KR101346919B1 - 수지 관 - Google Patents

수지 관 Download PDF

Info

Publication number
KR101346919B1
KR101346919B1 KR1020070030231A KR20070030231A KR101346919B1 KR 101346919 B1 KR101346919 B1 KR 101346919B1 KR 1020070030231 A KR1020070030231 A KR 1020070030231A KR 20070030231 A KR20070030231 A KR 20070030231A KR 101346919 B1 KR101346919 B1 KR 101346919B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tube
layer
resin tube
nylon
pfa
Prior art date
Application number
KR1020070030231A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070098594A (ko
Inventor
다다히로 오미
아키노부 데라모토
지로 야마나카
겐고 이와하라
고우지 후카에
Original Assignee
니찌아스 카부시키카이샤
고쿠리츠다이가쿠호진 도호쿠다이가쿠
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 니찌아스 카부시키카이샤, 고쿠리츠다이가쿠호진 도호쿠다이가쿠 filed Critical 니찌아스 카부시키카이샤
Publication of KR20070098594A publication Critical patent/KR20070098594A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101346919B1 publication Critical patent/KR101346919B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B1/00Layered products having a non-planar shape
    • B32B1/08Tubular products
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L11/00Hoses, i.e. flexible pipes
    • F16L11/04Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
    • F16L11/12Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with arrangements for particular purposes, e.g. specially profiled, with protecting layer, heated, electrically conducting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • B32B27/304Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers comprising vinyl halide (co)polymers, e.g. PVC, PVDC, PVF, PVDF
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • B32B27/322Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins comprising halogenated polyolefins, e.g. PTFE
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/34Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyamides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/12Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08L27/16Homopolymers or copolymers or vinylidene fluoride
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L11/00Hoses, i.e. flexible pipes
    • F16L11/04Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2027/00Use of polyvinylhalogenides or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2027/12Use of polyvinylhalogenides or derivatives thereof as moulding material containing fluorine
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0037Other properties
    • B29K2995/0065Permeability to gases
    • B29K2995/0067Permeability to gases non-permeable
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2023/00Tubular articles
    • B29L2023/005Hoses, i.e. flexible
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/724Permeability to gases, adsorption
    • B32B2307/7242Non-permeable
    • B32B2307/7244Oxygen barrier
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2597/00Tubular articles, e.g. hoses, pipes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/1352Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]
    • Y10T428/139Open-ended, self-supporting conduit, cylinder, or tube-type article
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/1352Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]
    • Y10T428/139Open-ended, self-supporting conduit, cylinder, or tube-type article
    • Y10T428/1393Multilayer [continuous layer]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

수지 관에 있어서, 불소수지인 PVDF 가 퍼플루오로모노머를 첨가함으로써 연화되어서, 산소 투과도는 현저하게 감소될 수 있다. 산소 투과도는 외부층으로서 나일론관을 제공함으로써 또한 감소될 수 있다.

