목공책 하나 들이셔요~

2013년 11월 21일 목요일

[마감론] 와이프-온 마감제 비교 테스트

이글은 FWW #178에 Chris A. Minick이 기고한 Wipe-On Finish Test 기사를 번역하고 제 의견을 덧붙인 것입니다. 여기서 와이프-온 마감이라고 하는 것은 문질러서 바르는 오일, 오일/바니쉬 혼합, 와이핑 바니쉬를 통틀어 일컫는 말입니다.
이 기사는 좀처럼 보기 드문 브랜드별 마감제에 대한 벤치마크여서 매우 흥미롭습니다. 어떤 마감제가 일등을 했는지도 중요하겠지만 어떤 제품이 꼴찌를 했는지도 흥미롭습니다. 그리고 어떤 방법으로 객관적으로 마감제를 검증할 수 있는지도 눈여겨 볼 필요가 있습니다.
예상하시듯이 이 기사가 나가고 꽤나 논란이 많았던 것 같습니다. 하지만 Minick은 대형 화학회사에서 30년이상을 연구와 개발을 한 전문가라 실험방법도 꽤나 과학적이고 근거가 있습니다.

한번 보시죠. 여러분들은 어떻게 생각하시나요?


"꽤나 괜찮은 것들이 많았지만 최종 승자는 가장 싼 제품이었습니다."

많은 취목들과 마찬가지로 최상의 결과를 내기 위해 저는 주로 와이프-온(Wipe-On) 마감을 사용했습니다. 흔히 대니쉬오일이라고 불리는 바니쉬/오일 혼합물은 바니쉬 수지, 용제, 건조촉진제, 린시드오일이나 텅오일을 혼합하여 만들어 집니다. 이 제품들은 바르기 쉽고, 빨리 마르고 뛰어난 보호능력을 제공하기 때문에 목수들에게 최고의 제품입니다.

하지만 저의 지난글 "오일 마감의 원리와 안전한 사용(Pros and Cons of Oil Finishes)" 편을 쓰기 위해 조사를 하면서 순수 오일와 오일/바니쉬 혼합의 차이에 대해 매우 흥미로운 점을 발견했습니다. 제 안에 있는 과학적 호기심이 발동을 하여 17종의 와이프-온 마감제들을 모두 조사하기에 이르렀습니다. 그 결과 몇몇 뛰어난 제품들은 앞으로도 계속 사용할 것이지만 그렇지 않은 것들은 제 공방에서 볼 수 없게 될 겁니다.

제품을 선택하고 샘플을 준비하다

시장에는 수십여종의 와이프-온 마감제가 있지만 제가 그걸 모두 테스트할 수는 없습니다. 그래서 저는 대표적인 샘플들을 추려야 했습니다. 저는 수성 마감제도 하나 선택했고, 텅오일과 린시드오일을 사용한 마감제들도 1쿼터(quart, 0.94리터)당 $6이하에서 $40이 넘어가는 것 까지 골고루 골랐습니다.

와이프-온 마감제라는 것은 대략 순수 오일 마감제에서 도막을 만들고 보호기능을 제공하며 붓으로 바르는 마감제 사이 어디매쯤 존재하는 부류를 의미합니다. 이 경계점을 대표해서 저는 붓으로 주로 바르는 Minwax의 Fast-Drying Polyurethane과 순수 보일드 린시드오일도 포함시켰습니다.

모든 마감제는 동일한 원장에서 자른 300mm x 400mm 크기의 레드오크 합판 조각에서 테스트했으며, 각 조각은 P120과 P180 방수를 차례로 손으로 샌딩패드를 이용하여 샌딩했습니다. 샌딩 먼지는 진공청소기로 깨끗하게 빨아들였고, 이후에 3번의 도장을 했습니다.

첫번째 도장은 보풀이 없는 천으로 발랐고 빨리 흡수되어 마르는 지점이 보이면 즉시 그 부분만 추가 도포했습니다. 15분이 지난 후 잔여물을 깨끗이 닦아내고 24시간 동안 마르길 기다렸습니다.

도장 횟수에 의한 차이를 비교하기 위해서 두번째 도장을 하기 전에 1/4 영역을 테이프로 가리고 나머지 부분만 도장을 했습니다. 첫번째 도장과 비슷하지만 이번에는 P220정도의 회색 스카치-브라이트 연마패드로 웻샌딩(wet-sanding, 오일이 마르기 전에 샌딩)하였습니다. 세번째 도장때는 절반을 테이프로 가리고 P1000 정도의 골드 스카치-브라이트 연마패드로 샌딩을 했습니다.

