Gli adesivi termoplastici hot-melt a base EVA, PSA o PO vengono fusi, applicati a caldo e solidificano nuovamente durante il raffreddamento. Anche gli adesivi reattivi hot-melt (PUR) vengono applicati a caldo. Dopo l’applicazione, l’adesivo PUR si raffredda e raggiunge una prima resistenza. Successivamente reagisce con l’umidità presente nell’ambiente o nel substrato e raggiunge la sua resistenza finale attraverso un processo di reticolazione chimica. Questa combinazione rende gli adesivi PUR particolarmente performanti. È sufficiente l’applicazione di uno strato sottile di adesivo per ottenere un’adesione elevata. Un esempio lo troviamo nell’ambito dell’industria grafica: il dorso di un libro incollato con PUR rimane stabile ma flessibile, anche quando lo strato di adesivo è molto sottile.
Il PUR non è un adesivo universale adatto a qualsiasi applicazione. L’investimento richiesto per il sistema di applicazione adesivi di questo tipo è maggiore rispetto a quello necessario per adesivi hot-melt non reattivi. Tuttavia, il PUR offre significativi vantaggi quando l’incollaggio deve resistere a sollecitazioni elevate e mantenere nel tempo le proprie prestazioni.
Il PUR è particolarmente indicato quando i prodotti:
sono esposti all’umidità o all’acqua
sono sottoposti a temperature elevate
sono soggetti a sollecitazioni chimiche o meccaniche
richiedono un’applicazione di adesivo sottile, pulita e di alta qualità estetica
devono aderire in modo affidabile a materiali dalle forme irregolari
devono mantenere la propria stabilità a lungo termine
Un esempio è rappresentato dalla bordatura nell’industria del legno. I componenti di arredo vengono trasportati solitamente nei container e sono esposti a calore, freddo, umidità e sbalzi di temperatura estremi. In tali condizioni, gli adesivi hot-melt non reattivi raggiungono rapidamente i propri limiti. Il PUR può rappresentare un’opzione efficace anche per gli imballaggi in cui è richiesta o prevista per legge la prova di manomissione. La confezione viene sigillata in modo sicuro, rendendo immediatamente visibili eventuali tentativi di apertura o manomissione.
In breve: il PUR è la scelta giusta quando l’incollaggio deve offrire più di una semplice tenuta iniziale. Se qualità, durata, sicurezza e affidabilità nel tempo sono fondamentali, il PUR è spesso la soluzione ideale.
Molte delle criticità riscontrate con l’utilizzo del PUR non sono causate dall’adesivo in sé. Il fattore determinante è l’interazione tra l’adesivo, il sistema di applicazione, il controllo del processo e le competenze dell’operatore. Un sistema adeguato agli adesivi reattivi è quindi importante tanto quanto una corretta gestione nella produzione quotidiana. Operatori ben formati sono un fattore chiave per il successo del processo. Nell’UE, la formazione è obbligatoria per determinati prodotti contenenti diisocianati.
I consigli riportati di seguito evidenziano problematiche che possono insorgere nelle operazioni quotidiane e come prevenirle o risolverle.
PUR e umidità: un binomio delicato. Dopo l’applicazione, l’adesivo PUR necessita di umidità per reticolare chimicamente e raggiungere la sua resistenza finale. Prima dell’applicazione, tuttavia, l’umidità rappresenta un problema critico. Se penetra troppo presto nel contenitore, nel serbatoio o nel sistema di applicazione dell’adesivo, l’adesivo polimerizzerà prematuramente. Le conseguenze si manifestano rapidamente: formazione di una pellicola superficiale nel serbatoio, presenza di particelle di gel nell’adesivo, filtri intasati, ugelli ostruiti, aumento della pressione dell’adesivo, applicazione irregolare o prodotti iniziali con un incollaggio insufficiente dopo un arresto. Nel peggiore dei casi, l’adesivo deve essere smaltito e il sistema deve essere sottoposto a una pulizia completa.
Tra i fattori particolarmente critici figurano contenitori aperti o mal sigillati, imballaggi danneggiati, coperchi dei serbatoi lasciati aperti per periodi prolungati, aria compressa umida, condensa o ugelli lasciti aperti durante i periodi di inattività. Inoltre, i contenitori a bassa temperatura non dovrebbero essere aperti direttamente in un ambiente di produzione caldo, poiché ciò può causare la formazione di condensa.
