Qualitätssicherung und Statistik im Lacklabor

Warum Statistik im Lacklabor

Jede Messung streut — Schichtdicke, Glanz oder Viskosität schwanken von Probe zu Probe und von Messung zu Messung. Ein einzelner Wert ist deshalb wenig aussagekräftig. Die Qualitätssicherung arbeitet mit mehreren Werten: Ihr Mittelwert beschreibt die Lage, die Standardabweichung die Streuung, und über die Zeit zeigt eine Regelkarte, ob der Prozess stabil bleibt.

Mittelwert, Standardabweichung, Variationskoeffizient

Mittelwert:            x̄ = Σxᵢ / n
Standardabweichung:    s = √(Σ(xᵢ − x̄)² / (n − 1))
Variationskoeffizient: VK = s / x̄ · 100 %

n = Anzahl der Messwerte. Die Stichproben-Standardabweichung s (Nenner n − 1) beschreibt die absolute Streuung, der Variationskoeffizient VK die relative.

Wiederhol- und Vergleichbarkeit

Man unterscheidet zwei Arten der Streuung: Die Wiederholbarkeit beschreibt, wie eng dieselbe Person mit demselben Gerät im selben Labor kurz nacheinander misst. Die Vergleichbarkeit — in DIN ISO 5725 als Vergleichpräzision unter Vergleichbedingungen geführt, international meist Reproduzierbarkeit genannt — beschreibt die Streuung von Messergebnissen unter veränderten Bedingungen, z. B. zwischen verschiedenen Laboren, Geräten oder Personen; sie ist typischerweise größer. Ein Messergebnis ist nur belastbar, wenn man seine Streuung kennt.

Messunsicherheit

Kein Messwert ist exakt — zu jedem gehört eine Messunsicherheit. Ein Ergebnis wird deshalb als Wert plus/minus Unsicherheit angegeben (z. B. 82 ± 2 µm). Man gibt nie mehr Stellen an, als die Unsicherheit rechtfertigt: Eine auf ± 2 µm genaue Messung als 82,37 µm zu berichten, täuscht eine Genauigkeit vor, die es nicht gibt.

Ausreißer erkennen

Ein Wert außerhalb von x̄ ± 2 bis 3 s ist auffällig, aber allein dadurch noch kein statistisch sicherer Ausreißer — dafür braucht es ein passendes Ausreißerkriterium. Bevor man ihn verwirft, prüft man die Ursache — Messfehler, verunreinigte Probe, Gerätefehler. Ausreißer werden dokumentiert, nicht stillschweigend gestrichen.

Regelkarte (SPC)

In der laufenden Fertigung trägt man die Messwerte über die Zeit in eine Regelkarte ein: eine Mittellinie mit Warn- und Eingriffsgrenzen darum. Ein Prozess gilt im Rahmen einer Regelkarte als statistisch beherrscht, wenn keine relevanten Regelverletzungen oder nichtzufälligen Muster nach dem verwendeten Regelwerk auftreten — zufällige Streuung allein reicht nicht als vollständiges Beherrschungskriterium. Ein Trend Richtung Grenze, ein Sprung oder mehrere Werte auf einer Seite zeigen an, dass etwas driftet — bevor Ausschuss entsteht. Das ist die Idee der statistischen Prozesslenkung (SPC).

Probenahme und Rückstellmuster

• Repräsentativ ziehen: Die Probe muss den Zustand der ganzen Charge widerspiegeln (richtige Stelle, ausreichende Menge, gut homogenisiert).
• Rückstellmuster aufbewahren: Ein Teil jeder Charge wird zurückgestellt, um später reklamierte Ware vergleichen zu können.
• Kennzeichnen und dokumentieren: Charge, Datum, Prüfer — ohne saubere Dokumentation ist kein Nachweis möglich.

Prüfmatrix — Technische Frage → passende Methode

Welche Prüfung für welche Fragestellung? Als Lacklaborant muss man nicht nur wissen WIE man prüft, sondern WANN welche Prüfung sinnvoll ist:

Läuft der Lack an senkrechter Fläche? → Ablaufprüfung (Sag-Test, Keilrakel)
Deckt der Film den Untergrund ab? → Deckvermögen / Kontrastverhältnis (ISO 6504)
Ist die Haftung ausreichend? → Gitterschnitt (ISO 2409) qualitativ ODER Pull-off (ISO 4624) quantitativ
Wie hart ist der Film? → Pendeldämpfung König oder Persoz (ISO 1522)
Wie dünn/dick ist die Schicht? → Schichtdickenmessung (ISO 2808)
Sind Pigmente gut dispergiert? → Grindometer / Feinheitsbestimmung (ISO 1524)
Wie glänzend ist der Film? → Reflektometrie 20°/60°/85° (ISO 2813)
Wann ist der Lack trocken? → Trocknungsphasen (ISO 9117-1/-5)
Beständig gegen Witterung? → Bewitterung Xenon/QUV (ISO 16474)
Korrosionsschutz ausreichend? → Salzsprühnebelprüfung (ISO 9227)

Laborpraxis Recht/Umwelt — welche Frage, welche Quelle?
Kann sich das Lösemittel entzünden? → Flammpunkt, Explosionsgrenzen, SDB
Wie viel VOC steckt im Lack? → VOC-Berechnung, ChemVOCFarbV
Ist der Lack wassergefährdend? → WGK / AwSV, nicht die CLP-Klasse
Wie entsorge ich den Rest? → Zusammensetzung prüfen, Abfallschlüssel bestimmen
Ist das Etikett richtig? → CLP-Gemischeinstufung, SDB Abschnitt 2
Wie reduziere ich die Exposition? → Gefährdungsbeurteilung, AGW (TRGS 900), PSA

Prüfungsfallen-Checkliste — Die 10 häufigsten Irrtümer

1. Gitterschnitt ≠ Haftfestigkeit — Gt 0–5 ist ein Index, kein N/mm²-Wert. Für quantitative Haftfestigkeit: Pull-off (ISO 4624).

2. König ≠ Persoz — Werte sind NICHT vergleichbar oder austauschbar. Gerät immer angeben.

3. Tg ist methodenabhängig — DSC- und DMA-Tg desselben Films können sich um 10–20 °C unterscheiden.

4. Festkörper ist methodenabhängig — ISO 3251 (Bedingungen z. B. 105 °C/60 min, aber vereinbarungsabhängig) ≠ Einbrennrückstand (höhere Temperatur).

5. Scherverdünnung ≠ Thixotropie — Scherverdünnung ist sofort reversibel (strukturviskos); Thixotropie ist zeitabhängig und regeneriert nach Scherungsende langsam.

6. WGK ≠ CLP-Gefahrenklasse — zwei völlig verschiedene Rechtssysteme für zwei verschiedene Fragen.

7. Gefahrstoff ≠ Gefahrgut — Gefahrstoffrecht betrifft Tätigkeiten; Gefahrgutrecht betrifft den Transport.

8. Wasserbasiert ≠ nicht wassergefährdend — WGK richtet sich nach dem konkreten Stoff/Gemisch, nicht nach dem Lösemittel.

9. Auslaufbecher: DIN 4 ≠ Ford 4 ≠ ISO-Becher — Bechertyp und Düse immer angeben, Werte nicht vergleichen.

10. Glanzmessung: 60° ≠ 20° ≠ 85° — Messgeometrie immer angeben; gemessen wird zuerst bei 60°; über 70 GE wechselt man auf 20°, unter 10 GE auf 85°.

Das Wichtigste