DIN 53357 Prüfung von Kunststoffplatten - Haftfestigkeitsprüfung

Die vom Deutschen Institut für Normung (DIN) herausgegebene Norm „DIN 53357 Prüfung von Kunststoffplatten – Haftfestigkeitsprüfung“ beschreibt Verfahren zur Bestimmung der Haftung (oder Haftfestigkeit) zwischen Schichten in mehrschichtigen Kunststoffplatten, -folien, -laminaten oder beschichteten Werkstoffen. Diese Verfahren dienen primär dazu, die Haftung verschiedener Kunststoffschichten untereinander oder die Haftung einer Beschichtung auf einem Substrat zu beurteilen, indem die zum Trennen (Abziehen) der Schichten erforderliche Kraft gemessen wird.

Die Norm DIN 53357 ist nicht mehr gültig. Viele Labore und Unternehmen verwenden sie jedoch weiterhin für ältere Prüfungen oder in bestimmten Branchen. Es wird dennoch empfohlen, Nachfolgenormen (wie ISO 4578, ISO 11339, ASTM D903 oder ASTM D3330) zu verwenden.

Die Norm DIN 53357 ist für die Qualitätskontrolle und Materialentwicklung in folgenden Bereichen wichtig:

• Flexible Kunststofffolien und -platten (z. B. mehrschichtige Laminate für Verpackungen)
• Beschichtete Gewebe oder Planen
• Laminierte oder verklebte Kunststoffmaterialien
• In einigen Kontexten werden druckempfindliche Klebstoffe verwendet.
• Barrierefolien, Agrar-/Gartenbaufolien oder technische Textilien.

Dieser Standard hilft Herstellern zu überprüfen, ob sich verbundene Schichten während des Gebrauchs, der Handhabung oder der Endanwendung (z. B. Lebensmittelverpackungen, Etiketten, Schutzfolien oder industrielle Verbundwerkstoffe) nicht trennen.

Die Norm DIN 53357 bietet zwei Hauptmethoden:

• Verfahren A (DIN 53357-A): Ein konventioneller Schältest (180°- oder T-Schälkonfiguration) zur Messung der Kraft, die zum Trennen von Kunststofffolien oder -platten erforderlich ist. Es handelt sich um eine einfache Zug-/Schälvorrichtung, die mit einer Universalprüfmaschine durchgeführt wird.

Dieses Verfahren basiert auf einem Standard-Schältest zur Messung der Haftfestigkeit (Bindungsfestigkeit bzw. Trennkraft) zwischen den Schichten von mehrschichtigen Kunststofffolien, -platten, -laminaten oder beschichteten Materialien. Es handelt sich um eine einfache, auf Zug basierende Schälvorrichtung, typischerweise ein 180°-Schältest oder eine ähnliche direkte Schälvorrichtung, die keine spezielle Walzen- oder Radvorrichtung erfordert.

Dieses Verfahren bestimmt die Kraft, die zum Trennen/Delaminieren von Schichten in flexiblen Kunststoffen erforderlich ist. Es bewertet die Zwischenschichthaftung in Laminaten, koextrudierten Folien, beschichteten Platten oder verklebten Kunststoffen.

• Verfahren B (DIN 53357-B): Bekannt als deutscher Rollenschältest. Hierbei handelt es sich um eine spezielle 90°-Schälvorrichtung, bei der eine rotierende Rolle (typischerweise 90 mm Durchmesser) die Probe stützt und einen konstanten Schälwinkel gewährleistet. Das Gerät kontrolliert den Schälwinkel, während der Querkopf eine Schicht abzieht. Es eignet sich besonders für flexible Materialien, Laminate auf Papier/Karton oder überall dort, wo ein herkömmlicher 180°-Schältest zu Knicken oder uneinheitlichen Ergebnissen führen könnte.

Dieses Verfahren ist darauf ausgelegt, während des gesamten Tests einen konstanten Abziehwinkel von 90 Grad beizubehalten. Dadurch werden im Vergleich zu herkömmlichen Abziehverfahren konsistentere und reproduzierbarere Ergebnisse erzielt, insbesondere bei flexiblen Materialien, Laminaten auf Substraten (wie Papier oder Karton) oder in Situationen, in denen Winkelabweichungen die Ergebnisse beeinflussen könnten.

Dieses Verfahren misst die Kraft, die zum Trennen/Delaminieren von Schichten in mehrschichtigen Kunststofffolien, -platten, beschichteten Materialien, Klebefolien, laminierten Trennbeschichtungen, Klebebändern oder Kunststoff-Papier-Verbundwerkstoffen erforderlich ist. Es eignet sich besonders für Materialien, bei denen ein konstanter Winkel Faltenbildung, Biegeeffekte oder eine ungleichmäßige Spannungsverteilung reduziert.

