KR20110124540A - 불량 ｌｃｄ 패널 처리용 수계 재처리 화학약품의 폐액을 정제 및 재생하는 방법 - Google Patents

불량 ｌｃｄ 패널 처리용 수계 재처리 화학약품의 폐액을 정제 및 재생하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 TFT-LCD의 제조 과정에서 발생되는 불량 패널의 컬러필터 포토레지스트 및 열경화된 오버코트를 제거하기 위해 사용되는 수계 재처리 화학약품(Rework chemical)의 폐액을 정제 및 재생하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 정제 및 재생 방법은 폐액을 원심분리하는 단계와; 감압 증류법으로 수지를 슬러지화하고 무기 알칼리를 석출시키는 단계와; 슬러지화된 수지 및 석출된 무기 알칼리를 제거하는 단계를 포함한다. 본 발명의 정제 및 재생 방법에 의하면, 재처리 화학약품을 고효율로 재생할 수 있고 원재료의 사용을 최소화하며서 신액 조성과 동일한 재처리 화학약품 재생액을 제조할 수 있어 제조 원가 및 폐수처리량을 절감할 수 있다.

Description

불량 ＬＣＤ 패널 처리용 수계 재처리 화학약품의 폐액을 정제 및 재생하는 방법{METHOD FOR PURIFYING WASTE OF AQUEOUS REWORK CHEMICAL FOR LCD PANEL AND REUSING THE PURIFIED REWORK CHEMICAL}
본 발명은 TFT-LCD의 제조 과정에서 발생되는 불량 패널의 컬러필터 포토레지스트 및 열경화된 오버코트를 제거하기 위해 사용되는 재처리 화학약품(Rework chemical), 특히 수계 재처리 화학약품의 폐액을 정제 및 재생하는 방법에 관한 것이다.
TFT-LCD 기판의 크기가 8세대 이상으로 대형화하는 추세에 따라 제조 공정 중 직접 또는 간접적으로 관여하는 각종 용제의 사용량이 급속도로 증가하고 있다. 이에 용제의 효율적인 사용을 통해 TFT-LCD의 제조원가를 절감하기 위한 공정기술이 절실히 요구되고 있다. 용제의 소모량을 절감하기 위해 각 제조 회사들은 사용 수명을 연장하기 위한 조성물 개발에 집중하거나 효율이 좋은 원재료를 사용하여 적용하는 등의 공정기술 개선을 통해 기판 매수 당 용제의 사용량 절감을 도모하고 있으나 그 성과는 이직 미미한 수준이다. 용제 중 포토레지스트를 제거하는 재처리 화학약품(Rework chemical)에는 테트라메틸 암모늄 수산화물(Tetramethylammonium hydroxide, TMAH)과 같은 유기 알칼리를 주성분으로 하는 유기계 재처리 화학약품과 수산화칼륨(Potassium hydroxide, KOH)과 수산화나트륨(Sodium hydroxide, NaOH)과 같은 무기 알칼리를 주성분으로 하는 수계 재처리 화학약품이 있다. 그러나 TMAH는 열경화 오버코트에 대한 제거 효율이 떨어져 무기 알칼리 수계 재처리 화학약품이 주로 사용되고 있다.
일반적으로 TFT-LCD는 컬러필터 패널과 TFT 패널의 합착에 의해 제조되는데 특히 컬러필터 패널에는 수지 블랙 매트릭스, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 픽셀이 형성된 컬러필터와 이를 보호하기 위한 오버코트가 형성되어 있으며, 컬러필터 패널과 TFT 패널의 합착에 셀 간격을 일정하게 유지시켜주는 칼럼 스페이서가 중간에 형성된다. 마지막으로 이 위에 배향막을 형성하고 ODF(One drop Filling) 방식으로 액정을 주입한 후 합착하는 과정을 거쳐 TFT-LCD가 완성된다. 이때 컬러필터 패널은 여러 공정을 거치다 보면 불량이 발생하는데 재처리 화학약품에 의한 빠른 박리(Stripping) 공정을 통해 고가의 원장 유리 패널을 재사용할 수 있다.
