Haupt-Reiter

5.3.1.3 Klebstoffabbinden

Abbinden heißt Festwerden: Die Klebstoffteilchen untereinander bilden einen geschlossenen Film und verbinden sich fest (Kohäsion). Bei Leimen und Dispersionsklebstoffen, die Wasser als Lösungs- oder Dispergiermittel beinhalten, geschieht dies durch Wegschlagen der Flüssigkeit ins Material bzw. durch Verdunsten. Schmelzklebstoffe, die durch Aufheizen flüssig werden, binden ab durch Abkühlen (Wiedererstarren). Dies läuft bei Raumtemperatur ausreichend rasch ab und bedarf in der Regel keiner Nachhilfe.

PUR-Schmelzklebstoffe erreichen ihre Festigkeit nicht nur durch physikalische Vorgänge wie Abkühlen, sondern zusätzlich durch eine chemische Reaktion. Die vorpolymerisierten Klebstoffmoleküle reagieren durch Feuchtigkeitsaufnahme zu einem festen Film.

Die in der grafischen Industrie eingesetzten feuchtigkeitsvernetzenden Polyurethan-Schmelzklebstoffe reagieren relativ langsam, da die Feuchtigkeit aus der Umgebung aufgenommen werden muss und somit immer ein Diffusionsprozess der eigentlichen chemischen Reaktion vorangestellt ist. Für hohe Produktionsgeschwindigkeiten und besonders für Prozesse, bei denen die grafischen Produkte sofort nach Verkleben belastet werden, reichen gewöhnlich die mit reaktiven Polyurethan-Schmelzklebstoffen erzielten Festigkeiten nicht aus. Die Lösung mit katalysierten feuchtigkeitshärtenden Polyurethan-Schmelzklebstoffen zu arbeiten bringt zwar eine gewisse Verbesserung, jedoch liegt die chemische Abbindezeit immer noch im Stundenbereich.

Um wirklich innerhalb von Sekunden zu hohen Festigkeiten zu kommen, boten sich Systeme an, die mit Strahlen, wie z. B. UV-Strahlen, härten. Solche UV-Systeme sind seit langem aus anderen Klebstoffanwendungen, z. B. in der Herstellung von Klebebändern, bekannt.

Während die erste Vernetzung mit UV-Licht innerhalb von Sekunden nach der Applikation geschieht und so zu einer ausreichenden Festigkeit führt, so dass der Rundeprozess möglich ist, führt die anschließende Reaktion der Isocyanatgruppen mit Feuchtigkeit zu der bekannten, hohen Festigkeit der Klebstofffilme, die zu den hochqualitativen Eigenschaften der mit reaktiven Polyurethan-Schmelzklebstoffen gefertigten Produkte führen.

Um diese Klebstoffe verarbeiten zu können, ist es erforderlich, dass zwischen dem Klebstoffauftrag und der Zuführung des Umschlages im Klebebinder eine UV-Lampe installiert ist. Ansonsten werden die gleichen Aufschmelz- und Auftragsgeräte gebraucht, wie sie für die Verarbeitung von reaktiven Polyurethan-Schmelzklebstoffen bekannt sind.

Sorgfalt ist darauf zu verwenden, dass alle Schmelzklebstoffe ausreichend heiß und flüssig bleiben, bis die zu klebende zweite Oberfläche zugeführt und innerhalb der so genannten „offenen Zeit“ mit dem Klebstoff festen Kontakt erhalten hat.

Das Abbinden der wasser- oder lösemittelhaltigen Klebstoffe erfordert zugunsten des Maschinen-Ausstoßes vielfach eine Beschleunigung durch künstliches Trocknen.

Hierfür werden eingesetzt:

• Ventilatoren – sie bewegen die Luft, führen feuchte, durch Verdunsten angereicherte Luft ab und trockene Luft zu,

• Heizelemente – sie trocknen durch Hitze – wie elektrische Strahler (z. B. Infrarot), Kontakthitze wird abgegeben von beheiztem Metall (z. B. Trockenzylinder beim Rollenkaschieren), Gasflammenheizung,

• Hochfrequenztrocknung – Reibungshitze kleinster Klebstoffteilchen (Moleküle), die im Hochfrequenzfeld zu raschestem Polwechsel veranlasst werden,

• IR Trocknung.

