KR101554983B1

KR101554983B1 - 착빙설이 방지되는 알루미늄 송전선의 제조방법

Info

Publication number: KR101554983B1
Application number: KR1020130137133A
Authority: KR
Inventors: 한세원; 김종욱
Original assignee: 한국전기연구원
Priority date: 2013-11-12
Filing date: 2013-11-12
Publication date: 2015-09-23
Also published as: KR20150054556A

Abstract

본 발명은 착빙설이 방지되는 알루미늄 송전선의 제조방법에 관한 것으로, 기계적 가공방법에 의해 알루미늄 송전선의 표면에 요철을 형성시키는 제1단계와; 상기 제1단계를 거친 후 요철이 형성된 상기 알루미늄 송전선의 표면을 에칭시키는 제2단계와; 활성실란인 퍼플로로옥틸트라이데톡시실란, 옥타데실트리클로로실란, 트라이클로로헵타데카플로로데실실란 중 하나 이상의 실란을 용매에 첨가하고 교반시켜 형성된 코팅제 조성물을 상기 에칭을 거친 알루미늄 송전선의 표면에 코팅시키는 제3단계;를 포함하여 구성되는 착빙설이 방지되는 알루미늄 송전선의 제조방법을 기술적 요지로 한다. 이에 따라, 알루미늄 송전선을 표면을 기계적 화학적으로 개질 시킨 후, 여기에 나노하이브리드 절연수지를 코팅하여 발수성을 일정 수준으로 향상시켜 동절기 시 우천 및 착빙에 의한 송전선의 폐손을 방지함은 물론, 특히 극한지역에 설치되어 있는 송전선의 결빙에 의한 문제점이 극복된다는 이점이 있다.

Description

착빙설이 방지되는 알루미늄 송전선의 제조방법{manufacturing method of aluminium power line preventing an ice coating}

본 발명은 착빙설이 방지되는 알루미늄 송전선의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 알루미늄 송전선을 표면 개질 시킨 후, 여기에 나노하이브리드 절연수지를 코팅하여 발수성(hydrophobicity)을 일정 수준으로 향상시켜 동절기 시 우천 및 착빙에 의한 송전선의 폐손을 방지함은 물론, 특히 극한지역(가령, 폭설 및 한대 지역)에 설치되어 있는 송전선의 결빙에 의한 문제점을 극복하기 위한 착빙설이 방지되는 알루미늄 송전선의 제조방법에 관한 것이다.

일반적인 전력 송전선인 경우 알루미늄 송전선을 이용하는바, 알루미늄은 가볍고 내구성 및 저온의 내성이 좋고, 뛰어난 열전도성을 가지기 때문에 항공기, 선박, 차량의 주요 재료로 쓰이기도 하고, 전기의 양도체인 점을 이용하여 전력을 공급하는 전력 송전선으로 이용된다.

이러한 전력 송전선인 가공송전선은 지상으로부터 공중으로 일정거리 이격되어 철탑에 의해 전력을 전송하는 것으로 일반적으로 발전소에서 발생된 전력을 변전소 등에 보내기 위해 사용되고 있다. 가공송전선은 외부 환경에 그대로 노출되어 있어서 기후에 의한 영향을 상대적으로 많이 받을 수 있다. 특히 기온이 낮고 바람이 심한 겨울의 산간지역의 송전선로나 혹은 위도가 높은 극지방 지대와 같은 혹한지역은 송전선로에 착빙과 결빙이 수시로 발생하여 송전선의 하중을 크게 증가시켜 폐손 및 절단 등의 피해가 빈번히 발생하고 있으며 복구작업에 많은 시간과 비용을 초래하고 있는 실정이다.

따라서, 상기 전력송전선인 알루미늄선 등의 표면에 코팅되는 코팅조성물 등을 이용하여 알루미늄의 표면에 착빙이 억제되는 코팅처리 등이 절실히 필요한 실정이다.

알루미늄 등과 같은 난접착 금속소재용 코팅 조성물에 대한 종래기술로는 대한민국특허청 공개특허공보 공개번호 제10-2012-0060457호(공개일자 2012년 06월 12일)에 "난접착 금속소재용 광경화성 코팅 또는 접착 조성물 및 이의 제조방법'이 소개되어 있다.

