Der Lacklaborant Lernwerk

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L-157

Härte- und Abriebprüfung von Lackfilmen

Pendeldämpfung, Ritz-/Eindringhärte und Scheuerprüfung

Prüfungsteil 1A 7.1

KernaussageDie Härte eines Lackfilms wird über Pendeldämpfung, Ritz- und Bleistifthärte sowie Eindringhärte geprüft; die Abriebfestigkeit über Scheuer- und Sandstrahltests.

Pendeldämpfung

Die Pendelhärte (nach König oder Persoz, DIN EN ISO 1522) misst, wie schnell ein auf dem Film aufliegendes Pendel ausschwingt: Bei der Pendeldämpfung entspricht eine geringere Dämpfung im gewählten Prüfaufbau typischerweise einer höheren Filmhärte. Angegeben wird die Zahl der Schwingungen oder die Zeit. Die Messgröße ist stark von Untergrund, Schichtdicke und Prüfbedingungen abhängig; „je härter“ darf nicht als universelle Materialrelation gelesen werden.

König-Pendel vs. Persoz-Pendel — nicht austauschbar

Prüfungsfalle Nr. 2: Die Werte sind NICHT austauschbar — König und Persoz sind verschiedene Prüfgeräte mit unterschiedlichem Prüfaufbau:

König-Pendel: Pendelmasse 200 g, zwei Auflagekugeln von 5 mm Durchmesser, Startausschlag 6°, Grenzausschlag 3° (beidseitig), Prüfzeit = Sekunden bis auf 3° abgeschwungen. Typische Werte: physikalisch trocknender Klarlack ~80–120 s, vollständig ausgehärteter 2K-PUR-Klarlack ~150–200 s, Einbrennlack ~180–200 s; zum Vergleich ergibt die polierte Glasplatte als Kalibrierreferenz 250 s, was Lackfilme praktisch nicht erreichen.

Persoz-Pendel: Pendelmasse 500 g, zwei Auflagekugeln von 8 mm Durchmesser, Startausschlag 12°, Grenzausschlag 4° (beidseitig), Prüfzeit = Sekunden bis auf 4° abgeschwungen. Zum Vergleich ergibt die polierte Glasplatte hier rund 420–430 s — die Werte liegen also systematisch anders als die König-Werte und lassen sich nicht ineinander umrechnen.

Temperaturempfindlichkeit: Die Pendeldämpfung hängt stark von der Temperatur ab, besonders nahe der Glasübergangstemperatur des Films. Deshalb Prüfraum eng temperieren: Für Beschichtungsstoffe gilt das Prüfklima (23 ± 2) °C und (50 ± 5) % relative Luftfeuchte nach DIN EN 23270 (ISO 3270). Temperatur und Luftfeuchte gehören zu jeder Pendelhärteangabe dazu.

In Spezifikationen immer angeben: König oder Persoz — der bloße Wert „150 s“ ohne Geräteangabe ist bedeutungslos.

Ritz- und Bleistifthärte

Bei der Ritzhärte wird die Kraft bestimmt, ab der ein Stichel die Schicht durchschneidet. Bei der Bleistifthärte prüft man, mit welchem Bleistiftgrad (von weich B bis hart H bzw. 9H) die Schicht ohne bleibenden Ritz widersteht — eine einfache, vergleichende Prüfung des Widerstands gegen Ritzen bzw. Oberflächenverformung, kein allgemeines quantitatives Härtemaß und nicht mit mechanischer Härte gleichzusetzen.

Eindringhärte

Die Buchholz-Härte (DIN EN ISO 2815) wertet die Länge eines Eindrucks aus. Die Mikro-/Universalhärte (Verfahren nach Fischer, DIN EN ISO 14577) erfasst Kraft und Eindringtiefe gleichzeitig und liefert so den elastischen und plastischen Anteil. Klassisch sind auch Knoop und Vickers.

