KR101070221B1

KR101070221B1 - 발포체 내부의 가스 시료 포집 장치 및 이를 이용한 분석 방법

Info

Publication number: KR101070221B1
Application number: KR1020080127179A
Authority: KR
Inventors: 이진복; 김진석; 문동민; 김광섭; 이정순; 강남구; 전종한; 이효진; 김진홍; 서희만
Original assignee: 한국표준과학연구원; 한국지역난방공사; 한밭대학교 산학협력단
Priority date: 2008-12-15
Filing date: 2008-12-15
Publication date: 2011-10-06
Also published as: US8881575B2; JP2012512393A; JP5258975B2; KR20100068724A; WO2010071348A3; US20110247395A1; WO2010071348A2

Abstract

본 발명은 발포체 내부의 가스 시료 포집 장치 및 이를 이용한 분석 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게, 발포체를 분쇄함으로써 발포체 내부의 가스 시료를 효과적으로 포집할 수 있으며, 가스 포집 전ㆍ후의 압력을 측정 가능하여 가스 분석의 정확도를 높임으로써 발포체 특성을 보다 정확하게 평가할 수 있는 발포체 내부의 가스 시료 포집 장치 및 이를 이용한 분석 방법에 관한 것이다.

본 발명의 발포체(F) 내부의 가스 시료 취출 장치(1000)는 내부에 발포체(F)가 수용되도록 발포체 수용부(121)가 형성되는 몸체(100); 상기 몸체(100) 내부의 발포체(F) 일측과 맞닿도록 구비되어 상기 발포체(F)를 분쇄하는 분쇄부(200); 상기 몸체(100) 내부의 발포체(F) 타측과 맞닿도록 구비되어 상기 발포체(F)를 분쇄부(200)측으로 가압하는 가압부(300); 상기 몸체(100) 일측에 형성되어 몸체(100) 내부로 정화가스를 주입하는 정화가스 주입부(400); 상기 몸체(100) 일측에 형성되어 몸체(100) 내부의 가스를 외부로 배출하는 가스 배출부(500); 및 상기 몸체(100) 내부의 압력을 측정하는 압력계(600); 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명의 발포체 내부의 가스 시료 포집 장치 및 이를 이용한 분석 방법은 내부에 복수개의 셀이 불규칙적으로 포함된 발포체를 분쇄함으로써 발포체 내부의 가스를 용이하게 포집할 수 있으며, 오차를 줄여 실험의 신뢰성을 보다 높일 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 발포체 내부의 가스 시료 포집 장치 및 이를 이용한 분석 방법은 가스 포집 전ㆍ후의 압력을 측정 가능 하여 발포체 특성을 보다 정확하게 평가할 수 있는 장점이 있다.

발포체, 폼, 분쇄

Description

발포체 내부의 가스 시료 포집 장치 및 이를 이용한 분석 방법{A sampling device for gases in the foam And analysis method}

발포체(Foam)는 내부에 가스가 포함되거나 진공상태로 유지되는 셀이 복수 형성된 형태를 의미하는 것으로서, 산업 전반에 걸쳐 다양한 재질이 이용되어 형성된다.

상기 발포체는 발포체 형성 재료와 발포가스의 반응을 이용하여 내부에 셀을 형성하는데, 내부 셀의 크기, 내부 셀에 포함된 가스의 종류 및 양에 따라 그 특성에 큰 변화가 있으므로, 발포체 내부의 가스를 포집하여 정량 및 정성을 분석하는 것은 매우 중요하다.

종래의 발포체 내부의 가스 시료를 포집하는 방법으로서, 13년 전 Svantrom과 Ramnas에 의해 밀폐된 모듈에서 발포체를 칼날로 절단하여 실린더로 가스를 채취한 뒤 분석하는 방법이 제안된 바 있다.

