피도물

피도물(被塗物)은 목재, 콘크리트, 강재 등 도장할 재료를 말한다. 피도물은 도장의 대상이 되는 대상이며 피도장물이라고도 한다.

개요

피도물에는 금속을 비롯해서 목재, 콘크리트, 플라스틱 등 기타 여러 가지 종류가 있다. 피도물을 보호하고 치장하기 위한 스프레이 도장은 수백년 전에 시작된 후 현재까지 커다란 변화가 있었다. 산업혁명으로 공장들은 표면처리가 필요한 신제품을 끝없이 생산하였으며 그에 따라 그 제품들의 표면을 보호하고 치장하기 위한 다양한 코팅 물질이 계속 개발되었다. 이들 피도물은 나름대로의 조성과 성질을 갖고 있어 도료라는 화학성분을 도막으로 형성한다. 도장의 목적은 피도물을 보호하므로서 원하는 만큼이 수명을 유지시킴과 동시에 아름다운 외관이나 특정의 목적을 지닌 기능 등과 같은 서비스를 얻기 위한 것이다. 도료는 다양한 기능을 발휘할 수 있는 액체의 성분이나 분말 또는 페이스트 등과 같은 상태로도 되어있으나 도료 자체로 말하면 반제품에 지나지 않는다. 이러한 도료가 완제품으로 되기 위해서는 도장이라는 수단을 빌리지 않으면 안된다. 도장은 도료가 갖는 다양한 기능을 피도물에 칠하므로서 강고한 도막을 형성시켜 피도물을 보호하고 아름다운 외관을 부여함은 물론 목적하는 기능성을 발휘하게 하는 것을 말한다. 따라서 도막 품질은 도료라는 것을 사용하는 사람이 어떻게 잘 사용하느냐에 따라 좌우된다. 도장의 방법은 이러한 도막 품질을 어떻게 만들어낼 것인가의 수단으로서 도장 장소, 목적, 용도, 도장내용 등에 따라 붓 도장, 롤러 도장, 스프레이 도장, 침적 도장, 정전 도장, 전착 도장, 플로우코터 도장, 담보 도장, 롤 코팅 도장, 진공증착 도장 등에서 선택해야 한다.

도장을 하면서 가장 흔하게 발생하는 불량 중 하나가 도막 표면에서 눈에 보이는 이물질 불량이다. 이물질 불량은 이물질에 따라서 다양한 종류로 구분이 가능하고 이물질이 도막에 미치는 영향에 따라서도 불량의 양상이 다르게 나오기도 한다. 피도물이 도장 부스로 들어가기 전에 피도물의 표면에 먼지나 가공 중에 남은 철가루, 흙먼지 등의 이물질과 소재 표면 불량이 없는지 반드시 확인이 필요하다. 특히 가공 중에 생길 수 있는 라미네이팅이나 디버링 등의 작업에서 나오는 철가루나 연마재 등이 남아 있는 경우 비트 불량이 될 수 있다. 또한 피도물의 형상에 따라서 로딩 과정에서 피도물 안쪽에 숨어있던 이물질이 도장 표면으로 나오는 경우가 있기 때문에 로딩 후 스프레이 도장 전에 피도물의 표면을 확인해야 한다. 분체도장을 할 때는 반드시 도장 부스와 집진설비, 스프레이건과 호퍼, 콘트롤러 등 다양한 장비와 설비가 주변에 있다. 도장부스가 개방형인 경우에 먼지와 같은 비산된 이물질이 도장과정에 피도물을 오염시키는 경우가 많다. 분체 도장을 할 때 피도물을 고정 또는 이동하기 위해서 지그와 고리를 많이 사용한다. 잘 관리된 지그와 고리는 원활한 통전으로 좋은 분체도장 품질을 만드는데 도움을 준다. 하지만 관리가 부실한 지그와 고리는 표면에 두껍게 붙은 도료층으로 인해서 통전을 방해할 뿐 아니라 여러 차례 소부 과정으로 과경화된 도료가 부서져서 피도물을 오염시키는 경우도 있다. 분체도장은 열경화성 도료로 도장하는데 반드시 건조로가 필요하다. 건조로는 대부분 열풍을 이용하기 때문에 건조로 내부에 먼지나 산화물이 많아지면, 열풍에 의해서 비산되어 피도물을 오염시킬 수 있다.

