KR101178969B1 - 매설용 전기 절연 코팅액의 조성물 및 그의 코팅장치 - Google Patents

매설용 전기 절연 코팅액의 조성물 및 그의 코팅장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101178969B1
KR101178969B1 KR1020100018307A KR20100018307A KR101178969B1 KR 101178969 B1 KR101178969 B1 KR 101178969B1 KR 1020100018307 A KR1020100018307 A KR 1020100018307A KR 20100018307 A KR20100018307 A KR 20100018307A KR 101178969 B1 KR101178969 B1 KR 101178969B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fabric
roller
hot air
coating
coating liquid
Prior art date
Application number
KR1020100018307A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100031122A (ko
Inventor
박상구
Original Assignee
박상구
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 박상구 filed Critical 박상구
Priority to KR1020100018307A priority Critical patent/KR101178969B1/ko
Publication of KR20100031122A publication Critical patent/KR20100031122A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101178969B1 publication Critical patent/KR101178969B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/04—Polysiloxanes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/18—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by dipping
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2227—Oxides; Hydroxides of metals of aluminium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

본 발명은 매설용 전기 절연 코팅액의 조성물에 있어서,
실리콘 고무, 폴리올레핀 수지, 실리카, 수산화알루미늄, 비닐 실란, 실리콘 바니쉬(varnish), 용매(바람직하게는 톨루엔)로 구성되고, 상기 물질들의 구성비율은 실리콘 고무 100 중량부에 대해서 폴리올레핀 수지 10 내지 80 중량부, 실리카 5 내지 100 중량부, 수산화알루미늄 50 내지 200 중량부, 비닐 실란 1 내지 10 중량부, 실리콘 바니쉬 20 내지 80 중량부, 용매 100 내지 500 중량부로 구성되고, 상기 조성물의 점도(mPa.s, 25℃)는 10 내지 5000인 것을 특징으로 한다.

Description

매설용 전기 절연 코팅액의 조성물 및 그의 코팅장치{electrical insulation coating liquid composition for underground and coating device thereof}
본 발명은 매설용 전기 절연 코팅액의 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리오가노실록산의 가교 구조 사이로 폴리올레핀 수지가 상호 침투하는 물리적 얽힘 형태의 혼합체에 관한 것이다.
일반적으로 전기 절연물로 사용되고 있는 세라믹 소재는 가격이 저렴하고 화학 안정성이 좋으며 내열성과 절연특성이 우수하여 절연물의 주종을 이루어 왔다. 그러나 충격 강도가 약하고 기계적 강도를 만족하는 일체형의 큰 절연물 제조가 어려우며 이러한 큰 절연물의 생산, 운반, 보관, 설치비용이 많이 발생하는 단점들을 지니고 있다. 이러한 세라믹 소재를 대체하기 위한 고압 절연용 실리콘 고무 조성물의 특징을 열거하여 보면 무게가 세라믹 재질의 20%에 불과하므로 생산, 운반, 보관, 설치가 용이하며 우수한 발수 특성으로 누설전류에 의한 섬락 현상이 감소되어 오존 환경에서도 절연 특성이 우수하고 기계적 강도가 우수하여 인장 강도는 세라믹 재질의 2배, 충격강도는 5배이므로 운반 및 설치시에 훨씬 유리하다.
이러한 전기 절연용 실리콘 고무는 옥외 또는 실내 환경에서만 사용되어 왔다.
일반적으로 실리콘 고무의 내열성 및 전기 절연성은 일반 합성고무에 비해 매우 우수하며 이는 주쇄의 실록산 결합(Si-O)의 높은 결합에너지(106.0kcal/mol) 및 무기 화합물적인 구조에 기인한다는 것은 공지 사실이다.
그러나, 실록산 결합(Si-O)의 이온성 때문에, 산성이나 알칼리성 성분에 공격을 받아 가수 분해되기 쉬운 결점이 있다.
그래서, 산성이나 알칼리성의 약품 환경인 매설용에서는 실록산 결합의 이온성 때문에 실리콘 고무를 매설용으로서 사용하기 힘든 문제점이 있다.
이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 폴리오가노실록산의 가교 구조 사이로 폴리올레핀 수지가 상호 침투하는 물리적 얽힘 형태의 혼합체로 영원히 유지되게 하는 것이다.
폴리오가노실록산의 가교 구조 사이로 폴리올레핀 수지가 상호 침투하는 물리적 얽힘 형태의 혼합체로 영원히 유지되므로써, 고분자의 블렌드의 특성인 물성의 상승효과를 나타내는 내약품성과 내유성 및 내마모성을 상승시킬 수 있다.
특히, 사다리형 분사공 파이프는 그물망 원단의 망목과 교차점에서의 동일한 온도 분포를 얻는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 그물망 원단에 매설용 전기 절연 코팅액을 함침하는 공정을 도시한 공정도
도 2는 본 발명에 따른 개수로(開水路)와 미터링 롤러를 이용한 함침 공정의 상세도
도 3은 본 발명에 따른 개수로(開水路)의 내부 사시도
도 4는 본 발명에 따른 개수로(開水路)의 단면도
도 5는 본 발명에 따른 건조탑 내부 구조인 사다리 형태의 노즐파이프의 사시도
도 6은 본 발명에 따른 건조탑 내부 구조인 사다리 형태의 노즐파이프의 단면도
도 7은 본 발명에 따른 실시예의 매설용 전기 절연 코팅액의 코팅장치 개략도.
본 발명은 매설용 전기 절연 코팅액의 조성물에 있어서,
실리콘 고무, 폴리올레핀 수지, 실리카, 수산화알루미늄, 비닐 실란, 실리콘 바니쉬(varnish), 용매(바람직하게는 톨루엔)로 구성되고, 상기 물질들의 구성비율은 실리콘 고무 100 중량부에 대해서 폴리올레핀 수지 10 내지 80 중량부, 실리카 5 내지 100 중량부, 수산화알루미늄 50 내지 200 중량부, 비닐 실란 1 내지 10 중량부, 실리콘 바니쉬 20 내지 80 중량부, 용매 100 내지 500 중량부로 구성되고, 상기 조성물의 점도(mPa.s, 25℃)는 10 내지 5000인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.
상기 실리콘 고무(silicone rubber)는 상온에서도 약간의 유동성을 띠는 무색 또는 희미한 황색의 탄성고체로 규소고무라고도 한다.
상기 실리콘 고무는 하나의 분자 중에 적어도 2개의 알케닐기를 갖는 폴리오가노실록산(POS)이며, 하기 평균 조성식(1)로 표시되는 것을 주제(베이스 폴리머)로서 사용할 수 있다.
Figure 112010013061039-pat00001
상기 식에서,
Figure 112010013061039-pat00002
은 서로 동일 또는 이종의 탄소수 1~10, 바람직하게는 1~8의 미치환 또는 치환의 1가 탄화수소기이고, a는 1.5~2.8, 바람직하게는 1.8~2.5, 더욱 바람직하게는 1.95~2.05의 범위의 양의 정수이다. 여기서, 상기
Figure 112010013061039-pat00003
으로 표시되는 규소 원자에 결합한 미치환 또는 치환의 1가의 탄화수소기로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 네오펜틸기, 헥실기, 시클로헥실기, 옥틸기, 노닐기, 데실기 등의 알킬기, 페닐기, 트릴기, 자일릴기, 나프틸기 등의 아릴기, 벤질기, 페닐에틸기, 페닐프로필기 등의 아랄킬기, 비닐기, 알릴기, 프로페닐기, 이소프로페닐기, 부테닐기, 헥세닐기, 시클로헥세닐기, 옥테닐기 등의 알케닐기나 이들 기의 수소 원자의 일부 또는 전부를 불소, 브롬, 염소 등의 할로겐 원자, 시아노기 등으로 치환한 것, 예컨대 클로로메틸기, 클로로프로필기, 브로모에틸기, 트리플루오로프로필기 등의 할로겐 치환 알킬기나 시아노에틸기 등을 들 수 있다. 바람직하게는
Figure 112010013061039-pat00004
의 80 몰% 이상이 메틸기이다.