그리고는 본격적으로 테스트하기에 앞서 일주일 정도 마르게 두었습니다. 왜냐하면 일주일 정도면 오일 마감제들은 95%정도 경화(cure)되기 때문입니다.

첫번째 테스트 : 도포 편의성과 건조 시간

저는 되도록이면 최대한 객관적인 테스트를 하고 싶었습니다. 그래서 얼마나 쉽게 바를 수 있냐를 따지기 위해 각 마감제에 대해서 점도(viscosity)와 건조시간을 측정했습니다. 마감제의 아름다움을 판단하기 위해서 저는 마감제의 색상을 밝은것에서 어두운 것으로 나열했고, 광도를 측정하고, 나무로의 침투능력을 측정했습니다. 마지막으로 각 마감제의 고형분(solid content)을 측정하고 물에 대한 보호능력을 테스트 했습니다.

대부분의 마감제들이 와이핑하기에 좋았습니다. 예외가 있다면 Sam Maloof's Poly/Oil Finish와 Tried & True Varnish Oil 정도입니다. 이 두 제품은 점도가 높아서 와이핑하기가 너무 어려웠습니다. 고르게 바르기 위해서는 엄청난 힘을 쏟아야 했습니다.


(점도를 측정하기 위해서는 아래에 조그만 구멍을 뚫은 컵에 일정량의 마감제를 담고 완전히 빠져나가는데 걸리는 시간을 측정합니다. 점도가 낮은 마감제가 문질러 바르기 쉽고 닦아내기도 쉽습니다)

수성제품인 Hydrocote Danish Oil Finish는 가장 바르기 쉬웠습니다. 하지만 이내 하얀색 물질이 배어나와 이상하게 생각했습니다. 15분이 지나서 닦아내려고 했을 때 본드같이 끈적대서 정말 힘들었습니다. 닦아낸 천에는 작은 조각들이 붙어 있었는데 핀셋으로 일일이 떼어내어야 할 정도였습니다. (이 괴상한 이름의 water-based danish oil finish는 아마도 오일 성분을 에멀젼 형태로 물에 섞은 제품으로 보입니다. 현재 Hydrocote 사이트에서는 해당 제품의 정보를 찾을 수 없습니다. 단종된 걸로 보입니다)

저는 건조시간을 측정하면서 굉장히 놀랐습니다. 대부분의 마감제들이 8시간 이내에 말랐습니다. 이는 하루에 두번 도장할 수 있음을 의미합니다. 하지만 3개의 제품은 건조되는데 24시간이 꼬박 걸렸고, Tried & True Varnish Oil은 30일이 지났지만 아직도 축축합니다.


(작은 유리판에 각 마감제를 펴서 발랐습니다. 그리고 12시간 동안 한시간마다 건조여부를 체크했습니다. 마감제는 빨리 마를수록 좋습니다. 12시간이 지난 후에는 4시간마다 체크를 했습니다. 마감제가 끈적이는게 느껴지거나 손으로 끌어보았을때 자국이 따라나오면 덜 마른 걸로 판단했습니다)

색상과 광도 그리고 침투성 측정

사실 색상은 개인에 따라 호불호가 갈리기 때문에 저는 단순히 마감제를 투명한 유리병에 담아서 옅은색에서 짙은색 순으로 배열만 했습니다.



(월넛이나 체리처럼 어둡거나 중간색의 나무라면 마감제의 색이 큰 영향을 주지는 않습니다. 하지만 메이플과 같이 밝은 색의 나무에 진한색의 마감제를 바르면 좀 문제가 됩니다)

광도의 측정을 위해서는 시험한 조각의 다섯 부분을 선택하여 측정하고 평균을 내었습니다. 이를 위해 저는 광도를 숫자로 표시하는 산업표준 도표를 이용하였습니다. 결과는 매우 다양했는데 Hydrocote Danish Oil Finish는 완전 무광인 3의 수치를 보였고, Waterlox Original High Gloss Finish는 반광 정도인 40정도의 값을 보였습니다. 비교를 하자면 아무것도 바르지 않은 레드오크 합판의 광도는 3입니다.


(광도 체크를 위해서 광택도계(gloss meter)를 사용했습니다. 광택도계는 60도의 각도로 빛을 비추었을때 반사되는 빛의 양으로 광도를 측정합니다)

마감제가 나무에 얼마나 침투하는지를 측정하려면 아주 복잡한 설비를 갖춘 연구실이 필요합니다. 하지만 비교적 합리적이면서 간단한 방법으로 아주 가는 유리관(glass capillary tube)을 사용하는 방법이 있습니다. 마감제에 유리관을 살짝 놓은 뒤 유리관을 높이 오르는 마감제는 침투성이 좋은 것이고, 나뭇결을 더 잘 돋보이게 해줍니다.


