KR101841698B1 - 디스플레이 윈도우 글래스용 세정액 조성물 - Google Patents

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Abstract

강화유리에 대한 연마작업 중에 발생하는 각종 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있는 디스플레이 윈도우 글래스용 세정액 조성물에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 디스플레이 윈도우 글래스용 세정액 조성물은 알칼리 화합물 수용액 : 5 ~ 20 중량%; 킬레이트 화합물 : 10 ~ 50 중량%; 계면활성제 : 0.1 ~ 10 중량%; 수용성 유기용매 : 5 ~ 15 중량%; 및 탈이온수 : 30 ~ 70 중량%;를 포함한다.

Description

디스플레이 윈도우 글래스용 세정액 조성물{CLEANING SOLUTION COMPOSITION FOR DISPLAY WINDOW GLASS}
본 발명은 디스플레이 윈도우 글래스용 세정액 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강화유리에 대한 연마작업 중에 발생하는 각종 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있는 디스플레이 윈도우 글래스용 세정액 조성물에 관한 것이다.
최근, 전자산업의 발달로 윈도우 글래스용 강화유리의 사용량이 증가함에 따라 강화유리의 연마작업 공정에서 발생되는 오염물질을 효과적으로 제거하기 위한 세정액 개발이 활발히 진행되고 있다.
이러한 윈도우 글래스용 강화유리는 2장 이상의 판유리를 적층시켜 워터 젯 커팅(water-jet cutting) 방식으로 해당 모델 형태로 재단하고, 연마가공 공정을 실시한 후 세정액을 이용한 세정을 통해 제조하고 있다.
그러나, 종래의 세정액 조성물은 지속적인 사용시 강화유리의 연마 잔여물인 유리 미립자, 세륨 산화물(cerium oxide) 및 각종 오염물질(photoresist stripper ink) 등에 대한 세정성능이 저하되며, 설비 수조 바이톤 오링을 부식시키거나, 유기용매의 과도한 사용으로 냄새를 유발하는 문제가 있었다.
관련 선행 문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2003-0039408호(2003.05.22. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 액정디스플레이 패널용 마이크로에멀젼 수계 세정제 조성물이 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 강화유리에 대한 연마작업 중에 발생하는 각종 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있는 디스플레이 윈도우 글래스용 세정액 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 윈도우 글래스용 세정액 조성물은 알칼리 화합물 수용액 : 5 ~ 20 중량%; 킬레이트 화합물 : 10 ~ 50 중량%; 계면활성제 : 0.1 ~ 10 중량%; 수용성 유기용매 : 5 ~ 15 중량%; 및 탈이온수 : 30 ~ 70 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 디스플레이 윈도우 글래스용 세정액 조성물은 강화유리의 연마 잔여물인 유리 미립자, 세륨 산화물(cerium oxide) 및 각종 오염물질에 대한 제거 효과가 우수할 뿐만 아니라, 무취이며 강화유리 및 세정 설비에 손상을 야기하지 않는 저기포성 알칼리 세정액이다.
또한, 본 발명에 따른 디스플레이 윈도우 글래스용 세정액 조성물은 10 ~ 13의 pH를 가지며, 습윤성, 분산성 및 세정성이 우수하고, 사용 수명이 길며 물에 쉽게 용해되므로 양산 수율이 높다.
이때, 본 발명에 따른 디스플레이 윈도우 글래스용 세정액 조성물을 이용한 세정 방법은 침지 세정법, 초음파 세정법, 스프레이 세정법, 퍼들 세정법, 브러쉬 세정법 등이 적용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 이 중 초음파 세정법 또는 침지 세정법을 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디스플레이 윈도우 글래스용 세정액 조성물에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
디스플레이 윈도우 글래스용 세정액 조성물
본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 윈도우 글래스용 세정액 조성물은 알칼리 화합물 수용액 : 5 ~ 20 중량%, 킬레이트 화합물 : 10 ~ 50 중량%, 계면활성제 : 0.1 ~ 10 중량%, 수용성 유기용매 : 5 ~ 15 중량% 및 탈이온수 : 30 ~ 70 중량%를 포함한다.
