KR100491846B1 - 클린 룸 청소용 천 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 30 내지 300 g/㎡의 단위 면적당 중량을 갖는 마이크로 필라멘트-부직포 재료로 이루어진 클린 룸 청소용 천에 관한 것이다. 상기 부직포 재료는 멜트 스피닝 되고, 공기 역학적으로 드래프팅 되었으며, 부직포를 형성하기 위해 직접 플레이팅 된, 1.5 내지 5 dtex의 섬도를 갖는 다성분-연속 필라멘트로 이루어진다. 경우에 따라, 다성분-연속 필라멘트의 적어도 80%는 예비 세팅 후에 0.1 내지 1.0 dtex의 섬도를 갖는 마이크로-연속 필라멘트로 분할된 다음에 경화된다.

Description

클린 룸 청소용 천 및 이를 제조하는 방법{CLEAN-ROOM CLEANING CLOTH AND A METHOD FOR PRODUCING IT}
본 발명은, 30 내지 300 g/㎡의 단위 면적당 중량을 갖는 마이크로 필라멘트-부직포 재료로 이루어진 클린 룸 청소용 천에 관한 것이다.
최대로 광범위하게 작은 입자들이 없는 환경에서 여러 가지 작업 단계들이 이루어지는 것이 매우 중요한, 정밀 생성물을 제조하고 검사하며 관리하기 위해서 클린 룸을 활용하는 경우는 점점 확대되고 있다. 마이크로 전자 회로, 광학적인 또는 조제학적인 생성물과 같은 고도의 기술-생성물을 제조할 때의 개선책에 따라, 클린 룸의 입자 함량에 대한 요구 조건들이 점점 강화되고 있는데, 상기 입자 함량이 실내 공기 입방 피트당 ≥ 0.5 ㎛의 크기를 갖는 입자 100개 까지의 범위는 전형적으로는 등급 100의 클린 룸이거나, 실내 공기 입방 미터당[백만 단위당 (백만 단위당 차지하는 입자 - ppm) 내지 십억 단위당(십억 단위당 차지하는 입자 - ppb) 입자] ≥ 0.5 ㎛의 크기를 갖는 입자 3530개 이하는 등량 미터식 순도 등급 M 3.5이다. 집적 회로들은 소위 "웨이퍼", 즉 얇은 실리콘-단결정-디스크로 제조된다. 집적 회로들은 트랜지스터와 다른 전기 소자들간의 정확한 전기적 결합을 요구한다. 개별 회로-소자들은 증착 금속으로 이루어진 도전성 박막에 의해서 서로 접속된다. 상기 박막층내에서는, 포토-에칭 프로세스에 의해 스트립 도체 구조물이 형성된다. 그 아래에 있는 반도체 소자들과 증착 금속층 사이에 있는 절연층은, 전기적 결합이 다만 그 목적으로 제공된 장소에서만 이루어지도록 해준다. 상기 절연층은, 개별 소자들이 형성된 후에 및 전도성 금속으로 스트립 도체 구조물을 제조하기 위한 "웨이퍼"가 증착되기 전에 "웨이퍼"의 표면에 제공된다. 섬유 단편 또는 미세 먼지와 같은 불순물들은 소자간 단락을 야기할 수 있고, 그에 따라 적어도 지정된 회로 기능의 부분적인 고장을 야기할 수 있다. 그렇기 때문에, 모든 표면 및 가공품에 가급적 상기와 같은 불순물이 없도록 해야 한다는 기본적인 요구가 존재한다.
US 특허 제 4,888,229호 및 US 특허 제 5,229,181호에는, 가장자리를 특수하게 마감 처리하여 보풀 또는 섬유 단편이 떨어지는 것을 방지해야 하는, 직조된 혹은 편성된 청소용 천이 공지되어 있다. 또한 US 특허 제 4,328,279호 및 제 5,736,469호에는, 부직포 재료로 이루어진 클린 룸 청소용 천이 공지되어 있다. 부직포 재료를 형성하는 섬유의 표면에는, 추출 가능한 이온의 양을 감소시키거나 또는 정전기적인 재충전을 줄이기 위해 화학적인 반수 처리 공정이 제공된다. US 특허 제 5,320,900호 및 US 특허 제 5,645,916호는, 섬유 혼합물로 이루어지고 워터 젯 처리에 의해 부직포 재료로 고정된 클린 룸 청소용 천을 기술한다. 섬유로서는, 폴리에스테르 및 셀룰로오스-섬유 또는 셀룰로오스-재생 섬유와 같은 합성 섬유가 제안된다. 공지된 상기 클린 룸 청소용 천의 단점은, 최고의 클린 룸 등급 10 이상에 도달하기 위해서는 반드시 거쳐야 하는 세척 과정을 상기 청소용 천이 거칠 수 없다는 것이다. 그렇기 때문에 오늘날에는, 다만 연속 필라멘트를 직조하거나 뜨개질 함으로써만 상기 등급에 도달할 수 있다.
