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INDUSTRIEELEKTRONIKEINSATZ VON KLEBEBAND IN DER

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Der Bereich der Industrieelektronik ist breit gefächert:

Von Mess- und Steuerungstechnik über LED-

Beleuchtung und Leiterplattenbestückung bis hin zur

Produktion von Power Tools oder der Automatisierung

von Fertigungstechnologien. Vieles fällt in diesen

Bereich hinein. Doch eins haben alle Anwendungen

gemeinsam: die Herausforderungen – denn die Anzahl

sowie die Leistung der elektronischen Geräte nimmt

zu, deren Größe hingegen ab. Dies wiederum erhöht

die Komplexität und Anforderungen in der gesamten

Entwicklung: Entstehende Wärme muss abgeleitet

werden, elektromagnetische Störungen müssen

vermieden werden, die Geräte müssen ausreichend

isoliert sein und zudem darf die Elektronik nicht durch

Feuchtigkeit, Schmutz oder Ähnliches geschädigt

werden.

All diese Probleme können mit dem Einsatz von

Klebeband vermieden werden. Denn es bietet meist

mehr als nur eine reine Verbindung oder Befestigung.

In diesem Whitepaper können Sie sich selbst

davon überzeugen und alles über die möglichen

Einsatzgebiete von selbstklebenden Materialien

erfahren.

INDUSTRIEELEKTRONIKEINSATZ VON KLEBEBAND IN DER

VIELE HERAUSFORDERUNGENEINE LÖSUNG

» KLEBEBAND

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ELEKTRONIK ABSCHIRMENDie Welt wird stetig technischer und digitaler – somit

befinden sich auch immer mehr elektronische Geräte

in sämtlichen Lebensbereichen um uns herum. Das

stellt die Hersteller vor große Herausforderungen, da

sich sowohl die Geräte untereinander als auch die

einzelnen Komponenten innerhalb der Geräte nicht

gegenseitig stören bzw. negativ beeinflussen dürfen.

Es muss also eine Elektromagnetische

Verträglichkeit (EMV) herrschen. Dieser Zustand

kann mithilfe von sogenannten EMV-Produkten

geschaffen werden, die für eine Absorption und

Reflexion von elektromagnetischen Wellen bzw. für

einen Potenzialausgleich sorgen. EMV-Produkte sind

beispielsweise elektrisch leitfähige Klebstofffilme,

Kupfer- und Aluminiumfolien oder Absorber.

WÄRME EFFEKTIV ABLEITENEs sind nicht nur elektrische Störungen, die auftreten,

wenn viel Elektronik bzw. Leistung auf kleinstem

Raum untergebracht werden muss. Ein weiteres

Risiko ist die Entwicklung von Wärme – diese kann

zu Leistungseinbußen und vorzeitigem Verschleiß der

Geräte führen. Auch in Beleuchtungssystemen, die über

viele Stunden im Einsatz sind, kann es durch Wärme

zu Beschädigungen und einer geringeren Lebensdauer

kommen. Ein optimiertes Wärmemanagement ist daher

das A und O. Es verbessert die Leistungsfähigkeit,

schützt die Elektronik und hilft dabei, Kosten

einzusparen.

Auch hier unterstützen Klebebänder bzw. ganz konkret

Thermal Management Produkte. Im Gegensatz zu

mechanischen Lösungen nehmen sie keinen Platz

in Anspruch und ermöglichen daher weiterhin eine

kompakte Bauweise. Eingesetzt werden dabei

beispielsweise thermisch leitfähige Klebstoff-Filme,

-Pads oder sogenannte Heat Spreader. Die Produkte

kombinieren selbstklebende Verbindungslösungen

mit hoher Wärmeleitfähigkeit und leiten die Wärme

zuverlässig von den elektronischen Bauteilen ab.

WÄRME EFFEKTIV

»ABLEITEN

ELEKTRONIK

»ABSCHIRMEN

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GESCHÜTZT UND SICHER VERBAUENKlebeband liefert Ihnen diverse Möglichkeiten

empfindliche Elektronik zu schützen. Ob einzeln

eingesetzt oder beispielsweise als selbstklebend

ausgerüsteter Schaum können damit Bauteile

abgedichtet werden, sodass weder Wasser noch

Schmutz oder andere unerwünschte Partikel

eindringen. Dies gilt auch für den sicheren Verbau

von Displays. Das richtige Material schützt

dahinterliegende Technik und sorgt für einen

stoßfesten Verbau. Zudem bietet es lichtabschirmende

Eigenschaften – alles in Einem. Durch die Verwendung

von Klebebändern können Displays somit schnell,

präzise und zugleich zuverlässig verklebt werden.

