이 글의 목적은 금속 가공, 전자부품, 기계조립 등 현장에서 사용하는 탈지·세정 공정의 유기용제를 보다 안전하고 지속가능한 대체 옵션으로 바꾸기 위한 실무 체크리스트를 제공하는 것이다.
1. 대체 검토의 기본 원칙
대체 검토는 품질 요구조건을 해치지 않으면서 인체 유해성과 화재·폭발 위험, 배출부하를 낮추는 방향으로 수행해야 한다.
- 품질 우선의 원칙을 지켜 공정 사양과 청정도 기준을 먼저 명문화해야 한다.
- 오염물 유형과 표면 재질을 구분하여 세정 메커니즘을 결정해야 한다.
- 개방형에서 밀폐형으로, 휘발성에서 저휘발성으로, 가연성에서 비가연성 또는 고인화점으로 옮기는 것을 기본 전략으로 삼아야 한다.
- 단일 화학제 변경이 아니라 세정액, 기계, 에너지, 폐기물, 검사까지 통합 최적화를 검토해야 한다.
- 시험평가→파일럿→점진적 전환의 3단계 도입을 원칙으로 해야 한다.
2. 현장 진단 입력표
대체 전에 다음 항목을 표로 수집해야 한다.
| 구분 | 기록값 | 비고 |
|---|
| 세정 대상 부품 | 재질, 표면처리, 치수, 조도 | 알루미늄, 구리, 강, 도금 유무 등 기록 |
| 오염물 종류 | 광유·절삭유·그리스·플럭스·분진·연마재 | 주성분 MSDS 확인 |
| 현용 용제 | 명칭, 농도, 탱크 용량, 보충 주기 | 인화점, 증기압, 분해성 포함 |
| 세정 장치 | 침지·분사·초음파·증기세정·진공건조 | 개방형 여부, 방폭 등급 |
| 품질 기준 | 잔류유 mg/㎡, NVR, 입자수, 수분 허용 | 검사법과 합격기준 명시 |
| 후공정 영향 | 접착·도장·도금·용접 | 잔류물에 의한 결함 사례 기록 |
| 배출 관리 | 폐수·폐용제·대기배출 | 처리방법과 비용 |
| 안전 관리 | 화재위험, 국소배기, 누출 대응 | 최근 1년 사고 기록 |
3. 대체 솔루션 후보군 분류
대체 후보군을 특성별로 정리하고 위험과 적용 포인트를 비교해야 한다.
| 분류 | 개요 | 적용 포인트 | 주의사항 |
|---|
| 수계 세정(알칼리·중성·산성) |
계면활성제와 알칼리 또는 킬레이트로 유분을 유화 분산한다 |
분사·초음파와 결합 시 효과가 크다 |
부식 위험, 건조 시간, 폐수처리 용이성 검토가 필요하다 |
| 저거품 고농도 수계 |
고형분이 낮아 잔류를 줄인다 |
고속 분사 세정과 호환성이 좋다 |
수질 관리와 미생물 증식을 통제해야 한다 |
| 개질알코올(Modified Alcohol) |
알코올과 탄화수소 조성으로 극성·비극성 오염을 동시에 제거한다 |
진공 밀폐형 장비에서 세정·증류·건조를 일괄 처리한다 |
가연성 관리와 방폭 설비를 확인해야 한다 |
| 아이소파라핀 탄화수소 |
저향취 저방향족 용제로 지방계 오염에 강하다 |
밀폐 순환과 흡착 회수로 배출을 낮춘다 |
인화점 확인과 정전기 관리가 필요하다 |
| 테르펜계(디리모넨 등) |
자연유래 용제로 끈끈이류 제거에 유리하다 |
도장 전 프리클린 단계에 적합하다 |
잔향과 재오염 방지를 위한 수세 공정이 필요하다 |
| 초임계 CO₂ |
용매 없이 고압 CO₂로 침투 세정을 수행한다 |
정밀부품과 친수성 잔류물 최소화에 유리하다 |
고압 설비 안전과 초기 투자비가 크다 |
| 수증기·세정 스테이션 |
고온 증기로 기름을 용해·탈거한다 |
부분 세정과 현장 보수에 유리하다 |
응축수 관리와 화상 위험을 관리해야 한다 |
4. 의사결정 체크리스트 30문항
- 세정 목적이 외관, 접착, 도장, 도금, 전기적 성능 중 무엇인지 확인해야 한다.
