KR20160024193A - 조영 약액의 함침을 이용한 다공질 미세 셀 구조재료의 X-ray CT 촬영 영상 취득방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다공질 미세 셀 구조재료에 대해 셀 특성을 파악할 목적으로 X-ray CT 촬영을 이용하여 다공질 미세 셀 구조재료의 단면 영상을 취득하되, 조영 약액을 이용하여 다공질 미세 셀 구조재료에 대해 전처리 작업을 수행함으로써, 셀 특성의 통계적인 산정을 위한 샘플을 용이하게 추출함과 동시에 셀에 대한 선명한 영상을 취득할 수 있게 만드는 "조영 약액 직접 주입을 이용한 다공질 미세 셀 구조재료의 X-ray CT 촬영 영상 취득방법"에 관한 것이다.
본 발명에서는 조영 약액(2)이 담겨 있는 함침조(5)에 다공질 미세 셀 구조재료의 촬영대상 샘플을 함침시켜서, 조영 약액(2)이 개별적인 셀의 내부에 채워지게 하는 조영 약액내의 함침 단계(단계 S1); 및 조영 약액이 셀의 내부에 채워진 다공질 미세 셀 구조재료의 촬영대상 샘플에 X-ray CT 촬영 장치를 이용하여 X-ray를 조사하는 X-ray CT 촬영 단계(단계 S2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다공질 미세 셀 구조재료의 X-ray CT 촬영 영상 취득방법이 제공된다.
본 발명에서는 조영 약액(2)이 담겨 있는 함침조(5)에 다공질 미세 셀 구조재료의 촬영대상 샘플을 함침시켜서, 조영 약액(2)이 개별적인 셀의 내부에 채워지게 하는 조영 약액내의 함침 단계(단계 S1); 및 조영 약액이 셀의 내부에 채워진 다공질 미세 셀 구조재료의 촬영대상 샘플에 X-ray CT 촬영 장치를 이용하여 X-ray를 조사하는 X-ray CT 촬영 단계(단계 S2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다공질 미세 셀 구조재료의 X-ray CT 촬영 영상 취득방법이 제공된다.
Description
본 발명은 다공질 미세 셀 구조재료의 X-ray CT 촬영 영상 취득방법에 관한 것으로서, 구체적으로 다공질 미세 셀 구조재료에 대해 셀 특성을 파악할 목적으로 X-ray CT 촬영을 이용하여 다공질 미세 셀 구조재료의 단면 영상을 취득하되, 조영 약액의 함침에 의해 셀을 채우는 방식으로 다공질 미세 셀 구조재료에 대해 전처리 작업을 수행함으로써, 셀 특성의 통계적인 산정을 위한 샘플을 용이하게 추출함과 동시에 셀에 대한 선명한 영상을 취득할 수 있게 만드는 "조영 약액 직접 주입을 이용한 다공질 미세 셀 구조재료의 X-ray CT 촬영 영상 취득방법"에 관한 것이다.
"다공질의 미세 셀 구조재료"는, 폐쇄된 기공(공극/void)에 해당하는 복수개의 미세한 셀(cell)의 집합체로 이루어져 있어서 경량의 성질을 가지고 있고 단열 성능이 우수하기 때문에 건축물의 단열재 등으로 매우 유용하게 사용되고 있다. 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0075414호에는 이러한 미세 셀 구조를 가지는 재료의 일예로서 경량 폴리우레탄 폼과 이를 제조하기 위한 조성물을 개시하고 있고, 도 1에는 다용도로 이용되는 종래의 다공질 미세 셀 구조재료의 내부 단면구조를 전자현미경으로 촬영한 도면 대용 사진이 개시되어 있다.
이러한 다공질 미세 셀 구조재료에 있어서 각각의 셀(cell)(격벽에 의해 폐쇄된 하나의 공간을 이루는 기공)의 크기, 형상 및 분포, 그리고 셀 간의 연결정도 등은, 그 품질과 성능을 좌우하는 요소이며, 따라서 다공질 미세 셀 구조재료에 대해서 이러한 셀의 특성들(크기, 형상, 분포, 셀간의 연결정도 등)을 파악하는 것이 매우 중요하다. 그런데 다공질 미세 셀 구조재료는 많은 수의 셀로 이루어져 있으므로, 모든 셀에 대해 위와 같은 특성을 파악한다는 것은 사실상 불가능한 바, 소정 개수의 셀을 샘플로서 추출하여(샘플링), 이를 대푯값으로 하여 통계처리하고, 그 결과를 해당 다공질 미세 셀 구조재료의 셀 특성으로 삼을 수 밖에 없다.
