7 zalet klejów topliwych UV, wrażliwych na nacisk: przełom w zastosowaniach klejowych

W świecie przetwórstwa producenci nieustannie poszukują innowacji, które przesuwają granice i czynią procesy bardziej wydajnymi, opłacalnymi i przyjaznymi dla środowiska. W ciągu ostatnich kilku lat akrylowe kleje topliwe UV (PSA), technologia oferująca niższe zużycie energii, niższe temperatury przetwarzania i znikome emisje, zaczynają doświadczać opóźnionego przełomu. Chociaż kleje topliwe UV (PSA) są technicznie wykonalne od prawie 40 lat, niechętni przetwórcy utrzymują je na jednocyfrowym poziomie udziału w rynku w porównaniu z tradycyjnymi formulacjami wymagającymi suszenia lub utwardzania termicznego, takimi jak kleje topliwe wodorozcieńczalne, rozpuszczalnikowe i na bazie kauczuku.

W przeciwieństwie do konwencjonalnych klejów płynnych, które wymagają wysokich temperatur i długich, energochłonnych suszarek termicznych do odparowania wody lub rozpuszczalnika, kleje PSA z wykorzystaniem promieniowania UV wykorzystują energię ultrafioletową do natychmiastowego utwardzania kleju poprzez reakcję chemiczną. Technologia ta umożliwia przetwórcom uzyskanie szerokiego zakresu pożądanych właściwości kleistości i ścinania z jednej formuły powłoki poprzez proste zwiększenie lub zmniejszenie mocy lampy, co otwiera nowe możliwości biznesowe dla producentów chętnych do wdrożenia tej technologii. Zasadniczo proces topienia z wykorzystaniem promieniowania UV poprawia wydajność produkcji, co czyni go opłacalną i bardzo atrakcyjną alternatywą dla wielu przetwórców.

W tym artykule przedstawiamy siedem korzyści, które sprawiają, że kleje termotopliwe UV, samoprzylepne, wyróżniają się na tle powszechnie stosowanych rodzajów klejów.

1. Natychmiastowe utwardzanie dla szybszej produkcji

Jedną z największych zalet klejów termotopliwych UV jest ich zdolność do natychmiastowego utwardzania pod wpływem światła ultrafioletowego. W przeciwieństwie do klejów termotopliwych na bazie kauczuku, które wymagają najpierw podgrzania, a następnie schłodzenia, aby utrwalić klej, kleje utwardzane promieniowaniem UV przechodzą pod kompaktową komorę utwardzającą UV natychmiast po nałożeniu na wstęgę i twardnieją w mniej niż sekundę.

Natychmiastowe utwardzanie skraca całkowity czas obróbki wstęgi, co jest korzystne w środowiskach produkcyjnych o dużej prędkości, ponieważ redukuje ilość pracy w toku i ogranicza ilość odpadów w razie wystąpienia problemu. Przetwórcy mogą szybciej ocenić właściwości produktu końcowego, ponieważ wstęga nie musi przechodzić przez długie suszarki ani przez szereg chłodzonych wałków, co przekłada się na mniejszą ilość odpadów.

Ponieważ kleje topliwe UV nie wymagają odparowania wody ani rozpuszczalnika, całkowicie eliminują potrzebę stosowania energochłonnych pieców termicznych, a także utleniaczy lub dopalaczy w przypadku rozpuszczalników. Skutkuje to niższymi nakładami inwestycyjnymi na zakup nowych linii, zmniejsza całkowitą powierzchnię zajmowaną przez maszyny, skraca czas przezbrajania i eliminuje wąskie gardła w procesie. Łączny wzrost wydajności przekłada się na wyższą ogólną rentowność. Natychmiastowe utwardzanie klejów topliwych UV to rozwiązanie korzystne dla wielu przetwórców.

2. Zmniejszone zużycie energii i niższa temperatura aplikacji

Kleje topliwe na bazie kauczuku wymagają wysokich temperatur aplikacji, podczas gdy kleje na bazie wody i rozpuszczalnika wymagają stosowania wysokotemperaturowych, energochłonnych suszarek termicznych. Nagrzewanie, a następnie chłodzenie kleju topliwego, a także odparowywanie rozpuszczalników, a zwłaszcza nośników wodnych, wymaga znacznych nakładów energii. Dla wielu przetwórców wyższe koszty energii nigdy nie były przekonującym powodem do odejścia od tradycyjnych metod, ale niedawny wzrost globalnych kosztów energii, ograniczenia w dostawach energii i nowe raporty dotyczące emisji skłoniły wielu do ponownego rozważenia alternatywnych rozwiązań. Ci, którzy to robią, odkrywają, że kleje PSA topliwe UV eliminują konieczność stosowania dużych, energochłonnych suszarek, zapotrzebowania na gaz ziemny i wyższych temperatur topnienia.

