Auf den ers­ten Blick wirkt die­se Fra­ge fast absurd.

Brot­teig gehört zur Back­wa­ren­pro­duk­ti­on. Kle­­be-Eti­ke­t­­ten zur Ver­pa­ckungs­in­dus­trie. Mucoad­hä­si­ve Medi­ka­men­te wer­den unter phar­ma­zeu­ti­schen Anfor­de­run­gen entwickelt.

Und doch ent­schei­det bei allen drei Anwen­dun­gen die­sel­be Eigen­schaft dar­über, ob das Pro­dukt funktioniert:

Adhä­si­on.

Beim Brot­teig kann sie zum Pro­blem wer­den, wenn er an Werk­zeu­gen, Klin­gen oder För­der­bän­dern haf­tet. Beim Kle­­be-Eti­kett ist sie aus­drück­lich erwünscht, weil es zuver­läs­sig auf einer Ober­flä­che sit­zen soll. Und bei einem mucoad­hä­si­ven Medi­ka­ment kann sie dafür sor­gen, dass ein Wirk­stoff­trä­ger län­ger dort bleibt, wo er wir­ken soll.

Adhä­si­on beschreibt die Haf­tung zwi­schen zwei unter­schied­li­chen Ober­flä­chen – etwa zwi­schen Teig und Werk­zeug, Kle­be­schicht und Sub­strat oder Wirk­stoff­trä­ger und Schleimhaut.

Damit ent­steht aus drei völ­lig unter­schied­li­chen Anwen­dun­gen die­sel­be ana­ly­ti­sche Frage:

Wie stark haf­tet ein Mate­ri­al an einer Ober­flä­che, und wie lässt sich die­ses Ver­hal­ten repro­du­zier­bar messen?

In der Back­wa­ren­pro­duk­ti­on ist Kleb­rig­keit nicht auto­ma­tisch ein Feh­ler. Teig muss form­bar, dehn­bar und ver­ar­beit­bar blei­ben. Wie stark er haf­tet, hängt unter ande­rem von Rezep­tur, Was­ser­auf­nah­me, Mehl­qua­li­tät, Ruhe­zeit und Pro­zess­be­din­gun­gen ab.

Pro­ble­ma­tisch wird Kleb­rig­keit dann, wenn sie zwi­schen Char­gen schwankt oder Pro­zess­ab­läu­fe beein­träch­tigt. Teig kann an Werk­zeu­gen, Klin­gen oder För­der­bän­dern haf­ten, was Ver­ar­bei­tung, Rei­ni­gungs­auf­wand und Pro­zess­sta­bi­li­tät beeinflusst.

Damit wird Kleb­rig­keit zu einer rele­van­ten Prüf­grö­ße: Nicht der sub­jek­ti­ve Ein­druck ent­schei­det, son­dern die Fra­ge, wie stark ein Teig unter defi­nier­ten Bedin­gun­gen an einer Ober­flä­che haf­tet, und wie sich die­ses Ver­hal­ten durch Roh­stof­fe oder Pro­zess­pa­ra­me­ter verändert.

Rele­van­te Messgrößen:

• Maxi­ma­le Anhaft­kraft: höchs­te Kraft beim Ablö­sen des Teigs von der Klin­ge bzw. Kontaktfläche
• Adhä­si­ons­ar­beit: Ener­gie, die für das Ablö­sen erfor­der­lich ist
• Faden­zug / Strin­gi­ness: Aus­maß, in dem der Teig beim Ablö­sen Fäden zieht
• Teig­fes­tig­keit bzw. Scher­wi­der­stand: Wider­stand gegen Ver­for­mung oder Scherung

Ein geeig­ne­ter Mess­an­satz ist das War­­bur­­tons-Kle­b­­ri­g­keits­­test mit dem Tex­tu­re Ana­ly­ser. Dabei wird eine defi­nier­te Teig­pro­be in einer Prüf­kam­mer fixiert. Eine schma­le Klin­ge fährt in den Teig ein und anschlie­ßend wie­der her­aus. Aus der Kraft­kur­ve las­sen sich unter ande­rem Teig­fes­tig­keit, Scher­en­er­gie, Anhaft­kraft, Anhaft­ener­gie und Faden­zug ableiten.

