KR101321743B1

KR101321743B1 - 수처리 시설의 구조물 보호 시스템

Info

Publication number: KR101321743B1
Application number: KR1020130024915A
Authority: KR
Inventors: 김희곤; 김순식; 김성곤; 진미경
Original assignee: 진미경; 주식회사 웰쳐화인텍
Priority date: 2013-03-08
Filing date: 2013-03-08
Publication date: 2013-11-04

Abstract

본 발명은 수처리 시설의 구조물 보호 시스템에 관한 것으로서, 수처리 시설의 구조물에 설치되는 다수의 고정 찬넬, 상기 고정 찬넬에 결합되는 결합 찬넬, 상기 수처리 시설의 구조물에 소정 간격 이격되도록 상기 결합 찬넬에 결합되는 패널 및 상기 수처리 시설의 구조물과 상기 패널 사이에 충전되는 충전재를 포함한다.

Description

수처리 시설의 구조물 보호 시스템{STRUCTURE PROTECTION SYSTEM OF WATER TREATMENT FACILITIES}

본 발명은 수처리 시설의 구조물 보호 시스템 및 이의 시공 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수처리 시설의 구조물의 내구성을 향상시킴과 동시에 공기(工期) 단축 및 유지, 관리 비용을 절감시킬 수 있는 수처리 시설의 구조물 보호 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 상·하수 및 폐수·분뇨 처리용 수조, 수로 또는 대용량 탱크류 등의 콘크리트로 형성되는 수처리 시설의 구조물은 물 또는 약품의 침투로 인하여 구조물의 내구성을 저하시켜 수명이 단축되고 시공 과정에서 발생된 미세 균열은 지속적으로 성장되어 구조물을 손상시킴으로써 물 또는 약품의 누수 등을 초래할 수 있으므로, 이를 방지하기 위하여 수처리 시설의 구조물의 벽체, 바닥 및 천장을 소정의 재료를 이용하여 보강한다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이 일반적인 수처리 시설의 구조물(1)을 흐르는 물(W)은 상기 수처리 시설의 구조물에 균열을 발생시키거나 와류에 의하여 이끼 및 조류 등을 발생시킨다.

따라서, 도 2에 도시된 바와 같이 종래 수처리 시설의 구조물의 보강 구조로 패널 등을 이용한 보강 구조가 제안된바, 먼저 상기 수처리 시설의 구조물에 모르타르(mortar) 등과 같은 결합 자재(2)를 도포하여 면 처리한 후 그 위에 패널 등과 같은 보강 자재(3)를 부착시키는 것이다.

그러나, 상기 수처리 시설의 구조물의 보강 구조는 단순히 상기 보강 자재(3)를 모르타르와 같은 결합 자재(2)에 부착시키는 것이므로, 물(W)이 상기 보강 자재(3)로 쉽게 스며들 수있고, 이로 인하여 상기 결합 자재(2)의 부착력이 약해진 경우 상기 보강 자재(3)가 떨어져 나와 상기 수처리 시설의 구조물에 균열이 발생되며, 위생에 치명적일 뿐만 아니라 누수가 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 수처리 시설의 구조물이 물에 노출되는 것을 방지하고 보강재와 구조체를 일체화하여 견고하게 보강함으로써 내구성을 향상시킴과 동시에 공기(工期) 단축 및 유지, 관리 비용을 절감할 수 있는 수처리 시설의 구조물 보호 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수처리 시설의 구조물 보호 시스템은, 수처리 시설의 구조물에 설치되는 다수의 고정 찬넬; 상기 고정 찬넬에 결합되는 결합 찬넬; 상기 수처리 시설의 구조물에 소정 간격 이격되도록 상기 결합 찬넬에 결합되는 패널; 및 상기 수처리 시설의 구조물과 상기 패널 사이에 충전되는 충전재; 를 포함한다