OBERFLÄCHENSCHUTZTapes und Schutzfolien bieten empfindlichen

Oberflächen wie LCDs, hochglänzenden beschichteten

Metallen sowie Glas Schutz vor Kratzern und

Beschädigungen. Der Oberflächenschutz kann dabei

permanent oder temporär sein. Je nachdem, ob

der Schutz nur für den Transport oder während der

gesamten Einsatzzeit des Geräts notwendig ist. Ist

das richtige Material gewählt, lassen sich temporäre

Schutzfolien problemlos rückstandsfrei entfernen

– permanente Schutzfolien hingegen schützen die

Oberfläche unsichtbar über die gesamte Lebensdauer.

ISOLIERUNG ELEKTRONISCHER KOMPONENTENStromführende Teile müssen isoliert werden, um einen

Ausgleich zwischen elektronischen und mechanischen

Eigenschaften zu schaffen. Die Möglichkeiten sind

vielseitig und richten sich ganz nach den benötigten

Anforderungen im Gerät. Je nach Einsatz kann ein

anderes Trägermaterial oder ein anderer Klebstoff

gewählt werden.

So halten einige Klebebänder beispielsweise

hohen Temperaturschwankung stand und haben

gleichzeitig eine hervorragende dielektrische

Durchschlagsfestigkeit. Klebeband bietet hier auf

jeden Fall immer deutlich mehr als nur eine reine

Verbindungsmöglichkeit.

Elektronik & Displays

»SICHER VERBAUEN

Elektronische Komponenten

»ISOLIEREN

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KLEBEBANDALLES RUND UMS

LinerKleber Träger

Einseitiges Klebeband

LinerKleber TrägerKleber

Doppelseitiges Klebeband

DER AUFBAUAlle Klebebänder bestehen grundsätzlich aus einem

Trägermaterial und einer oder zwei Klebstoffschichten.

Das Trägermaterial hält die Klebmasse und liefert

meist die entsprechende Funktion des Klebebands.

Daher wird je nach Einsatz des Klebebands ein anderes

Material eingesetzt. Meist werden Folien (PVC,

PET, PE, PP), Vlies, Acrylat, Schaum (PE), Gewebe

und Papier dafür genutzt. Als Klebmasse werden

beispielsweise Acrylat, Natur- oder Synthesekautschuk

verwendet.

BEGRIFFE DER KLEBETECHNIKAdhäsion beschreibt die Haftkraft, die an der

Kontaktfläche zwischen Klebstoff und zu verklebender

Oberfläche herrscht. Eine hohe Adhäsion bedeutet

also, dass das Klebeband eine starke Haftung am

Untergrund hat.

Eine Form der Adhäsion ist der Tack – also die

Soforthaftung bzw. „Anfassklebrigkeit“ eines

Klebstoffes. Er beschreibt die Stärke, mit der sich der

Klebstoff im ersten Moment mit der zu verklebenden

Oberfläche verbindet.

Wenn also schon bei kurzem Kontakt und wenig Druck

eine starke und feste Verbindung entsteht, ist der Tack

hoch.

Kohäsion beschreibt die innere Festigkeit des

Klebstoffes, also wie stark ein Klebstoff in sich selbst

zusammenhält. Ist also die Klebmasse sehr fest, hat

sie eine hohe Kohäsion. Die Moleküle des Klebstoffes

sind in diesem Fall fest miteinander verbunden und

halten gut aneinander.

Bauteil

Klebstoff

Klebstoff

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OBERFLÄCHENENERGIE Ob ein Klebeband gut auf einem Material haftet, hängt

von der Oberflächenenergie und der damit verbundenen

Benetzbarkeit ab. Man unterscheidet zwischen nieder-

und hochenergetischen Oberflächen. Je höher die

Oberflächenenergie, umso besser haftet das Klebeband.

Niederenergetische Oberflächen bieten teilweise

so wenig Haftung, dass der Kleber abperlt und

das Klebeband abrutscht bzw. „abschert“. Solche

Oberflächen sind zum Beispiel Polyethylen und Natur-

sowie Silikonkautschuk. Durch eine entsprechende

Vorbehandlung kann die Benetzung jedoch erhöht und

die Verklebbarkeit verbessert werden.

