KR101691527B1 - 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 및 그 코팅 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수배전설비에 파라크실렌(p-Xylylene)계 다이머 재료를 화학적으로 상온진공증착 코팅하여 습기나 화학가스로부터 노출된 취약한 설비환경에서의 부식현상을 효과적으로 방지함은 물론 절연성과 방오성까지 확보하여 제어기기의 기능을 지속적으로 유지하고 수배전설비를 효율적으로 관리함을 제공하도록, 부스바 및 전자제어유닛을 구비한 수배전반 또는 자동고장구분개폐기 중 어느 하나의 수배전설비를 코팅 제작하는 방법에 있어서, 수배전설비인 피증착물에 밀착력을 강화가능하게 프라이머를 도포하는 단계와; 상기 프라이머가 도포된 피증착물을 반건조 상태로 자연건조시킨 후 냉각장치가 필요없는 CVD장치(cold trapless CVD system)에서 파라크실렌(p-Xylylene)계 다이머 물질을 사용하여 1~100㎛ 범위의 코팅두께를 갖는 폴리머상태의 코팅층을 증착시키는 단계;를 포함하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 코팅 제작방법을 제공한다.

Description

파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 및 그 코팅 제작방법 {Electronic Type Power Distribution Equipment Coated with p-Xylylene Dimers by Using of Chemical Vapor Deposition Method and Manufacturing Method of the Same}

본 발명은 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 및 그 코팅 제작방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수배전설비(수배전반, 분전반 등)의 디지털 집중보호제어장치와 같은 제어기기 및 부스바에 파라크실렌(p-Xylylene)계 다이머 재료를 화학적으로 상온진공증착 코팅하여 습기나 화학가스로부터 노출된 취약한 설비환경에서의 부식현상을 효과적으로 방지함은 물론 절연성과 방오성까지 확보하여 제어기기의 기능을 지속적으로 유지하고 수배전설비를 효율적으로 관리하는 것이 가능한 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 및 그 코팅 제작방법에 관한 것이다.

일반적으로 발전소에서 발전된 전기는 효율적인 송전을 위해 통상 154~765kV 이내의 초고압으로 승압되어 변전소로 송전되고, 변전소에서는 공급받은 전력을 전력사용자의 요구에 준하여 22,900V의 가공 전선으로 지중 전선로를 통하여 자가용 수용가 및 각 수용가 측으로 공급되며, 이와 같이 구성된 배전계통을 통해 각 수용가로 공급될 수 있도록 용도 및 장소 등에 따라 다양한 구조의 수배전반을 설치하여 사용하게 된다.

즉 일반적인 수배전반은 특고압 전력을 수전받아(수전반) 수용가에서 필요한 고압 전력(3.3kV 또는 6.6kV) 및 저압 전력(380V 또는 220V 등)으로 변환(배전반)하여 사용하며, 100kW용량 이상의 전력수용가에 주로 설치하여 사용하게 된다.

이때 1000kW이상의 수용가는 정식 수전설비를 법적 요건으로 사용하여야 하고 1000kW이하 수용가는 약식 수전설비를 많이 이용한다.

나아가 수배전설비로는 주로 실내에 설치되는 수배전반과 더불어 건물 외부에 설치되는 수전부나, 전신주에 주로 설치되는 자동고장구분개폐기를 포함한다.

최근에는 수배전반의 전반적인 계통을 안전하게 보호 및 제어하기 위한 구성인 제어패널의 경우 기존의 아날로그 방식에서 벗어나 하나의 제어패널로부터 조작설정 및 출력은 물론 일괄적으로 자동제어할 수 있는 디지털 구조의 전자화된 디지털 집중보호제어장치가 적용된 전자식 수배전반을 대부분 사용하고 있다.

이렇게 디지털 집중보호제어장치가 적용된 전자식 수배전반은 함체의 외부 전면에 디지털 집중보호제어장치를 구비하며, 함체 내부에는 각종 차단기 및 변성기, 개폐기, 보호설비 등으로 구성한다.

상기와 같은 전자식 배전반과 관련하여 개시되어 있었던 종래기술로써, 대한민국 등록특허공보 제1013064호(2011.01.28.)에는 고압차단기가 장착되며, 상기 고압차단기와 연결되는 전원입력부와 전원출력부가 형성된 크래들이 포함된 배전반에 있어서, 상기 크래들의 전원출력부에 설비된 전선라인에 흐르는 전류를 측정하도록 일반 CT와 공심 CT의 조합으로 구성된 2중조합 CT와, 전류의 측정범위에 따라 상기 2중조합 CT를 이루는 일반 CT와 공심 CT에서 선택적으로 신호가 출력되도록 신호처리하는 자동절체부를 포함하는 2중조합 CT장치; 및 상기 2중조합 CT장치를 통해 출력되는 각상별 신호를 스캔방식으로 통합제어하는 전자식 컨트롤러;가 포함되어 구성된 2중 조합 CT 장치 및 전자식 컨트롤러가 설비된 배전반이 공지되어 있다.

그러나 상기한 배전반을 포함한 종래 수배전반 설비는 설치장소가 특고압 전기의 위험성과 설치 공간의 확보를 위해 주 활동공간에서 벗어난 주로 지하실이나 옥외 외진 곳(옥상, 건물 뒤편 등)을 정하여 습도 조절장치나 의도적 관리를 제대로 하지 못하는 공간을 많이 활용하다 보니 부식의 가능성에 많이 노출되어 있다.

특히 오폐수처리장, 하수종말처리장 그리고 화학약품을 많이 취급하는 공장시설 등과 같이 습도가 높고 다량의 화학가스가 발생하는 설비환경에서는 수배전반 자체가 습기나 약품, 화학가스 등에 항시 노출되기 때문에 수배전반에 구성되어 있는 전장품들은 쉽게 오염, 부식되어 절연, 누유, 단선 등과 같은 필수적 기능을 상실하게 되면서 과전류나 결상, 지락 등의 안전사고에 그대로 노출된다는 문제점이 있었다.

또한 전기가 흐르는 과정에서 발생되는 정전기력은 공기 중에 떠도는 이온성 먼지와 같은 입자들을 쉽게 부착 흡수하게 되며 이러한 오염원들은 습기를 더욱 많이 함유하게 되면서 단락사고 발생위험을 더욱 가중시키게 된다.

나아가 기존의 수배전반 설비에서는 앞에서 열거한 열악한 환경으로 인한 전자화된 기기의 고장으로 고가의 디지털 집중보호제어장치(이하 전자제어유닛이라 함)의 잦은 교체로 인해 비용증가와 단전 작업에 의한 생산 손실의 영향을 우려하여 수리 및 교체시기를 늦추거나 경우에 따라서는 수리나 교체 자체를 포기하기 때문에 사고발생의 위험요소에 그대로 방치되는 일이 빈번하게 발생된다.

그리고 수배전설비 중에서 수전부의 외함이나 전신주에 주로 설치되는 자동고장구분개폐기(ASS;auto sectional switch)의 함체 제어패널도 수배전반과 유사한 문제점을 갖고 있으며 주로 실내에 설치되어 있는 수배전반에 비해 눈, 비, 먼지, 태양직사광선과 같은 가혹한 자연 기상조건에 직접 노출되어 있어 더욱 수명연장 유지에 어려움을 갖고 있다.

특히 공기중 염분이 많이 함유된 바닷가 인근의 수배전 시설비의 경우 그 위험도가 더욱 커지며 이에 따른 교체 및 점검주기는 빈번해 질 수밖에 없다.

이에 따라 본 발명의 출원인은 상기한 문제점을 해결하고자 많은 자료와 실험을 바탕으로 시행착오를 거듭한 끝에 아직은 산업현장에서 널리 알려지지 않은 특별한 다이머재료를 화학기상증착 코팅하는 방법으로 해결하고자 하였다.

이러한 재료 중 파라크실렌(p-Xylylene)계 종류의 다이머를 사용하여 중합반응에 의해 폴리머 형태로 투명하게 형성된 박막증착층은 독특한 특성을 나타낼 수 있으며, 실제로 이를 활용하여 일부 산업현장에서 적용되기 시작하고 있다.

이러한 증착방식의 명확한 증착 메카니즘은 자세히 밝혀지지 않고 있다가 최근 들어 화학기상증착 모델이 제시되고 있으며, 문헌에 따르면 고체분말형태의 다이머(화학적이량체)로부터 가열로에서 기체상태로 승화되고, 열분해로에서 크래킹(cracking)과정을 통해 모노머(monomer, 화학적단량체)로 바뀐 뒤, 진공챔버 내에서 피증착물에 모노머가 흡착되기 시작하면서 표면이동과 확산과정의 중합반응(polymerization)을 통해 수백㎛ 단위의 두께까지 폴리머증착이 이루어진다고 알려져 있다.

특히 이 나노 사이즈화된 모노머들은 피증착물에 부딪히는 순간 증착이 이루어지는 일반적인 증착코팅과는 달리 수없이 충돌과 이탈을 거듭하는 과정에서 약 1% 미만의 확률로 증착이 이루어지다 보니 피증착물의 복잡한 형상이나 미세한 틈과 구멍을 통과해서 증착층이 형성되는 특징을 가지고 있다. 그런 이유로 인해 복잡한 형상의 피증착물의 코팅에서 불균일한 증착층의 두께 문제를 근본적으로 해소할 수 있는 큰 장점을 가지고 있다.

이 박막증착층은 여러 가지 물리적, 전기적, 화학적 특성 중에서도 특히 내절연성, 내습성, 내화학성이 뛰어나며 발수성능과 함께 방오성능도 우수하다고 알려져 있다.

