KR20230161750A - 기능성 정제기 시스템 및 그 운용방법 - Google Patents

기능성 정제기 시스템 및 그 운용방법 Download PDF

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KR20230161750A
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Abstract

본 발명은 글로브박스 내부의 산소(O2) 및 수분(H2O)을 제거하는 정제기 시스템을 보다 효율적으로 운용하고자 안출해 낸 것으로, 더욱 구체적으로는 글로브 박스에서 O2와 H2O를 제거 시키기 위한 정제기를 안정하게 가동시킬 수 있는 기능성 정제기 시스템 및 그 운용방법에 관한 것이다.
본 발명은 상기한 문제점 및 요구를 해결하기 위하여,
글로브박스에 구성되는 정제기 시스템에 있어서,
블로워부(400), 제1정제기(300), 제2정제기(200)를 포함하여 구성되고,
연결배관 밸브 시스템(500)을 구비한 것을 특징으로 하는 기능성 정제기 시스템(1000)을 제공한다.
또한 본 발명은 상기한 연결배관 밸브 시스템(500)은 제1선택배관(510), 유입배관(520), 유출배관(540), 제2선택배관(530), 제3선택배관(590), 제2유입배관(550), 제2유출배관(560), 제4선택배관(570)을 포함하여 구성되고,
제1선택배관(510), 유입배관(520) 사이에 제1밸브(1)가 형성되고,
제1선택배관(510), 제2선택배관(530) 사이에 제5밸브(5)가 형성되고,
유출배관(540), 제2선택배관(530) 사이에 제2밸브(2)가 형성되고,
제3선택배관(590), 제2유입배관(550) 사이에 제3밸브(3)가 형성되고,
제3선택배관(590), 제4선택배관(570) 사이에 제6밸브(6)가 형성되고,
제2유출배관(560), 제4선택배관(570) 사이에 제4밸브(4)가 형성되어 있는 구조를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기능성 정제기 시스템(1000)을 제공한다.
또한 본 발명은 콘트롤 시스템(50)에 의하여 연결배관 밸브 시스템(500)의 제1밸브(1), 제2밸브(2), 제6밸브(6)를 열게 하고 제3밸브(3), 제4밸브(4), 제5밸브(5)를 닫게 하며 제1정제기(300)를 가동시켜 메인챔버(90) 내부의 공기를 제1정제기(300)를 처리하도록 가동 제어 하고,
상기한 제어 과정 후에 콘트롤 시스템(50)에 의하여 제1밸브(1), 제2밸브(2), 제6밸브(6)를 닫게 하고 제3밸브(3), 제4밸브(4), 제5밸브(5)를 열게 하며 제2정제기(200)를 가동시켜 메인챔버(90) 내부의 공기를 처리하도록 가동하게 하는 것을 특징으로 하는 기능성 정제기 시스템의 운용방법을 제공한다.

Description

기능성 정제기 시스템 및 그 운용방법{a functional purifier system and its operation method}
본 발명은 글로브박스 내부의 산소(O2) 및 수분(H2O)을 제거하는 정제기 시스템을 보다 효율적으로 운용하고자 안출해 낸 것으로, 더욱 구체적으로는 글로브 박스에서 O2와 H2O를 제거 시키기 위한 정제기를 안정하게 가동시킬 수 있는 기능성 정제기 시스템 및 그 운용방법에 관한 것이다.
정제기는 반도체 소자, 유기EL 소자, 전지개발 등의 실험실 또는 연구실에서 주로 사용되는 글로브 박스 장비의 내부에 진공 상태를 유지하거나 불활성 가스를 주입한 일정한 상태를 유지하여 사용자가 필요로 하는 상자 내부 환경을 필요한 시간 동안 연속적으로 이룰 수 있도록 수분 또는 산소만을 제거하거나 산소와 수분을 동시에 제거할 수 있는 글로브 박스 내부의 산소와 습기를 제거하는 장치이다.
글로브박스 내부의 산소 및 수분을 제거하기 위한 글로브박스의 정제장치가 한국공개특허 제10-2004-0028871호(이하 선행기술)로 개시된 바 있다. 종래 기술은 산소제거 촉매제를 내장한 타워 및 수분제거 촉매제를 내장한 타워를 각각 형성하여 글로브박스 내부의 산소 및 수분을 제거한다.
또한, 관련된 선행기술로 한국 등록특허 10-0764557호(압력차를 이용한 산소 및 수분 농도 측정 시스템을 갖는글로브 박스용 가스정제 장치, 선행기술 2)는 "가스의 이동 경로를 제공하는 배관(10)과; 수분과 산소를 제거하는 수분제거촉매제와 산소제거촉매제가 탑재된 타워(20)와; 가스에 유동 에너지를 공급하는 블로어(30)와; 상기 블로어(30) 통과 전후의 압력차에 의해 발생한 측정용배관(42) 내의 가스 흐름를 이용한 산소 및 수분 농도 측정 시스템(40);을 갖는 것을 특징으로 하는 압력차를 이용한 산소 및 수분 농도 측정 시스템을 갖는 글로브 박스용 가스정제 장치"를 제공한바 있다.
