KR20110095401A - 폴리테트라플루오로에틸렌 처리 - Google Patents

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Abstract

하나 이상의 PTFE 필름을 150℃ 이상에서 20시간 이상동안 가열된 후에, 상기 필름을 냉각시킨다. 상기 PTFE 필름을 200℃ 이상 내지 250℃ 이하의 온도에서 가열할 수 있으며, 가장 바람직하게는 약 228℃에서 가열하는 것이다. 상기 PTFE 필름을 50시간 이상 동안 또는 가장 바람직하게는 100시간 가량 온도에서 유지할 수 있다. 상기 PTFE 필름은 열 가공가능한 PTFE 플루오로폴리머 필름이 될 수 있으며, 많은 열영향부를 가질 수 있다. 상기 열영향부는 열처리 전 또는 후에 생성될 수 있다. 상기 열영향부는 일반적으로 압력하에서 두 개 이상의 PTFE 필름을 함께 웰딩함으로써 생성된다. "최적"의 온도와 "최적"의 시간은 열 가공된 PTFE 플루오로폴리머가 열처리되어야 하는 온도 및 시간에서 결정된다.

Description

폴리테트라플루오로에틸렌 처리 {Polytetrafluoroethylene Treatment}
본 발명은 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene; PTFE)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 PTFE의 열처리에 관한 것이다.
폴리테트라플루오로에틸렌은 많은 유익한 특성을 가졌기 때문에 산업과 생물의학분야의 적용에 널리 사용되고 있다. 예를 들면, PTFE는 일반적으로 화학적으로 비활성으로 여겨진다. PTFE의 이런 특성 및 다른 특성 때문에, 반도체 공정 산업 분야의 몇몇 회사들은 화학물질을 저장하는데 사용되는 용기를 두르는데 사용하는 라이너(liner)를 PTFE로 형성한다.
라이너는 다음의 방법에 의해 형성된다. 우선, 성질이 바뀐 PTFE 파우더는 압축되고 내부가 꽉찬 실린더인 빌릿(billet)으로 만든다. 빌릿은 입자가 유착하여 함께 고착될 때까지 구워진다. 빌릿은 재료의 얇은 층을 대폐로 깍아내는, 스키빙(skiving)이라 불리는 공정을 통해 필름으로 형성된다. 스키빙 공정은 사과를 깎는 것과 비슷하다. 스키빙 공정의 최종 결과는 PTFE 재료의 한 장 이상의 시트이다. 각 시트는 일반적으로 필름이라 불린다.
피트먼트(fitment)라 불리는 스파우트(spout)를 갖는 네 면의 2차원 백을 만들기 위해 깨끗한 PTFE 필름의 부분들을 웰딩(welding) 하는 것에 의해 라이너가 형성된다. 스파우트는 또한 라이너로 웰드(weld)된다. 라이너는 이어서 라이너의 구조적 지지를 제공하는 폴리에틸렌 오버팩(overpack)을 두르기 위해 사용되고, 최종 생산품은 PTFE가 둘러진 용기이다.
화학물질은 PTFE가 둘러진 용기에 저장되고, 피트먼트를 통해 용기로 제거되거나 놓여진다. 이러한 용기들에 저장되는 화학물질은 전형적으로 초고순도이고, 화학적으로 비활성인 PTFE 라이너는 일반적으로 저장된 화학물질과 화학적으로 반응하지 않는다.
그럼에도 불구하고, PTFE 라이너는 PTFE 라이너와 접촉하는 저장된 액체에서 관찰되는 입자를 증가시킬 수 있다. 예를 들면, PTFE 라이너를 갖는 용기에 순수한 물을 주입할 수 있고, 상기 용기를 여러번 뒤집고, 상기 순수한 물을 용기에서 배출시킨다. 용기에서 배출된 물을 미립자 계수기에 통과시켜 특정 크기 범위의 입자를 계수한다. 종래의 PTFE가 둘러진 용기의 경우, 입자수의 표준편차에 의해 판단할 때 입자수가 다양하게 변할 수 있다. 다른 로트(lot)의 PTFE 필름으로 PTFE 라이너를 만드는 경우 로트 가변성이 입자수의 높은 표준 편차에 부분적으로 책임이 있을 수 있다. 게다가, 특히 PTFE 라이너가 입자수에 영향을 미치지 않는 것이 유익하다고 고려되는 경우 입자수는 상대적으로 높은 경향이 있다.
