은폐력
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1. 개요
은폐력은 페인트가 칠해진 표면 아래의 색상을 얼마나 가릴 수 있는지를 나타내는 척도이다. 페인트가 빛을 흡수하거나 산란시키는 능력, 즉 페인트 층의 불투명도와 관련이 있으며, 이는 페인트의 흡수성과 반사성에 따라 달라진다. 은폐력은 흑백 또는 회백색 패널에 페인트를 칠하고 광도 측정 또는 육안 관찰을 통해 측정하며, 쿠벨카-뭉크 이론을 이용하여 계산할 수도 있다. 페인트의 은폐력은 주로 안료에 의해 결정되며, 안료의 굴절률이 높을수록 은폐력이 높아진다.
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2. 원인
페인트로 덮인 표면에 빛을 비추면, 빛은 부분적으로 코팅에 의해 반사되고 흡수된다. 빛이 기저 표면(기판)에 도달하면, 빛은 다시 기판에 의해 반사되고 흡수되며, 반사된 빛이 페인트 층을 다시 통과하면서 이 과정이 반복된다. 페인트의 특성에 따라, 기판에 대한 정보는 코팅에서 다시 나오는 빛에서 보일 수도 있고, 보이지 않을 수도 있다. 은폐력은 페인트 재료가 이러한 가시성을 억제하는 특성으로, 페인트 층의 불투명도로 나타난다.
은폐력은 흑백 또는 회백색 패널에 코팅을 적용하고 광도측정 또는 육안 관찰을 통해 측정한다.[1] 광도측정의 경우 흑백 기판은 각각 1% 및 80%의 반사율을 갖도록 보정되며, 대비비는 어두운 영역과 밝은 영역에서 반사된 빛의 강도 비율(CIE 1931 색 공간의 휘도 측정)로 표현된다. 육안 측정은 대비를 인지하는 인간의 눈의 민감도를 활용하며, 페인트 도막 두께를 변화시켜 측정한다.[1] 완전 은폐는 기판의 서로 다른 영역 간의 대비를 볼 수 없거나 측정할 수 없게 되는 도포율로 정의되지만, 실제로는 광도측정 대비비 98%를 기준으로 사용한다.[1]
페인트 코팅이 흡수성이 높으면 코팅의 색상은 어두워지고 흡수에 의해 은폐가 제공된다. 코팅이 반사성이 높으면 표면의 색상은 밝지만, 여전히 기판을 잘 은폐하며, 이 은폐는 빛 산란의 결과이다. 페인트 층이 낮은 흡수율과 산란을 보이면, 빛은 층을 통과하여 기판을 드러낸다 (낮은 불투명도 또는 나쁜 은폐).
3. 측정
3. 1. 쿠벨카-뭉크 이론
쿠벨카-뭉크 이론은 1930년대에 개발되어 21세기에도 널리 사용되고 있는 이론이다. 이 이론은 복사 전달 이론을 단순화한 것으로, 페인트의 특성을 산란 계수와 흡수 계수 두 가지로 나타낸다. 이러한 계수들을 알면 은폐력을 계산할 수 있다. 이 방법은 광학 반사율 측정법을 사용하여 상수들을 쉽게 계산할 수 있기 때문에 오랫동안 사용되고 있다. 각 광선 파장에 대해 흑백 드로우다운 차트에 불완전하게 덮인 페인트를 한 번만 적용하여 측정하면 된다. 이 모델은 확산 조명, 필름/공기 및 필름/기판 계면에서의 반사 없음, 페인트 층의 적절한 두께 등 여러 가정을 전제로 한다.
3. 2. 직접 측정
과거에는 폰트 크립토미터(1930년에 도입되었으며, 이전의 "올블랙" 모델은 1919년)와 같은 장치를 사용하여 직접 측정했다. 이 장치는 검정색과 흰색 배경 위에 젖은 페인트를 쐐기 모양으로 배열된 판에 도포한다. 쐐기는 경계선이 보이지 않게 될 때까지 경계선을 따라 이동한다.[1]
직접 측정은 고르지 않은 페인트 도포의 실제 제약 조건이 존재하는 경우 여전히 필요하다. 예를 들어 건물의 페인팅은 브러시나 롤러의 질감으로 인해 불가피하게 페인트 두께의 불균일성을 수반한다. 결과적으로 지각된 은폐력은 때때로 '''도포 은폐력'''이라고 불린다. ASTM D5150 표준은 다양한 회색 음영의 줄무늬가 있는 특수 패널을 사용할 것을 요구하며, 각 줄무늬는 자체적인 "등급"을 갖는다. 페인트는 줄무늬 위에 도포되며, 완전히 가려진 줄무늬의 가장 큰 등급이 페인트의 은폐력이다. 페인트 제조업체는 이 방법의 변형을 사용한다.[2]
4. 안료의 역할
페인트의 은폐력은 대부분 안료에 의해 결정된다. 결합제는 일반적으로 투명하기 때문이다. 안료의 은폐력은 결합제에 분산된 입자에 의한 빛 산란과 관련이 깊다. 두 물질 사이의 굴절률 차이가 클수록 산란이 더 크게 일어난다.[1] 결합제의 굴절률은 약 1.5로 낮기 때문에, 안료의 굴절률이 높을수록 일반적으로 은폐력이 증가한다.[1]
굴절률이 낮은(약 1.5) 일부 백색 안료는 공기 중에서는 흰색으로 보이지만, 페인트에서는 빛의 산란이 거의 없어 은폐력을 갖지 못하며, 이러한 안료를 "증량제"라고 한다.
4. 1. 백색 안료
백색 안료는 빛을 잘 흡수하지 않는다. 하지만 바인더에 분산될 때 굴절률이 낮은(약 1.5) 일부 안료는 공기 중(굴절률 1.0)에서는 흰색으로 보이지만, 페인트에서는 빛의 산란이 거의 일어나지 않아 은폐력을 갖지 못한다. 이러한 안료를 "증량제"라고 한다. 굴절률이 높은 백색 안료는 불투명도를 제공하므로 ''은폐 안료''로 분류된다.[1]참조
[1]
표준
ISO 6504-1:2019
https://www.iso.org/[...]
[2]
표준
ISO 6504-3:2019
https://www.iso.org/[...]
[3]
표준
ASTM D2805-11(2018)
https://www.astm.org[...]
[4]
표준
ISO 18314-2:2018
https://www.iso.org/[...]
[5]
표준
ASTM D5150-92(2017)
https://www.astm.org[...]
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