그러나 상기의 방법은 특정 부분을 절삭하여 절삭된 셀 내부의 가스를 포집하도록 하고 있으나, 동일한 형태를 갖는 복수개의 발포체 시료 절삭 부분이 동일하다 하더라도 상기 발포체 내부의 셀 불규칙성에 의해 채취되는 가스의 양에 차이가 발생되며, 절삭 횟수를 증가한다 하더라도 유기 발포체가 가지고 있는 반발탄성(resilience)에 의하여 100% 발포체를 파괴하는 것은 불가능함에 따라 발포체 내부의 셀 가스를 완벽하게 포집하는 것에는 어려움이 있다.

즉, 상기 방법에 의해 포집된 가스는 같은 발포체 시료로서 반복적인 실험을 했을 때에도 결과 값의 오차가 발생되어 실험의 신뢰성을 낮추게 된다.

한편, 발포체 중 단열재로 널리 이용되고 있는 우레탄 폼의 경우를 살펴보면, 상기 우레탄 폼은 시간이 지남에 따라 열전도도가 증가되어 단열 성능이 저하되는 데, 이는 내부 셀 가스 내에 존재하는 발포가스 및 잔류 가스(산소, 질소, 이산화탄소 등)에 의해 결정된다.

더욱 상세하게, 상기 우레탄 폼은 발포체 셀 내부의 이산화탄소를 포함하는 가스는 형성 초기에 급격히 확산되어 우레탄 폼 외부로 유출되고, 장기적으로 대기 중에 노출되는 경우에는 공기 중의 질소, 및 산소와 같은 가스가 폼 내부로 확산되 어 폼 내부의 단열 성능을 감소하게 된다.

따라서 발포체 내부의 가스 시료를 채취하여 분석하는 것은 우레탄 폼의 성능을 결정하는 주요 요소로서, 특히, 단열재가 건축재로 이용되는 경우에 시간이 경과하여 단열 성능이 저하되는 것은 1차적으로 적절한 단열을 수행하지 못함에 따른 에너지의 낭비가 초래되며, 2차적으로 이를 교체하기 위해서는 내벽을 허물고 재시공하는 등 교체 공정의 어려움으로 인해 높은 비용과 오랜 시간이 소요되어 추가적인 에너지의 낭비를 초래하게 되는 문제점이 있다.

더욱이 단열은 건물의 에너지 소비 절감을 위한 가장 기본적인 방법으로서, 최근 에너지 사용량 및 원유가 상승에 따른 환경과 에너지에 대한 관심이 증가됨에 따라 건축, 냉동장치, 및 자동차 등의 산업 전반에 걸쳐 효율적으로 에너지를 관리하기 위한 필요성이 대두되고 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 내부에 복수개의 셀이 불규칙적으로 포함된 발포체를 분쇄함으로써 발포체 내부의 가스를 용이하게 포집할 수 있으며, 오차를 줄여 실험의 신뢰성을 보다 높일 수 있는 발포체 내부의 가스 시료 포집 장치 및 이를 이용한 분석 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 가스 포집 전ㆍ후의 압력을 측정 가능 하여 발포체 특성을 보다 정확하게 평가할 수 있는 발포체 내부의 가스 시료 포집 장치 및 이를 이용한 분석 방법에 관한 것이다.

