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태우 홍
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1 CLEAN TECHNOLOGY, Vol. 13, No. 2, June 2007, pp. 143~150. 탄화수소계배합세정제에서의세정성영향인자연구 정용우, 이호열, 배재흠 * 수원대학교화공생명공학과 경기도화성시봉담읍와우리산 2-2 번지 ( 주 ) 네오팜 대전광역시유성구어은동 52 번지생명공학연구원바이오벤처센터 207 호 ( 2007 년 5 월 2 일접수 2007 년 6 월 15 일채택 ) Influencing Factors on Cleaning Ability in the Formulated Hydrocarbon-based Cleaning Agents Young Woo Jung, Ho Yeoul Lee, and Jae Heum Bae * Department of Chemical and Biochemical Engineering, The University of Suwon San 2-2, Wawoo-ri, Bondam-eup, Hwaseong City, Gyeonggi-do , Korea NeoPharm, Co., Ltd. KRIBB BVC-207, 52 Oeun-dong, Yuseong-gu, Daejeon , Korea (Received for review May 2, 2007; Revision accepted June 15, 2007) 요 약 본연구에서는플러스, 솔더, 그리스와같은오염물질을효과적으로세정하기위하여글리콜에테르계, 파라 핀계및실록산계물질을배합한탄화수소계세정제를제조하고습윤지수, 아닐린점그리고용해도매개변수등의세정성능에대한영향을조사하였다. 탄화수소계세정제의배합은단일물질의물성에기초하여제조되었다. 제조된세정제의습윤지수와아닐린 점은실험을통하여측정하였으며용해도매개변수는 Hansen 의추정식을사용하여계산하였다. 본연구에서는플럭스, 솔더, 그리스의오염물을사용하여세정제의세정성능평가를진행하였다. 실험결과배합세정제의세정성능이플럭스, 솔더, 그리스의오염물세정에매우우수하게나타났으며오염 물에따라세정효율에영향을미치는변수가다르게나타났다. 플럭스세정에서는플럭스 (21.3MPa 1/2 ) 와유사한용해도매개변수의 MC(20.3MPa 1/2 ), DF-1(24.2MPa 1/2 ), DF-2(21.5MPa 1/2 ) 세정제가 3 분이내에 100% 의세정효율을보였다. 그리고솔더세정에서는 -20 이하의아닐린점인 CFC-113, MC, 1,1,1-TCE 가높은세정효율을보였다. 그리스세정에서는그리스의용해도매개변수 (15.0~17.0 MPa 1/2 ) 와가장유사한 DG-1 세정제 (16.2 MPa 1/2 ) 와 DG-2 세정제 (15.5 MPa 1/2 ) 의세정효율이비교적저조하였고습윤지수가크고아닐린 점이낮은 CFC-113 과 MC 가세정효율이우수하였다. 본연구를통해플럭스, 솔더, 그리스의오염물을세정하기위해글리콜에테르계, 파라핀계및실록산계 물질을알맞게배합하여 CFC-113, MC, 1,1,1-TCE 와같은규제물질을대체할수있는탄화수소계세정제를 개발할수있었다. 그리고습유지수, 아닐린점, 용해도매개변수등과같은세정성영향을검토하여비수계세정제의세정성능을예측하고세정제의배합에적용할수있었다. 주제어 : 탄화수소계세정제, 대체세정제, 산업세정제, 용해도매개변수, 아닐린점, 습윤지수, 세정효율 Abstract-The objective of this study is to develop hydrocarbon-based cleaning agents by blending paraffins, glycol ethers and siloxanes in oder to effectively clean contaminants such as flux, solder and grease. And the effect of cleaning ability by wetting index, aniline points and solubility parameter of the formulated * To whom correspondence should be addressed. jhbae@suwon.ac.kr 143

