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1 페인트및잉크중 VOC 함량기준설정등에대한연구 최종보고서 ( 사 ) 한국냄새환경학회 환경부

2 제출문 환경부장관귀하 이보고서를 페인트및잉크중 VOC 함량기준설정등에 대한연구 (( 사 ) 한국냄새환경학회 / 울산대학교화학및생 명과학부양성봉 ) 과제의최종보고서로제출합니다 년 11 월 ( 사 ) 한국냄새환경학회 울산대학교화학및생명과학부 교수 양성봉

3 연구원현황 책임연구원 : 양성봉 ( 울산대학교화학및생명과학부교수 ) 연구원 : 이병규 ( 울산대학교지구환경시스템공학부교수 ) 연구보조원 : 유미선 ( 울산대학교화학과박사 ) 황희찬 ( 울산대학교화학과석사과정 ) 김현수 ( 울산대학교화학과석사과정 ) 고일하 ( 울산대학교환경공학과석사과정 ) 유주희 ( 울산대학교환경공학과석사과정 ) 전나영 ( 울산대학교환경공학과석사과정 )

4 요약문 1. 제목 페인트및잉크중 VOC 함량기준설정등에대한연구 2. 연구의필요성및목적 휘발성유기화합물 ( 이하 VOC라칭함 ) 은발암가능성, 대류권오존형성, 광화학스모그형성, 그리고폭발성등을가지고있어서여러측면에서인체와우리의환경에위해성을지닌화합물질이다. 최근의연구에의하면우리나라의인위적인 VOC 발생의약 46% 는도장산업과관련이있고약 4% 정도는인쇄와관련이있다고한다. 도장산업과관련된 VOC 발생중건축용이나자동차용으로사용하는페인트에서발생하는 VOC는전체인위적 VOC 배출의약 20% 및 10% 나될정도로아주많은양이배출되고있다. 그럼에도불구하고이러한도장산업에서발생되는 VOC는 Fugitive Emission( 불특정배출물 ) 형태로발생되기때문에적절한방지대책을세우기가용이하지않다. 또인쇄및출판시설에서도인위적배출 VOC의약 4% 를차지하고있지만, 이러한시설들이대부분영세한실정에있으므로적절한 VOC 배출대책이나방지시설을설치운영하기가어렵다. 또이러한건축물도장이나인쇄시설및관련제품들은우리일반시민들이매일의일상생활가운데서도아주가까이접하고있다. 따라서, 이러한업종에종사하는작업자뿐만아니라일반시민, 그리고우리환경에의악영향을최소화하는적절한방지대책이마련되어야한다. 건축물도장이나자동차보수, 인쇄관련시설에서는대부분불특정배출물형태로 VOC가배출되기때문에 VOC 배출방지대책으로는 VOC 포집이나처리시설같은것을도입하는것보다는사전에오염발생예방 (Pollution Prevention) 을하는것이훨씬효율적인것이다. 즉, 원료의생산이나사용전에사용되는페인트나잉크중에함유되는유기용제 (VOC) 의함량을줄이거나적절한형태로규제하는것이바람직할것이다. 이러한관점에서본연구는외국의규제현황분석과국내유통중인페인트및잉크중에포함되어있는 VOC 함량기준을적절히설정하여 VOC 배출을획기적으로줄이고자한다.

5 3. 연구내용및방법 국내주요페인트제조사 ( 고려화학, 건설화학등 ) 및사용시설 ( 건설회사, 자동차생산회사 나수리점 ) 을방문하여페인트의생산및판매실태와건축용및차량용페인트의 사 용실태및 VOC 성분비조사분석하며, 국내주요인쇄용잉크제조사 ( 대한잉크협회등 ) 을방문하여인홰의생산및판매실태, 그라비아용, 옵셋용및윤전용잉크의사용실태및 VOC 성분비조사분석하였다. 미국등과같은유럽선진국의페인트및잉크중 VOC함량및규제현황을조사하여선진국및국내관련업체에서현재실행중에있는건축용및차량용페인트와인쇄용잉크중의 VOC 함량기준을평가하는시험방법분석을제안하였다. 또한, 선진국및국내건축용및차량용페인트와인쇄용잉크중의 VOC 함량기준과현재관련 KS규정을비교, 분석하여이를국산화하기위한 KS규정개정사항을요약하였다. 그리고수성도료, 반수성도료, 무용제형도료의특성과이점을분석하고, 이들청정도료의공공건물, 다중이용시설, 그리고지하시설등에서의확대사용에따른문제점을분석하고이들청정도료의사용의무화방안을제시하였다. 4. 결과요약미국을비롯하여선진각국은대도시지역의오존문제, 농작ㆍ삼림에대한광범위한피해또는국경을넘는환경오염물질등에대해대책을수립하였으며, 그중에서도 VOC가큰역할을하고있음이밝혀져각국마다이에대한삭감계획을세워추진하고있다. 유럽의경우유럽연합에서유기용제지침을마련하고유기용제를다량으로사용하는사업장에대해배출구에서의 VOC 허용농도를업종별로고시하였으며, 또한업종별, 규모별로연간유기용제사용량을삭감하도록하고있었다. 유럽에서의 VOC규제는제조시설위주로되어있었으며, 전체적으로유기용제사용량은목표를세워삭감하도록한것이며, 도료중유기용제에환경마크등을부여하여친환경적도료즉, 유기용제의함량이적은도료를사용하도록유도하는정책이라할수있었다. 일본의경우도료중 VOC 함량규제나제조시설에서의 VOC 사용량제한등유기용제사용에대한국가적인규제는아직제정하고있지않았다. 그러나일본의경우악취방지법에서크실렌 ( 자일렌 ), 톨루엔, 아세트산에틸등도장공정에의해대기중으로배출된유기용제가악취민원을일으킬경우이에대한삭감또는제거장치를설치하도록하여유기용제가대기중으로대량배출되는것을어느정도억제할수있는제도적장치를마련하고있었으며, 또한, VOC 사용량이많은지역 ( 산업단지등 ) 에대해서는지자체의조례에의해 VOC 매출허용

6 기준을마련하고있었다. 한편, 최근에는 PRTR에의해 50명이상의사업장에서취급되는화학물질을조사하여향후위해성이높은 VOC에대한국가적인규제를마련할예정이라고한다. 미국의경우자동차로인한오존이대도시지역에서일찍부터문제가되어특히 LA지역을중심으로 VOC에대한규제가실시되었다. 도료중유기용제함량에대한제한은 1990년대부터제안되었으며, 현재실천단계에와있다. 현재우리나라의도시권은갈수록대기질이악화되고있는경향을보이고있으며, 이를개선하기위해서는강력한대기오염물질의관리가필요하다. 우리나라는가용면적당인구밀도세계1위, 도시지역자동차이용율세계 1위라는입지에있는나라로서대기정책을소홀히하여대기질이극도로악화될경우많은사람의건강피해, 건축물등시설물에대한피해, 농작물에대한피해등막대한국가적손실이발생될것으로우려된다. 현재미국에서실천되고있는 VOC 규제는앞서대기질악화를경험함으로써만들어진제도로서우리는이러한선진국의경험을인식하여피해가발생되지않도록하기위해적극선진국의규제제도를우리실정에맞게도입할필요가있다고할수있다. 이렇게볼때미국의도료중 VOC 삭감제도는깊이연구할필요가있었다. 본보고서에서는미국의도료중 VOC 기준을참고하여우리나라도료제조사의자료를토대로도료중 VOC 함량을제안해보았다. 현재국내도료사의도료분류법은전문가로서는편리한분류기법이나도료가누구든지사용할수있음을고려할때사용자의입장을고려한분류법이필요하였다. 국내도료의함량기준설정은우선미국 EPA와캘리포니아지역의함량기준을참고로페인트ㆍ잉크협동조합의안을수렴하여새로운기준을설정하였다. 아직국내도료가제안된분류방법으로분류하고각항목마다도료중 VOC 함량이나제조량이정확히파악되지않는상황이므로함량기준설정에따른삭감예상량을정확히산정할수없었지만자료를제시한상위 4개사의함량및생산량으로부터기준안이모두지켜질것으로가정하여예상 VOC 삭감량을산정해보았다. 도장공정에서발생되는 VOC 삭감을위해서는시중에유통되고있는도료용기에도료내용물의분류, 사용처, 제조일, 제조자, VOC 함량, 사용지역, VOC 함량기준, 환경마크등에관한정보를의무적으로명시하도록해야할필요가있었으며, 제조업체는제조하고있는도료에대해환경부에보고하도록하는것이우선실시해야할사항이라고본다. 이로부터환경부는종류별 VOC 함량과생산량으로부터도장으로인해국내대기중에배출되는총 VOC 양을산정할수있게되며, 함량기준의조정에의해목표삭감량을정확히예측할수있는체제가될것으로사료된다. 아울러함량기준을웃도는도료에대해서는미국처럼환경세인초과부과금을징수하거나또는다른벌칙을제정할필요가있을것이다. 잉크에대해서는미국의경우아직잉크중 VOC 함량기준을마련하고있지않지만유ㅜ

7 럽의경우잉크다량사용업체의배출구농도규제와연간용제사용량제한을하고있어서이와같은규제방식을도입할필요가있을것이다. 신차제조에사용되는도료중 VOC 삭감계획은국내사의경우유럽의규제를따라가기위해상당히합리적계획이수립되고있었으며, 이를관리하여적절한시기에규제체를설저해줌이바람직할것으로사료되었다.

8 목 차 1 장연구의목적과방법 사업개요 사업추진방법 2 2장 VOC 규제동향 유럽과북미의 VOC 규제동향 일본의 PRTR 우리나라에서의 VOC 규제 13 3장유럽의유기용제배출규제 유럽에서의도장공정으로발생되는 VOC 규제 도료재료, 바니쉬, 잉크, 접착제의제조 자동차보수도장 유럽 VOC 배출규제의특징 25 4장미국의페인트중 VOC 규제 미국의대기중오존정책 도료에서발생되는 VOC 에대한규제 미국 California주에서의도료중유기용제함량기준 California주 South Coast지역페인트 VOC 규제 미국 EPA의규제대상건축용도료의정의 68 5장도료의개요 도료의정의 도료의구성 도료의종류와분류 한국산업규격 (KS) 에서의도료관련용어 KS에서의도료에관한시험법 자동차용도장 98

9 6장우리나라의도료의생산과분류 도료산업에서의사장점유율 조성및용도별생산량 건축용도료 페인트성분및유기용제함량 도장으로인한 VOC 배출량 132 7장국내건축용도료 VOC 함량기준설정 건축용도료제조사의 1차안 페인트조합의도료중 VOC 함량기준안 (2차안) 페인트조합안과미국기준과의비교 건축용도료규제방안 KS 규격과 EPA 측정법에의한 VOC 함량측정 164 8장자동차제조에서의 VOC 규제 자동차도료의현황 각종 Clear 도료ㆍ도장의 LCA 환경대응재료의과제 자동차제조에서의 VOC 규제와국내사의대응 자동차용수성도료의개발현황과적용 자동차도장공정 VOC 배출농도규제 189 9장그라비아용, 옵셋용, 윤전용잉크중 VOC 함량기준설정 잉크의정의및분류 잉크의생산시설과인쇄시설의실태 잉크종류별유기용제의함량 잉크용잉크VOC 배출방지를위한현황조사 인쇄용잉크의수성화를위한노력 결론 223

10 10 장수성도료사용확대방안 수성도료 수성도료업계사용실태분석 선진국수계도료시장동향 국내수계도료시장동향 VOC 감소를위한대체도료 수성도료및대체도료의확대방안 270

11 1 장연구의목적과방법 1. 1 사업개요 가. 추진배경 휘발성유기화합물 ( 이하 VOC라칭함 ) 은발암가능성, 대류권오존형성, 광화학스모그형성, 그리고폭발성등을가지고있어서여러측면에서인체와우리의환경에위해성을지닌화합물질이다. 최근의연구에의하면우리나라의인위적인 VOC 발생의약 46% 는도장산업과관련이있고약 4% 정도는인쇄와관련이있다고한다. 도장산업과관련된 VOC 발생중건축용이나자동차용으로사용하는페인트에서발생하는 VOC는전체인위적 VOC 배출의약 20% 및 10% 나될정도로아주많은양이배출되고있다. 그럼에도불구하고이러한도장산업에서발생되는 VOC는 Fugitive Emission( 불특정배출물 ) 형태로발생되기때문에적절한방지대책을세우기가용이하지않다. 또인쇄및출판시설에서도인위적배출 VOC의약 4% 를차지하고있지만, 이러한시설들이대부분영세한실정에있으므로적절한 VOC 배출대책이나방지시설을설치운영하기가어렵다. 또이러한건축물도장이나인쇄시설및관련제품들은우리일반시민들이매일의일상생활가운데서도아주가까이접하고있다. 따라서, 이러한업종에종사하는작업자뿐만아니라일반시민, 그리고우리환경에의악영향을최소화하는적절한방지대책이마련되어야한다. 건축물도장이나자동차보수, 인쇄관련시설에서는대부분불특정배출물형태로 VOC가배출되기때문에 VOC 배출방지대책으로는 VOC 포집이나처리시설같은것을도입하는것보다는사전에오염발생예방 (Pollution Prevention) 을하는것이훨씬효율적인것이다. 즉, 원료의생산이나사용전에사용되는페인트나잉크중에함유되는유기용제 (VOC) 의함량을줄이거나적절한형태로규제하는것이바람직할것이다. 이러한관점에서본연구는외국의규제현황분석과국내유통중인페인트및잉크중에포함되어있는 VOC 함량기준을적절히설정하여 VOC 배출을획기적으로줄이고자한다. 나. 추진배경 건축용이나자동차용으로사용하는페인트에서발생하는 VOC나인쇄소에서사용하는잉크에서발생하는 VOC는시설의특성상방지시설설치등의사후관리방법으로는 VOC 저감을기대할수없어사전예방방법인생산단계에서페인트와잉크중에 VOC 함량기준을설정하여 VOC 발생을근원적으로억제하기위함이다

12 1.2 사업추진방법 가. 추진체계 총괄책임연구원울산대학교양성봉 VOC 함량기준 KS 규격개정 ( 울산대학교양성봉 ) 수성도료확대 ( 울산대학교이병규 ) 페인트중 VOC 햠량 ( 울산대학교양성봉 ) 인쇄잉크중 VOC함량 ( 울산대학교이병규 ) - 2 -

13 나. 추진방법 1) 페인트및잉크중 VOC 함량기준설정 A) 건축용및차량용페인트중 VOC 함량기준설정 -국내건축용페인트의사용형태및사용량조사 -차량용페인트의사용형태및사용량분석. -건축용및차량용페인트의국내제조사의제품규격조사. -건축물도장및차량용에사용되는페인트에포함된유기용제의함량비율과사용중대기중에발산되는 VOC 성분조사. -유럽등선진국의페인트의사용실태와 VOC 배출방지를위한규제현황조사. -측정자료와관련문헌을종합하여페인트의연도별 VOC함량삭감안제안 B) 잉크중그라비아용, 옵셋용, 윤전용 VOC 함량기준설정. -국내인쇄시설의분류와시설규모의조사. -인쇄용잉크의생산및사용실태조사. -잉크종류별 ( 그라비아, 옵셋, 윤전용 ) 에포함된유기용제의함량비율과사용중대기중 VOC 휘발성분및양의산정. -유럽등선진국의인쇄용잉크사용실태와 VOC 배출방지를위한규제현황조사. -측정자료와관련문헌을종합하여인쇄용잉크의 VOC 함량삭감안제안 2) 한국산업규격 (KS) 개정사항제시 -건축용및차량용에사용되는페인트의제품생산, 유통, 사용, 환경오염등과관련된 KS 규격및선진국규격의비교검토를통한개정사항제시. -인쇄잉크( 그라비아, 옵셋, 윤전용 ) 의생산, 유통, 사용, 환경오염등과관련된 KS규격및선진국규격의비교검토를통한개정사항제시. 3) 수성도료의확대방안제시 - 수성및반수성도료의특성, 가격, 건조기간및방법, 이점등의분석. - 용제나용매를사용하지않는무용제형도료나도착방법의소개. - 공공건물, 다중이용시설, 지하시설등에서수성, 반수성및무용제형도료의사용확대 - 3 -

14 를위한방안제시. - 선진외국의수성, 반수성및무용제형도료의사용실태및경험분석. 4) 관계전문가의견수렴 - 고려화학 ( 임종찬, 박종명박사 ) 등주요페인트회사전문가의견수렴. - 인쇄용잉크제조회사전문가의견수렴. - 무용제형도료제조회사전문가의견수렴. 다. 대상및범위 1) 건축도장용및차량보수용페인트의 VOC 함량기준설정 -페인트제조회사의방문및보고서등을이용하여건축도장용및차량용폐인트중의유기용제함량분석. -사용량이많은대표적페인트 3~4종에대해가스크로마토그래를이용하여 VOC 함량과대기중휘발량측정, 연간대기중배출량산정. -각종건설회사또는도장회사의자료를이용하여건축물용도및내외장공사에서용제형, 수성, 반수성페인트의사용실태조사. -자동차제조에사용되는페인트의종류, 건조방법, 용제발생및제거실태등의조사. -유럽지역의관련기관과협의및문헌조사를통하여선진국의관련페인트사용실태, VOC 배출방지방법등에관한자료수집. -주요페인트회사및학계의 VOC 관련전문가협의, 사용실태, 방문조사, 결과, 문헌조사등을바탕으로사용용도에따른기준을마련후업계와협의후관련페인트의연차별 VOC 함량삭감안제시. 2) 그라비아용, 옵셋용, 윤전용잉크중의 VOC 함량기준설정 -인쇄용잉크제조사의방문및보고서등을이용하여그라비아용, 옵셋용, 윤전용잉크중의유기용제의함량분석. -주요인쇄사, 신문사, 그리고인쇄용잉크제조사를방문하여인쇄용잉크의사용실태, 시설규모의분석. -유럽지역관련전문가협의, 문헌조사등을통한선진국에서의인쇄용잉크의사용실태와 VOC 배출방지방법의자료분석

15 - 국내주요인쇄용잉크제조사및학계의 VOC 관련전문가의의견수렴, 방문조사결 과, 문헌조사등을통한등을바탕으로사용용도에따른기준을마련후업계와협의하 여관련인쇄용잉크의 VOC 함량삭감안제안. 3) 관련 KS 규격개정사항제시 -건축용및차량용페인트의제품, 유통, 사용, 환경오염감소등과관련된 KS 규격분석. -그라비아용, 옵셋용, 윤전용잉크의제품, 유통, 사용, 환경오염감소등과관련 KS 규격분석. -선진국의관련규격이나규정검토. -관련전문가의의견수렴. -관련문헌및국내페인트잉크협동조합, 생산업체등을방문조사및협의, 관련규격검토를통한새로운 KS 규격개정사항의제시. 4) 수성도료의확대방안제시. -유기용제형도료와청정도료 ( 수성, 반수성, 무용제형도료 ) 를생산하는회사와관련문헌조사를통하여특성, 가격, 건조방법등을비교분석. -청정도료의사용에유리한시설물, 장소, 계절등의분석. -선진국의관련전문가및문헌조사등을통한선진외국의청정도료, 사용경험, 사용과관련된여러가지장점분석을통한확대방안제안

16 2 장 VOC 규제동향 화학공업, 도장페인트공업등에서취급되고있는유기화합물중휘발성이강한용제류, 연료유, 모노머등은작업자의건강장애를일으킬뿐아니라인근주민에악취오염을유발시키며, 광화학스모그, 도심에서의오존농도증가또한대규모삼림의황폐화를일으킨다는사실이알려지면서지구환경의관점에서취급되어, 선진국을중심으로국제적인조직을통해엄격한총량규제가이루어지게되었다 1). 표 2.1 유기용제 (VOC) 규제과정 1944년미국로스엔젤레스광대한농작물고사 1950년초광화학옥시단트가원인물질인것으로판명 NOx와 VOC에의한반응도있지만, VOC에의한영향이더큼 1960년대북유럽, 독일, 캐나다의침엽수림의고사호소의산성화문제 1969년미국대기정화법광화학옥시단트기준 0.12ppm 1972년로마클럽 성장의한계 국제연합인간환경회의 ( 스톡홀름 ) 국제연합환경계획 (UNEP) 설립 1976년 EC지침, 국내법제정요구 1977년미국대기정화법제정 1979년국연회의 장기간에걸친국경을초월한대기오염문제검토회의 1991년 11월의정서조인 1984년 EC지령 산업에의한대기오염에의도전 규제법입법화지령 독일 (1986), 이탈리아, 네델란드 (1988), 영국 (1990) 입법화 1990년미국대기정화법 (Clean Air Act) 개정 1991년 11월국제연합 (ECE) 의정서조인 ( 북미, 전유럽 ) 1992년 EC지령 VOC 규제의통일기준 휘발성유기화합물 (Volatile Organic Compounds, VOCs) 의환경에의영향은다음처럼요약할수있는데, 그중에서도 UN-ECE( 국제연합유럽경제위원회 ) 나구미를중심으로한지구환경보전으로서중요시되고있는것은 a) 항의광화학옥시단트의억제와 b) 항의발암물질등의유해대기오염물질의억제일것이다. a) 광화학옥시단트에의한삼림의고사 b) 발암성등인체에유해한대기오염물질에의한건강장애 1) 西野敦외, VOC 대책 ~ 발생원대책부터법규제까지 ~, ( 주 )NTS, 1997 년 9 월 24 일 ~25 일, (VOC/ 포름알데히드대책과법규제의국제적동향 ~ 발생원대책ㆍ억제기술ㆍ시스템화기술 ~ 세미나 ) 강연집 - 6 -

17 c) 광화학옥시단트의주성분인오존에의한지구온난화 d) 지구온난화방지 (CO 2 의억제. VOC의연소처리시의 CO 2 의발생량억제 ) e) 성층권의오존층의파괴 ( 할로겐계 VOC. VOC규제와별도로규제 ) f) 악취오염 ( 지구환경이아닌각국독자적으로규제 ) 지구환경보전으로서 VOC규제의출발점은 1972년스톡홀름에서개최된 UN 인간환경회의로서, 이회의에서유럽각국의산성비의피해가발표되어, 산성비문제가국경을넘는장거리이동에의한대기오염문제로서심각히인식되었으며, 국제적인연대를갖는지구환경문제의원점이되었다. 2.1 유럽과북미의 VOC 규제동향 1950년대이후독일남서부의 Shwarzwald( 흑림 ) 의활엽수림이나미국의 5대호주변의침엽수림의피해, 호수의산성화등생태계의피해가각국에서밝혀져사회적으로큰문제로인식되기시작하였다. UN의인간환경회의는이러한피해는유해물질을발생시키는나라에서부터국경을넘어다른나라에피해를주며, 한나라의대응만으로는효과가없으며각국의협조에의해서만해결할수있는대기오염문제로인식하였다. 1979년 UN-ECE에의해채택된 장기간에걸친국경을초월한대기오염조약 이미국, 캐나다, 나머지유럽의모든국가에서도채택하였다 2)3). 그후삼림피해의상황조사와원인에대해 1985년부터 UN-ECE가중심이되어조사를실시하였고 1988년에유럽 25개국에대한삼림조사결과로서 삼림에대한대기오염의영향평가와감시를위한국제적협력계획 (ICP forest) 이정리되어유럽전역에걸친삼림피해가심각한상태임이알려졌다. 표 2.1은당시발표된삼림황폐화의원인으로각지역마다광화학옥시단트의주요유발물질인오존이가장큰원인으로알려졌다. 표 2.2 유럽및북미지역에서밝혀진삼림고사의원인 순위북미지역서유럽지역동유럽지역 오존질소화합물의과잉 (NO 3, NH 3) 아황산가스, 불소화합물, PAN 유해중금속 ( 특히납, 구리, Cd) 산성강하물에틸렌, 아닐린 오존산성강하물 ( 특히안개, 연기 ) 가스상오염물질 (SO 2, NOx) 에틸렌, 아닐린 가스상오염물질 (SO 2, NOx) 오존, PAN 산성강하물 ( 특히안개 (fog), 연기 (mist) 유해중금속 ( 특히아연, 구리, Cd) 2) 정의식, 도료산업관련 VOC 에대한각국의현황, 페인트와잉크, ) 정의식, 도료산업관련 VOC 에대한각국의현황 (Ⅱ), 페인트와잉크,

18 광확학옥시단트에의해생성되는여러성분중오존이가장큰피해를주는것으로알려져있으며그이유를다음처럼설명하고있다. 자동차배기가스나산업계의연소장치로부터배출되는 NOx와 SOx는대부분이약산성의 NO와 SO 2 이지만이들중일부는 NO 2 와 SO 3 로변해대기중의수분과반응하여강산성의질산 (HNO 3 ) 와황산 (H 2 SO 4 ) 으로되며삼림에대해강력한피해를초래한다. NO에서 NO 2 의변환은대기중의 OH 라디칼과 VOC와함께 NO가태양광선의자외선에의해광화학반응을일으켜일어난다. SO 2 부터 SO 3 로는대기중의 OH 라디칼에의해변환된다. 여기서대기중의대부분의 OH 라디칼은오존과대기중의수분이반응하여생성된다. 따라서삼림피해의주요한원인으로서강산의생성에크게작용하는 OH 라디칼의생성물질인오존을들수있으며오존의주성분인광화학옥시단트의생성원인물질인 VOC에대한규제가이루어지게되었다. 현재구미에서는엄격한총량규제가각국의협조아래진행되고있다. 그림 2.1 산성우의생성메카니즘 UN-ECE에의한 장기간에걸친국경을초월한대기오염조약 은그후검토가이루어져 EU와북미에서광화학옥시단트억제를위해 VOC의배출량을삭감하는 ECE 협정서가미국, 캐나다, EU제국23개국에의해 1991년 11월 19일조인되었다. 이협정서의취지는기준연도에대해 2000년까지 30% 이상의 VOC 방출량삭감이었다. EEC( 유럽경제공동체 ) 이사회는 1979 년의 장기간에걸친국경을초월한대기오염조약 체결에의해 1984년가맹국에대해 VOC 억제를위한입법화를지령하고독일 (1986년), 이태리 (1988년), 영국 (1990년) 이입법화하였다. 1994년 EEC는가맹각국의개별적인규제기준을통일시키기위해 VOC 배출억제기준의 - 8 -

19 Guide line 을고시하였다. 유럽연합 (EU) 이사회는 ECE 의정서에의해 2000 년까지대기중 VOC 배출량을 1996 년기준으로 30% 삭감하고, 2000 년이후의삭감계획으로 2007 년까지 60% 표 2.3 ECE 의정서의요점 조인 목적 1991년 11월 23개국조인 EC, EFTA, 동유럽, 북미 광화학옥시탄트의제어르르위해 2000년까지 VOC 배출량의 30% 이상삭감 2년이내 (1994년) 각국 VOC 규제입법화 발생원에대한배출량기준 배가스처리기술지침 2 년이후 설비, 개조된발생원의배출량규제 신차규제 5년이후 (1997년) 기존대형발생원의배출량규제 석유유통판매의배출량규제 삭감하는안을제시하였으며앞으로의검토에따라삭감률이달라진다고할수있다. 가맹 각국은한층더엄격한 VOC 총량규제를받을것으로예상된다. 표 2.4 EU 의 2000 년이후의규제동향 북유럽국가스웨덴네델란드독일오스트리아 2005년까지 50% 삭감 2000년까지 50% 삭감 2000년까지 50% 삭감 2000년까지 50% 삭감 2005년까지 50% 삭감 1996년 EEC 지령 - VOC 배출제어안 2007년까지 60% 삭감 1996 년 EU 의고시에는산업체에대한규제기준을제시하고있으며, 유기용제관리계획, 산업별 VOC 삭감량과함께표 2.5 의배출규제기준도고시하고있다 4). 4) M. Izumo, "The Recent Move of VOC Abatement Control Law and Control Techniques", J. Odor Research and Eng. Vol. 29 No. 4, 213~224(1998) - 9 -

20 발생원 ( 용제소비량 :TON/ 연 ) 1 히트셑오프셑인쇄 ( 15) 표 2.5 배출제한값 (EU- 지령안 1996 년 ) 공칭능력 (TON/ 연 ) 배기제한값 (mgc/ m3 ) 비산물량비 (%) 신설 2 출판용운전그라비아 ( 25) 기타 ( 15) 운전그라비아, 흐렉소인쇄, 회전스크린인쇄, 라미네이터, 와니스처리 4 표면세정 1) ( 1) 5 기타표면세정 6 자동차도장 ( 15) 자동차재도장 ) ) ) 20 1) 75 1) 코일도장 ( 25) 50 1) 기타코팅 ( 5) 금속, 플라스틱, 섬유, 필름, 종이 9 卷線의코팅 ( 5) 10 木工코팅 ( 15) ) 25 50/75 2),3) 20 기설 비고 30 1) 1) 인쇄물에잔류하고있는용제의양을비산물량에넣어서는안된다. 비산물질량비는가이드라인값 20 1) 20 1) 1) 가이드라인값 1)EEC지령에서발암성이나유해독성으로지정되고있는용제, 특정염소계용제를사용하고있는세정. 2) 제한값은mg / m3이며mgc/ m3가아님. 이염화메탄이연간 50wt% 이상의세정액을사용하고있는경우에는 50mg / m3. 1) 전문가에의해모든세정제의평균용제조성이 15 1) 30wt% 을넘지않음이증명된경우에는제한값 10g/kg 1) 5g/kg 2) 100 1) 25 50/75 2) 20 이면제된다. 1) 질소화합물계용제로서용제회수하고재사용기술을사용하고있는경우에는배기제한값이 ) 코팅과건조프로세스가있는배가스에적용. 2)50은건조배가스, 75는코팅의배기제한값. 3)7항, 1) 과같은경우에는건조나코팅모두 ) 평균지름 0.1 mm의 wire 에적용. 2) 는기타에적용. g/kg=g- 용제배출량 / kg - 제품중량 1) 코팅과건조프로세스가있는배가스에적용. 2)50 은건조배가스, 75 는코팅의배기제한값 11 드라이크리닝 20g/kg 1),2) 2) 할로겐화합물의배기제한값은이항으로적용하 1)g/kg=g-용제 / kg-세정물. 지않는다. 12 木材含浸 ( 25) 100 1) 1)Cresote의함침은적용할수없다. 45 또는 11kg/ m3 2) 2) kg / m3 = kg-용제 / m3-목재, 연돌배기제한값은적용할수없다. 13 피혁코팅 ( 10) g/ m2 75g/ m2 g/ m2 =g- 용제 / m2제품 14 구두신발제조 ( 5) 20g/1켤레 g/1켤레 =g-용제 /pair 15 목재플라스틱의라미네이트 ( 5) 30g/ m2 g/ m2 =g-용제 / m2-제품 16 접착 ( 5) ) ) 20 1) 회수장치를설치하여용제를재사용할경우는배기제한값으로 150 이적용된다

21 < 표 2.5 계속 > 17 발생원 ( 용제소비량 :TON/ 연 ) 코팅제의제조 ( 100) 도료, 잉크, 접착제 18 고무轉化 ( 10) 공칭능력 (TON/ 연 ) 배기제한값 (mgc/ m3 ) 비산물량비 (%) 신설 5 1) 3 1) 20 1) ) 25 기설 비고 1)5 및 3 의총배기제한값을달성하는장치는관련된배기제한값을적용으로부터제외된다. 밀폐된용기중의용제는비산물량에는포함되지않는다. 1) 회수장치를설치하여용제를재사용하는경우에는배기제한값이 150 이적용된다 식용추출 ( 10) 원료 배기제한값 올리브유 2.5kg /Ton 1) 캐스터유 3.0 아브라나유 1.0 해바라기유 1.0 대두유 ( 파쇄 ) 0.8 대두 (Flake) 1.2 기타 의약품제조 ( 50) 20 1) 자동차제조 신차도장 ( 15) 신차트럭캐빈 ( 15) 5,000 5,000 신차밴과트럭 ( 15) 2,500 2,500 신차버스 ( 15) ,000 신설 :45g/ m2 旣設 :60g/ m2 1) 모노콕크차 5,000 1) ,500 2) ) 원료로부터의기름의추출에적용된다. 기타기름으로부터탈gum공정을제외한모든 flake process는 1.5kg /Ton이적용된다. 기타의탈gum process는 4.0kg /Ton이적용된다. kg /Ton=kg-VOC/Ton제품 1) 회수장치를설치하여용제를재사용할경우는배기제한값이 150 이적용된다. 2) 차체자동차제조공장의자동차도장에있어서 VOC 의규제는배기제한값을적용하지않고자동차의도장면적당의 VOC 사용량으로규제함.(g/ m2 :g-voc 제한량 / m2 - 자동차도장면적 ) 도장표면 : 2 車體外板총중량금속판의평균두께 금속판의비중 2.2 일본의 PRTR 유럽에서는대기중배출규제대상물질을발암성을중시하여독성의세기에따라분류하고규제값을정하고있다. 미국은 188가지물질 (1996년 Caprolactam 제외 ) 에대해유독물질로정하여규제하고있다. 일본의경우광화학옥시단트의억제를위한 VOC 규제는다른선진국에비해적극적으로규제하고있는단계는아니지만유해대기오염물질에대해서는 1996년 6월대기오염방지법을개정하여규제하고있으며그중에서벤젠, 트리클로로에틸렌, 퍼클로로에틸렌에대해서는배출기준및농도기준을설정하고있다. 또한 1997년에는다이옥신에대한배출기준도선포한바가있다. 일본의경우는환경청에서배출기준을설정한 VOC 물질은현재위의 3가지에지나지않지만지방자치단체의현령에의해각지방의실정에맞게배출기준또는농도기준을설정하고있다 5). 또한 1998년 5월神奈縣 ( 가나가와현 ), 愛知縣 ( 아이치현 ) 의경우유해대기오염물질의배출량조사를실시하였으며이결과에의해경제협력개발기구 (OECD) 로부터 배출이동등록제도 의도입을요구받게되었으며일정규모이상의사업장에대해서는유해물질의배출실태를행정부에보고하고국민에게알 5) 화학공업일보사, 세계의대기오염기준과 Risk Assessment", 일본환경청대기보전국, 1993(Tokyo)

22 리는제도즉, PRTR 를법제화하도록유도하였다 6). PRTR 은화학물질의종류가대 단히많으며각물질에대한규제로는대응할수없다는점을들어물질별규제가아니라 사업장에서의화학물질관리와배출량삭감을촉진한제도이다. 표 2.6 일본아이치현의 VOC 배출규제농도 (25, 1atm에서의외부배출설비기체농도 ) 7) VOC 성분 최대허용배출농도 (mg/m 3 ) 톨루엔 380 자일렌 650 n-헥산 350 시클로헥산 520 메탄올 260 아세트산에틸 1,440 아세트산부틸 950 메틸에틸케톤 590 일본의경우수호병 ( 水保病, 미나마타병 ), 이따이이따이병등의심각한공해문제에대해연구하고대책을세워성공을이루고있지만이러한절차는공해문제가발생한다음에세워진대책이었다. 반면유럽이나미국의환경대책은현재로서환경에대한심각한피해를주지않는상황이지만장기적인피폭에의해장래에자손들에피해를줄수있는사항에대해서는현재의단계에서예방하는정책을세우고있으며전체적으로예방지향적인대책이라할수있다. 6) 일본환경성홈페이지, PRTR 제도 7) 한양대학교환경및산업의학연구소, VOC 배출억제ㆍ방지시설의저감효과및농도기준설정등에관한연구, 환경부,

23 2.3 우리나라에서의 VOC 규제 우리나라의오존문제 1990년대들어와황산화물, 분진등대기오염도가계속감소하고있으나, 자동차의지속적인증가와사업장산업활동의증가에따라대도시의오존오염도는매년악화되고있다 ( 그림 2.2) 8). 특히대도시지역에서의오존농도는문제가심각해지고있으며이러한상황은표 2.7의오존주의보발령현황을보면알수있다. 그림 2.2 주요도시의연도별 O 3 연평균농도 표 2.7 연도별오존주의보발령현황 연 도 '95 '96 '97 '98 ' 발령지역수 ( 市 ) 발령일수 발령횟수 최초발령일 최종발령일 시간최고농도 (ppm) 평균지속시간 이오존주의보발령은수도권에집중 (95% 이상 ) 되고있으며, 단기기준초과율도비수도권 8) 오존오염의현황과대응방안, 환경부대기보전국 (2001.4)

24 지역에비해 4 배이상높아서수도권에대한대기오염대책이절실한상황이다. 표 2.8 연도별오존단기환경기준초과및오존주의보발령추이 9) ( 단위 : 초과횟수 / 측정소, 발령횟수 ) 초과율 ( 횟수 ) 오존주의보 초과율 ( 횟수 ) 오존주의보 초과율 ( 횟수 ) 오존주의보 초과율 ( 횟수 ) 오존주의보 수도권 6.8(381) (599) (653) (385) 24 비수도권 2.1(151) 3 1.8(129) 2 2.3(175) 3 5.3(399) 우리나라의오존저감대책추진 환경부에서는권역별로대기오염도를분석하여대기오염도가높은지역에대해서는대기환경규제지역의지정을확대추가하고관리를강화할예정이며 2002년하반기부터는부산대구및광양만권역을추가로지정한다고알려져있다. 이미지정된서울, 인천및경기지역에대해서는오존오염개선대책을수립하고있으며추진되고있다. 서울시및인천시전역, 경기도내 19개시의수도권지역은대기오염물질의확산과이동에따라상호영향을미치는지역으로다루어지고있다. 이 15개시의대기환경규제지역외에용인, 화성, 오산, 김포시등 4개시는장래개발가능성, 현재오염도및수도권에미치는영향등을고려하여향후관리권역에포함시킬예정이다. 또한권역외의대규모점오염원 ( 산업단지포함 ) 중수도권에영향을미치는평택, 당진, 보령, 태안화력발전소및평택포승산업단지도포함시키고있다 ( 표 2.9). 표 2.9 수도권대기질관리권역의범위 서울 인천 경기 관리권역외 서울특별시 인천광역시 경기도 19개시 평택포승 전역 전역 ( 김포시, 고양시, 의정부시, 남양주시, 구리시, 산업단지 ( 옹진군은영흥면만포함 ) 하남시, 성남시, 의왕시, 군포시, 과천시, 안양시, 광명시, 시흥시, 부천시, 안산시, 수원시, 용인시, 화성시, 오산시 ) 평택ㆍ보령ㆍ당진ㆍ태안화력발전 이들관리지역내에서는주요배출원에대한감시를강화하고 VOC 측정을실시하여오존예보실시, 개선대책마련등에활용하고있다. 또한 3종이상사업장은굴뚝자동측정기 (TMS) 의 9) 환경부수도권대기질개선추진기획단, 수도권대기질개선특별대책 ( 시안 ), 수도권대기질개선에관한공개토론회발표자료, 2002년 7월 25일

25 설치를의무화 ('99 상반기중 ) 하여상시감독체계를구축 (2003년까지) 하고있다. 2000년대대기오염측정망기본계획에의거대도시에광화학평가측정망을설치 (2005년까지) 할예정이다. 한편관리지역내도장시설, 소각로등주요 VOC 배출시설에대하여는 VOC 방지시설설치를의무화하도록하고있으며완료시기는표 2.10과같다. 표 2.10 수도권지역 VOC 배출억제방지시설설치계획 대상시설설치완료시기 석유정제, 석유화학제품제조시설 ' 월까지 세탁시설, 유기용제및페인트제조업, 자동차제조업, 선박및대형철구조물제조업, 지정폐기물처리업, 자동차정비업, 기타제조업 월까지 주유소, 저유소, 출하시설 월까지 그리고휘발성유기화합물의배출감축계획은도장시설의경우수도권지역에판매되는 도료에함유된유기용제함유율을현재보다 30% 이상낮추도록기준설정할예정이다 ( 표 2.11). 표 2.11 도장시설에서발생되는 VOC 삭감계획 2000 년 2001 년 2002 년 도장시설의 VOC 배출량배출량삭감량배출량삭감량 5,414 7,099 2,363 8,306 4,153 이외에도금속코팅및산업용도장시설등에 VOC 방지효율기준을충족하는방지시설설 치를의무화하도록하고 ( 표 2.12) 표 2.12 금속코팅및산업용도장시설등의오염물질별삭감목표량 ( 단위 : 톤 / 년 ) 2000년 2007년 2012년 배출량 배출량 삭감량 배출량 삭감량 VOC 48,527 69,315 13,863 89,312 52,

26 건축물등의도장에사용되는도료중수성도료의사용비율을 80% 에서 2012 년까지 95% 로 확대하도록계획하고있다 ( 표 2.13). 표 2.13 수성도료사용확대에의한 VOC 삭감목표량 ( 단위 : 톤 / 년 ) 2000년 2007년 2012년 배출량 배출량 삭감량 배출량 삭감량 VOC 30,378 41,064 10,266 49,091 35,044 금속세정시설에대해서는 VOC 방지시설의방지효율기준설정하여 VOC 배출의저감을계 획하고있다 ( 표 2.14). 표 2.14 금속세정시설 VOC 삭감목표량 ( 단위 : 톤 / 년 ) 2000년 2007년 2012년 배출량 배출량 삭감량 배출량 삭감량 VOC 14,451 21,022 6,306 27,474 22,216 주유시발생하는휘발성유기화합물질의증발억제를위하여 2007 년까지주유펌프에 VOC 회수장치를부착하도록의무화할예정이다 ( 표 2.15). 표 2.15 주유펌프회수장치에의한 VOC 삭감목표량 ( 단위 : 톤 / 년 ) 2000년 2007년 2012년 배출량 배출량 삭감량 배출량 삭감량 VOC 3,420 4,258 3,833 4,980 4,482 도로의아스팔트포장에서발생하는 VOC 에대해서는휘발성유기화합물질의증발율이높은 하절기도로포장억제하고포장방법을개선함으로써 VOC 배출을억제시킬예정이다 ( 표 2.16)

27 표 2.16 도로포장 VOC 삭감목표량 ( 단위 : 톤 / 년 ) 2000년 2007년 2012년 배출량 배출량 삭감량 배출량 삭감량 VOC 9,517 11,874 1,187 13,535 7,721 소비자교육ㆍ홍보등을통해화장품류및방향제사용등으로배출되는휘발성유기화합 물질의발생을억제하도록유도할예정이다 ( 표 2.17). 표 2.17 가정용유기용제삭감목표량 ( 단위 : 톤 / 년 ) 2000년 2007년 2012년 배출량 배출량 삭감량 배출량 삭감량 VOC 11,420 12,157 2,431 12,564 8,

28 3 장유럽의유기용제배출규제 유럽의유기용제배출규제의이유는주로증가하고있는오존수치를감소시키기위함이며이를위해유럽연합은대기중에있는 NOx와 VOCs를줄이기위한대책을펼치고있다. VOC 배출제한에주대상은산업현장에서발생되는유기용제의억제를의도하고있다 1). 1999년 3월 11일유럽연합은공정이나산업시설에서사용되는유기용제로인한유기화합물의배출에대한규제에관한지침을채택하였다. 이지령에는유기용제를사용하는시설에대해 1990년수준에비해 2007년까지 67% 배출량을삭감하는것을의도하고있다. Auto-Oil이나 IPPC지령과함께용제배출에관한지령 Solvent Emissions Directive 2) 은유럽의대기질개선에관한중요한규제수단이다. 이규제에관한폭넓은이해를주기위해유럽휘발성유기용제상호협력그룹 European Solvents Volatile Organic Compound Coordination Group (ESVOC-CG) 에서 web site " 를개설하고있으며이를참고하면된다. 이지령에대해서는유럽연합의 -Directorate General Eleven(DG XI)-가책임을지고있다. 규제대상의산업은다음표와같으며각산업에따라규제하는유기용제의배출한계및배출기준이정해져있다. 배출한계 (thresholds) 란각산업의현장에서사용되고있는유기용제의최대배출가능량을말하며, 배출기준 (emission limits) 이란업체가배출할수있도록허용된유기용제의최대허용기준을말한다. 이배출기준은업체의유기용제사용량에따라다르며, 사용되는설비의규모가클수록그배출기준도높다. 표 3.1 유럽에서의 VOC 배출규제대상산업 도료용 잉크및접착제용 기타 자동차보수도장 히트셑인쇄 표면세정 코일도장 출판용그라비아인쇄 드라이크리닝 기타도장 기타인쇄 목재함침 목재코팅 신발생산 도료제조 가죽코팅 목재 / 플라스틱라미네이트 고무변성 철선도장 접착제코팅 식물오일추출 자동차도장 의약품제조 1) UN Economic and Social Council, "200 Review of Strategies and Policies for Air Pollution Abatemet", Executive Body for the Conevention on Long-Range Transboundary Air Pollution, EB.AIR/200/1/Add.1/Corr.1/4 October ) "Solvent Emissions Directive and the Printing Industry", sed_printing_industry_made_simple.htm

29 산업형태에따라이러한기준을달리하게된이유는규제로인해업체마다발생될수있는비용, 사업장의규모, 사용되는용제의종류, 배출감소능력, 즉배출감소가요구되는제품생산공정에따른기술적요구조건이각각다르기때문이다 3). 배출기준은다음과같이 4가지형태가있다. 배출구배출기준 (Stack emission limits) - 최종적으로대기중에배출되는유기용제의농도 (mg/nm 3 ) 기준비점원 (fugitive) 배출기준 (Fugitive emission limits) - 전체유기용제사용량에대한퍼센트 (%) 생산제품하나에소비되는유기용제기준 (Emission limits relating to a unit of production) - 생산제품당유기용제양삭감계획에서수립된배출기준 (Emission limits set in the Reduction Scheme) - 사용되는도료중고형분의무게당소비되는유기용제양배출구및비점원배출기준은보통동시에적용되고있다. 3.1 유럽에서의도장공정으로발생되는 VOC 규제 유럽연합에서는도장과정에서발생되는유기용제의대기중배출을막기위한지침 ( 실질적인규제제도 ) 이마련되어있으며용제배출에관한지령 Solvent Emissions Directive 에명시된내용중일부이다. 도장과정에서규제대상이되는공정은목재표면의코팅, 일반적인코팅 ( 금속, 플라스틱, 섬유, 직물, 필름및종이 ), 도료제조업, 가죽도장, 감을예정인금속선 ( 코일용금속선 ) 의코팅, 코일의코팅, 자동차도장, 목재함침등을지목하고있다. 이러한산업또는공정은공장또는실내공간에서이루어지는작업으로서작업중발생되는 VOC는배출구 (stack) 또는비점원 (fugitive) 을통해대기중으로배출되며이에대해일정농도이상의경우배출을억제하도록하는것이배출기준이라할수있다. 각산업또는공정에서실질적인 VOC삭감의절차또는안내서는용제삭감계획지침 (Directive on Solvent Management Plans(SMP)) 의 Annex Ⅲ에예와함께자세한설명 4) 이있다. 여기서각공정또는사업장에서허용되는유기용제의산출법을간단히설명 5) 하면다음과식으로나타낼수있다. Q = SE - SEP - FEP 3) 4) 5)

30 'SE'( 톤 / 연 ) : 비점원 (fugitive emission) 을포함한현공정또는사업장에서의유기용제배출량 'SEP'( 톤 / 연 ) : 용제지령에분류된사업장의경우지령에명시된용제배출기준 ( 배출기준은각사업장의규모에따라다를수있음 ). FEP'( 톤 / 연 ) : 해당사업장또는공정에대해지령이허용하고있는불특정 ( 용제수집이어려운출입문, 창문, 환기구등 ) 비점원으로부터의배출량 Q'( 톤 / 연 ) : 해당사업장또는공정이준수해야하는용제배출허용량 이공식은각사업장혹은공정각각에적용되어야하며다음그림은이를설명 6) 하고있다. (1) 목재표면코팅 그림 3.1 유럽유기용제사용량제한지침에대한개략도 목재표면코팅의과정에서발생되는유기용제의배출에대한기준연 15 톤이상유기 용제를배출하는업체중에서연간 15~25 톤과 25 톤이상으로나누어기준을설정하고있다. 6)

31 즉, 연 15~25톤의유기용제를사용하는업체의경우배출구기준 : 총탄소량으로환산하여 100mg /Nm3 ( 실내에서이루어지는도장혹은건조공정에적용됨 ) 비점원배출기준 : 공정에투입되는총용제의 25% 연 25톤이상을사용하는곳에대해서는배출구기준으로건조공정에대해서는 : 총탄소량으로환산하여 50mg/Nm 3 도장공정에있어서는 : 총탄소량으로환산하여 75mg/Nm 3 비점원배출기준 : 공정에투입되는총용제의 20% 따라서목재용도료로서연간 30톤의고형분과 80톤의유기용제를사용하는합판코팅하는업체의경우다음과같이유기용제량에대한삭감을실시하여야할것이다. 목표배출량 = 기준배출량 (reference emission) 의 25% 기준배출량 (reference emission) = 4 X 30 = 120톤 / 연목표배출량 (target emission) = 120의 25% = 30톤 / 연이수치는이사업장이목재도장과정에서사용되는모든도료의평균고형함유량이 50% 임을의미하며이를맞출수있도록하면된다. 따라서 10% 의유기용제와 30% 의고형분으로된수성도료 30톤 / 연과준고체도료 (44% 의고형분함유 ) 48톤 / 연을사용하면 30 X X 0.56 = 29.9톤 / 연의용제배출 30 X X 0.44 = 30.1톤 / 연고체목표배출량은사용되는도료중고체의양으로부터산출되므로유기용제함량이적은도료를사용하면배출량삭감계획은결코어려운것은아니라고한다. 용제지령의내용을이해하면도막형성에사용되는고체량을줄여주는것도방법이므로도장에사용되는장비 ( 분무기등 ) 의개선도유기용제를삭감하는것으로생각할수있다. 한편시간제한으로다음표 3.2처럼기간을한정하고있다. 표 3.2 유럽에서의유기용제배출량삭감계획 신설시설 최대연간배출허용량 2001년 10월 30일 각개별목표배출량 X 년 10월 30일 각개별목표배출량 기존시설 2005년 10월 30일 각개별목표배출량 X 년 10월 30일 각개별목표배출량

32 VOC 배출시설에대해서는총유기탄소 (Total Organic Carbon) 으로 10kg/ 시이상의각배 출구에대해정기적또는비정기적 ( 적어도 1 년에 1 회이상 ) 으로모니터링하도록하고있다. (2) 일반적인코팅 ( 금속, 플라스틱, 섬유, 직물, 필름및종이 ) 연속적인필름코팅이한단계또는여러단계필요로하는공정에적용되는것으로비행기, 배, 기차등및섬유, 직물, 필름, 종이의표면을포함하는금속및플라스틱표면의코팅을의미한다. 용제지령에의하면연간 5톤이상의용제를사용하는도장기기가있는시설중에서다시연간 5~15톤과 15톤이상의시설로분류하여기준을마련하고있다. 배출기준으로는 5~15톤용제사용의경우배출구허용기준 : 총유기탄소로서 100mg/Nm 3 ( 실내에서건조또는도장공정이있는곳에적용 ) 비점원배출기준 : 공정에투입는총용제의 25% 15톤 / 연이상의사용처에대해서는배출구허용기준으로건조로부터는 : 총유기탄소로측정하여 50mg/Nm 3 도장공정에서부터는 : 총유기탄소로측정하여 75mg/Nm 3 비점원배출기준 : 공정중에투입되는총용제중 20% 이러한기준은목재용에나타낸기준과같으며이를준수하기위해최종배출구에용제제거장치를설치하여야한다. 삭감계획은각공정또는사업장에목표배출량을산정하는과정이따르는데이를위해기준배출량의계산이필요하게된다. 기준배출량은도장에사용된고체의양과관련이있으며, 도포되는물질에따라기준배출량계산을위한계수가달라진다. 기준배출량계산을위한계수직물, 필름및종이 = 4 X 사용되는도료중고형분무게음식물포장지혹은항공기용 = 2.33 X 사용되는도료중고형분무게기타도장 = 1.5 X 사용되는도료중고형분무게목표배출량 5~15톤 / 연의공정또는사업장 = 기준배출량에대해 40% 15톤 / 연이상의공정또는사업장 = 기준배출량에대해 25% 여기서목표배출량에는도료중에포함되는용제뿐아니라희석제나세척에사용되는모든용제를포함한다. 따라서예를들어, 고형분 20톤 / 연과용제 60톤 / 연을사용하는직물코팅기의경우기준배출량 = 4 X 고형분무게목표배출량 = 기준배출량의 40%

33 즉, 기준배출량은 4 X 20 = 80톤 / 연목표배출량은 80의 25% 즉, 20톤 / 톤이다. 이값이신너를포함하여여러기술을동원되어코팅과정에서만족되어야할도료의고형분함량이 50% 에맞추어야한다는의미이다. 3.2 도료재료, 바니쉬, 잉크, 접착제의제조 도료재료, 바니쉬, 잉크, 접착제의제조는이들의최종제품과같은장소에서이용되는중간체의제조를포함하고있으며, 이때유기용제및다른매개체를포함하는안료, 수지, 접착물질들을혼합한후분산작업, 점도및색조조정작업을거친후포장용기안에최종생산품을채워넣는과정을거치게된다. 규제에포함되는업체는 100tpa 이상의용제를사용하는업체이며, 크게두부류로나누 면 100~1000tpa 와 1000tpa 이상사용하는업체로나눌수있다. 배출제한량은다음과같다. - 배출구배출제한 : 150 mg/nm 3 (total carbon으로측정됨 ) - 비점원 (fugitive) 배출제한 : 100 ~ 1000tpa 용제를사용하는작업장 : 공정에투입되는전체용제의 5% 1000tpa 이상의용제를사용하는작업장 : 공정에투입되는전체용제의 3% 만약어떤사업장이그총배출량이그들사업장에적용되는비점원 (fugitive) 배출제한량을초과하지않는다는것을증명할수있을경우위에서정하는배출구및비점원 (fugitive) 배출제한으로부터면제될수있다. 이에해당하는작업장은아래와같을것이다 ~ 1000tpa 를사용하는작업장 : 총배출량이투입량의 5% 미만일경우 tpa 이상사용하는작업장 : 총배출량이투입량의 3% 미만일경우

34 3.3 자동차보수도장 Directive 70/156/EEC에서정의 7) 된바와같이자동차보수도장은제조설비외부에서자동차보수, 유지, 장식에수반되는상업적도장작업및유분제거작업을의미하며, 자동차보수도장에적용되는작업은 0.5tpa 이상의유기용제를사용하는모든자동차용보수도장을의미한다. 배출제한은 - 배출구배출제한 : 50mg/Nm 3 (total carbon 으로측정됨 ) - 비점원 (fugitive) 배출제한 : 공정에투입되는전체용제의 25% 용제배출량의감소를위한계획으로서용제배출을감소시킬수있는저 VOC 함유도료의사용을권장함으로써 Stack 이나 Fugitive 배출제한으로부터면제될수있다. 궁극적인목표는유기용제의배출량이기존의용제사용시스템을운영할때배출된양보다감소되어야한다는것이다. 감소계획은각작업장에대해 목표배출량 을정한다. 이는각작업장의 기준배출량 의퍼센트로나타낸다. 기준배출량은사용된고형분도료의양에기초한다. 자동차보수도장에서는 : - 기준배출량 = 3 사용된고형분의무게 - 목표배출량 = 기준배출량의 40% 목표배출량은사용된모든유기용제을포함하고있으며, 단지도료에존재하는유기용제만을나타내는것이아니라희석및장비를세척할때사용되는모든용제의양을포함하는것이다. 만약어떤사용자가그목표배출량이규제 (0.5 톤 / 연용제 ) 에속하는한계배출량이하일경우이규제에따르는것이된다. 이러한경우가장비용적으로효율적인전략은한계배출량을낮추기위해용제사용을감소하는것일것이다. 7) Reducing VOC emissions from the Vehicle Refinishing Sector, environment/air/vehrefinish_xsum.pdf

35 3.4 유럽 VOC 배출규제의특징 유럽의 VOC 규제는유기용제를대량으로사용하는생산업체에서배출되는용제를삭감하는데있다 8). 따라서배출구에서는방지시설을하고문이나창문등으로부터배출되는비점원으로부터배출되는양을삭감하기위해사업장내유기용제의총사용량을삭감하도록유도하고있다 9). 이러한규제는실내에서사용되면서유기용제를수집할수있는작업장내에서발생되는유기용제의삭감에는알맞는규제제도라할수있다. 8) "VOC emissions can be reduced step by step", htm 9) Danish Environmental Protection Agency, "VOC Emissions form Manufacturing Processes",

36 4 장미국의페인트중 VOC 규제 4.1 미국의대기중오존정책 미국은 VOC 에관해가장먼저규제를시작한나라이다. 1981~1990 년사이에미국에있어 서용제발생량을살펴보면제일많았던해가 1984 년이었다 ( 표 4.1). 표 년대미국에서의 VOC 배출량추이 1) [100 만용량톤 / 연 ] 발생원 수송 연료연소 산업공정 고형폐기물 기타 합계 주 : 각발생원의배기량은추정치로, 그합계는합계치와일치하지않는다. 미국에있어서도이시기에광화학옥시단트의규제기준이 0.12ppm이었는데이기준에육박하는경우가많았다고한다 ( 그림 4.1). 따라서미국은 1990년에대기정화법을대폭개정하여 VOC에대해제1장대기환경기준의달성법과제3장유해대기오염물질법이라는두가지법에의해규제하도록하였다. 제1장의대류권내오존의농도규제에대해미국전역의오존농도를측정하여그중에서기준치 0.12ppm보다높은지역에대해서는, 예를들어가벼운 ( 경도 ) 정도의지역은 0.121~0.13ppm인데이에대해서는 3년내에 0.12ppm으로내리도록지시하였다. 그리고오존농도가높은지역일수록규제법을엄하게제정하였으며가벼운 ( 경도 ) 지역의경우연간 100톤이상의배출시설에대해대규모발생원으로여겼지만, 최악으로분류된 LA지역 ( 그림 4.2) 의경우연간 10톤의배출시설에대해서도대규모발생원으로간주하였다 ( 그림 4.3). 미국에서공장을신설하는경우예를들어가벼운지역에서는그신설공장으로인해발생되는 VOC 배기량의 1.1배의양을기존시설에서감축하도록정하고있다. 따라서미국에건너가처음으로공장을세울경우이미있는공장을가지지않는다면여기서발생되는용제의 1. 수배를감축하여야함을의미한다. 이것이불가능할경우배출량에대한권한을다 1) National Air Quality and Emissions Trends Report, 1990[EPA ], November 1991, page

37 른회사로부터구입할수있다. 즉, 미국에서는경제성을고려하여기준이상으로감소시킨 곳에서는권리가있으며그권리를매매할수있도록되어있다. 그림 4.1 미국의 1980 년대오존농도 2) 그림 4.2 미국 LA 지역오존관측예 3) (2002 년 ) 2) National Air Quality and Emission Trends Report, 1990[EPA-450/ ], November 1991, page )

38 표 4.2 배가스처리기술기준 기존설비 RACT BACT 신축설비 달성지역 미달성지역 합리적실시가능대책기술 Reasonable Available Control Technology RACT 최대실시가능대책기술 Best Available Control Technology LAER 달성가능최소한계배출비율 Lowest Achievable Emission Rate 그림 4.3 미국대기정화법개정내용 ㆍ대류권내의오존규제 3.VOC 삭감 ㆍ독성, 유해가스규제 지역 달성기한 삭감량 유기용제는양쪽모두규제 경도 1993년 Ⅰ) 대류권내오존 중도 1996년 15%, 1년 1. 지역마다환경기준달성기한설정 중대 1999년 3%, 1년 지역 오존농도 달성기한 심각 2005년 3%, 1년 경도 0.121~0.13 3년 열악 2010년 3%, 1년 중도 0.138~0.16 6년 ㆍ달성기한까지에기준미달성시 중대 0.16~0.18 9년 더상세한구역으로재구분 심각 0.18~ 년 ㆍ심각ㆍ열악지역기한내미달성시 열악 0.28 이상 20년 배출량 1T/ 년마다 5000달러벌금 2. 대규모발생원의규모및상쇄비율 Ⅱ) 독성ㆍ유독가스 지역 규모상쇄비율 (t/ 년 ) ( 감소량 : 증가량 ) 배출기준과대책스케줄 경도 : 1 MACT 기준적용 중도 : 1 신설비 공포후 중대 : 1 기존설비공포후 3년이내 심각 : 1 6년간연장 열악 : 1 특별예 1994년 11월까지자발적으로 90% 이상삭감한경우 규제물질 톨루엔, 자일렌, 벤젠, 헥산, 메탄올 페놀, 스티렌, 트리클로로에틸렌, 퍼클로로에틸렌등 189 물질

39 표 4.3 새로운고정발생원의 VOC 배출규제기준 (RACT 기준 ) 산업분야 자동차, 경트럭 ㆍ하도도장ㆍ중도도장ㆍ상도도장 발생작업 규제기준 (kg VOC/ 도착고형분량 ) 0.16kg/l 1.40kg/l 1.47kg/l 압테이프 / 라벨ㆍ표면코팅까지는 90% 0.2kg/kg 또는억제장치로 90% 파괴 금속가구ㆍ표면도장 0.90kg/l 금속코일 대형가전 드럼 ( 제관 ) 코팅 ㆍ도장 ( 배가스제어장치없음 ) ㆍ도장 ( 배가스제어장치부착 ) ㆍ트피스통ㆍ외면 base coat ㆍ트피스통ㆍ외면 clear coat ㆍ트피스통ㆍ내면 coat 0.28kg/l 0.14kg/l 또는 90% 가억제장치로파괴, 10% 로적용 0.90kg/l 0.29kg/l 0.46kg/l 0.89kg/l 4.2 도료에서발생되는 VOC 에대한규제 최근미국환경보호청 (EPA) 은광화학적반응성에대한새로운과학적식견을비추어 VOC 정책에대한전체적인계획을발표한바가있다. 이와함께일반대기에관한국가기준을 8ppb까지줄이기위해건축용과산업보수용도료에대한규제 (Architectural and Industrial-Maintenance(AIM) rule) 4), 자동차보수용마감제 (Automotive refinish) 5), 목재가구제조용도료 (Wood Furniture CTG and NESHAP) 6) 그리고일반대기에관한국가기준 (National Ambient Air Quality Standard(NAAQS) 7) 이다. 이새로운 VOC 규제는도료를생산하는업체나또는사용자에게직접적인영향을줄뿐만아니라미국대기질표준 (NAAQS) 의강화및 VOC 정책은더많은영향을줄것으로예상되고있다. 예를들어새로운국가대기질기준에의하면미국내에있어서이기준을달성못하게된지역은 2002년도에 245에서 546개소로늘게되며많은업체로하여금이더강화된 VOC 배출기준에적용을받게된다. 한편반응성에근거한 VOC 대책은도료조성물을선택함에 4) U.S. Environmental Protection Agency Home Page. /t1/meta/m17900.html. 5) U.S. Environmental Protection Agency Home Page. /183e/arc/arcpg.html. 6) U.S. Environmental Protection Agency Home Page. /riwood.html. 7) U.S. Environmental Protection Agency Home Page. t1/meta/m25550.html

40 있어서더많은신중함과기술의향상을요구하게될것으로예상되고있다. 이장에서는앞으로국제적으로대기질정책의중요한규제방향으로자리잡을것으로 예상되는미국지역에서의도료중유기용제규제에관해소개하고자한다 적용대상사업자와법률의내용 미국에있어서건축용도료에대한휘발성유기화합물의국가배출기준 (National Volatile Organic Compound Emission Standards for Architectural Coatings : Federal Regoster. Vocl.63, No.176, page ), 1998년 9월 11일제정 ) 은 VOC가햇빛의존재하에서 NOx와반응하여지표면의오존 ( 스모그의일차적인원인성분 ) 을형성함으로인해발생되는국민의건강과복지를보호하기위해미국환경청 (EPA) 에서는일반대기질의국가기준 (National ambient air quality standard : NAAQS) 을발표하였으며, 이국가기준이미국내모든지역에서달성해야하는목표치를달성하기위해건축용도료제조업체가따라야하는기준으로제정된것이다. 특히, 오존의경우미국내많은지역에서국가기준을웃도는곳이많아 VOC의배출과 NO X 의저감이이루어져야만하는이유이기도하다. 이법이적용되는대상자는미국내에서도료를제조하는업자및도료를국외로부터수입하는업자이며도료를사용자나판매하는업자는아니다. 미국에서건축용도료가규제대상이된이유는미국내오존수준을규제기준이상으로상승한데기여한가장큰부분이건축용도장으로알려졌기때문이다. 미국에서의건축용도료규제에해당하는도료는 1999 년 9월 3일이후제조된건축용도료로서 EPA는이를 61가지로분류하여각도료에대한 VOC 허용량을제시하였다 ( 표 4.6). 이에대한요약을표 4.5에실었다. 표 4.5 미국 EPA 건축용도료규제요약 규제대상내용 VOC 함량기준 제품사양에 VOC 함량표시 표 4.6의 61가지건축용도료미국내판매또는배포되는모든도료 다음중한가지이상을만족시켜야함함량기준을만족시키도록성분조절규제대상이아닌유기용제를사용하여함량기준이맞도록성분을재조정함량기준을넘길때는초과부과금을연간단위로납부 각도료용기에표기된사양에 VOC 함량표시

41 표 4.6 EPA 건축용도료의휘발성유기화합물 (VOC) 함유량제한 도료목록 g/l lb/gal a 안테나용도료 (Antenna coatings) 오염방지용도료 (Anti-fouling coatings) 낙서방지용도료 (Anti-graffiti coatings) 역청도료및메스틱스 (Bituminous coatings and mastics) 접착방지제 (Bond breakers) 칼시민재도포제 (Calcimine recoater) 칠판재피막제 (Chalkboard resurfacers) 콘크리트양생제 (Concrete curing compounds) 콘크리트양생및씰링제 (Concrete curing and sealing compounds) 콘크리트보호도료 (Concrete protective coatings) 콘크리트표면억제제 (Concrete surface retarders) 변환니스 (Conversion varnish) 건무도료 (Dry fog coating) 고내구성도료 (Extreme high durability coatings) 파우마감제 / 광택제 (Faux finishing/glazing) 화재지연 / 방지용도료 (Fire-retardant/resistive coatings): 투명불투명비광택도료 (Flat coatings): 외부내부바닥용도료 (Floor coatings) 유동도료 (Flow coatings) 기포방출제 (Form release compounds) 그래픽아트용도료 (Graphic arts coatings(sign paints) 열반응도료 (Heat reactive coatings) 고온용도료 (High temperature coatings) 조밀이멀젼도료 (Impacted immersion coatings) 산업보수용도료 (Industrial maintenance coatings) 래커 ( 래커샌딩실러포함 )(Lacquers(including lacquer sanding sealers) 마그네사이트시멘트용도료 (Magnesite cement coatings) 메스틱테스처도료 (Mastic texture coatings) 금속안료도료 (Metallic pigmented coatings) 다채무늬도료 (Multi-colored coatings) 장식용비철금속래커 & 표면보호제 (Nonferrous ornamental metal lacquers and surface protectants) 광택도료 (Nonflat coationgs) : 외부 (Exterior) 내부 (Interior) 핵도료 (Nuclear coatings) 전처리용세척프라이머 (Pretreatment wash primers 프라이머 & 언더코우트 (Primers and undercoaters) 속건성도료 (Quick-dry coatings) 에나멜 (Enamels) 프라이머, 씰러, 언더코우트 (Primers, sealers, and undercoaters)

42 < 표 4.5 계속 > 도료목록 g/l lb/gal a 보수유지용열가소성도료 (Repair and maintenance thermoplastic coatings 지붕용도료 (Roof coatings) 녹방지용도료 (Rust preventative coatings) 센딩실러 ( 래커센딩실러이외 )(Sanding sealers(other than lacquer sanding sealers)) 실러Sealers(including interior clear wood sealers) 셀락 (Shellacs) : 투명불투명착색제 (Stains) : 투명및반투명 (Clear and semitransparent) 불투명 (Opaque) 저급솔리드 (Low solids) 착색조절제 (Stain controllers) 수영장용도료 (Swimming pool coatings) 열가소성고무코팅제및메스틱스 (Themoplastic rubber coatings and mastics) 교통표지용도료 (Traffic marking coatings) 니스 (Varnishes) 방수실러및처리제 (Waterproofing sealers and treatments) 목재보호제 (Wood preservatives) : 지하목재보호제 (Below ground wood preservatives) 투명및반투명 (Clear and semitransparent) 불투명 (Opaque) 저급솔리드 (Low solids) 지역표지용도료 (Zone marking coatings) b b b a 영국식단위는단지정보를제공하기위함임. 규정의단속은메트릭단위에기초할것이다. b 단위는 VOC의 gram수 / 도료의 l 수 (VOC의 lb./ 도료의 gallon수 ) 로서, 도료의단위부피에는수분과면제성분들을포함하며제조업자가사용에명시한최대희석양의부피를의미함 미국내도료제조및수입업체 미국에서는도료를생산하거나판매하는사업체에대해서는다음과같은통제를받고있다. 1) 도료중 VOC 함량기준평가의대상이되지않는도료미국내에서판매또는보급되는도료중에서 VOC함량기준에대한평가가필요없는경우가있으며다음과같다. 도료중 VOC 함량 ( 최대추천희석률기준 ) 이기준치이하인경우 함량기준에맞도록성분이재조정된도료. 이러한도료는주기적으로 EPA에보고하거나또는문서를보관할필요는없지만

43 첫보고서에 VOC 함량기준을만족시키고있음을스스로입증하여야하며이러한도료에대해서는제조업체또는수입업체에서는자발적으로문서를관리하도록하고있다. 그리고이러한도료는 EPA에서고시한 VOC 함량측정법 (EPA method 24) 또는이와유사한방법에의해도료중 VOC 함량을언제측정하여도기준치이하임이확인되어야한다. 한편 VOC 함량기준에만족시키지못한도료에대해서는 2) VOC 함량기준을만족시키지못한도료 VOC 함량기준을맞추도록성분을재조정한다. 또는 면제도료로적용시킨다. 또는 초과부담금을부담한다. VOC 기준초과도료에대해서는매년보고서를제출하고기록을보관하도록하고있다 도료중 VOC 함량기준규제제정시기 미국 EPA의규정에의하면미국내건축용도료규제를표 4.7와같은일정으로실시하였다. 이내용으로볼때제일먼저한것이도료용기에 VOC 함량표시를의무화하였고각도료제조업체가만든도료를 EPA 또는도료판매지역의도료분류법에따라분류및각도료에 V포함된최대 VOC 함량을 EPA에보고하도록하였다. 그후각사의초과부과금, 표 4.7 EPA 건축용도료규제일정 실행일 1999년 9월 13일 2000년 3월 1일 2000년 3월 13일 2001년 3월 1일 2001년 3월 1일이후매년이시점첫사용후 30일이내 규정초기보고서제출도료용기에 VOC 함량표시제조및수입업체의재활용도료의 VOC 함량및초과부과금보고서제출연방법에명시된살충제, 항균제, 쥐약이첨가된도료의 VOC 함량에대한첫보고서면제도료를사용한제조및수입업자의첫연간보고서 VOC 함량이조정된재활용도료, 초과부과금을부담하거나또는면제도료를사용하는제조및수입업체의연간보고서새제조일자에대한설명자료제출

