[마감론] 수성 코팅 마감제들에 대한 테스트

유성 제품에 대한 테스트를 담았던 어제 글에 이어 Chris A. Minick이 수성 코팅 마감제에 대한 테스트를 했던 글을 소개 드립니다. 어제 글에서는 내열성에 대한 테스트가 없어서 좀 서운했는데 오늘 글은 도막성 마감에 대한 것이라 내열성 테스트가 추가되었습니다. 다만 아쉬운 점은 Varathane과 General Finish를 제외하고는 국내에서 구하기 힘든 마감제라는 점이죠. ㅡ,,ㅡ 그리고 2006년도 글이라 좀 옛날 데이타는 점도 아쉽습니다.

FWW #187에 Chris A. Minick이 기고한 "Waterborne Finishes Come of Age (성인이 된 수성마감제)"라는 글을 번역하고 첨언하였습니다.

미국 의회가 1990년 깨끗한 공기를 위한 행동(Clean Air Act) 법률을 제정할 때 당시 나무 마감의 유일한 선택이었던 오일과 왁스에 파멸이 올 것이라고 예측되었습니다. 하지만 낙관론자들은 수성 마감제들이 나타나서 세상을 구할 것이라고 말했습니다. 하지만 당시 수성 마감제의 수준은 안료를 넣지 않은 라텍스(latex) 페인트 정도였습니다. 라텍스 페인트는 바르기 어렵고 보호기능도 거의 없으며 보기에도 별로 안 좋았습니다.

5년 뒤 1995년 저는 Fine Woodworking #115에 15개의 수성 마감제품에 대해 테스트한 결과를 기고했습니다. 당시의 결론은 수성 제품들이 많이 발전된 것은 사실이지만 여전히 솔벤트 기반의 유성 제품을 따라 잡기에는 멀었다는 것이었습니다. 그럼에도 불구하고 수성 마감제들이 유성 마감제 보다 나은 점이 몇가지 있었습니다. 수성 제품은 라커나 오일 제품보다 냄새가 적었고, 오일 제품보다 건조시간이 빨랐으며, 적어도 셀락보다는 보호 기능이 뛰어났습니다. 그리고 폭발의 위험이 없이 스프레이를 사용할 수 있다는 장점도 있었습니다.

11년의 세월이 후딱 지난 지금 수성 마감제들에 대해 다시 살펴볼 때가 되었습니다. 저는 근처의 가게에서 아주 싼 것부터 아주 비싼 전문가용까지 다양한 가격대의 13종의 수성 마감제를 구입하고 객관적인 테스트를 진행했습니다. 그 결과는 저를 놀라게 했습니다. 마감제의 중요한 세가지 기능 요소인 도포 용이성, 보호 기능, 외관의 측면에서 상당수의 수성 마감제들이 제가 주로 공방에서 주로 사용하던 유성 마감제들과 어깨를 나란히 했기 때문입니다. 심지어 어떤 상황에서는 수성 제품이 더 나은 경우도 있었습니다. 이 점을 당당하게 밝힐 수 있으며, 어떻게 이런 결론에 도달하게 되었는지 설명 드리겠습니다.

스프레이든 붓이든 일단 바르기 쉬운게 좋다

마감제의 투명도나 보호기능이 뛰어나다 할지라도 그것을 바를때 방울지고 흘러내리고 붓자국이 쉽게 없어지지 않는다면 아무 소용이 없습니다. 저는 얼마나 바르기 쉬운가를 평가하기 위해 여러가지 테스트를 했습니다. 점도와 수직으로 세웠을 때의 흘러내림(sag)은 업계에서 많이 하는 테스트이며, 붓질의 용이성, 샌딩의 용이성, 스프레이 용이성 그리고 결오름 정도는 제가 고안한 실험 방법들 입니다.