본 발명에서는 페닐링(C₁₆H₁₆)의 기본구조식에서 1개의 수소기를 염소와 치환시킨 다이머(C₁₆H₁₄C₁₂)를 물질 C1, 2개의 수소기를 염소기와 치환시킨 다이머(C₁₆H₁₂C₁₄)를 물질 C2, 그리고 아무것도 치환하지 않은 그대로의 다이머(C₁₆H₁₆)를 물질 C0으로 명칭하여 설명하기로 한다.

이들 다이머 물질에 의해 CVD방식으로 형성된 박막의 특성은 다결정성이고 선형적이며 큰 소수성을 지니기 때문에 급격한 화학반응에 매우 안정적이고 뛰어난 내습성과 절연저항 특성을 가지게 된다.

그러나 산업현장에서 다양한 기술분야로의 적용을 시도하고는 있으나 밀폐된 진공상태에서 특별하게 고안된 CVD(Chemical Vapor Deposition)장치에서만이 박막증착이 가능하고, 이렇게 형성된 박막층은 소재인 피증착층과의 밀착력이 그리 우수하지 못하여 일정시간 후 코팅층이 들뜨게 될 경우에는 본래의 기능을 하지 못한다는 문제점과 자외선(UV)에 쉽게 열화되어 부서지는 취약점을 갖고 있다.

일각에서는 밀착력을 개선하기 위한 프라이머를 찾는 연구를 계속하고는 있으며 현재 상업적으로 사용되고 있는 방법은 실란(silane)계 화합물(예를 들면, A-174 silane)을 사용하거나 프라즈마 세정처리를 선행하는 방식을 적용하고 있지만 근본적인 밀착력 개선효과는 얻지 못하고 있으며, 그나마 일부 피증착소재에만 그 효과가 있다고 알려져 있다.

그리고 자외선에 취약한 치명적인 단점을 보완하기 위해 불소를 치환시킨 다이머 재료(C₁₆H₁₂F₄)를 일부 업체에서 사용하고 있기도 하지만 수명연장에 일부 기여할 뿐 20배가 넘는 재료비 상승과 30배 늦은 성막 속도에 비해 그 효과는 미미하여 아직은 널리 사용되지 못하고 있다.

또한 CVD장치는 제어에 필요한 매우 섬세한 공정관리기술이 요구되고 고가의 장비가격의 부담 때문에 이러한 증착코팅 기술은 극히 제한적인 용도로만 적용되고 있는 것이 현실이다.

따라서 외국의 산업 선진국에서는 일부 전기전자부품류나 군사, 항공, 선박의 특수기능 부품류 일각에 적용하고 있으며, 고가의 장비구입에 대한 부담과 까다로운 공정제어기술의 어려움과 재료배합, 공정제어, 장비제어 등의 핵심기술누출의 우려로 인해 증착코팅만을 전문적으로 임가공하는 기업들이 소수 영위되고 있는 현실이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 수배전설비 중 수배전반에서 부스바 및 전자제어패널에 방수, 절연, 내약품성, 방오성 특성이 뛰어난 파라크실렌계 다이머 물질을 화학기상증착(이하 CVD라 함) 방식으로 중합반응에 의한 폴리머 코팅층을 구성하여 취약한 환경인자인 습기로부터 효과적인 방수성을 확보함은 물론 화학가스나 약품, 바닷바람 등과 같은 환경인자로부터 내부식성을 극대화할 수 있고, 아울러 공기 중에 떠도는 먼지성분의 흡착현상으로부터 쇼트의 위험이 없는 절연성을 가지며, 표면의 발수 특성으로 인해 청소가 훨씬 용이한 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 및 그 코팅 제작방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.

뿐만 아니라 본 발명은 수배전반의 부스바에 폴리머증착을 실시하여 산화방지와 절연성을 부여하므로 수명 연장은 물론 안전성을 향상시킨 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 및 그 코팅 제작방법을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명은 수배전설비 중에서 외부에 설치될 수밖에 없는 자동고장구분개폐기(ASS)는 함내부 구성물을 포함한 함체 전체까지 방수와 절연코팅을 부여하므로 함체 내외부의 부식을 방지하고, 아울러 절연기능을 부여함으로 인해 절연유의 사용을 없게 하거나 사용을 최소화함으로서 전체 무게를 대폭 줄이고자 함이며 아울러 부식억제를 통한 개폐기 사용기간을 연장시켜 비용의 효율화를 꾀하고 잦은 수리나 점검시의 안전사고를 최소화하는데, 그 목적이 있다.

본 발명이 제안하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 코팅 제작방법은 부스바 및 전자제어유닛을 구비한 수배전반 또는 자동고장구분개폐기 중 어느 하나의 수배전설비를 코팅 제작하는 방법에 있어서, 수배전설비인 피증착물에 밀착력을 강화가능하게 프라이머를 도포하는 단계와; 상기 프라이머가 도포된 피증착물을 반건조 상태로 자연건조시킨 후 냉각장치가 필요없는 CVD장치(cold trapless CVD system)에서 파라크실렌(p-Xylylene)계 다이머 물질을 사용하여 1~100㎛ 범위의 코팅두께를 갖는 폴리머상태의 코팅층을 증착시키는 단계;를 포함하여 이루어진다.

상기에서 코팅층의 코팅두께는 안정적 성능확보와 함께 경제적인 측면을 고려하여 10~50㎛ 범위의 두께로 제작하는 것이 바람직하다.

상기 프라이머는 조성물이 피증착물과 파라크실렌계 다이머 증착코팅물질이 상호 충분한 밀착력을 갖도록 염화비닐수지(chlorinated polyolefin), 아크릴수지(acrylet polymer) 성분을 일정한 비율로 혼합하여 자일렌(xylene), 헥사하이드로벤젠(cyclohexane), 톨루엔(toluene), 메틸알코올(methyl alcohol)을 유기용제의 조성물로 구성된 맑고 투명하면서 휘발성을 갖는 액상체를 사용한다.

상기 파라크실렌(p-Xylylene)계 다이머 물질로는 페닐링(C₁₆H₁₆)의 기본구조식에서 1개의 수소기를 염소와 치환시킨 C1형 다이머 (C₁₆H₁₄C₁₂)와, 2개의 수소기를 염소기와 치환시킨 C2형 다이머(C₁₆H₁₂C₁₄)와, 그리고 아무것도 치환하지 않은 그대로의 C0형 다이머(C₁₆H₁₆)를 사용하여 1종 또는 2종 이상을 서로 혼합 사용하거나, 각기 다른 다이머 물질을 2개 층 이상으로 달리 구분하여 코팅하도록 이루어진다.

또한 상기 피증착물로서 부스바를 코팅하여 수배전반을 제작할 경우에는 상기 코팅층을 증착시킨 다음 증착코팅된 부스바에 극성구분을 위한 색상별 테이프를 구분하여 테이핑하는 단계와, 단위크기로 나뉘어진 각각의 개별 부스바를 드릴작업한 후 볼트로 체결하여 극성별로 구분된 부스바를 수배전반의 함체 내에 설치하는 단계를 더 포함하여 이루어진다.

또한 상기 피증착물로서 수배전반의 전자제어유닛을 코팅하는 경우에는 프라이머를 도포하기 이전에 상기 피증착물의 내외측 커버를 분리하여 제거하는 단계와, 전자제어유닛에서 폴리머 증착코팅으로 인해 기능저하가 예상되는 부분에 마스킹 물질을 접촉시켜 국부적으로 마스킹하는 단계를 더 포함하여 이루어진다.

상기에서 코팅층을 증착시킨 다음 마스킹 물질을 제거하고 커버를 재조립하는 단계를 더 포함하여 이루어진다.

또한 상기 피증착물로서 수배전설비 중 외부에 설치될 수밖에 없는 자동고장구분개폐기를 코팅 제작할 경우에는 프라이머를 도포하기 이전에 두께 2~3㎜의 일반압연강판을 사용하여 함체를 제작하는 단계와; 상기 합체의 내부에 전장부품들을 설치하는 단계를 더 포함하여 이루어진다.

상기에서 코팅층을 증착시킨 다음 햇빛에 노출되는 외측부의 코팅층을 자외선으로부터 보호하기 위해 프라이머와 광명단을 50:50 비율로 혼합하여 재차 도포하는 단계를 더 포함하여 이루어진다.

그리고 본 발명이 제안하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비는 전방에 개폐가능한 구조를 갖는 도어부재가 장착되고 내부에 설비공간을 형성하는 함체와; 상기 함체의 설비공간 내에 단자와 단자 사이를 접속연결하도록 장착하되 일정한 이격거리를 두고 설치되는 복수 개의 부스바와; 상기 함체의 도어부재 상에 고정 설치되되 수배전설비를 조작 및 설정제어하거나 운전 상태를 출력하여 표시가능하게 입출력기능을 갖는 외부패널본체를 구비하고, 상기 외부패널본체 내에 설치되며 수배전설비 전력계통의 사고에 따른 이상이나 오작동 여부를 검출하도록 수배전설비의 운전상태를 감시 및 제어가능한 제어모듈이 구성되는 전자제어유닛;을 포함하고, 상기 부스바 및 상기 전자제어유닛에는 파라크실렌(p-Xylylene) 계열의 다이머를 1종 또는 2종 이상 혼합 사용하거나 2종 이상의 다이머로부터 각기 다른 코팅층을 2개 층 이상으로 달리 구분하여 화학기상진공증착(CVD)방식으로 증착 코팅된 코팅층을 포함하여 이루어진다.

상기 부스바는 상기 함체의 내부에 수배전 용량에 따라 3~4열로 구성하되 상호 이격거리가 기준치 대비 30~50%로 줄여 구성한다.

