KR102110817B1

KR102110817B1 - 부식 및 보온성이 뛰어난 물탱크

Info

Publication number: KR102110817B1
Application number: KR1020200016790A
Authority: KR
Inventors: 서경호
Original assignee: 주식회사다원시스템
Priority date: 2020-02-12
Filing date: 2020-02-12
Publication date: 2020-05-13

Abstract

본 발명은 식수 등으로 이용되는 스테인리스 재질의 물탱크의 부식방지, 단열성 향상 및 외부의 이물질 등의 부착성을 저하시켜 청결한 상태의 물탱크 상태를 유지하기 위한 부식 및 보온성이 뛰어난 물탱크에 관한 것으로, 스테인리스 재질의 물탱크와, 상기 물탱크 외주면에 도포되는 부식방지 조성물과, 상기 부식방지 조성물에 혼합되는 단열 조성물로 이루어지되, 상기 부식방지 조성물과 단열 조성물은 2 : 1의 부피비로 혼합되어 있어, 스테인리스 재질의 물탱크에 부식방지 조성물 및 단열 조성물을 포함함으로써 부식방지 기능과 더불어 단열성을 높여 물탱크가 재기능을 수행할 수 있음 물론, 단열 조성물에 포함되는 코팅층에 의해 단열 효과와 더불어 외관의 이물질이나 먼지 등의 오염물이 잘 부착되지 않도록 하여 청결한 상태를 유지할 수 있는 부식 및 보온성이 뛰어난 물탱크를 제공한다.

Description

부식 및 보온성이 뛰어난 물탱크{Water tank with excellent corrosion and thermal resistance}

본 발명은 식수 등으로 이용되는 스테인리스 재질의 물탱크의 부식방지, 단열성 향상 및 외부의 이물질 등의 부착성을 저하시켜 청결한 상태의 물탱크 상태를 유지하기 위한 부식 및 보온성이 뛰어난 물탱크에 관한 것이다.

물탱크는 대형 빌딩이나 아파트와 같이 용수를 대량으로 소비하는 시설에는 많은 양의 용수를 저장할 수 있도록 대형 물탱크가 설치되어 왔으며, 이러한, 물탱크는 매우 다양한 소재로 제작된다.

예컨대, 콘크리트 구조물, 스테인리스스틸, 유리섬유강화플라스틱(FRP:Fiber Glass Reinforced Plastics) 단위패널이나 SMC(Sheet Molding Compound) 단위패널 등 플라스틱 합성수지 단위패널이 널리 사용되고 있다.

SMC는 유리 섬유 강화 플라스틱(FRP)을 제조하기 위한 성형재료의 일종으로서, 적정한 가열 및 가압조건 하에서 성형하면 뛰어난 기계적 특성을 나타낼 뿐만 아니라 내식성 및 성형성이 우수하기 때문에 새로운 구조용 및 기능용 소재로 각광을 받으면서 그 활용범위가 점차 확대되어가고 있는 추세에 있으며, 특히 많은 종류의 물탱크들이 SMC 단위패널로 구축되고 있다.

아울러, 아파트나, 공장, 산업시설 등에 각종 물탱크가 설치되어 단수시에도 식수나 산업용수를 안정적으로 공급할 수 있도록 하고 있다. 이러한 물탱크는 스테인리스 단위패널로 된 물탱크는 대용량이면서도 강도 및 충격에 강하여 널리 사용되고 있다.

상기 스테인리스 단위패널로 된 물탱크는 여러 장의 단위패널을 서로 용접하여 수조를 형성하며, 각각의 단위패널은 수직 및 수평으로 배치되는 스테인리스 지주에 용접되어 지지된다.

이러한, 물탱크는 각각의 단위패널을 현장에서 서로 수밀되게 용접하여야 할 뿐만 아니라, 각각의 지주도 단위패널에 견고하게 고정되도록 용접되어야 하므로, 작업이 매우 번거로우며, 많은 시간과 인력이 소요되어 시설비가 증가 되는 문제점이 있다.

(특허문헌 1) KR10-0705752 B1

(특허문헌 2) KR10-2004-0000545 A

특히, 상술한 스테인리스 재질의 물탱크는 스틸재질로서 앞서 설명한 것과 같이 용접을 통해 수밀성을 형성하게 되는데 용접시 열에 의한 변형이 발생하게 되어 철 성분이 용철되기에 별도의 실링처리 및 부식을 방지하여야 한다.

