기 차단도어(150)는 중단이 절곡된 형상으로 형성됨이 바람직하다.

즉, 상기 차단도어(150)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 강관유입구(112)로 인입되는 아연도금강관(10)의 선단과 대응되는 부위가 상기 강관유입구(112)와 가까워지는 방향으로 경사지게 연장되도록 중단이 절곡된 플레이트 형상으로 형성된다. 이와 같이 상기 차단도어(150)가 절곡된 플레이트 형상으로 형성되면, 도 6에 도시된 바와 같이 차단도어(150)가 아연도금강관(10)에 의해 밀려 어느 정도 회전되었을 때 상기 아연도금강관(10)의 선단을 덮을 수 있게 되는바, 상측샤워링노즐(142)로부터 분사된 코팅제가 아연도금강관(10)의 내측으로 유입되는 현상을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

이때, 상기 차단도어(150)의 절곡 각도는 차단도어(150)의 전체 길이 및 상측샤워링노즐(142)의 위치 등 여러가지 조건에 따라 다양하게 적용될 수 있다.

도 7은 아연도금강관(10)에 의해 차단도어(150)가 밀려 회전되는 형상을 도시한다.

도 6에 도시된 바와 같이 차단도어(150)의 하단이 아연도금강관(10)의 상면에 안착되어 있는 상태에서 차단도어(150)의 상면에 코팅제가 다량으로 분사되어 상기 차단도어(150)를 타고 아래로 흐르게 되면, 아연도금강관(10)의 상면에 코팅제가 과도하게 도포된다는 문제점 즉, 아연도금강관(10)의 외측면 전체에 걸쳐 코팅막이 균일한 두께로 형성되지 못하게 된다는 문제점이 발생된다.

본 발명에 의한 아연도금강관 샤워링 코팅장치(100)는 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있도록, 차단도어(150)가 상기 강관유입구(112)로 인입되는 아연도금강관(10)에 의해 밀려 회전되었을 때 상기 상측샤워링노즐(142)을 향하는 차단도어(150)의 일면(도 7에서는 상면)에는 코팅제 흐름 방향을 안내하는 한 쌍의 가이드플레이트(156)가 구비될 수 있다. 상기 한 쌍의 가이드플레이트(156)는, 상단이 상호 맞닿도록 연결되되 하측으로 갈수록 상호 간의 이격 거리가 넓어지는 방향으로 경사지게 배열되는바, 차단도어(150)의 상면으로 떨어진 코팅제는 가이드플레이트(156)를 타고 상기 차단도어(150)의 폭방향 양측으로 흐르게 되고(도 6의 점선화살표 방향 참조), 이에 따라 아연도금강관(10)의 상면에 코팅제가 과도하게 도포되는 현상이 발생하지 아니하게 된다.

즉, 본 발명에 의한 아연도금강관 샤워링 코팅장치(100)를 이용하면, 상측샤워링노즐(142)로부터 분사된 코팅제가 차단도어(150)의 상면에 다량으로 포집되더라도 아연도금강관(10)의 상면으로는 도포되지 아니하므로, 아연도금강관(10) 전체에 걸쳐 균일한 두께의 코팅막을 형성할 수 있게 된다는 장점이 있다.

이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다.

(실시예 1)

용융아연도금된 강관을 준비하고, 이를 수세한 후, 3가 크로메이트 용액에 침지 후, 60℃에서 건조하여 1차 화성피막을 형성하였다. 그리고 1차 화성피막이 형성된 강관의 외측면에 크롬 프리 코팅제를 이용하여 2차 코팅막을 형성하였다.

이때, 상기 크롬 프리 코팅제의 코팅은 앞서 설명한 샤워챔버(110); 상측샤워링노즐(142); 하측샤워링노즐(144); 차단도어(150); 이송롤러(160); 에어링(120); 및 와이퍼링(130)이 구비된 샤워링 코팅장치를 이용하였으며, 3가 크로메이트 용액으로는 S-9611(삼양화학)을, 크롬 프리 코팅제로는 S-9621(삼양화학)을 이용하였다.

(비교예 1)

실시예 1과 동일하게 실시하되, 1, 2차 코팅막의 형성을 생략하였다.

(비교예 2)

실시예 1과 동일하게 실시하되, 2차 코팅막의 형성을 생략하였다.

(시험예 1)

상기 실시예 1 및 비교예 1, 비교예 2의 시편을 공인인증기관(RIST)에 염수분무시험(KS D 9502) 의뢰를 실시한 후 육안으로 관찰하여 시간대별 백청의 발생추이를 테스트 의뢰를 하였다. 그리고 그 결과를 도 8에 나타내었다.

통상 염수분무에 의한 내식성 시험 결과 40hr 후에 부식이 없어야하는바, 도 8에서와 같이 비교예 1는 2hr 경과시점에서, 비교예 2는 8hr 경과시점에서 각각 100% 백청이 발생하였음을 확인할 수 있었다. 반면, 실시예 1은 도 8에서와 같이 96hr 경과 시점까지 백청 100%에 도달하지 않았다.