L’intero sistema di applicazione dell’adesivo deve quindi essere costantemente protetto dall’umidità. Ciò comprende un sistema di adesivo chiuso, un coperchio del serbatoio a chiusura ermetica, guarnizioni adeguate e, se necessario, un’atmosfera protettiva di aria secca o azoto.
Come ottimizzare:
Aprire il contenitore dell’adesivo solo immediatamente prima dell’utilizzo.
Una volta aperto, mantenere il contenitore esposto all’aria per il minor tempo possibile.
Lasciare acclimatare i contenitori a bassa temperatura prima di aprirli.
Mantenere chiusi coperchio del serbatoio e sistema di fusione.
Utilizzare solo aria secca, pulita, priva di olio e acqua.
Proteggere gli ugelli quando non sono in uso secondo le istruzioni del produttore.
La temperatura di applicazione influisce sulla fluidità dell’adesivo, sulla nitidezza dell’applicazione e sulla capacità dell’adesivo di bagnare il substrato. Pertanto, è necessario attenersi alla temperatura operativa raccomandata dal produttore dell’adesivo nella scheda tecnica. Anche se la fluidità dell’adesivo diminuisce, non è consigliabile aumentare semplicemente la temperatura. È preferibile individuare la causa e intervenire di conseguenza.
Altrettanto importante è il tempo di permanenza dell’adesivo nel sistema. Più a lungo l’adesivo rimane nell’impianto alla temperatura operativa, maggiore è lo stress termico. Ciò può comportare un aumento della viscosità, la formazione di depositi, un aumento della pressione dell’adesivo e un’applicazione non uniforme.
Le interruzioni della produzione sono particolarmente critiche. Durante il fermo, l’adesivo rimane sottoposto a sollecitazioni termiche. Allo stesso tempo, l’umidità potrebbe penetrare nel sistema di applicazione attraverso il serbatoio, gli ugelli o eventuali perdite. Alla ripartenza, le conseguenze si manifestano spesso sotto forma di aumento della pressione dell’adesivo, formazione di filamenti, applicazione instabile o prodotti iniziali difettosi.
La gestione di un fermo produttivo dipende da diversi fattori:
• l’adesivo utilizzato
• la quantità di adesivo presente nel sistema
• la durata dell’interruzione
• dalle specifiche fornite dai produttori dell’adesivo e delle attrezzature.
Brevi pause, cambi di turno, i fine settimana e interruzioni produttive prolungate richiedono pertanto misure preventive differenti. Per individuare la soluzione più adatta si consiglia di rivolgersi ad un esperto. Una misura semplice per ridurre i tempi di inattività consiste nel ridurre la temperatura per evitare stress termici inutili all’adesivo.
Al momento della ripartenza, verificare la pressione dell’adesivo, il tratto di applicazione e i primi prodotti. A seconda delle condizioni del sistema, potrebbe essere necessaria una procedura di lavaggio.
Come ottimizzare:
Rispettare la temperatura operativa specificata nella scheda tecnica.
Ridurre al minimo il tempo durante il quale l’adesivo viene mantenuto a temperatura operativa.
Definire linee guida chiare per i diversi periodi di inattività.
Abbassare la temperatura durante i periodi di fermo in conformità con le specifiche del produttore.
In caso di interruzioni prolungate, adottare ulteriori misure di protezione dall’umidità.
Sigillare o proteggere adeguatamente gli ugelli durante i periodi di inattività.
Alla ripartenza controllare la pressione dell’adesivo, il tratto di applicazione e i primi prodotti.
Se necessario, eseguire il lavaggio dell’impianto.
La qualità dell’incollaggio non dipende esclusivamente dall’adesivo e dal sistema di applicazione. Anche la quantità applicata, il substrato, la pulizia e le condizioni ambientali sono altrettanto importanti. Una quantità insufficiente di adesivo può causare una distribuzione non uniforme o giunti aperti. Una quantità eccessiva di adesivo invece prolunga il tempo di indurimento, compromette l’aspetto estetico e aumenta sia il rischio di contaminazione, sia le operazioni necessarie per la pulizia.
