방식 페인트의 흔한 결함 및 대책

1. 흐름 현상

수직면에 도장할 때 일부 도료가 중력에 의해 흘러내려 얇은 도막에 불균일한 줄무늬와 스트라이프가 생기는 현상이다. 이는 일반적으로 용매 증발 속도가 느리거나, 도장 두께가 과도하게 두꺼운 경우(예: 브러시 도장 시 과도하게 두껍게 칠한 부위), 스프레이 노즐을 너무 가까이 대고 분사하거나, 적절하지 않은 분사 높이를 유지하거나, 도료 점도가 낮거나, 주변 공기 중 용매 증기 농도가 높거나, 공기 유동이 약하거나, 도장 대상물의 복잡한 형상으로 인해 도료가 틈새에 집적되는 것 등 여러 원인으로 발생한다. 흐름 현상을 방지하기 위해서는 도료 점도를 엄격히 관리하고 작업자의 숙련도를 향상시키는 것이 매우 중요하다. 또한 스프레이 거리를 조정하고, 한 번에 지나치게 두꺼운 도막을 형성하지 않도록 주의해야 한다.

2. 하도 침투

상도를 도포한 후, 하도가 용제에 의해 부식되거나 기재로부터 벗겨져 주름이 생길 수 있습니다. 이는 상도 내 용제가 하도를 연화 및 팽윤시켜 발생하는 현상입니다. 주요 원인은 하도와 상도의 부적절한 조합 또는 하도가 완전히 건조되기 전에 상도를 두껍게 도포한 데 있습니다. 적절한 도료를 선택하고, 상도를 도포하기 전에 하도가 완전히 건조되었는지 확인하는 것이 중요합니다. 부식(바이팅)을 방지하려면 첫 번째 도막을 얇게 도포한 후, 두 번째 도막을 도포하기 전에 약간의 시간을 두는 것이 좋습니다.

3. 색상 침투

프라이머 또는 기재의 색상이 상도 필름으로 흡수되어 오염이 발생합니다. 이는 프라이머 내 유기 안료 또는 수지가 상도의 용제에 의해 용해되어 색상이 상도로 침투하기 때문입니다. 이러한 색상 침투를 방지하기 위해 프라이머와 상도 사이에 차단층(격리 코팅층)을 한 도막 추가 도포하여 침투 경향이 있는 프라이머를 격리할 수 있습니다.

4. 백화

이 현상은 도장 후 페인트가 매트하거나 탁한 상태, 혹은 반투명한 피막을 형성하며 건조 과정에서 흰색으로 변하기도 하는 것을 말합니다. 이는 공사 현장의 습도가 높고 대기 중 수분 함량이 많으며, 용제가 급격히 증발하고 주변 온도가 급격히 하락함에 따라 피막 표면에 수증기가 응결되어 수지나 고분자가 석출되면서 백화(백색화)가 발생하는 데 기인합니다. 이를 방지하기 위해 끓는점이 높고 증발 속도가 느린 유기 용제를 사용하거나, 도장 대상 표면을 사전 가열하여 주변 온도보다 약 10℃ 높게 유지해야 합니다. 또한 공사 현장의 온도, 습도 및 용제 증발 속도에 유의해야 합니다.

5. 기름을 남기고 웃어라

시공 후 표면의 도막이 수축하여 왁스 종이 위의 물처럼 보이며, 반점이 생기고 하층이 드러난다. 이 현상은 주로 도료의 표면 습윤성(접촉각)이 낮아 균일한 도막을 형성하지 못하고 오히려 수축하여 액적 형태로 뭉치기 때문이다. 또한, 도막 두께가 지나치게 얇을 경우에도 수축이 발생하기 쉽다. 가능한 원인으로는 표면이 지나치게 매끄럽거나 기름기가 많음, 도료가 적절히 보관·숙성되지 않음, 도료 내에 기름이나 불순물이 혼입됨, 용제의 휘발 속도가 부적절함, 표면 전처리가 부족함, 분사건의 배관 내에 기름 또는 수분이 유입됨, 시공 시 주변 온도가 너무 낮음, 또는 도료 점도가 과도하게 높음 등이 있다.

