Adesivi: comprensione degli adesivi per la fabbricazione di filtri

Jun 05, 2023

Su e giù per la linea di produzione negli impianti di produzione di filtri, gli adesivi vengono miscelati, estrusi e rivestiti sui componenti. Dato il ruolo vitale degli adesivi nell’assemblaggio dei filtri, i produttori di filtri vogliono saperne di più su di essi. Hugh Evans di Franklin adesivi & Polymers fornisce alcune informazioni di base per aiutare a comprendere e selezionare le giuste tecnologie adesive per applicazioni di incollaggio specifiche negli impianti di produzione di filtri.

La maggior parte delle persone conosce la "colla bianca" o la "colla gialla". Tuttavia, gli adesivi differiscono molto più del solo colore. Numerose proprietà fisiche, dall'adesione iniziale alla durata di conservazione, distinguono le formulazioni adesive, rendendone alcune migliori di altre per usi specifici. Come primo passo verso una discussione sugli adesivi da utilizzare nella produzione di filtri, di seguito sono riportate le descrizioni di quattro proprietà fisiche – durezza, viscosità, durata della miscela e percentuale di solidi – pertinenti all'uso dell'adesivo nella fabbricazione di filtri.

La durezza è una misura della resistenza di un materiale alla penetrazione della superficie quando viene applicata una forza. Nel caso dei polimeri, compresi gli adesivi, la durezza viene misurata dalla resistenza all'impronta. Utilizzando un penetratore caricato da una molla calibrata, uno strumento chiamato durometro misura la profondità di penetrazione nel polimero. Il durometro misura rispetto a due diverse scale Shore: A e D. La scala Shore A testa i polimeri morbidi, come la gomma, su una scala da zero a 100. Uno pneumatico per automobile misura tipicamente da 55 a 70 sulla scala Shore A. Molti plastisol e uretani più morbidi rientrano nell'intervallo da A-50 a A-70. La scala Shore D misura materiali polimerici più duri, come la plastica rigida, e misura anche da zero a 100, sovrapponendosi alla scala Shore A. Molti degli adesivi epossidici e poliuretanici più rigidi polimerizzano fino a raggiungere una durezza compresa tra Shore D-70 e D-85.

La viscosità misura la resistenza di un fluido allo scorrimento. L'acqua è a bassa viscosità e il miele ad alta viscosità. La viscosità è più comunemente misurata in centipoise (cPs). L'acqua è 1,0 cP e il miele è 20.000 cP. La viscosità di un adesivo in emulsione di polivinilacetato (PVA) utilizzato per assemblare filtri dell'aria in cartone è di circa 3.000 cP. Un adesivo è difficile da colare a 50.000 cP, mentre i mastici possono facilmente superare i 100.000 cP.

Gli adesivi bicomponenti, come gli epossidici e alcuni poliuretani, devono essere miscelati in stabilimento. Il pot life (o vita liquida) è un'indicazione di quanto tempo questi adesivi bicomponenti rimangono utilizzabili una volta miscelati. Sia la quantità che la temperatura della miscela adesiva influenzano la durata della miscela. Ad esempio, una quantità di adesivo in una tazza accumulerà calore e polimerizzerà più rapidamente - e quindi avrà un pot life più breve - rispetto alla stessa quantità distribuita in una pellicola sottile. Anche l'aumento della temperatura della miscela ridurrà il pot life.

Gli adesivi possono avere una percentuale di solidi relativamente bassa o elevata. La parte solida dell'adesivo comprende l'agente legante vero e proprio, oltre al riempitivo inorganico e agli additivi non volatili. Il contenuto non solido solitamente è acqua o solvente, che evapora durante la polimerizzazione dell'adesivo. Alcuni adesivi bicomponenti polimerizzano attraverso la reazione chimica tra le due parti. Questi adesivi non contengono altri solventi o supporti e sono considerati solidi al 100%. Poiché non contengono acqua né solventi, tendono a restringersi molto poco durante la polimerizzazione. Altri adesivi contengono solo il 10-15% di solidi.

I produttori utilizzano adesivi per fabbricare numerosi componenti del filtro: per assemblare il mezzo filtrante stesso, incollare il mezzo filtrante in un telaio o un cappuccio terminale o installare la guarnizione. Molti di questi adesivi includono sigillanti o composti di fusione. Alcuni processi di assemblaggio richiedono le caratteristiche sia di un adesivo che di un sigillante. (Ai fini di questo caso, un adesivo è una sostanza posizionata tra due substrati per unirli insieme, mentre un sigillante è una sostanza posizionata in un vuoto per impedire perdite di liquido o gas.) Ad esempio, quando i supporti pieghettati vengono incollati in un telaio metallico o cappuccio terminale, l'adesivo deve tenere insieme il filtro e fornire una tenuta completa per forzare il fluido attraverso, e non attorno, il supporto. Nessun singolo adesivo potrebbe soddisfare i numerosi requisiti di incollaggio e sigillatura all'interno dell'impianto di produzione del filtro. Tuttavia, qualsiasi adesivo o sigillante, indipendentemente dal tipo, utilizzato per fabbricare i filtri dovrebbe soddisfare i seguenti criteri. Oltre a ciò, il produttore del filtro vorrà abbinare il giusto tipo di adesivo a ciascuna applicazione.