KR101646225B1

KR101646225B1 - 수배전설비의 무기도막 코팅 방법 및 무기도막이 코팅된 수배전설비

Info

Publication number: KR101646225B1
Application number: KR1020160043180A
Authority: KR
Inventors: 김민성
Original assignee: 김민성; 주식회사 현대콘트롤전기
Priority date: 2016-04-08
Filing date: 2016-04-08
Publication date: 2016-08-12

Abstract

본 발명은 수배전설비의 무기도막 코팅 방법과 상기 코팅방법에 의해 무기도막이 코팅된 수배전설비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부스바 및 단자의 부식을 방지할 수 있고, 절연효과가 오래 지속되는 장점이 있으며, 방염효과로 인하여 화재 발생의 위험을 줄일 수 있고 각 단자간의 간격을 줄일 수 있어 수배전설비를 보다 콤팩트하게 할 수 있는 장점이 따르는 수배전설비의 무기도막 코팅 방법과 그에 따른 수배전설비에 관한 것이다.

Description

수배전설비의 무기도막 코팅 방법 및 무기도막이 코팅된 수배전설비 {Coating method for electric distribution board equipment and coated electric distribution board equipment by method thereof}

본 발명은 수배전설비의 무기도막 코팅 방법과 그에 따른 무기도막이 코팅된 수배전설비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부스바 및 단자의 부식을 방지할 수 있고, 절연효과가 오래 지속되는 장점이 있으며, 방염효과로 인하여 화재 발생의 위험을 줄일 수 있고 각 단자간의 간격을 줄일 수 있어 수배전설비를 보다 콤팩트하게 할 수 있는 장점이 따르는 수배전설비의 무기도막 코팅 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 각종 건설현장이나 조선소 등에서 사용하고 있는 수배전설비는 외부전력을 공급받는 한전이나 자가용 변전설비와 전기적으로 연결된 것으로서, 부스바 및 단자를 포함한 각종 전기 기기, 즉 부하개폐기(LBS; Load BreakerSwitch), 피뢰기(LA;Lightning Arrester), 계기용 변압변류기(MOF; Metering Out Fit), 전력퓨즈(PF;Power Fuse), 진공차단기(VCB; Vacuum Circuit Breaker), 변류기(CT;Current Transformer), 보호계전기(PR;Protective Relay), 변압기(TR;Transformer), 기중차단기(ACB; Air Circuit Breaker), 배선용차단기(MCCB;Molded Case Circuit Breaker)등을 포함하여 구성된다.

그러나 종래의 수배전설비는 동 혹은 동에 은도금이 된 부스바 및 단자가 고전압에 노출되고 시간이 지남에 따라 부식이 진행됨으로 인해 표면상태의 열화나 이물질 부착 등으로 전기적인 스파크가 발생되어 화재로 이어지는 문제점이 있었다.

때문에 상기와 같은 문제점을 해결하고자 모든 보조강판 및 외판, 보강판 등을 아연도금 강판이나 스테인리스 강판으로 형성한 외함을 구비하기도 하였으나, 이러한 아연도금 강판 혹은 스테인리스 강판은 경도가 낮고 흠집이 잘 발생되며, 표면에 유기성 이물질이 부착되어 부식이 일어나기도 하고, 짧은 내구성으로 인해 절연이 파괴되어 부스간 또는 단자간의 스파크가 발생되어 화재의 원인이 되는 문제점이 있었다.

이러한 종래의 단점을 해결하기 위해서 절연내력을 고려하여 부스간, 단자간에 일정한 간격을 형성하여 설비하고 있으나 이는 수배전설비의 전체적인 크기가 커지는 단점이 있었다.

또한 수배전설비의 표면 부식방지 및 절연을 위해 코팅처리를 하기도 하는데, 이 때 코팅면이 불균질하거나 코팅두께가 불충분할 경우, 이 부분에서 부식이 쉽게 일어나 주변으로 파급되게 되고, 이로 인하여 화재 등의 사고가 발생되는 문제점이 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로 특허문헌1 이 있다.

