KR20050020130A - 불소 수지막을 갖는 티형 관 이음쇠 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 T형 관 이음쇠 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 내부 표면에 불소 수지막이 형성된 T형 관 이음쇠 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 T형 관 이음쇠는, 직선관 및 상기 직선관의 중간 부분에 수직으로 형성된 수직관을 포함하는 상태에서 상기 직선관의 중간 부분에 소정의 높이로 돌출되도록 형성된 주입 포트; 및 상기 직선관 및 수직관의 내부 표면에 형성되되, 상기 주입 포트를 밀폐하도록 형성된 불소 수지막을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 T형 관 이음쇠의 제조 방법은, 직선관과 상기 직선관의 중간 부분에 수직으로 형성된 수직관 및 주입 포트를 포함하는 T형 관 이음쇠의 내부 표면과 일정한 간격을 유지하도록 형성된 금형을 상기 관 이음쇠의 내부에 위치시키는 단계; 불소 수지를 용융시키는 단계; 상기 용융된 불소 수지를 상기 주입 포트를 통하여 주입하는 단계; 상기 용융된 불소 수지를 응고시키는 단계; 및 상기 T형 관 이음쇠로부터 상기 금형을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 T형 관 이음쇠 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 내부 표면에 불소 수지막이 형성된 T형 관 이음쇠 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
각종 공작기기나 반도체 가공기 분야에서는 기름 또는 처리용 화학약품 등을 정밀기기에 공급 또는 이로부터 배출하기 위해 내부에 불소 수지막이 형성된 배관을 사용하고 있다. 이러한 불소 수지는 내식성, 내약품성 등을 가지므로 이송되는 유체로부터 금속 배관이 손상되는 것을 방지한다.
불소 수지막을 형성하는 방법은 주로 트랜스퍼 몰딩(transfer molding)의 방법이 사용된다. 즉, 배관 내부에 금형을 위치시키고, 용융된 불소 수지를 주입하여 배관과 금형 사이에 형성된 공간에 불소 수지를 채우고, 이를 응고시켜 일정한 두께의 불소 수지막을 형성하는 방법이다.
액체 탱크 및 각종 기기가 불소 수지막이 형성된 배관으로 연결되기 위해서는 각종 관 이음쇠가 사용되며, 이러한 관 이음쇠도 배관과 마찬가지로 내부에 불소 수지막이 형성되어 있다. 그러나, 관 이음쇠의 경우 배관과는 달리 형상이 복잡하기 때문에 용융된 불소 수지의 주입 위치, 주입압력, 주입 속도, 주입 온도 등에 따라 그 품질이 결정된다.
도 1에는 종래의 T형 관 이음쇠가 도시되어 있으며, 이러한 종래의 T형 관 이음쇠는 도 2 및 도 3에 도시된 방법에 의해서 제조된다. 도시된 바와 같이 T형 관 이음쇠(1, 101)의 내부 표면과 금형(10, 110) 사이에 형성된 공간(5, 15)에는 용융된 불소 수지가 주입기(20, 120)로부터 화살표 방향으로 주입된다.
그러나, 용융된 불소 수지가 T형 관 이음쇠의 개구로부터 주입되는 구조로 형성되어 있기 때문에 나머지 다른 개구들까지 도달하는 유동 통로가 길어지게 된다. 유동 통로가 길어지면 내부 공간(5, 15)이 용융된 불소 수지로 모두 채워지기 전에 불소 수지의 응고가 시작되거나, 또는 모두 채워지더라도 전체적으로 불균일한 온도로 응고가 진행되어 불소 수지막에 균열이 생기는 문제점이 발생한다.
또한, 종래의 T형 관 이음쇠의 제조 방법에는 금형의 탈부착시에 많은 시간이 소요되고, 금형비가 많이 소요되는 문제점이 존재한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 T형 관 이음쇠의 내부 표면에 불소 수지막이 균일하게 형성될 수 있도록 하는 T형 관 이음쇠를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 T형 관 이음쇠를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 T형 관 이음쇠는, 직선관 및 상기 직선관의 중간 부분에 수직으로 형성된 수직관을 포함하는 상태에서 상기 직선관의 중간 부분에 소정의 높이로 돌출되도록 형성된 주입 포트(port); 및 상기 직선관 및 수직관의 내부 표면에 형성되되, 상기 주입 포트를 밀폐하도록 형성된 불소 수지막을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 직선관 및 수직관은 플랜지 형태이고, 상기 불소 수지막은 상기 직선관 및 수직관의 플랜지 면의 일부를 덮도록 형성된 것이 바람직하다.
