지오메트 도금은 Geomet 도금이라고도 불리며, 이전 포스팅에서 다뤘었던 다크로 도금과 거의 비슷한 특성을 지닌 도금의 한 종류입니다. 지오메트 도금 또한 다크로 도금과 마찬가지로 도금 공정이 아닌 부식 방지 코팅의 한 종류이며, 금속 표면들과 철을 부식으로부터 보호하기 위해서 사용됩니다. 다크로 도금과 비슷한 듯하면서 다른 지오메트 도금을 자세하게 알아보도록 하겠습니다.
지오메트 도금의 정의
지오메트는 6가 크롬이 함유된 다크로와는 다르게 크롬을 포함하지 않는 수성 방청제를 사용한 친환경적 피막제로 무광 은백색의 고내식성 화성피막제입니다. 지오메트 도금과 다크로 도금의 차이점에 대해서 알아보겠습니다. 전 세계가 심각한 환경 문제로 인해 중금속이 이슈화되면서 유해 물질 등의 법적 규제가 더욱 까다롭게 진행되고 있으며, 특히 방청 표면처리에서도 지금까지는 거의 6가 크롬을 유용하게 사용하여 왔으나 2018년쯤부터 전면 사용을 제한 또는 금지하도록 되었습니다. 다크로 도금은 6가 크롬이 포함된 수용성 제품이기에 환경규제로 인해서 사용 불가 판정을 받았고, 2018년 01월 01일 기준으로 중금속 환경규제에 따라서 대한민국에서 유통이 불가능하게 되었습니다. 그래서 기존에 다크로 도금을 사용하여 유통되던 제품들은 대다수 지오메트 도금으로 대체하여 사용하고 있습니다. 따라서 지오메트 도금은 중금속을 전혀 사용하지 않고 기존의 다크로 도금과 동일한 공정으로 보다 더 높은 방청 성능을 발휘하기 때문에, 기존에 다크로 도금을 사용하던 전 세계 자동차 회사에서 다크로 도금 대신 지오메트 도금을 규격으로 채택하면서, 그 기점을 시작으로 토목, 건축, 조선, 가전, 방위산업 등 다른 분야까지 폭넓게 확산되고 있습니다. 지오메트 도금 또한 다크로 도금과 마찬가지로 금속 아연분말(Zinc Flake, 아연 후레이크)을 금속산화물로 결합한 내식성이 높은 은백색의 표면처리방법으로서, 박막두께(6~10 미크론) 임에도 불구하고 염수분무테스트(SST)에서 1000시간 이상 보증되며, 외관이 깔끔한 코팅으로 되어 있는 우수한 방청방법 중 하나로 알려져 있습니다. 다크로 도금은 도장방식으로 피막을 처리하며, 제작 원료는 글리콜+아연합금+정제수+실란+분산제로서 크롬을 전혀 함유되지 않으며, 다양한 금속 표면에 적용 및 보호 가능하고, 크기나 형상에 구애받지 않고 뛰어난 작업을 제공합니다. 또한 표면 처리 후 지오메트와 다크로는 큰 차이가 없으며, 다크로 제품이 지오메트 도금보다 조금 더 밝은 은색을 띄며, 손톱 등으로 긁었을 때 경도는 다크로보다 지오메트가 훨씬 더 강합니다. 지오메트와 다크로 두 가지를 화학적 용출법을 하면 다크로는 황색의 6가 용출크롬이 석출 되나 지오메트는 전혀 석출 되지 않습니다.