이 경우,
Figure 112010013061039-pat00005
중 적어도 2개는 알케닐기(탄소 수 2~8인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2~6이다)일 것이 필요하다.
한편, 알케닐기의 함유량은 전체 유기기(즉, 상기한 미치환 또는 치환의 1가 탄화수소기)
Figure 112010013061039-pat00006
중 0.0001~20 몰%, 바람직하게는 0.001~10 몰%, 특히 0.01~5 몰% 정도로 하는 것이 바람직하다. 이 알케닐기는 분자쇄 말단의 규소 원자에 결합되어 있어도, 분자쇄 도중(즉, 분자쇄 비 말단)의 규소 원자에 결합되어 있어도, 양자에 결합되어 있어도 좋으나, 적어도 분자쇄 양 말단의 규소 원자에 결합한 알케닐기를 함유하는 것이 바람직하다.
중합도에 대해서는 특별히 제한은 없으며, 상온에서 액상인 것부터 생고무인 것까지 사용할 수 있고, 통상, 평균 중합도가 50~30,000, 바람직하게는 100~20,000, 더욱 바람직하게는 100~10,000 정도인 것이 적합하게 사용되는데, 본 발명에 있어서는 도전성의 점에서 상기 실리콘 고무는 그 중합도가 1,000 이상인 것, 소위 미러블 형이라 칭하는 것이 바람직하다. 이는 혼합 시의 전단 응력이 적당하기 때문에 배합에 의해 분산 혼합 효과가 보다 발휘되는 것으로 추찰된다.
또한, 이 폴리오가노실록산의 구조는 기본적으로는 주쇄가 예컨대 디메틸실록산 단위, 디페닐실록산 단위, 메틸페닐실록산 단위, 메틸트리플루오로프로필실록산 단위, 비닐메틸실록산 단위 등의 디오가노실록산 단위
Figure 112010013061039-pat00007
의 반복으로 이루어지고, 분자쇄 양 말단이 예컨대 트리메틸실록시기, 비닐디메틸실록시기, 디비닐메틸실록시기, 트리비닐실록시기, 비닐디페닐실록시기, 비닐메틸페닐실록시기, 페닐디메틸실록시기, 디페닐메틸실록시기 등의 트리오가노실록시기
Figure 112010013061039-pat00008
로 봉쇄된 직쇄상 구조를 갖는데, 부분적으로는 분기상 구조, 환상 구조 등이어도 좋다.
상기 폴리올레핀 수지는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 및 이들의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나인 것 또는 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 용매는 톨루엔, 크실렌, 헥사메틸디실록산 등이다. 가장 바람직하게는 톨루엔이다.
폴리올레핀 수지와 용매의 가열은 한정하는 것은 아니지만 구체적으로 80 내지 200℃ 범위의 온도 조건에서 수행하는 것이 바람직하다. 상기 가열시 용매의 끓는 온도 이상으로 가열하는 과정에서 압력이 상승하는데 이러한 압력상승을 견딜 수 있는 밀폐된 고압반응기를 사용할 경우 더욱 바람직하다. 상기 온도가 200℃를 초과하면 고분자 사슬이 분해될 수 있다.
폴리올레핀 수지가 균일하게 용해된 폴리올레핀 수지 용액을 상온으로 냉각하여, 상기 매설용 전기 절연 코팅액의 조성물로 구성되는 것이다.
폴리올레핀 수지가 80 중량부를 초과하면 매설용 전기 절연 코팅액의 조성물의 실리콘 고무의 구성비 저하로 가교 밀도가 낮아 물성이 취약하게 된다.
상기한 폴리올레핀 수지인 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 및 이들의 공중합체(EPDM, EPM)의 분자 구조가 탄소-탄소, 탄소-수소 결합으로 만 이루어져 있어서 극성기가 없으므로 절연성능이 뛰어난 특징이 있다.
또한, 상기한 폴리올레핀 수지의 무극성기로서 산성이나 알칼리성에 강한 성질을 가지고 있다.
따라서, 본 발명은 폴리오가노실록산의 가교 구조 사이로 폴리올레핀 수지가 상호 침투하는 물리적 얽힘 형태의 혼합체로 영원히 유지되므로써, 고분자의 블렌드의 특성인 물성의 상승효과를 나타내는 내약품성과 내유성 및 내마모성을 상승시킬 수 있다.
본 발명의 조성물을 구성하는 비닐 실란을 실리콘 고무 100 중량부에 대해서 1 내지 10 중량부를 첨가하여 수산화알루미늄을 표면 처리하여 사용함으로써 기계적 물성 및 절연 특성을 향상시킨다. 특히, 본 발명의 조성물은 상기 비닐 실란을 사용함으로써 수산화 알루미늄에 존재하는 수산기 그룹과 비닐 실란의 가수분해성 그룹이 축합반응을 일으켜 수산화 알루미늄 표면에 비닐그룹이 위치하게 되며, 이러한 비닐 그룹으로 표면 처리된 수산화알루미늄은 실리콘 폴리머와의 상용성을 향상시키고 실리콘 고무상을 형성하기 위한 라디칼 반응에도 참여함으로써 기계적 물성 및 절연특성을 향상시키게 한다.
또한, 상기 수산화알루미늄은 205 내지 220 ℃사이에서 서서히 분해반응이 일어나기 시작하여 220℃이상에서는 분해반응이 빠르게 진행되고, 이 과정에서 흡열 반응으로 발열반응을 억제하며 이때 생성된 알루미나(Al2O3)가 촉매의 역할을 하여 재료표면의 전도성 유리카본을 날려보내는 효과로 난연성에 효과적으로 작용한다.
본 발명의 조성물에서 실리카는 보강성 충전제 역할을 하며 무정형이고, 비표면적(BET method)이 50 내지 600 ㎡/g인 합성 실리카를 사용하는 것이 바람직하다. 저장 중 가소도 상승의 폭을 줄이기 위하여 실란(silane) 및 실라잔(silazane)으로 표면 처리된 실리카를 사용할 수 있다. 또한, 실리카는 상기 실리콘 고무 100 중량부에 대해서 5 내지 100 중량부를 함유하는 것이 바람직하며, 만일 그 함유량이 5 중량부 미만이면 기계적 물성이 취약한 문제가 있고, 100 중량부를 초과하면 혼합하기 어려운 문제가 있다.
본 발명의 조성물에서 수산화알루미늄은 실리콘 고무의 절연 특성을 향상시키기 위하여 특히 난연성 및 내아크성을 향상시키기 위하여 사용하며, 일반적으로 화학식은 Al2O3?3H2O 또는 Al(OH)3로 표기된다. 수산화알루미늄은 입자경이 0.5 내지 15 ㎛이고, 비표면적(BET)이 0.5 내지 10 ㎡/g인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 이러한 수산화알루미늄은 상기 실리콘 고무 100 중량부에 대해서 50 내지 200 중량부 함유하는 것이 바람직하다. 만일 그 함유량이 50 미만은 내아크성이 취약한 문제가 있고, 200 중량부를 초과하면 기계적 특성이 취약해지며 유전특성(유전율, 유전정접)이 높아진다.
상기한 수산화알루미늄의 표면처리의 실시 예로서, 개방형 드럼통에 수산화알루미늄(Highlite H42-M, Showa Denko) 50kg, 비닐트리에톡시실란(VTEO, Degussa) 400g, 톨루엔 100kg을 넣고, 고속 믹서(disperser)로 톱니 원반형 임펠러을 고속 회전하게 하고 원반형 원주상의 터빈상 톱니에 의하여 충격과 전단 작용을 일으키게 한다. 상기 표면처리의 전단 속도는 개방형 드럼통 속에서 톱니 원반형 임펠러의 지름이 200~250φ의 크기로 100~300(
Figure 112010013061039-pat00009
)가 바람직하다. 100(
Figure 112010013061039-pat00010
) 미만은 수산화알루미늄의 균질화가 안되며, 300(
Figure 112010013061039-pat00011
) 초과시 과도한 전단력으로 수산화알루미늄의 용액 분산시 비산된다.
상기한 전단속도로 30분간 분산한 후, 순수한 물 100을 추가하여 30분간 상기한 전단속도로 계속 분산시킨다. 상기 표면처리 중 용액 온도가 100℃를 넘지 않게 한다.
