CZ297133B6

CZ297133B6 - Zpusob oddeleného nanásení pryskyricné a vytvrzovací slozky lepidla na bázi aminopryskyrice a vytvrzovací slozka pouzitelná pri provádení tohoto zpusobu

Info

Publication number: CZ297133B6
Application number: CZ20004685A
Authority: CZ
Inventors: Nasli-Bakir@Benyahia; Lindberg@Stefan; Janackovic@Anna
Original assignee: Akzo Nobel N. V.
Priority date: 1998-06-22
Filing date: 1999-06-16
Publication date: 2006-09-13
Also published as: EE04484B1; NZ508484A; SK19482000A3; EE200000747A; EP1095114A1; DE69902545D1; ES2221398T3; SK19472000A3; DK1095114T3; PL190766B1; JP3568478B2; NO20006510L; EP1093401A1; ES2181454T3; EE200000805A; EP1093401B1; BR9911451A; WO1999067341A1; JP2002518176A; JP4562912B2

Abstract

Zpusob oddeleného nanásení pryskyricné slozky a vytvrzovací slozky lepidla na bázi aminopryskyrice na substrát, pricemz vytvrzovací slozka zahrnuje tekavou kyselinu a volitelne plnivo v mnozství mensím nez 20 % hmotn., pricemz slozky lepidla se nanásejí ve forme vláken nebo stríkáním nebo kombinacítechto postupu ve volitelném poradí nanásení. Vynález se rovnez týká vytvrzovací slozky pro provádení tohoto zpusobu.

Description

Oblast techniky

Předložený vynález poskytuje způsob odděleného nanášení složek lepidla, zahrnujícího aminopryskyřici a vytvrzovací složku, na substrát. Vynález poskytuje také vytvrzovací složku obsahující těkavou kyselinu, která může být použita při provádění tohoto způsobu.

Pryskyřičná složka, nanášená výhodně ve formě vlákna, se výhodně nanáší první, a teprve následně se nanese vytvrzovací složka. Způsob může být použit například pro výrobu lepených konstrukcí nebo vrstveného dřeva.

Dosavadní stav techniky

Oddělené nanášení složek lepidla na substrát, například na kusy dřeva, je v oboru známo, a klade určitá omezení na vlastnosti použitých složek. Izolované uchovávání různých složek, často jen pryskyřičné a vytvrzovací složky, v nanášecím zařízení, nabízí různé výhody, které jsou v daném oboru známy. Mimo jiné z pohledu doby použitelnosti, zpracovatelnosti a čištění se před nanášením směsi uvedených složek lepidla dává přednost oddělenému nanášení uvedených složek.

Ve spisu EP 362 742 je mimo jiné navrženo oddělené nanášení lepidel na bázi aminopryskyřic na dřevěné díly prostřednictvím clonového nanášení obou složek nebo jedné složky s nanášením druhé složky ve formě vlákna. Zmiňovaný dokument však neuvádí výhodné pořadí nanášení jednotlivých složek. V příkladu provedení bylo použito jen lepidlo na bázi fenol-rezorcinol-formaldehydové pryskyřice.

Dokument WO 97/29161 popisuje dvousložkové lepidlo určené pro výrobu vrstvených dřevěných desek, a jen obecně zmiňuje oddělené nanášení melaminového lepidla. Není zde navržen ani zvláštní způsob nanášení, ani specifické pořadí složek. Použitá vytvrzovací složka obsahovala 20 až 40 % hmotn. anorganického plniva.

V praxi však bylo zjištěno, že při odděleném nanášení při použití pouze malého množství vytvrzovací složky, což je častý případ, je obtížné realizovat clonové nanášení s dobrým výsledkem lepení, neboť sotva lze zajistit spojitou a stejnoměrnou clonu vytvořenou z poměrně malého proudu, což může vést ke zhoršenému výsledku lepení a ke snížené pevnosti lepených spojů. Navíc, clona může být snadno ovlivněna i malými poryvy větru. Kromě toho bylo zjištěno, že velké množství plniva ve vytvrzovací složce, například 20 až 40 % hmotn., brání dosažení potřebného promísení složek nanesených na substrát.

