KR960014001B1 - 압력차를 이용한 콘돔의 누설 시험 - Google Patents

Abstract

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Description

압력차를 이용한 콘돔의 누설 시험

제1도는 본 발명에 의한 다공성 지지부재, 고체 삽입물 및 베이스의 조합을 도시한 부분 측단면도.

제2a도 및 제2b도는 콤돔의 개방 단부를 밀봉하기 위해 확장 베이스에 장착된, 본 발명에 의한 다공성 콘돔 지지부재의 제1실시예를 각각 도시한 측면도 및 단면도.

제3a도 및 제3b도는 확장 베이스에 장착된, 본 발명에 의한 다공성 콘돔 지지부재의 제2실시예를 각각 도시한 측면도 및 단면도.

제4도는 확장 베이스에 장착된, 본 발명에 의한 다공성 콘돔 지지부재의 제3실시예를 도시한 측면도.

제5도는 확장 베이스에 장착된, 본 발명에 의한 다공성 콘돔 지지부재의 제4실시예를 도시한 측면도.

제6도는 콘돔의 개방 단부를 밀봉하기 위한 베이스가 다른 구조를 갖는, 다공성 지지부재의 제5실시예를 도시한 측면도.

제7a도 및 제7b도는 콘돔의 개방 단부를 밀봉하기 위한 베이스가 또 다른 구조를 갖는, 본 발명에 의한 다공성 콘돔 지지부재의 제6실예를 도시한 측면도.

제8도는 시험 장치와 다른 구성요소들을 포함하는, 본 발명에 의한 누설 시험 시스템의 블럭도.

본 발명은 콘돔 또는 외피(sheath)의 제조 및 시험에 관한 것이다.

발명의 배경

콘돔은 오랫동안 피임의 목적을 위해 사용되어 왔으며 앞으로도 질병의 전염을 방지하기 위해 허용되고 용이하게 사용할 수 있는 수단으로서 그 중요성은 계속 증가할 것이다. 콘돔에 대한 광범위한 신뢰성의 관점에서 누설을 피하기 위한 엄격한 요구조건이 확립되어 있다. 이와같이 누설 시험은 콘돔 제조시 중요한 공정단계가 되었다.

현재 콘돔의 누설 시험은 전자 장치를 사용하여 수행하고 있다. 이들 전자 장치를 사용하는 시험에서는 콘돔의 형상과 일치하나 그 직경이 콘돔보다 12%∼17% 더 큰 도전성 봉(또는 맨드릴)에 콘돔을 씌운다. 맨드릴은 콘돔을 팽창시켜 콘돔에 어떤 구멍이라도 있으면 확장시켜 검출을 용이하게 해준다.

누설 검출은 이하에서 설명하는 두 방법 중 한 방법에 따라 실행된다.

첫번째 방법은 맨드릴 위에 스트레칭하여 씌운 콘돔을 도전성 수용액의 수조에 담그고, 약 1V의 전압을 수용액과 스테인레스스틸 맨드릴 사이에 인가하여 전류가 흐르는지를 검출하도록 시스템을 감시하는 습식 시험방법이다. 이 시험에서 전류가 흐르면 콘돔에 구멍이 있다는 것을 나타내 주는 것이다.

두번째 방법은 맨드릴 위에 스트레칭하여 씌운 콘돔의 외면을 회전식 도전성 브러시 또는 가스 스테인레스스틸 스크린과 접촉하도록 배치하고, 약 1,000V의 전압을 맨드릴과 브러시 또는 스크린 사이에 인가하여 맨드릴과 브러시 또는 스크린 사이에서 전류 아크가 발생하는지를 검출하도록 시스템을 감시하는 건긱 시험방법이다. 이 시험에서 전류가 검출된다면 그 콘돔은 이미 맨드릴에 씌우기 전부터 너무 얇은 상태였거나 구멍이 있는 상태다.

상기 두 방법은 라텍스 콘돔용으로 설계된 것으로 라텍스를 제외한 다른 재료의 콘돔에 적용할때 제한이 따르게 된다. 즉, 습식 시험에서는 콘돔이 수화(hydrate)될 수 있어 잘못된 시험결과가 발생될 수 있다. 결론적으로 습식 시험은 폴리우레탄을 포함하는 많은 다른 재료에는 부적합하다.

건식 시험에서는 콘돔보다 상당히 큰 시험용 맨드릴이 통상 사용된다. 이러한 맨드릴 위에 콘돔을 스트레칭하여 씌움으로써 콘돔에 존재할지도 모르는 구멍을 확대시켜 시험의 반응성을 증가시킨다. 더욱이 맨드릴 위에 스트레칭하여 씌운 콘돔은 비드를 아래쪽으로 롤링하여 맨드릴로부터 제거할 수 있을 뿐이다. 이렇게 함으로써 윤활제를 바르고 어떤 재료와 함께 패키지화 할 준비가 된 롤링된 콘돔을 만들 수 있지만 상기 방식으로 맨드릴로부터 제거된 콘돔은 다음의 사용을 위해 지나치게 타이트하게 롤링되게 된다. 더욱이, 건식의 전자적 시험에 사용된 고전압으로 인해 라텍스를 제외한 다른 재료, 특히 매우 얇은 콘돔이 경우 절연파괴 될수 있다.

