ASTM D5178 Standardprüfverfahren zur Bestimmung der Kratzfestigkeit organischer Beschichtungen

ASTM D5178 Standardprüfverfahren zur Bestimmung der Kratzfestigkeit organischer Beschichtungen

Die von der American Society for Testing and Materials (ASTM) entwickelte Norm ASTM D5178 zur Bestimmung der Kratzfestigkeit organischer Beschichtungen beschreibt ein Prüfverfahren zur Ermittlung der Kratzfestigkeit auf ebenen und glatten Oberflächen. Die Ergebnisse werden als Kratzfestigkeit organischer Beschichtungen wie Lacke, Firnisse und Lasuren auf ebenen und glatten Plattenoberflächen angegeben.

ASTM D5178 Standardprüfverfahren zur Bestimmung der Kratzfestigkeit organischer Beschichtungen

In manchen Fällen ist die Beschädigung von Beschichtungen auf Untergründen unter typischen Nutzungsbedingungen nicht akzeptabel. Dieses Prüfverfahren hat sich als nützlich erwiesen, um den Grad der Beschädigung von Beschichtungen auf Untergründen zu bestimmen. Insbesondere ist es sehr hilfreich, um relative Bewertungen für verschiedene beschichtete Platten zu liefern, die deutliche Unterschiede im Beschädigungsgrad aufweisen.

Das im ASTM-Standard D5178 beschriebene Prüfverfahren ist primär auf Beschichtungen wie Farben, Lacke und Firnisse anwendbar. Es bewertet, wie gut eine Beschichtung sichtbaren Oberflächenbeschädigungen widersteht, wenn sie einer kontrollierten mechanischen Krafteinwirkung ausgesetzt wird.

Kratzfestigkeit ist eine wichtige Eigenschaft, da beschichtete Oberflächen bei der Herstellung, dem Transport, der Montage, der Reinigung, der Handhabung und im normalen Gebrauch beschädigt werden können. Eine Beschichtung mit guter Kratzfestigkeit kann ihr Aussehen und ihre Schutzfunktion besser bewahren.

Dieser Test eignet sich besonders gut zum Vergleich verschiedener beschichteter Paneele und zur Ermittlung derjenigen Beschichtung mit der besten Beständigkeit gegen Oberflächenkratzer. Er gilt als der aussagekräftigste Test zur Ermittlung relativer Bewertungen von Beschichtungen mit signifikanten Unterschieden in der Kratzfestigkeit.

Ein Kratzer ist eine sichtbare Oberflächenmarkierung, Schramme oder sonstige Beschädigung, die entsteht, wenn ein Gegenstand mit einer beschichteten Oberfläche in Berührung kommt. Kratzfestigkeit ist nicht mit Härte oder Abriebfestigkeit zu verwechseln. Eine Beschichtung kann eine hohe Härte aufweisen und dennoch anfällig für bestimmte Oberflächenmarkierungen sein. Daher gibt die Kratzfestigkeit Aufschluss darüber, inwieweit die Beschichtung ihr Oberflächenbild unter spezifischer mechanischer Belastung bewahrt. Beispielsweise kann ein Bauteil der Fahrzeuginnenausstattung während der Montage und des Gebrauchs mit Werkzeugen, Schraubenschlüsseln, Verpackungsmaterialien oder anderen Komponenten in Kontakt kommen. Eine Beschichtung mit geringer Kratzfestigkeit kann sichtbare Spuren entwickeln, selbst wenn das darunterliegende Material strukturell intakt bleibt.

Prinzipiell legt die Norm ASTM D5178 die Kraft fest, die erforderlich ist, um eine erkennbare Markierung auf einer beschichteten Oberfläche zu erzeugen. Ein Prüfgerät wendet mithilfe eines definierten Kontaktelements eine abgestufte oder kontrolliert kontrollierte Kraft auf die Beschichtung an. Anschließend wird die Oberfläche untersucht, um festzustellen, ob sich eine sichtbare Markierung gebildet hat. Höhere Kräfte, die zur Erzeugung einer bestimmten Markierung erforderlich sind, führen im Allgemeinen zu einer besseren Beständigkeit gegenüber prüfbedingten Oberflächenmarkierungen. Präzise Ausrüstung, Vorbereitungsanforderungen, Betriebsbedingungen und Bewertungskriterien sind notwendig, um gültige und reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen.

Die Norm ASTM D5178 ist für organische Beschichtungen auf glatten, ebenen Untergründen konzipiert. Beispiele, die in dieser Norm explizit genannt werden, sind:

  • Farbstoffe
  • Lacke
  • Seen
  • Andere organische Beschichtungssysteme werden auf geeignete Flachplatten aufgebracht

Daher eignet sich die Methode für Branchen, in denen Aussehen und Oberflächenbeständigkeit wichtig sind.

Im Allgemeinen umfasst die Testmethode folgende Schritte:

  • Vorbereitung der beschichteten Platte: Eine ebene, glatte Platte wird mit dem zu prüfenden Material beschichtet. Die Beschichtung muss gemäß den entsprechenden Anforderungen vorbereitet und konditioniert werden.
  • Beschichtungsprüfung: Vor der Prüfung wird die Beschichtung geprüft, um sicherzustellen, dass die Oberfläche für die Prüfung geeignet und frei von Mängeln ist, die die Auswertung beeinträchtigen könnten.
  • Anwendung der Prüfkraft: Die Prüfvorrichtung wendet eine kontrollierte mechanische Last auf die beschichtete Oberfläche an. Der Prüfkontakt erzeugt eine lokale mechanische Wechselwirkung mit der Beschichtung.
  • Oberflächenprüfung: Nach der Prüfung wird die Oberfläche auf Kratzer untersucht. Das Erscheinungsbild der Beschichtung wird mit den geltenden Bewertungskriterien verglichen.
  • Bestimmung der Kratzkraft: Die Kraft, die erforderlich ist, um einen bestimmten sichtbaren Kratzer zu erzeugen, wird erfasst. Dieser Wert kann anschließend zum Vergleich verschiedener Beschichtungen verwendet werden.