44 재활용도료량, 수입도료량, 면제도료등에대한내용을산정하여각제조또는수입업체의준수사항을주지시키도록하였다. 한편미국내일부지방정부 ( 주 ) 에있어서는 1998년 9월 11일에발표된 EPA의국가규제에앞서각주나름대로규제를실시하고있었으며, 국가규제와이들주규제에대한도료수입및제조업체의대응은주마다차이를보였다 ( 표 4.8). 표 4.8 미국에서의건축도료에대한주및지자체에의한규제법과일정 주 영향지역 규칙 (Rule) 효력발생일 Arizona Mariicopa County Rule 335 July 13,1998 켈리포르니아주의 38개대기질관리지역 Rule 1113 중 18개지역에서건축용도료규제를제 ( 가장강함 ) 정함 September 2, 1977 Antelope Valley 1113 Bay Area 8-3 March 1978 Butte County 240 July 1979 Colusa County El Dorado County 215 September 1994 Feather River 3.15 June 1991 Imperial County 424 November 1982 California Kern County April 1972 Mojave Desert 1113 February 1979 Monterey Bay 426 May 1979 Placer County 218 June 1979 Sacramento Metropollitan 442 December 1978 San Diego County 67.0 November 1997 San Joaquin County 4601 April 1991 Santa Barbara County 323 October 1971 South Coast 1113 September 2, 1977 Ventura County 74.2 June 1979 Yolo-solano County 2.14-"Rule 66" Kentucky Fefferson County Reg January 17, 1996 Massachusetts Statewide 310 CMR 7:25 October 1, 1995 Missouri St. Louis Metropolitan area 10CSR May 28, 1995 New Jersey Starewide NJAC 7:27-23 February 21, 1989 New York Metropolitan area only 6NYCCR Part 205 September 15, 1988 Texas Beaumont/Port Arthur, Dallas/Fort Worth, Elpaso and Houston/Galveston (11) December 31, 1989 Washington Vancouver SWAPCA May 25, 1996 Wisconsin 미달성지역에대해계절에따라 NR April 30,

45 4.2.4 건축도료의범위 미국에서건축용도료란지상에세워진고정구조와이에부대시설로써이동식건물, 보도, 울타리용에바르는도료를비롯하여주택용페인트, 염료, 산업용유지보수용도료, 교통신호용과같이고정구조물과이에부착되는부속물에적용시키기위해사용되는도료의총칭을의미한다. 따라서, 단독주택, 공동주택, 아파트, 상가, 공장과이들주변에칠해지는도료는모두해당한다. 한편접착제는건축용도료에해당하지않으며, 비행기, 선박, 배철도등고정구조물이아닌곳에적용되는도료의제조나수입도이법의규제대상이아니다. 그리고 공장에서제조, 생산및수리의과정에서이용되는도료는이법의적용대상이아님을밝히고있다. 규제대상이되지않는건축용도료로는 1999년 9월 13일이전에생산된도료, 미국외의지역에수출되는도료, 에어로졸용기에넣어판매되는도료, 1l 이하의용량으로판매되는도료, 수집되어재활용되는도료. 즉, 유해폐기물의감축을위해이미사용된건축용도료를다시사용하기위해수집된도료를의미하고있다. 이법에적용되는도료제조업체는도료의생산현황에대한보고, VOC 기준의달성, VOC 함량표시의무를준수하여야한다. 도료제조업체 : 특정비율에따라다른제조업체를위해도료를제조하는자 도료공급업체 : 소매상에게도료를제조하여공급하는업체 그림 4.4 건축용도료규제에해당하는사업자

46 그리고동일제품에대해두회사가관련되어있을경우 1) 모든도료는생산자의관리로부터벗어나는순간건축용도료의규제를적용게되며 2) 생산자의관리를합법적으로벗어난후에일어난사항에대해서는책임을지지않는다고한다 제조업체의준수사항 규제에맞는초기보고서를제출하고페인트통에필수기재사항 ( 표 4.9) 을명시해야하 는데, 도료제조또는수입사는페인트중 VOC 규제법을만족시키기위해다음 3 가지선택사 항중하나를따르도록하고있다 8). 표 4.9 EPA 건축용도료규제업체준수사항 선택항목첫째요구사항추가요구조건 VOC 함량규제면제도료부과세 도료사양에대한초기보고서의제출저장용기에 VOC 함량을명시만일 VOC 함량규제치에만족한다면이것으로완료도료사양에대한초기보고서제출저장용기에 VOC 함량표시예외로인정된도료양의표시도료사항에대한초기보고서제출저장용용기에 VOC 함량표시 VOC 함량기준을넘긴부분에대한부과금지불 없음연래보고서제출 3년간면제량기록보관연래보고서제출 3년간면제량기록보관 제조된도료의성분이 VOC 함량규제에맞거나또는 VOC 규제에맞도록재조정한도료의경우초기보고서를제출하고용기에함량표시만하면되며, 제조일이명시된후부터 VOC 규제가개정강화될동안은더이상의보고서또는의무가없지만 VOC 구제에적법함을입증하는자가기록부를보관하도록하고있다. 예를들면, 5가지도료를제조하는생산업체의경우 1) 3가지도료에대해서 VOC 함량규제에맞도록성분을조정하고, 2) 한가지도료에대해서는면제도료를이용하고, 3) 나머지한가지에대해서는초과부과금을지불하여도된다. 그리고, VOC 함량규제를만족시키지못한한가지도료만을제조하는업체의경우 1) 규제가허용하는최대면제량을이용하고, 2) 남은도료량에대해서는초과부과금을낼수도있다. 8) EPA, "Small Entity Comphance Guide", National VOC Emission Standards for Architectural Coating

47 4.2.6 VOC 함량 미국에있어서도료중 VOC 함량은다음처럼결정된다. 단계 1 도료성분의측정에의한방법검토대상이되는성분으로휘발분의양, 수분함량및면제화합물이다. 면제성분은 40CFR 중 VOC에대한정의에목록되어있으며주기적으로증보되고있다 9). 도료성분의측정은다음중한방법을이용한다. batch process와성능보증기록부에명시된성분에의한보고 EPA 시험법 24 혹은 EPA에의해인정된시험법에의한측정도료성분처방전혹은 VOC 함량규제에적법함을증명할수있는수단미국 EPA는도료중 VOC 함량시험법으로 EPA Method 24인표면도료중 휘발분함량, 수분량, 밀도, 고형분부피및질량측정법 을최우선으로하며, 이와유사한다른방법을이용하여도무방하나, 다른방법의결과가 24 시험법의결과와다를경우 EPA 24시험법을우선함을명기하고있다. 단계 2 계산식의이용다음과같은예를들어설명하자면예 1 : 저고형분저함량도료와저함량목재보존재를제외한일반건축용도료예 2 : 저함량고체도료및저고체함량목재보존재예 3 : 재활용도료예 1의경우제조업체의최대추천희석비에의해 VOC가혼합된도료로서수분량 ( 부피또는질량 ) 과면제성분을제외한 VOC 함량은다음처럼계산된다. 함량 식 4.1 VOC 함량 : grams/liter(g/l ) Ws : 휘발분양 : grams(g) Ww : 수분량 : grams Wec : 면제성분양 : grams Vm : 도료부피 : liters(l ) Vw : 수분부피 : liters(l ) Vec : 면제성분부피 : liters(l ) 예 2 의경우 (Low solids stains and wood preservatives) 9)

48 저고체도료에대해서는제조업체의최대추천희석배율로희석된도료의 liter 당 VOC 의 gram 수로 VOC 함량을표현하며, 이때물과면제성분의부피는포함하되이들성분의 질량은제외한다. 함량 식 4.2 예 3 의경우 ( 재활용도료 ) 수정된 VOC 함량을계산한다. 재활용도료 재활용도료의부피 재활용도료의부피 추가된새재료의부피 식 4.3 수정된 함량 실제 함량 실제 함량 재활용도료 식 4.4 수정된 VOC 함량 : VOC 함량규제에적법한재활용도료의 VOC 함량 : grams/liter(g/l ) 실제 VOC 함량 : 예1 또는 2의식으로계산된도료중 VOC 함량 : grams/liter 재활용도료 % : 한번사용된도료의부피비 : % 재활용도료부피 : 재활용도료생산에사용된기사용된도료의부피 : liters 새재료부피 : 재활용도료에서새로첨가된재료의부피 : liter 미국 EPA 의페인트중휘발성유기화합물함량결정법 미국 EPA의도료중 VOC 함량기준설정에부함되는지확인하기위해사용되는도료중 VOC 함량측정법으로 EPA Method 24를고시하고있으며, 다른측정법에의해얻은결과가 EPA 법에의한측정결과와차이를보일때는 EPA법을우선하고있다. 이 Method 24는표면도장에있어서고형분의부피와질량, 밀도, 수분량, 휘발성성분량의측정법을포함하고있으며다음과같다. 1) 응용과원리 1.1 응용 : 페인트, 락카및관련표면도장제에서의휘발성함량, 물함량, 밀도, 고형분함량과부피의측정에적용된다. 1.2 원리 : 본표준측정법은페인트, 바니쉬, 락커및관련표면도장제의휘발성성분과물의함량, 밀도, 고향분의부피와질량을측정하기위해이용된다

49 2) 관련표준시험법장치, 시약및절차는다음의표준측정법을참고한다. 2.1 ASTM D (1980년개정 ) 페인트, 바니쉬, 락커, 잉크및관련제품의밀도측정에관한표준시험법 10) 2.2 ASTM D 도장제의휘발성성분의표준시험법 2.3 ASTM D 가스크로마토그래프에직접주입에의한수용성페인트중물함량측정에관한표준시험법 2.4 ASTM D Karl Fisher 적정법에의한페인트및페인트재료중수분함량측정에관한표준시험법 2.5 ASTM D 가스크로마토그래프에직접주입에의한페인트및도료중 1,1,1 트리클로로에탄과이염화메탄측정에관한표준시험법 3) 시험결과 3.1 다성분도료 다성분도료는사용시두가지이상의도장재료를적용시키는도료로써, 한가지 도료가다른보조도료와혼합되어화학반응을일으켜도막을형성하는것이다. 이와같은다성분도료의밀도, 수분함량, 총휘발성함량을측정하려면 3) 의 3.7 의절차를따른다. 이외의도료에대해서는다음처럼분석한다. 3.2 휘발성성분함량 도료중휘발성물질 ( 물도포함하여 ) 의양을측정하기위해 ASTM D 의절 차를이용한다 다음을기록한다. W 1 = 가열하기전의시료접시와시료를합한질량, g W 2 = 가열후시료접시와시료를합한질량, g W 3 = 시료의질량, g ) 의 4.3 의기준에적합할때까지각도료에대해두번씩분석한다. 각분 석결과로부터다음처럼휘발분 (Wv) 의질량분율을계산한다. 식 4.5 산술평균 W v 를기록한다. 10) ASTM , "Standard Test Method for Density of Liquid Coatings, Inks, and Related Products"

50 3.3 수분함량수용성도료에대해서는 ASTM D 또는 ASTM D 을이용하여수분에대한질량분율 (W/W) 을측정한다. 수용성도료란휘발분에대한분율로써 5% 이상의수분이포함된도료를말한다. 4) 의 4.3 기준에적합할때까지두번씩측정한다. 산술평균값 W v 을기록한다. 3.4 도료밀도 ASTM D 의절차에따라도료의밀도 (Dc, kg/l ) 를측정한다. 4) 의 4.3 기준에적합할때까지두번씩측정한다. 산술평균 (Dc) 을기록한다. 3.5 고형분량 제조처의처방 (formulation) 을이용하여도료중고형분의부피분율 (Vs) 을계산한 다. 3.6 면제용제함량 ASTM 시험법 D 에따라면제용제의질량분율 (W E ) 을측정한다. 두번씩 측정하고산술평균치 (W E ) 를기록한다. 3.7 다성분도료의경우다음절차에따라총휘발분, 수분함량및밀도를측정한다 마개가달린유리병이나금속병속에다성분도료를약 100ml가되도록섞는다. 따라서, 저장용기는이혼합물을충분히담을수있을정도가되어야할것이다. 그리고, 혼합 ( 질량비또는부피비 ) 할때는제조회사의추천비를따르도록한다. 도료성분을섞을때와담을때는휘발분이날아가지않도록되도록밀폐한다. 대부분의제조업체에서는혼합비를부피비로표현하고있지만, 부피를재는것보다질량을재는것이더정확하며때로는두액체를섞을때부피의감소나팽창이일어날수있기때문에질량으로측정하도록한다. 질량을이용할때는 3) 의 3.4에나타낸밀도측정법에의해구한밀도에제조사가제시한부피를곱하면된다 혼합후즉시 100ml시료중일부를받아총휘발분, 수분함량및밀도를측정한다. 수분함량은 3) 의 3.3을따른다. 밀도의측정은 3) 의 3.4을따른다. 총휘발분은 ASTM D 의 3) 과 4) 에표현된시약과장비를이용하여다음절차에의해측정한다

51 알루미늄호일로된접시의질량을재어기록한다. ASTM D 에명시된것처럼 3±1ml의적당량의용제를 ( 무게측량용알루미늄 ) 접시에넣는다. ASTM D 에명시된주사기를이용하여 1mg까지잴수있는저울로접시에든시료도료의질량을잰다. 질량비로 40% 이하의함량으로휘발성분이포함되어있을것으로여겨지는도료에대해서는 0.3±0.10g이적절한양이되며, 휘발분이 40%( 질량비 ) 이상함유된도료에대해서는 0.5±0.1g이적절한양으로보인다. 주의 : 5) 에명시된휘발분함량이시료양에해당하는범위에들지않을경우시료양을조절하여다시측정하도록한다. 도료성분을한방울씩떨어뜨려용기안의용제속에완전히분산되도록흔들어준다. 만일, 덩어리진것이생겨풀리지않았다면새로다시넣어준다. 비슷하게재차반복한다. 시료는 110±5 에서 1시간구운후적어도 1시간이상방치하되 24시간이넘지않도록한다 완전히분산된도료를포함한알루미늄호일접시를 110±5 에서 60분동안오븐속에서가열한다. 주위 : 오븐은팬에의해강제환기시킬수있는것이어야하며, 배출된가스가실험실내에위험한수준으로쌓이지않도록한다 오븐에서꺼낸접시는즉시데시케이터에옮겨상온으로식힌후 1mg까지잰다 ) 의 4.3 기준에적합할때가지각도료혼합물에대해두번씩분석한다. 식 24-1에따라 Wv를계산하고산술평균값을기록한다. 4) 측정결과의정리 4.1 요약시험에적용된도료에대해서는재현성있는결과를얻을수있는분석절차와분석요원의능력이요구되며, 이를위해다양한도료시편에대해검증이되어야할것이다. 이를위해각시료에대해두번씩분석을하고실험실내에서여러변수에대해정확성에관한비교검토가이루어져야한다. 그리고, 수용성도료의경우수분함량이증가되면 VOC 함량의측정에본질적인부정확성이높아지기때문에수용성도료에서는측정대상의변수에대해실험실간정확도에있어서적절히검토되어야할부분이있다. 4.2 분석정밀도 시험실내및실험실간정밀도는다음과같다

52 표 4.10 실험실정밀도 실험실 실험실내 실험실간 휘발분함량, Wv 1.5% W 4.7%Wv 수분함량, Ww 2.9% Ww 7.5% Ww 밀도, Dc 0.01kg/liter 0.002kg/liter 4.3 시료분석기준 Wv와 Ww에있어서두번측정한결과의차이가각측정항목의실험실내오차범위에들거나또는적어도동등해질때까지두번씩측정한다. Dc에대해서는측정결과의평균이실험실내오차범위내에벗어나지않을때까지두번씩측정한다. 만일, 여러차례측정하여보았으나 ASTM에의한방법으로는측정결과가실험실내오차범위에들지않은특수한도료의경우에는미국 EPA Air Quality Planning and Standards 사무국에연락한다. 4.4 수성도료에대한신뢰한계치실험실간오차범위를근거로수성도료에대한신뢰한계치의계산법을다음에설명한다. 신뢰하한치계산을위해해당변수에대한측정된중앙값으로부터적당한실험실간오차를빼고, 해당변수에대한측정된중앙값으로부터적당한실험실간오차를더한다. Wv와 Dc에있어서는하한신뢰값을이용하고, Ww에대해서는상한신뢰값을이용한다. Vs는계산되는값이므로이변수에대해서는조절이불필요하다. 5) 계산 5.1 비수용성휘발분 용제형도료 Wo = Wv 식 4.6 여기서 Wo 는비수용성휘발분의질량분율, g/g 수용성도료 Wo = Wv - Ww 식

53 5.2 고형분에대한질량분율 Ws = 1 - Wv 식 4.8 여기서 Ws 는고형분의질량, g/g VOC 함량규제를만족시킨도료 1999년 9월 13일까지제조되고있는도료가 VOC 함량규제에적합하거나또는성분조정을통해만족시킨도료를생산했다면, 초기보고서제출과용기에표시만한다면더이상의보고의무는없지만생산된도료가 VOC 함량규제에대해계속만족시키고있음을입증할수있는서류를보관하도록하고있다. 만족시킬수있는서류란 batch 생산기록표나생산된제품의사양서등을말한다. 톤단위면제는일정량의도료에대해서는 VOC 함량규제를넘기는것을허용하고있는데점차면제량을줄이도록하였다. 표 4.11 면제용제량 VOC 함량규제면제도료량 시한 25.3 ton VOC 1999 년 9 월 13 일부터 2000 년 12 월 31 일까지 19.8 tons VOC 2001 년 1 월 1 일부터 2001 년 12 월 31 일까지 9.9 tons VOC 그후 1 년까지 여기서도료중휘발성물질 (VOC) 에대한정의는일산화탄소, 이산화탄소, 탄산, 금속카바이드나카르보네이트그리고암모늄카르보네이트또한다음물질을제외한탄소 1개이상의휘발성물질을의미하며다음과같다. 메탄이염화메탄 ( 염화메틸렌 ) 1,1,1-트리클로로에탄 (CFC-11) 트리클로로플루오로메탄 (CFC-12) 1,1,2-트리클로로-1,2,2,-트리플루오르에탄 (CFC-113) 1,2-디클로로-1,1,2,2-테트라플루오르에탄 (CFC-114) 클로로펜타플루오르에탄 (CFC-115) 클로로디플루오르메탄 (HCFC-22)

54 1,1,1-트리플루오르-2,2-디클로로에탄 (HCFC-123) 2-클로로-1,1,1,2-테트라플루오르에탄 (HCFC-124) 1,1-디클로로-1-플루오르에탄 (HCFC-141b) 1-클로로-1,1-디플루오르에탄 (HCFC-142b) 트리플루오르메탄 (HFC-23) 펜타플루오르에탄 (HFC-125) 1,1,2,2-테트라플루오르에탄 (HFC-134) 1,1,1,2-테트라플루오르에탄 (HFC-134a) 1,1,1-트리플루오르에탄 (HFC-143a) 1,1-디플루오르에탄 (HFC-152a) 고리화, 가지친혹은선형으로완전히메틸화된실옥산아래의과플루오르탄소 (A) 고리화, 가지친혹은선형으로완전히플루오르화된알칸 (B) 고리화, 가지친혹은선형으로완전히플루오르화된불포화되지않은에테르 (C) 고리화, 가지친혹은선형으로완전히플루오르화된불포화되지않은 3차아민 (D) 불포화되지않은황이포함되고탄소와플루오르에만황이결합된과플루오르탄소그리고, 미국 EPA에의해면제된반응성이낮은유기화합물은현재까지다음과같으며, 앞으로늘어날전망이다 11). 아세톤에탄파라클로로벤조트리플루오르 (1-클로로-4-트리플루오르메틸벤젠) 과염화에틸렌메틸아세테이트 미국도료생산업체 VOC 규제에의한초과부과금사례 예를들어, 표 4.12와같이연간도료1을 5,000리터, 도료 2를 75,000리터생산하고, 도료 3을 30,000리터수입하는도료제조업체에있어서이법이발효됨으로써이와대응하기위해도료 2를 50,000리터줄이고이도료중 VOC 함량을조절하여규제에맞는도료를 25,000리터생산판매하였다고한다. 11) D.B Pourreau, et al, "Formulating VOC-Compliant Coatings with Exempt Solvents, A Case Study on Tertiary Butyl Acetate", Paint&Coatings Industry Magazine,

55 도료 표 4.12 B사의도료생산내역규제전규제후생산량 VOC함량생산량 VOC 함량 규제기준 1 5, , 콘크리트용 , , , 방청용 , , 외장용 250 B 사의초과부과금은표 4.13 처럼계산할수있다. 표 4.13 B사의초과부과금내역 도료 규제대상도료생산량규제초과 VOC 함량 초과부과율 부과금 1 5, 달러 /g $ , $ 14, , $ 8,400 총부과금 $ 23, EPA 건축용도료규제의초기보고서와기록관리 미국 EPA에서는규제대상의건축용도료를수입또는제조하는업체는다음사항이명기된보고서를제출하도록하였다. 제조또는수입업체의이름과주소 미국내에서규제대상이되는건축용도료를생산, 포장또는재포장하는시설이있는것의주소 도료생산또는수입업체가취급하는도료중규제대상에해당하는건축용도료목록기준도료생산업체의경우, 1999년 9월 13일까지또한그후처음으로도료를수입또는제조하는업체의경우수입또는제조후 180일내위사항을나타낸보고서를제출한다. 첫보고서에명시된사항에변경이있을경우새 data code가사용된후 30일내에이에대한설명보고서를제출한다

56 이를정리하면표 4.14 처럼요약할수있다. 표 4.14 저장용기명기사항 분류 명시내용 일시 : 도료가제조된일시 ( 저장용기의바닥부분도함께 ), 혹은초기보고서에명시된 data code에대한설명으로된 data code. data code 시스템의변경은변경후 30일이내에신고하여야하며, EPA 에서 data code를해석할수있도록해야한다. 규제대상건축용도료 도료중 VOC 함량 : 1. 1l 도료중 VOC 함량 (g) 2. 허용함량 추천희석법물이아닌유기용제로서희석시킬때제조업체가추천하는최대희석비희석이필요없을시는희석불필요함을명시한다. 산업보수용도료 1. 산업용에한함 2. 전문가용에한함 3. 국내용또는국외용 4. 이도료는다음의용도로사용됨 - 수중, 폐수중, 화학약품중또는장시간수분이맺히는내부표면 이상연속적으로노출되는표면 - 심한긁힘, 마모, 마찰등이있는표면

57 4.3 California 주에서의도료중유기용제함량기준 1966년 LA에서광화학스모그의발생을유발하는탄화수소 (HC) 의사용량을규제한다는세계최초의 VOC 규제법안인 Rule 66(EPA Clean Air Act는 70년에제정 ) 을제정하면서규제가시작되었다. 캘리포니아주법에의하면건축용도료에대한규제법은각지역의기초자치제가채택여부를결정하도록하고있다. 캘리포니아대기보전국 (Air Resources Board., ARB) 는캘리포니아환경기준 (California Environmental Quality, Act, CEQA) 를달성하기위해건축용도료에대한규제법을제안하고이에대해 California주내각지자체가각지역의사정에맞게보안, 채택, 실행하고있다. 캘리포니아주는미국전역에서적용되는 EPA 규제안보다더강한제한치를설정하고있으며, 주관단체는 SCAQ(South Coast Air Quality Management District) 이다. 그리고도장별시행일시는다음표 4.15와같다. 표 4.15 캘리포니아주의 Coating 관련 VOC 규제 Rule Rule 최초시행일자내용 Rule 목공가구도장에관한 VOC 규제 Rule 자동차와관련부품도장에서의 VOC 규제 Rule 금속제품도장에서의 VOC 규제 Rule 항공기조립과부품에관련된도장에서의 VOC 규제 Rule 플라스틱, 고무, 유리도장, 접착제에서의 VOC 규제 최근에이르러 California 지역의공기질은개선되고있는추세이나여전히오존과분진에있어서는미국내에서제일오염이심하다고한다. 비록이지역이미국내에서최악이라할지라고가용인구밀도세계 1위인우리나라단위면적당차량보유대수세계 1위인경인권에비교하면여러자연적인조건이좋음에도불구하고강력한 VOC 규제를하고있어서향후우리나라의대기질관리정책에참고할만한지역으로볼수있다

58 4.3.1 건축용및산업보수용도료 California주는앞서언급한바와같이미국에서도 VOC 규제가가장엄격한지역이며, 그중에서도인구밀도가높은 South Coast 지역 ( 그림 4.3) 의규제가가장앞서있다. 표 4.16 은 EPA의도료중 VOC와 South Coast 지역에서실시되고있는 VOC 함량기준을나타낸것으로국가기준보다훨씬엄격함을알수있다. 이것은달리말해이지역의대기관리정책이미국전체의대기질관리기준에영향을미치고있음을의미한다. 그리고, 표 4.17에향후 VOC 함량기준을강화시킬계획을하고있으며, 최종적으로가능한한 VOC가없는도료의사용을의무화하도록하고있다. 표 4.16 EPA와비교한캘리포니아주의각도료별 VOC 한계치 12) 구분 EPA SCAQMD 오염방지용 450 g/l - 콘크리트양생제 350 g/l 350 g/l 무광택내 / 외 250 g/l 100 g/l 그림용 ( 표지용페인트 ) 500 g/l 500 g/l 산업봏수용 450 g/l 420 g/l 락카 680 g/l 550 g/l 금속안료 500 g/l 500 g/l 다채무늬 580 g/l 250 g/l 광택내 / 외 380 g/l 250 g/l 전처리세척프라이머 780 g/l 780 g/l 프라이머 & 언더코트 350 g/l 350 g/l 속건성에나멜 450 g/l 400 g/l 교통표지용 150 g/l 150 g/l 바니쉬 450 g/l 350 g/l EPA 와 California 주그리고 California South Coast 지역으로갈수록도료분류가적은 것은기초자치지역으로갈수록실제사용되는도료의종류가적어져서미국전역을커버하 는다양한도료를정의할필요가없기때문이다. 12) California Air Resources Board, "Final Program Environmental Impact Report",

59 그림 4.3 California 대기관리구역

60 표 4.17 CA 지역건축용도료 VOC 함량제한치 제한치는색소, 면제화합물, 물을제외한 l 당도료중 VOC 의수 도료분류 계획일정 제정당시 무광택도료 (Flat Coating) 250 b 100 c 광택도료 (NonFlat Coating) 250 b 150 C 50 C 특수도료 (Specialty Coating) 역청도료 (Bituminous Coatings) 250 b 50 접착방지제 (Bond Breakers) 350 투명목재도료 (Clear Wood Coatings) 락카 (Lacquers(including lacquer ) 680 sanding sealers) 샌딩실러 (Sanding sealers(other than 350 lacquer sanding sealers)) 니스 (Vanishes) 350 콘크리트양생제 (Concrete Curing Compounds) C 건무도료 (Dry Fog Coatimg) 400 화재지연도료 (Fire-Retardant Coatings) 250 투명 (Clear) 불투명 (Pigment) 바닥용도료 (Floor Coatings) 400 d 100 C 50 C 기포방출제 (Form-Release Compounds) 250 그래픽도료 (Graphic Arts Coatings) (Sign Paint) 고온용도료 (High Temperature Coatings) 420 산업보수용도료 (Industrial Maintenance Coatings) C 100 C 저급솔리드 (Low Solids Coatings) 120 d 120 e 마그네사이트시멘트 450 (Magnesite Cement Coatings) 메스틱텍스쳐 (Mastic Texture Coatings) 금속안료도료 (Metallic Pigmentes Coatings) 500 다채무늬도료 (Multi-Color Coatings) 전처리용세척프라이머 (Pre-treatment wash Primers) 프라이머, 실러언더코트 C 100 C (Primers,Sealers and Undercoaters) 속건성도료 (Quick-Dry-Enamels) 400 f 250 C 50 C 지붕용도료 (Roof Coatings) 250 d

61 < 표 4.17 계속 > 도료분류 계획일정 제정당시 다채무늬도료 (Multi-Color Coatings) 전처리용세척프라이머 (Pre-treatment wash Primers) 프라이머, 실러언더코트 (Primers,Sealers and Undercoaters) C 100 C 속건성도료 (Quick-Dry-Enamels) 400 f 250 C 50 C 지붕용도료 (Roof Coatings) 250 d 50 녹방지용도료 (Rust Preventative Coatings) 착색제 (Stains:) 투명및반투명 (Clear and semitransparent) 불투명 (Opaque) 수영장용도료 (Swimming Pool Coatings) 교통표지용도료 (Traffic marking Coatings) 방수실러 (Waterproofing Sealers :) 콘크리트 (Concrete) 목재 (Wood) 400 d C 목재보호제 (Wood Preservatives) 350 a b 변환계수 : 1gallon(U.S) 당 VOC 1pound = g VOC/l 현재 SCM 규제치 c 이규제치는 SCAQMD 기술평가일정에따라얻은결과를근거로하여개정된규제치를따른다. d 국가규제는 1999 년 9 월 18 일 e 물과면제화합물을포함한도료의 l 당 (gallon 당 ) VOC 의그램수 (pound 수 ) f 현재대부분지역의규제치 표 4.17의 California 지역 VOC 함량기준에있어서연도별 VOC 함량을낮추고있는도료에대해서는현재 VOC 함량이낮은해당도료가판매되고있거나향후개발될수있어서점차 VOC 함량이낮은도료를사용토록유도하기위함이다. 콘크리트양생제, 건무도료, 금속안료도료, 고온용도료, 마그네사이트시멘트, 녹방지용도료, 착색제, 목재보호제는제정당시부터더이상함량기준을내리지않은것은이들도료에대해서는더이상 VOC 함량을줄이기가기술적으로불가능하기때문으로알려져있다. 그리고, 교통표시용도료나수영장용도료는 EPA의규정을따르도록하고있다. 특히교통표시용도료는 EPA에서 150g/l 이하의도료를공시하고있으며, 이는관공서에서사용되는수성도료를의무화를의미하는것으로사료되었다

62 표 4.18 California 지역규제대상건축용도료의평균 VOC 함량 구 분 평균 VOC 함량 (g/l) 유성 수성 건축용도료외부용무광택도료외부용광택도료내부용무광택도료내부용광택도료반광택도료불투명착색제바탕제프라이머실러방수용실러 ( 투명 ) 방수용실러 ( 불투명 ) 속건성바탕제, 프라미어, 실러아스팔트계포장재고성능건축용도료지붕용도료락카니스 a 특수목적 / 산업보수용도료수영장용도료건성분무용도료표면처리용도료금속안료도료방화용도료낙서방지용도료콘크리트양생제기포방출제 ( 거푸집이형제 ) 그림용도료고온용도료산업보수용도료다채무늬도료전처리용세척프라이머센딩실러천연수지도료교통표지용도료 a a a a 42 a 112 a a 192 a 85 관련페인트제품지하용목재보호제반투명목재보호제투명목재보호제불투명목재보호제 a a 표 4.18 은 California 지역에서실제판매되고있는도로를분류하고 VOC 함량이높은도 료와낮은것을구별하여유성과수성도료의평균 VOC 함량을나타낸것이다

63 이표에서알수있듯이방수용실러 ( 불투명 ), 수영장도료, 금속안료도료, 고온용, 천연수지등일부를제외하고유성보다훨씬낮은 VOC 함량의수성도료가판매되고있으며 VOC 함량기준을점차낮추어이러한수성도료를이용하도록추진하고있다. 이표의분류법을철저히도료사용자의입장에서만들어진것으로사용된용어가비교적이해하기쉽게되어있어서향후우리나라의도료분류에참고할많하다고할수있다. California 환경보호청 (CEPA) 의대기보전국 (ARB) 은실질적으로미국의 VOC 규제를주도하고있어서도료중 VOC 함량기준을법제화하기전에다음과같이검토한바가있었다. 1. 작업성을근거로한기준 (performance-based standards) 2. 계절적인규제 ( seasonal regulation) 3. 지역적인규제 (regional regulation) 4. 초과부과금 (exceedance feeds) 5. 톤단위면제 (tonnage exemption) 6. 저휘발성성분면제 (low vapor pressure, low volatility exemption) a. 소개 b. 저휘발성 (LVP)-VOC 면제는대기질관리기준의달성에많지않음 ⅰ. 소비제규제중 LVP-VOCs ⅱ. 건축용도료나에어로졸페인트규제에서 LVP-VOCs는제외될수없음. c. ARB 소비제규제에있어서 LVP-VOC 제외에대한역사와논리 d. 건축용도료에사용되는 LVP-VOCs e. 건축용도룡사용되는 LVP-VOCs는최종적으로대기중에배출되어오존을만듦. f. 미국 EPA의시험법 24는자동적으로대기중에배출되지않는 VOCs를제외시킨다. g. 결론 아울러반응성에근거한 VOC 함량제한에대해서도다음과같은논의가이루어졌으며이들문서는 CEPA에서작성된 Final Program Environmental Impact Report" 와 EPA에서작성된 National Volatile Organic Compound Emission Standards for Architectural Coatins- Background for Promulgated Standards" 에잘표현되어있다. a. VOC 광화학반응성의배경 b. ARB에의한반응성을근거한관리정책평가계획 ⅰ 현규제에서반응성의이용 ⅱ 향후규제에서의반응성의이용 c. VOC 반응성을비교하기위한적절한척도의선택 13) 13) W.P.L.Carter, "Updated Maximum Incremental Reactivity Scale for Regulatory Application", Air Poll. Research Center, University of California

64 d. 차세대환경용량 e. 결론 표 4.19 미국 EPA 와 California 지역건축용도료중의 VOC 규제및평균함량 (g/l ) 도료목록안테나용도료오염방지용도료낙서방지용도료역청도료및메스틱스 ( 아스팔트계포장재 ) 접착방지제 ( 거푸집용이형제 ) 칼시민재도포제칠판재피막제콘크리트양생제콘크리트양생및씰링제콘크리트보호도료콘크리트표면억제제변환니스건무도료고내구성도료 ( 고성능건축용 ) 파우마감제 / 광택제화재지연 / 방지용도료투명불투명무광택용도료 : 외부내부바닥용도료유동도료기포방출제 ( 거푸집이형제 ) 그래픽아트용 ( 그림용 ) 도료열반응도료고온용도료조밀이멀젼도료산업보수용도료락카 ( 락카샌딩실러포함 ) 마그네사이트시멘트용도료메스틱테스처도료금속안료도료다채무늬도료장식용비철금속래커 & 표면보호제광택도료외부내부반광택도료핵도료 EPA California 지역 평균VOC함량 제정당시 유성 수성 a a a a a

65 < 표 4.19 계속 > 도료목록전처리용세척프라이머표면처리용도료프라이머 & 언더코우트프라미어바탕제속건성도료에나멜프라이머, 실러, 언더코우트보수유지용열가소성도료지붕용도료녹방지용도료센딩실러 ( 락카센딩실러이외 ) 실러셀락 : 투명불투명착색제 : 투명및반투명불투명저급솔리드착색조절제수영장용도료열가소성고무코팅제및메스틱스교통표지용도료니스방수실러및처리제콘크리트목재목재보호제지하목재보호제투명및반투명반투명투명불투명저급솔리드지역표지용도료천연수지도료 EPA b California지역 평균VOC함량 제정당시 유성 수성 a a a a a a 영국식단위는단지정보를제공하기위함임. 규정의단속은메트릭단위에기초할것이다. b 단위는 VOC 의 gram 수 / 도료의 l 수 (VOC 의 lb./ 도료의 gallon 수 ) 로서, 도료의단위부피에는수분과면제성분들을 포함하며제조업자가사용에명시한최대희석양의부피를의미함

66 4.3.2 목재도장과자동차제조ㆍ보수도장 표 4.20 목재도장분야에서의 VOC 함량기준 (g/l ) 도장 1997 년 7 월 1 일이후 Ⅰ or Ⅱ 2005년 7월 1일이후 투명실러 클리어상도 안료첨가프라이머, 실러및언더코트 안료첨가상도 표 4.21 차량용도장의 VOC 기준 14) (g/l ) 구분 Group Ⅰ 표면색과맞는차량 Group Ⅱ 표면색과맞지않는차량 전처리세척프라이머 프라이머 / 설페이서 프라이머실러 단일 / 2단계상도 단계이사의상도 특수도장 초고성능 위장도료 주 ) 년 7 월 1 일이후적용 14) 40CFR Protection of Environment chapt.1, subpart B- National VOC Emission Standards for Automobile Refinish Coatings

67 4.3.3 시판제품의 VOC 함량예 표 4.22 는현재미국 California 지역에서판매되고있는 Kelly-Moore 사제품 15) 의종류 와각제품중 VOC 함량을나타낸것이다. 표 4.22 미국 Kelly-Moore 사제품중 VOC 함량 19 Phino Spar Urethane Alkyd Vanish Kep-Thane Polyurethane Vanish Pre-Cote Interior Latex Wallboard Primer Waeter shiled Exterior Alkyd Primer Chem-Guard Oil Base Masonry Primer Chem-Guard Acrylic Masonry Primer Color shield Exterior Acrylic Primer-Sealer Stain-Lock Ⅱ Stain-Resistant Acrylic Primer Dry Fog Alkyd Eggshell Maintenance Latex Dry Fog Maintenance Finish Fill and Primer Acylic Block Filter(smooth) Super Latex Interior Larex Flat Wall Paint Armor Wall Interior Latex Flat Enamel Lo Perm Latex Wall Primer Acry-Primer Interior Latex Primer/Sealer Acry-Plex Interior Latex Enamel Undercoat Flo-Cote Alkyd Enamel Undercoat Kel-Creat Exterior Latex Masonry Paint Kel-Tex Exterior Acylic Texture Coating Kel-Sal Torpolymer 100% Qcylic Elastomeric Coating (smooth) Kel-Sal Torpolymer 100% Qcylic Elastomeric Coating (Textured) Weather Shield Exterior Gloss Alkyd Enamel Seasons Exterior 100% acrylic Flat Finish Seasons Exterior 100% acrylic Low Sheen Finish Acry-Shield Exterior Flat Acrylic Finish Acry-Velvet Exterior Low Sheen Acrylic Finish Acry-Lustre Exterior Semi-Gloss Acrylic Finish Acry-Lustre Exterior Semi-Gloss Acrylic Enamel Alkyd Exterior Flat Weather Shield Alkyd Semi-Gloss Enamel Exterior-Interior Kel-Tone Exterior Oil Base Semi-Transparent Stain Acry-Shield Oil/Latex Stain Base Tred-Cote Gloss Alkyd Floor Finish Acry-Tred Acrylic Floor& Patio Paint )

68 < 표 4.22 계속 > 1520 Enviro-CoteInterior Acrylic Semi-Gloss Enamel Sat-N-Sheen Interior Latex Low Sheen Finish Pro-Enamel Interior Latex Eggshell Stipple Kel-Enamel Interior Alkyd Eggshell Enamel Kel-Cote Interior Alkyd Semi-Gloss Enamel Kel-Cote Interior Alkyd Semi-Gloss Enamel Acry-Plex Interior Latex Eggshell Enamel Master Painter-Alkyd Stain Sheen Semi-Gloss Stipple Acry-Plex Interior Latex Semi-Gloss Enamel Dura-Poxy Gloss Acrylic Enamel Dura-Poxy Semi-Gloss Acrylic Enamel Dura-Poxy Eggshell Acrylic Enamel Kel-Guard Gloss Alkyd Rust Inhibitive Enamel Kel-Guard Wrought Iron-Flat Black Kel-Guard Alkyd Rust Inhibitive Primer Kel-Guard Alkyd Rust Inhibitive Primer Kel-Guard Acrylic Galvanizes Iron Primer Kel-Guard Acrylic Metal Primer Kel-Guard Acrylic Gloss Enamel Silver Shield Alumium Paint Stain-Rite Interior Oil Base Wiping Stain Hi-Solid Sanding Sealer Ultra Solids Laquer Ultra Solids Laquer Ultra Solids Laquer Laquer Stain D.T.M Acrylic Metal Primer D.T.M Acrylic Gloss Enamel Enviro-Poxy Water Reducible Epoxy Enviro-Poxy Water Reducible Epoxy Primer 230 미국에있어서도도료에대한분류가제조사마다많은차이를보일뿐아니라 VOC 함량 이높은도료가판매되고있음을알수있다

69 4.4 California 주 South Coast 지역페인트 VOC 규제 California 주중인구밀도가높고또한인구가많은지역인 South coast지역은 California주내에서도대기질이나쁜편이다. 이지역은 California 주에서도도료중 VOC 함량규제가엄격하여여기서간단히소개하고자한다 16) 건축용도료의분류 이지역은표 4.23 처럼건축용도료를대단히간단하게분류하고있었다. 표 4.23 캘리포니아건축용도료분류 일반도료 특수도료 구분비광택도료광택도료고광택도료지붕용역청도료지붕용역청프라이머바닥용도료속건성에나멜콘크리트 / 석조용방수실러목재용방수실러 비광택도료 비광택도료 (Flat coatings) 란주택및상업적건물의내외부에폭넓게사용되는도료로써광택또는윤이없는마감표면을남기는도료로 4.5에정의되어있다. 표 4.26은 ARB 조사결과 (1999) 에근거한 California주의비광택도료로부터배출되는 VOC 의양과그판매량을추정한자료이다. South Coast AQMD를제외한캘리포니아주에서배출되는비광택도료의 VOC 배출량은약 8.0 ton/day(tpd) 였다 17). 16) Air Resources Board, "Staff Report for the Suggested Control Measure for Architectual Coating", California, EPA, ) 1998 년 ARB 의건축용도료조사결과최종보고서 (ARB, 1999)

70 표 4.24 비광택도료판매량과 VOC 배출량 제품수 판매량 (gallons/yr) 판매에따른평균 VOC 량 (g/l ) VOC 배출량 (South Coast AQMD 제외 ) (tons/day) 유성 56 27, 수성 2,299 31,800, 총계 2,355 31,828, * 도료 1 리터당 VOC 그램수, 물과면제성분제외. 미국 EPA는비광택도료를내부와외부용으로나누었으나둘다 250g/l 로똑같은 VOC 제한을하고있다. 캘리포니아주에서는건축용도료에관한 1989년 SCM에서비광택도료의 VOC 제한을 250g/l 로제시하였다. 1996년, South Coast AQMD는 2001, 7월 1일자로효력을발휘한비광택도료의 VOC 제한을 100g/L로하였으며, 또한 2008년 7월 1일자로효력을발휘할제한을 50g/l 로결정하였다. 표 4.25에나타낸것처럼, 1998년의 ARB 조사는비광택도료시장점유율의약절반이제안된 VOC 제한을충족하고있는것으로나타났다. 또한이에따른 VOC 배출감소는 South Coast AQMD를제외하고약 1.4 톤임을나타내었다. 표 4.25 비광택도료중 VOC 삭감예상량 18) VOC 제한량 (g/l) 해당하는제품수 해당하는시장점유율 ( 부피기준 ) 배출감소 (South Coast AQMD 제외 ) (tons/day) 100 1, ) 1998 년 ARB 에의한건축및산업보수용도료조사에근거함 (ARB, 1999)

71 4.4.3 광택도료 - 중저광택 광택도료 (Non-flat coatings) 란주택및상업적건물의내외부에폭넓게사용되는도료로써고광택성이다소떨어지는도료로서 4.5에정의되어있다. 광택도료는종종 "eggshell", "satin", "semi-gloss", "enamel" 과같은개념을사용하여나타낼수있다. 광택도료는비광택도료보다얼룩을더잘방지하며, 세척성도더우수한경향이있다. 그러나, 광택도료의광택은비광택도료보다표면의흠집을더잘노출시킬수있다. 표 4.26은 ARB 조사결과 (1999) 에근거한비광택도료로부터배출되는 VOC의양과그판매량을추정한자료이다. South Coast AQMD를제외한캘리포니아주에서배출되는저광택도료의 VOC 배출량은약 1.7 ton/day(tpd), 중광택도료의 VOC 배출량은약 6.8 ton/day(tpd) 였다. 표 4.26a 광택도료 - 저광택판매량과 VOC 배출량 제품수 판매량 (gallons/yr) 판매에따른평균 VOC 량 (g/l) VOC 배출량 (South Coast AQMD 제외 ) (tons/day) 유성 30 34, 수성 821 4,440, 총계 851 4,475, 표 4.26b 광택도료 - 중광택판매량과 VOC 배출량 제품수 판매량 (gallons/yr) 판매에따른평균 VOC 량 (g/l) VOC 배출량 (South Coast AQMD 제외 ) (tons/day) 유성 , 수성 1,893 15,107, 총계 2,139 15,629, 표 4.27a에나타낸것처럼, 1998년의 ARB 조사는저광택도료시장점유율의약 76% 가제안된 VOC 제한을충족하고있는것으로나타났다. 또한이에따른 VOC 배출감소는 South Coast AQMD를제외하고약 0.1 ton/day(tpd) 임을나타내었다. Table 4.28b에나타낸것처럼, 1998년의 ARB 조사는중광택도료시장점유율의약 57% 가제안된 VOC 제한을충족하고있는것으로나타났다. 또한이에따른 VOC 배출감소는 South Coast AQMD를제외하고약 1.1 톤 / 일임을나타내었다

72 표 4.27a VOC 규제에의한저광택도료중 VOC 삭감량 VOC 제한량 (g/l ) 해당하는제품수 해당하는시장점유율 ( 부피기준 ) 배출감소 (South Coast AQMD 제외 ) (tons/day) 표 4.27b VOC 규제에의한중광택도료중 VOC 삭감량 VOC 제한량 (g/l) 해당하는제품수 해당하는시장점유율 ( 부피기준 ) 배출감소 (South Coast AQMD 제외 ) (tons/day) 광택도료 - 고광택 광택도료 (Non-flat coatings) 는앞절의중저광택도료에서이미언급하였다. 1998년 ARB 건축용도료조사를목적으로광택도료의종류를크게저광택, 중광택, 고광택의 3부류로나누었다. 건조필름의광택이 60도미터기로 70 또는그이상의광택을가지는도료인고광택도료는더높은 VOC 제한량을제시하는세부부류로나누어진다. 고광택도료는다른범주에속하는속건에나멜도료의광택과건조시간기준을충족시킨다. 도료분류에대한더자세한정보는속건성에나멜부류를참조하기바란다. 표 4.28은 ARB 조사결과 (1999) 에근거한고광택도료로부터배출되는 VOC의양과그판매량을추정한자료이다. South Coast AQMD를제외한캘리포니아주에서배출되는고광택도료의 VOC 배출량은약 2.2 ton/day(tpd) 였다. 표 4.28 광택도료 - 고광택판매량과 VOC 배출량 제품수 판매량 (gallons/yr) 판매에따른평균 VOC 량 (g/l ) VOC 배출량 (South Coast AQMD 제외 ) (tons/day) 유성 , 수성 333 1,618, 총계 796 2,105,

73 제안하는광택도료의규제량은최근 U.S. EPA에의해공포된제한량보다더낮다. 미국 EPA는광택도료를내부와외부용으로나누었으나둘다 380g/l 로똑같은 VOC 제한을하고있다. South Coast AQMD는연관된범주에속하는속건성에나멜의규제제한을 250g/L로정하였으며이규정은 2002년 7월1일자로효력을발휘하였다. Table 4.29에나타낸것처럼, 1998년의 ARB 조사는고광택도료시장점유율의약 80% 가제안된 VOC 제한 250g/l 를충족하고있는것으로나타났다. 또한이에따른 VOC 배출감소는 South Coast AQMD를제외하고 0 ton/day(tpd) 임을나타내었다. 표 4.29 VOC 규제에의한고광택도료중 VOC 삭감량 VOC 제한량 (g/l) 해당하는제품수 해당하는시장점유율 ( 부피기준 ) 배출감소 (South Coast AQMD 제외 ) (tons/day) 지붕용역청도료 지붕용역청도료 (Bituminous Roof Coatings) 는유일하게지붕공사를위해만들어진제품으로역청재료를함유하고있다. 역청은 CS 2 에녹는 asphalt, tar, pitch, 또는 asphaltite에반드시제한된것은아니지만이들성분들을함유하고있는검은색또는갈색물질이다. 이물질은주로탄화수소로구성되어있으며, 천연퇴적물또는원유및석탄의증류과정에서얻어지는잔여물로부터얻어진다. 표 4.30은지붕용역청도료로부터배출되는 VOC의양과그판매량을추정한자료이다. 표 4.30 지붕용역청도료판매량과 VOC 배출량 제품수 판매량 (gallons/yr) 판매에따른평균 VOC 량 (g/l ) VOC 배출량 (South Coast AQMD 제외 ) (tons/day) 유성 117 1,295, 수성 34 3,623, 총계 151 4,919, 제안하는지붕용역청도료의규제량 300g/L 는 2003 년 1 월 l 일까지기술적, 상업적으로 실현가능하다. 이유효일은현재대부분의지역에서적용하고있는규제 VOC 양에기초한

74 것이며, 매우높은해당시장점유율을보이는 Roof Coatings Manufactures Association(RCMA) 이제공하는자료에근거한것이다. South Coast AQMD는 2002년에발효하게되는지붕용역청도료에대한제한량을 250g/L로하고있다. 표 4.31은제안된 VOC 규제량으로부터얻어지는배출량의감소를예측한자료이다 년의 ARB 조사는지붕용역청도료시장점유율의 98% 가제안된 VOC 제한 300g/L를충족하고있는것으로나타났다. 또한이에따른 VOC 배출감소는 South Coast AQMD를제외하고 0 톤 / 일임을나타내었다. 표 4.31 지붕용역청도료중 VOC 배출감소량 VOC 제한량 (g/l) 해당하는제품수 해당하는시장점유율 ( 부피기준 ) 배출감소 (South Coast AQMD 제외 ) (tons/day) 지붕용역청프라이머 지붕용역청프라이머 (Bituminous Roof Primer Coatings) 는유일하게지붕공사를위해만들어진제품으로역청재료를함유하고있다. 역청은 CS 2 에녹는 asphalt, tar, pitch, 또는 asphaltite에반드시제한된것은아니지만이들성분들을함유하고있는검은색또는갈색물질이다. 이물질은주로탄화수소로구성되어있으며, 천연퇴적물또는원유및석탄의증류과정에서얻어지는잔여물로부터얻어진다. 이새로운분류는단독으로전착하는지붕용역청도료는포함하지않는다. 지붕용역청프라이머는현재프라이머, 실러, 하도범주내에서규제되고있다. 지붕용역청프라이머에대한 VOC 규제치인 350g/L는유효일인 2003년 1월 1일까지기술적, 상업적으로실현가능할것으로예상되고있다 바닥용도료 바닥용도료 (Floor Coatings) 는불투명한도료로써, 책상, 마루, 계단, 또는다른수평인표면을포함하는바닥작업에적용되는도료이다. 이도료는충격과마찰에노출되기때문에보통아주우수한접착성능이있어야한다. 이러한도료는다양한상업적, 공업적현장에서사용되며, 또한주택공간에서도이용되고있다. 아래의표 4.32은바닥용도료에서발생되는 VOC 배출량과그판매현황을요약하고있다

75 표 4.32 바닥용도료의판매량과 VOC 배출량 제품수 판매량 (gallons/yr) 판매에따른평균 VOC 량 (g/l ) VOC 배출량 (South Coast AQMD 제외 ) (tons/day) 유성 , 수성 , 총계 578 1,150, 표 4.33은 1998년에거래된제품수와제안된 VOC 규제량으로부터얻어지는배출량의감소를예측한자료이다. 1998년의 ARB 조사는바닥용도료시장점유율의 85% 가제안된 VOC 제한 250g/L를충족하고있는것으로나타났다. 또한이에따른 VOC 배출감소는 South Coast AQMD를제외하고 0 톤 / 일임을나타내었다. 표 4.33 VOC 규제에의한바닥용도료의 VOC 감소량 VOC 제한량 (g/l) 해당하는제품수 해당하는시장점유율 ( 부피기준 ) 배출감소 (South Coast AQMD 제외 ) (tons/day) 속건성에나멜도료 속건성에나멜도료 (Quick-Dry Enamel Coatings) 는빠른시간내에건조되도록만들어진고광택의도료이다. 이도료는주택지와상업용건물의내외부에적용되는도료이다. 속건성에나멜은고광택도료에속하는도료이나역사적으로건축용도료규정에서분리된범주로취급되어왔다. 광택도료가속건성에나멜도료에속하기위해서는도색한지 2시간이내에건조가이루어져야하며, 4시간이내에도색면에대한접촉이자유로워야하며, 8시간이내에완전히단단히건조되는성질을가진다. 불투명한도료로써, 책상, 마루, 계단, 또는다른수평인표면을포함하는바닥작업에적용되는도료이다. 이도료는충격과마찰에노출되기때문에보통아주우수한접착성능이있어야한다. 이러한도료는다양한상업적, 공업적현장에서사용되며, 또한주택공간에서도이용되고있다. 다음의표 4.34는속건성에나멜도료에서발생되는 VOC 배출량과그판매현황을요약하고있다

76 표 4.34 속건성에나멜도료판매량과 VOC 배출량 제품수 판매량 (gallons/year) 판매에따른평균 VOC 량 (g/l )** VOC 배출량 (South Coast AQMD 제외 ) (tons/day) 유성 , 수성 0 0 N/A N/A 총계 , 표 4.35 는 1998 년에거래된제품수와제안된 VOC 규제량으로부터얻어지는배출량의감 소를예측한자료이다. VOC 배출감소는 South Coast AQMD 를제외하고약 1 톤 / 일임을나타 내었다. 표 4.35 VOC 규제에의한속건성에나멜중 VOC 감소량 VOC 제한량 (g/l) 해당하는제품수 해당하는시장점유율 ( 부피기준 ) 배출감소 (South Coast AQMD 제외 ) (tons/day) 250 PD PD 콘크리트 / 석조용방수실러 콘크리트 / 석조용방수실러 (Waterproofing Concrete/Masonry Sealers) 는투명또는안료 처리된막을형성하는도료이다. 이도료는물, 알칼리, 산, 자외선, 얼룩등에대한저항 성을높여주며콘크리트와석조를실링하는데이용되는도료이다. 표 4.36 콘크리트 / 석조용방수실러의판매량과 VOC 배출량 제품수 판매량 (gallons/yr) 판매에따른평균 VOC 량 (g/l ) VOC 배출량 (South Coast AQMD 제외 ) (tons/day) 유성 , 수성 , 총계 ,

77 표 년에거래된제품수와제안된 VOC 규제량으로부터얻어지는배출량의감소 를예측한자료이다. VOC 배출감소는 South Coast AQMD 를제외하고 0 톤 / 일임을나타내었 다. 표 4.37 VOC 규제에의한콘크리트 / 석조용방수실러중 VOC 감소량 VOC 제한량 (g/l) 해당하는제품수 해당하는시장점유율 ( 부피기준 ) 배출감소 (South Coast AQMD 제외 ) (tons/day) 목재용방수실러 목재용방수실러 (Waterproofing Wood Sealers) 는물의침투를막기위해목재표면에처리하는전착기능의도료이다. 이도료는투명또는안료처리된막을형성하는 ( 또는막을형성하지않는 ) 도료이다. 수분의침투는목재재질의쪼개짐, 얼룩짐또는해충피해등을초래할수있는데목재용방수실러는이러한문제점들을해결해줄뿐더러목재의고유한색깔과색조를유지시켜주는기능도한다. 표 4.58 콘크리트 / 석조용방수실러판매량과 VOC 배출량 제품수 판매량 (gallons/yr) 판매에따른평균 VOC 량 (grams/liter) VOC 배출량 (South Coast AQMD 제외 ) (tons/day) 유성 , 수성 , 총계 ,

78 4.5 미국 EPA 의규제대상건축용도료의정의 * 아스팔트 (Bituminous Coating) : 역청과혼합한방수, 도로포장재, 지붕이음재에사용되는도료. 역청은 CS 2 에녹을수있는아스팔트, tar, pitch와천연아스팔트등을포함한검은색또는갈색물질이며, 주로탄화수소로구성된원유나석탄의증류에서남은찌꺼기나자연적퇴적물로부터얻어진다. * 시멘트접착방지제 (Bond Breaker) : 콘크리트의표면이그위에가해지는새로운콘 크리트층과붙지않도록하기위해두층사이에발라주는도료. * 목재용투명도료 (Clear Wood Coatings) : 투명또는반투명고체막을형성시키기위 해서목재기질에적용하는락카나니스를포함한투명, 반투명성도료. * 콘크리트양생제 (Concrete Curing Compound) : 수분의증발을지연시키기위해서새 로부은콘크리트표면에적용하는물질. * 방화용도료 (Fire-Retardant Coating) : ASTM 에서제시된 E-84-87, Standard Test Method for Surface Burning Characteristics of Building Material" 에따라테스트할경 우불꽃확산지수 (flame spread index) 가 25 보다작은값을가지도료. * 무광택도료 (Flat Coating) : ASTM 에서제시된 D , "Standard Test Method for Specular Gloss 에따라광택이 85 광택도계에서 15 이하또는 60 광택도계에서 5 이하의 수치를가지는도료. * 광택도료 (Nonflat Coating) : ASTM 에서제시된 D , "Standard Test Method for Specular Gloss 에따라광택이 85 광택도계에서 15 또는그이상, 또는 60 광택도 계에서 5 또는그이상의수치를가지는도료. * 바닥용도료 (Floor Coating) : 마모방지를위해갑판, 현관, 계단등과같은바닥에 칠하는불투명도료. * 거푸집용이형제 (Form-Release Compound) : 콘크리트용거푸집에적용하는도료로써 콘크리트를거푸집에부을경우콘크리트가거푸집에붙지못하도록칠해주는물질로거푸 집은목재, 금속또는콘크리트를제외한다른물질로구성되어있을수있다

79 * 그림용도료 (Graphic arts Coating or Sign Paint) : 실내나실외의표시간판 ( 구조 물제외 ) 과벽면벽화에예술가들이붓이나롤러를사용하여칠하는도료로 lettering enamel, poster color, copy blocker 와 bulletin enamel 등을포함한다. * 고온용도료 (High-Temperature Coating) : 204 (400 ) 이상의온도에계속적이거나 일시적으로노출되는기질에사용하는고성능도료. * 산업보수용도료 (Industrial Maintenance Coating) : 프라이머, 실러, 하도, 중도, 상도용도료를포함하는고성능건축용도료로써다음의환경조건에하나또는그이상적용되는도료. - 물, 폐수, 또는화학약품 ( 수용성, 비수용성용액 ) 에침적, 또는내부표면이습기의농축에장기간노출 - 부식성또는산성시약, 또는화학약품, 화학물질증기, 혼합시약등에급성또는만성적으로노출 (250 ) 이상의온도에서주기적으로노출 - 공업용제, 세척제, 세제등과함께주기적인심한침식, 기계적마모, 문지름현상이발생하는조건 - 금속구조물과부품의외부노출 * 락카 (Lacquer) : 고체보호막을제공하기위하여화학반응없이증발에의해서건조되 는합성수지나셀룰로오즈수지로만든투명래커센딩실러를포함하는투명혹은불투명한 목재용도료. * 고형분저함량도료 (Low Solides Coating) : 도료물질 1 리터당 0.12 kg 또는그이하 의솔리드를포함하는도료이며휘발성분의최소한절반이상이물성분으로이루어진도료. * 마그네사이트시멘트용도료 (Magnesite Cement Coating) : 물에의한침식으로부터 마그네사이트시멘트기질을보호하기위한도료로써마그네사이트시멘트바닥에사용하는 도료. * 표면처리용도료 (Mastic Texture Coating) : 작은구멍이나미세균열부분을덮거나 불규칙한표면에칠하기위해서제조또는추천하는도료로써최소한 10 mils (0.010 inch) 건조필름두께의단일층으로도장되는도료

80 * 금속안료도료 (Metallic Pigmented Coating) : 도장하는형태에서도료 1 리터당최 소한 48g(0.4 pound/gallon) 의원소금속안료를포함하는도료로아연성분은제외함. * 다채무늬도료 (Multi-Color Coating) : 한용기속에들어있으면서도장할때한가 지이상의색깔을띠는도료. * 전처리용세척프라이머 (Pre-treatment Wash Primer) : 무게비로최소 0.5% 의산 (acid) 성분을포함하고있는프라이머로써부식을방지하거나덧칠할도료의접착력을높 이기위해금속표면에직접칠하기위해서제조또는추천하는도료. * 속건성도료 (Quick-Dry Enamel) : 대기온도 16~27 (60~80 ) 인일반적인조건하에서 용기에서직접피도체에도장할수있는도료로써건조피막광택이 60 에서 70 도인도료. * 지붕용도료 (Roof Coating) : 물또는열반사와자외선반사에의한기질의침투를 막기위해서실외지붕에도장하도록제조된도료. * 녹방지용도료 (Rust Preventative Coating) : 주거공간에서금속철표면의부식을 방지하는데사용하는도료. * 샌딩실러 (Sanding Sealer) : 목재에투명락카도장을할때중도에적합한액상, 반투명, 휘발건조성의도료로써실링하기위해서목재표면에직접칠하는도료이며니트로셀룰로오스를주요도막형성요소로하며자연건조되어연마하기쉬운도막을형성한다. 니트로셀룰로오스수지ㆍ가소제등을용매로녹여서만든전색제ㆍ스테아르산염등을분산시켜만든다. * 실러 (Sealer) : 바탕의다공성으로인한도료의과도한흡수나바탕으로부터의침출 물에의한도막의열화등, 악영향이상도에미치는것을방지하기위해사용하는하도용의 도료로써오염물, 냄새, 불, 물등에의한피해를막아주는역할을함. * 천연수지도료 (Shellac) : 알코올에녹는천연수지 ( 니트로셀룰로오스수지는제외 ) 가 함유된투명또는불투명도료로써화학적반응없이증발에의해서신속하게건조되며오 염을방지할수있는단단한보호막을형성함

81 * 색소 (Stain) : 표면에스며들어서색을내거나바꾸기위한도료로표면을완전히가 리지는않는착색제를말한다. 염료등을용액에녹인것이많고, 용매의종류에따라알코 올색소, 오일색소, 수성색소등이있다. * 수영장용도료 (Swimming Pool Coating) : 수영장내부에도장하는도료로수영장에서 사용하는화학약품에견딜수있도록제조된도료. * 교통표지용도료 (Traffic Marking coating) : 도로, 고속도로또는다른교통지역 표면을마킹및스트립핑하는데사용되는도료로보도의연석, 갓길, 차도, 주차장, 포장보 도, 공항활주로등에도사용됨. * 바탕제 (Undercoater) : 상부도장을위해서표면을매끄럽게하기위한기초피막제. * 니스 (Vanish) : 락카와셀락을제외한투명또는반투명도료로써수지등을용매에녹여서만든도료의총칭이다. 내구성이강하고단단한보호막을형성하는도료로써도막에색깔을내기위해서소량의안료를포함시킬수도있으며마감재의최종광택을조절하는역할로도사용됨. * 목재용방수실러 (Waterproofing Wood Sealer) : 물의침투를막기위해서목재기 면에도장하는도료. * 목재보호제 (Wood Preservative) : 목재를부패또는벌레로부터보호하기위한도료 로써목재보호용화학물질을포함하고있음. * 광명단 (Red lead) : 사삼산화납을주성분으로한오렌지색안료, 방청안료로서사용. * 전색제 (Vehicle) : 도료속에서안료를분산시키고있는액상의성분. 미국 California 주의건축용도료규제에대한환경적영향에관한보고서 (

82 5. 도료의개요 5.1 도료의정의 도료란물체의표면에도장되어건조경화하여물건의겉 ( 미장 ) 을보호하는기능을갖는도막을형성하는재료이다. 또경우따라서는특수한기능도함께갖는도막을만드는것도있다. 미장이란색채나광택을부여하며또는반광택내지광택을없앤상태로바꾸고평활하게입체화시켜모양을부여하는등물체의외관을감각적으로바람직한상태로만드는것이다. 보호란방녹성내수성내습성방식성내유성내산성내알칼리성내마모성내충격성등의점에서물체표면의저항력을높이는것을말한다. 또특수한기능이란물체의사용조건에서요구되는특수한기능이며, 예를들면배밑에벌레나해초등이부착되지않게하거나, 곰팡이의발생을저지하거나결로 ( 結露 ) 를방지하거나, 전기절연성또는전도성 ( 電導性 ) 을부여하거나진동음을흡수하거나색채에의해온도변화를나타내거나방화성을부여하거나방사성 ( 放射性 ), 방어성 ( 防御性 ) 을부여하거나하는것등이다. 도료의최종목적인도막은물체의표면에견고하게부착되어있어야한다. 미장보호특수기능이라고하는도료가가진기능을충분히발휘하는것이전제조건이다. 아무리단단한도막이라할지라도물체로부터벗겨지면그가치는전혀없게된다. 따라서먼저견고한물체에적합한도료를선택하여야할것이다. 다음에물체표면을살피고필요한전처리를한다. 즉, 청소녹제거구멍메우기수분이나기름의제거인산처리등의화학처리등을한다. 도장할때는먼저초벌칠도료를칠하게되는데, 초벌칠도료에요구되는중요한성질의하나는바탕 ( 물체의표면 ) 과의부착성이다. 이어서중간칠은초벌칠에, 마무리칠은중간칠에잘부착되어야한다. 이와같이 물체의표면에견고하게부착된도막을형성하는것 도도료를정의하는중요한요소이다 1). 다음에도막은물체의표면에일정한두께를갖고균일하게형성되어야한다. 이를위해서는도료는도장및건조경화과정에서물체의표면을유전 ( 流展 ) 하여야한다. 도료가상온에서유동성을가지는유체의경우에는그대로또는희석재를첨가하여점도 ( 粘度 ) 를저하시켜칠솔도장스프레이도장흐름도장침지도장등의방법으로도장된다. 점도가높은도료를가열하여점도를낮추고그상태에서도장하는핫스프레이 (hot spray) 법도있다. 또한고체의도료를가열하여용융시켜유도성을갖게하고그상태에서도장하는핫멜트 (hot melt) 법도있다. 이들의경우에도도장에서부터건조경화까지의과정에서유전성이필요하다. 예를들면칠솔도장의경우칠한직후에남아있는칠솔자국이나이음매는건조될때까지없어져야하고균일한도막으로되어야할것이다. 이로인해도료의유전성이필요하게된다. 스프레이도장에있어서도마찬가지이다. 1) 松谷守康, 도장실무핸드북, 도서출판세화, 1999, 서울

83 액체의도료가아닌분체도료인경우에도유전성은매우중요하게된다. 분체도료의유전성은도장과정이아니라소성건조과정에서발휘된다. 물체의표면에정전분무된분체도료는분말상태로정전기에의해물체의표면에부착되어있고결코균일하게연속적인도막으로되어있지않다. 그러나이를가열했을때이분말상의도료입자가용융 ( 熔融 ) 되어액상 ( 液狀 ) 으로변하여유전성을발휘하게되며, 서로연결되며일전한두께를가진균일한도막을형성하게된다. 전착도장의경우도또한같다. 전착탱크에서끌어올린피도물표면의도료상태는약간의수분을함유하고있어서로섞이지않는도료성분의집합에불과하나, 이것을소성로에넣고가열하면수분이증발하고도료성분이녹아균일한도막을형성함과동시에반응경화되는것이다. 이와같이도장및건조경화의과정에서 물체의표면에서유전되는것 도도료를정의하는중요한요소라할수있다. 5.2 도료의구성 도료는몇종내지십수종의성분을혼합용해분리한조성물이며그조성은각성분이가지고있는기능을가장합리적으로조합시켜종합함으로써목적으로하는도료의성능을발휘시키도록연구된것이다 2). 오늘날도료공업에서사용되고있는원료는합성수지안료 ( 顔料 ) 용제유지천연수지섬유소유도체, 기타여러종류가있으며, 그총량의 70~75% 는석유에서유도되어합성되는용제합성수지가소제유기안료염료조제 ( 助劑 ) 등이차지하고있다. 나머지 25~30% 는식물유천연수지섬유소유도체 ( 원료는식물섬유 ) 무기안료 ( 원료는광석 ) 등이다. 따라서도료를구성하는성분은이들원료이며이것을기능면에서크게나누면다음과같다. (1) 도막형성요소 도료가건조경화되었을때도막을형성하는성분으로도막형성요소는다음의 3 성분으 로나눌수있다. a. 도막형성주요소합성수지유지천연수지질화면 ( 窒化綿 ) 과같이물체의표면에부착되여균일한연속피막을형성하는성분이다. 도막의굳기광택가소성 ( 可撓性 ) 내마모성내충격성내후성내수성내습성내유성내약품성등도막이발휘하는기본적인성능을담당하는주성분이다. 고체, 반고체, 액체등여러가지가있으며건조경화되면모두견고한피막 ( 皮膜 ) 으로된다. b. 도막형성부요소 ( 副要素 ) 경화제건조제촉매와같이도료의건조경화에도움이되는성분, 가소제오염방지제곰팡이방지제살충제와같이도막의 2) 현영창역, 건축도장편람, 일본도장공업회, 도서출판세화, 1994, 서울