재처리 화학약품은 패널 상에 형성된 블랙 매트릭스, 컬러필터 R,G,B 포토레지스트, 열경화 오버코트, 칼럼 스페이서 등을 용해시키는 조성물 형태이므로 화학적인 성분 분리가 거의 불가능하다. 따라서 사용 성분의 서로 다른 비점을 이용한 분별증류를 통해 성분을 재활용하는 수준에 그치고 있어, 재처리 화학약품은 정제되지 않고 상당량이 폐기처리되고 있다. 따라서 현재 재처리 화학약품은 수회사용으로 수명이 다했다고 판단되면, 위탁 또는 자체적으로 폐수 처리하여 배출하는 것이 일반적이다. 그리고 이렇게 폐기되는 재처리 화학약품(이하 “폐액”이라 함)에는 다량의 아민류와 유기용제 등의 유해물질이 함유되어 있으므로 폐수처리과정에서 이를 제거하기 위해 막대한 처리비용이 소요되고, 폐액을 중화시키기 위해 강산이 첨가되므로 많은 시간과 인력, 시설비가 추가되어 환경적, 경제적으로 바람직하지 않다.
따라서 폐액을 정제하여 재사용하는 것은 용제의 효율적인 재사용과 처리비용 절감, 나아가 환경적인 측면에서도 매우 바람직한 시도이다. 그러나 지금까지 재처리 화학약품과 관련된 기술 개발은 주로 성능을 높이는 방향으로 진행되어 왔으며, 성분 분리의 어려움으로 재처리 화학약품의 폐액을 정제하여 재생하는 기술은 큰 진전을 보지 못하고 있는 실정이다.
한국특허출원 10-2004-0028767호는 티에프티엘씨디(TFT-LCD) 혼합산 폐에칭액을 고순도로 분리 및 회수하는 방법에 대해 개시하고 있다. 폐 혼산에 대해 경막용융 결정화 과정과 감압증발 과정을 거쳐 혼산을 초고순도로 회수하는 단계로 이루어져 있으나, 산의 순도가 높아지면서 취급상에 위험이 있고 장치에 안정성이 요구되어 경제성 및 효율성이 떨어진다.
한국특허출원 10-2006-0031098호에는 포토레지스트의 스트리퍼 재사용 방법이 개시되어 있다. 이 기술은 특히 찌꺼기를 제거하기 위해 필터의 구성을 병렬로 설치하여 연속적으로 사용하게 되어 있으나, TFT패널의 금속 패턴을 얻기 위해 사용되는 모든 약품 공정에 범용적으로 적용되기 어려운 단점이 있다.
한국특허출원 10-2007-0113338호에는 약품 내에 이 물질을 포함하거나 회수관 내부에 기포가 발생하여도 순환 펌프가 원활하게 가동되어 용이하게 폐액이 회수될 수 있는 약액 회수 장치에 대해 개시되어 있다.
한국특허출원 10-2009-0011048호에는 초임계 유체를 이용한 케미칼의 재생방법이 개시되어 있다. 특히 이물질이 포함되어 있는 케미칼을 초임계 유체에 반응시켜 이물질을 석출시키고 여과공정을 거쳐 여액에 대해 재생할 수 있는 방법으로서 레지스트 패턴을 제거하는 박리액 (즉, TFT 패널 제조과정에 사용되는 스트리퍼), 불필요한 레지스트를 제거하는 시너, 각종 세정공정에 사용하는 세정제 등에 사용이 가능하나 제한된 영역 내에서만 가능한 단점이 있다.
이 외에도 다양한 폐액에 대한 다양한 정제 기술 및 정제 장치에 관한 기술들이 있으나, 재처리 화학약품을 효과적으로 재생할 수 있는 방법은 부족한 실정으로 여전히 많은 종류의 재처리 화학약품이 폐기처분되고 있다.
