Ragasztóanyagok, a láthatatlan segítők

Írta: Transpack-2021/VI. lapszám cikke - 2022 január 20.

A különféle ragasztóanyagok kapcsán a csomagolástechnika jut leginkább az emberek eszébe. Pedig a szállítmányozástól, az agráriumig és az élelmiszergyártásig minden területen megvan a létjogosultságuk. Nehéz is lenne kiemelni egyetlen olyan a területet, amelyiknek kiugróan magas lenne a ragasztóanyag igénye a többiekhez képest.

 

Minden szektorban szerephez jutnak

A napi életünk fontos szereplői a ragasztók, még ha nem is mindig tapasztaljuk a jelenlétüket. Ezt nehéz elhinni? Elég ránézni az általunk viselt cipőre, és máris megvan az első érintkezési pont a ragasztóval, hiszen a cipő talpa nagy valószínűséggel ragasztott. Aztán csak a közvetlen közelünkben körültekintve, ott van a laptop vagy az asztali számítógép és az okostelefon – ezekben is van ragasztott elem.

 

ragasztópisztoly kábel

 

A felhasználási területekről szóló listát a végtelenségig lehetne folytatni. Sőt a ragasztástechnika történetét szemlélve jól látható, hogy a ragasztóanyagok a magasabb technikai színvonalat megkövetelő területeken is régóta jelen vannak. Ilyen például a repülőgépgyártás területe is. A legelső repülőgépeket fa és textil alkatrészekből készítették, amelyeket összeragasztottak. A Fokker F-27 típusú repülőgépre igazi mérföldkőként tekintenek ragasztástechnikai szempontból, ugyanis ragasztott alumíniumszerkezettel került a piacra. De említhetnénk akár az autóipart vagy az rakodó- és anyagmozgató gépek területét is. A ragasztóanyagok ma már az autóipar elengedhetetlen részét képezik. Ezt mutatja az a tény, hogy minden új autó hozzávetőlegesen 15-18 kg ragasztóanyagot tartalmaz. A tendenciákat figyelembe véve pedig a jövőben ez az arány tovább emelkedhet.

Az utóbbi években a modern ragasztástechnológiák alkalmazása egyre inkább előtérbe került az ipar számos szektorában. Ennek jó oka van, mivel a nagy teljesítményű ragasztók számos előnnyel járnak a kivitelezők és a feldolgozók számára egyaránt. Hogy a ragasztókat ma már számos gyártási folyamat bevált részének tekintik, annak különösen az a tulajdonság az egyik oka, hogy mindenféle anyagot gyorsan és biztonságosan összeragasztanak. A szerkezeti ragasztás mára minden ipari szektorban elengedhetetlen illesztési módszerré vált, különösen ott, ahol különböző típusú anyagokat kell összeragasztani. Az alkalmazási területtől függően különböző ragasztási technológiák állnak rendelkezésre, amelyek specifikus terméktulajdonságokkal rendelkeznek a ragasztási feladathoz. A ragasztástechnológia gyakorlatilag minden ipari szektorban integrálható a meglévő termelési folyamatokba.

 

A ragasztás elve mindig ugyanaz

A ragasztástechnika alapelve, hogy két vagy több alkatrész közé ragasztóanyagot visznek fel, amely erősen tapad önmagához (kohézió), valamint a ragasztandó alkatrészek felületéhez (tapadás). A piaci ragasztóanyag-kínálat rendkívül változatos, és az alkalmazási területek köre tovább bővül. A ragasztók alkalmassága a gyártási folyamatra és a megfelelősége a minőségi előírásokra, valamint mechanikai és termikus tulajdonságai, oldhatósága és ellenállása ennek megfelelően eltérő. Például az alkalmazástól függően a ragasztók a másodperc töredéke alatt megkeményedhetnek hő vagy fény hatására vagy a kötési folyamat napot is igénybe vehet. Sok esetben a feldolgozására alkalmas anyagok és technológiák ugyan már rendelkezésre állnak, de még mindig van egy szempont, amely gátolja a tömegtermelést. Ez pedig nem más, mint a kötés optimalizálásának szükségessége. Bár az új anyagokat és alkatréseket optimálisan úgy tervezhetik, hogy megfeleljenek az egyéni igényeiknek, ezeket is kombinálni kell a késztermék létrehozásához. A kötési technológia alapvető kritériumai az elmúlt évtizedek alatt nem változtak. Itt a kötés költségeinek, időtartamának és tartósságának egyensúlyban tartására kell gondolni. A hagyományos kötési megoldások (pl. a csavarok, szegecsek, forrasztások és hegesztések) elérték a határaikat, mivel rosszul kombinálódnak új anyagokkal. Például a szegecsekhez és csavarokhoz szükséges lyukak eredendően helyi gyengeségeket okoznak a fémben. Hegesztés esetén a hibrid kötések jelentős problémát jelentenek. Továbbá a lokalizált hő nem kívánatos hatással lehet az anyagtulajdonságokra. A felsorolt kihívások további lökést adnak a ragasztóanyagok fejlesztésében résztvevő szakemberek számára. Ennek köszönhetően egyre több új alternatíva jelenik meg a piacon.

