KR101539939B1 - 피에프에이수지를 이용한 다층 튜브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체, 약품 운송, 가스 및 식료품 등의 이송에 사용되는 다층 튜브로써, PFA 수지로 성형된 심지 부재의 외측면에 스프라이트 형태의 도전성 기능을 갖는 적어도 2개 이상의 외피 부재가 적층된 것으로,
상기 외피 부재는 PFA 수지에 카본 또는 CNT 중에서 선택된 어느 하나의 대전 방지제가 혼합된 기술적인 특징을 갖는다.

Description

피에프에이수지를 이용한 다층 튜브{multilayer tube using Perfluoroalkoxy resin}

본 발명은 도전성 PFA 수지를 이용한 다층 튜브에 관한 것이다.

더 상세하게는 반도체, 약품 운송, 가스 및 식료품 등의 이송에 사용되는 다층 튜브로써, PFA 수지로 성형된 심지 부재의 외측면에 스프라이트 형태의 도전성 기능을 갖는 적어도 2개 이상의 외피 부재가 적층된 PFA 수지를 이용한 다층 튜브에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 외피 부재를 PFA 또는 PFA 수지에 카본 또는 CNT 중에서 선택된 어느 하나의 대전 방지제가 혼합되어, 약품 등의 이송 중 전기적인 충격이나 방전에 의한 발화 및 절연 파괴를 방지할 수 있는 PFA 수지를 이용한 다층 튜브에 관한 것이다.

일반적으로, 불소 함유 폴리머를 재료로 하는 적층체는 내약품성, 내열성 등이 우수하므로 반도체나 액정 패널, 의약품, 음식품 등의 각종 제조 분야에 이용되고 있다.

이 중에서도 특히 반도체나 액정 패널의 제조에는 각종 강한 부식 작용을 갖는 약액이나, 연마제를 포함하는 계면 활성제 함유 약제가 사용된다.

이들 약액류를 수송하기 위해 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(알킬비닐에테르) 공중합체〔PFA〕로 이루어지는 튜브를 사용할 수 있는 것은 잘 알려져 있다.

이것은 우수한 내식성과, 유동체의 수송 상황을 시인할 수 있는 투명성에 힘입은 부분이 크다. 여기에 PFA(퍼플루오르알킬비닐 공중합체, Perfluoroalkoxy)는 극저온에서부터 고온까지 광범위한 온도에서 PTFE와 같은 뛰어난 특성을 가지며, 투명성이 좋고 FEP에 비해 높은 온도에서의 기계적 강도가 크고 일반적인 열가소성수지와 같은 성형방법을 취할 수 있는 장점이 있다.

국내 공개특허 10-2009-0016496호의 적층체는 PFA를 이용한 것이다.

이 적층체는 용융 가공성 불소 함유 폴리머층(A)과 착색층(B)을 갖는 적층체로서, 상기 착색층(B)은 클로로트리플루오로에틸렌 공중합체와 착색제를 포함하는 것이며, 상기 클로로트리플루오로에틸렌 공중합체는 적어도 클로로트리플루오로에틸렌 단위, 테트라플루오로에틸렌 단위, 및 클로로트리플루오로에틸렌 및 테트라플루오로에틸렌과 공중합 가능한 단량체〔α〕로부터 유래하는 단량체〔α〕 단위를 구성 단위로 하는 것이며, 상기 클로로트리플루오로에틸렌 단위 및 상기 테트라플루오로에틸렌 단위는 합계 90 내지 99.9몰％이며, 상기 단량체〔α〕단위는 0.1 내지 10몰％인 것이다.

또한, 상기 용융 가공성 불소 함유 폴리머층(A)은 테트라플루오로에틸렌 공중합체로 이루어지며, 테트라플루오로에틸렌 공중합체는 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(알킬비닐에테르) 공중합체로 이루어진다.

그런데, 이와 같은 구성의 적층체는 성형이 어렵고, 다층으로 성형 조립되는 과정이 복잡하며, 또한 대전 방지는 물론 도전성이 부여되지 않아 적용 범위에 한계를 갖는 문제가 있다.

