장식 플라스틱의 마모, 내화학성 및 선크림 저항성 시험
핵심 요약
- 접착력 시험으로는 마모를 예측할 수 없습니다. 그래픽이 모든 테이프 시험을 통과하고도 6개월 뒤 엄지손가락에 문질러져 사라질 수 있습니다.
- 선크림과 손 소독제는 손으로 다루는 제품이 실제로 접하는 화학 물질이지만, 사양에 포함되는 경우는 거의 없습니다.
- 마모 방식을 사용 환경에 맞추십시오. 회전, 직선, 문지름 시험은 각기 다른 방식으로 표면을 손상시킵니다.
- 탑코트를 포함한 최종 장식 표면을 시험하십시오. 내구성의 대부분은 탑코트가 제공하기 때문입니다.
장식된 플라스틱 표면은 박리로 불량이 나는 경우가 드뭅니다. 취급 중에 마모되어 사라지거나, 누군가 잘못된 제품으로 닦아 연화되거나, 선크림이 묻은 손이 반복해서 닿은 곳에서 용해되어 불량이 발생합니다. 접착력 시험 중심으로 구성된 적격성 평가 프로그램은 위험에 처한 물성이 아닌 다른 물성을 측정하는 셈입니다.
접착력과 내구성은 서로 다른 물성입니다
테이프 시험이나 크로스해치 시험은 코팅이 기재에 붙어 있는지를 묻습니다. 이는 필수적인 물성이지만 사용 수명을 예측하는 지표로는 부족합니다. 일반적인 불량 경로에는 박리가 전혀 포함되지 않기 때문입니다. 도막이 마모로 위에서부터 점진적으로 제거되거나, 닦아낼 수 있을 정도로 화학적으로 열화됩니다.
따라서 인쇄된 그래픽은 적격성 평가 모든 단계에서 수행한 모든 접착력 시험을 통과하고도, 사람들이 손에 쥐는 제품에서 8개월이 지나면 판독할 수 없게 될 수 있습니다. 사양은 처음부터 끝까지 엉뚱한 것을 측정하고 있었던 것입니다.
마모 방식 선택
마모는 단일한 현상이 아니며, 표준 시험 방법마다 표면을 다르게 손상시킵니다.
하중을 가한 휠을 사용하는 회전 마모는 원형 경로를 따라 미끄럼 접촉과 구름 접촉을 조합하여 적용하며, 재현성이 높고 널리 쓰이는 일반적인 마모 결과를 만들어 냅니다. 평평한 부위와 비교 시험에 적합합니다.
직선 마모는 마모재를 경로를 따라 왕복 이동시키므로 닦기, 미끄럼 접촉, 방향성 마모를 더 잘 나타내며 더 작고 굴곡이 있는 부위에도 적용할 수 있습니다.
천, 하중, 매질, 왕복 횟수를 지정한 제어된 문지름 시험은 세정과 손 접촉을 가장 가깝게 재현하며, 특히 매질이 건조한 마모재가 아닌 실제 세정 제품일 때 그렇습니다.
결과는 방식 간에 호환되지 않으므로, 실제 손상과 유사한 방식을 선택하는 것이 중요합니다. 회전 마모에 강한 코팅이 용제를 묻힌 문지름에는 취약할 수 있으며, 제품은 사용자가 적용하는 어느 쪽이든 겪게 됩니다.
제품에 실제로 닿는 화학 물질
내화학성 시험 항목은 용제와 산업용 유체를 나열하는 경향이 있는 반면, 소비재, 의료, 자동차 실내 제품에서 현장 불량 대부분을 일으키는 물질은 빠뜨립니다.
선크림이 가장 악명 높습니다. 그 성분은 많은 코팅과 인쇄 필름을 강하게 공격하며, 손에 묻어 표면으로 옮겨져 그대로 남습니다. 야외에서 사용하거나 여름에 다루는 제품은 일상적으로 이를 접합니다.
