FI69312C - Foerfarande och anordning foer limning med aminoplastbaserade limsystem - Google Patents

Description

ΓΒ1 KUULUTUSJULKAISU

•SsSmP 1 UTLÄGGN,NGSSKR,FT 6 9 31 2 C (45) Patentti myönnetty

Potent re'telat 10 01 10BG

(51) Kv.lk.4/lnt.CI.* C 09 J 5/00 j y Q |^| I p| [.AN D (21) Patenttihakemus — Patentansökning 800723 (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 10.03-80 (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 10.03.80 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentllg 15.09 80

Patentti- ja rekisterihallitus Nähtäväksipanon ja kuul.julkalsun pvm. - 30 09 85

Patent- oeh registerstyrelsen ' ' Ansökan utlagd och utl.skrlften publicerad Ό 3 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begärd prloritet 11». 03.79 Ruotsi-Sverige(SE) 7902305-7 (71) AB Casco, Box 11010, S-100 6l Stockholm, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Evert Wilford Perciwall, Älvsjö, Ruotsi-Sverige(SE) (7*0 Oy Jalo Ant-Wuorinen Ab (5*0 Menetelmä ja laite aminomuoviperustaisi11 a 1iimajärjestelmi1lä liimaamista varten - Förfarande och anordning för limning med aminoplastbaserade 1imsystem Tämä keksintö koskee menetelmää ja laitetta kovettuvalla amino-muoviliimalla liimaamista varten jolloin hartsikomponentti ja happoa tai happoa lohkaisevaa ainetta sisältävä kovetinkomponentti levitetään erikseen saumaan.

On tunnettua, että kovettuvilla liimajärjestelmillä työskentelemisestä aiheutuu usein ongelmia liimaamisvaiheessa tapahtuvan esikovettu-misen ja käsiteltyjen osien ennen puristamista tapahtuvan säilyttämisen suhteen. Erityisesti silloin ilmenee ongelmia, kun täytyy käyttää nopeita liimajärjestelmiä, esimerkiksi kun tarvitaan nopeita puristusvaiheita tai kun ei voida käyttää kuumapuristusta. Jos käytetään hartsin ja kovettimen valmista seosta, on välttämätöntä puhdistaa sekoitus- ja levitysva-rusteet usein, joskus jopa joka 20. minuutti esikovettumisongelmien välttämiseksi. Sekoittamisen jälkeen, mutta ennen liimasekoitteen levitystä tapahtuva esikovettuminen lyhentää mahdollista odotusaikaa ennen puristusvaihetta, mistä seuraa että täytyy tehdä kompromissi puristusajan suhteen, josta ei voida tehdä niin lyhyttä kuin muuten olisi mahdollista.

2 69312

On tunnettua, että nämä vaikeudet voidaan välttää suuressa määrin, kun hartsi- vastaavasti kovetinkomponentti lisätään saumaan erikseen, jolloin ainakin osa puhdistusongelmista jää pois. Liimajärjestelmän kovettumis-ajasta saadaan suurin hyöty, jos liimakomponentit pidetään erillään yhdistämiseen asti, esimerkiksi siten, että hartsikomponentti levitetään toiselle kun taas kovetinkomponentti levitetään toiselle saumapinnalle. Monissa sovellutuksissa ei ole kuitenkaan mahdollista levittää komponentteja niin, että ne pysyisivät erillään saumapintojen yhteenasettamiseen asti, vaan hartsi- ja kovetinkomponentit täytyy levittää ja sekoittaa samalla sauma-pinnalla vaikka ne levitetäänkin pinnalle toisistaan riippumatta. Esimerkiksi vaneroitaessa, tai muuten ohuilla kerroksilla laminoitaessa, eivät ohuet aineet kestä useinkaan levityslaitteen läpi kuljetusta eivätkä siellä käsiteltyä ja liiman tai 1iimakomponentti en suora levitys ohuelle aineelle voi sitäpaitsi aiheuttaa materiaalin toisella puolella näkyvän liiman läpilyönnin. Käytännöllisistä ja taloudellisista syistä ei ole myöskään aina mahdollista käsitellä molempia saumapintoja. Jotta erikseen tapahtuvaan levitykseen liittyvät muut edut voitaisiin hyödyntää on tällaisissa tapauksissa ennestään tunnettua levittää hartsikomponentti ensin kerroksena toiselle saumapinnalle ja sitten sirotella jauheinen kovetin mainitun hartsikerroksen päälle. Jauheena olevan kovettimen käyttö tällä tavalla ei ole kuitenkaan ongelmatonta. On vaikeata saada aikaan jauheen tasainen kerrosmainen jakaantuminen, jolloin lujuus tulee helposti epätasaiseksi ja ohuessa materiaalissa esiintyy helposti näkyviä muutoksia. Jauheen pölyämistaipumus aiheuttaa erinäisiä työhygieenisiä ongelmia ja levymäisen materiaalin kaksipuolisessa käsittelyssä täytyy levy kääntää ennen toisen puolen käsittelyä. Monimutkainen levitysmenetelmä yhdessä jauheen suhteellisen hitaan hartsikerrokseen jakautumisen kanssa merkitsee sitä, että tällä menetelmällä ei ole voitu lyhentää puristusaikoja sanottavissa määrin. Tietyissä tapauksissa esiintyy levitysmenetelmänä myös ruiskutus, jolloin jauheeseen liittyvät ongelmat vältetään. Myös tällä menetelmällä on kuitenkin vaikeaa aikaansaada pienten kovetinmäärien tasainen jakaantuminen. Happaman kovettimen ympäriinsä roiskumisen takia esiintyy hygieenisiä ongelmia ja roiskeet aiheuttavat usein laitteistojen syöpymistä. On näinollen vaikeaa aikaansaada jollakin tunnetulla menetelmällä sekä yksinkertainen prosessi että alle 1,5 tunnin puristusajät, jotka on laskettu kylmäpuristuksena po. prosesseissa.

