Taśma odkleja się najczęściej z powodu niewłaściwego doboru produktu, zabrudzonego podłoża, nieodpowiednich warunków aplikacji, zbyt słabego docisku lub błędnie zaprojektowanego połączenia. Nawet taśma o wysokiej wytrzymałości nie stworzy trwałej spoiny, jeśli nie zostanie dopasowana do materiałów i prawidłowo zaaplikowana. Problemu nie należy więc rozpatrywać wyłącznie jako wady samej taśmy. Na jakość połączenia wpływa cały proces: od rozpoznania rodzaju tworzywa, przez przygotowanie powierzchni, aż po zapewnienie odpowiedniego czasu na osiągnięcie pełnej wytrzymałości.
Taśma odkleja się, gdy klej nie może uzyskać odpowiedniej przyczepności do podłoża albo połączenie zostaje poddane obciążeniom, do których nie zostało zaprojektowane. Przyczyną może być zarówno obecność tłuszczu lub wilgoci, jak i niewłaściwy typ taśmy, temperatura aplikacji, brak docisku czy zbyt mała powierzchnia klejenia.
Najczęściej popełniane błędy to:
niewłaściwy dobór taśmy do łączonych materiałów,
niestabilne lub nieodpowiednie warunki klejenia,
brak właściwego przygotowania powierzchni,
nieprawidłowa aplikacja taśmy,
błędnie zaprojektowane połączenie klejowe.
Każdy z tych czynników może samodzielnie osłabić spoinę. W praktyce często występują jednak jednocześnie, dlatego podczas diagnozowania problemu warto przeanalizować cały proces klejenia.
Taśmę należy dobierać do konkretnych materiałów, a nie do ogólnej kategorii, takiej jak „plastik”, „metal” czy „guma”. Poliwęglan, ABS, poliuretan, polietylen i PTFE mają inne właściwości powierzchniowe, dlatego ta sama taśma może mocno przylegać do jednego tworzywa, a na innym nie zapewnić stabilnego połączenia.
Samo stwierdzenie, że należy skleić „plastik z plastikiem”, nie wystarcza. Przed wyborem produktu trzeba ustalić:
z jakiego dokładnie tworzywa wykonano oba elementy,
czy powierzchnia jest lakierowana lub powlekana,
czy materiał zawiera plastyfikatory,
jaka jest jego energia powierzchniowa,
na jakie temperatury, wilgoć i obciążenia będzie narażone połączenie.
Materiały o wysokiej energii powierzchniowej, takie jak szkło, stal czy aluminium, są zwykle łatwiejsze do klejenia. Większego problemu mogą dostarczać podłoża o niskiej energii powierzchniowej, na przykład polietylen i niektóre odmiany polipropylenu. Do ich łączenia potrzebne są taśmy przeznaczone do materiałów LSE, odpowiedni primer albo inna technologia klejenia. Powierzchnie oddziałują z klejami w różny sposób, dlatego oba podłoża powinny zostać ocenione pod kątem zwilżania i możliwej do uzyskania przyczepności.
Szczególnie trudne do klejenia są między innymi:
PTFE, czyli teflon,
polietylen,
acetal,
niektóre przezroczyste tworzywa polietylenowe.
Nie oznacza to, że każde takie połączenie jest niemożliwe. Wymaga jednak indywidualnej oceny, testów i zastosowania produktu przeznaczonego do konkretnego podłoża. Załączone koło doboru materiałów dobrze pokazuje, że rekomendacja taśmy zmienia się zależnie od tego, czy łączone są tworzywa sztuczne, powierzchnie przezroczyste czy metale.
Temperatura podczas aplikacji wpływa przede wszystkim na szybkość zwilżania podłoża i narastania wytrzymałości spoiny. W niskiej temperaturze klej staje się mniej podatny i wolniej wiąże, natomiast podwyższona temperatura może przyspieszyć proces. Zawsze należy jednak przestrzegać zakresu określonego dla konkretnej taśmy.
Trzeba rozróżnić dwie kwestie:
temperaturę aplikacji – warunki panujące podczas naklejania taśmy,
temperaturę eksploatacji – warunki, w których gotowe połączenie będzie później pracować.
Taśma może być odporna na niską temperaturę po utworzeniu spoiny, ale jednocześnie wymagać aplikacji w temperaturze pokojowej. Wyjątkiem są produkty przeznaczone do klejenia w chłodzie. Przykładowo niektóre kleje akrylowe niskotemperaturowe pozwalają na aplikację w temperaturze bliskiej 0°C, podczas gdy wiele standardowych klejów akrylowych wymaga co najmniej około 10°C.
