KR101177860B1 - 요오드 타입 편광 필름의 제조를 위한 클린룸의 공조 시스템 - Google Patents

요오드 타입 편광 필름의 제조를 위한 클린룸의 공조 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 염착조, 연신조 및 수절조를 포함하는 요오드 타입 편광 필름의 제조를 위한 클린룸의 공조 시스템으로서, 클린룸의 기체를 순환시키기 위해 클린룸 외부에 설치된 공조기; 상기 클린룸으로 향하는 순환기체 유로 상에 외부 공기의 도입을 위한 공기 유입부; 상기 클린룸으로부터 공조기를 향하는 순환기체 유로 상에서 일부 순환기체를 대기 중으로 배출하기 위한 순환기체 배출부; 및 상기 순환기체 중의 요오드를 제거하기 위해 순환기체 유로 상에 설치되어 있는 요오드 필터링 장치;를 포함하고 있어서, 외부로부터의 공기 유입과 일부 순환기체의 배출이 이루어지면서 클린룸에 대한 기체 순환과 순환기체로부터의 요오드 제거를 수행하는 것을 특징으로 하는 공조 시스템을 제공한다.

Description

요오드 타입 편광 필름의 제조를 위한 클린룸의 공조 시스템 {Air Conditioning System of Clean Room for Producing Iodine?type Polarizing Film}
본 발명은 편광 필름의 제조를 위한 클린룸의 공조 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 염착조, 연신조 및 수절조를 포함하는 요오드 타입 편광 필름의 제조를 위한 클린룸의 공조 시스템에서, 클린룸의 기체를 순환시키기 위해 클린룸 외부에 설치된 공조기; 상기 클린룸으로 향하는 순환기체 유로 상에 외부 공기의 도입을 위한 공기 유입부; 상기 클린룸으로부터 공조기를 향하는 순환기체 유로 상에서 일부 순환기체를 대기 중으로 배출하기 위한 순환기체 배출부; 및 상기 순환기체 중의 요오드를 제거하기 위해 순환기체 유로 상에 설치되어 있는 요오드 필터링 장치;를 포함하고 있어서, 외부로부터의 공기 유입과 일부 순환기체의 배출이 이루어지면서 클린룸에 대한 기체 순환과 순환기체로부터의 요오드 제거를 수행하는 것을 특징으로 하는 공조 시스템에 관한 것이다.
편광판(Polarizing Sheet) 또는 편광필름(Polarizing Film)은 일반적으로 자 연광을 편광으로 전환시키는 기능을 가지고 있는데, 이러한 편광 기능은 편광판에 염착되는 재료에 의해 구현된다. 일반적으로 액정 디스플레이에는 편광 재료로서 요오드가 염착된 요오드 타입 편광 필름이 사용된다.
요오드 타입 편광 필름은, 폴리비닐알콜(PVA) 계의 필름을 이색성 요오드 또는 이색성 염료 등을 사용하여 염색하고, 일축 연신 등의 방법에 의해 일정한 방향으로 배향시킴으로써 제조하는 것으로, LCD 등에 많이 사용된다. 예를 들어, 비연신 PVA 필름을 수용액에서 단축 연신한 후 요오드 및 요오드화 칼륨을 함유한 용액에 침지(dipping)하거나, 또는 비연신 PVA 필름을 요오드 및 요오드화 칼륨을 함유한 용액에 침지한 후 단축 연신하거나, 또는 비연신 PVA 필름을 요오드 및 요오드화 칼륨을 함유한 용액에서 단축 연신하거나, 또는 비연신 PVA 필름을 건조 상태에서 단축 연신한 후 요오드 및 요오드화 칼륨을 함유한 용액에 침지하여 편광필름을 제조한다.
요오드가 흡착 및 배향된 PVA 필름을 물 세척이나 건조 등의 방법으로 후처리하여 편광 필름을 수득하고, 수득된 편광 필름의 적어도 한 면 이상에 보호 필름을 적층하면 편광판이 얻어진다.
상기와 같은 편광판의 제조과정은 온도와 습도가 제어되고 공기 중에 유해 가스가 소정 범위 이하로 유지되도록 조절된 공간인 클린룸(Clean Room)에서 이루어진다. 편광판의 경우, 제조 장소의 온도와 습도를 일정하게 유지하고, 공기 중에 포함된 유해 가스를 소정 범위 이하로 유지하여야 제조 공정에서 제품의 불량이 발생하지 않으며, 우수한 품질의 제품을 생산할 수 있기 때문이다.