Ponieważ kleje termotopliwe UV PSA składają się w 100% z substancji stałych, nie zawierają wody ani rozpuszczalników. W rezultacie suszarki termiczne, które wymagają długiego nagrzewania, nieumyślnie uwalniają ciepło do otoczenia zakładu i obciążają system klimatyzacji, nie są potrzebne. Kleje termotopliwe UV PSA działają również w niższych i bezpieczniejszych temperaturach aplikacji, wynoszących od 120 do 140°C (od 250 do 284°F), w porównaniu z temperaturami klejów termotopliwych na bazie kauczuku wynoszącymi od 150 do 175°C (od 300 do 350°F). Ponieważ kleje termotopliwe UV są usieciowane, a nie utrwalane termicznie jak konwencjonalne kleje termotopliwe, nie są potrzebne dodatkowe chłodzone walce do chłodzenia kleju i wstęgi po nałożeniu kleju. W porównaniu z klejami termotopliwymi na bazie kauczuku i klejami płynnymi, cały proces jest bardziej energooszczędny.

Dzięki pracy w niższych temperaturach, kleje termotopliwe UV PSA wymagają mniej energii elektrycznej do rozładowania beczek/wiader, zbiornika na klej i podgrzewanych węży niż kleje termotopliwe na bazie gumy. Wyeliminowanie konieczności stosowania suszarek do klejów płynnych oznacza brak konieczności stosowania gazu ziemnego. Ponadto, obniżenie temperatury oznacza mniejsze zużycie sprzętu, dłuższą żywotność maszyn, niższe koszty konserwacji i bezpieczniejsze środowisko pracy.

3. Wyjątkowa wytrzymałość i trwałość wiązania

Kleje termotopliwe UV PSA, podobnie jak kleje rozpuszczalnikowe, zapewniają mocną i długotrwałą przyczepność, gwarantując trwałe połączenie materiałów w szerokim zakresie warunków środowiskowych. Unikalna reakcja chemiczna zachodząca podczas utwardzania tworzy trwałą strukturę molekularną, która zapewnia lepszą odporność na ciepło, wilgoć i naprężenia mechaniczne. W przeciwieństwie do klejów na bazie gumy i wody, które słabną pod wpływem określonych czynników środowiskowych lub mają ograniczoną trwałość, kleje termotopliwe UV PSA zachowują integralność strukturalną nawet w ekstremalnych warunkach.

Ponieważ akrylowy klej topliwy UV oferuje większą trwałość niż kleje topliwe na bazie kauczuku i kleje na bazie wody, stanowi atrakcyjną alternatywę dla przetwórców, którzy chcą rozszerzyć swoją obecną ofertę produktów na bardziej wymagające rynki. Klej topliwy UV charakteryzuje się tym, że zwiększona ekspozycja na promieniowanie UV zmniejsza lepkość i zwiększa ścinanie. Analogicznie, zmniejszenie ekspozycji na promieniowanie UV zwiększa lepkość i zmniejsza ścinanie. Oznacza to, że przetwórcy mogą uzyskać szerszy zakres właściwości użytkowych przy mniejszej liczbie jednostek magazynowych powłoki, po prostu dostosowując moc UV.

Chociaż klej topliwy UV może nie dorównywać dokładnie właściwościom użytkowym najbardziej wymagającym klejom rozpuszczalnikowym, jest do nich zbliżony. Dla wielu przetwórców możliwość dostosowania istniejących linii przetwórczych do klejów topliwych UV stanowi atrakcyjną opcję w przypadku mniej wymagających zastosowań rozpuszczalnikowych, szczególnie jeśli producenci są pod presją redukcji kosztów i poprawy zrównoważonego rozwoju w całym procesie produkcyjnym, jednocześnie zapewniając podobne właściwości użytkowe.

4. Przyjazny dla środowiska, bez szkodliwych emisji

Jedną z wyróżniających cech klejów termotopliwych UV jest ich ekologiczny skład. Chociaż kleje termotopliwe UV są wytwarzane w podobny sposób jak kleje rozpuszczalnikowe, rozpuszczalniki są usuwane w zakładzie produkcyjnym formulatora przed wysyłką do konwertera. Usunięte rozpuszczalniki są zatrzymywane i ponownie wykorzystywane do produkcji kolejnej partii kleju. Dla porównania, rozpuszczalniki w klejach rozpuszczalnikowych są zawsze transportowane do konwertera, gdzie po aplikacji muszą zostać odparowane, a następnie spalone na miejscu.

