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Technologie des Klebens

1. Aufbau von Klebebändern

Wir unterscheiden grundsätzlich zwischen

  • einseitig klebenden Bändern, bei denen nur auf einer Seite des Trägers Klebmasse aufgetragen ist, und
  • doppelseitig klebenden Bändern, bei denen beide Seiten des Trägers mit Klebmasse augerüstet sind.
Aufbau eines einseitig klebenden Klebebandes
Aufbau eines einseitig klebenden Klebebandes
Aufbau eines doppelseitig klebenden Klebebandes
Aufbau eines doppelseitig klebenden Klebebandes

2. Bestandteile

Belastungen für Klebebänder
Belastungen für Klebebänder
Temperaturbeständigkeit Klebmassesystem - Träger
Temperaturbeständigkeit Klebmassesystem - Träger.
Trägereigenschaften
Trägereigenschaften.
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2.1 Trägermaterialien

Trägermaterialien sind relativ dünne, flexible Materialien, die mit Klebmasse ausgerüstet werden.
Die gängigsten Trägermaterialien sind:

  • Papier

    Glatte oder gekreppte Oberfläche, unterschiedlich dehnfähig
  • Gewebe

    • aus Zellwolle, Baumwolle, Polyamid oder Glasfasern
    • Unbehandelt: reißfest, flexibel und temperaturbeständig
    • Behandelt: z. B. für mehr Steifigkeit zur besseren Verarbeitung
    • Oberflächenbeschichtet: z. B. zum Schutz gegen Feuchtigkeit und Abrieb
  • Folien

    • Weich-PVC: flexibel, schmiegsam, gute Isoliereigenschaften.
    • Hart-PVC: dimensionsstabil, UV-beständig, feuchtigkeitsbeständig, bedruckbar
    • Hydrat-Cellulose: von Hand reißbar, nicht feuchtigkeitsbeständig, leicht zu verarbeiten.
    • Polyester: reißfest, abriebfest, alterungsbeständig, temperaturbeständig.
    • Polypropylen: elastisch, reißfest, feuchtigkeitsbeständig
    • Polyethylen: dehnbar und gut geeignet bei moderaten Temperaturen
  • Schaumstoffe

    Spezifisch leicht mit zelliger Struktur; Zellen können unterschiedlich groß, offen oder geschlossen sein
  • Polyurethan:

    weich, elastisch
  • Polyethylen:

    lösungsmittelbeständig
  • Vliese

    Temperaturbeständig, sehr dünn möglich, passen sich Unebenheiten gut an.
  • Laminate

    Verbund von zwei oder mehr Materialien, z. B. Schaumstoff und PE-Folie, dadurch verbesserte Gesamteigenschaften

2.2 Klebmassen

Die Eigenschaften von Selbstklebmassen werden maßgeblich durch die Grundstoffe beeinflusst. In der Klebetechnologie unterscheidet man im Wesentlichen die Kautschuk-Harz-Klebmassen von den Polyacrylaten.

  • Synthese- und Naturkautschuk

    Gute Anfangsklebkraft, gute Ablösbarkeit möglich, gute Verklebungsfestigkeit auf kritischen Untergründen wie z. B. PP oder PE.
  • Reinacrylat

    Temperaturbeständig, alterungsbeständig, UV-beständig, beständig gegen Chemikalien.
  • Modifiziertes Acrylat

    Durch Zusätze, im Wesentlichen Harze, auf spezielle Klebeeigenschaften eingestellt. Temperaturbeständig, alterungsbeständig, UV-beständig, beständig gegen Chemikalien; auch für Permanentverklebungen auf kritischen Untergründen.
  • Acrylatdispersion

    Lösungsmittelfreier, wässriger Acrylatkleber, also umweltgerechte Fertigung; temperatur- und UV-beständig.
  • Silikon

    Extrem temperatur- und alterungsbeständig; für Verklebungen auf antiadhäsiven Untergründen, wie z. B. Silikon.

2.3 Trennmaterialien

  • Silikonisiertes Papier

    Hauptsächlich Trennmittel für beidseitig klebende Bänder; glatt, feuchtigkeitsabweisend.
  • Silikonisierte Folie

    Hauptsächlich Trennmittel für beidseitig klebende Bänder; glatt, feuchtigkeitsabweisend, sehr flexibel und belastbar, z. B. für die automatische Verarbeitung.
  • Gekrepptes silikonisiertes Papier, gekreppte silikonisierte Folie, geprägte silikonisierte Folie

    Geringe Auflagefläche, dadurch leicht lösbar, sehr flexibel; die sich auf den Kleber übertragende Struktur vermeidet beim Aufbringen von Klischeeklebebändern Lufteinschlüsse.
  • Geprägte Folie, nicht silikonisiert

    Wird verwendet, wo silikonisierte Materialien nicht eingesetzt werden dürfen. Geringe Auflagefläche, daher leicht lösbar.