Tämän keksinnön tarkoituksena on välttää yllämainitut ongelmat ja tarjota yksinkertainen liimausmenetelmä, jolla on mahdollista lyhentää puristusaikoja. Tämä saavutetaan oheisten patenttivaatimusten mukaisella menetelmällä ja laitteella.

5 69312

Keksinnön mukaisesti käytetään kovetinta vesiliuoksena, jolloin tehdään mahdolliseksi kovettimen tasainen jakaantuminen ja vältetään jau-hekovettimen haitat. Kovetin levitetään telalla mahdollisimman tasaisen levityksen aikaansaamiseksi, kuten edellä on mainittu, on erityisen oleellista ohuiden materiaalien laminoinnissa. Kovetin levitetään ennen hartsia jottei kovetintela tulisi kosketuksiin hartsin kanssa, mikä voisi aiheuttaa esikovettumisongelmia kovetintelalla, puhumattakaan siitä että suhteellisen pienen kovetinmäärän levittämistä kerrokseksi hartsin päälle tuskin voitaisiin tehdä yhtä tasaisesti kuin suoraan saumapin-nalle. Vaikeuksia voi sen sijaan silloin esiintyä jälkeenpäin tapahtuvan hartsin levitykseen käytetyissä varusteissa kovettumisongelmina, kun niihin sekoittuu kovetinta. On kuitenkin osoittautunut, erityisesti hieman imevillä alustoilla, että mainittavaa kovettimen sekoittumista hartsikom-ponenttiin tai hartsinlevityslaitteisiin ei tapahdu, edellyttäen että kovetin levitetään ennen hartsia ja että kovettimen levittäminen on hyvin tasaista. Tästä syystä ei keksinnönmukaisesti käytetä tavallista levitys-telaa vaan kovetintelaa, jonka pinta on huokoista ja absorboivaa materiaalia. Sillä saavutetaan se, että kovetinkomponentin mahdollisesti paikallisesti levitetty ylimäärä telan puristuessa saumapintaa vasten absorboituu helposti siihen kun sen pinta jättää saumapinnan niin, että saadaan hyvin tasainen levitys samalla kun levitettyä ainemäärää voidaan suhteellisen helposti säädellä esimerkiksi annostelutelan ja puristuspaineen avulla. Erillislevityksessä ja erityisesti ohuiden materiaalien laminoinnissa levitetään kovetinta hyvin vähän, mikä normaalisti aiheuttaa levi-tysongelmia, mutta josta voidaan selviytyä kuvatulla tavalla. Pienten määrien levityksessä uhkaa tapahtua niin, että käsitellyn pinnan pienet epätasaisuudet tulevat epätasaisesti peitetyiksi. Kuvatunlainen tela tunkeutuu kuitenkin helposti syvennyksiin ja ylittää kohoumat ilman, että levitettävä määrä muuttuu. Kuvatulla tavalla vältetään sekä liian pieni levitysmäärä, joka voi aiheuttaa reagoimattoman hartsin läpilyönnin, että liian suuri levitysmäärä, joka voi johtaa liian nopeaan kovettumiseen ja hartsinievityksen tuhruisuuteen. On sopivaa levittää myös hartsikompo-nentti telalla, mikä tekee mahdolliseksi yksinkertaisen ja tasaisen levityksen ja tässä tapauksessa on kovettimen levittämisestä johtuvia käyttö-häiriöitä tuskin pelättävissä. Tehokas erill islevitys sisältää sen, että voidaan käyttää nopeampaa liimajärjestelmää kuin muuten ilman häiriöitä. Menetelmää on erikoisen sopivaa käyttää suhteellisen pienillä levitysmäärillä ja silloin kun käytetään nopeita liimajärjestelmiä, kuten kylmäpu-ristusmenetelmiä.

