KR20040005606A - 내화학성 코팅을 지닌 유체 격납 용기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하나 이상의 폴리(아릴렌 에테르) 중합체를 함유하는 유기 코팅으로 코팅된 내부 표면을 갖는 유체 격납 용기(fluid containment vessel)와 이 용기를 제조 및 사용하는 방법에 관한 것이다. 상기 코팅은, 유체 격납 용기의 내부 표면에 도포하는 경우, 부식 가능성을 감소시키고, 내부에 저장된 화학물질의 오염을 완화시킨다.

Description

내화학성 코팅을 지닌 유체 격납 용기{FLUID CONTAINMENT VESSELS WITH CHEMICALLY RESISTANT COATINGS}
본 발명은 일반적으로 유체 격납 용기에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 내화학성 코팅을 갖는 유체 격납 용기와, 이 용기의 제조 및 사용 방법에 관한 것이다.
액화 및 압축된 기체의 저장 및 수송을 위한 유체 격납 용기는, 달리 "기체 실린더"라고 칭하기도 하며, 전형적으로 스틸 및 다른 철 합금과 같은 금속으로 제조된다. 본 명세서에 사용된 바와 같이 "유체"라는 용어는 화합물의 액체 형태 뿐만 아니라 기체 형태를 의미한다. 유체 격납 용기는 반도체 및 전자 제조 산업을 비롯한 다양한 산업에 있어서 유체를 전달 및 저장하는 데 사용할 수 있으며, 이들 산업에 국한되는 것이 아니다. 이들 산업은, 제조 제작 공정에서 고순도 부식성 화학물질, 예컨대 염산("HCl"), 육불화텅스텐("WF6"), 염소("Cl2"), 브롬화수소("HBr"), 삼불화질소("NF3"), 실란 및 삼염화붕소("BCl3")를 저장 및 전달시키기 위해서 유체 격납 용기를 사용하는 것이 필요하다. 그러나, 이들 목적에 상기 용기를 사용하는 경우, 용기는 최종 생성물 내에 원하지 않은 금속 오염의 주공급원이 될 수 있다.
금속 용기내 반응성 또는 부식성 화학물질의 저장은 용기로부터 금속 원소를 용해시키고, 용기 내부에 함유된 화학물질을 오염시키는 것으로 잘 알려져 있다. 더구나, 일부 고순도 기체의 안정성은 기체가 일부 금속 표면과 접촉함으로써 열화될 수 있다. 반도체 또는 전자 산업에 자주 사용되는 용액들은 용기의 내벽을 유기 또는 무기 코팅으로 피복 처리하는 데 이용된다. 그러나, 이들 용액은 코팅 균일성의 부족, 불량한 접착 또는 이면(underlying) 금속 벽의 일부를 노출시키는 다른 결함으로 인하여 상당한 기간 동안 성공적이지 못하였다.
참고 문헌, 미국 특허 제5,928,743호("Bealky")에는 가압된 기체 용기의 내벽을 코팅하는 데 회전 성형 가능한 불소 중합체를 사용하는 방법이 기술되어 있다. 코팅은 에틸렌, 클로로트리플루오로에틸렌 또는 폴리퍼플루오로알콕시옥시에틸렌의 단층 또는 다층을 함유한다. 이들 불소 중합체는 접착 촉진 첨가제를 함유할 수 있거나, 또는 접착을 보조하기 위해서 불소플락스틱 층 정상부에 도포할 수도 있다. 참고 문헌, 일본 공개 특허 출원 제55-115694호("Tomimoto")에는 기체 실린더의 내부 표면을 트리플루오로클로로에틸렌으로 코팅하는 방법이 기술되어 있다. 이 문헌에서 밝혀진 바에 의하면, 상기 문헌(Bealky 및 Tomimoto)에서의 코팅과 같은 불소 중합체 코팅은 접착 문제로 인하여 손상을 받을 뿐만 아니라 결함이 없는 코팅을 달성하는 데 어려움을 겪을 수 있다.
본 명세서에서 총괄적으로 "문헌(Haldenby)"이라고 칭하기도 하는 참고 문헌, 미국 특허 제5,474,846호 및 제5,686,141호에는 기체 실린더의 내벽을 폴리아미드 및 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌으로 코팅하는 방법이 기술되어 있다. 그러나, 고순도 부식성 또는 반응성 기체는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 코팅을 침투하여 이면 금속 표면을 공격함으로써 부식을 유발시킬 수 있다. 이어서, 부식 생성물은 역이동하여 고순도 기체를 오염시킬 수 있다.
본 명세서에서 "문헌(Barone)"이라고 칭하기도 하는 참고 문헌, WO 99/43445호에는 기체 실린더의 내벽을 무기 규소 층으로 코팅하는 방법이 기술되어 있다. 문헌(Barone)에서, 수소화규소 기체를 함유하는 용기는 기체를 분해하여 규소 층을 형성시키기에 충분한 열 및 압력으로 처리된다. 그러나, 문헌(Barone)의 공정은 비교적 높은 온도, 360℃ 내지 600℃에서 수행하는데, 이것은 이면 용기의 구조적 완전성(integrity)에 악영향을 미칠 수 있다. 게다가, 문헌(Barone)의 공정은 제조 측면에서 건강 및 안전 문제를 노출시킬 수 있는 비교적 높은 압력으로 처리되는 위험한 기체를 포함한다.
일부 무기 및 유기 코팅과 관련된 문제점을 해소하기 위해서, 고순도 기체를 제조하는 몇몇 제조업자들은 순수한 니켈 실린더 또는 니켈 피복된 스틸 실린더와 같은 비부식성 금속 기체 실린더를 제공한다. 그러나, 순수한 니켈 실린더는 스틸 실린더에 비하여 상대적으로 비싸고, 무거우며, 상대적으로 낮은 압력에서만 사용될 수 있다. 참고 문헌(BOC Technology Magazine, 발행 번호 6, 1997년 11월)에는 스틸 실린더의 전형적인 압력에서 사용될 수 있는 니켈 피복된 실린더가 기술되어 있다. 이러한 실린더를 생산하는 데 이용되는 롤러 결합 단조 공정(roller bonding forging process)은 복잡하고, 비용이 많이 들며, 보다 큰 용기의 생산에는 비실용적이다.
따라서, 해당 기술 분야에서는 내부에 함유된 반응성 및 부식성의 고순도 기체를 오염시키지 않는 비교적 저렴한 유체 격납 용기가 요구되고 있다. 또한, 해당 기술 분야에서는 접착 촉진제를 사용할 필요 없이 이면 금속 표면에 접착되는 내부 코팅이 요구되고 있다. 또한, 해당 기술 분야에서는 우수한 필름 형성 특성을 가짐으로써 균일하고 결함이 없는 내부 표면을 제공하는 내부 코팅이 요구되고 있다. 게다가, 해당 기술 분야에서는 고온 및 고압에서 위험한 기체의 사용을 수반하지 않은, 내화학성 코팅을 지닌 유체 격납 용기의 제조 방법을 제공하는 것이 요구되고 있다.
