DIN 53357 Badanie płyt z tworzyw sztucznych – badanie przyczepności

Norma „DIN 53357 Badanie folii z tworzyw sztucznych – Badanie przyczepności”, opublikowana przez Niemiecki Instytut Normalizacyjny (DIN), opisuje metody określania przyczepności (lub wytrzymałości wiązania) między warstwami w wielowarstwowych foliach z tworzyw sztucznych, foliach, laminatach lub materiałach powlekanych. Metody te służą przede wszystkim do oceny przylegania różnych warstw tworzywa sztucznego do siebie lub przylegania powłoki do podłoża poprzez pomiar siły potrzebnej do ich oddzielenia (oderwania).

Norma DIN 53357 nie obowiązuje już od dawna. Jednak wiele laboratoriów i firm nadal powołuje się na tę normę w przypadku starszych testów lub w niektórych sektorach. Niemniej jednak zaleca się stosowanie norm zastępczych lub następczych (takich jak ISO 4578, ISO 11339, ASTM D903 lub ASTM D3330).

Norma DIN 53357 ma istotne znaczenie dla kontroli jakości i rozwoju materiałów w następujących obszarach:

Elastyczne folie i arkusze z tworzyw sztucznych (np. laminaty wielowarstwowe do pakowania)
Tkaniny powlekane lub plandeki
Laminowane lub klejone materiały plastikowe
W niektórych kontekstach produkty klejące wrażliwe na nacisk
Folie barierowe, folie rolnicze/ogrodnicze lub tekstylia techniczne.

Norma ta pomaga producentom sprawdzić, czy połączone warstwy nie ulegną rozdzieleniu w trakcie użytkowania, obsługi lub końcowego zastosowania (np. opakowania żywności, etykiety, folie ochronne lub kompozyty przemysłowe).

Norma DIN 53357 proponuje dwie główne metody:

Metoda A (DIN 53357-A): Konwencjonalny test odrywania (konfiguracja 180 stopni lub T-peel) mierzący siłę potrzebną do rozdzielenia warstw folii lub arkuszy z tworzywa sztucznego. Jest to prosta metoda odrywania/pociągania, wykonywana za pomocą uniwersalnej maszyny wytrzymałościowej.

Metoda ta opiera się na standardowym teście odrywania/rozdzielania, który mierzy siłę adhezji (wytrzymałość wiązania lub siłę rozdzielania) między warstwami w wielowarstwowych foliach z tworzyw sztucznych, arkuszach, laminatach lub materiałach powlekanych. Jest to prosta konfiguracja odrywania oparta na ciągnięciu, zazwyczaj o 180 stopni lub podobna, która nie wymaga specjalistycznego sprzętu rolkowego.

Metoda ta określa siłę potrzebną do rozdzielenia/rozwarstwienia warstw w elastycznych materiałach z tworzyw sztucznych. Ocenia przyczepność międzywarstwową w laminatach, foliach współwytłaczanych, arkuszach powlekanych lub tworzywach sztucznych klejonych.

Metoda B (DIN 53357-B): Znana jako niemiecki test odrywania kołowego lub test odrywania rolkowego. Jest to specjalna konfiguracja odrywania pod kątem 90 stopni, która wykorzystuje obracające się koło/rolkę (zazwyczaj o średnicy 90 mm) do podtrzymywania próbki i utrzymywania stałego kąta odrywania. Narzędzie utrzymuje kąt odrywania pod kontrolą podczas naciągania warstwy przez głowicę poprzeczną. Jest ona szczególnie przydatna w przypadku materiałów elastycznych, laminatów na papierze/tekturze lub tam, gdzie standardowe odrywanie pod kątem 180 stopni mogłoby skutkować zagnieceniami lub niejednolitymi wynikami.

Metoda ta została zaprojektowana w celu utrzymania stałego kąta odrywania 90 stopni przez cały czas trwania testu. Zapewnia to bardziej spójne i powtarzalne wyniki w porównaniu z tradycyjnymi metodami odrywania, szczególnie w przypadku materiałów elastycznych, laminatów na podłożach (takich jak papier czy tektura) lub w sytuacjach, w których zmiana kąta mogłaby wpłynąć na wyniki.

Metoda ta mierzy siłę potrzebną do rozdzielenia/rozwarstwienia warstw w wielowarstwowych foliach z tworzyw sztucznych, arkuszach, materiałach powlekanych, foliach samoprzylepnych, laminowanych powłokach antyadhezyjnych, taśmach lub kompozytach plastikowo-papierowych. Jest ona szczególnie przydatna w przypadku materiałów, w których stały kąt zmniejsza marszczenie, efekt zginania lub nierównomierny rozkład naprężeń.

