폴리우레탄 핫멜트 접착제 가이드 | 유형, 용도 및 선택

폴리우레탄 핫멜트 접착제(푸르)란 무엇입니까?

폴리우레탄 핫멜트 접착제 일반적으로 PUR로 약칭되는 는 가열되면 고체 제제에서 유동성 액체로 변하는 반응성 핫 멜트입니다. 용융상태로 도포하고, 냉각하면서 초기결합을 형성한 후, 수분경화반응을 통해 지속적으로 강화됩니다. PUR 포뮬러는 100% 고체이고 무용제이기 때문에 VOC 제한이나 용매 회수가 문제가 되는 공정에 적합합니다. 환경 적합성과 구조적 성능의 결합은 생산 엔지니어가 재료를 조사하는 주된 이유입니다.

PUR의 화학은 복잡하지 않지만 생산 계획을 변경합니다. 폴리머 사슬의 이소시아네이트(NCO) 말단 그룹은 주변 습도 또는 약간 촉촉한 기질 표면의 물 분자와 반응합니다. 이 반응은 폴리머를 조밀한 네트워크로 가교시킵니다. 일단 가교되면 접착제는 열경화성처럼 작용하여 가열해도 다시 녹지 않습니다. 이것이 PUR이 열, 습도, 크리프 및 다양한 화학 물질에 대한 저항성을 갖게 하는 이유입니다.

실질적으로 PUR 채권은 두 단계로 진행됩니다. 그린 강도라고도 불리는 첫 번째 단계는 접착제가 냉각되면서 초기 위치 강도가 제공되는 단계입니다. 두 번째 단계는 화학적 경화이며, 제형, 접착제 두께, 공기 습도에 따라 몇 시간에서 며칠이 걸릴 수 있습니다. 이 기간 동안 접착 라인은 부품이 프레스에서 나온 지 오랜 후에 더욱 단단해지고 내용제성이 더욱 높아집니다. 생산 엔지니어는 본드가 생산 라인에 있는 동안 최종 특성에 도달할 것으로 기대하기보다는 그러한 행동에 대한 계획을 세워야 합니다.

PUR이 다른 핫멜트 시스템과 비교되는 방식

보편적으로 더 나은 접착제 제품군은 없으며 PUR도 예외는 아닙니다. 올바른 시스템은 기판 유형, 최종 서비스 조건 및 라인 속도에 따라 다릅니다. 주요 비교 포인트는 경화 메커니즘, 내열성, 접착 강도, 유연성, 내화학성입니다. 아래 표에는 PUR, 에바, PA, PES 및 TPU 핫멜트 시스템 간의 실제 차이점이 요약되어 있습니다.

가장 명확한 대조는 PUR과 EVA입니다. EVA 핫멜트는 경제적이며 냉각 기능이 있어 많은 포장 및 제본 라인에서 기본으로 사용됩니다. 그러나 열가소성을 유지하기 때문에 고온에서 부드러워지고 용매나 습기에 의해 분해됩니다. PUR은 열경화성 네트워크를 형성하므로 열, 습도 및 꾸준한 기계적 부하에서 더 오래 지속됩니다. 그 대가는 더 높은 재료 비용과 더 까다로운 적용 조건입니다.

PA 및 PES 핫멜트는 필름 라미네이션에 자주 사용되는 강력한 열가소성 시스템입니다. 이 제품은 높은 초기 강도와 합성 직물, 금속 및 폴리에스테르 필름에 대한 우수한 접착력을 제공합니다. 그러나 PA와 PES는 교차 결합하지 않기 때문에 연화점 이상으로 장기간 노출되는 데에는 제한이 있습니다. PUR의 화학 네트워크는 특히 자동차, 가전제품 및 실외 응용 분야에서 서비스 창을 확장합니다.

