Teile der Bindung

Die Bindungsschicht, die durch ein Klebeband hergestellt wird und makroskopisch im untenstehenden Bild dargestellt ist, zeigt einen Querschnitt einer Bindung. Die Schicht besteht aus einer Haftungszone, einer Kohäsionszone und einer Übergangszone.

Die Haftzone ist die Grenzschicht zwischen dem Klebstoff und dem Substrat. Die Kohäsionszone ist die reine Klebstoffschicht, die den Klebstoff und das Trägermaterial oder ein anderes Substrat hält, wenn der Klebstoff nicht unterstützt wird. Die Übergangszone liegt zwischen der Haft- und Kohäsionszone.

Wirkungsweise

Der Mechanismus der Klebebandbindung erfolgt wie folgt. Diese Schritte können unmittelbar nach der Aktivierung des druckempfindlichen Klebstoffs durchgeführt werden.

1. Der druckempfindliche Klebstoff auf dem Band wird durch minimalen Druck mit dem Substrat in Kontakt gebracht.
2. Der Klebstoff erhöht seine Oberfläche und dringt in die Oberfläche des Substrats ein.
3. Der Klebstoff setzt sich auf dem Substrat fest und bildet eine starke Verbindung.

Die drei Elemente eines druckempfindlichen Klebebands, um eine erfolgreiche Verbindung zu erreichen, sind Haftung, Kohäsion und Klebrigkeit.

• Haftung: Haftung bezieht sich auf die Fähigkeit eines Klebstoffs, durch Haftkräfte auf der Oberfläche des Substrats zu haften.Haftkräfte beziehen sich auf die Anziehung von zwei verschiedenen Materialien.Wenn das Substrat und die Klebstoffmoleküle in unmittelbare Nähe kommen, treten auf mikroskopischer Ebene Haftkräfte durch zwischenmolekulare Kräfte (z.B. Van-der-Waals-Kräfte, Dispersionskräfte) zwischen ihnen auf.

  Die Oberflächenenergie ist eine der Eigenschaften, die die Benetzbarkeit des Substrats bestimmt, wenn es mit dem Klebstoff in Kontakt kommt. Die Benetzbarkeit ist wichtig, um die Oberfläche des Substrats zu durchdringen und somit eine kontinuierliche Verbindung herzustellen.

  Die Oberflächenenergie wird als die Summe der zwischenmolekularen Kräfte, der Anziehungs- und Abstoßungsenergien definiert, die eine Flüssigkeit auf der Oberfläche eines Festkörpers ausübt. Wenn das Substrat eine hohe Oberflächenenergie aufweist, wird der Klebstoff leicht auf seiner Oberfläche fließen und eine größere Oberfläche bedecken. Einige der hochenergetischen Substrate umfassen Polycarbonat, Polyvinylchlorid und Zink. Auf der anderen Seite, wenn das Substrat eine geringe Oberflächenenergie aufweist, wird der Klebstoff sich als „kleine Perlen“ ansammeln und nur eine kleine Fläche bedecken. Niedrigenergie-Substrate umfassen Teflon, Gummi, Pulverbeschichtungen usw.

  
  

  Oberflächenverunreinigungen verhindern das Verschmelzen des Klebstoffs mit dem Substrat. Daher ist es wichtig, die Oberfläche vor dem Aufbringen des Klebebands frei von Fett, Schmutz und Feuchtigkeit zu halten.

• Kohäsion: Kohäsion ist die innere Festigkeit des Klebstoffs.Es bezieht sich auf die Verbindung des Klebstoffs untereinander.Die Kohäsion hält die Klebstoffschicht intakt und verhindert ein Aufspalten.