또한, 상기 고정 찬넬은, 그 횡단면이 'ㄷ'자 형상으로 형성되고, 상기 결합 찬넬의 길이 방향을 따라 상기 수처리 시설의 구조물에 소정 간격으로 이격되도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 결합 찬넬은, 그 횡단면이 'ㄷ'자 형성으로 형성되고, 상기 고정 찬넬의 홈부에 삽입되어 용접 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 패널의 일면에는 주입구가 형성되고, 상기 주입구를 통하여 충전재가 주입되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 결합 찬넬의 양측 단부에는 다수개의 주입공이 상기 결합 찬넬의 길이 방향을 따라 형성되고, 상기 주입구를 통하여 주입되는 충전재는 상기 주입공을 통하여 상기 수처리 시설의 구조물과 상기 패널 사이에 충전되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 충전재는 시멘트 모르타르(cement mortar)인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 충전재는 발포성 우레탄(urethane)인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 충전재는 시멘트 밀크(cement milk)인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 수처리 시설의 구조물에 패널을 소정 간격 이격되도록 설치한 후 수처리 시설물과 패널 사이에 충전재를 충전함으로써 수처리 시설의 구조물을 견고하게 보강할 수 있고, 이로 인하여 수처리 시설의 구조물의 내구성을 향상시킴과 동시에 공기(工期) 단축 및 유지, 관리 비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 일반적인 수처리 시설의 구조물을 나타낸 사시도이다.
도 2는 종래 수처리 시설의 구조물의 보강 구조를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 시설의 구조물 보호 시스템을 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 시설의 구조물 보호 시스템을 나타낸 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 시설의 구조물 보호 시스템의 고정 찬넬을 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 시설의 구조물 보호 시스템의 결합 찬넬을 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 시설의 구조물 보호 시스템의 주입구를 나타낸 측면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다. 그리고 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위내에서 다른 실시예를 용이하게 실시할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 범위 내에 속함은 물론이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 시설의 구조물 보호 시스템을 나타낸 평면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 시설의 구조물 보호 시스템을 나타낸 측단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 시설의 구조물 보호 시스템의 고정 찬넬을 나타낸 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 시설의 구조물 보호 시스템의 결합 찬넬을 나타낸 사시도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 시설의 구조물 보호 시스템의 주입구를 나타낸 측면도이다. 도 3 내지 도 7을 참조하여 상기 수처리 시설의 구조물 보호 시스템의 구체적인 구조, 형상 및 결합 관계 등에 대하여 설명한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 수처리 시설의 구조물 보호 시스템은 통상 콘크리트로 형성되는 수처리 시설의 구조물(S)의 벽체, 바닥 및 천장 등의 손상을 방지하기 위한 것으로서, 다수의 고정 찬넬(100), 결합 찬넬(200), 패널(300) 및 충전재(400) 등을 포함하여 구성된다.

상기 고정 찬넬(100)은 다수개 마련되어 상기 수처리 시설의 구조물(S)에 앵커 볼트(110)에 의하여 고정 설치된다.

그리고, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 고정 찬넬(100)은 그 횡단면이 'ㄷ'자 형상으로 형성되고, 상기 결합 찬넬(200)의 길이 방향을 따라 상기 수처리 시설의 구조물(S)에 소정 간격으로 이격되도록 배치된다.

즉, 상기 고정 찬넬(100)은 상기 결합 찬넬(200)을 상기 수처리 시설의 구조물(S)에 고정하는 역할을 한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 고정 찬넬(100)은 800mm를 간격으로 이격되어 배치되는 것이 바람직하다.

상기 결합 찬넬(200)은 상기 고정 찬넬(100)에 결합되어 상기 패널(300)을 상기 수처리 시설의 구조물(S)에 고정하기 위한 것으로서, 도 6을 참조하면 상기 결합 찬넬(200)의 횡단면은 'ㄷ'자 형성으로 형성되고, 상기 고정 찬넬(100)의 홈부에 삽입되어 용접 결합되거나 수축 또는 팽창에 의한 문제 해결을 위해 볼트 혹은 기타 방법을 활용하여 결합된다.

한편, 상기 결합 찬넬(200)은 상기 고정 찬넬(100)의 홈부(120)에 삽입되어 용접 결합되므로, 상기 결합 찬넬(200)의 너비는 상기 홈부(120)의 너비에 대응되도록 형성된다.

그리고, 상기 결합 찬넬(200)의 일면(230)에는 상기 패널(300)이 결합되므로 상기 결합 찬넬(200)은 상기 고정 찬넬(100)보다 더 길게 형성된다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르며 상기 결합 찬넬(200)의 양측 단부(240)의 높이를 경사지게 형성하여 상기 수처리 시설의 구조물(S)의 경사를 일정하게 유지 또는 조절함으로써 배수처리를 원활히 할 수 있다.

