Experimentelle Versuche von Viscotec und Delo

Hochgefüllte Klebstoffe im Langzeittest

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Füllstoffe in Klebstoffen und Vergussmassen können in Dosieranlagen zu mechanischem Abrieb führen, weshalb hochgefüllte Klebstoffe als schwer dosierbar gelten. Tatsächlich lassen sie sich aber lang-fristig zuverlässig und präzise dosieren. Das ist das Ergebnis experimenteller Versuche von Viscotec und Delo Industrie Klebstoffe mit insgesamt mehr als sechs Millionen Dosierzyklen.

Matthias Stollberg, Leiter Unternehmenskommunikation, Delo Industrie Klebstoffe GmbH & Co. KGaA, Windach

Inhaltsverzeichnis

1. Viscotec-Dosiergeräte
2. Zyklisches Dosieren in 24 Langzeit-Versuchen
3. Rotore und Elastomer-Statore vermessen

Die Anforderungen an die chemische Beständigkeit von Klebstoffen steigen in vielen Branchen, etwa in der Automobil- oder der Elektronikindustrie. Gleiches gilt für ihre Temperaturfestigkeit also die Fähigkeit, Temperaturspitzen nicht nur zu überstehen, sondern auch bei hohen Temperaturen eine gute Haftung zu zeigen. Wegen dieser gestiegenen Anforderungen und um Eigenschaften wie elektrische bzw. thermische Leitfähigkeit oder angepasste Ausdehnungskoeffizienten zu erreichen, füllen Klebstoffhersteller ihre Produkte mit zusätzlichen Rohstoffen. Diese robusten, meist mineralischen oder metallischen Füllstoffe finden also einen häufigeren Einsatz in Klebstoffen. Sie gelten jedoch als abrasiv und damit schwer dosierbar – zu Unrecht, wie jetzt Langzeittests gezeigt haben.

Viscotec-Dosiergeräte

Dabei wurden Viscotec-Dosiergeräte der Eco-Pen- und RD-Baureihe mit je zwei verschiedenen Elastomer-Statoren untersucht. Als Klebstoffe kamen sechs Epoxidharze von Delo mit jeweils unterschiedlichen Füllstofftypen wie beispielsweise Quartz oder Mineralfasern zum Einsatz. Der Füllstoffanteil lag in allen Fällen zwischen 25 und 50 %, einem für Klebstoffe typischen Bereich. Weiterhin unterschieden sich diese in der Partikelform sowie Korngrößenverteilung.

Zunächst wurden die Statore 168 Stunden in Klebstoff eingelegt, um ihre grundsätzliche chemische Eignung für einen Langzeit-Kontakt zu prüfen. Im Anschluss wurden die Veränderung der Masse, die Maßhaltigkeit sowie die Härte und Elastizität der Elastomere untersucht. Dabei kam es zu keinen Auffälligkeiten oder Abweichungen außerhalb der engen Fertigungstoleranzen. Somit konnten chemische Wechselwirkungen zwischen den Klebstoffen und den Elastomeren ausgeschlossen werden. Dies ist eine grundlegende Voraussetzung, um zum einen negative Einflüsse auf die Klebstoffe und deren Eigenschaften ausschließen zu können. Zum anderen ist dies unabdingbar, um eine prozesssichere Dosierung der Klebstoffe gewährleisten zu können.

Zyklisches Dosieren in 24 Langzeit-Versuchen

In den anschließenden 24 Langzeit-Versuchen (alle Kombinationen der zwei Dispenser mit je zwei Elastomeren und der sechs Klebstoffe) wurde zyklisch dosiert: Auf zwei Sekunden Dosieren folgte eine Sekunde Pause, um ein typisches Dosierverhalten von automatisierten Fertigungsprozessen zu simulieren. Pro Versuchsreihe kam es so zu knapp 300.000 Dosierzyklen mit je 66,7 µl Klebstoff für den Eco-Pen-Dispenser und 0,5 ml für den RD-Dispenser, was insgesamt etwa 30 kg bzw. 240 kg dosierter Menge entsprach. Nach je 20 Stunden wurden drei Dosierschüsse gewogen und über den Zeitverlauf verglichen. Eine Veränderung ihrer Masse würde auf einen Verschleiß am Dispenser durch eine abrasive Wirkung der Klebstoffe hindeuten. Um zusätzlich eine präzisere Auflösung der Wiederholgenauigkeit der Einzeldosierungen zu ermitteln, wurden zu Beginn, bei halber Laufzeit und am Ende des Langzeittests jeweils 50 Dosierschüsse aufgenommen, wie im Diagramm ersichtlich. Tatsächlich, so das Ergebnis der Tests mit insgesamt mehr als sechs Millionen Dosierzyklen, war eine präzise und wiederholgenaue Dosierung über alle Versuchspaare gegeben.

„Die Versuche zeigen, dass selbst harte Füllstoffe in Kombination mit hohen Füllgraden einer dauerhaft zuverlässigen und reproduzierbaren Dosierung unserer High-Performance-Klebstoffe nicht im Weg stehen“, sagt Karl Bitzer, Gesamtleiter Produktmanagement Delo.

Rotore und Elastomer-Statore vermessen

Vor und nach den Dauerlaufversuchen wurden zudem die aus hartverchromtem Edelstahl bestehenden Rotore und die Elastomer-Statore der Dosiergeräte vermessen. Das Ergebnis: Nach den jeweils knapp 300.000 Dosierzyklen waren an den Rotoren keine und an den Statoren nur minimale Verschleißerscheinungen erkennbar. Die Veränderungen an den Statoren war dabei so gering, dass die Maße noch immer innerhalb der engen Fertigungstoleranzen lagen.

„Für alle Dispenser und Statore war eine dauerhaft wiederholgenaue und präzise Dosierung möglich. Dies zeigt sich dadurch, dass trotz der abrasiven Testmedien und der vielen Dosierzyklen ein Ende der Lebenszeit unserer Dosiergeräte innerhalb der Testdauer nicht erreicht werden konnte.“ ergänzt Manuel Paintmayer, Relationship Management Material Manufacturing bei Viscotec. „Das ist ein wirklich schönes Ergebnis.“

Wie die experimentell angelegten Langzeitversuche gezeigt haben, ist das zuverlässige Dosieren hochgefüllter Klebstoffe also kein grundsätzliches Problem, sondern eine Frage des geeigneten Dosiergeräts. bt

www.delo.de

Weiterführende Informationen zum Thema Kleben
mit Kurzlink:
hier.pro/PS6q8


„Dauerhaft wiederholgenaue und präzise Dosierung ist möglich.“


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