MDF 파우더 코팅(목재 분체 도장)
MDF 파우더 코팅(목재 분체 도장)
  • 김오윤 기자
  • 승인 2020.04.24 09:00
  • 댓글 0
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연재 | 목재를 둘러싼 여러가지 모험 93 - 노윤석 우드케어 이사

MDF 즉 Meduim Density Fiberboard는 목재의 섬유소를 추출하여, 접착제와 혼합하여 만든 목질 판상재이다. 비슷한 제품인 PB(Particle Board)가 목재를 물리적으로 파쇄하여 제조하는 것과 대비하여 MDF는 목재에서 화학적인 처리방법을 통해 섬유소를 추출하여 하는 제조방식에서 약간 다르다. MDF는 PB에 비해서는 물성도 뛰어나고, 자유로운 가공이 가능하며, 일반 목재에 비해서는 가격이 저렴한 편이라 다양한 목재의 대용품으로 사용될 수 있어 가구나 인테리어 용도로 많이 사용되고 있다. 하지만 MDF는 가구나 인테리어용도로 사용되기 위해서는 표면처리가 꼭 필요한데, 이제 까지는 주로 UV코팅이나 종이나 필름 같은 것이 사용되었다. 하지만 종이나 필름의 경우 가공이 가공 시 표면이나 엣지부분의 처리가 매우 힘들고, 하자가 발생하는 경우가 많았으며, UV코팅 같은 도료로 인한 환경문제와 더불어 길고 복잡한 처리과정 등에 문제가 있었다. 이런 문제점을 해결하고자 최근에는 MDF자체에 색상을 주는 칼라MDF가 시장에 도입되기도 하였으나, 가격이 비싸고, 색상표현에 한계가 있는 등 문제점을 가지고 있다. 

최근에 들어 MDF에 새로운 표면처리방법들이 개발되고 있으며, 그 중의 하나가 바로 파우더코팅(Powder Coating)을 통한 표면처리 방법이다. 파우더코팅은 국내에서는 분체 도장이라고도 불리며, 말 그대로 액체가 아닌 분말형태의 도료를 이용하여 도장을 하는 방법을 말한다. 이에 따라 분체도장의 경우 솔벤트로 인한 환경문제도 없앨 수 있으며, 도장효과도 뛰어나 새로운 MDF표면처리방법으로 각광을 받을 것으로 보인다. 이 기술은 점차 발전되어 MDF 뿐만 아니라 일반목재 등에서도 사용될 수 있도록 점차 기술개발이 이루어질 것으로 보인다.

 

파우더 코팅(Powder coating)
파우더 코팅은 이름 그대로 건조된 분말을 도료로 사용하는 것이다. 파우더 코팅이 일반적인 액체 도료와 가장 크게 다른 점은 파우더코팅은 액체도료에서 수지나 첨가제를 희석시키는 솔벤트가 함유되어 있지 않다는 점이다. 이러한 솔벤트는 기화점이 낮아 상온에서도 쉽게 기화되어 환경을 오염시키는 경우도 있으며, 인체에 유해한 영향을 미치기도 한다. 

일반적으로 파우터 코팅은 정전기를 이용해서 도장을 한다. 정전기를 이용하여 분말도료를 도장할 물체의 표면에 접착시킨 다음, 일정한 오븐에서 열을 가하여 분말을 표면에 경화 시키게 된다. 이렇게 함으로서 표면에 도막이 생기게 되는 것이다.

 

왜 파우더 코팅일까? 
파우더 코팅은 일반 적인 다른 코팅방법에 비해 여러 가지 장점이 있다. 일례로 파우더 코팅은 액체 희석제를 가지고 있지 않기 때문에 도료를 100% 사용할 수 있고, 파우더코팅 만으로 쉽고 간단하게 두꺼운 도막을 형성시킬 수 있다.

게다가 이런 종류의 도료는 웨에서도 언급했듯이 휘발성 유기화합물(volatile organic compounds(VOCs))을 배출하는 여러 종류의 희석제를 사용하지 않아 환경적으로도 매우 뛰어난 도료이다.

또한 파우더코팅의 경우 입자의 형태로 표면에 부착되기 때문에 어떤 형태의 표면에도 적용할 수 있어 디자인 면에서도 매우 자유롭게 되는 장점이 있다. 이는 기존의 종이, HPM, LPM과 같은 점착지나 필름을 부착하는 방식이 표면형태에 따라 성능에 큰 영향을 주는 것에 대한 아주 좋은 대안이 될 수 있다. 

하지만 아쉽게도 최근까지 이러한 파우더코팅은 거의 금속에만 적용되어 왔다. 그 이유는 금속재료가 쉽게 정전기를 만들 수 있으며, 고온에도 잘 견딜 수 있기 때문이다. 파우더 코팅의 분발은 섭씨 200도 정도의 온도에서 경화가 되며, 대부분의 목재는 이러한 온도를 견뎌낼 수 없다. 또한 목재는 금속처럼 도체도 아니어서 기존의 파우더 코팅을 적용하기는 매우 힘들었다.

