KR20200104980A - 에폭시 도장 강관 및 이의 도장방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열경화성수지가 도포된 우레탄-아크릴이 코팅된 시트를 강관의 내면에 접착시켜 내스크래칭성 및 내마모성을 향상시킬 수 있도록 하고, 상기 시트가 접착된 내면에 에폭시 도료 조성물을 코팅하여 반영구적 수명으로 경제적 도장 및 관리비용의 충분한 절감 효과를 제공할 수 있도록 하는 에폭시 도장 강관 및 이의 도장방법에 관한 것으로서, 강관의 내면에 열경화성수지가 도포된 우레탄-아크릴이 코팅된 시트를 접착시켜 강관의 내스크랭칭성 내마모성을 향상시킬 수 있도록 하고, 강관의 내면 코팅 시에 유기용제를 포함하지 않는 친환경 무용제 저점도형 고내구성 특수 에폭시 수지를 사용하여 상수도시스템에 적합한 친환경적인 강관을 제공할 수 있도록 하는 에폭시 도장 강관 및 이의 도장방법에 관한 것이다.

Description

에폭시 도장 강관 및 이의 도장방법{Epoxy coated steel pipe and its coating method}
본 발명은 에폭시 도장 강관 및 이의 도장방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열경화성수지가 도포된 우레탄-아크릴이 코팅된 시트를 강관의 내면에 접착시켜 내스크래칭성 및 내마모성을 향상시킬 수 있도록 하고, 상기 시트가 접착된 내면에 에폭시 도료 조성물을 코팅하여 반영구적 수명으로 경제적 도장 및 관리비용의 충분한 절감 효과를 제공할 수 있도록 하는 에폭시 도장 강관 및 이의 도장방법에 관한 것이다.
일반적으로 도시가스, 상, 하수도나 각종 유체 수송용으로 사용되는 강관의 부식 방지를 위해 사용되는 코팅제에는 다양한 종류가 있으며 그 종류의 선택과 사용방법 등에 따라 장기 방식 효과 등에 큰 영향을 끼칠 수 있다. 특히 공업화 발달로 산성화된 토양 등 부식 환경요소가 증가되고, 대기오염, 도시의 밀집화에 따라 지하 매설물의 부식이 급속하게 촉진되고 있는 실정이다.
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 사용한 코팅공법의 경우는 경화가 느리기 때문에 열을 가하는 작업도 필요하며, 내부 코팅용 도료 중에 포함된 비스페놀 A 등이 잔존하여 인체에 치명적인 영향을 줄 수 있고, 내충격성, 내굴곡성이 취약하여 충격에 의한 손상이나 굴곡부위에서의 부분 박리가 일어날 가능성이 높았다.
한편, 폴리우레탄을 사용하여 도복장 강관을 제조하는 경우에는 도료의 접찰력이 양호한 편이나, 경화속도가 대체적으로 느리고 습도에 민감하여 도막이 발포될 수 있는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 종래의 기술을 살펴보면,
등록번호 제 10-0899667호(특) 소정의 폭을 갖는 금속판을 공급하여 금속 강관을 쇼트블라스팅 장치에 공급하여 금속 강관의 표면과 내경을 전처리하고; 상기 전처리된 금속 강관의 내경과 표면 또는 내경에 침투성의 방향족 이소시아네이트계 저점도 프라이머를 도포하여 방향족 이소시아네이트계 저점도 프라이머 도포층을 형성한 금속 강관의 내경 또는 표면에 형성된 핀홀을 제거하기 위하여 방향족 이소시아네이트계 폴리우레아를 로울러 또는 스프레이를 이용하여 도포하고; 상기 도포된 방향족 이소시아네이트계 폴리우레아는 소정의 시간 대기중에서 경화시켜 방향족 이소시아네이트계 폴리우레아층을 형성하고; 상기 경화된 방향족 이소시아네이트계 폴리우레아층에 잔존하는 기포를 다시 제거하고 항균성을 부여하기 위하여 상기 방향족 이소시아네이트계 폴리우레아층의 외부면에 지방족 이소시아네이트계 폴리우레아 수지와 소정의 숯 분말을 혼합한 항균성 폴리우레아 수지를 로울러 또는 스프레이를 이용하여 도포하고; 상기 도포된 항균성 폴리우레아 수지를 대기중에서 경화시켜 지방족 이소시아네이트계 항균성 폴리우레아 수지층을 형성함을 특징으로 하는 폴리우레아 수지를 이용한 강관에 있어서, 상기 폴리우레아 수지는 지방족 이소시아네이트계 폴리우레아 수지 90~97 중량% 와 숯 분말 3~10 중량%를 혼합한 항균성 폴리우레아 수지를 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 에폭시 수지와 진공중에 혼련하여 유기반응과 수지를 반응시키며 진공중에 컴파운딩한 것임을 특징으로 하는 폴리우레아 수지를 이용한 강관의 제조방법에 관한 것이다.
