무기징크 도료의 경화조건과 도막 결함 발생원인｜습도·DFT·Mud Cracking 관리방법

무기징크 실리케이트 도료는 교량, 플랜트, 해양구조물과 각종 산업용 철골의 방식도장에 널리 사용되는 프라이머입니다.

이 도료는 높은 함량의 금속 아연을 이용하여 강재의 부식을 억제하는 데 도움을 주지만, 일반적인 에폭시 프라이머와는 경화특성과 시공방법이 다릅니다.

특히 대표적인 에틸실리케이트계 무기징크는 대기 중의 수분이 경화반응에 관여하기 때문에 온도와 상대습도, 공기순환, 도막두께 등의 영향을 크게 받을 수 있습니다.

또 무기징크를 지나치게 두껍게 적용하면 Mud Cracking이 발생할 수 있고, 반대로 Dry Spray가 심하면 정상적인 도막형성이 어려울 수 있습니다.

이번 글에서는 무기징크의 경화원리부터 습도조건, 도막두께, Mud Cracking, 백청과 후속 에폭시 도장 시 발생할 수 있는 Pinhole까지 현장 중심으로 알아보겠습니다.

무기징크 실리케이트 도료란 무엇인가

무기징크 실리케이트 도료는 금속 아연분말과 무기질 실리케이트 바인더를 이용하는 방식도료입니다.

적절하게 블라스트 처리된 탄소강에 적용하면 아연과 강재 사이의 전기화학적 작용을 통해 방식성능을 제공할 수 있습니다.

하지만 모든 ‘징크 도료’가 같은 것은 아닙니다.

구분	주요 특징
무기징크 실리케이트	실리케이트계 무기 바인더 사용, 수분이 경화에 관여하는 제품이 많음
유기징크·징크 에폭시	에폭시 등의 유기수지를 바인더로 사용하는 제품

두 종류는 경화특성, 도막두께 제한, 표면준비 및 재도장 조건이 서로 다를 수 있으므로 제품자료를 구분해서 확인해야 합니다.

무기징크는 어떻게 경화되는가

대표적인 에틸실리케이트계 무기징크는 단순히 용제가 증발하는 것만으로 완전한 성능을 얻는 도료가 아닙니다.

도포 후 용제가 증발하는 과정과 함께 바인더가 대기 중 수분의 영향을 받아 반응하면서 도막이 경화됩니다.

따라서 표면이 손에 묻어나지 않는 상태와 충분히 경화된 상태는 서로 다를 수 있습니다.

후속 도장을 하기 전에는 단순히 손으로 만져보는 것보다 제품에서 요구하는 건조와 경화 조건을 확인해야 합니다.

상대습도가 무기징크 경화에 미치는 영향

무기징크 실리케이트에서 특히 중요한 환경변수 중 하나가 상대습도입니다.

수분이 경화반응에 관여하기 때문에 상대습도가 지나치게 낮으면 제품에 따라 경화가 매우 느려질 수 있습니다.

예를 들어 일부 상용 무기징크 제품은 상대습도 60% 미만에서도 도장은 가능하지만 완전경화가 매우 느려질 수 있다고 안내합니다.

그러나 이 숫자를 모든 무기징크에 동일하게 적용해서는 안 됩니다.

최근에는 낮은 상대습도에서도 비교적 빠르게 경화하도록 설계된 무기징크 제품도 있기 때문입니다.

정확한 최소·최대 상대습도는 반드시 사용 중인 제품의 PDS/TDS와 Application Guide를 기준으로 판단해야 합니다.

습도가 낮으면 물을 뿌려도 될까

일부 무기징크 제조사는 낮은 상대습도에서 경화를 촉진하기 위해 도막에 청수를 이용한 습윤처리나 인공적으로 주변 습도를 높이는 방법을 허용하기도 합니다.

하지만 작업자가 임의로 도장 직후 물을 뿌리는 것은 적절하지 않습니다.

제품마다 물을 사용할 수 있는 시점, 방법과 조건이 다르며 너무 이른 시점에 물을 접촉시키면 아직 형성되지 않은 도막에 영향을 줄 수 있습니다.

따라서 물에 의한 경화촉진은 해당 도료 제조사가 명시적으로 허용하는 경우에만 지정된 방법으로 실시해야 합니다.

온도가 무기징크 경화에 미치는 영향

온도도 경화속도에 영향을 줍니다.

일반적으로 온도가 낮아지면 많은 무기징크 제품에서 경화시간이 길어질 수 있지만 “5℃ 아래에서는 모든 무기징크의 경화가 멈춘다”고 단정할 수는 없습니다.

저온용으로 개발된 제품도 있으며 최소 적용온도와 경화조건은 제품마다 다릅니다.

또 대기온도만 보는 것이 아니라 실제 강재 표면온도도 확인해야 합니다.