한편, PVA 필름에 염착되는 요오드는 상온(25℃)에서 증기압이 약 0.31 mmHg로서 비교적 높기 때문에, 편광판을 제조하는 클린룸의 공기 중으로 쉽게 승화한다. 승화된 요오드는 공기 중에 일정 농도 이상으로 존재하게 하며, 공조 시스템을 통해 편광판을 제조하는 클린룸 전체로 확산된다.
Journal of Nuclear Materials 265 (1999) 161-177에 따르면, 요오드는 아래 식에 나타낸 바와 같이 철 성분과 반응성이 있어서, 스테인레스 스틸(stainless steel)로 구성된 각종 계기나 장치 등을 부식시킨다.
Fe + I2 → FeI2
FeI2 + y/2O2 → FeIxOy + (1-x/2)I2
또한, 클린룸 내 공기 중에 있는 요오드의 농도가 허용 농도를 초과하는 경우에는 인체에 유해하며, 특히 장기간 노출되었을 경우에는 인체에 심각한 손상을 일으킬 수 있다. 따라서, 편광판 제조 공정에 사용되는 장치의 부식을 방지하고, 편광판 제조 공정의 환경 안정성을 확보하기 위해서는 클린룸 내의 공기 중에 포함된 요오드를 제거하는 것이 필요하다.
공기 또는 기상(gas phase)에 포함된 요오드를 제거하기 위한 방법으로 흡착제를 이용하는 방법이 원자력 발전소에서 방사성 요오드를 제거하기 위한 분야에서 사용되어 왔다. 예를 들어, 은이나 아민 화합물이 담지된 활성탄이나 제올라이트가 사용되는 요오드 흡착제와, 특히 고온에서 사용할 수 있는 제올라이트를 이용한 요오드 흡착제에 관한 발명이 개시되어 있다. 구체적으로, 미국등록특허 제 3,658,467호에서는 은이 담지된 X형 제올라이트(X-type zeolite) 또는 은이 담지된 모더나이트(mordenite)가 제안되었고, 미국등록특허 제4,036,940호에서는 구리와 크롬이 함침된 알루미나가 제안되었다. 또한, 미국등록특허 제4,312,647호에서는 방사성 요오드 흡착제로서 실버 설페이트(silver sulfate) 또는 실버 설파이트(silver sulfite)가 필름으로 증착된 캐리어(carrier)가 제안되었고, 미국등록특허 제4,735,786호에서는 은이 담지된 펜타실 제올라이트(pentasil zeolite)가 제안되었다.
이와 같이, 원자력 발전소에서 발생하는 방사성 요오드를 제거하기 위한 기술이 많이 개발되었음에도 불구하고, 편광판 분야에서는 당해 분야의 제조 공정 특성을 고려한 효과적인 요오드 제거 방법 내지 시스템은 전혀 개발되지 못하고 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자들은 심도있는 연구를 통하여 외부로부터의 공기 유입과 일부 순환기체의 배출이 이루어지면서 클린룸에 대한 기체 순환과 함께 순환기체로부터의 요오드 제거를 수행하는 특정한 구성의 공조 시스템에 의해, 편광 필름 제조공정의 효율성을 도모하면서 편광판 제조 공정에서 발생하는 요오드를 효율적이고 안전하게 제거할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명에 따른 공조 시스템은, 염착조, 연신조 및 수절조를 포함하는 요오드 타입 편광 필름의 제조를 위한 클린룸의 공조 시스템으로서, 클린룸의 기체를 순환시키기 위해 클린룸 외부에 설치된 공조기; 상기 클린룸으로 향하는 순환기체 유로 상에 외부 공기의 도입을 위한 공기 유입부; 상기 클린룸으로부터 공조기를 향하는 순환기체 유로 상에서 일부 순환기체를 대기 중으로 배출하기 위한 순환기체 배출부; 및 상기 순환기체 중의 요오드를 제거하기 위해 순환기체 유로 상에 설치되어 있는 요오드 필터링 장치;를 포함하고 있어서, 외부로부터의 공기 유입과 일부 순환기체의 배출이 이루어지면서 클린룸에 대한 기체 순환과 순환기체로부터의 요오드 제거를 수행하는 것으로 구성되어 있다.