Das Testergebnis hängt von der Beschichtungsvorbereitung, dem Substrat, der Schichtdicke, der Konditionierung, der Ausrüstung und den Bewertungsbedingungen ab.

Die Norm ASTM D5178 ist wichtig, da kosmetische Oberflächenschäden ein erhebliches Qualitätsproblem darstellen können, selbst wenn eine Beschichtung physisch auf dem Untergrund haftet. Dieser Test bietet eine standardisierte Methode zum Vergleich von Beschichtungssystemen und hilft Herstellern bei der Beantwortung von Fragen wie:

  • Welche Beschichtung bietet einen besseren Schutz vor Oberflächenkratzern?
  • Ist die neue Beschichtungsrezeptur haltbarer als die vorherige?
  • Hat eine Änderung des Harzes, des Pigments, des Zusatzstoffs oder der Aushärtungsbedingungen Einfluss auf die Kratzfestigkeit?
  • Welche Beschichtung eignet sich besser für Anwendungen mit häufigem Kontakt?
  • Behält die Beschichtung während des Gebrauchs und der Handhabung ein akzeptables Aussehen?

In dieser Norm werden insbesondere die Situationen beschrieben, in denen Kratzer unzulässig sind, und es wird erklärt, dass mit dem Verfahren der Grad der Kratzer zwischen beschichteten Paneelen unterschieden werden kann.

Die Norm ASTM D5178 ist besonders nützlich für die Entwicklung und Qualitätsbewertung von Automobilbeschichtungen. Fahrzeugkomponenten weisen Oberflächen auf, die häufig berührt, angefasst, gereinigt oder mit anderen Objekten in Kontakt gebracht werden. Mögliche Anwendungsbereiche umfassen die Bewertung von:

  • Bodenbeläge für den Innenbereich
  • Dekorative Beschichtungen
  • Lackierte Kunststoffkomponenten
  • Oberflächen im Zusammenhang mit dem Armaturenbrett
  • Oberflächen der Konsole und der Türverkleidung
  • Dekorative, bemalte Komponenten
  • Andere glatt beschichtete Automobilteile

Im Automobilbereich trägt die Kratzfestigkeit wesentlich zur langfristigen optischen Qualität bei. Eine Oberfläche, die schnell Kratzer oder Gebrauchsspuren entwickelt, kann einen minderwertigen Eindruck erwecken, selbst wenn ihre strukturelle Leistungsfähigkeit nicht beeinträchtigt ist.

Mehrere Faktoren können die Ergebnisse der Kratzfestigkeit beeinflussen. Zu den wichtigsten Aspekten gehören:

  • Beschichtungsformulierung: Das Harzsystem, die Pigmente, die Füllstoffe, die Additive und das Härtungssystem können alle die Reaktion der Beschichtung auf mechanischen Kontakt beeinflussen.
  • Schichtdicke: Unterschiede in der Schichtdicke können das Oberflächenverhalten beeinflussen und somit Auswirkungen auf Vergleiche haben.
  • Substrat: Das Substrat unterhalb der Beschichtung kann das mechanische Verhalten des beschichteten Systems beeinflussen.
  • Oberflächenbeschaffenheit: Oberflächenrauheit, Defekte, Verunreinigungen und frühere Beschädigungen können die Sichtbarkeit und Form eines Kratzers beeinflussen.
  • Wartung: Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Wartungshistorie können die mechanischen Eigenschaften organischer Beschichtungen beeinflussen.
  • Beurteilung von Kratzern: Da es bei dem Test darum geht, festzustellen, wann ein sichtbarer Kratzer entstanden ist, ist eine konsistente Beurteilung wichtig, um reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen.

Die Norm ASTM D5178 ist kein universelles Maß für die Haltbarkeit aller Beschichtungen. Sie befasst sich speziell mit der Kratzfestigkeit auf flachen, glatten Oberflächen und liefert Ergebnisse bezüglich der Kraft, die zum Erzeugen eines Kratzers erforderlich ist. Daher sollte sie nicht automatisch als vollständige Messung von Folgendem interpretiert werden:

  • Verschleißfestigkeit
  • Kratzfest unter allen Bedingungen.
  • Schlagfestigkeit
  • Haftung
  • Chemische Beständigkeit
  • Witterungsbeständigkeit
  • Allgemeine Beschichtungsbeständigkeit

Kratzfestigkeit ist Teil eines umfassenderen Spektrums von Beschichtungseigenschaften. Je nach Anwendung können Hersteller auch die folgenden Tests fordern:

  • Härte der Beschichtung
  • Haftung
  • Verschleißfestigkeit
  • Kratzfestigkeit
  • Schlagfestigkeit
  • Flexibilität
  • Chemische Beständigkeit
  • Witterungsbeständigkeit
  • Helligkeit und Aussehen

Diese Tests messen unterschiedliche Merkmale und sollten nicht als austauschbar betrachtet werden.

Seit vielen Jahren versteht unser Unternehmen mit seinem kompetenten und erfahrenen Team die Bedürfnisse seiner Kunden, bietet ihnen die benötigten fortschrittlichen Prüfdienstleistungen und unterstützt sie beim Aufbau, der Implementierung und der Optimierung von Managementsystemen. In diesem Rahmen bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm ASTM D5178 an.

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