KR20160009189A

KR20160009189A - 합성수지관 열융착기 및 융착 방법

Info

Publication number: KR20160009189A
Application number: KR1020140089190A
Authority: KR
Inventors: 지홍열; 유진택
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2014-07-15
Filing date: 2014-07-15
Publication date: 2016-01-26

Abstract

본 발명은 합성수지관 열융착기를 제공한다. 합성수지관 열융착기는 제1합성수지관을 클램프하는 제1클램프; 상기 제1합성수지관의 단부가 대응되도록 제2합성수지관을 클램프하는 제2클램프; 상기 제1클램프와 상기 제2클램프 사이에 위치되고, 상기 제1합성수지관과 상기 제2합성수지관의 접합 부위를 감싸도록 설치되어 상기 접합부위에 열을 가하는 가열 융착부; 및 상기 제1합성수지관과 상기 제2합성수지관의 접합 부위 내경에 삽입되어, 융착과정에서 상기 접합 부위를 지지하는 인서트 부재를 포함하되; 상기 인서트 부재는 상기 접합 부위의 내경을 지지하도록 팽창되고, 상기 접합 부위에 삽입 및 인출이 용이하도록 수축되는 풍선을 포함한다.

Description

합성수지관 열융착기 및 융착 방법{heat welding apparatus for synthetic resin pipe and welding method}

본 발명은 합성수지관을 열융착시키기 위한 열융착기에 관한 것으로서, 특히 엘보 타입의 합성수지관을 상호 접합시킬 수 있는 합성수지관 열융착기 및 융착 방법에 관한 것이다.

반도체 기판 제조공정은 절연막 및 금속물질의 증착(Deposition), 식각(Etching), 감광제(Photo Resist)의 도포(Coating), 현상(Develop), 애셔(Asher) 공정 등을 수회 반복하여 기판 상에 박막들로 이루어진 미세 패터닝(Patterning)을 형성한다.

이러한 반도체 기판 제조공정에서 기판을 제조할 때, 다양한 화학 용액(Chemical)과 초순수(UPW)(수소 또는 오존을 함유한 초순수, 즉 소위 수소수 또는 오존수라고 함)가 사용되며, 이러한 용액 공급관에는 피에프에이(PFA)관이 널리 사용되고 있다.

피에프에이(PFA) 관을 이용한 배관작업을 위해서는 열융착기가 개발되어 사용되고 있다. 열융착기는 피에프에이(PFA) 관의 단면을 대접시키고, 이들에 열을 가하여 융착 결합하는 것이다.

그러나, 이러한 열융착기는 융착과정에서 관의 융착면 내측으로 비드가 돌출되어 형성되는 불량이 발생되고, 직관 타입의 관이 아닌 엘보 타입의 관을 융착하는데에는 작업상의 어려움이 있다.

본 발명은 직관 타입 뿐만 아니라 엘보 타입의 합성수지관 융착도 가능한 합성수지관 열융착기 및 융착 방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 합성수지관의 융착면 내측으로 비드가 돌출되는 불량을 방지할 수 있는 합성수지관 열융착기 및 융착 방법을 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 제1합성수지관을 클램프하는 제1클램프; 상기 제1합성수지관의 단부가 대응되도록 제2합성수지관을 클램프하는 제2클램프; 상기 제1클램프와 상기 제2클램프 사이에 위치되고, 상기 제1합성수지관과 상기 제2합성수지관의 접합 부위를 감싸도록 설치되어 상기 접합부위에 열을 가하는 가열 융착부; 및 상기 제1합성수지관과 상기 제2합성수지관의 접합 부위 내경에 삽입되어, 융착과정에서 상기 접합 부위를 지지하는 인서트 부재를 포함하되; 상기 인서트 부재는 상기 접합 부위의 내경을 지지하도록 팽창되고, 상기 접합 부위에 삽입 및 인출이 용이하도록 수축되는 풍선을 포함하는 합성수지관 열융착기를 제공하고자 한다.

