보온병

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1. 개요
2. 역사
3. 구조 및 원리
- 3.1. 기본 구조
- 3.2. 열 이동 차단 원리
4. 종류 및 용도
- 4.1. 종류
- 4.2. 용도
5. 관리 및 주의사항
- 5.1. 세척
- 5.2. 안전
6. 제조 및 표시 (일본 기준)
참조

1. 개요

보온병은 실온보다 뜨겁거나 차가운 내용물을 보존하기 위해 사용되는 용기이다. 독일의 아돌프 페르디난트 바인홀트가 액화 가스 보존용으로 제작한 이중벽 유리병에서 시작되었으며, 제임스 듀어의 연구를 통해 진공 상태를 이용한 보온 효과가 개선되었다. 1904년 독일에서 상업화되었으며, '써모스'라는 상표로 널리 알려졌다. 보온병은 열전도와 열복사를 막는 구조로 되어 있으며, 가정용, 산업용 등 다양한 용도로 사용된다. 보온병은 진공 상태의 유리 용기 파손 위험이 있으며, 세척 및 안전에 유의해야 한다.

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보온병
개요
일반적인 듀어 플라스크의 단면도
유형	저장 용기
발명가	제임스 듀어
발명일	1892년
명칭
영어	Vacuum flask (배큠 플라스크)
한국어	보온병
일본어	魔法瓶 (마호빈)
구조 및 원리
주요 구성 요소	내부 용기 외부 용기 진공층 마개
단열 원리	진공 단열: 용기 사이의 진공층이 열전달(전도, 대류)을 억제 반사: 용기 표면의 반사 코팅이 복사열 전달을 억제
재료
내부/외부 용기	유리 또는 스테인리스 강
진공층	진공
역사
발명	제임스 듀어가 1892년에 발명
상업화	1904년에 독일의 라인홀트 부르거, 알베르트 암만, 구스타프 로버가 "Thermos"라는 상표로 특허를 얻고 상업화
일반 명칭화	"Thermos"가 일반적인 보온병을 지칭하는 명칭으로 널리 사용됨
활용
용도	음료 및 음식 보온/보냉 과학 실험 산업 현장
참고	"Thermos"는 Thermos LLC의 등록 상표 다양한 형태와 크기로 제공됨

2. 역사

Gustav Robert Paalen, Double Walled Vessel. Patent 27 June 1908, published 13 July 1909

보온병의 시초는 1881년 독일의 아돌프 페르디난트 바인홀트가 액화 가스 보존용으로 제작한 벽 사이의 공기를 뺀 이중벽 유리병이다. 1892년 스코틀랜드 과학자 제임스 듀어는 저온학 분야 연구를 위해 팔라듐의 비열을 결정하는 실험을 하던 중, 팔라듐을 원하는 온도로 유지하기 위해 다른 챔버에 넣은 놋쇠 챔버를 만들었다.^[1] 그는 두 챔버 사이의 공기를 제거하여 부분 진공 상태를 만들어 내용물의 온도를 안정적으로 유지했다. 1891년 영국의 듀어는 액체 산소 보존용으로 금속제 이중벽 용기를 제작, 이어서 내부에 은 도금을 한 이중벽 유리병을 제작했다. 이는 그의 이름을 따서 '''듀어 병'''(Dewar flask)이라고 불린다. 듀어는 자신의 발명품에 대한 특허를 거부하여 다른 사람들이 유리와 알루미늄과 같은 새로운 재료를 사용하여 플라스크를 개발할 수 있게 했고, 이는 화학 실험에 중요한 도구이자 일반 가정용품이 되었다.^[1]

듀어의 디자인은 1904년 두 명의 독일 유리 공예가인 라인홀트 버거와 알버트 아셴브레너가 차가운 음료는 차갑게, 따뜻한 음료는 따뜻하게 유지하는 데 사용할 수 있다는 것을 발견하고 일상적인 사용에 적합한 더 견고한 플라스크 디자인을 발명하면서 빠르게 상업화되었다.^[2]^[3] 듀어 플라스크 디자인은 특허를 받은 적이 없었지만 제품의 상업적 사용을 발견한 독일인들은 이를 ''Thermos''라고 명명하고, 상업용 제품의 권리와 해당 이름의 상표를 모두 주장했다. 그 후 발명에 대한 권리를 주장하려던 듀어는 대신 회사와의 법정 소송에서 패소했다.^[4] 1904년에는, 독일의 테르모스사가 상품화에 성공했고, 상품명은 "테르모스"(써모스)이다. 비엔나의 발명가이자 상인인 구스타프 로베르트 팔렌은 써모스 병의 제조 및 성능을 대폭 개선하고 향상시켰으며, 국내 사용을 위한 다양한 유형을 설계하고 특허를 냈으며, 미국, 캐나다 및 영국에 있는 써모스 병 회사를 통해 널리 배포했는데, 이 회사들은 각 국가 시장에 대한 라이센스를 구매했다. 아메리칸 써모스 병 회사는 코네티컷주 노리치에 대량 생산 설비를 구축하여 가격을 낮추고 가정용 제품의 광범위한 유통을 가능하게 했다.^[2]

1909년, 일본에 처음으로 보온병이 수입되었으며, 1912년에는 오사카의 일본전구의 야기 테이지로가 국산품 1호기를 개발했다. 1978년, 일본산소 주식회사에 의해 스테인리스강제 진공 단열 보온병이 개발되었다.

