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도료와 도장(塗裝)
1. 도료의 개요
1-1. 도료의 정의
- 도료란 물체의 표면에 도포하여 건조된 피막층을 형성시킴으로써 물체에 소기의 성능을 부여하는 유동상태의 화학제품을 말한다.
- 도료 그 자체는 화학 제품으로 불리우고 있으나, 도료의 가치는 도장되어 소기의 성능을 가진 도막이 형성되어야만 발휘되는 것이며 결국 도료의 최종목표는 도막이며, 도료는 단지 도막을 얻기 위한 재료에 불과하다.
※ 도료가 도막으로 되어 발휘할 수 있는 소기의 성능
① 물체의 보호 : 방습, 방청, 방식, 내유, 내약품 등
② 외관이나 형상의 변화 : 색, 광택의 변화, 미관, 표식, 평활화, 입체화 등
③ 기타 파장의 발산, 반사 및 흡수, 색에 의한 온도의 지시, 전자파 차폐, 대전 방지, 곰팡이 방지, 착빙 방지 , 태양열 반사 또는 흡수 등의 특수기능
1-2. 도료의 특징
- 물체의 표면을 피복하여 그 물체를 보호하고 미화하는 것은 비단 도료 뿐만 아니라 도금, 벽지, 타일 등이 있으나 도료가 이러한 재료와 다른 점은 물체의 표면을 피복하기가 간단하고 용이할 뿐만 아니라 피막의 갱신이 자유롭고 경제적이란 점이다.
- 붓도장 이외의 다른 방법으로도 도장하기 쉬우며, 물체에 부착하여 얇은 도막을 형성하는 성능이 있어 일반적으로 기계적 강도가 크고 화학적인 면에도 안정하여 물체의 보호 및 미장의 목적을 이루게 된다.
- 도료는 일반적으로 아주 얇은 도막을 형성하며 1회 도장으로 보통 10~40μ의 두께를 가지며(후막형 도료는 100μ 이상인 것도 있음) 2회 도장되었을 때에는 도막의 두께가 보통 50~150μ이므로 물체의 형태나 무게에는 아무런 영향도 미치지 않고 다만 물체 표면의 형태만 바꾸게 되는 것이다.
1-3. 도료의 분류
- K.S에서는 주로 도료를 구성하고 있는 주성분(도막주요소)에 의하여 도료를 분류하고 이에 대한 규격들을 제시하고 있는데 일반적으로 도료를 분류할 때는 이 방법을 주로 많이 사용하고 있다. (별표1 참조)
1-4. 도료의 구성 성분
- 도료는 크게 수지, 안료, 용제, 첨가제의 4가지 성분으로 조성된다.
- 도료의 구성을 그 성분이 갖는 역할에 따라서 도막주요소, 도막부요소, 도막조요소로도 분류된다.
① 도막주요소 : 도막이 고착하여 본래의 목적인 보호와 미관에 직접 관계를 갖는 수지, 안료 등의 주성분을 말한다.
② 도막부요소 : 도료를 만들기 쉽게 하거나 도료가 잘 건조하도록 적극적으로 돕는 역할을 갖는 분산제, 안정제 등의 첨가제라 불리우는 성분을 말한다.
③ 도막조요소 : 안료와 수지를 연육할때에 사용되는 용제나 도장하기 쉽도록 가하는 신나등과 같이 도장이 건조하면 소멸되어 버리는 성분을 말한다.
2. 도료의 각론
2-1. 도막 형성 기구
- 도장은 도료가 졸(sol)에서 겔(gel)로 이행되는 현상으로 이 과정에 있어서의 도막 형성 요소의 분자량 변화에 주안점을 두어 도막 형성 기구(건조경화하는 경로)를 기준으로 분류하면,① 용액형(물리적) 도료와 ② 가교형(화학적) 도료의 2종류로 분류할 수 있다.
① 용액형(물리적) 도료
- 도막 형성 주요소가 아주 높은 고분자량을 가져서 도료액→도막이행에 있어서 분자량의 변화가 없고 단지 용제의 휘발에 의해서 연속 도막을 형성하는 도료를 말하 며 일반적으로 강용제를 함유하고 형성된 도막은 그 용제에 재용해 된다. ※ 예 : 락카, 비닐 수지 도료, 주정 도료
② 가교형(화학적) 도료
- 도막 형성 주요소의 분자량은 비교적 작아 도장후 산소 또는 기타의 촉매 및 가열 등에 의해서 가교 반응이 진행되어 초기중합물(Prepolymer)이 고분자량화 하여 연속 도막을 형성하는 도료를 말하며 형성된 도막은 이미Prepolymer 가 아니기 때문에 그 도료에는 용해되지 않는다.
※ 예 : 유성도료, 알키드수지도료, 폴리에스테르 도료, 에폭시 수지 도료, 우레탄 수지 도료, 소부 아크릴 수지 도료
- 도료 본래의 성질(작업성, 도막의 물리적, 화학적 성질, 용제, 도장면 상태 등)을 고려하면 가교형 도료 쪽이 유리한 점이 많다.
2-2. 락카
- 용제의 휘발에 의해서 신속히 도막을 형성하는 도료를 일반적으로 락카라고 총칭하며 많은 종류의 락카가 있으나 실용상 중요한 것들은 ①니트로셀룰로오즈 락카와 ②아크릴 락카가 있다.
① NC 락카
- NC, 수지, 가소제를 도막요소로 한 속건형으로 가장 널리 사용되는 락카이다.
- 일반적 특징 : 건조속도가 대단히 빠르고 경도, 내유성, 내구성이 우수하나 1회 도장으로 얻는 도막 두께가 얇은 것이 결점이다.
② 아크릴 락카
- 아크릴산 또는 메타크릴산에스테르, 스틸렌, 초산 비닐 등의 공중합물 즉 열가소성 아크릴 수지를 도막 주요소로 하며 용제 휘발에 의해서 도막을 형성한다.
- 일반적 특징 : 광택이 있는 도막이 얻어지며 내후성이 아주 우수하고 내약품성, 부착성도 뛰어나서 철도차량, 대형자동차의 외장 및 금속제품의 고급 마감재용으로 사용된다.
2-3. 비닐 수지 도료
- 비닐 부티랄 수지, 염화비닐수지, 염화비닐리덴 수지 등 각종 비닐수지를 도막형성 요소로 하는 도료를 총칭하여 비닐 수지 도료라 한다.
- 일반적 성질 : 속건성, 내약품성, 금속에의 부착력이 좋지 않으며 안료 분사성이 나쁘다.
2-4. 에멀젼 도료(또는 라텍스 페인트)
- 비닐계(초산 비닐 등), 아크릴계, 비닐 아크릴 공중합계 라텍스를 도막 형성 주요소로 하고 있다.
- 특징 : 용제를 사용하지 않기 때문에 용제 냄새가 없고 화재 및 위생상의 염려가 없으며 붓작업이 쉽고 건조가 빠르나 저온에서 연속 도막이 형성되지 않고 광택 도막을 얻기 어려운 결점이 있다.
2-5. 주정 도료(spirit varnish)
- 알콜계 용제에 수지류를 용해한, 용제 휘발에 의해 도막을 형성하는 도료를 주정도료 또는 간단히 니스라고 부른다.
- 목재 가구 및 옥내 목재 부위의 투명 마감용으로 사용되는 외에 나무 옹이부의 송진 차단용으로 쓰이기도 한다.
2-6. 유성도료
- 건성유를 주성분으로 하는 유성도료의 주종은 유성페인트와 유성 에나멜임
- 장점
* 도장이 용이하며 특히 붓 도장에 적당함
* 휘발성분이 적기 때문에 1회에 후도(厚塗)가 가능하고 용제 휘발에 기인하는 핀홀 현상이 생기지 않음
* 도장에 미치게 되는 온도, 습도의 영향이 적음
* 철재 표면에 대해 도장성이 좋기 때문에 철재에 잘 부착하여 녹 방지 효과가 좋으며 오래된 도막 위에도 비교적 잘 부착하기 때문에 중첩도장 및 덧칠이 가능함
* 도막은 유연성 및 내후성이 좋음
- 단점
* 건조시간이 길고 내수성, 내용제성, 내약품성이 떨어짐
* 도막 형성 요소의 분해에 의해 발색 물질이 생성하여 도막이 황변하기 쉬움
2-7. 알키드 수지도료
- 다염기산(주로 무수푸탈산)과 다가 알콜(글리세린 및 펜타에리스리톨)의 에스테르를 기제로 해서 다시 각종의 유 또는 지방산에 변성한 합성수지를 도막 주요소로 한 상온 건조 도료를 알키드 수지도료라 총칭하여 부른다.
