Notice - 얄팍한 상식 수준에서 다루는 비전문적이고 깊이 없는 포스팅이므로 숨겨져 있을 오류와 논리적 비약, 수다쟁이의 헛된 망상에 주의가 필요하다.
150여 년을 넘어선 카메라 역사와 더불어 카메라를 만드는 재료/재질 또한 다양하게 발전해 왔다고 생각한다. 초창기 카메라는 한쪽 끝에 필름을 장착할 수 있는 암전 상자 구조에 다른 한쪽 끝에 핀홀 또는 렌즈가 결합되는 형태가 기본 구조이다. 초창기 카메라는 대형 판의 유리판에 감광재를 입힌 형태의 시트(sheet, 판) 필름을 한 장씩 장착하여 사용하는 큰 카메라였고, 한 장씩 촬영되었으므로 필름 이송 장치 등이 필요 없어서 암전 상태로 만들 수 있는 (필름 판 장착을 위한 간단한 문을 가진) 사각 상자 형태에, 셔터 또한 상자 외부 (카메라에 장착되는 렌즈와 결합한 구조)에 있었으므로 카메라 상자 자체의 구조는 복잡하지 않았다. 따라서 목재(또는 두꺼운 종이)나 금속 상자로 외부 빛을 차단하고 내부에 검정 도료가 내부에 칠해지고 외부는 천이나 가죽으로 마감되어 만들어졌다. 상대적으로 렌즈 장치에는 셔터 (리프 셔터)와 포커싱을 위해 길이 조정이 가능한 장치(밸로우즈 또는 헬리코이드 형태) 그리고 광학 부분 등이 결합하여 조금 더 복잡한 형태였지 싶다. 간단한 상자 형태의 카메라 본체이지만, 렌즈는 정밀한 형태로 가공이 가능하고 조작에 따른 내구성이 담보되는 금속 재질(물성이 안정적이고 가공이 간편한 황동)을 주로 사용했다.
이후, 코닥의 사진용 롤필름(120)을 스풀에 감아서 사용하는 중형 포맷 카메라와 이송용 천공이 있는 영화용 35mm (135) 필름을 가로로 장착하여 사용하는 소형 35mm 필름 카메라 (바르낙 라이카)가 등장하였고, 작은 크기에 견고함을 위해 금속으로 제작되었는데, 카메라 내부와 렌즈의 정밀 작동이 필요한 부분에는 가공이 손쉬운 금속 재질(주로 황동과 기타 구리 합금)이 사용되었고, 외부는 강성과 탄성을 위해 철판 프레스 가공 또는 판금 등으로 만들어졌으며, 녹을 방지하고 오염 등을 방지하기 위해 니켈 또는 크롬 도금 처리하거나 페인트(에나멜)로 도색하고, 또는 가죽 등의 천연 마감재 등이 즐겨 사용되었다. 그 외 19세기 산업혁명을 거치며 발전한 화학 공업 탓에 합성수지가 일부 제품에 사용되기도 하였지만, 초기 카메라 제조에는 매우 제한적으로 사용되었고 (이후 용도는 크게 늘어났고, 현재의 플라스틱의 다양한 용도에 비하면 상대적으로 적게 사용되었다는 의미) 주로 인조/합성 피혁 (폴리염화비닐로 코팅된 직물 등)이나 액상 도료/페인트 정도가 활용되었지 싶다.
탄성이 필요한 일부 부속(용수철이나 판 스프링, 태엽 장치 등)이나 얇은 판 형태로 가공이 필요한 조리개 날, 리프 셔터 날(브레이드) 등은 철 소재가 사용되었는데, 녹 방지를 위한 아연도금 등의 처리를 적용해도, 철제 부속의 한계로 녹이 발생하는 경우가 흔했다
▶ 황동(Brass)과 도금 그리고 도색
황동은 구리와 아연으로 만들어진 합금으로 저렴하고 다양한 방식의 가공(사출, 압착, 연마 등)이 가능했고, 마찰이 적고 열과 전기 전도성이 뛰어난 합금이며, 다양한 분야에 활용되었고, 다양한 도금을 통해 마감 특성을 결정할 수 있다. 카메라 등의 정밀한 작동이 필요한 장치에 즐겨 사용된 원인은 정밀한 가공이 가능한 점과 다양한 가공 방식의 장점이 아닐까 생각한다. 단점으로는 황동 특유의 푸른 또는 검은 녹(산화물)이 발생해서 자주 닦아주어야 하는 등 관리 문제가 있다. 따라서 제품에서 황동 재질과 도금 도색은 불가분의 관계라고 생각해도 과하지 않다.
