Was ist ein niederenergetischer Untergrund?
Klebefolie auf niederenergetischen Untergründen
In der Praxis zeigt sich immer wieder wie wichtig es ist, sich als Anwender mit der Problematik der Haftung von Aufklebern und Folien auf niederenergetischen Untergründen auseinanderzusetzen.
Denn nicht jeder Kleber eignet sich für jedes Material. Doch was sind eigentlich niederenergetische Untergründe? Wie kann ich feststellen, ob meine zu beklebende Oberfläche niederenergetische oder hochenergetische Eigenschaften besitzt?
Dieser Artikel soll helfen, die richtige Entscheidung für Ihr Projekt zu treffen.
Oberflächenenergie und ihre Bedeutung bei der Verklebung von Werkstoffen
Jedes Material besitzt eine spezifische Oberflächenenergie. Bei einem Wassertropfen ist diese Energie als Oberflächenspannung den meisten Menschen ein geläufiger Begriff. Als Oberflächenenergie wird das Maß der notwendigen Energie bezeichnet, die bei der Verbindung von mindestens zwei verschiedenen Oberflächen notwendig ist, um die chemischen Bindungen aufzubrechen und eine neue Oberfläche zu bilden.
Bei der Verklebung von selbstklebenden Folien und Aufklebern sprechen wir konkret vom Verhältnis der Oberflächenenergie des verwendeten Klebers und der Oberflächenenergie des zu beklebenden Werkstoffes.
Die Problematik bei niederenergetischen Untergründen stellen die dicht miteinander vernetzten Moleküle dar, die viele Verbindungen zu den benachbarten Teilchen an der Oberfläche des Werkstoffs aufweisen und daher nur wenige bindungsfähige Teilchen vorhanden sind.
In der Praxis betrifft die Problematik der niederenergetischen Oberflächenenergie vor allem gebräuchliche Kunststoffe wie PP (Polypropylen), PET (Polyethylenterephthalat), PTFE (Polytetraflourethylen) oder PE (Polyethylen).
Die dicht vernetzten Makromoleküle der meisten Kunststoffe erschweren die Bindung zu anderen Stoffen - in unserem Fall mit dem Kleber der aufzutragenden Folie oder eines Aufklebers.
Aber auch bestimmte Oberflächenbeschichtungen wie manche Pulverlacke, Wachse oder Nanoversiegelungen können die energetischen Eigenschaften eigentlich hochenergetischer Materialien deutlich herabsetzen.
Die Oberflächenenergie des zu beklebenden Untergrundes ist also ein gewichtiger Faktor, um die Qualität einer Klebeverbindung zu beurteilen. Wie man im Schnelltest feststellt, welche Oberflächenenergie ein Werkstoff besitzt und welche Lösungen beim Bekleben niederenergetischer Untergründe in Frage kommen, erfahren Sie in den nächsten Abschnitten.
Beurteilung der Oberflächenenergie
Um auf einfache Weise selbst zu beurteilen, ob der zu beklebende Untergrund hochenergetische oder niederenergetische Eigenschaften besitzt, genügt ein ganz einfacher Test.
Man setzt einen Tropfen Wasser auf die Oberfläche des Materials auf und beurteilt sein Verhalten.
Die hochenergetische Oberflächenenergie von Stahl oder einer Glasscheibe ist in der Lage, die Oberflächenspannung des Wassertropfens aufzubrechen und er wird sich ausbreiten, also zerfließen.
Diese Materialien werden gute Verbindungen mit Klebstoffen eingehen. Der Wassertropfen auf einer Kunststoffverpackung aus PP (Polypropylen) dagegen wird seine Kugelform beibehalten. Die niederenergetische Oberfläche dieses Materials ist nicht fähig, die Oberflächenspannung des Tropfens zu brechen.
Ausgestattet mit diesem Wissen kann man nun beurteilen, welche Aufkleber und welche Klebefolien für ein Projekt in Frage kommen. Denn Produktetiketten, Verpackungsaufkleber oder Klebefolien sollen zuverlässig und zweckmäßig halten und sich nicht unerwünscht vom Untergrund ablösen.
Doch wo ein Problem auftaucht, ist auch die Lösung nicht fern. Die Industrie hat für niederenergetische Untergründe hervorragende Kleber und Produkte entwickelt, auf die wir nachfolgend näher eingehen werden.
Niederenergetische glatte Oberflächen
Die Problematik von Klebeverbindungen bei niederenergetischen Untergründen zeigt sich deutlich in der gewaltigen Differenz bei der Berechnung der Oberflächenenergie. Während das hochenergetische Chrom eine Oberflächenenergie von 2400 mN/m (Millinewton pro Meter) besitzt, kommt das niederenergetische Polypropylen (PP) lediglich auf einen Wert von 35 mN/m.
Niederenergetische Kunststoffe und Beschichtungen sind jedoch fester unverzichtbarer Bestandteil unserer industrialisierten und komplexen Wirtschaftswelt.
Im Alltag von Unternehmen bedeutet das die Notwendigkeit, Verpackungen, Etuis oder Kunststoffgehäuse von elektronischen Geräten mit zuverlässig haftenden Etiketten und Aufklebern zu versehen.