 

ragasztószalag

 

A ragasztás előnyei más technológiákkal szemben

A ragasztásnak számos előnye is van az egyéb összeszerelési technikákkal szemben. Az egyik ilyen például az, hogy a ragasztóanyag használata nem változtatja meg az anyag felületét, ellentétben a hegesztési vagy forrasztási technológiákkal. Az anyagok egyedi tulajdonságai szintén változatlanok maradnak. A ragasztási folyamat után a ragasztó megszilárdulása után olyan tömítő hatás alakul ki, amely megakadályozza a repedéseket, és a korrózióvédelem szempontjából is nagy jelentőséggel bír. A ragasztás számtalan anyag összeszerelését teszi lehetővé. Függetlenül attól, hogy fa, fém, műanyag, üveg, kerámia vagy papír, az összeragasztható anyagok választéka jóval nagyobb, mint például a hegeszthetőké.

Egyes területeken, például a gépjárműiparban már a ragasztást tekintik az új hegesztésnek. A járműtechnológiában különösen könnyű konstrukció elérése érdekében a ragasztók használata évek óta bevált eszköz. A fém kötőelemek részbeni kiváltásával csökkenthető a jármű önsúlya. Az alacsonyabb súly alacsonyabb meghajtási teljesítmény igényt jelent, ami végül csökkenti az üzemanyag-fogyasztást is.

A mechanikus kötőelemek helyett a ragasztókötés kiválasztásának fő okai közé tartozik a megnövekedett szilárdság, súlycsökkentés, csökkentett költségek, megnövekedett feszültségeloszlás, jobb gyártási folyamat, megnövekedett rezgés- és korrózióállóság, valamint az aljzatanyagok szélesebb választékával történő tervezés lehetősége.

 

kéz ragasztó parketta gyűrű

 

A ragasztás nem minden kötési feladat megoldására alkalmas módszer. Vannak olyan körülmények, amelyek nem teszik lehetővé ragasztóanyagok alkalmazását, ilyenkor más kötési technológiákat szükséges használni (pl. forrasztás, hegesztés, szegecselés stb.).

A hagyományos rögzítő- és kötőalkalmazásokat használó iparágak általában konzervatívak, ezért nehéz olyan technológiára váltani, amelyet az elmúlt évtizedek alatt kevésbé használtak. Ezekben az esetekben mindig jelentős a bizalmatlanság az új technológiákkal szemben.

Tény, hogy a ragasztóanyagokban rejlő számtalan funkció és lehetőség teljes körű megismerése eltart egy ideig. Néhány kulcsfontosságú iparágban – például az autóiparban, az építőiparban és az élelmiszeriparban – minden felhasznált anyag és alkatrész esetén figyelembe kell venni a szigorú környezetvédelmi és biztonságtechnikai követelményeket. A fejlesztések csak az előbbiekre épülten történhetnek.

 

Ragasztóanyagok használatának korlátai

A többi fejlett technológiához hasonlóan a ragasztók üzemi környezetben történő alkalmazása is speciális feldolgozási eljárásokat tesz szükségessé. Ragasztóanyagok esetén általában a kötés minőségének roncsolásmentes vizsgálattal történő részletes vizsgálata nem lehetséges. Ha a ragasztóanyagokat ipari környezetben alkalmazzák, megfelelően magas gyártási minőségre van szükség, mivel a termék minőségét nem tesztelik. A ragasztott kötések hosszú távú stabilitásának mérlegelésekor figyelembe kell venni a lebomlási mechanizmusokat, mivel a degradáció csökkentheti a ragasztási kötés erejét. Habár léteznek már speciális megoldások, nem szabad megfeledkezni, hogy a kapott kötések korlátozott hőállósággal rendelkeznek.

 

Melyik ragasztó a legmegfelelőbb?