상기한 용매의 함량이 100 중량부 미만은 코팅 공정에서의 유동성이 없어 함침 가공이 불가능하며, 500 중량부를 초과하면 코팅액의 점도저하로 소정의 도포량을 얻기 위해서는 수 회의 재코팅을 해야하므로 생산성이 없다.
본 발명은 도전성 실리콘 고무의 경화 물을 네트워크 망목 점을 형성함으로써 절연체의 내유성을 증진하고, 본 조성물은 중부가(polyaddition)에 의하여 가교 결합할 수 있는 타입의 것으로,
상기 실리콘 바니쉬는 중부가에 의하여 가교 결합할 수 있으며,
폴리오가노실록산(POS)로 구성되는, 둘 이상의 상호 반응성 오가노실리카계 화합물(A) 및 (B);
중부가에 의한 가교 결합을 가능케 하기 위한 금속 촉매(C), 바람직하게는 백금을 포함하며,
화합물 (A)는 하나 이상의 폴리오가노실록산(POS) 수지, 바람직하게는 분자당 실리콘에 결합한 하나 이상의 C2 내지 C6 알케닐 그룹을 가지는 POS 수지를 포함하며;
화합물 (B)는 하나 이상의 POS 가교 결합 촉진제, 바람직하게는 분자당 실리콘에 결합한 둘 이상의 수소 원자를 가지는 선형 또는 가지형 POS를 포함하고;
알케닐 화합물 (A)에 대한 수소 화합물 (B)의 몰비 R (=SiH/SiVi)는 R ≥ 2, 바람직하게는 R > 2, 더욱 바람직하게는 3 ≤ R ≤ 15인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 POS 수지 (A) 및 POS 가교 결합제 (B)를 적합한 몰 비 R에 따라 선택을 하였으며, 이들 화합물은 백금 (C) 또는 기타 적합한 금속 촉매하에서 중부가에 의하여 가교 결합이 가능하다.
본 조성물은 전기 절연 실리콘 코팅에 적용될 수 있으며, 이러한 전기 절연 실리콘 코팅 상에 특히 전기 절연의 내유성을 증가시 킬 수 있다.
본 명세서에 있어서, 실록시 단위를 표현함에 있어 하기와 같은 "실리콘"의 명명법을 따르기로 한다("Chemistry and technology of silicones" Walter NOLL Academic Press 1968 Table 1 page 3"):
M :
Figure 112010013061039-pat00012
, 여기서 R은 하기 화학식 (2) 및 (22)의 Z 또는 Z".
Figure 112010013061039-pat00013
:
Figure 112010013061039-pat00014
, 여기서
Figure 112010013061039-pat00015
은 하기 화학식 (2) 및 (22)의 Z 또는 Z"이고,
Figure 112010013061039-pat00016
는 하기식 (2) 및 (22)의 W 또는 W"이며, x+y는 3이며 x는 1 또는 2, y는 1 또는 2, 바람직하게는 x=2 및 y=2,
Figure 112010013061039-pat00017
:
Figure 112010013061039-pat00018
, 여기서
Figure 112010013061039-pat00019
은 하기 화학식 (2) 및 (22)의 Z 또는 Z"이고, H는 수소이며, x+y는 3이며 x는 1 또는 2, y는 1 또는 2, 바람직하게는 x=2 및 y=2,
D :
Figure 112010013061039-pat00020
, 여기서 R은 하기 화학식 (2) 및 (22)의 Z 또는 Z",
Figure 112010013061039-pat00021
:
Figure 112010013061039-pat00022
, 여기서
Figure 112010013061039-pat00023
은 하기 화학식 (2) 및 (22)의 Z 또는 Z"이고,
Figure 112010013061039-pat00024
는 하기 화학식 (2) 및 (22)의 W 또는 W",
Figure 112010013061039-pat00025
:
Figure 112010013061039-pat00026
, 여기서
Figure 112010013061039-pat00027
은 하기 화학식 (2) 및 (22)의 Z 또는 Z"이고, H는 수소,
T :
Figure 112010013061039-pat00028
, 여기서 R은 하기 화학식 (2) 및 (22)의 Z 또는 Z",
Figure 112010013061039-pat00029
:
Figure 112010013061039-pat00030
, 여기서
Figure 112010013061039-pat00031
은 하기 화학식 (2) 및 (22)의 W 또는 W",
Q :
Figure 112010013061039-pat00032
,
바람직하게는 알케닐 W 또는 W"는 비닐이며, 이 경우 ALK 표시는 Vi로 표시될 수 있다.
POS 수지 (A)의 선택은 본 발명에 있어서 매우 중요한 요소이다. 따라서, 수지 (A)의 바람직한 계열은 하기 기술되는 화학식 (2) 및 (3)으로부터 선택된 서로 다른 두 개 이상의 실록시 단위를 각각 포함하는 모든 수지를 포함한다.
Figure 112010013061039-pat00033
상기 화학식에 있어서, W는 동일하거나 다를 수 있으며, 각각 알케닐 그룹을 나타내며,
Z는 동일하거나 다를 수 있으며, 각각 촉매의 활성에 대한 부정적인 효과를 가지지 않는, 선택적으로는 할로겐화된, 바람직하게는 알케닐 그룹 및 아릴 그룹에서 선택되는 비 가수분해성 1가(non-hydrolyzable monovalent) 탄화수소 그룹을 나타내며;
b는 1 또는 2, 바람직하게는 1이고, c는 0, 1 또는 2이며, b+c가 1 내지 3이고;
선택적으로 일부 다른 단위는 하기 화학식으로 구성된다.
Figure 112010013061039-pat00034
상기 화학식에 있어서, Z는 앞서 정의된 바와 같으며, d는 0 내지 3이며,
상기 두 개의 다른 실록시 단위 중 하나 이상이 T 또는 Q 단위가 된다.
"알케닐"이라 함은 치환되거나 치환되지 아니하며, 선형 또는 가지형의 불포화 탄화수소 사슬로서, 하나 이상의 올레핀 이중 결합을 가지며, 바람직하게는 하나의 이중 결합을 가진다. 이 탄화수소 사슬은 선택적으로 하나 이상의 O, N 또는 S와 같은 헤테로아톰(heteroatom)을 가진다.
바람직한 알케닐 그룹의 예는 비닐, 알릴 및 호모알릴 그룹이며, 비닐이 특히 바람직하다.
"알킬"이라 함은 선형 또는 가지형의 환형 포화 탄화수소 사슬로서, 선택적으로 예를 들어 하나 이상의 알킬에 의해 치환되며, 바람직하게는 탄소 수 1 내지 10의 알킬에 의해 치환되며, 더욱 바람직하게는 탄소 수 1 내지 8의 알킬에 의해 치환되며, 더욱 바람직하게는 탄소 수 1 내지 4의 알킬에 의해 치환된다.
알킬 그룹의 바람직한 예는, 메틸, 에틸, 이소프로필, n-프로필, 삼차 부틸(tert-butyl), 이소부틸, n-부틸, n-펜틸, 이소아밀 및 1,1-디메틸프로필이다.
또한, 상기 알킬기에서 "알킬" 부분은 상기 정의된 바와 같다. "알킬"은 퍼풀루오로화(과불소화: perfluorinated)될 수 있으며, "퍼플루오르화 알킬"은 하나 이상의 퍼플루오르화 그룹을 포함하는 알킬을 의미하는바, 바람직하게는
Figure 112010013061039-pat00035
의 화학식을 가지는 알킬을 의미한다.
특히, 상기한 퍼플루오로화 알킬은 도전성 실리콘 고무의 내유성을 배가시킬 수 있기 때문이다.
"알콕시" 라디칼의 "알킬" 부분은 상기 정의된 바와 같다. "알킬"은 퍼풀루오로화(과불소화: perfluorinated)될 수 있으며, "퍼플루오르화 알킬"은 하나 이상의 퍼플루오르화 그룹을 포함하는 알킬을 의미하는바, 바람직하게는
Figure 112010013061039-pat00036
의 화학식을 가지는 알킬을 의미한다.
