목공책 하나 들이셔요~

2013년 12월 4일 수요일

[마감론] 희석한다는 것에 대하여

이글은 FWW #151에 실린 Jeff Jewitt의 "All About Thining Finishes"를 번역하고 필요한 내용을 추가한 것입니다.

용제는 다소 위험한 물질이기 때문에 정확하게 사용되어야 하고 안전하게 관리되어야 합니다. 그래서 이글의 일독을 권합니다.


어떤 용제가 어떤 마감제에 사용될 수 있는지 알기 위해 굳이 화학 학위를 딸 필요는 없습니다.

페인트 가게에서 용제가 진열되어 있는 칸을 보면서 대부분의 목수들은 겁에 질립니다. 아주 긴 이름의 화학물질의 이름은 학창시절의 지루했던 화학수업 시간을 떠오르게 하며, 건강에 해로울 수 있다는 무서운 경고는 목수들을 당황스럽게 합니다. 그래서 그냥 막연히 몇번 써본 용제를 골라서 이게 사용할 마감제와 잘 호환되기를 바라며 서둘러 가게를 떠나곤 합니다.

오늘 소개시켜드리는 용제들의 세계에 대한 안내서를 보시면 이제 더 이상 그럴 필요가 없습니다. 좋은 것도 있고 나쁜 것도 있고 발음하기 어려운 것들도 있습니다. 수성과 유성 마감제와 셀락과 라커 각각에 어울리는 용제들을 정리해보고 스프레이, 붓질 혹은 와이핑에 적합한 용제들도 알아봅니다.

화학에 대해 조금만 알아보자

거의 모든 마감제는 휘발성(volatile)의 액체를 포함하고 있습니다. 마감제가 나무에 발라지고 나면 마르고 경화되는 과정에 이 휘발성 액체가 증발이 됩니다. 이 휘발성 액체를 용제(solvent) 혹은 신너(thinner)라고 합니다. 그리고 이들은 마감제의 점도를 떨어뜨려 바르기 쉽게 합니다.

화학자들은 용제와 신너를 구분합니다. 용제는 마감제의 수지를 녹이거나 분해하여 점도를 떨어뜨리는 역할을 하는 반면, 신너는 단순히 점도를 떨어뜨리는 역할만 합니다. 엄밀한 의미에서 실제 목수들이 용제를 사용하는 경우는 셀락 플레이크를 변성 알콜로 녹이는 정도밖에 없습니다. 하지만 이 글에서는 대부분의 목수들이 그러듯이 용제와 신너를 구분짓지 않고 쓰겠습니다.

글의 진행을 위해 마감제를 네가지 부류로 나누었습니다. 그것은 수성, 셀락, 유성 그리고 용제 기반의 라커입니다. 각 부류별로 사용할 수 있는 신너를 나열할 것이고 어떤 경우에 어떤 것을 선택하면 좋은지 설명하겠습니다.

얼마나 시간이 필요하나?

마감제에 용제를 섞는 목적 중 하나는 마감제가 건조되는 시간을 조절하기 위해서 입니다. 용제를 통한 건조시간 조절은 마감제를 바르는 방법과 연관이 있습니다. 예를 들어 수직면에 스프레이로 뿌린다고 할 때 건조시간이 느리다면 흘러내리는 현상(run)이 발생할 것이고, 반대로 건조시간이 너무 빠르다면 오렌지 껍질 모양(orange peel)으로 뭉쳐지게 될 겁니다. 붓질을 한다고 할 때 건조시간이 빠르게 되면 먼지가 들러붙을 가능성이 줄어들게 됩니다.

제공되는 표에서 건조시간이 느리다고 표시된 것은 건조 지연제(retarder)로 사용될 수 있는 것들이고, 중간이라고 된 것은 마감제의 건조시간을 거의 변화시키지 않고 점도만 떨어뜨린다는 의미이며, 빠르다고 표시된 것은 건조시간을 급격히 줄여줍니다. 실제 건조시간은 도포 방법과 습도와 온도 등의 환경에도 영향을 받습니다.