점도 : 수성마감제는 굳이 희석할 필요가 없다

유성 마감제의 경우 흘러내리는(flow out) 정도와 자동 평맞춤(leveling)을 점도로 평가할 수 있었습니다. 하지만 수성 마감제는 좀 다릅니다. 일종의 요변성(thixotropy, 정지상태에서는 점도가 높고 흔들면 점도가 낮아짐)이 있는데... 즉 캔에 담겨 있을때는 높은 점도를 보이지만 붓이나 스프레이로 얇게 바르면 점도가 떨어집니다. 그래서 수직면에 바른 수성 마감제는 흘러내리는 경향이 있습니다. 즉 점도가 높아서 흘러내림에 강한 것이 바르기 어려움을 의미하는 건 아니라는 것입니다. 수성 마감제를 희석하지 말고 캔에서 바로 덜어서 붓이나 스프레이로 주욱 발라보면 아마 놀랄겁니다. 보기와는 달리 실제 발라보면 점도가 높지 않습니다.

수직면에서의 흘러내림 측정

이 테스트에는 톱니모양의 막대기를 사용하는데 수성 마감제를 바르고 아직 마르지 않은 상태에서 톱니모양의 막대기로 쭈욱 긁어냅니다. 그럼 대략 3 mils (1 mils = 1/1,000 inch 즉 0.0254 mm) 에서 12 mils 정도의 높이로 요철이 생기게 됩니다. 그리고는 수직으로 세워두고 말립니다. 얼마나 흘러내리냐는 요철의 높이를 측정해보면 확인할 수 있습니다. 그런데 대부분의 수성 마감제들은 이렇게 세워두고 말리면 4 mils 보다는 두꺼웠습니다. 일반적으로 붓으로 바르면 3~4 mils 정도의 두께가 되므로 대부분의 수성 마감제에서는 흘러내리는 문제가 없어야 합니다.

붓질과 스프레이 용이성은 편차가 컸다

저는 붓질이 얼마나 잘되는지 확인하기 위해 마감제를 테스트할 때 쓰는 기준이 되는 브러쉬아웃 카드를 사용했습니다. 그리고 붓자국과 거품을 유심히 관찰했습니다. 평탄하게 마르며 거품이 없는 경우 Excellent 점수를 주었고, 약간의 붓자국과 몇몇 거품이 있으면 Good을, 눈에 잘 띄는 몇몇 붓자국과 거품들이 있으면 Fair를, 도저히 용인할 수 없는 거품이 보일 경우 Poor로 평가했습니다.

스프레이 테스트에서는 HVLP(High Volume Low Pressure) 스프레이 건으로 600mm x 900mm 정도의 판재를 수직으로 매달아놓고 뿌렸습니다. 라커같이 잘 도포된 경우에는 Excellent, 약간의 거품만 보이면 Good, 미세거품이 도장 표면을 약간 흐릿하게 만든 경우 Fair를, 오렌지 껍질(orange peel)같은 모양으로 마르면 Poor로 평가했습니다.

결오름은 큰 문제가 아니었다

수성 마감제는 결을 일으키는 것으로 유명합니다. 그래서 저는 이 결오름 정도를 테스트하려고 했습니다. 저는 조면계(profilometer, 표면의 평탄도를 측정하는 장치)를 빌려다가 수성 마감제를 바르기 전의 오크 합판의 평탄도를 측정하고 한번 바르고 난 뒤 평탄도를 다시 측정했습니다. 하지만 최악의 결과도 그리 큰 편차를 보이지는 않았습니다. 그러므로 결오름에 관해서 수성 마감제들이 부당한 오해를 받고 있거나, 그동안 많은 발전을 이루어서 이를 해결한 것으로 보입니다.