"써모스"라는 용어는 진공 플라스크를 통칭하는 일반 명사가 되었다. 현재 ''Thermos''와 ''THERMOS''는 미국을 포함한 일부 국가에서 등록 상표로 남아 있지만,^[5]^[6]^[7] 소문자 "thermos"는 1963년 미국 법원 판결에 의해 일반화된 상표로 선언되었다.^[8]^[9]^[10]

2. 1. 발명의 기원

보온병의 시초는 1881년 독일의 아돌프 페르디난트 바인홀트가 액화 가스 보존용으로 제작한 벽 사이의 공기를 뺀 이중벽 유리병이다. 1892년 스코틀랜드 과학자 제임스 듀어는 저온학 분야 연구를 위해 팔라듐의 비열을 결정하는 실험을 하던 중, 팔라듐을 원하는 온도로 유지하기 위해 다른 챔버에 넣은 놋쇠 챔버를 만들었다.^[1] 그는 두 챔버 사이의 공기를 제거하여 부분 진공 상태를 만들어 내용물의 온도를 안정적으로 유지했다. 1891년 영국의 듀어는 액체 산소 보존용으로 금속제 이중벽 용기를 제작, 이어서 내부에 은 도금을 한 이중벽 유리병을 제작했다. 이는 그의 이름을 따서 '''듀어 병'''(Dewar flask)이라고 불린다. 듀어는 자신의 발명품에 대한 특허를 거부하여 다른 사람들이 유리와 알루미늄과 같은 새로운 재료를 사용하여 플라스크를 개발할 수 있게 했고, 이는 화학 실험에 중요한 도구이자 일반 가정용품이 되었다.^[1]

듀어의 디자인은 1904년 두 명의 독일 유리 공예가인 라인홀트 버거와 알버트 아셴브레너가 차가운 음료는 차갑게, 따뜻한 음료는 따뜻하게 유지하는 데 사용할 수 있다는 것을 발견하고 일상적인 사용에 적합한 더 견고한 플라스크 디자인을 발명하면서 빠르게 상업화되었다.^[2]^[3] 듀어 플라스크 디자인은 특허를 받은 적이 없었지만 제품의 상업적 사용을 발견한 독일인들은 이를 ''Thermos''라고 명명하고, 상업용 제품의 권리와 해당 이름의 상표를 모두 주장했다. 그 후 발명에 대한 권리를 주장하려던 듀어는 대신 회사와의 법정 소송에서 패소했다.^[4] 1904년에는, 독일의 테르모스사가 상품화에 성공했고, 상품명은 "테르모스"(써모스)이다. 비엔나의 발명가이자 상인인 구스타프 로베르트 팔렌은 써모스 병의 제조 및 성능을 대폭 개선하고 향상시켰으며, 국내 사용을 위한 다양한 유형을 설계하고 특허를 냈으며, 미국, 캐나다 및 영국에 있는 써모스 병 회사를 통해 널리 배포했는데, 이 회사들은 각 국가 시장에 대한 라이센스를 구매했다. 아메리칸 써모스 병 회사는 코네티컷주 노리치에 대량 생산 설비를 구축하여 가격을 낮추고 가정용 제품의 광범위한 유통을 가능하게 했다.^[2]

1909년, 일본에 처음으로 보온병이 수입되었으며, 1912년에는 오사카의 일본전구의 야기 테이지로가 국산품 1호기를 개발했다. 1978년, 일본산소 주식회사에 의해 스테인리스강제 진공 단열 보온병이 개발되었다.

"써모스"라는 용어는 진공 플라스크를 통칭하는 일반 명사가 되었다. 현재 ''Thermos''와 ''THERMOS''는 미국을 포함한 일부 국가에서 등록 상표로 남아 있지만,^[5]^[6]^[7] 소문자 "thermos"는 1963년 미국 법원 판결에 의해 일반화된 상표로 선언되었다.^[8]^[9]^[10]

2. 2. 상용화 및 발전

진공 플라스크는 1892년 스코틀랜드 과학자 제임스 듀어가 저온학 연구를 위해 발명했으며, 그의 이름을 따 듀어 플라스크라고도 불린다.^[1] 듀어는 팔라듐의 비열을 측정하는 실험 중 팔라듐을 원하는 온도로 유지하기 위해 이중 챔버 구조를 고안했다.^[1] 그는 두 챔버 사이의 공기를 제거하여 부분 진공 상태를 만들었지만, 자신의 발명품에 대한 특허를 거부했다.^[1]

1881년에는 독일의 아돌프 페르디난트 바인홀트가 액화 가스 보존용으로 벽 사이의 공기를 뺀 이중벽 유리병을 제작했다. 1891년에 듀어는 액체 산소 보존용으로 금속제 이중벽 용기를 제작하고, 이어서 내부에 은 도금을 한 이중벽 유리병을 제작했다. 이는 그의 이름을 따서 '''듀어 병'''(Dewar flask)이라고 불린다.