상기 패널(300)은 상기 수처리 시설의 구조물(S)에 소정 간격 이격되도록 상기 결합 찬넬(200)에 결합된다. 즉, 상기 패널(300)은 콘크리트 등으로 형성되는 상기 수처리 시설의 구조물(S)이 물에 직접 노출되지 않도록 상기 수처리 시설의 구조물(10) 표면을 감싸도록 배치된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 결합 찬넬(200)의 양측 단부(240)가 대략 10 내지 30mm의 두께를 가지도록 형성되므로, 상기 패널은 상기 수처리 시설의 구조물(S)에서 상기 결합 찬넬(200) 두께의 간격에 대응되도록 이격된다.

여기서, 상기 수처리 시설의 구조물(S)은 상·하수 및 폐수·분뇨 처리용 수조, 수로 또는 대용량 탱크류 등 물이 흐르거나 저장되는 구조물을 모두 포함하는 개념이다.

상기 패널(300)은 금속과 고분자, 플라스틱을 포함한 유기재질로 형성되고, 본 발명의 일 실시예에 따르면 그 표면에는 무기 세라믹으로 코팅층이 형성된다. 즉, 상기 패널(300)의 표면을 무기 세라믹으로 코팅함으로써 상기 패널(300)의 부식을 방지하여 위생 상태를 향상시킬 수 있으며, 상기 패널(300)에 접촉하는 물에 의하여 이끼 또는 조류가 표면에 발생하는 것을 방지한다.

한편, 상기 패널(300)은 상기 결합 찬넬(200)과 결합 볼트(310)에 의하여 결합되며, 상기 결합 볼트(310)의 머리부와 상기 패널(300) 사이에는 실리콘 와셔(312) 및 링 와셔(314)가 마련되어 상기 패널(300)과 상기 결합 찬넬(200) 사이를 더 긴밀하게 연결시킬 수도 있다.

상기 충전재(400)는 상기 수처리 시설의 구조물(S)과 상기 패널(300) 사이에 충전되는 것으로서, 시멘트 모르타르(cement mortar) 또는 발포성 우레탄(urethane), 시멘트 밀크 등으로 마련될 수 있다.

여기서, 상기 시멘트 모르타르 또는 시멘트 밀크는 상기 수처리 시설의 구조물(S)을 강도 등을 보강하기 위한 용도이며, 상기 발포성 우레탄은 상기 수처리 시설의 구조물(S)의 보온용으로 사용된다. 그러나, 상기 수처리 시설의 구조물(S)을 보강 또는 보온할 수 있는 재질이면 어느 것이든 사용 가능하며 상기 충전재(400)의 재질에 의하여 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 패널(300)의 일면에는 주입구(210)가 형성되고, 상기 주입구(210)를 통하여 상기 결합 찬넬(200)의 내부로 충전재(400)가 주입된다.

그리고, 상기 결합 찬넬(200)의 양측 단부(240)에는 다수개의 주입공(220)이 상기 결합 찬넬(200)의 길이 방향을 따라 형성되고, 상기 주입구(210)를 통하여 주입되는 충전재(400)는 상기 주입공(220)을 통하여 상기 수처리 시설의 구조물(S)과 상기 패널(300) 사이에 충전된다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 패널(300)을 먼저 상기 수처리 시설의 구조물(S)에 고정시킨 후에 상기 충전재(400)를 충전할 수 있으므로 물이 상기 충전재(400)로 스며드는 것을 방지하며, 이로 인하여 상기 수처리 시설의 구조물(S)의 내구성이 향상되고, 공기(工期) 단축 및 유지, 관리 비용이 절감되는 효과가 발생한다.

상기 충전재(400)주입 시 공기에 대한 저항 등을 저감하기 위하여 매쉬 망을 함께 삽입하거나 사방이 밀폐된 곳의 경우 하부 혹은 측부에 공기가 빠져 나갈 수 있는 공간을 확보할 필요도 있으나 일반적으로 상하 혹은 측방이 완전 밀폐되어 있지 않은 구조로서 충전시 완전충전 문제는 해결될 것이다.