Description

수지 관 {RESIN PIPE}
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 따라 관을 도시하는 개략적인 사시도이다.
도 2 는 본 발명의 제 2 실시형태에 따라 관을 설명하는 단면도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 관의 특성을 측정하는 특정 시스템을 도시하는 도면이다.
도 4 는 도 3 에 도시된 측정 시스템에 의해 측정된 투과된 산소량을 도시하는 그래프이다.
도 5 는 도 3 에 도시된 측정 시스템을 이용하여 얻어진 측정 결과를 도시하는 도면이다.
도 6 은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 관을 설명하는 확대도이다.
본 발명은 초순수(UPW: ultrapure water) 또는 화학 용액 등의 액체를 위한 이송 라인에 사용하기에 적합한 수지 관 및 관 재료에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 장치, 액정 표시 장치 등을 제조할 때, 다양한 화학 용 액 외에 초순수(UPW)(수소 또는 오존을 함유한 초순수, 즉 소위 수소수 또는 오존수라고 함)가 종종 수지 관을 통해 이송되어 공급된다. 세정 공정 등에 사용되는 물에 다량의 산소가 용존 산소의 형태로 함유되어 있으면, 자연 산화막이 용존 산소에 의해 형성된다. 따라서, 초순수가 반도체 장치 등을 제조하는데 사용된다. 그러나, 최근에는, 비록 초순수가 사용되더라도, 자연산화막이 마찬가지로 형성되고, 따라서, 초순수에 함유된 금속 성분, 입자, 및 산소를 완전하게 제거하고자 하고 있다.
예컨데, 실리콘 기판을 이용하여 반도체 장치를 제작할 때, 산소와 물이 공존한다면, 자연 산화(SiOx)막이 실리콘 표면에 형성된다. 특히, 수용액에 산소가 함유되어 있으면, 실리콘 표면은 산화되고 또한 에칭되어서, 표면의 미세거칠기(microroughness)가 증가하게 되는 것이 지적되었다.
최근 몇년동안, Si(100) 결정면과 비교하여 PMOSFET 에 대한 더 큰 전류 구동력때문에 실리콘의 Si(110) 결정면의 이용에 주목하고 있다. 그러나, 실리콘의 (110) 결정면은 실리콘의 (100) 결정면과 비교하여, 산소가 수용액에 존재하기 때문에 수용액중에서 더 심하게 에칭된다. 따라서, Si 표면이 수용액을 이용하는 습식 세정에 의해 세정될 때, 수용액 내부로 산소가 혼입되는 것을 방지할 필요가 있다.
수용액 내부로 산소가 혼입되는 것은 세정 등의 처리동안 뿐만 아니라, 초순수, 화학 용액 등을 위한 이송 라인을 구성하는 수지 관을 통해 발생할 수 있다. 이송 라인에서의 산소의 혼입을 감소시키기 위해서, 일본 특허 공개 공보 제 2004-322387(특허 문헌 1) 호에는 가스의 투과를 방지하기 위해 수지로 만들어진 열수축성 벨트형 박 및 관 본체를 포함하는 관이 소개되어 있으며, 상기 벨트형 막은 이 막의 일부분이 서로 겹치도록 관 본체 주위에 나선형으로 감겨 있다.
또한, 특허 문헌 1 은 막의 용융점보다 낮은 온도의 진공 분위기에서 가열하여, 감긴 벨트형 막을 열수축시키고 융접시켜서 감긴 막의 겹쳐진 부분 사이에 존재하는 공기를 제거하는 것을 기재하고 있다. 특허 문헌 1 은 또한 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체(PFA) 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 수지, 또는 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체 (FEP) 수지 등의 불소수지를 관 본체에 사용하는 것을 기재하고 있다. 특허 문헌 1 은 또한 낮은 가스 투과성 및 열수축성을 갖는 폴리비닐리덴 염화물을 벨트형 막에 사용하는 것을 기재하고 있다. 이런 방식으로, 벨트형 막을 이용하여 가스 투과 방지 외부 코팅층을 형성함으로써, 외부 코팅층을 통한 가스의 투과를 방지하여서 관에서 흐르는 초순수 또는 화학 용액에 가스가 용해되어 들어가는 것을 방지하는 것이 가능하다.
반면에, 일본 특허 공개 공보 제 2006-112507 호(특허 문헌 2) 는 반도체 제조 장치, 액정 제조 장치 등에 사용하는 관으로서, 2 종류의 불소수지가 두개의 층으로 적층되어 있는 불소수지 이중 관을 기재하고 있다. 특허 문헌 2 에 기재된 불소수지 이중 관은 내부층관과 외부층관을 포함하고, 내부층 관은 내식성 및 화학적 내성이 우수한 불소수지 (예컨데, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체(PFA), 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합 체(FEP), 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체(ETFE)) 로 되어 있고, 한편, 외부층 관은 가스의 투과를 억제할 수 있는 불소수지 (예컨데, 폴리비닐리덴 불화물(PVDF)) 로 되어 있고, 또한 내부층 관 및 외부층 관은 서로 융접되어 있다.
