ISO 19252 Kunststoffe – Bestimmung der Kratzeigenschaften

Die von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) veröffentlichte Norm „ISO 19252 Kunststoffe – Bestimmung der Kratzeigenschaften“ beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der Kratzeigenschaften von Kunststoffen unter definierten Bedingungen. Bei dieser Methode wird ein Kratzer erzeugt, indem ein starres Werkzeug (Kratzspitze) mit einer bestimmten Geometrie unter bestimmten Last- und Geschwindigkeitsbedingungen entlang der Oberfläche einer Testprobe bewegt und anschließend das Ergebnis ausgewertet wird.

Mit diesem Verfahren wird das Verhalten bestimmter Probentypen unter definierten Kratzbedingungen untersucht und die Kratzarten der Proben innerhalb der durch die Prüfbedingungen gegebenen Grenzen klassifiziert. Es kann auch verwendet werden, um Vergleichsdaten für verschiedene Materialtypen mithilfe einer Kratzkarte zu ermitteln, in der die Arten des Kratzverhaltens für jeden Satz von Testlast- und Testgeschwindigkeits-Testbedingungen unter Verwendung der grundlegenden Methode des Tests mit konstanter Last und auch mithilfe der pseudokritischen Normallast bestimmt werden, die unter Verwendung der alternativen Methode des Tests mit linear zunehmender Last bestimmt wird.

Dieses Verfahren eignet sich für den Einsatz mit unbeschichteten und unpolierten thermoplastischen Formmaterialien und duroplastischen Formmaterialien. Außerdem werden die bevorzugten Abmessungen und die bevorzugte Kratzspitzengeometrie für die Testprobe angegeben.

Für die Zwecke dieser Norm gelten die folgenden Begriffe und Definitionen.

• Ein Kratzer ist der Schaden, der durch ein hartes Werkzeug (Kratzspitze) verursacht wird, wenn es unter festgelegten Bedingungen hinsichtlich Spitzengeometrie, Prüflast und Prüfgeschwindigkeit über die Oberfläche einer Prüfprobe bewegt wird. Der in dieser Definition verwendete Begriff Oberfläche bezieht sich auf die makroskopische Oberfläche, nicht auf die mikroskopische Prüffläche.
• Unter Prüflast versteht man die schematische Darstellung der Kratzlast, die während der Prüfung durch die Kratzspitze senkrecht auf die Prüfprobe ausgeübt wird.
• Die Testgeschwindigkeit bezieht sich auf die relative Verschiebungsrate zwischen der Kratzspitze und der Testprobe während des Tests.
• Die Kratzkraft ist die horizontale Kraft zwischen der Kratzspitze und der Testprobe zu jedem Zeitpunkt während des Tests.
• Die Kratzspitzenverschiebung ist die vertikale Verschiebung der Kratzspitze relativ zur Oberfläche der Testprobe zu jedem beliebigen Zeitpunkt während des Tests.
• Die Kratzdistanz ist die horizontale Distanz, die die Kratzspitze zu einem beliebigen Zeitpunkt während des Tests relativ zur Testprobe zurücklegt.
• Unter dem Linienverhalten versteht man die Art der Verformung des Materials unter dem Einfluss der Linienspitze. Das Kratzverhalten wird in drei Typen unterteilt: Pflügen, Keilen und Scheren.
• Beim Kratzverhalten ist der Widerstand die Kratzkraft während des Tests und die Verschiebung der Kratzspitze ist entlang der Kratzstrecke konstant. Die Oberfläche des Kratzers ist über die gesamte Länge glatt und nicht rau. Ein kleines, intrinsisches Niveau episodischer Signalschwingungen (weniger als 3 N Linienkraft und 10 µm Spitzenverschiebung) ist akzeptabel.
• Beim Verkeilen handelt es sich um ein Kratzverhalten, bei dem die Kratzkraft oder die Kratzspitzenverschiebung oszilliert, was zu einer entsprechenden Vergrößerung der tatsächlich von der Kratzspitze während des Tests zurückgelegten Distanz führt. Die zerkratzte Oberfläche weist ein durchgehendes gezacktes oder keilförmiges Muster auf und es kommt zum Ruckgleiten.
• Scherung ist das Kratzverhalten, bei dem die Kratzkraft oder die Verschiebung der Kratzspitze zufällig variiert, was zu einer entsprechenden Vergrößerung der tatsächlich von der Kratzspitze während des Tests zurückgelegten Distanz führt. Bei der Prüfung werden Späne aus der Oberfläche geschnitten.
• Die kritische Normallast ist die minimale Normallast, bei der bei einer bestimmten Testgeschwindigkeit eine Verkeilung oder Scherung (je nachdem, was zuerst eintritt) auftritt.