이전에는 많은 기업들이 MDF에 파우더코팅을 처리하고자 많은 노력을 하였으나, 경화온도를 낮추는 문제와 표면의 그리고 가장 중요한 것으로 목재는 부도체이기 때문에 도장을 하려는 대상품이 정전기를 가지게 하는 문제를 해결하기가 매우 힘든 부분이 있었다.

이에 따라 몇몇 기업에서는 MDF처럼 열에 민감한 표면을 가진 물건에 적용할 수 있는 새로운 파우더코팅 기술을 개발하였다. 이 기술은 MDF를 포함한 공학목재나 일반목재들이 가지고 있는 기본 함수율(약 8%)을 이용해 정전기를 생성하여 분말입자가 표면에 닿을 수 있게 하는 것이 핵심기술이다.

파우더코팅의 또 다른 장점의 하나는 파우더코팅의 경우 1회의 도장으로만 완료된다는 점이다. 파우더코팅의 공정을 살펴 보면, MDF의 경우 레일에 매달아 오븐으로 투입하여, 수분을 표면을 끌어당겨서 도장의 과정이 진행되게 된다. 이렇게 한번 오븐처리가 된 후 파우더 코팅은 적외선 오븐에서 130도에서 3분 간 경화과정을 거친 후, 20분간 냉각을 거치면 파우더 코팅의 도장과정이 완료되게 된다. 이런 파우더코팅의 과정은 하도-중도-상도를 거치는 일반적인 목공용 페인트 작업에 비해 작업공정도 단순화할 뿐만 아니라, 작업시간도 줄여주어 빠른 작업이 가능하게 된다.

파우더 코팅 처리된 표면의 경우 일반적으로 약간 무광의 광도와 오렌지 껍질과 비슷한 질감을 가진다. 질감과 광택은 거의 높은 광도를 어느 정도 조절이 가능하다. 하지만 현재까지의 기술로는 아직 파우더코팅은 액체도료 만큼의 부드러운 질감과 높은 광도를 내기에는 부족한 면이 있는 것이 현실이지만, 앞으로 지속적으로 기술이 개발되고 있어 향후에는 마감품질 역시 일반도료와도 큰 차이가 없어질 것으로 보인다.

파우더 코팅은 내오염성, 내마모성이 뛰어나며, 빠르게 색상을 낼 수도 있으며, 자외선에도 매우 강한 특성을 가지고 있어 외부용으로도 사용이 가능하다. 더욱이 파우더 코팅 처리된 제품은 욕실이나 부엌 같은 습기가 많은 장소에도 사용이 가능하다. 이는 기존 도료에서는 기대할 수 없는 큰 효과이다. 또한 투명도장도 가능하며 물론 어떠한 색상을 입히는 것도 가능하다. 파우더 코팅 처리된 제품의 표면은 마치 라미네이트 처리된 것처럼 보이지만 실제로는 표면에 완전히 달라붙어 수분이나 먼지와 같은 어떠한 이물질로 인한 하지 발생의 위험성을 크게 낮추어 준다.

 

파우더코팅을 통한 지속 가능한 미래
MDF에 파우더코팅 처리를 하는 것은 최근에 개발된 기술이며, 아직 완전하게 개발된 단계는 아니다. 현재까지 MDF용 파우더코팅을 생산하는 회사는 유럽지역의 IGP- Powder Coating, Sherwin-Williams를 포함한 몇 개회사 밖에 되지 않는다. 이런 회사들은 현재 다양한 실업을 통해 다양한 제품군과 다양한 패턴의 제품을 생산하고 있다. 특히 IKEA같은 대규모 가구회사들도 파우더 코팅 처리된 MDF를 통해 보다 저렴하고, 내구성이 높은 제품을 생산하기 위한 실험을 지속적으로 하고 있다. 따라서 향후 가구용 MDF의 마감처리의 가장 좋은 대안은 이 파우더 코팅이 될 확률이 매우 높다. 더군다나 현재에는 비단 MDF 뿐만 아니라 PB나 합판 같은 다른 목질 판상재나 원목에도 적용할 수 있는 기술들이  개발되고 있어 파우더 코팅의 활용도는 더더욱 커질 전망이다.

파우더 코팅은 액체도료에 비해 솔벤트가 함유되어 있지 않다는 점에서 지속 가능한 대체제로 인정받고 있다. 또한 처리과정에서 사용되지 않은 파우더코팅은 언제든지 재사용될 수 있다. 즉 도료의 유출로 인한 환경오염의 문제도 거의 발생할 확률이 없다는 것이다. 현재 많은 가구업체들이 파우더코팅 처리된 MDF를 사용하고 있으며, 앞으로는 단지 MDF 뿐만 아니라 일반목재를 포함하여 코르크, 합성목재 등 다른 표면에도 파우더코팅이 적용될 것으로 보인다.

비금속 물체에 파우더코팅을 하는 것은 아직까지는 초기 단계이긴 하지만, 앞으로 무궁한 가능성을 가지고 있는 새로운 사업분야가 될 것이다. 


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