특허문헌1 은 변압기의 외함의 표면처리로서 각형이고 1,000 ~ 1,190 의 크기를 갖는 규사 또는 금강사의 작은 입자를 함께 분사하여 앵커패턴이 각형으로 형성되게 샌드브라스트 처리하는 단계; 에어리스 스프레이를 이용하여 피도체와의 거리를 250 ~ 300 mm를 유지한 상태에서 적어도 8만 볼트 내지 9만 볼트 범위의 전압하에서 아연피막제로 변압기 외함에 대해 정전 도장을 실시하고 방열판과 판 사이는 전기를 차단하고 폴건을 이용하여 도포하는 단계; 및 상도로서 2액형 세라믹 콤포지트 에폭시 코팅제인 세라믹 도료를 200 ~ 400 의 두께로 반복해서 도포하고 20 ~ 25에서 18 시간 내지 48시간 동안 경화시키는 단계로 구성되어지는 금속 부식방지 코팅제로서의 고순도, 고함량의 아연피막제를 이용한 변압기 외함의 방청방법을 제시하고 있다.

그러나 상기 특허문헌1 은 종래와 마찬가지로 시간이 지남에 따라 내구성이 감소하여 절연효과가 떨어지는 문제점이 있고, 정전도장을 실시하기 위한 분위기 유지와 함께 희석재, 도전성 첨가제, 이소부탄올 등 복잡한 소요재가 필요하게 되고, 최종적으로 에폭시를 이용한 표면보호용 탑코팅을 추가로 실시해야 하므로 작업과정이 복잡하며, 수배전설비의 전체적인 크기 또한 크기 때문에 공간 활용이 비효율적이고, 외함에만 적용가능하기 때문에 여전히 안전성 부분에서 문제점이 따르게 된다.

대한민국 등록특허공보 제10-0744156호(2007. 07. 24.)

따라서 본 발명은 전술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 화재 발생위험을 감소시키고, 각 단자간의 간격을 줄여 보다 콤팩트한 수배전설비가 가능하도록 하는 수배전설비 코팅 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 내부식 능력을 극대화시키고, 수배전설비에 가장 적합한 코팅 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 수배전설비에 사용되는 고가의 고전압용 수축필름의 사용을 최소화하여 설비에 소요되는 비용을 최소화할 수 있는 수배전설비 코팅 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수배전설비의 무기도막 코팅 방법에 있어서, 부스바와 단자를 포함하는 수배전설비에서 부스바 및 단자를 포함한 수배전설비 구성요소 중 무기도막 코팅이 필요한 적어도 어느 하나 이상의 구성요소를 세정하는 세정단계(100), 상기 세정단계(100)를 거쳐 세정된 부스바 및 단자를 포함한 수배전설비 구성요소 중 적어도 어느 하나 이상의 구성요소에 무기도막 조성물로 1차 무기도막을 형성하는 1차 코팅단계(200), 상기 1차 코팅단계(200)를 거쳐 무기도막이 형성된 상기 부스바 및 단자를 포함한 수배전설비 구성요소 중 적어도 어느 하나 이상의 구성요소를 소성하는 1차 소성단계(300), 상기 1차 소성단계(300)를 거쳐 소성된 상기 부스바를 각 RST상별로 조립하고, 상기 단자를 포함한 수배전설비 구성요소를 조립하는 조립단계(400), 상기 조립단계(400)를 통해 조립된 부스바 및 단자를 포함한 수배전설비 구성요소 중 적어도 어느 하나 이상의 구성요소에 무기도막 조성물로 2차 무기도막을 형성하는 2차 코팅단계(500) 및 상기 2차 코팅단계(500)를 거쳐 무기도막이 형성된 상기 부스바 및 단자를 포함한 수배전설비 구성요소 중 적어도 어느 하나 이상의 구성요소를 상온 건조시키는 상온 건조단계(700)를 포함하여 이루어진다.

상기의 상온건조는 자연상태에서 건조하는 것으로 25℃를 기준으로 자연계에 존재하는 온도에서 건조하는 것을 의미하며 자연건조 또는 상온건조로 표기한다.

상기한 바에 따른 본 발명은 부스바 및 단자의 부식을 방지할 수 있고, 절연효과가 오래 지속되는 장점이 따르게 된다.

또한, 수배전설비에 고전압용 수축필름 사용을 최소화할 수 있으므로 비용절감의 효과가 있다.

또한, 방염효과로 인하여 화재 발생의 위험을 줄일 수 있으며 각 단자간의 간격을 줄일 수 있어 수배전설비를 보다 콤팩트하게 할 수 있는 장점이 따르게 된다.

또한, 절연내력을 가지고 있는 무기코팅을 함으로써 별도의 수축시트, 페인트 등의 사용을 최소화할 수 있으므로 설비에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 효과가 따르게 된다.