그리하여, PTFE 라이너를 가공하는 종래 기술은 상대적으로 높은 입자수와 입자수의 높은 표준편차를 실질적으로 방지하지는 못하였다. 그러므로, PTFE 필름과 PTFE 필름으로부터 만들어진 라이너와 및 다른 생산품를 개선하기 위한 필요성이 존재한다.
본 발명은 PTFE 재료의 입자수 떨어짐을 감소시켜 입자수 및 이의 표준편차를 낮춤으로써 개선된 입자수 특성을 갖는 PTFE 재료를 함유하는 라이너를 제조하는 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 폴리테트라플루오로에틸렌 재료(일반적으로, PTFE 필름)에 의한 입자 떨어짐(particle shedding)을 감소시키 위해 PTFE 재료를 열처리하는 것에 관한 것이다.
한 태양으로, 하나 이상의 PTFE 필름을 약 150℃ 이상에서 약 20시간 이상 동안 가열하고, PTFE 필름을 냉각시킨다. PTFE 필름을 200℃보다 높고 250℃보다 낮은 온도에서 가열할 수 있고, 보다 바람직하게는 약 228℃의 온도에서 가열한다. PTFE 필름을 상승된 온도에서 약 50시간 이상 유지할 수 있거나, 보다 바람직하게는 100시간 가량 온도에서 유지할 수 있다. PTFE 필름은 열처리가능한 PTFE 플루오로폴리머일 수 있고, 많은 열영향부를 가질 수 있다. 상기 열영향부는 열처리 전이나 후에 생성될 수 있다. 상기 열영향부는 PTFE 필름을 PTFE 필름의 용융온도 부근의 온도까지 가열하는 것에 의해 형성되고, 일반적으로 통상 상기에서 설명한 열처리보다 적은 시간동안 압력 하에서 두 개 이상의 PTFE 필름을 함께 웰딩(welding)함으로써 형성된다.
다른 태양으로, 최적의 온도와 시간은 열처리된 PTFE 플루오로폴리머가 열처리되는 온도와 시간에서 결정되어질 수 있다. 다수의 온도, 시간 및 열처리가능한 PTFE 플루오로폴리머 필름을 함유하는 로트가 선택되어진다. 열가공된 필름은 온도와 시간이 관련된 다수의 세트로 분리된다. 각 세트의 열가공된 PTFE 플루오로폴리머 필름은 관련된 시간동안 관련된 온도까지 적용될 수 있다. 열가공된 PTFE 플루오로폴리머 필름에 대한 입자수를 결정하고, 입자수에 대한 회귀분석을 수행하여 최적 온도와 시간을 결정한다. 상기 열처리가능한 PTFE 플루오로폴리머 필름을 상기에서 설명한 열처리 전 또는 후에 웰드할 수 있다.
본 발명에 따라 열처리하여 제조된 PTFE 라이너는 입자수가 적고 이의 표준편차가 적으므로 낮은 입자수 특성을 나타낸다.
도 1은 PTFE 필름을 열처리하는 예시적인 방법을 그린 플로우 차트이다.
