KR20040030684A - 안정성이 개선된 저농도 가스, 이 가스를 포함하는 제품및 그 제조 방법 - Google Patents

안정성이 개선된 저농도 가스, 이 가스를 포함하는 제품및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

금속 표면의 패시베이션 방법에 관한 것으로, 이 방법은 ⅰ) 규소 함유 패시베이션 물질에 금속 표면을 노출시키는 단계와; ⅱ) 금속 표면을 비우는 단계와; ⅲ) 상기 금속 표면에 의해 이송되는 소기의 반응 가스의 농도보다 더 높은 농도를 지닌 반응 가스를 포함하는 가스 합성물에 상기 처리 표면을 노출시키는 단계와; ⅳ) 상기 가스 합성물을 실질적으로 전부 제거하여 소기의 농도에서 유효 유통 기간이 연장된 저농도의 반응 가스를 유지할 수 있도록 금속 표면을 비우는 단계와; ⅳ) 소기의 반응 가스의 농도에서 금속 표면을 반응 가스에 노출시키는 단계를 포함한다. 제조 제품, 높은 안정성의 유체 및 그것의 제조 방법이 또한 설명될 것이다.

Description

안정성이 개선된 저농도 가스, 이 가스를 포함하는 제품 및 그 제조 방법{INCREASED STABILITY LOW CONCENTRATION GASES, PRODUCTS COMPRISING SAME, AND METHODS OF MAKING SAME}
수분은 소위 말하는 황화수소, 카보닐설피드, 이황화탄소, 메르캅탄(메르캅탄은 또한 티올로 언급된다) 등의 "산성 가스"와 반응하여 복잡한 화합물을 형성하는 것으로 알려져 있다(용어 "산성 가스"는 본 명세서에서 특별하게 지정하지 않을 경우 가스상, 액체상, 혹은 가스상과 액체상의 혼합 중 하나를 의미하도록 사용된다).
표준 조성을 갖는 산성 가스, 다시 말해서 매트릭스 혹은 담체 유체에 있는 이들 가스들 중 하나의 기지의 농도를 갖는 산성 가스 제조에 관심을 가질 경우, 수분을 어떻게 감소 혹은 제거하는가를 고려해야 하는 문제점이 있다. 제조 직후에는 표준 산성 가스가 필요없을 수 있기 때문에, 표준 가스는 긴 유효 유통 기간(shelf-life)을 가져야 한다. 산성 가스 및/또는 매트릭스 가스의 공급원은 상당량의 수분을 함유할 수 있다. 따라서, 표준 가스 내의 산성 가스의 안정성을 유지해야 할 경우, 산성 가스로부터 수분을 감소 혹은 제거하는 것은 매우 중요한 일이다.
미국 특허 제5,255,445호, 제5,480,677호에는 저농도에서 서로 접촉 상태로 있는 하나 이상의 가스상의 수소화물을 포함하는 가스 혼합물의 안정성을 증대시키기 위해 금속 표면의 건조 및 패시베이팅(passivating) 프로세스가 개시되어 있다. 이 프로세스는 금속 표면과 접촉하고 있는 가스를 불활성 가스로 정화하여 정화된 가스를 제거하는 단계와, 금속 표면의 패시베이팅 처리에 충분한 시간 동안 유효량의 규소, 게르마늄, 주석 혹은 납의 가스상의 수소화물을 포함하는 소정량의 가스상의 패시베이팅 혹은 건조 작용제에 상기 금속 표면을 노출시키는 단계와, 불활성 가스를 사용하여 가스상의 패시베이팅 작용제를 정화시키는 단계를 포함한다. 선택적으로, 산화제는 흡착된 안정제를 안정화시키기 위해 제3 단계 이후에 적용된다. 상기 특허는 또한 포화 패시베이션(saturation passivation) 등의 공지의 프로세스를 언급하고 있으며, 여기서 용기는 관심 대상인 저농도의 수소화물 혼합물로 채워지기 이전에 여러 사이클의 비우기 및 더 놓은 농도의 동일한 가스상의 수소화물의 채우기를 겪게 된다. 상기 양자의 특허에는 황 함유 가스를 저장하기 위해 채택된 용기를 패시베이팅 처리하기 위한 프로세스에 대해 언급 혹은 개시되어 있지 않고, 또한 제1 패시베이팅 작용제가 표면에 도포된 후에 저장될 더 높은 농도의 가스와 접촉하는 패시베이션 기술도 개시되어 있지 않다.
본 발명의 출원일과 동일한 날짜에 출원하여 공동 계류 중인 출원 번호 제10/_호에는 황 함유 화합물을 포함하는 유체 합성물로부터 수분을 감소 혹은 제거하기 위해 특정의 내산성 가스의 분자체를 사용하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 수분이 감소된 합성물을 포함하도록 채택된 용기의 패시베이션에 대해 어떠한 설명이나 제안은 없다. 이러한 용기는 내부 표면에 접착되어 산성 가스와 반응하여 그 안정성 및 유효 유통 기간을 줄이는 수분을 포함할 수도 있다.
일반적으로 산성 가스 및 반응 가스와 반응하는 수분과 관련한 공지의 문제점에 있어서, 이들 화합물의 저장 동안 유효 유통 기간을 증가시키는 패시베이션 방법을 제공할 수 있다면 유리해진다.
본 발명은 일반적으로 가스와, 그 가스의 패키징(packaging) 및 그것의 사용 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로 말하면, 본 발명은 안정성이 개선된 저농도 반응 가스와, 이 가스를 포함하는 제품과, 그리고 그것의 제조 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 방법을 나타내는 흐름도이며,
도 2는 알루미늄 실린더를 1마이크로미터 Hg 의 진공으로 3일 동안 "진공 베이킹(vacuum baking)"을 행한 종래의 프로세스가 수분에 이미 노출되었던 실린더에 대해 150 ppb H2S(잔부 질소) 혼합물의 안정성을 제공하기에 충분하지 못하다는 것을 나타내는 그래프이고,
도 3은 제조될 고농도의 가스 혼합물이면서 또한 고순도 혼합물의 유효 유통 기간을 연장시키기 위해 사용되었던 가스 혼합물을 이용하여 진공 베이킹 이후 종래의 실린더와 밸브의 패시베이션 프로세스가 성공적이지 못하였다는 것을 보여주는 그래프이며,
도 4 및 도 5는 본 발명에 따라 제조된 가스 제품의 안정성을 나타내는 그래프이다.