즉, 본 발명에 따른 요오드 타입 편광 필름의 제조를 위한 클린룸의 공조 시스템은, 상기와 같은 특정한 구성에 의해, 외부로부터의 공기 유입과 일부 순환기체의 배출이 진행되면서 클린룸에 대한 기체 순환과 순환기체로부터 요오드를 제거함으로써, 편광 필름 제조공정의 효율성을 도모하면서 효율적인 요오드 제거에 의해, 제품의 불량 발생을 최소화하고 장치의 수명 등을 연장할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 요오드 타입 편광 필름의 제조는 클린룸에서 수행되며, 상기 클린룸은 염착조, 연신조 및 수절조를 포함하고 있다. 상기 염착조에서 편광 필름의 기재로 사용되는 PVA 필름에 요오드를 염착하는 공정이 수행되고, 상 기 연신조에서 요오드가 염착된 PVA 필름을 연신하는 공정이 수행되며, 상기 수절조에서 연신된 PVA 필름을 물세척 및 건조하는 공정이 수행된다.
본 발명의 공조 시스템에서, 상기 공기 유입부는 클린룸으로 향하는 순환기체 유로 상에 외부 공기의 도입을 위한 부재로서, 바람직하게는 대기 중의 공기를 공조기로 도입하도록 공조기에 연결된 외부 에어컨일 수 있다.
공기 유입부와 연결된 상기 공조기는 클린룸의 기체를 순환시키기 위하여 클린룸의 외부에 설치되어 있으며, 상기 공기 유입부를 통해 일정량의 외기를 정화하여 시스템으로 유입시킨다.
상기 순환기체 배출부는 클린룸으로부터 공조기를 향하는 순환기체 유로 상에서 일부 순환기체를 대기 중으로 배출하기 위한 부재로서, 순환기체를 흡입하여 대기 중으로 배출하는 팬 또는 블로워(blower)를 포함할 수 있다.
또한, 순환기체 배출부는 미량이라도 요오드가 외부 대기로 방출되는 것을 방지하기 위하여, 요오드를 흡수, 제거하기 위한 요오드 흡수장치를 추가로 포함하는 구조일 수 있다.
이러한 요오드 흡수장치는, 예를 들어, 요오드 흡수탑 또는 요오드 흡수조일 수 있다.
상기 요오드 흡수탑 또는 요오드 흡수조는 순환기체를 요오드 흡수용액에 버블링함으로써 순환기체 내에 잔류하는 요오드를 제거한다. 상기 버블링은 바텀 버블링(Bottom Bubbling) 또는 탑 버블링(Top Bubbling)일 수 있으며, 이러한 버블링 방식은 액체에 기체를 공급하여 액체를 구성하는 분자와 기체 분자간의 접촉 면적 을 넓힐 수 있으므로 바람직하다. 따라서, 상기 순환기체에 존재하는 요오드를 상기 요오드 흡수용액에 버블링 함으로써 효과적으로 요오드를 제거할 수 있다.
순환기체 배출부가 요오드 흡수장치를 추가로 포함하는 구조일 경우, 상기 요오드 흡수장치는 순환기체 배출부의 팬 또는 블로워의 전방에 설치될 수도 있고 후방에 설치될 수도 있다.
상기 요오드 흡수장치에 사용하는 요오드 흡수용액은, 요오드를 흡수할 수 있는 물질이 포함되어 있는 액상의 물질이라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 발생한 화합물의 취급 용이성 및 경제성 측면에서, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 수산화칼슘 및 수산화바륨으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1 종으로 이루어지는 수용액이 사용될 수 있고, 특히 수산화나트륨 수용액 또는 수산화칼륨 수용액이 바람직하게 사용될 수 있다.
결과적으로, 요오드를 포함하는 순환기체는 수산화나트륨 수용액 또는 수산화칼륨 등의 수용액에 버블링되어, 반응을 통해 요오드화 나트륨 또는 요오드화 칼륨 등의 요오드염의 형태로 제거될 수 있다.
