DIN 53363 Bestimmung der Weiterreißfestigkeit von Kunststofffolien und -platten mit dem Hosenreißversuch

Die DIN-Norm „DIN 53363 Bestimmung der Weiterreißfestigkeit von Kunststofffolien und -platten mittels Hosenreißprüfung“ beschreibt ein Prüfverfahren zur Bestimmung der Reißfestigkeit von Kunststofffolien unter festgelegten Bedingungen. Dieses Verfahren eignet sich für Produkte, die aufgrund ihrer Weichheit beim Einspannen zwischen den Halterungen einer Zugprüfmaschine nicht brechen. Das Prüfverfahren ermöglicht den Vergleich von Proben verschiedener Produkte, sofern deren Dicken um nicht mehr als 10 Prozent voneinander abweichen.

Dieser Standard ist besonders wichtig bei der Materialprüfung von flexiblen Kunststoffen, wie z. B. Verpackungsfolien, Planen, Kunstledersubstraten und anderen dünnen Polymerfolien, bei denen die Reißfestigkeit eine entscheidende Leistungseigenschaft ist.

Gemäß DIN 53363 dient der Test primär dazu, die Kraft zu messen, die eine Kunststofffolie unter kontrollierten Bedingungen aushält, bevor es zu Rissen kommt. Dieses Verfahren ist besonders hilfreich zur Beurteilung der Haltbarkeit von Materialien in Anwendungen, bei denen Folien Belastungen ausgesetzt sein können, die zu Schnitten, Durchstichen oder Rissen führen (z. B. Verpackungen, Agrarfolien oder technische Textilien).

Diese Methode eignet sich für Folgendes:

• Flexible Kunststofffolien und -platten, die bei normalem Gebrauch nicht leicht reißen.
• Vergleich von Proben ähnlicher Dicke (für zuverlässige Vergleiche sollten die Unterschiede im Allgemeinen 10 Prozent nicht überschreiten).
• Es ist nicht für starre Kunststoffe, dicke Platten (in manchen Anwendungsfällen mindestens 1 mm), zelluläre Materialien oder stark verstärkte Verbundwerkstoffe ausgelegt.

Diese Norm definiert den Test auf Hosenrisse mit einem vorgeschnittenen Stoff (Einzelrisstest) oder den Trapezrisstest. Dieser Test umfasst im Wesentlichen die folgenden Schritte:

• Probenvorbereitung: Aus der Folie wird eine trapezförmige oder rechteckige Probe ausgeschnitten. Um den Aufreißvorgang einzuleiten, wird ein kontrollierter Schnitt (Einschnitt) in der Mitte oder an einem Ende vorgenommen.
• Montage: Die beiden Schenkel der Probe (die durch den Schnitt entstanden sind) werden in eine Zugprüfmaschine eingespannt, ähnlich wie beim Trennen der Hosenbeine (daher der Name „Hosenrissmethode“).
• Test: Die Maschine wendet eine konstante Reißgeschwindigkeit an, bis sich der Riss über eine bestimmte Länge ausbreitet. Die zum Ausbreiten des Risses erforderliche Kraft wird aufgezeichnet.
• Ergebnisse: Die Reißfestigkeit wird üblicherweise in Newton (N) oder Newton pro Längeneinheit angegeben. Um die Anisotropie extrudierter oder geblasener Folien zu berücksichtigen, werden mehrere Proben (üblicherweise in Maschinenrichtung und quer dazu) geprüft.

Die grundlegenden Parameter sind wie folgt:

• Testgeschwindigkeit (üblicherweise konstant).
• Probenkonditionierung (Temperatur und Luftfeuchtigkeit).
• Anzahl der für die statistische Zuverlässigkeit erforderlichen Tests.

Diese Methode unterscheidet sich von Zugfestigkeitsprüfungen (zum Beispiel der Normenreihe DIN EN ISO 527, bei der Dehnung und Bruchfestigkeit ohne vorherige Scherung gemessen werden).

Das Prüfverfahren nach DIN 53363 ist mit internationalen Normen wie „ISO 34-1 Gummi, vulkanisiert oder thermoplastisch – Bestimmung der Weiterreißfestigkeit – Teil 1: Hosen, Zwickel und Halbmondproben“, die das Hosenweiterfestigkeitsverfahren für Gummi/Kunststoffe beinhaltet, und „ASTM D1813 Standardprüfverfahren zur Messung der Dicke von Lederproben“, das das Hosenweiterfestigkeitsverfahren für dünne Folien beinhaltet, kompatibel. Dennoch wird die DIN 53363 insbesondere in der europäischen Industrie weiterhin als Referenz in Produktspezifikationen, Prüfberichten und älterer technischer Dokumentation verwendet.

