KR102374680B1 - 알칼리 누액 감지기 및 알칼리 누액 감지기 제조방법. - Google Patents

알칼리 누액 감지기 및 알칼리 누액 감지기 제조방법. Download PDF

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Abstract

본 발명은 누액 감지기에 관한 것으로, 구체적으로 알칼리 누액 감지기 및 알칼리 누액 감지기 제조방법을 제공한다. 본 발명의 알칼리 누액 감지기는 한 쌍의 배선들, 상기 배선들 중 적어도 하나의 배선 상에 배치된 제1 알칼리 반응성 폴리머를 포함하는 반응층 및 상기 반응층 상에 배치되고, 고분자 바인더 및 상기 고분자 바인더 내에 분산된 제2 알칼리 반응성 폴리머를 포함하는, 내구층을 포함하고, 상기 반응층 내의 제1 알칼리 반응성 폴리머의 밀도는 상기 내구층 내의 상기 제2 알칼리 반응성 폴리머의 밀도보다 높다. 이러한 알칼리 누액 감지기는 내수성이 있으며, 알칼리를 빠르게 감지할 수 있다.

Description

알칼리 누액 감지기 및 알칼리 누액 감지기 제조방법.{Alkali leakage sensor and alkali leakage sensor manufacturing method}
본 발명은 누액 감지기에 관한 것으로, 구체적으로 알칼리 누액 감지기 및 알칼리 누액 감지기 제조방법에 관한 것이다.
유해물질 사업장 환경안전 규제 강화에 따라 누출 감지 시스템 설치가 필수적이게 되면서, 설비 공사비용을 최소화하고 효율적으로 누액을 감지하는 센싱 시스템에 대한 수요가 급증하고 있다.
미국등록특허 제03981181호는 액체 누설을 탐지하기 위한 감지 시스템에 관한 것으로, 기공형 고분자 재료로 격리된 케이블로 임피던스의 변화를 감지하는 장치이나, 감지 시간의 자체로 인한 응답시간이 오래 걸리고, 공간적 제약, 정밀 측정능력과 복잡한 시스템 설계가 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 알칼리 누액에 대한 반응 민감도가 향상된 알칼리 누액 감지기 및 알칼리 누액 감지기 제조방법를 제공함에 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 측면은 알칼리 누액 감지기를 제공한다. 상기 알칼리 누액 감지기는 한 쌍의 배선들, 상기 배선들 중 적어도 하나의 배선 상에 배치된 제1 알칼리 반응성 폴리머를 포함하는 반응층 및 상기 반응층 상에 배치되고, 고분자 바인더 및 상기 고분자 바인더 내에 분산된 제2 알칼리 반응성 폴리머를 포함하는, 내구층을 포함하고, 상기 반응층 내의 제1 알칼리 반응성 폴리머의 밀도는 상기 내구층 내의 상기 제2 알칼리 반응성 폴리머의 밀도보다 높은, 알칼리 누액 감지기이다.
또한, 상기 내구층은 내수성 강화제를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 내수성 강화제는 지방산, 유지(fatty oil) 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
또한, 상기 지방산은 C13 내지 C22의 포화지방산, 불포화지방산 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
또한, 상기 지방산은 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 리놀레산, 리놀레닉산, 옥타데카테트라에노산, 에이코사펜타엔산 및 도코사헥사엔산으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
또한, 상기 유지(fatty oil)는 어유(fish oil)일 수 있다.
또한, 상기 제1 알칼리 반응성 폴리머 및 상기 제2 알칼리 반응성 폴리머는 서로에 관계없이, 말레산 무수물 단위체를 주쇄 또는 측쇄에 포함하는 말레산 무수물계 폴리머 및 페놀기를 주쇄 또는 측쇄에 포함하는 페놀계 폴리머로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
또한, 상기 말레산 무수물계 폴리머는 하기 화학식 1a 또는 하기 화학식 1b로 표시되는 말레산 무수물 단위체를 포함할 수 있다.
[화학식 1a]
Figure 112019130265618-pat00001
상기 화학식 1a에서 R1a, R2b는 각각 수소, 니트로기, 니트릴기, 할로겐 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고,
[화학식 1b]
Figure 112019130265618-pat00002
상기 화학식 1b에서 R1c는 수소, 니트로기, 니트릴기, 할로겐 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고, C2와 C3와의 결합은 단일결합 내지 이중결합이고, n은 0 내지 3이다.
또한, 상기 말레산 무수물계 폴리머는 상기 말레산 무수물 단위체와 다른 하나 이상의 단위체를 포함하는 코폴리머일 수 있다.
또한, 상기 말레산 무수물계 폴리머는 비닐계 단위체와 상기 말레산 무수물 단위체를 포함하는 코폴리머일 수 있다.
또한, 상기 말레산 무수물계 폴리머는 폴리(스티렌-알트-말레산 무수물), 폴리(옥타데칸-알트-말레산 무수물), 폴리(이소부틸렌-알트-말레산 무수물), 폴리(이소부틸비닐에테르-알트-말레산 무수물), 폴리(프로필렌-알트-말레산 무수물), 폴리(에틸렌-알트-말레산 무수물), 폴리이소프렌-그라프트-말레산 무수물, 폴리프로필렌-그라프트-말레산 무수물 및 폴리에틸렌-그라프트-말레산 무수물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상 일 수 있다.
또한, 상기 페놀계 폴리머는 하기 화학식 2a 또는 하기 화학식 2b로 표시되는 페놀기를 포함할 수 있다.
[화학식 2a]
Figure 112019130265618-pat00003
상기 화학식 2a에서 R2a, R2b는 각각 수소, 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고,
[화학식 2b]
Figure 112019130265618-pat00004
상기 화학식 2b에서 R2c, R2d는 각각 수소, 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고, n은 0 내지 3이다.
또한, 상기 페놀계 폴리머는 폴리비닐페놀 및 노볼락으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
또한, 상기 고분자 바인더는 폴리카보네이트 및 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
또한, 상기 반응층은 제1 알칼리 반응성 폴리머로 이루어진 다수의 제1 입자들을 구비하고, 상기 내구층은 제2 알칼리 반응성 폴리머로 이루어진 다수의 제2 입자들을 구비할 수 있다.
또한, 상기 반응층 내의 제1 입자들의 밀도는 상기 내구층 내의 제2 입자들의 밀도보다 높을 수 있다.
본 발명의 일 측면은 알칼리 누액 감지기 제조방법을 제공한다. 상기 알칼리 누액 감지기 제조방법은 제1 알칼리 반응성 폴리머 및 제1 용매를 포함하는 제1 코팅액의 액적을 노즐을 통해 도전체를 향해 분무시켜 반응층을 형성하는 반응층 형성 단계 및 제2 알칼리 반응성 폴리머, 제2 용매, 고분자 바인더, 및 내수성 강화제를 포함하는 제2 코팅액의 액적을 노즐을 통해 상기 반응층이 형성된 도전체를 향해 분무시켜 내구층을 형성하는 내구층 형성 단계를 포함하는 알칼리 누액 감지기 제조방법이다.
