JP6361817B2 - フレキシブルシート型物性感知リークセンサー装置 - Google Patents

Description

本発明は、フレキシブルシート型物性感知リークセンサー装置に係り、さらに詳しくは、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）材質の非導電性フッ素系合成樹脂からなるフレキシブルなシート状のベースシートと、前記ベースシートの表面に、互いに接したり交差したりしないように一定のパターンで形成され、カーボンブラックが含有されたエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）材質の導電性フッ素系合成樹脂が蒸着されてなる導電ラインと、を含むことを特徴とするフレキシブルシート型物性感知リークセンサー装置に関する。

漏水及び漏油時にそれを感知するための様々な方式のリークセンサーが用いられている。その代表例として、ケーブル型リークセンサー、バンド型リークセンサー、それからモジュール型リークセンサーなどが挙げられる。

ケーブル型（ＣＡＢＬＥ ＴＹＰＥ）リークセンサーは、各種液体（水、油など）の漏出を感知して液体が漏れる箇所まで正確で且つ迅速に報知する漏水及び漏油感知リークセンサーである。

韓国特許第１０−２０１１−０００７５０１号公報 韓国登録特許第１０−１３２６９２３号公報

導線に沿って流れる電流が漏れた水又は油の抵抗によって電位差が発生することを感知線が感知し、漏水及び漏油の確認が可能である。しかしながら、このようなケーブル型リークセンサーは、設置費用が高価であり、センサーケーブルの長さが定められているため顧客の選択肢が限られている。また、センサーの設置時に別途のブラケットを使用する必要があるため設置し難く、且つ、追加費用がかかるという問題点があり、漏水された物性感知後に物性を除去するのに長時間がかかり、しかも、外部機器との連結に際しても連結し難いという問題点がある。

バンド型（ＢＡＮＤ ＴＹＰＥ）リーク感知センサー（ＬＥＡＫ ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ ＳＥＮＳＯＲ）は、電線を介して電流が流れる間に水が電線に触れると抵抗値が変化してしまう。このため、その抵抗値の変化に応じて漏水の有無を感知することができる。バンド型リーク感知センサーは、安価で広い面積の漏水を感知することができ、設置が簡単であるとはいえ、高い湿度または外部の衝撃によるエラー（ＥＲＲＯＲ）発生率が高く、正確な漏水位置を容易に確認することができないという不都合があり、設置の連携性がなくて製品の設置に困難さがある。また、性能に比べて高価であるという問題点があり、設置時に底面に固定するブラケットを別途に設置することを余儀なくされるため設置し難く、しかも、外部機器の連結時には単純なリレー接点方式の他には連結デバイスがないという不都合がある。

モジュール型（ＭＯＤＵＬＥ ＴＹＰＥ）リークセンサーは、プラスチックケース内にフォトセンサー（受光部、発光部）を設け、液体を感知しなかった状態では発光部のビーム（ＢＥＡＭ）を受光部において受け入れるが、発光部のビーム（ＢＥＡＭ）が液体を感知すると屈折率の変化によりビーム（ＢＥＡＭ）が受光部に進行できなくなるので、光の受光状態により漏水を感知することになる。

このようなモジュール型リークセンサーは、低いコストで漏水危険部分を感知することができ、設置が簡単であり、周辺装置とは無関係に自体的警報が発生できるとともに、湿度によるエラー（ＥＲＲＯＲ）がないとはいえ、ケーブル型（ＣＡＢＬＥ ＴＹＰＥ）のものとは異なり、特定の位置の漏水有無しか確認することができないという不都合があり、周辺装置と連結し難いという不都合があった。さらに、別途のセンサーの固定方法を講じなければならないため、製品の設置時に長時間がかかるという不都合があり、しかも、漏水危険地域の特定の部位だけが検出可能であるため、漏水位置が変わると感知が困難になるという問題点があった。

本発明は、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）材質の非導電性フッ素系合成樹脂からなるフレキシブルなシート状のベースシートと、前記ベースシートの表面に、互いに接したり交差したりしないように一定のパターンで形成され、カーボンブラックが含有されたエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）材質の導電性フッ素系合成樹脂が蒸着されてなる導電ラインと、を含むことを特徴とするフレキシブルシート型物性感知リークセンサー装置に関する。

本発明は、従来の技術における問題点及び限界を克服するために案出されたものであり、ケーブル型リークセンサーのメリットと、バンド型リークセンサーのメリットとを併せ持つフレキシブルシート型物性感知リークセンサー装置を提供することをその主な目的とする。

