KR20190012202A - 전도성 필터 디바이스 - Google Patents

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KR20190012202A
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자드 알리 자베르
야스지 스즈키
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엔테그리스, 아이엔씨.
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Abstract

다공성 불소중합체 필터 멤브레인 그리고 필터 멤브레인에 바로 인접하여 위치되는 지지 네트를 포함하는 플리트형 필터가 제공된다. 다양한 실시예에서, 지지 네트는 필터 멤브레인의 유출 측면 그리고 필터 멤브레인의 유입 측면 중 적어도 하나 상에 배치된다. 하나 이상의 실시예에서, 지지 네트는 비전도성 불소중합체 스레드 및 전도성 불소중합체 스레드의 메시를 포함한다. 전도성 불소중합체 스레드는 특정 실시예에서, 필터 멤브레인 및 지지 네트의 플리트에 실질적으로 평행하게 연장된다.

Description

전도성 필터 디바이스
관련 출원
2016년 6월 1일자로 출원된, 미국 가특허 출원 제62/344,168호, 및 2016년 6월 1일자로 출원된, 미국 가특허 출원 제62/344,171호의 35 U.S.C. § 119에 따른 우선권의 이익이 본 출원에 의해 주장된다. 미국 가특허 출원 제62/344,168호의 개시내용은 본 출원에 참조로 사실상, 전체적으로, 포함된다. 본 출원은 2016년 6월 1일자로 출원되고, 본 출원의 소유자에 의해 소유되고, 본 출원과 동일한 날짜에 출원되고, 본 출원에 포함되는 명시적인 정의 또는 특허 청구범위를 제외하면, 본 출원에 참조로 전체적으로 포함되고, 발명의 명칭이 FLUID CIRCUIT WITH INTEGRATED ELECTROSTATIC DISCHARGE MITIGATION인, 미국 가특허 출원 제62/344,171호에 관련된다.
본 개시내용의 실시예는 유체 처리 시스템, 그리고 더 구체적으로, 정전기 방전 완화를 위한 유체 회로 내의 전도성 필터에 관한 것이다.
높은 순도 수준을 제공하는 유체 처리 시스템은 첨단 기술 적용분야에서 많이 사용된다. 이들 적용분야는 태양광 패널, 하드 디스크 드라이브, 및 평판 디스플레이의 가공 및 제조, 그리고 반도체 산업에서의 포토리소그래피, 벌크형 화학물질 전달, 및 화학적 기계적 연마, 습식각, 및 세정과 같은 적용분야를 포함한다. 또한, 이들 적용분야에 사용되는 특정 화학물질은 특히 침식성이고, 그에 따라 유체 처리 구성요소의 있을 수 있는 불친화성 그리고 환경으로의 화학물질의 침출로 인해 일부의 종래의 유체 처리 기술의 사용을 불가능하게 한다.
그러한 적용분야를 위한 내식성 및 순도 요건을 충족시키기 위해, 유체 처리 시스템은 불활성 중합체로부터 제조되는 튜빙, 피팅, 밸브, 및 다른 요소를 제공한다. 이들 불활성 중합체는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE), 및 불소화 에틸렌 프로필렌(FEP)과 같은 불소중합체를 포함하지만, 그것들로 제한되지 않는다. 화학적으로 친화성이고 불활성인 구조를 제공하는 것에 추가하여, PFA와 같은, 많은 불소중합체는 사출 성형가능하고 압출가능하다.
또한, 농축된 수성 산, 염기 및 유기 용매와 같은 화학물질 액체가 반도체 및 마이크로전자 디바이스의 제조에 사용된다. 회로 고장을 방지하기 위해, 화학물질 액체는 사용 전에 오염물질을 제거하도록 정제되어야 하고 또한 사용 중에 웨이퍼 식각 공정으로부터 발생되는 입자를 제거하도록 정제되어야 한다.
화학물질 액체의 정제를 위한 산업 기준은 액체로부터 입자 또는 미생물과 같은 오염원을 제거하도록 최적화된 형태를 갖는 다공성 중합체 멤브레인을 포함하는 카트리지를 통한 여과에 의해 설정된다.
화학물질 액체가 폴리올레핀 멤브레인을 팽창시키거나 용해할 수 있는 부식성 유체 또는 유기 용매일 수 있으므로, PTFE와 같은 불소중합체 멤브레인과 같은 화학적 열화에 저항할 수 있는 화학적으로 불활성인 멤브레인이 우선적으로 사용된다. 그러나, PTFE 멤브레인은 낮은 표면 에너지에 의해 특징지어지고, 수성 기반 액체 그리고 일부의 유기 용매는 멤브레인 표면을 충분하게 습윤시키지 못한다. PTFE 멤브레인이 화학물질 액체를 여과하기 전에 알코올과 같은 유기 용매에 의해 미리-습윤될 때에도, 멤브레인은 수성 기반 유체와 소수성 멤브레인 표면 사이의 열역학적 불친화성 때문에 사용 중에 여전히 탈습될 수 있다. 사용 중의 불충분한 습윤 또는 탈습은 바람직하지 않은 낮은 멤브레인 플럭스 그리고 멤브레인을 횡단할 때의 높은 압력 강하로 이어진다.
불소중합체 멤브레인이 수성 기반 액체에 더 큰 친화성을 갖게 하는 여러 시도가 수행되어 왔다. 예를 들어, 본 출원에 포함되는 명시적인 정의 또는 특허 청구범위를 제외하면, 각각이 본 출원에 참조로 포함되는, 미국 특허 제6,179,132호 및 미국 특허 공개 제2010/0018925호가 참조될 것이다.
정전기 방전(electrostatic discharge)(ESD)은 반도체 산업에서 그리고 다른 기술 적용분야에서 유체 처리 시스템에 대해 알려져 있는 또 다른 문제이다. 유체와 유체 시스템 내의 다양한 동작 구성요소(예컨대, 파이핑, 밸브, 피팅, 필터 등)의 표면 사이의 마찰 접촉은 정전하의 발생 및 그 축적을 가져올 수 있다. 예를 들어, 여과 작업 중에, 전하가 멤브레인 표면 상에 유발할 수 있다. 전하 발생의 정도는 구성요소 및 유체의 성질, 유체 속도, 유체 점도, 유체 전도도, 접지부로의 경로, 액체 내의 난류 및 전단류, 액체 내의 자유 공기의 존재, 및 표면적을 포함하지만, 그것들로 제한되지 않는 다양한 인자에 의존한다. 또한, 유체가 상기 시스템을 통해 유동함에 따라, 전하가 스트리밍 전하(streaming charge)로 지칭되는 현상으로 인해 하류로 운반될 수 있고, 여기서 전하는 전하가 유래된 위치를 넘어 축적될 수 있다. 충분한 전하 누적은 다양한 공정 스테이지에서 파이프 벽에, 구성요소 표면에, 또는 심지어 기판 또는 웨이퍼 상으로 방전을 유발할 수 있다.
기판은 상당히 민감하고, 그러한 방전은 기판의 손상 또는 파괴를 가져올 수 있다. 예를 들어, 기판 상의 회로가 파괴될 수 있고, 광활성 화합물이 정규 노광 전에 활성화될 수 있다. 또한, 축적된 정전하는 유체 처리 시스템 내로부터 외부 환경으로 방전되고, 그에 따라 배관 내의 구성요소(예컨대, 튜빙, 피팅, 컨테이너, 필터 등)를 잠재적으로 손상시킬 수 있고, 그에 따라 누출, 상기 시스템 내에서의 유체의 유출, 및 구성요소의 성능 감소로 이어질 수 있다.
일부의 유체 처리 시스템에서, 정전하의 축적을 감소시키기 위해, 유체 처리 시스템 내의 특정 구성요소는 상기 시스템 내의 정전하의 축적을 완화시키도록 그것이 금속 전도성 구성요소로부터 접지부로 계속하여 소산됨에 따라 상기 시스템 내의 정전하의 축적을 완화시킨다.
예를 들어, 도 1은 종래 기술의 유체 처리 시스템(100)을 도시한다. 시스템(100)은 유체가 유체 공급부(104)로부터 하류에 위치된 하나 이상의 공정 스테이지(108)로 유동하는 유동 경로를 제공한다. 본 명세서에 사용될 때에, 공정 스테이지(108)는 시스템(100) 내의 유체를 위한 사용 지점, 또는 유체가 방법 또는 공정에 이용되는 유체 처리 시스템(100) 내의 임의의 중간 지점을 지칭한다. 시스템(100)은 유체 공급부(104)로부터 하나 이상의 공정 스테이지(108)로의 유동 경로의 일부를 포함하는 유체 회로(112)를 포함한다. 유체 회로(112)는 튜빙 세그먼트(116) 그리고 엘보 형상의 피팅(120), T자형 피팅(122), 밸브(124), 필터(126) 및 유동 센서(128)와 같은 복수의 상호연결된 동작 구성요소(118)를 포함한다.