본 발명에 따르면, 용기의 내면을 패시베이팅 처리하는 방법은 가스 합성물 특히 저농도의 가스 생성물의 유효 유통 기간을 증가시키기 위해 사용된다. 본 명세서에서 사용한 용어 "유효 유통 기간"은 용기에 저장된 가스의 초기 농도가 의도하거나 희망하는 농도에서 실질적으로 유지되는 시간을 의미한다. 이 문맥에서 "실질적으로 유지" 라는 표현은 약 1000 ppb 의 농도에서는 +/- 10퍼센트 이상, 약 500 ppb 의 농도에서는 +/- 15퍼센트 이상, 약 100 ppb 의 농도에서는 +/- 20퍼센트 이상 그 농도가 변하지 않는 것을 의미한다. "저농도" 라는 용어는 불활성 가스 등의 다른 가스의 농도가 1000 ppb 이하인 것을 의미한다.
본 발명의 패시베이션 기술에 유리한 가스는 이산화질소, 일산화질소, 염화수소, 염소, 붕소 3염화물, 규소 함유 화합물과 반응하지 않는 산성 가스를 포함한다.
본 명세서에서 사용한 "산성 가스"라는 용어는 이황화탄소, 카보닐설피드, 아래의 화학식(Ⅰ)에 속하는 화합물을 포함하는 규소 함유 화합물을 의미한다.
Y-S-X(Ⅰ)
여기서, S는 황, X와 Y는 동일하거나 상이하고, 수소, 알킬, 아릴, 산소, 히드록실, 아민, 아미노실란 및 알콜로 이루어진 군에서 독립적으로 선택된다. 상기 화학식(Ⅰ)에 속하는 양호한 황 함유 화합물의 예로는 황화수소, 메틸티올, 에틸티올, n-프로필티올, I-프로필티올, 벤질티올 등을 포함한다.
본 발명의 제1의 관점은 제조 제품에 관한 것으로, 이 제품은
a) 내부 공간과 패시베이팅 처리된 내부 금속 표면을 지닌 용기와;
b) 상기 내부 공간에 담겨 패시베이팅 처리된 내부 금속 표면과 접촉 상태로 있고, 소기의 농도가 실질적으로 유지되는 반응 가스를 함유하는 합성물을 포함하며;
c) 상기 패시베이팅 처리된 내부 금속 표면은,
1) 규소 함유 물질과 산소 함유 물질(양호하게는 수분, 분자형 산소, 금속 산화물 및 이것의 혼합물로 이루어진 군에서 선택)의 반응 생성물과,
2) 유효량의 반응 가스를 포함하며, 상기 유효량은 실질적으로 유지되는 반응 가스의 소기의 농도의 몇 배이다.
본 발명의 제조 제품은 반응 가스가 이황화탄소, 카보닐설피드 및 화학식(Ⅰ)에 속하는 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 것과 같이 염소와 산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 다른 양호한 제조 제품은 패시베이팅 처리된 내면이 패시베이팅 처리된 금속인 제품을 포함한다. 양호하게는, 상기 금속은 알루미늄, 알루미늄 합금, 강, 철 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된다. 본 발명의 제조 제품은 규소 함유 물질이 아래의 일반식(Ⅱ)에 속하는 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 것이 또한 바람직하다.
SiR1R2R3R4(Ⅱ)
여기서, R1, R2, R3, R4는 동일하거나 상이하고, 수소, 할로겐, 아민, 알킬, 아릴, 할로겐화 알킬 및 할로겐화 아릴로 이루어진 군에서 독립적으로 선택된다. 상기 제조 제품에 있어서, 화합물은 실란 혹은 메틸 함유 실란인 것이 바람직하다. 상기 메틸 함유 실란은 메틸실란, 디메틸실란, 트리메틸실란 및 테트라메틸실란으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 제조 제품은 그 합성물이 +/- 10퍼센트 이상 변하지 않는 약 1000 ppb 농도의 반응 가스를 포함하는 것이 바람직하며, 양호하게는 상기 합성물이 +/- 15퍼센트 이상 변하지 않는 약 500 ppb 농도의 반응 가스를 포함하거나, 더욱 양호하게는 상기 합성물이 +/- 20퍼센트 이상 변하지 않는 약 100 ppb 농도의 반응 가스를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 제품에 있어서, 그 합성물은 더 높거나 낮은 농도의 반응 가스를 포함하며, 이에 상응하게 더 높거나 낮은 농도 변화도 본 발명의 범위에 속한다.
본 발명의 양호한 제조 제품은 질소, 아르곤, 헬륨 등의 불활성 가스를 지닌단일의 반응 가스를 포함한다. 그 합성물은 2가지 이상의 반응 가스를 포함해도 좋다. 또한, 유체 합성물의 잔부는 몇몇 양호한 실시예에 있어서 에틸렌, 프로필렌 등의 탄화수소이다.
본 발명의 제2 관점은 본 발명의 제조 제품의 제조 방법에 관한 것으로,
ⅰ) 규소 함유 화합물의 적어도 일부가 내부 금속 표면의 적어도 일부에 규소 처리 표면을 형성하기 위해 제공된 산소 함유 화합물(양호하게는 수분, 분자형 산소, 금속 산화물 및 이것의 혼합물로 이루어진 군에서 선택)과의 반응을 허용하기에 충분한 시간 동안 규소 함유 화합물을 포함하는 제1의 유체 합성물에 용기의 내부 금속 표면을 노출시키는 단계로, 상기 규소 함유 화합물은 아래의 일반식 (Ⅱ) 에 속하는 화합물로 이루어진 군에서 선택되는, 용기의 내부 금속 표면을 노출시키는 단계와;
SiR1R2R3R4 (Ⅱ)
(여기서, R1, R2, R3, R4는 동일하거나 상이하고, 수소, 할로겐, 알킬, 아릴, 아민, 할로겐화 알킬 및 할로겐화 아릴로 이루어진 군에서 독립적으로 선택)
ⅱ) 규소 처리 표면을 형성하도록 산소 함유 화합물과 반응하지 않은 규소 함유 화합물을 실질적으로 전부 제거하기에 충분한 시간 동안 용기를 비우는 단계와;
ⅲ) 제조 제품의 소기의 반응 가스의 농도보다 더 높은 농도를 지닌 반응 가스를 포함하는 제2의 유체 합성물에 상기 규소 처리 표면을 노출시키는 단계와;
ⅳ) 용기 내의 소기의 농도에서 유효 유통 기간이 연장된 저농도의 반응 가스를 유지하도록 제2 유체 합성물을 실질적으로 전부 제거하기에 충분한 시간 동안 용기를 비우는 단계와;
ⅴ) 제조 제품을 위해 소기의 반응 가스 농도를 지닌 제3의 유체 합성물을 용기에 채우는 단계를 포함하다.
