KR20220123488A - 진공 함침을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
부품에 진공을 적용하고, 부품을 중합체 함침 액체에 침지시키고, 부품에 양압을 가하여 중합체 함침 액체를 부품 다공부 내에 도입하고, 압력을 대기압으로 완화시키고, 바람직하게는 활성 중합 단계 없이 중합체 함침 액체를 응고시키는 진공 함침 시스템 및 공정.
Description
본 발명은 일반적으로 부품에 진공을 적용하고, 부품을 함침 액체에 침지시키고, 부품에 양압을 가하여 함침 액체를 부품의 다공부 내에 도입하며, 여기서 함침 액체가 응고되는 진공 함침 시스템 및 공정의 분야에 관한 것이다.
진공 함침 시스템은 물품, 예컨대 단일 부품 또는 조립된 부품에서 세공 및 작은 갭을 밀봉하는 데 사용된다. 이러한 밀봉은, 예를 들어 물, 오일, 토양 및 기타 오염물질이 부품 또는 조립체 내로 들어가는 것을 감소 또는 방지하고 물품의 부식을 방지하는 것을 돕는 데 유용하다. 물품은 금속 및 플라스틱 물질의 조합을 포함하여 캐스트 금속 및 다른 물질을 포함할 수 있다. 일반적으로, 진공 함침은 물품에 진공을 적용하고, 물품을 함침 액체와 접촉시킨 다음, 임의로 함침 액체를 세공 및 갭 내로 이동시키도록 돕기 위해 양압을 가함으로써 수행된다. 진공 함침 공정은 두 개의 군으로 분류될 수 있다: 건식 진공 및 습식 진공.
건식 진공 함침은, 물품 내의 세공 및 갭을 포함하여 챔버로부터 기체 상을 제거하기 위해 진공이 가해질 때 부품이 기체 상 환경, 예컨대 주위 공기를 함유하는 밀봉된 챔버 내에 있고; 이어서 진공이 유지되는 동안 실란트가 저장고로부터 밀봉된 챔버 내로 이송되고; 진공이 해제될 때 실란트가 세공 내로 흡인되고, 사용되지 않은 실란트는 저장고로 복귀하는 것을 의미한다. 건식 진공 함침은 실란트가 다공부에 침투할 수 있도록 진공이 해제된 후 일반적으로 약 4-7 bar (400-700 kPa)의 양압을 가하는 단계 및 선택된 시간 동안 압력을 유지하는 단계를 포함할 수 있다.
습식 진공은 부품이 진공 챔버에서 함침 액체에 침지된 다음, 진공이 가해지고 모든 공기가 용기 및 실란트로부터 제거될 때까지 유지되는 것을 의미한다. 습식 진공은 진공 챔버 내에서 세공 및 갭에 대한 음압을 더 작아지게 만드는 실란트의 수두압(hydraulic head pressure)을 극복하는 데 있어서의 과제를 갖는다. 이는 궁극적으로 더 불량한 밀봉 품질을 야기할 수 있는 유한한 양의 공기를 세공 내에 포획한다는 단점을 갖는다. 제2 단계에서는, 진공이 해제되고, 실란트가 물품 내의 세공 및 갭에 침투할 수 있도록 물품을 대기압에서 실란트 중에 방치한다.
가장 통상적으로, 함침 액체는, 부품 함침 후에, 세공 및 갭 내에는 액체가 잔류하면서 회전 또는 유사한 기계적 수단에 의해 부품의 외부로부터는 용이하게 제거되는 저점도 단량체 용액이다. 이어서 저점도 단량체 용액은 후속 가공 단계에서 계내(in situ) 중합된다. 저점도 단량체 물질은 부품의 세공 및 갭 내로 밀어 넣기에 더 용이하기 때문에 적어도 부분적으로 상업적으로 성공적이었다. 통상의 단량체 물질은 예를 들어 전형적으로 23℃에서 약 5 mPa.s 내지 약 65 mPa.s (5-65 센티포아즈)의 점도를 갖는 메타크릴레이트 단량체를 포함한다. 이들은 경질 폴리아크릴레이트 고체로 중합되고 가교되는 열경화성 물질이다. 다양한 이유로, 이들 계내 중합된 밀봉부는 모의 수명 내구성 시험에서 특정 전자 장치 조립체, 예컨대 휴대폰 조립체 상의 인접한 금속 및 플라스틱 부품 사이의 밀봉 갭에서 파손되는 경향이 있는 것으로 밝혀졌다.
계내 중합된 밀봉부의 결점들을 극복하기 위한 노력으로, 밀봉부를 형성하기 위해 함침 후 중합 또는 가교를 필요로 하지 않고 단지 건조만을 필요로 하는 중합체 함침 액체가 계내 중합되는 단량체 용액을 대체할 수 있다. 중합체는 용매, 예컨대 물에 용해되거나 분산될 수 있다. 일정량의 용매의 첨가에 의해 단량체 용액과 유사한 점도로 제조된 중합체/용매 함침 액체의 한 가지 단점은 이들을 건조시키기 위해 필요한 에너지/시간이다. 또 다른 가능한 단점은 함침 액체 중 충분한 중합체 고형물의 결여로 인한 건조 시 중합체 실란트의 수축으로 인한 세공 및 갭의 비효과적인 밀봉이다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 본 출원인은 중합체의 비-뉴턴 거동에 따라 약 50 Pa.s 내지 3000 mPa.s (50-3000 센티포아즈) 이상의 범위의 점도를 갖는, 보다 높은 중합체 고형물 및 보다 적은 용매를 함유하는 농후한 (즉, 점성) 중합체 물질을 선택하였다. 농후한 중합체 용액 또는 분산액은 개선된 밀봉 성능을 제공하는 것으로 밝혀졌고 가교를 필요로 하지 않지만, 다른 단점들을 초래한다. 예를 들어, 농후한 중합체 용액은 습식 진공 공정에 사용하기에 덜 적합한데, 이는 액체 용액 상의 수두압이, 특히 액체의 양압 및 임의의 용매의 증기압이 흡인되는 진공에 대항해 작용하는 위치인, 액체 표면보다 더 아래에 있는 부품에 대해 세공 및 갭으로부터 공기가 제거될 수 있는 정도를 제한하기 때문이다. 중합체 함침제의 더 높은 점도와 조합되어, 이는 감소된 밀봉 성능을 초래한다. 액체 수두압에 의해 유발되는 문제는 진공 함침 공정을 얕은 탱크에서 수행함으로써 감소될 수 있지만, 소형 부품의 상업적 생산량은 다수의, 비교적 큰 직경의 정격 압력 탱크를 필요로 할 것이고, 이는 특히 특정 중합체 함침 액체에 의한 부식에 저항하기 위해 스테인레스강이 필요할 수 있는 경우 엄청난 비용이 들 것이다.