본 발명의 발포체(F) 내부의 가스 시료 취출 장치(1000)는 내부에 발포체(F)가 수용되도록 발포체 수용부(121)가 형성되는 몸체(100); 상기 몸체(100) 내부의 발포체(F) 일측과 맞닿도록 구비되어 상기 발포체(F)를 분쇄하는 분쇄부(200); 상기 몸체(100) 내부의 발포체(F) 타측과 맞닿도록 구비되어 상기 발포체(F)를 분쇄부(200)측으로 가압하는 가압부(300); 상기 몸체(100) 일측에 형성되어 몸체(100) 내부로 정화가스를 주입하며 제1밸브(430)가 형성되는 정화가스 주입부(400); 상기 몸체(100) 일측에 형성되어 몸체(100) 내부의 가스를 외부로 배출하며 제2밸브(510)가 형성되는 가스 배출부(500); 및 상기 몸체(100) 내부의 압력을 측정하는 압력계(600); 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 몸체(100)는 상기 분쇄부(200)가 구비되는 제1몸체(110); 상기 발포체 수용부(121)가 형성되는 제2몸체(120); 및 상기 가압부(300)가 구비되는 제3몸체(130);의 결합에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 발포체(F) 내부의 가스 시료 포집 장치(1000)는 상기 제2몸체(120) 및 제3몸체(130)가 해체되고, 상기 제2몸체(120)의 발포체 수용부(121)에 발포체(F) 시료를 취출하여 내부에 발포체(F)가 구비되는 발포체 시료 저장부(140)가 내삽되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 발포체 시료 저장부(140)의 일측 단부는 외측으로 돌출되는 돌출부(141)가 형성되고, 상기 제2몸체(120)는 상기 돌출부(141)가 안착되어 상기 발포체 시료 저장부(140)의 삽입깊이를 제한하는 단차부(122)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분쇄부(200)는 분쇄판(210); 상기 분쇄판(210)을 지지하는 분쇄판 지지부(220); 및 상기 분쇄판 지지부(220)와 연결되어 상기 분쇄판(210)을 회전하는 분쇄판 구동부(230)를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 제2몸체(120)는 상기 발포체 수용부(121)가 상기 분쇄판(210)에 편심되도록 위치되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 가압부(300)는 가압축(310); 상기 제1몸체(110)가 고정되는 레일(330); 상기 레일(330)에 연결되며, 상기 가압축(310)을 고정하는 가압축 고정부(320); 상기 가압축(310) 및 가압축 고정부(320)를 레일(330)을 따라 이동하도록 하는 가압축 구동부(미도시)를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 정화가스 주입부(400)는 상기 제2몸체(120)에 형성되고, 상기 가스 배출부(500)는 제3몸체(130)에 형성되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 정화가스 주입부(400)는 정화가스 저장부(410); 및 유량조절부(420)를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가스 배출부(500)는 분석장비(700)와 직접 연결되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 발포체(F) 내부의 가스 시료 포집 장치(1000)를 이용한 발포체(F) 내부의 가스 시료 분석 방법은 Sa) 상기 정화가스 주입부(400)의 제1밸브(430) 및 가스 배출부(500)의 제2밸브(510)를 개방하여 정화가스가 몸체(100) 내부를 정화(Purge)하는 정화 단계(Sa); Sb) 상기 제2몸체(120)와 제3몸체(130)의 체결을 해체한 후, 상기 발포체(F) 시료가 저장된 발포체 시료 저장부(140)를 상기 제2몸체(120)의 발포체 수용부(121)에 삽입하는 발포체(F) 시료 삽입 단계(Sb); Sc) 상기 제2몸체(120)와 제3몸체(130)를 체결한 후 내부를 대기압 상태로 조절하는 압력 조절 단계(Sc); Sd) 상기 가압부(300) 및 분쇄부(200)를 작동하여 상기 발포체(F)를 분쇄하는 분쇄 단계(Sd); Se) 상기 가압부(300)의 위치를 최초 상태로 조절하여 몸체(100) 내부의 공간을 분쇄 전과 동일하게 형성한 후 압력계(600)를 이용하여 압력을 측정 하는 압력 측정 단계(Se); 및 Sf) 상기 가스 배출부(500)에 분석장비(700)를 연결한 후, 상기 제2밸브(510)를 개방하여 분석하는 분석 단계(Sf)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 발포체(F) 내부의 가스 시료 포집 장치(1000) 및 이를 이용한 분석 방법을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 발포체(F) 내부의 가스 시료 포집 장치(1000)에 따른 사시도, 분해사시도, 및 단면도, 도 4는 본 발명의 발포체(F) 내부의 가스 시료 포집 장치(1000)에 따른 발포체 시료 저장부(140)의 발포체(F) 시료 취출 예를 나타낸 도면이고, 도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 발포체(F) 내부의 가스 시료 포집 장치(1000)의 작동을 나타낸 도면이며, 도 8은 본 발명의 발포체(F) 내부의 가스 시료 분석 방법에 따른 단계도이다.

본 발명의 발포체(F) 내부의 가스 시료 포집 장치(1000)는 기본이 되는 몸체(100); 분쇄부(200); 가압부(300); 정화가스 주입부(400); 가스 배출부(500); 및 압력계(600)를 포함하여 형성된다.