도 2는 입자수 측면에서 PTFE 라이너에 대한 열처리 효과를 설명하기 위한 열처리된 시험샘플과 대조군의 도트 플롯이다. (△: 10초 냉각, 180℃ 열처리, ◈: 40초 냉각, 180℃ 열처리, □:10초 냉각, 120℃ 열처리, ●: 40초 냉각, 120℃ 열처리, ▲: 40초 냉각, 열처리 안함, ◇: 10초 냉각, 열처리 안함, ■: 180℃ 열처리, 40초 냉각, ○: 180℃ 열처리, 10초 냉각,
Figure pat00001
: 120℃ 열처리, 40초 냉각, ◆: 120℃ 열처리, 10초 냉각)
도 3은 대조군과 1회 및 5회 전환된 열처리 라이너에 대한 증류수 시험의 도트 플롯이다. (●: 열처리 0.2, 1회 전환, ▲: 대조군 0.2, 1회 전환, ◆: 열처리 0.2, 5회 전환, ■: 대조구 0.2, 5회 전환)
도 4는 실제 데이터에 기초하여 계산된 플롯으로, 정해진 온도에서 약 20시간동안 다수의 라이너에 대하여 열처리 온도에 따라 입자수가 어떻게 변하는지를 보여주고 있다.
도 5는 실제 데이터에 기초하여 계산된 플롯으로, 도 4의 라이너에 있어서 열처리 온도에 따라 입자수의 표준편차가 어떻게 변하는지를 보여주고 있다.
도 6은 실제 데이터에 기초하여 계산된 플롯으로, 정해진 온도에서 약 95시간동안 다수의 라이너에 대하여 열처리 온도에 따라 입자수가 어떻게 변하는지를 보여주고 있다.
도 7은 실제 데이터에 기초하여 계산된 플롯으로, 도 6의 라이너에 있어서, 열처리 온도에 따라 입자수의 표준편차가 어떻게 변하는지를 보여주고 있다.
도 8은 실제 데이터에 기초하여 계산된 플롯으로, 정해진 온도에서 약 170시간동안 다수의 라이너에 대하여 열처리 온도에 따라 입자수가 어떻게 변하는지를 보여주고 있다.
도 9는 실제 데이터에 기초하여 계산된 플롯으로, 도 8의 라이너에 있어서 열처리 온도에 따라 입자수의 표준편차가 어떻게 변하는지를 보여주고 있다.
도 10은 열처리된 PTFE 라이너에 의한 입자수의 도트 플롯이다. (●: 라이너 로트 1, ▲:라이너 로트 2, ◆: 라이너 로트 3)
다음의 상세한 설명과 도면을 참조함으로써, 본 발명을 보다 완전히 이해할 수 있을 뿐만 아니라 본 발명의 특징과 이점들을 파악할 수 있을 것이다.
상기에서 설명한 바와 같이, PTFE 라이너와 같은 PTFE 재료를 가공하기 위한 종래 기술은 상대적으로 높은 입자수 및/또는 상기 입자수의 높은 표준편차를 야기한다. 즉, 이러한 PTFE 재료는 높은 입자수 특성을 가진다고 언급된다.
본 발명의 태양은 PTFE 재료의 입자수 특성을 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 사실, 상기에서 설명한 태양은 입자수 특성과 상기 입자수의 표준편차를 약 10배 이상으로 감소시킬 수 있다. 또한 입자계수 시스템은 재료의 입자수 또는 입자수 특성을 확립하는데 필요한 "마이크로버블(microbubbles)"이나 "파티클"같은 다른 변칙을 셀 수 있다는 것에 주목할 필요가 있다. 본원에서 사용된 용어 "파티클"은 종래 입자계수 시스템에 의해 "파티클"로 해석될 수 있는 것이라면 무엇이든 포함한다.
도 1에 따르면, 방법(100)은 입자 떨어짐을 감소시키기 위한 열처리 PTFE 필름을 도시하고 있다. 방법(100)은 PTFE 필름이 액체 물질과 접촉하는 곳에서 사용될 수 있다. 상기 방법(100)은 입자수 감소가 바람직할 때마다 사용될 수 있다. 이는 또한 물질과 같은 비액체와 접촉하기 위한 PTFE 필름이 위치하는 경우를 포함한다. PTFE 필름은 파우더와 같은 물질과 접촉할 수 있다.
