KR101327421B1 - Analysis method for gases in the foam - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발포체 시료 가스 분석 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 본 발명은 단일 밀폐탱크 내부에서 하나의 발포체 시료를 이용하여 장기적 특성을 연속 실험할 수 있으며, 최초 발포체 시료 내부 분압 변화를 계산할 수 있어 분석 신뢰도를 향상할 수 있으며, 분석 효율을 획기적으로 높일 수 있는 발포체 시료 가스 분석 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for analyzing a foam sample gas, and more particularly, the present invention can continuously test long-term characteristics using a single foam sample in a single closed tank, and can calculate the change in partial pressure inside the initial foam sample. The present invention relates to a foam sample gas analysis method capable of improving reliability and dramatically increasing analysis efficiency.

Description

발포체 시료 가스 분석 방법{Analysis method for gases in the foam}Analysis method for gases in the foam

본 발명은 발포체 시료 가스 분석 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 본 발명은 단일 밀폐탱크 내부에서 하나의 발포체 시료를 이용하여 장기적 특성을 연속 실험할 수 있으며, 최초 발포체 시료 내부 분압 변화를 계산할 수 있어 분석 신뢰도를 향상할 수 있으며, 분석 효율을 획기적으로 높일 수 있는 발포체 시료 가스 분석 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for analyzing a foam sample gas, and more particularly, the present invention can continuously test long-term characteristics using a single foam sample in a single closed tank, and can calculate the change in partial pressure inside the initial foam sample. The present invention relates to a foam sample gas analysis method capable of improving reliability and dramatically increasing analysis efficiency.

발포체(Foam)는 내부에 가스가 포함되거나 진공상태로 유지되는 셀이 복수 형성된 형태를 의미하는 것으로서, 산업 전반에 걸쳐 다양한 재질이 이용되어 형성된다. Foam refers to a form in which a plurality of cells containing gas or a vacuum is maintained therein, and is formed using various materials throughout the industry.

상기 발포체는 발포체 형성 재료와 발포 가스의 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.
The foam forms a cell therein by using a reaction between a foam forming material and a foaming gas. Since the characteristics of the foam vary greatly depending on the size of the inner cell and the type and amount of gas contained in the inner cell, the gas inside the foam It is very important to collect and analyze quantitative and qualitative information.

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.As a method of collecting a gas sample inside a conventional foam, a method of collecting gas from a cylinder by cutting a foam with a blade in a module sealed by Svantrom and Ramnas 13 years ago has been proposed.

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. However, the above method is to cut a specific portion to trap the gas inside the cut cell, but even if a plurality of foam sample cutting parts having the same shape are the same, the amount of gas collected by the cell irregularity inside the foam is different. Differences occur, and even if the number of cutting is increased, it is difficult to completely destroy the cell gas inside the foam because it is impossible to destroy 100% foam due to the resilience of the organic foam.

즉, 상기 방법에 의해 포집된 가스는 같은 발포체 시료로서 반복적인 실험을 했을 때에도 결과 값의 오차가 발생되어 실험의 신뢰성을 낮추게 된다.In other words, the gas collected by the above method, even when repeated experiments with the same foam sample, an error of the result value is generated to lower the reliability of the experiment.

이 때, 하나의 시료를 이용하여 가스를 분석하는데 일반적으로 2~3시간 이상이 소요되므로, 실험 신뢰도를 높이기 위해 반복적인 실험이 수행될 경우 실험에 소요되는 시간이 매우 증가되며, 전체 실험 효율이 저하될 수밖에 없는 문제점이 있다. In this case, since it generally takes 2 to 3 hours or more to analyze the gas using a single sample, the time required for the experiment is greatly increased when repeated experiments are performed to increase the reliability of the experiment. There is a problem that can only be reduced.

또한, 실험을 위해 샘플이 채취된 발포체 나머지 부분은 절단면 부분으로부터 확산이 가속화되어, 한번 채취된 발포체 시료는 폐기된다. In addition, the remaining portion of the foam from which the sample was taken for the experiment accelerated the diffusion from the cut surface portion, so that the foam sample once collected is discarded.

따라서, 동일 발포체 시료의 장기적 특성을 파악하기 위해서는 6개월 이상 일정 기간 동안 복수회의 실험을 수행하게 되는데, 실험 신뢰도를 높이기 위해서는 실험 횟수에 대응되는 일정 개수의 발포체를 준비하고, 실험마다 하나씩 발포체로부터 시료를 채취해야하므로 필요한 발포체의 양이 매우 많다. Therefore, in order to determine the long-term characteristics of the same foam sample, a plurality of experiments are carried out for a predetermined period of 6 months or more.In order to increase the reliability of experiments, a predetermined number of foams corresponding to the number of experiments are prepared, and samples from one foam for each experiment. The amount of foam required is very large because it must be harvested.

또한, 다양한 변수를 고려하여 실험의 횟수를 늘릴 경우에, 시료채취용 발포체를 저장하기 위한 장소가 필요하며, 실험에 소요되는 비용도 매우 높아질 수밖에 없는 문제점이 있다.
In addition, when increasing the number of experiments in consideration of various variables, a place for storing the sampling foam is required, there is a problem that the cost required for the experiment is very high.

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 발포 가스 및 잔류 가스(산소, 질소, 이산화탄소 등)에 의해 결정된다. On the other hand, in the case of the urethane foam is widely used as a heat insulating material of the foam, the urethane foam is thermal conductivity is increased over time to decrease the thermal insulation performance, which is the foam gas and residual gas present in the inner cell gas (Oxygen, nitrogen, carbon dioxide, etc.).