한편, 상기 주입구(210)를 통하여 충전재(400)의 주입이 완료되는 경우에는 상기 주입구(210)를 마개 볼트(212)로 폐쇄시킨다. 그리고, 상기 마개 볼트(212)의 머리부와 상기 주입구(210) 사이에는 실리콘 와셔(214) 및 링 와셔(216)를 마련하여 상기 주입구(210)를 더 긴밀하게 밀폐시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 패널(300)의 표면을 하기 친수성 무기도료 조성물로 코팅하는 것이 바람직하다.

상기 친수성 무기 도료 조성물은 알칼리 금속 실리케이트와, 인산(H₃PO₄)과, KOH, NaOH, LiOH 또는 LiOH·H₂O 중 선택된 어느 하나 이상의 강염기와, 물(H₂O)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 알칼리 금속 실리케이트는 화학식 1 내지 3으로 표시된다.

[화학식 1] xNa₂O·ySiO₂·nH₂O

[화학식 2] xK₂O·ySiO₂·nH₂O

[화학식 3] xLi₂O·ySiO₂·nH₂O

상기 화학식 1 내지 화학식 3에서 x : y의 비는 1 : 1.9 ~ 500이며, n은 1 ~ 20의 자연수이다.

상기 알칼리 금속 실리케이트는 화학식 1 내지 화학식 3에 나타난 바와 같이, 착화합물(Complex Compound)로 구성된다. 즉, 1개 또는 그 이상의 리튬, 나트륨, 칼륨 원자를 중심으로 몇 개의 비금속 원자 또는 원자단이 결합하여 이루어진 화학종이며, 중심금속 원자에 다른 비금속 원소가 치환하여 규소(Si)와 다른 원자간의 단일결합(Single bond)을 이중결합(Double)으로 만들어 망목 구조가 생성되어 규산염과 축합 반응을 하여 규산염에 붙어 있는 수산화이온(-OH)이 다른 이온으로 치환 및 해리되어 물의 침투를 막아주어 내수성을 향상시키는 메커니즘이다.

본 발명의 상기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 알칼리 금속 실리케이트는 액상의 재료 즉, 규산나트륨, 규산칼륨, 및 규산리튬 수화물인 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 알칼리 금속 실리케이트 수화물에 포함되는 고형분의 함량은 각각 25% 내지 50%, 15% 내지 40%, 10% 내지 35%인 것일 수 있다. 이와 같은 고형분 함량 범위의 알칼리 금속 실리케이트 수화물을 포함함으로써, 제조시 다른 구성요소들과의 빠르고 높은 반응효율을 얻을 수 있으며, 제조 후에도 안정화 측면에서 바람직하다.

또한, 본 발명의 친수성 무기도료 조성물은 상기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 규산나트륨 수화물, 규산칼륨 수화물, 규산리튬 수화물을 모두 포함하는데에 특징이 있다. 상기 화학식 1 내지 3의 규산염 수화물을 모두 포함함으로써, 모재와의 접착력 또는 부착력을 높이면서도 코팅막의 방오성, 내식성을 향상시킨다.

상기 알칼리 금속 실리케이트는 친수성 무기도료 조성물의 총 중량을 기준으로 25 내지 95 중량부로 포함될 수 있다. 25 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 친수성 무기도료 조성물을 이용한 코팅막의 오염물 제거 능력이나 경도, 내식성 면에서 바람직한 효과를 얻을 수 없으며, 95 중량부를 초과하는 경우에는 패널(300)과의 접착성 및 부착력에 있어 문제가 있을 수 있다.

