Что такое термоклей?

08/11/2019

Термоклей – термопластичный материал, твердый при комнатной температуре. Его расплавляют и наносят на склеиваемые поверхности. При остывании и достижении температуры ниже температуры плавления клей затвердевает. Этим термоклей (его также называют клей-расплав или хот-мелт) отличается от прочих клеев, для которых требуется дополнительное химическое отверждение или которые затвердевают при испарении основы (растворителя или воды).

Термоклеи стали частью нашей повседневной жизни. С развитием высокоскоростного производственного и технологического оборудования термоклеи стали использоваться в различных областях, включая целлюлозно-бумажною промышленность, упаковочную промышленность, полиграфию, этикетирование, сборку изделий и изготовление одноразовых гигиенических материалов.

В зависимости от конечного применения, основу термоклеёв могут составлять различные виды полимеров:

  • сополимеры этилена с винилацетатом (EVA);
  • сополимеры стирола и изопрена (SIS);
  • сополимеры бутадиена и стирола (SBS);
  • сополимеры этилена и этилакрилата (EEA);
  • реактивный полиуретан (PUR).

Эти полимеры, сами по себе не дают всего спектра характеристик необходимых для конечного продукта. Таким образом, для усиления действия полимера в рецептуру клея добавляются разнообразные добавки, улучшающие его свойства – смолы, воски, антиоксиданты, пластификаторы и другие химические вещества.

Преимущества термоклеев

Термоклеи на сегодняшний день принадлежат к категории экологически чистых продуктов, мировой объем продаж которых постоянно растет. Чистые и легко наносимые, совместимые с большинством материалов и низкие по стоимости, термоклеи могут увеличить производительность и сократить издержки производства благодаря времени, сэкономленному за счет быстрого нанесения клея.

Термоклеи – более влагостойкие, чем клеи на водной основе, менее подвержены влиянию конденсата и влаги, хотя при нанесении на влажную или мокрую поверхность клеевое соединение может оказаться недостаточно надежным.

Термоклеи наносятся в расплавленном состоянии и должны равномерно распределяться по склеиваемым поверхностям для достижения достаточного проникновения в материал и требуемой адгезии. Таким образом, вязкость, которая зависит от температуры, является одной из наиболее важных рабочих характеристик термоклея. Более высокая вязкость термоклеев по сравнению с клеями на основе растворителя или воды и их способность заполнять полости, позволяют использовать их на различных пористых и непористых основах, не нарушая прочности соединения.

Термоклеи – это твердые вещества, поэтому они упрощают процессы транспортировки и хранения и уменьшают их стоимость.

Однако у термоклеев есть ограничения, которые необходимо учитывать. Поскольку термоклей является термопластической массой, то воздействие высоких температур может привести к повторному расплавлению клея.

Применения термоклеев

Термоклеи используются в промышленности для широкого спектра работ. Но один из основных потребителей – это упаковочная промышленность, на долю которой на мировом уровне приходится свыше 70% термоклеев, которые используются здесь в следующих процессах:

  • производство и запечатывание коробок;
  • обёртывание (wrap-around);
  • формирование лотков – поддонов;
  • изготовление и склеивание упаковки;
  • приклеивание соломинки к упаковке напитков;
  • этикетирование;
  • изготовление и запечатывание бумажных пакетов и мешков;
  • стабилизация поддонов;
  • упаковка бумаги в пачки;
  • упаковка рулонов бумаги;
  • приклеивание боковых клапанов к рулонам бумаги.

Выбор термоклея

На клей приходится очень небольшая доля общей стоимости конечного продукта. Но если клей выбран не верно, то под угрозой оказывается качество конечного продукта. Знание мельчайших деталей технологического процесса определяет эффективность работы клея.

Клей должен наноситься равномерно и быстро. Его свойства должны подходить различным материалам, скоростным режимам технологического оборудования и методам нанесения в различных производственных условиях. Клеи также должны отвечать жестким эксплуатационным требованиям конечного потребителя - от глубокой заморозки до сильного нагрева и высокой влажности среды.

Выбор технологически подходящего клея может показаться сложной задачей, но, знание основных характеристик клея существенно упрощает процесс выбора.

