스테인의 새로운 기술동향 2. 수성 결합제의 새로운 세대

수성 결합제의 새로운 세대

최근 부각되고 있는 환경문제와 관련하여 휘발성유기화합물(VOCs)의 저감에 이슈로 부각되고 있다. 이와 관련하여, 많은 도료업체에서 VOCs를 저감한 제품들을 출시하기 시작했고 이런 과정에서 수성의 제품들이 많이 소개되고 있다. 하지만 기존의 수성 제품들은 극히 제한적인 내구성과 탄닌을 많이 함유한 목재에는 적합하지 않는 등 여러 가지 문제점이 있었다.

일반적인 이런 수성스테인들은 주로 아크릴 라텍스를 베이스로 이를 변형한 제품들이 주를 이루고 있었다. 이런 제품들은 목재를 보호하기 위해 표면에 얇은 막을 형성하곤 하지만, 이 제품들은 오일이나 실러처럼 목재속으로 침투하지 못하고 또한 그 부착력 또한 매우 떨어진 것이 사실이다. 이러한 현상을 극복하기 위해서 많은 연구들이 이루어졌고, 그에 따른 진보된 제품도 일부 개발되었으나, 라텍스 수지의 특성상 목재구조와 완벽하게 결합하기가 어려워, 도장의 갈라짐이나 들뜸 그리고 벗겨짐 등의 문제가 종종 발견되기도 했다.*

이러한 문제점을 극복하고자 새로운 기술의 개발에 많은 노력이 있었으며, 이에 따라 목재데크나 가구에 사용할 수 있는 내구성이 뛰어나며, 사용하기도 쉬우며, 관리주기를 늘려줄수 있는 제품들이 개발되었다. 또한 이러한 새로운 기술은 신규 도장의 필요할 경우 도장의 실패의 경우 도막의 지속성과 도막의 갈라짐이나 벗겨짐 대신 도막이 자연스럽게 소멸되는 것에 대한 균형에도 초점을 맞추어 개발하였다. 현재의 제품으로는 이런 경우 강제로 기존 도막을 제거하고 새로게 칠하는 방법밖에 없었다

이 새로운 수성 알키드 수지 제품들은 목재 내 공극에 침투하여 채워줄 수 있는 천연오일을 비롯하여 목재데크나 가구를 보호할 수 있는 기본적인 특성 등을 가지고 있는 아크릴이나 우레탄 고분자 수지들이 함께 함유 되어 있다. 표1에서는 아크릴이나 우레탄이 함유된 알키드 수지의 장점을 보여주고 있다.

이 새로운 알키드 수지는 그 입자가 매우 작아 90 nm 밖에 되지 않기 때문에 목재섬유 속으로 손쉽게 침투할 수 있다. 이 고분자 들은 목재 속에 침투하여 목재 속에서 산화되어 목재 구조의 일부분처럼 형성되어 진다. 이러한 도막형성은 본래 목재의 하자요인인 치수불안정성을 극복하는데 많은 도움을 준다.

이러한 특성에 의해 새로운 아크릴이나 우레탄이 함유된 수성 알키드 도료의 경우는 데크용 목재도료가 다음과 같은 특성을 부여한다..

 

• 공극이 많은 수종을 포함하여, 거의 모든 수종에 동일한 도장이 가능함
• 현재의 도료보다 내구성 면에서 2배정도의 효과를 나타내며, 도장의 갈라짐이나 벗겨짐 없이 도막이 서서히 벗겨짐에 따라, 신규도장 시 이전 도장을 벗겨낼 필요 없이 손쉽게 재도장을 할 수 있다.
• 다양한 수종의 목재에 어울릴 수 있다, 다양한 색상을 연출 할 수 있다.
• 도장작업이 매우 빠르게 진행될 수 있다. 작업면적에 따라 다를 수 있지만 하루나 혹은 주말을 이용하여 작업을 마칠 수 있다. 하지만 충분한 재도장기간(Open time)이 있어 도장이 겹치는 현상(Overlap mark)을 방지할 수 있다.
• 휘발성 유기화합물의 함량이 매우 적다 (50 g/l, 티크오일의 경우 400 g/l)
• 도장도구의 세척을 유기용제 필요없이 물과 세제를 이용해서 닦어낼 수 있다. 이에 따라 VOC의 배출도 줄이고, 도장도구의 수명도 연장할 수 있다.
• 목재속으로 10 um 까지 침투하여, 목재 속에 흡착한다.