Hersteller von Kunststofffolien (z. B. PE-, PP-, PVC-Folien) verwenden diesen Test für folgende Zwecke:

• Sicherstellung der Produktqualität für Verpackungen oder Schutzhüllen.
• In Branchen wie der Lebensmittelverpackung, der Landwirtschaft oder dem Bauwesen werden sie an die Kundenspezifikationen angepasst (beispielsweise ist die Reißfestigkeit von Planen häufig nach der Norm DIN 53363 spezifiziert).
• Vergleich von Materialrezepturen oder Lieferanten.

Kurz gesagt, die Reißfestigkeit ist eine entscheidende mechanische Eigenschaft, die angibt, wie gut ein Material der Ausbreitung eines einmal entstandenen Risses widersteht. Dieser Test findet breite Anwendung in Branchen wie der Verpackungsindustrie, dem Automobilinnenausbau, der Baumembranenfertigung und der Herstellung technischer Folien, wo dünne Kunststoffe unter Belastung ihre strukturelle Integrität bewahren müssen. Das Hauptziel der DIN 53363 ist die Bereitstellung eines zuverlässigen und reproduzierbaren Verfahrens zur Messung der Kraft, die erforderlich ist, um einen Riss nach dem ersten Schnitt oder der Kerbe in einer Kunststofffolie aufrechtzuerhalten.

Das Verständnis der Reißfestigkeit hilft Herstellern in folgenden Bereichen:

• Bewertung der Materialbeständigkeit.
• Vergleich verschiedener Filmformulierungen
• Überprüfung der Produktionsqualität
• Vorhersage der Leistungsfähigkeit während Transport und Nutzung.

Zu den Materialien, die typischerweise diesem Test unterzogen werden, gehören:

• Polyethylen (PE)-Folien
• Polypropylen (PP)-Folien
• PVC-Folien
• Laminierte Kunststofffolien
• Verpackungsfolien

Das Verfahren nach DIN 53363 misst die Kraft, die erforderlich ist, um einen vorhandenen Riss in einer Probe zu erweitern. Das Grundprinzip ist wie folgt:

• Die Proben werden unter Standardlaborbedingungen (Temperatur und Luftfeuchtigkeit) konditioniert.
• Es wird eine rechteckige Testprobe vorbereitet.
• An einer Kante der Probe wird eine spezielle Kerbe oder ein Schlitz angebracht. Diese vorgefertigte Kerbe dient als Ausgangspunkt für die Ausbreitung des Risses.
• Die Probe wird in eine Zugprüfmaschine eingespannt.
• Die Maschine trennt die Proben mit konstanter Traversengeschwindigkeit.
• Die zur Erweiterung des Risses erforderliche Kraft (Rissausbreitungskraft) wird kontinuierlich aufgezeichnet.
• Die resultierende Kraft spiegelt die Reißfestigkeit des Materials wider.

Bei der Auswertung der Ergebnisse wird die durchschnittliche Reißfestigkeit berechnet. Die Kraft, die zur Ausbreitung des Risses erforderlich ist, wird als Reißfestigkeit angegeben. Manchmal wird das Ergebnis auf die Dicke oder Breite normiert.

Zu den bei den Tests verwendeten Geräten gehören:

• Universelle Zugprüfmaschine
• Spezielle Klemmen oder Halterungen für Dünnschichten.
• Schneidevorrichtung zur Herstellung standardisierter Proben.
• Ein Kerbwerkzeug zum Erzeugen des ersten Einrisses.
• Messsystem zur Krafterfassung.

Proben werden im Allgemeinen auf zwei Arten getestet:

• Maschinenrichtung: Entlang der Filmproduktionsrichtung.
• Querrichtung: Senkrecht zur Produktionsrichtung.

Dies hilft bei der Beurteilung der in Kunststofffolien häufigen Anisotropie.

Die Norm DIN 53363 eignet sich besonders zur Bewertung dünner Kunststofffolien für anspruchsvolle Anwendungen. Zu ihren wichtigsten industriellen Vorteilen zählen:

• Beurteilung der Haltbarkeit der Verpackung.
• Qualitätskontrolle in der Filmproduktion.
• Vergleich verschiedener Polymerformulierungen
• Abschätzung der Schadensresistenz während des Transports.

Bei Verpackungen bedeutet beispielsweise eine höhere Reißfestigkeit, dass die Folie beim Transport oder der Handhabung weniger wahrscheinlich reißt.

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 53363 an.