〈알키드 수지 도료의 특징〉
- 특별히 뛰어난 특징은 없으나 모든 성질의 바란스가 갖춰져 유성 도료에 유사하게 사용하기 쉬운 점이 최대의 특징임
- 도막이 강하고 부착성 및 내후성이 좋음
- 안료 분산성이 좋아 색조 및 광택이 좋고 색상 보유성이 좋음
- 살오름성이 좋고 도막의 내수성, 내용제성, 내열성 등이 비교적 양호함
- 사용하기 쉽고 가격이 저렴함
- 내알칼리성이 약함
〈알키드 수지 도료의 용도〉
- 알키드 수지 도료는 금속, 목재를 불문하고 모든 분야에 다량 소비되고 있으며 아미노 알키드 소부 도료와 함께 실용 도료의 왕자를 점하고 있음
- 건축공사용 : 옥내외 및 피도물의 재질에 관계없이 건재, 철구조물, 기계, 설비, 합판 등에 광범위하게 이용됨
- 선박용, 차량용
2-8. 아미노 알키드 수지 도료
- 일키드 수지(주로 단유성)와 아미노 수지의 혼합물을 도막 형성 주요소로 하는 소부 도료를 말함
〈일반 특성〉
- 저온 단시간에 소부가 가능함
- 도막이 질기고 광택이 좋음
- 변색이 적고 내후성 및 내약품성이 좋음
- 내마모성, 전기적 제성질이 우수하고 난연성이 있음
- 별다른 결점은 없으나 에폭시, 비닐, 아크릴 수지 도료에 비해 부착성 및 내알칼리성이 조금 열세임
2-9. 불포화 폴리에스테르 수지 도료
- 무용제 도료이기 때문에 용제의 휘발이 없고 1회의 도장으로서 두꺼운 도막을 얻을 수 있음
- 도막은 단단하고 내약품성 및 연마성이 좋음
- 경화될 때 체적 수축이 크고 부착성이 조금 나쁨
- 도막은 유연성이 부족하고 내후성도 조금 떨어짐
※ 1회도장으로 두꺼운 도막이 가능하고 연마성이 좋기 때문에 주로 목재 도장 및 퍼티로서 이용됨
2-10. 에폭시 수지 도료
1. 상온 건조 에폭시 수지 도료
- 에폭시 에스텔을 도막 형성 요소로 하고 알키드 수지 도료와 같이 건조제가 첨가되어 있는 도료
- 하지도료 및 내약품성 도료로 사용
2. 저온 소부 에폭시 수지 도료
- 아미노 알키드 수지 성분의 알키드 수지를 에폭시 에스테르로서 대체시킨 도료
- 하지도료, 내약품성 도료 및 캔용 인쇄 잉크등에 이용
3. 고온 소부 에폭시 수지 도료
- 고분자량의 에폭시 수지 용액에 페놀 수지 또는 아미노 수지를 혼합한 도료
- 내약품성 도료 및 캔용 인쇄 잉크 등에 사용
4. 아민 또는 폴리아미드 에폭시 수지 도료
- 폴리아민과 에폭시 수지의 초기 중합물, 또는 2량체 지방산의 단말기에 아민기를 가진 폴리아미드 수지를 도장 직전 혼합하여 가교 경화 도막을 형성하는 에폭시 도료
- 하지 도료 및 내약품성 도료로 사용
※ 공통되는 특징은 부착성 및 내약품성(특히 내알칼리성)이 뛰어남
2-11. 폴리우레탄 수지 도료
- 우레탄 결합을 도막중에 갖는 도료의 총칭으로 도막 형성 요소중에 우레탄 결합을 함유하지 않아도 도막 형성 반응 과정에서 우레탄 결합이 만들어지는 도료도 폴리우레탄 도료라 함
- 에폭시 도료의 특징과 유사하나 보통 금속 도장에 에폭시 도료, 목재 도장에 우레탄 도료가 많이 사용됨
2-12. 열경화성 아크릴 수지 도료
- 내후성이 특히 우수하며 광택 및 광택 보지성, 색 및 색상 보유력이 우수
- 도막의 제물성이 양호
- 내약품성, 부착성이 뛰어남
- 아미노 알키드 수지에 비해 일반적으로 소부 온도가 높아 150。C이상의 온도가 필요
- 실용상으로는 현재의 도료 가운데서 가장 뛰어난 도료의 하나이며 주로 금속용 톱코우트로 하여 광범위한 용도를 확보하고 있음
- 자동차(특히 메탈릭 도장), 가정용 전기제품류, 착색 아연도강판, 가드레일, 사무용기기, 기계부품 등에 널리 사용
2-13. 실리콘 수지 도료
- 실리콘 수지는 내열성, 내한성, 내후성이 좋고 우수한 전기적 특성 및 특이한 계면 특성을 갖고 있어 독특한 공업용 재료로서 여러 분야에 이용되고 있음
- 전기 절연 도료, 내열 도료, 고내구성 도료 등이 있음
2-14. 불소 수지 도료
- 내열, 내한성이 우수하다
- 비점착성이다
- 내마모성이 뛰어나다
- 전기 절연성이 아주 우수하다
- 내후성, 내노화성 및 내약품성이 우수하다
2-15. 수용성 수지 도료와 전착 도료
- 화재, 폭발의 위험이 없다
- 냄새가 적고 용제 중독 및 대기 오염의 우려가 없어 위생적이다
- 전처리 및 수세의 경우에 있어 물을 빼어내는 건조가 불완전해도 좋다
- 도장 용구 및 기구의 세정, 금속면의 청정화가 용이하다
- 침적 도장 및 전착 도장이 되어 도장 생산성이 높고 도장 중 도료의 손실이 적으므로 경제적이다
- 용매가 물이기 때문에 표면장력이 크고 탈지를 충분히 행할 필요가 있다
- 건조 경화에 약간 장시간 또는 고온이 필요하고 상온 건조형 도료는 내수성 및 내알칼리성이 약간 떨어지는 단점이 있다
2-16. 분체도료
- 유기 용제 및 물을 사용치 않은 불휘발분 100%의 분말 상태의 도료로서 정전 스프레이, 용사 또는 유동 침적법에 의해 피도물에 도장한 다음 이를 소부하여 도료를 용융, 유동, 경화시켜 연속 도막을 형성시킨다
- 무용제이기 때문에 화재, 위생상의 문제가 적고 저공해 도료이다
- 1회 도장으로 자유로이 도막 두께가 가능하다
- 도장 공정의 자동화가 용이하여 점도 조절 및 셋팅이 필요없기 때문에 도장 관리가 쉽다
- 도료의 회수?재사용이 가능하기 때문에 도착 효율이 좋아 경제적이다
- 도장 방식이 완전히 새롭기 때문에 설비의 신설이 필요하다
2-17. 자외선 및 전자선 경화 도료
- 자외선, 전자선 및 기타의 에너지선을 조사하여 경화시킨 도료를 조사 경화형 도료라 총칭한다
- 초 단위의 단시간에 경화한다
- 무용제이기 때문에 저공해 및 에너지 절약형 도료이다
- 경화 수축이 크고 부착성 및 구부림성이 나쁘다
- 희석 능력이 우수하고 독성이 작은 반응성 모노머를 개발할 필요가 있다
2-18. 무기질 도료
- 규산 알킬 또는 규산 알칼리를 도막 형성 요소로 한 수용성 도료로서 소부 및 상온 건조로 경화한다
- 무기질이기 때문에 내용제성, 불연성, 내약품성, 내후성 등이 우수하나 일반적으로 도막은 구부림성이 적고 부착성이 좀 나쁘다
3. 건축용 도료
□ 건축물의 보호와 미장을 목적으로 하는 건축도료는 공사 현장에서의 현장도장이 주류를 이루고 있기 때문에 여름철 및 겨울철에 있어서 온도, 습도 등의 자연환경 조건
하에서의 건조?경화를 필요로 하고, 일반적으로 건조기구의 분류로서 는 상온 건조형 도료의 구분에 들어간다. 건축물의 용도, 입지조건 및 그 구성재료(下地)의 종류, 재질이 다종 다양한 만큼 대상이 되는 도료 범위도 광범위하고 더 나아가 최근의 건축에는 새로운 공법 및 재료의 개발을 포함한 기술이 발전되어 도장 마감에 있어서도 새로운 건축 도장 시스템이 출현되고 있다. 건축용 도료를 옳바르게 사용하기 위해서는 도장의 목적, 피도물의 재질 및 입지조건에 적합한 도료의 선정, 도장 공정(수단, 공법)의 선정, 경제성의 검토(재료비와 기대 내용년수)를 파악한 도장 계획의 설정이 중요하다.
