도장에 관한 이야기 23 - 도료 소요량 계산법

도료 소요량 계산법

1) 이론 도포량

일반적으로 물성 자료상의 추천 건조 도막두께는 평활한 이상적 피도면을 가상하여 제시되는 것이며 이를 기준으로 계산되는 자료상의 도포량 또한 이론적인 도포량입니다. 이론 도포량은 도장작업 시 피도면의 상태, 도장방법, 도장 환경, 도료 손실량을 고려하지 않은 량입니다. 이론 도포량은 다음과 같은 식으로 산출할 수 있습니다.

이론 도포량 (T.S.R) =	부피 고형분(V.S) X 10	=  ㎡ℓ
	건조 도막두께(D.F T)

 

예) 부피 고형분이 50%인 도료를 건조 도막 두께 40㎛으로 도장하려면 이론 도포량은 얼마 인가?

50% X 10	= 12.50 ㎡ℓ  즉, 이론 도포량은 12.50 ㎡ℓ입니다.
40㎛

2) 실 도포량

도료에 대한 제조회사의 자세한 자료에도 불구하고 실제 현장에서 사용되는 도료의 양을 정확히 산정하기는 매우 어려운 일입니다. 실제 현장에서는 여러 가지 요인들로 인하여 이론상의 도료 소비량보다 많은 양의 도료를 소비하게 됩니다. 이때 이론상 도료 소비량과 실제 도료 소비량과의 차이를 loss라 하며 백분을(%)로 나타내어 loss율이라고 합니다.

 

(1) 도료의 외관상 손실

① Blast profile의 효과

철재를 연마재 분사(Blasting) 처리하고 도장할 경우 측정 기계로 도막두께를 측정한다면 실제 계기상의 수치는 표면 조도의 맨 윗부분(peak)까지와 맨 아래 부분(Valley)까지의 평균 도막 두께를 나타내게 됩니다. 그러나 규정 도막두께는 일반적으로 Peak위에서의 도막두께이므로 Peak 아래 부분의 도막은 규정 도막두께에 기여하지 못하는 손실량이 됩니다. 따라서, 이런 규정 도막두께에 기여하지 못하는 도막 손실, 즉 표면조도(Surface profile)에 의한 손실을 고려하여야 합니다.

표면조도에 의한 손실은 사용된 연마재의 종류에 따라 다르며 실험적으로는 Blast profile 진폭의 절반에 해당하는 양을 표면조도에 의한 건조 도막두께 손실로 보고 있습니다.

 

거칠기(Roughness)에 따른 건조 도막두께 손실은 표와 같습니다.

표면상태	표면조도	건조 도막두께 손실
Shot and shop primer	0-50 마이크론(㎛)	10 마이크론(㎛)
Fine open blast	100-150 마이크론(㎛)	35 마이크론(㎛)
Coarse open blast	100-150 마이크론(㎛)	60 마이크론(㎛)
Old honeycomb pitted steel	150-300 마이크론(㎛)	125 마이크론(㎛)

 

② 도장 손실

도장 손실은 도장업자가 이론적으로 추천된 최저 건조 도막두께(추천 도막두께의 80%)를 얻기 위해 과량 도장을 함으로써 발생되는 손실입니다. 이련 경우에 계산된 이론 도포량보다 초과로 사용된 도료의 량은 도장 기구 즉 붓, 로라, 스프레이에 따라 달라집니다. 피도물의 형태 가 단순한 구조물이거나 효율이 높은 평면일 경우에는 대량의 손실은 없습니다. 하지만 작업 하는데 있어 많은 보조 설치물에 의해 복잡 해지거나 격자모양을 갖고 있다면 손실량이 많아질 것입니다. 격자모양의 구조물들을 스프레이 도장할 때는 도장 상의 손실을 계산할 수가 없습니다.

 

* 도장 기구 및 구조물에 따른 손실의 예 

- 붓, 또는 로라 손실률

  단순 구조물 : 5%

  복잡한 구조물 : 10 - 15%

- 스프레이

  단순 구조물 : 20%

  복잡 구조물 : 60%(1회 도장 시), 40%(2회 도장 시), 30%(3회 도장 시)

 

(2) 도료의 실제 손실

① 도장 작업상의 손실

도료가 피도물에 묻어 도막 형성에 기여하지 못하고 작업 중 붓, 로라, 또는 스프레이로부터 손실되는 경우입니다. 보조기구를 사용할 때 손실은 증가될 수 있으며, 심하면 5%까지의 손실을 낼 수 있습니다. 스프레이 도장 시에는 바람의 조건과 피도면의 모양에 따라 손실량에 많은 차이가 납니다.