TPU 핫멜트는 탄력성이 돋보입니다. 이는 기판의 움직임에 따라 내구성이 있고 신축성이 있는 결합을 형성하므로 섬유 라미네이션, 신발 및 유연한 포장이 이에 의존합니다. 이에 비해 PUR은 완전히 경화되면 더 높은 구조적 강도와 더 나은 크리프 저항성을 제공하지만 제형에 따라 신축성이 떨어질 수 있습니다. 접착 라인이 반복적으로 구부러져야 한다면 TPU 필름이나 웹이 더 나은 답이 될 수 있습니다. 우선순위가 영구적인 구조 접합인 경우 일반적으로 PUR이 더 적합한 선택입니다. 요점은 하나의 화학이 우월하다고 선언하는 것이 아닙니다. 이는 최종 제품의 응력 프로파일에 접착제를 맞추는 것입니다.

PUR의 주요 특성 및 성능 특성

생산 라인에서 PUR을 평가할 때 개방 시간, 전체 경화 시간, 작동 온도 범위 및 최종 결합 강도 등 4가지 매개변수가 다른 매개변수보다 중요합니다. 데이터 시트에는 이러한 값이 나열되어 있지만 특정 기질 및 공장 환경에 따라 읽어야 합니다.

• 오픈 시간 접착제가 접착될 만큼 충분히 끈적끈적한 상태를 유지하는 기간입니다. 제형에 따라 몇 초에서 몇 분까지 다양합니다. 짧은 개방 시간은 정밀한 클램핑이 가능한 고속 라인에 적합합니다. 열기 시간이 길면 누르기 전에 패널을 재배치해야 할 때 도움이 됩니다.
• 치료 시간 빠른 물리적 설정과 느린 화학 반응이 모두 포함됩니다. 그린 강도는 빠르게 형성되는 반면, 완전한 수분 경화는 몇 시간에서 며칠이 걸릴 수 있습니다. 가교 구조가 최종 강도에 도달할 때까지 부품을 제 위치에 고정하려면 고정 장치나 추가 패스너가 필요한 경우가 많습니다.
• 온도 저항 PUR을 선택하는 주요 이유 중 하나입니다. 경화된 PUR은 일반적으로 120~140°C 범위의 연속 사용 온도를 견디며 특정 제제에 따라 더 높은 피크가 가능합니다. 모든 제품에 하나의 번호를 적용하지 마십시오.
• 결합 강도 특히 목재, 금속 및 많은 엔지니어링 플라스틱에서 박리 및 전단 모드 모두에서 높습니다. 결정질 열가소성 수지와 달리 완전히 경화된 PUR은 주변 온도가 상승해도 갑자기 약화되지 않습니다.
• 내화학성 및 내습성 PUR을 냉장고, 자동차 내부 및 외부 패널에 유용하게 만듭니다. 완전히 경화된 PUR은 EVA 또는 PA 시스템보다 물, 오일 및 희석 용매에 훨씬 덜 민감합니다.
• 낮은 코팅 무게의 장점 종종 간과됩니다. PUR은 낮은 적용 중량으로 구조적 하중을 견딜 수 있기 때문에 접착 부품당 비용은 더 두꺼운 접착층이 필요한 저렴한 재료에 비해 경쟁력이 있을 수 있습니다.

한 가지 실질적인 주의 사항: 수분 경화 단계는 접착 라인 내부의 접착제에 도달하는 물에 따라 달라집니다. 매우 두꺼운 접착제 층은 더 천천히 경화될 수 있으며 가습실이 필요할 수 있습니다. 목재 및 직물과 같은 다공성 기질은 수분을 본드에 전달하는 경우가 많은 반면, 밀봉된 금속 및 플라스틱 표면은 주변 습도에만 의존합니다. 이것이 PUR을 피하는 이유는 아니지만 신청 프로세스를 설계하는 방법에 영향을 미칩니다.

폴리우레탄 핫멜트 접착제의 일반적인 용도

PUR은 내열성, 내습성 및 신속한 초기 강도의 조합으로 인해 여러 산업 분야에서 선호되는 접착제가 되었습니다. 동일한 화학이라도 생산 라인이 어떻게 배치되는지에 따라 다른 형태로 나타납니다.

가구 제조

엣지 밴딩, 프로파일 래핑 및 플랫 라미네이션이 가구 산업을 지배하고 있습니다. PUR은 거의 눈에 띄지 않는 접착 라인을 생성하고 얇은 베니어판을 통해 흐릿해지지 않으며 많은 열가소성 접착제가 실패하는 습한 주방과 욕실에서 접착력을 유지합니다. 생산 라인의 주요 이점은 포지셔닝 강도입니다. 패널은 별도의 경화 주기를 기다리지 않고 즉시 다음 가공 단계로 이동할 수 있습니다.

자동차 인테리어

루프 라이너, 도어 패널, 시트 커버 및 트렁크 트림에는 모두 폼, 직물, 가죽 대체품 및 플라스틱 필름 접착이 포함됩니다. 주차된 차량의 진동 피로와 온도 변화로 인해 접착 결합이 공격적인 조건에 노출됩니다. PUR의 열경화성 네트워크는 비반응성 시스템보다 이러한 부하를 더 잘 처리합니다. 이 부문의 재료 선택에 대한 자세한 내용은 자동차 내부 접착 응용 분야를 참조하세요.

포장 및 제본

고속 포장 및 제본 라인에는 빠른 그린 강도가 필요합니다. PUR은 수성 접착제가 어려운 적층 필름, 코팅된 상자 및 호일에 작동합니다. 수분 경화 단계는 매우 건조한 기후에서 단점이 될 수 있지만 현대 기계는 과거보다 습도와 사이클 시간을 더욱 엄격하게 제어합니다. 이미 웹 양식을 사용하고 있는 기업은 당사의 전문 포장 및 제본 페이지에서 유용한 정보를 찾을 수 있습니다.

섬유, 신발 및 신흥 라미네이팅 분야

직물-직물 및 직물-폼 적층은 PUR의 다공성 및 비다공성 기질에 대한 접착력으로 인해 이점을 얻습니다. 신발 갑피 접착, 가죽 교체, 안전 의류는 모두 동일한 화학적 성질을 사용합니다. 기술 직물에서 PUR은 필터 미디어 웹 및 전사 인쇄 공정에도 사용됩니다. 태양광 패널 백시트 접착 및 상업용 테이프 제조는 보다 전문적이지만 열 활성화 및 제어된 수분 경화의 동일한 원리를 따릅니다.

적합한 PUR 핫멜트 접착제 형태를 선택하는 방법: 필름, 웹 또는 분말

화학적 성질이 선택되면 접착제의 물리적 형태에 따라 공정 자동화 가능 여부, 접착제 도포량, 접착 라인의 균일성 유지 여부가 결정됩니다. 이는 Nantong Feiang이 현재 공급하는 EVA, PA, PES 및 TPU 시스템을 포함한 PUR 및 기타 핫멜트 제품군에 해당됩니다.

핫멜트 접착 필름

필름은 연속적인 접착제 시트로, 일반적으로 쉽게 취급할 수 있도록 뒷면 종이에 제공됩니다. 개방 시간 조정보다 균일한 두께가 더 중요한 크고 평평한 표면에 이상적입니다. 뒷면 종이는 라미네이팅 닙까지 접착제를 깨끗하게 유지합니다. 열로 인해 필름이 활성화되고 기판이 눌려집니다. 대면적 라미네이션의 경우 PES 및 TPU 필름과 같은 핫멜트 접착 필름 옵션은 일관된 코팅 중량이 공정 제어를 얼마나 단순화하는지 보여줍니다.

핫멜트 접착제 웹

웹은 다공성 메쉬형 접착층입니다. 공기와 습기가 통과하도록 하여 통기성 직물, 단열 라이너 및 필터 매체에 유용합니다. 웹은 전체 표면을 덮지 않고 낮은 압력으로 열 접착할 수 있어 직물의 손과 드레이프를 보존합니다. 통기성이 제품 사양의 일부인 경우 EVA, PA 및 TPU의 다양한 핫멜트 접착 웹이 자연스러운 기준점이 됩니다.

핫멜트 접착제 분말

분말은 스캐터 코팅 및 분말 포인트 공정에 사용됩니다. 불규칙한 표면에 적응하고 질감이 있는 기판에 국부적인 접착을 가능하게 합니다. 가벼운 직물을 위한 미세한 분말부터 단단한 심지를 위한 거친 등급까지 입자 크기를 기질에 맞출 수 있습니다. 생산 라인에 이미 산란 장치가 있는 경우 핫멜트 접착제 분말 형태는 필름이나 웹으로 변경하는 것보다 더 빠른 경로를 제공할 수 있습니다.

