KR100947767B1 - 정밀하게 부피를 잴 수 있는 일정 용적을 갖는 용량 코니칼 튜브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코니칼 튜브 몸체의 하단부에 원통형의 공간부를 형성시킨 용량 코니칼 튜브(Conical Volumetric Tube)에 관한 것이다. 이와 같이 공간부를 형성시키면 직경이 좁아지는 상기 튜브 몸체와 공간부 사이의 연결부위에 새겨지는 눈금의 간격을 크게 할 수 있어 일정한 눈금의 용액을 정확하게 측정할 수 있으므로 실험실에서 실험 오차를 크게 줄일 수 있는 장점이 있다. 또한 실험시 용량 코니칼 튜브를 이용하게 되면 눈금을 정확하게 볼 수 있어 실험을 용이하게 실시할 수 있다.

튜브, 코니칼, 플라스크, 용적, 부피

Description

정밀하게 부피를 잴 수 있는 일정 용적을 갖는 용량 코니칼 튜브{Conical Volumetric Tube}

본원 발명은 실험실에서 부피를 정확하게 잴 수 있는 용적을 갖는 용량 코니칼 튜브(Conical Volumetric Tube)에 관한 것이다. 실험실에서 추출용액을 농축하는데 사용되는 초자는 그 용도와 형태에 따라 구분되고 있다. 그 중에서도 가장 널리 쓰이고 있는 것은 일반 코니칼 튜브(Conical Tube)로, 개구부의 단면이 원통이고 선단으로 가면서 그 원의 형태가 작아지는 것이 일반적이다. 크기는 주로 0.2mL에서 100mL까지의 것이 있으나, 추출용액의 양에 따라서 그 크기가 결정되어 다양한 크기가 존재한다. 코니칼 튜브는 다양한 용도로 쓰이면서 부피를 가늠할 수 있는 눈금이 표시되어 있는 것으로 발전하였는데, 본 발명은 이러한 눈금의 정확성을 높인 용적을 갖는 용량 코니칼 튜브(Conical Volumetric Tube)에 관한 것이다.

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일반 초자는 전통적으로 액체를 담을 수 있는 용기로 시작되었으나, 과학의 발전과 연구자의 요구에 의하여 그 부피를 측정할 수 있는 기능이 부가되었다. 부피를 측정하는 방법은 일반적으로 일반 초자의 바깥 면에 흰색, 흑색, 적색 등으로 눈금을 표시하여 튜브 내의 부피를 알 수 있게 하는 것이 일반적이다. 특히 추출용매를 농축하는 일반적인 코니칼 튜브는 본원에 첨부된 [도 1]이 그 예를 도시하였다. 과학의 발전은 시간이 지나면서 눈금의 정확도를 높이려 노력하였고, 한국 등록실용신안공보 제20-0269442호에는 바깥 면의 앞과 뒤에 다중의 눈금을 설치하여 용액의 높이를 일직선상에서 읽음으로 정확도를 높일 수 있는 방법이 고안되었고, 한국 등록특허공보 제10-0750503호에는 기구에 들어 있는 용액의 몰농도 또는 노르말 농도를 정확히 측정하기 위한 기술사항이 공개되었다.
보통 실험실에서 사용되는 일반 초자를 만드는 재료는 전통적으로 유리를 사용하였다. 사용되는 유리는 실험자가 용기를 열로 가열할 경우가 있어 열에 안전한 강화 유리를 사용하는 것이 일반적이다.

초자를 제작하는 방법은 작업소마다 약간의 차이가 있지만, 일반적으로 유리 원료를 화로에서 용융한 후, 일정부분을 절취하여 굳기 전에 틀에 넣고 공기 불어넣기 등의 유리 가공기술로 제작한다.

비닐 석유화학 원료를 사용하여 튜브를 제작하는 경우(초자라는 단어에는 유리라는 의미가 포함되어 있어 이 경우 초자를 사용하는 것은 바람직하지 않다)는 주로 폴리비닐수지(PVC)를 이용하게 되며 당업자에게 공지된 플라스틱 가공기술이 사용된다.

