우주 부품 아웃가싱 — 합격선은 ASTM E595가 아니라 ECSS가 적어 두었다

1분 요약 (Executive Summary)

• 4대 환경 축의 독립적 검토 — "극한 환경"이라는 추상적인 단어 하나로는 구체적인 코팅 사양을 결정할 수 없습니다. 온도, 방사선, 진공, 화학 물질이라는 4가지 독립적인 환경 축으로 조건을 명확히 세분화해야만 정밀한 설계 검토가 가능합니다.
• 수치에 수반된 전제 조건 확인 — 단일 물성 수치 뒤에 숨은 측정 조건을 반드시 확인해야 합니다. 예를 들어 감마선 1,000 kGy 조사 후에도 물성이 유지된다는 데이터는 '진공' 상태에서 얻어진 수치이며, 동일한 자료에서도 공기(산소)에 노출된 상태에서는 피막이 빠르게 취화된다고 경고합니다.
• 복수 환경 노출 시 선택 기준 — 다중 환경 조건이 동시에 교차할 때 최적의 Parylene 종류를 결정하는 최종 기준은 4개 축 중 가장 먼저 한계에 다다르는 단 하나의 축입니다.
• (주)와인의 공정 범위 및 협의 사양 — 주식회사 와인은 Parylene C와 N을 상시 양산 라인업으로 운용하고 있습니다. 내열성과 UV 내성이 강화된 Parylene D나 HT 조성이 필요한 극한 환경 조건의 경우, 사전 사양 협의를 통해 맞춤형 공정 솔루션을 제공합니다.

우주로 올려보낼 부품 도면을 보면, 아웃가싱 요구사항이 "ASTM E595 만족"이라는 한 줄로 간단히 명시되어 있는 경우를 흔히 봅니다. 하지만 정작 해당 규격서를 펼쳐보면 합격과 불합격을 정하는 기준치는 어디에도 없고, 단지 시험 및 측정 방법만 기술되어 있어 당황하기 쉽습니다. 우주·위성 부품에 Parylene(파릴렌) 코팅 적용을 검토할 때 많은 설계 및 품질 담당자들이 바로 이 지점에서 막히곤 합니다. 합격 기준이 되는 숫자는 ASTM E595 본문이 아닌 별도의 다른 문서에 명시되어 있기 때문입니다.

이 글은 우주·항공 분야에서 코팅 적용을 검토하는 설계 및 품질 엔지니어를 위해 작성되었습니다. 우선 혼동하기 쉬운 네 가지 주요 측정값인 TML(Total mass loss, 총질량손실), WVR(Water vapor regained, 수증기 회복량), RML(Recovered mass loss, 회복질량손실), CVCM(Collected volatile condensable materials, 응축성 휘발물질)의 개념을 명확히 정리한 뒤, 실제 합격선이 기재된 원문 출처를 확인해 보겠습니다. 이어서 평가 기준이 왜 TML이 아닌 RML이 되어야 하는지, 그리고 주요 시험 조건은 무엇인지 세부적으로 짚어봅니다.

나아가 Parylene의 공개 데이터가 이 기준에서 어느 정도의 성능 위치에 있는지 살펴보고, 규격 자체에서 경고하는 주의사항 및 오용 사례, Parylene 코팅 공정이 실제로 기여하는 역할, 그리고 실제 발주 전 반드시 확정해야 할 체크리스트까지 함께 다룹니다. 특정 규격 번호가 실제로 무엇을 보증해 주는지는 방산·항공 전자장비 코팅에서 따로 다룹니다.

아웃가싱 시험은 무엇을 네 개의 값으로 나누는가?

우주용 재료 평가에 쓰이는 TML, WVR, RML, CVCM은 용어가 비슷해 헷갈리기 쉽지만, 개념을 순서대로 정리하면 쉽게 이해할 수 있습니다. 먼저 시료를 진공 상태에서 가열하면 질량이 감소하는데, 이렇게 줄어든 전체 질량을 TML(총질량손실)이라고 합니다. 시험을 마친 시료를 다시 습기가 있는 대기 중에 두면 수분을 흡수하면서 일부 질량이 회복됩니다. 이때 회복된 물의 양이 WVR(수증기 회복량)입니다. RML(회복질량손실)은 전체 질량 손실에서 다시 돌아온 물의 양을 뺀 '실제 물질 손실량'을 의미하며, 규격상 RML = TML − WVR로 정의합니다(참고자료 1, 3.2.6). 마지막으로, 가열 시 기화되었다가 25 °C 수집판에 응축되어 받아낸 양이 CVCM(응축성 휘발물질)입니다.

