Ein Beschaffungsingenieur fragte uns einmal, ob ein Schälfestigkeitswert von 2,5 N/cm auf einem Etikettendatenblatt für eine Anwendung in der Kühlkettenlogistik ausreichend sei. Die Frage schien einfach, aber eine direkte Antwort erforderte eine Einheitenumrechnung, eine detaillierte Prüfung der Testmethode und eine Überprüfung der Anwendungsrealität. Hier ist das Grundprinzip: Die Schälfestigkeit wird immer als Kraft pro Breiteneinheit ausgedrückt, und ein Wert von 2,5 N/cm kann auch als 250 N/m, 0,025 N/mm, 1,43 lb/in, 22,9 oz/in oder 637 g/25 mm erscheinen.
Was misst eigentlich die Schälfestigkeit?
Die Schälfestigkeit quantifiziert die durchschnittliche Kraft pro Breiteneinheit, die erforderlich ist, um zwei verbundene Materialien zu trennen, wenn in einem definierten Schälwinkel gezogen wird. Im Zusammenhang mit druckempfindlichen Etikettenmaterialien bezieht sich diese Messung direkt darauf, wie sich ein fertiges Etikett verhält, wenn es auf einen Behälter aufgebracht und später abgezogen wird.
Es gibt zwei Möglichkeiten, wie der Begriff in diesem Bereich verwendet wird. Die Schälkraft ist die gesamte gemessene Kraft, während die Schälfestigkeit diese Kraft durch die Probenbreite dividiert. Ein 180-Grad-Schältest an einem 25 mm breiten Streifen, der eine durchschnittliche Kraft von 12,5 N aufzeichnet, ergibt eine Schälfestigkeit von 0,5 N/mm oder 500 N/m oder 2,86 lb/in oder 1275 g/25 mm.
Es ist wichtig, diesen Unterschied zu verstehen, denn ein Etikett, das sich zu leicht ablöst, kann beim Transport versagen, während ein Etikett, das zu stark haftet, beim Entfernen die Oberfläche beschädigen kann. Ein Datenblatt eines Lieferanten, auf dem nur „Schälfestigkeit größer als 3“ steht, ohne Angabe einer Einheit und einer Testmethode, ist unvollständig.
Die für die Schälfestigkeit verwendeten Standardeinheiten
Schälfestigkeitseinheiten spiegeln ein einfaches Verhältnis von Kraft zu Breite wider, sie erscheinen jedoch je nach Standard, Region und Branche in verschiedenen Systemen. Die gebräuchlichsten Einheiten für Haftklebstoffe sind:
- N/m (Newton pro Meter) wird in ISO 29862 verwendet und erscheint häufig in europäischen Datenblättern. Da Etikettenteststreifen typischerweise 25 mm oder 50 mm breit sind, sehen die Ergebnisse oft wie 600 N/m oder 1250 N/m aus.
- N/cm (Newton pro Zentimeter) ist das gleiche Maß mit einem kleineren Teiler. Ein Wert von 6 N/cm entspricht 600 N/m. Diese Einheit wird häufig in der Dokumentation von Etikettenmaterialien verwendet.
- N/mm (Newton pro Millimeter) ist in der Technik und einigen ASTM-Kontexten beliebt. Ein Wert von 6 N/cm entspricht 0,06 N/mm.
- lb/in (Pfund pro Zoll) ist der in ASTM D903 und D3330 verwendete Standard und wird häufig in nordamerikanischen Datenblättern verwendet.
- oz/in (Unzen pro Zoll) wird für schwächere Klebstoffe verwendet, z. B. ablösbare Etiketten, bei denen der Wert eine kleine Zahl ist.
- g/25 mm (Gramm pro 25 Millimeter) ist in Asien, insbesondere in China und Japan, üblich. Viele Etikettenfabriken in der Region berichten auf diese Weise über die Schälfestigkeit.
Beim Vergleich eines asiatischen Materials mit einem nordamerikanischen Material sollte der erste Schritt darin bestehen, beide Zahlen in das gleiche Einheitensystem umzuwandeln. Ein üblicher praktischer Bereich für permanente Allzweck-Papieretiketten liegt bei etwa 300 bis 640 g/25 mm, gemessen auf Edelstahl bei 180 Grad. Das sind ungefähr 1,2 bis 2,5 N/cm oder 0,69 bis 1,43 lb/in.
| N/m | N/cm | N/mm | lb/in | oz/in | g/25 mm |
|---|---|---|---|---|---|
| 100 | 1.0 | 0.01 | 0.57 | 9.14 | 255 |
| 200 | 2.0 | 0.02 | 1.14 | 18.3 | 510 |
| 250 | 2.5 | 0.03 | 1.43 | 22.9 | 638 |
| 500 | 5.0 | 0.05 | 2.86 | 45.7 | 1275 |
| 1000 | 10.0 | 0.10 | 5.71 | 91.4 | 2550 |
| 2000 | 20.0 | 0.20 | 11.4 | 183.0 | 5100 |
Verwenden Sie die Tabelle als Gegenprobe, wenn ein Datenblatt von Ihrem eigenen Messaufbau abweicht. Für die meisten Bestellentscheidungen reichen ungefähre Umrechnungen aus. Für eine präzise technische Beurteilung bitten Sie den Lieferanten, das Ergebnis für das Gerät bereitzustellen, das Sie bereits verwenden.