상기 종래기술은 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 메틸메타아크릴레이트 단량체 10-100 중량부, 비닐포스포닉산 10-100 중량부, 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란 0.1-10 중량부 및 광경화제 0.1-10 중량부를 포함하여 구성되어, 코팅제, 접착제 및 미장제로도 활용이 가능하고 내마모성 및 내황변성, 내기후성 등의 물성이 뛰어나므로 내구성이 매우 높은 효과를 갖는다.

그러나 상기 종래기술들은 전력 송전선에 코팅되어 착빙설 등을 억제시키는 효과 등은 미미한 실정이다.

통상 송전선에 착빙설이 발생하는 과정을 보면, 표면에 부착된 눈 또는 물방울이 얼음으로 결빙되는 과정에서 부피팽창과 밀도의 변화가 발생하고, 이때 산화된 알루미늄 송전선 표면에 큰 기계적 스트레스가 작용한다.

상기 결빙 스트레스에 대한 내구성이 부족하면 착빙설 억제를 위해 처리된 초발수 코팅제의 이탈이 가속화되어 몇 차례의 결빙 주기를 거치면 발수성을 크게 상실하게 된다.

부피 팽창에 따른 스트레스를 감당하기 위해서는 모재의 산화층이 얕고 약한 구조에서는 매우 불리하기 때문에 초기 모재의 산화층을 가능하면 적절한 두께를 형성하고 하부에 알루미늄 금속의 소재가 받쳐주는 형태의 표면처리 기술이 요구되는 실정이다.

상기에서는 착빙설을 방지하기 위하여 코팅제를 이용하는 종래기술에 대하여 설명하였으나, 다른 종래기술로는 대한민국특허청 등록실용신안공보 등록번호 제20-0215056호(공고일자 2001년 02월 15일)에 "변자성 강선 복합 난착설 전선"이 소개되어 있다. 다른 종래기술로는 대한민국특허청 공개특허공보 공개번호 제10-1999-0084434호(공개일자 1999년 12월 06일)에 "변자성 강선 복합 난착설 전선" 이 소개되어 있다.

상기 종래기술들은 온도에 따라 자성 및 비자성을 띠는 변자성 강선을 송전선 내에 알루미늄과 동시에 취부함으로써 착설 및 결빙 방지뿐만 아니라 취부를 용이하게 하고자 하는 구성이다.

그러나 상기 종래기술은 통상적으로 사용되지 않는 변자성 강선을 따로 사용하여야 하는 등의 공정상 번거로움이 존재하며 송전선의 품질 등의 저하가 우려되는 문제점이 있다.

(문헌1) 대한민국특허청 공개특허공보 공개번호 제10-2012-0060457호(공개일자 2012년 06월 12일) (문헌2) 대한민국특허청 등록실용신안공보 등록번호 제20-0215056호(공고일자 2001년 02월 15일) (문헌3) 대한민국특허청 공개특허공보 공개번호 제10-1999-0084434호(공개일자 1999년 12월 06일)

따라서, 본 발명은 상기한 종래기술들의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 알루미늄 송전선을 표면 개질 시킨 후, 여기에 나노하이브리드 절연수지를 코팅하여 발수성을 일정 수준으로 향상시켜 동절기 시 우천 및 착빙에 의한 송전선의 폐손을 방지함은 물론, 특히 극한지역에 설치되어 있는 송전선의 결빙에 의한 문제점을 극복하기 위한 착빙설이 방지되는 알루미늄 송전선의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 기계적 가공방법에 의해 알루미늄 송전선의 표면에 요철을 형성시키는 제1단계와; 상기 제1단계를 거친 후 요철이 형성된 상기 알루미늄 송전선의 표면을 에칭시키는 제2단계와; 활성실란인 퍼플로로옥틸트라이데톡시실란, 옥타데실트리클로로실란, 트라이클로로헵타데카플로로데실실란 중 하나 이상의 실란을 용매에 첨가하고 교반시켜 형성된 코팅제 조성물을 상기 에칭을 거친 알루미늄 송전선의 표면에 코팅시키는 제3단계;를 포함하여 구성되는 착빙설이 방지되는 알루미늄 송전선의 제조방법을 기술적 요지로 한다.