특허 문헌 2 에 기재된 불소수지 이중 관은, 우수한 내식성, 화학적 내성, 및 가스 투과 방지성을 가지며, 또한 내부층 관과 외부층 관이 서로 견고하게 결합될 수 있다는 이점을 갖는다.
특허 문헌 1 은, 상기 관을 사용하여 배관을 실행하고, 관에서 흐르는 초순수내의 용존 산소량이 용존 산소 측정기에 의해 측정되고, 그 용존 산소량은 3.5 ppb 까지 감소될 수 있다는 것을 기재한다.
한편, 특허 문헌 2 는 내부층 관과 외부층 관 사이의 박리 강도가 3.0 N/m 이상인 불소수지 이중 관을 기재한다. 또한, 특허 문헌 2 는 산소 투과도 및 산소 투과 계수를 정의하고 산소 투과도 및 산소 투과 계수가 감소될 수 있음을 지적한다. 여기서, 특허 문헌 2 는, 산소 투과도로서, 24 시간(1일)당 산소 투과도 (grams/24hr) 를 규정하고, 반면, 산소 투과 계수로서는, (gramsㆍmil/100in2ㆍ24hrㆍatm) 로 주어지는 계수를 규정한다. 즉, 산소 투과도 및 산소 투과 계수는 이하의 식 (1) 및 (2) 에 의해 각각 주어진다.
산소 투과도 (grams/24hr)
= (용존 가스 농도(g/l) × 관의 체적(l)/관에서의 체류 시간(24hr))ㆍㆍ(1)
산소 투과 계수 (gramsㆍmil/100in2ㆍ24hrㆍatm)
= (산소 투과도 × 관 벽 두께(mil)) / (관 표면적(100in2) × 가스 차 압(atm))ㆍㆍ(2)
특허 문헌 2 는 내부층 관과 외부층 관으로서 각각 PFA 층과 PVDF 층을 갖는 불소수지 이중 관은 두 층 사이에 친수화 처리를 하지 않을 때 0.135 (gramsㆍmil/100in2ㆍ24hrㆍatm) 의 산소 투과 계수를 나타내고, 반면에, 두 층 사이에 친수화 처리를 가하면 산소 투과 계수는 0.025 (gramsㆍmil/100in2ㆍ24hrㆍatm) 임을 기재하고 있다. 단독 PFA 층인 경우에 산소 투과 계수는 1.300( (gramsㆍmil/100in2ㆍ24hrㆍatm) 이어서, 특허 문헌 2 에 기재된 불소수지 이중 관은 산소 투과 계수를 현저하게 감소시킬 수 있다.
한편, 최근의 반도체 제조 장치, 액정 제조 장치 등에 있어서 세정 동안에 허용되는 용존 산소량은 10 ppb 이하이고, 이것을 가능하게 하기 위해서, 산소 투과 계수는 5×106 (분자ㆍcm/cm2ㆍsecㆍPa) 가 될 것이 요구되고 있다.
그러나, 특허 문헌 1 에 기재된 관의 사용시에, 용존 산소량은 3.5 ppb 이하, 더욱 작게 1 ppb 이하로는 설정될 수 없다. 한편, 특허 문헌 2 에 기재된 기술의 사용시에는, 내부층 관에 친수화 처리가 가해지더라도 요구되는 산소 투과 계수가 얻어질 수 없다. 즉, 특허 문헌 2 에서 0.025(gramsㆍmil/100in2ㆍ24hrㆍatm) 의 산소 투과 계수를 얻기 위해서는, 친수화 처리를 수행하는 것이 필요한 데, 예컨데, 금속염, 나프탈렌, 및 THF (테트라하이드로퓨란) 의 혼합액을 준비한 후에, 내부층 관을 이 혼합액에 침지시킨 다음, 메탄올 세정으로 나프탈렌을 제거하고, 린싱으로 염화 불소를 제거한다. 따라서, 특허 문헌 2 의 기술에 따르면, 요구되는 산소 투과성을 갖는 관을 얻기 위해서는 복잡한 작업이 요구되고, 또한 외부층 관을 형성하는데 사용되는 PVDF 가 유연하지 않기 때문에 배관이 어렵다는 결점이 있다.
PVDF 는 단일층으로서 사용되더라도 낮은 산소 투과 계수를 제공하지만, 그 굽힘 계수는 2000 MPa 이고, 따라서 배관을 위해서는 더욱 단단하여 실용적으로 사용될 수 없다.
본 발명의 목적은 5×106 (분자ㆍcm/cm2ㆍsecㆍPa) 이하의 산소 투과 계수를 가져서 10 ppb 이하의 용존 산소량을 얻을 수 있으며 또한 유연한 관을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 요구되는 용존 산소량, 산소투과 계수, 및 굽힘 계수를 얻을 수 있는 불소수지를 사용한 관을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 불소수지재의 유연한 관을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 양태에 따라, 5×106 (분자ㆍcm/cm2ㆍsecㆍPa) 이하의 산소 투과 계수 및 1800 MPa 이하의 굽힘 계수를 가지며 불소수지를 함유하는 수지 관이 얻어진다.
본 발명의 제 2 양태에 따라, 상기 수지 관의 표면이 알카리 수용액, 산성 수용액, 중성 수용액, 및 유기 용매 중 하나에 대해 내성을 갖는 수지 관이 얻어진다.
본 발명의 제 3 양태에 따라, 상이한 조성을 갖는 2 종 이상의 재료로 만들어진 수지 관이 얻어진다.
본 발명의 제 4 양태에 따라, 연화된 PVDF 층 또는 나일론층을 포함하는 수지 관이 얻어진다.
본 발명의 제 5 양태에 따라, 산소 투과 계수가 2×106 (분자ㆍcm/cm2ㆍsecㆍPa) 이하인 수지 관이 얻어진다.
본 발명의 제 6 양태에 따라, 연화된 PVDF 또는 나일론층 및 ETFE, PTFE, PVDC, FEP, 및 PFA 중 하나의 층을 포함하는 수지 관이 얻어진다.
일반적으로, 600 MPa 의 굽힘 계수를 갖는 PFA 관은 종종 화학 용액 공급 시스템에 사용되지만, PFA 관을 투과하는 산소 분자는 약 1.56×107 (분자ㆍcm/cm2ㆍsecㆍPa) 이고 106 의 차수(oreder)를 얻는 것은 불가능하다.