  Kohäsive Kräfte ziehen die benachbarten Moleküle einer Flüssigkeit an, indem sie sie nach innen ziehen. Moleküle an der Oberfläche der Flüssigkeit haben stärkere Anziehungskräfte, die sie zusammenhalten. Dieses Phänomen ist verantwortlich für die Eigenschaft einer Flüssigkeit, die als Oberflächenspannung bezeichnet wird. Die Oberflächenspannung ist die Fähigkeit des Klebstoffs, Verformungen auf der Oberfläche eines Festkörpers zu widerstehen und dadurch seine Oberfläche zu verringern. Im Falle von Klebebändern müssen die Moleküle des Klebstoffs starke kohäsive Kräfte aufweisen, um die Verbindung über einen längeren Zeitraum zu halten und aufrechtzuerhalten.

  Silikon ist ein Beispiel für eine Flüssigkeit mit hoher Oberflächenspannung. Wenn Silikon als Beschichtung auf der Oberfläche des Substrats vorhanden ist, wird es schwer benetzbar sein. Wenn es jedoch als Klebstoff verwendet wird, entsteht eine dauerhafte Verbindung.

  Haftung und Kohäsion müssen bei der Formulierung oder Auswahl der richtigen Klebstoffe berücksichtigt werden. Eine ideale Verbindung besteht aus einer Kombination eines Substrats mit hoher Oberflächenenergie und eines Klebstoffs mit geringer Oberflächenspannung. Um eine gute Benetzung des Substrats zu erreichen, müssen die Haftkräfte im Vergleich zu den kohäsiven Kräften größer sein und der Kontaktwinkel muss kleiner als 90° sein.

• Tackiness: Tackiness bezieht sich auf die Eigenschaft eines druckempfindlichen Klebebands, durch die der Klebstoff unter minimalem Druck an der Oberfläche des Substrats haftet.Alle druckempfindlichen Klebstoffe werden durch einen anfänglichen Fingerdruck auf das Band aktiviert, normalerweise von 14,5 bis 29 psi.Der erforderliche Druck und die Kontaktzeit, um das Klebeband haften zu lassen, variieren je nach Art des Klebstoffs und des Substratmaterials.Für Klebebänder mit höherer Klebkraft ist weniger Druck und Kontaktzeit erforderlich.

  Das beschriebene Phänomen wird der viskoelastischen Eigenschaft des Klebstoffs bei Raumtemperatur zugeschrieben. Viskoelastische Objekte sind Materialien, die sowohl viskose als auch elastische Eigenschaften besitzen. Wenn sanfter Druck auf das Band ausgeübt wird, verringert es seine Viskosität und fördert somit den Fluss auf dem Substrat auf mikroskopischer Ebene. Aufgrund seiner elastischen Eigenschaft wird die ursprüngliche Viskosität durch eine stärkere zwischenmolekulare Kraft mit dem Substrat wiederhergestellt.

  Der Rolling Ball Test und der Loop Tack Test sind die häufigsten Qualitätskontrollprüfungen, die zur Beurteilung der Klebrigkeit der hergestellten Klebebänder verwendet werden.

  
• • Rollender Kugeltest: Der rollende Kugeltest misst direkt das Haftverhalten des Klebebands.Eine Stahlkugel mit einem standardmäßigen Gewicht und Durchmesser wird dazu gebracht, von der Spitze einer geneigten Bahn zu rollen, die aus der klebrigen Seite des Klebebands besteht.Die Klebrigkeit wird durch die Strecke gemessen, die der Ball auf der klebrigen Bandspur zurücklegt;Je kürzer die Entfernung, desto größer der Halt.
    
    
  • Schleifenhaftungstest: Der Schleifenhaftungstest ist eine quantitative und wiederholbare Methode zur Bewertung der Klebrigkeit von Klebebändern.Eine Schleife aus Klebeband ist an der Sonde einer Zugprüfmaschine befestigt.Die Schleife wird kurzzeitig mit einer horizontalen Oberfläche in Kontakt gebracht und dann vom Werkzeug weggezogen.Numerische Werte der Zugfestigkeit der Verbindung werden erfasst und einer Bewertung unterzogen.

Referenz: https://www.iqsdirectory.com/articles/tape-suppliers/klebeband.html?msID=1f7798fc-4305-49eb-8ba4-85ca244c575d#different-types-of-klebeband