TW202308749A - 光固化產生氣體收集裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明是有關於一種光固化產生氣體收集裝置，提供一種用於在藉由包括紫外線的各種波長的光執行樣品的光固化的過程中對自樣品產生的氣體進行收集的裝置。
Description
本申請案主張基於2021年6月15日提出申請的韓國專利申請案10-2021-0077294號及2022年5月31日提出申請的韓國專利申請案10-2022-0066867號的優先權的利益，且相應韓國專利申請案的文獻所揭示的所有內容作為本說明書的一部分包含在內。
本發明是有關於一種光固化產生氣體收集裝置，且是有關於一種在藉由包括紫外線的各種光波長對樣品執行光固化的過程中對自樣品產生的氣體進行收集的光固化產生氣體收集裝置。
在製造用於電視（television，TV）等的液晶等時，可執行利用紫外線等的光固化製程，此時，因在暴露於紫外線等光的產品中產生的排氣（outgas）而可能產生不良問題。因此，需要一種藉由模擬製程條件對產品產生的氣體進行分析的技術。
一般而言，紫外線照射裝置作為開放系統（open system），於收集在紫外線固化時產生的氣體並應用於分析方面存在困難。另外，用於收集排氣（outgas）的預處理裝置僅可調節溫度，而不能在加熱試樣中進行曝光。
需要用於在藉由包括紫外線的各種光波長執行光固化的過程中對產生的氣體進行收集的技術。
[技術課題]
本發明是有關於一種光固化產生氣體收集裝置，且是有關於一種在藉由包括紫外線的各種光波長對樣品執行光固化的過程中對自樣品產生的氣體進行收集的光固化產生氣體收集裝置。
本發明欲實現的技術課題不限定於以上所提及的技術課題，且未提及的又一技術課題藉由以下記載對本發明所屬的技術領域中具有通常知識者而言可明確地理解。
[技術解決方法]
本發明的光固化產生氣體收集裝置可包括：
腔室單元，在內部形成收容樣品的樣品收容空間；
光源單元，對所述腔室的上部面照射光；
烘箱單元，在內部配置有收容所述腔室單元的加熱空間；
吹掃氣體注入流路，向所述樣品收容空間注入吹掃氣體；以及
排氣排出流路，將在所述樣品收容空間中產生的排氣排出至位於所述樣品收容空間外部的氣體收集管，
所述腔室單元的所述上部面由所述光透過的透明素材配置。
[發明的效果]
本發明的光固化產生氣體收集裝置可對利用包括紫外線的各種光波長的光固化製程進行模擬，且可收集在進行光固化時自分析對象素材產生的氣體。
本發明的光固化產生氣體收集裝置可查明並分析關於氣體不良的準確的原因。
本發明的光固化產生氣體收集裝置藉由同時執行曝光與加熱，從而可獲得在藉由包括紫外線的各種光波長進行的光固化製程中產生的氣體。
本發明的光固化產生氣體收集裝置可容易替換光源單元以可在各種波長帶下收集氣體。
[用於實施發明的最佳形態]
本發明的光固化產生氣體收集裝置可包括：
腔室單元，在內部形成收容樣品的樣品收容空間；
光源單元，對所述腔室的上部面照射光；
烘箱單元，在內部配置有收容所述腔室單元的加熱空間；
吹掃氣體注入流路，向所述樣品收容空間注入吹掃氣體；以及
排氣排出流路，將在所述樣品收容空間中產生的排氣排出至位於所述樣品收容空間外部的氣體收集管，
所述腔室單元的所述上部面由所述光透過的透明素材配置。
在本發明的光固化產生氣體收集裝置中，所述腔室單元可包括：軀幹部，在上部面形成樣品放置槽作為所述樣品收容空間；以及透明蓋部，覆蓋所述樣品放置槽且結合至所述軀幹部的上部面，且所述光源單元照射的所述光透過所述透明蓋部。