상기한 종래의 기술을 살펴보면, 강관의 내경 또는 외경에 폴리우레아 수지와 항균성이 있는 숯을 이용하여 마감함으로서 내구성과 내식성 및 항균 특성이 제공되며 방수효과가 뛰어난 강관을 제공할 수 있도록 하는 것을 중심적으로 기재하고 있다.
그러나 상기한 바와 같은 종래의 기술은 폴리우레아 수지를 이용하는 경우에 습도에는 안정적이지만 경화속도가 너무 빨라 소재와의 기밀성, 접착력이 떨어지며, 고온 고압의 조건에서 분사되어 도포할 경우 분진이 많이 발생하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출해낸 것으로서 강관의 내면에 열경화성수지가 도포된 우레탄-아크릴이 코팅된 시트를 접착시켜 강관의 내스크랭칭성 내마모성을 향상시킬 수 있도록 하고, 강관의 내면 코팅 시에 유기용제를 포함하지 않는 친환경 무용제 저점도형 고내구성 특수 에폭시 수지를 사용하여 상수도시스템에 적합한 친환경적인 강관을 제공할 수 있도록 하는 에폭시 도장 강관 및 이의 도장방법을 제공함에 주안점을 두고 기술적 과제로서 완성해낸 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 강관의 외면에 분말 에폭시를 코팅하는 강관 외면 코팅단계; 상기 강관의 외면 및 내면에 형성된 용접 비드부의 돌기를 제거하는 용접 비드부 돌기 제거단계; 상기 강관의 외면 및 내면의 이물질을 제거하는 이물질 제거단계; 상기 강관의 내면에 에폭시 도료 조성물을 코팅하는 강관 내면 코팅단계; 로 이루어지는 에폭시 도장 강관의 도장방법에 있어서, 상기 이물질 제거단계 후, 상기 강관의 내면에 접착제를 도포 및 가건조시키고, 우레탄-아크릴이 코팅이 되어 있는 시트를 열경화성수지에 함침시켜 상기 시트의 양 표면에 상기 열경화성수지를 도포하는 강관 내면 접착제 도포 및 시트 도포단계;와, 상기 강관 내면 접착제 도포 및 시트 도포단계; 후, 접착제가 도포된 상기 강관의 내면에 열경화성수지가 도포된 상기 시트를 열압성형하여, 상기 열경화성수지를 경화시키면서 상기 강관의 내면에 시트를 접착시키는 강관 내면 시트 접착단계;가 포함되어 이루어지고, 상기 강관 내면 코팅단계는 상기 강관 내면 시트 접착단계 후, 상기 열경화성수지가 도포된 시트가 접착된 상기 강관의 내면에 변성 비스페놀 F 타입의 에폭시 수지, 페놀 노블록 타입의 에폭시 수지 50 ~80중량부, 반응성 희석제 다관능 글리시딜 에테르 화합물 25 ~ 40중량부, 침강방지제 6 ~ 8중량부를 분산용기에서 1100rpm ~ 1500rpm으로 40 ~ 50분간 혼합 교반하여 제조된 에폭시 도료 조성물를 코팅하는 것을 특징으로 하는 에폭시 도장 강관의 도장방법을 제공함으로서 그 과제를 해결하고자한다.