본 명세서에 사용될 때에, 튜빙(116)은 유체를 수용 또는 운반하는 데 적합한 임의의 가요성 또는 비가요성 파이프 또는 튜브를 지칭한다. 동작 구성요소는 유체 입력부 및 유체 출력부를 갖고 유체의 유동을 유도 또는 제공하는 튜빙과 결합가능한 임의의 구성요소 또는 디바이스를 지칭한다. 동작 구성요소의 예는 피팅, 밸브, 필터, 펌프, 믹서, 스프레이 노즐, 및 분배 헤드를 포함하지만, 그것들로 제한되지 않는다. 이들 및 추가적인 비제한 예의 동작 구성요소가 명시적인 정의 또는 본 출원에 포함되는 특허 청구범위를 제외하면, 각각이 본 출원에 참조로 포함되는, 미국 특허 제5,672,832호; 제5,678,435호; 제5,869,766호; 제6,412,832호; 제6,601,879호; 제6,595,240호; 제6,612,175호; 제6,652,008호; 제6,758,104호; 제6,789,781호; 제7,063,304호; 제7,308,932호; 제7,383,967호; 제8,561,855호; 제8,689,817호; 및 제8,726,935호에 의해 예시된다.
튜빙 세그먼트(116)는 전도성이고, 그에 따라 유체 회로(112) 내의 각각의 튜빙 세그먼트(116)의 길이를 따라 전기 경로를 제공한다. 전도성 튜빙은 금속 또는 로딩된 중합체 재료를 포함하는 재료로부터 주로 구성된다. 로딩된 중합체 재료는 강철 와이어, 알루미늄 플레이크, 니켈 코팅 그래파이트, 탄소 섬유, 탄소 분말, 탄소 나노튜브, 또는 다른 전도성 재료가 로딩된 중합체를 포함한다. 일부의 경우에, 튜빙 세그먼트(116)는 부분 전도성이고, 그에 따라 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA), 또는 다른 적합한 중합체 재료와 같은, 비전도성 또는 저전도성 재료로부터 구성되는 본체 부분을 갖고, 2차적인 일체형의 공압출된 전도성 부분을 갖는다.
예를 들어, 유체 회로(112)는 특정 경우에, 본 출원의 소유자인, 엔테그리스 인크.(Entegris Inc.)로부터 입수가능한, 플루오로라인(FLUOROLINE)®, PFA 튜빙을 이용할 수 있다. 플루오로라인®, PFA 튜빙은 그 외부 표면에서 튜빙의 길이를 따라 압출되는 탄소가 로딩된 중합체의 하나 이상의 전도성 스트립을 갖는 PFA로부터 주로 구성된다. 전도성 또는 부분 전도성 튜빙 세그먼트(116)에 의해 제공되는 전기 경로를 예시하는 회로도(132)가 유체 회로(112) 위에 중첩된다.
종래 기술의 도 1을 계속하여 참조하면, 튜빙 세그먼트(116)와 대조적으로, 동작 구성요소(118) 각각은 비전도성 재료로부터 주로 구성된다. 예를 들어, 동작 구성요소는 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE), 불소화 에틸렌 프로필렌(FEP), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 및 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA)을 포함하는 불소중합체로부터 구성될 수 있다. 이것은 예를 들어, 시스템(100)이 초순수 유체 처리 적용분야에 사용하도록 구성될 때에 일어나고, 여기서 튜빙 세그먼트(116) 및 동작 구성요소(118)는 전형적으로 순도 및 내식성 기준을 충족시키도록 중합체 재료로부터 구성된다.
정전하 축적을 완화시키기 위해, 튜빙 세그먼트(116)는 전도성 스트랩(136) 중 일부를 통해 유체 회로(112) 내의 다양한 지점에서 접지부(140)에 전기 연결될 수 있다. 전도성 스트랩(136)은 전도성 스트립으로부터 튜빙(116)의 길이를 따라 연장되어 접지부(140)로 전하를 방전시킨다. 또한, 튜빙 세그먼트(116)의 섹션은 비전도성 동작 구성요소(118)의 각각을 횡단하여 전기 경로를 연결하는 전도성 스트랩(136)을 통해 함께 전기 결속될 수 있다. 전도성 스트랩(136)은 튜빙 세그먼트(116) 중 하나 이상의 외부에 결속되어 각각의 세그먼트의 길이를 따라 연장되는 전도성 스트립과 전기 연결부를 형성한다.
그러나, 초순수 유체 처리 시스템에서의 정전하 완화를 개선하여 개선된 구성요소 성능 그리고 잠재적으로 손상시키는 ESD 이벤트의 감소를 성취하는 것이 바람직할 것이다.
종래 기술의 도 1을 다시 참조하면, 비전도성 피팅(120, 122), 밸브(124), 필터(126) 및 센서(128)는 튜빙 세그먼트(116) 사이에 전도성 불연속부를 유발함으로써 유체 회로(112)의 세그먼트를 전기 격리한다. 결국, 튜빙 세그먼트(116)가 접지되지만, 정전하가 비전도성 동작 구성요소(118)의 각각 내에 여전히 축적된다. 예를 들어, 초순수 유체 처리 시스템에서, PTFE 피팅의 외부로부터 측정되는 차이가 거의 30,000 볼트에 도달할 수 있다. 마찬가지로, 필터(126)에서, 필터 멤브레인을 통과하는 유체로부터의 유체 마찰이 거의 30,000 볼트의 측정가능한 전압 차이를 유발할 수 있다. 이러한 축적된 전하로부터의 임의의 ESD 이벤트가 유체 회로(112) 내의 피팅(120, 122), 밸브(124), 필터(126), 센서(128) 및 다른 구성요소에 손상을 가져올 수 있다. 그러한 손상은 유체의 누출 또는 유출, 필터(126), 센서(128) 또는 다른 장비의 성능 감소, 및/또는 배관에서 또는 외부 환경에서 가연성 재료 또는 화학물질의 점화로 이어질 수 있다.
또한, 동작 구성요소(118)를 연결하고 유체 회로(112)를 접지시키는 전도성 스트랩(136) 및 전기 연결부가 수동으로 추가될 것이 요구된다. 또한, 상기 시스템 내의 피팅, 밸브, 필터, 센서, 및 다른 비전도성 동작 구성요소의 개수에 따라, 상당한 시간 및 노동이 준비될 것을 요구한다. 예를 들어, 습식각 및 세정 공정을 위해 구성되는 유체 처리 시스템은 거의 200개의 전도성 스트랩이 ESD 완화를 위해 상기 시스템을 구성할 것을 요구할 수 있다. 또한, 이들 연결부는 일관되게 체크되고 유지 보수되어야 한다. 전도성 스트랩(136) 또는 전기 연결부 중 하나 이상이 고장나면, 그 결과는 정전하 축적 및 ESD 이벤트이고 그에 따라 시스템(100)을 손상시킬 수 있다.
따라서, 본 개시내용의 하나 이상의 실시예는 유체 처리 시스템에 사용하는 전도성 필터 조립체에 관한 것이다. 다양한 실시예에서, 필터 조립체는 다공성 불소중합체 필터 멤브레인 그리고 필터 멤브레인에 바로 인접하여 위치되는 지지 네트(supporting net)를 포함한다. 하나 이상의 실시예에서, 지지 네트는 인터레이싱된 비전도성 불소중합체 스레드 및 전도성 불소중합체 스레드의 위브(weave)를 포함한다. 특정 실시예에서, 필터 조립체는 플리트형(pleated)이고, 그에 따라 플리트형 필터 부분 및 플리트형 지지 네트를 포함한다. 일부 실시예에서, 지지 네트의 전도성 불소중합체 스레드는 그것들이 필터 멤브레인 및 지지 네트의 플리트에 실질적으로 평행하게 연장되도록 위치된다.
다양한 실시예에서, 지지 튜브 및 플리트형 필터를 포함하는 필터 카트리지가 제공된다. 하나 이상의 실시예에서, 지지 튜브는 유체의 통과를 위한 복수의 구멍을 갖는 원통형 측벽 그리고 원통형 측벽의 단부 상에 위치되는 한 쌍의 단부 캡을 포함한다. 다양한 실시예에서, 한 쌍의 단부 캡 중 하나는 지지 튜브의 내부 영역 내로의 유체의 통과를 위한 유입 구멍을 포함한다. 특정 실시예에서, 필터 카트리지는 원통형 측벽의 외부 바로 주위에 포위되어 한 쌍의 단부 캡 사이에 위치되는 플리트형 필터를 포함한다. 하나 이상의 실시예에서, 플리트형 필터는 원통형 측벽의 길이방향 축에 실질적으로 평행하게 연장되는 플리트를 갖는다.