Aber auch im Maschinenbau und der Automobilindustrie müssen niederenergetische Kunststoffteile mit Aufklebern versehen werden, die auf notwendige Warn-, Wartungs- oder Anwendungsinformationen hinweisen.
Niederenergetische raue Oberflächen
Nun sprachen wir bisher über glatte Oberflächen, doch auch raue Untergründe müssen in der Praxis beklebt werden. Diese Untergründe gelten ebenfalls als niederenergetisch.
Das hängt damit zusammen, dass eine raue Oberfläche zusätzlich zu seiner Materialbeschaffenheit weniger Oberflächenmaterial zum Anhaften des Aufklebers bietet.
Nehmen wir zum Beispiel das vielseitig eingesetzte OSB Material (oriented structural board). Der Baustoff ist eine Grobspanplatte oder auch „Platte aus ausgerichteten Spänen“, die nicht nur im Innenausbau, sondern auch für Regalkonstruktionen im Einzelhandel, im Laden- oder Messebau verwendet werden. Um dieses Holz zu bekleben, bedarf es einer stark haftenden Klebefolie.
Standard Klebefolien bringen nicht genug Energie auf, um auf diesen Untergründen langfristig sauber verklebt zu werden.
Stark haftende Folie speziell für niederenergetische Untergründe
Für selbstklebende Folien und Aufkleber werden in der Regel acrylatbasierende Klebstoffe eingesetzt, welche an sich bereits eine relativ hohe Oberflächenenergie besitzen. Um die Haftkraft von Acrylatklebstoffen auf niederenergetischen Untergründen zu erhöhen, muss die Oberflächenenergie des Klebers wesentlich erhöht werden. Anders ausgedrückt, es ist notwendig, die Oberflächenspannung deutlich herabzusetzen. Dies erreicht man durch spezifische chemische Zusätze.
Der Hersteller Orafol bietet mit den Klebefolien Orajet 3105HT und 3106SG technologisch ausgereifte Produkte an, welche speziell für den Einsatz auf niederenergetischen Untergründen entwickelt wurden. Diese polymere Hochleistungsfolien beeindrucken nicht nur durch die hohe Anfangs- und Endhaftung ihres permanent haftenden Solvent-Polyacrylat-Klebstoffes, sondern auch mit ihrer exzellenten Witterungsbeständigkeit und Lichtechtheit.
Aus dieser Klebefolie werden hoch belastbare, stark haftende Aufkleber gefertigt, welche auch auf schwierigen niederenergetischen Untergründen wie beispielsweise PP, PET, PA oder PTFE zuverlässig haften.
Das Material ist qualitativ so hochwertig, dass es auch für den langfristigen Einsatz im Außenbereich geeignet ist.
Einen Höchstschutz vor UV-Licht und mechanischer Beanspruchung erreicht man durch das Schutzlaminat Oraguard 215, welches bei Bedarf optional aufgebracht werden kann.
Praxisbeispiel: Kofferanhänger bekleben
Ein weiteres wichtiges Beispiel aus der Praxis, ist die Verklebung von Kofferanhängern.
Bei Fahrzeug Anhängern wird aus Stabilitäts- und Gewichtsgründen der Aufbau gern aus Sperrholz (Plywood) hergestellt, welches zusätzlich mit einem Kunststoff beschichtet ist. Bei diesem Kunststoff handelt es sich um eine niederenergetische Oberfläche.
Wir konnten bereits viele unserer Kunden beraten, die ihren neuen Anhänger bekleben wollten. Der Griff zur stark haftenden Orajet 3106SG mit dem speziellen Schutzlaminat Oraguard 215 in glänzend oder matt ist hier eindeutig die beste Wahl.
Habe ich die richtige Klebefolie für meine Anwendung gewählt?
Nicht immer ist es einfach, die richtige Entscheidung für ein Projekt zu treffen. Um festzustellen, welche Klebefolie oder welche Aufkleber für ein bestimmtes Material oder einen speziellen Untergrund am geeignetsten sind, steht euch das Team von SalierDruck gerne beratend zur Seite.
Für einen Selbsttest am zu beklebenden Untergrund empfehlen wir, ein kostenloses Druckmuster von der gewünschten Folie anzufordern.
Gerne stehen wir auch per E-Mail unter info@salierdruck.de oder per Telefon +49 (0) 36 86 - 61 61 52 für ein persönliches Gespräch zur Verfügung. Dieser Artikel darf gerne auf der eigenen Website oder dem eigenen Blog geteilt, verlinkt und zitiert werden. Habt ihr Anregungen, Hinweise oder Fragen zu diesem Artikel? Welche Erfahrung habt ihr mit niederenergetischen Untergründen? Unsere Leser sind immer sehr neugierig auf Erkenntnisse aus der Praxis, nutzt hierfür gerne auch unsere Kommentarfunktion:
Hochenergetische Untergründe, wie beispielsweise Metall, Holz und Glas, gehen hervorragende Verbindungen mit dem Klebstoff ein.