본 발명에 따른 에폭시 도장 강관 및 이의 도장방법에 의하면, 도시가스, 상, 하수도나 각종 유체 수소용으로 사용되는 강관의 내면 및 외면을 코팅하여 강관의 부식을 방지하는 본연의 목적을 그대로 유지함과 동시에 강관의 내면에 열경화성수지에 도포된 우레탄-아크릴이 코팅된 시트를 접착시켜 시트가 열경화성수지에 함침된 상태에서 외부로부터 기타 물리적인 힘이 작용할 시 최소화시킬 수 있도록 하고, 장기 고내구성의 고품을 꾀하여 반영구적 수명으로 경제적 도장 및 관리비용의 충분한 절감 효과를 제공할 수 있도록 하는 유용한 발명인 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예를 나타내는 순서도
도 2는 본 발명의 다른 실시 예가 적용된 강관 내면 코팅단계를 나타내는 도면
본 발명은 열경화성수지가 도포된 우레탄-아크릴이 코팅된 시트를 강관의 내면에 접착시켜 내스크래칭성 및 내마모성을 향상시킬 수 있도록 하고, 상기 시트가 접착된 내면에 에폭시 도료 조성물을 코팅하여 반영구적 수명으로 경제적 도장 및 관리비용의 충분한 절감 효과를 제공할 수 있도록 하는 에폭시 도장 강관 및 이의 도장방법을 제공한다.
이하, 본 발명인 에폭시 도장 강관의 도장방법에 대해 단계별로 설명하면 다음과 같다.
① 강관 외면 코팅단계(S100)
상기 강관 외면 코팅단계(S100)는 강관의 외측에 설치된 코팅장치를 이용하여 강관의 외면에 분말 에폭시를 코팅하는 단계이다.
② 용접 비드부 돌기 제거단계(S200)
상기 용접 비드부 돌기 제거단계(S200)는 상기 강관의 외면 및 내면에 형성된 용접 비드부의 돌기를 제거하는 단계이다.
즉, 상기 강관의 내면에 형성되어 있는 용접 비드부가 도장하는데 있어 방해되는 것을 방지코자 이물질 제거 전에 그라인더 등으로 돌기를 제거하여 다듬는 단계인 것이다.
③ 이물질 제거단계(S300)
상기 이물질 제거단계(S300)는 상기 강관의 외면 및 내면의 이물질을 제거하는 단계이다.
즉, 상기 강관을 도장하기 전, 블라스팅 설비 등을 이용하여 강관의 내면에 부착된 밀 스케일과 녹 기타 이물질을 제거하는 단계인 것이다.
또한, 하기될 강관 내면 접착제 도포 및 시트 도포단계(S400)에서 접착제가 충분한 접착력을 갖도록 강관의 내면에 요철을 형성하는 것이 바람직하다.
④ 강관 내면 접착제 도포 및 시트 도포단계(S400)
상기 강관 내면 접착제 도포 및 시트 도포단계(S400)는 상기 이물질 제거단계(S300) 후, 상기 강관의 내면에 접착제를 도포 및 가건조시키고, 우레탄-아크릴이 코팅이 되어 있는 시트를 열경화성수지에 함침시켜 상기 시트의 양 표면에 상기 열경화성수지를 도포하는 단계이다.
여기서, 상기 강관의 내면에 접착제가 완전히 경화되지 않도록 경화되기 이전의 상태까지만 가열하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 우레탄-아크릴이 코팅이 되어 있는 시트를 열경화성수지에 함침시키는 단계는 상기 시트를 상기 열경화성수지에 완전히 담가서 상기 시트의 양 표면에 열경화성수지를 도포하는 단계인 것이다.