수성 마감제의 희석은 간단치 않다

수성 마감제는 복잡한 화학물질이기 때문에 희석하는 것이 그리 간단하지는 않습니다. 대표적인 수성 마감제는 수성 폴리우레탄수성 라카인데 드물게 수성 기반의 젤스테인과 대니쉬오일 마감도 있습니다. 흔히 초보자들은 수성 제품은 물로 쉽게 희석할 수 있을 거라고 생각하지만 그렇지는 않습니다.

만일 너무 많은 물을 넣어 희석하게 되면 문제가 발생할 수 있습니다. 보통은 5%~10% 정도의 물을 붓질이나 스프레이를 위한 점도 조절용으로 추가할 수 있습니다. 하지만 이보다 많은 물을 넣을 경우 마감제의 화학적인 밸런스가 깨지게 되어 도막을 형성하는데 문제가 발생할 수 있습니다.


수성 마감제가 너무 빨리 말라서 문제라면 건조지연제(retarder)를 사용하는 것이 좋습니다. 보통 이 건조지연제는 마감을 하는 환경이 너무 덥거나 너무 건조할 때 사용됩니다. 건조지연제를 사용하면 스프레이할 때 잘 흘러내려 오렌지껍질 현상을 막을 수 있으며 평이 자동으로 맞추어지는 효과를 얻을 수 있습니다. 하지만 제조사가 권장하는 건조지연제를 사용하기 바랍니다. 잘못된 지연제를 사용하면 화학적으로 문제가 생길 수 있습니다.

수성 마감제를 스프레이로 뿌릴 때 물이나 지연제를 사용하여 점도를 조절하기 보다는 스프레이의 노즐을 좀 더 큰 걸 사용하거나 작업 환경을 천천히 건조되게 만들거나 어떤 다른 테크닉을 구사하는 것이 더 낫습니다.

희석제건조 시간설명
건조지연제
(retarder, 물+글리콜에테르+몇몇 첨가물)
중간붓자국이나 스프레이시의 오렌지껍질 현상을 줄이기 위해 사용됨. 제조사의 설명을 잘 보고 지정하는 건조지연제 제품만 사용할 것. 잘못 사용하면 화학적 성질이 변해서 마감제를 못쓰게 될 수도 있음
빠름화학적 균형을 깨지 않기 위해서는 10% 이상의 물을 넣지 말 것. 스프레이로 뿌리기에 점도가 너무 높거나 붓자국이 쉬이 사라지지 않으면 물을 약간 섞을 수 있음. 만일 작업장의 습도가 90% 이상이라면 절대 물을 섞지 말것. 높은 습도 자체가 건조지연제의 역할을 함 

셀락의 용제는 알콜만 있는 건 아니다

셀락은 목공용 마감제 중 가장 역사가 오래된 것 중 하나입니다. 다른 어떤 마감제보다 깊이감과 투명도를 주는 장점이 있는 반면 내구성이 약해서 험하게 쓰는 곳에서는 적합치 않습니다.

셀락은 건조된 플레이크 형태로 파는게 있어서 이를 알콜에 녹여서 사용합니다. 혹은 미리 알콜에 녹인 용액의 형태로 판매되기도 합니다. 어떤 타입이든 간에 셀락의 희석제로는 변성 알콜이 주로 사용됩니다.

셀락을 스프레이로 뿌릴 경우 용제가 증발하면서 나무의 표면의 열을 뺏아가 차갑게 만듭니다. 나무 표면의 온도가 이슬점(dew point)이하로 내려가게 되면 습기가 표면에 응축되면서 뿌연 도막을 만들게 되며 이를 백화현상(blushing)이라고 합니다.