도장 전에는 상대습도뿐 아니라 강재 표면온도와 이슬점의 관계도 확인하여 표면에 결로가 발생하지 않는 조건인지 판단해야 합니다.

무기징크의 가장 대표적인 결함 Mud Cracking

무기징크에서 대표적으로 주의해야 할 결함 중 하나가 Mud Cracking입니다.

마른 진흙 표면처럼 도막에 불규칙한 균열이 생기는 현상으로, 제품에서 허용하는 범위를 크게 초과한 도막두께가 주요 원인 중 하나가 될 수 있습니다.

특히 용접부, 모서리와 겹침부처럼 도료가 많이 쌓이기 쉬운 위치에서 발생할 수 있습니다.

원인 가능성	확인사항
과도한 도막두께	실제 DFT와 제품 최대 허용범위 확인
과도한 중첩도장	용접부·모서리·Overlap 부위 확인
부적절한 희석	사용한 희석제와 희석량 확인
잘못된 Spray Technique	Gun 거리와 이동속도, Spray Pattern 확인

무기징크는 얇게 여러 번 칠하면 좋은가

반드시 그렇지는 않습니다.

에폭시 등의 일반적인 도료에서 사용하는 “얇게 여러 번”이라는 개념을 무기징크에 그대로 적용해서는 안 됩니다.

무기징크는 제품별로 권장 WFT와 건조도막두께(DFT)가 정해져 있고 제품에 따라 한 번의 Coat로 목표두께를 형성하도록 설계될 수도 있습니다.

필요 이상으로 여러 번 중첩하여 도장하면 특정 부위의 DFT가 지나치게 높아져 Mud Cracking 위험이 증가할 수 있습니다.

따라서 가장 중요한 것은 횟수가 아니라 제조사가 지정한 WFT와 DFT 범위를 지키는 것입니다.

Dry Spray도 무기징크에서 중요한 결함이다

Dry Spray는 도료입자가 강재에 도달하기 전에 용제가 지나치게 증발하여 표면에 건조하고 거친 분말형태로 쌓이는 현상을 말합니다.

무기징크에서는 정상적인 도막형성을 위해 적절한 Spray Technique이 중요합니다.

Dry Spray의 원인으로는 다음 항목을 검토할 수 있습니다.

• Spray Gun과 표면 사이의 거리가 지나치게 먼 경우
• 온도가 높고 용제가 너무 빠르게 증발하는 경우
• 강한 바람이나 과도한 환기
• 부적절한 희석조건
• 잘못된 노즐이나 Spray 설정

Dry Spray가 발생한 표면은 겉으로는 도료가 충분히 묻어 있는 것처럼 보여도 정상적인 도막이 형성되지 않았을 수 있으므로 후속 도장 전에 상태를 확인해야 합니다.

도막두께가 너무 얇아도 문제다

무기징크의 과도한 DFT가 Mud Cracking을 일으킬 수 있다고 해서 무조건 얇게 칠하는 것도 정답은 아닙니다.

DFT가 프로젝트와 제품의 요구범위보다 부족하면 설계된 방식성능을 확보하지 못할 수 있습니다.

따라서 무기징크에서는 저도막과 과도막을 모두 관리해야 합니다.

도장 중 WFT를 확인하고 적절하게 경화된 후 DFT를 측정하는 것이 좋습니다.

표면처리가 무기징크에서 특히 중요한 이유

무기징크는 아연과 강재 사이의 적절한 접촉과 부착이 중요하기 때문에 도장 전 표면처리가 매우 중요합니다.

제품과 프로젝트에 따라 높은 수준의 블라스트 청정도와 적절한 표면조도가 요구될 수 있습니다.

일반적으로 사용되는 시스템에서는 Sa 2½ 이상의 블라스트 청정도가 요구되는 경우가 많지만, 실제 요구등급과 표면조도는 사용제품의 자료를 확인해야 합니다.

강재 표면에는 다음과 같은 오염이 없어야 합니다.

• 기름과 그리스
• 먼지
• 녹과 밀스케일
• 기존의 불건전 도막
• 프로젝트 허용기준을 초과하는 수용성 염분

아연분말이 충분히 분산되지 않으면 어떻게 될까

무기징크에는 많은 양의 아연분말이 포함되어 있기 때문에 혼합과 도장과정에서 침전관리가 중요할 수 있습니다.

제품에 따라 주제와 아연분말을 혼합한 후 지속적인 교반이 요구될 수 있습니다.

아연입자가 용기나 Spray Hose 등에 지나치게 침전되면 실제 도장되는 도료의 조성이 일정하지 않을 수 있습니다.

따라서 제품 제조사가 지정한 혼합순서, 교반방법, 필터링과 가사시간을 따라야 합니다.