종류

철강 및 저합금강

철강은 구조물의 중심이 되지만 철강 그 자체의 상태에서 부식하기 때문에 도장의 주 대상이기도 하다. 철강은 도장 전의 보관단계에서 많고 적은 발청이나 유지류의 부착이 있다. 따라서 도장 전처리로서 녹제거 또는 탈지 등의 작업이 필요하다. 냉간압연강판은 화성처리를 했기 때문에 도장할 부분이 많다. 도장은 상온 자연 건조형 도료부터 가열 건조형 도료에 이르기까지 용도에 따라 많은 종류의 도료를 선택해서 사용할 수 있다. 스텐레스강은 근본적으로 내식성이 좋기 때문에 도장의 필요성은 그다지 없다. 그러나 미관을 부여하기 위해서 몇몇 건물에 도장이 이루어지고 있는데, 중요한 것은 스텐레스의 표면이 평활하기 때문에 도료의 밀착성에 주의할 필요가 있다.

비철금속

도장의 대상이 되는 비철금속으로는 아연, 알루미늄 등이 있다. 아연은 내식성 금속이어서 해안 등지에서 염류에 의한 부식방지 및 색채의 부여를 위해 도장하는 예가 많다. 아연 도장에서는 2차적인 밀착성 저하가 나타나기 때문에 전문 도료의 사용, 에칭 프라이머 도장, 표면처리 등이 이루어지고 있다. 알루미늄은 구조물, 공업제품, 식관 등에 광범위하게 사용되고 있으며, 용도에 따라 각기 도장내용이 다르다. 도료의 밀착성이 떨어지며, 부식상태도 철강과 다르기 때문에 에칭 프라이머 도장, 표면처리를 하고 하도 도료의 방청 안료도 철강용 하도 도료와는 다른 방청 안료가 사용된다.

콘크리트

콘크리트, 시멘트 몰탈 도장은 미장, 염해에 의한 철근의 부식방지, 약품에 의한 콘크리트의 열화방지 등을 목적으로 이루어지며 목적에 따라 도장의 종류도 다르다. 콘크리트 면은 알칼리성을 띠기 때문에 에폭시 수지 도료나 아크릴 수지 도료 등으로 도장하는 경우가 많다. 콘크리트의 미장을 위한 도장은 건축 구조물의 내, 외장면에 주로 많이 이루어지고 있지만, 최근에는 토목 구조물에까지도 주변환경과의 조화를 이루기 위한 도장이 실시되고 있다. 해안지역의 철근 콘크리트 구조물에서는 염해에 의한 철근 부식이 인지되고 있어, 표면 도장은 물론 철근에폭시 분체 도장으로 하고 있는데, 이 경우, 소지의 보호뿐만 아니라 미관을 고려한 도장이 겸해지고 있다고 할 수 있다. 하수도시설 등의 콘크리트는 산, 알칼리에 의한 표면 열화 방지를 목적으로 도장이 이루어지고 있다.

요업재

요업재는 건축 외장용으로 공장 도장이 많으며 그 종류도 다양하다. 특히, 표면이 약알칼리성을 띠며 흡수성이 있어 도료의 선정에 주의해야 한다.

목재

목재 도장은 건축자재, 가구, 악기, 사무용 가구 등을 대상으로 하지만 용도와 목재의 종류에 따라 다양한 도장이 행해지고 있다.

플라스틱

플라스틱의 도장목적은 미장과 기능성 부여이다. 프라스틱 도장 역시 소재의 종류에 따라 도료의 종류가 다른데, 내용제성, 부착성에 특히 주의해야 하며, 특별히 전용 도료로 설계된 것도 많다.

아스팔트

도로 포장재 등 아스팔트 위에 표식을 위한 목적으로 도장이 이루어진다. 내용제성이라든가 파빙 방지등 특별한 성능을 필요로 하는 전용 도료가 사용된다.

피도재의 기준

금속계 기준

• 철강 : 일반구조용 압연 강재, 용접 구조용 압연 강재, 용접 구조용 내후성 열간 압연 강재로 한국공업규격에 적합한 종류와 상태인 것으로서 스텐레스강을 제외한다.
• 아연도금강재 : 용융 아연도금 및 전기 아연도금을 한 강재로 한국공업규격에 적합한 종류와 상태인 것으로 한다.
• 알루미늄 및 알루미늄합금 : 양극 산화 피막처리 등의 표면처리를 하지 않은 것으로 한국공업규격에 적합한 종류와 상태인 것으로 한다.

콘크리트ㆍ시멘트 몰탈계 기준

충분하게 건조외어 있어야 하며, 분진, 유지분, 녹박리 등 도막의 정상적인 부착을 어렵게 하는 이물질을 소지면으로부터 제거시킨 상태. 들뜸, 경화불량, 기타 취약한 부위는 보수되어 있는 상태.

