TW577853B - System and method for holding critical fluids - Google Patents
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Description
五、發明説明（ 本申請案主張20(H年元月25日中請的美國臨時專利申, 案第60/264,207號的權利，該中請案内容以引用方式列入本 案。 本發明有關用於流體搬運儲存，而更特定女 之:有關於相對可移動部件間_靜態密封之製成，而更明 崔《之’有關於盛裝尚度腐姓性化學品容器開口的密封。 背景 盛裝腐蝕性流體，如強酸或強鹼的容器，必須是用抗蝕 =材料製作；適合的材料包括聚乙婦和聚碳氟化合物。高 在度的#乙缔疋一特別有用的材料，因為其比起專用塑膠 如石反既化合物來較不昂貴，而且其還能同日争阻抗強酸和強 鹼此外，其返可獲得無污染物的調製品，污染物，如微 f金屬（trace metal)，會和腐蝕性化學品起反應而損傷其純 度並且還使容器的結構完整性變得衰弱。高密度聚乙烯還 對傳統的塑膠處理技術有順從性，以致可以製作像是鼓形 筒等的容器。 流體是從這些容器經由通口出入，通口是容器上的開口 。用於儲存腐蝕性化學品的容器，一定要有能加密封的通 口，以便在從一場所移動到另一場所或用以儲存時，將容 器加以密封。因此，容器上的通口大半是接納一嵌插件， 可在该通口和該嵌插件之間達成一密封作用。通口不應只 是為適當儲存腐蝕性流體而密封，而且還要在配裝上一可 本紙張尺度適用巾關家標準(CNS) 4樣格(2㈣挪公羡) 五、發明説明（2 ) 一傳送 讓流體進出容器傳送的裝置時，不致戌漏，例如 管’其允許容器的内含物被移出容器。 用於保存高密度腐蝕性流體的容器， 囊包覆的雙材質〇形環在容器通口和—株、，需要用膠 。膠囊包覆’傳統上，是配備有—由广間：成密封 ,> ^ ^ 4曲彈回材料製成 二乂和一用不同材料製成的外層，其提供抗則生者。 =二彈回性内層提供回彈性和撓曲性，而外層則提供 撓㈣給與⑽環㈣的餘地，㈣其可隨時處理並提供 X大的被封面積。因此，一具有圓形橫斷面的環形的撓曲 ，〇形環」可予以壓縮和變形，以使其圓邊緣變成和其所接 觸的孩览封表面的形狀一致。矽酮橡膠慣例是用作内層的 材料’其具有it當的撓曲性1曲性與硬度有關。" -回彈性材料傾向於抵抗使其從原來形狀變形的應力。 因此，-回彈性⑽環，其已在兩密封面之間被壓料，將 傾向於"回推緊抵該兩表面而維持一密封。此外，一回彈 性材料會補償容器、嵌插件、和0形環等材料的膨脹和收縮 2以回應例如溫度的各種變化的因素。因此，當該密封材 料在回應冷溫度時…畴性0形環將會膨脹以維持該密封 。相反地，-不良的回彈性材料，在回應壓縮力時，將傾 向於永久變形’並形成一較弱的密封。一不良回彈性材料 ，在已經受壓縮到位之後，會漸漸變形，經歷塑性流動 (Plastic fl〇w)，又稱為"潛變（creep)"’而大概在日久之彳^提 本紙張尺度通用中關家標準(CNS) Α·^(2ΐ()χ撕公羡) •5- 3 五、發明説明（ '、不良的舍封。碎酮橡膠傳統上是常被用到具有適當回 彈性的材料。 可疋’矽酮橡膠具有不良的化學阻抗性，不適於用作 和強或強驗接觸的密封材料。此外，梦嗣橡膠典型是 氣以成含有相當多的雜質，而可能會傷害到容器中流體 的純度。 因為這些理由，用在腐蝕性流體的〇形環，慣例是用一覆 蓋有抗钱材料外層的回彈性材料製作，並以，，膠囊包覆雙材 貝0元環稱之，遠外層慣例是碳氟化合物的聚合物，例如 •聚四氟乙晞（PTFE)、氟化乙埽丙晞（FEp )、或全氟化烷 氧基（PFA )。氟聚合物具有優越的抗蝕性，一般是適合用 在強酸和強鹼。其還有不可滲透性，以致腐蝕性流體不能 通過該0形環以及包含在内層的雜質。