Haben Sie sich jemals gefragt, warum manche medizinische Klebebänder extrem stark haften, wenn man versucht sie abzuziehen, während andere unter Gewicht fest halten, ohne zu verrutschen? Das ist die Magie – oder vielmehr die Wissenschaft – von Haftfestigkeitstests. Wir bei MediTapes arbeiten seit Jahren mit Klebstoffen, und ich kann Ihnen versichern, dass die richtige Abstimmung in der Praxis den entscheidenden Unterschied macht – insbesondere bei medizinischen Anwendungen, bei denen das Band fest sitzen muss, aber die Haut beim Entfernen nicht verletzen darf.
Die Haftungsprüfung ist im Grunde die Methode, mit der wir messen, wie gut ein Klebstoff auf einer Oberfläche haftet. Es gibt eine Vielzahl von Möglichkeiten, dies zu tun, aber die beiden wichtigsten, über die alle sprechen, sind die Schälhaftung (oder Schälfestigkeit) und die Scherfestigkeit. Sie testen unterschiedliche Aspekte, vergleichbar mit der Prüfung, ob ein Klebeband dem Abziehen in einem Winkel standhält oder dem Verrutschen unter stetigem Druck.
Lassen Sie es uns genauer betrachten: Schältests simulieren das Gefühl beim “Abziehen eines Pflasters” – dabei wird Kraft aufgewendet, um den Klebstoff durch Abziehen zu trennen. Schertests? Dabei geht es eher darum, wie lange er Kräften widersteht, die versuchen, eine Oberfläche über eine andere zu schieben, beispielsweise wenn etwas hängt und seitlich zieht.
Was ist Schälhaftung und Schälfestigkeit?
Die Schälhaftung, oft auch als Schälfestigkeit bezeichnet, misst die Kraft, die erforderlich ist, um ein Klebeband oder Klebematerial in einem bestimmten Winkel von einer Oberfläche abzuziehen. In der Regel erfolgt dies bei 180 Grad oder 90 Grad durch gleichmäßiges Ziehen, bis es sich löst.
Stellen Sie sich vor, Sie entfernen einen Aufkleber von Ihrem Laptop – das ist angewandte Schälkraft. Die Kraft konzentriert sich auf die Schälfront, was ideal ist, um festzustellen, wie leicht (oder schwer) sich etwas entfernen lässt.
In Laboren folgen wir Normen wie ASTM D3330 für Haftklebebänder, welche die Prüfung der Schälhaftung für Produkte wie medizinische Klebebänder abdeckt. Diese Norm umfasst verschiedene Methoden, wie Methode A für 180-Grad-Schältests an einseitig beschichteten Klebebändern. Dies ist bei medizinischen Klebebändern sehr verbreitet, da es reale Entfernungsszenarien simuliert.
Typische Schälfestigkeitswerte? Bei medizinischen Klebebändern liegen sie auf Edelstahl oft im Bereich von etwa 4–17 N/25 mm, abhängig von der Art des Klebstoffs – Acrylate können höhere Werte erreichen, Silikone niedrigere für eine sanftere Entfernung. Wir haben Fälle erlebt, in denen ein ausgewogenes Schälverhalten bedeutet, dass sich das Band sauber ablösen lässt, ohne die Haut zu verletzen.
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Wie Schältests in der Praxis funktionieren
Man klebt das Band auf eine Standardplatte (normalerweise Edelstahl), lässt es eine Zeit lang ruhen und zieht es dann mit konstanter Geschwindigkeit ab – zum Beispiel 300 mm/min. Die Maschine zeichnet die durchschnittliche Kraft pro Breite auf.
Hier ist eine kurze Tabelle zum Vergleich gängiger Schälwinkel:
| Schälwinkel | Was getestet wird | Häufige Anwendung | Typische Krafteinheiten |
|---|---|---|---|
| 180° | Abziehen nach hinten, gleichmäßige Spannungsverteilung | Entfernung von medizinischen Klebebändern, Etiketten | N/cm oder lb/in |
| 90° | Senkrechter Abzug, eher dehnungsorientiertes Verhalten | Beschichtungen, flexible Materialien | N/cm oder oz/in |
| T-Schälprüfung | Auseinanderziehen flexibler Substrate | Laminate, doppelseitige Klebebänder | Höhere Variabilität aufgrund der Flexibilität des Trägermaterials |
Erfahrungsgemäß liefern 180°-Schälprüfungen konsistentere Daten für medizinische Anwendungen, da sie eher der Art und Weise entsprechen, wie Pflegepersonal Verbände tatsächlich entfernt.
Scherfestigkeit: Die Haltekraft
Die Scherfestigkeit unterscheidet sich davon – sie beschreibt, wie gut der Klebstoff Kräften parallel zur Klebeverbindung widersteht, wie etwa Gleiten oder Kriechen unter Belastung.
