Klebeflächen vorbereiten
Tipps und Step-by-Step Anleitungen
Sauber, trocken und fettfrei: Erst wenn die zu verklebenden Oberflächen so beschaffen sind, können Sie sich auf einen optimalen Halt des Klebebands verlassen (vorausgesetzt natürlich, Sie haben das richtige Klebeband für die Anwendung gewählt).
Oberflächen müssen daher in den meisten Fällen zum Kleben vorbehandelt werden. Wir zeigen Ihnen, welchen Einfluss Schmutzpartikel und Fette auf die Klebeleistung haben, welche Methoden es zum Klebeflächen reinigen und vorbehandeln gibt und wie Sie dabei Schritt für Schritt vorgehen.
Warum müssen Oberflächen vor dem Kleben behandelt werden?
Die Haltbarkeit einer Verklebung wird maßgeblich von der Adhäsion und der Kohäsion beeinflusst. Während die Kohäsion die innere Festigkeit der Klebeverbindung beschreibt, bezieht sich die Adhäsion auf die Haftung an den Grenzflächen, also an der Oberfläche, auf der das Klebeband befestigt wird.
Um eine optimale Adhäsion zu gewährleisten, ist daher eine gründliche Oberflächenvorbehandlung vor dem Kleben wichtig. Je enger der Kontakt zwischen Klebstoff und Werkstoffoberfläche, desto besser die Grenzflächenhaftung. Staub- und Schmutzteilchen sowie Fette müssen daher beseitigt werden, denn jede Verunreinigung wirkt als Trennschicht zwischen Substrat und Kleber.
Welche Möglichkeiten gibt es, die Klebefläche zu reinigen?
Es gibt zahlreiche Möglichkeiten, Oberflächen für das Verkleben vorzubereiten. Die Wahl der
optimalen Methode hängt vor allem von den spezifischen Materialien ab, die verklebt
werden sollen. Sie müssen daher immer individuell prüfen, welche Methoden für Ihre
Materialien und Klebeanwendungen geeignet sind.
- Chemische Vorbehandlung
- Mechanische Vorbehandlung
- Physikalische Vorbehandlung
Chemische Vorbehandlung vor dem Kleben
Hierunter fallen das Reinigen und Entfetten mit diversen Hilfsstoffen sowie das Beizen.
Beizen als Klebevorbereitung
Womit die Klebefläche entfetten vor dem Kleben?
Um Oberflächen fettfrei zu machen, eignen sich besonders gut Lösungsmittel, die rückstandslos ablüften (nicht abgelüftete Mittel beeinflussen den Durchhärtungsmechanismus). Lösungsmittel dürfen Sie jedoch nicht auf saugenden Untergründen verwenden.
Wässrige Reinigungsmittel auf basischer oder saurer Grundlage können Sie ebenfalls einsetzen, um die Oberfläche fettfrei zu machen. Diese Mittel enthalten aber oft Korrosionsschutzmittel. Sie hemmen die Adhäsion und verzögern das Aushärten des Klebstoffs. Die Flächen müssen also nach dem Einsatz dieser Reinigungsmittel gründlich abgewischt werden, um diese Hindernisse zu beseitigen.
Oft ist ein Schnellreiniger, wie z.B. tesa Industriereiniger oder 3M VHB Oberflächenreiniger, zum Klebeflächen entfetten für die meisten Anwendungen ausreichend. Die Produkte entfernen zuverlässig lose Schmutzpartikel, Öle, Fette und sonstige Verunreinigung
Mechanische Vorbehandlung vor dem Kleben
Je nach Material und Flächengröße sind Schmirgeln, Schleifen, Sandstrahlen oder Bürsten die passende Option zur Vorbehandlung der Klebefläche. Diese Bearbeitungen rauen die Oberfläche auf und werden nach dem Entfetten eingesetzt, damit die Fettbestandteile durch Schleifen usw. nicht in die Oberfläche eingearbeitet werden
METHODE
Schleifen
WIE FUNKTIONIERT’S?
Durch das Trockenschleifen mit Schleifmitteln entfernen Sie die obersten Schichten (z.B. Farb-, Rost- oder Schmutzreste) und sorgen so dafür, dass die Verklebung komplett auf dem Grundwerkstoff erfolgen kann.
Das Anrauen vergrößert außerdem die Oberfläche, was die Haltbarkeit der Klebeverbindung ebenfalls verbessert – ähnlich wie bei der Vorbereitung für das Streichen. Dadurch greifen Oberfläche und Klebstoffe viel besser ineinander als bei einer glatten Fläche.
Nach dem Schleifen müssen Sie die Fläche noch mit Lösungsmitteln entfetten.
Reinigung mit Bürsten
Diese Mittel sind sinnvoll, um sehr grobe Verschmutzungen auf den Oberflächen zu beseitigen und werden auch oft in Kombination mit chemischen Reinigungsmitteln zur Klebeflächenvorbereitung eingesetzt.
Sandstrahlen und Schmirgeln
Diese Methoden werden vor allem für die Reinigung großer Flächen eingesetzt, z.B. um Metallflächen von einer Oxidschicht zu befreien. Allerdings müssen Sie darauf achten, kein zu grobes Strahlgut einzusetzen, was die Klebeergebnisse durch zu starke Oberflächenveränderungen verschlechtern würde.
Wie beim Schleifen ist auch nach dem Schmirgeln und Sandstrahlen eine Entfettung erforderlich, um restlichen Schleifstaub zu entfernen.
Physikalische Vorbehandlung vor dem Kleben
Bei diesen Vorbehandlungen werden die Klebeflächen mittels Plasmaverfahren, CoronaVerfahren oder Beflammen vorbereitet. Meist kommen die Verfahren bei Kunststoffen und Metallen zum Einsatz.