알칼리 화합물 수용액은 유리 기판의 표면에 잔류하여 부착된 산화세륨 등의 각종 오염물질의 제거성 및 세정 배액 중의 지립 잔류물의 응집을 방지하는 역할을 한다. 이를 위해, 알칼리 화합물 수용액은 글래스 부식 발생이 없는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 알칼리 화합물 수용액은 수산화칼륨 및 수산화나트륨을 포함하는 알칼리 금속 수산화물, 알칼리 금속 탄산염을 포함하는 알칼리 금속화합물, 아민류 및 콜린액, 테트라메틸암모늄히드록사이드 및 테트라부틸암모늄히드록사이드를 포함하는 수산화 제4 급 암모늄 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
이러한 알칼리 화합물 수용액은 본 발명의 실시예에 따른 세정액 조성물 전체 중량의 5 ~ 20 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 10 ~ 15 중량%의 함량비를 제시할 수 있다. 알칼리 화합물 수용액의 첨가량이 5 중량% 미만일 경우에는 연마 후 유리 기판의 표면에 잔류하여 부착되는 산화세륨 등의 각종 오염물질에 대한 제거성이 저하될 수 있다. 반대로, 알칼리 화합물 수용액의 첨가량이 20 중량%를 초과할 경우에는 알칼리 화합물 수용액의 과도한 사용으로 알칼리 화합물 및 킬레이트 화합물 간의 이온화도 밸런스 불균형으로 인해 세정성능이 저하될 수 있으며, 또한 pH가 높아져 금속에 대한 부식이 증가하는 문제가 있다.
킬레이트 화합물은 유리 기판의 표면에 부착되어 잔류하는 산화세륨 등의 각종 오염물질로 이루어지는 지립의 분산을 재촉하여 유리 기판으로부터 각종 오염 물질을 제거하는 역할을 한다. 이러한 킬레이트 화합물로는 에틸렌디아민 4 아세트산계 킬레이트제, 글루콘산계 킬레이트제, 니트릴로 3 아세트산계 킬레이트제 및 이미노숙신산계 킬레이트제 중 선택된 1종 이상이 이용될 수 있으며, 이 중 글루콘산계 킬레이트제를 이용하는 것이 가장 바람직하다.
킬레이트 화합물은 본 발명의 실시예에 따른 세정액 조성물 전체 중량의 10 ~ 50 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바라직하며, 보다 바람직하게는 20 ~ 30 중량%의 함량비를 제시할 수 있다. 킬레이트 화합물의 첨가량이 10 중량% 미만일 경우에는 연마 후의 유리 기판의 표면에 잔류하여 부착된 산화세륨 등의 각종 오염물질에 대한 세정성이 저하되는 문제가 있다. 반대로, 킬레이트 화합물의 첨가량이 50 중량%를 초과할 경우에는 알칼리 화합물 및 킬레이트 화합물 간의 이온화도 밸런스 불균형으로 인해 세정성능이 저하될 수 있으며, 또한 글래스 에칭 효과를 유발하여 유리 기판의 표면 평탄도가 불균일해지는 문제가 발생할 수 있다.
계면활성제는 연마 지립의 분산성 및 제거성을 향상시킴과 더불어, 지립의 재부착을 방지하는 역할을 한다. 이러한 계면활성제로는 아민-알킬렌옥사이드 부가물 및 폴리옥시에틸렌도데실에테르를 포함하는 폴리옥시알킬렌에테르계의 비이온성 계면활성제, 폴리옥시에틸렌소르비탄 지방산 에스테르를 포함하는 폴리옥시알킬렌에테르에스테르계의 비이온성 계면활성제 및 글리세린 지방산 에스테르를 포함하는 에스테르계의 비이온성 계면활성제 중 선택된 1종 이상이 이용될 수 있다.
이러한 계면활성제는 본 발명의 실시예에 따른 세정액 조성물 전체 중량의 0.1 ~ 10 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 2 ~ 3 중량%의 함량비를 제시할 수 있다. 계면활성제의 첨가량이 0.1 중량% 미만일 경우에는 연마 후에 유리 기판의 표면에 잔류하여ㅇ부착된 산화세륨 등의 각종 오염물질에 대한 제거성이 저하될 수 있다. 반대로, 계면활성제의 첨가량이 10 중량%를 초과할 경우에는 일정 함량 이상 중화되지 않아 세정 효과를 저하시키는 요인으로 작용할 수 있다.
수용성 유기용매는 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노에틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 및 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
수용성 유기용매는 본 발명의 실시예에 따른 세정액 조성물 전체 중량의 5 ~ 15 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 8 ~ 12 중량%의 함량비를 제시할 수 있다. 수용성 유기용매의 첨가량이 5 중량% 미만일 경우에는 세정액 조성물의 농도 상승으로 점도 상승 및 색상 변화로 작업 효율성이 저하되는 문제가 있다. 반대로, 수용성 유기용매의 첨가량이 15 중량%를 초과할 경우에는 세정제 사용으로 인한 경제적 및 환경적 이점을 기대하기 어렵다.