습식 진공 공정을 사용할 때의 문제는, 건식 진공 공정을 사용함으로써 어느 정도 해결될 수 있다. 건식 진공을 사용하면, 극복할 수두압이 없기 때문에 용기 높이가 밀봉 품질에 영향을 미치지 않고, 따라서 동일한 생산량을 위해 보다 적은 수의, 보다 깊은 소-직경 탱크가 사용될 수 있다. 그러나, 건식 진공 공정은 또한 단점을 갖는다. 예를 들어, 농후한 함침 액체가 처음 배기 탱크의 진공 환경에 진입할 때 격렬한 거품형성이 발생하는 경향이 있다. 이 거품은 진공 함침 시스템의 넓은 영역을 덮는 것으로 관찰되었고, 여기서 이는 경질 코팅으로 건조된다. 또한, 묽은 단량체와 달리, 농후한 함침 액체는 사이클의 종료 시에 탱크의 측벽으로부터 잘 배액되지 않는다. 따라서, 거품형성된 함침 액체 및 공정 동안 탱크 벽과 접촉하는 임의의 다른 함침 액체는 단지 몇 번의 작동 사이클 후에 탱크의 측벽 상에 두껍고 제거하기 어려운 침착물을 형성한다. 이 문제는 함침 액체가 고도로 접착성이고 또한 용매 공격에 저항성이라는 사실에 의해 악화된다. 따라서, 탱크의 내부를 세정하는 것은 거의 확실히 작업자가 용기 진입해야 할 것이고, 이는 작업 정지 시간을 스케줄링할 필요성 및 작업자의 안전을 보장하기 위한 증대된 요구조건과 같은 작업 복잡성을 초래한다.
따라서, 진공 함침 시스템의 기술 상태는 추가로 개선될 수 있다.
본 출원인의 발명은 본원에 개시된 바와 같은 건식 진공 함침 시스템 및 건식 함침 공정을 사용하여 상기 기재된 단점 중 하나 이상을 해결하는 것에 관한 것이다.
본 발명의 한 측면 ("측면 1")에 따르면,
리셉터클(receptacle) 및 제거가능한 뚜껑을 포함하는 진공 탱크로서, 뚜껑이 리셉터클 상에 있을 때 상기 리셉터클 및 뚜껑은 일반적으로 밀폐된 진공 챔버를 형성하는 것인 진공 탱크;
진공 챔버 내부에 고정되거나 제거가능하게 지지되고, 그 위에 1개 이상의 물품을 보유하도록 구성된 랙(rack);
리셉터클에 이동가능하게 장착되고 그 안에 일정량의 함침 액체를 보유하도록 구성된 내부 탱크로서, 1개 이상의 물품이 함침 액체 중에 침지되지 않는 제1 위치와 1개 이상의 물품이 함침 액체 중에 적어도 부분적으로 침지되는 제2 위치 사이에서 수직 방향으로 이동가능한 내부 탱크; 및
뚜껑이 리셉터클 상에 있을 때 진공 챔버와 유체 연통하는 하나 이상의 기체 제어 회로를 포함하는 진공 및 압력 제어 시스템
을 포함하거나, 그로 본질적으로 이루어지거나, 또는 그로 이루어지는 진공 함침 시스템이 제공된다.
측면 2. 측면 1에 있어서, 랙이 적어도 하나의 부착부에 의해 진공 챔버 내부에 제거가능하게 지지된 것인 진공 함침 시스템.
측면 3. 상기 측면 중 어느 하나에 있어서, 랙이 뚜껑 또는 리셉터클에 고정된 것인 진공 함침 시스템.
측면 4. 상기 측면 중 어느 하나에 있어서, 내부 탱크가 리셉터클 하부의 밀봉부를 통해 연장되는 샤프트(shaft) 상에 장착된 것인 진공 함침 시스템.
측면 5. 상기 측면 중 어느 하나에 있어서, 내부 탱크가 샤프트 상에 제거가능하게 장착된 것인 진공 함침 시스템.
측면 6. 상기 측면 중 어느 하나에 있어서, 샤프트가 선형 슬라이더를 포함하는 것인 진공 함침 시스템.
측면 7. 상기 측면 중 어느 하나에 있어서, 샤프트에 부착되고, 내부 탱크를 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동시키도록 구성된 액추에이터(actuator)를 추가로 포함하는 진공 함침 시스템.
측면 8. 상기 측면 중 어느 하나에 있어서, 내부 탱크로부터 함침 액체의 공급원까지 연장되는 유체 제어 회로를 추가로 포함하는 진공 함침 시스템.
측면 9. 상기 측면 중 어느 하나에 있어서, 유체 제어 회로가 내부 탱크로부터 리셉터클 내의 유체 포트(port)까지 연장되는 가요성 통로를 포함하는 것인 진공 함침 시스템.
측면 10. 상기 측면 중 어느 하나에 있어서, 유체 제어 회로가 샤프트를 통해 연장되는 통로를 포함하는 것인 진공 함침 시스템.
측면 11. 상기 측면 중 어느 하나에 있어서, 진공 제어 시스템이 진공 펌프와 연통하는 제1 기체 제어 회로, 가압 기체의 공급원과 연통하는 제2 기체 제어 회로, 및 선택적으로 개방가능한 벤트(vent) 중 하나 이상을 포함하는 것인 진공 함침 시스템.
측면 12. 상기 측면 중 어느 하나에 있어서, 내부 탱크가 비-점착성 코팅으로 코팅된 것인 진공 함침 시스템.
측면 13. 상기 측면 중 어느 하나에 있어서, 내부 탱크가 제거가능한 내부 라이너(liner)를 포함하는 것인 진공 함침 시스템.
측면 14. 상기 측면 중 어느 하나에 있어서, 라이너가 재사용가능하거나 일회용인 금속 또는 플라스틱 재료의 라이너인 진공 함침 시스템.
측면 15. 상기 측면 중 어느 하나에 있어서, 내부 탱크가 내부 탱크 내에 위치하는 제거가능한 내부 둘레 밴드를 포함하는 것인 진공 함침 시스템.
측면 16. 상기 측면 중 어느 하나에 있어서, 밴드가 내부 탱크의 내부 표면에 대해 가압되는 편평한 링을 포함하고, 공기/함침제 계면에서 함침 액체로부터 내부 탱크를 격리시키는 것인 진공 함침 시스템.
본 발명의 또 다른 측면 ("측면 17")에 따르면, 하기 단계를 포함하거나, 그로 본질적으로 이루어지거나, 또는 그로 이루어지는 진공 함침 시스템의 작동 방법이 제공된다:
(a) 주위 공기 압력에서 1개 이상의 물품을 진공 탱크 내에 위치시키는 단계;
(b) 단계 (a) 후에, 진공 탱크를 밀봉하는 단계;
(c) 진공 탱크 내부에 위치하고 또한 1개 이상의 물품 아래에 위치한 내부 탱크 내에 일정량의 함침 액체를 제공하는 단계;
(d) 단계 (a) 및 (b) 후에, 진공 탱크 내의 내부 압력을 주위 공기 압력 미만으로 감소시키는 단계;
(e) 단계 (c) 및 (d) 후에, 1개 이상의 물품이 함침 액체에 적어도 부분적으로 침지되도록 내부 탱크를 상승시키는 단계;
(f) 단계 (e) 후에, 진공 탱크 내의 내부 압력을 주위 공기 압력 초과로 증가시키는 단계;
(g) 단계 (f) 후에, 1개 이상의 물품이 내부 탱크 내의 함침 액체에 침지되지 않는 위치로 내부 탱크를 하강시키는 단계;
(h) 단계 (g) 후에, 진공 탱크 내의 내부 압력을 주위 공기 압력으로 감소시키는 단계; 및
(i) 단계 (h) 후에, 진공 탱크를 개봉하고, 1개 이상의 물품을 진공 탱크로부터 제거하는 단계.
