DE20014891U1 - Measuring device for determining the viscoelastic properties of PSAs, especially in thin layers - Google Patents

Measuring device for determining the viscoelastic properties of PSAs, especially in thin layers

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Description

Beiersdorf Aktiengesellschaft HamburgBeiersdorf Aktiengesellschaft Hamburg

BeschreibungDescription Meßgerät zur Bestimmung viskoelastischer Eigenschaften von HaftklebemassenMeasuring device for determining viscoelastic properties of pressure-sensitive adhesives

insbesondere in dünner Schichtstärke especially in thin layers

Die Erfindung betrifft ein Meßgerät zur Bestimmung viskoelastischer Eigenschaften von Haftklebemassen sowie von technischen oder medizinischen Selbstklebebändern.The invention relates to a measuring device for determining viscoelastic properties of pressure-sensitive adhesives as well as of technical or medical self-adhesive tapes.

Die Charakteristik von Klebemassen kann über die Messung von bestimmten Parametern vorgenommen werden, beispielsweise die Klebkraft auf Stahl mittels der Wandhakenprüfung, deren Versuchsaufbau im folgenden näher beschrieben wird und mit der die hohe mechanische Belastbarkeit eines beidseitig klebenden Selbstklebebandes getestet wird.The characteristics of adhesives can be determined by measuring certain parameters, for example the adhesive strength on steel using the wall hook test, the test setup of which is described in more detail below and which is used to test the high mechanical resilience of a double-sided self-adhesive tape.

Mittels eines stempeiförmigen Wandhakens wird dabei das Selbstklebeband einer Biegemomentbeanspruchung unterworfen. Der Wandhaken besteht aus einer quadratischen Stahlplatte aus V2A-Stahl mit 30 mm Kantenlänge und 3 mm Dicke. In der Mitte der Stahlplatte ist ein Rundstab als Hebelarm befestigt, welcher eine Länge von 90 mm und einen Durchmesser von 5 mm aufweist. Die Stahlplatte wird mit dem zu testenden Selbstklebeband auf eine zweite Stahlplatte aus V2A-Stahl verklebt. Die zweite Stahlplatte befindet sich in einer entsprechend geformten Halterung.The self-adhesive tape is subjected to a bending moment using a stamp-shaped wall hook. The wall hook consists of a square steel plate made of V2A steel with an edge length of 30 mm and a thickness of 3 mm. A round rod is attached to the middle of the steel plate as a lever arm, which is 90 mm long and 5 mm in diameter. The steel plate is glued to a second steel plate made of V2A steel using the self-adhesive tape to be tested. The second steel plate is located in a correspondingly shaped holder.

In dem Punkt, welcher genau 90 mm Abstand zu der verklebten Seite der Stahlplatte des Wandhakens hat, wird ein Gewicht an den Rundstab gehängt, welches eine Hebelkraft von 10 N erzeugt.At the point which is exactly 90 mm away from the glued side of the steel plate of the wall hook, a weight is hung on the round rod, which generates a leverage force of 10 N.

pat-st/200-019-gm.doc/arpat-st/200-019-gm.doc/ar

• ··

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Die verklebten Flächen der Stahlplatten müssen völlig eben und mittels Schmirgelpapier (FEPA-Körnung 240) feingeschliffen sein. Zur Bewahrung der Oberfläche und Vermeidung von Fettspuren auf der Oberfläche sind die Stahlplatten in Toluol zu lagern. Vor Verwendung müssen die Stahlplatten mit Aceton gereinigt und danach fünf Minuten abgelüftet werden.The bonded surfaces of the steel plates must be completely flat and finely sanded using sandpaper (FEPA grain 240). To preserve the surface and avoid traces of grease on the surface, the steel plates must be stored in toluene. Before use, the steel plates must be cleaned with acetone and then aired for five minutes.

Vor dem Beginn der Wandhakenprüfung muß das Selbstklebeband bei einer Temperatur von 22 0C und 55 % relativer Luftfeuchtigkeit 24 h konditioniert werden.
Die Stahlplatte wird mit dem zu prüfenden, paßgenau zugeschnittenen Selbstklebeband auf die Stahlplatte geklebt und 1 min lang mit einem Druck von 0,1 kN/cm2 plan angepreßt.
Before starting the wall hook test, the self-adhesive tape must be conditioned for 24 hours at a temperature of 22 0 C and 55 % relative humidity.
The steel plate is glued to the steel plate using the precisely cut self-adhesive tape to be tested and pressed flat for 1 minute with a pressure of 0.1 kN/cm 2 .

Die Haltezeit in Minuten wird bei 55 % relativer Luftfeuchtigkeit und den drei Temperaturen von 22 0C, 40 0C, 70 0C ermittelt. Neben der Haltezeit wird die Verformung des Selbstklebebandes beurteilt.
Versagt eine der Verklebungen des Selbstklebebandes 2 mit den Stahlplatten fällt der Wandhaken mitsamt des Gewichtes herab. Dadurch wird ein Kontakt in einem Kontaktgeber geschlossen, so daß die Zeitspanne zwischen Testbeginn und Versagen einer der Verklebungen - die Haltezeit - genau angezeigt wird.
The holding time in minutes is determined at 55% relative humidity and three temperatures of 22 0 C, 40 0 C, 70 0 C. In addition to the holding time, the deformation of the self-adhesive tape is assessed.
If one of the bonds between the self-adhesive tape 2 and the steel plates fails, the wall hook falls down along with its weight. This closes a contact in a contactor, so that the time between the start of the test and the failure of one of the bonds - the holding time - is precisely displayed.

Eine umfassende Beurteilung der Klebeeigenschaften von Haftklebemassen und den aus ihnen hergestellten Produkten ist durch ein Meßverfahren allein kaum möglich.A comprehensive assessment of the adhesive properties of pressure-sensitive adhesives and the products made from them is hardly possible using a measuring method alone.

Vielmehr führt eine gezielte Auswahl mehrerer geeigneter Meßmethoden überhaupt erst dazu, die erforderlichen Produkteigenschaftsprofile ermitteln zu können. Muny (Muny, R.P.: Adhesives Age 39/8, 20/1996) beschreibt eine Auswahl geeigneter Meßmethoden für die Eigenschaften Kleben auf Stahl, Scherstandzeit und Tack.Rather, a targeted selection of several suitable measuring methods makes it possible to determine the required product property profiles. Muny (Muny, R.P.: Adhesives Age 39/8, 20/1996) describes a selection of suitable measuring methods for the properties of bonding to steel, shear life and tack.

Die Klebeeigenschaften von Haftklebemassen werden insbesondere durch ihre rheologischen Eigenschaften bestimmt (s. Macosko, CW.: Adhesives Age, 35 - 37, Sept. 1977). Während der Neuentwicklung, Bewertung und Qualitätskontrolle von Haftklebemassen und aus ihnen hergestellten Produkten, ist die Messung der Theologischen Eigenschaften dadurch von großer Bedeutung.The adhesive properties of pressure-sensitive adhesives are determined in particular by their rheological properties (see Macosko, CW.: Adhesives Age, 35 - 37, Sept. 1977). During the development, evaluation and quality control of pressure-sensitive adhesives and products made from them, the measurement of the rheological properties is therefore of great importance.

Die Messung der Klebkraft auf Stahl, der Scherstandzeit oder des Täcks erfassen in gewissem Umfang ebenfalls Theologische Kenngrößen, vermengen diese jedoch mit Adhäsions- und Oberflächenstruktureffekten.The measurement of adhesive strength on steel, shear time or tack also capture theological parameters to a certain extent, but mix these with adhesion and surface structure effects.

