표면처리의 전단계인 전처리의 개념 #1

1. 개요 : 도금, 도장 등 표면처리 전단계에 이루어지는 전처리 공정은 매우 중요한 공정이다. 전처리 공정이 제대로 수행되지 않고 표면에 이물질(유기물, 무기물)이 남아있다면 표면처리가 잘되지 않아 여러가지 불량 및 품질이슈를 야기할 수 있다. 따라서 전처리 공정인 탈지, 전해탈지, 산세 등을 공정에 맞게 잘 수행되어야 한다.

 

2. 탈지의 종류와 그 원리

구분	화학적 방법	오염물을 씻어내는 방법	물리적 방법
탈지의 종류	용제 탈지, 산세	알칼리 탈지, 에멀젼 탈지, 전해 탈지	연마탈지, 배럴탈지, 증기 블라스팅

오염물의 특징에 따라서 보통 두가지 이상의 탈지방법을 선택하며 알칼리와 산세를 많이 이용한다. 

 

2-1) 계면활성제 : 계면활성제는 탈지제에 첨가되며, 물에 녹기 쉬운 친수성 부분과 기름에 녹기 쉬운 소수성 부분을 가지고 있는 화합물이다. 이런 성질 때문에 비누나 세제 등으로 많이 활용된다. 계면이란 기체와 액체, 액체와 액체, 액체와 고체가 서로 맞닿은 경계면이다. 계면활성제란 이런 계면의 경계를 완화시키는 역할을 한다. 이 때문에 계면이 가지고 있던 표면장력은 약해진다. 계면활성제는 아래와 같이 친유기와 친수기를 가지는 화학적 구조를 지니고 있다. 

계면활성제의 모식도와 거동

일반적으로 계면활성제의 친수성 부분에 따라 이온성, 비이온성, 양성계면활성제로 구분할 수 있다.

 

2-2) 탈지제 : 소재 표면에는 가공과 가공후 그 목적에 따라 가공유, 방청유, 그리스, 윤활유 등 유분이 남아있으며 탈지에서는 이 유분을 완전히 제거해야 한다. 알칼리 탈지는 수산화나트륨, 탄산나트륨, 규소화나트륨과 같이 강한 알칼리 금속을 함유한 용액조에 공작물을 담금으로써 시작된다. 

탈지의 주요 작용은 비누화 작용, 에멀젼화(유화), 분산이 주요 작용이다. 비누화 작용은 오일이나 지방을 비누로 만드는 작용이다. 동물성이나 식물성 지방은 알칼리 금속과 반응하면 수용성 비누로 변하여 뜨거운 물에 녹게된다. 

비누화가 되지 않은 광물성 오일이나 그리스는 에멸젼화 작용을 거친다. 에멀젼화를 통해 작은 방울로 분해되어 물 분자로 둘러싸여 다시 뭉쳐지기 어렵다. 

여기에 계면활성제를 알칼리염에 첨가하면 액의 계면 장력이 저하하고, 검화, 유화, 분산작용과 함께 소재로부터 각종 이물질을 이탈시키는 작용을 한다.