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 확산되어 폼 내부의 단열 성능을 감소하게 된다.More specifically, the urethane foam is a gas containing carbon dioxide inside the foam cell is rapidly diffused at the beginning of the formation to flow out of the urethane foam, if the long-term exposure to the atmosphere gas such as nitrogen, and oxygen in the air foam Diffusion into the interior reduces the thermal insulation performance inside the foam.

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. Therefore, collecting and analyzing gas samples inside the foam is a major factor in determining the performance of urethane foam. In particular, when the insulation material is used as a building material, the insulation performance deteriorates over time, primarily performing proper insulation. There is a problem that the waste of energy due to the failure, and to replace it secondly, it takes a high cost and a long time due to the difficulty of the replacement process, such as tearing down the inner wall and reconstruction, resulting in additional waste of energy.

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.
Furthermore, insulation is the most fundamental way to reduce energy consumption in buildings, and as energy and energy prices are increasing in recent years, interest in the environment and energy has led to the efficient use of energy throughout the construction, refrigeration, and automotive industries. The need to manage is emerging.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 단일 밀폐탱크 내부에서 하나의 발포체 시료를 이용하여 장기적 특성을 연속 실험할 수 있으며, 최초 발포체 시료 내부 분압 변화를 계산할 수 있어 분석 신뢰도를 향상할 수 있으며, 분석 효율을 획기적으로 높일 수 있는 발포체 시료 분석 방법을 제공하는 것이다.
The present invention has been made to solve the problems described above, an object of the present invention is to continuously test the long-term characteristics using a single foam sample in a single closed tank, it is possible to calculate the partial pressure change inside the initial foam sample It is possible to improve the analysis reliability, and to provide a foam sample analysis method that can significantly increase the analysis efficiency.

본 발명의 발포체 시료(F) 가스 분석 방법은 밀폐탱크(10) 내부에 발포체 시료(F)를 위치하고, 대기압과 같은 압력의 표준 가스를 주입하는 분석 준비 단계(S10); 밀폐탱크(10) 내부의 가스를 채취하고, 분석장치(20)를 이용하여 가스분압을 분석하되, 복수회 수행되는 밀폐탱크 내부 가스 분석 단계(S20); 발포체 시료(F)를 분쇄하여 내부 가스 시료를 포집하고, 분석장치(20)를 이용하여 가스분압 분석하는 발포체 시료(F) 내부 가스 분석 단계(S30); 및 최종 밀폐탱크 내부 가스 분석 단계(S20)에서 최종 밀폐탱크(10) 내부 변화 분압 및 발포체 시료(F) 내부 가스 분석 단계(S30)에서 발포체 시료(F) 내부 분압을 확인하고, 이전 밀폐탱크 내부 가스 분석 단계(S20)에서 밀폐탱크(10) 내부 변화 분압을 확인하며, 아래 [수학식 1]을 이용하여 이전 상기 밀폐탱크 내부 가스 분석 단계(S20) 수행 시, 발포체 시료(F) 내부 분압을 계산하는 연산 단계(S40); 를 포함하는 것을 특징으로 한다. Foam sample (F) gas analysis method of the present invention is located in the closed tank (10) the foam sample (F) , the analysis preparation step (S10) for injecting a standard gas at a pressure such as atmospheric pressure; Collecting the gas inside the closed tank 10 and analyzing the partial pressure of the gas using the analysis device 20, the gas analysis step (S20) of the closed tank being performed a plurality of times; A foam sample (F) internal gas analysis step (S30) of pulverizing the foam sample (F) to collect an internal gas sample and analyzing the gas partial pressure using the analysis device (20); And determine the end-sealed tank 10 inside changing the partial pressure and a foam sample (F) a foam sample (F) inside the partial pressure within the gas analysis step (S30) in the final sealed tank within the gas analysis step (S20), and internal transfer sealed tank, In the gas analysis step (S20) to check the partial pressure of the change inside the closed tank (10), when performing the previous gas analysis step (S20) in the closed tank using the following Equation 1 , the internal pressure of the foam sample (F) Calculating step S40; And a control unit.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112011027199925-pat00001
Figure 112011027199925-pat00001

이 때, 상기 발포체 시료(F) 가스 분석 방법은 상기 표준 가스는 질소(N2) 및 산소(O2) 가스가 동일한 비를 갖는 가스인 것을 특징으로 한다.At this time, the foam sample (F) gas analysis method is characterized in that the standard gas is a gas in which nitrogen (N 2 ) and oxygen (O 2 ) gas has the same ratio.

또한, 상기 발포체 시료(F) 가스 분석 방법은 상기 밀폐탱크내부 가스 분석 단계(S20)의 1회 수행 후, 재수행 이전에 밀폐탱크(10) 내부가 대기압 상태와 동일하도록 상기 분석 준비 단계(S10)에서 주입된 표준 가스가 주입되는 것을 특징으로 한다.In addition, the foam sample (F) gas analysis method is the analysis preparation step (S10) so that the inside of the closed tank (10) is the same as the atmospheric pressure before the re-run after performing one time of the gas analysis step (S20) inside the closed tank. Injected from the standard gas is characterized in that the injection.

또, 상기 발포체 시료(F) 가스 분석 방법은 이산화탄소 가스(CO2), 발포 가스, 질소 가스(N2), 및 산소 가스(O2),에 대한 분압이 아래 수학식 2에 의해 개별적으로 측정 및 계산되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the foam sample (F) gas analysis method, the partial pressures for carbon dioxide gas (CO 2 ), foaming gas, nitrogen gas (N 2 ), and oxygen gas (O 2 ), respectively, are measured by Equation 2 below. And calculated.