6931 2

Keksinnön mukainen laite käsittää kovettimen levitystelan, jolla on huokoinen ja absorboiva pinta, jota vasten on annostelutela kovettimen tarkaksi annostelemiseksi. Laite käsittää sopivasti seuraavaksi hartsin levitystelan ja järjestelmä voidaan edullisesti kahdentaa levymäisten materiaalien kaksipuoliseksi päällystämiseksi.

Keksintö on tarkoitettu sovellettavaksi aminomuoviliimoille, kuten melamiini- ja erityisesti karbamidiperustaisille liimoille. Ne voivat olla tavanomaisia, joiden kuiva-ainepitoisuus on sopivasti 60-70 painoprosenttia ja jossa formaldehydin ja urean moolisuhde on välillä 1,5:1 - 2,0:1. Keksinnön sovellutuksissa on sopiva hartsikomponentin levitysmäärä 2 2 50-300 g/m ja etenkin 100-200 g/m .

Kovetin on hapon tai hapon lohkaisevan aineen vesiliuos, jolloin aineen valinta ratkaistaan suuressa määrin kovettimen toivotun nopeuden mukaisesti. Sopivia kovettavia aineita ovat esimerkiksi fosforihappo, trikloorietikkahappo, maleiinihappo, sitruunahappo, muurahaishappo, alu-miinisulfaatti, ammoniumsulfaatti ja ammoniumkloridi. Erilaisia happoja voidaan tunnetulla tavalla sekoittaa ja kovetin voi sisältää puskuroivia aineita tai muita tunnettuja lisäaineita. Yhdistetyn kovetin-hartsiseok-sen nopeus, laskettuna puristusaikana 20°C:ssa, voi vaihdella laajoissa rajoissa, mutta pidetään edullisena, että keksintöä sovelletaan nopeammissa järjestelmissä, esimerkiksi 5 minuutista 5 tuntiin kestävissä tai etenkin 10 minuutista 2 tuntiin kestävissä. Kovetinkoostumuksen sisältämän kovettavan aineen määrä voi, kuten tavallista, määräytyä sen mukaisesti, että käytetään mahdollisimman konsentroitua liuosta ottaen huomioon mahdollinen saostuminen. Kuiva-ainepitoisuus on useimmiten välillä noin 15-25 p-%. Levitettävän aineen määrä on suhteellisen oleellinen, koska hyvin pienillä levitysmäärillä ei saada aikaiseksi tasaista levitystä, kun taas suuret levitysmäärät johtavat vaikeuksiin hartsikomponentin levityksessä. Sopivin levitysmäärä vaihtelee kulloisenkin sovellutuksen ja va- 2 2 rustelun mukaisesti, mutta on normaalisti 2-70 g/m ja etenkin 10-40 g/m . Kovetinkomponentin viskositeetti pidetään alhaisena ja mieluummin ei käytetä paksuntavia lisäaineita.