본 발명은 재처리 화학약품의 폐액을 높은 비율로 재생할 수 있는 효과적인 정제 및 재생 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히 본 발명은 수계 재처리 화학약품을 대상으로 화학적인 성분분리가 아닌 물리적 분리를 통해 보다 간단하고 경제적이면서도 효율이 높은 정제 및 재생 방법을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은 하기 단계를 포함하는 불량 LCD 패널 처리용 수계 재처리 화학약품 폐액의 정제 및 재생 방법을 제공한다:
(a) 디메틸설폭사이드 5∼30 중량%, 무기알칼리 하이드록사이드 5∼20 중량% 및 수용성 아민화합물 15∼30 중량%를 포함하는 수계 재처리 화학약품의 폐액을 원심분리하는 단계와;
(b) 상기 원심분리된 상층액에 대해 감압 증류법으로 물을 제거하여 용해되어 있는 수지를 슬러지화하고 무기 알칼리를 석출시키는 단계와;
(c) 상기 슬러지화된 수지 및 석출된 무기 알칼리를 제거하는 단계.
본 명세서에서 “폐액”은 달리 한정하지 않는 한 수명이 다했다고 판단되어 폐기되는 재처리 화학약품을 의미한다.
본 발명의 바람직한 일구현예에 의하면, 본 발명의 정제 및 재생 방법은 (a)단계의 원심분리된 상층액을 나노미터 내지는 마이크로미터 수준의 필터에 통과시키는 여과단계를 더 포함할 수 있다. 또한, (a)단계에서 원심분리에 앞서 폐액을 침지시킨 후 상층액을 메쉬(mesh) 필터에 통과시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일구현예에 의하면, 상기 수지 및 무기 알칼리를 제거하는 단계는 원심분리 또는 여과시켜 제거하는 것을 포함한다.
본 발명의 바람직한 일구현예에 의하면, 상기 원심분리는 1,000~15,000 rpm의 회전속도로 0.5~3시간 수행되며, 더욱 바람직하게는 4,000~8,000rpm의 회전속도로 1~2시간 수행된다.
본 발명의 바람직한 일구현예에 의하면, 상기 슬러지화된 수지 및 석출된 무기 알칼리가 제거된 액의 성분을 분석하고 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 분석 및 보정은 여액의 성분을 정량 및 정성 분석기기에 의해 분석하고 보정 프로그램에 의해 보정하는 것을 포함한다. 상기 분석기에는 특히 산-염기 적정기, 가스 크로마토그래피 및 수분측정 분석기가 포함될 수 있다.
본 발명에 따르면, 수계 재처리 화학약품을 고효율로 재생할 수 있고, 또한 정확한 정성/정량 분석에 의한 보정을 통해 원료 부족분만 일부 보충함으로써 원재료의 사용을 최소화하면서 신액 조성과 동일한 재처리 화학약품 재생액을 제조할 수 있어 제조 원가 및 폐수처리량을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 재처리 화학약품 폐액의 정제 및 재생 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 5에서 재처리 화학약품 폐액을 원심분리, 필터공정, 감압증류한 후 분리한 상층, 하층 그리고 사용된 폐액을 촬영한 사진이다.
수계 재처리 화학약품은 LCD 패널에 형성된 수지 블랙 매트릭스, 컬러필터 R,G,B 포토레지스트, 열경화 오버코트 및 칼럼 스페이서를 제거하기 때문에 폐액 중에는 안료, 경화된 수지 및 소량의 기타 첨가제로 구성된 불순물을 함유하게 된다. 일반적으로 불순물의 성분 일부는 수계 재처리 화학약품에 용해되어 있다가 일정 시간이 지나면 수분이 증발되어 수분 함량이 적어지면서 포화되어 용해되어 있던 수지들이 먼저 슬러지화되어 석출되고 이어서 무기 알칼리가 석출되는 순서로 진행된다. 또, 온도에 따른 용해도 감소에 의해 고온에서 포화상태로 있던 불순물은 온도가 낮아지면 생성되는 석출물의 양이 증가하게 된다. 포화상태에서 무기알칼리의 용해도가 수지의 용해도보다 높기 때문에 대부분의 수지는 슬러지화되어 제거가 용이하고 무기알칼리의 일정부분은 포화상태에서 용해되어 있다가 과포화상태가 되면서 석출된다.