Typowa procedura testowa przebiega następująco:

Próbki są kondycjonowane w standardowych warunkach laboratoryjnych.
Próbki przygotowuje się zazwyczaj w paskach o określonej szerokości, np. 25 mm lub 50 mm.
Warstwy są częściowo rozdzielone na jednym końcu, tworząc dwa wypustki.
Próbka jest przymocowana do stanowiska testowego (standardowe uchwyty w przypadku metody A, zespół koła/rolki w przypadku metody B).
Obieranie odbywa się ze stałą prędkością (typowa prędkość to 50–300 mm/min, zależnie od materiału).
Siła potrzebna do rozdzielenia warstw jest ciągle mierzona.
Rejestruje się siłę odrywania (N), a następnie oblicza się wytrzymałość na odrywanie (np. N/5 cm lub N/25 mm).
Oceniane są rodzaje uszkodzeń: uszkodzenie adhezji, uszkodzenie spójności, uszkodzenie podłoża itp.

Aby uzyskać wiarygodne wyniki, zazwyczaj bada się wiele próbek. Uzyskana wartość reprezentuje średnią siłę potrzebną do rozdzielenia warstw. Wytrzymałość adhezyjną określa się, obliczając średnią siłę odrywania na określonej długości odcinka testowego.

Obserwacje przeprowadzane podczas testu mogą również obejmować:

Uszkodzenie adhezji (uszkodzenie występujące w warstwie materiału)
Błąd przyczepności (usterka występująca na styku)
Rozdarcie powierzchni

Te tryby awarii dostarczają cennych informacji o jakości przyczepności i kompatybilności materiałów.

Krótko mówiąc, głównym celem normy DIN 53357 jest pomiar siły potrzebnej do rozdzielenia sklejonych warstw folii lub laminatu. Właściwości adhezyjne mają kluczowe znaczenie, ponieważ słaba adhezja może prowadzić do:

Rozdzielenie warstw
Pogorszenie powłoki powierzchniowej
Zmniejszona wytrzymałość mechaniczna
Przedwczesne uszkodzenie produktu w trakcie użytkowania

Dzięki zastosowaniu standaryzowanej metody testowania producenci i laboratoria mogą porównywać parametry przyczepności różnych materiałów i partii produkcyjnych.

Badanie przyczepności zgodnie z normą DIN 53357 jest zazwyczaj przeprowadzane metodą odrywania. Badanie zazwyczaj wymaga spełnienia następujących warunków:

Uniwersalna maszyna do wytrzymałości na rozciąganie
Aparatura lub uchwyty do badania odrywania
Narzędzia tnące do przygotowywania próbek.
Urządzenie do pomiaru grubości

Maszyna wytrzymałościowa musi być w stanie utrzymać stałą prędkość głowicy trawersy i dokładnie rejestrować siłę odrywania.

Norma DIN 53357 jest powszechnie stosowana do badania następujących parametrów:

Skóra sztuczna i tkaniny powlekane
Folie laminowane z tworzyw sztucznych
Tekstylia powlekane tworzywem sztucznym
Wielowarstwowe materiały do wnętrz samochodowych
Ochronne powłoki z tworzyw sztucznych

Branże takie jak motoryzacja, meblarstwo, opakowania i tekstylia techniczne wykorzystują ten test, aby zagwarantować długotrwałą przyczepność.

Norma DIN 53357 pomaga producentom w następujących obszarach:

Aby utrzymać stałą jakość produktu.
Sprawdzanie wytrzymałości kleju laminatów.
Porównanie różnych klejów i procesów powlekania
Zapewnienie zgodności materiałów ze specyfikacjami klienta lub specyfikacjami branżowymi.

W zastosowaniach, w których tworzywa sztuczne warstwowe są narażone na zginanie, zmiany temperatury lub naprężenia mechaniczne, niezawodna przyczepność ma kluczowe znaczenie dla zachowania integralności strukturalnej i wyglądu.

Nasza organizacja, dysponująca kompetentną i doświadczoną kadrą, od wielu lat rozumie potrzeby swoich klientów, zapewniając im zaawansowane usługi testowe, których potrzebują, oraz wspierając ich we wdrażaniu, wdrażaniu i doskonaleniu systemów zarządzania. W tym zakresie świadczymy również usługi testowe zgodne z normą DIN 53357.