KR102310750B1 - 휴대용 진공 산화방지 백 - Google Patents

Abstract

전자현미경에 설치되어 시료의 산화를 방지하기 위한 휴대용 진공 산화방지 백은, 상기 휴대용 진공 산화방지 백의 개방된 입구에 플렉서블한 자석을 부착하여 형성되는 자석 고정부, 상기 휴대용 진공 산화방지 백의 양 측면부에 형성되어 상기 휴대용 진공 산화방지 백 내부로 기체를 주입하는 기체 입구 및 주입되는 기체에 의해 내부 공기가 밖으로 빠져나가는 기체 출구, 및 상기 휴대용 진공 산화방지 백의 내부로 형성되는 손 모양의 한 쌍의 글로브를 포함하고, 상기 자석 고정부에 의해 휴대용 진공 산화방지 백이 상기 전자현미경에 자력으로 밀착된다.

Description

휴대용 진공 산화방지 백{PORTABLE VACUUM ANTIOXIDANT BAG}

본 발명은 휴대용 진공 산화방지 백에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자현미경에 샘플 로딩시 산화를 방지하기 위해 자성 부재를 이용하는 휴대용 진공 산화방지 백에 관한 것이다.

최근 자동차 배터리 화재나 태양전지 전력 개발 수요 급증으로 인해 산화에 민감한 Li 샘플 등에 대한 분석 수요가 급증하는 추세이다. 일반적으로 산화에 민감한 Li 샘플 등은 전자현미경 안에서 샘플 이미지 관찰 시 산소와 만나면서 정확한 분석이 불가능하다.

종래에 이와 같은 전자현미경에서 샘플 로딩 시 산소를 차단하기 위한 장치로는 간이 진공 차단시스템으로 Sigma-Aldrich 사의 Atmos bag이 거의 유일하였다.

이와 같은 종래 간이 진공 차단시스템은, 전자현미경에 샘플 로딩 시 산소 차단이 가능하지만, 가격이 고가일 뿐만 아니라(약 13 내지 18만원 내외) Atmos bag의 재사용도 불가하여 경제성이 떨어진다. 전자현미경에 산소 차단을 위해 테이프를 두르는 등 간이한 방법을 이용할 수밖에 없으므로 재사용이 불가능다. 또한, 이러한 방법으로는 테이프 고정 실패로 인한 리크(leak)가 발생하기 쉬워 공기(Oxygen) 유입으로 샘플이 산화하는 문제가 있었고, 이 경우 샘플을 재분석하여야 하므로 큰 불편을 초래하였다.

그 외에도 전자현미경 제조사에서 진공 이동 시스템(vacuum transfer system)을 제공하고 있지만, 매우 고가이며 고정식으로 부착되는 장치로서 휴대가 불가능하고 다른 전자현미경에 교차 사용이 불가한 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 샘플의 산화를 방지하기 위해 저렴하면서도 다양한 전자현미경에 재사용이 가능하고 밀착 고정이 가능한 휴대용 진공 산화방지 백을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 전자현미경에 설치되어 시료의 산화를 방지하기 위한 휴대용 진공 산화방지 백으로서, 상기 휴대용 진공 산화방지 백의 개방된 입구에 플렉서블한 자석을 부착하여 형성되는 자석 고정부, 상기 휴대용 진공 산화방지 백의 양 측면부에 형성되어 상기 휴대용 진공 산화방지 백 내부로 기체를 주입하는 기체 입구 및 주입되는 기체에 의해 내부 공기가 밖으로 빠져나가는 기체 출구, 및 상기 휴대용 진공 산화방지 백의 내부로 형성되는 손 모양의 한 쌍의 글로브를 포함하고, 상기 자석 고정부에 의해 휴대용 진공 산화방지 백이 상기 전자현미경에 자력으로 밀착되는, 휴대용 진공 산화방지 백이 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 휴대용 진공 산화방지 백의 공기를 제거하기 위해 진공압축기를 이용하여 공기를 제거하기 위한 인터페이스를 제공하는 진공압축부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기체 입구 및 상기 기체 출구 중 하나 이상은 개폐가 가능한 공기주입 꼭지로 구성될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예들에 따라, 전자현미경에 샘플 로딩시 샘플의 산화를 방지하는 휴대용 진공 산화방지 백을 제공한다. 또한, 본 발명에서 제안하는 휴대용 진공 산화방지 백은, 재사용이 가능하여 경제성을 높일 수 있다. 뿐만 아니라, 플렉서블한 고무자석을 이용하여 전자현미경에 밀착하여 부착하므로 설치가 간편하고, 다양한 형태의 전자현미경에 설치가 가능하며, 공기의 리크를 효과적으로 방지하는 휴대용 진공 산화방지 백을 제공할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1a 및 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 진공 산화방지 백의 평면도 및 개념도를 각각 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 진공 산화방지 백의 기체 입구의 공기주입 꼭지의 상세도를 도시한다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 진공 산화방지 백이 설치되는 전자현미경의 위치 및 전자현미경에 설치된 예를 각각 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 진공 산화방지 백을 이용하여 산화를 방지하면서 샘플 로딩하는 예를 도시한다.
도 5a 및 5b는 종래의 비닐 백을 이용하여 로딩된 샘플의 현미경 분석 결과 및 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 진공 산화방지 백을 이용하여 로딩된 샘플의 현미경 분석 결과를 각각 도시한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해될 수 있다.

