KR20220005216A - 합성수지관의 열융착 방법 및 합성수지관의 열융착 구조 - Google Patents

합성수지관의 열융착 방법 및 합성수지관의 열융착 구조 Download PDF

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김진영
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김진영
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Abstract

본 발명은 합성수지관의 열융착 방법을 제공한다. 합성수지관의 열융착 방법은 열융착하고자 하는 제1합성수지관의 단부와 제2합성수지관의 단부를 확관시키는 단계; 상기 제1합성수지관의 확관된 단부와 상기 제2합성수지관의 확관된 단부 일부가 서로 포개지도록 상기 제1합성수지관의 확관된 단부와 상기 제2합성수지관의 확관된 단부에 연결 슬리브를 삽입하는 단계; 및 서로 포개진 상기 제1합성수지관의 확관된 단부와 상기 제2합성수지관의 확관된 단부에 열을 가해 열융착하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

합성수지관의 열융착 방법 및 합성수지관의 열융착 구조{heat melting method for synthetic resin pipe and Melting structure of synthetic resin pipe}
본 발명은 합성수지관의 열융착 방법 및 합성수지관의 열융착 구조에 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 배관작업은 열융착 방식을 이용하고 있다.
도 6에서와 같이, 기존의 열융착 방식은 두 개의 동일 규격 배관의 절단면을 균일한 스펙의 히터 온도로 비접촉 가열 후, 일대일 결합을 통한 융착하는 방식이다.
그러나, 이러한 배관의 열융착 방식은 다음과 같은 문제점을 갖고 있다.
첫째, 배관의 융착면이 1.5~2.5mm로 고압 배관용으로 사용시 리크 사고 발생 우려가 있다.
둘째, 배관의 융착면 내/외에 융착 비드가 0.5~1mm 형성됨으로 내경 축소로 관로 흐름 저항이 발생된다.
셋째, 배관 융착면을 히팅하는 과정에서 배관 내/외부 가열로 인한 파티클 유입이 발생된다.
본 발명은 배관들의 융착면적을 넓힐 수 있는 합성수지관의 열융착 방법 및 합성수지관의 열융착 구조를 제공하는데 있다.
본 발명은 배관의 융착면에서 발생되는 이물질이 배관 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있는 합성수지관의 열융착 방법 및 합성수지관의 열융착 구조를 제공하는데 있다.
본 발명은 배관 내부의 관로 흐름이 원활한 합성수지관의 열융착 방법 및 합성수지관의 열융착 구조를 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, 열융착하고자 하는 제1합성수지관의 단부와 제2합성수지관의 단부를 확관시키는 단계; 상기 제1합성수지관의 확관된 단부와 상기 제2합성수지관의 확관된 단부 일부가 서로 포개지도록 상기 제1합성수지관의 확관된 단부와 상기 제2합성수지관의 확관된 단부에 연결 슬리브를 삽입하는 단계; 및 서로 포개진 상기 제1합성수지관의 확관된 단부와 상기 제2합성수지관의 확관된 단부에 열을 가해 열융착하는 단계를 포함하는 합성수지관의 열융착 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 연결 슬리브는 상기 제1합성수지관 및 상기 제2합성수지관의 내경과 동일한 내경을 가질 수 있다.
또한, 상기 연결 슬리브를 삽입하는 단계에서 상기 연결 슬리브는 상기 제1합성수지관의 확관된 단부가 삽입되는 외경은 상기 제2합성수지관의 확관된 단부가 삽입되는 외경보다 작을 수 있다.
또한, 상기 연결 슬리브를 삽입하는 단계에서 상기 연결 슬리브는 상기 제1합성수지관의 확관된 단부와 상기 제2합성수지관의 확관된 단부의 용이한 삽입을 위해 상기 연결 슬리브의 양단부는 경사진 외경을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 제1합성수지관의 단부와 상기 제2합성수지관의 단부 일부가 포개진 상태로 열융착부가 형성된 합성수지관; 및 상기 열융착부가 상기 합성수지관을 통과하는 유체 통로에 노출되지 않도록 상기 유체 통로와 상기 열융착부 사이에 삽입되는 연결 슬리브를 포함하는 합성수지관의 열융착 구조가 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1합성수지관의 단부와 상기 제2합성수지관의 단부는 확관된 상태에서 상기 연결 슬리브의 외경에 삽입되되; 상기 제2합성수지관의 확관된 단부는 그 내경이 상기 제1합성수지관의 확관된 단부의 외경과 동일하도록 제공될 수 있다.
또한, 상기 연결 슬리브는 상기 제2합성수지관의 확관된 단부가 삽입되는 상기 연결 슬리브의 외경과 상기 제1합성수지관의 확관된 단부가 삽입되는 상기 연결 슬리브의 외경은 단차지게 형성될 수 있다.
또한, 상기 연결 슬리브는 상기 제1합성수지관 및 상기 제2합성수지관의 내경과 동일한 내경을 가질 수 있다.
또한, 상기 연결 슬리브는 양단부가 상기 제1합성수지관의 확관된 단부와 상기 제2합성수지관의 확관된 단부의 용이한 삽입을 위해 경사진 외경을 가질 수 있다.
또한, 상기 제1합성수지관과 상기 제2합성수지관은 불소 수지를 포함하는 재질로 구성되며, 상기 불소 수지는 퍼플루오로알콕시(PFA)일 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 제1합성수지관과 제2합성수지관 일부가 겹쳐진 부분을 융착함으로써 융착 면적으로 리크 안전성 개선 및 고압 라인으로도 사용 가능한 각별한 효과를 갖는다.
본 발명의 실시예에 의하면, 연결 슬리브가 합성수지관의 유로와 열융착부 사이를 차단함으로써, 제1합성수지관과 제2합성수지관을 열융착하는 과정에서 이물질이 배관 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 과로 내부 흐름이 원활하게 제공될 수 있다.