Ponieważ organizacje w całym łańcuchu dostaw są zmuszone do raportowania, a następnie ograniczania emisji z zakresu 1, 2 i 3, należy zauważyć, że klej topliwy UV nie emituje żadnych gazów cieplarnianych (GHG) objętych zakresem 1. Ponadto ma on mniejszy wpływ na środowisko, ponieważ podczas przetwarzania do atmosfery uwalniane są znikome ilości lotnych związków organicznych (LZO), niebezpiecznych zanieczyszczeń powietrza (HAP) i toksycznych zanieczyszczeń powietrza (TAP). Ponieważ klej topliwy UV nie wymaga suszarek zasilanych gazem ziemnym, utleniaczy ani dopalaczy, konwertery mogą również ograniczyć emisje z zakresu 2 związane z linią produkcyjną.

Dodatkową korzyścią z usunięcia rozpuszczalnika przed wysyłką jest to, że ładunek nie jest już niebezpieczny, a przetwórcy nie muszą wysyłać tak wielu beczek lub wiader z klejem. Zmniejsza to emisje z zakresu 3 związane z transportem oleju napędowego i pozwala przetwórcom zaoszczędzić na kosztach wysyłki. Natomiast w przypadku klejów płynnych rozpuszczalnik jest niezbędny do nałożenia kleju na wstęgę; jednak to przetwórca ponosi wszelkie koszty związane z wysyłką, odparowywaniem i spalaniem rozpuszczalników po aplikacji. Wreszcie, ponieważ akrylowy klej topliwy UV nie zawiera rozpuszczalników, pracownicy nie są narażeni na toksyczne opary, co przyczynia się do zdrowszego i bezpieczniejszego miejsca pracy. Firmy stosujące kleje termotopliwe UV mogą łatwiej przestrzegać przepisów ochrony środowiska, korzystając jednocześnie z czystszego i bardziej zrównoważonego procesu produkcyjnego.

Aby dowiedzieć się więcej na ten temat, przeczytaj nasz artykuł: 3 powody, dla których klej UV Hot Melt jest bardziej ekologiczny niż kleje samoprzylepne na bazie rozpuszczalnika

5. Oszczędność i mniejsze marnotrawstwo materiałów

Przejście na kleje termotopliwe UV pozwala obniżyć koszty operacyjne i zmniejszyć ilość odpadów materiałowych. Ponieważ kleje te charakteryzują się niższą temperaturą topnienia niż kleje termotopliwe na bazie kauczuku i nie wymagają suszenia, pomagają firmom oszczędzać energię w dłuższej perspektywie. Utwardzanie UV jest natychmiastowe, co eliminuje potrzebę dłuższego schnięcia lub wiązania, co przekłada się na większą wydajność produkcji. Ponieważ klej jest dostarczany bez nośnika na bazie wody lub rozpuszczalnika, co oznacza mniejszą liczbę beczek i wiader, koszty transportu i magazynowania są niższe.

Kolejnym istotnym czynnikiem oszczędnościowym jest mniejsza powierzchnia produkcyjna wymagana do produkcji klejów topliwych UV. W przeciwieństwie do tradycyjnych linii do produkcji klejów płynnych, które często wymagają dużych suszarek tunelowych i dodatkowych systemów wentylacyjnych, linie do produkcji klejów topliwych UV PSA zajmują znacznie mniej miejsca. Oznacza to, że producenci mogą działać w mniejszych zakładach, przy niższych kosztach ogólnych.

Dzięki skróceniu ścieżki wstęgi dzięki natychmiastowemu utwardzaniu, producenci generują mniej odpadów i odpadów przygotowawczych. Ten precyzyjny proces aplikacji pomaga firmom oszczędzać pieniądze, zachowując jednocześnie stałą jakość produktu.

6. Odzysk rozpuszczalników i możliwość ich ponownego wykorzystania

Jak wspomniano wcześniej, główną zaletą klejów termotopliwych UV w porównaniu z klejami rozpuszczalnikowymi jest możliwość usunięcia rozpuszczalnika i jego ponownego użycia w trakcie produkcji przed wysyłką do lakierni. Oznacza to, że formulatorzy mogą odzyskać i poddać recyklingowi rozpuszczalnik, co dodatkowo zmniejsza ilość odpadów i poprawia efektywność wykorzystania materiałów. To z kolei zmniejsza emisje z zakresu 3 dla konwertera.

Ponadto, ten proces odzyskiwania wspiera gospodarkę o obiegu zamkniętym, w której materiały są stale ponownie wykorzystywane, a nie wyrzucane. Ta cecha sprawia, że kleje termotopliwe UV PSA stanowią rozwiązanie redukujące ilość odpadów, zgodne z nowoczesnymi praktykami zrównoważonego rozwoju.