또한, 상기 제1 코팅액 내의 제1 알칼리 반응성 폴리머의 밀도는 상기 제1 코팅액 내의 상기 제2 알칼리 반응성 폴리머의 밀도보다 높을 수 있다.
또한, 상기 제1 알칼리 반응성 폴리머와 상기 제2 알칼리 반응성 폴리머는, 서로에 관계없이, 말레산 무수물 단위체를 주쇄 또는 측쇄에 포함하는 말레산 무수물계 폴리머 및 페놀기를 주쇄 또는 측쇄에 포함하는 페놀계 폴리머;로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
또한, 상기 반응층 형성 단계 또는 상기 내구층 형성 단계에서, 상기 노즐과 도전체 사이에 전계를 인가할 수 있다.
또한, 상기 내수성 강화제는 지방산, 유지(fatty oil) 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
또한, 상기 지방산은 C13 내지 C22의 포화지방산, 불포화지방산 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
또한, 상기 지방산은 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 리놀레산, 리놀레닉산, 옥타데카테트라에노산, 에이코사펜타엔산 및 도코사헥사엔산으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
또한, 상기 유지(fatty oil)는 어유(fish oil)일 수 있다.
또한, 상기 제1 용매와 상기 제2 용매는, 서로에 관계없이, 이소프로필알콜, 아세톤, 디메틸포름아미드, 1,2-디클로로에탄, N-메틸-2-피롤리돈, 메탄올, n-부탄올, n-프로판올, 아세토니트릴, 디메틸술폭시드, 포름산, 프로필렌카보네이트, 메틸에틸케톤, 테트라하이드로푸란, 아세트산, 에틸아세테이트, 클로로포름 및 디에틸에테르로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
또한, 상기 제1 코팅액이 상기 제1 알칼리 반응성 폴리머로 이루어진 다수의 제1 입자들을 구비하거나, 상기 제2 코팅액이 제2 알칼리 반응성 폴리머로 이루어진 다수의 제2 입자들을 구비할 수 있다.
또한, 상기 제1 코팅액이 상기 제1 알칼리 반응성 폴리머로 이루어진 다수의 제1 입자들을 구비하고, 상기 제2 코팅액이 제2 알칼리 반응성 폴리머로 이루어진 다수의 제2 입자들을 구비하는 경우, 상기 제1 코팅액 내의 제1 입자들의 밀도는 상기 제2 코팅액 내의 제2 입자들의 밀도보다 높을 수 있다.
본 발명에 따르면, 알칼리 누액 감지기는 내수성이 있으며, 알칼리를 빠르게 감지할 수 있다.
본 발명의 기술적 효과들은 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 코팅액을 사용한 정전분무방법을 개략적으로 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅층이 형성된 고분자 피복 도전체의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 알칼리 누액 감지기를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4a는 상기 제조예에 따른 반응층만 코팅한 와이어 표면의 SEM 사진이다.
도 4b는 상기 제조예에 따른 반응층만 코팅한 와이어의 표면을 물에 노출시킨 후에 촬영한 SEM 사진이다.
도 4c는 상기 제조예에 따른 반응층만 코팅한 와이어의 표면을 알칼리에 노출시킨 후에 촬영한 SEM 사진이다.
도 5a는 상기 제조예에 따른 반응층 및 내구층을 코팅한 알칼리 누액 감지기용 와이어 표면의 SEM 사진이다.
도 5b는 상기 제조예에 따른 반응층 및 내구층을 코팅한 알칼리 누액 감지기용 와이어의 표면을 물에 노출시킨 후에 촬영한 SEM 사진이다.
도 5c는 상기 제조예에 따른 반응층 및 내구층을 코팅한 알칼리 누액 감지기용 와이어의 표면을 알칼리에 노출시킨 후에 촬영한 SEM 사진이다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실험예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다.
층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다.
제1 실시예 : 제1 코팅액 제조 및 제2 코팅액 제조
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 코팅액은 제1 알칼리 반응성 폴리머 및 제1 용매를 포함할 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 코팅액은 제2 알칼리 반응성 폴리머, 제2 용매, 고분자 바인더, 및 내수성 강화제를 포함할 수 있다.
제1 코팅액은 알칼리 누액 감지기의 반응층을 위한 코팅액으로 제1 알칼리 반응성 폴리머는 액상 또는 입자상일 수 잇다. 상기 제1 용매는 상기 제1 알칼리 반응성 폴리머를 용해 또는 분산시킬 수 있는 용액일 수 있다.
상기 제1 알칼리 반응성 폴리머 및 상기 제2 알칼리 반응성 폴리머는 서로에 관계없이, 말레산 무수물 단위체를 주쇄 또는 측쇄에 포함하는 말레산 무수물계 폴리머 및 페놀기를 주쇄 또는 측쇄에 포함하는 페놀계 폴리머로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
구체적으로, 상기 말레산 무수물계 폴리머는 하기 화학식 1a 또는 하기 화학식 1b로 표시되는 말레산 무수물 단위체를 포함할 수 있다.
[화학식 1a]
Figure 112019130265618-pat00005
상기 화학식 1a에서 R1a, R2b는 각각 수소, 니트로기, 니트릴기, 할로겐 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고,
[화학식 1b]
Figure 112019130265618-pat00006
상기 화학식 1b에서 R1c는 수소, 니트로기, 니트릴기, 할로겐 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고, C2와 C3와의 결합은 단일결합 내지 이중결합이고, n은 0 내지 3이다.
상기 말레산 무수물계 폴리머에 포함된 말레산 무수물 단위체가 알칼리와 반응하여 상기 말레산 무수물계 폴리머가 물에 용해될 수 있다.
상기 말레산 무수물계 폴리머는 상기 말레산 무수물 단위체와 다른 하나 이상의 단위체를 포함할 수 있다.
구체적으로 상기 말레산 무수물계 폴리머는 비닐계 단위체와 상기 말레산 무수물 단위체를 포함할 수 있다.
더 구체적으로 상기 말레산 무수물계 폴리머는 폴리(스티렌-알트-말레산 무수물), 폴리(옥타데칸-알트-말레산 무수물), 폴리(이소부틸렌-알트-말레산 무수물), 폴리(이소부틸비닐에테르-알트-말레산 무수물), 폴리(프로필렌-알트-말레산 무수물), 폴리(에틸렌-알트-말레산 무수물), 폴리이소프렌-그라프트-말레산 무수물, 폴리프로필렌-그라프트-말레산 무수물 및 폴리에틸렌-그라프트-말레산 무수물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
한편, 상기 페놀계 폴리머는 하기 화학식 2a 또는 하기 화학식 2b로 표시되는 페놀기를 포함할 수 있다.