일반적으로 글로브박스의 정제기(Purifier) 시스템은 O2 와 H2O를 N2 또는 Ar 등의 불활성가스로 치환하여 챔버안의 분위기를 일정농도 이하로 유지한 상태에서 작동시켜 O2 와 H2O의 농도를 1ppm 이하까지 떨어뜨리게 함으로서 글로브박스 내부에 고순도 불활성기체 환경을 형성하고, 유지하기 위해 사용되는 시스템이다. 글로브박스 내부를 청정한 분위기로 유지시키는 것이 중요하므로 정제기(Purifier) 시스템을 이용하게 된다.
정제기(Purifier) 시스템을 가동시켜 O2 와 H2O를 제거하는 과정에 대해 설명하자면 우선 밸브를 개방하여 불활성 가스 통 내부의 N2가스를 공급하고, O2 와 H2O를 일정 농도로 떨어뜨린 후 밸브를 닫는다. 그리고 블로워를 가동시켜 글로브박스 내부의 공기를 산소제거제(Cu촉매제)와 수분제거제(Molecular sieve)로 채워진 정제기를 순환시키면서 글로브 박스 내부의 H2O를 수분제거제(Molecular sieve)에 흡착시킨 후 H2O를 제거시키고 산소제거제(Cu촉매제)에 산화시킴으로서 O2를 제거시킬 수 있다.
일정시간 순환시킨 수분제거제(Molecular sieve)와 산소제거제(Cu촉매제)가 포화되어 각자의 기능이 떨어질 때 밸브를 개방하여 수분제거제(Molecular sieve)에 흡착 되었던 H2O를 배출시키고, 환원가스로 산화된 산소제거제인 구리로 환원시킨다. 이러한 과정을 리제너레이션(Regeneration)이라 한다.
재생(Regeneration)시에는 블로워 가동을 멈추고, 밀폐된 상태에서 재생(Regeneration)되게 시켜야 된다. 이때 글로브박스가 정밀하게 밀폐되었다고 하더라도 공정 또는 실험에 사용되는 재료 등의 표면에 남아있는 미세한 O2 및 H2O가 기기의 동작이나 분자 활동으로 인하여 글로브 박스내의 연구 실험체 주변의 농도가 올라가게 된다. 또한 재생(Regeneration)되는 시간이 보통 15시간~ 20시간 이상으로서 하루정도가 소요된다. 그럼으로 약 하루이상을 연구실험 등을 할 수 없게 된다.
이와 같은 요인들로 글로브박스의 O2 와 H2O을 제거 시키기 위해 정제기(Purifier) 시스템은 불편함이 가중되며 비효율적인 문제점이 발생하게 된다.
본 발명은 상기한 정제기 시스템의 문제점을 해결한 것에 특징이 있는바, 즉, 종래의 정제기가 재생되는 시간에 글로브박스의 내부에서의 공정 또는 실험에 사용되는 재료 등의 표면에 남아있는 미세한 O2 및 H2O가 기기의 동작이나 분자 활동으로 인하여 글로브 박스내의 연구 실험체 주변의 농도가 올라가게 되어 실험의 정확도가 떨어지는 문제점을 해결하고,
또한 종래의 정제기가 재생(Regeneration)되는 시간이 보통 15시간~ 20시간 이상으로서 하루정도가 소요되어 하루이상을 연구실험 등을 할 수 없게 되는 문제점을 완전히 해결하는 기능성 정제기 시스템 및 그 운용방법을 제공하고자 한다.
또한 종래의 정제기가 재생 중에 있거나 고장날 경우 글로브박스를 사용할 수 없는 문제점이 발생하고 있는바,
본 발명은 콘트롤 시스템(50)에 의한 연결배관 밸브 시스템(500) 및 밸브들의 제어 방법에 의하여 그러한 문제점을 완전히 해결하며,
하나의 정제기가 재생 혹은 고장 중에도 순환시킬 수 있어서 O2 와 H2O의 농도가 상승되는 것을 막을 수 있으며, 1ppm이하로 유지함으로서 일반적으로 운용 되고있는 방식보다 더 효율적으로 글로브박스 내부환경을 실험 가능한 상태로 만들 수 있는 기능성 정제기 시스템 및 그 운용방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 상기한 문제점 및 요구를 해결하기 위하여,
글로브박스에 구성되는 정제기 시스템에 있어서,
블로워부(400), 제1정제기(300), 제2정제기(200)를 포함하여 구성되고,
연결배관 밸브 시스템(500)을 구비한 것을 특징으로 하는 기능성 정제기 시스템(1000)을 제공한다.
또한 본 발명은 상기한 연결배관 밸브 시스템(500)은 제1선택배관(510), 유입배관(520), 유출배관(540), 제2선택배관(530), 제3선택배관(590), 제2유입배관(550), 제2유출배관(560), 제4선택배관(570)을 포함하여 구성되고,
제1선택배관(510), 유입배관(520) 사이에 제1밸브(1)가 형성되고,
제1선택배관(510), 제2선택배관(530) 사이에 제5밸브(5)가 형성되고,
유출배관(540), 제2선택배관(530) 사이에 제2밸브(2)가 형성되고,
제3선택배관(590), 제2유입배관(550) 사이에 제3밸브(3)가 형성되고,
제3선택배관(590), 제4선택배관(570) 사이에 제6밸브(6)가 형성되고,
제2유출배관(560), 제4선택배관(570) 사이에 제4밸브(4)가 형성되어 있는 구조를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기능성 정제기 시스템(1000)을 제공한다.