氟聚合物是習慣使用 的工程塑膠，用於製作能抵抗腐蝕並當暴露於溶劑時釋放 出雜質的0形環。 用於具有至少30加侖容量的鼓形筒之包覆雙材質之〇形環 疋用一卬貴又耗時的方法製成，且目前的價格的美金 $4·〇〇元。它們通常是當作僅使用一次的元件來使用，以致 每一次在容器通口改換一嵌插件時，它們都要換新。它們 的成本對照一腐蝕性液體的典型容器的零售價格，一個55 加命的鼓形筒約為美金$25.00元而言，是相當高的。如果 ，若有價格較低的包覆雙材質〇形環替代，則腐蝕性流體工 業將可大為獲益。 就替代品而言，雖然有此需求，惟就申請人所知，傳統 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 577853
上並未有任何可用於腐餘或危險液體之包覆雙材質〇形環之 替代品。 發明概要 本發明人已瞭解到，需要有一種除氟聚合物以外的材 料，甩來製造保存腐蝕性流體的密封。氟聚合物具有低 回彈性和有限的撓曲性，而結果招致不良的密封。此外 ，氟聚合物具有不同於矽酮及容器材料，如高密度聚乙 埽’的熱膨脹率。有相似的熱膨脹率的材料，在回應溫 度變化時會有相同的膨脹和收縮，以致該密封的性能將 不受損傷。 發明人的此項發明，將膠囊包覆的雙材質〇形環換成一系 統’該系統不需使用到氟聚合物，而每次的使用可少化費 大約2 0倍的費用。不同於傳統系統的，本發明避免了膠囊 包覆雙材質Ο形環的使用。本發明特別有用於具有一大容積 ，最好至少5加侖，至少15加侖更佳，而至佳的是至少3〇加 侖，如30至50加侖的鼓形筒及保存500-1200公升的容器。 本發明的一具體實施例是一密封系統，用於保存危險性 和腐蝕性液體的容器，該密封系統具有一通口在該容器上 、一嵌插件、及一密封元件。該密封元件是抗蝕性的，基 本上對於腐蚀性和危險性的流體是不滲透的，包含一具有 蕭氏Α級硬度在大約75到95之間的材料，並具有一外表，密 封住第一密封表面並密封住在該嵌插件上的第二密封表面 。該嵌插件是可操縱以與該通口和該密封元件嚙合，以產 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 五、發明説明（5 生-在該密封元件和第一及第二密封表面之間的密封，俾 以阻止流體經由該通口的流動。 本發明的一較佳具體實施例，包括一密封元件由具有蕭 氏^級^度在大約75到95之間的單一材料所製成。該密封元 件最好是一單一連續件材料。一較佳的材料是一所謂聚婦 M類的材料；—更佳之材料是—般以其商業名engage™ 稱呼之聚埽烴材料。該聚埽烴可以是固體的、或製作成泡 沫、或根據本技藝熟習者所周知的其它配置。一較佳具體 實施例是一含有不到5000 PPm(百萬分之-份)微量金屬的密 封元件。 本發明的另—較佳具體實施例，包括-密封元件其具有 -内1和-外圍層者1外圍層的外表成為該嵌插件和通 口的始、封。内層最好是實心的，但可以使用其它的變形， 例如，其可以是空心的或用泡沫製成的。 本發明另一具體實施例’是一有效密封—容器的密封元 件，但是覆蓋有另-材料，例如另一層塑膠或一塗敷，其 可提供潤滑性.、黏著性、額外的防腐蚀性、或其它可替代 的辦法’對於廷些，本行技藝熟習者在閱讀本篇發表之後 ，將可會明瞭的。 2明之-具體實施例包括1封系統，其中該通口藉 :累=和孩插入物鳴合’以致該嵌插件可予上緊，以達成在 密封。 “件上的兩密封表面之間的 本發明的-具體實施例是—種密封一容器的方法。這種 * 8 - 577853 A7 B7 五、發明説明（ 万法足一，包括提供一耐腐蝕的密封元件，基本上對於腐 蚀性流體是不滲透者，包括一具有蕭氏A級硬度在約7〇到95 之間的材料，約在75和90之間的更佳，而最佳的是大約9〇 ;將插入物連同該密封元件放進該通口，並以機械方式將 Μ嵌插件以與該通口相嚙合，以使該密封元件密閉一在該 通口上的密封表面，並同時密閉在該嵌插件上的第二密封 表面，俾以阻止流體經由該通口流動。 