상기 화학식에 있어서, p는 0, 1, 2, 3 또는 4이며, q는 1 내지 10의 정수이고;
Figure 112010013061039-pat00037
는 선형 또는 가지형이다.
상기 라디칼의 바람직한 예는
Figure 112010013061039-pat00038
및
Figure 112010013061039-pat00039
이다.
"아릴"은 방향족 탄화수소 그룹으로서, 탄소 수는 6 내지 18이며, 단일 환형(monocyclic) 또는 다환현(polycyclic)이며, 바람직하게는 단일 환형 또는 이환형(bicyclic) 방향족 탄화수소 그룹이다. 본 발명의 관점에서는, 다 환형 방향족 라디칼이라 함은, 둘 이상의 방향족 핵을 가진 라디칼로서, 상호 오르토 축합 또는 오르토 및 페리 축합되어 있는 라디칼이며, 즉, 적어도 두 개 이상의 탄소 원자가 동일하다(two by two).
유리하게도, "M"부 대 "Q"부 및/또는 "T"부의 비는 4/1 내지 0.5/1이다. "D"부 대 "Q"부 및/또는 "T"부의 비는 100/1 내지 0이다.
상기한 (A) 수지는 바람직하게는 0.75 이상의 O/Si의 몰 비를 가진다. 상기 몰 비가 1 이하이면, 상기 수지는 일반적으로 액체 상이며, 상기 몰 비가 대략 1이 되면 더욱 높은 점도를 가진다. 열가소성 고체 수지 또는 연화점이 높은 수지는 상기 몰 비가 1 보다 클 때 얻어진다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는 A 수지는
Figure 112010013061039-pat00040
, M 및 Q 실록시 단위로 구성된 분자 및/또는 M,
Figure 112010013061039-pat00041
, 및 Q 실록시 단위로 구성된 분자를 포함하고 있다.
이들 (A) 수지는 잘 알려진 가지형 오가노폴리실록산 올리고머 또는 폴리머로서, 상업적으로 입수가능하다. 이들은 용액의 형태로, 바람직하게는 실록사닉 용액(siloxanic solution)으로 존재할 수 있다. 가지형 오가노폴리실록산 올리고머 또는 폴리머의 예는 MQ 수지, MDQ 수지, TD 수지 및 MDT 수지로 표현될 수 있으며, 알케닐 작용기를 M, D 및/또는 T 단위가 가질 수 있다. 특히 적합한 수지로서는 알케닐화(예: 비닐화) MDQ 또는 MQ 수지이며, M 및/또는 D 단위는 알케닐(예: 비닐) 그룹을 가진다.
POS 수지 (A)는 알케닐 라디칼을 0.1 내지 20 중량 %, 바람직하게는 0.2 내지 10 중량 %를 포함한다.
변형 예로서, (A) 수지를 가지는 본 조성물은 수지와 다른 하나 이상의 하이퍼알케닐화 POS(A")를 가지는바, 이 하이퍼알케닐화 POA(A")는 하기 화학식 22의 실록시 단위를 가진다.
Figure 112010013061039-pat00042
상기 화학식에 있어서,
W"는 동일하거나 서로 다른 알케닐 그룹이며,
Z"는 동일하거나 서로 다른 비가수분해성 1가 탄화수소 그룹(non-hydrolyzable monovalent hydrocarbon)으로서, 촉매의 활성에 악영향을 미치지 아니하며, 선택적으로 할로겐화되고, 바람직하게는 알킬 그룹 및 아릴 그룹에서 선택되며,
a"는 1 또는 2이고, b"는 0, 1 또는 2이며, a"+b"는 1 내지 3이고, 선택적으로 적어도 몇 개의 다른 단위는 일반적으로 하기 화학식 33의 단위를 가진다.
Figure 112010013061039-pat00043
상기 화학식에 있어서, Z"는 앞서 정의된 바와 같으며, d"는 0 내지 3의 숫자이다.
상기 하이퍼알케닐화 POS (A")는 바람직하게는
Figure 112010013061039-pat00044
의 식을 가지는 분자를 가지는바, 상기 화학식에 있어서, p는 0 이상이며, q는 0보다 크고, n+q는 3 이상, 바람직하게는 4 이상이고, n은 0, 1 또는 2이며, m은 0, 1 또는 2이다.
상기 하이퍼알케닐기화 POS (A")는 주로 상기 화학식 22의 단위로 이루어질 수 있으며, 나아가 상기 화학식 33의 단위를 포함할 수 있다. 또한, 선형 구조를 가질 수 있다. 이들의 중합도는 바람직하게는 2 내지 5,000이다.
POS 100g 당 알케닐 그룹의 몰 함량은 0.035 이상이며, 바람직하게는 2 이상이다.
Z"는 일반적으로 메틸, 에틸 및 페닐 라디칼에서 선택되며, Z" 라디칼의 60 몰% 이상은 메틸 라디칼이다.
화학식 22의 실록실 단위의 예는 비닐디메틸실록산, 비닐페닐메틸실록산 및 비닐실록산 단위이다.
화학식 33의 실록실 단위의 예는
Figure 112010013061039-pat00045
, 디메틸실록산, 메틸페닐실록산, 디페닐실록산, 메틸실록산 및 페닐실록산 단위이다.
POA (A")의 예는 디메틸비닐실릴 말단을 가지는 디메틸폴리실록산, 트리메틸실릴 말단을 가지는 메틸비닐디메틸폴리실록산 공중합체, 디메틸비닐실릴 말단을 가지는 메틸비닐디메틸폴리실록산 공중합체 및 환형 메틸비닐폴리실록산이다.
상기 POS (A")의 점도는 0.01 내지 1,000 mPa.s이며, 바람직하게는 0.01 내지 500 mPa.s이다.
바람직하게는 상기 POS (A")는 D 실록실 단위를 98% 이상 포함하는바,
Figure 112010013061039-pat00046
으로서, R은 상기 Z의 정의와 동일하며, 상기 %는 실리콘 원자 100개당 포함되는 숫자의 백분율이다.
바람직하게는 W" 알케닐 단위는 D, 선택적으로는 M 및/또는 T 실록실 단위에 포함된 비닐이다.
본 발명은 도전성 실리콘 고무의 경화 물의 가교 시스템이 입체적인 망목점을 갖는데 그 목적에 있다.
(B) 화합물에 관하여는, 바람직하게는 하나 이상의 수소화 POS (B)를 포함하며, 상기 POS (B)는 하기 화학식 4의 실록실 단위를 포함한다.
Figure 112010013061039-pat00047
상기 화학식에 있어서, H는 수소이며, L은 동일하거나 서로 다른 비 가수분해성 1가 탄화수소 그룹(non-hydrolyzable monovalent hydrocarbon)으로서, 촉매의 활성에 악영향을 미치지 아니하며, 선택적으로 할로겐화되고, 바람직하게는 알킬 그룹 및 아릴 그룹에서 선택되며, e는 1 또는 2이고, f는 0, 1 또는 2이며, e+f는 1 내지 3의 숫자이고, 선택적으로는 하기 화학식의 단위를 가지는 기타 단위를 가진다.
Figure 112010013061039-pat00048
상기 화학식에 있어서, L은 앞서 정의된 바와 동일하며, g는 0 내지 3의 숫자이다.
상기 수소화 POS (B)는 바람직하게는 하기 화학식 6 및/또는 화학식 7의 분자에 대응된다.
Figure 112010013061039-pat00049
상기 화학식에 있어서,
r은 0 내지 2이고, s는 0 내지 50이며, t는 0 내지 70이고, u는 0 내지 2이며, r은 0 이상이고, s는 0 이상이며, u는 0 이상이고, r+t는 3 이상이다.
Figure 112010013061039-pat00050
상기 화학식에 있어서, w는 1 내지 6이며, 바람직하게는 1 내지 4이다.
(B)는 바람직하게는 하기의 화합물로부터 선택된다.
t는 0 이고, u는 0이며, r은 2이고, s는 1 내지 20인 화학식 6의 화합물;
t는 1 내지 70이고, u는 0이며, r은 2이고, s는 1 내지 50인 화학식 6의 화합물;
t는 1 내지 70이고, u는 2이며, r은 0이고, s는 1 내지 50인 화학식 6의 화합물;
w는 1 내지 6, 바람직하게는 1 내지 4인 화학식 7의 화합물; 및
상기 화합물의 혼합물.
