화요일, 9월 17, 2019
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오디오와 부식 (2), 보호코팅

글쓴이 : SOONDORI

눈에 보이는 오디오들의 금속재료들은 원판 그대로가 아니다. 수 십 년간 건전한 상태를 유지하기 위한 다양한 보호대책들이 적용되어 있는데 이하 몇 가지 대표적인 사례들을 정리해 둔다. (표제부 사진 출처 : https://vitexextrusions.com/wp-content/uploads/aluminum-extrusion-anodizing.jpg)

* 관련 글 : 오디오와 부식 (1), 사람의 손

■ 알루미늄 패널의 보호

알루미늄은 산소와 결합되면 하얗고 부슬부슬 부서지는 산화알루미늄으로 변한다. 그래서 흔히 애노다이징(Anodizing*)이라고 불리우는 전기적, 화학적 보호층을 만든다. 핵심은 일정 두께 산화알루미늄(Al2O3)층을 미리 형성해 놓는 것.

* 대상 알루미늄을 양극으로 활용하기 때문에 붙여진 명칭. 1923년 알루미늄 합금인 두랄루민 코팅기술로 개발된 것이다.

공정은 목적에 맞는 몇 가지 작업들로 구분될 수 있는데 순수 알루미늄 판에 보호재인 산화피막(Barrier)을 생성하는 작업이 기본이다. 착색이 필요할 경우 염료가 들어갈 수 있는 공간을 만드는 Celluar Oxide Layer 생성 작업과 실제 염료를 투입하는 Celluar Oxide Layer with Dye 작업이 추가된다.

(Cellular Layer with Dye 예시. 출처 : http://electro-polish.com/wp-content/uploads/Anodize-Graphic.jpg)

0.2~0.8mm 두께에서 애노다이징 처리를 끝낸 알루미늄 패널을 사용하면 수 십 년간 보장되는, UV, 산, 기타 화학물질에 대한 내성을 갖게 되는데 특히, 기기 조작 시 피부나 땀과 체액에 들어 있을 산성(*) 물질 등에 의한 미세부식을 방지할 수 있다.

* 피부는 외부감염으로부터 몸을 지키기 위해 pH 4.5~7.0, 평균 pH 5.5인 약산성을 유지한다. 방지대책없는 알루미늄 패널을 오랜 동안 조작하면 부식될  수준.

참고로 간혹 목격되는 알루미늄 패널의 변색은 최초 염료가 제대로 안착이 안된 상태(이유는 세척불량, 전극접촉 불량 등 다수)의 UV 변성이므로 원복은 어렵다.

(검정색이 연한 갈색으로. 변색된 인켈/SAE T-102 튜너 예시. 출처 : http://www.bosoboso.co.kr/index.php?mid=audio&document_srl=79022)

기본 처리공정은 아래와 같다.

(출처 : http://anodizingequipment.com/wp-content/uploads/2010/11/How-to-Anodize-Aluminum-Type-II-Class-I.jpg)

■ 철제 프레임의 보호

철 이온(Fe++)이 공기 중 수분의 수산화 이온(OH-)과 결합하면 수산화 제 1철(Fe(OH)2)인 녹이 된다. 이 화학반응을 방지하기 위해 미리 수분과의 결합도가 높은 물질로 보호층으로 만드는데 널리 쓰이는 것이 아연(Zinc, Zn). 참고로 수산화 결합도의 순서는 다음과 같다.

K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe > Ni > Sn > Pb > Cu > Ag > Pt

새시로 활용될 절단 냉연강판을 아연(또는 니켈 등 포함) 전해액에 담그고 강판에 전기를 흘려 보호층을 형성한다.

(Hot Dipping 방식의 예. 출처 : https://galvanizeit.org/uploads/default/_775xAUTO_crop_center-center/Galvanizing-Process.png)

이 작업을 전기아연도금(*1) 또는 갈버나이징(Galvanizing*2)이라고 하고 오디오는 물론 자동차, 항공, 선박, 산업용 기기 등에 있어서 널리 사용되는 신뢰성 있는 코팅기술이다.

*1 전기를 흘리지 않고 고온 아연욕조에 재료를 잠깐 담갔다가 꺼내는 융융아연도금방식도 있다.
*2 전기자극을 준 근육의 움직임을 연구한 이태리 생물학자 Luigi Galvani의 이름을 따서 명명된 프로세스로 전기자극에 의한 보호코팅, 전기자극에 의한 침식(Galvanic Corrosion, 예 : PCB Through Hole의 자연 침식현상, 스위치류의 접점부식 등)과 같이 다양한 전기화학적 결합현상을 정의하는 용도로 사용되고 있다. 

참고로 오디오 새시 갈버나이징 가공에 아연과 약간량 구리를 혼합한 (저렴한) 황동을 사용했다면 내부는 금색. 빈티지 리시버들의 새시에서 종종 볼 수 있는 색상이다.

조금 더 빠르고 저렴한 방법으로 가공된 새시에 음극을 연결하고 1) 액상 양극성 도장재 욕조에 담그거나 2) 아예 양극성 도장재를 직접 뿌리는 방법이 있다.

전자를 전착도장(電着塗裝 Electro-deposition)이라고 하고 전기 화학적 결합에 의한 보호층의 내성은 일반 페인트를 도포한 것에 비할 바 아니며 자동차 새시 보호기술로 활용되고 있다. 그 다음으로… 제 산업현장에서는 입자상 도전성 도장재를 뿌린 다음 가열하여 녹이는, 일종의 건식처리방식인 분체도장(粉體塗裝)이 널리 쓰이고 있다. 이 방법으로 처리된 오디오 새시들은 대체적으로 연한 회색 계열 색상.

* 관련 글 : 오디오와 부식 (3), 플라스틱 코팅 등

 

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