(건조시간이 빠른 셀락이나 라커를 스프레이로 뿌릴 경우 옆 사진과 같은 백화현상(blushing)이 나타나기 쉽습니다. 이 백화현상은 빠른 건조속도로 인해 수증기가 응결하여 발생하는 것이므로 작업장의 습도가 높을 때 더 잘 발생합니다. 백화현상을 피하기 위해서는 건조한 환경에서 작업하는 것이 중요하고 용제의 선택을 통해 건조시간을 늘리는 것도 방법입니다)

만일 셀락을 덥고 눅눅한 환경에서 뿌린다면 이런 블러슁 현상을 막기 위해 건조시간을 지연시킬 필요가 있습니다. 이때 적합한 지연제는 부탄올이나 이소프로파놀인데 주로 부동액으로 사용되기 때문에 자동차 용품점에서 판매를 합니다. 하지만 주 성분이 이소프로판올이라 할지라도 30%~50% 정도의 물이 섞인 것을 사용하면 안됩니다. 라커 지연제로도 사용되는 글리콜 에테르(Glycol Ether)도 셀락의 건조시간을 지연시키긴 하지만 도막을 부드럽게 만들어 내구성을 떨어뜨리는 원인이 됩니다.


건조지연제는 셀락으로 테이블 상판과 같은 넓은 면을 붓으로 바를 때 매우 유용합니다. 셀락이 너무 빨리 마르게 되면 붓이 지나가는 경계가 남아 평탄해지지 않는 문제가 생길 수 있습니다. 이럴 때는 셀락 용액 100g에 테레빈유를 한 티스푼 정도 넣으면 셀락이 천천히 마르게 됩니다. 이렇게 함으로서 붓자국 간의 경계가 자연스럽게 흘러내려 평탄해 집니다.

희석제건조 시간설명
순수 테레빈유
(Pure gum spirit Turpentine)
느림효과적인 건조지연 효과를 위해 100g의 셀락 용액에 한 티스푼 정도만 넣을 것
이소부탄올
(Isobutanol)
중간/느림건조지연제로 쓰일 수 있지만 구하기 어렵고 냄새가 독함
이소프로판올
(Isopropanol)
중간/느림셀락을 붓으로 바를 때 적합한 건조지연제임. 자동차 부품가게에서 부동액으로 팔고 있음. 구입할 때 100% 이소프로판올인지 꼭 확인할 것. 다른 물질이 섞이면 안됨.
변성 알콜
(Denatured Alcohol)
중간/빠름건조시간을 약간 줄임으로서 흐름 현상을 줄일 수 있고 높은 농도(3파운드 컷)의 셀락을 스프레이할 때 약간 섞으면 좋음. 변성 알콜은 셀락의 주요 희석제임.
메탄올
(Methanol)
아주 빠름소매시장에서는 구할 수 없으며, 산업 현장에서는 건조시간을 줄이기 위한 용도로 사용됨. 독성물질이므로 취급에 주의 필요

탄화수소계 용제와 유성 마감은 다양한 선택이 가능하다

린시드오일, 텅오일, 대니쉬오일, 유성바니쉬, 유성 폴리우레탄, 유성페인트 그리고 왁스에 이르는 유성 마감제들은 목수들이 가장 많이 사용하는 것들입니다. 이 유성 마감제들을 희석하는 용도로는 주로 탄화수소계 용제와 테레펜계 용제가 사용됩니다.

탄화수소계 용제(Hydrocarbons)는 케로신(kerosene), 미네랄스피릿(mineral spirit), 나프타(naphtha), 페인트신너(paint thinner), 톨루엔(toluene), 자일렌(xylene)이 속하며 이들은 모두 원유를 정제함으로서 얻어지는 것들입니다. 테르펜계 용제(Terepens)는 테레빈유(turpentine)와 리모넨(d-limonene)이 있는데 이들은 모두 식물에서 추출됩니다. 테레빈유는 소나무에서 추출되는 것이고 리모넨은 오렌지나 레몬(citrus tree)으로부터 추출되는 것입니다.

탄화수소계와 테르펜계 용제는 서로 비슷한 성질을 가지고 있어서 대체하여 사용할 수 있습니다. 예를 들어 미네랄스피릿을 대신해서 리모넨을 사용할 수 있는데 리모넨은 특유의 레몬향이 나기 때문에 작업하는데 좀 수월한 면은 있습니다. 하지만 리모넨은 비싸고 구하기도 어렵습니다. 그리고 그 독성과 인화성은 미네랄스피릿과 큰 차이가 나지는 않지만 증발속도가 다소 느린 편입니다.


