클린 & 그린 산업 부품 세척 시리즈 2부: 지속 가능한 청결, 고성능 부품

부품 생산 공정을 그린으로 유지하면서 청결도 포기하지 않기

'클린 & 그린 산업 부품 세척 시리즈' 1부에서는 그린 부품 세척 용제에 대한 환경적 고려사항을 논의했습니다. 이 글에서는 부품 생산 공정을 그린이면서 동시에 청결하게 유지하는 데 초점을 맞춥니다. 생산 시간, 물량, 품질이 중요한 산업에서, 생산 부품이 원하는 결과와 정해진 사양을 충족하도록 보장하는 것이 점점 더 중요해지고 있습니다. 부품 세척은 이 방정식의 큰 부분입니다.

제조업체가 세척 공정을 고려할 때 '총소유비용(total cost of ownership)'을 고려하는 것도 마찬가지로 중요합니다. 시설 관리자는 요구되는 성능 수준을 제공하면서 EH&S(환경보건안전) 표준을 충족할 수 있는 광범위한 세척 공정과 화학 물질에 정통해야 합니다. 이 관리자들은 수용성 및 용제 세척 솔루션의 차이점, 그리고 부품 생산 공정을 그린이면서 청결하게 유지하기 위해 각 공정의 장단점을 반드시 배워야 합니다.

화학이 우선(Chemistry First)

세척 성능은 세척 장비 선택과 적절한 화학 공정(세정액, 오염물 호환성, 용액 농도, 용액 온도, 적절한 노출 시간, 필요한 기계적 작용)의 올바른 조합과 직접적으로 관련됩니다. 생산, 품질, 인원 안전, 환경 요구사항을 위한 최대 결과를 얻으려면 이 모든 성분의 올바른 조합이 필요합니다.

유해 물질로 분류되는 세정제나 누적 욕조 용액은 일반적으로 다음과 같은 이유로 특수 폐기물 처리/폐기 대상으로 지정됩니다:

• 발암 물질 (암 유발)
• 생물 축적성 (인체 세포 조직에 지속 축적)
• 독성 (유독)
• 대부분의 폐수 처리 시스템에 영향 (바이오 친화적이지 않음)
• 환경 우려 준수 필요 (EPA, OSHA, ACGIH, NIOSH 등)

미국에서는 이러한 물질이 미국 EPA, 청정수법, 청정대기법 및 지역 준수 등 기타 규제 기관에 의해 규제됩니다. 궁극적인 도전은 성능, EH&S 우려, 운영 비용 간의 균형을 찾는 것입니다. 한 목표 달성이 때로는 다른 목표와 상충될 수 있는데, 이것이 부품 생산 공정을 그린이면서 청결하게 유지하는 균형입니다.

일반 수용성 세척

이 공정은 물과 수용성 화학 성분의 혼합으로 구성됩니다. 이 화합물에는 공정 성능 향상이나 특정 니즈 충족을 위한 첨가제(계면활성제, 용제, 산, 알칼리 빌딩 에이전트, 억제제)가 포함될 수 있습니다. 이상적인 화합물은 저휘발성 유기 화합물(VOCs), 무유해 대기 오염물질(HAPs), 비가연성/비연소성, 지구온난화지수(GWP) 없음으로 평가됩니다.

일반적으로 화학 농도 2~15% 범위에서 물로 희석되며, 이 세척 제품은 물로 쉽게 헹궈집니다. 시장에는 많은 이런 제품이 있으며, 일반적으로 모든 유형의 분사 및 침지 세척기와 함께 사용하도록 설계되었습니다. 일부 회사는 초음파나 기타 기계적 작용을 추가하여 미립자 제거를 강화합니다. 수용성 세척 화학에는 유화제, 비유화제(오일 분리), 산성(pH 4 미만), 중성(pH 4~9), 알칼리성(pH 9~12.5)이 포함됩니다.