Navíc se stále hledají technická řešení, která by poskytla jednoduché nanášecích systémů pro oddělené nanášení složek lepidla, které by mohly být uzpůsobeny pro příslušné lepidlo a požadovanou dobu spojování. Dobou spojování se rozumí doba, která uplyne od okamžiku nanesení lepidla na substrát do okamžiku vzájemného slisování lepených substrátů.

Podstata vynálezu

V souladu s tím předložený vynález poskytuje způsob nanášení lepidla na bázi aminopryskyřice a vytvrzovací složku vhodnou pro použití při provádění tohoto způsobu, kterými lze překonat výše uvedené problémy.

-1 CZ 297133 B6

Způsob podle vynálezu je definován v připojených nárocích. Zahrnuje oddělení nanášení pryskyřičné složky a vytvrzovací složky lepidla na bázi aminopryskyřice na substrát, přičemž vytvrzovací složka zahrnuje těkavou kyselinu a případně plnivo v množství menším než 20 % hmotn. a složky lepidla se nanášejí ve formě vláken nebo stříkáním nebo kombinací těchto postupů v libovolném pořadí nanášení jednotlivých složek.

Aminopryskyřicí použitou při provádění způsobu podle vynálezu může být jakákoliv aminopryskyřice, například močovina-formaldehyd, melamin-močovina-fenol-formaldehyd, melaminformaldehyd, melamin-močovina-fenol-formaldehyd, a tyto pryskyřice modifikované furfurylalkoholem, přičemž za výhodnou se považuje melamin-močovino-formaldehydová pryskyřice.

Podle tohoto způsobu se aminopryskyřice a vhodná vytvrzovací složka nanáší na dřevěné substráty odděleně. Při provádění způsobu se pryskyřičná složka nanáší výhodně jako první, a to ve formě vláken, načež se nanáší vytvrzovací složka ve formě vláken nebo alternativně stříkáním. Použitím výhodného pořadí nanášení podle vynálezu je minimalizováno jakékoliv poškození substrátu, například dřeva, vytvrzovací kompozicí.

V závislosti na reaktivitě složek systému lepidla, požadované době spojování, konkrétních okolnostech týkajících se poškozování substrátu kyselinou použitou ve vytvrzovací složce a emisí par této kyseliny do okolní atmosféry, například do prostředí na pracovišti, mohou později nanesená vlákna jedné složky překrývat nebo nepřekrývat odpovídající vlákna předešlé nanesené složky, nebo s nimi nebýt vůbec ve styku.

Výraz „vlákno“, je zde použit, odpovídá i dalším v daném oborou používaným výrazům, například „proužku“ atd.

Výraz poskytuje také vytvrzovací složku definovanou v patentových nárocích, pro použití v kombinaci s lepidlem na bázi aminopryskyřice.

Vytvrzovací složku lze použít při provádění způsobu podle vynálezu v případech, kdy je žádoucí získání rychleji tvrdnoucího lepidla a dosažení spojů s vysokou pevností.

Podstatnou přísadou vytvrzovací složku lepidel na bázi aminopryskyřice je kyselina. Když je použita agresivní kyselina, může mít zbývající kyselina škodlivý vliv na podklad nebo spoj v lepeném výrobku, a tak snižovat pevnost podkladu, a/nebo změnu barvy podkladu kyselinou, což je velmi nežádoucí.

Vytvrzovací složka podle vynálezu tedy obsahuje těkavou kyselinu, která se může odpařit aniž by ve výsledném lepeném spoji zůstalo škodlivé množství kyseliny, a která současně v případě potřeby dovoluje použít poměrně velké množství kyseliny (a tedy vytvrzovací složky) pro získání rychle vytvrzujícího systému.

Při způsobu podle vynálezu se vytvrzovací složka může rovněž nanášet jako první, načež se nanáší pryskyřičná složka, přičemž výhodné pořadí nanášení je nejprve vytvrzovací složka a teprve následně pryskyřičná složka.