식물로부터 추출되는 전통적인 테르펜계 용제는 가격이 비싸기 때문에 요즘은 거의 미네랄스피릿으로 대체되었습니다. 테레빈유의 단점 중 하나는 테레빈유에 포함될 수 있는 로진(rosin)인데 어떤 종류의 파인에서 추출되었냐에 따라 함유량의 편차가 심합니다. 로진이 많이 함유된 테레빈유를 용제로 사용하면 로진의 다소 부드러움 때문에 도막의 내구성에 영향을 주게 됩니다. 더 큰 문제는 테레빈유의 포장에 로진 함유량이 표시되지 않는다는 점입니다. 그러므로 테레빈유는 편차가 크고 불확실성이 있어서 별로 권하고 싶지는 않습니다.

유성 마감제에서 가장 좋은 희석제는 미네랄스피릿나프타입니다. 미네랄스피릿의 건조시간이 다소 느린편이기 때문에 붓으로 바를 때 좋고, 건조시간이 더 빠른 나프타의 경우 스프레이나 와이핑을 할 때 좋습니다.

케로신은 1파인트(pint, 473ml)당 6~12 방울 정도의 아주 작은 양 만으로도 건조시간을 대폭 늦출 수 있습니다. 그래서 오일 스테인을 넓은 면에 발라야할 때 케로신을 건조지연제로 사용하면 좋습니다.

(케로신은 등유를 의미합니다. 석유버너나 난로용으로 주로 많이 사용되는 백등유 혹은 실내용 등유는 순도가 높은편이며, Zippo 라이터용 기름도 고도로 정제된 등유입니다. 이들 등유는 유성마감제의 지연제로 사용될 수 있습니다. 반면 보일러용 등유는 경유가 섞여있어 용제로 쓰기에 적합하지 않습니다)

(미네랄스피릿은 원유를 증류해서 만들어지는데 자연스럽게 냄새가 많이 나는 물질들이 포함되어 있습니다. 무향 미네랄스피릿은 냄새가 많이 나는 물질들을 제거하여 사용이 편하도록 만들어진 것입니다. 일반적인 미네랄스피릿은 페인트신너로 팔리며 냄새가 좀 납니다)

(페인트가게에서 파는 신너 중에 에나멜 신너라는 것도 있는데 이건 주 성분이 나프타이며 약간의 자일렌과 톨루엔이 섞인 것입니다. 미네랄스피릿에 비해서 건조시간이 빠르긴 하지만 유성 마감제의 희석용으로 사용은 가능합니다)

희석제건조 시간설명
케로신 (등유)
(Kerosene)
느림조금만 사용해도 건조한 날씨에 붓으로 바를 때 효과적인 건조지연제 역할을 함
무향 미네랄스피릿
(Odorless Mineral Spirits)
느림미네랄스피릿에서 냄새를 제거한 것으로 보통 화방이나 철물점에서 구할 수 있음. 건조지연제로 사용됨
미네랄스피릿/페인트신너
(MIneral Spirit/Paint Thinner)
중간건조시간을 그대로 두고 점도만을 조절하기 위한 용도로 사용됨. 붓으로 바를 때 이걸로 희석하면 좋음. 또한 젤바니쉬가 너무 빨리 마르고 붓자국이 난다면 이를 섞으면 좋음
테레빈유
(Pure Gum Spirit Turpentine)
중간품질 편차가 심해서 더이상 상업적인 목적으로는 사용되지 않음. 캔에 보통 로진(rosin)의 함유량이 기재되어 있지 않아 문제가 있음. 페인트신너에 비해 높은 가격이라는 단점도 있음
자일렌
(Xylene)
중간/빠름컨버전 바니쉬의 희석으로 가장 적절함
VM&P 나프타
(VM&P Naptha)
빠름빠른 건조시간을 원한다면 나프타가 가장 적절함. 추운 날씨에 스프레이로 수직면에 뿌리거나 바니쉬나 폴리우레탄을 와이프온 방법으로 도포할 때 적절함
톨루엔
(Toluene)
빠름나프타보다 약간 더 빨리 건조되지만 냄새가 너무 독함. 일반적인 소비자들에게는 나프타가 더 적절함
아세톤(케톤)
(Aceton / Ketone)
빠름농도가 높은 바니쉬로 한번에 두꺼운 도막을 얻고자 할 때 흘러내림을 방지하고자 사용됨. 녹이는 성질이 강해서 기존 도막위에 아세톤 희석제를 사용하면 주름지는 현상이 생길 수 있으므로 유의해야 함 