상기 부스바 및 상기 전자제어유닛에는 상기 코팅층과의 충분한 밀착력을 가질 수 있도록 염화비닐수지(chlorinated polyolefin), 아크릴수지(acrylet polymer) 성분을 일정한 비율로 혼합하여 자일렌(xylene), 헥사하이드로벤젠(cyclohexane), 톨루엔(toluene), 메틸알코올(methyl alcohol)의 조성을 갖는 프라이머가 도포되는 프라이머층을 형성토록 구성한다.

상기 코팅층은 피증착물 중 상기 부스바의 표면에 1~100㎛의 두께 범위로 형성토록 이루어지며, 이때 경제성과 성능확보를 고려하여 10~50㎛ 두께 범위로 코팅층을 형성하거나 특고압의 경우에는 100㎛ 두께까지 코팅층을 형성하는 것이 바람직하다.

또한 상기 코팅층은 피증착물 중 상기 전자제어유닛의 표면에 1~50㎛의 두께 범위로 형성토록 이루어지며, 바람직하게는 5~20㎛ 두께 범위로 코팅층을 형성한다.

상기 전자제어유닛에는 상기 코팅층이 상기 외부패널본체 및 상기 제어모듈 중 적어도 어느 하나의 구성에 증착 코팅될 수 있게 이루어진다.

본 발명에 따른 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 및 그 코팅 제작방법에 의하면 파라크실렌 계열의 다이머 물질이 정각(conformal)형태의 폴리머 진공증착된 코팅층을 구성하므로, 방수성을 비롯한 내절연성 및 내약품성이 우수하여 습기나 약품, 화학가스 등의 환경에서 부식현상을 방지하고, 수배전설비의 전반적인 구성에 대한 기기수명을 대폭 연장하면서 유지관리가 간편함은 물론 수배전반의 기능을 지속적으로 유지하여 전기적인 안전성을 크게 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.

뿐만 아니라 본 발명에 따른 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 및 그 코팅 제작방법은 수배전반에서 지상으로 연결된 외부 노출 그라운드 접지선의 부식을 최소화하므로 비상시 설정된 차단 및 보호기능의 정상적인 구동으로 과전류나 결상, 지락 등의 안전사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 및 그 코팅 제작방법은 환경이 열악하여도 부식 및 전식을 최소화하게 되어 전력운용시 설정된 차단 및 보호 기능의 정상적인 구동으로 과전류나 결상, 지락 등의 안전사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.

그리고 본 발명에 따른 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 및 그 코팅 제작방법은 수배전설비를 제어하기 위해 PCB가 내재된 전자제어유닛을 습기와 약품으로부터 보호하여 수배전설비의 전체적인 작동불가능성을 미연에 방지하면서 항시 정상구동상태를 유지하므로 설비의 점검이나 수리 교체 횟수를 줄이는 동시에 유지관리비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

그리고 본 발명에 따른 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 및 그 코팅 제작방법은 수배전설비 중에서 외부에 연계되어 외부의 전신주 위에 설치될 수밖에 없어 사계절 자연환경이나 바닷바람과 같은 지역적 악조건에 그대로 노출되어 사용되는 자동고장구분개폐기 함체의 경우에는 파라크실렌 계열의 다이머 증착코팅을 통해 수명연장은 물론 수리나 교체에 따른 시설 전체의 가동정지 횟수를 줄일 수 있으며, 부식속도를 늦추기 위해 5~6㎜ 두께의 일반냉간 압연재인 SS41 재질이나 스테인리스 재질을 사용하는 대신 SS41 강판재를 2~3㎜ 두께로 최소화할 수 있어 원가절감은 물론 외함 무게의 경량화가 가능해져 설치 작업시의 편리성이 증대되는 것이 가능하다. 나아가 수배전설비를 제조생산하기 위한 재료비의 사용을 줄이면서 아울러 부식억제를 위한 기존의 값비싼 전착도장 대신에 단순히 햇빛 차단 역할만할 수 있는 저렴한 페인트를 사용하므로 증착코팅으로 인한 비용증가분을 상쇄할 수 있는 효과가 있다.

더 나아가 본 발명에 따른 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 및 그 코팅 제작방법은 수배전설비에서 함체 내부 설치물의 이격거리를 최소화한 상태에서의 단락을 방지하기 위한 별도의 절연유에 대한 사용이 불필요하여 단전사고나 인명사고를 미연에 방지하고, 교체 및 점검주기를 최소화하여 비용을 크게 절감하는 것이 가능하다. 나아가 증착코팅층은 부식방지는 물론 방수가 가능하여 수명연장이 가능하며, 외함만 코팅처리하기 보다는 함체 내에 전기제어 답재물까지 조림을 한 후 진공증착 코팅을 하게 된다면 절연기능까지 부가되어 절연유의 사용을 억제할 수 있으며, 절연유의 부작용에 의한 정전사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전자식 수배전설비 코팅 제작방법의 일실시예를 개략적으로 나타내는 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 전자식 수배전설비 코팅 제작방법의 일실시예를 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 전자식 수배전설비 코팅 제작방법의 일실시예에 있어서 수배전설비의 제1실시예에 적용된 것을 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명에 따른 전자식 수배전설비 코팅 제작방법의 일실시예에 있어서 수배전설비의 제2실시예에 적용된 것을 나타내는 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 전자식 수배전설비 코팅 제작방법의 일실시예에 있어서 수배전설비의 제3실시예에 적용된 것을 나타내는 블록도.
도 6은 본 발명에 따른 전자식 수배전설비의 일실시예를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 전자식 수배전설비의 일실시예를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 8의 (a),(b)는 각각 본 발명에 따른 전자식 수배전설비의 일실시예에 있어서 부스바 및 전자제어유닛을 나타내는 부분확대단면도.

본 발명은 부스바 및 전자제어유닛을 구비한 수배전반 또는 자동고장구분개폐기 중 어느 하나의 수배전설비를 코팅 제작하는 방법에 있어서, 수배전설비인 피증착물에 밀착력을 강화가능하게 프라이머를 도포하는 단계와; 상기 프라이머가 도포된 피증착물을 반건조 상태로 자연건조시킨 후 냉각장치가 필요없는 CVD장치(cold trapless CVD system)에서 파라크실렌(p-Xylylene)계 다이머 물질을 사용하여 1~100㎛ 범위의 코팅두께를 갖는 폴리머상태의 코팅층을 증착시키는 단계;를 포함하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 코팅 제작방법을 기술구성의 특징으로 한다.

또한 상기 프라이머는 조성물이 피증착물과 파라크실렌계 다이머 증착코팅물질이 상호 충분한 밀착력을 갖도록 염화비닐수지(chlorinated polyolefin), 아크릴수지(acrylet polymer) 성분을 일정한 비율로 혼합하여 자일렌(xylene), 헥사하이드로벤젠(cyclohexane), 톨루엔(toluene), 메틸알코올(methyl alcohol)을 유기용제의 조성물로 구성된 맑고 투명하면서 휘발성을 갖는 액상체를 사용하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 코팅 제작방법을 기술구성의 특징으로 한다.

또한 상기 파라크실렌(p-Xylylene)계 다이머 물질로는 페닐링(C₁₆H₁₆)의 기본구조식에서 1개의 수소기를 염소와 치환시킨 C1형 다이머 (C₁₆H₁₄C₁₂)와, 2개의 수소기를 염소기와 치환시킨 C2형 다이머(C₁₆H₁₂C₁₄)와, 그리고 아무것도 치환하지 않은 그대로의 C0형 다이머(C₁₆H₁₆)를 사용하여 1종 또는 2종 이상을 서로 혼합 사용하거나, 각기 다른 다이머 물질을 2개 층 이상으로 달리 구분하여 코팅하도록 이루어지는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 코팅 제작방법을 기술구성의 특징으로 한다.

또한 상기 피증착물로서 부스바를 코팅하여 수배전반을 제작할 경우에는 상기 코팅층을 증착시킨 다음 증착코팅된 부스바에 극성구분을 위한 색상별 테이프를 구분하여 테이핑하는 단계와, 단위크기로 나뉘어진 각각의 개별 부스바를 드릴작업한 후 볼트로 체결하여 극성별로 구분된 부스바를 수배전반의 함체 내에 설치하는 단계를 더 포함하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 코팅 제작방법을 기술구성의 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 피증착물로서 수배전반의 전자제어유닛을 코팅하는 경우에는 프라이머를 도포하기 이전에 상기 피증착물의 내외측 커버를 분리하여 제거하는 단계와, 전자제어유닛에서 폴리머 증착코팅으로 인해 기능저하가 예상되는 부분에 마스킹 물질을 접촉시켜 국부적으로 마스킹하는 단계를 더 포함하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 코팅 제작방법을 기술구성의 특징으로 한다.

또한 상기 코팅층을 증착시킨 다음 마스킹 물질을 제거하고 커버를 재조립하는 단계를 더 포함하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 코팅 제작방법을 기술구성의 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 피증착물로서 수배전설비 중 외부에 설치될 수밖에 없는 자동고장구분개폐기를 코팅 제작할 경우에는 프라이머를 도포하기 이전에 두께 2~3㎜의 일반압연강판을 사용하여 함체를 제작하는 단계와; 상기 합체의 내부에 전장부품들을 설치하는 단계를 더 포함하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 코팅 제작방법을 기술구성의 특징으로 한다.

또한 상기 코팅층을 증착시킨 다음 햇빛에 노출되는 외측부의 코팅층을 자외선으로부터 보호하기 위해 프라이머와 광명단을 50:50 비율로 혼합하여 재차 도포하는 단계를 더 포함하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 코팅 제작방법을 기술구성의 특징으로 한다.