또한, 상기 시트는 종이와 상기 종이의 일면에 우레탄-아크릴이 코팅되어 이루어지되, 상기 종이의 평량은 50 ~ 70g/
Figure pat00001
이고, 우레탄-아크릴의 코팅량은 10 ~ 14g/
Figure pat00002
이다.
즉, 상기 종이의 일면에 전체적으로 우레탄-아크릴이 코팅됨으로써, 내오염성 및 내수성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 상기 시트가 상기 열경화성수지에 함침되어 작업자에 의해 이동할 시, 상기 시트가 기타 외부요인에 의해 절단되는 것을 방지할 수 있도록 하는 것이다.
여기서, 상기 종이의 일면에 코팅되는 우레탄-아크릴의 코팅량은 상기 종이의 평량 10g/
Figure pat00003
당 2/
Figure pat00004
씩 사용되는 것이 바람직하며, 종래의 일반적인 종이 대비 두터운 종이를 사용할 수 있도록 본 발명에서는 종이의 평량이 50 ~ 70g/
Figure pat00005
으로 이루어지도록 하였다.
여기서, 상기 종이의 평량이 50 ~ 70g/
Figure pat00006
으로 이루어지고, 상기 시트의 내오염성 및 내수성을 향상시키는 것뿐만 아니라 상기 시트의 내구성을 향상시킬 수 있도록 상기 우레탄-아크릴의 코팅량이 10 ~ 14g/
Figure pat00007
으로 이루어지는데, 상기 평량이 50 ~ 70g/
Figure pat00008
으로 이루어지는 종이의 일면에 코팅되는 우레탄-아크릴의 코팅량이 10 ~ 14g/
Figure pat00009
을 포함한 다양한 코팅량으로 이루어지는 것에 대한 내구성을 실험하였다.
시험 항목 종류 1 2 3
내구성에 대한 실험 우레탄-아크릴
코팅량(g/
Figure pat00010
)		 5 ~ 9 10 ~ 14 15 ~ 19
결과 8.6 9.4 9.5
<코팅량에 따른 코팅된 시트의 내구성에 대한 평균 결과값>
상기 평량이 50 ~ 70g/
Figure pat00011
으로 이루어지는 종이의 일면에 코팅되는 우레탄-아크릴의 코팅량을 표 1에 표기된 바와 같이 각각 다르게 하여 코팅된 시트에 대한 그 내구성을 실험하였다. 표 1은 각각의 코팅량으로 수회에 걸쳐 실험한 결과 값의 평균치를 나타낸 것으로 실험결과를 보면 5 ~ 9g/
Figure pat00012
의 코팅량으로 코팅하였을 시에 상기 종이의 일면에 우레탄-아크릴이 코팅된 시트를 열경화성수지에 원활하게 함침 시켜 도포할 수 있으나 내구성은 8.6으로 나타났고, 10 ~ 14g/
Figure pat00013
의 코팅량으로 코팅하였을 시에도 상기 종이의 일면에 우레탄-아크릴이 코팅된 시트를 열경화성수지에 원활하게 함침 시켜 도포할 수 있으며 내구성은 9.4로 나타났고, 15 ~ 19g/
Figure pat00014
의 코팅량으로 코팅하였을 시에는 우레탄-아크릴의 코팅이 두꺼워져 열경화성수지에 함침 시켜 상기 시트에 열경화성수지를 원활하게 도포하기 어려웠으며 내구성은 9.5로 나타났다.