상기 몸체(100)는 내부에 발포체(F)가 수용될 수 있도록 일정 영역 중공된 발포체 수용부(121)가 형성되며, 내부에 분쇄부(200) 및 가압부(300)의 일부 구성이 포함된다.

상기 몸체(100)는 생산 및 조립이 용이하며, 상기 발포체(F)의 삽입이 용이하도록, 상기 분쇄부(200)가 구비되는 제1몸체(110); 상기 발포체 수용부(121)가 형성되는 제2몸체(120); 및 상기 가압부(300)가 구비되는 제3몸체(130);의 구성이 별도로 제작된 후, 조립되는 것이 바람직하다.

상기 몸체(100)는 장치가 조립된 후, 내부의 가스가 외부로 배출되거나 외부의 가스가 유입되지 않도록 기밀이 유지되어야 한다.

상기 발포체(F)는 시험을 위해 일정 크기로 절단하는 경우에, 절단된 면에 위체된 셀이 파괴되면서 그 가스가 외부로 배출되므로, 본 발명의 발포체(F) 내부의 가스 시료 포집 장치(1000)는 상기 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 발포체(F) 위에 틀을 마련하고 별도의 발포체 시료 저장부(140)를 삽입하여 시료를 취출할 수 있다.

또한, 상기 발포체(F)의 외면에는 일정영역 중공된 중공홀(142)이 형성되어 정화가스 주입부(400)에 의해 주입된 정화가스가 원활히 유동되도록 할 수 있으며, 발포체 시료 취출 시 별도부재가 상기 중공홀(142)에 삽입되는 고정부재와 연결되어 잡을 수 있는 영역을 확장함으로써 취출 공정이 더욱 용이하게 진행되도록 할 수 있다.

물론, 상기 별도부재 및 고정부재는 상기 발포체 시료 저장부(140)의 시료 취출 시에만 연결되며, 취출 후에는 해체된다.

아울러, 상기 발포체(F) 시료가 취출된 발포체 시료 저장부(140)는 그대로 상기 제2몸체(120)의 발포체 수용부(121)에 삽입함으로써 발포체(F) 시료 취출 공정을 간소화하고 발포체(F) 내부의 가스 배출을 최소화 하도록 하는 것이 바람직하다. (도 6 참조)

발포체(F) 내부의 가스 시료를 포집하는 방법을 포함하는 분석 방법 전체는 아래에서 다시 설명한다.

또한, 상기 발포체 시료 저장부(140)는 단부가 외측으로 일정영역 돌출되는 돌출부(141)가 형성되고, 상기 제2몸체(120)의 발포체 수용부(121)에는 상기 돌출부(141)가 안착되어 상기 발포체 시료 저장부(140)의 삽입 깊이를 제한하는 단차부(122)가 형성되도록 한다.

상기 분쇄부(200)는 상기 제1몸체(110)에 구비되어 상기 제2몸체(120) 내부에 구비되는 발포체(F)의 일측과 맞닿게 형성된다.

상기 분쇄부(200)는 상기 발포체(F)를 분쇄할 수 있는 다양한 수단이 구비될 수 있으나, 바람직하게는 분쇄판(210); 상기 분쇄판(210)을 지지하는 분쇄판 지지부(220); 및 상기 분쇄판 지지부(220)와 연결되어 상기 분쇄판(210)을 회전하는 분쇄판 구동부(230)를 포함하는 수단이 이용될 수 있다.

상기 분쇄판(210)은 실질적으로 상기 발포체(F)와 접하여 분쇄를 담당하는 구성으로, 샌드 페이퍼, 다이아몬드 그라인딩 시트 등을 포함하는 다양한 재료가 이용될 수 있으며, 이 때, 상기 발포체(F)의 경도에 따라 상기 분쇄판(210)은 적절히 선택하여 사용한다.

이 때, 상기 발포체(F)는 분쇄가 효과적으로 이루어질 수 있도록 분쇄판(210)의 일측으로 편심되도록(상기 발포체(F)의 중심축이 상기 분쇄판(210)의 중심축을 벗어나도록) 상기 제2몸체(120)의 발포체 수용부(121)의 위치가 조절되는 것이 바람직하다.