또한, 종래의 적층체는 정전기를 방지할 수 있는 기능이 미흡하여 이송되는 재료에 따라서는 스파크가 발생하여 자칫 화재가 발생할 수 있는 위험이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 심지 부재와, 이 심지 부재의 외면에 구비되는 외피 부재로 구성되도록 하되, 상기 외피 부재는 끼워 맞춤 또는 사출 방식으로 적층 구성되며 대전 방지 기능이 부여되어 절연 파괴를 방지하고, 스파크에 의한 화재의 위험을 차단할 수 있는 PFA 수지를 이용한 다층 튜브를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 제작이 용이하면서도 부식의 염려가 없으며, 사용 범위가 넓은 다층 튜브를 제공하는 데 있다.

본 발명은, 도전성 및 대전 방지 기능을 갖는 다층 튜브로써, PFA 수지를 사출 성형하여 원형 관 형상의 심지 부재를 구성하고, 상기 심지 부재의 외면에 설치되어 적층되는 외피 부재로 구성되도록 하되, 상기 외피 부재는 PFA 수지에 카본 또는 CNT 중에서 선택된 어느 하나의 대전 방지제가 혼합된 기술적인 특징을 갖는 것으로 달성된다.

첫째, 본 발명은 심지 부재와, 이 심지 부재의 외면에 위치하는 외피 부재를 구비하되, 이들 중 적어도 어느 하나에 도전성과 대전 방지 기능을 갖도록 하고, 외피 부재가 선택적으로 심지 부재의 외면에 적층될 수 있도록 하여 다양한 용도로 활용될 수 있는 발명이다.

둘째, 본 발명은 PFA 또는, PFA와 카본 또는 CNT를 혼합하여 심지 부재와 외피 부재를 구성함으로써, 대전 방지 기능을 가지며, 반도체 장비, 약품 이송 또는 식료품 등의 이송에 적합한 발명이다.

셋째, 본 발명은 대전 방지 기능이 부여됨으로써, 스파크에 의한 화재의 위험으로부터 튜브를 보호하고, 절연 분위기 중 방전에 의한 튜브 절연 파괴를 방지하며, 부식의 염려가 없는 발명이다.

도 1은 본 발명에 따른 다층 튜브의 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 다층 튜브의 다른 실시 예를 나타낸 일측면도,
도 3은 본 발명에 따른 다층 튜브의 또 다른 실시 예를 나타낸 일측 단면도.

이하에서는 본 발명의 실시 예가 개시된다.

개시되는 실시 예들은 본 발명의 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 다른 형태로 변형될 수 있다. 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다. 본 명세서에서 다른 구성요소 '상에' 위치한다는 것은 일 구성요소 상에 다른 구성요소가 직접 위치한다는 의미는 물론, 상기 일 구성요소 상에 제 3의 구성요소가 더 위치할 수 있다는 의미도 포함한다. 본 명세서 각 구성요소 또는 부분 등을 제1, 제2 등의 표현을 사용하여 지칭하였으나, 이는 명확한 설명을 위해 사용된 표현으로 이에 의해 한정되지 않는다. 도면에 표현된 구성요소들의 두께 및 상대적인 두께는 본 발명의 실시예들을 명확하게 표현하기 위해 과장된 것일 수 있다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.

먼저, 본 발명에 첨부된 도 1은 본 발명에 따른 다층 튜브의 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 다층 튜브의 다른 실시 예를 나타낸 측면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 다층 튜브의 또 다른 실시 예를 나타낸 일측 단면도를 도시한 것이다.

설명에 앞서 본 발명의 PFA를 이용한 다층 튜브는 반도체 장비 예를 들어, 반도체 웨이퍼의 제조 과정에서 사용되는 황산 등과 같은 약품 이송에 사용되거나, 또는 의약품, 식료품 등 다른 여러 이송 장비에 적용되어 사용될 수 있다.

도면에서 본 발명의 다층 튜브(10)는 심지 부재(100)와 이 심지 부재(100)의 외면에 적층되는 외피 부재(200)로 구성된다. 물론 경우에 따라서는 제 2, 제 3의 외피 부재를 더 구비하여, 상기 심지 부재(100)의 외면에 수 겹으로 적층 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 다층 튜브(10)는 상기 외피 부재(200)가, 심지 부재(100)의 외면을 완전히 감싸는 형태 즉, 외피 부재(200)의 안쪽으로 심지 부재(100)가 끼워지는 형식이 바람직하지만, 첨부된 도면의 여러 실시 예와 같이 외피 부재(200)가 심지 부재(100)의 외측면에 끼워지는 또는 일체로 적층되는 방식도 가능하다.

