[목재과학카페] 도장6
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[목재과학카페] 도장6
  • 한국목재신문 편집국
  • 승인 2015.12.30 09:14
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⑥ 도료의 구성
도료는 불휘발성 성분으로써 도막을 직접 형성하게 되는 도막 요소와 휘발성 성분으로써 도막과는 직접 관계가 없으나 도막 형성을 도와주는 도막 조요소로 구성되어 있다. 도막 요소로는 건성유, 수지, 셀룰로오스 유도체 등처럼 그 자체가 도막을 형성하는 물질인 주요소 그리고 건조제, 분산제, 가소제 등처럼 주요소의 도막 형성을 도와주는 물질인 부요소가 있다. 이외에도 도막에 투명성의 색을 부여하는 물질인 염료와 불투명성의 색을 부여하는 물질인 안료도 도막요소에 속한다.
염료로는 천연산의 천연염료와 인공산의 합성염료가 있으며 안료로는 도관구, 목재나 도막의 凹부 등을 메워 평활하게 해주는 기능을 지니는 체질안료와 목재나 도막에 색을 부여해 주는 기능을 지니는 착색안료가 있다. 한편, 도막 조요소로는 도막요소를 용해할 수 있는 용제와 도막 요소를 직접 용해하지는 못하나 도료를 적당한 점도로 희석해 줄 때 사용되는 희석제가 있다. 이들 가운데 용제는 끓는점이 100℃ 미만인 저비점 용제, 100∼150℃인 중비점 용제 및 150℃를 초과하는 고비점 용제로 분류되는데 끓는점이 낮을수록 도료의 건조가 빨라진다.
도장에 있어서는 염료나 안료 등을 피도면 상에서 전개시켜 주는 물질을 일컫는 전색제(vehicle)라는 용어가 흔히 쓰이고 있는데 휘발성 전색제는 휘발되어 도막에 남지 않는 것을 그리고 불휘발성 전색제는 도막에 남아 도장의 목적인 보호, 미관, 물리 및 화학적 성질 등을 부여하는 것이기 때문에 결국 도막의 주요소와 조요소 모두가 전색제에 해당된다.
일반적으로 도료 중 불휘발성 성분인 도막 요소의 비율이 높은 경우 1회 도부로도 두꺼운 도막이 형성되는, 즉 살오름성이 좋아지기 때문에 작업성과 도막의 형성을 모두 고려해 볼 때 점도가 낮으면서도 불휘발성 성분의 비율이 높은 것이 바람직하다. 불휘발성 성분의 부피를 A, 도료의 부피를 B, 건조 전 도막의 두께를 C 그리고 건조 후 도막의 두께를 D라고 했을 때 불휘발성 성분의 비율 R과 건조 후 도막의 두께 D는 다음 식 R = (A/B)ⅹ100(%) 및 D = Cⅹ(R/100)로 구할 수가 있다.

⑦ 도료의 종류
도료는 조요소로 물을 사용하는 수성도료와 기름을 사용하는 유성도료로 나뉜다. 우리가 흔히 들어 잘 알고 있는 페인트(paint)와 니스(varnish)는 유성도료에 속한다. 본래 페인트는 아마인유, 대두유 등의 건성유를 가열해 부분적으로 산화시킨 보일유(boiled oil)에 안료(pigment)가 혼합되어 있는 것을 일컫지만 안료를 지니는 불투명도료의 일반 명칭으로 쓰이기도 하는 반면 건성유와 수지로 구성되어 있는 니스는 안료를 지니지 않는 투명도료의 일반 명칭으로도 쓰이고 있다.
도막 주요소의 종류에 따라 래커처럼 섬유소(cellulose) 유도체를 주성분으로 하는 섬유소도료, 셀락니스(shellac varnish)나 칠(漆, 옻액)처럼 천연수지를 주성분으로 하는 천연수지도료, 폴리우레탄수지도료처럼 합성수지를 주성분으로 하는 합성수지도료 등이 있다.
목재용 도료가 구비할 요건을 살펴보면 다음과 같은 것들이 있다. 첫째, 대량생산과 자동화가 가능할 수 있도록 작업성이 양호해야 한다. 즉, 도장 기기에 적합하고 작업이 간단하고 능률적으로 이루어져야 할 뿐만 아니라 신속히 건조될 수 있는 것이 바람직하다. 둘째, 재면을 보호하는 목적 이외에도 목재 고유의 미관적 가치를 부각시킬 수 있도록 외관이 양호하여야 한다. 셋째, 목재는 다공질체로써 거칠고 불균일한 재면을 지니기 때문에 평활한 도막의 형성을 위해 1회 도장으로도 두꺼운 도막이 형성되는 살오름성이 좋은 것일수록 바람직하다. 넷째, 목재는 상대습도의 변화에 따라 수축이나 팽창을 일으키기 때문에 목재 자체의 할렬이나 틀어짐이 발생할 뿐만 아니라 도막 역시 할렬될 수 있기 때문에 가소성, 즉 탄력성이 있는 유연한 도막이 바람직하다. 마지막으로 부착성과 내수성이 양호해 도막의 박리가 일어나지 말아야 하며 투습성이 작어 흡습에 따른 결함 예방에 대해 우수한 성능을 발휘할 수 있는 것이어야 한다.
현재 사용량이 많은 것으로는 폴리우레탄수지도료, 산 경화형 아미노알키드수지도료, 니트로셀룰로오스래커, 불포화폴리에스테르수지도료, 아크릴래커 등이 있다.

⑦-1. 폴리우레탄수지도료(polyurethane resin finish)
경화된 도막 중에 우레탄결합을 지니는 도료의 총칭으로 1액형과 2액형의 것이 있다. 공통적인 특징으로는 경도, 부착성, 내약품성, 내마모성, 광택성이 우수한 장점이 있는 반면 황변이 일어나기 쉬운 단점이 있다.
ⓐ 기름 변성형 폴리우레탄수지도료: 톨루엔 다이아소시아네이트(TDI)를 기름 또는 유변성(油變成) 알키드수지와 반응시킨 부분 중합체(prepolymer)를 주성분으로 하는 1액형 도료인데 유리 아이소시아네이트기를 지니지 않는 것으로써 유성도료와 마찬가지로 공기 중에서 산화중합되어 경화된다.

<다음호에 계속됩니다.>
국민대학교 임산생명공학과 엄영근 교수

한국목재신문 편집국   webmaster@woodkorea.co.kr

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