다양한 실시예에서, 한 쌍의 단부 캡 중 하나는 전도성 불소중합체 스레드 중 적어도 하나에 전도성 연결되어 적어도 하나의 전도성 불소중합체 스레드로부터 단부 캡의 외부로의 전도성 경로를 형성하는 전도체 부분을 포함한다.
본 개시내용의 특정 실시예는 유체 회로를 위한 동작 구성요소에 관한 것이다. 하나 이상의 실시예에서, 동작 구성요소는 본체 부분 그리고 적어도 2개의 커넥터 부분을 포함한다. 다양한 실시예에서, 본체 부분은 적어도 2개의 커넥터 부분 사이에서 연장되는 유체 유동 경로를 한정하는 비전도성 불소중합체 부분을 포함한다. 특정 실시예에서, 본체 부분은 ESD 완화를 위한 본체 부분으로의 접지 스트랩의 연결을 위한 전도성 부착 특징부를 포함한다.
특정 실시예에서, 동작 구성요소는 유체 유동 경로 내에 위치되는 필터 카트리지를 포함한다. 또한, 하나 이상의 실시예에서, 필터 카트리지의 한 쌍의 단부 캡 중 하나는 전도성 불소중합체 스레드 중 적어도 하나에 그리고 전도성 부착 특징부에 전도성 연결되는 전도체 부분을 포함한다. 따라서, 특정 실시예에서, 전도체 부분은 적어도 하나의 전도성 불소중합체 스레드로부터 전도성 부착 특징부로의 전도성 경로를 형성하여 플리트형 필터를 접지시킨다.
위의 요약은 본 개시내용의 각각의 예시된 실시예 또는 모든 실시예를 설명하도록 의도되지 않는다.
본 출원에 포함되는 도면은 본 명세서 내로 포함되어 그 일부를 형성한다. 그것들은 본 개시내용의 실시예를 도시하고, 상세한 설명과 함께, 본 개시내용의 원리를 설명하는 역할을 한다. 도면은 특정 실시예를 예시할 뿐이고, 본 개시내용을 제한하지 않는다.
도 1은 종래 기술의 유체 처리 시스템을 도시한다.
도 2는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른, 필터 조립체의 분해도를 도시한다.
도 3은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른, 지지 네트의 확대도를 도시한다.
도 4는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른, 지지 네트의 씨실 스레드의 단면도를 도시한다.
도 5는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른, 필터 카트리지의 단면도를 도시한다.
도 6은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른, 필터 디바이스를 포함하는 동작 구성요소를 도시한다.
도 7은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른, 유체 처리 시스템 및 유체 회로를 도시한다.
도 8은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 플리트형 필터 조립체를 제조하는 디바이스를 도시한다.
본 개시내용의 실시예가 다양한 변형 그리고 대안적인 형태를 수용할 수 있는 범위 내에서, 그 세부사항이 도면에 예로서 도시되었고, 상세하게 설명될 것이다. 그러나, 본 개시내용을 설명된 특정 실시예로 제한하도록 의도되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 오히려, 본 개시내용의 사상 및 범주 내에 속하는 모든 변형, 등가물, 및 대안을 포함하도록 의도된다.
도 2는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른, 플리트형 필터 조립체(200)를 도시한다. 다양한 실시예에서, 플리트형 필터 조립체(200)는 3층 필터 부분(204)을 포함한다. 하나 이상의 실시예에서, 필터 부분(204)은 프리-필터 층(212)에 의해 그 유입 측면 상에서 그리고 보호 층(216)에 의해 그 유출 측면 상에서 덮인 필터 층(208)을 포함한다. 필터 부분(204)의 유입 측면 및 유출 측면은 필터 조립체(200)를 통한 유체 유동의 방향을 도시하는 화살표(220)에 의해 지시된다.
다양한 실시예에서, 필터 부분(204) 내의 층의 각각은 다공성 불소중합체 필터 멤브레인이다. 하나 이상의 실시예에서, 필터 부분(204)의 층은 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE), 불소화 에틸렌 프로필렌(FEP), 및 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 포함하지만, 그것들로 제한되지 않는 불소중합체로부터 구성될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 실시예에서, 필터 부분(204)의 층 중 적어도 일부는 다공성 PTFE 멤브레인으로부터 구성된다. 특정 실시예에서, 필터 부분의 층 중 적어도 일부는 다공성 PFA 멤브레인으로부터 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 필터 부분(204)의 층 중 하나 이상은 다른 층과 상이한 재료로부터 구성된다. 예를 들어, 프리-필터 층(212), 및 보호 층(216)은 PFA로부터 구성될 수 있고 반면에 필터 층(208)은 PTFE로부터 구성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 필터 부분(204) 내의 층 중 하나 이상은 플라스틱 및 유리섬유를 포함하는 다른 적합한 재료로부터 구성될 수 있다. 또한, 본 명세서에 더 상세하게 설명되는 일부 실시예에서, 필터 부분(204)을 형성하는 데 사용되는 다공성 불소중합체 층은 전도성 코팅을 포함하는 코팅된 불소중합체 멤브레인으로부터 구성된다. 특정 실시예에서, 다공성 중합체 멤브레인은 유기 용매로부터 입자 또는 미생물을 제거하는 다양한 여과 적용분야를 위한 형태를 갖도록 설계된다.
또한, 도 2는 3개의 층을 포함하는 필터 부분(204)을 도시하지만, 특정 실시예에서, 필터 부분(204)은 추가적인 또는 더 적은 층을 포함한다. 예를 들어, 특정 실시예에서, 필터 부분(204)은 단일의 다공성 불소중합체 멤브레인 층을 포함한다.
하나 이상의 실시예에서, 필터 부분(204)은 필터 부분(204)에 바로 인접하여 위치되는 지지 네트(224)에 의해 하나 이상의 측면 상에 지지된다. 예를 들어, 도 2에서, 필터 부분(204)은 프리-필터 층(212) 및 보호 층(216)에 대해 표면-대-표면으로 놓인 지지 네트(224)에 의해 필터 부분(204)의 유출 측면 및 유입 측면 둘 모두 상에 지지된다. 다양한 실시예에서, 지지 네트(224) 및 필터 부분(204) 둘 모두를 포함하는, 필터 조립체(200)는 필터 조립체(200)의 폭에 실질적으로 평행하게 연장되는 복수의 플리트(228)를 갖는 플리트형이다.
동작 시에, 하나 이상의 실시예에서, 지지 네트(224)는 필터 부분(204)의 멤브레인을 기계적으로 지지하여 필터 조립체(200)를 통한 유체 유동으로 인한 손상으로부터 보호한다. 또한, 다양한 실시예에서, 지지 네트(224)는 유체가 지지 네트(224)를 통해 필터 부분(204)의 표면으로 통과하기 위해 그 내의 채널 또는 개구를 포함하고, 필터 부분의 플리트(228) 사이의 분리를 보증한다. 이것은 필터 멤브레인의 플리트(228)가 서로에 대해 바로 인접하여 패킹되면, 그것들이 필터 조립체(200)를 통한 유동을 차단하는 서로에 대한 유밀 밀봉을 형성할 수 있기 때문에 바람직하다.
도 2를 계속하여, 그리고 또한 도 3에 도시된 섹션 "A"의 확대도를 참조하면, 다양한 실시예에서, 지지 네트(224)는 인터레이싱된 날실 스레드(232) 및 씨실 스레드(236)에 의해 형성되는 직조된 설계를 갖도록 구성된다. 일부 실시예에서, 지지 네트(224)는 메시 또는 그리드 설계를 갖고, 여기서 인터레이스싱된 날실 스레드(232) 및 씨실 스레드(236)는 서로로부터 동일하게 이격된다.
다양한 실시예에서, 날실 스레드(232)는 비전도성 불소중합체 스레드로 제조된다. 특정 실시예에서, 씨실 스레드(236) 중 적어도 하나는 전도성 불소중합체로 제조되는 전도성 씨실 스레드(238)이고, 씨실 스레드(236)의 나머지는 비전도성 불소중합체로부터 제조되는 비전도성 씨실 스레드(240)이다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 지지 네트(224) 내의 씨실 스레드(236) 중 적어도 절반은 전도성 씨실 스레드(238)이다. 특정 실시예에서, 지지 네트(224) 내의 씨실 스레드(236) 모두가 전도성 씨실 스레드(238)이다. 또한, 일부 실시예에서, 씨실 스레드(236) 중 하나만이 전도성 씨실 스레드(238)이다.