손 소독제는 의료, 숙박, 소비자 환경 어디에나 퍼졌으며, 알코올 함량이 높은 제형은 특히 반복 접촉 시 많은 잉크와 코팅 시스템을 연화시킵니다.
DEET가 들어 있는 벌레 기피제는 플라스틱과 코팅 모두에 이례적으로 해롭습니다.
의료 현장의 세정 및 소독 제품은 4급 암모늄 화합물, 알코올, 과산화물, 표백제 용액과의 반복 접촉을 수반하며, 수년간 하루에 여러 번 접촉하는 경우도 흔합니다.
핸드크림, 화장품, 식용유는 손으로 다루는 제품에 일상적으로 옮겨집니다.
이러한 물질을 시험 항목에 추가하는 데는 비용이 거의 들지 않으며 시험 프로그램을 현실에 크게 가깝게 만듭니다. 시험 방법도 중요합니다. 정해진 시간 동안의 고정 부위 노출은 한 가지를 시험하는 반면, 하중을 가한 천으로 반복해서 닦는 방식은 실제로 일어나는 화학적 공격과 기계적 작용의 조합을 시험합니다.
출하되는 표면을 시험하십시오
장식 표면에 보호 탑코트가 있다면 제품이 가진 마모 및 내화학성의 대부분은 그 탑코트가 제공합니다. 탑코트 없이 인쇄층만 시험하는 것은 어떤 고객도 접촉하지 않을 표면을 측정하는 것이며, 쓸모없을 정도로 비관적인 결과를 줍니다.
반대로 시험에는 탑코트가 가장 얇은 위치, 즉 모서리, 코너, 돌출 형상, 장식 영역의 경계가 반드시 포함되어야 합니다. 불량이 시작되는 곳이 그곳이기 때문입니다. 시험 플라크의 평평한 중앙부는 성능을 체계적으로 과대평가합니다.
결과가 의미를 갖도록 조건 지정하기
마모 및 내화학성 시험 표준에는 열려 있는 부분이 많고, 선택에 따라 다른 수치가 나옵니다. 방법만 인용하고 옵션을 고정하지 않은 사양은 공급업체와 고객 시험소 사이에서 양쪽 모두 정당한 분쟁을 일으킵니다.
명시해야 할 조건은 다음과 같습니다. 마모재 또는 천의 종류와 교체 또는 재조정 주기, 적용 하중, 사이클 수 또는 시간, 직선 방식의 왕복 길이와 속도, 시험 전 시편 컨디셔닝, 화학 물질과 그 농도 및 접촉 방법, 그리고 불량을 육안 변화, 측정된 광학 물성, 판독성 중 무엇으로 정의하는지에 대한 평가 기준입니다.
마모재의 상태는 특히 주의가 필요합니다. 휠과 천은 사용에 따라 열화되며, 많이 마모된 마모재를 쓰는 시험소는 새 재료를 쓰는 시험소보다 체계적으로 더 좋은 결과를 냅니다. 교체 주기를 지정해야 시간과 시험소 간에 결과를 비교할 수 있습니다.
변별력 있는 프로그램 구축
개발 단계의 내구성 시험의 목적은 대안 중에서 선택하는 것이며, 이를 위해서는 대안들을 구별하는 시험이 필요합니다. 모든 후보가 통과하는 프로그램은 의사 결정에 아무 정보도 주지 못합니다.
고정된 종료 시점이 아니라 불량이 날 때까지 시험하는 것이 가장 효과적인 변화입니다. 각 후보가 허용 불가해지는 사이클 수를 보고하면 순위가 매겨지고 여유가 정량화되는 반면, 세 후보 모두 500 사이클에서 통과했다는 결과는 아무것도 알려 주지 않습니다. 양산에 고정된 합격 기준이 필요하다면, 한계점이 실제로 어디인지 알게 된 뒤에 설정할 수 있습니다.
두 번째는 응력의 조합입니다. 시료를 노화시키고, 마모시키고, 화학 물질에 노출하는 순서는 새 시편에 대한 세 가지 독립 시험보다 실제 제품이 겪는 순서를 훨씬 잘 재현합니다. 각 시험은 개별적으로 통과하지만 순차 시험에서 불량이 나는 코팅은 흔하며, 이를 개발 중에 발견하는 편이 나중에 발견하는 것보다 훨씬 저렴합니다.