84 성상이나기능을향상시키기위한성분, 유화제 ( 乳化劑 ) 증점제 ( 增粘制 ) 안료분산제표면굳음방지제흘림방지제등과같이도료의성상을유지향상시키기위한성분도있다. c. 안료염료안료는도료에도장하는데적당한유동성을가지게하고도막에색채와은폐성 ( 불투명성 ) 을주며또도막의두께유지, 기계적성질이나투과성을보강해주는성분이다. 때로는도막의광택을없애는효과를주는성분으로사용된다. 안료는투명한도막을목적으로하는바니시나클리어 (clear) 의경우에는사용되지않는다 ( 단, 투명도막이기는하나광택을없애려는경우에는화이트카본과같이투명성이좋은극히미세한분말의안료가사용되는예도있다 ). 안료는은폐력착색력을가지며분산성이좋고번지지않으며독성 ( 毒性 ) 이없고내광성 ( 耐光性 ) 내후성내수성내용제성을가지고 있어야한다. 또도료의사용목적에따라서는내약품성내열성방녹성등의특성도요구된다. 은폐력착색력이있는안료는착색안료라고하며이것에대하여전적으로도막의두께유지나기계적성질을증강하는것을목적으로하는안료를체질안료 ( 體質頻料 ) 라고한다. 또방녹성을목적으로하는안료를녹방지안료라고한다. 염료는목재착색재 (stain) 나착색클리어등에사용되는성분이다. 용제나기름 ( 때로는물 ) 에녹아도장대상의표면을원하는색채로염색하는데이용된다. (2) 도막형성보조요소 용제물과같이액상의도료를만들기위한성분이다. 도장및건조경화의과정에서는중요한역할을하며곧모두증발하여최종도막에는남아있지않는성분이다. 그의미에서도막의형성을보조하는요소라고불린다. 이상과는별도로도료의구성을논함에있어버히클 (vehicle), 바인더 (binder) 라는말이사용되는일이있는데비히클이란액상의도료인경우안료를분산시키는매체라는의미이며, 구체적으로는도료중의안료를제외한성분이라고생각하면된다. 또바인더는도막중에서안료를결합하는성분이라는의미이며, 넒은의미로는비히클에서용제를제외한성분, 좁은의미로는위의도막형성주요소를가리키는것이다. a. 탄화수소 : 미네랄스피릿 (mineral spirit) 테르핀유 석유계혼합용제 ( 방향족성분이많은석유계탄화수소 ) 톨루올 ( 톨루엔 ) 크실롤 ( 자일렌, 크실렌 ). 미네랄스피릿 테르핀유 석유계혼합용제는주로유성도료나오일변성합성수지도료에사용된다. 톨루올 크실롤은락카, 합성수지도료에사용된다. b. 알코올 : 메탄올 에탄올 부탄올 이소부탄올 이소프로필알코올 메틸이소부틸카르비놀등

85 c. 에스테르 : 아세트산에틸 아세트산부틸 아세트산이소프로필 아세트산이소부틸 셀로솔브아세테이트등. d. 케톤 : 아세톤 메틸에틸케톤 (MEK) 에틸이소부틸케톤 (MIBK) 시클로헥산온 다이아세톤알코올 디이소부틸케톤등. e. 에테르 : 메틸셀로솔브 셀로솔브 부틸셀로솔브 메틸카르비톨등. 이상알코올 에스테르 케톤 에테르는락카, 각종합성수지도료에사용된다. 또알코올은주정도료에사용된다. f. 물 : 수계 ( 水系 ) 도료에사용된다. 이들의용제중단독으로도막형성주요소를용해하는것이진용제 ( 眞溶劑 ), 단독으로는용해되지않으나진용제를병용하면용해력이증가되는것을조용제 ( 助溶劑 ), 용해력은없으나진용제 조용제와병용하여용해력을가감하거나점도를저하시키거나하는데사용되는것을희석제라고분류하기도한다. 래커의경우에대하여말하면에스테르나케톤은진용제, 알코올은보조용제, 톨루엔이나크실렌등의탄화수소는희석제의역할을한다. 또용제의성질로서는용해력외에증발속도가중요하다. 이증발속도의관점에서용제를저비등점용제, 중비등점용제, 고비등점용제로분류할때도있다. 일반적으로비등점 ( 끓는점 ) 이낮은것은증발속도가크고도장건조시에빠르게도료중에서증발된다. 반대로비등점이높은것은증발속도가작고도장시에는거의증발되지않으며건조시에도다른용제보다늦게증발되므로도막의광택이나평활성 균일성에관계가깊다. 락카의경우에대하여말하면아세트산에틸 아세톤 메틸에틸케톤은저비등점용제, 셀로솔브 시콜로헥산온 다이아세톤알코올등은고비등점용제이다. 또비등점에서본기준은저비등점용제는비등점 100 이하, 중비등점용제는비등점 , 고비등점용제는비등점 의것이다. 5.3 도료의종류와분류 도료의종류는매우많다. 그것은도료의용도가광범위하기때문이다. 실제로사용되고있는도료의호칭에는목적에따라여러가지체계 ( 體系 ) 가보인다. 도료의용도를표시하기위해서는건축용도료라고하든가자동차용도료라고하는직접적인분류가편리하다. 그러나그것만으로는하나의상품을지정할수없다. 초벌칠도료인가마무리칠도료인가의구별, 물체의부위를표시한지붕용페인트인가바닥용도료인가하는분류가필요하게된다. 햇빛이나비바람에노출되는옥외용과그렇지않은옥내용으로분류할필요가있는경우도있다. 또한처리하는물체의재질을표시하는함석용도료라든가목공 ( 木質部 ) 용도료라고하는분류도필요하다. 한편같은용도에서도솔칠용또는분무칠용등도장방법의구별이필요한경우도있다. 또도장에부스를하여건조경화시키는방법이상온건조법에

86 의한것인지소성건조법에의한것인가의구별도필요한조건이다. 또한도료의성분 ( 유성계인가합성수지계인가또는안료의종류는무엇인가 ) 에의한분류, 도료의상태 ( 수계인가유기용제계인가 ) 에의한분류, 마무리도막의성상 ( 투명인가착색인가또는광택이있는가없는가 ) 에의한분류도있다. 또미장 ( 美裝 ) 이나방식 ( 防蝕 ) 이라는도료가가지고있는일반적인성능외에, 예를들면전기절연성이나곰팡이방지성또는결로 ( 結露 ) 방지성과같은특수한성능을표시한도료의분류방법도있다. 이들여러가지체계적분류는어느것이나모두필요가있어생긴것이므로하나의상품을설명하거나구입하거나하는경우에는, 예를들어옥외벽용아크릴수지도료라고하는명칭에더하여 ( 반광택 ) 또는 ( 마무리칠용 ), ( 분무도장용 ) 등이병용된다. 또행정관리를위한표준상품분류, 화학공업통계및공업규격 (KS 또는 JIS) 3) 에서도이들의분류체계가병용되고있다. 예를들면화학공업총계에서는도료의주성분에의한분류를주체로하면서도이것을보완하도록도료의상태에의한분류 ( 조합페인트인가에멀션페인트인가 ) 와도막의특수성능에의한분류 ( 녹방지페인트또는전기절연도료등 ) 를병용하고있다. 한편미국상무성의공업통계에서는다음 3가지로도료를나누고있다. 1) 건축용 (architectural paints) 2) 공업용 (product finishes) 3) 특수용 (special purpose) 특수용이란중방식용 ( 重防蝕用 ) 도료 자동차도료 트래픽페인트, 기타도료를뜻한다. (1) 칠하는물체에의한분류법칠하는물체의명칭을사용한분류인데도료의용도를직접적으로표시하고있다. - 지붕용도료 ( 또는루프페인트 ) - 벽용도료 - 바닥용도료 - 선박용도료 - 자동차용도료 - 가구용도로 - 풀장용도료 - 교통표시용도료 ( 또는트래픽페인트 ) 등이다. (2) 칠하는물체의재질에의한분류법칠하는물체의재질을표시한분류이며재질의특성을무시한잘못된사용을피하는데 도움이된다. 3) 장순익, 도장실무가이드, 도서출판세화, 1998, 서울

87 - 철강용도료 - 함석용도료 ( 또는함석페인트 ) - 경합금용도료 - 목재용도료 - 콘크리트용도료 - 고무 피혁용도료 - 종이용도료 - 플라스틱용도료등이다. (3) 내후성에의한분류법외부 ( 옥외 ) 에노출되는물체에사용될것인가또는그렇지않은사물에한정되어사용되는가또는물속에잠길물체에사용될것인가에따른분류. - 옥외용도료 - 실내용도료 - 수중용도료등이다. (4) 도막의특수성능에의한분류법도막이가진특수성능을나타낸분류로도장의목적이잘나타난다. - 녹방지도료 - 전기 절연도료 - 선저오염방지도료 - 곰팡이방지도료 - 내유 내약품도료 - 내열도료 - 방화도료 - 형광도료 - 발광도료 - 방음 방진도료 - 온도표시도료 - 파단방지용도료 - 미끄렁방지도료 - 결로방지도료 - 종이늘어남방지도료 - 스프릿터블도료 ( 박리성도료 ) 등이다

88 (5) 도장방법에의한분류법도장방법별로각각의도장방법에적합한배합도료를구분하는분류법이다. - 칠솔도장용도료 - 롤러도장용도료 - 분무도장용도료 - 핫스프레이도장도료 - 정전기도장용도료 - 커튼도장용도료 - 침지도장용도료 - 전착도장용도료등이있다. (6) 도장공정에의한분류법바탕부터여러겹칠하는마무리칠에이르기까지의공정별로각각의공정에적합한배합도료를구분하는분류법이다. - 바탕도료 - 초벌칠도료 - 중간칠도료 - 마무리칠도료등이다. (7) 건조방법에의한분류법도막을건조경화시키는방법별로각각의방법에적합한배합도료를구분하는분류법이다. - 상온건조도료 - 소성건조도료 - 냉각고화 ( 固化 ) 도료 - 촉매경화도료 - 자외선경화도료 - 전자선경화도료등이다. (8) 도막의성상에의한분류법마무리된도막의성상별로각각의성상에합치된배합도료를구분하는분류법이다. - 투명도료 ( 또는클리어 ) - 착색도료 ( 또는에나멜 ) - 광택도료 - 반광택도료 - 무광택도료

89 - 복층 ( 複層 ) 무늬도료 - 다채 ( 多彩 ) 무늬도료등이다. (9) 도료의상태에의한분류법도료의상태별로구분한분류법이다. - 유성 ( 溶劑形 ) 도료 - 수성 ( 水系 ) 도료 - 분채 ( 粉體 ) 도료 - 다액형 ( 多液形 ) 도료 - 졸형도료 - 조합 ( 租合 ) 폐인트 - 에멀션페인트 - 수용성수지도료등이있다. (10) 도료중의주성분에의한분류법도막을형성하기위한대표적인주요소에의해구분한분류법이다. - 유성도료 - 니트로셀룰로오스락카 - 합성수지도료또합성수지도료를합성수지의종류에의해분류하면 - 알키드수지도료 - 아미노알키드수지도료 - 비닐수지도료 - 아크릴수지도료 - 에폭시수지도료 - 우레탄수지도료 - 폴리에스테르수지도료 - 염화고무도료등이있다. (11) 도료중의유기용제의다과에의한분류법자원절약의관점에서유기용제를소량밖에포항하지않거나또는전혀포함하지않은도료와그렇지않은도료를구별하는분류이다. - 저 ( 低 ) 무용제형도료 - 종래형도료로나누어진다. 저 무용제형도료란일본도료공업회의정의에의하면도장시의휘발성유기용제가

90 35%( 중량 ) 미만이되도록설계된도료로되어있다. 구체적으로는분체도료나용융성트래픽페인트와같은무용제형도료, 에멀션페인트나수용성수지도료와같은수계도료, 에폭시수지계나폴리에스테르수지계와같은다액형 ( 多液形 ) 도료, 징크리치페인트등에보이는무기질도료수많은유성도료, 하이솔리드형도료가여기에해당한다 4). (12) 상품의유통면에서본분류법상품의품질설계가특정의수요자를대상으로하지않고널리일반유통시장용으로되어있는것인가특정수요자의특칭용도용으로되어있는가에따른분류인데 - 범용도료 - 공업용도료로나누어진다. 범용도료는문자그대로널리일반에게사용되는도료인데가장대표적인것은건축용도료이다. 자동차보수용도료, 일반산업기기용도료, 목공제품용도료, 철강구조물플랜트용도료, 도료용도료, 가정용도료등도여기에포함된다. 범용도료는불특정수요자에게적합한것이므로도료메이커는자발적으로시장동향을조사하여품질을개선하여대량생산하고있다. 공업용도료는공장의생산라인중에서특수한조건에서이용되는것으로도료성능은수요자의요구사항을수렴하여시험을거쳐생산된것이다. 따라서그도료는그대로다른수요자에게적용되지않는특성을가지고있다. 대표적인것으로자동차의외장혹은부품처럼컨베이어라인에서도장되는것이여기에해당된다. 가정전기제품 컬러함석 사무기기 철강제가구 합판 금속캔 악기등에사용되는도료도여기에포함된다. (13) 공업통계에서의도료분류법우리나라에서의공산품표준분류 (KS) 에서의도료분류는일본 5) 의 JIS 도료표준상품분류와비슷하며, 도료의주성분에의한분류를중요시하고있다. 이와함께도료의상태에의한분류나도막의특수성능에의한분류를병용하고있다. 표 5 1은일본의화학공업통계분류를나타낸것이다. 4) 遠藤剛등, 알기쉬운코팅기술 -K-Books 152, 공업조사회, 2000, Tokyo 5) H.Ebisaka, 도료ㆍ도장업계에있어서취기문제의현황과과제, J. Odor Research and Eng. Vol. 29, No.4, pp. 225~232(1998)

91 표 5.1 일본화학공업통계에서의도료의분류 조합페이트 유성도료 녹방지페인트선저 ( 船底 ) 도료 - 기타 *1 락카 클리어락카락카에나멜 - 전기절연도료 - - 알키드수지계 바니시에나멜합성수지조합페인트 합성수지도료 아미노알키드수지계비닐수지계아크릴수지계에폭시수지계우레탄수지계폴리에스테르수지계녹방지페인트수계도료 에멀션계골재주입에멀션계 수용성수지계 분체도료염화고무계 기타 *2 주정도료 - - 기타도료 *3 - - 시너 - - 관련제품 *4 - - *1 유성바니시보일유견련 ( 堅鍊 ) 페인트종 ( 種 ) 페인트유성에나멜알루미늄페인트 ( 녹 방지를목적으로한것은제외 ), 기타의강선 ( 鋼船 ) 외판용 ( 外板用 ) 유성도료 ( 강선 1호, 2 호, 수선 ( 水線 ) 도료를제외 ) 등을말한다. *2 페놀수지도료바탕도료캐슈수지도료규소수지도료내열도료다채무늬도료 트래픽페인트 ( 용융형 ) 등을말한다. *3 방화도료보일러페인트발광도료타르계도료 ( 타르에폭시수지도료를제외 ) 형광도 료트래픽페인트 ( 용액형 ), 그밖에분류되지않은도료 ( 방음도료살충도료곰팡이방지 도료, 온도표시도료등 ) 을말한다. *4 드라이어스테인퍼티 ( 유리용퍼티에멀션퍼티 ) 콤파운드리무버 ( 도료용 ) 을말한다. 금 속표면처리제는제외

92 일본의분류는표 5.1 의각항목에대해다시세분류를하고있으며 5 자리 ( 합성수지도 료는 6 자리 ) 분류번호로구별하고있다. 다음에몇가지항목의분류예를나타내었다 유성도료 보일유 견련 ( 堅練 ) 페인트 ( 종 ( 種 ) 페인트를포함 ) 조합페인트 녹방지페인트 오일바니시 유성에나멜 강선외판용유성도료 목선선저유성도료 기타의유성도료 락카 클리어락카 락카에나멜 하이솔리드클리어락카 하이소리드클리어에나멜 피혁용락카 락카바탕도료 기타 전기절연도료 전기절연유성도료 전기절연주정도료 전기절연합성수지도료 전기절연혼합물 합성수지도료 페놀수지도료 캐슈수지도료 알키드수지도료 아미노알키드수지도료 비닐수지도료 에폭시수지도료 우레탄수지도료 폴리에스테르수지도료

93 아크릴수지도료 합성수지녹방지페인트 수계 ( 水系 ) 도료 염화고무도료 플루오르수지도료 기타의합성수지도료 주정도료 셸락니스 백래크니스 속건 ( 速乾 ) 니스 기타주정도료 기타도료 시너 ( 도료용으로조제된것 ) 퍼티 드라이어 스테인 콤파운드 ( 도료용 ) 리무버 ( 도료용 ) 기타관련제품 ( 무기안료및유기안료를제외 ) 이가운데몇가지도료에대해서는더상세히다시분류하고있는것이있으며녹방지페 인트의경우다음과같다. 최고 9자리까지분류번호를이용하여자세하게분류하고있다 유성도료 녹방지페인트 일반용녹방지페인트 산화납녹방지페인트 아산화납녹방지페인트 염기성크롬산납녹방지페인트 시아나미드납녹방지페인트 아연분말녹방지페인트 기타의녹방지페인트 한편일본의도료공업규격 (JIS) 와한국산업규격 (KS) 에서의도료분류를비교하여표 5.2 에 나타내었다. 일본의 JIS 에의한분류가 KS 보다더상세하게되어있음을알수있다

94 표 5.2 JIS 규격과 KS 규격비교 JIS규격 KS규격 용도및분류 K 셀락니스 K 셀락니스 K 합성수지에멀션클리어 K 5533 M 5327 바탕칠 ( 우드실러 ) K 5534 M 5300 선징실러 K 클리어래커 K 녹방지페인트 ( 연단징크크로메이트 ) K 녹방지페인트 ( 아연분말 ) K 녹방지페인트 ( 연단 ) K 녹방지페인트 ( 이산화납 ) K 녹방지페인트 ( 염기성크롬산납 ) K 녹방지페인트 ( 시안아미드납 ) K 녹방지페인트 ( 일반용 ) K 5627 M 5323 녹방지페인트 ( 징크크로메이트 ) K 오일프라이머 K 5400 M 5000 일반적인도료시험방법 K 보일유 K 5431~32 - 휘발성바니시 K 오일바니시 K 5431~41 - 니트로셀룰로스도료 K 5562~72 - 인조수지바니시 K 5581~83 M 5304~5306 염화비닐수지도료 K 5591~93 - 유성바탕용도료 K 5612~18 - 소결바니쉬및소결에나멜 K 5631~32 M 5311~5330 선저도료 K 5641~48 M 5705 캐슈수지도료 K 5651~52 - 아미노알키드 K 5661 M 5328 건축용방화도료 K 분상수성도료 K 합성에멀젼도료 K 5671 M 5334 발광도료 K 5851~52 - 선박용비투먼도료 K 5960~62 - 가정용도료 K 5633 M 5337 단박형프라이머 K 5516 M 5321 초장유성프탈산수지도료 K 알미늄페인트 K 5664 M 5307 타르에폭시수지도료 W 2014 W 2024 항공기체및부품도장

95 5.4 한국산업규격 (KS) 에서의도료관련용어 한국산업규격에서는도료혹은도장에서사용되는방대한어휘에대한정의를하고있으 며, 본연구에서관련된용어에대해서는다음표에간추려정리하여보았다. 표 5.3 KS 도료용어 용어정의대응영어 가열건조 ( 가열경화 ) 가열건조형도료강선선저도료 칠한도료의층을가열해서경화시키는공정. 가열은더운공기의대류, 적외선의조사등에따른다. baking, stoving, 가열하여건조시켜서얻은도막은일반적으로단단하다. 일반적으 curing 로 66 (150 ) 이상의온도에서건조시킬경우를말한다. 도료를칠하고나서가열하여도막이형성되도록만든도료. 가열하 baking finish 는온도는일반적으로 100 이상으로한다. 강선선저외면에방청과생물부착방지를하기위해서사용하는도료, 도막형성요소의종류에따라유성도료, 비닐수지도료등으로나누며, 사용목적에따라서 1호도료, 2호도료, 수선부도료의 3종류 ship bottom paint 가있다. for steel ship, 1호는방청용으로하도와중도로사용되고, 2호는생물부착방지를 steel ship bottom 위한방오용으로서상도로사용되며, 수선부도료는수선부의방오용 paint 또는내후성을위한상도로사용된다. 일반적으로방청용은방청안료를가해서만들고, 방오용은방오안료또는방오성물질을가해서만든다. 경면광택도 광명단 면의입사광에대해서같은각도에서반사광, 즉거울면반사광의기준면에서같은조건에서의반사광에대한백분율. 면의광택정도를나타낸다. 광택도가비교적큰도막면에서는법선에대하여입사각 specular sloss 60, 반사각 60 에서측정한다. 이것을 60 거울면광택도라한 specular reflection 다. 거울면광택도의기준면으로서굴절률 1.567인유리의평면을사용한다 (KS M 5000 참조 ) 사산화삼납을주성분으로한빨간안료. 방청안료로서사용한다. red lead (KS M 5101 참조 ) 광명단방청페인트 방청안료로서광명단을사용해서만든하도용방청도료 (KS M 5311 참조 ) red lead anticorrosive paint 광택 물체의표면에서받은정반사광성분의많고적음에따라일어나는감각의속성. 일반적으로정반사광성분이있을때광택이많다고말한다. 도막에서는광택도계를사용해서입사각, 반사각을 45 :45, gloss 60 :60 등으로하여거울면광택도를측정하여광택의척도로한다 (KS M 5000 참조 ) 광택얼룩 무광택또는반광택상태의도막면에부분적으로광택이나타나거나광택부적일일어나거나하는현상. 하지의흡수성의불균등, 도면에 flashing 대한수분이나특정한가스, 증기등의영향에의해서일어나는수가많다

96 용어정의대응영어 < 표 5.3 계속 > 내광성 내구성 내수성 light fastness 안료나도막의성질, 특히색이빛의작용에저항해서잘변화하지 light resistance 않는성질 light stability 물체의보호ㆍ미장등도료의사용목적을달성하기위한도먹성질 durability 의지속성도막이물의화학또는물리작용에대해서변하지않는성질. 내수 water resistance 시험에서는시험편을물에담가서주름, 팽창, 균열벗겨짐, 광택의 waterproof 감소, 흐림, 변색등의유무나정도를조사한다. 내굴곡성 도막을접어구부렸을때잘박리되거나갈라지지않는성질. 굴곡시험에서는시험편을도막을밖으로해서둥근막대에놓고 150 접어구부려도막의균열유무를조사한다. flexibility 판이두꺼울수록둥근막대의지름의작을수록도막에주어지는연 elasticity 신율과도막에일어나는윗면에서아랬면에걸쳐서의연신율의불균등성은크다. 도막이잘부수러지지않고연신율이크면내굴곡성이우수하다고판정된다. 내스크래치성 ( 긁힘저항성 ) 니트로셀룰로오스 ( 질화면 ) 긁힘에견디어흠이잘생기지않는도막의성질 셀룰로오수의질산에스테르 scratch resistance cellulose nitrate nitrocellulose 니트로셀룰로오스도막형성요소로서니트로셀룰오로스를사용해서만든휘발건조성의 solubility for 래커 ( 질화면래커 ) 도료. 용매의증발로단시간에건조한다. nitrocellulose 다채무늬도료 2색이상의도료가서로용해혼합도지않도록불용성매체속에입자 multicolor paint 모양으로분산시켜만들며, 1회의분무도포로여러가지색이포함되 multicolor coating 어생기는도료 담색도료표지용도료래커시너래커에나멜래커퍼티 흰색에가까운엷은색. 도료의 KS에서는흰색도료에유색도료를 tint 혼합해서만든도료의도막에대해서회색ㆍ핑크ㆍ크림색ㆍ엷운초록 tint color ㆍ물색과같은엷은색으로 KS A0062에따라명도 V가 6 이상, 채도 weak color C가 6이하인색을말한다. 교통표지선을그리는데에사용하는노면용도료, 상온시공용과용 traffic paint 융도장용이있다 (KS M 5322, 5333, 5336 참조 ) traffic marking paint 래커류의희석에적합한투명, 휘발성의액체로니트로셀룰로오스, lacquer thinner 수지를녹이는용제에희석제를혼합해서만든다 (KS M 5319 참조 ) 금속면, 목재면의유색, 불투명한도장에적합한액상, 휘발건조성의도료로, 니트로셀룰로오스를도막형성요소로하고자연건조에의 lacquer enamel 해도막을형성한다. 니트로셀룰로오스, 수지, 가소제등을용매에녹여서만든전색제안료를분삭시킨도료 래커에나멜을도장할때하도로적합한페이스트모양, 불투명, 휘발건조성도료를니트로셀룰로오스를주요도막현성요소로하고주걱으로발라서자연건조에의해단시간에연마하기쉬운도막을 lacquer putty 형성한다. 니트로셀룰로오스, 수지, 가소제를용매에녹여서만든전색제에안료등을분산시킨도료 (KS M 5302 참조 )

97 < 표 5.3 계속 > 용어 정의 대응영어 래커에나멜을도장할때금속하도도장용으로적합한액상, 불투명, 휘발건조성도료로니트로셀룰로오스의주요도막형성요소로 래커프라이머 하고, 자연건조에의해단시간에도막을형성한다. 니트로셀룰로오 lacquer primer 스, 주시, 가소제등을용제에녹여서만든전색제에안료를분산시 킨도료 (KS M 5301 참조 ) 도막속에서금속광택이임의의방햐엥서보이도록만든에나멜, 래커 메탈릭에나멜 metallic enamel 에나멜, 아크릴수지에타멜, 아미노알키드수지에나멜등의얼마 metallic paint 간투명성이있는것에논리핑형알루미늄피이스크상을혼합하여 metallic pigmented paint 만든다. 무광택 도막에광택이없는것 flat 무늬도료 섹, 무늬, 입체무늬등의도막이생기도록만든에나멜. 크레킹래커, 주름무늬에나멜등이있다. pattern finish 바니시바탕 ( 피도물 ) 반죽도료 ( 견련페인트 ) 방균도료방오성방청안료방화도료블론아스팔트 수지등을용제에녹여서만든안료가함유되지않은도료의총칭. 도막은대개투명하다. 목재, 콘크리트, 강재등도장할재료. 주로표면에대해서말한다. varnish original surface surface to be coated substrate, ground 안료와건성유등으로만든반죽모양의유성도료. 조합도료에비해서안료분에대한전샥제분이적다. 보일유를가하여액상으로해서 paste paint 사용한다. 바탕또는도막에곰팡이가발생하는것을방지하기위해사용하는 fungus resistant coating 도료, 방균제를가해서만든다. fungicidal paint 표면에해로운생물등의부착을방지하는도막의성질, 주로선저 antifouling property 도료의도막에해충의동식물류가부착하는방지하는성질 금속에녹이발생하는것을방지하는기능을가진안료 rust preventing pigment rust inhibiting pigment inhibitive pigment 난연성도막형성요소를사용하는데가열했을때에도막이거품으로 fire retardant paint 일으켜부풀러올라서단열층이되도록만든도료 (KS M 5328참조 ) fire retardant coating 스트레이트아스팔트를가열하면서공기를불어넣어서만든다. 방수 blown asphalt 용, 전기절연용ㆍ내약품용둥의검정색바니시에사용한다. 원래는색, 경도, 휘발성등이일정하지않은천연탄화수소화합물의 비류민 ( 역청질 ) 총칭. 현재는석유화학공업, 석탄화학공업에서생기는타르, 아스팔 bitumen 트, 피치도포함한검은다갈색의액상내지수지모양물질의총징. 대부분은이산화탄소에녹는다. 상도도료 도료를여러번칠하여도장마무리를할때상도로사용되는도료 top coat 상도도장 하도의도막위에상도용의도료를칠하는것 over coating, top coat 상도층 상도를도장하여얻어진상도용도료의도막 finish coat finishing coat

98 용어정의대응영어 < 표 5.3 계속 > 선저의부식방지, 생물부착방지, 생물침입방지등에사용하는도료. 선저도료 강선선저도료와목선선저도료가있다 (KS M 5330 참조 ) ship bottom paint 라크층 (Taccardia lacca) 이어떤종류의식물에기생해서나온분비 Shellac 셸락물덩어리를채취하여정제한수지모양의물질. 에틸알코올에녹고 셸락바니시의도막형성요소로서사용한다. orange shellac 셸락을알코올로녹여서만든휘발성건조성의바니시. 목재의투명 셸락바니시 도장에사용하며, 목재의도장에서는수지가스며나오는것을방지 Shellac varnish 하기위해마디부분에칠한다. 수성스테인 목재용의수성착색제, 수용성염료를물에녹여서만든다. 투명도장을할때사용한다. water base stain 수성필러 수용성의목재용눈메꿈용으로수용성전색제와체질안료ㆍ착색안료를혼합반죽해서만든다. water base filler 바탕에스며들어서색을내게하기위한재료. 주로목재의착색제 스테인 를말한다. 염료등을용제에녹인것이많고, 용제의종류에따라 알코올스테인, 오일스테인, 수성스테인등이있다. 에스테르껌, 페놀수지와중합등유를도막현성요서로하는장유성 스파바니시 의유성바니시로다른유성바니시에비하여내수성ㆍ내후성ㆍ내비등 spar varnish 수성이우수하다. 선박의돛대등에칠했기때문에이러한이름이 있다 (KS M 5603 참조 ) 바탕의다공성으로인한도료의과도한흡수나바탕으로부터의침출 sealer 실러 물에의한도막의열화등, 악영향이상도에미치는것을방지하기 sealing coat 위해사용하는하도용도료 size 경질또는휘발성의성분이증발해서남은복잡한탄화수소화합물의 혼합물. 검은다갈색의반고체ㆍ이황화탄소ㆍ아세톤ㆍ톨루엔등에녹 아스팔트 는다. 천연아스팔트와석유아스팔트가있고, 석유아스팔트에는 asphalt 스트레이트아스팔트와블론아스팔트가있다. 검정색바니시의도 막형성요소로서또는유성바니시로오일스테인의착색제로사용 한다. 아크릴산, 메타크릴산의유도체를중합하여만든수지를오막현성요 acrylic coating 아크릴수지도료소로서사용하여만든도료 acrylic resin coating 도막형성요소로서알키드수지를사용해서만든도료. 알키드수지에 함유된지방산에는산화형과비산화형이있다. 수지는지방산함유 알키드수지도료 량의다소에따라서장유성ㆍ중유성ㆍ단유성으로분류된다. 산화형 alkyd coating 장유성알키드수지를사용해서만든합성수지인조합페인트는건축 alkyd resin coating ㆍ선박ㆍ철교등의상도도장에사용되고, 산화형단유성알키드수 지또는산화형중유성알키드수지를사용해서만든도료는철도차량, 기계등의상도에사용된다. 언더코팅 중도용도료나상도용도료를칠하기전에하도용도료를칠하는것 under coating primer coating 얼룩 도막면에다른큰부분과틀리는색이작은부분발생하는것. 다른 stain spot 종류의물질혼입, 침입, 부착등에서생긴다. spotting 에나멜페인트 평활하고광택이있는도막이될수있도록만든안료 enamel paint 착핵도료 (KS M 5701 참조 ) enamel 금속도장을할때에바탕처리에사용하는프라이머성분의일부가 바탕의금속과반응해서화학적생성물을만들고, 바탕에대한도막 etcjing primer 에칭프라이머 의부착성이증가되도록한금속바탕처리용의도료. 주로인산, 크 pretreatment primer 롬산을함유한다. 일반적으로전성분을둘로나누어서만든 1조로 wash primer 서공급하고사용직전에혼합한다

99 < 표 5.3 계속 > 용어 정의 대응영어 분자속에서에폭시기를 2개이상함유한화합물을중합하여얻은수지상의물질로에피클로로히드린과비스페놀을중합하여만든것등이 에폭시수지 있다. epoxy resin 에폭시수지를사용해서만든도료는경화시간 ( 건조시간 ) 이 짧고도막은화학적, 기계적물성이우수하다. 폴리염화비닐을주성분으로하는수지모양의물질을도막현성요소 염화비닐수지로서사용해서만든도료. 내약품성이우수하다. 염화비닐수지바 vinyl chloride resin 도료 니시, 염화비닐수지에나멜, 염화비닐수지프라이머가있다 (KS M coating 5304, 5305, 5306 참조 ) 래커에나멜, 프탈산수지에나멜등의도장을할때하도에적합한 페이스트상ㆍ불투명ㆍ산화건조성도료로건성유와수지를주요도막 오일퍼티 ( 빠데 ) 형성요소로한다. 주걱으로바르고자연건조로도막이형성된다. oil putty 도막은갈기쉬은것이특징이다. 단유바니시에안료를분산시켜서 만든다. 목재에투명래커를도장할때바탕을칠하기에적합한액상투명ㆍ휘 발건조성의도료로서, 니트로셀룰로오스를주요도막형성요소로하 우드실러 고, 자연건조로단시간에목재면에얼마간침투된도막을형성한다. wood sealer 니트로셀룰로오즈ㆍ수지ㆍ가소제드을용제로녹여서만든다 (KS M 5327 참조 ). 우드필러 목재의움파를메우고또한상도도료가그부분에빨려들어가는것 wood filler 을방지하기위한도장보조재료 도막형성요소로서건성유와수지또는역청질등을가열융합해서탄 유성바니시 화수소계용제로묽게해서만든도료. 용제의증발, 건성유의산화 oil varnish 와이에수반하는중합에의해서건조한다. 수지또는역청질에대한 oleoresinous varnish 건성유의비율의대소에따라서장유성바니시, 중요성바니시, 단유 성바니시로구분한다. 조합페인트 ready mixed paint 착색안료ㆍ체질안료와건성유, 알키드수지바니시등을주원료로하여 paint 이들을충분히혼합분산하여액상으로한것 ready mixed 하도와상도의중간층으로서중도용의도료를칠하는것, 하도도막 중도 과상도도막사이의부착성의증강, 종합도막층두께의증가, 평면 intermediate coat 또는입체성의개선등을위해서한다. 영어에서는목적에따라서 under coat, ground coat, surfacer, texture coat 등으로말한다. 착색안료 도료의착색등에사용하는안료 color pigment 수목또는벌레따위에서분비되어서생간주로덩어리모양의것. 천연수지 또는이러한것이땅속에묻혀서반화석상태가된것의총칭. 로진 natural resin ㆍ셸락ㆍ대머ㆍ코팥ㆍ호박등 zinc chromate 크롬산아연방방청안료로서크롬산아연을사영해서만든방청하도용도료 (KS M anticorrosive paint 청페인트 5323 참조 ) zinc chromate primer 도료또는안료분산제의젖은상태에서의은폐력을측정하는시구, 각각광학적평면을가진흰색또는검은색유리판과투명한우리판을 크립토미터 1조로하고, 2매의판사이에서만드는쐐기형의틈새에시료를끼워서 cryptonmeter 시료가바탕을완전히은폐하는층의두께를측정하여일정한용적의 시료가은폐하는면적을산출한다

100 < 표 5.3 계속 > 용어 정의 대응영어 목재의투명도장에적합하고, 래커에나멜도장을할때마무리도장에사용하는액상ㆍ투명ㆍ휘발건조성의도료로, 니트로셀룰로오즈를 투명래커 clear lacquer 주요도막형성요소로하여자연건조에서단시간에용제가증발하여 lacquer clear 도막을형성한다. 니트로셀룰로오스ㆍ수지ㆍ가소제등을용제에녹여 서만든다. 바탕의파임ㆍ균열ㆍ구멍등의결함을메꾸어바탕의평편함을향상시 퍼티 키기위해사용하는살붙임용의도료. 안료분을많이함유하고대부 putty 분은페이스트상이다. 도장하는데바탕에최조로사용되는도료. 프라이머는바탕의종류나 프라이머 도장시스템의종류에따라여러가지종류가있다. primer 프라이머서페이서 중도의성질을겸한하도용의도료. 도막은연마하기쉽다. primer surfacer 피막 도료가용기속에서공기와의접촉면에형성된막 skinning 하도도장 물체의바탕에직접칠하는것. 바탕의빠른흡수나녹의발생을방지 primery coat 하고, 바탕에대한도막층의부착성을증가시키기위해서사용한다. priming coat 도료를거듭칠해서도장마무리를할때의하도로사용하는도료. 하도용도료 under coat 도장계에의한바탕의악영향을방지하고부착성을증가시키기위해서 under coater 사용한다. 하도칠 ( 층 ) 물체의바탕에직접칠하여얻어진하도용도료의도막 under coating primer coating 하이솔리드래커 니트로셀룰로오스래커의일종. 도료중에불휘발분이많도록만든것으로일반적으로니트로셀룰로오스에대한수지분이많다. 하이솔 high solid lacquer 리드투명래커ㆍ하이솔리드래커에나멜ㆍ하이솔리드희석제등이있다. 하지도료를칠할때의면 substrate 하지조정합성수지에멀션페인트핫스프레이휘발분 ( 가열감량 ) 희석액희석제 어떤층을칠할때칠하기전의처리. 바탕에퍼티를하고연마등의 surface preparation 바탕의흡수성을조절하거나울퉁불퉁한것을수정하는공정 latex paint 유화중화하여얻은합성수지에멀션을전색제로하여만든도료 (KS M latex coating synthetic 5310, KS M 5320참조 ) resin emulsion paint hot spraying 도료를가열하여주도를낮추어스프레이하는것 hot spray coating 도료를일정한조건에서가열했을때도료성분중휘발또는증발되 loss on heating 어감소된무게의본래무게에대한백분율. 감량은주로수분ㆍ용제 loss on heat 등의휘발또는증발에따른다 (KS M 5000 참조 ) volatile content 주도를작게할목적으로도장할때도료에가하는증발성의액체, 시 reducer 너라도한다 (KS M 5319 참조 ) 그자신은도막형성요소를녹이는힘은없으나, 증발성분의중량 thinner 또는용제가아래층도막을과도하게녹이는것을방지하는등의목적 diluent(solvent) 으로바니시ㆍ래커등에사용하는휘발성의액체

101 5.5 KS 에서의도료에관한시험법 한국산업규격 (KS) 에는도료공업에서사용되는용어 ( 표 5.3) 뿐만아니라도료의분류, 도료의성능평가, 도료중성분분석법등다양한시험법이실려있다. 표 5.4는 KS시험법중유기용제나수분등 VOC 규제에관련된부분을나타내었다. 2113, 2261, 6021, 6022, 6023은도료중 VOC 함량측정과관계가있는분석법이며, 3121, 3311, 3312, 3313은광택또는무광택도료를분류하는데이용되는시험법이다. 아울러도료시료의채취방법, 휘발분및불휘발분함량시험법, 비증시험, 수분함량시험법을 5.5.1, 5.5.2, 5.5.3, 에실었다. 표 5.4 도료및관련원료시험방법중 VOC 관련부분 시험방법분류방법 시험방법 1021 도료의시료채취방법 2113 도료의휘발분및비휘발분함량시험방법 2131 도료의비중시험방법 2141 도료의연화도시험방법 2261 도료중의수분시험방법 3121 도료의 45, 0 확산반사율시험방법 3311 도료의 85 경면광택도시험방법 3312 도료의 60 광택도시험방법 3313 도료의 20 광택도시험방법 6021 석유계휘발성용매의증류시험방법 6022 도료용용매류의증류시험방법 6023 방향족탄화수소의증류시험방법 6041 용매및용매의점적시험방법

102 5.5.1 도료의시료채취방법 ( 시험방법 1021) 1. 적용범위이규격은도료의시료채취방법에대하여규정한다. 2. 시료의크기 (1) 각각의뱃치로부터용기 1개를랜덤하게채취하여그뱃치의대표시료로한다. (2) 시료는용기 1개의내용물이제품규격에규정된시험의필요량 (1) 보다적을경우에는필요량보다적지않도록뱃치마다발취하는용기의개수를늘려서 1조로하여, 그뱃치를대표시료로한다. (3) 탱크같은대형용기에들어있는도료의경우에는용기 1개의내용물을 1개의뱃치로취급한다. (4) 사용직전에혼합하도록망든도료는그용기군을 1개의시료로취급한다. 주 (1) 제품규격에시료량이규정되어있는경우에는그규정에따르고, 규정되어있지않 은경우에는 0.3l 이상으로한다. 제품규격에저장안정성의시험항목이정해져있는경우에는 0.6l 이상으로한다. 다만, 시료가페이스트이상일경우에는 1kg 이상으로하고, 분말상일경우에는 0.5kg 이상이어야한다. 3. 채취량 (1) 채취한시료의양이제품규격에규정된시험의필요량과거의같은경우에는용기에넣은그대로의도료를그뱃치를대표하는시료로한다. (2) 채취한시료량이제품규격에규정된시험의필요량보다훨씬많은경우에는내용물을잘혼합하여균일하게한다음, 필요량을취하여그뱃치를대표하는시료로한다. (3) 용기는 1개중의시료의양이제품규격에규정된시험의필요량보다적어서 2. 의 (2) 에의하여채취한경우에는 1개조의내용물을혼합하여따로준비한대형용기에옮기고혼합하여균일하게한후필요량을취하여그뱃치를대표하는시료로한다. (4) 사용직전에혼합하도록만든도료는그양이시험의필요량이되도록 3. 의 (1)~(3) 의방법으로채취하여성분마다의시료용용기에넣고규정된혼합비율을기입하여시료에첨부하고, 그뱃치를대표하는시료로한다. 4. 혼합방법및채취방법 (1) 유동성이커서성분이비교적균일한도료 ( 바니쉬, 클리어락카, 희석제등 ) 의경우에는용기의내용물을잘혼합하여시료를채취한다. 깨끗한유리관을용기에수직으로천천히넣고, 아래끝이바닥에닿은후유리관한쪽끝을손가락으로막고천천히들어올려따로준비한용기에옮긴다

103 이작업을반복하여총량이규정된시료량이되면이를시료로한다. (2) 성분의일부가가라앉기쉬운액상도료 ( 조합페인트, 클리어락카, 희석제등 ) 의경우에는용기의뚜껑을열고, 내용물에피막이생긴경우에는이것을제거한후충분히혼합하여유리봉, 주걱등으로시료를채취한다. (3) 페이스트상의도료 ( 페이스트상도료, 빠데등 ) 의경우에는용기의뚜껑을열고내용물에피막이생긴경우에는이것을제거한후충분히혼합하여주걱등으로시료를채취한다. (4) 고형분이분리되기쉬운도료의경우에는내용물의양이너무많거나또는내용물이너무단단하여혼합하기가곤란한것은내용물의성질과채취한곳및비율을고려하여당사자사이의협정에따라여러개소로부터시료를채취, 충분히혼합한다. 다만, 4. 의 (2) ~ 4. 의 (4) 의경우에있어서는시료를채취할때, 제품용기내에상태시험을하고그시험결과를시료에첨부하여야한다

104 5.5.2 도료의휘발분및불휘발분함량시험법 ( 시험방법 2113) 1. 적용범위이규격은도료의휘발분및불휘발분함량을측정하는시험방법에대하여 2. 장치 규정한다. 2.1 항온기 105±2 로유지할수있는항온기 2.2 접시안지름약 80mm 이고, 밑이평평한것으로뚜껑이있는것. 3. 시험방법휘발성물질이증발하는동안에형성되는피막을파괴하기위한적당한크기 의강한철선과빈접시를함께무게를단다음, 안료가든도료는 2.5~3.5g, 투명한것은 1.0~1.5g 을접시에취하여뚜껑을닫고무게를단다. 접시의뚜껑을열고항온기에넣어가끙철선으로형성되는피막을파괴시키면서 (105± 2 로 30 분간격으로 ) 함량이될때까지반복한다음, 데시케이터에서냉각 시킨후뚜껑을닫고무게를단다. 4. 계산휘발분및불휘발분은다음식에따라계산한다. 여기에서 식 5.1 N = 100-V 식 5.2 V : 휘발분 (%) A : 접시와시료의무게 (g) B : 가열후접시와시료의무게 (g) C : 시료채취량 (g) N : 불휘발분 (%)

105 5.5.3 도료의비중실험 ( 시험방법 2131) 1. 적용범위이규격은도료의비중시험방법에대하여규정한다. 2. 기구알루미늄이나스테인레스강으로만든수직원통형에가운데지름이 1mm 의구 멍이있는뚜껑을사용하도록된그림과같은것으로높이약 79mm, 지름약 40mm, 25±0.5 에서용량 100±0.1ml 의컵 3. 시험방법무게를알고있는비중컵에 25±0.5 로유지한시료를가득채우고기포가 완전히제거된것을확인한다음뚜껑을닫고넘친시료를깨끗이닦아내고 무게를단다. 4. 계산다음식에따라비중을계산한다. 식 5.3 S : 시료의비중 G s : 시료를넣은비중컵의무게 (g) G : 빈비중컵의무게 (g) 그림 5.1 도료비중측정용컵

106 5.5.4 도료중의수분시험방법 ( 시험방법 2261) 1. 적용범위이규격은도료중에함유된수분을휘발서용제와증류하여유출분리시켜수분의함량을측정하는시험방법에대하여규정한다. 2. 기구 2.1 수분측정장치그림 5.2과같이가열할수있는유리플라스크와플라스크에연결된검수관으로액이들어갈수있게환류냉각기가연결된것. 2.2 검수관검수관은그림 5.2과같이유리로만들어야하며, 0.1ml 단위로 0~10ml까지눈금이새겨져야하며, 용량표시에대한오차는 0.05ml 이하이여야한다. 바깥지름은규정된안지름보다 2.5~3.5mm 만큼커야한다. 그림 5.2 수분측정장치 A : 50 ±5 mm B : 15 ±1 ml( 안지름 ) C : 14 ±2 ml( 안지름 ) D : 160 ±10 mm E : 30 ±5 mm F : 140 ±4 mm H : 18.5 ±0.5 mm( 안지름 ) G : 500ml( 용량 )

107 3, 시료채취량 (1) 시료가 10% 이하의수분을함유하는경우에는시료약 100g을정확히칭량하여플라스크에넣고 75ml의톨루엔 ( 시약용 ) 과충분히혼합한다. (2) 시료가 10% 이상의수분을함유하는경우에는 10ml 이하의물이유출되도록시료의양을적게취하여야한다. 주의 : 수분함량이 10% 를초과하나시료의양을조절하지않을경우에는 0~25ml 까지눈금이새겨진검수관을사용하되, 0부터 2ml까지는 0.1ml의단위로 2부터 25ml까지는 0.2ml의단위로눈금이새겨진것을사용해야한다. 4. 증류 (1) 플라스크, 검수관및냉각기사이의연결은그림 1과같이꼭맞은콜크로연결한다. 검수관에연결된냉각기의끝은증류가끝난후검수관에있는액면 1mm 이하의깇이만큼잠기도록연결한다. 염화칼슘관을냉각기위끝에연결하여대기중의수분이냉각기속으로들어가지않도록해야한다. 매초 2~5 방울의비율로내악기아랫부분에서일정하게떨어지도록가열해야한다. (2) 검수관아랫부분이외의증류장치어느부분에서도수분의흔적이보이지않을때까지증류를계속한다. 실온에서검수관에측정된수분의 ml수에 100을곱하고시료의양으로나눈값이도료에함유된수분의중량백분율이다

108 5.6 자동차용도료 자동차도장으로는전착층, 중도층및상도층으로나뉘어져있고, 상도층에서는알루미늄이나같은광택제를포함하는착색베이스위에구리층을도장한 metallic 도장과, 수지에안료를분산하여바른 solid color 도장 2종류가있다. 그림 5.3에자동차도장중 metallic 도장의예를나타낸다 클리어층 30~40μm, 아크릴수지 / 멜라닌수지착색베이스층 15~20μm, 아크릴수지 / 멜라닌수지중간칠층 30~40μm전착층 20~30μm전처리 1~2μm 강판 0.6~0.7 mm 그림 5.3 Metallic 도장차의외판도장계모델 그림 5.4 자동차용상도도료계의변천 이러한도장계의수지에서 metallic 도장차는아크릴수지와멜라닌수지로, solid color 도장차는폴리에스터수지와멜라닌수지로사용하게되었다. 이상도도료의변천을그림 5.4에나타내었다. 상도도장은특히미관을주는의미로중요하고, 장기간내구품질을유지하기때문에, 수지의개량및자외선흡수제나안정제의첨가등배합면의연구가필요하게되었다. 이결과갈라짐, 백화, 기포라고하는도막결함이대폭적으로감소하였지만, 최근들어빗물자국이라고하는새로운문제가부상하게되었다

109 그림 5.5 에자동차도막의악화결함의변화를나타내었다. 그림 5.5 에서분명한것은 1998 년에는산성비가일으키고있다고생각되는빗물에의한자극의결함이주요하게되고 있다 그림 5.5 자동차용상도 ( 덧칠 ) 도장악화결함의변화 실제, 산성비에의한피해는자연계에현저하게나타나, 예를들면 ph 4 5의산성비가내리면나팔꽃의꽃에반점이발견되고, ph 3 4의산성비가되면벼의발육에영향을미친다고한다. 또 ph 2 3이되면침엽수에피해가나타나고, ph 2이하로도달하면생물의생명유지가곤란하게된다. 이와같은산성비에의한피해는인공물에도미치고, 당연히자동차상도도막도그예외는아니며, 산에칭 (etching) 되어빗물에의한자국이생긴다고생각된다. 일본의환경청산성비대책검토회가 1994년에발표한자료에의하면, ph 4 5를나타내는이른바산성비가일본각지에서내렸었다 ( 그림 5.6). 이비중에는그림 8.4에나타내는바와같이질산이온, 황산이온, 염소이온이포함되어있고이러한이온들이비를산성화하는원인이되고있다. 그림 5.6 강수중의이온성분농도조성 ( 환경청산성비대책검토회, 1994)

110 나아가, 자동차도막위에떨어진비는태양열로응집되어그 ph가저하되어, 도막에침투해나간다. 그결과도막이가수분해되고, 소위말하는빗물에의한자국이발생한다. 이화학변화기구에관해서는이미보고되어있고, 도막중의멜라닌수지가가수분해되어나타나고있다.( 그림 5.7). 산성비중에포함되는산중에특히도막을에칭 (etching) 하는것은황산이고, 황산용액을떨어뜨리면멜라닌수지경화도막의표면은그림 5.8에나타나는바와같이에칭 (etching) 되어버린다. 그림 5.7 멜라닌수지의가수분해반응 그림 5.8 아크릴 - 멜라닌경화도막에서의묽은황산점적시험결과 (ph = 3.5 의묽은황산 (0.5ml) 을도막에붙여 60 에서 120 분간가열한때의표면 )

111 표 5.5 각회사의새로운경화시스템 제조사 American Cyanamid Eastman PPG UCC Monsanto Ciba Geigy Du Pont Rohm&Hass NL Chemical Bayer ICI Akzo Herberts Hoechst dainippon ink nippon catalyst Kanekahuchi chemistry kansai paint nippon paint 구성메틸아크릴아미드글리콜레이트메틸에테르 (MAGME) 아세트아세틸화합물 (AAEM) 카르본산 / 에폭시카르본산 / 에폭시카르본산 / 에폭시카르본산 / 에폭시카르본산무수물 / 에폭시옥사조리딘 / 이소시아네이트옥사조리딘 / 이소시아네이트옥사조리딘 / 카르본산무수물마이켈부가마이켈부가아세탈교환비닐에테르 / 수산기시클로카보네이트 / 카르본산옥사조리딘 / 카르본산아크릴실리콘에폭시 / 실라놀 / 수산기 half 에스테르 / 수산기 / 에폭시 그림 5.9 산 - 에폭시경화계의반응기구

112 이러한배경으로각도료제조사는멜라닌수지를사용하지않은경화계를자동차상도도장에적용하여내산성우성을향상시켰다 ( 표 5.5) 이와같은개발경쟁은 1990년경부터시작되었지만, 현재에는카르본산과글리실기의반응을기초로한경화반응계 ( 그림 5.9) 가일반적으로되어있다. 이카르본산과글리실기의반응을기초로한경화반응계에서얻어진도막을황산용액에떨어뜨렸을때의도막표면상태 ( 그림 5.10) 를멜라닌수지경화도막 ( 그림 8.7) 과비교하고, 이카르본산과글리실기의반응을기초로한경화도막에서는전혀산에칭 (stching) 을시키지않는것을알수있다. 그림 5.10 묽은황산점적시험

113 6. 우리나라의도료의생산과분류 6.1 도료산업에서의시장점유율 최근세계도료시장내에서는기업의매수및합병이급진전되고있다. 도료업체의대형수용자인자동차및부품제조업, 캔, 코일업계는국제화의파도를타고신흥공업국으로부터선진국에걸쳐급속하게진출하고있다. 이에대기업들은중소규모의도료업체들을매수, 합병및협력관계를갖게됨에따라특정도료시장에서의업계판도를바꾸어놓았다. 다음표 6.1에나타난바와같이 1979년도의 10대도료업체의시장점유율이 20% 에서 1991 년에도 29.5% 로증가되었으며, 10대도료업체의순위도변하였다. 1995년에 Akzo와 Casco Nobel이합병되어세계 1위업체가되었다가 1997~98년에는 Sherwin Willams가여러회사를합병하여 1999년세계 1위시장점유회사가된사실은선진국에서 M&A가얼마나활발히진행되는지를알수있다 1). 현재까지기업매수대상이되고있는도료분야는자동차용도료, 캔용도료, 분체도료및선박용도료와같이도료물량이큰분야이지만, 앞으로는소규모이면서이익률이높은분야로까지넓어지고있다. 세계도료시장을장악하고있는외국대기업들의인수합병움직임은 WTO( 세계무역기구 ) 체재아래에서더욱활발해질것이며상대적기술력이약한국내도료업체는심각한위협이될것이다. 표 6.1 세계 10대도료업체의순위와시장점유율변화 구 분 국명 순위 (79년) 시장점유율시장점유율순위 (91년) (79년도) (91년도) ICI 영국 BASF 독일 PPG 미국 AKZO 네덜란드 SHERWIN WILLIAMS 미국 NIPPON PAINT 일본 KANSAI PAINT 일본 VALSPAR 미국 INTERNATIONAL PAINT 영국 CASCO NOBEL 스웨덴 DU PONT 미국 HOECHST 독일 GLIDDEN 미국 INMONT 미국 합 계 ) 국내도료산업의실태와전망, 데이코산업연구소, 2000, 서울

114 환경규제로인한기술환경의변화가중요한이슈로작용하고있다. 전세계에서배출되는대기오염원의일종인 VOC( 휘발성유기화합물 ) 배출량중도료가차지하는비중이 30% 이상으로파악되고있어세계적인환경규제가진행중이다. 미국과독일, 영국, 네덜란드등유럽선진국과유럽공동체는대기정화법, 환경보호법등 VOC 배출량과배출농도의구체적인규제수치를제시하여유기용제배출에대한규제를강화중이고, 우리나라에서도환경부에서 1999년 3월 31일 VOC 배출시설의종류, 규모및억제방지시설기준등에관한규정 을고시하고도료업체는 2000년말까지배출시설에대해방지시설을갖추도록하였다. 이외에도현재일부진행중인수용성도료, 분체도료, 자외선경화도료, 하이솔리드도료등환경친화성도료제품개발을위한도료산업기술의발전이시급히요구되고있다. 우리나라도료공업은일반건축용으로부터시작되었으며, 60년대이후수차례에걸친경제개발계획의추진, 건설경기활성화및산업전반의발전과더불어높은성장세를거듭하면서내수시장을근간으로국가기간산업으로성장하였다. 최근의 IMF 위기때문에 3~4년의후퇴가있었으나, 빠른속도로회복해나가고있다. 국내도료업계는자동차, 선박등대형품목의과점을기반으로하는대형업체와일반범용제품의판매확대를추구하는중소업체로크게양분되고있다. 한국페인트ㆍ잉크공업협동조합 2) 에가입한 40여개도료회사중에서자본금 100억원이상이 4개회사로서업계가전반적으로영세하다고볼수있다. 표 6.2 상장도료업체현황구분자본금종업원수매출액내수시장점유율 주요생산품목 ( 단위 : 억원명, %) 건설화학 , 건축, 자동차, PCM용도료 고려화학 200 1,754 5, 자동차, 공업, 건축용도료 대한페인트 , 선박, 자동차 PCM용도료 삼화페인트 에멜젼, PCM, 우레탄도료 조광페인트 우레탄, 중방식, 수성도료 현대페인트 절연, 분체, 내열, 중방식도료 주 ) 1. 내수시장점유율은추정치임. 자료 : 관련업체및대신증권, 상장회사투자가이드, 1999 년봄 2. 현대페인트는관리종목 2) 한국페인트ㆍ잉크공업협동조합,

115 국내도료산업의또다른두드러진현상은소수의상장대기업들이시장을주도하고있다는점이다. 상장대기업들의시장점유율이 50% 를상회, 이들의시장지배력이높은편이며, 이처럼대기업들의높은시장지배력유지는안정적인수요기반, 효율적인유통망, 기술개발역량, 우수한인력의보유등에기인하고있다. 그러나, 상장기업들의매출구성을보면, 대부분의업체들이다양한용도의제품과성분을생산하고있어기업별, 품목별특화생산이이루어지지는못하고있다. 다만, 고려화학이대부분의품목에서강한시장지배력을유지하고있다. 현재국내도료기업의규모는다국적화학기업수준에는크게미치지못하고있으며, 국내최대기업고려화학의매출규모는세계최대매출기업 Sherwin Wililams의 1/10 수준에불과한것으로알려져있다. 국내도료생산업체는약 180여개사에이르는것으로추산되며, 이는소규모의자본투자와범용설비만으로운영이가능한도료업종특성에기인한다. 그러나, 이들업체의대부분의매출액 100억원미만의중소기업들로매출액기준상위 10개사의점유율이 70% 를상회하는과점체계를형성하고있다. 이러한상위업체들은그룹계열또는대형수요처를안정적으로확보하고있으며, 기술력, 조직력, 자본력을기반으로고부가가치산업용도료를중점생산하여시장을주도하고있다. 특히, 1996년경기침체와 1997년 IMF 체제에따라기존범용도료생산영세업체의도산과전문생산업체의입지축소및시장의유통구조변화가가속화되었다. 표 6.3 주요기업별품목별매출액비중 구분 매출구성 건설화학 - 건축용, 공업용및기타 662 고려화학 대한페인트 - 자동차용 685, 중방식용 683, 공업용 611, 건축용 231, 기타 278, PVC 바닥재 PCM 도료 143, 공업용 42, 절연바니귀 30, 건축목공용 236, 중방식 36, 자동차용 66, 기타 222 삼화페인트 - 건축용 302, 공업용 160, 선박용 37, 기타 24 조광페인트 - 목공용 93, 건축용 70, 자동차보수용 28, 특수도료 140 현대페인트 - 전기절연도료 ( 전기전자용 ) 24, 분체도료 ( 전기전자용 ) 29, 합성수지도료 ( 자동차용 ) 15, 기타 75 주 ) 99 년상반기제품매출기준 ( 상품제외 ) 자료 : 관련업체사업보고서

116 한편, 2000 년의경우전체도료생산량 (726 천kl ) 중상위 6 개회사가 80%(583 천kl ) 을생 산하였다. 표 6.4 상장도료회사의생산능력추이 구분단위 건설화학고려화학대한페인트삼화페인트조광페인트현대페인트 klkl톤klkl톤 115, , ,000 ( 수성 )17,208 ( 유성 ) ,020 44, , , ,000 ( 수성 )16,963 ( 유성 )38,960 38,960 48, , , ,000 ( 수성 )17,567 ( 유성 )39,367 26,910 48,900 69, , ,000 93,000 28,000 49,000( 동주 ) 2000 년합계 583,000 kl 표 6.5 페인트용도별생산실적 ( 단위 : kl ) 구분 건축용 170, , , , , , ,765 차량용 전착용 31,121 42,817 53,743 63,184 42,446 53,034 57,432 보수용 16,079 14,436 12,169 11,975 8,948 12,058 13,523 선박용 45,074 50,873 57,461 67,781 54,462 60,629? 전기전사제품용 18,148 23,549 29,744 32,095 21,220 26,966 71,114 공업용 금속용 69,372 79,014 87,274 95,592 73,172 98, ,611 목재용 43,633 44,508 46,020 38,363 23,966 39,541 36,620 철구조물용 32,374 40,098 46,918 43,769 39,854 38,504 38,797 도료표지용 13,590 14,129 15,295 31,794 23,916 31,430 33,516 플라스틱용 7,435 8,903 10,572 11,142 8,400 8,647 9,468 기타 197,788 84, , , , , ,066 계 645, , , , , , ,

117 6.2 조성및용도별생산량 조성및성분별생산량 표 6.6 연도별, 성분별생산실적 ( 단위 : kl ) 구분 유성계조합페인트 15,341 17,409 18,792 14,568 9,320 11,406 12,446 초화면락카 23,728 22,205 22,001 23,309 13,078 19,616 18,805 알키드에나멜바니쉬 44,839 41,020 34,052 34,964 25,269 30,675 33,184 방청페인트 17,721 19,091 29,793 27,680 17,878 19,031 19,290 아미노알키드도료 13,298 18,768 25,614 26,951 2,716 15,923 14,651 비닐계도료 3,519 4,019 4,854 13,112 3,927 5,313 5,725 에폭시계도료 22,143 39,601 49,278 56,088 34,389 44,954 52,768 아크릴계도료 35,585 33,817 35,370 36,421 25,020 36,111 42,492 우레탄계도료 51,421 48,431 55,410 51,718 35,098 53,973 55,934 염화고무계도료 10,301 11,094 9,956 9,468 8,220 8,078 7,916 불포화폴리에스터계도료 20,803 20,330 23,647 22,581 24,719 32,281 34,500 수계도료 에멀젼계 98, ,481 87,893 98,336 77,873 79,253 77,548 수용성수계 9,422 13,431 24,882 26,223 11,774 22,206 31,783 무기질계도료 4,173 7,096 8,153 12,383 8,901 10,098 9,849 분체도료 16,863 16,637 14,154 14,568 8,530 11,001 17,438 신나류 94,956 96,377 99,596 93,966 67,825 86,014 90,321 기타도료 163, , , , , , ,115 합 계 645, , , , , , ,765 주 ) 상기실적은한국페인트잉크공업협동조합원사의통계치와비조합원사의생산실적추정치 5% 를 감안한수치임. 자료 : 한국페인트잉크공업협동조합

118 90년이후열경화성분체도료시장은매년 15% 이상의성장률을보이면서시장확대가가속화돼왔으며, 지속적인잠재수요시장개척과제품의고품질화로비교적안정된시장성숙단계에있는것으로분석되고있다. 분체도료가타도료에비해높은성장률을보이고있는이유는 3D 기피현상, VOC 규제등공해관련규제강화등으로환경친화적인무공해형도료가요구됨에따라용제형도료가분체도료로지속적인대체를보이고있기때문으로풀이되고있으며, 이외에 powder가가지는고유의특성인경제성, 회수성등에기인하고있는것으로보인다. 현재분체도료의수요비중이가장높은가전사에서분체도료를일부용제형 PCM 도료로 line을전환하고있는것으로알려지고있으나, 용제형도료와불소도료의분체도료대체가지속적으로진행됨에따라전체분체도료시장의외형변화에는큰영향을미치지않고있는것으로알려졌다. 용도별생산실적은건축용이가장큰비중을차지하고있으며, 그다음이차량용, 중방ㆍ선박용순위를나타내었다. 용도별로가장많이생산하고있는제조사로는건축용은삼화페인트, 중방ㆍ선박용은 KCC, 차량용은 DPI, 공업용은건설화학이었다. 2000년도의경우총생산량 683kl중유성도료 443천톤, 수성도료 85천톤, 분체도료 54천톤을각각생산한것으로알려졌다 ( 표 6.7) 1). 표 년도유성, 수성및분체도료상대생산비 구분유성도료수성도료분체도료등 생산량 ( 천kl ) 443,294(76%) 85,543(14.7%) 54,210(9.3%) 수성도료비율은한국페인트잉크협동조합의통계자료인 15.1% 와유사 상위 6 개사의용도별수성도료비율은건축용이 52% 로가장높았고, PCM 이나목재용은불 가능한것으로나타났으며, 미국의건축용수성비율인 78% 와는여전히큰차이를보이는 것으로알려졌다. 표 년도생산도료중용도별수성도료비율 구분건축용차량용일반공업용중방선박용 PCM 목재용 수성비율 (%)

119 분체, 무용제, 하이솔리드등도료생산실적은 54 천kl (9.3%) 이며, 차량용 ( 부품 ) 에가장 많이사용되고있다고한다 ( 표 6.9). 표 년도생산도료중분체도료비율 구분건축용차량용일반공업용중방선박용 PCM 목재용 분체비율 (%) 한편각업체의수성도료생산비율은삼화페인트가 20.3% 로가장높고, 그다음이건설화 학, DPI 순위이며 KCC 가가장낮은수치를보이고있다 ( 표 6.10). 표 6.10 제조사별수성도료상대생산비 (2000 년 ) 업체명삼화페인트건설화학 DPI 조광페인트동주산업 KCC 수성비율 (%) 무공해페인트의경우가격이화학페인트의 2~3 배이나냄새가없고중독위험이없으므로 수요가증가할것으로예상되고있다. 표 6.11 무공해도료의시장규모의현황과전망 ( 단위 : 억원 ) 구분 국내세계 200 2, , , ,500 1,000 10,000 자료 : 한국페인트잉크공업협동조합

120 6.2.2 건축용도료의시장점유율 전체도료시장의 1/4을차지하는건축용도료는 5,500억원규모로단일시장으로는최대규모를형성하고있다. 경기침체로건축허가면적증가율이둔화되어 1996년부터감소세를보이던건축용도료는 1998년상반기건축용도료의공장가동율이 50% 수준에서그쳐건축용도료를주력으로생산하던중소도료업체들의활동이위축되어 30.0% 의큰감소를나타낸다. 그러나 1999년에는보수용과 1997~1998년봄경기불황으로중단되었던공사가상반기에상당부분재개되면서수요가늘어 28.5% 증가한 14만 5천kl로집계되었다. 표 6.12 건축용도료의시장점유율 ( 단위 : %) 구분벽산화학고려화학대한페인트삼화페인트건설화학기타 시장점유율 주 ) 98 년기준. 자료 : 한국페인트잉크협동조합 자동차용도료의시장점유율 1990년부터 1997년까지신차용도료를중심으로성장 ( 연평균 20.9% 증가 ) 해온자동차용도료는전체도료시장의 9% 정도를차지하고있다. 1998년자동차용도료의생산량도 1997년대비 30% 가량감소하였는바신차생산량에따라영향을받는신차용도료의경우 1998년자동차생산량이 195만여대로 1997년대비 30.7% 감소하여직접적인영향을받았으며, 보수용도료의경우에는차량보유대수증가율의급감과경기침체로인한소득감소등으로하락세가이어져 1994년최고점을기록한이후절반수준의물량생산에그쳤다. 자동차도료는 2,000억원규모를유지해왔으나 1998년 7.3% 감소한 1,770억원매출에그쳤고생산량기준으로 31.6% 감소하였다. 그러나자동차용도료는 1999년가장호황을누린품목으로내수시장회복, 수출증가등자동차생산이빠른회복세를보였기때문이다. 1999년에는자동차생산량이 284만대로전년대비 45.3% 증가한것으로집계되어자동차용도료생산량도 6만 5천kl로 33.0% 증가한것으로추정되고있다. 국내자동차업체와도료업체는독점공급체제를유지하고있는데 KDK( 건설화학 ) 에서전량공급받던쌍용자동차가대우로인수되면서현재동주산업으로공급을이전하는것처럼기

121 아와아시아자동차를인수한현대도도료공급을고려화학으로서서히대체할것으로보인다. 표 6.13 자동차용도료의시장점유율 ( 단위 : %) 구분고려화학동주산업 DAC KDK 시장점유율 주 ) 98 년기준 자료 : 한국페인트잉크협동조합 표 6.14 자동차업체들의도료공급선 자동차업체현대자동차대우자동차기아 / 아시아자동차삼성자동차 도료공급업체고려화학동주산업 DAC, KDK( 건설화학 ) DAC, KDK( 건설화학 ) 자료 : 한국페인트잉크협동조합 공업용도료 1998년목공용도료는가구회사의부도여파로전체도료중가장큰감소폭을나타냈으며도료업체의채산성악화와부도로이어졌다. 가구산업이생활수중및내수경기에가장민감하고빠른반응을보이는반면, 회복은가장느린것에기인하여가구판매량이예전의 50% 수준을맴돌면서목공용도료가주력인조광페인트및신광페인트는매출이크게감소하는등영업활동이크게위축되었다. 그러나 1999년에는목공용도료 (73% 상승 ) 의회복이두드러졌고금속용전기전자용도경기회복세를보였다. 반면대규모공사와연관되어있는철구조물용은 2000년이후에나회복될것으로예상된다. 표 6.15 목공용도료의시장점유율 ( 단위 : %) 구분조광페인트대한페인트고려화학한진화학켐코기타 시장점유율

122 1998년금속공업용은설비투자의대폭적인감소로크게고전하였으나 PCM(Precoated Metal : 포장피복강판 ) 도료가컬러강판업체들의생산증가와 1998년환율상승으로컬러강판의수출이증대되면서도료감소폭이 23.5% 로완화되었다. 금속공업용도료는 1999년 40.8% 의성장을기록했고설비투자가 9.4% 증가할것으로예상되는 2000년에는 13.0% 성장이예상된다. 표 6.16 금속용도료의시장점유율 ( 단위 : %) 구분고려화학건설화학삼화페인트조광페인트기타 시장점유율 년에도컬러강판생산량이전년대비 21.4% 증가함으로인해 PCM 도료도 20% 증가했고 2000 년에는 5.7% 성장할것으로보인다. 6.3 건축용도료 1998년건축용도료생산량은 11만 8,513kl로 1997년에비해 30.0% 감소했다. 다만, 가격인상으로매출액은 4% 감소에그친것으로나타났다. 건축용도료에서공격적인영업을펼치고있는삼화페인트가선두로올라서 1998년총매출액 3,600억원중점유율 9.6% 를나타내고있으며, 고려화학 8.1%, 대한페인트 8.0%, 건설화학 4.3% 등으로추정되고있다. 앞으로삼화페인트가지속적인점유율확장을계획, 타메이커들의수성이관심사가되고있다. 1999년상반기에는메이커별로 1998년동기에비해 40~60% 증가한것으로분석되고있다. 신축은거의미미하고아파트및옥상등보수용에주로치우치고있는것으로나타났다. 1998년에정체된보수물량이 1999년상반기에집중된것으로분석된다. 1999년하반기성장이상반기보다약간감소해도 1999년건축용도료총매출은 1998년에비해 50% 정도성장할것으로예측돼도료시장회복의견인차역할을할것으로전망된다. 현재진행되고있는신축물량이예정대로진행되면 1~2년후신축용도료도활성화될것으로예상된다. 건축용도료는콘크리트수성페인트가전체수요의 50% 를차지하고있고, 철제용에나멜조합페인트 20%, 건축용바닥재 13%, 목재용락카및바니쉬 3%, 실란트및도로표지용에나멜각각 2%, 기타 10% 를점유하고있다