[화학식 2a]
Figure 112019130265618-pat00007
R2a, R2b는 각각 수소, 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고,
[화학식 2b]
Figure 112019130265618-pat00008
R2c, R2d는 각각 수소, 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고, n은 0 내지 3이다.
상기 페놀계 폴리머에 포함된 페놀기가 알칼리와 반응하여 상기 페놀계 폴리머가 물에 용해될 수 있다.
구체적으로, 상기 페놀계 폴리머는 폴리비닐페놀 및 노볼락으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 고분자 바인더는 폴리카보네이트 및 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
또한, 상기 내수성 강화제는 지방산, 유지(fatty oil) 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 내수성 강화제로써 지방산, 유지(fatty oil) 또는 이들의 혼합물을 사용함으로써, 지방산, 유지(fatty oil) 또는 이들의 혼합물이 물과 반응하지 않는 성질을 이용하여, 코팅층이 물과 반응하는 것을 막을 수 있다. 상기 유지(fatty oil)는 1개의 글리세롤 분자와 1 내지 3개의 지방산 분자가 에스테르 결합으로 한 분자를 이루고 있는 모노, 다이, 혹은 트리글리세라이드가 주성분으로 실온(15-25℃)에서 액체인 것을 의미한다.
또한, 상기 내수성 강화제로써 지방산, 유지(fatty oil) 또는 이들의 혼합물을 사용함으로써, 코팅액이 입자형태로 코팅되는 것을 막아 코팅층의 강도를 유지할 수 있다. 구체적으로 상기 내수성 강화제는 끓는점이 비교적 높아, 코팅액을 정전분무할 때 생성되는 액적이 비행하는 도중 액적으로부터 증발되지 않을 수 있어, 코팅층이 입자 형태가 아닌 막의 형태로 형성되도록 할 수 있다. 이러한 막 형태의 코팅층은 도전체 표면에 전체와 접촉할 수 있어, 입자 형태의 코팅층 대비 도전체 표면으로부터 물리적 충격에 의한 벗겨짐이 감소할 수 있다.
또한, 상기 지방산은 C13 내지 C22의 포화지방산, 불포화지방산 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 상기 C13 내지 C22의 포화지방산, 불포화지방산 또는 이들의 혼합물은 탄소수가 많아 상온에서 물과의 반응을 하지 않아 내수 기능을 할 수 있다. 또한 상기 탄소수가 13 내지 22인, C13 내지 C22의 포화지방산, 불포화지방산 또는 이들의 혼합물은 분자량이 커서 끓는점이 높을 수 있다.
더 구체적으로, 상기 지방산은 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 올레인산, 리놀레인산, 리놀레닉산, 오케이카테트라에노산, 에이코사펜타엔산 및 도코사헥사엔산으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다. 상기 지방산 혼합물은 유지(fatty oil)로부터 얻은 지방산 혼합물일 수 있고, 구체적으로 어유(fish oil)로터 얻은 지방산 혼합물일 수 있다.
또한 상기 유지(fatty oil)는 어유(fish oil)일 수 있다. 상기 어유는 내수성이 있을 뿐만 아니라, 대두유 등의 다른 유지 대비 끓는점이 높아, 코팅액을 정전분무할 때 생성되는 액적이 비행하는 도중 액적으로부터 증발되지 않을 수 있어, 코팅층이 입자 형태가 아닌 막의 형태로 형성되도록 할 수 있다.
상기 제1 용매와 상기 제2 용매는, 서로에 관계없이, 이소프로필알콜, 아세톤, 디메틸포름아미드, 1,2-디클로로에탄, N-메틸-2-피롤리돈, 메탄올, n-부탄올, n-프로판올, 아세토니트릴, 디메틸술폭시드, 포름산, 프로필렌카보네이트, 메틸에틸케톤, 테트라하이드로푸란, 아세트산, 에틸아세테이트, 클로로포름 및 디에틸에테르로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 용매가 될 수 있는 물질들은 고분자 바인더, 및 내수성 강화제를 용해시킬 수 있고, 제1 알칼리 반응성 폴리머 및 제2 알칼리 반응성 폴리머를 용해 또는 분산시킬 수 있는 극성 용매일 수 있다.
또한, 상기 제1 코팅액이 상기 제1 알칼리 반응성 폴리머로 이루어진 다수의 제1 입자들을 구비하거나, 상기 제2 코팅액이 제2 알칼리 반응성 폴리머로 이루어진 다수의 제2 입자들을 구비할 수 있다. 상기 제1 코팅액이 제1 입자를을 구비하여, 알칼리 누액 감지기의 반응층이 제1 입자들을 구비하게 되고, 상기 제2 코팅액이 제2 입자를을 구비하여, 알칼리 누액 감지기의 반응층이 제2 입자들을 구비하게 된다. 이 경우는 알칼리가 입자상의 알칼리 반응성 폴리머와 반응하여 알칼리를 감지하게 된다.
또한, 상기 제1 코팅액이 상기 제1 알칼리 반응성 폴리머로 이루어진 다수의 제1 입자들을 구비하고, 상기 제2 코팅액이 제2 알칼리 반응성 폴리머로 이루어진 다수의 제2 입자들을 구비하는 경우, 상기 제1 코팅액 내의 제1 입자들의 밀도는 상기 제2 코팅액 내의 제2 입자들의 밀도보다 높을 수 있다. 상기 제1 코팅액 내의 제1 입자들의 밀도가 상기 제2 코팅액 내의 제2 입자들의 밀도보다 높아서 알칼리 누액 감지기의 반응층 내에 제1 입자들의 밀도가 내구층의 제2 입자들의 밀도보다 높아지게 될 수 있다. 따라서 반응층에서는 반응이 빠르게 이루어지고 내구층에서는 반응층의 약한 코팅력을 보완하면서도 내구층에 존재하는 제2 입자들이 알칼리와 반응할 수 있도록 할 수 있다.
상기 제1 코팅액은 상기 용매 100 중량부에 대해, 상기 제1 알칼리 반응성 폴리머는 1 내지 20 중량부, 일 예로서 2 내지 18 중량부로 함유될 수 있다.
상기 제2 코팅액은 상기 용매 100 중량부에 대해, 상기 제2 알칼리 반응성 폴리머는 0.1 내지 2 중량부, 일 예로서 0.2 내지 1.5 중량부, 고분자 바인더는 0.1 내지 2 중량부, 일 예로서 0.2 내지 1.5 중량부, 내수성 강화제는 1 내지 30 중량부, 일 예로서 2 내지 28 중량부로 함유될 수 있다.
