[배 이야기] 선박용 도료, 기원전 5000년전부터 사용

19세기 영국군함 HMS FORMIDABLE 수선하부 A/F 도장장면

[아시아경제 채명석 기자] STX조선해양 진해 조선해양기지의 총인원(협력사 포함) 중 18%의 인력과 선주검사관 2명 중 1명이 도장 관련 업무를 담당하고 있다고 한다.

이렇듯 도료와 도장기술은 전 세계 50조원, 국내에서만 5조원의 산업 규모를 이루며, 선박건조 비용의 12%를 차지하는 조선공정의 꽃이다.

도료는 고체의 표면에 고체막을 형성 후 물체의 부식방지와 내구성을 주는 동시에 색채, 광택의 미적 효과를 가미하는 유동상태의 화학제품이며, 도장은 이러한 도료를 붓이나 분무기로 뿌려 도막을 형성시키는 행위를 말한다.

그 중요성이 점점 두드러지는 도료와 도장기술의 시작은 지금부터 2만 년 전으로 거슬러 올라간다. 구석기 시대에 에스파냐의 알타미라에 거주하던 크로마뇽인들은 숯과 돌가루를 짐승의 피, 나무 등의 진액에 섞어 동굴 벽에 그림을 그렸다.

현대적 의미의 도료라고 부를 수 있는 것은 동양에서는 옻칠, 서양에서는 올리브유 등의 식물류가 그 뿌리다. 그리고 본격적인 선박용 도료의 역사는 기원전 5000년부터 시작된다.

기원전 1만 5000년경 돌과 숯가루를 이용한 라스코 동굴벽화

선박용 도료의 중요한 두 가지 형태인 방청도료(각종 금속, 특히 철이 녹스는 것을 방지하기 위한 도료)와 방오도료(선저 외판에 해수 중 생물이 부착하는 것을 방지하기 위해서 방오제를 첨가해 칠하는 도료)는 이미 기원전부터 사용되기 시작했다.

통나무나 갈대를 묶어 만든 뗏목이나 지금도 웨일스나 아일랜드에서 볼 수 있는 버드나무 가지로 바구니처럼 만든 원시적 목선에 동물 뼈를 사용한 아교와 역청질을 목재의 틈새에 메우기 시작한 것에서 방수, 방청제의 기원을 찾을 수 있다. 또한 고대 파피루스의 기록을 살펴보면, 배의 선속 향상 및 에너지 절감을 고려한 방오도료의 시초를 확인할 수 있다.

이후 합성도료가 본격적으로 생산되기 시작한 19세기 이전까지 타르(Tar), 왁스(Wax), 각 종 동·식물성 지방, 수지, 송진, 오일(Oil) 등이 도장에 사용됐다.

19세기 철 구조선의 등장으로 외부 환경으로부터 선체를 보호해야 하는 도료의 중요성이 커지면서 석유 수지를 이용한 초기 형태의 유성계 도료들이 개발돼 적용되기 시작했다.

이 시기에는 도장작업 외 부식방지를 위한 재미있는 시도가 많이 있었는데, 목선의 밑바닥 면에 아연이 부착된 동판(COPPER PLATE)을 설치한 선박이 처음 등장했다. 현재 대부분 선박에 적용되는 ‘희생양극’(SACRIFICAL ANODE, 선체를 이루는 철판에 알루미늄, 마그네슘, 아연 등의 금속을 덧붙이고 여기에 전류를 흘려보내 이온화를 시켜 양극이 된 철판 대신 부식하도록 해 선체의 부식을 방지하는 방법)이나 ‘선체전기방식장치’(ICCP SYSTEM, 선체와 바닷물간의 전위차를 컴퓨터로 계산해 선체 부식을 방지하기 위한 가장 이상적인 전위차를 유지할 수 있도록 전류를 보내주는 방식)에 의한 음극보호 방식의 실험적 적용이었던 것이다.

재미있는 도장(SIDE MARKING)을 한 크루즈선 'AIDAaura'호

이후 20세기부터는 합성수지의 등장과 함께 세계 1, 2차 대전을 거치면서 방청성, 내구성 위주의 도료가 개발되고, 1950년 이후 석유산업과 더불어 도료산업은 중흥기를 맞이한다. 알키드 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지 등 기능과 미관을 고려한 다양한 도료들이 개발돼 선박에 적용되고, 방오도료의 일대 혁명을 일으킨 유기주석을 함유한 TBT 방오도료(현재는 TBT의 해양 환경적 문제로 적용 금지됨)의 등장과 함께 선속 향상과 연료유 소비 감소를 위한 방오도료 개발에 관심이 쏠리기 시작했다.

이렇게 도료와 도장기술은 조선산업의 발전과 국제 협약 및 규제에 부응하며 끊임없이 발전하고 진화하고 있다.
<자료: STX조선해양, 삼성중공업, 현대중공업, 대우조선해양>