Klebstoffe und Leime

Klebstoffe verbinden Oberflächen durch Adhäsion. Pflanzliche Harze und tierische Leime bieten unterschiedliche Möglichkeiten, Werkstoffe zusammenzufügen.

Was es ist

Ein Klebstoff hält Werkstoffe zusammen, indem er an ihren Oberflächen haftet und einer Trennung widersteht. Wie gut eine Klebung hält, hängt vom Untergrund, vom Klebstoff und vom Kontaktbereich zwischen beiden ab. So lassen sich Teile verbinden, ohne sie mit einem Befestigungselement zu durchdringen.

Tierische Leime auf Kollagenbasis und pflanzliche Klebstoffe sind verschiedene Stoffgruppen. Häute und Knochen liefern Ausgangsstoffe für tierische Leime. Zu den pflanzlichen Klebstoffen gehören Nadelbaumharze und Pech aus Birkenrinde. Ausgetretenes Baumharz und durch Verarbeitung von Rinde gewonnenes Pech haben unterschiedliche stoffliche Ursprünge. Der gemeinsame Verwendungszweck sagt noch nichts über eine einheitliche Zusammensetzung aus.

Ein kleines Feuersteinwerkzeug vom Zandmotor in den Niederlanden trägt eine etwa 50.000 Jahre alte Masse aus Birkenpech. Die Forschenden deuten sie als Griffhilfe. Durch Erosion sind die Spuren jedoch so stark beeinträchtigt, dass sich der genaue Gebrauch des Werkzeugs nicht bestimmen lässt.

Wie es funktioniert

Eine dünne Klebstoffschicht verbindet die beiden Holzflächen.

Damit eine Verbindung entsteht, muss der Klebstoff die Oberflächen benetzen: Er muss sich darauf verteilen und engen Kontakt herstellen können. Wechselwirkungen zwischen seinen Molekülen und denen des Untergrunds tragen zur Haftung bei. Je nach Werkstoff kann er auch in Poren eindringen oder Unebenheiten umschließen. Keiner dieser Mechanismen erklärt für sich allein sämtliche Klebungen.

Auch die Form der Klebfuge ist wichtig. Kräfte werden über den verklebten Bereich von einem Teil zum anderen übertragen. Die Festigkeit hängt vom Klebstoff, den Werkstoffen und deren Oberflächenzustand ab. Geeignete Prüfungen untersuchen beispielsweise Zug-, Scher- oder Schälbeanspruchungen. Ein Klebstoff für eine bestimmte Aufgabe eignet sich daher nicht automatisch für eine andere.

Bei tierischen Leimen trägt das aufbereitete Kollagen zur Haftung bei. Das Herstellungsverfahren beeinflusst Zusammensetzung und Eigenschaften des Produkts. In vorgeschichtlichen Rückständen aus den italienischen Höhlen Fossellone und Sant’Agostino wurde Harz aus der Familie der Kieferngewächse, Pinaceae, nachgewiesen. Damit ist eine Pflanzenfamilie bestimmt, keine einzelne Kiefernart. Eine Probe aus Fossellone enthielt Harz und Bienenwachs. Dieser Befund gilt nicht pauschal für alle untersuchten Objekte beider Fundorte.

So geht’s

Bei der traditionellen Herstellung tierischer Leime werden kollagenreiche Stoffe wie Häute und Knochen verarbeitet. Harzklebstoffe und Birkenpech entstehen aus anderen, pflanzlichen Ausgangsstoffen und auf anderen Wegen. Solche Verfahren verlangen fachkundige Kontrolle der Stoffe und Arbeitsbedingungen. Für eine Vorführung genügt ein handelsüblicher Klebstoff, ohne tierisches Gewebe aufzubereiten oder Rinde thermisch zu verarbeiten.