상기 제1 코팅액은 다음과 같은 방법으로 얻을 수 있다. 일 예에서, 용매와 제1 알칼리 반응성 폴리머를 혼합한 후에, 15 내지 30kHz의 주파수를 갖는 초음파분쇄기를 사용하여 10분 내지 2시간 동안으로 혼합시켜 얻을 수 있다.
상기 제2 코팅액은 다음과 같은 방법으로 얻을 수 있다. 일 예에서, 용매와 제2 알칼리 반응성 폴리머, 고분자 바인더, 내수성 강화제를 혼합한 후에, 15 내지 30kHz의 주파수를 갖는 초음파분쇄기를 사용하여 10분 내지 2시간 동안으로 혼합시켜 얻을 수 있다.
제2 실시예: 반응층 형성 단계
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 코팅액을 사용한 정전분무방법을 개략적으로 도시한 개략도이다.
도 1을 참조하면, 정전분무 장치는 제1 코팅액(S)를 포함하는 시린지(10), 시린지에 연결되고 코팅액이 분무되는 노즐(10a), 상기 노즐의 하부에 위치하고 와이어를 고정할 수 있는 클램프(20)를 포함할 수 있다. 상기 클램프(20)는 모터에 의해 그 자체가 회전하거나, 그 내부에 와이어를 고정시킴과 동시에 회전가능한 회전체를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 와이어(100) 또한 회전할 수 있는데, 일 예로, 상기 와이어(100)는 5 내지 200 rpm의 속도로 회전할 수 있다.
상기 제1 코팅액(S)은 제1 실시예에서 설명한 바와 같이, 제1 알칼리 반응성 폴리머 및 용매를 포함할 수 있다. 이 외에, 상기 제1 코팅액(S)에 대한 구체적인 설명은 상기 제1 실시예를 참고하기로 한다.
노즐(10a)과 와이어(100) 사이에 소정의 전계를 인가하면, 노즐(10a)에서 테일러 콘이 형성되고 이 테일러 콘은 제트 또는 액적의 분출을 유발하며, 제트는 작으면서 고도로 대전된 액적(D)으로 부서지고, 이러한 액적은 쿨롱 반발력으로 인해 분산되면서 상기 회전하는 와이어(100) 상에 적층될 수 있다. 이러한 분무 모드를 콘-젯(cone jet) 모드라고 할 수 있다. 이 때, 상기 노즐에 인가되는 전압이 상기 도전체에 인가되는 전압보다 클 수 있다.
이때, 노즐(10a)과 와이어(100) 사이의 거리, 노즐(10a)과 와이어(100) 사이에 인가되는 전계의 크기, 노즐(10a)로부터 분출되는 슬러리의 유량 등에 따라, 와이어(100) 상에 증착되는 코팅층의 두께, 균일도, 표면 특성 등이 달라질 수 있다. 일 예로서, 상기 정전분무는, 상기 노즐(10a)과 와이어(100) 사이의 거리로 1 내지 20cm, 슬러리 유량으로 1 내지 10 ml/h, 노즐(10a)과 와이어(100) 사이에 인가되는 전계는 DC 전압으로 1 내지 20kV, 분무 시간은 10초 내지 90분의 조건에서 수행할 수 있다.
상기 제1 코팅액이 정전분무되는 동안 상기 와이어(100)는 회전되면서 와이어(200)의 둘레에 반응층이 균일하게 형성될 수 있다. 또한, 상기 와이어(100)는 도전체이므로, 상기 와이어(100)에 노즐에 인가되는 전압보다 낮은 전압(ex. 음의 전압 또는 접지)이 인가되고 있는 경우, 노즐에 인가된 전압에 의한 전하(ex. 양의 전하)를 띄고 있는 미세 액적과 더 강하게 상호작용할 수 있어, 코팅층과 상기 와이어(100) 사이의 결합력은 일반 공압식 스프레이에 비해 크게 향상될 수 있다.
또한, 이 과정에서 상기 와이어(100)는 소정의 열원에 의해 가열될 수 있다. 상기 열원은 열선 또는 광원(할로겐 램프, UV 램프 등)을 포함할 수 있다. 이처럼 슬러리가 정전분무되는 동안 와이어(100)에 적층되는 막이 열원에 의해 건조됨에 따라, 막의 기계적 강도 및 와이어(100)와의 결합도가 증가하며, 접촉성이 개선될 수 있다. 또한, 후속되는 건조 공정이 불필요하여, 내구층 형성에 소요되는 공정시간을 단축시킬 수 있다.
상기 액적 내에 제1 알칼리 반응성 폴리머 및 용매를 포함할 수 있다. 상기 노즐(10a)로부터 상기 와이어(100) 상으로 액적이 비행하는 도중, 액적으로부터 용매의 증발이 일어나고 또한 와이어(100) 상에 적층된 후에도 건조 과정의 가열 등에 의해 용매의 증발이 추가적으로 일어날 수 있다. 그 결과, 상기 와이어(100)의 외주부에는 제1 알칼리 반응성 폴리머를 포함하는 반응층이 형성될 수 있다.
상기 제1 알칼리 반응성 폴리머는 말레산 무수물 단위체를 주쇄 또는 측쇄에 포함하는 말레산 무수물계 폴리머 및 페놀기를 주쇄 또는 측쇄에 포함하는 페놀계 폴리머로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
구체적으로, 상기 말레산 무수물계 폴리머는 하기 화학식 1a 또는 하기 화학식 1b로 표시되는 말레산 무수물 단위체를 포함할 수 있다.
[화학식 1a]
Figure 112019130265618-pat00009
상기 화학식 1a에서 R1a, R2b는 각각 수소, 니트로기, 니트릴기, 할로겐 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고,
[화학식 1b]
Figure 112019130265618-pat00010
상기 화학식 1b에서 R1c는 수소, 니트로기, 니트릴기, 할로겐 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고, C2와 C3와의 결합은 단일결합 내지 이중결합이고, n은 0 내지 3이다.
상기 말레산 무수물계 폴리머에 포함된 말레산 무수물 단위체가 알칼리와 반응하여 상기 말레산 무수물계 폴리머가 물에 용해될 수 있다.
상기 말레산 무수물계 폴리머는 상기 말레산 무수물 단위체와 다른 하나 이상의 단위체를 포함할 수 있다.
구체적으로 상기 말레산 무수물계 폴리머는 비닐계 단위체와 상기 말레산 무수물 단위체를 포함할 수 있다.
더 구체적으로 상기 말레산 무수물계 폴리머는 폴리(스티렌-알트-말레산 무수물), 폴리(옥타데칸-알트-말레산 무수물), 폴리(이소부틸렌-알트-말레산 무수물), 폴리(이소부틸비닐에테르-알트-말레산 무수물), 폴리(프로필렌-알트-말레산 무수물), 폴리(에틸렌-알트-말레산 무수물), 폴리이소프렌-그라프트-말레산 무수물, 폴리프로필렌-그라프트-말레산 무수물 및 폴리에틸렌-그라프트-말레산 무수물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
한편, 상기 페놀계 폴리머는 하기 화학식 2a 또는 하기 화학식 2b로 표시되는 페놀기를 포함할 수 있다.
