KR102397540B1 - 광조사면의 균일성을 개선한 내후성 시험기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광조사면의 균일성을 개선한 내후성 시험기에 관한 것으로, 본 발명은 내부에 챔버가 구비된 본체; 상기 본체의 챔버 상부에 구비되는 복수 개의 자외선 램프들; 상기 본체의 챔버 하면에 슬라이딩 가능하게 구비되며 시편들이 놓여지는 시편적재대; 상기 시편적재대와 본체 챔버의 하면 사이에 구비되어 시편적재대를 슬라이딩 가능하게 하는 슬라이딩유닛; 상기 본체 챔버의 상부에 위치하여 순수를 분사하는 분사노즐들; 상기 분사노즐들에 순수를 공급하는 순수공급장치; 및 상기 본체 챔버의 내부에 위치하는 습도센서 및 온도센서;를 포함한다. 본 발명에 따르면, 시편에 인공광원이 균일하게 조사되고 시편에 물이 균일하게 분사되도록 하고, 또한 시편을 거치하는 작업을 편리하게 하고 구조를 간단하게 된다.

Description

광조사면의 균일성을 개선한 내후성 시험기{WEATHER RESISTANCE TESTER HAVING IMPROVEMENT OF LIGHT UNIFORMITY}

본 발명은 광조사면의 균일성을 개선한 내후성 시험기에 관한 것이다.

플라스틱, 고무, 필름, 코팅, 도료, 접착제 등의 다양한 화학 제품은 탄소, 수소, 산소, 질소 등의 유기원소들이 공유결합을 취하고 있는 고분자소재를 주성분으로 포함하고 있는 경우가 많다. 따라서, 이의 화학 제품에서 는 자외선 등의 빛과 열에 의하여 점진적인 열화반응이 진행된다. 이와 같은 화학 제품은 자외선 등의 빛과 열에 의하여 열화반응이 진행된다. 따라서, 화학 제품의 열화반응의 속도에 따라 제품의 수명을 결정하는 주된 요소가 되므로 열화 반응의 속도를 결정하는 자외선과 열에너지의 노출량과 노출 빈도를 파악하는 것은 제품의 수명에 대한 기본적인 설계 요소가 된다.

옥외의 일광 노출에 의하여 제품 열화가 진행되는 화학소재가 사용되는 다양한 산업 제품군, 예를 들어 자동차, 선박, 철도 차량, 군수물자, 건축 자재, 토목 자재, 도로 및 해양 설치물, 전기 및 전파 시설물, 플랜트, 태양전지 및 풍력 발전 시설물, 농업용품 등에 대하여는 여러 종류의 인공광원에 의한 옥외 및 실내 촉진 내후성 시험이 수행된다.

일광 노출 환경 하에서 진행되는 광열화에 대한 제품의 내후성 시험은 태양광 모사성이 뛰어난 인공 광원이 장치된 촉진 내후성시험기로 수행하게 된다. 그러나 촉진 내후성시험기의 시험 조건과 실제 사용 조건은 동일하지 않기 때문에 촉진 시험 결과를 통해, 실제 사용 환경에서의 광열화 수명을 예측하는 것은 기술적으로 많은 어려움이 있다. 이러한 기술적 어려움 중에서도 가장 까다로운 부분은, 고분자 소재의 광열화를 유발하는 태양광의 자외선을 집광하는 것이다. 고분자 소재의 광열화를 유발하는 태양광의 자외선은, 태양 에너지 분야에서 에너지원으로서 활용의 대상이 되는 가시광선 또는 근적외선과는 다른 대기권 투과 및 반사 특성을 갖고 있다고 알려져 있다.