본 발명을 설명함에 있어서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

“및/또는”이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함할 수 있다.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어” 있다거나 “직접 결합되어” 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

본 출원에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특정들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 휴대용 진공 산화방지 비닐 백 형태를 전제로 설명하지만, 설명을 위한 예시적인 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다.

도 1a 및 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 진공 산화방지 백(100)의 평면도 및 개념도를 각각 도시한다.

도 1a 및 1b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 진공 산화방지 백(100)은 기체 입구(10), 기체 출구(20), 글로브(30), 진공압축부(40) 및 자석 고정부(50)를 포함한다. 휴대용 진공 산화방지 백(100)은 투명한 비닐 재질로 제작될 수 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 형태의 변형이 자유로우면서도 적절한 강도를 가져 진공 상태를 유지할 수 있는 다양한 투명 재질이 활용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 휴대용 진공 산화방지 백(100)은 대체로 사각형태로, 기체 입구(10), 기체 출구(20), 진공압축부(40) 및 자석 고정부(50) 제외한 영역을 폐쇄된 비닐 백 형태이다. 예를 들어, 사각형의 본체부에 기체 입구(10) 및 기체 출구(20)를 마주보는 변에 포함하고, 자석 고정부(50)가 위치하는 영역은 폭이 더 좁은 사각형태를 가질 수 있다. 본체부와 자석 고정부(50)가 위치하는 폭이 더 좁은 사각 형태의 연결부는 경사면으로 연결되고, 경사면 위치에 휴대용 진공 산화방지 백(100) 내부로 손 모양의 글로브(30)가 형성될 수 있다. 위와 같은 형태는 글로브(30)에 손을 넣어 진공 상태에서 샘플 처리 작업을 용이하게 할 수 있다.

기체 입구(10) 및 기체 출구(20)는, 도 1b에 도시된 바와 같이 휴대용 진공 산화방지 백(100)의 측면부의 서로 마주보는 면에 형성되어 기체 입구(10)로 기체를 주입하고, 주입되는 기체에 의해 휴대용 진공 산화방지 백(100) 내의 공기가 기체 출구(20)로 빠져나가 산소가 없는 진공 상태를 만들 수 있도록 하는 통로를 제공한다.

종래에는 비닐백의 기체 주입부 일부를 가위로 자른 후 가스 호스를 넣고 테이프로 주변을 감아 고정시키는 방법 등을 사용하였기 때문에, 해당 부분에서 리크가 생기고 공기 차폐가 쉽지 않은 문제가 있었다. 본 발명의 일 실시 예에 따라 기체 입구(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 공기주입 꼭지를 부착하여 여기에 꼭 맞는 호스를 삽입하여 기체 주입이 용이하고 차폐가 용이한 장점을 갖도록 제작될 수 있다. 기체 입구(10)뿐만 아니라 기체 출구(20)도 동일하게 개폐가 용이한 공기주입 꼭지를 부착할 수 있다.

기체 입구(10)로 주입되는 기체는 아르곤(Ar) 가스가 주로 이용될 수 있다. 기체 주입으로 휴대용 진공 산화방지 백(100) 내의 공기가 모두 주입되는 기체로 교체된 상태에서 공기주입 꼭지를 닫아 산소가 없는 상태를 유지할 수 있다.

글로브(30)는, 도 1b에 도시된 바와 같이 폭이 다른 두 영역을 연결하는 경사면에서 휴대용 진공 산화방지 백의 안쪽으로 손 모양으로 형성되고, 진공 상태에서 샘플을 취급할 수 있도록 외부에서 샘플을 잡을 수 있는 수단으로 제공될 수 있다.