또한 본 발명은 상기의 기능성 정제기 시스템(1000)에 있어서,
콘트롤 시스템(50)에 의하여 연결배관 밸브 시스템(500)의 제1밸브(1), 제2밸브(2), 제6밸브(6)를 열게 하고 제3밸브(3), 제4밸브(4), 제5밸브(5)를 닫게 하며 제1정제기(300)를 가동시켜 메인챔버(90) 내부의 공기를 제1정제기(300)를 처리하도록 가동 제어 하고,
상기한 제어 과정 후에 콘트롤 시스템(50)에 의하여 제1밸브(1), 제2밸브(2), 제6밸브(6)를 닫게 하고 제3밸브(3), 제4밸브(4), 제5밸브(5)를 열게 하며 제2정제기(200)를 가동시켜 메인챔버(90) 내부의 공기를 처리하도록 가동하게 하는 것을 특징으로 하는 기능성 정제기 시스템의 운용방법을 제공한다.
종래기술 및 선행기술의 글로브박스의 정제기 시스템은 재생(Regeneration)시에는 블로워 가동을 멈추고, 밀폐된 상태에서 재생(Regeneration)되게 하여하 하며, 이때 글로브박스가 정밀하게 밀폐되었다고 하더라도 공정 또는 실험에 사용되는 재료 등의 표면에 남아있는 미세한 O2 및 H2O가 기기의 동작이나 분자 활동으로 인하여 글로브 박스내의 연구 실험체 주변의 농도가 올라가게 되는 문제점이 있고, 또한 재생(Regeneration)되는 시간이 보통 15시간~ 20시간 이상으로서 하루정도가 소요된다. 그럼으로 약 하루이상을 연구실험 등을 할 수 없게 되는 문제점이 있어 이와 같은 요인들로 글로브박스의 O2 와 H2O을 제거 시키기 위해 정제기(Purifier) 시스템은 불편함이 가중되며 비효율적인 문제점이 발생하게 되지만,
본 발명에 따른 기능성 정제기 시스템은 제1정제기, 제2정제기를 포함하여 구성하고, 연결배관 밸브 시스템(500)을 구비하여 상기한 정제기 시스템의 문제점을 해결한 것에 특징이 있는바, 즉, 종래의 정제기가 재생되는 시간에 글로브박스의 내부에서의 공정 또는 실험에 사용되는 재료 등의 표면에 남아있는 미세한 O2 및 H2O가 기기의 동작이나 분자 활동으로 인하여 글로브 박스내의 연구 실험체 주변의 농도가 올라가게 되어 실험의 정확도가 떨어지는 문제점을 해결하고,
또한 종래의 정제기가 재생(Regeneration)되는 시간이 보통 15시간~ 20시간 이상으로서 하루정도가 소요되어 하루이상을 연구실험 등을 할 수 없게 되는 문제점이 있지만 본 발명은 이를 완전히 해결하는 작용과 효과가 나타난다.
또한 종래의 정제기가 재생 중에 있거나 고장날 경우 글로브박스를 사용할 수 없는 문제점이 발생하고 있는바,
본 발명에 따른 기능성 정제기 시스템은 제1정제기, 제2정제기를 구비하고 콘트롤 시스템에 의한 제1정제기, 제2정제기의 작동, 연결배관 밸브 시스템 및 밸브들의 제어 방법에 의하여 그러한 문제점을 완전히 해결하게 되어,
즉, 하나의 정제기가 재생 혹은 고장 중에도 순환시킬 수 있어서 O2 와 H2O의 농도가 상승되는 것을 막을 수 있으며, 1ppm이하로 유지함으로서 일반적으로 운용 되고있는 방식보다 더 효율적으로 글로브박스 내부환경을 실험 가능한 상태로 만들 수 있는 작용과 효과가 나타난다.
도 1은 본 발명에 따른 기능성 정제기 시스템을 구비한 글로브박스의 구조도.
도 2는 본 발명에 따른 글로브박스에 구비되는 기능성 정제기 시스템의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 글로브박스에 구비되는 기능성 정제기 시스템의 측면 구성도.
이하 본 발명을 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
본 발명은 블로워부(400), 제1정제기(300), 제2정제기(200)를 포함하여 구성된 기능성 정제기 시스템(1000)을 제공한다.
본 발명은 글로브박스 정제기(Purifier)시스템에 관한 것으로 기존의 정제기(Purifier)시스템을 보다 효율적으로 운용하기 위해 안출해 낸 것이다.
글로브박스(glove box)는 금속성의 기밀용기로 앞면에 관찰창과 고무제 장갑이 달려 으며 용기 안에서 방사성 물질이나 병원체 등을 사용하는 실험을 하며, 용기 안은 항시 마이너스압을 유지하고 배기는 초고성능 필터를 통과한 후 배출되는 기능을 수행한다.