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112011027199925-pat00002
Figure 112011027199925-pat00002

아울러, 상기 분석 준비 단계(S10)에서, 상기 발포체 시료(F)는 밀폐탱크(10) 내부에 위치된 정밀저울(13)(Weight balance) 상측에 위치되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the analysis preparation step (S10), the foam sample (F) is characterized in that it is located above the precision balance (13) (Weight balance) located in the closed tank (10).

또한, 상기 발포체 시료(F) 가스 분석 방법은 상기 연산 단계(S40)에서 분석된 가스 분압을 고려하여 발포체 시료(F)의 열전도도를 계산하는 열전도도 계산 단계(S50);가 더 수행되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the foam sample (F) gas analysis method is a thermal conductivity calculation step (S50) for calculating the thermal conductivity of the foam sample (F) in consideration of the gas partial pressure analyzed in the calculation step (S40); It features.

이에 따라, 본 발명의 발포체 시료 분석 방법은 단일 밀폐탱크 내부에서 하나의 발포체 시료를 이용하여 장기적 특성을 연속 실험할 수 있으며, 최초 발포체 시료의 내부 분압 변화를 시간에 따라 계산할 수 있어 분석 신뢰도를 향상할 수 있으며, 분석 효율을 획기적으로 높일 수 있는 장점이 있다.
Accordingly, the foam sample analysis method of the present invention can continuously test the long-term characteristics using a single foam sample in a single closed tank, and it is possible to calculate the change in the internal partial pressure of the first foam sample over time to improve the analysis reliability. It can do, and it has the advantage that can dramatically increase the analysis efficiency.

도 1은 본 발명에 따른 발포체 시료 가스 분석 방법의 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 발포체 시료 가스 분석 방법에 이용되는 밀폐탱크를 나타낸 도면.
도 3 내지 도 6은 이산화탄소 가스, 발포 가스, 질소 가스, 및 산소 가스의 연산 단계(S40)를 설명한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 발포체 시료 가스 분석 방법에 따른 결과를 이용한 압력 변화 그래프.
도 8은 본 발명에 따른 발포체 시료 가스 분석 방법의 다른 개략도.
도 9는 본 발명에 따른 발포체 시료 가스 분석 방법에 따른 결과를 이용한 열전도도 그래프.1 is a schematic diagram of a foam sample gas analysis method according to the present invention.
2 is a view showing a closed tank used for the foam sample gas analysis method according to the present invention.
3 to 6 are views for explaining the operation step (S40) of carbon dioxide gas, foaming gas, nitrogen gas, and oxygen gas.
7 is a pressure change graph using the results of the foam sample gas analysis method according to the present invention.
8 is another schematic view of a foam sample gas analysis method according to the present invention.
9 is a thermal conductivity graph using the results of the foam sample gas analysis method according to the present invention.

이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 발포체 시료(F) 분석 방법을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
Hereinafter, a method for analyzing a foam sample (F) of the present invention having the characteristics as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 발포체 시료(F) 가스 분석 방법은 도 1에 도시한 바와 같이, 분석 준비 단계(S10); 밀폐탱크 내부 가스 분석 단계(S20); 발포체 시료(F) 내부 가스 분석 단계(S30); 및 연산 단계(S40)를 포함한다. Foam sample (F) gas analysis method of the present invention, as shown in Figure 1, the analysis preparation step (S10); Gas analysis step (S20) of the closed tank; Foam sample (F) internal gas analysis step (S30); And a calculation step (S40).

상기 분석 준비 단계(S10)는 이후 실험을 위하여 준비하는 단계로서, 밀폐탱크(10) 내부에 발포체 시료(F)를 위치하고, 내부 대기 상태를 조절하는 단계이다.The analysis preparation step (S10) is a step for preparing for the subsequent experiment, the foam sample (F) is placed in the closed tank 10, the step of adjusting the internal atmospheric state.

상기 밀폐탱크(10)는 발포체 시료(F)가 내장될 수 있도록 내부에 일정공간이 형성되며, 일측이 개폐 가능하도록 형성되는 것이 바람직하며, 장기간 실험에도 밀폐성능을 유지할 수 있도록 형성된다. The closed tank 10 is a predetermined space is formed therein so that the foam sample (F) can be built, it is preferable that one side is formed to be openable, it is formed to maintain the sealing performance even in a long-term experiment.

이 때, 상기 밀폐탱크(10)는 발포체 시료(F)의 중량 변화를 감지하고, 실험 신뢰도를 높일 수 있도록 정밀저울(13)이 구비되며, 상기 발포체 시료(F)가 상기 정밀저울(13)의 상측에 위치되도록 하는 것이 바람직하다.At this time, the closed tank 10 is provided with a precision scale 13 to detect the change in weight of the foam sample (F) , and to increase the experimental reliability, the foam sample (F) is the precision scale (13) It is desirable to be located above the.

또한, 상기 밀폐탱크(10)는 내부 압력을 감지할 수 있는 압력계(14)가 형성되며, 내부 가스를 배출하거나, 외부에서 표준 가스를 주입하기 위한 가스유출입부(11)가 형성된다. In addition, the closed tank 10 is formed with a pressure gauge 14 that can sense the internal pressure, the gas outlet 11 for discharging the internal gas or injecting a standard gas from the outside.

도 2에 도시한 밀폐탱크(10)는 상기 가스유출입부(11)가 하나 형성되고, 밸브(12)가 형성된 예를 도시하였으나, 필요에 따라 내부 가스를 배출하여 밀폐탱크(10) 내부 가스 분석의 시료로서 이용되는 부분과, 외부에서 표준 가스를 주입하기 위한 부분이 개별적으로 구비될 수도 있다.2 shows an example in which the gas outlet 11 is formed and the valve 12 is formed, but the internal gas is discharged as necessary to analyze the gas inside the sealed tank 10. The part used as a sample of and the part for injecting a standard gas from the exterior may be provided separately.