측면 18. 상기 측면 중 어느 하나에 있어서, 단계 (c)가 단계 (a) 또는 단계 (b) 전에 및/또는 그와 동시에 수행되는 것인 방법.
측면 19. 상기 측면 중 어느 하나에 있어서, 단계 (c)가 단계 (b) 후에 수행되는 것인 방법.
측면 20. 상기 측면 중 어느 하나에 있어서, 단계 (d)가 단계 (c)를 완료한 후에 수행되는 것인 방법.
측면 21. 상기 측면 중 어느 하나에 있어서, 진공 탱크가 리셉터클 및 제거가능한 뚜껑을 포함하고, 단계 (a)는 1개 이상의 물품을 보유하는 랙을 리셉터클에 부착하는 것을 포함하는 것인 방법.
측면 22. 상기 측면 중 어느 하나에 있어서, 진공 탱크가 리셉터클 및 제거가능한 뚜껑을 포함하고, 단계 (a)는 1개 이상의 물품을 보유하는 랙을 뚜껑에 부착하는 것을 포함하는 것인 방법.
측면 23. 상기 측면 중 어느 하나에 있어서, 단계 (c)가 일정량의 함침 액체를 진공 탱크 외부로부터 가요성 통로를 통해 내부 탱크 내로 펌핑하는 것을 포함하는 것인 방법.
측면 24. 상기 측면 중 어느 하나에 있어서, 내부 탱크가 진공 탱크 하부의 밀봉부를 통해 연장되는 샤프트에 부착되고, 단계 (e)는 샤프트를 상승시키는 것을 포함하고, 단계 (g)는 샤프트를 하강시키는 것을 포함하는 것인 방법.
측면 25. 상기 측면 중 어느 하나에 있어서, 단계 (c)가 일정량의 함침 액체를 진공 탱크 외부로부터 샤프트를 통해 연장되는 통로를 통해 내부 탱크 내로 펌핑하는 것을 포함하는 것인 방법.
측면 26. 상기 측면 중 어느 하나에 있어서, 단계 (i) 후에, 가교 단계 없이 (j) 진공 탱크로부터의 1개 이상의 물품을 건조시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
측면 27. 상기 측면 중 어느 하나에 있어서, 단계 (j)는 함침제 액체를 고체로 전환시키기 위한 공기 건조 또는 가열을 포함하는 것인 방법.
한 실시양태에서, 건식 진공 함침 시스템은, 막혀 있는 하부 및 밀봉가능한 개구부에서 종결되는 상부를 갖는 내압성 외부 탱크 내에 배치된 상부-개방 내부 탱크에 함침 중합체가 담기는 탱크-내-탱크 구조를 포함한다. 내부 탱크는 외부 탱크의 상부 아래에 배치되고, 함침될 부품이 밀봉가능한 개구부를 통해 그에 도입된다. 함침 중합체를 용기에서 용기로 이동시키는 대신에, 중합체가 담긴 내부 탱크가 외부 탱크 내에서 이동가능하게 배치되고, 사용 시 내부 탱크는 부품이 함침 중합체에 잠길 때까지 상향 이동하여 코팅될 부품을 둘러싼다. 이러한 방식으로, 저장고 탱크와 진공 함침 탱크 사이의 중합체의 난류에 의해 발생하는 함침 중합체의 거품형성 및 진공 하에서 탱크 내로 중합체를 도입함으로써 유발되는 과도한 거품형성이 크게 감소한다.
내부 탱크가 구역의 하부에 중합체 용액을 함유한 상태로, 밀봉될 부품은 바람직하게는 호이스트(hoist) 등에 의해 외부 탱크 내로 하강되고, 부품은 중합체 액체 위에, 전형적으로 랙 또는 기타 지지체 상에서 현수된다. 이어서 외부 탱크 상부를 폐쇄하고, 내압성 외부 탱크를 밀봉하고, 진공을 적용하여 부품의 세공/갭을 포함하여 진공 함침 시스템의 내압성 외부 탱크 내로부터 공기를 배기시킨다. 이어서 내부 탱크를 위로 이동시켜 부품을 중합체 용액에 침지시키고, 중합체 액체를 갭 및 세공 내로 이동시키기 위해 진공을 해제한다. 이어서 외부 탱크는 대기압 초과로 가압되고, 이는 추가의 농후한 중합체를 부품의 세공/갭 내로 밀어 넣는다. 선택된 시간, 약 30초 내지 300초 후에, 압력을 해제하고 대기압으로 복귀시키고, 내부 탱크를 하강시키면, 과량의 중합체는 부품의 외부 표면에서 적하되어 다시 내부 탱크 내로 들어간다. 랙을 상승시키고, 임의로 과량의 중합체를 위한 캐치 트레이(catch tray)를 랙 아래에 배치하고, 이어서 랙을 꺼내어, 부품 표면 상의 과량의 중합체가 제거되는 세정 스테이션으로, 그리고 그곳에서부터 중합체가 건조되도록 하는 건조 스테이션으로 이동시키고, 이는 점성 중합체 액체를, 임의로 엘라스토머 특성을 갖는 고체 형태로 전환시킴으로써 물품의 세공 및 갭을 밀봉한다.
특히, 건식 진공이 사용되는 경우, 진공 함침 용기는 습식 진공 공정의 수두압 문제에 대응하기 위한 다수의 얕은 탱크가 차지하는 큰 공간을 가질 필요가 없다. 따라서, 밀봉 품질에 부정적인 영향을 미치지 않으면서, 보다 작은 직경의 보다 깊은 탱크가 사용될 수 있다.
도 1은 예시적인 진공 함침 시스템의 개략도이다.
도 2는 제1 작동 상태에서의 도 1의 실시양태를 도시한다.
도 3은 제1 작동 상태에서의 예시적인 함침 시스템의 대안적인 실시양태를 도시한다.
도 4는 제2 작동 상태에서의 도 1의 실시양태를 도시한다.
도 5는 제3 작동 상태에서의 도 1의 실시양태를 도시한다.
도 6은 진공 함침 시스템을 작동시키기 위한 예시적인 방법을 도시한다.
도면에서, 동일한 참조 번호는 동일한 특징부를 나타낸다.
도 2는 제1 작동 상태에서의 도 1의 실시양태를 도시한다.
도 3은 제1 작동 상태에서의 예시적인 함침 시스템의 대안적인 실시양태를 도시한다.
도 4는 제2 작동 상태에서의 도 1의 실시양태를 도시한다.
도 5는 제3 작동 상태에서의 도 1의 실시양태를 도시한다.
도 6은 진공 함침 시스템을 작동시키기 위한 예시적인 방법을 도시한다.
도면에서, 동일한 참조 번호는 동일한 특징부를 나타낸다.
본원에 기재된 실시양태는 진공 함침 시스템 및 진공 함침 시스템의 작동 방법에 관한 것이다. 본원에 논의된 실시양태는 예시적이고, 다른 실시양태들이 본원에 기재된 다양한 상이한 측면 또는 특징의 조합을 포괄할 수 있는 것으로 이해될 것이다.