본 명세서에 인용된 모든 문헌은 이들 문헌의 전체 내용이 본 명세서에 참고 인용되어 있다.
본 발명은 부분적으로 유체 격납 용기와, 이 용기의 제조 및 사용 방법에 관한 것이다. 본 발명은 내부에 함유된 유체의 오염을 최소화하기 위해서 내화학성 코팅, 예컨대 폴리(아릴렌) 에테르를 갖는 금속 압력 용기를 제공한다. 본 발명의 용기는 접착 촉진제 또는 접착 촉진 층을 반드시 사용할 필요 없이 이면 금속 기재에 우수한 접착성을 나타내는 내화학성 코팅을 함유한다. 또한, 상기 코팅은 우수한 필름 형성 특성을 제공함으로써 균일하고 결함이 없는 내부 표면을 제공한다.
본 발명의 한 실시양태에서, 본 발명은 실질적으로 금속 산화물을 함유하고 있지 않은 금속 내부 표면 및 이 금속 내부 표면을 실질적으로 피복하고 있는 유기 코팅을 갖는 유체 격납 용기를 제공한다. 상기 유기 코팅은 하기 화학식의 반복 단위 구조를 포함하는 폴리(아릴렌 에테르) 중합체를 포함한다:
상기 식 중, m은 0 내지 1.0이고, n은 1.0 - m이며, Ar1, Ar2, Ar3및 Ar4는 각각 2가 아릴렌 라디칼이다.
본 발명의 추가 양태에서, 본 발명은 평균 표면 조도(roughness)가 약 0.01 마이크론 내지 약 10 마이크론인 금속 내부 표면 및 약 0.5 마이크론 내지 약 15 마이크론의 두께로 상기 금속 내부 표면을 실질적으로 피복하고 있는 유기 코팅을 제공한다. 상기 유기 코팅은 하기 화학식의 반복 단위 구조를 포함하는 폴리(아릴렌 에테르) 중합체를 포함하며, 상기 중합체의 수 평균 분자량은 약 5,000 내지 약 15,000이다:
상기 식 중, m은 0 내지 1.0이고, n은 1.0 - m이며, Ar1, Ar2, Ar3및 Ar4는 각각 2가 아릴렌 라디칼이다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 본 발명은 유체 격납 용기의 금속 내부 표면 상에 내화학성 유기 코팅을 형성시키는 방법을 제공한다. 상기 방법은 평균 표면 조도가 약 0.01 마이크론 내지 약 4 마이크론인 금속 내부 표면을 갖는 유체 격납 용기를 제공하는 단계, 상기 금속 내부 표면을, 폴리(아릴렌 에테르) 중합체 및 용매를 포함하는 용액으로 코팅하는 단계, 상기 용기의 내부를 불활성 기체 흐름에노출시켜서 용액으로부터 용매의 적어도 일부를 제거하는 단계, 및 상기 용기를, 유기 코팅을 형성시키기에 충분한 하나 이상의 온도로 가열하는 단계를 포함한다.
본 발명 중 이들 양태 및 다른 양태는 하기 상세한 설명으로부터 명백하게 이해하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시양태의 코팅 및 기재 계면을 도시하는 주사 전자 현미경 사진을 제공한다.
도 2a는 약 3 마이크론 코팅을 갖는 본 발명의 특정 실시양태에 대한 전하 이동 저항 측정값을 제공한다.
도 2b는 약 9 마이크론 코팅을 갖는 본 발명의 특정 실시양태에 대한 전하 이동 저항 측정값을 제공한다.
도 3a는 약 3 마이크론 코팅을 갖는 본 발명의 특정 실시양태에 대한 코팅 저항 측정값을 제공한다.
도 3b는 약 9 마이크론 코팅을 갖는 본 발명의 특정 실시양태에 대한 코팅 저항 측정값을 제공한다.
도 4a는 약 800 마이크론의 개질된 폴리올레핀 중합체 코팅을 갖는 3개의 비교 견본에 대한 수분과 압력 간의 상관성을 예시한 것이다.
도 4b는 약 9 마이크론 두께의 코팅을 갖는 본 발명의 3가지 실시양태에 대하여 수분과 압력 간의 상관성을 예시한 것이다.
도 5는 본 발명의 특정 실시양태 및 비코팅된 유체 격납 용기에 대하여 ppm으로 측정된 발생 수소의 양과 전자공학 등급 HCl로 충전한 후 일수의 비교를 설명한 것이다.
본 발명은 부분적으로 유체 격납 용기와, 이 용기의 제조 및 사용 방법에 관한 것이다. 본 발명은 내부에 함유된 유체의 오염을 최소화시키기 위해서 내화학성 코팅, 예컨대 폴리(아릴렌 에테르) 중합체 코팅을 갖는 금속 압력 용기를 제공한다. 본 발명의 용기는 접착 촉진제 또는 접착 촉진 층을 반드시 사용할 필요 없이 이면 금속 기재에 우수한 접착성을 나타내는 내화학성 코팅을 함유한다. 또한, 상기 코팅은 우수한 필름 형성 특성을 제공함으로써 균일하고 결함이 없는 내부 표면을 제공한다.
본 발명의 유체 격납 용기는 유체, 특히 기체를 고압 하에 함유할 수 있는 임의의 용기를 포함한다. 이와 관련하여, 상기 용기는 저장에 요구되는 압력을 견디어 낼 수 있을 정도로 충분한 벽 두께, 강도 및 구조적 완전성을 갖는 것이 바람직하다. 용기 내에 함유된 유체는 전형적으로 약 0 psig 이상의 압력으로 처리한다. 그러나, 일부 유체는 보다 낮은 온도에서 부분 진공, 예를 들면 0 psig 이하로 처리할 수 있을 것으로 생각된다. 본 발명의 특정 바람직한 실시양태에서, 용기는 밀폐된 단부 및 반대쪽 단부에 밸브를 구비하기에 적합한 테이퍼형 나사식 넥(tapered threaded neck)을 갖는 표준 스틸 공업용 실린더와 같은 임의의 금속용기일 수 있다. 그러나, 사용된 압력 하에 유체를 격납하는 데 적합하고, 본 발명 내의 유기 코팅과 양립할 수 있는 다른 형상의 용기들을 사용할 수 있다.