크롬 도금은 전기도금 방식으로 황동의 내구성을 향상하고, 특유의 광택으로 심미적 만족감 향상에 도움이 되며, 외부의 충격이나 오염에 대한 저항성을 높여준다. 니켈 도금은 주로 무전해(화학) 도금 방식으로 보다 세밀한 도금이 가능하다고 알려져 있다.
휴대와 조작 편의성에 강점이 있던 중/소형 포맷 카메라에서 주로 손이 많이 닿는 렌즈나 조작 다이얼/노브 그리고 카메라의 상단(군함부) 하우징에는 산화(녹) 방지와 미려한 외관을 위해 가공된 금속 부품에 크롬(또는 니켈) 도금이 즐겨 사용되었고, 차광이나 빛의 산란 방지 또는 오염방지의 필요성이 있는 카메라 본체나 내부, 후드 등은 블랙 페인팅이 애용되었지 싶다. 하지만 당시의 페인트는 외부 마감으로 유기용매에 녹인 액상 도료 (흔히 우리가 페인트 칠이라고 부르는)를 사용하였는데, 정밀한 부분에 세밀한 작업과 전체에 걸친 균일하고 균질한 막을 형성하는 도포에 어려움이 있으며, 작은 기포의 발생 등 이런 하자를 예방하기 위해서는 작업자의 숙련이 필요했다. 따라서 192~40년대에는 정밀한 부분에는 주로 도금이 이용되었고, 일부 도료가 페인팅 처리된 부분에서 두께가 일정하지 않거나 굴곡이나 기포가 있고 시간의 경과에 따라 페인팅이 벗겨지는 치명적인 문제 등이 있다. (페인팅이 벗겨지는 문제 또한 금속 표면의 이물질이나 녹의 발생 등 다양한 원인이 있지 싶다)
본격적인 렌즈 외부의 (블랙) 페인팅의 유행이 나타난 것은 1950년대 이후인데, 이는 '분체 도장'의 기술이 개발되어 본격 사용되었기 때문이지 싶다. 즉, 크롬 렌즈의 유행의 종말과 검은색 카메라와 렌즈의 유행의 시작은 분체 도장 기술 때문이라 해도 과언은 아니라고 생각한다. 물론, 이후에도 일부 링이나 후드 장착을 위한 배요넷 돌기 등에 크롬 도금을 사용하는 멋 내기 용도로 사용되기도 했다.
분체 도장과 유동침지법
유동 침지법은 열용량이 크고, 크기가 작은 금속부분 등을 대상으로 먼저 250~300 ℃로 예열을 한 후에 압축공기로 분체도료를 탱크 내에 균일하게 유동시킨 유동조를 통과시켜 피도물 표면에 분체도료가 용융되어 부착되게 하는 도장하는 기법입니다.유동침지법의 특징은 비교적 간단하게 두꺼운 도막(후도막)이 가능하고, 액상도료의 도장방법에 비해 모서리(edge), 굴곡부(corner)의 도장이 용이한 장점이 있습니다. 그러나 피도물의 형상과 크기의 제약이 있고 박막의 도막이 제한되며 예열온도 관리가 힘든 단점이 있습니다.초기에는 주로 열가소성 분체도료인 염화비닐, 폴리에틸렌 수지를 사용하는 도료를 주로 라이닝 업체에서 많이 사용했었습니다.
