철재, 비철금속 그리고 유리용 도료

1.철재, 비철금속 그리고 유리용 도료의 개요

(1)철재의 특징

철은 화학 원소로서 기호는 Fe이며, 원자 번호는 26입니다. 철은 지구를 이루는 가장 주요한 원소로 지구 중량의 32.07%를 차지하며, 지구 중심핵에 가장 많이 분포하고 있습니다. 철은 고체 상태에서는 은백색의 금속으로, 다른 원소와 결합할 때 다양한 화학적 특성을 보입니다.

철은 고온에서 산소와 결합하면 철산화물을 형성하며, 이는 녹슬음의 주요 원인입니다. 철과 탄소가 결합하면 강철이라는 합금을 형성하며, 강철의 탄소 함량에 따라 그 특성이 크게 달라집니다.

철은 높은 열전도성과 전도성을 가지며, 방온성과 구조적 안정성 또한 뛰어나기 때문에 건축 및 기계 제조 분야에서 널리 사용됩니다. 철은 지구의 자기장을 형성하는 데 중요한 역할을 하고 있습니다. 철은 건설, 운송 수단, 도구, 기계, 그리고 다양한 제품의 제조에 사용됩니다. 철의 특성을 개선하기 위해 다양한 합금이 만들어져 사용되며, 그 중 가장 대표적인 것이 강철입니다.

(2)철재 도장의 필요성 및 도장 시스템

상기의 내용에서 "철온 고온에서 산소와 결합하면 철산화물을 형성" 하다고 합니다. 고온 조건에서 철의 산화를 방지하는 목적으로는 내열도료 제품이 있으며, 열병합발전소, 화력발전소, 지역난방 등의 굴뚝에 사용됩니다. 

또한, 상온에서는 수분인 물이 존재하는 환경에서 산소와 결합으로 산화하여 녹이 발생됩니다. 이러한 발청을 방지하기 위해 녹방지, 방청 페인트 제품을 도장하며 사용조건에 따라서 표면처리를 실시하고 에폭시 하도 / 필요시 에폭시 중도 / 필요시 우레탄 상도(또는 불소, 실리콘 상도)로 마감하여 보호합니다.  

2.철재, 비철금속 그리고 유리용 도료

(1)비철금속의 특징

비철금속은 철을 제외한 모든 금속을 의미합니다. 이들은 다양한 특성을 가지고 있으며, 그 특성은 해당 비철금속의 종류에 따라 크게 달라집니다. 일반적으로 비철금속의 주요 특징은 다음과 같습니다:

- 경도 : 비철금속은 대체로 철보다 경도가 낮습니다. 그러나 이는 금속의 종류에 따라 다르며, 예를 들어, 보론은 매우 단단한 비철금속입니다.

- 밀도 : 비철금속은 대체로 철보다 밀도가 낮습니다. 이는 그들이 자동차, 항공기 등의 제조에 사용되는 이유 중 하나입니다.

- 전기 및 열 전도성 : 비철금속은 일반적으로 철보다 전기 및 열 전도성이 낮습니다. 그러나 구리와 같은 일부 비철금속은 뛰어난 전기 전도성을 가지고 있습니다.

- 내식성 : 많은 비철금속이 뛰어난 내식성을 가지고 있어, 화학 물질이나 부식 환경에 노출될 때 사용하기 적합합니다.

- 색상 : 비철금속은 다양한 색상을 가지고 있습니다. 예를 들어, 구리는 붉은 갈색이고, 금은 노란색이며, 알루미늄은 은백색입니다.

이러한 특성 때문에 비철금속은 건설, 전자, 항공우주 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 그러나 이들의 특정 특성은 해당 비철금속의 종류에 따라 크게 달라집니다.

(2)비철금속 도장의 필요성 및 도장 시스템

철재 비철금속 그리고 유리용 도료

비철금속은 상기 내식성 항목에서 적어놓은 사항을 참조하면 많은 비철금속이 뛰어난 내식성을 가지고 있어, 화학물질이나 부식환경에 노출될 때 사용하기 적합하다고 합니다. 여기서 더 추가적인 내식성 개선 그리고 화학적 부식에 견디는 특성을 더욱 강화하고 추가하고자 페인트 도장을 합니다. 
 
또한, 색상항에서 설명하는 것과 같이 비철금속은 다양한 색상을 가지고 있습니다. 구리 붉은 갈색, 금은 노란색, 알루미늄은 은백색으로 기존의 색상 변경이 요구되고 추가적인 내석성 향상을 위해 도장합니다. 일반적으로 구리, 금은 추가적으로 도장하는 경우가 적으며, 상대적으로 알루미늄의 경우 미장 즉, 색상을 부여하기 위해 주로 페인트 도장을 합니다. 
 
비철금속의 도장시스템은 비철금속용 에폭시 프라이이머 / 상도 우레탄, 실리콘, 불소 등을 도장합니다. 

(3)유리 도장 및 도장시스템 

유리는 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다. 비결정질 고체로 유리는 단단하고 깨지기 쉬운 비결정질 고체입니다. 투명성, 유리는 투명하고 매끄러운 특성을 가지고 있습니다. 생물학적으로 비활성,생물학적으로 비활성인 특징이 있어 창문, 병, 안경 등을 만드는 데 사용됩니다. 주요 성분, 모래나 수정을 구성하는 이산화 규소가 주요 성분입니다. 열에 대한 반응, 유리는 고온에서 액체와 같이 유동성을 띠다가, 온도가 낮아짐에 따라 점차 점성이 증가하여 나중에는 굳은 고체상태로 변합니다. 인장강도와 압축강도, 일반적으로 유리는 인장강도가 작고 압축강도가 큽니다.
이 외에도 유리는 다양한 종류와 성질을 가지며, 그 용도에 따라 다른 물질을 첨가하여 만들어집니다. 이러한 특성들로 인해 유리는 건축, 제조, 과학 등 다양한 분야에서 널리 사용됩니다.
상기와 같은 특성 중 유리의 투명성을 변환하고자 각종의 색상을 도장하여 칼라유리, 거울을 도장하여 만듭니다. 유리는 생물학적 비활성 특징으로 인해 도료의 부착성능이 부족할 수 있습니다.
따라서, 유리에 부착특성이 좋은 실란, 실리콘, 세라믹, 비철금속용 에폭시 플라이머 등으로 작업 후 필요시 상도 도장 후 사용합니다.  

3.철재, 비철금속 그리고 유리용 도료 요점

철재, 비철금속 그리고 유리용 도료에 대한 각각의 소재의 특징과 소재의 특징에 따른 도장재료, 도장시스템을 검토 및 추천하였습니다. 철재의 경우 강도가 좋으며 비철금속 대비 값이 저렴하여 많이 사용됩니다. 하지만, 물, 산소, 열에 의해 녹이 발생되며 녹발생으로 강도저하, 그리고 색상불량 등의 문제가 발생됩니다.
비철금속의 경우 철재 소재 대비 녹발생이 적으며 대신에 부착성능이 부족하여 비철금속용 프라이머 도장 후 환경에 적합한 상도를 도장해야됩니다. 
그리고 유리 소재의 경우 투명한 소재에 색상을 부여하고 비활성 면에 부착력이 좋은 세라믹계열, 실란계열, 실리콘계열의 프라이머 후 상도 마감하여 처리합니다.