水性接着剤は、汎用性が高く、多様な消費者向け製品の製造における難しい要件に対応可能な高度な接着力を有します。ヘンケルは、あらゆる産業向けの接着剤を開発しているリーダーであり、最も信頼された水性接着剤メーカーの1社です。当社の水性接着剤、AQUENCE®各製品はコーティングの使用が可能で、優れた仕上がりを実現することによって、お客様の製品の品質を維持し、総所有コストを向上を可能にします。 

ヘンケルの水性接着剤は、本、家電製品、医療用テープ梱包材など、多様な製品の製造過程に使用されています。ラベルの垂れさがりや接着剤の移行など、製造業社様が直面されている数多くの問題を解決するために当社の接着剤をお選びいただいております。製造業社様は、様々なポリマーを基にした接着剤からご選択いただけ、それぞれの製品に最適な溶液をお探しいただけます。 

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水性接着剤の化学的構造

水性接着剤は、水、ポリマーおよび添加剤を組み合わせて開発されています。これらの製品は多孔質または無孔質の基材に適しています。これらの接着剤は、溶液として配合でき、水分が蒸発するか、または基材に吸収されることにより活性化されます。以下の天然および合成の材料を含む、様々な化学構造が存在します。

  • 酢酸ビニルエマルジョン(VAEまたはPVAエマルション)
  • アクリルエマルジョン接着剤
  • 天然またはバイオ接着剤
  • 天然ゴム接着剤
  • 液体ポリウレタン – 構造エンジニアリングおよび食品パッケージ/フレキシブルラミネート(LIOFOL)
  • 水性接着剤の添加剤

酢酸ビニルエマルジョン接着剤

酢酸ビニルエマルジョン接着剤には主に2つのタイプがあります。1つ目はポリ酢酸ビニル(PVA)接着剤これらは脂肪族のゴム状合成ポリマーで、熱可塑性の1種と見なされています。ポリ酢酸ビニルは多孔質の素材、特に紙、木材、ティッシュペーパー、不織布、布、および一部の石材に使用されます。段ボール製本封筒およびラベルなどの紙に最も一般的に使用されています。

2つ目はエチレン酢酸ビニル接着剤です。これらはポリ酢酸ビニル接着剤に比べて遥かに優れた性能を持ち、様々なメリットを有します。エチレン酢酸ビニル接着剤はポリ酢酸ビニル接着剤と同等の機械加工特性を有しつつも、無孔質表面への接着力がより優れています。エチレン酢酸ビニル接着剤は柔軟性と防水性に優れ、卓越した接着特性を提供します。

エチレン酢酸ビニル接着剤が最も多く使用されているのは軟包装です。また、その柔軟性、耐湿性、および優れた基材接着性により、ラミネート材の接着にも多く使用されています。エチレン酢酸ビニル接着剤は、家具製本および織物にも広く使用されています。また、エチレン酢酸ビニル接着剤は個人向け衛生用品などの不織布製品の製造にも多く使用されております。

アクリルエマルジョン接着剤

アクリルエマルジョン接着剤は、酢酸ビニル、EVAおよびアクリル合成樹脂ポリマーを水に均一に乳化させることで製造されています。これらの接着剤は次のバランスを図っています。

  • ピール – 接着剤と基材の強度、硬化プロセスの時間の経過とともに向上します。
  • シアー – 製品自体の接着力
  • タック – 接着剤が基材に瞬間的に接着する速度

多くのアクリルポリマーは交差結合し、耐候性と耐老化性を向上しつつ、他の溶剤による分解を防止します。一般的なアクリル接着剤には、粘着接着剤およびペーパーラミネート接着剤などがあります。アクリルエマルジョン接着剤は梱包材、特に紙箱の製造に一般的に使用されています。