본 발명은 제1정제기(300), 제2정제기(200)를 포함하여 구성하여 병행 사용 할 수 있도록 연결해두고, 하나의 정제기가 재생 혹은 고장중 에도 글로브박스의 내부 환경에 영향을 미치지 않도록 함으로서 연구실험 등을 가능하게 하여 효율적으로 글로브박스를 운용하게 하는 기능을 제공한다.
본 발명의 정제기 시스템은 글로브 박스(100)에 적용되는 기능성 정제기 시스템을 의미하며, 따라서 본 발명의 정제기 시스템은 글로브 박스(100)에 연결되는 구조로 되어 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 종래의 글로브박스의 정제기(Purifier) 시스템은 O2 와 H2O를 N2 또는 Ar 등의 불활성가스로 치환하여 챔버안의 분위기를 일정농도 이하로 유지한 상태에서 작동시켜 O2 와 H2O의 농도를 1ppm 이하까지 떨어뜨리게 함으로서 글로브박스 내부에 고순도 불활성기체 환경을 형성하고 유지하기 위해 사용되는 시스템이다.
따라서 글로브박스 내부를 청정한 분위기로 유지시키는 것은 매우 중요하므로 정제기(Purifier) 시스템을 이용하게 되는 것이다.
글로브박스에서 O2 와 H2O를 제거하는 과정은 정제기(Purifier) 시스템을 가동시켜 우선 밸브를 개방하여 불활성 가스 통 내부의 N2가스를 공급하고, O2 와 H2O를 일정 농도로 떨어뜨린 후 밸브를 닫는다. 그리고 블로워를 가동시켜 글로브박스 내부의 공기를 산소제거제(Cu촉매제)와 수분제거제(Molecular sieve)로 채워진 정제기를 순환시키면서 글로브 박스 내부의 H2O를 수분제거제(Molecular sieve)에 흡착시킨 후 H2O를 제거시키고 산소제거제(Cu촉매제)에 산화시킴으로서 O2를 제거시킬 수 있다.
그리고, 일정시간 순환시킨 수분제거제(Molecular sieve)와 산소제거제(Cu촉매제)가 포화되어 각자의 기능이 떨어질 때 밸브를 개방하여 수분제거제(Molecular sieve)에 흡착 되었던 H2O를 배출시키고, 환원가스로 산화된 산소제거제인 구리로 환원시킨다. 이러한 과정을 리제너레이션(Regeneration)이라 한다.
그런데 이러한 재생(Regeneration)시에는 블로워 가동을 멈추고, 밀폐된 상태에서 재생(Regeneration)시켜야 하는데, 이때 글로브박스가 정밀하게 밀폐되었다고 하더라도 공정 또는 실험에 사용되는 재료 등의 표면에 남아있는 미세한 O2 및 H2O가 기기의 동작이나 분자 활동으로 인하여 글로브 박스내의 연구 실험체 주변의 농도가 올라가게 되며, 또한 재생(Regeneration)되는 시간이 보통 15시간~ 20시간 이상으로서 하루정도가 소요된다. 그럼으로 약 하루이상을 연구실험 등을 할 수 없게 되어, 이와 같은 요인들로 글로브 박스의 O2 와 H2O을 제거 시키기 위해 정제기(Purifier) 시스템은 불편함이 가중되며 비효율적인 문제점이 발생하게 되었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 글로브 박스(100)와 연결되어 있으며 블로워부(400), 제1정제기(300), 제2정제기(300)를 포함하여 구성된 기능성 정제기 시스템을 제공한다.
본 발명의 제1정제기(300)는 글로브 박스(100)와 연결되어 있어서, 글로브 박스 내부의 수분과 산소를 제거하는 기능을 수행하는 장치 또는 수단을 의미한다.
도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 글로브 박스(100)는 콘트롤 시스템(50), 배기밸브(60), 수분분석기(70), 산소분석기(71), 압력센서(72), 메인챔버(90) 등을 포함하여 구성되어 있다.
따라서 본 발명은 상기한 기능성 정제기 시스템(1000)을 포함하는 글로브박스(100)를 제공한다.
본 발명의 상기한 콘트롤 시스템(50)은 글로브 박스(100) 및 연결배관 밸브 시스템(500)의 각각의 구성을 제어하는 기능을 수행하는 장치 또는 수단을 의미한다.
따라서 상기한 콘트롤 시스템(50)은 CPU, MCU 등의 정보처리장치, 메모리, 정보입출력장치, 정보송수신장치, 제어명령장치 등의 하드웨어와 제어를 위한 응용 프로그램이 탑재되어 있다.
상기한 콘트롤 시스템(50)은 모니터부(51)가 구비되어 있어 각각의 수분 농도, 산소 농도, 압력 농도, 연결배관 밸브 시스템(500) 제어 상태 등을 보여주게 된다.
콘트롤 시스템(50)은 상기한 수분분석기(70), 산소분석기(71), 압력센서(72)에 제공하는 정보를 이용하여 블로워(10), 정제기(20), 블로워 자동밸브(30), 정제기 자동밸브(40), 연결배관 밸브 시스템(500)의 작동을 제어하는 기능을 수행한다.
본 발명의 배기밸브(60)는 불활성 가스를 챔버(90) 내부로 유입하여 치환하는 과정에서 챔버 내부의 가스를 외부로 배출할 수 있도록 하는 밸브를 의미한다.