더욱이, 겨울철과 같이 외부온도가 낮을 경우 탱크 내의 물이 얼게 되면 재 기능을 상실하는 등의 문제점이 노출되었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 부식 및 보온성이 뛰어난 물탱크는 스테인리스 재질의 물탱크에 부식방지 조성물 및 단열 조성물을 포함함으로써 부식방지 기능과 더불어 단열성을 높여 물탱크가 재기능을 수행할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 단열 조성물에 포함되는 코팅층에 의해 단열 효과와 더불어 외관의 이물질이나 먼지 등의 오염물이 잘 부착되지 않도록 하여 청결한 상태를 유지할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명은 스테인리스 재질의 물탱크에 부식방지 조성물 및 단열 조성물을 포함함으로써 부식방지 기능과 더불어 단열성을 높여 물탱크가 재기능을 수행할 수 있다.

아울러, 단열 조성물에 포함되는 코팅층에 의해 단열 효과와 더불어 외관의 이물질이나 먼지 등의 오염물이 잘 부착되지 않도록 하여 청결한 상태를 유지할 수 있는 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명에 따른 부식 및 보온성이 뛰어난 물탱크를 도시한 사시도.
도 2는 도 1의 A부 단면도.

이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명의 구성에 대해 보다 구체적으로 살펴보도록 한다.

본 발명은 도 1 내지 도 2에서와 같이 스테인리스 재질의 물탱크(10)와, 상기 물탱크(10) 외주면에 도포되는 부식방지 조성물(20)과, 상기 부식방지 조성물(20)에 혼합되는 단열 조성물(30)로 이루어지되, 상기 부식방지 조성물은, 비스페놀 A 디글리시딜 에테르 30 ∼ 40중량%, 활석 35 ∼ 45중량%, 알킬 글리시딜 에테르 1 ∼ 10중량%, 방향족 탄화수소 10 ∼ 20중량%로 이루어진 주제와, 폴리아미드수지 67 ∼ 75중량%, 알킬 글리시딜 에테르 1 ∼ 15중량%, 방향족 탄화수소 15 ∼ 20중량%, 경화촉진제 1 ∼ 10중량%로 이루어진 경화제가 5 : 1의 중량비율로 혼합되고, 상기 단열 조성물(30)은 알루미노 실리케이트 성분으로 이루어진 세라믹 분말(31)과 상기 세라믹 분말의 표면에 코팅되는 코팅층(32)으로 이루어지며, 상기 부식방지 조성물(20)과 단열 조성물(30)은 2 : 1의 부피비로 혼합되어 있다.

여기서, 상기 단열 조성물(30)은, 비스페놀 F타입 에폭시수지와 아크릴수지를 7 : 3의 중량비율로 혼합한 에폭시 아크릴수지 30 ∼ 40중량%, 유화제 3 ∼ 7중량%, 물 50 ∼ 60중량%, 소포제 1 ∼ 3중량%, 접착력 증강제 2 ∼ 3중량%로 이루어진 주제와 지방족 폴리아민 45 ∼ 50중량%, 유화제 2 ∼ 5중량%, 경화촉진제 2 ∼ 3중량%, 물 45 ∼ 50중량%로 이루어진 경화제로 이루어지되, 주제와 경화제는 5 : 1의 중량비율로 혼합하여 구성된다.

또한, 단열 조성물(30)을 구성하는 코팅제(32)의 주제를 구성하는 에폭시 아크릴수지의 아크릴수지는 실리콘아크릴레이트모노머, 이소부틸 메타크릴레이트, 유기용제 및 개시제로 이루어져 있다.

우선, 상기 부식방지 조성물(20)은 비스페놀 A 디글리시딜 에테르 30 ∼ 40중량%, 활석 35 ∼ 45중량%, 알킬 글리시딜 에테르 1 ∼ 10중량%, 방향족 탄화수소 10 ∼ 20중량%로 이루어진 주제와, 폴리아미드수지 67 ∼ 75중량%, 알킬 글리시딜 에테르 1 ∼ 15중량%, 방향족 탄화수소 15 ∼ 20중량%, 경화촉진제 1 ∼ 10중량%로 이루어진 경화제가 5 : 1의 중량비율로 혼합되고, 상기 단열 조성물(30)은 알루미노 실리케이트를 주성분으로 하는 세라믹 분말(31)과 상기 세라믹 분말의 표면에 코팅되는 코팅층(32)으로 이루어지며, 상기 부식방지 조성물(20)과 단열 조성물(30)은 2 : 1의 부피비로 혼합되어 있다.

