コンバーティングの世界では、メーカーは常に限界を押し広げ、プロセスの効率性、コスト効率、そして環境への配慮を高めるイノベーションを求めています。ここ数年、エネルギー消費量を削減し、加工温度を低く抑え、工場からの排出量をごくわずかしか排出しない技術であるUVアクリルホットメルト感圧接着剤（PSA）が、遅ればせながら画期的な進歩を遂げ始めています。UVホットメルトPSAは技術的には40年近く前から実用化されていましたが、乾燥や加熱硬化を必要とする従来の水性、溶剤系、ゴム系ホットメルト接着剤に比べて、消極的なコンバーターによって市場シェアは1桁台にとどまっています。
従来の液体接着剤は、水分や溶剤キャリアを蒸発させるために高温と長時間のエネルギー消費を伴う熱乾燥機を必要としますが、UVホットメルトPSAは紫外線エネルギーを利用し、化学反応によって接着剤を瞬時に硬化させます。この技術により、コンバーターはランプ出力を増減するだけで、単一のコーティング処方から幅広いタック特性とせん断特性を実現できるため、この技術を導入したいメーカーにとってビジネスチャンスが拡大します。一般的に、UVホットメルトプロセスは生産効率を向上させるため、多くのコンバーターにとって現実的で魅力的な代替手段となっています。
この記事では、UV ホットメルト感圧接着剤が、より一般的に使用される接着剤タイプよりも優れている 7 つの利点について詳しく説明します。
1. 即時硬化で生産を迅速化
UVホットメルトPSAの最大の利点の一つは、紫外線下で瞬時に硬化することです。ゴム系ホットメルト接着剤は加熱と冷却によって接着剤を固めますが、UV硬化型接着剤はウェブに塗布後すぐにコンパクトなUV硬化装置を通過し、1秒以内に硬化します。
瞬時硬化により、ウェブ処理時間全体が短縮されます。これは、仕掛品の削減と問題発生時のスクラップ発生抑制のため、高速製造環境において大きなメリットとなります。ウェブを長い乾燥機や冷却ローラーを通過させる必要がないため、コンバーターは最終製品の特性をより早く評価でき、製品ロスを削減できます。
UVホットメルトは、蒸発する水や溶剤がないため、エネルギーを消費する加熱炉や、溶剤を使用する場合の酸化剤やアフターバーナーが全く不要です。これにより、新規ライン購入時の設備投資が削減され、機械全体の設置面積が縮小し、セットアップ時間が短縮され、プロセスのボトルネックが解消されます。これらの効率向上により、全体的な収益性が向上します。UVホットメルト感圧接着剤の即時硬化は、多くのコンバーターにとってメリットをもたらします。
2. エネルギー消費量の削減と塗布温度の低下
ゴム系ホットメルト接着剤は高い塗布溶融温度を必要としますが、水性および溶剤系接着剤は高温でエネルギーを消費する熱乾燥機を必要とします。ホットメルトの加熱と冷却、そして溶剤、特に水分を蒸発させるには、多大なエネルギーが必要です。多くのコンバーターにとって、エネルギーコストの上昇は従来の方法から切り替える大きな理由ではありませんでしたが、近年の世界的なエネルギーコストの上昇、エネルギー供給の制約、そして新たな排出量報告の範囲の拡大により、多くのコンバーターが代替手段を再検討するようになりました。代替手段を検討する企業は、UVホットメルトPSAが、エネルギーを大量に消費する大型の乾燥機、天然ガスの必要性、そして高い溶融温度を必要としないことに気づき始めています。
UVホットメルトPSAは100%固形であるため、水や溶剤キャリアを含みません。そのため、加熱に時間がかかり、周囲の工場環境に熱を放出し、工場の空調システムに負担をかける熱乾燥機は不要です。また、UVホットメルトPSAは、ゴム系ホットメルトが150～175℃（300～350°F）であるのに対し、120～140℃（250～284°F）と、より低温で安全な塗布温度で機能します。UVホットメルトは架橋型であり、従来のホットメルトのように熱硬化しないため、接着剤塗布後にホットメルトとウェブを冷却するための追加の冷却ローラーは必要ありません。ゴム系ホットメルトや液状接着剤と比較して、プロセス全体のエネルギー効率が向上します。
UVホットメルトPSAは低温で動作するため、ゴム系ホットメルトに比べてドラム/ペール缶アンローダー、メルトタンク、加熱ホースの電力消費量が少なくなります。液状接着剤用の乾燥機が不要になるため、天然ガスも不要です。さらに、温度低下は機器の摩耗や損傷の低減、機械寿命の延長、メンテナンスコストの削減、そして作業環境の安全性向上にもつながります。
