DIN 53357 Prüfung von Kunststoffplatten und -folien - Schichttrennprüfung

Die Norm „DIN 53357 Prüfung von Kunststoffplatten und -folien – Schichttrennprüfung“ des Deutschen Instituts für Normung (DIN) beschreibt ein Prüfverfahren zur Beurteilung der Haftung von Schichten untereinander oder von Deckschichten zum Untergrund. Bei diesem Verfahren wird die Trennkraft ermittelt. Dieses Prüfverfahren kann auf Produkte nach DIN 16922 angewendet werden. Je nach Produkttyp können zwei Verfahren, Verfahren A oder Verfahren B, angewendet werden. Das Verfahren muss abgestimmt werden.

Unter Trennkraft im Sinne dieser Norm versteht man die Kraft, die erforderlich ist, um zwei Schichten voneinander oder eine obere Schicht von einer unteren Schicht zu trennen, ermittelt gemäß dieser Norm.

Zur Durchführung dieser Prüfung können alle Zugprüfmaschinen nach DIN 51221 Zugprüfmaschinen mit trägheitsarmer Kraftmesseinrichtung der Klasse 1 nach DIN 51220 Materialprüfmaschinen eingesetzt werden. Der Kraftmessbereich der Prüfmaschine ist so zu wählen, dass die mittlere Trennkraft nicht im ersten Fünftel des Messbereichs liegt. Die auf die Probe wirkende Zugkraft kann aufgezeichnet werden.

Die Probenahme und Vorbehandlung muss gemäß der Norm „DIN 16906 Prüfung von Kunststoffplatten und -folien – Proben und Prüfkörper – Vorbereitung und Konditionierung“ erfolgen. Form und Anzahl der Proben werden wie folgt bestimmt:

• Für die Trennprüfung nach Methode A werden jeweils fünf Proben von 200 mm Länge längs und quer aus der Bahn entnommen. Bei Kunststoffverbundplatten beträgt die Breite der Proben 50 mm plus/minus 1 mm. Für mehrschichtige Kunststofffolien nach DIN 16922 können Proben mit einer Breite von 15 mm plus/minus 1 mm verwendet werden.
• Für den Spaltversuch nach Methode B werden fünf Probekörper mit einer Breite von jeweils 15 mm plus/minus 1 mm und einer Länge von 250 bis 300 mm quer durch die Platte entnommen.

Bei der Herstellung von Prüfkörpern werden die zu trennenden Schichten möglichst entlang einer schmalen Kante des Prüfkörpers und parallel zu dessen Oberfläche auf einer Länge von mindestens 40 mm mechanisch getrennt. Die Schichten selbst dürfen dabei nicht wesentlich beschädigt werden.

Ist eine Trennung der Schichten nicht möglich, kann diese gegebenenfalls durch Eintauchen der Probe in ein geeignetes Lösungsmittel oder Lösungsmitteldampf über eine Länge von ca. 40 mm erleichtert werden. Das Lösungsmittel sollte anschließend durch Trocknen bei einer Temperatur von höchstens 70 °C entfernt werden. Lässt sich die Deckschicht auch nach dieser Behandlung nicht vom Untergrund trennen, kann die Prüfung nicht durchgeführt werden. Bei dünnen Deckschichten, deren Festigkeit geringer ist als die Trennkraft, kann die Haftung durch Verkleben der beiden Proben (Deckschicht auf Deckschicht) mit einem lösungsmittelfreien Polyurethanklebstoff verbessert werden. Nur eine der Deckschichten wird wie oben beschrieben über eine Länge von ca. 40 mm mechanisch getrennt. Nach der Vorbereitung werden die Prüflinge gemäß dieser Norm vorbehandelt.

Obwohl die DIN 53357 heute weitgehend durch ISO-Normen wie ISO 4593 ersetzt wurde, ist sie in der Materialprüfung, insbesondere zur Bewertung der Eigenschaften von Kunststofffolien und -platten, von historischer Bedeutung. Diese Norm wird aus folgenden Gründen als wichtig erachtet:

• Standardisierte Prüfungen für Kunststoffe: Die Norm DIN 53357 bietet eine einheitliche Methodik zur Prüfung der mechanischen Eigenschaften von Kunststofffolien, wie Zugfestigkeit, Dehnung und Reißfestigkeit. Dies gewährleistet zuverlässige und vergleichbare Ergebnisse über verschiedene Labore und Hersteller hinweg.
• Qualitätskontrolle: Dieser Standard ist für die Qualitätssicherung in Branchen wie der Verpackungsindustrie, in denen Kunststofffolien häufig zum Einsatz kommen, von entscheidender Bedeutung. Hersteller können damit überprüfen, ob die Materialien bestimmte Leistungskriterien erfüllen und so Haltbarkeit und Funktionalität gewährleisten.
• Haftungsprüfung: Ein wichtiger Aspekt der Norm DIN 53357 ist die Prüfung der Haftungseigenschaften von laminierten oder beschichteten Folien. Dies ist besonders wichtig für Anwendungen, bei denen die Haftfestigkeit zwischen den Schichten einen direkten Einfluss auf die Produktleistung hat (z. B. bei mehrschichtigen Verpackungen oder Klebebändern).
• Branchenstandard: Als deutscher Standard diente dieser Standard der europäischen Industrie als Maßstab, bevor internationale Standards wie die ISO breitere Verbreitung fanden. Er erleichterte Handel und Zusammenarbeit, indem er einen gemeinsamen Rahmen für Materialspezifikationen bereitstellte.
• Sicherheit und Zuverlässigkeit: Durch die Definition von Testbedingungen und -verfahren trägt die Norm DIN 53357 dazu bei, sicherzustellen, dass Kunststofffolien, die in kritischen Anwendungen (z. B. medizinische Verpackungen, Lebensmittelsicherheit) verwendet werden, strenge Sicherheits- und Zuverlässigkeitsanforderungen erfüllen.