Bei hochenergetischen Oberflächen hat der Klebstoff

die Möglichkeit, sich flächig auf dem Untergrund

auszubreiten. Hochenergetische Oberflächen sind

beispielsweise Stahl, Aluminium, PVC oder PET.

Welche Oberflächenenergie vorherrscht, lässt sich

mit einem Tintentest ermitteln. Bei niederenergetischen

Oberflächen bilden sich Tröpfchen und sie sind schlecht

zu verkleben. Bei hochenergetischen Oberflächen

hingegeben verläuft die Tinte – sie werden also

ausreichend benetzt und sind gut zu verkleben.

ANFANGS- UND ENDKLEBKRAFTDie volle Klebkraft eines Klebebands ist direkt

nach dem Aufbringen zunächst geringer als nach

einer bestimmten Zeit. Wie lang es dauert, bis die

Endklebkraft erreicht ist, hängt vom Klebmassetyp, der

Temperatur, dem Anpressdruck sowie dem Untergrund

ab. Der Einsatz von Haftvermittlern und eine höhere

Temperatur verkürzen die Zeit bis zur Endfestigkeit der

Verklebung.

Synthese- und Naturkautschukhaftklebstoffe benötigen

weniger Zeit als Haftklebstoffe auf Acrylatbasis.

Bei Letzteren kann man davon ausgehen, dass die

Endfestigkeit nach 72 Stunden erreicht ist.

schlecht zu verkleben gut zu verkleben sehr gut zu verkleben

niederenergetisch hochenergetisch

KLEBMASSE

Reinacrylat

Modifiziertes Acrylat

Naturkautschuk

EVA

Synthesekautschuk

UNTERGRUND

Stahl

Polyethylenterephthalat

Polymethylmethacrylat

Polyurethan

Glas

Polycarbonat

Acrylnitril -Butadien-Styrol

Hart-Polyvinylchlorid

Polypropylen geprimert

Weich-Polyvinylchlorid

Aluminium

Polystyrol

Polyvinylacetat

Polyethylen

Polypropylen

Polytetrafluorethylen, Teflon®

20 30 40 50 mN/m=dyn/cm

OBERFLÄCHENENERGIE NACH MATERIAL

Synthesekautschuk NaturkautschukModifiziertes AcrylatReinacrylat

100%

75%

50 %

25%

0%

Klebkraft

Zeit

Zusammenspiel von Adhäsion, Kohäsion und TackBei permanenten Verklebungen stehen Ko- und

Adhäsion im Vordergrund, da die Festigkeit der

Verbindung entscheidend ist. Es ist meist zweitrangig,

wie stark die Klebkraft im ersten Moment der

Berührung ist (Tack). Die Verklebung muss langlebig

sowie stabil sein und äußere Faktoren dürfen sie nicht

beeinflussen.

Temporäre Verklebungen hingegen sind abhängig

von Kohäsion und Tack. Um sofort zu haften, muss

ein hoher Tack vorliegen. Damit die Verklebung dann

wiederum ohne Rückstände entfernt werden kann,

wird eine hohe Kohäsion benötigt – diese sorgt dafür,

dass die Moleküle fest miteinander verbunden sind

und beim Entfernen nicht „auseinanderreißen“. Die

Haftung hingegen – also die Adhäsion – muss nicht

stark sein, da die Verklebung wieder gelöst wird.

Abbildungen und Tabellen: tesa SE

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Die Anforderungen an ein Klebeband unterscheiden sich je nach Einsatz stark, daher sollte man sich vorab

folgende Fragen stellen:

1. Für welchen Einsatz ist es gedacht und welches Material soll miteinander verbunden werden?Um zu wissen, welches Klebeband verwendet werden

kann, muss klar sein, welche Art von Materialien

miteinander verbunden werden sollen bzw. ob

überhaupt ein Verbund stattfinden oder eventuell

nur eine Fläche zum Schutz beklebt werden soll.

Außerdem muss geklärt sein, ob der Einsatz

permanent oder temporär erfolgt. Je nachdem muss

das Produkt entweder extrem beständig oder leicht

und rückstandfrei zu entfernen sein.

