Kleje termotopliwe, znane również jako kleje hot-melt, to bezrozpuszczalnikowe substancje, które w temperaturze pokojowej występują w stanie stałym, a po podgrzaniu przechodzą w formę płynną, umożliwiając aplikację. Proces ich tężenia następuje w wyniku chłodzenia, co prowadzi do szybkiego uzyskania wytrzymałej spoiny. Ta unikalna właściwość sprawia, że są one niezastąpione w wielu sektorach, od opakowań i motoryzacji, po meblarstwo i elektronikę.

Skład i rodzaje klejów termotopliwych

Podstawą klejów termotopliwych jest mieszanina polimerów, które stanowią ich szkielet i odpowiadają za kluczowe właściwości, takie jak adhezja, kohezja i elastyczność. Do najczęściej stosowanych polimerów należą:

EVA (kopolimery etylenu z octanem winylu): Najpopularniejszy i uniwersalny typ, stosowany w opakowaniach, przemyśle papierniczym i meblarskim.
Poliolefiny (APAO, mPO): Charakteryzują się dobrą przyczepnością do trudnych podłoży, w tym tworzyw sztucznych, oraz wysoką odpornością termiczną.
Poliuretany reaktywne (PUR): Po aplikacji reagują z wilgocią z otoczenia, tworząc usieciowaną i bardzo wytrzymałą spoinę, odporną na chemikalia i wysokie temperatury.
Poliamidy (PA): Znajdują zastosowanie w elektronice i motoryzacji ze względu na wysoką odporność na temperaturę i chemikalia.

Oprócz polimerów, w skład klejów wchodzą również:

Żywice: Poprawiają lepkość i adhezję.
Woski: Redukują lepkość w stanie stopionym i skracają czas otwarty.
Plastyfikatory: Zwiększają elastyczność i płynność.
Wypełniacze i dodatki: Modyfikują właściwości takie jak kolor, gęstość czy odporność na promieniowanie UV.

Technologia produkcji: Krok po kroku

Proces produkcyjny klejów termotopliwych, choć zautomatyzowany, jest złożony i wymaga precyzyjnej kontroli na każdym etapie.

Przygotowanie i dozowanie surowców: Produkcja rozpoczyna się od precyzyjnego odważenia i przygotowania surowców zgodnie z recepturą. Systemy dozujące, często grawimetryczne, zapewniają wysoką dokładność i powtarzalność składu mieszanki. Surowce w formie granulatów, proszków czy bloków są transportowane do mieszalnika.
Mieszanie i topienie: Kluczowym etapem jest homogenizacja składników w podwyższonej temperaturze. Proces ten odbywa się w specjalistycznych mieszalnikach, które topią polimery i pozostałe dodatki, tworząc jednolitą, płynną masę. Temperatura i czas mieszania są ściśle kontrolowane, aby zapobiec degradacji termicznej składników.
Wytłaczanie (Ekstruzja): Po uzyskaniu jednorodnej mieszanki, gorący klej jest przepompowywany do wytłaczarki (ekstrudera). Najczęściej stosuje się wytłaczarki dwuślimakowe współbieżne, które zapewniają doskonałe wymieszanie i odpowietrzenie masy klejowej. Wytłaczarka transportuje klej przez system filtrów, usuwając ewentualne zanieczyszczenia, a następnie kieruje go do głowicy formującej.
Formowanie i chłodzenie: W zależności od pożądanej formy końcowej produktu, stosuje się różne metody formowania. Masa klejowa może być wytłaczana w postaci:
- Granulatu: Poprzez granulację podwodną lub na taśmie chłodzącej.
- Pałeczek (lasek): Przy użyciu specjalnych form.
- Bloków lub poduszek: Wylewana do odpowiednich form. Następnie klej jest intensywnie chłodzony na taśmach chłodzących lub w wannach z wodą, co prowadzi do jego zestalenia.
Pakowanie: Ostatnim etapem jest pakowanie gotowego produktu. Kleje w formie granulatu czy pałeczek są najczęściej pakowane w worki lub kartony. Gotowe produkty są magazynowane w odpowiednich warunkach, chroniących przed wilgocią i wysoką temperaturą, a następnie wysyłane do odbiorców.

Kluczowe urządzenia i linie produkcyjne

Nowoczesna produkcja klejów termotopliwych opiera się na zintegrowanych i zautomatyzowanych liniach produkcyjnych.

Mieszalniki: Do produkcji klejów hot-melt wykorzystuje się różne typy mieszalników, w tym mieszalniki typu „Z” (ugniatacze), reaktory z mieszadłami oraz specjalistyczne mieszalniki do pracy w wysokich temperaturach. Muszą one zapewnić efektywne mieszanie składników o różnej lepkości.
Wytłaczarki (Ekstrudery): Sercem linii produkcyjnej jest wytłaczarka. Wytłaczarki dwuślimakowe są preferowane ze względu na ich zdolność do intensywnego mieszania, odgazowywania i precyzyjnego transportu lepkiej masy klejowej. Umożliwiają one produkcję w trybie ciągłym, co jest kluczowe dla wydajności.
Systemy dozowania: Precyzyjne dozowniki grawimetryczne i pompy dozujące są niezbędne do utrzymania stałej jakości i powtarzalności receptury kleju.
Systemy chłodzenia: Wydajne systemy chłodzące, takie jak taśmy chłodzące z obiegiem wody lub powietrza, są kluczowe dla szybkiego zestalenia kleju i utrzymania odpowiedniej wydajności linii.
Urządzenia do granulacji i formowania: W zależności od formy produktu, linie wyposażone są w granulatory podwodne, głowice do wytłaczania lasek klejowych lub systemy do napełniania form.
Systemy pakujące: Zautomatyzowane linie pakujące, które napełniają i zamykają worki lub kartony, kończą proces produkcyjny.

Podsumowanie

Produkcja klejów termotopliwych to zaawansowany technologicznie proces, wymagający specjalistycznej wiedzy i precyzyjnego sprzętu. Dzięki ciągłemu rozwojowi technologii polimerów oraz innowacjom w dziedzinie maszyn, możliwe jest wytwarzanie klejów o coraz lepszych parametrach i szerszym spektrum zastosowań. Automatyzacja i kontrola procesu na każdym etapie gwarantują wysoką jakość i powtarzalność produktu, odpowiadając na rosnące wymagania współczesnego przemysłu.