(하지만 제 생각에는 아직도 수성 마감제들의 결오름 현상은 여전합니다. 아마 Minick씨가 합판에서 테스트를 해서 그런걸 수도 있고 측정 장비의 문제가 있었을 수도 있습니다. 어쨌든 이런 이유로 결오름에 대한 항목은 테스트 결과에서 빠져 있습니다)

어떤 마감제들은 샌딩이 쉬웠고 어떤 것들은 떡지더라

샌딩을 좋아하는 사람은 아무도 없을 겁니다. 하지만 샌딩이 쉽게 된다면 수고를 많이 덜 수 있습니다. 첫번째 도막이 마른 후에 P180방 사포로 힘을 빼고 샌딩을 했습니다. 사포에 떡지는 현상이 전혀 없으면 Excellent를, 사포에 흰색 가루가 약간 묻기는 하지만 샌딩의 수고를 약간이나마 덜 수 있다면 Good을, 샌딩하는데 힘을 좀 써야 하고 빠르게 떡지면 Fair로 평가했습니다.

내구성 테스트를 위해 자르고, 긁고, 가열하고 음식을 묻혀보다

각 마감의 도막이 실제 상황에서 겪을 수 있는 여러가지 내구성에 관한 테스트를 위해 동일한 재질의 표면에 동일한 두께의 도막을 올렸습니다. 테스트할 판재는 1/2인치 두께의 오크합판을 10인치x16인치 크기로 자른 것입니다. 저는 시험 판재의 절반에 짙은 월넛색의 오일스테인을 먼저 발랐습니다. 그리고 이틀동안 마르게 둔 뒤에 수성 마감제를 올렸습니다.

동일한 두께의 도막을 올리기 위해 저는 산업에서 표준으로 사용하는 메이어 막대(Mayor rod)를 사용했습니다. 메이어 막대는 스테인레스 환봉에 스테인레스 철사를 단단하게 돌돌 감아놓은 것입니다. 도료는 돌돌 감은 철사의 틈에 있다가 표면에 발라지며 이때 올려지는 도막의 두께는 철사의 반지름과 같습니다. 저는 3 mils 두께의 도막을 세번 올렸으며 그 후 3주 동안 경화되도록 두었습니다.

수성 마감제와 비교할 수 있도록 다른 두개의 솔벤트 기반의 도막성 마감제도 같이 테스트했습니다. 하나는 촉매화 라커(self-catalyzed lacquer)인 M.L.Campbell Magnawax 제품이고 다른 하나는 붓으로 바르는 통상적인 유성 폴리우레탄 바니쉬인 Minwax Fast-Drying Polyurethane입니다.

이 모든 테스트는 새로 개봉한 캔에서 덜어낸 도료를 이용했습니다. 수성 마감제는 보통 4년 정도의 유통기한이 있는데 대부분 잘 모릅니다. 수성 마감제에 포함된 화학첨가물들은 시간이 갈수록 점점 더 기능이 떨어집니다. 특히 따뜻한 곳에 보관된 마감제는 수명이 더 빨리 줄어듭니다. 뚜껑이나 캔 테두리에 젤리 형태의 고드름이 달린다면 수성 마감제의 수명이 다했다고 판단할 수 있습니다.

좋은 마감제는 표면에 잘 접착되어야 한다

마감제의 접착력을 테스트하기 위해서 저는 스테인을 바르고 위에 수성마감제로 코팅한 표면에 날카로운 칼로 크게 X자를 그렸습니다. 그리고는 강력 테이프를 X위에 붙여서 단단히 문지른 다음 테이프를 뚝 떼어냈습니다. 아무런 코팅 조각도 딸려 올라오지 않으면 Excellent를 주었고, 2mm 이내의 조각이 테이프에 붙어있다면 Fair를, 2mm 이상의 큰 조각이 떨어져 나갔다면 Poor로 평가했습니다.