Das typische Testverfahren umfasst folgende Schritte:

• Die Proben werden unter Standardlaborbedingungen konditioniert.
• Die Proben werden üblicherweise in Streifen mit einer definierten Breite, beispielsweise 25 mm oder 50 mm, vorbereitet.
• Die Schichten sind an einem Ende teilweise voneinander getrennt und bilden so zwei Vorsprünge.
• Die Probe wird an der Testvorrichtung befestigt (Standardhalterungen für Methode A, Rad-/Rollenanordnung für Methode B).
• Es wird mit konstanter Geschwindigkeit geschält (übliche Geschwindigkeiten liegen je nach Material bei 50-300 mm/min).
• Die zum Trennen der Schichten erforderliche Kraft wird kontinuierlich gemessen.
• Die Schälkraft (N) wird aufgezeichnet und die Schälfestigkeit üblicherweise berechnet (z. B. N/5 cm oder N/25 mm).
• Es werden folgende Versagensarten bewertet: Haftungsversagen, Kohäsionsversagen, Substratversagen usw.

Um verlässliche Ergebnisse zu erzielen, werden üblicherweise mehrere Proben getestet. Der ermittelte Wert entspricht der durchschnittlichen Kraft, die zum Trennen der Schichten erforderlich ist. Die Haftfestigkeit wird durch Berechnung der durchschnittlichen Schälkraft über eine festgelegte Teststrecke bestimmt.

Zu den Beobachtungen während des Tests können auch folgende Punkte gehören:

• Haftungsversagen (Versagen innerhalb der Materialschicht)
• Haftungsversagen (Fehlfunktion an der Verbindungsschnittstelle)
• Oberflächenrisse

Diese Ausfallarten liefern wertvolle Informationen über die Haftungsqualität und die Materialverträglichkeit.

Kurz gesagt, dient die DIN 53357 in erster Linie der Messung der Kraft, die zum Trennen verklebter Schichten in Kunststofffolien oder Laminaten erforderlich ist. Die Haftungsleistung ist von entscheidender Bedeutung, da eine mangelhafte Haftung zu Folgendem führen kann:

• Trennung der Schichten
• Verschlechterung der Oberflächenbeschichtung
• Verminderte mechanische Festigkeit
• Vorzeitiger Produktausfall während des Gebrauchs

Durch die Anwendung einer standardisierten Testmethode können Hersteller und Labore die Haftungsleistung verschiedener Materialien und Produktionschargen vergleichen.

Die Haftfestigkeitsprüfung nach DIN 53357 wird typischerweise mit dem Schälverfahren durchgeführt. Für die Prüfung sind üblicherweise folgende Schritte erforderlich:

• Universelle Zugprüfmaschine
• Schälprüfgerät oder Halter
• Schneidwerkzeuge zur Probenpräparation.
• Dickenmessgerät

Die Prüfmaschine muss in der Lage sein, eine konstante Traversengeschwindigkeit aufrechtzuerhalten und die Schälkraft genau zu erfassen.

Die Norm DIN 53357 wird üblicherweise für die Prüfung folgender Dinge verwendet:

• Kunstleder und beschichtete Stoffe
• Laminierte Kunststofffolien
• kunststoffbeschichtete Textilien
• Mehrschichtige Materialien für den Fahrzeuginnenraum
• Schutzbeschichtungen aus Kunststoff

Branchen wie die Automobil-, Möbel-, Verpackungs- und technische Textilindustrie verlassen sich auf diesen Test, um eine langfristige Haftungsleistung sicherzustellen.

Die Norm DIN 53357 unterstützt Hersteller in folgenden Bereichen:

• Um eine gleichbleibende Produktqualität zu gewährleisten.
• Überprüfung der Klebefestigkeit von Laminaten.
• Vergleich verschiedener Klebstoffe oder Beschichtungsverfahren
• Sicherstellen, dass die Materialien den Kunden- oder Branchenspezifikationen entsprechen.

Bei Anwendungen, bei denen geschichtete Kunststoffe Biegungen, Temperaturschwankungen oder mechanischer Belastung ausgesetzt sind, ist eine zuverlässige Haftung unerlässlich, um die strukturelle Integrität und das Aussehen zu erhalten.

Seit vielen Jahren versteht unser Unternehmen mit seinen kompetenten und erfahrenen Mitarbeitern die Bedürfnisse seiner Kunden, bietet ihnen die benötigten fortschrittlichen Prüfdienstleistungen und unterstützt sie beim Aufbau, der Implementierung und der Optimierung von Managementsystemen. In diesem Rahmen bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm DIN 53357 an.