상기 제1단계의 기계적 가공방법은 브러쉬, 샌딩, 샌드블라스트 중 하나를 이용하는 것이 바람직하다.

상기 제2단계의 에칭은 피라냐 용액을 이용하여 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 제3단계의 코팅은 정전기분사(elelctrostatic spray) 방법, 고압분사(high pressure zet injection) 방법, 함침 코팅 방법 중 하나가 사용되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 알루미늄 송전선을 표면을 기계적 화학적으로 개질 시킨 후, 여기에 나노하이브리드 절연수지를 코팅하여 발수성을 일정 수준으로 향상시켜 동절기 시 우천 및 착빙에 의한 송전선의 폐손을 방지함은 물론, 특히 극한지역에 설치되어 있는 송전선의 결빙에 의한 문제점이 극복된다는 이점이 있다.

상기의 구성에 의한 본 발명은, 알루미늄 송전선을 표면을 기계적 화학적으로 개질 시킨 후, 여기에 나노하이브리드 절연수지를 코팅하여 발수성을 일정 수준으로 향상시켜 동절기 시 우천 및 착빙에 의한 송전선의 폐손을 방지함은 물론, 특히 극한지역에 설치되어 있는 송전선의 결빙에 의한 문제점이 극복된다는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연속주조법에 의한 알루미늄 합금의 제조장치에 대한 모식도이고,
도 2는 본 발명에 따른 그라인딩 전처리 공정 및 피라냐 용액 에칭처리공정을 거친 알루미늄 산화층의 구조 모식도를 나타낸 도이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 송전선에 코팅제 조성물을 코팅하는 고압분사장치의 개략도이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 활성실란이 코팅된 시료의 표면 접촉각 측정 사진을 나타낸 도이고,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 착빙설 억제 성능시험 사이클을 나타낸 도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 착빙설이 방지되는 알루미늄 송전선의 제조방법은 모재인 알루미늄 송전선의 표면을 개질 시킨 후 여기에 활성실란을 코팅시킴으로서 달성된다.

먼저 모재인 알루미늄 송전선은 시중에 판매되는 일반적인 알루미늄 송전선을 이용하며 이의 제조방법에 대해 간단히 설명한다.

알루미늄 송전선의 제조방법은 통상 연속주조법(Properzi법) 등에 의해 제조될 수 있으나, 공정이 간단하고 미량 성분의 컨트롤이 가능하여 제품의 균질성을 얻을 수 있는 연속주조법에 의해 제조된다.

도 1은 상기 연속주조법에 의한 본 발명에 따른 알루미늄 합금의 제조장치에 대한 모식도를 나타낸 것으로, 먼저, 용해로(100)를 통해 알루미늄 금속 및 첨가금속을 용해하고 합금화하고, 주조기(200)를 통해 상기 알루미늄 합금을 주조바로 성형한 후, 다단압연기(300)를 통해 상기 주조바를 일정한 크기의 단면으로 압연하여, 모재인 알루미늄 송전선을 형성시킨다. 상기와 같이 형성된 알루미늄 송전선은 제1단계 내지 제3단계를 거침에 의해 착빙설이 방지되는 알루미늄 송전선이 제조된다.

여기서 연속주조법에 의해 모재인 알루미늄 송전선의 제조방법은 공지의 기술이므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

다음은 상기 모재인 알루미늄 송전선을 이용하여 도 2와 같이 제1단계인 그라인딩 전처리공정, 제2단계인 피라냐액 에칭처리공정 , 제3단계인 초발수성 실란코팅고정을 이용하여 알루미늄 송전선을 처리하고 이를 이용하여 착빙 억제 내구성 실험을 진행하게 된다.

먼저 상기 모재인 알루미늄 송전선의 표면에 요철을 형성시키는 제1단계가 진행되는바, 기계적 가공방법을 이용하여 알루미늄 송전선의 표면에 요철을 형성시킨다.

