KR101320550B1

KR101320550B1 - 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101320550B1
Application number: KR1020120074560A
Authority: KR
Inventors: 조창영
Original assignee: (주)다리온
Priority date: 2012-07-09
Filing date: 2012-07-09
Publication date: 2013-10-28

Abstract

본 발명은 반도체 제조설비 배관용 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프 및 그 제조방법을 개시한다. 본 발명은 스테인리스 파이프의 양단에 각각 환형 플랜지를 결합하고, 스테인리스 파이프의 중공부에 내피를 형성하도록 수지 파이프를 삽입하여 수지 파이프 양단을 외측으로 확장 절곡시켜 환형 플랜지에 적층 합체되는 가스켓부를 형성하는 공정에 의해 스테인리스 파이프와 수지 파이프가 합체된 이중 구조의 파이프를 제공하게 된다. 이러한 구성을 가지는 본 발명에 의한 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프에 따르면, 반도체 제조설비 배관 내부의 내식성 향상과 이물질이나 더스트 또는 파우더의 증착이나 고착을 최소한으로 억제할 수 있으므로 배관의 수명을 향상시켜 배관 내부 청소 및 교체 주기를 늘려 원가 절감과 생산성 향상을 도모할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프 및 그 제조방법{Stainless Steel combine Synthetic Resine Dual Pipe and Fabrication Method Thereof}

본 발명은 이중 구조 파이프 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스테인리스 파이프와 수지 파이프가 내외피로 합체된 이중 구조 파이프 및 그 제조방법에 관한 것이며, 특히 반도체 제조설비의 프로세스 가스 배관용으로 적합한 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프 및 그 제조방법에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 반도체 제조공정이나 LCD 제조공정에서는 클린룸(Clean Room) 구간 내의 공정 챔버에 다종다양한 종류의 반응 가스를 일정한 품질 상태로 안정적이고 안전하게 공급하기 위한 각종 가스공급 설비가 필수적으로 설치된다.

통상 반도체 및 LCD 제조공정의 가스공급 설비를 통하여 공급되는 가스는 소위 "벌크 가스"라고 불리우는 일반 가스와, "프로세스 가스"라고 불리우는 특수재료 가스 등이 있다.

예를 들면, 벌크 가스는 드라이 에어, 질소, 산소, 수소, 아르곤, 헬륨 등과 같이 비교적 대량으로 소비되는 일반 가스가 주종을 이루고 있으며, 프로세스 가스는 모노 실란, 포스핀, 삼불화질소, 암모니아 등과 같은 특수재료 가스가 주종을 이루고 있다.

특히, 프로세스 가스의 경우 미반응 가스와 부성(副成) 가스를 배출하게 되므로 유독성과 부식성 및 가연성 등이 매우 강하여 진공펌프 등과 같은 제해(除害)장치나 배기가스 처리장치(스크러버; scrubber)를 통해 무해화(無害化) 상태로 정화시켜 대기로 방출해야 한다.

따라서, 반도체 및 LCD 제조공정의 가스공급 설비는 프로세스 장치에까지 이르는 동안 가스의 고순도를 유지하면서 오염이나 누출을 방지할 수 있도록 충분한 청정도와 내식성 및 강도를 지닌 특수 배관 설비를 필요로 한다. 이러한 배관 설비는 품질, 안정성, 메인티넌스성, 경제성 등을 고려하여 선정하게 되는데, 통상 배기가스의 독성과 부식성 등으로 인하여 내식성이 뛰어난 스테인리스 파이프가 주로 이용되고 있다.

그런데, 반도체 및 LCD 제조공정의 프로세스 배기가스에는 반응생성물이나 더스트 등의 미립자가 다량 함유되어 있어서 배기가스가 진공펌프 또는 배기가스 처리장치로 이동되는 과정에서 외부 온도 변화 등에 의해 빠르게 파우더화되면서 배관의 내부에 침적되거나 고착된다. 이러한 현상을 최대한 억제시키기 위하여 특히 일반 가스에 비해 독성과 부식성 등이 강한 프로세스 가스의 배관은 스테인리스 파이프의 표면 보호를 위해 내주면에 예를 들어 테프론(Teflon)이라고 불리우는 불소수지(PTFE ; Poly Tetra Fluoro Ethylene)층과 같은 특수 코팅층을 형성하여 사용하는 것이 일반적이다.