무기징크 표면의 백청은 무엇인가

무기징크 표면이 수분과 대기에 노출되면 아연의 부식생성물이 형성될 수 있으며 흰색 또는 회백색 가루처럼 보일 수 있습니다.

이를 현장에서 White Rust, Zinc Salts 또는 백청이라고 표현하기도 합니다.

백청을 단순히 “경화할 때 수분이 부족해서 발생하는 결함”으로 보는 것은 정확하지 않습니다.

아연 표면과 주변 수분·대기환경의 반응으로 형성된 아연 부식생성물이며, 후속도장을 할 때 느슨한 아연염이 표면에 남아 있으면 층간 부착에 영향을 줄 수 있습니다.

따라서 후속 도장 전에는 제조사에서 요구하는 세척방법으로 이러한 오염을 제거해야 합니다.

무기징크 표면에 Pinhole이 생기는 것일까

무기징크 자체뿐 아니라 무기징크 위에 적용하는 후속 도막에서도 Pinhole이나 Popping이 문제가 될 수 있습니다.

경화된 무기징크 실리케이트는 다공성 구조를 갖기 때문에 후속 에폭시를 한 번에 두껍게 적용하면 기공 속 공기와 용제가 빠져나오면서 작은 구멍이나 기포가 형성될 수 있습니다.

따라서 무기징크 위 에폭시 재도장에서는 제품에 따라 Mist Coat 또는 Flash Coat가 요구될 수 있습니다.

Mist Coat는 왜 사용하는가

Mist Coat는 다공성 무기징크 위에 후속 에폭시를 매우 얇게 먼저 적용하여 기공을 Seal하고 내부 공기가 빠져나갈 시간을 확보하는 방법입니다.

일정한 Flash-off 시간을 준 뒤 정상적인 Full Coat를 적용합니다.

하지만 희석량이나 Mist Coat의 두께, 대기시간은 제품마다 다를 수 있습니다.

현장에서 임의로 희석제를 많이 넣어 Mist Coat를 만드는 것이 아니라 승인된 도장시스템과 제조사의 Application Guide를 따라야 합니다.

무기징크가 충분히 경화됐는지는 어떻게 확인할까

제품과 프로젝트에 따라 경화상태를 확인하기 위해 ASTM D4752 Solvent Rub Test를 사용할 수 있습니다.

이 시험은 에틸실리케이트계 무기징크 프라이머의 용제 저항성을 이용하여 경화상태를 평가하는 방법입니다.

다만 시험등급 몇 이상이면 합격인지 여부는 임의로 정할 수 없습니다.

적용할 상도와 프로젝트 요구조건에 맞는 경화등급을 사전에 정하고 사용제품의 기술자료를 확인해야 합니다.

손으로 문질러 가루가 묻으면 경화불량인가

무기징크 도막의 표면특성 때문에 일부 아연분말이나 표면물질이 묻을 수 있으므로 단순히 손으로 문질렀다는 사실만으로 경화불량을 확정하기는 어렵습니다.

경화가 의심된다면 제품에서 지정한 시험방법과 경화시간, 당시 온도와 상대습도를 함께 확인해야 합니다.

무기징크 도막 결함 발생 시 확인 순서

순서	확인사항
1	사용한 무기징크 제품과 Batch 확인
2	표면처리 등급과 표면조도 확인
3	도장 당시 온도·상대습도·이슬점 기록 확인
4	혼합비와 교반·가사시간 확인
5	사용한 희석제와 희석량 확인
6	실제 WFT와 DFT 확인
7	Mud Cracking·Dry Spray·백청 등의 형태 확인
8	필요하면 지정된 경화시험 실시
9	후속도장 전 표면상태와 재도장 조건 확인

현장 사례 1. 도막이 마른 진흙처럼 갈라졌다

무기징크가 제품에서 허용하는 범위보다 지나치게 두껍게 적용됐는지 먼저 확인합니다.

특히 용접부나 모서리처럼 도료가 겹쳐지는 위치의 DFT를 확인할 필요가 있습니다.

균열 위에 후속도료를 덮는 것만으로 문제를 해결하려 하지 말고 도료 제조사와 프로젝트의 보수절차를 따라야 합니다.

현장 사례 2. 하루가 지났는데 경화가 충분하지 않다

“24시간이면 무조건 경화된다”는 기준은 없습니다.

도장 당시 상대습도가 낮았는지, 온도가 제품의 경화조건을 만족했는지, 공기순환이 적절했는지 확인합니다.

제품에서 요구한다면 경화상태를 별도의 시험으로 확인해야 합니다.

현장 사례 3. 표면이 매우 거칠고 분말처럼 보인다

Dry Spray 가능성을 검토할 수 있습니다.

Spray Gun 거리, 작업 당시 온도와 바람, 환기, 희석량과 Spray 설정을 확인하는 것이 좋습니다.