한편, 물체의 내부 구조에 대한 시각적인 영상을 취득하는 방법으로서, "X-ray CT 촬영"이 의료분야를 비롯하여 여러 산업분야에 이용되고 있다. 특히, 본 발명자는 X-ray CT 촬영을 이용하여 토사의 간극비를 측정하는 방법을 개발하여 대한민국 특허를 취득하였다(대한민국 등록특허 제10-1110787호). 이와 같이 X-ray CT 촬영은 물체의 내부 구성을 파악하는데 유용하게 이용될 수 있는 것인 바, 다공질 미세 셀 구조재료에 대해 셀의 크기, 형상 및 분포, 그리고 셀 간의 연결정도 등의 "셀 특성"을 효과적으로 분석할 수 있는 방안으로서 X-ray CT 촬영의 이용가능성을 타진하게 되었다.
본 발명은 단열재 등으로 유용하게 이용될 수 있는 다공질 미세 셀 구조재료에 대해 셀의 크기, 형상 및 분포, 그리고 셀 간의 연결정도 등의 "셀 특성"을 파악함에 있어서, X-ray CT 촬영을 이용할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로 본 발명은 다공질 미세 셀 구조재료에 대해 셀 특성을 파악할 수 있도록 X-ray CT 촬영을 수행하여 다공질 미세 셀 구조재료의 내부 구조에 대한 촬영 영상을 취득하는 방법으로서, 셀 특성의 통계적인 산정을 위한 샘플을 용이하게 추출함과 동시에 셀에 대한 선명한 영상을 취득할 수 있게 만드는 전처리 작업을 수행하여 X-ray CT 촬영 영상을 취득하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 다공질 미세 셀 구조재료의 촬영 샘플에 대한 X-ray CT 촬영 영상을 취득하는 방법으로서, 조영 약액이 담겨 있는 함침조에 다공질 미세 셀 구조재료의 촬영대상 샘플을 함침시켜서, 조영 약액이 개별적인 셀의 내부에 채워지게 하는 조영 약액내의 함침 단계; 및 조영 약액이 셀의 내부에 채워진 다공질 미세 셀 구조재료의 촬영대상 샘플에 X-ray CT 촬영 장치를 이용하여 X-ray를 조사하는 X-ray CT 촬영 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다공질 미세 셀 구조재료의 X-ray CT 촬영 영상 취득방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 다공질 미세 셀 구조재료를 이루는 셀에 대한 선명한 X-ray CT 촬영 영상을 X-ray CT 촬영 장치에 의해 취득할 수 있게 되며, 따라서 본 발명의 방법에 의해 취득된 X-ray CT 촬영 영상을 이용하게 되면, 다공질 미세 셀 구조재료를 이루는 셀의 크기, 형상 및 분포, 그리고 셀 간의 연결정도 등의 "셀 특성"을 효과적으로 그리고 높은 정확도로 분석할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.
도 1은 종래의 다공질 미세 셀 구조재료의 내부 단면구조를 전자현미경으로 촬영한 도면 대용 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 다공질 미세 셀 구조재료의 X-ray CT 촬영 영상 취득방법의 구성을 보여주는 개략적인 흐름도이다.
도 3은 조영 약액의 함침에 의한 전처리 과정을 거치지 않은 채 X-ray CT 촬영을 수행함으로써 얻어진 X-ray CT 촬영영상을 보여주는 도면 대용 사진이다.
도 4는 본 발명의 방법에 따른 전처리 과정으로서 조영 약액이 셀의 공극에 채워지도록 다공질 미세 셀 구조재료를 조영 약액의 함침조에 함침시킨 것을 보여주는 개략도이다.