Vergleich der Trocknungsgeschwindigkeit nach Dispersionsklebstoffauftrag:

• Natürliche Raumtrocknung im Stapel: 60 – 120 Min.

• Infrarotstrahler: 6 – 10 Min.

• Hochfrequenztrocknung: Verdampft Wasser in Sekunden, nachfolgende Kühlung: 2 – 3 Min.

 

Merke

Künstliche Trocknung ist überlegt und sorgfältig einzusetzen. Hitze kann den Abbindeprozess auch stören!

Bewertung: 
0
Bisher keine Bewertung

 

Textoptimierte Version in Einfacher Sprache: 

Abbinden von Klebstoffen

Abbinden bedeutet: Der Klebstoff trocknet und wird fest. Die Klebstoff-Teilchen verbinden sich fest (= Kohäsion).

Klebstoffe unterscheiden sich beim Abbinden:

Leime und Dispersions-Klebstoffe

  • enthalten Wasser als Lösungsmittel oder Dispergier-Mittel (dispergieren = durchmischen).
  • Der Klebestoff wird fest durch Wegschlagen des Wassers oder durch Verdunsten.

Schmelz-Klebstoffe:

  • werden durch Aufheizen flüssig und
  • durch Abkühlen wieder fest. Die Schmelz-Klebstoffe kühlen bei Raum-Temperatur ab, sie brauchen keine zusätzliche Wärme.

PUR-Schmelzklebestoffe ( = Polyurethan-Schmelzklebestoffe):

  • werden fest durch Abkühlen und durch eine zusätzliche chemische Reaktion.

Die Klebstoff-Moleküle nehmen Feuchtigkeit aus der Umgebung auf. Der Klebstoff wird fest.

  • Nachteil: Das Abbinden dauert mehrere Stunden. Die Produktions-Geschwindigkeit ist deshalb niedrig. Der Klebstoff ist nicht geeignet für Produkte, die sofort nach dem Verkleben belastet werden.

Katalysierte PUR-Schmelzklebestoffe

  • binden schneller ab, trotzdem dauert das Abbinden sehr lange.

PUR-Schmelzklebestoffe mit UV-System :                                                              

  • härten mit UV-Strahlen. Der Klebstoff wird in wenigen Sekunden fest.
  • Anwendung: zum Beispiel für die Herstellung von Klebebändern.
  • Verfahren: Eine UV-Lampe ist installiert. Klebstoff wird aufgetragen. Durch UV-Licht wird der Klebstoff ausreichend fest. Durch die chemische Reaktion mit Feuchtigkeit wird die Klebstoff-Schicht sehr fest. Die gefertigten Produkte haben eine hohe Qualität.
Hinweis:

Alle Schmelzklebestoffe müssen so lange heiß und flüssig bleiben, bis der Klebstoff auf die 2. Oberfläche aufgetragen ist. Diese Zeit nennt man „offene Zeit“.

Künstliche Trocknung

Mit einer künstlichen Trocknung kann man erreichen, dass wasser- oder lösemittelhaltige Klebstoffe schneller abbinden. Dann können Maschinen auch mehr produzieren.  

Zum Trocknen verwendet  man:

  • Ventilatoren: Sie bewegen die Luft. Sie führen feuchte Luft ab und trockene Luft zu.
  • Heiz-Elemente: Sie trocknen durch Hitze und funktionieren wie elektrische Infrarot-Strahler.  Die Heiz-Elemente geben Kontakthitze ab vom beheizten Metall (z.B. Trockenzylinder beim Rollenkaschieren), Gasflammenheizung.
  • Hochfrequenz-Trocknung: Sehr kleine Klebstoff-Teile (= Moleküle) erzeugen Reibungshitze.
  • IR-Trocknung mit Infrarot-Strahlen
Trocknungs-Geschwindigkeiten nach dem Auftragen von Dispersions-Klebstoff:
  • Natürliche Raumtrocknung im Stapel: 60 – 120 Minuten
  • Infrarot-Strahler: 6 – 10 Minuten
  • Hochfrequenz-Trocknung: Wasser verdampft in wenigen Sekunden, nachfolgende Kühlung: 2 – 3 Minuten
Merke:

Künstliche Trocknung sorgfältig verwenden. Hitze kann das Abbinden auch stören!