KR20010060969A - 청정 크리너용 와이퍼 포지 - Google Patents

청정 크리너용 와이퍼 포지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 분진의 탈락이 적고, 고도의 포집성과 흡수성이 우수한 청정 크리너용 와이퍼 포지에 관한 것으로 특히, 반도체 및 액정산업 분야에서 크린 룸의 오염부위 및 액정화면을 깨끗하게 닦는데 사용되는 청정용 와이퍼 포지에 관한 것으로, 그 기술구성은 단사섬도 0.05-2.0데니어의 극세섬유 와 초극세섬유사를 원사로 하여 제직한 포지로서, 실질적으로 미세분진을 배출시키는 방사유제, 친수성물질 및 도전성 물질등 오염물질의 함량이 0.1중량%를 초과하지 아니하고, 역삼투방식의 증류순수를 이용하는 전처리 및 정련가공에 의해 입경 0.5㎛ 이상이 분진 입자의 탈락이 10개/ft3.100㎠ 이하가 되도록 가공한 것을 특징으로 하는 청정 크리너용 와이퍼 포지를 제공한다.

Description

청정 크리너용 와이퍼 포지{Fabric for cleaning wiper}
본 발명은 물체의 표면 오염부위를 깨끗하게 닦아주는 청정 크리너용 와이퍼 포지에 관한것으로, 특히 반도체 및 액정산업 분야에서 크린룸의 오염부위 및 액정화면등을 깨끗하게 닦는데 사용되는 와이퍼 포지로서, 사용시 분진 탈락을 적게하고, 불순물의 함량을 최소화하며, 유기 용제인 아세톤과 알콜의 혼합액을 적신다음 이 부분을 깨끗하게 와이핑할 때 생기기 쉬운 와이퍼 흔적을 최소화하고, 분진 입자의 포집성을 극대화하여 청정효과를 크게 개선시킨 와이퍼용 포지에 관한 것이다.
종래에 각종 렌즈 또는 광학기기의 표면체 오염원을 제거하기 위한 와이퍼용 포지로서, 폴리에스테르 또는 나일론등의 복합 분할사 또는 단사 섬도 0.1 내지 0.2 데니어 굵기의 극세사를 사용하여 제직한 직물 또는 편물 및 부직포등이 사용되어왔으나, 액정화면등 각종 전자 기기의 스크린 표면부 크리닝을 위해서는 고도의 오염물 제거기능 뿐만아니라, 와이퍼 자체에서 탈락하는 미세분진을 최대한으로억제하여야 하고, 특히 자체 분진을 유발하는 친수성 물질이나 도전성 물질 및 방사유제등이 유기 용제인 아세톤과 알콜의 혼합액에 녹기때문에, 닦은 후 깨끗하지 못하고 표면부에 와이퍼 자국이 남게 되는 결점이 있다.
따라서, 발진성의 최소화가 요구되어지는 청정환경에서는 와이퍼로서 종이 또는 부직포를 사용하기에는 한계가 있다. 최근에 와서 단사섬도 1.0데니어급의 극세섬유로 제조된 직물과 0.2데니어급의 초극세 섬유와의 조합에 의해 만들어진 포지가 와이퍼용으로 제안된 바 있으나, 이 경우 와이퍼의 촉감이 딱딱할뿐만 아니라 유리기판을 와이핑하는 재료로서는 너무 미끄럽고 분진을 포집하는 능력이 부족하여 청정효과를 크게 개선시킬수는 없다. 일반적으로 직물지보다 편물지인 경우, 포지 고유의 신축성이 크기 때문에, 와이퍼를 제조할 때 포지의 변부를 핫나이프나 초음파, 레이져등으로 절단하고, 물로 세탁하면 절단부위의 형태가 쉽게 변형되는 폐단이 있었다.
본 발명은 청정환경에 부합하여 자체 발진량을 최소화하고, 오염된 부위를 닦을때에 자체 분진을 유발하는 친수성 물질이나, 도전성 물질 또는 방사 유제등이 아세톤과 알콜의 혼합 용제에 의해 녹기 때문에 자연적으로 발생하는 와이퍼 자국을 최소화하고, 적당한 후도감 및 벌키성을 부여하여 포지가 물체 표면부로 부터 미끄러지지 않도록하여 작업성을 개선시킨 와이퍼를 얻기위하여 포지를 증류 순수를 사용하여 역삼투방식으로 수세처리 함으로써 자체 발진성과 오염물질의 함유를최소화시킨 청정용 와이퍼 포지를 얻게된다.