1904년, 독일의 유리 공예가 라인홀트 버거와 알버트 아셴브레너는 듀어의 디자인을 개량하여 차가운 음료는 차갑게, 따뜻한 음료는 따뜻하게 유지하는 견고한 플라스크를 발명하며 상업화했다.^[2]^[3] 이들은 제품을 ''Thermos''라고 명명하고 상표권을 주장했으나, 듀어는 권리 소송에서 패소했다.^[4] 비엔나의 구스타프 로베르트 팔렌은 써모스 병의 제조 및 성능을 대폭 개선하고 다양한 유형을 설계하여 특허를 냈으며, 미국, 캐나다 및 영국에 널리 배포했다. 아메리칸 써모스 병 회사는 코네티컷주 노리치에 대량 생산 설비를 구축하여 가격을 낮추고 가정용 제품의 광범위한 유통을 가능하게 했다.^[2] 1909년에는 일본에 처음으로 보온병이 수입되었는데, 이것은 당시에 병에 마개를 막는 단순한 구조였다.

1912년에는 오사카의 일본전구의 야기 테이지로가 일본 국산품 1호기를 개발했고, 같은 회사가 상표 등록한 "보온병"이라는 명칭이 일반적으로 사용되게 되었다.^[25] 제1차 세계 대전의 발발로 유럽에서 동남아시아로의 수출이 어려워지자 일본산 보온병의 수요는 더욱 높아졌다.^[22] 제2차 세계 대전으로 인해 일본에서의 보온병의 제조는 중단되었지만, 1947년경에 수출을 재개했다.^[22] 1950년의 일본경제신문 기사에서는 당시 보온병의 품질이 전전보다 떨어졌다고 지적하면서, 표준품의 기준으로 끓인 물을 하룻밤 두어도 80도를 유지하는 것을 소개했다.^[26]

1978년, 일본산소 주식회사에 의해 스테인리스강제 진공 단열 보온병이 개발되어 현재의 주류가 되었다.

"써모스"라는 용어는 진공 플라스크를 통칭하는 일반 명사가 되었다. 1963년 미국 법원 판결에 의해 소문자 "thermos"는 일반화된 상표로 선언되었지만,^[8]^[9]^[10] 현재 ''Thermos''와 ''THERMOS''는 미국을 포함한 일부 국가에서 등록 상표로 남아 있다.^[5]^[6]^[7]

2. 3. 한국에서의 역사

1881년, 독일의 아돌프 페르디난트 바인홀트가 액화 가스 보존용으로 제작한 벽 사이의 공기를 뺀 이중벽 유리병이 보온병의 원형이다.^[24] 1891년, 영국의 듀어는 액체 산소 보존용으로 금속제 이중벽 용기를 제작, 이어서 내부에 은 도금을 한 이중벽 유리병을 제작했다. 이는 그의 이름을 따서 '''듀어 병'''(Dewar flask)이라고 불린다.^[24] 1904년에는, 독일의 테르모스사가 상품화에 성공했고, 상품명은 "테르모스"(써모스)이다.^[24]

일본에서 "보온병"이라는 단어는 한 설에 따르면, 사냥을 하는 사람이 신문사의 취재를 받았을 때, 편리한 도구로서 "보온병"이라는 호칭을 사용했고, 그것이 1907년 10월 22일의 신문에 문장으로 게재되어 세상에 널리 퍼져나갔다고 추정된다.^[24] 혹은, 미국의 보온병 제조 회사로 『알라딘과 요술램프』에서 유래한 사명을 가진 알라딘사와 관련이 있다는 추측도 따로 존재한다.

1909년, 일본에 처음으로 보온병이 수입되었다. 당시 보온병은 병에 마개를 막는 단순한 구조였다. 1912년, 오사카의 일본전구의 야기 테이지로가 국산품 1호기를 개발했고, 같은 회사가 상표 등록한 보온병이라는 명칭이 일반적으로 사용된다.^[22] 이노우에 야스시가 어린 시절의 보온병에 대한 추억을 담은 사소설 『마법병』에는 당시 보온병이 매우 섬세한 것이었음을 보여주는 에피소드가 등장한다.^[25] 그러나 당시 일본 내 수요는 적었고, 유럽에서 이주해 온 사람들이 많았던 동남아시아를 대상으로 주로 수출되었다.^[22] 제1차 세계 대전의 발발로 유럽에서 동남아시아로의 수출이 어려워지자 일본산 보온병의 수요는 더욱 높아졌다.^[22]

제2차 세계 대전으로 인해 일본에서의 보온병 제조는 중단되었지만, 1947년경에 수출을 재개했고, 유리 장인이 하나씩 만들었던 중병의 제조도 대량 생산으로 이행했다.^[22] 또한 일본 국내에서도 보온병이 보급되었다.^[22] 1950년의 일본경제신문 기사에서는 당시 보온병의 품질이 전전보다 떨어졌다고 지적하며, 표준품의 기준으로 끓인 물을 하룻밤 두어도 80도를 유지하는 것을 소개했다. 당시에는 속의 유리병이 파손되었을 경우 6~7할 가격으로 교환하기도 했다.^[26]

1978년, 일본의 산업 가스 대기업 일본산소 주식회사에 의해, 스테인리스강제 진공 단열 보온병이 개발된다. 이것이 후의 써모스가 되었고, 현재의 주류가 되기에 이르렀다. 이전에 미국에서 개발되었던 스테인리스강제 보온병은, 분말 단열재를 사용하고 있었다.