3-1. 하지(下地)의 종류와 특징
- 건축용 도료에 있어서는 하지(피도물)재질의 특성을 숙지한 다음에 적절한 도료의 선정과 정확한 시공을 행하는 것이 본래의 도막 성능을 발휘시킬 수 있는 중요한 요점이다
- 하지 종류의 분류 : 크게 시멘트계 하지, 금속계 하지 및 목부계 하지가 있음 (별표2 참조)
- 주요 하지의 성분과 특성 : 건축물의 외벽, 내벽, 천정, 기둥 등의 재질로서는 시멘트계 소지가 대부분을 점한다 (별표3 참조)
3-2. 건축용 도료
1. 유성도료
- 조합페인트, 유성 바니쉬, 유성 에나멜 등을 총칭하여 유성도료라고 부른다
- 조합페인트 : 아마인유, 대두유 등의 건성유, 반건성유를 가열하여 일부 산화처리한 보일유에 아연화, 산화티탄, 체질안료 등을 섞어 만든 페인트
- 유성 바니쉬 : 천연수지 또는 가공수지와 건성유를 가열 혼합하여 이것을 용제에 녹여 만든 페인트
- 유성 에나멜 : 유성 바니쉬에 안료를 분산시킨 페인트
- 작업성이 좋고 도막이 한번에 두껍게 도장되므로 흡입성이 있는 곳이나 상자 등 목재의 도장에 많이 사용됨
2. 합성조합 페인트
- 건조성, 도막의 평활도, 공택, 경도 등 만족치 못한 결점을 보충한 페인트
- 하도, 중간, 마감 등의 종별이 있으며 상도의 품질기준에 대하여는 KS에 규정되어 있음
- 철재, 목재를 불문하고 사용되나 내알칼리성은 약간 떨어지므로 새 몰탈면이나 플라스터면에는 쓸 수 없음
3. 에멀죤 도료
- 물에 불용수지, 건성유 혹은 바니쉬를 수중에 분산시킨 유활액을 주전색제로 하여 여기에 안료를 혼합한 도료를 말함
- 요즘 많이 쓰이고 있는 에멀죤 도료는 거의 합성라텍스를 주전색제로 하고 있음
- 유기용제를 포함하고 있지 아니하고 안전하며 무공해이고 무취성으로 작업성이 좋다
- 건축의 내벽, 외벽, 천정을 비롯하여 바닥, 목부에도 쓰임
① 초산비닐계 에멀죤
* 초산비닐계 호모폴리머는 단독으로 피막의 형성이 곤란하므로 일반적으로 DBP 등과 같은 가소제를 가하여 사용
* 내수, 내알칼리성이 약간 모자라나 가격이 싸므로 여러가지로 성질을 개선해 많이 생산되고 있음
② 초산비닐?에틸렌계 에멀죤
* 초산비닐과 에틸렌과의 공중합 에멀죤으로 초산 비닐계 에멀죤에 비해 내수성, 내알칼리성이 좋으며 저온에서 피막형성이 우수함
* 점착성이나 내후성이 아크릴계 에멀죤에 뒤지지 않으며 가격은 성능에 비해 비교적 싼 편임
③ 아크릴계 에멀죤
* 저온피막형성이 좋고 가소제 없이도 좋은 피막이 이루어질 수 있으며 안료와 혼화성도 좋음
* 내후성, 내마모성, 색보유성 등이 우수하여 주로 외부나 욕실 등에 사용됨
④ 스틸렌?부타디엔계 에멀죤
* 스틸렌을 부타디엔으로 내부 가소화한 것임
* 내알칼리성이 좋고 내수성이 우수하고 침투성이 적어 흡수가 많은 벽면의 도장에 적당함
* 현재는 거의 쓰이지 않음
⑤ 기타 합성수지 에멀죤
* 에멀죤 도료품질 기준은 KS에 규정되어 있으나 품종은 1종과 2종으로 나누어져 전자는 주로 외부용, 후자는 주로 내부용으로 사용
4. 무늬도료
- 보통도료는 통상 簞彩로 평면한 도면에 형성한다. 그래서 도면은 일견 단조하며 소지, 하도에 결함이 있으면 눈에 띄기 쉽다
- 무늬도료는 칠하는 회수를 줄여도 쉽게 소기의 효과를 충분히 낼 수 있는 도료로 특히 건축에 있어서는 중요한 도료이다
① 에멀죤 무늬도료
* 합성수지 에멀죤에 안료, 충진제를 적당히 배합하여 건축내외장의 마감도장에 적합하게 만든 것
* 무늬의 상태는 點彩마감, 야자껍질모양, 월면마감 등으로 불리우는 마감방법으로 나누어져 있으며 도료는 그 마감하는 방법에 맞도록 조제되어 있음
② 골재가 함유된 에멀죤 도료
* 에멀죤 도료에 규석분, 寒水石砂, 細砂 등을 적당히 혼합하여 시멘트 건과 같이 구경이 큰 건(gun)으로 吹付하는 식으로 사용하는 도료
③ 마스틱 도료
* 후막을 형성하는 합성수지 에멀죤 페인트를 주재로 경량골재, 석면 등을 배합한 도료
* 피도체에 붙어있는 실라위에 롤러로 1회 도장함으로써 마감
* 마감면은 완만한 파형상의 야자껍질 모양이 됨
* 에멀죤 대신에 포틀랜트시멘트에 특수한 첨가제, 착색제, 골재 등을 배합한 형태로 된 것도 있음
④ Seamles-tile(복층무늬 스프레이재)
* 콘크리트면, 철재면 등의 하도, 거칠은 모양을 형성하는 중간칠, 색채와 광택과 내구성을 주는 마감도료의 3가지 기능을 가진 도료의 조합으로 된 일종의 시스템 제품
* 중간바름은 이 시스템을 더욱 특징지어 주는 것이며 사용하는 스프레이 건의 종류, 구경, 느즐 팁의 각도, 스프레이 압력, 건의 거리, 건의 운행속도와 방법에 따라 요철감이 큰 것에서부터 완만한 분화구 모양의 것까지 여러가지의 모양을 얻을 수 있음
* 입체적으로 칠해진 중도가 건조되기 전에 그 위를 다리미나 롤러 등으로 가볍게 눌러주거나 건조 후 샌더로 凸部만을 평평하게 깎거나 해서 철재와 흡사한 형태를 띠게 마감하는 방법도 행하고 있음
* 마감칠에는 폴리우레탄 수지나 아크릴 수지 등 내후성이 좋은 투명도료나 에나멜이 사용됨
* 복층무늬 스프레이 도장은 화려한 감을 줌과 동시에 비교적 시공이 용이하고 공사비도 비교적 싸므로 中層건축의 외장에는 많이 쓰이고 있음
⑤ 다채무늬 도료
* 1회 도장으로 2색 이상으로 식별이 가능한 색을 지닌 도막을 형성하는 도료
* 분산매와 분산체가 서로 혼합하는 일이 없이 적당한 크기로 분산, 현탁된 상태로 되어 스프레이에 따라 소정의 무늬가 나타나게 되는 도료
* 벽지와 유사한 우아한 모양과 변화가 많은 색채를 주어 빌딩, 백화점, 호텔, 극장을 비롯하여 주택의 응접실 등에 많이 사용
5. 방화도료
- 도막이 난연성을 나타내는 것과 가열에 의해 발포하여 단열층을 형성하게 하는 것으로 대별되며 전자는 철이나 콘크리트 등 본래가 불연성의 물체에 도장하고 후자는 목재 등의 가연성의 물체에 도장함
- 평상상태에서는 일반도료와 같은 도막외관으로 보이나 화재가 발생한 때는 목재와 같은 가연물이 발화점에 도달하지 못하게 하거나 또는 발화점에 도달하기까지 시간이 오래 걸리도록 기능을 함
- 일반적으로 발포성 방화도료는 내수성, 내후성이 약하고 외관상에도 별로 좋은 것이 없으므로 난연성 방화도료를 마감칠로 쓴다
6. 상온건조형 불소수지 도료
- PVdF계 불소수지 도료는 내후성, 가공성, 내약품성이 종래의 옥외용 도료와 비교하여 월등하게 우수하기 때문에 메인터넌스 프리(Maintenance free)
도료로서 커튼월 및 PCM 등의 분야에 응용
7. 탄성 도재
- 도막이 넓은 온도 범위에 걸쳐 고무탄성을 보이기 때문에 벽면에 생기는 균열에 추종성을 보여 적극적인 방수기능을 가지며 더 나아가 미장성도 갖는 도료임
- 종류로는 단층탄성 마감재와 복층탄성 마감재, 기타 고무탄성은 열세이나 합성수지 에멀죤 탄성 모래벽狀 마감재 등이 있음
① 단층 탄성 마감재
* 공정으로서는 하도와 주재료 도장으로 되며 무늬로서는 스티프狀, 凹凸狀 등이 있으며 마감은 색이 있는 것이 대부분임
* 하도재는 아크릴계, 염화비닐계, 염소화 폴리올레핀계 등이 사용되며 주재료는 아크릴 고무, 아크릴계 수지 등의 탄성을 보이는 에멀죤에 착색안료, 첨가제, 경우에 따라서는 체질안료를 배합함
② 복층 탄성 마감재
* 공정으로서는 하도, 주재료 도장, 마감 도장의 3공정으로 구성되며 무늬로서는 스티프狀, 물결狀, 凹凸狀 마감 등이 있음
* 하도재는 단층 탄성 마감재의 하도재와 같은 계의 것이 사용되며 주재료는 단층의 경우보다 더 저온역을 포함한 광범위의 온도에서 고무탄성을 보이는 아크릴 고무에멀죤, 클로로프렌 고무, 우레탄 고무 등의 폴리마에 충진 제, 첨가제를 배합한 것임
4. 도료와 안전
□ 대부분의 도료는 유기 용제를 다량 함유하고 있으며, 방청 도료 및 선지도료는 증금속 화합물을, 살충 도료 및 곰팡이 방지 도료는 유기계 독극물을 함유하고 있는 등 안전하고 무해한 화학제품은 없다. 물론, 에멀죤 도료, 수용성 도료 등 무공해, 저공해 계통의 도료 제품도 있고 도료에 대한 연구도 기본적으로는 도장 방법의 개발 및 관리 방법에 철저를 기하며 안전, 무해의 방향으로 나아가고 있으나 도료의 품질이라는 면에서 보면 모두를 그런 쪽의 방향에서 해결한다는 것은 어려우며, 현실 적으로는 상당량의 도료가 종래와 같은 형태로 남아 있음을 인식해야 한다. 일반적으로 도료에 있어서는 도료의 내용을 알고, 안전에 대한 지식과 엄중한 관리를 행 하기만 하면 그다지 위험시 할 필요는 없다. 일부의 도료에서는 사용원료의 일부에 독극물을 함유하고 있어 취급에 신중을 요구하는 것들도 있지만 일반 적으로는 용제에 의한 화재와 중독 예방이 가장 중요한 기본적 사항이다.