지오메트 도금의 공정
지오메트 도금은 Zinc Flake Coating의 일종으로써 화학적 접착을 통해 아연 피막을 얻는 아연도금과는 달리 기계적 접착을 통해 아연 피막을 얻게 되는데 수소취성의 문제가 없다는 장점을 가집니다. 볼트를 지오메트 도금할 시에는 볼트의 마찰계수를 조정하기 위한 표면처리가 적용되기도 하는데, 볼트 표면에 왁스(Wax)와 같은 윤활제(Lubricant)를 도포하기도 하며, Top Coat라 불리는 물질로 윤활 피막을 형성시키기도 하며, 지오메트의 경우는 Base Coat 후 Top Coat를 실시합니다. 지오메트 도금의 공정은 기본적으로 탈지, 쇼트, 1~2차 코팅, 1~2차 건조, 정전 스프레이, 3차 건조, 검사 및 시험, 제품 조립 단계로 이루어집니다. 탈지공정은 지오메트 코팅을 할 제품에 묻어 있는 이물질이나 유분을 제거하는 작업이며, 쇼트공정은 탈지공정 이후에 제품 표면에 녹이나 산화스케일을 제거하는 작업입니다. 1~2차 코팅공정은 다크로 도금과 마찬가지로 3가지의 방식으로 구분되며, 원리분심 방법과 분무 방식, 그리고 자연낙하 방식으로 구분되며 원심분리 코팅은 볼트, 너트, 크립 등 대부분 소물류 부품처리로서 이 공정을 택하고 있으며, 분무 코팅은 외관을 중시하는 부품인 브레이크 디스크나 연료 주입관, 판넬, 상자 등에 사용하기 적합하고, 자연낙하 코팅은 주로 대형부품을 코팅하는 데 사용합니다. 1~2차 건조공정은 코팅을 한 후 코팅된 금속 부분을 일반적으로 높은 온도에서 건조하여 용매를 증발시키고, 코팅을 경화시킴으로써 금속 표면에 균일하고 내구성 있는 막을 형성시키며, 아연 및 알루미늄 박편이 금속 표면과 금속적으로 결합하여 우수한 내식성을 제공합니다. 정전 스프레이 공정은 특정 제품들에만 진행하는 작업이며, 필수적으로 하는 작업은 아닙니다. 3차 건조 또한 마찬가지로 정전 스프레이 작업을 했을 때, 진행하며 150~180도 온도에서 건조하는 작업입니다. 검사 및 시험 작업에서는 도장규격(MS619-09)에 의한 시험으로 진행되며, 이상이 없을 시 제품 조립 단계에서는 조립해야 할 제품일 시, 주요 부품을 조립하여 완성품을 제조함으로써 지오메트 도금 고정이 마무리됩니다. 지오메트 도금도 다크로 도금과 마찬가지로 2 COAT x 2 BAKING의 프로세스로 진행되며, 공정 상 폐수의 발생이 전혀 없으며, 수소취성발생이 없는 환경친화적인 표면처리 시스템이라고 할 수 있습니다.
지오메트 도금의 특성
지오메트 코팅의 특성으로는, 환경친화형으로 중금속 물질이 전혀 없는 피막처리가 가능하고, 피막두께 약 8μm의 박막코팅이지만 고내식성을 발휘하므로 볼트, 너트 등 체결부품에도 적용가능하고, Top Coating을 할 경우 내식성은 보다 배가되며 나사 체결에 필요한 토크 안정에도 매우 우수하며, 수용성 금속도료로써 위험물 취급에 해당되지 않으며 작업환경이 타종에 비해 매우 안전한 특징을 갖는다. 또한, 일반 전기도금과 달리 수세공정이 없으므로 폐수 배출이 없다. 또한, 지오메트 도금은 아연 플레이크와 알루미늄 플레이크가 겹층 구조로 되어 있어 다른 부식 매체 사이에서 탁월한 부식 장벽을 제공하며(장벽 보호(Barrier protection) 작용) 또한 희생방식과 같은 원리로 Zn은 강을 보호하 기 위해 우선 부식됩니다.(갈바닉 보호(Galvanic protection) 작용) 그리고 부동태화(Passivation) 작용으로서 금속 산화물은 Zn과 강의 부식반응을 늦추고 다른 순수 Zn 보다 3배나 더 큰 부식 보호를 제공한다. 지오메트 도금의 피막은 은백색의 외관을 갖고 있으며, 피막의 구조는 여러 층의 아연 금속 후레이크가 특수 무기질 바인더에 의해 강하게 결합되어 있는 상태로, 피막의 두께는 6~10 미크론 정도로 아주 얇은 피막을 갖고 있지만, 우수한 내식성을 갖고 있습니다.