Waterlox Original High Gloss Finish의 경우 0.745인치로 Sam Maloof's Poly/Oil Finish의 0.430인치보다 더 침투성이 좋아서 나무의 결을 잘 살려줍니다. 역으로 0.439인치인 J.E. Moser's Polymerized Tung Oil Varnish는 0.746인치인 Minwax Antique Oil Finish보다 얼룩이 지기 쉬운 (blotch-prone) 체리에 더 적합합니다. (적게 침투할 수록 얼룩이 생길 확률이 적습니다)

고형분이 많으면 도장 횟수를 줄일 수 있다

마감제의 세계에서 고형분은 용제가 증발하고 난 뒤 나무의 표면에 남아있는 수지의 양을 의미합니다. 마감제의 고형분 비율을 측정하기 위해서는 마감제를 조금 덜어 무게를 측정한 뒤에 연구실에서 오븐으로 가열하여 용제를 건조시키고 건조된 시료의 무게를 잰 뒤 원래의 것과 비교를 해보면 됩니다.

고형분의 비율이 높으면 도장횟수를 적게 해도 원하는 정도의 도막을 얻을 수 있습니다. 하지만 고형분이 많다고 꼭 좋은 것은 아닙니다. 고형분이 많다는 얘기는 높은 점도를 의미하기 때문에 그만큼 바르기 힘들고 나무에 침투가 잘 되지 않습니다. 그러므로 고형분의 비율은 다른 조건이 모두 같다고 보았을때 비교대상이 됩니다.

저는 테이블 상판에 칠하기 위해 고형분이 85%인 Sam Maloof's Poly/Oil Finish 보다는 고형분이 29%인 Watco Wipe-On Poly Finish를 선택할 것 입니다. 왜냐하면 Watco사 제품이 더 깊게 침투하고 더 평탄하게 그리고 4시간 만에 마르기 때문입니다. 물론 원하는 도막을 얻기 위해서는 더 많은 횟수의 도포를 해야 하지만 더 나은 보호능력과 빠른 건조시간이 더 중요한 요소입니다.

각 마감제의 물 저항성을 평가하기 위해서 마감제를 바른 합판 조각에 스프레이로 물을 좀 뿌린 뒤에 큰 쇠 볼트를 올려 두었습니다. 철분은 오크에 있는 탄닌산(tannic acid)와 반응하여 검푸른 자국을 만듭니다. 다음날 저는 볼트를 치우고 나무 조각을 살폈습니다. 특별한 자국이 없는 경우에는 최고 점수를 주었고, 약간의 자국이 있는 경우에는 두번째 높은 점수를, 약간 푸른색으로 변색이 되었으면 중간 점수를, 심하게 변색이 되었으면 최하의 점수를 주었습니다.


이 테스트에서 오일이 많이 포함된 Watco Natural Danish Oil과 Tried & True Varnish Oil은 나쁜 점수를 얻었고 Minwax Wipe-On Poly와 Waterlox Original High Gloss Finish는 좋은 성능을 보였습니다.

좋고, 나쁘고, 흉한 제품들

단 하나의 우승자를 뽑기는 참 어려웠습니다. 두개의 우승후보가 있었는데 그 중에서 Minwax Wipe-On Poly의 성능에 크게 감명을 받아 1등으로 정했습니다. 2등으로는 Waterlox Original High Gloss Finish를 꼽겠습니다.

제품명점도
(seconds)
건조시간
(hours)
색상
(1=밝음)
광도침투성
(모세관, 인치)
고형분비
(%)
물저항성쿼트당
가격($)
Boiled Linseed Oil30248Flat0.695100Poor7.95
Minwax Fast-Drying Polyurethane Varnish3523Semi-gloss0.73439Excellent6.27
General Finish Seal-A-Cell/Arm-R-Seal20214Low-gloss0.62439Fair15.5
Hydrocote Danish Oil Finish40241Flat0.50966Poor12.99
J.E. Moser's Natural Danish Oil18912Satin0.58356Excellent11.49
J.E.Moser's Polymerized Tung Oil Varnish87317Low-gloss0.43942Fair14.99
Minwax Antique Oil Finish1859Low-gloss0.74637Poor8.49
Minwax Wipe-On Poly1834Satin0.63232Excellent5.95
Sam Maloof's Poly/Oil Finish45246Flat0.4385Good15.99
Sutherland Welles Tung Oil High Luster2237Low-gloss0.75951Good41.2
Sutherland Welles Wiping Varnish High Luster28310Satin0.59252Good41.95
Tried & True Varnish Oil264> 30일11Flat0.348100Poor24.99
Watco Natural Danish Oil16125Flat0.54842Poor12.5
Watco Wipe-On Poly Finish1742Satin0.66329Good13.99
Waterlox Original High Gloss Finish21315Semi-gloss0.74543Excellent22.99
Waterlox Original Sealer/Finish18316Low-gloss0.68429Good17.99
Woodcraft Clear Urethane Oil Finish18413Satin0.67838Good15.99