본 발명의 이러한 관점에 따른 양호한 방법에 있어서, 규소 함유 화합물은 실란 혹은 메틸 함유 유기실란이며, 특히 메틸 함유 유기실란은 실란, 메틸실란, 디메틸실란, 트리메틸실란 및 테트라메틸실란으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 방법에 있어서, 제2의 유체 합성물은 제조 제품의 소기의 반응 가스 농도보다 적어도 10배의 반응 가스 농도를 지니며, 상기 단계 ⅰ) 및 단계 ⅱ)는 상기 단계 ⅲ) 이전에 반복되고, 금속 표면은 단계ⅰ) 이전에 세척되며, 단계 ⅰ)에 사용된 규소 함유 합성물은 약 100ppm 내지 100퍼센트 범위인 것이 바람직하며, 상기 단계 ⅰ) 도중에 규소 함유 합성물은 74℃ 이하의 온도에서 가열되고, 단계 ⅲ) 도중에 제2의 합성물은 74℃ 이하의 온도에서 가열되는 것이 바람직하다. 다른 양호한 방법에 있어서, 용기는 실린더 밸브가 부착된 가스 실린더이며, 이 실린더 밸브는 단계ⅰ) 이전에 제거된다. 양호하게는 단계 ⅰ) 및 단계 ⅲ)에서의 온도를 매우 높게 하여 모든 단계가 종료된 후, 실린더 밸브는 다기 부착되고, 프로세스의 단계ⅰ) 내지 단계ⅴ)는 반복되지만, 단계 ⅰ)와 단계 ⅲ)은 74℃ 이하의 온도에서 일어난다.
본 발명의 제3의 관점은 금속 표면의 패시베이팅 처리 방법에 관한 것으로,이 방법은,
ⅰ) 규소 함유 화합물의 적어도 일부가 금속 표면의 적어도 일부에 규소 처리 표면을 형성하기 위해 제공된 산소 함유 화합물과의 반응을 허용하기에 충분한 시간 동안 규소 함유 화합물을 포함하는 제1의 합성물에 금속 표면을 노출시키는 단계로, 상기 규소 함유 화합물은 아래의 일반식(Ⅱ)에 속하는 화합물로 이루어진 군에서 선택되는, 금속 표면을 노출시키는 단계와;
SiR1R2R3R4 (Ⅱ)
(여기서, R1, R2, R3, R4는 동일하거나 상이하고, 수소, 할로겐, 아민, 알킬, 아릴, 할로겐화 알킬 및 할로겐화 아릴로 이루어진 군에서 독립적으로 선택)
ⅱ) 규소 처리 표면을 형성하도록 산소 함유 화합물과 반응하지 않은 규소 함유 물질을 제거하기에 충분한 시간 동안 금속 표면을 비우는 단계와;
ⅲ) 규소 처리 표면과 접촉 상태로 있는 반응 가스의 소기의 농도보다 더 높은 농도를 지닌 반응 가스를 포함하는 제2의 유체 합성물에 상기 규소 처리 표면을 노출시키는 단계와;
ⅳ) 소기의 농도에서 저농도의 반응 가스를 유지하도록 제2 유체 합성물을 실질적으로 전부 제거하기에 충분한 시간 동안 용기를 비우는 단계와;
ⅴ) 소기의 반응 가스 농도에서 반응 가스의 농도를 갖는 제3의 유체 합성물에 금속 처리된 표면을 노출시키는 단계를 포함한다.
양호하게는, 금속 표면은 파이프, 배관 매니폴드, 튜빙, 튜빙 매니폴드, 톤유닛(ton unit), 튜브 트레일러, 탱크 트레일러, 실린더, 플로우 레귤레이터, 압력 레귤레이터, 밸브, 실린더 밸브, 혹은 다른 감압 장치이다. 금속 표면은 이하에 설명된 바와 같이 단계 ⅰ) 이전에 세척되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 관점 및 장점은 아래의 양호한 실시예의 설명을 읽음으로써 더욱 명백해질 것이다.
아래의 설명은 금속 내측면을 갖는 용기에 초점을 두고 있지만, 이에 한정되는 것이 아니고 배관 혹은 튜빙 시스템과, 매니폴드와 그리고 실린더 밸브, 톤 유닛 등을 구비하는 가스 실린더에도 해당될 수 있다.
일반식(Ⅱ)에 속하는 규소 함유 화합물은 H2O, N2O, CO2등의 산소 함유 화합물과 반응하여 SiO2를 생성하는 것으로 알려져 있다(특히, 규소 함유 화합물이 가스상 혹은 증기상으로 있을 때). 이러한 사실은 본 발명의 여러 실시예에 있어서 유리하다. 규소 함유 화합물과 물 등의 산소 함유 화합물의 반응 생성물은 이것이 침적될 표면 상에서 비결정질 혹은 결정질의 유리 모양의 물질을 형성한다. 비결정질 혹은 결정질의 유리 모양의 물질은 처리 대상의 용기 혹은 표면이 알루미늄을 포함할 경우 알루미늄 규화물을 포함할 수 있다. 침적된 물질을 "코팅"으로 언급하였지만, 실제로 처리될 표면의 소정 영역에서는 그 물질이 불균일하게 침적되거나 혹은 전혀 침적되지 않을 수 있다는 것으로 이해해야 할 것이다. 그 다음 상기 코팅은 저농도에서 용기 혹은 배관 시스템에 궁극적으로 담기게 되는 가스 분자의 흡착을 위해 표면을 불활성시키는 기능을 할 것이다. 다시 말해서, 코팅은 처리된 금속 표면 상에 반응 위치의 수를 감소시키는 역할을 한다. 요약하면, 일반식(Ⅱ)에 속하는 규소 함유 화합물은 IUPAC 협약에서 정한 공식적인 이름은 다르지만 유기실란(organosilanes)이라고 칭할 것이다.
규소 함유 화합물과 물 등의 산소 함유 물질과, 일반식(Ⅱ)에 속하는 유기실란의 반응은 실온(25℃)에서 촉매 없이 일어나지만, 적당한 시간 내에 코팅을 생성하도록 25℃ 내지 100℃와 같이 적절하게 상승된 온도에서 반응을 실행하는 것이바람직하다. 수증기와 유기실란의 반응 압력은 또한 일반적으로 대기압에서 이루어지지만 처리될 용기 혹은 그 표면의 압력은 진공이나 대기압 이상의 압력이라도 좋다. 이것은 물론 산소 함유 화합물과의 유기실란의 반응 속도, 희망하는 코팅의 침착 속도 및 희망하는 코팅의 두께에 따라 결정된다. 물론 2개 혹은 그 이상의 유기실란/산소 함유 화합물 반응 제품의 층을 지닌 코팅을 만드는 것도 본 발명에 속한다. 2개 혹은 그 이상의 유기실린을 동시에 이용하여 "혼합" 코팅을 만드는 것도 또한 본 발명의 범주에 속한다. 실제로, 유기실란은 층을 지닌 코팅이나 혼합 코팅 중 어느 하나를 형성하기 위해 비 유기실란과 함께 사용될 수도 있다.