그러나, 스테인리스 파이프의 내주면에 테프론(Teflon) 코팅층을 형성하기 위한 작업시에 코팅 작업의 용이성과 효율성이 매우 떨어지므로 균일한 두께의 양호한 코팅층을 형성하기가 어려운 문제점이 있다.

따라서, 종래의 반도체 제조설비의 프로세스 가스 배관용 스테인리스 파이프는 중심부의 내주면에 표면보호용 코팅층이 불균일하게 형성되어 그 부위가 쉽게 부식되면서 파우더 침적 현상이 촉진됨으로써 전체 배관설비의 수명을 단축시키는 문제점이 있다.

또한, 스테인리스 파이프의 내주면에 형성된 테프론 코팅층은 육안 관찰이 어려운 미세 균열이 발생하여 종종 외부 충격에 의해 쉽게 박리되거나 파손되는 취약성을 가지는 단점이 있다.

따라서, 종래 반도체 제조설비의 프로세스 가스 배관용 스테인리스 파이프는 주기적으로 배관 내부를 청소해 주거나 배관을 교체해주어야 하는데, 이를 위해서는 제조공정을 멈춘 후 배관의 내부 청소나 분리 교체 작업을 해야 하는데에 따른 원가 상승과 생산성 저하의 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 반도체 제조설비의 프로세스 가스 배관용 스테인리스 파이프가 지니는 문제점을 감안하여 이를 개선하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 배기가스와의 반응 관계성이 낮은 재료의 선택과 구조의 개량에 의해 배관 내부의 부식을 최소한으로 억제할 수 있도록 내식성을 향상시킨 반도체 제조설비의 프로세스 가스 배관용 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 배기가스와의 반응 관계성이 낮은 재료의 선택과 구조의 개량에 의해 배관 내부에 이물질이나 더스트 또는 파우더의 증착이나 고착을 최소한으로 억제할 수 있는 반도체 제조설비의 프로세스 가스 배관용 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 배관 내부의 내식성 향상과 파우더 증착 및 고착현상을 최소한으로 억제할 수 있도록 개량된 구조에 의해 수명을 향상시킨 반도체 제조설비의 프로세스 가스 배관용 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 구조 개량에 의한 수명 향상으로 배기 성능과 생산성 향상을 도모할 수 있는 반도체 제조설비의 프로세스 가스 배관용 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 배기가스와의 반응 관계성이 낮은 재료의 선택과 구조의 개량에 의해 배관 내부의 부식을 최소한으로 억제할 수 있도록 내식성을 향상시켜 수명과 배기 성능을 향상시킨 다용도 배관설비용 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프는, 스테인리스 파이프와; 상기 스테인리스 파이프의 양단에 각각 구비되는 1쌍의 플랜지와; 상기 스테인리스 파이프의 중공부에 삽입되어 내피를 형성하며, 양단이 상기 플랜지에 적층되어 합체되도록 절곡 성형된 가스켓부를 가지는 수지 파이프;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프의 제조방법은, 스테인리스 파이프의 양단에 각각 플랜지를 결합하는 단계와; 상기 스테인리스 파이프의 중공부에 내피를 형성하도록 수지 파이프를 삽입하는 단계; 및 상기 수지 파이프의 양단을 외측으로 확장 절곡시켜 상기 플랜지에 적층되도록 합체되는 가스켓부를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 스테인리스 파이프는 서로 다른 직경과 표면 재질로 이루어진 1쌍의 회전 롤러 사이로 스테인리스 강판을 이송시키며 벤딩 가공하여 튜브 형태로 성형한 것이 바람직하다.