상기 공기 유입부를 통해 공조 시스템으로 유입되는 외부 공기의 양과 순환기체 배출부를 통해 대기 중으로 배출되는 양은, 공조 시스템의 규모, 순환기체의 성분 및 함유 물질의 밀도 등 다양한 요인들에 의해 결정될 수 있으며, 초당 순환기체량의 5 내지 30%인 것이 바람직하다.
상기 순환기체 유속은 0.1 내지 1 m/s인 것이 바람직한 바, 순환기체의 유속이 너무 느리면, 공조 시스템 내의 요오드 농도가 높아져 제품의 불량 발생과 장치 의 부식 등이 초래될 수 있으며, 반대로, 순환기체의 유속이 빠르면, 순환을 위한 에너지 상승이 크게 증가하여 제품의 비용 상승이 유발될 수 있으므로, 바람직하지 않다.
상기 요오드 필터링 장치는 순환기체 유로 상이라면 그것의 위치가 특별히 한정되는 것은 아니며, 바람직하게는 공조기 내부에 설치될 수 있다. 경우에 따라서는, 공조기 내부와 기타 순환기체 유로 상의 임의의 위치에 함께 설치될 수도 있음은 물론이다.
이러한 요오드 필터링 장치의 바람직한 예로는,
(a) 유입되는 기체로부터 이물질을 제거하는 프리 필터(pre-filter);
(b) 상기 프리 필터를 통과한 기체 중에서 요오드를 선택적으로 흡착 제거하는 요오드 흡착 필터;
(c) 상기 요오드 흡착 필터를 통과한 기체 중의 미세 입자를 제거하는 미디엄 필터(medium filter); 및
(d) 요오드 함량의 분석을 위해 기체를 포집하는 요오드 샘플링기;
를 포함하는 구조를 들 수 있다.
이러한 요오드 필터링 장치는 그 자체로 당업계에 신규한 장치이다.
상기 요오드 필터링 장치에 걸리는 차압은 15 내지 30 mmAq인 것이 바람직하다.
상기 프리 필터와 미디엄 필터는 유입 기체 중의 이물질이나 미세 입자 등을 제거하기 위한 물리적 필터로서, 프리 필터는 상대적으로 큰 기공으로 이루어져 있 고, 미디엄 필터는 상대적으로 작은 기공으로 이루어져 있다.
상기와 같은 요오드 필터링 장치는, 상대적으로 저가이며 기공이 큰 프리 필터를 상대적으로 높은 빈도로 교환함으로써, 필터 전체의 교체 주기를 줄여 요오드 필터링 장치의 운전 비용을 낮출 수 있는 장점이 있다. 구체적으로, 프리 필터가 미디움 필터의 전방에 설치되어 입경이 큰 분진은 프리 필터에 의해 여과됨으로써 미디움 필터의 교체 주기를 더욱 연장할 수 있다.
프리 필터와 미디움 필터의 소재는, 앞서 정의한 바와 같은 조건 범위내에서, 기체가 관통할 수 있는 다수의 기공을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 부직포의 형태일 수 있다.
이러한 프리 필터와 미디엄 필터 사이에 장착되는 요오드 흡착 필터는 요오드 흡착제를 포함하고 있어서 요오드를 선택적으로 흡착?제거한다.
상기 요오드 흡착제로는, 예를 들어, 활성탄(activated carbon), 활성탄 섬유(activated carbon fiber), 제올라이트(Zeolite), 실리카(SiO2), 타이타니아(TiO2), 알루미나(Al2O3) 등이 사용될 수 있다. 제올라이트는 구체적으로 X형 제올라이트(X-type zeolite), 모더나이트(mordenite), 펜타실 제올라이트(pentasil zeolite) 등이 사용가능하다. 상기한 흡착제에, 아민(amine), 실버(silver), 실버 설페이트(silver sulfate), 실버 설파이트(silver sulfite), 실버 니트레이트(silver nitrate)로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상을 담지하면, 요오드 흡착 제거 성능을 높이는데 더욱 바람직하다. 다만, 흡착제, 담지 성분 등이 상기 예시된 물질들만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 요오드 샘플링기는, 예를 들어, 요오드 흡착 필터 전방 및/또는 후방에 설치될 수 있으며, 하나의 바람직한 예에서, 프리 필터 또는 미디어 필터 부근에 설치된 샘플링 밸브, 상기 샘블링 밸브로부터 검출 기체를 포집하는 요오드 샘플링 검지관, 및 상기 샘플링 밸브로의 기체 흡입을 위한 요오드 샘플링 진공 펌프를 포함하는 것으로 구성될 수 있다.
