게시판 > 질답게시판 > 초음파 세척기에 ipa를 사용하고 있습니다. ipa에 대해서 여쭤봅니다.

스테파노 Stefano

15-02-05 09:50

(1) IPA(Isopropyl Alcohol)을 세척액으로 사용하는 경우 렌즈에 묻어있는 이 물질을 IPA로 씻어주면 씻긴 이물질이 용액에 남아 있게 됩니다. 따라서 IPA를 계속적으로 사용할 수 있으려면 이 물질을 연속적으로 제거함으로써 일정 순도이상의 IPA품질을 항상 유지할 수 있어야 합니다. 그렇지 않으면 사용했던 IPA는 버리고 계속 새로운 IPA로 교체해야 할 것입니다.

IPA는 비점이 낮아서 대기중에서 쉽게 증발하는 성질(속건성)을 가지고 있는데 이때 증발되는 물질은 IPA만 날아가지 이물질은 남게 됩니다. 따라서 오래 사용하다 보면 IPA 속에 들어있는 이물질의 농도는 높아만 갈 것입니다.

(2) 따라서 IPA를 효과적으로 사용하려면 사용했던 IPA중 "일정 비율" 이상의 양을 항상 분리한 다음 순수하게 정제하여 순환사용해야 합니다. 이때의 "일정 비율"은 품질을 유지하기 위한 최소한의 값이됩니다.

(3) IPA로 세척되는 물질이 IPA에 용해되는 물질이라고 한다면 IPA 증발장치를 두어야 할 것이고 용해되지 않지만 액에 분산되는 미세먼지 같은 성분이라고 한다면 단순 여과만으로도 해결될 수 있는 일입니다. 사용했던 IPA에 들어있는 물질이 어떤 물질인지 알아볼 필요가 있습니다. IPA 정제는 그리 어려운 작업은 아닙니다.

햇살마님 dodojjong

15-02-05 22:14

스테파노님 답변 정말 감사합니다. 어디에 물을 곳 없어 답답했었는데 정말 감사합니다.
그동안 ipa에 대해 궁금한것이 아주 많았었는데...스테파노님께 여쭤볼 수 있어서 정말 기쁨니다.
말씀드렸지만 저희 회사는 광학렌즈 관련 회사이고 저는 초음파세척기를 사용해서 렌즈에 묻어있는 히토류(연마재)를
세척하는 없무를 보고 있습니다.

1) 초음파 세척기를 공부하고 있는데...용존가스라는 것이 세척에 큰 영향을 미친다고 합니다.
ipa에도 용존가스가 있나요?? 온도를 올리면 없어질까요??

2) ipa를 새로 교체한 날에는 ipa 건조 얼룩 불량이 많아요. 둘째날에는 불량률이 제일 낮고 그 다음날 부터 계속 나빠지는데...왜 첫날에 불량이 많은 걸까요? ipa는 온도를 높여서 하루 이상 둬야 효과를 나타내는 걸까요?

2) ipa의 비중이 낮아질 수록 좋은건가요?
순도 99.9에 비중이 0.792로 나오는 제품을 쓰는데 저희가 제대로 된 제품을 쓰고 있는걸까요?
0.792로 나온 제품을 초음파세척기에 넣어서 온도 올려서 세척하는데...하루 지나면 0.780까지 떨어지는데.. 왜 그렇게 되는건지도 궁금합니다.

3) ipa 끓는점이 84도라고 알고있는데 그 이하의 온도(예를 들어 80도)로 건조 시키면 ipa 건조 얼룩이 생길지...
건조얼룩이 생기는 불량이 가장 심각한 문제라서...ipa를 몇도로 올려서 건조시켜야 얼룩이 없을지 고민하고 있는 중입니다.

스테파노 Stefano

15-02-06 18:57

(1)우선 질문 순서대로 답해드립니다.

A1) Fresh IPA에는 용존가스가 없을지 몰라도 공기중에 놔 두면 공기가 용해된다고 봐야 하겠지요. 만은 양의 공기가 용해되지는 않을 것으로 봅니다. 온도를 올리면 당연히 용존가스는 IPA보다 더 빨리 증발해서 달아나게 됩니다.

A2) 둘째날 사용하는 IPA가 신품보다 세척력이 떨어지는 이유를 생각해보면..
a) 순수 IPA는 표면장력이 상대적으로 커서 세척력이 떨어지거나,
b) 사용했던 IPA에 이미 들어있는 미세 연마제가 피세척물에 달라붙은 연마제와 친화력이 좋아서 세척력을 높이는 효과를 갖는 것, 등의 원인이라고 추정해 볼 수 있는데 정확한 원인은 사용하는 IPA의 품질차이를 수치로 나타내 보는 것으로 밝혀낼 필요가 있습니다.