본 발명의 용기는 반도체 또는 전자 장치의 제조에서 사용되는 유체, 바람직하게는 고순도의 부식성 기체를 수송, 저장 또는 전달하는 데 사용된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 "고순도"라는 용어는 기체내 전체 불순물 수준이 기체의 약 500 중량 ppm("parts per million") 이하라는 것을 의미한다. 불순물 수준은 기체의 5 중량 ppm 이하인 것이 보다 바람직하고, 기체의 약 1 중량 ppm 이하인 것이 가장 바람직하다. 고순도 기체의 예에는 염화수소("HCl"), 육불화텅스텐("WF6"), 염소("Cl2"), 브롬화수소("HBr"), 삼불화질소("NF3"), 실란 및 삼염화붕소("BCl3")가 포함되지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 반도체 및 전자 장치의 제조에서 사용된 고순도 또는 99.999% 순도의 전자공학 등급 HCl 기체는 2 부피 ppm 미만의 CO2, 1 부피 ppm 미만의 CO, 1 부피 ppm 미만의 메탄, 1 부피 ppm 미만의 N2, 1 부피 ppm 미만의 O2및 Ar, 1 부피 ppm 미만의 물, 0.5 부피 ppm 미만의 Fe 및 1 부피 ppm 미만의 다른 금속을 지닌 HCl 기체를 의미한다.
본 발명의 유체 격납 용기는 하나 이상의 폴리(아릴렌 에테르) 중합체를 함유하는 내화학성 유기 코팅에 의해 실질적으로 피복되어 있는 내부 표면을 갖는다. 적합한 폴리(아릴렌 에테르) 중합체의 예에는 미국 특허 제5,658,994호 및 제5,874,516호에 기재된 중합체들이 포함되며, 이들 특허는 본 출원인에게 양도되어 있고, 그 전체 내용이 본 명세서에 참고 인용되어 있다. 본 발명의 특정 바람직한 실시양태에서, 유기 코팅은 하기 화학식의 반복 단위 구조를 포함하는 폴리(아릴렌 에테르) 중합체를 함유한다:
상기 식 중, m은 0 내지 1.0이고, n은 1.0 - m이다.
단량체 Ar1, Ar2, Ar3및/또는 Ar4는 하나 이상의 방향족 고리 구조를 나타내는 것으로, 하기 화합물 A~J의 구조들 중에서 선택될 수 있다(중합하기 전, 디할로겐화된 형태, Ar2및 Ar4또는 디히드록시 형태, Ar1및 Ar3, 각각 바람직하게는 디할로겐화된 형태의 경우 디브롬화된 형태 및 바람직하게는 디히드록시 형태의 경우 칼륨, 나트륨 또는 리튬 형태, 여기서 단량체의 혼합물은, 디할로겐화된 단량체, Ar2및/또는 Ar4와 디히드록시 단량체, Ar1및/또는 Ar3이 울만(Ullman) 축합에서 공에테르화(co-etherification)를 위해 선택되고, 화합물 I, 디라디칼 9,9-디페닐플루오렌이 결정화 문제점 때문에 존재하지 않는 한 Ar1, Ar2, Ar3및 Ar4가 함께 이성질체 동등물일 수 없지만, Ar 구조의 전체 집합 미만의 부분 집합이 이성질체 동등물일 수 있도록, 존재한다):
A - 페닐렌
B - 바이페닐 디라디칼
C - 파라-테르페닐 디라디칼
D - 메타-테르페닐 디라디칼
E - 오르토-테르페닐 디라디칼
F - 나프탈렌 디라디칼
G - 안트라센 디라디칼
H - 펜안트렌 디라디칼
I - 그러한 유형 중 9,9-디페닐플루오렌의 디라디칼
J - 디벤조푸란의 4,4'-디라디칼
본 발명의 유기 코팅 내에 함유된 중합체는 단일 반복 단위, 예컨대 상기 언급한 페닐렌 또는 바이페닐렌 디라디칼 및 화합물 I 구조의 플루오렌 유도체 조합물 중의 하나로 주구성되는 단독중합체일 수 있거나, 또는 상기 중합체는 본 발명의 반복 단위 구조를 해당 기술 분야에 공지된 폴리올 및 페닐의 다른 반복 단위와 조합하여 함께 포함하는 공중합체일 수 있다. 실제 예를 들면, 본 발명의 폴리(아릴렌 에테르) 중합체는 페닐렌 A와 9,9-비스(4-히드록시페닐)플루오렌 및 일명 플루오렌 유도체에 의해 유사하게 에테르화된 바이페닐 디라디칼 B와의 공중합체일 수 있다. 또한, 화합물 A 내지 화합물 J의 다양한 조합물도 가능하고, 여기서 동일한 단량체가 사용되는 한, 그 동일한 단량체는 상이한 이성질체 구조를 갖는다.
반복 단위가 또 다른 유형의 중합체의 반복 단위와 조합되는 공중합체에 있어서, 반복 단위의 바람직하게는 60 몰% 이상, 보다 바람직하게는 80 몰% 이상이 본 발명의 중합체이다. 공중합체는 교번하는 랜덤 또는 블록 형태일 수 있다.
폴리(아릴렌 에테르) 중합체는, 이 중합체가 화학적으로 불활성이고 용기 내부에 함유된 고순도 기체를 오염시킬 수 있는 임의의 작용기를 함유하지 않는다는 점에서, 비작용성인 것으로 간주된다. 중합체는 물의 흡착을 촉진시키는 아미드, 이미드 및 케톤과 같은 카르보닐 부위를 갖고 있지 않다. 또한, 중합체는 금속 증착 공정에서 금속 공급원과 반응할 수 있는 불소, 염소, 브롬 및 요오드와 같은 할로겐을 함유하지 않는다. 오히려, 상기 중합체는, 9,9-플루오레닐리덴기 내의 가교 탄소를 제외하고는, 방향족 구조들끼리의 근접성 때문에 방향족 탄소의 특성을 많이 갖는 방향족 탄소로 주구성되어 있다. 본 발명의 목적에 있어서, 그러한 탄소는 퍼페닐화된 탄소인 것으로 간주된다.
유기 코팅 내에 있는 폴리(아릴렌 에테르) 중합체는 약 5,000 내지 약 15,000, 바람직하게는 약 7,000 내지 약 15,000, 보다 바람직하게는 약 10,000 내지 약 15,000의 수 평균 분자량을 갖는다. 폴리(아릴렌 에테르) 중합체를 형성시키는 합성 기법은, 예를 들면 미국 특허 제5,658,994호 및 제5,874,516호에 기재되어 있다. 또 다른 추가의 합성 기법에는 문헌[Colon 등, J. Poly. Sci., Part A,Poly. Chem., Vol. 28, pp 367-383(1990)]에 보고된 니켈 촉매 커플링 합성법이 포함되며, 상기 문헌은 그 전체 내용이 본 명세서에 참고 인용되어 있다.