4-1. 도료와 화재(폭발)
- 도료중의 유기용제는 소방법에서는 위험물 제4류로 분류됨
- 유기용제 전반에 있어서의 기본적인 사항은 증기압이 유난히 낮고 증발잠열이 작으며 물보다도 증발되기가 쉽고 증발 증기의 비중은 공기보다 크며 도장중 및 도막 건조의 단계에서 휘발하는 용제증기는 공기중에 확산되어 하부에 흐 르기 쉬움
- 실내에서는 용제 증기가 하부에 고여 있기가 쉽기 때문에 배기는 상부 보다도 하부부터 행해야 할 필요가 있으며 고여있는 용제증기가 배기되지 않으면 인화하는 경 우가 있으므로 각별한 주의를 기울여야 함
- 극성 용제(알콜류, 에스테르류)등을 제외하고 대부분의 유기용제는 전기의 부전도체이므로 휘저으면 정전기를 발생하 여 축전됨
- 습도가 낮고 접지 저항이 높은 바닥 등에서 도료를 저어서 금속에 용기를 접촉하면 화학방전이 일어나 작업자가 전기 쇼크를 받게 되고 인화의 염려가 있음
- 유기용제의 발화점은 상당히 높으나 인화점은 대단히 낮아 특정용제를 제외하고는 상온에서 인화의 위험이 큼
- 유기용제의 화재에는 탄산가스, 사염화 탄소, 포말소화기 등이 불연성 가스로 진화하는 것이 좋으며 덮어 씌우는 방법 도 유효함
- 화재는 도장할 때 비산하는 용제증기로 인하여 발생되므로 도장기기나 장비는 될 수 있는 한 발화원에서 멀리 떨어진 곳에 장치해 두어야 하고 밀폐된 장소에서 도 장 할 경우 환기장치가 되어 있더라도 용제 증기의 농도가 한계 에 달하면 화재나 폭발이 일어나게 되므로 도료와 도장에 종사하는 작업자는 안전수칙을 반드 시 지켜 사고를 미연 에 예방하여야 함
4-2. 도료와 용제에 의한 건강의 위험
- 도료와 용제로 인하여 인체에 나타나는 증상은 피부와의 저촉으로 부터 생기는 외적 증상과 용제의 호흡으로 부터 생기는 내적 증상으로 나눌 수 있음
① 외적증상
* 에폭시 도료와 같이 아민을 촉매로 사용하는 도료와 피부가 접촉했을 때 나타나는 발진과 같은 피부염
② 내적증상
* 눈자극, 코자극, 두통, 구토, 근육경련, 질식 등
4-3. 환기장치
- 밀폐된 장소에서 도장할 때 비산하는 용제 증기의 농도가 한계 허용치를 넘지 않도록 환기시켜 주는 것이 반드시 필요하다. 도장하는 동안 용제증기는 계속 주위로 비산하여 퍼지게 되므로 적절한 환기장치를 통하여 용제 증기의 농도를 최소 한계치 이하로 유지시켜야 화재 및 폭발의 위험을 예방할 수 있다
- 스프레이 도장법은 붓이나 로울러 도장 방법보다 작업능률은 좋으나 용제 증기의 비산으로 특히 환기에 세심한 주의를 요한다
- 많은 양의 환기가 필요한 경우에는 작업자가 반드시 방독마스크나 공기공급식 마스크를 착용해야 할 것이며 보호 안경 역시 용제 증기의 자극으로부터 눈을 보호하
기 위하여 착용해야 할 것이다
- 탱크와 같이 밀폐된 장소에서 도장할 때에는 용제 증기가 공기보다 무거워 탱크 밑부분에 모이게 되므로 탱크 위에서 부터 아래로 환기가 될 수 있도록 환기 장치를 설치해 준다
4-4. 개인 안전장비
- 방독 마스크, 공기 공급식 마스크, 보호복, 보호 안경, 보호 장갑, 보호 연고, 보호 크림
4-5. 표면 처리 작업에서 오는 위험
1. 공구 및 장치에서 오는 위험
1) 표면 처리용 공구 및 장치
- 표면 처리 작업을 위하여 사용되는 공구와 장치로부터 오는 위험은 흔히 작업자의 무지로 부터 오는 경우가 상당히 많으므로 관리자는 사전에 이러한 공구와 장치에 대한 사용법 및 안전에 관하여 충분한 교육을 행한 뒤 작업에 임하도록 해야 한다
- 모든 동력 장치는 그 장치를 만든 제조업자의 지시에 따라 작동해야 기계에 무리가 가지 않고 능률적인 작업을 할 수 있으며 그 기계로부터 오는 위험을 미연에 방지 할 수 있을 것이다
2) 발판, 디딤대, 사다리, 로우프
- 작업자가 발판, 디딤대, 사다리, 로우프 등을 사용하여 높은 곳에서 작업을 할 경우 안전 사고에 대한 예방책이 가장 중요하다
3) 일반적인 안전 대책
- 장치 바로 옆에서 작업하지 않도록 해야 하며 탱크와 같이 밀폐된 곳이나 철 구조물과 탑과 같이 높은 곳에서 작업할 경우에는 끈이 달려있는 안전벨트를 반드시 착
용해야 한다
- 가연성 기체가 존재하는 곳에서는 불꽃이나 전기적인 방전으로 인한 화재 및 폭발의 위험을 방지 할 수 있는 장치가 설치되어 있어야 하며 담배를 피우거나 용접 등 을 하지 않도록 주의해야 한다
2. 먼지로 부터 오는 위험
- 표면 처리 작업 중 발생하는 먼지는 건강에 심각한 해를 끼칠 수 있으며 특히 독성을 가진 먼지는 전신에 독성 작용을 일으켜 피부에 피부염 등 염증을 유발할 수 있다
4-6. 도료 도장에 관한 공해 관리 법령
- 도료와 도장에 관한 공해 관리 법령은 주로 광화학 반응성 용제로 인한 심각한 대기 오염에 관해 규제하고 있는 미국의 샌프란시스코와 로스엔젤레스에서 제정한 Regulation 3과 Rule 66이 유명하다
- 광화학 반응성 용제는 보통 사용하고 있는 톨루엔, 크실렌, 메틸 이소부틸 케톤 및 트리클로로 에틸렌과 같은 강용제를 말한다
- 도료 제조 업계는 다음과 같은 두가지 목적을 위하여 계속 연구 개발을 추진하고 있다
* 내구성, 내후성, 광택 등이 우수한 수계(水系)도료의 개발
* 용제를 사용하지 않는 무용제형 도료의 개발
5. 표면처리와 전처리
□ 표면처리는 도장의 성패를 좌우한다해도 과언이 아닐 만큼 중요한 위치를 차지하고 있다. 아무리 좋은 도장 기기를 사용하 여 도장한다 할지라도 표면처리가 적합하지 못하면 그 도장은 실패하고 말 것이다. 표면 처리는 피도체가 놓이는 환경, 비용 및 수준에 따라 그 방법이 달라지기 때문에 그 선택에 있어서 신중을 기하지 않으면 안된다.