본 발명은 수계 재처리 화학약품 폐액의 이러한 특성에 착안하여 물리적인 방법, 즉 원심분리, 감압 증류, 여과공정 등을 통해 폐액을 정제, 재생한다. 본 발명에서 적용하는 이러한 물리적인 방법으로 높은 재생율을 나타낼 수 있는 재처리 화학약품은 수계라야 한다. 특히 80~90% 이상의 재생율을 나타낼 수 있도록 하기 위해서는 재처리 화학약품의 조성 자체가 이러한 방법에 적합해야 하는데, 본 발명에서는 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO) 5∼30 중량%, 무기알칼리 하이드록사이드 5∼20 중량% 및 수용성 아민화합물 15∼30 중량%를 포함하는 수계 재처리 화학약품에 대해 본 발명의 정제 방법을 적용한다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 수계 재처리 화학약품은 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO) 5∼30 중량%; 무기알칼리 하이드록사이드 5∼20 중량%; 수용성 아민화합물 15∼30 중량%; 양자성 글리콜계의 유기용매 1∼10 중량%; 비양자성 글리콜계의 유기용매 1∼10 중량%; 및 잔량의 물로 이루어진다. 무기알칼리 하이드록사이드로는 탄산나트륨; 탄산칼륨; 규산나트륨; 규산칼륨; 수산화나트륨; 수산화칼륨 등이 단독으로 또는 2종 이상 혼합 사용될 수 있다. 수용성 아민화합물로는, 예를 들어, 하이드록실아민, 디에틸하이드록실아민, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 2-(2-아미노에톡시)에탄올, N,N-디메틸에틸아민, N,N-디에틸에탈올아민, N,N-디부틸에탄올아민, N-메틸에탄올아민, N-에틸에탄올아민, N-부틸에탄올아민, N-메틸디에탄올아민, 모노이소프로판올아민, 트리이소프로판올아민 등의 알칸올 아민류; 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 프로필렌디아민, 프로필렌디아민, N,N-디에틸에틸렌디아민, N,N'-디에틸에틸렌디아민, 1,4-부탄디아민, N-에틸-에틸렌디아민, 1,2-프로판디아민, 1,3-프로판디아민, 1,6-헥산디아미드의 폴리알킬렌폴리아민류, 2-에틸-헥실아민, 디옥틸아민, 트리부틸아민, 트리프로필아민, 헵틸아민, 시클로헥실아민 등의 지방족아민류; 벤질아민, 디페닐아민 등의 방향족아민류; 피페라딘, N-메틸피페라딘, 하이드록시에틸피페라딘 등의 환상 아민류 등이 단독으로 또는 2종 이상 혼합 사용될 수 있다. 양자성 글리콜계 유기용매로는, 예를 들어, 에틸렌글리콜; 에틸렌글리콜 모노메틸에테르; 에틸렌글리콜 모노에틸에테르; 에틸렌글리콜 모노프로필에테르; 에틸렌글리콜 모노부틸에테르; 디에틸렌글리콜; 디에틸렌글리콜모노메틸에테르; 디에틸렌글리콜모노에틸에테르; 디에틸렌글리콜모노프로필에테르; 디에틸렌글리콜모노부틸에테르; 트리에틸렌글리콜모노메틸에테르; 트리에틸렌글리콜모노에틸에테르; 트리에틸렌글리콜모노프로필에테르; 트리에틸렌글리콜모노부틸에테르 등의 양자성 글리콜류 유기용매나 이들의 유도체가 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 비양자성 글리콜계 유기용매로는, 예를 들어, 에틸렌디메틸에테르; 에틸렌디에틸에테르; 에틸렌디프로필에테르; 에틸렌디부틸에테르; 디에틸렌글리콜디메틸에테르; 디에틸렌글리콜디에틸에테르; 디에틸렌글리콜디프로필에테르; 디에틸렌글리콜디부틸에테르; 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르; 디에틸렌글리콜메틸프로필에테르; 디에틸렌글리콜메틸부틸에테르; 디에틸렌글리콜에틸프로필에테르; 디에틸렌글리콜에틸부틸에테르; 디에틸렌글리콜프로필부틸에테르; 트리에틸렌글리콜메틸에틸에테르; 트리에틸렌글리콜메틸프로필에테르; 트리에틸렌글리콜메틸부틸에테르; 트리에틸렌글리콜에틸프로필에테르; 트리에틸렌글리콜에틸부틸에테르; 트리에틸렌글리콜프로필부틸에테르 등의 비양자성 유기용매와 이들의 유도체가 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 재처리 화학약품 폐액의 정제 또는 재생 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도이다. 이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 재처리 화학약품 폐액의 정제 및 재생 방법을 각 단계별로 상세히 설명한다.
