Badanie Powłok

Testy metodą nacięć wg ISO 2409 vs. ASTM D3359

Najprostszą metodą oceny odporności powłok farb na odwarstwienie od podłoża w wyniku jej nacięcia jest bardzo rozpowszechniona, również w warunkach polowych, metoda siatki nacięć ISO 2409. Przeznaczona jest do testów na twardych i sztywnych podłożach, zarówno na specjalnie przygotowanych próbkach do testów laboratoryjnych, jak również na gotowych pomalowanych przedmiotach.
Metoda opiera się na teście polegającym na wykonaniu prostopadłych nacięć przez powłokę do podłoża, w odpowiedniej odległości między nacięciami. Po usunięciu luźnej powłoki dokonuje się oceny i klasyfikacji wyników testu zgodnie z sześciostopniową skalą, gdzie 0 oznacza brak uszkodzeń siatki, a 5 największe zniszczenia. Klasyfikacji dokonuje się z pomocną graficzną prezentacją poszczególnych stopni zamieszczoną w ISO 2409.

W wielu publikacjach można spotkać porównania skali ocen zniszczeń siatki nacięć pomiędzy ASTM D3359 a ISO 2409, jednakże różnica między tymi standardami jest znacznie większa, niż tylko sposób wyrażania wyniku w odniesieniu do skali zamieszczonej w normie.
Jakie są zatem najistotniejsze różnice pomiędzy ISO D2409 i ASTM D3359?
Pierwszą i najważniejszą różnicą jest podział w ASTM D3359 na metodę A i B. Metoda A jest to test z nacięciami X, zaś metoda B to odpowiadająca technicznie siatka prostopadłych nacięć jak w ISO 2409. Rozróżnienie to jest bardzo istotne z racji dedykowania tych dwóch metod do różnej grubości powłok.
Kolejna bardzo istotna różnica to dedykowanie metod do różnych grubości powłok. Metoda siatki nacięć ISO 2409 jest rekomendowana do powłok o grubości do 250 µm. Standard ASTM D3359 jest przeznaczony do powłok o grubości do 125 µm (metoda B – nacięcia prostopadłe) oraz do powłok o grubości powyżej 125 µm (metoda A – nacięcia X). Zatem ASTM D3359 zakłada stosowanie siatki nacięć do powłok o maksymalnej grubości stanowiącej połowę maksymalnej grubości wskazanej w ISO 2409. Z punktu widzenia praktycznego bardzo ciężko jest wykonać prawidłowe nacięcia przyrządem jednoostrzowym na powłokach o grubości np. 200 µm, szczególnie gdy mamy do czynienia z bardzo twardymi powłokami. Stąd standard ASTM D3359 jest o wiele bardziej realny w wykonaniu testu, jeżeli dla powłok o dużej grubości (powyżej 125 µm) wykonuje się nacięcia X.
Z powyższego wynikają również różnice w zależności odstępów między nacięciami i grubością powłoki. W ISO 2409 dla powłok o grubości do 60 µm na twardych podłożach – nacięcia w odstępach 1 mm, dla powłok o grubości do 60 µm na miękkich podłożach – odstępy 2 mm, od 61 µm do 120 µm – odstępy 2 mm dla twardych i miękkich podłoży oraz od 121 µm do 250 µm – odstępy 3 mm dla twardych i miękkich podłoży. Zgodnie ze standardem ISO 2409 wykonuje się zawsze sześć nacięć i kolejne sześć prostopadle do nich. W ASTM D3359 wytyczne wyglądają nieco inaczej. Dla powłok o grubości do 50 µm wykonuje się nacięcia w odstępie co 1 mm i robi się ich jedenaście w jednym kierunku i jedenaście prostopadle do nich. Dla powłok o grubości od 50 µm do 125 µm wykonuje się sześć nacięć w jednym kierunku w odstępie 2 mm i sześć nacięć prostopadle. Dla powłok o grubości powyżej 125 µm ASTM D3359 wskazuje stosowanie metody A, czyli nacięć X.
Czwartą różnicą jest wskazanie na rodzaj taśmy stosowanej do usuwania luźnych fragmentów powłoki po wykonaniu nacięć. W ASTM D3359 wskazane jest, iż taśma PSA (pressure-sensitive adhesive tape) o szerokości 25 mm powinna mieć wytrzymałość pomiędzy 6,34 N/cm a 7,00 N/cm oznaczaną wg ASTM D3330. W normie ISO 2409 nie ma wskazanych żadnych wymagań dla wytrzymałości taśmy. Rodzi to wiele komplikacji, szczególnie przy testach międzylaboratoryjnych i ma znaczący wpływ na powtarzalność i odtwarzalność wyników testów. Zastosowanie bowiem taśmy o wysokiej sile klejącej może spowodować oderwanie kwadratów, które nie były luźne, wpływając na zaniżenie wyniku. Analogicznie przy zastosowaniu taśmy o zbyt niskiej sile klejenia.
Kolejna różnica dotyczy również taśmy, a dokładniej sposobu jej używania podczas testu. W metodzie ISO 2409 taśmę używa się jedynie do usunięcia luźnej powłoki. Jest to jedna z trzech możliwych metod, poza czyszczeniem szczotką oraz sprężonym powietrzem/azotem. Być może stąd nie ma wskazania użycia taśmy o odpowiedniej sile klejenia, jednakże brak tej informacji sprawia, że możliwe jest użycie zbyt mocnej taśmy i zastosowanie taśmy nie będzie polegało jedynie na usunięciu luźnej powłoki. Stąd bardzo istotna jest różnica w taśmach dostępnych u różnych dystrybutorów przyrządów laboratoryjnych, w których opis zawiera informacje o zgodności taśmy zarówno z ISO 2409, jak i ASTM D3359.
W standardzie ASTM D3359 taśma używana jest jako dodatkowy czynnik odrywający, stąd wymagana jest jej odpowiednia siła klejenia. Również sposób dociskania taśmy do wykonanej siatki na powłoce jest zupełnie inny. W ASTM D3359 zawarte jest wskazanie, aby przed użyciem taśmy każdego dnia odwinąć dwa pełne okrążenia taśmy z rolki i wyrzucić. Następnie do przyklejenia na powłoce używa się odwiniętego odcinka 75 mm, przy czym powinien być on odwinięty jako jednolicie odwinięty odcinek (nie szarpany), z uwagi na możliwość pojawienia się pasów na taśmie. W ISO 2509 nie ma w ogóle określonych takich wytycznych.
Z kolei dla zapewnienia dobrego kontaktu z powłoką ISO 2409 wskazuje pocieranie taśmy mocno końcem palca lub paznokciem. W ASTM D3359 stosuje się wałek gumowy lub gumkę do mazania, a docisk prowadzi się do uzyskania ujednoliconego koloru taśmy. Czas po jakim odrywa się taśmę również się różni. W normie ISO 2409 jest to 5 minut od nałożenia taśmy, zaś w ASTM D3359 jest to 90 sekund ± 30 sekund. Kąt, pod którym dokonuje się odrywania, również jest inny. W ISO 2409 jest to 60°, zaś w ASTM D3359 – 180°.