- 부식방지 조성물의 주제

1. 비스페놀 A 디글리시딜 에테르는 비스페놀-A로 불리는 디페닐을 에피크로로히드린과 반응시켜 생성되는 비스페놀-A의 디글리시딜에테르(DGEBA)로서, 에폭시 당량(EEW)이 450 내지 500 정도인 것이 바람직하다.

상기 조건을 만족하는 에폭시 수지를 사용하였을 때 방청성 및 재도장성이 가장 우수하다.

한편, 상기 비스페놀-A 디글리시딜 에테르는 임계치 미만일 경우에는 내수성, 부착성, 자체 재도장성, 내크랙성 등이 열세해지고, 임계치를 초과할 경우에는 하이솔리드화가 어렵다는 문제점이 있다.

2. 알킬 글리시딜 에테르

알킬 글리시딜 에테르는 반응성 희석제로서 에폭시 수지를 개질시키기 위한 개질제이다.

3. 방향족 탄화수소

방향족 탄화수소는 부식방지를 위한 조성물에 적합한 희석제이다.

본 발명에서는 C12 ∼ C14 방향족 탄화수소를 이용한다.

-부식방지 조성물의 경화제

1. 폴리아미드수지

폴리아미드수지는 아민계 경화제로 널리 이용되는 것으로 상세한 설명은 생략한다.

2. 알킬 글리시딜 에테르

3. 방향족 탄화수소

본 발명에서는 C12 ∼ C14 방향족 탄화수소를 이용한다.

4. 경화촉진제

경화촉진제는 비스페놀 A계 에폭시수지의 경화를 촉진하기 위한 것으로 제3급 아민, 유기화합물 등이 이용될 수 있다.

제3급 아민으로는 benzyldimethylamine, 2-(dimethylaminomethyl)phenol, 2,4,6-tris(diaminomethyl)phenol, 2,4,6-tris(diaminomethyl)phenol과 tri-2-ethylhexyl acid의 염등이 있다. 유기금속화합물에는 chromiumacetylacetonate, zinc acetylacetonate, nickel acetylacetonate, 등이 있다.

유기인화합물에는 tris-4-methoxy phosphine, tetrabutylphosphonium bromide, butyl triphenylphophonium bromide, triphenylphophine, triphenyl phosphine triphenylborane, triphenyl phosphine 1,4-benzoquinone 부가물 등이 있다.

다음으로, 상기 단열 조성물(30)은 앞서 설명한 것과 같이 알루미노 실리케이트를 주성분으로 하는 세라믹 분말(31) 및 세라믹 분말(31)의 표면에 코팅되는 코팅층(32)으로 이루어져 있다.

상기 세라믹 분말(31)은 알루미노 실리케이트를 주성분으로 하는 세라믹의 미세한 원형 중공체 분말입자이다.

따라서, 세라믹 분말(31)은 내부가 비워져 있는 형태로 제작되어 단열층을 형성함으로써 단열효과를 높일 수 있게 된다.

이러한, 세라믹 분말(31)은 특별히 한정하는 것은 아니지만 입도가 30 ∼ 100㎛로 제작되는 것이 좋다.

또한, 상기 세라믹 분말(31)의 표면에 코팅되는 코팅층(32)은 비스페놀 F 타입 에폭시수지와 아크릴수지를 7 : 3의 중량비율로 혼합한 에폭시 아크릴수지 30 ∼ 40중량%, 유화제 3 ∼ 7중량%, 물 50 ∼ 60중량%, 소포제 1 ∼ 3중량%, 접착력 증강제 2 ∼ 3중량%로 이루어진 주제와, 지방족 폴리아민 45 ∼ 50중량%, 유화제 2 ∼ 5중량%, 경화촉진제 2 ∼ 3중량%, 물 45 ∼ 50중량%로 이루어진 경화제로 이루어지되, 주제와 경화제는 5 : 1의 중량비율로 혼합하여 구성된다.

- 코팅층의 주제

1. 에폭시 아크릴수지

상기 주제를 구성하는 에폭시 아크릴 수지는 비스페놀 F 타입 에폭시수지와 아크릴수지로 이루어져 있다.