Kovetinkoostumuksen levitys tapahtuu telan avulla, mutta tyydyttävän tasaisen levityksen aikaansaamiseksi menestyksekästä erillislevi-tystä varten pinnalle on osoittautunut välttämättömäksi, ettei käytetä tavanomaista tiivistä tai kovaa telaa, vaan pehmeää telaa, jossa on huokosia, jotka voivat absorboida ja imeä itseensä osan kovetinkoostumukses-ta. Telan ei siis tule pääasiassa siirtää kovetinkomponenttia saumapin-nalle ottamalla se ensin pinnalleen ja päästämällä se sitten pinnaltaan tavanomaisella tavalla vaan telan tulee siirtää ainakin kovetinkomponentin 5 69312 pääosa imeyttämällä se telan huokoiseen pintaan ja puristuslevittämällä se saumapinnalle telan puristaessa pintaa vasten. Tällä on etuna se, että suhteellisen paljon kovetinkomponenttia puristuu saumapinnalle, siinä missä tela puristuu suurimmalla voimallaan sitä vasten, niin että koko pinnan kostuminen varmistetaan, jonka jälkeen mahdollinen kovetinkoostu-muksen ylimäärä imeytyy takaisin telaan, kun tela irtoaa saumapinnasta, niin että saadaan tasainen levitysmäärä, joka on tasapainossa telaan imeytyneen kovetinmäärän kanssa. Sopivia tela-aineita ovat vaahdotetut tekoaineet, erityisesti vaahtokumi. Tela on edullisesti tasainen ja urittamaton. Koko telaa ei tarvitse tehdä huokoisesta materiaalista, vaan riittää että telan pinnalla on huokoista materiaalia oleva pinnoite. Telan ydinosa voidaan tehdä metallia tai jotain muuta kovaa ainetta olevasta lieriöstä, jolloin telasta tulee vakaampi kuin jos tela tehdään kokonaan huokoisesta ja pehmeästä materiaalista. Päällysteen paksuus voi silloin vaihdella 3-50 mm, mutta se on etenkin 5-25 mm. Kovetinkoostu-muksen tasainen imeytyminen telaan annosteluvaiheessa on tärkeää. Annosteluun käytetään edullisesti erityistä annostelutelaa, joka painetaan ko-vetintelaa vasten, jolloin koostumus syötetään ylhäältäpäin telojen välistä ja telat pyörivät syöttokohtaa kohti ja alaspäin. Kovetinkomponen-tin määrää saumapinnalle säädetään säätämällä telojen välistä kosketus-painetta, jolloin suurempi paine antaa vähemmän syötettyä ainetta. Huokoisen telan kosketuspaineella saumapintaa vasten on vähemmän merkitystä tulevaan ainemäärään nähden, mutta sillä on merkitystä levityksen tasaisuuden suhteen, minkä vuoksi täytyy pitää huolta siitä, että telan huokoisen pinnan ja saumapinnan välillä on selvä puristus. Oikealla annostelulla ja levityksellä saadaan aikaan hyvin tasainen levittyminen ja kun edellä kuvatunlainen levitys tapahtuu jonkin verran imevälle pinnalle, kuten puupohjaiselle materiaalille, tapahtuu nopeasti rajoitettu imeytyminen niin, että saadaan kevyesti kostunut mutta ei märkä pinta. Levittäminen voi edullisesti tapahtua kaksipuolisesti levymäiselle materiaalille järjestämällä kaksi huokoista telaa, joiden välissä levymäistä materiaalia kuljetetaan, jolloin telat ovat varustetut kumpikin omalla annostelu-telallaan, kuten edellä on kuvattu.

Hartsikomponentti pitää levittää kovetinkomponentin jälkeen ja mieluummin välittömästi sen jälkeen, mutta voi kyllä tapahtua myöhemminkin. Levitysmenetelmä voidaan valita vapaammin kuin kovetinkomponentille ja voidaan valita esimerkiksi ruiskulevitys. Pidetään kuitenkin parempana, että myös hartsikomponentti levitetään telan avulla, koska pieniäkin määriä käytettäessä voidaan saada tasainen levittyminen. Telalevitys helpottaa myös kaksipuolista päällystystä ja pienentää roiskumisvaaraa.

6 6931 2

Yllä kuvatulla kovettimen levitysmenetelmällä on myös vaara, että kove-tinta sekoittuu hartsilaitteistoon aiheuttaen siellä esikovettumisongel-mia, jotka voivat muuten olla hyvin vaivalloisia. Hartsitela on edullisesti tavanomaista tyyppiä, esimerkiksi uritettu kovakumitela.