본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열융착된 합성수지관을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 열융창본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 열융착기를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 연결 슬리브의 사시도이다.
도 4는 합성수지관의 열융착 방법의 플로우챠트이다.
도 5a 내지 도 5d는 합성수지관의 열융착 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6은 종래 합성수지관의 열융착 과정을 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 열융착된 합성수지관을 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 열융창본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 열융착기를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 합성수지관(10)은 제1합성수지관(P1)과 제2합성수지관(P2) 그리고 연결 슬리브(200)를 포함할 수 있다.
제1합성수지관(P1)의 단부(101)와 제2합성수지관(P2)의 단부(102)는 일부가 겹쳐진 상태로 열융착된다. 제1합성수지관(P1)의 단부(101)와 제2합성수지관(P2)의 단부(102)는 확관된 상태에서 연결 슬리브(200)의 외경에 삽입된다.
제1합성수지관(P1)의 확관된 단부(101)의 내경은 제2합성수지관(P2)의 확관된 단부(102)의 외경과 동일하게 형성된다. 따라서, 제1합성수지관(P1)의 확관된 단부(101)가 제2합성수지관(P2)의 확관된 단부(102)를 감싸도록 서로 다른 방향에서 연결 슬리브(200)에 삽입된다.
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 피에프에이(PFA), 즉 불소 수지의 일종인 퍼플루오로알콕시(perfluoroalkoxy)를 포함하는 재질로 구성될 수 있다. 피에프에이(PFA)는 투명이며 내열성과 내약품성이 우수하고 특히 고온에서 열간강도가 우수하므로 특별한 고온특성이 요구되는 배관라인에 사용된다. 또한, 피에프에이(PFA)는 투명하므로 내부의 유체 흐름을 관찰할 수 있는 잇점이 있다. 한편, 제1합성수지관(P1)과 제2합성수지관(P2)의 재질은 피에프에이(PFA)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
도 3은 연결 슬리브의 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 연결 슬리브(200)는 열융착 과정에서 열융착부(120)가 내측으로 변형되는 것을 방지하기 위한 삽입물이다. 또한, 연결 슬리브(200)는 열융착부(제1합성수지관(P1)의 단부(101) 일부와 제2합성수지관(P2)의 단부(102) 일부가 서로 포개진 상태로 열융착된 이음부;120)가 합성수지관을 통과하는 유체 통로(110)에 노출되지 않도록 유체 통로(110)와 열융착부(120) 사이에 삽입되는 파이프 형태로 제공될 수 있다. 연결 슬리브(200)는 제1합성수지관(P1) 및 제2합성수지관(P2)의 내경(D1)과 동일한 내경(D2)을 갖는 것이 바람직하다.
연결 슬리브(200)는 큰 외경을 갖는 제1구간(201)과 작은 외경을 갖는 제2구간(202)을 포함하며, 제2구간(202)에는 제2합성수지관(P2)의 확관된 단부(102)가 삽입되며, 제1구간(201)에는 제1합성수지관(P1)의 확관된 단부(101)가 삽입된다. 이때, 제1합성수지관(P1)의 확관된 단부(101)는 제2구간(202)에 삽입된 제2합성수지관(P2)의 확관된 단부(102)에 겹쳐지도록 삽입된다. 연결 슬리브(200)는 제1구간(201)과 제2구간(202) 경계에 단차를 갖는다.
한편, 제1합성수지관(P1)의 단부(101)와 제2합성수지관(P2)의 단부(102)는 확관된 상태에서 연결 슬리브(200)의 외경에 삽입되는데, 이때 제1합성수지관(P1)의 확관된 단부(101)는 그 내경이 제2합성수지관(P2)의 확관된 단부(102)의 외경과 동일하도록 제공된다.
연결 슬리브(200)는 양단부가 제1합성수지관(P1)의 확관된 단부(101)와 제2합성수지관(P2)의 확관된 단부(102)의 용이한 삽입을 위해 경사진 외경(210)을 갖는다.
상기와 같이, 연결 슬리브(200)는 지그 형태가 아닌 튜브 일체형으로 제공되는 구조로 제작 공정시 제1,2합성수지관의 단부(절단면) 이물질 상태에서도 2차 오염 요소를 개선할 수 있다.
도 4는 합성수지관의 열융착 방법의 플로우챠트이고, 도 5a 내지 도 5d는 합성수지관의 열융착 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4 내지 도 5d를 참조하면, 합성수지관의 열융착 방법은 크게 확관 단계(S100), 연결 슬리브 삽입 단계(S200) 그리고 열융착단계(S300)를 포함할 수 있다.
확관 단계(S100)는 열융착하고자 하는 제1합성수지관(P1)의 단부(101)와 제2합성수지관(P2)의 단부(102)를 확관시킨다. 제1,2합성수지관(P1,P2)의 확관은 단부에 열을 가해 확관시키는 등의 다양한 방법이 사용될 수 있다.
연결 슬리브 삽입 단계(S200)는 제1합성수지관의 확관된 단부(101)와 제2합성수지관의 확관된 단부(102)가 일부 겹쳐지도록 연결 슬리브(200)의 양측에서 제1합성수지관(P1)과 제2합성수지관(P2)을 삽입한다.
열융착 단계(s300)는 이렇게 겹쳐진 제1합성수지관의 확관된 단부(101)와 제2합성수지관의 확관된 단부(102)에 열융착 장치(20)를 이용하여 열을 가하면 서로 맞대어진 이음부가 열융착되면서 열융착부(120)가 형성된다. 열융착부(120)는 기존 맞대기 방식에 비해 2-4배 이상의 융착 범위가 증가됨을 알 수 있다.
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.
P1 : 제1합성수지관 P2 : 제합성수지관
101 : 제1합성수지관 단부 102: 제2합성수지관 단부
200 : 연결 슬리브