결국 라텍스 외의 다른 재료로 만든 콘돔은 라텍스 콘돔과 다르게 형성될 필요가 있다. 그러나 콘돔의 형상을 달리하면 특히 맨드릴이 클 경우 이들 콘돔을 맨드릴에 씌우기가 어렵게 된다.

발명의 요약

본 발명에서는 다공성의 맨드릴 또는 지지부재를 사용하여 압력차에 의해 콘돔의 누설여부를 시험한다. 본 발명에 따라 사용된 맨드릴은 도전성과는 무관하다. 대신에 맨드릴은 시험할 콘돔의 표면 부분에 접힘이나 중첩이 없이 팽창된 콘돔을 지지하는 작용과, 맨드릴 내측에 부분 진공이 유도될때 콘돔의 내면을 따라 압력을 균등하게 하는 작용 및 누설을 야기시키는 콘돔의 표면 부분에 형성된 작은 구멍, 째진 틈, 슬릿이나 다른 홈결, 또는 불연속 부분을 통해 콘돔의 외부로부터 맨드릴 내부로 누설 검출을 위한 가스가 흐르게 하는 작용을 한다.

본 발명은 다공성의 맨드릴 또는 콘돔 지지부재, 맨드릴 벽을 가로질러 내측 압력 보다 외측 압력이 큰 압력차를 발생시키기 위한 적절한 압력차 발생 장치, 그리고 압력차가 부여될때 콘돔의 누출구를 통과해 맨드릴로 들어가는 가스를 검출하기 위한 적절한 가스 검출 장치로 구성된다. 바람직한 실시예에서 맨드릴은 압력차가 부과되었을때 콘돔이 스트레칭되도록 하여 누설을 야기시키는 결함부를 확대시키도록 하는 크기와 형상으로 되어 있다. 보다 바람직한 실시예에서 맨드릴의 외면은 이완되거나 스트렝칭되지 않은 상태의 팽창된 콘돔의 내경 보다 직경이 작은 반면 총 외부 표면의 면족(즉, 구멍에 의한 영향이 없는 표면적)은 팽창되고 이완된 콘돔의 내면 면적보다는 크다. 이는 맨드릴 외부 표면 상의 톱니형상이나 다른 유사한 외형상의 특징에 의해 달성된다. 직경을 보다 작게함으로써 콘돔을 맨드릴에 용이하게 씌울 수 있을 뿐 아니라 일단 시험이 완료된 후 콘돔에 손상을 일으킬 위험성이 없이 맨드릴에서 콘돔을 수월하게 제거할 수 있다. 반면 보다 큰 표면 영역 때문에 압력차가 부과될때 콘돔재료가 스트레칭되게 된다.

본 발명은 또한 압력차와 관련한 맨드릴 또는 지지부재와 상술한 가스흐름 검출 장치의 사용을 포함하는 누설 검출 방법을 포함하고 있다. 압력차는 바람직하게는 맨드릴 내측에 부분진공을 유도함으로써 부과된다. 가스흐름의 검출은 여러가지 방법에 의해 달성될 수 있는데, 예로서, 맨드릴 내부를 통과하는 가스흐름 속도를 측정하는 방법, 맨드릴이 진공 소스로부터 격리될때의 압력상승을 검출하는 방법 및 외부 대기의 가스를 맨드릴에 위치시킨 후 맨드릴 내부에 외부 가스가 존재하는지를 검출하는 방법이 있다.

다양한 양상의 본 발명의 특징, 잇점 및 실시예들은 이하의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다.

발명 및 바람직한 실시예의 상세한 설명

누설 시험용 맨드릴의 적합성에 영향을 미치는 요인으로서는 맨드릴의 다공성과 투과성이 있다. 맨드릴의 공극률 또는 구멍의 체적은 맨드릴 표면에 의해 콘돔의 구멍이 봉쇄될 가능성을 피하고 맨드릴의 다공성 재료를 통해 흐르는 가스가 받는 저항이 최소가 되도록 충분히 높지 않으면 안된다. 이러한 사항은 구멍의 크기에 의해 또한 영향을 받을 것이다. 콘돔의 구멍이 봉쇄될 위험성은 구멍 크기가 작아짐에 다라 줄어들 것이나 가스흐름에 대한 저항은 증가할 것이다.