본 발명에서, 수용액의 산소 농도를 산소 분자의 수에 있어 약 106 의 차수까지 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따라, 수지 재료의 조성/구조를 최적화함으로써, 공급될 수성 용액/비수성 용액에 대한 내성을 가지며, 또한 적은 양의 산소(가스) 투과를 가능하 게 하는 관이 형성된다. 따라서, 본 발명에 있어서, 가스 투과량이 매우 작은 관을 형성하여서 가스, 특히 산소의 농도가 낮은 화학 용액 또는 초순수 등의 액체를 이송하는데 이용되는 수지 관을 실현하는 것이 가능하다.
이것은 대기중의 O2, CO2 등의 투과를 억제하며, 또한 수소수로부터 관의 외부로 수소의 투과 또는 염산, 불산 등으로부터 관의 외부로 가스의 투과를 억제할 수 있다.
도 1 을 참조하여, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 관이 설명된다. 도시된 관 (10) 은 연화된 PVDF (폴리비닐리덴 불화물), 즉 연화처리를 받은 PVDF 의단일층으로 형성된다. 일반 PVDF 는 2000 MPa 의 굽힘 계수를 가지며 유연성이 없어서, 일반 PVDF 으로 만들어진 관은 굽힘 등의 공정을 받는 수지관으로서 적합하지 않다. 굽힘 계수가 1800 MPa 이하라면, 관은 유연해서 수지관으로서 실용적으로 이용될 수 있다.
이 관점에서, 도시된 PVDF 관 (10) 은 퍼플루오로모노머를 첨가함으로써 분자력을 약화시키는 연화 처리를 받는다. 그 결과, 연화된 PVDF 관 (10) 은 1200 MPa 의 굽힘 계수를 갖게 되어서 유연해지고, 따라서, 반도체 제조 장치, 액정 제조 장치 등에 적용될 때, 요구되는 배관을 위해 자유롭게 구부러질 수 있다.
또한, 연화된 PVDF 관 (10) 은 PFA 로 만들어진 관에 비해 가스 (산소, 질소) 에 대해 매우 우수한 투과 방지성, 즉, 매우 낮은 투과 계수를 갖는다.
도 2 를 참조하여, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 관은 3 층 구조를 갖는다. 도시된 관은 내부층을 형성하는 PFA 관 (12) 및 외부층을 형성하는 나일론관 (14) 을 포함하고, 여기서 상기 PFA 관 (12) 및 나일론 관 (14) 은 접착층 (16) 에 의해 상호 결합되어 있다.
이 구조에서, 내부층은 가스의 투과를 억제하며 비활성이고 따라서 초순수, 화학 용액, 및 가스에 대한 내성이 우수한 불소수지로 만들어진 PFA 관 (12) 으로 형성된다. 그러나, 가스 (산소, 질소) 의 투과는 PFA 관 (12) 만으로는 완전하게 방지될 수 없으며 따라서 단지 PFA 관 (12) 만을 사용하여 요구되는 특성을 갖는 수지관을 구성하는 것을 불가능하다.
따라서, 도시된 실시예에서는, 외부층은 이러한 유형의 반도체 제조 장치에서는 사용되지 않는 나일론으로 만들어지며 나일론관 (14) 및 PFA 관 (12) 은 접착층 (16) 에 의해 상호 결합된다. 이렇게 해서, PFA 관 단일층의 경우에 비해 훨씬 더 나은 결과가 얻어진다. 즉, 나일론은 일반적으로 알칼리에 약해서 쉽게 변색되기 때문에, 반도체 제조 장치 등의 화학 용액 이송관에 적합하지 않다고 여겨지지만, 본 발명자들의 실험을 통해서 나일론이 산소 투과성을 감소시키는데 효과적이라는 것이 밝혀졌다. 구체적으로, 두께가 0.2 mm 인 PFA 관 (12) 및 두께가 0.7 mm 인 나일론관 (14) 은 두께가 0.1 mm 인 불소계 접착층 (16) 에 의해 상호 결합된다.
전술한 사실을 명확히 하기 위해, 투과 계수 측정 결과를 설명한다. 먼저, 도 3 을 참조하여, 본 발명에 따른 실험에서 이용된 투과 계수 측정 시스템에 대해 설명할 것이다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 탈기(deaeration) 필터 (도시되지 않음) 를 통해, 초순수(UPW)(탈기된 UPW) 가 샘플관 (20) 으로서 설치된 관에 공급된다. 도시된 측정 시스템에서, 샘플관 (20) 내부로의 가스의 투과는 가스와 샘플관 (20) 사이의 접촉 시간 및 접촉 면적, 압력, 및 온도에 비례하고, 두께에 반비례한다. 따라서, 단위 시간, 단위 압력 및 단위 두께당 투과도(투과 계수) 는 이하의 식 (3) 에 따라 계산된다.
투과 계수=
(투과된 물질량×샘플의 두께)/
(샘플의 면적×접촉 시간×투과된 물질 압력 차)
= (분자ㆍcm)/(cm2ㆍsecㆍPa)ㆍㆍ(3)
도 4 는 도 3 에 도시된 측정 시스템을 이용하여 얻어진 측정 결과를 보여준다. 여기서, 각 샘플 관 (20) 은 8 mm 의 외경, 6 mm 의 내경, 및 1.5 m 의 길이를 갖는다. 도시된 실시예에서, 측정 결과는 도 3 에 도시된 측정 시스템에 23℃ 의 UPW 를 1ℓ/min 의 유량으로 공급해서 얻어진 것으로, 여기에는, 3 kgf/cm2 의 산소압이 샘플관 (20) 에 가해질 때 용존 산소 (DO) 의 측정 결과가 도시되어 있다.
