도막부착력 시험 ASTM D3359

1.ASTM D3359 시험 개요

ASTM3359(크로스컷) 시험은 도막이 125마이크론 이하 일때 1mm 또는 도막이 125마이크론 이상 일때 2mm 간격의 50개 또는 100개 격자 컷팅 후 3M 테이프 접착 후 박리하는 테이프 시험에 의한 접착력 측정을 위한 표준 시험 방법입니다.

이 시험은 주로 코팅 산업에서 코팅의 금속 소재 등에 대한 접착력을 평가하는 데 사용됩니다.

이 시험은 도막에 만들어진 절개(격자컷팅) 위에 부착력 측정 테이프를 부착 후 빠르게 제거한 후 격자 절개된 도막이 박리되는 것을 확인하는 것으로 부착력의 정도를 파악하는 것입니다.

이 방법은 크로스 컷 테이프 시험으로도 알려져 있습니다.

ASTM D3359는 종종 UV 테스트, 소금 분무, 가속 노화 또는 다양한 액체에 담금질 후 코팅의 접착력을 평가하는 데 사용됩니다.

이것은 정성적인 시험으로, 정확한 측정이 필요한 접착에는 적합하지 않을 수 있습니다.

하지만, 간단하게 측정할 수 있는 편리성 덕에 많은 부분에서 이용되고 있습니다.  

도막부착력 검사

2.ASTM D3359 시험 방법

(1)샘플의 표면을 열 십자 (+) 형태로 cross cut 합니다.

칼날의 종류에 따라 격자 무늬로 25~100개의 사각형의 조각들이 나타납니다.
(2)이 조각들 위에 규격 테이프(3M 테이프)를 부착한 후 일정 시간(약 30초) 후 확 빠르게 떼어냅니다.
(3)테이프를 빠르게 떼어낸 후 도막의 조각들의 전이 상태를 확인하여 코팅의 부착력을 정성적으로 판단할 수 있습니다.
이 방식은 적합/부적합을 빠르게 확인할 수 있고, 다중 코팅에서 각각의 코팅층이 분리되는 정도를 확인할 수 있습니다.

이러한 크로스 컷 시험에 적용되는 국제 표준은 ISO 2409 와 ASTM D3359입니다.

3.ASTM D3359 시험 시 주의사항

(1)테스트 조건의 일관성: 테스트의 신뢰도를 확보하기 위해서는 테스트 조건이 일관되어야 합니다.

이 테스트는 기본적으로 사람의 손으로 하는 것이다 보니 불규칙한 요소가 개입될 가능성이 매우 높다는 한계가 있습니다. 따라서, 경험과 도료에 대한 기본 지식이 필요합니다.
(2)테이프의 부착력: 크로스컷 테스트에서 가장 일관되어야 할 조건 중 하나가 바로 이 테이프의 부착력입니다. 테이프의 경우에는 과거 국제 표준에서 특정 업체의 모델을 지정하기도 했었으나 이 제품들이 단종되는 일이 반복되면서 현재는 정해진 모델이 없이 일정 부착력 범위 내의 테이프를 사용하는 것만을 정해놓고 있습니다.
(3)테스트의 정성적인 성격: 이 테스트는 정성적인 테스트로, 보다 정교한 측정 방법이 필요한 높은 수준의 접착력을 구분하지 않습니다.
이러한 사항들을 주의하면서 시험을 진행하면 더욱 정확하고 신뢰성 있는 결과를 얻을 수 있습니다.

4.격자무늬 크기 1mm, 2mm 등

Cross-Cut Test에서 격자 무늬의 크기는 코팅의 두께에 따라 결정됩니다. 코팅의 두께에 따라 절단할 격자 무늬의 크기를 조절함으로써, 코팅의 부착력을 보다 정확하게 평가할 수 있습니다. 
예를 들어, 건조 도막 두께(DFT)가 0 - 50 micron 에서는 1mm 간격으로, 50 - 125 micron는 1.5mm (11날) 혹은 2mm (6날) 간격으로 절단합니다. 125 micron을 초과하는 두께는 ISO2409에 따라 3mm 간격으로 절단하거나 Method-A의 X-cut 방식을 사용합니다.
따라서, 격자 무늬의 크기는 코팅의 두께와 부착력을 정확하게 평가하기 위한 중요한 요소입니다.

격자무늬 컷팅 간격의 차이는 도료의 도막이 두꺼울수록 칼이 도막을 컷팅할 시 도막 내부로 깊숙히 들어감으로 해서 도막을 자극하기 때문에 정확한 부착력 시험에 어려움이 있습니다. 또한, 도막은 도막이 두꺼울수록 도막 자체 경도가 증가되는 성향도 있어 칼이 도막 내부로 들어갈 경우 딱딱한 도막의 경우 부착력이 저하 또는 파괴된 상태에서 부착력이 측정됨으로 정확하다고 볼 수 없습니다. 이 때에는 X 컷 한 후 테이프 박리 시험을 하시는 것이 좋을 듯합니다.