또한 본 발명은 전방에 개폐가능한 구조를 갖는 도어부재가 장착되고 내부에 설비공간을 형성하는 함체와; 상기 함체의 설비공간 내에 단자와 단자 사이를 접속연결하도록 장착하되 일정한 이격거리를 두고 설치되는 복수 개의 부스바와; 상기 함체의 도어부재 상에 고정 설치되되 수배전설비를 조작 및 설정제어하거나 운전 상태를 출력하여 표시가능하게 입출력기능을 갖는 외부패널본체를 구비하고, 상기 외부패널본체 내에 설치되며 수배전설비 전력계통의 사고에 따른 이상이나 오작동 여부를 검출하도록 수배전설비의 운전상태를 감시 및 제어가능한 제어모듈이 구성되는 전자제어유닛;을 포함하고, 상기 부스바 및 상기 전자제어유닛에는 파라크실렌(p-Xylylene) 계열의 다이머를 1종 또는 2종 이상 혼합 사용하거나 2종 이상의 다이머로부터 각기 다른 코팅층을 2개 층 이상으로 달리 구분하여 화학기상진공증착(CVD)방식으로 증착 코팅된 코팅층을 포함하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비를 기술구성의 특징으로 한다.

다음으로 본 발명에 따른 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 및 그 코팅 제작방법의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 코팅 제작방법의 일실시예는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 부스바 및 전자제어유닛을 구비한 수배전반(100a) 또는 자동고장구분개폐기(100b) 중 어느 하나의 수배전설비(100)를 코팅 제작하는 방법에 있어서, 프라이머를 도포하는 단계(S10)와, 코팅층을 증착시키는 단계(S30)를 포함하여 이루어진다.

상기 프라이머를 도포하는 단계(S10)에서는 수배전설비(100)인 피증착물에 밀착력을 강화하기 위하여 프라이머를 도포한다.

상기 프라이머는 조성물이 피증착물과 파라크실렌계 다이머 증착코팅물질이 상호 충분한 밀착력을 갖도록 유기용제의 조성물로 구성된 맑고 투명하면서 휘발성을 갖는 액상체를 사용한다.

상기에서 파라크실렌(p-Xylylene)계 다이머 물질로는 페닐링(C₁₆H₁₆)의 기본구조식에서 1개의 수소기를 염소와 치환시킨 C1형 다이머 (C₁₆H₁₄C₁₂)와, 2개의 수소기를 염소기와 치환시킨 C2형 다이머(C₁₆H₁₂C₁₄)와, 그리고 아무것도 치환하지 않은 그대로의 C0형 다이머(C₁₆H₁₆)를 사용하여 1종 또는 2종 이상을 서로 혼합 사용하거나, 각기 다른 다이머 물질을 2개 층 이상으로 달리 구분하여 코팅하도록 이루어진다.

상기에서 프라이머의 조성은 염화비닐수지(chlorinated polyolefin), 아크릴수지(acrylet polymer) 성분을 일정한 비율로 혼합하여 자일렌(xylene), 헥사하이드로벤젠(cyclohexane), 톨루엔(toluene), 메틸알코올(methyl alcohol)로 조성하여 이루어진다.

상기에서 프라이머의 조성물은 대상물의 재질이 금속일 경우와 비금속일 경우를 불문하고 모두 적용이 가능토록 특별한 조성 관계를 찾아낸 것으로 코팅 대상물의 주요재질의 구성에 따라 그 배합비율은 달리 적용하여 사용하되 본 발명의 명세서에서는 이에 대한 구체적인 언급은 하지 않도록 한다.

상기 프라이머를 도포하는 단계(S10)를 거친 피증착물은 상기 코팅층을 증착하기 전에 피증착물 상에 도포된 프라이머를 건조시킨다(S20). 즉 상기 프라이머가 도포된 피증착물을 반건조 상태로 건조시키되 기포의 발생을 방지하기 위해서는 자연건조하는 것이 바람직하다.

상기 코팅층을 증착시키는 단계(S30)에서는 상기 프라이머가 건조된 피증착물을 냉각장치가 필요없는 CVD장치(200)(cold trapless CVD system)에서 파라크실렌(p-Xylylene)계 다이머 물질을 사용하여 폴리머상태의 코팅층을 증착시킨다.

상기에서 냉각장치가 없는 CVD장치는 본 출원인이 특별히 고안하여 특허출원한 방식으로 다이머 재료의 효율적인 사용과 빠른 작업속도가 가능하며 코팅두께의 분포를 보다 균일하게 할 수 있도록 고안된 새로운 장치이다.

상기 코팅층의 코팅두께는 1~100㎛ 범위를 이루도록 구성한다.

상기에서 코팅층의 코팅두께는 대상물의 요구되는 성능정도에 따라 1~100㎛ 범위에서 조절하되 안정적 성능확보와 함께 경제적인 측면을 고려하여 10~50㎛ 범위의 두께로 제작하는 것이 바람직하다.

본 발명의 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 코팅 제작방법에 있어서 제1실시예는 상기 피증착물로서 부스바를 코팅하여 수배전설비(100) 중 수배전반(100a)을 제작하도록 이루어진다.

상기 부스바가 코팅된 수배전(100a)반을 제작함에는 도 3에 나타낸 바와 같이, 프라이머를 도포하는 단계(S10)와, 프라이머를 건조하는 단계(S20), 코팅층을 증착시키는 단계(S30)를 거쳐 이루어지되 상기 코팅층을 증착시키는 단계(S30)를 거쳐 주석코팅된 구리재질의 부스바에 상기 코팅층을 증착시킨 다음 증착코팅된 부스바에 극성구분을 위한 색상별 테이프를 구분하여 테이핑하는 단계(S40-1)와, 단위크기로 나뉘어진 각각의 개별 부스바를 드릴작업한 후 볼트로 체결하여 극성별로 구분된 부스바를 수배전반의 함체 내에 설치하는 단계(S50-1)를 더 포함하여 이루어진다.

상기에서 수배전반의 함체 내에 부스바를 설치하는 단계(S50-1)에서는 각각의 개별 부스바를 드릴작업을 거쳐 볼트로 체결할 때 개별 부스바를 미리 볼트로 체결한 후 상기 부스바를 증착코팅 하는 것도 가능하나, 조립된 해당 부스바의 길이가 2미터 이상일 경우에는 특수 제작된 대형 CVD장치를 필요로 하게 된다.

또한 폴리머 형태의 상기 코팅층은 충분한 절연성, 내식성, 내습성을 가지게 되지만 이후의 볼트 체결을 위한 드릴작업이나 수배전반 함체 내에서의 조립과정에서 스크래치나 충격에 의해 상기 코팅층에 손상이 갈 우려가 있기 때문에 극성 구분을 위한 색상별 테이핑 작업대신 색상별 열수축튜브를 씌워 구성하는 것도 가능하다.

이하 실시예를 통해 본 발명에 따른 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 코팅 제작방법 제1실시예의 적용 유무에 따라 각각 실험하여 비교하였다.

[실시예1]

먼저 일반적으로 사용되고 있는 두께 3㎜, 길이 300㎜ 크기의 주석코팅된 구리재질의 부스바 시편 24개를 준비한 후 각 6개의 시료로 구성된 표 1과 같은 4가지의 실험대조그룹별 실험조건을 구분하였다.

	프라이머 조건	증착코팅
미처리군	N/A	N/A
처리군 A	N/A	21㎛
처리군 B	A-174	20㎛
처리군 C	프라이머 도포	19㎛

상기에서 미처리군은 통상 방식의 주석도금된 구리부스바 시료그룹이고, 처리군A는 미처리군 시료에 프라이머의 작업도 없이 바로 증착코팅한 그룹이며, 처리군B는 통상 사용되고 있는 실란계A-174(고유상품명)를 스프레이 도포하였고, 본 발명에 해당하는 처리군C는 밀착력을 강화하기 위해 자체 개발된 프라이머를 도포하였다.

이후 도포된 프라이머는 반건조 상태로 자연건조시킨 후 4개의 시험대조군들은 당사업자가 자체개발한 냉각장치가 필요없는 CVD장치(200)(cold trapless CVD system)에서 파라크실렌계 다이머 물질 C1와 물질 C2를 각각 50%씩 사용하여 평균 20㎛의 코팅두께를 갖는 폴리머상태의 코팅층을 증착시켰다.

여기서 프라이머는 부스바가 코팅층과의 밀착력을 확보하기 위하여 염화비닐수지, 아크릴수지 성분을 일정비율로 혼합하여 자일레, 헥사하이드로벤젠, 톨루엔, 메탈알코올을 유기용제의 조성물로 제조한 후 스프레이 분사방식으로 부스바에 도포하되 도포방식은 침지 또는 롤, 붓 등의 통상의 모든 도포방식이 가능하나 프라이머를 도포한 후 30~120분 이내에 CVD코팅작업이 이루어지는 것이 바람직하다.

그 이유는 30분 이내의 경우에는 용제의 휘발이 채 이루어지지 않을 경우 냄새의 기체입자들에 의해 진공이 잘 잡히지 않게 되며, 진공압에 의하여 프라이머층이 버블링(기포발생) 결함이 나타나기 때문이며 2시간 이상이 경과된 경우에는 프라이머층이 완전건조가 되기 때문에 코팅층과의 밀착력이 저하되는 것으로 여러 차례의 실험결과를 통해 알 수 있었다.

여기서 이들 프라이머의 건조시간은 프라이머 두께나 건조시 주위 온도나 습도에 의한 영향으로 다소간에 유의차가 생길 수 있음을 알려둔다.

