Vactac: sistema hot melt per l’infusione sottovuoto

Nel processo di infusione sottovuoto, tessuti di rinforzo, anime strutturali e materiali ausiliari devono rimanere nella posizione corretta durante tutte le fasi del lay-up. Gli adesivi utilizzati per il fissaggio devono garantire un tack adeguato senza ostacolare il passaggio della resina o compromettere le proprietà del laminato.

Power Adhesives, produttore degli adesivi Tecbond® e partner Mascherpa, ha sviluppato una soluzione proprio per questa applicazione. Vactac è un sistema completo che combina adesivi hotmelt specifici per i materiali compositi con la pistola pneumatica Tec 7300, sostituendo le tradizionali soluzioni spray a base solvente e propellente.

Che cos’è il sistema Vactac

Vactac è una soluzione hot melt sviluppata per sostituire direttamente i tradizionali adesivi spray a base solvente utilizzati per il posizionamento degli strati di rinforzo nei processi di infusione sottovuoto.

Il sistema Vactac è formulato per fissare:

• tessuti di rinforzo;
• fibra di vetro;
• schiume strutturali in PVC e PET;
• anime strutturali in balsa;
• peel ply;
• film distaccanti;
• sacchi da vuoto;
• tubazioni e altri elementi ausiliari.

La tecnologia Vactac comprende sia l’adesivo sia il relativo applicatore pneumatico. Tec 7300 non rappresenta quindi una soluzione distinta da Vactac, ma lo strumento attraverso cui l’adesivo viene fuso, erogato e distribuito sul materiale.

Questa integrazione tra prodotto e applicatore permette di controllare la quantità di adesivo, il pattern di distribuzione e la portata in funzione della geometria del componente e delle esigenze del processo.

Come funziona Vactac nell’infusione sottovuoto

Gli adesivi Vactac sono materiali solidi a base poliolefinica. Vengono inseriti nella pistola pneumatica Tec 7300 in formato da 43 mm, portati allo stato fuso e applicati direttamente sui materiali da posizionare.

A differenza di un adesivo a base solvente, Vactac non solidifica attraverso l’evaporazione di componenti liquidi. La presa avviene mediante raffreddamento e solidificazione.

L’adesivo sviluppa una buona resistenza di fissaggio entro pochi secondi. La piena resistenza può richiedere più tempo, fino a circa un’ora in funzione dei substrati e della temperatura ambientale.

Tempo aperto e riposizionabilità

Dopo l’applicazione, l’adesivo mantiene il proprio tack per diversi minuti. Questa caratteristica facilita il posizionamento di sezioni di materiale estese. Anche dopo la presa iniziale, tessuti e rinforzi possono essere spostati e riposizionati senza perdere immediatamente il tack dell’adesivo.

Solo quando i materiali vengono premuti saldamente l’uno contro l’altro si completa il fissaggio.

Il tempo aperto assume particolare importanza nelle strutture composite di grandi dimensioni, dove il lay-up non può essere completato in pochi secondi e gli operatori devono poter correggere allineamenti, sovrapposizioni e geometrie.

Un pattern che lascia passare la resina

L’adesivo hot melt viene applicato mediante un pattern regolabile che può essere stretto, ampio, a spirale o fibrillato.

Una volta solidificata, la struttura dell’adesivo permette alla resina di matrice di attraversare i rinforzi. Il processo finale di infusione può quindi proseguire senza che lo strato adesivo formi una barriera continua.

Perché scegliere Vactac

La funzione primaria di un adesivo per il posizionamento è trattenere i materiali durante il lay-up. Il confronto tra le diverse tecnologie, tuttavia, deve considerare anche sicurezza, quantità effettivamente utilizzata, gestione dei rifiuti e influenza sulle proprietà del laminato.

Formulazione priva di solventi e VOC

Vactac è un adesivo hot melt solido, inerte e privo di solventi organici e VOC.

Non essendo basato sull’evaporazione di solventi, non rilascia le sostanze volatili associate alle tradizionali soluzioni aerosol. L’adesivo non viene inoltre erogato sotto forma di piccole particelle disperse nell’aria. Ciò riduce le esigenze legate alla gestione dei VOC, come l’aspirazione dell’aria, le maschere filtranti e gli indumenti protettivi richiesti specificamente per l’esposizione a solventi.

