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Leistungsverlagerung in extremer Kälte: Analyse der physikalischen und chemischen Auswirkungen niedriger Temperaturen auf Schmelzklebstoffe

Leistungsverlagerung in extremer Kälte: Analyse der physikalischen und chemischen Auswirkungen niedriger Temperaturen auf Schmelzklebstoffe

2025-11-20

Wenn die Umgebungstemperaturen sinken, unterliegen die physikalische Beschaffenheit und die Verarbeitungseigenschaften von Schmelzklebstoffen grundlegenden Veränderungen. Das Verständnis dieser Veränderungen ist eine Voraussetzung für die Gewährleistung ihrer Verwendbarkeit.

1. Risiko von Sprödbruch: Feststoffe verlieren Zähigkeit
Niedrige Temperaturen reduzieren die Mobilität der Polymerketten, wodurch der Klebstoff von einem zähen Zustand in einen spröden und starren Zustand übergeht. EVA, PSA-Sticks oder -Granulate sind anfälliger für Risse oder Zersplitterungen bei Einwirkung äußerer Kräfte (z. B. Stoß, Fallenlassen) bei niedrigen Temperaturen. Dies beeinträchtigt nicht nur ihr Aussehen, sondern stellt auch Herausforderungen für automatische Zuführsysteme dar.

2. Veränderte Schmelzleistung: Erhöhter Energieverbrauch und Risiko der thermischen Vorgeschichte

  • Anfänglicher Viskositätsanstieg: Wenn kalte Granulate in die Schmelzausrüstung eingespeist werden, benötigen sie mehr Energie, um einen geschmolzenen Zustand zu erreichen, was zu einer extrem hohen anfänglichen Schmelzviskosität führt. Dies erhöht die Antriebslast und den Energieverbrauch der Ausrüstung erheblich und kann aufgrund schlechten Fließverhaltens zu ungleichmäßigem Klebstoffauftrag führen.

  • Überhitzungsrisiko und Abbau: Das erzwungene Erhöhen der Solltemperatur, um eine schnellere Auftragsgeschwindigkeit zu erreichen, kann zu Oberflächenoxidation und Verkohlung ( "Anbrennen") des Klebstoffs führen, während das Innere unzureichend homogenisiert bleibt, was die endgültige Haftleistung beeinträchtigt.

3. Drastische Veränderung der Aushärtungskurve: Verkürzte offene Zeit und schlechte Benetzung
Wenn geschmolzener Klebstoff aus der Ausrüstung auf ein kaltes Substrat aufgetragen wird, wird Wärme schnell abgeführt, wodurch die Klebstofftemperatur stark abfällt.

  • Verkürzte offene Zeit: Das Zeitfenster, das für die Anpassung des Klebstoffs zur Verfügung steht, schrumpft dramatisch, was eine höhere betriebliche Präzision erfordert.

  • Reduzierte Benetzbarkeit: Der sofortige Anstieg der Viskosität verhindert, dass der Klebstoff ausreichend fließt und die mikroskopischen Poren der Substratoberfläche benetzt, was direkt zu einer reduzierten Haftfestigkeit und sogar zu einem scheinbaren Haftversagen führt.

4. Phasenänderung und Deaktivierung spezifischer Klebstoffe

  • Kristallisation von PUR: Einige PUR-Produkte können bei niedrigen Temperaturen kristallisieren, was sich in einer ungewöhnlich hohen Viskosität oder dem Auftreten von granularem Material äußert, wodurch sie schwer zu verarbeiten sind und ihre Leistung beeinträchtigt wird.

  • Einfrieren von wasserbasiertem PUD: Einmal gefroren, können die Polymerpartikel in wasserbasierten Klebstoffen (z. B. PUD) unter dem Druck von Eiskristallen brechen, koaleszieren und agglomerieren. Ihre ursprüngliche Leistung kann nach dem Auftauen nicht wiederhergestellt werden, was zu einem dauerhaften Verderb führt.

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Wenn die Umgebungstemperaturen sinken, unterliegen die physikalische Beschaffenheit und die Verarbeitungseigenschaften von Schmelzklebstoffen grundlegenden Veränderungen. Das Verständnis dieser Veränderungen ist eine Voraussetzung für die Gewährleistung ihrer Verwendbarkeit.

1. Risiko von Sprödbruch: Feststoffe verlieren Zähigkeit
Niedrige Temperaturen reduzieren die Mobilität der Polymerketten, wodurch der Klebstoff von einem zähen Zustand in einen spröden und starren Zustand übergeht. EVA, PSA-Sticks oder -Granulate sind anfälliger für Risse oder Zersplitterungen bei Einwirkung äußerer Kräfte (z. B. Stoß, Fallenlassen) bei niedrigen Temperaturen. Dies beeinträchtigt nicht nur ihr Aussehen, sondern stellt auch Herausforderungen für automatische Zuführsysteme dar.

2. Veränderte Schmelzleistung: Erhöhter Energieverbrauch und Risiko der thermischen Vorgeschichte

  • Anfänglicher Viskositätsanstieg: Wenn kalte Granulate in die Schmelzausrüstung eingespeist werden, benötigen sie mehr Energie, um einen geschmolzenen Zustand zu erreichen, was zu einer extrem hohen anfänglichen Schmelzviskosität führt. Dies erhöht die Antriebslast und den Energieverbrauch der Ausrüstung erheblich und kann aufgrund schlechten Fließverhaltens zu ungleichmäßigem Klebstoffauftrag führen.

  • Überhitzungsrisiko und Abbau: Das erzwungene Erhöhen der Solltemperatur, um eine schnellere Auftragsgeschwindigkeit zu erreichen, kann zu Oberflächenoxidation und Verkohlung ( "Anbrennen") des Klebstoffs führen, während das Innere unzureichend homogenisiert bleibt, was die endgültige Haftleistung beeinträchtigt.

3. Drastische Veränderung der Aushärtungskurve: Verkürzte offene Zeit und schlechte Benetzung
Wenn geschmolzener Klebstoff aus der Ausrüstung auf ein kaltes Substrat aufgetragen wird, wird Wärme schnell abgeführt, wodurch die Klebstofftemperatur stark abfällt.

  • Verkürzte offene Zeit: Das Zeitfenster, das für die Anpassung des Klebstoffs zur Verfügung steht, schrumpft dramatisch, was eine höhere betriebliche Präzision erfordert.

  • Reduzierte Benetzbarkeit: Der sofortige Anstieg der Viskosität verhindert, dass der Klebstoff ausreichend fließt und die mikroskopischen Poren der Substratoberfläche benetzt, was direkt zu einer reduzierten Haftfestigkeit und sogar zu einem scheinbaren Haftversagen führt.

4. Phasenänderung und Deaktivierung spezifischer Klebstoffe

  • Kristallisation von PUR: Einige PUR-Produkte können bei niedrigen Temperaturen kristallisieren, was sich in einer ungewöhnlich hohen Viskosität oder dem Auftreten von granularem Material äußert, wodurch sie schwer zu verarbeiten sind und ihre Leistung beeinträchtigt wird.

  • Einfrieren von wasserbasiertem PUD: Einmal gefroren, können die Polymerpartikel in wasserbasierten Klebstoffen (z. B. PUD) unter dem Druck von Eiskristallen brechen, koaleszieren und agglomerieren. Ihre ursprüngliche Leistung kann nach dem Auftauen nicht wiederhergestellt werden, was zu einem dauerhaften Verderb führt.