따라서 글로브 박스를 수동으로 가스를 치환하는 경우 사용되는 것이 바람직하다.
본 발명의 수분분석기(70)는 메인챔버(90) 내부의 수분의 함량을 측정하는 장치 또는 수단을 의미한다.
상기한 수분분석기(70)에서 측정한 수분 데이터는 콘트롤 시스템(50)에 전송하게 된다.
본 발명의 산소분석기(71)는 메인챔버(90) 내부의 산소의 함량을 측정하는 장치 또는 수단을 의미한다.
상기한 산소분석기(71)에서 측정한 산소 데이터는 콘트롤 시스템(50)에 전송하게 된다.
본 발명의 압력센서(72)는 메인챔버(90) 내부의 압력을 측정하는 장치 또는 수단을 의미한다.
상기한 압력센서(72)에서 측정한 메인챔버(90) 내부의 압력 데이터는 콘트롤 시스템(50)에 전송하게 된다.
본 발명의 제1정제기(300)는 글로브 박스 내부의 수분과 산소를 제거하는 기능을 수행하며, 제습조(310), 산소제거조(320)가 포함되어 구성되어 있다.
상기한 제습조(310)는 습기를 제거하는 장치 또는 수단을 의미한다.
상기한 산소제거조(320)는 산소를 제거하는 장치 또는 수단을 의미한다.
본 발명의 제2정제기(200)는 제1정제기(300) 및 글로브 박스(100)와 연결되어 있으며, 블로워부(400)와 연결되어 있으며 글로브 박스 내부의 수분과 산소를 제거하는 기능을 수행하는 장치 또는 수단을 의미한다.
상기한 제2정제기(200)도 마찬가지로 제습조(210), 산소제거조(220)가 포함되어 구성되어 있으며,
상기한 제습조(210)는 습기를 제거하는 장치 또는 수단을 의미하고,
상기한 산소제거조(220)는 산소를 제거하는 장치 또는 수단을 의미한다.
본 발명의 상기한 제1정제기(300), 제2정제기(200)의 케이스는 금속, 비금속, 고분자 물질 수지 등으로 형성되어 있다.
상기한 고분자 물질 수지는 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 재료를 혼합하여 조성한 고분자 물질 수지를 사용할 수 있다.
바람직하게는 폴리비닐클로라이드(PVC) 100중량부에 폴리에틸렌 20~30중량부, 폴리프로필렌 10~50 중량부를 혼합한 고분자 물질 수지를 사용하는 것이 비중, 강도 및 경도 면에서 매우 좋다.
본 발명은 상기한 고분자 물질 수지에 수지 강화촉진 조성물을 포함하여 케이스의 성형과정에서 강도를 높이는 기능을 수행하고 크랙이 발생하는 것을 방지하는 기능을 수행하게 된다.
수지 강화촉진 조성물은 고분자 물질 수지 100중량부를 기준으로 1~3중량부를 혼합하는 것이 매우 효과적이다.
상기한 수지 강화촉진 조성물은 알킬페닐폴리글리콜에테르 100 중량부에 폴리옥시알킬렌화 알킬 에테르 10~20중량부, 폴리옥시알킬렌화 소르비탄 에스테르 10~20중량부, 폴리옥시알킬렌화 에스테르 10~20중량부, 폴리옥시알킬렌화 알킬페닐 에테르 1~5중량부, 에톡실화 아미드 1~5중량부, 폴리비닐알코올 1~5중량부을 혼합하여 조성한 것을 의미한다.
본 발명은 상기한 고분자 물질 수지에 증강제를 포함하여 케이스의 비중을 낮추어 주면서도 강도 및 경도를 강화시켜주는 기능을 수행한다.
상기한 증강제는 고분자 물질 수지 100중량부에 0.1~1중량부를 혼합하여 사용하는 것이 좋다.
상기한 증강제의 일실시로 메타크릴산과 같은 친수성 단량체 100중량부에 스테아릴 메타크릴레이트와 같은 불포화 이중결합을 가진 소수성 단량체 20~80중량부, 메틸렌비스 아크릴아마이드 0.01~0.25 중량부, 글리시딜 메타크릴레이트 0.05~0.5 중량부를 혼합하여 중합시킨 증강제를 사용할 수 있다.
또한 본 발명은 상기한 고분자 물질 수지에 기능성 첨가물을 첨가하여 파이프 본체부(110)의 탄성력을 높이고 내구성을 강화하여 시공시의 파손을 현저히 줄이는 기능을 수행한다.
상기한 기능성 첨가물은 고분자 물질 수지 100중량부에 0.5~5 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기한 기능성 첨가물은 중탄산나트륨, 인산암모늄, 메틸렌비스 아크릴아마이드, 글리시딜 메타크릴레이트, 메타그릴산을 포함하여 조성한 조성물이다.
바람직하게는, 기능성 첨가물은 중탄산나트륨 100 중량부에 인산암모늄 10~60 중량부, 메틸렌비스 아크릴아마이드 10~30 중량부, 글리시딜 메타크릴레이트 20~80 중량부, 메타그릴산 5~40 중량부를 포함하여 조성하는 것이 효과적이다.