본 발명에서는 화학적 에칭(에노다이징(anodizing) 또는 산처리 방식)의 전단계로 기계적 가공방법이 이루어지는데, 알루미늄의 산화과정에서 산화층이 얇아 취성이 커지면서 충격에 약해지는 문제점을 해결하기 위해 전처리 공정으로 기계적 그라인딩(mechanical grinding) 방법으로 표면을 가공하여 스파이크(spike)형태의 마이크로-나노 분산구조를 갖는 알루미늄 모재 표면을 얻는다.

이러한 전처리 과정으로 적절한 깊이와 크기로 모재의 기본 모폴로지를 마이크로에서 나노까지 패턴을 형성해 주어 이후 에칭 효과를 도와준다.

아래의 표 1은 본 발명에서 적용된 그라인딩 방법과 표면특성을 정리한 것이다.

그라인딩 방법은 다양한 방법을 사용할 수 있으나 본 발명에서는 미세한 모래를 고압의 공기와 함께 분사하여 알루미늄 송전선의 표면에 일정한 깊이를 갖는 마이크로와 나노구조가 혼재되어 있는 표면을 제공할 수 있는 샌드블라스팅 방법 혹은, 미세한 금속 브러쉬가 고속으로 회전하는 일종의 “와이어컵브러쉬(Wire Cup Brush)”그라인더를 이용하는 방법이 있을 수 있다. 혹은 상기의 2가지 방법을 혼용하여 사용할 수 있음은 물론이다.

짧은 시간에 송전선 표면에 처리가 이루어지도록 하기 위해 롤릴(roll rill) 연속공정을 사용함이 바람직할 것으로 보인다.

표면 그라인딩 처리기준은 기본적으로 이후 초발수성 실란처리가 잘 이루어지는 친수성(hydrophilic)의 표면 접촉각이 나타나야 한다는 전제를 바탕으로 한다.

다음은 본 발명의 제2단계인 알루미늄 송전선의 표면을 에칭시키는 단계가 진행되는바, 피라냐용액을 이용하여 에칭처리 시킨다.

상기 제1단계에서 원하는 깊이와 크기로 그라인딩하여 얻어진 알루미늄 모재는 평면형의 모재와 비교하여 에칭의 속도와 균일성이 개선된다. 그리고 피라냐 에칭용액(Piranha etching solution)에 단시간 처리하여 초발수 특성을 얻을 수 있는 모폴로지가 구현되면서 적절한 두께의 알루미늄 산화층을 제어할 수 있다.

또한, 이 과정에서 얻어지는 기존 침적식 에칭과 달리 그라인딩 과정에서 제어된 표면의 마이크로-나노 모폴리지 밀집화가 개선되어 이후 처리하는 초발수 코팅 실란의 부착량을 크게 늘일 수 있다.

본 발명에 사용되는 피라냐(Piranha) 용액은 금속표면을 세정하거나 에칭하는데 많이 사용되는 산이다.

피라냐조성비(H₂SO₄/H₂O₂)[wt%]	피라냐용액/물조성비[wt%]	그라인딩 조건	에칭 시간 [min.]
70/30	10/90	브러쉬	30-60
	20/80		20-30
	30/70		5-10
70/30	10/90	샌딩	30-60
	20/80		20-30
	30/70		5-10
70/30	10/90	샌드블라스팅	30-60
	20/80		20-30
	30/70		5-10

표1에서와 같이, 황산(sulfuric acid H₂SO₄), 과산화수소(H₂O₂) 그리고 물(H₂O)의 첨가비를 조절하여 표면 에칭의 상태를 조절할 수 있다. 전처리 그라인딩 공정은 브러쉬, 샌딩, 샌드블라스팅을 이용하여 실험을 하였으며, 각 기계적 가공방법 후에 얻어진 모재의 상태에 따라 피라냐 용액의 조성과 처리시간이 주요 변수로 작용하며 이상적인 용액의 조성 및 처리시간을 표 1에 나타내었으며 물의 조성비가 늘어날수록 에칭시간이 길어짐이 확인되었다.