하나 이상의 실시예에서, 날실 스레드(232) 및 비전도성 씨실 스레드(240)는 비전도성 PFA 모노-필라멘트로부터 구성된다. 일부 실시예에서, 전도성 씨실 스레드(238)는 전도성 재료가 로딩된 PFA 모노-필라멘트로부터 구성된다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 씨실 스레드(236)는 로딩된 PFA로부터 구성된다. 하나 이상의 실시예에서, 로딩된 PFA는 탄소 섬유, 니켈 코팅 그래파이트, 탄소 섬유, 탄소 분말, 탄소 나노튜브, 및 금속 입자가 로딩된 PFA를 포함하지만, 그것들로 제한되지 않는다. 특정 실시예에서, 씨실 스레드(236) 및 날실 스레드(232)는 대략 0.02 ㎜ 내지 대략 0.5 ㎜, 그리고 더 구체적으로, 0.02 ㎜ 내지 0.1 ㎜의 직경을 갖는다. 특정 실시예에서, 씨실 스레드(236) 및 날실 스레드(232)는 대략 0.2 ㎜ 내지 대략 1 ㎜의 스레드들 사이의 간격 또는 메시 폭을 갖는다.
도 2를 계속하여 참조하면 그리고 또한 도 4를 참조하면, 하나 이상의 실시예에서, 전도성 씨실 스레드(238)는 전도성 불소중합체의 외부 부분(244)에 의해 포위되는 전도성 불소중합체의 내부 부분(242)을 포함하는 공압출된 필라멘트(441)로부터 구성된다. 예를 들어, 특정 실시예에서, 내부 부분(242)은 로딩된 PFA로 구성되고, 외부 부분(244)은 PFA로 구성된다.
다양한 실시예에서, 외부 부분(244)으로 인해, 로딩된 PFA 내부 부분(242)은 필터 조립체(200)에 의한 유체 여과 중에 전체적으로 습윤되지 않는다. 이것은 초순수 유체의 여과에서와 같은 적용분야에 바람직하다는 것을 입증할 수 있고, 여기서 비전도성 PFA 외부 부분(244)은 유체와의 직접적인 접촉으로부터 잠재적으로 오염시키는 로딩된 PFA를 차폐하여 순도 기준을 유지한다.
하나 이상의 실시예에서, 필터 부분(204), 및/또는 지지 네트(224)의 층 중 하나 이상은 전기 전도성 코팅을 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용될 때에, 코팅은 표면에 직접적으로 또는 표면 처리에 의해 이미 개질된 표면에 간접적으로 도포되는 코팅을 지칭한다. 예를 들어, 표면 상의 코팅은 표면에 이미 도포된 또 다른 기존의 코팅 상의 코팅 또는 그 표면의 화학적 조성을 변경하는 공정을 거친 표면 상의 코팅을 지칭할 수 있다.
예를 들어, 일부 실시예에서, 전도성 코팅은 필터 부분(204)의 하나 이상의 층을 형성하는 데 사용되는 PTFE 필터 멤브레인 또는 다른 PTFE 표면에 도포될 수 있다. 일부 실시예에서, 코팅은 그 전체 표면 또는 일부를 덮을 수 있다. 예를 들어, 멤브레인은 완전히 코팅되거나, 하나 이상의 측면 상에 코팅되거나, 부분적으로 코팅될 수 있다.
특정 실시예에서, PTFE 필터 멤브레인을 개질하는 데 사용되는 전도성 코팅은 탄소 섬유, 니켈 코팅 그래파이트, 탄소 분말, 탄소 나노튜브, 풀러렌(fullerene)(예컨대 C60 풀러렌) 중 임의의 하나, 및 그 조합을 포함하는 전기 전도성 탄소를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, PTFE 필터 멤브레인은 전기 전도성 탄소 재료를 함유하는 현탁액과 멤브레인의 표면을 현탁액이 멤브레인을 코팅하는 데 충분한 양의 시간 동안 접촉시키고 이어서 열을 사용하여 코팅된 멤브레인을 건조시키고 그에 따라 현탁액을 형성하는 데 사용된 용매를 제거한다. 하나 이상의 실시예에서, PTFE 필터 멤브레인은 폴리아닐린이 하나의 예인 전도성 중합체에 의해 PTFE 멤브레인을 코팅함으로써 그것이 전기 전도성으로 변하도록 개질된다.
다양한 실시예에서, 전도성 코팅, 전도성 씨실 스레드(238), 및 공압출된 필라멘트(241)의 내부 부분(242)은 약 1×1012 ohm/square보다 작은 비저항 수준을 갖고 반면에 비전도성 재료는 약 1×1012 ohm/square보다 큰 비저항 수준을 갖는다. 특정 실시예에서, 전도성 코팅, 전도성 씨실 스레드(238), 및 공압출된 필라멘트(241)의 내부 부분(242)은 약 1×109 ohm/square보다 작은 비저항 수준을 갖고 반면에 비전도성 재료는 약 1×109 ohm/square보다 높은 비저항 수준을 갖는다.
하나 이상의 실시예에서, 지지 네트(224)는 씨실 스레드(236) 및 전도성 씨실 스레드(238)가 플리트(228)에 평행하게 연장되고, 반면에 비전도성 날실 스레드(232)가 플리트(228)에 직각으로 정렬되도록 배향된다. 따라서, 그리고 도 5-7을 참조하여 추가로 설명되는 바와 같이, 플리트(228)에 대한 씨실 스레드의 평행 배향은 인접 필터 부분(204) 내에서의 정전하의 방전을 가능하게 한다.
도 5는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 필터 카트리지(300)를 도시한다. 다양한 실시예에서, 필터 카트리지(300)는 지지 튜브(304), 한 쌍의 상부 및 하부 단부 캡(308, 312), 플리트형 필터 조립체(316) 및 외부 측벽(320)을 포함한다.
특정 실시예에서, 지지 튜브(304)는 길이방향 축(328)을 갖는 대체로 원통형 형상의 측벽(324) 그리고 측벽(324)에 의해 한정되는 내부 영역(336)의 내부/외부로의 유체의 통과를 위한 복수의 개구(332)를 포함한다. 하나 이상의 실시예에서, 상부 단부 캡(308) 및 하부 단부 캡(312)은 원통형 측벽(324)의 각각의 단부 상에 위치된다. 다양한 실시예에서, 하부 단부 캡(312)은 측벽(324)에 대한 유밀 폐쇄부를 형성하고, 반면에, 상부 단부 캡(308)은 내부 영역(336) 및 필터 카트리지(300)의 내부/외부로의 유체의 통과를 위한 구멍(340)을 포함한다.
하나 이상의 실시예에서, 지지 튜브(304)는 상부 단부 캡(308)과 하부 단부 캡(312) 사이에 위치되는 플리트형 필터 조립체(316)에 의해 포위된다. 명료화 목적을 위해, 플리트형 필터 조립체(316)는 복수의 층(344, 346, 348, 350, 352)으로서 도 5에 도시된다. 다양한 실시예에서, 플리트형 필터 조립체(316)는 도 2를 참조하여 예시 및 설명된 플리트형 필터 조립체(200)와 실질적으로 유사하다. 예를 들어, 특정 실시예에서, 층(344, 346, 348, 350, 352)은 각각, 지지 네트(224), 프리-필터 층(212), 필터 층(208), 보호 층(216), 및 지지 네트(224)에 대응한다.
하나 이상의 실시예에서, 플리트형 필터 조립체(316)는 지지 튜브(304)의 길이방향 축(328)에 평행하게 연장되는 플리트를 포함한다. 따라서, 특정 실시예에서, 길이방향 축(328)에 직각인 평면에서 관찰될 때에, 플리트형 필터 조립체(316)는 지지 튜브(308)의 원주부를 따라 교번형으로 서로를 따르는 반경방향 외향 연장 플리트 크레스트 및 반경방향 내향 연장 플리트 루트를 갖는 별의 형상으로 되어 있다. 또한, 그리고 도 2에 논의된 바와 같이, 하나 이상의 실시예에서, 지지 네트(344, 352)는 비전도성 불소중합체로부터 구성되는 날실 스레드 그리고 전도성 불소중합체로부터 구성되는 적어도 하나의 전도성 씨실 스레드를 포함하는 씨실 스레드를 포함한다. 다양한 실시예에서, 지지 네트(344, 352)는 그것들이 플리트에 그리고 길이방향 축(328)에 직각으로 정렬되는 씨실 스레드를 포함하도록 배향된다.