또한, 상기 인서트 부재는 상기 풍선과 연결되는 공급라인; 및 상기 공급라인을 통해 상기 풍선에 유체를 공급하는 유체 공급부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 인서트 부재는 상기 공급라인을 통해 상기 풍선으로부터 유체를 석션하는 석션부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 인서트 부재는 냉각 유체를 공급하는 냉각유체 공급부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 풍선은 상기 제1합성수지관과 상기 제2합성수지관의 융점보다 높은 재질로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 제1합성수지관의 단부와 제2합성수지관의 단부가 서로 맞대도록 배치하는 단계; 상기 제1합성수지관과 상기 제2합성수지관가 서로 맞대어진 접합 부위 내경에 풍선을 삽입하는 단계; 상기 풍선이 상기 접합부위 내경을 지지하도록 상기 풍선을 팽창시키는 단계; 상기 접합부위가 융착되도록 열을 가하는 단계; 및 상기 풍선을 수축한 상태에서 제거하는 단계를 포함하는 합성수지관 열융착 방법을 제공하고자 한다.

또한, 상기 풍선을 제거하기 전에 상기 풍선에 냉각 유체를 공급하여 융착부위를 강제 냉각하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1합성수지관과 상기 제2합성수지관은 불소 수지를 포함하는 재질로 구성되며, 상기 불소 수지는 퍼플루오로알콕시(PFA)일 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 직관 타입 뿐만 아니라 엘보 타입의 합성수지관 융착이 용이하여 설비 조립 공수 및 원가 절감 효과를 기대할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 합성수지관의 융착면 내측으로 비드가 돌출되는 불량을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 열융착기를 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 열융착기를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예의 합성수지관 열융착기를 이용한 융착과정을 단계적으로 설명하기 위한 도면들이다.
도 4는 엘보 타입의 합성수지관 융착을 보여주는 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 열융착기를 개략적으로 나타낸 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 열융착기를 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 합성수지관 열융착기(10)는 베이스 플레이트(900), 제1클램프(100), 제2클램프(200), 가열 융착부(300) 그리고 인서트 부재(400)를 포함한다.

베이스 플레이트(900)는 직사각형의 평평한 플레이트로 제공될 수 있다. 베이스 플레이트(900)에는 제1클램프(100), 가열 융착부(300) 그리고 제2클램프(200)가 순차적으로 배치된다. 그리고, 베이스 플레이트(900)의 양단부에는 제1합성수지관(P1)과 제2합성수지관(P2)을 각각 지지하는 받침대(910)가 제공된다. 받침대(910)는 길이방향(X)을 따라 위치 조정이 가능하도록 베이스 플레이트(900)에 제공될 수 있다.

제1클램프(100)와 제2클램프(200)는 융착 작업시 제1,2합성수지관(P1,P2)을 움직이지 못하도록 견고하게 고정하기 위해 제공된다.

제1클램프(100)는 제1합성수지관(P1)을 클램프하기 위해 가열 융착부(300)의 일측에 배치되고, 제2클램프(200)는 제2합성수지관(P2)을 클램프하기 위해 가열 융착부(300)의 타측에 배치된다.

이 실시예에 있어서, 제1클램프(100)와 제2클램프(200)는 서로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 이하, 제1클램프(100)를 일례로 하여 각 클램프(100,200)의 구성에 대해 구체적으로 설명하고, 상기 제2클램프(200)의 구성에 대한 설명은 생략한다.

제1클램프(100)는 제1합성수지관(P1)의 일측면을 지지하는 반원상의 하부 클램퍼(110)와, 하부 클램퍼(110)에 힌지 결합되어 제1합성수지관(P1)의 타측면을 지지하는 반원상의 분리형 상부 클램퍼(120)와, 하부 클램퍼(110)와 분리형 상부 클램퍼(120)의 양측에 각각 결합되어 분리형 상부 클램퍼(120)를 하부 클램퍼(110)에 고정하기 위한 체결부재(130)를 포함한다.