다시 말해, 본 발명의 다층 튜브(10)는 도전성 기능을 갖는 대전 방지제를 포함하는 외피 부재(200)가 심지 부재(100)의 외면 보다 돌출되게 조립된 것이면 어떠한 형태도 사용될 수 있다.

상기 심지 부재(100)는 원형 관(官) 형상을 기본으로 하며, 여기에 필요에 따라서는 사각 또는 다각 형상 등 여러 형상으로 제작될 수 있는 것은 당연한 것이며, 내부에 마련된 중공부를 통해 약품, 식료품 등 여러 물질이 이송되도록 하는 것이다.

본 발명에 따른 하나의 실시 예로, 상기 심지 부재(100)는 퍼플루오로(알킬비닐에테르) 공중합 즉 순수 PFA 수지를 사출 성형하여 제작한다.

본 발명에 따른 심지 부재(100)는 순수 PFA 수지만으로 성형되는 것이 바람직 하지만, 여기에 도전성 및 대전 방지제가 포함될 수 있다. 대전 방지제로는 카본 또는 탄소나노튜브(Carbon Nanotube; CNT)가 선택될 수 있다.

바람직하기로 본 발명의 심지 부재(100)는 상기 PFA 수지 100중량부에 대하여 카본 또는 CNT가 0.1 ∼ 10중량부가 혼합될 수 있다. 이는 카본 또는 CNT가 0.1 중량부 보다 적게 혼합되면 대전 방지가 어렵고, 10 중량부 보다 더 많이 혼합되는 PFA의 특성을 저하시킬 수 있다.

한편, 상기 CNT는 심지 부재(100)에 도포되는 방식으로도 적용될 수 있다. 즉 CNT와 바인더 혼합코팅액을 PFA 수지로 이루어진 심지 부재의 표면에 도포하여 코팅막을 형성하되, 이때 도포막은 스프레이, 딥코팅, 스핀코팅, 스크린코팅, 잉크젯프린팅, 패드프린팅, 나이프코팅, 키스코팅 및 그라비아코팅 중에서 적어도 어느 하나의 방법이 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 상기 대전 방지제로 상기 카본과 CNT 이외에, 전도성 흑연, ATO(Antimony Tin Oxide), ITO(Indium in Oxide), 황화아연, 도전성 산화티탄 중에서 선택된 하나가 사용될 수 있으며, 이들 또한 PFA 수지 100중량부에 대하여 0.1 ∼ 10중량부가 혼합됨이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시 태양으로 상기 PFA 수지에 테트라플루오로에틸렌, PVC(폴리염화비닐), PC(폴리카보네이트), PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), MMA (메틸메타 아크릴) 중 선택된 어느 하나 또는 그 이상의 혼합물 수지가 포함될 수 있다.

바람직하기로는 상기 PFA 수지 100 중량부에 대하여 상기에서 선택된 혼합물 수지 5 내지 20중량부, 카본 또는 CNT 중에서 선택된 대전 방지제 0.1 ∼ 10중량부가 혼합되어 사출 성형되는 것이다.

본 발명에 따른 상기 외피 부재(200)는, 원형 관체를 기본으로 하며, 여기에 심지 부재의 형상에 따라 사각 또는 다각 형상으로 성형되거나 또는 길이 긴 띠 형태로 구성되어 심지 부재의 외면에 끼워지는 형태로도 조립될 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.

상기 외피 부재(200)는 심지 부재(100)와 마찬가지로 사출 성형 등의 방식으로 제작되며, 퍼플루오로(알킬비닐에테르) 공중합체 즉 순수 PFA 수지를 사출 성형하여 제작한다.

물론 상기 외피 부재(200)에도 대전 방지제 즉 카본 또는 CNT가 혼합될 수 있다. 이때 외피 부재(200)는 PFA 수지 100 중량부에 대하여 카본 또는 CNT 중 선택된 어느 하나가 0.1 ∼ 10중량부가 포함된다.

