ISO 15184 色漆和清漆-用鉛筆試驗測定漆膜硬度

國際標準化組織 (ISO) 標準「ISO 15184 塗料和清漆 - 用鉛筆試驗測定漆膜硬度」描述了一種透過將已知硬度的鉛筆按壓在漆膜上來測定漆膜硬度的方法。此方法適用於油漆、清漆或相關產品的單層塗層，或多層塗層系統的面漆。

此快速測試方法尚未發現可用於比較不同塗層的鉛筆硬度。它更適用於為一系列鉛筆硬度差異顯著的塗層面板提供相對評級。此方法僅適用於光滑表面。

原理是，將特定幾何形狀的鉛筆尖以45度角壓在塗佈表面，施加7,35 N±0,15 N的力。鉛筆尖的硬度逐漸增加，直到塗層表面出現可見的缺陷。測試結果為無污漬形成時的最高硬度。

在塗料和表面處理領域，評估油漆或清漆膜的耐久性和抗刮傷性對於確保產品品質和性能至關重要。 ISO 15184 是此類評估最簡單但最有效的方法之一。該標準提供了一種簡單的技術，使用不同硬度等級的鉛筆測量塗膜的耐刮性。

該標準在汽車、家具和建築等行業尤其重要，因為這些行業的塗層必須經歷日常磨損，且不易刮傷或變質。與需要專用設備的更複雜測試不同，該方法依賴日常工具（筆），因此品質控制實驗室和製造商均可輕鬆使用。

鉛筆硬度測試源自於塗料產業對快速區分不同硬度塗膜的需求。該測試透過用鉛筆尖施加可控的壓力來模擬現實世界中的刮痕場景，例如鑰匙、工具或指甲造成的刮痕。

ISO 15184 標準的主要目標是：

• 提供一種可重複的塗層硬度排序方法。
• 能夠在開發過程中快速篩選配方。
• 支援遵守產品規格和法律要求。

此測試方法非常簡單；它並非旨在對略有不同的塗層進行明確的定量比較。相反，正如測試人員所強調的，它最適合評估一系列面板之間的顯著差異。

ISO 15184 標準適用於金屬、木材或塑膠面板等剛性或半剛性基材上的有機塗層。此方法適用於清漆和顏料塗料，前提是漆膜完全固化且與表面具有良好的附著力。主要例外情況如下：

• 在最小壓力下變形的軟膜或未固化的薄膜。
• 極其堅硬的表面可能會影響結果。

該標準的附錄討論了適用性，強調結果可能受溫度和濕度等環境因素的影響。在多塗層體系中，此測試評估的是面漆在規定乾燥時間後的硬度。

這種測試方法所需的設備很少：一組 HB 等級的鉛筆（從 6B（最軟）到 9H（最硬）、一塊平板測試板，以及一些可選工具，例如硬度計，用於一致性測試。該方法的步驟通常如下：

• 樣品製備：使用標準方法（例如噴塗或刷塗）將塗層塗覆到乾淨平整的表面（例如玻璃或金屬板）。在受控條件下（例如，在 23°C 和 50% 相對濕度下乾燥或固化 24 小時）使塗層乾燥或固化。為避免厚度變化，乾膜厚度通常應在 25 至 50 微米之間，且應保持均勻。
• 鉛筆的選擇與準備：使用已知硬度的削尖鉛筆，將其固定在筆架或固定裝置中，保持恆定的45度角，並施加750克（約7,5牛頓）的力。從最軟的鉛筆（6B）開始，逐漸增加到較硬的鉛筆（9H）。
• 測試方法：將面板放置在平坦的水平表面上。用鉛筆以恆定的壓力一次劃過漆膜表面，行程約6-7毫米。檢查是否有任何痕跡：如果漆膜沒有明顯的刮痕或剝落，則表示漆膜比該等級的鉛筆更硬。用下一支較硬的鉛筆重複此過程，直到出現破損（可見的磨損或漆膜剝落）。硬度等級以不損傷漆膜的最硬鉛筆等級為準。
• 評估：每個等級的鉛筆至少移動三次，每次移動之間，測試人員需旋轉90度，以反映方向的變化。結果以“H”或“2H”表示，例如，表示漆膜的鉛筆硬度。

為了提高測量精度，市面上有符合 ISO 15184 和 ASTM D3363 等標準的自動鉛筆硬度計。這些設備提供均勻的壓力和角度，從而減少操作人員的誤差。

鉛筆硬度等級是一個定性的等級：

• 軟頭（B 系列）6B、5B、B：適用於柔性、非研磨塗層。
• 中等 HB：適合通用塗料。
• 硬頭（H 系列）H、2H、3H、9H：適用於電子設備或車輛等耐用、防刮的表面。

例如，3H 等級表示漆膜堅韌，適用於高磨損應用。然而，較高的等級並不總是與實際耐久性呈線性相關；柔韌性和附著力等因素也會發揮作用。本標準告誡人們，不要過度依賴鉛筆測試來評估絕對性能。

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