2 144 청정기술, 제 13 권제 2 호, 2007 년 6 월 hydrocarbon-based cleaning agents were studied in this work. The formulated hydrocarbon-based cleaning agents were prepared on the base of physical properties of their individual components. Wetting indexes and aniline points of their were measured through experiments and solubility parameters of their were calculated based on the Hansen's equation. In this study, evaluation of cleaning ability by cleaning agents were carried out using contaminants such as flux, solder, and grease. The experimental results showed that the cleaning ability of the formulated cleaning agents was excellent in cleaning contaminants such as flux, solder and grease and that the influencing parameters on their cleaning efficiency were found to be different according to contaminant types. MC(20.3MPa 1/2 ), DF-1 (24.2MPa 1/2 ) and DF-2(21.5MPa 1/2 ) with similar solubility parameter as flux (21.3MPa 1/2 ) showed 100% cleaning efficiency within 3 minutes in flux cleaning. And CFC-113, MC and 1,1,1-TCE with low aniline point less than -20 showed excellent cleaning efficiency in solder cleaning. DG-1(16.2 MPa 1/2 ) and DG-2(15.5 MPa 1/2 ) with similar solubility parameter as grease(15.0~17.0 MPa 1/2 ) showed relatively low cleaning efficiency of grease, but CFC-113 and MC with high wetting index and low aniline point showed good cleaning efficiency in grease cleaning. As a result of this study, the hydrocarbon-based cleaning agents alternative to regulated cleaning agents such as CFC-113, 1,1,1-TCE and MC were able to be developed through properly blending paraffins, glycol ethers and siloxanes for cleaning flux, solder and grease. And it can be shown that various influencing parameters of cleaning efficiency such as wetting index, aniline point, solubility parameter and etc. of the non-aqueous cleaning agent should be reviewed for prediction of their cleaning ability and can be applied to formulation of cleaning agents. Key words : Hydrocarbon-based cleaner, Alternative cleaning agent, Solubility parameter, Aniline point, Wetting index, Cleaning efficiency 1. 