본 발명의 목적은, 클린 룸 등급 100의 요구 조건에 상응하는, 저렴하고도 세척이 가능한 클린 룸 청소용 천, 및 상기 청소용 천을 제작하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 하기의 클린 룸 세척 공정에 의해서, 마이크로 필라멘트 스핀 부직포 재료를 기재로 하는 본 발명에 따른 클린 룸 청소용 천이 클린 룸 등급 10 이상에 사용될 수 있다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 30 내지 300 g/㎡의 단위 면적당 중량을 갖는 마이크로 필라멘트-부직포 재료로 이루어진 클린 룸 청소용 천에 의해서 달성되며, 이 경우 상기 부직포 재료는 멜트 스피닝 되고, 공기 역학적으로 드래프팅 되며, 부직포를 형성하기 위해 직접 플레이팅 된, 1.5 내지 5 dtex의 섬도를 갖는 다성분-연속 필라멘트로 이루어지고, 상기 다성분-연속 필라멘트의 적어도 80%까지는 0.1 내지 1.0 dtex의 섬도를 갖는 마이크로-연속 필라멘트로 분할된 다음에 고정된다. 이와 같은 클린 룸 청소용 천은, 미세 먼지 및 액체가 그 내부로 쉽게 침투하여 그 내부에 붙어있게 되는 표면 구조물을 포함한다. 그 밖에, 연속 필라멘트로 형성되는 경우에만 단지 매우 적은 양의 섬유 자락만이 클린 룸 청소용 천내에 존재하게 된다. 가장자리를 별도로 꿰매거나 또는 마감 처리할 필요가 없는, 보풀이 없는 청소용 천이 얻어진다.
부직포 재료가 멜트 스피닝 되고, 공기 역학적으로 드래프팅 되며, 부직포를 형성하기 위해 직접 플레이팅 된, 2 내지 3 dtex의 섬도를 갖는 다성분-연속 필라멘트로 이루어지고, 다성분-연속 필라멘트의 적어도 80%까지는 0.1 내지 0.3 dtex의 섬도를 갖는 마이크로-연속 필라멘트로 분할된 다음에 고정되는 클린 룸 청소용 천이 바람직하다.
다성분-연속 필라멘트가 2 가지의 혼화 불가능한 폴리머, 특히 폴리에스테르 및 폴리아미드로 이루어진 2 성분-연속 필라멘트인 클린 룸 청소용 천이 바람직하다. 이와 같은 2 성분-연속 필라멘트는 슈퍼마이크로-연속 필라멘트로 분할될 수 있는 가능성이 높아서 강성 대 단위 면적당 중량 비율에 유리하게 작용한다.
다성분-연속 필라멘트의 횡단면이 오렌지 형태의 또는 "파이"로도 불리는 다중 세그먼트-구조를 갖는 클린 룸 청소용 천이 바람직하며, 이 경우 상기 세그먼트들은 각각 2 가지 혼화 불가능한 폴리머 중에서 하나의 폴리머를 교대로 함유한다. 상기 다성분-연속 필라멘트가 상기와 같은 오렌지 형태의 다중 세그먼트-구조를 갖는 외에, 혼화 불가능한 폴리머가 다성분-연속 필라멘트내에 사이드-바이-사이드(s/s) 방식으로 배치되는 것도 가능하며, 이와 같은 배치 형태는 주름이 있는 필라멘트를 형성하기 위해서 바람직하게 이용된다. 혼화 불가능한 폴리머를 다성분-연속 필라멘트내에 상기와 같이 배치하면, 분할 가능성이 매우 높아진다고 판명되었다.
또한, 다성분-연속 필라멘트를 형성하는 혼화 불가능한 폴리머들 중에서 적어도 하나의 폴리머가 색소와 같은 첨가물, 영구적으로 작용하는 정전기 방지제 및/또는 친수성 혹은 소수성에 영향을 미치는 첨가제를, 물 및 이소프로파놀 속에서 허용되는 추출 가능값에 대한 요구 조건을 충족시키는 양 만큼 최대로 함유하는 클린 룸 청소용 천도 또한 바람직하다. 스핀 칼라링된 필라멘트로 이루어진 클린 룸 청소용 천은 세척에 대해 매우 우수한 안정성을 갖는다. 또한, 첨가제에 의해서는 정전기적인 재충전이 감소될 수 있고, 수분-이송 특성이 개선될 수 있다.