상기 외피 부재의 다른 실 예로, 전도성 흑연, ATO(Antimony Tin Oxide), ITO(Indium in Oxide), 황화아연, 도전성 산화티탄 중에서 선택된 하나의 대전 방지제가 사용될 수 있으며, 이들 또한 PFA 100중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부가 포함될 수 있다.

또 다른 대전 방지제로는 테트라 알킬암모늄 알킬술페이트 또는 다른 대전 방지제가 선택될 수 있으며, 상기 테트라 알킬암모늄 알킬술페이트는 PFA 100중량부를 기준으로 0.05 내지 3중량부가 첨가될 수 있다.

한편, 외피 부재(200)는 테트라플루오로에틸렌 또는 PVC(폴리염화비닐), PC(폴리카보네이트), PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), MMA (메틸메타 아크릴) 중 선택된 어느 하나가 사용될 수도 있다.

첨부된 도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 다층 튜브의 실시 예이다.

먼저, 도 1은 가장 기본적인 구성으로 심지 부재(100)의 외측면에 외피 부재가 감싸지는 형태이다. 이 형태는 2중 사출 방식 등으로 제작된다.

도 2 및 도 3의 다층 튜브(10a, b)는 외피 부재(200a,b)가 띠 형태로 구성되어, 심지 부재(100a, b)의 외측면에 형성된 수용홈에 끼워져 고정되는 것으로 적층되는 것이다.

먼저, 도 2에 따른 이 실시 예는 심지 부재(100a)의 표면에 형성된 수용홈(302)이 삼각 형상으로 구성된 것이다.

이 구성은 외피 부재(200a)의 이탈 방지 및 고정이 가능하도록 한 것으로, 외피 부재 역시 삼각 형상으로 사출된다.

물론 외피 부재와 수용홈이 반드시 삼각 형상으로 구성될 필요는 없다. 필요에 따라서는 사각, 원형 등 여러 형태도 구성될 수 있고, 이때에는 억지끼워맞춤으로 구성하면 된다.

또한, 상기 외피 부재(200a)의 표면은 만곡되어 돌출됨으로써, 다른 반도체 장비와 맞닿았을 때 점 접촉이 이루어지도록 함으로써, 마찰력을 감소시킨 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 실시 예이다.

이 실시 예의 튜브(10b)는 심지 부재(100b)에 형성된 상기 수용홈이 도면과 같이 "ㅜ" 형상으로 구성된 것이다.

이 수용홈(300)은 수직의 하부 슬릿(320)과 이 하부 슬릿(320)의 측벽에 형성되는 홈(340) 각각에 상기 외피 부재(200)가 끼워져 이탈을 방지하는 방식으로, 상부측 슬릿(360)은 개방되어 여기에 끼워지는 외피 부재(200b)의 표면이 심지 부재의 표면보다 돌출될 수 있도록 하는 구성이다.

다시 말해, 상기 외피 부재(200b)는 측단면이 수용홈(300)과 동일하게 "ㅜ" 형상으로 구성되고, 다만 상부 슬릿(360) 측에 끼워지는 부위가 상부 슬릿의 높이 보다 높게 구성된다.

물론 상기 외피 부재에는 상기 홈에 끼워지는 돌부가 갖추어져 조립 후 이탈이 방지되는 것은 당연한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 다층 튜브 100 : 심지 부재
200 : 외피 부재 300 : 수용홈

Claims (2)

1. 도전성 및 대전 방지 기능을 갖는 다층 튜브로써,
   PFA 수지를 사출 성형하여 원형 관 형상의 심지 부재를 구성하고,
   상기 심지 부재의 외면에 설치되어 적층되는 외피 부재로 구성되도록 하되,
   상기 외피 부재는 PFA 수지에 카본 또는 CNT 중에서 선택된 어느 하나의 대전 방지제가 혼합된 것을 포함하며,
   상기 심지 부재에 형성된 끼움홈을 삼각 형상으로 구성하고, 외피 부재도 삼각 형상의 끼움홈에 끼워지도록 삼각 형상으로 구성된 것을 포함하는 다층 튜브.
   
2. 삭제

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