また、本発明は、既存のリークセンサーではまだ認識して検出することができなかった微量の漏出も検出でき、無線システムにおいて受信不良を起こす場所を意味するデッドポイントが存在しないだけではなく、反応性に優れたフレキシブルシート型物性感知リークセンサー装置を提供することを他の目的とする。

さらに、本発明は、酸やアルカリ物質に強い物性を有するフッ素系合成樹脂を材質とすることにより、漏水される物質がフッ酸、硫酸、硝酸などの酸性溶液である場合にも、漏水検出による損傷なく、漏水された溶液を簡単に除去すると再びセンサー装置としてリサイクルすることができるフレキシブルシート型物性感知リークセンサー装置を提供することをまた他の目的とする。

本発明によるフレキシブルシート型物性感知リークセンサー装置は、酸性溶液及びアルカリ溶液などに対しても損傷のないフッ素系合成樹脂であるテフロン（登録商標）を材質として作製されたものであるため、漏水される物質が強酸性か強アルカリ性であるとしても、誤作動なく安全に漏水の有無を感知できるだけではなく、漏水された物質がセンサー装置を汚染させたとしても、それを除去するだけで再びリサイクルして使用することができるというメリットがある。

また、本発明によるフレキシブルシート型物性感知リークセンサー装置は、その構造が簡単であり、かつ導電ラインの間隔及び幅さえ調節すれば様々な物性を有する物質の漏水有無を正確に確認できる構造を有するように構成されているので、ケーブル型センサーのメリットと、安価でかつ簡単な構造のバンド型センサーのメリットとを併せ持っているという他のメリットがある。

一方、本発明によるフレキシブルシート型物性感知リークセンサー装置の製造方法は、互いに結合しにくい固体状態のフッ素系合成樹脂と液状のフッ素系合成樹脂とを焼結によって結合できるようにすることにより、耐酸性、物性に優れており、漏水有無に対する検出を正確にこなすことができ、デッドポイントがほとんど存在せず、反応性に優れたフレキシブルシート型物性感知リークセンサー装置を製造することができるというまた他のメリットがある。

本発明によるフレキシブルシート型物性感知リークセンサー装置の全体構成を示す図である。 本発明によるフレキシブルシート型物性感知リークセンサー装置の製造工程を示す図である。

以下、添付した図面に基づいて本発明の一実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明によるフレキシブルシート型物性感知リークセンサー装置の全体構成を示す図である。

ベースシート１００は、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）材質の非導電性、非粘着性フッ素系合成樹脂からなる。

一般的に、導電ライン２００は、大量に製造された厚さ２５０μmのフィルム上に、 導電性を持たせるために１５重量％以下のカーボンブラックを含有させて製造した液状のエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）樹脂を、メタルマスキング方式でパターン印刷した後、それを焼成して形成する。

図１に具体的に示していないが、カーボンブラックからなる導電物質を導電ライン２００の底面に形成した。

したがって、本発明によるフレキシブルシート型物性感知リークセンサー装置は、漏水された液体がセンサーの表面上に落ちると、互いに離隔されて形成されて電気的に断絶されていた導電ライン２００が漏水液によって互いに連通することになり、これにより電気が流れ、このような通電現象が発生すると、センサーが通電を感知することができ、その結果、当該位置にあるフランジなどから漏水または漏液が発生したことを知らせてくれる。

一方、漏液が発生したことを確認した後は、 センサーを交換することなく、単に漏液を除去するだけでも、再度、センサとしての機能を発揮することができる。よって、漏水または漏液によるセンサーの交換が不要であり、一旦設置すると半永久的に使用することができる。

加えて、フレキシブルなシート型で作製するため、フランジなどの周囲をバンディング形で包んで漏水の有無を採択することができるので、設置が容易であり、デッドポイントが全く発生しないというメリットがある。

実施例では、ベースシート１００及び導電ライン２００の両方ともエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）を採用したフレキシブルシート型リークセンサー装置を構成した。ベースシート１００の厚さを２５０μmにし、導電ライン２００の厚さを１００μmに形成した。導電性エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）樹脂にアセチレンブラックを１５重量％含有したものを使用した。具体的には、蒸留水とステアリン酸化合物、グリコール化合物、ソルビタンをビーカーに用意し、その後、非導電性エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）樹脂液を混合した。ここにグリセリンを添加し、アセチレンブラックとランプブラックとが混合されてなるカーボンブラックを添加し、その後、超音波を用いて混合した。