규격에서 RML(회복질량손실)을 별도로 정의하는 중요한 이유가 있습니다. 수분(물)이 항상 치명적인 오염원으로 작용하는 것은 아니기 때문입니다(참고자료 1, 3.2.6 주기 2).

흡습성이 큰 고분자 재료의 경우, 전체 질량 감소량인 TML만 기준으로 삼으면 시험에서 부적격 판정을 받기 쉽습니다. 하지만 시료에서 방출된 물질의 대부분이 단순히 흡수되어 있던 '물'이라면, 실제 우주 환경이나 가혹 조건에서 주위 부품을 오염시킬 위험성은 대개 낮습니다.

따라서 수분의 영향을 제외한 순수 휘발 물질의 양, 즉 RML을 함께 평가함으로써 물 때문에 오염 위험이 부풀려 판단되는 것을 막을 수 있습니다.

합격선은 어느 문서에 적혀 있는가?

유럽 우주 규격인 ECSS-Q-ST-70-02C(5.5.3.1항)를 살펴보면, 재료 선정을 위한 아웃가싱 선별 기준을 RML < 1.0 %, CVCM < 0.10 %로 규정하고 있습니다(참고자료 1). 여기서 두 규격의 명확한 역할 분담을 이해하는 것이 중요합니다. ASTM E595가 아웃가싱을 '어떻게 측정할 것인가(시험 방법)'를 정하는 규격이라면, ECSS는 측정된 그 값을 바탕으로 '어디까지를 합격으로 볼 것인가(판정 기준)'를 정하는 규격입니다. 따라서 설계 도면에 두 규격 중 어느 한쪽만 표기되어 있다면, 아웃가싱 품질 관리를 위한 기준의 나머지 절반이 빠져 있는 것과 다름없습니다.

도면에 규격 번호만 덩그러니 적혀 있다면, 과연 어떤 수치를 기준으로 삼아야 하는지 반드시 재확인해야 합니다.

흔히 기준선으로 쓰이는 'TML 1.0 % 이하, CVCM 0.10 % 이하'라는 두 수치는 ECSS 규격 제정 이전부터 오랫동안 표준처럼 쓰여 왔습니다. NASA 고다드우주비행센터(GSFC)의 아웃가싱 데이터집 역시 GSFC 보고서를 바탕으로 이 두 수치를 합격 기준으로 채택하고 있습니다(참고자료 3). 반면 유럽의 ECSS 규격은 CVCM 기준(0.10 % 이하)은 동일하게 유지하되, TML 대신 수분을 제외한 RML 1.0 % 이하를 기준으로 적용한다는 점에서 차이가 있습니다.

중요한 점은 이 수치들이 어디까지나 '최소한의 기본 기준'이라는 사실입니다. 해당 규격 조항의 주기를 보면, 광학 소자 주변에 위치하는 재료처럼 오염에 민감한 부위라면 이보다 훨씬 엄격한 기준이 적용될 수 있다고 밝히고 있습니다. 나아가 ECSS 5.5.3.4항에서는 임계 영역(Critical Area)에 사용되는 재료의 경우 고객이 직접 기준을 상향 설정해야 한다고 명시하고 있습니다(참고자료 1).

따라서 설계 사양서를 작성할 때에는 단순한 규격 번호 명시에 그치지 않고, 해당 프로젝트의 특성과 부품 위치에 맞는 구체적인 아웃가싱 허용치를 명확히 기재해야 합니다.

왜 TML이 아니라 RML로 판정하는가?

이처럼 RML을 별도로 운용하는 핵심 목적은 단순히 수분을 흡수했다는 이유로 문제없는 우수한 재료가 시험에서 부적격 처리되는 것을 방지하기 위함입니다.

실제로 ECSS 규격(5.5.3.3항)에서는 TML이 1.0 %를 초과하더라도, RML이 1.0 % 미만이라면 고객이 해당 재료를 수용(Acceptance)해야 한다고 명시하고 있습니다(참고자료 1). 이는 권장 사항이 아닌 규격상의 강제 요구 조건입니다. 단, 이를 충족하기 위해서는 다음 세 가지 전제 조건이 따라붙습니다.

• −100 °C 이하의 극저온 작동 장비에 영향을 주지 않을 것
• 수분의 탈착(방출) 속도가 빠를 것
• 고전압 동작 환경이 아닐 것

규격의 해당 조항 주기를 살펴보면 이러한 예외 조항을 둔 배경이 명확히 설명되어 있습니다. 대기 중에서 재료가 수분을 흡수하는 현상은 오염 측면에서 대부분 치명적이지 않습니다. 특히 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리우레탄과 같이 흡습성이 높은 고분자 재료들은 TML 수치가 1.0 %를 손쉽게 넘어서곤 합니다. 주기에 따르면, 수분의 흡수와 방출은 대개 가역적인 과정이며 우주용 임계 하드웨어에 흡착된 수분은 건조 가스 퍼지(Purge) 과정을 통해 충분히 관리할 수 있다고 설명합니다(참고자료 1).