POS (B)의 예로서는 폴리(디메틸실록산)(메틸하이드로젠실록시)αω디메틸하이드로젠실록산, 및 M'Q 타입의 하이드로젠실록산 수지이다.
POS (B)는 화학식 4의 단위로만 형성될 수 있으며, 또는 화학식 4의 단위를 추가로 포함할 수 있다.
POS (B)의 점도는 5 내지 1,000 mPa.s이며, 바람직하게는 10 내지 100 mPa.s이다.
L그룹은 앞서 정의된 Z그룹의 정의와 동일하다.
화학식 4의 예로서는
Figure 112010013061039-pat00051
,
Figure 112010013061039-pat00052
, 및
Figure 112010013061039-pat00053
이다.
화학식 5의 예로서는, 앞서 예를 들은 화학식 3의 단위와 동일하다.
POS (B)의 예는,
- 하이드로젠디메틸실릴 말단을 가지는 디메틸폴리실록산,
- 트리메틸실릴 말단을 가지는 (디메틸)-(하이드로젠메틸) 폴리실록산 단위의 공중합체,
- 하이드로젠디메틸실릴 말단을 가지는 디메틸-하이드로젠메틸폴리실록산 단위의 공중합체,
- 트리메틸실릴 말단을 가지는 하이드로젠메틸폴리실록산,
- 환형 하이드로젠메틸폴리실록산, 및
- 실록실 단위 M:
Figure 112010013061039-pat00054
; Q:
Figure 112010013061039-pat00055
및/또는 T:
Figure 112010013061039-pat00056
, 선택적으로 D:
Figure 112010013061039-pat00057
를 포함하는 하이드로젠실록산 수지(R는 수소이거나 L에 있어서의 정의와 동일하다).
바람직하게는 (A) 화합물의 중량 100 부에 대한 중량부로 표현되는 (B) 화합물의 농도
Figure 112010013061039-pat00058
는 5 이상, 바람직하게는 10 이상, 더욱 바람직하게는 20 이상이며, 더더욱 바람직하게는 30 이상 200 이하이다.
상기 POS (A), POS(A") POS(B)에 존재하는 1가 탄화수소 그룹 Z, Z" 또는 L 그룹의 또 다른 예로서는,
메틸; 에틸; n-프로필; i-프로필; n-부틸; i-부틸; t-부틸; 클로로메틸; 디클로로메틸; α-클로로에틸; α,β-디클로로에틸; 플루오로메틸; 디플루오로메틸; α,β-디플루오로에틸; 트리플루오로-3,3,3-프로필; 트리플루오로 사이클로프로필; 트리플루오로-4,4,4 부틸; 헥사플루오로-3,3,5,5,5,5 펜틸; β시아노에틸; γ시아노프로필; 페닐; p-클로로페닐; m-클로로페닐; 디클로로-3,5-페닐; 트리클로로페닐; 테트라클로로페닐; o-, p- 또는 m-톨릴; α,α,α-트리플루오로톨릴; 디메틸-2,3-페닐과 같은 크실릴(xylyls); 디메틸-3,4 페닐이다.
이들 그룹은 선택적으로 할로겐화될 수 있으며, 또는 시아노알킬 라디칼로부터 선택될 수 있다.
할로겐의 예로서는 불소, 염소, 브롬, 요드가 있으며, 바람직하게는 염소 또는 불소이다.
POS(A) (A") 또는 (B)는 서로 다른 실리콘 오일의 혼합물로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 바니쉬의 가교 결합 메카니즘의 특정된 중부가 반응은 당업자에게 잘 알려져 있다. 촉매(C)는 본 반응에 사용될 수 있다. 이 촉매(C)는 특히 백금이나 로듐 화합물로부터 선택될 수 있다. US-A-3 159 601, US-A-3 159 602, US-A-3 220 972, 및 EP-A-0 057 459, EP-A-0 188 978 및 EP-A-0 190 530에 개시되어 있는 백금 및 유기 물질의 복합체, US-A-3 419 593, US-A-3 715 334, US-A-3 377 432 및 US-A-3 814 730에 개시된 백금 및 비닐화 오가노실록산 복합체가 특히 사용될 수 있다. 일반적으로 바람직한 촉매는 백금이다. 이 경우, 촉매(C)의 중량에 따른 양은 POS(A 및 A") 또는 (B 및 B")의 총 중량을 기준으로 한 백금 금속의 무게로 계산하여 2 내지 400 ppm, 바람직하게는 5 내지 100ppm이다.
본 발명의 개시에 있어서 고려되는 모든 실리콘 고분자의 25℃ 점성계수는 AFNOR NFT 76 102 기준(Feb. 1972)에 따라 brookfield 점도계를 사용하여 측정될 수 있다. 유체성 물질과 관련해서, 본 발명의 개시에 있어 다루어지는 점도는 25℃ 점성계수이며, 소위 "뉴톤 유체"로서 측정되는 점도가 속도 구배와 독립적으로 측정될 수 있을 정도로 낮은 전단 속도에서 측정될 수 있는 점성 계수이다.
바람직한 실리콘 바니쉬는 중부가에 의해 가교 결합가능한 타입의 것으로서,
A : 바람직하게는 화학식
Figure 112010013061039-pat00059
인 건조 POS 수지 (A) 100 중량부,
B : 바람직하게는 화학식
Figure 112010013061039-pat00060
,(여기서 w는 1 내지 6), 더욱 바람직하게는 화학식
Figure 112010013061039-pat00061
(여기서 v는 1 내지 4)인 POS (B) 35 내지 150 중량부,
C : 촉매 (C)로서 백금 0.0005 내지 0.1 중량부
를 포함한다.
저장성을 위해, 본 바니쉬는 바람직하게는 적어도 2 성분의 시스템의 형태로 존재하며, 상기 2 성분 시스템의 혼합물은 가열되는 경우 중부가에 의해 신속한 가교 결합이 가능하다. 따라서, 성분은 당업자에게 알려진 방법에 의하여 각각 다른 부분으로 나누어지며, 특히 촉매의 경우 하이드로젠실록산을 포함하는 성분으로부터 분리되어 진다.
따라서 본 발명에 따른 매설용 전기 절연 코팅액의 조성물의 점도(mPa.s, 25℃)는 10 내지 5000인 것을 특징으로 한다. 10 미만은 도포량이 너무 적고, 5000을 초과하면 코팅된 표면의 평활성이 나쁘다.
상기의 조성물은 그물망의 기재에 함침 가공으로 단위 면적당 60 내지 300 g/㎡의 도포량으로 코팅되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 90 내지 200 g/㎡의 도포량이다.