Wie so ein Test genau funk­tio­niert, stel­len wir Ihnen detail­liert in unse­rem Bei­trag „Der Tex­tu­re Ana­ly­ser in der Back­wa­ren­pro­duk­ti­on“ vor.

Bei Eti­ket­ten, Kle­be­bän­dern oder selbst­kle­ben­den Mate­ria­li­en ist Adhä­si­on kei­ne uner­wünsch­te Begleit­erschei­nung, son­dern eine zen­tra­le Pro­duk­tei­gen­schaft. Ent­schei­dend ist hier die soge­nann­te Anfangs­haf­tung, häu­fig auch als Tack bezeich­net: Wie schnell und wie stark baut ein Kleb­stoff beim ers­ten Kon­takt mit einer Ober­flä­che Haf­tung auf?

Gera­de in Ver­pa­ckung, Eti­ket­tie­rung und tech­ni­scher Mate­ri­al­prü­fung ist die­se Eigen­schaft ent­schei­dend. Ein Eti­kett muss zuver­läs­sig haf­ten, auch wenn es unter hoher Geschwin­dig­keit auf Glas, Kunst­stoff, Kar­ton oder Folie appli­ziert wird.

Ein Fin­ger­test kann ers­te Hin­wei­se geben, reicht für Ent­wick­lung oder Qua­li­täts­si­che­rung aber nicht aus. Ent­schei­dend sind defi­nier­te Prüf­be­din­gun­gen wie Kon­takt­zeit, Tem­pe­ra­tur, Sub­strat und Abzugsgeschwindigkeit.

Rele­van­te Messgrößen:

• Maxi­ma­le Ablö­se­kraft: höchs­te Kraft, die beim Tren­nen der Son­de vom Kleb­stoff gemes­sen wird
• Anfangs­haf­tung / Tack: Maß dafür, wie stark der Kleb­stoff nach kur­zem, defi­nier­tem Kon­takt haftet
• Adhä­si­ons­ar­beit: Ener­gie, die wäh­rend des Ablö­se­vor­gangs erfor­der­lich ist
• Kraft-Weg-Kur­­ve: Ver­lauf des Haft- und Ablö­se­ver­hal­tens über den gesam­ten Prüfweg

Ein geeig­ne­ter Mess­an­satz ist der Avery Adhe­si­ve Test. Dabei wird eine defi­nier­te Son­de (häu­fig kugel­för­mig) kon­trol­liert mit der Kleb­stof­fober­flä­che in Kon­takt gebracht und anschlie­ßend senk­recht wie­der abge­zo­gen. Die ent­ste­hen­de Kraft-Weg-Kur­­ve zeigt, wie stark der Kleb­stoff haf­tet, wie viel Ener­gie für das Ablö­sen erfor­der­lich ist und ob sich das Mate­ri­al beim Tren­nen sau­ber löst, ver­formt oder Fäden zieht

Bei mucoad­hä­si­ven Dar­rei­chungs­for­men ist Haf­tung aus­drück­lich erwünscht. Ein Wirk­stoff­trä­ger, Film, Gel oder Patch soll an einer Schleim­haut haf­ten, damit der Wirk­stoff über einen bestimm­ten Zeit­raum lokal ver­füg­bar bleibt.

Dabei ent­schei­det Adhä­si­on nicht nur über das hap­ti­sche Ver­hal­ten eines Pro­dukts oder sei­ne Ver­ar­bei­tung im Labor. Sie ent­schei­det direkt über die Funk­ti­on der Dar­rei­chungs­form. Haf­tet ein Film oder Gel zu schwach, kann die Kon­takt­zeit zu kurz sein. Haf­tet das Mate­ri­al zu stark oder ver­än­dert sich sein Ver­hal­ten unter Feuch­tig­keit, kann dies Anwen­dung, Kom­fort oder Ablö­se­ver­hal­ten beeinflussen.