天然またはバイオ接着剤

天然ポリマーは有機物質から開発されています。最も人気の高い有機物質には、でんぷんやデキストリンなどの植物源、大豆、カゼインおよびミルクアルブミンなどタンパク源に由来するものがあります。カゼインを含む天然接着剤は比較的乾燥時間が長く、非常に強力な接着を形成し、防水性があります。デキストリンは製紙業界で一般的に使用され、特定の材料に対して高い耐久性があります。しかしながら、水に曝されると分解しやすい性質があります。

天然またはバイオ接着剤は、液体または乾燥パウダーの2つの形状で提供されており、どちらも塗布前に水と混合します。接着強度は、水が蒸発する際もしくは基材に吸収される際に発揮されます。一般的には透過性基材で使用されますが、不透性基材を接合する「クイックタック」により接着剤を活性化する前に乾燥時間が必要な他の方法もあります。多くの天然接着剤は腐敗しやすく、長期保管はできません。

天然ゴムおよびポリ塩化接着剤

天然ゴム接着剤は、基材の接合に最も早くから使用されていた物質の1つです。過熱により弾性化する力を有するため、市場で最も人気の高い接着剤の1つであり、革、紙、織物、その他のゴム製品など、有機材や多孔質材の接着に一般的に使用されています。 

天然ゴム接着剤は、強力かつ瞬間的なタックを提供し、毒性レベルが低い特徴があります。これらの化学的構造から、様々なレベルの接着を実現するには、粘着付与樹脂を添加する必要があります。天然ゴム接着剤は、防水特性、柔軟性および汎用性に優れ、衣類、の製造およびカーペットやフロアラグの補強に最適な製品となっています。

液体ポリウレタン接着剤

過酷な環境条件下で使用するために開発された液体ポリウレタン接着剤は反応性湿気硬化剤です。その化学的構造により、接着が難しい表面エネルギーの低い基材の接着が可能です。この製品は強力な接着力、卓越した耐寒性、耐熱性、耐湿性などの属性を有しています。これらの接着剤は軟包装に多く使用されています。

液体ポリウレタン接着剤は非常に耐久性が高く、高度な弾性接着を形成します。環境の湿度に反応するこれらの接着剤は、交差結合した熱硬化性接着を形成します。オープンタイムが短く、塗布が簡単で、洗浄も簡単です。これらの化学的構造は、カーペット、木材、発泡体、多くのプラスチック材などの接着用に設計されています。これらは、ビニル(PVC)、ポリプロピレン、ポリエチレン、およびポリオレフィンには推奨されません。

水性接着剤の添加剤

一部の水性接着剤は、化学構造を安定化させるための界面活性剤や乳化剤などの添加剤を含んでいます。接着剤の様々な性能のニーズを満たすため、消泡剤、バイオサイド、染料、難燃剤、静電防止剤、湿潤剤など、その他の原料が追加される場合もあります。

紙包装で使用される水性接着剤の配合の一部であり、添加剤は紙の製造における様々な工程で重要な役割を担っています。最も一般的な添加剤は防水樹脂です。これらの配合は防湿性および防水性を可能にします。これらの添加剤はでんぷん分子と交差結合し、水が混合物を溶解するのをさらに困難にします。

耐水化剤(WRA)を含む接着剤は、交差結合剤の追加後一定の時間内に使用する必要があります。多くの場合、使用者に添加剤が接着剤に含まれていることを視覚的に知らせるため、染料が配合されています。添加剤を使用する場合、各製造業社は以下を検討する必要があります。

  • 新鮮な接着剤を使用すること(樹脂の追加後4時間未満)
  • 目標粘度が32~38秒
  • 固形分が高い(26% +)ほど良好な結果となる

水性接着剤の製品形態

高品質な水性接着剤は塗布が非常に迅速かつ簡単です。これらはローラー、スプレーガン、および液浸プロセスにより塗布できます。水性接着剤は乾燥してもローラーや他の器具に悪影響を及ぼしません。水性接着剤は器具から簡単に除去でき、詰まりが発生するリスクは最小限です。水性接着剤は以下のようなバルクコンテナで提供されています。