또한 CVD작업은 양질의 폴리머증착 코팅된 코팅층을 얻기 위해서는 보다 낮은 진공도가 유리한데 오랜 실험에서 10~50mTorr의 진공일 때 경제성이 고려된 가장 투명하고 밀착력 있는 코팅막을 생성시킬 수 있었다.

여기서 CVD 진공작업을 10mTorr 이하의 진공도로 만들기 위해서는 고장이 없고 저렴한 로터리 형태의 진공펌프 대신 고가의 고진공펌프 사양이 필요하게 되어 불필요한 비용상승을 유발시키며, 50mTorr가 넘는 진공조건에서는 투명한 코팅층의 생성을 기대하기 어렵다.

또한 통상의 사업자용 수배전설비는 22,900V까지 통전되고 있기 때문에 이때 완전한 절연특성을 갖기 위해서는 코팅두께는 최소 50㎛ 이상을 형성해야된다는 사실을 많은 실험을 거쳐 확인되었으며 재료로는 다이머 물질 C1이나 다이머 물질 C0를 단독 사용해도 무관하나 내절연성이 다이머 물질 C1에 비해 다소 우수한 다이머 물질 C0와 성막속도가 우수한 다이머 물질 C1을 조합함으로서, 두 다이머 재료의 작업을 모두 취할 수 있도록 설계하였다.

이때 코팅층의 증착조건은 시료 4개에 대해 다이머 물질 C1 2.5g에 다이머 물질 C0 2.5g을 합한 총 5g의 코팅재료를 투입하여 18mtorr에서 코팅을 시작하였고, 15mtorr에서 작업이 종료되었으며, 최고 진공도는 38mtorr로 하여 두께 21㎛의 코팅막을 얻었으며 코팅 작업시간은 미리 설정된 1시간 이내에서 자동으로 작업을 하였다.

코팅 두께는 코팅 작업시 함께 넣어둔 두께 측정용 시편 3개의 코팅막을 벗겨내어 디지털마이크로메타(제조원:미쓰도요, 분해능: 1/1,000mm)로 시편당 각 3회씩 측정하여 평균값을 구했다.

여기서 CVD작업은 본 발명의 출원인에 의해 제작된 냉각기가 없는 상온형 CVD장치(200)(특허출원 10-2013-0137567호)는 모든 공정제어가 자동으로 연계되고 냉각장치를 없앤 장치로서 통상의 CVD장비에 비해 작업속도가 3배 이상 빠른 장비이며, 폴리머 증착코팅을 가장 경제적으로 양산할 수 있는 장치이다.

나아가 다이머 재료로는 내절연성의 품질조건과 성막속도가 가장 우수하여 경제성을 고려한 다이머 물질 C1과 다이머 물질 C0를 50:50으로 배합하여 사용하였으나 제어조건에 따라 이들 배합을 적절히 달리하는 것을 본 발명의 특징으로 하며 경우에 따라서는 다이머 물질 C1과 다이머 물질 C0를 배합하지 않고 어느 하나를 선택하여 단독으로만 사용할 수도 있다.

또한 처음부터 일정비율로 배합된 다이머 재료의 사용대신 2단계에 걸쳐 폴리머증착코팅하는 것도 가능하다.

예를 들면 1단계에서는 초기 성막속도를 높이기 위해 다이머 물질 C1로 일정두께의 증착코팅을 실시하고, 2단계에서 내화학성을 확실히 보장하기 위해 다이머 물질 C0으로 마무리 증착코팅을 하는 방법이다. 이는 동일한 진공 챔버를 사용하되 코팅 재료가 기화되는 가열기를 2개로 분리제작 설치하여 프로그램으로 제어되는 솔레노이드밸브에 의해 순차적으로 개폐하는 방식을 사용하면 된다.

코팅이 끝난 후에는 부스바의 극성을 구분하기 위해 흑색(R상),적색(S상),백색(뉴트럴), 녹색(접지그라운드)의 전기자재용 테이프를 부스바 양 끝단에 부착하는 것으로 마무리하였다.

이렇게 형성된 코팅층인 폴리머코팅막은 충분한 절연성, 내식성, 내습성을 가지게 되지만 이후의 볼트 체결을 위한 드릴작업이나 수배전반 함체 내에서의 조립 과정에서 스크래치나 충격에 의해 코팅막에 손상이 갈 우려가 있기 때문에 극성 구분을 위한 색상별 테이핑 작업을 해도 무방하지만 종래의 색상별 열수축튜브를 조심스럽게 씌우는 작업으로 대체하는 것이 보다 바람직하다.

다음의 표2~4는 상기와 같은 조건으로 제작된 시편의 전기적 특성과 내식성을 시험평가결과들을 간단하게 정리해 놓은 것이다.

	절연저항값(MΩ)		내전압시험치(volt)
	400 Volt	1,00 Volt
미처리군	0Ω	0Ω	0V
처리군 A	∞	∞	3,100
처리군 B	∞	∞	4,200
처리군 C	∞	∞	5,000

	24시간 경과후	72시간 경과후	144시간 경과후	240시간 경과후
미처리군	전체 검게부식	침식시작	심하게 침식	형체 파손침식
처리군 A	변화없음	코팅들뜸	전체 변색및침식	전체 침식
처리군 B	변화없음	모서리 침식	전체 검게변색	부분 침식
처리군 C	변화없음	변화없음	변화없음	모서리 변색

	24시간 경과후	72시간 경과후	144시간 경과후	240시간 경과후
미처리군	-0.1%	-0.85%	-2.23%	-7.3%
처리군 A	-0%	-0.23%	-0.69%	-1.2%
처리군 B	-0%	-0%	-0.02%	-0.98%
처리군 C	-0%	-0%	-0%	-0%

상기한 표 2는 코팅층 형성 전/후의 부스바에 대한 절연저항값을 비교 실험한 데이터로서, 절연저항값은 Insulation Resistance Tester장비(제조사:새한전기사, 측정용량: DC 1,000V Megger)를 사용하여 절연저항값을 측정하였으며 통상적으로 사용전압 400Volt 이하는 0.3MΩ, 그 이상은 0.4MΩ 값 이상일 경우 절연이 되었으며, 미처리군을 제외한 모든 시료그룹에서 측정값이 무한대로 나타나는 것으로 보아 A,B,C 세 시료그룹에서 충분히 절연이 되고 있음을 알 수 있었다.

그리고 내전압시험에서는 자체보유중인 내전압시험기(제조사:대양일렉콤, 용량: 0~50kV)를 사용하여 각 시료군들에 뽑아낸 시료들을 서로 포개어 놓은 상태에서 전압을 서서히 올려가면서 절연이 파괴되는 시점의 전압을 기록하였다.

그 결과 미처리군에서는 절연의 효과가 없는 것이 당연한 결과라 하겠으며, 프라이머층의 밀착력이 좋을수록 코팅층이 부풀어 오르지 않아 내전압에 견디는 능력도 증가하는 것을 알 수 있었다.

표 3은 코팅층 형성 전/후의 염수분무실험에 대한 비교표이고, 표 4는 염수분실험 전/후 부스바의 무게차이에 대한 비교표로서, 표 3, 표 4의 염수분무실험은 자체 보유중인 염수분무시험기(제조사: VisionTec사)를 사용하였으며, 밀폐된 장치 내에서 5% 염분농도액을(전세계 바닷물 평균 염도는 3.5%) 연속자동분무하는 자치로서 시험편들을 넣고 미리 설정된 타이머가 울리면 단계별로 시험편들을 꺼내 육안 검사방식으로 부식 정도를 파악하고 황동브러쉬와 순수(DI Water)로 세척 건조 후 무게를 측정하여 훼손율을 비교하였으며, 이때 사용된 시험편들은 부식의 효과를 보다 확실하게 파악하기 위해 부스바 외부에 씌워진 열수축튜브는 사용하지 않았다.

그 결과 미처리군은 시간이 갈수록 부식정도가 심해지며 10일 경과후 에는 부스바 본래의 형체마저 심각하게 훼손될 정도로 부식이 되어 약 7%의 체적이 감소되었음을 알 수 있었으며, 이처럼 아무런 보호코팅이 되어있지 않은 상태에서는 당연한 결과라 하겠다.

그리고 프라이머가 없는 코팅층만이 증착코팅된 A군에서는 3일 경과시부터 밀착력 부족으로 코팅층이 들뜨기 시작하였으며 모서리 부분부터 부분 변색이 진행되어 점차 침식되는 과정을 보여주고 있다.

그러나 실란으로 프라이머 처리된 증착코팅된 B군에서는 다소 시간이 지연된 상태에서 프라이머 미처리된 A와 비슷한 양태를 나타내었는데 이는 실란계 프라이머가 역할을 제대로 하지 못하고 있음을 알 수 있다.

반면에 자체개발된 본 발명에서의 프라이머를 도포하고 코팅층을 진공증착한 C군에서는 10일이 경과한 후에도 전혀 소지의 변색이나 침식을 발견할 수 없었다.

단지 부스바 제작시 절단된 모서리 부분에서 하얗게 초기 부식이 진행되는 것을 발견하였으나, 이는 절단시 발생된 돌기(Burr)들에 코팅된 증착층이 실험시 핸들링 과정에서 일부 코팅층이 벗겨져 나간 것으로 추정되며, 부스바 절단 후 곡면 가공을 통해 간단히 해결할 수 있었다.

상기한 결과에서 보듯이 파라크실렌계 다이머 물질 C1과 물질 C0를 사용하여 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전반에 설치되는 부스바와 지상에 노출되는 접지선 전체를 본 발명에서 제안하는 방법으로 코팅한다면 수배전반 외부 함체의 크기를 대폭 줄이면서 부식에 의한 고장을 최소화할 수 있는 획기적 방식의 수배전반을 제작할 수 있으리라 생각된다.