통상, 용적 용량을 재는 경우 유리제품에 비하여 플라스틱 제품의 오차가 더 적어 우수하지만, 상기 언급한 바와 같이 용기 내에서의 물리적 반응 또는 화학적 반응을 방지하기 위하여는 유리제품이 더 좋은 것이 일반적이다.

그러나, 본원 발명의 연구자는 많은 실험실 경험을 통하여 환경시료나 식품 등의 잔류농약, 환경호르몬, 잔류성 유기오염물질 등의 미량을 외부표준방법으로 분석할 경우 최종부피를 정확히 알아야 원 시료에 포함된 농도를 정확히 알 수 있으나, 추출용액을 코니칼 초자에서 질소가스를 흘리면서 기존 일반 초자의 1mL의 눈금을 대략적으로 맞추어 사용하는 경우 및 별도의 1mL의 용량 플라스크(Volumetric Flask)로 옮겨 1mL로 측정할 경우에는 시간과 비용 및 전처리 단계가 복잡하여 오차의 발생이 빈번하고, 또한 1mL의 눈금의 위치가 직경이 넓은 곳에 표기된 코니칼 튜브를 사용하여 부피를 측정하는 경우 분석된 값의 신뢰성이 매우 떨어진다는 사실을 알고, 각고의 노력과 반복적 실험을 통하여 본원 발명의 부피를 정확히 측정할 수 있는 용량 코니칼 튜브(Conical Volumetric Tube)를 개발하였다.

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상기와 같은 기존의 문제점을 해결하기 위하여, 본원 발명의 발명자는 코니칼 튜브의 눈금 폭(간격)을 넓일 수 있는 가능한 방법을 고안하였다.
첫째 방법은, 동일한 용적의 코니칼 튜브인 경우, 단위 직경을 줄여 전체적으로 길이를 늘리게 되면 그 바깥 면에 표시되는 1mL의 표시 폭도 넓어지게 되어 사용자가 튜브 내의 액체 용량을 측정할 때 눈금을 정확하게 읽을 수 있어 오차를 줄일 수 있었다. 그러나 이 방법은 튜브의 단위직경을 줄일 경우 사용자가 튜브 내로 용액을 넣는데 불편하고, 상기의 오차를 줄일 수 있을 정도의 효과를 갖게 하기 위하여는 일반 초자의 길이보다 30% 이상 길게 제작하여야 하고, 통상 유리 소재인 초자는 제품의 운반 또는 실험실 조작에 쉽게 깨지는 단점이 발생하였다. 따라서 첫째 방법은 초자의 두께를 얇게 할 수 있는 소재를 선택하여 보완할 필요성이 있었다.

둘째 방법은 상기 첫째 방법의 단점을 보완하여, 일반 코니칼 튜브 몸체의 하단부에 도 2에 도시한 바와 같이 일정 크기의 용적을 가지는 공간부(3)를 부가함으로, 통상 실험실에서 용적을 읽는 구간의 1mL 눈금의 폭을 넓힐 수 있다. 통상의 코니칼 튜브의 하단에 구성하는 일정 크기의 용적을 가지는 공간은 코니칼 튜브의 총 용량이 15mL의 경우 0.5 내지 1.5mL 정도로 하였을 때, 직경이 좁아지는 상기 코니칼 튜브 몸체와 공간부 사이에 표시되는 0.5 내지 1.5mL 눈금의 폭이 상당히 넓어져 그 오차가 상당히 개선될 수 있었다. 이와 같은 방법은 상기 첫째 방법에서 있어서의 단점을 해소할 수 있었다.

