KR101822862B1 - 전도성 고분자와 전도성 카본에 의해 제조되는 알칼리 감지용 센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 알칼리 감지용 센서에 관한 것으로, 특히 전도성 고분자와 전도성 카본에 의하여 물이나 수분에는 반응하지 않고 알칼리 성분에만 반응하여 저항값이 변화도록 한 전도성 고분자와 전도성 카본에 의해 제조되는 알칼리 감지용 센서에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 절연성을 갖는 합성수지재의 기재 상부면에 길이방향으로 한 줄의 감지선이 형성되고, 상기 감지선은 에폭시 25 중량%, 축광안료 2 중량%, 전도성 카본 20 중량%가 혼합되어 분산된 제1의 용액과, 용제형 전도성 고분자로서 폴리피롤 47 중량%, 액체 PI 수지 5 중량%가 혼합된 제2의 용액이 상기 제1의 용액과 혼합되고, 상기 제1의 용액과 제2의 용액이 서로 혼합된 용액에 솔벤트용 지시약 1 중량%가 혼합되어 인쇄방식에 의해 형성된다.

Description

전도성 고분자와 전도성 카본에 의해 제조되는 알칼리 감지용 센서{Alkali detection sensor fabricated by conductive polymer and conductive carbon}

본 발명은 알칼리 감지용 센서에 관한 것으로, 특히 전도성 고분자와 전도성 카본에 의하여 물이나 수분에는 반응하지 않고 알칼리 성분에만 반응하여 저항값이 변화도록 한 전도성 고분자와 전도성 카본에 의해 제조되는 알칼리 감지용 센서에 관한 것이다.

등록특허 10-1393074에서는 베이스필름; 상기 베이스필름에 상기 베이스필름의 길이방향을 따라 나란하게 각각 형성된 전류전극과 저항전극을 포함하는 전극부; 상기 베이스필름과 전극부 상에 적층되고, 상기 전류전극의 일부가 노출되도록 타공된 제1 전극홀과 상기 저항전극의 일부가 노출되도록 상기 베이스필름의 길이방향을 따라 상기 제1 전극홀과 대응되는 위치에 타공된 제2 전극홀로 이루어진 전극홀 쌍이 복수 개 형성된 커버필름; 수분 흡수 재질로 이루어지고, 상기 복수 개의 전극홀 쌍 별로 상기 제1 전극홀과 제2 전극홀을 충진하며 연결시키도록 상기 커버필름 상에 개별적으로 코팅되는 복수 개의 수분흡수코팅층; 을 포함하고, 상기 복수 개의 수분흡수코팅층 중 하나 이상에 수분이 침투되어 상기 전류전극과 저항전극이 통전되면 상기 전극부에 인가된 전류 값의 변화를 감지하여 누수 여부를 판별하는 필름형 누수감지센서를 제안하였다.

그런데, 이러한 종래의 누수감지센서는 단순히 누설되는 물만을 감지할 뿐 환경에 치명적인 알칼리 성분을 갑지하지 못한다.

예를 들어 알칼리 용액을 저장하는 저장탱크에 균열이나 파손이 발생하게 되는 경우에 알칼리의 누설이 발생하고, 이러한 누설된 알칼리는 토양과 지하수를 오염시키는 환경 훼손시킴으로써 심각한 문제점이 있으나, 종래의 기술에서는 이러한 알칼리 성분을 감지하지 못하므로 누설에 대한 신속한 대응이 어렵게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 주된 목적은 누설이 발생하기 쉬운 특정위치에 설치되어 외부로 누설되는 알칼리 성분만을 감지할 수 있도록 한 알칼리 감지용 센서를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

절연성을 갖는 합성수지재의 기재 상부면에 길이방향으로 한 줄의 감지선이 형성되고,

상기 감지선은

에폭시 25 중량%, 축광안료 2 중량%, 전도성 카본 20 중량%가 혼합되어 분산된 제1의 용액과,

용제형 전도성 고분자로서 폴리피롤 47 중량%, 액체 PI 수지 5 중량%가 혼합된 제2의 용액이 상기 제1의 용액과 혼합되고,

상기 제1의 용액과 제2의 용액이 서로 혼합된 용액에 솔벤트용 지시약 1 중량%가 혼합되어 인쇄방식에 의해 형성된다.