Stellen Sie sich einen schweren Infusionsschlauch vor, der auf der Haut fixiert ist; die Scherfestigkeit verhindert, dass er mit der Zeit abrutscht. Hohe Scherfestigkeit bedeutet bessere Kohäsion innerhalb des Klebstoffs und widersteht diesem langsamen Gleiten.
Normen wie ASTM D3654 testen dies, indem ein Gewicht angehängt und die Zeit bis zum Versagen gemessen wird. Gute medizinische Klebebänder benötigen eine solide Scherfestigkeit, um bei Bewegung sicher zu halten.
Daten zeigen Kompromisse auf: Klebstoffe mit extrem hoher Schälhaftung könnten eine geringere Scherfestigkeit aufweisen, wenn sie zu “fließfähig” sind, und umgekehrt. Beispielsweise bauen einige Acrylate eine starke Schälhaftung auf, neigen aber unter statischen Lasten zum Kriechen.
Statische vs. Dynamische Scherfestigkeit
- Statische Scherfestigkeit: Konstante Last, misst die Zeit bis zum Versagen (z. B. Minuten oder Stunden bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur).
- Dynamische Scherfestigkeit: Überlappende Substrate, die im Schermodus auseinandergezogen werden; schnellere Kraftmessung.
In einem von uns verwendeten Versuchsaufbau zeigten Klebebänder, die 1 kg über Tausende von Minuten hielten, eine ausgezeichnete Scherfestigkeit – entscheidend für Langzeit-Medizinprodukte.
Tabelle der typischen Scherleistung:
| Klebstofftyp | Typische statische Scherfestigkeit (Minuten bis zum Versagen, 1 kg Last) | Anmerkungen |
|---|---|---|
| Silikon | 1000+ | Sanft zur Haut, gut für längeres Tragen geeignet |
| Acryl | 500-5000+ | Baut sich mit der Zeit auf, stark, kann aber reizen |
| Auf Kautschukbasis | Variabel, oft niedriger | Schnelle Anfangshaftung, geringere Scherfestigkeit |
Die tatsächlichen Werte variieren je nach Formulierung, aber Silikone glänzen im medizinischen Bereich oft durch das Gleichgewicht zwischen Scherfestigkeit und Hautschonung.
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Wesentliche Unterschiede: Schälhaftung vs. Scherfestigkeit
Wo liegt also der große Unterschied? Die Schälhaftung konzentriert sich auf die Ablösekraft in einem Winkel, die Scherfestigkeit auf den Widerstand gegen Verschieben.
- Kraftrichtung: Schälung = senkrecht/Zugmischung; Scherung = parallel.
- Versagensmodus: Schälung oft Adhäsionsversagen an der Grenzfläche; Scherung kohäsiv innerhalb des Klebstoffs.
- Praxisszenario: Schälung für leichtes Entfernen; Scherfestigkeit für Beständigkeit unter Gewicht/Bewegung.
In Projekten bei MediTapes haben wir Klebebänder erlebt, die Schältests mit Bravour bestanden haben, aber in Trageversuchen bei der Scherfestigkeit versagten – etwa ein Verband, der bei einem sich bewegenden Patienten verrutscht. Das Ausbalancieren beider Faktoren ist entscheidend.
Eine weitere Tabelle zur Verdeutlichung:
| Aspekt | Schälhaftung/Schälfestigkeit | Scherfestigkeit |
|---|---|---|
| Misst | Kraft zur Trennung durch Abschälen | Widerstand gegen Schiebekräfte |
| Gängige Standards | ASTM D3330 (Schälwiderstand für Klebebänder) | ASTM D3654 (statischer Scherwiderstand) |
| Einheiten | Kraft pro Breite (z. B. N/cm) | Zeit bis zum Versagen oder Kraft pro Fläche (psi) |
| Ideal für | Abzieheigenschaften, Anfangshaftung | Langzeithaltbarkeit, Kriechwiderstand |
| Medizinisches Beispiel | Leicht abziehbare Verbände | Sichere Fixierung von Geräten über Tage hinweg |
ASTM-Standards für medizinische Klebebänder
Apropos Standards: Die ASTM-Normen sind der Goldstandard für Konsistenz. Für die Adhäsionsprüfung medizinischer Klebebänder:
- ASTM D3330: Die Referenz für die Schälhaftung von druckempfindlichen Klebebändern, einschließlich chirurgischer/medizinischer Bänder. Die Methoden umfassen 180°- und 90°-Schältests, Verweilzeiten usw.
- ASTM D3654: Scherhaftung, entscheidend für die Haltezeiten.
- Andere wie ASTM D903 für allgemeines Abstreifen durch Schälen.
Diese gewährleisten wiederholbare Ergebnisse – wir haben uns auf sie verlassen, um zu validieren, dass unsere Bänder den klinischen Anforderungen entsprechen.