본 발명은 상기한 고분자 물질 수지에 강화 조성물을 첨가하여 케이스의 내산성, 내염기성 및 내구성을 강화하여 산소와 물 성분 온도 등에 의한 풍화에 의한 파손을 현저히 줄이는 기능을 수행한다.
상기한 강화 조성물은 고분자 물질 수지 100중량부에 0.2~1중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기한 강화 조성물은 메틸메타아크릴레이트(methylmethacrylate) 100중량부, 부틸아크릴모노머(Buthylacrylmonomer) 80~130 중량부, 아크릴로니트릴(Acrylonitrile) 1~20 중량부, 과황산암모늄((NH4)2S2O8) 0.2~2중량부, 중아황산소다(NaHSO3) 0.2~2중량부, 알킬설폰산염 2~10중량부를 혼합하여 조성한다.
본 발명은 상기한 고분자 물질 수지에 천연 첨가물을 첨가하여 케이스에 작용하는 지속적인 외부 충격과 피로도에 대한 내구성을 현저히 높이고 고분자 물질이 산화되어 약화되는 문제를 방지하는 높은 효과를 나타내게 한다.
상기한 천연 첨가물은 고분자 물질 수지 100중량부를 기준으로 0.001~0.005중량부를 혼합하는 것이 바람직하다.
상기한 천연 첨가물은 지부자 100중량부에, 산사자 80~120중량부, 맥문동 80~120중량부, 절국대 10~30중량부, 선퇴 80~120 중량부, 반하 10~30중량부, 백전 50~80중량부를 혼합하여 추출한 조성물을 의미한다.
상기한 천연 첨가물을 추출하는 방법으로는 상기의 혼합한 원재료 100 중량부에 75~85%[질량%] 에탄올 1000중량부를 넣고, 2~4시간 동안 환류 추출하고 여액을 rotary evaporator를 이용하여 감압, 농축하는 방법으로 추출할 수 있다.
이와 같은 추출물은 혼합한 원재료 100중량부를 기준으로 분말 형태로 5~25중량부 정도 추출될 수 있으며 이러한 분말 형태의 추출물을 첨가하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기능성 정제기 시스템(1000)은 연결배관 밸브 시스템(500)을 구비한 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명의 기술적 특징은 상기한 제1정제기(300)와 제2정제기(200)가 연결배관 밸브 시스템(500)으로 연결되어 있고, 이와 같은 연결배관 밸브 시스템(500)의 밸브들이 상기한 콘트롤 시스템(50)에 의하여 개폐가 되는 개폐제어방식에 따라 하나의 정제기가 재생 혹은 고장중 에도 글로브박스의 내부환경에 영향을 미치지 않도록 함으로서 연구실험 등을 가능하게 하여 효율적으로 글로브박스를 운용하게 할 수 있는 점이다.
본 발명의 연결배관 밸브 시스템(500)은 제1선택배관(510), 유입배관(520), 유출배관(540), 제2선택배관(530), 제3선택배관(590), 제2유입배관(550), 제2유출배관(560), 제4선택배관(570)을 포함하여 구성되고,
제1선택배관(510), 유입배관(520) 사이에 제1밸브(1)가 형성되고,
제1선택배관(510), 제2선택배관(530) 사이에 제5밸브(5)가 형성되며,
유출배관(540), 제2선택배관(530) 사이에 제2밸브(2)가 형성되고,
제3선택배관(590), 제2유입배관(550) 사이에 제3밸브(3)가 형성되고,
제3선택배관(590), 제4선택배관(570) 사이에 제6밸브(6)가 형성되고,
제2유출배관(560), 제4선택배관(570) 사이에 제4밸브(4)가 형성되어 있는 구조를 포함하여 구성되어 있다.
도 2에서 보는 바와 같이, 제1정제기(300)는 유입배관(520), 유출배관(540)이 연결되어 형성되어 있다.
상기한 유입배관(520)은 글로브박스의 내부의 공기를 제1정제기(300)로 유입시키는 관을 의미한다.
상기한 유출배관(540)은 제1정제기(300)에서 처리된 공기를 배출하는 기능을 수행하는 관을 의미한다.
상기한 유입배관(520)은 제1밸브(1)와 연결되어 있고 제1밸브(1)는 제1선택배관(510)과 연결되어 있으며, 상기한 제1선택배관(510)은 유출관(41)과 연결되어 있다.
상기한 유출배관(540)은 제2밸브(2)와 연결되어 있고, 제2밸브(2)는 제2선택배관(530)과 연결되어 있다.
상기한 제1선택배관(510)은 제5밸브(5) 및 제1밸브(1)와 연결되는 T자 구조로 되어 있어서, 배출 공기를 제5밸브(5)와 연결된 제2선택배관(530) 또는/및 제1밸브(1)와 연결된 유입배관(520)으로 유입시키게 하는 기능을 수행한다.
상기한 유출관(41)은 메인쳄버(90)에 형성되어 있으며 메인쳄버(90) 내부의 공기를 정제기(제1정제기 또는/및 제2정제기)로 유입시키는 기능을 수행한다.
도 2에서 보는 바와 같이, 상기한 제2선택배관(530)은 제2밸브(2), 제5밸브(5), 제3선택배관(590)과 연결될 수 있는 T자 구조로 되어 있다.