상기 주입 포트는 상기 수직관의 반대편에서 동축 상에 형성된 것이 바람직하며, 내부 직경(D)이 10 mm ≤D < 20 mm 인 경우에 돌출된 높이(L)는 L < 12 mm 가 되도록 형성되고, D ≥ 20 mm 인 경우에는 L < 19 mm 가 되도록 형성된 것이 더욱 바람직하다.
상기 직선관 및 수직관은 각각의 개구로부터 상기 주입 포트까지의 거리가 동일하도록 형성된 것이 바람직하고, 상기 불소 수지막은 PFA (Perfluoroalkoxy) 또는 PTFE (Polytetrafluoroethylene)로 이루어진 것이 바람직하다.
한편, 상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 T형 관 이음쇠의 제조 방법은, 직선관과 상기 직선관의 중간 부분에 수직으로 형성된 수직관 및 주입 포트를 포함하는 T형 관 이음쇠의 내부 표면과 일정한 간격을 유지하도록 형성된 금형을 상기 관 이음쇠의 내부에 위치시키는 단계; 불소 수지를 용융시키는 단계; 상기 용융된 불소 수지를 상기 주입 포트를 통하여 주입하는 단계; 상기 용융된 불소 수지를 응고시키는 단계; 및 상기 T형 관 이음쇠로부터 상기 금형을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 불소 수지는 PFA 또는 PTFE로 이루어진 것이 바람직하다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 T형 관 이음쇠의 사시도이다. 도 4에 도시된 바와 같이 T형 관 이음쇠(201)는 'T'형상에서 상부의 직선부분에 해당하는 직선관(202)과 하부의 수직 부분에 해당하는 수직관(203)으로 구성되어 있다. 트랜스퍼 몰딩시 용융된 불소 수지가 주입되는 통로인 주입 포트(204)는 직선관(202)의 중간 부분에 일정한 높이를 갖고 돌출되어 있다.
불소 수지막(206)은 직선관(202) 및 수직관(203)의 내부 표면에 일정한 두께를 갖도록 형성되며, 주입 포트(204)의 통로는 불소 수지에 의해 밀폐되어 개구가 형성되지 않는다.
본 실시예에 따른 T형 관 이음쇠는 플랜지 형태의 관 이음쇠이고, 불소 수지막(206)은 플랜지 면(207)의 일부를 덮도록 형성되어 있다. 플랜지 면(207)의 일부를 덮고 있는 불소 수지막(206)은 다른 플랜지 관과 결합시 압축됨으로서 유체의 누수를 방지하는 씰링(sealing) 기능을 한다.
주입 포트(204)는 주입되는 불소 수지가 원활하게 유동할 수 있도록 수직관(203)의 반대편에서 수직관(203)과 동축 상에 위치하도록 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 주입 포트(204)는 내부 직경(D)과의 관계를 고려하여 돌출된 높이(L)를 결정하는 것이 바람직하다. 즉, 소정의 내부 직경에 대해서 돌출된 높이가 소정 값보다 크게 되거나 소정의 돌출된 높이에 대해서 내부 직경이 소정 값보다 작게 되면, 용융된 불소 수지의 유동이 금형 전체에 대해서 원활히 이루어지지 않게 된다.
따라서, 주입 포트(204)의 내부 직경이 10 mm ≤D < 20 mm 인 경우에는 주입 포트(204)의 돌출 높이는 L < 12 mm 가 되도록 형성하고, D ≥ 20 mm 인 경우에는 L < 19 mm 가 되도록 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 주입 포트(204)로부터 직선관(202) 및 수직관(203)의 개구(202a, 202b, 203a)까지의 거리가 상기 주입 포트(204)로부터 각각 동일하도록, 즉 직선관(202)의 길이가 수직관(203)의 길이의 2배가 되도록 직선관(202) 및 수직관(203)을 형성하는 것이 바람직하다.
주입 포트(204)로부터 각 개구(202a, 202b, 203a)까지의 거리가 동일하게 됨으로서 용융된 불소 수지가 이동하는 거리가 최단거리가 되며, 이에 따라 중간 지점에서 응고되는 현상이 방지된다. 또한, 불소 수지막(206)이 전체적으로 균일한 온도로 응고됨에 따라 균열이 없는 불소 수지막(206)이 형성된다.
불소 수지막(206)은 내식성, 내약품성 등을 갖춘 재료로 이루어져야 하며, PFA 또는 PTFE가 바람직하다.
도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 방법이 단계 별로 도시되어 있다.
