Heißschmelzkleber

Schmelzklebstoffe, auch Heißklebestoffe, Heißkleber oder (in der Schweiz) Heissleim genannt, sind lösungsmittelfreie und bei Raumtemperatur mehr oder weniger feste Produkte, die im heißen Zustand auf die Klebefläche aufgetragen werden, und beim Abkühlen die Verbindung herstellen. Diese auch als Hotmelt bekannte Gruppe von Klebstoffen basiert auf verschiedenen chemischen Rohstoffen.

Die Schmelzpunkte liegen hauptsächlich im Bereich zwischen 80 und 200 °C.

Haftungsprinzip

Adhäsion wird durch Temperaturerhöhung, also Schmelzen erreicht, was eine Verringerung der Viskosität zur Folge hat. Durch die geringe Viskosität kann eine ausreichende Benetzung des Substrats gewährleistet werden.

Kohäsion wird durch das Abkühlen der Schmelze erreicht.

Basispolymere

• PA (Polyamide) Applikationstemperatur meist > 200 °C
• PE (Polyethylen) Applikationstemperatur von 140 bis 200 °C
• APAO (amorphe Polyalphaolefine) Applikationstemperatur ~ 170 °C
• EVAC (Ethylenvinylacetat-Copolymere) Applikationstemperatur ~ 150 °C
• TPE-E (Polyester-Elastomere)
• TPE-U (Polyurethan-Elastomere)
• TPE-A (Copolyamid-Elastomere)
• Vinylpyrrolidon/Vinylacetat-Copolymere, Applikationstemperatur ~ 130 °C, wasserlöslich

Harz

• Kolophonium
• Terpene
• Kohlenwasserstoffharze

Stabilisatoren

• Antioxidantien

1. primär („Radikalfänger“, z. B. Phenole)
2. sekundär (Peroxidzersetzer)

• Metalldesaktivatoren (bilden mit Metallionen Komplexe)
• Lichtschutzmittel

Wachs

• natürlich (Bienenwachs)
• synthetisch (voll-, teilsynthetisch, chemisch verändert)

Nukleierungsmittel

Nukleierungsmittel können zur Modifizierung teilkristalliner Kunststoffe zugegeben werden. Sie sorgen dafür, dass die Kristallbildung bei höherer Temperatur eintritt. Somit lassen sich beispielsweise bei Polypropylen die Taktzeiten um bis zu 30% reduzieren und die Kristallstruktur optimieren. Nebeneffekt ist eine stärkere Schwindung.

Füllstoffe

Anwendung

Je nach Anwendungsgebiet werden die Materialien bezüglich der Haftungseigenschaften auf den Grundmaterialien, der Verarbeitungstemperatur, der Wärmestandfestigkeit, der chemischen Beständigkeit und der Härte ausgewählt. Schmelzklebstoffe werden in Granulatform, als Pulver, als Folie oder als Stangen („Kerzen“) angeboten. Haft-Hotmelts, wie man sie u. a. auf Briefumschlägen findet, werden in Blockform geliefert. Hier ist der Hotmelt mit einer Folie umgeben, die sich bei der Aufschmelzung mit dem Hotmelt vermischt. Diese Folie hat so gut wie keinen Einfluss auf die Verarbeitung oder die Klebeeigenschaften. Polyamide-Schmelzklebstoffe werden zum Teil aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt und sind im Prinzip kompostierbar.

Die Haftung gerade auf porösen Materialien wie Stoff, Leder, Holz und Geweben sowie der relativ günstige Preis hat eine enorme Verbreitung auch im Alltag zur Folge gehabt.

Typische Anwendungsgebiete sind:

• Verpackungsindustrie, z. B. Verkleben von Kartons, Briefumschlägen, Beuteln
• Kleidung, z. B. Einkleben von Schulterpolstern in Jacketts (reinigungsfest)
• Ölfilter in KFZ, z. B. Einkleben der Papierrolle im Gehäuse
• Elektrotechnik, z. B. Umspritzen von Bauteilen + Elektroniken als „Gehäuseersatz“
• Kabeldurchführungen, Dichtungsmuffen, z. B. für Leitungen in Kraftfahrzeugen
• Möbel- und Holzindustrie, Laminiertechnik
• Schuhindustrie
• Windeln, z. B. Verkleben der saugfähigen Vliese in die Hülle
• Teppichindustrie, Teppichrücken mit der Nutzschicht verkleben
• Heimwerker (Schmelzklebepistolen mit Klebstoffkerzen)
• Buchbinden (Anbringen des Umschlags am Buch, alternativ zu Dispersionsklebstoffen) oder alle Seiten miteinander verbinden (Rückenverklebung)

Im Hobbybereich werden meistens Heißklebestangen („Kerzen“) mit einer Heißklebepistole verarbeitet.

Verarbeitung

In der Industrie erfolgt die Applikation durch Heißleimgeräte mit Heizschläuchen und Auftragsköpfen. Je nach Lieferform/Gebindeform des Klebstoffes (Granulat, Blockware, Fassware) kommen unterschiedliche Versorgungssysteme (z. B. Extruder, Tank, Fass-Schmelzer) zum Einsatz.

Geschichte

Birken waren die Grundlage des wahrscheinlich ersten Klebstoffs der Menschheitsgeschichte, das aus Birkenrinde durch Trockendestillation gewonnene Birkenpech, ein Schmelzklebstoff, der sowohl Neandertalern als auch dem modernen Menschen (Homo sapiens der Cro-Magnon-Epoche) bei der Herstellung von Werkzeugen diente:

Die Neandertaler verwandten schon vor mindestens ca. 45.000 Jahren, vielleicht aber auch wesentlich früher, das Birkenpech, um Stein und Holz ihrer Waffen und Werkzeuge miteinander zu verbinden.

Der steinzeitliche Mann, der 3340 v. Chr. auf dem Similaun starb und in der Neuzeit als Gletschermumie aufgefunden wurde, Ötzi genannt, befestigte die aus dem Holz des Wolligen Schneeballs gefertigten Schäfte seiner Pfeile mit den Spitzen aus Feuerstein mittels Pflanzenfasern und Birkenpech.

Weblinks