Georg Krüger
Haftklebebänder, selbstklebende Folien und Etiketten
Entwicklung, Verarbeitung und industrieller Einsatz
Vorwort
6
Inhaltsverzeichnis
8
1 Einführung in die drei Produktgruppen
16
1.1 Überblick über Haftklebstoffe, SK-Folien und Etiketten
16
1.1.1 Haftklebstoffe
16
1.1.1.1 Definition der Klebverbindung
16
1.1.1.2 Einordnung der Klebtechnik
17
1.1.1.3 Überblick über die Anwendung
17
1.1.2 Selbstklebende Folien (SK-Folien)
19
1.1.2.1 Definition der SK-Folien
19
1.1.2.2 Anforderungen an SK-Folien
20
1.1.2.3 Anwendung als neue Kunstform
20
1.1.3 Etiketten
21
1.1.3.1 Besonderheiten in der Anwendung
21
1.1.3.2 Vielfalt und Bedeutung
22
1.1.4 Gemeinsamkeiten und Besonderheiten der drei Produktgruppen
23
1.1.4.1 Nomenklatur
24
1.1.4.2 Terminologie
25
1.1.4.3 Industriezweige
25
1.2 Historischer Überblick
26
1.3 Grundprinzip des Haftklebens
30
1.3.1 Besonderheit der Haftklebstoffe
30
1.3.1.1 Soforthaftung – Tack
30
1.3.2 Viskoelastische Eigenschaften
31
1.3.3 Anpressdruck
33
1.3.4 Kohäsion und Adhäsion
34
1.3.4.1 Kohäsion
34
1.3.4.2 Adhäsion
35
1.3.4.2.1 Zusammenhang zwischen Löslichkeit und Klebfähigkeit
35
1.3.5 Oberflächenenergie
36
1.3.5.1 Glasübergangstemperatur Tg
36
1.3.6 Grenzflächen eines doppelseitigen Haftklebebandes
37
1.3.7 Kriterien der Klebkraft
37
1.3.8 Aufbau der Klebkraft
38
1.3.9 Charakteristische physikochemische Eigenschaften
38
1.4 Vorteile von Haftklebebändern
40
Literatur Kapitel 1
45
2 Haftklebstoffe, Trägermaterialien und Trennfolien
46
2.1 Haftklebstoffe
46
2.1.1 Reinacrylate auf Lösemittelbasis
46
2.1.1.1 Monomere
47
2.1.1.2 Radikalische Polymerisation in Lösemitteln
49
2.1.1.2.1 Grundschema der radikalischen Polymerisation
49
2.1.1.2.2 Initiatoren
50
2.1.1.2.3 Lösemittel
50
2.1.1.3 Industrieller Herstellungsprozess [1]
51
2.1.1.4 Vernetzer
52
2.1.1.5 Stärken und Schwächen von in Lösemitteln polymerisierten Reinacrylaten
54
2.1.2 Acrylatdispersionen
54
2.1.2.1 Polymerisation in Wasser
54
2.1.2.2 Industrieller Herstellungsprozess [1]
57
2.1.2.3 Formulierung von Acrylatdispersionen
58
2.1.2.3.1 Viskositätseinstellung
58
2.1.2.3.2 Benetzungshilfsmittel
60
2.1.2.3.3 Tackifier
60
2.1.2.3.4 Füllstoffe in wässrigen Acrylatdispersionen [8]
61
2.1.2.4 Stärken und Schwächen von Acrylatdispersionen
61
2.1.3 Modifizierte Acrylate
62
2.1.4 Strahlenhärtende Acrylate
62
2.1.4.1 UV-vernetzende Acrylathotmelts
63
2.1.4.1.1 Herstellung von UV-vernetzenden Acrylathotmelts
63
2.1.4.1.2 Verarbeitung von UV-Acrylathotmelts
64
2.1.4.1.3 Stärken und Schwächen von UV-Acrylathotmelts
65
2.1.4.2 Druckbare Acrylate
65
2.1.5 Naturkautschuke
66
2.1.6 Hotmelts auf Basis von Synthesekautschuken
68
2.1.6.1 Synthesekautschuke und ihre Eigenschaften
69
2.1.6.2 Formulierung von Synthesekautschuken
70
2.1.6.3 Stärken und Schwächen von Kautschukhotmelts
72
2.1.7 Silikonhaftklebstoffe
72
2.1.8 Polyurethane
74
2.1.8.1 Herstellung lösemittelfreier 2-Komponenten PUR-Haftklebstoffe mit anschließender Beschichtung [1]
74
2.2 Trägermaterialien
76
2.2.1 Papiere
76
2.2.2 Kunststofffolien
77
2.2.3 Gewebe
78
2.2.4 Schaumstoffträger
78
2.2.5 Sonderprodukte
80
2.2.5.1 Polytetrafluorethylenfolien
80
2.2.5.2 Polyimidfolien
81
2.2.5.3 Polyamidfolien
81
2.2.5.4 Silikonfolien
82
2.2.5.5 Metallfolien
82
2.3 Abdeckfolien, Trennfolien, Liner
82
Literatur Kapitel 2
84
3 Fertigungstechnologien
86
3.1 Beschichten
