도막상태 시험방법

도장후 건조고화된 도막이 좋은 성능을 구비되어 있나 없나를 시험하기 위해서이다. 사용목적에 따라서 구비성능이나 정도도 다르다.

1. 도막상태시험

건조도막의 상태는 상품가치를 평가한다. 검사기일은 도장중의 중간검사 또는 최종도장후에 검사한다. 보편적으로 육안에 의한 검사, 지문에 의한 검사, 도막냄새에 의한 조사방법이 있다.

(1) 육안에 의한 조사

도면의 평활성, 은폐력, 색상차이, 주름, 붓자국, 흐름, 얼룩, 부풀음, 기포, 백화, 번짐 등을 조사한다.

(2) 지문에 의한 검사: 점착성의 유무

(3) 도막냄새에 의한 검사: 락카신나, 석유, 어유등의 악취유무

2. 은폐력시험 (Hiding Power Test)

상도도막이 하지도막을 완전히 은폐시킬 수 있는 힘을 말한다. 이 경우

(1) 표면에서 광을 반사하는것.(표면반사)

(2) 빛이 도막내부에 들어가서 안료입자에서 반사시키는 경우 (내부안료 반사)

(3) 빛이 도막내부에 들어가서 안료 또는 입자를 흡수시키는 경우(안료흡수)

이들에 의해서 그 성능이 발휘된다.

이것은 안료의 굴절률, 안료입자 크기, 안료농도 등이 관계가 있다.

표면반사율산출은

(n - no)²

R =-----------

(n + no)²

R: 표면반사율

n: 안료의 반사율 no: 전색제의 반사율

여기서 n가 크고 no가 적으면 은폐력은 커진다. 또 색별로 보면 적색계는 일반적으로 적다.

측정방법은 훈드식 크라프트메타에 의한 방법이나 흑백 인화지위에 도장해서 대비광도(Contrast Ratio)을 측정하는 방법등이 있다. (KSM 5435 참조)

* 대비광도는 흑백하지에 도료를 도장하여 남쪽 45˚ 산반사율을 측정한 그 비를 말한다.

3. 광택측정(Glossmeter)

광택계는 일반적으로 60˚의 경면반사율의 것을 사용하며 표준판과 비교측정한다. 시험판은 깨끗한 유리판에 0.003인치의 젖은 두께로 칠한뒤 실온에서 24시간 건조시킨후 측정한다. 먼저 광택계의 눈금을 표준판에 맞춘다음 표준판 대신에 시험판을 놓아 눈금을 읽어 시험판의 광택으로 결정한다.

시험판은 대략 3개 부분으로 구분하여 각 곳의 광택을 측정한 뒤 평균하여 광택을 결정한다.(KSM-5497 참조)

60˚광택계의 광택의 단계는 다음과 같다.

4. 45˚ - 0˚ 산반사율측정 (KSM-5498)

반사율 측정기의 전원을 연결하고 스위치를 넣어 광원을 점화시킨다.

시험기 뒷면에 있는 Shutter를 닫고 Galvanometer(G-meter라 함)의 눈금 0에 불빛 중앙부가 오게 조루게(diaphram)을 L위치에 놓은 다음 전면 시험판 위치에 표준판을 놓고 시험기 뒷면 눈금 조정나사를 조정하여 표준판 G값에 맞춘다. 다음 Shutter를 열고 G-meter의 눈금을 확인한다.

반광택G-meter의 눈금이 맞았으면 Shutter를 닫고 C-F스위치를 C에 놓은 뒤 표준판 대신에 시험판을 전면시험판 위치에 놓은 뒤 Shutter를 열고 눈금 조절나사를 조정하여 G-meter의 0눈금에 불빛 중앙부가 오게 한 다음 C-F스위치를 C-F스위치를 F스위치에 오게하며 G-meter의 눈금을 확인한다.

다음 C-F스위치를 C위치에 놓고 Shutter를 닫은 후 시험기의 눈금을 읽어 G의 반사율로 한다.

5. 부착성 시험 (Adhesion Test)

(1) 축침시험 (Cross Cut Test)

측정방법으로 도막판을 작성하여 예리한 칼이나 다이아몬드침(축음기바늘)을 수직으로 (칼은 30˚)하여 소지에 도달하게 등간격 평행선 1mm(2회이상 도막일경우 2mm)간격으로 11개를 그리고 여기에 교차하게 등간격 평행선 11개를 그려 정방형 100개(10x10)를 만든다. 이 부분에 대한 박리시험(주)를 행하여 정방형내 도막이 50%이상 박리된 수를 조사한다.

<주> 박리시험은 실온에서 습도 75±5%에서 접착 테이프를 시험판 도면에 기포를 함유하지 않게 붙인다음 이 테이프 위에 헝겊을 4겹으로 접어 그 위에 놓고 손바닥으로 힘껏 눌러 2시간 압축으로 헝겊을 털어내고 접착 테이프의 하나쪽을 손으로 잡고 규정각도인 45˚에서 급격히 띤다. 이를 일명 Scratch Tape Test라고 한다.