결국 단순히 TML 수치가 높다는 이유만으로 재료를 부적격 판정하는 것은 규격의 본래 취지에 부합하지 않습니다. 아웃가싱 평가의 본질적인 기준은 수분을 제외한 RML이며, 수분은 공정 제어를 통해 별도로 관리해야 할 요소입니다.

시험 조건은 무엇으로 고정되어 있는가?

ASTM E595 규격의 표준 시험 조건은 125 °C 온도에서 24시간 동안 10⁻³ Pa 이하의 고진공 상태를 유지하고, 기화된 물질을 받아내는 수집판 온도를 25 °C로 고정하는 것입니다. 여기서 눈여겨볼 점은 시험 전후 시료의 환경 조건까지 엄격히 통제한다는 사실입니다. 시료는 시험 전후로 온도 (22 ± 3) °C, 상대습도 (55 ± 10) % 조건에서 상태 조절(Conditioning)을 거치며, WVR(수증기 회복량) 역시 시험을 마친 시료가 동일한 습도 조건에서 회복한 질량을 측정해 산출합니다. 이렇게 전후 조절 조건까지 정밀하게 규정해 둔 이유는 수분 흡수량을 재현성 있게 분리하여 측정하기 위함입니다. 정확한 측정을 위해 25 °C 수집판 또한 시험 전 125 °C를 넘는 고온에서 16시간 이상 베이크아웃(Bake-out)한 뒤, 상대습도 0 %의 건조기에서 24시간 이상 보관하는 엄격한 pre-conditioning 과정을 거칩니다(참고자료 1).

또한 규격은 시험 결과의 재현성(산포) 기준까지 수치로 명확히 제시하고 있습니다. 동일 재료당 3개의 시편을 시험하며, 표준편차 기준으로 TML과 RML은 평균값의 1/10 미만(최소 0.05 %), CVCM은 평균값의 1/5 미만(최소 0.03 %)을 만족해야 합니다(참고자료 1, 5.5.2). 실무에서는 단순히 단일 측정값만 확인하다가 이러한 데이터의 '산포(분산) 요구조건'을 놓치는 경우가 많으므로 주의가 필요합니다.

마지막으로, 시험의 온도 조건은 코팅 재료 선정에 직접적인 영향을 미칩니다. ECSS 규격(5.1항)에 따르면, 운용 중 125 °C를 초과하는 단기 노출이나 50 °C를 초과하는 장기 노출이 예상되는 재료는 표준 조건 외에 실제 운용 환경을 반영한 별도의 아웃가싱 시험을 수행하도록 규정하고 있습니다(참고자료 1). 예를 들어 범용으로 쓰이는 Parylene C의 대기 중 연속 사용 온도는 약 80 °C 수준입니다(참고자료 5). 따라서 50 °C를 넘는 고온 환경에 장기간 노출되는 부위라면 단순히 표준 선별 시험값만 가지고 검토를 마쳐서는 안 되며, 실제 열적 한계와 운용 조건을 종합적으로 고려해야 합니다. 온도 쪽 값은 Parylene C의 열적 한계에 정리했습니다.

Parylene의 공개 값은 이 기준에서 어디에 놓이는가?

Parylene의 공개된 아웃가싱 시험 결과는 모두 합격 기준선을 충분히 만족하며, Parylene C의 경우 데이터를 통해 RML 수치까지 직접 산출할 수 있습니다. 현재 확인할 수 있는 공개 데이터는 크게 두 가지 출처로 나뉩니다. 첫 번째는 대표적 재료 공급사인 SCS(Specialty Coating Systems)의 기술 자료이고, 두 번째는 NASA 고다드우주비행센터(GSFC)의 통합 아웃가싱 데이터집입니다. SCS 자료에는 TML과 CVCM 값만 수록되어 있는 반면, GSFC 데이터집에는 WVR(수증기 회복량)이 함께 기록되어 있어 실질적인 평가 기준인 RML = TML − WVR을 직접 계산해 볼 수 있습니다.