5-1. 표면처리와 도장
- 도장의 주목적은 소지의 보호(내식성의 증가)와 미관(색과 광택)에 있다
- 소지의 재질이나 가공법 등에 따라 소지면은 변질층이나 산화물층 등으로 덮여 있고 또한 유지, 수분, 녹, 먼지 등의 오물이 부착되어 있어 도장하기 전에 이러한 물질을 완전히 제거하지 않고 도장하게 되면 소지와 도료와의 부착력 을 저하시킬뿐 아니라 도막의 불건조, 부풀음 및 균열이 일어나 도막이 박리하는 원인이 된다
- 특히 소지면에 녹이 남아 있는 채 도장을 하게 되면 도막 밑에는 녹이 계속적으로 발생하게 되어 점점 그 면적이 증대하고 도막에 부풀음이나 균열이 일어나 결국은 도막을 파괴하게 된다
- 그러므로 도장하기 전에 미리 이러한 모든 이물질을 완전히 제거함과 동시에 도막 밑에서 녹이 발생하지 않도록 내식성이 있는 화성 피막을 입힘으로써 바라는 도막 을 얻을 수 있는 것인데 이러한 작업 전체를 표면처리(surface preparation)라 하며 소지 조정 또는 전처리라고도 한다
5-2. 표면처리 작업이 도장 효과에 미치는 영향
- 표면 처리의 정도가 도막의 내구성을 좌우하는 최대의 요인이다
- 철강구조물도장협회(SSPC : steel structures painting council)에서의 표면처리에 따른 도막의 수명에 관한 시험결과
표면처리의 정도와 도막의 내용 년수
표 면 처 리 |
도막의 내용 년수(수명) | |
2회 하도, 2회 상도 |
하도없이 2회 상도 | |
자연방치, 와이어 브러쉬 |
2.3 년 |
1.2 년 |
산 처 리 |
9.5 년 |
4.6 년 |
샌드 블라스트 |
10.4 년 |
6.3 년 |
표면처리에 따른 도막의 상대적인 효율
표 면 처 리 |
효 율 |
산처리 및 인산염 처리 |
93 % |
샌드 블라스트 |
83 % |
화염 세정, 3회 |
73 % |
화염 세정, 1회 |
47 % |
산처리 |
47 % |
인산염 피막 처리 |
40 % |
5-3. 표면처리의 목적
- 소지면을 불활성화(안정화)하여 내식성을 향상시킨다
- 소지면에 부착, 생성된 이물질을 완전히 제거함으로써 도료의 밀착성을 높인다
- 소지면과 도료의 친화력과 습윤성을 준다
- 소지면의 돌출부를 제거하여 소지면을 평탄하게 한다
5-4. 표면처리의 구분
1. 탈지 : 유지류를 제거하는 작업으로 표면처리시 제일 먼저 행해진다
1) 화학적 처리법
* 용제 세정법 : 증기욕식, 액욕식, 증기-액욕 병용식
* 알칼리 세정법
* 에멀젼 세정법
* 전해알칼리 세정법
* 초음파에 의한 세정법
2) 기계적(물리적) 처리법
* 포를 이용한 탈지법(닦아 내는 법)
* 소부법(燒付法)
* 분사법
2. 탈청 : 탈지가 끝나고 금속표면에 생성, 부착되어 있는 산화물이나 수산화물층을 제거하는 작업을 말한다
1) 화학적 처리법
* 산세법
* 전해 산세법
* 알칼리에 의한 탈청법
2) 기계적 처리법
- 기계에 의한 처리법
* 치핑(chipping)법
* 튜브 크리너(tube cleaner)법
* 화염 세정(flame cleaner)법
* 분사법(블라스트 세정)
a. 건식 블라스트법
- 샌드 블라스트(sand blast)법
- 쇼트 블라스트(shot blast)법
- 그리트 블라스트(grit blast)법
- 와이어-커트 쇼트(wire-cut shot blast)법
b. 습식 샌드 블라스트법
c. 원심력 투사 블라스트법
d. 진공 블라스트(vacumm blast)법
- 인력에 의한 처리법
- 와이어 브러시(wire brush)법
- 스크래퍼 함머(scraper hammer)법
- 샌드 페이퍼(sand paper)법
3. 화성처리 : 금속의 내식성을 증대시킴과 동시에 도료의 밀착성도 향상시키기 위하여 탈청 후 금속표면을 안정한 피막으로 화성시키는 작업
1) 인산염 피막 처리법
* 인산철 피막 처리
* 인산아연 피막 처리
* 인산아연칼슘 피막 처리
2) 크로메이트 피막 처리법
* 반응형 크로메이트 피막 처리
* 도포형 크로메이트 피막 처리
3) 논 크로메이트 피막 처리법
4) 양극 산화 피막 처리법
5-5. 수 공구 세정(Hand-tool Cleaning)
- 수 공구 세정은 주로 금속 표면에 형성된 흑피(mill scale), 녹피(rust scale), 오물 및 구도막을 제거하기 위하여 사용되는 방법이지만 완전한 세정작업은 아니다. 즉, 수 공구 세정만으로는 금속 표면에 단단히 부착된 불순물 등을 완전히 제거할 수는 없다
- 수 공구 세정은 표면 처리 공정이 느린 경우나 수 작업 도장될 표면과 같이 좁은 면적일 경우에만 한정되고 있다
- 사용되는 공구로는 치핑 햄머, 러스트 햄머, 끌, 스크레이퍼, 퍼티 나이프, 와이어 브러쉬 등이 있다
- 수 공구 세정을 하기 전에 표면에 부착된 오염물의 양과 그 성질을 조사해 주어야 하며 만약 표면에 유지가 다량 존재하고 있다면 용제 세정이 수 공구 세정에 앞서 시행되어야 한다
- 주의를 요하는 점은 잘못된 세정 작업으로 인하여 표면 전체에 유지 등의 오염물이 번지지 않도록 해야 하며 또한 충격 공구로 인하여 표면에 깊은 홈이 패이지 않도 록 해야 한다는 것이다. 이는 금속 표면에 생긴 흠집으로 인하여 도막의 수명이 단축될 우려가 있기 때문이다. 또한 금속 표면을 너무 심하게 연마할 경우 도료 의 접착력을 떨어뜨리는 요인이 될 수 있으므로 이도 역시 삼가해야 한다.
- 가연성 증기가 존재하는 곳에서 작업할 경우에는 불꽃이 튀기지 않는 공구를 사용해야 한다
- 작업자는 항상 보호 안경, 안면 보호기, 장갑 및 안전 헬멧을 착용해야 한다
5-6. 동력 공구 세정(Power-tool Cleaning)
- 동력 공구를 사용하여 금속 표면에 형성된 흑피(mill scale), 녹피(rust scale), 오물 및 구도막을 제거하기 위하여 사용되는 방법이지만 단단히 부착된 불순물 등은 완전히 제거 시키지 못한다
- 너무 심한 연마로 도료의 접착력이 떨어지지 않도록 주의해야 한다
- 동력 공구에는 공기식 치퍼, 끌, 디스케일링 툴, 니들 햄머, 회전식 스케일러, 회전식 와이어 브러쉬 및 그라인딩 휠 등이 있다
- 가연성 증기가 존재하는 곳에서 작업할 경우에는 불꽃이 튀기지 않는 공구를 사용해야 하며 방폭장치가 된 모터를 사용해야 한다
- 작업자는 항상 보호 안경, 안면 보호기, 장갑 및 안전 헬멧을 착용해야 한다
5-7. 화염 세정(Flame Cleaning)
- 화염세정이란 고온, 고속의 화염을 통과시켜 금속 표면에 부착된 흑피, 녹피 및 기타 불순물을 제거하는 방법을 말하며 와이어 브러쉬나 스크레이퍼를 이용한 수 공 구 세정이 마무리 작업으로 첨가된다
- 화염세정의 수준은 브러쉬 블러스트 세정과 거의 같으며, 더구나 화염으로 인해 표면이 주위 온도보다 높고 건조된 표면을 얻을 수 있는 장점이 있으나 화재의 위험 성이 크기 때문에 사용에 있어서 많은 제약을 받고 있어 선박도장 과 같은 특수한 도장 이외에는 별로 사용되지 않고 있다
5-8. 연마재 블라스트 세정(Abrasive Blast Cleaning)
- 연마재 입자를 고속으로 분사하여 표면에 부착된 흑피, 녹피 및 오물 등을 제거함과 동시에 이른바 “앵커 패턴”이라 불리우는 조면을 형성시켜 도료의 부착력을 향 상시키는 가장 바람직한 표면 처리 방법이다
- 연마재 입자를 분사하는 방법은 크게 원심력을 이용한 방법(원심 블라스트 세정)과 압축공기를 이용한 방법(공기 블라스트 세정)으로 나눌 수 있는데 원심 블라스트 세정은 장치가 크고 복잡하기 때문에 숍(shop)세정 이외는 거의 사용되지 않는다
- 공기 블라스트 세정은 현장에서 가장 보편적으로 사용되고 있는 표면 처리 방법으로 이동이 편리하고, 조작이 쉬우며, 세정 속도도 빠를 뿐 아니라 바라는 세정 수준 을 자유롭게 조정할 수 있는 잇점이 있다
- 공기 블라스트 세정에는 건식과 습식 샌드 블라스트 및 진공 블라스트 등 여러가지 방법이 있으며 연마재로는 일반적으로 모래가 가장 보편적으로 사용되고 있기 때 문에 연마재 종류에 관계없이 보통 "샌드 블라스트 세정" 으로 불리고 있다
5-9. 화학약품 및 용제세정(Clemical and Solvent Cleaning)
- 유지, 오물, 낡은 도막, 가벼운 녹의 제거 및 심한 녹의 부유를 위하여 현장에서 널리 사용되고 있으며 특히 용제 탈지는 기계적 표면 처리의 예비 작업으로 많이 사 용된다
5-10. 비금속 표면의 처리(Preparation of Nonmetallic)
- 도장이나 재도장을 위한 목재, 합판, 목재섬유판, 석고 보드, 플라스터, 콘크리트 및 석재의 표면 처리는 부착에 악영향을 주는 유지성 오염물을 제거하기 위하여 행 해지고 있다
- 비금속 표면의 처리는 도료의 종류 및 도장될 표면의 상태와 종류에 따라 크게 달라지는데 여러 방법 중에서 도장공의 경험과 숙련만이 각각의 경우에 알맞는 표면 처리 방법을 선택할 수 있을 것이다
1. 목재, 합판 및 벽판
- 목재는 도장하기 전에 미리 15% 정도의 수분 함유량을 가질 때까지 잘 말려 건조시켜야 한다. 만약 수분 함유량이 이보다 초과하면 도막에 물집이 생기거나 도막이 벗겨지기도 하는데 수분 함유량은 전기적 수분계로 측정할 수 있다.