So wird die Schälfestigkeit getestet
Schälfestigkeitswerte können ohne Kenntnis der Testmethode nicht interpretiert werden. Unterschiedliche Schälwinkel und Prüfgeschwindigkeiten ergeben unterschiedliche Zahlen für denselben Klebstoff.
180-Grad-Schältest
Dies ist die gebräuchlichste Methode für Etikettenmaterialien. Ein Streifen des etikettierten Materials wird um 180 Grad zurückgezogen und die durchschnittliche Kraft über eine festgelegte Abziehstrecke aufgezeichnet. Das Ergebnis wird dann durch die Breite des Streifens dividiert. Sowohl ASTM D903 als auch ISO 29862 beschreiben diesen Test.
90-Grad-Schältest
Die 90-Grad-Methode kommt der Art und Weise näher, wie ein Etikett in vielen realen Fällen tatsächlich von einem Behälter abgezogen wird. Er liefert tendenziell etwas niedrigere Werte als der 180-Grad-Test, da ein größerer Teil der Kraft über die Klebeschicht übertragen wird. ASTM D3330 deckt diese Methode ab.
T-Peel-Test
Wenn zwei flexible Materialien in einer T-Form miteinander verbunden und abgezogen werden, handelt es sich um einen T-Peel-Test. Dies wird für laminierte Strukturen und seltener für typische Etikettenanwendungen verwendet.
Testbedingungen, die das Ergebnis beeinflussen
- Schälgeschwindigkeit: Ein schnelleres Abziehen zeigt im Allgemeinen eine höhere Spitzenkraft, der Durchschnitt kann jedoch konstant bleiben.
- Schälwinkel: Durch den Wechsel von 90 auf 180 Grad ändert sich der Messwert.
- Oberfläche: Edelstahl und Glas sind gängige Referenzstandards in Datenblättern, das eigentliche Etikettensubstrat kann jedoch Pappe, HDPE, PET oder Glas sein.
- Verweildauer: Die meisten Haftklebstoffe gewinnen nach dem Auftragen an Festigkeit. Ein Test, der eine Minute nach der Anwendung durchgeführt wird, unterscheidet sich stark von einem Test, der 24 Stunden später durchgeführt wird.
- Temperatur und Luftfeuchtigkeit: Viele Klebstoffe werden bei Hitze weich und bei Kälte steif, wodurch sich die Schälfestigkeit nach oben oder unten verschiebt.
Welche Schälfestigkeitswerte benötigen Etikettenmaterialien?
Es gibt keinen allgemeingültigen Wert für die Schälfestigkeit, da jede Anwendung eine andere Toleranz aufweist. Die folgenden Sortimente bieten einen Ausgangspunkt für die Kaufplanung.
| Bewerbung | Typisch N/cm | Typisch lb/in | Typisch g/25 mm |
|---|---|---|---|
| Abnehmbare Werbeetiketten | 0,3 - 0,8 | 1,7 - 4,6 | 76 - 204 |
| Allgemeine Papierverpackungsetiketten | 1,2 - 2,5 | 6,9 - 14,3 | 306 - 638 |
| Thermoetiketten in der Logistik | 2,0 - 4,0 | 11.4 - 22.9 | 510 - 1020 |
| Folienetiketten auf gebogenen Behältern | 2,5 - 5,0 | 14.3 - 28.6 | 638 - 1275 |
| Permanenter Outdoor- und Automotive-Einsatz | 3,0 - 6,0 | 17.1 - 34.3 | 765 - 1530 |
Beachten Sie, dass die Bereiche breit sind. Ein niedrigerer Wert ist akzeptabel, wenn das Etikett nur für den Innenbereich bestimmt ist und das Produktgewicht gering ist. Ein höherer Wert ist erforderlich, wenn das Produkt einem rauen Transport, einer Kühllagerung oder extremen Wetterbedingungen im Freien ausgesetzt ist.
Faktoren, die die Schälfestigkeit von Etikettenmaterialien beeinflussen
Die Schälfestigkeit ist keine feste Eigenschaft des Klebstoffs allein. Vier Variablen dominieren die endgültige Leistung:
- Klebstoffchemie und Beschichtungsgewicht. Schmelzklebstoffe bieten eine schnelle Klebkraft und eine höhere anfängliche Ablösung. Lösungsmittelbasierte Klebstoffe bieten eine bessere Oberflächenbenetzung auf niederenergetischen Kunststoffen. Klebstoffe auf Wasserbasis bieten oft ein ausgewogenes Preis-Leistungs-Verhältnis. Eine Erhöhung des Beschichtungsgewichts erhöht im Allgemeinen die endgültige Schälfestigkeit bis zu einem optimalen Punkt.
- Oberflächenenergie und Rauheit des Substrats. Etikettenmaterialien haften fester auf Glas und Metall als auf unbehandeltem Polypropylen oder HDPE. Eine raue oder staubige Oberfläche führt zu Hohlräumen, aus denen der Klebstoff nicht austreten kann, was die messbare Schälfestigkeit verringert.