두개의 제품을 제외하면 모두 좋은 접착력을 보였습니다. (잘 건조된 오일스테인 위의 접착력입니다. 나무 위에 직접 발랐다면 더 나은 성능을 보일 수도 있습니다)

연필로 스크래치를 내다

직관과는 다르게 부드럽고 탄성있는 도막이 보통 단단하고 잘 부서지는 도막에 비해서 스크래치에 강합니다. 어떤 물체가 부드러운 도막에 압력을 가하게 되면 도막은 약간 눌려지지만 이내 원래대로 다시 복원됩니다. 하지만 단단한 도막은 미세하게 부러지면서 스크래치가 나게 됩니다. 만일 극도의 광(rub out)을 내고 싶다면 단단한 도막이 더 유리합니다.

저는 부드러운 6B에서 단단한 6H까지의 연필들을 준비했습니다. 각 연필을 45도의 각도로 잡고 도막위에 쭈욱 선을 그었습니다. 도막보다 부드러운 연필심은 스크래치를 남기지 않았지만 도막보다 단단한 연필심은 파고 들어가 스크래치를 남겼습니다.

열과 음식이 도막에 손상을 주지 않아야 한다

저는 부엌가구 생산자 협회(Kitchen Cabinet Manufacturers Association, KCMA)에서 사용하는 음식의 오염 테스트 방법을 사용했습니다. 여기서 규정한 10가지의 음식을 약간씩 덜어서 코팅된 판재 위에 두었습니다. 24시간이 지난 후에 판재를 깨끗이 씻어내고 말린 뒤 평가를 했습니다. 음식에 의해 도막에 전혀 손상이 없다면 2점을 주었고, 약간 오염이 되어서 닦아내는 수고가 필요한 경우에는 1점을 주었고, 영구적인 도막의 손상이 생겼다면 0점을 주었습니다.

(Minick이 테스트한 10가지 음식은 식초, 레몬쥬스, 오렌지쥬스, 포도쥬스, 토마토케쳡, 뜨거운 커피, 올리브오일, 100%알콜, 머스타드, 주방세제 묻은 수세미 등입니다. 우리나라 환경에서는 김치국물이 추가되어야 합니다. 종종 김치국물이 스며들어 지워지지 않는 경우가 있습니다. ㅡ,,ㅡ)

Fuhr 355와 M.L. Campbell's Ultrastar 제품은 만점인 20점을 받았습니다. 사실 이는 매우 가혹한 테스트입니다. 그러므로 제가 테스트한 모든 수성 마감제는 일상적으로 잘 관리되는 부엌 환경에서는 모두 문제 없을 걸로 예상됩니다.

내열성 테스트를 위해서는 아연도금된 20mm 너트들을 끓는 물에 5분 정도 넣어 가열한 뒤에 즉시 꺼내어서 각 코팅된 판재 위에 올려두었습니다. 24시간이 지난 뒤에 검사를 해서 전혀 손상이 없는 경우 Excellent를, 약간의 손상이 있지만 문질러 흔적을 없앨 수 있으면 Good을, 영구적인 손상이 있으면 Poor로 평가 했습니다.

투명도와 색상으로 마감제를 평가하다

아무리 보호기능이 좋고 바르기 쉬워도 마감제를 바르고 난 뒤 아름답지 않으면 소용이 없습니다. 수성 마감제는 흔히 뿌옇고 푸르딩딩한 도막을 생성한다고 알려져 왔습니다. 특히 짙은 색 스테인 위에서는 더 그런 경향이 많다고요. 하지만 제가 테스트한 모든 수성 마감제들은 거의 완벽한 투명에 가까웠습니다. 몇몇 제품은 약간 뿌연 느낌이 있었지만 보통의 조도에서는 괜찮아 보였습니다. 하지만 J.E.Moser's Simple Success 제품은 푸르딩딩한 느낌이 좀 강했습니다.

수성 마감제들이 얼마나 나무의 색을 변화시키나?