먼저 SCS 기술 자료를 살펴보면, NASA 제트추진연구소(JPL)가 49.4 °C, 10⁻⁶ torr 환경에서 시험한 Parylene N의 TML은 0.30 %로 나타납니다. 또한 NASA 고다드우주비행센터가 ASTM E595 규격에 따라 시험한 SCS Parylene C와 HT의 TML은 각각 0.07 %와 0.03 %이며, 이때 CVCM은 각각 0.0003 %와 0.0017 %입니다(참고자료 5). 다만 같은 회사 소속 저자의 2010년 발표문은 ASTM E595로 시험한 Parylene HT의 값을 TML 0.03 %, CVCM 0.04 %로 적었습니다(참고자료 6). TML은 같지만 CVCM은 약 20배 차이가 납니다. 둘 다 0.10 % 아래이므로 결론은 같지만, 같은 공급사의 자료끼리도 CVCM 값이 일치하지 않습니다.

다음으로 Campbell과 Scialdone이 편찬한 GSFC 데이터집(NASA RP-1124 개정 3판)에는 Union Carbide사의 Parylene C 필름에 대한 두 차례의 시험 결과가 수록되어 있습니다(참고자료 3).

• 첫 번째 시험: TML 0.75 %, CVCM 0.02 %, WVR 0.00 % → 계산된 RML: 0.75 %
• 두 번째 시험: TML 0.15 %, CVCM 0.03 %, WVR 0.02 % → 계산된 RML: 0.13 %

두 시험 결과 모두 ECSS 판정 기준인 RML < 1.0 % 및 CVCM < 0.10 %를 가뿐히 통과하고 있음을 확인할 수 있습니다.

다만 앞서 살펴본 자료들에서 RML 수치를 그대로 가져와 최종 합격의 근거로 사용하기에는 무리가 있습니다. 공개 데이터의 표에 제시된 RML은 모두 원본에 기재된 값이 아니라 공식(RML = TML − WVR)에 따라 사후 계산된 수치이며, NASA 제트추진연구소(JPL)의 시험 또한 ASTM E595의 표준 온도 조건(125 °C)에서 진행된 것이 아니기 때문입니다.

구체적으로 공개 자료를 직접적인 증빙으로 쓰기 어려운 이유는 다음 세 가지입니다.

1. 수분 흡수 측정 조건의 차이: NASA GSFC는 시험 후 25 °C, 상대습도 50 % 환경에서 24시간 동안 재흡수시켜 WVR을 구한 반면, ECSS 규격은 (22 ± 3) °C, 상대습도 (55 ± 10) % 조건에서 상태를 조절하므로 두 기준 사이에 환경적 차이가 존재합니다(참고자료 1 · 3).
2. 데이터의 넓은 편차: Parylene C의 경우 TML은 0.07 %에서 0.75 %까지, CVCM은 0.0003 %에서 0.03 %까지 데이터의 편차 폭이 다소 넓게 나타납니다. Parylene HT의 CVCM도 자료에 따라 0.0017 %와 0.04 %로 다릅니다(참고자료 5 · 6).
3. 데이터의 측정 시점: GSFC 데이터집의 두 시험 건은 데이터 관리 번호로 추정해 볼 때 1985년에서 1990년 사이에 수행된 과거의 측정치입니다(참고자료 3).

따라서 공개된 문헌 자료를 통해서는 "Parylene의 아웃가싱 수치가 전반적으로 규격 판정선 아래에 위치한다"는 공통된 경향성을 확인하는 수준에 만족해야 합니다. 특정 프로젝트의 요구 사양을 실제로 충족하는지에 대한 객관적인 판정은 결국 해당 시편에 대해 직접 발급받은 시험 성적서를 통해 이루어져야 합니다.

아울러 CVCM 요구 기준이 일반적인 0.10 %보다 훨씬 엄격하게 설정된 프로젝트라면 규격 자체의 검출 한계도 함께 고려해야 합니다. 표준 Micro-VCM 시험에서 CVCM의 검출 한계(Detection limit)는 약 0.02 % 수준입니다(참고자료 1, 5.5.3.4). 앞서 GSFC 데이터집에 기록된 Parylene C의 CVCM 수치(0.02–0.03 %) 역시 이 검출 한계에 매우 근접한 수치라는 점을 염두에 두고 데이터를 해석해야 합니다. 반대로 SCS 자료의 0.0003 %·0.0017 %는 표준 시험의 검출 한계보다 한 자릿수 이상 낮은 값입니다. 어떤 측정 조건에서 얻은 값인지 확인하지 않고 다른 성적서 값과 나란히 비교하기는 어렵습니다.

규격이 하지 말라고 적어 둔 것은 무엇인가?

특히 주의해야 할 점은 ASTM E595 측정값으로 실제 우주 환경에서의 오염 정도를 직접 예측해서는 안 된다는 사실입니다. ECSS 규격(5.1항)에서는 이에 대해 세 문장에 걸쳐 명확히 강조하고 있습니다(참고자료 1).