在本發明的光固化產生氣體收集裝置中，在所述透明蓋部中可形成供所述吹掃氣體注入的注入口、與供所述排氣排出的排出口，所述吹掃氣體注入流路連接至所述注入口，且所述排氣排出流路連接至所述排出口。
在本發明的光固化產生氣體收集裝置中，所述透明蓋部可為石英（quartz）板。
在本發明的光固化產生氣體收集裝置中，在所述軀幹部的上部面可形成結合槽，在所述透明蓋部中在與多個所述結合槽相對的位置處形成結合孔，且藉由使固定構件貫通所述結合孔並插入至所述結合槽，從而使所述透明蓋部與所述軀幹部結合。
在本發明的光固化產生氣體收集裝置中，所述光源單元可作為面光源自其下部面向下方照射光。
在本發明的光固化產生氣體收集裝置中，所述光源單元可放置於所述腔室單元，以使所述光源單元的所述下部面與所述腔室單元的所述上部面接觸。
在本發明的光固化產生氣體收集裝置中，在所述光源單元的上部面可形成供冷媒流動的冷媒循環流路。
[用於實施發明的形態]
以下，參照附圖對根據本發明的實施例進行詳細說明。在此過程中，為了說明的明瞭性與說明便利，可對圖中所示的構成要素的大小或形狀等進行誇張示出。另外，考慮到本發明的構成及作用，特別定義的用語根據使用者、操作者的意圖或慣例可變不同。對此種用語的定義應基於貫穿整個本說明書的內容而定。
在本發明的說明中，應留意的點是用語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「內側」、「外側」、「一面」、「另一面」等所指示的方位或位置關係是基於圖中所示的方位或位置關係、或者平時在使用本發明產品時佈置的方位或位置關係，且僅是為了對本發明進行說明與簡略的說明，並非提示或暗示所表示的裝置或元件必須具有特定的方位且以特定的方位構成或操作，因此不應理解為對本發明進行限制。
圖1是示出本發明的光固化產生氣體收集裝置的概念圖。圖2是示出烘箱單元的剖面圖。圖3是示出腔室單元的立體圖。圖4是示出透明蓋部的立體圖。圖5是示出軀幹部的立體圖。圖6是示出根據實驗例的氣體收集結果的曲線圖。
以下，參照圖1至圖6，對本發明的光固化產生氣體收集裝置進行說明。
如圖1所示，本發明的光固化產生氣體收集裝置可包括：
腔室單元100，在內部形成收容樣品11的樣品收容空間140；
光源單元200，對所述腔室的上部面照射光；
烘箱單元300，在內部配置有收容所述腔室單元100的加熱空間340；
吹掃氣體注入流路111，向所述樣品收容空間140注入吹掃氣體；以及
排氣排出流路112，將在所述樣品收容空間140中產生的排氣排出至位於所述樣品收容空間140外部的氣體收集管，
所述腔室單元100的所述上部面由所述光透過的透明素材配置。
本發明的光固化產生氣體收集裝置在可進行溫度調節的烘箱單元300內的加熱空間340中收容容易裝卸的腔室單元100，在形成於腔室單元100的內部的密閉空間、即樣品收容空間140中放置樣品11，且藉由放置於腔室單元100的上部面的光源單元200照射的光使在樣品11中產生的氣體自樣品收容空間140移動至氣體收集管並進行收集。即，本發明的光固化產生氣體收集裝置可對在藉由烘箱單元300在各種溫度環境下執行的光固化製程中產生的氣體成分進行收集。
如圖1及圖2所示，烘箱單元300可在內部形成收容腔室單元100的加熱空間340。烘箱單元300的加熱空間340可調節至30℃至270℃的溫度。在烘箱單元300中，可配置線圈加熱器、紅外線燈、感應加熱加熱器、電介質加熱加熱器、暖風系統、加熱墊、加熱套中的至少一者以上作為對加熱空間340進行加熱的加熱構件。具體而言，烘箱單元300可以上部面開放的碗模樣形成。即，藉由烘箱單元300開放的上部面，腔室單元100可被收容於加熱空間340中。在烘箱單元300的底面或側壁中可定位有線圈加熱器、紅外線燈、感應加熱加熱器、電介質加熱加熱器、暖風系統、加熱墊、加熱套中的至少一者以上作為所述加熱構件。