본 발명 와이퍼 포지는 단사섬도 0.05-0.2 데니어의 초극세섬유 또는 1.0-2.0 데니어의 극세섬유 필라멘트사로 부터 고밀도의 벌키성을 가지는 직. 편물을 제조하고, 실질적으로 분진을 배출하는 친수성 물질, 도전성 물질 및 방사 유제의 함량이 전체 포지 중량에 대해 0.1중량%를 초과하지 않토록 역삼투방식의 증류 순수를 사용하여 정련 및 전처리를 하여 미세분진을 제거함으로서, 닦을 때 와이퍼에서 탈락하는 입경 0.5㎛ 이상의 분진입자가 10개/ft3.100㎠를 초과하지 않도록 한다. 이와같이 하여 얻은 원단 포지의 변부를 절단하고 초순수 세탁에 의해 형태변형이 최소화 되는 본 발명 청정 크리너용 와이퍼를 얻게된다.
본 발명 와이퍼 포지를 구성하는 소재로는 폴리에스테르, 나일론 등의 합성섬유 초극세사(단사 섬도 0.05-0.2 데니어) 와 극세섬유(단사 섬도 1.0-2.0 데니어) 를 사용하며, 이들은 각기 100% 단일 소재로 사용할수도 있고, 서로 혼합하여 사용할 수도 있다. 특히, 미끄러짐 방지 및 포집성 향상을 위하여 고수축사의 사용도 적극 이용될수 있다. 고수축사 사용시, 합성섬유는 비수 수축율의 차가 최소 10-15%되도록 하는것이 우수한 벌키성을 가질수 있게되어 바람직하다.
본 발명 와이퍼 포지는 직물, 편물 모두 가능하지만, 직물의 경우는 원단 자체의 분진 발생량이 적으며, 편물의 경우에는 벌키성과 포집성이 우수한 특성을 가지게된다.
본 발명 와이퍼 포지는 오염된 물체를 와이핑할때 입경이 0.5㎛ 보다 큰 분진입자의 탈락이 10개/ft3.100㎠를 초과하지 않아야 하며, 더욱 세밀한 청정도가 요구되는 경우에는 분진 입자의 지름이 0.3㎛ 이하인 입자의 탈락을 피해야한다. 이 경우, 발진되는 입자 중에서 분진 탈락을 야기시킬수 있는 친수성 물질이나 도전성 물질이 존재하면 알콜과 아세톤의 혼합용제에 녹게되므로 와이핑시 닦은 흔적이 물체 표면에 나타나게 된다.
본 발명 와이퍼 포지의 경우, 일반적인 염색가공이나 유연가공에서는 폴리알킬렌글리콜계 화합물, 수용성 폴리에스테르계 수지등 친수성 가공제와 카티온계 대전방지제, 제전성 수지 내지는 탄소분말등을 사용하게되나, 이경우 이들 가공제는 모두 분진 및 오염을 일으키는 가공제이므로 이들의 사용을 엄격히 제한하고, 제조된 포지는 정련 및 전처리공정에서 역삼투방식의 증류 순수를 사용하여 상기 친수성 물질 또는 도전성 물질의 함유량이 0.1중량% 이하가 되도록 충분히 수세처리 하여야한다.
따라서 본 발명의 특징은 역삼투방식의 증류수를 이용하여 자체 발진성을 최소화하고, 포지중에 친수성 물질 및 도전성 물질의 함유량을 전체중량의 0.1중량%를 초과하지 않도록 하는것을 특징으로 한다.
또한, 일본 공업규격인 JIS B-9923『광산란식 입자 계수기법』에 의하면 오염된 물체를 와이핑할 때 와이퍼 포지에서 탈락하는 입경 0.5㎛ 이상의 분진입자가 단위면적당 10개/ft3. 100㎠ 이하이고, 와이퍼는 분진에 대해 포집성이 크고, 아세톤과 알콜의 혼합 용제를 빠르게 흡수하며(1초 이내) 그 흡수량도 와이퍼 중량의 2-3배로서 비교적 크다.
일반적으로 와이퍼 포지로부터 탈락되는 오염물질중 아세톤과 알콜의 혼합액에 용해되는 성분이 적을수록 닦은 후 기판에 나타나는 와이퍼의 흔적도 적어진다.