제1단계: 침지 및 원심분리
재처리 화학약품의 전형적인 조성은 무기알칼리, 유기아민, 유기용제 및 수분으로 이루어진다. LCD 패널인 컬러필터 포토레지스트 및 열경화용 오버코트의 코팅발생 불량 패널의 재처리를 위해 사용되어 수명이 다한 재처리 화학약품의 폐액을 폐액 저장(침지조)로 이송하고(흐름 11) 일정시간 자연 침강 및 냉각시키면 상층액과 하층액으로 분리된다. 자연 침강과 냉각을 이용하면 쉽게 제거 할 수 있는 부분을 일차적으로 분리할 수 있다. 하층부의 석출물 및 찌꺼기는 위탁 폐액 저장조로 이송하고, 상층액은 기본적인 메쉬(Mesh) 필터를 거쳐 정량펌프를 이용하여 원심분리기(31)로 유입시켜(흐름 12) 상층액 내 부유되어 있을 수지 및 석출 알칼리를 제거한다. 원심분리기(31) 내 하층의 슬러지는 위탁 폐액 저장조로 이송하여 재처리 화학약품 폐액의 석출물 및 찌꺼기와 함께 폐액 처리되고 시간당 발생되는 상층액에 대해서는 제 1저장조로 이동 보관되게 된다(흐름13). 이러한 상/하층액 분리는 공정 흐름을 방해하는 불순물을 최대한 제거하여 후속 재처리 화학약품 폐액의 정제 및 재생과정을 원활하게 한다.
원심분리기(31)의 성능은 RPM(Rate per minute) 또는 G(중력가속도)로 표시되는데 파일롯 규모에서는 RPM으로 표시하고 대형 원심분리기에서는 G로 표시한다. 원심분리는 1,000~15,000 rpm의 회전속도, 바람직하게는 2,000~10,000rpm의 회전속도, 더욱바람직하게는 4,000~8,000rpm이며, 동작시간은 0.5~3시간 동안, 바람직하게는 1~2시간 수행되는 것이 바람직하다. 원심분리 속도와 시간이 너무 낮으면 분리 효과가 미흡하게 되고, 지나치게 높으면 분리 효율은 개선이 되나 효율적인 면에서 불필요한 작업이며 경제적이지 않게 된다. 폐액 저장조에서 상/하층액은 자동으로 분리배출되는 것이 바람직하다. 특히 원심분리기에서 상/하층액의 분리 배출은 자동으로 이루어져 온도 및 시간에 대한 자동 세팅에 따라서 일반적인 고정형 원심분리기 또는 분주기(decanter)를 이용한 분리방법에 비해 상층액의 분리효율이 극대화된다.