본 발명의 용량 코니칼 튜브는 0.5 내지 1.5mL의 적은 부피까지도 정확히 측정할 수 있으며, 초자에서 직접 부피를 측정하므로 측정분석시간의 절약과 분석 값의 신뢰도를 높일 수 있다. 그리고 시료에 함유된 농약 등 잔류성 유기 오염 물질을 정량분석하기 위하여, 기기분석을 실시하기 전 시료를 유기용매로 추출한 후에 본 발명의 용량 코니칼 튜브를 이용하여 0.5 내지 1.5mL까지 용액의 부피를 정확히 맞추어 줌으로써 분석 값의 신뢰도를 향상시켰다.

상기의 목적을 구체적으로 실현하고, 제안된 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 용량 코니칼 튜브(2)는 도 1에 도시한 통상의 코니칼 튜브(1) 몸체의 하단부에 도 2에 도시한 바와 같이 적은 용량의 플라스크, 즉 0.5 내지 1.5mL의 용적을 갖는 공간부(3)를 결합하여 상기 코니칼 튜브(2) 몸체 하단부와 공간부(3)의 연결부위가 직경이 좁아지도록 한 후 직경이 좁아지는 연결부위에 0.5 내지 1.5mL의 눈금을 표시하여 상기 0.5 내지 1.5mL의 부피를 정밀하게 측정할 수 있도록 하였다.

본원 발명의 용량 코니칼 튜브(Conical Volumetric tube)는 15mL 용적 크기의 경우 하단부에 0.5 내지 1.5mL 정도의 용적을 갖는 공간부(3)를 형성해 준다. 이 공간부(3)는 통상의 코니칼 튜브(Conical tube) 하단을 자르고 그 곳에 플라스크를 접합하는 방법도 가능하고, 유리 가공 단계에서 공간구조를 초자의 하단에 만들어 제조하는 것도 가능하다. 숙련된 유리가공 당업자는 이와 같은 구성의 용량 코니칼 튜브(Conical Volumetric tube)를 제조하는데 각별한 어려움 없이도 제조할 수 있다. 상기 튜브의 하단에 설치되는 적은 용량의 공간부, 즉 플라스크의 모양은 제한되지 않으나 통상 둥근 모양이 바람직하다.
따라서, 용량을 측정하고자 하는 0.5 내지 1.5mL의 눈금만 직경이 좁아지는 상기 코니칼 튜브(2) 몸체 하단부와 공간부(3)의 연결부위에 표시되어 있어, 전체적으로 길이를 길게 하지 않고 작게 하면서도 0.5 내지 1.5mL의 눈금 부위의 눈금 간격이 넓어 상기 용량을 정확하게 측정할 수 있게 된다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본원 발명에 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면 또는 실시 예에 설명된 내용은 이 발명을 쉽게 이해하기 위함으로, 이것에 의해서 본원 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성, 작용 및 권리범위가 제한되지 않는다.

(실시예 1)

추출액의 농축을 위한 일반 코니칼 튜브(1, Conical tube) 몸체의 하단부에 1.0mL의 적은 용량을 정확히 측정할 수 있는 용량 플라스크(Volumetric Flask)를 결합한 초자의 제조.

15mL 용적 크기의 용량 코니칼 튜브(Conical Volumetric tube)는 로(furnace)에서 용융된 유리재료 일부를 절취하고 도 1의 용기 외형을 갖춘 틀(주조)에 삽입하여 공기를 불어준다. 튜브의 아랫부분(플라스크형 용적이 있는 공간부 부분)과 윗부분(통상의 코니칼 튜브의 몸체 부분)의 경계에서는 입김의 세기와 용융된 유리를 잡아당기는 힘의 조율을 조절하여 용량 코니칼 튜브(1) 몸체와 공간부(3) 사이의 연결부위는 직경이 좁아지도록 도 1과 같은 외형을 갖추도록 한다. 외형이 완성되고 유리가 식으면 용량 코니칼 튜브(Conical Volumetric tube)의 바깥 면에 눈금을 새겨 넣되, 용량 코니칼 튜브(1) 몸체와 공간부(3) 사이의 직경이 좁아지는 연결부위 상에 1.0mL의 눈금을 표시한다.