상기 가압부(300)는 상기 발포체(F)를 분쇄부(200)측으로 가압하여 상기 발포체(F)의 분쇄가 효율적으로 이루어지도록 하는 구성으로 상기 가압부(300)는 상기 발포체(F)를 적절히 가압할 수 있는 수단이 다양하게 이용될 수 있다.

상기 가압부(300)의 실시예로서, 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 발포체(F) 내부의 가스 시료 포집 장치(1000)는 상기 가압부(300)가 가압축(310); 상기 제1몸체(110)를 고정하는 레일(330); 상기 레일(330)에 연결되며, 상기 가압축(310)을 고정하는 가압축 고정부(320); 상기 가압축(310) 및 가압축 고정부(320)를 레일(330)을 따라 이동하도록 하는 가압축 구동부(미도시)를 포함하여 형성될 수 있다.

이 때, 상기에서 설명한 바와 같이, 상기 발포체 수용부(121)에 단차부(122)가 형성되고, 상기 발포체 시료 저장부(140)에 돌출부(141)가 형성됨으로써 상기 가압부(300)의 가압축(310)이 이동되는 경우에, 상기 발포체 시료 저장부(140) 내부의 발포체(F) 시료만 이동된다.

상기 가압축(310)의 일측 단부는 상기 발포체 시료 저장부(140) 내부의 발포체(F) 시료가 분쇄판(210)측으로 이동될 수 있도록 상기 발포체(F) 시료의 단부와 맞닿도록 형성되며, 상기 몸체(100) 외측 방향으로 최대 이동시(도면에서 우측방향)에는 상기 제3몸체(130)에 의해 지지되도록 한다.

상기 몸체(100) 내부의 압력은 상기 가압축(310)의 이동에 의하여 급격히 변화될 수 있으므로, 전체 압력의 변화를 측정하고자 하는 경우에는 상기 가압축(310)의 위치를 동일하게 유지하고 압력을 측정해야 한다.

상기 도면에 도시된 예 외에도, 상기 가압축(310)이 도면에서 좌ㆍ우 방향으로 이동되도록 함으로써 상기 발포체(F)를 적절히 가압하여 분쇄될 수 있도록 하는 구성이라면 더욱 다양하게 형성될 수 있다.

상기 정화가스 주입부(400)는 상기 몸체(100) 내부에 정화가스를 주입하여 내부를 정화(Purge)하도록 하는 구성으로서, 상기 제2몸체(120)에 형성되는 것이 바람직하다.

더욱 상세하게, 상기 정화가스 주입부(400)는 정화가스가 저장되는 정화가스 저장부(410); 상기 정화가스의 공급 유량을 조절하는 유량조절부(420); 및 제1밸브(430)를 포함하여 형성될 수 있다.

이 때, 상기 정화가스는 발포체(F) 내부에 포함되어 있지 않은 가스로서, 대기 또는 발포체(F) 내부의 가스와 반응하지 않는 가스가 이용되어야 하며, 대표적으로 헬륨(He) 가스가 이용될 수 있다.

상기 가스 배출부(500)는 상기 정화가스 주입부(400)를 통해 주입된 정화가스 또는 발포체(F) 내부의 가스가 배출되도록 연결되는 구성으로서, 상기 제3몸체(130)에 형성되는 것이 바람직하다.

상기 가스 배출부(500)는 가스의 배출을 조절하는 제2밸브(510)가 연결되며, 이후, 분석 작업을 행하는 분석장비(700)와 직접 연결될 수 있으며, 이 때, 상기 분석장비(700)는 정밀가스질량분석기(precision gas mass spectrometer; Gas/MS)가 이용될 수 있다.

상기 정화가스 주입부(400)에 의한 정화가스 주입 시에는 상기 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 제1밸브(430) 및 제2밸브(510)를 모두 개방하여 정화가스가 몸체(100) 내부로 유입되고, 상기 정화가스는 몸체(100) 내부의 잔유 가스 등과 함께 상기 가스 배출부(500)를 통해 배출된다.