상기의 제2단계가 진행되면, 알루미늄 산화막에 하이드록시기(hydroxyle groups, OH)가 충분히 활성화된다. 상기 하이드록시기는 이후 처리하는 제3단계에서의 초발수성 실란과의 분자간(molecular) 또는 공유(covalent) 결합이 쉽게 이루어지도록 활성제 역할을 한다.

착빙설에 대한 억제능력은 발수성이 높은 실란이 모재와 조밀하게 분포되어야 효과가 크다. 지나치게 오랜 시간 에칭시간을 유지하면 최적의 종횡비를 얻기 전에 표면방향으로의 산화결정상(예를 들면 마이크로 로드 같은)이 크게 자라면서 조밀화에 방해를 가져오기 때문에 물과의 조성비, 그라인딩 조건, 에칭시간과의 적절성을 찾아가는 것이 중요하며 이러한 조건을 상기 표1에 나타내었다.

도 2는 상기 공정으로 얻어지는 알루미늄 산화층의 구조 모식도를 나타낸 것으로, (a)는 비교예로써, 알루미늄에 그라인딩 전처리 공정 없이 화학적 에칭만을 한 후에 초발수 코팅을 하는 경우의 모식도이고, (b)는 알루미늄에 그라인딩 전처리를 한 후 화학적 에칭을 한 후 초발수 코팅을 하는 경우의 모식도로써, (a)와 같은 구조와 비교하여 (b)와 같은 구조로 패턴이 조밀화 되어 초발수 코팅 실란의 밀도가 늘어나면 결빙 주기에 따른 스트레스가 현저히 줄어들어 착빙설 억제 및 내구성이 크게 향상될 수 있다.

(b)와 같은 경우, 산화 피막의 표면적이 증가되고, 짧은 시간에 적절한 두께의 산화막을 제어할 수 있는 장점을 가지고 있으며, 에칭 공정은 앞에서 설명한 최적의 마이크로-나노 모폴로지를 얻기 위한 과정인 동시에 이후 착빙설 억제효과를 높이기 위한 표면의 발수성 개질을 위한 적합성에 있어서 매우 중요한 공정임을 알 수 있다.

다음은 상기 제2단계를 거친 알루미늄 송전선에 대하여, 활성실란을 이용하여 형성된 코팅제 조성물을 상기 제2단계를 거친 알루미늄 송전선에 코팅하는 단계가 진행된다.

먼저 코팅제 조성물을 형성하여야 하는바, 활성실란으로 착빙설 억제능력이 우수하고 장쇄 분자기를 갖는 3가지(퍼플로로옥틸트라이데톡시(C14H19F13O3Si)실란, 옥타데실트리클로로(CH3(CH2)17SiCl3))실란, 트라이클로로헵타데카플로로데실(C10H4Cl3F17Si)실란)을 사용하여 용매인 톨루엔에 첨가하고 교반시킴에 의해 최종 코팅제 조성물을 형성시킨다.

상기 활성실란의 화학구조를 아래에 나타내었다.

퍼플로로옥틸트라이데톡시실란(1H,1H,2H,2H-Perfluorooctyltriethoxysilane C14H19F13O3Si) :

옥타데실트리클로로실란(Octadecyltrichlorosilane CH3(CH2)17SiCl3)) :

트라이클로로퍼플로로데실실란(Trichloro(1H,1H,2H,2H-perfluorooctylsilane C10H4Cl3F17Si) :

다음은 상기에서 수득된 코팅제 조성물을 알루미늄 송전선에 코팅하여야 하는바, 정전기분사(elelctrostatic spray) 방법, 고압분사(high pressure zet injection) 방법, 함침 코팅 방법 중 하나 이상의 방법을 사용하며, 본 발명에서는 고압분사 방법을 사용한다.