아울러, 작업공정이 간소화되므로 수배전설비에 소요되는 시간을 단축시키고 보다 쉽고 편리한 수배전설비의 무기도막 코팅이 가능한 장점이 있다.

도1은 본 발명인 수배전설비의 무기도막 코팅 방법을 나타낸 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있으며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부된 도면과 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명인 수배전설비의 무기도막 코팅 방법을 나타내는 공정도다.

도 1을 참조하면, 본 발명은 세정단계(100), 1차 코팅단계(200), 1차 소성단계(300), 조립단계(400), 2차 코팅단계(500), 상온 건조단계(700)를 포함하여 이루어진다.

또한, 본 발명은 세정단계(100), 1차 코팅단계(200), 1차 소성단계(300), 조립단계(400), 2차 코팅단계(500), 2차 소성단계(600), 상온 건조단계(700)를 포함하여 이루어짐으로써 2차 코팅단계(500) 후 상온 건조단계(700) 이전에 2차 소성단계(600)를 포함하여 이루어지거나, 세정단계(100), 1차 코팅단계(200), 1차 소성단계(300), 조립단계(400), 2차 코팅단계(500), 2차 소성단계(600)를 포함하여 이루어짐으로써 2차 코팅단계(500) 후 2차 소성단계(600)가 더 포함되고, 상온 건조단계(700)를 생략하여 이루어질 수 있다.

1. 세정단계(100)

부스바 및 단자를 포함한 각종 전기 기기, 즉 부하개폐기(LBS; Load BreakerSwitch), 피뢰기(LA;Lightning Arrester), 계기용 변압변류기(MOF; Metering Out Fit), 전력퓨즈(PF;Power Fuse), 진공차단기(VCB; Vacuum Circuit Breaker), 변류기(CT;Current Transformer), 보호계전기(PR;Protective Relay), 변압기(TR;Transformer), 기중차단기(ACB; Air Circuit Breaker), 배선용차단기(MCCB;Molded Case Circuit Breaker), 보조강판 및 외판, 보강판 등의 수배전설비 구성요소 중에서 무기도막 코팅이 필요한, 즉 절연성을 가져야 하는 구성요소를 선별한다.

위의 과정에서 선별된 구성요소들을 1차 코팅에 앞서 세정한다.

이때, 세정단계(100)에서는 1차 코팅에 앞서 각각의 구성요소에 부착된 불필요한 불순물들, 특히 부식을 유발하고 절연을 파괴하는 유기성 이물질을 제거하여 순수한 구성요소만이 코팅되도록 하기 위한 것이다.

2. 1차 코팅단계(200)

상기 구성요소 세정단계(100)를 거쳐 세정된 부스바 및 단자를 포함한 수배전설비 구성요소 중 절연성을 가져야 하는 적어도 어느 하나 이상의 구성요소에 코팅용 무기도막 조성물로 1차 무기도막을 형성하는 단계이다.

이때, 상기 세정단계(100) 이후에, 상기 부스바 및 단자를 포함한 수배전설비 구성요소 중 적어도 어느 하나 이상의 도전성 접촉부에 마스킹 조성물을 도포하는 마스킹 단계(150)가 상기 1차 코팅단계(200)에 앞서 이루어질 수 있다.

상기 마스킹 단계(150)는, 각각의 도전성 접촉부를 포함하는 각각의 수배전설비 구성요소에 1차 무기도막을 전체적으로 형성하게 되면 추후 조립시에 도전이 원활하지 않게 되는 문제점을 해결하기 위하여, 사전에 도전성 접촉부를 마스킹 조성물로 마스킹하는 것으로 이해되어야 한다.

즉, 1차 코팅단계(200) 이전에 상기 마스킹 단계(150)가 이루어지고, 이어서 상기 1차 코팅단계(200)가 이루어질 수 있는 것이다.

여기서 지칭되는 도전성 접촉부란, 부스바 및 단자를 포함하는 수배전설비의 구성요소들 중에서 조립시 상호 접촉되어 상호 구성요소들간의 도전이 가능하도록 하는 부분을 칭하는 것으로 이해되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 마스킹 조성물은 탄소 또는 탄소를 포함하는 물질 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 이루어질 수 있다. 탄소는 공유결합에 의해 대부분의 유기화합물을 생성하는 특징을 가지고 있는 것으로서, 불에 잘 연소되는 특성을 지니고 있다. 상기 마스킹 조성물에 탄소 또는 탄소를 포함하는 물질, 예컨대 숯이나 석탄, 흑연 등이 더 포함되어 마스킹 조성물로 조성됨에 따라 상기 마스킹 조성물이 불에 잘 연소되도록 하는 특성을 가질 수 있게 되는 것이다.