바람직하게는, 요오드 샘플링기가 프리 필터 전방 및 미디엄 필터 후방에 각각 설치되어 있을 수 있고, 따라서 요오드 필터링 장치를 통과하기 전과 통과한 후에 순환기체 중의 요오드를 상기 요오드 샘플링기를 통하여 포집한 후, 이들의 농도를 이온 크로마토그래피법(ion chromatography) 등의 분석방법으로 측정하여 요오드 필터링 장치를 통한 요오드의 제거 양 등을 확인할 수 있다. 이를 바탕으로, 시스템 전반의 공정 제어, 필터링 장치의 부품 교환 여부 등을 결정할 수 있다.
하나의 바람직한 예에서, 상기 염착조의 기체가 클린룸의 나머지 부위로부터 격리된 상태에서 대기 중으로 배출되기 위한 국부적 기체 배출부를 포함하는 구조일 수 있다.
클린룸 내의 염착조, 연신조, 수절조 부근에서 공기 중에 포함된 요오드 농도를 측정해 본 결과, 하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 요오드의 농도는 염착조 출구에서 최대를 나타낸다.
<표 1>
Figure 112009000543487-pat00001
상기에서 요오드 상대 농도는 요오드 샘플링 위치에서의 요오드 농도를 염착조 입구에서의 요오드 농도로 나눈 값이다. 따라서, 요오드 농도가 가장 높은 염착조를 국부적으로 격리하고, 염착조의 공기를 국부적으로 배출하면 공조 시스템을 통해 순환되는 요오드 농도를 낮출 수 있고, 공조 시스템에 설치된 요오드 필터링 장치의 부하를 줄일 수 있는 장점이 있다.
상기 국부적 기체 배출부에는 바람직하게는 상기 요오드 흡수장치가 추가로 설치될 수 있다. 상기 요오드 흡수장치는 상기에서 언급한 바와 같다.
또 다른 바람직한 예로서, 상기 클린룸 내부에서 염착조를 국부적으로 격리하고, 염착조의 공기를 국부적으로 배출한 경우에도 여전히 클린룸 내의 요오드 농도가 높은 공정 구역이 존재하는 경우에는, 그 구역 내에 요오드 필터를 장착한 공기 청정기를 추가로 설치할 수 있다. 요오드 필터가 장착된 공기 청정기는 요오드 농도가 높은 공정 구역의 요오드 농도를 낮춤으로써 클린룸 내의 환경을 보다 쾌적하고 안전하게 유지할 수 있으며, 공조 시스템에 설치된 요오드 제거 장치의 부하를 줄일 수 있는 장점이 있다.
이하에서는 도면 등을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 요오드 필터링 장치를 모식적으로 보여주고 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 요오드 필터링 장치(100)는, 유입되는 기체로부터 이물질을 제거하는 프리 필터(210), 프리 필터(210)를 통과한 기체 중에서 요오드를 선택적으로 흡착?제거하는 요오드 흡착 필터(220), 요오드 흡착 필터(220)를 통과한 기체 중의 미세 입자를 제거하는 미디엄 필터(230), 및 기체를 포집하는 요오드 샘플링기(300)로 구성되어 있다.
요오드 필터링 장치(100)는 순환기체 중의 요오드를 제거하기 위해, 예를 들어, 순환기체의 유로인 공조 시스템의 공조관(110)에 설치된다. 따라서, 공조관(110)을 통해 유입되는 순환기체는 이물질을 제거하기 위한 프리 필터(210)를 거치면서 큰 입자를 가진 이물질들이 제거되고, 요오드 흡착 필터(220)를 통해 순환기체 중에 존재하는 요오드가 선택적으로 흡착되면서 제거된다. 요오드 흡착 필터(220)는 요오드 흡착제를 포함하고 있어서, 순환기체 중의 요오드만을 선택적으로 흡착할 수 있다. 요오드 흡착 필터(220)를 통과한 순환기체가 미디엄 필터(230)를 통과하면서 순환기체 중에 존재하는 먼지 등의 미세 입자들이 제거된다. 따라서, 편광 필름 생산 공정에서 필요한 공기 중에 함유된 먼지 등과 같은 모든 이물질들이 제거된 클린룸의 조건을 만족할 수 있게 한다.