그림의 정확성을 유지하기 위해 Nantong Feiang은 현재 PUR을 제조하지 않습니다. 이 회사의 핫멜트 제품 라인에는 필름, 웹 및 분말 형태의 EVA, PA, PES 및 TPU 시스템이 포함됩니다. 화학을 선택하기 전에 물리적 형태가 중요하기 때문에 여기에 설명된 선택 논리가 여전히 적용됩니다. 필름, 웹 또는 파우더가 필요한지 알고 나면 PUR 등급과 열가소성 등급을 동일한 기준으로 평가할 수 있습니다.

PUR 핫멜트 접착제 취급, 보관 및 문제 해결

PUR 접착제는 기존 핫멜트보다 더 엄격한 취급이 필요합니다. 거품 발생, 접착력 약함, 노즐 막힘 등 생산 시 가장 흔히 발생하는 실패는 일반적으로 네 가지 근본 원인 중 하나로 거슬러 올라갑니다.

• 적용 온도가 너무 높거나 너무 낮습니다. 과도한 열은 반응성 그룹을 분해하여 탄화를 유발합니다. 온도가 너무 낮으면 점도가 증가하고 접착제가 기판을 적시는 것을 방지합니다. 공급업체가 권장하는 가열 범위를 벗어나지 않고 온도 조절식 용융 장치를 사용하십시오.
• 수분 오염. 엉뚱한 곳에 수분이 쌓이는 것이 가장 큰 문제입니다. 밀폐된 보관, 밀봉된 용기 및 깨끗하고 건조한 공급 공기는 물이 부품에 도달하기 전에 접착제와 반응하는 것을 방지합니다. 거품이 나는 접착 라인은 시스템에 습기가 유입된다는 가장 명확한 신호입니다.
• 기판 표면의 청결도 및 건조도. 오일, 이형제 및 수막은 약한 경계층을 만듭니다. PUR 화학물질이 실제로 표면에 접촉할 수 있도록 저에너지 플라스틱을 닦아내고 건조시키고 필요한 경우 코로나 처리를 하십시오.
• 회선 상태에 부적합한 개방 시간입니다. 더운 날씨, 추운 외풍, 다양한 기질 온도로 인해 실제 개방 시간이 몇 초 단위로 달라질 수 있습니다. 부품 배치가 어려운 경우 개방 시간이 더 긴 PUR 등급을 선택하거나 주변 조건을 조정하십시오.

장비 청소에도 주의가 필요합니다. 경화된 PUR은 다시 녹을 수 없으므로 장시간 가동 중단 시 도포 헤드에 접착제를 남겨두지 마십시오. 용해 장치 제조업체의 청소 절차를 따르고 접착제가 아직 개방 시간 범위 내에 있는 동안 적절한 핫멜트 세척제로 세척하십시오. 부분적으로 사용된 개봉된 용기는 즉시 밀봉해야 합니다. 일부 등급은 조기 표면 경화를 방지하기 위해 질소 패딩이 필요할 수도 있습니다.

결론

폴리우레탄 핫멜트 접착제는 만능 접착제는 아니지만 가장 유용한 고성능 접착제 제품군 중 하나입니다. 이 제품은 무용제 처리, 빠른 초기 위치 결정 강도, 열, 습도 및 기계적 부하를 견디는 내구성 있는 열경화성 결합을 결합합니다. 실질적인 과제는 올바른 형태를 선택하고 이를 기판, 라인 속도, 환경 조건 및 최종 사용 요구 사항에 맞추는 것입니다.

선택 프레임워크는 항상 대형 평면 패널용 필름, 통기성 있고 유연한 복합재용 웹, 분산 코팅 또는 불규칙한 표면용 파우더 등 물리적 형태부터 시작해야 합니다. 그런 다음 재료군을 최종 제품의 환경적, 기계적 요구 사항에 맞게 조정합니다. 현재 EVA, PA, PES 또는 TPU 시스템을 평가 중인 구매자의 경우 핫멜트 접착제 제품 라인을 검토하면 형태 결정을 구체적인 생산 매개변수로 전환하는 것이 훨씬 더 쉬워질 것입니다.