  • ドラム
  • トート
  • タンクトラック

製品によって、様々な濃度があります。そのため、用途のニーズを満たすため、製品を希釈する必要があります。一部のケースでは、2液型もあります。これらは各用途に合わせて接着剤をさらに混合する必要があります。

水性接着剤も用途によって異なる粘度があります。水のような粘度から、より粘度の高い糖液のような粘度のオプションがあります。粘度はセンチポアズ(cPs)で測定され、これは実質的に水性接着剤の厚さを意味します。cPsが高いほど、物質は厚くなります。水は1 cPs、キャスターオイルは1,000 cPs、ピーナツバターは250,000 cPsです。

水性接着剤の器具

水性接着剤は様々な器具で使用できます。それぞれ多数の固有の特性があります。主な器具には以下が含まれます。

マーリン希釈システム

濃縮水性接着剤は様々な市場で使用されています。必要な固形分の割合または粘度に接着剤を希釈する業界標準は存在しないため、性能や使用にばらつきが発生しているのが現状です。マーリン希釈システムは、濃縮接着剤のオンライン接着剤システムで、現在の手動による希釈法に代わる完全自動化プロセスです。接着剤は保管タンクから「オンデマンド」で提供されます。重いバケツを持ち上げて投入する必要はなく、ラインオペレーターを化学物質曝露から保護します。

主にティッシュペーパーやタオルのメーカーで使用されているMerlin希釈システムは、以下を特徴としています。

  • 汚染リスクの解消
  • 接着濃度のコントロールまたは調整
  • 処理要件に合わせて固形分の割合を調整
  • 接着濃度のばらつきを低下

押出移行システム

は柔らかさや吸収性は、ティッシュペーパーやタオル製品における重要な顧客ニーズです。ティッシュペーパーやタオルの製品ラインでは効率性から、多くの場合品質が妥協されています。ワンポット操作は接着特性を維持する課題に直面しています。押出移行システムよりクリーンで効率的な生産ラインをサポートする人気の高い出資とされています。

押出移行システムを導入すると、ポットを清掃/除去する必要がなくなり、器具の清掃に関わる安全リスクの低下を実現します。また、各製造業社特定の生産ニーズに合わせてより高い性能の接着剤を利用できるメリットもあります。多数あるシステム導入例の結果には以下が含まれます。

  • 稼働時間が12時間シフトあたり5~22分向上
  • アドオン率が15~50%低下
  • 廃棄率が35~50%に低下
  • 清掃の減少によりオペレーターの安全性が向上

水性接着剤監視システム

接着剤の使用、すなわち塗布レベルと環境因子について理解することにより、水性接着剤の使用に関する見識が得られます。リアルタイムデータをダッシュボードに提供する一連のセンサーにより、接着剤の消費の最適化と生産ラインのダウンタイムの削減が可能になります。また、このシステムは水性接着剤の器具にエラーまたは誤作動が生じた場合、オペレーターに通知します。

アクティブなバッチが生産ラインに存在するとき、稼働しているかどうかにかかわらず、基本情報が表示されます。このデータには、開始時間、終了時間、バッチが終了したか、および水性接着剤の一般情報(ブランド、接着剤名および識別番号など)が含まれます。これによりオペレーターは、関連項目を把握し、工場の条件との違いを認識することができます。ヘンケルの監視システムは以下を実行します。

  • 最適な接着を確実に実現する環境条件
  • 塗布量を確実に範囲内にとどめるための消費情報
  • 中断や追跡効率を特定する接着プロセスのデータ

AEROBOND発泡成形技術

ラミネートおよび波形形成接着では、接着剤の湿度の正確なバランスが求められます。  密度がオフの場合、波形が反り返ったり、あるいはレイヤーが湾曲します。AEROBOND発泡成形技術では、空気を接着剤のストリームに注入することで密度を低下し、それによって塗布量を減少させます。  さらに、レオロジーが改善され、塗布した場所に接着剤が確実に残ります。

発泡成形技術は石板ラミネート加工で使用される薄膜メータリングシステムの重要な構成要素です。最高の動作速度を維持するため、接着剤にはエッジの持ち上がりを防止する「ハイウェットタック」が必要です。接着密度を減らすことで、最高のマシン速度の操作や、層間剥離またはエッジの持ち上がりをほぼ完全に失くすことを実現します。また発泡形成は100%の繊維引裂けをも可能にします。

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水性接着剤の産業用途

水性接着剤には有機結合剤(最も一般的にPVA)が含まれており、水に細かく分散します。この水が蒸発または基材に吸収されると、接着剤が残り、2つの基材を接合します。水性接着剤は紙、段ボール、織物、木材および一部のプラスチックのような多孔質の基材の接合に特に適しています。

高品質な水性接着剤を使用することで、溶剤接着剤の有する数多くのメリットやその他のアドバンテージを享受いただけます。これらにはコストやVOCの削減が含まれます。水性接着剤はまた、使用が安全で溶剤の接着剤よりも環境に優しいという利点もあります。

家具および建築

家具や建物装備の品質、効率性と環境性の向上は重要な課題です。ヘンケルの水性接着剤は、家具やマットレス製造の多くの用途でさまざまな木材の接着に使用されます。

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パーソナルケア

消費者は衛生、健康、快適性に関わる製品に高い品質を求めます。ヘンケルの水性接着剤は、使い捨て衛生用品や不織布製造のさまざまな用途で肌に優しい強力な接着力を発揮します。

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食品および飲料品

水性接着剤はその汎用性により消費者梱包材のラベル付けに最も人気の高いオプションとなっています。消費者向け梱包のラベル付けオプションとして、ラインスピードを向上させて材料廃棄を最小限に抑えます。

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テープ・ラベル

テープおよびラベル向けの用途において環境性と安全性は重要な要素です。ヘンケルの感圧式接着剤(PSA)は、さまざまな用途で最高度の安全基準を満たし、総エネルギー消費を縮小も可能にします。

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紙包装

消費者の需要は紙包装のニーズを変化させました。ヘンケルの水性接着剤は、絶えず動く紙製コンテナや包装を柔軟に接着し、ラインスピードを向上させる環境性に優れた手法です。

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スポーツ・ファッション

人件費と製造コストの増加は、スポーツおよびファッション業界の大きな課題です。ヘンケルの多様な水性接着剤とプロセスのノウハウが、お客様の製造ニーズをサポートします。

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水性接着剤のトラブルシューティング

水性接着剤はプラスチック、紙、段ボール、金属フィルム、自然および合成テキスタイルなど、多様な基材に使用できます。これらは製造のコスト効果が高く使いやすいという特徴があります。多くの場合、ウェットボンド接着剤では均一な濃度を維持しやすくなっています。水性接着剤は溶剤接着剤よりも環境に優しい製品です。

あらゆるビジネスにとってダウンタイムの削減または解消は必須です。水性接着剤を使用する際のライン生産のダウンタイムには様々な理由があります。そのため、ヘンケルでは最も多くみられる問題に対するトラブルシューティング案を開発いたしました。

接着剤の飛散 – 水性接着剤の最も一般的な課題は、遠心力により接着剤が機器や周辺エリアに飛び散ることです。飛び散りの原因は複数あります。

  • ローラー端の接着剤の蓄積
  • 接着剤の乾燥が速すぎる
  • ポットの接着レベルが推奨レベルよりも高い

水性接着剤の飛び散りを減少させる簡単な方法はいくつかあります。最も一般的な方法の1つは、接着粘度を確認し、厚さを調整することです。また、機器のクリーニング、ローラーの交換、ローラー外端へグリースを塗布して接着剤を含ませる、ローラー速度の調整など、機器の調整を行うことです。塗布される接着剤の量をも飛び散りへの影響となる一因です。