- 들떠 있는 나무의 마디는 제거하고 플라스틱 목재로 마디 구멍을 메꾸거나 잘라 버리고 건전한 목재로 메꾸어 주어야 한다. 표면에 역청(pitch)이 배어 나왔으면 스크레이핑과 샌딩으로 제거 하여야 하며 점액이 있다면 미네럴 스피리트나 테레빈유로 세정해 주어야 하고 나무결이나 나무 조각의 돌출부도 제거해 주어야 한다.
- 표면은 좋은 모양을 얻기 위하여 샌딩 등으로 평평하게 다듬어 주어야 하며 내부용 목재에 대해서는 외부용 목재보다 더 매끈한 표면이 요구되므로 샌드페이퍼로 더럽혀진 나무결을 비스듬하게 가로 지르며 연마해 준다.
- 하도 도장(Priming)을 한 후 못 구멍, 갈라진 틈, 결합 부위 및 기타의 표면 결함이 있으면 메꾸어 주어야 한다. 하도 도장을 하기 전에 미리 메꾸어 주면 목재가 바인더(binder)를 흡수하기 때문에 메꿈제가 오그라들거나 떨어지게 되므로 주의해야 하며 메꿈제는 샌드 페이퍼나 경석(pumice stone)으로 표면이 평탄해 지도록 문질러 주어야 한다.
2. 플라스터 및 콘크리트 표면(Plaster and Concrete Surfaces)
- 플라스터 도장의 기본적인 요건은 플라스터의 경화와 건조에 있다. 플라스터는 도장하기 전에 될 수 있는 한 오랫동안 방치해 두는 것이 좋다. 알맞은 건조 조건하에 서 최소한 30일은 방치해야 한다. 벽돌이나 건축용 석재로 쓴 플라스터는 금속 래스(lath)에 쓴 플라스터 보다 완전히 건조하는데 더 오랜 시간이 걸린다. 벽에 쓰인 플라스터 는 균일하게 건조되지 않는다는 것도 주지해야 한다.
- 표면에 염분이 노출되어 있다면 마른 솔로 문지르고 축축한 천으로 닦아 염분을 제거한 후 일주일간 방치해 두어야 하고 그래도 염분이 남아 있다면 염분이 완전히 없어 질 때까지 다시 반복해 주어야 하는데 이는 염분이 표면에 잔류하는 한 표면에서 수분이 완전히 소거되지 않기 때문이다.
- 석회 플라스터, 포오틀랜드 시멘트 플라스터 및 석회가 포함된 석고 플라스터는 알칼리성을 띄는데 만약 완전히 건조되지 않고 무르다면 알칼리성으로 인해 유성계 도료에 대한 성능이 더욱 악화될 것이므로 도장하기 전에 조그마한 헝겊 조각으로 미리 시험하여 알칼리의 위험도를 최소로 줄여 주어야 한다.
- 콘크리트와 석재는 건조와 경화만 하는 데에도 몇달의 기간이 소요되어야 하며 수성 시멘트 도료와 수계 도료를 제외한 어떠한 도료라 할지라도 건조되지 않은 표면 에 도장하면 안된다. 표면의 알칼리성과 콘크리트 몸체를 흐르고 있는 수분으로 인하여 유성계 도료가 공격을 받아 성능이 저하된다.
- 플라스터와 콘크리트 표면을 메꾸고자 할 때에는 수계 PVA나 아크릴 도료로 1~2회 도장한다. 이러한 도료는 알칼리의 영향을 받지 않기 때문에 축축한 표면의 도 장에도 자주 적용되는데 보통 이 도료는 유성계 도료의 마감 도장에 앞서 많이 사용한다.
- 콘크리트의 틀(form)에서 비롯한 유지, 표면에 우러나온 염분 등과 같은 표면 오염물은 용제, 쇠(steel)브러쉬, 연마석 및 가벼운 샌드 블라스트 등의 방법으로 제거 시켜야 하며, 표면은 도료와 기계적인 결합을 일으킬 수 있도록 충분히 조면화 되어 있어야 한다.
- 오래된 콘크리트와 석재는 먼지를 털어내고, 문지르고, 쇠솔질하고, 샌드 블라스트하여 표면의 오염물을 완전히 제거하여 도장에 알맞는 표면이 되도록 해야 한다.
3. 기 도장된 표면(Previously Painted Surfaces)
- 제거될 필요가 없는 완전한 상태의 구 도막이라 할지라도 새로 도장되는 도료와의 접착력을 향상시키기 위하여 용제 세정, 세척, 먼지의 소제 등으로 축적된 오염물 을 완전히 제거해 주어야 하는데 이때는 경석이나 방수 샌드 페이퍼 가 보통 사용된다.
- 완전히 낡아 버렸거나 부착력이 약한 징조가 보이는 도막은 태우거나 가성형 혹은 용제형 도막 박리제를 사용하여 완전히 제거시켜 주어야 한다.
6. 도장
□ 도장의 목적은 도장물을 보호하여 원하는 만큼의 수명을 유지시키며, 또한 미관이나 기타 서비스를 얻기 위한 것이므로 도장 수행에 있어서 적절한 도장물의 표면처리 와 알맞는 도료의 선택과 아울러 도장을 수행하는 방법 또한 중요한 점이란 사실을 고려해야 한다.
6-1. 도장의 일반적 고찰
- 훌륭한 도장을 수행하기 위해서는 도장 계획을 수립해야 한다. 특히 중요한 작업에 있어서는 표면 전처리 및 도장 작업의 진행상 반영이 되는 시간 배당도 마련하도 록 하며, 그 밖에 도장 작업상 필요한 장치 설치와 디딤대의 운반, 도장 시에 예상될 기후 조건, 도장 표면에 대해서도 특별히 고려해야 한다.
- 일반적인 도장을 용제의 증발에 알맞는 기후 조건 즉, 건조되어 있으면서도 적합한 습도와 온도(표면 온도가 이슬점 이상인 온도)를 유지하는 조건에서 실시해야 한다.
- 도장 작업에 필요한 기준을 정리하여 보면 적절한 표면처리, 완벽한 도료 혼합, 알맞은 희석제 사용, 균일한 도막 두께 유지, 도료의 저장, 적합한 건조 및 도막보호 , 적절한 도구 및 장비 사용, 체계적이고도 경제적인 작업 습관 등의 기준들이 있다.
6-2. 붓도장
- 붓도장은 오래 전부터 사용되어 왔던 도장방법으로 원시적이면서도 극히 단순한 소형도구이고 그 조작이 용이하므로 작업을 위해 특별한 설비를 하지 않아도 도장 이 된다. 또 옥외나 높은 곳에서의 작업이라 해도 작업자세를 자유로이 바꾸거나 붓의 종류를 여러가지로 택하여 면적이 큰 도장이나 좁고 복잡한 구조라 할지 라도 마음대로 도장할 수가 있다.
1. 털의 종류와 성질
① 돼지털 : 돼지털은 원래부터 털끝이 2~3개의 가지로 나누어져 있는 것(Flag end)이 특징인데, 이러한 특징으로 도료를 충분히 적실 수가 있으며, 강하게 눌렀을 때에도 도료의 흘러내림이 없으며, 도면과 붓의 접촉면이 좋아 주로 유성 바니쉬 및 유성 페인트에 쓰인다.
② 말털 : 말털은 Flag end가 없어 구미에서는 그리 좋은 붓으로 환영받지 못하고 있는데, 이를 독특한 형상으로 붓을 만들어 그러한 결점을 보완하여 일반 페인트 붓 에는 많이 사용하고 있다. 부위마다 모질이 다르나 일반적으로 탄성이 좋아 유성 바니쉬, 유성 페인트 등에 주로 사용한다.
③ 합성모 : 2차대전 중에 동물의 털이 품귀나자 돼지털의 대용으로 구미지역에서 나일론을 쓰기 시작했는데 내마모성이 좋고 또한 털의 크기에 제한을 받지 않으며 털끝 부분의 Flag end도 만들어 줄 수 있어 요즈음 가장 보편적으로 사용하는 붓재질의 하나이다. 돼지털에서 볼 수 없는 내약품성에 강한 특성을 갖고 있기 때문에 여러가지 잇점이 있다.
④ 양털 : 양털은 털이 주름이 져서 도료를 충분히 적셔주고 질이 부드러워서 적당한 탄성이 있다. 락카용 붓으로는 최적이다. 수성 도료용 붓으로 쓰이기도 한다.
⑤ 기타 : 염소털, 너구리털, 사슴털, 사람털, 족제비, 다람쥐 꼬리털 등
2. 붓의 형상과 구조
- 붓의 형태로는 평붓, 둥근 붓, 경사진 붓 등으로 나누는데 용도에 따라 붓폭의 크기, 자루의 길이, 자루에 털을 맨 상태에 따라 여러가지로 구분할 수 있다.
3. 붓의 종류
- 붓은 사용하는 도료에 따라 분류하게 된다
① 페인트 붓 : 도료를 충분히 적셔주며 탄성이 강한 모질을 쓴 붓으로써 주로 말털, 돼지털을 사용한다. 요즈음은 합성모인 나일론 붓 등이 많이 사용되고 있다.
