接着剤: フィルター製造用の接着剤について理解する

Jun 26, 2023

フィルター製造工場の生産ラインでは、接着剤が混合され、押し出され、コンポーネントにコーティングされます。 フィルターの組み立てにおける接着剤の重要な役割を考えると、フィルターメーカーは接着剤についてもっと知りたいと考えています。 Franklin Adhesives & Polymers の Hugh Evans は、フィルター製造工場における特定の接着用途に適した接着技術の理解と選択に役立つ基本情報を提供しています。

ほとんどの人は「白のり」または「黄のり」を知っています。 しかし、接着剤の違いは色だけではありません。 初期粘着力から保存寿命まで、多くの物理的特性によって接着剤配合物が区別され、特定の用途に対していくつかのものが他のものよりも優れています。 フィルター製造で使用する接着剤について説明するための最初のステップとして、フィルター製造での接着剤の使用に関連する 4 つの物理的特性 (硬度、粘度、ポットライフ、固形分の割合) について以下に説明します。

硬度は、力が加えられたときの表面貫通に対する材料の抵抗の尺度です。 接着剤を含むポリマーの場合、硬度は押し込みに対する抵抗によって測定されます。 校正されたバネで負荷をかけた圧子を展開し、デュロメーターと呼ばれる機器がポリマーへの侵入深さを測定します。 デュロメータは、2 つの異なるショア スケール (A と D) に対して測定します。ショア A スケールは、ゴムなどの軟質ポリマーを 0 ～ 100 のスケールでテストします。自動車タイヤは通常、ショア A スケールで約 55 ～ 70 を測定します。 多くのプラスチゾルとより柔らかいウレタンは A-50 ～ A-70 の範囲にあります。 Shore D スケールは、硬質プラスチックなどのより硬いポリマー材料を測定し、0 から 100 まで測定し、Shore A スケールと重複します。 より硬いエポキシやポリウレタン接着剤の多くは、ショア D-70 ～ D-85 の硬度まで硬化します。

粘度は、流体の流れに対する抵抗を測定します。 水は粘度が低く、蜂蜜は粘度が高いです。 粘度はセンチポアズ (cP) で測定されるのが最も一般的です。 水は1.0 cPs、はちみつは20,000 cPsです。 ボール紙エアフィルターの組み立てに使用されるポリ酢酸ビニル (PVA) エマルジョン接着剤の粘度は約 3,000 cPs です。 接着剤は 50,000 cP で注入するのが難しく、マスチックは 100,000 cP を軽く超えることがあります。

エポキシや一部のポリウレタンなどの 2 液型接着剤は工場で混合する必要があります。 ポットライフ (または液体ライフ) は、これらの 2 液型接着剤が一度混合するとどれだけ長く使用できるかを示します。 接着剤混合物の量と温度はポットライフに影響します。 たとえば、カップに入れた接着剤の量は、同じ量を薄いフィルムに広げる場合よりも熱がこもり、より早く硬化するため、ポットライフが短くなります。混合物の温度を上げると、ポットライフも短くなります。

接着剤には、固形分の割合が比較的低い場合と高い場合があります。 接着剤の固体部分には、実際の結合剤に加えて、無機充填剤および不揮発性添加剤が含まれています。 非固形分は通常水または溶剤であり、接着剤が硬化するにつれて蒸発します。 一部の 2 成分接着剤は、2 つの部分間の化学反応によって硬化します。 これらの接着剤には他の溶剤や担体が含まれておらず、100% 固体とみなされます。 水や溶剤を含まないため、硬化時の収縮がほとんどありません。 他の接着剤には固形分が 10 ～ 15% しか含まれていません。

メーカーは、接着剤を使用して多数のフィルタ コンポーネントを製造します。これは、フィルタ メディア自体を組み立てたり、フィルタ メディアをフレームやエンド キャップに接着したり、ガスケットを取り付けたりするためです。 これらの接着剤の多くには、シーラントまたは注型コンパウンドが含まれています。一部の組み立てプロセスでは、接着剤とシーラントの両方の属性が必要です。 (ここでの目的では、接着剤は 2 つの基板を接着するために 2 つの基板の間に配置される物質であり、シーラントは液体やガスの漏れを防ぐために空隙に配置される物質です。) たとえば、プリーツ状のメディアを金属フレームに接着する場合や、エンドキャップの接着剤はフィルターを一緒に保持し、流体を媒体の周囲ではなく通過させるための完全なシールを提供する必要があります。単一の接着剤では、フィルター製造工場内の多数の接着およびシール要件を満たすことはできません。 ただし、タイプに関係なく、フィルターの製造に使用される接着剤またはシーラントは次の基準を満たす必要があります。 さらに、フィルターのメーカーは、各用途に適切な接着剤の種類を適合させる必要があります。