즉, 본 발명의 발포체 시료(F) 가스 분석 방법은 도 2에 도시한 형태 외에도 더욱 다양하게 형성될 수 있다. That is, the foam sample (F) gas analysis method of the present invention may be formed in various ways in addition to the form shown in FIG.

상기 분석 준비 단계(S10)는 발포체 시료(F)를 위치한 후, 내부 공간을 정화한 후, 최종적으로 대기압과 같은 압력의 표준 가스를 주입한다.In the analysis preparation step (S10), after placing the foam sample (F) , after purifying the internal space, and finally inject a standard gas of a pressure such as atmospheric pressure.

상기 표준 가스는 질소 가스 및 산소 가스로 이루어지며, 일정 비율을 갖는다.The standard gas consists of nitrogen gas and oxygen gas, and has a certain ratio.

상기 표준 가스는 단일 실험에 동일한 비율을 갖는 상태로 주입된다.The standard gas is injected with the same ratio in a single experiment.

상기 밀폐탱크 내부 가스 분석 단계(S20)는 반복적으로 밀폐탱크(10) 내부의 가스를 채취하고, 분석장치(20)를 이용하여 가스분압 분석을 수행하는 단계이다.The gas analysis step (S20) of the closed tank is a step of repeatedly collecting the gas inside the closed tank 10, and performing the gas partial pressure analysis using the analysis device 20.

이 때, 상기 분석장치(20)는 정밀가스질량분석기(precision gas mass spectrometer; Gas/MS)가 이용될 수 있다.At this time, the analyzer 20 may be a precision gas mass spectrometer (Gas / MS).

상기 발포체 시료(F)는 시간이 지남에 따라 내부의 이산화탄소 가스 및 발포 가스가 외부로 확산되어 배출되고, 공기 중의 가스가 내부로 유입된다.The foam sample F is discharged by dispersing the carbon dioxide gas and the foaming gas inside to the outside over time, the gas in the air flows into the inside.

이 때, 실험에 이용되는 발포체 시료(F)는 밀폐탱크(10) 내부에서 외부 공기가 표준 가스로 제어되므로, 밀폐된 상태로 일정 시간이 지나면 상기 밀폐탱크(10) 내부의 가스는 잔존하는 표준 가스(질소 가스 및 산소 가스)와 상기 발포체 시료(F)로부터 배출된 이산화탄소 가스 및 발포 가스가 존재하게 된다.At this time, since the foam sample F used in the experiment is controlled by the outside air in the sealed tank 10 as the standard gas, the gas inside the sealed tank 10 remains standard after a predetermined time in a sealed state. Gases (nitrogen gas and oxygen gas) and carbon dioxide gas and foaming gas discharged from the foam sample F are present.

더욱 상세하게, 시간이 지날수록 상기 밀폐탱크(10) 내부의 가스 상태를 살펴보면, 상기 표준 가스의 양은 줄어들며, 상기 이산화탄소 가스 및 발포 가스의 양은 증가된다. More specifically, as time goes by, the gas state inside the closed tank 10 is examined. The amount of the standard gas decreases, and the amount of the carbon dioxide gas and the foaming gas increases.

상기 밀폐탱크 내부 가스 분석 단계(S20)는 반복적으로 수행되며, 이 후, 연산 단계(S40)의 계산 인자로서 이용되며, 그 상세한 설명은 다시 후술한다.The closed tank internal gas analysis step (S20) is repeatedly performed, and then used as a calculation factor of the calculation step (S40), a detailed description thereof will be described later.

본 발명의 발포체 시료(F) 가스 분석 방법은 반복적으로 발포체 시료(F)를 절단하고 분쇄하는 공정 없이 동일한 시료를 밀폐탱크(10) 내부에 구비하고, 밀폐탱크(10) 내부의 가스를 분석함으로써 신뢰도를 높임과 동시에 분석 효율을 획기적으로 높일 수 있다. Foam sample (F) gas analysis method of the present invention by having the same sample in the closed tank (10) without the process of repeatedly cutting and crushing the foam sample (F) , by analyzing the gas in the closed tank (10) In addition to increasing reliability, you can dramatically increase your analysis efficiency.

또한, 상기 밀폐탱크 내부 가스 분석 단계(S20)는 1회 수행 후, 재수행 이전에 밀폐탱크(10) 내부가 대기압 상태와 동일하도록 상기 분석 준비 단계(S10)에서 주입된 표준 가스가 주입된다. In addition, the gas analysis step (S20) of the closed tank is performed once, and the standard gas injected in the analysis preparation step (S10) is injected so that the inside of the closed tank 10 is equal to the atmospheric pressure before re-execution.

더욱 상세하게, 상기 표준 가스는 질소 가스와 산소 가스가 일정 비율로 혼합된 가스를 의미하며, 밀폐탱크(10) 내부 가스 분석 후, 밀폐탱크(10) 내부는 상기 표준 가스가 주입된다.More specifically, the standard gas refers to a gas in which nitrogen gas and oxygen gas are mixed at a predetermined ratio. After the gas analysis in the closed tank 10, the standard gas is injected into the closed tank 10.

상기 발포체 시료(F) 내부 가스 분석 단계(S30)는 분석을 완료하는 시점에서 수행되는 것으로서, 최종 밀폐탱크(10) 내부 가스를 분석 한 후, 발포체 시료(F) 내부 가스가 분석되는 단계이다.The gas sample analysis step (S30) of the foam sample (F) is performed at the point of completing the analysis, and after analyzing the gas inside the final closed tank 10, the gas inside the foam sample (F) is analyzed.

