친환경 무공해 세정기술을 개발하다

지티엔이플러스의 마이크로나노버블 세정기

지티엔이플러스의 이의형 상무(왼쪽)와 김창섭 연구소장(오른쪽)

우리나라의 중심산업 중 하나인 반도체·디스플레이 산업은 오폐수와 온실가스 등 많은 환경오염물질을 발생시켜, 그에 따른 환경문제와 처리비용의 증가로 많은 어려움을 동반한다. 특히 중국에서 수입되는 많은 디스플레이용 박막유리제품에 존재하는 다량의 이물질을 제거할 때 사용되는 화학약품들로 인해서 많은 오염물질이 배출돼 문제가 되고 있다. 최근 한국의 한 업체가 이를 해결하는 획기적인 방안을 마련해 이슈가 되고 있다.
지티엔이플러스(대표 최재성)는 반도체·디스플레이 습식공정에서 화학약품을 사용하지 않고, 마이크로버블을 이용한 친환경설비를 개발했다. 지티엔이플러스의 새로운 마이크로버블 세정 공법은 물과 산소만을 이용하기 때문에 오염물질이 발생하지 않고, 저렴한 비용으로 세정이 가능하다.
마이크로 버블은 미세기포를 지칭하는 것으로, 기포의 직경이 수십 마이크로미터까지의 기포를 지칭한다. 이 마이크로버블이 소멸되는 순간 생기는 높은 고열과 진동으로 Radical 효과를 발생해 강한 세정력을 가지게 된다.
일반적으로 사용되는 휴대용 커버 글래스는 운반공정에서 발생하는 작업자의 지문, 오염된 부유물에 의한 유·무기물 부착, 헹굼 부족으로 인한 얼룩, 보호필름에서 전이된 오염물 등으로 불량의 원인이 된다. 기존의 화학약품 세정의 경우 글래스의 다양한 크기에 대응하는 면적당 화학물질 농도, 공정운반 속도, 헹굼의 수량 및 건조 시간 등을 조정해야 되는 불편함이 있다.
지티엔이플러스는 O2기체를 40마이크로미터 이하의 미세기포로 생산해 세정수에 과포화 시키면 마이크로나노버블을 포함한 세정수를 만들 수 있다. 이때의 마이크로나노버블은 120초이상 생존을 하며, 100만분의 1초라는 짧은 시간의 소멸시에 순간적으로 4,000~6,000의 고열과 진동을 발생시킨다. 이 마이크로나노버블은 흘리는 배관에서도 배관 내 착석되는 불순물을 자동 세척하는 기능을 보여준다.
연구 초반에는 온도의 상승에 따른 버블의 소멸 문제와 버블의 농도에 대한 계측이 제대로 이뤄지지 않고, 버블기포 선택 등의 문제가 있었다. 지금은 영하에서 80℃까지 견딜수 있는 버블을 개발하고, 농도도 70~80%로 유지할 수 있고, 상황에 따라 질소, 산소, 오존 등 다양한 기포를 사용할 수 있도록 개발이 완료되었다.
일본에서도 과거 CO2를 이용한 버블 제품을 만들었으나, 기포의 단가가 비싸고, 빠른속도의 버블에 따른 정전기 발생의 문제 등의 트러블이 있다. 그러나 지티엔이플러스는 국내 장비업체의 산소포집기술을 이용해, 공기 중의 산소를 분리해 6N의 고순도 산소 기포를 이용한다. 물과 산소를 빠른속도로 쏘면, 정전기가 발생하지 않고, 공기 중의 산소를 이용하기에 원료의 비용이 추가로 들지 않는 장점이 있다.
이미 LG나 삼성의 생산라인에서는 지티엔이플러스의 세정기술을 사용 중이다. 마이크로버블세정기는 세계 최고 반도체·디스플레이 생산업체들에게는 오염물질의 처리비용이나 사회적인 문제에 대한 고민을 한 번에 해결해주는 고마운 제품임에 틀림이 없다. 마이크로버블세정기는 기존의 화학세정공정을 떼어내고 5m크기의 마이크로버블 세정공정으로 교체만 하면 바로 사용이 가능하다.
지티엔이플러스의 김창섭 연구소장은 “마이크로버블 세정기는 기포의 개발에 따라 다양한 용도로 사용이 가능하다.”며, “녹조·적조 등의 환경문제나 유리가 아닌 다른 공정에서도 무세제 친환경 세정작업을 할 수 있다.”고 말했다.
한편, 지티엔이플러스는 지난해 12월 8명의 엔지니어들이 모여서 Glass Technology & Engineering Plus로 창업을 했다. 유리공정에 관련한 전문가 집단을 표방하는 지티엔이플러스는 현재 박막유리·진공유리 생산라인 공정을 설치하며, 그에 대한 세부기술들로 마이크로버블 유리세정기술, 노광기, AGV, PDP램프 등 다양한 기술을 개발·보유 중에 있다.
이의형 상무는 “앞으로의 생산공장은 프로세스가 중요한 이슈가 될 것이다.”며, “장비와 공정을 컨트롤 하는 방법이 기술이고 중요한 노하우가 될 것이다.”라고 전문화된 생산공정의 중요성을 언급했다.양대규기자 daegyu_yang@naver.com

지티이엔플러스의 마이크로버블 세정기

입도측정기(MICROTRAC S3500, ㈜드림)를 이용한 마이크로 버블 측정 사진(좌)과 표(우)

<자세한 내용은 세라믹코리아 2014년 5월호를 참조바랍니다.>