Каждый клей характеризуется определенной клеящей способностью, которая зависит от таких свойств, как вязкость, время открытой выдержки клея, время схватывания, температура размягчения, схватывание при высокой температуре, адгезия и прочность соединения.

Следует учитывать, что в большинстве случаев недостаточная надежность клеевых соединений происходит не из-за плохой клеящей способности клея, а вследствие использования неподходящего клея или неправильного его нанесения.

Правильный выбор подходящего клея обычно начинается с определения требований, которым он должен отвечать.

При каких условиях будет эксплуатироваться склеенная упаковка? Примерами возможных воздействий могут служить нагрузка на клеевое соединение, высокая или низкая температура, влажность или условия транспортировки.

Какие материалы необходимо соединить: пористые, непористые, жиростойкие, материалы, покрытые ультрафиолетовым лаком, воском, полиэтиленом или фольгой? Имеется ли непосредственный контакт клея с продуктами в случае с пищевой упаковкой?

Какой метод нанесения клея используется - впрыскивание (при помощи форсунки), нанесение при помощи ролика или распылителя? Метод нанесения определяет максимально допустимую величину вязкости клея при температуре нанесения и влияет на тип выбираемого клея (гранулированный или с остаточной липкостью).

Как долго должен клей оставаться термостойким при рабочей температуре без ухудшения его качества?

Какие требования к техническим характеристикам клея обусловлены оборудованием? Например, ко времени схватывания. Обусловлено ли короткое время сжатия высокой скоростью оборудования? Необходима ли более высокая клеящая способность или нужно продолжительное открытое время для надежного склеивания?

Какой цвет клея подходит для используемых поверхностей?

Основные понятия

Клеевое соединение

Клеевое соединение – скрепление двух поверхностей с помощью клея. Клей определяется как связующее вещество, соединяющее материалы посредством адгезии и когезии.

Адгезия и когезия

Адгезия – возникновение связи между поверхностными слоями однородных или разнородных тел, приведённых в соприкосновение. 

Когезия – сцепление друг с другом частей одного и того же тела (в нашем случае клея), обусловленное действием сил межмолекулярного взаимодействия (или других) и приводящее к объединению этих частей в единое целое. Адгезия и когезия обеспечивают устойчивость клеевого соединения к внешним воздействиям.

Внешние воздействия на соединение

Клеевые соединения могут подвергаться следующим внешним воздействиям:

  • отслаивание;
  • сдвиг;
  • смещение;
  • растяжение;
  • сжатие;
  • кручение.

Время открытой выдержки клея

Время открытой выдержки клея - интервал времени от нанесения термоклея до фактического склеивания поверхностей. Данное время должно соответствовать технологическим циклам оборудования.

Время схватывания и время сжатия

Для надежного соединения расплавленный клей должен прочно застыть между поверхностями. Прочность соединения и время его схватывания зависят от состава клея. Время открытой выдержки клея и время схватывания обычно рассматриваются как взаимосвязанные характеристики. Время открытой выдержки клея и время сжатия склеиваемых поверхностей в машине должны совместно оцениваться для определения возможности получения эффективного соединения.

Чем сильнее сжимаются две поверхности, тем лучше расплавленный клей проникает внутрь материала, обеспечивая надежное соединение. Сильное сжатие сокращает время схватывания. Сжатие играет особенно существенную роль, если поверхности представляют собой плотный и неволокнистый материал.

Клеящая способность в горячем виде

Если время сжатия на машине меньше, чем время схватывания клея, то его клеящая способность может, к примеру, удерживать склеиваемые клапаны картонной коробки вместе до тех пор, пока клей не затвердеет. Другими словами, если во время технологического цикла клей остается на поверхности в расплавленном виде на продолжительное время, то его клеящая способность может обеспечить прочное клеевое соединение даже без надлежащего проникновения и сжатия.

Контроль температуры

У каждого термоклея есть диапазон идеальной температуры нанесения. Если температура слишком высокая, вязкость будет низкой и клей может течь или разбрызгиваться при нанесении. Если температура слишком низкая, то вязкость клея будет высокой, и при нанесении клея через форсунку могут появиться нити, загрязняющие оборудование и снижающие эффективность его работы.

Все новости
Поделиться