단계(105)에서, PTFE 필름이 웰드된다. 이 단계는 선택적이다. 그러나, 일반적으로 PTFE로 만들어진 대부분의 라이너는 웰드될 수 있다. PTFE 필름의 웰드는 일반적으로 높은 압력하에서 개개의 PTFE 필름 부분을 녹이고 합치는 공정이다. 아래에서 더욱 상세히 설명하는 바와 같이, 웰딩은 사용되는 특정 PTFE 필름의 용융점 부근에서 일어난다.
따라서, 한 태양에서는 웰딩은 약 5초 내지 약 15초동안 약 370℃ 내지 약 430℃에서 PTFE 필름을 노출시키는 것을 포함할 수 있다. 약 60psi 내지 약 100psi의 압력이 가해질 수 있다. 추가로, PTFE 필름을 하기에서 설명하는 바와 같이 추가로 가공하기 전에 약 5초 내지 약 15초동안 일정한 압력에서 냉각시킬 수 있다.
통상, PTFE 필름은 열처리가능한 PTFE 플루오로폴리머이나, 임의의 PTFE가 사용될 수 있다. 상기에서 설명한 웰딩은 하나 이상의 열영향부를 생산하고, 처리되지 않은 채로 남아있는 것은 입자 떨어짐에 기여하는 경향이 있다. 그러나, 추가로 설명하는 바와 같이, 열영향부와 PTFE 필름은 일반적으로 이러한 발생을 감소시키기 위해 처리될 수 있다.
열영향부는 PTFE 필름의 분자 구성요소의 용융점 또는 그 근처의 온도에서 PTFE 필름를 열처리함으로써 생성된다. 일반적으로, 열영향부는 PTFE 필름의 용융점의 약 15℃ 범위 내에서 PTFE 필름을 가열함으로써 생성된다. PTFE 필름의 일부는 다른 온도에서 녹는 경향이 있다. 예를 들면, PTFE 필름의 결정질 부분은 PTFE 필름의 용융온도보다 높은 온도에서 녹는데 반해, PTFE 필름의 비결정질 부분은 PTFE 필름의 용융온도 낮은 온도에서 녹을 수 있다. 그러므로, 설사 실제 PTFE 필름의 용융온도에 결코 도달하지 못한다 할지라도, 열영향부가 생성될 수 있다. 또한, PTFE 필름 두 조각을 서로 완벽하게 웰드하기 위하여, 적어도 PTFE 필름의 용융점에 도달해야 하고, 용융점보다 다소 높은 온도가 바람직하다. PTFE 필름은 열영향부가 없기 때문에 본 발명의 공정에 의해 열영향부가 유익하게 영향을 받는다.
일반적으로, 단계(105)는 다수의 웰딩 단계를 포함하여 완전한 PTFE 라이너가 형성되도록 한다. 상기에서 설명한 바와 같이, PTFE 라이너는 보통 피트먼트라 불리는 스파우트를 갖는 네 면의 2차원적인 백이다. 또한, 스파우트는 라이너에 웰드된다. 그러므로, 단계(105)는 일반적으로 여러 웰딩(welding)단계를 포함한다.
도 1을 계속해서 참조하고, 상기에서 설명한 바와 같이, 단계(110)에서는 소정의 시간동안 소정의 온도에 하나 이상의 PTFE 필름을 둠으로써 상기 필름을 열처리할 수 있다. 이 방법에서는, 상기에서 설명한 입자 떨어짐과 입자수가 최소화될 수 있다. 다수의 다른 온도와 시간이 유익할 수 있으나, 특정 온도와 시간이 특히 바람직할 수 있다. 도 2 내지 도 10에 최적온도와 시간을 결정하기 위한 특별한 기술이 설명되어 있다. PTFE 필름은 그 유리전이온도 이상의 상승된 온도로 가열할 수 있고, 상승된 온도는 약 130℃ 내지 약 260℃일 수 있다. 열처리 공정은 150℃를 초과하는 온도에서 적용할 때 특히 효과적이다. 하기에 보다 자세히 설명하는 바와 같이, 최적 온도에 도달할 때까지 더 높은 온도가 유익하나, 너무 높은 온도는 최적 온도에 비하여 입자 떨어짐을 증가시킬 수 있다. 그럼에도 불구하고, 더 높은 온도에서 입자 떨어짐이 감소될 수 있기 때문에 필요하다면 최적 온도보다 높은 온도가 사용될 수 있다.
