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KR940004540B1 - 기계펌프에 대한 퍼플루오로폴리에테르의 용도 - Google Patents

기계펌프에 대한 퍼플루오로폴리에테르의 용도 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

기계펌프에 대한 퍼플루오로폴리에테르의 용도
본 발명은 기계펌프에 대한 퍼플루오로폴리에테르의 용도에 관한 것이다. 좀더 상세하게는, 중성 말단기를 갖고 평균 분자량이 1,000이하인 경량 생성물을 50ppm 이하의 양만큼 함유한 퍼플루오로폴리에테르를 작동액으로 사용하여 기계펌프로 5×10-4토르 이하의 진공을 발생시키는 방법에 관한 것이다.
퍼플루오로폴리에테르는 높은 안정성 때문에 펌프작동중에 점도의 변화가 충분히 낮아 진공펌프에 사용될 수 있다고 공지되어 있다. 광물유 및 실리콘유와 같은 통상적인 액체는 펌프작동중에 마찰력에 의해 발생된 열 및 작동시 도입되는 물질과의 화학작용 때문에 분해되는 경향이 있다. 이와 비교하여, 퍼플루오로폴리에테르는 상기 진공장치내에서 가장 유용하게 사용될 수 있는 액체이다. 그러나, 현재 진공기술에서 사용되는 퍼플루오로폴리에테르도 역시 고진공, 즉 5×10-4토르 이하의 진공에는 도달할 수 없다.
상기 퍼플루오로폴리에테르로 통상적으로 얻을 수 있는 진공은 10-3토르의 차수이다.
기계펌프는 보통 마이크로 전자공학분야, 특히 반도체 분야에서 사용된다.
이런 분야에서는 반도체 공정이 수행되는 진공실내 잔류 대기의 조성이 중요하다.
현재 사용되는 퍼플루오로폴리에테르로는 전자공학적 공정에 필요한 정도의 충분히 낮은 오염도의 잔류대기를 달성할 수 없다고 관측되었다. 이런 이유때문에, 잔류 불순물에 의해서 이용가능한 반도체의 수는 상당히 감소된다.
따라서 매우 낮은 불순물 함량을 갖는 잔류대기를 얻기 위해서는 10-4토르 이하의 진공에 도달하기 위한 기계펌프용 작동액이 필요하게 되었다.
놀랍게도, 이와같은 필요성은 평균 분자량 1,000이하의 퍼플루오로폴리에테르가 50ppm, 바람직하게는 30ppm을 초과하지 않는 양이 함유된 퍼플루오로폴리에테르를 기계펌프용 작동액으로 사용하면 충족된다는것이 발견되었다.
본 발명에서는 중성 말단기를 갖는 어떤 퍼플루오로폴리에테르도 사용될 수 있다. 그 예로는 몬테디손의 폼블린 및 듀퐁의 크리톡스를 들 수 있다.
상기 퍼플루오로폴리에테르는 영국특허 제1,104,482호, 미합중국특허 제3,665,041, 3,715,387 및 3,242,218호에 기술되어 있다.
유럽특허출원 제 148,482호에 또다른 퍼플루오로폴리에테르가 다이킨의 이름으로 기술되어 있다.
말단기 COF가 공지된 기술로 중성화된 다이킨 또는 크리톡스에 의해 제조된 이기능성 퍼플루오로폴리에테르로 또한 사용될 수 있다. 이는 유럽특허출원 제148,482 및 151,877호에 기술된 생성물이다.
더우기 출원인의 이름으로 출원된 이탈리아공화국 특허출원 제22920A/85호에 따라 중성 퍼플루오로폴리에테르로부터 제조된 기능성 퍼플루오로폴리에테르도 사용될 수 있다.
본 발명에 따라 사용 가능한 퍼플루오로폴리에테르(PFPE)는 상기에 기술된 원료 생성물을 분별증류하여 평균 분자량 1,000이하의 퍼플루오로폴리에테르의 함량을 상기에 명시한 값까지 감소시켜 제조한다.
PFPE의 점도는 일반적으로 특별한 용도로 고안된 펌프의 형태에 따라 40~350cSt 범위내이다.
통상적으로 좁은 범위내에 포함된 점도를 갖는 퍼플루오로폴리에테르가 바람직하다.
예를들면, 어떤 공정에 사용되는 기름이 270cSt의 점도를 가져야 한다면, 점도변화는 20cSt 근처 사이에 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명에 유용한 퍼플루오로폴리에테르는 또한 높은 점도의 퍼플루오로폴리에테르를 AlF3와 같은 물질로 절단하고 상기 범위내의 점도를 얻기위해 계속 증류함으로써 수득될 수 있다. 이런 방법은 예를들면 출원인의 이름으로 출원된 이탈리아공화국 특허출원 제21052A/84호에 기술되어 있다.