투과성은 누설가스가 검출될 수 있기 전에 누설가스가 경유해야만 하는 다공성 재료의 두께와 구멍 구조 및 형상에 의해 영향을 받는다. 누설가스가 통과할 수 있기 위해서 구멍들은 연속적이고 상호 접속되어야만 한다. 구멍들 사이의 연속성과 상호 접속의 정도가 크면 클수록 누설검출이 보다 효과적으로 된다. 불완전한 제조공정으로부터 야기될 수 있는 작은 비율의 밀폐된 셀이 구멍 구조 사이에서 허용될 수 있으나 이러한 밀폐된 셀이 포함되는 것을 최소로 하거나 완전히 회피함으로써 최적의 결과를 달성할 수 있다. 특히 거의 모든 구멍들은 맨드릴의 외면, 즉 시험중에 콘돔과 접촉할 표면과 연결될 것이다.

그밖에 맨드릴 외면의 조직을 고려해 볼 수 있다. 다공성에도 불구하고 감촉면에 있어 최소의 거칠기를 갖는 매끄러운 표면이 바람직한데 그렇게 함으로써 콘돔의 국부적 비틀림을 최소화하여 콘돔에 구멍을 형성시키거나 찢기게 할 수 있는 국부적 응력을 최소화할 수 있기 때문이다. 표면의 매끄러운 정도는 통상적으로 구멍의 크기가 작아질수록 증가할 것이다. 더욱이 다공성이 높더라도 사용시 발생할 수도 있는 압력차로 인한 상당한 압력 또는 접힘의 가능성을 피할 수 있도록 그 구조가 충분히 강해야 한다.

이러한 점들을 고려해 볼때 다공성의 구조는 매우 다양할 수 있다. 맨드릴의 다공성 구조는 통상 그 공극 체적이 35%∼60%의 범위에 있을때 최선의 결과를 얻을 수 있다. 또 종래의 구멍측정 기술에 의해 측정하였을때 그 구멍의 직경이 약 0.2마이크론∼약 100마이크론의 범위, 바람직하게는 약 10마이크론∼약 50마이크론 범위에 있을때 최적의 결과를 얻을 수 있다. 상기 직경의 범위는 맨드릴의 외면에 있는 구멍 개구부 폭에도 동일하게 적용가능하다. 바람직한 중앙의 구멍 직경과 구멍 개구부의 폭은 약 20마이크론이다.

미세한 구멍과 균일한 다공성이 바람직하지만 또한 구멍의 구조에 최소량의 가스체적이 유지되는 것이 바람직하다. 구멍들은 압력차에 의해 야기된 흐름에 대하여 저항을 제공하므로 콘돔의 누설에 대한 검출 시스템의 응답이 저하되는 경향이 있따. 이러한 응답의 저하를 최소화하고 응답시간을 최대화시키기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에서는 맨드릴의 다공성 재료를 그 중심부에 공동(空洞)과 같은 내부 공간을 갖는 쉘(shell)로 형성되어 있다. 상기 실시예에서 쉘의 벽 두께는 압력차가 있을때 접힘, 압축력 또는 다른 비틀림의 위험성을 회피하기에 충분할 정도로 맨드릴에 구조적인 무결성과 견고성을 제공하도록 하는 두께일 것만을 필요로 한다. 이러한 점들을 고려하면 맨드릴의 벽 두께는 매우 다양화될 수 있다. 대부분의 경우에 벽 두께의 범위를 약 0.04인치(1.03×10-3m)∼약 0.5인치(1.27×10-2m)로 하면 최적의 결과를 얻을 수 있다.

맨드릴에 보유되는 가스의 체적을 더욱 줄이기 위해서 다공성 맨드릴 쉘의 내부를 비다공성 고체 재료로 채울 수 있다. 대부분의 경우에 상기와 같이 함으로써 비록 이 내부 부분에 있는 가스가 쉘의 다공성에 의해 발생된 흐름의 저항에 지배되지는 않지만 그 반응성은 더욱 개선될 것이다. 상기 고체재료는 다공성 쉘에 용융될 수 있거나 또는 제거가능한 삽입물일 수 있다. 고체재료는 바람직하게는 맨드릴을 통과하는 가스의 흐름을 허용하고 촉진하여 맨드릴을 통과하는 압력을 균등하게 하도록 하는 내부 채널, 다공성 쉘을 향해 오픈된 골 또는 그들을 결합한 것을 포함한다. 고체재료가 삽입물일때 이 고체재료는 쉘의 내면과 분리되게 하는 갭을 갖는 쉘의 안쪽에 모든 면이 접촉할 수 있도록 꼭 맞게 결합되거나 또는 느슨하게 결합된다. 압력의 균등화 및 가스흐름과 조립의 용이성을 촉진하기 위해서는 느슨한 결합이 바람직하다.