제2단계: 필터 공정
원심분리에 의해 분리되어 보관된 제 1저장조에서 수nm~수μm의 pore size을 가지는 필터(32)를 장착하여 원심분리에서 제거가 부족한 미세 크기의 불순물을 제거하여 후 공정에서 수명에 영향을 줄 물질에 대해 제거효율을 높이기 위한 방법이다.(흐름 14)
제3단계: 감압증류 및 냉각
제 2단계를 거친 여액을 감압증류하여 일정량의 물을 제거하게 되는데(33, 흐름 15), 이런 경우에는 승온하 증류에 의해 수분을 증발시키면 상층액 내 용해되어 있는 소량의 수지가 슬러지화되고 무기 알칼리가 석출된다. 이후 실온으로 냉각시키면 대부분의 수지가 제거되어 불순물의 함량을 최소화 및 없게 하는 방법이다. 이런 과정을 거친 후에 필요에 따라 원심분리기와 필터공정 또는 필터공정만을 거쳐 다시 불순물을 제거하는 공정이다.(흐름 16, 흐름 13, 흐름 14)
제4단계: 여액에 대한 분석 및 보정
2회의 정제과정을 걸쳐 얻어진 여액에 대해서 다양한 분석장비를 이용하여 정량/정성분석을 하게 된다(흐름 17, 34). 여액에 대한 무게 및 조성에 대한 제조 프로그램에 의해 입력하게 되면 제조 시스템에서 자동으로 제어되어 부족한 원재료의 추가로 생산이 이루어진다(흐름 18, 흐름 19). 이런 일련의 재생공정을 거쳐 제조된 재생액은 다시 재처리 공정을 위해 사용된다(흐름 20)
분석기기는 산-염기 적정기, Gas Chromatograph, Liquid Chromatograph, IR, NMR, ICP/mass, 수분측정 분석기, 점도계, 밀도계 등의 분석 및 측정기를 이용하여 비교 분석하고 성능 시험을 수시로 수행하여 재사용하고자 하는 여액의 물리적인 특성을 미리 파악한 후에 재생여부를 판단한다. 특히 다성분 분석을 위해 근적외선 측정법을 이용할 수도 있다.
이하, 실시예를 들어 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 한정하는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 또한 실시예는 본 발명의 개시 내용을 완전하게 하고 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공된다.
[실시예 및 비교예]
실시예 1
디메틸설폭사이드 15w/w%, 45% 수산화칼슘 35w/w%, 모노에탄올아민 19w/w%, 부틸디글리콜 5w/w%, 부틸트리글리콜 3w/w%, 디메틸디글리콜 2w/w% 및 물 21w/w%로 재처리 화학약품을 조성하였다 (한국등록특허 10-0842853호의 실시예 8). 실험 방법은 노즐을 이용한 분무 방식과 진동방식(Oscillation)으로 28kHz, 800W 세기의 초음파 장치를 이용하여 60℃를 유지하면서 패널을 재처리하였다. 이때 사용된 LCD 패널로서 블랙 매트릭스, 컬러필터, 오버코트 및 칼럼 스페이서가 코팅되어 있는 100 x 100 mm의 패널 크기를 사용하였다. 재처리 화학약품의 폐액은 석출이 발생하는 시점에 확보하였다.
상기 재처리 화학약품의 폐액을 폐액 저장조(침지조)에서 침지시킨 후 침전물은 위탁 폐액 저장조로 이송하여 폐기 처리하고 상층액은 원심분리기(한일사이메드사/DHCSM-250)를 이용하여 5,000 rpm에서 1시간 동안 원심분리 하였다. 침전물은 위탁 폐액 저장조로 이송하여 폐기처리하고, 상층액은 기공 크기가 0.1μm인 마이크로필터 수지(치소사/PTFE막 타입의 포러스파인제품)로 통과시켜 여과하였다. 필터공정에 의해 여과된 여액을 감압 증류기(Buchi사의 Thin Film Evaporator/10mmHg, 60℃)에서 증류하여 약간의 수분을 제거한 다음 상온으로 냉각하였다. 증류물을 5,000 rpm에서 1시간 동안 원심분리하고 다시 0.1μm 수지 필터로 여과하였다. 여액을 재생액 저장조에 보관하고 재생액 저장조에 샘플을 취해 가스 크로마토그래피(Agilent사, 7890A), 수분 함량 측정기(Metrohm사, 831 KF Titrino Plus인 Main분석기에 추가로 860 KF Thermoprep장착), 산염기 적정기(Metrohm사, 848 Titrino) 등을 이용하여 성분을 분석하고 부족한 원료를 보정하여 재처리 화학약품의 재생액을 제조하였다. 상기 재생액과 한국특허출원 10-2007-0002967호에 기재된 실시예 8항의 재처리 화학 약품조성에 대한 함량 분석은 표 1 ~ 표 5에 나타나 있으며 상기 재생액의 조건에 대해서는 표 6에 나타내었다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00004
Figure pat00005
실시예 2-7
실시예 1에 기재되어 있는 동일한 재처리화학약품 조성물과 폐액을 얻는 과정을 거쳐 원심분리기의 운전 조건 다변화하고 0.1μm 필터공정과 감압증류(10mmHg, 60℃)과정을 거쳐 불순물을 최대한 제거하였다.