서론 CFC 화합물 (chlorofluorocarbon compounds) 은화학적안정성및열역학적특성등이우수하고, 불연성이며, 부식성이없는화합물로오랜시간동안화학공업, 정밀기기, 전자산업, 식품공업, 유통산업, 의약품산업및일상생활에서냉장고와에어컨등의냉매, 전자제품및정밀기기의세정제, 단열재와포장용플라스틱의발포제, 에어졸의분사추진제, 소화제등으로거의전산업에걸쳐널리사용되어왔다. 산업세정분야에서는그동안광범위하게사용되어온 CFC-113 과 1,1,1-TCE 가오존층파괴물질로써사용이규제됨에따라환경친화적인세정제로의대체가절실히요구되고있어현재이에대한많은연구가진행중에있다 [1]. 환경친화적인세정제로수계및준수계세정제가많이개발되어사용되고있지만, 이들세정제의특정유기오염물질에대한저조한용해력과물을사용함에따르는부식성등의문제점이있어탄화수소계, 알콜계, 불소계등의비수계세정제가산업현장에서는요구되고있으며, 보다환경친화적이며세정력이우수한세정제의개발이필요하다. 비수계세정제는카우리- 부탄올값 (KB value), 아닐린점 (aniline point) 등으로나타내는오염물질에대한용해력, 표면장력, 습윤지수등으로표현되는오염물질에대한침투력, 그리고용해도매개변수 (solubility parameter) 와같이용제와고분자와같은오염물질간의상대적인상호결합력 (interaction) 등에의하여세정메커니즘을설명할수있다 [2]. 따라서, 세정제의물성과세정성능에연관되는표면장력, 습윤지수, 카우리- 부탄올값, 아닐린점, 용해도매개변수등을알면산업세정목적에적합한세정제를개발하고산업현장에적 절한세정제의선정에도움이될수있다. 습윤지수는세정제의오염물에대한침투정도를나타낸값으로다음과같이밀도, 점도, 표면장력의함수이다. 일반적으로습윤지수값이클수록세정력이클것으로기대할수있다. Density x 1000 Wetting Index = (1) Viscosity x Surface Tension 카우리 -부탄올값은부틸알코올 (n-butyl alcohol) 에카우리수지를녹인카우리 -부탄올용액 20g에시험용액을가하고, 카우리 -부탄올용액이규정된백탁도를갖게될때까지사용된시험용액의부피 (ml) 를말하며탄화수소계용제의상대적용해력을나타내는값으로값이클수록용해력이크다. 그러므로세정성능을간접적으로알아볼수있는파라미터로표준시험방법으로 ASTM D 1113법이있다. 그러나카우리 -부탄올값측정에사용되는카우리 -부탄올수지를구하기어려워현재국내에서측정이거의불가능하다. 아닐린점은탄화수소혼합물의방향족함량을추정하는데가장많이사용되며탄화수소계용제의용해성을나타내는수치로시료를같은용량의아닐린과혼합해서냉각했을때서로용해할수없게되어서혼탁이보이기시작했을때의온도를아닐린점이라한다. 다시말해같은용량의탄화수소계용제와아닐린이균일한용액으로존재하는최저온도를말하는것으로표준시험방법으로는 KS M 2053 시험법이있다. 아닐린점은유기오염물질에대한용해력을나타내는카우리- 부탄올값과상관관계가있고일반적으로아닐린점이낮으면낮을수록유기오염물질의용해력이크다고알려져있다 [2]. 세정성에영향을미치는인자로는표면장력, 습윤지수, 카우

3 Clean Tech., Vol. 13, No. 2, June 리 - 부탄올값, 아닐린점이외에용해도매개변수가있다. 용해 도매개변수에대한연구는고분자물질의용해및특정물질 의추출에적합한용제선정에많이사용되었으며 Hoftyzer 와 Van Krevelen[3] 은여러가지고분자화합물구조에따른작 용하는힘을계산하는방법을고안하여여러물질에대한용 해도매개변수의계산이가능하게되었으며 Lee[4] 는고분자 물질과용매간의상호작용에서용해도매개변수의개념을적 용하여용해력을추정하기도하였다. 세정분야에서는 Row and Lee[5] 가세정제에서의아비에틱산 (abietic acid) 의용해 도매개변수를예측하였고, Kang et al.[6] 이용해도매개변수 를추정하는식을이용하여천연물의용해도예측결과를문 헌에서찾아볼수있었다. 이와같이물성이잘알려진물질뿐 만아니라미지의물질에대한용해도매개변수의국내외적인 연구가진행되고있다. 