• 아웃가싱 측정은 어디까지나 재료 간의 비교 목적으로만 사용해야 하며, 25 °C 수집판과 유사한 흡착 계수를 갖는 조건에서만 유효하다.
• 이 시험을 통해 얻은 데이터는 실제 오염 예측에 직접 사용해서는 안 된다.
• 시스템 차원의 아웃가싱 모델링 및 예측은 반드시 동적(Dynamic) 아웃가싱 시험 결과에 근거해야 한다.

규격서에 명시된 이 세 문장은 단순한 권장사항이 아니라 반드시 준수해야 하는 강제 요구사항입니다. 동적 시험의 한 예가 ASTM E1559입니다. 수정 진동자 미량 저울(QCM)로 아웃가싱과 응축이 시간과 온도에 따라 어떻게 진행되는지 재는 시험법으로, 미 공군 재료연구소 사업에서 우주선 재료용으로 개발됐습니다(참고자료 4).

결국 ASTM E595 표준 시험의 본래 역할은 '재료 선별(Screening)'에 있습니다. 수많은 후보 재료 중 적합한 대안을 1차적으로 좁혀나가는 관문일 뿐, 광학 렌즈나 미러 같은 정밀 표면이 실제로 얼마나 오염될지를 정밀하게 계산하는 입력값으로 쓰기에는 한계가 있습니다. 규격 4.2항 역시 "선별 시험의 유효성은 실제 수명 동안 겪게 될 환경 조건과 오염에 민감한 표면과의 거리에 의존한다"고 적어 이러한 한계를 분명히 밝히고 있습니다(참고자료 1).

따라서 단순히 "Parylene C의 TML이 0.07 %이므로 우주 적용에 아무런 문제가 없다"는 식으로 단일 수치만을 강조해 검토를 마치는 것은 규격의 본래 목적과 용법에서 벗어난 접근입니다.

코팅 공정은 아웃가싱에 어디서 기여하는가?

코팅 공정이 아웃가싱 감소 및 품질에 영향을 미치는 핵심은 재료 자체의 특성보다 공정과 취급 과정에서 발생하는 잔류 오염물 관리에 있습니다. ECSS 규격(5.5.3.1항 주기 2)을 보면, 주요 우주용 하드웨어를 허용 가능한 최고 온도로 수일간 열처리(Bake-out)하는 것이 표준 작업으로 자리 잡았음을 밝히고 있습니다. 이 공정의 핵심 목적은 재료 자체에 들어있는 성분뿐만 아니라 공정 및 취급 과정에서 묻어난 오염 물질을 제거하는 데 있습니다(참고자료 1). 즉, 코팅 역시 이러한 외적 오염을 유발하거나 반대로 제어할 수 있는 주요 공정 중 하나인 셈입니다.

특히 공정 오염물과 취급 오염물은 코팅 전문업체가 정밀하게 통제해야 하는 핵심 변수입니다. 마스킹 테이프나 부트(Boot) 적용 후 남는 점착제 잔여물, 전처리 및 세정 단계의 잔류 용제, 작업 중 묻어나는 유분 등이 모두 여기에 해당합니다. 아무리 코팅 재료 자체의 아웃가싱 수치가 훌륭하더라도, 공정상 관리되지 못한 오염 물질이 잔류한다면 결국 우주 환경으로 함께 올려보내지는 결과를 초래합니다. 같은 조항 주기 3에서도 "하드웨어에 예정된 베이크아웃 공정을 거친 후의 상태로 재료를 평가하는 것이 실질적으로 유의미하다"고 강조하는 이유가 바로 여기에 있습니다(참고자료 1).

따라서 우주 부품용 코팅을 발주할 때에는 단순한 코팅 재료 지정에 그치지 않고, 마스킹 재료 선정과 세정 조건까지 명확한 사양 항목(Specification)으로 다루는 것이 바람직합니다. (주)와인은 배치(Batch)별 공정 조건과 전처리 이력을 철저히 관리하고 기록으로 제출할 수 있는 체계를 갖추고 있습니다. 단, 객관적인 아웃가싱 시험 및 성적서 발급은 공정 작업과 엄격히 분리되어 공인 시험기관을 통해 진행됩니다(참고자료 7).

발주 전에 무엇을 정해야 하는가?

우주·위성 부품의 Parylene 코팅 검토를 착수하기 위해서는 요구 판정값, 베이크아웃(Bake-out) 계획, 부품의 최고 온도, 마스킹 재료, 시험 주체의 다섯 가지 핵심 항목을 사전에 명확히 정의해야 합니다.