그리고 본 발명의 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 코팅 제작방법에 있어서 제2실시예는 수배전설비(100) 중 수배전반(100a)을 제작하되 상기 피증착물로서 수배전반(100a)의 전자제어유닛을 코팅하도록 이루어진다.

상기 전자제어유닛을 코팅함에는 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기한 제1실시예와 마찬가지로 프라이머를 도포하는 단계(S10)와, 프라이머를 건조하는 단계(S20), 코팅층을 증착시키는 단계(S30)를 거쳐 이루어지되 프라이머를 도포하기 이전에 상기 피증착물의 내외측 커버를 분리하여 제거하는 단계(S5-1)와, 전자제어유닛에서 폴리머 증착코팅으로 인해 기능저하가 예상되는 부분에 마스킹 물질을 접촉시켜 국부적으로 마스킹하는 단계(S8-1)를 더 포함하여 이루어진다.

또한 상기 코팅층을 증착시키는 단계(S30)를 거쳐 상기 전자제어유닛에 상기 코팅층을 증착시킨 다음 마스킹 물질을 제거하고 커버를 재조립하는 단계(S40-2)를 더 포함하여 이루어진다.

이하 실시예를 통해 본 발명에 따른 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 코팅 제작방법 제2실시예의 적용 유무에 따라 각각 실험하여 비교하였다.

[실시예2]

본 발명이 제안하는 내습성, 방수성, 절연성, 방오성 및 내부식성이 강화된 수배전반의 전자제어유닛은 마찬가지로 다음과 같은 방법으로 제작하였으며, 그 대상제품은 수배전반 중 디지탈집중보호제어장치(제조사:LS산전, 모델명:GIPAM-115FI)로서 코팅종류별 실험군에 맞게 같은 사양의 제품으로 4대를 준비하였다.

먼저 전자제어유닛의 외측 커버를 분해한 후 LED 램프 표시창에 문방구용 3M테이프를 크기에 맞게 절단하여 붙인 다음, PCB와 볼트로 체결된 외부 입출력 접점부위에 밀착력을 강화하기 위해 자체개발된 프라이머를 도포한 후 약 30분간 반건조 상태로 자연건조시키고, 당사업자가 자체 개발한 냉각장치가 필요없는 CVD장치(Cold trapless CVD system)에서 다이머 물질 C1과 다이머 물질 C0를 각각 70:30% 배합 사용한 시료와 다이머 물질 C1과 다이머 물질 C0를 각각 100%씩 사용한 시료, 그리고 아무런 코팅도 하지 않은 미처리 시료를 포함하여 총 4개 실험대상을 준비하였으며, 상기한 제1실시예에서의 부스바 코팅 방식대로 자체개발된 프라이머와 고속 CVD장비를 사용하여 10㎛ 코팅두께를 갖는 폴리머상태의 코팅층을 증착한 후 최종적으로 마스킹 테입을 제거하고 전자제어유닛을 재조립하였다.

여기서 마스킹은 문방구용 테이프나 마스킹 전용액을 사용하여 코팅 작업 후 제거하는 통상적인 마스킹 방법을 사용하는데 본 실시예에서는 문방구용 테이트를 사용하여 LED 부위만 마스킹 하였다.

또한 다이머 물질 C1이나 혹은 다이머 물질 C0를 단독적으로 사용해도 상관없으나 코팅침투력이 다이머 물질 C1에 비해 훨씬 우수한 다이머 물질 C0와 성막속도가 우수한 다이머 물질 C1을 조합함으로서 두 재료의 장점을 모두 취할 수 있도록 설계하였다.

반면 수배전반의 부스바와는 달리 220V 이내의 저전압에 의해 제어되는 장치이고 내부는 복수개의 PCB와 여러 부품들이 복잡한 형상을 이루고 있는 입체적 구조이기 때문에 증착물질이 기기 내부 깊숙이 들어가기 위해서는 무엇보다도 코팅침투력이 중요하며, 따라 성막속도는 늦지만 침투력이 우수한 타입의 다이머 물질 C0의 배합 비율을 30%로 제한하였으데 그 이상의 사용은 뛰어난 침투력으로 인해 오히려 부품 자체의 내부까지 코팅이 되어 고장의 원인이 될 수 있기 때문이다.

그리고 두께는 방수성능이 보장되는 최소 5㎛ 두께보다 두꺼운 10㎛로 하였으며 이는 염수조건과 같은 내약품성을 충분히 확보하기 위함이다.

여기서 증착조건은 다이머 물질 C1 2.1g에 다이머 물질 C0 0.9g을 합해 총 3g의 재료를 투입하여 20mTorr에서 코팅을 시작하였고, 13mTorr에서 작업이 종료되었으며, 최고 진공도는 35mTorr로 코팅 작업시간은 미리 설정된 60분 이내에서 자동으로 작업을 하였다.

여기서 다이머 재료로는 내화학성의 품질조건과 성막속도를 기준으로 경제성을 고려한 다이머 물질 C1과 다이머 물질 C0를 70:30으로 배합하여 사용하였으나 제어조건에 따라 이들 배합을 적절히 달리하는 것을 본 발명의 특징으로 하며 경우에 따라서는 다이머 물질 C1이나 다이머 물질 C0를 배합하지 않고 단독으로만 사용할 수도 있다.

또한 처음부터 일정비율로 배합된 다이머 재료를 사용하는 대신 2단계에 걸쳐 폴리머증착코팅하는 것이 가능하다.

예를 들면 1단계에서는 낮은 유전율 특성과 침투력이 우수한 물질 C0로 일정두께의 하지용 증착코팅을 실시하고, 이후 2단계에서 성막속도를 높이기 위해 물질 C1으로 마무리 증착코팅을 하는 방법이다.

이는 동일한 진공 챔버를 사용하되 다이머재료가 기화되는 가열기를 2개로 분리제작 설치하여 프로그램으로 제어되는 솔레노이드밸브에 의해 순차적으로 개폐를 하는 방식을 사용하게 된다.

여기서 1단계와 2단계의 방법을 역순으로 적용해도 무방하다.

이어 코팅층이 증착 완료된 수배전반에 설치되는 전자제어유닛의 내식성 효과를 파악하기 위해 염수분무테스트를 실시 후 각 기능이 정상 작동되는지를 조사하였다.

	24시간 경과후	72시간 경과후	144시간 경과후	240시간 경과후
미처리제품	작동불가	-	-	-
다이머C 코팅	변화없음	변화없음	변화없음	점점 일부부식
다이머N 코팅	변화없음	변화없음	변화없음	변화없음
다이머C+N	변화없음	변화없음	변화없음	변화없음

상기한 표 5는 전자제어유닛의 염수분무 시간별 작동상태를 나타낸 조사표로서, 그 실험결과를 간단히 살펴보면 다이머 물질 C0와 물질 C1+C0의 조합이 가장 우수하나 생산성을 고려하여 다이머 물질 C1+C0의 조합이 유리하다고 하겠다.

또한 다이머 물질 C1, 다이머 물질 C0를 개별적으로 사용하는 것도 충분히 가능함을 유추할 수 있겠다.

반면 미처리된 제품의 경우에는 내부 PCB와 외부 전원의 연결부위가 심하게 부식이 되어 있었으며 전원 인가시 전혀 동작을 하지 않았다.

그리고 상기에서 코팅된 전자제어유닛의 전원을 연결한 채 30cm 깊이의 물속에 직접 침수테스트를 실시하였으며, 그 결과 본 발명에 의한 코팅층을 갖는 전자제어유닛의 제품은 1시간이 경과해도 이상 없이 작동됨을 확인할 수 있었다.

반면 대조실험으로 진행된 증착 코팅이 미처리 실시되고 또 달리 준비된 전자제어유닛은 침수 되자마자 바로 작동 불능 상태로 되는 당연한 결과까지 확인할 수 있었다.

그리고 본 발명의 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 코팅 제작방법에 있어서 제3실시예는 피증착물로서 수배전설비(100) 중 외부에 설치될 수밖에 없는 자동고장구분개폐기(100b)를 코팅 제작하도록 이루어진다.

상기 자동고장구분개폐기를 코팅 제작함에는 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기한 제1,2실시예와 마찬가지로 프라이머를 도포하는 단계(S10)와, 프라이머를 건조하는 단계(S20), 코팅층을 증착시키는 단계(S30)를 거쳐 이루어지되 프라이머를 도포하기 이전에 두께 2~3㎜의 일반압연강판을 사용하여 함체를 제작하는 단계(S5-2)와, 상기 합체의 내부에 전장부품들을 설치하는 단계(S8-2)를 더 포함하여 이루어진다.

또한 상기 코팅층을 증착시킨 다음 햇빛에 노출되는 외측부의 코팅층을 자외선으로부터 보호하기 위해 프라이머와 광명단을 50:50 비율로 혼합하여 재차 도포하는 단계(S40-3)를 더 포함하여 이루어진다.

상기에서 광명단이 혼합된 혼합프라이머를 도포한 이후에는 함체의 외측 전체를 페인트를 사용하여 도장한다(S45).

이하 실시예를 통해 본 발명에 따른 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 코팅 제작방법 제3실시예의 적용 유무에 따라 각각 실험하여 비교하였다.

[실시예 3]

먼저 자동고장구분개폐기의 외형을 제작하되 두께 2mm의 일반압연강판을 사용하여 가로 550mm x 세로 820mm x 높이 335mm크기인 실제 함체 크기와 유사하게 제작하였으며, 함체의 내부에는 개폐장치, 계기용변류기와 컨트롤러로 구성된 전장부품들을 설치하였다.