표 1의 실험결과 값에 표기된 바와 같이 상기 평량이 50 ~ 70g/
Figure pat00015
으로 이루어지는 종이의 일면이 우레탄-아크릴 10 ~ 14g/
Figure pat00016
의 코팅량으로 코팅될 시에 우레탄-아크릴이 코팅된 시트를 열경화성수지에 원활하게 함침 시켜 도포할 수 있도록 하며 내구성 또한 높게 나타나는 것을 알 수가 있었기에 상기 우레탄-아크릴의 코팅량은 10 ~ 14g/
Figure pat00017
의 코팅량으로 코팅하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 열경화성수지는 멜라민수지, 요소수지 또는 페놀수지로 이루어지고, 이와 같은 분말형태의 열경화성수지를 녹여서 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 강관의 내면에 시트를 접착하기 전, 상기 시트에 도포되어 있는 열경화성수지를 건조시키는 것이 바람직하다.
⑤ 강관 내면 시트 접착단계(S500)
상기 강관 내면 시트 접착단계(S500)는 상기 강관 내면 접착제 도포 및 시트 도포단계(S400); 후, 접착제가 도포된 상기 강관의 내면에 열경화성수지가 도포된 상기 시트를 열압성형하여, 상기 열경화성수지를 경화시키면서 상기 강관의 내면에 시트를 접착시키는 단계이다.
즉, 상기 접착제가 도포된 강관의 내면에 열경화성수지가 도포된 상기 시트를 롤러 등을 이용하여 고온으로 열압성형하여 접착시키는 단계이다.
다시 말해, 상기 열경화성수지가 건조된 상기 시트를 상기 접착제를 이용하여 상기 강관의 내면에 열압을 이용하여 접착시키는 단계인 것이다.
⑥ 강관 내면 코팅단계(S600)
상기 강관 내면 코팅단계(S600)는 상기 강관 내면 시트 접착단계(S500) 후, 상기 열경화성 수지가 도포된 시트가 접착된 상기 강관의 내면에 에폭시 도료 조성물을 코팅하는 단계이다.
즉, 상기 열경화성수지가 도포된 시트가 접착되어 있는 강관의 내면에 에폭시 도료 조성물을 종래의 일반적인 에어리스 스프레이, 에어스프레이, 롤러, 브러쉬 등의 방법을 도장하는 단계이다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 강관 내면 코팅단계(S600)에서는 상기 강관(p)의 관통된 중앙부를 따라 길이방향으로 길게 회전축(h)이 설치되고, 상기 회전축(h)의 외주에 길이방향을 따라 형성되어 있는 가이드라인(g)을 따라 길이방향으로 회전하며 이동하는 스프레이부(s)를 이용하여 상기 에폭시 도료 조성물을 상기 강관(p)의 내면에 코팅한다.
즉, 종래에 상기 강관을 회전시키며 강관의 내면에 코팅하는 방법과 달리 상기 강관(p)의 내면에 분사되는 스프레이부(s)를 회전시키며 강관(p)의 내면을 코팅할 수 있어, 기존에 강관의 외면을 건조시킨 후, 강관을 회전시키는 방식에 비해 신속한 작업을 수행할 수 있도록 하는 것은 물론, 상기 강관을 회전시키는 별도의 장치에 의해 상기 강관의 외면이 훼손되는 것을 방지할 수 있도록 하는 것이다.
여기서, 상기 회전축(h)은 정회전 및 역회전을 작업자가 선택적으로 선택하여 회전시킬 수 있도록 구성되는 것이 바람직하며, 상기 스프레이부(s)는 상기 회전축(h)의 회전속도 및 강관(p)의 길이에 대응하여 회전하는 회전축(h)의 가이드라인(g)을 따라 회전하며 이동할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 에폭시 도료 조성물은 변성 비스페놀 F 타입의 에폭시 수지, 페놀 노블록 타입의 에폭시 수지 50 ~80중량부, 반응성 희석제 다관능 글리시딜 에테르 화합물 25 ~ 40중량부, 침강방지제 6 ~ 8중량부를 분산용기에서 1100rpm ~ 1500rpm으로 40 ~ 50분간 혼합 교반하여 제조된 것을 사용하였다.