자외선의 이러한 특성 때문에 태양광의 자외선은 대기권을 투과하는 과정 중의 산란 특성이 커서 가시광선 등에 비해 상대적으로 직사광 성분이 적으며 가시광을 집광하는 일반적인 반사판으로는 반사 집광이 잘되지 않는 특징을 갖고 있다. 옥외용 촉진 내후성 시험장치 관련 종래 기술의 경우 광열화 시험 시료가 태양을 직접 마주하지 못하여 태양광의 반사된 직사광 성분만을 사용할 뿐 흐리거나 구름이 낀 통상의 날씨에서는 산란광과 태양광 직접 노출 효과가 전무함으로써 자외선 집광 효율을 기대하기 어려운 문제가 있다.

종래 내후성 시험기의 일예는 본체의 내부에 인공광원이 구비되고 그 인공광원을 감싸도록 럭비공 형상의 거치대가 구비되며 거치대의 내측에 분사노즐이 구비된다. 그러나 종래의 내후성 시험기는 인공광원이 균일하게 조사되도록 거치대가 럭비공 형상으로 형성되므로 시편을 거치대에 거치하는 작업이 불편하고 분사노즐을 통해 물을 분사시 거치대에 거치된 시편들에 균일하게 분사되지 못하게 되며 구조가 복잡한 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 시편에 인공광원이 균일하게 조사되고 시편에 물이 균일하게 분사되도록 하는 광조사면의 균일성을 개선한 내후성 시험기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 시편을 거치하는 작업을 편리하게 하고 구조를 간단하게 하는 광조사면의 균일성을 개선한 내후성 시험기를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 내부에 챔버가 구비된 본체; 상기 본체의 챔버 상부에 구비되는 복수 개의 자외선 램프들; 상기 본체의 챔버 하면에 슬라이딩 가능하게 구비되며 시편들이 놓여지는 시편적재대; 상기 시편적재대와 본체 챔버의 하면 사이에 구비되어 시편적재대를 슬라이딩 가능하게 하는 슬라이딩유닛; 상기 본체 챔버의 상부에 위치하여 순수를 분사하는 분사노즐들; 상기 분사노즐들에 순수를 공급하는 순수공급장치; 상기 본체 챔버의 내부에 위치하여 상기 자외선 램프들에서 각각 발생되는 자외선의 광세기를 감지하는 자외선센서; 및 상기 본체 챔버의 내부에 위치하는 습도센서 및 온도센서;를 포함하는, 광조사면의 균일성을 개선한 내후성 시험기가 제공된다.

상기 자외선 램프들은 수평 방향으로 일렬로 배열되는 것이 바람직하다.

상기 분사노즐들은 자외선 램프들 사이에 위치하되, 분사노즐의 위쪽에 위치하는 것이 바람직하다.

상기 시편적재대는 평판 형상으로 이루어진 것이 바람직하다.

상기 본체의 전면에 도어가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 자외선센서는 상기 자외선 램프들의 수와 일대일 대응되도록 복수 개인 것이 바람직하다.

상기 자외선센서들은 상기 도어 개폐시 상기 챔버 정면의 벽면에 위치하는 것이 바람직하다.

상기 습도센서와 온도센서는 시편적재대에 놓여지는 시편의 옆에 위치하는 것이 바람직하다.

상기 자외선 램프의 상측에 자외선 램프에서 발생되는 자외선을 아래 방향으로 반사시키는 반사갓이 구비되며, 상기 반사갓은 상기 자외선 램프의 길이에 상응하는 길이를 가지며 자외선 램프의 상부를 감싸는 곡면반사판부와, 상기 곡면반사판부의 양단부에 각각 연장 형성되어 상기 자외선 램프의 측면으로 조사도는 자외선을 반사시키는 측면반사곡면판부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은, 인공광원이 자외선 램프들이 챔버의 상부에 일렬로 배열되고 챔버의 하면에 평판 형태의 시편적재대가 구비되어 그 시편적재대에 시편들이 적재되므로 자외선 램프들에서 발생되는 자외선이 시편적재대에 놓여진 시편들에 균일하게 조사된다. 특히, 자외선 램프의 상부에 구비되는 반사갓이 곡면반사판부와, 측면반사곡면판부를 포함하게 되는 경우 자외선 램프에서 발생되는 본체의 측벽에 조사되지 않고 시편들에 집중적으로 조사되어 광효율을 높이게 된다.