도 1은 진공 함침 시스템(100)의 제1 예시적 실시양태를 도시한다. 시스템(100)은 리셉터클(102) 및 뚜껑(104)에 의해 형성된 진공 탱크를 포함한다. 리셉터클(102)은 진공 탱크의 하부로서 구성되고, 일반적으로 유체 밀폐된다. 뚜껑(104)은 진공 탱크의 상부로서 구성되고, 또한 일반적으로 유체 밀폐된다. 리셉터클(102)은 그의 상단부에서 상향 개구부(106)에서 종결되고, 뚜껑(104)은 유사- 형상의 하향 개구부(108)를 갖는다. 뚜껑(104)은 리셉터클(102)에 고정되어 일반적으로 유체 및 압력 밀폐된 진공 챔버(112)를 형성할 수 있다. 1개 또는 양 개구부(106, 108)는 O-링(110) 또는 다른 밀봉부(들)에 의해 둘러싸이거나 또는 그를 포함할 수 있고, 이는 일반적으로 유체 밀폐된 인클로저의 형성을 보조하기 위해, 반경방향-연장되는 플랜지(flange) 상에 제공될 수 있다. 본원에 사용된 "일반적으로 유체 밀폐된"은 모든 작동 통로 및 개구부가 폐쇄될 때, 어떠한 기체 또는 액체도 구조를 통과할 수 없거나, 또는 시스템의 작동에 영향을 미치지 않는 매우 적은 양의 기체 또는 액체만이 구조를 통과할 수 있음을 의미한다.
리셉터클(102) 및 뚜껑(104)은 바람직하게는 돔형, 반구형, 토리구형 또는 반-타원형 헤드에서 종결되는 원통형 측벽을 갖는 통상적인 압력 용기의 형상으로 형성될 수 있다. 그러나, 리셉터클(102) 및 뚜껑(104)은 전체로서 구형 형상, 또는 기타 형상을 형성할 수 있다. 진공 탱크는 원하는 작동 압력 및 진공을 수용할 뿐만 아니라 예상 작동 온도를 견디도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 진공 탱크는 10 mm Hg의 진공 내지 20 기압의 양압, 또는 보다 바람직하게는 20 mm Hg의 진공 내지 10 기압의 양압 범위의 내부 압력에서 작동하도록 정격화될 수 있다. 진공 탱크는 또한 5℃ 내지 200℃, 보다 바람직하게는 15℃ 내지 100℃에서 작동하도록 정격화될 수 있다.
시스템(100)은 또한, 진공 챔버 내에 고정되거나 또는 진공 챔버 내에 제거가능하게 지지되어 진공 챔버(112) 내의 진공 탱크 내에 위치하도록 구성된 랙(114) (또는 다수의 랙들)을 포함한다. 랙(114) 또는 랙들은 리셉터클(102) 및 뚜껑(104) 중 하나 또는 모두에 고정될 수 있다. 랙(114)은 바람직하게는 진공 탱크 내에 제거가능하게 지지되고/지지되거나 고정된다. 예를 들어, 리셉터클(102)은 리셉터클의 내벽 표면(118)으로부터 반경방향-내측으로 연장되는 내부 립(lip)(116)을 포함할 수 있고, 내부 립(116)과 맞물리고 랙(114)을 진공 챔버(112) 내의 미리 결정된 수직 위치에 유지하기 위해, 랙(114)은 랙(114)으로부터 반경방향 외측으로 연장되는 외부 립(120)을 포함할 수 있다. 다른 실시양태는 랙(114)을 리셉터클(102) 또는 뚜껑(104)에 고정하기 위해 후크 등과 같은 다른 기구를 사용할 수 있다.
연결 기구는 진공 챔버(112)로부터 랙(114)의 자동화된 설치 및 제거를 위해 구성될 수 있다. 예를 들어, 내부 및 외부 립(116, 120)은 랙(114)을 수직 방향으로 지지하지만, 로딩 장비 (예를 들어, 크레인 또는 천장 호이스트)의 작동 시 부정확성을 감안하여 어느 정도의 반경방향 및 회전 이동을 허용하도록 구성될 수 있다. 원한다면, 랙(114)이 적소에 있을 때 랙(114)의 임의의 이동을 방지하기 위해 랙의 위치를 모든 방향으로 고정하기 위한 기구, 예컨대 볼트 또는 클램프가 제공될 수 있다. 다른 대안 및 변형은 본 개시내용에 비추어 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.
다른 실시양태에서, 랙(114)은 리셉터클(102) 또는 뚜껑(104)에 영구적으로 부착될 수 있다. 예를 들어, 랙(114)은 적소에 용접되거나, 정상 작동 및 세정 절차 중에 랙의 제거를 허용하도록 의도되지 않는 체결구에 의해 고정될 수 있다. 이 경우에, 하기에 추가로 기재되는 바와 같이, 함침 및 임의로 이동을 위해 제거가능한 홀더, 지지체, 바스켓 등이 랙에 부품을 위치시키는 데 사용될 수 있다.
랙(114)은 또한 진공 함침될 1개 이상의 물품을 보유하고, 함침 액체가 물품과 접촉할 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 랙(114)은 하부로부터 물품을 지지하는 메시(mesh) 바스켓 또는 일련의 포개진 메시 바스켓, 또는 물품 내의 상응하는 개구부를 보유할 수 있는 1개 이상의 후크를 포함할 수 있다. 랙(114)은 또한 랙(114)이 함침 액체 중에 침지되지 않고 물품 또는 물품들을 현수하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 각각의 물품은 플라스틱 재료의 스트랜드(strand) 또는 루프(loop)와 같은 중간 일회용 커넥터에 의해 랙(114)으로부터 현수될 수 있다. 다른 대안 및 변형은 본 개시내용에 비추어 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.
시스템(100)은 내부 탱크(122)를 추가로 포함하며, 이는 일반적으로 일정량의 함침 액체를 보유할 수 있도록 하단부에서 폐쇄되지만, 랙(114) 및/또는 랙에 의해 보유되거나 그로부터 현수된 물품을 수용하도록 치수설정되고 형상화된 개방 상부(124)를 갖는다. 예를 들어, 내부 탱크(122)는 리셉터클의 내벽 표면(118)의 인접 부분보다 직경이 약간 더 작은 원통형 챔버를 포함할 수 있다. 내부 탱크(122)는 소위 비-점착성 물질, 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE)의 코팅을 가질 수 있고/있거나, 제거가능한 내부 라이너(122'), 예컨대 재사용가능하거나 일회용인 금속 또는 플라스틱 재료의 라이너를 포함할 수 있으며, 이는 내부 탱크(122)의 주기적인 세정을 용이하게 하고, 내부 탱크(122) 및 리셉터클(102)의 제작을 위해 덜 값비싼 물질의 선택을 가능하게 할 것으로 기대된다. 예를 들어, 부식성일 수 있는 중합체 함침 액체와 직접 접촉하지 않는 표면의 경우, 스테인레스강은 본 발명의 목적을 방해하지 않는, 탄소강과 같이 보다 낮은 등급의 강철, 알루미늄 또는 다른 적합한 금속으로 대체될 수 있다.
내부 탱크(122)는, 랙에 의해 보유된 물품이 탱크 내의 함침 액체 중에 침지되지 않는 제1 위치와 물품이 함침 액체 중에 적어도 부분적으로 (바람직하게는 완전히) 침지되는 제2 위치 사이에서 수직으로 이동할 수 있도록, 리셉터클(102)에 이동가능하게 장착된다. 내부 탱크(122)의 작동은 하기에 보다 상세히 기재된다.