② 붓자국 제거붓 : 페인트 도장시에는 실제 붓자국이 나는데 이를 없애기 위해 말꼬리털로 3~5인치의 평붓을 만들어 사용한다.
③ 바니쉬 붓 : 어느 정도 붓 허리가 강한 페인트 붓으로서 양털이나 말털이 주로 쓰인다. 양털 자체는 붓 허리가 약해 탄성이 적으므로 돼지털이나 말털을 섞어서 사용 한다.
④ Lac 붓 : 털이 비교적 부드러운 염소털을 사용하는데 다른 붓보다도 붓 끝이 짧다.
⑤ 락카 붓 : 도료를 충분히 적셔주어야 하고 붓 끝이 부드러우며 어느 정도 붓 허리의 탄성이 좋아야 하는데 주로 양, 염소, 말털 등이 많이 쓰인다.
⑥ 기타 : 에나멜 붓, 수성 붓, 특수 붓, 칠 붓 등이 있다.
4. 좋은 붓의 선택
① 털이 광택이 있고 촉감이 좋으며 꺾이거나 절단되지 않아야 한다.
② 털 끝이 가지런히 정돈 되어야 한다. (손가락 끝으로 어루만질 때 털 끝이 부드럽게 느껴져야 한다)
③ 굵은 털이 섞여 있지 않아야 한다.
④ 털의 허리부분이 너무 강하지도 않고 약하지도 않는 것으로 적당한 탄성을 가져야 한다.
⑤ 뿌리다짐이 충분하게 되어 있어 털이 빠지지 않아야 된다.
6-3. 주걱 도장
- 퍼티(Putty)나 필러(Filler) 도장에 주로 사용되는 것으로 형태는 작업조건에 따라 다르다.
1. 주걱의 종류
① 쇠주걱 : 주로 사다리꼴형이 많으며 탄성이 좋아 퍼티 등을 반죽하는데 적합하다.
② 나무주걱 : 노송, 벗나무, 단풍나무, 떡갈나무 등을 재료로 하여 주로 삼각형 형태로 반죽이나 바탕붙임, 퍼티 붙임 등에 쓰인다.
③ 고무주걱 : 합성고무를 재료로 곡선이나 등근 면을 바를 때 사용된다.
④ 대나무주걱 : 주로 소형으로 나무부분의 콘케이브(파손, 홈이 파인 부분)에 대해 충진할 때 사용한다.
2. 주걱에 의한 퍼티 도장 요령
① 도장할 주변의 오물을 깨끗이 제거한다.
② 수선 도장을 할 경우에는 주위의 떨어진 토막을 깨끗이 긁어내고 용접부위 등의 슬러지를 제거한다.
③ 잘 반죽한 퍼티를 중심부에 놓고 주걱을 약 45。되게 비스듬히 하여 평활하게 끌어간다.
④ 이때 주걱의 끄는 방향은 요철부위나 흠집이 긴 쪽으로 향하고 둥그런 면일 경우 주걱을 둥글게 돌리면서 끌어간다.
⑤ 2회 도장할 경우 1회 도장부위보다 약간 넓게 도장한다.
6-4. 로울러 도장
1. 로울러 브러쉬
- 오래전부터 애용했던 붓을 편리한 로울러로 바꾸어 작업능률면에서도 크게 향상되었으며 특히 건축공사에서 도장면적의 대부분은 평면도장이므로 로울러 브러쉬 도장이 가장 합리적이고 능률적인 방법으로 쓰여지고 있다.
1) 도장방법
① 도료를 트레이(Tray)에 넣고 로울러에 1/2정도 도료를 적신 다음 트레이판에서 여러번 문질러서 커버털에 도료를 충분히 묻히도록 한다.
② 그 다음 신문지나 베니아판 위에서 로울러를 문질러 커버털에 충분히 베이도록 한다.
③ 다시 도료를 묻혀 트레이 판에 문질러 도료를 균일하게 묻힌 다음 도장에 들어간다.
④ 로울러를 W자형으로 가볍게 운행하여 도료를 소지면에 골고루 분배한 다음에 로울러를 일정한 방향으로 운행하여 자국 등을 없앤다.
⑤ 모서리나 구석 부분에는 로울러가 충분히 미치지 못하므로 그 부분을 먼저 붓으로 도장한 다음 로울러로 전체 면을 도장하는 게 좋다.
⑥ 로울러 도장시에 기포가 생길 우려가 있으므로 도료나 신나의 선택 및 점도의 조절이 필요하다.
6-5. 에어스프레이
1. 도장방법
- 에어스프레이는 붓도장에 비하면 작업능률이 좋고 넓은 부분에 균일하게 도장할 수 있어 현재 공업 생산에서 80~90%가 이 스프레이 도장법을 채택하여 사용하고 있다. 다만, 도료의 손실이 많다는 결점이 있으나 작업능률이 좋다는 것만으로도 보충할 수 있어 가장 보편적인 도장방법에 속한다.
1) 작업조건
① 스프레이 거리 : 소형건은 15~25㎝, 대형은 20~30㎝ 정도가 적당하다. 거리가 멀어지면 도료의 패턴이 커지고 건의 운행횟수도 줄어 부착량이 적고 도료 손실이 많고 너무 접근하면 얼룩, 흐름 등이 현상이 생기기 쉽다.
② 건의 이행속도 : 건을 너무 빨리 움직이면 도막이 얇아져 충분히 젖은 도막을 얻지 못하고 천천히 하면 두꺼워 흐름 등의 현상이 생기기 쉽다. 따라서 가장 좋은 상 태는 건의 크기에 따라 다르나 20~30㎝/초 정도로 피도면에 대해 수평으로 이행한다.
③ 패턴과 겹침도장 : 도료의 패턴은 건의 캡의 공기를 조정함으로써 원형, 타원형, 장방형 등의 형태가 되는데 각각 패턴의 겹침도장 간격은 원형일 경우 1/3정도 겹쳐 도장하고 타원형은 2/5, 장방형은 1/2 정도를 겹쳐 도장한다. 이렇게 하면 대체로 균일한 도막을 얻을 수 있다. 또 가로도장과 세로도장을 하여 균일하게 다듬질하는 것도 중요하다.
④ 도료의 점도 : 도료의 점도는 온도와 밀접한 관계가 있어 온도가 높으면 점도는 떨어지고 낮으면 점도가 높아져 일정한 점도유지가 어렵게 된다. 도장시에 도료의 점도가 높으면 도장면이 거칠어지고 너무 낮으면 풀림이나 흐름 등의 현상이 나타나므로 적절히 조절하여 사용하여야 한다.
⑤ 스프레이 압력 : 중력식, 흡상식 스프레이 경우에는 3~4㎏/㎠, 압송식은 3.5~5㎏/㎠로 높인다. 공기 압력이 너무 낮으면 분무가 거칠어지고 높아지면 도료의 손 실이 많아진다. 미세한 분무를 얻기 위해서는 도료유출량을 적게 하고 공기압력을 약간 올리는 것이 좋다.
⑥ 스프레이 방향 : 건의 스프레이 방향은 물체에 직각으로 되게 한다. 건의 운행은 손목만으로 움직여서는 아니되며 반드시 팔 전체를 움직여서 하도록 한다.
⑦ 건의 조작 : 방아쇠는 2단으로 되어 있는데 1단은 공기만 나오고 2단에서 도료가 나온다. 이것을 한번에 강하게 당기면 처음 도장한 부분이 두꺼워 도막에 흐름이 생긴다. 방아쇠는 운행하기 시작하면서 잡아 당기고 운행을 끝내기 전에 방아쇠를 놓도록 한다. 또 연속도장에서도 건의 교체시에 방아쇠를 놓는 습관을 들이 도록 한다.
2) 도장요령 및 주의사항
① 스프레이는 좌우로 스프레이 하는 편이 자연스러우나 언제나 물체를 스프레이 하기 좋은 곳에 가져가거나 저절로 그 위치에 가도록 한다.
② 평판에서는 처음에 좌우의 양단을 스프레이한 다음 상?하로 스프레이하여 간다.
③ 끝부분을 도장할 때에는 노즐의 중심을 끝선에 맞추도록 한다.
④ 큰 물체에서는 앞쪽에서부터 도장하기 시작하여 다스트(Dust)가 도면에 부착되지 않도록 한다.
⑤ 각이 있는 물체에서는 각진 부분을 먼저 도장하는데 거리를 약간 접근시키고 속도를 빠르게 한다.
⑥ 내측이 있는 각 부분은 다스트가 튀는 일이 없도록 하고 평판때와 마찬가지로 도장해 간다.
⑦ 원통형의 물체는 회전대로 회전하면서 상?하로 천천히 도장하면 얼룩이 없게 된다.
⑧ 좁은 물체에서는 패턴의 폭을 그 물체에 맞춰 적게 한다. 그렇게 하면 도료의 허비가 없이 깨끗이 다듬질 된다.
⑨ 락카 에나멜과 같이 건조하기 쉬운 도료에서는 가급적 연속적으로 스프레이 되도록 한다. 그렇지 않으면 건조된 면에 도료 다스트가 닿아 깨끗한 다듬질이 되지 못 한다.