2.4 Rückseitenlackierungen

Rückseitenlackierungen verbessern das Abrollverhalten der Klebebänder. Sie verhindern, dass die Klebmassen umspulen (d. h. beim Abrollen des Klebebandes auf der Rückseite des Trägermaterials verbleiben).

2.5 Haftvermittler (Primer)

Viele Trägermaterialien (z. B. PE) können nicht direkt mit Klebmasse beschichtet werden, da diese nicht haften bleiben würden. Die Vorbehandlung mit einem Primer sorgt für eine sichere Verbindung von Träger und Klebmasse und damit für zuverlässige Verklebungen und rückstandsfreies Entfernen.

3. Eigenschaften


Adhäsionsbruch/ Kohäsionsbruch
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3.1 Eigenschaften, trägerbedingt

  • Reißfestigkeit/Reißkraft

    Gibt an, bei welcher Kraftbeanspruchung ein Klebeband reißt, also die Zugkraft im Augenblick des Reißens. Sie wird auf die Bandbreite bezogen und daher in Newton pro cm Bandbreite (N/cm) angegeben. Erreicht die Zugkraft des Materials ihr Maximum, so spricht man von der Höchstzugkraft.
  • Reißdehnung (Bruchdehnung)

    Gibt an, um wie viel Prozent ein Klebeband gedehnt werden kann, bevor es reißt. Wird immer in Zusammenhang mit der Reißkraft ermittelt.
  • Weiterreißfestigkeit

    Die Eigenschaft eines Klebebandes, nach Beschädigung (z. B. durch Reißen oder Einschneiden am Rand) nicht weiter zu reißen.
  • Schlagfestigkeit

    Die Eigenschaft eines Klebebandes, plötzlichen Zugund Stoßbelastungen zu widerstehen.
  • Abriebfestigkeit

    Die Eigenschaft eines Klebebandes, trotz Abriebbelastungen voll funktionsfähig zu bleiben.
  • Wasserdampfundurchlässigkeit

    Die Eigenschaft eines Klebebandes, Wasserdampf nicht passieren zu lassen.
  • Bedruckbarkeit

    Die Eigenschaft, Druckfarbe aufzunehmen und das optische Erscheinungsbild auch nach dem Wickeln und Abrollen beizubehalten.
  • Durchschlagfestigkeit (Durchschlagsspannung)

    Angegeben wird die Spannung (in Volt), der ein Klebeband widersteht, ohne dass Strom durchschlägt.

3.2 Eigenschaften, klebmassebedingt

  • Klebkraft/Adhäsion

    Das Maß der Haftung eines Klebebandes auf einem Verklebungsgrund. Maßeinheit: Kraft pro Bandbreite (N/cm).
  • Anfangsklebkraft (Tack)

    Das Klebvermögen eines Klebebandes im ersten Moment des Kontakts unter einem Minimum an Anpressdruck.
  • Abrollkraft

    Die Kraft, die notwendig ist, um das Klebeband von der Rolle abzuziehen.
  • Klebkraft auf der Rückseite

    Die Kraft, die notwendig ist, um einen Klebebandstreifen von der Rückseite desselben Materials abzuziehen.
  • Scherfestigkeit

    Die Fähigkeit eines Klebebandes, nicht zu rutschen oder abzuscheren. (Bei der Prüfung wird das Klebeband auf ein Gegenmaterial geklebt und parallel in seiner Verklebungsebene belastet.)
  • Kohäsion

    Der innere Zusammenhalt eines Stoffes, hier die Spaltfestigkeit des Klebers.

3.3 Gesamteigenschaften

  • Dicke

    Die Entfernung von Oberfläche zu Oberfläche in µm.
  • Undurchsichtigkeit (Lichtundurchlässigkeit)

    Die Fähigkeit eines Klebebandes, Licht zu absorbieren oder zu reflektieren.
  • Transparenz

    Die Eigenschaft eines Klebebandes, Licht hindurchzulassen.
  • Farbechtheit

    Die Farbstabilität eines Klebebandes.
  • Temperaturbeständigkeit

    Die Eigenschaft eines Klebebandes, nach der Verklebung bestimmten Temperaturen zu widerstehen, oder sich z. B. auch nach Wärmeeinwirkung sauber entfernen zu lassen, ohne seine Klebeigenschaften einzubüßen.
  • Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse, Lösungsmittel, Säuren, Laugen, Öle, Fette

    Die Eigenschaft eines Klebebandes, im verklebten Zustand unter den genannten Bedingungen voll funktionsfähig zu bleiben.
  • Alterungsbeständigkeit

    Der Zeitraum, in dem das Klebeband im verklebten Zustand voll funktionsfähig bleibt.
  • Lagerfähigkeit

    Der Zeitraum, in dem unter definierten Bedingungen gelagerte Klebebandrollen ihre spezifischen Eigenschaften uneingeschränkt behalten.