특정 실시예에서, 외부 측벽(320)은 대체로 원통형의 형상을 갖고, 단부 캡(308, 312) 사이에 위치되고, 그에 따라 필터 조립체(316) 및 지지 튜브(304)를 포위한다. 외부 측벽(320)은 외부 측벽(320)을 통한 유체의 통과를 위한 복수의 구멍(356)을 포함한다.
하나 이상의 실시예에서, 지지 튜브(304), 단부 캡(308, 312), 및 외부 측벽(320)은 불소중합체, 또는 다른 적합한 중합체 재료로부터 구성된다. 예를 들어, 특정 실시예에서, 지지 튜브(304), 단부 캡(308, 312), 및 외부 측벽(320)은 PTFE, PFA, ETFE, 및/또는 FEP를 사용하여 구성된다. 특정 실시예에서, 지지 튜브(304), 단부 캡(308, 312), 및 외부 측벽(320)은 전형적인 불소중합체 재료에 추가하여 또는 그 대신에 전도성 부분을 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 상부 단부 캡(308)은 상부 단부 캡(308)을 포위하는 외부 층 내에 전도체 부분(360)을 포함한다. 하나 이상의 실시예에서, 전도체 부분(360)은 로딩된 PFA, 또는 다른 전도성 중합체와 같은 전도성 재료로부터 구성되고, 단부 캡(308)의 내부 부분(364) 상으로 외부 층을 오버몰딩함으로써 형성된다. 특정 실시예에서, 단부 캡(308)은 더 크거나 더 작은 전도체 부분(360)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 단부 캡(308)은 전도성 중합체 재료로부터 전체적으로 구성될 수 있다.
추가적인 예에서, 특정 실시예에서, 지지 튜브(304) 및 외부 측벽(320) 중 하나 이상은 로딩된 PFA와 같은 전도성 재료, 또는 다른 전도성 중합체 재료로부터 구성되어 내부 비전도성 부분 내로 외부 전도성 층을 오버몰딩함으로써 형성되는 전도체 부분을 포함할 수 있다. 전도체 부분은 지지 튜브(304) 및/또는 외부 측벽(320)을 따라 길이방향으로 배향되어 필터 조립체(316)의 길이를 따라 정전하를 전달할 수 있다. 또한, 하나 이상의 실시예에서, 지지 튜브(304) 및/또는 외부 측벽(320)에는 필터 카트리지(300)를 접지시키는 전기 접촉부 또는 와이어에 연결하는 전도성 스트랩이 구비될 수 있다.
조립될 때에, 상부 단부 캡(308)의 전도체 부분(360)은 지지 네트(344, 352) 그리고 길이방향으로 정렬된 전도성 불소중합체 씨실 스레드 중 하나 이상과 직접적으로 접촉한다. 따라서, 상부 단부 캡(308)은 필터 조립체(316)의 길이방향 길이를 따라 그리고 상부 단부 캡(308)을 횡단하여 외부 부분(368)으로 전기 경로를 형성하여 플리트형 필터 조립체(316)를 접지시킨다.
예를 들어, 동작 시에, 필터 카트리지(300)를 통해 여과될 유체는 필터 카트리지(300)의 외부로부터 공급될 수 있고, 그에 따라 그것은 외부 측벽(320)을 통해, 플리트형 필터 조립체(316)를 통해 지지 튜브(304)를 통해 그리고 지지 튜브(304)의 내부 영역(336)으로 반경방향으로 유동할 수 있다. 여과된 유체는 이어서 후속적으로 구멍(340)을 통해 그리고 필터 카트리지(300) 외부로 지지 튜브(304)의 길이방향으로 유동할 수 있다. 필터 조립체(316)와 유체 사이에서의 그것이 내부 영역(336) 내로 통과할 때의 마찰력으로 인해, 정전하가 필터 조립체(316) 내에서 발생될 수 있다.
그러나, 지지 네트(344, 352)의 하나 이상의 전도성 불소중합체 씨실 스레드, 및 단부 캡(308)의 전도체 부분(360)으로 인해, 정전하가 필터 조립체(316)로부터, 상부 단부 캡(308)을 향해 상향으로 유동하여 정전하 소산을 성취할 수 있다. 추가로 설명되는 바와 같이, 도 6 및 7을 참조하면, 정전하는 이어서 상부 단부 캡(308)을 통해 접지부로 소산될 수 있다.
도 6은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른, 필터 디바이스로서 구성되는 동작 구성요소(400)를 도시한다. 다양한 실시예에서, 동작 구성요소(400)는 본체 부분(404), 적어도 2개의 커넥터 부분(408), 및 본체 부분(404)의 내부에 그리고 커넥터 부분(408)의 각각 사이의 유동 경로 내에 직접적으로 장착되는 필터 카트리지(412)를 포함한다. 특정 실시예에서, 유동 경로는 커넥터 부분(408) 사이에서 연장되는 본체 부분(404)의 비전도성 불소중합체 부분(416)에 의해 한정된다.
하나 이상의 실시예에서, 커넥터 부분(408) 중 하나는 유입 부분(420)으로서 역할을 하고, 그에 따라 본체 부분(404)의 내부로 유체를 수용하여 유출 부분(428)으로서 역할을 하는 다른 커넥터 부분(408)을 향해, 화살표(424)에 의해 지시된 방향으로 그것을 유도한다. 유출 부분(428)을 통과하기 위해, 유체는 필터 카트리지(412)를 통해 압박되어 유체의 여과를 성취한다.
특정 실시예에서, 본체 부분(404)은 커넥터 피팅(408)의 각각 사이에서 본체 부분(404)을 횡단하여 연장되어 본체 부분(404)의 외부 표면에 노출되는 외부 전도체 부분(432)을 포함한다. 외부 전도체 부분(432)의 일부로서 포함되는 본체 부분(404)의 노출된 외부 표면은 도면 부호 434에 의해 지시된다.
일부 실시예에서, 외부 전도체 부분(432)은 본체 부분(404)의 비전도성 불소중합체 부분(416) 내로, 오버몰딩 공정을 통해, 매입되는 탄소가 로딩된 PFA와 같은, 전도성 중합체 재료, 또는 다른 적절한 전도성 중합체의 외부 층이고 그에 따라 본체 부분(404)과 일체형이고 커넥터 피팅(408)의 각각 사이에서 연장되는 전도체 재료의 연속적인 경로를 형성한다.
특정 실시예에서, 외부 전도체 부분(432)은 본체 부분(404)의 외부 표면의 대략 5-10%를 형성하는 본체 부분(404)을 횡단하여 연장되는 재료의 스트립으로서 형성된다. 일부 실시예에서, 외부 전도체 부분(432)은 더 크고, 그에 따라 외부 표면의 대략 40%-90% 또는, 일부 실시예에서, 본체 부분(404)의 전체 외부 표면을 형성한다. 특정 실시예에서, 외부 전도체 부분(404)은 본체 부분(404)의 표면에서 얇은 전도성 필름으로 형성되거나 얇은 필름 상에 포함될 수 있다. 다양한 실시예에서, 얇은 필름은 본체 부분(404)의 일부 주위에 포위되어 커넥터 피팅(408)의 각각 사이에서 연장된다.
일부 실시예에서, 본체 부분(404)은 접지 스트랩의 연결을 위한 전도성 부착 특징부(436)를 포함한다. 다양한 실시예에서, 부착 특징부(436)는 커넥터 보스(boss)로서 구성된다. 커넥터 보스는 전기 접촉부로의 부착을 위해 외부 전도체 부분(432)과 전도성 연결되는 일편의 전도성 재료이다. 예를 들어, 커넥터 보스는 전기 접촉부에 연결되어 동작 구성요소(400)를 접지시키고 그에 따라 ESD 완화를 성취할 수 있다. 하나 이상의 실시예에서, 부착 특징부(436)는 너트 또는 다른 나사형 커넥터로의 부착을 위해 나사형이다. 그러나, 특정 실시예에서, 부착 특징부(436)는 억지 끼워맞춤, 스냅 끼워맞춤, 마찰 끼워맞춤, 또는 전기 접촉부와 끼워맞춤하는 다른 방법을 위해 구성될 수 있다.
하나 이상의 실시예에서, 필터 카트리지(412)는 도 5의 필터 카트리지(300)와 동일하거나 실질적으로 유사하다. 예를 들어, 필터 카트리지(412)는 원통형 측벽 바로 주위에 포위되어 한 쌍의 단부 캡(444, 448) 사이에 위치되는 플리트형 필터 조립체(440)를 포함한다. 지지 네트(452)가 필터 조립체(440)에 바로 인접하여 위치되고, 비전도성 불소중합체 날실 스레드(456) 및 전도성 불소중합체 씨실 스레드(460)의 메시를 포함한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 날실 스레드(456) 및 씨실 스레드(460)의 메시가 명료화를 위해 확대된다. 다양한 실시예에서, 필터 카트리지(412)는 상부 단부 캡(444)을 통해 본체 부분의 내부에 장착된다.