용제, 고분자수지, 유기오염물등과같은물질의용해도매 개변수 (solubility Parameter) 는화합물구조사이의분산력인 결합에너지 (cohesion energy) 의함수로나타내어지는 Hildeb rand 의이론에따라식 (2) 와같이나타낼수있다 [7]. = p E coh V = p H - RT V 용제, 고분자수지, 유기오염물은분산력이외에극성 (polar) 그룹과수소결합 (hydrogen bonding) 그룹사이의상호작용의 영향을받고있어 Hansen 은이것을전체결합에너지를분산 력이외에극성력 (polar force) 과수소결합력 (hydrogen bonding force) 을추가하여식 (3) 과같이용해도매개변수를추정하였 다. Kang et al.[6] 과 Brandrup[7] 등은 Hansen 의이론에따 라단일물질에대한용해도매개변수를추정하였다. (2) E coh = E d + E p + E h (3) 시중에많이사용되고있는여러용제에대하여 Brandrup et al.[7] 의자료를이용하여용해도매개변수를계산한값과 문헌에발표된값을 Table 1 에나타내었다. Table 1 에서보는 바와같이특정용제에대한용해도매개변수의값이문헌치와 근사하게추정되었으며오차의원인은실제화합물의몰부피 와분자를구성하는원자사이의영향성에의해발생한것으로 판단된다. 또한, 혼합용제의경우각용제의부피비율 (φ) 과용해도매 개변수의성분 (δ d, δ p, δ h) 과의비례식으로다음과같이혼합용 제의용해도매개변수를추정할수있다 [8]. δ d = Φ i δ d i (4) δ p = Φ i δ p i (5) δ h = Φ i δ h i (6) = p 2 d + 2 p + 2 h (7) 여기서, δ 는전체용해도매개변수로단위는 (cal/cm 3 ) 1/2 = 2.046x10-3 (J/m 3 ) 1/2 = MPa 1/2 이다. 이와같이세정성에영향을미치는인자로는표면장력, 습 윤지수, 카우리 - 부탄올값, 아닐린점, 용해도매개변수등이있 다. 하지만, 지금까지탄화수소계배합세정제에대한용해도 매개변수, 아닐린점, 습윤지수등과같은세정성능에대한여 러영향인자에대한관련연구는미흡한실정이다. 따라서본 연구에서는 CFC 대체탄화수소계세정제를개발하기위해서 세정제구성성분중단일성분의물성과습윤지수등을측정 하였고용해도매개변수를추정하였다. 그리고이들단일성분 들을일정비로혼합해배합세정제를제조하고세정성능과관 계되는물성을측정하고용해도매개변수를추정하였다. 또한, 플럭스, 솔더, 그리스의오염물에대한세정효율을측정하여 본연구를통해세정효율과세정제의물성및용해도매개변 수와의상관성을조사분석하여보았다. Table 1. Comparison of predicted solubility parameters and reference values[7] Solvent Predicted values (MPa 1/2 ) Reference values (MPa 1/2 ) Vm d p h Vm d p h n-hexane n-octane n-decane Acetone Methyl ethyl ketone Diethyl ketone Benzaldehyde Methanol Ethanol Isopropanol

4 146 청정기술, 제 13 권제 2 호, 2007 년 6 월 2. 실험 2.1. 세정제의구성성분및배합 세정제의구성성분 본연구에서배합한세정제의주성분으로글리콜에테르계 ( 이하 GE) 와파라핀계 ( 이하 IP) 를사용하였다. 글리콜에테르 계물질은물성이다른같은계열의메틸렌 - 글리콜 - 에테르 (methlene glycol mono-methyl ether, GE-M, 한농화성, 99.9%) 와에틸렌 - 글리콜 - 에테르 (ethylene glycol mono-ethyl ether, GE-E, 한농화성, 99.9%) 를사용하였다. 파라핀계물질 은아로마틱및나프텐계성분을함유하지않은비교적환경 친화형무취용제로서탄소수가 C 7~C 8 인 ISOL-C( 파라핀혼 합물, SK Chem., 이하 IP-C) 와 C 10~C 13 인 ISOL-G( 파라핀 혼합물, SK Chem., 이하 IP-G) 를사용하였다. 파라핀과글리콜에테르계물질이외에배합세정제첨가물 은실록산 (siloxane) 을사용하였다. 