ES2319992T3 - Metodo para unir superficies. - Google Patents
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Abstract
Un método para producir un producto basado en la madera, que comprende una primera y una segunda pieza de un material basado en la madera, que comprende, en el siguiente orden: - aplicar una composición adhesiva que, sólo sobre la primera superficie, comprende un disolvente, - secar y calentar la composición adhesiva aplicada a la primera superficie, en el que el disolvente se separa parcialmente por secado, el contenido de sólidos directamente después del secado es de 65 a 85% en peso, - poner conjuntamente en contacto la primera con la segunda superficie, y - prensar las dos superficies una contra otra, el contenido de sólidos se mide como se especificó en la descripción.
Description
Método para unir superficies.
La presente invención se refiere a un método
para unir superficies. También se refiere a un método para producir
un producto basado en la madera.
En la fabricación de productos encolados tales
como vigas estratificadas, productos contrachapados, parquets,
tableros de machos, tableros enlistonados y contrachapados, etc., se
unen montajes de piezas de materiales de maderas aplicando un
adhesivo seguido por una etapa de prensado.
Algunos adhesivos necesitan un contenido
comparativamente alto de un disolvente, tal como agua, para tener
una viscosidad adecuada para la aplicación sobre una superficie.
Usualmente, también se requiere un exceso de disolvente para
adhesivos basados en emulsiones, también denominados adhesivos en
dispersión, y adhesivos basados en resinas con el fin de conseguir
un adhesivo estable basado en emulsiones o en resinas. A un mayor
contenido de sólidos de un adhesivo, el aumento de la viscosidad
debido al envejecimiento de la emulsión es más pronunciado que a un
menor contenido de sólidos.
Un procedimiento de encolado usualmente implica
una etapa física de secado/formación de la película y/o una etapa
química de curado. Cuando se usa un adhesivo que tiene un contenido
comparativamente alto de un disolvente, el tiempo de prensado se
prolonga con el fin de permitir un proceso físico suficiente de
secado/formación de la película del adhesivo en el revestimiento de
encolado. Los adhesivos que pueden requerir largos tiempos de
prensado son usualmente aquellos en la forma de emulsiones basadas
en agua, tales como adhesivos de poli(acetato de vinilo) o
adhesivos de polímeros base isocianatos en emulsión, o resinas
basadas en agua del tipo amino o fenólico. Cuando se usan tales
adhesivos, el contenido de humedad de los materiales de madera a
pegar tiene con frecuencia que disminuirse antes de encolar para
que el contenido final de humedad en el producto de madera encolado
no llegue a ser demasiado alto. La disminución del contenido de
humedad en combinación con la aplicación de un adhesivo húmedo
puede dar efectos adversos debido a los cambios en el contenido de
humedad, lo cual puede conducir a movimientos en los materiales que
dan efectos negativos tales como el combamiento.
Otro problema cuando se usan adhesivos basados
en emulsiones es la dificultad de encolar conjuntamente superficies
desniveladas. Durante el prensado, la cola aplicada tiene una
tendencia a encogerse dejando demasiado poco a la izquierda para
ser capaz de rellenar la distancia entre las superficies en todos
los lugares.
Con el fin de disminuir el tiempo de prensado
requerido, se han sugerido varias soluciones. Por ejemplo, el
documento EP 1190823 A2 describe un método que incluye el
calentamiento de las superficies. Otro enfoque es secar el adhesivo
después de la aplicación. Los métodos y los dispositivos
relacionados con el secado adhesivos aplicados se tratan en las
siguientes referencias: documento US 3160543, documento US 5234519,
documento US 4812366, documento EP 0979712 A1, y, documento JP
54008709 A.
Cuando dos superficies de materiales basados en
la madera se pegan juntas, usualmente se necesita una cierta
penetración de un adhesivo en la madera con el fin de conseguir una
fuerte unión del adhesivo. Por lo tanto, para asegurar una unión
fuerte, usualmente han de humectarse ambas capas a unir con una capa
de adhesivo poniendo en contacto las superficies con el adhesivo
húmedo. Cuando se combina una capa de adhesivo ya seca con una
superficie a la que no se ha aplicado ningún adhesivo, la unión
resultante ha de contemplarse como demasiado débil.
