彩色阴极射线管屏板的清洗材料及其清洗方法

专利名称：彩色阴极射线管屏板的清洗材料及其清洗方法
本申请要求分别于2002年2月21日和2002年3月22日提交的韩国专利申请第P2002-9240和P2002-15508号的优先权，该优先权文件一并结合于此作为参考。
在生产这种彩色阴极射线管的过程中，在一般的操作过程中，例如涂敷石墨(黑色矩阵)、涂敷兰色和红色荧光材料、光阻材料曝光和/或显影过程、涂敷中间层(漆)、涂敷金属反射膜(铝膜)等等，管的质量会有缺陷和/或不合格的问题。所生产的劣质屏板不是立即丢弃，而是在经过去除屏板内的材料包括石墨、荧光膜、中间层、金属反射膜而再利用。这种屏板包括Si-Si和/或Si-O-Si键，如同Si(硅)组分之间的坚固的共价键。
现有的用于清洗彩色阴极射线管的材料及其清洗方法在下面结合附图进行详细说明。


图1说明使用根据现有技术的普通的溶剂的清洗过程。参见图1，一个要去除的目标物101与一溶剂102接触且接触部分103从目标物101上脱掉；该接触部分103被溶剂102乳化形成一沉淀物104(precipitate)。这种方法从目标物101重复去除所粘附的物质直到该物体全部变成沉淀物104，从而达到清洗的效果。
图2说明使用苛性碱和强酸的传统的清洗过程。参见图2，目标物101与强酸或者腐蚀性碱150接触并与其结合。然后，该结合后的目标物101被乳化。形成不可分解的沉淀物151。换句话说，这种清洗过程是以一种侵蚀有机物组分的方式进行的。
例如，为了去除荧光膜和石墨，现有的用于彩色阴极射线管的清洗材料一般包括一种强酸例如氟酸，并且该屏板在高压喷洒过程中冲洗。然而，在玻璃成分中硅并不与弱酸反应，而是与作为强路易斯碱的氟离子F-反应生成SiF62-离子。这种反应可以用下列反应式来表示
另外，硅也可以与在热融的氢氧化钠中的作为路易斯碱的OH-反应和与作为碳酸钠(熔融)中的碳酸根阴离子的另一个路易斯碱基的O2-反应。这样，这些玻璃成分是被脱除而不是被氟酸洗掉。另外，
在上面的反应式中，没有反应的HF以气体的形式排出。玻璃表面的H2SiF6很难清除，并且如果残留H2SiF6，使氟酸罐中所含的化合物很粘将极大地缩短化合物的寿命。当这些酸和腐蚀性的碱被用作清洗材料时，通过化合物乳化会产生不可分解的泥浆(泥状沉淀物)，通过与酸的氢离子结合，去除玻璃表面形成的物质，这样导致氢离子数量减少，反过来增加pH值使清洗物质老化，因此该清洗材料的清洗能力被大幅度地降低。
相应地，高压喷洒方式导致经济问题，原因是这需要大量的清洗材料连续地替换和/或输入到清洗罐中；清洗材料中的强酸和腐蚀性的碱对人体非常有害并且在相关的设备和金属部件上生锈；而且违反环保规定，因此需要细致准确的安装。
另外，氟化铵基的清洗材料和/或这些材料与无机酸，特别是磷酸一起可以用作清洗材料。类似地，清洗时间可能通过离子反应缩短，造成化合物迅速老化；甚至去除的材料可以再次沉积在玻璃的表面。然而，该清洗材料的玻璃腐蚀能力与氟酸相比很弱。所以与氟酸相比，该清洗材料可能减弱自身对于玻璃屏板的消除缺陷的性能，缺陷例如沟谷和/或凸起凹坑。这样，如果在清洗后残留有一些凹坑(pits)，就可能由于凹坑而在涂敷石墨或荧光膜的过程中产生点缺陷，导致产品严重的质量问题。相应地，当使用氟酸时，涉及到有关环境条件、安全和/或操作方面的问题，当采用氟化铵作为清洗剂时玻璃表面的凹坑会导致质量和产量降低等其他问题。
如果氟酸、氟化铵和磷酸作为清洗材料以高压喷洒的方式使用，用于阴极射线管的该清洗材料和清洗方法有下列问题
首先，如果使用氟酸，允许基片的表面通过腐蚀屏板表面被清洗(切割)，并导致对屏板的严重损害，减少清洗材料对石墨和荧光膜的清洗(切割)性能。
第二，不规律的切割过程形成不规律的pH值(film)。
第三，由于作为沉淀物的硅酸盐凝结需要修理生产线或者装置。
第四，加速生产线或装置的腐蚀。
第五，清洗工作的环境条件不稳定。
第六，导致由氟离子的形成产生的废水的处理费用。