유기 코팅 내에 있는 일부 특정 폴리(아릴렌 에테르)의 구조에는 하기 화학식의 구조들이 포함된다:
본 발명의 특정 바람직한 실시양태에서, 폴리(아릴렌 에테르) 중합체는 PAE-II를 포함한다. 그러나, 다른 폴리(아릴렌 에테르) 중합체들 또는 이들의 혼합물은 유기 코팅 내에 있는 것이 적합할 수 있다.
하나 이상의 폴리(아릴렌 에테르) 중합체를 함유하는 유기 코팅은 분무, 스핀 코팅, 회전 모울딩, 침지 코팅, 분말 코팅 또는 주조를 비롯한 다양한 기법을 통해 용기의 내부 표면에 도포된다. 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 중합체는 용액의 형태로 내부 표면에 도포된다. 분말 또는 팰릿과 같은 미립자의 형태로 존재할 수 있는 폴리(아릴렌 에테르) 중합체는 상기 분말을 용해시킬 수 있는 임의의 용매와 상기 중합체를 배합함으로써 코팅 용액으로 제조할 수 있다. 용매의 예에는, 2-에톡시에틸 에테르, 시클로헥산온, 시클로펜탄온, 톨루엔, 크실렌, 클로로벤젠, N-메틸 피롤리딘온, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 메틸 이소부틸 케톤, 2-메톡시에틸 에테르, 5-메틸-2-헥산온, γ-부티로락톤, 테트라히드로푸란, 메틸렌 클로라이드, 클로로포름 및 이들의 혼합물이 포함되며, 이에 국한되는 것은 아니다. 용매 내로의 중합체의 용해는 연속적인 교반 하에 약 60℃ 내지 약 90℃인 하나 이상의 온도에서 수행하는 것이 바람직하다.
코팅 용액의 농도는 약 5 중량% 내지 약 20 중량%, 바람직하게는 약 10 중량% 내지 약 15 중량%의 고형분일 수 있다. 코팅 용액의 점도는 3번 스핀들을 구비한 브룩필드 회전식 전기 기기 점도계(Brookfield Rotatoy Electromechanical Viscometer)를 사용하여 실온에서 측정했을 때 약 200 cps("centipose") 내지 약 800 cps이다.
폴리(아릴렌 에테르) 중합체 이외에도 용기의 내부 표면에 도포되는 용액은 의도하는 구체적 특성을 강화하거나 부여하는 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이들 첨가제에는 안정화제, 난연제, 안료, 가소제, 계면활성제 등이 포함될 수 있다. 소정의 특성을 제공하기 위해서는 상용성 또는 비상용성 중합체를 블렌딩할 수 있다.
상기 용액은 적당한 기재에 대한 폴리(아릴렌 에테르) 중합체의 접착성을 강화시키기 위해 접착 촉진제를 더 포함할 수 있다. 그러한 촉진제로는 헥사메틸디실라잔이 전형화되어 있으며, 이것은 히드록실 작용기를 형성하는 수분 또는 습기에 노출되는 표면 상에 존재할 수 있는 이용 가능한 그러한 히드록실 작용기, 예컨대 이산화규소와 반응하는 데 사용할 수 있다. 그러나, 바람직한 실시양태에서, 코팅 용액은, 폴리(아릴렌 에테르) 중합체가 다양한 기재에 대하여 매우 우수한 접착성을 나타내기 때문에, 접착 촉진제를 사용할 필요가 없다. 예를 들면, 본 발명의 출원인에게 공동 양도되어 있는 미국 특허 제5,874,516호에서 입증된 바에 의하면, SiO2기재에 대하여 PAE-II를 함유하는 코팅의 접착 강도는 SiO2기재 자체의 응집 강도보다 더 강할 수 있다.
코팅 용액이 도포되는 기재 또는 용기의 내부 표면은 먼지 및/또는 이물질과 같은 미분쇄 크기(mill scale)의 금속 산화물을 세정하는 것이 바람직하다. 특정 바람직한 실시양태에서, 내부 표면은 먼지와 같은 금속 산화물을 실질적으로 함유하고 있지 않다. 먼지는 일본 특허 출원 제55-115694호에 기재된 산 세정 방법과 같은 화학적 전처리를 통해 용기로부터 제거할 수 있다. 대안으로 또는 추가로, 용기의 내부 표면은 미분쇄 크기의 금속 산화물 및/또는 다른 이물질을 제거하고, 표면 조도를 감소시키기 위해서 기계적으로 광택(polishing) 처리할 수 있다.
기재 상의 유기 코팅의 두께 또는 용기의 내부 표면은 표면의 평균 표면 조도("Ra")에 의해 영향을 받을 수 있다. 유기 코팅의 두께는 약 0.5 마이크론 내지 약 15 마이크론, 바람직하게는 약 3 마이크론 내지 약 10 마이크론이다. 단일 코팅 층의 평균 두께는 약 3 마이크론이다. 그러므로, 9 마이크론 두께는 약 3 마이크론 코팅 층들로 구성되어 있다. 내부 표면의 Ra는 0.01 마이크론 내지 10 마이크론, 바람직하게는 약 0.01 마이크론 내지 약 4 마이크론이다. 결과적으로, 4 마이크론 이상의 Ra를 갖는 표면은 균일하고 결함이 없는 필름을 제공하기 위해서 보다 두꺼운 유기 코팅, 즉 10 마이크론 이상의 두께를 필요로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 유기 코팅은 회전 모울딩 기법에 의해 용기의 내부 표면에 도포된다. 유기 코팅을 도포하는 데 적합한 회전 모울딩 기법의 실시예들은, 예를 들면 미국 특허 제5,474,846호 및 제5,686,141호에 기재되어 있다. 코팅 용액을 제조하고 주위 온도로 냉각한다. 이어서, 상기 용액을 용기 내에 부어 넣고, 용기의 내부 표면의 완전한 습윤을 보장하기에 충분한 시간 동안 롤링 기기 상에서 수평 위치로 실린더에 의해 롤링한다. 본 발명의 일부 실시양태에서, 실린더는 완전한 습윤을 보장하기 위해서 하나 이상의 위치에서, 즉 수직으로 또는 45°또는 다른 각도의 위치에서 회전한다. 이어서, 코팅 용액은 용기 밖으로 쏟아 내고, 용기를 전도시켜서 임의의 과량을 배수한다. 과량의 용액은 수집하여 후속 단계, 바람직하게는 임의의 불순물을 제거한 후에 재사용한다.