나아가, 상기 알칼리 금속 실리케이트는 상기 화학식 1로 표시되는 규산 나트륨염 수화물 12 내지 35 중량부, 상기 화학식 2로 표시되는 규산칼륨염 수화물 1 내지 15 중량부, 및 상기 화학식 3으로 표시되는 규산리튬염 수화물 12 내지 35 중량부로 구성될 수 있다. 상기 알칼리금속 실리케이트를 이루는 화학식 1 내지 화학식 3의 조성비가 상기와 같은 범위를 만족하는 경우, 패널(300) 표면과의 강한 결합력 및 내수성, 방오성, 고경도성, 내열성 등에서 크게 개선된 효과를 발현할 수 있으며, 크랙 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 패널(300) 표면에 코팅되는 친수성 무기도료 조성물은 또한 인산(H₃PO₄)을 더 포함한다. 상기 인산은 친수성 무기도료 조성물을 태양전지모듈 표면에 코팅막으로 형성하는 경우, 수분과 코팅막과의 접촉각을 증가시켜 친수성을 향상시키는 효과가 있다. 상기와 같은 인산은 친수성 무기도료 조성물에 0.1 - 1 중량부로 포함됨이 바람직하다. 상기 범위를 벗어나 포함되는 경우에는 인산의 존재에 의한 목적하는 효과를 얻기 어렵기 때문이다.

본 발명의 상기 친수성 무기도료 조성물은 또한, KOH, NaOH, 또는 LiOH, LiOHㆍH₂O 중 선택된 어느 하나 이상의 강염기를 더 포함한다. 이러한 강염기는 무기 도료 조성물의 총량을 기준으로 0.5 - 5 중량부로 포함됨이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1 내지 3 중량부로 포함될 수 있다. 상기 바람직한 함량에 따라 무기 도료 조성물에 포함되는 경우 조성물의 높은 반응효율을 얻을 수 있으며, 최종 생산된 무기 도료 조성물의 발림성을 좋게 할 수 있고, 조성물의 제조시 굳는 현상 등을 방지할 수 있다. 또한 상기 조성물은 pH는 8 내지 14가 되도록 제조함으로써 바람직한 반응효율을 얻을 수 있으며, 조성물이 용액상태를 최적의 상태로 유지할 수 있도록 할 수 있다.

본 발명의 친수성 무기도료 조성물은 상기 조성비로 구성성분들을 혼합하는 용매로서 물과 같은 친수성 용매를 사용할 수 있다. 이러한 친수성 용매 중 대표적인 물은 무기도료 조성물의 총 중량을 기준으로 4 내지 74 중량부로 포함될 수 있다. 용매로 작용하는 물은 또한 알칼리 금속 실리케이트의 분산성 및 반응 효율 등을 높일 수 있다.

기타, 본원발명의 무기 도료 조성물에는 코팅막의 색상을 부여하기 위한 안료 및 코팅막의 유연성, 부착성, 내충격성, 평활성 등을 보다 개선하기 위하여 첨가제를 더 첨가할 수도 있다.

이러한 첨가제로는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 스테아린산알루미늄, 실리카, 지르코늄실리케이트, 칼슘실리케이트, 알킬술포레이트금속염, 폴리실록산변성물, 실란 중에서 1 종 이상을 선택하여 사용할 수 있으며, 이러한 첨가제는 상기 무기도료 조성물을 구성하는 전체 중량에 대해 0.1 내지 2 중량부로 사용되어 원하는 효과를 발현할 수 있다.

상기 친수성 무기도료 조성물을 이용하여 패널(300)표면에 코팅막을 형성하는 방법은 특별히 한정하지 아니하고 다양한 방법을 이용할 수 있으나, 바람직하게는 하기의 일 실시 방법에 따라 코팅막을 형성할 수 있다.

a) 먼저 하기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 알칼리 금속 실리케이트 및 인산(H₃PO₄)와, KOH, NaOH, LiOH 또는 LiOHㆍH₂O 중 선택된 어느 하나 이상의 강염기와, 물(H₂O)과, 기타 첨가제들을 상기한 조성물 범위 내에서 교반기에 넣고 혼합하여 본원발명에 따른 친수성 무기 도료 조성물을 제조한다. 이때 교반속도는 150~400RPM인 것이 바람직한데, 150 RPM 미만의 경우에는 조성물이 충분히 혼합되지 않는 문제가 있고, 400RPM를 초과하더라도 교반 성능에 차이가 크지 않기 때문이다.

본 발명의 무기 도료 조성물은 또한 상기와 같이 무기도료 조성물의 구성물질들을 모두 한번에 투입하여 교반함으로써 제조할 수도 있으나, 2 이상의 조성물로 따로 분리하여 제조한 뒤에 이들을 다시 교반하여 무기 도료 조성물을 제조하는 것일 수도 있다.