실란과 유기실란은 독성 물질이며, 유기실란, 자연 발화에 의존하다. 이들 물질의 취급에 특별한 주의가 요구되며, 바람직하게는 통기가 양호한 덮개를 필요로 한다. 전자제품에 사용되는 등급의 실란(SiH4)은 텍사스 휴스턴 소재의 에어 리퀴드 아메리카 코포레이션(Air Liquide America Corp.)에서 실린더 형태로 시판하고 있다. 트리메틸실란은 다우 코닝 코포레이션(Dow Corning Corp.)에서 시판하고 있다.
양호한 규소 함유 화합물은 실란, 메틸 함유 유기실란을 포함하며, 특히 메틸 함유 유기실란은 메틸실란, 디메틸실란, 트리메틸실란 및 테트라메틸실란으로 이루어진 군에서 선택된다. 양호한 유기실란 화합물은 구조식 SiHn(CH3)4-n(여기서, n=1 내지 3)을 갖는 메틸실란 화합물, 즉 메틸실란, 디메틸실란 혹은 트리메틸실란 혹은 구조식 Si2Hm(CH3)6-m(여기서, m=1 내지 5)을 포함한다. 가장 양호한 유기실란화합물은 메틸실란(CH3SiH3)이다. 유기실란 화합물은 침적된 필름의 탄소 함량이 원자량으로 1 내지 50%, 양호하게는 약 20%가 되도록 물, 산소 혹은 습기가 있는 공기 등의 물 함유 가스 및/또는 다른 산소 함유 가스와의 반응에 의해 가수분해된다.
물과 유기실란의 반응 중에 보조 수단(adjuvant)의 사용을 고려할 수 있다. 본 발명의 실시에 있어서, "보조 수단" 는 물리적 보조 수단과 화학적 보조 수단 및 이들의 조합을 포함한다. 적절한 물리적 보조 수단은 각각의 처리에 알맞은 온도 및 압력하에서 행해지는 정전기 방전, 플라즈마 방전, 레이저 여기 등을 포함한다. 예컨대, 플라즈마는 적당한 진공에서 가장 양호하게 사용된다. 화학적 보조 수단은 산소, 오존, 이산화염소 및 이들의 조합 등의 산화제 가스를 포함할 수 있다. 물리적 보조 수단과 화학적 보조 수단을 조합하여 사용할 때, 예컨대 오존과 플라즈마 방전을 조합하여 사용할 때, 반응 생성물은 미국 특허 제6,054,379호에 개시된 프로세스에 의해 생성된 필름과 유사한 것일 수 있으며, 상기 특허는 이러한 필름의 제조를 교시하기 위해 본 명세서에 참조되었다.
처리 대상의 용기 혹은 표면은 철, 스테인레스강(예컨대 301, 316, 401), 알루미늄, 알루미늄 합금, 강 합금 등으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 용기의 내면 혹은 그 처리 대상의 표면은 금속과의 반응 생성물의 접착성을 개선하기 위해 수증기와 유기실란의 반응 이전에 연마 처리될 수 있다. 찌꺼기는 분쇄, 연마 및 피닝(peening) 등의 각종 기계적 수단에 의해 제거될 수 있다. 분쇄는 부직포 연마제로 실시될 수 있다. 포트나 팬의 더럽혀진 표면 등의 표면을 문지르기 위해 로프티(lofty) 섬유성의 부직포 연마 제품을 사용하는 것이 알려져 있다. 이들 제품은 통상적으로 서로 교차하거나 접촉하는 지점에서 서로 접착되어 있는 스테이플 섬유로 형성된 로프티, 부직포, 오픈 매트이다. 이러한 형태의 저밀도 연마 제품의 스테이플 섬유는 연마 입자를 포함하거나 그렇지 않는 바인더와 접촉하는 지점에서 서로 접착되어 있다. 스테이플 섬유는 약 3.8cm 의 길이, 약 25 내지 250 마이크로미터 범위의 직경을 지니면서 주름져 있고, "Rando-Webber"와 "Rando-Feeder" 장치(뉴욕주 로체스터 소재의 컬레이터 코포레이션에서 제작, 미국 특허 제2,451,915호; 제2,700,188호; 제2,703,441호 및 제2,744,294호에 개시) 등의 장치에 의해 로프티 오픈 웹으로 형성된다. 이러한 연마 제품들 중 상업적으로 가장 성공한 제품은 미네소타주 세인트 폴 소재의 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 컴패니에서 제작하여 상표명 "Scotch-Brite"로 시판되고 있는 것이다. 이러한 형태의 저밀도 연마 제품은 본 명세서에서 참조한 후버(Hoover) 등의 명의의 미국 특허 제2,958,593호에 개시된 방법에 의해 제조될 수 있다.