즉, 상기 발포체 시료(F) 내부 가스 분석 단계(S30)는 발포체 시료(F) 자체를 분쇄하여 발포체 시료(F) 내부에 포함되어 있는 가스를 분석하는 것으로서, 지난 2008년 12월 15일에 출원된 제10-2008-0127179호, 발포체 시료(F) 내부의 가스 시료 포집 장치 및 이를 이용한 분석 방법이 이용될 수 있다. That is, the gas sample analysis step (S30) of the foam sample (F) is to analyze the gas contained in the foam sample (F) by grinding the foam sample (F) , filed on December 15, 2008 No. 10-2008-0127179, gas sample collection device inside the foam sample (F) and an analysis method using the same can be used.

상기 "발포체 시료(F) 내부의 가스 시료 포집 장치 및 이를 이용한 분석 방법"은 본 출원인과 동일 출원인으로서, 발포체 시료(F)를 분쇄함으로써 발포체 시료(F) 내부의 가스 시료를 효과적으로 포집할 수 있다.The "gas sample collection device inside the foam sample (F) and the analysis method using the same" is the same applicant as the present applicant, by effectively crushing the foam sample (F) it can effectively collect the gas sample inside the foam sample (F). .

상기 발포체 시료(F) 내부 가스 분석 단계(S30)를 통해 최종 발포체 시료(F) 내부 가스 분압이 측정되며, 이는 이후 연산 단계(S40)의 계산 인자로 이용된다. The gas partial pressure inside the final foam sample F is measured through the gas analysis step S30 of the foam sample F, which is then used as a calculation factor of the calculation step S40.

상기 연산 단계(S40)는 최종 밀폐탱크 내부 가스 분석 단계(S20)에서 최종 밀폐탱크(10) 내부 변화 분압 및 발포체 시료(F) 내부 가스 분석 단계(S30)에서 발포체 시료(F) 내부 분압을 확인하고, 이전 밀폐탱크 내부 가스 분석 단계(S20)에서 밀폐탱크(10) 내부 변화 분압을 확인하며, 아래 [수학식 1]을 이용하여 이전 상기 밀폐탱크 내부 가스 분석 단계(S20) 수행 시, 발포체 시료(F) 내부 분압을 계산하는 단계이다.The calculation step (S40) may make a foam sample (F) inside the partial pressure in the final sealed tank (10) inside change partial pressure and a foam sample (F) inside the gas analysis step (S30) in the final sealed tank within the gas analysis step (S20) And, check the partial pressure change inside the closed tank 10 in the previous gas analysis step (S20) of the closed tank, foam sample when performing the previous gas analysis step (S20) of the previous closed tank using Equation 1 below. (F) A step of calculating the internal partial pressure.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112011027199925-pat00003
Figure 112011027199925-pat00003

이 때, 상기 발포체 시료(F) 가스 분석 방법은 시간이 지남에 따라 열전도도에 영향을 미치는 개별 가스의 분압이 변화되므로, 이산화탄소 가스(CO2), 발포 가스, 질소 가스(N2), 및 산소 가스(O2),에 대한 분압이 아래 수학식 2에 의해 개별적으로 측정 및 계산되는 것이 바람직하다.At this time, the foam sample (F) gas analysis method changes the partial pressure of the individual gas affecting the thermal conductivity over time, carbon dioxide gas (CO 2 ), foaming gas, nitrogen gas (N 2 ), and The partial pressure on the oxygen gas (O 2 ), is preferably measured and calculated separately by the following equation ( 2 ).

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112011027199925-pat00004
Figure 112011027199925-pat00004

즉, 상기 수학식 2는 상기 수학식 1에 개별 가스의 증가 또는 감소량을 고려한 수학식이다.That is, Equation 2 is an equation considering an increase or decrease amount of the individual gas in Equation 1.

상기 수학식 1 및 수학식 2에 대해서 설명하면, 아래 수학식 3과 같이, 발포체 시료(F) 내부 분압은 이전 발포체 시료(F) 내부 분압에서 시일이 지난 현재 상태의 밀폐가스 내부 변화 분압을 반영한 것으로 표현할 수 있다. Referring to Equation 1 and Equation 2, as shown in Equation 3 below , the internal pressure of the foam sample F reflects the partial pressure of the internal gas of the closed gas in the current state after the seal in the previous partial pressure of the foam sample F. It can be expressed as.

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure 112011027199925-pat00005
Figure 112011027199925-pat00005

이 때, 상기 이산화탄소 가스 및 발포 가스는 발포체 시료(F)에서 빠져나오는 인자이므로 "-"로 계산되며, 상기 질소 가스 및 산소 가스는 발포체 시료(F) 시로 내부로 유입되는 인자이므로 "+"로 계산된다.At this time, the carbon dioxide gas and the foaming gas is calculated as "-" because it is a factor coming out from the foam sample (F) , and the nitrogen gas and oxygen gas is a factor to be introduced into the foam sample (F), so as to "+" Is calculated.

위 수학식 3을 항정리한 것이 수학식 1 및 수학식 2이다.Equations 3 and 2 are summarized above.

더욱 상세하게, 개별 이산화탄소 가스, 발포 가스, 질소 가스, 산소 가스의 각 실험 수행 시기 별 발포체 시료(F) 내부 분압은 도 3 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 동일 연산 과정에 의해 계산된다.More specifically, the internal partial pressure of the foam sample F according to each experiment time of the individual carbon dioxide gas, the foaming gas, the nitrogen gas, and the oxygen gas is calculated by the same calculation process as shown in FIGS. 3 to 6.