3. 구조 및 원리

보온병은 이중 구조로 되어 있으며, 내층과 외층 사이의 공간이 진공 상태이다. 유리제의 경우, 진공 쪽 면은 도금이 되어 있으며 경면이다.^[23]

용기 안에 넣은 물건의 온도가 변화하는 것은, 열전도에 의해 내용물의 열이 닿아 있는 용기의 내벽으로 이동하고, 거기에서 용기의 외벽을 통해 용기 밖으로 빠져나가기 때문이다. 또한 열복사에 의해 열이 전자기파로 용기에 흡수되거나, 밖으로 빠져나가는 것도 원인이다. 이 두 가지를 막기 위해 고안된 것이 보온병이다.

진공 기술에 관해서는 마찬가지로 진공이 중요한 백열전구의 제조와 공통점이 있어, 초기의 보온병 개발에는 전구 기술자가 참여했다.^[23]

; 열전도를 막기

: 물체와 물체가 접촉하고 있는 부분에서 열이 빠져나가기 때문에, 용기를 이중 구조로 하고, 그 사이를 진공으로 하여 열의 이동을 차단한다. 다만 용기를 이중으로 해도 외층에 의해 내층이 지탱되고 있으므로 접점이 존재하여, 완전히 열전도를 막을 수는 없다. 또한, 완전한 진공 상태를 인위적으로 만들어낼 수는 없으며, 일반적으로 말하는 진공이란 "극히 저압의 상태"이다. 따라서, 완전한 열전도의 차단은 매우 어렵다.

; 열복사를 막기

: 내용물의 에너지가 전자기파의 형태를 띤 복사로 빠져나가는 것을 막기 위해, 경면에 의한 반사를 이용하고 있다. 이것에 의해, 방사된 전자기파를 내용물로 되돌려 밖으로 나오지 않게 할 수 있다. 다만 완전한 경면은 존재하지 않으며, 실제로는 90% 정도의 반사율이므로, 나머지는 주로 내층에 흡수되어 버린다. 따라서 완전한 열복사를 막을 수는 없다.

정착형 포트 등 용량이 큰 것은 특히 물속의 칼슘 성분이 침적되기 쉬우므로, 정기적으로 제거할 필요가 있다. 물리적으로 문질러서 제거하려고 하면 유리까지 손상되어 파손되기 쉬우므로, 구연산 등을 주성분으로 하는 세정제나 초산을 사용하여 제거하는 것이 좋다.

3. 1. 기본 구조

보온병은 두 개의 용기로 구성되며, 하나는 다른 하나 안에 위치하고 목에서 연결된다. 두 용기 사이의 간격은 부분적으로 공기가 제거되어 부분적인 진공 상태를 생성하며, 이는 열 열전도 또는 대류를 감소시킨다.^[11] 열복사에 의한 열 전달은 간격을 마주보는 플라스크 표면을 은도금하여 최소화할 수 있지만, 플라스크의 내용물이나 주변 환경이 매우 뜨거울 경우 문제가 될 수 있다. 따라서 보온병은 일반적으로 물의 비등점 이하의 내용물을 담는다. 대부분의 열 전달은 진공이 없는 플라스크의 목과 개구를 통해 발생한다. 보온병은 일반적으로 금속, 붕규산 유리, 폼 또는 플라스틱으로 만들어지며, 개구부는 마개로 코르크 또는 폴리에틸렌 플라스틱으로 막혀 있다. ^[23]

매우 크거나 긴 보온병은 때때로 목만으로는 내부 플라스크를 완전히 지지할 수 없으므로, 내부와 외부 쉘 사이에 ''스페이서''를 통해 추가적인 지지대가 제공된다. 이 스페이서는 열 교량 역할을 하며, 스페이서가 내부 표면에 접촉하는 부분 주변의 플라스크의 단열 특성을 부분적으로 감소시킨다.

보온병은 이중 구조로 되어 있으며, 내층과 외층 사이의 공간이 진공 상태이다. 유리제의 경우, 진공 쪽 면은 도금이 되어 있으며 경면이다.

용기 안에 넣은 물건의 온도가 변화하는 것은, 열전도에 의해 내용물의 열이 닿아 있는 용기의 내벽으로 이동하고, 거기에서 용기의 외벽을 통해 용기 밖으로 빠져나가기 때문이다. 또한 열복사에 의해 열이 전자기파로 용기에 흡수되거나, 밖으로 빠져나가는 것도 원인이다.