하나 이상의 실시예에서, 본체 부분(404)은 외부 전도체 부분(432)로부터 내향으로 연장되어 필터 카트리지(412)의 전도성 부분과 전기 접촉부를 형성하는 내부 전도체 부분(464)을 포함한다.
조립 시에, 하나 이상의 실시예에서, 필터 카트리지(412)가 본체 부분(404) 내에 장착될 때에, 상부 단부 캡(444) 및 내부 전도체 부분(464)은 필터 조립체(440)의 길이방향 길이를 따라, 불소중합체 씨실 스레드(460)를 통해, 외부 전도체 부분(432) 및 전도성 부착 특징부(436)로 전도성 경로를 형성하도록 접촉한다.
따라서, 동작 시에, 유체가 동작 구성요소(400)를 통해 여과됨에 따라, 필터 조립체(440) 내의 정전하가 부착 특징부(436)에 부착되는 접지된 전기 접촉부 및/또는 커넥터 부분(408) 중 하나 이상에 연결되는 전도성 튜빙을 통해 소산될 수 있다.
도 7은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 유체 처리 시스템(500)을 도시한다. 시스템(500)은 유체가 유체 공급부(504)로부터 하류에 위치된 하나 이상의 공정 스테이지(508)로 유동하는 유동 경로를 제공한다. 시스템(500)은 유체 처리 시스템(500)의 유동 경로의 일부를 포함하는 유체 회로(512)를 포함한다. 유체 회로(512)는 튜빙 세그먼트(516) 그리고 튜빙 세그먼트(516)를 통해 상호 연결되는 복수의 동작 구성요소(520)를 포함한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 동작 구성요소(520)는 엘보 형상의 피팅(522), T자형 피팅(524), 밸브(526), 및 필터 디바이스(528)를 포함한다. 그러나, 다양한 실시예에서, 유체 회로(512)는 개수 면에서 그리고 타입 면에서 추가적인 또는 더 적은 동작 구성요소(520)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 유체 회로(512)는 펌프, 믹서, 분배 헤드, 스프레이 노즐, 또는 다른 타입의 동작 구성요소를 대체하거나 추가로 포함할 수 있다.
특정 실시예에서, 동작 구성요소(520) 각각은 유체 유동 통로를 한정하는 본체 부분(532) 그리고 하나 이상의 튜빙 커넥터 피팅(536)을 포함한다. 일부 실시예에서, 튜빙 커넥터 피팅(536) 중 적어도 하나는 본체 부분(532) 내로 유체를 수용하는 입구 부분이고, 튜빙 커넥터 피팅(536) 중 적어도 또 다른 하나는 입구 부분을 통해 수용된 유체를 출력하는 출구 부분이다.
예를 들어, 필터 디바이스(528) 각각은 유체 공급부(504)로부터 유체를 수용하는 입구 부분인 하나의 튜빙 커넥터 피팅(536) 그리고 공정 스테이지(508)를 향해 유체를 출력하는 출구 부분인 튜빙 커넥터 피팅(536)을 포함한다. 특정 실시예에서, 입구 부분 및 출구 부분 각각은 튜빙 세그먼트(516)에 연결되거나 연결가능하다.
튜빙 세그먼트(516)는 부분 전도성이고, 그에 따라 비전도성 또는 저전도성 재료로부터 구성되는 본체 부분 또는 튜빙 부분을 갖고 튜빙 부분의 길이를 따라 축방향으로 연장되는 전도성 재료로부터 구성되는 2차 부분을 갖는다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 튜빙 세그먼트(516) 각각은 비전도성 불소중합체의 튜빙 부분 그리고 비전도성 불소중합체 튜빙 부분 상에서 축방향으로 연장되고 그것과 일체형인 전도성 중합체의 스트립으로서 형성되는 2차 부분을 포함한다. 특정 실시예에서, 그 외부 표면에서 또는 그 근처에서 튜빙 세그먼트(516)의 각각의 길이를 따라 압출되는 탄소가 로딩된 PFA로부터 구성되는 2차 부분의 하나 이상의 전도성 스트립을 갖는 튜빙 부분이 PFA로부터 구성된다. 일부 실시예에서, 유체 회로(512) 내의 튜빙 세그먼트(516)는 플루오로라인®, PFA 튜빙이다.
위에서 설명된 바와 같이, 도 2-6을 참조하면, 하나 이상의 실시예에서, 필터 디바이스(528) 각각은 본체 부분(532) 내에 포위되는 전도성 필터 카트리지를 포함한다. 다양한 실시예에서, 본체 부분(532)은 접지부(540)에 본체 부분(532) 내의 필터 카트리지를 연결하는 전도성 부착 특징부를 포함한다(도 7). 또한, 특정 실시예에서, 튜빙 커넥터 피팅(536) 중 하나 이상은 전도성 재료를 사용하여 튜빙 커넥터 피팅(536)의 각각을 통해 필터 디바이스(528)의 본체 부분(532)을 횡단하여 전기 경로를 제공하는 전도체 부분을 형성하도록 구성된다.
다양한 실시예에서, 전도체 부분은 튜빙 커넥터 피팅(536) 및 본체 부분(532)과 일체로 매입된 전도성 재료의 스트립 또는 세그먼트이고, 전도성 중합체 재료로부터 구성된다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 외부 전도체 부분은 전도성 재료가 로딩된 PFA(예컨대, 로딩된 PFA)로부터 구성된다.
다양한 실시예에서, 필터 디바이스(528)의 각각은 동작 구성요소(520)에 연결되는 튜빙 세그먼트(516)의 전도성 중합체의 스트립에 본체 부분(532)의 각각의 외부 전도성 부분을 전도성 연결하는, 외부 전도체 부분의 형태로 되어 있는, 연결 요소를 포함한다. 그에 따라, 특정 실시예에서, 필터 디바이스(528) 및 튜빙 세그먼트(516)는 유체 회로 내의 전도성 불연속부 중 일부를 제거하여 ESD 완화를 위한 유체 회로(512)를 구성하는 어려움을 감소시키는 전기 경로를 형성한다. 회로도(544)가 전기 경로를 예시하도록 유체 회로(512) 위에 중첩된다.
도 8은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 플리트형 필터 조립체(604)를 제조하는 시스템(600)을 도시한다. 다양한 실시예에서, 시스템(600)은 도 2-4를 참조하여 위에서 설명된 바와 같이 중합체 재료 및 지지 네트 재료의 드럼으로서 구성되는 필터 부분 공급부(608) 및 지지 네트 공급부(612)를 포함한다. 하나 이상의 실시예에서, 재료는 그 각각의 드럼으로부터 견인되어 함께 밀봉, 용착, 봉합, 또는 그렇지 않으면 고정되고 그에 따라 플리트가 없는 필터 조립체(616)를 형성한다. 다양한 실시예에서, 플리트가 없는 필터 조립체(616)가 형성되면, 그것은 열처리, 봉합, 또는 다른 적합한 공정을 사용하여 플리트 형성 디바이스(620)를 통해 플리트가 형성되어 최종적인 플리트형 필터 조립체(604)를 출력한다.
다음의 항목은 본 발명의 특정 양태 및 실시예를 한정한다.
항목 1. 다공성 불소중합체 필터 멤브레인; 및 필터 멤브레인의 유출 측면 그리고 필터 멤브레인의 유입 측면 중 적어도 하나 상에 필터 멤브레인에 바로 인접하여 위치되는 지지 네트로서, 지지 네트는 비전도성 불소중합체 스레드 그리고 하나 이상의 전도성 불소중합체 스레드의 위브를 포함하고, 전도성 불소중합체 스레드는 필터 멤브레인 및 지지 네트의 플리트에 실질적으로 평행하게 연장되는, 지지 네트를 포함하는, 플리트형 필터.
항목 2. 항목 1에 있어서, 지지 네트는 비전도성 불소중합체 스레드로부터의 날실 스레드, 및 필터 멤브레인의 플리트에 실질적으로 평행하게 연장되는 하나 이상의 전도성 불소중합체 스레드로부터의 하나 이상의 전도성 씨실 스레드를 포함하는 씨실 스레드를 포함하는, 플리트형 필터.
항목 3. 항목 1 및 2 중 어느 한 항목에 있어서, 씨실 스레드는 비전도성 불소중합체 스레드로부터의 하나 이상의 비전도성 씨실 스레드를 포함하는, 플리트형 필터.
항목 4. 항목 1-3 중 어느 한 항목에 있어서, 비전도성 불소중합체 스레드는 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA) 모노-필라멘트이고, 하나 이상의 전도성 불소중합체 스레드는 전도성 재료가 로딩된 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA) 모노-필라멘트인, 플리트형 필터.