6. 건조 속도 저하 및 재부착

코팅을 적용한 후, 필름 형성 시간이 제품의 기술 조건에서 명시된 건조 시간을 초과하거나, 필름이 경화되지 않거나, 단단해지지 않거나, 표면은 마르지만 내부는 마르지 않은 경우 이러한 문제가 발생할 수 있습니다. 재접착(re-adhesion)은 코팅이 건조 또는 경화된 후에도 끈적거림이 남아 있을 때 발생합니다. 두 문제의 원인은 유사합니다. 첫째, 코팅제의 품질이 문제일 수 있으며, 증발 속도가 느린 용제를 사용하거나 과도하게 두꺼운 필름을 도포하면 산화가 표면에만 제한되어 하층이 완전히 건조되지 못하게 됩니다. 따라서 필름은 얇고 고르게 도포해야 하며, 필요 시 여러 번에 걸쳐 도포하는 것이 바람직합니다. 또한 프라이머가 완전히 건조되지 않았을 경우에도 건조 과정에 영향을 미쳐 건조 시간이 연장되거나 재접착이 유발될 수 있습니다. 이를 해결하기 위해 증발 속도가 빠른 용제를 사용하거나, 도포 장소의 온도를 상승시키거나, 첨가제를 추가하는 방법이 있습니다.

7. 핀홀(pinholes)

도장막 상에 가죽과 유사한 바늘 모양의 미세한 구멍 또는 기공이 형성될 수 있으며, 이 구멍의 지름은 약 100μm로, '핀홀(pinholes)'이라고 불립니다. 이 현상은 본질적으로 '스마일링(smiling)'과 유사한데, 도장막 형성 과정에서 일부 영역이 도장되지 않은 채 남는 경우입니다. 그러나 핀홀은 도장막을 관통하여 기재 표면까지 직접 노출됩니다. 반면, 수축(shrinkage)은 매우 얇은 잔류막을 남깁니다. 핀홀 발생의 주요 원인은 공기 방울의 존재, 안료의 젖음성 부족, 또는 도장막 두께가 지나치게 얇음 등입니다. 이러한 문제는 도료 자체의 특성과 도장 공정 모두에서 기인할 수 있습니다. 핀홀을 방지하기 위해서는 시공 절차를 철저히 준수하는 것이 중요하며, 부적절한 용제 선택 및 혼합, 안료 분산 불량, 도료 내 기포 배출 불량, 도장 대상 표면의 오염, 그리고 열악한 도장 환경 등의 문제를 효과적으로 해결해야 합니다.

8. 거품 발생

도장막의 일부가 기재 또는 하층으로부터 부상하여 액체나 기체로 채워지고, 막 표면에 원형 돌기들이 나타난다. 이 현상의 대부분은 시공 오류에 기인하며, 주로 도장막 내의 습기나 휘발성 액체 때문인 경우가 많다. 이를 방지하기 위해 도장 대상 표면은 깨끗해야 하며, 도장막은 완전히 건조되어야 하고, 고습 환경에서 보관해서는 안 된다. 또한, 다공성 프라이머는 반드시 밀봉 처리해야 한다.

9. 오렌지 껍질 현상

스프레이 도장 시 매끄럽고 건조된 필름이 형성되지 않고, 대신 오렌지 껍질처럼 울퉁불퉁한 질감이 나타나는 현상을 '오렌지 필'이라고 한다. 이 문제는 주로 두 가지 요인에 의해 발생하는데, 첫째는 부적절한 도장 기술이고, 둘째는 고휘발성 성분의 급격한 증발이다. 이러한 문제를 방지하기 위해 희석제를 더 많이 사용할 수 있으며, 특히 끓는점이 높은 용매를 선호하는 것이 좋다. 또한 노즐 크기 조정, 스프레이 건과 도장 대상 표면 사이의 거리 조정, 레벨링 제제 추가 등도 효과적인 대책이 된다.

10. 주름

주름은 도료 필름이 베이스 층 또는 건조된 프라이머 위에 직접 도포된 후 건조 과정 중 주름이 생기는 현상을 말합니다. 이러한 주름은 내부 층과 외부 층의 불균일한 건조로 인해 고르지 않고 울퉁불퉁한 능선 형태로 나타납니다. 이는 일반적으로 건조 촉진제를 과량 사용함으로써 발생하는데, 이때 빠르게 건조되는 표면이 느리게 건조되는 층을 덮어버려, 느리게 건조되는 층이 팽창할 공간을 잃고 상향 수축하게 되어 주름이 형성됩니다. 또한 도료 필름을 지나치게 두껍게 도포하거나, 외부 층이 제대로 건조되지 않거나, 도료를 강한 직사광선 아래에 두거나, 베이킹 온도를 지나치게 높게 설정하는 것도 모두 주름을 유발할 수 있습니다. 이 문제를 해결하기 위해 건조 촉진제의 사용량을 줄이거나, 동일한 종류의 건조 속도가 느린 도료를 혼합하거나, 적절한 용제를 선택하는 등의 방법을 사용할 수 있습니다. 더불어, 십자형(크로스) 방식으로 도장하거나 베이킹 시 급격한 온도 상승을 유도하는 것도 이러한 현상을 유발할 수 있습니다.