내부 탱크(122)는 임의의 적합한 기구를 사용하여 리셉터클(102)에 이동가능하게 장착될 수 있다. 도시된 예에서, 내부 탱크(122)는 리셉터클(102) 하부의 밀봉부(128)를 통해 연장되는 샤프트(126) 상에 장착된다. 샤프트(126) 및 밀봉부(128)는 압력-밀폐 또는 내압성 밀봉을 제공하기 위해 임의의 적합한 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 샤프트(126)는 리셉터클(102)의 하부를 통하는 개구부를 통해 연장되는 연마된 스테인리스강 실린더를 포함할 수 있고, 여기서 하나 이상의 기계식 또는 글랜드(gland) 밀봉부가 개구부 내에 장착되고 반경방향 연장되어 샤프트(126)와 접촉함으로써 슬라이딩 밀봉부(128)를 형성한다. 밀봉부(128)는 유압 밀봉의 기술 분야에 공지된 바와 같이, 와이퍼, 밀봉 립, 압축 링, O-링, V-링, 웨지, 패킹 재료 등의 임의의 적합한 배열을 포함할 수 있다. 이 경우, 샤프트(126)는 반드시 샤프트의 축을 중심으로 회전할 필요는 없고, 샤프트(126)의 길이를 따라서 축방향으로 이동하는 선형 슬라이더이다. 다른 경우에, 샤프트(126)는 리셉터클(102)의 하부 내의 내부 나사산과 맞물리는 리드 스크류를 포함하거나, 다른 구성을 가질 수 있다.
액추에이터(130)는 샤프트(126)에 부착되고, 내부 탱크(122)를 제1 (하강) 위치와 제2 (상승) 위치 사이에서 이동시키도록 구성된다. 도시된 예에서, 액추에이터(130)는 유압 또는 공기압 피스톤(132) 및 실린더(134) 조립체를 포함하며, 이는 관련 기술분야에 공지된 바와 같이, 실린더 챔버를 가압함으로써 추진력을 발생시킨다. 이 경우, 피스톤(132)은 강성 커넥터(136)에 의해 샤프트(126)에 부착된다. 따라서, 액추에이터(130)의 작동은 피스톤(132)을 상향 이동시킴으로써, 내부 탱크(122)를 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시킨다. 이러한 구성이 다양한 방식으로 변형될 수 있음이 쉽게 이해될 것이다. 예를 들어, 피스톤(132)은 적소에 고정되고, 실린더(134)는 샤프트(126)에 연결될 수 있다. 또 다른 예로서, 샤프트(126)는 상응하는 유압 또는 공기압 실린더에 직접적으로 끼워맞춤되는 피스톤으로서 형상화될 수 있다. 다른 예로서, 커넥터(136)는 피스톤(132)의 운동을 샤프트(126)의 운동으로 전환하기 위해, 예컨대 체인 및 스프로켓(sprocket), 벨트 및 도르래, 기어, 변속기, 레버, 링키지(linkage) 등과 같은 1개 이상의 기구를 포함할 수 있다. 또한 액추에이터(130)는 대안적으로 전기 모터, 또는 임의의 다른 동력 운동의 공급원을 포함할 수 있음이 이해될 것이다. 액추에이터(130) 및 샤프트(126)에 대한 그의 연결의 특정 성질은 본 발명에 중요하지 않으며, 본 개시내용에 비추어 많은 변형이 이해될 것이다.
진공 함침 시스템(100)은 또한 내부 탱크(122)에 함침 액체를 제공하도록 구성된 유체 제어 회로(138)를 포함한다. 유체 제어 회로(138)는 내부 탱크(122)로 (또한 임의로 이로부터) 함침 액체를 운반하기 위한 밸브, 통로 및/또는 펌프의 임의의 적합한 배열을 포함한다. 예를 들어, 유체 제어 회로(138)는 함침 액체 공급원(144) (예를 들어, 탱크 또는 공급 통로)에 연속하여 유체 연결된 펌프(140) 및 함침 액체 밸브(142)를 포함할 수 있다.
유체 제어 회로(138)는 다양한 배열의 유체 통로에 의해 내부 탱크(122)로 연결될 수 있다. 도 1의 예에서, 가요성 통로(146)는 내부 탱크(122)로부터 리셉터클(102)을 통과하는 유체 포트(148)로 연장된다. 유체 포트(148)는 압력 용기 설계의 기술 분야에 공지된 바와 같은, 관부속품 (예를 들어, 나선형 커넥터를 갖거나 갖지 않는 파이프 등)의 임의의 적합한 배열일 수 있다. 가요성 통로(146)는 가요성 호스(hose) 등을 포함할 수 있고, 내부 탱크(122)의 이동을 방해하거나 호스를 막지 않으면서 내부 탱크(122)가 제1 및 제2 위치 사이에서 이동할 수 있도록 치수설정되며, 또한 바람직하게는 다른 부품과의 반복된 접촉으로부터의 손상을 방지하기 위해 내마모성이다. 강철-편조된 압력-정격 호스 또는 다른 적합한 호스가 이러한 목적을 위해 사용될 수 있지만, 본 개시내용에 비추어 다른 대안이 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.
또한 도 1에 도시된 바와 같이, 유체 제어 회로(138)는 대안적으로 샤프트(126)를 통해 연장되는 통로(150)에 의해 내부 탱크(122)에 연결될 수 있다. 이로써 탱크 환경 내에 가요성 통로(146)를 제공할 필요성은 없어지지만, 샤프트 통로(150)를 유체 제어 회로(138)의 다른 부분에 연결하기 위해 가요성 통로(152)를 필요로 할 수 있다.
함침 액체를 내부 탱크(122)로 전달하기 위해 가요성 통로(146) 또는 샤프트(150)를 사용하는 두 실시양태는 모두 배액하거나 역류 방향으로 펌핑함으로써 내부 탱크(122)로부터 함침 액체를 선택적으로 제거하기 위한 옵션을 제공한다. 이는 추후 사용을 위해 함침 액체를 저장소로 복귀시키거나, 세정을 위해 내부 탱크(122)를 준비하거나, 또는 다른 이점을 제공하는 데 유리할 수 있다.
그럼에도 불구하고, 다른 실시양태에서, 유체 제어 회로(138)는 함침 액체를 내부 탱크(122)로만 전달할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 유체 제어 회로(138)는 내부 탱크(122)의 개방 상부(124)를 통해 함침 액체를 전달할 수 있다. 하나의 그러한 실시양태에서, 유체 제어 회로(138)는 내부 탱크(122)가 제1 위치에 있을 때의 개방 상부(124)보다 위의 위치에서 리셉터클(102)의 내벽 표면(118)에 부착된 배출구 노즐을 포함할 수 있다. 이 경우, 함침 액체는 노즐을 통해 펌핑되어 내부 탱크(122) 내로 부어지거나 분무될 수 있지만, 역류에 의해 제거될 수 없다. 유체 제어 회로(138)는 또한 뚜껑(104)이 부착되기 전에 리셉터클(102)의 상단부(106)를 통해 내부 탱크(122) 내로 함침 액체를 붓도록 구성될 수 있다. 다른 대안 및 변형은 본 개시내용에 비추어 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.