상기 정화가스 주입부(400)에 의한 정화 작업은 분쇄 작업 이전에 수행되어 분석 방법의 신뢰성을 더욱 높일 수 있도록 한다.

상기 압력계(600)는 몸체(100) 내부의 압력을 측정하도록 하는 구성으로서, 도면에서는 상기 정화가스 주입부(400)의 구성에 연결된 예를 도시하였다.

한편, 본 발명의 발포체(F) 내부의 가스 시료 분석 방법은 Sa) 정화 단 계(Sa); Sb) 발포체(F) 시료 삽입 단계(Sb); Sc) 압력 조절 단계(Sc); Sd) 분쇄 단계(Sd); Se) 압력 측정 단계(Se); 및 Sf) 분석 단계(Sf)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 정화 단계(Sa)는 몸체(100) 내부에 잔존하는 가스를 배출하기 위한 방법으로서, 상기 정화가스 주입부(400)의 제1밸브(430)와 가스 배출부(500)의 제2밸브(510)를 개방하여 정화가스가 상기 도 5에 도시된 바와 같이 정화가스가 유동되면서, 몸체(100) 내부를 정화하는 단계이다.

상기 정화 단계(Sa)는 5 내지 15분 정도 수행될 수 있으며, 몸체(100)의 크기 등에 따라 그 수행 시간은 변화될 수 있다.

상기 정화 단계(Sa)시, 상기 가압축(310)은 도면에서 최우측에 위치되어 정화가스에 의한 정화가 원활히 수행되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 발포체(F) 시료 삽입 단계(Sb)는 상기 도 4에 도시한 바와 같이, 발포체(F) 시료를 취출하고, 상기 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 취출된 발포체(F) 시료를 내부에 포함하는 발포체 시료 저장부(140)를 상기 제2몸체(120)의 발포체 수용부(121)에 삽입하는 단계이다.

이 때, 상기 제1밸브(430)는 개방되어 연속적으로 정화가스가 몸체(100) 내부로 유입되어 배출되도록 함으로써 이와 반대방향으로 외부의 가스가 몸체(100) 내부로 유입되는 것을 방지하도록 한다.

상기 압력 조절 단계(Sc)는 상기 제2몸체(120)와 제3몸체(130)를 체결한 후, 내부를 대기압 상태로 조절하는 단계로서, 상기 압력계(600)를 통해 몸체(100) 내 부의 압력을 확인하면서 상기 정화가스 주입부(400)의 제1밸브(430)와 제2밸브(510)를 폐쇄함으로써 몸체(100) 내부의 압력을 대기압 상태로 조절한다.

상기 압력 조절 단계(Sc)는 발포체(F) 시료의 분쇄 이전에 내부 압력을 대기압의 기준 압력 상태로 조절하기 위한 단계로서, 상기 제1밸브(430)와 제2밸브(510)의 폐쇄시점을 조절함으로써 행할 수 있다.

상기 분쇄 단계(Sd)는 상기 가압부(300) 및 분쇄부(200)를 작동하여 상기 발포체(F)를 분쇄하는 단계로서, 상기 분쇄 단계(Sd)를 통해 발포체(F) 내부의 셀을 대부분 파괴함으로써 셀 내부에 존재하는 가스가 몸체(100) 내부에 존재하게 된다.

상기 압력 측정 단계(Se)는 분쇄가 완료된 후, 발포체(F)에 의한 압력을 측정하는 단계로서, 이 때, 상기 가압부(300)의 위치를 최초 가압부(300)를 작동하지 않은 상태로 조절하여 몸체(100) 내부의 공간을 분쇄 전과 동일하게 형성한 후, 압력을 측정 한다.

상기 압력 측정 단계(Se)에서 측정된 압력의 변화를 통해 발포체(F) 내부에 가스가 존재하지 않고 진공상태로 존재하는 셀의 정도를 파악할 수 있는 기본 자료로서 활용될 수 있으며, 이후 분석장비(700)를 이용해 측정한 압력과 비교를 통해 본 분석 방법의 신뢰도를 평가할 수 있는 자료로서 이용될 수 있다.