단순히 규격 번호만 명시된 도면만으로는 해당 요구 수치가 일반적인 최소 기준인지, 아니면 더 엄격한 조건인지 파악하기 어렵습니다. 또한 베이크아웃의 구체적인 조건에 따라 코팅 공정 조건과 사용할 마스킹 재료까지 달라지게 됩니다. 참고로 Parylene C의 연속 사용 온도는 공기 중에서 약 80 °C 수준이지만, 무산소 및 진공 환경에서는 220 °C의 연속 노출에도 견디는 것으로 알려져 있습니다(참고자료 5). 따라서 베이크아웃의 분위기(가스/진공 여부)와 온도가 이 범위를 벗어난다면, 적절한 Parylene 종류(Parylene HT 등)를 재선정하는 협의부터 출발해야 합니다.

실제 발주 검토 전 반드시 확정해야 할 5가지 사전 체크리스트는 다음과 같습니다.

1. 요구 판정값: RML 및 CVCM의 허용 상한선과 해당 수치를 규정한 근거 문서
2. 베이크아웃 계획: 설정 온도, 수행 시간, 그리고 공정 시점(코팅 전 수행 vs 코팅 후 수행)
3. 부품의 최고 온도 및 지속 시간: 운용 중 50 °C를 초과하는 장기 노출 환경의 존재 여부
4. 마스킹 영역 및 허용 재료: 코팅 제외 면적 지정 및 점착제 계열 사용 제한 조건
5. 시험 주체: 아웃가싱 시험 수행기관 및 최종 시험 성적서 발행 주체

이 다섯 가지 항목이 사전에 명확히 정의될 때, 비로소 부품의 신뢰성을 보장하는 최적의 코팅 공정을 설계하고 적용할 수 있습니다.

위 값은 자사 운영 기준(참고자료 7)이며 규격이 정한 값이 아닙니다.

핵심 요약

우주·위성 부품용 코팅을 검토할 때 핵심이 되는 규격 및 공정 가이드라인의 주요 요약은 다음과 같습니다.

• 판정 기준과 측정 방법의 구분: 아웃가싱 합격 기준은 유럽 우주 규격(ECSS-Q-ST-70-02C 5.5.3.1항)에 명시된 RML < 1.0 % 및 CVCM < 0.10 %를 적용합니다. 많은 도면에 인용되는 ASTM E595는 합격 여부를 정하는 문서가 아니라 측정 방법만을 규정하는 규격입니다(참고자료 1 · 2).
• TML이 아닌 RML 중심의 평가: 규격상의 실제 판정 기준은 흡수된 수분을 제외한 RML입니다. 따라서 TML 수치가 1.0 %를 넘더라도, RML이 1.0 % 미만이라면 조건부로 해당 재료를 수용(Acceptance)하도록 규정하고 있습니다(참고자료 1, 5.5.3.3).
• 시험 조건 및 데이터 재현성: 표준 시험은 125 °C, 10⁻³ Pa 이하의 고진공에서 24시간 동안 진행되며, 25 °C 수집판을 사용합니다. 단일 수치뿐만 아니라 동일 재료 3개 시편에 대한 표준편차(산포) 요구 기준까지 만족해야 합니다(참고자료 1).
• 공개 데이터의 해석 한계: SCS 및 NASA 고다드우주비행센터(GSFC)의 공개 자료에 따르면 Parylene의 시험 수치는 모두 기준선 아래에 위치하며, Parylene C의 계산된 RML 역시 0.75 % 및 0.13 % 수준으로 우수합니다. 다만 수분 측정 조건의 차이 등으로 인해 문헌 데이터를 직접적인 합격 증빙으로 쓸 수는 없으며, 공인 시험기관의 개별 성적서 확인이 필수적입니다(참고자료 3 · 5 · 6).
• 선별 시험으로서의 역할: 규격에서는 ASTM E595 측정값을 실제 우주 환경에서의 오염 예측 모델링에 직접 사용하는 것을 금지하고 있습니다. 이 시험의 본래 역할은 재료를 1차적으로 걸러내는 '선별(Screening)'에 있습니다(참고자료 1, 5.1).
• 코팅 공정에서의 오염 관리: 아웃가싱 리스크는 코팅 재료 자체보다 마스킹 잔여물, 전처리 세정액, 작업 중 묻어나는 유분 등 공정 및 취급상의 오염물에서 비롯됩니다(참고자료 1).
• 발주 전 필수 5가지 체크리스트: 코팅을 발주하거나 사양을 확정하기 전 ① 요구 판정값, ② 베이크아웃 계획, ③ 부품의 최고 온도, ④ 마스킹 재료 및 범위, ⑤ 시험 주체의 5가지 항목을 사전에 정의해 주셔야 최적의 공정 설계가 가능합니다.