요오드 필터링 장치(100)에는 요오드의 농도를 분석하기 위해 기체를 포집하는 요오드 샘플링기(300)가 구비되어 있다. 요오드 샘플링기(300)는 순환기체의 일부를 통과시키도록 조절할 수 있는 샘플링 밸브(310)가 설치되어 있으며, 샘플링 밸브(310)를 열고 요오드 샘플링 진공 펌프(330)를 작동시키면, 검출 기체를 포집하는 요오드 샘플링 검지관(320)으로 순환기체가 유입되게 된다. 요오드 샘플링기(300)는 요오드 흡착 필터(220)의 이전 부위와 이후 부위에 각각 설치되어 있어서, 이들로부터 기체를 포집할 수 있고, 이렇게 포집된 기체로부터 요오드의 농도 및 요오드 필터링 장치(100)를 통한 요오드의 제거량 등을 측정할 수 있다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 요오드 타입 편광 필름의 제조를 위한 클린룸의 공조 시스템들의 구성이 모식적으로 도시되어 있다.
우선, 도 2를 참조하면, 편광 필름의 제조공정이 수행되는 클린룸(10)은 내부에 염착조(11), 연신조(12), 수절조(13)를 포함하고 있으며, 공조 시스템(200)에 의하여 공기가 순환된다.
공조 시스템(200)은, 외부 공기를 도입하는 외부 에어컨(22), 외부 에어컨(22)으로부터 도입된 공기와 일부 순환기체를 클린룸(10)으로 순환시키는 공조기(21), 클린룸(10)으로부터 공조기(21)로 향하는 순환기체 유로 상의 일부 순환기체를 배출하기 위해 팬 또는 블로워(blower)를 포함하고 있는 배출부(23), 상기 외부로부터 도입된 공기와 일부 순환기체 중의 요오드를 제거하기 위해 공조기(21) 내부에 설치되어 있는 요오드 필터링 장치(100)로 구성된다.
대기 중의 공기는 외부 에어컨(22)을 통해 클린룸(10)의 외부에 설치된 공조 기(21)로 도입되어 클린룸(10)의 기체를 순환시키게 된다.
순환기체 중에 포함되어 있는 요오드는 공조기(21) 내부에 설치되어 있는 요오드 필터링 장치(100)에서 제거된다.
일부 순환기체는 배출부(23)를 통하여 외부로 배출되고, 나머지는 다시 공조기(21)를 통해 클린룸(10)으로 순환된다.
순환기체의 배출부(23)에는 요오드 흡수장치(도시하지 않음)가 추가로 설치될 수 있으며, 상기 요오드 흡수장치는 요오드 흡수탑 또는 요오드 흡수조로서, 순환기체가 수산화나트륨 수용액 또는 수산화칼륨 수용액 등의 요오드 흡수용액에 버블링되어 요오드가 제거된다.
도 3의 공조 시스템(201)은, 클린룸(10) 내에서 요오드의 농도가 가장 높은 염착조(12)가 국부적으로 격리되어 있고, 염착조(12)의 공기를 국부적으로 배출하기 위한 국부적 기체 배출부(24)가 클린룸(10)의 공조 시스템에 설치되어 있는 것이 특징이다.
국부적 기체 배출부(24)에는 순환기체의 배출부(23)에서와 같이, 추가로 요오드 흡수탑 또는 요오드 흡수조 등의 요오드 흡수장치(도시하지 않음)가 설치되어 있을 수 있으며, 클린룸(10) 내에서 요오드의 농도가 가장 높은 염착조(12)를 국부적으로 격리하여 집중적으로 요오드의 제거를 수행 함으로써 보다 효과적으로 요오드를 제거할 수 있다.
도 4의 공조 시스템(202)은, 클린룸(10) 내부에 요오드 농도가 높은 공정 구역이 존재하는 경우에, 그 구역 내에 요오드 필터를 장착한 공기 청정기(30)가 추 가로 설치되어 있다는 점이 특징이다. 요오드 필터가 장착된 공기 청정기(30)는 요오드 농도가 높은 공정 구역의 요오드 농도를 낮춤으로써 클린룸 내의 환경을 보다 쾌적하고 안전하게 유지할 수 있으며, 공조 시스템(202)에서 요오드 제거를 위한 장치 등의 부하를 줄일 수 있다.