현장 사례 4. 후속 에폭시에 작은 핀홀이 많이 생긴다

무기징크의 다공성과 후속 에폭시의 도장방법을 확인합니다.

첫 에폭시 Coat를 너무 두껍게 적용했는지, 해당 시스템에서 Mist Coat를 요구하는지 등을 확인할 수 있습니다.

무기징크 도장 전·후 현장 체크리스트

• 제품의 최신 PDS/TDS와 Application Guide를 확인한다.
• 프로젝트에서 요구하는 표면처리 등급을 확인한다.
• 표면조도를 확인한다.
• 먼지·유분·수용성 염분을 관리한다.
• 대기온도와 강재 표면온도를 측정한다.
• 상대습도와 이슬점을 기록한다.
• 제품의 혼합순서와 교반방법을 지킨다.
• 가사시간을 확인한다.
• 승인된 희석제와 희석량을 사용한다.
• 도장 중 WFT를 확인한다.
• 경화 후 DFT를 확인한다.
• Mud Cracking이나 Dry Spray가 없는지 확인한다.
• 후속도장 전에 충분한 경화상태를 확인한다.
• 백청과 표면오염을 확인한다.
• 에폭시 재도장 시 Mist Coat 필요 여부를 확인한다.

무기징크 도장에서 흔히 하는 잘못된 판단

• 날씨가 건조할수록 무기징크가 빨리 경화된다고 생각하는 것
• 모든 무기징크에 동일한 온도·습도 기준을 적용하는 것
• 낮은 습도에서는 언제든 물을 바로 뿌려도 된다고 생각하는 것
• 도막은 두꺼울수록 방식성능이 좋아진다고 판단하는 것
• 무기징크도 얇게 여러 번 칠하면 무조건 좋다고 생각하는 것
• 손에 묻지 않으면 완전히 경화됐다고 판단하는 것
• 백청을 무조건 무기징크의 경화불량이라고 판단하는 것
• Mud Cracking 위에 에폭시를 덮으면 문제가 해결된다고 생각하는 것

자주 묻는 질문

무기징크는 습도가 높을수록 무조건 좋은가요?

아닙니다. 수분이 경화에 필요할 수 있지만 제품에는 허용되는 상대습도와 적용조건이 있습니다. 해당 제품의 PDS/TDS를 따라야 합니다.

습도가 너무 낮으면 어떻게 하나요?

제품에 따라 경화가 지연될 수 있습니다. 제조사에서 허용하는 경우 청수 습윤, 환경 가습 또는 전용 촉진제를 사용할 수도 있지만 임의로 적용해서는 안 됩니다.

무기징크는 몇 μm로 칠해야 하나요?

모든 제품에 공통된 하나의 DFT는 없습니다. 제품과 프로젝트에서 지정한 DFT 범위를 확인해야 합니다. 과도한 DFT는 Mud Cracking을 일으킬 수 있습니다.

무기징크가 손에 안 묻으면 에폭시를 올려도 되나요?

손에 묻지 않는 것만으로 충분한 경화를 확인할 수 없습니다. 제조사의 재도장 조건을 확인하고 필요한 경우 ASTM D4752 등의 지정된 경화시험을 사용해야 합니다.

백청이 조금 있으면 그냥 에폭시로 덮어도 되나요?

권장할 수 없습니다. 후속도장에 영향을 줄 수 있는 느슨한 아연염과 오염은 제조사에서 지정한 방법으로 제거하고 표면상태를 확인해야 합니다.

Mud Cracking은 에폭시를 두껍게 덮으면 없어지나요?

아닙니다. 균열은 무기징크 하도 자체의 결함일 수 있으므로 손상범위를 확인하고 승인된 보수방법을 적용해야 합니다.

마무리

무기징크 실리케이트 도료는 우수한 방식성능을 제공할 수 있지만 일반적인 에폭시 도료와 동일한 방법으로 관리해서는 안 됩니다.

온도, 상대습도, 공기순환과 도막두께가 경화 및 도막형성에 중요한 영향을 줄 수 있으며 특히 낮은 상대습도에서는 경화가 늦어질 수 있습니다.

또 과도한 DFT는 Mud Cracking, 잘못된 Spray Technique은 Dry Spray와 같은 결함으로 이어질 수 있으므로 제품의 권장 도막두께와 시공조건을 지키는 것이 중요합니다.

후속 에폭시를 적용할 때는 무기징크가 충분히 경화됐는지 확인하고 백청과 오염을 제거하며, 다공성으로 인한 Popping이나 Pinhole을 줄이기 위해 Mist Coat가 필요한 시스템인지 확인해야 합니다.

결국 무기징크 도장의 품질은 단순히 아연 함량만으로 결정되는 것이 아니라 표면처리, 환경조건, 혼합·시공, DFT, 경화상태와 후속도장 관리가 함께 이루어져야 확보할 수 있습니다.