Wie Sie Ihren Heißkleber bei kaltem Wetter richtig anwenden

Da in einigen Regionen die Temperaturen allmählich sinken, haben viele Kunden, die Heißschmelzklebstoffe (HMPSA) verwenden, begonnen, Probleme mit unzureichender Haftleistung zu melden. Als professioneller Anbieter von HMPSA-Lösungen versteht Jaour die Herausforderungen, die niedrige Wintertemperaturen für Produktionsprozesse darstellen, voll und ganz. Dieser Artikel erklärt detailliert die Gründe für die nachlassende HMPSA-Leistung im Winter und bietet eine Reihe praktischer Lösungen, um Ihnen zu helfen, die Stabilität und Konsistenz Ihrer Produktionsqualität in den kälteren Monaten aufrechtzuerhalten.

Temperatur ist ein entscheidender Faktor, der die Leistung von HMPSA beeinflusst. Die niedrigen Temperaturen im Winter können die HMPSA-Leistung auf verschiedene Weise beeinträchtigen:
Niedrige Temperaturen bewirken, dass sich die Moleküle von HMPSA langsamer bewegen, wodurch sie nicht in der Lage sind, die zu verklebende Oberfläche schnell zu benetzen.

Abb. 1. Einfluss der Temperatur auf die Partikelbewegung und die Wärmeausdehnung

Gleichzeitig nimmt mit sinkender Temperatur der Modul des Klebstoffs stark zu. Bei gleichem Druck erfährt der Klebstoff weniger Verformung, was zu einer kleineren effektiven Kontaktfläche im Vergleich zu normalen Temperaturen führt. Dies führt letztendlich zu einer schlechten Haftfestigkeit.

Abb. 2. Ein typisches rheologisches Spektrum eines Heißschmelzklebstoffs

Wenn Heißschmelzklebstoff aus der Applikatordüse extrudiert wird, befindet er sich in einem geschmolzenen Zustand. In einer warmen Umgebung kann er einige Sekunden lang flüssig bleiben (in seiner offenen Zeit), so dass er in die feinen Poren und Unregelmäßigkeiten des Substrats eindringen kann. Im Winter jedoch, sobald der geschmolzene Klebstoff mit der kalten Substratoberfläche in Kontakt kommt, kühlt er schnell ab und verfestigt sich. Dies verursacht einen starken Anstieg der Viskosität und eine drastische Reduzierung der Fließfähigkeit, so dass nicht genügend Zeit für ein effektives Eindringen bleibt.

Abb. 3. a) Gute Fließfähigkeit des Klebstoffs b). Geringe Fließfähigkeit des Klebstoffs bei niedriger Temperatur

Hier sind Lösungsvorschläge für potenzielle Probleme bei der Verwendung von Heißschmelzklebstoffen bei kaltem Wetter.

Lösung 1: Verwenden Sie den am besten geeigneten Klebstoff.

Für spezifische Anwendungen wie Etikettenklebstoffe hat Jaour spezielle HMPSA-Formulierungen für Winter und Sommer entwickelt, um den Herausforderungen durch Temperaturschwankungen zu begegnen. Darüber hinaus sind Hochtemperatur- und frostbeständige Etikettenklebstoffe für extremere Temperaturbedingungen erhältlich. Der Winterklebstoff behält die molekulare Beweglichkeit auch bei niedrigeren Temperaturen bei und gewährleistet so eine zuverlässige Leistung in kalten Umgebungen. Dieser Winterformulierungs-HMPSA zeichnet sich durch einen niedrigeren Anwendungstemperaturbereich aus und behält auch bei niedrigen Temperaturen eine ausgezeichnete Fließfähigkeit und Benetzungseigenschaften.

Wenn Sie derzeit ein Produkt für den Sommer verwenden, wird empfohlen, rechtzeitig auf die Winterformulierung umzusteigen. Im Allgemeinen ist September bis Oktober (in Ostasien) das optimale Zeitfenster für den Übergang zu Winterprodukten. Alternativ sollten Sie je nach den tatsächlichen Bedingungen sicherstellen, dass Sie die Winterversion vor dem Temperaturabfall vorrätig haben, um einen nahtlosen Übergang zu ermöglichen.