(실시예 2)

15mL 용적을 갖는 용량 코니칼 튜브(Conical Volumetric tube)와 일반 코니칼 튜브(Conical tube)의 1.0mL 오차 측정

상기의 15mL 용적의 본 발명의 용량 코니칼 튜브(Conical Volumetric tube)를 2개(A와 B) 만들고, 이 용량 코니칼 튜브 A, B와 일반 코니칼 튜브(Conical tube)의 정밀도를 비교시험한 실시 예이다. 아래 표 1의 실시예의 수치는 본 발명의 용량 코니칼 튜브 A, B와 일반 코니칼 튜브의 1mL 양의 용액을 측정하기 위하여 각각 초자로 1.0mL의 부피를 측정한 후 칭량기(밸런스, Balance)를 이용하여 질량으로 측정한 값이다. 이 실험은 농약 잔류농약 검사에 경험이 많은 하기의 3인이 측정의 정밀도를 높이기 위하여 각각 본 발명의 용량 코니칼 튜브 A, B와 일반 코니칼 튜브를 이용하여 측정하였다.

상기 표 1에서 알 수 있듯이, 실험자 3인은 본 발명의 용량 코니칼 튜브(Conical Volumetric tube) A와 B의 눈금에 기초한 1mL의 표준편차 및 상대표준편차(평균RSD)가 일반 코니칼 튜브(Conical tube)의 눈금에 기초한 1mL의 표준편차 및 상대표준편차(평균RSD) 보다 50% 이하로 월등히 작았다. 이 결과는 농약 잔류농약 검사 등의 미세 용량의 함유량을 측정하는 실험에서 본원 발명의 개량된 용량 코니칼 튜브(Conical Volumetric tube)는 그 실험의 정확도를 크게 향상시킬 수 있고 실험 단계를 단순화 하여 빠른 결과를 낼 수 있게 해 준다.

본 발명은 용량 코니칼 튜브(Conical Volumetric tube)에 관한 것으로, 일정한 용적을 갖는 용량 코니칼 튜브(Conical Volumetric tube)는 그 실험 정확도를 크게 향상시킬 수 있으며 실험 단계를 단순화 하여 실험과정에서 시간을 절약해 줄 수 있으므로, 환경, 약학, 생물학, 농화학 등 화학을 기반으로 하는 잔류성 유기오염물질의 정량분석화학에 유용하다.

도 1은 기존에 사용된 일반 코니칼 튜브(15mL)이고, 초자의 바깥 면에 0.1mL 단위의 눈금이 그려져 있으나 1.0mL 혹은 2.0mL의 부피를 읽을 경우 눈금위치의 튜브 직경이 넓어 정확한 부피를 측정하기 곤란하다.

도 2는 본 발명의 부피를 정확히 측정할 수 있는 용량 코니칼 튜브로서 기존의 코니칼 튜브(Conical Tube)의 끝에 0.5, 1.0 혹은 1.5mL의 용적을 갖는 공간부 형성시킨 용량 코니칼 튜브(Conical Volumetric Tube)

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*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 본 발명의 용량 코니칼 튜브

2 : 종래 일반 코니칼 튜브

3 : 공간부

Claims (3)

1. 일정한 용적을 갖는 초자에 있어서,

   원통형 코니칼 튜브 몸체의 하단부에 0.5 내지 1.5mL의 일정한 용적을 갖는 공간부를 형성시켜, 직경이 좁아지는 원통형 상기 코니칼 튜브 몸체와 공간부의 연결부위 상에 상기 용적 범위 내의 부피 중 어느 일정한 부피를 측정할 수 있는 눈금부터 새겨진 것을 특징으로 하는 용량 코니칼 튜브.
2. 청구항 1에 있어서,

   용량 코니칼 튜브 하단에 형성시킨 공간부는 그 형태가 둥근 형태인 것을 특징으로 하는 용량 코니칼 튜브.
3. 삭제

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