DIN 55543-5-2017 Packaging Test - Test methods for packaging films - Part 5 Determination of adhesion strength.pdf

1、Oktober 2017DEUTSCHE NORM Preisgruppe 8DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 83.140.10!%hR/“2694712www.din.deDIN 55543-5Verpackungsprfung Prfverfahren fr Verpacku

2、ngsfolien Teil 5: Bestimmung der VerbundhaftungPackaging Test Test methods for packaging films Part 5: Determination of adhesion strengthEssai des emballages Mthodes dessai pour films demballage Partie 5: Dtermination de la cohrence entre les couchesAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH,

3、10772 BerlinErsatz frdie 2013-11 zurckgezogene NormDIN 53357:1982-10www.beuth.deGesamtumfang 12 SeitenDDIN-Normenausschuss Verpackungswesen (NAVp)DIN-Normenausschuss Kunststoffe (FNK)DIN 55543-5:2017-10 2 Inhalt Seite Vorwort 3 Einleitung 4 1 Anwendungsbereich . 5 2 Normative Verweisungen . 5 3 Begr

4、iffe 5 4 Gerte . 5 5 Proben und Probekrper . 6 5.1 Probenahme 6 5.2 Form und Anzahl der Probekrper . 6 5.3 Probenvorbereitung . 6 5.3.1 Probenvorbereitung fr Streifenprfung und Streifenprfung mit Rolle 6 5.3.2 Probenvorbereitung fr Verfahren nach Abschnitt 6.3 6 5.4 Konditionierung . 7 5.5 Prfklima

5、7 5.5.1 Feuchteempfindliche Probekrper. 7 5.5.2 Feuchteunempfindliche Probekrper . 7 6 Durchfhrung 7 6.1 Streifenprfung (Schlwinkel 90 oder 180). 7 6.2 Streifenprfung mit Rolle (Schlwinkel 90) 9 6.3 Trger basierte Prfung (Schlwinkel 180) 10 7 Auswertung 12 8 Prfbericht . 12 DIN 55543-5:2017-10 3 Vor

6、wort Diese Norm wurde vom Arbeitsausschuss NA 115-02-01 AA Flexible Packmittel Laminate, Folien, Scke, Beutel, Tragetaschen“ im DIN-Normenausschuss Verpackungswesen (NAVp) erarbeitet. Diese Norm ist fr den Bereich flexible Verpackungen das Nachfolgedokument fr die zurckgezogene DIN 53357. DIN 55543,

7、 Verpackungsprfung Prfverfahren fr Verpackungsfolien besteht aus folgenden Teilen: Teil 1: Bestimmung der Foliendicke Teil 2: Bestimmung des Schlwiderstandes von Klebenhten an Scken Teil 3: Bestimmung der Festigkeit von Lngsnhten an Scken und Beuteln Teil 4: Bestimmung der Schrumpfung von Kunststoff

8、-Folien im Flssigkeitsbad Teil 5: Bestimmung der Verbundhaftung Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. DIN ist nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. nderungen Gegenber DIN 53357:19

9、82-10 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Norm inhaltlich um weitere Verfahren ergnzt und redaktionell berarbeitet; b) Trennkraft“ im gesamten Dokument in Verbundhaftung“ gendert; c) Anzahl der Probekrper von fnf auf drei verringert; d) Normative Verweisungen aktualisiert. Frhere Ausgaben DIN

10、53357: 1971-05, 1982-10 DIN 55543-5:2017-10 4 Einleitung Der Anwendungsbereich erstreckt sich auf flexible Flchengebilde wie Kunststoffbahnen, Kunststoff-Folien, Kunststoff-Verbundbahnen (z. B. mit Aluminium, Papier und/oder Polyolefingeweben). Die Prfung erfolgt in der Regel im Streifenzugversuch.

11、Bei der Prfung der Verbundhaftung beeinflusst der Schlwinkel im Trennbereich das Prfergebnis. Dies wirkt sich umso mehr aus, je dnner die Schichten und je geringer die Verbundhaftungen sind. DIN 55543-5:2017-10 5 1 Anwendungsbereich Diese Norm legt Verfahren zur Bestimmung der Verbundhaftung von Ver

12、bundfolien und Mehrschichtfolien fest. Die Bestimmung der Verbundhaftung dient zur Beurteilung, wie fest die Schichten aneinander haften. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforder

13、lich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 51220, Werkstoffprfmaschinen Allgemeines zu Anforderungen an Werkstoffprfmaschinen und zu deren Prfung