於在烘箱單元300的加熱空間340中收容腔室單元100後，可利用蓋構件（未圖示）覆蓋烘箱單元300開放的上部面。蓋構件可配置為垂直於上下方向的平面的板形狀。在蓋構件中可形成用於供吹掃氣體注入流路111及排氣排出流路112貫通的開口部。在蓋構件的下部與腔室單元100的上部之間定位光源單元200，且在所述蓋構件的底面可塗佈或積層用於將自光源單元200散發的光集中至樣品11的反射素材。
吹掃氣體注入流路111可為將位於烘箱內部的腔室單元100與位於烘箱外部的吹掃氣體供給裝置連接的流路。吹掃氣體供給裝置可為將吹掃氣體壓縮並儲存的箱或注入吹掃氣體的泵。吹掃氣體可為選自N
2、空氣（Air）、He、Ar及其等的組合中的任一者。藉由吹掃氣體注入流路111可以最大1000 mL/分鐘的流速向腔室單元100的樣品收容空間140注入吹掃氣體。
排氣排出流路112可為將位於烘箱內部的腔室單元100與位於烘箱外部的氣體收集管或氣體分析裝置連接的流路。氣體收集管作為對氣體進行收集並儲存的部件，可為例如泰納克斯（Tenax）（聚(2,6-二苯基伸苯基氧化物)（Poly(2,6-diphenylphenylene oxide)））（GR、TA等）吸附管。氣體分析裝置可為例如氣體層析（gas chromatography，GC）裝置。
如圖3至圖5所示，所述腔室單元100可包括：軀幹部130，在上部面形成樣品放置槽131作為所述樣品收容空間140；以及透明蓋部120，覆蓋所述樣品放置槽131且結合至所述軀幹部130的上部面。
所述透明蓋部120可為石英（quartz）板。透明蓋部120可配置為例如橫向200 mm、豎向200 mm以上的面積。透明蓋部120可由透過光源單元200照射的190 nm至400 nm波長的光的50%以上的素材配置。即，所述光源單元200照射的所述光可透過所述透明蓋部120。
在所述透明蓋部120中可形成供所述吹掃氣體注入的注入口123、與供所述排氣排出的排出口124，所述吹掃氣體注入流路111連接至所述注入口123，且所述排氣排出流路112連接至所述排出口124。
在透明蓋部120上，所述注入口123與所述排出口124可將樣品11置於其間並定位。因此，注入至所述注入口123的吹掃氣體可經過樣品11排出至排出口124。
透明蓋部120覆蓋形成於軀幹部130的樣品放置槽131，從而可將樣品放置槽131的內部空間形成為樣品收容空間140。樣品放置槽131的內部空間可形成為長方體。例如，在軀幹部130中形成的樣品放置槽131可以橫向200 mm、豎向200 mm、深度20 mm形成。樣品11可放置在樣品放置槽131的底面。
在所述軀幹部130的上部面形成結合槽132，在所述透明蓋部120中在與多個所述結合槽132相對的位置處形成結合孔122，且藉由使固定構件151貫通所述結合孔122並插入至所述結合槽132，從而可使所述透明蓋部120與所述軀幹部130結合。例如，固定構件151可為螺桿（bolt）。例如，在結合槽132的內周面形成螺紋從而可與固定構件151進行螺合。結合槽132及結合孔122可配置有多對。例如，可配置有8對，且在矩形形狀的透明蓋部120及軀幹部130的上部面上在與各角相鄰的位置處各形成兩個。固定構件151並非限定於螺桿，可以夾銷、錨等單觸式（one-touch）結合方式結合至結合槽132或結合孔122。再者，固定構件可配置為夾具形態，在沒有結合槽132及結合孔122時，蓋部120與軀幹部130的邊緣部分同時被固定構件咬合，從而使蓋部120與軀幹部130以彼此結合的狀態固定。