3. 1차 소성단계(300)

상기 1차 코팅단계(200)를 거쳐 무기도막이 형성된 상기 부스바 및 단자를 포함한 수배전설비 구성요소 중 적어도 어느 하나 이상의 구성요소를 소성하는 단계이다.

상기 소성단계는 앞서 수행된 1차 코팅단계(200)에서 형성된 무기도막을 보다 견고하게 경화시키고 무기도막을 상기 부스바 및 단자를 포함하는 수배전설비의 구성요소에 각각 견고하게 융착되도록 하기 위한 것이다.

이때 사용되는 소성온도는 200도 이상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 소성단계 이후에는 상기 부스바 및 단자를 포함한 수배전설비 구성요소 중 적어도 어느 하나 이상의 도전성 접촉부에 도포된 상기 마스킹 조성물을 제거하는 마스킹 제거단계(350)가 더 포함되어 이루어질 수 있다.

상기 마스킹 제거단계란 전술했던 1차 코팅단계(200)에 앞서 도전성 접촉부에 도포되었던 상기 마스킹 조성물을 제거하는 단계로서, 탄소 및 탄소를 포함하는 물질 중 적어도 어느 하나 이상을 더 포함하여 이루어진 상기 마스킹 조성물이 상기 소성단계에 의해 도전성 접촉부와 상기 1차 코팅단계(200)에서 형성된 무기도막 사이의 층에서 균열을 발생시키고, 이를 통해 도전성 접촉부에 상기 1차 코팅단계(200)를 통해 형성된 무기도막을 쉽게 제거할 수 있도록 함으로써, 상기 1차 코팅단계(200)를 거쳐 무기도막이 형성되더라도 상기 부스바 및 단자를 포함하는 수배전설비의 구성요소들을 조립시 상호 도전이 원활하게 이루어질 수 있게 되는 것이다.

4. 조립단계(400)

상기 1차 소성단계(300)를 거쳐 소성된 상기 부스바를 각 RST상별로 조립하고, 상기 단자를 포함한 수배전설비 구성요소를 조립하는 단계이다.

이때, 상기 조립단계(400)는 상기 부스바를 각 RST상별로 2mm ~ 10mm 이내로 조립하고, 상기 단자를 포함한 수배전설비 구성요소를 각각 2mm ~ 10mm 이내로 조립하는 것을 더 포함하여 이루어질 수 있으며, 상기 부스바를 각 RST상별로 5mm 간격으로 조립하고 상기 단자를 5mm 간격으로 조립하는 것이 바람직하다.

5. 2차 코팅단계(500)

상기 조립단계(400)를 통해 조립된 부스바 및 단자를 포함한 수배전설비 구성요소 중 중 절연성을 가져야 하는 적어도 어느 하나 이상의 구성요소에 코팅용 무기도막 조성물로 2차 무기도막을 형성하는 단계이다.

이때, 상기 2차 코팅단계(500) 이전에 상기 부스바 및 단자를 포함한 수배전설비 구성요소를 상호 조립하여 도전성 접촉부에서 도전에 필요한 접촉면적이 이미 접촉되어 있는 상태이기 때문에 추가적인 마스킹 단계는 배제될 수 있다.

한편 상기 2차 코팅단계(500) 이후에는, 2차 코팅단계(500)를 거쳐 무기도막이 형성된 상기 부스바 및 단자를 포함한 수배전설비 구성요소 중 적어도 어느 하나 이상의 구성요소를 소성하는 2차 소성단계(600)가 더 포함되어 이루어질 수 있다.

이때, 상기 2차 소성단계(600)는 앞서 수행된 2차 코팅단계(500)에서 형성된 무기도막을 보다 견고하게 경화시키고 무기도막을 상기 부스바 및 단자를 포함하는 수배전설비의 구성요소에 각각 견고하게 융착되도록 하기 위한 것이다.

6. 상온 건조단계(700)

상기 2차 코팅단계(500)를 거쳐 무기도막이 형성된 상기 부스바 및 단자를 포함한 수배전설비 구성요소 중 적어도 어느 하나 이상의 구성요소를 상온 건조시키는 단계이다.

