Seit Jahren werden Hotmelts und auch Kaltleime versprüht, um einen luftdurchlässigen Klebstoffauftrag zu garantieren.
Der Vorteil von Sprühsystemen, sei es ein Spinnsprühsystem, ein Fadensprühsystem oder ein Airlesssystem, ist der kontaktlose Auftrag der verschiedenen Klebstoffe, der es ermöglicht auch auf unebenen Substraten Klebstoff relativ gleichmäßig aufzutragen.
Es ist bekannt, dass der Sprühauftrag im Spinnsprüh- und Airlessverfahren, im Randbereich ein höheres Auftragsgewicht aufweist. Diese Sprühverfahren für Klebstoffe arbeiten relativ problemlos. Doch ist er wirklich so problemlos?
Schauen wir uns als Beispiel ein Spinnsprühsystem für Hotmelts etwas genauer an.
Hier wird ein dünner Hotmeltfaden erzeugt, der mit beheizter Luft in eine drehende Bewegung versetzt wird. Die Auftragsbreite einer solchen Düse liegt zwischen 5 - 40 mm. Je nach Klebstoff muss die Luft auf 200°C erhitzt werden, um einen guten Klebstoffauftrag zu garantieren.
Im Laufe der Jahre hat es viele Verbesserungen bei solchen Sprühsystemen gegeben, die es ermöglichen den Luftverbrauch zu vermindern, doch es wird immer noch Luft benötigt um einen Spinnsprühauftrag mit Hotmelt herzustellen.
Um eine Breite von 1.000 mm mit einem solchen Sprühsystem abzudecken, sind mindestens 25 solcher einzelnen Düsen notwendig. Diese Düsen erzeugen während dem Klebstoffauftrag eine starke Luftverwirbelung auf dem Substrat und wenn es sich um ein Substrat handelt, auf dem lose Fasern oder andere Produktteile liegen, führt das meistens zu einer Verschmutzung der einzelnen Sprühdüsen. Das bedeutet, dass das Sprühbild schlechter wird, dadurch der Klebstoffauftrag nicht mehr die gewünschte Qualität hat und so eine Produktionsstörung vorprogrammiert ist.
Hinzu kommt das Problem, dass 25 Luftdüsen einen hohen Luftverbrauch haben und eine Menge Energie dazu eingesetzt werden muss, um diese Luft zu erhitzen. Das sind Kosten, die sich später im Produktpreis wiederfinden.
Bei luftundurchlässigen Substraten kommt noch ein weiteres Problem hinzu: Wohin mit der Luft? Da die Luft das Substrat nicht durchdringen kann, bleibt sie eine Zeit auf dem Substrat stehen und verhindert einen gleichmäßigen Klebstoffauftrag. Dadurch gibt es starke Qualitätsabweichungen bei der Produktherstellung.
Bei der Verarbeitung von PUR-Hotmelt ergibt sich noch ein anderes Problem. Werden reaktive Schmelzklebstoffe basierend auf Polyurethanprepolymeren, die meist einen Gehalt an freiem monomeren Diisocyanat zwischen 1 bis zu 3 % aufweisen, gesprüht, kommt es in der Phasengrenzschicht zu einem übermäßigem Austrag der monomeren Isocyanate. Die Strömungsgeschwindigkeit der heißen Sprühluft ist oft so hoch, dass sie bis zum 6fachen der Umluft mit verwirbelt und es so zu einem schlechten- oder unkontrollierbaren Austrag an monomeren Isocyanat kommt. Nur sehr effiziente Absaugungen können einen Austrag der Monomeren in die Umluft verhindern. Diese stören aber oft das Sprühbild, so dass die Abluftströmungen geringer eingestellt werden müssen.
Der Düsenteller wird von der Mitte aus mit Hotmelt versorgt. Von dort aus werden 8 einzelne Einschraubdüsen, die in Sternform montiert sind, mit Klebstoff beschickt. Je nach Auftragsmuster kann auch nur 1 Düse montiert werden. Alle anderen Düsenkanäle werden in diesem Fall mit einer Schraube verschlossen. Es können mit nur einem Düsenteller und 10 verschiedenen Einschraubdüsen mehr als 50 verschiedene Auftragsmuster hergestellt werden, wobei das Auftragsgewicht g/m² nicht verändert wird. Der Düsenteller kann während dem Klebstoffauftrag stufenlos von 500 – 4.000 U/min eingestellt werden, wodurch wir den Rotationsauftrag erzeugen.