상기 분석 단계(Sf)는 상기 가스 배출부(500)에 분석장비(700)를 연결한 후, 상기 제2밸브(510)를 개방하여 분석하는 단계로서, 본 발명의 발포체(F) 내부의 가스 시료 포집 장치(1000)를 이용한 분석 방법은 상기 가스 시료 포집 장치(1000)의 가스 배출부(500)에 분석장비(700)를 직접 연결하여 분석을 수행함으로써 더욱 신 뢰성 높은 결과를 얻을 수 있다.

상기 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1밸브(430)는 폐쇄되므로 몸체(100) 내부의 가스는 화살표와 같이 이동되어 상기 분석장비(700)에 의해 분석된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 분석 방법은 발포체(F)를 분쇄함으로써 내부 셀을 대부분 파괴하여 가스 시료를 효과적으로 포집할 수 있으며, 몸체(100) 내부의 오염 가스를 외부로 방출하고 분쇄 전ㆍ후의 압력을 측정함으로써 분석의 신뢰성을 보다 높일 수 있는 장점이 있다.

특히, 본 발명의 발포체(F) 내부의 가스 시료 포집 장치(1000) 및 분석 방법은 상기 발포체(F)가 우레탄폼인 경우에, 내부의 가스 시료를 분석하여 우레탄폼의 단열특성을 정확하게 예측할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 발포체 내부의 가스 시료 포집 장치에 따른 사시도, 분해사시도, 및 단면도.

도 4는 본 발명의 발포체 내부의 가스 시료 포집 장치에 따른 발포체 시료 저장부의 발포체 시료 취출 예를 나타낸 도면.

도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 발포체 내부의 가스 시료 포집 장치의 작동을 나타낸 도면.

도 8은 본 발명의 발포체 내부의 가스 시료 분석 방법에 따른 단계도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

1000 : 본 발명에 따른 발포체 내부의 가스 시료 포집 장치

F : 발포체

100 : 몸체

110 : 제1몸체 120 : 제2몸체

121 : 발포체 수용부 122 : 단차부

130 : 제3몸체

140 : 발포체 시료 저장부 141 : 돌출부

200 : 분쇄부 210 : 분쇄판

220 : 분쇄판 지지부 230 : 분쇄판 구동부

300 : 가압부 310 : 가압축

320 : 가압축 고정부 330 : 레일

400 : 정화가스 주입부 410 : 정화가스 저장부

420 : 유량조절부 430 : 제1밸브

500 : 가스 배출부 510 : 제2밸브

600 : 압력계

700 : 분석장비

Sa 내지 Sf : 본 발명에 따른 발포체 내부의 가스 시료 분석 방법

Claims

발포체(F) 내부의 가스 시료를 포집하는 발포체 내부의 가스 시료 포집 장치(1000)에 있어서,

내부에 발포체(F)가 수용되도록 발포체 수용부(121)가 형성되는 몸체(100);

상기 몸체(100) 내부의 발포체(F) 일측과 맞닿도록 구비되어 상기 발포체(F)를 분쇄하는 분쇄부(200);

상기 몸체(100) 내부의 발포체(F) 타측과 맞닿도록 구비되어 상기 발포체(F)를 분쇄부(200)측으로 가압하는 가압부(300);

상기 몸체(100) 일측에 형성되어 몸체(100) 내부로 정화가스를 주입하며 제1밸브(430)가 형성되는 정화가스 주입부(400);

상기 몸체(100) 일측에 형성되어 몸체(100) 내부의 가스를 외부로 배출하며 제2밸브(510)가 형성되는 가스 배출부(500); 및

상기 몸체(100) 내부의 압력을 측정하는 압력계(600); 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 발포체 내부의 가스 시료 포집 장치.
제1항에 있어서,

상기 몸체(100)는 상기 분쇄부(200)가 구비되는 제1몸체(110); 상기 발포체 수용부(121)가 형성되는 제2몸체(120); 및 상기 가압부(300)가 구비되는 제3몸체(130);의 결합에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 발포체 내부의 가스 시료 포집 장치.
제2항에 있어서,