(2) 시험 (Drawing Test)

축침시험법과 동일하게 다이아몬드침을 사용해서 도막면에 접착시켜 거기에 하중을 가해서 시험기를 움직여 중복되는 연속 을 그리어 도막을 그림과 같이 나선형으로 절단한다. 절단된 도막중 부채모양(그림의 A부분)의 부분이 떨어지지 않은 수를 세어 부착성, 경도 등을 판정한다.(단 이때 다이아몬드침은 도면에 대해서 90˚각도로 한다.)

(3) 에리그센시험 (Erichsen Test)

시험판은 넓이 70mm이상 두께 0.5-1mm의 철판을 사용한다. 시험판의 도막이 시험기의 거울을 향하게 넣고 간격을 없이 고정시킨 다음 거울을 통하여 도막을 보면서 중심을 0.01mm/sec의 속도로 이동시킨다.

이 판정방법은 3종류로 다음과 같다.

① 도막이 파괴될때까지의 거리를 측정하는 방법

② 일정한 거리에서 도막의 파괴여부를 판단하는 방법

③ 도막면에 예리한 칼로 十字를 그어서 그 교차점을 중심에 일정거리를 두어 그면에 Tape Test하여 부착여부를 조사하는 방법

6. 충격시험 (Impact Test)

두폰식 충격시험은 시험기는 원형으로 된 끝을 가진 충격심과 이 충격심에 맞은 홈을 가진 受臺(수대)로 되어있다.

추는 100g, 300g, 500g, 1000g으로 되어있고 낙하거리는 10-50cm까지 있다. 受臺와 충격심은 직경은 각기 ? 1/2" - 1/16"로 되어있다. 시험판을 수대와 충격심 사이에 도면이 위로 향하게 가볍게 놓는다. 다음 규정된 추를 규정된 거리에서 낙하시켜 충격심에 충격을 가한다. 그 다음 시험의 판단은 다음 2종류가 있다.

① 규정된 추를 규정거리에서 낙하시켰을 때 도막의 파괴여부를 시험하는 방법

② 도막이 파괴되도록 요하는 추의 무게와 거리를 얻기위한 시험방법

7. 굴곡시험(Flexibility Test)

일정한 곡봉의 구경은 ? 2mm - 10mm을 갖고 있는 봉위에 주석판, 도단판과 같은 가공판 위에 도장된 도막(일정두께)을 약 1초동안 180˚ 굴곡시켜서 이때 굴곡부의 양단에서 10mm정도 제거된 나머지 부분을 육안 또는 현미경으로 도막의 균열, 박리 등을 관찰한다.(금속판 150x50x0.3mm)

이 시험으로서 표시되는 도막성능으로서는

① 도막과 소지면과의 부착성

② 도막의 신장

③ 도막의 유연성

④ 도막의 점탄성 등이 있다.

시험결과는 위 네가지의 종합해서 표시한다.

(단, 시험시 온도의존성이 크기 때문에 온도효과를 명시할 필요가 있다.)

8. 경도시험 ( Hardness Test )

(1) 스워드 로카 (Sward Rocker) 시험

공기에 유통이 없는 수평면상에 깨끗한 유리판을 고정시킨 다음 스워드로카를 그 위에 놓는다. 스워드로카를 좌우로 진동시킨다. 이때 좌편 수준기의 수포가 불투명한 좜 이상으로 나타나지 않았을때 우편 수준기의 수포가 불투명한 좜 이상으로 나타나는 왕복회수를 센다. 이때 유리판상에서 우편 수포의 왕복운동이 60±0.5초간 50±1회되게 위에 달린 추를 조절한다. 유리판 대신에 시험판을 고정시킨뒤 왕복회수를 센다.

스워드로카의 유리판상의 왕복회수 50을 표준경도 100으로 하고 시험판의 왕복운동회수를 2회하여 시험판에 경도를 정한다. 보통 5회정도 실시하여 그 평균치를 얻어서 스워드로카치로 한다.

(단, 표준메타아크릴메칠판일 경우 주기가 20±1이 되도록 수준기를 조절)

(2) 연필경도시험

제도용 연필을 사용하여 심의 선단을 직각으로 재단한다. 도장판에 대한 연필 각도를 45˚로 유지하며, 선단을 도면앞으로 전진한다. 연필 6B -> 9H심이 연한 것에서부터 강한것까지의 순서로 선을 그어보면, 도막에는 상처가 안난다. 상처가 나타날때 그 연필의 경도를 도막의 경도라 한다.