일단 표면이 코팅된 후, 용기는 내화학성 유기 코팅을 형성하기에 충분한 시간 동안 하나 이상의 온도로 가열한다. 유기 코팅은 용기가 가열되는 온도 범위에 따라 열가소성(여기서, 내부에 함유된 중합체가 가교 결합되지 않음) 또는 열경화성(여기서, 내부에 함유된 중합체의 적어도 일부가 가교 결합됨)일 수 있다. 열가소성 코팅을 형성시키기 위해서, 용기는 약 200℃ 내지 약 300℃, 보다 바람직하게는 약 250℃ 내지 약 275℃인 온도로 처리한다. 용기는 약 10 분 내지 약 30 분, 바람직하게는 약 10 분 내지 약 20 분 동안 가열한다. 질소 또는 헬륨과 같은 불활성 기체는 코팅 용액으로부터 용매의 적어도 일부분을 제거하기 위해서 용기 내에 약 200 ml/분 내지 약 1000 ml/분, 바람직하게는 약 200 ml/분 내지 약 500 ml/분으로 흐르게 한다.
유기 코팅은 용기의 내벽 상에 형성된 필름을 후속 처리 및/또는 보다 높은 열 처리를 수행함으로써 열경화성 필름으로 제조할 수 있다. 필름을 약 350℃ 내지 약 500℃, 바람직하게는 약 350℃ 내지 450℃의 온도로 열 처리하는 것은 중합체의 적어도 일부를 가교시켜서 열경화성 필름을 형성시킬 수 있다. 이러한 처리는 공기 또는 불활성 기체의 대기 하에서 수행할 수 있다. 또한, 열경화성 코팅은 코팅 용액 내에 가교제를 첨가함으로써 뿐만 아니라 폴리(아릴렌 에테르) 중합체를 공지된 말단 캡핑제(end cap agent), 예컨대 페닐에티닐, 벤조시클로부텐, 에티닐 및 니트릴로 말단 캡핑시킴으로써 형성시킬 수도 있다. 열경화성 코팅을 형성시키는 열 처리는 각각의 층을 형성시킨 후에 수행하거나, 또는 코팅을 형성하는 모든 층들을 완성킨 후 한번에 수행할 수 있다.
각각의 코팅 및 가열 단계는 약 1 마이크론 내지 약 5 마이크론, 바람직하게는 약 2 마이크론 내지 4 마이크론인 두께를 갖는 층을 제공한다. 유기 코팅은 코팅 및 가열 단계를 0 내지 5회, 바람직하게는 2회 내지 4회 반복하여 유기 코팅을 형성시킴으로써 형성될 수 있다. 코팅 및 가열 단계가 반복되는 회수는 또한 용기의 내부 표면의 Ra에 의해 영향을 받을 수도 있다. 예를 들면, 약 4 마이크론 이상의 Ra를 지닌 표면은 10 마이크론 이상의 코팅 두께를 제공하기 위해서 보다 많은 층을 도포하는 것이 필요하다.
본 발명은 하기 실시예를 참고하여 보다 상세하게 예시할 것이지만, 그러한 실시예에 한정되지 않는다는 점을 이해해야 한다.
실시예
폴리(아릴렌 에테르) 중합체의 내부 라이닝(interior lining)을 갖는 유체 격납 용기의 제조
PAE-II 폴리(아릴렌 에테르) 중합체를 함유하는 유기 코팅을 갖는 유체 격납 용기는 다음과 같은 방식으로 제조하였다. 코팅 용액은 연속적으로 교반하면서 60℃의 온도 및 질소 대기에서 시클로헥산 1 리터에 PAE-II 분말 100 g을 용해시킴으로써 제조하였다. 이 용액을 실온으로 냉각시켰다.
상기 코팅 용액을, Ra≤4 ㎛의 내벽 평활도(smoothness)를 갖는 세정된 스틸 실린더 내로 부어 넣었다. 이 실린더를 플라스틱 마개로 캡핑하고, 실린더의 내부 표면이 완전히 습윤되거나 약 15 분이 될 때까지 롤링 기기(Middleton & U.K.Limited 제품) 상에 배치하였다. 상기 실린더를 롤링 기기로부터 제거하고, 전도시켜서 임의의 과량의 코팅 용액을 쏟아 내었다. 이 과량의 용액을 비이커 내에 수집하고, 보관하였다. 실린더는 약 15 분 동안 배수를 위해 전도 상태로 유지시켰다.
상기 실린더는 충전 말단에서 유입 기체를 흐르게 하고 제거할 수 있는 특수 기체 어댑터가 구비되었다. 이어서, 실런더를 약 250℃의 온도로 예열된 오븐 내에 수직으로 배치하였다. 실린더를 유입 기체 공급원에 연결하고, 어댑터에 통기시켰다. 질소의 연속적인 흐름을, 실린더를 통해 200 cc/분으로 30 분 동안 흐르게 하여 열가소성 유기 층을 형성시켰다. 이어서, 실린더를 오븐으로부터 제거하고 실온으로 냉각시켰다. 소정의 코팅 두께에 이를 때까지, 전술한 단계들을 반복하였다.
접촉각, 접착 및 코팅 두께
내부 PAE-II 유기 코팅을 갖는 실린더를 상기 설명한 방법에 따라 제조하였다. 유기 코팅의 접촉각, 접착 및 코팅 두께를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
코팅의 접촉각은 실린더 섹션의 코팅된 표면 상의 증가된 각도 및 감소된 각도를 모두 측정하기 위해서 크뤼스(Kruss) G40 각도계(goniometer) 및 삼중 증류수를 사용하여 측정하였다. 4회 측정값의 평균을 취하여 하기 표 1에 기재하였다. 코팅의 접촉각은 코팅 표면의 소수성과 관련이 있다. 접촉각이 높으면 높을 수록, 표면의 소수성은 더욱더 커진다.
코팅의 접착 측정값은 다음과 같이 수행하여 얻었다. 2개의 직각 방향 각각에 약 2 mm 간격으로 3개의 라인을 그어 25개의 단위 셀의 중첩 배열을 생성시켰다. 이들 라인을 각각의 실린더 섹션의 코팅된 표면 상의 중심에 비교적 가까이 근접시켰다. 이어서, 크로스헤치 박리 테스트(crosshatch peel test)를, 실린더의 만곡부에 평행한 방향과 수직인 방향으로 3M 898 접착제 테이프를 사용하여 수행하였다. 이어서, 접착제 테이프 및 실린더 표면을, 45 배율의 광학 현미경을 사용하여 검사하여 코팅내 임의의 파손을 조사하였다. 이 테스트의 결과를 하기 표 1에 기재하였다. 표 1에는 전체 테스트(pull test) 동안 제거된 셀의 수가 기재되어 있다. 제거된 셀의 수가 적으면 적을 수록, 기재에 대한 코팅의 접착이 더욱더 좋아진다.