14、 und Kalibrierung DIN EN 20187, Papier, Pappe und Zellstoff Normalklima fr die Vorbehandlung und Prfung und Verfahren zur berwachung des Klimas und der Probenvorbehandlung DIN EN ISO 291, Kunststoffe Normalklimate fr Konditionierung und Prfung DIN EN ISO 7500-1 Beiblatt 1, Metallische Werkstoffe Prf

15、ung von Prfmaschinen fr statische einachsige Beanspruchung Teil 1: Zug- und Druckprfmaschinen; Prfung und Kalibrierung der Kraftmeeinrichtung; Allgemeines zu Anforderungen und zur Prfung und Kalibrierung von Zug-, Druck- und Biegeprfmaschinen 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die f

16、olgenden Begriffe. 3.1 Verbundhaftung Kraft, die zum Trennen zweier Schichten voneinander erforderlich ist 3.2 Schlweg Weg, der im Verbund aufgetrennt wird Anmerkung 1 zum Begriff: Der Schlweg wird in mm gemessen. Anmerkung 2 zum Begriff: Um einen bestimmten Schlweg zu erreichen, muss an der Zugmasc

17、hine mindestens ein doppelt so hoher Wert eingestellt werden. Zustzlich sind eventuelle Dehnungen einer Schicht zu bercksichtigen. 3.3 Schlwinkel Abzugswinkel Winkel, unter dem die Trennung der zu prfenden Schichten erfolgt 4 Gerte Fr die Bestimmung der Verbundhaftung darf jede Zugprfmaschine nach D

18、IN EN ISO 7500-1 Beiblatt 1 in Verbindung mit DIN 51220 verwendet werden. DIN 55543-5:2017-10 6 5 Proben und Probekrper 5.1 Probenahme Die Probekrper werden aus der Probe (Folienbahn), gleichmig ber die Breite verteilt, lngs und/oder quer zur Laufrichtung der Folie entnommen. Sie knnen mit einer bel

19、iebigen Vorrichtung ausgeschnitten werden. Die Probekrper mssen fehlerfrei und sauber sein und ihre Schnittkanten mssen gerade sein. Bei geklebten Verbunden muss die Aushrtung bercksichtigt werden. 5.2 Form und Anzahl der Probekrper Fr den Trennversuch nach 6.1 und 6.2 sind lngs und/oder quer zur Ba

20、hn je 3 Probekrper von (15 null 0,1) mm Breite zu entnehmen. Fr den Trennversuch nach 6.3 sind lngs zur Bahn je 3 Probekrper von (50 null 1) mm Breite zu entnehmen. 5.3 Probenvorbereitung 5.3.1 Probenvorbereitung fr Streifenprfung und Streifenprfung mit Rolle Die Schichten, fr die eine Verbundhaftun

21、g ermittelt werden soll, werden von einer Schmalseite der Probe her und parallel zu ihrer Oberflche auf eine Lnge von mindestens 20 mm nach Mglichkeit mechanisch voneinander getrennt. Dabei drfen die Schichten selbst nicht erheblich verletzt werden. Bei Verbunden mit mehr als zwei Schichten muss sic

22、hergestellt werden, dass die Trennung zwischen den beiden Schichten erfolgt, fr die die Verbundhaftung ermittelt werden soll. Bei dnnen Schichten, deren Festigkeit geringer als die Verbundhaftung ist, darf diese durch ein Trgermaterial, wie z. B. eine Klebefolie, verstrkt werden. Ist das Trennen der

23、 Schichten mechanisch nicht mglich, darf dies durch Eintauchen der Probe auf etwa 40 mm Lnge in ein geeignetes Lsungsmittel oder in Lsungsmitteldampf oder in geeignete Sure erleichtert werden. Das verwendete Trennmittel ist nach dem Trennvorgang zu entfernen. Zum Beispiel sind Lsungsmittel durch Tro

24、cknen bei einer Temperatur von nicht mehr als 50 C zu entfernen. Anschlieend sind die Zungen der Probe ber die Eintauchlnge hinaus auseinanderzuziehen. Eine weitere Trennungsmethode wre das Material gegen sich selbst oder gegen ein anderes Material zu siegeln. Der ausgeschnittene Probestreifen wird

25、ber die Siegelnaht aufgezogen, wobei sich die Schichten voneinander trennen knnen. Falls sich die Schichten auch durch diese Behandlungen nicht trennen lassen, ist die Prfung nicht durchfhrbar. 5.3.2 Probenvorbereitung fr Verfahren nach Abschnitt 6.3 Im Fall von extrudierten Beschichtungen auf Polyo