Lösung 2: Passen Sie die Temperatur des Klebstoffauftragssystems, die Beschichtungsmenge und das Substrat an.

Um Haftungsprobleme im Winter zu beheben, werden die folgenden Anpassungen am Heißschmelzklebstoffauftragsprozess empfohlen:

• Erhöhen Sie die Betriebstemperatur: Es wird im Allgemeinen empfohlen, die Arbeitstemperatur des Heißschmelzklebstoffs um 5-10°C zu erhöhen im Vergleich zu den Sommer-Einstellungen. Dies erhöht seine Fließfähigkeit und reduziert Fälle von schlechter Haftung. Es ist jedoch darauf zu achten, die maximale Temperaturbeständigkeit des Klebstoffs nicht zu überschreiten, da dies zu einem schnellen thermischen Abbau des Klebstoffs oder zu Schäden am Substrat führen könnte.
• Passen Sie die Klebstoffbeschichtungsmenge an: Um die durch niedrigere Temperaturen verursachte Verringerung der Haftfestigkeit auszugleichen, kann eine angemessene Erhöhung der aufgetragenen Klebstoffmenge dazu beitragen, die erforderliche Haftleistung zu erzielen.
• Vorwärmen der Substrate: Das Vorwärmen der zu verklebenden Substrate ist eine effektive Methode zur Verbesserung der Winterklebeergebnisse. Wenn warmer Klebstoff mit einer kalten Substratoberfläche in Kontakt kommt, entzieht das Material dem Klebstoff schnell Wärme, wodurch der Klebstoff an der Grenzfläche fast sofort seine Fließfähigkeit verliert. Das Vorwärmen der Materialien verhindert dieses Problem. Es wird empfohlen, die Substrattemperatur auf über 15°C zu erhöhen.
• Stellen Sie eine ausreichende Vorwärmung der Geräte sicher: Eine vollständige Vorwärmung der Applikationsgeräte, wie z. B. der Klebepistole, vor der Verwendung ist entscheidend. Dadurch wird der Heißschmelzklebstoff auf einer ausreichend hohen Temperatur gehalten, wodurch sich sein Fließfähigkeitsfenster verlängert.

Lösung 3: Ändern Sie die Bedingungen von Werkstätten und Lagern

Es ist wichtig, sicherzustellen, dass die Umgebungstemperatur der Werkstatt über 15°C gehalten wird. Bei Bedarf können regionale Heizmethoden, wie z. B. die Verwendung einer Heißluftpistole, durchgeführt werden. Kunden können auch in Erwägung ziehen, ihre Produktionslinien auf Werkstätten mit konstanter Temperatur umzurüsten, wodurch Haftungsprobleme bei Niedertemperaturvorgängen grundlegend behoben werden.

Darüber hinaus benötigen die verklebten Komponenten eine Konditionierungszeit unter geeigneten Temperaturbedingungen, um ihre endgültige Festigkeit zu erreichen. Während dieses Prozesses ist es entscheidend, die verklebten Teile nicht vorzeitig kalten Umgebungen auszusetzen oder sie zu belasten.

Lösung 4: Erinnere deine Kunden daran, Materialien bei kaltem Wetter vorzubehandeln

Die Lagerung bei niedrigen Temperaturen kann die molekulare Bewegung von HMPSA "einfrieren" und verhindern, dass er das Substrat effektiv benetzt. Sie kann den Klebstoff auch von einem halbfesten Zustand in einen spröden, nicht klebrigen glasartigen Zustand überführen, was zu einer Verringerung oder sogar zum vollständigen Verlust der Anfangsklebrigkeit führt.

Wenn Proben in einer Umgebung mit niedriger Temperatur gelagert wurden, ist es ratsam, dass Ihre Kunden den Klebstoff vor der Verwendung für eine gewisse Zeit bei Raumtemperatur akklimatisieren lassen. Dadurch kann sich der Klebstoff erwärmen, was dazu beiträgt, seine Haftleistung wiederherzustellen.

Darüber hinaus haben herkömmliche Winter-Etikettenklebstoffe typischerweise eine Mindestanwendungstemperatur von 0°C. Für Anwendungen, die eine Verklebung bei 0°C oder darunter erfordern, sollten spezielle Niedrigtemperaturklebstoffe oder sogar frostbeständige Qualitäten verwendet werden.