또한, 본 발명은 자외선 램프들의 각 아래에 자외선 센서가 구비되어 자외선 램프들에서 각각 발생되는 광세기를 감지하여 각각의 자외선 램프에서 일정한 광에너지가 유지될 수 있도록 각각의 전원장치를 제어하게 되므로 자외선 램프에서 자외선 에너지량을 균일하게 발생시키게 된다. 이로 인하여, 시편들 전체에 대하여 균일하게 자외선 에너지량을 조사할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 분사노즐들이 챔버의 상부에 구비되어 시편적재대에 놓여진 시편들에 순수를 분사하게 되므로 시편들에 순수가 균일하게 뿌려지게 되어 시편들 전체에 대하여 균일하게 시험할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 시편이 놓여지는 시편적재대가 평판 형태로 이루어지고 그 시편적재대가 슬라이딩 가능하게 되므로 시편적재대에 시편들을 적재하기가 편리하게 되고, 또한, 시편적재대가 평판 형상으로 이루어져 구조가 간단하게 된다.

또한, 본 발명은 습도센서와 온도센서가 각각 본체 챔버의 내부에 위치하되, 시편 옆에 위치하도록 설치되어 습도센서에 의해 감지되는 습도와 온도센서에 의해 감지되는 온도가 시편에 작용하는 습도와 온도를 그대로 측정하게 되어 측정 정확도를 높이게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 광조사면의 균일성을 개선한 내후성 시험기의 일실시예를 도시한 정면도,
도 2는 본 발명에 따른 광조사면의 균일성을 개선한 내후성 시험기의 일실시예를 도시한 측면도,
도 3은 본 발명에 따른 광조사면의 균일성을 개선한 내후성 시험기의 일실시예를 구성하는 자외선 램프 및 반사갓을 도시한 정단면도,
도 4는 본 발명에 따른 광조사면의 균일성을 개선한 내후성 시험기의 일실시예를 구성하는 자외선 램프를 도시한 단면도.

이하, 본 발명에 따른 광조사면의 균일성을 개선한 내후성 시험기의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 광조사면의 균일성을 개선한 내후성 시험기의 일실시예를 도시한 정면도이다. 도 2는 본 발명에 따른 광조사면의 균일성을 개선한 내후성 시험기의 일실시예를 도시한 측면도이다.

도 1, 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 광조사면의 균일성을 개선한 내후성 시험기의 일실시예는, 본체(100), 자외선 램프(200)들, 시편적재대(300), 슬라이딩유닛(400), 분사노즐(500)들, 순수공급장치(600), 자외선 센서(미도시), 온도센서(S1), 습도센서(S2)를 포함한다.

본체(100)는 내부 챔버(C)를 갖도록 육면체 형상으로 형성되되, 전면이 개구되게 형성된다. 즉, 본체(100)는 상측판부, 하측판부, 좌측판부, 우측판부, 전면판부, 후면판부를 포함하되, 전면판부는 상부와 하부의 각 일부분을 제외하고 개구된다(도 1을 기준으로 함). 본체(100)의 전면판부의 개구된 부분을 개폐하는 도어(110)가 본체(100)의 전면판부에 구비되되, 도어(110)의 일측이 본체(100)의 전면판부의 일측에 힌지 결합됨이 바람직하다.

자외선 램프(200)들은 본체(100)의 챔버(C) 상부에 구비된다. 자외선 램프(200)들은 각각, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 자외선 램프(200)의 상측에 자외선 램프(200)에서 발생되는 자외선을 아래 방향으로 반사시키는 반사갓(700)이 구비된다.

자외선 램프(200)들은 수평 방향으로 일렬로 배열된다. 즉, 자외선 램프(200)들은 본체(100)의 좌측판부에서 우측판부 방향으로 일렬로 설정된 간격을 두고 배열됨이 바람직하다. 자외선 램프(200)들은 각각 전원을 공급하는 전원장치가 연결된다.