4. Haftung und Verklebungsfestigkeit

Geklebtes System
Geklebtes System.
Was ist Oberflaechenspannung
Was ist Oberflaechenspannung.
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Bestmögliche Haftwerte erreichen Sie, wenn bei den Punkten:

- Untergründe
- Temperaturen
- Verarbeitung

folgende Voraussetzungen erfüllt werden:

4.1 Untergründe

  • Keine Untergründe bekleben, auf denen sich Silikone, Paraffine oder Wachse befinden.
  • Staubfreiheit sicherstellen
  • Möglichst Weichmacherfreiheit sicherstellen.
  • Für trockene Oberflächen sorgen.
  • Bei rauen, unebenen Untergründen dickere, ausgleichende Klebebänder einsetzen.

4.2 Temperaturen

  • Verklebungstemperatur ist optimal zwischen 20 und 30 °C in trockenen Räumen. Möglichst nicht unter 10 °C arbeiten.
  • Lagerung des Klebebandes bei Raumtemperatur.

4.3 Verarbeitung

  • Für ausreichenden und gleichmäßigen Anpressdruck sorgen.
  • Verarbeitungswerkzeuge (auch die Hände!) müssen trennmittelfrei sein.
  • Bei extremen Belastungen von Klebestellen ist zu berücksichtigen, dass speziell bei Acrylatklebmassen die Maximalklebkraft erst nach ca. 24 Stunden erreicht wird.
  • Permanente Spannungseinwirkung auf die Verklebung vermeiden.

5. Hinweise für Verklebungen auf gebräuchlichen Substraten

Oberflächenenergie
Oberflächenenergie
Spiegelverklebung
Spiegelverklebung
Oberflächenstruktur
Oberflächenstruktur
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5.1 Antiadhäsive Materialien

Obwohl in der Regel nahezu alle Werkstoffe gut zu verkleben sind, ist zu beachten, dass sich einige Materialien antiadhäsiv verhalten. Hierzu gehören u.a. Teflon und silikonhaltige Materialien sowie unpolare Kunststoffe wie PE und PP. Die Verklebung dieser Materialien ist kritisch.
Eine Steigerung der Verbundfestigkeit lässt sich in solchen Fällen nur durch eine gezielte, auf den jeweiligen Werkstoff abgestimmte mechanische, physikalische oder chemische Oberflächenvorbehandlung erzielen (z. B. Corona-Vorbehandlung bei PE oder PP).
In vielen Fällen reicht allerdings die Klebkraft auf PE oder PP aus, so dass eine Vorbehandlung nur für dauerhafte Verbindungen mit höheren Anforderungen an die Festigkeit nötig ist.

5.2 Kunststoffe/lackierte Oberflächen

In der Regel handelt es sich hierbei um problemlose Haftgründe. Da in wenigen Fällen die Möglichkeit von Beeinträchtigungen des Verbunds durch Wechselwirkung zwischen Haftgrund und Klebmasse besteht - z. B. durch Weichmacherwanderung oder Oberflächenverfärbung - ist eine Verträglichkeitsprüfung empfehlenswert. Das gilt besonders, wenn das Klebeband nach einer gewissen Zeit wieder entfernt werden soll oder wenn auf Weich-PVC geklebt wird.

5.3 Metallverklebungen

Bei Nichteisenmetallen wie z. B. Blei, Cadmium, Kupfer, Messing und Nickel muss vorher festgestellt werden, ob diese auf die Selbstklebmasse chemisch reagieren. Sie können sich nach dem Klebebandkontakt aufgrund chemischer Reaktionen verfärben.

5.4 Oberflächenvorbereitung

Um eine optimale Haftung zu erzielen, müssen die zu verklebenden Oberflächen sauber, trocken und fettfrei sein.
Antiadhäsive Oberflächensubstanzen wie z. B. Staub, Formtrennmittel, Fette oder Wachse müssen vor der Verklebung entfernt werden.

5.5 Verarbeitung der Klebebänder

Die Verklebungen sollten nach Möglichkeit bei Raumtemperatur (ca. 18 - 25 °C) durchgeführt werden. Um die bestmögliche Anfangshaftung zu erzielen, ist ein ausreichend hoher und gleichmäßiger Andruck erforderlich. Die in der Regel höhere Endfestigkeit tritt erst nach mehreren Stunden ein.

6. Hinweise für das Entfernen von Klebebändern

Das tesa® Sortiment enthält Produkte, die für kurzfristige, für längerfristige und für permanente Verklebungen entwickelt wurden. Es kommt vor, dass Klebebänder nicht sachgemäß eingesetzt werden. Wenn z. B. Produkte für die kurzfristige Außenanwendung länger als drei Tage Witterungs- und UV-Belastungen ausgesetzt bleiben, lassen sie sich häufig ohne Hilfsmittel nicht wieder entfernen.

