페인트(도료)의 정의 및 도료기술의 향후 방향

 

1. 도료의 정의

 

도료란 유동상태(Sol)에서 물체의 표면에 도장하여 부동상태(Gel)의 도막을
형성하므로써 원하는 성능 즉 보호, 미화, 특수기능을 부여하는 화학물질을
말한다.

도료는 화학제품으로 불리우고 있으나 도막을 얻기 위한 중간재료이며 도료의
가치는 물체에 도장이 되어 도막이 형성되어야만 비로소 그 성능을 발휘할
수 있는 것이다.

결국 도료의 최종 목표는 도막이며 소기의 성능은 다음과 같다.

1) 보 호 : 방청, 방습, 방식, 내약품성, 내유성 등

2) 미 화 : 색상, 광택, 표식, 입체화 등

3) 특수기능 : 절연, 방음, 반사, 살충, 곰팡이방지, 대전방지, 전자파 차폐,
방화, 미끄럼방지, 결빙방지, 부착방지 등

 

2. 도료의 조성

 

도료의 조성은 크게 안료, 수지, 첨가제, 용제의 4가지 성분으로 구성되며 그
역활에 따라 도막 주요소, 부요소, 조요소로도 분류된다. 도료의 구성을
살펴보면 다음과 같다.

수지, 첨가제, 용제를 섞은것을 전색제라 하며 이는 투명한 도료인 바니쉬
(Varnish)가 된다. 여기에 안료를 혼합하면 유색도료가 되는 것이다.

 

1) 도막 주요소

도막이 고착하여 본래의 목적인 보호와 미화에 직접 관계되는 안료, 수지
성분을 말한다.

안료에는 유기안료, 무기안료, 체질안료, 금속분 등이 있으며 수지에는
합성수지, 천연수지, 유지, 역청질 등이 있다.

2) 도막 부요소

도막의 성능을 향상시키는 목적으로 첨가하거나 도료를 쉽게 만들기
위해 사용한 물질을 첨가제라고 말한다.

첨가제에는 분산제, 건조제, 소포제, 가소제, 침전방지제, 피막방지제,
증점제, 색분리방지제, 흐름방지제, 방부제, 자외선흡수제, 저장안정제
등이 있다.

3) 도막 조요소

안료와 수지를 연화할 때에 사용하거나 유동성을 증진시켜 도장작업성을
향상시킬 목적으로 사용되며 도료에는 함유되어 있으나 건조과정에서
휘발되어 도막에는 존재하는 않는 용제를 말한다.

용제에는 알콜계, 탄화수소계, 케톤계, 에스테르계, 물 등이 있다.

 

3. 도료의 분류

 

도료는 수지, 용도, 피도물, 도장방법, 건조조건, 도막의 성능, 도장공정, 안료
의 종류 등에 따라 여러가지로 분류할 수 있다. 일반적으로 도료를 분류할
때는 사용할 수지 또는 용도에 따라 주로 분류한다.

1) 수지에 의한 분류

유성도료, 알키드계 도료, 아크릴계 도료, 염화고무계 도료, 초화면계
도료, 에폭시계 도료, 우레탄계 도료, 페놀계 도료, 비닐계 도료, 실리콘계
도료, 불소계 도료, 멜라민계 도료, 불포화 폴리에스테르계 도료 등

2) 용도에 의한 분류

건축용 도료, 선박용 도료, 중방식용 도료, 목공용 도료, PCM용 도료,
공업용 도료, 자동차용 도료, 캔용 도료, DIY용 도료 등

3) 피도물에 의한 분류

콘크리트용 도료, 목재용 도료, 철재용 도료, 플라스틱용 도료, 비철
금속용 도료, 피혁용 도료, 종이용 도료 등

4) 건조방식에 의한 분류

자연 건조형 도료, 가열건조형 도료, 자외선 경화 도료, 전자선 경화
도료 등

5) 도막의 성능에 의한 분류

방청도료, 내산도료, 방화도료, 내열도료, 절연도료, 탄성도료, 방오도료,
방부도료, 대전방지도료, 반사도료 등

6) 도장방법에 의한 분류

붓 도장용 도료, 스프레이 도장용 도료, 정전 도장용 도료, 전착도료,
침적 도장용 도료, 흘림 도장용 도료 등

7) 도장공정에 의한 분류

하도용 도료, 중도용 도료, 상도용 도료, 퍼티류 등

8) 도장장소에 의한 분류

내부용 도료, 외부용 도료, 바닥용 도료, 지붕용 도료 등

 

4. 도료의 특성

 

물체의 표면에 피복하여 그 물체를 보호하고 미화하는 방법에는 여러가지가
있으나 도료는 작업이 편리하고 경제적인 면에서 널리 사용되고 있다.
도료는 피도물에 넓게 부착하여 얇은막을 형성하여야 본래의 목적을 달성할
수 있으며 이렇게 형성된 도막은 그 종류에 따라 다르지만 일반적으로 물리
적(기계적) 강도가 크고 화학적으로도 안정하다.