통상적으로 수성 마감제들은 완전히 무색이라고 인식되어 왔습니다. 몇몇 제품들은 그렇긴 합니다만 모든 제품이 다 그렇다고 볼 수는 없습니다. 제각 각 마감제들의 색상을 분광광도계(spectrophotometer)로 검사해본 결과 절반 정도의 제품이 니트로셀룰로스 라커를 연상케 하는 호박색(amber)을 띈 것으로 확인되었습니다.

가장 투명한 마감제(Hydrocote Resisthane Plus, 색지수 1.35)와 가장 노란 마감제(J.E.Moser's Marine Shield, 색지수 27.34)는 메이플 위에 바른다면 확연히 구별이 되지만 짙은 색의 페루산 월넛에 바른다면 구별이 거의 불가능 합니다. 하지만 이 두 마감제가 체리를 짙은 회색 혹은 초록 빛으로 변하게 하는 걸 보고 깜짝 놀랐습니다.

이런 변색 현상은 사용된 수지의 색 보다는 수성 마감제 내의 화학 성분에 의한 것입니다. 수성 마감제는 캔 안에 안정되게 존재하려면 반드시 알카리 상태여야 합니다. 그리고 이런 알카리성 물질은 어떤 나무들의 색을 이상하게 변하게 하기도 합니다. 이런 색 변화를 원치 않는다면 디왁스드 셀락으로 먼저 나무에 실러코트(sealer coat)를 입히는 것이 좋습니다. 실러코트는 수성 마감제가 나무에 닿지 않게 함으로서 화학적 색변화를 방지하게 합니다.

최종 승자는?

특정 분야만 따진다면 비교적 투명한 Oxford Ultima Varnish와 J.E.Moser's Marine Shield 제품이 좋았습니다. 하지만 전체적인 면을 따졌을 때 가장 우수한 제품은 General Finish사의 High Performance 제품을 꼽을 수 있겠습니다. 이 제품은 붓으로도 스프레이로도 작업이 쉬웠고 붓자국이 남지 않으며 내열성을 제외한 다른 방면에서의 보호능력도 매우 우수했으며 보기에 좋은 도막을 생성했습니다. 하지만 쿼트(0.946리터)당 가격이 $26으로 다소 비싼 것이 흠입니다.

그래서 저는 최고의 가성비 제품으로 Hydrocote Resisthane Plus 제품을 선정했습니다. 이 제품은 아주 투명한 도막을 제공할 뿐 아니라 쿼터당 $9밖에 하지 않습니다.

제품명	가격 ($)	도포 편의성 (Application)				내구성 (Durability)				외관 (Apperance)
제품명	가격 ($)	흘러내림 (sag)	붓	스프레이	샌딩	접착력	경도	음식 저항성	내열성	투명도	색상
Aquazar Water-based Polyurethane	20	Fair	Poor	Poor	Good	Excellent	Very soft	Good	Good	약간 흐림	Clear
Benwood Finishes Stays Clear	15	Excellent	Fair	Excellent	Fair	Excellent	Soft	Good	Good	약간 흐림	Yellow
Crystalac Premium Gloss	17	Excellent	Good	Good	Excellent	Excellent	Medium	Good	Good	투명	Clear
Fuhr 355 Acrylic Varnish	19	Excellent	Poor	Excellent	Excellent	Excellent	Medium	Excellent	Excellent	투명	Clear
General Finish High Performance	26	Good	Excellent	Excellent	Excellent	Excellent	Medium	Good	Poor	투명	Light Yellow
Hydrocote Resisthane Plus	9	Excellent	Excellent	Excellent	Good	Excellent	Medium	Good	Good	투명	Clear
J.E.Moser's Marine Shield	25	Good	Excellent	Excellent	Good	Fair	Very soft	Good	Excellent	투명	Dark Yellow
J.E.Moser's Simple Success	18	Poor	Excellent	Fair	Fair	Poor	Soft	Good	Poor	약간 흐림	Light Yellow
Minwax Polycrylic	15	Fair	Fair	Good	Good	Excellent	Very soft	Good	Poor	투명	Clear
M.L.Campbell Ultrastar	8	Fair	Poor	Excellent	Excellent	Excellent	Medium	Excellent	Excellent	투명	Yellow
Olympic Polyurethane	16	Good	Good	Excellent	Good	Excellent	Medium	Good	Good	투명	Clear
Oxford Ultima Brushing Varnish	22	Excellent	Good	Excellent	Good	Excellent	Medium	Good	Good	약간 흐림	Light Yellow
Varathane Diamond Polyurethane	19	Fair	Poor	Good	Excellent	Excellent	Soft	Good	Good	투명	Clear
Minwax Fast-Drying Polyurethane (유성 폴리우레탄)	9	Poor	Excellent	Excellent	Fair	Excellent	Very soft	Excellent	Excellent	투명	Dark Yellow
ML Campbell Magnawax (촉매화 라커)	10	Fair	Excellent	Excellent	Excellent	Excellent	Medium	Excellent	Excellent	투명	Yellow