즉, 본원발명의 무기도료 조성물은 인산(H₃PO₄), 강염기 및 물(H₂O)을 포함하는 제 1 조성물과, 상기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 알칼리 금속 실리케이트, 강염기 및 물(H₂O)을 포함하는 제 2 조성물을 각각 먼저 제조하고, 상기 제 1 조성물과 제 2 조성물을 1 : 1의 비율로 혼합하고 교반하여 제조되는 것일 수도 있다. 이와 같은 방법으로 제조하는 경우에는 패널(300)표면에 코팅되어 클린성 및 부식성과 방오성을 더욱 향상시키는 결과를 얻을 수 있다.

이때, 상기 제 1 조성물에 포함되는 인산은 전체 무기 도료 조성물의 총 중량 대비 0.05 내지 1 중량부, 강염기는 0.05 내지 1, 증류수는 2 내지 50 중량부로 포함될 수 있으며,

상기 제 2 조성물에 포함되는 상기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 알칼리 금속 실리케이트는 42 내지 95 중량부, 강염기는 0.05 내지 1 중량부, 증류수는 2 내지 24 중량부로 포함될 수 있다. 또한 상기한 바와 같이 이와 같은 무기 도료 조성물의 제조시에는 pH는 8 내지 14의 상태를 유지하여 바람직한 반응효율을 얻을 수 있으며, 조성물이 용액상태를 최적의 상태로 유지할 수 있도록 할 수 있다.

b) 상기 친수성 무기도료 조성물을 제조한 후에는 패널(300)을 소정 온도에서 예열 처리하는 단계를 포함할 수도 있다.

상기 예열 온도는 약 50±10℃ 정도 일수 있으며, 이와 같은 단계에 의하여 패널(300) 표면에 친수성 무기도료 조성물이 효율적으로 코팅될 수 있다.

또한, 상기 예열 처리 이전에 패널(300) 표면의 친수화를 위해 플라즈마(plasma), 애노다이징(anodizing), 샌딩(sanding), 에칭(etching), 표면을 탈지 세척하여 불순물을 제거하는 방법 중 어느 하나의 방법으로 전처리 하는 단계 를 더 포함하여 패널(300) 표면을 보호하고 무기계 코팅막의 형성이 보다 효율적으로 이뤄질 수 있도록 할 수 있다.

상기 표면을 세척하는 단계로서 이용할 수 있는 초음파 세척단계는 패널(300) 표면 재료를 수용성 세척제가 채워져 있는 초음파 탱크 안에 잠기도록 담근 후, 초음파를 발생시켜 표면재료 외부의 미세 부분까지도 세척할 수 있도록 한다. 초음파는 28~48 kHZ인 것이 바람직하다. 상기 초음파 세척단계에서는 무기염이 포함된 수용성 세척제를 사용한다. 무기염이 포함된 수용성 세척제를 사용하면, 모재의 표면에 형성되는 코팅막인 무기계 코팅막과의 밀착도를 높이고, 고경도 코팅막을 형성할 수도 있다.

c) 상기 단계에 의하여 패널(300) 표면의 표면처리 및 예열처리가 종료되면, 상기 친수성 무기도료 조성물을 패널(300) 표면에 코팅하는 단계를 수행한다. 이때, 코팅방법은 특별히 제한하지 아니하고 공지의 방법을 이용할 수 있으며, 예를 들어 딥핑(Dipping)코팅 또는 스프레이코팅, 롤코팅, 스핀코팅, 바코팅, 플로우코팅, 커튼코팅, 나이프코팅, 진공증착, 이온플레이팅, 플라즈마증착법 등의 방법들 중 어느 하나의 방법에 의해 패널(300) 표면에 상기 친수성 무기도료 조성물을 코팅할 수 있다.

이때, 모재 표면에 코팅되는 무기 도료 조성물의 코팅막은 0.01 내지 30㎛로 코팅되도록 함이 바람직하나, 상기의 모든 코팅 방법은 패널(300)의 크기 및 형태 등에 따라 코팅두께의 제어가 가능할 것이다. 경우에 따라 상기 코팅 단계는 동일한 방법으로 수회 진행하여 코팅막을 형성할 수도 있다.

d) 상기 단계에 의하여 친수성 무기도료 조성물을 패널(300) 표면에 코팅한 후에는 코팅막을 완전히 경화시키기 위하여 소정시간 동안 소성하는 단계를 수행한다. 이때 상온에서 450℃ 사이의 온도에서 10분 내지 3시간 동안 소성하는 것이 패널(300) 자체에 큰 영향을 주지 않으면서도 코팅막의 경도 및 매끄러운 표면 발현을 위하여 바람직하며 100℃ 이하의 낮은 온도에서는 3시간 이상의 경화 시간이 필요할 수도 있다.