자외선 램프(200)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 내부에 발광 공간이 구비된 석영관(210)과, 석영관(210)의 발광 공간 내부에 위치하는 필라멘트(220)와, 필라멘트(220)의 양단부에 각각 연결되며 외부 전원 공급선과 연결되도록 석영관(210)이 양단부에 각각 위치하는 단자유닛(230)들을 포함한다. 필라멘트(220)의 일예로, 필라멘트(220)는 체적형 필라멘트가 될 수 있다. 체적형 필라멘트(220)는 관 형상의 지지체(221)와, 그 지지체(21)를 감싸는 흑연섬유관(222)을 포함한다. 지지체(21)는 원통형 관으로 형성된 석영관인 것이 바람직하다. 지지체(221)의 두께는 균일한 것이 바람직하다. 흑연섬유관(222)은 원통형 관으로 형성되는 것이 바람직하다. 흑연섬유관(222)의 두께는 균일한 것이 바람직하다. 지지체(221)의 외경과 흑연섬유관(222)의 내경은 같은 것이 바람직하다. 흑연섬유관(222)은 다각형 관으로 형성될 수도 있다. 측연섬유관(222)은 흑연섬유를 직조한 흑연섬유 직물체인 것이 바람직하다.

반사갓(700)은 자외선 램프(200)의 길이에 상응하는 길이를 가지며 자외선 램프(200)의 상부를 감싸는 곡면반사판부(710)와, 곡면반사판부(710)의 양단부에 각각 연장 형성되어 상기 자외선 램프(200)의 측면으로 조사되는 자외선을 반사시키는 측면반사곡면판부(720)를 포함한다. 반사갓(700)의 곡면반사판부(710)는 자외선 램프(200)에서 발생되는 자외선을 아래 방향으로 반사시킴과 아울러 양쪽 측면반사곡면판부(720)에서는 자외선 램프(200)의 양단부에서 발생되는 자외선을 아래 방향으로 모아 반사시키게 되어 자외선 램프(200)에서 발생되는 자외선을 한 곳으로 모아서 집광할 수 있다.

시편적재대(300)는 본체(100)의 챔버(C) 하면에 슬라이딩 가능하게 구비된다. 시편적재대(300)에 시편들이 놓여진다. 시편적재대(300)는 평판 형상으로 이루어진다.

슬라이딩유닛(400)은 시편적재대(300)와 본체(100) 챔버(C)의 하면 사이에 구비되어 시편적재대(300)를 슬라이딩 가능하게 한다. 슬라이딩유닛(400)의 일예로, 슬라이딩유닛(400)은 본체(100)의 바닥판부에 구비되는 복수 개의 가이드막대(410)들과, 그 가이드막대(410)들에 슬라이딩 가능하게 결합되는 슬라이더(420)들을 포함한다. 가이드막대(410)들은 각각 길이 방향이 본체(100)의 전후 방향으로 위치한다. 슬라이더(420)들의 상부에 시편적재대(300)가 결합된다. 시편적재대(300)가 본체(100)의 챔버(C) 내부에 위치한 상태에서 시편적재대(300)를 앞으로 당기게 되면 가이드막대(410)들을 따라 슬라이딩되면서 본체(100)의 외부로 노출되고 시편적재대(300)를 밀게 되면 시편적재대(300)가 가이드막대(410)들을 따라 슬라이딩되면서 본체(100)의 챔버(C) 내부로 들어가게 된다.

분사노즐(500)들은 본체(100) 챔버(C) 내부의 상부에 위치하여 순수를 분사시킨다. 분사노즐(500)들은 두 개의 자외선 램프(200)들 사이에 위치한다. 분사노즐(500)들은 각각 자외선 램프(200)보다 아래에 위치한다.

