증착 코팅 물성에서 밀착력은 중요한 항목입니다. 코팅이 얼마나 모재에 강하게 붙어 있는지를 나타내는 수치입니다. 코팅 밀착력이 좋지 않으면 코팅 박리가 발생하여 제품을 사용하지 못하게 됩니다. 증착 코팅의 밀착력 측정 방법에 대해서 알아보겠습니다.
코팅 밀착력이란?
증착 물질이 기판 (모재)에 얼마나 잘 부착되는지를 나타내는 특성입니다. 이는 박막이 안정적으로 유지되는데 중요한 역할을 하며 코팅의 내구성을 결정하는 중요한 요소 중 하나입니다.
코팅 밀착력 측정 방법
스크래치 테스트
스크래치 측정은 코팅 밀착력을 확인하는 대표적인 방법입니다. 다이아몬드 압자로 하중을 늘려가면 코팅 표면을 긁고, 코팅의 떨어지는 점의 하중으로 스크래치 수치를 나타냅니다. 아래는 실제 코팅 밀착력을 측정한 결과이고, 27.3N에서 코팅이 탈락되는 것을 확인할 수 있습니다.

HF (Hardness Failure Condition Mode)
HF도 코팅 밀착력을 측정하는 방식으로 유럽에서 많이 사용하고 있습니다. 로크엘 경도 측정기로 코팅 표면에 다이아몬드 압자를 찍어 코팅 탈락 여부를 갖고 밀착력을 평가하는 방법입니다. (VDI3198 측정 방법) HF1~6까지 있으며 보통 4이상 합격으로 봅니다.

아래 사진은 실제 로크엘 다이아몬드 압자로 HF 측정을 한 결과입니다. HF5정도 판정하면 될 것 같습니다. HF 측정법은 측정자가 기준과 대조하여 판정해야 하기 때문에 주관적인 견해가 들어갈 수밖에 없습니다.

※ VDI 3198은 독일의 VDI (Verein Deutscher Ingenieure) 기술 협회에서 제정한 국제적으로 인정받는 표면 마무리 및 표면 품질 표준입니다.
코팅 밀착력 저하 요인
- 세정: 코팅하기 전에 제품은 깨끗하게 세정되어야 합니다. 표면에 미세 결함 및 오염물질이 있고, 그 위에 코팅을 하게 되면 밀착력 저하 및 박리 문제가 발생합니다. 세정은 코팅에서 가장 중요한 공정 중에 하나입니다.
- 소재 선정: 코팅 밀찰력은 소재와도 관련이 깊습니다. 소재에 따라 버퍼 디자인을 고려해야 합니다. 소재와 맞지 않는 버퍼 디자인을 사용하여 밀착력 저하가 생길 수 있습니다.
- 적절한 코팅 두께: 코팅이 표면에 올라갈 수록 표면에 코팅에 스트레스(압축응력)가 쌓이게 됩니다. 스트레스가 너무 많이 쌓이면 코팅 밀착력이 안 좋아질 수 있으며, 약한 충격에 박리가 발생할 수 있습니다.
- 안정적인 공정 조건: 코팅 공정은 안정적으로 제어되어야 합니다. 온도, 압력, 파워 등 기타 공정 조건이 적절하게 유지되어야 합니다.
- 리크: 증착 코팅은 진공 챔버에서 진행됩니다. 챔버에 리크가 발생하게 되면 공기가 챔버 내로 유입될 수 있으며, 공기가 코팅에 참여하게 됩니다. 이는 밀착력 외에도 경도, 두께 등 여러가지 문제를 발생시키는 원인입니다. 설비 유지보수를 통해서 챔버 리크는 확실하게 관리가 되어야 합니다.