두께 측정값의 경우, 테스트 샘플은 실린더 섹션을 볼록 면에 대하여 얇게 하고, 이어서 액체 질소 중에 침지시킴으로써 제조하였다. 이어서, 이 샘플은 해머를 사용하여 냉간-파괴(cold-frature)함으로써 주사 전자 현미경("SEM")으로 검사하기에 적합한 코팅된 오목 면 상에 절단 면을 생성시켰다. 도 1은 이들 샘플 중 한 샘플의 코팅/기재 계면을 도시한 SEM이다. 샘플 두께의 가변적인 결과는 광택 처리 공정 동안 코팅의 얼룩 현상(smearing) 때문이었다. 코팅 두께의 결과는 도 1에 기재하였다.
접촉각, 접착 및 코팅 두께 측정값
접촉각4회 측정값의 평균 접착크로스헤치 박리 테스트3M 898 접착제 테이프 코팅 두께단면의 SEM
증가된 각도 감소된 각도
91 +/- 2° 62 +/- 5° 총 셀의 수 = 25제거된 셀의 수 = 0 ≥3 마이크론
전기화학 임피던스 분광법("EIS")
내벽 상에 약 3 마이크론의 PAE-II 유기 코팅을 갖는 실린더를 상기 설명한 방법에 따라 제조하고, 테스트 쿠폰으로 구분하였다. 이러한 쿠폰에 대해 EIS 임피던스 테스트를 수행하고, 그 테스트의 결과를 하기 표 2a에 기재하였다. 보다 두께운 약 9 마이크론의 코팅을 갖는 견본에 대하여 유사한 테스트를 수행하고, 그 결과를 하기 표 2b에 기재하였다.
EIS 테스트는 전기화학 시스템에 대한 다양한 주파수의 작은 사인 곡선형 전압 섭동을 수반한다. 전기화학 시스템은 레지스터와 캐피시터의 네트워크 조합으로서 간주되며, 여기서 회로는 중합체 레지스터와 병렬로 접속되어 있는, 즉 바꾸어 말하면, 이중층 캐피시터와 직렬로 접속되어 있는, 즉 바꾸어 말하면 소공 레지스터와 병렬로 접속되어 있는 코팅 캐피시터로 구성되어 있다. 기하학적 방법 및 소프트웨어 방법의 이용을 통해, 실제 데이터에 근접한 유사성을 제공하는 적당한 레지스터 및 캐피시터에 값을 정할 수 있다. 전류의 형성된 반응 및 상 이동은 니퀴스트(Nyquist) 또는 보데(Bode) 곡선으로 도시한다.
EIS 모델의 2가지 중요한 측정값은 샘플의 코팅 저항(Rc) 및 전하 이동 저항(Rct)이다. Rc는 코팅 품질의 측정값을 제공하고, 그 측정값이 두께 및 환경에 따라 어떻게 변화하는 지를 제공한다. Rct는 코팅이 이면 스틸을 제공하는 보호도(degree of protection)의 측정값을 제공한다. 낮은 전하 이동 저항은 용액이 코팅내 소공을 통해 노출된 기재로 출입한다는 것을 나타낸다. 따라서, 부식율은 전하 이동 저항에 역비례한다.
테스트 쿠폰을 수일 동안 0.01M HCl 용액에 침지시켰다. 임피던스 테스트를 다음과 같이 AC 전류 하에 테스트 쿠폰에 대하여 수행하였다: 주파수는 30000 Hz 내지 0.01 Hz이고, 최대 진폭은 20 mV이며, 0.01M HCl 용액에 노출된 표면적은 1 cm2이다. 코팅 저항 및 전하 이동 저항을 특정 일수가 지난 후에 측정하고, 그 결과를 약 3 마이크론의 코팅과 약 9 마이크론의 코팅 각각에 대하여 하기 표 2a 및 2b에 기재하였다. 도 2a 및 2b는 약 3 마이크론 두께의 코팅과 약 9 마이크론 두께의 코팅을 각각 갖는 3가지 견본에 대하여 전하 이동 저항 대 침지 시간의 예시를 제공한다. 도 3a 및 도 3b는 약 3 마이크론 두께의 코팅과 약 9 마이크론 두께의 코팅을 각각 갖는 3가지 견본에 대하여 코팅 저항 대 침지 시간의 예시를 제공한다.
3 마이크론 두께의 PAE-II 코팅의 경우 임피던스 분광법 데이터
일수 임피던스 분광법 데이터0.01M HCl 용액 중의 25 mm × 75 mm 스틸 플라크
저항(ohm.cm2)
샘플 A 샘플 B 샘플 C
Rc 샘플 A Rct 샘플 A Rc 샘플 B Rct 샘플 B Rc 샘플 C Rct 샘플 C
0 2.50E+04 9.00E+05 9.00E+03 5.00E+04 1.00E+04 5.00E+04
1 8.00E+02 1.20E+03 9.00E+01 5.00E+02 9.50E+01 4.50E+02
7 9.00E+01 2.00E+02 8.50E+01 1.80E+02 9.00E+01 2.00E+02
14 6.00E+01 4.00E+02 4.00E+01 3.80E+02 7.00E+01 3.90E+02
21 7.00E+01 5.00E+02 2.00E+01 4.80E+02 2.00E+01 4.80E+02
28 7.00E+01 5.10E+02 2.00E+01 5.00E+02 7.00E+01 5.00E+02
9 마이크론 두께의 PAE-II 코팅의 경우 임피던스 분광법 데이터
일수 임피던스 분광법 데이터0.01M HCl 용액 중의 25 mm × 75 mm 스틸 플라크
저항(ohm.cm2)
샘플 #1 샘플 #2 샘플 #3
Rc 샘플 #1 Rct 샘플 #1 Rc 샘플 #2 Rct 샘플 #2 Rc 샘플 #3 Rct 샘플 #3
0 1.00E+06 4.00E+06 1.00E+06 7.00E+06 8.50E+06 2.00E+08
1 5.10E+05 9.00E+05 8.00E+05 2.00E+06 5.00E+06 5.00E+06
7 2.00E+05 6.00E+05 7.50E+05 1.00E+06 1.50E+06 2.00E+06
14 1.20E+05 5.00E+05 7.00E+05 9.00E+05 1.00E+06 1.50E+06
21 1.00E+05 5.00E+05 6.00E+05 8.50E+05 9.50E+05 1.20E+06
28 1.20E+05 6.00E+05 6.00E+05 8.50E+05 8.00E+05 1.50E+06
표 2a 및 2b와 도면 2a, 2b, 3a 및 3b가 예시하고 있는 바와 같이, 모든 코팅된 쿠폰은 테스트 환경에 노출한지 최초 몇 시간이 경과한 후 전하 이동 저항과 코팅 저항이 모두 현저한 강하를 나타내었다. 이것은 대부분의 코팅 시스템에 대하여 공통적인 것이다. 코팅 저항의 강하와 함께 상응하는 필름의 유전 상수의 증가 및 필름 저항의 감소는 중합체 내로 물의 침투에 기인한 것으로 생각된다. 전하 이동 저항의 강하는 코팅내 미세소공의 부설 및 이러한 소공의 기저부에서 스틸 기재의 부식에 기인한 것일 수 있다. 부식율은 전하 이동 저항에 역비례한다.