123 6.3.1 KCC( 고려화학 ) 고려화학 3) 의주요제품에대한 2000년도매출액을표 6.17에나타내었다. 고려화학은현대및기아자동차의자동차용도료와현대중공업의선박및컨테이너용도료가전체매출액의반을차지하고있다. 표 6.17 KCC 주요제품매출액 사업부문매출유형품목구체적용도주요상표등매출액 ( 비율 ) 자동차용도료자동차용 ED-1700(RN GREY) 152,200(23.48%) 도료 제품 중방식용도료공업용도료 건축용도료 컨테이너용선박용공업용분체도료 FZ175(C) PTA ,865(24.37%) FJ ,306(17.72%) 기타건축용 WT362 53,721(8.40%) PVC 바닥재 PVC 바닥재 EMC 외바닥장식재 KTMC5000 청소반장 65,002(10.16%) 57,522(8.99%) 도료 상품 계 595,616(93.13%) 중방식용도료 27,367(4.28%) 기타 3,310(0.52%) PVC 바닥재 PVC 바닥재 13,287(30.22%) 계 (6.87%) 합계 (100.00%) 고려화학은국내도료메이커중가장매출액이많은업체답게다양한제품을개발하고있으며표 6.18에이업체의제품분류표를실었다. 건축용도료로써특히바닥재에다양한제품을볼수있으며, 그외에도옥내외용도료, 목재용, 금속용, 방수제등다양한제품도출시하고있다. 3)

124 표 6.18 KCC( 고려화학 ) 페인트분류 방수재바닥재내 / 외벽마감용목재마감용철재 / 비철금속용 노출방수재 비노출방수재 아크릴탄성방수재 침투성실리콘발수재 우레탄계방진바닥재 에폭시계방진바닥재 체육시설용바닥재 대전방지용바닥재 무기계방진바닥재레진몰탈 마블텍스 필라멘톤 미끄럼방지용바닥재 아크릴계페인트 수성페인트 에폭시계페인트 자연건조형불소페인트 방균페인트 다채무늬페인트 본타일페인트 락카계페인트 우레탄계페인트 알키드계페인트 철재용페인트 비철금속용페인트 우레탄노출형방수재수직면용우레탄노출형방수재우레탄비노출형방수재탈우레탄비노출형방수재 침투성실리콘발수재침투실리콘교면발수재우레탄방진바닥재우레탄초고경질바닥재 테니스코트용우레탄바닥재실내체육관용우레탄바닥재위킹용우레탄칩바인더바닥재롤러스케이트장용우레탄바닥재육상트랙용우레탄바닥재수용장용염화고무바닥재대전방지용에폭시방진바닥재대전방지용무용제에폭시방진바닥재 에폭시레진몰탈바닥재마블텍스바닥재탄성마블텍스바닥재필라멘톤바닥재탄성필라멘트바닥재 콘크리트 / 몰탈 / 기와용아크릴석고보드 (Dry-wall) 용아크릴걸레방이용아크릴낙서방지용아크릴형광용아크릴코레톤수성내부용코레톤수성내 / 외부용고광택수성비닐수성콘크리트저수조용수용성에폭시마감콘크리트정화조용탈에폭시마감자연건조형불소마감자연건조형비오염불소마감수성방균페인트마감아크릴방균페인트마감우레탄방균페인트마감무늬코트마감월센스마감수성본타일마감아크릴본타일마감목공용락카투명목공용락카유색목공용우레탄투명목공용우레탄유색목공용우레탄바니쉬목재용조합페인트조합페인트염화고무계페인트에폭시계페인트우레탄계페인트비오염불소수지계페인트비철금속용에나멜페인트비철금속우레탄페인트

125 6.3.2 DPI( 대한페인트ㆍ잉크주식회사 ) 국내도료업계중가장오랜역사를자랑하는 DPI 4) 의경우표 6.19에서보듯이건축목공용도료가매출액의 1/4를차지하고있다. 잉크도함께제조하는이업체는제품의기술력이뛰어나최근중국ㆍ동남아등으로수출도활발하게이루어지고있다고한다. 표 6.20 에이업체의도료분류및생산제품을나타내었으며, 이표에서알수있듯이다양한건축용도료를생산하고있었다. 건축용도료분야에서는국내에서가장다양한도료를출시하고있었다. 표 6.19 DPI 주요제품매출액 ( 단위 : 백만원, %) 사업부문매출유형품목구체적용도주요상표등매출액 ( 비율 ) 도료 제품 PCM 도료 PCM용 P-3Y13 B/C YEL 27,119(13.95) 공업용도료 공업용 편조철선용도료 3,056(4.14) 절연바니쉬 절연바니쉬용 DTB ,836(3.00) 건축목공용도료 건축용목공용 KSM ,638(26.56) 중방식도료 중방식용 DHDC ,791(3.49) 자동차용 자동차용 하이큐아이스크리어 14,910(7.67) 기타 53,722(27.63) 소계 168,072(86.45) 도료 상품 잉크 인쇄잉크 135(0.07) 도장기 273(0.14) 기타 25,938(13.34) 소계 26,346(13.55) 합계 194,418(100) 4) 건축용도료기술자료집, 노루표페인트

126 표 6.20 DPI( 대한페인트ㆍ잉크 ) 도료분류표 외부벽면용 ( 콘크리트및시멘트몰탈 ) 내부벽면및천장용 ( 콘크리트, 시멘트몰탈, 석고보드, 발리이트면 ) 철구조물 발수제 방균도료 지붕및옥상 도로표지용 ( 시멘트, 아스팔트 ) 목재용 수성무광수성고내후성유성아크릴우레탄계불소수지계에폭시본타일탄성본타일스토나이트 ( 수성 ) 단열코트오염방지형우레탄계수성무광수성반광수성유광천정흡음판용결로방지용수성비닐계낙서방지용혼합형칩코트분리형본타일 ( 수성계 ) 무늬코트뉴매직코트스토나이트 ( 수성 ) 탄성본타일사벽형탄성무늬도료사벽형무늬형성도료단열코트에나멜계조합계속건에나멜계은분페인트함석용에폭시계우레탄계불소계발수제수성무광수성광택아크릴계아크릭우레탄계가정용수성결로방지용옥상방수 ( 수성계 ) 슬레이트, 기와용아크릴계알키드계락카계 ( 투명 ) 락카계 ( 유색 ) 우레탄계 ( 투명 ) 우레탄계 ( 유색 ) 스테인류크래킹도료

127 6.3.3 건설화학 건설화학 5) 의경우종류별도료생산량에관한자료를입수할수없었으나인터넷홈페이 지에나타난자료에는표 6.21 과같이건축용도료를분류하고있었다. 표 6.21 건설화학 ( 제비표 ) 도료분류표 외부시멘트콘크리트, 시멘트몰타르벽면 내부시멘트미장면, 밤라이트벽면 철구조물 목재구조물 콘크리트바닥 지붕및옥상 식수탱크, 물탱크 도로표지용 ( 시멘트, 아스팔트 ) 곰팡이방지용 수성무광수성유광수성발수유성발수유성아크릴불소수지계우레탄계아크릴실리콘계본타일 (Soft 형 ) 본타일 (Hard 1형 ) 본타일 (Hard 2형 ) 본타일 (Hard 3형 ) 수성무광수성유광고형수성유성아크릴본타일 (Soft 1형 ) 본타일 (Soft 2형 ) 본타일 (Hard 형 ) 다채무늬에나멜조합페인트속건에나멜락카은분페인트우레탄에폭시불소조합페인트투명락카유색락카투명우레탄유색우레탄 1액아크릴계에폭시계 ( 일반형 ) 에폭시계 ( 후막형 ) 슬레이트기와 ( 수성계 ) 슬레이트기와 ( 유성계 ) 콘크리트철재용제형콘크리트 ( 수성계 ) 콘크리트 ( 우성계 ) 콘크리트 ( 우레탄계 ) 목재 5) 제비표피인트건축용도료기술자료집, 건설화학공업주식회사

128 6.3.4 국내주요제조업체도료 국내 KCC( 고려화학 ), DPI 및건설화학의분류표를표 6.22에함께나타내었다. KCC의경우타사에는없는다양한바닥재를분류하고있었으며, 바닥재에있어서는상당히강세를보일것으로추정되었다. 이들상위업체는각사의제품을유성혹은수성도료로분류하고있지않을뿐아니라통일된분류방식이없어각사의제품이타사의어떤제품과유사한지정확히구별할수없었다. 대체로크게나누어방수재, 바닥재, 지붕옥상용, 목재용, 내 / 외벽용, 철재 / 비철금속용, 도로표지용으로분류할수있었으나각사의제품이이들분류에정확히맞는지는확인할수없었다. 향후 VOC 함량이낮은도료를사용하도록하기위해서는각사의제품을용도별로분류하고제품마다 VOC 함량을표시하는것이먼저이루어져야할것이다. 그리고, 분류방식에있어서사용자가쉽게도료의용도를알수있는명칭을사용함이바람직할것이다. 표 6.22 국내도료제조사분류비교 용도세분류 KCC DPI( 노루표 ) 건설화학 ( 제비표 ) 방수재 노출방수재비노출방수재 우레탄노출형수직면용우레탄노출형우레탄비노출형탈우레탄비노출형 오염방지형우레탄계 우레탄계 아크릴탄성방수재 1 액아크릴계 침투성실리콘발수재 침투성실리콘침투실리콘교면 유성발수 우레탄계방진바닥재 우레탄방진우레탄초고경질 에폭시계방진바닥재 실내체육관용우레탄 체육시설용바닥재 위킹용우레탄칩바인더 바닥재 대전방지용바닥재 수용장용염화고무대전방지용에폭시방진대전방지용무용제에폭시 무기계방진바닥재 레진몰탈에폭시에폭시계 일반형후막형 마블텍스 마블텍스, 탄성마블텍스

129 < 표 6.22 계속 > 용도세분류 KCC DPI( 노루표 ) 건설화학 ( 제비표 ) 바닥재기붕옥상목재용내 / 외벽용 필라멘톤 필라멘톤, 탄성필라멘트 미끄럼방지용바닥재 옥상방수 수성계 슬레이트기와 ( 수성계 ) 슬레이트, 기와 슬레이트기와용 슬레이트기와 ( 유성계 ) 락카계페인트우레탄계페인트 목공용락카투명 락카계 ( 투명 ) 투명락카 목공용락카유색 락카계 ( 유색 ) 유색락카 목공용우레탄투명 우레탄계 ( 투명 ) 투명우레탄 목공용우레탄유색 우레탄계 ( 유색 ) 유색우레탄 목공용우레탄바니쉬 알키드계페인트 목재용조합 알키드계 조합페인트 스테인류 스테인류 크래킹도료 크래킹도료 콘크리트 / 몰탈 / 기와용 외부벽면용 유성아크릴 석고보드 (Dry-wall) 용 아크릴계페인트 걸레방이용 낙서방지용 낙서방지용 형광용 코레톤수성내부용 코레톤수성내 / 외부용 스토나이트 수성무광 고광택수성수성유광 수성페인트비닐수성수성고내후성수성비닐계 에폭시계페인트자연건조형불소페인트방균페인트 수성무광 수성무광 수성반광 수성유광 수성유광 콘크리트저수조용 식수용탱크 콘크리트정화조용 에폭시계 자연건조형 자연건조형비오염 불소수지계 불소수지계 수성무광 수성방균 수성광택 콘크리트 ( 수성계 ) 아크릴방균 아크릴계 콘크리트 ( 유성계 ) 우레탄방균 아크릴우레탄계 콘크리트 ( 우레탄계 ) 가정용목재용

130 < 표 6.22 계속 > 용도세분류 KCC DPI( 노루표 ) 건설화학 ( 제비표 ) 다채무늬페인트 무늬코트 월센스 무늬코트 탄성무늬 다채무늬 내 / 외벽용 철재 / 비철금속용 본타일페인트칩코트결로방지용단열코트철재용페인트비철금속용페인트 탄성본타일 soft 1형 수성 수성계본타일 soft 2형 아크릴 에폭시 hard형 칩코트 결로방지용 단열코트 조합페인트 조합제 조합페인트 염화고무계 에폭시계 에폭시계 에폭시 우레탄계 우레탄계 우레탄 비오염불소수지계 불소계 불소 비철금속용에나멜 에나멜계 속건에나멜 비철금속우레탄 우레탄 은분페인트은분은분 함석용 함석용 도로표지용시멘트, 아스팔트아크릴계용제형 한편, 이들 3 사의분류와미국 EPA 의건축용도료를비교하기위해표 6.23 에정리해보 았다. 국내도료사의분류법과미국 EPA 의분류법과는큰차이를보였으며, 국내도료제 품은도료제품명만으로미국뎀분류에맞추기에는어려움이있었다

131 표 6.23 미국 EPA 분류와국내도료제품명칭 도료목록 KCC 제비표페인트삼화페인트 역청도료및메스틱스접착방지제칼시민재도포제콘크리트양생제콘크리트양생및씰링제콘크리트보호도료콘크리트표면억제제건무도료고내구성도료파우마감제 / 광택제화재지연 / 방지용도료 : 투명불투명바닥용도료유동도료기포방출제그래픽아트용도료열반응도료고온용도료산업보수용도료락카 ( 락카샌딩실러포함 ) 마그네사이트시멘트용도료금속안료도료다채무늬도료장식용비철금속락카 & 표면보호제전처리용세척프라이머프라이머 & 언더코우트속건성도료에나멜프라이머, 실러, 언더코우트지붕용도료녹방지용도료실러셀락 : 투명불투명착색제 : 투명및반투명불투명저급솔리드착색조절제열가소성고무코팅제및메스틱스교통표지용도료니스방수실러및방수처리제목재보호제 : 지하목재보호제투명및반투명불투명저급솔리드 화이어아웃우레탄초고경질바닥재목공용락카투명무늬코트마감코레폭스실러목공용우레탄바니쉬우레탄노출형방수제 에드몰탈녹새아크릴우레탄 208 건설락카샌딩실러 230 목재용락카건설조라코트무늬톤웟시프라이머광명단속건프라이머스왈텍스 KSF 3211 녹스톱 KSM ,2종건설올퍼티 KSM5322 도로표지도료 KSM 5322 노란색 1,2종유스파바니쉬 KSM 5603 스파바니쉬방수코트

132 그러나, 이러한경향은미국의도료제품의경우도유사했으며, 표 6.24 에미국 Kelly-Moore 사제품을제품을제품명만으로 EPA 분류에맞추기에는어려움이있었다. 표 6.24 미국 EPA, Kelly-Moore 사제품, 국내명칭비교 EPA 분류미국 Kelly-Moore 사예국내명칭 안테나용도료오염방지용도료낙서방지용도료역청도료및메스틱스 ( 아스팔트계포장재 ) 접착방지제칼시민재도포제칠판재피막제콘크리트양생제콘크리트양생및씰링제콘크리트보호도료콘크리트표면억제제변환니스건무도료고내구성도료 ( 고성능건축용 ) 파우마감제 / 광택제화재지연 / 방지용도료투명불투명무광택일반도료 : 외부내부바닥용도료유동도료기포방출제 ( 거푸집용이형제 ) 그래픽아트용 ( 그림용 ) 도료열반응도료고온용도료조밀이멀젼도료산업보수용도료락카 ( 락카샌딩실러포함 ) 마그네사이트시멘트용도료메스틱텍스처도료금속안료도료다채무늬도료장식용비철금속래커 & 표면보호제일반용광택도료외부내부반광택도료핵도료 Dry Fog Alkyd Eggshell Maintenance Super Latax Interior flat wall paint Gloss Alkyd Floor Finish Ultra Solid Lacquer Exterior acrylic Texture Coating Silver shield Aluminum Paint Weather shield Alkyd Semi-Glass 발수제불소도료방염도료무광유광내열도료아크릴우레탄초화면알키드은분페인트

133 EPA 분류국내명칭국내명칭 전처리용세척프라이머표면처리용도료프라이머 & 언더코우트프라미어바탕제속건성도료에나멜프라이머, 실러, 언더코우트조합페인트보수유지용열가소성도료지붕용도료녹방지용도료센딩실러 ( 래커센딩실러이외 ) 실러셀락 : 투명불투명착색제 : 투명및반투명불투명저급솔리드착색조절제수영장용도료열가소성고무코팅제및메스틱스교통표지용도료니스방수실러및처리제콘크리트목재목재보호제지하목재보호제투명및반투명반투명투명불투명저급솔리드지역표지용도료천연수지도료 Acylic Masonry Primer Interior Latex Enamel Undercoat Interior Alkyd Eggshell Enamel Interior Acrylic Primer/Sealer Alkyd Rust Inhibitive Primer Hi-Solids Sanding Sealer Exterior Semi-Gloss Acrylic Finish Traffic Line and Marking Paint Color shield Exterior Acylic Sealer Marking Paint 워시프라이머바닥재하도 KSM5701 KSM5312 KSM5700 KSM5323 KSM5322 스파바니쉬방수용상도목재방부제

134 6.4 페인트성분및유기용제함량 국내도료중유기용제함량 유성페인트는일반적으로조합페인트, 에나멜, 바나쉬, 락카, 중도및하도용페인트, 기타페인트로구분하고있으며품질관련규격으로 한국산업규격(KS) 과 저독성품질검사기준 ( 중기청고시 ) 이있다. 한국산업규격 (KS) 에는유성페인트가 52종설정되어있으며페인트중휘발성함량을페인트전체량에대한함량 (5.4.1) 과전색제 (Vehicle : 도료속에서안료를분산시키고있는액상의성분 ) 에대한함량으로구분하여규정하고있다. 표 6.25는환경부의 VOC 관련보고서 6) 에서언급된시판중인유성페인트 34종에대한 VOC 함량시험결과를나타낸것이다. 평균 474g/l (299~747) 로제품의종류에따라큰차이를보이며, 수성페인트는평균 231g/l 로유성페인트의약 1/2 수준으로알려졌다. 표 6.25 시판페인트중의 VOC 함량 7) 제품별에나멜목재용락카바니쉬조합페인트에폭시계수성도료 VOC 함량 (g/l) 459 (452~473) 639 (502~747) 486 (404~540) 351 (299~382) 497 (467~530) 231 (162~325) 한편, 페인트ㆍ잉크조합의보고서에의하면건축용도료는수성도료를포함하여 VOC 함량이최저 11g/l 에서 539g/l 로앞서표 6.25와는많은차이를보였다. 7장 1절의조합측안에나타난규제대상의 37종도료에있어서는 VOC중방향족탄화수소함량이최저 2%, 최고 100% 이었으며, 규제대상 37종함량은최저 64%, 최고 100% 였다고하였다. 그리고, 할로겐화탄화수소는함유되지않거나 100ppm이하라고하였다. 표 6.26 건축용 VOC 함량 업체명전 VOC함량 (g/l ) 37종함량 (g/l ) KCC DPI 삼화페인트 건설화학 동주산업 조광페인트 최저 최고 최저 최고 최저 최고 최저 최고 최저 최고 최저 최고 미제시 미제시 ) 김윤신, VOC 배출억제ㆍ방지시설의저감효율및농도기준설정등에관한연구, 환경부, pp 90~95, ) 환경마크협회, 1999,

135 표 6.27 VOC 성분 ( 건축용 ) 업체명방향족함량 (%) 37종함량 (%) KCC DPI 삼화페인트건설화학동주산업조광페인트최저최고최저최고최저최고최저최고최저최고최저최고미제시미제시 미제시미제시 미제시미제시 방향족탄화수소는 Toluene, Xylene, Solvent(30%) 가주성분 할로겐화탄화수소는 DPI 등 2 개사가함유하고있지않았으며, 삼화페인트의경우 100ppm 함유하고있었으나환경마크기준 (250 ppm) 에비하여는낮은수준이라고보고하였다. 또 한, KCC 등 3 개사는미량포함되어있어서자료를구할수없었다. 표 6.28 국내도료중유기용제함량 (2001 년도 ) 회사명성분계건축용 중방 선박용 차량용 PCM 공업용목재용도료표지플라스틱기타 계 583, , , ,116 44,498 52,929 25, ,845 75,174 총계 유성 수성 분체등 443,294 (76) 85,543 (14.7) 54,210 (9.3) 57,092 (45) 66,053 (52) 3,807(3) 107,242 (92.3) 56(0.1) 8,868 (7.6) 105,852 (77.8) 14,535 (10.7) 15,729 (11.5) 42,248 (94.9) - 2,250 (5.1) 42,471 (80.3) 4,879 (9.2) 5,579 (10.5) 24,164 58, ,845 (94.3) (78) (-) 1,453 16, (5.7) (22) 계 201,496 28,594 57,330 36,657 14,538 10,092 2,547-1,317 52,421 금강고려 유성 수성 분체등 165,422 (82.1) 14,319 (7.1) 21,735 (10.8) 14,275 27,623 37,720 57,330 14,538 10,092 2,547-1,317 (50) (75.4) (74.8) 14,319 9,034 - (50) (24.6) , (25.2) 계 143,058 24,365 27,916 66,806 11,340 6,305 3, ,181 - DPI 유성 수성 분체등 109,516 (76.6) 26,204 (18.3) 7,338 (5.1) 5,831 (23.9) 18,534 (76.1) - 21,212 (75.8) 31(0.1) 6,733 (24.1) 60,306 5,082 11,340 (90.3) (80.6) 6,500 1,139 - (9.7) (18.1) (1.3) 3,377 (86.6) 187 2, (13.4)

136 < 표 6.28 계속 > 회사명성분계건축용 중방 선박용 차량용 PCM 공업용목재용도료표지플라스틱기타 계 92,712 49,932 9,834 1,332 8,723 11,898 10, 삼화 유성 수성 분체등 72,368 (78.1) 18,827 (20.3) 1,517 (1.6) 29,588 (59.3) 18,827 (37.7) 1,517 (3.0) 9,834 1,332 8,723 11,898 10, 계 69,220 16,690 6,920 5,160 6,170 12, ,320 건설화학 유성 수성 분체등 41,715 (78.1) 18,827 (20.3) 1,517 (1.6) 4,800 (28.8) 9,810 (58.8) 2,080 (12.4) 4,865 (70.3) 3,430 (66.5) 3,920 (63.5) 25(0.4) 430(8.3) - 2,030 1,300 2,250 (29.3) (25.2) (36.5) 6,530 (51.6) 3,650 (28.8) 2,480 (19.6) 910 (92.9) ,940 (83.4) ,380 70(7.1) - - (16.6) 계 49, ,831 25,861 3,727 4, ,127 - 동주산업 유성 수성 분체등 36,086 (73.1) 7,647 (15.5) 5,619 (11.4) 562(93) 12,831 42(7) ,991 (49.6) 7,605 (29) 5,265 (21.4) 3,727 4, , 표 6.28은앞서인용된환경부의 VOC 배출억제ㆍ방지시설의저감효율및농도기준설정등에관한연구 에소개된국내 6개사의도로별용제사용량이다. 이러한자료는도료제조업체의적극적인협조가없는한알기가어려운것으로국내도료업체의용제사용량을정확히파악하기에는어려움이있었다. 이표에서대체로수성도료에비해유성도료에서는유기용제를 5배정도사용하고있으며, 상위 6개사의경우연간 583천톤의용제중 443천톤이유성도료에이용됨을예상할수있었다. 또한, 유성도료의사용억제가유기용제배출량삭감에많은도움을줄것으로확인되었다. 표 6.29는이들 6개사에서제조된도료중유기용제함량을나타낸것이다

137 표 6.29 국내페인트용도별성분현황 용도별 건축용중방선박용차량용 PCM 일반공업용목재용도로표지용플라스틱용 회사별 KCC VOC 함량 최소최대최소최대최소최대최소최대최소최대최소최대최소최대최소최대 230/ 520/ 200/ 725/ 240/ 880/ 400/ 660/ 330/ 630/ 480/ 670/ DPI VOC 함량 212/ / / / / / / / / / / / / / / / 490 삼화 VOC 함량 50/ 610/ / 710/ 520/ 570/ 120/ 530/ 건설 VOC 269/ 535/ 234/ 699/ 215/ 692/ 380/ 578/ 275/ 650/ 47/ 710/ 495/ 501/ 426/ 673/ 화학 함량 동주산업 VOC 함량 485/ / / / / / / 0 619/ / / / / / / 374 조광 VOC 함량 280/ / / / / / / / / / / /

138 6.4.2 미국도료중 VOC 함량 미국의경우 VOC 함량기준을설정하기전에시중에서판매되고있는도료중 VOC 함량등에대한조사가이루어졌다 8). 표 6.30은 California 지역에서유통되고있었던도료에대한물성자료이다. 각분야별도료를다시 VOC 함량에따라구별하였으며, 함량기준설정의참고자료로이용되었다고한다. 표 6.30 California 지역도료중 VOC 함량 도장종류시료번호 VOC함량범위 (gm/l)1 평균VOC 함량 (gm/l)1 평균 % 고체 ( 부피비 ) 평균도포면적 (sq 도장간평균건조시간 (hrs) deg.(hrs) 평균Shelf Life(yrs) 락카 (.680g/l) 락카 ( g/l) 락카 ( 550g/l) n/a n/a n/a 1 무광택도료 ( g/l) n/a 1.1 무광택도료 (> g/l) 38 0_< N/a 1.3 바닥용 ( g/l) 바닥용 ( g/l) n/a n/a 바닥용 ( g/l) n/a 공업보수용 ( g/l) n/a 공업보수용 ( g/l) n/a 공업보수용 (<100 g/l) n/a 일반광택도료 ( g/l) 일반광택도료 ( g/l) < n/a n/a 1 8) CEPA, ARB, "Final Program Environmental Impact Report, Suggested Control Measure for Architectural Coatings",

139 < 표 6.30 계속 > 도장종류시료번호 VOC항량범위 (gm/l)1 평균VOC 함량 (gm/l)1 평균 % 고체 ( 부피비 ) 평균도포면적 (sq 도장간평균건조시간 (hrs) 평균Pot deg.(hrs) 평균Shelf Life(yrs) 일반광택도료 (<50 g/l) n/a 1 속건성에나멜 ( g/l) 속건성에나멜 (<250 g/l) 초벌제, 도장제, 언더코팅제 ( g/l) 초벌제, 도장제, 언더코팅제 ( g/l) 초벌제, 도장제, 언더코팅제 (<100g/l) 속건성초벌제, 도장제, 언더코팅제 ( 제외-200g/l) 속건성초벌제, 도장제, 언더코팅제 ( g/l) 속건성초벌제, 도장제, 언더코팅제 (<100 g/l) n/a n/a ** ** ** n/a n/a n/a 1.0 방수충진제 ( g/l) n/a n/a 1.0 방수충진제 (<250 g/l) 스테인 (<250 g/l) n/a 4.5** n/a 7.5 스테인 (<250 g.l) n/a 3.8 California EPA의대기국 (ARB) 는 500개이상의도료에대해각도료마다도포면적, 고체함량, 도장시간등을정리하여표 6.30처럼작성하였다. 이표에서알수있는것은고체함량과 VOC 함량사이에뚜렷한관련이없다는점이다. 뿐만아니라고체량과표면도포량과도정량적인관계를얻을수가없었다고한다. 여기서, 또한주시해야할점은각종류별도료에있어서 VOC 함량이낮은것부터높은제품까지있다는점이다

140 표 6.31 California 지역도료중부피당 VOC 함량과고체비 도장형태 미국캘리포니아 ARB 측정결과 중량판매 중량판매 평균 VOC 함량 (gm/l) 부피당평균고체 (%) 락카 (>550 g/l) 락카 (<550 g/l) 일반도료 ( 비광택 ) (>100 g/l) 일반도료 ( 비광택 ) (<100 g/l) 바닥도료 (>250 g/l) 바닥도료 (<250 g/l) 공업보수용도료 (>250 g/l) 공업보수용도료 (<250 g/l) 일반도료 ( 광택 ) (>150 g/l) 일반도료 ( 광택 )(<150 g/l) 속건성에나멜 (>250 g/l) 속건성에나멜 (<250 g/l) n/a n/a PSU (>200g/l) (>250 g/l) PSU (<200g/l)(<250 g/l) 속건성PSU (>250 g/l) 속건성 PSU (<250 g/l) 방수충진제 (>250 g/l) 방수충진제 (<250 g/l) 스테인 (>250 g/l) 스테인 (<250 g/l) 다르게기록하지않는다면단위는도장의 L( 물과용매를제외한 ) 당 VOC 의 g 이다. 표 6.31 는 California 지역에서유통되고있는도료에있어서부피당 VOC 함량과부피당 고체함량을나타낸것이다. 앞서설명한바와같이고체함량과 VOC 함량은상관관계가 없는것으로확인되었다

141 6.4.3 페인트환경표지제품기준 미국등각국은페인트로인한환경상의피해를최소화하기위하여 VOC, 방향족, 할로겐화및중금속등의함량기준을설정하여관리중에있으며우리나라도폐인트에대한환경표지제품기준 (VOC, 방향족등 ) 을 1998년도에제정하여현재 12개사가환경제품을생산하고있으며앞으로확대될전망이다. 환경제품을소량생산하고있는업체로는유성페인트의경우 ( 주 ) 한페인트의무늬마크 (2002.3) 와유화천연페인트 ( 주 ) 의유화천연페인트 ( 유성 )(2001.8) 의두가지가있었으며, 수성페인트의경우 10개업체 16개제품이있었다. 각국의페인트환경표지제품기준은표 6.32와같다. 표 6.32 각국의페인트환경표지제품기준 성분국가명미국캐나다독일 EU 뉴질랜드우리나라 VOC 함량 유성 200 g/l 380 g/l 15 %/w 200 g/l 300 g/l 380 g/l 수성 10 %/w classⅠ: 30 g/l classⅡ: 200 g/l 100 g/l 50 g/l 방향족 1.0 %/w 8 %/w - classⅠ: 0.5 %/w classⅡ: 1.5 %/w 5 %/w 25 %/w 할로겐함유금지함유금지함유금지함유금지 250 mg /l 250ppm 주 : classⅠ(60 에서 specular gloss 가 45unit 이하인페인트 ) classⅡ(60 에서 specular gloss 가 45unit 이상인페인트 ) 페인트중 VOC 함량설정방법은미국의경우와같이페인트종류별로기준을정하는것이바람직하며, 그기준은미국기준과우리여건을감안한기준설정이필요하다. 앞서환경부의보고서에서도우리나라의건축용에사용된수성페인트비율이 52% 로미국의사용비율 78% 와비교해볼때매우낮은수준으로앞으로는건축분야에수성페인트의사용을확대할필요가있다고본다. 또한, 페인트에대한환경표지제품기준은설정되어있으나여전히참여사가많지않아공공기관에서사용되는도료에대해서는친환경도료의사용을의무화하는등에의해참여기업을확대시켜나가야할것이다

142 6.5 도장으로인한 VOC 배출량 건축용도장 건축도장시설에서의도료의사용량은산업화및도시화에따라해마다증가하고있으며, 신설공사뿐만이아니라기존건물, 시설구조물의보전을위한도장공사등해마다그수요가증가하고있으나작업조건이나입지조건이서로상이하며표준화하기어렵고대부분방지시설없이실외또는거주하고있는공간에서이루어지고있다. 국내의건축용도료로사용되는양의 80% 가수성도료로써아파트내외부의도장에활용되고있어특별한방지시설을갖추지않고있으며, 교각밑부분의철구조물에대한도장은주로수지에멀젼도료및조합페인트, 우레탄계도료가가장널리사용되고있으며, 지붕기와용및본타일상도용, 아크릴계도료, 일반철재용방청프라이머, 시멘트몰탈면하도용과콘크리트등외부벽면발수제인콘크리트용프라이며및표면처리제, 목재용및콘크리트표면조정용퍼티류, 건축내외부곰팡이청소용방미도료, 본타일석고보드하도용중도제및내외장도장용입체무늬도료, 박막형후막형바닥재용도료, 크린룸의벽천장바닥용도료, 각종경기장용중도상도료가사용되고있다. 표 6.33는 1996년부터 200년까지건축용도장과정중 VOC 배출량을산정한결과로 1998 년에는건축용도료의생산량이감소하여배출량도 16,554톤이발생하였으나 2000년에는 22,898톤이발생하였다. 표 6.33 건축용도장과정중도료생산량및 VOC 배출량변화 ( 단위 : 톤 / 년 ) 1996 년 1997 년 1998 년 1999 년 2000 년 도료생산량 203, , , , ,716 건축용도료 ( 유성 ) 40,736 40,657 28,443 34,810 39,343 VOC 배출량 23,736 23,662 16,554 20,259 22,898 ex) 196,716 ton 0.2( 수성비율 ) 582 kg /ton( 배출계수 ) = 22,898 ton (2000 년 )

143 6.5.2 자동차도장 자동차의수출이증가하면서종래의도장방법에대폭적인개선이진전되어새로운내기후성인좋은도료도장기술이개발되었다. 특히캐나다나북미지역에서염해부식에대응하기위하여자동차차체의소재에도아연철판이나징크리치페인트, 프리코트강판을사용하게되었으며차체하부의도장에도아니온형에서카티온형전착프라이머의채용, 내치핑실러, 박스섹션형방식페인트의사용등과같이점차로도장설비및기기와기술개발이진행되고있다. 도장기술의발달로용제의변화가이루어져 VOC 배출량은감소하는추세이나도장방법의개선을위해선공정변화나부지의확장등의현실적문제가있다. 자동차도장과정중 VOC의발생량산정에사용된배출계수는 650 kg /ton( 국립환경연구원,1999) 을사용하였다. 보수용차량에비하여신차용에서 VOC가더많이발생했다고사료된다. 표 6.34는 1996년부터 2000년까지자동차도장과정중 VOC의발생량을산정한결과로 1998년에는생산량이감소한관계로 VOC 발생량도신차용 33,108톤, 보수용 6,979톤으로 1997년도에비해낮았다. 2000년에는신차용에서 4,797톤, 보수용에서 10,548톤이발생하였으며총자동차도장과정중에서 VOC가 55,345톤이발생한것으로조사되었다. 표 6.34 자동차도장과정중도료생산량및 VOC 배출량현황 ( 단위 : 톤 / 년 ) 1996 년 1997 년 1998 년 1999 년 2000 년 도료생산량 신차용 64,492 75,821 50,935 63,643 68,918 보수용 14,603 14,370 10,738 14,467 16,228 VOC 배출량 신차용 41,920 49,284 33,108 41,368 44,797 보수용 9,492 9,341 6,979 9,404 10,548 VOC 배출량계 51,412 58,625 40,087 50,772 55,

144 7. 국내건축용도료 VOC 함량기준설정 7.1 건축용도료제조사의 1 차안 환경부에서는날로심각해져가는수도권의오존문제를해결하기위해대기중 VOC 양을줄이려는정책을펼치고, 그중에서도도장과정에서발생되는유기용제의삭감에대해우선적으로추진할계획이라고한다. 그러기위해환경부는지난해 ( ) 국내페인트및잉크제조회사의모임인한국페인트ㆍ잉크협동조합을통해건축용도료로사용되는페인트중유기용제삭감을위한함량기준안을제안하도록국내제조사에게의뢰한바가있다. 다음은당시협동조합에서함량기준에대한의견수렴과정의경과이다 * VOCs 함량기준마련을위한업체실무자 1차회의개최 ( 페인트조합 ) * 추진계획수립, 각사 VOCs 함량조사제출키로함 * 업체실무자 2차회의개최 ( 페인트조합 ) * 각사조사자료에근거하여기준안마련 * 업체실무자 3차회의개최 ( 페인트조합 ) * VOCs 함량기준안최종확정 * 페인트업체공청회개최 ( 페인트조합회원사 ) 환경부에 VOC 함량기준 (1차안) 제안 이과정에서수렴된국내페인트중유기용제함량기준은다음그림 7.1와같은과정을거쳐각제조사의주요제품에대한유기용제함량에관한자료를토대로만들어졌다고한다. 6장에서설명한바와같이우리나라에서는도료중유기용제에대한규제는대단히생소한것으로분류체계나측정법, 함량기준설정에대한깊은이해가확립되지않은상황에서추진되었다는된점에서미비한점이많았다고할수있었다. 그러나서로이해관계가얽힌제조업체측이마련한기준이라는점은대단히고무적이라할수있으며대기질개선을위해선진각국뿐만아니라 VOC에대한대응을서둘러야한다는인식을가지고있는것으로생각되었다

145 그림 7.1 페인트조합의페인트용기내 VOCs 함량기준설정과정 표 7.1은당시연말페인트조합에서제시된도료중용제함량기준이다. 건축용으로비교적사용량이많은도료에대한것으로분류법은국내 KS 규격에명시된것을따랐고함량기준설정은점도를함께명시하였다. 이는 KS 등도료제품의표준규격에서는점도와용제량이중요사양이기때문이다. 제안된기준은희석제나면제도료와같은미국에서의규제방식과는다른면모를볼수있었다. 규제대상의도료를 KS 규격을가능한한수렴하려고하였으며한분류내에서도다시점성이나색에따라함량기준을달리하고있다. 이러한기준은제조자의입장에서는도료의내용물이나물성을쉽게파악할수있어서관리및제조가쉽다는이점이있지만페인트에관한지식이없는사용자측으로는쉽게파악하기어려운기준이라할수있다. 아울러각도료의생산량이나함량기준이달성되었을경우대기중에배출되는 VOC 삭감량산정을예상하기에는힘든내용이었다

146 표 7.1 국내페인트 4 사가제안 (1 차 ) 한건축용도료중 VOC 함량기준 ( ) 대분류 소분류 규격항목 설정치 규격안 1종 정도 VOC 240 2종 정도 VOC 340 광명단조합페인트정도 * 점도기준 : 70~90KU/25 3종 VOC 475 * VOCs 기준 : 350g/L 4종 정도 VOC 470 5종 정도 VOC 310 백색 / 담색 정도 VOC 390 조합페인트 청색 / 흑색정도 VOC 450 * 점도기준 : 80~95KU/25 적색정도 * VOCs 기준 : 350g/L VOC 450 황색및기타 정도 VOC 450 정도 백색 * 점도기준 : 70~95KU/25 상온형도료표지용 VOC 550 * VOCs 기준 : 450g/L 정도 황색 ( 기타안 500) VOC 550 정도 종 * 점도기준 : 65~95KU/25 크롬산아연 VOC 450 * VOCs 기준 : 450g/L 방청페인트-5323 정도 종 ( 기타안 500) VOC 500 정도 종 VOC 150 * 점도기준 : 65~100KU/25 아연프라이머정도 종 * VOCs 기준 : 430g/L VOC 430 ( 기타안 400, 450) 정도 종 VOC 400 백색 / 담색 정도 VOC 500 정도 청색 / 흑색 * 점도기준 : 70~90KU/25 스트레이트기와용 VOC 550 * VOCs 기준 : 550g/L 정도 적색 ( 기타안 500,750) VOC 550 황색및기타 정도 VOC 550 백색 / 담색 정도 VOC 500 정도 자연건조형청색 / 흑색 * 점도기준 : 70~90KU/25 VOC 550 알키드에나멜 * VOCs 기준 : 550g/L 정도 적색 ( 기타안 500) VOC 500 황색및기타 정도 VOC

147 7.2 페인트조합의도료중 VOC 함량기준안 (2 차안 ) 2002년 5월환경부로부터이과제를위탁받은연구진은우선국외의도료중유기용제배출규제에관한자료를수집하기시작하였고선진국의유기용제관리제도에대한이해를깊게하고우리의실정에맞는용제사용삭감계획을마련하는것에주력을하였다. 과제수행중도료업계로부터의의견을수렴하기위해상위 4개사를직접방문하여의견을청취하였으나 4개사는 2001년가을에제출된안이최선이라는답이전부였다. 방문했던회사관계자대부분이환경부에서추진하게된유기용제함량기준설정의이유를충분히이해하지못했던것으로파악되었으며뿐만아니라유럽이나미국의용제규제에대한내용을충분히알고있는사람이많지않는듯하였다. 9월 27일한양대학교안산캠퍼스에도료제조사의의견을묻기위해선진국의유기용제규제에관한설명과우리나라에서도유기용제관리가필요하게된배경을알리는기회가마련되었다. 이과정에서미국의유기용제함량기준에대한설명이강조되었으며, 건축물에이용되는도료의경우도료중용제함량기준을설정하여 VOC를관리하면대기중배출을억제시킬수있는좋은방안이라는앞으로의정책방향을이야기한바가있다. 설명회후페인트ㆍ잉크조합에서새로운안이제안되었으며, 표 7.2는이때조합측으로부터받은자료를정리한것이다. 이표에서보듯이 1차안보다도료를조금어상세히분류하였으며, 분류명칭도미국에서불리는명칭으로변화되었다고할수있었다. 그리고각제조사의제품을이분류법에맞추어분류하는시도가이루어졌으며유기용제함량도각도료에서최대희석배율로희석혼합된도료, 즉사용직전의상태로만든도료중에서의용제함량범위를명시한것으로바뀌었다. 이표에서각사의함량범위를나타내고있으나빈칸은해당제품을제조하고있지않는듯하다. 제안된기준은각분류에들어가는각제조사의제품중용제함량범위 ( 표 7.2) 를참고해볼때대체로최대함량과최소함량의중간쯤을제안하고있음을짐작할수있었다. 1 차안과겹치는항목의경우대부분은더강화된수치를제안하고있었으나녹방지용이나교통표지용도료의경우는함량기준을더완화시켰음을확인할수있었다. 이표에서는각분류에대한세분류를색상으로다시분류하고있는데일부분류된내용중에는미국의방식과는달리유기안료또는무기안료와같은성분에의한분류를사용하고있다. 미국의분류방식이철저한사용자위주라고할때조합에서제시한두번째안의제안된분류에는여전히성분을의미하는내용이있어서분류체계에대한통일된의견이필요할것으로사료되었다

148 표 7.2 한국페인트ㆍ잉크공업협동조합의도료중 VOC 함량기준안 (2 차 ) 와 VOC 함량범위 분류 2 차안 1 차안색상 A B C D E 콘크리트표면억제제 780 투명 750/ / / / /839 무기안료 510/ / / /562 고내구성도료 770 유기안료 720/ / /567 투명 590/ / /684 화재지연 / 방지용도료 750 유광 621/ / / / / 무광 555/ / / /666 무기안료 540/ / / /551 바닥용도료 500 유기안료 507/553 투명 475/523 고온용도료 650 무기안료 570/ / / /735 유기안료 583/ /650 금속안료도료 500 무기안료 340/ / / /464 무기안료 503/ / / /603 산업보수용도료 600 유기안료 561/ / / /601 투명 596/ / / /621 무기안료 680/ / / / /747 락카 720 유기안료 670/ / / /768 투명 660/ / / /720 다체무늬도료 560 무기안료 400/ / / /560 전처리용세척프라이머 무기안료 756/ / / / /685 프라이머언더코트 680 투명 520/ / / /683 에나멜 무기안료 470/ / / / /585 유기안료 500/ / / / /551 조합페인트 무기안료 385/ / / / /474 유기안료 370/ / / / /503 무기안료 452/ / / / /624 지붕용도료 유기안료 560/ / / / /604 투명 565/ / / / /574 녹방지도료 무기안료 380/ / / / /547 교통표지용도료 무기안료 535/ / / / /596 니스 투명 460/ / / / /541 방수실러및방수처리제 600 무기안료 660/ / /598 목재보호제 700 투명 640/ / /564 * 1 차 : 용기 VOC(g/L), * 2 차 : 희석 VOC (g/l) 표 7.3은표 7.2에서제시된자료중 B에서 E사의제품의연간생산량을나타낸것이다. A사의경우제품내용제함량범위는제시되었으나해당제품의연간생산량에대한보고는없었다. 이들 4개사의자료에서바닥용도료, 락카, 에나멜, 조합페인트, 방수실러등의생산량이많음을알수있었다

149 표 7.3 조합안 (2 차 ) 에해당하는국내 4 개사제품 ( kl /yr) 분류생산량색상 B C D E 비고 콘크리트표면억제제 1052 투명 발수제 869 무기안료 고내구성도료 화재지연 / 방지용도료 바닥용도료 120 유기안료 투명 1, 유광 무광 무기안료 유기안료 투명 210 6, 불소도료 방염도료 에폭시바닥재 156 무기안료 고온용도료 21 유기안료 21 금속안료도료 115 무기안료 내열도료은분페인트 산업보수용도료 락카 824 무기안료 유기안료 투명 83 1, 무기안료 유기안료 투명 171 9, 아크릴우레탄 초화면 -알키드 다체무늬도료 1135 무기안료 전처리용세척프라이머 217 무기안료 워시프라이머 프라이머언더코트 1519 투명 바닥재하도 에나멜 조합페인트 지붕용도료 7515 무기안료 유기안료 무기안료 유기안료 무기안료 유기안료 투명 1 9, KSM 5701 KSM 5312 KSM 5700 녹방지도료 1255 무기안료 KSM 5323 교통표지용도료 839 무기안료 KSM 5322 니스 1350 투명 스파바니쉬 방수실러및방수처리제 3028 무기안료 방수용상도 목재보호제 27 투명 1 26 목재용방부제 소계 4,443 9,758 6,560 14,145 합계 34,906 * A 사는자료미제출

150 고내구성도료의경우 C, D 및 E사제품에서의용제함량범위가명시되어있었으나생산량이전혀없는점으로보아판매량이극히적어누락이되었을것으로추정되었다. 고내구성도료중무기안료에있어서 D사의경우용제함량범위를제시하였으나생산량이없는것으로보아생산제품이제고로있되판매되고있지않는것으로추정되었다. 방염도료 ( 화재지연방지도료 ) 의경우위 5개사모두제조하고있는것으로보이나표 7.3 에서볼때실제판매는 D, E사에서만이루어진것으로볼수있었다. 바닥용도료중무기안료로된것은 B, C, D, E사가제조를한것으로보고하고있으나 B사의경우용제함량범위가제시되고있지않았다. 그리고역시유기안료로되어있거나투명한바닥용도료에있어서는용제함량범위는 E사만제시하고있으나생산은 B사와 E사의자료가제시되어있었다. 고온용도료의경우 B사를제외한나머지 4개사가용제함량범위를제시하였으나 D사와 E사만이생산량을보고하고있었다. 이는이 2개사만이고온용도료가판매되고있을것으로추정되었다. 금속안료의경우 E사를제외한 A, B, C, D가용제함량범위를제시하였으나 B사와 D사이외에는생산량에대한보고가없었다. 산업보수용도료의경우 B사의생산량이압도적으로많다고되어있으며 C사의경우용제함량범위와생산량이없는것으로보아생산하지않는것으로추정되었다. 사용량이매우많은락카의경우 A사를제외하고용제함량범위가명시된분류에해당하는각사의생산량에대한자료가갖추어져있었다. 표 7.3에서는표에표시된 4개사중역시 B사의생산량이가장많았으며, 다른도료에비해용제함량이비교적높아서이로부터배출되는 VOC의양이많음을예상할수있었다. 다채무늬도료의경우 E사제품에대한생산량정보가없었다. 교통표지용도료의경우 4개사가대체로비슷한생산량을기록하고있었다. 목재용의경우미국의목재도료에대한의미와달리제시된내용을볼때우리나라에서는목재방부제를의미한것으로추정되었다. 비고난에분류명칭을제조업체에서흔히사용되고있는명칭을명시한것으로보이며국내도료업체의제조기준이 KS에강한영향을받고있음을짐작할수있었다. 페인트조합에서제안된이기준을토대로각사제품의용제함량중제안된기준을어느정도넘는것인가알기위해각사제품의함량에서제안된기준치를빼준값을표 7.4 에나타내었다. 이표에서보면고내구성도료, 화재방지용도료, 전처리용세척프라이머나다채무늬도료의경우용제함량범위를제시한 5개사의도료에대해제안된기준을넘기는제품이전혀없음을알수있으며, 제안된기준이적어도이들 5개사제품에는아무런영향을주지않음을예상할수있었다. 산업보수용도료의경우 B사만이제안된기준을크게벗어나고있으며 B사제품의경우시급히조성조정이있어야할것으로예상되었다. 전체적으로보아금속안료, 산업보수용, 조합페인트, 지붕용, 녹방지용도료에서 B사가

151 제안된기준을넘는제품이많을것으로예상되었고금속안료, 에나멜, 조합페인트, 지붕용도료, 녹방지, 교통표시판, 니스등에서 C사가제안된기준을넘는제품이많을것으로예상되었다. 표 7.4 조합안 (2차) VOC 함량초과분 ( 단위 : kl /yr) 분 류 조합 ( 안 ) 색상 A B C D E 비고 콘크리트표면억제제 780 투명 0/0 0/0 0/0 0/0 59/59 발수제 무기안료 0/0 0/0 0/0 0/0 고내구성도료 770 유기안료 0/0 0/0 0/0 불소도료 투명 0/0 0/0 0/0 화재지연 / 방지용도료 750 유광 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 750 무광 0/0 0/0 0/0 0/0 방염도료 무기안료 40/140 0/0 0/0 0/51 바닥용도료 500 유기안료 7/53 에폭시바닥재 투명 0/23 고온용도료 650 무기안료 0/0 0/0 0/0 48/85 내열도료 유기안료 0/0 0/0 은분페인트 금속안료도료 500 무기안료 0/0 105/ /0 0/0 무기안료 0/0 182/191 0/0 0/3 산업보수용도료 600 유기안료 0/37 93/112 0/7 0/1 아크릴우레탄 투명 0/63 30/656 21/43 0/21 무기안료 0/20 0/0 0/26 0/0 0/27 락카 720 유기안료 0/13 0/0 0/0 0/48 초화면 -알키드 투명 0/0 0/3 0/39 0/0 다채무늬도료 560 무기안료 0/0 0/0 0/0 0/0 전처리용세척프라이머 770 무기안료 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 워시프라이머 프라이머언더코트 680 투명 0/0 0/0 0/58 0/83 바닥재하도 에나멜 550 무기안료 0/10 0/28 0/70 0/0 0/35 KSM 5701 유기안료 0/30 0/0 0/70 0/0 0/1 조합페인트 450 무기안료 0/50 67/133 0/109 0/0 0/24 KSM 5312 유기안료 0/40 78/141 0/109 0/0 0/53 무기안료 0/0 76/102 55/55 0/0 0/4 지붕용도료 620 유기안료 0/30 0/5 0/120 0/0 0/0 KSM 5700 투명 0/30 0/0 70/140 0/0 0/0 녹방지도료 550 무기안료 0/0 20/124 40/120 0/0 0/0 KSM 5323 교통표지용도료 600 무기안료 0/40 0/0 30/153 0/0 0/0 KSM 5322 니스 560 투명 0/0 0/27 60/87 0/0 0/0 스파바니쉬 방수실러및방수처리제 600 무기안료 60/91 0/0 0/0 방수용상도 목재보호제 700 투명 0/0 5/5 0/0 목재용방부제

152 제안된기준과 4 개제조사의제조량을토대로기준치를넘는유기용제량을추정하여다 음표 7.5 에정리해보았다. 표 7.5 조합안 (2 차 ) 기준에의한 VOC 초과량 ton/yr 분 류 생산량 색상 B C D E 콘크리트표면억제제 1052 투명 / 무기안료 0 0 고내구성도료 120 유기안료 0 0 투명 111 유광 0 0 화재지연 / 방지용도료 138 무광 무기안료 /106.9 바닥용도료 1770 유기안료 0 8.0/ 투명 0 0/ 무기안료 0 5.1/9.1 고온용도료 21 유기안료 0 금속안료도료 115 무기안료 6.1/ 무기안료 90.8/ /0.4 산업보수용도료 302 유기안료 23.2/27.9 0/ 투명 2.4/ / 무기안료 0 0/ /62.7 락카 1784 유기안료 0 0 0/ 투명 0/0.5 0/1.9 0 다체무늬도료 1135 무기안료 전처리용세척프라이머 217 무기안료 프라이머언더코트 1519 투명 0 0/13.7 0/106.2 에나멜 7515 무기안료 0/22.1 0/ / 유기안료 0 0 0/1.1 조합페인트 3335 무기안료 3.7/7.3 0/ / 유기안료 2.9/ / 무기안료 0.03/ / /5.7 지붕용도료 395 유기안료 0/ 투명 0/ 녹방지도료 1255 무기안료 1.4/ / 교통표지용도료 839 무기안료 0 3.2/ 니스 1350 투명 0/ 방수실러및방수처리제 3028 무기안료 147.5/ 목재보호제 27 투명 5/5 0 소 계 130.5/ / / /567.1 합계 494.8/1,

153 이표에서각사의기준초과용제량을합산한결과연간최소 kl, 최대 1,505 kl로 만일협동조합에서제안된기준이하로각제조사의제품의 VOC 함량을낮춘다면 1 일 1 kl ~5 kl의대기중 VOC 배출억제를기대할수있을것이다. 7.3 페인트조합안과미국기준과의비교 국내페인트및잉크제조사의도료중용제함량기준에대한제안은세계적으로오존으로인한피해가가속되고있는가운데, 그원인제공자로서일부역할을하고있다고생각할때환경문제에대해적극적인대처해나가고있음을의미하며대단히환영할만한일이라할수있다. 여기서조합에서제안한기준을미국의기준과평가해보는것은제안된기준이적절한가를가늠해보는수단이될수있을것이다. 표 7.6은현재미국에서가장강한함량기준이설정된주인캘리포니아지역에서판매되고있는도료중용제의평균함량을나타낸것이다. 이표에서주의를기울여야할부분은첫째도료에대한분류를철저히사용자위주로하였고, 또한 EPA 보다분류를적게하고있는데이는이지역에서많이사용되고있는도료를고려한점이다. 그리고둘째로유기용제가많이포함된도료를유성으로분류하고용제함량이적은도료를모두수성으로분류하고있다. 이렇게분류한것은소비자의입장에서대기환경에해로운유기용제함량이많은도료와유기용제함량이적은도료를최종소비자가쉽게구별하여, 유기용제함량이적은도료사용을유도하기위함이다. 그리고사용량이많은도료에대한용제함량기준을엄격히설정하여대기중 VOC 배출량삭감효과를증대시키고있다고할수있다. 도료용기에유기용제함량을명시하고, 대기중으로배출된유기용제로인해농작물이나건강에피해를받는다고주민들에게홍보하여주민스스로유기용제함량이낮은도료를사용하도록유도하고도료제조업체에게는유기용제함량이많은도료에대해부과금을지불하도록하여최종적으로 VOC 함량이높은도료가사용되지않도록정책을펼치고있는것이다. 표 7.6의내용에서건물의내외벽에바르는도료는 VOC 함량이낮은 (100이하) 도료가판매되고있으며, 불투명방수용실러, 수영장용도료, 금속안료도료, 천연수지도료등몇가지도료의경우는아직수성화가되어있지않거나근본적으로수성화가불가능한것으로알려져있다. 한편, 방화용도료는유성이없는듯하다

154 표 7.6 미국 California 지역도료분류및 VOC 함량과국내명칭 구 분 평균 VOC 함량 (g/l) 유성 수성 국내명칭 건축용도료외부용무광택도료외부용광택도료내부용무광택도료내부용광택도료반광택도료 아크릴계우레탄계 불투명착색제바탕제 조합페인트프라이머언더코트바닥용도료 프라이머실러방수용실러 ( 투명 ) 방수용실러 ( 불투명 ) 속건성바탕제, 프라미어, 실러아스팔트계포장재 a 31 4 바닥제하도방수용상도발수제 고성능건축용도료지붕용도료락카니스 불소도료지붕용도료초화면-알키드 ( 락카 ) 스파바니쉬에나멜 특수목적 / 산업보수용도료 수영장용도료건성분무용도료표면처리용도료금속안료도료방화용도료낙서방지용도료콘크리트양생제기포방출제 ( 거푸집이형제 ) 그림용도료고온용도료산업보수용도료다채무늬도료전처리용세척프라이머센딩실러천연수지도료교통표지용도료 a a a a 42 a 112 a a 192 a 85 은분페인트방염도료내열도료아크릴우레탄다채무늬도료워시프라이머교통표지용도료 관련페인트제품 지하용목재보호제반투명목재보호제투명목재보호제불투명목재보호제 a a 목재용방부제

155 국내페인트조합에서제안된도료중함량기준과미국환경청기준및비교적함량기준이엄격한캘리포니아주의기준을표 7.7에함께실었다. EPA의기준은안테나도료, 핵도료등지나치게세밀히분류한면을볼수있는데이는미국전역에서사용되는모든건축용도료를분류한것이기때문이다. 반면국내페인트협회에서제시한분류는 1안에비해 2안이상세해지기는했으나캘리포니아지역의도료분류법에비해서는덜상세하였다. 페인트협회에서제시한기준은 EPA 기준치와거의유사한면이있으나전반적으로캘리포니아지역의기준보다는훨씬덜엄격한기준이라할수있었다. 캘리포니아지역의기준은오존농도가극심한지역에서이를해결하기위한강력한수단으로유기용제의사용을금지시키는것과같은효력을지닐정도의기준이라할수있다. 우리나라의분류법에서는캘리포니아지역의분류법을참고로현재국내에서널리사용되고있는도료를사용자측의입장에서분류하고함량기준은 EPA의기준을참고로하되향후대기질중오존농도가계속증가될추세라면캘리포니아기준을적용할필요가있을것이다

156 표 7.7 미국규제와국내제조사안비교 도료목록 국내명칭 EPA 안테나용도료 530 오염방지용도료 450 낙서방지용도료 600 역청도료및메스틱스 500 ( 아스팔트계포장재 ) 접착방지제 600 칼시민재도포제 475 칠판재피막제 450 콘크리트양생제 350 콘크리트양생및씰링제 700 콘크리트보호도료 400 콘크리트표면억제제 발수제 780 변환니스 725 건무도료 400 고내구성도료 ( 고성능건축용 ) 불소도료 800 파우마감제 / 광택제 700 화재지연 / 방지용도료 방염도료 투명 무광 850 불투명 유광 450 무광택용도료 : 외부 250 내부 250 바닥용도료 400 유동도료 650 기포방출제 ( 거푸집용이형제 ) 450 그래픽아트용 ( 그림용 ) 도료 500 열반응도료 420 고온용도료 650 조밀이멀젼도료 내열도료 780 산업보수용도료 450 락카 ( 락카샌딩실러포함 ) 아크릴우레탄 680 마그네사이트시멘트용도료 초화면알키드 600 메스틱테스처도료 300 금속안료도료 500 다채무늬도료 은분페인트 580 장식용비철금속래커 & 표면보호제 870 광택도료 외부 380 내부 380 반광택도료 핵도료 450 CA 제정당시 제조사안 국내 (4개사) 2차 1차 생산량

157 < 표 7.7 계속 > 도료목록국내명칭 EPA CA 제정당시 제조사안 2 차 1 차 생산량 전처리용세척프라이머표면처리용도료프라이머 & 언더코우트프라미어바탕제속건성도료에나멜프라이머, 실러, 언더코우트조합페인트보수유지용열가소성도료지붕용도료녹방지용도료센딩실러 ( 락카센딩실러이외 ) 실러셀락 : 투명불투명착색제 : 투명및반투명불투명저급솔리드착색조절제수영장용도료열가소성고무코팅제및메스틱스교통표지용도료니스방수실러및처리제콘크리트목재목재보호제지하목재보호제투명및반투명반투명투명불투명저급솔리드지역표지용도료천연수지도료 워시프라이머바닥재하도 KSM5701 KSM5312 KSM5700 KSM5323 KSM5322 스파바니쉬방수용상도목재방부제 차제시안 : 용기 VOC(g/L), 2 차제시안 : 희석 VOC(g/L)

158 7.4 건축용도료규제방안 건축용도료의분류 도료중유기용제의규제목적이유기용제의대기중휘발이필수적인도장에사용되는도료에대해원천적으로대기중에배출되는유기용제의양을줄이려는의도이다. 즉, 아파트의내벽, 외벽에대한도장, 베란다방수, 화장실도색, 도로에표지하기위한도장, 지붕위를방수하는작업, 놀이터철구조물에대한녹방지용칠, 나무로된마루의니스칠등은칠하는과정에서사용된유기용제는모으거나회수할수없으며최종적으로는건조에의해대기중으로날아가버린다. 따라서이러한도장에사용되는모든도료는유기용제가적게든도료를사용하도록제도를만들어야할것이다. 그런데실질적으로이러한작업으로인해배출되는유기용제의배출량을줄이기위한수단은유기용제가적게포함된도료를사용하는것이외는별다른방법이없을것으로보인다. 따라서도료를칠한후불가피하게건조에의해용제가대기중으로배출되는도료에대해서는규제대상의도료로삼아야할것이다. 반면실내에서반복적으로사용되는도료, 예를들어, 가구공장에서가구제조시사용되는도료, 자동차제조시사용되는도료, 공장내에서철판에페인트를칠해물건을만드는공정에서이용되는도료등은규제대상에서제외된다. 이러한도료는물건의제작혹은수리에서반복적으로사용되며, 비교적밀폐된공간 ( 공장내 ) 에서이루어지는작업이라는점때문에적절한장치를하면도색과정에서발생된유기용제를모을수있기때문이다. 모아진유기용제는소각, 흡착, 분해등에의해대기중에배출되는것을막을수있을것이다. 따라서그러한과정에서발생되는유기용제는도료중기준치에의한규제보다는도장과정에서발생된유기용제가대기중에그대로배출되지않도록하는시설을갖추도록유도하고사업장내총유기용제사용량을삭감하는제도를수립하는것이바람직할것이다. 결국이연구에서의목표가되는도료중유기용제에대한삭감정책은, 삭감의대상이되는도료가무엇인지이해할필요가있다고본다. 유기용제삭감의대상이되는도료즉규제대상이되는건축용도료란대체로지상에연속적으로존재하기위해처음으로설치되거나또는설립된구조물의보수를목적으로일시적으로사용되는도료중유기용제에해당하며공장내에서제품을만들기위해반복적으로사용되는도료는이에해당하지않는다고할수있다. 이러한개념은결국규제대상의도료를한마디로건축용도료라고표현되고있지만녹방지용도료가자전거공장에서대량으로사용되는경우규제대상이되지않지만이도료가아파트의배란다에있는철봉을보호하기위해사용되었다면규제대상이된다고할수있다. 이는공장내에서사용될경우는발생된유기용제를회수또는제거할수있는데반해건축물에사용될경우전량대기중으로배출될수밖에없기때문이다

159 이러한배경아래규제대상건축용도료에대해분류를생각한다면현재우리나라에서제조되고있는대부분의도료가규제대상이될수있을것으로본다. 표 7.8은캘리포니아주가사용하고있는분류방식과함량기준및시중에서판매되고있는도료중이들기준에맞는제품의수를조사한것이다. 일반인이사용한다는가정에의해페인트의용도별로쉽게분류하였으며표에서알수있듯이설정기준을만족시키지못하는제품도많지않음을알수있다. 표 7.9는미국의분류방식과우리나라의페인트제조회사의분류를참고로공통분모를찾아우리실정에맞는분류법을제안해보았다. 이와함께미국 EPA의기준, 캘리포니아기준, 국내페인트조합의안을함께실었으며이들자료를참고하여적절한함량기준을마지막칸에제시하였다. 여기서일반도료란우리나라의건축물의재료로사용되는콘크리트벽면에흔히이용되는도료를의미한다. 이러한도료는시중에서쉽게구할수있으며일반인이페인트가게에서단순히색깔만보고구입할때건너받는페인트를말한다. 이러한페인트는실제로건물의콘크리트부분뿐아니라나무, 플라스틱, 금속등확연히용도가구별되어사용되지않은도료라할수있다. 이러한일반도료는다시광택이있는것과없는것으로나눌수있으며도장후건조되면서광택의유무가달라진다. 페인트에있어서광택의유무는도료마다구분되는경우가많았다. 특수한목적으로이용되거나특정기능을가진도료에대해서는모두특수도료로구분하였다. 이는일반이이라도녹을방지하기위해사용하는도료는녹이잘쓰는철구조물에만바른다는것은상식이며구입역시녹방지페인트, 방청페인트등의이름으로구입하고있다. 아스팔트는도로에포장되거나옥상에방수를목적으로사용되고, 화재방지용, 지붕용, 방수용, 실내또는실외바닥재등은그이름으로그용도가쉽게알수있는분류방식일것이다. 틈새가있는곳에는도색하기전에충전재를채워야할것이므로이러한목적으로사용되는것을실러라고하고여러층으로도색을할경우처음사용되는도료를프라이머등으로명명할수있다. 이표중에서산업보수용도료란공장내에설치된기계등에다시도색을하기위해사용되는도료를의미한다. 이분류법에이용된항목은비교적쉽게그용도를예상할수있을것으로생각된다. 한편, 우리나라에서는사용량이많은조합페인트는제안된분류방식에정확히맞는항목이없어우선은일반광택도료의범주에넣어보았다

160 표 7.8 미국 California 주 (South Coast AQMD 제외 ) 규제대상도료 도료분류 함량기준 (g/l ) 적법제품수 / 총수 VOC 삭감량 ( 톤 / 일 ) 과삭감률 (%) 적법제품비율 (%) 무광택일반도료 100 1,097/2, / 일반광택도료 - 저광택 - 중광택 - 고광택 / / / /6 1.06/16 0/ 특수도료 안테나용 530 보고없음 0/0 ~100 오염방지용 400 비공개 0/0 100 지붕용역청도료 /151 0/0 98 지붕용프라이머 350 조사안함 0/0 알수없음 접착방지제 350 비공개 0/0 비공개 투명목재도료 - 투명브러쉬용락카 - 락카 ( 센딩실러 ) - 기타센딩실러 - 니스 - 투명 - 반투명 조사안함 138/403 5/31 146/341 28/90 0/0 1.03/41 0/0 0/0 알수없음 콘크리트양생제 /47 0/ 건무도료 /51 0/ 파우마감제 350 조사안함 0/0 ~100 화재방지용 350 조사안함 0/0 알수없음 화재지연용 - 투명 - 불투명 미공개 53/57 0/0 0/ 바닥용도료 /578 0/ 유동도료 420 보고없음 0/0 ~100 기포방출제 250 미공개 /13 0/0 미공개

161 < 표 7.8 계속 > 도료분류 그래픽아트용 ( 싸인페인트 ) 함량기준 VOC 삭감량 ( 톤 / 일 ) 과적법제품수 / 총수적법제품비율 (%) (g/l ) 삭감률 (%) /108 0/ 고온도료용 /93 0/ 산업보수용 /2, / 저급솔리드도료 120 미공개 0/0 미공개 마그네사이트시멘트용 450 미공개 /5 0/0 미공개 금속안료도료 / / 전처리용세척프라이머 420 미공개 /30 0/0 미공개 프라이머실러및언더코트 / / 속건성도료 250 미공개 / /44 미공개 속건성프라이머실러및언더코트 / / 지붕용도료 /174 0/ 녹방지용도료 /25 0/ 셀락 - 투명 - 불투명특수프라이머실러및언더코트 730 2/2 0/ /10 0/ 조사안함 0/0 알수없음 착색제 (stain) / / 수영장용 340 미공개 /18 0/0 미공개 수영장보수유지용 340 0/6 0.03/70 0 온도지시안정용 550 조사안함 0/0 높음 방수용실러 0.39/36 - 콘크리트 / 석조 - 목재 조사안함조사안함 목재보호용 지하용 - 투명 - 반투명 - 불투명 미공개 16/20 20/25 미공개 0/0 0/0 0/0 0/0 미공개 미공개

162 표 7.9 국내규제대상도료분류및 VOC 함량기준안 ( 단위 :g/l ) 분류안국내이름 EPA 기준 California 기준 1) 조합 2 차안 5 개사함량제안기준 일반도료 ( 마감용, 벽면용 ) 무광택도료 (100) 250 광택도료 ( 조합페인트 ) (50) (450) 2) (366/591) 저광택 반광택 고광택 250 특수도료 아스팔트계 (50) 500 콘크리트양생제 콘크리트표면억제제발수재, 방수재 / 방수실러및방수처리제방수용상도 / 바닥용바닥재 (50) / 지붕옥상용지붕용 (50) / 화재방지용투명불투명 방염도료무광유광 (250) / /666 고내구성도료불소도료 / 고온용내열도료 / 금속안료은분페인트 / 산업보수용 / 다채무늬도료무늬마감 (250) / 녹방지용 / 전처리용세척프리이머워시프라이머 (250) / 프라이머언더코트 (100) / 에나멜 (50) / 교통표지용 / 락카 ), 550 4) / 니스 ) / 목재용목재방부제 / ) 괄호는최종 (2006 년 ) 기준 2) 국내조합안중조합페인트기준 3) 목재용브러쉬사용시 4) 목재용센딩실러 5) 목재용

163 제안된함량기준은 EPA의기준을중요시하였고 EPA의기준과국내조합에의해제안된기준과차이가많이날경우그중간정도를제안해보았다. 그리고조합안이 EPA보다더엄격할경우는조합안을제안하였다. 도료의분류에있어서일반도료에대한항목이조합안에는명시되어있지않았으며이는미국식분류법에대한이해가충분치않아이도료에대해따로분류하지않았기때문일것으로사료되었다. 이표중교통표지용도료의경우 150g/l 를기준치로삼고있으며이를만족시킬수있는교통표지용유성도료는실질적으로없기때문에도료표지용도료는전량수성도료를사용함을의미하고있다 건축용도료표시의무화 규제대상이되는도료즉건축용도료는제품의연속적인생산을목적으로계속적으로실내에서사용되는도료를제외하고건물, 구조물, 도로표시, 저장용기등신설, 보수등에일시적으로사용되는도료를의미하며이들도료중유기용제에대한삭감을의도하고있는것이다. 따라서규제대상에해당되지않는가구공장에서가구의대량제조를위해사용되는도료, 락카, 니스혹은자동차, 가전제품, 건축재료제조공장, 철공소에서의마무리도색등공장에서사용되는도료가아파트나건물의도색, 실내인테리어의마무리도색작업등에사용되어서는안될것이다. 가구공장에서사용되는각종도료가실내인테리어의마무리도색과정에사용되지않도록하여야할것이다. 이를위해서는공산품생산용도료와건축용도료를엄격히구별되어야할것이다. 비록도료의내용물이같다고할지라도그사용처가공산품생산이아닌건축물에사용되는도료에대해서는규제대상이되어야할것이다. 이는건물내에있는가구공장이나가전제품공장에서이루어지는도색공정에의해발생되는유기용제는그것을모아배기중에그대로배출되지않도록하는방법이있는데반해건축물에발라진유기용제는대기중에그대로배출될수밖에없기때문에이에대한사용을제한하는것이다. 이러한점을이해한다면시중에배포되는도료는모두건축용도료라고표시되어야하며공산품제조공장에서생산되는도료는시중에일반인이구입할수없도록하여야할것이다. 이를위해서는도료용기에건축용이라는표시가명시되어야하며또한이와함께분류, 용도, VOC 함량, 희석배율, 제조일자, 친환경마크의유무에대한정보를소비자가쉽게확인할수있도록하여야할것이다. 미국의경우각지역에배포되는 1.0l 이상의용기속에담긴도료에대해는배포가능한지역의이름과도료중 VOC 함량, 기준치등을표시하도록하고있다. 그리고국내도료제조업체는자사의도료가규제대상의용도로이용된다면제안된분류된건축용도료의분류법에따라해당제품모두를모두분류하고이를환경부에신고해야