클린 룸 청소용 천을 제작하기 위한 본 발명에 따른 방법에서는, 용융물로 이루어진 다성분-연속 필라멘트를 스피닝 하고, 공기 역학적으로 드래프팅 하며, 부직포를 형성하기 위해 직접 플레이팅 하고, 경우에 따라서는 예비 고정 공정을 거치게 하며, 부직포 재료를 고압-유체 젯에 의해 고정시키는 동시에 0.1 내지 1.0 dtex의 섬도, 바람직하게는 0.1 내지 0.3 dtex의 섬도를 갖는 마이크로-연속 필라멘트로 분할한다. 이와 같은 방법으로 형성되는 클린 룸 청소용 천은 두께 면에서 매우 균일하고, 등방성으로 실이 분배되며, 얇은 조각으로 갈라지는 경향이 없고, 높은 탄성율을 특징으로 한다.
클린 룸 청소용 천을 제작하기 위한 방법은 바람직하게, 부직포 재료의 각각의 면들이 다중으로 적어도 한번 고압-워터 젯에 의해 자극을 받음으로써, 다성분-연속 필라멘트의 고정 및 분할이 이루어지는 방식으로 실시된다. 그럼으로써 클린 룸 청소용 천은 매우 우수한 표면 및 > 80%의 다성분-연속 필라멘트 분할도를 갖는다. 본 발명에 따른 클린 룸 청소용 천은 또한 우수한 비(spezifisch) 수분 흡수 능력 및 짧은 건조 시간을 특징으로 한다.
본 발명에 따라, 클린 룸 청소용 천은 닦음(wiping) 천 또는 먼지 제거용 천과 같이 다용도로 사용될 수 있다.
실시예 1
폴리에틸렌테레프탈레이트-폴리(헥사메틸렌디아민아디페이드)(PET-PA66)-2성분-연속 필라멘트로부터 57 g/㎡의 단위 면적당 중량을 갖는 "파이"-필라멘트사가 형성되어 양면이 250 bar까지의 압력으로 워터 젯에 의해 니들링(Vernadelung)된다. 배출 필라멘트를 동시에 분열시키는 워터 젯 니들링 공정 후에는, 상기 2성분-연속 필라멘트가 약 0.1 dtex의 섬도를 갖는다.
실시예 2
폴리에틸렌테레프탈레이트-폴리(헥사메틸렌디아민아디페이드)(PET-PA66)-2성분-연속 필라멘트로부터 65 g/㎡의 단위 면적당 중량을 갖는 "파이"-필라멘트사가 형성되어 양면이 250 bar까지의 압력으로 워터 젯에 의해 니들링 된다. 배출 필라멘트를 동시에 분열시키는 워터 젯 니들링 공정 후에는, 상기 2성분-연속 필라멘트가 약 1.0 dtex의 섬도를 갖는다.
실시예 3
PET 대 PA66의 중량비가 60 대 40인 폴리에틸렌테레프탈레이트-폴리(헥사메틸렌디아민아디페이드)(PET-PA66)-2성분-연속 필라멘트로부터 80 g/㎡의 단위 면적당 중량을 갖는 (s/s)-필라멘트사가 형성되어 양면이 250 bar까지의 압력으로 워터 젯에 의해 니들링 된다. 배출 필라멘트를 동시에 분열시키는 워터 젯 니들링 공정 후에는, 상기 2성분-연속 필라멘트가 약 0.8 dtex의 섬도 및 주름이 있는 필라멘트 구조를 갖는다.
실시예 4
폴리에틸렌테레프탈레이트-폴리(카프로락탐)(PET-PA6)-2성분-연속 필라멘트로부터 70 g/㎡의 단위 면적당 중량을 갖는 (파이)-필라멘트사가 형성되어 양면이 250 bar까지의 압력으로 워터 젯에 의해 니들링 된다. 배출 필라멘트를 동시에 분열시키는 워터 젯 니들링 공정 후에는, 상기 2성분-연속 필라멘트가 약 0.1 dtex의 섬도를 갖는다.