본 발명의 일측면에 따르면, 상기 1쌍의 회전 롤러는 금속 롤러와, 그 금속 롤러보다 큰 직경을 가지는 폴리우레탄 롤러로 이우러지는 것이 바람직하다. 이러한 롤러 구성에 따르면, 각 롤러의 직경 차이에 따른 회전수와 표면마찰계수의 차이에 의해 스테인리스 강판이 일방향으로 이송되면서 선단부가 일측으로 벤딩되어 튜브 형태로 성형 가공될 수 있다.

그리고, 상기 수지 파이프는 폴리에틸렌(PE; Polyethylene), 폴리프로필렌(PP; Polypropylene), 경질염화비닐(PVC; Rigid Polyvinyl Chloride) 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 일측면에 따르면, 상기 수지 파이프의 내주면은 표면거칠기가 20nm 내지 65nm의 범위를 가지도록 형성되는 것이 바람직하며, 이러한 구성은 배관 내부에 이물질이나 더스트 또는 파우더의 증착이나 고착을 최소한으로 억제할 수 있도록 하기 위한 것이다.

또한, 상기 수지 파이프의 가스켓부는 상기 플랜지의 내측에서 외측으로 균등하게 확장되는 상태로 40% 이상의 면적에 걸쳐 적층되게 성형되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 가스켓부는 플랜지에 구비된 결합공을 폐쇄하지 않도록 내측에서 결합공에 바로 인접한 위치에 이르도록 외측으로 절곡 확장되어 적층될 수 있다.

다른 한편으로, 상기 가스켓부는 플랜지와 전면적으로 겹쳐지도록 절곡 확장되게 적층될 수 있으며, 이러한 적층 구조의 경우 결합공은 가스켓과 플랜지를 동축상으로 관통하도록 형성된다.

그리고, 상기 플랜지는 도너츠형태의 환형 구조나 사각형의 구조 등 통상의 배관용 플랜지의 구조가 채택된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 스테인리스 파이프의 내주면과 상기 수지 파이프의 외주면 중 어느 일측에 표면보호용 코팅층이 더 형성될 수 있다.

상기 표면보호용 코팅층은 예를 들어 테프론계열의 코팅층이 형성될 수 있으며, 그러한 코팅층이 본 발명을 한정지우는 것은 아니고, 내식성 향상을 위한 공지의 다양한 코팅층이 채용될 수 있음은 물론이다.

본 발명에 의한 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프 및 그 제조방법에 따르면, 배관 내부의 내식성 향상과 이물질이나 더스트 또는 파우더의 증착이나 고착을 최소한으로 억제할 수 있으므로 배관 수명을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명에 따르면 스테인리스 파이프와 수지 파이프가 외피 및 내피로 형성됨에 따라 외부 충격에 의해 쉽게 박리되거나 파손되는 취약성을 보완하여 배관의 성능과 수명을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 배관의 수명과 성능 및 강도 향상에 의해 배관 내부 청소 및 교체 주기를 늘려 원가 절감과 생산성 향상을 도모할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

상술한 바와 같은 효과를 얻을 수 있는 본 발명에 의한 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프에 따르면, 반도체 제조설비의 프로세스 가스 배관용으로는 물론 특수가스를 사용하는 각종 산업설비의 배관용으로 유효하게 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프를 도시해 보인 개략적 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 의한 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프의 요부를 발췌하여 일부를 절개하여 도시해 보인 개략적 사시도,
도 3은 도 1에 도시된 본 발명에 의한 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프의 요부를 발췌하여 개략적으로 도시해 보인 단면도,
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 일실시예에 따른 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프의 제조방법을 설명하기 위해 도시해 보인 개략적 공정도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프의 제조방법을 설명하기 위해 도시해 보인 개략적 공정도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프를 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면 본 발명에 의한 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프(100)는, 스테인리스 파이프(110)와, 그 스테인리스 파이프(110)의 양단에 각각 구비된 환형 플랜지(120)와, 상기 스테인리스 파이프(110)의 중공부에 동축상으로 삽입되어 내피를 형성하는 수지 파이프(130) 및 그 수지 파이프(130)의 끝단이 외측으로 절곡 확장 성형되어 상기 환형 플랜지(120)에 적층된 상태로 합체된 가스켓부(131)를 포함하는 이중 구조체 파이프로 이루어진다.