第七，由于玻璃表面的凹坑使质量和生产能力降低。
本发明的一个目的是提供一种彩色阴极射线管屏板的清洗材料及其清洗方法，其包括使用一种混合的弱酸性清洗材料以便去除玻璃表面的凸起凹坑；减轻对屏板的腐蚀；减少对装置的腐蚀，降低对人体的损害和危险；使对废水的处理简单容易；通过采用喷洒清洗、超声波清洗或浸渍方法中的至少一种方法容易地完成清洗过程。
本发明的其他优点、目的和特点将在说明书中进行说明，本领域技术人员在阅读下列内容后或者从本发明的实践中会了解本发明。本发明的目的和其他优点通过说明书的文字和权利要求及附图所阐明的技术方案可以实现或达到。
为了达到本发明上述目的和其他优点，正如这里所说明的和具体表现的，一种用于彩色阴极射线管屏板的清洗材料包括一种酸性的水溶性溶液和一种表面活性剂，其清洗方法通过选自喷洒清洗、超声波清洗或浸渍方法中的至少一种方法来实现。
应当理解，本发明的上述一般性说明和下面的详细说明是典型性的和说明性的，其目的在于对所要求的发明内容进行清楚地说明。
具体实施例方式
下面参见本发明的优选实施例的详细内容，实施例结合附图进行说明。在可能的情况下，同一参考号(编号)用于所有附图指相同或者相似的部分。
本发明提供一种用于再生彩色阴极射线管屏板的清洗材料和清洗方法，用以去除粘贴到屏板上的荧光膜、石墨膜、中间层和金属反射膜。本发明的商品名为LG-清洗剂(LG-cleaner)的产品是一种混合的酸性水溶性清洗材料，其组成如表1所示表1-作为清洗材料的LG-清洗剂的组成(配方)

上述清洗材料的pH值为大约2到5，比重为1.0到1.5。
在这里，即使用任何无机酸例如硝酸、盐酸或硫酸代替磷酸制备清洗材料都有可能获得良好的效果。
更特别地，本发明的特征在于使用氟化铵代替氟酸；使用任何无机酸在不降低清洗能力的情况下降低氟化铵的酸性；使用特殊的表面活性剂适合荧光膜、黑色膜(black mattress film)或中间层脱离并从玻璃表面去除。而且，增效助剂的作用是帮助表面活性剂在酸性条件下稳定的应用。上述清洗材料的详细组成配方如下配方1包括3到30％的氟化铵(重量百分比)，1到25％的无机酸(重量百分比)，1到10％的氟化钠(重量百分比)，1到10％的表面活性剂和少量的增效助剂在一个水溶性溶液中。
配方2包括5到30％的氟化铵(重量百分比)，1到25％的无机酸(重量百分比)，1到10％的表面活性剂在一个水溶性溶液中。
配方3包括5到30％的氟化铵(重量百分比)，1到25％的无机酸(重量百分比)在一个水溶性溶液中。
配方4包括5到30％的氟化铵(重量百分比)和1到20％的表面活性剂在一个水溶性溶液中。
在各自的配方中，无机酸包括但不限于至少一种或两种或更多种选自硝酸、磷酸、硫酸和盐酸的酸。无机酸的量为大约1到25％(重量百分比)，优选5到30％(重量百分比)。如果不同的无机酸一起使用，由于包括所选无机酸和氟化铵和氟化钠的混合酸的协同效果使腐蚀过程活化，从而提高了在玻璃表面去除凸起凹坑的性能。
如果氟化铵和氟化钠的量低于上述确定的范围，去除石墨组份的能力也降低，反之如果量高于上述范围，生成金属盐抑制冲洗(漂洗)过程活跃地进行产生有缺陷的劣质产品。另外，如果无机酸的量低于上述确定的范围氟离子的活性不足导致清洗效率的降低，反之如果该量高于该范围，就会形成金属盐使漂洗缺乏活性产生劣质产品。进一步，如果表面活性剂的量低于规定的水平，要去除的物质就会重新粘到玻璃表面，如果高于上述水平就会使漂洗困难在使用清洗材料的过程中产生劣质产品。
每个组成用5到20倍的纯净水稀释，形成清洗材料并显示出如表1所示的清洗功效。事实证明最好的效果是通过使用配方1获得的。而且所有配方的清洗材料的pH值为2到5，比重为1.0到1.5。
各个配方的清洗材料的各种性质如表2所示表2-各配方的清洗材料的性质

图3a和图3b说明本发明的清洗过程。