상기한 제3선택배관(590)은 제2선택배관(530), 제3밸브(3), 제6밸브(6)와 연결되는 T자 구조로 형성되어 있다.
따라서 제3선택배관(590)은 제2선택배관(530)으로부터 오는 공기를 제2유입배관(550) 또는/및 제4선택배관(570)으로 유통하게 할 수 있다.
상기한 제2정제기(200)는 제2유입배관(550), 제2유출배관(560)이 연결되어 형성되어 있다.
상기한 제2유입배관(550)은 글로브박스로부터 오는 공기 또는 제1정제기(300)로부터 오는 공기를 제2정제기(200)로 유입시키는 관을 의미한다.
상기한 제2유출배관(560)은 제2정제기(200)에서 처리된 공기를 배출하는 기능을 수행하는 관을 의미한다.
상기한 제2유입배관(550)은 제3밸브(3)와 연결되어 있어서 제3선택배관(590)으로부터 유입되는 공기를 제2정제기(200)로 유입시키는 기능을 수행한다.
도 2에서 보는 바와 같이, 상기한 제4선택배관(570)은 제6밸브(6), 제4밸브(4), 블로워유입관(580)과 연결되어 있다.
따라서 제4선택배관(570)은 제3선택배관(590) 또는/및 제2유출배관(560)으로부터 오는 공기를 유통하게 하는 기능을 수행한다.
상기한 블로워유입관(580)은 제4선택배관(570)과 연결되어 있어서 메인챔버(90) 내부의 공기를 블로워부(400)에 의하여 제1정제기(300) 또는/및 제2정제기(200)로 유입시켜서 처리한후 다시 메인챔버(90) 내부로 유입시키는 기능이 수행된다.
본 발명의 상기한 연결배관 밸브 시스템(500)과 제1정제기(300), 제2정제기(200)의 연결구조로 인하여 제1정제기(300)와 제2정제기(200)를 순환적으로 또는 일시적으로 사용하게 되어 종래의 정제기를 재생(Regeneration)시키는 시간이 보통15~20시간 이상으로서 하루 정도가 소요되게 되며 그에 따른 재생(Regeneration)되는 시간동안은 연구실험을 할 수 없는 불편함을 제거하는 효과가 있다.
본 발명의 상기한 제1밸브(1), 제2밸브(2), 제3밸브(3), 제4밸브(4), 제5밸브(5), 제6밸브(6)는 상기한 콘트롤 시스템(50)에 의하여 개폐가 제어되게 되고,
제1정제기(300), 제2정제기(200)의 작동도 콘트롤 시스템(50)에 의하여 제어되게 된다.
본 발명의 기술적 특징은 상기한 콘트롤 시스템(50)에 의한 연결배관 밸브 시스템(500) 및 제1정제기(300), 제2정제기(200)의 작동 제어 방법에 있다.
즉, 본 발명은 상기한 제1밸브(1), 제2밸브(2), 제3밸브(3), 제4밸브(4), 제5밸브(5), 제6밸브(6)는 상기한 콘트롤 시스템(50)에 의하여 개폐가 제어되게 되고,
제1정제기(300), 제2정제기(200)의 작동도 콘트롤 시스템(50)에 의하여 제어되어 공기의 이동을 제어하게 되며 그에 따라 휴지기간이 없이 글로브박스의 O2와 H20의 농도를 최저로 유지시킬 수 있는 기능이 나타난다.
본 발명은 콘트롤 시스템(50)에 의하여 제1밸브(1), 제2밸브(2), 제6밸브(6)를 열게 하고 제3밸브(3), 제4밸브(4), 제5밸브(5)를 닫게 하며 제1정제기(300)를 가동시켜 메인챔버(90) 내부의 공기를 제1정제기(300)의 제습조(310), 산소제거조(320)에서 O2와 H20의를 제거 처리하도록 가동하게 하는 제어 과정을 수행한다.
상기한 제어 과정 후에 콘트롤 시스템(50)에 의하여 제1밸브(1), 제2밸브(2), 제6밸브(6)를 닫게 하고 제3밸브(3), 제4밸브(4), 제5밸브(5)를 열게 하며 제2정제기(200)를 가동시켜 메인챔버(90) 내부의 공기를 제2정제기(200)의 제습조(210), 산소제거조(220)에서 O2와 H20의를 제거 처리하도록 가동하게 하며,
제1정제기(300)는 재생(Regeneration) 운용되도록 제어 과정을 수행한다.
다시, 콘트롤 시스템(50)에 의하여 제1밸브(1), 제2밸브(2), 제6밸브(6)를 열게 하고 제3밸브(3), 제4밸브(4), 제5밸브(5)를 닫게 하며 제1정제기(300)를 가동시켜 메인챔버(90) 내부의 공기를 제1정제기(300)의 제습조(310), 산소제거조(320)에서 O2와 H20의를 제거 처리하도록 가동하게 하고,
제2정제기(200) 재생(Regeneration) 운용되도록 제어 과정을 수행한다.
이와 같은 콘트롤 시스템(50)에 의한 제1밸브(1), 제2밸브(2), 제3밸브(3), 제4밸브(4), 제5밸브(5), 제6밸브(6)의 개폐 및 제1정제기(300), 제2정제기(200)의 작동 제어 방법에 의하여 글로브박스에서의 정제기의 재생이 필요없는 운영을 할 수 있어 글로브박스 내부의 O2와 H20의를 제거를 지속적으로 할 수 있는 작용과 효과가 나타나게 된다.
