네이버 카페 “모두의 건프라”에 직접 작성해서 올렸던 글입니다. https://cafe.naver.com/gcd/1737925
한 줄 요약: 기온이 높고 습도가 낮을 때 에어브러쉬나 캔 스프레이로 도색하시기 바랍니다. 그리고 에어브러쉬가 좀 더 백화현상에서 자유롭습니다.
아래는 어려운 개념과 복잡한 계산식과 표와 차트입니다.
백화현상을 이해하기 위해서는 이슬점 온도를 알아야 합니다. 이슬점 온도는 기온와 상대 습도로부터 구할 수 있습니다.
계절별 상대 습도는 겨울(1월)과 봄(4월)에는 40~80% 정도, 여름(7월)에는 60~90%, 가을(10월)에는 50~80% 정도 됩니다. 어차피 상대 습도의 편차는 상당히 크기 때문에 참고만 하면 되고 기상청 날씨나 온습도계를 자주 확인해야 합니다.
https://namu.wiki/w/%EC%84%9C%EC%9A%B8%ED%8A%B9%EB%B3%84%EC%8B%9C/%EA%B8%B0%ED%9B%84#s-7.3
¶ 1. 이슬점 온도
우선 이슬점 온도를 구해보겠습니다. Magnus-Tetens 계산식과 NOAA/Bolton 공식을 이용해서 계산해봤습니다. 오차는 0.1% 이하가 되도록 근사치를 이용한 것입니다. 계산식이 제법 복잡해서 따로 언급하진 않겠습니다.
https://en.wikipedia.org/wiki/Dew_point#Calculating_the_dew_point
X축은 기온이고 Y축은 이슬점 온도입니다.
평균 상대습도인 60%는 초록색 선으로 그려져 있습니다.
기온이 40도일 때 이슬점 온도는 31도입니다. 기온이 25도일 때 이슬점 온도는 16~17도입니다.
플라스틱 표면 온도가 이슬점 온도보다 낮아지면 공기 중 수증기가 플라스틱 표면에 들러붙거나 도료 내 수증기가 응결하면서 하얗게 됩니다. 이걸 우리는 백화현상이라고 부릅니다. 이와 비슷한 원리로, 여름철에는 차가운 유리컵 표면에 물방울이 들러붙고, 겨울철에는 안경에 입김이 들러붙어서 하얗게 되는 현상을 종종 볼 수 있습니다.
에어브러쉬나 캔 스프레이로 도색을 하게 되면 도료가 좁은 틈을 빠른 속도로 빠져나오면서 온도가 크게 떨어지는데, 에어브러쉬의 경우 보통 영상 5도까지 떨어지고 극한의 경우 영하 5도까지도 떨어질 수 있고, 캔 스프레이는 보통 영하 10도까지 떨어지고 극한의 경우 영하 20도까지도 떨어질 수 있습니다만, 이것은 노즐의 구경이나 도료가 지나가는 통로의 길이, 기체 압력, 연속 분사 시간 등에 따라 달라질 수 있습니다.
캔 스프레이가 훨씬 더 낮은 온도에 도달할 수 있다는 점이 중요합니다.
이렇게 뿜어져나온 도료 입자는 낮은 온도인 채로 플라스틱 표면을 때리게 됩니다. 플라스틱 표면은 원래 실온 상태인데, 도료 입자로 인해 온도가 떨어지게 됩니다. 도료 입자에 비해 플라스틱이 더 무거우니 비열의 총량은 플라스틱이 더 클 것이라서 영하까지 떨어지진 않지만, 상대적으로 도료가 안착한 표면 온도가 조금 떨어지게 됩니다.
표면 온도와 도료 온도가 이슬점 온도 이하로 떨어지면 아까 이야기한 것처럼 백화현상이 발생합니다.
상대 습도가 낮으면(우하단의 파란색 선, 상대 습도 10%) 이슬점 온도가 5도 이하로 매우 낮습니다.
에어브러쉬나 캔 스프레이를 큰 압력으로 많은 양을 분사하지 않는 이상 이슬점 온도까지 플라스틱 표면과 도료 온도가 떨어지기 어렵습니다. 그래서 상대 습도가 낮은 경우에는 온도와 상관없이 백화현상이 잘 발생하지 않습니다.