164 할것이다. 콘크리트양생제는일반소비자가페인트가게에서구입하는일은별로없을것으로예상된다. 이는건설업체에서건축물제조시콘크리트양생과정에서사용되는것이므로제조사에서제조할때함량기준이하로출시하면될것으로사료된다. 콘크리트표면억제제 ( 발수제 ), 방수실러및방수처리제, 고내구성도료, 고온용도료, 금속안료도료, 다채무늬노료, 전처리용세척프라이머등은국내페인트조합이제시안기준안과 EPA의기준과동일하거나또는더엄격하므로그대로시행하면될것이다. 사용량이많은바닥용의경우미국은 EPA는 400g/l 을고시하였으며캘리포니아주의경우 2006년에는 50g/l 까지낮추어나갈계획이다. 우리나라의경우바닥용도료는조합측함량범위자료를볼때 276~640g/l 로이미 400g/l 의제품도제조판매되고있음을알수있다. 바닥용도료는국내의경우일반도료와함께사용량이많으며따라서이품목에대한용제관리가 VOC량삭감에미치는비율도크기때문에미국의 EPA 기준부터출발해나가는것이바람직할것으로사료된다. 지붕용도료는건물의지붕에칠하는도료로서미국의경우 250g/l 를명시하고있으나조합측의안은 620g/l 로제한하여상당히차이를나타내고있다. 이는미국의경우지붕에칠할도료는이미상당히수성화되고있음을의미하며우리의경우여전히신너함량이많은도료를사용하고있을것으로추정되거나, 그렇지않으면지붕용도료에대한분류가우리나라와미국제조사에서차이가있는것으로볼수있다. 우리의경우옥상방수처리용도료를포함시킨업체도있을수있어서향후페인트공급업자는제안된페인트분류의의미를정확히파악하고자사의페인트가어디에속하는지명확히할필요가있을것이다. 화재방지용도료는 EPA는 650g/l 로하고있으나국내조합측의안은 750g/l 였다. 국내에 650gl 의제품이이미나와있다면미국의 650g/l 가무난한것으로사료된다. 산업보수용도료는미국 EPA가 450g/l, 캘리포니아지역은더낮은 340g/l 부터시작하였다. 조합측안은이들보다훨씬높은 600g/l 를제시하였다. 국내상위 5개사산업보수용도료의 VOC함량은표 7.9에서 503~791g/l 범위를나타낸다고하였다. 이는현재산업보수용도료에있어서미국기준을맞출수있는도료가없는것처럼볼수도있다. 그러나미국의함량기준은항상수성도료와같은유기용제함량이극히적은도료를염두에두고고시한기준이기때문에도료의종류나생산기술은이미우리나라도세계적인수준에달했다고보는도료업계로서도이정도의도료를만들수없다고볼수없으며산업보수용도료에대해서도수성화도료사용을장려하기위해서는과감히미국정도의함량기준고시가필요할것으로사료된다

165 7.4.3 국내건축용도료중 VOC 함량기준제안 미국의도료중용제함량기준과국내사의분류및페인트협동조합의제안을참고하여표 7.9의우측칸에제안하였다. 여기서무광택도료 (flat coatings) 란주택및상업적건물의내외부에폭넓게사용되며광택또는윤이없는마감표면을남기는도료로서, 85도미터기로 15이하, 또는 60도미터기로 5이하의광택을나타내는것이다. 이도료는표면의불규칙과불완전함을최소화시키기위해사용된다. 광택도료 (non-flat coatings) 도주택및상업적건물의내외부에폭넓게사용되는도료로서 85도미터기로 15 또는그이상이고 60도미터기로 5 또는그이상의광택을가지는것이다. 광택도료는종종 "eggshell", "satin", "semi-gloss", "enamel" 과같은개념을사용하여나타낼수있다. 이러한도료를통틀어일반도료로분류하였는데용제함량기준을미국의 EPA와같게각각 250g/l, 380g/l 로제안을해보았다. 캘리포니아지역의 100g/l 와 150~250g/l 에비해매우약한기준이기는하나일반페인트의사용량이많고점차함량기준을강화시켜나갈예정이라면첫출발로서적절하다고할수있을것이다. 미국 EPA의함량기준은오존에의한피해가심한지역이아닌것에대한기준도반영되어있는것이므로오존농도가갈수록높아지는우리나라의경우이 EPA의함량기준정도로시작하는것은결코지나친규제라고할수없을것으로본다. 아스팔트계도료 (bituminous coatings) 는지붕이나옥상방수용으로만들어진제품으로역청재료를함유하고있다. 역청이란 CS 2 에녹는 asphalt, tar, pitch, 또는 asphaltite에반드시제한된것은아니지만이러한성분들을함유하고있는검은색또는갈색물질이다. 이물질은주로탄화수소로구성되어있으며, 천연퇴적물또는원유및석탄의증류과정에서얻어지는잔여물로부터얻어진다. 우리나라에서는페인트회사보다는석유회사에서판매되고있으며주로옥상방수용이나목재방부용으로사용되고있다. 우리나라에서사용되고있는아스팔트계도료의용제함유량이조사된바가없으나미국의기준을참고할필요가있으며국내제품이제안기준을넘긴다면제조업체에서함량을줄여나가도록하여야할것이다. 교통표지용도료의함량기준에대해국내페인트업계의창구라고할수있는대한페인트ㆍ잉크협동조합은 600g/l 를제안하였다. 현재우리나라에서는도료등교통표지에관한도장은관공서의업무로알고있으며, 표지판도색을위해사용되는도료선택은관청의권한이다. 미국의 150g/l 라고하는기준은이를만족시키는유성페인트가없음을상기할때분체도료등의저유기용제함량도료를사용함을의미하고있는것이다. 따라서제안된기준 150g/l 는도로공사, 지자체가앞으로지켜나가야할기준으로삼아야할것으로본다. 표 7.9 우측난에표시된제안기준은유기용제함량기준에대한지침혹은규제등으로발효가될때첫해부터시작되는기준농도를의미한다. 미국에서는이유기용제규제

166 가있는지역에대해서는주기적으로함량기준을강화시키고있음은 4장표 4-19에한예를나타낸바있다. 우리의경우에있어서도대기질의관측결과계속하여오존농도가높아지는추세라면용제함량기준은강화시켜야할것으로생각한다. 미국의규제는항상최대도달가능기술 (maximum available technology) 을근거한규제기준이므로이러한선진국보다더강화된기준을우리나라에서도실행하기위해서는무리가따를수있지만이미실행된제도에대해검토하여우리의환경개선에도적절한규제제도라면그대로실행할필요가있다고생각된다. 표 7.10은우리나라의대기중오존농도가여러환경정책에도불구하고계속상승하는경향을보인다면단계적으로미국의함량기준을따라가야할것으로생각된다. 이표는도료분류에있어서가지수를늘리는것에대해서는고려하지않았지만점차함량기준을줄여나가야할것을제안하고있다. 표 7.9의함량기준이실제효력을발휘하게되면장차규제에서빠졌거나분류상어려움이있는도료에대해서는선진국의분류법을참고하여늘려나가야할것이다. 그리고, 여러가지도료에있어서도료의특성을구별하여도료중유기용제함량기준의설정과강화정책을펼쳐야하는데, 도료에따라서다음과같은방향으로함량기준이설정되어야할것이다. 1) 현재분체도료나수성도료처럼유기용제함량이극히적은도료가개발되어있으나, 가격경쟁력이없어보급이안되는도료의경우유성도료의사용을억제하기위해점차유기용제함량을수성도료또는분체도료의용제함량수준까지낮추어간다. 2) 수영장용도료와같이수성 ( 분체등포함 ) 도료의적용이어려운경우유성도료를사용하되점차유기용제함량을조금씩낮추어감으로써용제함량이낮은유성도료를개발하도록유도한다. 이경우 8장에소개된 robobell과같은효율이높은도장공법등을개발하는것도유기용제함량을낮출수있는방법이될것이다. 3) 도료표지와같은도장공정은관공서에서만사용되는도료이므로이러한도료의경우현재개발된도료중유기용제함량이가장낮은것을함량기준으로설정하고함량이더낮은도료의개발을유도하도록한다

167 표 7.10 국내규제대상도료중 VOC 함량에대한단계적강화안 ( 단위 :g/l ) 일반도료 분류 단계적함량기준의강화 2003 년 2005 년 2009 년 Califormia최종 (2006년) 무광택도료 광택도료 저광택 반광택 고광택 250 특수도료아스팔트계 콘크리트양생제 콘크리트표면억제제 방수실러및방수처리제 바닥용 지붕옥상용 화재방지용투명불투명 고내구성도료 고온용 금속안료 산업보수용 다채무늬도료 녹방지용 전처리용세척프리이머 프라이머언더코트 에나멜 교통표지용 락카 니스 목재용

168 7.4.4 VOC 함량규제면제도료 도료에사용되는용제에대한규제를받지않은성분이나용제량을면제성분또한면제량이라는표현이사용되고있다. 면제성분이란대기중에배출되어도오존농도를거의높이지않은성분을말하며 EPA에고시되어있으며 에명시한바가있다. 연간면제도료량은영세도료제조업체를보호하기위해일시적으로함량기준을넘기는도료에대해함량기준초과부과금을부과하지않은제도로서표 7.1에미국의예를나타내었다. 표 7.11 미국에서의유기용제기준면제도료량 VOC 함량규제면제도료량 시한 25.3 ton VOC 1999 년 9 월 13 일부터 2000 년 12 월 31 일까지 19.8 tons VOC 2001 년 1 월 1 일부터 2001 년 12 월 31 일까지 9.9 tons VOC 그후 1 년까지 자회사를여러개거느린회사는자회사를포함한모기업을한업체로간주하여면제용제를각사마다할당을하였는데상대적으로생산량이많은회사의경우혜택도상대적으로적게돌아오게되어당시미국에서도논란의대상이되고있었다. 그러나상대적으로기술력이우수한대기업에의한영향을덜어주게하기위해일률적으로한업체당면제도료량을동일하게적용시켰다고한다. 우리나라의경우이러한면제도료량을명시하고각사에할당할필요가있는지에대해서는확실하지가않다. 국내영세도료업체에대한수나생산규모도알수없는상황에서면제도료량을어느정도로삼아야하는지에대한논리도아직없는상황이다. 다만, 면제도료란한시적으로영세제조업체를보호하기위한혜택이며표 7.11처럼 2~3년간그것도면제량도삭감시켜나가야함을분명할것이다. 미국과우리의시장을볼때다음정도가적절한것으로생각된다. 도료생산업체당면제도료량의예 : 2004 년 : 10 ton/ 사 2005 년 : 5ton/ 사 2006 년 : 1ton/ 사

169 7.4.5 VOC 함량기준에맞는건축용도료의사용지역 도료중용제에대한삭감은대기중오존농도를줄이는것이목적이라할수있다. 현재수도권의오존농도가갈수록높아져가고있음을상기할때당연히수도권지역으로 부터용제함량규제가시작되어야하며점차전국으로확대해야할것으로사료된다. 도료중용제사용량함량기준고시및규제시작 2004 년 : 수도권 2005 년 : 전국 제조적으로는 2003년여름까지도료업체에서제조된도료를제안된분류에따라분류하고각도료중 VOC함량, 제조일, 사용지역, 최대희석용제사용량, 해당제품의분류상함량기준등을환경부에신고하도록하고 2004년부터판매되는도료에대해서는저장통에이러한정보를명시함을의무화하고이에관한정보가없는도료는불법도료로간주하도록하여야할것이다. 2004년부터는실질적으로도료가다량사용되고있는아파트, 공동주택의건설현장, 일반인을상대로한페인트가게, 관공서에서사용되는도료의함량기준등을살펴볼필요가있을것이다. 그리고면제도료에대해서는면제도료표시가있어야하며이를어길경우의처벌규정도마련되어야할것으로사료된다 VOC 함량기준초과도료사용에대한부과금기준설정 미국의경우, 유기용제기준초과함량 (g/l ) X 초과된제품의연간생산량 (l ) 에초과부과금 달러 /g(3.4원/g) 을곱한값이초과부과금이다. 따라서함량기준을많이넘으면넘을수록부과금은많아지며, 이는다시말해함량기준을낮출수록부과금이많아져상대적으로도료의값이비싸진다고할수있다. 미국은결국함량기준을점차낮추어유기용제함량이많은도료에대해서는점차부과세를많이내게하여최종사용자의입장에서상대적으로가격이비싸진유기성도료의사용을억제해나가는정책을펼쳐나가고있는것이다. 대기오염을일으킨물질의사용에대해세금을높게책정하여사용을하지않도록유도하는것이다. 우리나라에서도이와같은초과부과금제도가적절한것인지는확실하지않다. 수출이나공산품제조에사용되는도료에대한규제라서수출단가에당장영향을주는규제는아니지만건축물에사용되는유성도료의억제정책은결과적으로유성도료의생산량을감축시킬것이고이는상대적으로유성도료의생산원가를높이는경향으로나타날것으로전망된다

170 일본의경우유기용제함량이많은도료의사용을법으로규제하기보다는언론매체를통해유기용제의유해성을강조하고시민스스로가유기용제함량이적은도료를선택하여사용하도록유도하고있으며이를위해도료를환경친화형인것과아닌것으로나누어환경친화적인도료에대해환경마크를부착하게하여이를선택하여사용하도록권장하고있다. 또한신축건물이나기존건물의실내공기중 VOC 성분의농도를철저히측정하여문제가되는성분을가려내어도료중해당성분의사용을통제하려는움직임도보이고있다. 따라서부과금제도를마련할경우는우리나라의영세사업장의의견을수렴해볼필요도있을것으로사료된다 기준안에의한 VOC 예상삭감량산정 페인트조합에서제시된자료를토대로제안된함량기준이모두달성될경우배출용제저감량을추정해보았다. 표 7.12은 B부터 E사까지의도료함량에서제안된기준을초과한최소, 최대값을나타내었다. 제안된기준을만족시키고있는도료는구내구성도료, 다채무늬도료, 전처리용세척프라이머이며, 화재방지용 C, D, E사고온용도료는 D, E사, 목재용은 D사가기준을넘게되었다. 이를회사의도료생산량을근거로하여제안된규제기준을모두만족시켰을때최대및최소용제저감량을표 7.13에나타났다. 조합페인트는우선광택도료의기준을예상하면연간최대 475톤, 최소 134톤정도초과즉, 삭감량을보였다. 교통표지용은전량수성 ( 실제로는분체도료 ) 으로전환시킨다면, 연간 684~305톤정도삭감될것으로추정되며, 이외에도지붕옥상용에서최대 467톤 / 년, 에나멜에서최대 497톤정도도삭감될수있을것으로예상되었다. 한편, 제안된기준이하의도료만이시장에공급되도록한다면이들 B, C, D, E사중에서는 E사의삭감량이가장많이연 1252~408톤정도삭감해야할것으로추정되었다. 이들상위 4개사가제안된함량기준을모두만족시킨다면연간 550~2,570톤정도의유기용제가대기중으로배출되는것을삭감시킬수있으며, 이들 4개사가전체국내생산량의 30% 정도로예상하고국내모든도료가제안된기준을만족시키는도료를생산한다면연간적어도 1,650톤에서 7,600톤정도유기용제사용을억제할수있을것으로예상된다. 이는표 2.13에서예상한환경부의 2007년도수성도료사용확대에의한 VOC 삭감목표량 10,266톤의 16.1% 에서 74.0% 에해당한다

171 표 7.12 제안함량기준에의한국내 4 개사제품의 VOC 초과범위 분류 기준안 제조사별함량기준초과범위 B C D E 최소 / 최대 일반도료 무광택도료 250 광택도료 ( 조합폐인트 ) 380 유기 148/211 63/179 8/52 42/123 8/211 무기 137/203 63/179 0/36 0/94 0/203 특수도료 아스팔트계 500 콘크리트양생제 350 콘크리트표면억제제 780 방수실러및방수처리제 600 바닥용 400 0/0 0/76 75/153 0/153 지붕옥상용 /222 90/260 24/85 18/124 18/260 화재방지용투명불투명 650 0/0 0/0 0/97 0/103 0/0 0/0 0/16 0/16 0/97 0/103 고내구성도료 770 0/0 0/0 0/0 0/0 고온용 650 0/0 0/5 48/85 0/85 금속안료 /152 0/140 0/0 0/152 산업보수용 /191 0/43 0/21 0/191 다채무늬도료 560 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 녹방지용 /174 90/170 0/19 0/47 0/174 전처리용세척프라이머 770 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 프라이머언더코트 500 0/ / /183 0/238 에나멜 500 0/78 29/120 0/26 15/85 0/120 교통표지용 / / / / /603 락카 700 0/23 0/46 0/59 0/68 0/68 니스 /87 130/253 0/21 0/41 0/253 목재용 /105 0/0 0/105 합 계 0/

172 표 7.13 제품별유기용제삭감예상량 분류 기준안 제조사별함량기준초과범위 (g/l ) B C D E 초과량 ( 톤 / 연 ) 일반도료 무광택도료 250 광택도료 ( 조합폐인트 ) / / / / /474.8 특수도료아스팔트계 500 콘크리트양생제 350 콘크리트표면억제제 780 방수실러및방수처리제 600 바닥용 400 0/0 0/ / /175.4 지붕옥상용 /888 0/ / / /466.7 화재방지용투명 650 0/0 0/0 0/0 0/1856 0/1.9 불투명 고내구성도료 770 0/0 0/0 0/0 0/0 고온용 650 0/0 0/ / /9.3 금속안료 /8816 0/0 0/0 6.1/8.8 산업보수용 600 0/ /8127 0/441 0/103.9 다채무늬도료 560 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 녹방지용 / / /6897 0/ /48.3 전처리용세척프리이머 770 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 프라이머언더코트 500 0/ / / /291.0 에나멜 500 0/ / / / /496.6 교통표지용 / / / / /683.6 락카 700 0/3933 0/5744 0/ / /118.6 니스 500 0/0 0/0 0/ / /31.8 목재용 /105 0/0 0.1/0.1 합계 ( 톤 / 연 ) 60.8/ / / /

173 7.5 국내공업규격의조정 KS 및 EPA 에의한도료중 VOC 함량측정과개정사항 국내에서다량으로판매되고있으면서유기용제함량이비교적높은제품을수집하여 EPA에서제시된도료중유기용제함량을측정하였다. 표 7.14는시중에서판매되고있는건축용도료중측정대상이된제품의사양과연간생산량을정리한것이다. 연간생산량은제조사에서알려온정보이다. 제품의명칭으로부터는도료가어디에어떻게사용되는지명확하지않았다. EPA에의한 VOC 함량측정법에따라이를제품중 VOC 함량을측정한결과를표 7.15에나타내었다. 도료중휘발성물질의측정법은 KS(5.5.2) 와 EPA(4.2.7) 에의한방법은거의동일하며, EPA의경우시험방법이상세하고가열조건이 110, 1시간인데반해, KS는 105 로가열하고있다는점정도가다를뿐이다. 실제로 110 에서의 105±2 에서도료를가열한후 1시간이지났을때휘발분양의차이는거의없을것으로예상되었으며, 표 7.14 시료의경우실측치에서별다른차이를보이지않았다. 대기오염을줄이기위해마련되는도료중용제함량의측정법은제품규격을나타내는 KS에명시하기보다는미국의 EPA의측정법처럼환경부에서따로마련해줄필요가있다고할수있다. 한국공업규격 (KS) 은국내도료의성능을보증하기위해정해준표준사양에대한규정이며, 이는환경적인측면보다제품의질, 작업성, 내구성, 색상등품질에관한것이다. 따라서환경부에서는도료의성능기준으로서가아닌환경적인측면에서본 VOC함량에대한측정법을따로마련하고이를토대로규제대상의용제량을측정할수있도록하여야할것으로사료된다

174 표 7.14 국내 4 개페인트제조사의페인트시료의신나혼합비와연간생산량 제조사 제품명 해당신너 신나혼합비 이액형혼합비 연간생산량 (Ton/yr) 씨리코트 없음 0 없음 300 쎄루폰락카 락카신너7-A 150% 없음 2,426 S 페인트 777에나멜 KSM5319-1종신너 30% 없음 2, 아크론 아크론신너 30% 없음 280 에포코트하도 신너 % 3:1( 부피 ) 363 제조사 품명 색상 용량 희석제 희석비율 연간생산량 C-DINE(C-100) 흑색 0.5kg ,800kg 에피론프라이머 #53 경화제 (B) 담황색 0.2kg 에피론신너 - 31,900kg W 페인트 후로아스테인 #520 녹색 0.5kg OP 신너 1차도장 : 50% 2차도장 : 5% 42,800kg 하이론 QP 백색 0.5kg OP 신너 50% 264,400kg 에피론프라이머 #53 주제 (A) 투명 0.4kg 에피론신너 10% 31,900kg HF-7500 녹색 0.5kg 우레탄신너 1차도장 : 30% 2차도장 : 5% 25,500kg 제조사 환경부제시분류 제품명 산업보수용도료 아크릴우레탄 #208 백색 추천희석비생산량신너명 ( 부피비 ) (Ton) 10% 아크릴우레탄신너 145 락카 A 건설락카백색 30% 건설락카신너 180 N 페인트 에나멜 SA 알키드에나멜백색 10% 에나멜신너 627 프라이머언더코트건설프로아 E- 실러투명 100% 에드락카신너 236 지붕용도료뉴스렛톤 #500 녹색 15% G101 신너 200 제조사 제품명 희석제 추천희석비율연간생산량 ( 부피비 ) (Ton/hr) AT 532 ( 아크릴내 / 외벽용 ) No 029K 최대 20% 156 AT525 ( 아크릴바닥제 ) No. 028K K 페인트 MT 326 No. 012 ( 중유성알키드에나멜 ) KSM 종 KSM 5700 ( 자연건조형액형아크릴수지도료 ) No. 029K 최대 20% 633 UP 166(T) ( 우레탄방수제 ) No. 037U 최대 50%

175 표 7.15 국내시판페인트중 VOC 함량측정예 * 실험방법 : 혼합물 ( 도료 : 신너 ) 중에서 2ml 를취함 113 의온도에서 1 시간가열후 1 시간상온에서방치후무게측정 제품명 도료 : 신너 (ml) 색깔 알루미늄무게 (g) S 페인트 샘플무게 (g) 건조후무게 (g) 휘발량 (g) VOC 함량 (g/l ) 1 씨리코트 100 ( 투명 ) 세루폰락카 40 : 60 ( 주황 ) 에나멜 60 : 18 ( 검정 ) 아크론 60 : 18 ( 검정 ) 에포코트하도 A 60 : 18 ( 투명 ) 에포코트하도 B 60 : 18 ( 노랑 ) W 페인트 1 C-DINE (C-100) 100 ( 검정 ) 에피론프라이머 #53 경화제 (B) 100 ( 노랑 ) 후로아스테인 #520 1 차 후로아스테인 #520 2 차 60 : 30 ( 녹색 ) : 5 ( 녹색 ) 하이론 QP 60 : 30 ( 흰색 ) 에피론프라이머 #53 주제 (A) 80 : 8 ( 투명 ) HF 차 60 : 18 ( 녹색 ) HF 차 100 : 5 ( 녹색 ) N 화학 1 산업보수용도료 80 : 8 ( 흰색 ) 락카 60 : 18 ( 흰색 ) 에나멜 80 : 8 ( 흰색 ) 그라이머언더코트 50 : 50 ( 투명 ) 지붕용도료 80 : 12 ( 녹색 ) K 페인트 1 AT : 16 ( 흰색 ) AT ( 토마토색 ) MT ( 회색 ) KSM : 16 ( 흰색 ) UP - 166(T) 60 : 30 ( 투명 )

176 7.5.2 유기용제함량기준설정이한국공업규격에미치는영향 한국공업규격에는도료를제조하기위해도료의다양한구성성분에대한정의와규격을명시하고있다. 다음은 KS( 한국공업규격 ) 에명시된내용중도료에관한것중일부이며표 7.16과 17에콘크리트및벽돌외부용조합페인트와락카프라이머의표준규격을예로실었다. KS M 5001 : 도료의용어에관한것으로 5장 4절에그내용의일부를소개한바가있다. KS M 5000 : 도료및관련원료에대한시험방법으로 5장 5절에그내용의일부를소개한바있으며시험용철판, 유리판, 나무판의제작법, 흘림도장시험법, 냄새, 겉모양, 안료분, 불휘발분, 점도, 주도에관한시험법등도료에대한다양한시험법을설명하고있다. KS M 5002~5133 : 안료의성능, 물성, 색상, 조제, 시험법에대한규정이다. KS M 5201~5202 : 지방산과건조제에관한규정 KS M 5250 : 에폭시수지분체도료의정의와성능 KS M 5300 : 락카샌딩실러의품질과규정 : 불휘발분 21% 이상, 점도 0.5~0.85 KS M 5301 : 락카프라이머의품질과규정 : 불휘발분 35% 이상 KS M 5302 : 락카퍼티의품질과규정 : 불휘발분 60% 이상 KS M 5303 : 락카서페이서의품질과규정 : 불휘발분 45% 이상 KS M 5304 : 염화비닐수지바니시의정의와규격 : 불휘발분 30% 이상 KS M 5305 : 염화비닐수지엔나멜의정의와규격 : 비휘발분 40% 이상 (1종흰색 ), 30% 이상 (1종기타색 ), 37% 이상 (2종흰색 ), 25% 이상 (2종기타색 ) KS M 5306 : 염화비닐수지프라이머의정의와규격 : 불휘발분 50% 이상 KS M 5307 : 타르에폭시수지도료의용도와규격 : 불휘발분 60% 이상 KS M 5310 : 합성수지에멀젼페인트 ( 외부 ) 의정의와규격 : 비휘발분 56% 이상 (1급), 52% 이상 (2급) KS M 5312 : 조합페인트의적용범위와종류 : 불휘발전색전분을 1급과 2급으로나누어 50에서 88이상으로색에따라구별하여규정으로정하고있음. KS M 5318 : 조합페인트목재프라이머백색및담색에관한규정과사양 : 불휘발분 51% 이상 ( 전색제에대한 %) KS M 5319 : 도료용희석제의종류와규격 KS M 5320 : 합성수지에멀젼페인트 ( 내부용 ) 에대한규정 : 불휘발분 50% 이상 KS M 5322 : 상온형도로표지용도료에관한규정 : 불휘발분 60% 이상 KS M 5323 : 크롬산아연방청페인트의규정과성능에관한사항 : 불휘발분 68% 이상

177 KS M 5325 : 아연말프라이머의규격에관한사항 : 불휘발분 78% 이상 (1종), 62% 이상 (2종), 64% 이상 (3종) KS M 5326 : 니트로셀루로오즈래커에관한사항 : 비휘발분 28% 이상 ( 목재용투명 ), 22% 이상 ( 투명 ), 35% 이상 ( 에나멜 ) KS M 5327 : 우드실러에관한사항 : 비휘발분 22% 이상 KS M 5328 : 건축용방화도료에관한정의와규격 KS M 5329 : 목선선저비닐수지도료에관한규격 : 불휘발분 60% 이상 KS M 5330 : 목선선저유성도료에관한규격 : 불휘발분 67% 이상 KS M 5331 : 강선외판용유성도료에관한설명불휘발분 : 선저방청은 60% 이상선저방오용은 70% 이상수선부용은 60% 이상톱사이드방청용 65% 이상톱사이드상도용도료 60% 이상 KS M 5332 : 강선외판용염화비닐수지도료에관한사항 : 불휘발분 25% 이상 ( 외판방청용, 수선부용 ), 60% 이상 ( 선저방오용 ) KS M 5333 : 융착식도로표지용도료에규정 : 불휘발전색제분 20% 이상 KS M 5334 : 발광도료에관한사항 KS M 5335 : 알루미늄페인트에관한사항 : 불휘발분 45% 이상 KS M 5336 : 가열형도로표지용도료에관한사항 : 불휘발분 65% 이상 KS M 5337 : 에칭프라이머의범위와종류 : 불휘발분 17~21(1종 ), 20이상 (2종) KS M 5340 : 수용성도로표지용도료에관한사항 : 불휘발분 55% 이상 KS M 5341 : 선저방청도료에관한사항 : 휘발분 24% 이하 ( 페인트에대해 ), 불휘발전색제분 32% 이상 ( 페인트에대해 ) KS M 5507 : 상도적합성시험방법의설명 KS M 5601~3 : 바니시의종류와성은에과한사항 : 불휘발분 40~55이상, 점도에대한규정있음. 이와같이 KS 규격에는 KS M 5341과같이경우를제외하고는용제함량에대해규정하고있는항목은거의없으며대부분이용제량보다페인트중고형분에대한함량즉불휘발분에대한규정을명시하고있다. 더욱이거의모든페인트표준사양에서불휘발분즉고형분에대한함량을어느정도이상이되도록명시하고있다. 또한조합측에서 1차제안했던안의점도에대해서는명시되는경우가거의없었다. 따라서본연구의용제함량기준이 KS의표준공업규격과바로즉시상치되는가를확인하기에는어려움이있었다. 다만도로중유기용제함량을점차낮추어설정하게되면일부제품의경우는실질적으로 KS 제품이지만

178 용제함량기준을만족시키지못하는제품으로될수있을것으로예상된다. 따라서향후하함량기준설정후 KS의일부항목에서조정이필요할수도있을것으로예상된다. 현재의 KS의페인트규정중일부분에서불휘발분함량을명시한부분이있는도료가있으나희석배율에대한명시가없기때문에시판되고있는도료중어떤제품이 KS 규격이지만함량기준에부적합하게될지예상하기어려운점이있다. 이는 KS 규격에는희석량에대한규정이없으며함량기준안은최대희석량을포함한용제함량이기때문에희석량이명시되지않은 KS 규격만으로는최대희석량이각기다른시중의다양한페인트에대해함량기준적부를가리기어려운것이다. 선진국의경우용제함량기준이법제화되면서표준공업규격뿐아니라용제함량기준도만족시키는제품이개발판매되고있다. 우리나라도국외의추세에맞추어표준공업규격에용제함량을설정하거나또는현재도료중용제와관련되는불휘발분에대한규정을없애는것도한가지방법이라할수있을것이다. 환경부에서향후검토할용제함량기준은앞서설명한바와같이수많은불특정다수의건강에영향을주는대기질의악화방지또는개선에그목적이있다면도료의품질을보증하기위한표준공업규격보다우선지켜져야할사항으로되어야할것이다. 이는선진각국에서품질기준이나공업기준이설정되어있음에도불구하고환경마크제나함량기준이우선되는이유이기도할것이다

179 콘크리트및벽돌외부용조합페인트 Paint, oil, exterior, concrete and masonary 1. 적용범위이규격은콘크리트및벽돌에사용되는반광택외부용조합페인트에대하여규정한다. 2. 종류페인트의종류는색상에따라다음과같이구분한다. 2.1 흰색 2.2 유색 3. 품질 페인트는다음표 7.16에합격하여야한다. 표 7.16 콘크리트및벽돌외부용조합페인트의표준사양 항목 규격 안료분 ( 페인트에대한무게 %) 60 이상 불휘발전색제분 ( 전색제에대한무게 %) 40 이상 수분 ( 페인트에대한무게 %) 0.5 이하 체불통과분 ( 안료의대한무게 %) 1.0 이하 주도 [ 크레브스-스토브 (200rpm)K.U] 89 ~ 104 건조시간 지촉 4 이내 ( 시간 ) 고화 18 이내 광택 (60 ) 30 이내 연화도 (N.S.) 3 이상 45, 0 확산반사율 ( 백색에한한다 ) 90 이상 꽉차있는용기를열어보았을때, 내용물에 용기내에서의상태 피막, 굳은덩어리등이없어야하며, 5분간 저었을때쉽게균일한상태가되어야한다. 액상 지정된색상에맞아야한다. 용기에 ¾정도페인트를채워밀폐한후온도 스키닝 가 21~32 로유지되는어두운곳에 48시간 저장했을때피막이생기지않아야한다. 저장안정성 5.15에따라스키닝, 리버링, 응결등심한침전이없어야한다. 희석안정성 페인트를희석하였을때침전, 분리현상이없어야한다. 다만, 약간의침전은허용한다

180 표 7.16 계속 항목 규격 붓작업성 붓칠하기가좋아야하며, 도막은흐름, 새깅, 붓자국이심하지않아야한다. 재도장성재도장할때도막은리프팅, 주름등이없어야한다. 스프레이작업성 스프레이하기좋아야하며, 건조도막은오렌지필, 흐름, 더스팅, 색분리등이없어야한다. 굴곡성도막을시험했을때균열, 떨어짐이없어야한다. 나이프시험 내알카리성 도막을자를때시험편에서리본또는컬상태로잘려야하며, 단면은사면이어야한다. 시험편을알카리용액 (3% 수산화나트륨요액 ) 에서즉시꺼내도막을조사할때블리스터링, 주름등이없어야하며, 24시간자연방치후시험을하지않은도막과비교했을때색상, 광택, 접착력등의차이가없어야한다. 내곰팡이성시험한도막의표면손상도는 8 이어야한다. 촉진내후성 도막을시험했을때초킹이없어야하며, 시험편의 60 광택은초기광택의 40% 이상감소해서는안되며, 색변화는색차 (Δ E ) 가노란색및적색은 4단위, 다른색상은 2 단위를넘어서는안된다

181 락카프라이머 Lacquer Primer 1. 적용범위이규격을락카프라이머에대하여규정한다. 2. 품질락카프라이머느다음표 7.17의규정에합격하여야한다. 표 7.17 락카프라이머의표준규격 항목 용기내에서의상태 품질 굳은덩어리, 이물질등이없어야하며, 저었을때쉽게균일한상태로되어야한다. 작업성 2 회도장으로작업에지장이없어야한다. 고화건조 ( 시간 ) 도막의상태 2 이내 견본품 ( 1 ) 에비하여도막의색, 광택, 평활등의차이가적고, 색의얼룩, 광택의얼룩, 백화등의정도가크기않아야한다. 은폐력견본품 ( 1 ) 에비하여은폐력이작지않아야한다. 내굴곡성 50 에서 2시간가열한후지름 10mm의봉에굽혔을때, 균열이나박리가없어야한다. 내수성 40 에서 1 시간물에담그었을때이상이없어야한다. 상도적합성견본품 ( 1 ) 에비하여상도도장을하는데지장이없어야한다. 불휘발분 (%) 35 이상 블리딩블리딩이없어야한다. 내충격성추의충격으로갈라짐및벗겨짐이없어야한다

182 8 장자동차제조에서의 VOC 규제 21세기에들어서자동차도료기술및그도장기술은크게변화하고있다. 최근의경제정세중자동차메이커에있어서경비삭감은가장중요한과제이고, 반면구미에서활발히진행되고있는환경대책은무시할수없는움직임으로되어있어서우리나라의자동차도료에있어서도환경에대한대응이강하게요구되고있다. 이경비삭감과환경대응은 상반되는것 으로알려져있던것이, 일반적이지만, 여기에서는환경대응도료의현상에있어서 LCA(Life Cycle Assessment) 의입장에서약간의해석을가하여, 그동향을도장시스템까지포함하여고찰한 1) 일본 Kansai Paint의논문을소개하고자한다. 8.1 자동차도료의현황 환경대응형도료의변천은유럽과미국에서는그도료형태가다르지만, 최근특히유럽의동향이그업무형태를포함한새로운시스템으로도주목을모으고있다. 유럽, 특히독일에서는중도및 metallic base를중심으로한수용성도료화가진행되고있으며, top clear에있어 2액형 high solid 도료가주류를이루고있었지만, 최근분체도료가새로운동향으로인식되고있다. 콤팩트카로주목을받고있는 Smart를생산하는 MCC사에서는 스페이스프레임 이라고불리는 body 골격을전착도장하고, 한편, 문이나후드등은플라스틱부품을사용하고있다. 또한이공장에서는도장공정그자체를설비메이커가일괄받아들여지금까지없었던시스템을채용하고있다. 또한, Daimler-Chrysler사의 벤츠 A class 를생산하는 Rastatt 공장에서는수성중도 / 수성베이스 / 분체슬러리클리어의 3C1B 공정에서중도건조로를생략함으로써, 도장공장의단축을실현시켜, VOC, CO 2 대책을고려한것으로되었다. 그리고, BMW는 Dingolfing 공장에있어서경화된중도도막위에수성베이스 / 분체 clear 를도장하고있으며, 그회수율은 95% 까지이르고있다고한다. 분체 clear는환경대응, 즉 VOC에대해서는궁극적인형태라고알려져있지만, 유럽에있어서앞서설명한바와같이몇가지실적이있기는하지만자동차용도료의주류로되기위해서는 clear 막두께가 60~80μm정도로상당히두꺼운후막이형성될수밖에없다는점과황변성, 내긁힘성등의약점에대해서도해결하여야할문제라고생각되고있다. 북미에있어서는역사적으로 high solid형도료가주류를이루게되었지만, 최근분체중 1) S.Nakamura, "Paint Technologies for Environmental Protection - Automotive Coatings-", 도료의연구, pp. 24~30, No. 137(2001), Tokyo

183 미국도, 수성베이스의사용, booth 폐기물처리등에서환경대응의움직임이나타나고있다. 특히, 분체에관련해서는 LEPC(Low Emission Paint Consortium) 을중심으로한움직임에대 해주목해두어야할것이다. 표 8.1 환경규제법의변천 유 럽 EU EEC TA-Luft VOC에관한규제에있어서는유럽이나미국에서활발해서, 표 8.1에그환경규제법의변천을나타내었다. 유럽에서는독일의 TA Luft가계기가되었으며, EU 전체의규제로되어가고있다고할수있다. 한편, 미국에서는 EPA에의한 CAA(Clean Air Act) 가제정되었으며, RACT(Reasonable Available Control Technology) ~ BACT(Best Available Control Technology) ~ MACT(Maximum Achievable Control Technology) 로변하면서그규제는갈수록강화되고있다. 특히, MACT에는 HAPs(Hazardous Air Pollutants) 규제가포함되어있다는의미로주목받고있다. 그리고장래에는 LAER(Lowest Achievable Emission Rate) 가제안될것이라는점도동시에주시하여야한다는동향이라고할수있다. 각지역의 VOC 규제치를 g/ m3으로환산하여비교한것을그림 8.1에나타내었다. 또한, 이러한규제에대한자동차메이커의대응을표 8.2에나타내었다. 이와비해우리나라나일본의현황은늦어지고있음을알수있다. 다만최근일본의 PRTR법이나우리의 VOC 규제가시작되어이에대한환경대응의움직임이일고있다. 일본의혼다ㆍ스즈카공장의라인은수성도료, 수성베이스도입에의해 VOC 20g/ m2을달성 (2000년가을 ) 하고있다. 또, 도요타자동차는자사의환경백서에 VOC 삭감의목표로 2005 년에모든라인에서의 VOC 사용량평균을 25g/ m2까지실현하고, 일부모텔라인에서는 20g/

184 m2을달성하려고하고있다. 이것은유럽의규제치에비해서도충분히견줄만한정도이고, 일본국내의자동차메이커가이처럼엄격한목표치를설정한것은세계를눈여겨본움직임 때문일것이다. 그림 8.1 각국의 VOC 규제치 미국관계의수치는비교를위해 CAA에기재되고있는법률제정시의규제치를 g/ m2단위로환산한것이므로실제값과는다르다. 표 8.2 VOC 규제에대한자동차 maker 의대응 지역 USA(NAFTA) EU 도료종형태 GM Ford Chysler Germany HS - Primer 수성 분체 5 공장 - 7 공장 - Base coat HS - 수성 9 공장 1 공장 7 공장 MS - Clearcoat HS - 수성 공장 분체 LEPC 에서검토중 2 공장 HAPs 대응계획중? 실시중 - On line( 주류 ) On line

185 8.2 각종 clear 도료ㆍ도장의 LCA 자동차상도도장라인을예상하여, 지구환경면에서보고어떤도장계가최적의것인지, LCA의입장에서다음과같은해석하였다. 해석을하기위해서는몇가지조건에대해서규정하지않으면안되었다. 여기서는표 8.3의전제조건으로각종도장계의배출량 (VOC, 폐기물 ), 에너지, 비용비교하고, 앞으로의동향을예상해보았다 배출량 (VOC) 각종 clear 도장시설에서의 VOC 배출량 ( 톤 / 년 ) 을그림 8.2에나타내었다. 용제형 clear과비교되는어떤환경대응형도료에서도 VOC량의삭감을바라고있지만, 그중에서도분체 clear(pdcc), 혹은분체 slurry clear(slurry-cc) 는수성도료 ( 수성 CC), super high solid clear(shsc) 와비교한다면압도적으로 VOC 배출량은적다 2). 그림 8.2 도장설비에서의 VOC 배출량 ( 톤 / 년 ) 2) 1999 년도휘발성유기화합물의합리적인배출시스템에관한조사보고서, ( 사 ) 일본산업기계공업협회, 1997, Tokyo

186 표 8.3 각종 clear 도료ㆍ도장의 LCA 자동차상도도장라인을예상한고찰전제조건 base coat 의 WBBC 는모두동일조건으로하고 clear coat 의차이부분만을비교한다. 자동차용상도 clear : 1 분체 clear (NV=97%) 2 분체 slurry clear (NV=38%) 3 용제형 clear (NV=48%) 4 SHS clear (NV=80%) 5 수성 clear (NV=43%) 설정후막 : 분체 clear는 60μm, SHS clear는 40μm, 다른 clear는 35μm 도장면적 : 외판면도장 15.6m2 생산대수 : 120,000대 / 년, (500대/ 일, 2 shift) 회수ㆍ도장사용률 : 도착효율은 60% 로설정. 분체 clear의경우만도료의회수사용이가능하고, 사용률은 95% 로하였다 배출량 ( 폐기물 ) 도장 booth에서발생하는폐기물로서슬러지및용제량의연간배출량을그림 8.3에나타내었다. 슬러지량은용제형 ~ 수용형을불문하고, 이른바 액상 도료의형상으로된다면즉, 재활용을불가한도료사이에서는그다지큰차이를보이지않을것이므로대체로연간약 50톤전후의슬러지가배출될것이다. 한편분체도료의경우, 그재활용사용률에따라달라지기도하지만, 여기서는 95% 로규정하면연간액 6톤전후까지감소된다. 이 recycle 사용률은 booth의구조, 회수장치등의설비요인에따라서도변동되는값이라는것을유의할필요가있다. 용제량은앞서설명한도장설비에서의 VOC 배출량과같은경향이있으며, 이것은당연히도료중에포함된용제량에비례한다. 따라서, 여기서도분체 clear와분체 slurry clear가가장적은레벨이된다

187 그림 8.3 배출량 ( 폐기물 ) 도료구성성분과배출량 도료고형분과 booth 배출수를포함한총배출량을그림 8.4에나타내었다. 분체 clear 는역시총배출량이제일적다. 수성형 clear는분체 slurry로하거나혹은수성 clear로하여도그고형분이높아지는것은아니기때문에, 총배출량으로서는그다지낮은것은아니다. 여기서는분체 clear 다음에우위에있는것은 super high soild clear 이었다. 그림 8.4 도료구성성분과배출량

188 8.2.4 에너지 그림 8.5 에각종 clear 의 booth ㆍ oven 사이에서의에너지량을나타내었다. 그림 8.5 에너지 (booth ㆍ oven) 여기서는분체 clear 및분체 slurry clear의도장은공조 free로, booth 재순환율을 90% 로하고있으며, 한편용제형 clear, 수성 clear, super high solid clear booth 재순환율은 30% 로가정하고있다. 인화공정의 oven 에너지에있어서각종 clear 사이에큰차이는없다. booth에너지에관해서는도료중의용제량이많은용제형 clear가불리하게되며, booth ㆍoven 총에너지로는분체clear의약 2배에너지가필요하게된다 상도총비용 German Automotive Cycle 1993, PCE2000 Report 3) 를인용하여각종 clear의총비용을지수표시로바꾼것을그림 8.6에나타내었다. 여기서말한총비용으로는도료구입에소요되는재료비, 도장에소요되는인건비, 초기설비투자인초기비용, 그리고 booth나 oven에소요되는운전비로구분될수있다. 의외로신규설비투자를가정하면, 용제형 clear와분체 clear는같은경비지수로되었다. 이것은분체 clear의경우, 다른 clear와달리폐수처리비용이낮아져서, 그결과운 3) German Automotine Circle 1993, PCE Report

189 전비가경감되기때문이다. 그러나한편, 분체 clear는앞서설명한바와같이상당히두꺼운막 (60~80μm) 이되지않으면마무리되지않는다는약점도있어서, 그재료비는용제형 clear의약 2배가되어버린다. 각종 clear 중분체clear, 분체 slurry clear, 수성 clear는그도입에있어서현행설비로는대응이곤란하여, 신규설비투자가아무래도필요하게된다. 이에비해 super high solid clear나용제형 clear는기존의도장설비로도도장이가능하다고생각되며상도총경비로서의유리한점을가졌다고생각되었다. 서두에 LCA의입장에서의해석 이라고썼지만, 원래의 LCA 입장에서보면이번과같은도장의경우만의해석이아니라, 도료의제조나나아가도료의원료까지도소급하여계산ㆍ고찰하여야한다는인식을하고있다. 앞으로의과제로남기기로한다. 지금까지서술한바와같이배출량, 에너지라는관점에서는분체 clear가역시우위에있는것으로판단하였고, 신규설비투자가필요하게되는것이나재료비의상승이야기되는것등으로상도총경비면에서는불리하다. 한편현행설비를사용할수있는 super high solid clear도앞으로는무시할수없는환경대응도료의하나라는것은틀림없을것이다. 8.3 환경대응재료의과제 현재, 환경대응형도료로생각되고있는 ED, 수성중도, 수성베이스, 분체 clear, super high solid clear 또한, film(tape) 의각재료에관해표 8.4에현재의과제와앞으로필요하게될 global화를위한모습에대해정리해보았다. 각재료모두가환경대응을그제일의목적으로하고있지만이뿐만아니라, 기능성, 저 cost화, 상품성등에있어서도구비되어야한다는것은당연한것이다. 그림 8.6 상도총경비 2)

190 표 8.4 환경대응형도장재료의과제 ED 수성중도수성베이스분체 clear SHS clear Film (Tape) 과제ㆍ높은회전성ㆍ수평부의완성성ㆍ높은내후성 (1단혹은 2단 ) ㆍ내긁힘성 (90 chip) ㆍ내판적성, 부자재적성ㆍ부유성ㆍ환경오염저항성ㆍ온습도폭대응력 : 마무리, 색일치ㆍ3C 1B적성ㆍrepair line전제 ( 백업 ) ㆍ황변성, 내스릭즈성ㆍ박막화 (60 50μm ) ㆍ베이스 / 크리어의혼층 ( 모드리 ) ㆍ완성 : 레오콘설계ㆍ내열성ㆍrepair기술ㆍ다색성ㆍ첨부공부ㆍ내후성 글로벌화를위한규격ㆍ10~15μm박막화ㆍ3 wet 대응ㆍ중도레스ㆍrecycle ㆍ박막 (20μm) 으로완성ㆍchipping성능ㆍ공조에너지저감ㆍpreheatless ㆍ높은의장성ㆍrecoat 적성ㆍ박막 (40~50μm) 으로마무리ㆍ저온화 (100 ) ㆍ높은완성도ㆍ현지화 ED에관해서는이전현문제로된중금속 ( 납 ) 을포함하지않은도료로의이행은이미시작되고있으며, 앞으로는박막 (10~15μm) 화기술, 즉 body 바깥부분 ( 외판부 ) 과안쪽 ( 내판부 ) 와의균일후막으로도막을형성하는, 소위고선단기술이중요하게될것이다. 또한, 공정단축으로의대응도 ED에요구될것이다. 이전의 ED/ 중도 / 상도의 3C3B 공정부터여러가지단축공정이제안되고있지만한방법으로중도 / metallic base/clear를같은 base내에서도장하는 3C1B 공정법이제안되고있다. 이공정에있어서는 ED면의마무리가마지막마무리에미치는영향이크기때문에 ED면의완성도가향상되지않으면안될것이다. 다른공정단축안으로중도공정을생략한 ED/ 상도의 2C2B공정도거론되고있다. 이때는상도도막을투과한태양빛의영향으로 ED/ 상도차이에 내후벗어짐 이발생이되는것예상되며, 고내후성을가진 ED의개발도필요하게될것이다. 수성중도에대해서는박막화에의한저경비화가요구되고있으며, 이전의 30~40μm보다도얇은 20~25μm로성립성이의문시되고있다. 이와같이박막에있어서긁힘성을향상시키는것과동판 ~ED면에형성되는조도를감추는성능 ( 하지은폐성 ) 의확보가중요하게된다. 또한, 현재의중도공정에포함된내판도장공정의적합성이나 body 실러, 언더코트, 내chip재등의적합성 ( 부자재적합성 ) 등도 수성의어려움 의곤란한면이있다. 수성베이스는공조에너지저감을위해보다넓은 booth 온습도범위에서의적응력, 다시말해마무리성의유지와색변동폭이적은것이필요하게된다. 또한경비절약을위해공정

191 단축요구로부터수성중도 / 수성베이스 /clear의 3C1B 공정이이후주력으로될것으로생각되며, 이와같은 Wet on Wet 기술의중요성은커질것으로생각된다. 분체 clear의최대과제는앞에서도설명했듯이박막화 (40~50μm) 가가능할것인지에있다고해도과언이아니기때문이다. 분체 clear의형재두께 (60~80μm) 에서는재도장의경우상도후에부착될부품류 ( 엔플레임등 ) 의조립에지장을주는경우가있으며, 생산공정에큰장애를일으킬가능성도있다. 현행용제형 clear와동등한후막으로의마무리되고특히, 표면향상이가능한가, 또그때불순물의은폐성확보가가능한가가초점이된다. super high solid는저점도의폴리머나올리고머를적용함으로써보다계전체의저점도화ㆍhigh solid화를의도하고있으며, 이저점도도ㆍ고극성으로인해항상 base/clear의혼층이심해져서광택의확보가어려워지는상황이다. 특히유동성이크기때문에유동을제어하는이른바레오로지콘트롤기술의개발이필수적이라고생각한다. 표 8.5 자동차도료의앞으로의방향과재료, 도장에서의대응기술 키워드 재료 도장 zero emission ㆍ필름, 프레코트메탈, 분체 ㆍ도장없음ㆍ리사이클 저비용 ㆍ높은내후성 ED 3wet재료박막화중도 ㆍ도장공정수감소ㆍ소성없음ㆍ박막화 에너지절약 ㆍboothless ㆍ필름, UV 경화클리어ㆍ일체도장, 뚜껑도장ㆍ2K SHS( 저온경화 ) ㆍ근거리도장 생산성 ㆍ3wet 재료ㆍ소성없음ㆍ유니버셜코트ㆍ일체도장 품질 ( 마무리의장, 기능 ) ㆍ장식필름, 잉크젯ㆍdouble clear ㆍ고내긁힘클리어ㆍ다층공정 필름은자동차외판에적용하기에는많은문제점이있으며, 현재로는대단히한정된용도로쓰인다. 그렇지만, 환경대응에관한높은관심과함께앞으로발전될것으로예상된다. 마지막으로향후자동차용도료가나아갈방향의키워드를정리하여재료나도장에서고려할점을표 8.5에나타내었다. 이표에키워드로채택된항목, 즉 zero emission, 저비용, 에너지절약, 생산성, 품질은앞으로도수년간도료재료개발에있어서항상의식하지않으면안되는것으로, 그대응기술은이표에나타내바와같이, 필름이나 precoat metal, UV의적용등이전의자동차용도료틀을넘어선것으로생각된다

192 8.4 자동차제조에서의 VOC 규제와국내사의대응 국제적규제동향과국내사의대응 표 8.6 국가별 VOC 규제동향 (2001 년기준 ) 구 분 한국유럽일본현대기아대우 EU 독일 미국 4) 현재-도료사용량 ( 단위면적당 VOC 배출량규제규제방법향후-배출농도규제 법규제없음 도료사용량규제 (VOC 배출량 ) 도료사용량규제도료내 VOC (VOC 배출 ) 함류량규제 ( 현재 ) * 신설공장 Solid 도료 : 60g/ m2 Metallic 도료 : 120g/ m2규제치 * 기존공장 : 단계적으로개선 ( 향후 ) * : 배출농도 50ppm이하 99년이후ㆍ신설공장 : 45g/ m2이하ㆍ기존공장 : 90g/ m2이하 95년이후ㆍ신설공장 : 35g/ m2이하ㆍ기존공장 : 45g/ m2이하 배출량환산시ㆍ신설공장 : 40g/ m2이하ㆍ기존공장 : 50g/ m2이하 1 공장 2 공장 3 공장 4 공장 배출현황 g/ m2 ( 평균 ) g/ m2 (TOYOTA) 70g/ m2 ( 상도 Base : 수용성 ) 41g/ m2 ( 상도 Base: 수용성 ) 55g/ m2 ( 상도 Base: 수용성 ) 1 공장 2 공장 3 공장 4 공장 * 향후규제대비 목표 (2005년) g/ m2 ( 평균 ) - - 목표치설정 1. 일본자동차협회 : 57g/ m2 2. TOYOTA : 35g/ m2 세계적으로자동차를생산하고있는국가는많지않으며, 자동차생산이야말로국가적경쟁이라고할수있다 4). 앞서설명한바와같이자동차로인한대기오염등환경에미치는영향은각국마다날이갈수록확대되고있으며, 이에대한대책으로연비향상, 저공해자동차, 도장ㆍ보수공정의개선등다양한대기환경정책이수립추진되고있다. 표 8.6은최근우리나라와선진각국의자동차생산에서의 VOC 규제제도및향후개선계획을나타내었다. 이표에알수있듯이미국의경우도료용제사용량을신설공장은신설공장은 40g/ m2이하, 기존공장은 50g/ m2이하로또한독일의경우 95년이후신설공장은 35g/ m2이하, 기존공장은 45g/ m2이하, EU는 99년이후신설공장은 45g/ m2이하, 기존공장은 90g/ m2이하로규제하고있으며일본의경우검토중인것으로알려져있다. 우리나라는현재신설공장에서는 Solid 도료의경우 60g/ m2, Metallic 도료의경우 120g/ m2를기준으로 4) US. EPA, Region & Air Program, "Federally Approved Rules Missouri, 10USR , Control of Emissions from Industrial Surface Coating Operations"

193 삼고있었으며, 기존공장에대해서는단계적으로개선하도록계획을세우고있었다. 한편 2005년 1월 1일부터는도장부스에서의배출가스에대해서는배출농도 50ppm이하가되도록규정되고있다. 실제로세계 7대자동차제조사로비약한국내 A사에대한자료를수집하여표 8.6에나타내었다. 이회사의 U공장은 4개의공장으로구성되고있었으며표 8.6에서와같이평균 70g/ m2유기용제가현재사용되고있다고한다. 향후 2005년에는 35g/ m2까지삭감시키도록계획을마련하고있으며이는일본의토요타자동차수준으라할수있었다. 이회사는국내차량점유율에서도높을뿐만아니라최근의국내외사정을볼때환경대응에대한대책도수립중으로알려져있다. 표 8.7 국내 A 사의연차별 VOC 감축계획안단위 : g/ m2 공정 공장 2001 년 2002 년 2005 년 1 공장 2 공장 3 공장아산 1 공장 2 공장 3 공장아산 1 공장 2 공장 3 공장아산 비고 1. 전착 중도 상도 BASE * Silver Metallic 도료기준 4. 상도 Clear 계 평균 g/ 대 5790g/ 대 4953g/ 대 6964g/ 대 4121g/ 대 5520g/ 대 4953g/ 대 6964g/ 대 2416g/ 대 3360g/ 대 2326g/ 대 3433g/ 대 ,663g/ 대 5,389g/ 대 2,884g/ 대 평균 : 35이하 표 8.7은이회사의 U 공장의공장별신차제조공정에서의연도별유기용제사용량과계획을나타낸것이다. 2005년도에는각공장에서평균 35g/ m2까지사용량으로줄여선진국 (EU) 과같은규제수준을만족시킬수있도록하겠다는의미이다. 자동차산업은특성상자동차에관한각종규제가세계적으로연동되고있으며, 국내법만대응해서는수출이불가능하기때문에환경규제가미약한국내규제보다선진국의규제기준을참고로하는경향이있는것이다. 따라서환경부는세계적인환경규제를참고하여이에대한대비책을마련하고있는국내자동차제조사의환경부하저감계획을고려하고이들기업이제시한규제수준과비슷한규제치를국내기준치로설정해줄필요가있다. 자동차제조사에대한 VOC 삭감규제치의설정은대내외적으로우리나라도지구환경문제에적극적으로대응하고있음을널리알리는효과를주며, 우리나라의차가전세계로판매되는데도유리하게작용할것으로기대된다

194 8.4.2 A 사의생산라인별 VOC 감축계획과저감량 국내모든자동차제조사의 VOC 사용량과삭감계획에관한정보르수집할수없어국내최대점유율을차지하는 A사에대해철저히연구하여이로부터국내전체의자동차제조에서의 VOC 배출량과삭감계획을알아보았다. 표 8.8, 8.9, 8.10 및 8.11은앞서표 8.7의 U 공장내생산라인공장별 VOC 삭감에대한구체적인방법을나타낸것이다. 1공장의경우 2001년에는전착과정에서 14g/ m2, 중도에서 17g/ m2, 상도 Base에서 26g/ m2, 상도 Clear에서 13g/ m2의유기용제가사용되고있으며평균 70g/ m2, 자동차 1대제조시에 4,974g, 즉 5 l 정도사용되고있었다. 1단계계획으로올해 (2002년) 에는상도 Base에도장효율이좋은자동로봇벨 ( 표 8.12 가운데그림 ) 을설치함으로서유기용제사용량을 26 g/ m2에서 22 g/ m2, 또한전착도료를저용제형으로바꾸어줌으로써 14 g/ m2에서 6 g/ m2으로삭감시켜 2002 년에는 70 g/ m2에서 58 g/ m2으로삭감시킬계획이다. 1개라인 ( 공장 ) 당 30만대 / 연을생산하고있으므로연간 288톤 /line 즉이회사는 2001년도에비해 2002도삭감계획히충실히이루어진다면연간 1,152톤정도의유기용제사용을줄인셈이될것이다. 이와같이하여 1, 2, 3, 4공장모두 2005년까지 40% 정도삭감할예정이며이는 2001년도유기용제사용량에비해 3,456톤 / 연정도의삭감량으로추정된다. 표 8.8 A 사 1 공장도장공정에서의 VOC 삭감계획 단위 : g/ m2 공정 공장 2001 년 1 단계 (2002 년 ) 2 단계 (2005 년 ) 방안감축후방안감축후 1. 전착 14 저용제전착도료 중도 자동기 Robobell 화 상도 Base 26 자동기 Bell 화 22 수용성상도적용 5 * Silver Metallic 도료기준임 4. 상도 Clear 재판보정 Robot 화 8 계 ,974g/ 대 4,121g/ 대 2,416g/ 대 * 용어 1) 저용재전착도료 (Pb Free) : 납성분을없애고 VOC 성분을줄임

195 표 8.9 A 사 2 공장도장공정에서의 VOC 삭감계획 ( 단위 : g/ m2 ) 공정 공장 2001 년 1단계 (2002년) 2단계 (2005년) 방안감축후방안감축후 1. 전착 저용제전착도료 7 2. 중도 상도Base 21 Baserobobell화수용성상도 18 (1차) Robobee적용 5 내판보정 4. 상도Clear Robot화등 10 계 ,760g/ 대 5,520g/ 대 3,360g/ 대 * Silver Metallic 도료기준임 표 8.10 A 사 3 공장도장공정에서의 VOC 삭감계획 ( 단위 : g/ m2 ) 공정 공장 2001 년 1 단계 (2002 년 ) 2 단계 (2005 년 ) 방안감축후방안감축후 1. 전착 중도 8-8 중도내판적용 상도Base 수용성상도적용 4 4. 상도Clear 내 / 외판보정 7 Robot화등 * Silver Metallic 도료기준임 계 ,953g/ 대 4,953g/ 대 2,326g/ 대 표 8.11 A 사 4 공장도장공정에서의 VOC 삭감계획 ( 단위 : g/ m2 ) 공정 공장 2001 년 1 단계 (2002 년 ) 2 단계 (2005 년 ) 방안감축후방안감축후 1. 전착 5-5 저용제전착도료 5 2. 중도 중도내판 Robot화 상도Base 수용성상도 Robobee적용 3 4. 상도Clear 내판보정 Robot화등 10 * Silver Metallic 도료기준임 계 ,964g/ 대 6,964g/ 대 3,433g/ 대

196 표 8.12는앞서표에설명된용어에대한설명으로최근도장공정에사용되는도료분무장치에대한내용이다. 이는피도물의도막을얇고일정하게하기위해사용되는고성능극소분무장치의그림과사양이다. 이러한도장기는과거에비해도료사용량을줄이고불량을없애주게되어이로인해용제사용량도현저히줄게된다. 표 8.12 도장기의성능과특징 자동차제조에있어서용제사용량산정 국내 A 사의도장공정에서도료별 VOC 의사용량을추정하면표 8.13 처럼된다. 표 8.13 국내 A 사도장공정에서의도로별 VOC 사용량 1 도료도료사용량 (g/ 대 ) Solid 3,897 2 도료중 VOC함량 (g/kg) 480 (48%) 원액도료 희석신나 VOC 8 9 도료중고형물 VOC 사용량 VOC 사용량 희석량 사용량 VOC 사용량 Total VOC (g/ m2 ) (g/kg) (g/ 대 ) (g/ m2 ) (g/kg) (g/ 대 ) (g/ m2 ) 520 (52%) 1, Metallic 3, (51%) 490 (49%) 1,

197 주 ) & 계산근거 1 대당원액도료의총사용량 (g/ 대 ) A사동종설비의도장작업표준에따른실측경험치에근거함. 2 원액도료중 VOC( 용제 ) 포함량 (g/kg) 3 원액도료중고형물질 ( 수지 + 안료 ) 포함량 (g/kg) 페인트및신나성분조성확인서첨부 4 원액도료중대당 VOC 사용량 (g/ m2 ) 1도료사용량 (g/ 대 ) 2도료중 VOC량 (g/kg) 1kg/1,000g 5 도장면적당원액도료의 VOC 사용량 (g/ m2 ) 4VOC사용량 (g/ 대 ) 차량의전착면적 ( m2 / 대 ) 6 원액도료에대한용제희석량 (g/kg) 단사동종설비의도장작업표준에따른실측경험치에근거함. 7 대당희석용용제 (VOC) 사용량 (g/ 대 ) 1도료사용량 (g/ 대 ) 6희석량 (g/kg) 8 도장면적당희석용용제 (VOC) 사용량 (g/ m2 ) 7VOC사용량 (g/ 대 ) 차량의전착면적 ( m2 / 대 ) 표 8.14 A 사차종별전착면적과기준차종 차종별전착면적 ( m2 ) 기준차종비고 차종 차종 차종 차종 차종 차종 차체의전착도장면적측정은 part별 3차원표면적측정법과표면적확산법을병행하여계산함. 8.5 자동차용수성도료의개발현황과적용 A사에있어서현재수용성도료의개발현화은다음과같다. 1) 수용성중도 : 개발중 2) 수용성상도 Base : 일부칼라상품화 3) 2K-우레탄 Clear : 상품화 4) 수용성 Refinish : 상품화그러나수성도료의현장적용에는여전히다음과같은문제가있으며, 향후개선이필요

198 한생태이다. 1) 도료물성 : 내수성, 재도장성 2) 외관품질 : 이색, Carter`G, 티, 오물 3) Line과의적합성 - Flash-off내공정조건이 Setting 안욈 - Booth 온, 습도조건이 Setting 안됨 - 도장공장내화재, 폭발등으로개조공사가어려움한편, A사의수성도료의개발및적용계획은표 8.15와같다. 표 8.15 국내 A 사자동차용수성도료개발및사용계획 그리고, 수성도료를 2005 년부터적용할경우표 8.14 와같은 VOC 저감효과를기대할수 있다. 표 8.14 도장 booth 수용성도료개발적용계획 A사 VOC 삭감추진계획 공장명 추진항목 추진일정 `00 `01 `02 `03 `04 `05 VOC 저감효과 1공장 1. 도료개발 1,280g/ 대 (17g/ m2 ) 2공장 2. Pilot test 1,107g/ 대 (13g/ m2 ) 3공장 3. 설비개조 Pilot 2,476g/ 대 (33g/ m2 ) 4공장 (Robot 및자동기개조등 ) 2,942g/ 대 (30g/ m2 ) 5공장 3,528g/ 대 (36g/ m2 )

199 8.6 자동차도장공장 VOC 배출농도규제 1) 도장 booth zone 별배출농도 1 A,C구간의경우외판자동도장전, 후도어등내판부분의도장 (gun 도장 ) 작업이이루어지는공간으로서 B도장구간에비해배출농도가낮게배출된다. 2 B구간의경우자동차외판부분을자동도장기를이용전면도색하는구간으로 A,C구간에비해배출농도가높다. 그림 8.7 자동차연속도장공정 (main booth) 개요도 ( 평면도 ) 그림 8.8 자동차연속도장공정 (main booth) 개요도 ( 입체도 ) 2) 배출구별순간농도 그림 12 도장부스배기가스의 TVOC 농도 (ppm)

200 1 배기구별측정 data 의비교시측정시간대에따른순간농도의변화가극심하여배출가 스의평균농도를산정하기어렵고 2 농도규제적용시 50ppm( 순간피크치 ) 준수불가 3) Main 도장부스에대한 VOC 방지시설설치 자동차도장공장은 1개공장당 (30만대/ 년기준 ) 통상 3만m3 / 분의배기량을가지고있으며, VOC 규제가없었던시기에건설된공장으로향후 (2005년) 농도규제를대비하여다음과같은문제가발생할예정이다. 1 도장공장의특성상가변공간이없어방지서설설치공간확보불가 2 화재위험으로방지시설설치공사진행불가 3 대용량저농도의배기가스의처리설비의설치, 운전에따른제조원가상승으로대외경쟁력상실 / 경영손실극대 4 장기간공장가동중단에따른생산손실자동차도장시설의경우배기용량이방대하고수량이많으며, 이미고정화된설비형식을갖추고있음에따라농도규제에대응하기위한신규방지시설의추가설치가현실적으로불가능할것으로판단되므로농도규제를적용할경우, VOC 방지시설의설치보다는배출농도를준수하기위한다른방안 ( 도장시설의설계기준변경, 배출구별배출방법등의변경 ) 을채택하여기준을준수하려할것이며, 이는실질적인 VOC 배출량저감효과가없게될우려가크다. 따라서, 방지시설설치보다는청정생산공정기술을적용하는것이바람직하며 1 도료중에 VOC 물질이적게포함된도료를개발 ( 수용성도료개발및실용화 ) 2 도료를사용함에있어도장면적당도료사용량감축기술의개발및적용 (robobell 적용등 ) 3 환경친화형용제의개발및적용 ( 저공해유기용제 ) 4 기타공정개선및감축노력등 이러한방법은개별배출구에서순간적배출농도를감축하기위한방법이아니고, EU등선진국가의경우와마찬가지로 VOC 사용량을감축시키는실질적인방법으로서도장표면적당 VOC 사용량 ( 예 :75g/ m2 ) 으로규제하여도충분한 VOC 삭감효과를얻을것으로생각된다. 자동차도장시설의경우 1개의도장시설에서배출구별시간별농도편차가극심하므로순간농도에의한측정방법보다는평균농도에의한구제가바람직할것으로사료된다

201 9 장. 그라비아용, 옵셋용, 윤전용잉크중 VOC 함량기준설정 9.1 잉크의정의및분류 인쇄용잉크의정의 인쇄잉크란사진이나문자, 도형등과같은화상을종이나피인쇄체에화선부를형성하기위한색재로써 Vehicle에안료를균일하게분산시킨것이며필요에따라서건조제나콤파운드같은보조제를가한것이다. 원고또는이것을기초로만들어진판의화상을인쇄수단에의해피인쇄물의표면에형성, 고정하는상을형성하는재료다. 잉크의성분으로본다면안료와매질을긴밀히분산시킨균질한물질로써인쇄에사용하는매체이다. 표 9.1 인쇄잉크의성분분석표 유기안료 색료 안료 무기안료 체질안료 수지 천연수지, 합성수지 인쇄잉크 매개체 (Vehicle) 용제 식물성건성유류광물유류신나류물, 알콜류 조제 ( 첨가제 ) 건조도조정제 드라이어, 인히비터 ( 억제제 ) 인쇄적성 콤파운드, 인쇄바니스 색상조정 색상별, 토너 기타 화학적, 물리적물성보강제 ( 대한잉크 ) 인쇄잉크는수지류와용제를용해하여바니스, 착색료, 조제등과함께연육공정을거치면서만들어낸다. 인쇄잉크는잉크에색을주기위한재료인색료와색료를지면에옮기고고착시키는역할을하는 Vehicle, 특별한성질을추가하는첨가제및보조제등으로구성된다. 인쇄용잉크는크게옵셋 (sheet fed) 잉크, 윤전 (web offset) 잉크, 그라비아 (gravure) 잉크등으로분류할수있다