26、lefingeweben ist das Trennen der Schichten zur Probenvorbereitung mechanisch nicht mglich. In diesem Fall darf die beschichtete Seite des Materials auf einen stabilen Trger (z. B. Trgerblech) aufgeklebt werden, um die Prfung zu ermglichen. Das Material darf vorbehandelt werden, um eine Verklebung zu

27、 ermglichen. BEISPIEL Corona-Vorbehandlung, Primern. Der Trger muss (40 null 1) mm breit sein. Der Probestreifen muss mehr als die doppelte Lnge des Trgers haben (siehe Bild 3). Der Probestreifen muss mit einem geeigneten, schnell hrtenden, lsungsmittelfreien Klebstoff (z. B. Zweikomponentenepoxidkl

28、eber) auf den Trger aufgeklebt werden. Dazu wird der Trger mit dem Klebstoff eingestrichen, wobei ein kleiner Streifen am Kopf des Trgers klebstofffrei bleiben muss. Fr DIN 55543-5:2017-10 7 den Klebstoffauftrag sind beispielsweise Spiralrakel mit 100 m Spirale geeignet. Anschlieend wird der eingest

29、richene Trger auf das zu prfende Material aufgelegt und angepresst. 5.4 Konditionierung Soweit die Proben klimaempfindliche Bestandteile (Papier, Karton, Zellglas usw.) enthalten, sind sie mindestens 24 h bei Klima (23 null 1) C und (50 null 2) % relativer Luftfeuchte nach DIN EN 20187 vorzukonditio

30、nieren. Fr Kunststoffe gilt DIN EN ISO 291. Fr die betriebliche Kontrollprfung, welche unmittelbar nach oder whrend der Verarbeitung erfolgen, mssen die Umgebungsbedingungen, der Zustand der Proben (Feuchtgehalt usw.) sowie die Abhngigkeit des Verhaltens vom Zustand bekannt sein und in die Bewertung

31、 des Messergebnisses einflieen. 5.5 Prfklima 5.5.1 Feuchteempfindliche Probekrper Feuchteempfindliche Probekrper sind im Normalklima (23 null 1) C und (50 null 2) % relativer Luftfeuchte nach DIN EN 20187 oder fr Kunststoffe nach DIN EN ISO 291, auf Vereinbarung im Klima (27 null 1) C und (65 null 2

32、) % relativer Luftfeuchte, zu messen. 5.5.2 Feuchteunempfindliche Probekrper Feuchteunempfindliche Probekrper werden bei Temperaturen von (23 null 1) C gemessen. Andere Temperaturen sind zu vereinbaren. 6 Durchfhrung 6.1 Streifenprfung (Schlwinkel 90 oder 180) Die durch das Auftrennen der Schichten

33、nach 5.3.1 entstandenen Zungen des Probestreifens werden spannungsfrei in die Klemmen einer Zugprfmaschine eingespannt. Die Vorschubgeschwindigkeit der ziehenden Klemme betrgt (100 null 10) mm/min. Vorzugsweise sind programmgesteuerte Auswertungssysteme zu verwenden. Die ersten 10 mm des Schlweges s

34、ollten nicht in die Auswertung aufgenommen werden. Danach wird ein Auswerteprogramm angewendet, das Mittelwert, Minimalwert und Maximalwert ausgibt. Der Schlweg betrgt mindestens 20 mm. Der Schlwinkel muss 90 (siehe Bild 1) oder 180 (siehe Bild 2) betragen. Bei einem Schlwinkel von 180 ist die Probe

35、 vorzugsweise zur stabileren Seite umzulegen, diese Richtung ist im Prfbericht zu vermerken. Eine vorsichtige manuelle Fhrung, um den Schlwinkel einzuhalten, wird empfohlen. DIN 55543-5:2017-10 8 Legende 1 Zugrichtung 2 Klemmen 3 Verbund 4 Zungen des Verbundstreifens Bild 1 Darstellung der Prfanordn

36、ung mit einem Schlwinkel von 90 Die Fhrung der Probestreifens muss so gewhlt werden, dass die Prfung durch das Fhren von Hand nicht mehr als ntig beeinflusst wird, aber dennoch der Winkel von 90 nahezu erreicht wird. a) Schematischer Prfaufbau b) Fotografierter Prfaufbau DIN 55543-5:2017-10 9 a) Sch

37、ematischer Prfaufbau b) Fotografierter Prfaufbau Legende 1 Zugrichtung 2 Klemmen 3 Verbund 4 Zungen des Verbundstreifens Bild 2 Darstellung der Prfanordnung mit einem Schlwinkel von 180 Die Anpressung muss so gewhlt werden, dass die Prfung durch das Andrcken des Probestreifens nicht mehr als ntig be