표
부직포 재료 실시예 1 실시예 1 실시예 2 실시예 2 실시예 3 실시예 4
성분 PET/PA66 PET/PA66 PET/PA66 PET/PA66 PET/PA6 PET/PA6
중량 g/㎡ 57 57 65 65 80 70
고정 워터젯처리 워터젯처리 워터젯처리 워터젯처리 워터젯처리 워터젯처리
마무리 처리 세척하지 않음 클린 룸세척 세척하지않음 클린 룸세척 세척하지 않음 주입세척하지않음
섬도 0.1 dtex 0.1 dtex 1.0 dtex 1.0 dtex 1.0 dtex 0.1 dtex
특성
2축 교반 테스트에서 추출된 입자 2.5 9.4 1.8 6.6 5 8
수분 흡수(㎤/㎡) 304 387 400 482 490 370
비 흡수(㎤/g) 5.3 6.8 6.2 7.4 7.3 6.6
섬유(㎠ 당) 6 5.6 7.8 5.2 15 30
비 섬유 (㎠/g 당) 0.105 0.098 0.120 0.08 0.2 0.4
절반값-흡수 시간(s) 20 7 70 3 3.5 2.8
이온(ppm)-Na-K-Mg-Ca-Cl 191.80.20.17 12151656 443.40.380.37 117.41555 930.8240 5.32.40.5200
추출물H2O이소프로파놀 0.200.53 0.20.41 0.280.24 0.30.13 0.20.3 0.20.3
플렉스-테스트(입자 개수) 260 410 410 1000

Claims (11)

  1. 30 내지 300 g/㎡의 단위 면적당 중량을 갖는 마이크로 필라멘트-부직포 재료로 이루어진 클린 룸 청소용 천으로서,
    상기 부직포 재료는 멜트 스피닝되고, 공기 역학적으로 드래프팅되며, 부직포를 형성하기 위해 직접 플레이팅되는, 1.5 내지 5 dtex의 섬도를 갖는 다성분-연속 필라멘트로 이루어지며, 상기 다성분-연속 필라멘트의 적어도 80%까지는 예비 고정 후에 0.1 내지 1.0 dtex의 섬도를 갖는 마이크로-연속 필라멘트로 분할되어 고정되며, 상기 천이 산업적인 클린 룸 세척 능력에 대한 요구 사항들을 충족시킴으로써 클린 룸 등급 10 이상에 적용될 수 있는 클린 룸 청소용 천
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부직포 재료는 멜트 스피닝 되고, 공기 역학적으로 드래프팅되며, 부직포를 형성하기 위해 직접 플레이팅 되는, 2 내지 3 dtex의 섬도를 갖는 다성분-연속 필라멘트로 이루어지며, 상기 다성분-연속 필라멘트의 적어도 80%까지 예비 고정 후에 0.1 내지 0.3 dtex의 섬도를 갖는 마이크로-연속 필라멘트로 분할되어 고정되는 것을 특징으로 하는 클린 룸 청소용 천.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다성분-연속 필라멘트는 2 가지의 혼화 불가능한 폴리머, 특히 폴리에스테르 및 폴리아미드로 이루어진 2 성분-연속 필라멘트인 것을 특징으로 하는 클린 룸 청소용 천.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    다성분-연속 필라멘트의 횡단면이 오렌지 형태의 다중 세그먼트-구조를 가지며, 상기 세그먼트들은 각각 2가지 혼화 불가능한 폴리머 중에서 하나의 폴리머를 교대로 함유하거나 "사이드-바이-사이드"-구조를 갖는 것을 특징으로 하는 클린 룸 청소용 천.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 청소용 천의 양면이 상이한 세그먼트-구조를 갖는 것을 특징으로 하는 클린 룸 청소용 천.
  6. 용융물로 이루어진 다성분-연속 필라멘트를 스피닝하고, 공기 역학적으로 드래프팅하며, 부직포를 형성하기 위해 직접 플레이팅하고, 예비 고정 공정을 거치게 하며, 상기 부직포 재료를 고압-유체 젯에 의해 고정시키는 동시에 0.1 내지 1.0 dtex의 섬도를 갖는 마이크로-연속 필라멘트로 분할하는 것을 포함하여, 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 클린 룸 청소용 천을 제작하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 부직포 재료의 각각의 면들을 다중으로 적어도 한번 고압-유체 젯에 의해 자극을 가함으로써, 다성분-연속 필라멘트의 고정 및 분할 공정을 실행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    스핀 칼라링 공정에 의해 상기 다성분-연속 필라멘트의 염색 공정을 실행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    2개의 스피닝 바아가 사용되며, 2 개 중에서 하나는 "파이"-세그먼트 구조를 갖는 다성분-연속 필라멘트를 형성하고, 나머지 하나는 "사이드-바이-사이드"-세그먼트 구조를 갖는 다성분-연속 필라멘트를 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    닦음 천 또는 먼지 제거용 천과 같이 다용도 천으로 사용됨을 특징으로 하는 클린 룸 청소용 천.
  11. 삭제
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