- 허용 가능한 잔류유 기준을 수치로 정의해야 한다.
- 입자 청정도 기준을 μm 크기와 개수로 정의해야 한다.
- 수분 잔류 허용 여부를 결정해야 한다.
- 재질별 부식 민감도를 표로 정리해야 한다.
- 현용 오염물의 점도와 극성을 파악해야 한다.
- 세정 시간과 사이클 타임 상한을 명확히 해야 한다.
- 공정 온도 제약을 확인해야 한다.
- 개방형 장치인지 밀폐형 장치인지 확인해야 한다.
- 방폭 구역 등급을 점검해야 한다.
- 국소배기 성능과 배기량을 측정해야 한다.
- 폐수 처리 능력을 확인해야 한다.
- 폐용제 회수·증류 설비 유무를 확인해야 한다.
- 세정액 온라인 농도 관리 방법을 선정해야 한다.
- 초음파 주파수와 출력 적합성을 검토해야 한다.
- 분사 압력과 노즐 형상을 검토해야 한다.
- 세정 후 건조 방식과 목표 수분량을 정해야 한다.
- 재오염을 막기 위한 핸들링 규칙을 정해야 한다.
- 대체 화학제의 인화점과 폭발하한을 확인해야 한다.
- 노출기준 충족을 위한 환기와 감시를 설계해야 한다.
- 누출 감지와 화재 대응 체계를 확인해야 한다.
- 공급망 안정성과 가격 변동성을 평가해야 한다.
- 샘플 시험 계획과 합격 판정을 문서화해야 한다.
- 설비 전환에 필요한 유지보수와 교육을 계획해야 한다.
- 대체 후 초기 불량 모니터링 항목을 지정해야 한다.
- 총소유비용 산정 가정을 명시해야 한다.
- 잔류물 분석 장비의 교정 상태를 확인해야 한다.
- 공정 변경에 대한 대내 승인 절차를 확정해야 한다.
- 긴급 원복 계획을 마련해야 한다.
- 정기 재평가 주기를 정해야 한다.
5. 품질 확인 지표와 시험법
세정 성능은 계량 가능한 지표로 관리해야 한다.
| 지표 | 권장 기준 | 시험법 예시 | 비고 |
|---|
| 잔류유량 | ≤ 1.0 mg/㎡ 또는 내부기준 | 헥산 추출 후 중량법 | NVR와 함께 확인 |
| NVR | ≤ 2.0 mg/㎡ 또는 내부기준 | 용매 추출 후 건고 중량 | 공정별 별도 설정 |
| 입자수 | 공정 등급에 맞는 개수 기준 | 필터링 후 현미경 계수 | μm 크기 구간화 |
| 표면장력 | 도장·접착 목적이면 38 mN/m 이상 | 다인펜 접촉 측정 | 표면에너지 관리 |
| 수분 잔류 | 허용 시 기준 수립 | 중량법 또는 가열 건조 측정 | 건조 조건 연계 |
6. 시험평가 단계별 실행 절차
- 실험실 스크리닝 단계에서 최소 세 가지 후보를 선발해야 한다.
- 동일 오염물을 바른 시험편으로 비교해야 한다.
- 초음파, 분사, 온도, 시간 조건을 동일하게 맞춰야 한다.
- 세정 후 NVR, 잔류유, 입자수를 측정해야 한다.
- 재질 변화와 변색 여부를 확인해야 한다.
- 건조 시간과 표면장력을 측정해야 한다.
- 상위 두 후보로 파일럿 장비 시험을 실시해야 한다.
