Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung eines Verfahrens zur einfachen und schnellen Abschätzung der Adhäsion in Klebsystemen mittels Wetting Envelope

Zwar ist bekannt, dass kontrollierbare Oberflächeneigenschaften, wie u. a. Oberflächenenergie bzw. Benetzbarkeit und Oberflächenrauheit entscheidend für den Adhäsionsaufbau sind, jedoch gibt es in der Klebtechnik aktuell noch kein etabliertes Verfahren zur einfachen und schnellen Vorhersage der Adhäsion von Klebstoff und Fügepartner. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es deshalb, das in der Lackbranche bereits etablierte Modell der Wetting Envelope, welches sich ausschließlich auf Benetzbarkeit stützt, auf Klebstoffe zu übertragen. Die Bestimmung der Oberflächenenergie von Klebstoffen erfolgt üblicherweise durch Kontaktwinkelmessungen am hängenden Tropfen. Diese Methode stößt jedoch ab einer gewissen Klebstoffviskosität an ihre Grenzen, weswegen im Projekt alternative Messverfahren zur Bestimmung der Oberflächenenergie (inverse Gaschromatographie, Elektronenspektroskopie) evaluiert und eingesetzt werden. Zudem wird das Modell um den Einfluss von Füllstoffen in Klebstoffen, der Klebstoffviskosität sowie der Oberflächenrauheit erweitert und außerdem eine mögliche Interdiffusion zwischen Fügeteil und Klebstoff mithilfe von Hansen-Löslichkeitsparametern in das bestehende Modell integriert. Durch anschließende mechanische Prüfungen wird die entwickelte Methode validiert und die gewonnenen Erkenntnisse zur Adhäsionsvorhersage in einer Datenbank zusammengefasst. Somit profitieren vor allem kleine und mittlere Unternehmen (KMU), die durch die Anwendung des erweiterten Modells der Wetting Envelope und die geschaffene Datenbank mit einem geringen Investitionsaufwand den für ihr Produkt am besten geeigneten Klebstoff schneller auswählen können. Durch die Einsparung von umfangreichen Vorversuchen zur Klebstoffauswahl, entsteht so ein Kosten-, Zeit- und Performance-Vorteil im Wettbewerb. Die wirtschaftliche Relevanz des Forschungsvorhabens wird durch das Interesse des Industrieverbands Klebstoffe e. V. als Projektinitiator unterstrichen.