다공성 맨드릴 쉘과 삽입물을 제1도에 도시된다. 다공성 쉘(11)은 통상적으로 시험할 콘돔의 형상과 일치한다. 비다공성 고체 삽입물(12)은 느슨하나 꼭 맞게 쉘(11) 내측에 맞추어진다. 쉘과 삽입물은 모두 실린더형이며 중심축(13) 둘레를 회전하는 동체이다. 외부의 길이방향 채널(14)은 반대편(도면에서는 한쪽 편만 보임)에 있는 삽입물을 바깥쪽을 따라 형성되어 있다. 상기 채널(14)은 방사상 채널(16)을 통해 중앙의 축 채널(15)에 연결된다. 중앙 축 채널(15)은 삽입물(12)과 다공성 쉘(11)이 지지되는 베이스(17)을 통해 진공 펄프 및 누설 검출 장치와 연결되도록 연장되어 있다. 진공펌프 및 누설 검출 장치는 제8도에 도시되어 있으며 후술하기로 한다. 고체 삽입물(12)의 외면에는 세로 채널(14)을 향해 오픈된 일련의 홈 또는 골(18)이 형성되어 있다. 홈들은 삽입물과 쉘 사이의 갭을 최소화시키지만 쉘 내측에 흐르는 공기를 극대화시키는 작용을 한다.

이 실시예에서 삽입물은 하나의 부품으로서 베이스(17)와 일체로 형성되며, 그 두개가 접합부에서 견부(19)를 형성한다. 견부에 바로 인접한 삽입물의 부분(20)은 홈이 형성되어 있지 않은 대신 쉘(11)의 개방 단부와 꼭 들어맞는 매끄러운 실린더이다. 견부(19)의 폭은 베이스(17)와 쉘(11)이 접합되는 접합부가 평평하게 되도록 쉘의 두께와 같다. 베이스는 타이트하게 밀봉되도록 콘돔이 스트레칭되어 씌워지는 확장부(21)를 갖는다.

다공성 맨드릴은 시험할 콘돔의 형상과 유사하지만 시험하는 동안 콘돔이 스트레칭될 수 있도록 특별하게 형성되고 규격화될 것이다. 따라서 콘돔이 맨드릴 위에 씌워지기 위해서는 콘돔이 스트레칭될 수 있도록 맨드릴은 이완 상태에 있는 콘돔의 직경보다 큰 직경을 갖는 단순한 실린더형 표면을 가지거나 또는 압력차로 인해 콘돔이 상기 표면에 힘을 가할때 콘돔이 스트레칭되어 완전히 접촉하도록 윤곽이 형성되는 표면을 가질 것이다.

윤곽이 형성된 표면은 맨드릴의 직경, 즉 가장 긴 단면의 치수가 스트레치되지 않은 상태에 있는 콘돔의 내경과 같거나 또는 작을 수 있다는 잇점을 제공한다. 이러한 맨드릴 위에 콘돔을 스트레칭하는 것은 압력차가 부여될때 발생할 뿐이다. 압력차가 없는 경우 콘돔은 결합이 느슨해질 것이기 때문에 맨드릴 윗쪽으로 당겨 쉽게 벗겨낼 수 있게 된다. 맨드릴의 직경은 콘돔의 내경보다 약간 작은 것이 바람직한데, 그 이유는 콘돔에 손상을 가할 위험성이 최소이고 기계적 방해가 가장 작으며, 가장 작은 저항으로 가장 손쉽게 콘돔을 배치하고 제거할 수 있기 때문이다. 반대로 생각하면 맨드릴은 콘돔이 맨드릴 위에 씌워질때 콘돔이 비틀리거나 주름 접히거나 또는 겹쳐질 위험성을 피할만큼 충분히 크다.

이러한 것들을 고려해 보면 서로의 직경을 다양할 수 있다. 그러나 외부 맨드릴 직경 대 내부 콘돔 직경의 비가 약 0.90∼약 0.98일때 최적의 결과를 얻을 수 있다. 콘돔의 내경은 약 1.6인치(4.06cm)이며 통상의 비율은 약 0.95이다.

압력차가 있는 조건에서 콘돔의 스트레칭되는 정도는 맨드릴 의 총 외부 표면적 대 콘돔의 내부 표면적의 비와 같다. 당업자라면 알 수 있는 바와 같이 여기에서 언급하는 표면적이란 시험할 콘돔의 부분(누설이 고려되지 않는 개방 단부 인접한 영역을 제외) 및 상기 콘돔의 부분과 표면접촉하는 맨드릴의 부분을 모두 망라하는 것이다. 콘돔의 스트레치를 유도하도록 윤곽이 형성된 맨드릴은 시험할 콘돔의 전체 표면 부분이 다공성 맨드릴 표면과 접촉하도록 스트레치되고 콘돔과 맨드릴 사이에 구멍 자체를 제외하고는 어떠한 갭도 없도록 윤곽이 형성된다. 이렇게 함으로써 콘돔상의 어떠한 지점에도 국부적으로 과도한 응력이 발생하지 않을 것이다.

