Beschichtung und Kohäsionsbestimmung von Klebstoffen und Haftklebstoffen

Laborbeschichtungsvorrichtung im Einsatz (Bild: Westpommersche Technische Universität Szczecin)

01.10.2018 Beschichtung und Kohäsionsbestimmung von Klebstoffen und Haftklebstoffen

Neues Laborbeschichtungsanlagenkonzept

von Professor Dr. Zbigniew Czech (Westpommersche Technische Universität Szczecin), Dipl.-Ing. Karolina Mozelewska (Westpommersche Technische Universität Szczecin)

Die Entwicklung von Haftklebstoffen und Haftklebstoffprodukten in Form von einseitigen, doppelseitigen oder trägerlosen Haftklebebändern erfordert oft eine exakt breite Beschichtung im Format von DIN A4 Blättern, die nur mit speziellen Laborvorrichtungen zu realisieren sind. Derartige Laborbeschichtungsanlagen beinhalten V2A Stahl-Platten, die sehr oft poliert werden müssen. Eine verbesserte Variante einer neuartigen Beschichtungsvorrichtung besteht aus einer Granitplatte als Beschichtungsunterlage. Sie rostet nicht, ist sehr hart und ermöglicht eine exakte Klebstoffbeschichtung in unterschiedlichen Schichtstärken zwischen 1 bis 5 g/m² und 3000 g/m²  (3 mm dick) und braucht nicht nachpoliert zu werden.

Die wichtigsten Eigenschaften von vernetzten Haftklebstoffprodukten beziehen sich auf Tack, Klebkraft und die Scherfestigkeit. Die Scherfestigkeit ist oft die wichtigste Eigenschaft der Klebstoffe und Haftklebstoffe. Sie entscheidet über die Kohäsion, die überwiegend nach internationaler Norm FINAT FTM 8 bestimmt und oft bei 20 °C,  70 °C und beim SAFT-Test gemessen wird. Dafür werden hochwertige Trockenschränke umgebaut und mit spezieller Software ausgerüstet. Eine zu geringe Klebstoffkohäsion bedeutet de facto teure Reklamationen. Dabei stellt sich die Frage, welche Eigenschaften und Prüfungen im Rahmen einer bestimmten reibungslosen Haftklebstoff- und Haftklebstoffproduktentwicklung wirklich notwendig sind.

Bei der Entwicklung, Beschichtung und schließlich Applikation von Haftklebstoffen spielt bei Haftklebebändern die Grammatur der Haftklebeschicht, die für die spätere Adhäsion (Klebkraft), für Tack (Anfangshaftung) und Kohäsion (innere Festigkeit) des Klebeverbundes sorgt, eine wichtige Rolle. Typische Haftklebematerialien sind durch Haftklebeschichten mit Grammaturen zwischen 20 und 150 g/m² charakterisiert. Natürlich gibt es eine ganze Reihe von Haftklebematerialien, die mit weniger als 20 g/m² ausgestattet sind. Ein Beispiel sind Schutzfolien, die zwischen 3 bis 8 g/m² dicke Klebstoffschichten haben. Klebstoffaufträge bis ca. 150 g/m² sind einfach bei allen Haftklebstoffarten, d.h. lösemittelhaltigen Haftklebstoffen, wässrigen Dispersionen und lösemittelfreien Systemen, zu realisieren. Die Klebstoffgrammatur > 150 g/m² in nur einem Schritt ist nur beim Einsatz von lösemittelfreien Haftklebstoffen zu bewerkstelligen. Bei der Beschichtungen von lösemittelhaltigen und wässrigen Haftklebstoffen bilden sich beim Trocknen von hohen Haftklebeschichtgrammaturen Lösemittelblasen, was die optische, physikalische und mechanische Qualität dieser Produkte beeinträchtigt.

Bei Laborbeschichtungen werden oft Handziehrahmen benutzt, die hinsichtlich der Handziehrahmenkonstruktion nur die Applikation von vier unterschiedlichen Klebstoffdicken erlauben. Mit diesen Handziehrahmen ist es nicht möglich, eine konstant kontinuierliche, unterschiedlich gewünschte Dicke der Haftklebeschicht auf Papier, Folie oder andere Unterlagen aufzutragen. Eine neue halbautomatische Laborbeschichtungsvorrichtung ermöglicht problemlose Beschichtung der Polymerschichten von 0,005 bis 3 mm Dicke, was einer Grammatur von 5 g/m² bis 3000 g/m² entspricht.