Chociaż kleje rozpuszczalnikowe niewątpliwie pozostaną najlepszym rozwiązaniem w najbardziej wymagających , ekstremalnych warunkach, kleje topliwe UV stanowią atrakcyjną alternatywę dla wielu innych zastosowań. Kleje topliwe UV oferują przetwórcom możliwość wytwarzania wielu produktów o podobnych właściwościach użytkowych do klejów rozpuszczalnikowych, ale bez kosztów, obaw o bezpieczeństwo i środowisko związanych z transportem w całym łańcuchu dostaw i późniejszą utylizacją.

7. Wszechstronne zastosowania w różnych branżach

Kleje termotopliwe UV PSA są szeroko stosowane w różnych gałęziach przemysłu ze względu na szybkie utwardzanie, silną przyczepność i właściwości przyjazne dla środowiska. Zdolność klejów termotopliwych UV do zapewnienia zróżnicowanej lepkości i ścinania, w zależności od dawki promieniowania UV, czyni je najbardziej wszechstronną metodą klejenia. Przetwórcy coraz częściej stosują tę technologię w przypadku etykiet usuwalnych i trwałych, opakowań, taśm, grafik, produkcji przemysłowej i motoryzacyjnej, wyrobów medycznych, w tym plastrów skórnych i monitorów ciała, a także produktów budowlanych. Ze względu na wysoką masę cząsteczkową, kleje termotopliwe UV PSA są również generalnie dopuszczone do stosowania w kontakcie z żywnością i skórą.

Ostateczne właściwości użytkowe wody, rozpuszczalnika i kleju kauczukowego są wtopione w recepturę. Oznacza to, że przetwórcy muszą zamawiać i magazynować różne jednostki magazynowe (SKU), aby zaspokoić pełen zakres swoich potrzeb. W przypadku kleju topliwego UV, lepkość i ścinanie można zmieniać poprzez zmianę dawki promieniowania UV. Wraz ze wzrostem dawki, wzrasta wytrzymałość na ścinanie , a spada lepkość; ta opcja doskonale sprawdza się w przypadku produktów takich jak listwy do zawieszania na ścianie. W odwrotnej sytuacji, gdy dawka promieniowania UV jest zmniejszona, nakładany klej staje się bardziej lepki i ma mniejszą wytrzymałość na ścinanie; ten rodzaj produktu najlepiej nadaje się do pakowania.

Dzięki tak szerokiemu zakresowi zastosowań, kleje termotopliwe UV stanowią atrakcyjne rozwiązanie dla przetwórców wymagających elastyczności, wydajności, trwałości i zrównoważonego rozwoju. Z kolei kleje na bazie wody prawdopodobnie nadal będą stosowane do mniej wymagających produktów, które muszą być wytwarzane przy użyciu najtańszego kleju. Podobnie, konwencjonalny klej termotopliwy, stosowany od lat 40. XX wieku, jest dobrze przyjęty i zakorzeniony. Z pewnością ma swoje miejsce. I podobnie, najbardziej wymagające zastosowania prawdopodobnie nadal będą wykorzystywać kleje rozpuszczalnikowe, ponieważ ich finalne właściwości zapewniają najwyższą wydajność. Ważnym wnioskiem jest jednak to, że biorąc pod uwagę cztery rodzaje klejów , akrylowy klej termotopliwy UV okazuje się najbardziej zrównoważonym wyborem, co stanowi przełom, który jeszcze kilka lat temu niekoniecznie był doceniany przez przetwórców.

Wniosek

Kleje topliwe UV, samoprzylepne, to sprawdzona technologia znana od dziesięcioleci, która staje się realną i coraz bardziej preferowaną alternatywą dla przetwórców. Dzieje się tak, ponieważ oferują one natychmiastowe utwardzanie, niższe zużycie energii, wysoką przyczepność i ścinanie oraz mniejszy wpływ na środowisko. Ich zdolność do eliminacji szkodliwych emisji, redukcji odpadów materiałowych i poprawy wydajności produkcji wyraźnie napędza nowe zapotrzebowanie na akrylowe kleje topliwe UV.

Ponieważ branże coraz częściej stawiają na rozwiązania przyjazne dla środowiska, kleje samoprzylepne UV wyróżniają się jako wydajna alternatywa dla tradycyjnych klejów w wielu zastosowaniach.

Jeśli chcesz się dowiedzieć, czy klej topliwy UV może być dobrym rozwiązaniem w Twoim procesie produkcyjnym, skontaktuj się z GEW już dziś.