このとき、導電ライン２００の底面にともに含まれている導電物質としてアセチレンブラックを採用し、導電ライン２００の底面にともに形成させた。具体的には、導電物質は、アセチレンブラックに少量のアセトオルセイン溶液を添加して混合してから、脱イオン水（ＤＩ water）を用いて中和させてペースト化した後、ここに分散剤を少量添加して高密度に分散させてから製造した。ペースト状に製造されたアセチレンブラックをもって、メタルマスクに小さな線幅（幅９００μm、高さ１５μm）でベースシート１００の表面上に印刷し、同じ位置にもう少し広い幅（幅１１００μm、高さ２５μm）で先に製造された導電性エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）樹脂を２重層に蒸着する。その後、約１時間ほど常温で乾燥させてから、３００℃で１０分ほど焼結させて一体的に形成する。全体的に４０μmの厚さを有し、底面には導電物質であるカーボンブラックが共に一体に形成されている導電ライン２００を得ることができた。

本発明のフレキシブルシート型物性感知リークセンサー装置は、サイズが縦横の両方ともに５０ｃｍであるものを作製し、作製されたフレキシブルシート型物性感知リークセンサー装置の検出抵抗が２００〜３００ｋΩであり、センサー装置の全面積にわたって安定的な検出抵抗数値を示した。

図２は、 本発明によるフレキシブルシート型物性感知リークセンサー装置の製造工程を示す図である。

プレート製造ステップＳ１１０は、金属板の表面にショット処理を行い、その後、液状のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）をコーティングしてから焼結することで、表面に離型性が確保されたシート製造用プレートを製造するステップである。ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が金属板の表面に強固に結着することにより、表面自体に離型性を確保したシート製造用プレートを製造することができる。

ベースシートの製造ステップＳ１２０は、前記ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）がコーティングされたプレートの表面に非導電性エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）パウダーを塗布してから熱処理することで、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）素材のベースシート１００を製造するステップである。これは、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）が熱可塑性樹脂としての特性を有している点を踏まえて粉末を熱処理してシート形態に製造するステップであり、熱処理の温度を３１０〜３２０℃にし、１回以上、数回の熱処理加工を行うことが好ましい。

導電ライン形成ステップＳ１３０は、前記ベースシート１００の表面に、メタルマスキング方法でカーボンブラックが含有された導電性エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）を蒸着させることで、互いに接したり交差したりしないようにパターニングされた導電ライン２００を形成するステップである。

ベースシート離型ステップＳ１４０は、前記導電ライン２００が形成されたベースシート１００を、前記シート製造用プレートから分離するステップである。

前記各ステップを行い、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）を材質としたフレキシブルシート型物性感知リークセンサー装置が製造される。

本発明によるフレキシブルシート型物性感知リークセンサー装置は、酸性溶液及びアルカリ溶液などに対しても損傷のないフッ素系合成樹脂であるテフロン（登録商標）を材質として作製されたものであるため、漏水される物質が強酸性か強アルカリ性であるとしても、誤作動なく安全に漏水の有無を感知できるだけではなく、漏水された物質がセンサー装置を汚染させたとしても、それを除去するだけで再びリサイクルして使用することができ、また、構造が簡単であり、かつ導電ラインの間隔及び幅さえ調節すれば様々な物性を有する物質の漏水有無を正確に確認できる構造を有するように構成されているので、ケーブル型センサーのメリットと、安価でかつ簡単な構造のバンド型センサーのメリットとを併せ持っていることはもとより、さらに、互いに結合しにくい固体状態のフッ素系合成樹脂と液状のフッ素系合成樹脂とを焼結によって結合できるようにすることにより、耐酸性、物性に優れており、漏水有無に対する検出を正確にこなすことができ、デッドポイントがほとんど存在せず、反応性に優れたフレキシブルシート型物性感知リークセンサー装置を製造することができる。

１００ ベースシート
２００ 導電ライン
Ｓ１１０ プレート製造ステップ
Ｓ１２０ ベースシート製造ステップ
Ｓ１３０ 導電ライン形成ステップ
Ｓ１４０ ベースシート離型ステップ

Claims (4)

1. エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）材質の非導電性フッ素系合成樹脂からなるフレキシブルなシート状のベースシートと；
   前記ベースシートの表面に、互いに接したり交差したりしないように一定のパターンで形成され、カーボンブラックが含有されたエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）材質の導電性フッ素系合成樹脂が蒸着されてなる導電ラインと；
   前記導電ラインの底面に形成され、純粋なカーボンブラックからなる導電物質と；
   を含むことを特徴とするフレキシブルシート型物性感知リークセンサー装置。
2. 前記導電ラインを形成する導電性フッ素系合成樹脂に含まれているカーボンブラックの含有量が１５重量％以下であることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルシート型物性感知リークセンサー装置。
3. 前記導電ラインの幅は１１００μｍであることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルシート型物性感知リークセンサー装置。
4. 前記ベースシートの厚さは２５０μｍであることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルシート型物性感知リークセンサー装置。