한편, 본 발명에서 제1합성수지관(P1)과 제2합성수지관(P2)은 반도체 제조 장치, 예를 들어, 클리닝 장치에 쓰이는 각종의 케미컬(Chemical)과 초순수(DIW)의 흐름에 경로를 제공하는 배관일 수 있다. 이외의 반도체 제조 장치에서 유체의 흐름에 경로를 제공하는 여러 다양한 배관이나 덕트 등에 적용되는 등 그 쓰임새는 제한되지 아니한다. 제1합성수지관(P1)과 제2합성수지관(P2)의 재질은 가령 피티에이(PTA), 즉 불소 수지의 일종인 퍼플루오로알콕시(perfluoroalkoxy)를 포함하는 재질로 구성될 수 있다. 피티에이(PTA)는 투명이며 내열성과 내약품성이 우수하고 특히 고온에서 열간강도가 우수하므로 특별한 고온특성이 요구되는 배관라인에 사용된다. 또한, 피티에이(PTA)는 투명하므로 내부의 유체 흐름을 관찰할 수 있는 잇점이 있다. 한편, 제1합성수지관(P1)과 제2합성수지관(P2)의 재질은 피티에이(PTA)에 한정되지 않으며 불소 수지의 다른 일종인 피티에프이이(PTFE)로도 구성될 수 있다. 피티에프이이(PTFE)는 반투명이며 내화학성 및 내열성이 우수하고 부식성유체의 이송 경로로도 쓰일 수 있다

가열 융착부(300)는 제1클램프(100)와 제2클램프(200) 사이에 배치된다. 가열 융착부(300)는 제1합성수지관(P1)과 제2합성수지관의(P2) 접합 부위를 감싸도록 설치되어 접합부위에 열을 가하는 히터(330)를 포함한다. 가열 융착부(300)는 하부 몸체(310)와 상부 몸체(320)로 이루어지며, 내측면에는 접합 부위에 열을 가하는 히터(330)가 설치된다. 하부 몸체(310)와 상부 몸체(320)는 일단이 힌지 결합되어 힌지를 중심으로 상부 몸체(320)를 하부 몸체(310)에 대하여 개폐할 수 있다. 그리고, 하부 몸체(310)와 상부 몸체(320)의 타단은 체결부재(340)에 의해 고정된다.

인서트 부재(400)는 제1합성수지관(P1)과 제2합성수지관(P2)의 접합 부위 내경에 삽입되어, 융착과정에서 접합 부위를 지지한다. 인서트 부재(400)는 풍선(410), 공급라인(420), 유체 공급부(430), 냉각유체 공급부(440) 그리고 석션부(450)를 포함할 수 있다.

풍선(410)은 수축 및 팽창될 수 있는 재질로 제공되며, 팽창시 접합 부위의 내경을 지지하며, 수축시 접합 부위로부터 삽입 및 인출이 용이하도록 부피 변화가 이루어진다. 풍선(410)은 제1합성수지관(P1)과 제2합성수지관(P2)의 융점보다 높은 재질로 이루어질 수 있다.

공급라인(420)은 풍선(410)과 연결된다. 유체 공급부(430)와 냉각 유체 공급부(440) 그리고 석션부(450)는 공급라인(420)을 통해 풍선(410)과 연결될 수 있다.

유체 공급부(430)는 풍선(410) 팽창을 위한 유체를 공급하고, 석션부(450)는 풍선(410) 수축을 위해 풍선(410)으로부터 유체를 강제 석션하며, 냉각유체 공급부(440)는 융착과정 후 융착 부위를 강제적으로 냉각시키기 위한 냉각유체를 공급한다.

도 3은 본 발명의 일실시예의 합성수지관 열융착기를 이용한 융착과정을 단계적으로 설명하기 위한 도면들로써 융착 과정에 관련된 주요구성만을 도시한 것이다.

도 3을 참조하면, 합성수지관 열융착 방법은 제1합성수지관(P1)의 단부와 제2합성수지관(P2)의 단부가 서로 맞대도록 배치한다. 이때, 제1합성수지관(P1)의 단부와 제2합성수지관(P2)은 제1클램프와 제2클램프에 견고하게 고정된다. 제1합성수지관(P1)과 제2합성수지관(P2)이 서로 맞대어진 상태에서 접합 부위 내경으로 풍선(410)을 삽입한다(도면 A 참조). 이때 풍선(410)은 수축된 상태에서 삽입한다. 풍선(410)이 접합부위 내경에 정확히 위치되면, 풍선(410)이 접합부위 내경을 지지하도록 풍선(410)을 팽창시킨다(도면 B 참조). 풍선(410)의 팽창은 유체 공급부를 통해 제공되는 유체에 의해 제공된다. 팽창된 풍선(410)에 의해 접합부위가 지지된 상태에서 히터(330)를 이용해 열을 가하여 접합부위를 융착시킨다(도면 C 참조). 융착이 완료되면, 풍선(410)을 제거하기 위해 풍선(410)을 수축한 상태에서 제거한다.