또한 일부 실시양태에서 다수의 내부 탱크(122)가 사용될 수 있는 것으로 고려된다. 이러한 다수의 탱크(122)는 상이한 함침 액체를 사용하여 몇몇 물품의 진공 함침을 수행하거나, 또는 단일 내부 탱크(122)의 전체 부피가 충전될 필요 없이 더 작은 물품 배치의 진공 함침을 수행하는 데 유용할 수 있다. 다수의 내부 탱크(122)는 함께 이동가능하거나 (예를 들어, 동일한 샤프트(126)에 부착되거나 단일 통합 구조의 별개의 하위분할부로서 제공됨), 또는 개별적으로 이동가능할 수 있다 (예를 들어, 별개의 샤프트 상에 장착되고 별개의 작동 시스템을 가짐).
또한 내부 탱크(122)는, 예컨대 리셉터클 내로의 인원의 진입 없이 그의 세정을 위해, 또한 교체 탱크를 사용한 지속적인 부품 가공을 용이하게 하기 위해 제거가능할 수 있다. 내부 탱크(122)는 또한 상이한 물품 또는 물품의 조합을 진공 함침시키기 위해, 상이한 치수를 갖거나 상이한 수준으로 충전되는 탱크로 교체가능할 수 있다.
내부 탱크(122)에는 함침 액체의 표면, 예를 들어 공기/함침제 계면의 주위에, 내부 탱크 내에 위치한 제거가능한 내부 둘레 밴드가 장착될 수 있다. 밴드는 내부 탱크(122)의 내부 표면에 대해 가압되는 편평한 링을 형성하고, 또한 예를 들어 스프링-로딩된 금속 링일 수 있다. 밴드는 공기/함침제 계면에서 내부 탱크를 함침 액체로부터 격리시키고, 가공 동안 밴드의 표면 상에서 생성된 중합체 침착물을 수집함으로써 침착물의 쉬운 제거를 용이하게 할 수 있다. 이러한 특징부는 라이너(122') 대신에 또는 그와 조합하여 사용될 수 있다.
진공 함침 시스템(100)은 또한 진공 챔버(112) 내부의 기체 압력을 제어하기 위해 작동되는 진공 제어 시스템을 포함한다. 예를 들어, 진공 제어 시스템은 진공 챔버(112) 내부의 기체 압력을 진공 탱크 외부의 주위 압력 미만으로 감소시키는 데 사용되는 제1 기체 제어 회로(154), 진공 챔버(112) 내부의 기체 압력을 진공 탱크 외부의 주위 압력 초과로 증가시키는 데 사용되는 제2 기체 제어 회로(156), 및 진공 챔버(112) 내부의 압력을 진공 탱크 외부의 주위 압력과 동일하게 하는 데 사용되는 제3 기체 제어 회로(158)를 포함할 수 있다.
기체 제어 회로(154, 156, 158)는 원하는 기능을 제공하기 위한 임의의 적합한 장비 배열을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도시된 실시양태에서, 제1 기체 제어 회로(154)는 진공 탱크를 진공 펌프(162)에 연결하는 제1 밸브(160)를 포함할 수 있고, 제2 기체 제어 회로(156)는 진공 탱크를 압축기(166)에 연결하는 제2 밸브(164)를 포함할 수 있고, 제3 기체 제어 회로는 진공 탱크를 주위 공기에 연결하는 제3 밸브(168)를 포함할 수 있다. 진공 제어 시스템의 구성요소는 또한 다른 디바이스, 예컨대 필터, 액체 트랩, 게이지(gauge) 등을 포함할 수 있다. 임의의 자동화 또는 수동-작동 제어 시스템이 진공 제어 시스템의 구성요소를 작동시키는 데 사용될 수 있다. 다른 대안 및 변형은 본 개시내용에 비추어 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.
진공 함침 시스템(100)은 또한 바람직하게는 액체 배출 회로(170), 예컨대 함침 액체, 응축액, 및 임의의 다른 액체를 진공 탱크의 하부로부터 배액하도록 구성된 액체 배출 밸브(172)를 포함한다.
밸브, 진공 펌프, 압축기 등의 선택 및 사용은 진공 함침 시스템의 관련 기술분야에 공지되어 있고, 본원에서 추가로 상세히 논의될 필요가 없다.
진공 함침 시스템(100) 및 다른 실시양태를 작동시키기 위한 예시적인 방법이 도 2 내지 6에 도시된다. 예시적인 공정은 밀봉될 물품(200)을 랙(114) 상에 로딩하고 (단계 (600)), 랙(114)을 리셉터클(102) 또는 뚜껑(104) 상에 로딩하고 (단계 (602)), 또한 뚜껑(104)을 리셉터클(102)에 고정시켜 진공 탱크를 밀봉함으로써 (단계 (604)) 시작된다. 단계 (600) 및 (602)는 임의의 순서로 수행될 수 있다 (즉, 물품(200)은 랙(114)이 리셉터클(102) 또는 뚜껑(104)에 고정되기 전 또는 후에 랙(114)에 로딩될 수 있음). 도 2는 랙(114)이 리셉터클(102)에 고정되기 전에 물품이 랙(114)에 고정되는 것을 도시한다. 도 3은 대안적인 실시양태로서 랙(114)이 뚜껑(104)에 고정되는 것을 도시한다. 랙(114)이 진공 탱크에 영구적으로 부착되는 경우, 단계 (602)는 초기 설정으로 충족된다. 도 4는 랙(114)이 진공 탱크에 고정되고, 뚜껑(104)이 리셉터클(102)에 고정되어 밀봉된 진공 챔버(112)를 형성하는 것을 도시한다.
단계 (606)에서, 내부 탱크(122)는 함침 액체(202)로 원하는 수준으로 충전된다. 단계 (606)은 뚜껑(104)이 리셉터클(102)에 밀봉되기 전 또는 후에 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 2는 랙(114)의 로딩 동안 낮은 수준의 함침 액체(202)를 도시하고 (또는 완전히 부재할 수 있음), 함침 액체(202)는 뚜껑(104)이 리셉터클(102)에 밀봉될 때까지 이 수준에서 유지될 수 있다. 대조적으로, 도 3은 뚜껑(104)을 리셉터클(102)에 밀봉하기 전에 작업 수준으로 충전된 함침액(202)을 도시한다.
단계 (608)은 뚜껑(104)을 리셉터클(102)에 밀봉한 후에 수행된다. 단계 (608)에서, 예컨대 제1 기체 제어 회로(154)를 작동시켜 주위 공기를 진공 챔버(112) 밖으로 펌핑함으로써, 진공 챔버(112)에서 진공이 생성된다. 원한다면, 공정을 방해할 수 있는 주위 공기 중의 기체를 제거하는 것을 돕기 위해, 단계 (608) 전에 하나 이상의 퍼징(purge) 단계가 수행될 수 있다. 예를 들어, 단계 (608)을 수행하기 전에 주위 공기를 대체하기 위해 질소가 진공 챔버(112) 내로 펌핑될 수 있다.