이와같은 성능을 만족시키기 위하여는 포지 자체가 벌키성이 풍부하고, 분진입자가 포집되는 충진밀도가 커야한다. 또한, 와이퍼 포지가 함유하고 있는 이물질과 닦을때 탈락되는 분진의 입자를 최소한도로 억제하는것이 중요하다. 따라서, 와이퍼용 포지의 변부를 핫나이프, 초음파 또는 레이져로 실링 절단하는것이 바람직하다. 또한 와이퍼용 포지의 형태는 변형성이 적고 오염제거후 초순수 세탁에 의해 오염 입자가 쉽게 탈락되도록 하는것이 효과적이다.
본 발명 와이퍼 포지의 사용원사로서는 (1) 단사 섬도 0.05-0.2 데니어의 폴리에스테르 또는 나일론의 복합분활사(DTY). (2) 단사 섬도 1.0-2.0 데니어의 폴리에스테르 DTY사. (3) 단사 섬도 0.05 데니어급의 폴리에스테르 해도형 용출사(DTY)를 들수 있으며, 이들 필라멘트사를 단독 또는 복합하여 편직기에서 더블니트 변화조직의 편직물을 제조하거나, 직기로서 고밀도의 직물지를 제직한 다음 증류 순수를 사용하여 역삼투방식으로 정련, 후가공에서 통상의 가성소다로 해성분을 녹여 초극세 섬도로 용출시키거나, 폴리에스테르 및 나일론의 이성분 계면을 분할시킨다. 특히, 일반 폴리에스테르의 경우, 방사시 분진을 일으키는 친수성 물질을 배제하고, 역삼투방식의 증류순수 및 약제를 사용하여 정련공정에서 미제거된 물질을 적극적으로 제거하는 가공을 하고, 최종 열처리가공 역시 와이퍼의 변부 절단 후 초순수 세탁에 의해 형태변형이 거의 일어나지 않는 조건을 설정해야한다.
본 발명의 와이퍼용 포지는 불순 입자(Particle)의 발진량이 지극히 적고, 포집성과 흡수량이 우수하므로 청정 크린룸용 와이퍼 포지로서 우수한 효과와 성능을 가진다. 특히, 전자정보재료, 액정 LCD 및 반도체산업 분야에서 크게 각광을 받을수 있다.
청정 크리너용 와이퍼 포지에 관한 성능 평가방법은 우선 와이퍼 포지의 변부를 절단한 후 초순수 세탁을 하고 이를 진공포장한 것을 평가 대상으로 하였다.
발진성 정도의 평가는 일본 공업규격 JIS-B9923(Shaking 법)으로 평가하였고, 흡수성은 JIS-B1096으로 측정하였으며, 흡수용량은 시료를 2분간 증류수에 침지한 후, 시료를 꺼내어 1분간 건조대에서 방치한 후 중량 증가율을 측정하여 평가하였다.
포집성은 실리콘오일을 주사침으로 약 5mg 유리판재에 떨어뜨리고, 직경 45㎜, 중량 1㎏의 원형상 하중을 받는 단면에 두께 약 0.2-0.4㎜ 상당의 와이퍼를 놓고 고정한 시료를 유리판상 1m/min의 속도로 이동시켜 실리콘을 제거한 후 건식 복사기용 토너를 도포하고 압축공기(1㎏/㎠)로 비산시켜 유리표면에 남아있는 상태를 상대 평가하였다.( 완전제거는 5급, 다량 잔류는 1급으로 판정한다)
또한 아세톤과 알콜의 혼합 용제로서 와이핑한 후 기판상에 남아있는 흔적의 정도는 육안으로 판정하였고, 잔지율은 와이퍼 포지의 동일 중량 시료에 아세톤과 에탄올의 혼합용액 (6:4)을 이용하여 속슬레법에 의해 추출된 성분의 초기 중량대비퍼센트 비율에 의거 평가하였다. 기타 절취작업성, 촉감, 세탁후 형태변형은 "우수", " 보통 ", " 불량 "으로 관능평가 하였다.
이하 본 발명을 실시예에 의거 구체적으로 설명한다.