도 5는 도 4의 과정에 의해 다공실 미세 셀 구조재료의 셀 공극에 조영 약액이 함침에 의해 채워진 상태를 보여주는 개략도이다.
도 6은 셀의 공극에 조영 약액이 함침되어 채워진 후 X-ray CT 촬영을 수행함으로써 얻어진 X-ray CT 촬영영상에 대한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다공질 미세 셀 구조재료의 X-ray CT 촬영 영상 취득방법의 구성을 보여주는 개략적인 흐름도이다.
도 3은 조영 약액의 함침에 의한 전처리 과정을 거치지 않은 채 X-ray CT 촬영을 수행함으로써 얻어진 X-ray CT 촬영영상을 보여주는 도면 대용 사진이다.
도 4는 본 발명의 방법에 따른 전처리 과정으로서 조영 약액이 셀의 공극에 채워지도록 다공질 미세 셀 구조재료를 조영 약액의 함침조에 함침시킨 것을 보여주는 개략도이다.
도 5는 도 4의 과정에 의해 다공실 미세 셀 구조재료의 셀 공극에 조영 약액이 함침에 의해 채워진 상태를 보여주는 개략도이다.
도 6은 셀의 공극에 조영 약액이 함침되어 채워진 후 X-ray CT 촬영을 수행함으로써 얻어진 X-ray CT 촬영영상에 대한 개략도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.
도 2에는 본 발명에 따른 다공질 미세 셀 구조재료의 X-ray CT 촬영 영상 취득방법의 구성을 보여주는 개략적인 흐름도가 도시되어 있으며, 도 3에는 조영 약액의 함침에 의한 전처리 과정을 거치지 않은 채 X-ray CT 촬영을 수행함으로써 얻어진 X-ray CT 촬영영상을 보여주는 도면 대용 사진이 개시되어 있다. 도 4에는 본 발명의 방법에 따른 전처리 과정으로서 조영 약액이 셀의 공극에 채워지도록 다공질 미세 셀 구조재료를 조영 약액의 함침조에 함침시킨 것을 보여주는 개략도가 개시되어 있고, 도 5에는 도 4에 도시된 방법에 의해 셀의 공극에 조영 약액이 채워지는 것을, 다공질 미세 셀 구조재료의 내부 단면구조에 대한 전자현미경 촬영 사진에 표시한 개략도가 개시되어 있다. 도 6에는 도 4 및 도 5의 방법에 의해 조영 약액이 셀의 공극에 채워진 후, 해당 샘플에 대해 X-ray CT 촬영을 수행함으로써 얻어진 X-ray CT 촬영영상에 대한 개략도가 개시되어 있다.
도면에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 다공질 미세 셀 구조재료의 X-ray CT 촬영 영상 취득방법은, 다공질 미세 셀 구조재료의 촬영대상 샘플을 조영 약액 함침조에 함침시켜서 조영 약액이 다공질 미세 셀 구조재료의 셀 공극에 채워지게 하는 단계(단계 S1)와, 함침에 의해 조영 약액이 채워진 촬영대상 샘플의 X-ray CT 촬영 단계(단계 S2)를 포함한다.
우선 조영 양액의 주입 단계를 살펴보면, 도 4 및 도 5에 개념적으로 도시한 것처럼, 조영 약액(2)이 담겨 있는 함침조(5)에 다공질 미세 셀 구조재료의 촬영대상 샘플을 함침시킨다. 다공질 미세 셀 구조재료가 조영 약액(2) 속에 함침되면, 다공질 미세 셀 구조재료의 외면 부근에 존재하는 셀의 내부 즉, 셀의 공극 속으로 조영 약액(2)이 자연스럽게 침투하게 되고, 그에 따라 셀의 공극이 조영 약액(2)으로 채워지게 된다. 각 셀을 구분하는 셀의 격벽에 미세한 구멍이 존재할 수 있고, 이러한 구멍을 통해서 조영 약액(2)이 이웃하는 셀의 공극 내로 점차 흘러들어가게 되며, 그에 따라 다공질 미세 셀 구조재료의 외면에 위치하는 다수개의 셀은 그 공극이 조영 약액(2)으로 채워지게 된다.