일반적으로, 단계(110)에서 소정의 온도는 약 150℃보다 높고, 보다 바람직하게는 약 200℃보다 높으며, 가장 바람직하게는 약 228℃이다. 보다 더 높은 온도가 사용될 수 있다. 260℃보다 낮은 온도가 바람직하다. 230℃±20℃와 같은 온도 범위가 사용되어질 수 있다고 알려져 있다. 더하여, 필름은 비연속적이거나 주기적인 방식으로 적용될 수 있다. 예를 들면, PTFE 재료를 소정의 온도까지 가열하고, 실온으로 냉각한 다음, 다시 초기 소정의 온도까지 다시 재가열한다. 그러나, 재가열 및 냉각이 PTFE 필름을 열처리하는데 필요한 시간을 길게 만드므로, 총 처리시간을 최소화하기 위해 PTFE 필름을 특정 시간동안 소정의 온도에서 계속적으로 유지하거나 교대로 상승된 온도로 유지한다.
소정의 시간에 대하여, 하기에 상세히 보여주는 바와 같이, 권장되는 시간은 약 20시간 이상이며, 보다 바람직한 시간은 50시간 초과이고, 가장 바람직한 시간은 약 100시간이다. 짧거나 긴 시간이 사용될 수 있으며, 하기에 주어진 기술을 통해 결정된 약 100시간은 입자 떨어짐을 최소한의 양으로 하고 가장 짧은 시간에서의 표준편차를 제공한다. 필요한 경우 단계(100)은 단계(120) 이후에 발생할 수 있다.
이하에서는 PTFE 필름의 예시적인 열처리 기술의 개요가 설명되며, 특정 PTFE 필름이나 보다 적절하게는 PTFE 필름의 세트에 대한 적절한 온도와 시간을 결정하는 기술이 설명된다.
도 2에 따르면, 열처리된 시험샘플과 대조군의 도트 플롯이 도시되고 있다. 이 플롯은 PTFE 라이너에 대한 열처리 효과를 입자수 측면에서 설명하고 있다. PTFE 라이너를 포토레지스트로 충전하고, 5회 전환하고, 충전 후에 0.2 마이크론에서 16시간동안 계수한다. X축 단위는 0.2 마이크론에서의 1 밀리리터당 입자수(particles/ml)이다. 도 2의 우측 범례는 시험된 샘플 각 세트의 설명을 포함하고 있다. 샘플 세트에서의 각 샘플은 라이너로 함께 웰드되는 다수의 열처리가능한 PTFE 플루오로폴리머 필름이다. 이러한 예에서, 한 세트당 3개의 PTFE 라이너가 있다. 웰딩은 소정의 온도에서 소정의 시간동안 비교적 얇은 선이나 선들의 세트를 따라 두 개의 PTFE 필름을 함께 압축하는 웰딩 기계를 사용함으로써 수행되며, 이 때 소정의 온도는 PTFE 필름의 용융점과 동일하거나 또는 보다 높은 온도이다. "10초 냉각"은 웰딩된 PTFE 필름을 소정의 냉각 온도로 냉각시키는데 사용되는 10초동안의 시간이다. 비슷하게, "40초 냉각"은 웰딩된 PTFE 필름을 소정의 온도로 냉각시키는데 사용되는 40초동안의 시간이다.