정착형 포트 등 용량이 큰 것은 특히 물속의 칼슘 성분이 침적되기 쉬우므로, 정기적으로 제거할 필요가 있다. 물리적으로 문질러서 제거하려고 하면 유리까지 손상되어 파손되기 쉬우므로, 구연산 등을 주성분으로 하는 세정제나 초산을 사용하여 제거하는 것이 좋다.

3. 2. 열 이동 차단 원리

보온병은 두 개의 용기로 구성되어 있으며, 안쪽 용기와 바깥쪽 용기는 목 부분에서 연결된다. 두 용기 사이는 부분적으로 공기가 제거된 진공 상태여서 열전도나 대류에 의한 열 이동을 줄인다.^[11] 열복사에 의한 열 전달은 용기 표면을 은도금하여 최소화할 수 있지만, 내용물이나 주변 환경이 매우 뜨거우면 문제가 될 수 있다.^[11] 따라서 보온병은 주로 물의 끓는점 이하의 내용물을 담는 데 사용된다. 대부분의 열은 진공이 아닌 플라스크의 목과 개구를 통해 전달된다.^[11]

보온병은 일반적으로 금속, 붕규산 유리, 폼 또는 플라스틱으로 만들어지며, 마개는 코르크나 폴리에틸렌 플라스틱으로 만든다. 보온병은 단열 운송 용기로 자주 사용된다.^[11]

매우 크거나 긴 보온병은 내부 플라스크를 목만으로 완전히 지지하기 어려워, 내부와 외부 쉘 사이에 ''스페이서''를 통해 추가적인 지지대를 제공하기도 한다. 이 스페이서는 열 교량 역할을 하여, 내부 표면에 접촉하는 부분 주변의 단열 특성을 부분적으로 감소시킨다.^[11]

NMR 및 MRI 기계와 같은 여러 기술적 응용 분야는 이중 보온병을 사용한다. 이 플라스크는 두 개의 진공 구역을 갖는다. 내부 플라스크에는 액체 헬륨이, 외부 플라스크에는 액체 질소가 들어 있으며, 그 사이에 하나의 진공 구역이 있어 헬륨 손실을 줄인다.^[11]

보온병의 개선 사항으로는 ''증기 냉각 방사선 차폐''와 ''증기 냉각 목''이 있으며, 이들은 플라스크의 증발을 줄이는 데 도움을 준다.^[11]

보온병은 이중 구조로, 내층과 외층 사이의 공간은 진공 상태이다. 유리제의 경우 진공 쪽 면은 도금되어 경면이다.^[23]

용기 안 내용물의 온도가 변하는 이유는 열전도에 의해 내용물의 열이 용기 내벽으로 이동하고, 외벽을 통해 밖으로 빠져나가기 때문이다. 또한 열복사로 열이 전자기파 형태로 용기에 흡수되거나 밖으로 빠져나가는 것도 원인이다. 보온병은 이러한 현상을 막기 위해 고안되었다.^[23]

진공 기술은 진공이 중요한 백열전구 제조와 공통점이 있어, 초기 보온병 개발에는 전구 기술자가 참여했다.^[23]

열전도를 막기 위해: 용기를 이중 구조로 하고 그 사이를 진공으로 만들어 열 이동을 차단한다. 하지만 외층이 내층을 지지하는 접점이 있어 열전도를 완전히 막을 수는 없다. 또한, 완전한 진공은 불가능하며, "극히 저압의 상태"가 일반적이라 완전한 열전도 차단은 어렵다.
열복사를 막기 위해: 경면 반사를 이용하여 방사된 전자기파를 내용물로 되돌려 밖으로 나가지 않게 한다. 하지만 완전한 경면은 없어 실제로는 90% 정도만 반사되고 나머지는 내층에 흡수되어, 완전한 열복사 차단은 불가능하다.

정착형 포트 등 용량이 큰 보온병은 물속 칼슘 성분이 침적되기 쉬우므로, 구연산 등을 주성분으로 하는 세정제나 초산을 사용하여 정기적으로 제거해야 한다.

4. 종류 및 용도

보온병은 실온보다 뜨겁거나 차가운 내용물을 보존하기 위해 사용된다.^[12]^[13]^[14] 가정이나 식품 산업의 용도로 사용되는 것이 보통이다. 일반적으로 가정에서 사용되는 보온병은 대략 24시간동안 차가운 내용물을 일정한 온도에서 보관할 수 있으며, 뜨거운 내용물은 8시간정도 일정한 온도에서 보관할 수 있다. 어떤 보온병은 마개가 컵으로도 사용 가능하도록 만들어져 있다.