본 발명에 따른 에폭시 도장 강관 및 이의 도장방법에 의하면, 도시가스, 상, 하수도나 각종 유체 수소용으로 사용되는 강관의 내면 및 외면을 코팅하여 강관의 부식을 방지하는 본연의 목적을 그대로 유지함과 동시에 강관의 내면에 열경화성수지에 도포된 우레탄-아크릴이 코팅된 시트를 접착시켜 시트가 열경화성수지에 함침된 상태에서 외부로부터 기타 물리적인 힘이 작용할 시 최소화시킬 수 있도록 하고, 장기 고내구성의 고품을 꾀하여 반영구적 수명으로 경제적 도장 및 관리비용의 충분한 절감 효과를 제공할 수 있도록 하는 유용한 발명인 것이다.
S100 : 강관 외면 코팅단계
S200 : 용접 비드부 돌기 제거단계
S300 : 이물질 제거단계
S400 : 강관 내면 접착제 도포 및 시트 도포단계
S500 : 강관 내면 시트 접착단계
S600 : 강관 내면 코팅단계

Claims (4)

  1. 강관의 외면에 분말 에폭시를 코팅하는 강관 외면 코팅단계(S100);
    상기 강관의 외면 및 내면에 형성된 용접 비드부의 돌기를 제거하는 용접 비드부 돌기 제거단계(S200);
    상기 강관의 외면 및 내면의 이물질을 제거하는 이물질 제거단계(S300);
    상기 강관의 내면에 에폭시 도료 조성물을 코팅하는 강관 내면 코팅단계(S600); 로 이루어지는 에폭시 도장 강관의 도장방법에 있어서,
    상기 이물질 제거단계(S300) 후, 상기 강관의 내면에 접착제를 도포 및 가건조시키고, 우레탄-아크릴이 코팅이 되어 있는 시트를 열경화성수지에 함침시켜 상기 시트의 양 표면에 상기 열경화성수지를 도포하는 강관 내면 접착제 도포 및 시트 도포단계(S400);와,
    상기 강관 내면 접착제 도포 및 시트 도포단계(S400); 후, 접착제가 도포된 상기 강관의 내면에 열경화성수지가 도포된 상기 시트를 열압성형하여, 상기 열경화성수지를 경화시키면서 상기 강관의 내면에 시트를 접착시키는 강관 내면 시트 접착단계(S500);가 포함되어 이루어지고,
    상기 강관 내면 코팅단계(S600)는 상기 강관 내면 시트 접착단계(S500) 후, 상기 열경화성수지가 도포된 시트가 접착된 상기 강관의 내면에 변성 비스페놀 F 타입의 에폭시 수지, 페놀 노블록 타입의 에폭시 수지 50 ~80중량부, 반응성 희석제 다관능 글리시딜 에테르 화합물 25 ~ 40중량부, 침강방지제 6 ~ 8중량부를 분산용기에서 1100rpm ~ 1500rpm으로 40 ~ 50분간 혼합 교반하여 제조된 에폭시 도료 조성물를 코팅하는 것을 특징으로 하는 에폭시 도장 강관의 도장방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 시트는 종이와 상기 종이의 일면에 우레탄-아크릴이 코팅되어 이루어지되,
    상기 종이의 평량은 50 ~ 70g/
    Figure pat00018
    이고, 우레탄-아크릴의 코팅량은 10 ~ 14g/
    Figure pat00019
    인 것을 특징으로 하는 에폭시 도장 강관의 도장방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 강관 내면 코팅단계(S600)에서는 상기 강관의 관통된 중앙부를 따라 길이방향으로 길게 회전축이 설치되고, 상기 회전축의 외주에 길이방향을 따라 형성되어 있는 가이드라인을 따라 길이방향으로 회전하며 이동하는 스프레이부를 이용하여 상기 에폭시 도료 조성물을 상기 강관의 내면에 코팅하는 것을 특징으로 하는 에폭시 도장 강관의 도장방법.
  4. 제 1항의 에폭시 도장 강관의 도장방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 에폭시 도장 강관.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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