- Steifigkeit des Obermaterials. Eine dicke Trägerfolie verteilt die Abziehkraft über eine größere Kontaktfläche und verändert so die Art und Weise, wie der Klebstoff an der Abziehseite beansprucht wird.
- Umweltbelastung. Hitze, Feuchtigkeit, Weichmacherwanderung und UV-Licht können mit der Zeit die Klebkraft verringern. Bei Behältern aus flexiblem PVC oder Materialien, die Weichmacher enthalten, ist die Migration von Weichmachern eine häufige Ursache für das Erweichen des Klebstoffs und das Verrutschen des Etiketts.
Ein technischer Artikel zum Thema Welche Faktoren beeinflussen die Schälfestigkeit und die Klebeleistung von Etikettenmaterialien? untersucht diese Wechselwirkungen genauer. Für eine praktische Beschaffungsentscheidung lohnt es sich zu fragen, ob der Lieferant das Material bereits auf einem ähnlichen Untergrund wie Ihrem getestet hat.
Praktische Anleitung für Käufer und Drucker
Beachten Sie beim Vergleich der Schälfestigkeitswerte verschiedener Anbieter einige einfache Regeln.
- Konvertieren Sie beide Werte in dieselbe Einheit, bevor Sie sie mit Ihrem Produktionsteam besprechen.
- Bitten Sie den Lieferanten, die Testmethode und -bedingungen im Datenblatt anzugeben. Eine ungeklärte Zahl ist nicht sinnvoll.
- Überprüfen Sie, ob es sich bei dem gemeldeten Wert um einen Spitzenwert oder einen Durchschnitt handelt. Die durchschnittliche Schälfestigkeit ist repräsentativer für die Langzeitleistung.
- Passen Sie die Testoberfläche an Ihr tatsächliches Etikettensubstrat an. Ein auf Edelstahl gemessener Wert kann für das Etikett auf einer HDPE-Kiste irreführend sein.
- Denken Sie daran, dass die Ablösbarkeit von der Art des Klebstoffs und nicht nur von der Abziehfestigkeit abhängt. Ein entfernbarer Kleber kann auf einer sauberen Glasoberfläche einen mäßigen Abziehwert haben, lässt sich aber auch nach Monaten noch sauber ablösen.
Zur Auswahl des richtigen Selbstklebematerials gehört auch die Betrachtung der Klebeschicht zusammen mit dem Obermaterial. Beispielsweise kann ein halbglänzendes Papieretikett mit wasserbasiertem Klebstoff ideal für allgemeine Verpackungen sein. Ein gussbeschichtetes Papier mit einem Schmelzklebstoff kann die hohe Druckqualität und Klebkraft liefern, die für hochwertige Kosmetika erforderlich ist. Die Produktauswahl ist eine kombinierte Entscheidung über Bedruckbarkeit, Ablösbarkeit und Abziehleistung.
Halbglänzendes Papier mit blauem Pergamin-Liner für hochwertigen Druck Dieses halbglänzende Papieretikett mit blauem Glassine-Träger bietet eine gute Bedruckbarkeit und Festigkeit für allgemeine Verpackungen und entspricht der Notwendigkeit, bei der Etikettenauswahl ein Gleichgewicht zwischen Klebstoff und Obermaterial herzustellen. Produkt anzeigen → Wenn Sie ein folienbasiertes Etikett für einen gebogenen Behälter kaufen, muss der Klebstoff beim Auftragen den Kunststoff benetzen und beim Zusammendrücken des Behälters sicher haften bleiben. Ein Folienetikett kann auf Teststahl eine höhere Schälfestigkeit aufweisen, auf der tatsächlichen Behälteroberfläche jedoch eine geringe Leistung, wenn der Klebstoff nicht für dieses Substrat ausgelegt ist.
Gussgestrichenes Papier mit weißem Release-Liner für Premium-Etiketten Gussbeschichtetes Papier mit weißem Release-Liner bietet eine hohe Druckqualität und sichere Haftung und ist daher eine geeignete Wahl, wenn Folienetiketten für gebogene Behälter in Betracht gezogen werden. Produkt anzeigen → Einen ausführlichen Einblick in die Abstimmung des Klebstofftyps mit einem bestimmten Etikettensubstrat finden Sie in der Anleitung auf So wählen Sie den richtigen Etikettenkleber aus bietet praktische Auswahlkriterien.
Letzter Imbiss
Um die Klebeleistung messbar und vergleichbar zu machen, gibt es Schälfestigkeitseinheiten. Bestätigen Sie bei der Bewertung eines potenziellen Etikettenmaterials immer drei Dinge: die Einheit, den Testwinkel und die Testoberfläche. Diese einfache Disziplin erspart Ihnen die Bestellung eines Materials, dessen Datenblattzahl beeindruckend ist, dessen tatsächliche Leistung jedoch nicht zu Ihrer Anwendung passt. Die Bestätigung der Einheit und Methode ist ein kleiner Schritt; Äpfel mit Äpfeln zu vergleichen ist der springende Punkt.