7. 안전·보건·환경 점검표
화학적 위험과 공정 위험을 동시에 검토해야 한다.
| 항목 | 점검내용 | 합격기준 |
|---|
| 인화점 | 대체 후보 인화점 확인 | 가능하면 60℃ 이상 |
| 증기밀도 | 바닥 체류 가능성 평가 | 저지대 환기 보강 |
| LEL 센서 | 밀폐기 설치와 연동 | 경보·차단 기능 |
| 국소배기 | 후드 포집유속 확인 | 목표 유속 충족 |
| 정전기 | 접지와 도전성 호스 적용 | 계측값 기준 충족 |
| MSDS | 최신본 확보와 교육 | 작업반 서명 완료 |
| 폐수·폐용제 | 처리경로와 위탁계약 확인 | 적법 처리 |
8. 설비 전환·부대설비 체크
- 수계 전환 시 탈이온수 제조와 최종 린스 관리가 필요하다.
- 건조 공정에 열풍, 진공, 질소 퍼지 중 하나를 선정해야 한다.
- 밀폐 진공식 장비는 증류 회수로 운전비를 낮출 수 있다.
- 초음파 탱크는 25–40 kHz 범위에서 공진과 캐비테이션을 최적화해야 한다.
- 분사 노즐은 압력, 각도, 패턴을 표준화해야 한다.
9. 총소유비용(TCO) 산정표 예시
월 기준 비용을 항목별로 합산해야 한다.
| 항목 | 계산 방법 | 예시 입력 | 월 비용 |
|---|
| 화학제 비용 | 단가×보충량 | ₩X/L × Y L | ₩ |
| 전기·가스 | 소비량×단가 | kWh, Nm³ | ₩ |
| 폐기 비용 | 용량×단가 | 폐수, 폐용제 | ₩ |
| 장비 상각 | 구입가/기간 | ₩/개월 | ₩ |
| 유지보수 | 필터, 부품 | 교체주기 | ₩ |
| 검사 비용 | NVR, 입자, 표면장력 | 시료수×단가 | ₩ |
| 불량 손실 | 불량률×단가 | 전환 전후 비교 | ₩ |
10. 폐기물·배출수 관리 체크포인트
- 수계 세정은 SS, COD, 오일성분 관리를 선행해야 한다.
- 유상 회수 가능한 용제는 증류 재사용을 우선 검토해야 한다.
- 오일 분리기와 스키머를 설치하여 오염 부하를 낮춰야 한다.
- 슬러지 발생량과 수분 함량을 기록해야 한다.
- 배출구 자가측정 주기와 결과 보존을 준수해야 한다.
11. 할로겐화 용제 및 특정 물질 회피 가이드
인체 유해성과 잔류성 문제가 제기된 용제군은 원칙적으로 회피하거나 폐쇄계에서 엄격히 관리해야 한다.
- 염소계와 브롬계 용제는 대체 우선순위를 높게 두어야 한다.
- 불소화 용제는 저온 세정에 유리하나 지속성 물질 가능성을 검토해야 한다.
- 공급사로부터 분해 생성물, 연무 발생, 잔류 특성 데이터를 제공받아야 한다.
12. 재질·오염 유형별 빠른 선택 가이드
| 오염 유형 | 1차 권장 | 2차 대안 | 비고 |
|---|
| 광유·절삭유 | 알칼리 수계+분사 | 개질알코올 진공식 | 건조 시간 비교 |
| 그리스·점착제 | 테르펜 전처리+수계 | 개질알코올 | 닦아내기 병행 |
| 플럭스 잔사 | 중성 수계+초음파 | 약산성 수계 | 부식 억제제 필요 |
| 분진·연마재 | 고압 분사+필터 | 초음파 | 입자수 기준 설정 |
| 도장·접착 전 | 수계 최종 린스 | 이소프로판올 와이프 | 표면장력 관리 |
| 정밀부품 | 초임계 CO₂ | 개질알코올 진공식 | 투자비 고려 |
13. 수계 세정 성공 조건
- 최종 린스는 낮은 전도도 또는 고저항의 물을 사용해야 한다.
- 온도 40–70℃ 범위에서 계면활성 효과를 최적화해야 한다.
- 초음파는 과도한 캐비테이션에 의한 표면 손상을 피해야 한다.