7. 도료, 도장 및 도막의 결함
□ 도료는 피도체에 도장되어 건조가 되면서, 도막을 형성한 후에야 비로소 그 역할을 완수한다. 따라서 도료는 제조, 수송, 저장, 도장, 건조의 전 기간을 통해 결함이 발생 되는 일이 없도록 충분히 관리되지 않으면 안된다.
7-1. 도료 저장 중에 일어나는 결함
① 엉김 : 도료의 유동성이 없어짐에 따라 아교풀 같이 엉기는 현상
② 침전 : 안료와 전색제가 분리되어 안료가 용기 밑바닥으로 침전하는 현상
③ 피막, 스키닝 : 도료의 표층에 말라붙은 피막이 생긴 현상
④ 점도 상승 : 도료의 보관중 또는 사용중 점도가 상승하는 현상
⑤ 가스발생 : 용기내에서 가스가 발생하는 현상
⑥ 변색 : 도료의 상태에서 초기의 색이 다른 색으로 변화해 버리는 현상
7-2. 도장중 및 건조과정에서 일어나는 결함
① 오렌지필 : 스프레이 도장후 표면에 밀감껍질 모양으로 요철이 생기는 현상
② 곰보 : 도료가 피도면에 잘 부착되지 않고 구멍이나 구덩이가 생기는 현상
③ 기포 : 도료의 도장시 생긴 거품이 꺼지지 않고 도막에 남아있는 현상
④ 미립화 불량 : 스프레이 도장시 분무된 도료 입자가 작게 되지 않는 현상
⑤ 흐름 : 수직면에 도장한 도료의 일부가 흘러내려 두껍게 되는 현상
⑥ 붓자국 : 붓 도장시 붓자국으로 굴곡이 생기는 현상
⑦ 크레터링 : 표면의 큰 구멍을 피팅, 분화구상의 것을 크레터링이라 한다.
⑧ 백화 : 도장시 도막이 주위의 습기를 흡수하여 도막에 안개가 낀 것처럼 하얗게 되는 현상
⑨ 브리딩 : 하도의 착색안료가 상도 도료의 용제에 의해 상도 도막위로 용출하여 상도의 색이 다른색으로 변화하는 현상
⑩ 리프팅 : 상도 도료가 하도 도료를 들뜨게 하여 주름지게 하는 현상
⑪ 건조불량 : 도막이 규정된 시간을 경과해도 건조되지 않는 현상
⑫ 후점착 : 일단 건조된 도막이 다시 점착성을 초래하는 현상
⑬ 색번짐 : 도막의 색상이 녹아 번지며 얼룩이 지는 현상
7-3. 도막 형성 후에 일어나는 결함
① 황변 : 백색이나 담색의 도막이 황변하는 현상
② 핀홀 : 도료를 도장하여 건조후에 도막에 바늘로 찌른듯한 조그마한 구멍이 생기는 현상
③ 변퇴색 : 도막이 주로 외계의 영향에 의하여 다른색으로 변하거나 유채색 안료의 색이 감퇴하여 본래의 색을 잃는 현상
④ 균열 : 도면이 금이 가는 현상
⑤ 주름 : 단독도막 또는 중복 도장시 건조과정에서 도막에 주름이 생기는 현상
⑥ 광택손실 : 도료 자체의 특유 광택이 나지 않는 현상
⑦ 얼룩 : 광택이 나는 곳과 나지 않는 곳에서 얼룩이 지는 현상
⑧ 부풀음 : 도막의 일부가 하지로부터 부풀어 지름이 10㎜ 되는 것부터 좁쌀알 크기 또는 분산 불량과 같이 미세한 수포를 발생하는 현상
⑨ 백악화 : 도막의 표면이 가루가 되어 광택을 잃고 손으로 가볍게 문지르면 가루가 묻어나는 현상
<별표1>도료의 분류방법
분 류 법 |
대표적인 종류의 명칭 예 | |
1 |
성분(도막주요소)에 의한 분류 |
유성도료, 프탈산 수지 도료, 염화비닐 수지 도료, 에폭시 수지 도료 |
2 |
안료의 종류에 의한 분류 |
알루미늄 페인트, 그라파이트 페인트, 광명단 페인트 |
3 |
도료의 상태에 의한 분류 |
조합페인트, 분체 도료, 2액형 도료 |
4 |
도막의 성상에 의한 분류 |
투명 도료, 무광 도료, 백색페인트 |
5 |
도막의 성능에 의한 분류 |
내산 도료, 내알칼리 도료, 방화도료, 방부 도료, 내열 도료, 전기절연 도료 |
6 |
도장 방법에 의한 분류 |
붓도장용 도료, 스프레이 도장용 도료, 정전도장용 도료, 전착 도료, 침적 도장용 도료 |
7 |
피도장물에 의한 분류 |
콘크리트용 도료, 경합금속용 도료, 플라스틱용 도료 |
8 |
도장 장소에 의한 분류 |
내부용 도료, 외부용 도료, 바닥용 도료, 지붕용 도료 |
9 |
도장 공정에 의한 분류 |
하도용 도료, 중도용 도료, 상도용 도료 |
10 |
도료의 경화, 건조성상에 의한 분류 |
자연건조형 도료, 저온 소부형 도료, 가열 건조용 도료, 자외선 경화 도료, 전자선 경화 도료 |
11 |
용도에 의한 분류 |
선박용 도료, 중방식용 도료, 건축용 도료, 자동차용 도료, 목공용 도료, 캔용 도료 |
12 |
도료의 유통 경로에 의한 분류 |
일반 범용 도료, 가정용 도료, 공업용 도료 |
<별표2>하지 종류의 분류표
하 지 의 종 류 |
주 의 점 | ||
시 멘 트 계 하 지 |
현장타설 콘크리트 |
버터판 공법에 의한 콘크리트 |
수분 |
合板型수(PF공법)에 의한 콘크리트 |
알카리도 | ||
鋼製型수(MF공법)에 의한 콘크리트 |
흡입성 | ||
表面化工한 화장 콘크리트 등 |
표면상태 | ||
성 형 콘크리트 |
프리케스팅 콘크리트(PC) |
| |
경량기포 콘크리트(ALC) |
| ||
콘크리트 블럭 등 |
| ||
성형시멘트 제 품 |
석면 스레트 판 |
| |
木毛 스레트 판 |
| ||
규산 칼슘 보드 |
| ||
몰 탈 |
보통 몰탈 |
| |
- 표준 몰탈 |
| ||
- 혼합 몰탈 |
| ||
방수 몰탈 |
| ||
레진 몰탈, 가공 몰탈 |
| ||
금 속 계 하 지 |
철 판 |
보통 강판 |
|
아연도금 강판 |
| ||
알루미늄 |
알루미늄 판 |
| |
기 타 |
스텐레스 강판 |
| |
주철제품 |
| ||
아루미 다이갸스트 |
| ||
木 部 계 하 지 |
천 연 재 |
침엽수 |
|
활엽수 |
| ||
합 판 |
라우베니아, 시나베니아 등 |
<별표3>주요 하지의 성분과 특성의 개요
소 재 |
주 성 분 |
특 성 | |
콘크리트 |
시멘트 모 래 자 갈 |
건조 |
늦다. 두께와 구조에 지배된다. |
알칼리성 |
강하다. 중화에 장시간 요한다. 내부로 부터의 수분은 알칼리성을 나타낸다. | ||
표면상태 |
거칠고 흡입이 크다. | ||
경량 콘크리트 |
시멘트 경량골재 (모래) |
건조 |
늦다. 두께와 구조에 지배된다. |
알칼리성 |
강하다. 중화에 장시간 요한다. 내부로 부터의 수분은 알칼리성을 나타낸다. | ||
표면상태 |
거칠고 흡입이 특히 크다. | ||
프리케스팅 콘크리트 (PC판) |
시멘트 모 래 자 갈 (경량골재) |
건조 |
늦다. 두께에 지배된다. |
알칼리성 |
강하다. 중화에 장시간 요한다. 내부로 부터의 수분은 알칼리성을 나타낸다. | ||
표면상태 |
거칠고 흡입이 크다. | ||
경량기포 콘크리트 (ALC판) |
시멘트 규사 발포제 석회 |
건조 |
흡수현상이 크기 때문에 주의를 요한다. |
알칼리성 |
中 정도 | ||
표면상태 |
거칠고 흡입이 크다. 표면강도가 작아 손상을 받기 쉽다. | ||
몰탈 |
시멘트 모래 |
도막두께 |
10~25㎜ |
건조 |
표면건조는 빠르나 내부함수율은 구조체의 작용을 받는다. | ||
알칼리성 |
강하다. 내부로 부터의 수분은 알칼리성. | ||
표면상태 |
거친면, 평활한 면에 따라 흡입정도가 다르다.(마감 방법에 따라 다르다) | ||
석면, 시멘트판 (스레트) |
시멘트 석면 |
알칼리성 |
중화가 아주 늦다. |
표면상태 |
재질이 불균일하여 흡입이 크다. | ||
규산 칼슘관 |
석회,석면,규산질, 시멘트 |
알칼리성 |
중성-알칼리성 |
표면상태 |
무르다. 흡입이 아주 큰 것이 있다. | ||
석고보드 |
소석고 |
표면상태 |
양면지의 흡입이 아주 크다. |
|
|