지연제를 잘 사용해야 라커로 바르기 쉽다

용제 기반의 라커는 상업적인 가구공장이나 프로들이 주로 사용하는 마감 방식입니다. 취목들에게 라커는 그리 인기가 없는데 그 이유는 라커를 사용하려면 비싼 스프레이 시설을 갖추어야 하기 때문입니다.

라커는 라커신너로 희석을 합니다. 라커신너는 주로 케톤, 알콜, 탄화수소계 용제를 섞어서 만들어 집니다. 이 구성요소의 양을 조절함으로서 빨리 마르는지, 보통인지, 느리게 마르는지가 결정이 됩니다. 일반적으로 목수들은 보통(medium) 정도의 건조속도를 가지는 라커신너를 사용합니다. 그러므로 빠르게 마르는 라커신너와 느리게 마르는 라커신너는 목공 가게보다는 자동차 도장 가게에 가면 쉽게 찾을 수 있습니다.


빠르게 마르는 라커신너를 사용하면 수직면에 바를때 흐르지 않아서 좋습니다. 하지만 이 빠르게 마르는 라커신너를 찾을 수 없다면 아세톤을 일반적인 라커신너에 약간 섞어 사용하면 됩니다. 아니면 작업공간의 습도를 낮추는 것도 좋습니다. 하지만 아세톤이 너무 많이 들어가서 증발속도가 매우 빠르게 되면 위에서 설명한 백화현상(blushing)이 나타날 수 있습니다.


(수직면에 라커를 스프레이할 때는 흘러내리기 전에 마르는 것이 좋습니다.
윗 사진은 아세톤을 약간 섞어서 좀 더 빨리 마르도록 했고, 아래 사진은 건조시간이 느린 라커신너를 사용한 결과입니다. 아래 사진의 경우 흘러내림 현상이 심한 것을 볼 수 있습니다)

수평면에 바를 때는 잘 흐르고 평이 맞추어지게 천천히 증발하는 라커신너가 좋습니다. 일반적인 라커신너에 보통 글리콜에테르로 만들어지는 라커지연제를 약간 섞으면 건조시간을 늦출 수 있습니다.

희석제건조 시간설명
라커 지연제
(Lacquer Retarder)
느림라커 지연제를 바로 라커에 섞는것은 좋지 않습니다. 대신 보통 라커신너 1쿼트에 30~60g의 라커 지연제를 섞은 뒤 이를 라커에 섞는게 좋습니다.
느린 라커 신너
(Slow Lacquer Thinner)
중간/느림
철물점이나 페인트가게에서 살 수 있는 데부분의 라커 신너는 중간 정도의 증발속도를 가지는 것들입니다. 느린거나 빠른 증발 속도를 가지는 라커신너를 구하려면 자동차 도장도구를 파는 곳을 찾는게 좋습니다. 이게 미심쩍다면 위의 설명대로 라커 지연제를 보통 라커신너에 약간 섞는 것이 좋습니다. 이렇게 증발속도가 지연되면 더운 날씨에 스프레이하거나 붓질할 때 잘 흘러내려 오렌지껍질 현상이나 붓자국이 남지 않습니다.
빠른 증발속도를 가지는 신너는 주로 추운 날씨나 수직면에 스프레이할 때 많이 사용됩니다. 이를 위해 보통 라커신너에 약간의 아세톤을 섞을 수 있습니다.
보통 라커 신너
(Medium Lacquer Thinner)
중간
빠른 라커 신너
(Fast Lacquer Thinner)
빠름
아세톤
(Acetone)
아주 빠름아세톤은 증발 속도가 매우 빨라서 붓자국이 나기가 쉽습니다. 덥고 건조할 때는 사용하지 말아야 합니다.