스트레치의 정도는 통례의 표준에 의해 확립된 소정의 한도를 넘는 결점에 대한 검출 능력은 향상시키지만, 상기 한도내에 있는 불규칙성 또는 변화와 그밖의 검출할 수 없는 것들까지 검출할 필요는 없으며 콘돔에 손상을 입히지 않을 정도면 충분하다. 대부분의 경우에 약 10% 또는 그 이상, 바람직하게는 약 20%∼약 35% 스트레칭하여 최선의 결과를 얻을 수 있다.

제2도 내지 제5도는 콘돔이 스트레치되도록 설계된 각종 맨드릴의 외형을 도시한 것이다. 제2a도 및 제2b도의 윤곽은 맨드릴을 따라 길이방향으로, 즉 맨드릴 축과 나란하게 뻗어있는 매끄러운 곡선의 산부분(31)과 골부분(32)으로 되어 있다. 제3a도 제3b도 윤곽은 유사한 산부분(34)과 골부분(35)(또는 홈부분)을 형성하거나 단지 맨드릴의 내면(36)이 매끄러운 실린더형이라는 점만이 다르다. 제4도는 길이방향의 산부분 및 골부분 보다는 원형 톱니(39) 형상의 윤곽을 도시한 것이다. 원형 톱니(39)는 거의 반구형이며 서로 엇갈린 길이방향의 화살로 배열되어 있다. 제5도의 윤곽은 산부분(42)과 계곡부분(43)의 것이다. 그러나 이것은 맨드릴 둘레에 링을 형성하도록 접선방향으로 뻗어있다.

제2a,3a,4도 및 제5도에서 각 맨드릴은 확장 베이스에 접합되어 각각 참조번호 33,37,40,44로 표시되어 있으며 제1도에 도시된 확장 베이스(21)와 대응한다. 확장 베이스는 고광택의 비다공성 재료로 구성되며 콘돔의 직경보다 큰 직경을 갖는다. 따라서 콘돔은 맨드릴 위에 기밀방식으로 꼭 맞게 씌워질 것이므로 맨드릴로 통하는 모든 공기의 통로는 콘돔 재료 자체의 누설에 기인할 것이다. 비록 콘돔이 베이스와 완전히 접촉하더라도 베이스의 영역에 약간량이 침투 또는 확산할 가능성이 있다는 것을 인식하여야 한다. 확산량은 콘돔의 막에 가해지는 압력차가 크고 매우 얇은 막을 갖는 시스템에서 최대가 될 것이다. 시스템의 측정동안 이 우발적인 확산에 대해서는 용이하게 보상할 수 있다.

이것은 콘돔의 개방 단부에 기밀 밀봉을 형성하는 일례에 불과하다. 다른 예로서는 맨드릴이 장착되는 지지구조물 둘레에 O-링을 설치하는 방법이 있다. 이 예는 제6도에 도시되어 있으며 5개의 O-링(50)이 맨드릴의 개방 단부(52)와 인접한 위치에 있는 지지 베이스(51)상에 배치되어 있다. 제1도 내지 제5도에 도시된 바와 같이 지지 베이스(51)는 비다공성 재료이지만 확작되어 있지 않다. 그러나 O-링은 도시된 바와 같이 지지 베이스(51)에 장착될때 각 링의 두께가 콘돔의 내경보다 크도록 충분히 두꺼워서 기밀 밀봉부가 형성된다. O-링의 외면은 콘돔에 대해 효과적인 밀봉부를 발생하도록 매끄럽다. 표면들은 매끄러운 쉘들로 캡슐화함으로써 향상된다. 예컨대, 실리콘 고무 O-링은 4 플루오로에틸렌 또는 다른 플루오로카본 폴리머와 같은 경플라스틱의 쉘에 캡슐화될 수 있다. 지지 베이스(51)는 O-링의 배치를 위한 안내의 역할을 하고 콘돔이 시험을 위해 배치 또는 제거될때 그 이동에 대하여 안정성을 제공할 수 있도록 홈이 형성되어 있다. 별도의 O-링을 사용하는 대신에 0-링 형태의 윤곽을 베이스 자체의 표면에 기계가공하여 형성시킬 수 있다.