Beispielsweise kann über die Messung der Scherstandzeit nicht nur die Scherfestigkeit selbst, sondern bei Vorliegen eines rein kohäsiven Klebversagens (reiner Kohäsionsbruch) gleichfalls eine Aussage über die viskosen Eigenschaften einer Haftklebemasse unter den gewählten Prüfbedingungen gemacht werden. In der Praxis ist das Messergebnis der Scherstandzeit jedoch oft mit Adhäsionseigenschaften der Probe zum Probenträger vermengt, so daß die Scherstandzeit eine Unterscheidung von Kohäsions- und Adhäsionsversagen kennt.For example, by measuring the shear strength, not only the shear strength itself can be determined, but also, in the case of a purely cohesive adhesive failure (pure cohesive failure), a statement can be made about the viscous properties of a pressure-sensitive adhesive under the selected test conditions. In practice, however, the measurement result of the shear strength is often mixed up with the adhesion properties of the sample to the sample carrier, so that the shear strength distinguishes between cohesive and adhesive failure.

Ein weiteres Meßverfahren, Theologische Eigenschaften einer Haftklebemasse zu bestimmen, ist der Kriechversuch (s. Dahlquist, CA.: Creep in D. Satas: Handbook of PSA Technology, 2. Aufl., 1989), der das Kriechverhalten wie Fließgrenze oder Fließverhalten unter kleinen Belastungen untersucht. Allerdings werden wiederum Summenparameter von elastischen und viskosen Fließanteilen bestimmt.Another measuring method for determining the rheological properties of a pressure-sensitive adhesive is the creep test (see Dahlquist, CA.: Creep in D. Satas: Handbook of PSA Technology, 2nd ed., 1989), which examines creep behavior such as yield point or flow behavior under small loads. However, sum parameters of elastic and viscous flow components are again determined.

Ein Trennen dieser verschiedenen Einflüsse ist durch eine Erhöhung des apparativen Aufwands mittels der dynamisch-mechanischen Analyse (DMA) möglich (s. Brummer, R., Harder, Ch., Hetzel, F.: Korrelation von Polymereigenschaften mit dynamischmechanischen Messergebnissen; Applied Rheology, Vol. 7, August 1997, S. 173 - 178 und Sung Gun Chu: Viscoelastic Properties of Pressure Sensitive Adhesives in D. Satas: Handbook of PSA Technology, 2. Aufl., 1989). Die DMA ermöglicht durch eine definierte Probengeometrie und eine definierte Belastung der Probe Aussagen über das viskoelastische Fließverhalten zu treffen. Nachteile dieser Methode sind die aufwendige Probenvorbereitung, da die zu untersuchenden Proben eine gewisse Mindestschichtstärke aufweisen müssen, und der große apparative Aufwand, der mit entsprechenden Kosten verbunden ist.Separating these different influences is possible by increasing the amount of equipment required using dynamic mechanical analysis (DMA) (see Brummer, R., Harder, Ch., Hetzel, F.: Correlation of polymer properties with dynamic mechanical measurement results; Applied Rheology, Vol. 7, August 1997, pp. 173 - 178 and Sung Gun Chu: Viscoelastic Properties of Pressure Sensitive Adhesives in D. Satas: Handbook of PSA Technology, 2nd ed., 1989). DMA enables statements to be made about the viscoelastic flow behavior using a defined sample geometry and a defined load on the sample. Disadvantages of this method are the complex sample preparation, since the samples to be examined must have a certain minimum layer thickness, and the large amount of equipment required, which is associated with corresponding costs.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Meßgerät zur Verfügung zu stellen, das mit einem geringen apparativen Aufwand die Messung viskoelastischer Eigenschaften einer Haftklebemasse ermöglicht und darüber hinaus auch die Messung in dünner Schicht erlaubt.The object of the invention is to provide a measuring device which enables the measurement of viscoelastic properties of a pressure-sensitive adhesive with little equipment expenditure and, moreover, also allows the measurement in a thin layer.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Meßgerät, wie es in den Ansprüchen gekennzeichnet ist. Des weiteren umfaßt der Erfindungsgedanke vorteilhafte Ausführungsformen des Meßgeräts.This object is achieved by a measuring device as characterized in the claims. Furthermore, the inventive concept includes advantageous embodiments of the measuring device.

Demgemäß beschreibt die Erfindung ein Meßgerät zur Messung viskoelastischer Eigenschaften von Haftklebemassen, umfassend zwei parallel angeordnete Platten, die parallel zueinander bewegt werden können.Accordingly, the invention describes a measuring device for measuring viscoelastic properties of pressure-sensitive adhesives, comprising two parallel plates which can be moved parallel to each other.

Zwischen den Platten ist ein Prüfmuster einer Haftklebemasse vorhanden.
Durch Beaufschlagung einer der Platten mit einer konstanten Tangentialkraft unter Fixierung der zweiten Platte wird eine konstante Schubspannung erreicht.
Dann wird der sich aus der Scherung ergebende Scherdeformationswinkel oder eine den Scherdeformationswinkel berechenbar machende Größe im Gerät erfaßt.
A test sample of a pressure-sensitive adhesive is present between the panels.
By applying a constant tangential force to one of the plates while fixing the second plate, a constant shear stress is achieved.
Then the shear deformation angle resulting from the shear or a value that makes the shear deformation angle calculable is recorded in the device.

Erfindungsgemäß gelöst wird die Aufgabe auch durch ein Meßgerät zur Messung viskoelastischer Eigenschaften von Haftklebemassen, umfassend eine Platte und ein parallel angeordnetes Flächengebilde, insbesondere ein textiles Gewebe, eine Kunststoff- oder Metallfolie oder ein Vlies, die parallel zueinander bewegt werden können.
Zwischen Platte und Flächengebilde ist das Prüfmuster der Haftklebemasse vorhanden.
According to the invention, the object is also achieved by a measuring device for measuring viscoelastic properties of pressure-sensitive adhesives, comprising a plate and a parallel arranged flat structure, in particular a textile fabric, a plastic or metal film or a fleece, which can be moved parallel to one another.
The test sample of the pressure-sensitive adhesive is present between the board and the fabric.

Dabei wird eine konstante Schubspannung durch Beaufschlagung der einen Platte mit einer konstanten Tangentialkraft unter Fixierung des parallel angeordneten Flächengebildes erreicht.A constant shear stress is achieved by applying a constant tangential force to one plate while fixing the parallel arranged surface structure.

Der sich aus der Scherung ergebende Scherdeformationswinkel oder eine den Scherdeformationswinkel berechenbar machende Größe wird im Gerät erfaßt.The shear deformation angle resulting from the shear or a value that makes the shear deformation angle calculable is recorded in the device.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden definiert konstante oder definiert veränderliche Umweltbedingungen wie zum Beispiel Temperatur, Druck, Feuchte und Vorbelastungen der Probe eingehalten.In a preferred embodiment, defined constant or defined variable environmental conditions such as temperature, pressure, humidity and pre-loads of the sample are maintained.

Die festzulegende konstante Schubspannung kann bevorzugt so gewählt werden, daß der erzeugte Scherdeformationswinkel 85°, bevorzugt 45° und besonders bevorzugt 10° nicht überschreitet.The constant shear stress to be determined can preferably be selected such that the shear deformation angle generated does not exceed 85°, preferably 45° and particularly preferably 10°.

' .hßrvhraetrobGne'Änderuncien '.hßrvhraetrobGne'Changes

Weiterhin sollte die Dicke des untersuchten Probevolumens beziehungsweise der gescherten Haftklebemasse orthogonal zur Scherfläche weniger als 2000 \xm, bevorzugt weniger als 500 pm und besonders bevorzugt weniger als 150 pm betragen.Furthermore, the thickness of the sample volume examined or of the sheared pressure-sensitive adhesive orthogonal to the shear surface should be less than 2000 \xm, preferably less than 500 pm and particularly preferably less than 150 pm.

Die Auswertung einer Messung erfolgt dahingehend, daß die auf die beschriebene Art erzeugte Funktion des Scherdeformationswinkels in Abhängigkeit der Zeit mathematisch durch mechanische Ersatzmodelle beschrieben wird, dessen Parameter sich mit bestimmten viskosen, elastischen und haftreibenden Eigenschaften korrelieren lassen. Bevorzugt werden hierbei Modelle, die mechanisch die viskosen und elastischen Eigenschäften der untersuchten Probe repräsentieren, besonders bevorzugt wird das Modell nach Burger, bestehend aus zwei ideal viskosen Elementen A1 und A2 und zwei ideal elastischen Elementen B1 und B2 (siehe Figur 6). The evaluation of a measurement is carried out in such a way that the function of the shear deformation angle generated in the manner described is mathematically described as a function of time by mechanical substitute models whose parameters can be correlated with certain viscous, elastic and static friction properties. Models that mechanically represent the viscous and elastic properties of the sample under investigation are preferred, the Burger model is particularly preferred, consisting of two ideally viscous elements A1 and A2 and two ideally elastic elements B1 and B2 (see Figure 6).

Durch Beaufschlagung einer der Platten mit einer konstanten Tangentialkraft unter Fixierung der zweiten Platte beziehungsweise durch Beaufschlagung der Platte unter Fixierung des Flächengebildes wird eine konstante Schubspannung in der zu untersuchenden Probe erzeugt.
Bei Bedarf ist das Flächengebilde mit dem Ziel, die Tangentialkraft gleichmäßig in die Probe zu leiten, durch ein geeignetes Material zu verstärken.
By applying a constant tangential force to one of the plates while fixing the second plate or by applying a force to the plate while fixing the surface structure, a constant shear stress is generated in the sample to be examined.
If necessary, the surface structure must be reinforced with a suitable material in order to distribute the tangential force evenly into the sample.

Weitere Vorrichtungen stellen sicher, daß der sich einstellende Scherdeformationswinkel zu jeder Zeit der Durchführung des Verfahrens erfaßt werden kann und daß definierte Umweltbedingungen durch u.a. eine Klimatisierung einhaltbar bzw. einstellbar sind.Further devices ensure that the resulting shear deformation angle can be recorded at any time during the process and that defined environmental conditions can be maintained or adjusted by, among other things, air conditioning.

• · • ■ ·• · • ■ ·

In einer vorteilhaften Ausführungsform des Meßgeräts erfolgen der Meßablauf und die Ansteuerung des Meßgeräts mit einer Auswerteeinheit durch a) Probenvorbereitung mit geeigneten Hilfsmitteln b) Bestücken des Meßgeräts mit der ProbeIn an advantageous embodiment of the measuring device, the measuring process and the control of the measuring device with an evaluation unit are carried out by a) sample preparation with suitable aids b) loading the measuring device with the sample

c) Eingabe der Meßparameterc) Entering the measurement parameters

d) entsprechendes Umarbeiten der Meßparameter in Steuersequenzen für das Meßgerätd) appropriate conversion of the measurement parameters into control sequences for the measuring device

e) Rückmeldung der Meßgröße in Abhängigkeit der Zeit an die Auswerteeinheit f) Auswertung der Messergebnissee) Feedback of the measured variable to the evaluation unit as a function of time f) Evaluation of the measurement results

g) Speichern und Protokollierung der Meßparameter und -ergebnisseg) Storage and logging of measurement parameters and results

Im folgenden sollen anhand mehrerer Beispiele sowie Figuren das erfindungsgemäße Meßgerät näher erläutert werden, ohne damit die Erfindung unnötig beschränken zu wollen.In the following, the measuring device according to the invention will be explained in more detail using several examples and figures, without wishing to unnecessarily limit the invention.

Im einzelnen zeigen die FigurenIn detail, the figures show

Figur 1 die Scherung einer Haftklebemasseschicht unter konstanterFigure 1 shows the shear of a pressure-sensitive adhesive layer under constant

Belastung,Burden,

Figur 2 (a) eine nicht-ideale Scherung durch Rutschen,Figure 2 (a) a non-ideal shear due to slip,

(b) eine nicht-ideale Scherung durch Abschälen,(b) non-ideal shearing due to peeling,

Figur 3 eine nicht-ideale Scherung durch zu starke Deformation,Figure 3 a non-ideal shear due to excessive deformation,

Figur 4 ein Beispiel der Antwortfunktion des Scherwinkels über die ZeitFigure 4 an example of the response function of the shear angle over time

undand

Figur 5 die Vorrichtung zur Sicherstellung einer definierten Geometrie.Figure 5 shows the device for ensuring a defined geometry.

Beispiel 1example 1

Verfahren zur Messung viskoelastischer Eigenschaften von technisch und medizinisch einsetzbaren HaftklebeproduktenMethod for measuring viscoelastic properties of technical and medical pressure-sensitive adhesive products

Die Probenvorbereitung umfaßt das Zuschneiden des flächigen zu untersuchenden Produkts, bestehend aus einem Trägermaterial und einer mindestens einseitigen Beschichtung mit einem Haftklebstoff, auf ein Maß von 20 &khgr; 160 mm und eine ausreichende Konditionierung im Prüfklima. Anschließend wird die Probe auf eine Stahlplatte mit definiertem Andruck verklebt und mit einer konstanten Schubspannung beaufschlagt, die - unter Fixierung der Stahlplatte - durch eine konstante Kraft am Trägermaterial der Probe in Richtung der Verklebungsebene erzeugt wird (siehe Figur 1), bevorzugt derart, daß zwischen der die Schubspannung erzeugenden Kraft und der Verklebungsebene ein Winkel zwischen 0° und 3° eingestellt ist, so daß keine Schälkraft auftritt.Sample preparation includes cutting the flat product to be tested, consisting of a carrier material and a pressure-sensitive adhesive coating on at least one side, to a size of 20 x 160 mm and sufficient conditioning in the test climate. The sample is then bonded to a steel plate with a defined pressure and subjected to a constant shear stress, which - while the steel plate is fixed - is generated by a constant force on the carrier material of the sample in the direction of the bonding plane (see Figure 1), preferably in such a way that an angle of between 0° and 3° is set between the force generating the shear stress and the bonding plane, so that no peeling force occurs.

Während der Meßdauer wird der Scherdeformationswinkel &ggr; (siehe Figur 1) durch geeignete Meßverfahren in definierten Zeitabständen gemessen und protokolliert.During the measurement period, the shear deformation angle γ (see Figure 1) is measured and recorded at defined time intervals using suitable measuring methods.

Die Oberfläche der Stahlplatte ist derart vorzubereiten, daß der Haftklebstoff nicht rutscht oder abschält (siehe Figur 2); auch ein Einfluß nicht-idealer Scherung (siehe Figur 3) ist auszuschließen oder ggf. in der Berechnung zu berücksichtigen.The surface of the steel plate must be prepared in such a way that the pressure-sensitive adhesive does not slip or peel off (see Figure 2); the influence of non-ideal shear (see Figure 3) must also be excluded or, if necessary, taken into account in the calculation.

Ergebnis der Messung ist beispielsweise eine Antwortfunktion des Scherdeformationswinkels über die Zeit wie Figur 4 zeigt.
25
The result of the measurement is, for example, a response function of the shear deformation angle over time as shown in Figure 4.
25

Eine Anwendung des Burgers-Modell auf diese Antwortfunktion liefert nach mathematischer Anpassung die Parameter des Burgers-Modell, die mit viskosen und elastischen Eigenschaften des untersuchten Materials korreliert werden können.An application of the Burgers model to this response function provides, after mathematical adjustment, the parameters of the Burgers model, which can be correlated with viscous and elastic properties of the material under investigation.

Beispiel 2Example 2 Verfahren zur Messung viskoelastischer Eigenschaften von HaftklebemassenMethod for measuring viscoelastic properties of pressure-sensitive adhesives

Ein Haftklebstoff wird als Dispersionsklebstoff, Heißschmelzklebstoff, Lösungsmittelklebstoff oder 100%-System mit einem Flächengewicht von 100 g/m2 auf einem vor-A pressure sensitive adhesive is applied as a dispersion adhesive, hot melt adhesive, solvent adhesive or 100% system with a basis weight of 100 g/m 2 on a pre-

Ji ; &iacgr; I * * * .hßrv^rQettobone'Anderungen Ji ; &iacgr; I * * * . hßrv^rQettobone'Changes

zugsweise starren Trägermaterial ausgestrichen und ggf. getrocknet oder nachbehandelt.
Das weitere Vorgehen entspricht demjenigen, wie es in Beispiel 1 dargelegt ist.
preferably spread on a rigid carrier material and, if necessary, dried or post-treated.
The further procedure corresponds to that described in Example 1.

Beispiel 3 Meßgerät zur Durchführung des Verfahrens nach Beispiel 1 oder 2Example 3 Measuring device for carrying out the method according to Example 1 or 2

Das Meßgerät besteht aus einer Vorrichtung zur Sicherstellung einer konstanten Geometrie, derart, daß eine Probe zugeschnittenen mit einer Haftklebmasse (3) beschichteten Trägermaterials (4) auf einer Stahlplatte (2) mit definiertem Andruck verklebt wird und so senkrecht mit einem temperierbaren Stahlblock (1) verschraubt werden kann (siehe Figur 5).
Zur Erzeugung einer konstanten Schubspannung wird das freie Ende der Probe durch eine geeignete Aufhängung mit einem Gewicht definierter Masse belastet. Um während der Messung konstante Umweltbedingungen zu gewährleisten, wird die Meßeinheit abgeschirmt mit dem definierten Prüfklima beaufschlagt. Die Beobachtung des Scherdeformationswinkels in Abhängigkeit der Zeit erfolgt indirekt über geeignete Dickenmessungen der verklebten Probe und durch geeignete Messung des Wegs, den die Trägermaterialoberkante in Relation zur fixierten Stahlplatte zurücklegt. Um eine ausreichende Genauigkeit der Wegmessung sicherzustellen, können beispielsweise mechanische, elektrische oder optische Wegmeßverfahren eingesetzt werden.
Die an die Meßvorrichtungen bezüglich der Erfassung von Meßparametern, der Umarbeitung von Meßparametern in Steuersequenzen für die Meßvorrichtungen, der Rückmeldung der Meßgrößen sowie der Auswertung und Protokollierung der Meßparameter, Messergebnisse und Auswerteergebnisse gestellten Anforderungen können durch ein verbundenes PC-System mit geeigneter Steuerungs- und Auswerte software erfüllt werden.
The measuring device consists of a device for ensuring a constant geometry, such that a sample of cut carrier material ( 4) coated with a pressure-sensitive adhesive (3) is glued to a steel plate (2) with defined pressure and can thus be screwed vertically to a temperature-controlled steel block (1) (see Figure 5).
To generate a constant shear stress, the free end of the sample is loaded with a weight of defined mass using a suitable suspension. To ensure constant environmental conditions during the measurement, the measuring unit is shielded and exposed to the defined test climate. The shear deformation angle is observed as a function of time indirectly using suitable thickness measurements of the bonded sample and by measuring the distance that the upper edge of the carrier material travels in relation to the fixed steel plate. To ensure sufficient accuracy of the distance measurement, mechanical, electrical or optical distance measuring methods can be used, for example.
The requirements placed on the measuring devices with regard to the recording of measurement parameters, the conversion of measurement parameters into control sequences for the measuring devices, the feedback of the measured variables as well as the evaluation and logging of the measurement parameters, measurement results and evaluation results can be met by a connected PC system with suitable control and evaluation software.