상기한 조성물에 의한 경화 물은 전기 저항체로서의 응용 분야인 대전 방지용, 면상 발열체 등에 수 많이 사용될 수 있고, 특히, 환경 변화에 잘 견딜 수 있는 내화학성, 내유성, 체척 저항율의 내 경시변화성을 증진시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 그물망 원단에 매설용 전기 절연 코팅액을 함침하는 매설용 전기 절연 코팅액의 코팅장치에 있어서, 그물망 원단(110)을 공급하는 권출부(100)와, 상기 그물망 원단은 코팅액이 흐르는 개수로(200a)를 통과하고, 상기 그물망 원단은 상기 개수로 유체의 흐름에서 직각방향으로 이송되게 배치되고, 상기 개수로의 내부에 일정 간격으로 다수 개의 개수로(200a) 폭의 1/20 내지 2/10 높이의 배플(201a)이 설치되고, 상기 개수로(200a) 내부에 있는 침적롤러(230a)와 액막제거롤러(220a) 사이에서 미터링롤러(270a)가 배치 설치되고, 상기 미터링롤러는 함침되어 올라오는 원단의 다른 면에 접촉되어 동일한 원단의 일 면 간 접촉면(280a)이 형성되고, 상기 함침 된 원단이 상승과 하강하는 사이에 건조?경화되는 건조탑(300)과, 상기 건조탑의 내부는 열풍 분사공이 다수 개 일정한 간격으로 천공된 노즐파이프(323)를 통해 열풍이 수평방향으로 공급되는 구조이고, 상기 노즐파이프의 배열은 사다리 형태로 배치되는 사다리형 분사공파이프(320)가 배치 설치되고, 상기 사다리형 분사공파이프의 양단은 노즐파이프의 양단부를 직교하여 접합시키는 열풍 통로관(322)이 설치되고, 열풍 공급관(321) 상부 면에 다수 개의 사다리형 분사공파이프(320)의 열풍 통로관이 배치 설치되고, 상기 열풍 공급관의 취입구(321a)에 열풍을 공급하면 상기 노즐파이프의 분사공으로 분출되는 구조로 건조탑 내부가 설치되는 건조탑 내부구조와, 코팅된 원단을 이송하여 권취하는 원단이송롤러(400), 권취부(500)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 그물망 원단에 매설용 전기 절연 코팅액을 함침하는 공정을 도시한 공정도로서, 그물망원단(110)을 공급하는 권출부(100)와, 상기 그물망 원단은 균일한 양면 코팅을 위해서, 원단가이드롤러(210a), 액막제거롤러(220a), 침적롤러(230a)를 순차적으로 거쳐 1차 개수로(200a)를 내부로 통과하고 건조실가이드롤러(310) 쪽으로 일련의 공정이 연속되며, 2차 코팅을 위해서 동일 원단인 그물망1차코팅원단(111)은 2차 개수로(200b)의 하부로 배열된 2차코팅가이드롤러(240b)와, 원단가이드롤러(210b), 액막제거롤러(220b), 침적롤러(230b)를 순차적으로 거쳐 2차 개수로(200b)을 외부에서 에워싸며 내부로 통과하여 건조실가이드롤러(310) 쪽으로 일련의 공정이 연속되는 것과, 함침 된 원단을 건조 경화하는 건조탑(300)과, 그물망코팅원단(510)을 이송하여 권취하는 원단이송롤러(400), 권취부(500)로 구성된다.
도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 개수로(開水路)와 미터링 롤러를 이용한 함침 공정의 상세도와 개수로(開水路)의 내부 사시도로서, 개수로(200a) 내부에 있는 침적롤러(230a)와 액막제거롤러(220a) 사이에서 미터링롤러(270a)가 설치되고, 상기 미터링롤러는 함침되어 올라오는 원단의 다른 면에 접촉되어 동일한 원단의 일 면 간 접촉면(280a)이 형성되고, 상기 개수로(200a)의 내부에 일정 간격으로 다수 개의 개수로(200a) 폭의 1/20 내지 2/10 높이의 배플(201a)이 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 배플의 높이가 1/20 미만은 유체 흐름의 와류가 일어나지 않으며, 2/10을 넘으면 유체 흐름의 저항이 높아 소류력(掃流力)이 낮고, 또한 개수로의 수면 기울기가 커서 침적롤러에 의한 함침이 균일하게 일어나지 않는다.
상기 소류력(掃流力)에 있어서, 수로 바닥의 침전물은 유속이 느린 동안에는 이동하지 않으나, 유속이 커지면 서서히 움직이게 하는 유수의 힘이 수로 바닥의 저항력보다 커졌을 때 침전물을 이동시키므로 소류력은 유수에 의하여 수로 바닥에 작용하는 마찰이라 할 수 있다.
그리고 본 발명은 개수로의 내부 면에 일정 간격으로 다수 개의 배플(baffle)을 설치해 분산질의 수평?수직 방향으로 혼합되는 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 그물망 원단은 코팅액이 흐르는 개수로(200a)를 통과하고, 상기 그물망 원단은 상기 개수로 유체의 흐름에서 직각방향으로 이송하고, 상기 개수로의 코팅액 흐름의 전단속도(s-1)가 0.5 내지 10이 되게 하고, 그물망원단(110)이 상기 개수로 내에 있는 침적롤러(230a)와 건조실가이드롤러(310)를 통해 상승과 하강의 공정을 거치고, 함침(含浸) 된 원단의 액막을 원단가이드롤러(210a)와 액막제거롤러(220a)를 통해 유입되는 그물망원단(110)의 일 면이 접촉되게 하고, 상기 액막제거롤러(220a)가 개수로(200a)로 유입되는 그물망원단(110)과 상기 개수로를 통과된 동일한 원단 간 일 면끼리 접촉하게 하여 함침되는 함침단계,
상기 개수로(200a)를 통과시켜 상승과 하강하는 사이에 건조?경화되는 건조경화 단계,
상기 코팅된 원단을 이송하고 권취하는 권취단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 개수로(200a) 내의 유체 흐름의 전단 속도(s-1)가 0.5 미만은 고요한 층류가 형성되어 시간 경과에 따른 코팅액의 부유와 침전 또는, 다 성분 분산질의 상 분리가 일어나고, 10을 초과하면 개수로의 수면 기울기가 높아서 침적롤러에 의한 함침이 균일하게 일어나지 않는다.
또는, 상기 함침 단계는 코팅액의 유체 흐름이 개수로(200a) 내부의 배플(201a)에 의해서 와류가 발생되고, 침적롤러(230a)와 액막제거롤러(220a) 사이에서 미터링롤러(270a)가 설치되고, 상기 미터링롤러는 함침되어 올라오는 원단의 다른 면에 접촉되어 동일한 원단의 일 면 간 접촉면(280a)이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 미터링 롤러(270a)는 표면이 균일한 요판(凹版)부로 이루어지고, 상기 요판 셀(cell)은 10~100 mesh(lines/inch) 크기로 이루어지는 것이 바람직하다.
100 mesh를 초과하면 코팅 용액이 균일하게 전달되어 얼룩은 발생하지 않지만, 전기적인 도전성을 얻지 못하며, 10 mesh를 미달하면 전달되는 코팅액의 양은 많지만 얼룩이 크게 되어 저항 편차 및 건조시 기포가 발생한다.
또는, 상기 미터링 롤러는 표면이 볼 나사 홈 모양으로 이루어지고, 홈 깊이는 0.1 mm 내지 3 mm가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.5 mm 내지 2 mm이다. 피치는 0.2 mm 내지 6 mm가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1 mm 내지 3 mm이다.
본 발명은 함침 용액이 중력에 의해 코팅 막이 형성되는 기존 딥 코팅 방식에다가 계량 장치인 미터링 롤러(metering roller)와 개수로(開水路) 내부의 배플(201a)과 소류력(掃流力)에 의한 코팅액의 유동장을 분배 혼합하며 함침하는 것과 그물망 원단의 구조를 복합적으로 이용하는 방식이다. 미터링 롤러(270a)의 표면은 요판(凹版) 셀(cell)의 용적(volume) 공간이 형성되어 코팅 용액을 채울 수 있다.
그물망 원단(110)은 상기 미터링 롤러(270a)의 외주 면에 접촉하여 균일한 코팅 막이 형성되고, 개수로(200a) 속으로 유입되는 동일한 원단의 일 면 간 접촉면(280a) 구간이 형성되어 지게 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 동일한 원단의 일 면 간 접촉면(280)의 기능은 그물망 원단의 코팅액 막을 제거하여 그물망 원단의 구조 틀을 유지할 수 있다.
그리고 침적롤러(230a)와 미터링 롤러(270a)를 통해 동일한 원단의 일 면 간 접촉면(280a)을 조절하여 코팅 막을 조절할 수 있다.
상기 미터링 롤러의 표면을 테프론 코팅으로 처리함으로써 용액 전이율을 높이는 것을 특징으로 한다.
상기 미터링 롤러(270a) 표면에 요판(凹版) 형상으로 움푹 패인 셀(cell) 공간에 있는 코팅 용액이 인입 원단으로 함침되어 올라오는 인출 원단에 전이되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 미러팅 롤러와 접하는 인출 원단의 표면상에 있는 여분의 코팅 용액을 인입 원단으로 긁어 떨어뜨려 균일한 코팅 막이 형성되어 지는 것을 특징으로 한다.
코팅 막 두께를 고려하는 지표는 점도, 표면장력, 건조속도, 용액의 고형분 등이다.