202 9.1.2 인쇄용잉크의분류 1) 옵셋잉크 달력인쇄나, 카다로그등은옵셋잉크로인쇄를하며평판에서잉크가전이되어종이나금속, 필름에인쇄되는잉크이다. 낱장인쇄용에도많이쓰이고상대적고점도와높은안료, 수지함량이특징이다. 최고급인쇄가가능하며중저속 (8000~15,000 매 /HR) 인쇄기에사용하고평판형식으로많이쓰이므로평판인쇄라고도한다. 옵셋잉크는인쇄된잉크막두께가다른판식보다얇기때문에잉크가축임물과유화되지않고판에충실히옮겨져야한다. 착색력이커야하는성질이요구되기때문에안료는내수성과착색력이큰유기안료를사용하는편이다. 평판인쇄판은인쇄잉크를인쇄기로부터인쇄용기까지전달해주는인쇄잉크가묻는화선부분과인쇄잉크가묻지않는비화선부분으로나눈다. 이렇게상반되는부분이생기는인쇄법에쓰는잉크가평판잉크인데, 인쇄잉크분야에서가장사용영역이넓다. 평판잉크는습식형과건식형평판잉크로나뉘며, 건식형평판잉크를 dry offset 또는 Waterless라고한다. 습식형평판잉크는인쇄역사상최초의볼록판인쇄방법에서색채를채택해사진판인쇄를가능하게했다. 표 9.2 옵셋잉크의분류 옵셋잉크 ( 평판인쇄용잉크 ) 습식형 건식형 종이인쇄용옵셋잉크철판, 금속용금속잉크 UV잉크디지털잉크 Waterless or Dry offset 2) 윤전잉크 신문이나여성잡지등많은부수를짧은시간에인쇄할때처럼윤전잉크는보통 ROLL 지인쇄용으로많이쓰이고고속윤전기 (500 ~ 1600 rpm 3~10만매 /hr에해당 ) 로인쇄를한다. 그리고다양한종이에인쇄가가능하고옵셋에비해점도가낮다. 고속인쇄가가능한성질과낮은인쇄비, 고속안정성 ( 열 / 기상 ), 내유화적성이양호한성질때문에급속한신장세를보이고있다. HEAT SET 잉크는건조장치에서용제가증발하여급속히건조되도록아마인유등의산화중합의요소를적게하여석유계를많이넣는다. Cold set은가열건조는되지않고, 종이에침투하여건조하는방법이다. 윤전인쇄는인쇄속도가낱장인쇄보다빠르기때문에신문과전화번호부인쇄의뜯김방지와전이성을좋게하기위해점도값이낮

203 게되어있다고한다. 표 9.3 윤전잉크의분류 HEAT SET 잉크 윤전잉크 신문잉크 COLD SET 잉크 UV 경화잉크 3) 그라비아잉크 그라비아잉크는과자나라면봉지등필름계통에많이쓰이며, 출판용, 화장지용, 포장지용, 셀로판용, 비닐용, 폴리에틸렌용, 금속박인쇄용등이있다. 오목하게조각된화선부에잉크를담아피인쇄물에직접전이시키는인쇄법에서사용되는잉크로용제는유기용제외에물을사용할때도있다. 잉크피막의성질을조정하기위해가소제, 왁스등의조제를첨가할때가많다. 그라비아인쇄의특징은제판 Cell Pocket속으로잉크가순간적으로들어가서피인쇄물에전이시킨다. 이에따라서인쇄후 blocking이생기지않도록건조속도가빠르고점도가낮아야하는데, 그라비아잉크가가장건조속도가빠르고점도가낮다. 잉크에사용되는수지는잉크의유동성, 건조성, 인쇄적성, 소재와의접착성, 피막강도에따라결정된다. 많이사용되는수지는폴리아미드수지, 염화고무, PVC계수지, 폴리우레탄등이있다. 용제류는용제, non Toluene, 수성이쓰인다. 표 9.4 그라비아잉크의분류 그라비아잉크 종이필름알미늄건재기타 피인쇄체일반그라비아잉크 Polyethylene (PE) Polypropylene (PP) Poly styrene (PS) Polyesters (PET) Polyamide(Nylon) (PA) Polyvinylchloride (PVC) Polyvinyidene cholride (PVDC) Cellophane Cellulose Acetate (CA)

204 4) 수성잉크 수성잉크에서현재사용되고있는수성잉크의바인더로는알칼리가용성수지가많이사용되고있으며이수지는암모니아수또는유기아민류로수용화해서만들어지며, 수성잉크는다음과같은성분으로구성되어있다. 수지는수용성수지, 콜로이달디스퍼션 (Colloidal dispersion), 에멀션 (emulsion) 등이있으며수용화제로는암모니아수, 유기아민류가있고안료는유기안료와무기안료가쓰인다. 보조용제는알콜, 글리콜에테르가쓰이고조제는분산제, 희석제, 슬립핑제등이쓰인다. 수용성수지는잉크의점도와유동성을조절, 분산계의안정화, 안료분산효과, 피막형성및안료고착등의기능을잉크에부여하고콜로이달디스퍼션 (colllidal dispersion) 은수용화수지, 히드로졸등으로수용성수지와에멀션의중간성질을가지고있다. 분자가극성이므로 ph를조절하거나조제를첨가함으로써용해성이나점도가변화한다. 알칼리가용형, 산가용형, 비이온 3가지가있는데, 알칼리가용형이수성잉크바인더로서가장유효하다. 특히알칼리가용아크릴수지는다양하고물성이뛰어난것이특징이다. 합성수지에멀션은피막강도가뛰어난반면스크린통과성, 판상안정성, 유동성, 레벨링, 광택등의점에서수용성수지나 colllidal dispersion에비해서떨어지기때문에다른수지와병용하여이들결점을보완할필요가있다. 다만에멀션으로형성된잉크피막은피막강도, 내마찰성, 내알칼리성, 내수성, 내용제성등에서우수한면을보인다. 안료는기본적으로용제형에서사용하는것과동일한안료가사용된다. 다만수성잉크는알칼리성이많으므로내알칼리성이좋은안료가사용된다. 수용화제는알칼리가용성수지에첨가해서수용화하며암모니아나수용성유기아민류가쓰인다. 수성잉크의보조용제는수성잉크의표면장력을내려서피인쇄체의젖음을좋게하거나수지의용해를도와서적정점도를유지하며건조속도를조절하기위한알콜류, 글리콜에테르류가사용된다. 그밖에수성잉크용원료로는소포제, 방부제, 방청제, 내마찰성향상제, 가소제, 분산제등이사용된다. 수용성잉크는물로희석하여인쇄가능하며건조피막은내수성이되며저취, 불연성으로무공해이고재현성이우수하여화선부가선명하다는특징이있다. 그리고작업성은용제형잉크보다뛰어나눈막힘, 발포, 핀홀, 색얼룩이없고접착성이양호해서광범위한재료에적용된다

205 9.2 잉크생산시설과인쇄시설의실태 선진국인미국이나유럽은 95년에비해 97년에약간의증가율을보이고있고아시아는인쇄용잉크생산증가율이큰것을알수있다. 우리나라의경우 1998년에 IMF로인한경기침체로 22% 까지감소하는경향을보였으나최근 59% 의큰증가세를나타내어잉크시장의경기침체가해소되었음을알수있다. 표9.5 대륙별인쇄용잉크생산량과증가율 대륙별 생산량 (95년) 생산량 (97년) 금액 ( 억 $) 증가율 (%) 미국 955,000 1,153, 유럽 750,000 1,025, 아시아 520, , 생산량 생산량 증가율 (%) 한국 37,000(97년 ) 29,000(98년 ) -22% 29,000(98년 ) 46,000(01년 ) 59% 선진국의인쇄용잉크사용실태 미국시장과유럽시장은기술, 판, 문화가달라서우리나라와는다른양상을많이보인다. 출판용플렉소가유세한편이고포장이나신문분야도우리나라와다른플렉소를이용해 인쇄하고있다. 아시아는포장그라비아가많고출판용은옵셋으로많이쓰는편이다. 그림 9.1 미국, 유럽, 아시아의판형식에따른구성비

206 1) 미국의인쇄용잉크사용실태 미국의경우 96년인쇄시장은제판부문 7% 감소와선전광고부문 1.8% 증가로 95년대비 2.2% 증가했다. 제판부문의감소는제판업계의빠른구조변화와디지털화로풀이된다. 또한사업형태도컴퓨터보급확대로인쇄시장이위축됐다. 미국잉크관련컨설팅업체인 Eishman에따르면 96년이대통령선거와주식시장, 건강의료시장의이미지프로모션, 컴퓨터관련시장이활발했고, A&T의분할을포함한통신정보시장의변화로미국의인쇄잉크수요는당초예상했던 4.7% 증가보다는낮은 2.2% 의성장을보였다. 한편, 합병의움직임이활발했는데, 지난 96년 4월에 Flint가 Basf의잉크사업을매수해규모확대와수직계열체제를확보하게되었고 Sun Chemical은 Zeneca의잉크사업을매수, 포장잉크사업을강화시켰다. 또한 Manders가 Croda Chemical를매수했다. 2000년도에는전국인쇄업소가 52000여개가되었고전체제조업의성장률이 0.2% 였던것에비해 4.3% 의성장률을보였다. 표9.6 미국의최근인쇄업종현황및추세 전국인쇄업소 (2000년) 52,200개 매년수익 (2000년) 897,000,000달러 인쇄업에종사하는근로자수 1,000,000명 성장률 (1991~2000) 4.3% 전체제조업성장률 (1991~2000) 0.2% 옵셋인쇄의경우성장률둔화. 최근추세 그라비아의경쟁력증가추세. 수성잉크의경우종이에는적용되지만 필름에는아직적용되지않고있다. 한편, 잉크제품별용도현황을보면옵셋잉크의경우, 품질의고도화와짧은납기일정의경향이점차강해지고있다. 그러나다이렉트투플레이트기술, 스트커스팅스크리닝, 하이파이칼라등의중요한제판부문에서의기술진보로여러가지방법을보유하게됨으로써새롭게등장한디지털프린팅을알맞게적용하고시장수요에대처하는움직임이진행되고있다. 옵셋인쇄는수량기준 15년동안 80% 의신장을보였지만상대적으로시장구성비는디지털인쇄와프레트랜스인쇄에밀려 95년 46% 에서 2010년에는 37% 로낮아질전망이다. 그라비아의출판관련부문은인쇄구매자가종이가격과운송비상승에대응하기위해용지를대체하여그라비아의경쟁력이강해질것으로생각된다. 포장분야중종이포장은수성화가진행되고있지만필름은수성화가아직일반화되지는않았다. 플렉소잉크는성장가능성이큰데미국플렉소기술협회에따르면, 오는 2025년에 25%

207 의비중을차지할것으로전망된다. 2) 유럽의인쇄잉크의사용실태 유럽의인쇄잉크시장은지난 95 년상반기에호조를보였으나하반기에는원료가격급등 으로경영이악화되었고 97 년초에도인쇄잉크시장은주요국가들의경기침체로어려움이 지속되었다. 95 년부터의경제의침체는인쇄업계의이익저하도가져왔다. 표 9.7 유럽의인쇄업종의성장률과특징 95 년성장률 2.7% 96 년성장률 1.5% 국가별시장규모 독일 (21만톤)> 영국 (11만톤)> 프랑스 (9만톤)> 이탈리아 (8만톤) 독일은유럽의중심에위치하고교통수단이발달해효율적인사업전개가가능해서우세 그림 9.2 독일에서 Solvent 사용율 (%) 독일은유럽국가들중에서도최대시장으로 40% 이상의비중을차지하고있다. 내수시장에는주로독일업체들이공급해왔지만다국적잉크업체들이대거참여하게되어 95년상반기잉크판매량은 94년동기대비 4% 증가했다. 또프랑스는잉크수입량이점차증가해 30% 선을유지했다. 이렇게다국적잉크업체들이연합하여세계시장을목표로확장시키고있고원재료의구매면에서도경쟁력을갖추고있어중소업체들은점차어려워질전망이다. 잉크시장을국가별로보면, 독일이 21만톤, 영국 11만톤, 프랑스 9만톤, 이태리가 8만톤규모를보이고있다. 용도별로보면, 신문잉크는영국이최대시장으로 26%, 독일이 25% 를나타냈다. 신문이외의출판잉크시장은독일이 40%, 프랑스가 15%, 이태리와영국이각각 10%, 포장용잉크시장은독일이 25%, 영국 15%, 이태리 13%, 프랑스 12%, 상업인쇄잉

208 크시장은독일 20%, 영국 17%, 프랑스와이태리가각각 15% 의시장을차지하고있다. 이처럼독일은신문잉크시장을제외한다른분야에서유럽의잉크시장의우위를지키고있는데, 이는독일이유럽의중심에위치하고교통수단이발달해효율적인사업전개가가능하기때문으로파악된다. 3) 일본의인쇄잉크의사용실태 95년일본의인쇄판매액은 8조3288억엔으로인쇄업체들의일반상업인쇄부문의매출이크게신장했다. 95년에 DM( 다이렉트메일 ) 은 94년대비 7%, 전단인쇄물은 8% 증가했지만 96년에도이러한경향을유지, 소비자들의선택폭을넓히는데크게기여한것으로풀이된다. 그리고최근에는출하금액이우리나라의 20배에달하고일본내제조업중에서출하금액 7위를달리고있다. 그리고전국인쇄업소가 40,000여개로늘었고종사하는근로자수가 440,000명에이르고있다. 표 9.8 일본의인쇄업종의현황 점유율 전국인쇄업소 인쇄업종사근로자수 출하금액 8조1,674억엔 ( 제조업 294조5,014억엔의 2.8% 에해당, 한국의 20배 ) 제조업 22개업종중출하금액에서 7위 40,401개 439,519명 96년의인쇄업종의경향을분석해보면, 일반상업인쇄와증권채권의매출이증가했고이어카탈로그, 팜플렛, 여성지, PC, 게임지, 신용카드, 전표장표류, 주권, 채권등이호조였다. 또한시대에편승한정보관련액정필터및리드프레임등의전자관련매출액이호조를보였으나가격은다소하락해화장재료를중심으로주택용건재수요도순조로왔다. 그러나가격파괴로지속적인신장세를보였던통신판매카탈로그는신장세가멈췄으나다른인쇄업종의선전으로결국은경기호조를보여판매량은 95년동월대비약 5% 신장했다. 품종별로보면, 수량기준평판잉크가 22% 의신장을보였다. 이에대해철판, 철윤잉크는 4%, 그라비아잉크가 11% 의감소를보였고식품포장에사용되는특수그라비아잉크도 3% 증가하는데그쳤는데이는동남아를대상으로한스낵과자등의수출물량이현지생산으로전환되면서잉크의주시장인포장인쇄도현지화되어일회용봉지도동남아에서완성품을저가격에수입하게되었기때문이다

209 9.2.2 국내잉크생산시설과인쇄시설의실태 1) 국내잉크생산업체에서인쇄용잉크의생산량 1996년옵셋잉크생산량은조합사기준 1만2705톤으로각업체별옵셋잉크시장점유율을보면, 동양인쇄잉크와대한잉크가각각 27% 가량을차지했고한국특수화학이 15~16%, 광명잉크가 10~12%, 양지코츠 7~8% 순으로나타났다. 표 9.9는국내 2001년인쇄잉크생산현황을나타내었다. 그림 9.3에서는국내 2001년생산현황을그래프로나타내었다. 표 년인쇄잉크생산현황 ( 단위 kg) 월 옵셋잉크 윤전잉크 골판지용잉크 그라비아잉크 금속잉크 기타잉크 계 1월 977,739 1,088, , ,699 90,992 63,924 3,284,889 2월 1,125,032 1,189, ,351 1,017, ,951 59,012 3,677,381 3월 1,183,173 1,248, ,892 1,022, ,377 74,019 3,850,119 4월 1,093,016 1,214, ,800 1,036, ,745 49,401 3,693,091 5월 1,212,962 1,281, ,535 1,093, ,972 63,229 3,981,414 6월 1,185,837 1,268, ,124 1,122, ,543 59,197 3,990,335 7월 1,241,641 1,033, , , ,234 51,208 3,559,711 8월 1,278,847 1,194, , , ,583 51,285 3,632,990 9월 1,368,425 1,295, ,514 1,105, ,711 55,207 4,180,912 10월 1,439,732 1,243, , , ,230 48,994 4,075,793 11월 1,376,385 1,508, , , ,038 68,963 4,263,636 12월 1,285,465 1,513,921 35, , ,856 52,672 3,854,794 계 14,768,254 15,078,519 2,331,180 11,756,769 1,413, ,111 46,045,065 그림 9.3 국내 2001 년인쇄용잉크생산현황 ( 잉크조합분석 ) 2000 년그라비아잉크시장은 900 억원기장을놓고 60 여개메어커가난립하고있으나삼 성잉크, 대한잉크, 성보잉크, 삼영잉크, 명성잉크등상위 5 개사가 50%, 상위 10 개사가 80% 를차지하고있는실정이다

210 국내에서생산된인쇄잉크는위테이블과같이모두 4천만kg이넘은것으로집계됐다. 한국페인트잉크공업협동조합에따르면옵셋잉크는 29%, 윤전잉크는 21%, 그라비아잉크는 30%, 플렉소잉크는 6% 등으로나타났다. 1998년에는경기침체로인한인쇄물의감소, 책대여점및정보통신확대와영세한기업들의도산이공급량의감소를초래했다. 최근한국의인쇄산업의출하금액은 4조원으로일본의 1/20에해당한다. 1999년의한국의인쇄잉크생산량 ( 한국페인트잉크조합 7개사 ) 은 4 만1천784통이고전국에모두 6,800여개의인쇄사가분포해있는것으로조사되고있다. 여기에근무하는근로자는 7만4,858명으로조사되었다. 그림 9.4에는 A사에서분석한국내인쇄잉크시장에서의잉크점유율현황을그래프로나타내었다. 그림 9.4 국내인쇄잉크시장에서잉크종류별점유율현황 (A 사분석 ) 2) 유성잉크와수성잉크의주사용처 유성잉크의경우도서나잡지, 신문, film, can, 금속, 플라스틱소재등에많이쓰이고수성잉크의경우는포장박스나 Corrugate, film등에많이쓰인다. 알콜이 15% 정도만함유되어도수성이라고보는경향이므로유성잉크라고하면보통그라비아잉크가대표적이고수성잉크및환경친화잉크는 solvent 대신알콜이포함된잉크나대두유가함유된옵셋및매엽잉크가대표적이다

211 3) 국내인쇄시설의시설규모와변화추이 문화관광부에인쇄소등록을한업체는 1999년말을기준으로 5,185개업체이며, 전국 13개인쇄정보산업협동조합에가입한인쇄사는 3,284개사이다. 조합원업체의지역별현황을보면서울인쇄정보합이 1,294개사로가장많다. 전국인쇄정보조합에가입된업체를분석해보면법인업체가 16.9% 에불과하다. 생산제품별현황을보면, 선전용인쇄물생산업체가 41.2% 로가장많고책자류가 27.9% 사무용류 22.7%, 기타 8.2% 순이다. 이와같이인쇄산업은도시형업종으로서대부분영세성을면치못하고있는것으로보인다. 잉크를생산하는업체들의일부를제외하고는대부분영세하고난립해있어정확한통계와실태파악이힘든상태인데, 향후국내잉크공업은환경규제및수요업체의사용량감소, 대두유등천연잉크의사용증가로수익성이악화되고사업을포기하는업체들이점차확대될것이라는전망이나오고있다. 1999년말현재활판기총보유대수는 400대로매년급속히감소추세를보이고있어머지않아자취를감추게될전망이다. 우리나라인쇄시설의주종을이루고있는윤전기, 양면기, 하드롱판인쇄기, 마스터인쇄기등을총칭하는평판인쇄기는모두 4,987대가가동되고있다. 그라비어인쇄기, 전산폼인쇄기, 카폰인쇄기, 시링거등특구인쇄기는 1,091대가운용되고있다. 세계각국의인쇄전문가들은디지털인쇄물량이 2005년까지급속히늘어날것으로전망하고있다. 5천부이하의소량ㆍ다색을중심으로하는디지털인쇄는오프셋, 그라비어, 플렉소, 전산폼, 스크린인쇄를모두포함했을때의점유율이 2000년에 11% 에서 2005년이되면 21% 까지상승할것으로예측하고있다. 4) 인쇄시설에서잉크의사용실태 우리나라에서인쇄업계는중소기업을중심으로한전형적인내수형수주산업으로다양한수요에대응하기위하여다품종소량생산방식을취하고있으며, 특히수요변동이심해조업이불안정한상태다. 주요원부자재중인쇄용지및인쇄잉크등은자급률이높으나제판용필름은전량수입에의존하고있어가격변동에따른영향이크다. 대한인쇄공업협동조합에따르면, 전체제조업체중소업체의비율이 90년 59.7% 에서 91년 61.7% 로 2.0% 증가했으나인쇄업의경우소업체비율이동기간에 77.4% 에서 80.3% 로 2.9% 증가해전체제조업에비해증가율과구성비가높은것으로나타났다. 인쇄물을책자류, 상업및선전용류, 사무용품류, 기타인쇄물류등으로나누어연합회조합사총 1900여업체의주요생산제품의비중을보면, 92년사무용인쇄물이 791개업체 (41.3%) 로가장많았고, 상업선전용류 553개업체 (28.8%), 책자류 510개업체 (26.6%), 기타인쇄물 63개업체 (3.3%) 로나타났다. 그라비아잉크의경우는잉크시장의 30% 정도를차지하고있고전국에 70여개의생산

212 공장이있다. 실제로그라비아잉크를사용해서인쇄하는업체는규모가큰업체이기때문에수가많지않아서방지시설을설치하고관리하는것이가능하지만생산하는데는대규모의시설이필요하지않아서 solvent 등의물질들을임의적으로섞어서적성을맞추는경우가많은실정이다. 매엽이나옵셋잉크의경우는생산을하는데그라비아보다는대규모의시설을요한다. 생산시설에는방지시설을설치할수있지만매엽이나옵셋인쇄시설은전국에영세업체가많아서관리가어려운실정이다. 9.3 잉크종류별유기용제의함량 잉크종류에따른유기용제함량비및 VOC 의종류와배출량 인쇄잉크에는일반적으로피인쇄체로의접착성또는최적의피막적성, 그외의성상을부여하기위해여러종류의수지가목적에따라선정된다. 유기용제는주로이들의수지를용해하여각인쇄방식이나코팅방식또는각종기계에대응한최적의인쇄적성과코팅적성과함께적절한건조속도를갖는 Vehicle을인쇄잉크나접착제등에사용한다. 따라서인쇄방식이나코팅방식, 기계의종류또는성능, 피인쇄체나코팅물의종류, 가공방법, 인쇄물이나코팅물의사용방법이나사용목적에따라여러가지의수지와여기에맞는유기용제가사용된다. 이중에서 VOCs는액상잉크용 Vehicle의주성분으로주로증발되는용제에의해배출되고유해물질이용제로사용되기도한다. 용제로사용되는물질은다음과같다. ( 표 9.10 참고 ) 이용제중선진국에서는 Benzene, Toluene, Xylene과같은 Aromatic( 방향족 ) 류나, MEK(Methyl ethyl ketone) 나 MIBK(Methyl isobutyl ketone) 와같은 Ketone류, 그리고 IPA(Isopropyl alcohol) 와같은물질은유해성이나독성으로사용이금지되거나함유량을최소화하도록요구하고있다. 표 9.10 국내에서사용되는잉크의용제종류 분류 Alcohol Ester Ketone Alcohol 유도체 탄화수소 ( 방향족 ) 탄화수소 ( 지방족 ) 용제명 Methanol 초산메틸 Acetone M-Cell Benzene N-Hexane Ethanol 초산에틸 MEK E-Cell Toluene Cyclichexane IPA 초산n프로필 MIBK B-Cell Xylene N-Butanol Cyclohexanone MIBK(Methyl isobutyl ketone), MEK(Methyl ethyl ketone)

213 표9.11 국내생산업체에서생산되는잉크중의일반적인용제함유비율 비율 (%) 옵셋잉크 윤전잉크 그라비아잉크 비율 (%) 수성플렉소잉크 안료 ~40 유기안료 17 수지 ~20 폴리머 30 유류 물 40 용제 15~30 25~45 40~85 알콜 7 첨가제 5 5 1~5 첨가제 6 옵셋잉크는잉크의종류마다차이가있으나대략적으로안료는 26%, 수지는 30%, 건성유는 25%, 고비점석유계 ( 용제 ) 는 15%, 첨가제인콤바운드와드라이어는 5% 정도가포함된다. 윤전잉크는잉크의종류마다차이가있으나대략적으로안료 25%, 수지 30%, 건성유 10%, 고비점석유계 30%, 용제콤바운드와드라이어 5% 를포함하고있다. 그라비아잉크도종류마다그성분이다르지만대략적으로잉크의구성성분중에서안료는 5~40%, 수지는 10~20%, 용제는 40~85%, 왁스와같은기타보조제는 1~5% 정도가포함된다. 수성플렉소잉크의경우는유기안료가 10~25%, 폴리머는 20~40%, 물은 40~50%, 알콜은 4~10%, 첨가제는 2~9% 정도가포함되어있다. ( 표 9.11참고 ) 미국에서사용하는인쇄용잉크중포함된 VOC 함유량은대략다음과같다.( 표 9.12참고 ) 표9.12 미국에서생산되는인쇄용잉크의대략적인 VOCs 함유량 Heat offset ink 30 ~ 40%, 유류에많이함유 Cold offset ink 5 ~ 30%, 유류나잉크오일에많이함유 Solvent based : 50 ~ 70%, Gravure ink 알콜이나에스테르에많이함유 Water based : 거의없음. Solvent based : 50 ~ 70%, Flexographic ink 알콜이나에스테르에많이함유 Water based : 거의없음. 표 9.13에서는한국, 미국, 유럽, 일본에서의인쇄용잉크중의 VOCs 함량현황및규제현황을요약하여나타내었다. 옵셋잉크나윤전잉크의경우대두유함량을증가하고있지만국내의경우와유사하다. 그라비아잉크에서국내의인쇄용그라비아잉크중의 VOCs 함량보다다소적은양이포함되어있다. 표 9.13을보면한국의경우조사된두회사간또잉크의종류별 VOCs 햠량에다소차이가있다. 미국의경우옵셋잉크나윤전잉크의 VOCs 함량은국내와다소유사하지만, 그라비아잉크의 VOCs 함량은국내생산그라비아잉크에비하여평균적으로다소낮은경향이다. 유럽의경우인쇄용잉크중의 VOCs 함량을규제하지는않고, 2단계로하여

214 VOCs의배출총량을감소시키려고하고있다. 1단계감소는 2000년까지 1991년기준인쇄용잉크에포함된 VOCs를 30% 배출저감을추진하였다. 2단계감소로서는신규및기존인쇄공장을구분하여신규인쇄공장은 2001년 4월 1일이후, 그리고기존인쇄공장의경우 2007년 10월 30일이후까지인쇄용잉크에포함된 VOCs 배출총량을 30% 만배출하는, 즉 70% 의 VOCs 배출감소를이우려고하고잇다. 그러나인쇄용잉크중의 VOCs 배출함량을규제하지는않고, 인쇄시설에서 Fugitive Emission이나 Stack 배출을합쳐서전체적인배출총량에대한규제를실시하고있다. 일본의경우악취방지법시행과함께 Xylene이나 Toluene과같은 aromatic free 용제를사용할것과 MIBK나 IPA 그리고 Ethylacetate와같은유해성용제의사용을규제하고있다. 일본의경우도유럽처럼이노새용잉크중의 VOCs 함량규제보다는포함되어서는안될특정 VOCs를규정하고있으며협회에서자율적인저감방안을마련하여이를달성하도록유도하고있다. 표 9.13 인쇄용잉크종류별 VOCs 함유량 잉크종류 용도및피인쇄체 국내A사 (%)* 국내B사 (%) VOC 함량미국 (%) 유럽 일본 옵셋잉크 종이인쇄용 Waterless or Dry Offset 26~37 15~30 국내함량 ±2% 윤전잉크그라비아잉크 Heat Set 잉크 33~42 25~45 30~40 신문잉크 20~36 25~45 국내함량 ±2% Cold Set 잉크 20~36 25~45 5~30 종이용 55~75 40~85 50~70 PE 60~70 40~85 50~70 PP PET 60~75 40~85 50~70 NYLON Cellophane Aluminum 60~70 40~85 50~ 년까지 VOCs 배출총량의 30% 감소목표. 2. 연간용제사용량에따른인쇄산업에서의배출총량규제 년 10월 30일이후에는잉크중함유된총 VOCs의 30% 이내까지만배출을허용함. 악취방지법개정 ( 시행 ) 으로 Xylene, Methyl IsoButil Keton(MEBK), Toluene, Isobuthanol, (Ethylacetate) 가추가됨. 건재용 65~75 40~85 50~70 PVC 60~79 40~85 50~70 * 인쇄용잉크의밀도가 1g/ ml로간주하므로 % 와 (g/l 100)% 는거의동일함

215 9.3.2 유기용제함량비에대한측정방법분석 다음은국내 A 사가자체측정한 VOCs 함량값으로건조온도나건조시간, 설정법등에 따라많은차이를나타내고있다. 즉, VOCs 함량측정법이통일되지않으면같은잉크라도 VOCs 함량에큰차이가날수있음을알수있다. 표9.14 휘발분 (VOCs) 측정비교 DATA 윤전잉크 매엽잉크 황 적 청 흑 황 적 청 흑 이론치 VOCs(%) 시험방법1 VOCs(%) 시험방법2 VOCs(%) 시험방법3 VOCs(%) ** 시험방법 1 : DI 시험방법 ( 건조온도변경 ) 1. 시료 ( 잉크 ) 1.5~2g을석판용기에담아얇게펴준다. 2. 이용기를 150±2 OVEN에서 1시간건조시킨다. 이때건조시피막이생기므로이를핀을사용하여피막을긁어다시얇게펴준다. 3. OVEN에서꺼낸석판용기는실온으로냉각시킨후무게를측정한다. ** 시험방법 2 : DI 시험방법 ( 건조시간변경 ) 1. 시료 ( 잉크 ) 1.5~2g을석판용기에담아얇게펴준다. 2. 이용기를 105±2 OVEN에서 1시간건조시킨다. 이때건조시피막이생기므로이를핀을사용하여피막을긁어다시얇게펴준다. 3. OVEN에서꺼낸석판용기는실온으로냉각시킨후무게를측정한다. ** 시험방법 3 : 매엽설정시험방법 1. 금속판에시료를올려놓고어프리케이트를이용하여잉크를얇게도포한다. ( 이때잉크양을 0.6~0.9g 정도로한다.) 2. 이금속판을 105±2 OVEN에서 1시간건조시킨다. 3. OVEN에서꺼낸금속판은실온으로냉각시킨후무게를측정한다. 이와같이인쇄용잉크의종류가같아도 VOCs 함량분석방법에따라 VOCs 의함량에서 큰차이가나므로먼저 VOCs 함량측정방법의규격화가시급하다고판단된다

216 9.3.3 인쇄시설과잉크생산업체에서근무자의작업환경실태 현재우리나라에서는일부대형생산공장이나인쇄작업장에서 Solvent 및집진설비를설치하여배출되는 VOCs를제한하고있고작업자에게보호구를지급하여피해를막고있다. 그러나인쇄시설규모가작은영세한잉크생산업체나인쇄업체는 VOCs나대기오염방지시설을설치하지못하고있다. 이로인해서일부대형업체를제외한대부분의소규모생산및인쇄업체의작업자는 VOCs에직접적으로노출되고있다. 따라서영세한소규모업체의작업자는안전의식이나교육의부족으로안전보호장비가제공되더라도제대로착용하지않는경우가많다. 이로인해작업장에서의 VOCs의감소를위한시급한대책이요구되는실정이다. 9.4 인쇄용잉크 VOC 배출방지를위한현황조사 규제동향 매엽잉크나옵셋잉크는대두유의함량을높이는방법으로 VOCs의배출을줄이고있다. 그러나용제의함량이높아서 VOCs 배출이많고, 대두유와같이용제를대체할만한물질을적절히개발하지못한그라비아잉크는탄화수소류배출규제, 악취방지법, 화재의위험성에따른소방법, 노동안전위생법등의법규제를받고있으며더욱강화되고있는추세이다. 표9.15 각국의용제배출에관한법규제년일본년미국년유럽 1968 대기오염방지법 1973 대기오염에관한환경기준에 1966 Rule 66 대해서 ( 환경청고시제 25호 ) 1986 탄화수소대책지도요청 * 배출량절감목표 50% 이하 1988 탄화수소류대책지도지침 * 배출량절감목표 50% 이하 1994 환경기본조례 * 대형인쇄 2대이상설치설치기준과원료사용기준 1970 대기정화법 (EPA Clean Air Act) 1977 대기정화법개정 * VOCs 배출량 25% 이하로감소 1990 대기정화법개정 * 공장별배출총량규제와 HAPs HAPs : 대기오염유해물질 1996 NESHAP Final Rule 시행 1995 악취방지법개정 ( 시행 ) * Package용 그라비아 잉크, * Xylene, MIBK, TOL, Isobuthanol, EAC가추가됨 Wide Web용 Flexo ink의유기 HAPs 배출규제 1999 PRTR( 특정화학물질 배출량관리촉진법 ) 공포 1976 EEC 지령서 * 환경오염방지의국내법제정을가맹국에요청 1984 EEC 지령서 * 추가요청 1991 EEC 의정서 * 2000년까지 VOCs 배출량 30% 삭감 1993 EEC 의정서 * 까지각국에서법률관리규정을발행 ( 유기용제사용회사에대한용제관리계획, 총량규제안정책 ) 2001년신규인쇄시설 SED 적용 2007년기존인쇄시설 SED 적용

217 1) 미국의규제 미국에서는 EPA Clean Air Act ( 대기정화법 ) 을개정하면서유해대기오염물질인 HAPs 189종을지정하였고이중에서 Toluene, Xylene, Methanol, Hexane, MEK, MIBK 등은인쇄용잉크의용제로많이사용되는물질로법의규제를받는다. 특히 NESHAP Final Rule 의시행에서는 Package용그라비아잉크, Wide Web용 Flexo 잉크의유기 HAPs 배출규제로서유기 HAPs의방출량을 5% 미만으로규제하고회수, 소각등의제어장치는 95% 이상의충족능력이있을것등의구체적이고엄격한규제가되어있다. 2) 일본의규제 일본에서도환경보호, 노동안전위생과관련해법을강화해오고있고 1999 년 PRTR 법에서 는대상물질에 Toluene, Xylene 등을포함시켜서규제를해오고있다. 3) 유럽의규제 유럽의규제는할로겐용매, 발암가능성, 유전적결함초래, 임신에영향을주는것또는태아에게유해한용매들에대해서는따로규정을두고있다. EU 전체의나라들은 Printing ink와관련하여 Solvent Emission Directive(SED) 를지키거나이보다더엄격한규정을적용할것을요구하고있다. Printing ink에대한 SED는연간용제배출량의규모가 15ton/year인경우에는 SED를적용하지않고 15ton/year보다크고 25ton/year보다작은경우를소형시설문턱값 (Threshold small installation) 이라고규정하며 25ton/year보다큰경우로대형시설문턱값 (Threshold larger installation) 이라고구분하고있다.( 표 9.16 참고 ) 즉, 인쇄용잉크를사용하는인쇄시설에서의 VOCs 배출총량에따른인쇄시설을구분하여다른기준을적용하고있다. 표 9.17에서는 SED 규정에대한범위나인쇄공정을나타내고있다. 그러나표 9.18에나타난옵셋, 스크린인쇄, 플렉소그라피와그외다른인쇄공정에는이 SED 규정에포함되지않는다. SED 규정에의한 VOCs의배출한계 (Emission Limit) 를표 9.19에나타내었다. 대체로 stack을통한폐가스중의용제배출농도와사용된용제의총량에대한 fugitive emission을통한용제함량 (%) 로구분하고있다. 즉, 인쇄용잉크에포함된 VOCs 총량을기준으로하되, 인쇄시설의 VOCs 배출총량으로구분하여허용가능한 VOCs 총배출량을규제한다. stack 배출농도규제와배출총량규제를함께만족할수있어야한다. 하지만업체에따라서 stack 배출과 fugitive emission의규정외에다른 option 을할수있다. 즉, 수성잉크나무용제잉크의함량이 ±70%( 소형 ) 나 ±75%( 대형 ) 을넘으면배출저감기술 (End-of-pipe abatement) 을적용할필요가없다. 그러나이런규정을만족시키지못하면표 9.20에나타낸목표배출량을적용하는데연간용제의배출량에따라허용

218 가능한 fugitive emission과 End-of-pipe(stack 배출 ) 로배출가능한농도를합하여연간배출가능한총배출량 %(Reference emission) 를규정하고있다. 이허용가능한배출량은기준배출량 (Reference : 인쇄용잉크에함유된총 VOCs량 ) 의정해진함량 (%) 가배출허용되고있다. 이러한 SED 규정의적용 (Installation) 은신설공장에대해서 2001년 4월 1일이후부터적용하고기존의공장에대해서 2007년 10월 30일이후부터적용한다. 표 9.16 유럽에서인쇄시설의프린팅공정에서의문턱값과관리범위 인쇄공정에서의관리범위 소규모설비 문턱값 (Threshold) 대규모설비 힛셑인쇄공정 > 15 t/a > 25 t/a 상업적윤전인쇄공정문턱값이없음, 모든설비가해당됨. 스크린인쇄공정 ( 보드지나텍스타일제외 ) > 15 t/a > 25 t/a 스크린인쇄공정 ( 보드지나텍스타일적용 ) 소규모설비는해당되지않음 > 30 t/a 플렉소그라피인쇄공정 > 15 t/a > 25 t/a 상업적그라비아와다른그라비아인쇄공정 > 15 t/a > 25 t/a 프린팅과정과관련된라미네이팅공정 > 15 t/a > 25 t/a 광택, 바니쉬공정 > 15 t/a > 25 t/a 점착성의바니쉬공정 > 15 t/a > 25 t/a

219 표 9.17 유럽의 SED 규정에적용되는범위내에서의인쇄공정정의 사업힛셑인쇄공정상업용그라비아다른인쇄공정 규정범위내의규정에서정의하는중요부분인쇄공정 '... 인쇄매체를덥히는데사용되는뜨거운모든힛셑공정공기가있는오븐내에서증기가발생되는...' '... 잡지나카달로그혹은유사한생산품을상업용그라비아인쇄하는데사용되는톨루엔잉크를사용하는그라비아프린팅... '... 액체잉크를사용하고증기를통해서건조시킬때...' 보드지나텍스타일을 sheetfed와 webfed의판별은기계의제외한곳에사용되는인쇄공급속도 ( 인쇄량 ) 에따른다. Webfed는스크린인쇄공정인쇄기계가낱장으로서릴로부터공급하는것을의미한다. 문턱값을초과할경우 SED의적용을받는다. 보드지나텍스타일에 '... 카드보드나텍스타일...' : 특별히적용되는스크린구분하지않는다. 인쇄공정모든플렉소그라피 : '... 증발로건조되는플렉소그라피인쇄공정액체잉크를사용하는... 의용지공급을포함상업적그라비아와다른모든그라비아그라비아공정. 용지공급을포함해서. '... 증발로건조되는액체잉크를사용하는...' 인쇄와관련된 '... 라미네이트를생산하는두개나그라미네이팅공정이상의유연한물질... 인쇄업과관련된바니쉬 '... 바니쉬는유동적인물질를포함하는곳... 공정 '... 유동적인물질로팩키지물질의차후점착성의바니쉬공정봉인의목적으로...' 표 9.18 SED 규정에서적용되지않는인쇄공정의예 인쇄공정낱장공급옵셋인쇄공정옵셋인쇄공정콜드셑인쇄공정 IR UV 경화공정 Sheetfed 스크린인쇄공정스크린인쇄공정 IR UV 경화공정플렉소그라피인쇄 IR UV 경화공정 활판인쇄공정다른공정 Typo 활판인쇄공정 예

220 표 9.19 유럽에서 SED 규정에의한인쇄산업에서 VOCs 배출한계 규정내에인쇄공정힛셑인쇄공정상업용그라비아 (Rotogravure), 새로운설비업체상업용그라비아 (Rotogravure), 구생산설비업체보드지나텍스타일에적용되는스크린인쇄공정다른규정에속하는인쇄공정 (Rotogravure, 플렉소그라피, 윤전스크린인쇄공정, 라미네이팅, 바니쉬 ) 문턱값 t/a* 유입량에대한배출가스 fugitive mgc/nm³ emissions, % ** > ** All All > >25(30***) * t/a : ton/annual 또는 ton/year ** 힛셑은 : 생산과정에서남아있는솔벤트는 fugitive emission으로계산하지않는다. 실내온도에서옵셋공정으로부터는솔벤트의현저한증발은야기되지않는다. *** Rotogravure, 플렉소그라피, 윤전스크린인쇄공정, 라미네이팅이나바니쉬 표9.20 SED규정에의한인쇄용잉크사용시설 ( 용제사용량 ) 규모에따른 VOCs 목표배출량 규정내의인쇄공정 유입량에대한문턱값배출직전의기준배출량 Fugitive t/a 허용치 (%)* emissions (%) 새로운시설에서의상업적그라비아 All 구시설에서의상업적그라비아 All 보드지나텍스타일에사용되는스크린인쇄공정다른스크린인쇄공정규정에속하는다른인쇄공정 > > > * 기준배출량으로나타낸총허용배출량 (%)

221 표9.21 SED 규정에의한 VOCs 목표배출량을계산하는몇가지예 과정 플렉소그라피 상업윤전 스크린인쇄공정 문턱값카테고리 * >25 t/a 신규시설 t/a 실제사용된고형물 125 t/a 600 t/a 20 t/a 기준배출량 4X125 = 500 t/a 4X600 = 2400 t/a 1.5X20 = 30 t/a 기준배출규제비율 20+5 = 25 % 10+5 = 15% 25+5 = 30 t/a 목표배출량 25%X500 = 125 t/a 15%X2400 = 360 t/a 30%X30 = 9 t/a * 문턱값카테고리는 Reference 배출량이아닌실제솔벤트소비량에기초하고있다. 표 9.21에는 SED 규정에의한몇가지잉크중의 VOCs 목표배출량에대한계산예를나 타내고있다. 예를들어, 상업윤전의경우신규인쇄시설에서, 고체함량 1kg에대하여 4kg의 용제가배출된다고가정하면, 기준배출량은 1 4=4kg의용제가배출된다. 즉, 고형물의사 용량을바탕으로용제의기준배출총량 (Reference Emission) 을계산한다. 기준배출총량의 15% 만의배출이허용가능하다면, 0.15 기준배출총량이그시설에허용가능한배출총량 이된다. 플렉소그라피인쇄의경우고체함량비율은상업윤전과비슷하지만배출규제비율 이 25% 이기때문에 0.25 기준배출량을적용한다. 또, 스크린인쇄의경우 1kg의고체함 량에대하여 1.5kg의 VOCs가사용되므로기준배출총량은 1 1.5=1.5kg이된다. 표9.22 수용성잉크의사용량변화에따른수성플렉소그라피잉크에서의 용제감소량에대한예 과정 플렉소그라피1 플렉소그라피2 문턱값카테고리 > 25 t/a > 25 t/a 실제사용된고형물 수용성플렉소잉크의함량 % 50% 75% 수용성잉크에서의고형물 (t/a) 수용성수용성잉크중의솔벤트함유량 (3% when machine ready)(t/a) 8 11 용제형잉크의고형물 (t/a) 용제형용제형잉크중의솔벤트함유량 (78% When machine ready)(t/a) 추가적인감소활동이없을경우배출량 (t/a) 목표배출량 (t/a) 부가적인필요감소량 (t/a) 실제배출량에서감소필요량 45% 0%

222 표 9.22에서는수용성잉크의사용량증가 ( 변화 ) 에따른플렉소그라피잉크에서의 VOCs ( 용제 ) 감소요구량에대한계산의예를나타내고있다. 수용성잉크의사용이 50% 라고가정하면 ( 플렉소그라피의경우 ) 수용성잉크에포함된용제 (VOCs) 중연간 8ton이배출되고용제형잉크에포함된용제 (VOCs) 로연간 222ton이배출될경우총용제배출량 (Reference Emission) 은연간 230ton이된다. 플렉소그라피의경우 SED가규정에서연간 125ton의 VOCs 목표배출량을가진다면 ( 표 9.20참고 ) 실제현장에서 = 105ton/year의추가적인배출이요구되어진다. 만약, 75% 의수용성플렉소잉크가사용되면연간배출되는용제의총량은 =122ton이된다. 따라서, 연간목표배출량이 125ton으로설정되었을경우, 목표배출량이연간용제배출총량을초과하고있기때문에현장에서는더이상의 VOCs 배출감소노력이필요하지않다. 표9.23 스크린인쇄공정에서의적용 과정 스크린인쇄공정1 스크린인쇄공정2 문턱값카테고리 t/a t/a 실제사용된고형물량 (t/a) % UV 경화 30% 70% UV 경화잉크에서고형물 (t/a) 6 14 수용성잉크중의솔벤트 (0% when machine ready)(t/a) 0 0 용제형잉크중의고형물 (t/a) 14 6 용제형용제형잉크중의용제량 (60% When machine ready)(t/a) 21 9 감소활동의추가가없을경우배출량 (t/a) 21 9 용제의목표배출량 (t/a) 9 9 부가적인필요감소량 (t/a) 12 0 실제배출량에서감소필요량 57% 0% 참고 : 스크린인쇄공정 1(30% UV curing) 의경우 12 t/a이상배출량을줄이는것이필 요하다.12t/a 정도의소각장을사는것은너무비싸다. 가장좋은 UV 경화잉크의비율을늘 리는것이다. 표 9.23에서는스크린인쇄공정에서수용성잉크를사용할경우 VOCs 배출감소요구량에대한예를나타내고있다. 예를들어, 스크린인쇄공정1에서는배출되는용제의총량이 21ton/yr라고가정하고, VOCs( 용제 ) 에대한목표배출량이 9ton/yr라하면, 21-9=12ton의추가적용제배출감소가요구된다. 그러나스크린인쇄공정의경우용제배출총량이목표배출총량과같아서더이상의추가적인배출감소필요성이없다

223 1 독일의규제유럽의국가중에서는독일이 VOCs 규제관리에있어서는선도적인역할을하고있다. 독일에서는 TA-Luft라는 VOCs의연방규제에대한기술적지침을명시하고있다. 신규시설에대해서일반유기화합물질을독성정도에따라분류하여시간당총배출량에대한 VOCs 배출한계치를지정하였고발암성물질에대해서도분류하여배출한계치를차등화하고있다. 기존시설은배출제한정도에따라일정한유예기간을부여하고그기간동안배출저감장비를갖추도록규정하고있다. ( 대기환경과휘발성유기화합물질, 한국대기보전학회저 ) 표9.24 독일의오염물질분류별 VOCs 규제기준 등급 발암물질비발암물질배가스량규제기준배가스량규제기준 Class 1 0.5g/Hr 이상 0.1mg/m³ 0.1kg/Hr 이상 20mg/m³ Class 2 5g/Hr 이상 1mg/m³ 2.0kg/Hr 이상 100mg/m³ Class 3 25g/Hr 이상 5mg/m³ 3.0kg/Hr 이상 150mg/m³ 발암물질의실례 : Class 1 (Benxpyrene, 2-Naphthylamine) Class 2 (3,3-Dichlorobenzidine, Ethyleneimine) Class 3 (Acrylonitrile, Benzene, 1,3-Butadiene) 2 영국의규제영국은 1992년이후인쇄공장에서배출공정별로 Stack에서의 VOCs 배출을규제하고있다. 그러나영국도 EU의용제에대한 SED 규정을만족하여야하므로잉크중의 VOCs 함량규제보다는배출량 ( 농도 ) 규제를택하고있다. 표9.25 영국의인쇄공정에서배출되는 VOCs에대한규제기준 대상공정 항목 배출기준 (mg/m³) 비고 인쇄기공통 150 옵셋인쇄 ( 용제회수장치사용 ) 150 인쇄공정 그라비아인쇄 ( 용제회수장치사용 ) -잉크중방향족함량 5% 이상 100 -잉크중방향족함량 5% 이하 150 -용제회수장치이외포집장치이용 50 회전식스크린인쇄 50 잉크중용제함량 15% 이하미규제연소로배가스 50 톨루엔, 크실렌사용

224 2) 기술동향 오래동안에걸쳐평판인쇄잉크에는그점도를조정하기위하여통상 20~40% 의高비점탄화수소용제가사용되고있다. 이들의용제는어느것이나석유를원료를해서지방족탄화수소 ( 피라핀 ), 지환족 ( 指環族 ) 탄화수소 ( 나프텐 ) 및방향족탄화수소 ( 아로머 ) 의혼합물이다. 85년에는 IARC( 국제암연구기관 ) 의견해를기초로해서 OSHA( 미국노동안전위생국 ) 이낸규제에의해정제, 가공조건을충족한용제이외에는유해성표시가의무화돼아로머프리 (Aroma Free) 타입용제의잉크사용이확산되기시작했다. 아로머프리용제는방향족성분 ( 아로머分 ) 이극히적고종래의용제에비해서취기, 피부자극성, 그밖의독성이적으며대기오염성도적다는특징이있다. 그리고 94년에는유럽에서다환 ( 多環 ) 방향족 (PCA or PAHs) 의함유량이 3% 미만을안전기준으로하는 CONCAWE 보고서가나왔다. 또한일본에서는인쇄잉크에관한 97년에환경부하감소나환경보전에공헌한다고인정된상품에주는마크로서에코마크가 ( 재 ) 일본환경협회에의해제정됨에따라용제의아로머프리화가크게가속됐다. 아로머프리용제는종래의용제에비해자극성, 오염성이모두낮기때문에이것만을사용한에코마크인정잉크는작업환경의개선및지구환경의보호에공헌한것으로인정해인쇄업계에널리수용되게하고있다. 최근에는아로머프리용제는인쇄잉크용제의주류가되고있으나, 종래잉크에쓰이고있던수지를용해하기어렵고응고점이비교적높다. 따라서처음에는이러한아로머프리용제의특성에기인하는인쇄기상에서의잉크조임이나광택의낮음, 또는겨울철에잉크가굳어쓰기어려운점등의문제가있었다. 그후아로머프리용제에도충분한용제성을나타내는수지의개발이나바니스의연구등으로이들의문제도개선돼지금은각잉크메이커에서에코마크인정을받은오프셋윤전잉크및매엽잉크가시장에소개되고있다. ( 한국광양사 ) 일본에서는 88년안전위생법및소방법의개정에수반해 NON-이소프로필알콜인쇄의요망이급속히높아졌다. IPA( 이소프로필알코올 ) 와석유계용제는인쇄에있어서 VOC의주된발생원의하나이다. 이제상업인쇄분야에서의 NON-IPA는상당히일반화되고있으며, 특수인쇄등 NON-IPA에서는아직인쇄작업에부담이큰분야가있으나대체로 Non-IPA계용제의사용이가능하게되고있다고할수있다. 잉크면에서는유화후의잉크의유동성이나계면활성특성을컨트롤하는것으로서 NON-IPA 축임물을써도충분한조건을갖게끔연구되고있다. 한편축임물면에서의품질향상도눈부신바있어점도, 동적표면장력, 계면특성을컨트롤함으로써 NON-IPA인쇄를가능하게하고있다. 축임물에는다른용제도사용되는경우가많으나앞으로그사용량의감소와이에적합한잉크도요구되것이다. NON-IPA라는점에서축임물자체를사용하지않는무수인쇄는스킬리스화, 생력화로대표되는인쇄작업상의여러가지이점에서조금씩확대되고있다. 최근에는축임물 (IPA) 을사용하지않는다는점에서환경보존의욕이높은해외시장에서의보급이눈부셔환경대응잉

225 크로서의역할을다하고있어주목된다. ( 한국광양사 ) 3) 세계동향 최근여러분야에서지구환경문제가부각되고있는시점에서인쇄잉크분야에서도환경보전및에너지사용합리화를주제로한새로운잉크개발이적극추진되고있다. 95년들어급속히진전되고있는부문은평판잉크의용제를함유하지않은잉크쪽으로석유계용제에포함되어있는방향족성분제거및함유량을감소시키는것이다. 잉크업체에의해방향족성분을 100% 함유하지않은것에서부터이성분을큰폭으로감소시키는방법은여러가지가있으나 95년들어잉크생산업체들이다양한제품을생산하고있다. 원래오일쇼크이후석유에대한에너지사용합리화및 VOC( 휘발성유기화합물 ) 규제에대한논란이제기되었다. 특히, 미국은자국내농업진흥이라는측면에서콩산지인중서부주등에서는콩기름잉크사용을장려하고있다. 특이한점은콩기름잉크를사용한인쇄물에대해서는 ASA( 전미국콩협회 ) 가인정서를교부한다는것이다. 콩기름잉크를많이사용하는분야는신문인쇄분야로특히, 신문용칼라잉크는약 80% 가량을차지하고있다. 원래콩기름잉크는건조가어려웠으나신문지의경우, 비교적건조가쉽고칼라를내는데는오히려콩기름잉크가더좋은것으로평가받고있다. 일본에서는식물성기름이비싸수요확산이이루어지지못했으나최근들어사용량은많지않으나환경보호단체등에서인쇄할때식물성기름잉크를사용하는경우를늘리고있고신문사에서도이러한잉크사용을확대하고있다. 음료캔의분야에서도새로운인쇄기술과이에맞는잉크가등장하고있다. 캔인쇄는금속표면에양철판잉크로직접인쇄하는방식이주류를이루고있다. 일본에서는 1996년환경보전이나노동안전위생등이점차요구되고있었다. 각업체들은평판잉크부문에서문제가되고있는아로마성분을제거한잉크를실용화제품으로판매하고있다. 또한필름포장용특수그라비아잉크의용제에대한대책도주요과제로톨루엔으로부터자유로운잉크를개발하고있지만수성화는건조설비로의부하등문제를해결하는데시간이걸린다. 한편, 비용삭감에대한요구가진행되는가운데환경대책을주제로한잉크기술혁신이꾸준히진행되고있다. 95년들어서는평판잉크가용제의방향족성분을제거한타입으로빠르게전환되고있으며, 음료캔등의인쇄에도에너지사용합리화차원에서새로운기술이등장하고있다. 비용면에서관련업체들의이해부족으로보급이확산되지못한면도있으나장기적으로보면, 환경을배려한잉크기술개발이가장중요한부분이다. 유럽은우레탄원료잉크에서니트로셀로로스, PVB 레진을기본으로하고있고, 용제는에틸아세테이트, 에틸알코올을사용하고있어보다위생적인잉크를사용하고있다. 따라서국내에서흔히사용하는톨루엔, MEK를사용하지않고보다위생적인에틸알코올을사용할수있는잉크에대해깊은연구가필요하다. ( 한국광양사 )

226 4) 국내업체동향 그라비아잉크는인쇄후블로킹이발생하지않도록건조속도가빠르고점도가낮아야한다. 이에따라우리나라도여러가지잉크중속도가빠르고점도가가장낮은그라비아잉크를사용하였고대부분 OPP용으로비닐형수지를사용하며 PET나나일론등은우레탄을사용하고있었다. 그러나 1994년도에잔류용제가문제시돼그라비어인쇄잉크에대한큰전환기를맞이했다. 그이유는비닐계잉크의성질즉, 잔류용제에대한규격기준에적합 ( 총 6mg/m 3 이하, 톨루엔 2mg/m 3 이하 ) 한관리가어렵기때문이다. 규제가없었던과거에는인쇄성, 후가공성이우수한비닐계잉크사용에문제가없었지만톨루엔및환경문제가대두되면서대대적인그라비어인쇄용잉크의개선이필요하게된것이다. 이에따라개발된것이비닐계잉크가우레탄계잉크로대체됐던것이다. 우레탄계잉크는 PET, 나일론, OPP 필름등어느소재나적응성이우수해단일잉크로여러가지필름에사용하는범용화에유리하다. 더욱이스넥류와같은잔취용제영향이큰식품용포장재에서고속작업을하여도톨루엔이검출되지않는우수한성질의잉크이다. 그러나그라비어인쇄의최대문제점인용제에의한공해문제, 잔류용제를해결하기위해서는근본적으로잉크의성질을개선 ( 수성혹은알코올계의잉크 ) 할필요가있으며이에대한연구와일부사용이병행되고있다. 그러나수성잉크는잉크개발뿐만아니라인쇄기개발, 후가공성의개발등이필요하며, 그라비아인쇄최대장점인대량생산이어려워아직까지사용실적이미미한실정이다. ( 대한인쇄연구소 ) 9.5 인쇄용잉크의 VOCs 를감소하기위한노력 국내실정에서인쇄용잉크를수성으로바꿀때얻을수있는장단점및해결과제 수성잉크는물과알코올주체로돼있기때문에양호한인쇄환경유지가가능하고잔류용제의문제를해결할수있다. 환경문제를야기하지않고작업자에게건강상의문제를유발하지않는다. 반면에수성잉크는유성잉크에비해건조성이느려작업속도를저하시키고한번건조되면재용해가어렵다. 또한동결되면젤화가돼사용이불가능하며수성잉크에적합한인쇄기개발미홉및가공성이어려워대량생산에아직많은문제점이있다. 또한수성인쇄를위해서는인쇄기의건조능력을향상시키고부식방지를위한스테인리스로유도해야한다. 또한특수독터브레이드 (doctor brade) 에의한잉크가브리방지, 기계진동방지, 정확한실린더등수성인쇄가갖추어야할조건이많이있다. ( 대한인쇄연구소 )

227 9.5.2 국내에서인쇄용잉크의 VOCs 감소를위한일반적방안 수성인쇄는환경친화적인방법이기는하지만용제형에비해품질, 생산성, 물성에서많이뒤지고있으므로더많은연구가필요한분야이다. 국내업체에서는건조지연과설비보완으로인한투자비용의증가, 품질저하, 인쇄설비에대한투자비용증가로인해완전한수성화를어렵게보고있다. 매엽이나옵셋잉크의경우는수성화및환경친화방향으로가고있는상태이다. 신문잉크의경우는거의대부분대두유및아마인유를사용한잉크가사용되고있고콩기름이용제의 40% 이상함유되면얻게되는미국의 Soy Seal마크도획득하여수출하는데어려움이없다. 국내기업에서생산하는잉크의경우실제로 aromatic 용제는 5% 도안되는것으로조사되고있어서매엽이나옵셋잉크의경우는용제에따른 VOCs문제는어느정도해소된것으로보인다. 다만인쇄시인쇄적성을중요하게생각하는이유는소비자가양호한인쇄의질을요구하기때문에 aromatic의성분이더줄어들지않고있다. 유럽의경우신문이질이좀떨어지고잉크가약간묻어나오는데비해서우리나라국민들은신문지하나조차도종이질이나인쇄상태등을까다롭게요구하기때문에잉크에 aromatic 용제가어느정도는첨가되어야하는실정이다. 그러므로매엽이나옵셋잉크중소량함유된 aromatic 용제까지줄이기위해서는환경적인측면을중요하게생각하도록국민의의식전환을위한교육이나광고가필요할것으로보인다. 수성잉크의경우는건조에있어서의문제를해소할수있는 box나포장재에쓰이고있고그러한경우는재활용이가능하고 VOCs가적으므로실제적으로그라비아잉크를제외한매엽잉크나옵셋잉크등은 VOCs가어느정도해소되었다고할수있다. 그러나그라비아잉크의경우는 40% 에서최대 85% 까지유기용제를함유하고있기때문에 VOCs의측면에서가장큰문제가되고있다. 타잉크의경우는알콜을용제의 15% 만첨가해도수성이라고하며사용이가능하지만, 그라비아잉크의경우는고속으로건조시키면서필름이나비닐에고속인쇄가요구되므로수성화가어려운실정이다. 그리고그라비아잉크의경우수성으로가려면폐수처리문제나후처리의가능성에대한고려도필요하다. 현재국내에서 non-톨루엔그라비아잉크가생산이되고있지만인쇄시설에서그것을사용할만한기술적여건이되지않는경우가많다. 그라비아잉크생산공장은소규모시설이라도생산가능하므로전국에소규모의그라비아잉크생산업체가난립해있는실정이다. 따라서그라비아잉크생산업체는생산과정에서임의적으로유기용제를타는경우가많기때문에그러한생산업체를규제하기는현실정으로는어려운상태이다. 그리고 non-톨루엔잉크가생산되더라도용제로톨루엔대신케톤이나알콜류로대체되는데그것도결국은다른오염물질이될수도있다. 일본의경우는이미수성그라비아잉크를생산하고있는실정이고, 용제를적게함유하고휘발성유기용제의첨가를줄이는방향으로나아가고있다. 우리나라도계속적으로그

228 라비아잉크의수성화나용제감소기술을연구하고있는상태이다. VOCs나유기용제의사용에대한규제가엄격해지고유기용제의환경적인악영향에대한관심이고조되고있기때문에잉크조합에가입한업체끼리자체조사를통한 VOCs 저감방안에대한논의도진행되고있는실정이다. 우리나라에서인쇄용잉크가국내 VOCs 배출량중에차지하는비율은 4% 정도이고이중에서제일문제가되는그라비아잉크는 26% 를차지하고있다. 즉전체 VOCs 배출량의극소량인 2% 를차지하고있다. 현재의기술이나업계상태로는가능하지않지만그라비아잉크의유기용제 (VOCs) 함량을 50% 로줄인다고하면전체 VOCs 배출량의 1% 감소에지나지않는다. 즉, 현기술이나인쇄적성에대한영향을무시하고 VOCs의배출량이나유기용제함량을줄이는것은그다지효과적인방안이아니다. 오히려장기적인투자로기술개발을유도해서인쇄용잉크중의 VOCs 함량을줄이는방법과동시에생산시설이나인쇄시설에서흡착이나연소등을통한방지시설을해서배출을줄이는방법을병행하는것이더효과적일것으로보인다. 또 Toluene이나 Xylene과같은 aromatic 용제의함량을 5% 이상낮게하거나 MEK나 MIBK와같은 Ketone류의사용을억제하는방안등이고려되고있다. 즉, 유해성이큰화합물 (HAPs) 을규정하고그런화합물의함량을어떤기준아래로유도하는것이바람직할것으로보인다. 그리고이러한방지시설을효과적으로관리하고통제하기위해서는우선영세한생산업체및인쇄업체의조합화를유도하여실태를파악하는것이선행되어야할것이다. 또관련조합에서장기적으로인쇄용잉크중의유기용제함량감소를위한기술이나연구성과를보급하여영세업체에서도이를적극활용할수있게하여야할것이다 국내잉크의수성화및조합활성화를위한제도적방안 미국의경우는대두유마크를획득하지못하면유통이어렵고수입도안되기때문에대두유마크를획득하도록되어있다. 실제로우리나라의매엽잉크나옵셋잉크는 Soyseal Mark 를획득하여대량수출하고있지만, 그라비아잉크의경우는수성화및식물유화가어려워서수출이불가능한상태이다. 일본의경우는조합에가입되어있는단체들을중심으로규정을자체내에서만들어서 VOCs를어느정도로저감하겠다고공포하여공개적으로줄이고있고, ECO 마크를따게되면인센티브가있어서세금등의이득을볼수있다. 그러나우리나라의경우는우선조합에가입되어있는기업의수가 50% 정도도되지못해서유기용제의사용량이나 VOCs의배출량및업체실태를파악하는데어려움이있다. 조합에가입하지않은영세한기업체들이임의적으로잉크를제조하고사용하는경우때문에수성화를하는것은어려운실정이다. 그러므로조합에영세한업체의가입을유도하여 VOCs 사용에대한정확한파악에기초한규제를하고, 조합의활동을적극적으로지원하여자체적으로 VOCs 를줄이는방법과그에따라국가에서일정한혜택을부여할수있는제도를만들어서수성화로이끌어가는것이좋은방법이다. 또한환경마크의활성화와함께확실한인센티브를

229 부여함으로써기업의연구개발을더욱활성화시키는것도필요하다 외국의규제동향과국내규제방향제시 앞서인쇄용잉크중의 VOCs 배출방지를위한현황조사의규제동향에서이미언급하였듯이미국의경우는인쇄용잉크에용제로첨가되는유해물질들이규제대상인유해대기오염물질에포함되어있다. 일본은최근악취방지법에 Xylene이나 Toluene, MIBK등을규제대상으로포함시켰다. 독일도발암성에따라물질을분류하여 VOCs를규제하고있고영국은용제회수장치를기본으로하며배출공정별로 VOCs를규제하고있다. 이와같이대부분의나라에서총량규제보다는배출물질에따른규제를하고있으므로우리나라에서도배출물질에대한규제가효과적일것으로판단된다. 총량규제를엄격히할경우현기술로서는인쇄적성이크게떨어지고경제성측면에서도나빠질수있으므로오히려유해한용제대신무해한용제를사용하고 VOCs를저감하기위해물질별로사용량또는함유량규제를하는것도효과적일것이다 인쇄용잉크중의 VOCs 함량규제를통한 VOCs 감소와기준안 국내의인쇄용잉크중의 VOCs 함량은잉크의종류나제조회사에따라다르다. 옵셋잉크나윤전잉크의경우미국과다소유사하거나약간높은정도의 VOCs를포함하고있으며, 대체로대두유의사용을늘리면서해결하고있다. 그라비아잉크의경우는잉크마다차이가있지만미국의경우보다약 10% 정도 VOCs 함량이많다. 유럽의경우 1991년 EEC 의정서에서 2000년까지현재사용중인인쇄용잉크중의 VOCs 총배출량을 30% 감소하는것을 1단계목표로하였다. 유럽의경우 Solvent Emission Directive(SED) 에서는현존인쇄업이나신규인쇄업에따라적용되는기준이다르지만, 2007 년 10월 30일까지 2단계배출감소목표를정하였다. 즉, 인쇄용잉크의사용정도에따라다소차이가있지만현재인쇄용잉크에포함된 VOCs를 Fugitive Emission과 Stack 배출 ( 대체로 5%) 을합해서 15~30% 까지만배출을허용하는배출총량규제를사용하고있다. 표 9.26에서는국내및선진국의인쇄용잉크중 VOCs 함량또는배출기준을나타내고있다. 본연구에서조사분석된두국내인쇄용잉크중의 VOCs함량과범위를평균하여잉크별국내평균을얻었고, 미국의평균 VOCs 함량값은미국에현재사용중인 VOCs 함량범위를평균하여계산하였다. 미국의경우윤전잉크와그라비아잉크중의 VOCs 함량이국내와비교하여다소낮았다. 그러나유럽의경우인쇄용잉크중의 VOCs 함량기준은없으며인쇄용잉크중에포함된 VOCs 함량을함량을기준으로 30% 감소 (1단계감소 ) 와 70% 감소 (2단계감소 ) 로 2단계로구분하고있다

230 표 9.26 국내및선진국의인쇄용잉크중 VOCs 함량또는배출기준 잉크종류옵셋잉크윤전잉크그라비아잉크 VOC 함량 (%) 용도및미국의국내A사국내B사국내미국피인쇄체일반적인함량범위함량범위평균평균함량범위종이인쇄용국내함량 Waterless or 26~37 15~ ±2% Dry Offset Heat Set 잉크 33~42 25~ ~40 35 신문잉크 20~36 25~45 32 국내함량 ±2% 32 Cold Set 잉크 20~36 25~ ~30 18 종이용 55~75 40~ ~70 60 PE 60~70 40~ ~70 60 PP PET NYLON 60~75 40~ ~70 60 Cellophane Aluminum 60~70 40~ ~70 60 건재용 65~75 40~ ~70 60 PVC 60~79 40~ ~70 60 유럽유럽 1단계감소 2단계감소인쇄산업의용제사용량정도에따른 SED에의한총허용 2000년까지배출량규제. 1991년 ( 잉크중함유된수준에서 VOCs의 30% 의 15~30% 만 VOCs 배출배출허용.) 감소 -신규:2001년 4월이후적용 -기존:2007년 10월이후적용 따라서, 인쇄용잉크중의 VOCs 배출감소를위한국내의인쇄용잉크중의 VOCs 함량기준을제시하기위하여국내업체의사정을고려하여 3단계의배출감소를시행하는단계적접근법이바람직할것이다. ( 표 9.27 참고 ) 1단계감소에서 2003년 12월 31일부터미국인쇄용잉크에함유된평균 VOCs 함량을지키는것이다. 옵셋이나윤전의경우현재미국과다소유사한정도의 VOCs 함량을가진다. 그러나미국의평균에맞추기위해서는윤전잉크중의 VOCs 함량을평균 4% 줄이는것이요구된다. 그리고그라비아잉크의경우잉크중의 VOCs 함유량을약 8% 정도감소시키는것이요구된다. 1단계감소가시행되면전체적으로약 3.2% 의 VOCs 배출총량이감소할것으로예상된다. 다음 2단계감소로서유럽에서 2000년까지달성하기로한유럽 1단계감소기준을 2007년 12월 31일부터적용하는것이다. 이것은인쇄용잉크사용시설에서 Fugitive Emission과 Stack 배출을합쳐서 30% 의 VOCs 배출총량을줄이거나인쇄용잉크중의 VOCs 함량을줄이는두가지방법이있다. 그러나현재국내인쇄용잉크사용시설 ( 인쇄업체 ) 의규모가영세하므로고가의배출방지시설을설치하는것이현실적으로어려울수가있으므로실용적이지못하다. 그래서인쇄용잉크중의 VOCs 함량을줄이는방법, 즉인쇄용잉크제조과정이나잉크제품에서 VOCs를줄이는것이다. 즉, 2단계배출감소를이루기위해서는현재국내인쇄용잉크의평균 VOCs 함량을기준으로, 잉크별로약 30% 의 VOCs 배출량을감소하는것이다. 2단계의배출감소가시행되면약 24~30% 의 VOCs 배출

231 총량이감소할것으로예상된다. 마지막 3단계 (30%) 에서는유럽에서 2007년 10월 30일까지달성하기로한유럽 2단계기준중약한기준 (15~30%) 을적용한다. 즉, 현재국내인쇄용잉크중의 VOCs 함량을기준으로, 인쇄용잉크중의 VOCs 배출을 30% 만허용하는 ( 즉, 70% 의 VOCs를감소하는 ) 기준을 2012년 12월 31일부터적용한다. 혹은인쇄용잉크사용시설에서방지시설등을설치하여현재기준으로 VOCs 배출량을 70% 만큼감소시키는것이다. 3단계함량기준이적용되면현재인쇄용잉크에서배출되는 VOCs 총량의 56~70% 의감소가예상된다. 이경우그라비아잉크중의 VOCs를현재를기준으로 70% 나줄이는결과가되므로현재의기술로는어려움이다소있을것이다. 그래서 3단계 VOCs 감소는인쇄용잉크중의 VOCs 함량감소와인쇄시설에서의배출감소를동시에적용할필요가있다. 표 9.27 국내인쇄용잉크의 VOCs 함량기준안및감소목표 VOC 함량 (%) 1단계감소안 2단계감소안 * 3단계감소안 * 국내 VOCs 함량 ( 미국기준준수 ) ( 유럽1단계감소 ( 유럽 2단계감소잉크용도및기준준수 ) 기준준수 ) 종류피인쇄체 달성목표년도 2003년 12월 2007년 12월 2012년 12월 국내미국일반함량평균평균함량 평균 국내함량평균 0.7 국내함량평균 0.3 종이인쇄용옵셋대두유 Waterless or 잉크사용확대 Dry Offset Heat Set 잉크 윤전잉크 신문잉크 Cold Set 잉크 종이용 PE PP 그라비아잉크 PET NYLON 65 Cellophane Aluminum 건재용 PVC 용제형 Flexo 확인안됨 기준적용을통한총배출 VOCs 예상감소량 (%) ~30 56~70 1 단계감소안 : 미국기준의평균값

