Das alte Geheimnis des Klebens
Klebetechnik. Bereits in der Steinzeit wurde Klebstoff eingesetzt. Tausende Jahre später ist dieser wichtiger denn je. Am grundlegenden Prinzip des Verleimens hat sich aber seither kaum etwas geändert. Eine kleine Exkursion in die Vergangenheit und ein Refresher der Grundlagen.
Klebstoff setzten schon die Neandertaler vor 45 000 Jahren ein, um Holz und Stein miteinander zu verkleben. Dazu verwendeten unsere Vorfahren aus Birkenrinde gewonnenes Birkenpech.
Etwa 1500 Jahre v. Chr. setzten die alten Ägypter tierische Leime für Furnierarbeiten ein. Sogenannte Glutinleime werden aus Häuten und Knochen von Tieren gewonnen und wurden in der Buchbinderei bis weit in das 20. Jahrhundert eingesetzt. Das Kleben ist also eines der ältesten, aber zugleich auch eines der modernsten Verfahren, um zwei Teile zusammenzufügen.
Die zwei Fähigkeiten
Damals wie heute lauten die zwei wichtigsten Begriffe in der Klebstofftechnik Adhäsion und Kohäsion. Adhäsion ist, vereinfacht dargestellt, die Fähigkeit eines Stoffes, an einem anderen Material zu haften. Zum Adhäsionsbruch kommt es also, wenn sich der Klebstoff von der Materialoberfläche löst.
Die Kohäsion bezeichnet bei Klebstoffen die Kräfte, welche den Zusammenhalt des Klebstoffs bewirken. Die Kohäsionskräfte sind für die innere Festigkeit des ausgehärteten Klebstoffs verantwortlich. Versagen diese Kräfte, kommt es zu einem Kohäsionsbruch.
Atomare Berührungen
In den meisten Fällen funktionieren Klebstoffe durch eine physikalische Wechselwirkung. Dabei handelt es sich um Anziehungskräfte im atomaren Bereich. Damit diese Anziehungskräfte zwischen zwei Körpern im grossen Umfang wirksam werden und es zu einer Haftung aneinander kommen kann, müssen diese beide Körper auf atomarer Ebene eine grösstmögliche Anzahl von Berührungspunkten aufweisen.
Das bedeutet, dass sich die beiden Körper bis auf eine Entfernung von unter einem Nanometer (nm) angenähert haben müssen. Je grösser die Anzahl Berührungspunkte, desto stärker ist die Adhäsion.
Fett und Staub verringern die Anzahl Berührungspunkte, sie schwächen somit die Adhäsion. Ebenfalls zu einem schlechten Ergebnis führen zu dickflüssige Klebstoffe, schlechte Benetzung und das Überschreiten der offenen Zeit. Beim Kantenanleimen mit Hotmelt ist die Temperatur ein kritischer Faktor. Zugluft oder ein kaltes Werkstück können zum frühzeitigen Abkühlen des Klebers und somit zu einer schlechten Adhäsion führen.
Veröffentlichung: 17. September 2015 / Ausgabe 38/2015
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