여기서, 상기 비스페놀 F 타입 에폭시수지는 주제를 구성하는 주 구성요소로서 비스페놀 A타입 에폭시수지보다 인체에 미치는 유해성이 없고 냄새가 없으며, 각종 경화제와 반응성이 좋아 물성이 우수해지는 성질이 있다.

또한, 아크릴수지는 실리콘아크릴레이트모노머 18 ∼ 40, 트리(프로필렌글리콜) 디아크릴레이트 35 ∼ 60, 유기용제로서 크실렌 10 ∼ 20중량%, 개시제 0.5 ∼ 5중량%로 이루어져 있다.

이러한, 아크릴수지의 실리콘아크릴레이트모노머는 먼지나 이물질 등의 부착방지성이 우수하고, 실리콘 말단기에 아크릴레이트가 있어 수지합성이 가능한 성분으로서, 임계치 미만일 경우에는 먼지나 이물질 등의 부착방지성이 불량하게 되고, 임계치를 초과하게 되면 비스페놀 F 타입의 에폭시수지와의 부착성이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 트리(프로필렌글리콜) 디아크릴레이트는 성분들 간의 부착성을 향상시키고, 건조성, 내후성이 우수한 성분으로 임계치 미만으로 혼합하였을 경우 도막형성이 불량하게 이루어지고, 임계치를 초과하여 혼합하게 되면 먼지나 이물질 등의 부착방지성이 약해지는 문제점이 있다.

또한, 유기용제로서 크실렌은 상기 성분들을 혼합하기 위해 액상으로 만들기 위한 것으로 특별한 설명은 생략한다.

한편, 본 발명에서의 코팅층(32)을 구성하는 주제의 에폭시 아크릴 수지는 7 : 3의 중량비율로 이루어져 있는데, 이러한 비스페놀 F 타입 에폭시수지는 임계치 미만이면 코팅막 형성이 어렵고, 임계치를 초과할 경우 점도 상승이 발생할 수 있고, 에폭시 아크릴 수지는 먼지나 이물질 등의 부착방지성 및 비스페놀 F 타입 에폭시수지와의 부착성, 내후성이 우수한 성분으로 임계치 미만일 경우 먼지나 부착방지성 및 비스페놀 F와의 부착성을 기대할 수 없고, 임계치를 초과할 경우 비스페놀 F 타입의 에폭시수지의 양의 감소로 인해 코팅층(32) 형성이 어려운 문제가 있다.

2. 유화제

상기 유화제는 에폭시 아크릴수지를 수용화하기 위한 것이다.

이러한 유화제는 폴리프로필렌글리콜과 폴리옥시에틸산화오시페놀을 교반하여 제조한 것으로 임계치 미만으로 혼합할 경우 에폭시 아크릴수지의 유화가 불안정하게 이루어지게 되고, 임계치를 초과할 경우 과잉 첨가로 인하여 물성이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.

3. 물

물은 유화제에 의해 유화된 에폭시수지를 수용화시키기 위한 것이다.

4. 소포제

소포제는 기포발생을 억제하기 위한 것이다.

5. 접착력 증강제

접착력 증강제는 세라믹 분말(31)에 코팅층(32)의 접착력을 향상시키기 위해 포함된다.

-코팅층의 경화제

1. 지방족 폴리아민

지방족 폴리아민은 지방족 알킬기에 결합한 1급 또는 2급의 아미노기를 2분자 중에 1개 이상 포함한 아민류로. 1급 아민기와 에폭시기와의 경화 반응성이 비교적 양호하여 많이 사용한다.

이러한 지방족 아민은 변성시켜 수용화하여 사용하므로 자극적인 냄새가 없고 인체에 자극이 없다.

2. 유화제

유화제는 주제에 사용한 유화제와 동일한 유화제를 사용하게 된다.

3. 경화촉진제

경화촉진제인 2, 4, 6 트리(디메틸압미노메틸)페놀은 액체 페놀성 OH기를 가진 3급 아민으로서 수지의 경화촉매, 산무수술 경화의 경화촉진제, 기타 폴리아미드, 제1급아민 경화제와 병용해서 경화촉진제로 사용된다.

이러한, 경화촉진제는 본 발명에서는 지방족 폴리아민의 경화촉진과 더불어 경화물성을 향상시키기 위해 포함된다.

