お問い合わせ脱脂処理に関するまとめ
今回は金属の表面処理の一つ、脱脂処理について説明します。
脱脂とは
まず、脱脂処理の概要について説明いたします。脱脂処理とは金属表面に付着した油脂や埃などを取り除く処理のことです。加工が終わったばかりのワーク(金属製品)の表面には様々なものが付着しています。防錆油や加工油、ほこり、金属片などです。これらのワーク表面に付着している異物を除去して表面処理や塗装に適した状態にする工程が脱脂です。
脱脂処理の必要性
防錆油や加工油、ほこり、金属片がワークの表面に付着している状態は、表面処理や塗装に適していません。防錆油や加工油が付着している部分は水分を弾くため、表面処理の薬剤も弾かれてしまって薬剤の反応が十分に起こらず均一な表面処理をする事が出来ません。塗装においては、防錆油や加工油、ほこり、金属片といった異物が付着している部分では、ワーク表面と塗膜が密着せずに塗膜がすぐに剥がれてしまったり、錆が発生してしまったりします。このようにワーク表面を清浄な状態にすることが品質の良い製品を作る上で必要なことと考えられます。
脱脂処理方法の種類と特徴・まとめ
脱脂処理をする方法を選定する場合、脱脂したい油や汚れの種類や、サイズ、形状、材質、数量などといった要素を元に行います。
脱脂処理方法は、大きくは物理的方法と化学的方法の２つに大きく分類されます。塗装前処理工程では、化学的方法の中の下記の方法が多く利用されています。
化学的方法
溶剤脱脂
有機溶剤を使用して脱脂する方法です。有機溶剤としては、一般的に石油系溶剤やハロゲン化溶剤が使用されます。浸漬やワイピング、蒸気洗浄で利用されます。基本的には、溶剤脱脂をしたワーク表面にはある程度の油分が残存するため、完全脱脂とはなりません。有機溶剤を使用するため、安全衛生に注意し、適切な作業環境を整える必要があります。
アルカリ脱脂
アルカリ性の薬剤を使用して脱脂する方法です。苛性ソーダ溶液や苛性ソーダ等のアルカリ基剤と界面活性剤、その他配合成分からなる薬剤を使用します。通常、30~60℃に加温して使用され、塗装前処理工程では浸漬処理やスプレー処理で使用されています。ワーク材質やサイズ、形状、付着油の性状等を元に薬剤を選定します。アルミニウムや亜鉛のような両性金属製品の場合、アルカリによる腐食影響を抑えた薬剤を選択する必要があるケースもあります。
脱脂化成
脱脂処理と皮膜化成処理を同時に行う方法です。一般的には、リン酸鉄皮膜処理工程で採用される工程です。リン酸鉄皮膜剤と脱脂効果を付与する添加剤を併用する形になります。ワークに付着してる油が軽微な場合に適用可能で、前工程として湯洗工程を入れることで、脱脂性を補助する場合もあります。付着油の性状や程度により脱脂化成で十分な脱脂が出来ない場合は、脱脂工程と皮膜化成工程を分けて行う必要があります。
その他にも化学的方法には下記のような方法もあります。
電解脱脂
電解脱脂装置を使用する脱脂洗浄方法です。電解脱脂剤溶液に浸漬したワークと電極の間に通電をして、電解反応を起こします。ワーク表面に発生した微細な気泡が汚れの除去に寄与します。短時間で高度な脱脂が可能で、一般的にはアルカリ脱脂や溶剤脱脂などを予備脱脂として行った後にこの電解脱脂を行います。条件のより、スマットの発生や水素脆性が起こる場合もある点に注意が必要です。
酸性脱脂
酸性薬剤を使用して脱脂をする方法です。一般的に脱脂だけを目的とせず、ワークのスケールや錆取りのための酸洗(酸洗い)工程を兼ねています。ワーク表面に付着する油や汚れの状態の分布状況で酸による反応の進行具合に差が生じます。反応の進行具合によって、色差が生じてムラや模様といった形で目視外観に現れる場合があります。処理後の外観を重視する場合は、脱脂と酸洗を分けて行った方が良い場合もあります。
蒸気脱脂
有機溶剤の蒸気で満たされた専用の装置の中にワークを入れて脱脂する方法です。加熱によって蒸発した有機溶剤が常温のワークに接触することで凝結し、ワーク表面の油分と共に流れ落ちることで脱脂洗浄されます。時間の経過と共にワークの物温が上昇して有機溶剤が凝結しなくなり、ワークを取り出した時には表面の有機溶剤が蒸発して清浄な表面となります。JISにおいては、水や洗浄剤溶液の水蒸気を噴霧する蒸気洗浄とは異なる用語として定義されています。
物理的方法
また、物理的方法には下記のような方法があります。
ワイピング
脱脂剤等を染み込ませたふき取り道具を使用して脱脂をする方法です。多くの場合、溶剤脱脂剤を染み込ませて行います。最も簡便に行うことが出来ますが、基本的に完全な脱脂はできない方法です。他の脱脂方法の前処理として行われる場合もあります。
超音波洗浄
超音波洗浄機を使用して脱脂洗浄する方法です。一般的には、脱脂剤と共に使用され、薬剤による脱脂効果と超音波振動によってワーク表面の汚れを浮かせる効果とによる相乗効果を狙う方法です。凹凸や小さな穴があるワークの脱脂洗浄に採用されることがあります。
ブラスト法(ウェット)
ブラスト法(ウェット)は、専用の装置を使用して水と研磨剤をワークに吹き付けて、研磨を行います。研磨によりワーク表面が削り取られるため、表面に乗っている油分を脱脂することが効果があります。また、通常の研磨剤と共に脱脂効果のある成分を混ぜて行う場合もあります。
これらの脱脂処理の方法は、脱脂をするワークの材質や大きさ、必要とされる脱脂の度合いなどを元に選定する必要があります。