Materiały włókninowe, takie jak spunbond, meltblown, kompozyty SMS i inne odmiany włóknin, są szeroko stosowane w produktach higienicznych, wyrobach medycznych, filtrach, odzieży jednorazowej, elementach meblowych i rozwiązaniach opakowaniowych. W praktyce technolog nie rozstrzyga, czy klej jest potrzebny, lecz czy dany klej termotopliwy będzie poprawnie pracował na konkretnej linii i z konkretnym podłożem. Błąd doboru szybko przekłada się na wady produkcyjne: przebicia materiału, migrację kleju na stronę licową, niestabilny wzór nanoszenia, lokalne niedoklejenia oraz nadmierne zużycie.
W warunkach produkcyjnych w Polsce temat jest szczególnie istotny, ponieważ rosną wymagania jakościowe, a linie muszą pracować stabilnie i bez zbędnych postojów. W przypadku włóknin klej termotopliwy dobiera się nie tylko pod kątem samej przyczepności, ale również z uwzględnieniem lepkości w temperaturze roboczej, czasu otwartego, szybkości wiązania, stabilności termicznej, zapachu, skłonności do tworzenia nagaru, kompatybilności z aplikatorami i powtarzalności procesu.
Dlaczego włókniny wymagają osobnego podejścia
Spunbond i meltblown różnią się strukturą, gramaturą, grubością, przepuszczalnością powietrza oraz wrażliwością na obciążenie cieplne. Spunbond jest zwykle bardziej stabilny geometrycznie i odporny mechanicznie, natomiast meltblown jest delikatniejszy i częściej pełni funkcję warstwy filtracyjnej. Z tego powodu ten sam klej termotopliwy może pracować poprawnie na jednej włókninie, a na drugiej powodować przebicie, nadmierne wsiąkanie lub osłabienie struktury materiału.
Zadaniem procesu jest połączenie warstw lub punktowe zamocowanie elementów bez uszkodzenia włókniny i bez pogorszenia właściwości gotowego wyrobu. Jeśli klej ma zbyt wysoką temperaturę nanoszenia albo nieodpowiednią lepkość, może wnikać zbyt głęboko w strukturę materiału. Jeżeli czas otwarty jest za krótki, linia nie zdąży zamknąć zespołu przed utratą aktywności kleju. Z kolei niewystarczająca stabilność termiczna skutkuje dymieniem, nagarem i niestabilnym podawaniem podczas dłuższej zmiany.
Jakie parametry są kluczowe przy doborze kleju
Pierwszym parametrem jest sposób nanoszenia. W produkcji włóknin stosuje się najczęściej nanoszenie spiralne, slotowe, punktowe lub liniowe. Każda z tych metod wymaga innego balansu lepkości i płynności. Zbyt rzadki klej powoduje przebicia, zabrudzenie i nadmierne zużycie, a zbyt lepki pogarsza geometrię wzoru, obciąża układ pompujący i utrudnia stabilną pracę dysz.
Drugim krytycznym parametrem jest temperatura aplikacji. Dla materiałów wrażliwych cieplnie korzystniejsze są systemy pracujące w możliwie łagodnym zakresie temperatur. Pozwala to ograniczyć deformację włókniny, zmniejszyć ryzyko przebicia i ustabilizować wygląd ścieżki klejowej. Ma to szczególne znaczenie na liniach szybkobieżnych, gdzie niewielkie odchylenia temperatury potrafią szybko przełożyć się na wzrost braków.
Trzeci obszar to czas otwarty i szybkość wiązania. W produkcji materiałów higienicznych, filtracyjnych i wielowarstwowych trzeba zachować równowagę pomiędzy czasem na zamknięcie układu a szybkim osiąganiem wytrzymałości połączenia. Zbyt krótki czas otwarty daje słabą adhezję, natomiast zbyt długi może powodować przesunięcia warstw i zabrudzenia zespołów roboczych.
Czwarty obszar to czystość procesu. W wielu zastosowaniach istotne są niski zapach, minimalne dymienie, stabilny kolor oraz brak zwęglonych osadów. Kiedy linia pracuje ciągle, a sam materiał jest lekki, nawet niewielkie zanieczyszczenie dysz wpływa na masę nanoszenia, kształt strumienia i powtarzalność gotowego wyrobu.