상기 스테인리스 파이프(110)는 튜브 형태로 성형된 통상적인 파이프 구조를 가지는 것으로서, 후술하는 본 발명에 따른 제조방법에 의해 최적의 상태로 성형될 수 있다.

즉, 본 발명의 일측면에 따르면, 상기 스테인리스 파이프(110)는 서로 맞물려 회전하도록 설치된 1쌍의 롤러 사이로 스테인리스 강판을 이송시켜 선단부를 일측으로 벤딩 가공하여 튜브 형태로 성형하고, 벤딩되어 맞닿는 양끝단을 용접하여 파이프 구조로 성형하는 것이 바람직하다.

상기 1쌍의 롤러는 금속 롤러와 그 보다 큰 직경을 가지는 우레탄 롤러를 대응적으로 설치함으로써, 각 롤러의 회전수와 표면마찰계수의 차이에 의해 스테인리스 강판이 일방향으로 이송되면서 선단이 일측으로 벤딩되어 튜브 형태로 성형 가공될 수 있다.

상기한 스테인리스 파이프(110)의 성형 가공은 후술하는 본 발명의 제조방법에 대한 설명시에 보다 구체적이고 상세하게 설명하기로 한다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면 상기 스테인리스 파이프(110)는 통상적인 강관 제조공정에 의해 튜브 형태로 성형 제작된 기존의 스테인리스 파이프를 그대로 이용할 수도 있다.

상기 환형 플랜지(120)는 용접에 의해 상기 스테인리스 파이프(110)의 양끝단에 결합되도록 설치되는 것으로서, 볼트 등의 결합부재가 체결될 수 있도록 복수의 결합공(121)이 마련되어 있다.

따라서, 서로 다른 단위 스테인리스 파이프(110)가 서로 마주보도록 상기 환형 플랜지(120)를 서로 대면시킨 상태에서 볼트 등의 결합부재를 상기 결합공(121)에 체결함으로써, 상기 스테인리스 파이프(110)가 복수개로 연장되도록 결합되어 배관 설비로 기능할 수 있게 된다.

한편, 상기 환형 플랜지(120)는 상기 스테인리스 파이프(110)의 직경에 따라 다양한 형태의 규격을 선택적으로 구비할 수 있다.

그리고, 상기 환형 플랜지(120)는 본 발명의 일실시예에 해당하는 것으로서, 예컨대 사각형이나 마름꼴 구조 등과 같이 통상적인 공지공용의 배관용 플랜지 구조를 다양하게 채용할 수 있음 물론이다. 이러한 플랜지의 형상 구조에 따라 후술하는 수지 파이프(130)의 가스켓부(131)는 대응적인 형상 구조로 성형되는 것은 당연하다.

본 발명에 따르면, 상기 스테인리스 파이프(110)와 상기 환형 플랜지(120)는 예를 들어 SUS304, SUS316, SUS316L 등과 같은 스테인리스 재질을 기본으로 내식성을 높이기 위해 개량된 공지의 다양한 계열을 이용할 수 있으며, 예컨대 광휘소둔이나 전해연마 등과 같은 표면처리나 표면보호용 코팅층을 형성한 상태로 사용할 수도 있다.

상기 수지 파이프(130)는 통상적인 튜브 형태의 파이프 구조를 가지는 것으로서, 상기 스테인리스 파이프(110)의 중공부에 동축상으로 삽입되어 내피를 형성하게 된다. 이러한 내피 구조의 형성시 상기 수지 파이프(130)는 가스켓부(131)를형성하기 위하여 상기 스테인리스 파이프(110)의 길이보다 길게 형성된다. 그 이유는 상기 수지 파이프(130)의 가스켓부(131)가 상기 환형 플랜지(120)의 내측에서 외측으로 균등하게 확장 절곡되어 적층 성형되도록 하기 위해서이다.

따라서, 상기 수지 파이프(130)가 상기 스테인리스 파이프(110)에 삽입된 상태에서 양끝단이 외부로 노출되도록 돌출된 상태로 정렬되어 결합된다.

