Peel-Clingtest

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Peel-Clingtest

Zur Untersuchung des Adhäsions- bzw. Clingverhaltens von adhäsiven Folien sind verschiedene Prüfverfahren bekannt. Während der T-Peeltest und Fixed-Arm-Peeltest bei Siegelfolien z. B. zur Beurteilung des Siegelverhaltens in der Lebensmittelindustrie dienen, wird der Peel-Clingtest bei Stretchfolien der Verpackungsindustrie zur Bewertung der Autoadhäsion (Haftung von Folien auf sich selbst) benutzt. Diese Verpackungsfolien werden z. B. in der Landwirtschaft oder für Paletten zur Sicherung der Ladung beim Transport oder der Lagerung eingesetzt.
Für die Charakterisierung des Clingverhaltens bei Stretchfolien wird der Peel-Clingtest nach ASTM D 5458 [1] verwendet. Bei dieser Prüfmethode wird die Kraft gemessen, die notwendig ist um einen Folienstreifen mit einer definierten Fläche von einer fixierten Unterfolie aus identischem Material zu trennen (Bild 1).

Bild 1:

Aufbau und Messprinzip des Peel-Clingtest

Das Messprinzip beruht darauf, dass die Unterfolie auf einer 20° geneigten Ebene fixiert wird indem die Folie auf und unter den Keil gelegt wird und mittels Drehknauf verspannt wird. Die Folie muss auf der Unterlage blasen- und faltenfrei aufliegen. Anschließend wird ein 1 inch (25,4 mm) breiter Folienstreifen mittig auf diese Folie gelegt und mittels Pinsel oder Roller falten- und blasenfrei aufgewalzt, wobei am unteren Ende eine Klemme mit einem Faden befestigt wird. Dieser Faden wird mittels Umlenkrolle zur Klemmeinrichtung (siehe auch: Prüfkörpereinspannung) einer Universalprüfmaschine geführt (Bild 2) [2, 3].

Bild 2:

Funktionsweise des Peel-Clingtests

Nach Aufbringung einer Vorlast zum Spannen des Fadens wird der Versuch mit einer Prüfgeschwindigkeit von 100 mm min^-1 durchgeführt. Registriert werden die Kraft F und der Traversenweg ΔL beim Ablösen der oberen Folie vom Beginn der Ebene, wo der Winkel des Keils 20° beträgt, bis zur 2,6 inch entfernten Cling-Linie (Bild 3).

Bild 3:

Technische Ausführung des Peel-Clingtest an einer Universalprüfmaschine

Das registrierte Kraft-Verlängerungs-Diagramm (Bild 4) wird von der Universalprüfmaschine gespeichert und von der zugehörigen Software ausgewertet. Ermittelt werden laut ASTM D 5485 die Clingkraft F_cling am Punkt A und die Totale Energie E_G. Aufgrund der geringen Kräfte, die deutlich unter 1 N liegen, bereitet die Auswertung dieses Versuchs jedoch erhebliche Probleme. Das liegt daran, dass im Bereich des Anlaufverhaltens und Steilanstiegs der Kurve die elastische Deformation und Biegeeffekte der Folien registriert werden, bis am Punkt A ein konstantes Niveau für den Peelprozess eintreten sollte. Wie aus dem Bild 2 ersichtlich wird, ist schon der Abzugswinkel der Prüfeinrichtung nicht konstant, wodurch sich eine geometrieabhängige Prüfkraft einstellt und keine konstante Clingkraft erhalten wird.

Bild 4:

Ideale und reale Kraft-Verlängerungs-Kurve im Peel-Clingtest

Literaturhinweise

[1]	ASTM D 5458 (1995; reapproved 2012): Bestimmung der Ablösefestigkeit von Streckfolien
[2]	Rennert, M., Nase, M., Reincke, K., Lach, R., Grellmann, W.: Fracture Mechanics Characterisation of Low-adhesive Stretch Films. In: Grellmann, W., Langer, B. (Eds.): Deformation and Fracture Behaviour of Polymer Materials. Springer Series in Materials Science 247, Springer Verlag, Berlin Heidelberg (2017) 283–296 (ISBN 978-3-319-41877-3; e-Book: ISBN 978-3-319-41879-7; siehe AMK-Büchersammlung unter A 19)
[3]	Rennert, M.: Fracture Mechanics Investigation of Autohesive Interfacial Interactions of Polyethylene Stretch Wrap Films. Promotion. Martin-Luther-University Halle-Wittenberg. 16.11.2018. (siehe AMK-Büchersammlung unter B 1-29)