도 3의 공조 시스템(201)과 도 4의 공조 시스템(202)에서 기타 구성과 기체 순환 및 배출 등은 도 2의 공조 시스템(200)과 동일하므로 그에 대한 설명은 생략한다.
하기 실시예 1에서는, 본 발명에 따른 요오드 필터링 장치의 성능을 평가하기 위하여, 요오드 샘플링기를 이용하여 필터부를 통과하는 공기 중의 요오드를 포집한 후, 크로마토그래피법으로 농도를 측정하였다.
[실시예 1]
프리 필터, 요오드 흡착 필터, 미디엄 필터 및 공기 중에 포함된 요오드를 포집할 수 있는 요오드 샘플링기로 구성된 요오드 필터링 장치를, 도 3에서와 같은 공조 시스템에서, 공조기 내부에 설치하였다. 요오드 필터링 장치가 설치된 공조 시스템의 공기 유량은 10,000 m3/hr(유속 기준 0.5 m/s)이며, 온도는 20℃, 공기의 습도는 60%로 조절하였다. 또한, 프리 필터, 요오드 흡착 필터, 미디엄 필터에 걸리는 차압은 각각 5 mmAq, 9 mmAq, 13 mmAq 였다.
장치의 성능을 평가하기 위하여 요오드 샘플링기를 이용하여 14~60 일 간격으로 장치를 통과하는 공기 중의 요오드를 각각 3 회씩 채취하여, 이온 크로마토그래피를 사용하여 요오드의 농도를 측정하였다.
또한, 요오드 제거율을 다음과 같이 정의하고, 요오드 흡착 필터 운전일수에 따른 요오드 제거율을 특정하였다. 결과는 하기 표 2 및 도 5에 나타내었다.
요오드 제거율(%) = (Cin - Cout)/Cin × 100
상기 식에서, Cin는 흡착제 입구에서의 요오드 농도이고,
Cout 는 흡착제 출구에서의 요오드 농도이다.
<표 2>
Figure 112009000543487-pat00002
상기 표 2 및 도 5에 나타난 바와 같이, 요오드 흡착 필터를 통과한 공기중의 요오드 농도는 약 94 ~ 98% 감소하였으며, 또한 공조 시스템을 장기간 운행하여도 상기와 같은 요오드 제거 효율이 감소하지 않고 처음과 같은 제거율이 유지되었다. 이는 본 발명에 따른 시스템 및 장치에서 요오드 제거 효과가 우수할 뿐 아니 라 장기간 유지됨을 입증한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 요오드 타입 편광 필름의 제조를 위한 클린룸의 공조 시스템은 외부로부터의 공기 유입과 일부 순환기체의 배출이 진행되면서 클린룸에 대한 기체 순환과 순환기체로부터 요오드를 제거함으로써, 편광 필름 제조공정의 효율성을 도모하면서 효율적인 요오드 제거에 의해, 제품의 불량 발생을 최소화하고 장치 등의 수명 등을 연장할 수 있다. 특히, 국부적 기체 배출부 및 요오드 필터가 장착된 공기청정기를 추가로 포함함으로써, 요오드 제거 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 요오드 필터링 장치의 모식적인 구성도이다;
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 요오드 타입 편광 필름의 제조를 위한 클린룸의 공조 시스템들에 대한 모식적인 구성도들이다;
도 5는 본 발명의 실시예에서 요오드 제거 효율을 보여주는 그래프이다.