86
3.1.1 Auftragsverfahren
88
3.1.1.1 Rakelverfahren
88
3.1.1.2 Umkehrwalzenverfahren (Reverse Roller Coating)
90
3.1.1.3 Gravurverfahren (Gravure Coating)
91
3.1.1.4 Rollrakelverfahren (Metering Rod/Meyer Rod Coating)
92
3.1.1.5 Schlitzdüsenverfahren (Slot Die/Extrusion Coating)
92
3.1.1.6 Schlitzdüsenverfahren mit Rollstab
93
3.1.1.7 Vorhangverfahren (Curtain Coating)
93
3.1.1.8 Luftbürstenverfahren (Air Knife Coating)
94
3.1.2 Beschichten mit Lösemittelklebstoffen
94
3.1.2.1 Beschichtungs- und Trocknungsgeschwindigkeit
95
3.1.2.2 Quellabsaugung
95
3.1.2.3 Trocknungskanal
96
3.1.2.4 Luftverbrauch
98
3.1.3 Beschichten mit Dispersionsklebstoffen
99
3.1.3.1 Halbautomatischer Klebstoffauftrag
99
3.1.3.2 Manueller Klebstoffauftrag
99
3.1.4 Beschichten mit Haftschmelzklebstoffen
100
3.1.4.1 Kautschuk-Hotmelts
101
3.1.4.2 Polyamid-Hotmelts
104
3.1.4.3 UV-vernetzbare Hotmeltacrylate
104
3.1.5 Beschichten mit vorgefertigten Transferklebefilmen
107
3.2 Einfluss der Silikonisierung
109
3.3 Einfluss der Schaumvorbehandlung
111
3.3.1 Coronabehandlung
111
3.4 Schneiden und Wickeln
113
3.4.1 Rollenfertigung
114
3.4.1.1 Quetschmesserschnitt
115
3.4.1.2 Schermesserschnitt
116
3.4.1.3 Rasierklingenschnitt
116
3.4.2 Spulenfertigung
117
3.5 Stanzteilfertigung
118
3.5.1 Hubstanzen
118
3.5.2 Rotationsstanzen
120
3.6 CNC-Schneiden
121
3.6.1 CNC-Schneiden mit oszillierendem Messer
122
3.6.2 CNC-Schneiden mit gefederten Ziehmessern
122
3.6.3 CNC-Schneiden mit Laser
123
3.6.3.1 Laser auf Koordinatentisch
123
3.6.3.2 Laser integriert in Stanzmaschine
124
3.6.4 Wasserstrahlschnitt
124
3.6.4.1 Reinwasserschnitt
125
3.6.4.2 Abrasivschnitt
125
3.7 Maschinenbauliche Grundsätze
125
3.8 Fehlerquellen beim Verarbeiten von Bahnenware
132
4 Prüfmethoden
134
4.1 Allgemeine Hinweise
134
4.1.1 Kennwerte für Klebstoffe
135
4.1.2 Normen und Vorschriften
135
4.1.3 Weitere Prüfmethoden
137
4.1.4 Qualitätskenngrößen der Haftklebstoffe
138
4.1.5 Einfache Haftungsuntersuchungen
138
4.1.6 Reißfestigkeit und Bruchkraft
139
4.1.7 Reifezeit
140
4.2 Spezielle Prüfmethoden
140
4.2.1 Weitere Prüfvorschriften
141
4.2.2 Eindringen von Chemikalien
142
4.2.3 Auftragsgewichte
143
4.2.4 FINAT FTM.13, Haftung bei niedrigen Temperaturen
144
4.2.5 FINAT FTM.14, Nachweis der Dimensionsstabilität
144
4.2.6 Beurteilung der Alterung
144
4.2.7 Stirnabreißversuch
145
4.2.8 Schilderprüfung
146
4.3 Schälversuch
147
4.3.1 Schälwiderstand, Schälkraft
147
4.3.2 Voraussetzungen und Durchführung
147
4.3.3 FINAT FTM.2, Winkel 90°
151
4.3.4 Prüfung des Niedrigtemperaturverhaltens
153
4.3.5 Messergebnisse von Schälversuchen
154
4.3.6 Nasser Schälversuch
157
4.4 Keiltest (K-Test)
161
4.5 T-Peel-Test
166
4.6 Scherwiderstand, statisch
168
4.7 Scherfestigkeit, dynamisch
170
4.8 Klebrigkeit, Tack
177
4.8.1 Prüfmethoden zur Erfassung des Tacks
178
4.8.1.1 Rolling-Ball-Test
178
4.8.1.2 Schlaufentest
179
4.8.1.3 Prüfung der Oberflächenklebrigkeit
181
4.8.1.4 Probe-Tack
181
4.8.1.5 Prinzip rotierende Trommel (Zahnrad-Tack-Methode)
182
4.9 Aufsteigender Wärmetest
183
4.10 Klimabeständigkeit und Wasserstabilität
187
4.11 Prüfung nach der Vorschrift UL.94
193
4.12 UV-Beständigkeit
194
4.13 Alterungsbeständigkeit
195
4.14 Wasserdampfdurchlässigkeit
197
4.15 Prüfung redispergierbarer Spleißbänder
199
4.16 Wärmestandfestigkeit, Warmfestigkeit
200
Literatur Kapitel.4.