Restano naturalmente necessarie tutte le normali procedure di sicurezza previste per l’impiego di un applicatore che lavora con adesivo hot melt ad alta temperatura.

Contenuto solido del 100%

Gli adesivi aerosol contengono normalmente circa il 20-30% di adesivo. La massa restante è costituita da solvente e propellente, componenti che vengono dispersi durante l’applicazione.

I cilindri Vactac sono invece composti al 100% da adesivo. Tutto il materiale inserito nell’applicatore viene quindi utilizzato per il fissaggio.

Questa caratteristica consente di:

• limitare gli sprechi;
• ridurre la quantità di materiale disperso;
• eliminare le bombolette aerosol usate;
• ridurre i costi associati allo smaltimento dei contenitori;
• controllare meglio il consumo effettivo di adesivo.

Durata di conservazione illimitata

Gli adesivi Vactac presentano una durata di conservazione illimitata. Non richiedono un imballaggio speciale, non hanno una data di scadenza e non vengono danneggiati dal gelo.

Queste caratteristiche semplificano la gestione delle scorte e riducono il rischio che il prodotto debba essere eliminato perché non utilizzato entro una determinata data.

Prestazioni meccaniche del laminato

Un adesivo per il posizionamento rimane all’interno del laminato. La sua quantità e la sua distribuzione possono quindi influenzare la resistenza al taglio interlaminare, indicata come ILSS.

L’effetto dell’adesivo sulle prestazioni del laminato è stato valutato secondo lo standard ASTM D2344 su sistemi epossidici e poliestere. I risultati mostrano che l’aumento del peso applicato determina una progressiva riduzione dell’ILSS. La quantità deve essere sufficiente a garantire il fissaggio, ma deve rimanere entro il limite validato per il processo.

Nelle prove comparative su resina epossidica, Vactac 350/300 ha mostrato un impatto inferiore sulle prestazioni meccaniche rispetto a diverse tecnologie aerosol testate.

Tecnologia Vactac e adesivi spray aerosol a confronto

Le tradizionali soluzioni per il posizionamento utilizzano una gomma elastomerica disciolta in un solvente. Il prodotto viene inserito in una bomboletta, mentre un propellente permette di erogarlo sotto forma di piccole goccioline. Dopo l’applicazione, il solvente evapora e l’adesivo sviluppa la propria presa.

Accanto alle classiche bombolette monouso si stanno diffondendo sistemi con adesivo in bombola ricaricabile, utilizzati per ridurre il numero di confezioni da gestire nelle applicazioni industriali. La bombola ricaricabile rappresenta un’evoluzione rispetto alla bomboletta tradizionale, ma il principio resta quello di una soluzione a propellente aerosol.

Vactac utilizza un processo diverso. L’adesivo è solido, viene fuso nell’applicatore e solidifica per raffreddamento.

Gli adesivi della gamma Vactac

La gamma Vactac comprende formulazioni sviluppate per differenti materiali, geometrie e tempi di lavorazione.

Vactac 300

Vactac 300 è progettato per offrire elevate prestazioni meccaniche nei processi di infusione e RTM.

La formulazione è trasparente e contribuisce a ridurre il print-through, ossia la visibilità della trama o del pattern dell’adesivo sul gelcoat. È indicato per l’applicazione mediante pattern stretto o ampio e per i componenti nei quali il controllo dell’aspetto superficiale assume particolare importanza.

Vactac 350

Vactac 350 offre prestazioni meccaniche analoghe a Vactac 300, ma presenta una formulazione pigmentata.

Il colore agisce come ausilio visivo, aiutando l’operatore a:

• individuare le aree già trattate;
• controllare la distribuzione;
• verificare la continuità del pattern;
• evitare applicazioni insufficienti o eccessive.

Anche Vactac 350 è destinato ai processi di infusione e RTM e può essere applicato con pattern stretto o ampio.

Vactac 300 e Vactac 350 sono approvati DNV e conformi ai programmi di classe:

• DNV-CP-0083;
• DNV-CP-0089.