비교예 1~6
비교예 1~5는 원심분리의 다변화와 필터공정의 유무, 감압증류과정의 유무에 대한 예시이다. 상기 비교예의 조건에 대해서는 표 6에 나타내었다.
Figure pat00006
조성물 변화 평가
실시예 및 비교예에서 분석기기를 이용하여 한국등록특허 10-0842853호의 실시예 8에 기재된 실시예 8항의 재처리 화학 약품조성과의 비교하였다. 그 결과 표 7에 나타내었다.
◎ : 신액대비 동일 또는 95% 이상 유사 성분비율
X : 신액대비 동일 또는 95% 이상 유사 성분비율, 또는 비효율적
수율
실시예 및 비교예에서 초기 폐액에서 회수하여 사용할 수 있는 최종 여액에 대한 수율로서 (여액무게비/초기폐액무게비)*100%의 계산식에 의해 수율을 비교하였다. 단 비교예 3의 경우 고 rpm과 많은 시간에 의해 효율은 좋아질수 있으나 장비의 수명과 경제적인 측면에서는 적합하지 않음을 알 수 있다. 단 기간내에 장비에 무리를 주지않는 범위내에서 최적의 효율을 얻는것이 더욱 바람직하다. 그 결과를 표 7에 나타내었다.
◎: 90% 이상 제거 수율
O: 70%이상 90%이내의 제거 수율
X: 70% 이내의 제거 수율, 또는 비 효율적
박리성 평가
실시예 및 비교예에서 분석기기를 이용하여 분석한 결과를 토대로 성분의 부족분을 보충함으로써 제조한 재처리 화학약품 재생액을 이용하여 60℃에서 불량 패널에 대해 재처리를 실시하였다. 재처리시간 경과에 따른 박리 정도를 아래의 기준에 따라 평가하고, 그 결과를 표 7에 나타내었다.
◎: 15분 이내에 완전 제거(신액 수준)
O: 15분 이상 20분 이내에 완전 제거
X: 20분 이상 경과한 후에 제거되거나 제거되지 않음, 또는 비효율적
용해성 평가
실시예 및 비교예에서 분석기기를 이용하여 분석한 결과를 토대로 성분의 부족분을 보충함으로써 제조한 재처리 화학약품 재생액을 이용하여 60℃에서 불량 패널에 대해 재처리를 실시하였다. 처리시간 경과에 따른 용해성을 확인하기 위해 박리 한 후 0.1 μm 메쉬 필터에 대한 찌꺼기의 여과 정도를 아래의 기준에 따라 평가하여 표 7에 나타내었다.
◎: 100μm 메쉬에 찌꺼기가 걸리지 않음
X: 100μm 메쉬에 찌꺼기가 걸림, 또는 비효율적
사용 수명 평가
실시예 및 비교예에서 분석기기를 이용하여 분석한 결과를 토대로 성분의 부족분을 보충함으로써 제조한 재처리 화학약품 재생액을 이용하여 60℃에서 불량 패널에 대해 재처리를 실시하였다. 처리시간 경과에 따른 사용수명을 확인하기 위하여 박리를 한 후 신액과 기준하여 수명을 측정하였으며 아래의 기준에 따라 평가하여 표 7에 나타내었다.