실록산은낮은표면장력 ( 약 20.4mN/m) 을가지고있고바깥쪽을가리키는메틸그룹 은강한소수성의막을나타내는특성이있다. 이것은실록산 을함유한세정제가비수용성오염물에침투하여세정력을촉 진시킬수있는성질을가진다. 또한, 온도에따른점도변화가 적으며낮은표면장력으로인하여실록산을함유한세정제가 오염물에침투하여세정력을촉진시킬수있을것으로판단되 어사이클로테트라실록산 (cyclotetrasiloxane : TS, Daw Cor ning, 60%) 과사이클로펜타실록산 (cyclopentasiloxane : PS, Daw Corning, 60%) 을정제없이사용하였다 세정제의배합 세정성능평가에사용되는오염물은금속, 전기, 전자분야에 서많이사용되는플럭스 (abietic acid), 메탈마스크에잔류하 게되는솔더 (solder paste) 와유동성및가공성을좋게사용 하기위해사용되는그리스로선정하여실험을수행하였다. 세정제의배합은상기와같은오염물인플럭스, 솔더, 그리 스의성질을고려하여원료구성성분인파라핀계, 글리콜에테 르계, 실록산계등의특정용해도매개변수를고려하여구성물 질의적절한배합으로오염물의용해도매개변수와유사한용 해도매개변수를지니는세정제를제조할수있을것으로판 단하여 Table 2 와같이배합하였다. Table 2 에서 DF-1, DF-2 Table 2. Formulation ratio of cleaning agents Cleaning agents Formulation ratio of cleaning agents (v/v) DF-1 GE-M : GE-E = 70 : 30 DF-2 GE-M : GE-E : TS = 45 : 30 : 25 DS-1 IP-C : IP-G : GE-E = 74 : 16 : 10 DS-2 IP-C: IP-G: GE-E: PS = 70: 15: 10: 5 DG-1 IP-G : GE-E = 70 : 30 DG-2 IP-G : GE-E : PS = 76 : 19 : 5 세정제는플럭스세정용으로, DS-1, DS-2 세정제는잔류솔더 세정용으로, DG-1, DG-2 세정제는그리스세정용으로배 합 제조한세정제이다 물성측정및세정성능평가 물성측정 물성은밀도 (density), 점도 (viscosity), 표면장력 (surface tension) 을측정하였으며비수계세정제의안전성을측정하기 위해인화점 (flash point), 증기압 (vapor pressure) 을측정하 였다. 밀도는 density/specific gravity meter (DA-110M, KEM Kyoto Electronics, Japan), 점도는 Brookfield viscometer (LDVⅡ+CP, USA), 표면장력은 surface tension meter (Suface Tensionmat 21, Fisher Scientific, USA) 를이 용하여 25±1 에서측정하였다. 인화점은 MINIFLASH FLPH Tester (Grabner, Austria) 를사용하였고증기압은 Automatic vapor pressure tester (TANAKA scientific limited, AVP-30D, Japan) 를사용하여측정하였다. 용해력의 지표인아닐린점 (aniline point) 은한국표준시험방법인 KS M 2053 의시험관법을사용하여측정하였다 [9] 배합세정제의세정성능평가 세정성능평가에사용된오염물은위에서언급한바와같이 플럭스, 솔더, 그리스를사용하였으며플럭스 (flux) 는아비에 틱산 (abietic acid, Aldrich, 85%) 을이소프로필알코올 (isopropyl alcohol, Aldrich, 98%) 용액에용해시켜 SUS 재 질로만든 25 x 75 x 2mm 크기의시편위에마이크로피펫으 로흐르지않도록도포하여 1 시간동안상온건조후 60 에서 12 시간구워실험에임하였다. 솔더 (solder paste, Koki Co.) 는 시편위에일정량의솔더를균일하게도포하고플럭스의조건 과같이 60 에서구워실험에임하였다. 그리스 (MPA-GBR, 천미광유 ) 는솔더의도포방법과동일하게일정량의오염물을 도포한후 12 시간동안정착시켜실험에임하였다. 