안료 ,특수재료 ,도료

안료

안료는 크게 무기 안료와 유기 안료로 구분된다. 원시인들이 산화철. 산화망간, 목탄과 같은 무기 안료와 동물의 피와 같은 유기 색료를 사용하 여색 재료를 만든 흔적을 볼 수 있는 데, 라스코 동굴 벽화나 알타미라 동굴 벽화의 경우 미네랄 층이 무기 안료와  유기 안료의 코팅 역할을 하여 현재까지 색이 변색되지 않고 보존될 색재가 안료로서의 역할을 하려면 일반적으로 알갱이나 분말의 상태로 물이나 기름 또는 일반 용제에 녹지 않고 전색제 등과 섞여 물질의 표면에 고착된 형태로 색을 내야 한다.

 

따라서 안료는 착색되는 매체에 분산되는 불용성을 지닌 입상 물질로서 투명한 성질 (투명도 tranceparency 는 색료와 수지의 굴절률의 차이가 작을수록 높다)을 지닌 염료에 비해 불투명한 성질을 된다.

 

또 염료는 물체와의 친화력이 높아 따로 접착제를 사용하지 않으나, 안료의 경우 접착제나 경화제를 사용하여 흡착하는 특성을 지닌다.안료의 색은 분자 구조에 의한 선택적 흡수에 의해서뿐만 아니라 빛의 회절이나 산란을 통해 나타나는 경우도 있다.안료를 사용한 색재료의 예로는 자동차의 내 외장 코팅 및 유성 페인트와 수성 페인트 등이 있다.

 

탄소의 유무에 따른 안료의 종류

무기 안료(탄소를 포함하지 않은 안료)

특징

• 인류가 사용한 가장 오래된 색재로서. 불에 타지 않는 성질을 지닌다.

• 탄소 이외의 원소만으로 이루어지는 화합물 및 탄소를 함유하는 화합물 중에서도 비교적 간단한 것을 총칭한다.

• 탄소 화합물 중에서 비교적 간단 한 것으로는 산화물(일산화탄소CO, 이산화탄소 CO2 등), 시안화 물(시안화 칼륨 KCN 등), 탄산염(탄산나트륨 Na2C03 • 10H120 등) 등 이 있다.

• 유기물이란 분자의 구조에서 탄소가 중심 원소이거나 탄소가 많이 들어간 분자들을 총칭하는 것으로, 불에 태웠을 때 타는 물질이다.

• 물에 녹지 않는 금속 화합물 형태와 물에도 녹는 레이크 안료로 구분된다.

• 무기 안료 중에는 백색을 띠는 백 색 안료의 종류가 많으며, 다른 안료에 섞어 사용하면 은폐력을 높일수 있다

 

장점

내광성과 내열성이 크고, 은폐력이 크며 햇빛에 강하고 가격이 저렴하다

 

단점

유기안료에 비해 불투명하고 색채가 선명하지 않다.

 

용도

도료, 인쇄 잉크, 크레용, 고무, 건축재료

 

 

유기 안료(탄소를 포함하는 안료)

특징

• 유기물이란 분자의 구조에서 탄 소가 중심 원소이거나 탄소가 많이 들어간 분자들을 총칭하는 것으로, 불에 태웠을 때 타는 물질이다.

• 물에 녹지 않는 금속 화합물 형태와 물에도 녹는 레이크 안료로 구분된다.

장점

색채가 선명하고 착색력이 높다.

단점

무기 안료보다 투명하고 내광성과 내열성이 떨어진다.

용도

인쇄 잉크, 도료, 섬유나 수지의 날염, 플라스틱 착색

 

안료 입자 형성에 필요한 조건

안료 입자의 크기는 도료의 불투명도와 점도 및 안료의 상태에 직 접적인 영향을 미친다. 이것은 안료 입자의 크기에 따라 안료 입자의 굴절률이나 빛의 산란도, 흡수율 등이 달라져 빛에 반응하는 도료의 양상이 변호하기 때문이다. 안료 입자의 적절한 크기는 반응 조건, 건조 조건, 희석제의 종류라는 3가지 조전에 따라 결정된다.

특수 재료

 (1) 형광 염료

형광 물질은 자외선과 같은 짧은 파장의 빛을 흡수하고 긴 파장의 빛을 보사하는 특징을 지녀 일반 색료보다 훨씬 밝은 느낌을 내게 된다. 그래서 형광염료는 백색도를 얻거나 희게 보이도록 하기 위한 경우에 사용된다.

 

예를 들어 가공하지 않은 원료 그대로의 무명천은 노란색을 띠는데, 이를 하얗게 만드는 방법 중 가장 많이 사용되는 것이 바로 형광 증백제를 첨가하는 것이다.