순수공급장치(600)는 분사노즐(500)들에 순수를 공급한다. 순수공급장치(600)의 일예로, 순수공급장치(600)는 순수가 저장되는 순수탱크(510)와, 순수탱크(510)와 분사노즐(500)들을 연결하여 분사노즐(500)들을 순수를 공급하는 순수공급관(520)과, 순수공급관(520)에 연결되는 펌프(미도시)와, 순수공급관(520)에 장착되어 순수의 유동을 차단하거나 공급하는 밸브유닛(미도시)을 포함한다. 순수공급관(420)은 본체(100)의 상측판부측에 위치하는 것이 바람직하다.

자외선 센서는 본체 챔버의 내부에 위치하여 자외선 램프(200)들에서 각각 발생되는 자외선의 광세기를 감지한다. 자외선 센서는 자외선 램프(200)들의 수와 일대일 대응되도록 복수 개인 것이 바람직하다. 자외선 센서들은 도어 개폐시 챔버(C) 정면의 벽면에 위치하는 것이 바람직하다.

습도센서(S2)는 본체(100)의 챔버(C)에 위치하여 본체(100)의 챔버(C) 내부의 습도를 감지한다. 습도센서(S2)는 시편적재대(300)에 놓여지는 시편의 옆에 위치하는 것이 바람직하다.

온도센서(S1)는 본체(100)의 챔버(C)에 위치하여 본체(100)의 챔버(C) 내부의 온도를 감지한다. 온도센서(S1)는 시편적재대(300)에 놓여지는 시편의 옆에 위치하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 광조사면의 균일성을 개선한 내후성 시험기의 작용과 효과를 설명한다.

먼저, 도어(110)를 오픈시킨 상태에서 시편적재대(300)를 당겨서 본체(100)의 챔버(C) 외부로 노출시킨다. 그리고 시편적재대(300)에 시편들을 배열시킨다. 이때, 시편들을 시편적재대(300)에 정방 행렬로 배열시키는 것이 바람직하다. 시편적재대(300)에 시편들을 적재한 다음 시편적재대(300)를 본체(100)의 챔버(C) 내부로 밀어 넣고 도어(110)를 닫는다. 도어(110)를 닫아 본체(100)의 챔버(C)를 밀폐시킨 다음 자외선 램프(200)들에 전원을 공급하여 자외선 램프(200)들에서 자외선을 발생시킨다. 자외선 램프(200)들에서 발생되는 자외선은 바로 시편들에 조사됨과 아울러 본체(100)의 상측판부 쪽으로 조사되는 자외선은 반사갓(700)에 의해 반사되어 시편들에 조사된다. 그리고, 순수공급장치(600)의 펌프를 작동하고 밸브유닛을 오픈시켜 순수탱크(510)의 순수를 순수공급관(520)을 통해 분사노즐(500)들에 공급한다. 분사노즐(500)들에 공급되는 순수는 분사노즐(500)들을 통해 아래로 분사되면서 시편에 뿌려지게 된다. 시편들에 자외선을 조사하는 작동과 시편들에 순수를 분사하는 작동은 동시에 하거나 선택적으로 할 수 있다. 자외선 센서들은 자외선 램프(200)들에서 각각 발생되는 광세기를 감지하며, 자외선 센서들의 감지로 인하여 자외선 램프(200)들에서 각각 균일한 광세기가 발생되도록 전원장치를 제어하게 된다.

이와 같이, 본 발명은 인공 광원인 자외선 램프(200)들이 챔버(C)의 상부에 일렬로 배열되고 챔버(C)의 하면에 평판 형태의 시편적재대(300)가 구비되어 그 시편적재대(300)에 시편들이 적재되므로 자외선 램프(200)들에서 발생되는 자외선이 시편적재대(300)에 놓여진 시편들에 균일하게 조사된다. 특히, 자외선 램프(200)의 상부에 구비되는 반사갓(700)이 곡면반사판부(710)와, 측면반사곡면판부(720)를 포함하게 되는 경우 자외선 램프(200)에서 발생되는 본체(100)의 측벽에 조사되지 않고 시편들에 집중적으로 조사되어 광효율을 높이게 된다.

