Ziel
Tack-Messung ist ein Verfahren zur anwendungstechnischen Beurteilung der Adhäsionseigenschaften von Haftklebstoffen. Als Tack wird die Fähigkeit eines Materials bezeichnet bei geringem Anpressdruck und kurzer Einwirkzeit eine merkliche Haftung auszubilden.
Messprinzip
Ein (zylindrischer) Stempel wird mit definiertem Druck auf einen Klebstoff-Film gepresst und nach vorgegebener Kontaktzeit mit einer konstanten Geschwindigkeit entfernt. Die für die Ablösung erforderliche Kraft wird als Funktion der Zeit gemessen, hieraus wird die auf die Kontaktfläche bezogene Adhäsionsenergie bestimmt.
In unserem Labor wird ein kommerzielles Gerät Texture Analyzer TA.XTplus (Stable Micro Systems, UK) verwendet. Dieses Gerät wurde mit einem speziellen Piezo-Kraftaufnehmer ausgerüstet, um kurze Ablösevorgänge korrekt erfassen zu können. Zusätzlich wurde ein schnelles video-optisches System integriert, das es ermöglicht Kavitations- und Fibrillenbildung während der Enthaftung zu erfassen und mit dem Kraftsignal zu korrelieren.
Stempel aus unterschiedlichen Materialien (z. B. rostfreier Stahl, Glas, PMMA, PE) stehen zur Verfügung.
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| Abb. 1 Texture Analyzer TA.XTplus (Stable Micro Systems) |
Abb. 2 Kavitation und Fibrillenbildung beim Ablösen weicher Polymere |
Spezifikationen
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Probemenge: |
ca. 5 ml (Filmdicke 10 µm – 200 µm) |
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Temperatur: |
von -20 °C bis 80°C (kontrollierte Luftfeuchtigkeit auf Anfrage) |
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Stempel-Abzugsgeschwindigkeit: |
0. 1 – 10 mm/s |
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Video-optisches System: |
124 Bilder/s bei maximaler Auflösung 1280x1024 Pixel, automatische Bildanalyse |
Anwendungen
- Haftung weicher Polymere (sog. Haftkleber)
- Offene Zeit und Blockfestigkeit von Farben
- Textur und mechanische Festigkeit von Lebensmitteln und Kosmetika
- Zug- und Schälversuche an dünnen viskoelastischen Filmen
Abb. 3 Kavitation und Grenzflächenenergie beim Ablösen weicher Polymere von Substraten unterschiedlicher Rauhigkeit und Funktionalität
Literatur
Chemical Force Microscopy Study of Adhesion Properties of Polypropylene Films: Influence of Surface Polarity and Medium,
S. Gourianova, N. Willenbacher, M. Kutschera, Langmuir, 21(12), 5429-5438 (2005)
Microscopic structure in pressure sensitive adhesives: an ultrasmall angle X-ray study,
E. Maurer, S. Loi, D. Wulff, N. Willenbacher, and P. Müller-Buschbaum, Physica B, 357(1-2), 144–147 (2005)
Effect of Molecular Weight on the Tack of Pressure Sensitive Adhesives,
A. O’Connor, C. Macosko, and N. Willenbacher, Int. Journal of Adhesion and Adhesives, 24, 335-346 (2004)
Mesoscopic Fibrillation Properties of Pressure Sensitive Adhesives Based on Latex Films,
T. Dimitrova, D. Johannsmann, N. Willenbacher, and A. Pfau, Langmuir, 19(14), 5748-5755 (2003)
Miniemulsion Polymerization of Acrylated Methyl Oleate for Pressure Sensitive Adhesives,
S. Bunker, C. Staller, N. Willenbacher, and R. Wool, Int. Journal of Adhesion and Adhesives, 23(1), 29-38 (2003)
