ISO 15184 Краски и лаки. Определение твёрдости плёнки карандашным тестом

Стандарт Международной организации по стандартизации (ИСО) «ISO 15184 Краски и лаки. Определение твёрдости плёнки карандашным тестом» описывает метод определения твёрдости плёнки путём надавливания на неё карандашами известной твёрдости. Этот метод может применяться как для одного слоя краски, лака или аналогичного продукта, так и для верхнего слоя многослойной системы.

Этот быстрый тест не показал своей эффективности для сравнения твёрдости различных покрытий по карандашу. Он более полезен для получения относительных оценок для ряда панелей с покрытием, которые демонстрируют существенные различия в твёрдости по карандашу. Этот метод применим только для гладких поверхностей.

Принцип действия заключается в том, что кончик карандаша определённой геометрии прижимается к поверхности покрытия под углом 45 градусов с усилием 7,35 Н (±0,15 Н). Твёрдость кончика карандаша постепенно увеличивается до тех пор, пока на поверхности покрытия не появятся видимые дефекты. Результатом испытания является максимальная твёрдость, при которой не образуются пятна.

В сфере покрытий и отделочных материалов оценка долговечности и стойкости лакокрасочной плёнки имеет решающее значение для обеспечения качества и эксплуатационных характеристик продукции. Одним из самых простых и эффективных методов такой оценки является стандарт ISO 15184. Этот стандарт предлагает простую методику измерения стойкости лакокрасочных плёнок к царапанию с помощью карандашей различной твёрдости.

Этот стандарт особенно ценен в таких отраслях, как автомобилестроение, производство мебели и строительство, где покрытия должны выдерживать ежедневный износ, не царапаться и не разрушаться. В отличие от более сложных испытаний, требующих специального оборудования, этот метод основан на использовании обычных инструментов (ручек), что делает его доступным как для лабораторий контроля качества, так и для производителей.

Испытание на твёрдость карандашом возникло в связи с потребностью производителей покрытий быстро различать плёнки разной твёрдости. Оно имитирует реальные царапины, например, от ключа, инструмента или ногтя, путём контролируемого нажатия кончиком карандаша.

Основными целями стандарта ISO 15184 являются:

• Обеспечить повторяемый метод оценки твердости покрытий.
• Возможность быстрого скрининга рецептур в процессе разработки.
• Обеспечивать соответствие спецификациям продукции и законодательным требованиям.

Метод испытания довольно прост: он не предназначен для точного количественного сравнения незначительно различающихся покрытий. Вместо этого, как подчеркивают испытатели, он лучше всего подходит для оценки существенных различий между различными типами панелей.

Стандарт ISO 15184 распространяется на органические покрытия на жёстких или полужёстких основаниях, таких как металл, дерево или пластиковые панели. Этот метод универсален как для прозрачных лаков, так и для пигментированных красок при условии полного отверждения плёнки и хорошей адгезии к поверхности. Основные исключения:

• Мягкие или неотвержденные пленки, деформирующиеся при минимальном давлении.
• Очень твердые поверхности могут повлиять на результаты.

В приложении к настоящему стандарту рассматриваются вопросы применимости, и подчёркивается, что результаты могут варьироваться в зависимости от факторов окружающей среды, таких как температура и влажность. В многослойных системах испытание оценивает твёрдость верхнего слоя после заданного времени высыхания.

Для этого метода тестирования требуется минимальное оборудование: набор карандашей твёрдостью от 6B (самый мягкий) до 9H (самый твёрдый) по шкале HB, плоская тестовая панель и дополнительные инструменты, такие как твёрдомер для проверки постоянства. Этапы проведения теста обычно следующие:

• Подготовка образца: Покрытие наносится на чистую ровную поверхность (например, стеклянную или металлическую панель) стандартными методами, такими как распыление или нанесение кистью. Плёнка высыхает или затвердевает в контролируемых условиях (например, 24 часа при температуре 23°C и относительной влажности 50%). Во избежание колебаний толщины толщина сухой плёнки должна быть одинаковой и составлять от 25 до 50 мкм.
• Выбор и подготовка карандашей: используйте заточенные карандаши известной твёрдости, закрепив их в держателе или приспособлении, чтобы поддерживать постоянный угол 45 градусов и нагрузку 750 граммов (примерно 7,5 Н). Начните с самого мягкого карандаша (6B) и постепенно переходите к более твёрдым (9H).
• Проведение теста: положите панель на ровную горизонтальную поверхность. Карандашом проведите по поверхности плёнки одним движением, равномерно надавливая, на глубину примерно 6–7 мм. Проверьте наличие следов: отсутствие видимых царапин или отслоений указывает на то, что плёнка твёрже карандаша данной твёрдости. Повторяйте тест с карандашом следующей твёрдости до тех пор, пока не произойдёт повреждение (видимое ухудшение качества или отслоение плёнки). Твёрдость определяется по максимальной твёрдости карандаша, не повреждающего плёнку.
• Оценка: для каждого уровня твёрдости карандаша выполняется не менее трёх движений, при этом панель поворачивается на 90 градусов между попытками для учёта изменений направления. Результат обозначается как «H» или «2H», что указывает, например, на твёрдость плёнки по шкале твёрдости карандаша.

Для повышения точности в продаже имеются автоматизированные твердомеры карандашного типа, соответствующие таким стандартам, как ISO 15184 и ASTM D3363. Эти устройства обеспечивают равномерное давление и угол, снижая вариабельность действий оператора.

Шкала твердости карандаша представляет собой качественную прогрессию:

• Мягкий наконечник (серия B) 6B, 5B, B: Идеально подходит для гибких, неабразивных покрытий.
• Средний HB: сбалансированный для красок общего назначения.
• Твердый наконечник (серия H) H, 2H, 3H, 9H: для прочных, устойчивых к царапинам поверхностей, таких как электронные устройства или транспортные средства.

Например, класс 3H указывает на прочную плёнку, подходящую для использования в условиях высокого износа. Однако более высокие классы не всегда линейно коррелируют с реальной долговечностью; играют роль такие факторы, как гибкость и адгезия. Этот стандарт предостерегает от чрезмерной зависимости от карандашных тестов для оценки абсолютных характеристик.

Наша организация, благодаря своей компетентной и опытной команде, уже много лет изучает потребности клиентов, предоставляя им необходимые передовые услуги по испытаниям и помогая им в разработке, внедрении и совершенствовании систем менеджмента. В этой связи мы также предоставляем услуги по испытаниям в соответствии со стандартом ISO 15184 «Лаки и краски. Определение твёрдости плёнки карандашным методом».