Problemem może być również:
kondensacja wilgoci na chłodnym elemencie,
przeniesienie taśmy z zimnego magazynu bez jej aklimatyzacji,
duże wahania temperatury w trakcie montażu,
klejenie na mokrej lub zawilgoconej powierzchni.
Elementy i taśma powinny osiągnąć stabilną temperaturę przed rozpoczęciem pracy. Powierzchnia musi być sucha, ponieważ nawet cienka, niewidoczna warstwa wilgoci ogranicza bezpośredni kontakt kleju z podłożem.
Powierzchnia przed klejeniem musi być czysta, sucha, stabilna i pozbawiona tłuszczu, kurzu, rdzy oraz luźnych powłok. Zanieczyszczenia tworzą warstwę oddzielającą klej od właściwego podłoża. Taśma przylega wtedy do brudu lub oleju, a nie do materiału konstrukcyjnego.
Podstawowe przygotowanie powierzchni obejmuje:
usunięcie luźnych zabrudzeń,
odtłuszczenie podłoża,
pozostawienie powierzchni do całkowitego wyschnięcia,
ewentualne zmatowienie lub zeszlifowanie tlenków,
ponowne oczyszczenie po obróbce mechanicznej.
W przypadku taśm VHB producent zaleca oczyszczenie powierzchni alkoholem izopropylowym wymieszanym z wodą w proporcji 70:30 lub przeznaczonym do tego środkiem czyszczącym.
Sposób przygotowania trzeba dostosować do podłoża:
oleje i smary – zastosować odpowiedni odtłuszczacz lub środek na bazie rozpuszczalnika,
rdza i tlenki – powierzchnię oczyścić, zeszlifować i ponownie oczyścić,
drewno, beton i płyty wiórowe – powierzchnię uszczelnić lub zagruntować,
szkło – rozważyć właściwy promotor adhezji,
tworzywa sztuczne i powierzchnie lakierowane – sprawdzić, czy potrzebny jest primer.
Primer zwiększa przyczepność taśmy do wymagających podłoży, szczególnie tworzyw o niskiej energii powierzchniowej, powłok lakierowanych, gumy i niektórych metali. Tworzy warstwę pośrednią, która poprawia zwilżanie powierzchni przez klej i pomaga uzyskać bardziej stabilną spoinę.
Primer nie powinien być jednak traktowany jako uniwersalny sposób naprawiania źle dobranej taśmy. Preparat musi być dopasowany do rodzaju powierzchni. Inny produkt może być przeznaczony do szkła, inny do materiałów LSE, a jeszcze inny do powierzchni lakierowanych.
Więcej informacji o przygotowaniu podłoża i zastosowaniu preparatów zwiększających adhezję znajduje się w poradniku: Primer do taśm klejących 3M – sekret trwałego połączenia. Primer może zwiększać przyczepność, ale powierzchnia przed jego zastosowaniem nadal musi być czysta, sucha i odtłuszczona.
Taśma wymaga równomiernego i odpowiednio mocnego docisku, ponieważ klej musi dokładnie zwilżyć powierzchnię podłoża. Samo lekkie przyłożenie materiału nie wystarcza. Brak docisku pozostawia miejsca o ograniczonym kontakcie, szczególnie na powierzchniach chropowatych, profilowanych lub lekko nierównych.
Podczas aplikacji należy:
precyzyjnie ułożyć taśmę już przy pierwszej próbie,
unikać dotykania warstwy klejącej,
nie naciągać taśmy podczas naklejania,
dociskać ją równomiernie na całej długości,
zastosować wałek dociskowy,
pozostawić połączenie bez pełnego obciążenia do czasu uzyskania wymaganej wytrzymałości.
Dla taśm 3M VHB zalecany jest docisk wałkiem z siłą co najmniej 1 kg/cm². Jest on konieczny do uzyskania właściwej adhezji i mocnego połączenia.
Nie należy też odklejać i ponownie nakładać tego samego odcinka. Po pierwszym kontakcie warstwa klejąca może zebrać zanieczyszczenia albo ulec miejscowemu uszkodzeniu. Jeżeli taśma została przyklejona krzywo, bezpieczniej jest zastosować nowy fragment.
Wytrzymałość połączenia taśmowego narasta wraz z upływem czasu i nie osiąga maksymalnej wartości natychmiast po aplikacji. Dla taśm 3M VHB orientacyjnie wynosi ona około 50% po 20 minutach, 90% po 24 godzinach i 100% po 72 godzinach w odpowiednich warunkach.