저밀도 로프트 연마 제품은 또한 연속 필라멘트의 웹 혹은 매트로 형성될 수 있다. 예컨대, 본 명세서에서 참조한 핏저(Fitzer) 명의의 미국 특허 제4,227,350호에는 내인적으로 접합되고 연속적인 파형 모양의 상호 맞물린 필라멘트의 균일한 단면을 지니면서 일반적으로 평탄한 표면의 개방되고 다공성의 로프티 웹을 포함하는 저밀도 연마 제품이 개시되어 있다. 상기 특허의 웹은 스피너렛(spinneret)으로부터 담금질 욕조로 복수의 열가소성 유기질(예컨대, 폴리아미드, 폴리에스테르)필라멘트를 하방향으로 압출시킴으로써 형성된다. 필라멘트가 담금질 욕조로 들어갈 때, 필라멘트는 감겨 물결치기 시작하면서 용융 필라멘트의 흐름을 어느 정도 방해하여 욕조 표면 바로 위에서 용융 필라멘트의 진동을 유발한다. 필라멘트를 압출시키는 압출구의 간격은 용융 필라멘트가 감겨 욕조 표면에서 물결칠 때 인접한 필라멘트들이 서로 접촉하도록 되어 있다. 필라멘트의 감김 및 물결치는 것은 여전히 충분한 점성이 있으며, 필라멘트가 접촉하는 위치에서 서로에 대해 가장 강한 접착력이 생겨 내인적인 접합을 유발하여 로프티, 오픈, 다공성의 취급 가능한 필라멘트 웹을 생성한다. 그 다음, 이렇게 형성된 웹에는 강성의 바인더 수지가 주입되며, 이 수지는 서로 웹의 필라멘트를 접착 가능하게 접합시키고, 필라멘트의 표면에 웹 전체에 균일하게 분산된 다수의 연마제 과립을 또한 접합시킨다. 본 명세서에서 참조한 지머(Zimmer) 등의 명의의 미국 특허 제3,260,582호에 개시된 방법에 의해 연속 혹은 실질적으로 연속한 합성 필라멘트로부터 섬유질의 폴리싱 및/또는 연마 재료를 준비할 수 있다. 이러한 방법에 있어서, 주름지거나 말린 연속 필라멘트는 인장하에서 서로에 대해 실질적으로 평행한 상태로 직선화되고, 연마 입자를 포함하거나 그렇지 않은 접착제로 인장하에서 균일하게 코팅되며, 이러한 인장의 해제에 의해 상호 연결된 다음 영구적으로 연결되어 접착제의 경화 혹은 굳어짐에 의해 로프티, 오픈 3차원 상태로 설정된다. 저밀도, 로프트, 오픈, 다공성, 부직포 스카우링(scouring) 제품은 본 명세서에 참조된 헤이어(Heyer) 등의 명의의 미국 특허 제4,991,362호 및 제5,025,596호에 개시된 방법에 의해 연속 필라멘트로부터 용이하고 경제적으로 제조된다. 이들 특허에 개시된 스카우링 패드는 다수의 주름지거나 파형을 갖는 연속하고, 다공성 유기질 필라멘트를 포함하며, 이는 양단에서 서로 접합(예컨대, 융합 혹은 접착제에 의해)되어 있다. 상기 패드는 다수의 연속하고, 주름지거나 파형을 갖는 열가소성 유기 필라멘트를 오픈 로프티 어레이로 배열시킴으로써 만들어지는데, 그 어레이에 있는 각각의 필라멘트의 하나의 지점은 제1의 필라멘트 접합 지역에 해당하며, 제1 지점에서 거리를 두고 떨어진 각각의 필라멘트의 제2의 지점은 제2의 필라멘트 접합 지역에 해당한다. 패드는 열가소성 유기 필라멘트를 거의 전부를 제1 및 제2 접합 지역에서 서로 접합시킴으로써 필라멘트 어레이에 형성된다. 더 큰 연마성을 갖는 패드를 필요로 할 때, 연마제 입자는 패드의 필라멘트에 양호하게는 개개의 패드가 필라멘트 어레이로부터 절단되기 전에 접착 가능하게 접합될 수 있다. 이러한 패드는 또한 상업적으로 성공하였으며 경제적인 방식으로 제조가 가능하다. 본 명세서에서 참조한 미국 특허 제5,363,604호에는 저밀도, 로프트, 오픈, 다공성, 부직포 웹을 포함하는 부직포 스카우링 제품이 개시되어 있으며, 이 웹은 다수의 주름지거나 파형을 갖는 연속하고, 미리 성형된 열가소성 유기 필라멘트를 포함하며, 필라멘트가 접촉하는 지점의 적어도 일부에서 필라멘트를 묶는 유기 열경화성 바인더로 적어도 부분적으로 피복되어 있다. 연속한 열가소성 유기 필라멘트, 양호하게는 토우 형태로 된 필라멘트는 그 길이를 따라 복수의 지점에서 서로 얽혀 웹을 열경화성 바인더 선구 물질 용액으로 코팅하기 전에 웹에 적어도 약 0.02kg/cm, 더 양호하게는 적어도 약 0.03kg/cm의 횡방향 인장력을 부여하게 된다. 연속 필라멘트는 기계 방향에 수직인 여러 방향으로 바늘 펀칭에 의해 양호하게 얽히게 된다. 다른 배경기술의 문헌은 미국 특허 제3,688,453호, 제4,622,253호; 제4,669,163호; 제4,902,561호; 제4,927,432호; 제4,931,358호; 제4,935,295호, 1992.2.6일자로 발행된 국제특허 제WO 92/01536호, 1992.7.1일자 발행된 유럽 특허 출원 번호 제0 492 868 A1호를 포함하며, 이들 모두는 본 명세서에서 참조되었다.
금속 표면으로부터 찌꺼기를 제거하기 위한 다른 수단은 소위 접합 연마제를 사용하는 것과 같은 연마 가공을 포함한다. 접합 연마제는 통상 바인더에 의해 서로 유지된 연마제 입자의 성형 덩어리로 구성된다. 성형 덩어리는 휠, 포인트, 디스크 및 실린더 등의 몇몇 통상적인 형태일 수 있지만 연마 휠 형태인 것이 바람직하다. 본 발명에 유용한 양호한 접합 연마제 제품은 바인더 내에서 분산 및 접착된 약 50 내지 약 90 중량퍼센트의 연마제 입자를 포함한다. 접합 연마제 제품은 몰딩 프로세스에 의해 양호하게 제조되며, 파손을 제어하도록 공극의 정도를 변화시켜 만든다. 이러한 목적을 위해 사용될 수 있는 접합 연마제는 본 명세서에서 참조한 미국 특허 제5,250,085호, 제5,269,821호, 제5,273,558호에 개시된 것이 있다. 전체에 걸쳐 분산되고 그 내부에 접합된 연마제 과립을 구비하는 고체 혹은 발포성 유기 중합체 매트릭스를 포함하는 연마제 제품이 알려져 있고 널리 사용되고 있다. 통상적으로, 중합체 매트릭스는 촉매 작용을 지닌 페놀-포말데이드 등의 경질의 열경화성 수지나 혹은 폴리우레탄 혹은 가황 고무 등의 탄성 엘라스토머 중 하나로 구성된다.
접합 연마제는 그 구조 및 작동 모드에 따라 코팅 연마제와 구별된다. 접합 연마제(예컨대, 연마 휠)는 연마 대상의 재료에 예리한 절단 포인트를 연속적으로제공하기 위해 연속적인 파괴 및 연마제 입자의 제거에 의존하는 바인더 및 연마제 입자로 된 3차원 구조이다. 이에 반해, 코팅 연마제는 통상적으로 단일층의 연마제 입자만을 지닌다. 예컨대, 본 명세서에 참조된 미국 특허 제5,011,512호를 참조하기 바란다.
접합 연마제에 엘라스토머 바인더 물질이 사용되면, 일반적으로 약간의 신축성 및 탄성을 갖는 연마제 제품이 생산된다. 이러한 연마제 제품은 통상 강성의 열경화성 수지로 이루어지는 접합 연마제 제품에 의해 제공된 것보다 더 매끄러운 연마 작용과 더 미세한 표면 마감을 제공한다. 그 결과, 엘라스토머 접합 연마제 제품은 금속의 디버링(deburring), 피니싱, 샌딩 등의 산업용으로 그리고 목재 산업에서 광범위하게 사용되고 있다. 그러나, 이러한 엘라스토머 접합 연마제 제품은 가끔씩 연마제 입자의 너무 이른 손실이 나타났으며, 몇몇 경우에 엘라스토머 바인더의 일부가 바람직하지 못하게 더럽혀지거나 그것이 가공물의 표면으로 전달되는 것이 나타났다.