202
5 Etiketten – Prüfmethoden
204
5.1 Nassetikettierung
204
5.2 Trockenetikettierung
205
5.3 Rollneigung bei Etikettenpapieren
206
5.4 Typische Schäldiagramme nach FINAT.FTM.1
207
5.5 Selbstklebende Etiketten für Textilien
208
5.6 Reiß- und Nassfestigkeit
209
5.7 Biegesteifigkeit bei Rollenware
210
5.8 Trennung und Trennkraft
211
5.9 Etiketten auf Getränkeflaschen
211
5.9.1 Ablösezeit im Laugenbad
211
5.9.2 Eiswasserbeständigkeit
212
5.9.3 Kondenswasserbeständigkeit
213
5.10 Stanzen von Etiketten
214
5.10.1 Anstanztest, Finat FTM.23
214
5.11 Silikonisierung
215
5.12 Etikettenmaterial und Haftung
216
5.12.1 Anfangsklebrigkeit (Tack)
216
5.12.2 Schmetterlingseffekt
217
5.13 Schälkräfte von Etiketten
217
5.14 Sicherheitsetiketten
218
Literatur Kapitel.5.
219
6 Selbstklebende Folien – Prüfmethoden
220
6.1 Vorbehandlung von Substraten
225
6.1.1 AD-Plasma-Vorbehandlung
225
Literatur Kapitel 6
228
7 Einflussfaktoren auf die Haftung
230
7.1 Anpressdruck
232
7.2 Klebstoffschichtdicke
233
7.3 Prüfgeschwindigkeit
234
7.4 Applikationstemperatur
236
7.5 Primer
237
7.6 Substrate
238
7.7 Klebflächenreinigung und Vorbehandlungsverfahren
240
7.7.1 Polarität
240
7.7.2 Oberflächenenergie
241
7.7.3 Feinreinigung
245
7.7.4 Vorbehandlungsverfahren
248
7.7.4.1 Chemische Vorbehandlung
248
7.7.4.2 Elektrische Vorbehandlung
249
7.7.4.2.1 Corona-Vorbehandlung
249
7.7.4.2.2 AD-Plasma-Vorbehandlung
249
7.7.4.3 Beflammung
250
7.7.4.4 Fluorierung
250
7.8 Weichmacher
251
7.9 Spreitungsmittel
252
7.10 Bauteilkonstruktion
253
Literatur Kapitel 7
256
8 Anwendungsbeispiele
258
8.1 Papier- und Druckindustrie
260
8.1.1 Spleißtechnik
260
8.1.2 Flexo- und Buchdruck, Klischeekleben
263
8.2 Schaumstoffindustrie
263
8.3 Glasindustrie
264
8.3.1 Spiegelkleben
265
8.4 Bauindustrie
267
8.4.1 Haftkleben von Vorhangfassaden
268
8.5 Automobilindustrie
269
8.6 Möbelindustrie
270
8.7 Luft- und Klimatechnik
272
8.8 Klebebänder im medizinischen Bereich
273
8.9 Teppichbodenklebebänder
274
8.10 Elektroindustrie
275
8.11 VHB-Haftklebebänder
275
8.12 Selbstklebefolien in der Praxis
276
8.12.1 Qualitätsstufen
277
8.12.2 Verarbeitungstechnik von Selbstklebefolien
277
8.12.3 Anbringen von Selbstklebefolien
278
8.12.4 Folien für die Fahrzeugvollverklebung
279
8.12.5 Sonderprodukte
280
Literatur Kapitel 8
282
9 Glossar
284
10 Stichwortverzeichnis
289
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