세정성능평가방법으로는중량법 (gravimetric test), 육안 판정법, 닦아내기법 (wiping test), 수막법 (water-break test), 분무법 (atomizer test), 접촉각측정법 (contact angle test), 증 발농축법, 추출분석평가법등이있으며본연구에서는오염물 질의정량적인평가를위하여중량법 (gravimetric test) 을사 용하다. 중량법에의한세정성능평가방법은세정후피세정물 시편에잔류한오염물의무게를 g 까지측정하여초 기시편에오염된양과비교하여세정성능을평가하는방법으 로세정효율은아래의식 (8) 로계산하였다. Cleaning efficiency(%) = (Initial contaminant-remaining contaminant) 100 Initial contaminant 세정방법은세정과건조의 2 단계로진행하였다. 세정공정에 서도포한시편을세정제에일정시간교반없이담가침적세 정하였고, 60 강제대류오븐 (forced convection oven) 에서 (8)

5 Clean Tech., Vol. 13, No. 2, June Table 3. Physical properties of cleaning agent components Physical Surface Vapor properties D e n s ity Viscosity Cleaning agent tension Wetting Flash point pressure ( g / cm3 ) (cp, 25 ) Index ( ) component (dyne/ cm ) (kpa, 37.8 ) GE-M GE-E IP-G IP-C < TS PS Table 4. Predicted solubility parameters of glycol ethers, paraffins and siloxanes Single components Molar volume ( cm3 /mol) Solubility parameter(mpa 1/2 ) δ d δ p δ h δ Glycol ethers GE-M GE-E Iso-paraffins IP-C IP-G Siloxanes TS PS 분간잔류세정제를건조시킨후무게를측정하는방법을사용하였으며위의실험을 3번반복하여측정하고평균하여측정값으로하였다 [10]. 3. 결과및고찰 3.1. 단일성분의물성측정결과배합세정제를구성하는단일성분들에대한물성은 Table 3 에나타내었다. Table 3에서보는바와같이배합세정제의구성성분들모두가물보다밀도가낮게측정되었는데낮은밀도는세정제와세정후오염물의분리에유리할것으로판단된다. 점도는실록산계물질이다른구성성분들보다높았지만낮은점도를나타내고있어오염물의이동이쉽게일어나세정에도움이될것으로판단된다. 또한표면장력은파라핀계물질중 IP-C와실록산계물질인 TS가표면장력이가장낮았고낮은표면장력은피세정물과오염물사이로세정제의침투력을증가시킬것으로판단된다. IP-C와 TS의습윤지수를계산한값이커서이들물질이세정제에배합될경우높은습윤력을나타낼것으로판단된다. 인화점은파라핀계물질인 IP-C를제외한모든구성성분들이 44 보다높은것으로나타났다. 증기압은 IP-C를제외한대부분의물질이낮아비교적안전한물질임을확인할수있었다 단일성분의용해도매개변수추정용제에대한용해도매개변수는용해도매개변수계산식을사용하여추정한값을 Table 4에나타내었다. 글리콜에테르계물질의용해도매개변수추정값은 24.7 MPa 1/2 (GE-M) 과 23.1 MPa 1/2 (GE-E) 로추정되었으며파라핀계물질의용해도 매개변수추정값은구성성분들의평균값으로 IP-C는 14.4 MPa 1/2 로 IP-G는 15.2 MPa 1/2 로추정되었다. 그리고실록산 TS와 PS의용해도매개변수는 15.9 MPa 1/2, 16.1 MPa 1/2 으로추정되었다 [7, 8]. 본연구에서사용된오염물의용해도매개변수와유사하게세정제성분을배합하여제조할경우세정제의오염물용해력이증가하여높은세정성능을기대할수있다 배합세정제의물성측정결과규제대상오염물질인 CFC-113, MC, 1,1,1-TCE 의물성과본연구에서배합제조한세정제의물성을 Table 5에나타내었다. Table 5에서보는바와같이플럭스제거용세정제 DF-1이 DF-2와밀도와점도는비슷하나표면장력이 50% 이상크기때문에 DF-2가습윤지수가비교적높고, 따라서침투력이클것으로예상된다. 