如图3a所示，氟化铵202，硝酸203，磷酸205和氟化钠204进入屏板200与黑色膜201之间。氟化铵202激活上述屏板200与黑色膜201之间屏板表面的Si-Si或Si-O-Si共价键，使Si成分剥离。无机酸中的磷酸205作为氟化铵202的助剂摇动要削弱的玻璃屏板的表面的分子结构。硝酸203也激活氟化铵202、磷酸205和氟化钠204。这样氟化钠204与玻璃屏板的表面反应促成腐蚀状态并平稳地清洗(切割)玻璃表面。
参见图3b，表面活性剂206进入屏板200与黑色膜201之间，消除(降低)表面张力，使通过酸性溶液从屏板200上去除黑色膜201成为可能。增效助剂207帮助表面活性剂206的反应。表面活性剂206阻止脱离的物质再次粘附到玻璃表面。
在这种情况下，表面活性剂206通常可用在清洗材料中，包括但不限于至少一种物质选自烷基苯磺酸盐、二甲苯磺酸钠、乙二醇醚或脂肪族盐、烷基磺酸盐，α-烯烃磺酸盐(α-olefine sulfonate)和α-磺基脂肪酸甲酯(α-sulfonic fatty acid methylester)。而且在非离子表面活性剂中，优选使用羟基合成醇聚乙二醇酯或者脂肪链烷醇酰胺(fatty alkanolamide)或类似物。
增效助剂包括但不特定限于二甘醇醚、二亚乙基丁基乙二醇醚(diethylene butyl glycol ether)、碳酸盐例如碳酸钠或者碳酸氢钠、硅酸钠、具有层状结构的硅酸盐、硫酸盐、羧甲基纤维素(carboxylmethyl cellulose)、聚乙二醇、聚乙烯醇、polyvinylpolydon、聚丙烯酸(polyacric acid)、顺丁烯二酸(maleic acid)、乙烯基醚共聚物(vinylether copolymers)或类似物。
本发明的清洗材料可以破坏屏板与杂质(即要去除的黑色膜)之间的表面张力；使氟化铵和无机酸以及氟化钠进入屏板的表面与黑色膜之间，激活屏板表面上的屏板与黑色膜之间的Si-Si或Si-O-Si共价键，使杂质与屏板分开。
图4a是一个劣质屏板的放大图，图4b是使用传统的清洗材料清洗的屏板的另一个放大图，而图4c是使用根据本发明的特殊清洗材料的屏板的放大图。
如图4a所示，在玻璃表面有凸起凹坑或其他缺陷。这些凹坑在使用清洗材料过程中应腐蚀掉以形成一个平滑的表面，避免出现缺陷。
参见图4b，发现使用氟化铵和无机酸的混合物或者只使用氟化铵作为一般的清洗材料处理过的玻璃屏板仍然有在表面凸起的缺陷和/或缺点。
图4c是用本发明的清洗材料处理过的玻璃屏板的放大图，图中显示玻璃屏板表面的凸起已经被混合酸性溶液和无机酸完全消除了。从而，由玻璃材料引起的产品质量缺陷大幅度地降低了。
另外，为了提高清洗效率，可以给玻璃屏板施加物理压力。物理压力使各种物质，包括表面活性剂、酸性溶液例如氟化铵和无机酸例如硝酸或磷酸进入到屏板，物理压力可以通过喷洒、超声波或浸渍等方法施加。
在用本发明的清洗材料清洗后，可以看到屏板具有如表3所示的不同的表面粗糙度。
表3-清洗后不同的表面粗糙度

Ra通过腐蚀在屏板内形成的一个脊与一个凹处(谷)之间的(整体的)区域。
Rz通过腐蚀在屏板内形成的一个脊与一个凹处(谷)之间的距离。
如图3所示，本发明的清洗材料表现出的清洗能力与使用氟酸作为普通清洗材料的清洗能力基本相同；由于屏板内玻璃的切割(清洗)状态不同只在表面粗糙度有很小的区别，原因在于使用氟酸在玻璃基屏板上没有腐蚀；当测量屏板内的脊和谷时与一般情况相比本发明的腐蚀情况降低大约20％。使用本发明的清洗材料清洗后的屏幕的特性评价结果如表4所示。
表4-屏幕的亮度和对比度特性评价

如表4所示，使用本发明的清洗材料和清洗方法处理过的屏幕的特性与用氟酸处理过屏幕的特性基本相同。
对于本发明的清洗材料中所含的氟离子的含量，发现与氟酸相比本发明清洗材料氟离子的浓度显著降低，从而可以节省处理与氟酸有关的废水所需的清洗材料的用量。而且，本发明的清洗材料具有显著降低对人体危害的优点。
