Prüfung von Tafel- und Folienwerkstoffen

Folien aus Kunststoff sind aus unserem Leben kaum noch wegzudenken. Wir verpacken Lebensmittel, tragen unsere Einkäufe in Tragetaschen nach Hause oder freuen uns über frühes Gemüse aus Gewächshäusern und Feldern, die mit Folien bespannt wurden. In der Medizintechnik kommen Folienverpackungen zum Einsatz und retten Leben. Auch im Baubereich werden die verschiedensten Folien eingesetzt. Dampfsperren sorgen dafür, dass unsere Dächer dicht sind und kein Wasser ins Mauerwerk unserer Häuser zieht. Aufwendigere Folienwerkstoffe werden zur Bespannung von Sportarenen verwendet und bieten ganz neue Gestaltungsmöglichkeiten für die Architekten.

Folien sind heute echte Hightechprodukte mit unterschiedlichsten Eigenschaften. In der Massenproduktion werden kostengünstige Kunststoffe wie PE mit niedriger und hoher Dichte, PP, PVC, PS verwendet. Wenn spezielle Eigenschaften, wie Zähigkeit, Durchlässigkeit oder Lichtbeständigkeit gefordert sind, dann kommen auch hochwertigere Polymere wie verschiedene Polyester, PTFE oder ETFE zum Einsatz. Für Dachabdichtungen werden Folien z. B. aus EPDM oder EVA eingesetzt. Mehrschichtfolien kombinieren verschiedene Eigenschaften wie Festigkeit, Gas- oder Bakterienundurchlässigkeit und Lebensmittelechtheit.

Tafelwerkstoffe im Dickenbereich bis 1 mm sind Ausgangswerkstoffe für viele Hohlkörper in der Verpackungstechnik, die dann durch geeignete Verfahren wie Tiefziehen oder Pressen in die entsprechende Form gebracht werden.

Der große Bereich der Folienherstellung und deren Weiterverarbeitungsverfahren führt zu sehr unterschiedlichen Anforderungen an die jeweils sinnvolle Prüfmethode. Die Zielsetzung der Prüfungen kann dabei ganz unterschiedlich sein.

In der Wareneingangsprüfung wird zunächst das Ausgangsmaterial geprüft. Dabei geht es in der Regel um Kunststoffe in Granulatform, deren Schmelzindex, also die Schmelze-Masse-Fließrate zu bestimmen ist.

Im zweiten Prozessschritt werden die Folienwerkstoffe nach dem Extrusions- oder Blasvorgang geprüft. Neben der Überwachung der Foliendicke stehen hier verschiedene mechanische Eigenschaften im Vordergrund. Dies sind Festigkeiten, Dehnungen, die Streckgrenze oder auch das Zugmodul in Längs- und Querrichtung zur Folienbahn. Aber auch Zähigkeiten können von Bedeutung sein, die in Schlagversuchen bestimmt werden. Bei Mehrschichtfolien ist die Adhäsion zwischen den Schichten von Bedeutung.

Zur und nach der Weiterverarbeitung stehen wiederum andere Merkmale im Fokus. Hierzu zählt die Verklebbarkeit und die Schweißbarkeit bzw. die Festigkeit von Verklebungen und Verschweißungen. Sollen spitze Gegenstände verpackt werden, dann wird die Durchstichfestigkeit der Folie gemessen. Für den Lauf der Verpackungsmaschinen oder auch für das Bedrucken von Folien ist die Kenntnis der Reibbeiwerte von Interesse. Alterung in Licht und Feuchtigkeit ist ein weiteres wichtiges Thema in der Beurteilung von Folien- und Tafelwerkstoffen.

Prüfeinrichtungen von Zwick sind für diese besonderen Anforderungen konstruiert und decken einen breiten Bereich der mechanischen Prüfungen ab:

  • Fließprüfgeräte charakterisieren das Material im Wareneingang.
  • Universal-Prüfmaschinen messen genaue und zuverlässige Werte der Spannungs-Dehnungseigenschaften, der Adhäsionskräfte zwischen zwei Schichten, Reibungskoeffizienten, Durchstoßwiderstand oder Biegeeigenschaften.
  • Creep-Prüfstände messen das Zeitstandverhalten bei Raumtemperatur und bei der späteren Gebrauchstemperatur.
  • Pendelschlagwerke dienen zur Bestimmung der Schlagzähigkeitswerte, typischerweise im Schlagzug-Versuch.

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