 

형광 염료를 사용할 때는 소량만 사용해야 한다. 왜냐하면 한도를 초가하여 사용하면 되려 백색도를 줄고 청색도가 증가하기 때문이다. 형광 증백제라고 하는 물질들의 화학적 성분은 주로 시틸벤, 이미다졸, 쿠마린유도체 등이다.

 

(2) 진주광택 Pear lesoent 안료

진주광택 박편은 높은 굴절률을 갖고 있는 얇고 투명한 작은 판이다.

이산화탄소 코팅 운모는 가장 일반적인 진주광택 및 간섭 박편이다.

진주강력 박편의 특징은 조명이 바뀌면 색상도 달라진다는 것이다.

진주광택의 이러한 효과를 최대화하기 위해서는 높은 굴절률, 최적의 박편 두께, 직경. 투명도, 부드러운 표면 등이 요구된다. 그리고 진주 광택 안료의 색채 특성을 측정하기 위해서는 다중각multiangle 측정법을 사용하도록 한다.

물고기 비늘은 진주광택 색료와 유사한 유기 화합물 간섭 안료의 예이다.

 

도료

(1) 도로Paint and Varnish

페인트나 에나멜과 같이 고체 물질의 표면에 칠해 일정한

피막을 형성함으로써 물체의 표면을 보호하거나 아름답게 하는 유동성의 물질을 도료라 고 한다. 칠할 때에는 겔이 모양의 유동 상태이고 칠한 후에는 빨리 건조되는 것이 좋다.

현대에 들어서는 예부터 천연 도료로 사용되었던 옻이나 아교를 이 용한 금박• 은박을 대신하여 합성수지나 합성 안료가 개발됨으로써 철 재나 목재의 부식을 막고 광택이나 다양한 색채를 재현할 수 있게 되었다.

(2) 도료의 구성

도료는 책을 내는 도료와 무색의 투명한 코팅 효과를 내는 도쿄로 나 눌 수 있다. 한편, 유성용 도료와 수성용 도료는 재료의 특성을 구분해 주는 전색제Kedium의 특성에 따라 구분된다. (전색제란 고체 성분의 안 료를 도장면에 밀착시켜 피막 형성을 용이하게 해 주는 액체 성분을 말 하며, 비히클 Vehicle이라고도 한다.

전색제를 제외한 도료의 구성 성분은 '도료에 칠해져 도막을 형성하는층'과'도장 후에 휘발되는 성분으로 나눌 수 있다.

 

①  도료의 구성 성분

색을 띠는 색재(안료나 염료 혹은 투명)+체질 안료 (물감의 부피감을 주는 증량제)+전색제(바닥재와흡착역을 주는 바인더)

 

② 수성 도료 water pant

도로를 쉽게 잘할 수 있도록 물을 매체로 사용하는 도로이다. 보통 안료에 카세인, 젤라틴과 같은 수용액을 혼합하여 친수성을 지니는 도료를 말한다.

 

③ 유성 도료에 paint

보통 녹스는 것을 방지하는 데 많이 사용되는 유성 도로는 현재나 목재용에 흔히 사용되는 도료로, 건성유와 안료를 섞어 만들어 부부 명한 성질을 지닌다. 보일유의 양에 따라 반죽 페인트와 조합 메인 트로 나뉘는데, 전자는 안료를 최소량의 보일유와 섞어 놓아 걸쭉한 상태로 만든 페인트이며, 후자는 일정한 용도를 목적으로 미리 배합하여 제조한 페인트이다.

 

④ 천연수지 도료 Natural resin paint

자연에서 얻은 성분으로 만들어진 도료이다. 그 예로 이집트에서는 고체막을 형성하는 건성유를 전색제로 하는 도료를 사용하였다.

1760년경 유럽에서는 미리 기름을 가열하면 점성도가 증가하여 빨 리 고체막을 형성하는 현상을 이용하여 유성 니스, 리놀륨 등을 사 용하였다. 천연수지에는 아마인유, 콩기름, 동유사, 육, 합성 전성 유등의 액체 종류와 셀락, 코펄 등의 고체 종류가 있다.

 

⑤ 합성수지 도료 synthetic resin paint

합성수지 도로는 비닐이나 아크릴, 우레탄, 실리콘, 고무 등의 성분으로 구성된 도료로서 합성수지 화학의 발전으로 인해 그 종류가 다양하다. 대부분의 합성수지 도로는 알카리성이 많아 콘크리트나 목르타르의 마무리 도료로 사용된다.

합성수지 도로에는 에멀젼 수지 도료, 알키드 주지 도료, 불소 수지 도료가 있다. 에멀전 수지 도료는 수성 페인트의 일종이고, 알키드 수지 도료는 공기 중의 산소 성분과 반응하여 건조되는 산화 중 합형 도료이다. 이 도료는 철재나 목재 등의 소지 도장에 적합하다.

불소 수지 도료는 도막이 단단하고 장기적인 내후성 등이 우수한 고내후성 도료이다.