서론: 왜 “깨끗한 흰 벽”이 몇 년 만에 “누래졌을까”?
건축 외벽 도료의 “오염 부착 저항성”(Dirt Pick-up Resistance/DPUR)
——이는 건물 소유주가 “가장 직관적으로 느끼는”
도막 성능이다——흰색 외벽——>1~2년 후 “흐름 자국/얼룩/탁함”
가 나타나는 것——이것이 오염이다. 건축 외벽의 오염 원인——(1) 대기 중의 입자상 물질(PM10/PM2.5/먼지/그을음)
——도막 표면에 침강——도막과의 부착력(반데르발스 힘/정전기력)으로 인해 입자가 벽에 ”달라붙는” 것;(2) 빗물——빗물이 도막 위를 흐르는 방식 “수축 수적류”(소수성——물방울이 불균일——먼지가 물방울 가장자리에 뭉침——”검은 흐름 자국” 형성)——대비 ”전개 수막류”(친수성——먼지가 수막에 의해 균일하게 씻겨 감——깨끗함)
——이는 건축 도료의 오염 방지에서 가장 중요하면서도 가장 직관에 반하는
”소수성이 반드시 깨끗한 것은 아니며——친수성이 반드시 더러운 것은 아니다”라는 점이다.
일、친수성 vs 소수성 두 가지 오염 방지 전략 비교
| 전략 | 메커니즘 | 물 접촉각(°) | 장점 | 단점 | 적용 기후 |
|---|---|---|---|---|---|
| 친수성(광촉매 TiO₂/초친수성) | TiO₂ 광촉매 분해 오염물 + 빗물 균일 확산 세척 | <10(초친수성) | 장기 자가 세정/빗물 세척 효과 우수/유기 오염물 분해 | 빗물 필요(>1000mm/년)——건조 지역 무효; TiO₂ 촉매 내구성(>5년) | 다우/고습(화남/일본/동남아——추천) |
| 소수성(불소탄소/실록산/저표면에너지) | 저표면에너지(<20mN/m)——먼지 부착 어려움——물방울 굴러 떨어지며 먼지 제거 | >110(강소수성) | “연잎 효과”/먼지 부착 어려움/외관 양호 | 물방울의 불균일 흐름——”검은 흐름 자국” 발생; 정기적 청소 필요 | 소우/다풍사(화북/중동/호주——추천) |
자주 묻는 질문 (FAQ)
Q1: 왜 발수 코팅의 “물방울 흘러내림”이 “검은 흐름 자국”을 만들어 오히려 깨끗하지 않은가?
발수(물 접촉각>110°) 표면의 물방울——(1)물방울이 표면에 불균일하게 분포
(크기 불균일/위치 무작위)——(2)중력作用下 물방울이 흘러내림
(비균일한 퍼짐)——물방울의 가장자리(물/공기/코팅 삼중 계면)
——먼지와 용해물이 물방울 가장자리에 농축됨(모세관 효과)
——수분 증발 후——“고리형” 또는 “줄무늬형”의 검은 퇴적물이 남음
——이것이 “검은 흐름 자국”이며, 발수 코팅이 “간헐적 빗물”(약한 비/불연속적——전체 표면을 씻어내기에 부족함)
에서 나타나는 가장 전형적인 오염 형태이다. 초친수(<5°)——물이 완전히 퍼져 수막이 됨
——”물방울 가장자리” 없음, 먼지가 수막에 균일 분포——수막과 함께 흘러감 어떠한 “흐름 자국”도 없음
——깨끗함.
Q2: 광촉매 TiO₂가 건물 외벽 코팅의 “수명”이 >5년이 되어도 여전히 “자기 세정” 기능을 하나요?
TiO₂의 광촉매 활성은 — >2-3년 후 TiO₂ 입자 표면의 오물 누적로 인해
— 오염물이 TiO₂ 표면을 덮음 — UV가 TiO₂에 도달 불가 — 광촉매 “정지”. 그러나 빗물에 의한 세척
— 오물 층을 일부 씻어냄
— TiO₂의 광촉매 회복 — 따라서 TiO₂의 자기 세정 효과는 “습하고 비가 많으며 UV가 강한”(예: 광저우/싱가포르) 기후에서 — >5-8년 지속 가능
— “건조하고 비가 적은”(베이징/두바이) 곳에서는 — 오물 층 누적 — 광촉매가 >1-2년 내 정지 — 소수성 전략이 더 유리함.
Q3: GB/T 9780-2013의 “조제 회(灰)”는 왜 실제 오염을 대변할 수 없는가?
GB/T 9780은 “조제 회(粉煤灰+煤灰——성분已知/입경<45μm)"를 사용함
——시험——코팅 표면에 회를 뿌림——“세척 시험기(수류)”로
세척——“반사율 저하율(ΔR=R원-R세척후)” 측정
——ΔR25%=불량. 그러나 실제 오염은——(1)유성 유기물(자동차 배기가스/주방 연기) 포함
——”물 세척”으로 제거 불가——광촉매 TiO₂의 화학 분해 필요——(2)오염은 “누적성” 수개월/수년
——실험실의 “일회성 회 뿌리기+세척”이 아님. GB/T 9780은 QC(품질 관리)임——”실제 내오염성”의 예측이 아님——실제 내오염성——>2년 이상의 야외 폭로 필요.
관련 읽을거리
요약
건축도료의 오염부착 저항성 — 친수성(광촉매 TiO₂/자기세정/다우 지역)과 소수성(불소탄소/실록산/연잎 효과/소우 지역) — 각각 최적의 기후대가 있다. 초친수 표면 — 수막이 균일하게 퍼짐 — ‘검은 흐름 자국’이 없음은 다우 지역의 최적 선택이다. GB/T 9780은 QC 기준이며 실제 야외 폭로를 대체할 수 없다. 커신 신소재는 고객에게 친수성/소수성 내오염 건축도료 제품 전체 라인업과 오염부착 저항 기술 지원을 제공한다.