탈지 (Degreasing)

탈지 (Degreasing)

금속표면에 도장할 경우 탈지, 탈청 등의 청정화 작업이 절대적인 공정이다. 

금속표면의 오염물은 금속의 산화물, 먼지, 구리스, 방청유, 윤활유와 그 분해물, 절제유, 소입유, 기계유, 연마제 취급 도중 부착되는 손기름, 공작유류 등이 대부분이며, 이중에 유지류를 제거하는 것을 날지처리 (Degreasing Cleaning) 라고 말한다. 탈지를 함으로써 금속과 직접 관련이 없는 먼지와 금속분, 기타 고형물도 부착성이 없어져 제거되는 것이 보통이다.

도장에 있어서 청정도는 높을수록 좋은 결과를 얻는 것은 당연하나 청정도가 필요하지 않는 경우가 많다. 이와 같이 도장에 장애되는 유지오물을 제거하는 세정법은 옛날부터 여러가지 물리적, 화학적 방법으로 시도해 왔다. 용제탈지법, 알카리탈지법, 계면활성제탈지법, 전해탈지법, 초음탈지법 등이 있다.

후자로 갈수록 용접 부분과 용접이음 내부 같이 0.2 mm이내 사이에 침투되어 있는 유지류 침출을 없애기 위하여 처리시간을 길게 하던가, 처리 회수를 여러번 할 필요가 있다. 

아래 그림에서 왼쪽이 용제탈지법, 오른쪽이 용제 탈지법중에 보다 효율적인 증기탈지법 (Vapor degreasing ) 방법 (대상물을 용제에서 꺼낼 때 유지가 묻게 되는 것을 방지한다) 이다.

용제탈지법 (Solvent Cleaning Process)

공업적으로 가장 많이 사용되고 있는 방법이다. 기름, 그리스(Grease) 등의 부착물을 휘발유 등으로 깨끗이 닦던가 담거서 세척하는 방법이 있으나 용제증발 후에 유지류가 남을 수 있다. 

보통 도장을 목적으로 하는 탈지법으로서 좋으나 이와 같은 용제 사용조건은 

첫째, 유지를 쉽게 녹일 것. 

둘째, 불연성(인화성이 적을것) 일 것. 

셋째, 용해된 유지류나 그외 불순물을 간단하게 분리 회수할 수 있을 것. 

넷째, 금속면을 부식시키지 않고 무해일 것. 

다섯째, 휘발성이고 표면상에 잔존하지 않을 것. 

여섯째, 저점도로서 표면장력이 적고 가격이 저렴할 것 

등이 요구되지만 용제속에 녹은 유분이 다시 금속면에 남아서 충분한 날지 효과를 얻을 수 없기 때문에 주의할 필요가 있다.

상기의 요구조건을 만조하는 용제로서는 불연성이고 인화성이 적은 

트리-크롬에틸렌, 

디-크롤에틸렌, 

트리-크롤에탄 

등이 주로 사용된다. 이들 염소화탄화수소계 용제류가 공업적으로 사용되는 장점은 불연성이고 인화위험이 적다. 유의 용해력이 크고, 증발이 잘되고 비열이 낮고, 또 가열에 요하는 연료비가 극소로 적고, 증기는 공기와 비교해서 무거운 이점이 있다. 결점으로서는 위생상 유해하고 수분이 혼합되면 염산을 발생해서 금속을 부식시킨다. 상식적으로 생각해봐도 온갖 잡다한 부착물들을 녹여버리니 몸에 좋지 않은 경우가 있다. 실제로 일부 탈지 과정은 환기가 잘되는 곳에서 중무장 (우주복 같은 것 입고) 하고 하는 경우가 있다. 

특히 주의할 점은 금속에 따라 용제가 달라지므로 잘 못 사용하면 모재가 녹아버리는 수가 있다. 헉하고 놀라는 수가 있다. 

알카리탈지법 (Alkali Cleaning Process)

금속표면에 부착되어 있는 유지류를 크게 나누어 검화유지와 불검화유지로 나눌 수 있다. 동식물유는 전자에 광물유는 후자에 해당된다. 

계면활성제 탈지법 (Surface Active Agent Cleaning Process) 

알카리 탈지법은 물리화학적 탈지법으로서의 합리성은 있으나 침투, 분산, 부화의 각 작용에 있어서 충분하다고 할 수 없다. 또 금속을 침식하는 경향이 있고, 처리온도가 높고, 수세에 곤란한 점도 있고해서 인산염처리나 도장 등의 후공정에 나쁜 영향을 미치는 경우가 있다. 그래서 도장 전처리로서는 주로 용제탈지법과 계면활성제를 병용한 탈지제를 사용하는 방법이 많이 이용되고 있다.

 

전해 탈지법

고도의 탈지를 필요로 하는 광택멕키 혹은 크롬멕키 등 공업멕키의 분야에 없어서는 안되나, 도장전처리로서는 거의 사용 않고 있다.

초음파 탈지법 (Ultrasonic cleaning)

초음파 탈지법은 탈지용액중에 초음파를 걸어 탈지하는 방법으로 보통 도장 전처리에 의한 탈지법으로서는 필요하지 않다. 그러나 금속소지의 꺽은 부분, 용접이음 내부, 적은 구멍 등에 들어있는 유지류를 제거할 경우 가장 우수한 방법이다. 완전 탈지가 요구되는 전착도장전의 탈지법으로 이 방법이 양호한 결과를 얻을 수 있다. 

탈지후처리 및 탈지액 노화 관리

각종의 방법에 의해 탈지되지만 탈지된 금속면에는 용제, 비누 알카리, 계면활성제, 산화피막 등이 부착되어 있기 때문에 이들 오물을 제거하기 위해서 수세나 산세를 충분히 해야만 된다. 

탈지액 노화관리는 탈지액이 사용되고 있는 중 탈지능력이 감소되어 탈지시간이 길게된다. 이는 탈지액이 노화된 것을 표시하기 때문에 항상 액의 관리를 적당하게 하기 위해서 액의 유효도를 측정하지 않으면 안된다. 측정기준은 첫째로 pH측정, 둘째로 유효 알카리 측정, 셋째로 계면활성제의 함유량의 측정, 넷째로 알카리함량 측정, 측정 결과 효력이 감퇴되어 있을 때는 약품을 보급하던가 또는 새로운 약품을 첨가해야 한다. 

완전탈지된 소지판정은 여러 방법이 있지만 현장에서는 수세된 후 금속면이 균일하고 물의 흐름이 끊어짐이 없으면 탈지가 잘 되었다고 본다

출처

http://www.paintncoatings.com/html/consulting/info/info04/info04_09_3.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Solvent_degreasing

https://en.wikipedia.org/wiki/Ultrasonic_cleaning

https://en.wikipedia.org/wiki/Parts_cleaning