Es un objeto de la presente invención
proporcionar un método de encolado que dé uniones de alta calidad en
términos de resistencia adhesiva y resistencia al agua ya a tiempos
de prensado cortos, cuando se combina una superficie con una capa
aplicada de adhesivo con una superficie a la que sustancialmente no
se ha aplicado ningún adhesivo. Es otro objeto de la presente
invención proporcionar un método mejorado de unir superficies
desniveladas. El método de encolado también debe ser
convenientemente simple.
Los objetos anteriormente mencionados se logran
mediante un método para producir un producto basado en la madera
que comprende una primera y una segunda pieza de material basado en
la madera, que comprende, en el siguiente orden: aplicar, sólo
sobre la primera superficie, una composición adhesiva que comprende
un disolvente, secar y calentar la composición adhesiva aplicada a
la primera superficie, en la que el disolvente se separa
parcialmente por secado, el contenido de sólidos directamente
después del secado es de 65 a 85% en peso, y, poner en contacto
conjuntamente la primera superficie con la segunda superficie, y
prensar las dos superficies una contra otra.
El secado se realiza convenientemente calentando
la composición adhesiva. Convenientemente, el secado se hace por
secado forzado.
En la presente memoria, por "secado
forzado" se quiere decir cualquier procedimiento que aumente la
velocidad de secado comparado con el secado natural de una capa de
adhesivo aplicada sobre una superficie que se produce debido a la
exposición a aire ambiente y penetración en el sustrato.
El disolvente puede separarse por secado
mediante el uso de cualquier forma de secado forzado, tal como aire
seco, gases secos, soplando aire o calentando, preferiblemente
calentando. Ejemplos de formas adecuadas para calentar son el calor
radiante (por ejemplo, infrarrojos), soplando aire caliente,
soplando aire seco y calentando con microondas. Preferiblemente, el
disolvente se separa por secado mediante el uso de calor radiante o
calentamiento mediante microondas, más preferiblemente mediante
calor radiante.
Convenientemente, de aproximadamente 10 a
aproximadamente 95% en peso del disolvente se separa de la
composición adhesiva por secado, preferiblemente de aproximadamente
20 a aproximadamente 90% en peso.
Convenientemente, el contenido de sólidos de la
composición adhesiva directamente después del secado es de 70 a 80%
en peso.
En la presente memoria, mediante "contenido de
sólidos" se quiere decir el contenido de constituyentes de un
adhesivo, medido según el siguiente método: se pone 1 g de adhesivo
en una tapa metálica y se somete a 120ºC en una cámara de
calentamiento durante 30 minutos. El porcentaje del adhesivo que
permanece en la tapa se define como el contenido de sólidos.
En la presente memoria, mediante
"disolvente" se quiere decir cualquier sustancia que se evapora
en las anteriores condiciones de ensayo.
Durante el secado la composición adhesiva se
calienta convenientemente. Sin embargo, también es conveniente que
la composición adhesiva se caliente después del secado.
Preferiblemente, la composición adhesiva se calienta durante el
secado. Convenientemente, la composición adhesiva se calienta de
modo que la temperatura de la capa de adhesivo cuando entra en
contacto con las dos superficies a unir sea de aproximadamente 30 a
aproximadamente 150ºC, preferiblemente de aproximadamente 40 a
aproximadamente 100ºC, más preferiblemente de aproximadamente 50 a
aproximadamente 90ºC.
La composición adhesiva adecuada para el
presente método puede ser cualquier adhesivo que comprenda un
disolvente. Preferiblemente, la composición adhesiva acuosa es una
composición adhesiva acuosa. En una realización preferida de la
invención, la composición adhesiva pertenece convenientemente al
grupo de composiciones adhesivas basadas en emulsiones de
polímeros. En este caso, las composiciones adhesivas preferidas son
las basadas en poli(acetato de vinilo),
etilenovinil-acetato, emulsiones de polímeros base
isocianatos, poliuretano, estireno-butadieno, y
acrilatos. Más preferiblemente, la composición adhesiva es una
composición adhesiva basada en poli(acetato de vinilo) o una
composición adhesiva basada en polímeros base isocianatos en
emulsión. En otra realización preferida de la invención, la
composición adhesiva pertenece convenientemente al grupo de
composiciones adhesivas basadas en resinas curables. En este caso,
preferiblemente, la composición adhesiva es una composición adhesiva
basada en resinas fenólicas o amino. La composición adhesiva
también puede comprender tanto una emulsión de polímeros como una
resina curable.