상기 발포체(F) 내부의 가스 시료 포집 장치(1000)는

상기 제2몸체(120)의 발포체 수용부(121)에 발포체(F) 시료를 취출하여 내부에 발포체(F)가 저장되는 발포체 시료 저장부(140)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 발포체 내부의 가스 시료 포집 장치.
제3항에 있어서,

상기 발포체 시료 저장부(140)의 일측 단부는 외측으로 돌출되는 돌출부(141)가 형성되고, 상기 제2몸체(120)는 상기 돌출부(141)가 안착되어 상기 발포체 시료 저장부(140)의 삽입깊이를 제한하는 단차부(122)가 형성되는 것을 특징으로 하는 발포체 내부의 가스 시료 포집 장치.
제2항에 있어서,

상기 분쇄부(200)는 분쇄판(210); 상기 분쇄판(210)을 지지하는 분쇄판 지지부(220); 및 상기 분쇄판 지지부(220)와 연결되어 상기 분쇄판(210)을 회전하는 분 쇄판 구동부(230)를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 발포체 내부의 가스 시료 포집 장치.
제5항에 있어서,

상기 제2몸체(120)는 상기 발포체 수용부(121)가 상기 분쇄판(210)에 편심되도록 위치되는 것을 특징으로 하는 발포체 내부의 가스 시료 포집장치.
제5항에 있어서,

상기 가압부(300)는 가압축(310); 상기 제1몸체(110)가 고정되는 레일(330); 상기 레일(330)에 연결되며, 상기 가압축(310)을 고정하는 가압축 고정부(320); 상기 가압축(310) 및 가압축 고정부(320)를 레일(330)을 따라 이동하도록 하는 가압축 구동부(미도시)를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 발포체 내부의 가스 시료 포집 장치.
제2항에 있어서,

상기 정화가스 주입부(400)는 상기 제2몸체(120)에 형성되고, 상기 가스 배 출부(500)는 제3몸체(130)에 형성되는 것을 특징으로 하는 발포체 내부의 가스 시료 포집 장치.
제8항에 있어서,

상기 정화가스 주입부(400)는

정화가스 저장부(410); 및 유량조절부(420)를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 발포체 내부의 가스 시료 포집 장치.
제8항에 있어서,

상기 정화가스는 헬륨(He)인 것을 특징으로 하는 발포체 내부의 가스 시료 포집 장치.
제2항에 있어서,

상기 가스 배출부(500)는 분석장비(700)와 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 발포체 내부의 가스 시료 포집 장치.
제2항 내지 제11항 중 선택되는 어느 한 항에 의한 발포체(F) 내부의 가스 시료 포집 장치(1000)를 이용한 발포체(F) 내부의 가스 시료 분석 방법은

Sa) 상기 정화가스 주입부(400)의 제1밸브(430) 및 가스 배출부(500)의 제2밸브(510)를 개방하여 정화가스가 몸체(100) 내부를 정화(Purge)하는 정화 단계(Sa);

Sb) 상기 제2몸체(120)와 제3몸체(130)의 체결을 해체한 후, 상기 발포체(F) 시료가 저장된 발포체 시료 저장부(140)를 상기 제2몸체(120)의 발포체 수용부(121)에 삽입하는 발포체(F) 시료 삽입 단계(Sb);

Sc) 상기 제2몸체(120)와 제3몸체(130)를 체결한 후 내부를 대기압 상태로 조절하는 압력 조절 단계(Sc);

Sd) 상기 가압부(300) 및 분쇄부(200)를 작동하여 상기 발포체(F)를 분쇄하는 분쇄 단계(Sd);

Se) 상기 가압부(300)의 위치를 최초 상태로 조절하여 몸체(100) 내부의 공간을 분쇄 전과 동일하게 형성한 후 압력계(600)를 이용하여 압력을 측정 하는 압력 측정 단계(Se); 및

Sf) 상기 가스 배출부(500)에 분석장비(700)를 연결한 후, 상기 제2밸브(510)를 개방하여 분석하는 분석 단계(Sf)를 포함하는 것을 특징으로 하는 발포체(F) 내부의 가스 시료 분석 방법.