막 두께는 (미터링 롤러의 셀 용적) × (용액 전이율) × (용액 고형분)의 관계식에 의해 결정되나 고형분은 동시에 점도를 조정하는 파라미터이기도 하므로 다른 요인과의 균형을 잡을 필요가 있다.
점도와 표면 장력은 코팅 막의 얼룩에 반영될 뿐만 아니라 용액 전이율에도 영향을 준다.
상기 표면 장력은 피코팅재인 그물망 원단과, 코팅 용액, 미터링 롤러(270a)의 표면 장력을 순차적으로 낮게 하는 것을 특징으로 한다.
특히, 용액 전이율을 증가시키기 위해서, 미터링 롤러(270a)의 표면을 테프론 코팅으로 처리하는 것이 바람직하다.
그리고 셀 형상은 피라미드나 사다리꼴(격자), 사선, 벌집, 볼나사 모양 등으로 대표되는 형과 메쉬(mesh) 수, 깊이의 3요소에 의해 결정된다.
한편, 셀 깊이가 증가함에 따라 코팅 막 두께는 비례적으로 증가할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 함침 공정에서 그물망 원단에 균일한 양면 코팅을 하기 위해서, 두 번 코팅이 순차적으로 이루지며, 1차 코팅시 동일한 원단의 일 면 간 접촉면(280a)이 일 면(表面)끼리 이루어진다면, 2차 코팅시에는 동일한 원단의 접촉면이 다른 면(裏面)끼리 이루어지게 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 공정으로 그물망 원단 격자 점의 구석까지 균일한 코팅 막이 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 개수로(開水路)의 단면도로서, 개수로(200a)는 수면이 대기와 접하여 흐르는 수로를 말하고, 수면의 기울기에 따라 흐름의 속도가 달라진다.
상기 수면의 기울기에 따른 중력에 의해 유체가 흐르며, 소류력(掃流力)이 발생한다. 상기 개수로의 유체 흐름의 전단 속도(s-1)가 0.5 이상이 되면 도전성 액상 실리콘고무 혼합물의 침전물을 흘릴 수 있는 소류력이 발생한다.
또한, 상기 개수로(200a)의 내부에 일정한 간격으로 다수 개 설치된 배플(201a)은 유체 흐름에 부딛치며, 상기 배플의 전?후에 와류 현상이 일어난다.
따라서, 상기 배플의 전?후의 와류 현상과 유체 흐름의 소류력에 의해 도전성 실리콘 고무 혼합물의 균일한 분배 혼합 효과를 유발할 수 있다.
또한, 상기 개수로(200a)의 내부에 수평으로 침적롤러(230a)가 배치 설치되고, 그물망 원단이 상기 침적롤러를 통해 경사 수면을 침적되어 올라오는 원단의 좌?우 도포량이 차이가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기 경사 수면을 침적되어 올라온 원단이 미터링롤러(270a)에 의해서 평활 작용과 균일한 도포량이 조절되게 되는 것을 특징으로 한다.
그러므로 본 발명은 개수로 내의 코팅액의 시간의 경과에 따른 부유와 침전물이 발생하지 않고, 소류력과 배플에 의한 유동 분배 혼합의 안정화 효과를 추구할 수 있다.
도 5와 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 건조탑 내부 구조인 사다리 형태의 노즐파이프의 사시도와 단면도로서, 상기 함침 된 원단이 상승과 하강하는 사이에 건조?경화되는 건조탑(300)과, 상기 건조탑의 내부는 열풍 분사공이 다수 개 일정한 간격으로 천공된 노즐파이프(323)를 통해 열풍이 수평 방향으로 공급되는 구조이고, 상기 노즐파이프의 배열은 사다리 형태로 배치되는 사다리형 분사공파이프(320)가 배치 설치되고, 상기 사다리형 분사공파이프의 양단은 노즐파이프의 양단부를 직교하여 접합시키는 열풍 통로관(322)이 설치되고, 열풍 공급관(321) 상부 면에 다수 개의 사다리형 분사공파이프(320)의 열풍 통로관이 배치 설치되고, 상기 열풍 공급관의 취입구(321a)에 열풍을 공급하면 상기 노즐파이프의 분사공으로 분출되는 구조로 건조탑 내부가 설치되는 건조탑 내부구조와, 코팅된 원단을 이송하여 권취하는 원단이송롤러(400), 권취부(500)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 실시예의 매설용 전기 절연 코팅액의 코팅장치 개략도로서, 그물망원단(110)을 공급하는 권출부(100)와, 상기 그물망 원단은 균일한 양면 코팅을 위해서, 침적롤러(230a)를 순차적으로 거쳐 1차 개수로(200a)를 내부로 통과하고 건조실가이드롤러(310) 쪽으로 일련의 공정이 연속되며, 2차 코팅을 위해서 동일 원단인 그물망1차코팅원단(111)은 1차 원단 진행방향과 반대방향으로 2차 개수로(200b)의 침적롤러(230b)를 순차적으로 거쳐 건조실가이드롤러(310) 쪽으로 일련의 공정이 연속되는 것과, 함침 된 원단을 건조 경화하는 건조탑(300)과, 코팅된 원단을 이송하여 권취하는 원단이송롤러(400), 권취부(500)로 구성된다.
상기 건조탑의 내부는 열풍 분사공이 다수 개 일정한 간격으로 천공된 노즐파이프를 통해 열풍이 수평 방향으로 공급되는 구조이고, 상기 노즐파이프의 배열은 사다리 형태로 배치되는 사다리형 분사공파이프가 배치 설치되고, 상기 사다리형 분사공파이프의 양단은 노즐파이프의 양단부를 직교하여 접합시키는 열풍 통로관(322)이 설치되고, 열풍 공급관(321) 상부 면에 다수 개의 사다리형 분사공파이프의 열풍 통로관이 배치 설치되고, 상기 열풍 공급관의 취입구(321a)에 열풍을 공급하면 상기 노즐파이프의 분사공으로 분출되는 구조로 건조탑 내부가 설치되는 건조탑 내부구조를 갖는다.
또한, 상기 개수로(200a)의 내부에 수평으로 침적롤러(230a)가 배치 설치되고, 그물망 원단이 상기 침적롤러를 통해 경사 수면을 침적되어 올라오는 원단의 좌?우 도포량이 차이가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기 경사 수면을 침적되어 올라온 원단이 미터링롤러(270a)에 의해서 평활 작용과 균일한 도포량이 조절되게 되는 것을 특징으로 한다.
상기 침적롤러(230a)와 미터링롤러(270a)를 통해 그물망 원단의 1차 일면 코팅을 2회 실시하고, 침적롤러(230b)와 미터링롤러(270b)를 통해 동일 그물망 원단의 2차 다른 면 코팅 2회를 실시함으로써, 그물망 원단이 2회 양면 코팅되는 것을 특징으로 한다.
상기한 실시예의 코팅장치로 매설용 전기 절연 코팅액의 점도(mPa.s, 25℃)가 150 내지 1,000인 조성물로 그물망 원단의 질량 밀도(g/㎡)가 200 내지 300인 기재에 양면 2회 코팅시 코팅액의 도포량(g/㎡)은 150 내지 500이 코팅된다.
상기 실시예의 건조탑 열풍온도 분위기는 하단 3.5m 구간에는 110 내지 120℃이고, 상단 2.5m 구간에는 190 내지 200℃로 열풍이 공급된다.
상기 건조탑의 온도 분위기는 수직형 건조탑으로서 하단에서는 코팅액의 용매가 휘발하는 구간이고, 상단에서는 휘발된 코팅액이 경화되는 구간이다. 또한, 건조탑이 수직형으로 바람직한 것은 코팅액의 도포량이 그물망 원단의 자중보다 무겁기 때문이다.
또한, 상기 실시 예로서, 코팅장치의 그물망 원단의 진행 속도(m/min)는 1.5 내지 2.0이 바람직하다. 2.0를 초과하면 코팅막에 기포발생의 원인이 된다.