(위 테스트의 더 자세한 결과를 보시려면 여기를 클릭하세요)

>>> 테스트 자료 다운 받기

우리나라에서는?

서양의 접시 문화와 달리 우리나라는 냄비와 뚝배기 문화라 식탁 상판의 마감으로 사실 제일 중요한 요구사항은 내열성입니다. 목공 카페의 게시판을 봐도 식탁 상판의 마감을 위해 질문하는 내용을 보면 대부분 뜨거운 걸 올려놓아도 되는 마감제는 무엇이냐는 것입니다.

그런데 이 테스트에서도 보았듯이 보통 마감제의 내열성을 테스트하는 범위는 끓는 물의 온도인 100도 이내입니다. 사실 어떤 도막성 마감도 방금 막 가스렌지에서 내린 팔팔 끓는 뚝배기를 견딜 재간은 없습니다. 이런 경우는 반드시 받침을 사용하는 것이 좋습니다. 다만 100도에 약간 못 미치는 뜨거운 커피잔 정도는 견디는 것이 좋겠죠.

우리나라에서 판매되는 외산 수성 폴리우레탄 중 바라탄 다이아몬드 폴리우레탄은 위 내열성 테스트에서 Good 판정을 받았습니다. 즉 약간의 흔적이 남지만 지울 수 있다는 의미입니다. 이 기사에서 최고의 평점을 받은 제네랄 피니쉬의 하이퍼포먼스 제품은 내열성에서 Medium을 받았음에 유의하셔야 합니다. 같은 회사의 엔듀로 프리캣은 끓는 물을 담은 컵을 20분동안 올려놓으면 희미한 링마크가 나타난다고 이 제품 테크니컬 데이타에서 언급하고 있습니다. 그런데 이 제품을 내열성이 강한 제품으로 선전하고 있습니다.

사실 내열성만 따지면 유성 폴리우레탄이 수성 폴리우레탄보다 더 낫습니다. 이 기사에서 비교 대상으로 올린 민왁스 유성 폴리우레탄의 경우 쿼트당 $9밖에 안되는 저렴한 제품인데 내열성은 Excellent 평가를 받았습니다. 이 제품은 유성 치고는 건조시간이 4시간 정도로 빨라 식탁 상판용으로 바르기 딱 좋은데 너무 저렴한 탓인지 우리나라에 정식으로 수입되지 않고 있습니다. 배송대행을 통해 구매할 수는 있지만 가격이 너무 안습이네요. 안타깝습니다.

국산 수성 폴리우레탄 제품들도 이런 방식으로 제대로 평가를 받았으면 하는 바램이 있습니다. 그래서 국산 제품들도 뛰어난 내구성을 가지고 있다는게 증명이 된다면 굳이 비싼 외산 제품을 쓸 필요가 없지 않겠습니까? 누가 나서서 하냐가 문제겠지요. 고양이 목에 방울 달기인가요?

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