- 건조는 열풍, 진공, 질소 퍼지 중 공정과 재질에 맞게 선택해야 한다.
14. 파일럿 도입 체크리스트
- 파일럿 대상 라인과 생산량을 정의해야 한다.
- 합격 판정표와 샘플 수량을 사전 합의해야 한다.
- 운전 매뉴얼과 비상대응 절차를 작성해야 한다.
- 주간 성능 리뷰와 데이터 기록 양식을 배포해야 한다.
- 문제 발생 시 원복 기준과 트리거를 명시해야 한다.
15. 문서화 양식 템플릿
[세정 대체 검토 기록]
- 공정명 :
- 대상 재질 :
- 오염물 :
- 후보군 :
- 시험 조건 :
- 합격 기준 :
- 안전 조치 :
- 배출 관리 :
- 승인자 :
16. 도입 후 성능 모니터링 주기
| 항목 | 초기 1개월 | 안정화 이후 | 비고 |
|---|
| NVR·잔류유 | 일일 | 주 1회 | 변동 시 즉시 조정 |
| 입자수 | 일일 | 주 1회 | 라인별 표본 |
| 세정액 농도 | 교대마다 | 일 1회 | 굴절계 또는 전도도 |
| 부식·변색 | 일일 육안 | 주 1회 | 표준광원 하 검사 |
| 불량률 | 일일 | 주간 | 전환 전후 비교 |
17. 자주 발생하는 실패와 해결책
| 문제 | 원인 | 대응 |
|---|
| 기름 얼룩 재발 | 린스 오염 또는 건조 부족 | 최종 린스 교체와 건조 강화 |
| 부식 자국 | pH 과다 또는 억제제 부족 | 배스 조정과 억제제 추가 |
| 냄새·증기 민원 | 개방형 운전과 환기 부족 | 밀폐화와 국소배기 증강 |
| 불량률 증가 | 잔류 세정제와 재오염 | 핸들링 규칙 강화와 와이프 교체 |
| 운전비 급증 | 보충 과다와 증발 손실 | 진공 증류 회수와 뚜껑 관리 |
18. 현장에서 바로 쓰는 체크리스트
| 번호 | 체크 항목 | 예/아니오 | 조치 |
|---|
| 1 | 세정 목적과 합격 기준이 수치로 정의되어 있는가 | | |
| 2 | 오염물 성상이 분석되어 있는가 | | |
| 3 | 재질별 부식 민감도 평가를 완료했는가 | | |
| 4 | 수계 전환 시 수질 관리 계획이 있는가 | | |
| 5 | 밀폐식 또는 방폭 설비가 확보되어 있는가 | | |
| 6 | 배출수·폐용제 처리 경로가 적법한가 | | |
| 7 | 시험평가 계획과 승인 절차가 문서화되어 있는가 | | |
| 8 | 작업자 교육과 PPE가 준비되어 있는가 | | |
| 9 | LEL 감지와 비상정지 체계가 작동하는가 | | |
| 10 | 전환 후 모니터링 지표와 주기가 설정되어 있는가 | | |
FAQ
수계 세정으로 바꾸면 건조 시간이 길어지지 않는가
진공 건조와 예열 공정을 결합하면 사이클 타임을 관리할 수 있다.
개질알코올은 안전한가
인화성이 있으므로 밀폐식 장비와 LEL 감지, 방폭 전기 설비가 요구된다.
불소화 용제는 모두 피해야 하는가
목표 품질과 환경 기준을 동시에 충족하는지를 데이터로 판단해야 한다.
초음파 세정은 모든 부품에 유효한가
박막이나 연성 소재는 손상 가능성이 있으므로 조건을 낮춰야 한다.
부분 세정은 어떻게 관리하는가
용제 와이프는 표준화된 닦기 횟수와 교체 주기를 설정해야 한다.
전환 효과는 무엇으로 증명하는가
NVR, 잔류유, 입자수, 불량률 변화를 통계로 제시해야 한다.
전환 후 냄새 민원이 발생하면 무엇을 우선 점검하는가
개방면적, 환기량, 밀폐화 가능성, 누설 포인트를 순서대로 점검해야 한다.