이 글은 (주)와인의 자사 운영 및 품질 기준을 바탕으로 작성되었으며(참고자료 7), 상세 판정 기준과 시험 조건은 관련 국제 규격 원문을 엄격히 따르고 있습니다.

요구 판정값·베이크아웃 계획·부품 최고 온도·마스킹 재료·시험 주체 다섯 항목을 알려 주시면 코팅 조건과 기록 제출 범위를 회신드립니다. 일반 준비 사항은 견적 요청 체크리스트에 정리했습니다. 산업용 적용 사례 보기 · 상담 문의

참고자료

번호는 성격별로 묶어 매겼습니다(규격 → 기관 문서 → 학술 문헌 → 제조사 기술자료 → 자사 데이터). 본문 괄호 안의 번호가 아래 목록의 번호와 같습니다. 이 글은 특정 재료가 특정 프로젝트의 아웃가싱 요구를 만족한다고 판정하지 않습니다. 판정은 공인 시험 성적서와 프로젝트 사양이 합니다.

규격

1. ECSS-Q-ST-70-02C, Space product assurance — Thermal vacuum outgassing test for the screening of space materials, European Cooperation for Space Standardization, 2008-11-15. 유럽우주국(ESA)이 전문을 공개합니다. https://ecss.nl/standard/ecss-q-st-70-02c-thermal-vacuum-outgassing-test-for-the-screening-of-space-materials/ · 원문 PDF http://esmat.esa.int/ecss-q-st-70-02c.pdf (2026-08-29 확인) — 3.2.6: 회복질량손실(RML)은 흡수된 물을 뺀 시편 자체의 총질량손실이며 RML = TML − WVR. 주기 2는 "물이 언제나 우주선 재료의 결정적 오염물로 여겨지지는 않기 때문에" RML을 도입했다고 밝힙니다. 4.1과 그림 4-3·4-4: 시험은 125 °C에서 24시간, 압력 10⁻³ Pa 이하, 수집판 25 °C이며 시료 조절 조건은 (22 ± 3) °C·상대습도 (55 ± 10) %, 수집판은 125 °C 초과에서 16시간 이상 베이크아웃 후 0 % RH 건조기에 24시간 이상 보관. 5.5.3.1: 재료 선정을 위한 아웃가싱 선별 파라미터는 최소한 RML < 1.0 %, CVCM < 0.10 %. 같은 항 주기 1은 광학 소자용 또는 그 부근 재료에는 더 엄격한 기준이 적용될 수 있다고, 주기 2는 임계 하드웨어를 허용 최고 온도로 며칠간 베이크해 잔류·공정·취급 오염물을 제거하는 것이 표준 관행이 되었다고, 주기 3은 그런 베이크를 거친 뒤의 재료를 시험하는 것이 유의미하다고 적습니다. 5.5.3.3: TML > 1.0 %이면서 RML < 1.0 %인 재료는 −100 °C 미만 장비 미관여·빠른 물 탈착·고전압 조건 아님을 만족하면 고객이 수용해야 하며, 주기는 폴리아마이드·폴리이미드·폴리우레탄의 TML이 흔히 1.0 %를 넘고 물 흡수는 대개 가역적이라고 서술. 5.5.3.4 d: 표준 마이크로 VCM 시험의 CVCM 검출 한계는 약 0.02 %. 5.1 c·d·e: 오염 잠재력 측정은 비교 목적으로만 사용하며, 이 시험 데이터를 오염 예측에 사용해서는 안 되고, 아웃가싱 모델링은 동적 시험 결과에만 근거해야 합니다. 5.1 a: 임무 중 125 °C 초과 단기 노출 또는 50 °C 초과 장기 노출이 있는 재료는 실제 적용을 대표하는 별도 시험을 수행. 5.5.2: 재료당 시편 3개, 표준편차가 TML·RML은 평균의 1/10 미만(최소 0.05 %), CVCM은 평균의 1/5 미만(최소 0.03 %).
2. ASTM E595-15(2021), Standard Test Method for Total Mass Loss and Collected Volatile Condensable Materials from Outgassing in a Vacuum Environment, ASTM International. https://store.astm.org/e0595-15r21.html (2026-08-29 확인) — 125 °C에서 7×10⁻³ Pa 미만 진공에 24시간 노출해 TML과 CVCM을 측정하는 스크리닝 시험법. 합격 기준은 이 규격이 정하지 않습니다. 규격이 무엇을 보증하고 무엇을 보증하지 않는지는 방산·항공 전자장비 코팅에 정리했습니다.