Vedle těkavé kyseliny může vytvrzovací složka také obsahovat vodu, zahušťovadlo, rezorcinol a případně poměrně malé množství plniva.

Vytvrzovací složka může být prostá plniva nebo alternativně může obsahovat plnivo v množství například alespoň 1 % hmotn., výhodně alespoň 5 % hmotn.

-2CZ 297133 B6

Vytvrzovací složka podle vynálezu zahrnuje:

- až 50 % hmotn. těkavé kyseliny, výhodně 5 až 30 % hmotn., nejvýhodněji 10 až 25 % hmotn., a

- méně než 20 % hmotn. plniva, výhodně méně než 15 % hmotn. a nejvýhodněji méně než 10 % hmotn.

Množství použitého plniva lze uzpůsobit konkrétním podmínkám v jednotlivých případech. Nicméně jak je zřejmé z dále uvedeného příkladu 1, při použití vyššího množství plniva lze pozorovat sníženou pevnost výsledného spoje.

Vhodným plnivem je například kaolin.

Termín „těkavá kyselina“ zde označuje kyselinu mající nízkou teplotu varu a/nebo nízký tlak par při pokojové teplotě. Uvedené kyseliny by měly mít tlak par menší než 1,33 kPa při teplotě do 60 °C.

Vhodné kyseliny jsou například organické nebo anorganické kyseliny, přičemž organické kyseliny jsou preferovány. Výhodné organické kyseliny zahrnují například kyselinu mravenčí, kyselinu octovou a kyselinu pyrohroznovou. Vhodné anorganické kyseliny zahrnují například kyselinu chlorovodíkovou. S výhodou se použije kyselina mravenčí.

Vysoký podíl kyseliny činí lepidlo rychle vytvrzujícím. Za použití těkavé kyseliny, která může být snadno odpařena, je možno použít poměrně velké množství vytvrzovací složky, vztaženo k množství pryskyřice, přičemž u takového systému může například hmotnostní poměr vytvrzovací složky ku pryskyřičné složce dosahující přibližně 1:6 až 1:1, vhodně 1:4 až 1:1 a výhodně 1,35 až 1:2 vést k získání spoje s vyšší pevností a k vytvoření lychle vytvrzujícího systému, jak je zřejmé z následně uvedeného příkladu 2.

V souladu s tím má podle výhodného provedení vytvrzovací složka poměrně nízký obsah plniva, poměrně vysoký obsah těkavé kyseliny a poměrně vysoký poměr vytvrzovací složky ku pryskyřičné složce.

Při provádění způsobu podle vynálezu se pryskyřičná složka a vytvrzovací složka mohou nanášet v jakémkoliv pořadí ve formě vláken nebo stříkáním, s výhodou se složka a vytvrzovací složka nanáší ve formě vláken nebo alternativně lze vytvrzovací složku nanášet stříkáním a pryskyřičnou složku ve formě vláken, přičemž v obou případech se vytvrzovací složka výhodně nanáší až po nanesení pryskyřičné složky. S výhodou se obě složky nanášení ve formě vláken.

V závislosti na reaktivitě složek systému lepidla a požadované době spojování se vlákna jednotlivých složek, pryskyřičné složky a vytvrzovací složky, mohou nanášet vzájemně odlišnými způsoby. Pro málo reaktivní/pomalu vytvrzující lepidla a/nebo pro krátké doby spojování je tedy vhodné, když později nanesená vlákna jedné složky překrývají odpovídající vlákna předešlé nanesené složky (složek), nebo se nanášejí v takové vzájemné blízkosti, že jsou navzájem v podstatném styku. Pro vysoce reaktivní/rychle vytvrzující lepidla a/nebo pro dlouhé doby spojování je naopak žádoucí nanášet později nanášená vlákna jedné složky v určité vzdálenosti od odpovídajících vláken předešlé nanesené složky (složek). Pro doby spojování přibližně 60 až 120 minut je vhodná vzdálenost mezi vlákny jednotlivých složek lepidla, tj. vytvrzovací a pryskyřičné složky, přibližně 4 až 8 mm, pro doby spojování přibližně 15 až 60 minut je vhodná vzdálenost přibližně 2 až 4 mm a pro doby spojování kratší než přibližně 15 minut je výhodné překrývání vláken nebo podstatný styk mezi vlákny.