METHODE
Corona-Behandlung
WIE FUNKTIONIERT’S?
Die Oberfläche wird für eine kurze Zeitspanne einer Corona-Entladung ausgesetzt, d.h. einer Hochspannungsentladung zwischen zwei Elektroden. Das bricht die Moleküle auf und erhöht die Oberflächenenergie.
Plasma-Technologie
Im Gegensatz zu heißen Plasmabearbeitungen werden bei der Vorbehandlung zum Kleben kalte Plasmatechnologien eingesetzt: entweder mit Niederdruckplasma oder Atmosphärendruckplasma. Dabei wird das Substrat mit Elektronen beschossen.
Durch die Behandlung werden einerseits Verunreinigungen entfernt, andererseits entstehen funktionelle Gruppen, was die Benetzbarkeit der Oberfläche und die Verbindung mit dem Klebstoff verbessert.
Beflammen
Hierbei werden unterschiedliche Verfahren eingesetzt, z.B. das Pyrosilverfahren. Es verändert die Oberflächeneigenschaften des Werkstoffs, wobei eine sehr raue Schicht aufgetragen wird.
Klebeflächen-Vorbereitung in Abhängigkeit von Material, Verschmutzung und Klebstoff
Es gibt nicht d i e Universalreinigungsmethode, weil die Oberflächen je nach Material ggf. unterschiedlich behandelt werden müssen. So können z.B. Lösungsmittel Kunststoffe angreifen.
Welche Methode zum Klebeflächen vorbereiten die richtige ist, hängt ab von:
- dem Material, das verklebt werden soll
- dem Klebstoff
- dem Zustand der Oberfläche
- den Anforderungen an die Beanspruchung der Klebeverbindung
Sie müssen also immer prüfen, welche der im vorherigen Punkt beschriebenen Methoden und Mittel für Ihre Anwendung geeignet ist.
Einige Beispiele für Materialien und die dazu passenden Vorbehandlungen zum Kleben:
MATERIAL
Glas
TIPPS ZUR VORNEHANDLUNGSMETHODE
- Entfettung mit Aceton
- Schleifpapier mit feiner Körnung zum Mattschleifen
oder:
- chemische Vorbehandlung durch Ätzen mit Chromtrioxid und destilliertem Wasser (Dauer: ca. 15 bis 20 Minuten)
- Fläche nach der chemischen Behandlung mit destilliertem Wasser waschen
Plasma-Technologie
- Entfettung mit Aceton, Isopropanol oder Nitroverdünnung
- Schleifen (Körnung P120 bis 600) oder Sandstrahlen
oder:
- 30 Minuten Ätzen in Mischung aus konzentrierter Schwefelsäure, Natriumdichromat und Wasser
- chemisch behandelte Fläche mit Wasser abspülen
ABS Kunststoff
- Entfettung mit Methanol
- Anschleifen
oder:
- chemische Vorbehandlung durch Ätzen mit konzentrierter Schwefelsäure, Kaliumbichromat, Wasser (Dauer: ca. 5 bis 20 Minuten)
- Fläche nach der chemischen Behandlung mit Wasser spülen
Synthesekautschuk (z.B. EPDM, NBR)
- sehr glatte Oberflächen aufrauen
- chemische Behandlung mit konzentrierter Schwefelsäure (max. 20 Minuten)
PE und PP
- Entfettung mit Aceton
- Ätzen in Mischung aus konzentrierter Schwefelsäure, Kaliumbichromat und Wasser (ca. 2 minuten bei 70 °C)
- nach der chemischen Behandlung mit Wasserabspülen
Flächenvorbereitung fürs Kleben – Step-by-Step
Reinigen und Entfetten der Fläche: Befreien Sie die Oberflächen von losem und anhaftendem Schmutz, Rost, Farbresten und allen sonstigen Fremdstoffen.
Oberfläche mit Schleifmitteln anrauen (sofern Material dafür geeignet ist).
Entfetten Sie die Oberfläche erneut, um Schleifstaub zu entfernen und lassen Sie die Flächen trocknen. Die Fläche sollte bis zum Kleben nicht mehr berührt werden, um keine neuen Fettstoffe oder neue Fremdstoffe zu übertragen.
Flächen mit Klebeband abkleben, verbinden, schützen usw.
Einsatz von Haftvermittlern beim Kleben
Nicht immer reicht das Reinigen bzw. Entfetten der Klebefläche. Einige Anwendungen erfordern den zusätzlichen Einsatz von Haftvermittlern, auch als Primer bezeichnet. Die Haftvermittler erzeugen eine Haftbrücke zwischen Kleber und Werkstoff und verfestigen die Oberfläche. Daher spricht man auch von einer „Aktivierung der Oberfläche“.
Primer verbessern nicht nur die Haftungseigenschaften, sondern sind auch eine gute Lösung, wenn die Klebeverbindung von Feuchtigkeit oder Korrosion betroffen ist.
Die Haftvermittler werden vor allem bei schwer zu verklebenden Materialien wie PE oder PP eingesetzt.
Fazit
Auch wenn Klebeband und Klebstoff perfekt für die Anwendung geeignet sind: Die Qualität der Verklebung wird in hohem Maße durch die Vorbereitung der Oberfläche beeinflusst.
Wie die Fläche vor dem Kleben am besten bearbeitet, gereinigt und entfettet wird, hängt vor allem ab von: Material, Art der Verschmutzung, Klebeband/Klebstoff. Zusätzlich können Primer erforderlich sein, um die Haftung zu verbessern.
Noch Fragen offen? Sie wünschen eine Beratung zum Thema Flächenvorbehandlung beim Kleben?