Reaktive Haftklebebänder

Günstige Fügung

Neue reaktive Haftklebebänder weisen in ungehärtetem Zustand eine gute Anfangshaftung auf, sind repositionierbar und lassen sich automatisch applizieren. Je nach Klebeaufgabe und Belastungssituation erreichen sie Klebefestigkeiten, die drei- bis fünf Mal höher sind als die herkömmlicher Haftklebebänder. Warum das so ist, lesen Sie in diesem Beitrag.

Die neuen reaktiven Haftklebebänder lassen sich auch als kundenspezifische Formstanzteile herstellen.

Die Anforderungen an die Festigkeit geklebter Verbindungen in Bereichen wie der Elektronikindustrie, der Bau- oder Automobilindustrie steigen stetig. Hightech-Haftklebebänder haben sich hier unter anderem durch ihre gute Verarbeitbarkeit und Flexibilität etabliert. Der Trend zur Miniaturisierung von Bauteilen hat jedoch in den letzten Jahren zunehmend dazu geführt, dass die Haftfestigkeit von Haftklebebändern an ihre physikalischen Grenzen gelangt ist. Das zwingt den Anwender zum Einsatz von leistungsfähigeren hitzeaktivierbaren Folien und Flüssigklebstoffen. Die damit verbundene Verlängerung der Prozesstaktzeiten und die Anpassung der Applikationstechnik ist jedoch meist mit stattlichem Aufwand und hohen Kosten verbunden.

Vor diesem Hintergrund hat die Firma Lohmann eine neue Produktgruppe entwickelt. Diese bietet den Anwendern von Haftklebebändern zum einen die gewohnten Verarbeitungsvorteile klassischer Haftklebebänder, zum anderen aber kann hiermit – ohne signifikante Erhöhung der Taktzeiten – ein Leistungsniveau erreicht werden, das sich bisher nur mit hitzeaktivierbaren Folien oder Flüssigklebstoffen erzielen ließ. Unter dem Markennamen Duplocoll RCD (Rapid Curing on Demand) ist so eine ganz spezielle Produktreihe entstanden. Durch ihre unterschiedliche chemische Zusammensetzung und den Einsatz verschiedener Härtungstechnologien ermöglichen diese Klebebänder eine spezifisch auf die maschinellen Erfordernisse des Anwenders zugeschnittene Gesamtlösung. Kern der neuen Technologie sind neuartige – nach einem patentierten Verfahren hergestellte Haftklebebänder – die in ungehärtetem Zustand eine gute Anfangshaftung aufweisen, repositionierbar sind und eine automatische Applikation ermöglichen. Diese Haftklebebänder werden durch einen definierten Temperaturpuls aktiviert. Damit wird der im Klebeband implementierte reaktive Mechanismus ausgelöst, der die hohe Endfestigkeit im Verbund bewirkt. Diese liegt je nach Klebeaufgabe und Belastungssituation im Bereich des drei- bis fünffachen eines herkömmlichen Haftklebebandes! Die für die Aushärtung erforderliche Taktzeit richtet sich stark nach den Rahmenbedingungen der Anwendung und kann bis auf wenige Sekunden reduziert werden. Auch die simultane Aushärtung mehrerer Bauteile ist mit dieser Technologie möglich.

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Bis zu fünf Mal fester

Die neue Produktfamilie beinhaltet sowohl Transferfilme (trägerlose Haftklebeschichten) als auch trägerbasierte Haftklebebänder im Dickenbereich von 50 bis 200 µm. Diese können sowohl als Rollenware in unterschiedlichen Dimensionen als auch als speziell auf die Anwendung zugeschnittene Formstanzteile bereitgestellt werden. Durch die hervorragende Anfangsklebkraft der reaktiven Haftklebebänder können diese problemlos über die üblichen Spende- beziehungsweise Auftragseinrichtungen appliziert werden. Auch die Verarbeitung in automatisierten „Pick-and-Place“-Montagelinien ist problemlos möglich. Damit entfällt für den Anwender die aufwändige Investition in eine neue Applikationstechnik! Die für das Erreichen der Endfestigkeit notwendige Aktivierung des Reaktivmechanismus im Klebeband kann entweder unmittelbar vor der Montage mittels eines NIR-Strahlers (Nah-Infrarot) oder nach der Montage durch Induktion erfolgen. Beide Verfahren ermöglichen Taktzeiten von nur wenigen Sekunden. Die Entscheidung, welches Verfahren günstiger ist, muss anhand der konkreten Montageaufgabe in enger Zusammenarbeit mit dem Anwender erarbeitet werden. Bei beiden Verfahren wird selektiv die Klebeschicht erwärmt, so dass auch die Verarbeitung von thermosensiblen Materialien ohne Schädigung möglich ist.