산업 분야에서는 산소나 질소 등 실온보다 훨씬 낮은 온도에서 액체가 되는 물질을 보관하기 위해 진공 플라스크를 사용한다.^[12] 실험실 및 산업 현장에서는 진공 플라스크가 급속 냉동, 시료 준비 및 극저온을 생성하거나 유지하는 기타 공정을 위해 액체 가스(일반적으로 끓는점 77 K의 액체 질소)를 담는 데 자주 사용된다. 더 큰 진공 플라스크는 산소 및 질소와 같이 주위 온도보다 훨씬 낮은 온도에서 기체로 변하는 액체를 보관한다. 이 경우 병의 극도로 차가운 내부로 열이 새어 들어가 액체가 천천히 끓어 올라 좁고 마개가 없는 개구부 또는 압력 방출 밸브로 보호되는 마개가 있는 개구부가 필요하여 압력이 축적되어 결국 플라스크가 파손되는 것을 방지한다. 진공 플라스크의 단열은 매우 느린 "끓음"을 유발하므로 내용물이 냉장 장비 없이도 오랫동안 액체 상태로 유지된다.

진공 플라스크는 전기 표준으로 사용되는 정밀 전압 조절 장치에서 표준 전지와 오븐 처리된 제너 다이오드를 인쇄 회로 기판과 함께 보관하는 데 사용되었다. 플라스크는 오랜 기간 동안 제너 온도를 제어하는 데 도움이 되었으며 온도 변동으로 인한 제너 표준의 출력 전압 변동을 백만 분의 몇 부분 이내로 줄이는 데 사용되었다.

진공 플라스크의 원리는 특정 유형의 로켓 연료를 저장하는 데 이상적이므로 NASA는 1960년대와 1970년대에 새턴 발사체의 추진제 탱크에 이를 광범위하게 사용했다.

산업용 듀어 플라스크는 의료품 수송을 수동적으로 단열하는 데 사용되는 장치의 기본이 된다.^[15]^[16] 대부분의 백신은 열에 민감하며^[17]^[18] 안정적인 냉동 온도 유지를 위한 콜드 체인 시스템이 필요하다. Arktek 장치는 8개의 1리터 얼음 블록을 사용하여 백신을 10 °C 미만으로 유지한다.^[19]

석유 및 가스 산업에서는 듀어 플라스크를 와이어라인 로깅 도구의 전자 부품을 단열하는 데 사용한다.^[20] 기존 로깅 도구(350 °F로 평가)는 모든 민감한 전자 부품을 듀어 플라스크에 설치하여 고온 사양으로 업그레이드된다.^[21]

4. 1. 종류

보온병은 실온보다 뜨겁거나 차가운 내용물을 보존하기 위해 사용된다. 가정이나 식품 산업의 용도로 사용되는 것이 보통이다. 일반적으로 가정에서 사용되는 보온병은 차가운 내용물을 대략 24시간, 뜨거운 내용물은 8시간 정도 일정한 온도에서 보관할 수 있다.

어떤 보온병은 마개가 컵으로도 사용 가능하도록 만들어져 있다.

4. 2. 용도

보온병은 실온보다 뜨겁거나 차가운 내용물을 보존하기 위해 사용된다.^[12]^[13]^[14] 가정이나 식품 산업의 용도로 사용되는 것이 보통이다. 일반적으로 가정에서 사용되는 보온병은 대략 24시간동안 차가운 내용물을 일정한 온도에서 보관할 수 있으며, 뜨거운 내용물은 8시간정도 일정한 온도에서 보관할 수 있다. 어떤 보온병은 마개가 컵으로도 사용 가능하도록 만들어져 있다.

산업 분야에서는 산소나 질소 등 실온보다 훨씬 낮은 온도에서 액체가 되는 물질을 보관하기 위해 진공 플라스크를 사용한다.^[12] 실험실 및 산업 현장에서는 진공 플라스크가 급속 냉동, 시료 준비 및 극저온을 생성하거나 유지하는 기타 공정을 위해 액체 가스(일반적으로 끓는점 77 K의 액체 질소)를 담는 데 자주 사용된다. 더 큰 진공 플라스크는 산소 및 질소와 같이 주위 온도보다 훨씬 낮은 온도에서 기체로 변하는 액체를 보관한다. 이 경우 병의 극도로 차가운 내부로 열이 새어 들어가 액체가 천천히 끓어 올라 좁고 마개가 없는 개구부 또는 압력 방출 밸브로 보호되는 마개가 있는 개구부가 필요하여 압력이 축적되어 결국 플라스크가 파손되는 것을 방지한다. 진공 플라스크의 단열은 매우 느린 "끓음"을 유발하므로 내용물이 냉장 장비 없이도 오랫동안 액체 상태로 유지된다.

진공 플라스크는 전기 표준으로 사용되는 정밀 전압 조절 장치에서 표준 전지와 오븐 처리된 제너 다이오드를 인쇄 회로 기판과 함께 보관하는 데 사용되었다. 플라스크는 오랜 기간 동안 제너 온도를 제어하는 데 도움이 되었으며 온도 변동으로 인한 제너 표준의 출력 전압 변동을 백만 분의 몇 부분 이내로 줄이는 데 사용되었다.

진공 플라스크의 원리는 특정 유형의 로켓 연료를 저장하는 데 이상적이므로 NASA는 1960년대와 1970년대에 새턴 발사체의 추진제 탱크에 이를 광범위하게 사용했다.

