ISO 15184 Farben und Lacke – Bestimmung der Filmhärte durch den Bleistifttest

Die Norm „ISO 15184 – Farben und Lacke – Bestimmung der Filmhärte durch Bleistifttest“ der Internationalen Organisation für Normung (ISO) beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der Filmhärte durch Aufdrücken von Bleistiften bekannter Härte auf einen Film. Dieses Verfahren kann für eine einzelne Schicht einer Farbe, eines Lacks oder eines verwandten Produkts oder für die Deckschicht eines Mehrschichtsystems angewendet werden.

Dieser Schnelltest ist nicht geeignet, um die Bleistifthärte verschiedener Beschichtungen zu vergleichen. Er eignet sich eher zur relativen Bewertung verschiedener beschichteter Platten mit deutlich unterschiedlicher Bleistifthärte. Diese Methode ist nur für glatte Oberflächen geeignet.

Im Prinzip wird eine Bleistiftspitze mit einer bestimmten Geometrie in einem 45-Grad-Winkel mit einer Kraft von 7,35 N plus/minus 0,15 N gegen die Lackoberfläche gedrückt. Die Härte der Bleistiftspitze wird schrittweise erhöht, bis sichtbare Defekte auf der Lackoberfläche auftreten. Das Prüfergebnis ist die höchste Härte, bei der keine Flecken entstehen.

In der Welt der Beschichtungen und Oberflächenbehandlungen ist die Beurteilung der Haltbarkeit und Beständigkeit eines Farb- oder Lackfilms entscheidend für die Gewährleistung von Produktqualität und -leistung. Eine der einfachsten und zugleich effektivsten Methoden hierfür ist die ISO 15184. Diese Norm bietet eine einfache Methode zur Messung der Kratzfestigkeit von Beschichtungsfilmen mithilfe von Bleistiften unterschiedlicher Härtegrade.

Dieser Standard ist besonders in Branchen wie der Automobil-, Möbel- und Bauindustrie wertvoll, wo Beschichtungen dem täglichen Verschleiß standhalten müssen, ohne leicht zu verkratzen oder sich abzunutzen. Im Gegensatz zu komplexeren Tests, die spezielle Geräte erfordern, kommt diese Methode mit alltäglichen Werkzeugen (Stiften) aus und ist daher sowohl für Qualitätskontrolllabore als auch für Hersteller zugänglich.

Der Bleistifthärtetest entstand aus dem Bedürfnis der Lackindustrie, schnell zwischen Filmen unterschiedlicher Härte zu unterscheiden. Dabei werden reale Kratzer, wie sie beispielsweise durch Schlüssel, Werkzeuge oder Fingernägel verursacht werden, durch kontrollierten Druck mit der Bleistiftspitze simuliert.

Die Hauptziele der Norm ISO 15184 sind:

• Bereitstellung einer wiederholbaren Methode zur Bewertung der Beschichtungshärte.
• Ermöglicht ein schnelles Screening von Formulierungen während der Entwicklung.
• Zur Unterstützung der Einhaltung von Produktspezifikationen und gesetzlichen Anforderungen.

Die Testmethode ist recht einfach; sie ist nicht für den quantitativen Vergleich leicht unterschiedlicher Beschichtungen gedacht. Vielmehr, so betonen die Tester, eignet sie sich am besten für die Beurteilung signifikanter Unterschiede zwischen verschiedenen Platten.

Die Norm ISO 15184 gilt für organische Beschichtungen auf starren oder halbstarren Substraten wie Metall-, Holz- oder Kunststoffplatten. Dieses Verfahren ist sowohl für Klarlacke als auch für pigmentierte Farben anwendbar, sofern der Film vollständig ausgehärtet ist und gut auf der Oberfläche haftet. Die wichtigsten Ausnahmen sind:

• Weiche oder ungehärtete Filme, die sich unter minimalem Druck verformen.
• Extrem harte Oberflächen können die Ergebnisse beeinträchtigen.

Ein Anhang zu dieser Norm befasst sich mit der Anwendbarkeit und betont, dass die Ergebnisse je nach Umgebungsfaktoren wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit variieren können. Bei Mehrschichtsystemen bewertet der Test die Härte des Decklacks nach festgelegten Trocknungszeiten.