범례에서 보여진 샘플들은 다음과 같다: (1) 10초 냉각하고 4일동안 180℃에서 열처리한 PTFE 라이너의 시험군 세트; (2) 40초 냉각하고 4일동안 180℃에서 열처리한 PTFE 라이너 시험군 세트; (3) 10초 냉각하고 4일동안 120℃에서 열처리한 PTFE 라이너의 시험군 세트; (4) 40초 냉각하고 4일동안 120℃에서 열처리한 PTFE 라이너의 시험군 세트; (5) 10초 냉각으로 제조된 웰드가 있는 PTFE 라이너의 대조군 세트; (6) 40초 냉각으로 제조된 웰드가 있는 PTFE 라이너의 시험군 세트; (7) 4일동안 180℃에서 열처리하고 10초동안 다시 웰딩하고 40초 냉각한 PTFE 라이너의 시험군 세트; (8) 4일동안 180℃에서 열처리하고 40초동안 다시 웰딩하고 10초 냉각한 PTFE 라이너의 시험군 세트; (9) 4일동안 120℃에서 열처리하고 10초동안 다시 웰딩하고 40초 냉각한 PTFE 라이너의 시험군 세트; (10) 4일동안 120℃에서 열처리하고 40초동안 다시 웰딩하고, 10초 냉각한 PTFE 라이너의 시험군 세트.
도 2에 PTFE 라이너의 각 세트를 나타낸 도트 플랫은 도면에서 자신의 열이 할당되었다. 예를 들면, "10초 냉각, 180℃ 열처리"라 칭한 세트에 대한 도트 플랫은 입자수를 위한 축에 가장 가까운 줄에 도시되어 있다. 비슷하게, "40초 냉각, 180℃ 열처리"라 칭한 세트에 대한 도트 플랫은 입자수를 위한 축으로부터 두번째 줄에 도시되어 있다.
특히, 도 2는 웰딩 후 냉각시간 차이의 영향이 아주 적고, 180℃ 열처리가 선택된 온도에서 가장 적은 입자수를 갖는 PTFE 라이너를 생산함을 보여준다.
도 2에 사용된 교반 횟수(즉, 충전된 PTFE 라이너를 5회 뒤집는 것)는 질적으로 대조군 실험에서 전형적이지 않고 일반적으로 증류수를 사용하여 입자계수를 행하기 때문에, 샘플들을 준비하여 PTFE 라이너에 대한 열처리 효과를 측정하기 위해 1회 및 5회 전환된 DI수에서 시험한다. 열처리를 5일동안 180℃에서 수행한다. 샘플 PTFE 라이너를 충전하고, 0.2 마이크론에서 한시간의 충전으로 입자들을 시험한다. 그 결과를 도 3에서 대조군과 열처리된 라이너의 증류수 시험에 관한 도트 플롯으로 도시하고 있다. 특히, 도 3은 열처리된 PTFE 라이너가 상응하는 대조군 PTFE 라이너보다 더 적은 입자수를 야기함을 보여준다.
라이너를 열처리하기 위한 최적의 셋팅을 결정하기 위하여, 다수의 로트의 라이너로부터 PTFE 라이너를 선택하는 것이 유익하다. 각 라이너 로트로부터의 PTFE 라이너를 다른 온도에서 다른 시간동안 가열할 수 있다. 그래서, "세트"를 결정할 수 있으며, 각각의 세트는 특정 로트, 정해진 온도 및 정해진 시간으로부터 다수의 PTFE 라이너를 가진다. PTFE 라이너의 정해진 횟수의 전환에 대한 입자수를 라이너 세트에 대해 결정한 다음 입자수 회귀분석에 의해 최적의 온도와 최적의 시간을 결정할 것이다. 최적의 값은 이론적이고, 실체 최적 온도나 시간과 다소 다를 수 있다. 이러한 "최적화"의 기술의 예는 다음과 같다.
세가지 로트의 라이너로부터 샘플 PTFE 라이너를 준비하였다. 각 라이너 로트를 20, 95 또는 170시간동안 180℃, 220℃ 또는 260℃에서 가열하였다. 샘플 PTFE 라이너를 포토레지스트로 충전하고, 5회 뒤집고, 충전 후 16시간째에 0.2 마이크론에서 입자를 계수하였다.