El contenido de sólidos original, es decir, el
contenido de sólidos en el momento de la aplicación, de la
composición adhesiva es convenientemente de aproximadamente 1 a
aproximadamente 95% en peso, preferiblemente de aproximadamente 10
a aproximadamente 90% en peso, incluso más preferiblemente de
aproximadamente 30 a aproximadamente 70% en peso, mucho más
preferiblemente de aproximadamente 40 a aproximadamente 60% en
peso.
El disolvente de la composición adhesiva puede
ser cualquier disolvente adecuado para usar en composiciones
adhesivas. Convenientemente, el disolvente es agua, o un disolvente
orgánico que pertenece al grupo de los alcoholes, ésteres, y
cetonas. Ejemplos de alcoholes adecuados incluyen metanol, etanol,
propanol, glicoles tales como etanodiol y propanodiol.
Preferiblemente, el disolvente es agua. El disolvente de la
composición adhesiva también puede comprender una combinación de
disolventes.
El prensado se realiza convenientemente a una
presión de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 10 MPa,
preferiblemente de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 5 MPa, más
preferiblemente de aproximadamente 0,75 a aproximadamente 3 MPa. El
tiempo de prensado puede variar, y depende de, por ejemplo, el
sistema adhesivo usado, qué producto se ha de producir y qué tipo
de prensado se usa. En un tipo adecuado de procedimiento de
encolado, las superficies a unir se montan en conjunto antes de la
etapa de prensado. En este caso, el tiempo de prensado es
convenientemente de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 3000
segundos, preferiblemente de aproximadamente 0,1 a aproximadamente
1000 segundos, más preferiblemente de aproximadamente 1 a
aproximadamente 60 segundos. En otro tipo adecuado de procedimiento
de encolado, las superficies a unir se montan y prensan
continuamente, moviéndose a través de una prensa de rodillos, una
prensa de cinta o una prensa de fricción. En estos casos, el tiempo
de prensado es conveniente de aproximadamente 0,001 a
aproximadamente 300 segundos, preferiblemente de aproximadamente
0,1 a aproximadamente 60 segundos, más preferiblemente de
aproximadamente 1 a aproximadamente 30 segundos. En el caso
particular de una prensa de rodillos, el tiempo de prensado es
convenientemente de aproximadamente
0,001 a aproximadamente 10 segundos, preferiblemente de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1 segundo.
0,001 a aproximadamente 10 segundos, preferiblemente de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1 segundo.
El prensado se realiza convenientemente como un
prensado convencional en frío a temperatura ambiente,
convenientemente de aproximadamente 0 a aproximadamente 60ºC,
preferiblemente de aproximadamente 5 a aproximadamente 40ºC, tal
como a temperatura ambiente. En algunos casos, por ejemplo cuando
están presentes resinas curables, el prensado se realiza
convenientemente bajo calentamiento. En los casos en los que se
desea calentamiento, la temperatura de prensado es convenientemente
de aproximadamente 40 a aproximadamente 200ºC, preferiblemente de
aproximadamente 60 a aproximadamente 130ºC.
El tiempo entre el calentamiento y el prensado
es convenientemente < 30 segundos, preferiblemente < 20
segundos, más preferiblemente < 10 segundos.
En la presente memoria, mediante material basado
en la madera también se incluyen, además de materiales basados en
madera sólida, materiales tales como materiales de tableros de
fibra, tableros aglomerados y tableros de partículas. El material
basado en la madera tiene convenientemente un espesor de más que
aproximadamente 1 mm, preferiblemente más que aproximadamente 5
mm.
La invención es adecuada para producir cualquier
tipo de productos encolados, particularmente productos encolados
basados en la madera tales como vigas estratificadas, productos
contrachapados, productos encolados por los bordes y parquets.