환경처리 장치중에는 Dust Scrubber라는 장치가 있는데 공장에서 먼지를 빨아들여 물로 세척하여 공기중의 분진을 제거하는 장치입니다. 그런데 이 때 사용하는 물은 깨끗한 물보다는 이미 먼지를 함유하고 있는 Slurry Water가 더 효과적으로 먼치를 포착하는 성질을 가지고 있습니다. 따라서 세척수를 완전여과한 물대신 Scrubber에서 순환하고 있는 물을 이용하여 뿌려주거나 Ejector로 뿜어주어 공기와 접촉하도록 합니다. 2일차 사용하는 IPA가 더 세척에 효과적이라는 의미는 아마 이와 유사한 효과로 보입니다. 즉 이미 IPA에 들어있던 희토류연마제 가루가 이미 젖어있는 상태라서 IPA보다는 새로 접하는 희토류와의 친화력이 더 좋을 것이라는 것이지요.

그러나 마지막 세척과정에서는 완전히 청결한 IPA를 사용해야만 하고 마지막 세척과정에서는 렌즈 표면에 묻어 있는 잔류액은 청정공기(고효율 Filter로 공기를 여과한 것)를 사용하여 불어주어야 얼룩이 남지 않을 것입니다.

A2) IPA에 어떤 이물질이 섞이느냐에 따라 밀도(비중)가 달라질 것입니다. 수분이 함유되면 밀도는 증가할 것이고 Methanol이나 공기가 용해되면 밀도가 떨어질 것이고 히토류 물질이 분산된 상태로 떠 있다면 밀도는 더 크게 증가할 것으로 봅니다. 따라서 어느 것이 용해되느냐에 따라 좋고 나쁨을 판단해야 할 것입니다. 이물질 함량이 동일하다면 밀도는 온도가 높아짐에 따라서 크게 달라지는데 0.792 였을 때보다 0.78로 되었을 때의 온도가 더 높지 않았나요?

A3) 건조과정에서 얼룩이 생긴다는 뜻은 건조 후 건조기 표면에 묻어있던 IPA에 용해되어 있던 물질이 IPA는 증발해 버리고 남게되기 때문입니다. 연마제 물질이나 기름, 얼룩, 손때 같은 이 물질은 온도를 올려도 날아가지 않습니다. 따라서 마지막 세척과정에서는 깨끗한 Fresh IPA를 사용해서 씻어준 후 건조하도록 하세요.

(2) 필자가 제안하는 방법은 다음과 같습니다.

1차세척: 3일차 사용액으로 세척 --> 여기서 사용한 액은 정제과정(3항 참조)으로 보냄.
2차세척: 2일차 사용액으로 세척 --> 여기서 사용한 액은 다음날 1차 세척용으로 사용
3차세척: Fresh 세척액으로 헹굼 --->여기서 사용한 액은 2일차 세척용으로 사용.
4차: 청정공기로 불어냄.
5차: 건조

(3) 사용액의 정제과정
1) 여과: 사용액을 펌핑하여 여과기를 통과 (Cartridge Filter 사용 10~50 micron Fiter 사용) Filter Element(Cartride)는 여러번 사용 후 세척하여 사용할 수 있는지 확인
2) 증발: 위의 여과과정에서 받아둔 여액을 증발기에서 증발, 응축하여 정체
3) 여과: 위의 증발액을 다시 3차 세척에 사용하도록 이송하면서 다시 여과기 통과 (Cartridge Filter 사용 0.5~5 micron Fiter 사용) 여기서도 Filter Element(Cartride)는 여러번 사용 후 세척하여 사용할 수 있는지 확인

세척액을 1일차, 2일차, 등으로 구분할 수도 있겠지만 색깔 혹은 투과도로 품질을 평가할 수 있는 분석기가 필요할 것으로 봅니다. 품질을 수치로 나타내지 않으면 공정의 개선을 이루기가 어렵습니다. 또한 렌즈와 같은 정밀 광학기기와 같은 제품은 아마 청정실(Clean Room)에서 제작이 되어야 할 것으로 봅니다. 참고하세요.

(1)우선 질문 순서대로 답해드립니다.

A1) Fresh IPA에는 용존가스가 없을지 몰라도 공기중에 놔 두면 공기가 용해된다고 봐야 하겠지요.  만은 양의 공기가 용해되지는 않을 것으로 봅니다.   온도를 올리면 당연히 용존가스는 IPA보다 더 빨리 증발해서 달아나게 됩니다.