상기 소성 단계는 1차 소정 공정, 2차 소성공정, 냉각공정의 소단계로 나뉘어서 진행될 수도 있다. 구체적으로는, 제1 소성온도에 도달하면 온도를 더 이상 상승시키지 않고, 소성로 내부 온도를 제1 소성온도로 유지하면서 1차 소성 공정을 소정 시간 동안 진행한다. 이때 제1 소성 온도는 80±60℃ 인 것이 바람직하다.

물론 이 제1 소성 온도보다 낮은 온도에서 10 분 이상 온도를 일정하게 유지시켜서 보조적으로 소성시키는 보조 소성 단계가 더 진행될 수도 있다.

그리고 1차 소성 공정이 완료되면 다시 제2 소성 온도에 도달하면 온도를 더 이상 상승시키지 않고 소성로 내부 온도를 제2 소성온도로 유지하면서 2차 소성 공정을 소정 시간동안 진행한다. 이때 제2 소성 온도는 250±50℃ 내지 400±90℃ 인 것이 바람직하다.

또한 제1 소성 온도와 제2 소성 온도 사이의 온도에서 10 분 이상 온도를 일정하게 유지시켜서 보조적으로 소성시키는 보조 소성 단계가 더 진행될 수도 있다.

이렇게 하여 1, 2차 소성 공정이 완료되면 태양전지모듈을 상온으로 식히는 냉각 공정이 진행된다. 이 냉각 공정에서는 태양전지모듈 온도를 상온으로 낮추는 과정이다. 이때 이 냉각 공정을 1, 2차 소성 공정과 마찬가지로 온도를 하강시키다가 소정 온도에서 일정 시간 동안 머물게 하고 다시 온도를 하강시키는 방법으로 진행할 수도 있다.

추가적으로는 상기 소성 단계이전에 친수성 무기도료 조성물이 코팅된 태양전지모듈을 상온에서 건조시키는 단계를 더 수행할 수도 있다. 예를 들어 스프레이 코팅시 양면코팅을 위해 한 면을 코팅한 후에 일정시간 건조하고 그 후 다른 한 면을 코팅하기 위해 건조단계가 더 포함될 수도 있으며 사용하는 방법이며 코팅막 형성시 코팅 조성물에 포함된 물(H₂O)의 양에 따라 온도와 시간을 제어함으로서 생산성을 향상시키고 적용대상에 따라 최적 조건의 코팅막을 형성할 수도 있다.

상기와 같은 방법에 의하여 친수성 무기도료 조성물을 이용한 코팅막이 형성된 태양전지모듈은 표면에 오염물질의 제거가 크게 용이하여, 다른 장치 또는 물리적 작용을 가하지 아니하고 단지 물을 흘려주는 작용만으로도 오염물질을 거의 다 제거할 수 있는 효과가 있다. 아울러, 상기 코팅막에 의하여 태양전지모듈의 성능을 개선하는 효과도 있으며 구체적으로 상기 코팅막에 의하여 태양전지모듈의 반사율 및 투과율 등이 개선되는바, 태양전지 효율을 크게 개선할 수 있다.

이하, 본 발명에 대한 실시예 및 비교예에 대해 설명한다.