Claims (10)

  1. 열융착하고자 하는 제1합성수지관의 단부와 제2합성수지관의 단부를 확관시키는 단계;
    상기 제1합성수지관의 확관된 단부와 상기 제2합성수지관의 확관된 단부 일부가 서로 포개지도록 상기 제1합성수지관의 확관된 단부와 상기 제2합성수지관의 확관된 단부에 연결 슬리브를 삽입하는 단계; 및
    서로 포개진 상기 제1합성수지관의 확관된 단부와 상기 제2합성수지관의 확관된 단부에 열을 가해 열융착하는 단계를 포함하는 합성수지관의 열융착 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결 슬리브는
    상기 제1합성수지관 및 상기 제2합성수지관의 내경과 동일한 내경을 갖는 합성수지관의 열융착 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 연결 슬리브를 삽입하는 단계에서
    상기 연결 슬리브는
    상기 제1합성수지관의 확관된 단부가 삽입되는 외경은 상기 제2합성수지관의 확관된 단부가 삽입되는 외경보다 작은 합성수지관의 열융착 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 연결 슬리브를 삽입하는 단계에서
    상기 연결 슬리브는 상기 제1합성수지관의 확관된 단부와 상기 제2합성수지관의 확관된 단부의 용이한 삽입을 위해 상기 연결 슬리브의 양단부는 경사진 외경을 갖는 합성수지관의 열융착 방법.
  5. 합성수지관의 열융착 구조에 있어서:
    제1합성수지관의 단부와 상기 제2합성수지관의 단부 일부가 포개진 상태로 열융착부가 형성된 합성수지관; 및
    상기 열융착부가 상기 합성수지관을 통과하는 유체 통로에 노출되지 않도록 상기 유체 통로와 상기 열융착부 사이에 삽입되는 연결 슬리브를 포함하는 합성수지관의 열융착 구조.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1합성수지관의 단부와 상기 제2합성수지관의 단부는 확관된 상태에서 상기 연결 슬리브의 외경에 삽입되되;
    상기 제2합성수지관의 확관된 단부는 그 내경이 상기 제1합성수지관의 확관된 단부의 외경과 동일하도록 제공되는 합성수지관의 열융착 구조.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 연결 슬리브는
    상기 제2합성수지관의 확관된 단부가 삽입되는 상기 연결 슬리브의 외경과 상기 제1합성수지관의 확관된 단부가 삽입되는 상기 연결 슬리브의 외경은 단차지게 형성되는 합성수지관의 열융착 구조.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 연결 슬리브는
    상기 제1합성수지관 및 상기 제2합성수지관의 내경과 동일한 내경을 갖는 합성수지관의 열융착 구조.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 연결 슬리브는
    양단부가 상기 제1합성수지관의 확관된 단부와 상기 제2합성수지관의 확관된 단부의 용이한 삽입을 위해 경사진 외경을 갖는 합성수지관의 열융착 구조.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 제1합성수지관과 상기 제2합성수지관은 불소 수지를 포함하는 재질로 구성되며,
    상기 불소 수지는 퍼플루오로알콕시(PFA)인 것을 특징으로 하는 합성수지관의 열융착 구조.
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