232 2단계감소안 : 유럽 1단계기준 ( 배출되는 VOCs의 30% 감소 ) 3단계감소안 : 유럽 2단계기준 ( 잉크중함유된총 VOCs의 30% 만배출 ) * 2단계및 3단계감소안은인쇄시설에서의 VOCs 배출감소없이인쇄용잉크중의 VOCs 함량만을줄인다는가정하에서제시된 VOCs 함량기준임. 표 9.28 국내인쇄용잉크의 VOCs 함량기준안을위한 단계적계산과정및 VOCs 배출총량감소효과 국내 2001년생산량 (ton) 생산량용제평균배출용제점유비율함유비율총량 (%) (%) (ton) 1단계감소 (%) ( 미국기준적용 ) 2단계감소 (%) ( 유럽1단계감소 ) 3단계감소 (%) ( 유렵2단계감소 ) 계산과정 = 1 3 미국기준 5 적용 6= {1-(3-5)} 4 유럽 1단계기준7 적용 8= (1-0.3) 4 유럽 2단계기준9 적용 10= (1-0.7) 4 옵셋잉크윤전잉크그라비아잉크용제형플렉소 total (ton/yr) 14, , , , ,199 기준적용시 VOCs 감소율 (%) , , , , ,485 기준적용시 VOCs 감소율 (%) , , , , ,301 기준적용시 VOCs 감소율 (%) , , , , 기준적용시 VOCs 감소율 (%) ,360 86% 18,272 17,691 12,790 5,482 VOCs 배출총량감소효과 계산과정 (4-6)/4 100 (4-8)/4 100 (4-10)/4 100 감소효과 (%) *~30** 56*~70** * 옵셋, 윤전, 그라비아잉크중의용제만적용 ** 모든잉크중의 VOCs 함량감소 표 9.28에는표 9.27에서제안한 3단계의인쇄용잉크중의 VOCs 배출감소효과파악을위한계산과정과배출감소효과를나타내었다. 앞서설명한바와같이 1단계감소안적용시에는윤전잉크는 4% 감소하고그라비아잉크는 5% 감소하여전체적으로 3.2% 의감소효과를가져온다. 유럽의 1단계감소안을따른 2단계감소안을적용할경우옵셋, 윤전, 그라비아잉크만적용시킬경우 24% 가감소되고모든잉크중의 VOCs 함량을감소할

233 경우 30% 의감소효과를가져온다. 또한유럽의 2단계감소안을따른 3단계감소안을적용할경우옵셋, 윤전, 그라비아잉크만적용시킬경우전체 VOCs 배출총량의 56% 가감소되고모든잉크중의 VOCs 함량을감소했을경우 70% 까지감소효과를얻을수있다. 따라서인쇄용잉크에서배출되는 VOCs가국내모든산업및활동과정에서대기중으로배출되는 VOCs 총량의 4% 라가정하면, 1단계적용안에서는 4% 0.032=0.13% 의감소효과를기대할수있고 2단계적용안에서는 4% 0.30=1.2% 의감소효과를얻을수있다. 또한 3단계적용안에서는 4% 0.70=2.8% 로인쇄용잉크중의 VOCs 함량기준규제를통하여대기중으로배출되는 VOCs 총량의 2.8% 를감소할수있을것으로판단된다. 9.6 결론 1) 인쇄용잉크중의 VOCs의규제에있어서현재기술, 경쟁력, 영향등을고려하여단기적인규제보다는유예기간을둔장기적인규제가필요할것으로보인다. 2) 대규모의생산업체나인쇄업체의관리와함께전국에난립한영세업체들의관리를위해서는우선생산시설이나생산량, 그리고유기용제함유량등에대한충분한조사및실태파악이중요하다고여겨진다. 이에따라규제이전에업체들의실태파악기간이필요할것으로판단되며, 업체들의조합화를통한장기적인관리를위해조합의활성화에대한인센티브제도등이필요할것으로보인다. 3) 일본의경우조합이활성화되어있어서잉크조합가입업체끼리공개적으로 VOCs 함량을줄이는노력을하고있다. 이와같이우리나라의경우도국가의직접적인규제와함께조합의적극적인활동을통한저감방안도효과적일것으로판단된다. 또한선진국의경우와같이환경마크의활성화및확실한인센티브제를통해규제치를달성시키는방안도효과적일것으로판단된다. 4) 유럽의경우인쇄공장에서용제의연간배출량이 15ton 이하일경우 SED 규정에적용되지않는다. 15ton 이상의경우 stack 배출과 fugitive emission을통한용제의배출농도와함량을규제하는데, 어떠한배출저감기술을사용해도무방하다. 또수성잉크나무용제잉크의비율이 70~75% 를넘을경우 stack배출에대해서는규제하지않는다. SED 규정에서는 fugitive emission과 stack 배출규정외에도다른방법으로 SED 규정을준수할수있다. 즉, 사용된용제를기준으로하여 stack에서의배출을 5% 이내로유지하면서 fugitive emission을일정함량이하로유지하는총량규제도적용할수있다. 5) 국내의경우옵셋잉크나윤전잉크등은유기용제대신알콜류나대두유, 아마인유등을사용하여 VOCs의배출량을많이줄이고있는상태이다. 그러나그라비아잉크의경우그라비아인쇄의고속인쇄특성상점도가묽어야하기때문에높은함량의용제사용

234 이필수적이다. 그래서외국의경우인쇄용잉크의용제함량을줄이기보다는인쇄공장에서용제의배출량을규제하거나, 잉크에포함된용제의독성이적은물질로교체또는대체하고있는실정이다. 예를들면 Xylene( 일본 ), Toluene( 일본, 미국 ) 이나 MIBK(Methyl Isobutil Ketone)( 일본 ), MEK(Methyl Ethyl Ketone)( 미국 ), Benzene( 독일 ) 이포함되지않은용제를사용하거나이들 HAPs의함량을최소화하는인쇄잉크협회등의자치규제로써잉크생산자및사용자가용제의회수장치를설치운영하고있다. 따라서우리나라에서도유해한용제의사용을감소시키기위해유기용제의함량규제보다는특정유기용제와같은배출물질에대한규제를하는것이효과적이라판단된다. 6) 유럽의경우무용제형잉크나수성잉크의사용을늘이거나용제의 stack 배출농도및 fugitive emission을일정농도 ( 함량 ) 이하로유지할것을요구하고있다. 그러나국내의현실정은수성그라비아잉크로많이교체하기에는기술적으로많은어려움이있다. 현재우리나라에서전체 VOCs 배출량중인쇄용잉크가비율은 4% 정도이고이중 26~30% 가그라비아잉크이다. 그러므로 VOCs 배출량이가장많은그라비아잉크에서 VOCs를 50% 로줄인다하더라도전체 VOCs 배출량의 1% 정도밖에감소되지않는다. 따라서그라비아잉크중의유기용제함량의저감기술 ( 용제함량감소로인한점도감소등 ) 의뒷받침없이현실정에맞지않는무리한유기용제의함량규제는현실적으로도어렵다. 그래서 VOCs 함량규제보다는생산업체나인쇄업체에방지시설설치를적극유도하여배출량을줄이고그라비아잉크중의포함되어서는안되는 VOCs 성분 (Toluene, Xylene, Methanol, Hexane, MEK, MIBK) 에대해서는이러한성분들의포함을최소화하거나포함시키지않도록하여작업장환경을개선하는것이타당하다고판단된다. 7) 선진외국의경우매엽잉크나윤전잉크중의 VOCs 함량은국내와비교하여 ±2% 정도이다. 매엽잉크나윤전잉크의경우 VOCs 함량을줄이기위하여대두함량을늘여나가고있다. 현재우리나라에서매엽잉크의경우 20% 이상의대두유를사용하고윤전잉크중 Heat Set 잉크 ( 상업윤전 ) 의경우 17% 이상의대두유를사용하며, 신문잉크의경우색깔에따라다르지만 30~40% 이상의대두유를사용하며, Cold Set 잉크의경우 30% 이상의대두유를사용하고있다. 대두유가포함된매엽잉크나윤전잉크의유기용제 (VOCs) 함량은 20~42% 정도이다. 따라서 VOCs 함량을더욱더감소해야한다면대두유의함량을높이거나수성잉크의사용을늘려나가야한다. 하지만, 외국잉크보다 VOCs 함량이다소높은것은단계적으로선진국의기준을충족할필요가있다. 8) 잉크중의휘발성분 (VOCs) 의함량에대한분석방법이확립되어있지않다. 즉, 시료건조온도와건조시간등을포함한표준 VOCs 함량측정법의확립이요구된다. 9) 인쇄적성등이다소떨어지더라도환경적인측면을우선적으로요구하는인쇄물사용자의인식전환이필요하며이에따라국민광고나교육이필요할것으로판단된다. 10) 마지막으로, 인쇄용잉크의 VOCs 함량기준을통하여배출되는 VOCs의총량을줄이는방안이고려되고있다. 인쇄용잉크에대한 VOCs 함량기준안으로서 3단계로나누어

235 VOCs 함량감소기준을마련하였다. 인쇄용잉크중의 VOCs 함량기준을 1단계로 2003 년 12월 31일까지는미국의평균생산기준을적용하고 ( 약 3.2% 의 VOCs 배출총량감소예상 ), 2단계감소안으로서는 2007년 12월 31일까지유럽의 1단계 VOCs 배출감소기준인현인쇄용잉크중의 VOCs 함량을기준으로배출총량을 30% 감소하는기준을적용하고 ( 약 24~30% 의 VOCs 배출총량감소예상 ), 마지막으로 3단계감소안으로서는 2012년 12월 31일부터현인쇄용잉크중의 VOCs 함량을기준으로배출총량을 70% 감소하는기준을적용하는것을 ( 약 56~70% VOCs 배출총량감소예상 ) 인쇄용잉크중의 VOCs 배출총량감소목표로한다. 그러나 2단계감소안에서는인쇄시설보다는인쇄용잉크중의 VOCs 함량기준의감소가바람직하고, 3단계감소안에서는인쇄용잉크중의 VOCs 함량기준감소와인쇄시설에서의배출감소를적절히조합하여감소하는것이바람직할것으로판단된다. 참고문헌 : 잉크공학, 옥영준, 부산공업대학 The Printing Ink Manual, Dr R. Leach, International 대한잉크홈페이지 : 광명잉크홈페이지 : 동양잉크홈페이지 : 삼영잉크홈페이지 : 대한인쇄문화협회 : 한국스크린인쇄공업협회 ( 환경부 : 산업정보망 : 대한인쇄정보산업협동조합연합회 : CEPE : Coating21.com : PRA : Sunchemical : Towerproducts : NAPIM : IPPIC : Superior printing ink : NAPL : US INK :

236 10 장수성도료사용확대방안제시 10.1 수성도료 개요 페인트는크게수성페인트와유성페인트로나뉜다. 물로희석하는수성페인트는냄새가거의없고금방말라시공시간이짧은장점이있는반면내구성은약한단점이있다. 반면, 시너로희석하는유성페인트는냄새가너무강해실내에는사용하지않지만도막이두꺼워내구성이강한특성이있다. 수성페인트는사용이간편할뿐아니라환경보호차원에서도바람직하며실내를칠하기에가장적합하다. 좋은품질의페인트는가격이비싸지만, 내구성이나은폐력이좋아바탕색을잘가려주고, 붓질하기가좋아면적에대한도장효율이비교적높다. 시멘트와같은외벽, 그리고실내에벽지위에바를경우는수성페인트를사용한다. 벽지용으로나와있는페인트제품은반고체상태로되어있어튀거나흐르지않아누구나쉽게칠할수있는것이장점이다. 다소차이는있으나 2.5리터짜리한통이면세평정도의방을칠할수있다 표 10.1 페인트종류별특징과용도 수성페인트고형페인트유성페인트 빨리마른다 특징 빨리마른다냄새가없다물로희석한다 냄새가없다희석이필요없다두부같은반고체상태손수하는작업 (DIY용) 용으로많이나와있다 늦게마른다냄새가난다휘발성용제 ( 신나 ) 로희석한다 용도 시멘트, 콘크리트, 몰타시멘트, 벽지등르, 석고보드, 벽지목수성페인트와같다. 재 철재, 목재

237 수성도료와의비교 도료분야에있어서최근에부각되고있는문제는다음 3가지항목이다. 첫째환경보전 ( 무공해 ) 둘째자원화, 에너지화셋째고성능화, 고부가가치화 이에부응하는도료로서는수계도료, 하이솔리드도료, 자외선경화도료및분체도료등이 있으며이들도료의성질을비교하면다음과같다. 표 10.2 도료의종류와특성 도료의종류구분 용제형도료 ( 종래품 ) 수계도료 ( 전착도료포함 ) 하이솔리드도료 UV,EB경화도료 분체도료 환경보전 times ( 수오염성 ) 도막특성 ( 접착성, 착색 ) 노동안전 ( 용제흡입 ( 취기 ) ( 용제흡입 ) ( 모노머독성 ) ( 분진 ) 화재 times ( 폭발 ) 경화에너지 도장법예 air spray 정전도장 roll coater air spray 정전도장전착도장 dipping air spray 정전도장 roll coater air spray flow coater 정전도장 < 아주좋음, 좋음, 보통 > 이중에서도유기용제대신에물을사용하는도료 ( 수계도료 ) 는옛날부터이상적인도료로취급되어왔다. 최근용제에의한대기오염의방지나에너지절약의관점에서수계도료의개발, 보급은긴급한연구과제로대두되고있다. 수계도료에보통에멀젼도료와수용성수지도료 ( 콜로이달디스퍼션포함 ) 로대별되며에멀젼도료와수용성도료의다른점은본질적으로분산체의크기와분자량의차이에있다. 수지분산체의형태에의한특성을비교해보면다음과같다

238 수지분산현상에의한특성의비교 표 10.3 수지분산현상과특성비교 수지현상 에멀젼 콜로이드 수용성수지 입자경 (μm) 0.1~ ~ 이상 외관 불투명 약간혼탁 투명 분자량 10 이상 10⁴~ ~10⁴ 온도분산계의기능적안전성점도조사 분자량에관계없이낮다. 분자량에거의무관함 분자량에비례 증점제필요 보조용제첨가에의해증점 분자량에의해조절 도장시의불휘발분 ~ 광택 ~ 내약품성 ~ 강인성 ~ 유기용제함유량 (%) 0~10 5~20 10~40 < 아주좋음, 좋음, 보통 > 현재실용화되고있는도료가운데에멀젼도료는보통열가소성포리머를주로한상온건조형이며, 수용성수지는열강화성 Prepolymer를주로한소부건조형도료이다 수성도료의특징 유기용제사용량이적어환경보전화재, 위생상의문제가없다. 기존도장방법이가능하고일부설비보강을제외하고는신규도장설비는거의필요없다. 도료용수지는원칙적으로거의수용화가가능하나실용화되고있는것은합성건성유계, 알키드계, 폴리에스테르계, 에폭시에스테르계, 아크릴수지계이다. 수용성수지는보통용액중합으로합성하며폴리머의친수가능도를높게하여물에용해하

239 기쉽도록설계한다. 친수기로는 -OH-COOH, CH₂OH,-OCH₃기가있다. 가장일반적인방법은수지중에 -COOH기를다량으로도입하고 ( 산가 ) 이것을암모니아, 유기아민, KOH 등으로중화하여수용화시킨다. 산가가높으면물에용해하기쉬우나내수성, 내알카리성이저하하기때문에일부용기용제의용해력을필요로한다. 수용성수지도료의대부분은소부타입으로사용되며, 가교제로수용성메톡시메라민또는요소를혼합하고여기에안료, 참가제를조합하며도료화한다. 또상온건조형으로도조금사용하고있다. 이런종류의도료의도막주성분은대부분유성계이고수용성건조계를함유한다. 콜로이드분산수지도료는에멀젼형과수용성수지형의특성을병용하고있기때문에자동차용고급상도도료, 종이코팅등에그수요가기대되고있다 수성도료의문제점 물과유기용제와의용해성 ( 친수기농도 ) 과물리화학적성질 ( 비점, 동결점, 증발잠열, 표면장력, 비열, 비중등 ) 등은좋으나현재로서는다음과같은문제점을안고있다. 물의증발을촉진시키기위한설비의보강및개조가필요하다. 도장작업성에문제가있고 ( 흐름성 ), 1회도장으로두꺼운도막이불가능하다. (30-40μ이한계 ) 물을사용하므로도장설비의부식방지책이필요하다. 정전도장에는도료탱크의절연이필요하다. 저온에서의도장과저장이곤란하다. 아민냄새의문제가있다. 상온건조형도료는특히경화반응후에잔존극성기가많아내수성이약한치명적인결함이있다 수성도료의종류와용도 1 전착용수용성수지도료 주로아미노알키드계, 아크릴계등이고자동차차체, 부품, 전기제품및부품, 철재가구, 알루미늄제품등의도장에사용된다. 2 침적도장용수용성수지도료 자동차부품, 전기부품, 철골의도장에주로사용된다

240 3 상온건조형수용성수지도료 주로알키드, 에폭시에스테르계이고건축구조물등의일반프라이마로사용 4 콜로이드분산형수용성수지도료주로아크릴계로자동차상도등고급도장용으로사용된다. 에멀젼도료및수용성수지도료로대표되는수계도료는무공해형, 자원형도료로현재도그렇지만앞으로도상당한기대가예상되는도료이다. 그러나, 수계도료는상온건조성, 소부온도, 내수성, 내알카리성등을포함한도막성능, 도 장작업성, 안료분산성등기본적으로개선을요하는문제점이많이남아있다. 따라서최근 에는이와같은기본적인문제점들을해결하기위해각종의기술개발이행해지고있다 수성도료의업계사용실태분석 수성도료시장 에폭시계는아크릴계와반대로수용성수지계수요량이 90% 가량을차지했다. 수용성수지계중에는전착도료가 50% 이상을차지했는데, 이는자동차용 primer로카치온전착도료가대량사용됐기때문이다. 비전착용은건축용, 일반공업용등에서방식성내구성을평가받아여러용도로사용된다. 에멀젼계도사용량은많지않으나건축용을중심으로일반공업용분야에사용되고있다. 알키드계는대부분수용성수지계에사용되에멀젼용에는사용되지않는다. 이가운데 90% 이상이비전착용도료로사용되며, 주용도는일반공업용, 건축용, 자동차용등이다. 또한초산비닐계는전부에멀젼도료로사용되며건축용, 특히내부용에많이사용된다. 수계도료를제조판매하는업체는많으나특히, 에멀젼계는건축용도료를취급하는업체가대부분판매하고있다. 이에비해수용성수지계를취급하고있는업체는그리많지않다. 그중에서도전착도료는대부분이자동차용이기때문에일본도료, 관서도료, 신동도료, 일본도료, 대일본도료등으로 5~6개사가내수시장을좌우하고있다. 전착도료이외에수용성수지계도료주요업체는상기업체이외에토우페 ( 구동아도료 ), 태양도료, 구보효도료, 수곡도료, 대동도료, 천상도료, 타나베화학공업, 밀리온도료등이있다. 수계도료판매량은일본도료가선두를차지했고관서도료, 일본도료, 대일본도료, 신동도료순을보여상위 5개업체가내수시장의 90% 이상을차지했다. 업체별로보면일본도료와관서도료는에멀젼도료

241 를중심으로하는건축용판매량이 40% 이상을차지했다. 또이들업체는자동차용이 20% 이상을차지했고그밖의업체를보면, 일본도료는일반공업용판매량이가장많았고자동차용, 건축용순을보였다. 대일본도료는건축용이 70%, 다음은일반공업용, 자동차용순이다. 신동됴료는건축용, 일반공업용, 자동차용순이다. 현재수지별현황을보면수용성수지타입으로는에폭시계가 50% 이상을차지해선두를지켰으며, 다음은아크릴계와알키드계였으나그차이는크지않은것으로분석됐다. 에멀젼계는약 80% 가량이아크릴계로시장을리드해가고있으며, 이어서초산비닐계가잇고있다. 나머지는에폭시계, 불소계, 우레탄계등이있다. 수용성수지타입을업체및수지별로보면에폭시수지계에서는관서도료가선두를달리고있고일본도료는 2위, 이밖에일본도료, 신동도료, 대일본도료순을보이고있다. 아크릴계와알키드계에서도판매량은에폭시계와같은순을보이고있다. 한편, 에멀젼타입에서아크릴계판매량은일본도료가선두를달리고있으며, 관서도료가 2 위, 이밖에신동됴료, 대일본도료, 일본도료순이다 신차용수성도료현황 자동차도료는일반적으로초벌도장-중간도장-마무리도장의 3단계이나고급승용차는 4단계, 트럭및경자동차는 2단계로되어있다. 공정별도료및도료의기술동향을보면, 초벌도장시사용하는도료의경우자동차차체에는모두전착도장을실시하고있다. 전착도장은 20년전부터사용하고있는도료로우수한특성때문에향후사용량이지속적으로증가할것으로예상되는도료다. 지난 64년경에는아니온형전착도료가사용되었으나 77년경부터방식성과좀더높은완성도를요구하는수요가늘어카치온형의전착도료로대체됐다. 또한 69년이후도료의로스와배수처리첨가의경감을목적으로한 UF(Ultra Filteration) 가도입됐다. 자동차수출이증가함에따라여러가지악조건에직면해있는데특히, 북미북유럽등지에서얼음이녹을때나오는소금에의해녹이쓸기때문에보다엄격한보증을요구하고있다. 이때문에아니온형에서녹방지가우수한카치온형으로의전환이급속도로진전되었다. 지난 80년에는일본내 bodyline의 50% 이상이, 88년에는 100% 라인이카치온전착도장으로대체됐다. 또한자동차의고급화를위해서는외관의높은완성도와내후성이요구된다. 한편, 공해대책과자원절감을위해저온경화성과저가열감량성등의문제가있어, 각업체들에서는신제품개발을지속하고있다. 카치온전착도료의녹방지성은철판엔진을달구었을때열이움직여엔진이노출, 초기에녹이생기는원인이된다. 이때문에여러대응이나오고있으나경비절감을위해전착도장에서의대응이요구되고있다. 엔진의녹방지를중시해엔진커버, 카치온전착도료가개발되었다. 또내치핑성부문에서는

242 충돌에너지흡수, 확산이최대과제다. 저온에서도고무탄성을나타내는 chipping primer가전착과중간도장사이에들어감으로써해결되었다. 카치온전착도료는녹방지성능을중요시하기때문에에폭시수지계가사용되고있다. 그러나에폭시수지는태양광이닿으면수지가분해되기쉽다. 중간도장을하지않은 2코트계는내후성이좋으며표면장력이작은아크릴수지를변용해가열시표면장력을이용해아크릴수지를표층에뜨게하는방법을사용한다. 중간도장은초벌도장에따라마무리도장의평활성이크게좌우되기때문에중간도장이마무리도장의완성도에크게기여한다. 또한중간도장에사용하는도료는내chipping성의기능을가지고있다. 이것은에너지를도막에서흡수, 확산시키는작용을하고있다. 이러한특성때문에신장률이높아지고있다. 이밖에투명성이있는 metallic color가증가하고있다. 이때문에마무리도막을투과한적외선을차단해초벌도장한막의광열화를방지키위해내후성이중요하다. 중간도장용도료는마무리도장다음으로유기용제배출량이많기때문에감소가문제되고있다. 미국에서는하이솔리드화, 유럽에서는하이솔리드화또는수계화가검토되고있다. 일본에서는외관품질과내chipping성이중요해공해대책은늦어지고있다. 그러나중간도장용도료의수성화실적은오래된것으로지난 80년에이스즈에서사용되었다. 기업들은수성중간도장으로전환하자는요구가강해지고있는가운데향후과제는고완성도및내 chipping성부여에관한것이다. 자동차의외관향상에서마무리도장은중요한역할을한다. 최근에는특히자동차의상품성으로외관이중요시되고있다. 이와관련, 도료특성은색채광택감도면평활성선명성등이있다. 또한자동차가옥외에방치된상태에서도장시간유지되는것도마무리칠도막의중요한요소이다. 이밖에산성비대책등의새로운도막성능의향상이요구되고있다. 마무리도장도료는색채로분리하면솔리드색과 metallic색으로크게나눌수있다. 솔리드에는보통착색안료가사용되나 metallic에는알루미늄박과마이카분등고광택성안료가사용된다. 자동차용마무리도장도료는보수용을제외한나머지는열경화형이나도료의형태로분류하면용제형수성분체로나눌수있다. 그러나실제로사용되는것은대부분이용제형이다. 현재가장주목받고있는것은수성베이스코트다. 마무리도장도료는 metallic color, 솔리드칼라모두베이스코트에나멜위에클리어를도장하는시스템이가장일반적이다. 수계도료는용매의대부분이물인데, 이것은용제형도료에비해도료의점성등을컨트롤하기쉽기때문에도면의평활성등도장외관이좋아지는특성을가지고있다. 또한비교적고분자량의수지를사용할수있어내후성등도막성능조정에유리하다. 한편, 물의증발잠열크기는수성도료의내장작업성에가장큰문제가된다. 온도습도풍속등도장환경에따라물의증발속도가크게영향을받아여러가지문제를발생한다. 이에따라수성도료의실용화에는도장부스내의조건컨트롤등도장설비상의문제를연구할필요가있다. 수성베이

243 스코트용클리어코트는기본적으로는현재의것을사용할수있다. 그러나멜라민수지에의한경화방식은산에민감하다. 현재산성비가문제되고있어향후비멜라민계의사용이확대될것으로전망되고있다. 한예로 2액우레탄도료가있는데, 특성면에서뛰어나나코스트가증가하고경화제독성등여러가지문제점을가지고있어신규수지개발이진행중이다. 현재세계에서사용되고있는수성베이스코트에는 ICI 계통을잇는의소성 ( 고티크소성 ) 마이크로겔과종래용제형과같은마이크로겔타입이있으나어느쪽이우수한지는확실치않다. 수성베이스코트의채용목적을어디에두느냐에따라타입선택도달라진다. 관서도료가개발한것은고품질의외관과고온다습한도장조건에적합하도록했기때문에의소성등의특징을적절하게발휘할수있는것으로알려지고있다. 한편, 일본도료가개발한것은아크릴수지, 소수성멜라민수지, 안료, 첨가제, 물등으로구성되어있다. 제조방법은기본적으로용제계와같고, 아크릴수지의산성관능기를아민으로중화시켜수용화하고이수용성수지에안료를분산시킨다. 안료성분인알루미늄, 마이카의배구성을제어하는데필요한점성제어제로우레탄에멀젼을부가해내후성내수성내산성을유지시킨다. 최근의소성을보이는타입이면서고형분의함유량을높인하이솔리드타입의수성베이스코트를 PPG가개발했다. 향후제2세대수성베이스코트발전은용도별로세분화될것으로예상된다. 한편, 수지용베이스코트로는철판과함께사용할목적으로수성베이스코트 ( 유니버셜코트 ) 가개발되었다. 이에따라연질폴리머의배합에따라 chipping특성이열악했던베이스코트성능은한단계향상되었다. 이처럼용제형보다나은성질을가지고있는의소성수성베이스코트의적용은향후관심의대상이되고있다. 1) 신차용수성도료의수요동향 자동차 ( 신차 ) 용수계도료는수용성수지타입이대부분으로에멀젼계는거의사용되고있지않다. 이중전착도료가 6만1330톤으로약 80% 를차지하고있으며, 비전착도료는 1만6120 톤으로 20% 인것으로나타났다. 전착도료는에폭시계가약 85%, 아크릴계 15%, 알키드계 0.5% 의구성비를보이고있다. 자동차용전착도료는대부분카치온전착도료이나방청력부여를위해, 에폭시수지가주로사용되며경화제로 Block Isocyanate( 우레탄계 ) 가많이사용되고있다. 단지, 에폭시수지는구조상내후성이좋지않아 2코트마무리 ( 주로상용차나트럭등 ) 용으로는상층에내후성이좋은아크릴수지를, 하층에는내식성이좋은에폭시수지로된층분리형카치온전착도료가이용되고있다. 한편, 비전착도료에는알키드계가약 37%, 에폭시계 6%, 아크릴계 1%, 기타가 56% 를차지하고있다. 비전착도료는수성소부도료로중간칠, 마무리칠용으로사용되고있다. 중간칠도료는내치핑성을부여하는역할을하는것으로수계도료용수지로써는알키드계가주로

244 사용되고있다. 중간칠도료로는현재용제감소대상으로베이스코트의수계화가최대목표다. 현재사용실적은미미하나일본내자동차업체에서는혼다技硏이狹山공장, 도요타는田原공장, 닛산은九州공장에이미라인을도입했거나도입을계획하고있는것으로알려졌다. 여기에는아크릴계도료가주로사용될것으로예상된다. 2) 신차용수성도료의업계동향 전체수계도료판매량중일본페인트가선두를지키고있으며, 關西페인트를약간웃돌고있으나자동차용에서는반대로關西페인트가선두자리를지켜일본페인트를웃돌고있다. 關西페인트는초벌칠용에서는다른업체와같은전착도료를, 중간칠용에는수계도료를판매하고있으며, 마무리칠수계도료는이미개발을완료한상태다. 이는일본페인트도비슷하나 2코트계에서는내후성면에서에폭시는열세로아크릴전착도료를판매하고있다. 또한자동차는경기에영향을받기때문에일본페인트는향후일반공업용판매를증강시킬계획을세워놓고있다. 이밖에업계동향을살펴보면일본유지는자동차업체가경기침체영향으로설비투자를줄이고있어마무리칠의수계화는늦어지고있다. 일본유지는또한마무리칠용으로아크릴계개발에주력하고있다. 神東도료는자동차용전착도료부문에서앞서나가고있으나카치온화가늦어져일본페인트와關西페인트와는큰차이가있다. 자동차용도료판매량은작지만전착도료에서는코트루즈사와제휴하고있다. 자동차보수용도료는이미판매돼사용되고있는자동차도막에결함및상해등이발생한경우에재도장하는것이다. 따라서이미도막한곳에발생한결함이종류와정도가여러가지로나타나기때문에재도장해야하는부분도아주적은부분에서부터자동차전체를다시도장해야하는등의일이발생한다. 공정별로도료의종류를보면초벌칠에는퍼티, 프라이머, 써페이서등이있으나프라이머등은중간칠로분류된다. 퍼티는보수면이오목한부분과상처를메우거나, 단차를보정할때사용한다. 프라이머는보수면이素地철판까지노출되어있을때, 素地면의녹을방지하는성질과부착성을좋게하기위해사용한다. 써페이서는퍼티부착면과프라이머면으로마무리칠도료가침투하는것을억제해외견상의완성도를높이기위해사용한다. 마무리칠은솔리드컬러와메탈릭컬러로크게나눌수있으나최근에는 pearl my car color도인기가높아지고있다. 솔리드컬러는금속분을사용하지않고착색안료만으로색채를설계한것이고, 메탈릭컬러는알루미늄페스트등의금속분과착색안료를병용해금속감과광택감도를내게한것이다. 현재자동차보수용으로는용제계도료가사용되고있고수계도료는거의사용되고있지않다. 그러나스프레이도장시도장작업자가미스트흡입으로이소시아네이트의독성이라는공해상의문제가있다. 이때문에이소시아네이트프리의실리콘아크릴수지와불소수지계

245 도료를사용하기시작했다. 이미수성도료도유럽과미국을중심으로사용이증가하고있고일본내에서도수계보수도료가 93년에 Rock페인트에의해개발되어판매되고있다. 이것은 ICI기술을기초로한것으로특징은도장, 건조, 연마등전공정의연작업을용제계와같은수준으로단축할수있다는점과도막내구성이용제형유럽의 2K타입보다뛰어나다는점, 현재가지고있는용제계도장설비를그대로사용할수있다는점등이다. 또한수성도료의비크롬계알루미늄페스트가지난 92년 9월에동양알루미늄에의해개발되었다. 이제까지는수성도료에대해크롬이알루미늄코트계로사용되었다. 그러나유럽과미국등에서는방녹도료로써크롬의사용금지와일부미국업체들이크롬코트페스트사업철퇴등으로장래에는크롬코트품도규제될것으로예상된다. 따라서동사는비크롬으로수성도료에대응하는알루미늄페스트를개발했다. 이것은알루미늄입자에독자적인방법으로무기계코팅제처리를하여수성도료에비해분산성과도막밀착성이우수하게만들었다. 또알루미늄과물의화학반응에의한가스발생을억제해크롬제품보다도막면의광택이좋은것으로알려져있다. 일본도료공업회의통계에따르면 92년보수도료시장은수량으로전체도료의약 5%(10 만3000톤 ) 를차지해금액으로는 5.7%(450억엔 ) 였다. 보수도료업체로는록페인트가 23% 의시장을차지해선두를달리고있으며, 2위로는관서페인트가 22%, 이사무도료와일본페인트가각각 10% 의시장점유율을차지한것으로나타났다. 지금까지는영업으로빠르게대처할수있었던업체가강세를보였다. 그러나최근에는전형적인 3D업종이라는인식확장으로인해폐업하는업체가늘고있다. 이를보완하는형태로자동차업체가계열의딜러로보수도장하는내제화에본격적으로나서고있다. 이에맞서자동차업체와관계가깊은관서페인트와일본페인트등이내제화의새로운수요창출에나서는등대대적인공세를펼치고있다. 이에대해전문업체는도장연수설비를리스트럭션하거나, 해외화학업체에서기술을도입하거나지금까지개발이어려웠던보수용수계도료를시판하는등방어전략에노력하고있다. 관서페인트는히라쯔까공장내에약 10억엔을투자해도장훈련센타건설에착수, 94년 4 월완성했다. 관서페인트는이미尼崎공장내에훈련센타를설치했기때문에히라쯔까공장내에새롭게 2곳을신설했다. 한편, 보수용수계도료의개발과판매는수계도장의라인화가과제였던자동차업체에기술수준을어필할수있는계기가되었다. 록페인트는보수용수계도료를지난 93년에도입, 도료업체로는최초로개발했다. 또한관서페인트도수계도료기술을대부분확립했고현재보수공장에대응한건조부스와배수처리시설개발을서두르고있어 96년에는판매에들어갈예정이고일본페인트도비슷한상황이다. 한편, 해외업체에서는 BASF가지난 92년말에보수용수성도료시스템을개발, 일본미국유럽에마케팅을전개하고있다. BASF가개발한이시스템은 " 글라소하이드베이스코트믹싱시스템라인 90" 로불리는것으로 BASF는일본에서일본유지와합작사 " 닛츄BASF코팅R&D" 를설립, 자국내보수시장에

246 서판매강화를실시하고있다. 이처럼보수시장에서도연수시설의신설및수계도료개발을 계기로일본내업체와해외업체가경쟁을가속화하고있는가운데큰변혁이일기시작했 다 건축용도료의수성화경향 1) 건축용도료의체계 건축용도료는건조물의시설및개보수를목적으로한현장도장용도료를말하는것으로용도면에서도장재료업체가공급하고있는외장용마무리도료 ( 복층마감재, 기타 ), 도료업체가공급하고있는철, 알루미늄제등의금속부위용도료 ( 주로알키드, 우레탄등의용제형도료 ) 및도료업체에의한내외장용에멀젼도료 (EP, GP, 기타 ) 등크게 3가지로나눌수있다. 2) 건축용도료의변천과현위치 건축용도료는주택공공시설빌딩공장등건조물의시설및개수보수를목적으로한현장도장용도료다. 이중수량과금액면에서건축용도료중큰부분을차지하고있는외벽도료는콘크리트계밑부분의이행과내구성, 의장성등수요부문에서변화를보이고있다. 초기 (1955년) 의외벽도료는시멘트를기초로한것이다. 그러나이모래벽상태와스탁코상태를마무리하는시멘트계도재 ( 시멘트리신, 시멘트스탁코 ) 는탄산염석출로표면이하얗게오염되는에프로렛센스와금이가는문제가발생해이미개발된아크릴에멀젼수지를이용한도재 ( 아크릴리신, 아크릴스탁코 ) 로바꾸었다. 70년대에들어서면서다양한디자인수요에대응하기위해복층도재가개발되었다. 이것은밑부분을조정하는초벌칠재, 입체적모양을내는데사용하는주재, 색채내후성을부여한마무리재의 3층구조로되어있다. 복층도재의주재료는당초시멘트계 ( 복층도료C) 였으나, 용제형에폭시수지계 ( 복층도료 RS) 로발전, 이미합성수지에멀젼계 ( 복층도재E) 가등장했다. 1975년이후에들어서면서개수시장을중심으로이전의경질도막을대신해방수성, 금이간하지의추종성을가진탄성도재가개발되었다. 최근에는투습성, 방균성, 내수성, 의장성등이중시되어복잡한입체감을가진것과메탈릭펄등고급스러운색조를가진다양한외장재가개발되었다

247 한편, 현재의건축용도료수요는 92년에 58만톤으로전체도료수요중 28.1%, 금액으로는 19.3% 를차지했다. 수량면에서는최대수요분야 ( 금액면에서는신차용 21.6% 에이어 2위 ) 다. 여기에샤시, 보드, PC판넬, 지붕재료, 건축용구건축자재등공장에서도장된후 92년에건물일부로사용되는건축자재용도료가 8만9000톤이건축관련도료로첨가되었다. 3) 건축용도료시장과수성화동향 수계도료의동향을파악하기위해우선최근건축용도료시장의수요를보면다음사항을 파악할수있다. 1 도료대체에따른수요증대 ( 신규착공건수가없는데반해도료대체의 Stock이증대, 재산가치보전의식이높아짐 ) 탄성마감도장도료의증가 ( 하지조정재품목증가 ) 2 인력감소 ( 인력부족 ) 도료대체용단층도료성력화 (1코트마감에의해공정감축 ) 3 고급화고기능화 ( 초고층빌딩, 인텔리전트빌딩등높은내구성능이요구되는건축물이증가하고있으며, 주택에서는 total life cycle cost절감, 차별화, 개성화 ) 고내구성 ( 불소수지계, 실리콘아크릴수지계도료 ) 4 새로운기능 방균성, 투습성, 오염제거성 5 신소재의도장 벽cross용도료 ( 간단한메인터넌스도장 ) 6 안전성 ( 도장작업의안전위생성, 현장도장의거주환경유지 ) 수성도료의진전이다. 건축용도료의수성화율을보면 90년에용제형도료와수성도료의판매비율이 56 : 44로다른도료사용분야에비해상당히높은수준이었다. 수계도료는주로상온경화제에멀젼도료가사용되고있으나에멀젼도료가건축용으로폭넓게사용되게된것은물로희석할수있어취급하기쉽고또한용제휘발및화재위험이없다는등의안전과위생적인면에서우수하기때문에현장시공이라는건축용도료특유의사용조건에맞고건축물에많은시멘트계에도도장이가능하기때문이다. 표 10.4 건축용도료의수성화율 건축용도료수요 58 만톤 (92 년 ) 28.1% ( 전체도료수요중 ) 19.3% ( 금액으로 ) 샤시, 보드,PC판넬, 지붕재료, 건축용구, 건축자재용도료 8 만 9000 톤

248 수용성수지계도료의기술동향 수계도료에서는에폭시수지를그대로사용할수없으나에폭시기가남아있지않아도구조상도막의부착성, 내식성을향상시키기위해수성에서도많이이용되고있다. 카치온전착도료에서는가역성변성제로에폭시수지를변성시켰다. 가장사용량이많은것은자동차용카치온전착도료용이다. 자동차부품, 각종금속제품등에도전착용으로사용되고있다. 전착이외에는캔내부도료용으로아크릴변성에폭시수지가사용되고있다. 아크릴계는도료용수지로현재사용량이가장많다. 이는유화중합등합성상의세공이쉽고모노머종류가풍부하며멜라민수지이외의가교방법을도입할수있고, 내후성이뛰어나기때문이다. 알키드계의경우알키드수지의수성화에서중요한것은칼본산 (carboxylic acid) 도입을목적으로한무수산의이용방법이다. 일반적으로이용되는것은무수 ( 水 ) 트리메릭산과무수 ( 水 ) 프탈산이다. 다음으로중요한것은지방산의이용방법이다. 이지방산이알키드수지중에차지하는비율을유장 ( 油長 ) 이라고하는데, 수성도료에서는이것이소수기 ( 疎水基 : 물분자와결합되기어려운원자단. 기름과친화성이있기때문에친유기라고도한다 ) 로유효하게움직여도료및도막의특성을변화시킨다. 최근수성도료가주목을받아국내외의알키드원료업체들이여러가지특수한알키드원료개발에주력하고있다. 그중에는가수안정성등에효과적인도료가있어향후사용량이증가할것으로전망된다 수용성수지계도료의시장동향 수용성수지계도료의생산현황을보면지난 90년까지순조로운성장을보였지만 91년이후감소세를지속하면서 92년생산량은 91년대비 3% 감소한 15만6286톤을보였다. 93년에도마이너스성장을보인것으로집계됐다. 수용성수지계도료는전착도료와비전착도료로크게나눌수있다. 전착도료는자동차용이대부분이고비전착도료는일반공업용외에건축용에주로사용된다. 지난 92년수요현황을보면전착도료중에폭시계가 6만420톤으로약 80% 의시장을차지했고아크릴계가 1만3000톤 (17%), 나머지는알키드계였다. 비전착도료 ( 도금도료 ) 에서도에폭시계가약 3만8000톤으로 40% 를차지했으며, 알키드계는 2만4300 톤 (25%), 아크릴계는 1만4500톤 (15%), 기타가 2만300톤으로 20% 를차지했다

249 표 10.5 외국도료의수성화비율 수용성 전착도료 비전착도료 자동차용 일반공업용건축용 에폭시계 6만420톤 (80%) 아크릴계 1만3000톤 (17%) 알킬드계 2만4300톤 (25%) 아크릴계 1만4500톤 (15%) 기타 2만300톤 (20%) 수용성수지계도료의업계동향 수용성수지계도료의전체판매량중관서페인트가 7만4200톤으로 1위를차지했으며, 일본페인트가 6만4500톤으로 2위를차지했다. 두회사의판매량을용도별로보면관서페인트는자동차용이 47%, 일반공업용 25%, 건축용 21% 의구성비를보였다. 일본페인트는자동차용이 48%, 일반공업용 25%, 건축용 20% 의구성비를보였다. 이밖에일본유지가 1만 5500톤, 대일본도료가 8800톤, 신동됴료가 8700톤을보였다. 용도별판매량을보면일본유지는자동차용, 일반공업용, 건축용순을보였고대일본도료는건축용, 일반공업용, 자동차용순이고신동됴료는일반공업용, 자동차용순을보였다. 표 10.6 수용성페인트판매현황예 ( 일본 ) 관서페인트 일본페인트 7 만 4200 톤 6 만 4500 톤 자동차용 47% 일반공업용 25% 건축용 21% 자동차용 48% 일반공업용 25% 건축용 20% 10.3 외국수계도료시장동향 외국수성화경향 91년미국도료수요는 10억갤론 (68억파운드), 금액으로는 136억달러를보여연간 1~2% 가량증가했다. 환경친화적인도료시스템의비건축분야수요 ( 하이솔리드, 수성, 전착, 분말, 방사선경화를포함 ) 는 20억파운드 (35억달러) 를보였다. 이시스템은연간 5% 의성장률로 OEM제품과특수도료와비슷한비건축분야의수요는

250 50% 선을보였는데폴리에스터계와아크릴계도료는향후유리할것으로전망된다. 한편, 업계의통합이지속되고있는가운데 12년동안선두업체인 4개사의시장점유율은 OEM제품이 8%, 건축 15%, 특수제품은 10% 증가했다. 북미자동차산업에서미국과캐나다의승용차트럭생산량은 92년대비 8.9% 증가한 1170만대에달했다. 92년 12월승용차생산만으로는 88년이후최고치인 53만4000대에달했다. PPG에서는판매수량이증가했지만가격인하로인해이익이감소했다. BASF도이익감소를보였는데자동차업체에도료갤론당가격이아닌장치품질이좋은차 1대당가격으로의대체를시도했다. 또한수성과분말도료시스템의판매지속으로인해연질부품용도료개발을진행중이다. 표 10.7 미국도료중수성도료판매현황 (90 년 ) 도료수요 10 억갤론 (68 억파운드 ) 136 억달러 환경친화적도료시스템비건축분야수요 ( 하이솔리드, 수성, 전착, 분말, 방사선경화포함 ) 20 억파운드 35 억달러 DuPont은수성베이스코트를지향하고있는데미국에서는이러한지향이더욱강화되고있다. 한편, 분말도료사용이증가하고있는데클리어코트에서 VOC제거의어려움을인정하고있으며, 분말클리어코트는가능하나많은연구가진행되어야할것으로파악된다. 미국신차시장에서는수성도료의위치가확립되었고분말도료가보수시장을확보하게되었다. 지난 92년연간 17억달러의미국자동차도료시장은용제형도료제품에서수성도료와분말도료로이동하고있는상태다. 수성도료는가장튼튼한도막분야를뺀모든것에급속하게채용이퍼졌는데무용제분말도료는자동차보수시장의대부분을차지했다. 이는첫째, VOC규제인데이것이자동차업체의용제회수시스템의설치를서두르게하였고또한보수시장을수성도장으로대체시켰다. 둘째는 VOC삭감목표를달성한결과, 초고급마무리수준을유지하기위해많은신기술과도료업체들간의새로운관계가생겨나게되었다. 자동차도료시장에서는이전부터차체에 4 종의도료 ( 전착프라이머, 서페이셔, 베이스코트, 톱코트 / 클리어코트 ) 가있고복잡하다. 자동차업체들이안고있는문제로는용제도료의사용금지다. 이로써 GM은 4종의도료를공급받을수있는딜러를물색하게되었는데이에따라 PPG Industries는지난 91년에미국시장의 1/3가량의시장을차지하게되었다

251 DuPont는제품계열을정리하기위해 ICI( 수성도료 ) 와미국의 Glidden( 분말도료 ) 社와제휴했다. 이일환으로 DuPont은 2성분의에폭시도료와폴리우레탄도료로대체하고 DuPont이보유하고있었던 1성분의 Generation4로자동차의클리어코트시장에참여했다. 이로써 DuPont이보유하고있던 Generation4는북미의 5개자동차어셈블리공장에서사용되고있는데이제품은내인소성, 내손상성이우수한개량타입의 Generation5를 1995모델로검토중이다. 현재분체top코트가광범위하게적용되는데문제로작용하고있는것은굽는온도와장치의가격이다. 이는 5년내에해결될것이고분체도료의 " 제로VOC" 특성이큰면적을가지는용도로적합하다고할수있다. GM사는 GM분체top코트를 10년동안연구중인데아직까지광범위하게사용되기에는문제가있는것으로알려졌다. GM사의 Shreveport공장에서는분체서페이셔도료를사용하고있는데이공정에서도아직완전히분체도장되는자동차가없으나조만간가능할것으로보고있다. 현재, 내장부품과호일분야에서분체도료사용이급성장세를보이고있는데호일산업, 후드하부품, 애프터서비스시장의 OEM에분체도료를출시하게되었다. GM사와 DuPont의합작회사를통해차체용내치핑프라이머와클리어톱코트분체도료를공급하고있고클리어톱코트는지난 92년에시장에유통되기시작했다. 액장시스템과가격을비교하면원료가격의경우분체도료는오버스프레이와같은프로세스면을허용할수있는부분이크기때문에전체적으로는가격이감소될수있다고보고있다. 이것이새로운가공프로세스로통합되면, 수요는크게성장할것으로기대된다. 하이솔리드의톱코트를사용하면서공장내 VOC삭감을가능케하는서페이셔용으로분체도료를생각하고있고이미픽업트랙에사용되고있는분체서페이셔가유통되고있다. 자동차의차체패널에많은플라스틱이사용되는데 Akzo는접착제도포와기계적전처리를필요로하지않고서모프플라스틱폴리올레핀에직접도포하는새로운도료를개발했다. 베이스코트시장은점차수성시스템쪽으로이동하고있고 4년에걸쳐연간 31% 로성장하면서베이스코트시장의 60% 를차지했다. Akzo는자동차시장의수성도료에습윤성과안료의분산을향상시키는표면활성제 Surfynol계열의제품을제조했다. 이전도료개발은주로도료업체와소비자사이에서행해져왔는데 SARA titleiii에서규제된용제의단계적폐지에따라원료업체에신용제개발의지원을요구하고있다. 소비자는 Dow의 E시리즈 ( 산화에틸렌베이스 ) 의 EG를단계적으로폐지중이다. 또한산화프로필렌과각종알콜제품으로 VOC가낮고연방정부의유해물질리스트에게재되어있지않은 P시리즈의 EG를압도적으로지지하고있다. 또한동사의아크릴도료용의 Resimene아미노가교제는자동차의아크릴도료에불가결한성분이다. 이는접착제와내인소성을주지만수성도료용의흐름개량제는개발되지않고있다. 지난 91년에특히 2성분계하이솔리드에폭시클리어코트의평활성과광척을개량하는 Modiflow계열을발표했다

252 한편, Uni carb시스템은용제의대부분을초임계이산화탄소로대체한도료이고레진과표면누수용의 2, 3의산소첨가용제를포함하고있다. 희석제인 VOC의 30~70% 가처방에서제거된 Uni carb시스템은처방변경이필요하다. 기존라인의개조는쉽고비교적값이싸고또한탄산가스의급속한증발이핀홀과핫핑 ( 소부중에용제의증발시에발생 ) 을억제한다. 이는아직장치업체나도료업체와협력하고턴키시스템을제공할필요가있는데동사는이미 Akzo, BASF, PPG, Red Spot에라이센스를공여했다. 미국에서는후드下의부품도료용에 GM사와공동으로개발계약을맺었다. 유럽에서는 PPG, Herberts, Salchi와라이센스계약을맺었고이태리의자동차업체 Pinninfarina와 Fiat Tractor가그시스템을사용중이다. Akzo Coatings(troy) 와 Miles(Pittburgh) 가개발한 3코트는프라이머, 베이스코트, 클리어코트가모두폴리우레탄시스템으로되어있다. 이시스템은새로운 Dodge Viper RT/10에사용하고있는 Chrysler사는그것이고광택, 내칩성, 내식성과양외관성에대해잇점이있는데특히중요한것은낮은연소온도 (160 이상 ) 로경화된다는것이다. 한편, 자동차도료는상당히큰진전을보였는데도료수성화의제1목적은대기로방출하는유기용제를줄이는것이다. 이를달성하기위한하나의방법은수성바인더에따른것이있고전착도장으로프라이머의사용이가능토록하는것이다. 90년대중반에보통도장시스템에서저용제도료로자동차산업에서큰대체가있을것으로전망되는가운데그연구개발이 Hoechst와 GmbH에의해행해지고있다. 수성합성레진은소량의용제함유량 ( 이때문에환경으로방출은극히낮은수준임 ) 에서도기대할수있는도료품질을얻을수있다. 세계자동차업체와화학업체들은자동차차체에사용되는유기용제량을줄이기위해노력중이고이목적을 3개의방법으로진행중이다. 이도료의잇점은기존도장프로세스가사용되는것이고더욱이솔리드함유율을기술적인가능한계까지증가시킬수있다. 두번째로접근할수있는방법은용제를전혀포함하지않는분체도료와밀접한관계가있다. 이것은자동차차체에정전기적으로스프레이해서가열함에따라소결용융할수있다. 그러나이를막기위해서는레진생산업체, 도료업체, 도장장치업체들의연구가많이필요하다. 세번째방법은용제일부를물로치환할수성도료가필요하다는것이다. 영업스케일에서수성도료시스템을하기에는보통도장방법과비교가필요하고도료업체와소비자간의협력이필요하다. 업체들은물로용해되거나분산되는신레진의개발을해야하고그레진은자동차차체가접촉하는세정기에도견뎌야한다. 또자동차업체들은이기술을실험하기위해새로운종류의도장공장을설치해야한다. 현재자동차의도장프로세스는특수한기능을가진층으로구성되어있다. 우선原바디의탈지가인산염의스프레이와浸淸에따라행해지고그결과불과 2~3μm의인산아연층이부식으로부터차체를보호한다. 다음으로카치온전착도장이양호한도착을확실히할수있다. 이층위에필러를도장하고울퉁불퉁한부분을평평히하고또작은돌의충격으로

253 부터견딜수있는층을만든다. 최후의톱코트층은주로미관을위해사용된다. 톱코트에는 2종류가있는데하나는 2층의메탈릭경화도료인데이는알루미늄경화안료를포함하는 1층의베이스코트를조립해구성되어있다. 또다른하나는안료가들어간 1층의톱코트인데이는 2층의메탈릭경화도료대신사용된다. 이프라이머도료는일반적으로전착도장프로세스를사용하며여기에적용된다. 프라이머에수성바인더를사용하는것은이미자동차산업에서는일반화되어있다. 물로희석한음극바인더층에직류를흘려착색제는음극 ( 이경우는자동차차체 ) 에응집된다. 전착도장은현재세계적으로자동차차체의프라이머용으로사용된다. 이프로세스는대기중으로용제방출을많이하지않고도도장을자동적으로행할수있기때문에세계적으로많이사용된다. 전착도장후 20~40μm두께의도막을형성하기때문에필러가사용된다. 이는프라이머의톱으로평평한표면을만들고내치핑성도향상된다. 그표면평활성은톱코트품질과필러층의품질에큰영향을미치기때문에중요하다. 환경보호를위해서겨울에는착수방지제대신도로에조립사용이넓게사용되기때문에최대한의내치핑성이더욱중요해져있다. 자동차차체의어느부분이특히粗粒에위험하다. 여기에사용되는용제함유필러는탄성타입무오일폴리에스터이다. 이것은브틸화멜라닌레진과벤조그라나민레진과의조합으로약 160 에서가교된다. 이레진시스템은양호한피복력과마모성을달성하기위해이산화티탄과무기증량제에서착색된다. 이필러는솔리드함유량이 60% 이고나머지 40% 는유기용제다. 이 40% 의유기용제내약간의양을수성필라로대체시켜줄일수있다. 자동차업계는보통필러와같은품질의수용성시스템을희망하고있다. 또도장공장에서취급의용이함, 공업용도수준의도료요구가더해져내수성, 내염스프레미스트성, 내치핑성과같은성질도요구되고있다. Resydrol계열의수성폴리에스터레진은이들의요구에적합하다. 이들은음이온적으로안정화된내식화폴리에스터레진이고유화제를더첨가하지않고수조중에서높은안정성을가지고있다. Resydrol VWA5190은이러한연구에서얻은하나의모델이다. 헥사멕시메틸멜라민레진과조합하면, 필러의소부에따라약 160 에서가교하고내수성과기계적으로극히강한도료를얻을수있다. 이바인더를기초로하는필러원료는이미있는자동차업체에따라악 5년동안대규모로사용되었다. 이같은원료사용이용제사용량을큰폭으로저하시키는수성합성레진뒤를잇는개발과더우기양호한품질의도료가생겨나고있다 외국주택용도료의수성화경향 주택용도료에서는수성라텍스도료의경우알키드가차지하는시장을넘어섰고내장용비 광택제품에서외장과반광택제품으로용도가다양하다. 그러나이에대응하기에는알키드의 최저 VOC 함유량인 50%( 즉 600g/l) 와비교해 4~19%(50~200g/l) 의함유량이필요하다. 업

254 체별동향을살펴보면 Glidden(Cleveland) 은 ICI의자회사로미국의건축도료업체다. 오는 2000년에는동사의건축장식도료에제로 VOC를목표로정하고있다. 지난 92년 6월에최초로제로VOC건축도료계열을발표했다. Porter Paints(Louisvile) 는 Glidden의제로 VOC의발표에주목하고있으나이른것으로판단하고있으며, 제로 VOC결점은색에제한이있다. Glidden은보통라텍스의냄새와는다른데무취는아니다. Porter는 91년에욕실과지하실에녹방지제를함유한내장라텍스도료를시판했다. PPG Industries(Pittsburg) 는 Glidden의움직임이시기상조라고판단하면서소비자와입법부의움직임에주목, 제로 VOC시장에참여할태세를갖추고있다. Sherwin-Williams(Cleveland) 는라텍스주택도료의 VOC함유량을 4% 에서 0% 로하락시켰다. 동사는환경친화적인제품을개발했는데성능을기준으로제품을지속적으로출시하고있다. 현재의라텍스도료는캘리포니아, 뉴욕, 뉴저지, 텍사스등에서 250~380g/l를취하고있어허용 VOC한계내에들어와있다. Glidden(Cleveland) 의제로 VOC도료는 Audubon Society의재건본사빌딩 ( 뉴욕 ) 의도장에선택되었다. DIY(do-it-yourself) 시장용의 Glidden Sped 2000내장라텍스도료와프로의도장업자를노린 Lifemaster2000계열은단순히환경에대한것뿐아니라냄새가잘나지않아병원, 오피스, 주택에서특히주목을받고있다. 평균적인구입자가제로VOC에그다지신경을쓰지않는다는것을인정하면서도오피스빌딩관리자는주목하고있는중이다. DIY시장에서높은용제함유량의목제상과익목판용의투명발수도료가있는데, Dow Coming(Midland) 에서는수성제품에서발수하는방법을찾으면수요는크게증가할것으로전망하고있다. 도료업체에첨가제를팔고있는동사는목재분야용의저VOC도료응용을연구중이고머지않아제품발표를할예정이다. 91~92년경기후퇴로인해신주택건설은감소했고주택대체가늘어나고있다. Front & Sullivan(New York) 은 90년대중반기의건축도료판매의연평균성장률을 3% 로보았고 95 년에는 51억달러로추산하고있다 국외일반공업분야도료의수성화경향 미국의건축용보수와신축용도료시장은 91~92년상반기까지경기후퇴와공공사업예산감소로성장하지못했다. 그러나업계는특히 92년연방고속도로보수비상승으로상승세를타고있다. 정부규제와소비자요구에따라성능은향상되면서 VOC가삭감된제품개발이지속되고있다. VOC감소는중방식도료분야에서문제가되는데, 경방식은공장과건물내부에서사용되기때문에중요하고低 VOC에서제로 VOC제품까지시장에유입되어경쟁중이다. Front & Sulivan 社가예상하기로는미국의공업용보수도료시장은 91년에 12억8000 만달러에서 95년에 15억1000만달러로성장하면서연평균 4.2% 의성장률을보일것으로전

255 망했었다. 최대분야인중방식도료는 91년에 7억달러에서연평균 4.1% 의성장을보였다. Glidden은분체도료분야에서 5년동안대규모신공장건설이없었으나보수시장의사이클반복을대비하기위해침체기에도보수공사를미루지않았다. VOC는연방표준과더불어서州의규제가있는데업계일부에서는건설보수시장에서팔기쉽도록하기위해낮은 VOC기준도입을서두르고있다. Miles(Pittsburgh) 는교량과스틸구조용의폴리우레탄도료를전문으로생산하고있는회사로연방정부의공공투자부문이교량수리분야를주요성장가능시장으로보고있다. 기존의교량과구조물의 35~40% 가납을함유하는도료로도장되어있어환경에영향을미쳐높은비용을들여이를제거하고있다. 미국의 VOC표준은현재 3.5파운드 / 갤론 (420g/l) 의범위내를요구하고있는데, 이것은경방식과중방식타입의보수로가능하다. 2.8파운드 / 갤론 (349g/l) 이하의보수제품개발은쉬우나동사는 2.3~2.5파운드 / 갤론 (280~3000g/l) 범위내의제품개발을목표로하고있다. Air Products and Chemicals(Allentown) 는보수도료시장과더불어성장하고있는업체로, 경방식과중방식에서수성으로처리하는수요는전체성장속도에비해 2~3배가량빠르게성장할것으로전망하고있다. 동사는수성도료를높은압력에서분사하면도료속에서발생하는미세제품의형성을방지하기위해수성도료처방용의표면활성제판매에중점을두고있다. Pacific Anchor는 Air Products의자회사로에폭시경화제생산을전문으로하고있는데, 지난 88년에 Air Products에매수된영국회사로低 VOC와제로VOC 보수도료를목표로하이솔리드와수성처방용의첨가제를생산, 판매하고있다. Ancamide 2050는低 VOC도료의액장에폭시레진용의폴리아미드첨가제이고 Anquamine과 Casamid는공업설비에서콘크리트벽과위부분에사용되는低 VOC도료용의수분산성폴리아미드경화제다. Dow Corning(Midland) 사가 91년에발표한나트륨베이스제품의石像건축용의제로 VOC 발수성은잘못사용하면白化하는문제가있다. Porter Paints(Louisvile) 는직접오일베이스도료에적용할수있는경방식의수성보수도료를발표했는데, 이도료는녹방지용액의사용에따라발생하는공장의 VOC수준의상승을피하고자하는생각에각사에서인기를모으고있다 국외무공해도료용수지첨가제의개발동향 용제삭감에대해신제품, 신방식이급속히전개중인데업체들의개발에가격이큰문제거리로지적되고있다. Reichhold는하이솔리드와수성방식의성능을향상시킨 12가지제품을시판했다. Epotuf(2성분계수성에폭시 ), Wallpol( 내오염내손상성향상의건축용라텍스레진 ), Fineclad( 종래품개량의신폴리에스터아크릴 ) 등이다. Union Carbide는건축용라텍스도료에중점을두고있는가운데비닐아크릴, 스티렌아크릴, 올아크릴, 에멀젼이주제품으

256 로접착성과고광택부여와가격및성능비를향상시키는중이다. 외장건축용에서는부틸아크릴레이트비닐아세테이트를올아크릴방식으로대체중이다. 동사는지난 90년에 UCAR의 polyphobs에멀젼계열을매수하고 92년에 Unical의올아크릴계열을매수했다. 또양이온방사선경화시장용으로지환에폭시사업을매수했다. Miles는하이솔리드의 2성분폴리우레탄에중점을두고있는데폴리우레탄도료가자동차시장에서장치를포함해신규로참여했다. 폴리우레탄은건축용에대단히강해공업시장부문에서하이솔리드용으로위치를확보했다. Rhone Poulenc은아크릴과에폭시회사로공업용床과뎃기도료 2성분계실온경화우레탄시스템으로써신아크릴폴리올의 CMD 9028을발표했다. 90% 의하이솔리드에서경도와유연성의균형을잡고있다. 1성분폴리우레탄도료의 Tolonate D2도발표했다. Dow Chemical은수성방식의용제로 Dowanol P시리즈의글리콜에테르가각종기능과접착성이좋아도료업체들은 VOC용제를사용할필요가없고 P시리즈의글리콜에테르또는알콜에스테르의채용을하고있다. Eastman Chemical은 VOC규제실시로수성방식에서는탄화용제를대신해글리콜에테르를사용했다. E시리즈의글리콜에테르가지난 92년꾸준히성장했는데 SARA Title III와의 OSHA규제로인해수요가줄었다. 92년에 Eastman은 Cellosolve아세테이트의대체로새로운용제인에틸에톡시프로피오네이트 ( 에틸에스테르의일종 ) 를발표했다 국외무공해도료의기술개발동향 대부분의수성도료는금속용으로 90 에서건조되어여기에는수희석성알키드, 변성알키드, 아크릴라텍스, 아크릴에폭시복합이포함된다. VOC함유량은적고 2.0파운드 / 갤론이하와 1.0파운드 / 갤론이하도있다. 그러나여기에는 2성분의폴리우레탄, 에폭시, 소부도료정도의내구성, 내약품성, 내용제성은없는것으로알려졌다. 용도는일반적으로금속용침투타입의프라이머와톱코트, 범용프라이머, 스프레이에나멜등이다. 고온또는저온에서장치할때는약 50~65 의낮은상태에서건조하고오븐이없을때는브로잉에어오븐에서이루어진다. 90 이하에서건조되는알키드, 변성알키드, 아크릴라텍스, 아크릴에폭시복합수성도료는뛰어난물리적, 화학적성질을필요로하는곳에사용된다. 또한화학적환경에노출되도좋은수성도료가있는데이것이 120 이상에서경화되는알키드, 폴리에스테르, 아크릴계의수희석성도료이고온도는 160~250 이다. 이그룹의화학구조는용제계의경합품과비슷하고그레진이고온에서가교할수있게아미노프라스트레진에서변성된다. 경도와내마찰성이우수하고특히일광, 약품, 세제, 용제에노출되었을때색과광택보호성능이우수하다. 용도는금속제사무가구, 대형가전품,

257 사무기기, 자동차등비교적높은연소온도에견딜수있는곳에사용된다. 3.0파운드 / 갤론의 VOC규제에합격하는것이많은데그중에 2.3파운드 / 갤론이하로합격하는것을말한다. 알키드가암모니아와휘발성아민에서중화되면물을희석액으로사용한다. 건조는상당시간이걸리는데여기에서얻어진도막은용제계와같이광택, 유동성등을가지고있다. 비닐아크릴계, 스티렌아크릴계와그밖에폴리머가포함되어있다. 도막성질은모노머선택에따라정해지고많은금속부품용라텍스는코폴리머다. 아크릴라텍스는옥외의내구성, 내자외선성이뛰어나이점에서는비변성알키드도우수하다. 그러나일반적으로는사용하지않는것으로 2성분또는 3성분으로구성되어있고수성아크릴의가교에유화에폭시가사용된다. 내식성에서광택, 경도, 내아크릴성, 내마찰성이양호한도막을얻을수있다. 보통용제계의에폭시와는다르고어떤것은 36시간까지생명력을지니고있다. 이것은에폭시가갖는경도, 유연성, 내약품성이필요한곳에사용된다. 일반적으로물리적, 화학적성질은필요하지만아크릴라텍스에뛰어난일반적인금속도장에사용된다. 90 이하에서건조되는이도료는 VOC수준이 2.8파운드 / 갤론이고판매하는업체가드물다. 통상적으로군대규격의 MIL-53030( 연, 크롬상이없는것 ) 과 MIL-P85582( 크롬산을함유 ) 에합격하는프라이머로판매되고있다. 이는대부분도료의톱코트로사용할수있는데알키드프라이머보다양호한내식성이요구될때에사용이가능하다. 프라이머로서군용기기, 스틸과알루미늄의프레임, 전자부품에사용되고있다. 다른레진시스템과같이특히수성도료는도장된기재의바른전처리가필요하다. 이는 90 이하에서건조된수성시스템으로물에분산된폴리우레탄락카이고물이증발되고도막을형성한다. 극히낮은 VOC함유량을이루었는데비교적새로운기술때문에각사에서시험중이다. 이는보통 2성분계폴리우레탄과같이금속부품에사용되는데현재목표는목재도장용이다. 80년대시장은연산 485만 ~525만톤규모로변화를보였으나현재는중유럽이추가되어연간 630만톤으로증가했고더욱이동유럽제국의 30만톤이추가되어오는 2000년에는 700만톤에달할것으로전망된다. 유럽은긴불황에도불구하고도료수요가줄고있지않는데현재유럽시장에서일고있는변화는지역적인관심, 사업의집중화, 환경친화적이고이것이사업에활력을불어넣고있다. 한편, 동유럽국가들의도료업체들의진출이활발히진행되고있는가운데이를소개하면다음과같다. Akzo Catings는 90년초에헝가리 TVK와합작한회사다. Total Chimie는헝가리의 Budalk 주식을매입해 2년내 50% 가량의증설을추진했다. 또한 Lackharz Zwickaw( 동구레진업체 ) 를매수해총생산능력을 8만 ~10만톤으로늘렸다. Hoechst의동독자회사인 Herberts가 Lacufa에서 2개의도료공장을매입했으며, 급성장중인 Casco, obel그룹계열사인 Sadolin은이미에스토니아에 EKE-Sadlin도료공장을건설하고거기서 50% 가량의증설을추진했다. 한편, ICI는 Swire Hong Kong과협력해중국에

258 1500만달러를투자해공장을지었으며, ICI Paint( 약 16억파운드의매상 ) 그룹매출의약 20% 를아시아에서올리고있고아시아시장의매출은매년 10% 이상증가할것으로전망하고있고수요증가에따른증설작업을추진중이다. DSM( 네덜란드그룹 ) 은 Beijing Red Lion Coatings와분체도료레진생산을위해합작사를설립했고 Courtaulds는대만에합작사인 International Chang Chang Chemical을설립했다. 또한 Becker는최근홍콩의 China Paint Manufact- uring Co., 대만의 Qualipoly Corp, Hon Chion Min과코일도료의기술협정을진행했다. 지난 80년대유럽에서는매수로인해선두업체가뒤바뀌고향후에도이러한변화가지속되었다. ICI의 Barnices Valetine( 스페인시장의 1/3을차지하는도료업체 ) 의매수가주목을받았다. 또한통화의평가절하로인해전략을재검토중인부분도있다. Dow Chemical은 DM( 독일마르크 ) 관련가격시스템을채용하고있고大日本잉크는자회사인 Reichhold의스위스생산거점을프랑스와오스트리아로이전중이다. 오는 2000년에는현재주력저솔리드용제기준이 50% 이상에서 30% 로감소할것으로전망되는데이는수성시스템의증가에따른것으로풀이된다. 수성시스템은방사선경화도료에비해초기투자가적고수성도료는이미자동차의 OEM 도료에상당히적용되고있는데유럽에서는최대 15% 까지적용되고있다. ICI는도체분야에수성도료를시장에유입시킴에따라 Akzo, BASF와다른업체들이뒤를이었다. 일본업체들은大日本잉크외에日本페인트, 관서페인트등의유럽시장이두드러졌다