즉, 상기 가스켓부(131)는 환형 플랜지(120)에 구비된 결합공(121)을 폐쇄하지 않도록 내측에서 결합공(121)에 바로 인접한 위치에 이르도록 외측으로 절곡 확장되어 적층되도록 성형될 수 있다. 이러한 구성에 따르면, 상기 결합공(121)의 중심은 환형 플랜지(120)의 중심선에 배열되므로, 상기 가스켓부(131)는 상기 환형 플랜지(120)의 내측에서 외측으로 균등하게 40% 내외의 면적에 걸쳐 확장되는 상태로 적층되게 성형될 수 있다.

다른 한편으로, 상기 가스켓부(131)는 환형 플랜지(120)와 전면적으로 겹쳐지도록 절곡 확장되어 적층되도록 성형될 수 있다. 이러한 적층 구조의 경우 결합공(121)은 가스켓부(131)와 환형 플랜지(120)를 동축상으로 관통하도록 형성된다.

따라서, 상기 수지 파이프(130)의 가스켓부(131)는 상기 환형 플랜지(120)의 내측에서 외측으로 균등하게 확장되는 상태로 40% 이상의 면적에 걸쳐 적층되게 성형되는 것이 바람직하나, 이러한 수치에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

즉, 상기 가스켓부(131)의 절곡 성형시 가장자리를 커팅하여 제거하는 마무리 가공과정을 고려하면, 상기 수지 파이프(130)가 상기 스테인리스 파이프(110)의 중공부에 삽입된 상태에서 양끝단으로 노출되도록 돌출되는 길이는 마무리 가공의 용이성 등을 감안하여 상기 환형 플랜지(120)의 폭에 대하여 적절한 상대적 길이로 선택하여 돌출시킬 수 있다.

상술한 바와 같이 상기 수지 파이프(130)의 양끝단이 외부로 노출되도록 돌출된 상태로 상기 스테인리스 파이프(110)에 삽입된 상태에서 상기 수지 파이프(130)의 돌출부를 예컨대, 열압착 등에 의해 외측으로 절곡하여 확장 성형시킨다. 이때, 절곡 성형부의 가장자리를 커팅 지그 등으로 잘라내어 마무리 가공함으로써 상기 환형 플랜지(120)에 적층된 상태로 합체된 가스켓부(131)가 형성된다.

상기 가스켓부(131)는 서로 다른 단위 스테인리스 파이프(110)가 서로 마주보도록 상기 환형 플랜지(120)가 서로 대면되는 상태에서, 각 환형 플랜지의 사이에 개재되도록 위치하여 배관 이음부의 기밀을 위한 씰링부재로 기능하게 된다.

본 발명에 따르면, 상기 수지 파이프(130)는 폴리에틸렌(PE; Polyethylene), 폴리프로필렌(PP; Polypropylene), 경질염화비닐(PVC; Rigid Polyvinyl Chloride) 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 성형될 수 있다.

참고적으로, 상기 수지 파이프(130)의 재질을 상술한 바와 같이 한정한 이유를 설명하면 다음과 같다.

즉, 본 출원인은 반도체 제조설비 배관으로 이용되고 있는 기존의 스테인리스 파이프가 지니는 문제점을 개선하기 위한 기술 개발 과정에서 폴리카보네이트(PC; Polycarbonate), 폴리에틸렌(PE; Polyethylene), 폴리프로필렌(PP; Polypropylene), 경질염화비닐(PVC; Rigid Polyvinyl Chloride)로 제작한 시편을 실제 반도체 제조공정 배관설비에서 채취한 불산 함유 응축수에 투입하여 변화되는 상태를 실험하면서 그 결과를 관찰하였다.

상술한 바와 같은 실험을 관찰한 결과에 따르면, 폴리카보네이트(PC; Polycarbonate) 시편은 일정 시간이 경과하면서 육안 관찰이 가능한 정도로 완전히 분해되는데 반하여, 폴리에틸렌(PE; Polyethylene)과 폴리프로필렌(PP; Polypropylene) 및 경질염화비닐(PVC; Rigid Polyvinyl Chloride) 시편은 별다른 변화없이 원상태가 유지되는 것을 관찰할 수 있었다.

