DIN 53357 Badanie arkuszy i folii z tworzyw sztucznych – badanie rozdzielenia warstw

Norma „DIN 53357 Badanie płyt i folii z tworzyw sztucznych – Badanie rozdzielania warstw”, opracowana przez Niemiecki Instytut Normalizacyjny (DIN), opisuje metodę badawczą służącą do oceny przyczepności warstw do siebie lub warstw wierzchnich do podłoża. Metoda ta określa siłę rozdzielania. Tę metodę badawczą można stosować do produktów zgodnie z normą DIN 16922. W zależności od rodzaju produktu można zastosować dwie metody: metodę A lub metodę B. Wybór metody musi zostać uzgodniony.

Dla celów niniejszej normy siła rozdzielająca oznacza siłę potrzebną do oddzielenia dwóch warstw od siebie lub warstwy górnej od warstwy dolnej, określoną zgodnie z niniejszą normą.

Do przeprowadzenia tego badania można użyć dowolnej maszyny do wytrzymałości na rozciąganie zgodnej z normą „DIN 51221 Maszyny do wytrzymałości na rozciąganie” i wyposażonej w urządzenia do pomiaru siły o niskiej bezwładności, spełniające wymagania Klasy 1, zgodnie z definicją zawartą w normie „DIN 51220 Maszyny do wytrzymałości materiałów”. Zakres pomiaru siły maszyny wytrzymałościowej należy dobrać tak, aby średnia siła rozdzielająca nie mieściła się w pierwszej piątej zakresu pomiarowego. Można zarejestrować siłę rozciągającą działającą na próbkę.

Pobieranie próbek i wstępna obróbka muszą być przeprowadzone zgodnie z normą „DIN 16906 Badanie folii i arkuszy z tworzyw sztucznych – Próbki i próbki – Przygotowanie i kondycjonowanie”. Kształt i liczbę próbek określa się w następujący sposób:

• Do badania rozdzielalności metodą A należy pobrać pięć próbek, każda o długości 200 mm, wzdłuż i w poprzek wstęgi. W przypadku płyt kompozytowych z tworzyw sztucznych próbki powinny mieć szerokość 50 mm plus/minus 1 mm. W przypadku wielowarstwowych folii z tworzyw sztucznych zgodnie z normą DIN 16922 można użyć próbek o szerokości 15 mm plus/minus 1 mm.
• W przypadku badania dzielonego metodą B należy pobrać pięć próbek badawczych, każda o szerokości 15 mm plus/minus 1 mm i długości 250–300 mm, w poprzek płyty.

Podczas przygotowywania próbek do badań, warstwy przeznaczone do rozdzielenia rozdziela się mechanicznie, w miarę możliwości wzdłuż wąskiej krawędzi próbki i równolegle do jej powierzchni, na długości co najmniej 40 mm. Same warstwy nie powinny być znacząco uszkodzone.

Jeśli rozdzielenie warstw nie jest możliwe, można to ułatwić, w razie potrzeby, zanurzając próbkę w odpowiednim rozpuszczalniku lub jego parze na długość około 40 mm. Rozpuszczalnik należy następnie usunąć poprzez suszenie w temperaturze nieprzekraczającej 70°C. Jeśli wierzchniej warstwy nie można oddzielić od podłoża nawet po takim zabiegu, nie można przeprowadzić badania. W przypadku cienkich warstw wierzchnich, których wytrzymałość jest mniejsza niż siła rozdzielenia, wiązanie można wzmocnić, łącząc dwie próbki (warstwa wierzchnia z warstwą wierzchnią) bezrozpuszczalnikowym klejem poliuretanowym. Tylko jedna z warstw wierzchnich jest mechanicznie rozdzielana na długości około 40 mm, jak opisano powyżej. Po przygotowaniu próbki do badań są poddawane wstępnej obróbce zgodnie z niniejszą normą.

Choć obecnie w dużej mierze zastąpiona normami ISO, takimi jak ISO 4593, norma DIN 53357 ma historyczne znaczenie w badaniach materiałów, szczególnie w ocenie właściwości folii i arkuszy z tworzyw sztucznych. Norma ta jest uważana za ważną z następujących powodów:

• Znormalizowane testy tworzyw sztucznych: Norma DIN 53357 określa spójną metodologię badania właściwości mechanicznych folii z tworzyw sztucznych, takich jak wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie i odporność na rozdarcie. Gwarantuje to wiarygodne i porównywalne wyniki uzyskiwane przez różne laboratoria i producentów.
• Kontrola jakości: Norma ta ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia jakości w branżach takich jak opakowania, gdzie folie plastikowe są powszechnie stosowane. Pozwala producentom zweryfikować, czy materiały spełniają określone kryteria wydajności, gwarantując trwałość i funkcjonalność.
• Badanie przyczepności: Kluczowym aspektem normy DIN 53357 jest skupienie się na badaniu właściwości adhezyjnych folii laminowanych lub powlekanych. Jest to szczególnie istotne w zastosowaniach, w których wytrzymałość wiązania między warstwami bezpośrednio wpływa na wydajność produktu (np. w opakowaniach wielowarstwowych lub taśmach).
• Punkt odniesienia dla przemysłu: Jako norma niemiecka, norma ta stanowiła punkt odniesienia dla przemysłu europejskiego przed szerszym przyjęciem norm międzynarodowych, takich jak ISO. Ułatwiała handel i współpracę, zapewniając wspólne ramy dla specyfikacji materiałowych.
• Bezpieczeństwo i niezawodność: Norma DIN 53357 definiuje warunki i procedury testowe, dzięki czemu folie z tworzyw sztucznych stosowane w krytycznych zastosowaniach (np. w opakowaniach medycznych, w bezpieczeństwie żywności) spełniają rygorystyczne wymogi bezpieczeństwa i niezawodności.

W rezultacie nowoczesne normy, takie jak ISO 4593 lub jej odpowiedniki ASTM, w dużej mierze zastąpiły normę DIN 53357. Niemniej jednak przyczyniły się one znacząco do ustanowienia rygorystycznych i powtarzalnych protokołów testowych, które poprawiają jakość i wydajność materiałów z tworzyw sztucznych w różnych gałęziach przemysłu.

Norma DIN 53357, koncentrująca się przede wszystkim na badaniu folii i arkuszy z tworzyw sztucznych, zawiera szczegółowe metody badań służące do oceny właściwości mechanicznych i przyczepności. Metody te zostały opracowane specjalnie do oceny właściwości folii z tworzyw sztucznych w zastosowaniach takich jak opakowania, laminaty i powłoki. Główne metody badań to:

• Test przyczepności (test odrywania): Celem tego testu jest pomiar wytrzymałości połączenia między warstwami laminowanych lub powlekanych folii z tworzyw sztucznych, takich jak opakowania wielowarstwowe lub taśmy klejące. Test odrywania przeprowadza się, rozdzielając warstwy laminowanej folii pod określonym kątem (zwykle 180 lub 90 stopni) za pomocą maszyny wytrzymałościowej na rozciąganie. Norma ta określa parametry takie jak szybkość odrywania, szerokość próbki oraz warunki środowiskowe (np. temperatura i wilgotność), aby zapewnić powtarzalność wyników.
• Badanie wytrzymałości na rozciąganie: Celem tego badania jest ocena wytrzymałości mechanicznej i sprężystości folii z tworzyw sztucznych, w tym wytrzymałości na rozciąganie (siły potrzebnej do zerwania folii) oraz wydłużenia przy zerwaniu. Pasek folii jest zaciskany w maszynie wytrzymałościowej i rozciągany ze stałą szybkością aż do zerwania. Badanie to określa wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie przy zerwaniu oraz granicę plastyczności (jeśli dotyczy).
• Badanie odporności na rozdarcie: Celem tego badania jest pomiar odporności folii z tworzywa sztucznego na rozdarcie, co jest kluczowe dla oceny trwałości w zastosowaniach takich jak torby czy opakowania. Wstępnie wycięta próbka (zazwyczaj z niewielkim początkowym rozdarciem) jest poddawana działaniu siły rozrywającej, stosując metody takie jak test rozdarcia Elmendorfa lub test rozdarcia spodni. Rejestrowana jest siła potrzebna do rozdarcia.
• Badanie wytrzymałości wiązania folii powlekanych: Celem tego badania jest ocena wytrzymałości wiązania między folią z tworzywa sztucznego a powłoką (np. lakierem, tuszem lub klejem). Podobnie jak w przypadku testu odrywania, badanie to polega na pomiarze siły potrzebnej do oddzielenia powłoki od podłoża. Do zainicjowania i rozprzestrzeniania się oddzielenia można użyć specjalistycznego sprzętu.
• Przygotowanie i kondycjonowanie próbek: Celem tego procesu jest zapewnienie spójnych i powtarzalnych wyników. Norma ta określa sposób cięcia, przechowywania i kondycjonowania próbek (np. w określonej temperaturze i wilgotności) przed badaniem, aby wyeliminować zmienność wynikającą z czynników środowiskowych.

Wiele metod opisanych w normie DIN 53357 zostało włączonych lub zastąpionych przez normy ISO lub ASTM, jednak zasady pozostały podobne.

Nasza organizacja, która od lat wspiera przedsiębiorstwa z wszystkich sektorów, oferując szeroki zakres usług testowania, pomiarów, analiz i ewaluacji, dysponuje silnym zespołem pracowników, którzy uważnie śledzą światowe osiągnięcia w dziedzinie nauki i technologii oraz stale się rozwijają. W tym kontekście świadczymy również usługi testowe zgodnie z normą DIN 53357 „Badanie płyt i folii z tworzyw sztucznych – Badanie rozdzielania warstw”.