즉, 앞서 수행된 상기 2차 코팅단계(500)에서 형성된 무기도막을 보다 견고하게 경화시키고, 무기도막을 상기 부스바 및 단자를 포함하는 수배전설비의 구성요소에 각각 견고하게 융착되도록 하기 위한 것이다.

코팅용 무기도막 조성물

한편 상기 1차 코팅단계(200) 및 상기 2차 코팅단계(500) 중 적어도 어느 하나 이상의 단계는, 아래에서 설명하는 코팅용 무기도막 조성물을 이용하여 코팅하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 코팅용 무기 도막 조성물은 하기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 알칼리 금속 실리케이트 중 적어도 하나 이상; 인산(H3PO4); KOH, NaOH 및 LiOH 중 선택된 어느 하나 이상의 강염기; 및 물(H2O);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

[화학식 1] xNa2OySiO2nH2O

[화학식 2] xK2OySiO2nH2O

[화학식 3] xLi2OySiO2nH2O

상기 화학식 1 내지 화학식 3에서, x 및 y는 각각 0.01 ~ 500이며(바람직하게는, x : y의 비는 1 : 1.9 ~500), 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 축합반응을 하여 규산염에 붙어있는 수산화이온(-OH)이 다른 이온으로 치환 및 해리되는바 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% ~ 50%, 15% ~ 40%, 10% ~ 35%인 것일 수 있다.

이와 같은 고형분 함량 범위의 알칼리 금속 실리케이트 수화물을 포함함으로써, 본 발명의 코티용 무기 도막 조성물은 다른 구성요소들과의 빠르고 높은 반응효율을 얻을 수 있으며, 안정성이 향상된다.

이로 인해 본 발명의 상기 1차 코팅단계(200) 및 상기 2차 코팅단계(500) 중 적어도 어느 하나 이상의 단계에서 빠르고 높은 반응효율을 얻을 수 있으며, 안정성과 내구력이 향상될 수 있으며, 코팅된 부위에 추후 이물질이 묻더라도 손쉽게 제거할 수 있는 효과가 있게 되는 것이다.

본 발명의 코팅용 무기 도막 조성물은 상기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 규산나트륨 수화물, 규산칼륨 수화물, 규산리튬 수화물 중 1종, 2종 또는 3종을 포함하는데에 특징이 있다. 즉, 본 발명의 코팅용 무기 도막 조성물은 상기 화학식 1 내지 3의 규산염수화물 중 적어도 하나 이상을 포함함으로써, 모재와의 접착력 또는 부착력을 높이면서도 코팅막의 방오성, 내수성을 향상시키는 무기 도막 조성물을 구현할 수 있다.

본 발명의 코팅용 무기 도막 조성물에 포함되는 알칼리 금속 실리케이트는 무기 도료 조성물의 총 중량을 기준으로(즉,무기 도료 조성물 100 중량부 기준으로) 25 ~ 95 중량부로 포함될 수 있다. 25 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 이를 포함하는 무기 도료 조성물의 오염물 제거 능력이나 경도, 내식성 면에서 바람직한 효과를 얻을 수없으며, 95 중량부를 초과하는 경우에는 모재와의 접착성 및 부착력에 있어 문제가 생길 수 있다.

상기 화학식 1 내지 화학식 3의 알칼리 금속 실리케이트들을 모두 포함하는 경우에 있어, 이들은 무기 도막 조성물 100 중량부 기준으로, 상기 화학식 1로 표시되는 규산 나트륨염 수화물 12 ~ 40 중량부, 상기 화학식 2로 표시되는 규산칼륨염 수화물 1 ~ 30 중량부, 및 상기 화학식 3으로 표시되는 규산리튬염 수화물 12 ~ 40 중량부로 구성될 수 있다.

상기 알칼리 금속 실리케이트를 이루는 화학식 1 내지 화학식 3의 화합물의 조성비가 상기와 같은 범위를 만족하는 경우, 본 발명이 목적하는 효과, 즉 수배전설비 구성요소와의 강한 결합력 및 내식성, 방오성, 고경도성, 내열성 등에서 크게 개선된 효과를 발현할 수 있다. 그러나 물의 첨가량이 상기 바람직한 함량보다 부족할 경우에는 모재 표면에서 코팅 막에 크랙이 발생할 수 있다.

본 발명의 코팅용 무기 도막 조성물은 또한 인산(H3PO4)을 포함한다.