결과를 일관되게 평가하기
대부분의 내구성 프로그램에서 가장 약한 고리는 노출이 아니라 그 이후의 판단입니다. 기준이 정의되지 않으면 "허용 불가"는 의견에 불과하며, 평가자마다 점차 마모되는 그래픽에서 선을 긋는 위치가 다릅니다.
계측 평가가 가능한 경우에는 모호성을 없애 줍니다. 노출 전후에 측정한 광학 밀도나 대비는 손실을 직접 정량화합니다. 광택 측정은 눈에 보이는 마모에 앞서는 표면 열화를 포착합니다. 색상 측정은 자외선과 화학 물질 노출에 의한 변화를 정량화합니다. 기계 판독 코드에서는 전후의 검증 등급이 자연스러운 척도이며 이미 표준화되어 있습니다.
육안 평가가 불가피하다면 다른 모든 속성 측정과 같은 엄격함이 필요합니다. 합격 경계를 정의하는 기준 시료, 통제된 관찰 조건과 거리, 두 명 이상의 평가자, 그리고 평가자 간 및 평가자 자신의 일관성에 대한 주기적 점검입니다. 이것이 없으면 내구성 프로그램이 방대한 데이터를 만들어 내고도 오래갈 코팅과 그렇지 않은 코팅을 확실하게 구별하지 못할 수 있습니다.
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자주 묻는 질문
장식 표면에 접착력 시험만으로는 왜 충분하지 않습니까?
접착력 시험은 코팅이 붙어 있는지를 측정할 뿐, 수년간 만지고 닦고 문지르는 것을 견딜지는 측정하지 못하기 때문입니다. 마모는 잘 붙어 있는 도막에서도 재료를 점진적으로 제거하고, 화학적 공격은 도막을 연화시키거나 용해시킵니다. 둘 다 테이프 시험을 계속 통과할 표면에서 그래픽을 완전히 사라지게 만듭니다.
어떤 마모 시험을 사용해야 합니까?
사용 중 손상과 유사한 시험입니다. 하중을 가한 휠을 사용한 회전 마모는 평평한 부위의 일반적인 마모에 적합하고, 직선 마모는 한 방향의 닦기와 문지름을 더 잘 나타내며, 천, 하중, 매질을 지정한 제어된 문지름 시험은 세정과 취급을 가장 잘 나타냅니다. 잘못된 방식으로 시험하면 현장 성능과 상관성이 없는 수치가 나옵니다.
어떤 화학 물질을 포함해야 합니까?
제품이 실제로 접하는 물질이며, 이는 사양서에 있는 항목을 흔히 넘어섭니다. 손으로 다루는 소비재 및 의료 제품이라면 선크림, 벌레 기피제, 손 소독제, 핸드크림, 세정 스프레이, 소독 물티슈를 의미합니다. 자동차 실내에는 세정 제품과 인접 소재에서 이행하는 가소제를 추가합니다.
탑코트와 그래픽 중 어느 쪽을 시험해야 합니까?
보호 탑코트를 포함하여 출하될 최종 표면을 시험해야 합니다. 마모 및 내화학성의 대부분을 탑코트가 제공하기 때문입니다. 보호되지 않은 인쇄층을 시험하면 고객이 결코 만지지 않을 것을 측정하게 되며 내구성을 크게 과소평가하게 됩니다.
시험소 간에 결과를 어떻게 비교 가능하게 만듭니까?
표준이 열어 둔 모든 조건을 지정합니다. 마모재 종류와 교체 주기, 적용 하중, 사이클 수, 왕복 길이와 속도, 컨디셔닝, 평가 기준입니다. 마모재 로트만 달라져도 결과가 눈에 띄게 바뀔 수 있으므로, 조건을 완전히 일치시키지 않은 시험소 간 비교는 신뢰할 수 없습니다.
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