Für diese Testmethode ist nur minimale Ausrüstung erforderlich: ein Satz Bleistifte der Härtegrade 6B (weich) bis 9H (härte) auf der HB-Skala, eine flache Testplatte und optionale Werkzeuge wie ein Härteprüfgerät zur Konsistenzprüfung. Die Methode läuft typischerweise wie folgt ab:

• Probenvorbereitung: Die Beschichtung wird mit Standardmethoden wie Sprühen oder Streichen auf eine saubere, ebene Oberfläche (z. B. Glas- oder Metallplatte) aufgetragen. Der Film wird unter kontrollierten Bedingungen (z. B. 24 Stunden bei 23 °C und 50 % relativer Luftfeuchtigkeit) getrocknet bzw. ausgehärtet. Um Dickenschwankungen zu vermeiden, sollte die Trockenfilmdicke im Allgemeinen zwischen 25 und 50 Mikrometern liegen und gleichmäßig sein.
• Bleistiftauswahl und -vorbereitung: Verwenden Sie gespitzte Bleistifte bekannter Härte, die in einem Halter oder einer Halterung gehalten werden, um einen konstanten 45-Grad-Winkel und eine Belastung von 750 Gramm (ca. 7,5 N) aufrechtzuerhalten. Beginnen Sie mit dem weichsten Bleistift (6B) und arbeiten Sie sich bis zu den härteren (9H) vor.
• Durchführung des Tests: Legen Sie die Platte auf eine ebene, waagerechte Fläche. Führen Sie den Bleistift mit gleichmäßigem Druck in einer Bewegung ca. 6–7 mm über die Folienoberfläche. Achten Sie auf Spuren: Sind keine Kratzer oder Ablösungen sichtbar, ist die Folie härter als die angegebene Härte. Wiederholen Sie den Vorgang mit dem nächsthärteren Bleistift, bis ein Fehler (sichtbare Abnutzung oder Ablösen der Folie) auftritt. Die Härte wird als die härteste Bleistifthärte angegeben, die die Folie nicht beschädigt.
• Auswertung: Für jeden Bleistifthärtegrad werden mindestens drei Bewegungen durchgeführt. Zwischen den Versuchen wird das Panel um 90 Grad gedreht, um Richtungsänderungen zu berücksichtigen. Das Ergebnis wird mit „H“ oder „2H“ angegeben und gibt beispielsweise die Bleistifthärte der Folie an.

Für eine höhere Genauigkeit sind im Handel automatisierte Bleistifthärteprüfer erhältlich, die Normen wie ISO 15184 und ASTM D3363 erfüllen. Diese Geräte sorgen für einen gleichmäßigen Druck und Winkel und reduzieren so die Bedienervariation.

Die Bleistifthärteskala ist eine qualitative Abstufung:

• Weiche Spitze (B-Serie) 6B, 5B, B: Ideal für flexible, nicht scheuernde Beschichtungen.
• Medium HB: Ausgewogen für Allzweckfarben.
• Harte Spitze (H-Serie) H, 2H, 3H, 9H: Für langlebige, kratzfeste Oberflächen wie elektronische Geräte oder Fahrzeuge.

Beispielsweise weist die Klasse 3H auf eine robuste Folie hin, die für Anwendungen mit hoher Beanspruchung geeignet ist. Höhere Klassen korrelieren jedoch nicht immer linear mit der tatsächlichen Haltbarkeit; Faktoren wie Flexibilität und Haftung spielen eine Rolle. Diese Norm warnt davor, sich bei der Beurteilung der absoluten Leistung zu sehr auf Bleistifttests zu verlassen.

Unser Unternehmen mit seinem kompetenten und erfahrenen Team versteht seit Jahren die Bedürfnisse unserer Kunden, bietet ihnen die erforderlichen fortschrittlichen Prüfdienstleistungen und unterstützt sie bei der Einrichtung, Implementierung und Verbesserung von Managementsystemen. In diesem Zusammenhang bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß ISO 15184 „Farben und Lacke – Bestimmung der Filmhärte durch Bleistiftprüfung“ an.