먼저 도 5a에 도시된 바와 같이 직선관(202), 수직관(203) 및 주입 포트(204)를 포함하는 T형 관 이음쇠의 내부에 금형(210)을 위치시키고, 주입기(220)를 주입 포트(204)의 개구에 결합시킨다. 금형은 각 개구(202a, 202b, 203a)를 통해 삽입되어 내부에서 결합되며, T형 관 이음쇠의 내부 표면과 일정한 공간(205)을 유지하도록 T형 관 이음쇠의 플랜지 면(207)에 고정된다.
이어 주입기(220) 내부의 불소 수지(206)를 일정한 온도로 융용시킨다. 여기서 용융 온도는 320 ~ 385℃가 바람직하다.
이어 도 5b에 도시된 바와 같이 용융된 불소 수지(206)를 주입 포트(204)를 통해 주입기로부터 T형 관 이음쇠 내부 공간(205)으로 주입한다. 주입하는 단계에서는 용융된 불소 수지(206)가 이동 중에 유동로를 막고 중간에서 응고되는 것을 방지하기 위해 일정한 압력으로 주입하는 것이 바람직하며, 압력은 1~2 Mpsi인 것이 더욱 바람직하다.
T형 관 이음쇠 내부의 공간(205)을 용융된 불소 수지(206)로 완전히 채우도록 주입한 후에 이를 응고시켜 고체인 불소 수지막(206)을 형성한다.
이어 도 5c에 도시된 바와 같이 금형(210)을 T형 관 이음쇠의 내부에서 분해하여 제거하면 일정한 두께의 불소 수지막이 내부 표면에 형성된 T형 관 이음쇠가 얻어 진다.
여기서, 불소 수지막(206)은 내식성, 내약품성 등을 갖춘 PFA 또는 PTFE가 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 T형 관 이음쇠 및 그 제조 방법은 용융된 불소 수지의 주입 포트를 각 개구로부터 동일한 거리에 위치되도록 형성하여 트랜스퍼 몰딩에 의한 불소 수지막이 균열없이 형성되도록 하는 효과를 갖는다.
또한, 금형 및 주입기 설비가 종래보다 단순해짐으로서 금형비가 감소되고, 탈부착시에 소요되는 시간도 단축되는 효과도 갖는다.
도 1은 종래의 T형 관 이음쇠의 사시도.
도 2 및 도 3은 종래의 방법에 의해 T형 관 이음쇠를 제조하는 방법을 도시하는 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 T형 관 이음쇠의 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 T형 관 이음쇠의 제조 방법을 단계별로 도시한 단면도.
Claims (8)
- 직선관 및 상기 직선관의 중간 부분에 수직으로 형성된 수직관을 포함하는 T형 관 이음쇠에 있어서,상기 직선관의 중간 부분에 소정의 높이로 돌출되도록 형성된 주입 포트; 및상기 직선관 및 수직관의 내부 표면에 형성되되, 상기 주입 포트를 밀폐하도록 형성된 불소 수지막을 포함하는 것을 특징으로 하는 T형 관 이음쇠.
- 제 1항에 있어서,상기 직선관 및 수직관은 플랜지 형태이고,상기 불소 수지막은 상기 직선관 및 수직관의 플랜지 면의 일부를 덮도록 형성된 것을 특징으로 하는 T형 관 이음쇠.
- 제 1 항에 있어서, 상기 주입 포트는상기 수직관의 반대편에서 동축 상에 형성된 것을 특징으로 하는 T형 관 이음쇠.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 주입 포트는내부 직경(D)이 10 mm ≤D < 20 mm 인 경우에 돌출된 높이(L)는 L < 12 mm 가 되도록 형성되고,D ≥ 20 mm 인 경우에는 L < 19 mm 가 되도록 형성된 것으로 특징으로 하는 T형 관 이음쇠.
- 제 1 항에 있어서, 상기 직선관 및 수직관은각각의 개구로부터 상기 주입 포트까지의 거리가 동일하도록 형성된 것을 특징으로 하는 T형 관 이음쇠.
- 제 1 항에 있어서, 상기 불소 수지막은PFA 또는 PTFE로 이루어진 것을 특징으로 하는 T형 관 이음쇠.
- 직선관과 상기 직선관의 중간 부분에 수직으로 형성된 수직관 및 주입 포트를 포함하는 T형 관 이음쇠의 내부 표면과 일정한 간격을 유지하도록 형성된 금형을 상기 관 이음쇠의 내부에 위치시키는 단계;불소 수지를 용융시키는 단계;상기 용융된 불소 수지를 상기 주입 포트를 통하여 주입하는 단계;상기 용융된 불소 수지를 응고시키는 단계; 및상기 T형 관 이음쇠로부터 상기 금형을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 T형 관 이음쇠의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 불소 수지는 PFA 또는 PTFE로 이루어진 것을 특징으로 하는 T형 관 이음쇠의 제조 방법.
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