연필의 심종류는 HB, F, H 2H, 3H, 연필의 심의 길이는 약 3mm 노출시켜 연마지 400번 이상 연마지로 선단을 직각으로 갈아준다. 1회시험에 사용된 연필이 마모된 곳은 2회이상 시험을 행하지 않는다.

9. 내팽윤성시험

(1) 내습시험방법

휴미디티케비넷트의 내부는 구조적으로 상대습도 100%, 49±1℃로 유지하며, 溫^.濕의 조건하에서 일정한 시간후 도막의 이상유무를 판정한다^.(즉 부풀음, 광택소실, 등청등)

일반적으로 48, 72, 96, 144시간 계속 실시하여 이상유무를 판정한다.

(2) 내습수침청시험

40℃의 온수차 속에 도장판을 침청시켜 도면에 발생하는 이상을 조사한다. 이때 온수가 증발하여 손실되기 때문에 항상 침청선이 유지하도록 보충한다.

침수시간은 24, 48, 72, 96시간등 도료 및 도장의 회수에 의해서 침청시간을 결저한다. 침청직후 또는 시험후 2시간방치후 도장상에 부풀음, 주름, 광택소실, 녹 등의 이상유무를 조사한다. 이상이 발생할 때까지 침청시간이 길면 길수록 내온수성이 좋다.

(3) 내수시험 (Water Resistance)

도장판 주변을 Sealing하여 도판 1판에 대해서 300cc 비이커 1개에 약 20℃의 물 약 90mm까지 넣어 그 중에 도판을 약80mm정도 침청시켜 규정시간 경고후 도막을 조사한다.

이때 주름, 부풀음, 박리, 광택소실 등 조사한다. 도막의 이상이 발견될때까지 시간이 길면 길수록 그 도막은 내수성이 좋은 것이다.

10. 방식성 시험

(1) 耐 水噴露試驗 (Salt Spray Test)

Jis-Z-2371에서 35℃±2℃로 유지된 단수, 분로시험기중에 연동판에 도장된 도막면을 소지로 하여 그림과 같이 Cross Cut하여 이것을 수직보다 15 - 70˚사이, 비중은 1.028-1.0413되게하여 0.5-0.3ml/hr 180cm²의 비율로 噴露한다. 이 조사에서 규정된 시간 후에 발청을 조사하여 그의 상태를 물리적 시험한다. (그러므로 식염수의 증류수는 200ppm이하) FS규격은 기내의

온도 92-97˚F(33.3- 36.1℃)에서 염수 농도는 20±2%이다. 이 시험에서 청의 발생할 때까지 시간이 길면 길수록 내식성이 좋다.

(2) 염수시험 (Salt Water Test)

도장판(150x70x0.8mm)주변을 Sealing해서 식염수 3%중에 3 를 각각 수치로 세워 20±1℃를 유지하면서 규정시간(96시간)이 지나마? 꺼내서 가볍게 수세하고 실내에서 2시간 세워두었다가 도막표면에 녹, 부풀음, 박리 등 이상을 조사하고 또 이 발생이 일어날 때까지 침청조사할 수도 있다. 이 방법은 현장적인 간단한 방법으로 많이 이용된다. 단 대각선에서 3mm이내 및 시험판 끝부분에서 편측 6mm이내 부분에? 발생한 결합은 판정의 대상이 되지 않는다. 이 경우 침청->건조->침청의 연속 시험법도 있다. 식염수는 농도 0.6%(부식촉진시험법) 10%는 보통水에 침청시험하는 경우와 큰 차이가 없다. 온도 50-60℃에서 시험된 경우 락카는 2-3시간 정도로서 이상이 생기는 것이 보통이다.

11. 내마모성 시험 (Abrasion Resistance Test)

낙소시험기를 사용한다. 도장판 도면을 수직으로 유지해서 도관(내경 13±0.08mm x 913mm)의 하단의 바로 밑 2.5cm위치에 도면의 중앙이 되도록 한다. 45˚의 경사로서 고정한다. JIS-R-60 인조연소제 50번의 를 상부로드(개각도 60˚)에 넣어 일정량의 를 낙하시켜 도면의 마모상태를 조사한다. 낙하시킨 양의 다소에 의해서 내마모성을 판정한다. ( 의 낙하속도 5l/52 - 59초) (KSM 5504 참조)

(2) 내 시험 (Washability Test)

Washability기의 시료대에 도장판을 도면에 고정시킨다. 불투명 유리판(430x170x3 -4mm)에 시료를 규정에 의해서 도장하여 건조시킨다. 시험판을 시험기의 시험대에 고정시킨 다음 규정된 솔 또는 스폰지를 알미늄 케이스에 넣어 시험판 위에 연결한다. (약 450g 하중을 가한다.) 시험기를 가동시키며 시험판 위의 솔 또는 스폰지 300-330mm의 거리를 1시간에 37회 등속왕복하게 한다. 시험판 위에는 증류수 또는 비눗물 등을 규정에 의해서 추가하여 준다. 시험판 제작은 규정에 의해서 행하나 규저이 없을 때에는 소요건조시간의 3배이상에 해당하는 시간동안 건조시킨후 시험을 행큁하며 이때는 도막의 두께 3mm로 한다.