고압 분사 방법은 도 3에 도시된 바와 같이, 제2단계의 에칭처리공정을 거친 알루미늄 송전선이 원통형 하우징(400)을 통과하면서 노즐(410)로부터 방사되는 코팅액에 의하여 코팅제 조성물이 알루미늄 송전선의 외표면에 코팅된다. 상기 코팅제 조성물은 저장탱크(500)에 수용되며, 농도조절기(600)를 통과하여 상기 노즐(410)을 통해 분사된다. 여기서 상기 노즐(410)은 원통형 하우징(400)의 내부에 90°방향으로 360°에 걸쳐 설치됨에 의해 코팅제 조성물이 상기 알루미늄 송전선의 외표면에 균일하게 코팅되게 한다.

상기 하우징(400)을 거친 알루미늄 송전선은 건조로(700)에서 50℃ 내지 100℃의 건조과정을 거쳐 알루미늄 송전선에 잔류된 유기용매 등이 제거되어 최종적으로 코팅제 조성물이 코팅된 알루미늄 송전선이 제조된다.

상기의 방법에 의해 제조된 알루미늄 송전선을 이용하여 알루미늄 송전선의 표면특성을 측정한바, 이를 아래의 표 2에 나타내었다.

용매(100중량부) 대비 활성 실란 조성 중량부		용매	졸상태/코팅	코팅방법	접촉각[도]
퍼플로로옥틸트라이데톡시(C14H19F13O3Si)	0.01	톨루엔 (Toluen)	정상	고압분사	150
	0.05		정상	-	155
	0.10		정상	-	159
옥타데실트리클로로(CH3(CH2)17SiCl3))	0.01		정상	-	155
	0.05		정상	-	160
	0.10		정상	-	160
트라이클로로헵타데카플로로데실(C10H4Cl3F17Si)	0.01		정상	-	155
	0.05		정상	-	160
	0.10		정상	-	160

여기서 코팅에 사용된 알루미늄 송전선은 샌딩으로 표면처리하고, 피라냐액/물조성비가 wt%로 20:80인 것으로 20 내지 30분 처리한 알루미늄 송전선을 사용하였다.

상기 표 2에서 코팅상태는 정상으로 나타났으며, 표면 접촉각이 150도 이상의 초발수성을 나타냄을 알 수 있다.

특히, 라이클로로헵타데카플로로데실 0.1중량부 조성에서 고압분사 방식으로 코팅된 시료의 표면 접촉각 값을 도 4에 나타낸바, 표면 접촉각이 약 160도에 가까운 초발수성을 나타내었다. 그리고 표 2에서 본 발명의 코팅방법의 경우 선택한 3가지 활성실란 모두에서 용매대비 중량비는 0.05 중량부가 초과되면 표면 접촉각이 약 160도에 가까운 초발수성을 나타내었다.

다음은 본 발명의 제1단계 내지 제3단계를 거쳐 형성된 알루미늄 송전선에 대한 결빙 억제 시험을 한바, 결빙(freeaing) 억제 시험은 저온챔버(-20℃)를 이용하여 물방울을 떨어뜨려 결빙이 지연되는 시간을 측정하는 방법이 사용된다.

착빙설 억제 성능을 시험하는 일반적인 방법으로 도 5와 같은 주기로 온도변화를 반복하여 코팅된 모재의 접촉각 변화를 측정하였다. 상온에서 출발하여 영하 20℃로 얼리고 다시 해동시키고, 다시 얼리는 것을 반복하는 형태로 착빙설 억제 성능시험을 하게 된다.

아래의 표 3은 사용된 활성 실란의 종류 대비 착빙설 억제 성능시험 결과를 나타낸 비교표이다.

용매(100중량부) 대비 활성 실란 조성 중량부		코팅방법	초기 접촉각(도)	10회 시험 후 접촉각(도)	20회 시험 후 접촉각(도)	결빙 지연시간 [sec] at -20℃
순수 알루미늄 모재		딥코팅	20-40	20-40	20-40	<10
기존 딥코팅 방식의 옥타데실트리클로로(CH3(CH2)17SiCl3))0.05중량부 조성 시편		딥코팅	135	～120	～110	～750
퍼플로로옥틸트라이데톡시(C14H19F13O3Si)	0.01	고압분사	150	～144	～135	～810
	0.05	〃	155	～134	～130	～844
	0.10	〃	159	～144	～140	～837
옥타데실트리클로로(CH3(CH2)17SiCl3))	0.01	〃	155	～137	～130	～762
	0.05	〃	155	～150	～144	～804
	0.10	〃	160	～145	～140	～841
트라이클로로헵타데카플로로데실(C10H4Cl3F17Si)	0.01	〃	155	～135	～127	～733
	0.05	〃	160	～145	～135	～798
	0.10	〃	160	～148	～145	～850