항목 5. 항목 1-4 중 어느 한 항목에 있어서, 하나 이상의 전도성 불소중합체 스레드는 전도성 재료가 로딩된 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA) 불소중합체의 내부 부분 그리고 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA)의 외부 부분을 포함하는 공압출된 필라멘트인, 플리트형 필터.
항목 6. 유체의 통과를 위한 복수의 구멍을 포함하는 원통형 측벽을 포함하는 지지 튜브로서, 지지 튜브는 원통형 측벽의 단부 상에 위치되는 한 쌍의 단부 캡을 포함하고, 한 쌍의 단부 캡 중 하나는 지지 튜브의 내부 영역으로부터의 유체의 통과를 위한 구멍을 포함하는, 지지 튜브; 및
원통형 측벽의 외부 바로 주위에 포위되어 한 쌍의 단부 캡 사이에 위치되는 플리트형 필터로서, 플리트형 필터는 원통형 측벽의 길이방향 축에 실질적으로 평행하게 연장되는 플리트를 갖는, 플리트형 필터를 포함하고, 플리트형 필터는 다공성 불소중합체 필터 멤브레인; 및 필터 멤브레인의 유출 측면 그리고 필터 멤브레인의 유입 측면 중 적어도 하나 상에 필터 멤브레인에 바로 인접하여 위치되는 지지 네트로서, 지지 네트는 비전도성 불소중합체 스레드 그리고 하나 이상의 전도성 불소중합체 스레드의 위브를 포함하고, 하나 이상의 전도성 불소중합체 스레드는 필터 멤브레인 및 지지 네트의 플리트에 실질적으로 평행하게 연장되는, 지지 네트를 포함하고,
한 쌍의 단부 캡 중 하나는 전도성 불소중합체 스레드 중 적어도 하나에 전도성 연결되어 적어도 하나의 전도성 불소중합체 스레드로부터 단부 캡의 외부로의 전도성 경로를 형성하는 전도체 부분을 포함하는,
필터 카트리지.
항목 7. 항목 6에 있어서, 플리트형 필터의 지지 네트는 비전도성 불소중합체 스레드로부터의 날실 스레드, 및 하나 이상의 전도성 불소중합체 스레드로부터의 하나 이상의 전도성 씨실 스레드를 포함하는 씨실 스레드를 포함하는, 필터 카트리지.
항목 8. 항목 6-7 중 어느 한 항목에 있어서, 씨실 스레드는 비전도성 불소중합체 스레드로부터의 하나 이상의 비전도성 씨실 스레드를 포함하는, 필터 카트리지.
항목 9. 항목 6-8 중 어느 한 항목에 있어서, 비전도성 불소중합체 스레드는 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA) 모노-필라멘트이고, 하나 이상의 전도성 불소중합체 스레드는 로딩된 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA) 모노-필라멘트인, 필터 카트리지.
항목 10. 항목 6-9 중 어느 한 항목에 있어서, 전도성 불소중합체 스레드는 로딩된 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA)의 내부 부분 그리고 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA)의 외부 부분을 포함하는 공압출된 필라멘트인, 필터 카트리지.
항목 11. 다공성 불소중합체 필터 멤브레인; 및 필터 멤브레인의 유출 측면 그리고 필터 멤브레인의 유입 측면 중 적어도 하나 상에 필터 멤브레인에 바로 인접하여 위치되는 지지 네트를 포함하고, 다공성 불소중합체 필터 멤브레인 및 지지 네트 중 적어도 하나는 전기 전도성 코팅을 포함하는 표면을 갖는, 플리트형 필터.
항목 12. 항목 11에 있어서, 다공성 불소중합체 필터 멤브레인 및 지지 네트 둘 모두가 전기 전도성 코팅을 포함하는, 플리트형 필터.
항목 13. 항목 11-12 중 어느 한 항목에 있어서, 멤브레인은 유기 용매로부터 입자 또는 미생물을 제거하는 형태를 갖는 다공성 중합체 멤브레인인, 플리트형 필터.
항목 14. 항목 11-13 중 어느 한 항목에 있어서, 코팅은 탄소 나노튜브를 포함하는, 플리트형 필터.
항목 15. 항목 11-14 중 어느 한 항목에 있어서, 코팅은 풀러렌을 포함하는, 플리트형 필터.
항목 16. 항목 11-15 중 어느 한 항목에 있어서, 전기 전도성 코팅은 표면 상에 있는 정전하의 축적을 소산시키는 데 효과적인, 플리트형 필터.
항목 17. 유체 회로를 위한 동작 구성요소이며,
본체 부분 그리고 적어도 2개의 커넥터 부분으로서, 본체 부분은 적어도 2개의 커넥터 부분 사이에서 연장되는 유체 유동 경로를 한정하는 비전도성 불소중합체 부분을 포함하고, 본체 부분은 본체 부분으로의 접지 스트랩의 연결을 위한 외부 전도성 부착 특징부를 포함하는, 본체 부분 그리고 적어도 2개의 커넥터 부분; 및 유체 유동 경로 내에 위치되는 플리트형 필터를 포함하고, 플리트형 필터는 다공성 불소중합체 필터 멤브레인; 및 필터 멤브레인의 유출 측면 그리고 필터 멤브레인의 유입 측면 중 적어도 하나 상에 필터 멤브레인에 바로 인접하여 위치되는 지지 네트로서, 지지 네트는 비전도성 불소중합체 스레드 그리고 하나 이상의 전도성 불소중합체 스레드의 위브를 포함하고, 하나 이상의 전도성 불소중합체 스레드는 필터 멤브레인 및 지지 네트의 플리트에 실질적으로 평행하게 연장되는, 지지 네트를 포함하고, 외부 전도성 부착 특징부는 하나 이상의 전도성 불소중합체 스레드 중 적어도 하나에 전도성 연결되고 그에 의해 플리트형 필터로부터 동작 구성요소의 외부로의 전도성 경로를 형성하여 플리트형 필터를 접지시키는, 동작 구성요소.
항목 18. 항목 17에 있어서, 본체 부분은 비전도성 불소중합체 부분과 일체형인 비내부(non-interior) 불소중합체 전도체를 더 포함하고, 비내부 불소중합체 전도체는 적어도 2개의 커넥터 부분 사이에서 연장되고, 각각의 커넥터 부분은 전도성 부분을 갖는 튜빙 단부를 수용하여 튜빙 단부의 전도성 부분에 비내부 불소중합체 전도체 부분을 전도성 연결하는, 동작 구성요소.
항목 19. 유체 공급부로부터 공정 스테이지를 향한 유체를 위한 유동 경로를 한정하는 유체 회로이며,
복수의 동작 구성요소로서, 각각의 동작 구성요소는 유체 유동 통로를 갖는 불소중합체 본체 부분 그리고 복수의 튜빙 커넥터 피팅을 포함하고, 동작 구성요소는 그 각각의 튜빙 커넥터 피팅에서 구성요소에 연결하는 복수의 튜빙 세그먼트에 의해 연결되고, 복수의 튜빙 세그먼트 그리고 동작 구성요소는 유체 회로를 통한 유동 경로를 제공하는, 복수의 동작 구성요소
를 포함하고,
각각의 동작 구성요소 그리고 각각의 튜빙 세그먼트를 통해 또는 그것들로부터 연장되는 접지부로의 경로가 제공되는,
유체 회로.
항목 20. 항목 19에 있어서, 복수의 동작 구성요소 중 하나는 전도성 필터이고, 전도성 필터는 전기 전도성 코팅을 포함하는 층을 갖는 표면을 갖는 불소중합체 필터 멤브레인을 포함하는, 유체 회로.
항목 21. 항목 1-10 또는 17-18 중 어느 한 항목에 있어서, 스레드의 비저항은 약 1×1012 Ohm/square보다 작은, 전도성 불소중합체 스레드.
항목 22. 항목 1-10 또는 17-18 중 어느 한 항목에 있어서, 스레드의 비저항은 약 1×109 Ohm/square보다 작은, 전도성 불소중합체 스레드.
본 개시내용의 다양한 실시예의 상세한 설명은 예시의 목적을 위해 제시되었지만, 한정적인 나열이거나 개시된 실시예로 제한되도록 의도되지 않는다. 많은 변형 및 변화가 설명된 실시예의 범주 및 사상을 벗어나지 않으면서 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 여기에 사용된 용어는 실시예의 원리, 시장에서 찾아볼 수 있는 기술에 대한 실질적인 적용 또는 기술적인 개선을 설명하거나, 본 기술분야의 통상의 기술자가 본 명세서에 개시된 실시예를 이해할 수 있게 하도록 선택되었다.