상기 절단에 유용한 다른 촉매는 전이금속, 특히 Ti, Co, Ni의 옥시플루오라이드 및 플루오라이드 또는 바람직하게는 Ti, Al의 산화물이다.
상기 촉매는 출원인 이름하의 인용된 특허출원 및 다른 이후의 출원에 기술되어 있다.
본 발명의 PFPE를 사용하여 얻을 수 있는 다른 이득은 펌프작동중의 기름소비가 최소화 된다는 것이다.
사실, 펌프를 오랜기간 작동한 후에도 실시예 1에 기술된 바와같이 거의 소비되지 않는다. 이는 이런 형태의 기름이 매우 비싸므로 이는 매우 큰 이익이 된다.
본 발명에서 기술된 진공을 발생시키는데 어떤 형태의 펌프도 사용될 수 있다. 특히, 기계날 펌프가 적당하다.
본 발명을 제한하지 않는 하기 실시예를 들어 본 발명을 좀더 구체적으로 설명한다.
[실시예 1]
2개의 동일한 시트 알카텔 제조의 기계펌프 2063CP로 구성되고 필터 D 및 500m3/h 루트 볼로우어스 펌프가 설치된 펌프 시스템내에서 제1펌프에는 40㎏의 폼블린 27HP를 충진하고 제2펌프에는 동량의 폼블린 Y L - VAC 25/6을 충진한다.
동일한 조건하에서 3개월 경과후, 24시간/일 동안 펌프작동으로 인한 손실을 보충하는데 필요한 기름의 양은 L-VAC 25/6으로 충진된 시스템에서는 1㎏/주인 반면, 폼블린 27HP로 충진된 시스템에서는 기름소비가 일주일에 25% 절약되는 반면, 동일한 조건하에서 기름을 채울 필요가 없었다.
[실시예 2]
폼블린 HP는 전자공학분야에서 진공펌프용 액체로서 주로 사용된다. 이때 반응실내 잔류대기의 조성이 매우 중요하다.
진공펌프는 실시예 1에서 기술된 것을 사용한다. 중성자 활성자 기술을 사용하여 진공실내 위치한 기질표면의 오염물질의 양을 직접 측정할 수 있다.
2개의 진공실내 위치한 기질에 대해 상기 기술로 분석을 수행한 후 그 결과를 비교하여 표 1에 기재한다.
이때 2개의 진공실 중 한편은 폼블린 27HP로 충진된 펌프 시스템으로 진공이 발생되고 다른 한편은 폼블린 YL-VAC 25/6으로 충진된 펌프 시스템으로 진공이 발생된다.
[표 1]
Figure kpo00001
이용 가능한 생성물(반도체)의 수율을 현저히 감소시키는 가장 위험하다고 고려되는 Na, K 및 Li과 같은 원소의 량은 기름 25/6에 비해서 기름 27HP가 훨씬 낮음을 명백히 알 수 있다.
폼블린 L-VAC 25/6으로 얻어진 진공이 6×10-3토르인 반면, 폼블린 27HP를 사용한 펌프로 발생되는 진공은 2×10-4토르이다.
평균 분자량 1,000이하인 퍼플루오로폴리에테르의 양은 폼블린 27HP내에는 15~20ppm이고 폼블린 L-VAC내에는 90ppm이다.
폼블린 27HP의 점도는 폼블린 L-VAC의 점도와 같이 270cSt±20이다.
폼블린 15HP(점도=150cSt±20cSt)로 동일한 실시예를 반복하여 얻어진 진공은 3×10-4토르이고 경량 퍼플루오로폴리에테르(M.W.1,000이하)의 분획은 20ppm이다.
분순물의 양(표 1참고)은 폼블린 27HP와 동일한 차수이다.

Claims (3)

  1. 중성 말단기를 갖고 평균 분자량이 1,000이하인 경량 생성물을 50ppm 이하의 양만큼 함유한 퍼플루오로폴리에테르를 작동액으로 사용함을 특징으로 하는 진공펌프로 5×10-4토르 이하의 진공을 발생시키는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 평균 분자량 1,000이하인 퍼플루오로폴리에테르의 함량이 30ppm 이하인 방법.
  3. 제2항에 있어서, 퍼플루오로폴리에테르의 점도 범위가 사용된 펌프의 함수로 40-350cSt인 방법.
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