表5说明本发明与作为对比的普通清洗材料的初步刺激指数P.I.I.(Primary Irritation Index)测量值。
表5-P.I.I.测量值

在上表5中，在使用本发明的清洗材料的情况下，作为确定化学物质对人体危害标准的P.I.I.经计算表明为弱刺激影响。
本发明将参考下列实施例详细说明。实施例1-喷洒方式的清洗方法在使用喷洒装置清洗并使屏板再生的过程中，本发明的清洗材料被用于去除贴于屏板的荧光膜、石墨膜、中间层和金属反射膜。该清洗材料的商品名称为LG-清洗剂(LG-Cleaner)，含量10％，在室温下被施用于屏板。对于喷洒装置，需要设计一个喷嘴注射清洗材料并充分润湿要去除的目标物，并且优选具有1kgf/cm2或更大的压力使目标物破裂和/或确保清洗材料与玻璃屏板充分接触。通过适当的压力并使喷嘴处于一个特定的角度，该装置还优选提供足够的物理压力切割(清洗)和去除玻璃屏板表面的凸起凹坑。
另外，要清洗的屏板转动并处于一个有规律的清洗过程之下，其包括考虑工艺参数而设计的特定旋转速率、喷嘴注射压力的强度、喷嘴与目标物之间的距离等。根据清洗材料的种类、目标物、清洗材料与目标物(例如玻璃)的反应关系，处理的次数和每次使用清洗材料的时间应安排和/或确定在一个适当的水平。如果清洗材料的使用时间短，该清洗材料可能不能与目标物充分结合进行反应，以便从屏板上去除目标物。例如，金属反射膜需要恒定的时间周期。而且，由于清洗材料是酸性溶液，需要关注清洗材料是否过分地腐蚀玻璃屏板导致产品的内侧和外侧质量很差，就是说，如果超过了某一特定时间周期阴极射线管可能不合格，反之，如果时间不够清洗材料也许不能清除玻璃上的凸起凹坑。
在施用清洗材料的过程中或之后，有一个冲洗过程，使用一特定装置供水并且该装置有适当数目的喷嘴、形状、压力和纯净水。按照该过程的安排，目标物可能在供水阶段替代化合物而被去除，就是说，清洗材料罐因此提高清洗材料的寿命。而且，通过增加清洗材料与屏板之间接触面积，该罐可以安装适当的过滤系统减少缺陷例如黑色污点以防止清洗能力降低。
而且，本发明可以用弱酸例如氟化铵或类似物代替强酸例如氟酸，并大幅度减少消耗的氟酸用量以防止环境污染和损坏屏板。
本发明的清洗材料的清洗过程如下典型地，将屏板送入清洗程序以便消除屏板内的杂质和凹坑，特别是对于玻璃材料制成的屏板，以获得稳定的应用质量时，该化学物质甚至可以用于新的屏板而不是再利用的产品。
相对于再利用的产品中涂敷的要清洗的金属反射膜目标物，上述过程通过下述实施例进行说明。
1.首先本发明的清洗材料与纯净水混合，达到理想的浓度(含量)；2.提供自来水，补偿屏板的温度，然后使金属反射层与中间层之间的结构变松散；3.施加本发明的清洗材料持续某一时间段以去除金属反射膜。特别地，在非有效一侧的金属反射膜被去掉了；4.一种用于去除中间层的特殊的清洗材料可以在非有效侧去除中间层；5.在清洗过程自始至终提供自来水，有效侧的残留化学物质和/或要清洗的目标物被去除；6.使用本发明的清洗材料，在各自的有效/非有效侧去除石墨膜和荧光膜；7.用提供的自来水和纯净水一起，完成漂洗(冲洗)过程。
根据上述的步骤，再利用的屏板处于清洗的过程中。引入的次序和清洗过程的详细步骤并不限于此，根据要清洗的目标物和其他因素，例如喷洒化学物质的压力、角度、次数、喷嘴的形状或位置，或者要优选控制的喷嘴之间的距离等可以改变和/或变更。
正如前面所述，本发明的清洗材料和清洗方法具有下列技术效果。
首先，本发明的清洗材料通过包含增效助剂而破坏屏板与杂质之间的表面张力，因此本发明具有减少清洗材料老化的优点；减少产生的泥浆从而使清洗材料保持在某一纯度使其能够使用很长时间；因此，可以节省清洗费用并完成环境友好的处理过程。
第二，因为使用混合酸，改善了对玻璃表面的腐蚀，确保去除凸起凹坑的同时由于不使用氟酸大幅度降低屏板腐蚀。因此本发明提高了应用效率，包括切割的特点。
第三，本发明明显提高了清洗能力，改进了处理时间、要处理的屏板尺寸和产量，消除了强酸或高压清洗剂造成的屏板部分不干净、有缺陷和/或损坏等问题。
