Weiterreißversuch

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Weiterreißversuch

Allgemeines

Eine in der Praxis bewährte Methode zur Charakterisierung des Reißverhaltens von Folien und Elastomerwerkstoffen stellt die Bestimmung des Weiterreißwiderstandes T_s unter quasistatischen Versuchsbedingungen mittels des Weiterreißversuches dar.

Der Weiterreißversuch wird auch bei verschiedenen Lederarten, Vliesstoffen, textilen Flächengebilden und bei mit Kautschuk oder Kunststoff beschichteten Textilien zur Bestimmung anwendungstechnischer Kennwerte herangezogen, wie die Zusammenstellung der Prüfverfahren in der Zusatzliteratur belegt.

Weiterreißversuch für Folien

Bei den für diese Prüfung zu verwendenden Prüfmaschinen handelt es sich um Universalprüfmaschinen. Zur Ermittlung des Weiterreißwiderstandes können für Folien nach DIN 53363 Trapezprüfkörper verwendet werden, die mittig über einen Einschnitt verfügen, von dem aus durch die wirkende Kerbspannung der Reißprozess initiiert wird (siehe Bild 1). Die Länge L dieser Trapezprüfkörper an der langen Seite beträgt 120 mm, die Breite W = 50 mm.

Bild 1:

Trapezprüfkörper für den Weiterreißversuch nach DIN 53363

Die Einspannung dieses Trapezprüfkörpers sowie ein typisches Kraft-Traversenweg-Diagramm einer thermoplastischen Folie sind im Bild 2 dargestellt.

Bild 2:

Typisches Kraft-Verlängerungs-Diagramm einer Polyamid (Kurzzeichen: PA)-Folie (a) und eingespannter Trapezprüfkörper (b)

Weiterreißversuch für Elastomere

Die Ermittlung des Weiterreißwiderstandes von Elastomeren kann nach ISO 34 durchgeführt werden, wobei unterschiedliche Prüfkörpergeometrien möglich sind. In den Bildern 3 und 4 sind der häufig verwendete Trousersprüfkörper sowie der sogenannte Crescent-Prüfkörper dargestellt.

Bild 3:

Trousersprüfkörper für die Ermittlung des Weiterreißwiderstandes von Elastomeren

Bild 4:

Crescent-Prüfkörper für die Ermittlung des Weiterreißwiderstandes von Elastomeren

Während der Beanspruchung des Prüfkörpers wird das Kraft-Verlängerungs-Diagramm aufgezeichnet. Der Weiterreißwiderstand T_s wird nach der Auswertung des aufgezeichneten Kraft-Verlängerungs-Diagramms unter Zuhilfenahme der maximalen Kraft F_M bzw. des Medians der Kraft und der Prüfkörperdicke B berechnet:

$T_{S}\,=\,{\frac {F_{M}}{B}}$

Der mit dieser Prüfmethode ermittelte Kennwert lässt relative Vergleiche zwischen verschiedenen Werkstoffen zu. Er ist bei Kunststoffen insbesondere abhängig von:

• der Werkstoffgüte und dem Behandlungszustand,
• der Vorzugsrichtung infolge des Verarbeitungsprozesses bei Thermoplasten,
• der Vulkanisationsdauer bei Elastomeren und
• der Prüftemperatur und der Verformungsgeschwindigkeit (siehe auch Traversengeschwindigkeit).

Literaturhinweise für Folien und Elastomere

• Reincke, K.: Testing of Polymeric Films. In: Grellmann, W., Seidler, S. (Eds.): Polymer Testing. Carl Hanser Verlag München (2022). 3rd. Edition, p. 643-678 (ISBN 978-1-56990-806-8; e-Book ISBN 978-1-56990-807-5; ePub ISBN 978-1-56990-802-2; siehe AMK-Büchersammlung unter A 22)
• Reincke, K., Grellmann, W.: Tensile Loading Tear Resistance. In: Grellmann, W., Seidler, S.: Mechanical and Thermomechanical Properties of Polymers. Landolt-Börnstein. Volume VIII/6A3, Springer Verlag, Berlin (2014) 144–149, (ISBN 978-3-642-55165-9; siehe AMK-Büchersammlung unter A 16)
• Grellmann, W., Seidler, S. (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage, S. 137/138, (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe AMK-Büchersammlung unter A 18)
• DIN ISO 34-1 (2016-09): Elastomere oder thermoplastische Elastomere – Bestimmung des Weiterreißwiderstandes – Teil 1: Streifen-, winkel- und bogenförmige Probekörper
• ASTM D 624 (2000, reapproved 2020): Standard Test Method for Tear Strength of Conventional Vulcanized Rubber and Thermoplastic Elastomers
• DIN 53363 (2003-10): Prüfung von Kunststoff-Folien – Weiterreißversuch an trapezförmigen Proben mit Einschnitt (zurückgezogen)
• DIN EN 17679 (2022-08): Kunststoffe-Kunststofffolien – Bestimmung des Weiterreißwiderstandes unter Verwendung eines trapezförmigen Probekörpers mit Einschnitt

Zusatzliteratur

• DIN EN 1875-3 (2023-04): Mit Kautschuk oder Kunststoff beschichtete Textilien – Bestimmung der Weiterreißfestigkeit – Teil 3: Verfahren mit trapezförmigen Probekörpern (Berechnung der fünf höchsten Scheitelwerte)
• DIN 53329 (1982-02): Prüfung von Leder und Vlieskunstleder – Weiterreißversuch (zurückgezogen)
• DIN EN ISO 3377 (2012-03): Leder -- Physikalische und mechanische Prüfungen -- Bestimmung der Weiterreißfestigkeit Teil 1: Einkantenriss
• DIN EN ISO 13934-1 (2013-08): Textilien -- Zugeigenschaften von textilen Flächengebilden – Teil 1: Bestimmung der Höchstzugkraft und Höchstzugkraft-Dehnung mit dem Streifen-Zugversuch
• ASTM D 1004 (2021): Standard Test Method for Tear Resistance (Graves Tear) of Plastic Film and Sheeting
• DIN EN ISO 4674: Mit Kautschuk oder Kunststoff beschichtete Textilien – Bestimmung der Weiterreißfestigkeit
  

     Teil 1 (2017-03): Verfahren mit konstanter Geschwindigkeit
     Teil 2 (2022-02): Verfahren mit ballistischem Pendel

• DIN EN 3475-502 (2002-08): Luft- und Raumfahrt -- Elektrische Leitungen für Luftfahrt, Verwendung – Prüfverfahren, Teil 502: Weiterreißfestigkeit
• DIN EN ISO 505 (2018-03): Fördergurte -- Verfahren zur Bestimmung der Weiterreißfestigkeit von Textil-Fördergurten
• DIN EN ISO 9073-4 (2021-05): Vliesstoffe -- Teil 4: Bestimmung der Weiterreißfestigkeit mittels des Trapezoidverfahrens
• DIN EN ISO 11897 (2001-11): Verpackung -- Säcke aus thermoplastischer Kunststofffolie – Weiterreißfestigkeit an Falzkanten
• DIN EN ISO 13937 (2000-06): Textilien – Weiterreißeigenschaften von textilen Flächengebilden

     Teil 1: Bestimmung der Weiterreißkraft mit ballistischem Pendel
     Teil 2: Bestimmung der Weiterreißkraft mit dem Schenkel-Weiterreißversuch
     Teil 3: Bestimmung der Weiterreißkraft mit dem Flügel-Weiterreißversuch
     Teil 4: Bestimmung der Weiterreißkraft mit dem Zungen-Weiterreißversuch