1960년대 후반에 들어서서, 프랑스의 사메스사(Sames사)에서 분체도료용 정전도장기(스프레이건 방식)를 개발하면서 분체도료가 널리 사용되는 도약점을 만들었습니다.정전도장에 대해 간단하게 설명하면 압축 공기에 의해 분체도료를 건으로 이동시켜, 건 상단에서 고전압으로 도료 입자를 정전시켜 접지된 피도물에 도료가 부착되는 방식입니다.
이를 코로나(Corona) 방식이라 하며, 더 자세한 내용은 추후 설명드리겠습니다.이후 정전도장기용 분체도료 개발과 도료 개선의 속도가 증가되면서 열경화성 에폭시도료가 개발되었습니다. 열가소성 분체도료로는 염화비닐계, 열경화성 분체도료로는 에폭시계가 중심이 되었으며, 많은 도료사에서 다양한 수지를 이용한 분체도료가 개발되기 시작하였습니다.
<출처> https://www.powderkorea.com/2019/02/powdercoating-start.html
종종 메끼(メッキ, 도금)와 후끼 (정확한 일본어 어원은 알 수 없으나 분체도장이나 스프레이 건 페인팅을 지칭하는 듯하다) 등으로 불리기도 한다.
▶ 흑통과 백통?
위 이미지는 최근 캐논 렌즈 라인업의 이미지인데, 오염의 문제나 차광/빛의 반사 방지 등을 위한 블랙 페인팅은 당연해 보이는데, 망원 렌즈에는 흰색/백통 렌즈들로 만들어지는 걸까?
타 렌즈 제조사에서도 다르지 않은데, 망원 (줌) 렌즈에서 백통 또는 은색 페인팅이 적용된 렌즈들이 있고, 프리미엄 또는 프로 등의 급으로 구분하기도 한다. 흰색 페인팅의 적용은 단지 급 나누기나 심미적 디자인 요소 때문은 아니다. 고성능 망원 단렌즈와 줌 렌즈에는 직경이 큰 구면 요소가 사용되고 유리 또한 외부 온도나 열에 의해 수축 팽창하는 문제가 있으며, 굴절률은 광학유리의 밀도와 관련 있는데 온도 변화는 미세하지만 밀도 변화에 영향을 미치고 굴절률도 변한다. 따라서 정밀도를 담보하기 위해서는 열/온도 관리에 좀 더 신경 써야 할 필요가 있다. 그리고 망원 렌즈 등의 수차 제거를 위해 사용되는 특수 렌즈 요소 (일례로 인공 형석-Fluonite-) 또한 열에 의한 변형 문제에 취약한 특성이 있다. 이에 빈해 짧은 초점 거리의 렌즈들은 상대적으로 유리 구면의 크기가 작고 요소 간 공간 또한 상대적으로 짧아서 온도 변화에 따른 변형에 영향이 적다.
특히 장시간 직사광선이 강하게 내려쬐는 조건에서 촬영해야 하는 자연 다큐멘터리 사진이나 스포츠/프레스 사진 촬영 등에서 검은색은 태양 빛을 흡수하여 렌즈 내부의 온도가 매우 높아지고, 광학 요소의 팽창으로 인한 정밀도에 문제가 발생할 여지가 크다. 광학 장치를 고정하는 외부 하우징 또한 온도 변화에 따른 팽창이 발생하는데, 금속 재질은 이런 변화에 꽤 안정적이지만, 모든 부속을 금속으로 만들면 너무 무거울 수밖에 없다. 따라서 플라스틱/합성수지 성분이 외부 경통의 소재나 마감재 등으로 최근 렌즈에서 많이 사용되고 이 플라스틱 재질은 온도 변화에 따라 수축/팽창 정도가 금속에 비해 크다. 따라서 강렬한 햇빛의 촬영 조건 등에서 외부의 백색 페인팅은 외부 도색만으로 문제를 사전에 예방하거나 영향을 줄일 수 있는 비용 대비 아주 효과적인 해법이지 싶다.