도 3에 도시한 이산화탄소 가스 인자의 계산을 구체적으로 살펴보면, 최종 발포체 시료(F) 내부 분압 및 밀폐가스 내부 분압을 이용하여 바로 전 단계의 발포체 시료(F) 내부 분압이 계산되며, 전 단계의 밀폐가스 내부 분압은 이미 측정된 상태이므로 이를 이용하여 그 전 단계의 발포체 시료(F) 내부 분압이 계산된다.Looking specifically at the calculation of the carbon dioxide gas factor shown in Figure 3, the internal partial pressure of the foam sample (F) of the previous stage is calculated by using the final partial pressure of the foam sample (F) and the internal gas partial pressure of the closed gas, the previous stage sealed Since the partial pressure inside the gas has already been measured, the partial pressure inside the foam sample F of the previous stage is calculated using this.

위와 같은 과정을 반복하면, 최초의 발포체 시료(F) 내부 분압이 계산됨으로써 발포체 시료(F) 내부의 이산화탄소 가스 분압이 최초를 포함하여 중간 실험 각 단계, 및 최종 단계까지 필요한 시간대 별로 계산된다.When the above process is repeated, the partial pressure of the first foam sample (F) is calculated, and the partial pressure of carbon dioxide gas in the foam sample (F) is calculated for each time period required for each intermediate experiment, including the first, and the final stage.

즉, 본 발명의 발포체 시료(F) 가스 분석 방법은 이산화탄소 가스, 발포 가스, 질소 가스, 및 산소 가스의 분압 변화를 전 실험 과정별로 정확히 유추할 수 있는 장점이 있다. That is, the foam sample (F) gas analysis method of the present invention has an advantage of accurately inferring the partial pressure change of carbon dioxide gas, foam gas, nitrogen gas, and oxygen gas for each experimental process.

이 때, 상기 발포 가스는 발포체를 형성하기 위해 이용되는 가스로서, R-141b 또는 사이클로펜탄일 수 있다.In this case, the foaming gas is a gas used to form a foam, and may be R-141b or cyclopentane.

도 7은 상기 연산 단계(S40)를 통해 계산된 전체 발포체 시료(F) 가스 시료의 시간 변화에 따른 내부 분압을 나타내었다.
Figure 7 shows the internal partial pressure with time variation of the entire foam sample (F) gas sample calculated through the calculation step (S40).

한편, 도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 발포체 시료(F) 가스 분석 방법은 상기 연산 단계(S40) 이후에, 열전도도 계산 단계(S50)가 더 수행될 수 있다. On the other hand, as shown in Figure 8, in the foam sample (F) gas analysis method of the present invention, after the calculation step (S40), the thermal conductivity calculation step (S50) may be further performed.

상기 열전도도 계산 단계(S50)는 상기 연산 단계(S40)에서 분석된 가스 분압을 고려하여 발포체 시료(F)의 열전도도를 계산하는 단계이다. The thermal conductivity calculation step (S50) is a step of calculating the thermal conductivity of the foam sample (F) in consideration of the gas partial pressure analyzed in the calculation step (S40).

상기 발포체 시료(F)의 열전도도는 단열재의 단열 특성을 결정짓는 주요 인자이므로, 본 발명의 발포체 시료(F) 가스 분석 방법은 위와 같은 방법에 의해 계산된 이산화탄소 가스, 발포 가스, 질소 가스, 및 산소 가스 분압 정보를 이용하여 발포체 시료(F)의 단열 특성을 신뢰성 있게 예측할 수 있는 장점이 있다.Since the thermal conductivity of the foam sample (F) is a major factor in determining the thermal insulation properties of the heat insulating material, the foam sample (F) gas analysis method of the present invention is carbon dioxide gas, foam gas, nitrogen gas, and calculated by the above method Using the oxygen gas partial pressure information, there is an advantage that can reliably predict the thermal insulation properties of the foam sample (F) .

도 9는 상기 열전도도 계산 단계(S50)를 통해 계산된 전체 발포체 시료(F) 가스 시료의 시간 변화에 따른 열전도도를 나타내었다. 9 shows the thermal conductivity of the entire foam sample (F) gas sample calculated over time through the thermal conductivity calculation step (S50).

상기 열전도도 계산 단계(S50)의 일 예로서, 가스 분압을 이상기체 상태 방정식에 적용하여 몰수로 환산하고, 이를 이용하여 열전도도를 계산할 수 있다.As an example of the thermal conductivity calculation step (S50), by applying a gas partial pressure to the ideal gas state equation to convert to a mole number, it is possible to calculate the thermal conductivity using this.

이 방법은 발포체 시료 내부의 혼합 가스에 의한 열전도도

Figure 112011027199925-pat00006
가 각 가스의 분율(Fraction)과 열전도도에 영향을 받으므로, 아래에 표시한 가스분율에 따른 Wassiljewa을 수정한 [수학식 4] 내지 [수학식 6]에 의하여 계산된다.This method is based on the thermal conductivity of the mixed gas inside the foam sample.
Figure 112011027199925-pat00006
Since is affected by the fraction (Fraction) and thermal conductivity of each gas, it is calculated by [Equation 4] to [Equation 6] modified Wassiljewa according to the gas fraction shown below.

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure 112011027199925-pat00007
Figure 112011027199925-pat00007

[수학식 5]&Quot; (5) "

Figure 112011027199925-pat00008
Figure 112011027199925-pat00008

[수학식 6]&Quot; (6) "

Figure 112011027199925-pat00009
Figure 112011027199925-pat00009

이 때, 상기 [수학식 4]에서 ni는 가스 i의 몰분율을 나타내며,

Figure 112011027199925-pat00010
는 가스 i의 열전도도이다. 또한
Figure 112011027199925-pat00011
는 [수학식 5]와 같이 정의 된다.In this case, in [Equation 4] ni represents the mole fraction of the gas i ,
Figure 112011027199925-pat00010
Is the thermal conductivity of gas i. Also
Figure 112011027199925-pat00011
Is defined as shown in [Equation 5].