또한, 본 발명은 자외선 램프(200)들의 각 아래에 자외선 센서(미도시)가 구비되어 자외선 램프(200)들에서 각각 발생되는 광세기를 감지하여 각각의 자외선 램프(200)에서 일정한 광에너지가 유지될 수 있도록 각각의 전원장치를 제어하게 되므로 자외선 램프(200)에서 자외선 에너지량을 균일하게 발생시키게 된다. 이로 인하여, 시편들 전체에 대하여 균일하게 자외선 에너지량을 조사할 수 있게 된다.

본 발명은 분사노즐(500)들이 챔버(C)의 상부에 구비되어 시편적재대(300)에 놓여진 시편들에 순수를 분사하게 되므로 시편들에 순수가 균일하게 뿌려지게 되어 시편들 전체에 대하여 균일하게 시험할 수 있게 된다.

본 발명은 시편이 놓여지는 시편적재대(300)가 평판 형태로 이루어지고 그 시편적재대(300)가 슬라이딩 가능하게 되므로 시편적재대(300)에 시편들을 적재하기가 편리하게 되고, 또한, 시편적재대(300)가 평판 형상으로 이루어져 구조가 간단하게 된다.

본 발명은 습도센서(S2)와 온도센서(S1)가 각각 본체(100) 챔버(C)의 내부에 위치하되, 시편 옆에 위치하도록 설치되어 습도센서(S2)에 의해 감지되는 습도와 온도센서(S1)에 의해 감지되는 온도가 시편에 작용하는 습도와 온도를 그대로 측정하게 되어 측정 정확도를 높이게 된다.

100; 본체 200; 자외선 램프
300; 시편적재대 400; 슬라이딩유닛
500; 분사노즐 600; 순수공급장치
700; 반사갓

Claims (7)

1. 내부에 챔버가 구비된 본체;
   상기 본체의 챔버 상부에 수평 방향으로 일렬로 구비되는 복수 개의 자외선 램프들;
   상기 본체의 챔버 하면에 슬라이딩 가능하게 구비되며 시편들이 놓여지는 시편적재대;
   상기 시편적재대와 본체 챔버의 하면 사이에 구비되어 시편적재대를 슬라이딩 가능하게 하는 슬라이딩유닛;
   상기 본체 챔버의 상부에 위치하여 순수를 분사하는 분사노즐들;
   상기 분사노즐들에 순수를 공급하는 순수공급장치;
   상기 자외선 램프들의 수와 일대일 대응되도록 상기 본체 챔버의 내부에 복 수 개 위치하여 상기 자외선 램프들에서 각각 발생되는 자외선의 광세기를 감지하는 자외선센서들;
   상기 본체 챔버의 내부에 위치하는 습도센서 및 온도센서;
   상기 자외선 센서들이 자외선 램프들에서 각각 발생되는 광세기를 감지함에 따라 상기 자외선 램프들에서 각각 균일한 광세기가 발생되도록 제어하는 전원장치를 포함하며,
   상기 시편적재대는 평판 형상으로 이루어지며,
   상기 자외선 램프의 상측에 자외선 램프에서 발생되는 자외선을 아래 방향으로 반사시키는 반사갓이 구비되며, 상기 반사갓은 상기 자외선 램프의 길이에 상응하는 길이를 가지며 자외선 램프의 상부를 감싸는 곡면반사판부와, 상기 곡면반사판부의 양단부에 각각 연장 형성되어 상기 자외선 램프의 측면으로 조사되는 자외선을 상기 시편적재대쪽으로 반사시키는 측면반사곡면판부를 포함하는, 광조사면의 균일성을 개선한 내후성 시험기.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 분사노즐들은 자외선 램프들 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는, 광조사면의 균일성을 개선한 내후성 시험기.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제

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