도 4 에서, 특성 곡선 (C1) 은 PFA 단일층관의 투과도를 나타내고 특성 곡선 (C2) 은 나일론 단일층관의 투과도에 있어서 시간에 따른 변화 (24 시간 동안) 를 나타낸다. 또한, 특성 곡선 (C3) 은 도 2 에 도시된 바와 같은 3 개 층, 즉 PFA 의 층 (즉, PFA 층), 접착층, 및 나일론 층이 적층되어 형성되며 8 mm 의 외경, 6 mm 의 내경, 및 1.5 m 의 길이를 갖는 관의 투과도를 나타낸다. 특성 곡선 (C4) 은 도 1 에 도시된 것과 같은 연화된 PVDF 관의 투과도를 나타낸다. 도 4 의 특성 곡선 (C5) 은 예컨데, 유연한 배관이 불가능한 스테인레스관 (SUS) 의 투과도를 나타낸다는 것을 주의해야 한다.
도 4 로부터 명확한 바와 같이, 연화된 PVDF 관 (C4) 및 3 층관 (C3) 각각은 24 시간의 경과 후에도 10 ppb 이하인 산소 투과도를 나타내고 따라서 산소 투과도가 거의 50 ppb 에 이르는 PFA 단일층관에 비해 매우 우수한 특성을 갖게 된다. 또한 산소 투과도는 연화된 PVDF 관 (C4) 의 경우에 최소이고 3 층관 (C3) 의 경우에 다소 증가하게 된다. 또한, 연화된 PVDF 관은 스테인레스관 (SUS) 의 산소 투과도와 동등한 낮은 산소 투과도를 나타낸다.
도 5 에는, 전술한 관의 산소 투과 계수의 측정값이 나타나 있다. 여기서, 16 ~ 20 시간 동안의 평균값이 용존 산소 (DO) 로서 주어져 있고, 또한 용존 산소의 변화량은 ΔDO 로서 주어져 있고, UPW 에 남아있는 산소량은 0.14 ppb 이라고 가정한다. 또한, 전술한 식 (2) 및 (3) 에 의해 계산된 산소 투과 계수가 나타나 있다.
도 5 로부터 명백한 바와 같이, PFA 단일층관의 산소 투과 계수 (1.56×107:1.84) 과 비교하여, 연화된 PVDF 관, 3 층관, 및 나일론 단일층관 각각은 훨씬 더 작은 산소 투과 계수 (즉, 107 의 차수보다 작음) 를 갖는다. 즉, 연화된 PVDF 관의 산소 투과 계수, 3 층관, 및 나일론 단일관은 각각 (1.50×105:0.02), (1.66×106:0.20), 및 (2.14×106:0.25)(단위 생략) 이고, 따라서 PFA 단일층관에 비해 한자리수 이상 작게 되고, 특히, 연화된 PVDF 관은 PFA 단일관의 산소 투과 계수보다 두자리수 작은 산소 투과 계수를 갖는다.
전술한 제 2 실시형태에 있어서, 나일론층 및 PFA 층의 조합체를 포함하는 관만이 설명되었다. 그러나, 나일론 또는 PVDF 층을 ETFE, PTFE, PVDC, 또는 FEP 등의 다른 불소수지층과 조합하는 것도 가능하다. 이 경우에, 내부층으로서, 알카리 수성액, 산성 수용액, 중성 수용액, 및 유기 용매 중 하나에 대해 내성을 갖는 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
여기서, 본 발명자의 실험에 따르면, 연화된 PVDF 또는 나일론계 수지를 사용한 관은 화학적 내성에 있어서 문제가 있다는 것이 밝혀졌다. 구체적으로, 연화된 PVDF 관은 암모니아 (NH3) 에 의해 변색된다. 한편, 나일론계 수지관은 산성 용액에 의해 변색된다.
도 6 을 참조하여, 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 관을 설명한다. 도 6 에 도시된 관은 도 2 에 도시된 관과 같은 3 층 구조를 가지며 내부층 (이 경우에, 최내부층) 이 PFA 관 (12) 으로 형성되어 있다는 점에서 도 2 에 도시된 관과 동일하다. 이 실시형태가 도 2 의 실시형태와 다른 점은 관이 나일론6 또는 나일론6/12 의 공중합체로 만들어진 외부층 (14)(이 경우, 최외부층), 즉, 주성분으로서 나일론6 을 함유하는 외부층 (14) 을 갖는다는 것이다. 주성분으로서 나일 론6 을 함유하는 외부층 (14)(이 경우에, 최외부층) 및 PFA 관 (12) 은 불소계 접착면 (16) 에 의해 상호 결합되어 있다.
이러한 방법으로 나일론6 을 함유한 층은 강하고 내열성, 내유성, 및 화학적 내성이 우수해진다. 따라서, 외부층으로서 나일론6 을 함유하는 층을 사용하면, 외부층의 화학적 내성이 향상될 수 있다. 한편, 내부층은 PFA 로 만들어지기 때문에, PVDF 로 만들어진 내부층의 산소 투과 계수와 동등한 산소 투과 계수를 얻을 수 있다.
PFA 의 내부층과 나일론6 의 외부층을 형성하여 관을 실제로 제작하여, 도 3 과 동일한 기술을 이용하여 이 관의 산소 투과 계수를 측정하였더니, 그 값은 7 ~ 8×104 (분자ㆍcm/cm2ㆍsecㆍPa) 이었다. 또한, PFA 의 내부층과 나일론6 및 나일론12 의 공중합체로 된 외부층을 형성하여 관을 실제로 제작하였고 이 관의 산소 투과 계수를 측정하였더니, 그 값은 1.3×105 (분자ㆍcm/cm2ㆍsecㆍPa) 이었다.
이 산소 투과 계수값은 연화된 PVDF 의 산소 투과 계수 (1.50×105 분자ㆍcm/cm2ㆍsecㆍPa) 와 실질적으로 동등하다.
본 발명에 의하여, 외부층으로서 나일론6 을 함유하는 층을 갖는 상기 관은 PFA 층만이 단독으로 이용되는 경우에 비해 산소 투과 계수를 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 관은 컨테이너 사이의 관 뿐만 아니라, 화학 용액 공급관, 초순수 이송관 등에도 적용될 수 있다.