실시예 1
원사로서 일반 폴리에스테르 벌키성 DTY사 (75d/36f)를 사용하여 환편기로서 더블니트 메모리조직을 편성하여 와이퍼 포지의 생지를 얻었다. 이 생지를 배치방식으로 섭씨 130℃에서 20분간 PH 5.5-6.0 조건하에서 역삼투방식으로 처리된 증류순수액에서 포지를 충분히 수축시킨 다음 이를 PH 5.5-6.0인 역삼투방식으로
처리된 증류순수액으로 수세하고, 충분히 수세한 포지는 0-2 % 오버피드를 유지하면서 텐터에서 폭 60-62 인치로 180℃에서 1분간 열처리하였다. 이 때 얻어진 포지의 중량은 160g/㎡으로 생지에 대해 폭방향 18 %, 길이방향 5%가 축소되었다. 얻어진 포지를 가로 9inch, 세로 9inch 규격으로 절단하고, 변부 실링처리를 한 다음 청정 크리너용 와이퍼 포지를 얻었다.
이 와이퍼 포지를 아세톤과 에틸알콜의 혼합 용제 (6:4)를 사용하여 속슬레법에 의해 분진을 야기하는 오염입자 및 방사유제의 잔지율을 측정한 결과 입경 0.5㎛이상인 분진 입자의 탈락이 8개이고, 포지가 함유하고 있는 오염입자의 잔지율이 0.1% 이하인것을 확인하였다.
비교예 1
실시예 1과 동일한 방법으로 편성한 폴리에스테르 더블니트 메모리 조직의 포지를연화수를 사용하여 종래의 방법으로 수세 및 전처리가공을 실시하여 와이퍼용 포지를 얻고, 이를 실시예 1의 포지와 비교 평가한 결과는 표 1과 같다.
실시예 2
원사로서 폴리에스테르 해도형 DTY용출사 (70d/36f, 8분할, PET/해성분 70:30 )를 사용하여 편직기로서 더블니트 메모리조직을 편성하였다. 이 생지를 배치방식으로 80℃에서 20분간 유지하면서 PH 5.5-6.0인 역삼투방식의 증류순수와 가성소다 희석용액으로 오염물질을 제거하였다. 이후 130℃에서 20분간 PH 5.5-6.0인 역삼투방식으로 처리된 증류순수액과 가성소다액 및 유화 분산액으로 해성분을 용해시키고, 충분히 수축시킨 후 이를 다시 PH 5.5-6.0인 역삼투방식으로 처리된 증류순수액으로 수세한 다음, 0-2 % 오버피드하면서 텐터에서 폭 58-60 인치로 1분간 열처리하였다. 이와같이하여 얻은 포지의 중량은 240g/㎡으로, 생지에 대해 폭 방향 20%, 길이 방향으로 5 %축소되었다. 얻어진 포지를 가로 9inch, 세로 9inch 규격으로 변부 실링처리를 하고 아세톤과 에탄올의 혼합용액 (6:4)을 이용하여 속슬레법에 의해 분진을 야기하는 오염입자 및 방사유제의 잔지율을 측정한 결과, 입경 0.5㎛ 이상의 분진 입자의 탈락이 6개이고, 포지가 함유하고 있는 오염입자의 잔지율은 0.1 %이하임을 확인하였다. 또한, 비교예로 폴리에스테르 원사를 사용하여 상기한바와 같은 조직으로 제편한 원단 생지를 연화수를 사용하여 종래의 방법으로 수세 및 전처리 가공을 실시하여 와이퍼용 포지를 얻고, 이를 비교 평가한 결과는 표 1과 같다.
실시예 3
폴리에스테르 DTY사 (100d/36f, 37분활, PET/해성분 70:30)를 원사로 사용하여 더블니트 메모리조직으로 편성한 와이퍼 포지의 생지를 배치방식으로 80℃에서20분간 유지하면서, PH 5.5-6.0인 역삼투방식의 증류순수와 가성소다 희석용액으로 ℃오염물질을 세정 제거한다음, 130℃에서 20분간 PH 5.5-6.0인 역삼투방식으로 처리된 증류순수액과 가성소다액 및 유화분산액중에서 해성분을 용해시키고 충분히 수축시킨 다음 PH5.5-6.0인 역삼투방식으로 처리된 증류순수액으로 수세하고, 오버피드하면서 텐터에서 폭 58-60인치로하여 180℃에서 1분간 열처리하였다. 얻어진 원단의 중량은 240g/㎡이고, 생지에 대해 폭방향 20%, 길이방향 5%가 축소되었다.
이와같이 하여 얻은 포지는 가로 9inch, 세로 9inch 규격으로 변부 실링처리를 하고, 아세톤과 에탄올의 혼합용액 (6:4)을 이용하여 속슬레법에 의해 분진을 야기시키는 오염 입자와 방사유제의 잔지율을 측정하여 그 함량이 0.1중량% 이하임을 확인하였다. 또한 비교예로는 동일한 원단을 연화수를 사용하여 종전의 방법으로 처리하고, 이를 비교 평가하였다.