상기 인산을 포함함으로써, 코팅용 무기 도막 조성물이 수배전설비 구성요소(예들 들어 부스바, 단자 등) 표면에 코팅되어 코팅막을 형성하는 경우, 수분과 코팅막과의 접촉각을 증가시켜 친수성을 향상시키는 효과가 있다. 상기와 같은 인산은 코팅용 무기 도막 조성물(100 중량부기준)에 0.1 ~ 1 중량부로 포함됨이 바람직하다. 상기 범위를 벗어나 포함되는 경우에는 인산의 첨가에 따른 목적하는 효과를 얻기 어렵기 때문이다.

또한, 본 발명의 코팅용 무기 도막 조성물은 KOH, NaOH 및 LiOH 중 선택된 어느 하나 이상의 강염기를 포함한다. 이러한 강염기는 무기 도막 조성물의 총량을 기준으로(즉, 무기 도료 조성물 100 중량부 기준으로) 0.5 ~ 5 중량부로 포함됨이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1 ~ 3 중량부로 포함될 수 있다. 상기와 같은 바람직한 함량에 따라 강염기가 무기 도막 조성물에 포함되는 경우 조성물의 높은 반응효율을 얻을 수 있으며, 무기도막 조성물의 발림성을 좋게 할 수 있어 수배전 설비의 구성요소에 코팅시 좋은 발림성에 의한 작업 효율을 향상 시킬 수 있다.

또한, 상기 무기 도막 조성물은 PH가 8 ~ 14가 되도록 제조함으로써 바람직한 반응효율을 얻을 수 있으며, 조성물이 용액상태를 최적의 상태로 유지할 수 있도록 할 수 있다.

본 발명의 코팅용 무기 도막 조성물은 상기와 같은 조성 성분들을 혼합하는 용매로서 친수성 용매(예컨대, 물)를 사용할 수 있다. 이러한 친수성 용매 중 대표적인 것인 물은 무기 도막 조성물의 총 중량을 기준으로(즉, 무기 도료조성물 100 중량부 기준으로) 4 ~ 84 중량부로 포함될 수 있다. 용매로 작용하는 물은 또한 알칼리 금속 실리케이트의 분산성 및 반응효율 등을 높일 수 있다.

기타, 본 발명의 코팅용 무기 도막 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, Poly-oxyethylene Sorbitan Monostearate, 실란 중에서 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있으며, 이러한 첨가제는 상기 무기 도막 조성물을 구성하는 전체 중량에 대해(즉, 무기 도료 조성물 100 중량부 기준으로) 0.1 ~ 2 중량부로 사용되어 원하는 효과를 발현할 수 있다.

본 발명의 코팅용 무기 도막 조성물로부터 형성된 코팅막은, ASTM D3363의 기준에 따라 측정한 연필경도가 9H, ASTMD3359의 기준에 따라 측정한 부착력이 5B, 코팅막에 물 한 방울을 떨어뜨린 후의 코팅막과 물 간의 접촉각이30.7도 이하인 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 무기 도막 조성물의 코팅막이 형성된 수배전 설비의 각 구성요소 표면은 염산 10% 용액으로 12시간 이상(바람직하게는, 48시간 이상) 처리한 후에도 부식이 일어나지 않는 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 무기 도막 조성물이 코팅된 유리(예컨대, 태양전지용 유리)의 반사율은 코팅이 없는 경우 대비1 ~ 3% 감소하고, 그 투과율은 코팅이 없는 경우 대비 1 ~ 3% 증가하는 것일 수 있다.

또한, 상기 1차 코팅단계(200) 및 상기 2차 코팅단계(500) 중 적어도 어느 하나 이상의 단계는, 접촉각이 20도 미만의 친수성 물질 또는 접촉각이 70도 이상의 발수성 물질 중에서 적어도 하나 이상이 포함된 무기도막 조성물을 더 포함하여 이루어질 수 있다.

아울러, 상기 1차 코팅단계(200) 및 상기 2차 코팅단계(500) 중 적어도 어느 하나 이상의 단계는, 스프레이 방식 또는 디핑 방식 중 적어도 어느 하나 이상의 방식을 포함하여 무기도막을 형성하도록 이루어지는 것이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.

[실시예 1]

상기 구성요소 세정단계(100)를 거쳐 세정된 부스바 및 단자를 포함한 수배전설비 구성요소 중 절연성을 가져야 하는 적어도 어느 하나 이상의 구성요소에 코팅용 무기도막 조성물로 1차 무기도막을 형성한다.