본 발명은 그물망 원단에 매설용 전기 절연 코팅을 함침하여 건조?경화시키기 위한 열풍 공급 시스템을 사다리형 분사공파이프(320)를 통해 균일한 열풍을 공급함으로써 그물망 원단의 구석구석까지 고른 열풍이 공급되어 매설용 전기 절연 코팅액의 양호한 경화 물을 얻을 수 있다.
특히, 사다리형 분사공 파이프는 그물망 원단의 망목과 교차점에서의 동일한 온도 분포를 얻고자 함이다.
또한, 폴리오가노실록산의 가교 구조 사이로 폴리올레핀 수지가 상호 침투하는 물리적 얽힘 형태의 혼합체로 영원히 유지되므로써, 고분자의 블렌드의 특성인 물성의 상승효과를 나타내는 내약품성과 내유성 및 내마모성을 상승시킬 수 있다.
100: 권출부
110: 그물망 원단
111: 그물망 1차 코팅원단
200a, b: 개수로(開水路)
201a, b: 배플(baffle)
210a, b: 원단가이드롤러
220a, b: 액막제거롤러
230a, b: 침적롤러
240b: 2차 코팅 가이드롤러
270a: 미터링롤러(metering roller)
280a: 동일한 원단의 일 면 간 접촉면
300: 건조탑
310: 건조실 가이드롤러
320: 사다리형 분사공 파이프
321: 열풍 공급관
321a: 열풍공급관의 취입부
322: 열풍 통로관
333: 노즐 파이프
400: 원단이송롤러
500: 권취부
510: 그물망코팅원단

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 그물망 원단에 매설용 전기 절연 코팅액을 함침하는 매설용 전기 절연 코팅액의 코팅장치에 있어서, 그물망 원단(110)을 공급하는 권출부(100)와, 상기 그물망 원단은 코팅액이 흐르는 개수로(200a)를 통과하고, 상기 그물망 원단은 상기 개수로 유체의 흐름에서 직각방향으로 이송되게 배치되고, 상기 개수로의 내부에 일정 간격으로 다수 개의 개수로(200a) 폭의 1/20 내지 2/10 높이의 배플(201a)이 설치되고, 상기 개수로(200a) 내부에 있는 침적롤러(230a)와 액막제거롤러(220a) 사이에서 미터링롤러(270a)가 배치 설치되고, 상기 미터링롤러는 함침되어 올라오는 동일한 원단의 이면에 접촉되어 동일한 원단의 일면 간 접촉면(280a)이 형성되고, 상기 미터링롤러의 배열은 원단을 기준으로 액막제거롤러와 서로 대향적으로 이루어지고, 액막제거롤러를 통해 유입되는 원단과 침적롤러를 통해 유출되는 동일한 원단 간 일면끼리 접촉 진행되고, 상기 접촉 진행 방향은 서로 반대 방향으로 이루어지고, 상기 함침 된 원단이 상승과 하강하는 사이에 건조?경화되는 건조탑(300)과, 상기 건조탑의 내부는 열풍 분사공이 다수 개 일정한 간격으로 천공된 노즐파이프(323)를 통해 열풍이 수평 방향으로 공급되는 구조이고, 상기 노즐파이프의 배열은 사다리 형태로 배치되는 사다리형 분사공파이프(320)가 배치 설치되고, 상기 사다리형 분사공파이프의 양단은 노즐파이프의 양단부를 직교하여 접합시키는 열풍 통로관(322)이 설치되고, 열풍 공급관(321) 상부 면에 다수 개의 사다리형 분사공파이프(320)의 열풍 통로관이 배치 설치되고, 상기 열풍 공급관의 취입구(321a)에 열풍을 공급하면 상기 노즐파이프의 분사공으로 분출되는 구조로 건조탑 내부가 설치되는 건조탑 내부구조와, 코팅된 원단을 이송하여 권취하는 원단이송롤러(400), 권취부(500)로 구성되는 것을 특징으로 하는 매설용 전기 절연 코팅액의 코팅장치.
KR1020100018307A 2010-03-01 2010-03-01 매설용 전기 절연 코팅액의 조성물 및 그의 코팅장치 KR101178969B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100018307A KR101178969B1 (ko) 2010-03-01 2010-03-01 매설용 전기 절연 코팅액의 조성물 및 그의 코팅장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100018307A KR101178969B1 (ko) 2010-03-01 2010-03-01 매설용 전기 절연 코팅액의 조성물 및 그의 코팅장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100031122A KR20100031122A (ko) 2010-03-19
KR101178969B1 true KR101178969B1 (ko) 2012-08-31

Family

ID=42180862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100018307A KR101178969B1 (ko) 2010-03-01 2010-03-01 매설용 전기 절연 코팅액의 조성물 및 그의 코팅장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101178969B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101677443B1 (ko) * 2014-12-23 2016-11-18 주식회사 포스코 전기강판 절연코팅 장치와 절연코팅 방법 및 이로부터 제조되는 전기강판
KR102579450B1 (ko) * 2021-01-19 2023-09-15 주식회사 케이씨에스 친환경 난연 세라믹코팅 조성물을 적용한 불연성 세라믹에프알피의 제조방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005048165A (ja) 2003-07-29 2005-02-24 Milliken & Co ポリマー塗料ブレンド

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005048165A (ja) 2003-07-29 2005-02-24 Milliken & Co ポリマー塗料ブレンド

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100031122A (ko) 2010-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101443591B1 (ko) 스펀지 형성성 액상 실리콘 고무 조성물 및 이로부터 제조된 실리콘 고무 스펀지
CA1133648A (en) Silicone composition which forms a ceramic at high temperatures
US6239378B1 (en) Flame resistant silicone rubber wire and cable coating composition
JP6047345B2 (ja) 導電性スポンジ形成性液状シリコーンゴム組成物の製造方法、導電性シリコーンゴムスポンジおよびその製造方法
EP0467406B1 (en) Film-forming organopolysiloxane composition
KR101235402B1 (ko) 정착 롤 또는 정착 벨트용 절연성 실리콘 고무 조성물, 및정착 롤 및 정착 벨트
KR20010101947A (ko) 내화성 열가소성 실리콘 가황물
JP2005534481A (ja) エラストマーに架橋され得るシリコーン組成物で含浸する手段による建築用編織布の処理方法及び該方法の手段によって被覆された建築用編織布
WO2008132237A2 (en) Polymer compositions
JPWO2010013847A1 (ja) 多成分型スポンジ形成性液状シリコーンゴム組成物およびシリコーンゴムスポンジの製造方法
KR20080084811A (ko) 방오성의 중부가 실리콘 바니시, 서포트에 상기 바니시를도포하는 방법, 및 상기 도포된 서포트
WO2012148631A1 (en) Self-healing electrical insulation
KR20050092737A (ko) 내염제 용도에 유용한 실리콘 조성물
KR101178969B1 (ko) 매설용 전기 절연 코팅액의 조성물 및 그의 코팅장치
KR20170118090A (ko) 스펀지-형성성 실리콘 고무 조성물 및 실리콘 고무 스펀지
JP2005534765A (ja) 繊維質材料の含浸処理のための、エラストマーに架橋できるシリコーンオイルをベースとした組成物
CN103476897B (zh) 剥离剂组合物及陶瓷生坯成型用剥离膜
SK89799A3 (en) Use of mixtures with base of platinum and of transition metal compounds other than platinum for improving the resistance to arc tracking and to arc erosion of silicon elastomers
CN107207764A (zh) 海绵可成形的硅橡胶组合物和硅橡胶海绵
KR940000667B1 (ko) 수-기본 실리콘 탄성체 유제 조성물
KR20140009864A (ko) 소수성 코팅막을 포함하는 전철용 폴리머 애자 및 그 제조방법
KR100711949B1 (ko) 실리콘 고무 스펀지 조성물 및 이로부터 제조된 스펀지 제품
EA008099B1 (ru) Огнестойкая полимерная композиция, содержащая нанонаполнители
JP2007254624A (ja) 下地シート用コーティング組成物
KR100778135B1 (ko) 다중 첨가에 의하여 가교될 수 있는 무적 실리콘 탄성 중합체 조성물, 및 이의 현장 조인트 제조용 접착제로서, 특히 실내장식재료용으로서의 용도

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150623

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee