Schlechtes Rillverhalten folienkaschierter Kartons


Im ersten Fall (Schnitt und Stanzung) erfolgt die Trennung des Kaschierverbundes dynamisch ohne weitere Belastungen. Im zweiten Fall (Rillung, Falzeinbrennung) steht nach der Verformung die Folie jedoch unter anhaltender Spannung und dieser Belastungsfall ist eindeutig als statisch einzuordnen. Diese dauerhaften Spannungen stehen mit den unterschiedlichen Materialeigenschaften von Folie und Faserstoffen in Zusammenhang. Im Vergleich zu den Dehnungsverhältnissen von Papier und Karton verhält sich die Folie relativ flexibel. Während das Papier durch den Hub einer Rillung oder Falzeinbrennung bleibend – plastisch – verformt wird, folgt die Folie lediglich einer elastischen Verformung mit entsprechend hohen, dauerhaft anhaltenden Rückstellmomenten, um wieder ihren Ausgangszustand (Relaxation) zu erreichen.

Der Klebstoff muss neben einer guten Adhäsion auch ausreichende innere Festigkeit (Kohäsion) aufweisen, damit es nicht zu einem Fließen der Klebstoffmassen unter anhaltenden Spannungen kommt.

Simulation des Trennverhalten

Für die Simulation des Trennverhaltens der Kaschierung unter statischen Kräften wurde die Probe kurzfristig (etwa 10 s) bis in den Bereich der Folienablösung belastet. Nun wurde der mechanische Vorschub der Folieneinspannung gestoppt. Nach diesem Zeitraum stand die Klebeverbindung der Folie unter Dauerbelastung und es konnte die Standfestigkeit der Klebung über die Veränderungen (Adhäsions- oder Kohäsionsverlust) der Kräfte auf dem Messelement aufgezeichnet werden. Das Diagramm stellt den Kraftverlauf der Folienabschälung dar, der innerhalb der dynamisch ablaufenden Prüfung der ersten 10 s bei annähernd 7 N/1,5 cm liegt. 
Nach dem Stopp des Folienabzugs wird angezeigt, dass sich unter konstant anhaltenden Spannungen die Folie weiterhin abschält und nach rund 90 s die Klebkraft auf weniger als 1 N/1,5 cm absinkt. Dieser Verlauf der Klebkraft vom Spitzenwert bis zum Endwert lässt sich als die Standfestigkeit der Klebung unter anhaltenden Spannungen definieren. Prüfungen an unterschiedlichen Kaschierungen zeigten, dass auch Klebeverbunde, die eine erheblich geringere Schälfestigkeit unter dynamischen Beanspruchungen aufweisen, unter statischer Last kaum von diesem Wert abfallen. Von entscheidender Bedeutung ist der Einsatz oder Nicht-Einsatz von Vernetzern (Härtern) und deren Konzentration in den Klebstoffen für die Standfestigkeit des Klebstoffsystems.  



Fazit

Im Fall der Kaschierungen auf Mikrowelle bei der Display-Fertigung lässt sich feststellen, dass sich bei der Stanzung und Rillung von Wellpappen auch die starke Kompressibilität der Welle negativ auswirkt. Es bedarf einer relativ starken Ausformung der Rillungen, also hohem Werkzeughub, um die Steifigkeit in den Biegelinien zu vermindern. Die Folie folgt dabei hohen Dehnungen und baut Spannungen auf, die dauerhaft auf den Klebeverbund wirken. Nach dem Prinzip, „eine Kette reißt immer am schwächsten Glied“, kann sich selbst bei einer scheinbar hohen Klebkraft unter fehlender innerer Festigkeit des Klebstoffes die Klebeverbindung lösen. Der Einsatz von Vernetzern (Härtern) bei der Kaschierung sollte deshalb für spezielle Aufträge unbedingt erfolgen.

Der Autor

Der Autor Peter Stadler ist freier Berater (Firma Info Star, München) und ehemaliger Abteilungsleiter der Ab­teilung Druckweiterverarbeitung, Druckpapier und ID-Kartenprüfung bei der Fogra.

Kontakt:

infostar@stadler-muenchen.com
Tel. 0 89/74 10 00 23

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