탈이온수는 유리 기판에 잔존하는 오염물을 빠르게 제거시키기 위한 목적으로 첨가된다.
이러한 탈이온수는 본 발명의 실시예에 따른 세정액 조성물 전체 중량의 30 ~ 70 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 40 ~ 60 중량%의 함량비를 제시할 수 있다. 탈이온수의 첨가량이 30 중량% 미만일 경우에는 세정액 조성물의 농도 상승으로 점도 상승 및 색상 변화로 작업 효율성이 저하되는 문제가 있다. 반대로, 탈이온수의 첨가량이 70 중량%를 초과할 경우에는 알칼리 화합물 수용액의 농도 저하로 인하여 세정성이 저하될 수 있다.
전술한 본 발명의 실시에에 따른 디스플레이 윈도우 글래스용 세정액 조성물은 강화 유리의 연마 잔여물인 유리 미립자, 세륨 산화물(cerium oxide) 및 각종 오염물질에 대한 제거 효과가 우수할 뿐만 아니라, 무취이며 강화유리 및 세정 설비에 손상을 야기하지 않는 저기포성 알칼리 세정액이다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 윈도우 글래스용 세정액 조성물은 10 ~ 13의 pH를 가지며, 습윤성, 분산성 및 세정성이 우수하고, 사용 수명이 길며 물에 쉽게 용해되므로 양산 수율이 높다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 윈도우 글래스용 세정액 조성물을 이용한 세정 방법은 침지 세정법, 초음파 세정법, 스프레이 세정법, 퍼들 세정법, 브러쉬 세정법 등이 적용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 이 중 초음파 세정법 또는 침지 세정법을 이용하는 것이 바람직하다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
1. 세정액 조성물 제조
실시예 1
포타슘하이드록사이드 수용액 10 중량%, 에틸렌디아민 4 아세트산계 킬레이트제 20 중량%, 폴리옥시알킬렌에테르계의 비이온성 계면활성제 1 중량%, 프로필렌 글리콜 10 중량% 및 탈이온수 59 중량%로 혼합한 후, 50℃에서 30분 동안 교반하여 세정액 조성물을 제조하였다.
실시예 2
포타슘하이드록사이드 수용액 15 중량%, 에틸렌디아민 4 아세트산계 킬레이트제 30 중량%, 폴리옥시알킬렌에테르계의 비이온성 계면활성제 2 중량%, 프로필렌 글리콜 10 중량% 및 탈이온수 43 중량%로 혼합한 후, 50℃에서 30분 동안 교반하여 세정액 조성물을 제조하였다.
실시예 3
포타슘하이드록사이드 수용액 15 중량%, 글루콘산계 킬레이트제 15 중량%, 폴리옥시알킬렌에테르계의 비이온성 계면활성제 1 중량%, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르 7 중량% 및 탈이온수 62 중량%로 혼합한 후, 50℃에서 30분 동안 교반하여 세정액 조성물을 제조하였다.
실시예 4
포타슘하이드록사이드 수용액 10 중량%, 글루콘산계 킬레이트제 40 중량%, 폴리옥시알킬렌에테르계의 비이온성 계면활성제 3 중량%, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르 10 중량% 및 탈이온수 37 중량%로 혼합한 후, 50℃에서 30분 동안 교반하여 세정액 조성물을 제조하였다.
실시예 5
포타슘하이드록사이드 수용액 20 중량%, 글루콘산계 킬레이트제 15 중량%, 폴리옥시알킬렌에테르계의 비이온성 계면활성제 4 중량%, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르 10 중량% 및 탈이온수 51 중량%로 혼합한 후, 50℃에서 30분 동안 교반하여 세정액 조성물을 제조하였다.
실시예 6
포타슘하이드록사이드 수용액 15 중량%, 이미노숙신산계 킬레이트제 30 중량%, 폴리옥시알킬렌에테르계의 비이온성 계면활성제 5 중량%, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르 10 중량% 및 탈이온수 40 중량%로 혼합한 후, 50℃에서 30분 동안 교반하여 세정액 조성물을 제조하였다.
비교예 1
포타슘하이드록사이드 수용액 3 중량%, 에틸렌디아민 4 아세트산계 킬레이트제 30 중량%, 폴리옥시알킬렌에테르계의 비이온성 계면활성제 4 중량%, 프로필렌 글리콜 10 중량% 및 탈이온수 53 중량%로 혼합한 후, 50℃에서 30분 동안 교반하여 세정액 조성물을 제조하였다.