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Claims (6)

1. Meßgerät zur Messung viskoelastischer Eigenschaften von Haftklebemassen, umfassend zwei parallel angeordnete Platten, die parallel zueinander bewegt werden können, wobei zwischen den Platten ein Prüfmuster einer Haftklebemasse vorhanden ist, eine konstante Schubspannung durch Beaufschlagung einer der Platten mit einer konstanten Tangentialkraft unter Fixierung der zweiten Platte erreicht wird, der sich aus der Scherung ergebende Scherdeformationswinkel oder eine den Scherdeformationswinkel berechenbar machende Größe erfaßt wird. 1. Measuring device for measuring viscoelastic properties of pressure-sensitive adhesives, comprising two parallel plates which can be moved parallel to one another, a test sample of a pressure-sensitive adhesive being present between the plates, a constant shear stress being achieved by applying a constant tangential force to one of the plates while fixing the second plate, the shear deformation angle resulting from the shearing or a variable which makes the shear deformation angle calculable being recorded. 2. Meßgerät zur Messung viskoelastischer Eigenschaften von Haftklebemassen, umfassend eine Platte und ein parallel angeordnetes Flächengebilde, insbesondere ein textiles Gewebe, eine Kunststoff- oder Metallfolie oder ein Vlies, die parallel zueinander bewegt werden können, wobei
zwischen Platte und Flächengebilde das Prüfmuster der Haftklebemasse vorhanden ist,
eine konstante Schubspannung durch Beaufschlagung der einen Platte mit einer konstanten Tangentialkraft unter Fixierung des parallel angeordneten Flächengebildes erreicht wird,
der sich aus der Scherung ergebende Scherdeformationswinkel oder eine den Scherdeformationswinkel berechenbar machende Größe erfaßt wird.
2. A measuring device for measuring viscoelastic properties of pressure-sensitive adhesives, comprising a plate and a parallel arranged flat structure, in particular a textile fabric, a plastic or metal foil or a fleece, which can be moved parallel to each other, wherein
the test sample of the pressure-sensitive adhesive is present between the board and the fabric,
a constant shear stress is achieved by applying a constant tangential force to one plate while fixing the parallel surface structure,
the shear deformation angle resulting from the shear or a quantity that makes the shear deformation angle calculable is recorded.
3. Meßgerät nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßablauf und die Ansteuerung des Meßgeräts mit einer Auswerteeinheit erfolgen durch a) Probenvorbereitung mit geeigneten Hilfsmitteln b) Bestücken des Meßgeräts mit der Probe c) Eingabe der Meßparameter d) entsprechendes Umarbeiten der Meßparameter in Steuersequenzen für das Meßgerät e) Rückmeldung der Meßgröße in Abhängigkeit der Zeit an die Auswerteeinheit f) Auswertung der Messergebnisse g) Speichern und Protokollierung der Meßparameter und -ergebnisse 3. Measuring device according to claims 1 and 2, characterized in that the measuring process and the control of the measuring device with an evaluation unit are carried out by a) Sample preparation using suitable tools b) Load the measuring device with the sample c) Entering the measurement parameters d) appropriate conversion of the measurement parameters into control sequences for the measuring device e) Feedback of the measured variable as a function of time to the evaluation unit f) Evaluation of the measurement results g) Storage and logging of measurement parameters and results 4. Meßgerät nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung unter definierten und reproduzierbaren Umweltbedingungen durchgeführt wird, beispielsweise Temperatur, Druck, Feuchte, Vorbelastungen der Probe. 4. Measuring device according to claims 1 to 3, characterized in that the measurement is carried out under defined and reproducible environmental conditions, for example temperature, pressure, humidity, pre-loads of the sample. 5. Meßgerät nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die konstante Schubspannung Scherdeformationswinkel nach einer konstanten Meßzeit von < 85°, bevorzugt < 45° und besonders bevorzugt < 10° erzeugt. 5. Measuring device according to claims 1 to 4, characterized in that the constant shear stress produces shear deformation angles after a constant measuring time of < 85°, preferably < 45° and particularly preferably < 10°. 6. Meßgerät nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der gescherten Haftklebemasse orthogonal zur Scherfläche < 2000 µm, bevorzugt < 500 µm und besonders bevorzugt < 150 µm beträgt. 6. Measuring device according to claims 1 to 5, characterized in that the thickness of the sheared pressure-sensitive adhesive orthogonal to the shearing surface is < 2000 µm, preferably < 500 µm and particularly preferably < 150 µm.
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