▶ 마그네슘 합금과 알루미늄 합금
황동은 장점이 많아서 오래전부터 카메라나 렌즈 등의 주요 재질뿐만 아니라 각종 장신구, 악기 등의 소재로 활용되고 있지만, 단점으로 매우 무거워서 판금이나 관의 형태이거나 작은 기계 장치의 부속 형태로 가공되었으며, 외형이 큰 카메라나 렌즈 등에 주요 재질로 사용하기 어려웠다. 이에 가볍고 또 견고한 금속 소재로 이를 대체하려는 시도 또한 많았다. 마그네슘 합금은 다이캐스트(사출 성형) 방식으로 초기 카메라의 주요 골격용으로 사용됐는데, 1920년 중반 독일에서 마그네슘용 다이 캐스터기가 발명되었고 이후, 망원경의 동체나 주요 골격 부속, 카메라의 내부 구조물을 만드는데 활용되었다. 튼튼하고 견고하다는 장점은 있지만, 다이케스트(주물) 제작 방식은 투박하고 무겁다. 초기의 소형 카메라의 내부 구조물로 자주 쓰였다. 상대적으로 큰 중/대형 카메라 등은 주로 목재 등의 가벼운 소재를 활용했다. 근래에는 다양한 마그네슘 합금 소재와 금속 가공 기술의 발전으로 다이캐스팅(주조) 방식보다는 프레스/단조 방식이 즐겨 사용된다. (그럼에도 불구하고 "풀 마그네슘 다이케스팅"이라고 홍보하며 단단한 내구성을 강조하는 플래그쉽 카메라의 내부 골격에 마그네슘 다이케스팅 방식이 사용된다) 마그네슘 합금의 특징은 철에 비해 상대적으로 가볍고 산화에 강하고 견고하다. 최근 일본의 카메라 제조사에서 마그네슘 합금을 내 외장 소재로 많이 사용한다.
알루미늄은 자연 상태에서는 희귀한 편이고 정제 과정이 꽤 복잡해서 19세기 말에 들어서야 대량 생산이 가능해졌는데, 내식성이 강하고 가벼워서 다양한 용도로 광범위하게 활용되었다. 1차/2차 세계 대전을 거치며 항공 분야의 전략적 자원으로 분류되기도 했다. 1950년대 중반 이후에는 비철 금속 중 가장 많이 생산되었으며, 구리의 생산량을 능가했다고 한다. 물론 50년대를 전후하여 알루미늄 또한 카메라와 렌즈 제조에 많이 활용되기 시작했는데, 가벼운 소재에 프레스 방식으로 성형이 간편하여 제조 친화적이어서 주로 카메라나 렌즈의 외부 마감재 등으로 활용되었지만, 당시의 합금 기술 탓인지 가벼운 충격에도 찌그러지는 등 쉽게 변형되는 문제도 꽤 있었다. 최근까지 강도가 개선된 다양한 알루미늄 합금 소재가 카메라와 렌즈의 주요 소재로 활용되고 있다. 다양한 방식의 가공 가능성과 금속임에도 가벼운 무게와 녹 등의 오염에 강하고 그리고 자체로 뛰어난 마감재 특성을 가지고 있는 등 장점이 많은 소재라고 생각한다. 최근 라이카는 알루미늄 합금을 선반가공(CNC)하여 카메라 주요 골격으로 사용한다. (독일의 정밀 기계 가공 기술은 정평이나 있으니 이런 라이카의 선택이 일응 이해가 된다) 알루미늄 합금 덩어리를 깎는 방식이라서 대량 생산이나 제조비용 측면에 이점이 없지만, 내구성과 완성도에서는 높이 평하고 싶다.
알루미늄 합금(-合金, aluminium alloy)은 알루미늄을 주성분으로 하는 합금이다. 순수 알루미늄은 부드러운 금속이기 때문에, 구리, 망간, 규소, 마그네슘, 아연, 니켈 등과 합금하여 강도 등 금속 재료로서의 특성의 향상을 도모한다. 알루미늄 합금의 가벼움과 강도를 응용한 예를 들어, 항공기 재료로서의 두랄루민의 이용을 들 수 있다.