이 테스트 후에 저는 최근에 만든 월넛과 아름다운 메이플로 만든 부엌 가구를 마감했는데 "돈 쓴 만큼 얻게 될 것이다(You get what you pay for)"라는 속담이 와이프-온 마감에서는 맞지 않다는 걸 깨닫게 되었습니다. 쿼트당 $41.95에 팔리는 Sutherland Welles Wiping Varnish는 $5.95인 Minwax Wipe-On Poly에 비해 7배나 비싸지만 정작 마감 결과는 Minwax 제품이 더 맘에 들었습니다.

최악의 제품을 고르는 것은 비교적 쉬웠습니다. Tried & True Varnish Oil은 바르기도 어렵고 나무에 거의 침투되지도 않으며 광도 안나고 비쌉니다. 그런데 더 최악은 도대체 마를 생각을 않습니다.

Hydrocote Danish Oil Finish는 흉한(ugly) 제품입니다. 이 제품으로 마감한 오크 합판은 허옇게 탈색이 되었습니다. 심지어 마감을 하지 않은 원래 오크 합판의 모양이 이 제품을 쓴 것 보다 더 괜찮아 보입니다.

Tried & True 제품에 대한 부가 설명

Minick씨가 최악의 제품이라고 선정한 Tried & True사는 18세기부터 내려오는 전통적인 레서피에 의해서 천연 오일 마감제를 만드는 곳입니다. 그래서 이 회사에서 만드는 세개의 오일 제품에서 공통으로 사용되는 린시드오일은 금속성 건조촉진제를 쓰지 않고 정말로 끓여서 열처리한 것이며, 수지도 소나무 수액(송진)으로부터 추출한 로진(rosin)을 사용하며, 미네랄스피릿과 같은 용제(solvent)를 전혀 사용하지 않습니다.



이 회사 제품의 MSDS(물질안전보건자료, Material Safety Data Sheet)를 보면 위험물질이 0.1% 미만이며, VOC 방출량이 0입니다. 말 그대로 옛날 레서피로 만든 진정한 천연 제품입니다. 요즘 천연 오일이라며 팔면서 실제로는 상당량의 용제와 금속성 건조촉진제 등의 화학물질을 넣는 제품과는 격이 다르죠.

그런데 용제를 전혀 쓰지 않기 때문에 당연히 추측할 수 있듯이 점도가 매우 높습니다. 높은 점도는 바르기 어려움을 의미합니다. 이 제품을 쓰고 아마존에서 별점 하나를 준 사용자는 뻑뻑한 꿀 바르는 느낌이라 평평하게 펴 바른다는게 불가능한 제품이라고 혹평했습니다. 하지만 바니쉬를 제외한 이 회사의 오일 제품을 사용하는 사용자들은 아주 좋은 평가를 하고 있습니다. VOC 방출이 되지 않으니 실내에서 발라도 괜찮았다면서요.

Tried & True Varnish Oil을 바르기 쉽게 하려면 이 제품에다가 미네랄스피릿을 좀 섞어서 희석하면 됩니다. 하지만 미네랄스피릿을 섞는 순간 천연제품이 아니게 되는거고 VOC 방출량이 400대로 올라가는 것이죠. 그럼 석유에서 추출하는 미네랄스피릿 대신에 송진에서 추출하는 테레빈유(terpentine oil)을 쓰면 되지 않느냐고 생각할 수도 있습니다. 테레빈유는 천연 물질이긴 하지만 여전히 독성물질이고 VOC를 방출하는 용제입니다. 즉 먹거나 손대면 안됩니다.

이게 바로 진짜 천연 오일 마감제의 딜레마입니다. 시장에서 유통되는 반쯤 천연인 제품과는 물성이 확연히 다르지요?

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