종래의 신축성 접착 마찰제 입자는 통상적으로 바인더 매트릭스로서 엘라스토머 폴리우레탄을 사용한다. 폴리우레탄 바인더 매트릭스는 미국 특허 제4,613,345호, 제4,459,779호, 제2,972,527호, 제3,850,589호, 영국 특허 명세서 번호 제1,245,373호(1971.9.8 공개)에 개시된 바와 같은 거품이거나, 혹은 본 명세서에서 참조한 미국 특허 제3,982,359호, 제4,049,396호, 제4,221,572호, 제4,933,373호에 개시된 바와 같이 폴리우레탄 바인더가 고체일 수도 있다.
톤 유닛, 불릿(bullet) 및 구체 등의 매우 큰 용기에 있어서, 이들 용기의내면 상에 있는 찌꺼기, 스케일 및 다른 침적물을 성공적으로 제거하기 위해 피닝이 사용될 수 있다. 미국 특허 제3,638,464호, 제3,834,200호(본 명세서에서 참조)에는 신축성의 내파열 재료의 가늘고 긴 스트립을 포함하고 적어도 하나의 금속 피닝 입자가 가늘고 긴 스트립에 고착된 베이스를 지지하는 고밀도 피닝 플랩 구조가 개시되어 있다. 복수의 내화성 경질, 임팩트 내파열 피닝 입자가 상기 지지 베이스의 노출면에 야금학적으로 결합되어 있다. 사용시, 하나 또는 그 이상의 플랩을 허브 상에 장착시키고, 플랩이 피닝 가공될 가공물에 반하여 강제되도록 한 상태로 그 허브를 회전시킨다. 각각의 지지 베이스 상에 있는 피닝 입자는 가공물에 차례로 타격을 가하여 피닝 입자가 그 정상적인 피닝 기능을 수행하도록 해주지만, 종래의 샷(shot) 피닝에서 일어나는 정상적으로 제어되지 않은 비산을 방지한다. 이러한 입자의 개선은 찌꺼기를 제거하는 데 사용되는 본 명세서에서 참조한 미국 특허 제5,179,852호 및 제5.203.189호에 개시되어 있다.
금속 용기의 내면 혹은 처리될 금속 표면이 일단 세척되면, 산소 함유 화합물과 유기실란의 반응은 코팅을 형성하기 위해 보조 수단을 가지고 혹은 보조 수단 없이 완료되며, 본 발명의 프로세스는 산소 함유 화합물과 반응하지 않은 실질적으로 모든 유기실란을 제거하기에 충분한 시간 및 진공 상태로 용기를 비우는 단계를 포함한다. 이러한 제1의 비우기 단계는 양호하게는 약 1 토르의 진공, 보다 양호하게는 0.01 토르의 진공을 포함한다. 이러한 비우기 프로세스 중에 온도는 중요하지 않지만, 더 높은 온도가 유기실란의 제거 속도를 증가시키는 경향이 있을 수 있다. 이는 고온이 더욱 위험하게 될 수 있다는 안전상의 문제에 의해 상충될 것이다. 따라서, 실온(약 25℃) 혹은 실온보다 약간 낮거나 약간 높은 온도가 바람직하다.
전술한 제1의 비우기 단계에 후속하는 다음 단계는 코팅을 가스 합성물에 노출시키는 단계로, 이 가스 합성물은 제조 제품의 소기의 반응 가스의 농도보다 더 높은 반응 가스 농도를 갖는다. 상기 반응 가스는 코팅과 접촉하도록 유발되며 그 표면을 더 균일하게 불활성시킨다. 반응 가스는 용기에 궁극적으로 저장되거나 혹은 표면에 노출될 반응 가스의 농도의 적어도 10배, 양호하게는 용기에 저장되거나 표면에 노출되는 반응 가스의 농도보다 5,000배, 더욱 양호하게는 용기에 저장되거나 표면에 노출되는 반응 가스의 농도보다 50,000배의 농도를 갖는다.
코팅 상에서 반응 가스의 흡착 정도는 흡착될 특정의 반응 가스의 화학 및 물리적 특징뿐만 아니라 코팅의 조성 및 물리적 특징, 상기 단계 중에 적용된 온도 및 압력, 화학적 및 물리적 특징에 따라 복잡하게 정해진다. 이러한 변수들은 차례로 용기 내에 저장될 반응 가스의 최종 농도에 의해 규정된다. 이러한 관점에서 유익한 표면 상으로의 가스상의 종(種)의 흡착에 관한 설명은 다니엘 에프 (Haniels, F) 저서의 맥그리힐 제7판 "Experimental Physical Chemistry" 의 제369-374면(1970)에 기록되어 있다. 본 발명자는 확신할 수 없지만, 코팅으로의 반응 가스의 인력은 사실상 이중극의 상호 작용 혹은 유도된 이중극을 포함하는 물리적인 것이지만, 산소가 숯에 흡수될 때와 마찬가지로 화학적 접합을 포함하는 사실상 화학적인 것일 수 있다. 물리력 및 화학력의 조합이 또한 작용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시에 의해 생성된 코팅의 표면적은 B.E.T. 방법에 의해 결정될 수 있으며, 그 표면적은 양호하게는 적어도 약 1m2/그램, 더욱 양호하게는 적어도 10m2/그램이다. 만약 코팅이 어느 정도 다공성이 있다면, 공극 체적은 질소 흡착 등온선 방법에 의해 결정될 수 있으며, 그 체적은 양호하게는 적어도 0.1ml/그램이다. 상기 B.E.T. 방법은 Brunauer, S. Emmet 박사와 Teller, E.,J. 의 아메리칸 케미컬 소사이어티 제60권 제309-16면(1938)에 상세히 기록되어 있다. 질소 흡착 등온 방법은 본 명세서에서 참조한 Barrett, E.P., Joyner, L.G.와 Helenda, P.P., J.의 아메리칸 케미컬 소사이어티 제73권 제373-80면(1951)에 상세히 기록되어 있다. 일반적으로, 용기에 저장될 반응 가스의 농도가 100ppb 일 경우, 동일한 반응 가스, 동일한 온도 및 압력 그리고 동일한 코팅에 있어서 상기 단계에 사용된 반응 가스의 농도는 흡착이 지배적인 통로에서 일어난다고 가정할 경우 반응 가스의 최종 농도가 단지 50ppb 인 경우보다 더 높게 될 것이다. 온도의 증가는 동일한 정도의 흡수를 얻기 위해 반응 가스의 농도의 증가, 압력 증가 혹은 이들 전부를 필요로 하는 경향이 있다. 이와는 대조적으로, 온도의 감소는 동일한 정도의 흡수를 얻기 위해 반응 가스의 농도의 감소, 압력 감소 혹은 이들 전부를 필요로 하는 경향이 있다.