所述光源單元200可為紫外發光二極體（ultraviolet light emitting diode，UV LED）。所述光源單元200可作為面光源自其下部面向下方照射光。即，光源單元200可配置為板形狀，例如，可形成為橫向20 mm、豎向75mm的面積。光源單元200的規格可考慮樣品11的大小等來確定，根據樣品11的大小，可擴大到最大樣品放置槽131的大小為止。例如，亦可形成為橫向200 mm、豎向200 mm的面積。所述光源單元200可放置於所述腔室單元100，以使得所述光源單元200的所述下部面與所述腔室單元100的所述上部面接觸。即，光源單元200可放置於透明蓋部120，以使得發光面與透明蓋部120接觸。利用如上所述般的結構，在期望改變對樣品11照射的光的波長時，藉由簡單地對由UV LED面板等配置的光源單元200進行替換，從而可容易地改變波長。
烘箱單元300的加熱空間340的溫度及光源單元200的光的強度可藉由控制單元進行控制。
在所述光源單元200的上部面可形成供冷媒流動的冷媒循環流路210。在冷媒循環流路210中可使防凍液循環且流動。冷媒循環流路210可由位於烘箱單元300的外部的熱交換裝置與流路連接。熱交換裝置可吸收防凍液的熱。
如圖1所示，可在光源單元200連接將用於對電力供給或控制訊號輸入與光源的強度進行控制的電纜200a，且在冷媒循環流路210連接將供給防凍液的冷媒供給配管210a。電纜200a的包覆素材及冷媒供給配管210a的素材可由可撓性素材配置，從而容易地改變光源單元200的位置。例如，電纜200a的包覆素材及冷媒供給配管210a的素材可為矽管、聚乙烯管（tygontube）等。
實驗例
1
在透明蓋部120被分離的狀態下，於將液晶塗佈液作為樣品11放入至軀幹部130的樣品放置槽131後，以105℃的溫度乾燥一小時。
將透明蓋部120結合至軀幹部130，不進行藉由UV LED的光照射，於在80℃的溫度下以150 mL/分鐘的速度在十分鐘期間將氣體收集至Tenax吸附管後，藉由GC裝置進行分析。
將所述過程重複五次。
實驗例
2
在透明蓋部120被分離的狀態下，於將液晶塗佈液作為樣品11放入至軀幹部130的樣品放置槽131後，以105℃的溫度乾燥一小時。
將透明蓋部120結合至軀幹部130，在80℃的溫度下利用395 nm的UV LED對樣品11照射五分鐘。
於將對樣品11照射光產生的氣體以150 mL/分鐘的速度在十分鐘期間收集至Tenax吸附管後，藉由GC裝置進行分析。
將所述過程重複五次。
[表1]
| 編號 | 成分 | 是否檢測出 | 重複五次的 RSD（%） | |
| 實驗例1 | 實驗例2 | |||
| 1 | A | X | O | 6.3 |
| 2 | B | X | O | 12.1 |
| 3 | C | X | O | 10.8 |
所述表1是示出針對實驗例1及實驗例2的實驗結果的表。如所述表1所示，以相對標准偏差（relative standard deviation，RSD）值小於15%的高的再現性執行實驗。圖6是示出實驗例1及實驗例2的實驗結果的曲線圖。如圖6所示，可看到藉由使用本發明的光固化產生氣體收集裝置，在藉由UV LED進行光照射時額外產生的氣體如實驗例2所示般被收集。