Wir empfehlen dann folgende Vorgehensweise:

6.1 Klebeband-Träger

Sollte langsam und gleichmäßig abgezogen werden; ggf. ist es notwendig, ihn vorher mit einem Fön zu erwärmen.

6.2 Klebmasse-Rückstände

Sollten durch stufenweises Vorgehen entfernt werden:

a.) Kautschuk-Klebmassen

  • Der Träger lässt sich abziehen, die Klebmasse ist noch weich: Entfernung mit Reinigungsbenzin.
  • Der Träger ist spröde, reißt ein, die Klebmasse ist leicht erhärtet: mit einem Fön erwärmen und vorsichtig abziehen; Klebmasse-Rückstände mit Reinigungsbenzin entfernen, oder: mit Reinigungsbenzin mindestens eine Minute einweichen, dann mit einem Kunststoffspachtel abschieben.
  • Die Klebmasse ist stark erhärtet: mit Universalverdünnung mindestens eine Minute einweichen, dann mit einem Kunststoffspachtel abschieben.
  • Die Klebmasse ist stark erhärtet, und die oben beschriebene Vorgehensweise war erfolglos: mit Cupran® Handreiniger (Evonik Stockhausen, Krefeld) mindestens eine Minute einweichen, dann mit einem Kunststoffspachtel abschieben.
  • Die Klebmasse ist stark erhärtet, und die oben beschriebenen Vorgehensweisen waren erfolglos: mit soluwash® Reiniger (Pufas, Hann.-Münden) mindestens eine Minute einweichen, dann mit einem Kunststoffspachtel abschieben.

b.) Acrylat-Klebmassen

  • Der Träger ist spröde, reißt ein, die Klebmasse ist leicht erhärtet: mit einem Fön erwärmen und vorsichtig abziehen.
  • Die Klebmasse ist erhärtet: nacheinander folgende Lösungsmittel bzw. Gemische erproben
  • Reinigungsbenzin
  • Gemisch aus 50 % Äthylacetat und 50 % Xylol
  • Gemisch aus 40 % Spiritus, 40 % Reinigungsbenzin und 20 % Aceton
  • Reiniger soluwash® S
  • Die empfohlenen Lösungsmittel bzw. Gemische können die Klebmasse lediglich aufquellen, nicht jedoch auflösen.

6.3 Tipp: Demontieren

  • Zum Entfernen oder Ausbessern
  • Für Wartung oder Inspektion

Falls Sie zwei mit einem tesa® ACXplus Klebeband oder tesa® PE-Schaumstoffklebeband befestigte Teile abtrennen müssen, brauchen Sie einfach nur z. B. eine Nylonschnur und zwei Griffe. Wie in der Skizze gezeigt, setzen Sie den gespannten Draht in einer Ecke an. Von dort aus können Sie das Klebeband einfach durchschneiden. Noch vorhandene Klebeband- und Klebmassereste lassen sich problemlos mit dem tesa® Klebstoffentferner entfernen.
z. B. Ladenschilder

7. Technische Definitionen

7.1 Maßeinheiten

  • N = Newton. Ein Newton ist die Kraft, die benötigt wird, um einen ruhenden Körper der Masse 1 kg innerhalb von einer Sekunde gleichförmig auf die Geschwindigkeit 1 m/s zu beschleunigen.
  • µm = Mikrometer. Maßeinheit, mit der geringe Dicken bei Klebebändern und Trägern gemessen werden. 1 µm = 1/1.000 mm = 0,001 mm

7.2 Kurzzeichen einiger Kunststoffe (nach DIN 7728)

  • PE: Polyethylen
  • PET: Polyester (Polyethylentherephthalat)
  • PP: Polypropylen
  • PUR: Polyurethan
  • PVC: Polyvinylchlorid
  • H-PVC: Hart-PVC
  • W-PVC: Weich-PVC

7.3 Symbole

Fläche

[-]

Funktionaldeterminante

N

Kraft

kJ/kg

spezifische freie Enthalpie

kg

Masse

mol

Stoffmenge

Pa

Druck

kJ/kg K

Entropie

°C

Temperatur

sec

Zeit

Volumen

mJ/m²

spezifische Adhäsionsarbeit

°

Randwinkel

mN/m

Spreitdruck

mN/m

Oberflächenenergie (solid), Oberflächenspannung (liquid), 
Grenzflächenergie (solid/liquid)

MPa

Verbundfestigkeit

J/mol

chemisches Potential

[-]

Wechselwirkungsparameter

Nationale Partner

Die Riewoldt GmbH ist tesa Industrie und Converting Partner

Geprüfte Qualität

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Kontakt

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51147 Köln

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