Claims (19)

  1. 5×106 (분자ㆍcm/cm2ㆍsecㆍPa) 이하의 산소 투과 계수 및 1800 MPa 이하의 굽힘 계수를 가지며, 퍼플루오로모노머에 의해서 연화된 PVDF 또는 나일론층, 및 ETFE, PTFE, PVDC, FEP 및 PFA 중 하나의 층을 조합하여 형성된 수지 관.
  2. 제 1 항에 있어서, 산소 투과 계수가 2×106 (분자ㆍcm/cm2ㆍsecㆍPa) 이하인 수지 관.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 수지 관의 내부 표면이 알카리 수용액, 산성 수용 액, 중성 수용액, 및 유기 용매 중 하나에 대해 내성을 갖는 재료로 만들어진 수지 관.
  8. 5×106 (분자ㆍcm/cm2ㆍsecㆍPa) 이하의 산소 투과 계수 및 1800 MPa 이하의 굽힘 계수를 가지며, 퍼플루오로모노머에 의해서 연화된 PVDF 또는 나일론층, 및 ETFE, PTFE, PVDC, FEP 및 PFA 중 하나의 층을 조합하여 형성된, 화학 용액 또는 초순수를 이송하는데 적용되는 수지 관.
  9. 제 8 항에 있어서, 산소 투과 계수가 2×106 (분자ㆍcm/cm2ㆍsecㆍPa) 이하인 수지 관.
  10. 제 8 항에 있어서, 전자 소자 또는 전자 부품을 제조하는데 이용되는 화학 용액 또는 초순수를 이송하는데 적용되는 수지 관.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 8 항에 있어서, 상기 수지 관의 내부 표면이 알카리 수용액, 산성 수용액, 중성 수용액, 및 유기 용매 중 하나에 대해 내성을 갖는 재료로 만들어진 수지 관.
  15. 5×106 (분자ㆍcm/cm2ㆍsecㆍPa) 이하의 산소 투과 계수 및 1800 MPa 이하의 굽힘 계수를 가지고, 불소수지를 함유하고, PFA 내부층 및 상기 PFA 층의 외측에 배치되는 나일론 외부층을 포함하고, 상기 나일론 외부층은 나일론 6 또는 나일론 6 및 12 의 공중합체로 만들어지는 수지 관.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 PFA 층이 최내부층인 수지 관.
  19. 제 15 항에 있어서, 상기 나일론 외부층이 최외부층인 수지 관.
KR1020070030231A 2006-03-29 2007-03-28 수지 관 KR101346919B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2006-00092060 2006-03-29
JP2006092060 2006-03-29
JP2007035779A JP4993188B2 (ja) 2006-03-29 2007-02-16 樹脂配管
JPJP-P-2007-00035779 2007-02-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070098594A KR20070098594A (ko) 2007-10-05
KR101346919B1 true KR101346919B1 (ko) 2014-01-15