◎: 신액 기준 95% 이상 수명 또는 신액 수준
○: 신액 기준 90이상 95%이하의 수명
X: 신액 기준 90% 이하의 수명, 또는 비효율적
Figure pat00007
상기 실시예 및 실험예의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 정제 및 재생 방법에 따르면 종래 재생이 곤란하였던 재처리 화학약품 폐액을 고효율로 좋은 상태로 재생할 수 있었고, 분석기기를 이용한 보정에 의해 원료 부족분을 보충하여 신액 제조 대비 비용의 70%이상을 절감하였다. 또한 실시예에서 제조한 재처리 화학약품 재생액은 신액 대비 박리성, 용해성 및 사용 수명이 거의 동등한 성능을 유지하였음을 알 수 있었다.
31: 원심분리기 32: 필터공정
33: 감압증류공정 34: 분석장비

Claims (10)

  1. (a) 디메틸설폭사이드 5∼30 중량%, 무기알칼리 하이드록사이드 5∼20 중량% 및 수용성 아민화합물 15∼30 중량%를 포함하는 수계 재처리 화학약품의 폐액을 원심분리하는 단계와;
    (b) 상기 원심분리된 상층액에 대해 감압 증류법으로 물을 제거하여 용해되어 있는 수지를 슬러지화하고 무기 알칼리를 석출시키는 단계와;
    (c) 상기 슬러지화된 수지 및 석출된 무기 알칼리를 제거하는 단계를 포함하는 불량 LCD 패널 처리용 수계 재처리 화학약품 폐액의 정제 및 재생 방법.
  2. 제1항에 있어서, (a)단계에서 원심분리된 상층액을 나노미터 내지는 마이크로미터 수준의 필터에 통과시키는 여과단계를 더 포함하는 불량 LCD 패널 처리용 수계 재처리 화학약품 폐액의 정제 및 재생 방법.
  3. 제1항에 있어서, (a)단계는 원심분리에 앞서 폐액을 침지시킨 후 메쉬(mesh) 필터에 통과시키는 단계를 더 포함하는 불량 LCD 패널 처리용 수계 재처리 화학약품 폐액의 정제 및 재생 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 수지 및 무기 알칼리를 제거하는 단계는 원심분리 또는 여과시켜 제거하는 것을 포함하는 폐액의 정제 및 재생 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 원심분리는 1,000~15,000 rpm의 회전속도로 0.5~3시간 수행되는 것을 포함하는 불량 LCD 패널 처리용 수계 재처리 화학약품 폐액의 정제 및 재생 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 원심분리는 4,000~8,000rpm의 회전속도로 1~2시간 수행되는 것을 포함하는 불량 LCD 패널 처리용 수계 재처리 화학약품 폐액의 정제 및 재생 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 슬러지화된 수지 및 석출된 무기 알칼리가 제거된 액의 성분을 분석하고 보정하는 단계를 더 포함하는 불량 LCD 패널 처리용 수계 재처리 화학약품 폐액의 정제 및 재생 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 분석하고 보정하는 단계는 액의 성분을 정량 및 정성 분석기기에 의해 분석하고 보정 프로그램에 의해 보정하는 것을 포함하는 불량 LCD 패널 처리용 수계 재처리 화학약품 폐액의 정제 및 재생 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 분석기기는 산-염기 적정기, 가스 크로마토그래피 및 수분측정 분석기를 포함하는 불량 LCD 패널 처리용 수계 재처리 화학약품 폐액의 정제 및 재생 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수계 재처리 화학약품은 디메틸설폭사이드 5∼30 중량%; 무기알칼리 하이드록사이드 5∼20 중량%; 수용성 아민화합물 15∼30 중량%; 양자성 글리콜계의 유기용매 1∼10 중량%; 비양자성 글리콜계의 유기용매 1∼10 중량%; 및 잔량의 물로 이루어진 불량 LCD 패널 처리용 수계 재처리 화학약품 폐액의 정제 및 재생 방법.
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