기밀 밀봉부를 형성하기 위한 구조의 추가예로서 지지 베이스 상에 비평탄 링을 사용하는 방법이다. 제7a도 및 제7b도는 이 방법을 예시한 것이다. 이 예에서 다공성 맨드릴(55)과 지지 베이스(56)는 동일한 직경을 갖는다. 비평탄 링(57)은 매끄러운 비다공성 표면을 갖는 탄성 중합체 재료이다. 비평탄 링은 지지부재에 고착된 속이 빈 비평탄 튜브 또는 길이방향의 가장자리를 따라 고착된 탄성 중합체 재료의 스트립일 수 있다. 다른 경우에 압축 공기가 기타 적합한 가스 또는 액체를 링의 내부에 공급하여 제7b도에 도시된 바와 같이 그 외경을 확장시키는 수단(도시 생략)이 구비된다. 다른 예에서 콘돔이 밀착되어 기밀 밀봉부를 형성할때 확장 직경은 이완 상태에 있는 콘돔의 내경보다 크다. 비평탄 밀봉부에 추가하여 또는 대신하여 기계적으로 확장가능한 밀봉부를 또한 사용할 수 있다. 기계적으로 확장가능한 밀봉부는 시중에서 구매 가능하다. 당업자라면 밀봉부를 형성하기 위한 다른 방법 및 구조물을 용이하게 얻을 수 있다.

통상적으로 밀봉부가 형성되는 콘돔의 부분은 그 길이를 최소로 하는 것이 바람직한데 그 이유는 콘돔의 이 부분에 있는 결점이 누설 시험동안 검출되지 않기 때문이다. 현재 미국에서는 개방 단부에 인접한 콘돔의 1인치(2.54cm)까지 누설 시험을 요구하고 있지 않기 때문에 상기 1인치 길이를 제외한 전체 콘돔의 누설을 시험하는 맨드릴과 지지 베이스는 적당하게 상기 목적에 도움을 줄 것이다. 그러나 바람직한 장치는 시험하지 않는 길이까지도 더 제한하는 것들일 것이다.

다공성 맨드릴은 사용중에도 비틀림이나 접힘을 피할 수 있을 정도로 충분히 견고한 구조를 제공하면서 콘돔이 지지 베이스에 밀봉되는 것을 제외하고는 콘돔상의 어느 위치에서도 누설의 검출을 허용할 수 있게 하는 충분한 다공성 및 투과성을 갖는 것이면 어떠한 물질로 형성해도 무방하다. 그 예로서 금속 및 플라스틱 재료가 있다. 상기 목적을 위해 비록 광범위한 플라스틱이 동등한 역할을 할 수 있지만 특히 유용한 플라스틱 재료로 폴리에틸렌이 있다.

다공성 맨드릴을 형성하는 편리한 방법중의 하나로 맨드릴 재료의 입자들을 몰드에 넣어 소결하는 방법이 있다. 따라서 플라스틱 맨드릴에서는 파우다 형태의 플라스틱을 내부가 빈 최종제품을 제공하는 코어 핀 둘레의 몰드 공동에 넣는다. 몰드를 가열하고 입자들을 용융시켜 흐르지 않도록 함께 입자들을 용융시켜 다공성을 극대화시킨다. 몰드가 식으면 최종 다공성 맨드릴을 제거한다. 금속 맨드릴을 형성시키기 위해 유사한 공정이 사용될 수 있다. 각 경우에 입자크기, 몰드의 충진 방법, 몰드 온도, 가열시간 및 파라미터와 맨드릴 형성시 발생할 수 있는 각종 고려사항들은 당업자라면 명백히 알 수 있을 것이다.

다른 방법으로는 실린더형의 다공성 재료(통상적으로 구매 가능함)를 사용하고 이것을 형상으로 기게 가공하는 과정을 포함하는 방법이 있다. 기계가공의 공정에 의해 일부 구멍들이 봉쇄될 수 있으나 봉쇄된 구멍들을 전자광택에 의해 다시 오픈될 수 있다.

시험에 사용된 압력차의 정도는 중요하지 않으며 매우 다양할 수 있다. 압력차는 누설에 의한 흐름(검출 가능한 정도의 흐름)을 야기시키기에 충분할 정도만을 필요로 하며 그 압력차의 바람직한 크기는 우연히 발생할 수 있는 요구조건 뿐 아니라 감도에 좌우된다. 본 발명에 의한 대부분의 시험 시스템에서 최선의 결과를 얻기 위해서는 적어도 약 0.3기압, 바람직하게는 약 0.5기압이 필요하다. 상술한 바람직한 특성의 맨드릴에서 만족할만한 결과를 발생시킬 통상적인 압력은 약 20인치 Hg(0.67기압)이다.

압력차는 맨드릴(및 콘돔)의 외부압력과 내부압력의 차이며 외부압력이 내부압력보다 크다. 따라서 외부 압력을 상승시키거나 내부압력을 하강시킴으로써 초기 대기압력에 있는 전체 시스템에 압력차가 발생된다. 내부압력을 하강시켜 압력차를 발생시키는 것이 바람직하며 이것은 예를들면 종래의 진공펌프와 같은 종래의 수단에 의해 용이하게 달성될 수 있다.

