Oberflächenvorbehandlung zur Verbesserung der Haftungseigenschaften

Mit weiteren verschiedenen Oberflächenvorbehandlungen, kann eine deutlich verbesserte Haftung des Klebstoffes auf dem Material erzielt werden. Bei den „normalen“ Metallen genügt in der Regel das bereits beschriebene Reinigen. Weitere Möglichkeiten werden nachfolgend beschrieben, um optimale Klebeergebnisse zu erzielen.

Mechanischen Oberflächenvorbehandlungen:
Zu den mechanischen Oberflächenvorbehandlungen zählen das Schleifen, Bürsten und Strahlen. Sie dienen zum Aufrauen der Oberfläche und sind nach dem Entfetten durchzuführen, um keine Fettreste tief in den Werkstoff des Fügeteiles einzuarbeiten. Diese Oberflächenvorbehandlungen vergrößern die Oberfläche und der Klebstoff kann sich zusätzlich formschlüssig in der Oberfläche verankern. Das Strahlen ist nicht für dünne Fügeteile geeignet, da es die Oberfläche verdichtet. Es entstehen Spannungen im Werkstück, die es verformen. In der zum Strahlen verwendeten Druckluft sind eventuell noch Ölreste vorhanden. Deshalb ist anschließend nochmals eine Entfettung vorzunehmen.

Chemische Oberflächenvorbehandlung:
Das Beizen gehört zu den chemischen Oberflächenvorbehandlungsverfahren. Dabei werden mit verdünnten Säuren die nicht rein metallischen Schichten von der Oberfläche der Fügeteile entfernt. Dieses Verfahren unterliegt strengen Sicherheitsvorschriften, so dass es sehr aufwändig ist und nur bei hohen Anforderungen an die Klebung, wie z.B. im Flugzeugbau, durchgeführt wird.

Physikalische Oberflächenbehandlungsverfahren:
Zu diesen Verfahren gehören das Corona-Verfahren, Plasmaverfahren und das Beflammen. Diese Verfahren werden meist für Kunststoffe verwendet, es können jedoch auch metallische Werkstoffe behandelt werden. Kunststoffe haben die Eigenschaft, sich schwer benetzen zu lassen, was aber die Voraussetzung für eine gute Klebung ist. Bei den physikalischen Verfahren werden nun Sauerstoffatome in die Oberfläche „eingebaut“, die die Benetzungseigenschaft und die Hafteigenschaften verbessern.

Beim Corona-Verfahren wird mittels einer Elektrode ein Funkenregen auf die zu behandelnde Oberfläche gebracht. Dabei entsteht Ozon, der in dem elektrischen Feld in die Oberfläche eingelagert wird. Als Elektroden werden Alu-Strangpressprofile für Folien, Ketten für Formkörper und feine Nadelspitzen für kleinflächige Bereiche verwendet.

Beim Plasmaverfahren werden Sauerstoffatome in die Oberfläche eingebaut und dadurch die Oberflächenspannung erhöht. Dies hat eine bessere Benetzbarkeit des Klebestoffs zur Folge. Man unterscheidet zwei Verfahren:
• Niederdruck-Plasmaverfahren: hier wird das Plasma in einer Kammer im fast Vakuum auf das Werkstück aufgebracht. Dadurch ist dieses Verfahren nur für relativ kleine Werkstücke (Größe der Kammer) einsetzbar.
• Plasmaverfahren bei Atmosphärendruck: hier wird aus einer Plasmadüse mit Hilfe von Luft Plasma auf die Oberfläche des zu behandelnden Werkstoffes aufgebracht. Die Größe der Werkstücke ist beliebig. Große Oberflächen werden entweder durch Verfahren einer Düse oder durch eine Reihenschaltung von Düsen behandelt (Folien, Platten). Es werden Oberflächenspannungen von
60 N/m erreicht.

