DIN 53373 Prüfung von Kunststofffolien - Durchdringungsprüfung mit elektronischer Datenaufzeichnung

DIN 53373 Prüfung von Kunststofffolien - Durchdringungsprüfung mit elektronischer Datenaufzeichnung

Die vom Deutschen Institut für Normung (DIN) herausgegebene Norm „DIN 53373 Prüfung von Kunststofffolien – Durchschlagsprüfung mit elektronischer Datenerfassung“ beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der Schlagfestigkeit (bzw. Durchstoßfestigkeit) dünner Kunststofffolien unter dynamischer Belastung. Diese Norm ist insbesondere für flexible Verpackungsmaterialien wie Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) oder andere Polymerfolien relevant, die in Beuteln, Verpackungen, Etiketten und ähnlichen Anwendungen eingesetzt werden.

DIN 53373 Prüfung von Kunststofffolien - Durchdringungsprüfung mit elektronischer Datenaufzeichnung

Dieses Verfahren misst das Verhalten von Kunststofffolien bei plötzlichen vertikalen Stößen und simuliert so reale Belastungen wie Fallenlassen, Aufprallen oder Durchstechen beim Transport oder der Handhabung. Hauptziel ist die Bestimmung der folgenden Parameter:

  • Die zum Durchdringen der Folie erforderliche Aufprallenergie (typischerweise angegeben in J/mm² oder Nm/mm², normiert auf die Foliendicke)
  • Maximale Abweichung vor dem Versagen (Eindringtiefe)
  • Kraft-Zeit- oder Energie-Zeit-Kurven während eines Aufprallereignisses.

Im Gegensatz zu einfacheren Schlagprüfverfahren (wie den Normen ISO 7765-1 oder ASTM D1709, die die statistische Ausfallwahrscheinlichkeit nutzen) konzentriert sich die Norm DIN 53373 auf eine instrumentierte Prüfung mit elektronischer Aufzeichnung. Dies ermöglicht die Erfassung detaillierter dynamischer Daten: Kraft-Zeit-Verlauf, Energieabsorption und Versagensverhalten.

Der Testaufbau ist wie folgt:

  • Schlagbolzen (Rohr/Impuls): Ein halbkugelförmiger Kopf, üblicherweise mit einem Durchmesser von 20 mm.
  • Amboss/Kompressionsring: Eine kreisförmige Öffnung, üblicherweise mit einem Durchmesser von 40 mm.
  • Die Filmprobe wird zwischen den Ringen flach zusammengepresst.
  • Eine fallende Masse (oder ein angetriebenes Rohr) trifft mit kontrollierter Geschwindigkeit auf den Mittelpunkt.
  • Elektronische Sensoren erfassen das Aufprallereignis in Echtzeit.

Diese Anordnung findet sich in verschiedenen Aufprallprüfmaschinen.

Die wichtigsten gemessenen Merkmale sind folgende:

  • Bruchenergie (Eindringenergie)
  • Maximale Durchbiegung an der Bruchstelle

Die DIN 53373 ist recht alt, und obwohl sie in manchen Kontexten noch immer gültig sein mag, bevorzugen viele Labore und Hersteller mittlerweile ihre moderneren internationalen Äquivalente. Sie wird häufig in Materialeigenschaften, Produktdatenblättern und Patenten im Zusammenhang mit flexiblen Folien referenziert.

Dieser Test wird in der Qualitätskontrolle in folgenden Bereichen häufig eingesetzt:

  • Verpackungsfolien (Lebensmittel, Medizin, Industrie).
  • Oberflächen beschriften.
  • Aufgeblasene oder gegossene Folien, bei denen Stoßfestigkeit entscheidend ist.

Kurz gesagt, die DIN 53373 beinhaltet ein Verfahren zur Bewertung des Durchdringungsverhaltens von Kunststofffolien. Dieses Verfahren beurteilt, wie die Folie auf eine plötzliche, senkrecht zur Folienoberfläche einwirkende Kraft reagiert, und misst, wie die Folie Energie absorbiert oder beim Durchdringen bricht.

Dieser Standard wurde entwickelt, um die grundlegenden, schlagbedingten mechanischen Eigenschaften von Kunststofffolien zu definieren und umfasst Folgendes:

  • Durchdringungsbeständigkeit
  • Energieabsorptionskapazität
  • Maximale Durchdringungskraft
  • Verformungsverhalten vor dem Bruch

Mithilfe dieser Parameter können Ingenieure die Zähigkeit und Dauerhaftigkeit verschiedener Folienmaterialien unter dynamischer Belastung vergleichen. Der Test kann auch bei unterschiedlichen Temperaturen durchgeführt werden, um den Übergang von sprödem zu duktilem Verhalten in Polymerfolien zu untersuchen.

Die Norm DIN 53373 ist vor allem für Kunststofffolien und dünne Platten anwendbar:

  • Starre Folien: Dicke bis zu ca. 0,5 mm.
  • Flexible Folien: Dicke bis zu ca. 1 mm.

Zu den typischen getesteten Materialien gehören:

  • Polyethylen (PE)-Folien
  • Polypropylen (PP)-Folien
  • PVC-Folien
  • Mehrschichtige Verpackungsfolien

Das beschriebene Testverfahren liefert mehrere wichtige Werte:

  • Maximale Durchdringungskraft
  • Aufprallenergie für Bruch.
  • Kraft-Weg-Kurve
  • Filmverformung

Diese Ergebnisse helfen bei der Beurteilung der Zähigkeit und Durchstoßfestigkeit des Materials.

Die Norm DIN 53373 wurde später durch aktualisierte Verfahren zur Schlagprüfung von Kunststofffolien und -platten ersetzt. Beispielsweise enthält die Norm „DIN ISO 7765-2 Kunststofffolien und -platten – Bestimmung der Schlagfestigkeit im Fallpfeilverfahren – Teil 2: Instrumentierter Durchstoßversuch“ ein Prüfverfahren zur Bestimmung der Durchstoßeigenschaften einer Kunststofffolie mithilfe von Kraft- und Durchbiegungsmessgeräten. Dieses Verfahren ist anwendbar, wenn zur detaillierten Charakterisierung des Schlagverhaltens ein Kraft-Durchbiegungs- oder Kraft-Zeit-Diagramm bei annähernd konstanter Aufprallgeschwindigkeit benötigt wird. Es ist auch erforderlich, wenn nur wenige Prüfkörper zur Verfügung stehen und das in der Norm DIN ISO 7765-1 beschriebene Stufenverfahren nicht angewendet werden kann. Das Prüfverfahren eignet sich für Folien bis zu einer Dicke von 1 mm und ermöglicht den Vergleich von Durchstoßkräften, biaxialen Verformungen und Energieabsorptionsvermögen. Darüber hinaus kann der Übergangsbereich zwischen sprödem und zähem Verhalten der Folie unter den Prüfbedingungen durch Variation von Temperatur, Durchstoßgeschwindigkeit oder relativer Luftfeuchtigkeit ermittelt werden.

Folglich definiert die DIN 53373 die instrumentelle Schlagpenetrationsprüfung von Kunststofffolien und ermöglicht die Messung von Penetrationskraft, Energieabsorption und Verformungsverhalten bei plötzlichem Aufprall. Obwohl sie historisch weit verbreitet war, wurde sie mittlerweile durch ISO-basierte Normen wie ISO 7765 abgelöst.

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 53373 an.

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