 

-. 환기가 잘되는 제한된 공간 :5%

-. 거의 바람이 불지 않은 외부 : 5-10%

-. 바람이 부는 외부 : 20% 이상(만약 바람이 부는 적당한 조건하에서 도장을 한다면 의외로 높은 손실을 나타낼 수 있다)

 

② 도료 자체의 손실

도료의 손실은 비록 숙련된| 도장 작업자일지라도 불가피한 것입니다. 즉, 도료를 흘린다 거나 버려진 용기 속에 남아있는 도료, 그리고 2액형 도료의 경우에 있어서는 혼합된| 도료의 가사시간이 지나서 사용할 수 없게 되는 것 등으로 일반적으로는 다음과 같이 손실을 계산합니다.

 

-. 1액형 도료 : 5 %

-. 2액형 도료 : 5 ~ 10%

 

(3) 실 도포량 계산식

실 도포량은 다음과 같은 식으로 산출할 수 있습니다.

실 도포량 (P.S.R) = 이론 도포량 -	이론 도포량 X 손실(Loss %)	=  ㎡ℓ
	100

 

예) 부피 고형분 비가 50%인 도료를 40% 도료 손실(Loss)을 가지고 40㎛으로 도장하려면 실 도포량은 일가인가?

이론 도포량 =	50% X 10	= 12.50 ㎡ℓ
	40㎛

 

실 도포량 = 12.50 -	12.50 X 40	= 7.5 ㎡ℓ
	100

3) 도료에서 사용되는 각종 단위 환산표

(1) 길이

-. 1 ㎛ = 0.001 mm = 0.039 mi|  

-. 1 Mil = 0.001 in = 25.4㎛

-. 1 m = 1000 mm = 100 cm = 39.37 in = 3.2808 ft = 1.0936 Yards

-. 1 in = 1000 Mi| = 25.4 mm = 0.08333 ft

-. 1 ft = 0.3048 m = 12 in

-. 1 Yard = 0.9144 m

-. 1 mile = 1.6093 km

-. 1 km = 0.6214 miles

 

(2) 면적

-. 1 ㎡ : = 10000 ㎠ = 1550.031 in2 = 10.764 ft²

-. 1 ft² = 144 in2 = 929.030 ㎠ = 0.092903 ㎡

 

(3) 부피

-. 1 L = 1000.00 ㎤= 0.035315 ft3 = 0.264178 gal

-. 1 ft3 = 28.3168 L = 7.4805 ga|

-. 1 gal = 3.7853 L( * 도료에서는 특별한 경우를 제외하고 통상적으로 1 gaI = 4L로 한다.)

-. 1 bbl(배럴) = 42 gal (3.785 L= 1 gal)

 

(4) 질량

-. 1 g = 0.001 kg = 0.0022 lb(파운드)

-. 1 kg = 1000 g = 2.2046 lb

-. 1 lb = 453.592 g = 0.45359 kg

 

(5) 밀도

-. 1 g/㎤ = 0.03613 lb/in3 = 62.428 lb/ft3 = 8.345 lb/gal = 1 kg/L

-. 1 lb/ft3 = 0.01602 g/㎤ = 0.1337 lb/gal

-. 1 lb/gal = 0.11982 g/㎤ = 7.481 lb/ft3

 

(6) 온도

-. 화씨(℉)를 섭씨(℃)로 환산하는 식 : ℉ =	9	℃ + 32,        0 ℉ = -17.8 ℃
	5

 

-. 섭씨(℃)를 화씨(℉)로 환산하는 식 : ℃ =	5	(℉ - 32), 0 ℃ = 32 ℉
	9

 

(7) 압력

-. 1 kg/㎠ = 0.96784 atm

-. 1 atm = 1.03322 kg/㎠ = 760 mmHg = 29.9212 inHg = 14.6901 lbf/in2