11. 커버 하부 품질 불량, 하부 노출

도장 후에도 맨눈으로 하부 층이 보이는 현상입니다. 이는 미도장 또는 도장 두께가 지나치게 얇아서 발생하는 경우를 '노출'이라고 합니다. 이러한 문제는 일반적으로 도료의 커버력 부족, 안료 함량 낮음, 안료 침전으로 인한 교반 미흡, 도료 과도한 희석 등에서 기인합니다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 적절한 도료를 선택하는 것 외에도, 시공 시 충분한 교반, 신중한 도장 작업, 그리고 강력한 커버력을 갖춘 도료 사용이 필요합니다.

12. 광량 손실

상도 필름이 건조된 후 원하는 광택을 얻지 못하거나, 수 시간 또는 수 주가 지난 후 광택이 점차 감소하는 경우 이를 광택 손실(gloss loss)이라고 한다. 코팅의 노화로 인해 시간이 지남에 따라 광택이 자연스럽게 점차 감소하는 현상은 광택 손실로 간주하지 않는다. 코팅 자체 측면에서 문제는 종종 부적절한 배합 공식, 안료의 부적절한 선정 및 혼합, 수지의 중합도(polymerization degree) 부적합, 그리고 상호 용해성(mutual solubility) 부족에서 기인한다. 시공 측면에서는 도장 대상물의 표면 전처리 불량, 코팅 표면의 거칠기, 상도의 과도한 흡수 등으로 문제가 발생할 수 있다. 기후 요인 역시 영향을 미치는데, 추운 날씨에는 수증기가 표면에 응결되어 코팅의 광택을 떨어뜨린다. 베이킹 코팅의 경우, 베이킹 장비에 코팅물을 너무 이른 시점에 투입하면 코팅 필름이 충분히 레벨링(level out)될 시간을 갖지 못해 안료가 표면에 집적되고 기공(pores)이 형성되며, 이는 육안으로 관찰 시 광택 손실로 보이게 된다. 이를 방지하기 위해 도장 대상물의 표면을 철저히 준비하여 매끄럽고 틈새가 없도록 하고, 명시된 건조 조건을 엄격히 준수하며, 필요 시 적절한 실링 층(sealing layer)을 적용해야 한다.

13. 분말화

기후의 영향을 받아 도장면이 표면 손상이나 분말화 현상을 보일 수 있으며, 이때 광택이 감소한다. 일반적으로 이 현상은 흰색으로 나타나며, 도장면을 손으로 만지면 안료 입자가 손가락에 쉽게 붙는다. 이를 ‘분말화(powdering)’라고 한다. 이는 도장면이 장기간 자외선에 노출되어 안료 입자 주변의 도료 접착력이 약화되었기 때문이다. 분말화는 표면에 국한되며, 한 번에 발생하는 분말량은 소량이지만, 하부 도장면은 완전히 손상될 때까지 그 구조적 무결성을 유지할 수 있다. 분말화 정도는 기재 재질의 종류, 안료의 종류, 그리고 안료 대 기재 비율과 같은 요인에 따라 달라진다. 분말화를 유발하는 외부 요인으로는 도장면이 노출되는 자연 환경, 즉 자외선 조사, 습도, 산소, 해양성 기후, 화학 부식 등이 있다. 또한 도장면 두께가 지나치게 얇거나, 건조 전에 비, 안개, 서리 또는 이슬에 노출될 경우 분말화가 조기에 발생할 수 있다. 따라서 적절한 도료 종류를 선택하는 것이 매우 중요하다. 예를 들어, 내식성이 뛰어난 에폭시 코팅은 내후성이 낮아 조기 분말화를 유발할 수 있으며, 아스팔트 도료도 동일한 경향을 보인다. 시공 시에는 도장면이 일정 두께를 확보하도록 하는 것이 중요하다.

