Testmethode für die Haftungseigenschaften des Toyota TSH1503G-Lackfilms

In der vom Fahrzeughersteller Toyota entwickelten Norm „Toyota TSH1503G Testmethode für die Klebeeigenschaft von Lackfilmen“ wird ein Verfahren zur Bestimmung der Klebekraft von Fahrzeuglacken beschrieben.

Unter der Haftung einer Beschichtung versteht man die starke Verbindung zwischen der Beschichtung und dem Untergrund eines Materials. Die meisten Beschichtungen müssen nach Abschluss der Aushärtung und Filmbildung eine starke Bindung eingehen und noch lange auf dem Untergrund haften. Bei der Haftung spielt die Filmbildung eine wichtige Rolle. Verschiedene Faktoren wie Schrumpfung und Druck beeinflussen die Filmbildung nach der Aushärtung. Die Haftfestigkeit zwischen Beschichtung und Untergrund hängt von folgenden Materialeigenschaften ab:

• Adhäsion: Die Haftfestigkeit eines Klebstoffs auf der Substratoberfläche
• Kohäsion: Die Stärke der Bindung zwischen kohäsiven Partikeln

Haftung ist eine der Schlüsseleigenschaften in der Farben- und Lackindustrie. Es sorgt dafür, dass die Schicht bzw. der Lackfilm besonders unter aggressiven Bedingungen lange auf dem Untergrund haftet. Die Art der Haftung steht in direktem Zusammenhang mit der Haltbarkeit und Qualität der Beschichtung. Zu den Schlüsselelementen, die die Haftung von Beschichtungen auf dem Untergrund regulieren, gehören:

• Schnittstelle zur Substratbeschichtung
• Zusammensetzung von Beschichtungen
• Filmbildung (muss so sein, dass die Grenzfläche möglichst stark ist)

Einer Theorie zufolge kleben zwei Materialien aufgrund der Gravitationskräfte zusammen. Diese Kräfte wirken zwischen Oberflächenmolekülen und haften an ihren Grenzflächen. Das sind intermolekulare Kräfte. Die entstehenden Oberflächenkräfte werden als Sekundärkräfte bezeichnet. Damit sich diese Kräfte entfalten können, müssen Farbstoffmoleküle engen molekularen Kontakt mit der Substratoberfläche herstellen.

Auch Säure-Base-Wechselwirkungen und Wasserstoffbrückenbindungen können zu intrinsischen Adhäsionskräften beitragen. Um eine gute Absorption zu erreichen, ist es wichtig, einen ständigen Kontakt zwischen dem Lackfilm und dem zu verklebenden Material herzustellen.

Die in der Toyota-Norm TSH1503G beschriebene Gitterschnittprüfung ist eine Methode zur Bestimmung des Widerstands von Farben und Beschichtungen gegen die Ablösung von Substraten mithilfe eines Werkzeugs, das in das Substrat eindringt, indem es ein rechtwinkliges Gittermuster in die Beschichtung schneidet.

Mit dieser Methode ist es möglich, einen schnellen Pass/Fail-Test durchzuführen. Bei der Prüfung eines Mehrschichtsystems kann die Bestimmung des Widerstands gegen Trennung verschiedener Schichten durchgeführt werden. Bei diesem Test wird mit einem Cuttermesser oder einem geeigneten Metallmesser ein gitterförmiger Einschnitt in einer Fläche von mindestens 10 x 10 cm bis zur Unterschicht vorgenommen. Es werden horizontal und vertikal gleichmäßig verteilte Schnitte (8–10 mm) erstellt, um ein Gittermuster auf der Oberfläche des Testbereichs zu erzeugen. Der Schnittbereich wird mit Klebeband abgedeckt und kräftig entfernt. Zur Ermittlung des Ergebnisses wird die Fläche beobachtet.

Die Haftung wird normgerecht wie folgt klassifiziert:

• ISO 0: Die Kanten der Ausschnitte sind völlig glatt, keines der Quadrate im Raster ist getrennt. Die Oberfläche ist nach den notwendigen Vorbereitungen zum Streichen geeignet.
• ISO 1: An den Kreuzungspunkten der Schnitte werden kleine Beschichtungsflocken abgebrochen, ein Querschnittsbereich von 5 Prozent ist betroffen. Die Oberfläche ist nach den notwendigen Vorbereitungen zum Streichen geeignet.
• ISO 2: Kleine Beschichtungsflocken lösten sich an den Schnittstellen der Schnitte entlang der Kanten, wobei 5–15 Prozent der Querschnittsfläche betroffen waren. Nach den notwendigen Vorbereitungen ist die Oberfläche zum Streichen geeignet.
• ISO 3: An den Rändern blättert die Farbe teilweise oder vollständig ab oder einige Rahmen sind teilweise oder vollständig abgeplatzt, wobei eine Querschnittsfläche von 15 bis 35 Prozent betroffen ist. Vor dem Lackieren wird eine haftende, fixierende Grundierung auf das Gitter aufgetragen und nach dem Trocknen wird der Test wiederholt, um die Haftung zu bewerten. Wenn sich die Werte verbessern, kann die Oberfläche nach einer Schicht Fixiergrundierung gestrichen werden. Andernfalls wird vor dem Neuanstrich ein Teil oder die gesamte Oberfläche abgekratzt.
• ISO 4: Entlang der Schnittkanten ist Farbe in großen Streifen abgeplatzt oder einige Quadrate sind teilweise oder vollständig abgetrennt, wobei eine Querschnittsfläche von 35 bis 65 Prozent betroffen ist. Vor dem Lackieren muss die Oberfläche teilweise oder vollständig abgekratzt werden.
• ISO 5: Jeder Abblätterungsgrad, der nicht unter die Klassifizierung ISO 65 fällt und bei dem die abgetrennte Farbe mehr als 4 Prozent der Querschnittsfläche ausmacht. Vor dem Lackieren muss die Oberfläche vollständig abgekratzt werden.

Neben den zahlreichen Test-, Mess-, Analyse- und Bewertungsstudien, die es für Unternehmen in verschiedenen Branchen anbietet, bietet unsere Organisation auch Testdienstleistungen gemäß der Norm „Toyota TSH1503G Testmethode für die Haftungseigenschaft von Lackfilmen“ mit geschultem und fachkundigem Personal an fortschrittliche technologische Ausrüstung.