안전에 관한 유의사항

어떤 용제들은 유독성이 있어서 반드시 마스크를 써야할 경우가 있습니다. 어떤 것들이 위험한지는 http://hazard.com/msds 에서 MSDS(물질보건 안전자료, Material Safety Data Sheet)를 확인하시면 됩니다. 혹은 국립 산업안전보건 기관(National Institute for Occupational Safety and Health, NIOSH) 에서 확인해도 됩니다.

(우리나라에서는 한국산업안전보건 공단에서 MSDS 및 GHS 정보를 제공하고 있습니다. 다음 링크로 확인할 수 있습니다. http://www.kosha.or.kr/msds/msdsMain.do?menuId=69

유성 마감제, 라커, 셀락에 사용되는 용제들을 사용할 때는 마스크나 방독면 같은 안전장구를 반드시 착용하는 것이 좋습니다. 가끔씩 마감 작업을 하는 취목은 환기를 잘 시키는 정도로도 괜찮을 수 있지만 직업으로 하시는 분들은 반드시 방독면을 사용해야 합니다)

용제에 맞는 장갑을 사용하자

마감을 할 때 용제가 손에 직접 닿는것을 방지하기 위해 일회용 라텍스나 비닐 장갑을 많이 사용합니다. 그런데 어떤 용제들은 비닐이나 라텍스를 뚫고 들어가기도 해서 피부가 갈라지거나 화학적 화상을 입는 경우도 종종 있습니다.

일회용 혹은 재사용 가능한 장갑은 크게 라텍스(latex), 니트릴(nitrile), 비닐(vinyl) 그리고 네오프렌(neoprene) 으로 만들어집니다. 그런데 이들 재질로 된 얇은 일회용 장갑들은 일시적인 보호기능만 보장됩니다. 예를 들어 용제와 마감제를 섞거나 붓으로 바르는 경우 등입니다. 만일 용제로 스프레이건을 닦는다던가 와이핑하며 마감을 바르는 등의 지속적인 노출이 될 경우에는 일회용이 아닌 보다 두꺼운 장갑을 사용해야 합니다. 불행히도 모든 용제에 적합한 장갑은 없습니다.

어떤 장갑이 어떤 타입의 화학물질에 강한지는 Mapa Glove와 같은 장갑 전문 사이트의 정보를 참고하시기 바랍니다.


라텍스 장갑은 염료를 섞거나 수성 마감을 하는 경우에 사용될 수 있습니다. 일회용 라텍스 장갑의 장점은 유연하고 밀착이 되어서 세밀한 작업이 가능하다는 점입니다. 하지만 라텍스 장갑은 오일이나 탄화수소계 용제(미네랄스피릿, 나프타, 페인트신너, 케로신)에 대해 그리 잘 견디지는 못합니다.

니트릴 장갑은 목수들이 사용하는 대부분의 용제에 대한 보호기능을 제공합니다. 단 하나 취약한 물질은 아세톤과 같은 케톤 계열 용제입니다. 일회용 니트릴 장갑은 다른 재질의 일회용 장갑보다는 훨씬 더 보호기능이 뛰어나지만 약간 비싼 단점이 있습니다.

비닐 장갑은 염료 가루나 수성 마감에 적합합니다. 일회용 비닐장갑은 가장 저렴한 장갑이기도 합니다. 하지만 라텍스 장갑에 비해서 찢어지기 쉬운 단점이 있습니다. 비닐장갑을 낀 채로 케톤이나 냄새가 나는 용제에 접촉하면 안됩니다. 두꺼운 비닐 장갑은 좀 더 보호가 되지만 투박한 단점이 있습니다.

네오프렌 장갑은 라커신너를 제외한 대부분의 용제에 강한 보호기능을 제공합니다. 라커신너를 사용할 경우에는 니트릴 장갑이 더 낫습니다.

(이들 네종류의 장갑은 모두 국내에서 쉽게 구할 수 있는 것들이므로 반드시 적합한 장갑을 사용하셔서 손과 피부를 보호하시기 바랍니다. 특히 우리나라에서는 니트릴 장갑과 라텍스 장갑의 가격차이가 거의 나지 않으므로 되도록이면 니트릴 장갑을 사용하는 것이 바람직 하겠습니다)

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