Je-li však předmětem primárního zájmu zamezení styku vytvrzovací složky se substrátem, například v případě, kdy pryskyřičná složka zajišťuje ochranu substrátu, je žádoucí nanášet

-3CZ 297133 B6 pryskyřičnou složku tak, aby vlákna tvořila spojitou vrstvu na substrátu, na kterou se následně nanáší vytvrzovací složka ve formě vláken nebo postřikem.

V případě nanášení vláken obou složek je výhodné, pokud se vytvrzovací složka nanáší na vlákna pryskyřice, čímž se zamezí nežádoucímu styku vytvrzovací složky se substrátem a zlepší se smísení jednotlivých složek.

V souladu s tím se podle jednoho provedení způsobu podle vynálezu vytvrzovací složka nanáší na vlákna pryskyřičné složky. Podle tohoto provedení lze použít i vytvrzovací složky, nebo vytvrzovací složka obsahující přísadu či přísady, proti kterým je třeba substrát chránit, bez poškození substrátu nebo zhoršení pevnosti výsledného lepeného spoje.

Tímto způsobem je substrát chráněn proti přímému styku s vytvrzovací složkou, což je často vysoce žádoucí. Přímý styk kyseliny obsažené ve vytvrzovací složce, nanesené na pryskyřičné složce spočívající na prvním dílu substrátu, s dalším dílem substrátu, který se má slepit s prvním dílem substrátu, je omezen do jiné míiy skutečností, že část kyseliny v době, kdy se díly uvádí do styku a lisují, již difundovala či migrovala do pryskyřičné složky. Tento způsob dovoluje použití poměrně velkých množství těkavé kyseliny.

Opačné pořadí nanášení, tj. nejprve vytvrzovací složka, je také možné, nikoliv však nejvýhodnější. Toto pořadí nanášení může být použito například, je-li žádoucí zamezit nebo minimalizovat emise par kyseliny do okolní atmosféry, například do prostředí na pracovišti, zejména není-li použita kyselina pro daný substrát škodlivá. Toto pořadí nanášení by mohlo být také výhodné, např. v případě použití zpěnitelného systému lepidla, pro zamezení úniku vyvíjeného plynu do atmosféry.

Navíc je-li to žádoucí, potom lze vytvrzovací složku rozdělit do jednoho nebo více vláken, která mohou mít různá složení, pokud jde o množství těkavé kyseliny a plniva, a ta mohou být nanášena samostatně.

Vhodným zařízením, které lze použít při provádění způsobu podle vynálezu pro nanášení obou složek ve formě vláken, je zařízení zahrnující jednotku sestávající z alespoň dvou dutých členů, alespoň jednoho pro každou složku, opatřených množství otvorů, přičemž otvory v každém členu jsou uspořádány pro nanášení příslušné složky na substrát podle dutými členy při vytváření vláken, přičemž duté členy jsou umístěny nad rovinou nanášení, přičemž otvory jednoho dutého členu jsou vyrovnané v pracovním směru stroje v řadě s odpovídajícími otvory dalšího dutého členu (členů). Zařízení umožňuje nanášení složek lepidla, jakými jsou například pryskyřičná složka a vytvrzovací složka, na substrát, přičemž později nanesená vlákna jedné složky překrývají předtím nanesené vlákna jiné složky (složek).

Jiným zařízením, které je možno použít při způsobu podle vynálezu pro nanášení obou složek ve formě vláken, je zařízení zahrnující jednotku sestávající z alespoň dvou dutých členů, alespoň jednoho pro každou složku, opatřených množstvím otvorů, přičemž otvory v každém členu jsou uspořádány pro nanášení příslušné složky na substrát pod dutými členy při vytváření vláken, přičemž duté členy jsou umístěny nad rovinou nanášení, přičemž otvoiy jednoho dutého členu jsou paralelně přesazeny v pracovním směru stroje vzhledem k odpovídajícím otvorům dalšího dutého členu (členů). Toto zařízení umožňuje nanášení složek lepidla, jakými jsou pryskyřičná složka a vytvrzovací složka, na substrát, přičemž později nanesená vlákna jedné složky se nanášejí v určitém odstupu, v závislosti na použitém lepidle a požadované době spojování, vzhledem k dříve naneseným vláknům další složky (složek).