<출처> 위키피디아
▶ 플라스틱 / 합성수지
인공 고분자 화합물인 플라스틱은 가볍고, 다양한 형태의 가공(주로 사출)이 가능하고 무엇보다 저렴해서 많은 제품에 활용되고 있음은 따로 설명할 필요가 없다. (너무 많은 부분에 무분별하게 사용되고 있고, 자연 상태에서 아주 장기간 분해되지 않으므로 환경오염과 관련한 주요 이슈의 대상이기도 하다) 가볍고 그리고 저렴한 카메라 본체의 소재로 1970년 이후 많이 사용되기 시작했다. 대부분 원가 절감을 위해 금속 재질에서 플라스틱 재질로 대체되는 경우가 많았고, 열에 의한 팽창과 수축으로 인해 정밀한 기계 장치에는 그리 어울리지 않으며, 일부 탄성이 필요한 카메라 부품에서 고무를 대체하는 플라스틱 소재는 가소제 분리의 문제, 열에 의해 변형되거나 깨지는 등으로 내구성이 매우 뛰어난 소재라고 하기에도 적당하지 않다. 또한 인체에 유해한 화학 성분 특히, 일부 고분자 화합물(플라스틱)은 환경 호르몬 또는 발암 물질과 관련된 경우도 있어서 개인적으로는 손으로 만지고 조작할 수밖에 없는 카메라의 주요 소재로 사용되는 것에 결코 좋아할 수 없는 소재이다.
제조사에서는 무게를 줄이기 위한 소재로 홍보하지만, 실상은 제조 비용의 절감을 위한 변명에 불가한 경우가 더 많은 것 같다. 앞에서 언급한 금속 소재 중 알루미늄 합금 소재는 플라스틱에 비견될 만큼 충분히 가볍다. 최근에는 강성과 가벼운 무게에서 더 경쟁력이 있는 탄소 섬유(Carbon fiber) +합성수지 재질이 사용되기도 한다.
▶ 사족! 골판지 그리고 코닥 브라우니 카메라
가장 보편적이고 많이 팔린 초창기의 카메라로 코닥 브라우니(Kodak Brownie) 카메라를 빼놓을 수 없는데, (코닥의 롤필름 판매를 위해 고안되었지만) 촬영을 위한 조작과 사용이 간편했고, 현상과 인화는 코닥 회사에서 (당시 기준에서 저렴한 비용으로) 맡아서 처리해 주는 방식으로 (전문적인 사진가가 아닌) 일반 사용자에게 애용되며 카메라 대중화에 크게 기여했다고 할 수 있겠다.
이는 일회용 카메라의 효시라고 할 수 있는데, 초기 브라우니 카메라는 골판지(지금의 포장용 골판지라기보다 하드 보드지에 가깝다)의 상자 형태와 작은 렌즈가 장착된 형태였다. 1900년부터 1960년 중반까지 오랜 기간 다양한 형태로 출시/판매되었고, 일반적인 사진을 손쉽게 만드는 따라서 사용이 간편해서 누구나 애용하는 편의성과, 상대적으로 사진을 얻는 전체 비용 측면에서도 저렴해서 필름 카메라의 대중화에 기여한 카메라라 생각한다.
하지만 브라우니 카메라는 기본적으로 고정 초점 (무초점)이었고, 단순한 광학 장치(한 장의 볼록 렌즈)의 단점(구면 수차 문제)으로 인한 한계도 분명히 존재했다. 이런 단점을 보완하기 위해서 1950년대 무렵에는 곡면으로 필름을 배치한 유형의 브라우니 카메라도 출시했다. 코닥 브라우니 카메라는 형태는 기본적으로 우리가 잘 아는 일회용 카메라와 유사한 구조이다. (하지만 120 필름을 사용했으므로, 지금의 일회용 필름 카메라-APS 규격-와 비교하면 상대적으로 높은 해상도를 가지고 있어 큰 사진 용지에 인화 가능했다)