Claims (20)

  1. 다공성 불소중합체 필터 멤브레인; 및
    필터 멤브레인의 유출 측면 그리고 필터 멤브레인의 유입 측면 중 적어도 하나 상에 필터 멤브레인에 바로 인접하여 위치되는 지지 네트로서, 지지 네트는 비전도성 불소중합체 스레드 그리고 하나 이상의 전도성 불소중합체 스레드의 위브를 포함하고, 전도성 불소중합체 스레드는 필터 멤브레인 및 지지 네트의 플리트에 실질적으로 평행하게 연장되는, 지지 네트
    를 포함하는, 플리트형 필터.
  2. 제1항에 있어서, 지지 네트는 비전도성 불소중합체 스레드로부터의 날실 스레드, 및 하나 이상의 전도성 불소중합체 스레드로부터의 하나 이상의 전도성 씨실 스레드를 포함하는 씨실 스레드를 포함하는, 플리트형 필터.
  3. 제2항에 있어서, 씨실 스레드는 비전도성 불소중합체 스레드로부터의 하나 이상의 비전도성 씨실 스레드를 포함하는, 플리트형 필터.
  4. 제1항에 있어서, 비전도성 불소중합체 스레드는 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA) 모노-필라멘트이고, 하나 이상의 전도성 불소중합체 스레드는 로딩된 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA) 모노-필라멘트인, 플리트형 필터.
  5. 제1항에 있어서, 하나 이상의 전도성 불소중합체 스레드는 로딩된 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA)의 내부 부분 그리고 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA)의 외부 부분을 포함하는 공압출된 필라멘트인, 플리트형 필터.
  6. 유체의 통과를 위한 복수의 구멍을 포함하는 원통형 측벽을 포함하는 지지 튜브로서, 지지 튜브는 원통형 측벽의 단부 상에 위치되는 한 쌍의 단부 캡을 포함하고, 한 쌍의 단부 캡 중 하나는 지지 튜브의 내부 영역으로부터의 유체의 통과를 위한 구멍을 포함하는, 지지 튜브; 및
    원통형 측벽의 외부 바로 주위에 포위되어 한 쌍의 단부 캡 사이에 위치되는 플리트형 필터로서, 플리트형 필터는 원통형 측벽의 길이방향 축에 실질적으로 평행하게 연장되는 플리트를 갖는, 플리트형 필터
    를 포함하고, 플리트형 필터는,
    다공성 불소중합체 필터 멤브레인; 및
    필터 멤브레인의 유출 측면 그리고 필터 멤브레인의 유입 측면 중 적어도 하나 상에 필터 멤브레인에 바로 인접하여 위치되는 지지 네트로서, 지지 네트는 비전도성 불소중합체 스레드 그리고 하나 이상의 전도성 불소중합체 스레드의 위브를 포함하고, 하나 이상의 전도성 불소중합체 스레드는 필터 멤브레인 및 지지 네트의 플리트에 실질적으로 평행하게 연장되는, 지지 네트
    를 포함하고,
    한 쌍의 단부 캡 중 하나는 전도성 불소중합체 스레드 중 적어도 하나에 전도성 연결되어 적어도 하나의 전도성 불소중합체 스레드로부터 단부 캡의 외부로의 전도성 경로를 형성하는 전도체 부분을 포함하는,
    필터 카트리지.
  7. 제6항에 있어서, 플리트형 필터의 지지 네트는 비전도성 불소중합체 스레드로부터의 날실 스레드, 및 하나 이상의 전도성 불소중합체 스레드로부터의 하나 이상의 전도성 씨실 스레드를 포함하는 씨실 스레드를 포함하는, 필터 카트리지.
  8. 제7항에 있어서, 씨실 스레드는 비전도성 불소중합체 스레드로부터의 하나 이상의 비전도성 씨실 스레드를 포함하는, 필터 카트리지.
  9. 제6항에 있어서, 비전도성 불소중합체 스레드는 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA) 모노-필라멘트이고, 하나 이상의 전도성 불소중합체 스레드는 로딩된 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA) 모노-필라멘트인, 필터 카트리지.
  10. 제6항에 있어서, 전도성 불소중합체 스레드는 로딩된 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA)의 내부 부분 그리고 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA)의 외부 부분을 포함하는 공압출된 필라멘트인, 필터 카트리지.
  11. 다공성 불소중합체 필터 멤브레인; 및
    필터 멤브레인의 유출 측면 그리고 필터 멤브레인의 유입 측면 중 적어도 하나 상에 필터 멤브레인에 바로 인접하여 위치되는 지지 네트
    를 포함하고,
    다공성 불소중합체 필터 멤브레인 및 지지 네트 중 적어도 하나는 전기 전도성 코팅을 포함하는 표면을 갖는,
    플리트형 필터.
  12. 제11항에 있어서, 다공성 불소중합체 필터 멤브레인 및 지지 네트 둘 모두가 전기 전도성 코팅을 포함하는, 플리트형 필터.
  13. 제11항에 있어서, 멤브레인은 유기 용매로부터 입자 또는 미생물을 제거하는 형태를 갖는 다공성 중합체 멤브레인인, 플리트형 필터.
  14. 제13항에 있어서, 코팅은 탄소 나노튜브를 포함하는, 플리트형 필터.
  15. 제13항에 있어서, 코팅은 풀러렌을 포함하는, 플리트형 필터.
  16. 제11항에 있어서, 전기 전도성 코팅은 표면 상에 있는 정전하의 축적을 소산시키는 데 효과적인, 플리트형 필터.
  17. 유체 회로를 위한 동작 구성요소이며,
    본체 부분 그리고 적어도 2개의 커넥터 부분으로서, 본체 부분은 적어도 2개의 커넥터 부분 사이에서 연장되는 유체 유동 경로를 한정하는 비전도성 불소중합체 부분을 포함하고, 본체 부분은 본체 부분으로의 접지 스트랩의 연결을 위한 외부 전도성 부착 특징부를 포함하는, 본체 부분 그리고 적어도 2개의 커넥터 부분; 및
    유체 유동 경로 내에 위치되는 플리트형 필터
    를 포함하고, 플리트형 필터는,
    다공성 불소중합체 필터 멤브레인; 및
    필터 멤브레인의 유출 측면 그리고 필터 멤브레인의 유입 측면 중 적어도 하나 상에 필터 멤브레인에 바로 인접하여 위치되는 지지 네트로서, 지지 네트는 비전도성 불소중합체 스레드 그리고 하나 이상의 전도성 불소중합체 스레드의 위브를 포함하고, 하나 이상의 전도성 불소중합체 스레드는 필터 멤브레인 및 지지 네트의 플리트에 실질적으로 평행하게 연장되는, 지지 네트
    를 포함하고,
    외부 전도성 부착 특징부는 하나 이상의 전도성 불소중합체 스레드 중 적어도 하나에 전도성 연결되고 그에 의해 플리트형 필터로부터 동작 구성요소의 외부로의 전도성 경로를 형성하여 플리트형 필터를 접지시키는,
    동작 구성요소.
  18. 제17항에 있어서, 본체 부분은 비전도성 불소중합체 부분과 일체형인 비내부 불소중합체 전도체를 더 포함하고, 비내부 불소중합체 전도체는 적어도 2개의 커넥터 부분 사이에서 연장되고, 각각의 커넥터 부분은 전도성 부분을 갖는 튜빙 단부를 수용하여 튜빙 단부의 전도성 부분에 비내부 불소중합체 전도체 부분을 전도성 연결하는, 동작 구성요소.
  19. 유체 공급부로부터 공정 스테이지를 향한 유체를 위한 유동 경로를 한정하는 유체 회로이며,
    복수의 동작 구성요소로서, 각각의 동작 구성요소는 유체 유동 통로를 갖는 불소중합체 본체 부분 그리고 복수의 튜빙 커넥터 피팅을 포함하고, 동작 구성요소는 그 각각의 튜빙 커넥터 피팅에서 구성요소에 연결하는 복수의 튜빙 세그먼트에 의해 연결되고, 복수의 튜빙 세그먼트 그리고 동작 구성요소는 유체 회로를 통한 유동 경로를 제공하는, 복수의 동작 구성요소
    를 포함하고,
    각각의 동작 구성요소 그리고 각각의 튜빙 세그먼트를 통해 또는 그것들로부터 연장되는 접지부로의 경로가 제공되는,
    유체 회로.
  20. 제19항에 있어서, 복수의 동작 구성요소 중 하나는 전도성 필터이고, 전도성 필터는 전기 전도성 코팅을 포함하는 층을 갖는 표면을 갖는 불소중합체 필터 멤브레인을 포함하는, 유체 회로.
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