이후 피증착물과 증착물(코팅층) 간의 밀착력을 확보하기 위하여 최종 조립이 끝난 함체 전체를 자체 개발된 프라이머를 사용하여 스프레이 도포하였으며, 1시간 자연건조 후 다이머 물질 C2와 다이머 물질 C0를 사용하여 진공증착 코팅한 후 내습성, 방수성, 절연성 및 방오성 기능을 부여하였으며, ?Z빛에 노출된 외측부의 증착층을 UV로부터 보호하기 위해 마무리 페인트 도장을 하기 직전 프라이머에 광명단을 혼합한 혼합프라이머를 도포하여 건조시킨 후 마지막으로 페인트로 외함의 외측 전체를 도장하여 완성하였다.

이때 증착조건은 다이머 물질 C2 28g에 다이머 물질 C0 12g을 합해 총 40g의 다이머를 투입하여 25mTorr에서 코팅을 시작하였고, 18mTorr에서 작업이 종료되었으며, 최고 진공도는 61mTorr로 코팅 작업시간은 미리 설정된 180분 이내에서 자동으로 작업하여 외부는 평균 25㎛, 내부는 평균 21㎛의 증착 피막두께를 갖는 코팅층을 얻었다.

또한 다이머 재료는 성막속도는 늦지만 방수성과 물리적 강도가 우수한 물질 C2를 70%, 절연 강도가 우수한 물질 C0를 30%의 범위로 배합하여 사용하였으나 상기한 제1실시예 또는 제2실시예와 마찬가지로 다이머 물질 C2와 다이머 물질 C0의 비율은 피증착물인 자동고장구분개폐기의 사용조건에 따라 재료의 사용을 달리하는 것이 가능하다.

예를 들면 바닷가 근처의 수배전설비에 사용될 경우에는 내약품성과 물리적 강도가 우수한 다이머 물질 C2의 사용량을 늘리는 것이 좋으며, 일반 내륙지방의 경우에는 절연특성이 보다 우수한 다이머 물질 C0의 비율을 높이는 것이 바람직하다.

또한 함체 외부의 경우에는 외부에 노출이 되기 때문에 충격이나 기타 물리적 압력에 잘 견뎌야 하기 때문에 물리적 강도가 우수한 다이머 물질 C2의 사용이 유리하므로 경우에 따라서는 외부 함체의 내외부를 C2타입 다이머로 1차 성막을 형성한 후 C0타입 다이머로 마무리 증착을 하는 방법도 가능하며, 또 다른 방법으로는 마스킹으로 함체 내부를 막고 외부만 다이머 물질 C2로 증착 코팅한 후 반대로 코팅된 외부를 마스킹후 함체 내부만 다이머 물질 C0으로 코팅하여 외부는 바닷바람과 물리적 충격에 강한층을 형성하고 내부는 절연특성을 강조한 코팅층으로 구별하는 방안도 가능하다. 그러나 어느 방법이든 피증착물의 사용환경에 따라 다양하게 조건을 달리하는 것이 가능하다.

하기 표 6은 폴리머 증착코팅되어 코팅층을 갖는 자동고장구분개폐기의 내구성을 실험한 테스트결과를 정리한 것이다.

		50 cycle 후	1,000 cycle 후
분체도장제품	외함내부	염발생	심하게 부식
	외함외부	부분부식	절연유 누액발생
	작동유무	부분고장	작동불가
다이머 C2+C0	외함내부	변화없음	변화없음
	외함외부	페인트 부분 이탈	페이트 20%이상 이탈
	작동유무	정상가동	정상작동

여기서 일반 자연 기후 조건에서는 최소 1년 이상을 방치해야 그 차이점이 나타나기 때문에 실험에 소요되는 시간을 절약하기 위해 별도의 다음과 같은 가혹 조건을 마련하여 상대 비교하였다.

먼저 미코팅된 외함 1개를 제작하여 분체도장을 실시하고 함체내부에 전장품들을 조립한 후 통상적의 방법대로 절연유를 80%만 채운 후 용접으로 완전 밀봉처리를 하였다.

앞서 다이머 물질 C2와 C0를 혼합하여 코팅한 후 일반 유성페인트 도장을 실시한 외함의 함체내부에 전장품들을 조립한 후 절연유를 채움 없이 용접으로 완전 밀봉처리를 하였다. 상기 2개의 외함 각각에 대해 5% 염수가 채워진 수조에 담궈둔 채 1일간 방치해서 꺼낸 다음 자연건조시킨 후 영하 30도에서 30분 유지 후, 영상 200도에서 30분 유지 조건의 TempCycle 장비(제조사: Human Corp.사 모델명: SH-407S)에서 50 및 1,000사이클을 구동하여 꺼낸 다음 부식상태와 정상 작동유무를 관찰하였으며 그 결과를 표 6에 정리하였다.

일반 전착 도장된 시료의 경우 예상했던 대로 1,000사이클의 악조건하에서는 심하게 함체 부식이 일어나서 절연유의 누액이 발생되기 시작했으며, 최종적으로는 작동이 불가능한 상태가 되었으나 다이머 물질 C2와 다이머 물질 C0를 7:3 비율로 증착한 시료에서는 페인트가 일부 벗겨진 상태이지만 아직까지 코팅층이 함체를 보호하고 있어 부식이 진행되지 않고 있음을 확인할 수 있었으며 기능 또한 정상 작동됨을 알 수 있었다.

즉 파라크실렌계 다이머의 특징을 지속적으로 유지하기 위해 전용 프라이머 사용을 포함하고 고속으로 증착가능한 CVD장치에서 화학기상진공증착 코팅된 자동고장구분개폐기는 지금까지 어느 방법보다도 함체의 성능을 안정적으로 유지하면서 수명을 연장해서 사용할 수 있는 획기적인 방법이라 하겠다.

지금까지의 기술 내용을 정리해 본다면 여러 종류의 다이머의 특성을 안정적으로 유지할 수 있도록 하기 위해서는 소재와 증착코팅층간의 밀착력 강화에 필요한 전용 프라이머기술이 중요하며 또한 각기 가지고 있는 다이머 물질 특성을 최대화하기 위해서는 2종류 이상의 파라크실렌계 다이머들을 혼합 사용이 필요하고 이 과정에서 증착조건 설정이 중요함은 물론 경제성을 확보하기 위한 고속증착 방식의 CVD 장치와 관련 기술이 필요하게 되었다.

또한 본 발명의 출원인은 이런 다이머 재료들이 갖고 있는 고유의 장점을 살리고 치명적인 단점들을 보완하고자 오래전부터 새로운 타입의 프리이머를 찾아내어 고질적인 밀착력 문제를 해결하고자 하였으며 이렇게 향상된 밀착력은 UV에 견뎌내는 내구성을 갖게 되었음을 발견하게 되었으며, 더욱이 이렇게 형성된 밀착력은 피증착물 표면과 폴리머증착층(코팅층) 간의 결합력을 유지할 수가 있게 된 상태에서 페인트 도색 방법에 제한을 받지 않게 되었다.

즉 다이머 재료들이 갖는 고유 장점을 제대로 활용하기 위해 부족한 밀착력은 새로운 대체 프라이머를 사용하여 내부식성과 내습성 그리고 절연성이 뛰어난 증착 코팅층을 피증착물 표면으로부터 박리나 이탈이 없게 하여 피증착물을 장기간 보호 유지할 수 있는 동시에, 과거 부식방지 목적의 도장층은 단지 햇빛의 직사광선 차단 역할만 수행하게 함으로서 기존의 분체전착방식보다도 저렴하고 손쉬운 일반 페인트를 사용만으로도 소기의 목적을 충분히 달성하는 것이 가능하다.

본 발명이 제안하는 내부식성이 강화된 자동고장개폐기 함체는 값비싼 스테인레스 재질이 아닌 보다 얇아진 일반 냉간압연 철판재를 사용하여 증착 대상소재와 폴리머증착층(코팅층)과의 밀착력 확보를 목적으로 염화비닐수지, 아크릴수지성분을 일정비율 혼합하여 자일렌, 헥사하이드로벤젠, 톨루엔, 메틸알코올을 유기용제로 구성된 프라이머를 제조하여 스프레이 분사방식으로 도포를 한 후 파라크실렌 계열의 다이머 물질을 1종 또는 2종 이상 혼합 사용하여 각 재료의 장점을 극대화하고자 하였으며 피증착물에 필요한 부식방지와 절연성 확보라는 소기의 목적을 달성하면서 경제성을 고려하여 10~50㎛의 두께 범위로 형성된 폴리머증착 코팅층은 악조건에서도 충분히 견딜수 있다는 사실을 많은 자체 실험을 통해 찾아내었다.

그리고 부식 억제를 위한 기존의 값비싼 전착도장 대신에 단순히 햇빛 차단 역할만 할 수 있는 저렴한 페인트를 사용함으로서 증착코팅으로 인한 비용 증가분을 상쇄하고자 하였다.

이러한 표면처리 가공층은 부식방지는 물론 방수가 가능하게 되어 수명 연장이 가능해지며 이때 함체 외부만 코팅처리하는 방식보다는 함내에 전기제어 탑재물까지 조립을 한후 진공증착 코팅을 하게 된다면 절연기능 까지 부가되어 절연유의 사용을 억제할 수 있으며 절연유의 부작용에 의한 정전사고를 미연에 방지하는 것이 가능하다.