따라서, 본 발명에 따른 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프를 구성함에 있어서, 상기 수지 파이프(130)를 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 경질염화비닐(PVC) 중 어느 하나의 재질로 선택하게 되는 경우, 반도체 및 LCD 제조공정의 프로세스 배기가스 배관용으로 사용하게 될 때 우수한 내식성 등으로 인하여 유효한 작용효과를 얻을 수가 있다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 스테인리스 파이프(110)와 상기 수지 파이프(130)의 사이에 표면보호용 코팅층(코팅재; 미도시)이 더 개재되도록 형성될 수 있다.

상기한 표면보호용 코팅층(미도시)은 예를 들어 테프론계열의 코팅층이 형성될 수 있으며, 그러한 코팅층이 본 발명을 한정지우는 것은 아니고, 배기가스의 특성 등에 따라 내식성 향상을 위한 공지공용의 다양한 코팅층이 선택적으로 채용될 수 있음은 물론이다. 이러한 표면보호용 코팅층은 코팅층 형성을 위한 작업조건에 따라 상기 스테인리스 파이프(110)의 내주면에 형성할 수도 있으며, 상기 수지 파이프(130)의 외주면에 형성할 수도 있다.

본 발명의 일측면에 따르면, 상기 수지 파이프(130)의 내주면은 표면거칠기가 20nm 내지 65nm의 범위를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상술한 바와 같은 표면보호용 코팅층을 형성하는 구성과 표면거칠기를 필요로 하는 구성은 배관 내부의 내식성 향상과 이물질이나 더스트 또는 파우더의 증착이나 고착을 최소한으로 억제할 수 있는 효과를 보다 높일 수 있는 기능을 부여하기 위한 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대한 반도체 제조설비 배관용 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프의 제조방법을 상세하게 설명한다.

도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 일실예에 따른 반도체 제조설비 배관용 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프의 제조방법을 설명하기 위해 개략적으로 도시해 보인 공정 순서도이다.

도 4a 내지 도 4f를 참조하면 본 발명에 따른 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프의 제조방법은, 먼저, 도 4a에 도시한 바와 같이 서로 다른 직경과 표면 재질로 이루어진 1쌍의 회전 롤러(11)(21)의 사이로 스테인리스 강판(101)을 이송시키면서 선단부를 일측으로 벤딩 가공하여 튜브 형태로 성형한다. 여기서, 미설명 도면 부호 10 및 20은 각각 상기 1쌍의 회전 롤러(11)(21)를 회전 가능한 상태로 지지하기 위하여 구동부(미도시)에 연결되도록 설치된 회전축을 나타낸다.

상기 1쌍의 롤러는 금속 롤러(11)와 그 보다 큰 직경을 가지는 우레탄 롤러(12)를 대응적으로 설치함으로써, 각 롤러의 직경 차이에 따른 회전수와 표면마찰계수의 차이에 의해 스테인리스 강판이 일방향으로 이송되면서 선단부가 일측으로 벤딩 가공되어 튜브 형태로 성형할 수 있다.

이어서, 벤딩 가공에 의해 튜브형태로 성형된 스테인리스 강판의 맞닿는 양끝단(111)을 도 4b에 도시한 바와 같이 용접하여 스테인리스 파이프(110)의 성형 가공을 완료한다.

다음 공정 순서는, 도 4c에 도시한 바와 같이 상기 스테인리스 파이프(110)의 양단에 용접공정을 통하여 환형 플랜지(120)를 설치한다.

본 발명의 일측면에 따르면, 상기 환형 플랜지(120)는 상기 스테인리스 파이프(110)의 직경에 따라 다양한 형태의 규격을 선택적으로 설치할 수 있으며, 볼트 등의 결합부재가 체결될 수 있도록 복수의 결합공(121)이 마련되어 있다.

다음 공정 순서는, 도 4d에 도시한 바와 같이 상기 스테인리스 파이프(110)의 중공부에 내피를 형성하도록 수지 파이프(130)를 삽입한다.

본 발명에 따르면, 상기 수지 파이프(130)는 통상적인 튜브 형태의 파이프 구조를 가지는 것으로서, 내피 구조의 형성시 가스켓부(131)를 형성하기 위하여 상기 스테인리스 파이프(110)의 길이보다 길게 형성된다.

따라서, 상기 수지 파이프(130)가 상기 스테인리스 파이프(110)에 완전히 삽입된 상태에서는 도 4e에 도시한 바와 같이 양끝단이 외부로 노출되도록 돌출된 상태로 정렬되어 결합된다. 이때 상기 스테인리스 파이프(110)의 양끝단으로 노출되는 수지 파이프(130)의 돌출 길이는 가스켓부(131)를 형성하기 위하여 상기 환형 플랜지(120)의 폭 길이에 대해 대략 40% 이상이 되도록 하는 것이 바람직하나, 이러한 수치에 한정되는 것은 아니다.

다음 공정 순서는, 상술한 바와 같이 상기 수지 파이프(130)의 양끝단이 외부로 노출되도록 돌출된 상태로 상기 스테인리스 파이프(110)에 삽입된 상태에서 도 4f에 도시한 바와 같이 상기 수지 파이프(130)의 돌출부를 예컨대, 열압착 등에 의해 외측으로 절곡하여 확장 성형시킨다. 이때, 절곡 성형부의 가장자리를 커팅 지그 등으로 커팅하여 마무리 가공함으로써 상기 환형 플랜지(120)에 적층된 상태로 합체된 가스켓부(131)가 형성되어 본 발명에 의한 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프가 완성된다.

본 발명에 따르면, 상기 가스켓부(131)는 상기 환형 플랜지(120)의 결합공(121)이 노출될 수 있도록 가장자리가 커팅에 의해 제거되도록 마무리 가공된 상태에서 상기 환형 플랜지(120)의 내측에서 외측으로 적층되도록 동심원상의 환형으로 성형되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 가스켓부(131)는 환형 플랜지(120)에 구비된 결합공(121)을 폐쇄하지 않도록 내측에서 결합공(121)에 바로 인접한 위치에 이르도록 외측으로 절곡 확장되어 적층되도록 성형될 수 있다.

따라서, 상기 가스켓부(131)의 절곡 성형시 가장자리의 커팅에 의한 마무리 가공과정을 고려하면, 상기 수지 파이프(130)가 상기 스테인리스 파이프(110)의 양끝단으로 노출되도록 돌출되는 길이는 가공의 용이성 등을 감안하여 상기 환형 플랜지(120)의 폭에 대하여 적절한 상대적 길이로 선택하여 돌출시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 제조설비 배관용 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프의 제조방법을 설명하기 위한 공정 흐름도를 나타내 보인 것이다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 제조설비 배관용 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프의 제조방법은, 스테인리스 파이프의 양단에 환형 플랜지를 설치하는 단계(S-10)와, 상기 스테인리스 파이프의 중공부에 내피를 형성하도록 수지 파이프를 삽입하는 단계(S-20) 및 상기 수지 파이프의 양단을 확장 절곡시켜 상기 환형 플랜지에 적층되는 가스켓부를 형성하는 단계(S-30)를 포함하여 구성된다.

이 실시예에 의한 본 발명의 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프의 제조방법에 따르면, 상기 스테인리스 파이프는 통상적인 강관 제조공정에 의해 튜브 형태로 성형 제작된 기존의 스테인리스 파이프를 외피체로 이용한다. 즉, 도 5에 도시된 실시예의 제조공정에서는 도 4a 및 도 4b에 도시한 실시예에서와 같이 스테인리스 강판(101)을 1쌍의 회전 롤러 사이로 이송시키면서 선단부를 일측으로 벤딩 가공하여 튜브 형태의 스테인리스 파이프로 성형하는 공정이 배제된다.

그리고, 상기 S-10 단계와 S-20 단계 및 S-30 단계는 각각 도 4c 내지 도 4f의 공정과 실질적으로 동일한 공정 구성으로 이루어져 있으며, 따라서 각 공정에 대한 상세한 설명은 상술한 도 4c 내지 도 4f의 공정에 대한 설명으로 대체한다.

한편, 이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프(100)는 반도체 및 LCD 제조설비의 프로세스 가스 배관용으로 용도가 한정되는 것은 아니며 유독성과 부식성 및 가연성 등이 매우 강한 배기가스를 배출하는 산업용 설비의 배관에도 유용하게 채용할 수 있음은 물론이다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

110 : 스테인리스 파이프 120 : 플랜지
121 : 결합공 130 : 수지 파이프
131 : 가스켓부

Claims

스테인리스 파이프와;
상기 스테인리스 파이프의 양단에 각각 구비되는 1쌍의 플랜지와;
상기 스테인리스 파이프의 중공부에 삽입되어 내피를 형성하며, 양단이 상기 플랜지에 적층되어 합체되도록 절곡 성형된 가스켓부를 가지는 수지 파이프;를 포함하고,
상기 수지 파이프의 가스켓부는 상기 플랜지의 내측에서 외측으로 균등하게 40% 이상의 면적에 걸쳐 적층되도록 성형되는 것을 특징으로 하는 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프.
제 1 항에 있어서, 상기 스테인리스 파이프는,
서로 다른 직경과 표면 재질로 이루어진 1쌍의 회전 롤러 사이로 스테인리스 강판을 이송시키며 벤딩 가공하여 튜브 형태로 성형한 것을 특징으로 하는 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프.
제 1 항에 있어서, 상기 스테인리스 파이프는,
금속 롤러와, 그 금속 롤러보다 큰직경을 가지는 폴리우레탄 롤러의 사이로 스테인리스 강판을 이송시키며 벤딩 가공하여 튜브 형태로 성형한 것을 특징으로 하는 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프.
제 1 항에 있어서,
상기 수지 파이프는 폴리에틸렌(PE; Polyethylene), 폴리프로필렌(PP; Polypropylene), 경질염화비닐(PVC; Rigid Polyvinyl Chloride) 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프.
삭제
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스테인리스 파이프의 내주면과 상기 수지 파이프의 외주면 어느 일측에는 표면보호용 코팅층이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수지 파이프의 내주면은 표면거칠기가 20nm 내지 65nm의 범위를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프.
스테인리스 파이프의 양단에 각각 플랜지를 결합하는 단계와;
상기 스테인리스 파이프의 중공부에 내피를 형성하도록 수지 파이프를 삽입하는 단계; 및
상기 수지 파이프의 양단을 외측으로 확장 절곡시켜 상기 플랜지의 내측에서 외측으로 균등하게 40% 이상의 면적에 걸쳐 상기 플랜지에 적층되도록 합체되는 가스켓부를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프의 제조방법.
제 8 항에 있어서,
상기 스테인리스 파이프의 내주면과 상기 수지 파이프의 외주면 중 어느 일측에 표면보호용 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프의 제조방법.
제 8 항에 있어서, 상기 스테인리스 파이프는,
서로 다른 직경과 표면 재질로 이루어진 1쌍의 회전 롤러 사이로 스테인리스 강판을 이송시켜 선단부를 일측으로 벤딩 가공하여 튜브 형태로 성형하는 단계와;
상기 벤딩 가공에 의해 튜브형태로 성형된 스테인리스 강판의 맞닿는 양끝단을 용접하여 스테인리스 파이프를 형성하는 용접단계;를 포함하는 가공 공정에 의해 성형되는 것을 특징으로 하는 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프의 제조방법.
제 10 항에 있어서,
상기 1쌍의 회전 롤러는 금속 롤러와, 그 금속 롤러보다 큰 직경을 가지는 폴리우레탄 롤러로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프의 제조방법.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 수지 파이프는 폴리에틸렌(PE; Polyethylene), 폴리프로필렌(PP; Polypropylene), 경질염화비닐(PVC; Rigid Polyvinyl Chloride) 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스테인리스 수지 합체 이중 파이프의 제조방법.
삭제
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 수지 파이프의 내주면은 표면거칠기가 20nm 내지 65nm의 범위를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스테인리스 수지 합체 이중 구조 파이프의 제조방법.