Abriebprüfung

Beim Scheuertest (z. B. Taber-Abraser) drehen Reibräder unter Last über die Schicht; gemessen wird der Masseverlust. Beim Sandstrahlabrieb bestimmt man die Sandmenge, die bis zum Durchrieb (Freiliegen des Untergrunds) auf die Schicht rieselt. Beide kennzeichnen die Verschleißfestigkeit.

Umwelt und Sicherheit

Beim Abrieb entstehende Stäube absaugen und nicht einatmen. Prüfreste und abgeschliffenes Material sachgerecht entsorgen.

Merksatz

Pendeldämpfung: König (200 g, 5-mm-Kugeln, 6°→3°) und Persoz (500 g, 8-mm-Kugeln, 12°→4°) sind NICHT austauschbar — immer Gerät angeben. Typisch König: physikalisch trocknender Klarlack ~80–120 s, ausgehärteter 2K-PUR ~150–200 s. Bleistift-/Ritzhärte = einfache Betriebsprüfung. Universalhärte (Fischer) = elastisch + plastisch. Abrieb: Taber (Masseverlust), Sandstrahl (bis Durchrieb).

PendelhärteKönigPersozRitzhärteBleistifthärteBuchholzUniversalhärteKnoopVickersTaber-AbraserAbriebfestigkeit
Quellen
  • Brock/Groteklaes/Mischke, Lehrbuch der Lacktechnologie
  • DIN EN ISO 1522
  • DIN EN ISO 14577
  • DIN EN ISO 2815
  • DIN EN 23270 (ISO 3270)

Übungsblatt Ü-157

Prüfen, ob es sitzt.

Verständnis8 Punkte

1. Wie funktioniert die Pendeldämpfung und was bedeutet ein längeres Ausschwingen?

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PrinzipEin Pendel liegt auf dem Lackfilm auf; man misst, wie schnell seine Schwingung abklingt (Dämpfung).
AussageJe härter der Film, desto geringer die Dämpfung — das Pendel schwingt länger.
AngabeIn Schwingungen oder Sekunden (König bzw. Persoz, DIN EN ISO 1522).
EinschränkungDas Ergebnis hängt stark von Untergrund und Schichtdicke ab.
Warum das eine Eins verdientPrinzip und Deutung (länger = härter) sind korrekt, samt Einschränkung.
Berechnung8 Punkte

2. Bei der Buchholz-Prüfung wird eine Eindrucklänge von 1,25 mm gemessen. Die Buchholz-Härte ist als 100 geteilt durch die Eindrucklänge (in mm) definiert. Berechnen Sie den Wert.

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AnsatzBuchholz-Härte = 100 / Eindrucklänge [mm]
RechnungBuchholz-Härte = 100 / 1,25 = 80
AntwortsatzDie Buchholz-Härte beträgt 80.
DeutungEin kürzerer Eindruck (härtere Schicht) ergibt einen höheren Wert.
Warum das eine Eins verdientDie Definition wird korrekt angewandt und der Zusammenhang kurzer Eindruck = höhere Härte erkannt.
Anwendung6 Punkte

3. Zwei Klarlacke haben dieselbe Pendelhärte, verhalten sich beim Steinschlag aber sehr unterschiedlich. Wie kann das sein und wie prüfen Sie genauer?

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ErklärungDie Pendelhärte erfasst nur einen Aspekt; ein harter Film kann spröde sein und bei Schlag schlechter abschneiden.
ZusatzprüfungMikro-/Universalhärte (Fischer) trennt elastischen und plastischen Anteil; dazu Steinschlag- und Verformungsprüfung (Steinschlagprüfung siehe L-156).
SchlussHärte allein sagt nichts über Elastizität/Zähigkeit — mehrere Kennwerte betrachten.
Warum das eine Eins verdientDie Antwort erkennt, dass Härte und Zähigkeit verschiedene Eigenschaften sind, und wählt passende Zusatztests.

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