[화학식 2a]
Figure 112019130265618-pat00011
R2a, R2b는 각각 수소, 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고,
[화학식 2b]
Figure 112019130265618-pat00012
R2c, R2d는 각각 수소, 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고, n은 0 내지 3이다.
상기 페놀계 폴리머에 포함된 페놀기가 알칼리와 반응하여 상기 페놀계 폴리머가 물에 용해될 수 있다.
구체적으로, 상기 페놀계 폴리머는 폴리비닐페놀 및 노볼락으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
제3 실시예: 내구층 형성 단계
상기 와이어 표면에 형성된 반응층을 상에 내구층을 형성하기 위한 정전분무 장치는 제2 코팅액를 포함하는 시린지(10), 시린지에 연결되고 코팅액이 분무되는 노즐(10a), 상기 노즐의 하부에 위치하고 반응층을 구비한 와이어를 고정할 수 있는 클램프(20)를 포함할 수 있다. 상기 클램프(20)는 모터에 의해 그 자체가 회전하거나, 그 내부에 와이어를 고정시킴과 동시에 회전가능한 회전체를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 반응층을 구비한 와이어 또한 회전할 수 있는데, 일 예로, 상기 반응층을 구비한 와이어는 5 내지 200 rpm의 속도로 회전할 수 있다.
상기 제2 코팅액은 제1 실시예에서 설명한 바와 같이, 제2 알칼리 반응성 폴리머, 고분자 바인더, 내수성 강화제 및 용매를 포함할 수 있다. 이 외에, 상기 제2 코팅액에 대한 구체적인 설명은 상기 제1 실시예를 참고하기로 한다.
노즐(10a)과 반응층을 구비한 와이어 사이에 소정의 전계를 인가하면, 노즐(10a)에서 테일러 콘이 형성되고 이 테일러 콘은 제트 또는 액적의 분출을 유발하며, 제트는 작으면서 고도로 대전된 액적(D)으로 부서지고, 이러한 액적은 쿨롱 반발력으로 인해 분산되면서 상기 회전하는 반응층 상에 적층될 수 있다. 이러한 분무 모드를 콘-젯(cone jet) 모드라고 할 수 있다. 이 때, 상기 노즐에 인가되는 전압이 상기 도전체에 인가되는 전압보다 클 수 있다.
이때, 노즐(10a)과 반응층을 구비하는 와이어 사이의 거리, 노즐(10a)과 반응층을 구비하는 와이어 사이에 인가되는 전계의 크기, 노즐(10a)로부터 분출되는 슬러리의 유량 등에 따라, 반응층 상에 증착되는 코팅층의 두께, 균일도, 표면 특성 등이 달라질 수 있다. 일 예로서, 상기 정전분무는, 상기 노즐(10a)과 반응층을 구비하는 와이어 사이의 거리로 1 내지 20cm, 슬러리 유량으로 1 내지 10 ml/h, 노즐(10a)과 반응층을 구비하는 와이어 사이에 인가되는 전계는 DC 전압으로 1 내지 20kV, 분무 시간은 10초 내지 90분의 조건에서 수행할 수 있다.
상기 제2 코팅액이 정전분무되는 동안 상기 반응층을 구비하는 와이어는 회전되면서 반응층 상에 내구층이 균일하게 형성될 수 있다. 또한, 상기 반응층을 구비하는 와이어에 노즐에 인가되는 전압보다 낮은 전압(ex. 음의 전압 또는 접지)이 인가되고 있는 경우, 노즐에 인가된 전압에 의한 전하(ex. 양의 전하)를 띄고 있는 미세 액적과 더 강하게 상호작용할 수 있어, 내구층과 상기 반응층 사이의 결합력은 일반 공압식 스프레이에 비해 크게 향상될 수 있다.
또한, 이 과정에서 상기 와이어(100)는 소정의 열원에 의해 가열될 수 있다. 상기 열원은 열선 또는 광원(할로겐 램프, UV 램프 등)을 포함할 수 있다. 이처럼 슬러리가 정전분무되는 동안 와이어(100)에 적층되는 막이 열원에 의해 건조됨에 따라, 막의 기계적 강도 및 와이어(100)와의 결합도가 증가하며, 접촉성이 개선될 수 있다. 또한, 후속되는 건조 공정이 불필요하여, 내구층 형성에 소요되는 공정시간을 단축시킬 수 있다.
상기 액적 내에 제2 알칼리 반응성 폴리머, 고분자 바인더, 내수성 강화제 및 용매를 포함할 수 있다. 상기 노즐(10a)로부터 상기 반응층 상으로 액적이 비행하는 도중, 액적으로부터 용매의 증발이 일어나고 또한 반응층 상에 적층된 후에도 건조 과정의 가열 등에 의해 용매의 증발이 추가적으로 일어날 수 있다. 그 결과, 상기 반응층 상에는 제2 알칼리 반응성 폴리머, 고분자 바인더 및 내수성 강화제를 포함하는 내구층이 형성될 수 있다.
상기 제2 알칼리 반응성 폴리머는 말레산 무수물 단위체를 주쇄 또는 측쇄에 포함하는 말레산 무수물계 폴리머 및 페놀기를 주쇄 또는 측쇄에 포함하는 페놀계 폴리머로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
구체적으로, 상기 말레산 무수물계 폴리머는 하기 화학식 1a 또는 하기 화학식 1b로 표시되는 말레산 무수물 단위체를 포함할 수 있다.
[화학식 1a]
Figure 112019130265618-pat00013
상기 화학식 1a에서 R1a, R2b는 각각 수소, 니트로기, 니트릴기, 할로겐 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고,
[화학식 1b]
Figure 112019130265618-pat00014
상기 화학식 1b에서 R1c는 수소, 니트로기, 니트릴기, 할로겐 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고, C2와 C3와의 결합은 단일결합 내지 이중결합이고, n은 0 내지 3이다.
상기 말레산 무수물계 폴리머에 포함된 말레산 무수물 단위체가 알칼리와 반응하여 상기 말레산 무수물계 폴리머가 물에 용해될 수 있다.
상기 말레산 무수물계 폴리머는 상기 말레산 무수물 단위체와 다른 하나 이상의 단위체를 포함할 수 있다.
구체적으로 상기 말레산 무수물계 폴리머는 비닐계 단위체와 상기 말레산 무수물 단위체를 포함할 수 있다.