選-式簡略說明 圖1為一使用在一鼓形筒中的密封系統之剖面圖。 圖2A為-適㈣該密封系統中的—截插件之頂視圖。 、圖2B為-適用㈣密封系統中的—嵌插件之—橫斷剖面 視圖，沿圖2A中截面A-A，所取。 圖3A為適用於密封I统中的—嵌插件的頂平視圖。 圖3B為一適用於該密封系統中 、H @ 7 欺插件之一橫斷剖面 視圖，沿圖3A中截面A-A'所取。 两 圖4A為適用於密封系統中的—嵌插件的頂平 、圖4B為—制於該密料料的1插件之-橫斷剖面 視圖，沿圖4A中截面A-A7斤取。 、面 圖5 A為適用於密封系統中的一 圖㈣-適用於密料統中的=件:頂平視圖。 圖，沿圖5A中截面A-A,所取。 瓜件< 一橫斷剖面视 圖 圖 圖 甘人播件的頂平視圖。 f樯件之左正視圖。 欠播件之前正視圖。 6A為適用於密封系統中的— 6B為適用於密封系統中的一 6C為適用於密封系統中的— i紙張尺度適财酬轉準(CNS)辑格(21GX297^^ -9. 577853
一圖7為-設置在一鼓形筒中的密封系統之透視圖及用在該 备封系統之一後插件之分解圖。 趁佳具霞實施例之詳細激;明_ 就圖1-7全面而言，一容器4〇裝備有密封系⑽，該系統 包括有通口 10、嵌插件20、及密封環3〇。通口 1〇具有螺紋 12和密封表面11。嵌插件2()具有嵌插件密封表面η、嵌插 件螺紋22及後插件桿24。密封環3()呈現環圈形狀而且是用 回彈性聚晞烴彈性體製作。通口 1〇是設置在容器4〇上以 便流體可經由該通口進出流動。通口螺紋12以螺紋與嵌插 :螺紋22禮合’並將密封環3G壓擠向密封表面叫嵌插件 密封表面21。嵌插件20是可隨意選擇配備嵌插件样24，其 容許保存在容器40中的危險性流體43和嵌插件頂蓋總成％ 之間的相通。嵌插件20是隨意選擇裝備開口乃，讓容器仰 之與嵌插件20的内部相通。嵌插件密封表面21，是可調配 使其適合於各種純，包括圓形的（圖4_5)或方形的（圖2_3) 。其它形狀可適當選用，例如’三角形，多角形、有波紋 的等等。嵌插件20還可配置成一實心的管塞（圖6)。 密封系統41可裝置在一鼓形筒式容器（圖7)中。圖7中顯 示嵌插件的一較佳具體實施例，嵌插件5〇包括雙桿51、嵌 插件螺紋52、嵌插件密封表面53、罩蓋總成55、頂蓋總成 57、外螺紋58和環圈54❶環圈54是設置在由外螺紋二了和 以螺紋配合進該外螺紋58中的罩蓋總成55所界定的空腔中 。罩蓋總成55以螺紋接納頂蓋總成57。雙桿5丨均為空心管 ，其容許該容器和罩蓋總成及/或頂蓋總成之間的連通。嵌 本紙張尺度適财國g家鮮(CNS) A4規格(21G X 297公董)-------- 577853 A7 B7 五、發明説明（8 ) 插件螺紋52是用於和容器通口中的螺紋相嚙合。 本發明所涵蓋的容器，最好是用於儲存液體。該液體可 儲存以待爾後的使用，或與一可容許液體進出該容器移動 的裝置一起儲存。如是，舉例來說，在該容器中的牛頭塞 和通口之間，或在一施配頭和通口之間，可用到本發明的 淦封。本發明的一具體實施例是儲存待由軌道、卡車、 或其它運輸工具來運輸之流體。可是，液體具有汽相，存 在於容器中任何未為液體佔據的部位。因此，如果該容器 已阻止釋放液體，此汽相必須予以抑制。供用於容器中較 佳、的材料為聚乙埽，特別是高密度聚乙締（jjDpe)。HDPE的 容器’如鼓形筒，典型是用一 HDPE連續料件製作。 通口最好是容器的一部分，並最好是用和容器相同的材 料製作’鬲密度聚乙婦是最適宜的。其它材料也可適用於 製作容器和通口，例如，包含碳氟化合物、聚碳酸酯、聚 丙埽、聚二氯乙婦、聚婦烴，以及其它為熟習此項技藝者 所周知的材料。該通口最好是有螺紋的，以便和嵌插件有 較良好的鳴合·。該螺紋可按鳴合後插件所需，設在該通口 的外側或内側。 ”通口” 一詞在此廣泛使用以指進入容器中的開口。通口 不僅意指開口，還指包圍並界定該開口、而且是加入該通 口和嵌插件和/或密封環操作的各材料。如是一通口可以是 和容器成一體模製、可以是一分開零件、由多個零件組成 ，或以上的組合所成。通口可以包括與密封環和嵌插件合 作的零件，以製造一密封。通口具有一密封表面，用以密 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇χ297公釐) 裝 訂 線 577853 A7
577853 A7 ___B7 五、發明説明（10 ) 而約85尤佳，這是美國材料試驗標準（ASTM)蕭氏a級硬 度試驗所測定的。 密封環最好是用一單獨材料製作，以使該材料通體具有 不變的化學成分。該材料可用數種組成件均勻製成，例如 ，一不止一種聚合物的混合。該密封環的一具體實施例是 一空心圓環。一替代具體實施例包括藉一泡沫材料來加強 回彈性和物理性質的密封環，例如engage™，用泡沫技 術製造，例如，見美國專利第5,369，136號，其藉引用方式 列入本文。 該密封環也可隨意選擇具有一層喷灑上去的外表皮層， 或用另一方式，在内層上薄薄施加一不到10mm厚的最好不 到1 mm厚度的一外表皮層。這外表皮是和膠囊包覆雙材質 〇开y %不同，因為該表皮是比較薄的，而且是用該密封環的 内層同一材料製作的。 ’’密封環’，是一廣泛使用在本文的用詞，意指一有實心部 刀的裝置，其形成緊抵兩堅實表面的密封以阻止流體的流 動二一項針對.一密封環的試驗是在㈣密封環和-通口及 嵌插件組合，然後測定考否該密封環能保持3 pd(磅/平方 吋）的空氣達5分鐘之久。密封環並沒有限制於任何幾何形 狀^可以疋，舉例來說，環圈形狀，密墊片形狀，圓的 圓衣把的、所有點都是曲面的、有多逢的，乡平面的、 在橫斷面視圖中有多角形輪廓的、外形成方形的、及其它 適合於操作該密封環的形狀。 及在封％取好是用具有蕭氏A硬度約75_95的聚婦煙彈性 -13- 577853 A7 ___ B7 五、發明説明（） 體來製作，最好是大約90，如在ASTM蕭氏A硬度試驗所測 定的。該密封環最好是用一種材料其具有總微量金屬位準 ，如在一硝酸消化試驗所測定，不到5000百萬分之一（ppm) ，更適宜的是不到1000 ppm，而最為適宜的是500 ppm。在 本文的’’試驗"章節中，加以說明了幾個實例。該DUPONT DOWtm聚婦烴彈性體engage™，是一種適合於製作密封 環的材料，例如ENGAGE™ 8401。本文所用，，聚晞烴彈性體 π —詞’包括聚烯烴的共聚物，並包括乙晞和辛晞的共聚合 物。 該密封環最好是具環圈形狀，其具有一縱軸剖面呈一中 空的0形而一橫斷面為一實心圓形。另一選擇，.該密封環形 狀可以製成其橫斷面為一任何多角形或橢圓形或圓形、或 多角形和/或橢圓和/或圓形的組合。另一選擇，該密封環可 具有一縱軸剖面，呈任何的多角形或橢圓形圓形、或多角 形和/或橢圓形和/或圓形的組合。 該金封系統是藉在一容器，例如在一鼓形筒上，製造一 通口而安置在·容器上，藉在鼓形筒上製造一開口，並配備 以螺紋或其它緊固件或握持裝置，以便與一嵌插件嚙合。 該通口具有一封口表面以便和密封環行使密封。該密封環 是設置在該通口中或在該嵌插件上，或併入該通口或嵌插 件中成為一永久部件。該嵌插件是設置在該通口中以使螺 紋或固件或握持裝置嚙合。該嵌插件是設置在該通口中 ，以便在嵌插件或通口上的螺紋或緊固件，提供在密封環 和通口金封表面和嵌插件密封表面之間的密封。 •14-
577853 A7 B7 五、發明説明（12 ) 在一較佳具體實施例中，該密封系統包括一環圈形狀的 密封環，其具有一外表面，具有一由環圈的内直徑所部分 界定的内側部分，及一由環圈的外直徑所部分界定的外侧 部分。使用時，環圈的内側部分封閉住該嵌插件而該外側 部分封閉住該通口。 本發明包括製作該通口嵌插件和密封環的方法，包括模 製，吹模、擠壓、以及其它為熟習此項技藝者所熟知的技 術。 本發明包括用於密封在半導體製造設施中，用以裝存危 險性流體的容器之方法。這種設施使用到大量的強酸和強 驗，必須安全而可靠地加以儲存和施配不致污染。危險性 流體是為硫酸、鹽酸、氫氟酸、氫氧化四甲銨（TMAH)、氫 氧化銨、過氧化氫、磷酸、η-甲基吡啶（nMP)、異丙醇（IPA) 。如在本文所用，’’危險性（critical)'1流體並不是有關於’’臨 界點（critical)"而定義，而是有關於’’腐姓性（corrosive)” 一詞 而定義。f’流體（fluids)"—詞，如在本文所用，是意指液體 和/或氣體和/或汽相。 本發明的另一方面，是關於使用密封系統於儲存和運送 在半導體製造設施中及其它設施應用中的危險性流體，危 險性體包括：硫酸、鹽酸、氫氟酸、氫氧化四甲銨（TMAH) 、氫氧化铵、過氧化氫、磷酸、η-甲基p比淀（nMP)、異丙醇 (IPA)。該密封系統最好是設置在保存危險性流體的抗腐蝕 鼓形筒中。 本發明的另一方面是一覆蓋有另外一層材料的密封環。 -15· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 裝 訂 線 577853 A7 B7 五、發明説明（13 ) 該密封環持續具有已經說明過的功能，例如：保持壓力的 能力，但覆蓋有一分開的材料。該分開材料可以是一塑膠 ，其可加強該密封環的抗腐蝕性、存放壽命、耐磨性、或 其它用途或性能方面。本發明是不同於早先技藝的膠囊包 覆雙材質0形環，因為該早先技藝〇形環必需要有兩種材料 來行使特定的功能。相反地，本發明的這個具體實施例， 備置一功能上的密封環是用單一材料製作的，並另加一增 強其功能的第二材料。 測試和實例 裝 訂 幾種樹脂曾經檢驗以測定其等關於微量金屬的清潔度（表 I)。將相等重量的樣品予以完全溶解，而在各樹脂中的總金 屬含量予以測定（見ENTEGRIS™程序FGTM 1343)。根據這 些結果選出四種材料：DOW™低密度聚乙晞（LDPE)、 EQUISTAR™LDPE、ENGAGE™聚烯烴、及乙基乙酸乙烯 酯（EVA)，以作進一步測試。 表I。微量金屬測試結果-消化 材料 材料等級 總微量金屬位準 (ppm) DOW™ 低密聚乙晞 7791 309 NOVA™ 低密聚乙烯 NOVAPOL™ GI-20240-A 514 EQUISTAR™ 低密聚乙晞 PETROTHENE™ 5 NA204-000 281 DOW™ENGAGE™ 聚晞烴彈性體 ENGAGE™ 8402 453 SANTOPRENE™ 聚烯烴彈性體 121-75-M100 5615 乙基乙酸乙晞酯 ELVAX™650 426 -16- 線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 577853 A7 B7 五、發明説明（14 ) VITON™ A-241 六氟丙晞共聚物 這四種材料以模型製成標準尺寸的〇形環，可用於高密度聚 乙烯塑膠的鼓形筒，並和市面上可購得之相同大小的標準尺 寸的0形環，一齊化驗其總金屬含量：3〇对的最外直徑、 2_5/8吋的内徑，3/16吋的徑向厚度；也可參看，舉例言之， 零件號碼REALSEALTM_334由REAL SEAL™製造（表2)。藉由 測量在七天之時間内在5%極純之硝酸中由該〇形環滲出之 金屬量，以檢測這些0形環之微量金屬（見表2)。此項結果 顯示，該四種材料，比較起來，較優於膠囊包覆雙材質〇 形環。 Η 微量金屬化驗結果一萃取化驗 材料 零件號碼/材料等級* 總微量金屬 (PPb**) ENTEGRIS™ EPDM ENTEGRIS™零件號碼 1620-334 61.5 ENTEGRIS™ VITON ENTEGRIS ™零件號碼 1621-334 80.0 ENTEGRIS™ 氟聚合物 膠囊包覆雙材質0形環 ENTEGRIS ™零件號碼 1621-334 2.7 DOW™低密度聚乙烯 材料等級7791 ^ 3.3 EQUISTARtm 低密度 聚乙烯 PETROTHENE™ ~ NA-204-000 2.5 DOW™ ENGAGE™ 聚晞烴 材料等級8200 2.5 乙基乙酸乙婦酯 材料等級650Q 4.5 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 577853 A7 B7 五、發明説明（15~ ) *ENTEGRIS™目錄已供索用；如2001年元月目錄。 進一步測試俾以決定是否該四種材料適用於一密封系統 中，以替代膠囊包覆雙材質Ο形環，是有必要的。表III展示 用以決定是否該四種材料可以形成一有效的密封而不致洩 漏的靜液壓測試結果。在該靜液壓測試中，0形環是裝設在 有螺紋的通口上，完全與用在ENTERGIS™高密度聚乙烯鼓 形筒，零件號碼〇1_〇〇4404，的通口一樣，並用有螺紋的管 塞，ENTEGRISTM零件號碼151-131R，來密封。該密封是用 高達25 psi壓力的水來測試。 表III 靜液壓測試結果 材料 零件號碼/材料等級 測試結果 DOW™低密度聚乙烯 材料等級7791 1/6洩漏 EQUISTAR™低密度聚 乙晞 PETROTHENE™ NA- 204-000 0/6洩漏 DOW™ ENGAGE™ 聚晞烴 材料等級8402 0/6洩漏 乙基乙酸乙晞酯 ELVAX 650Q 1/6洩漏 表III中所综合的結果，顯示該ENGAGE™材料是具有最 好的物理性質的材料，包括通過了靜液壓測試的回彈性和 撓曲性在内。該EQUISTAR™低密度聚乙烯是膠囊包覆雙材 質Ο形環的可替代材料，但具有不如該ENGAGE™材料的物 理性質。 曾用一類的ENGAGE™聚烯烴進一步執行靜液壓測試， 如综合顯示於表IV中；這些測試和表III中所發表的一樣， 除非另有陳述。該ENGAGE™等級1材料，從靜液壓觀點來 看，表現得最為良好，但是從搬運/組合觀點來看，其非常 難於使用，困難包括傾向於黏附到該塑膠的嵌插件，以致 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 577853 A7 B7 五、發明説明（16 ) 在嵌插件上必需用滑石粉來潤滑該' 〇形環，並需要延長時間 來將0形環裝上該嵌插件，由於其有限的撓曲性。該 ENGAGE™等級2材料具有最佳的搬運特性，但在靜液測試 中則是最無效用。 表IV靜液壓測試結果 材料 材料等級 測試結果 失敗/嘗試次數 ENGAGE™ 等級1 8402 0/6 ENGAGE™ 等級2* 8401 7/12 ENGAGE™ 等級3 8407 2/12 *該項材料曾以一較大尺寸的0形環重新測試，結果嘗試 12次都未失敗。 本發明人藉改變〇形環的標準尺寸及使用ENGAGE™8401 等級2材料而解決了這些問題。本發明人製作一有較小内直 徑的0形密封環，以取代一標準尺寸的0形環的使用。為易 於作商業使用起見，該〇形密封環，採用與市場上可購得的 膠囊包覆雙材質〇形環相同的大小和形狀，在兩次針對六個 樣品的測試中，發現這些密封環可以有效作用而不洩漏。 該密封環具有内直徑的尺寸為2.545士0.020吋，橫斷剖面直 徑為 0.235 士 0.010 吋。 本發明的密封系統的腐蝕阻抗性，是藉將該密封系統暴 露於各種的化學品而加以測試（表V)。該密封環是用 ENGAGE™等級2材料製作，並裝設在一 ENTEGRIS™有螺 紋的嵌插件（管塞零件號碼151-131R)上，嵌插件是裝配進一 ENTEGRIS™高密度聚乙烯的鼓形筒中，含有成一體模製的 -19 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 577853 A7 B7 五、發明説明（17 ) 有螺紋通口（參見圖1及7)。該密封系統是從鼓形筒切取，並 放置進一密封的容器中，其中裝存有在表V中所列的各種化 學品。該密封系統是暴露於直接化學品和來自化學品的蒸 汽。該等容器接受監視三個月，三個月後測量該硬度計和 該密封壤的重量’並和不曾暴露於化學品的管制品對比。 偵測得該密封環的重量和直徑，基本上沒有改變，除了暴 露於硝酸的密封環例外（參見表V)。然而，該密封環在硝酸 中的失敗，不是該密封環的使用在本發明所涵蓋的危險性 流體中的一項阻礙。表V中所顯示的其它資訊，是摘取自已 經發表的資源，而不是出自重新的測試。 表V.化學互適性 化學品 EPDM VITON™ TEFLON™ 膠囊包覆雙材 質〇形環 密封環 硫酸 否 是 是 是 硝酸 否 是 是 否 鹽酸 否 是 是 是 氫氟酸 否 是 是 是 氫氧化四甲銨 (TMAH) 是 否 是 是 氫氧化銨 是 否 是 是 過氧化氫 是 是 是 是 磷酸 是 是 是 是 η-甲基ρ比淀 (ηΜΡ) 是 否 是 是 異丙醇(Π>Α) 是 是 是 是 本發明在此所發表的具體實施例和實例，只是本發明的 % 訂 線 幾個例子，不準備用以限制本發明的範疇；此項技藝熟習 者，在讀取本申請書之後，將會知曉許多本發明的可替代 的具體實施例。 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 577853 A7 B7 五、發明説明 (18 ) 主要元件符號說明 10 通口 11 密封表面 12 螺紋 20 後插件 21 嵌插件密封表面 22 嵌插件螺紋 24 嵌插件桿 25 開口 26 嵌插件頂蓋總成 30 密封環 40 容器 41 密封系統 43 危險性流體 50 嵌插件 51 桿 52 螺紋 53 嵌插件密封表面 54 環圈 55 罩蓋總成 57 頂蓋總成 58 外螺紋 -21 · 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
Claims (1)
- 577853 A8 B8 C8 申請專利範圍 •-種用於儲存危險性流體之系統，該系統包括： 、谷器，用聚乙烯製作，具有至少約30加侖的容量， 並有^體包含在其中，該流體為以下群體中之一：硫酸 、鹽酸、氫氟酸、氫氧化四甲銨、氫氧化銨、過氧化氫 、磷酸、η·甲基吡啶、異丙醇、以上諸物之混合物、以 上各物與另外流體之混合物； 一通口，在該容器上； 一嵌插件，可與該通口以機械方式嚙合；及 一可回彈的密封元件，其是抗蝕性的，基本上對於容 器内含物是不滲透的；該密封元件包含蕭氏（811〇“)八級 硬度在約75和90之間之材料，並具有藉硝酸中消化而測 得的不到1000 ppm的總微量金屬之材料構成；該密封元 件並具有一外表面，其緊抵在該通口上的第一密封表面 密封、並緊抵在該嵌插件上的第二密封表面密封； 其中該通口、該嵌插件、及該密封元件協同合作，以 形成一在該密封元件和該第一和第二密封表面之間的密 封’使其適合於保持至少3 psi的空氣達至少5分鐘之久。 2·根據申請專利範圍第1項之系統，其中該密封元件材料主 要由具有蕭氏A級硬度在約75和90之間的單一材料所組 成。 、’ 3·根據申請專利範圍第2項之系統，其中該密封元件材料主 要由單一連續件的密封元件材料組成。 4·根據申請專利範圍第3項之系統，其中該密封元件材料為 聚烯烴。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)5·根據申請專利範圍第4項之g妓 一 π 渾闽币又系統，其中該密封元件材料為 英格制（ENGAGE™) 〇 6.根據申請專利範圍第2項之系統，其中該密封元件包括一 内層、、又置在-具有表面為外表面的層次底下，而該層 次和該内層，兩者都用相同材料製作。 7 ·根據申凊專利範圍第2項之系絲甘，，—>从 月〜尔、祝’其中該密封兀件材料為 聚烯烴。 8.根據申請專利範圍第7項之手紡，甘丄、、u η 只心牙、妩，其中該密封凡件材料為 ENGAGE™。 9·根據申請專利範圍第2項之系統，其中該密封元件材料為 泡末。 10.根據申請專利範圍第2項之系統，其中該密封元件材料是 空心的。 11·根據申請專利範圍第2項之系統，尚包含該容器，其中該 容器和該通口則包含聚乙烯。 12.根據申請專利範圍第2項之系統，其中該容器和該通口是 用聚乙婦製成，而該通口則以螺紋與嵌插件嚙合，以致 該嵌插件可予上緊，以達成在該密封元件和該第一和第 二密封表面之間的密封。 13 · —種用於儲存危險流體之方法，該方法包括： 在一容器上設一用聚乙錦τ製成的通口，該容器具有至少 約30加侖的容量，並保存一包括以下群體中之一的危險性流 體：硫酸、鹽酸、氫氟酸、氫氧化四甲銨、氫氧化銨、過 氧化氫、磷酸、η-甲基p比淀、異丙醇、以上諸物之混合 -2- 577853 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍~ 物、以上各物與另外流體之混合物； 設置一可回彈密封元件，其是抗蝕性的，基本上對於 容器内含物是不滲透的；該密封元件包括一具有蕭氏 (Shore)A級硬度在約75和90之間的材料，並具有藉硝酸 中消化而測得的不到1000 ppm的總微量金屬；該密封元 件並具有一外表面，其緊抵一在該通口上的第一密封表 面密封並緊抵一在該後插件上的第二密封表面密封；及 用機械方式使該通口及該密封元件以與一嵌插件嚙合 ，以壓縮該密封件，以製造一在該密封元件和該第一及 第二密封表面之間的密封，使該密封適於保持至少3 psi 的空氣達至少5分鐘之久。 14.根據申請專利範圍第13項之方法，其中該密封元件材料 主要由具有蕭氏A級硬度約在75和90之間的單一材料所 組成。 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 申請曰期 7人八么r 案 號 091101260 類 別 (f /( L 中文說明書替換本(92年4月) (以上各欄由本局填註） A4 C4 口 577853 發 中 ：|專利説明書 用於儲存危險性流體之系統及方法 發明 名稱 英 文 SYSTEM AND METHOD FOR HOLDING CRITICAL FLUIDS 姓 名 1·安東尼佳甘諾ANTHONY GARGANO 2·基斯哥森 KEITH GOSSEN 國 籍 皆美國 U.S.A. 發明人 住、居所 1 ·美國明尼蘇達州野人市南公園路5705號 5705 SOUTH PARK DRIVE SAVAGE, 55378 USA 2·美國明尼蘇達州卡佛市橡樹陰路9420號 9420 SHADY OAK LANE CARVER, 55315 USA MINNESOTA MINNESOTA 美商恩特葛瑞斯公司 ENTEGRIS, INC. (名稱） 美國 U.S.A. 國 籍 三、申請人住、居所 (事秦所 美國明尼蘇達州恰斯卡市林曼大道3 500號 3500 LYMAN BOULEVARD CHASKA, MINNESOTA 55318 USA 代表人 詹姆士道華特JAMES DAUWALTER 姓 名 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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