Beim Beflammen wird mit einer Gasflamme, die einen Sauerstoffüberschuss besitzt, die Oberfläche kurzzeitig erhitzt, ohne den Kunststoff anzuschmelzen.
(UHU-Vertrieb GmbH)

Was ist vor dem Kleben zu beachten?

Reinigung der Oberflächen
Die Klebeflächen müssen vor dem Auftragen des Klebstoffs sehr gründlich gereinigt werden,
damit dies frei von Schmutz, Öl u. Fettrückständen sind.

Säubern
Dient zum Entfernen von groben Verunreinigungen wie Lack, Schmutz, Zunder, Rost und dergleichen. Diese Reinigung wird mittels Bürsten, Schleifen oder Strahlen durchgeführt. Diese Verunreinigungen sind falls vorhanden in jedem Fall zu entfernen.

Entfetten
Das Entfernen von Fett- und Ölrückständen ist in jedem Fall vorzusehen! Auf jeder Oberfläche, auch wenn sie noch so sauber aussieht, sind solche Rückstände vorhanden. Allein das Anfassen mit den Händen reicht aus, um die Klebewirkung zu mindern und die Klebung unbrauchbar zu machen. Zum Entfetten werden organische Lösungsmittel oder Wasser mit beigemischten Reinigungsmitteln (Tenside) verwendet. Tipp: z.B. UHU Universalreiniger.

Reinigen mit Lösungsmitteln:
Das Entfetten mit Lösungsmitteln kann im Lösungsmitteldampfbad, im Tauchbad, durch Abspülen oder behelfsmäßig durch Abwischen mit einem getränkten Tuch erfolgen. Bei letzt genannter Methode ist darauf zu achten, dass das Tuch sauber und fusselfrei ist. Bei der Reinigung im Tauchbad oder auch beim Abspülen mit immer der gleichen Lösung ist zu bedenken, dass das Reinigungsmittel selbst mit der Zeit verschmutzt. Optimal ist das Reinigen im Lösungsmitteldampf-bad. Hier wird das Lösungsmittel erhitzt, bis es verdampft. Darüber angeordnete Kühlflächen lassen den Dampf kondensieren. In dem heruntertropfenden Kondensat werden die zu reinigenden Teile gehängt. Diese Methode hat den Vorteil, dass die gelösten Verunreinigungen im Sumpf der Apparatur zurückbleiben.

Neue oder geänderte Normen (Stand: Juli 2008)

EN 923+Al:2OO8-O3
Klebstoffe : Benennungen und Definitionen
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EN 1903:2008-02
Klebstoffe : Prüfverfahren für Klebstoffe für Boden- und Wandbeläge aus Kunststoff oder Gummi
Bestimmung der Maßänderungen nach beschleunigter Alterung
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E prEN 12808-1:2008-02
Mörtel und Klebstoffe für Fliesen und Platten: Teil 1: Bestimmung der Chemikalienbeständigkeit von Reaktionsharzmörteln
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EN 15425:2008-02
Einkomponenten-Klebstoffe auf
Polyurethanbasis für tragende Holzbauteile – Klassifizierung und Leistungsanforderungen

Neue oder geänderte Normen (Mai 2008)

DIN EN 14814:2008-03
Klebstoffe für Druckrohrleitungssysteme aus thermoplastischen Kunststoffen für Fluide -Festlegungen
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DIN EN 15416-2:2008-03
Klebstoffe für tragende Holzbauteile ausgenommen Phenolharzklebstoffe und Aminoplaste – Prüfverfahren – Teil 2: Statische Belastungsprüfung an Prüfkörpern mit mehreren Klebstofffugen bei Druck-Scherbeanspruchung
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DIN EN 15416-3:2008-03
Klebstoffe für tragende Holzbauteile ausgenommen Phenolharzklebstoffe und Amionplaste – Prüfverfahren -Teil3: Prüfung der Kriechverformung unter zyklischen Klimabedingungen an Prüfkörpern bei Biege-Scherbeanspruchung