본 발명에 따른 알칼리 감지용 센서는 습기나 물에는 반응하지 않고 알칼리 성분에 대해서만 반응하므로 누설이 예측되는 위치에 설치되어 정확하게 알칼리의 누설을 감지할 수 있다.

도1은 본 발명에 의한 알칼리 감지용 센서의 구조를 보인 도
도2는 센서의 단면부위를 보인 도
도3은 감지선에 알칼리 용액이 누설되어 확산되는 상태를 보인 도

본 발명은 일 관점에서, 센서(10)는 도1에 도시한 바와같이 절연성을 갖는 필름 등의 합성수지재로 된 기재(11) 상부면에 길이방향으로 한 줄의 감지선(12)이 형성되며, 이 센서(10)의 양쪽 부위에는 감지선(12)에 전원을 공급하기 위한 커넥터(13,14)가 연결되고, 이 커넥터에는 전원선(15)이 연결되어 경보기(16)로 연결된다.

따라서 경보기(16)로부터 공급되는 전원은 커넥터(13,14)를 통해 감지선(12)에 흐르게 되며, 물이 누설되어 감지선(12)에 접촉하는 경우에는 감지선(12)이 반응하지 않게 되므로 저항값의 변화가 발생하지 않게 되어 경보기(16)는 경보를 발생하지 않으며, 알칼리 용액이 누설된 경우에만 감지선(12)의 저항값이 변화되므로 경보기(16)는 이러한 변화를 감지하여 경보를 발생하게 되는 것이다.

이러한 본 발명의 센서(10)는 파이프 라인의 하측에 설치되어 누설되는 알칼리가 감지선(12)에 떨어지거나 또는 알칼리 저장탱크의 주변부에 설치되어 흘러서 누설되는 알칼리 용액이 감지선(12)에 닿는 경우에 이를 감지할 수 있는 것이다.

기재(11)는 PC(Poly Carbonate), PET(PolyEthylene Terephthalate), PI(PolyImide) 등의 재질로 형성되며, 그 길이는 1~15cm, 폭은 3~5cm, 두께는 100~200㎛ 정도이며, 감지선(12)은 폭이 3~7mm 정도를 가진다.

상기의 감지선(12)은 폴리피롤 47 중량%, 전도성 카본 20 중량%, 바인더로서 에폭시 25 중량%, 액체 PI 수지 5 중량%, 축광안료 2 중량%, 그리고 솔벤트용 지시약 1 중량%가 혼합되어 구성된다.

용제형 전도성 고분자로서 폴리피롤은 물에는 반응하지 않고, 알칼리에만 반응하여 저항값이 변화되는 물질이어서 알칼리 성분만을 선택적으로 감지하는 것이다.

전도성 카본은 감지선(12)에 기본적인 전원을 흐르게 하는 성분이고, 바인더인 에폭시와 액체 PI 수지가 혼합되어 사용되는데, 여기서 에폭시는 전도성 고분자인 폴리피롤과 전도성 카본이 기재(11)의 상부면에 인쇄에 의해 형성될 수 있도록 하고, 액체 PI 수지는 물에 강한 성분으로서 절연성을 향상시키기 위하여 혼합된다.

축광안료는 야간이나 어두운 곳에서 감지선(12)이 알칼리 용액에 의해 오염된 상태를 식별 가능하도록 한 것으로서, 투명의 알칼리 용액이 렌즈 역할을 하여 축광 안료로부터 발생하는 빛의 퍼짐 현상이 발생하게 되면, 이는 감지선(12)이 액체에 의해 오염이 발생하였다는 것을 가시적으로 확인할 수 있게 되는 것이다.