이와 같이 함침 방식으로 복수개의 셀 내부에 조영 약액이 채워진 후에는, 공지된 X-ray CT 촬영 장치를 이용하여 다공질 미세 셀 구조재료의 촬영대상 샘플을 촬영함으로써 X-ray CT 촬영 영상을 취득하게 된다. 일반적으로 다공질 미세 셀 구조재료에 대해 본 발명에서와 같이 함침에 의한 조영 약액(2)의 셀 공극 채움을 통한 전처리 과정 없이, X-ray CT 촬영을 수행하였을 경우, 도 3과 같이 다공질 미세 셀 구조재료를 구성하는 각 셀을 구분할 수 없는 상태의 영상만을 취득하게 된다. 다공질 미세 셀 구조재료는 경량의 재료로 이루어지므로, 각 셀을 구분하는 격벽의 두께도 매우 얇다. 따라서 다공질 미세 셀 구조재료에 대해 전처리 과정 없이 X-ray CT 촬영을 수행하였을 경우에는 얇은 격벽 및 재료 물성 자체의 특성으로 인하여 X-ray CT 촬영 영상에서는 셀을 구분하는 격벽이 제대로 표현되지 못하고, 결국 도 3에 도시된 것처럼 각각의 셀 경계가 전혀 보이지 않는 형태의 영상만이 취득된다.
이에 반하여 본 발명에서는 셀의 비어 있는 공극 내에 조영 약액이 채워지게 하는 전처리 과정을 수행한 후, X-ray CT 촬영을 하게 되므로, 조영 약액이 채워진 각 셀의 경계와 형상이 분명하게 나타나 있는 도 6과 같은 선명한 X-ray CT 촬영 영상을 입수할 수 있게 된다. 조영 약액(2)은 X-ray를 투과시키지 않는 액상 물질로서, 이와 같이 셀의 공극 내에 조영 약액(2)이 주입된 상태에서 X-ray CT 촬영을 수행하게 되면 X-ray는 셀에 채워진 조영 약액(2)을 투과하지 못하게 되어, 도 6와 같이 조영 약액(2)이 채워진 셀의 형상과 크기가 선명하게 보이게 되는 X-ray CT 촬영 영상이 취득되는 것이다.
본 발명에 의하여 도 6과와 같이 각 셀의 경계와 형상이 분명하게 나타나 있는 다공질 미세 셀 구조재료의 선명한 X-ray CT 촬영 영상을 취득한 후에는, 공지의 통계처리 방법에 의하여, 셀(조영 약액이 주입되어 채워진 셀)에 대한 통계처리 작업을 수행함으로써, 셀의 크기, 형상, 분포, 셀 간의 연결정도 등과 같은 다공질 미세 셀 구조재료의 셀 특성을 분석하여 산출할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 다공질 미세 셀 구조재료를 이루는 셀에 대한 선명한 X-ray CT 촬영 영상을 X-ray CT 촬영 장치에 의해 취득할 수 있게 되며, 따라서 본 발명의 방법에 의해 취득된 X-ray CT 촬영 영상을 이용하게 되면, 다공질 미세 셀 구조재료를 이루는 셀의 크기, 형상 및 분포, 그리고 셀 간의 연결정도 등의 "셀 특성"을 효과적으로 그리고 높은 정확도로 분석할 수 있게 된다.
2: 조영 약액
5: 함침조
5: 함침조
Claims (1)
- 다공질 미세 셀 구조재료의 촬영 샘플에 대한 X-ray CT 촬영 영상을 취득하는 방법으로서,
조영 약액(2)이 담겨 있는 함침조(5)에 다공질 미세 셀 구조재료의 촬영대상 샘플을 함침시켜서, 조영 약액(2)이 개별적인 셀의 내부에 채워지게 하는 조영 약액내의 함침 단계(단계 S1); 및
조영 약액이 셀의 내부에 채워진 다공질 미세 셀 구조재료의 촬영대상 샘플에 X-ray CT 촬영 장치를 이용하여 X-ray를 조사하는 X-ray CT 촬영 단계(단계 S2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다공질 미세 셀 구조재료의 X-ray CT 촬영 영상 취득방법.
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