W praktyce warto również ocenić bazę polimerową kleju. W zależności od zastosowania stosuje się systemy EVA, poliolefinowe lub metallocenowe. Dobór konkretnego rozwiązania zależy od wymagań dotyczących zapachu, miękkości spoiny, stabilności termicznej, prędkości linii oraz dopuszczalnego obciążenia cieplnego materiału. Nie istnieje jeden uniwersalny klej do wszystkich włóknin.
Gdzie najczęściej pojawiają się błędy
Częstym błędem jest wybór wyłącznie na podstawie ceny za kilogram. W przypadku włóknin takie porównanie jest niewystarczające. Dwa produkty mogą mieć różną cenę zakupu, ale o rzeczywistej opłacalności decydują: masa nanoszenia, liczba postojów, czystość pracy stacji, poziom braków i stabilność jakości w czasie.
Drugim błędem jest przenoszenie parametrów z jednego materiału na drugi bez prób. Nawet jeśli producent określa produkt jako klej do włóknin, należy sprawdzić rzeczywistą kombinację: rodzaj włókniny, gramaturę, liczbę warstw, prędkość linii, geometrię nanoszenia i wymagania wytrzymałościowe gotowego wyrobu.
Trzecim błędem jest niedocenianie wpływu samego urządzenia. Problemem bywa nie tylko skład kleju, ale również błędnie ustawione strefy temperatur, zabrudzone dysze, zużyte filtry lub różnica pomiędzy temperaturą zadaną a rzeczywistą. Dlatego klej termotopliwy należy oceniać zawsze w układzie: materiał, technologia i wyposażenie linii.
Jak prawidłowo zorganizować próby
Najlepiej rozpocząć od krótkiej specyfikacji technologicznej. Warto określić rodzaj łączonych materiałów, gramaturę, sposób nanoszenia, prędkość linii, temperatury robocze, oczekiwaną wytrzymałość połączenia oraz warunki użytkowania gotowego wyrobu. Jeżeli produkt ma pracować przy ściskaniu, drganiach, zmiennych temperaturach lub po dłuższym magazynowaniu, należy to uwzględnić już na etapie prób.
Testy powinny przebiegać w warunkach możliwie zbliżonych do realnej produkcji. Trzeba ocenić nie tylko adhezję początkową, ale również stabilność po kilku godzinach i po upływie doby, jakość wzoru nanoszenia, zużycie, obecność nitek, zapach, zachowanie materiału przy zwiększonej prędkości oraz stan dysz po dłuższym przebiegu. Warto zapisywać masę nanoszenia, równomierność rozkładu kleju, obecność przebić oraz wytrzymałość rozwarstwienia.
Dobrą praktyką jest porównanie co najmniej dwóch lub trzech wariantów przy tych samych ustawieniach. Dopiero wtedy widać nie tylko sam fakt sklejenia, ale także rezerwę technologiczną: jak materiał zachowuje się przy lekkim obniżeniu temperatury, zmianie masy nanoszenia czy krótkotrwałych wahaniach parametrów procesu.
Co ma znaczenie przy wdrożeniu na produkcji
Dla zakładu produkcyjnego klej termotopliwy jest elementem stabilności procesu. Dlatego przy wyborze rozwiązania roboczego znaczenie mają nie tylko karta techniczna i cena, ale również powtarzalność między partiami, stabilność lepkości w zakresie temperatur pracy, czystość działania urządzeń oraz możliwość jednoznacznego ustalenia parametrów roboczych.
Na etapie wdrożenia warto ocenić, czy dostawca zapewnia próbki do testów porównawczych, wsparcie przy uruchomieniu i pomoc w ustaleniu parametrów linii. W procesach ciągłych koszt przestojów spowodowanych źle dobranym klejem bywa zdecydowanie wyższy niż różnica w cenie pomiędzy dwoma produktami.
Podstawowa zasada doboru jest prosta: najlepszy klej termotopliwy do spunbondu i meltblown to nie produkt „najmocniejszy”, lecz taki, który stabilnie pracuje na konkretnej linii, w określonym zakresie temperatur i z danym materiałem, zachowując jakość wyrobu oraz ekonomikę procesu.
Novacompany pomaga dobrać klej termotopliwy do materiałów włókninowych pod konkretną aplikację, wyposażenie linii i warunki pracy procesu.