Při použití zařízení, u kterého se pryskyřičná složka nanáší první, může být nanášení vláken pryskyřičné složky snadno nastaveno tak, že se tato vlákna při nanášení na substrát spojují a vytvářejí v podstatě spojitou vrstvu, na kterou je možno nanášet vytvrzovací složku ve formě vláken, nebo stříkáním.

-4CZ 297133 B6

Nanášení se běžně provádí tak, že se na substrát nanášejí jednotlivé složky v množství 200 až 500 g/m².

Vhodná přítoková rychlost je maximálně přibližně 300 m/min, výhodněji 30 až 250 m/min, výhodně 60 až 200 m/min. Při přítokových rychlostech nižších než 30 m/min je třeba počítač s nespojitými vlákny vystupujícími z otvorů (takzvané odkapávání).

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Z lamel majících následující rozměry byl zhotoven hranol:

délka: tloušťka: šířka:

280 mm mm

145 mm

Do vytvrzovací složky použité v tomto příkladu, která obsahovala 17 % hmotn. kyseliny mravenčí a která se přidána do vody, se jako plnivo přidal kaolin, a to v množství, které bude uvedeno dále, přičemž množství 30 % nepředstavuje příklad podle vynálezu, načež se vytvrzovací složka zahustila polyvinylalkoholem na viskozitu 2000 mPas při 25 °C.

Pryskyřičná a vytvrzovací složka se nanášely odděleně ve formě vláken, ve výhodném pořadí, v celkovém množství 400 g/m². Poměr vytvrzovací složky ku pryskyřičné složce byl 30:100, a jako pryskyřice se použil melamin-močovina-formaldehyd.

Při lisování se použila doba 20 h, teplota 20 °C a tlak 0,8 MPa.

Po slisování a jednom dni stabilizace spojů byl hranol delaminován podle cyklu EN-391-B 1, přičemž se získaly následující výsledky:

% delaminace

Spoj

Obsah plniva ve vytvrzovací složce

1	0%	0,0
2	5%	2,0
3	15%	6,1
4 (kontrolní)	30%	24,0

Příklad 2

Z lamel majících následující rozměry se zhotovil hranol:

délka: 280 mm tloušťka: 33 mm šířka: 145 mm

V tomto příkladu se použila vytvrzovací složka, která obsahovala 17 % hmotn. kyseliny mravenčí, přidala se do vody a zahustila polyvinylalkoholem na viskozitu 2000 mPas při 25 °C.

-5CZ 297133 B6

Nanesení a slisování se provádělo stejným způsobem jako v příkladu 1 za použití stejné pryskyřice.

Po slisování a jednom dni stabilizace spojů byl hranol delaminován podle cyklu EN-391-B 1, přičemž se získány následující výsledky:

Spoj	Poměr pryskyřičná/wtvrzovací složka	% delaminace
1	100:150	11,5
2	100:20	12,0
3	100:30	0,0

Způsob podle vynálezu je možno použít také pro oddělené nanášení pryskyřičné a vytvrzovací složky zpěnitelného systému lepidla na bázi aminopryskyřice, přičemž uvedená vytvrzovací složka je kyselá, a pryskyřičná složka zahrnuje jednu nebo více látek vyvíjejících plyn, schopných vytváření plynu ve styku s vytvrzovací složkou. Vhodná pryskyřičná složka obsahuje takovouto alespoň jednu látku vyvíjející plyn v množství 0,1 až 10 % hmotn., počítáno jako čistá aktivní forma této látky.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Způsob odděleného nanášení pryskyřičné a vytvrzovací složky lepidla na bázi aminopryskyřice na substrát, vyznačující se tím, že vytvrzovací složka zahrnuje těkavou kyselinu a obsahuje plnivo v množství, které se pohybuje od 0 do méně než 20 % hmotn., přičemž složky lepidla se nanášejí ve formě vláken nebo stříkáním, nebo kombinací těchto postupů, a to ve volitelném pořadí nanášení.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že piyskyřičná složka se nanáší ve formě vláken, zatímco vytvrzovací složka se nanáší stříkáním.