따라서, 본 발명의 실시예 1은 비교예 1, 2에 비해 현저히 우수한 내식성을 가짐을 확인할 수 있었다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

10 : 아연도금강관 13 : 1차 화성 피막
20 : 2차 코팅막 100 : 샤워링 코팅장치
110 : 샤워챔버 112 : 강관유입구
120 : 에어링 130 : 와이퍼링
142 : 상측샤워링노즐 144 : 하측샤워링노즐
150 : 개폐도어 152 : 힌지
154 : 개구부 156 : 가이드플레이트
160 : 이송롤러 200 : 이송레일
300 : 코팅제 저장탱크 400 : 코팅제 공급라인
500 : 코팅제 회수라인

Claims (8)

1. 아연도금강관(10)이 통과 가능하도록 일측 측벽에 강관유입구(112)가 형성되고 타측 측벽에 강관인출구가 형성되는 샤워챔버(110);
   상기 샤워챔버(110)의 내부공간 중 상기 강관유입구(112)가 형성된 측의 상부에 설치되어 하향으로 코팅제를 분사하는 상측샤워링노즐(142);
   상기 샤워챔버(110)의 내부공간 중 상기 강관유입구(112)가 형성된 측의 하부에 설치되어 상향으로 코팅제를 분사하는 하측샤워링노즐(144);
   상기 강관유입구(112)를 덮도록 상기 샤워챔버(110)의 내벽에 장착되되, 상단이 상기 강관유입구(112)가 형성된 지점의 상부에 회전 가능하도록 힌지(152)로 결합되는 차단도어(150);
   상기 샤워챔버(110)의 내부에 설치되어 상기 강관유입구(112)로 인입된 아연도금강관(10)을 상기 강관인출구로 이송시키는 이송롤러(160);
   를 포함하여 구성되며,
   상기 차단도어(150)는, 상기 강관유입구(112)로 인입되는 아연도금강관(10)에 의해 밀려 최대한 회전되었을 때 상기 상측샤워링노즐(142)의 코팅제 분사영역과 대응되는 지점에 개구부(154)가 형성되는 것을 특징으로 하는 샤워링 코팅장치(100).
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 차단도어(150)는, 상기 강관유입구(112)로 인입되는 아연도금강관(10)의 선단과 대응되는 부위가 상기 강관유입구(112)와 가까워지는 방향으로 경사지게 연장되도록 중단이 절곡된 플레이트 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 샤워링 코팅장치(100).
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 차단도어(150)는, 상기 강관유입구(112)로 인입되는 아연도금강관(10)에 의해 밀려 회전되었을 때 상기 상측샤워링노즐(142)과 대응되는 지점에 코팅제의 흐름 방향을 상기 차단도어(150)의 폭방향 양측으로 안내하는 한 쌍의 가이드플레이트(156)를 구비하며,
   상기 한 쌍의 가이드플레이트(156)는 상단이 맞닿도록 연결되되 하측으로 갈수록 상호 간의 이격 거리가 넓어지는 방향으로 경사지게 배열되는 것을 특징으로 하는 샤워링 코팅장치(100).
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 샤워챔버(110)의 바닥면에는, 상기 상측샤워링노즐(142) 및 하측샤워링노즐(144)로부터 분사되어 상기 샤워챔버(110)의 바닥에 고인 코팅제를 코팅제 저장탱크(300)로 회송시키는 코팅제 회수라인(500)이 장착되는 것을 특징으로 하는 샤워링 코팅장치(100).
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 샤워챔버(110)의 일측에는 상기 강관유입구(112)로 인입되는 아연도금강관(10)의 외측면에 압축공기를 분사하여 상기 아연도금강관(10) 외측면의 잔존물을 제거하는 에어링(120)이 설치되고,
   상기 샤워챔버(110)의 타측에는 상기 강관인출구를 통해 인출되는 아연도금강관(10)의 외측면에 압축공기를 분사하여 상기 아연도금강관(10)의 외측면을 건조시키는 와이퍼링(130)이 설치되는 것을 특징으로 하는 샤워링 코팅장치(100).
   
6. 삭제
7. 아연도금강관(10)을 3가 크로메이트 처리하여 1차 화성피막(13)을 형성하는 단계와,
   상기 1차 화성피막(13)이 형성된 아연도금강관(10)의 외측면에 크롬 프리(Cr-free) 코팅제를 샤워 방식을 통해 코팅하여 2차 코팅막(20)을 형성하는 단계를 포함하고,
   상기 2차 코팅막(20)을 형성하는 단계는,
   상기 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 샤워링 코팅장치(100)에 의해 수행되는 것으로,
   상기 샤워링 코팅장치(100)의 강관유입구(112)로 상기 1차 화성피막(13)이 형성된 아연도금강관(10)을 인입시켜 2차 코팅막(20)을 형성하는 것임을 특징으로 하는 아연도금강관의 이중코팅 표면처리방법.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 2차 코팅막(20)을 형성하는 단계 후,
   상기 2차 코팅막(20)이 형성된 아연도금강관(10) 내면의 잔존물을 에어블로워를 통해 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 아연도금강관의 이중코팅 표면처리방법.

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