시험된 라이너의 세가지 로트에 대한 최적화 기술의 결과에 기초할 때, 라이너 로트와 열처리 온도가 표준 편차에 나타난 것처럼 입자 레벨과 입자 레벨 가변성에 가장 크게 기여하는 것으로 보인다. 라이너 로트, 열처리 온도, 입자 레벨 및 이의 표준편차 사이의 관계는 몇몇 2차 상호작용과 비선형인 것으로 보인다. 만약 시간이 20시간에 일정하게 고정되어 있다면, 라이너 로트와 (입자수에 대한) 온도 곡선은 도 4에 도시된 것과 같이 보일 것이다.
도 4는 실제 데이터에 기초로 하여, 20시간동안 정해진 온도에서 유지된 다수의 라이너에 대하여 열처리 온도에 따라 입자수가 어떻게 변하는지 보여주는 계산된 플롯이다. 도 4의 예에서, 다른 온도 및 라이너 로트로부터 실제 데이터를 결정하고, 도 4에 도시된 플롯을 결정하기 위하여 데이터를 사용하는 프로그램에 상기 데이터를 넣는다. 그러므로, 도 4에 도시된 플롯은 실제 데이터에 기초하여 계산한 것이다.
도 4에 도시된 온도에 관하여, 온도는 다음과 같다. -1은 180℃에 해당되고; 0은 220℃에, 1은 260℃에 해당된다. 반응값은 particles/ml에서의 입자수이다. 15개의 PTFE 라이너가 세 개의 다른 라이너 로트로부터 사용된다(도면에서의 로트 1, 0 및 -1). 따라서, 라이너 로트마다 다소 다르긴 하지만, 도 4의 플롯은 약 236℃(0.4×40+220℃)에서 낮은 지점에 도달한다.
도 5는 실제 데이터에 기초하여, 도 4에 사용된 라이너에 대하여 입자수의 표준편차가 열처리 온도에 따라 어떻게 변하는지를 보여주는 계산된 플롯이다. 온도, 반응값 및 라이너 로트는 도 4와 동일하다. 도 4와 같이, 도 5에서의 플롯은 실제 데이터를 사용하여 계산되고, 데이터는 도 4에서 사용된 데이터와 같다. 도 5는 입자수의 표준편차가 열처리에 의해 영향을 받고, 라이너 로트에 따라 약 244℃(0.6×40+220℃)에서 낮은 지점에 도달함을 보여준다.
도 6은 정해진 온도에서 약 95시간동안 유지된 다수의 라이너에 대하여 열처리 온도에 따라 입자수가 어떻게 변하는지를 보여주는 계산된 플롯이다. 도 6은 도 4에 사용된 것과 같은 기술을 통해 얻어진 플롯이다. 3개의 다른 로트에서 5개씩, 총 15개의 PTFE 라이너를 사용하였고, 다른 온도 및 라이너 로트로부터 결과 데이터를 결정하고, 도 6에 도시된 플롯을 결정하기 위해 데이터를 사용하는 프로그램에 상기 데이터를 넣었다. 도 6은 입자수가 온도와 라이너 로트에 따라 변함을 보여준다.
도 7은 도 6에 사용된 라이너에 대하여, 열처리 온도에 따라 입자수의 표준편차가 어떻게 변하는지를 보여주는 계산된 플롯이다. 도 7은 입자수의 표준편차가 온도와 라이너 로트에 따라 변함을 보여준다.
도 8은 170시간동안 정해진 온도에서 유지된 다수의 라이너에 대하여 도 4와 도 6을 결정하는데 사용된 기술에 의해 계산된 플롯이다. 입자수의 음의 값을 계산하였지만 관찰되지 않았음에 주목하여야 한다. 도 9는 도 5와 도 7을 결정하는데 사용된 기술에 의해 도 8의 라이너를 사용하여 계산된 플롯이다. 도 8과 도 9는 모두 입자수와 입자수의 표준편차가 각각 온도와 라이너 로트에 따라 변함을 보여준다.