Eine Standardprüfprobe wird mit einer starren Spitze bewertet, die eine Last senkrecht auf die Prüfprobe ausübt und sich mit konstanter Geschwindigkeit längs entlang der Mittellinie der Prüfprobe über die Oberfläche bewegt. Während des Kratzens werden die horizontale Kraft zwischen der Kratzspitze und der Testprobe, die vertikale Verschiebung der Kratzspitze und die Kratzdistanz kontinuierlich gemessen und aufgezeichnet. Die so erstellten Ritzkraft-Ritzweg- und Spitzenweg-Ritzweg-Diagramme beschreiben das Ritzverhalten des Prüflings.

Mithilfe der Fundamentalmethode des Konstantlasttests kann die Art des Kratzverhaltens für einen Satz von Testbedingungen (Last und Geschwindigkeit) bestimmt und als sogenannte Kratzkarte ausgedrückt werden. Durch die Verwendung einer alternativen Methode zur linearen Erhöhung der Belastungsprüfung kann die kritische Normallast bei einer gegebenen Prüfgeschwindigkeit ermittelt werden. Änderungen der Steigung oder Spitzen in der Kratzkraft-/Kratzdistanzkurve weisen auf Übergänge von einem Kratzverhalten zu einem anderen hin.

Als Proben werden Mehrzweckprüfkörper des Typs A nach der Norm ISO 3167 verwendet. Die Prüfmuster müssen gemäß den Normen ISO 294-1 oder ISO 10724-1 unter den in der jeweiligen Norm für das zu untersuchende Material festgelegten Bedingungen direkt spritzgegossen werden. Proben sollten außerhalb des Testbereichs entsprechend markiert werden, um die Schmelzflussrichtung, die spezifische Kavität, aus der die Probe stammt (bei Verwendung einer Mehrfachkavitätsform), und die Seite der Form, auf der eine bestimmte Probenfläche geformt wird (Kavitätsplattenseite oder feste Plattenseite), anzuzeigen. Einige Materialarten können je nach Oberfläche der getesteten Probe oder Schmelzflussrichtung ein unterschiedliches Kratzverhalten aufweisen. Es ist wichtig, dass alle Bedingungen während der Probenvorbereitung streng kontrolliert werden, um sicherzustellen, dass sich alle Testproben im gleichen Zustand befinden.

Prüflinge dürfen nicht verbogen werden. Oberflächen und Kanten müssen frei von Kratzern, Dellen, Vertiefungen, Graten und anderen Mängeln sein. Die Einhaltung dieser Anforderungen ist bei den Probekörpern durch Sichtprüfung mit Linealen, Winkeln und flachen Platten sowie durch Messung der Abmessungen (Dicke und Breite) des Parallelepiped-Abschnitts auf 0,01 mm genau zu prüfen. Proben, die messbare oder erkennbare Abweichungen von einer dieser Anforderungen aufweisen, müssen zurückgewiesen werden. Bei Spritzgussproben ist es nicht erforderlich, die Abmessungen jeder einzelnen Probe zu messen. Es genügt, aus jedem Set eine Probe zu messen. Bei der Verwendung von Mehrfachkavitätenwerkzeugen werden die Abmessungen einer Probe aus jeder Kavität gemessen. Wenn der Größenunterschied zwischen den Formhohlräumen mehr als 0,02 mm beträgt, sollten Proben aus jedem Hohlraum als unterschiedliche Chargen behandelt werden.

Zur Bestimmung der Art des Kratzverhaltens ist für jeden Satz von Testbedingungen eine einzelne Probe erforderlich, wenn während eines einzelnen Tests nur eine Art von Kratzverhalten auftritt. Wenn während eines einzelnen Tests mehr als eine Art von Kratzverhalten auftritt, sind für jeden Satz von Testbedingungen drei Proben erforderlich. Um eine Scratch Map zu erhalten, wird empfohlen, mindestens 25 verschiedene Sätze von Testbedingungen zu verwenden (z. B. fünf verschiedene konstante Testlasten und fünf verschiedene Testgeschwindigkeiten). Zur Ermittlung der kritischen Normallast werden für jeden Prüfzustand, also für jede Prüfgeschwindigkeit, drei Proben benötigt.

Sofern in der entsprechenden Norm nichts anderes angegeben ist oder die betreffenden Parteien nichts anderes vereinbart haben, sollten die Proben mindestens 291 Stunden lang in einer der in der Norm ISO 16 angegebenen Standardatmosphären konditioniert werden.

Unsere Organisation, die seit Jahren versucht, Unternehmen aus allen Branchen mit einer breiten Palette von Test-, Mess-, Analyse- und Bewertungsstudien zu unterstützen, verfügt über einen starken Mitarbeiterstamm, der die Entwicklungen in der Welt der Wissenschaft und Technologie aufmerksam verfolgt und sich ständig verbessert. In diesem Rahmen werden für Unternehmen auch Prüfdienstleistungen nach der Norm „ISO 19252 Kunststoffe – Bestimmung der Kratzeigenschaften“ angeboten.