Keksintöä voidaan soveltaa milloin vain halutaan levittää hartsia ja kovetinta tasaisina kerroksina yhdelle ja samalle pinnalle ja sitä voidaan siis käyttää saumapintojen sekä hartsilla että kovettajalla tapahtuvaan kaksipuoliseen päällystämiseen. Keksintöä on erityisen edullista käyttää, kun sauman kaksipuolinen päällystäminen ei ole käytännöllistä eikä mahdollista, kuten vaneroidessa tai laminoidessa ohuita tai herkkiä materiaaleja. Menetelmää voidaan soveltaa liimajärjestelmiin, joiden nopeus on erilainen ja sekä kylmä- että kuumapuristukseen. Koska levitys-menetelmä pitää liimakomponentit hyvin erillään sen seurauksena, että komponentit eivät kosketa toisiaan ennenkuin hartsikomponentti levitetään ja myös kovetinkomponentin huokoisiin pintoihin tapahtuvan rajoitetun imeytymisen seurauksena, on keksintö erityisen sovelias sovellettavaksi nopeilla liimajärjestelmillä liimattaessa ja kun vaaditaan lyhyitä puris-tusaikoja huolimatta tietystä odostusajasta ennen puristamista. Se tekee sovellutuksen erityisen edulliseksi kylmäpuristusmenetelmissä, mutta myös pitkälti mekanisoidu!ssa kuumapuristusmenetelmissä. Lastulevyn, kuitulevyn tai jonkin muun levymäisen materiaalin päällystäminen vanerilla, muovikerroksella tai puhtaalla puulla ovat siis tärkeitä sovellutusalueita. Kuten on mainittukin, on keksintö sopiva levymäisten materiaalien molemminpuoliseen päällystämiseen.

Keksintöä voidaan edullisesti soveltaa niin, että käsiteltävä materiaali kuljetetaan paikallaan pysyvän huokoisen kovetintelan ohi ja välittömästi sen jälkeen paikallaan pysyvän hartsitelan ohi, teloja voi olla kaksikin molemminpuolista päällystystä varten, jonka jälkeen käsitelty materiaali yhdistetään muiden liitokseen tulevien osien kanssa ja mahdollisesti tapahtuvan välivarastoinnin jälkeen viedään puristimeen loppukovettumista varten.

Esimerkki 2

Lastulevylle levitetään 20 g/m vesiliuosta, joka sisältää sitruunahappoa ja alumiinisulfaattia ja jonka kuiva-ainepitoisuus on 20 p-%. Levitys tapahtui vaahtokumipäällysteisellä terässylinterillä. Välittö-mästi sen jälkeen levitettiin samalle pinnalle noin 150 g/m karbamidi-hartsiesikondensaattia, jonka kuiva-ainepitoisuus oli noin 67 p-%. Tämä levitys tapahtui tavanomaisella uritetulla kovakumitelalla. Käsitellylle

Claims (9)

1. Menetelmä materiaalin liimaamiseksi kovettuvilla aminomuo-viliimoilla, jolloin liiman hartsi- vast, kovetinkomponentti, joka sisältää happoa tai happoa lohkaisevaaa ainetta, viedään erikseen saumaan, tunnettu siitä, että vesiliuoksena oleva kovetin levitetään ensin saumapinnalle kovetintelalla, jonka pinta on huokoista ja absorboivaa materiaalia ja että hartsikomponentti levitetään sen jälkeen samalle saumapinnalle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hartsikomponentti levitetään hartsitelalla.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsitelty materiaali on puuperäistä.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liimattava materiaali on levymäistä ja että sen molemmat pinnat käsitellään kahdella toisiaan vastapäätä asetetulla kovetintelalla.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kovetinta levitetään 10-40 g saumapinnan m^jä kohti.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liimajärjestelmän nopeus vastaa 10 minuutin - 2 tunnin puristusaikaa 20 °C:ssa.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että loppukovettuminen tapahtuu kylmäpuristimessa.

7 69312 pinnalle asetettiin muovilaminaatti ja 5 minuutin odotusajan jälkeen asetettiin yhdistetyt osat kylmäpuristimeen. 15 minuutin, 500 kPa:n (5 kp/cm ) paineella tapahtuneen, puristuksen jälkeen poistettiin lami-naatti puristimesta, jolloin voitiin todeta, että kovettuminen oli lyhyestä puristusajasta huolimatta jatkunut tarpeeksi pitkään lastulevyn ja muovilaminaatin pysyttämiseksi hyvin yhdessä. Täydellisen loppukovettu-misen aikaansaamiseksi odotettiin puristusoperaation jälkeen tunti, ennenkuin lujuutta kokeiltiin repimällä muovilaminaatti lastulevystä. Tällöin tapahtui murtumista 100 $:sesti lastulevyssä, jonka vuoksi liimautuminen katsottiin täydelliseksi.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän suorittamiseksi 8 69312 tarkoitettu laite, tunnettu siitä, että se käsittää pinnaltaan huokoista ja absorboivaa materiaalia olevan kovetintelan, jota vasten pyörii annostelutela, ja hartsitelan, joka on järjestetty käsitellyn materiaalin kulkusuunnassa kovetintelan jälkeen.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että se käsittää toisen kovetintelan ja hartsitelan kovetin-telojen välissä kuljetetun levymäisen materiaalin kaksipuolista päällystämistä varten.