Wasserbeständige Kleber und ökologische Unbedenklichkeit

Als Hersteller von wasserbasierten Klebstoffen werden wir oft gefragt, ob unsere Produkte wasserbeständig sind. Im Klebermarkt hält sich hartnäckig die Meinung, dass auf Basis von wässrigen Dispersionen hergestellte Klebefilme eine geringere Wasserbeständigkeit als lösemittelhaltige Klebesysteme aufweisen. ATP ist jedoch in der Lage wasserbasierende Klebesysteme herzustellen, die sich weder verfärben noch bei Wasserkontakt auflösen.

Um sich mit diesem Thema ernsthaft auseinanderzusetzen müssen zuerst die beiden Betrachtungsweisen der Bedeutung von "Wasserbeständigkeit" beleuchtet werden. Beide beziehen sich auf je einen spezifischen Aspekt und haben einen Einfluss auf das Endresultat des Produkts:

1. Der Vorgang des "Weiss-Anlaufens", der durch die Einlagerung von Wassermolekülen in den Klebefilm entsteht (siehe Abb. 1 mit einer Weiss-Färbung, die an einem Schaufenster sichtbar ist). Dieses Phänomen stellt eine visuelle Beeinträchtigung dar und ist von besonderer Bedeutung bei Sichtanwendungen wie zum Beispiel dem "No label look" oder bei graphischen Schutzfolien bzw. Schutzlaminaten.

2. Die Wasserbeständigkeit ist von der Verbundfestigkeit des Klebebandes im verklebten Zustand beim Einwirken von Wasser bzw. Feuchtigkeit abhängig. Bei vielen technischen Anwendungen ist es nicht von Bedeutung, ob ein Klebefilm sich verfärbt. Die Verbundfestigkeit zwischen den verklebten Substraten ist der ausschlaggebende Faktor.

Abb. 1: Weissfärbung hinter einem Schaufenster / Digital reverse gedruckter Digitaldruckfolie mit wasserbasiertem Kleber (Nass aufgezogen)

 

 

Wenn wir die Verbundfestigkeit detailliert betrachten, wird sofort deutlich, dass die Beschaffenheit (Rauheit, Porigkeit, usw.) und die Materialeigenschaften (Quellverhalten, Polarität, usw.) des verklebten Untergrundes einen wesentlichen Einfluss auf die Wasserbeständigkeit haben. Eine Polyamidfolie kann bei Wasserlagerung bis zu 30 Gewichtsprozent Wasser aufnehmen. Ein Material, das stark Feuchtigkeit aufsaugt wie zum Beispiel ein Top-Coat für mit Inkjet/Tintenstrahl bedruckbare Materialien, zieht extrem leicht Wasser in die Grenzschicht von Klebefilm und Substrat auf. Auf diesen Materialien ist sowohl bei den Klebern, die auf Basis von wässrigen Dispersionen hergestellt wurden, als auch für die lösemittelhaltigen Klebesysteme eine Haftung schwierig.

Durch die jahrelange Zusammenarbeit und permanenten Weiterentwicklungen mit namhaften Rohstofflieferanten ist es ATP erfolgreich gelungen ein selbstklebendes Klebesystem zu entwickeln, welches durch die Wasseraufnahme „weiss anläuft“, jedoch die Haftung zu den verklebten Substraten nicht verliert.

Wenn wir nun das Kriterium „weiss anlaufen“ untersuchen, müssen wir erst einmal fragen, wo der Unterschied zwischen einem Klebeband, das auf Basis von wässrigen Dispersionen hergestellt wurde, und einem lösemittelhaltigen Klebesystem liegt. Beide Klebefilme bestehen aus Acrylatpolymeren oder Acrylatcopolymeren, die mit den für Haftklebstoffe üblichen Monomeren wie z. B. Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat usw. hergestellt wurden.

Bis hier hin sind beide Klebefilme gleich. Es wird nun debattiert, dass der Unterschied in den Additiven liegt. Gemeint sind die Emulgatoren, die für die Herstellung von wässrigen Polymerdispersionen benötigt werden. Emulgatoren, oder oft auch Tenside genannt, sind Hilfsstoffe, die dazu dienen, zwei nicht miteinander mischbare Komponenten, wie zum Beispiel Wasser mit Öl zu vermengen und zu stabilisieren.

Diese Emulgatoren, die im Klebefilm zurückbleiben, erhöhen die Affinität zum Wasser und begünstigen somit die Einlagerung von Wasser in den Klebefilm. Eingehende Untersuchungen in den vergangenen zwei Jahren haben jedoch gezeigt, dass die Film- und Beschichtungsqualität bzw. die mechanischen Eigenschaften des Films (z. B. Vernetzungsgrad) einen wesentlich größeren Einfluss auf das „Weissanlauf“-Verhalten des Klebefilms haben als die Emulgatoren.

Neues Klebesystem (NEW adhesive) im Vergleich zu alten Industrie- sowie Laminierklebstoffen. Die Abbildung macht deutlich, wie sich unsere Kleber und insbesondere der neuste Kleber „NEW ADHESIVE“ nach 24 Stunden bei einer offenen Wasserlagerung weiss einfärben.

Diese Erkenntnis hat ATP genutzt, um gemeinsam mit seinen Rohstofflieferanten Klebefilme zu erzeugen, die ähnlich wie lösemittelhaltige Klebebänder bei einer Wasserlagerung nur extrem langsam weiss anlaufen.

Weitere Entwicklungen führten zu Klebefilmen, die selbst nach mehreren Tagen noch keine optischen Veränderungen zeigen und keine Ablöseerscheinungen hervorrufen.

Diese Eigenschaften konnte ATP auf grafische Produkte, wie zum Beispiel Schutzlaminate die auch für Aussenanwendungen bestimmt sind, ausdehnen.

Wollen Sie dem Wasser trotzen? Dann setzen Sie auf ATP!

Viele Kundennachfragen haben uns dazu bewegt auch industrielle Produkte, beispielsweise im Baubereich, weiter zu entwickeln, um auch hier beste Performance in der Wasserbeständigkeit anzubieten.

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