진공압축부(40)는 휴대용 진공 산화방지 백에서 산소 제거를 보다 쉽게 하기 위해 사용될 수 있다. 휴대용 진공 산화방지 백 내의 공기를 제거하지 않고 아르곤 등의 기체를 주입하여 진공 상태를 만들기 위해서는 휴대용 진공 산화방지 백(100) 내의 공기가 다 빠져나가는 시점을 판단하기 어렵기 때문에 산소가 남아 있을 위험이 있고, 이를 방지 하기 위해서는 주입되는 기체의 양을 충분히 많이 사용할 필요가 있어 경제적이지 못하다. 이러한 이유로, 종래에는 산소가 백 내에 남아 있는지 여부를 알 수가 없어 퍼지(purge) 시간이 1시간 이상 소요되었다. 이러한 문제의 개선을 위해 휴대용 진공 산화방지 백은 진공압축기를 이용하여 공기를 제거하기 위한 인터페이스로 진공압축부(40)를 포함하여 제공될 수 있다. 진공압축부(40)에 진공압축기를 사용하여 먼저 휴대용 진공 산화방지 백 내의 공기를 제거하고, 기체 입구(10)를 통해 아르곤 등의 기체를 주입하면 산소가 남아 있을 위험이 적고, 눈으로 공기의 제거와 기체의 주입 상태를 확인할 수 있다는 이점이 있다. 진공압축기를 사용하면 휴대용 진공 산화방지 백(100) 내의 공기를 제거하는 시간을 1분 내외로 줄일 수 있다.

자석 고정부(50)는 휴대용 진공 산화방지 백 개방된 입구 둘레를 따라 형성되며, 입구 둘레가 플렉서블한 자석으로 구성된다. 전자현미경은 철 등의 금속 재질로 제작되기 때문에 자석이 부착될 수 있는 환경을 이룬다. 산화가 쉬운 샘플의 전자현미경을 통한 관찰을 위해 샘플을 취급하기 위한 진공 환경을 구성할 필요가 있으며, 종래에는 비닐 백 등을 현미경 둘레에 테이프로 감아서 고정하는 등으로 일회의 사용만 가능하고 리크가 많이 발생하는 등 사용 편의성과 경제성에서 큰 문제가 있었다. 전자현미경의 특성상 휴대용 진공 산화방지 백 개방된 입구의 둘레를 플렉서블한 자석으로 구성한 자석 고정부(50)는 전자현미경의 타겟 위치에 자력에 의해 밀착될 수 있다. 예를 들어, 자석 고정부(50)는 신축성이 좋은 고무 자석으로 구성될 수 있다. 자석 고정부(50)는 전자현미경의 타겟 위치를 둘러싸고 밀착 고정될 수 있어, 공기 차단이 용이하고 탈부착이 쉬워 재사용이 가능하다는 장점을 갖는다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 진공 산화방지 백의 기체 입구(10) 또는 출구(20)의 공기주입 꼭지의 상세도를 도시한다.

도 2를 참조하면, 기체 입구(10) 또는 출구(20)는 일반적으로 튜브 등에 공기 주입구로 사용되는 공기주입 꼭지의 형태로 제작되어 개폐가 용이하고, 재사용이 가능하도록 제작될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 공기주입 꼭지를 열어 호스를 연결하여 기체를 주입하고, 공기 주입 후 꼭지를 닫으면 산소 공급을 차단하여 샘플의 산화를 방지할 수 있다.

도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 진공 산화방지 백(100)이 설치되는 전자현미경의 위치 및 전자현미경에 설치된 예를 각각 도시한다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 전자현미경의 샘플 시료를 넣고 관찰하는 부분에 산소 차단을 위한 휴대용 진공 산화방지 백(100)을 장착할 수 있다.

도 3b에 도시된 바와 같이, 휴대용 진공 산화방지 백(100)의 개방된 입구를 전자현미경의 해당 부분에 장착하며, 자석 고정부(50)가 전자현미경에 밀착하도록 설치한다. 자석 고정부(50)는 진공 산화방지 백의 개방된 입구 둘레를 따라 플렉서블한 자석으로 형성되므로, 설치 부위의 크기 및 형태에 따라 늘어날 수 있다. 전자현미경의 설치 부위의 둘레보다 자석 고정부(50)의 동일하거나 그보다 작게 형성되어, 자석 고정부(50)가 설치될 때 밀착하도록 설치되는 것이 바람직하다. 자석 고정부(50)는 플렉서블한 고무 자석 등의 재질로 형성되어 변형이 가능하므로, 다양한 크기와 형태의 부위에 설치될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 진공 산화방지 백을 이용하여 산화를 방지하면서 샘플 로딩하는 예를 도시한다.