즉, 야간에 알칼리 용액의 누설이 발생하여 경보기(16)로부터 경보가 발생하게 되면, 관리자는 누설 현장으로 즉시 이동하여 누설이 발생된 센서(10)의 위치를 가시적으로 즉각 확인하여 조치를 할 수 있는 것이다.

또한, 야간에 감지선(12)이 발광하게 되므로, 센서(10)의 설치 상태를 알려줄 수 있게 된다.

용제형 지시약의 경우에는 주간에 센서(10)가 알칼리 용액에 의해 오염된 상태를 가시적으로 알려주는 것으로서, 에탄올이나 알콜에 녹는 솔벤트용 지시약으로 알칼리 용액에 의해 지시약의 색상이 변화되면서 녹게 되어 퍼짐으로써 관리자가 현장 방문시에 즉시 오염된 위치를 확인하여 조치가 가능하도록 한 것이다.

이러한 감지선(12)을 조성하는 물질은 먼저 에폭시와 전도성 카본, 그리고 축광안료를 혼합하여 고압분산기에 의해 분산하여 제1의 용액을 준비하고, 폴리피롤과 액체 PI 수지를 혼합하여 제2의 용액을 준비한 다음, 제1의 용액과 제2의 용액을 혼합하며, 이후 혼합된 용액에 솔벤트용 지시약과 혼합함으로써 이를 기재(11)의 상부면에 직접 인쇄하여 감지선(12)을 형성하게 된다.

한편, 도2에서와 같이 기재(10)는 감지선(12)이 형성된 부위에서 길이방향으로 길게 약 60~100㎛의 깊이를 갖는 홈부(17)가 형성되는데, 이러한 홈부(17)는 프레스, 열압착 등의 가공에 의해 형성된다.

또한, 그 홈부(17)에 감지선(12)이 형성되며, 감지선(12)은 30~70㎛의 두께를 가지게 되어 기재(10)의 상부면보다 감지선(12)의 상부면이 30㎛ 정도 낮게 형성됨으로써 감지선(12)을 바닥으로 하는 고랑이 형성된다.

따라서, 소량의 알칼리 용액이 누설되어 홈부(17)로 유입되면, 도3에서와 같이 알칼리 용액이 고랑으로 된 홈부(17)에서 길게 확산됨으로써 소량의 알칼리 용액이더라도 감지선(12)의 상부면에서 넓은 면적으로 접촉하므로 빠른 누설의 감지가 이루어지게 된다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시예일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

10 - 센서
11 - 기재
12 - 감지선
13,14 - 커넥터
15 - 전원선
16 - 경보기
17 - 홈부
18 - 알칼리 용액

Claims (2)

1. 절연성을 갖는 합성수지재의 기재 상부면에 길이방향으로 한 줄의 감지선이 형성되고,
   상기 감지선은
   에폭시 25 중량%, 축광안료 2 중량%, 전도성 카본 20 중량%가 혼합되어 분산된 제1의 용액과,
   용제형 전도성 고분자로서 폴리피롤 47 중량%, 액체 PI 수지 5 중량%가 혼합된 제2의 용액이 상기 제1의 용액과 혼합되고,
   상기 제1의 용액과 제2의 용액이 서로 혼합된 용액에 솔벤트용 지시약 1 중량%가 혼합되어 인쇄방식에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 전도성 고분자와 전도성 카본에 의해 제조되는 알칼리 감지용 센서.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 기재는 감지선이 형성될 부위에 길이방향으로 홈부가 형성되고, 그 홈부에 감지선이 형성되되, 감지선의 상부면은 기재의 상부면보다 30㎛ 낮게 형성된 것을 특징으로 하는 전도성 고분자와 전도성 카본에 의해 제조되는 알칼리 감지용 센서.
   

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