고분자의 큰 응용분야 중의 하나는 표면 코팅이다. 고분자는 나무, 종이, 천 등에 도포할 수 있다. 도포된 고분자 피막은 도료와 같이 방수, 방염, 내부식성 등의 성질을 부여할 있고 접착테이프에서와 같이 접착성을 부여할 수도 있다. 이와 같이 고분자 피막이 적용된 예는 도료, 접착테이프, 카세트테이프, 마루 바닥재 등이다. 고분자의 표면 코팅의 방법은 필름 가공법과 매우 비슷하다. 고분자는 용융하여 도포하든지 용매에 용해하여 고팅 용액으로 만들어 도포하는지, 고분자 latex로 제조하여 도포할 수 있다. 고분자를 용융하여 코팅하는 경우 생산성을 높일 수 있다. 용융 코팅방법에는 calender 코팅과 압출 코팅이 있다. 코팅 용액이나 latex를 사용하는 경우는 균일하고 다양한 코팅을 얻을 수 있으나 생산속도가 느리다는 단점이 있다.
calender 코팅은 코팅용 고분자를 용융하여 다른 필름 위에 연속 코팅하는 방법이다. 공정은 필름의 calender 제조공정과 같이 고분자 분말은 연속적으로 필름으로 제조한 후 다른 고분자 필름과 함께 롤러로 압착시킨다.
압출코팅은 압출기를 이용하여 고분자를 압출하여 코팅하는 방법이며, 롤러를 이용하여 압출된 필름을 연속적으로 코팅될 필름 위에 압착한다.
용액을 이용하여 코팅하는 방법으로 spray 코팅법이 있다. 용액을 분사하여 코팅하는 방법이며 이 경우 코팅의 효율을 올리기 위해 정전 코팅 등의 방법을 사용하기도 한다. 정전 코팅법에서는 분사하기 전에 코팅액에 전하를 갖도록 한다.
피 도포체는 접지하거나 반재 전하를 띠도록 하여 균일한 도포가 가능하며, 자동차 부품 및 섬유, 종이의 도포에 많이 사용한다. 용액이나 라텍스를 이용하는 코팅법 중에 knife 코팅은 고분자 용액 또는 유화 중합의 용액을 여러 가지 형태의 knife를 이용하여 연속적으로 필름 위에 코팅하는 방법이다. 이 방법으로는 고분자 용융물의 코팅도 가능하다. 특히 점도가 낮은 라텍스 계통의 코팅제를 도포할 경우에는 공기분사형의 knife를 쓰기도 한다.
코팅 용액을 사용하는 코팅방법에는 roll 코팅이 있다. 이 방법도 일종의 연속 casting방법으로 코팅 용액을 knife 대신 roller를 사용하여 도포한다. 특히 인쇄에도 이와 유사한 방법이 활용된다. 이 방법은 열경화성 수지의 코팅에도 많이 활용되고 있다.
발포가공의 특징과 종류
스펀지와 발포고무 등이 발포 가공품은 그 물성 및 가공품 형태의 다양성 때문에 사용이 급격히 증가하고 있다. 내장재로 쓰이는 부드러운 연질 발포수지로부터 자동차 범퍼 등에 쓰이는 반경질 발포수지, 주로 구조재 등에 사용되는 경질 발포수지 등 다양한 물성으로 가공할 수 있다. 한편 발포수지는 단열, 방음 및 전기 절연성 등의 다양한 장점도 가지고 있다. 이러한 다양성은 제조방법에도 적용되어 발포수지는 casting, 압출, 사출, 열성형 등의 다양한 방법에 의해 거의 모든 형태의 성형품으로 제조될 수 있다. 모든 열가소성 수지와 열경화성 수지는 발포 가공이 가능하다.
발포가공에는 다양한 발포 기법이 적용되고 있다. 가장 많이 쓰이는 발포 법은 발포제를 섞은 수지를 고운에 방치함으로써 발포시키는 방법이다. 발포제는 보통 분말상으로 액상 수지나 pellet상 수지에 혼합한다. 발포제는 열에 의해 분해하여 보통 질소가스를 방출한다. 전형적인 발포제로는 azobisformamide가 있다. 분해 온도는 110도에서 280도 사이이다.
발포제의 선정은 사용하는 수지의 용융운도와 가공 온도를 충분히 고려하여 결정하여야 한다.
발포제의 사용 외에 고려할 수 있는 발포법은 용융되거나 액상의 수지에 기체를 높은 압력으로 주입하는 것이다. 기체는 압출기나 사출기를 통하여 직접적으로 주입되고 용융 수지나 die나 nozzle 밖으로 나와 압력이 낮아졌을 때 기체가 팽창함으로써 발포체를 형성하게 된다. 한편 isocyanate 등의 화합물이 물과 고온에서 반응할 때 기체를 생성할 수 있는 성질은 polyurethane 발포 성형에 활용되기도 한다. Freon 등의 휘발성이 낮은 용매들은 발포 성형에 자주 활용된다. 이들 용매들은 반응열이나 가공 열에 의해 증발 팽창하여 발포수지를 형성한다. Freon은 특히 urethane 발포 성형에 주로 사용되고 있으나 Freon의 오존 파괴 효과로 인하여 사용이 감소할 것으로 예측된다.
강화수지 및 복합재료는 최종 제품의 형태를 따라서 다양한 방법으로 성형된다. 강화 수지의 성형방법은 일반 수지의 성형방법과 유사한 경우가 많다. 주로 열성형, casting 및 spray 방법 등이 사용된다. 복합재료의 경우 금형 위에 장섬유나 직포를 바르고 수지를 도포하는 작업을 반복하는 수작업도 많이 활용된다. 주로 대형 저장조 등의 성형을 위하여 수작업 성형이 활용된다. 한편 수지를 도포한 섬유를 mandrell 위에 감는 filament winding 법 및 수지와 섬유를 압출과 비슷한 방법으로 profile을 제조하는 pultrusin 등의 성형방법도 사용되고 있다.