기관 문서

3. Campbell, W. A., Jr. & Scialdone, J. J., Outgassing Data for Selecting Spacecraft Materials, NASA Reference Publication 1124, Revision 3, NASA Goddard Space Flight Center, 1993-09. https://ntrs.nasa.gov/citations/19940017416 (2026-10-07 원문 PDF 확인) — 서문: 시험은 ASTM E 595-77/84/90에 따른 마이크로 CVCM 장비로 125 °C에서 24시간, 수집판 25 °C. 시료는 시험 전 25 °C·상대습도 50 %에서 24시간 조절하고, WVR은 시험 뒤 25 °C·상대습도 50 %에 24시간 노출해 다시 흡수한 물의 양(시작 질량 대비 %)으로 구함. GSFC 데이터 번호는 1985년 시험이 GSC14348부터, 1990년 시험이 GSC18611부터 시작. GSFC 보고서가 TML 최대 1.0 %와 CVCM 최대 0.10 %를 두 기준으로 삼았다는 서술. 데이터 표(Section 3 Conformal Coating · Section 6 Films and Sheet Materials · 알파벳순 목록): PARYLENE C FILM, 제조사 코드 UCC(부록: Union Carbide Corporation), GSC15333 — TML 0.75 %·CVCM 0.02 %·WVR 0.00 %, GSC17988 — TML 0.15 %·CVCM 0.03 %·WVR 0.02 %. RML은 이 자료에 직접 실려 있지 않으며, 본문의 RML은 RML = TML − WVR로 계산한 값입니다. Parylene N·HT 항목은 없습니다.

학술 문헌

4. Garrett, J., Glassford, A. & Steakley, J., "ASTM E 1559 Method for Measuring Material Outgassing/Deposition Kinetics", Journal of the IEST 38(1), 19–28, 1995. https://doi.org/10.17764/jiet.2.38.1.b414325351542n33 — ASTM E1559는 수정 진동자 미량 저울(QCM) 수집 방식으로 재료 아웃가싱 속도와 여러 온도 표면에서의 응축 속도의 시간·온도 의존성을 측정하는 시험법이며, 미 공군 재료연구소 후원 사업에서 우주선 재료용 표준으로 개발됐다는 서술. 원문 PDF를 확보하지 못해(출판사 유료) 출판사가 등록한 초록 범위에서만 인용했습니다.

제조사 기술자료

5. Specialty Coating Systems, SCS Parylene Properties, 2018. https://scscoatings.com/parylene-coatings/properties/ · 본문 확인은 공개 미러본 https://nrf.aux.eng.ufl.edu/_files/documents/176.pdf (2026-08-29 확인) — C절 3항(진공 안정성): NASA 제트추진연구소가 49.4 °C·10⁻⁶ torr에서 시험한 Parylene N의 TML 0.30 %, NASA 고다드우주비행센터의 ASTM E595 시험에서 SCS Parylene C·HT의 TML 0.07 %·0.03 %, 대응 CVCM 0.0003 %·0.0017 %. C절 1항: Parylene C의 공기 중 연속 사용 온도 80 °C, 산소가 없는 분위기나 우주의 진공에서는 220 °C 연속 노출에도 비슷하게 견딜 것으로 서술. WVR과 RML 값은 이 자료에 실려 있지 않습니다. 재료 공급사가 발행한 이해관계 있는 1차 자료입니다.
6. Kumar, R. (Specialty Coating Systems), "Parylene HT®: A High Temperature Vapor Phase Polymer for Electronics Applications", IMAPS International Conference on High Temperature Electronics (HiTEC), 2010, 108–113. https://doi.org/10.4071/hitec-rkumar-tp13 (2026-10-07 원문 확인) — Outgassing 절: Parylene HT를 ASTM E595로 시험한 %TML 0.03, %CVCM 0.04. 시험 기관과 시험 조건의 세부는 적혀 있지 않습니다. 참고자료 5와 같은 재료 공급사 소속 저자의 발표문이며, 같은 재료의 CVCM이 참고자료 5(0.0017 %)와 다릅니다.

자사 데이터

7. (주)와인 자사 운영 기준 (2026-08) — 두께 운영 범위 0.5–50 µm, 마스킹 경계 정밀도 약 100 µm, Parylene C·N 상시 운영(D·HT는 사양 협의), 배치별 공정 조건·전처리 이력 기록과 제출, 요청 시 동반 시편 투입. 자사 설비 운영 기준이며 외부 시험기관 성적서가 아닙니다. 아웃가싱 시험을 수행하지 않으며 RML·CVCM 성적서를 발행하지 않고, 베이크아웃 공정을 제공하지 않습니다.