표면이 고농도에서 반응 가스로의 노출에 의해 추가로 불활성화된 후에, 제2의 비우기 단계가 과잉의 반응 가스를 제거하기 위해 실행된다. 이 단계에서, 용기의 비우기는 비흡착된 반응 가스를 거의 전부 제거하여 흡착된 반응 가스를 코팅 상에 남겨 두기에 충분한 시간 동안 실행된다. 그 다음, 용기는 소기의 저농도의반응 가스를 포함하는 가스 합성물로 충전된다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 방법을 실시하기 위한 흐름도를 개략적으로 도시한 도면이다. 금속 내면을 지닌 용기가 선택된다(단계 12). 상기 금속 표면을 대부분의 규소 함유 물질이 금속 표면상에 존재하는 산소 함유 화합물과 반응하기 충분한 시간, 온도 및 압력에서 규소 함유 패시베이션 물질에 노출시킨다(단계 14). 소정 부피의 반응하지 않은 규소 함유 물질을 제거하기에 충분한 시간 동안 용기를 비운다(단계 16). 그 다음, 금속 표면을 용기에 담기게 될 최종 생성물의 고농도의 반응 가스 혹은 액체에 노출시킨다(단계 18). 흡수되지 않은 반응 가스를 거의 전부 제거하기에 충분한 시간 동안 용기를 다시 비우고(단계 20), 그 다음 희망하는 농도에서 희망하는 물질을 갖는 합성물로 용기를 채운다(단계 22). 이 시점에서, 용기가 평형을 유지하도록 하고, 용기 내의 반응 가스의 농도를 결정하기 위해 다양한 시간에 걸쳐 용기 내의 가스의 농도를 테스트하였다. 만약 유효 유통 기간이 양호하다면(단계 24), 아래의 절차에 따라 제품을 제조한다(단계 26). 만약 가스의 농도가 용인된 허용오차 범위를 벗어나 증가 혹은 감소할 경우, 단계 20, 22, 24의 절차를 반복한다. 선택적으로, 단계 14 및 단계 16은 단계 26으로 표시된 바와 같이 반복될 수 있다.
예
아래의 예에 있어서, 황화수소의 농도를 화학 발광 감지기를 사용하여 측정하였다.
비교예 1. 진공 베이킹은 실린더 내의 습기를 감소시켜 습기가 실린더 벽(실린더 밸브)과 반응할 때 산에 의한 부식을 방지 및/또는 감소시키기 위해 오래전부터 사용하여 왔다. 그러나, 도 2에 도시된 바와 같이, 알루미늄 실린더를 1마이크로미터 Hg 의 진공으로 3일 동안 65℃에서 진공 베이킹을 행하는 것은 수분에 이미 노출되었던 실린더에 대해 150 ppb H2S(잔부 질소) 혼합물의 안정성을 제공하기에 충분하지 못하였다.
비교예 2. 제조될 고농도의 가스 혼합물을 이용하여 진공 베이킹을 행한 이후 실린더 및 밸브의 패시베이션을 고순도의 혼합물의 유효 유통 기간을 연장시키도록 사용하였다. 그러나, 이는 성공적이지 못하였다. 비교예 1과 마찬가지로 초기 진공 베이킹 이후, 실린더를 5000 ppm H2S(잔부 질소)로 채우고 3일 동안 80℃에서 가열하였다. 3일 이후, 내용물을 비우고 실린더 상에 진공을 만들어 모든 H2S 찌꺼기를 제거하였다. 그 다음, 실린더를 150 ppb H2S(잔부 질소)로 채웠다. 도 3에 도시된 바와 같이, 혼합물의 안정성은 향상되었지만, 여전히 빠른 부식이 관찰되었다.
실시예 1. 실란, 화학식 SiH4를 지닌 규소 함유 물질은 수분, 다른 산소 함유 화합물 및 수소와 반응하는 것으로 알려져 있다. 또한, SiO2는 알루미늄을 결합할 수 있고, 상표명 "Calgaz 3003"으로 알려진 알루미늄 합금 실린더를 처리할 때 약한 Si-Al 결합이 형성된다는 자료를 확보한 것으로 보고되었다. 이 실시예에서, 1퍼센트의 실란(잔부 질소) 혼합물을 알루미늄 실린더로 주입하였고(주: 이는 상표명 "Calgaz 3003"으로 알려진 실린더가 아님), 그 실린더를 밤새 방치하였다. 그 다음 잔부를 진공으로 만들었고 실린더를 250 ppb H2S(잔부 질소) 혼합물로 채웠다. 도 4에 도시된 바와 같이, "H2S 패시베이션 없음" 으로 표시한 곡선의 부식 신호는 이전에 관찰된 것보다 더 느리며, 이는 H2S와 습기의 반응이 H2S의 안정성 손실에 오로지 책임이 있지 않다는 것을 의미한다. 그 후, 실린더를 비우고 62℃에서 5000 ppm 의 H2S 혼합물로 패시베이팅 처리 하였다. 실린더를 비우고 150 ppb의 H2S로 채웠다. 시간이 지남에 따라 신호가 증가하는 것이 관찰되었고, 이는 패시베이션 혼합물을 실질적으로 전부 채우기 이전에 제거되지 않았다는 것을 의미한다.
실시예 2. 이질적인 실란을 제거하기 위해 더 긴 진공 시간 주기를 사용하는 것만 제외하고 실시예 1과 동일하게 H2S 패시베이션에 후속한 실란 처리를 행하였으며, 도 5에 "H2S 패시베이션 있음" 으로 표시된 곡선에 의해 도시된 바와 같이 안정한 H2S 혼합물을 얻는 것이 가능하였다.
이상의 설명은 본 발명을 예시할 의도로 기재된 것이지만 첨부된 청구의 범위의 영역을 한정하려는 의도는 없다.

Claims (21)

  1. 유효 유통 기간이 연장된 가스를 포함하는 제조 제품으로,
    a) 내부 공간과 깨끗하고 패시베이팅 처리된 내부 금속 표면을 지닌 용기와;
    b) 상기 내부 공간에 담겨 상기 깨끗하고 패시베이팅 처리된 내부 금속 표면과 접촉 상태로 있고, 실질적으로 유지되는 농도를 갖는 반응 가스를 함유하는 합성물을 포함하며;
    c) 상기 깨끗하고 패시베이팅 처리된 내부 금속 표면은,
    1) 규소 함유 물질과 산소 함유 물질의 반응 생성물과,
    2) 패시베이팅 처리된 내부 금속 표면을 형성하기 위해 유효량의 반응 가스를 포함하며, 상기 유효량은 실질적으로 유지되는 반응 가스의 소기의 농도의 몇 배인 것인 제품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반응 가스는 이산화질소, 일산화질소, 염화수소, 염소, 붕소 3염화물, 규소 함유 물질과 반응하지 않는 산성 가스로 이루어진 군에서 선택되는 것인 제품.