3. 優れた接着強度と耐久性
UVホットメルトPSAは、溶剤系接着剤と同様に、強力で長寿命の接着力を提供し、長期間にわたり、また様々な環境下でも材料をしっかりと接着します。硬化中に起こる独自の化学反応により、耐久性の高い分子構造が形成され、熱、湿気、機械的ストレスに対する耐性が向上します。特定の環境要因にさらされると強度が低下したり、性能寿命が限られたりするゴム系接着剤や水性接着剤とは異なり、UVホットメルトPSAは過酷な条件下でも長期にわたって構造的完全性を維持します。
UVアクリルホットメルトは、ゴム系ホットメルトや水性接着剤よりも優れた耐久性を備えているため、現在の製品ラインをより要求の厳しい市場へ拡大したいコンバーターにとって魅力的な代替品となります。UVホットメルトは、紫外線照射量を増やすと粘着力が低下し、せん断力が高まるという点で独特です。同様に、紫外線照射量を減らすと粘着力が向上し、せん断力が低下します。つまり、コンバーターはUV出力を調整するだけで、より少ないコーティングSKUで、より幅広い性能特性を追求できるということです。
UVホットメルトは、最も要求の厳しい溶剤系接着剤の性能特性に完全に匹敵することはできないかもしれませんが、それに近い性能特性を備えています。多くのコンバーターにとって、既存のコンバーティングラインをUVホットメルト用に改造できることは、溶剤系接着剤の要求がそれほど厳しくない用途にとって魅力的な選択肢となります。特に、製造工程全体を通してコスト削減と持続可能性の向上を迫られ、同等の性能特性を維持する必要があるメーカーにとって、その可能性は高まります。
4. 有害な排出物がなく環境に優しい
UVホットメルトPSAの際立った特徴の一つは、環境に優しい組成です。UVホットメルトは溶剤系接着剤と同様の製造方法で製造されますが、ホットメルト溶剤はコンバーターへ出荷される前に、配合者の生産施設でストリッピングされます。ストリッピングされた溶剤は保持され、次の接着剤バッチに再利用されます。一方、溶剤系接着剤の溶剤は必ずコンバーターへ出荷され、塗布後に蒸発させ、その後現場で焼却する必要があります。
サプライチェーン全体の組織は、スコープ1、スコープ2、スコープ3の排出量を報告し、削減することが義務付けられていますが、UVホットメルトはスコープ1で報告されている温室効果ガス（GHG）を一切排出しないことに留意することが重要です。さらに、加工工程において大気中に放出される揮発性有機化合物（VOC）、有害大気汚染物質（HAP）、毒性大気汚染物質（TAP）はごくわずかであるため、環境への影響も小さくなります。UVホットメルトは天然ガスを動力源とする乾燥炉、酸化装置、アフターバーナーを必要としないため、加工業者は生産ラインに関連するスコープ2の排出量も削減できます。
出荷前に溶剤を除去することのさらなる利点として、貨物が有害物質ではなくなり、コンバーターは接着剤のドラム缶やバケツをそれほど多く輸送する必要がなくなることが挙げられます。これにより、ディーゼル輸送に関連するスコープ3排出量が削減され、コンバーターは輸送コストを節約できます。一方、液状接着剤の場合、溶剤成分は接着剤をウェブに塗布するために必要ですが、塗布後の溶剤の輸送、蒸発、焼却に関連するすべての費用はコンバーターが負担します。最後に、UVアクリルホットメルトは溶剤を含まないため、作業員は有毒ガスにさらされることがなく、より健康的で安全な職場環境を実現します。UVホットメルトPSAを使用する企業は、環境規制への準拠が容易になるだけでなく、よりクリーンで持続可能な生産プロセスの恩恵を受けることができます。
このトピックの詳細については、当社の記事をお読みください： UVホットメルトが溶剤系PSAよりも持続可能である3つの理由
5. コスト効率が高く、材料の無駄が削減される
UVホットメルトPSAへの切り替えは、運用コストの削減と材料廃棄の削減につながります。これらの接着剤はゴム系ホットメルトよりも溶融温度が低く、乾燥も不要なため、長期的にエネルギーコストの削減に貢献します。UV硬化は瞬時に行われるため、長時間の乾燥や硬化時間が不要となり、生産効率の向上につながります。また、水や溶剤をベースとしたキャリアを使用せずに供給されるため、ドラム缶やバケツの使用量が削減され、輸送費や倉庫保管コストも削減されます。