일단 압력차가 발생하면 맨드릴로 가스가 흐르는지를 나타내주는 시스템을 감시함으로써 누설 검출을 수행할 수 있다. 이러한 감시는 직접(맨드릴 자체의 내부) 또는 간접(맨드릴 내부와 통하는 도관 또는 용기 내측)적으로 행해진다. 간접 감시가 바람직한데 이것은 다양한 방법으로 달성될 수 있다.

제1예로서 맨드릴 내부와 통하는 용기는 일단 진공이 되면 진공소스로부터 격리될 수 있어 용기로 흐르는 모든 흐름은 맨드릴을 통해서만 발생한다. 용기는 진공라인 그 자체이다. 용기 내부와 통하는 압력 표시기는 진공의 저하, 즉 콘돔내에 누설이 존재함을 나타내주는 압력의 상승을 검출한다. 이러한 표시기는 에를들면 시중에서 입수가능한 각종 진공 압력 변환기일 수 있다. 이러한 대표적 장치로서 미국 텍사스 휴스톤 소재의 Usom사로부터 구입 가능한 Uson 시리즈 4000 압력/진공 감소 테스터가 있다.

제2예에서는 맨드릴과 콘돔 외부의 대기 가스를 질량분석계와 같은 분석적인 수단으로 검출할 수 있는 공기 이외의 다른 가스로 교체한다. 이러한 가스의 예로 헬륨이 있다. 이 예에 따라 콘돔을 통해 가스가 누설되는지를 표시하는 질량분석계의 의해 헬륨의 존재를 연속적으로 감시한다.

제3예는 진공라인의 검출지점을 지나 흐르는 공기를 검출하는 것이다. 이것은 일단 진공이 된 후 진공라인을 격리시키고 이 격리가 발생한 후에만 공기의 흐름을 감시함으로써 제1예와 같이 수행할 수 있다. 다른 방법으로서 라인의 격리없이 감시할 수 있는 반면 라인은 아직 진공소스에 연결되어 있다. 매스-플로우(mass-flow) 변환기와 같은 종래의 장치를 누설 검출을 수행하기 위해 사용할 수 있다. 당업자라면 다른 예들도 용이하게 이용할 수 있을 것이다.

이들 모든 예에서 소정의 베이스 신호레벨을 초과하는 신호들만 누설의 표시로서 채택할 수 있다. 베이스 신호 레벨은 시스템 소음과 시험이 실행되는 조건에 의해 허용가능하게 고려되는 공기의 침투성의 정도에 영향을 미칠 수 있는 것이다.

비록 본원에서는 시험절차에 사용된 대기 가스로서 공기를 들고 있지만 다른 가스가 사용될 수도 있다. 가스의 선택은 누설 검출을 위한 상기 제2의 예와 같은 예를 제외하고는 중요하지 않다. 그러나 공기로서도 충분하고 통상적인 편리를 위해서도 공기가 바람직하다.

본 발명의 사용을 위한 통상적인 진공 시험 회로는 제8도의 블럭도에 도시되어 있다. 이 회로는 누설 검출의 진공 감소 방법을 이용한다. 시험 장치(61)는 베이스와 삽입물 위에 장착된 다공성 맨드릴로 구성된다. 일단 콘돔이 맨드릴 위에 배치되면 격리 밸브(62)가 개방되고 진공펌프(63)가 활성화되어 진공 변환기(64), 개방 격리 밸브(62) 및 진공 조절기(65)을 통해 진공을 만든다. 일단 진공상태가 안정화되면 격리 밸브(62)가 닫히고 진공 변환기(64)는 전자적 진공 감소 테스터(66)에 의해 감시된다. 진공 감소 테스터(66)와 진공 펌프(63)에는 전원(67)에 의해 전력이 공급된다.

비록 본 명세서에는 특별히 콘돔에 대해서 언급하고 있으나 본 명세서에 개시된 누설 시험 장치 및 방법은 일반적인 외피(sheath) 특히 질병 예방용 외피에 적용가능하다. 이들 외피로는 손가락용 고무색, 외과용 장갑등을 포함한다. 콘돔은 특히 전염성 성병의 확산을 방지하는데 중요하다.

본 발명은 또한 광범위한 재료로 만들어진 콘돔 또는 외피에도 적용가능하다. 이들 재료의 중요한 예로는 비록 다른 재료들도 마찬가지로 관련이 있지만 라텍스 고무, 폴리우레탄이 있다. 예를들면 실리콘 탄성중합체, 에틸렌-프로필렌 열가소성 탄성중합체, 스티렌-부타디엔-스티렌 블럭 코폴리머와 스티렌-이소프렌 멀티아암(분지형) 코폴리머, 올레핀 열가소성 탄성중ㅂ합체, 폴리에테르-블럭- 아미드 열가소성 탄성중합체, 폴리비닐클로라이드, 아크릴기 열가소성 탄성중합체가 있다. 폴리우레탄 중에는 블럭 코폴리머 폴리우레탄과 사슬 중량제 및 변형제를 포함하는 것들 뿐 아니라 폴리에테르기와 폴리에스터기 폴리우레탄이 포함된다. 당업자에게 다른 예들도 있을 수 있음이 분명하다.