不均一なコーティング重量 – 水性接着剤の塗布にばらつきがあるときに発生します。一般的には、アプリケーターと基材の不均一な圧力が原因となっている場合があります。また、システム内に乾燥した接着剤がある場合も原因となりかね接着剤の分注に影響します。

アプリケーター位置の調整 (ローラー/アプリケーター、ブランケットまたは基材の間)アプリケーターの基材へ接触はわずかにする必要があり、別名で基材への「キス」と呼ばれています。また、圧力も評価基準の1つです。特にアプリケーターと基材間で圧力の低いエリアを確認してください。ローラー/アプリケーターの残存物はコーティング重量に影響を及ぼします。これを回避するため、オペレーターは一般にローラーのクリーニングを実施する必要があります。

パターンの欠落およびスキップ – 接着剤の塗布に影響し、一般に接着剤の粘度に関連する問題によって発生します。一般的な原因は以下のとおりです。

  • ポットの寿命に達した後に混合接着剤を使用している
  • ダウンタイム中にスキンが接着剤に形成されている
  • 不適切に混合された接着剤を使用しているか、または塗布前にゲル構造が破壊されている

水性接着剤でこれらの問題を回避するには、ラインを開始する前に完全に接着剤を混合し、ダウンタイム中に接着剤にカバーをかけておくことが重要です。また、ローラーに残存物がないことを確認することも選択肢の1つです。そして、オペレーターはこの作業を定期的に実施する必要があります。

テーリングまたはサテライティング – 分注した水性接着剤のピークがビードまたはパターンの中心から落ち、基材に「テール」を形成することを意味します。これは一般的に塗布される接着剤が多すぎることにより発生します。 

最も一般的とされる解決策は、分注するまたはローラーに残存する水性接着剤の量を減らすことです。オペレーターはポンプレートを確認し、接着剤のポンプ量が多すぎないようにしてください。接着剤ビーズが鉛筆の幅、ポンプのストロークは1分当たり30ストロークにするのがポンピングの一般的な指針の一部となっています。また、水性接着剤の粘度を確認し、厚さを調整することも修正手段の1つです。さらに器具の洗浄やローラーの変更も検討してください。

接着剤の温度のばらつき – 問題を回避するため、水性接着剤を適切な保管温度および処理温度に維持することが重要です。冷たすぎても熱すぎても、温度は性能に大きな影響を及ぼします。水性接着剤が冷たすぎると、流動性が低下し、粘度が高くなり、設定速度が下がって接着剤の移行が少なくなります。水性接着剤が熱すぎると、棚安定性および再循環安定性が低下し、どちらも廃棄率の増加につながります。

温度に関する問題を回避するため、各製造業者様が取り組んでいただける解決策は多数存在します。まず、水性接着剤は、使用前の7日間、温度管理された環境で保管し、冷たい床の上には保管しないようにします。次に、産業用サプライストアからトート、ドラムまたはペイル保温器を購入して温度に関する問題を緩和します。水性接着剤を使用する際は接着剤を少なくとも21°Cに温め、「推奨使用期限」日までに使用することをお勧めします。最後に、トートの上部にエアホースを配置して圧力差を形成することで温度関連の問題を緩和することも可能です。

凍結のシーズンが一般的に存在する地域では、発注に気を付け、水性接着剤の到着後必ずチェックすることを推奨します。ヘンケルは「凍結シーズン」中のお役立ち情報をご提供しており、お客様をサポートします。

  • 週末に配送される発注は温度に大きな影響を及ぼすため回避してください。
  • 悪天候による配送の影響を回避するため、余裕をもった納品日をご計画ください。
  • 到着後すぐにすべての製品を点検し、凍結した製品がないかご確認ください。

水性接着剤のトラブルシューティングに関する詳細は、ヘンケルのテクニカルカスタマーサービスまで連絡してください。製品および用途に関するご質問に対応させていただきます。

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