A választék nagy, a követelmények összetettek. Az alábbi három kérdés átgondolt megválaszolása sokat segít a megfelelő ragasztóanyag kiválasztásában:

  • Milyen anyagok között kell létrehozni a kötést?
  • Mi a feladata a ragasztásnak? (Csak rögzítés vagy pl. tömítés is?)
  • Milyen típusú igénybevételnek – például erőhatásnak, tömegnek, hőnek, nedvességnek vagy vegyi anyagoknak – van kitéve a darab a ragasztás után?

Főként a harmadik kérdésre adott válasz kapcsán lehet bizonytalanság. Ennek megszüntetése érdekében érdemes felvenni a kapcsolatot a gyártóval, és egy konzultáció keretében megtalálni az optimális megoldást.

 

A fejlett ragasztórendszer minősége és teljesítménye

A modern ragasztórendszer minőségét és teljesítményét számos különböző szempont befolyásolja. Az optimális teljesítmény biztosításának egyik feltétele, hogy ismerni kell a konkrét alkalmazást és az ahhoz kapcsolódó, figyelmet igénylő szempontok összességét. A ragasztóanyagok sikeres használatát a gyakorlatban két alapvető tényezőcsoport korlátozhatja. Az első csoport a ragasztó tulajdonságai és a ragasztókötés létrehozásának körülményei. A ragasztási tulajdonságokat befolyásolhatja például a nem megfelelő felület előkészítése stb.

A második csoport a környezet által kifejtett tényezők, nevezetesen a hőmérséklet, a páratartalom változásai, valamint a lehetséges közvetlen érintkezés a bomlást elősegítő anyagokkal. Bár mindkét fent említett hatáscsoport együttesen (is) befolyásolja a ragasztókötések mechanikai tulajdonságait, fontos, hogy külön-külön is vizsgálat alá kerüljenek az egyes tényezők.

 

A ragasztóanyagok néhány alapvető tulajdonsága

A ragasztóanyagokkal kapcsolatos keresletet rugalmasan követi a kínálati oldal. Ma már kevés az olyan terület, amelyre valamelyik gyártó ne tudna hatékony ragasztási megoldást kínálni. Az alábbiakban egy szűkebb szegmens – anyagmozgató gépek – kiválasztása után tallózzuk a ragasztóanyagokkal kapcsolatos elvárásokat.

A ragasztókkal szemben támasztott jellemzőbb elvárások:

  • rezgéscsillapítás,
  • kiemelkedő tartósság és szívósság,
  • magas és alacsony hőmérsékleten történő szervizelhetőség,
  • hő- és elektromos vezetőképesség,
  • kiváló elektromos szigetelési tulajdonságok,
  • kopásállóság,
  • kivételes méretstabilitás,
  • nagy tapadási szilárdság hasonló (pl. fém-fém) és különböző (pl. fém-műanyag) felületek között,
  • vízállóság/vegyszerállóság.

A fentiekhez hasonlóan, minden ipari vagy szolgáltatási szektorban is össze lehetne állítani az ott használt ragasztóanyagokkal kapcsolatos elvárási listát. Ezek között természetesen jelentős átfedés és jó néhány különbség is mutatkozna.

Folyamatos fejlődésben

Tekintettel a gyártás magas termelékenységére és a gazdasági hatékonyságára vonatkozó célokra, a különféle ragasztóanyagok használata vonzó jövőbeli kilátásokat nyit a kis- és nagyvállalatok számára. Például az erőforrást kímélő könnyű kialakítást nehéz megvalósítani ragasztók nélkül. A piacokon egyértelmű tendencia figyelhető meg a kompozit anyagok és az ötvözetek irányában. A jövőben egy fémfeldolgozó cég gazdasági sikere egyre inkább attól függ, hogy a magas innovációs potenciált mennyire használják ki a kompozit anyagok gyártásában. A technológia fejlődésével együtt fejlődik az innovatív ragasztók iránti igény is. A ragasztóipar készen áll arra, hogy kifejlessze azokat az anyagokat, amelyekre szükségünk van egy jobb világ felépítéséhez. A kiemelt stratégiai célok közé tartozik többek között olyan ragasztóanyagok kifejlesztése, amelyek elősegítik a termékek élettartamának meghosszabbítását vagy javíthatóságát. Továbbá a pozitív környezeti hatások hangsúlyozása érthetően nagy prioritást élvez. A fejlesztések top 10-es listáját a bioalapú, zöld ragasztó- és tömítőanyagok vezetik.

 

Czékus Miháy