Claims (18)

  1. 염착조, 연신조, 및 수절조를 포함하는 요오드 타입 편광 필름의 제조를 위한 클린룸의 공조 시스템으로서,
    클린룸의 기체를 순환시키기 위해 클린룸 외부에 설치된 공조기;
    상기 클린룸으로 향하는 순환기체 유로 상에 외부 공기의 도입을 위한 공기 유입부;
    상기 클린룸으로부터 공조기를 향하는 순환기체 유로 상에서 일부 순환기체를 대기 중으로 배출하기 위한 순환기체 배출부; 및
    상기 순환기체 중의 요오드를 제거하기 위해 공조기 내부에 설치되어 있는 요오드 필터링 장치;
    를 포함하고 있어서, 외부로부터의 공기 유입과 일부 순환기체의 배출이 이루어지면서 클린룸에 대한 기체 순환과 순환기체로부터의 요오드 제거를 수행하고,
    상기 요오드 필터링 장치는,
    (a) 유입되는 기체로부터 이물질을 제거하는 프리 필터(pre-filter);
    (b) 상기 프리 필터를 통과한 기체 중에서 요오드를 선택적으로 흡착 제거하는 요오드 흡착 필터;
    (c) 상기 요오드 흡착 필터를 통과한 기체 중의 미세 입자를 제거하는 미디엄 필터(medium filter); 및
    (d) 요오드 함량의 분석을 위해 기체를 포집하는 요오드 샘플링기
    를 포함하며, 상기 요오드 샘플링기는 프리 필터의 전방과 미디엄 필터의 후방에 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 요오드 필터링 장치인 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 공기 유입부는 대기 중의 공기를 공조기로 도입하도록 공조기에 연결된 외부 에어컨인 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 순환기체 배출부는 순환기체를 흡입하여 대기 중으로 배출하는 팬 또는 블로워(blower)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 공조 시 스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 순환기체 배출부는 요오드 흡수장치를 추가로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 요오드 흡수장치는 요오드 흡수탑 또는 요오드 흡수조인 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 요오드 흡수장치는 수산화나트륨 수용액 또는 수산화칼륨 수용액을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 공기 유입부를 통해 유입되는 외부 공기의 양과 순환기체 배출부를 통해 대기 중으로 배출되는 양은 각각 초당 순환기체량의 5 내지 30%인 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 순환기체 유속은 0.1 내지 1 m/s인 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 요오드 필터링 장치는 클린룸 또는 클린룸과 순환기체 배출부 사이의 순환기체 유로 상에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 공조 시 스템.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 염착조의 기체가 클린룸의 나머지 부위로부터 격리된 상태에서 대기 중으로 배출되기 위한 국부적 기체 배출부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 국부적 기체 배출부에는 요오드 필터링 장치 및/또는 요오드 흡수장치가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 클린룸 내부에는 요오드 필터가 장착된 공기 청정기가 추가로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
  13. 요오드 타입 편광 필름의 제조를 위한 클린룸의 공조 시스템에 사용되는 요오드 필터링 장치로서,
    (a) 유입되는 기체로부터 이물질을 제거하는 프리 필터(pre-filter);
    (b) 상기 프리 필터를 통과한 기체 중에서 요오드를 선택적으로 흡착 제거하는 요오드 흡착 필터;
    (c) 상기 요오드 흡착 필터를 통과한 기체 중의 미세 입자를 제거하는 미디엄 필터(medium filter); 및
    (d) 요오드 함량의 분석을 위해 기체를 포집하는 요오드 샘플링기
    를 포함하며, 상기 요오드 샘플링기는 프리 필터의 전방과 미디엄 필터의 후방에 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 요오드 필터링 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 요오드 필터링 장치에 걸리는 차압은 15 내지 30 mmAq인 것을 특징으로 하는 요오드 필터링 장치.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 요오드 흡착 필터는, 활성탄(activated carbon), 활성탄 섬유(activated carbon fiber), X형 제올라이트(X-type zeolite), 모더나이트(mordenite), 펜타실 제올라이트(pentasil zeolite), 실리카(SiO2), 타이타니아(TiO2) 및 알루미나(Al2O3)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 요오드 흡착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 요오드 필터링 장치.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 요오드 흡착 필터는, 활성탄, 활성탄 섬유, X형 제올라이트, 모더나이트, 펜타실 제올라이트, 실리카, 타이타니아 및 알루미나로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상의 담체에, 아민(amine), 실버(silver), 실버 설페이트(silver sulfate), 실버 설파이트(silver sulfite) 및 실버 니트레이트(silver nitrate)로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상을 담지한 요오드 흡착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 요오드 필터링 장치.
  17. 삭제
  18. 제 13 항에 있어서, 상기 요오드 샘플링기는 프리 필터 또는 미디어 필터 부근에 설치된 샘플링 밸브, 상기 샘블링 밸브로부터 검출 기체를 포집하는 요오드 샘플링 검지관, 및 상기 샘플링 밸브로의 기체 흡입을 위한 요오드 샘플링 진공 펌프를 포함하는 것으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 요오드 필터링 장치.
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