비교예 2
포타슘하이드록사이드 수용액 20 중량%, 글루콘산계 킬레이트제 5 중량%, 폴리옥시알킬렌에테르계의 비이온성 계면활성제 5 중량%, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르 10 중량% 및 탈이온수 60 중량%로 혼합한 후, 50℃에서 30분 동안 교반하여 세정액 조성물을 제조하였다.
2. 물성 평가
표 1은 실시예 1 ~ 6 및 비교예 1 ~ 2에 따라 제조된 세정액 조성물에 대한 물성 평가 결과를 나타낸 것이다.
1) 세정성 평가
세정성 평가를 위해 워터 젯 커팅 방식으로 유리 기판을 10 × 10cm로 절단하고 나서 유리 기판의 절단면을 CNC 가공으로 연마한 후, 연마된 유리 기판을 실시예 1 ~ 6 및 비교예 1 ~ 2에 따른 세정액 조성물을 이용하여 60℃에서 1분 동안 침지 세정한 후, 순수로 세척한 다음 건조시켰다.
O : 유리 연마 잔여물이 제거됨.
X : 유리 연마 잔여물이 제거되지 않음.
2) 파티클 제거력 평가
유리 기판를 유기 파티클 솔루션으로 오염시킨 후, 실시예 1 ~ 6 및 비교예 1 ~ 2에 따라 제조된 세정액 조성물을 이용하여 60℃에서 1분 동안 유기 파티클 솔루션에 오염된 유리 기판을 세정한 후, 순수로 세척한 다음 건조시켰다. 이때, 세정 전과 세정 후의 파티클 수는 표면입자측정기를 이용하여 0.3㎛ 이상의 파티클 수를 측정하였다.
[표 1]
Figure 112015086744188-pat00001
표 1에 도시된 바와 같이, 실시예 1 ~ 6 및 비교예 1 ~ 2에 따라 제조된 세정액 조성물의 경우, pH가 10.5 ~ 12.5로 측정되었다.
특히, 실시예 1 ~ 6에 따라 제조된 세정액 조성물을 이용하여 유리 기판을 세정할 시, 세정성이 우수하며, 파티클 제거율이 85% 이상으로 측정되어 파티클 제거력이 우수하다는 것을 확인하였다.
반면, 비교예 1 ~ 2에 따라 제조된 세정액 조성물을 이용하여 유리 기판을 세정할 시, 세정성이 좋지 않아 유리 연마 잔여물이 제거되지 않았으며, 파티클 제거율이 68.0 ~ 70.3%에 불과하여 파티클 제거력이 좋지 않다는 것을 확인하였다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 강화유리에 대한 연마작업 중 발생하는 오염물질을 제거하기 위해 사용되는 디스플레이 윈도우 글래스용 세정액 조성물로서,
    알칼리 화합물 수용액 : 10 ~ 20 중량%;
    킬레이트 화합물 : 15 ~ 40 중량%;
    계면활성제 : 0.1 ~ 10 중량%;
    수용성 유기용매 : 5 ~ 15 중량%; 및
    탈이온수 : 30 ~ 69.9 중량%;를 포함하며,
    상기 킬레이트 화합물은 글루콘산계 킬레이트제가 이용되고,
    상기 세정액 조성물의 pH는 10 ~ 13인 것을 특징으로 하는 디스플레이 윈도우 글래스용 세정액 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 알칼리 화합물 수용액은
    수산화칼륨 및 수산화나트륨을 포함하는 알칼리 금속 수산화물, 알칼리 금속 탄산염을 포함하는 알칼리 금속화합물, 아민류 및 콜린액, 테트라메틸암모늄히드록사이드 및 테트라부틸암모늄히드록사이드를 포함하는 수산화 제4 급 암모늄 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 윈도우 글래스용 세정액 조성물.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 계면활성제는
    아민-알킬렌옥사이드 부가물 및 폴리옥시에틸렌도데실에테르를 포함하는 폴리옥시알킬렌에테르계의 비이온성 계면활성제, 폴리옥시에틸렌소르비탄 지방산 에스테르를 포함하는 폴리옥시알킬렌에테르에스테르계의 비이온성 계면활성제 및 글리세린 지방산 에스테르를 포함하는 에스테르계의 비이온성 계면활성제 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 윈도우 글래스용 세정액 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수용성 유기용매는
    에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노에틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 및 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 윈도우 글래스용 세정액 조성물.
  6. 삭제
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