A2) 둘째날 사용하는 IPA가 신품보다 세척력이 떨어지는 이유를 생각해보면..
a) 순수 IPA는 표면장력이 상대적으로 커서 세척력이 떨어지거나,   
b) 사용했던 IPA에 이미 들어있는 미세 연마제가 피세척물에 달라붙은 연마제와 친화력이 좋아서 세척력을 높이는 효과를 갖는 것,  등의 원인이라고 추정해 볼 수 있는데 정확한 원인은 사용하는 IPA의 품질차이를 수치로 나타내 보는 것으로 밝혀낼 필요가 있습니다.

환경처리 장치중에는 Dust Scrubber라는 장치가 있는데 공장에서 먼지를 빨아들여 물로 세척하여 공기중의 분진을 제거하는 장치입니다.  그런데 이 때 사용하는 물은 깨끗한 물보다는 이미 먼지를 함유하고 있는 Slurry Water가 더 효과적으로 먼치를 포착하는 성질을 가지고 있습니다.  따라서 세척수를 완전여과한 물대신 Scrubber에서 순환하고 있는 물을 이용하여 뿌려주거나 Ejector로 뿜어주어 공기와 접촉하도록 합니다.  2일차 사용하는 IPA가 더 세척에 효과적이라는 의미는 아마 이와 유사한 효과로 보입니다.   즉 이미 IPA에 들어있던 희토류연마제 가루가 이미 젖어있는 상태라서 IPA보다는 새로 접하는 희토류와의 친화력이 더 좋을 것이라는 것이지요.

그러나 마지막 세척과정에서는 완전히 청결한 IPA를 사용해야만 하고 마지막 세척과정에서는 렌즈 표면에 묻어 있는 잔류액은 청정공기(고효율 Filter로 공기를 여과한 것)를 사용하여 불어주어야 얼룩이 남지 않을 것입니다.

A2) IPA에 어떤 이물질이 섞이느냐에 따라 밀도(비중)가 달라질 것입니다.  수분이 함유되면 밀도는 증가할 것이고 Methanol이나 공기가 용해되면 밀도가 떨어질 것이고 히토류 물질이 분산된 상태로 떠 있다면 밀도는 더 크게 증가할 것으로 봅니다.   따라서 어느 것이 용해되느냐에 따라 좋고 나쁨을 판단해야 할 것입니다.   이물질 함량이 동일하다면  밀도는 온도가 높아짐에 따라서 크게 달라지는데 0.792 였을 때보다 0.78로 되었을 때의 온도가 더 높지 않았나요?

A3) 건조과정에서 얼룩이 생긴다는 뜻은 건조 후 건조기 표면에 묻어있던 IPA에 용해되어 있던 물질이 IPA는 증발해 버리고 남게되기 때문입니다.   연마제 물질이나 기름, 얼룩, 손때 같은 이 물질은 온도를 올려도 날아가지 않습니다.  따라서 마지막 세척과정에서는 깨끗한 Fresh IPA를 사용해서 씻어준 후 건조하도록 하세요.

(2) 필자가 제안하는 방법은 다음과 같습니다.

1차세척: 3일차 사용액으로 세척  --> 여기서 사용한 액은 정제과정(3항 참조)으로 보냄.
2차세척: 2일차 사용액으로 세척  --> 여기서 사용한 액은 다음날 1차 세척용으로 사용
3차세척: Fresh 세척액으로 헹굼  --->여기서 사용한 액은 2일차 세척용으로 사용.
4차: 청정공기로 불어냄.
5차: 건조

(3) 사용액의 정제과정
1) 여과: 사용액을 펌핑하여 여과기를 통과 (Cartridge Filter 사용 10~50 micron Fiter 사용) Filter Element(Cartride)는 여러번 사용 후 세척하여 사용할 수 있는지 확인
2) 증발: 위의 여과과정에서 받아둔 여액을 증발기에서 증발, 응축하여 정체
3) 여과: 위의 증발액을 다시 3차 세척에 사용하도록 이송하면서 다시 여과기 통과 (Cartridge Filter 사용 0.5~5 micron Fiter 사용) 여기서도 Filter Element(Cartride)는 여러번 사용 후 세척하여 사용할 수 있는지 확인

세척액을 1일차, 2일차, 등으로 구분할 수도 있겠지만 색깔 혹은 투과도로 품질을 평가할 수 있는 분석기가 필요할 것으로 봅니다.  품질을 수치로 나타내지 않으면 공정의 개선을 이루기가 어렵습니다.  또한 렌즈와 같은 정밀 광학기기와 같은 제품은 아마 청정실(Clean Room)에서 제작이 되어야 할 것으로 봅니다.   참고하세요.