더 구체적으로 상기 말레산 무수물계 폴리머는 폴리(스티렌-알트-말레산 무수물), 폴리(옥타데칸-알트-말레산 무수물), 폴리(이소부틸렌-알트-말레산 무수물), 폴리(이소부틸비닐에테르-알트-말레산 무수물), 폴리(프로필렌-알트-말레산 무수물), 폴리(에틸렌-알트-말레산 무수물), 폴리이소프렌-그라프트-말레산 무수물, 폴리프로필렌-그라프트-말레산 무수물 및 폴리에틸렌-그라프트-말레산 무수물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
한편, 상기 페놀계 폴리머는 하기 화학식 2a 또는 하기 화학식 2b로 표시되는 페놀기를 포함할 수 있다.
[화학식 2a]
Figure 112019130265618-pat00015
R2a, R2b는 각각 수소, 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고,
[화학식 2b]
Figure 112019130265618-pat00016
R2c, R2d는 각각 수소, 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고, n은 0 내지 3이다.
상기 페놀계 폴리머에 포함된 페놀기가 알칼리와 반응하여 상기 페놀계 폴리머가 물에 용해될 수 있다.
구체적으로, 상기 페놀계 폴리머는 폴리비닐페놀 및 노볼락으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 고분자 바인더는 폴리카보네이트 및 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
또한, 상기 내수성 강화제는 지방산, 유지(fatty oil) 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 내수성 강화제로써 지방산, 유지(fatty oil) 또는 이들의 혼합물을 사용함으로써, 지방산, 유지(fatty oil) 또는 이들의 혼합물이 물과 반응하지 않는 성질을 이용하여, 코팅층이 물과 반응하는 것을 막을 수 있다. 상기 유지(fatty oil)는 1개의 글리세롤 분자와 1 내지 3개의 지방산 분자가 에스테르 결합으로 한 분자를 이루고 있는 모노, 다이, 혹은 트리글리세라이드가 주성분으로 실온(15-25℃)에서 액체인 것을 의미한다.
또한, 상기 내수성 강화제로써 지방산, 유지(fatty oil) 또는 이들의 혼합물을 사용함으로써, 코팅액이 입자형태로 코팅되는 것을 막아 코팅층의 강도를 유지할 수 있다. 구체적으로 상기 내수성 강화제는 끓는점이 비교적 높아, 코팅액을 정전분무할 때 생성되는 액적이 비행하는 도중 액적으로부터 증발되지 않을 수 있어, 코팅층이 입자 형태가 아닌 막의 형태로 형성되도록 할 수 있다. 이러한 막 형태의 코팅층은 도전체 표면에 전체와 접촉할 수 있어, 입자 형태의 코팅층 대비 도전체 표면으로부터 물리적 충격에 의한 벗겨짐이 감소할 수 있다.
또한, 상기 지방산은 C13 내지 C22의 포화지방산, 불포화지방산 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 상기 C13 내지 C22의 포화지방산, 불포화지방산 또는 이들의 혼합물은 탄소수가 많아 상온에서 물과의 반응을 하지 않아 내수 기능을 할 수 있다. 또한 상기 탄소수가 13 내지 22인, C13 내지 C22의 포화지방산, 불포화지방산 또는 이들의 혼합물은 분자량이 커서 끓는점이 높을 수 있다.
더 구체적으로, 상기 지방산은 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 올레인산, 리놀레인산, 리놀레닉산, 오케이카테트라에노산, 에이코사펜타엔산 및 도코사헥사엔산으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다. 상기 지방산 혼합물은 유지(fatty oil)로부터 얻은 지방산 혼합물일 수 있고, 구체적으로 어유(fish oil)로터 얻은 지방산 혼합물일 수 있다.
또한 상기 유지(fatty oil)는 어유(fish oil)일 수 있다. 상기 어유는 내수성이 있을 뿐만 아니라, 대두유 등의 다른 유지 대비 끓는점이 높아, 코팅액을 정전분무할 때 생성되는 액적이 비행하는 도중 액적으로부터 증발되지 않을 수 있어, 코팅층이 입자 형태가 아닌 막의 형태로 형성되도록 할 수 있다.
또한, 상기 반응층이 상기 제1 알칼리 반응성 폴리머로 이루어진 다수의 제1 입자들을 구비하고, 상기 내구층이 제2 알칼리 반응성 폴리머로 이루어진 다수의 제2 입자들을 구비하는 경우, 상기 반응층 내의 제1 입자들의 밀도는 상기 내구층 내의 제2 입자들의 밀도보다 높을 수 있다. 상기 반응층 내의 제1 입자들의 밀도가 상기 내구층 내의 제2 입자들의 밀도보다 높을 수 있다. 따라서 반응층에서는 반응이 빠르게 이루어지고 내구층에서는 고분자 바인더 및 내수성 강화제로 인해 반응층의 약한 코팅력을 보완하면서도 내구층에 존재하는 제2 입자들이 알칼리와 반응할 수 있도록 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅층이 형성된 고분자 피복 도전체의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 2를 참조하면, 와이어(100)의 외주부 상에 적층된 반응층(200) 및 내구층(300)은 수 내지 수백 ㎛, 구체적으로는 1 내지 100㎛, 더 구체적으로는 30 내지 90 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 와이어는 금속 와이어로서, 일 예로서, Ni-Cr 와이어일 수 있다.
제4 실시예: 알칼리 누액 감지기
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 알칼리 누액 감지기를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3을 참조하면, 알칼리 누액 감지기은 서로 인접하여 배치된 다수의 고분자 피복 도전성 와이어들과 이들을 둘러싸는 절연층(400)을 구비할 수 있다. 상기 각 고분자 피복 도전성 와이어는 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 도전성 와이어(100)의 외주부 표면 상에 코팅된 반응층(200) 및 내구층(300)을 구비한다. 상기 절연층(400)은 감지대상인 알칼리를 투과시킬 수 있다.
상기 반응층(200)은 입자상으로 코팅될 수 있어 반응층만 코팅된 경우에는 작은 충격에도 코팅이 벗겨질 수 있어, 상기 내구층(300)을 반응층(200) 위에 형성하여 물과의 반응을 차단하고 내구성을 유지할 수 있다.
상기 알칼리 누액 감지기 주변에 알칼리가 존재하면, 상기 알칼리는 상기 절연층(400)을 투과하여 내부로 들어와 상기 내구층(300)에 존재하는 제2 알칼리 반응성 폴리머를 녹이며 내구층을 뚫고 들어가, 상기 반응층(200)과 접촉시 반응층에 존재하는 제1 알칼리 반응성 폴리머를 녹이며, 상기 반응층 내의 제1 알칼리 반응성 폴리머의 밀도는 상기 내구층 내의 상기 제2 알칼리 반응성 폴리머의 밀도보다 높아 반응층에서의 알카리와의 반응속도가 내구층에서의 알카리와의 반응속도보다 더 빠를 수 있다.