Gli altri prodotti Vactac

La pistola pneumatica Tec 7300 nel sistema Vactac

Tec 7300 è l’applicatore pneumatico per adesivi utilizzato per distribuire le formulazioni Vactac.

La pistola pneumatica per adesivi Tec 7300 presenta le seguenti propietà:

• potenza di 1 kW;
• temperatura di esercizio di 195 °C;
• alimentazione elettrica;
• pressione operativa compresa tra 4 e 7 bar;
• portata regolabile tra 0,3 e 1,0 g/s;
• portata di fusione fino a 5,25 kg/h;
• ugello standard da 1,5 mm;
• sistema di caricamento rapido.

Dopo il riscaldamento iniziale, l’applicatore mantiene il materiale fuso disponibile, evitando attese ripetute per la fusione dell’adesivo.

Regolazione del pattern

Nella parte posteriore di Tec 7300 è presente una vite che regola il flusso d’aria diretto al vortice. Quando la vite viene chiusa completamente ruotandola in senso orario, l’adesivo fuoriesce sotto forma di cordone ed aprendola progressivamente in senso antiorario, aumenta la quantità d’aria immessa nel vortice. Il pattern passa così da una spirale marcata a una distribuzione più uniforme e fibrillata.

La regolazione dipende anche dall’ugello:

• ugello rosso per un pattern stretto;
• ugello nero per un pattern ampio;
• configurazione dedicata per il pattern a spirale.

I pattern stretto e ampio, utilizzati con Vactac 300 e Vactac 350 garantiscono prestazioni meccaniche molto buone, buona resistenza di fissaggio e un tempo aperto adeguato.

Applicazioni industriali della tecnologia Vactac

Vactac è stato sviluppato per lavorare nei processi di produzione di componenti compositi, anche quando il lay-up coinvolge grandi superfici e numerosi strati. Questa specifica rende questa tecnologia utile per molte industrie in cui i materiali compositi hanno un ruolo centrale, tra queste troviamo:

Nautica e costruzione di imbarcazioni

Il settore nautico rappresenta una delle principali applicazioni della tecnologia.

Vactac viene utilizzato da oltre 15 anni nella costruzione di imbarcazioni. Il sistema permette di posizionare tessuti e anime all’interno di stampi di grandi dimensioni, mantenendo la possibilità di correggere la posizione prima del fissaggio definitivo.

In questo contesto risultano particolarmente rilevanti:

• il tempo aperto prolungato;
• la riposizionabilità dei rinforzi;
• il controllo visivo;
• le approvazioni DNV;
• la riduzione di solventi e VOC negli ambienti produttivi;
• il minore impatto meccanico rispetto alle alternative aerosol.

Energia eolica

La produzione di pale e altri componenti per l’energia eolica richiede il posizionamento di tessuti e anime su superfici molto estese.

Vactac può essere utilizzato per fissare rinforzi, PVC, PET e balsa, mantenendo una distribuzione aperta che permette alla resina di attraversare il lay-up durante l’infusione.

La regolazione del pattern e della portata consente di adattare l’applicazione alle caratteristiche delle diverse aree del componente.

Strutture sandwich e pannelli compositi

Il sistema Vactac è indicato anche per:

• pannelli compositi;
• strutture sandwich;
• componenti in fibra di vetro;
• anime strutturali;
• manufatti realizzati mediante infusione;
• processi RTM.

Vactac 400 è specificamente indicato per l’incollaggio temporaneo di substrati difficili e anime in PP, PE, PET e balsa, mentre Vactac 500 è adatto all’assemblaggio automatizzato della fibra di vetro.

Un processo di posizionamento più controllato

Un adesivo per il posizionamento non deve soltanto trattenere un tessuto sullo stampo. Deve mantenere i materiali nella geometria prevista, consentire il passaggio della resina e limitare il proprio impatto sulle prestazioni del laminato.

Vactac affronta questi requisiti attraverso un unico sistema composto da adesivi hot melt formulati per i materiali compositi e dalla pistola pneumatica Tec 7300.

Rispetto alle soluzioni a propellente aerosol, Vactac elimina solventi e VOC, utilizza un prodotto con contenuto solido del 100% e permette di controllare portata e pattern di applicazione.

Per maggiori informazioni sulla tecnologia Vactac contatta i nostri esperti Mascherpa.