상기 1차 코팅단계(200)를 거쳐 무기도막이 형성된 상기 부스바 및 단자를 포함한 수배전설비 구성요소 중 적어도 어느 하나 이상의 구성요소를 1차 소성한다.

상기 1차 소성단계(300)를 거쳐 소성된 상기 부스바를 각 RST상별로 2mm ~ 10mm 이내로 조립하고, 상기 단자를 포함한 수배전설비 구성요소를 각각 2mm ~ 10mm 이내로 조립한다.

상기 조립단계(400)를 통해 조립된 부스바 및 단자를 포함한 수배전설비 구성요소 중 중 절연성을 가져야 하는 적어도 어느 하나 이상의 구성요소에 코팅용 무기도막 조성물로 2차 무기도막을 형성한다.

상기 2차 코팅단계(500)를 거쳐 무기도막이 형성된 상기 부스바 및 단자를 포함한 수배전설비 구성요소 중 적어도 어느 하나 이상의 구성요소를 상온 건조시켜 실시예1 의 무기도막이 코팅된 수배전설비를 완성하게 된다.

[실시예 2]

상기 부스바 및 단자를 포함한 수배전설비 구성요소 중 적어도 어느 하나 이상의 도전성 접촉부에 마스킹 조성물을 도포하여 마스킹 한다.

상기 단계를 거쳐 마스킹 된 부스바 및 단자를 포함한 수배전설비 구성요소 중 절연성을 가져야 하는 적어도 어느 하나 이상의 구성요소에 코팅용 무기도막 조성물로 1차 무기도막을 형성한다.

상기 부스바 및 단자를 포함한 수배전설비 구성요소 중 적어도 어느 하나 이상의 도전성 접촉부에 도포된 상기 마스킹 조성물과 상기 마스킹 조성물 위에 형성된 무기도막을 함께 제거한다.

상기 단계를 거친 상기 부스바를 각 RST상별로 5mm 간격으로 조립하고 상기 단자를 5mm 간격으로 조립한다.

2차 코팅단계(500)를 거쳐 무기도막이 형성된 상기 부스바 및 단자를 포함한 수배전설비 구성요소 중 적어도 어느 하나 이상의 구성요소를 2차 소성하여 실시예2 의 무기도막이 코팅된 수배전설비를 완성하게 된다.

또한 수배전설비에 고전압용 수축필름 사용을 최소화할 수 있으므로 비용절감의 효과가 있다.

또한 방염효과로 인하여 화재 발생의 위험을 줄일 수 있으며 각 단자간의 간격을 줄일 수 있어 수배전설비를 보다 콤팩트하게 할 수 있는 장점이 따르게 된다.

또한 절연내력을 가지고 있는 무기코팅을 함으로써 별도의 수축시트, 페인트 등의 사용을 최소화할 수 있으므로 설비에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 효과가 따르게 된다.

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 바를 바탕으로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 도면에 한정되는 것은 아니다.