もう一つの大きなコスト削減要因は、UVホットメルト接着剤の生産に必要な設置面積が小さいことです。従来の液体接着剤ラインでは大型のトンネル乾燥機や追加の換気システムが必要になることが多いのに対し、UVホットメルトPSAラインは設置面積を大幅に削減できます。つまり、メーカーはより小規模な施設で、間接費を抑えながら生産を行うことができます。
瞬時硬化によりウェブパスが短縮されるため、メーカーはスクラップや準備工程の廃棄物を削減できます。この精密な塗布プロセスにより、企業はコストを削減しながら製品品質の一貫性を維持することができます。
6. 溶媒の回収と再利用
前述の通り、溶剤系接着剤と比較したUVホットメルトPSAの大きな利点は、塗工機への出荷前に製造工程で溶剤を除去して再利用できることです。つまり、配合者は溶剤を回収・リサイクルできるため、廃棄物の削減と材料効率の向上がさらに図れます。これにより、コンバーターのスコープ3排出量も改善されます。
さらに、この回収プロセスは、材料を廃棄するのではなく継続的に再利用する循環型経済をサポートします。この特徴により、UVホットメルトPSAは、現代のサステナビリティの取り組みに適合した、廃棄物を削減する接着剤ソリューションとなります。
最も要求の厳しい過酷な環境下での用途では、溶剤が接着剤として最も信頼されるソリューションであることは間違いありませんが、UVホットメルトは他の多くの用途にとって魅力的な代替手段となります。UVホットメルトは、溶剤と同様の性能特性を持つ多くの製品を製造できる機会をコンバーターに提供します。しかも、サプライチェーン全体にわたる輸送や廃棄に伴うコスト、安全性、環境への懸念を伴いません。
7. 業界を超えた多様なアプリケーション
UVホットメルトPSAは、その速硬化性、強力な接着性、そして環境に優しい特性から、様々な業界で広く使用されています。UVホットメルトPSAは、紫外線照射量に応じて様々なタックとせん断強度を実現できるため、最も汎用性の高い接着方法となっています。コンバーターは、再剥離・永久接着ラベル、包装、テープ、グラフィックス、工業製品および自動車製造、皮膚パッチやボディモニターなどの医療機器、建築・建設製品などにおいて、この技術の採用をますます増やしています。また、分子量が高いため、UVホットメルトPSAは食品や皮膚接触用途にも広く承認されています。
水、溶剤、ゴム系接着剤の最終的な性能特性は、配合物に焼き込まれます。つまり、コンバーターは幅広いニーズに対応するために、異なるSKUを発注し、在庫を保有する必要があります。UVホットメルトでは、UV照射量を調整することで、粘着力とせん断強度を調整できます。照射量を増やすとせん断強度は向上し、タックは低下します。これは壁掛け用ストリップなどの製品に最適です。逆にUV照射量を減らすと、塗布された接着剤の粘着力は高まりますが、せん断強度は低下します。この種の製品は包装に最適です。
このように幅広い用途を持つ UV ホットメルト PSA は、柔軟性、効率、耐久性、持続可能性を求めるコンバーターにとって魅力的なソリューションです。対照的に、水性接着剤は、最も低コストの接着剤で製造する必要のある要求の低い製品には引き続き使用される可能性があります。同様に、1940 年代から使用されている従来のホットメルトは広く受け入れられ、定着しています。確かに独自の地位を確立しています。そして同様に、最も要求の厳しい用途では、最終的な特性が最高のパフォーマンスを提供するため、溶剤型接着剤が引き続き使用される可能性があります。ただし、重要なポイントは、4 種類の接着剤を考えると、UV アクリルホットメルトが最も持続可能な選択肢であることが証明されていることです。これは、ほんの数年前にはコンバーターによって必ずしも評価されていなかったゲームチェンジャーです。
結論
UVホットメルト感圧接着剤は、数十年にわたり実績のある技術であり、コンバーターにとって現実的な代替手段となりつつあり、ますます選ばれています。これは、速硬化性、省エネルギー性、強力な粘着力またはせん断力、そして環境への影響の低減といった特長を備えているためです。有害な排出物を排除し、材料廃棄物を削減し、生産効率を向上させるというUVアクリルホットメルト接着剤の能力は、明らかに新たな需要を牽引しています。
、さまざまな用途において従来の接着剤に代わる高性能な代替品として注目されています。 UV ホットメルトが貴社の製造プロセスに実行可能なオプションであるかどうかを知りたい場合は、今すぐ GEW にお問い合わせください。
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