상기 [수학식 4]에서 몰분율 ni 계산은 실험에서 얻은 분압 즉

Figure 112011027199925-pat00012
(이상기체상태방저식)에 의하여 얻어지며, [수학식 4]애 대입하여 발포폼 내의 가스 열전도도
Figure 112011027199925-pat00013
를 계산한다.In formula [4], the mole fraction ni is calculated as the partial pressure obtained in the experiment.
Figure 112011027199925-pat00012
It is obtained by (anti-steady state equation), and the thermal conductivity of gas in the foamed foam by substituting [Equation 4].
Figure 112011027199925-pat00013
.

여기서 Mi(kg/kmol)은 가스 i의 몰 분자량이다. 또한 [수학식 5]에서

Figure 112011027199925-pat00014
는 [수학식 6]과 같이 정의 된다.
Where Mi (kg / kmol) is the molar molecular weight of gas i. Also in Equation 5
Figure 112011027199925-pat00014
Is defined as shown in [Equation 6].

상기 [수학식 6]에서,

Figure 112011027199925-pat00015
(Pa·s)는 가스성분 i의 점성계수를 나타낸다.
In Equation 6,
Figure 112011027199925-pat00015
(Pa · s) represents the viscosity coefficient of the gas component i .

결과적으로 셀로 구성된 단열 폼 구조의 열전달은 셀의 구성물질인 우레탄의 고체물질과 셀 내부의 가스에 의한 전도 및 복사에 의하여 지배적인 영향을 받게 된다. As a result, the heat transfer of the insulating foam structure consisting of the cell is dominantly affected by conduction and radiation by the solid material of the cell material urethane and the gas inside the cell.

한편 가스를 통한 열전도는 셀 내의 가스 종류 및 농도가 확산현상에 의하여 지속적으로 변화를 하게 되므로 이에 대한 유효 열전도도는 다음 [수학식 7]과 같이 표현 할 수 있다.On the other hand, the heat conduction through the gas is constantly changing by the gas type and concentration in the cell diffusion phenomenon, the effective thermal conductivity for this can be expressed as [Equation 7].

[수학식 7][Equation 7]

Figure 112011027199925-pat00016
Figure 112011027199925-pat00016

위 [수학식 7]에서 셀 내에서 복사에 의한 열전도도는 Rosseland 식인 [수학식 8]과 같다.In [Equation 7], the thermal conductivity due to radiation in the cell is shown in Equation 8 of Rosseland equation.

[수학식 8][Equation 8]

Figure 112011027199925-pat00017
Figure 112011027199925-pat00017

여기서 소멸계수(Extinction Coefficient) K는 [수학식 9]에 의하여 주어진다.Here, the extinction coefficient K is given by [Equation 9].

[수학식 9]&Quot; (9) "

Figure 112011027199925-pat00018
Figure 112011027199925-pat00018

[수학식 9]에서 Kw=60000 m-1이며, fs는 셀의 스트럿(Struts)의 부피에 대한 분율로 아래 [수학식 10]과 같이 정의되며 대략 0.8정도이다.In Equation 9, Kw = 60000 m −1 , and fs is a fraction of the volume of the struts of the cell, as defined in Equation 10 below, and is about 0.8.

[수학식 10]&Quot; (10) "

Figure 112011027199925-pat00019
Figure 112011027199925-pat00019

또한, 위 [수학식 7]에서 우레탄 폴리머를 통한 열전도도인

Figure 112011027199925-pat00020
는 다음 [수학식 11]과 같이 정의된다.In addition, the thermal conductivity through the urethane polymer in [Equation 7] above
Figure 112011027199925-pat00020
Is defined as in Equation 11 below.

[수학식 11]&Quot; (11) "

Figure 112011027199925-pat00021

Figure 112011027199925-pat00021

상술한 바와 같이, 본 발명의 발포체 시료(F) 가스 분석 방법은 단일 시료를 밀폐탱크(10) 내부에 구비하고, 밀폐탱크(10) 내부의 변화 분압 및 최종 발포체 시료(F) 내부 분압을 확인하여, 최초를 포함하는 각 실험 단계에서의 발포체 시료(F) 내부 분압을 계산할 수 있어 실험 신뢰도를 향상할 수 있는 장점이 있다.As described above, the foam sample (F) gas analysis method of the present invention includes a single sample inside the closed tank 10, and checks the change partial pressure inside the closed tank 10 and the partial pressure inside the final foam sample F. Thus, the partial pressure of the foam sample (F) in each experimental step including the first can be calculated, there is an advantage to improve the experimental reliability.