100: 세정단계
200; 1차코팅단계
300: 1차소성단계
400: 조립단계
500:2차코팅단계
600:2차소성단계
700:상온 건조단계

Claims

수배전설비의 무기도막 코팅 방법에 있어서,
부스바 및 단자를 포함한 수배전설비 구성요소 중 무기도막 코팅이 필요한 적어도 어느 하나 이상의 구성요소를 세정하는 세정단계(100);
상기 부스바 및 단자를 포함한 수배전설비 구성요소 중 적어도 어느 하나 이상의 도전성 접촉부에 마스킹 조성물을 도포하는 마스킹 단계(150);
상기 구성요소 세정단계(100)를 거쳐 세정된 부스바 및 단자를 포함한 수배전설비 구성요소 중 적어도 어느 하나 이상의 구성요소에 무기도막 조성물로 1차 무기도막을 형성하는 1차 코팅단계(200);
상기 1차 코팅단계(200)를 거쳐 무기도막이 형성된 상기 부스바 및 단자를 포함한 수배전설비 구성요소 중 적어도 어느 하나 이상의 구성요소를 소성하는 1차 소성단계(300);
상기 부스바 및 단자를 포함한 수배전설비 구성요소 중 적어도 어느 하나 이상의 도전성 접촉부에 도포된 상기 마스킹 조성물을 제거하는 마스킹 제거단계(350);
상기 1차 소성단계를 거쳐 소성된 상기 부스바를 각 RST상별로 조립하고, 상기 단자를 포함한 수배전설비 구성요소를 조립하는 조립단계(400);
상기 조립단계(400)를 통해 조립된 부스바 및 단자를 포함한 수배전설비 구성요소 중 적어도 어느 하나 이상의 구성요소에 무기도막 조성물로 2차 무기도막을 형성하는 2차 코팅단계(500); 및
상기 2차 코팅단계(500)를 거쳐 무기도막이 형성된 상기 부스바 및 단자를 포함한 수배전설비 구성요소 중 적어도 어느 하나 이상의 구성요소를 상온 건조시키는 상온 건조단계(700);를 포함하며,
상기 마스킹 조성물은 탄소 또는 탄소를 포함하는 물질 중 적어도 어느 하나 를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 수배전설비의 무기도막 코팅방법.
제 1항에 있어서,
상기 조립단계(400)는,
부스바를 각 RST상별로 2mm ~ 10mm 이내로 조립하고, 상기 단자를 포함한 수배전설비 구성요소를 각각 2mm ~ 10mm 이내로 조립하는 것을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수배전설비의 무기도막 코팅방법.
제 1항에 있어서,
상기 2차 코팅단계(500) 이후에,
2차 코팅단계(500)를 거쳐 무기도막이 형성된 상기 부스바 및 단자를 포함한 수배전설비 구성요소 중 적어도 어느 하나 이상의 구성요소를 소성하는 2차 소성단계(600);를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수배전설비의 무기도막 코팅방법.
제 1항에 있어서,
상기 1차 코팅단계(200) 내지 2차 코팅단계(500) 중 적어도 어느 하나 이상의 단계는, 스프레이 방식 또는 디핑 방식 중 적어도 어느 하나 이상의 방식을 포함하여 무기도막을 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 수배전설비의 무기도막 코팅방법.
제1항에 있어서,
상기 1차 소성단계(300)에서의 소성온도는 200도 이상인 것에 특징이 있는 수배전설비의 무기도막 코팅방법.
제1항에 있어서,
상기 1차 코팅단계(200) 또는 2차 코팅단계(500)에서 사용되는 무기도막 조성물은 하기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 알칼리 금속 실리케이트 중 적어도 하나 이상; 인산(H3PO4); KOH, NaOH 및 LiOH 중 선택된 어느 하나 이상의 강염기; 및
물(H2O);을 포함하는 것을 특징으로 하는 수배전설비의 무기도막 코팅방법.
[화학식 1] xNa2OySiO2nH2O
[화학식 2] xK2OySiO2nH2O
[화학식 3] xLi2OySiO2nH2O
상기 화학식 1 내지 화학식 3에서, x 및 y는 각각 0.01 ~ 500이며, n은 1 ~ 20의 자연수이다.
제6항에 있어서,
상기 무기 도막 조성물은,
무기 도막 조성물 100 중량부 기준으로, 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 알칼리 금속 실리케이트 중 적어도 하나 이상 25 ~ 95 중량부; 인산(H3PO4) 0.1 ~ 1 중량부; 강염기 0.5 ~ 5 중량부; 및 물(H2O) 4 ~ 84중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수배전설비의 무기도막 코팅방법.
제7항에 있어서,
상기 화학식1 내지 화학식 3으로 표시되는 알칼리 금속 실리케이트는,
무기 도막 조성물 100 중량부 기준으로, 각각 12~40 중량부, 1~30 중량부, 및 12~40 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 수배전설비의 무기도막 코팅방법.
제8항에 있어서,
상기 화학식1 내지 화학식3으로 표시되는 알칼리 금속 실리케이트는,
각각 고형분의 함량이 25% ~ 50%, 15% ~ 40%, 10% ~ 35%인 것을 특징으로 하는 수배전설비의 무기도막 코팅방법.
제1항에 있어서,
상기 1차 코팅단계(200) 또는 2차 코팅단계(500)에서 사용되는 무기도막 조성물의 PH는 8 ~ 14인 것을 특징으로 하는 수배전설비의 무기도막 코팅방법.
제1항에 있어서,
상기 1차 코팅단계(200) 또는 2차 코팅단계(500)에서 사용되는 무기도막 조성물에 의해 형성되는 코팅막은 연필경도가 9H, 부착력이 5B, 접촉각이 30도 이하인 것을 특징으로 하는 수배전설비의 무기도막 코팅방법.
제1항 내지 제11항 중 적어도 어느 한 항의 코팅방법에 의해 코팅된 무기도막이 코팅된 수배전설비.