실시예

대정화금社의 규산나트륨 수화물(Na₂O·ySiO₂·nH₂O) 및 규산칼륨 수화물(K₂O·ySiO₂·nH₂O)을 각각 40중량부, 5중량부, 영일화성社의 규산리튬 수화물(Na₂O·ySiO₂·nH₂O) 20 중량부 및 인산 0.25 중량부, NaOH 0.5 중량부, 첨가제로서 Poly-oxyethylene Sorbitan Monostearate 0.005 중량부, 물 34.2 중량부로 혼합 교반하여 무기 도료 조성물을 제조하였으며, Motech 6" cell을 모듈화(2X1)한 태양전지모듈 미니 샘플에 상기 무기 도료 조성물을 코팅하여 코팅막을 형성하였다. 후면부는 white B/S를 사용하였다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

100: 고정 찬넬 110: 앵커 볼트
120: 홈부 200: 결합 찬넬
210: 주입구 220: 주입공
300: 패널 310: 결합 볼트
400: 충전재

Claims

수처리 시설의 구조물에 설치되는 다수의 고정 찬넬;
상기 고정 찬넬에 결합되는 결합 찬넬;
상기 수처리 시설의 구조물에 소정 간격 이격되도록 상기 결합 찬넬에 결합되는 패널; 및
상기 수처리 시설의 구조물과 상기 패널 사이에 충전되는 충전재; 를 포함하되,
상기 패널의 표면에는 친수성 무기도료 조성물이 코팅되며, 상기 친수성 무기 도료 조성물은 하기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 알칼리 금속 실리케이트와, 인산(H₃PO₄)과, KOH, NaOH, LiOH 또는 LiOH·H₂O 중 선택된 어느 하나 이상의 강염기와, 물(H₂O)을 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리 시설의 구조물 보호 시스템.
[화학식 1] xNa₂O·ySiO₂·nH₂O
[화학식 2] xK₂O·ySiO₂·nH₂O
[화학식 3] xLi₂O·ySiO₂·nH₂O
상기 화학식 1 내지 화학식 3에서 x : y의 비는 1 : 1.9 ~ 500이며, n은 1 ~ 20의 자연수이다.
제1항에 있어서,
상기 고정 찬넬은, 그 횡단면이 'ㄷ'자 형상으로 형성되고, 상기 결합 찬넬의 길이 방향을 따라 상기 수처리 시설의 구조물에 소정 간격으로 이격되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 수처리 시설의 구조물 보호 시스템.
제2항에 있어서,
상기 결합 찬넬은, 그 횡단면이 'ㄷ'자 형성으로 형성되고, 상기 고정 찬넬의 홈부에 삽입되어 용접 결합되는 것을 특징으로 하는 수처리 시설의 구조물 보호 시스템.
제3항에 있어서,
상기 패널의 일면에는 주입구가 형성되고, 상기 주입구를 통하여 충전재가 주입되는 것을 특징으로 하는 수처리 시설의 구조물 보호 시스템.
제4항에 있어서,
상기 결합 찬넬의 양측 단부에는 다수개의 주입공이 상기 결합 찬넬의 길이 방향을 따라 형성되고, 상기 주입구를 통하여 주입되는 충전재는 상기 주입공을 통하여 상기 수처리 시설의 구조물과 상기 패널 사이에 충전되는 것을 특징으로 하는 수처리 시설의 구조물 보호 시스템.
제1항에 있어서,
상기 충전재는 시멘트 모르타르(cement mortar)인 것을 특징으로 하는 수처리 시설의 구조물 보호 시스템.
제1항에 있어서,
상기 충전재는 발포성 우레탄(urethane)인 것을 특징으로 하는 수처리 시설의 구조물 보호 시스템.
제1항에 있어서,
상기 충전재는 시멘트 밀크(cement milk)인 것을 특징으로 하는 수처리 시설의 구조물 보호 시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 친수성 무기도료 조성물은, 총 중량을 기준으로 상기 화학식 1 내지 화학식 3의 알칼리 금속 실리케이트는 25 내지 95 중량부, 상기 인산(H₃PO₄)은 0.1 내지 1 중량부, 상기 강염기는 0.5 내지 5 중량부, 상기 물(H₂O)은 4 내지 74 중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 수처리 시설의 구조물 보호 시스템.
제1항에 있어서,
상기 친수성 무기도료 조성물을 상기 패널의 표면에 코팅한 후에 코팅막을 경화시키기 위하여 20℃~450℃ 사이의 온도에서 10분 내지 3시간 동안 소성하는 것이 것을 특징으로 하는 수처리 시설의 구조물 보호 시스템.
제11항에 있어서,
상기 코팅막의 경화 온도 100℃ 이하에서는 3시간 이상의 경화 시간이 포함되는 것을 특징으로 하는 수처리 시설의 구조물 보호 시스템.
삭제