수용성 세척에는 추가 사항이 따르므로 수용성 세척 시스템은 깨끗한 부품을 생산하기 위해 다음 기능을 반드시 포함해야 합니다:

• 배기 시스템, 부품 반출, 증발, 다단계 헹굼, 드레인/재활용 공정으로 인한 오버플로 희석으로 손실된 물을 보충하기 위한 급수원
• 헹굼 물의 품질은 반점 없는 헹굼부터 의료 같은 중요 세척 시 순도 수준까지 요구되는 부품 품질에 따라 중요
• 이 물의 비용 – 특히 폐기나 재활용 – 은 지역 요금, 수수료, 기타 요인에 따라 다름
• 추가 헹굼 단계 필요 시 추가 바닥 공간도 필요
• 일반적으로 스테이지 간 공작물 이동을 위한 자동 자재 핸들링 시스템 필요. 이는 비용 증가
• RO 또는 DI 물 생성 비용을 총 운영 비용에 고려해야 함
• 어떤 경우 설정된 기간 내 총 사용 갤런 수로 제한될 수 있음. 따라서 생산 필요 물량이 항상 가용하지 않을 수 있음
• 욕조 수명 고려 – 교체 또는 재활용. 이 기능에는 교체 화학약품과 물이 수반되어 비용과 시간 발생
• 욕조 내 화학 농도 비율을 모니터링/테스트하여 원하는 공정 범위 충족 확인을 위한 분석 공정 시간
• 오염된 욕조나 욕조에서 제거된 오염물 폐기 – 시간과 비용
• 세척 대상 제품 다양성에 따라 다양한 화학약품 필요할 수 있음
• 공정/애플리케이션에 따라 에어 스크러버 필요 등 기타 수많은 조치 필요할 수 있음

일반 용제 탈지

오늘날 많은 제조업체가 사용하는 가장 일반적인 공정입니다. 정밀 및 중요 세척에 대한 오늘날의 청결 사양은 금속 부품에 어떤 오염물 잔여물이나 헹굼 물 잔여물도 없어야 함을 나타내며, 이로 인해 용제 세정제에 대한 관심이 증가하고 있습니다. 제조에서 용제 세척 사용이 증가하고 있음을 주목해야 합니다. 위에서 언급한 청결 사양 외에도, 특정 기준에서 물이 제대로 수행하지 못하는 무능력, 부품 간격, 제한적인 건조 공정으로 인해 용제 세척이 증가하고 있습니다. 소재 호환성 역시 용제가 우월한 주요 관심 영역입니다!

수용성 세정제가 기판별 특정 공정과 매칭되어야 하는 것과 달리, 용제는 일반적으로 다음을 제공합니다:

• 다중 금속 호환성
• 다중 윤활유 제거 호환성
• 적용 용이성
• 확실한 건조
• 매우 낮은 표면 장력 (빠른 침투 및 증발 능력)
• 적은 바닥 공간 필요
• 낮은 에너지 소비, 따라서 낮은 운영 비용
• 드레인 배출 제로

오늘날 사용자들은 더 안전한 작업장을 제공하면서 예상 운영 비용 내에서 생산 처리량을 개선할 수 있는 이러한 공정을 평가하고 있습니다. 규제 우려를 바탕으로 많은 화학 제조사가 연구개발에 자원을 투입해 왔습니다.

트렌드: 진공 탈지 시스템 – 컴팩트한 패키지에 혁신과 성능

진공 탈지 시스템은 최근 새로운 세대의 용제 세척 시스템이 변성 알코올과 정제 탄화수소 같은 새로운 용제와 결합하여 일부 수용성 및 전통적 용제 시스템을 대체하고 있습니다.

진공 탈지 시스템은 용제 소비를 획기적으로 줄이고 조작자에게 공정으로부터 최대한의 격리를 제공합니다. 이 새로운 고등급 머신과 용제는 다음 특징을 제공합니다:

• 밀폐된 공정 작동 / 인원 및 주변 환경으로부터 격리
• 인원 안전을 위한 높은 PEL 허용 한계
• 낮은 GWP
• 우수한 침투/증발을 위한 낮은 표면 장력
• 낮은 VOC 등급
• 비인화성
• 낮은 탄소 발자국 기여 / 더 에너지 효율적
• 다중 금속/윤활유 호환성
• 빠른 건조 (일반적으로 잔여물 없음)
• 배출할 것 없음
• 물 소비 없음
• 초저공기 배출
• 초음파, 회전, 침지, 분사 등 다양한 공정 옵션
• 진공 추출로 인한 우수한 건조 능력
• 공정 모든 단계에서 온보드 증류로 지속적인 용제 품질 보장, 폐기물 스트림 통합으로 폐기 비용 절감
• 요청 시 부식 방지 (필요한 경우)
• 일부 용제 선택은 극성 및 비극성 오염물 모두에 동일하게 잘 작동하여 단일 장비로 다양한 오염물 세척 가능

"항상 기억하세요 – 용제는 물이 결코 도달할 수 없는 곳에 침투합니다 – 그리고 들어가면 깨끗하게 나와야 합니다!"

이 시스템들은 오늘날 시장의 전통적인 세척 시스템 대비 가장 경제적인 '총소유비용'을 제공합니다. 그 인기는 전 세계적으로 매일 증가하고 있습니다.

수용성 또는 용제 세척 선택

수용성 또는 용제 공정 사용 여부는 부품 제조업체의 선택이지만, 올바른 화학과 장비는 부품 생산 공정을 그린이면서 청결하게 유지하고 개선하는 데 도움이 됩니다. 두 공정 유형의 많은 특성과 다른 측면들을 평가해야 합니다. 호환성과 효율성 테스트는 새 공정 선택 전에 수행되어야 합니다. 이러한 테스트는 한 공정이 다른 공정보다 우월함을 입증하거나, 특정 제조 니즈에 가장 적절하지 않은 공정임을 나타낼 수 있습니다.

아래와 같은 매트릭스를 개발하여 제조 애플리케이션에 최적의 옵션을 식별하는 것을 고려해 보세요.

부품 생산 공정 그린으로 유지하기 – 폐기 단순화 & 비용 절감

우선순위를 정할 목표를 평가하는 시간을 가지세요:

• 생산 처리량
• 인원을 위한 EH&S 요구사항
• 청결 사양
• 폐기물 처리 비용
• 기존 세척 장비 업그레이드
• 미래 공정 변경
• 총 운영 비용

데이터 매트릭스를 개발하여 '빈칸 채우기'를 돕기 위해 다양한 기술 지원업체에 연락할 것을 권장합니다. 프로덕티비티(Productivity) 같은 신뢰할 수 있는 전문 기관을 찾아 정확한 정보와 지원을 받으세요.

'그리너(greener)' 공정이 되어 절약하는 모든 달러는 수많은 방식으로 배가됩니다:

• 화학약품 소비 감소
• 폐기물 처리 감소
• 불량품 감소
• 품질 개선
• 작업/화학약품에 대한 인원 노출 감소
• 에너지 소비 감소

이 모든 것이 장기적으로 귀사와 우리 환경에 상당한 절감으로 이어집니다. 오늘날 세상에서 당신은 그린이고 클린할 수 있습니다!

프로덕티비티와 파트너 KYZEN/고시거(Gosiger)는 투자를 결정하기 전 결과를 검증하기 위해 귀사 부품에 대한 무료 공정 평가와 세척 분석을 수행할 수 있습니다. 오늘 연락하여 그린 부품 세척 여정을 시작하세요!

우리의 클린 & 그린 산업 부품 세척 시리즈 1부인 '그린 부품 세척 용제를 위한 환경적 고려사항' 기사를 읽으려면 여기를 클릭하세요.

작성자: 조 맥체스니(Joe McChesney), KYZEN 글로벌 제품 라인 매니저 – 용제

조 맥체스니는 KYZEN 코퍼레이션의 글로벌 제품 라인 매니저 – 용제입니다. 개념 설계부터 현장 운영까지 용제 및 수용성 세척 공정에 관한 40년 이상의 경험. KYZEN은 전자 및 첨단 패키징부터 금속 마감, 항공우주 애플리케이션까지 산업 범위에 걸쳐 환경적으로 책임감 있고 RoHS 준수 정밀 세척 화학을 제공하는 글로벌 리더입니다.

참고 자료