Ahora, la invención se describirá adicionalmente
en conexión con los siguientes ejemplos que, sin embargo, no deben
interpretarse como limitantes del alcance de la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
1
Se fabricó un producto contrachapado con dos
espesores usando un adhesivo de acetato basado en una composición
de polímero base isocianatos en emulsión que tenía un contenido de
sólidos original de 50% en peso. La temperatura ambiente fue 20ºC.
Se revistió una primera pieza de madera de 16 mm de espesor del
tamaño de 140 mm x 50 mm con 140 g/m^{2} de adhesivo que tenía un
contenido de sólidos original de 50% en peso. La capa adhesiva se
secó mediante calentamiento usando radiación de infrarrojos de modo
que la capa adhesiva tuviera un contenido de sólidos de
aproximadamente 70% en peso. El nuevo contenido de sólidos se
determinó pesando la pieza. A continuación, la pieza de madera se
puso directamente en contacto con una segunda pieza de madera que no
tenía ningún adhesivo aplicado y se prensaron conjuntamente en una
prensa en frío (20ºC) a una presión de 1,5 MPa durante 30 segundos.
La resistencia adhesiva se midió haciendo un "ensayo con
cincel" directamente después de prensar. En este ensayo se
fuerza la separación de las dos piezas encoladas usando un cincel y
se determina el porcentaje de la superficie encolada que muestra
desgarro de fibras. Las piezas encoladas también se ensayaron según
el ensayo de la línea de unión ANSI/HPVA LF 1996.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
2
Se fabricó un producto contrachapado de dos
espesores usando las mismas condiciones, materiales y cantidad de
adhesivo que en el ejemplo 1. Sin embargo, no se hizo ningún secado
o calentamiento. Después de la aplicación del adhesivo, las dos
piezas de maderas se pusieron directamente en contacto una con otra
y se prensaron conjuntamente a una presión de 1,5 MPa durante 30
segundos.
\vskip1.000000\baselineskip
Se concluye que el método de la presente
invención da una resistencia adhesiva y una resistencia al agua
excelentes ya a tiempos de prensado cortos.
Claims (11)
1. Un método para producir un producto basado en
la madera, que comprende una primera y una segunda pieza de un
material basado en la madera, que comprende, en el siguiente
orden:
- -
- aplicar una composición adhesiva que, sólo sobre la primera superficie, comprende un disolvente,
- -
- secar y calentar la composición adhesiva aplicada a la primera superficie, en el que el disolvente se separa parcialmente por secado, el contenido de sólidos directamente después del secado es de 65 a 85% en peso,
- -
- poner conjuntamente en contacto la primera con la segunda superficie, y
- -
- prensar las dos superficies una contra otra, el contenido de sólidos se mide como se especificó en la descripción.
2. Un método según la reivindicación 1, en el
que el secado se hace por calentamiento de la composición
adhesiva.
3. Un método según una cualquiera de las
reivindicaciones 1-2, en el que el secado se hace
por secado forzado.
4. Un método según una cualquiera de las
reivindicaciones 1-3, en el que de 10 a 95% en peso
del disolvente se separa por secado de la composición adhesiva.
5. Un método según una cualquiera de las
reivindicaciones 1-4, en el que el contenido de
sólidos directamente después del secado es de 70 a 80% en peso.
6. Un método según una cualquiera de las
reivindicaciones 2-5, en el que la temperatura de la
capa adhesiva cuando se pone en contacto con las dos superficies a
unir es de 40 a 100ºC.
7. Un método según una cualquiera de las
reivindicaciones 2-6, en el que el tiempo entre el
calentamiento y el prensado es < 30 segundos.
8. Un método según una cualquiera de las
reivindicaciones 1-7, en el que la composición
adhesiva pertenece al grupo de composiciones adhesivas basadas en
polímeros en emulsión.
9. Un método según una cualquiera de las
reivindicaciones 1-8, en el que el disolvente es
agua.
10. Un método según una cualquiera de las
reivindicaciones 1-9, en el que el prensado se
realiza a temperatura ambiente.
11. Un método según una cualquiera de las
reivindicaciones 1-10, en el que el producto basado
en la madera es parquet.
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