또한, 본 발명의 발포체 시료(F) 가스 분석 방법은 단일 시료를 이용하며, 별도의 시료 채취 등의 작업 공정이 필요치 않으므로 전체 실험 진행 효율을 획기적으로 높일 수 있는 장점이 있다. In addition, the foam sample (F) gas analysis method of the present invention uses a single sample, there is no need for a separate sampling process, there is an advantage that can significantly increase the overall experiment progress efficiency.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

S10 ~ S50 : 본 발명에 따른 발포체 시료 가스 분석 방법의 각 단계
10 : 밀폐탱크
11 : 가스유출입부 12 : 밸브
13 : 정밀저울 14 : 압력계
20 : 분석장치
F : 발포체 시료S10 ~ S50: each step of the foam sample gas analysis method according to the present invention
10: closed tank
11 gas outflow part 12 valve
13: precision scale 14: pressure gauge
20: analysis device
F: foam sample

Claims (6)

밀폐탱크(10) 내부에 발포체 시료(F)를 위치하고, 대기압과 같은 압력의 표준 가스를 주입하는 분석 준비 단계(S10);
밀폐탱크(10) 내부의 가스를 채취하고, 분석장치(20)를 이용하여 가스분압을 분석하되, 복수회 수행되는 밀폐탱크 내부 가스 분석 단계(S20);
발포체 시료(F)를 분쇄하여 내부 가스 시료를 포집하고, 분석장치(20)를 이용하여 가스분압 분석하는 발포체 시료(F) 내부 가스 분석 단계(S30); 및
최종 밀폐탱크 내부 가스 분석 단계(S20)에서 최종 밀폐탱크(10) 내부 변화 분압 및 발포체 시료(F) 내부 가스 분석 단계(S30)에서 발포체 시료(F) 내부 분압을 확인하고, 이전 밀폐탱크 내부 가스 분석 단계(S20)에서 밀폐탱크(10) 내부 변화 분압을 확인하며, 아래 [수학식 1]을 이용하여 이전 상기 밀폐탱크 내부 가스 분석 단계(S20) 수행 시, 발포체 시료(F) 내부 분압을 계산하는 연산 단계(S40); 를 포함하며,
상기 분석 준비 단계(S10)에서,
상기 발포체 시료(F)는 밀폐탱크(10) 내부에 위치된 정밀저울(13)(Weight balance) 상측에 위치되는 것을 특징으로 하는 발포체 시료(F) 가스 분석 방법.
[수학식 1]
Figure 112013051577913-pat00022
An analysis preparation step (S10) of placing the foam sample (F ) inside the closed tank (10) and injecting a standard gas at a pressure such as atmospheric pressure;
Collecting the gas inside the closed tank 10 and analyzing the partial pressure of the gas using the analysis device 20, the gas analysis step (S20) of the closed tank being performed a plurality of times;
A foam sample (F) internal gas analysis step (S30) of pulverizing the foam sample (F) to collect an internal gas sample and analyzing the gas partial pressure using the analysis device (20); And
In the final closed tank internal gas analysis step (S20), the final closed tank (10) internal change partial pressure and the foam sample (F) in the internal gas analysis step (S30) to check the internal pressure of the foam sample (F) , and the previous closed tank internal gas In the analysis step (S20) to check the change partial pressure inside the closed tank (10), when performing the previous gas analysis step (S20) in the closed tank using the following Equation 1 , the internal pressure of the foam sample (F) is calculated A calculation step (S40); Including;
In the analysis preparation step (S10),
The foam sample (F) is a foam sample (F) gas analysis method, characterized in that located above the precision balance (13) (Weight balance) located in the closed tank (10).
[Equation 1]
Figure 112013051577913-pat00022
 제1항에 있어서,
상기 발포체 시료(F) 가스 분석 방법은
상기 표준 가스는 질소(N2) 및 산소(O2) 가스가 동일한 비를 갖는 가스인 것을 특징으로 하는 발포체 시료(F) 가스 분석 방법.
The method of claim 1,
The foam sample (F) gas analysis method
The standard gas is a foam sample (F) gas analysis method, characterized in that the nitrogen (N 2 ) and oxygen (O 2 ) gas having the same ratio.
제2항에 있어서,
상기 발포체 시료(F) 가스 분석 방법은
상기 밀폐탱크 내부 가스 분석 단계(S20)의 1회 수행 후, 재수행 이전에 밀폐탱크(10) 내부가 대기압 상태와 동일하도록 상기 분석 준비 단계(S10)에서 주입된 표준 가스가 주입되는 것을 특징으로 하는 발포체 시료(F) 가스 분석 방법.
3. The method of claim 2,
The foam sample (F) gas analysis method
After the one time of performing the internal gas analysis step (S20) of the closed tank, the standard gas injected in the analysis preparation step (S10) is injected so that the inside of the closed tank 10 is the same as the atmospheric pressure before re-execution Foam sample (F) gas analysis method.
제3항에 있어서,
상기 발포체 시료(F) 가스 분석 방법은 이산화탄소 가스(CO2), 발포 가스, 질소 가스(N2), 및 산소 가스(O2),에 대한 분압이 아래 수학식 2에 의해 개별적으로 측정 및 계산되는 것을 특징으로 하는 발포체 시료(F) 가스 분석 방법.
[수학식 2]
Figure 112013011017851-pat00023

The method of claim 3,
In the foam sample (F) gas analysis method, partial pressures of carbon dioxide gas (CO 2 ), foaming gas, nitrogen gas (N 2 ), and oxygen gas (O 2 ), are individually measured and calculated by Equation 2 below. Foam sample (F) gas analysis method characterized in that.
&Quot; (2) "
Figure 112013011017851-pat00023

 삭제delete 제1항 내지 제4항 중 선택되는 어느 한 항에 있어서,
상기 발포체 시료(F) 가스 분석 방법은
상기 연산 단계(S40)에서 분석된 가스 분압을 고려하여 발포체 시료(F)의 열전도도를 계산 하는 열전도도 계산 단계(S50);가 더 수행되는 것을 특징으로 하는 발포체 시료(F) 가스 분석 방법. The method according to any one of claims 1 to 4 ,
The foam sample (F) gas analysis method
Foam sample (F) gas analysis method, characterized in that further performed; thermal conductivity calculation step (S50) for calculating the thermal conductivity of the foam sample (F) in consideration of the gas partial pressure analyzed in the calculation step (S40) .
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