용해력을나타내는아닐린점은 DF-1 세정제가아주낮기때문에높은용해력을갖는것으로측정되었다. 이는세정제에첨가된실록산의영향으로 DF-2 세정제의아닐린에대한용해력이떨어진것으로추정된다. 솔더제거용세정제 DS-1, DS-2는밀도와표면장력이모두낮았고점도는 DS-2가 DS-1에비해매우커서 DS-1의습윤지수가크게나타났다. 습윤지수의차이로침투력에의한세정은 DS-1이더좋을것으로예상되었다. 아닐린점은 DS-1, DS-2 모두가높지만 DS-1이더높아 DS-2가용해력에의한세정효율은더높을것으로추정되었다. 반면, 두물질모두표면장력이낮아오염물에대한세정제의침투력이좋을것으로판단되었다. 그리고잔류솔더제거용세정제의인화점은낮았으나솔더세정공정이대부분밀폐하여작업 (Closed

6 148 청정기술, 제 13 권제 2 호, 2007 년 6 월 Table 5. Physical properties of regulated and formulated cleaning agents Cleaning agent Physical properties Density (g/ cm3 ) Viscosity (cp, 25 ) Surface tension (dyne/ cm ) Wetting Index Aniline point ( ) Flash point ( ) Vapor pressure (kpa, 37.8 ) CFC < ,1,1-TCE < MC < DF < DF DS DS DG DG system) 하고있음을감안하면특별한문제가되지않은것으 로판단된다. 그리스제거용세정제 DG-1, DG-2 의물성측정결과밀도 와점도, 표면장력이비교적낮고유사하게측정되었고아닐린 점은높았으나플럭스및솔더제거용세정제 (DF-1, DF-2, DS-1, DS-2) 보다습윤지수가높아용해력보다침투력에의한 세정이높을것으로예상되었다 배합세정제의용해도매개변수추정 플럭스의주성분인아비에틱산의용해도매개변수는추정식으로계산했을때 δt=21.3 MPa 1/2 (δ d=20.1, δ p=1.9, δ h=6.7) 로계산되었다. 솔더는금속입자와플럭스의혼합물로입자에의해세정제의침투가어려워용해력만으로는세정이 어려울것으로판단되며, 습윤력이우수한세정제가좋은세정 성능을보일것으로예상된다. 그리스의주성분은광유계파라 핀, 나프텐, 방향족성분의혼합물로알려져있으며, 여러종류 의첨가제가혼합되어있어용해도매개변수를추정할수없 었지만, 문헌 [11] 에의하면, 그리스의용해도매개변수는대략 δt=15.0~17.0 MPa 1/2 인것으로추정된다. 배합세정제의용해도매개변수는위에서추정한각성분의 용해도매개변수를혼합용제의농도에비례하는용해도매개변수계산식 (4), (5), (6), (7) 에대입하여계산한결과를 Table 6에나타내었으며 CFC-113, 1,1,1-TCE 및 MC는문헌의값을사용하였다. 규제대상물질의용해도매개변수값은 MC, 1,1,1-TCE, CFC-113 의순으로낮았으며플럭스제거용세정제중 MC와 DF-2는세정대상오염물인플럭스 (abietic acid) 와거의유사한계산값을가지고있어플럭스세정이잘될것으로판단된다. 그리고잔류솔더제거용세정제는오염물이플럭스와납땜용금속과의혼합물이므로세정제가오염물중의금속입자사이를원활하게침투하기위해표면장력이작고습윤지수가큰파라핀계물질을다량첨가하여침투력이향상되어세정이잘될것으로판단된다. 그리스제거용세정제에서는 DG-1, DG-2가문헌을바탕으로추정한그리스의용해도매개변수와유사하여세정효율이좋을것으로판단되었다 배합세정제의세정성능평가결과 플럭스 (Flux) 세정결과 Figure 1에규제대상세정제와플럭스제거용배합세정제 DF-1, DF-2에의한플럭스세정효율을도시하였다. CFC-113 Table 6. Predicted solubility parameters of regulated and formulated cleaning agents Cleaning agents Solubility parameter(mpa 1/2 ) δ d δ p δ h δ CFC-113* ,1,1-TCE* MC* DF DF DS DS DG DG * : Reference value [7] Figure 1. Cleaning efficiency of regulated and formulated cleaning agents for defluxing.