Für ein unbelastetes Modell eignen sich zwei kleine, bereits zugeschnittene Holzreste und ein gebrauchsfertiger flüssiger tierischer Leim. Er muss ausdrücklich für Holz bestimmt und ohne Erwärmen anwendbar sein. Ein solches Produkt ist Titebond Genuine Hide Glue. Laut Produktinformation muss es weder gemischt noch erwärmt werden. Vor Beginn sind Etikett und Sicherheitsdatenblatt des tatsächlich gekauften Produkts zu lesen.

Gerade so viel Druck, dass die verleimten Flächen eng anliegen, ohne das Holz zu quetschen.

Die eingestrichenen Flächen zusammenfügen und nach Herstellerangabe fixieren. Vor dem Anfassen die vorgeschriebene Trocknung abwarten. Der Hersteller verlangt einen Druck, der die Fügeflächen ausreichend aneinanderlegt; die Holzstücke sollen dabei nicht zerdrückt werden.

Sicherheit: Dieser Leim reizt die Augen und ist laut Hersteller nicht für Kinder bestimmt. Die Handhabung übernimmt eine erwachsene Person, die Augenkontakt vermeidet und die auf dem Etikett genannten Schutzmaßnahmen einhält. Die Verbindung darf keine Last tragen, kein sicherheitsrelevantes Teil reparieren und nicht im Freien verbleiben. Das Produkt ist für tragende Anwendungen und feuchte Bedingungen ungeeignet. Bei dieser Vorführung weder tierisches Gewebe aufbereiten noch Leim erhitzen, Rinde destillieren oder Lösemittel verwenden.

Geschichte und Entwicklung

Birkenpech gehört zu den frühen pflanzlichen Klebstoffen.

Zwei Abschläge aus Campitello in Italien tragen einen Klebstoff aus Birkenrinde. Die Universität Leiden ordnet die Funde in die Zeit vor etwa 200.000 Jahren ein. Degano und ihre Mitautoren schlagen anhand des faunistischen Zusammenhangs eine wahrscheinliche Zuordnung zu einer Phase zwischen 206.000 und 201.000 Jahren vor. Diese Funde sind erheblich älter als der etwa 50.000 Jahre alte Feuerstein vom Zandmotor.

Eine weitere Möglichkeit boten Nadelbaumharze. An mittelpaläolithischen Werkzeugen aus Fossellone und Sant’Agostino wurden entsprechende Rückstände chemisch bestimmt. Die Studie unterscheidet diese Stoffe von Birkenpech und weist in einem Fall Bienenwachs nach. Sie berichtet auch über Bitumen zur Schäftung in Umm el Tlel in Syrien, aus Schichten mit Datierungen von 42.000 und 70.000 Jahren. Die Befunde zeigen verschiedene Stoffe und Verwendungszusammenhänge, kein einheitliches vorgeschichtliches Rezept.

In Nahal Hemar in Israel haben sich organische Überzüge auf verschiedenen Gegenständen eines neolithischen Fundkomplexes erhalten, der etwa auf 8200 bis 7300 v. Chr. datiert wird. Proben von Körben enthalten Kollagen und Blutproteine vom Rind. Zu den Bestandteilen der untersuchten Schädelüberzüge gehört ein Harz vom Styraxtyp.

In Antike und Mittelalter kamen weitere Anwendungen hinzu. Die von Britannica zusammengetragenen Quellen nennen Fischleime für Holzgegenstände sowie Bindemittel für Handschriften. Im 18. Jahrhundert entwickelte sich die Technik der tierischen Leime und Fischleime weiter. Im 19. Jahrhundert kamen Klebstoffe auf Kautschuk- und Nitrocellulosebasis auf; im 20. Jahrhundert gewannen synthetische Klebstoffe an Bedeutung. Heutige Rezepturen sind auf unterschiedliche Festigkeiten und Einsatzbedingungen abgestimmt. Tierische Leime werden weiterhin in der Holzbearbeitung und Restaurierung verwendet.