14. 균열

페인트 필름에 균열이 발생하는 현상을 '크래킹(Cracking)'이라고 한다. 이는 미세 균열, 조대 균열, 크레이징(Crazing)으로 구분되며, 모두 페인트 필름의 노화 징후이다. 크레이징은 페인트 필름이 기재까지 뚫고 나가 기재 재료를 노출시키거나, 완전히 침투하지는 않지만 거북이 등껍질 무늬와 유사한 형태로 균열이 발생하는 현상을 말한다. 대부분의 페인트 필름은 장기간 사용 후 크레이징이 나타나는데, 이는 코팅이 실패하여 재도장이 필요함을 의미하며, 결함으로 간주되지 않는다. 반면 결함성 크래킹은 도장 후 비교적 짧은 시간 내에 크레이징이 나타나는 경우를 말한다. 이는 일반적으로 프라이머와 상도의 불일치로 인해 발생하는데, 예를 들어 장유성 프라이머 위에 경질 페인트 필름을 도장하면 페인트 필름의 탄성이 부족해져 두 층 사이에서 팽창 및 수축력이 불일치하게 작용할 수 있다. 또한 프라이머가 완전히 건조되지 않은 상태에서 과도하게 두꺼운 코팅을 하거나, 상도를 프라이머가 완전히 마르기 전에 도장하면 크래킹이 발생하기 가장 쉽다. 외부 요인에 의한 크래킹 역시 심각할 수 있다. 열대 지역의 고온·고습 환경에서는 온도 변화로 인해 페인트 필름이 팽창 및 수축하고, 빈번한 수분 흡수 및 증발이 반복되면서 쉽게 크레이징이 유발될 수 있다. 또한 도장 전 페인트를 충분히 혼합하지 않아 원래 설계 배합 비율이 변경되거나, 실내용 페인트를 야외 금속 표면에 사용하는 등의 경우에도 크레이징이 발생할 수 있다. 미세 균열 및 조대 균열 문제는 보다 탄성 있는 페인트를 선택하고, 도장 후 형성되는 필름이 표면의 팽창 및 수축력과 일치하도록 함으로써 해결할 수 있다. 크레이징의 경우 특히 호환성 있는 페인트를 사용하는 것이 중요하다.

15. 벗겨짐

도장막이 균열을 일으키고 접착력을 잃게 되면, 결국 표면에서 떨어지거나 프라이머층과 분리되는데, 이로 인해 주로 두 가지 문제가 발생한다: 도장막이 작은 조각 단위로 벗겨지는 경우와 전체 도장막이 한 번에 벗겨지는 경우이다. 이러한 문제는 일반적으로 부적절한 표면 처리, 부적절한 프라이머 선택(예: 상도층의 부착력 확보가 어려운 과도하게 경화된 프라이머막 또는 광택이 지나치게 높은 프라이머), 시공 오류, 도장막 두께가 과도하게 두꺼운 경우, 또는 특히 습기에 노출되었을 때 도장막 층 간 건조가 불충분한 경우에 발생한다. 전체 도장막이 벗겨지는 현상은 두 층의 도료 간 불일치, 층 간 오염, 또는 도장막의 심한 분말화(powdering)로 인해 발생할 수 있다.

16. 녹 발생

검정 금속에 도장이 완료된 직후, 도막 하부에 붉은 줄무늬가 나타나거나 도막을 통해 녹점이 발생할 수 있습니다. 초기에는 도막이 노란색으로 보이다가 이후 균열이 생기고, 이로 인해 피팅(pitting), 핀홀(pinholes), 도막 하부 부식 등이 발생하며, 이를 종합적으로 ‘녹 발생(rusting)’이라고 합니다. 이러한 현상은 기재(substrate)의 표면 품질이 낮거나, 제거되지 않은 잔류 녹, 도장 전 처리가 부적절하거나, 인산염 처리(phosphating treatment)가 불완전하게 수행되었거나, 도막 자체가 불완전하여 핀홀이나 누락된 부분이 존재하는 데 기인합니다. 또한 도막의 내식성이 부족하거나, 도막 두께가 지나치게 얇거나, 층간 핀홀이 적절히 커버되지 않아도 문제가 발생할 수 있습니다. 이 경우 수분과 산소가 침투하여 전기화학적 부식이 유발됩니다. 도장 대상물은 반드시 철저히 세척되어야 하며, 가능하면 인산염 처리를 실시하여 도막의 무결성을 확보해야 하며, 작업물의 내부 및 외부 표면 모두에 도장을 완료하는 것을 목표로 해야 합니다.