여기서, 풍선(410) 제거 전에 풍선(410)에 냉각 유체를 공급하면 융착부위가 강제 냉각되어 공정시간을 단축시킬 수 있다.

도 4는 엘보 타입의 합성수지관 융착을 보여주는 도면이다.

도 4에서와 같이, 엘보 타입의 합성수지관(E1,E2)을 융착하는데에도 엘보 타입의 합성수지관(E1,E2) 안으로 풍선(410)의 삽입과 인출이 용이하기 때문에 원활한 융착 작업이 가능하다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 제1클램프 200 : 제2클램프
300 : 가열 융착부 400 : 인서트부재

Claims

합성수지관 열융착기에 있어서:
제1합성수지관을 클램프하는 제1클램프;
상기 제1합성수지관의 단부가 대응되도록 제2합성수지관을 클램프하는 제2클램프;
상기 제1클램프와 상기 제2클램프 사이에 위치되고, 상기 제1합성수지관과 상기 제2합성수지관의 접합 부위를 감싸도록 설치되어 상기 접합부위에 열을 가하는 가열 융착부; 및
상기 제1합성수지관과 상기 제2합성수지관의 접합 부위 내경에 삽입되어, 융착과정에서 상기 접합 부위를 지지하는 인서트 부재를 포함하되;
상기 인서트 부재는
상기 접합 부위의 내경을 지지하도록 팽창되고, 상기 접합 부위에 삽입 및 인출이 용이하도록 수축되는 풍선을 포함하는 합성수지관 열융착기.
제1항에 있어서,
상기 인서트 부재는
상기 풍선과 연결되는 공급라인; 및
상기 공급라인을 통해 상기 풍선에 유체를 공급하는 유체 공급부를 포함하는 합성수지관 열융착기.
제2항에 있어서,
상기 인서트 부재는
상기 공급라인을 통해 상기 풍선으로부터 유체를 석션하는 석션부를 더 포함하는 합성수지관 열융착기.
제2항에 있어서,
상기 인서트 부재는
냉각 유체를 공급하는 냉각유체 공급부를 더 포함하는 합성수지관 열융착기.
제1항에 있어서,
상기 풍선은
상기 제1합성수지관과 상기 제2합성수지관의 융점보다 높은 재질로 이루어지는 합성수지관 열융착기.
합성수지관 열융착 방법에 있어서:
제1합성수지관의 단부와 제2합성수지관의 단부가 서로 맞대도록 배치하는 단계;
상기 제1합성수지관과 상기 제2합성수지관가 서로 맞대어진 접합 부위 내경에 풍선을 삽입하는 단계;
상기 풍선이 상기 접합부위 내경을 지지하도록 상기 풍선을 팽창시키는 단계;
상기 접합부위가 융착되도록 열을 가하는 단계; 및
상기 풍선을 수축한 상태에서 제거하는 단계를 포함하는 합성수지관 열융착 방법.
제6항에 있어서,
상기 풍선을 제거하기 전에 상기 풍선에 냉각 유체를 공급하여 융착부위를 강제 냉각하는 단계를 더 포함하는 합성수지관 열융착 방법.
제6항에 있어서,
상기 풍선은
상기 제1합성수지관과 상기 제2합성수지관의 융점보다 높은 재질로 이루어지는 합성수지관 열융착 방법.
제6항에 있어서,
상기 제1합성수지관과 상기 제2합성수지관은 불소 수지를 포함하는 재질로 구성되며,
상기 불소 수지는 퍼플루오로알콕시(PFA)인 것을 특징으로 하는 합성수지관 열융착 방법.