Damit der Klebstoff sich im Randbereich nicht zu stark aufbaut, wie es bei Spinnsprühsystemen der Fall ist, werden Düsen mit unterschiedlichen Durchmessern eingesetzt. Da die Masse bei einer kleinen Düse wesentlich geringer ist, fliegt der Klebstofffaden während dem Rotationsauftrag nicht so weit, wie bei einer größeren Düse.
Von oben gesehen stellt jede Düse einen unterschiedlich großen Kreis her, der, während dem das Substrat unter dem Düsenteller läuft, zu einem groben oder sehr feinem Klebstoffgewebe führt. Da die Fäden sich nur auf das Substrat auflegen, ist ein Durchschlagen des Klebstoffes, auch bei sehr offenen Substraten, nicht möglich.
Der Rotationskopf besteht aus mehreren Teilen.
Diese Auftragsstruktur eignet sich sehr gut für die Herstellung von Filtermaterialien, die Fixierung von Aktivkohle und Superabsorber. Die Luftdurchlässigkeit bei diesem Hotmeltauftrag ist wesentlich höher als bei einem Spinnsprühauftrag. Da durch den Rotationsauftrag eine sehr große Oberfläche mit einem Hotmelt erzeugt wird, kann wesentlich mehr Aktivkohle oder Superabsorber mit wesentlich weniger Hotmelt fixiert oder verklebt werden.
Die Biegestabilität beim anschließenden Falten, insbesondere bei Filtermaterialien, ist sehr gleichmäßig, da der Hotmelt eine gleichmäßige Gewebestruktur aufweist.
Obwohl bei der Rotationstechnik der Hotmelt immer als Faden verarbeitet wird, kann durch eine gezielte Viskositätsveränderung des Hotmelts oder Kaltleimes auch ein Punktauftrag ermöglicht werden.
Die Punktgröße wird durch die Größe der Düsen und durch die unterschiedlichen Materialmengen eingestellt. Das ermöglicht einen sehr gleichmäßigen Hotmelt- oder Kaltleimauftrag auch bei Breiten über 2 m, mit nur einem Rotationskopf.
Hier wird ein sehr grober Hotmeltauftrag gezeigt, der sich für Anwendungen im Antislipbereich eignen.Auch 1 K-PU lässt sich so problemlos auf Plattenware auftragen. Durch das anschließende Verpressen der beiden Platten, kann sogar ein vollflächiger Klebstoffauftrag erreicht werden. Viele Kaltklebstoffe die im Holzbereich mit Walzenauftragssystemen aufgetragen werden, können mit diesem System verarbeitet werden.
Es werden heute immer noch große Mengen von Hotmeltvliesen für verschiedenen Kaschierungen eingesetzt. Diese Hotmeltvliese sind sehr kostspielig und nur in wenigen Auftragsbreiten und Auftragsgewichten zu bekommen. PUR-Hotmeltvliese können noch nicht eingekauft werden, da der Transport von PUR-Hotmeltvliese noch nicht möglich ist.
Mit der Rotationstechnik ist es möglich, solche Hotmeltvliese zu einem sehr günstigen Preis im eigenen Hause, direkt neben der Produktionsmaschine, herzustellen. Auch PUR-Hotmeltvliese können problemlos hergestellt werden, so dass sie innerhalb von 5 Stunden durch erneutes Aufheizen und Verpressen, zum Beispiel bei der Textilkaschierung für Fahrzeuginnenteile, verwendet werden können.
Die Hotmeltvliese können direkt nach der Herstellung geschnitten oder gestanzt werden, so dass sie mit einem Textilzuschnitt zusammen in einer beheizbaren Presse verarbeitet werden können. Das Auftragsgewicht des Hotmeltsvlieses bestimmt der Kunde selbst und kann stufenlos angepasst werden.
Wir konnten hier nur einige der Einsatzmöglichkeiten mit dieser neuen Auftragstechnik für Hotmelt und Kaltleimen vorstellen. Im Laufe der nächsten Jahre werden uns die Anwender vor Ort sicher noch weitere Einsatzmöglichkeiten aufzeigen. Selbstverständlich handelt es sich um ein geschütztes Verfahren, dass ausschließlich von INATEC GmbH oder vertraglich gebundenen Partnern vertrieben wird.