Für Ent­wick­lung und Qua­li­täts­si­che­rung ist des­halb nicht allein die Fra­ge rele­vant, ob ein Pro­dukt „haf­tet“. Ent­schei­dend ist, wie stark es haf­tet und wie sich die­se Haf­tung ver­än­dert, wenn Kon­takt­zeit, Feuch­te, Medi­um oder Ober­flä­che variieren.

Rele­van­te Messgrößen:

• Maxi­ma­le Ablö­se­kraft: maxi­ma­le Kraft, die zum Ablö­sen des Mate­ri­als erfor­der­lich ist
• Adhä­si­ons­ar­beit: Ener­gie wäh­rend des Ablösevorgangs
• Kon­takt­zeit­ab­hän­gig­keit: Ver­än­de­rung der Haf­tung bei län­ge­rer oder kür­ze­rer Kontaktzeit
• Ein­fluss von Medi­um, Feuch­te und Ober­flä­che: Ver­än­de­rung der Adhä­si­on unter rea­li­täts­na­hen Prüfbedingungen

Ein geeig­ne­ter Mess­an­satz ist eine Mucoa­d­hä­­si­ons-Tes­t­­vor­­rich­­tung mit defi­nier­tem Gewe­be oder einem geeig­ne­ten Modell­sub­strat. Dabei wird die Pro­be unter kon­trol­lier­ter Kon­takt­kraft für eine fest­ge­leg­te Zeit mit der Ober­flä­che in Kon­takt gebracht und anschlie­ßend mit defi­nier­ter Geschwin­dig­keit wie­der abge­zo­gen. Die ent­ste­hen­de Kraft­kur­ve zeigt, wie stark das Mate­ri­al haf­tet und ob sich For­mu­lie­run­gen oder Prüf­be­din­gun­gen mess­bar unterscheiden.

Adhä­si­on zeigt, war­um Tex­tur­ana­ly­se weit mehr ist als rei­ne Kraft­mes­sung. Obwohl Brot­teig, Kle­­be-Eti­ke­t­­ten und mucoad­hä­si­ve Wirk­stoff­trä­ger aus völ­lig unter­schied­li­chen Bran­chen stam­men, las­sen sich ihre Eigen­schaf­ten mit der­sel­ben phy­si­ka­li­schen Logik beschreiben.

Der Tex­tu­re Ana­ly­ser macht dar­aus repro­du­zier­ba­re Kraft-Weg-Zeit-Daten. Die maxi­ma­le Ablö­se­kraft zeigt, wie stark eine Pro­be haf­tet. Die Flä­che unter der Kur­ve beschreibt, wie viel Ener­gie zum Ablö­sen erfor­der­lich ist. Die Kur­ven­form zeigt zusätz­lich, ob sich ein Mate­ri­al sau­ber löst, Fäden zieht, reißt oder sich elas­tisch bzw. plas­tisch verformt.

So wird Adhä­si­on ver­gleich­bar: zwi­schen Rezep­tu­ren, Char­gen, Mate­ria­li­en und Prüf­be­din­gun­gen. Genau dar­in liegt der prak­ti­sche Nut­zen für Ent­wick­lung, Qua­li­täts­si­che­rung und Prozessoptimierung.

WINO­PAL unter­stützt Unter­neh­men dabei, für genau die­se Fra­ge­stel­lun­gen die pas­sen­de Prüf­me­tho­dik zu fin­den. Denn häu­fig beginnt eine gute Mes­sung nicht mit der Fra­ge nach dem Gerät, son­dern mit einer viel grund­sätz­li­che­ren Überlegung:

Wel­che Eigen­schaft soll eigent­lich wirk­lich ver­stan­den wer­den?

Sie möch­ten eine Pro­duk­tei­gen­schaft nicht nur beschrei­ben, son­dern objek­tiv messen?
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