모든 샘플은, 구체적으로 표 2a 및 2b와 도 2a 및 3a에서 알 수 있는 바와 같이, 견본 중에서 특히 일부 변형예에 대하여 비교적 높은 코팅 저항 및 전하 이동 저항을 나타내었다. 3 마이크론 코팅과 9 마이크론 코팅 사이의 비교는 코팅 두께와 기재의 표면 조도 간의 중요한 상관성을 예시한다. 비교적 높은 Ra를 지닌 표면은 보다 낮은 Ra를 지닌 표면보다 더 두꺼운 코팅을 필요로 한다. 보다 얇은 3 마이크론 코팅의 경우, 코팅 저항 및 전하 이동 저항은 보다 두꺼운 코팅에서보다 동일한 테스트 기간 동안 훨씬 더 낮았다. 도 2b 및 3b와 표 2b에서, 가장 높은 결과를 갖는 견본, 샘플 #3은 달성 가능한 최고 성능을 나타낸다. 가장 낮은 결과를 갖는 견본, 샘플 #1은 코팅 내에 일부 결함 또는 소공을 나타낼 수 있다. 개선은 코팅 방법을 수행하는 동안 잠재적인 결함을 최소화시킴으로써 코팅 저항 및 전하 이동 저항에서 이루어질 수 있다.
제조된 PAE-II로 코팅된 실린더의 수분 분석
PAE-II의 내부 코팅을 갖는 3개의 스틸 실린더를 본 명세서에 개시된 방법에 따라 제조하였다. 이 실린더는 가열용 재킷을 사용하여 70℃로 가열하고, 밤새 진공 처리하였다. 실린더를 실온으로 냉각시킨 후, 수분 분석을 하기 위해서 미국 펜실베니아주 앨린타운에 소재하는 에어 프로덕츠 앤드 캐미칼스 인코포레이티드에 의해 제조된 BIP(상표명) 질소를 180 psig의 압력으로 충전하였다.
테스트 실린더를 아메테크(Ametek) 2850 수분 분석기에 연결하고, 실린더 가열용 재킷을 사용하여 90℃로 가열하였다. 3개의 테스트 실린더로부터 유래한 기체를 200 cc/분의 제어된 유속으로 수분 분석기 내에 흘러 보냈다. 테스트 실린더 내부의 기체 압력은 압력 변환기 모델 852B33PCA2GA(MKS에 의해 제공됨)를 사용하여 모니터링하였다. 실린더 내부 압력이 25 psig에 이를 때까지, 실린터 내부 기체 중의 수분 함량을 모니터링하고, 로테크(Lotech)에 의해 제조된 로테크 템프스캔/멀티스캔 데이터 로거(Lotech Tempscan/Multiscan Data Logger) 모델 1200을 사용하여 연속적으로 기록하였다. 수분 모니터링의 결과를 하기 표 3b와 도 4b에 기재하였다. 개질된 마이크론 폴리올레핀 약 800 마이크론으로 코팅된 비교용 실린더에 대하여 유사한 측정을 수행하고, 그 결과를 하기 표 3a 및 도 4a에 기재하였다. 도 4a 및 도 4b에서 데이터는 3개의 실린더에 대한 평균 값을 기재한 것이다.
개질된 폴리올레핀 중합체로 코팅된 스틸 실린더에서 실린더 압력에 따른 수분 변화
압력(psig) 평균 수분 측정값(ppb) 평균 표준 편차 신뢰 구간
실린더# 10238 실린더# 12691 실린더# 23871
150 25568 17382 1318 14756 12336 13960
125 25362 26851 47519 33244 12385 14015
100 35833 39384 57176 44131 11436 12941
75 52282 57124 61807 57071 4763 5389
50 61288 66841 79696 69275 9442 10685
25 79653 79756 범위 초과 79705 73 101
PAE-II 코팅된 스틸 실린더에서 실린더 압력에 따른 수분 변화
압력(psig) 수분(ppb) 평균 표준 편차 +/-
실린더# 374210 실린더# 374208 실린더# 374222
150 2792 2855 1.05 1882.68 1629.85 1844.31
125 1024 346 81.8 483.93 486.01 549.96
100 794 761 129.8 561.60 374.31 423.57
75 790 1079 191.6 686.87 452.60 512.16
50 860 1251 305.8 805.60 474.94 537.44
25 1068 1998 428.1 1164.70 789.40 893.28
전자공학 등급 기체를 함유하는 기체 실린더의 내부를 위한 코팅으로서 중합체 물질을 사용하면서 접하게 되는 가장 큰 문제점들 중 하나는 실린더의 높은 수분 배기 특성이다. 표 3a 및 도 4a에서 개질된 폴리올레핀 코팅과 같은 대부분의 중합체 물질의 경우, 기재에 대한 부식 보호는 높은 두께, 즉 단지 수백 마이크론에서만 달성 가능하다. PAE-II 코팅이 보다 낮은 크기의 등급, 즉 약 15 마이크론 이하인 두께를 갖는 코팅의 경우 유사하거나 보다 낮은 양의 수분 측정값을 나타낸다는 점은 놀랍고도 예기치 못한 일이다.
전자공학 등급 HCl로 충전되어 있는 PAE-II 코팅된 실린더의 자가 수명 연구
본 발명의 방법에 따라 내벽에 도포되어 있는 약 9 마이크론 두께의 PAE-II 코팅을 갖는 3개의 실린더와 광택 처리된 내벽을 갖는 2개의 표준 실린더를 전자공학 등급의 HCl로 충전하였다. 5개의 실린더 각각에서 발생된 수소의 양을 1년 기간에 걸쳐 측정하였다. 하기 표 4는 연구 지속기간에 걸쳐 발생된 수소를 나타낸 것이고, 도 5는 그 결과를 설명한 것이다.