상대 습도가 높으면(좌상단의 초록색 선, 상대 습도 90%) 이슬점 온도가 기온과 큰 차이가 없습니다.
기온이 영상 10도와 30도 사이일 때 이슬점 온도도 대략 10도와 30도 정도됩니다. 플라스틱 표면 온도가 1~2도만 떨어져도 바로 백화현상이 발생합니다. 장마철에는 습도가 90%를 넘어가기도 하기 때문에 에어컨없이는 절대로 에어브러쉬나 캔 스프레이를 이용한 도색을 시도하지 않는 게 현명합니다.
¶ 2. 현재 기온과 이슬점 온도의 차이
이슬점 온도보다 더 직관적인 수치는 현재 기온와 이슬점 온도의 차이입니다. 이 차이가 클수록 백화현상에서 자유로울 수 있습니다.
상대 습도가 높은 경우(하단의 파란색 선, 상대 습도 90%), 현재 기온과 이슬점 온도의 차이가 1~2도 밖에 안 됩니다.
플라스틱 표면과 도료 온도가 조금이라도 떨어지면 백화현상이 발생합니다.
상대 습도가 낮은 경우(상단의 주황색 선, 상대 습도 10%), 현재 기온과 이슬점 온도의 차이가 큽니다.
무려 28~37도나 됩니다. 어지간하면 백화현상이 나타나지 않는다는 거죠.
장마철이 아닌 평상시 상대 습도는 대략 60% 정도 되기 때문에 (중간 남색 선 참고) 이슬점 온도와의 차이가 10도조차 안 됩니다. 오늘 4월 20일 날씨는 맑은 편이었는데도 상대 습도는 낮에는 40%(중간의 보라색 선), 밤에는 80%(하단 초록색 선)까지 올라갔습니다. 낮에는 15도 차이가 나지만 밤에는 5도 차이도 안 되니까 캔 스프레이를 사용하면 백화현상을 맞닥뜨리기 십상입니다. 물론 분사거리를 20cm 이상 띄우고 아주 얇게 흩뿌리면서 도포하면 백화현상을 피할 수 있겠죠.
¶ 3. 이슬점 온도 쉽게 확인하는 방법
- OpenWeather 앱 설치
iOS: https://apps.apple.com/kr/app/openweather/id1535923697
Android: https://play.google.com/store/apps/details?id=uk.co.openweather
Dew point라고 적힌 부분에서 이슬점 온도를 확인할 수 있습니다.
- 암산하기
정확하진 않지만, 현재 기온에 상대 습도를 곱한 값이 이슬점 온도와 비슷합니다. 예를 들어, 현재 기온이 25도이고 상대 습도가 60%라면 이걸 곱해서 나온 값 15가 대략적인 이슬점 온도라고 보는 겁니다. 실제로는 16.8도이니 약간 차이가 있습니다만 현재 기온과 이슬점 온도의 차이를 빠르게 계산하는 용도로는 충분합니다.
¶ 4. 종합 결론
- 낮은 온도나 높은 습도에서는 백화현상이 쉽게 발생합니다.
- 다행히 한국은 추우면서 습도가 높은 날씨는 드물기 때문에 최악은 아닙니다.
- 고온 건조한 날씨일 때 도색을 하는 게 좋습니다.
- 온도를 인위적으로 높이는 방법
- 겨울과 봄철에는 히터를 틀거나, 플라스틱 모형을 온수에 담궈서 표면 온도를 높이면 좋습니다.
- 습도를 인위적으로 낮추는 방법
- 장마철에는 에어컨이나 제습기를 틀어서 습도를 인위적으로 낮추면 좋습니다. 실내 기온도 높아지는 제습기가 더 좋겠죠.
- 캔 스프레이가 에어브러쉬보다 대략 두 배 정도 더 빠르게 표면 온도를 낮출 수 있습니다. 백화현상 발생 가능성 두 배!
- 캔 스프레이는 압력이 높고 기화 잠열 때문에 온도 하강폭이 큽니다.
- 캔 스프레이는 따뜻한 물에 충분히 데운 다음에 사용하는 게 좋습니다. (폭발 위험이 있으니 뜨거운 물 사용 금지).
- 캔 스프레이는 가급적 고온 건조한 낮에만 사용하는 게 좋습니다.
- 전문가들은 그래서 캔 스프레이를 피하고 에어브러쉬를 선호하는 경향이 있습니다.