시험의 판정방법은 다음 2종류가 있다.

① 일정규정횟수까지 견디는가를 조사하는 방법

② 도막의 1/3이상이 마모되는 횟수를 측정하는 방법

12. 내후성시험 (Weather Resistance)

도막은 실외에 있어서 일광, 風雨, 乾燥寒署 등의 영향을 받아 퇴색, 노화등의 현상을 일으켜 도막의 강도나 부착력이 떨어져서 물체의 보호작용을 배가시킨다. 이와 같은 실외에서 도막의 노화현상 즉 내후성을 시험하는 방법은 일반적으로 실외폭로시험(보통 6-12개월)을 행하나 장시간이 요하므로 촉진시험법(100-300시간)을 많이 이용한다. 이 현상은 상호비교에 유효성이 있으나 실제상의 대응성에는 결점이 있다.(KSM 5503)

(1) 폭로시험 (자연폭로)

도막을 자연환경에 일정 년월간 폭로해서 도막상태를 조사하는 방법이다.

도막에 있어서 요인으로서는

① 환경: 열, 온도, 계절 등에 있어서 기상조건의 차이, 내륙과 해 과의 차이

산, 도시, 공장지대, 전원지방 등

② 기상조거: 천후, 기온, 습도, 결로 등

③ 계절: 춘하추동 시험판의 형상과 재질

④ 시험판과 지평면에 대한 각도

⑤ 도장조거: 녹방지, 도장횟수, 각도, 도장시 하지상태의 차

폭로방법은 폭로대는 도장판의 도면을 남면으로 향해서 그 장소의 자오면에 수직으로 도면과 수평면에 각도는 그 장소의 위도보다도 약 5˚정도 각도로 되게 한다.

폭로대의 底邊은 지하보다 30-50cm높이로 유지하여 지면에서 직접적인 영향이 적다. 미국은 플로리다 마이애미 해안이 폭로시험에 기후적, 태양 에네르기량이 가장 적합한 폭로 표준지대로 되어있다. 1개소를 표준지로 결정하기는 곤란하므로 대표지구를 선정해서 각지역의 결과에서 폭로성을 판단한다.

폭로기간은 일정일시가 경과하면 도막의 광택, 변색, 균열, 녹, 부풀음, 박리, 부착성 등을 조사, 기록한다.

(단, 시험판의 뒷면은 왁스나 바니스로 처리한다.)

(2) 촉진폭로시험(Weather-Meter)

자연폭로시험은 기간이 길기 때문에 시간단축된 결과를 얻을 목적으로 한다. 시험결과는 자연폭로와 꼭 일치된다고 볼 수 없다. 예를들면 백아화, 변색현상은 빨리오나, 균열, 박리 등은 비교적 늦게온다. 따라서 이는 다음과 같은 이점을 갖고 있다.

① 시험기간 단축

② 광선, 온도, 습도등 제 조건을 임의로 선택 변경할 수 있다.

③ 도료의 조성및 도막으 내구력과 작용관계가 거취하고 각 조건및 실험을 재현할 수 있다.

촉진폭로시험장치로는 일반적으로 Atlas Weather-0-Meter를 많이 사용한다.

사용전력은 120-145 V, 17-14A로 하며 pH 6.0-8.0의 물을 사용하여 ASTM, MIL에서는 120분중 18분 강우하고, JIS에는 60분중 12분 강우하여 건습상호작용에 의해 폭로를 촉진시킨다. 시험판은 (70x150mm)로 하여 시험판 케이스에 넣은뒤 도장횟수, 도장방법, 도포량, 시험일자, 시작시간, 관리번호, 도장년월일, 시험전의 색상 및 광택등을 기입한다. 시험판은 수시로 퇴색여부, 초킹성, 균열, 광택변화 등을 관찰 기록하여야 한다.

시험기간은 (100,300,600,900,1200시간)규정에 의해서 행하지만 일반적으로 100-300시간이 가장 적합하다. 또한 규정된 시험조건을 끝낸 시험판은 도막면에 생긴 색의 변화, 광택변화, 박리, 점차것둁, 백아화등을 조사한다.

촉진폭로후 도장된 도막이 노화작용에 의해서 부착성이 劣化된다. 최근 2차 물성이라고 말하는 폭로후 (자연, 촉진) 도막에 대해서 에리그센 시험, 굴곡시험, 축침시험 등을 하여 부착성을 조사하는 방법도 있다.

일반적인 각종 시험방법을 살펴보면 도표와 같은 종류가 있다.