상기 표3에서 순수 알루미늄 모재는 비교예로써, 표면처리도 없고 피라냐 용액 에칭도 없는 순수 알루미늄 송전선에 본 발명의 코팅제 조성물을 딥코팅을 이용하여 코팅한 경우의 접촉각 변화를 나타낸 것으로 접촉각도 우수하지 못할 뿐 만 아니라 결빙시간도 빠름을 알 수 있다.

표3에서 기존 딥코팅 방식의 옥타데실트리클로로(CH3(CH2)17SiCl3))0.05중량부 조성 시편인 경우도 비교예로써, 알루미늄 모재인 알루미늄 송전선에 그라인딩 전처리 공정없이 고온 표면산화 후, 기존 딥코팅 방식으로 초발수 실란(옥타데실트리클로로(CH3(CH2)17SiCl3))0.05중량부 조성)을 코팅한 시편의 접촉각 변화를 나타낸 것이고, 나머지는 본 발명의 제1단계 내지 제3단계를 거쳐 형성된 알루미늄 송전선에 고압분사를 이용하여 코팅을 한 경우로 본 발명의 실시예와 비교예를 비교하면, 시험 결과에서 보듯이 기존 딥코팅 방식의 시편과 비교하여 본 발명의 실시예의 시편은 결빙 지연시간은 약 10% 정도 늘어났고, 착빙설 내구성에서도 기존 딥코팅 방식의 경우 10회 주기에서 발수성 저하가 심한 반면 고압분사 방식으로 제작된 대부분의 초발수 실란 코팅 시편의 경우 140도 전후의 안정한 접촉각 값을 유지하는 것을 알 수 있다.

이상에서와 같이, 알루미늄 모재인 알루미늄 송전선을 그라인딩 전처리하고, 피라냐 용액 에칭처리 공정을 거치고, 여기에 활성실란을 이용한 초발수성 코팅을 거친 경우 알루미늄 모재의 모폴로지의 구성과 발수 실란의 조림화가 개선되어 결빙 억제 성능이 탁월히 향상됨을 알 수 있다.

100 : 용해로 200 : 주조기
300 : 다단압연기 400 : 하우징
410 : 노즐 500 : 저장탱크
600 : 농도조절기 700 : 건조로

Claims

기계적 가공방법에 의해 알루미늄 송전선의 표면에 요철을 형성시키는 제1단계와;
상기 제1단계를 거친 후 요철이 형성된 상기 알루미늄 송전선의 표면을 에칭시켜 알루미늄 송전선의 표면에 하이드록시기(hydroxyle groups, OH)를 활성화 시키는 제2단계와;
활성실란인 퍼플로로옥틸트라이데톡시실란, 옥타데실트리클로로실란, 트라이클로로헵타데카플로로데실실란 중 하나 이상의 실란을 용매에 첨가하고 교반시켜 형성된 코팅제 조성물을 상기 에칭을 거친 알루미늄 송전선의 표면에 코팅시키는 제3단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 착빙설이 방지되는 알루미늄 송전선의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 제1단계의 기계적 가공방법은 브러쉬, 샌딩, 샌드블라스트 중 하나를 이용함을 특징으로 하는 착빙설이 방지되는 알루미늄 송전선의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 제2단계의 에칭은 피라냐 용액을 이용하여 이루어짐을 특징으로 하는 착빙설이 방지되는 알루미늄 송전선의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 제3단계의 코팅은 정전기분사(elelctrostatic spray) 방법, 고압분사(high pressure zet injection) 방법, 함침 코팅 방법 중 하나 이상의 방법이 사용됨을 특징으로 하는 착빙설이 방지되는 알루미늄 송전선의 제조방법.