第四，与现有技术相比，本发明在噪音、空间、设备修理等方面更具优势。
对本领域技术人员来说，显然本法发明可以进行各种修改或变化。因此，在本发明所要求的范围内的所有修改和变化都属于本发明涵盖的内容。
权利要求
1.一种彩色阴极射线管屏板的清洗材料，包括一种酸性水溶性溶液和一种表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的清洗材料，其中所述的酸性水溶性溶液是选自包括氟化铵和氟化钠的一组物质中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的清洗材料，其中所述的酸性水溶性溶液还包括添加氟化钠的氟化铵。
4.根据权利要求1所述的清洗材料，其中所述的清洗材料还包括无机酸。
5.根据权利要求4所述的清洗材料，其中所述的无机酸是选自一组包括磷酸、硝酸、盐酸和硫酸的物质中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的清洗材料，其中所述的无机酸还包括添加硝酸的磷酸。
7.根据权利要求1所述的清洗材料，其中所述清洗材料中的表面活性剂是选自一组包括烷基苯磺酸盐、二甲苯磺酸钠和乙二醇醚的物质中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的清洗材料，其中所述清洗材料还包括一种增效助剂。
9.根据权利要求8所述的清洗材料，其中所述的增效助剂是选自一组包括二甘醇醚和二亚乙基丁基乙二醇醚(diethylene butylglycol ether)的物质中的至少一种。
10.一种用于内部具有荧光膜、石墨膜、中间层或金属反射膜的彩色阴极射线管屏板的清洗材料，包括一种酸性水溶性溶液、一种无机酸、一种表面活性剂和一种增效助剂。
11.根据权利要求10所述的清洗材料，其中所述清洗材料的pH值的范围在2到5。
12.根据权利要求10所述的清洗材料，其中所述清洗材料的比重在1.0到1.5的范围。
13.根据权利要求10所述的清洗材料，其中所述清洗材料包括重量为3到30％的氟化铵，1到25％的无机酸，1到10％的氟化钠，1到10％的表面活性剂和1到5％的增效助剂在一水溶性溶液中。
14.一种使用用于内部具有荧光膜、石墨膜、中间层或金属反射膜的彩色阴极射线管屏板的清洗材料的方法，所述清洗材料包括一酸性水溶性溶液、无机酸和表面活性剂，其中所述方法包括以下步骤将清洗材料与纯净水混合，达到理想的浓度；施加混合清洗材料，持续足够的一段时间以去除金属反射膜；施加另一清洗材料去除中间层在非有效侧去除所述中间层；通过用自来水冲洗屏板，清洗残留的化学物质并在有效侧去除金属反射膜；再次向屏板施加所述混合清洗材料，以便在有效和非有效侧去除石墨膜和荧光膜；用自来水和纯净水，进行冲洗。
15.一种使用用于内部具有荧光膜、石墨膜、中间层或金属反射膜的彩色阴极射线管屏板的清洗材料的方法，所述清洗材料包括一酸性水溶性溶液、无机酸和表面活性剂，其中所述方法包括以下步骤用纯净水稀释所述清洗材料；和向所述屏板施加一超声波场，以去除粘附于所述屏板的荧光膜。
16.一种使用用于内部具有荧光膜、石墨膜、中间层或金属反射膜的彩色阴极射线管屏板的清洗材料的方法，所述清洗材料包括一酸性水溶性溶液、无机酸和表面活性剂，其中所述方法包括以下步骤用纯净水稀释所述清洗材料；和在所述清洗材料中产生气泡，以去除粘附于所述屏板的荧光膜。
全文摘要
本发明涉及一种彩色阴极射线管屏板的清洗材料，其包括一种酸性的水溶性溶液和一种表面活性剂，本发明还涉及一种使用该清洗材料的清洗方法，并采用选自喷洒、超声波、浸渍方法中的至少一种方法。
文档编号C11D3/02GK1439704SQ0211926
公开日2003年9月3日 申请日期2002年5月10日 优先权日2002年2月21日
发明者金永九, 李根弼, 林敬栗 申请人:Lg飞利浦显示器(韩国)株式会社