단계 (608)은 바람직하게는 단계 (606)에서 내부 탱크(122)가 함침 액체로 충전된 후에 수행된다. 이는 액체가 진공 환경 내로 도입되는 경우 일어날 수 있는 함침 액체(20)의 거품형성을 방지하는 것을 돕고, 또한 진공 탱크의 보다 쉽고/쉽거나, 보다 안전하고/안전하거나 덜 빈번한 세정을 용이하게 함으로써 상당한 개선을 제공한다. 그러나, 함침 액체(202)를 내부 탱크(122)의 경계 내로 도입함으로써, 거품형성과 관련된 문제점이 적어도 어느 정도 내부 탱크(122)로 격리될 수 있다는 것이 고려된다. 이 경우, 모든 세정 공정의 대부분은 내부 탱크(122)를 세정하는 것에 관한 것이고, 이 공정은 내부 탱크(122)를 제거가능하게 만들거나 (예를 들어, 이를 너트(174) 또는 기타 체결구(들)에 의해 샤프트(126)에 장착하여), 또는 제거가능한 라이너(122')를 내부 탱크(122)에 제공함으로써 용이해질 수 있다. 따라서, 실시양태는 임의로 단계 (606)에서 함침 액체를 도입하기 전에 또는 그와 동시에 진공 생성 단계 (608)을 수행할 수 있다.
다음으로, 단계 (610)에서, 내부 탱크(122)는 진공 함침될 물품(200)이 함침 액체(202)에 침지될 때까지 액추에이터(130)를 작동시킴으로써 상승된다. 물품(200)은 완전히 침지될 수 있거나, 또는 전체 물품(200)에 함침이 필요하지 않은 경우에 단지 원하는 정도로 침지될 수 있다. 침지 시, 함침 액체는 물품 및 충전될 세공 및 갭을 둘러싸고, 이러한 세공 및 갭에 어느 정도 진입할 수 있다.
단계 (608) 후에 단계 (610)을 수행하는 것은 이를 건식 진공 함침 공정으로 만든다 (즉, 물품(200)을 침지시키기 전에 진공이 생성됨). 이는 진공 챔버(112) 내의 상이한 위치에서 물품의 일관성 없는 함침을 감소시키거나 제거할 것으로 기대되는데, 그 이유는 세공에서의 진공의 생성이 침지 액체에 의해 발생한 수두압과 경쟁하지 않기 때문이다. 이는 진공 탱크를 수직 방향으로 비교적 대형화할 수 있게 하므로, 가공 장비에서 주어진 자본 투자에 대해 보다 큰 가공 부피를 야기한다.
물품(200)이 침지된 상태로, 공정은 단계 (612)로 이동하며, 여기서 제2 기체 제어 회로(156)가 진공 챔버(112) 내부 압력을 대기압 수준 위로 상승시키도록 작동된다. 폐쇄된 리셉터클 내의 압력을 상승시키는 것은 함침 액체를 배기된 세공 및 갭 내로 밀어 넣어 개선된 밀봉을 제공한다.
다음으로, 단계 (614)에서, 함침 액체가 랙(114) 상의 최하위 물품(200)보다 아래에 있게 될 때까지 내부 탱크(122)를 하강시키도록 액추에이터(130)를 작동시킴으로써 함침 액체로부터 물품(200)을 제거한다. 이 단계 동안 및 후에, 물품(200) 상의 잔류 함침 액체(202)는 물품(200)으로부터 내부 탱크(122)로 배액되어 재사용되거나 재순환될 수 있다.
마지막으로, 단계 (616) 및 (618)에서, 진공 챔버(112)는 제3 기체 제어 회로(158)를 작동시킴으로써 배기되고, 물품(200)은 제거된다.
상기 공정 단계의 일부 또는 전부가 다양한 작동 파라미터에 따라 수행될 수 있음이 이해될 것이다. 이러한 파라미터의 예는 하기를 포함한다: 단계 (608)에서 생성된 진공의 크기, 단계 (612)에서 발생된 압력의 크기, 단계 (610)에서의 침지 기간, 단계 (616)에서 탱크를 배기하기 전의 대기 시간 등. 또한, 물품(200), 진공 챔버(112) 내의 분위기, 및 함침 액체(202) 모두의 온도가 조정될 수 있다. 이러한 변수들에 대한 정밀한 목적 값 또는 범위는 일상적인 실험으로 결정될 수 있다.
실시양태는 비교적 점성의 함침 액체와 함께 사용하는 경우에 특히 유용할 것으로 예상되며, 함침 액체는 물품이 유지를 위해 해체를 필요로 할 수 있는 조립체인지에 따라 더 많거나 더 적은 접착 성질을 갖도록 선택될 수 있다. 바람직하게는, 함침 액체는 금속 및 플라스틱 둘 다를 포함하는, 조립체를 구성하는 매우 다양한 물질들과 밀봉 물질 사이에 내구성 밀봉이 형성됨과 함께, 균일하고 일관된 밀봉 형성을 제공하도록 선택된다. 함침 액체는 또한 바람직하게는 용매, 바람직하게는 물 중에 용해되거나 분산된 불활성 중합체로서 제공되며, 이는 별도의 경화 단계의 필요성을 제거하고, 밀봉을 마무리하기 위해 단지 잔류 담체 또는 용매, 가장 바람직하게는 물의 증발을 필요로 한다. 불활성 중합체는 중합체 분야의 통상의 기술자에 의해, 중합체에 특정한 화학 반응성을 부여하는 충분한 관능기가 결여된 중합체를 의미하는 것으로 이해될 것이다. 적합한 불활성 중합체는 비-제한적 예로서 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 알콜, 폴리우레탄, 폴리비닐 아세테이트 등을 포함할 수 있다. 함침 액체는 임의로 접착제 및 실란트의 제제화에 사용되는 것으로 공지된 첨가제, 예컨대 레올로지 보조제, 습윤제, 노화방지제, 안정화제, 생물억제제 및/또는 착색 안료를 포함할 수 있다. 일반적으로, 농후한 함침 중합체 물질은 중합체 (50-5000 센티포아즈) 용액의 비-뉴턴 거동에 따라 약 50 Pa.s 내지 5000 mPa.s 이상의 범위의 점도를 갖는다.
실시양태는 금속 및 플라스틱 부품을 둘 다 갖는 물품을 포함하는 다양한 물품에서의 세공 및 갭을 밀봉하도록 구성될 수 있다. 예시적인 물품은 전기통신 장비 (예를 들어, 라디오, 휴대폰 등); 오디오 장비 (예를 들어, 헤드폰, 스피커, 마이크로폰); 및 기타 전자 장비, 예컨대 컴퓨터, 프로세싱 유닛, 전자 제어기, 와이어링 하니스(wiring harness), 전기 커넥터 등을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
이전에 언급된 바와 같이, 본 발명이 구체적인 실시양태를 참조로 본원에 예시되고 기재되었지만, 본 발명은 제시된 세부사항에 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 오히려, 청구범위 등가물의 범주 및 범위 내에서, 그리고 본 발명으로부터 벗어나지 않으면서 세부사항에서 다양한 변형이 이루어질 수 있다.
본 명세서 내에서, 실시양태는 명확하고 간결한 명세서가 기재될 수 있는 방식으로 기재되었지만, 본 발명으로부터 벗어나지 않으면서 실시양태들이 다양하게 조합되거나 분리될 수 있는 것으로 의도되고 또한 이해될 것이다. 예를 들어, 본원에 기재된 모든 바람직한 특징들은 본원에 기재된 본 발명의 모든 측면에 적용가능하다는 것이 이해될 것이다.