Im medizinischen Bereich ist die Schälfestigkeit von enormer Bedeutung, um Hautverletzungen (MARSI) zu vermeiden. Studien zeigen, dass Silikonbänder oft eine geringere Schälfestigkeit aufweisen (schonender), aber eine ausreichende Scherfestigkeit bieten.
Faktoren, die Adhäsionstests beeinflussen
Zahlreiche Faktoren beeinflussen die Ergebnisse:
- Substrat: Haut vs. Stahl – echte Haut variiert je nach Alter und Feuchtigkeit.
- Verweilzeit: Die Adhäsion baut sich über Stunden oder Tage auf.
- Temperatur/Feuchtigkeit: Höhere Temperaturen weichen Klebstoffe auf und verringern die Festigkeit.
- Anpressdruck: Eine Walze gewährleistet einen gleichmäßigen Kontakt.
Wir haben Formulierungen basierend darauf optimiert – etwa durch Hinzufügen von Vernetzung für eine bessere Scherfestigkeit, ohne die Schälkraft (Peel) drastisch zu erhöhen.
Praxisanwendungen und Erkenntnisse
Über die Jahre haben wir Kunden mit maßgeschneiderten medizinischen Klebebändern unterstützt. Ein Fall (anonymisiert): Ein tragbares Sensorpflaster, das bei Aktivität immer wieder abfiel. Die Schälkraft war in Ordnung, aber die Scherfestigkeit zu schwach. Durch den Wechsel zu einem Acrylat mit höherer Kohäsion wurde die statische Scherfestigkeit von ca. 500 auf über 3000 Minuten gesteigert – Problem gelöst, Patientenkomfort verbessert.
Ein weiterer Fall: Wundverband für empfindliche Haut. Erforderlich war eine geringe Schälkraft, um Hautrisse zu vermeiden, aber ausreichend Scherfestigkeit für einen sicheren Halt. Eine silikonbasierte Lösung setzte sich durch, mit einer Schälkraft von etwa 5–8 N/25 mm – sanfte Entfernung, keine Rückstände.
Diese Szenarien zeigen, warum die Prüfung von sowohl Schälkraft als auch Scherfestigkeit wichtig ist. Das eine ohne das andere? Ein Rezept für Probleme.
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Die Auswahl des richtigen Tests für Ihre Anforderungen
Für die Qualitätskontrolle bei medizinischen Klebebändern beginnen Sie mit ASTM D3330 für die Schälkraft – dieser Test ist unkompliziert und gibt Aufschluss über das Gefühl beim Entfernen. Ergänzen Sie die Scherfestigkeit bei Langzeitanwendungen oder bei Belastung.
Bei MediTapes führen wir vollständige Testreihen durch: Schälkraft, Scherfestigkeit, Klebkraft (Tack) und sogar Alterungstests. Das hilft dabei, schnell die besten Lösungen zu identifizieren.
FAQ
Was ist der Hauptunterschied zwischen Schälkraft- und Scherfestigkeitstests?
Die Schälhaftung misst, wie viel Kraft erforderlich ist, um das Klebeband in einem Winkel abzuziehen – vergleichbar mit einem schnellen Ablösen. Die Scherfestigkeit prüft, wie lange es dem Gleiten unter konstantem Druck standhält, etwa beim Halten eines Gewichts über einen längeren Zeitraum.
Warum sind ASTM-Normen für medizinisches Klebeband wichtig?
Sie stellen sicher, dass Prüfverfahren über Labore und Hersteller hinweg konsistent sind. ASTM D3330 beispielsweise standardisiert die Schälprüfung, sodass die Ergebnisse überall die gleiche Aussagekraft haben – ein entscheidender Faktor für die Sicherheit medizinischer Produkte.
Kann ein Klebeband eine hohe Schälfestigkeit, aber eine geringe Scherfestigkeit aufweisen?
Ja, absolut. Einige fließfähige Klebstoffe haften anfangs stark (hohe Schälkraft), neigen aber unter Belastung zum Kriechen (geringe Scherfestigkeit). Für medizinische Anwendungen stimmen wir diese Eigenschaften aufeinander ab, um dies zu vermeiden.
Wie verbessere ich die Scherfestigkeit, ohne die Schälfestigkeit zu stark zu erhöhen?
Vernetzung oder steifere Polymere verbessern die Scherfestigkeit, während Silikone für eine sanfte Ablösung sorgen. Testiterationen führen zum optimalen Gleichgewicht.
Wenn Sie vor Herausforderungen bei der Adhäsion Ihrer Produkte stehen – ob medizinische Klebebänder oder Geräte –, kontaktieren Sie uns. Bei MediTapes, verfügen wir über das Fachwissen, um kundenspezifische Lösungen zu testen, zu optimieren und zu liefern. Besuchen Sie unsere Kontaktseite oder per E-Mail info@meditapes.com für ein Angebot oder ein Gespräch – wir helfen Ihnen gerne bei Ihren Adhäsionsanforderungen.