38、einflusst wird, aber dennoch der Winkel von 180 nahezu erreicht wird. Bei Bedarf darf diese Prfung auch bei erhhter oder erniedrigter Temperatur in einer entsprechenden Temperierkammer ausgefhrt werden. 6.2 Streifenprfung mit Rolle (Schlwinkel 90) Der nach 5.3.1 vorbereitete Probestreifen wird mit d

39、er mechanisch stabileren Seite straff auf die Rolle der Vorrichtung nach Bild 3 mit doppelseitigem Klebeband vollflchig aufgeklebt. Das freie Ende der getrennten Folie wird spannungsfrei in die Klemme eingespannt. Die Vorschubgeschwindigkeit der ziehenden Klemme betrgt (100 null 10) mm/min. Der Schl

40、weg betrgt mindestens 20 mm. Bei Verbunden mit mehr als zwei Schichten ist whrend der Prfung sicherzustellen, dass es nicht zur Trennung mehrerer Schichten gleichzeitig kommt. DIN 55543-5:2017-10 10 Mae in Millimeter Legende 1 Rolle 2 Verbund 3 Zungen des Verbundes Bild 3 Einspannen des Probekrpers

41、Die Rolle muss leichtlaufend sein und einen Durchmesser von mindestens 90 mm und eine Breite von mindestens 15 mm haben. 6.3 Trger basierte Prfung (Schlwinkel 180) Nach dem Aushrten wird der Probestreifen zunchst ein wenig aufgezogen wobei die Beschichtung auf dem Trger verbleibt und sich das Polyol

42、efingewebe von der Beschichtung ablst. Zur Prfung wird der nach 5.3.2 vorbereitete Trger (siehe Bild 4) mit der aufgeklebten Probe in eine Klemme der Zugprfmaschine eingespannt und die freie Zunge am Trger vorbei in die gegenberliegende Klemme eingespannt (siehe Bild 5). Der Schlwinkel betrgt bei di

43、esem Verfahren 180. Die Vorschubgeschwindigkeit der ziehenden Klemme betrgt (100 null 10) mm/min. Der Schlweg betrgt mindestens 50 mm. Die Ergebnisse dieses Verfahrens sind nicht mit den Verfahren nach 6.1 und 6.2 vergleichbar. DIN 55543-5:2017-10 11 Legende 1 Trger (Blech) 2 Klebstoff 3 abgeschlte

44、Beschichtung 4 Gewebe ohne Beschichtung 5 Gewebe mit Beschichtung Bild 4 Folie auf Trger a) Darstellung von links b) Darstellung von rechts Bild 5 Darstellung der Prfanordnung DIN 55543-5:2017-10 12 7 Auswertung 7.1 Der Trennvorgang ist bei allen Verfahren als Kraft-Weg-Diagramm aufzuzeichnen. Reien

45、 die Schichten ein, ist der Versuch als Materialriss zu beurteilen. Fr die Auswertung der Verbundhaftung werden die ersten 10 mm des Schlweges nicht bercksichtigt. Aus dem Kraft-Weg-Diagramm sind Mittelwert, Minimal- und Maximalkraft zu entnehmen. Periodische oder annhernd periodische Schwankungen s

46、ind im Prfbericht zu vermerken. 7.2 Die Verbundhaftung (Mittelwert, Minimalkraft und/oder Maximalkraft) der Probe ist: a) als Mittelwert der Einzelmessungen der je mindestens drei Probekrper anzugeben; und/oder b) als Werte der Einzelmessungen anzugeben. Wird die Verbundhaftung in Lngs- und Querrich

47、tung ermittelt, sind diese getrennt anzugeben. 8 Prfbericht Im Prfbericht ist mindestens Folgendes anzugeben: a) Verweisung auf diese Norm (DIN 55543-5:2017-10); b) Art und Kennzeichnung der geprften Probe; c) Richtung der Probekrper zur Herstellrichtung; d) Art der Vorbehandlung (Trennvorgang, Tren

48、nmittel, Trocknungtemperatur usw.); e) Schlwinkel; f) Trennbild; g) Angabe des Verfahrens (nach 6.1, 6.2 bzw. 6.3); h) Verbundhaftung in Newton je Probenstreifenbreite und/oder in Newton je Millimeter fr jede Entnahmerichtung als Mittelwert, Maximal- und/oder Minimalwert; i) von dieser Norm abweichende Bedingungen; j) Prfer und Prfdatum.