상기 도전성 와이어들(100) 사이에 상기 반응층을 녹인 채워진 알칼리가 전해질로 작용하여 전기적 저항이 크게 감소하여 이들 사이에 단락 전류가 흐를 수 있다. 이에 따라, 외부에서는 상기 알칼리 누액 감지기 주변의 누액을 감지할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 제조예를 제시한다. 다만, 하기의 제조예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 제조예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<제1 코팅액 제조예>
PSMA(poly (styrene-alt-maleic anhydride), partial methyl ester)를 욤매인 MEK (methyl ethyl ketone)에 혼합시킨 후에, 100분 동안 초음파 분쇄기로 균일하게 분산시켜 제1 코팅액을 제조하였다.
<제2 코팅액 제조예>
PMMA(poly(methyl methacrylate))와 PSMA (poly (styrene-alt-maleic anhydride), partial methyl ester)를 욤매인 MEK (methyl ethyl ketone)에 혼합시킨 후에, 100분 동안 초음파 분쇄기로 균일하게 분산시킨 후, Fish oil을 첨가하여, 다시 한 번 초음파 분쇄기를 통하여 100분 동안 분산시켜 제2 코팅액을 제조하였다.
<알칼리 누액 감지기용 와이어 제조예>
상기 제조된 제1 코팅액을 회전하는 Ni-Cr 와이어 위에 정전분무 증착하여 반응층을 형성한 후, 상기 반응층 상에 제2 코팅액을 정전분무 증착하여 내구층을 형성하여 알칼리 누액 감지기용 와이어를 제조하였다. 이때, 제조한 제1 코팅액 및 제2 코팅액의 유량 3mL/hr이고, Ni-Cr 와이어와 노즐 사이 거리는 12cm, 인가전압(DC)은 12kV, 증착시간은 2분 조건으로 콘-젯 모드의 정전분무를 하여 와이어 위에 반응층 및 내구층을 형성하였다. 상기 반응층 상에 내구층을 형성한 후 200℃ 내지 250℃에서 건조하여, 알칼리 누액 감지기용 와이어를 제조하였다.
도 4a는 상기 제조예에 따른 반응층만 코팅한 와이어 표면의 SEM 사진이다. 도 4a를 참조하면, Ni-Cr 와이어 위에 반응층이 균일하게 코팅된 것을 알 수 있다.
도 4b는 상기 제조예에 따른 반응층만 코팅한 와이어의 표면을 물에 노출시킨 후에 촬영한 SEM 사진이다. 도 4b를 참조하면, 상기 제조예에 따른 알칼리 누액 감지기용 와이어의 반응층은 물과 접촉하여도 안정하게 유지되는 것을 알 수 있다.
도 4c는 상기 제조예에 따른 반응층만 코팅한 와이어의 표면을 알칼리에 노출시킨 후에 촬영한 SEM 사진이다. 도 4c를 참조하면, 상기 제조예에 따른 알칼리 누액 감지기용 와이어의 반응층이 알칼리와 반응하여 벗겨진 것을 알 수 있다.
도 5a는 상기 제조예에 따른 반응층 및 내구층을 코팅한 알칼리 누액 감지기용 와이어 표면의 SEM 사진이다. 도 5a를 참조하면, Ni-Cr 와이어 위에 반응층과 내구층이 균일하게 코팅된 것을 알 수 있다.
도 5b는 상기 제조예에 따른 반응층 및 내구층을 코팅한 알칼리 누액 감지기용 와이어의 표면을 물에 노출시킨 후에 촬영한 SEM 사진이다. 도 5b를 참조하면, 상기 제조예에 따른 알칼리 누액 감지기용 와이어의 내구층은 물과 접촉하여도 안정하게 유지되는 것을 알 수 있다.
도 5c는 상기 제조예에 따른 반응층 및 내구층을 코팅한 알칼리 누액 감지기용 와이어의 표면을 알칼리에 노출시킨 후에 촬영한 SEM 사진이다. 도 5c를 참조하면, 상기 제조예에 따른 알칼리 누액 감지기용 와이어의 내구층 및 반응층에서 알칼리와 반응하여 표면이 변화한 것을 알 수 있다.
<누액 감지기 제조예　및 누액 감지예>
상기 제조예에서 얻어진 한 쌍의 와이어들을 액체 투과성의 테이프로 둘러싸 누액 감지용 케이블을 제조한 후, 상기 와이어들 중 하나에 양의 전압을 나머지 하나를 접지시켰다. 이 상태에서 상기 와이어들에 알칼리를 가하고 상기 와이어들 사이의 저항을 확인하였다. 그 결과, 알칼리를 가하기 전에는 와이어들 사이의 저항이 100MΩ보다 컸으나 알칼리를 가한 후 4분 24초 내에 와이어들 사이의 저항 수치가 30kΩ으로 변화하는 것을 확인하였다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
삭제

Claims (27)

  1. 한 쌍의 배선들;
    상기 배선들 중 적어도 하나의 배선 상에 배치된 제1 알칼리 반응성 폴리머를 포함하는 반응층; 및
    상기 반응층 상에 배치되고, 고분자 바인더 및 상기 고분자 바인더 내에 분산된 제2 알칼리 반응성 폴리머를 포함하는, 내구층을 포함하고,
    상기 반응층 내의 제1 알칼리 반응성 폴리머의 밀도는 상기 내구층 내의 상기 제2 알칼리 반응성 폴리머의 밀도보다 높은, 알칼리 누액 감지기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내구층은 내수성 강화제를 더 포함하는 알칼리 누액 감지기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 내수성 강화제는 지방산, 유지(fatty oil) 또는 이들의 혼합물인 알칼리 누액 감지기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 지방산은 C13 내지 C22의 포화지방산, 불포화지방산 또는 이들의 혼합물인 알칼리 누액 감지기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 지방산은 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 리놀레산, 리놀레닉산, 옥타데카테트라에노산, 에이코사펜타엔산 및 도코사헥사엔산으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 알칼리 누액 감지기.
