近來有許多的單位逐漸在質疑鉛筆硬度計的再現性以及準確性,故有許多公司選擇使用牛頓筆, 牛頓筆, 顧名思義即為以牛頓為單位的筆型測試儀器, 其原理為利用可更換的彈簧(3N, 10N, 20N), 由調整彈簧的張力以改變對受測表面的荷重, 與鉛筆硬度計不同的是, 由於是以”力”來測試所以直接以牛頓為單位, 且與受測表面接觸為一固定硬度、形狀的鎢鋼材質半圓球所以其再現性及精確度遠較鉛筆硬度為高。

常常有人詢問: 鉛筆硬度計測出來的結果可以與牛頓筆相對照嗎? 答案是:不能! 不能的原因主要是因為鉛筆硬度計的再現性與精確度不夠高而導致, 以下為您說明:

鉛筆硬度計的再現性:

要探討鉛筆硬度計的再現性, 先要了解鉛筆硬度計的運作原理, 鉛筆硬度計的原理就是兩個物體彼此摩擦, 其中較軟的物體會受損留下痕跡, 我們就可以說較軟的物體其硬度低於另一側較硬的物體。

以下圖來舉例, 藍色線代表2H 鉛筆芯的硬度範圍, 紅色線代表4H 鉛筆芯的硬度範圍, 綠色線代表6H 鉛筆芯的硬度範圍, 紫色線代表8H 鉛筆芯的硬度範圍。今天若有一個物體的硬度是圖中的紅點, 以鉛筆硬度測試時可能被判定為 2H 3H 4H 甚至5H這對最終產品的品質測試會產生很大的爭議。

再加上, 鉛筆芯的成分, 石墨與黏土, 都會受到環境的影響而影響硬度表現, 當環境的濕度高, 石墨與黏土吸收了空氣中的濕氣, 其硬度的表現就會降低, 所以在使用鉛筆硬度計進行表面耐刮硬度測試時有許多因素需要進行考量。

相對的, 牛頓筆的分辨精度為0.1N可以為受測表面進行更精細的硬度測試結果, 其筆尖為固定的幾何形狀, 不會因為測試過程中筆尖磨耗而影響測試結果, 不會因為削鉛筆或研磨鉛筆芯的時候處理不夠精確而造成測試差異, 不會因為環境溫濕度造成筆尖本身硬度的變化, 不會因為試片或受測體面積太小而無法測試, 不會因為受測面是立體曲面而無法測試。

以上就是牛頓筆的測試結果無法與鉛筆硬度計相對比的原因, 其他還有許多會影響表面硬度測試的條件, 如表面光滑程度, 筆尖移動速度, 負載力均勻性等, 這些都有相對硬的設備與解方,　歡迎參考　以下連結並留言會有專人為您解答。

https://www.twosome.com.tw/coating-test-wear-and-hardness.htm