산업용 듀어 플라스크는 의료품 수송을 수동적으로 단열하는 데 사용되는 장치의 기본이 된다.^[15]^[16] 대부분의 백신은 열에 민감하며^[17]^[18] 안정적인 냉동 온도 유지를 위한 콜드 체인 시스템이 필요하다. Arktek 장치는 8개의 1리터 얼음 블록을 사용하여 백신을 10 °C 미만으로 유지한다.^[19]

석유 및 가스 산업에서는 듀어 플라스크를 와이어라인 로깅 도구의 전자 부품을 단열하는 데 사용한다.^[20] 기존 로깅 도구(350 °F로 평가)는 모든 민감한 전자 부품을 듀어 플라스크에 설치하여 고온 사양으로 업그레이드된다.^[21]

5. 관리 및 주의사항

보온병의 세척은 기다란 막대의 스펀지가 달린 도구로 청결을 유지관리할 수 있으나 이것이 보온병의 구경이 작은경우등의 이유로 용이하지 않은경우 베이킹 파우더나 식초 등의 천연세제를 사용할 수도 있다.^[37]

진공 플라스크는 내파의 위험이 있으며, 특히 진공 상태의 유리 용기는 예기치 않게 파손될 수 있습니다. 칩, 긁힘 또는 균열은 특히 용기 온도가 급격하게 변할 때(뜨겁거나 차가운 액체를 추가할 때) 위험한 용기 파손의 시작점이 될 수 있습니다. 사용 전에 듀어 진공 플라스크를 템퍼링하여 장치의 기능을 유지하고 최적화하는 것이 좋습니다. 유리 진공 플라스크는 일반적으로 취급을 돕고, 물리적 손상으로부터 보호하며, 파손 시 파편을 담을 수 있도록 실린더가 메쉬, 알루미늄 또는 플라스틱으로 덮이거나 포함된 금속 베이스에 장착됩니다.

또한 극저온 보관 듀어는 일반적으로 가압되어 있으며, 압력 릴리프 밸브를 사용하지 않으면 폭발할 수 있습니다.

진공 플라스크를 설계할 때는 열팽창을 고려해야 합니다. 바깥쪽 벽과 안쪽 벽은 서로 다른 온도에 노출되며 서로 다른 속도로 팽창합니다. 진공 플라스크는 바깥쪽 벽과 안쪽 벽 사이의 열팽창 차이로 인해 파열될 수 있습니다. 팽창 이음은 파열을 방지하고 진공 무결성을 유지하기 위해 튜브형 진공 플라스크에 일반적으로 사용됩니다.

5. 1. 세척

보온병의 세척은 기다란 막대의 스펀지가 달린 도구를 이용하여 청결을 유지 및 관리할 수 있다. 하지만 보온병의 구경이 작은 경우 등에는 이러한 방법이 용이하지 않을 수 있다. 이럴 때는 베이킹 파우더나 식초 등의 천연세제를 사용할 수도 있다.^[37]

5. 2. 안전

진공 플라스크는 내파의 위험이 있으며, 특히 진공 상태의 유리 용기는 예기치 않게 파손될 수 있다. 칩, 긁힘 또는 균열은 특히 용기 온도가 급격하게 변할 때 위험한 용기 파손의 시작점이 될 수 있다. 사용 전에 듀어 진공 플라스크를 템퍼링하여 장치의 기능을 유지하고 최적화하는 것이 좋다. 유리 진공 플라스크는 일반적으로 취급을 돕고, 물리적 손상으로부터 보호하며, 파손 시 파편을 담을 수 있도록 실린더가 메쉬, 알루미늄 또는 플라스틱으로 덮이거나 포함된 금속 베이스에 장착된다.

또한 극저온 보관 듀어는 일반적으로 가압되어 있으며, 압력 릴리프 밸브를 사용하지 않으면 폭발할 수 있다.

진공 플라스크를 설계할 때는 열팽창을 고려해야 한다. 바깥쪽 벽과 안쪽 벽은 서로 다른 온도에 노출되며 서로 다른 속도로 팽창한다. 진공 플라스크는 바깥쪽 벽과 안쪽 벽 사이의 열팽창 차이로 인해 파열될 수 있다. 팽창 이음은 파열을 방지하고 진공 무결성을 유지하기 위해 튜브형 진공 플라스크에 일반적으로 사용된다.