Anche le condizioni del substrato giocano un ruolo importante. Polvere, olio, umidità, freddo o fluttuazioni significative di temperatura e umidità possono compromettere l’incollaggio. I materiali a bassa temperatura dovrebbero quindi essere lasciati acclimatare prima dell’uso.
Come ottimizzare:
Rispettare la quantità di applicazione e il tempo di indurimento specificati nella scheda tecnica.
Mantenere i substrati puliti e asciutti.
Lasciare acclimatare i prodotti a bassa temperatura prima dell’incollaggio.
Mantenere la temperatura del materiale e quella ambiente il più costanti possibile.
Gli adesivi PUR non devono essere miscelati con altri adesivi, detergenti, oli o sostanze estranee. Anche piccole quantità di residui possono compromettere il processo. Tali problemi non sono necessariamente immediatamente evidenti; in alcuni casi, si manifestano solo dopo settimane o mesi dal cambio di adesivo. È quindi estremamente importante pulire accuratamente l’intero sistema di applicazione dell’adesivo quando si cambia prodotto. Detergenti, agenti di lavaggio e il nuovo adesivo PUR devono essere compatibili tra loro e con il sistema. Dopo il cambio, è necessario ispezionare attentamente il tratto di applicazione e i primi prodotti realizzati.
Come ottimizzare:
Effettuare il cambio di adesivo secondo la procedura prevista.
Utilizzare esclusivamente detergenti o agenti di lavaggio approvati.
Rimuovere completamente l’adesivo precedente.
Controllare il tratto di applicazione e i primi prodotti dopo il cambio.
Se i problemi si ripresentano, documentare i dati di processo e contattare il servizio assistenza.
Un impianto PUR non dovrebbe essere dimensionato esclusivamente in funzione della portata massima della pompa. Il fattore determinante è il consumo effettivo di adesivo. Durante l’applicazione infatti la pompa può dover erogare una portata elevata per brevi periodi, mentre il consumo medio può essere significativamente inferiore.
Un impianto sovradimensionato mantiene costantemente a temperatura operativa una quantità di adesivo superiore al necessario. Questo aumenta tempi di permanenza più lunghi, mggiore stress termico, un maggiore impegno nei lavori di pulizia, un aumento del consumo di detergente, dei costi di manutenzione del rischio di fermi macchina. Anche percorsi di erogazione troppo lunghi contribuiscono ad aumentare la quantità di adesivo mantenuta continuamente a temperatura.
Un sistema dimensionato in base alle reali esigenze mantiene la quantità di adesivo riscaldato al minimo, garantendo comunque la portata di picco richiesta. In caso di consumi ridotti o fortemente variabili, un sistema di fusione ON DEMAND può rappresentare una valida opzione in quanto fonde solo la quantità di adesivo effettivamente necessaria in quel momento.
Come ottimizzare:
Dimensionare il sistema in base al consumo effettivo di adesivo.
Mantenere il più possibile ridotta la quantità di adesivo riscaldato.
Evitare percorsi di erogazione dell’adesivo troppo lunghi.
Utilizzare un sistema «melt-on-demand» in caso di consumi ridotti o irregolari.
Gli adesivi PUR offrono vantaggi significativi. In base alla mia esperienza, non sono adesivi complicati da utilizzare. Tuttavia, richiedono la giusta interazione tra materiale, attrezzature, ambiente e modalità operative. Ciò che conta non è un singolo parametro, ma una corretta gestione dell’intero processo nella produzione quotidiana.
È quindi importante seguire le linee guida pertinenti, assicurarsi che gli operatori siano adeguatamente formati e utilizzare un sistema di applicazione dell’adesivo adatto al processo. Tenendo conto di questi punti, i produttori possono ottenere processi stabili, ridurre i fermi operativi non pianificati e mantenere una qualità di incollaggio costantemente elevata. Dedicare la giusta attenzione alla gestione degli adesivi PUR è un investimento che ripaga.
Avete domande sulla corretta gestione degli adesivi PUR o sul dimensionamento del sistema più adatto alla vostra applicazione? Il vostro referente Robatech locale sarà lieto di assistervi nella scelta del sistema, nella messa in servizio, nella formazione e nell’ottimizzazione della vostra applicazione PUR.