목부계 기준

• 각 소지의 도장 시 함수율은 18% 이하여야 한다.
• 목사, 건구 공사, 내외장 공사에 의해 시공되어 균열, 결함, 못 자국, 벌레 먹은 곳, 부패한 곳 등은 눈에 띨 정도가 아니어야 한다.
• 투명 도장의 경우는 석출물이 없고, 변색이나 눈에 띨 정도의 구멍이 없는 소지로 하여야 하며, 불투명 도장의 경우에는 석출물이 없는 것이어야 한다.
• 못, 녹물이 없는 것으로서 못 머리의 돌출이 없어야 한다.
• 방부, 방충처리 등과 같이 처리가 이루어진 소지의 경우나 기타 도장 마감으로 좋지 않다고 판단되는 소지의 경우는 감독, 관리자와 협의한다.

플라스틱계 기준

플라스틱 공사에 의해 시공되었기 때문에 갈라지거나 상한 곳 등이 없고 표면에 현저한 흠집, 얼룩, 뒤틀림, 접착제, 이형제, 실링제 등과 같은 부착물이 없는 것을 대상으로 한다. 장치, 장착에 사용되는 못, 작은 나사, 나무 나사 등은 충분하게 방식처리되어 있어야 한다. 플라스틱재의 표면에 특수한 가공이 행해진 경우, 또 타종의 플라스틱재와 조합시킨 부품으로 된 경우 등 경질 염화비닐 수지, FRP 이외의 재료라고 판단된 경우에는 계원과 협의한다.

철재 피도재의 바탕처리

녹

녹(Rust)은 일반적으로 강재면에 생성된 산화물이나 수산화물이다. 철강재의 녹은 흑청 과 적청이 있다. 흑청은 철강의 압연이나 열 가공시 발생된 두꺼운 산화물 층으로 흑피(黑皮) 또는 밀스케일(mill scale)이라 한다. 철면에 접촉층은-산화철(FeO), 다음의 중간층은-삼산화철(Fe3O4), 외부층은-이삼산화철(Fe2O3)의 얇은 피막으로 되어있어 외부로부터의 많은 산소와 결합하여 안정하게 내측의 철을 보호한다. 적청은 철의 표면에 물이 결합하여 생긴 물질이며 주성분은 수산화 제이철(Fe(OH)3)이고 그 내용은 2Fe(OH)3=Fe2O3 + 3H2O 로서 산화제이철에 물분자가 결합한 것이다. 적청은 철 표면에 부착하고 있지 않으며 가끔 떨어져 나가게 되며 물과 결합한 수산화 철은 물에 녹아 부유한다. 이것을 녹물이라고 한다.

표면처리의 중요성

도장의 방청효과는 도막이 강재면에 밀착되어야만 성능을 발휘하게 된다. 도장면과 도막사이에 녹, 흑피, 기타 이물질이 있는 경우 충분한 방청효과는 기대할 수 없으며 발청이 촉진된다. 강재가 녹으로 전환되면 체적이 증가하여 도막이 박리되며 그 사이로 물과 공기가 투과 되어 녹이 확산된다. 또한 평활한 표면 보다는 적당한 조도를 형성하고 있을 때 접촉면적이 커지므로 부착효과가 커지고 강재면에 잘 밀착된다. 그러므로 도료를 도장하기전 강재면을 깨끗하게 하고, 적절한 조도(Roughness)를 형성시키는 것이 필수적이다. 강교도장에서 중방식도료를 사용시 도막수명에 영향을 주는 인자는, 도료의 선택, 도막의 두께, 표면처리의 정도, 도장환경 등의 여러 인자가 있으마, 표면처리의 정도가 도막의 수명에 미치는 기여율은 50%이상 이라고 말할 수 있다.

표면 처리의 목적

표면처리의 목적은 다음과 같다.

• 소지면을 안정화하여 내식성을 향상시킨다.
• 소지면에 부착, 생성된 이물질을 완전히 제거하고, 표면 조도를 형성시켜 도료의 밀착성을 높인다.
• 소지면과 도료의 친화력(Affinity)을 준다.
• 소지면의 돌출부를 제거하여 소지면을 평탄하게 한다.

참고자료

• Civil Engineering, 〈도장공사 용어해설〉, 《티스토리》, 2015-05-13
• Mailcall, 〈도장의 목적과 의의〉, 《다음 카페》, 2002-11-27
• 미르, 〈에폭시 구조용접착제〉, 《다음 블로그》, 2010-04-21
• 〈(도장 불량)이물질(비트) 불량을 줄이는 8가지 방법〉, PowderKorea
• 〈피도물〉, 《우진페인트》
• 시온건축사사무소, 〈피도물〉, 《네이버 블로그》, 2006-01-05

같이 보기

• 가공

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