  3. 제2항에 있어서, 상기 산성 가스는 이황화탄소, 카보닐설피드, 아래의 화학식(Ⅰ)에 속하는 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 제품.
    Y-S-X(Ⅰ)
    (여기서, S는 황, X와 Y는 동일하거나 상이하고, 수소, 알킬, 아릴, 산소, 히드록실, 아민 및 아미노실란으로 이루어진 군에서 독립적으로 선택됨)
  4. 제1항에 있어서, 상기 패시베이팅 처리된 내부 표면은 패시베이팅 처리된 금속인 것인 제품.
  5. 제4항에 있어서, 상기 금속은 알루미늄, 알루미늄 합금, 강, 철 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 제품.
  6. 제1항에 있어서, 상기 규소 함유 물질은 일반식 SiR1R2R3R4(여기서, R1, R2, R3, R4는 수소, 할로겐, 알킬, 아릴, 아민, 할로겐화 알킬 및 할로겐화 아릴로 이루어진 군에서 독립적으로 선택)에 속하는 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 제품.
  7. 제6항에 있어서, 상기 화합물은 메틸 함유 실란인 것인 제품.
  8. 제7항에 있어서, 상기 메틸 함유 실란은 메틸실란, 디메틸실란, 트리메틸실란 및 테트라메틸실란으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 제품.
  9. 제1항에 있어서, 상기 합성물은 +/- 10퍼센트 이상 변하지 않는 약 1000 ppb 농도의 반응 가스를 갖는 것인 제품.
  10. 제1항에 있어서, 상기 합성물은 +/- 15퍼센트 이상 변하지 않는 약 500 ppb 농도의 반응 가스를 갖는 것인 제품.
  11. 제1항에 있어서, 상기 합성물은 +/- 20퍼센트 이상 변하지 않는 약 100 ppb 농도의 반응 가스를 갖는 것인 제품.
  12. 제1항에 있어서, 상기 합성물은 불활성 가스, 탄화수소 가스 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 가스와 혼합된 단일의 반응 가스를 포함하는 것인 제품.
  13. 제1항의 제조 제품을 깨끗한 용기로부터 제조하는 방법으로,
    ⅰ) 규소 함유 화합물의 적어도 일부가 내부 금속 표면의 적어도 일부에 규소 처리 표면을 형성하기 위해 제공된 산소 함유 화합물과의 반응을 허용하기에 충분한 시간 동안 규소 함유 화합물을 포함하는 제1의 유체 합성물에 용기의 내부 금속 표면을 노출시키는 단계로, 상기 규소 함유 화합물은 일반식 SiR1R2R3R4(여기서, R1, R2, R3, R4는 동일하거나 상이하고, 수소, 할로겐, 알킬, 아릴, 아민, 할로겐화알킬 및 할로겐화 아릴로 이루어진 군에서 독립적으로 선택)에 속하는 화합물로 이루어진 군에서 선택되는, 용기의 내부 금속 표면을 노출시키는 단계와;
    ⅱ) 규소 처리 표면을 형성하도록 산소 함유 화합물과 반응하지 않은 규소 함유 화합물을 실질적으로 전부 제거하기에 충분한 시간 동안 용기를 비우는 단계와;
    ⅲ) 제조 제품의 소기의 반응 가스의 농도보다 더 높은 농도를 지닌 반응 가스를 포함하는 제2의 유체 합성물에 상기 규소 처리 표면을 노출시키는 단계와;
    ⅳ) 용기 내에 패시베이팅 처리된 내부 금속 표면을 형성하도록 상기 제2의 유체 합성물을 실질적으로 전부 제거하기에 충분한 시간 동안 용기를 비우는 단계와;
    ⅴ) 제조 제품을 위해 소기의 반응 가스의 농도를 지닌 제3의 유체 합성물을 용기에 채우는 단계
    를 포함하는 것인 방법.
  14. 제13항에 있어서, 규소 함유 화합물은 실란 및 메틸 함유 실란으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 메틸 함유 실란은 메틸실란, 디메틸실란, 트리메틸실란 및 테트라메틸실란으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 제2의 유체 합성물은 상기 소기의 반응 가스 농도보다 적어도 10배의 반응 가스 농도를 갖는 것인 방법.
  17. 제13항에 있어서, 상기 단계 ⅰ) 및 단계 ⅱ)는 상기 단계 ⅲ) 이전에 반복되는 것인 방법.
  18. 제13항에 있어서, 상기 단계 ⅲ)에 사용된 규소 함유 가스의 합성물은 약 100ppm 내지 100퍼센트 범위인 것인 방법.
  19. 제13항에 있어서, 상기 단계 ⅰ) 도중에 제1의 유체 합성물은 74℃ 이하의 온도에서 가열되는 것인 방법.
  20. 제13항에 있어서, 상기 단계 ⅲ) 도중에 제2의 유체 합성물은 74℃ 이하의 온도에서 가열되는 것인 방법.
  21. 패시베이팅 처리된 금속 표면을 지닌 소자를 제조하는 방법으로,
    ⅰ) 금속 표면의 적어도 일부에 규소 처리 표면을 형성하기에 충분한 시간 동안 일반식 SiR1R2R3R4(여기서, R1, R2, R3, R4는 수소, 할로겐, 아민, 알킬, 아릴, 할로겐화 알킬 및 할로겐화 아릴로 이루어진 군에서 독립적으로 선택)에 속하는 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 규소 함유 화합물에 금속 표면을 노출시키는 단계와;
    ⅱ) 규소 처리 표면을 형성하도록 산소 함유 화합물과 반응하지 않은 규소 함유 물질을 제거하기에 충분한 시간 동안 금속 표면을 비우는 단계와;
    ⅲ) 상기 금속 표면에 의해 이송되는 소기의 반응 가스의 농도보다 더 높은 농도를 지닌 반응 가스를 포함하는 가스 합성물에 상기 규소 처리 표면을 노출시키는 단계와;
    ⅳ) 패시베이팅 처리된 금속 표면을 형성하도록 상기 가스 합성물을 실질적으로 전부 제거하기에 충분한 시간 동안 규소 처리 표면을 비우는 단계
    를 포함하는 것인 방법.
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