또한, 글로브박스의 재생(Regeneration)시에는 블로워부의 가동을 멈추고, 글로브박스를 밀폐된 상태에서 재생(Regeneration)되게 시켜야 되는데 이때 글로브박스가 정밀하게 밀폐되었다고 하더라도 공정 또는 실험에 사용되는 재료등의 표면에 남아있는 미세한 O2 및 H2O가 기기의 동작 이나 분자 활동으로 인하여 글로브박스내의 연구 실험체 주변의 O2 및 H2O의 농도가 올라가게 되는데,
본 발명은 상기한 콘트롤 시스템(50)에 의한 연결배관 밸브 시스템(500) 및 밸브들의 제어 방법에 의하여 그러한 문제점을 완전히 해결하게 된다.
또한, 본 발명은 콘트롤 시스템(50)에 의하여 제1밸브(1), 제2밸브(2), 제3밸브(3), 제4밸브(4)는 열어 두고, 제5밸브(5), 제6밸브(6)는 닫는 작동 제어를 하고,
제1정제기(300), 제2정제기(200)를 작동하게 하는 작동 제어 방법을 수행하게 된다.
이와 같은 작동 제어 방법은 메인챔버(90) 내부의 O2 와 H2O를 종래 기술 또는 선행기술의 글로브박스 보다 헌저히 빠르게 제거시킬 수 있는 작용과 효과가 나타난다.
또한 공정 또는 실험에 사용되는 재료등의 표면에 남아있는 미세한 O2 및 H2O가 기기의 동작 이나 분자 활동으로 인하여 글로브박스내의 연구 실험체 주변의 O2 및 H2O의 농도가 올라가게 되는 문제점을 해결하는 작용과 효과가 나타난다.
본 발명은 상기한 구성과 기능으로 이루어진 기능성 정제기 시스템 및 그 운용방법을 제공한다.
본 발명은 글로브 박스를 생산, 제조, 판매, 유통, 연구하는 산업에 매우 유용하다.
특히 본 발명은 정제기 및 이를 이용한 글로브 박스를 생산, 제조, 판매, 유통, 연구하는 산업에 매우 유용하다.
글로브 박스(100),
콘트롤 시스템(50), 배기밸브(60), 수분분석기(70), 산소분석기(71), 압력센서(72), 메인챔버(90),
블로워부(400), 제1정제기(300), 제2정제기(200),
연결배관 밸브 시스템(500),
제1선택배관(510), 유입배관(520), 유출배관(540), 제2선택배관(530), 제3선택배관(590), 제2유입배관(550), 제2유출배관(560), 제4선택배관(570),
제1밸브(1), 제2밸브(2), 제3밸브(3), 제4밸브(4), 제5밸브(5), 제6밸브(6),
기능성 정제기 시스템(1000).

Claims (3)

  1. 글로브박스에 구성되는 정제기 시스템에 있어서,
    블로워부(400), 제1정제기(300), 제2정제기(200)를 포함하여 구성되고,
    연결배관 밸브 시스템(500)을 구비한 것을 특징으로 하는 기능성 정제기 시스템(1000).
  2. 제1항에 있어서,
    상기한 연결배관 밸브 시스템(500)은 제1선택배관(510), 유입배관(520), 유출배관(540), 제2선택배관(530), 제3선택배관(590), 제2유입배관(550), 제2유출배관(560), 제4선택배관(570)을 포함하여 구성되고,
    제1선택배관(510), 유입배관(520) 사이에 제1밸브(1)가 형성되고,
    제1선택배관(510), 제2선택배관(530) 사이에 제5밸브(5)가 형성되며,
    유출배관(540), 제2선택배관(530) 사이에 제2밸브(2)가 형성되고,
    제3선택배관(590), 제2유입배관(550) 사이에 제3밸브(3)가 형성되고,
    제3선택배관(590), 제4선택배관(570) 사이에 제6밸브(6)가 형성되고,
    제2유출배관(560), 제4선택배관(570) 사이에 제4밸브(4)가 형성되어 있는 구조를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기능성 정제기 시스템(1000).
  3. 제1항 또는 제2항의 기능성 정제기 시스템(1000)에 있어서,
    콘트롤 시스템(50)에 의하여 연결배관 밸브 시스템(500)의 제1밸브(1), 제2밸브(2), 제6밸브(6)를 열게 하고 제3밸브(3), 제4밸브(4), 제5밸브(5)를 닫게 하며 제1정제기(300)를 가동시켜 메인챔버(90) 내부의 공기를 제1정제기(300)를 처리하도록 가동 제어 하고,
    상기한 제어 과정 후에 콘트롤 시스템(50)에 의하여 제1밸브(1), 제2밸브(2), 제6밸브(6)를 닫게 하고 제3밸브(3), 제4밸브(4), 제5밸브(5)를 열게 하며 제2정제기(200)를 가동시켜 메인챔버(90) 내부의 공기를 처리하도록 가동하게 하는 것을 특징으로 하는 기능성 정제기 시스템의 운용방법.


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