한편, 본 발명에서의 코팅층(32)의 주제와 경화제는 5 : 1의 중량비율로 혼합하여 구성되는데, 이는, 주제의 에폭시 아크릴수지의 이물질이나 먼지 등의 부착력 방지성을 위해 주제가 경화제보다 더 많은 양이 투입어야만 한다.

특히, 본 발명에서는 부식방지 조성물(20)과 단열 조성물(30)을 2 : 1의 부피비로 혼합하여 사용하게 되는데, 이는 부식방지 조성물(20)은 부식방지 기능과 더불어 물탱크(10) 표면에 부착성능이 뛰어난 재질로 이루어져 있지만, 고체형태의 단열 조성물(30)의 양이 더 많을 경우 부착성능이 저하될 수 있기 때문에 혼합비를 맞춰야 하며, 만약, 부식방지 조성물(20)의 양이 적을 경우에는 단열 조성물(30)의 부착성능이 저하되는 문제가 발생하게 되고, 부식방지 조성물(20)의 양이 많을 경우에는 물탱크(10)의 표면에 고르게 분포되어야하는 단열 조성물(30)이 고르게 분포되지 않게 되어 단열 효율성이 저하됨은 물론, 단열 조성물(30)의 세라믹(31) 표면의 코팅층(32)의 이물질 및 먼지 등의 부착방지성의 효과를 기대하기 어렵게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 부식방지 조성물(20)을 통한 스테인리스 재질의 물탱크(10)의 부식방지 기능은 물론, 단열 조성물을 통한 단열 효과와 더불어 물탱크(10) 표면의 이물질이나 먼지 등의 부착력 방지성을 향상시켜 향상 청결한 상태의 물탱크를 유지할 수 있는 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

상술한 실시 예는 본 고안의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술자들에게 있어 명백한 것이다.

10 : 물탱크
20 : 부식방지 조성물
30 : 단열 조성물3
31 : 세라믹 분말 32 : 코팅층
50 : 부식 및 보온성이 뛰어난 물탱크

Claims

스테인리스 재질의 물탱크;
상기 물탱크 외주면에 도포되는 부식방지 조성물과, 상기 부식방지 조성물에 혼합되는 단열 조성물로 이루어지되,
상기 부식방지 조성물은,
비스페놀 A 디글리시딜 에테르 30 ∼ 40중량%, 활석 35 ∼ 45중량%, 알킬 글리시딜 에테르 1 ∼ 10중량%, 방향족 탄화수소 10 ∼ 20중량%로 이루어진 주제와,
폴리아미드수지 67 ∼ 75중량%, 알킬 글리시딜 에테르 1 ∼ 15중량%, 방향족 탄화수소 15 ∼ 20중량%, 경화촉진제 1 ∼ 10중량%로 이루어진 경화제가 5 : 1의 중량비율로 혼합되고,
상기 단열 조성물은 알루미노 실리케이트 성분으로 이루어진 세라믹 분말과 상기 세라믹 분말의 표면에 코팅되는 코팅층으로 이루어지며,
상기 부식방지 조성물과 단열 조성물은 2 : 1의 부피비로 혼합되는 것에 특징이 있는 부식 및 보온성이 뛰어난 물탱크.
제1항에 있어서, 상기 단열 조성물의 코팅층은,
비스페놀 F 타입 에폭시수지와 아크릴수지를 7 : 3의 중량비율로 혼합한 에폭시 아크릴수지 30 ∼ 40중량%, 유화제 3 ∼ 7중량%, 물 50 ∼ 60중량%, 소포제 1 ∼ 3중량%, 접착력 증강제 2 ∼ 3중량%로 이루어진 주제와
지방족 폴리아민 45 ∼ 50중량%, 유화제 2 ∼ 5중량%, 경화촉진제 2 ∼ 3중량%, 물 45 ∼ 50중량%로 이루어진 경화제로 이루어지되,
주제와 경화제는 5 : 1의 중량비율로 혼합하여 구성되는 것에 특징이 있는 부식 및 보온성이 뛰어난 물탱크.
제2항에 있어서, 상기 단열 조성물을 구성하는 코팅제의 주제를 구성하는 에폭시 아크릴수지의 아크릴수지는 실리콘아크릴레이트모노머, 이소부틸 메타크릴레이트, 유기용제 및 개시제로 이루어진 것에 특징이 있는 부식 및 보온성이 뛰어난 물탱크.