Auch die Struktur der Oberfläche, die verklebt

werden soll, muss betrachtet werden. Ist sie eher rau,

muss das Klebeband eventuell ausgleichend wirken. In

diesen Fällen kann eine weiche Klebemasse oder ein

flexibles und weiches Trägermaterial genutzt werden.

Zudem entscheidet sich hier, ob Oberflächen

gegebenenfalls einer Vorbehandlung unterzogen

werden müssen. Niederenergetische Oberflächen

können beispielsweise mit einer Plasma-Behandlung

oder durch den Einsatz von Haftvermittlern auf die

Verklebung vorbereitet werden. Außerdem muss das

Wärmeausdehnungsverhalten berücksichtigt werden,

welches je nach Material unterschiedlich sein kann und

daher vom Klebeband ausgeglichen werden muss.

2. Unter welchen Temperaturen wird es eingesetzt?Die Einflüsse der Temperatur auf eine Verklebung

sind hoch – daher muss klar sein, welcher Wärme

oder Kälte das Material ausgesetzt sein wird. Ist

die Temperatur zu hoch, kann die Klebemasse

weich werden und schließlich ihre Klebkraft

verlieren. Ist sie zu niedrig, wird die Klebemasse

hart und ist nicht mehr flexibel bzw. formbar und

verliert ihre dämpfenden Eigenschaften. Wichtig

zu wissen ist, dass immer zwischen Kurzzeit- und

Langzeittemperaturbeständigkeit unterschieden wird.

KLEBEBANDDAS RICHTIGE

Oberfläche

Klebstoff

15 14

3 Welchen Umwelteinflüssen ist es ausgesetzt?Soll das Material im Außenbereich eingesetzt werden,

ist zu berücksichtigen, dass es Belastungen durch

Feuchtigkeit und UV-Strahlung ausgesetzt sein kann.

Um die Verklebung vor Feuchtigkeit zu schützen,

können Haftvermittler eingesetzt werden, die dafür

sorgen, dass keine Feuchtigkeit in die Klebefuge

eindringt.

Der Einfluss von UV-Strahlung kann enorme Folgen für

die Verklebung haben. Trägermaterial und Klebemasse

können sich verändern und schlimmstenfalls nicht

mehr entfernt werden. Daher ist es wichtig, auf eine

gute UV-Beständigkeit zu achten.

4. Welchen Belastungen unterliegt es?Unterschiedliche Belastungsarten wirken sich auf die

Leistung der Klebeverbindung aus. Auch dies muss bei

der Wahl des Klebebands berücksichtigt werden.

Klebemasse UV- & WitterungsbeständigkeitSynthesekautschuk Wochen

Naturkautschuk Monate

Acrylat Monate bis Jahre

Silikon Monate bis Jahre

Trägermaterial UV- & WitterungsbeständigkeitPapier 3 Monate

PE/PP 1–3 Monate

PVC 1 Jahr

PET 1 Jahr

Scherkraft Zugkraft Schälkraft Spaltkraft

Belastungsart Wirkungsfläche BelastbarkeitScherkraft groß hoch

Zugkraft groß hoch

Schälkraft klein gering

Spaltkraft gering gering

5. Werden Lösemittel verwendet?Achtung ist bei der Nutzung von Lösemitteln geboten.

Gegenüber diesen sind Klebebänder hoch sensibel,

da es sowohl das Trägermaterial als auch polymere

Haftklebstoffe aufquellen lässt oder diese sogar

lösen kann. Auch der Untergrund beeinflusst die

Lösemittelbeständigkeit der Verklebung.

Abbildungen und Tabellen: tesa SE

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Wie Sie sehen, ist Klebeband nicht gleich Klebeband

und Nuancen entscheiden darüber, welches Material

am besten geeignet ist. Wir empfehlen Ihnen

daher, sich immer an einen Spezialisten für die

Klebebandweiterverarbeitung zu wenden, um Ihren

Ansprüchen in der Anwendung gerecht zu werden.

Sie sparen damit Zeit, Geld und Nerven.

Wenn Sie also überlegen zukünftig Klebebebend

einzusetzen, doch noch nicht genau wissen, was sie

benötigen und ob Ihre Wünsche überhaupt umgesetzt

werden können, stehen wir Ihnen gern zur Seite.

Wir finden das richtige Material und bringen es in

die passende Aufmachung, um Ihren Prozess sicher,

schlanker und langfristig kostengünstiger zu gestalten.

GAR NICHT SO EINFACH, WAS?