1) 도료의 건조

도료는 평활한 피막을 형성하기위해서는 액체와 같은 유동성과 적당한
점성이 필요하며 용제휘발 또는 화학반응에 의해 건조되어진다. 주요 건조
과정은 다음과 같다.

˚ 용제휘발형 － 도장된 도료에서 단지 물리적으로 용제가 증발하여 건조
되며 차츰 도막의 건조는 늦어진다. 이것은 용제의 증발
이 진행되면 잔존 도료의 고형분이 높아져 도료의 점성이
상승하여 도막의 내부로부터 용제성분의 이동이 느려지기
때문이다. 용제휘발형 도료는 일반적으로 고분자량의 수
지가 사용되며 대표적으로 초화면계, 비닐계 도료가 이에
속한다.

˚ 가열건조형 － 가열에 의해 고온이 (120∼180℃)되면 용제의 증발과
더불어 수지간에 반응이 일어나 강한 피막을 형성한다.

일반적으로 금속용 도료에 해당하는 멜라민계, 아크릴수
지계 도료가 있다.

˚ 산화중합형 － 건조초기에는 용제의 증발이 있으며 그후 수지중에
함유된 유지의 이중결합부분에 공기중 산소가 들어가
가교형태의 중합이 이루어진다.

이른바 유성도료 및 알키드계 도료가 해당된다.

˚ 반응건조형 － 에폭시나 우레탄계 도료와 같이 사용직전 그 성분을
혼합하면 화학적 반응에 의해 가교반응이 진행되어
초기 분자량이 작은 물질이 고분자화되어 물리적, 화학적
으로 우수한 물성을 발휘한다.

2) 도료의 주요 물성

도료는 여러가지 화학물질이 혼합된 다성분계로써 도막화되어 은폐, 접착,
광택, 경도, 내후성, 내수성, 내약품성, 방청성 등의 물성을 발휘하여야 한다.

 

5. 도료기술의 향후 방향

환경보호(Green Round, Low VOC 등) 및 경제적 측면을 고려하여 도료의 기술

개발은 수용화, 고 고형분화, 무용제화 등의 추세이며 또한 유지관리 및
인건비 상승으로 초내구성, 작업성 용이, 에너지 절약형, 박막형 등의 연구
개발 노력이 진행되고 있다.

 

특히 환경조화형 도료의 개발이 세계적인 추세로 약용제형도료, 고 고형분도료,

분체도료, 수성도료의 전환이 되고 있다.

 

약 용제형 도료로는 대기오염, 스모그현상 및 작업자의 건강, 안전에 악 영향

을 초래하는 방향족계등의 강 용제 대신 지방족계 용제를 사용할 수 있는 약

용제 가용형도료 또는 NAD(Non Aqueous Dispersion) 도료등이 개발되고 있다.

고 고형분도료는 최소한의 용제를 사용하여 도장 작업으로 인한 대기로의 휘

발성분을 최소화하기 위한 목적으로 개발되고 있다.

 

분체도료를 분말도료로서 휘발성분이 거의 함유하지 않아 최근 기존 용제형

공업용 도료의 대체품으로 정착되고 있으며 분체도료의 단점인 후 도막을 박막

도장으로, 고온 경화를 저온 경화로의 연구가 진행되고 있다.

 

수성도료는 수 가용성 도료, 에멀젼도료등이 있으며 수 가용성도료는 수 용해

성 유기용제를 거의 사용하지 않거나 전혀 사용하지 않는 도료가 개발되고 있

으며 에멀젼도료는 기존의 아크릴에멀젼도료 외 2액용제형도료로 사용되는 에

폭시도료 및 우레탄도료를 대체할 수 있는 에멀젼화 기술이 개발되고 있다.

이 외 도료의 재도장 기간을 길게하여 도장으로 인한 환경오염을 최소화하기

위한 고 내구성도료, 환경 및 인체에 유해한 물질을 배제한 무독성 도료, 2액

형 도료의 일액화 기술 개발로 혼합 잔량의 폐기물 최소화 및 용기 절약을 꾀

하고 있다.

 

또한 도료의 특성인 “미장과 보호”에 기능성을 부여한 도료가 점점 더 각광을

받을 것이며 지속적으로 새로운 기능성을 부여한 도료가 개발 될 것이다.

기능성 도료로는 향균, 살충도료, 비 오염성도료, 전자파 차폐도료, 원적외선

방사 도료, 광 촉매도료등 쾌적한 환경을 고려한 기능성 도료등의 기술이 고

기능화로 지속적인 개발이 될 것으로 예상된다.

 

도료는 종합화학 제품이며 정밀화학 분야의 제품으로 관련된 소재산업과 전방

위산업과 깊은 연관이 있으므로 이들 산업의 기술 개발에 따라 많은 변화도

예상되고 있다.