Zbyt wczesne obciążenie elementu może spowodować jego przesunięcie lub oderwanie, zanim klej uzyska wystarczającą siłę. Proces wiązania przebiega wolniej w chłodzie, dlatego czas technologiczny należy dostosować do temperatury otoczenia.
Nawet prawidłowo dobrana i zaaplikowana taśma może się odkleić, jeżeli połączenie przenosi niewłaściwy rodzaj obciążenia albo ma zbyt małą powierzchnię klejenia. Najkorzystniejsze są konstrukcje, w których siły rozkładają się równomiernie na całej spoinie, zamiast koncentrować się przy jednej krawędzi.
Podczas projektowania trzeba uwzględnić:
masę i wymiary łączonych elementów,
obciążenia statyczne i dynamiczne,
drgania oraz uderzenia,
siły ścinające, rozciągające i odrywające,
rozszerzalność cieplną różnych materiałów,
sztywność i nierówności powierzchni,
długość, szerokość oraz grubość taśmy,
warunki środowiskowe i przewidywany czas eksploatacji.
Szczególnie niekorzystne jest odrywanie krawędziowe, czyli sytuacja, w której siła stopniowo odrywa taśmę od jednej strony. Połączenie powinno być zaprojektowane tak, aby obciążenie działało możliwie równolegle do powierzchni klejenia i rozkładało się na większym obszarze.
Znaczenie ma również grubość taśmy. Sztywne lub nierówne elementy mogą wymagać grubszej pianki, która lepiej dopasuje się do podłoża. Bardziej elastyczne i równe materiały mogą pozwalać na zastosowanie cieńszego wariantu. Przy projektowaniu trzeba także dobrać odpowiednią ilość taśmy do przewidywanych obciążeń.
Praktyczne zasady doboru powierzchni spoiny i sposobu przenoszenia sił opisano w materiale: Jak zaprojektować trwałe połączenie klejowe?.
Odklejającej się taśmy nie należy automatycznie zastępować mocniejszym produktem bez rozpoznania przyczyny problemu. Najpierw trzeba ustalić, czy spoina puściła na granicy kleju i powierzchni, czy doszło do uszkodzenia samej taśmy albo podłoża.
Warto sprawdzić kolejno:
z jakich materiałów wykonano oba elementy,
czy taśma jest przeznaczona do tych powierzchni,
jak podłoże zostało oczyszczone,
jaka temperatura panowała podczas aplikacji,
czy zastosowano właściwy docisk,
ile czasu upłynęło przed obciążeniem połączenia,
w jaki sposób siły działają na spoinę.
Dopiero na tej podstawie można zdecydować, czy wystarczy poprawić proces aplikacji, zastosować primer, zmienić rodzaj taśmy czy przeprojektować całe połączenie.
Nie. Tworzywa sztuczne różnią się energią powierzchniową i składem. Taśma odpowiednia do poliwęglanu lub ABS może nie zapewnić podobnej przyczepności do polietylenu, polipropylenu albo PTFE.
Można, jeżeli producent dopuszcza taką temperaturę aplikacji. Standardowe kleje mogą w chłodzie zbyt wolno zwilżać powierzchnię. Do montażu blisko 0°C stosuje się specjalne taśmy niskotemperaturowe.
Primer może wyraźnie zwiększyć przyczepność na wymagających podłożach, ale musi być dopasowany do materiału i taśmy. Nie zastępuje oczyszczenia powierzchni ani prawidłowego doboru produktu.
Docisk powinien być równomierny na całej powierzchni. W przypadku taśm 3M VHB zalecane jest użycie wałka i siły wynoszącej co najmniej 1 kg/cm².
Zależy to od taśmy i warunków. W przypadku 3M VHB wytrzymałość orientacyjnie wynosi 50% po 20 minutach, 90% po 24 godzinach i 100% po 72 godzinach.
Tak, szczególnie gdy znajduje się na powierzchni podczas aplikacji. Warstwa wilgoci ogranicza kontakt kleju z podłożem. Elementy muszą być suche, a taśma dobrana do późniejszych warunków eksploatacji.
Taśma najczęściej odkleja się nie z jednego, lecz z kilku powodów jednocześnie. Trwałe połączenie wymaga dokładnego rozpoznania materiałów, dopasowania odpowiedniej taśmy, stabilnych warunków pracy, przygotowania powierzchni, mocnego docisku i prawidłowego projektu spoiny. Kontrola tych pięciu obszarów pozwala ograniczyć reklamacje, przestoje oraz straty wynikające z ponownego montażu.