  6. 제3항에 있어서, 상기 유지(fatty oil)는 어유(fish oil)인 알칼리 누액 감지기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 알칼리 반응성 폴리머 및 상기 제2 알칼리 반응성 폴리머는 서로에 관계없이,
    말레산 무수물 단위체를 주쇄 또는 측쇄에 포함하는 말레산 무수물계 폴리머 및 페놀기를 주쇄 또는 측쇄에 포함하는 페놀계 폴리머로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 알칼리 누액 감지기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 말레산 무수물계 폴리머는 하기 화학식 1a 또는 하기 화학식 1b로 표시되는 말레산 무수물 단위체를 포함하는 알칼리 누액 감지기:
    [화학식 1a]
    Figure 112019130265618-pat00017

    R1a, R2b는 각각 수소, 니트로기, 니트릴기, 할로겐 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고,
    [화학식 1b]
    Figure 112019130265618-pat00018

    R1c는 수소, 니트로기, 니트릴기, 할로겐 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고,
    C2와 C3와의 결합은 단일결합 내지 이중결합이고,
    n은 0 내지 3이다.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 말레산 무수물계 폴리머는 상기 말레산 무수물 단위체와 다른 하나 이상의 단위체를 포함하는 코폴리머인 알칼리 누액 감지기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 말레산 무수물계 폴리머는 비닐계 단위체와 상기 말레산 무수물 단위체를 포함하는 코폴리머인 알칼리 누액 감지기.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 말레산 무수물계 폴리머는 폴리(스티렌-알트-말레산 무수물), 폴리(옥타데칸-알트-말레산 무수물), 폴리(이소부틸렌-알트-말레산 무수물), 폴리(이소부틸비닐에테르-알트-말레산 무수물), 폴리(프로필렌-알트-말레산 무수물), 폴리(에틸렌-알트-말레산 무수물), 폴리이소프렌-그라프트-말레산 무수물, 폴리프로필렌-그라프트-말레산 무수물 및 폴리에틸렌-그라프트-말레산 무수물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 알칼리 누액 감지기.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 페놀계 폴리머는 하기 화학식 2a 또는 하기 화학식 2b로 표시되는 페놀기를 포함하는 알칼리 누액 감지기:
    [화학식 2a]
    Figure 112019130265618-pat00019

    R2a, R2b는 각각 수소, 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고,
    [화학식 2b]
    Figure 112019130265618-pat00020

    R2c, R2d는 각각 수소, 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고,
    n은 0 내지 3이다.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 페놀계 폴리머는 폴리비닐페놀 및 노볼락으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 알칼리 누액 감지기.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 고분자 바인더는 폴리카보네이트 및 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 알칼리 누액 감지기.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 반응층은 제1 알칼리 반응성 폴리머로 이루어진 다수의 제1 입자들을 구비하고, 상기 내구층은 제2 알칼리 반응성 폴리머로 이루어진 다수의 제2 입자들을 구비하는 알칼리 누액 감지기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 반응층 내의 제1 입자들의 밀도는 상기 내구층 내의 제2 입자들의 밀도보다 높은 알칼리 누액 감지기.
  17. 제1 알칼리 반응성 폴리머 및 제1 용매를 포함하는 제1 코팅액의 액적을 노즐을 통해 도전체를 향해 분무시켜 반응층을 형성하는 반응층 형성 단계; 및
    제2 알칼리 반응성 폴리머, 제2 용매, 고분자 바인더, 및 내수성 강화제를 포함하는 제2 코팅액의 액적을 노즐을 통해 상기 반응층이 형성된 도전체를 향해 분무시켜 내구층을 형성하는 내구층 형성 단계;를 포함하고,
    상기 제1 코팅액 내의 제1 알칼리 반응성 폴리머의 밀도는 상기 제2 코팅액 내의 상기 제2 알칼리 반응성 폴리머의 밀도보다 높은, 알칼리 누액 감지기 제조방법.
  18. 삭제
  19. 제1 알칼리 반응성 폴리머 및 제1 용매를 포함하는 제1 코팅액의 액적을 노즐을 통해 도전체를 향해 분무시켜 반응층을 형성하는 반응층 형성 단계; 및
    제2 알칼리 반응성 폴리머, 제2 용매, 고분자 바인더, 및 내수성 강화제를 포함하는 제2 코팅액의 액적을 노즐을 통해 상기 반응층이 형성된 도전체를 향해 분무시켜 내구층을 형성하는 내구층 형성 단계;를 포함하고,
    상기 제1 알칼리 반응성 폴리머와 상기 제2 알칼리 반응성 폴리머는, 서로에 관계없이,
    말레산 무수물 단위체를 주쇄 또는 측쇄에 포함하는 말레산 무수물계 폴리머; 및
    페놀기를 주쇄 또는 측쇄에 포함하는 페놀계 폴리머;로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 알칼리 누액 감지기 제조방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 반응층 형성 단계 또는 상기 내구층 형성 단계에서,
    상기 노즐과 도전체 사이에 전계를 인가하는 알칼리 누액 감지기 제조방법.
  21. 제17항에 있어서, 상기 내수성 강화제는 지방산, 유지(fatty oil) 또는 이들의 혼합물인 알칼리 누액 감지기 제조방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 지방산은 C13 내지 C22의 포화지방산, 불포화지방산 또는 이들의 혼합물인 알칼리 누액 감지기 제조방법.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 지방산은 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 리놀레산, 리놀레닉산, 옥타데카테트라에노산, 에이코사펜타엔산 및 도코사헥사엔산으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 알칼리 누액 감지기 제조방법.
  24. 제21항에 있어서, 상기 유지(fatty oil)는 어유(fish oil)인 알칼리 누액 감지기 제조방법.
  25. 제17항에 있어서,
    상기 제1 용매와 상기 제2 용매는, 서로에 관계없이,
    이소프로필알콜, 아세톤, 디메틸포름아미드, 1,2-디클로로에탄, N-메틸-2-피롤리돈, 메탄올, n-부탄올, n-프로판올, 아세토니트릴, 디메틸술폭시드, 포름산, 프로필렌카보네이트, 메틸에틸케톤, 테트라하이드로푸란, 아세트산, 에틸아세테이트, 클로로포름 및 디에틸에테르로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 알칼리 누액 감지기 제조방법.
  26. 제17항에 있어서,
    상기 제1 코팅액이 상기 제1 알칼리 반응성 폴리머로 이루어진 다수의 제1 입자들을 구비하거나,
    상기 제2 코팅액이 제2 알칼리 반응성 폴리머로 이루어진 다수의 제2 입자들을 구비하는 알칼리 누액 감지기 제조방법.
  27. 제1 알칼리 반응성 폴리머 및 제1 용매를 포함하는 제1 코팅액의 액적을 노즐을 통해 도전체를 향해 분무시켜 반응층을 형성하는 반응층 형성 단계; 및
    제2 알칼리 반응성 폴리머, 제2 용매, 고분자 바인더, 및 내수성 강화제를 포함하는 제2 코팅액의 액적을 노즐을 통해 상기 반응층이 형성된 도전체를 향해 분무시켜 내구층을 형성하는 내구층 형성 단계;를 포함하고,
    상기 제1 코팅액이 상기 제1 알칼리 반응성 폴리머로 이루어진 다수의 제1 입자들을 구비하고,
    상기 제2 코팅액이 제2 알칼리 반응성 폴리머로 이루어진 다수의 제2 입자들을 구비하는 경우,
    상기 제1 코팅액 내의 제1 입자들의 밀도는 상기 제2 코팅액 내의 제2 입자들의 밀도보다 높은, 알칼리 누액 감지기 제조방법.
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