도 4를 참조하면, 왼쪽과 같이 전자현미경에 휴대용 진공 산화방지 백(100)을 설치하여 아르곤 가스를 기체 입구(10)를 통해 주입하여, 오른쪽과 같이 산소가 제거된 상태에서 휴대용 진공 산화방지 백(100) 내부로 손 모양의 글로브(30)를 통해 샘플 시료를 처리할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 도 4와 같이 휴대용 진공 산화방지 백을 이용하여 샘플 로딩시 휴대용 진공 산화방지 백 내부의 기체 성분을 분석하였을 때 <표 1>과 같은 결과를 얻었다.

Element	Mass%	Atomic%
O	-	-
Y	70.85	49.12
Cl	29.01	50.60
C	0.06	0.29
Si	0.00	0.00
Total	100	100

<표 1>에서 확인할 수 있는 바와 같이, 휴대용 진공 산화방지 백 내부에서 산소에 대한 데이터가 0wt.%로 측정되었음을 확인할 수 있다. 이때, 산소 제거도 수분 내에 수행되는 것을 확인할 수 있었다. 본 발명에서 제안하는 휴대용 진공 산화방지 백)을 이용하여 전자현미경에 쉽게 설치하고 산소가 효과적으로 제거되었음을 확인할 수 있다. 이로써 본 발명에서 제안하는 휴대용 진공 산화방지 백을 이용하여 진공 상태의 전자현미경에 산화가 쉬운 샘플 시료를 로딩하여 관찰할 수 있고, 휴대용 진공 산화방지 백은 재사용이 가능하여 경제적으로 시료를 관찰할 수 있는 환경을 제공할 수 있다.

도 5a 및 5b는 종래의 비닐 백을 이용하여 로딩된 샘플의 현미경 분석 결과 및 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 진공 산화방지 백을 이용하여 로딩된 샘플의 현미경 분석 결과를 각각 도시한다.

도 5a 및 5b를 참조하면, 도 5a는 종래의 atmos 사의 비닐백을 테이프로 고정하여 산소를 차폐하여 Li 배터리 재료의 표면 상태를 관찰한 SEM 분석 결과를 도시한다. 또한, 도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 휴대용 진공 산화방지 백(100)으로 산소를 차폐하여 Li 배터리 재료의 표면 상태를 관찰한 SEM 분석 결과를 도시한다.

도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이, 종래의 방식으로 산소를 차폐하는 경우 SEM 분석 결과 Li 배터리 시료의 표면에서 산화가 일부 진행된 상태임을 확인할 수 있으며, 이와 대조적으로 본 발명에서 제안하는 휴대용 진공 산화방지 백(100)을 이용하는 경우 Li 배터리 시료의 표면에서 산화가 전혀 진행되지 않음을 확인할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에서 제안하는 휴대용 진공 산화방지 백을 이용하면 산소를 매우 효과적으로 차폐할 수 있고, 진공 상태의 전자현미경에 산화가 쉬운 샘플 시료를 로딩하여 산화가 되지 않은 시료를 정확하게 관찰할 수 있다. 본 발명에서 제안하는 휴대용 진공 산화방지 백은 이러한 산화 방지 환경을 손쉽게 구성할 수 있고, 재사용이 가능하여 경제적인 이점이 있다.

상술한 구체적인 실시예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 상술한 실시예들이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.

한편 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 다양한 실시예들이 내포하는 기술적 사상의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100 : 휴대용 진공 산화방지 백 10 : 기체 입구
20 : 기체 출구 30 : 글로브
40 : 진공압축부 50 : 자석 고정부

Claims (3)

1. 전자현미경에 설치되어 시료의 산화를 방지하기 위한 휴대용 진공 산화방지 백으로서,
   상기 휴대용 진공 산화방지 백의 개방된 입구에 플렉서블한 자석을 부착하여 형성되는 자석 고정부;
   상기 휴대용 진공 산화방지 백의 양 측면부에 형성되어 상기 휴대용 진공 산화방지 백 내부로 기체를 주입하는 기체 입구 및 주입되는 기체에 의해 내부 공기가 밖으로 빠져나가는 기체 출구; 및
   상기 휴대용 진공 산화방지 백의 내부로 형성되는 손 모양의 한 쌍의 글로브를 포함하고,
   상기 자석 고정부에 의해 휴대용 진공 산화방지 백이 상기 전자현미경에 자력으로 밀착되고,
   상기 기체 입구 및 상기 기체 출구 중 하나 이상은 개폐가 가능한 공기주입 꼭지로 구성되는 것을 특징으로 하는, 휴대용 진공 산화방지 백.
2. 제1항에 있어서,
   상기 휴대용 진공 산화방지 백의 공기를 제거하기 위해 진공압축기를 이용하여 공기를 제거하기 위한 인터페이스를 제공하는 진공압축부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 휴대용 진공 산화방지 백.
3. 삭제

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