따라서, 도 4 내지 도 9는 입자수와 입자수의 표준편차가 각각 온도와 라이너 로트에 따라 변함을 보여주고 있다. 최적 온도와 시간을 결정하기 위해, 결정된 데이터에 대해 회귀분석을 사용하였다. 도 4 내지 도 9를 결정하는데 사용된 데이터의 회귀분석은 입자 레벨과 0.2 마이크론에서의 표준편차를 최소화하기 위해 온도가 100시간동안 228℃여야 함을 나타낸다.
이 값은 세 개 로트의 라이너를 228℃에서 100시간동안 열처리한 확인 실험에 사용되었다. 시험(포토레지스트에서 5회 전환과 입자수의 16시간동안의 휴식) 결과를 도 10에 나타내었다. 도 10은 열처리된 PTFE 라이너에 의해 야기된 입자수의 도트 플랫이다. 도 10에서 볼 수 있는 바와 같이, 열처리한 PTFE 라이너의 입자수와 이의 표준편차가 작다. 그러므로, 본 발명은 입자수를 약 250±100 particles/ml에서 약 8±2 particles/ml로 감소시킬 수 있다.
입자수의 표준편차 측면에서 라이너 로트의 가변성이 또한 감소됨에 주목하여야 한다. 여전히 가변성이 다소 있긴 하지만, 세번째 라이너 로트가 입자수를 갖는 샘플 PTFE 라이너가 10배 이상 적었으므로, 가변성이 현저하게 감소하였다.
본원에서 도시하고 설명한 실시예와 변형은 단지 본 발명의 원리를 설명하는 것이고, 본 발명의 범위와 정신에서 벗어남이 없이 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다. 또한, 다양한 가정은 설명의 간결함과 명확함을 위한 목적이고, 본 발명에 필수적인 것으로 해석되어서는 아니된다.

Claims (14)

  1. 폴리테트라플루오로에틸렌 재료를 130℃ 내지 260℃ 범위의 상승된 온도로 가열하는 단계;
    폴리테트라플루오로에틸렌 재료의 쉐딩에 의한 입자수를 실질적으로 감소시키기에 충분한 시간동안 상기 가열을 유지하는 단계; 및
    폴리테트라플루오로에틸렌 재료를 함유하는 라이너(liner)를 제조하고, 상기 라이너가 초고순도 물질을 함유하도록 구성되는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가열이 적어도 20시간 이상동안 유지되는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 폴리테트라플루오로에틸렌 재료가 폴리테트라플루오로에틸렌 필름을 포함하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 폴리테트라플루오로에틸렌 필름이 폴리테트라플루오로에틸렌 빌렛(billet)으로부터의 물질 층을 플레이닝(planing)함으로써 형성되는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 라이너의 제조가 폴리테트라플루오로에틸렌 재료의 웰딩(welding)을 포함하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 웰딩이 일어난 후에 가열을 유지하는 단계가 행해지는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 폴리테트라플루오로에틸렌 재료를 냉각시키고 폴리테트라플루오로에틸렌 재료를 재가열하는 것을 포함하는 주기적인 방식으로 가열을 유지하는 단계가 이루어지는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 웰딩에 의해 스파우트(spout)를 라이너와 결합시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 폴리테트라플루오로에틸렌 재료가 라이너에 저장될 초고순도 물질과 실질적으로 불활성이면서 반응성이 없는 것인 방법.
  10. 제1항에 있어서, 라이너를 병(bottle)에 삽입시켜 PTFE 라인된 병을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리테트라플루오로에틸렌 재료의 쉐딩에 의한 입자수가 1ml당 0.2 마이크론의 직경을 갖는 입자가 10개 이하인 방법.
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리테트라플루오로에틸렌 재료의 쉐딩에 의한 입자수가 감소 전 입자수에 비해 10배 감소된 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상승된 온도가 150℃ 내지 250℃ 범위이고, 상기 시간이 20시간보다 길고, 폴리테트라플루오로에틸렌 재료의 쉐딩에 의한 입자수 감소가 1ml당 0.2 마이크론의 직경을 갖는 입자가 10개 이하인 방법.
  14. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 라이너를 반도체 가공 화학물질로 충전시키는 단계를 포함하는 방법.
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