259 표 10.8 외국업계수성화도료개발현황예 Reichhold Union Carbide Miles Rhone Poulenc Dow Chemical Eastman Chemical 하이솔리드와수성방식의성능을향상건축용라텍스도료외장건축용폴리우레탄도료 2성분계실온경화우레탄수성방식의용제로 Dowanol P시리즈의글리콜에테르 E시리즈의글리콜에테르 Epotuf(2성분계수성에폭시 ) Wallpol( 내오염내손상성향상의건축용라텍스레진 Fineclad( 종래품개량의신폴리에스터아크릴 ) 비닐아크릴, 스티렌아크릴, 올아크릴, 에멀젼이주제품으로접착성과고광택부여와가격및성능비를향상시키는중부틸아크릴레이트비닐아세테이트를올아크릴방식으로대체중하이솔리드의 2성분폴리우레탄에중점건축용에대단히강해공업시장부문에서하이솔리드용으로위치를확보 90% 의하이솔리드에서경도와유연성의균형을잡고있다. 각종기능과접착성이좋아도료업체들은 VOC용제를사용할필요가없다 VOC규제실시로수성방식에서는탄화용제를대신해글리콜에테르를사용 세계페인트코팅시장동향 세계페인트및코팅시장은 1999년기준약 600억달러로 10대생산기업이전체시장의약 50% 을차치하고있으며 10대생산기업을포함한 75개생산기업이약 80% 의시장을점유하고있다. 1만6000개중소기업들이나머지 20% 를차지하고있는것으로추정된다. 세계적으로는 ICI가최대메이커이고, 유럽에서는 Akzo Nobel이생산점유율 17~19% 로수위를차지하고있으나영세기업들도전체의약 40% 를차지하고있다. 미국에서는 ICI, Sherwin Williams, PPG가전체생산의 45~50% 를차지해전체시장을주도하고있다. 아시아태평양지역에서는 Kansai, Nippon Paint, ICI가선두그룹을형성하고있고 10위권밖의기업들이시장의약 65% 를점유하고있다. 한편페인트코팅산업의글로벌화가가속되기때문에세계메이저메이커들은제품경쟁력을확보해시장점유율을확대시키기위해생산기업간또는원료생산기업및완제품생산기업간 M&A가활발히일어나고있으며, 즉페인트는판매가의 65~70% 를원료가차지하고있으며이를 50% 수준으로낮추는것이경쟁력의핵심이다. 따라서페인트생산기업과원료생산기업들은 M&A를통해생산비용을낮추고경쟁력을향상시키므로써시장점유율을

260 확대시키고있다. 세계페인트코팅시장에서일어나는 M&A 의또다른특징은초대형메이 커가중대형또는중소기업을인수하는경향이증가한다는것이다. 1) 수요동향및전망 1999 년세계페인트코팅시장은 600 억달러이며, 북미가 162 억달러로전체수요의약 27% 를차지했고서유럽 26%, 동유럽 8%, 아태 ( 중국과일본제외 ) 8%, 일본 8%, 중남미 7%, 중국 6%, 아프리카 4%, 오세아니아가 1% 를차지한다. 2) 세계페인트코팅수요비중 (1999 년 ) 구분 수계 파우더 자외선차단 솔벤트계 누계 북미 중남미 서유럽 일본 중국 기타 * 총 600 억달러 ( 단위 : 억달러 ) * Source : ChemQuest Group, Deutsche Band, Alex Brown

261 페인트시장중파우더코팅이가장빠르게성장하고있으며세계적으로연평균 8~9% 성 장하는것으로추정된다. 서유럽의페인트및코팅시장은 156 억달러이며파우더코팅이 10% 에달했던반면북미에서는 170 억달러의 5% 를차지하는데불과했다. 3) 세계페인트코팅수요전망 지역 ~2001 연평균성장률 북미 6,450 7, Latin 1,600 1, 서유럽 5,550 6, 중국 1,450 1, 일본 2,050 2, 아시아 태평양a) 2,800 3, 기타 2,650 3, 합계 22,550 25, a) 중국일본제외 (Source : Freedonia Group, Chemizen.com) ( 단위 : 1,000 M/T,%) Freedonia Group 에따르면, 2001 년세계페인트및코팅수요는 2550 만톤에이를것이 며 1997 년에서 2001 년까지연평균수요증가율을 3.1% 로전망한다

262 10.4 국내수계도료시장동향 국내도료현황 표 10.9 연도별생산실적 구분생산실적 '95 '96 '97 '98 '99 유성계조합페인트 22,545 18,792 14,568 8,876 10,863 초화면락카 27,979 22,001 23,309 12,455 18,682 알키드에나멜바니쉬 49,920 34,052 34,964 24,066 29,214 방청페인트 20,808 29,793 27,680 17,027 18,125 아미노알키드도료 14,410 25,614 26,951 12,110 15,165 비닐계도료 3,309 4,854 13,112 3,740 5,060 에폭시계도료 23,269 49,278 56,088 32,751 42,813 아크릴계도료 40,354 35,370 36,421 23,829 34,391 우레탄계도료 58,886 55,410 51,718 33,427 51,403 염화고무계도료 14,382 9,956 9,469 7,829 7,693 불포화폴리에스텔계도료 19,340 23,647 22,581 23,542 30,744 합성수지에멀젼계도료 108,233 87,893 98,336 74,165 75,479 수용성수계도료 12,473 24,882 26,223 11,213 21,149 무기질계도료 2,655 8,153 12,383 8,477 9,617 분체도료 21,637 14,154 14,568 8,124 10,477 신나류 103,956 99,596 93,966 64,595 81,918 기타도료 162, , , , ,199 계 706, , , , ,992 유성계조합페인트는점점감소하는추세이며, 95년대비 96년에는 17% 감소하였고, 97년 22% 감소, 98년 39% 감소, 99년에는 98년대비 22% 증가하였다. 수용성수지도료는 96년에는 95년에비해약 2배성장하였고, 97년 5.3% 성장, 98년에는 IMF영향으로 57% 감소, 99년에는 98년대비 88% 성장하였다. 분체도료는전체도료생산량의 3% 정도이며, 감소하다증가하는추세이다

263 표 년도 1~3 월페인트월별생산실적 월별 (2000년) 품목별 1월 2월 3월 합계 유성계조합페인트 ,011 2,585 초화면락카 1,236 1,249 1,530 4,015 알키드에나멜바니쉬 1,948 1,897 2,682 6,527 방청페인트 1,485 1,472 1,500 4,457 아미노알키드도료 1,108 1,044 1,083 3,235 비닐계도료 ,125 에폭시계도료 2,896 3,090 4,646 10,632 아크릴계도료 2,721 2,400 3,309 8,430 우레탄계도료 3,186 3,035 4,131 10,412 염화고무계도료 ,003 불포화폴리에스텔계도료 2,752 2,460 2,723 7,935 수계도료 에멀젼계도료 3,002 2,888 7,123 13,013 수용성계도료 1,540 1,505 2,581 5,626 무기질계도료 ,223 분체도료 1,263 1,127 1,308 3,698 신나류 6,426 6,121 8,012 20,559 기타도료 13,807 11,960 15,628 41,395 계 46,098 42,559 59, ,850 국내도료업체들이외국기술에전적으로의존하는것은아니지만품질기준이까다로운도장분야의경우, 외국파트너와협력이활발한편이다. 자동차용도료는훽스트계열의허버트, BASF 인몬트, 일본도료, 간사이도료, PPG인더스트리등이고려화학, 대한페인트, 건설화학, 동주산업등과제휴또는합작관계를형성하고있다. 또한최근에는벽산화학이삼성자동차상용차라인의전착도료공급을위해일본신또와제휴를추진한바있다. 더욱이향후세계적인환경기준강화로 VOC규제가본격화될전망인데, 수용성또는분말타입의도료개발과적용이최대이슈로대두되어기술적협력은더욱절실한실정이다. 공업도장분야의국제적협력관계역시보다확대되는양상이역력하다. 특히, 신규도료시장분야진출을노린도료업체들의경우, 진입시점을앞당기기위한수단으로기술제휴나합작을선호하게된다. 실제로분체도료시장에신규참여한 LG화학은미국페로사와전격적인제휴를통해기존경쟁사들의견제를효과적으로잠재울수있었다는평이다. 또최근에는삼화도료가프랑스파우드락사와기술제휴를체결한데이어삼화분체도료라는별도법인을설립하는기민성을보여주었다. 분체도료는사실상고려화학을제외한모든도료업

264 체들이국제적인기술협력을통해시장경합을벌이고있으며, 이같은상황은코일코팅 (PCM), 캔코팅, 자동차보수도장, 중방식도장등거의모든주력도료시장에서예외없이찾아볼수있다. 더욱이업체규모를확대하기위한중견도료업체들의필사적인신규시장진출노력은국제적협력관계를더욱공고화가속화시키는주요인으로지목되기에충분하다. 시장경합이치열한기존의도료시장은물론이고특수건축용도료, 인테리어도료, 전기전자부품용도료, 특수중방식도료, 방화및내화도료, 방미방충도료시장등에대한신규진출은틈새시장을노리는도료업체들의최대현안으로대두되고있다. 신규시장진입노력이국제적협력관계를보다증진시키는양상으로표출된다면, 범용도료시장에서지배력강화노력은생산능력과생산성향상차원의투자확대로모아진다. 시간이흐를수록중소도료업체의생산성과생산능력은합리적대량생산설비를갖춘이들대기업에비해크게뒤떨어지는결과를나타낼것이다. 이에따라범용도료시장에집중된중소도료업체들의가격경쟁력또한현저히약화될전망이다. 중소도료업체들의마지막보루였던건축용수성도료시장조차대기업주도가불가피하다는것이다. 내수도료시장에서패퇴를맞본중소도료업체들은이제새로운시장으로의이탈을가속화하기에이르렀다. 새로운시장은대기업과부딪치지않는전문분야또는중국을비롯한동남아지역에서확보되는양상이역력하다. 가령내화방화도료, 내열도료, 플라스틱전자부품용도료, 전기절연용도료, 식관용도료, 특수인테리어도료, 특수중방식도료등은적어도중소도료업체들의경쟁우위가유지되어온전문코팅분야다. 목공용도료업체인경도화학의경우, 가구산업의동남아이전분위기에편승, 일찍이인도네시아에합작공장을설립한바있으며, 최근에는대화도료와부성양행도중국에합작투자사를설립하였다. 또한중방식도료업체인카보라인역시 95년말중국대련의금주지구에진출을확정짓고공장설립을추진중인데, 이공장의경우 100% 단독투자로이루어지는것으로알려졌다. 도료비지니스의제3국투자가어느정도의가시적성과로나타날것인가에대해서는아직속단하기어려우나도료업체들의이같은방향모색은분명새로운시장재편을전제로한자구책마련의일환으로보인다. 따라서향후, 전개될도료시장변화방향은대기업의시장잠식확대, 다국적도료관련업체의국내시장공략심화, 전문도료업체화촉진, 중소도료업체의해외진출활성화등으로모아질가능성이크다는것이업계의주된분석이다. 도료업체별로보면, 대한페인트는자동차용도료 41.1%, 건축목공용도료 31.0%, 강판용도료 8.1%, 중방식용도료 7.4% 등의비율로생산하고있으며, 95년상반기매출액은잉크사업양도에도불구하고도료매출이 20% 이상증가해 94년동기대비 13.8% 증가한 778억원을보였다. 95 년총매출규모는 94년대비 17.3% 증가한 1620억원으로건축물의재도장증가와자동차산업호황으로도료수요가 10% 이상증가하고, 도료제품가격이 95년 4월부터 15% 대로인상됐기때문으로풀이된다. 또한동사는 96년말에경남함안에제2공장을준공, 생산능력을 10만톤에서 18만톤으로늘렸다. 건설화학은건축용도료 25%, 제관강판용도료 15%, 자동차용도료 15%, 선박용 8% 의비율로생산하고있으며, 95년철강산업호황과

265 95년 4월부터 10% 대의가격인상으로 94년대비 18.3% 증가한 1420억원의매출규모를보였다. 96년에도신도시의재도장과철강산업호황지속으로 95년대비 12.7% 증가한 1600억원가량을보인것으로집계됐다. 또한 97년에는신공장완공으로건축용및중방식도료의매출이호조를보여 96년대비 18.8% 증가한 1900억원규모를보일것으로전망된다. 조광페인트는목공용도료 38%, 건축용도료 28%, 금속공업용도료 23%, 기타 11% 등의비율로도료를생산하고있는데, 충북음성에연산 2만kl의도료공장을건설중이다. 동사는자동차보수용도료시장에참여하기위해 BASF로부터기술도입계약을체결해음성공장완공과동시에본격적인생산에돌입할예정이다. 동사의지난 95년매출액은범용도료와분체도료의매출이호조를보인반면, 가구산업침체로목공용도료매출이부진해 630 억원을보였다. 96년에는음성공장완공으로생산능력확대와분체도료매출호조및목공용도료의매출의증가로 95년대비 19% 증가한 750억원가량을보인것으로집계됐다. 고려화학은국내최대의도료업체로 95년매출액이자동차, 조선업의호황과도료제품가격이하반기부터 7% 인상되어약 4700억원에이르러 94년대비 19.6% 정도의신장률을보였다. 96년매출액은조선건조능력확대와전주신공장의건축용도료와 EMC부문의매출호조로 95년대비 21.3% 증가했다. 97년에는자동차용, 선박용도료의매출호조지속과 96년바닥재공장완공에따른바닥재매출로 26.3% 증가가예상된다. 동사는전주제3공단에완전컴퓨터통제자동화설비를갖춘첨단도료공장을완공하고연간 1억1000l의도료생산규모를갖추었으며, 2000년에는연간 2억l규모의생산능력을갖출계획이다. 현대페인트는각종범용도료생산과자동차보수용도료를수입판매하는업체로 95년매출액은 450억원으로 94년대비 23.4% 가증가했다. 이는범용도료와분체도료의매출이호조를보이고도료제품가격이상반기에 10% 대로인상됐기때문으로보이며, 96년에는분체도료증설과중방식용도료신설로공업용도료의매출이호조를보여 510억원을보인것으로분석된다. 삼화페인트는건축용도료를주력제품으로생산하고있으며, 94년부터공업용도료를본격생산하기시작해높은매출신장을보였다. 또한환경규제로수요가증가하고있는분체도료시장에참여하기위해연산 2400톤규모의분체도료설비를 96년말에완공, 97년에연간 40억원의분체도료매출을기대하고있다 국내도료시장전망 전반적으로다소침울한도료업계분위기와는달리도료수요성장세는지속적인호조를나타내고있다. 지난 95년도료총시장규모는약 1조 6541억원으로전년대비 18.4% 의성장을기록했다. 이는 GNP 성장률의 2배를웃도는수치다. 물론 94년에도성장률역시 14.7% 의고성장을나타내 80년대중반이후의초고속성장세가지속되고있다. 이같은성장

266 의주요인은물론건축, 자동차, 가전, 가구, 조선, 플랜트등거의모든전방산업의급성장에편승한탓이다. 이러한구조가운데지금껏도료전방수요산업의경기는대체로호조를나타내왔으며향후에도자동차, 조선, 금속공업분야를중심으로한도료수요성장세는크게악화되지않을전망이다. 그러나최근거품경기의진정과산업별경기부침양상이드러남에따라모든수요시장에서도료수요가활성화되지못하고있다. 실제로건축도장, 가구도장, 자동차보수도장, 가전부품도장, 일부금속도장분야등은경기침체와자금난등의심화로인해내실있는성장을이루지못한것으로분석된다. 도료는수요시장유형에따라크게건축용, 가구용, 가전용, 전기전자용, 제관용, 코일코팅용, 자동차용, 자동차보수용, 선박용, 컨테이너용, 철구조물용, 도로표지용, 기타일반금속용등매우광범위한용도로구분된다. 이중건축용시장이약 18% 의점유비중을차지, 단일시장으로가장큰규모를나타내며, 다음으로는자동차OEM용 11.5%, 선박용 10%, 목재용 8%, 등의순이다. 그러나구분하기에따라서는코일코팅, 캔코팅, 분체코팅을비롯한금속공업용비중이 20% 수준에이르며, 플랜트와컨테이너용도 10% 를차지하고있다. 이처럼 2000년대까지도료수요량은국내경기가향후 3~4년간호황을보일것이며, 기술력향상과엔고로국제경쟁력이강화되고있는자동차, 조선업등중공업부문이장기호황을보일것으로전망되고있고중국, 동남아국가들의산업화로도료직수출이지속적인호조를보일것으로전망돼연평균 13% 이상의성장이예상되고있다. (1) 건축용도료 건축용도료시장은과거수성유성도료등의범용화된품목에서최근건축물의고급화, 패션화등에따라불소, 세라믹, 멀티칼라등과같은고가도료가건축내외장재용으로활발히적용되고있다. 이시장은또영세도료업체들이가장많이진출해있어가격경쟁위주의시장구조가전형을이루기도했으나점차대기업위주의시장질서재편과특수전문도료업체의부상, 수입도료업체의영역확대쪽으로선회하는양상을보이고있다. 도료전체수요량의 28.6% 를점유하고있는건축용도료시장은 95년의건설경기가 94년에이어경제성장률에비해저조한증가율을보였으며, 하반기부터모든용도별건축허가면적이큰폭으로감소하고있어업체들의설비투자가크게줄고신규건축물량의증가보다는기존건축물의재도장수요가증가했다. 95년경인지역건축용보수도장물량은약 240억원규모로예상되고있다. 보수용도료는군소업체의제품보다대형도료업체의제품이선호될것으로보이며, 대한페인트, 고려화학, 건설화학등대업체의가동률은 80% 이상인반면, 중소업체의가동률은 60~70% 인것으로나타나 96 년에도고려화학, 건설화학, 삼화페인트등 4대업체의성장이두드러졌다

267 도료업계의대응방안모색 95년에원료가격의급등을경험한도료업계는 96년들어다소안심했다. 에탄올, IPA, 이산화동, 이산화티타늄등은여전히강세를유지하지만, 기존에급등세로반전되었던기타용제와모노머의대부분이안정하락세로돌아섰기때문이다. 업계는이같은원료가격의안정화추세는당분간지속될것으로보고있다. 그러나폭등하는원료가격에시달렸던대부분의도료업체들은보다값싸고품질도안정된대체원료구매에상당한노하우를확보한만큼또다시재연될지도모를원료가격인상에대해좀더효율적으로대처할수있을것이다. 향후도료업체들이보다적극적으로인내를가지고풀어나가야될과제는도료품질과기술적우위확보, 그리고환경규제법규에대한경제적대응으로모아질것이다. 만일, 이같은과제를회피하거나어설픈투자로대응하려해서는결코업체유지가불가능한점을간과할수없다. 도료수요자들은이미품질, 패션, 기능성등에대한까다로운요구에매우익숙해져있기때문이다. 더욱이 VOC규제를비롯, 제조물책임법, ISO인증, MSDS( 화학물질안전성자료기준법 ) 등의무지막지한환경감시를피할방법이전혀없기때문이기도하다. 따라서최근의도료기술자들은이같은과제해결에대한책임을전적으로떠맡을수없다는자신의입장을강변하는데결코주저하지않는다. 왜냐하면다양하고까다로운품질의요구와급변하는기술, 그리고환경에안전한도료개발등에대한대응은자신들의연구능력보다는오히려다른차원에서보다많은가능성이존재하기때문이다. 그것은우선경영책임자의과감한재정투자가선행되어야하기도하겠지만, 보다근원적인해결은다국적화학업체들의엄청난연구개발력과이로인해얻어지는새로운원료창출일수밖에없다는결론이다. 적어도지금의국내도료업계현실을직시하고인정하는한그렇다는것이다. 이같은현실에비춰볼때향후국내도료시장의변화는자본력과어느정도의기술력을확보한대기업과다국적도료업체그리고다국적원료업체간의깊은연대와줄다리기를통한합의도출에따라그려질전망이다 VOC 감소를위한대체도료 분체도료 1) 분체도료의정의 Powder Coating 은철제구조물의장식및보호를위한 Coating 기술중의하나이다. Powder Coating 의기술적그리고경제적이점은 Solvent 를사용치않고흐름성이좋은

268 Powder 가열을받아용융되어연속적인도막을형성하는데있다. 또한작업시안전과건 강에해가되는요소가없다는점이다. 무공해도료로서최근세계적인에너지절약과자원 절략대책의일환으로서각광받고있는도료중의하나이다. 2) 분체도료의특성과특징 a) 처음에는열가소성소제가 Powder로개발되었으나 Powder Coating의기술개발과더불어열경화성, 특히 Epoxy 수지를이용한 Powder Coating이많이개발되었다. Epoxy 와경화제의선택에따라얻어지는물성이다양하기때문에 Epoxy Powder Coating의응용범위는매우넓다. 표 분체도료의특징 기술경제안전과건강 도막이고르기때문에일정한성능을얻기쉬움기계 / 내약품성이뛰어남 Solvent 없음 Solvent 휘발을위한에너지및장소불필요일반적으로 Re-Coating 불가 Coating 방법의자동화가능원료회수가능 Solvent의휘발로인한공기오염없음화재나폭발위험감소깨끗한작업조건 b) 분체도료는 1965 년경유럽에서공업용분야로채용된도료로서 VOC 의관점에서는가 장이상적인도료이다. 근년가장높은신장율을보이고있는품목으로서당분간높은신장율을유지할것으로예측하고있다. 분체도료에는 EVA, 폴리에칠렌, 폴리아마이드등고분자량수지를사용한열가소성 TYPE과에폭시, 아크릴, 폴리에스테르등관능기를가진수지를경화제로가교시키는열경화성 TYPE의 2종류로대별된다. 열가소성 TYPE은주로유동성침지법에의한후막 (300~1,000μm) 으로도장되나, 주로사용되고있는것은열경화성 TYPE으로정전도장법에의해박막 (40~80μm) 으로도장되고있다. 분체도장은도료를분말형태로하여피도물에분말로도장하는방법으로유기용제나물을사용하지않은 100% 고형분도료를도장하는방법이다

269 용제형도료에비해분체도료가크게다른점은휘발성분을포함하지않고분말화되어있다는것이다. 1 용제에의한중독이나화재위험성이없다. 2 대기오염이나도장후의폐수등에의한공해문제가없다. 3 도막형성시주름, 흐름현상이없고점도조절이필요없이도장작업이용이하고효율적이다. 4 도착된도료는 100% 로도막화되어후도막도장이가능하고고성능도막으로중복도장이필요없어도장공정의단축도가능하다. 5 실제도장설비가간단하여도장후세팅이필요없어도장공정이간단하다. 6 저장이나수송에편리하다. 7 도료를회수하여재사용하기때문에경제적이고효율적으로이용할수있다. 8 점착성이없기때문에작업복이나실내를더럽히지않으며청소가용이하다. 9 용기가간단하여처리가간단하다. 3) 분체도료의장점 표 분체도료의장점 즉시사용할수있다. 작업환경이깨끗하다. 안전하다. 에너지가절약된다. 1 회도장으로충분하다. 공장설치비가작다. 도막두께의선택범위가넓다고광택부터무광택까지가능하다 배합시경제성을높이기위해안료의양을늘이는것이가능 내약품성이뛰어나다 경도, 유연성, 내충격성을동시에얻을수있다 내열성이좋다 제조작업장의면적이덜든다비용을절감시킨다. 도료손실의극소화. 공장운영과유지가용이하다. 부가경화반응시 Solvent가휘발되지않는다 부착성이뛰어나기때문에 Primer가일반적으로필요없다

270 4) 분체도료의품목 1 가전제품 : 냉장고, 냉동기, 에어콘, 취사도구, 각종오븐, 저울, 세탁기, 다리미, 재봉틀, 실내난방기 2 자동차부품 : 앞밤바, 마후라, 백미러, 창틀등의외장재, 바퀴, 운전대, 대후, 오일필터, 하우징, 에어필터하우징, 와이퍼, 도어핸들, 계기판 3 건축자재 : 창틀, 문틀, 각종문, 난간및난간손잡이, 선반, 사다리, 실내, 건축외장, 방화재료, 보일러, 라지에타, 조립가옥 4 전기제품 : 전등설비, 전화기, 스윗치기어, 컴퓨터, 케이스, 각종사무기, 스탠드, 탁상용전등 5 와이어제품 : 철망, 철바구니, 슈퍼마켓용진열선반, 철망울타리, 옷걸이, 각종스프링 6 가구품 : 침대받침, 의자, 책상, 서류케비넷, 정원용가구, 탁자, 스탠드, 부엌장 7 공구류 : 정원공구, 일반공구, 잔디깍는기계, 작업대, 공구보관대, 공구박스 8 토목건축자재 : 각종파이프, 철근 9 각종산업및농업기기 : 포크리포트트럭, 콤퓨레샤, 트랙터운전대, 농기구, 땅고르는기계, 각종중장비의운전대, 각종펌프 10 기타 : 자전거, 오토바이, 운동기구, 장난감, 소화기구, 각종선박장치, 돛대

271 5) 분체도료의개요 표 분체도료의분류 대분류중분류내용 열경화성수지분체도료 Epoxy 수지계분체도료 Acryl 수지계분체도료 polyester 수지계분체도료 부착력, 경도, 유연성, 내약품성, 내식성, 전기절연성, 이우수방식, 절연의목적으로사용 내후성, 경도, 내오염성, 도장작업성이우수하여자동차, 가전분야에적합 안료와의혼화성이양호하고도장면의평활성이우수하므로얇게도장가능. 내후성, 내식성, 내약품성이우수하여건축자재교통자재, 가전제품등에사용 열가소성수지분체도료 염화비닐수지계분체도료 Polyamide수지계분체도료 Polyester 수지계분체도료 가격이싸고외관, 내후성, 내약품성이우수 ( Primer를필요로함 ) Nylon11과 Nylon12가대표적내열성이우수물성이우수하여 Primer기필요없음. 두꺼운도막으로아름다운장식효과 그리고많은화학자들이상업적으로가능한시장개발과새로운경향에대해논의한용도는, 1 배출량이적은우레탄 2 자동차용상도 3 분체도료슬러리 4 저온경화 ( 현재분체도료의경화온도 :149 ) 5 비금속소재용분체도료 ( 목재용도료 ) 6 트리보도장 (TRIBO APPLICATION) 7 박막도장 (THIN FILM APPLICATION) : 현재도막두께는35~35μm, 가능도막도께는13μm 8 블랭크도장 (BLANK COATING) : 선도장후가공 9 제관용도료 (CAN AND CONTAINER COATING) 10 코일코팅 11 자외선경화형분체도료 (UV CURVLE COATING POWDERS) 12 새로운소프트웨어 (NEW SOFTWARE) 13 고광택도장 (HIGH GLASS "WET LOOK" FINISHES)

272 14 고내후성도료 (HIGHLY DURABLE OUTDOOR COATINGS) 15 특수금속도료 (SPECIAL METALLICS) 6) 1999 ~ 2000 의분체도료생산량과 2001 년의목표량 Maker 1999 년 2000 년 2001 년 생산량비율 % 생산량비율 % 생산량비율 % Korea Chemical Co. 6, , , I.P. Korea 5, , , LG Chemical 3, , , Chokwang Paint 2, , , Kunsul Chemical Co. 2, , , Pow Chem. 2, , , Hyundae Paint 1, , , Total 24, , , 국내분체도료는 1999 년에 톤생산되었고, 2000 년은 16% 증가된 톤생산 되었다. 점점생산량이증가하는추세이며, 2001 년에는 9.4% 증가된 톤을목표량으 로정하고있다. 7) Techinical Source & Capacity Maker License or Joint-Venture CAPA.(MT/year) Korea Chemical Co. - 13,000 I.P.Korea AKZO NOBEL, JV 11,000 LG Chemical Ferro. /U.S.A, L 5,500 Chokwang Paint Oxy Plast/Belgium. L 4,500 Kunsul Chemical Co - 6,000 Pow Chem - 4,500 Hyundae Paint - 3,000 Total - 47,

273 8) 분체도장의성장과발전전망 코팅과도장재료로서열가소성분체도료가적용되기시작한것은 1940년대말로거슬러올라갈수있다. 도장방법은프레임스프레이었다. 1950년대분체용융도장장치의발명과 1960년대의정전분체도장공정의개발및보급으로열경화성분체도료의사용이확대되었다. 1970년대초열경화성분체도료는주성분수지에따라에폭시, 카복실폴리에스테르, 에폭시하이브리드, 하이브리드폴리에스터, 이소시아네이트, 폴리우레탄그리고카복실폴리에스테르의 4가지유형으로성립되었다. 1995년현재전세계적으로분체도료생산은 52만톤에이르고있다. 9) 유럽분체도료시장동향 IAL컨설턴트에의해 1999년발표된보고서는다가올새로운분체도료시장에대한정보를제공하여주고있다. 이보고서는서유럽에서사용된분체도료의종류와이분체도료의적용에대하여자세히분석하고있으며이보고서에는 1999년의분체도료의사용부분에가장큰위치를차지하는것이철골구조물이지만향후 5년안에자동차부문에서의분체도료의사용이가장빠른상승비율을유지할것이라고예측했다. 이보고서는또한페인트원료와신기술, 도료응용기술부분의흐름에대해서도전망하였으며현재의환경친화적, 안전성등이관점과분체도료의기술적 BACKGROUND등의정확한정보도제공하고있다. 보고서에따르면서유럽시장은현재이탈리아가유럽에서는가장큰시장 (30%) 이고그뒤를이어독일 (21%) 이따라오고있다. 기타 ( 영국11%, 프랑스10%, 스페인 10%, 기타 18%) 이러한자동차도료에서의분체도료의성장상승세는향후 5년간유지될것으로전망하고있으며그중에서도프랑스시장이가장빠른성장률을보일것이라예상했다. 1999년의시장평가, 성장률과새로운수지의적용, 도료의응용등으로 2004년예상치로서유럽분체도료시장의총생산은 1999년 303,000톤에서 2004년에는 383,000톤으로성장하리라예측하고있다 UV 도료 1) UV 도료의현황 세계적으로환경에대한관심이고조되고있는가운데환경친화적인도료 system 개발이 활발하게진행되고있다. 현재 powder coating system, water base system, high solid

274 system, UV(ultra violet) system 등 4가지 system이대두되고있으며, 이중 UV system이가장유망한 system으로주목받고있다. UV도료는일반도료의단점을다각도로보완해주는특성을갖고있다. 일반도료는 oven 을이용해열경화시키는 system인것에반해 UV도료는 UV lamp와 electron beam이순간적으로빛을가하여경화시키므로열변형이쉬운목재, 플라스틱, 제지, PVC 등에적용이용이하다. 또한 line설비가차지하는공간이작고경화시 baking이불필요하므로에너지를절감할수있으며, 무용제형이므로환경친화적이다. 무엇보다도도막형성물성이우수하여광택및경도, 내약품성, 내오염성등이타도료에비해우수하며, 순간적인반응성으로인해단시간내에대량생산이가능한장점을갖고있다. 반면, UV도료는일반도료에비해고가이며, 자외선의흡수및투과에의해경화되므로유색 coating시안료적용이다양하지못해 color표현에제한을받는다. 또한요철면을가지는소지일경우자외선조사가고르지못해경화가되지않는등의단점이있다. 그러나 UV도료는적용가능한분야가매우다양해한계범위를가늠하기어려운것으로알려졌으며, 신규수요시장개발에따른지속성장이기대되고있다. 2) UV 도료의시장현황 국내 UV도료시장은매년 GNP성장률의 10% 이상웃도는성장률을기록하고있으며, 일반도료에비해높은성장률을보이고있다. 국내 UV도료관련업체는약 50~60여개에이르고있으며, 일부신규시장참여를검토하고있는업체도있어그수는점점증가할것으로예상되고있다. UV도료특성상적용범위가다양하고소규모업체에서특화된형식으로생산하고있어전체시장을파악하기는매우어려운실정이다. 95년 UV도료시장은금액기준약 330억원규모로추정되며, 94년대비 22.9% 의높은성장률을보인것으로나타났다. 특히 PVC상재용수요증가가전체시장성장에기여한것으로분석됐으며, 대부분이 20% 정도의성장률을기록한것으로나타났다. UV도료용도별시장점유현황은금액기준목공용 31.9%, PVC상재용 32.7%, plastic용 10.9%, paper용 11.8%, PCB용 10.6%, 기타 2.1% 등으로 PVC상재용이가장많은시장을점유하고있는것으로나타났다. 그러나수량면으로시장점유현황을추정해보면목공용시장이전체시장의 40% 정도를점유, 가장많은시장을차지하고있는것으로나타났다. 금액기준과수량기준시장점유율이큰차이를보이는것은목공용 UV도료가격이 PVC상재용에비해상대적으로낮은가격을형성하고있기때문으로풀이되고있다. 또한세계적인 UV도료시장의경우목공용 UV도료가전체시장의 50~60% 를차지하고있는것에비해국내목공용 UV도료시장규모가작은이유는주거문화형태에따른특이성으로안방문화를선호하고있어 PVC상재용수요가상대적으로높게나타났기때문으로분

275 석되고있다. UV도료용도별시장현황을보면 95년기준목공용시장규모는 94년대비 18% 성장한약 105억원에이를것으로추정되며, 전체 UV도료시장의 31.8% 를차지하고있는것으로나타났다. 목공용 UV도료는거의대부분이가구분야에사용되며, 과거에는국내가구경기호조로수요량이큰증가율을보였으나최근 2~3년간건축경기침체와가구경기불황등으로고전을면치못하고있는실정이다. 또한소비패턴이유광에서무광을선호하고있어일정생산공정에소광을위한공정이부가되므로기술및설비개발이시급한상황이다. 목공용 UV도료는상도용과하도용으로나뉘며, 상도용은투명coating과무색coating으로소분류되고다시투명coating은유광과무광으로분류된다. 하도용은 sanding sealer와 wood sealer로분류된다. 목공용 UV도료설비는상도용 D/S 도장line과하도용 Coating line으로분류된다. 국내상도용 D/S line은 92년부터설치되기시작해보루네오가처음이태리산을도입했으며, 이후삼익가구와에넥스가 line 설치에참여했다. 전 line 설치비용은 7~8억원수준인것으로알려졌으며, 대부분수입에의존하고있어 Giardina, Cefla, Super bichno 등이태리산도장line이주를이루고있다. 현재가구업체별 D/S line 보유현황을보면삼익가구, 에넥스, 유남산업, 장인가구, 레이디가구, 신일스킨스, 남원산업, 한샘, 대주가구등이 Giardina 도장line을보유하고있으며보루네오, 동서가구, 바로크가구, 에넥스, 리바트, 한양목재 ( 라자가구 ) 등이 Cefla 도장line을보유하고있다. Super bichno 도장line은소규모업체들이주로보유하고있는데희훈, 대림가구, 제이산업, 중앙C&C, 에이스침대등이있다. 국내업체로는금강, 경수산업, 하이벨라등이있으며, 주로조립하는수준인것으로알려졌다. 국내가구업체의 UV D/S 도장line 설치가활발하게진행된것은하이그로시를선호하는소비패턴에따른것으로, 경쟁적으로 line을설치했으나최근가구시장침체와유광에서무광으로소비패턴이전환되고있어이중고를겪고있는실정이다. 이에가구업체들은기존의도장line을이용, 유광생산을지속하고무광생산은지연시키고있어가구업체들이유광으로소비패턴을유도하고있는것으로알려졌다. 하도용 Coating line은대부분 Roll coating 방식으로합판 coating에주로사용한다. 하도용 Coating line설치는 84년 UV coating 도입과동시에시작됐으며, 최근에는합판 coating에필름 coating, UV coating이 50:50 비율로적용되고있다. 목공용 UV도료는조광페인트와신광페인트가전체시장의 70% 이상을차지하고있는것으로나타났으며한진화학, 경도화학, 안산화학, 켐코, 삼화페인트등이목공용 UV도료시장에참여하고있다. 조광페인트는경인지역외에지방의점유율이높으며, 경인지방에서는신광페인트의시장점유율이높은것으로알려졌다. 95년목공용 UV도료생산업체는가구업체들의빈번한부도와함께채산성이악화돼있는상태로조흥페인트의부도와신호제지의경도화학인수가그예를보여주고있다. 업체별공급현황을보면조광페인트는한샘, 리바트가구, 레이디가구, 에이스계열사인리오로사등에 100% 공급하고있으며삼익가구등에수요량의 50% 를공급하고있는것으로알려졌다

276 신광페인트는동서가구, 에이스등에수요량의 100% 를공급하고있으며, 에넥스에 90% 이상, 삼익가구에 50%, 보루네오, 바로크 40% 를공급하고있다. 안산화학은보루네오와바로크등에공급하고있는데보루네오에반제품, 바로크에완제품의형태로공급하고있는것으로알려졌다. 가구업체별 UV도료사용규모를보면월기준에넥스 8000만 ~9000만원, 에이스 7000만 ~8000만원, 한샘 2000만원, 동서가구 2000만 ~3000만원, 삼익가구 2000 만 ~3000만원, 바로크 1500만원, 보루네오 1억원, 기타 3억원정도로알려졌다. 목공용 UV도료가격은상도용과하도용에따라차이를보이고있는데하도용은kg당 2500~3500원정도이며, 상도용은투명이 3500~4500원, 유색이 5500~6500원으로유색용가격이더높은것으로나타났다. 목공용 UV도료는타용도에비해가격경쟁이치열하여가격추이가계속하강곡선을보이고있어채산성이악화되고있는실정이다. 현재생산업체의가동률은낮은상태이며, life cycle 단축등으로목공용 UV도료시장의침체가지속될것으로전망되고있다. 이에목공용 UV도료시장개선을위해양산체제를지양하고소비패턴변화에탄력적으로대응할수있는능력을갖추기위한품질개선과업체별로차별화된생산체제를갖춰야할것으로업계에서는지적하고있다. 95년 PVC상재용 UV도료시장규모는금액기준 94년대비 36.7% 증가한 108억원에이른것으로추정되며, 수량기준연간 1200~1500톤규모를보이고있다. 또한 UV도료전체수요량의 32.7% 를차지하고있으며, 특히 96년 PVC 바닥재생산량증가로수요량이상당량증가할것으로예상되고있다. PVC상재용 UV도료는 PVC바닥재중경보행용과중보행용에적용되고있다. 국내 PVC상재용수급상황은현재 PVC바닥재를생산하고있는 LG화학과한화종합화학이주수요처이며, 96년부터고려화학이시장에참여할계획이므로수요량은상당량증가할것으로예상되고있다. 한화종합화학은과거에고려화학과건설화학이공급했으나 95년상반기부터한화에서자체개발한 UV도료를공급받고있으며, LG화학은기존에삼성화학페인트와조광페인트가 70:30의비율로공급해왔으나 95년중반기이후부터유광및경보행용바닥재 UV도료를자체개발, 사용하고있어점점자체개발수요가증가할것으로예상되고있다. 또한고려화학은진양을인수했으며, 역시자체개발 UV도료를사용할계획이다. PVC상재용 UV도료가격은타용도보다고가를보이고있어 kg당 8500~9000원정도인것으로알려졌다. 95년 plastic용 UV도료시장은 94년대비 24.1% 성장한 36억원규모로추정되며, 전체시장의 10.9% 를차지하고있는것으로나타났다. 연평균 20% 정도의성장률을보이고있으나 96년에는성장률이둔화될것으로전망되고있다. plastic용 UV도료생산업체별시장점유율을보면한진화학이 50% 정도를차지하고있는것으로나타났으며, 해동고분자 20%, 건설화학 8%, 삼성화학페인트 6%, 고려화학 4%, 신성화학등기타업체가 12% 정도로나타났다. plastic용 UV도료는전화기및화장품cap coating에주로사용되며, 장난감등에진공정착용으로사용되고있어이들수요산업경기와크게연동된다

277 특히화장품은사치성소비재성향이강하므로수요량의증감폭이크게나타나며, 최근완제형수입화장품증가와국내화장품생산업계의매출감소등화장품경기침체로 95년하반기를기점으로 97년상반기까지증가폭이 1/3정도격감될것으로예상되고있다. 그러나 plastic용 UV도료는지속적인성장이예상되는데 plastic은열변성과표면마모성등이강한특성이있어이를보완하기위한 coating이요구되기때문으로풀이된다. ABS, PS, PC, HIPS, PP등다양한소지에적용가능한 UV도료의제품개발과정전기방지등기능성을부여한 UV도료개발이요구되고있다. 또한현재 plastic용 UV도료적용범위가전화기를포함한가전제품과화장품등의 cap coating에한정되어적용되고있어신규용도개발이시급한것으로알려졌다. plastic용 UV도료가격은kg당 6000~1만원수준이며, 보통전화기 coating용이낮은가격을보이고화장품 cap coating용이높은가격을형성하고있는것으로나타났다. 가격추이는신규업체의시장참여가예상되고있어경쟁심화로하락할것으로전망되고있다. paper용 UV도료의 95년시장규모는 94년대비 21.9% 성장한 39억원에이를것으로추정되며, 전체시장의 11.8% 를점유하고있는것으로나타났다. 95년초부터라미네이트 coating이규제되면서 UV도료수요가상대적으로증가한것으로나타났으나고성장을기대하기는어려울것으로보인다. 이는 UV도료가격이타도료에비해고가를보이고있는반면, 수요업체인종이가공업체규모는영세해원가압박등을이유로 UV도료적용이어려울것으로분석되기때문이다. paper용 UV도료생산업체로는건설화학, 고려화학, 우성화학, 부림화학등이참여하고있으며, 이외에도 7~8개정도의소규모업체가참여하고있는것으로알려졌다. 과거에는건설화학이 paper용 UV도료시장의대부분을차지하고있었으나최근신규업체들의시장참여가활발해지면서시장을상당부분잠식당한것으로알려져시장점유율이감소한것으로알려졌다. paper용 UV도료시장은종이가공업체들이대부분영세해수요량을추정하기가어려운실정이며, 특별한기능을요하지않는것으로알려졌다. paper용 UV도료적용은주로유광및반광에적용되며, 고급화추세에따른다양한적용이예상되고있다. 가격은kg당 5500~7000원대를형성하고있으며, 역시하락추세를보이고있다. PCB용 UV도료의 95년시장규모는 94년대비 6% 증가한 35억원정도로추정되며, 전체 UV도료시장의 10.6% 를점유하고있는것으로나타났다. PCB용 UV도료는 95% 이상을수입에의존하고있는데주로일본산과미국산이 70:30의비율로시장을점유하고있다. PCB 용 UV도료는사용되는광개시제에따라 PSR, DFR, 일반용으로나뉘는데 PSR은다이오잉크 ( 한국태양 ) 가주로공급하고있으며 DFR은 Dupont, 코오롱유화, 일본다이오등이공급하고있는것으로알려졌다. 수입업체로는진세정밀, 코리아서커트, 삼악콘덴서등이있으며국내업체로는조광페인트, 건설화학, 고려화학, 한진화학등에서소량생산되고있다. 이중건설화학과한진화학이홍콩등동남아지역으로소량수출하고있는것으로알려졌다. 국내 PCB용 UV도료생산

278 비율이저조한이유는접착성및후가공성등의기술부족으로생산업체들이쉽게접근을못하고있으며, 정밀성을요하므로클레임의우려가크기때문으로풀이된다. PCB용 UV도료가격은수입품이kg당 9000~14만원, 국산품이 8500~9000원정도인것으로나타났으며, 수입품의국산대체시 1만원이하의가격대를형성할수있을것으로전망되고있다. 기타 UV도료시장은약 7억원규모를보이고있는것으로추정되며, 주로금속 coating 및잉크등에적용되고있는것으로나타났다. 특히잉크시장은일본및유럽의경우활성화돼있으나국내시장은인쇄업체등수요시장의영세성으로매우미약한것으로나타났다. 이외에 CD, 광섬유등의섬유 coating, LCD color coating 등적용범위가다양한것으로알려졌다. 3) UV 도료의기술개발동향및시장전망 UV도료에의한 coating은유기휘발물이극히적어환경친화적이며, 기존의열경화에의한방법보다생산성이높아향후성장이기대되고있다. UV coating후형성된도막은제품의긁힘방지와표면보호에효과적인반면, coating에의한정전기발생과오염우려가있다. 이에대전방지기능과원자반응이가능한원료를사용해 UV도료를제조하면영구적인정전기방지와내마모성, 내오염성등이향상, 우수한도막을형성하므로 plastic, paper, PCB 등다양한제품에적용가능하고고품질화를꾀할수있다. 이러한효과를얻기위해영구대전방지원료제조기술, UV도료제조기술과 UV도료경화기술, 원료선정및배합기술, 합성기술등이복합적으로요구된다. 국내에서는한화종합화학에서 UV경화형코탕제원료인 PASO를개발했으며, 이외에도 PVC바닥재생산업체와 UV도료관련업체에서이분야에대한연구개발에주력하고있는것으로알려져 UV도료의고품질화가활발하게추진되고있는것으로보인다. 국내 UV도료시장은도입과함께일반도료에비해고성장을보이고있다. 특히환경문제와관련해지속적인성장이예상되고있어도료관련업체의주목을받고있다. 그러나국내에서는기술투자가미흡하고과다한가격경쟁으로품질이정체양상을보이고있는것으로알려졌으며, 대부분의업체가기술도입으로시장에참여해원료및설비의수입의존률이높은실정이므로국산화대체노력이활발히실행돼야할것으로업계에서는지적하고있다 Epoxy 수지 1) Epoxy 수지의정의 에폭시수지라고총칭되는것은그것을구성하고있는분자의화학적인단위로서반드시 에폭시결합을갖고있다. 에피클로로히드린과비스페놀 A 를중합하여만든것이대표적이

279 며, 에폭시수지를단독으로사용하는일은없으며, 경화제를다시첨가하여열경화성 (Thermoset) 의물질로변화시켜사용되므로보통수지의중간체라고생각하는것이적당할 것이다. 2) Epoxy 수지의어원 에폭시란희랍어의 " 넘어서 " 든가 " 사이에 " 란뜻과영어의 " 산소 " 의합성어로서, 소위산 소를사이에둔화합물을말하며, 라는구조를갖는화합물의총칭이다. 3) Epoxy 수지의장점 수지는경화에있어반응수축이매우작고또한휘발물을발생하지않는다. 경화수지의전기적성질이매우우수한성질을지닌다. 경화수지의기계적성질이우수할뿐만아니라치수안정성이매우좋다. 기계가공성이좋은것을만들수가있다. 내수성, 내약품성이우수하다. 가소성이우수한성질을부여할수있다. 내마모성이우수한성질을부여할수있다. 각종의충진재, 예를들면, 무기, 유기, 금속분말, 모래등을매우다량첨가할수있다. 금속, 목재, 시멘트, 유리, 플라스틱등거의모든것에접착시킬수가있고, 또한가령금속과시멘트등이종물질간의접착에사용할수있다. 저장안정성이높고경화제를혼합하지않으면기후, 온도에관계없이장기간의보관이가능하다. 4) Epoxy 수지의단점 황변현상 (Yellowing) 이일어난다. 경화시간이길다 ( 단축은가능하나작업성이문제 ) 결정성 Polymer 나극성이없는 Polymer (PE,PP,Silicon,Acryl) 에는접착이불량하다. 주제 및경화제를혼용하여야만한다

280 10.6 수성도료및대체도료의확대방안 외국의수성화도료확대경향 세계도료시장은현재환경규제에대응해수성화, 하이솔리드화, 무용제화가진행되고있는가운데, 선진국의도료품목구성은환경친화적인도료비중이점차높아질전망이다. 그러나환경문제는선진국만의문제가아니라 VOC감소나중금속함유안료의문제는세계공통의문제다. 향후, 2000년까지세계도료수요량과금액증가는과거 10년동안의연평균증가율을크게웃돌것으로예상되나도료업체들의환경친화적인도료의연구개발이시급한것으로분석된다. 1) 미국 95년기준국가별도료생산출하를보면, 미국의경우 94년부터지속된경기호조에힘입어출하량은 94년과비슷한 12억843만갤론 ( 약 572만톤 ), 금액기준 4.4% 증가한 144억 1201만달러를보였다. 용보별범용도료 ( 건축, 가정용도료 ) 는수량기준 52%, 금액기준 42% 를차지했고 94년대비수량기준 2.7% 감소, 금액기준 2.9% 증가했다. 자동차용을중심으로한공업용도료는전체수량의 32% 를차지해 94년보다 3.4% 증가했으나금액은 37% 를차지해 4.2% 증가했다. 또수량기준 16% 를차지한특수용도분야 ( 자동차보수, 다리, 중방식, 도로표시등 ) 는수량기준 94년대비 1.1%, 금액기준 8.2% 증가했다. 특수용분야는 96년에들어금액기준으로부진했지만다른 2분야는호조를지속했고 96년 1~9월의출하는수량기준 213%(10억4900만갤론 ), 금액기준 16%(127억달러 ) 가각각증가했다. 미국은도료의세계최대소비국으로범용 ( 건축가정용도료 ) 은 51.9% 에서보합세, 공업용은 31% 에서 31.9% 로증가, 특수용은 17.3% 에서 16.2% 로감소했다. 향후, 건축용과수송기관 ( 주로자동차의신차용보수용 ) 용이도료수요의중심을차지할것으로분석되지만구성비로보면건축용도료와수송기관 ( 신차 ) 용도료수요가매년감소할것으로보인다. 2) 독일 독일의도료생산현황을보면, 95년부터 EU통일의통계방식으로변경하고품종분류가새롭게되어수량기준 94년대비약 11% 증가한 193만4000톤, 금액기준 1.4% 증가한 82억 3300만마르크를보였다. 품종별로보면용제형도료가 4.5% 증가했다. 이는통계방법의변경에따라수성도료가추가된것과환경대책을위한수성도료의증가에따른상승효과로분석된다. 96년상반기에유럽은 95년부터경기침체가지속돼미국과는다른양상을보였으

281 며, 수량기준 1.2%, 금액기준 0.3% 가각각감소했다. 3) 일본 일본의도료출하량은 197만6000톤으로 94년대비 0.7%, 금액기준 7248억엔으로 2.2% 감소했다. 이러한감소를보인가운데수량이증가한품목은건축용을중심으로하는에멀젼도료, 에폭시수지계에나멜류, 무기질도료, 선저도료및자동차보수용, 건축용구조물용등다방면에사용되는우레탄수지계도료등이다. 96년상반기 (96년 4~9월 ) 의경향을보면, 출하량은 4.7%, 출하액은 2.9% 각각순조로운증가를보였으나도료판매단가는 95년수준에는미치지못했다. 수요량변화를구성비로보면최근 5년동안범용도료 ( 건축가정용 ) 는 30.3% 에서 31% 로, 특수용도 ( 철구조물선박자동차보수, 도로표시 ) 도료는 20.0% 에서 20.4% 로증가했다. 그러나공업용은 42% 에서 40.8% 로감소했는데, 이러한수요변화는제조업공동화현상의영향으로파악된다. 4) 기타지역 Freedonia Group에따르면세계도료수요량은 2000년까지연평균 3% 의성장이예상되고미국유럽, 아시아의도료 3대소비지역중일본을제외한아태지역의경제성장이기대된다. 이지역최대소비국인중국은 95년에 130만톤을생산했으며, 2000년에는 205만톤에달할것으로전망된다. 아태지역이외에중남미와중동아프리카지역의도료소비성장률이높아질것으로예상된다. 5) 다국적기업들의사업전개현황 ICI는최근들어도료사업을활발히전개하고있는데, 아시아지역에서중국, 필리핀, 타이, 인도네시아, 말레이시아, 인디아, 베트남에도료제조공장을건설했고미국에서도 Grow그룹과 Fuller Brian Paints를매수해총매출액을 50% 가량증가시켰다. 또남미에서는 96년 3월에남미최대의도료업체인 Bunge Paints를매수함으로써 ICI는연간 10억l를판매하는업체로부상했다. 이밖에도아시아지역에 Akzo-Nobel, BASF, Bayer, PPG, Herberts, Courtaulds 등유럽업체를중심으로일본페인트, 간사이페인트, 일본유지, 중국도료, 대일본페인트등의일본업체들이진출해있다. 또남미지역에 Akzo-Nobel, Sherwin-Williams, PPG 등의유럽업체들이진출해있다. 미국최대도료업체인 Sherwin-Williams는최근 1년동안 Pratt & Lambert, Mercury Paint, Brod Dugan 등미국업체 7개업체외에브라질의 Lazz-uril Tintas를시작으로멕시코와칠레에서도 1개업체를매수했다. 이로써동사의 96년매출액은 40억달러에이른것으로

282 집계됐다. PPG 도최근에 American Finishes Mattews Paint의미국 2개업체와독일의 W.L.Schwaab Lackfabrik를매수했으며, 중국을중심으로아시아지역에서도도료사업을확대하고있다. Akzo Nobel도중국이나인도네시아등에합작을전개하고자본비율을높이고있다. 미국의 Valspar도미국의 2개업체와영국의 1개업체를인수했다. 동사는아시아지역에도료제조합작이나판매전략을통해사업확대를꾀하고있다. - 자료출처 : 한국정밀화학총람 - 관련사이트 : 외국의자동차도장분야의수성화확대및 VOC 감소대책 1) 자동차도장분야의용제감소기술현황 자동차용도료는녹을방지해자동차의내구성을높여그사용가능기간을장기화함으로서효과적인이용에크게공헌하고있을뿐만아니라도장의결과로얻어지는아름다운외장은사람들의생활을개성적이고풍요롭게한다는점에큰도움을주고있다. 산업규모가커지면서자원적또는환경적인면에서조화를이루기위한노력이필요해지고있다. 자원을소중하게사용하고, 우수한자연환경을보전하고, 안전하고건강하며풍요로운생활을하고싶다는점은지구에사는모든인류의바램이다. 도료는위의바램을실현하는데중요한일익을담당하고있으나유기용제를사용하는도료의경우, 도장되고건조하는과정에서사용한유기용제가공기중으로휘산된다. 그휘산성분이그대로대기중에방출되는경우, 그처리가지구환경의순환계에서이루어지는데용제의종류와양에따라생태계와순환계의균형을무너뜨리거나생물계에바람직하지못한오염을초래하는원인으로작용한다. 현재자동차도료를사용해배출한유기용제량이거의 24만톤 / 년 ( 세계 ) 이라고추산한보고도있다. 이양은결코적은양이아니다. 이에특히산업규모가큰자동차도장과정에서유기용제가대기중으로휘산되는것을막기위한 VOC(Volatile Organic Compounds) 규제는현재세계적인흐름을형성하고있다. 2) VOC 관련규제의동향 이전의공해문제는직접사람의건강에악영향을미치는현상과원인에관한것이었다. 따라서현상도명확하고국소적인경우가많았기때문에비교적해결에직결된대책과규제를구체화할수있었다. 이에비해지구환경문제, 예를들면지구온난화, 오존층구멍 (Ozone Hole), 산성비, 삼림파괴, 사막화등의경우는현상도인과관계도폭주하고있는형편이다

283 VOC가지구환경의어떤문제에어떻게관계가있는지는아직명화하게해명되지않았으나주로옥시단트발생의원인으로보고있다. 그러나옥시단트를발생하는과정에서, 또발생한옥시단트가다른물질과결합해간접적으로지구환경의다른현상에원인으로작용한다고한다. 따라서 VOC감소를실현하는일은매우중요하기때문에규제에서제시하고있는목표달성을위해커다란노력이기울여지고있다. 그리고당연히그규제가가지고있는의미도시대에따라변화하고있다. VOC 규제에관한각국의상황을정리해보자. 문제가공해문제라는국소적인경우에서시작되며규제는지역조례등에서부터시작된나라가많다. 일본도 HC에관해大阪府조례 (1971년시행 ), 橫영市지도요강 (1975년시행 /1982년개정 ), 川崎市조례 (1978년시행 ), 神 D 川縣조례 (1985년시행 ), 千葉縣협정및지도요강 (1985년시행 ). 埼玉縣지도방침 ( 1988년시행 )-등의규제가성립되었다. 미국에서도 1966년캘리포니아州유기용제규제 : 규칙 66이시행되었다. 그리고그후 l970년에환경보호청 (EPA) 가대기정화법 (Clean Air Act) 를제정해 l977년이법을대폭개정하고, l987년이법의 NSPS( 신규발생월실시기준 ) 를발효시켜지역및신규공장. 기존공장별기준치를설정했다. Clean Air Act에근거한승용차및소형트럭도장라인의 RACT 규제치 (Reasonably Available Control Technology Limits : 경제적, 기술적으로가능하다고 EPA가정한규제치 ) 와 NSPS 규제치 (New Source Performance Standards : 설비의신설. 개조에대해 EPA가정한규제치 ) 를나타낸것이표10.12 이다. 표10.14 승용차및소형트럭도장라인의 RACT와 NSPS치 구분공정 RACT 규제치 ( 도료 1l당 ) NSPS 규제치 ( 건조도장막 ll당 ) 초벌도장 580g/l 1.47g/l 중간도장 340g/l 1.40g/l 마무리도장 230g/l 0.16g/l 유럽에서는독일 TA-Luft( 독일연방배가스법 ) 가 l975년에제정되었고각州에서는각지역에알맞는수치를설정해규제를실시해왔다. 더욱이 TA- Luft는 l986년에크게개정되어표10.13와같은기준이 1986년부터신설되는공장에적용되어 1991년부터는기존공장에도적용하기에이르렀다. 유럽의다른국가의움직임을살펴보면스웨덴이 TA- Luft에준한엄격한규제를실시하고있으며영국도기존의저공해방지조례를통합정리. 강화한표10.14와같은규제치를 1991년부터지침으로발효하기시작했다. 이내용은 1984년대기오염방지를위한 EU 지

284 령에준거한것이다. 지구환경에관해서는 1992년유엔주최로지구환경서미트가브라질에서개최되어지역과각국의대처가전세계적인규모의통일적인대처로이행해가는움직임을보이고있다. 이렇게시초로작용한것이바로오존층파괴의원인물질인프레온과트리클로로에탄등의할로겐계용제에대한 1987년의몬트리올의정서 ( 사무국 : 유엔환경계획 -UNEP) 이다. 일본에서는 1,1,1-트리클로로에탄이 18만6천톤 / 년정도생산되었는데그 22% 가자동차산업의 PP-범퍼세정 ( 도장하부처리 ) 에사용된것이다. 현재는국제적규제를준수, 일본의각자동차제작업체가 1995년까지의전폐를위해노력하고있다. 표 독일 TA- Luft(1986) 의승용차도장에관한배출기준 적용대상규제대상규제치유기용제 (VOC) 향후움직임 버스. 트럭을제외한자동차조립공장의 도장라인전공정 금속도장 120g/ m2 솔리드도장 60g/ m2 모든도장에도 60g/ m2~35g/ m2 트럭 45g/ m2 표 영국의자동차제조공정에대한배출규제지침 구분기존설비 ( 경과조치 ) 신설설비 대상 : 전처리공정 ~ 최종공정을대상으로한다. 면적기준 : 전착도장면적 ( m2 / 당 ) 앞으로의동향 금속도장 120g/ m2솔리드도장 60g/ m2 10년간의경과처리후신설설비기준으로이행 60g/ m2 이처럼자동차도장의 VOC 규제의내용과실시시기등이지역. 국가단위로결정되던것이 점차광역지역인지구단위의가이드라인이설정되어이를각국이수용하려는방향으로나아 가고있다. 3) 자동차도장의 VOC 감소노력 자동차도장의휘산용제량감소는도료자체의 VOC 삭감과도장라인의세정, 유지관리를 위해사용하는용제감소가대책의기본이다

285 a) 자동차도장계와 VOC 자동차도장계는차종과도색에따라다소차이가있다. 전착도료는기본적으로수성도료로서 VOC는거의영 (Zero) 에가까울정도로매우적다. 종래일본에서사용하던전형적인도료를자동차에도장할경우도장계의각도료에서배출되는유기용제량의비율은그림3과같다. 특히초벌칠 ( 금속기초도료 ) 에서나오는 VOC의비율이높은점이두드러지는데이는양호한금속감인높은 Flip- flop 성을띄도록하기위해희석성분으로용제량이많은도료를사용하기때문이다. 일본에서는금속기초도료에아크릴수지를사용하고있으나유럽에서는폴리에스테르수지와 CAB과의혼합계가종래계도료에사용하고있다. 현재자동차도장 VOC 감소의우선대상으로금속기초도료를드는이유가이해되리라본다. b) 자동차도료의 VOC 감소방법 자동차용도료의 VOC 감소방법으로는크게나누어두가지방향을생각할수있다. 한가지는유기용제의사용량을삭감해도막형성성분비율을증가시켜그결과 VOC를감소하는방법으로하이솔리드도료와비용제도료및분체도료를지향하는방법이다. 또다른하나는유기용제대신에물을용제로서사용하는방법이다. 즉수성도료를지향하는방법이다. 하이솔리드도료, 수성도료, 비용제도료, 분체도료는각각고유의특성과문제점을가지고있는데이를우수한도장막품질로마무리하는도장막기술을포함해자동차용도료로서의연구개발이추진되는등실적이축적되어있다. c) 하이솔리드화에의한 VOC 감소 하이솔리드도료는종래의도료제조설비와도장설비를대폭변경하지않고사용할수있다는이점을가지고있다. 전술한바와같이유기용제의총량규제를가장빨리시작한나라는미국으로환경보호형도료의기술개발진행상황과함께표10.15와같이 1980년대에미국에서하이솔리드형초벌칠도료및중간칠도료의개발과사용이급속하게이루어졌다. 표10.17 미국에서하이솔리드초벌칠로이행한개요 초벌칠시기 ~1986년 l987년 l988년 투명코팅 (Vol%) 금속기초코팅 (Vol% ) 10~l

286 이시기는일본자동차제작업체가북미지구에진출해현지생산을개시한시기이며사용하고있는도료기술은일본의도료업체가개발해공급한것이다. 하이솔리드화를위해서는조성분포가일정한수지를얻을수있는종합기술과도장을위한유체역학제어기술등의연구개발이필요한데일본의도료업체는지금까지국내에서얻은외관품질이높은도장을위한기술의응용으로세계와어깨를나란히할수있는하이솔리드도료의품질을제공하고있다. 한편유럽은규제시기가미국보다지연되었으나규제치로서엄격한규제가시행되었다. 또하이솔리드형에서는높은 Flip- flop성을확보할수없을것이라는예상때문에한꺼번에수성도료로채용하려는데있어특히초벌칠 ( 금속기초도료 ) 에있어진전을보이고있다. d) 도장라인에서의대처 도장라인에서 VOC를삭감할때는도착효율 ( 塗着率 ) 이중요한요소가된다. 하이솔리드도료를포함해유기용제를이용하는자동차용도료는고속회전분무화정전도장할수있어서지금은 90% 정도의도착효율이확보되고있다. 더욱이색상교체시사용하는세정용제도일부가 VOC의원인이되기때문에최소화하기위한대처가이루어지고있다. 더욱이휘발한용제의포집장치설치도 VOC 감소에는효과적이지만실용성, 경제성을겸비한방식으로는아직미흡한실정이다. e) 수성화에의한 VOC 감소 수성도료의경우에도도장작업성및도장막품질면의이유때문에보통 5~l5% 의유기용제가함유되어있다. 이에 EPA 규제에대해초벌칠 ( 금속기초 ) 도료의경우는종래형도료와비교해하이솔리드도료와수성도료의 VOC 감소효과가어느정도다른지를 Simulation 하였다. 표10.18 VOC 계산식 (EPA) VOC= PVOC l0 4 /(TE VS) (Ib/gallon) TE : 도착효을 (%) VS : 희석도료에서물을제거한후의체적고형분 (%) PVOC 도료 VOC( 회석도료 ) (lb/gallon) 의계산식은 PVOC= (l00-n-w) SG/( IOO-VW) N : 도료중의비휘발성분 (%) W : 도료중의물중량 (%) VW : 도료중의물체적 (%)

287 신설라인에서구할수있는 VOC 상한치 11.2lb/ gallon은물론종래형에서는달성이불가능하지만하이솔리드도료도 95% 이상의도착효율상태에서도장해야한다. 금속기초도료는도장액을에어분무화로서도착시켜야하는데위와같이도착효율을유지하는데는상당한곤란이뒤따른다. 이에비해수성도료의경우는 45% 이상의도착효율로실현이용이하다. 또, 금속기초도장막을 15줄로했을때각각 45%, 75%, 100% 의도착효율인경우휘발하는유기용제량이어떤수치를나타내는지를산출해표 7로나타냈다. 도착효울 75% 인경우를예로들면수성도료의 VOC는종래형의 1/8, 하이솔리드형의 1/2 로서 VOC 감소효과가크다는것을알수있다. 수성도료는용매로물을사용한다. 물은커다란증발잠재열을가지고있고또한증발시온도뿐만아니라습도의영향도크게받는다. 도장성이뛰어난수성도료를만들기위해서는용제에용해하는수지대신에물에용해되는수지를이용하는것은물론이고고도의수화안정화기술과점성제어기술의개발이필요하다. 더욱이전도율이높은매체를안전하고효을적으로도장할수있는정전도장기와수분증발을촉진하는예비가열 ( 플레이트 ) 장치등의시스템개발성공및그실용화를실현해야한다. 80년대후반, 일부자동차도장라인에서수성금속기초 (Metallic Base) 도료의이용이개시되었으나 90년대에들어서이용이빠른속도로가속화되었다. 표10.18은그채용상황을나타낸것이다. 특히유럽에서는중간칠도료의수성화도착실하게이루어지고있다. 여기서적어놓은곳이외에도수성도료로전환을계획하고있는라인이많으며독일에서는 1995년에 50%, 2000년에는 75% 의폭으로메틸릭베이스도료가수성으로전환될전망이다. 그리고, 지역 ( 예를들면구동독지역 ) 에따라서는초벌칠 ( 투명코팅 ) 도낮은 VOC 타입이아니면인정하지않겠다는움직임이일고있기때문에이를위해수성투명코팅 ( 또는분체투명코팅 ) 의실용화검토가가속화되고있다. 표 각종금속기초의단위면적당용제휘발량 도료종류 항목 휘발용제량 (g/ m2 ) 45% 78% 100% 종래형 하이솔리드형 수성

288 표 수성도료의채용현황 일본북미유럽 메탈릭베이스도장의채용을확대중. 일부중간도장에도채용 (*) 지금까지하이솔리드형으로대응주로해외진출공장의주요해왔으나 VOC규제가더욱강공장에서채용하거나검토. 화될움직임으로보이고있으므로수성메탈릭베이스를채용허거나검토. 혼다 1989년혼다 1990년 마쯔다 1992년 GM :Oshawa 1986년 닛산 1992년 St. Therese 1989년 Wentzville 1990년 Sturn 1990년 Reatta 1991년 Flint 1991년 Corvetta 1992년 혼다 : E.L.P 1989년 닉산 : Smyma 1991년 Volvo : Torslanda Goteborg GM: Bochum(*) Russel/Sheim(*) UK VW : Hannover Emden(*) Wolfsburg(*) Brussels FORD : Koln Saarlouis BMW : Renaut Regensburg BENZ ' Bremen Sindefingen Rustatt 닛산도요다 1987년 1987년 1987년 1991년 1991년 1989년 1989년 1991년 1991년 1989년 1990년 1988년 1990년 1988년 1990년 1991년 1992년 1992년 f) 분체도료에의한 VOC 감소와초벌칠투명도료 VOC 감소라는목적이라면분체도료가더욱적당하다고본다. 과거일본에서도중간칠과초벌칠 ( 솔리드컬러 ) 에분체도료가이용된적이있다. 도료업체로서는무한대로 VOC를삭감시키기위한기술로서분체도료의가치를높게평가하여초벌칠 ( 투명코팅 ) 을위한연구개발에착수했다. 그리고, 초벌칠 ( 투명코팅 ) 도료의혁신은도장품질의아름다움유지, 도장완성의아름다움이외에우수한내후성, 산성비와세차브러시에견딜수있는내성의실현을최우선으로현재추진되고있으나 VOC라는면에서도기존의수준보다더개선이이루어질것이다. g) 트리클로로에탄대체를위한대처 자동차분야의트리클로로에탄 (Trichloroethane) 사용은 1996 년에전폐될방침이다. 자동차

289 분야에서트리클로로에탄의용도는수지부품 ( 플라스틱범퍼등 ), 금속부품, 열처리부품등세정용이다. 현재대체세정제수단으로는수계, 알콜계. 탄화수소계, 대체형할로겐계등이검토되고있다. 대체할로겐계는예를들면오존층파괴에대한부하가없더라도지하수에대한영향과독성면에대한과제가많이남아있다. 그러나알콜과탄화수소등의용제이용은 VOC감소방향에역행하는내용이다. 특히폴리프로필렌범퍼의세정에관해서는 PP 변성재의양을가감하는동시에수계세정제개발및저온플라즈마처리등의대체기술개발이이루어지고있다. 4) 결론 1990년도에일본에서도료. 도장용으로사용되던유기용제의양은약 95만톤으로추정된다. 그중에서회수재이용된것, 그리고소각되어열회수된것등도있으나과반수는대기중으로방출되었다. 그중에서자동차용도료에서발생한 VOC의비율은 l0~15% 정도일것이다. 그러나자동차용도료. 도장에관한고도의기술은다른도료기술에점차파급되는성질이있을뿐만아니라도료제조업체에서는선도기술 (Leading Technology) 분야로가치를평가받고있어그안전화및저공해화를위한기술개발에앞으로최대의노력을기울여야할것이다. 참고 : 환경자료 / 대기 /data/car.html 수성화사용실태 1) 수성콤포시리즈 - 수성반응경화형도료 환경의문제, 도료의수성화는시대의추세입니다. 이수성콤포시리즈는종래의에멀젼 타입과다르게가교반응으로 3 차원구조의도막이형성되기때문에치밀하고두터운질감 의마감을가져, 수성도료이면서결코용제형도료에빠지지않는내구성능을유지합니다

290 특징 1. 치밀한도막표면은먼저, 이물질등이묻지않고언제까지나아름다운외관을유지할수있습니다. 2. 일액형이기때문에인위적인조합이불필요하고항상안정된품질을얻을수있습니다. 또한수성이기때문에화재의걱정이없고게다가냄새가거의없기때문에작업환경의향상에도움이됩니다. 3. 종래의수성도료와비교해서탁월하게우수한도막성능이있고장기간에걸쳐미관을유지할수있기때문에표괄적인코스트메리트가있습니다. 용도 - 무기질건재 ( 몰탈, 콘크리트, 슬레이트판, PC 부재 ) - 복층마감의상도재, 각종제도장공사 1 수성반응경화형아크릴실리콘수지도료수성콤포실리콘 COMPO SILICONE-W 포장단위 - 16kg/can 2 수성반응경화형폴리우레탄수지도료수성콤포우레탄 COMPO URETHANE-W 포장단위 - 16kg/can 3 수성반응경화형아크릴수지도료수성콤포아크릴 COMPO ACRYL-W 포장단위 - 16kg/can 4 수성반응경화형탄성폴리우레탄수지도료수성탄성콤포우레탄 COMPO URETHANE-WEL 포장단위 - 16kg/can

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