3. Způsob podle nároku 1, vyznačuj ící se t í m , že se složky lepidla nanáší ve formě vláken.

4. Způsob podle nároku 3,vyznačující se tím, že později nanesená vlákna jedné složky překrývají odpovídající vlákna předešlé nanesené alespoň jedné složky.

5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že vytvrzovací složka se nanáší ve formě vláken na pryskyřičnou složku nanesenou dříve ve formě vláken.

6. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že později nanášená vlákna jedné složky nepřekrývají další alespoň jednu dříve nanesenou složku.

7. Způsob podle nároku 3, vyznačuj ící se tím, že později nanášená vlákna jedné složky nejsou ve styku s vlákny další alespoň jedné dříve nanesené složky.

8. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že vytvrzovací složka obsahuje těkavou kyselinu v množství od 10 do 30 % hmotn.

9. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 8, v y z n a č u j í c í se t í m, že hmotnostní poměr vytvrzovací složky a pryskyřičné složky je 1:3,5 až 1:2.

-6CZ 297133 B6

10. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že pryskyřičná složka se zvolí ze skupiny pryskyřic melaminmočovina-formaldehyd, močovina-formaldehyd a melamin-formaldehyd.

11. Způsob podle kteréhokoliv nároku 1 až 10, vyznačující se tím, že vytvrzovací složka obsahuje plnivo v množství menším než 20 % hmotn.

12. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 11,vyznačující se tím, že vytvrzovací složka obsahuje plnivo v množství, které se pohybuje od 0 do méně než 15 % hmotn.

13. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že vytvrzovací složka obsahuje plnivo v množství menším než 15 % hmotn.

14. Způsob podle kteréhokoliv nároku 1 až 13, vyznačuj ící se tím, že vytvrzovací složka obsahuje plnivo v množství, které se pohybuje od 0 do méně než 10 % hmotn.

15. Způsob podle kteréhokoliv nároku 1 až 14, vyznačující se tím, že vytvrzovací složka obsahuje plnivo v množství menším než 10 % hmotn.

16. Vytvrzovací složka pro použití při provádění způsobu podle nároku 1, vyznačující se t í m , že obsahuje plnivo v množství, které se pohybuje od 0 do méně než 20 % hmotn. a těkavou kyselinu.

17. Vytvrzovací složka podle nároku 16, vy z n a č uj í c í se tím, že obsahuje těkavou kyselinu v množství od 10 do 30 % hmotn.

18. Vytvrzovací složka podle kteréhokoliv z nároků 16al 7, vyznačující se tím, že těkavou kyselinou je kyselina mravenčí, kyselina octová nebo kyselina pyrohroznová.

19. Vytvrzovací složka podle kteréhokoliv z nároků 16 až 18, vyznačující se tím, že obsahuje plnivo v množství menším než 20 % hmotn.

20. Vytvrzovací složka podle kteréhokoliv z nároků 16 až 18, vy z n a č uj í c í se tím, že obsahuje plnivo v množství od 0 do méně než 15 % hmotn.

21. Vytvrzovací složka podle kteréhokoliv z nároků 16 až 19, v y z n a č u j í c í se t í m, že obsahuje plnivo v množství menší než 15 % hmotn.

22. Vytvrzovací složka podle kteréhokoliv z nároků 16 až 21,vyznačující se tím, že obsahuje plnivo v množství, které se pohybuje od 0 do méně než 10 % hmotn.

23. Vytvrzovací složka podle kteréhokoliv z nároků 16 až 22, vyznačující se tím, že obsahuje plnivo v množství menším než 10 % hmotn.

24. Vytvrzovací složka podle kteréhokoliv z nároků 16 až 23,vyznačující se tím, že obsahuje zahušťovadlo.