본 발명의 바람직한 실시양태가 본원에 제시되고 기재되었지만, 이러한 실시양태는 단지 예로서 제공되는 것으로 이해될 것이다. 본 발명의 취지를 벗어나지 않으면서 다수의 변동, 변화 및 치환이 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 일어날 것이다. 따라서, 첨부된 청구범위는 본 발명의 취지 및 범주 내에 속하는 모든 이러한 변형들을 포함하는 것으로 의도된다.
Claims (27)
- 리셉터클(receptacle) 및 제거가능한 뚜껑을 포함하는 진공 탱크로서, 뚜껑이 리셉터클 상에 있을 때 상기 리셉터클 및 뚜껑은 일반적으로 밀폐된 진공 챔버를 형성하는 것인 진공 탱크;
진공 챔버 내부에 고정되거나 제거가능하게 지지되고, 그 위에 1개 이상의 물품을 보유하도록 구성된 랙(rack);
리셉터클에 이동가능하게 장착되고 그 안에 일정량의 함침 액체를 보유하도록 구성된 내부 탱크로서, 1개 이상의 물품이 함침 액체 중에 침지되지 않는 제1 위치와 1개 이상의 물품이 함침 액체 중에 적어도 부분적으로 침지되는 제2 위치 사이에서 수직 방향으로 이동가능한 내부 탱크; 및
뚜껑이 리셉터클 상에 있을 때 진공 챔버와 유체 연통하는 하나 이상의 기체 제어 회로를 포함하는 진공 및 압력 제어 시스템
을 포함하는 진공 함침 시스템. - 제1항에 있어서, 랙이 적어도 하나의 부착부에 의해 진공 챔버 내부에 제거가능하게 지지된 것인 진공 함침 시스템.
- 제1항에 있어서, 랙이 뚜껑 또는 리셉터클에 고정된 것인 진공 함침 시스템.
- 제1항에 있어서, 내부 탱크가 리셉터클 하부의 밀봉부를 통해 연장되는 샤프트(shaft) 상에 장착된 것인 진공 함침 시스템.
- 제4항에 있어서, 내부 탱크가 샤프트 상에 제거가능하게 장착된 것인 진공 함침 시스템.
- 제4항에 있어서, 샤프트가 선형 슬라이더를 포함하는 것인 진공 함침 시스템.
- 제6항에 있어서, 샤프트에 부착되고, 내부 탱크를 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동시키도록 구성된 액추에이터(actuator)를 추가로 포함하는 진공 함침 시스템.
- 제7항에 있어서, 내부 탱크로부터 함침 액체의 공급원까지 연장되는 유체 제어 회로를 추가로 포함하는 진공 함침 시스템.
- 제8항에 있어서, 유체 제어 회로가 내부 탱크로부터 리셉터클 내의 유체 포트(port)까지 연장되는 가요성 통로를 포함하는 것인 진공 함침 시스템.
- 제8항에 있어서, 유체 제어 회로가 샤프트를 통해 연장되는 통로를 포함하는 것인 진공 함침 시스템.
- 제1항에 있어서, 진공 제어 시스템이 진공 펌프와 연통하는 제1 기체 제어 회로, 가압 기체의 공급원과 연통하는 제2 기체 제어 회로, 및 선택적으로 개방가능한 벤트(vent) 중 하나 이상을 포함하는 것인 진공 함침 시스템.
- 제1항에 있어서, 내부 탱크가 비-점착성 코팅으로 코팅된 것인 진공 함침 시스템.
- 제1항에 있어서, 내부 탱크가 제거가능한 내부 라이너(liner)를 포함하는 것인 진공 함침 시스템.
- 제1항에 있어서, 라이너가 재사용가능하거나 일회용인 금속 또는 플라스틱 재료의 라이너인 진공 함침 시스템.
- 제1항에 있어서, 내부 탱크가 내부 탱크 내에 위치하는 제거가능한 내부 둘레 밴드를 포함하는 것인 진공 함침 시스템.
- 제1항에 있어서, 밴드가 내부 탱크의 내부 표면에 대해 가압되는 편평한 링을 포함하고, 공기/함침제 계면에서 함침 액체로부터 내부 탱크를 격리시키는 것인 진공 함침 시스템.
- 하기를 포함하는 진공 함침 시스템의 작동 방법:
(a) 주위 공기 압력에서 1개 이상의 물품을 진공 탱크 내에 위치시키는 단계;
(b) 단계 (a) 후에, 진공 탱크를 밀봉하는 단계;
(c) 진공 탱크 내부에 위치하고 또한 1개 이상의 물품 아래에 위치한 내부 탱크 내에 일정량의 함침 액체를 제공하는 단계;
(d) 단계 (a) 및 (b) 후에, 진공 탱크 내의 내부 압력을 주위 공기 압력 미만으로 감소시키는 단계;
(e) 단계 (c) 및 (d) 후에, 1개 이상의 물품이 함침 액체에 적어도 부분적으로 침지되도록 내부 탱크를 상승시키는 단계;
(f) 단계 (e) 후에, 진공 탱크 내의 내부 압력을 주위 공기 압력 초과로 증가시키는 단계;
(g) 단계 (f) 후에, 1개 이상의 물품이 내부 탱크 내의 함침 액체에 침지되지 않는 위치로 내부 탱크를 하강시키는 단계;
(h) 단계 (g) 후에, 진공 탱크 내의 내부 압력을 주위 공기 압력으로 감소시키는 단계; 및
(i) 단계 (h) 후에, 진공 탱크를 개봉하고, 1개 이상의 물품을 진공 탱크로부터 제거하는 단계. - 제17항에 있어서, 단계 (c)가 단계 (a) 또는 단계 (b) 전에 및/또는 그와 동시에 수행되는 것인 방법.
- 제17항에 있어서, 단계 (c)가 단계 (b) 후에 수행되는 것인 방법.
- 제17항에 있어서, 단계 (d)가 단계 (c)를 완료한 후에 수행되는 것인 방법.
- 제17항에 있어서, 진공 탱크가 리셉터클 및 제거가능한 뚜껑을 포함하고, 단계 (a)는 1개 이상의 물품을 보유하는 랙을 리셉터클에 부착하는 것을 포함하는 것인 방법.
- 제17항에 있어서, 진공 탱크가 리셉터클 및 제거가능한 뚜껑을 포함하고, 단계 (a)는 1개 이상의 물품을 보유하는 랙을 뚜껑에 부착하는 것을 포함하는 것인 방법.
- 제17항에 있어서, 단계 (c)가 일정량의 함침 액체를 진공 탱크 외부로부터 가요성 통로를 통해 내부 탱크 내로 펌핑하는 것을 포함하는 것인 방법.
- 제17항에 있어서, 내부 탱크가 진공 탱크 하부의 밀봉부를 통해 연장되는 샤프트에 부착되고, 단계 (e)는 샤프트를 상승시키는 것을 포함하고, 단계 (g)는 샤프트를 하강시키는 것을 포함하는 것인 방법.
- 제24항에 있어서, 단계 (c)가 일정량의 함침 액체를 진공 탱크 외부로부터 샤프트를 통해 연장되는 통로를 통해 내부 탱크 내로 펌핑하는 것을 포함하는 것인 방법.
- 제17항에 있어서, 단계 (i) 후에, 가교 단계 없이 (j) 진공 탱크로부터의 1개 이상의 물품을 건조시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
- 제26항에 있어서, 단계 (j)는 함침제 액체를 고체로 전환시키기 위한 공기 건조 또는 가열을 포함하는 것인 방법.
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