6. 제조 및 표시 (일본 기준)

일본에서는 조지루시 마호빈, 타이거 마호빈, 피콕 마호빈 공업, 글로리아 마호빈 제작소 등 오사카부에 본거지를 둔 기업이 많고, 그 외 부품 제조사도 오사카부에 많아 지역 산업이 되고 있다.^[27]^[28] 또한 보온병 관련 회사의 공업 조합인 전국 보온병 공업 조합도 오사카시 기타구에 사무소를 두고 있다.^[29]

세계 각국에서 "써모스" 브랜드를 전개하고 있는 써모스사의 영국·미국·캐나다 각국 현지 법인은 1989년에 일본산소에 의해 인수되었다.^[30]

일본 산업 규격 (JIS)에 휴대용 및 탁상용 보온병이 규정되어 있다 (JIS S 2006 보온병).^[31] 또한 가정용으로 일정 구조를 가진 보온병은 잡화 공업품으로 가정용품 품질 표시법 및 그 관련 법령의 적용 대상이 되어^[32]^[33]^[34] 국산·수입을 불문하고 국내에서 판매되는 제품^[35]의 외장 등에는 "보온 효력 ○○도 이상(6시간)" 등 성능 및 품질 등 정해진 항목^[36]의 표시를 해야 한다.

참조

_[1] 논문 James Dewar, His Flask and Other Achievements 1996-03
_[2] 웹사이트 Our History http://www.thermos.c[...] Thermos 2013-03-31
_[3] 웹사이트 James Dewar, the man who invented the thermos flask http://www.bbc.co.uk[...] BBC History 2013-04-02
_[4] 웹사이트 Dewar, James — BRITISH CHEMIST AND PHYSICIST http://www.chemistry[...] Advameg, Inc. 2010-12-30
_[5] 웹사이트 US Registration Number: 67002 https://tsdr.uspto.g[...] 2023-04-24
_[6] 웹사이트 US Registration Number: 176064 https://tsdr.uspto.g[...] 2023-04-24
_[7] 웹사이트 US Registration Number: 229816 https://tsdr.uspto.g[...] 2023-04-24
_[8] 논문 Trademarked generic words https://openyls.law.[...]
_[9] 간행물 https://scholar.goog[...] 1963-07-11
_[10] 간행물 https://scholar.goog[...] 1970-12-30
_[11] 웹사이트 History of Cryogenics: A Cryo Central resource from the CSA http://www.cryogenic[...] Cryogenicsociety.org 2012-11-29
_[12] 문서 Apollo Expeditions to the Moon Official NASA publications 1975
_[13] 논문 A Method for Silvering a Dewar Flask for Optical Experiments
_[14] 논문 A Spectrophotometric Dewar Flask with Integral Light Shield
_[15] 간행물 This Revolutionary Cooler Could Save Millions of Lives https://www.wired.co[...] 2013-06-18
_[16] 웹사이트 Gates-backed device extends cold chain to rural areas http://www.fiercevac[...]
_[17] 논문 Frequent exposure to suboptimal temperatures in vaccine cold-chain system in India: results of temperature monitoring in 10 states
_[18] 논문 Evaluation of the Cold-Chain for Oral Polio Vaccine in a Rural District of India
_[19] 간행물 Arktek Awarded Prequalified PQS Status by WHO http://arktek.org/ne[...] ARKTEK 2016-02-25
_[20] 웹사이트 Thermal Management of Downhole Oil and Gas Logging Sensors for HTHP Applications Using Nanoporous Materials https://www.research[...] 2021-02-11
_[21] 문서 High-pressure, high-temperature well logging, perforating and testing. 1993
_[22] 서적 魔法瓶の輸出 https://www.customs.[...] 大阪税関 2019-10-20
_[23] 웹사이트 大阪に「市川兄弟商会」を創立 http://www.zojirushi[...]
_[24] 뉴스 魔法瓶名前の由来は「勘違い」新たな史料を発見 - 大阪日日新聞 http://www.nnn.co.jp[...]
_[25] 서적 少年・あかね雲新潮文庫 1978-10-27
_[26] 뉴스 "保冷温は一昼夜質が落ちた戦後の品" 日本経済新聞 1950-07-12
_[27] 웹사이트 魔法瓶（生活用品関係） https://www.pref.osa[...]
_[28] 웹사이트 "「統計からみる日本の工業」都道府県別の工業" https://www.meti.go.[...]
_[29] 웹사이트 組合概要｜全国魔法瓶工業組合 http://mahobin.org/a[...]
_[30] 웹사이트 サーモスの歴史 http://www.thermos.j[...]
_[31] 서적 2019年10月21日公示JISリスト https://www.meti.go.[...] [[経済産業省]] 2020-01-08
_[32] 서적 家庭用品品質表示法施行令 https://laws.e-gov.g[...] [[総務省行政管理局]] 2019-12-28
_[33] 서적 雑貨工業品品質表示規程 https://www.caa.go.j[...] 消費者庁 2019-12-28
_[34] 서적 家庭用品品質表示法 > 法律の概要 > 関係規程体系 https://www.caa.go.j[...] [[消費者庁]] 2020-01-08
_[35] 서적 "輸入商品に関する表示について {{!}} Q 家庭用品品質表示法の対象商品を日本に輸入して販売を行いたいが、家庭用品品質表示法に基づく表示は必要ですか?" https://www.caa.go.j[...] [[消費者庁]] 2019-12-28
_[36] 웹사이트 魔法瓶 https://www.caa.go.j[...] 消費者庁 2019-12-28
_[37] 뉴스 "세제 대신 레몬껍질, 식초 써서 세탁해요" http://health.chosun[...] 헬스조선

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