Family

ID=38115422

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070030231A KR101346919B1 (ko) 2006-03-29 2007-03-28 수지 관

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20070231523A1 (ko)
EP (1) EP1840433A1 (ko)
JP (1) JP4993188B2 (ko)
KR (1) KR101346919B1 (ko)
CN (1) CN101046262B (ko)
TW (1) TWI334913B (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5305373B2 (ja) 2007-12-28 2013-10-02 国立大学法人東北大学 樹脂配管
US8310782B2 (en) * 2008-04-04 2012-11-13 Seagate Technology Llc Dedicated ID-OD writer with beveled pole tips and method of manufacture
JP5625251B2 (ja) * 2009-03-30 2014-11-19 栗田工業株式会社 多層管
US20140017129A1 (en) * 2012-07-13 2014-01-16 Taiyo Nippon Sanso Corporation Oxidation method and oxidation apparatus of sulfur compounds in sample gas and analysis apparatus for sulfur compounds
JP2014020812A (ja) * 2012-07-13 2014-02-03 Taiyo Nippon Sanso Corp ガス中の硫黄化合物の酸化方法及び硫黄化合物の分析装置
JP6465653B2 (ja) 2014-12-26 2019-02-06 三井・ケマーズ フロロプロダクツ株式会社 耐ブリスター性に優れたpfa成形体およびpfa成形体のブリスター発生を抑制する方法
CN105064025A (zh) * 2015-08-19 2015-11-18 无锡市富仕德特种玻璃纤维有限公司 一种柔软型四氟布
CN108345413B (zh) * 2018-02-08 2020-06-30 深圳市志凌伟业技术股份有限公司 一种可卷绕触控面板

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960000486A (ko) * 1994-06-24 1996-01-25 니시까와 레이지 다층 구조체
KR20000071679A (ko) * 1999-04-15 2000-11-25 엘프 아토켐 소시에떼아노님 강성 분산상을 함유하는 열가소성 수지 조성물
KR20030007656A (ko) * 2000-05-23 2003-01-23 데이코 프로덕츠 엘엘시 열가소성 튜브

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3769371A (en) * 1969-10-23 1973-10-30 Du Pont Fluorocarbon polymer blend and vulcanizates thereof
US5055526A (en) * 1987-11-04 1991-10-08 Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. Adhesive resin compositions and laminates utilizing same
JP2768732B2 (ja) * 1989-05-01 1998-06-25 神鋼パンテック株式会社 加熱脱気超純水装置
FR2687619B1 (fr) * 1992-02-25 1994-04-08 Elf Atochem Sa Tube pour transport d'essence.
JP2652331B2 (ja) * 1992-10-29 1997-09-10 日本酸素株式会社 溶存酸素低減装置
BE1006614A3 (fr) * 1993-01-25 1994-11-03 Solvay Compositions polymeriques destinees a la fabrication de tuyaux pour le transport d'hydrocarbures et articles a base de ces compositions.
BE1006615A3 (fr) * 1993-01-25 1994-11-03 Solvay Compositions polymeriques destinees a la fabrication de cables et de tuyauteries flexibles et articles a base de ces compositions.
US6041826A (en) * 1993-06-03 2000-03-28 Elf Atochem S.A. Petrol supply tube
US5320888A (en) * 1993-11-12 1994-06-14 E. I. Du Pont De Nemours And Company Fluoroelastomer laminates
US5576106A (en) * 1994-07-28 1996-11-19 E. I. Du Pont De Nemours And Company Grafted fluoropolymer powders
JPH08104806A (ja) * 1994-08-09 1996-04-23 Tokai Rubber Ind Ltd 燃料ホースおよびそれに用いる樹脂組成物
JPH08103986A (ja) * 1994-08-09 1996-04-23 Tokai Rubber Ind Ltd 燃料ホース
JP3419160B2 (ja) * 1994-08-09 2003-06-23 東海ゴム工業株式会社 燃料ホースおよびそれに用いる樹脂組成物
US5566720A (en) * 1995-01-10 1996-10-22 Itt Corporation Elongated fuel and vapor tube having multiple layers and method of making the same
US5899238A (en) * 1995-08-08 1999-05-04 International Business Machines Corporation Polyfluoroorgano composites and method for making
JPH0958010A (ja) * 1995-08-29 1997-03-04 Kyoraku Co Ltd インク供給チューブ
US6012496A (en) * 1996-01-29 2000-01-11 Hybritech Polymers Multi-layer tubing assembly for fluid and vapor handling systems
WO1998005493A1 (en) * 1996-08-05 1998-02-12 E.I. Du Pont De Nemours And Company Coextruded laminate
EP0884358B1 (fr) * 1997-06-12 2003-07-23 Atofina Compositions à base de poly(fluorure de vinylidène), souples et résilientes, leur procédé de préparation
US6127478A (en) * 1997-07-25 2000-10-03 E. I. Du Pont De Nemours And Company Blends of grafted fluoropolymer and polyamide
FR2772108B1 (fr) * 1997-12-10 2000-01-07 Inst Francais Du Petrole Conduite flexible comportant une gaine en polymere bicouche
US6602565B1 (en) * 1998-08-10 2003-08-05 Tokai Rubber Industries, Ltd. Method of producing fuel hose and fuel hose obtained thereby
US6742545B2 (en) * 1998-12-21 2004-06-01 Parker-Hannifin Corporation Hose construction
US6376568B1 (en) * 1999-07-29 2002-04-23 Ciba Specialty Chemicals Corporation Surface-active photoinitiators
US20010006712A1 (en) 1999-12-27 2001-07-05 Motoshige Hibino Hose of impermeability and a process for manufacturing the same
JP2002276862A (ja) * 2001-01-12 2002-09-25 Tokai Rubber Ind Ltd 低透過燃料系ホース
ATE336370T1 (de) * 2001-03-26 2006-09-15 Parker Hannifin Corp Röhrenförmige polymere verbundwerkstoffe für rohr-und schlauchkonstruktionen
US6736586B2 (en) * 2001-11-08 2004-05-18 Loren Harris Multiple set block lifting device
US6743865B2 (en) * 2002-06-28 2004-06-01 Atofina Chemicals, Inc. Fluoropolymer blends
JP2004322387A (ja) * 2003-04-23 2004-11-18 Tadahiro Omi ガス透過量抑制外皮層を有するチューブ及びその製法
JP4502309B2 (ja) * 2003-08-26 2010-07-14 株式会社潤工社 フッ素樹脂製の筒状の部材
JP3938169B2 (ja) * 2003-09-30 2007-06-27 東海ゴム工業株式会社 自動車用燃料系ホース
JP2005178297A (ja) * 2003-12-22 2005-07-07 Daikin Ind Ltd 含フッ素成形体及び半導体製造装置
JP2005299629A (ja) * 2004-03-18 2005-10-27 Tokai Rubber Ind Ltd 自動車用燃料系ホースおよびその製法
JP2006112507A (ja) * 2004-10-14 2006-04-27 Tohoku Univ フッ素樹脂2層チューブ及びその製造方法
JP2007287876A (ja) * 2006-04-14 2007-11-01 Tohoku Univ 薬液または純水供給装置、基板処理システム、基板処理装置または基板処理方法
US20080145584A1 (en) * 2006-12-15 2008-06-19 Fish Robert B Multilayered composite articles
JP5305373B2 (ja) * 2007-12-28 2013-10-02 国立大学法人東北大学 樹脂配管