실시예 4
경사로서 폴리에스테르 FY원사(75d/36f), 위사로서 폴리에스테르/나일론 복합사(150d/72f, 9분할형)를 사용하여 직물지를 얻고, 이 직물 생지를 희석시킨 가성소다액에서 통상의 연속전처리 방식으로 처리하고, 다시 배치방식으로 80℃에서 20분간 유지하면서 PH 5.5-6.0 인 역삼투방식의 증류순수와 가성소다 희석용액, 유화분산액으로 오염물질을 세정 제거한 후 130℃에서 40분간 PH 5.5-6.0인 역삼투방식으로 처리된 증류순수액과 가성소다액 및 유화분산액으로 위사를 구성하는 폴리에스테르/나일론 복합사의 계면을 분산, 수축시켜 고밀도의 포지 원단을 제조하였다.
이 포지원단을 PH 5.5-6.0인 역삼투방식으로 처리된 증류순수액으로 수세하고, 오버피드하면서 텐터에서 폭방향 53-55 inch, 180。C, 30초간 열처리를 하였다.
이때에 얻어진 원단의 중량은 105g/㎡으로 생지에 대해 폭방향 15%, 길이방향 8%가 축소되었다. 이와같이 하여 얻어진 포지는 가로 14.5 inch로 변부를 실링처리하고 아세톤과 에탄올의 혼합용액(6:4)을 이용하여 속슬레법에 의해 분진을 야기시키는 오염입자 및 방사유제의 잔지율을 측정하여 그 함량이 0.1 중량% 이하임을 확인하였다. 또한 비교예는 동일한 원단을 연화수를 사용하여 종전의 방법으로 처리하여 이를 비교평가 하였다.
표 1
상기 실시예와 비교예에서 알수 있듯이 역삼투방식의 증류순수로 가공처리한 본 발명의 와이퍼용 포지는 종래 방식인 일반연화수로 가공처리한 제품에 비하여 잔지율, 발진성, 흡수성, 와이핑후의 흔적, 촉감 및 세탁 후의 변부형태의 변형억제등이 현저하게 개선됨을 확인할 수 있으므로 본 발명은 진보성을 가지는 신규한 발명인 것입니다.

Claims (5)

  1. 단사섬도 0.05-2.0데니어의 폴리에스테르 극세사 또는 초극세사를 원사로 사용하여 제조한 포지로서, 실질적으로 미세 분진을 배출시키는 오염물질의 함량이 0.1중량%를 초과하지 아니하고, 입경 0.5㎛ 이상인 분진입자의 탈락이 10개/ft3.100㎠ 이하임을 특징으로 하는 청정 크리너용 와이퍼 포지.
  2. 청구항 1에 있어서, 실질적으로 미세 분진을 배출시키는 오염물질인 도전성 물질, 친수성 물질 및 방사 유제 함량이 거의 없는 것을 특징으로 하는 청정 크리너용 와이퍼 포지.
  3. 청구항 1에 있어서, 극세사 또는 초극세사로 제조된 포지를 역삼투방식의 증류순수를 이용하는 전처리가공 및 정련가공에 의하여 오염물질의 함량을 최소화함을 특징으로 하는 청정 크리너용 와이퍼 포지.
  4. 청구항 1 또는 3항에 있어서, 전처리 및 정련가공 한 포지를 세척함에 있어서, 증류 순수로 세척하고 절단된 변부의 형태 변형이 거의 없는 것을 특징으로 하는 청정 크리너용 와이퍼 포지.
  5. 단사섬도 0.05-0.2데니어의 폴리에스테르 초극세사와 단사섬도 1.0-2.0데니어의 폴리에스테르 및 나일론등의 합성섬유 극세사를 단독 또는 혼합사용하여 제직한 포지를 알카리 용액에서 해성분을 용해시키고, 실질적으로 미세분진을 배출시키는 오염물질의 함량이 0.1중량%를 초과하지 않도록하고, 아세톤과 알콜의 혼합용액에 의한 와이핑작업시 흔적이 거의 남지않도록 오염물질의 함량을 최소화하고, 초순수에 의한 세척가공시 절단된 변부의 형태변형이 거의 없는 것을 특징으로 하는 청정 크리너용 와이퍼 포지.
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