전술한 내용들은 예시의 목적을 위해 제공된 것이다. 당업자라면 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고도 상술한 것 이외에도 재료, 성분, 규격 및 작업절차에 있어서 수많은 수정과 변경을 가할 수 있음이 분명하다.

Claims (10)

1. (가) 질병 예방용 외피를 대기 가스에서 지지부재 위에 배치시키는 단계; (나) 상기 외피의 외부압력이 상기 지지부재의 내부압력보다 높게 되도록 상기 지지부재 위에 배치된 상기 외피를 가로질러 압력차를 발생시키는 단계; 및 (다) 상기 압력차의 존재로 인해 상기 외피의 벽을 통해 들어오는, 상기 외피에 누설이 존재하는지를 나타내는 표시로서 의 가스 흐름에 대하여 상기 지지부재의 내부를 감시하는 단계를 포함하며, 상기 지지부재는 적어도 상기 외피의 형상과 부합하는 외면을 구비하고, 또 상기 외면위에 균일하게 분포된 구멍 개구부를 갖는 다공성 재료로 형성되며, 상기 다공성 재료의 구멍은 상기 지지부재의 외면과 내면을 서로 연결하여 주고, 상기 외피는 상기 외면상의 모든 구멍 개구부를 씌우는 것을 특징으로 하는 질병 예방 외피의 누설 시험 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 외피와 상기 지지부재는 실린더형이며, 상기 지지부재의 직경은 상기 외피의 직경보다 작으며, 상기 지지부재는 그 외면에 만입부가 형성되어 상기 외피의 표면적 보다 큰 외부 표면적을 갖는 것을 특징으로 하는 질병 예방 외피의 누설 시험 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 만입부는 상기 지지부재를 따라 축방향으로 지향하는 골(고랑)이거나 상기 지지부재 둘레에 접선 방향으로 지향하는 골 또는 상기 지지부재의 외면 위에 고르게 분포된 원형 함몰부인 것을 특징으로 하는 질병 예방 외피의 누설 시험 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 외피와 상기 지지부재는 실린더형이며, 상기 표면적 간의 차이는 상기 지지부재의 상기 외면과 완전히 접촉했을때 상기 외피가 약 20%∼약 35% 만큼 스트레치되게 되어 있으며, 상기 지지부재의 직경은 상기 외피의 직경보다 작고, 상기 지지부재는 그 외면에 만입부가 형성되어 상기 외피의 표면적 보다 큰 외부 표면적을 갖는 것을 특징으로 하는 질병 예방 외피의 누설 시험 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 단계(다)는 상기 외피 외부 대기의 적어도 일부분에 검출가능한 가스를 옮겨놓는 단계와, 상기 외피내의 누설 표시로서 소정 베이스 레벨 이상의 상기 검출가능한 가스의 존재를 상기 지지부재의 내부에서 감시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 질병 예방 외피의 누설 시험 방법.
6. 외면 위에 고르게 분포된 구멍 개구부를 가진 다공성 재료로 형성되고, 상기 다공성 재료의 구멍이 상기 외면과 외피 지지부재의 내면을 연결하는 외피 지지부재; 외부압력이 상기 내부압력보다 높아지도록 상기 외피 지지부재를 가로질러 압력차를 발생시키는 수단; 및 상기 다공성 재료를 통해 들어오는 가스의 흐름에 대하여 상기 내부를 감시하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 질병 예방 외피의 누설 시험 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 외피 지지부재는 실린더형이며, 상기 외면에 만입부가 형성되며, 상기 만입부는 상기 외피 지지부재의 길이를 따라 축방향으로 지향하는 골이거나 상기 지지부재의 길이를 따라 접선방향을 지향하는 골 또는 상기 외면 위에 균일하게 분포된 원형 함몰부인 것을 특징으로 하는 질병 예방 외피의 누설 시험 장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 외피 지지부재는 공동 코어를 에워싸는 쉘인 것을 특징으로 하는 질병 예방 외피의 누설 시험 장치.
9. 제6항에 있어서, 상기 외피 지지부재는 비다공성 동체를 포함하는 코어를 에워싸는 쉘인 것을 특징으로 하는 질병 예방 외피의 누설 시험 장치.
10. 제6항에 있어서, 상기 외피 지지부재에 고착되거나 안정화 가능한 베이스를 포함하며, 상기 베이스는 그 직경이 상기 외피 지지부재 보다 크게 확장 가능하거나 확장되어 기밀방식으로 질병 예방 외피의 개방 단부가 닫히게 하는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 질병 예방 외피의 누설 시험 장치.