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960000486A (ko) * 1994-06-24 1996-01-25 니시까와 레이지 다층 구조체
KR20000071679A (ko) * 1999-04-15 2000-11-25 엘프 아토켐 소시에떼아노님 강성 분산상을 함유하는 열가소성 수지 조성물
KR20030007656A (ko) * 2000-05-23 2003-01-23 데이코 프로덕츠 엘엘시 열가소성 튜브

Also Published As

Publication number Publication date
TWI334913B (en) 2010-12-21
KR20070098594A (ko) 2007-10-05
TW200736531A (en) 2007-10-01
JP2007292292A (ja) 2007-11-08
JP4993188B2 (ja) 2012-08-08
US20070231523A1 (en) 2007-10-04
CN101046262B (zh) 2012-05-16
CN101046262A (zh) 2007-10-03
EP1840433A1 (en) 2007-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101346919B1 (ko) 수지 관
Geyer et al. How to Coat the Inside of Narrow and Long Tubes with a Super‐Liquid‐Repellent Layer—A Promising Candidate for Antibacterial Catheters
JP5305373B2 (ja) 樹脂配管
JPWO2006134764A1 (ja) フッ素樹脂多層積層体
EP2404747B1 (en) Fluorine-containing elastic tube
KR20080029885A (ko) 다층 튜브
KR100964020B1 (ko) 약액 또는 순수 공급 장치, 기판 처리 시스템, 기판 처리 장치 또는 기판 처리 방법
JP5625251B2 (ja) 多層管
JP6261006B2 (ja) ポリマーに基づく多層フィルム構造、ライナー、及び方法
JP4502309B2 (ja) フッ素樹脂製の筒状の部材
WO2005038895A1 (ja) 液供給方法および装置
JP2021030609A (ja) 多層チューブ
JP2005178297A (ja) 含フッ素成形体及び半導体製造装置
KR20240048474A (ko) 다공질막
JPH09137900A (ja) 高純度薬品用配管
JP4655979B2 (ja) 金属複合ホースとその製造方法
JP2022118329A (ja) 多層チューブ
JP2002018248A (ja) スパイラル型気液接触膜モジュール
JP2001314737A (ja) 難溶性ガス溶解用多孔質膜およびその製造方法
Seiler Sr et al. Fluoropolymers used in Water Systems
JPH0634940U (ja) 耐酸素透過性配管用チューブ

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee