WO2015102417A1 - 불소수지 패킹 및 그것의 제조방법 - Google Patents

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WO2015102417A1
WO2015102417A1 PCT/KR2014/013132 KR2014013132W WO2015102417A1 WO 2015102417 A1 WO2015102417 A1 WO 2015102417A1 KR 2014013132 W KR2014013132 W KR 2014013132W WO 2015102417 A1 WO2015102417 A1 WO 2015102417A1
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jig
fluorine resin
manufacturing
circumferential surface
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PCT/KR2014/013132
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이태우
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이태우
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    • B29L2031/26—Sealing devices, e.g. packaging for pistons or pipe joints
    • B29L2031/265—Packings, Gaskets

Definitions

  • the present invention relates to a fluororesin packing and a manufacturing method thereof, and a method for producing a packing having a high dimensional accuracy from a fluororesin and a fluorine resin packing produced by the method.
  • the cleaning agent sulfuric acid, hydrochloric acid, aqueous hydrogen peroxide solution, and the like are used.
  • a solution having high acidity or very high permeability, such as hydrofluoric acid solution is used in the last cleaning operation. Therefore, the pipe through which the cleaning agent and the like flow is required because of high corrosion resistance, chemical resistance, etc., and a pipe mainly made of fluoroplastics is widely used.
  • a pipe joint or the like for changing the flow direction of the fluid or distributing the fluid to a plurality of points may be used in the structure of the pipeline through which the fluid such as the cleaning agent flows.
  • a packing for preventing fluid leakage is generally interposed between the joint part of the pipe line and the pipe joint.
  • Such a packing has high corrosion resistance, chemical resistance, and the like, and high dimensional accuracy is required. .
  • the above-mentioned fluorine resin is excellent in physical properties such as corrosion resistance, chemical resistance, etc., but when manufacturing the packing as described above using a method such as injection, the dimensional accuracy is greatly lowered by expansion or contraction according to the temperature change There is a characteristic.
  • Korean Patent Application Publication No. 10-0426831 discloses a method for improving the mechanical properties of a fluorine-containing polymer, but as described above, the provision of a method for increasing the dimensional accuracy of a product using a fluorine resin is weak. One situation.
  • Embodiments of the present invention are intended to allow the fluororesin packing to have high dimensional accuracy.
  • the embodiment of the present invention is intended to minimize the time and effort required to manufacture the fluororesin packing.
  • the injection molding step of injection molding the packing with fluorine resin the outer jig is coupled to the outside of the packing or the inner jig is coupled to the inside of the packing or the outside and the inside of the packing
  • a method of manufacturing a fluorine resin packing may include a jig assembly step of forming a jig assembly by combining an outer jig and an inner jig, and an unwinding step of leaving the jig assembly at room temperature for 12 to 36 hours.
  • the outer jig is formed to be in close contact with at least a portion of the outer peripheral surface of the packing
  • the inner jig may be formed to be in close contact with at least a portion of the inner peripheral surface of the packing
  • the outer jig and the inner jig may be made of polypropylene or polyethylene.
  • the fluorine resin packing manufacturing method as described above may further include a heat treatment step of cooling or heating the jig assembly between the jig assembly step and the release step.
  • the outer jig is coupled to the packing of the jig assembly is heated, the inner jig is coupled to the packing is cooled, the outer jig and the inner jig is coupled to the packing It may be heating or cooling.
  • the method of manufacturing a fluorine resin packing as described above may further include a post-processing step of separating the packing from the jig assembly and cutting a part of the surface of the packing after the unwinding step.
  • the packing may be formed such that the cross section has a shape of a circle, an oval, a polygon or more of a triangle, and the fluororesin may include any one of PTFE, PFA, ECTFE, PCTFE, and PVDF.
  • After the unwinding step may further include an inspection step of measuring the dimensions of the packing after separating the packing from the jig assembly.
  • the fluorine resin packing manufacturing method may further include a reheating step of heating the packing when the size of the packing measured in the inspection step is out of a predetermined range, and after the reheating step, the jig assembly step and the The releasing step can be performed again.
  • the reheating step may be to heat the packing for 115 to 125 degrees Celsius for 4 to 6 minutes.
  • the outer jig may further include a support plate for supporting the lower side of the packing, and a weight to apply a load to the packing.
  • a fluorine resin packing prepared by the fluorine resin packing manufacturing method described above may be provided as a packing made of fluorine resin.
  • the injection molded fluororesin packing may be prevented from shrinking or expanding by heat treatment or annealing, thereby improving the dimensional accuracy, thereby improving the sealing performance of the fluororesin packing.
  • FIG. 1 is a flow chart illustrating a method of manufacturing a fluororesin packing according to an embodiment of the present invention
  • 5 to 7 are views for explaining a second embodiment of the present invention.
  • 15 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a fluororesin packing according to another embodiment of the present invention.
  • 16 to 19 are views for explaining the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a fluororesin packing according to an embodiment of the present invention.
  • the manufacturing method of the fluororesin packing according to the present invention may include an injection step (S10), jig assembly step (S20), heat treatment step (S30), annealing step (S40) and post-processing step (S50).
  • the heat treatment step (S30) and post-processing step (S50) may be selectively performed or omitted as necessary, which will be described in detail below.
  • injection step S10 molding of the packing (see 10 in FIG. 2), which will be described below, is made of fluorine resin.
  • the fluorine resin to be the material of the packing is heated and melted to have fluidity, pressurized and introduced the fluorine resin having fluidity into the mold (not shown), and after the fluidity of the fluorine resin disappears, the mold is opened by molding.
  • the method of taking out a packing is mentioned as an example.
  • the packing molded in the injection step (S10) by the features to be described below is small enough to expand or contract, the packing immediately after being taken out of the mold is significantly different from the size of the packing to be finally formed. May not occur.
  • the fluorine resins used in the packing include PTFE (Polytetrafluoroethylene), PFA (Perfluoroalkoxy), ECTFE (Ethylenechlorotrifluoroethylene), PCTFE (Polycholorotrifluoroethylene), PVDF (Polyvinylidenedifluoride), ETFE (Ethylenetetrafluoroethylene), and FEP (Fluorinated ethylene propylene). This can be used.
  • PTFE Polytetrafluoroethylene
  • PFA Perfluoroalkoxy
  • ECTFE Ethylenechlorotrifluoroethylene
  • PCTFE Polycholorotrifluoroethylene
  • PVDF Polyvinylidenedifluoride
  • ETFE Ethylenetetrafluoroethylene
  • FEP Fluorinated ethylene propylene
  • Jig assembly step (S20) is to combine the outer jig to be described below to the outside of the packing, or to combine the inner jig to be described below to the inside of the packing, or to combine the outer jig to the outside of the packing and the inner jig to the inside Operation is performed.
  • outer jig, the inner jig, or both the outer jig and the inner jig may be selected according to the position or shape of the part requiring high dimensional accuracy in the packing. This will be described in detail with reference to the embodiments illustrated in FIGS. 2 to 14.
  • outer jig and the inner jig are merely named for convenience, and may be changed to various names such as upper jig and lower jig, first jig, second jig, and the like.
  • outer jig and the inner jig may be configured to have a form that is formed after each of a plurality according to the shape of the packing is assembled and used together, when the through hole or the like is formed in the packing jig of the core (core) inserted here
  • the number and shape of the above-described jig may be variously changed depending on the shape of the packing to be manufactured.
  • a separate fixing means or fastening means for fixing the above-described jig can be further utilized to maintain the outer jig and the inner jig firmly coupled to the packing.
  • the outer jig may be formed to be in close contact with at least a portion of the outer circumferential surface of the packing
  • the inner jig may be formed to be in close contact with at least a portion of the inner circumferential surface of the packing.
  • at least a portion of the outer circumferential surface or at least a portion of the inner circumferential surface refers to a portion corresponding to a portion requiring high dimensional accuracy of the finished packing, and a portion requiring high dimensional precision may be the entire outer circumference of the packing or the entire inner circumference of the packing.
  • the assembly of the outer jig or the inner jig or the outer jig and the inner jig in the fluororesin packing will be referred to as jig assembly.
  • heat treatment step (S30) is performed to heat or cool the above-described jig assembly using heating means or cooling means.
  • An electric furnace or the like may be used as the heating means, and an industrial refrigerator or the like may be used as the cooling means.
  • the heat treatment step (S30) is a process in which the stress generated in the packing through cooling or heating is supported by the inner jig or the outer jig to be offset, thereby significantly reducing the internal stress causing the dimensional change in the packing.
  • the jig assembly step S20 is performed when the packing is cooled to an appropriate temperature range.
  • the above-mentioned suitable temperature range will be described again below.
  • the heat treatment step S30 may be selectively performed, which may be changed depending on the shape of the packing or the position of the part requiring high dimensional accuracy. Whether or not to perform the heat treatment step (S30) and the selection criteria of heating or cooling in the heat treatment step (S30) will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 14 below.
  • the time or temperature range required for the heat treatment step (S30) is changed by various factors, such as the size and shape of the packing, which can be obtained by a relatively accurate value only through the experiment, a description thereof will be omitted.
  • Unwinding step (S40) is to ensure that the stress remaining in the packing is finally removed, the operation of leaving the above-described jig assembly at room temperature for a predetermined time is performed.
  • the predetermined time may vary depending on conditions such as the size, thickness, etc. of the packing, the outer jig, or the inner jig. As the size or the thickness increases, the time required for the unwinding step S40 may be increased.
  • this predetermined time may have a range of about 12 to 36 hours.
  • room temperature refers to the ambient air temperature of the room as a dictionary meaning, and may generally be in the range of about 15 to 20 degrees Celsius, but depending on seasonal factors or environmental factors. May be changed.
  • Post-processing step (S50) is to ensure that the fluororesin packing to have the desired shape and dimensions, the operation of cutting a portion of the surface of the packing can be performed.
  • a burr generated in the above-described injection step (S10) is formed on the surface of the packing, the burr is removed, or a protrusion or the like which is formed in a pipe or pipe joint to which the packing is applied is partially formed.
  • an operation may be performed such that the corresponding portion is removed to have a corresponding shape.
  • FIG. 2 to 4 illustrate a fluororesin packing and a method of manufacturing the same according to the first embodiment of the present invention. It demonstrates with reference to FIG. 1 thru
  • FIG. 2 shows a fluororesin packing 10 according to a first embodiment of the present invention.
  • the fluororesin packing 10 includes a packing body 11, and a through hole 13 is formed at the center of the packing body 11.
  • the fluororesin packing 10 assumes the case where the diameter R1 of the outer peripheral surface 12 of the packing main body 11 requires high dimensional precision.
  • FIG 3 shows the outer jig 20 used in the method of manufacturing the fluororesin packing 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • the outer jig 20 includes a jig main body 21, and the jig main body 21 includes an accommodating part 23 in which the fluororesin packing 10 is accommodated.
  • the inner circumferential surface 22 of 23 has the same diameter R1 as the outer circumferential surface 12 of the fluororesin packing 10.
  • FIG. 4 illustrates a jig assembly in which the fluororesin packing 10 shown in FIG. 2 and the outer jig 20 shown in FIG. 3 are combined.
  • a jig assembly step S20 is performed in which a circular shape of a packing (not shown) is taken out and then accommodated in the receiving part 23 of the outer jig 20 so that the jig assembly shown in FIG. 4 is formed. All.
  • a portion corresponding to the outer circumferential surface 12 of the packing 10 may be in close contact with the inner circumferential surface of the outer jig 20 of the circular shape (not shown) of the packing, since the circular shape of the packing is separated from the mold and cooled. As a result, shrinkage may occur gradually.
  • the prototype of the packing not shown refers to the packing immediately after the injection, and the shape is similar to that of the finished fluororesin packing 10, but the specifications may be different, so it is arbitrarily named differently.
  • the fluorine resin packing 10 according to the first embodiment of the present invention requires a high dimensional accuracy of the diameter (R1) of the outer peripheral surface 12, the circular shape of the packing accommodated in the outer jig 20
  • the heat treatment step (S30) is carried out to accommodate the jig assembly in the heating means so as not to shrink any further.
  • the stress applied in the circular shape of the packing during the heat treatment step (S30) is performed by the temperature and time according to the value obtained through the experiment as described above by the bearing force of the inner peripheral surface 22 acting in the opposite direction thereto.
  • the canceled state is maintained and the stress in the original form of the packing is greatly reduced after a certain time.
  • the temperature at which the stress is greatly reduced can be obtained through experiments.
  • the stress remaining in the circular shape of the packing is removed over time, so that even if the circular shape of the packing is separated from the outer jig 20, the diameter of its outer circumferential surface is further increased or increased. It does not shrink in the decreasing direction.
  • the fluororesin packing 10 may be completed through the post-processing step S50 of removing burrs as described above.
  • the fluororesin packing 10 when the fluororesin packing 10 has high flexibility, it may be difficult to remove the burr precisely, so that the burr formed inside the fluororesin packing 10 is removed while the outer jig 20 is coupled.
  • the burr When the burr is formed on the outer circumferential surface 12 of the fluororesin packing 10, it may be easily removed after being separated from the outer jig 20.
  • the post-processing step (S50) may be performed in a state in which the jig assembly, that is, the fluororesin packing 10 and the outer jig 20 are combined, or after being separated.
  • the fluorine resin packing 10 manufactured by the fluorine resin packing manufacturing method according to the first embodiment of the present invention is removed from the stress remaining in the completed packing body 11, the diameter of the outer peripheral surface 12 (R1 ) Has high dimensional accuracy.
  • the dimensional accuracy of the predetermined portion is high, so the amount of work to be done in the post-processing step (S50) is very small, reducing the time and effort required for the manufacture of the fluororesin packing (10) production costs The cost savings and productivity can be achieved.
  • the sealing performance is also improved.
  • 5 to 7 are diagrams for explaining the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 shows a fluororesin packing 30 according to a second embodiment of the present invention.
  • the fluororesin packing 30 includes a packing body 31 having a through hole 33 formed in a central portion thereof.
  • the fluorine resin packing 30 assumes the case where the diameter R2 of the inner peripheral surface 34 of the packing main body 31 requires high dimensional precision.
  • FIG. 6 shows the inner jig 40 used in the method of manufacturing the fluororesin packing 30 according to the second embodiment of the present invention.
  • the inner jig 40 includes a jig main body 41, and the jig main body 41 has an outer circumferential surface having a diameter R2 that is the same as the inner circumferential surface 34 of the fluororesin packing 30 as shown.
  • the part which has 42 is formed.
  • FIG. 7 shows a jig assembly in which the fluororesin packing 30 shown in FIG. 5 and the inner jig 40 shown in FIG. 6 are combined.
  • a portion corresponding to the inner circumferential surface 34 of the packing 30 of the circular packing may be in close contact with the outer circumferential surface of the inner jig 40.
  • the stress applied in the circular shape of the packing during the heat treatment step S30 is maintained by the bearing force of the outer circumferential surface 42 acting in the opposite direction, and when a certain time elapses, the stress in the circular shape of the packing is maintained.
  • the stress is greatly reduced. As such, the temperature at which the stress is greatly reduced can be obtained through experiments.
  • the stress remaining in the circular shape of the packing is removed with time, so that even if the circular shape of the packing is separated from the inner jig 40, the diameter of the inner circumferential surface is further reduced or decreased. It does not expand in the increasing direction.
  • the post-processing step (S50) may be performed in a state in which the jig assembly, that is, the fluororesin packing 30 and the inner jig 40 are combined, or after being separated.
  • the fluorine resin packing 30 manufactured by the fluorine resin packing manufacturing method according to the second embodiment of the present invention is removed from the stress remaining in the completed packing body 31, the diameter of the outer peripheral surface 34 (R2 ) Has high dimensional accuracy.
  • the dimensional accuracy of the predetermined portion is high, so the amount of work to be done in the post-processing step (S50) is very small, reducing the time and effort required for the manufacture of the fluorine resin packing (30) production costs The cost savings and productivity can be achieved.
  • the sealing performance can be improved.
  • FIG 8 shows a fluororesin packing 50 according to a third embodiment of the present invention.
  • the fluororesin packing 50 includes a packing body 51 having a through hole 53 formed at a central portion thereof.
  • the fluororesin packing 50 assumes a case where both the diameter R3 of the outer circumferential surface 52 and the diameter R4 of the inner circumferential surface 54 of the packing body 51 require high dimensional accuracy.
  • the outer jig 60 includes a ring-shaped jig body 61, and a cutout 65 is formed at one side of the jig body 61.
  • the packing body 50 may be accommodated into the jig body 61 through the cutout 65, and the inner circumferential surface of the jig body 61 may have the same diameter as the outer circumferential surface 52 of the fluorine resin packing 50. R3).
  • the packing body 50 may be made of a material having elasticity and formed to open and close the cutout 65.
  • the inner jig 80 includes a jig main body 81, and the jig main body 81 has an outer circumferential surface of the same diameter R4 as the inner circumferential surface 54 of the fluororesin packing 50 as shown.
  • the part which has 82 is formed.
  • FIG. 11 shows a jig assembly in which the fluororesin packing 50 shown in FIG. 8, the outer jig 60 shown in FIG. 9, and the inner jig 80 shown in FIG. 10 are combined.
  • the circular shape of the packing (not shown) is taken out, and then the through-hole 53 formed in the circular shape of the packing is combined in a shape where the outer circumferential surface 82 of the inner jig 80 is formed therethrough.
  • a portion corresponding to the inner circumferential surface 54 of the packing 50 of the circular shape of the packing may be in close contact with the outer circumferential surface 82 of the inner jig 80.
  • the fixing means 70 may be fastened so as not to open.
  • the inner circumferential surface 62 may be in close contact with the circular outer circumferential surface of the packing.
  • the diameter R2 of the outer circumferential surface 52 and the diameter R4 of the inner circumferential surface 54 each require high dimensional accuracy.
  • the circular outer circumferential surface is supported by the inner circumferential surface of the outer jig 60, and the inner circumferential surface is supported by the outer circumferential surface of the inner jig 80.
  • the jig assembly step S20 in which the inner jig 80 and the outer jig 60 are coupled to the circular shape of the packing to form the jig assembly is performed, the jig assembly is left at room temperature for a predetermined time.
  • the loosening step S40 is performed, the stress applied in the circular shape of the packing may be gradually removed.
  • the circular shape of the packing does not expand in the direction in which the diameter of the inner circumferential surface is further reduced or the diameter of the outer circumferential surface is increased even if separated from the outer jig 60 and the inner jig 80. do.
  • the fluororesin packing 50 may be completed through the post-processing step S50 of removing burrs as described above.
  • the fluorine resin packing 50 manufactured by the fluorine resin packing manufacturing method according to the third embodiment of the present invention is removed from the stress remaining in the completed packing body 51, so that the diameter of the outer circumferential surface 52 (R3 ) And the diameter R4 of the inner circumferential surface 54 each have a high dimensional accuracy. Therefore, when the outer circumferential surface 52 and the inner circumferential surface 54 of the fluororesin packing 50 are respectively coupled to a pipe line or a pipe joint, sealing performance can be improved.
  • the heat treatment step (S30) can be omitted.
  • a heat treatment step (S30) may be performed as necessary. In this case, the required cooling temperature, cooling time, heating temperature and heating time can be obtained by experiment. have.
  • FIG. 12 is a perspective view of a fluororesin packing according to a fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line X-X 'of the fluororesin packing shown in FIG.
  • the fluororesin packing 110 includes a packing body 111, and an edge portion of the packing body 111 is shown in FIG. 13.
  • the outer circumferential surface 112 and the inner circumferential surface 113 has a cylindrical shape, the upper portion of the cylindrical portion is extended toward the center portion is blocked, the through hole 114 is formed in the center portion, the packing ribs on the edge portion of the through hole ( 115 is extended.
  • the packing rib 115 also has a cylindrical shape having a rib outer circumferential surface 116 and a rib inner circumferential surface 117.
  • the fluorine resin packing 110 according to the fourth embodiment of the present invention is an example of a shape that is actually utilized, the outer circumferential surface 112 diameter (R5), the inner circumferential surface 113 diameter ( It is assumed that R6), rib outer circumferential surface 116 diameter R7 and rib inner circumferential surface 117 diameter R8 all require high dimensional accuracy.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the jig assembly in which the outer jig 120 and the inner jig 140 are coupled to the fluororesin packing 110.
  • a method of manufacturing the fluororesin packing according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 12 and 13.
  • the outer jig 120 formed along the outer shape of the fluorine resin packing 110 to be manufactured and the inner jig 140 formed along the inner shape are combined.
  • the outer jig 120 includes a jig main body 121 having a jig rib 125 formed at an intermediate portion thereof, and the jig main body 121 has an inner circumferential surface of the packing rib 115 from the outer circumferential surface 112 of the packing main body 111. Up to 117).
  • the inner jig 140 includes a jig main body 141 having a jig rib 145 formed at an intermediate portion thereof, and the jig main body 141 is formed from the inner circumferential surface 113 of the packing main body 111 of the packing rib 115. It is formed to be in close contact with the outer peripheral surface 117 continuously.
  • the outer jig 120 and the inner jig 140 are respectively coupled to the circular shape of the packing taken out from the mold in the molding step S10, and a jig assembly step S20 is performed in which a jig assembly is formed, and then the circular inner part of the packing is performed.
  • the annealing step (S40) may be performed, which is left at room temperature for a predetermined time until the stress applied to the step is removed.
  • a heat treatment step S30 of heating or cooling the jig assembly for a predetermined time may be performed.
  • the fluororesin packing 110 is separated from the jig assembly, and a post processing step S50 of processing burrs is performed to complete the fluorine resin packing 110.
  • the completed fluororesin packing 110 has an outer circumferential surface 112 diameter R5, an inner circumferential surface 113 diameter R6, and a rib outer circumferential surface 116 diameter R7 of the edge portion of the packing body 111. And the rib inner circumferential surface 117 diameter R8 have high dimensional accuracy, respectively.
  • the fluorine resin packings 10, 30, 50, and 110 according to the embodiments of the present invention described above have a circular cross section, but if necessary, the fluorine resin packings 10, 30, 50, and 110
  • the cross-section of the) may be manufactured to have a variety of shapes, such as oval, polygonal polygon or more.
  • outer jig 20, 60, 120 and the inner jig (40, 80, 140) can be selected to have a sufficient strength and a small amount of expansion or contraction according to the temperature.
  • resins such as resins can be used.
  • the temperature at which the jig assembly step S20 as described above is performed is preferably performed when the temperature of the circular shape of the packing taken out from the mold is around 150 degrees Celsius, which is a jig assembly obtained by experiments. After the jig assembly formed by the step S20 passes through the heat treatment step S30 or the annealing step S40, the jig assembly formed at step S20 has a temperature such that the stress remaining in the original shape of the packing is minimized.
  • 15 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a fluororesin packing according to another embodiment of the present invention.
  • injection step (S10), jig assembly step (S20), heat treatment step (S30), annealing step (S40), post-processing step (S50) ), Inspection step (S60) and reheating step (S70) may be included.
  • the injection step (S10), the jig assembly step (S20), the heat treatment step (S30), the annealing step (S40) and the post-processing step (S50) are the same as described above and will not be repeated description. And this embodiment also the heat treatment step (S30) and post-processing step (S50) as in the embodiment of the present invention described above may be selectively performed or omitted as necessary.
  • Inspection step (S60) is a step of measuring the dimensions of the packing after separating the circular of the packing from the jig assembly after the unwinding step (S40).
  • the post-processing step (S50) may be carried out or the manufacture of the fluororesin packing may be completed.
  • the reheating step (S70) is performed.
  • the reheating step (S70) is a step in which plasticity is formed in the circular shape of the packing by heating again the circular shape of the packing at the temperature of room temperature through the unwinding step (S40).
  • the temperature and time at which the circular shape of the packing is heated in the reheating step (S70) may vary depending on the shape and thickness of the circular shape of the packing.
  • the test result is that the heating is performed at 115 to 125 degrees Celsius for 4 to 6 minutes. It was effective.
  • Reheating step (S70) may be used the heating means used in the above-described heat treatment step (S30).
  • the jig assembly step (S20) and the unwinding step (S40) are performed again to remove residual stress in the packing, and after the unwinding step (S40), the inspection step ( S60) is performed.
  • the packing produced by the method of manufacturing the fluororesin packing according to another embodiment of the present invention may have a higher dimensional accuracy, and the stress remaining therein is removed to prevent deformation from occurring even after a long time. Can be.
  • 16 to 19 are diagrams for explaining the fifth embodiment of the present invention.
  • 16 is a longitudinal sectional view of the fluororesin packing 150 to be formed by the fifth embodiment of the present invention.
  • the fluororesin packing 150 includes a packing body 151, and the packing body 151 is formed with packing ribs 152 having a diameter portion of the packing body 151.
  • the fluorine resin packing 150 is a packing rib 152 of the packing body 151 in which the packing rib 152 is not formed in the outer diameter R10 and the inner diameter R9 and the height H of the packing body 151. It is assumed that the height H1 of the formed portion and the height H2 of the other portion have high dimensional accuracy. That is, the fluororesin packing 150 illustrates a bowl used in a cleaning process for cleaning a semiconductor wafer during a semiconductor production process.
  • an insertion hole 153 and an injection hole 154 having a shape penetrating from the upper side to the lower side are formed in the middle portion of the packing body 151, and a semiconductor wafer is disposed in the insertion hole 153 and the injection hole 154.
  • the apparatus for dispensing the washing liquid is arranged.
  • the material used as the cleaning liquid of the semiconductor wafer as described above has a very strong acid corrosion resistance and toxic and should not leak to the outside. Therefore, the packing body 151 needs to have high dimensional accuracy.
  • 17 is a view for explaining the jig assembly step (S20) of the manufacturing method of the fluororesin packing 150 shown in FIG.
  • the inner jig 160 and the outer jig 101, 170, and 180 are coupled to a circular shape 159 of the packing immediately after being separated from the mold (not shown) through the injection step S10, thereby assembling the jig assembly. Is formed.
  • the plurality of outer jig (101, 170, 180) is included.
  • the first outer jig 170 and the packing of the outer jig 101, 170, 180 are in close contact with the lower outer peripheral surface of the support plate 101 and the circular circle 159 of the packing.
  • the load placed on the circle 159 and applied to the circle 159 of the packing is referred to as a weight body 180.
  • the support plate 101 also supports the inner jig 160 and the first outer jig 170, which are in close contact with the inner circumferential surface of the circular 159 of the packing, in addition to the circular 159 of the packing.
  • the support plate 101 a plate having a high planarity and a horizontal surface can be used, and although not shown, if necessary, the inner jig 160 and the first outer jig 170 are provided on the upper surface of the support plate 101. Receiving grooves are seated is formed may be so that the inner jig 160 and the first outer jig 170 can be easily disposed.
  • FIG. 18 is a longitudinal section of the jig assembly described in FIG. 17. It demonstrates with reference to FIG.
  • a portion corresponding to a portion in which the packing rib 152 is not formed in the packing body 151 of the fluororesin packing 150 of the circular shape 159 of the packing is the first outer jig ( The outer circumferential surface and the inner circumferential surface are respectively supported by the 170 and the inner jig 160.
  • the first outer jig 170 includes a first outer jig main body 171 and the inner jig 160 includes an inner jig main body 161.
  • the lower outer peripheral surface of the circular shape 159 of the packing is the first outer.
  • the inner circumferential surface of the jig body 171 and the lower inner circumferential surface of the circular shape 159 of the packing are respectively supported by the outer circumferential surface 162 of the inner jig body 161.
  • the outer diameter R9 of the outer circumferential surface 162 of the inner jig body 161 may be formed in the same manner as the inner diameter R9 of the lower side of the packing body 151, and the inner circumferential surface 172 of the first outer jig body 171.
  • the inner diameter (R10) of the) may be formed the same as the outer diameter (R10) of the lower side of the packing body 151.
  • the upper surface of the first outer jig body 171 may support a horizontal portion of the packing rib 152 having a shape in which the diameter of the packing body 151 is expanded.
  • the weight body 180 includes a weight body 181, and the weight body 180 is disposed above the circle 159 of the packing as described above to apply a load to the circle 159 of the packing. That is, the bottom of the weight body 181 is disposed in contact with the upper end of the circular 159 of the packing, the force of the weight of the weight body 181 is applied to the circular 159 of the packing in the direction of gravity.
  • the weight body 181 may be a metal having a high specific gravity or coated with a synthetic resin, if necessary, by placing a weight (not shown) on the upper surface of the weight body 181, the appropriate size of the load of the packing It can be applied to the upper side of the circle (159).
  • the height H0 of the portion corresponding to the packing rib 152 of the packing body 151 of the circular portion 159 of the packing is the height H1 of the packing rib 152 predetermined in the injection step S10. It can be made somewhat larger, the difference between these (H0, H1) can determine the appropriate size by experiment.
  • the magnitude of the load applied to the upper portion of the circular shape 159 of the packing by the weight body 181 may also be appropriately derived by experiment.
  • FIG. 19 is a longitudinal cross-sectional view in which the second outer jig 190 is further installed in the jig assembly described with reference to FIGS. 17 and 18.
  • the above-described outer jig 101, 170, 180 may further include a second outer jig 190.
  • the second outer jig 190 may include a second outer jig main body 191, and the height H1 of the second outer jig main body 191 may be formed to correspond to the height H1 of the packing rib 152. have.
  • the second outer jig body 191 may be installed such that the inner circumferential surface 192 is in close contact with the outer circumferential surface above the circular 159 of the packing.
  • the second outer jig 190 is prevented from being deformed into a shape in which the outer diameter of this portion is expanded by the load applied to the upper portion of the circular shape 159 of the packing by the weight body 181, and at the same time, its height H0. ) Is supported so as not to be shorter than the height H1 of the packing rib 152.
  • the jig assembly After the jig assembly as described above undergoes an unwinding step (S40), or undergoes a heat treatment (S30) and an unwinding step (S40), the jig assembly is disassembled to take out a circular shape 159 of the packing, and then the inspection step ( S60) can be done.
  • the circular shape 159 of the packing may be completed as the fluororesin packing 150 through a post-processing step (S50) if necessary.
  • the jig assembly step (S20) and the flimming step (S40) may be performed again, and if necessary, the heat treatment step (S30) may also be performed.
  • Inspection step (S60) may also be repeated until the measured dimensions fall within a predetermined range.
  • the circular shape 159 of the packing has a high dimensional accuracy with a lower inner diameter R9 and an outer diameter R10, a lower height H2, and a height H1 of a portion corresponding to the packing rib 152. It can be completed with a fluororesin packing 150 having.
  • the manufacturing method of the fluorine resin packing according to the embodiment of the present invention can provide a fluorine resin packing with high dimensional accuracy and chemical resistance and can save time and effort required for the fluorine resin packing, as in the semiconductor manufacturing process Fluorine resin packing can be effectively supplied for industries where corrosion resistance, high permeability and high toxicity are used.

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Abstract

불소수지 패킹 및 그것의 제조방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 열처리 또는 풀림에 의해 사출성형 된 불소수지 패킹이 수축 또는 팽창되는 것이 방지되어 치수정밀도가 향상됨으로써 불소수지 패킹의 밀폐성능이 향상될 수 있으며, 성형된 불소수지 패킹의 후가공에 소요되는 시간 및 노력이 절약되도록 함으로써 불소수지 패킹의 제조에 소요되는 비용이 절감되도록 할 수 있다.

Description

불소수지 패킹 및 그것의 제조방법
본 발명은 불소수지 패킹 및 그것의 제조방법에 관한 것으로, 불소수지를 소재로 높은 치수정밀도를 갖는 패킹을 제조할 수 있는 방법 및 그 방법에 의해 제조된 불소수지 패킹에 관한 것이다.
반도체 제조, 도금, 염색 등 많은 산업설비에는 생산품의 화학적 가공이나 세정 등을 위해 다양한 종류의 유체가 사용된다. 이러한 유체는 매우 강한 산성 또는 염기성을 띠거나 유독성을 갖는 경우가 많다.
특히 반도체 제조공정에서 실리콘 웨이퍼 표면의 세정은 반도체 소자 및 생산 수율에 직접적인 영향을 미치므로, 반도체 제조공정 전후로 실리콘 웨이퍼 표면에 부착된 이물질 및 불필요한 부분을 최대한 제거하기 위하여 다양한 종류의 세정제를 혼합하여 사용한다.
세정제로는 황산, 염산, 과산화수소 수용액 등이 사용되며, 특히 마지막 세정작업에는 불산 용액이 사용되는 등 매우 강한 산성을 갖거나 침투성이 매우 높은 용액 등이 사용되고 있다. 따라서 세정제 등이 유동되는 관로는 높은 내부식성, 내화학성 등이 요구되므로 주로 불소수지(fluoroplastics)로 제조된 관이 널리 사용되고 있다.
상술한 바와 같은 세정제 등의 유체가 유동되는 관로의 구조체에는 유체의 유동방향을 변경시키거나 유체가 복수의 지점으로 분배되도록 하기 위한 관이음 등이 사용될 수 있다.
근래에 발생된 불산 유출사고 등은 상술한 관로 자체보다는 관로와 관이음의 체결부로부터 상술한 유체가 누출된 경우가 대부분이다.
따라서, 관로와 관이음의 체결부에는 유체의 누출을 방지하기 위한 패킹(packing)이 개재되는 것이 일반적이며, 이러한 패킹은 관로와 마찬가지로 높은 내부식성, 내화학성 등을 갖는 동시에 높은 치수정밀도가 요구된다.
그런데, 상술한 불소수지는 내부식성, 내화학성 등의 물성은 뛰어나지만 사출 등의 방법을 이용하여 상술한 바와 같은 패킹을 제조할 경우에는 온도변화에 따른 팽창 또는 수축에 의해 치수정밀도가 크게 낮아지는 특성이 있다.
이러한 특성에 의해 불소수지로 패킹을 제조한 경우에는 많은 결합부위의 치수정밀도를 높이기 위하여 많은 부분을 절삭하는 등의 후가공이 필요하므로 불소수지 패킹을 제조하는 데에 많은 시간 및 노력이 소요된다.
특히 패킹은 어느 정도 이상의 탄성을 갖도록 제조되는 것이 일반적이므로 기계적인 후가공을 통하여 치수정밀도를 높이는 데에도 상당한 어려움이 있는 실정이며, 후가공에 의하여 고가인 불소수지가 낭비되는 단점이 있다.
참고로, 대한민국특허청 등록특허공보 제10-0426831호에는 불소 함유 폴리머의 기계적 특성을 개선하기 위한 방안이 개시되어 있으나, 상술한 바와 같이 불소수지를 이용한 제품의 치수정밀도를 높이기 위한 방안의 제공은 미약한 실정이다.
본 발명의 실시예는 불소수지 패킹이 높은 치수정밀도를 가질 수 있도록 하고자 한다.
또한 본 발명의 실시예는 불소수지 패킹의 제조에 소요되는 시간 및 노력을 최소화하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 불소수지로 패킹을 사출 성형하는 사출단계와, 상기 패킹의 외측에 외측지그를 결합시키거나 상기 패킹의 내측에 내측지그를 결합시키거나 상기 패킹의 외측과 내측에 상기 외측지그와 상기 내측지그를 각각 결합시켜 지그조립체를 형성하는 지그조립단계와, 상기 지그조립체를 12 내지 36 시간 동안 실온에 방치하는 풀림단계를 포함하는 불소수지 패킹 제조방법이 제공될 수 있다.
상기 외측지그는 상기 패킹 외주면의 일부분 이상에 밀착되도록 형성되고, 상기 내측지그는 상기 패킹 내주면의 일부분 이상에 밀착되도록 형성될 수 있으며, 상기 외측지그 및 상기 내측지그는 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌으로 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같은 불소수지 패킹 제조방법에는, 상기 지그조립단계 및 상기 풀림단계 사이에 상기 지그조립체를 냉각 또는 가열하는 열처리 단계가 더 포함될 수 있다.
여기서 상기 열처리 단계는, 상기 지그조립체 중 상기 패킹에 상기 외측지그가 결합된 것은 가열하고, 상기 패킹에 상기 내측지그가 결합된 것은 냉각하며, 상기 패킹에 상기 외측지그와 상기 내측지그가 결합된 것은 가열 또는 냉각하는 것일 수 있다.
상술한 바와 같은 불소수지 패킹 제조방법에는, 상기 풀림단계 이후에는 상기 지그조립체로부터 상기 패킹을 분리한 후 상기 패킹의 표면 일부를 절삭 가공하는 후가공단계가 더 포함될 수 있다.
상기 패킹은 횡단면이 원형, 타원형, 삼각형 이상의 다각형 중 어느 한 형상을 갖도록 형성될 수 있으며, 상기 불소수지는 PTFE, PFA, ECTFE, PCTFE, PVDF 중 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 풀림단계 이후에는 상기 지그조립체로부터 상기 패킹을 분리한 후 상기 패킹의 치수를 측정하는 검사단계가 더 포함될 수 있다.
상술한 불소수지 패킹 제조방법에는 상기 검사단계에서 측정된 상기 패킹의 치수가 미리 정해진 범위를 벗어나는 경우에는 상기 패킹을 가열하는 재가열단계를 더 포함될 수 있고, 상기 재가열단계 이후에는 상기 지그조립단계 및 상기 풀림단계가 다시 행해질 수 있다.
여기서, 상기 재가열단계는 상기 패킹을 4 내지 6분 동안 섭씨 115 내지 125도로 가열하는 것일 수 있다.
한편, 상기 외측지그는 상기 패킹의 하측을 지지하는 지지판과, 상기 패킹에 하중을 가하는 중량체를 더 포함할 수 잇다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 불소수지로 제조된 패킹으로서 상술한 불소수지 패킹 제조방법에 의하여 제조된 불소수지 패킹이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 열처리 또는 풀림에 의해 사출성형 된 불소수지 패킹이 수축 또는 팽창되는 것이 방지되어 치수정밀도가 향상됨으로써 불소수지 패킹의 밀폐성능이 향상될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 불소수지 패킹의 치수정밀도를 향상시켜 후가공에 소요되는 시간 및 노력이 절약되도록 함으로써 불소수지 패킹의 제조에 소요되는 비용이 절감되도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 불소수지 패킹의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도
도 2 내지 도 4는 본 발명의 제1 실시예를 설명하기 위한 도면
도 5 내지 도 7은 본 발명의 제2 실시예를 설명하기 위한 도면
도 8 내지 도 11은 본 발명의 제3 실시예를 설명하기 위한 도면
도 12 내지 도 14는 본 발명의 제4 실시예를 설명하기 위한 도면
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 불소수지 패킹의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도
도 16 내지 도 19는 본 발명의 제5 실시예를 설명하기 위한 도면
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 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.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 불소수지 패킹의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 불소수지 패킹의 제조방법에는 사출단계(S10), 지그조립단계(S20), 열처리단계(S30), 풀림단계(S40) 및 후가공단계(S50)가 포함될 수 있다. 여기서, 열처리단계(S30) 및 후가공단계(S50)는 필요에 따라 선택적으로 행해지거나 생략될 수 있는데, 이에 대해서는 아래에서 상세히 설명한다.
사출단계(S10)에서는 불소수지를 소재로 하여 아래에서 설명할 패킹(도 2의 10 참고)의 성형이 행해진다.
즉, 패킹의 소재가 될 불소수지를 가열 및 용융시켜 유동성을 갖게 하고, 도시되지 않은 금형 내로 유동성을 갖는 불소수지를 가압하여 유입시킨 다음, 불소수지의 유동성이 소멸된 후 금형을 개방하여 성형된 패킹을 취출하는 방법을 예로 들 수 있다.
여기서, 본 발명에서는 아래에서 설명할 특징에 의해 사출단계(S10)에서 성형된 패킹이 팽창 또는 수축되는 정도가 작으므로, 금형으로부터 취출된 직후의 패킹은 최종적으로 형성하고자 하는 패킹의 규격과 큰 차이가 발생하지 않을 수 있다.
참고로, 패킹의 소재가 되는 불소수지로는 PTFE(Polytetrafluoroethylene), PFA(Perfluoroalkoxy), ECTFE(Ethylenechlorotrifluoroethylene), PCTFE(Polycholorotrifluoroethylene), PVDF(Polyvinylidenedifluoride), ETFE(Ethylenetetrafluoroethylene), FEP(Fluorinated ethylene propylene copolymer) 등이 사용될 수 있다.
지그조립단계(S20)는 패킹의 외측에 아래에서 설명할 외측지그를 결합시키거나, 패킹의 내측에 아래에서 설명할 내측지그를 결합시키거나, 패킹의 외측에는 외측지그를 결합시키고 내측에는 내측지그를 결합시키는 작업이 행해진다.
패킹에 외측지그만 결합시키거나, 내측지그만 결합시키거나, 외측지그와 내측지그를 모두 결합시키는 것은, 패킹에서 높은 치수정밀도를 요하는 부분의 위치나 형상에 따라 선택될 수 있다. 이에 대해서는 도 2 내지 도 14에 도시된 실시예들을 통하여 상세히 설명한다.
참고로, 외측지그 및 내측지그는 편의상 임의로 명명하여 예시한 것으로, 상측지그 및 하측지그, 제1 지그 및 제2 지그 등과 같이 다양한 명칭으로 변경될 수 있다.
그리고 외측지그 및 내측지그는 패킹의 형상에 따라 각각 복수로 형성된 후 서로 조립되어 사용되는 형식을 갖도록 구성될 수도 있고, 패킹에 통공 등이 형성되었을 경우에는 여기에 삽입되는 코어(core) 형상의 지그가 사용될 수도 있는 등 상술한 지그의 수 및 형상은 제조하고자 하는 패킹의 형상에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
또한, 외측지그 및 내측지그가 패킹에 견고하게 결합된 상태를 유지할 수 있도록 상술한 지그들을 고정시키는 별도의 고정수단 또는 체결수단 등이 더 활용될 수 있다.
외측지그는 패킹의 외주면 일부분 이상에 밀착되도록 형성되고, 내측지그는 패킹의 내주면 일부분 이상에 밀착되도록 형성될 수 있다. 여기서 외주면의 일부분 이상이나 내주면의 일부분 이상은 완성된 패킹 중 높은 치수정밀도를 요하는 부분에 상응하는 부분을 지칭하는 것으로, 높은 치수정밀도를 요하는 부분은 패킹 외주면 전체 또는 패킹 내주면 전체가 될 수도 있다.
한편, 지그조립단계(S20)에서 불소수지 패킹에 외측지그 또는 내측지그 또는 외측지그와 내측지그가 결합된 조립체를 지그조립체라 칭하기로 한다.
열처리단계(S30)에서는 상술한 지그조립체를 가열수단 또는 냉각수단을 이용하여 가열하거나 냉각되도록 하는 작업이 행해진다. 가열수단으로는 전기로 등이 사용될 수 있고, 냉각수단으로는 산업용 냉장고 등이 사용될 수 있다.
열처리단계(S30)는 냉각 또는 가열을 통하여 패킹 내에서 발생된 응력이 내측지그 또는 외측지그에 의해 지지되어 상쇄되도록 함으로써, 패킹 내의 치수변화를 유발하는 내부응력이 상당부분 감소되도록 하는 과정이다.
일반적으로 상술한 사출단계(S10)를 통하여 불소수지로 패킹을 사출 성형한 후에는, 패킹이 실온에 노출되어 냉각됨에 따라 수축이 발생된다. 그러므로 패킹을 금형으로부터 취출한 후 패킹이 적절한 온도범위까지 냉각되었을 때 지그조립단계(S20)를 행하게 된다. 여기서, 상술한 적절한 온도범위에 대해서는 아래에서 다시 설명한다.
앞에서 언급했던 바와 같이 열처리단계(S30)는 선택적으로 행해질 수 있는데, 이는 패킹의 형상이나 높은 치수정밀도를 요하는 부분의 위치에 따라 변경될 수 있다. 이와 같은 열처리단계(S30)의 시행여부와, 열처리단계(S30)에서의 가열 또는 냉각의 선택기준에 대해서는 아래에서 도 2 내지 도 14를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
열처리단계(S30)에 소요되는 시간이나 온도범위는 패킹의 크기나 형상 등 다양한 요인에 의해 변경되는데, 이는 실험을 통해서만 비교적 정확한 값을 얻을 수 있으므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
풀림단계(S40)는 패킹 내에 잔류하는 응력이 최종적으로 제거되도록 하기 위한 것으로, 상술한 지그조립체를 소정의 시간 동안 실온에 방치하는 작업이 행해진다.
여기서 소정의 시간이란 패킹, 외측지그 또는 내측지그의 크기나 두께 등의 조건에 따라 달라질 수 있는데, 상술한 크기나 두께가 커질수록 풀림단계(S40)에 소요되는 시간도 증가될 수 있다.
다만, 반도체장비 등에 다량 사용되는 불소수지 패킹을 기준으로 하였을 경우 이 소정의 시간은 12 내지 36시간 정도의 범위를 가질 수 있다.
참고로, 실온(room temperature)은, 사전적인 의미와 같이 실내의 대기 온도를 지칭하는 것으로, 보통 섭씨 15 내지 20도 정도의 범위라고 할 수 있겠으나, 계절적인 요인이나 환경적인 요인에 따라 그 범위가 변경될 수도 있다.
후가공단계(S50)는 불소수지 패킹이 목적하는 형상 및 치수를 갖도록 하기 위한 것으로, 패킹의 표면 일부를 절삭 가공하는 작업이 행해질 수 있다.
예를 들어, 패킹의 표면에 상술한 사출단계(S10)에서 발생된 버(burr)가 형성되어 있을 경우 이를 제거하거나, 패킹이 적용될 관로 또는 관이음 등에 특정한 돌출부 등이 부분적으로 형성되어 있는 등의 경우 해당부위가 상응하는 형상을 갖도록 제거하는 등의 작업이 행해질 수 있다.
이하, 도 1과 함께 도 2 내지 도 14를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 2 내지 도 4에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 불소수지 패킹 및 그것의 제조방법을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다. 도 1 내지 도 4를 함께 참조하여 설명한다.
도 2에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 불소수지 패킹(10)이 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 불소수지 패킹(10)에는 패킹본체(11)가 포함되며, 패킹본체(11)의 중심부에는 통공(13)이 형성되어 있다. 여기서, 불소수지 패킹(10)은 패킹본체(11)의 외주면(12)의 직경(R1)이 높은 치수정밀도를 요구하는 경우를 상정한 것이다.
도 3에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 불소수지 패킹(10)의 제조방법에 사용되는 외측지그(20)가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 외측지그(20)에는 지그본체(21)가 포함되며, 지그본체(21)에는 불소수지 패킹(10)이 내부에 수용되는 수용부(23)가 형성되어 있고, 수용부(23)의 내주면(22)은 불소수지 패킹(10)의 외주면(12)과 동일한 직경(R1)을 갖는다.
도 4에는 도 2에 도시된 불소수지 패킹(10) 및 도 3에 도시된 외측지그(20)가 결합된 지그조립체가 도시되어 있다.
도 1 내지 도 4를 함께 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 불소수지 패킹의 제조방법에 따라 불소수지 패킹(10)을 제조하고자 할 경우 다음과 같은 순서로 제조된다.
사출단계(S10)에서 도시되지 않은 패킹의 원형을 취출한 다음 이를 외측지그(20)의 수용부(23)에 수용시켜서 도 4에 도시된 지그조립체가 형성되도록 하는 지그조립단계(S20)가 행해진다.
이 과정에서 패킹의 원형(도시되지 않음) 중 패킹(10)의 외주면(12)에 해당되는 부분이 외측지그(20)의 내주면에 밀착될 수 있는데, 패킹의 원형이 금형으로부터 분리된 후 냉각됨에 따라 점차 수축이 발생될 수 있다.
여기서, 도시되지 않은 패킹의 원형은 사출 직후의 패킹을 지칭하는 것으로, 완성된 불소수지 패킹(10)과 형상은 유사하나 규격이 상이할 수 있기 때문에 임의로 상이하게 명명한 것임을 밝힌다.
이후, 상술한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 불소수지 패킹(10)은 외주면(12)의 직경(R1)이 높은 치수정밀도를 요하므로, 외측지그(20)에 수용된 패킹의 원형이 더 이상 수축되지 않도록 지그조립체를 가열수단 내에 수용시켜 가열하는 열처리단계(S30)를 행한다.
이 열처리단계(S30)에 의해 가열된 패킹의 원형 내에는 그 외주면의 직경이 증가되는 방향으로 팽창되는 응력이 발생된다. 그러나, 패킹의 원형의 외주면은 지그(20)의 내주면(22)에 의해 지지되어 팽창되지 않으므로 내주면(22)의 직경(R1)과 같은 상태가 유지된다.
따라서, 상술한 바와 같이 실험을 통하여 얻은 값에 따른 온도 및 시간에 의해 열처리단계(S30)가 행해지는 과정 중 패킹의 원형 내에 작용되던 응력은 이에 반대방향으로 작용되는 내주면(22)의 지지력에 의해 상쇄된 상태가 유지되며, 일정한 시간이 경과되면 패킹의 원형 내의 응력이 크게 감소된다. 여기서, 상술한 바와 같이 응력이 크게 감소되도록 하는 온도는 실험을 통해 구할 수 있다.
이후, 가열수단으로부터 지그조립체를 취출한 후 실온에 방치하는 풀림단계(S40)가 행해진다.
풀림단계(S40)가 진행되는 동안 패킹의 원형 내에 잔류하던 응력은 시간의 경과에 따라 제거되어, 패킹의 원형은 외측지그(20)로부터 분리되더라도 그 외주면의 직경이 더 이상 증가되는 방향으로 팽창하거나 감소되는 방향으로 수축되지 않게 된다.
이후, 상술한 바와 같이 버를 제거하는 후가공단계(S50)를 거쳐 불소수지 패킹(10)이 완성될 수 있다.
참고로, 불소수지 패킹(10)이 높은 가요성을 가질 경우 버를 정밀하게 제거하는 것이 어려울 수 있으므로 외측지그(20)가 결합된 상태에서 불소수지 패킹(10)의 내측에 형성된 버를 제거하는 것이 용이할 수 있으며, 불소수지 패킹(10)의 외주면(12)에 버가 형성된 경우에는 외측지그(20)와 분리된 후에 제거가 가능하다.
따라서 후가공단계(S50)는 지그조립체, 즉 불소수지 패킹(10)과 외측지그(20)가 결합된 상태로 행해질 수도 있고, 분리된 후에 행해질 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 불소수지 패킹 제조방법에 의해 제조된 불소수지 패킹(10)은 완성된 패킹본체(11) 내에 잔류하는 응력이 제거되어 외주면(12)의 직경(R1)이 높은 치수정밀도를 갖게 된다.
또한, 풀림단계(S40)를 거친 후에는 소정 부분의 치수정밀도가 높으므로 후가공단계(S50)에서 행해야 할 작업량이 매우 적어져서 불소수지 패킹(10)의 제조에 소요되는 시간 및 노력이 절감되어 생산비가 절약되고 생산성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
특히 완성된 불소수지 패킹(10)의 외주면(12)이 높은 치수정밀도를 가지므로, 불소수지 패킹(10)의 외주면이 관로 또는 관이음 등에 결합되었을 때 밀폐성능이 향상되는 효과도 얻을 수 있다.
도 5 내지 도 7에는 본 발명의 제2 실시예를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.
도 5에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 불소수지 패킹(30)이 도시되어 있다.
도 5를 참조하면, 불소수지 패킹(30)에는 중심부에 통공(33)이 형성된 패킹본체(31)가 포함된다. 여기서, 불소수지 패킹(30)은 패킹본체(31)의 내주면(34)의 직경(R2)이 높은 치수정밀도를 요구하는 경우를 상정한 것이다.
도 6에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 불소수지 패킹(30)의 제조방법에 사용되는 내측지그(40)가 도시되어 있다.
도 6을 참조하면, 내측지그(40)에는 지그본체(41)가 포함되며, 지그본체(41)에는 도시된 바와 같이 불소수지 패킹(30)의 내주면(34)과 동일한 직경(R2)의 외주면(42)을 갖는 부분이 형성되어 있다.
도 7에는 도 5에 도시된 불소수지 패킹(30) 및 도 6에 도시된 내측지그(40)가 결합된 지그조립체가 도시되어 있다.
도 1, 도 5 내지 도 4를 함께 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 불소수지 패킹의 제조방법에 따라 불소수지 패킹(30)을 제조하고자 할 경우 다음과 같은 순서로 제조된다.
사출단계(S10)에서 패킹의 원형을 취출한 다음 이를 내측지그(40)의 외주면(42)으로 둘러싸인 부분이 통공(33)을 관통하는 형상으로 삽입되도록 하여 도 7에 도시된 지그조립체가 형성되도록 하는 지그조립단계(S20)가 행해진다.
이 과정에서 패킹의 원형 중 패킹(30)의 내주면(34)에 해당되는 부분이 내측지그(40)의 외주면에 밀착될 수 있다.
이후, 본 발명의 제2 실시예에 따른 불소수지 패킹(30)은 내주면(34)의 직경(R2)이 높은 치수정밀도를 요하므로, 패킹(30)과 내측지그(40)가 결합된 지그조립체를 냉각수단 내에 수용시켜 냉각되도록 하는 열처리단계(S30)를 행한다.
이 열처리단계(S30)에 의해 냉각된 패킹의 원형 내에는 그 내주면의 직경이 감소되는 방향으로 수축되는 응력이 발생된다. 그러나, 패킹의 원형의 내주면은 지그(40)의 외주면(42)에 의해 지지되어 팽창되지 않으므로 외주면(42)의 직경(R2)과 같은 상태가 유지된다.
따라서, 열처리단계(S30)가 행해지는 과정 중 패킹의 원형 내에 작용되던 응력은 이에 반대방향으로 작용되는 외주면(42)의 지지력에 의해 상쇄된 상태가 유지되며, 일정한 시간이 경과되면 패킹의 원형 내의 응력이 크게 감소된다. 이와 같이 응력이 크게 감소되도록 하는 온도는 실험을 통해 구할 수 있다.
이후, 냉각수단으로부터 지그조립체를 취출한 후 실온에 방치하는 풀림단계(S40)가 행해진다.
풀림단계(S40)가 진행되는 동안 패킹의 원형 내에 잔류하던 응력은 시간의 경과에 따라 제거되어, 패킹의 원형은 내측지그(40)로부터 분리되더라도 그 내주면의 직경이 더 이상 감소되는 방향으로 수축하거나 증가되는 방향으로 팽창되지 않게 된다.
이후, 상술한 바와 같이 버를 제거하는 후가공단계(S50)를 거쳐 불소수지 패킹(30)이 완성될 수 있다. 후가공단계(S50)는 지그조립체, 즉 불소수지 패킹(30)과 내측지그(40)가 결합된 상태로 행해질 수도 있고, 분리된 후에 행해질 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 불소수지 패킹 제조방법에 의해 제조된 불소수지 패킹(30)은 완성된 패킹본체(31) 내에 잔류하는 응력이 제거되어 외주면(34)의 직경(R2)이 높은 치수정밀도를 갖게 된다.
또한, 풀림단계(S40)를 거친 후에는 소정 부분의 치수정밀도가 높으므로 후가공단계(S50)에서 행해야 할 작업량이 매우 적어져서 불소수지 패킹(30)의 제조에 소요되는 시간 및 노력이 절감되어 생산비가 절약되고 생산성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
특히 완성된 불소수지 패킹(30)의 내주면(34)이 높은 치수정밀도를 가지므로, 불소수지 패킹(30)의 내주면이 관로 또는 관이음 등에 결합되었을 때 밀폐성능이 향상되는 효과도 얻을 수 있다.
도 8 내지 도 11에는 본 발명의 제3 실시예를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.
도 8에는 본 발명의 제3 실시예에 따른 불소수지 패킹(50)이 도시되어 있다.
도 8을 참조하면, 불소수지 패킹(50)에는 중심부에 통공(53)이 형성된 패킹본체(51)가 포함된다. 여기서, 불소수지 패킹(50)은 패킹본체(51)의 외주면(52)의 직경(R3) 및 내주면(54)의 직경(R4)이 모두 높은 치수정밀도를 요구하는 경우를 상정한 것이다.
도 9 및 도 10에는 본 발명의 제3 실시예에 따른 불소수지 패킹의 제조방법에 사용되는 외측지그(60) 및 내측지그(80)가 각각 도시되어 있다.
도 9를 참조하면, 외측지그(60)에는 링 형상의 지그본체(61)가 포함되며, 지그본체(61)의 일측에는 절개부(65)가 형성된다. 이 절개부(65)를 통하여 패킹본체(50)가 지그본체(61)의 내부로 수용될 수 있으며, 지그본체(61)의 내주면은 불소수지 패킹(50)의 외주면(52)과 동일한 직경(R3)을 갖는다.
패킹본체(50)는 탄성을 갖는 소재로 제조되어 절개부(65)가 개폐되도록 형성될 수 있다.
도 10을 참조하면, 내측지그(80)에는 지그본체(81)가 포함되며, 지그본체(81)에는 도시된 바와 같이 불소수지 패킹(50)의 내주면(54)과 동일한 직경(R4)의 외주면(82)을 갖는 부분이 형성되어 있다.
도 11에는 도 8에 도시된 불소수지 패킹(50), 도 9에 도시된 외측지그(60) 및 도 10에 도시된 내측지그(80)가 결합된 지그조립체가 도시되어 있다.
도 1, 도 8 내지 도 11을 함께 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 불소수지 패킹의 제조방법에 따라 불소수지 패킹(50)을 제조하고자 할 경우 다음과 같은 순서로 제조된다.
사출단계(S10)에서 도시되지 않은 패킹의 원형을 취출한 다음 패킹의 원형에 형성된 통공(53 참조)을 내측지그(80)의 외주면(82)이 형성된 부분이 관통하는 형상으로 결합되도록 한다. 이 과정에 의해 패킹의 원형 중 패킹(50)의 내주면(54)에 해당되는 부분이 내측지그(80)의 외주면(82)에 밀착될 수 있다.
그리고 외측지그(60)에 의해 패킹의 원형의 외주면이 감싸지도록 외측지그(60) 내에 패킹의 원형이 삽입되는 형상이 되도록 결합시킨다. 이 과정에 의해 패킹의 원형 중 패킹(50)의 외주면(42)에 해당되는 부분이 외측지그(60)의 내주면(62)에 밀착될 수 있다.
이때 지그본체(61)의 절개부(65)가 형성된 부분이 벌어지면 내주면(62)이 패킹의 원형의 외주면을 지지하는 효과가 떨어지므로, 지그본체(61)의 외주면에는 절개부(65)가 벌어지지 않도록 고정수단(70)이 체결될 수 있다. 고정수단(70)에 의해 절개부(65)가 밀착됨에 따라 내주면(62)이 패킹의 원형의 외주면에 밀착될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 제3 실시예에 따른 불소수지 패킹(50)은 외주면(52)의 직경(R2) 및 내주면(54)의 직경(R4)이 각각 높은 치수정밀도를 요하는데, 패킹의 원형의 외주면은 외측지그(60)의 내주면에 의해 지지되고, 그 내주면은 내측지그(80)의 외주면에 의해 지지된다.
따라서, 상술한 바와 같이 패킹의 원형에 내측지그(80) 및 외측지그(60)가 결합되어 지그조립체가 형성되는 지그조립단계(S20)가 행해진 이후에는, 지그조립체를 실온에 소정의 시간 동안 방치하는 풀림단계(S40)가 행해지면 패킹의 원형 내에 작용되는 응력이 점차 제거될 수 있다.
상술한 응력이 제거된 후 패킹의 원형은 외측지그(60) 및 내측지그(80)로부터 분리되더라도 그 내주면의 직경이 더 이상 감소되는 방향으로 수축하거나 그 외주면의 직경이 증가되는 방향으로 팽창되지 않게 된다.
이후, 상술한 바와 같이 버를 제거하는 후가공단계(S50)를 거쳐 불소수지 패킹(50)이 완성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 불소수지 패킹 제조방법에 의해 제조된 불소수지 패킹(50)은 완성된 패킹본체(51) 내에 잔류하는 응력이 제거되어 외주면(52)의 직경(R3) 및 내주면(54)의 직경(R4)이 각각 높은 치수정밀도를 갖게 된다. 그러므로 불소수지 패킹(50)의 외주면(52) 및 내주면(54)이 관로 또는 관이음 등에 각각 결합되었을 때 밀폐성능이 향상될 수 있다.
한편, 본 발명의 제3 실시예에 따른 불소수지 패킹 제조방법에서 열처리단계(S30)는 생략될 수 있다. 단, 패킹의 원형 내에 잔류하는 응력이 감소되는 속도를 촉진시키기 위하여 필요에 따라서는 열처리단계(S30)가 행해질 수도 있는데, 이때 필요한 냉각온도와 냉각시간 및 가열온도와 가열시간은 실험에 의해 구할 수 있다.
도 12에는 본 발명의 제4 실시예에 따른 불소수지 패킹의 사시도가 도시되어 있고, 도 13에는 도 12에 도시된 불소수지 패킹의 X-X'에 따른 단면에 도시되어 있다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 불소수지 패킹(110)에는 패킹본체(111)가 포함되고, 패킹본체(111)의 가장자리 부분은 도 13에 도시된 바와 같이 외주면(112) 및 내주면(113)이 형성된 원통 형상을 갖고, 상기 원통 형상 부분의 상측 일부는 중심부를 향하여 연장되어 막혀 있으며, 중심부에는 통공(114)이 형성되고, 통공의 가장자리 부분에는 패킹리브(115)가 연장 형성된다.
패킹리브(115) 또한 리브외주면(116) 및 리브내주면(117)을 갖는 원통 형상을 갖는다.
여기서, 본 발명의 제4 실시예에 따른 불소수지 패킹(110)은 실제로 활용되는 형상을 예시한 것으로, 패킹본체(111) 가장자리 부분의 외주면(112) 직경(R5), 내주면(113) 직경(R6), 리브외주면(116) 직경(R7) 및 리브내주면(117) 직경(R8)이 모두 높은 치수정밀도를 요구하는 경우를 상정한 것이다.
도 14에는 불소수지 패킹(110)에 외측지그(120) 및 내측지그(140)가 결합된 지그조립체의 단면이 도시되어 있다. 도 12 및 도 13을 함께 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 불소수지 패킹의 제조방법에 대해 설명한다.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 제조하고자 하는 불소수지 패킹(110)의 외측 형상을 따라 형성된 외측지그(120) 및 내측 형상을 따라 형성된 내측지그(140)가 각각 결합되어 있다.
외측지그(120)에는 중간부분에 지그리브(125)가 형성된 지그본체(121)가 포함되는데, 지그본체(121)는 패킹본체(111)의 외주면(112)으로부터 패킹리브(115)의 내주면(117)까지 연속적으로 밀착되도록 형성된다.
그리고, 내측지그(140)에는 중간부분에 지그리브(145)가 형성된 지그본체(141)가 포함되는데, 지그본체(141)는 패킹본체(111)의 내주면(113)으로부터 패킹리브(115)의 외주면(117)까지 연속적으로 밀착되도록 형성된다.
그러므로, 성형단계(S10)에서 금형으로부터 취출된 패킹의 원형에는 외측지그(120) 및 내측지그(140)가 각각 결합되어 지그결합체가 형성되는 지그조립단계(S20)가 행해지고, 이후 패킹의 원형 내부에 작용되는 응력이 제거될 때까지 소정의 시간 동안 실온에 방치되는 풀림단계(S40)단계가 행해질 수 있다.
필요에 따라 풀림단계(S40) 이전에는 소정의 시간 동안 지그조립체를 가열하거나 냉각하는 열처리단계(S30)가 행해질 수도 있다.
풀림단계(S40) 이후에는 지그조립체로부터 불소수지 패킹(110)을 분리한 후 버 등을 가공하는 후가공단계(S50)가 행해져서 불소수지 패킹(110)이 완성될 수 있다.
완성된 불소수지 패킹(110)은 패킹본체(111) 가장자리 부분의 외주면(112) 직경(R5), 내주면(113) 직경(R6), 패킹리브(115)의 리브외주면(116) 직경(R7) 및 리브내주면(117) 직경(R8)이 각각 높은 치수정밀도를 갖게 된다.
참고로, 이상에서 설명한 본 발명의 실시예들에 따른 불소수지 패킹(10, 30, 50, 110)들은 횡단면이 원형인 것을 예시하였으나, 필요에 따라서는 불소수지 패킹(10, 30, 50, 110)들의 횡단면이 타원형, 삼각형 이상의 다각형 등 다양한 형상을 갖도록 제조될 수도 있다.
그리고, 상술한 외측지그(20, 60, 120) 및 내측지그(40, 80, 140)는 충분한 강도를 갖는 동시에 온도에 따른 팽창 또는 수축량이 적은 것을 선택하여 사용할 수 있다.
그러므로 외측지그(20, 60, 120) 및 내측지그(40, 80, 140)의 소재로는, 열팽창계수가 큰 금속보다는 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene), ABS수지(acrrlonitrile-butadiene-styrene resin) 등 다양한 종류의 합성수지가 사용될 수 있다.
또한 참고로, 상술한 바와 같은 지그조립단계(S20)가 행해지는 온도는 금형으로부터 취출된 패킹의 원형의 온도가 섭씨 150도 전후일 때 행해지는 것이 바람직한데, 이는 실험에 의해 구해진 값으로 지그조립단계(S20)에 의해 형성된 지그조립체가 열처리단계(S30) 또는 풀림단계(S40)을 거친 후 패킹의 원형 내에 잔류되는 응력이 최소가 되도록 하는 온도이다.
도 15에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 불소수지 패킹의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도가 도시되어 있다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 불소수지 패킹의 제조방법에는 사출단계(S10), 지그조립단계(S20), 열처리단계(S30), 풀림단계(S40), 후가공단계(S50), 검사단계(S60) 및 재가열단계(S70)가 포함될 수 있다.
여기서, 사출단계(S10), 지그조립단계(S20), 열처리단계(S30), 풀림단계(S40) 및 후가공단계(S50)는 앞에서 설명한 바와 동일하므로 중복되는 설명을 생략한다. 그리고 본 실시예 또한 앞에서 설명한 본 발명의 일 실시예에서와 마찬가지로 열처리단계(S30) 및 후가공단계(S50)는 필요에 따라 선택적으로 행해지거나 생략될 수 있다.
검사단계(S60)는 풀림단계(S40) 이후 지그조립체로부터 패킹의 원형을 분리한 후 패킹의 치수를 측정하는 단계이다.
검사단계(S60)에서 측정된 치수가 미리 정해진 범위 내에 있는 경우에는 후가공단계(S50)가 시행되거나 불소수지 패킹의 제조가 완료될 수 있다. 반면, 검사단계(S60)에서 측정된 치수가 미리 정해진 범위를 벗어나는 경우에는 재가열단계(S70)가 행해진다.
재가열단계(S70)는 풀림단계(S40)를 거치면서 상온의 온도가 된 패킹의 원형을 다시 가열하여 패킹의 원형에 가소성이 형성되도록 하는 단계이다.
참고로, 재가열단계(S70)에서 패킹의 원형이 가열되는 온도 및 시간은 패킹의 원형이 갖는 형상이나 두께 등에 따라 달라질 수 있겠으나, 실험결과 4 내지 6분 동안 섭씨 115 내지 125도 정도로 가열하는 것이 효과적이었다.
재가열단계(S70)는 상술한 열처리단계(S30)에서 사용되는 가열수단이 이용될 수 있다.
패킹의 원형이 재가열단계(S70)를 거친 후에는 지그조립단계(S20) 및 풀림단계(S40) 등이 다시 행해져서 패킹 내의 잔류응력이 제거되도록 하며, 풀림단계(S40) 이후에는 다시 검사단계(S60)가 행해진다.
이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 불소수지 패킹의 제조방법에 의해 제조된 패킹은 더욱 높은 치수정밀도를 가질 수 있으며, 내부에 잔류하는 응력이 제거되어 장시간이 경과되어도 변형이 발생되는 것이 방지될 수 있다.
도 16 내지 도 19에는 본 발명의 제5 실시예를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.
도 16은 본 발명의 제5 실시예에 의해 형성하고자 하는 불소수지 패킹(150)의 종단면도이다.
도 16을 참조하면, 불소수지 패킹(150)에는 패킹본체(151)가 포함되며, 패킹본체(151)는 일부분의 직경이 확장된 형상의 패킹리브(152)가 형성된다.
불소수지 패킹(150)은 패킹본체(151) 중 패킹리브(152)가 형성되지 않은 부분은 외경(R10)과 내경(R9), 패킹본체(151)의 높이(H) 중 패킹리브(152)가 형성된 부분의 높이(H1)와 그 외 부분의 높이(H2)가 높은 치수정밀도를 갖는 것을 상정한 것이다. 즉, 불소수지 패킹(150)은 반도체 생산공정 중 반도체 웨이퍼를 세척하는 세척공정에 사용되는 보울(bowl)을 예시한 것이다.
즉, 패킹본체(151)의 중간부분에는 상측으로부터 하측을 관통하는 형상의 삽입공(153) 및 주입공(154)이 형성되는데, 삽입공(153)에는 반도체 웨이퍼가 배치되고 주입공(154)으로는 세척액을 분사하는 장치가 배치된다.
이때, 상술한 바와 같이 반도체 웨이퍼의 세척액으로 사용되는 물질은 매우 강산 내식성과 유독성을 가지므로 외부로 유출되지 않아야 한다. 따라서 패킹본체(151)가 높은 치수정밀도를 가질 필요가 있다.
도 17에는 도 16에 도시된 불소수지 패킹(150)의 제조방법 중 지그조립단계(S20)를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.
도 17을 함께 참조하면, 사출단계(S10)를 거쳐 도시되지 않은 금형으로부터 분리된 직후의 패킹의 원형(159)에 내측지그(160) 및 외측지그(101, 170, 180)가 결합되어 지그조립체가 형성된다.
여기서, 외측지그(101, 170, 180)에는 복수 개가 포함된다. 외측지그(101, 170, 180) 중 패킹의 원형(159)을 하측에서 지지하는 것을 지지판(101), 패킹의 원형(159)의 하측 외주면에 밀착되는 것을 제1 외측지그(170), 패킹의 원형(159) 상측에 배치되어 패킹의 원형(159)에 하중을 가하는 것을 중량체(180)라 칭하기로 한다.
지지판(101)은 패킹의 원형(159) 외에 패킹의 원형(159)의 내주면에 밀착되는 내측지그(160) 및 제1 외측지그(170)도 함께 지지한다.
지지판(101)으로는 상면의 평면도가 높고 수평상태로 조율된 정반 등이 사용될 수 있고, 도시되지는 않았으나 필요한 경우에는 지지판(101)의 상면에 내측지그(160) 및 제1 외측지그(170)가 안착되는 안착홈이 각각 형성되어 내측지그(160) 및 제1 외측지그(170)가 용이하게 배치될 수 있도록 할 수도 있다.
도 18에는 도 17에서 설명한 지그조립체의 종단면이 도시되어 있다. 도 16을 함께 참조하여 설명한다.
도 16 및 도 18을 함께 참조하면, 패킹의 원형(159) 중 불소수지 패킹(150)의 패킹본체(151)에서 패킹리브(152)가 형성되지 않은 부분에 해당되는 부분은 제1 외측지그(170) 및 내측지그(160)에 의해 그 외주면 및 내주면이 각각 지지된다.
즉, 제1 외측지그(170)에는 제1 외측지그본체(171)가 포함되고 내측지그(160)에는 내측지그본체(161)가 포함되는데, 패킹의 원형(159)의 하측 외주면은 제1 외측지그본체(171)의 내주면에 의해 지지되고 패킹의 원형(159)의 하측 내주면은 내측지그본체(161)의 외주면(162)에 의해 각각 지지된다.
이때, 내측지그본체(161)의 외주면(162)의 외경(R9)은 패킹본체(151) 하측의 내경(R9)과 동일하게 형성될 수 있고, 제1 외측지그본체(171)의 내주면(172)의 내경(R10)은 패킹본체(151) 하측의 외경(R10)과 동일하게 형성될 수 있다.
한편, 제1 외측지그본체(171)의 상면은 패킹본체(151)의 직경이 확장되는 형상을 갖는 패킹리브(152)의 수평부분을 지지할 수 있다.
중량체(180)에는 중량체본체(181)가 포함되는데, 중량체(180)는 상술한 바와 같이 패킹의 원형(159)의 상측에 배치되어 패킹의 원형(159)에 하중을 가한다. 즉, 중량체본체(181)의 저면은 패킹의 원형(159)의 상단에 접하게 배치되며, 패킹의 원형(159)에는 중량체본체(181)의 하중만큼의 힘이 중력방향으로 작용된다.
중량체본체(181)는 비중이 큰 금속이나 이를 합성수지로 코팅한 것이 사용될 수 있으며, 필요에 따라 중량체본치(181)의 상면에 추(도시되지 않음)를 배치하여 적절한 크기의 하중이 패킹의 원형(159)의 상측에 가해지도록 할 수 있다.
참고로, 패킹의 원형(159) 중 패킹본체(151)의 패킹리브(152)에 해당되는 부분의 높이(H0)는, 사출단계(S10)에서 미리 정해진 패킹리브(152)의 높이(H1)보다 다소 크게 형성되도록 할 수 있는데, 이들(H0, H1)의 차이는 실험에 의해 적절한 크기를 결정할 수 있다.
아울러, 중량체본체(181)에 의해 패킹의 원형(159) 상측에 가해지는 하중의 크기 또한 실험에 의해 적절한 값을 도출할 수 있다.
도 19에는 도 17 및 도 18에서 설명한 지그조립체에 제2 외측지그(190)가 더 설치된 종단면도가 도시되어 있다.
도 19를 참조하면, 상술한 외측지그(101, 170, 180)에는 제2 외측지그(190)가 더 포함될 수 있다.
제2 외측지그(190)에는 제2 외측지그본체(191)가 포함되고, 제2 외측지그본체(191)의 높이(H1)는 패킹리브(152)의 높이(H1)에 상응하도록 형성될 수 있다.
도시된 바와 같이, 제2 외측지그본체(191)는 그 내주면(192)이 패킹의 원형(159) 상측의 외주면에 밀착되도록 설치될 수 있다.
즉, 제2 외측지그(190)는 중량체본체(181)에 의해 패킹의 원형(159) 상측에 가해지는 하중에 의해 이 부분의 외경이 확장되는 형상으로 변형되는 것을 방지하는 동시에 그 높이(H0)가 패킹리브(152)의 높이(H1)보다 더 단축되지 않도록 지지한다.
상술한 바와 같은 지그조립체가 풀림단계(S40)를 거치거나, 열처리(S30)와 풀림단계(S40)를 거친 후 지그조립체를 분해하여 패킹의 원형(159)을 취출한 후에는 상술한 검사단계(S60)가 행해질 수 있다.
검사단계(S60)에서는 도시되지 않은 측정장비를 이용하여 높은 정밀도가 요구되는 치수(R9, R10, H1, H2) 위주로 패킹의 원형(159)의 각 부분의 치수를 측정한다.
이 과정에서 측정된 치수가 미리 정해진 범위 내에 있으면 패킹의 원형(159)은 필요한 경우 후가공단계(S50)를 거쳐 불소수지 패킹(150)으로 완성될 수 있다.
만약 측정된 치수가 미리 정해진 범위를 벗어난 경우에는 상술한 재가열단계(S70)를 거친 후 지그조립단계(S20) 및 플림단계(S40)가 다시 행해질 수 있고 필요한 경우 열처리단계(S30)도 행해질 수 있고, 검사단계(S60) 또한 측정된 치수가 미리 정해진 범위 내에 포함될 때까지 반복될 수 있다.
이와 같은 공정에 의해 패킹의 원형(159)은 하측의 내경(R9)과 외경(R10), 하측의 높이(H2) 및 패킹리브(152)에 해당되는 부분의 높이(H1)가 높은 치수정밀도를 갖는 불소수지 패킹(150)으로 완성될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 따른 불소수지 패킹 및 그것의 제조방법에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 불소수지 패킹의 제조방법에 따르면 치수정밀도 및 내화학성이 높은 불소수지 패킹을 제공될 수 있고 불소수지 패킹에 소요되는 시간 및 노력이 절약될 수 있으므로, 반도체 제조공정과 같이 내식성이나 침투성이 높고 유독성이 강한 물질이 사용되는 산업 등에 사용되는 불소수지 패킹을 효과적으로 공급할 수 있다.

Claims (13)

  1. 불소수지로 패킹을 사출 성형하는 사출단계;
    상기 패킹의 외측에 외측지그를 결합시키거나, 상기 패킹의 내측에 내측지그를 결합시키거나, 상기 패킹의 외측과 내측에 상기 외측지그와 상기 내측지그를 각각 결합시켜 지그조립체를 형성하는 지그조립단계; 및
    상기 지그조립체를 12 내지 36 시간 동안 실온에 방치하는 풀림단계를 포함하는 불소수지 패킹 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외측지그는 상기 패킹 외주면의 일부분 이상에 밀착되도록 형성되고, 상기 내측지그는 상기 패킹 내주면의 일부분 이상에 밀착되도록 형성된
    불소수지 패킹 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 외측지그 및 상기 내측지그는 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌으로 이루어진
    불소수지 패킹 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지그조립단계 및 상기 풀림단계 사이에 상기 지그조립체를 냉각 또는 가열하는 열처리 단계를 더 포함하는
    불소수지 패킹 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 열처리 단계는
    상기 지그조립체 중 상기 패킹에 상기 외측지그가 결합된 것은 가열하고, 상기 패킹에 상기 내측지그가 결합된 것은 냉각하며, 상기 패킹에 상기 외측지그와 상기 내측지그가 결합된 것은 가열 또는 냉각하는 것인
    불소수지 패킹 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 풀림단계 이후에는 상기 지그조립체로부터 상기 패킹을 분리한 후 상기 패킹의 표면 일부를 절삭 가공하는 후가공단계를 더 포함하는
    불소수지 패킹 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 패킹은 횡단면이 원형, 타원형, 삼각형 이상의 다각형 중 어느 한 형상을 갖도록 형성된
    불소수지 패킹 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 불소수지는
    PTFE, PFA, ECTFE, PCTFE, PVDF 중 어느 하나를 포함하는
    불소수지 패킹 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 풀림단계 이후에는 상기 지그조립체로부터 상기 패킹을 분리한 후 상기 패킹의 치수를 측정하는 검사단계를 더 포함하는
    불소수지 패킹 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 검사단계에서 측정된 상기 패킹의 치수가 미리 정해진 범위를 벗어나는 경우에는 상기 패킹을 가열하는 재가열단계를 더 포함하고,
    상기 재가열단계 이후에는 상기 지그조립단계 및 상기 풀림단계가 다시 행해지는
    불소수지 패킹 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 재가열단계는 상기 패킹을 4 내지 6분 동안 섭씨 115 내지 125도로 가열하는 것인
    불소수지 패킹 제조방법.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 외측지그는
    상기 패킹의 하측을 지지하는 지지판; 및
    상기 패킹에 하중을 가하는 중량체를 더 포함하는
    불소수지 패킹 제조방법.
  13. 불소수지로 제조된 패킹으로서,
    상기 제1항 내지 상기 제8항 중 어느 한 항에 따른 불소수지 패킹 제조방법에 의하여 제조된 불소수지 패킹.
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