다음으로 상기와 같이 본 발명에 따른 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 코팅 제작방법의 일실시예를 적용하여 제작된 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비의 일실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비의 일실시예는 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 함체(10)와, 부스바(20)와, 전자제어유닛(30)을 포함하여 이루어진다.

상기 함체(10)는 도 7에 나타낸 바와 같이, 내부에 소정의 설비공간을 갖는 상자형상으로 이루어지고, 전방에 도어부재(15)를 장착하여 개폐가능한 구조를 이룬다.

상기 함체(10)는 전체적으로 소정의 강도를 갖는 금속재질을 사용하여 구성한다.

상기 부스바(20)는 도전체로서 상기 함체(10)의 내측 설비공간 내에 장착되되 상기 함체(10)와는 체결부재(예를 들면, 볼트 등)를 사용하여 고정 설치한다. 즉 상기 부스바(20)는 상기 함체(10) 내 단자와 단자 사이를 상호 접속연결하도록 장착된다.

상기 부스바(20)는 소정의 길이를 갖는 막대형상으로 이루어지고, 상하 수직방향 및 전후 수평방향으로 연장형성된 구조를 이룬다.

상기 부스바(20)는 상기 함체(10) 내에 복수 개가 장착되되 개개의 상기 부스바(20) 간에 서로 일정한 이격거리(L)를 두고 설치된다. 즉 상기 부스바는 상기 함체의 내부에 수배전 용량에 따라 일정한 이격거리를 유지한 채 3~4열로 구성한다.

상기에서 부스바(20) 간에 상호 이격거리는 일반적인 부스바 간에 간격으로 규정된 기준치 대비 30~50%로 줄여 구성한다. 즉 상기 부스바(20)에는 하기에서 확인할 수 있는바 외면에 코팅층(40)을 형성하여 우수한 절연성을 가지며 자기장의 형성을 억제하므로 복수 개의 상기 부스바(20) 간의 거리를 줄여 구성하는 것이 가능하다.

상기 부스바(20)는 금속재질을 사용하되 외면에 주석 또는 은 도금된 구리재질을 사용하여 구성한다.

상기 전자제어유닛(30)은 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 함체(10)의 전면(앞쪽 면)에 고정 설치되되 상기 도어부재(15) 상에 위치하도록 설치된다.

상기 전자제어유닛(30)은 수배전설비의 전반적인 운전에 대하여 조작 및 설정제어하거나 운전 상태와 관련된 정보를 외부에 출력하는 기능을 수행한다.

상기 전자제어유닛(30)은 수배전설비의 운전과 관련된 조작 및 설정 여부를 제어하기 위한 입력기능과 더불어 수배전설비의 운전 상태를 출력하여 표시가능한 출력기능을 갖는 외부패널본체(31)와, 상기 외부패널본체(31) 내에 설치되며 수배전설비의 운전상태를 감시 및 제어가능한 제어모듈(33)로 구성한다.

상기 제어모듈(33)은 수배전설비 전력계통의 사고에 따른 이상이나 오작동 여부를 검출하면서 전반적인 제어기능을 수행하되 습기나 가스 등의 유해환경조건으로부터 쉽게 고장이 발생할 수 있는 회로 및 전기적인 연결구조로 이루어진다.

상기 부스바(20) 및 상기 전자제어유닛(30)에는 도 8의 (a),(b)에 각각 나타낸 바와 같이, 파라크실렌(p-Xylylene) 계열의 다이머 물질을 1종 또는 2종 이상 혼합 사용하거나 2종 이상의 다이머로부터 각기 다른 코팅층을 2개 층 이상으로 달리 구분하는 박막형태의 얇은 두께를 갖는 코팅층(40)을 구성한다.

상기에서 코팅층(40)을 이루는 다이머 재료로는 다이머 물질 C1과 다이머 물질 C0를 적용하도록 C1과 C0 중 어느 하나를 사용한 1종의 재료로부터 구성하는 것도 가능하고, 내절연성과 침투성이 우수한 다이머 물질 C0와 성막속도가 빠른 다이머 물질 C1을 조합하여 2종의 다이머로부터 구성하는 것도 가능하다.

상기 코팅층(40)은 상온진공증착방식을 사용하되 화학기상증착(CVD)방식을 적용하여 증착 코팅한다.

상기에서 화학기상증착방식으로는 본 발명의 출원인에 의해 출원된 냉각장치가 없는 화학기상증착장치를 사용하여 상기 코팅층(40)을 형성시키는 것이 바람직하다.

또한 상기 부스바(20) 및 상기 전자제어유닛(30)에는 상기 코팅층(40)과의 충분한 밀착력을 가질 수 있도록 프라이머가 도포되는 프라이머층(50)을 구성하는 것도 가능하다. 즉 상기 부스바(20) 및 상기 전자제어유닛(30)에 각각 프라이머층(50)을 형성한 후 상기 프라이머층(50)의 외측에 상기 코팅층(40)을 구비토록 형성한다.

상기 프라이머층(50)에 적용되는 프라이머로는 염화비닐수지(chlorinated polyolefin), 아크릴수지(acrylet polymer) 성분을 일정한 비율로 혼합하여 자일렌(xylene), 헥사하이드로벤젠(cyclohexane), 톨루엔(toluene), 메틸알코올(methyl alcohol)의 조성을 갖도록 혼합된 조성물을 적용한다.

상기 코팅층(40)은 피증착물 중 상기 부스바의 표면에 1~100㎛의 두께 범위로 형성토록 이루어지고, 상기 코팅층(40)은 피증착물 중 상기 전자제어유닛의 표면에 1~50㎛의 두께 범위로 형성토록 이루어진다.

상기 전자제어유닛(30)에는 상기 코팅층(40)이 상기 외부패널본체(31) 및 상기 제어모듈(33) 중 적어도 어느 하나의 구성에 증착 코팅될 수 있게 이루어진다. 즉 상기 외부패널본체(31)에 전체적으로 상기 코팅층(40)을 형성하거나 상기 제어모듈(33)에만 상기 코팅층(40)을 형성하는 것이 가능하고, 상기 외부패널본체(31)와 상기 제어모듈(33) 모두에 상기 코팅층(40)을 형성하는 것도 가능하다.

상기에서는 본 발명에 따른 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비로서 수배전반에 적용하는 것을 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 다양한 수배전설비(예를 들면 자동고장구분개폐기 등)에 적용하는 것이 가능함은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사실이다.

상기에서는 본 발명에 따른 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 및 그 코팅 제작방법의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 명세서 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.

10 : 함체 15 : 도어부재
20 : 부스바 30 : 전자제어유닛
31 : 외부패널본체 33 : 제어모듈
40 : 코팅층 50 : 프라이머층
100 : 수배전설비 100a : 수배전반
100b : 자동고장구분개폐기 200 : CVD장치
L : 부스바 이격거리

Claims (14)

1. 부스바를 구비한 수배전반 또는 자동고장구분개폐기 중 어느 하나의 수배전설비를 코팅 제작하는 방법에 있어서,
   수배전설비인 피증착물에 밀착력을 강화가능하게 프라이머를 도포하는 단계와;
   상기 프라이머가 도포된 피증착물을 반건조 상태로 자연건조시킨 후 냉각장치가 필요없는 CVD장치(cold trapless CVD system)에서 파라크실렌(p-Xylylene)계 다이머 물질을 사용하여 1~100㎛ 범위의 코팅두께를 갖는 폴리머상태의 코팅층을 증착시키는 단계;를 포함하여 이루어지되,
   상기 수배전설비 피증착물의 증착코팅된 부스바에는 극성구분을 위한 색상별 테이프를 구분하여 테이핑하는 단계와, 단위크기로 나뉘어진 각각의 개별 부스바를 드릴작업한 후 볼트로 체결하여 극성별로 구분된 부스바를 수배전반의 함체 내에 설치하는 단계;를 포함하여 이루어지는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 코팅 제작방법.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 파라크실렌(p-Xylylene)계 다이머 물질로는 페닐링(C₁₆H₁₆)의 기본구조식에서 1개의 수소기를 염소와 치환시킨 C1형 다이머 (C₁₆H₁₄C₁₂)와, 2개의 수소기를 염소기와 치환시킨 C2형 다이머(C₁₆H₁₂C₁₄)와, 그리고 아무것도 치환하지 않은 그대로의 C0형 다이머(C₁₆H₁₆)를 사용하여 1종 또는 2종 이상을 서로 혼합 사용하거나, 각기 다른 다이머 물질을 2개 층 이상으로 달리 구분하여 코팅하도록 이루어지는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 코팅 제작방법.
   
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 피증착물로서 수배전반의 전자제어유닛을 코팅하는 경우에는 프라이머를 도포하기 이전에 상기 피증착물의 내외측 커버를 분리하여 제거하는 단계와, 전자제어유닛에서 폴리머 증착코팅으로 인해 기능저하가 예상되는 부분에 마스킹 물질을 접촉시켜 국부적으로 마스킹하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 코팅 제작방법.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 코팅층을 증착시킨 다음 마스킹 물질을 제거하고 커버를 재조립하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 코팅 제작방법.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 피증착물로서 수배전설비 중 외부에 설치될 수밖에 없는 자동고장구분개폐기를 코팅 제작할 경우에는 프라이머를 도포하기 이전에 두께 2~3㎜의 일반압연강판을 사용하여 함체를 제작하는 단계와; 상기 함체의 내부에 전장부품들을 설치하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 코팅 제작방법.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 코팅층을 증착시킨 다음 햇빛에 노출되는 외측부의 코팅층을 자외선으로부터 보호하기 위해 프라이머와 광명단을 50:50 비율로 혼합하여 재차 도포하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 전자식 수배전설비 코팅 제작방법.
   
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