전자공학 등급의 HCl로 충전된 실린더 내의 수소 발생
HCl로 충전한 이후의 일수 수소(ppm)
광택 처리된 실린더 PAE-II 코팅된 실린더
광택 처리된실린더 #1 광택 처리된실린더 #2 코팅된실린더 #1 코팅된실린더 #2 코팅된실린더 #3
0 7.44 17.49 1.49 3 34.82
92 71.38 91.9 2.34 2.3 32.95
176 84.7 127.2 4.8 2.4 48.9
280 108.1 158.8 11.3 12.3 52.8
405 124.7 174.9 13.7 3.0 54.2
HCl은 실린더의 스틸 벽과 반응하여 H2를 발생시키는 것으로 생각된다. 따라서, 실린더 내에 있는 H2의 보다 높은 수준은 내벽 표면이 부식되었다는 것을 나타낼 수 있다. HCl로 충전되어 있는 PAE-II 코팅된 실린더에서 수소 발생에 대하여 1년 동안 수집한 데이터는 표 2b의 임피던스 데이터와 일치하고, 스틸 기재에 대한 코팅의 보호 가능성을 확인시켜 준다. PAE-II 코팅된 실린더는 1년에 걸쳐 발생된 수소의 수준의 완만한 증가를 나타내었던 반면, 비코팅된 실린더는 동일한 기간에 걸쳐 발생된 수소의 급격한 증가를 나타내었다.
본 발명은 본 발명의 구체적인 실시예를 참조하여 보다 상세히 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 기술 및 영역으로부터 벗어나는 일 없이 변경예 및 변형예가 이루어질 수 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은 유체 격납 용기의 내부 표면에 도포되는 하나 이상의 폴리(아릴렌 에테르) 중합체를 포함하는 유기 코팅을 제공함으로써, 부식 가능성을 감소시키고, 용기 내부에 저장된 화학물질의 오염을 완화시키는 데 크게 도움을 준다.

Claims (20)

  1. 실질적으로 금속 산화물을 함유하고 있지 않은 금속 내부 표면, 및
    상기 금속 내부 표면을 실질적으로 피복하고 있는 유기 코팅
    을 포함하고,
    상기 유기 층은 하기 화학식의 반복 단위 구조를 포함하는 폴리(아릴렌 에테르) 중합체를 갖는 것인 유체 격납 용기:
    상기 식 중,
    m은 0 내지 1.0이고,
    n은 1.0 - m이며,
    Ar1, Ar2, Ar3및 Ar4는 각각 2가 아릴렌 라디칼이다.
  2. 제1항에 있어서, Ar1, Ar2, Ar3및 Ar4는 각각 하기 열거한 화학식의 구조들로 이루어진 군 중에서 선택된 2가 아릴렌 라디칼인데, Ar1, Ar2, Ar3및 Ar4는 디라디칼 9,9-디페닐플루오렌을 제외하고는 이성질체 동등물이 아닌 것인 용기:
  3. 제1항에 있어서, 유기 층은 하기 화학식의 반복 단위 구조를 갖는 것인 용기:
    상기 식 중,
    m은 0 내지 1.0이고,
    n은 1.0 - m이며,
    Ar1및 Ar3은 각각 하기 열거하는 화학식의 구조들로 이루어진 군 중에서 선택된 2가 아릴렌 라디칼이다:
  4. 제1항에 있어서. 유기 코팅은 m이 0.5 - 1.0인 것인 용기.
  5. 제1항에 있어서, 유기 코팅은 m이 1이고, Ar1이 바이페닐 또는 테르페닐인 것인 용기.
  6. 제1항에 있어서, 금속 내부 표면의 평균 표면 조도가 약 0.01 마이크론 내지 약 4 마이크론인 용기.
  7. 제6항에 있어서, 유기 코팅의 두께가 약 2.5 마이크론 내지 약 10 마이크론인 용기.
  8. 제1항에 있어서, 금속 내부 표면의 평균 표면 조도가 약 4 마이크론 이상인 용기.
  9. 제8항에 있어서, 유기 코팅의 두께가 약 10 마이크론 이상인 용기.
  10. 제1항에 있어서, 폴리(아릴렌 에테르) 중합체의 수 평균 분자량이 약 5,000 내지 약 15,000인 용기.
  11. 제10항에 있어서, 폴리(아릴렌 에테르) 중합체의 수 평균 분자량이 약 7,000 내지 약 15,000인 용기.
  12. 제10항에 있어서, 폴리(아릴렌 에테르) 중합체의 수 평균 분자량이 약 10,000 내지 약 15,000인 용기.
  13. 평균 표면 조도가 약 0.01 마이크론 내지 약 10 마이크론인 금속 내부 표면, 및
    상기 금속 내부 표면을 약 0.5 마이크론 내지 약 15 마이크론의 두께로 실질적으로 피복하고 있는 유기 코팅
    을 포함하고,
    상기 유기 코팅은 하기 화학식의 반복 단위 구조를 포함하며, 약 5,000 내지15,000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리(아릴렌 에테르) 중합체를 포함하는 것인 유체 격납 용기:
    상기 식 중,
    m은 0 내지 1.0이고,
    n은 1.0 - m이며,
    Ar1, Ar2, Ar3및 Ar4는 각각 2가 아릴렌 라디칼이다.
  14. 제13항에 있어서, 금속 내부 표면은 실질적으로 금속 산화물을 함유하지 않는 것인 용기.
  15. 평균 표면 조도가 약 0.01 마이크론 내지 약 4 마이크론인 금속 내부 표면을 갖는 유체 격납 용기를 제공하는 단계,
    상기 내부 표면을, 폴리(아릴렌 에테르) 중합체 및 용매를 포함하는 용액으로 코팅하는 단계,
    상기 용기의 내부를, 용액으로부터 용매의 적어도 일부를 제거하기 위해서 불활성 기체 흐름에 노출시키는 단계, 및
    상기 용기를, 유기 코팅을 형성시키기에 충분한 온도로 가열하는 단계
    를 포함하여, 유체 격납 용기의 금속 내부 표면 상에 유기 코팅을 형성시키는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 용기를, 중합체를 가교시키기에 충분한 온도로 가열하는 단계를 더 포함하는 방법.
  17. 제15항에 있어서, 노출 단계 및 가열 단계는 동시에 수행하는 것인 방법.
  18. 제15항에 있어서, 불활성 기체의 유속이 200 ml/분 내지 1000 ml/분인 방법.
  19. 제15항에 있어서, 코팅 단계는 유기 코팅이 약 2.5 마이크론 내지 약 10 마이크론의 두께에 도달할 때까지 반복하는 것인 방법.
  20. 제15항에 있어서, 용액의 점도가 약 200 cps 내지 약 800 cps인 방법.
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