以上說明了根據本發明的實施例，但其僅為例示性的，只要是相應領域中具有通常知識者則理解可由此實現各種變形及等同範圍的實施例。因此，本發明真正的技術保護範圍應由以下申請專利範圍決定。
[產業上之可利用性]
本發明的光固化產生氣體收集裝置可對利用包括紫外線的各種光波長的光固化製程進行模擬，且可收集在進行光固化時自分析對象素材產生的氣體。
本發明的光固化產生氣體收集裝置可查明並分析關於氣體不良的準確的原因。
本發明的光固化產生氣體收集裝置藉由同時執行曝光與加熱，從而可獲得在藉由包括紫外線的各種光波長進行的光固化製程中產生的氣體。
本發明的光固化產生氣體收集裝置可容易替換光源單元以可在各種波長帶下收集氣體。
11:樣品
100:腔室單元
111:吹掃氣體注入流路
112:排氣排出流路
120:透明蓋部/蓋部
122:結合孔
123:注入口
124:排出口
130:軀幹部
131:樣品放置槽
132:結合槽
140:樣品收容空間
151:固定構件
200:光源單元
200a:電纜
210:冷媒循環流路
210a:冷媒供給配管
300:烘箱單元
340:加熱空間
A、B、C:成分
圖1是示出本發明的光固化產生氣體收集裝置的概念圖。
圖2是示出烘箱單元的剖面圖。
圖3是示出腔室單元的立體圖。
圖4是示出透明蓋部的立體圖。
圖5是示出軀幹部的立體圖。
圖6是示出根據實驗例的氣體收集結果的曲線圖
11:樣品
100:腔室單元
111:吹掃氣體注入流路
112:排氣排出流路
131:樣品放置槽
140:樣品收容空間
200:光源單元
200a:電纜
210:冷媒循環流路
210a:冷媒供給配管
300:烘箱單元
Claims (8)
- 一種光固化產生氣體收集裝置，包括： 腔室單元，在內部形成收容樣品的樣品收容空間； 光源單元，對所述腔室的上部面照射光； 烘箱單元，在內部配置有收容所述腔室單元的加熱空間； 吹掃氣體注入流路，向所述樣品收容空間注入吹掃氣體；以及 排氣排出流路，將在所述樣品收容空間中產生的排氣排出至位於所述樣品收容空間外部的氣體收集管， 所述腔室單元的所述上部面由所述光透過的透明素材配置。
- 如請求項1所述的光固化產生氣體收集裝置，其中所述腔室單元包括： 軀幹部，在其上部面形成樣品放置槽作為所述樣品收容空間；以及 透明蓋部，覆蓋所述樣品放置槽且結合至所述軀幹部的所述上部面， 所述光源單元照射的所述光透過所述透明蓋部。
- 如請求項2所述的光固化產生氣體收集裝置，其中在所述透明蓋部中形成供所述吹掃氣體注入的注入口、與供所述排氣排出的排出口， 所述吹掃氣體注入流路連接至所述注入口， 所述排氣排出流路連接至所述排出口。
- 如請求項2所述的光固化產生氣體收集裝置，其中所述透明蓋部為石英板。
- 如請求項2所述的光固化產生氣體收集裝置，其中在所述軀幹部的所述上部面形成結合槽， 在所述透明蓋部中在與多個所述結合槽相對的位置處形成結合孔， 藉由使固定構件貫通所述結合孔並插入至所述結合槽，從而使所述透明蓋部與所述軀幹部結合。
- 如請求項1所述的光固化產生氣體收集裝置，其中所述光源單元作為面光源自其下部面向下方照射光。
- 如請求項6所述的光固化產生氣體收集裝置，其中所述光源單元放置於所述腔室單元上，以使所述光源單元的所述下部面與所述腔室單元的所述上部面接觸。
- 如請求項7所述的光固化產生氣體收集裝置，其中在所述光源單元的上部面形成供冷媒流動的冷媒循環流路。
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