도막 접착력 시험개요 및 시험방법에 관하여

1. 도막 접착력 시험개요

 

코팅이 만족스럽게 고내구 특성을 발휘하려면 코팅이 도장되어진 소재에 잘 부착되어야합니다. 코팅이 소재(예:콘크리트 또는 철재, 비철재, 나무, 플라스틱 등)에 얼마나 잘 결합되는지를 결정하기 위해 다양한 시험 방법을 사용할 수 있습니다.
 
일반적으로 사용되는 측정 기술은 나이프 또는 PULL-OFF 접착 테스터로 수행됩니다. 테스트 후 박리된 도막층이 접착 (코팅 / 소재 계면에서의 실패), 응집력 (코팅 필름 또는 소재 내 실패) 또는 접착제 실패 (접착제 자체에서 가시적 분리)인지 기록 및 파악, 분석하는 것이 중요합니다. 많은 국내 및 국제 표준에서는 이러한 파손 단층부의 특성을 기록해야합니다. 즉, 도료 자체 내부 파손, 소재 파손, 접착제 파손 등 어느 층에서 부착력 시험 시 탈락이 되었는지 알아야 된다는 것입니다. 

 

2. 도막 접착력 시험방법

 

나이프 테스트 란 무엇입니까?
 
이 간단한 테스트는 코팅층간 부착을 검토하기 위해을 위해 다용도 나이프(일반적으로 커터칼)를 사용해야합니다. 기판 또는 다른 코팅 (다중 코팅 시스템에서)에 대한 코팅의 접착력이 규격에 준한 적절한 수준인지 여부를 파악합니다. 성능은 소재로부터 코팅을 칼로 제거할 경우 제거하기 어려운 정도와 제거된 코팅의 크기를 파악하여 판단합니다. 즉, 날카로운 칼로 도막의 단면을 칼로 찔렀을 경우 어는 곳에서 도막이 박리되는지를 검토하고 파악하는 측정법입니다.
 
또한, 나이프와 절단 가이드를 사용하여 코팅을 통해 소재까지 X자 형태의 절단이 이루어집니다. 꼭지점에서, 나이프의 포인트는 소재 또는 아래의 코팅으로부터 코팅을 들어 올려 보고 탈락 여부를 검토할 때 사용됩니다.
 
상기 시험은 매우 주관적인 정성 시험이며 그 가치는 검사관의 경험에 달려 있습니다. 응집력이 높은 코팅은 부서지기 쉬운 코팅보다 접착력이 더 나빠서 시험결과 쉽게 파손되는 것처럼 보일 수 있습니다. 다른 접착 테스트 방법(풀오프 접착 테스트, 테이프 등)과의 문헌상 이론상 상관 관계는 없습니다.
상기 시험방법은 ASTM D6677—Standard 칼에 의한 접착력을 평가하기위한 시험 방법을 참조하시면 됩니다. 
 
테이프 테스트란?
 
금속 소재의 경우, 나이프 테스트의 보다 공식적인 방법은 테이프 테스트입니다. 3M 투명 테이프를 코팅의 절단 부위에 붙였다 떼어냅니다. 이 테스트에는 X-컷 테이프 테스트와 크로스 해치 테이프 테스트의 두 가지 종류의 시험방법이 있습니다.
 
X-cut 테이프 테스트는 주로 작업 현장에서 사용하기 위한 것입니다. 날카로운 면도날, 메스, 나이프 또는 기타 절단 장치를 사용하여 코팅을 통해 기판까지 X- 절단이 이루어집니다. 강철 또는 기타 단단한 금속 직선 모서리는 직선 절단을 보장하는 데 사용됩니다. 테이프는 절단 교차점의 중앙에 놓인 다음 빠르게 제거됩니다. 그런 다음 X-cut 영역을 검사하여 기판 또는 기본 코팅에서 코팅을 제거하고 등급을 매깁니다.
크로스 해치 테이프 테스트는 주로 실험실에서 두께가 5밀리미터(125마이크론) 미만의 도막두께가 낮은 도막의 부착력을 시험하기 위한 사용합니다. 이 테스트는 X 패턴이 아닌 격자무늬 컷팅하고 테이프 부착 후 시험합니다. 칼날 컷팅은 적절한 간격 그리고 평행을 이루도록 하기 위해 절단 가이드 또는 여러 개의 칼날이 있는 특수 크로스 해치 커터를 사용합니다. 컷팅 후 테이프를 붙이고 떼어낸 후 절단 부위를 검사하고 등급을 매깁니다. 자세한 시험방법은 ASTM D3359—Standard 테이프 테스트에 의한 접착력 평가 테스트 방법을 참조하시면 됩니다. 

 
풀오프 접착 시험 돌리 부착력 시험이란 무엇입니까?
 
접착력에 대한보다 정량적인 테스트는 일반적으로 돌리 또는 스터브라고하는 로딩 고정 장치가 접착제로 코팅에 부착되는 풀오프(잡아당기는) 테스트입니다. 휴대용 풀오프 접착 시험기를 사용하여 돌리가 당겨질 때까지 하중이 점점 더 가해집니다. 돌리를 당기는 데 필요한 힘 또는 돌리가 견뎌낸 힘은 평방 인치당 파운드 (psi) 또는 메가 파스칼 (MPa) 단위의 인장 강도를 산출합니다. 파손은 돌리, 접착제, 코팅 시스템 층간 및 소재으로 구성된 시스템 내에서 가장 약한 평면을 따라 발생하며 파괴 표면에 의해 돌리가 소재와 분리됩니다.
이 시험 방법은 긁힘이나 나이프 접착과 같은 다른 방법으로 적용되는 전단 응력과 비교하여 인장 응력을 최대화하며 결과는 비교할 수 없습니다. 또한 인발 강도 측정은 테스트에 사용된 기기에 따라 다릅니다. 상이한 강성을 갖는 소재상의 동일한 코팅에 대해 상이한 장치 또는 결과를 사용하여 수득된 결과는 상대적이고 시험자의 스킬에 따라 차이가 있습니다.
휴대용 풀오프 접착 테스터는 기계적(손으로 비틀기), 유압(오일) 또는 공압(공기) 압력을 사용하여 작동합니다. 수직 인발력을 보장하는 능력에 따라 고정 정렬 또는 자체 정렬로 분류됩니다. 최고의 반복성은 인발력이 테스트 중인 표면에 수직으로 작용할 때 얻을 수 있습니다. 
 

ASTM D3359 크로스컷 부착성 시험

도막부착력 시험 (돌리시험)

 

도막부착성 시험 돌리테스트