Die Härtung mittels NIR-Strahlung erfolgt idealerweise unmittelbar vor der Montage der Fügeteile. Hierbei wird zum Beispiel ein reaktives Stanzklebeteil in der gängigen Kantenspende-Vorrichtung unmittelbar vor dem maschinellen Einsatz mit einer NIR-Lampe kurzzeitig erwärmt. Danach folgt die klassische Weiterverarbeitung eines Haftklebe-Stanzteiles. Für die Montage der Fügeteile nach der Aktivierung stehen je nach Reaktivität des Klebebandes circa 30 bis 60 Sekunden zur Verfügung. Für die Erwärmung haben sich NIR-Lampen in einem Wellenlängenbereich von 900 bis 1500 nm mit einer Leistung von 4 bis 10 kW als geeignet erwiesen. Sollte es zu einem Bandstillstand kommen, minimiert die Aktivierung unmittelbar vor der Montage auch einen Materialverlust. Ein weiterer Vorteil: Die geringe Wärmekapazität führt zu einer schnellen Abkühlung der dünnen Klebebandteile, so dass bei der Montage praktisch keine messbare Erwärmung der Fügeteile stattfindet. Hiermit ist auch die Verarbeitung thermosensibler Materialien, wie bedruckte Dekorfolien, ohne Probleme realisierbar.

Induktives Härten

Alternativ zu diesem Verfahren kann die kurzzeitige Erwärmung des Klebebandes beziehungsweise Klebestanzteiles zur Aktivierung des Reaktivmechanismus auch durch Induktion erfolgen. Im Unterschied zur Aktivierung durch NIR-Strahlung werden die Fügeteile zunächst klassisch haftklebend verbunden. Wegen der guten Anfangshaftung der reaktiven Haftklebebänder können diese auch sicher transportiert werden, ohne dass eine temporäre Fixierung erforderlich ist. Der Gesamtverbund kann dann zu einem späteren Zeitpunkt im Herstellungsprozess mit Hilfe von Induktion ausgehärtet werden. Dabei erfolgt die Reaktion in einem Zeitfenster von 10 bis 60 Sekunden.

Bei temperatursensiblen, nichtmetallischen Fügeteilen erfolgt auch hier die Erwärmung primär im Klebeband. Über eine geeignete Prozessführung kann sichergestellt werden, dass es zu keiner signifikanten Erwärmung der Fügeteile kommt. Damit erlaubt auch dieser Härtungsmechanismus die Verbindung von temperatursensiblen Materialien. Für die Aushärtung sind je nach den applikativen Rahmenbedingungen induktive Härtungsanlagen mit einem Frequenzbereich von 0,5 bis 30 MHz und Leistungen von einem bis 30 kW optimal.

Fazit: Mit der neuen Produktreihe Duplocoll RCD können hochfeste Klebeverbindungen erreicht werden, die jenseits des bisher von Haftklebebändern bekannten Leistungsspektrums liegen. Aufgrund ihrer speziellen Eigenschaften eignen sich diese reaktiven Haftklebebänder für den Einsatz auf gängigen Anlagen und für automatische Montagelinien. Die Produkte lassen sich auch in Form von spezifisch auf die jeweilige Klebeaufgabe zugeschnittenen Formstanzteilen verarbeiten. Hierdurch wird es möglich, den durch die zunehmende Miniaturisierung und Reduzierung der Klebeflächen gestiegenen Anforderungen an die Performance von Haftklebebändern Rechnung zu tragen. Dr. Thomas Kluge/ ms

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