7 Clean Tech., Vol. 13, No. 2, June Figure 2. Cleaning efficiency of regulated and formulated cleaning agents for desoldering. Figure 3. Cleaning efficiency of regulated and formulated cleaning agents for degreasing. 은 0 이하로아닐린점이낮아용해력이우수하고습윤지수 (112.49) 가높아침투력이우수하여높은세정력이기대되었으나, 세정성능측정결과 CFC-113 이가장저조한세정효율을나타내었다. 이는플럭스의주성분인아비에틱산의용해도매개변수 (21.3 MPa 1/2 ) 와 CFC-113 의용해도매개변수 (14.7 MPa 1/2 ) 가가장많은차이를보여플럭스에대한용해력이약하기때문에세정효율이저조한것으로판단된다. 이에비하여용해도매개변수가플럭스와비교적유사한세정제인 MC(20.3 MPa 1/2 ), DF-1(24.2 MPa 1/2 ), DF-2(21.5 MPa 1/2 ) 가높은세정효율을보였다. 따라서플럭스의세정에서는습윤지수나아닐린점보다는용해도매개변수가더욱큰세정변수가되는것을확인할수있었다 솔더 (Solder) 세정결과 Figure 2에규제대상세정제와솔더제거용배합세정제 DS-1, DS-2에대한세정효율을도시하였다. 솔더의세정에서규제대상세정제중 MC가세정효율이가장우수하였고 DS-1 세정제가가장저조한세정효율을보였다. 솔더의주성분인플럭스의용해도매개변수와용해도매개변수가많은차이가있는 CFC-113 의세정효율이우수하였으며많은차이가없는 1,1,1-TCE 도세정효율이우수하였다. 이것은두세정제모두낮은아닐린점을가지고있어높은세정효율을나타낸것으로판단되며 DS-1 세정제는 DS-2 세정제에비하여표면장력, 습윤력이모두높았지만세정효율은낮게나타났다. 이것은 DS-2 세정제의아닐린점이 DS-1 세정제보다낮아높은용해력이높은것으로판단된다. 따라서솔더의세정에서는습윤지수와용해도매개변수보다는아닐린점이큰역할을하는것으로판단된다 그리스 (Grease) 세정결과 Figure 3에규제대상세정제와그리스제거용배합세정제 DG-1, DG-2에대한세정효율을도시하였다. 그리스제거용세정제의세정성능평가결과그리스의용해도매개변수 (15. 0~17.0 MPa 1/2 ) 와유사한 DG-1 세정제 (16.2 MPa 1/2 ) 와 DG-2 세정제 (15.5 MPa 1/2 ) 의세정효율이비교적저조했으며높은습윤지수와낮은아닐린점을갖는 CFC-113, 1,1,1-TCE, MC 등의규제대상세정제가높은습윤력과낮은아닐린점에따른우수한용해력으로인해세정효율이우수한것으로판단된다. 따라서본연구의배합세정제에의한그리스의세정에서는용해도매개변수보다습윤지수와아닐린점이큰변수로작용하는하는것으로판단된다. 4. 결론본연구에서는글리콜에테르계물질과파라핀계물질을혼합하고실록산계물질을첨가하여비수계세정제를제조하였다. 그리고제조한세정제의물성과습윤지수, 아닐린점등을측정하고배합세정제에대한용해도매개변수를추정하여세정성능을예측하였다. 세정성능측정결과다음과같은결론을얻을수있었다. 플럭스세정에서는습윤지수나아닐린점보다는용해도매개변수가더욱큰세정변수가되고솔더세정에서는습윤지수와용해도매개변수보다는아닐린점이더큰영향을미치는것으로판단되었으며, 본연구의배합세정제에의한그리스에대한세정에서는용해도매개변수보다습윤지수와아닐린점이더욱큰세정변수가되는것을확인할수있었다. 본연구로세정성능이우수한비수계세정제를배합제조할수있었으며세정대상오염물에따라세정효율에대해습윤지수, 아닐린점, 용해도매계변수의영향을조사할수있었다. 그결과세정제를배합할때습윤지수, 아닐린점, 용해도매개변수등의복합적인고려가필요하며세정제의세정성능을예측하기위해서는오염물과세정제의특성에따른세정변수를우선적으로예측, 측정, 확인의단계를거쳐야함을알수있었다. 참고문헌 1. Shin, M. C., A Study on Field Application and Cleanliness

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96 청정기술, 제 14 권제 2 호, 2008 년 6 월 method could not be compared with gravimetric method for the case of solder or grease cleaning because the contaminan

96 청정기술, 제 14 권제 2 호, 2008 년 6 월 method could not be compared with gravimetric method for the case of solder or grease cleaning because the contaminan CLEAN TECHNOLOGY, Vol. 14, No. 2, June 2008, pp. 95~102 광전자방출 (OSEE) 법을이용한세정성평가연구 민혜진, 신진호, 배재흠 * 수원대학교화공생명공학과 445-743 경기도화성시봉담읍와우리산 2-2 번지 ( 2008 년 4 월 11 일접수 ; 2008 년 6 월 10 일채택 ) A Study on the Evaluation