Infolgedessen haben moderne Normen wie ISO 4593 oder ihre ASTM-Äquivalente die DIN 53357 weitgehend abgelöst. Dennoch hat sie erheblich zur Einführung strenger und reproduzierbarer Testprotokolle beigetragen, die die Qualität und Leistung von Kunststoffmaterialien in verschiedenen Branchen verbessern.

Die Norm DIN 53357 konzentriert sich in erster Linie auf die Prüfung von Kunststofffolien und -platten und enthält spezielle Prüfverfahren zur Bewertung der mechanischen Eigenschaften und der Haftung. Diese Verfahren sind speziell darauf ausgelegt, die Leistung von Kunststofffolien in Anwendungen wie Verpackungen, Laminaten und Beschichtungen zu bewerten. Die wichtigsten Prüfverfahren sind:

• Haftfestigkeitsprüfung (Schälprüfung): Zweck dieser Prüfung ist die Messung der Haftfestigkeit zwischen Schichten laminierter oder beschichteter Kunststofffolien, wie z. B. Mehrschichtverpackungen oder Klebebändern. Bei einer Schälprüfung werden die Schichten einer laminierten Folie mithilfe einer Zugprüfmaschine in einem festgelegten Winkel (meist 180 Grad oder 90 Grad) voneinander getrennt. Diese Norm legt Parameter wie Schälgeschwindigkeit, Probenbreite und Umgebungsbedingungen (z. B. Temperatur und Luftfeuchtigkeit) fest, um konsistente Ergebnisse zu gewährleisten.
• Zugversuch: Dieser Test dient der Bewertung der mechanischen Festigkeit und Elastizität von Kunststofffolien, einschließlich der Zugfestigkeit (die zum Reißen der Folie erforderliche Kraft) und der Bruchdehnung. Ein Folienstreifen wird in eine Zugprüfmaschine eingespannt und mit konstanter Geschwindigkeit gedehnt, bis er reißt. Dieser Test bestimmt Zugfestigkeit, Bruchdehnung und Streckgrenze (falls zutreffend).
• Reißfestigkeitstest: Dieser Test misst die Reißfestigkeit einer Kunststofffolie, die für die Beurteilung der Haltbarkeit von Anwendungen wie Beuteln oder Verpackungen entscheidend ist. Eine vorgeschnittene Probe (meist mit einem kleinen Riss) wird mit Methoden wie dem Elmendorf-Reißtest oder dem Hosenreißtest einer Reißkraft ausgesetzt. Die zum Weiterreißen des Risses erforderliche Kraft wird aufgezeichnet.
• Prüfung der Haftfestigkeit von beschichteten Folien: Dieser Test dient der Bewertung der Haftfestigkeit zwischen einer Kunststofffolie und einer Beschichtung (z. B. Lack, Tinte oder Klebstoff). Ähnlich wie beim Schältest wird hier die Kraft gemessen, die zum Ablösen der Beschichtung vom Untergrund erforderlich ist. Spezielle Geräte können zum Einleiten und Fortschreiten der Trennung eingesetzt werden.
• Probenvorbereitung und -konditionierung: Ziel dieses Prozesses ist es, konsistente und reproduzierbare Ergebnisse zu gewährleisten. Diese Norm legt fest, wie Proben vor dem Test geschnitten, gelagert und konditioniert werden sollen (z. B. bei bestimmten Temperatur- und Feuchtigkeitswerten), um Schwankungen aufgrund von Umweltfaktoren auszuschließen.

Viele Methoden aus DIN 53357 wurden in ISO- oder ASTM-Normen aufgenommen oder durch diese ersetzt, die Prinzipien bleiben jedoch ähnlich.

Unser Unternehmen unterstützt seit Jahren Unternehmen aller Branchen mit einem breiten Spektrum an Prüf-, Mess-, Analyse- und Bewertungstätigkeiten. Es verfügt über ein starkes Team von Mitarbeitern, die die weltweiten Entwicklungen in Wissenschaft und Technik aufmerksam verfolgen und sich ständig weiterentwickeln. In diesem Zusammenhang bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm DIN 53357 „Prüfung von Kunststoffplatten und -folien – Schichttrennprüfung“ an.