NO820641L - Fremgangsmaate ved liming med dispersjonslim. - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte ved liming med dispersjonslim. inneholdende organisk polymert materiale dispergert i partikkelform i et dispersjonsmiddel, hvorved limet. påføres i det minste den ene flaten i en fuge. Et ekstra reguleringsmiddel ved limingen og en mulighet til å påvirke limets bindingsevne uavhengig av ytre faktorer som påvirker tørkehastigheten, slik som temperatur,. luftfuktighet, ventilasjon, fugeflatenes absorpsjons-'egenskaper etc, fåes om fugen separat fra limpåføringåføres en brytende komponent med formål å felle ut limets partikkelinnhold til en sammenhengende fase.

Description

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte

og et produkt for liming med dispersjonslim. Slike lim inneholder en limende komponent, vanligvis et polymert organisk materiale, finfordelt i et dispersjonsmiddel, hvilket

vanligvis er vann, og normalt er dispersjonen stabilisert

med en slags form av beskyttelseskolloid eller emulgator.

Når limet tørker, sammenflyter partiklene i dispersjonen til en sammenhengende fase og danner en bindingskraft som når full styrke når alt dispersjonsmidlet er borte. Ofte skjer overgangen fra lavviskøs tilstand, med adskilte partikler,

til høyviskøs tilstand med sammenflytende partikler, på et ganske bestemt punkt under tørkingen.

Særlig i sammenhenger når det er vanskelig å anbringe et kontinuerlig presstrykk på delene ved limingen, slik som ved montering av tepper og liknende, fremkommer en mengde problemer ved anvendelse av denne limtypen og delvis motstridende krav mht limets egenskaper. Det er f.eks. ønskelig å få en sterk tilsluttende sammenføyning og til dette kreves et relativt hardt materiale i polymerpartiklene. Det er imidlertid også ønskelig at limet har en tilstrekkelig kraftig initialklebeevne, slik at ujevnt materiale, f.eks. hardt sammenrullede tepper kan limes fast under den første del av limingen inntil limfugens fulle styrke er utviklet. Til dette trenges et mykere materiale i limet eller en tilsetning av klebende harpikser, som imidlertid også reduserer sluttholdfastheten og til og med kan volde andre problemer såsom redusert alkalibestandighet. Initialklebeevnen må imidlertid ikke gjøres så kraftig at muligheten for justering av leggingen av utplaserte materialer forsvinner. For de fleste materialer er det ønskelig å legge sammen fugens deler under det lavviskøse stadiet til limet, ettersom dette gir den beste fuktning av overflatene. Det er imidlertid også ønskelig å la så mye som mulig av dispersjonsmidlet bli borte før sammenleggingen, dels for at tette materialer tilslutter så lite som mulig av dispersjonsmidlet i fugen og dels for at etter sammenleggingen oppnås en hurtigst mulig utvikling av den fulle bindingsstyrken, bl.a. for at

eventuelt midlertidig presstrykk da har størst virkning.

Om tørkingen kommer for langt, går limet over i den koagulerte tilstand og fuktingen blir vanskeligere. Det er følge-lig nødvendig å kunne bedømme hvor langt tørkingen er kom-

met, men dette vanskeliggjøres ved at tørkehastigheten påvirkes av mange faktorer, såsom værelsestemperatur og luftfuktighet, limpåsmøringens tykkelse og underlagets sug-ende egenskaper. Ofte er det dessuten ved monteringen ønskelig med forskjelligalimegenskaper på ulike deler av fugeoverflaten, f.eks. større hefteevne i nærheten av teppets kanter.

Et formål ved foreliggende oppfinnelse er å eliminere

eller redusere de ovennevnte problemer. Spesielt har oppfinnelsen til hensikt å tilby en ytterligere faktor og mulighet til å påvirke tid og sted for limets bindende komponenter. En ytterligere hensikt med oppfinnelsen er å gjøre limings-prosessen uavhengig av faktorer som påvirker limets inntørk-ningshastighet, såsom temperatur, luftfuktighet, ventilasjon, limspredning, aborpsjonsegenskapene til fugeflåtene etc.

En ytterligere hensikt er å muliggjøre ulike festeegenskaper

på forskjellige deler av fugeflåtene. Videre er det et formål å tilby en limingsfremgangsmåte som muliggjør anvendelse av billigere og sterkere limblandinger.

Disse formål oppnås ved den limingsfremgangsmåte og det dekkende materiale som fremgår av etterfølgende patentkrav.

Hensikten ved foreliggende oppfinnelse oppnås ved å tilføre fugene, utover og adskilt fra limet, et koaguleringsmiddel bestående av en væskeformig blanding inneholdende minst ett vann-absorpsjonsmiddel, minst en bestanddel som har en annen destabiliserende virkning overfor dispersjonen av det vannbaserte dispersjonsklebemiddel enn ved vannabsorpsjon og et vannløse-lig bindemiddel for blandingen. Dette gjør det mulig for limets partikkelinnhold å smelte sammen til en sammenhengende fase. Ved å anbringe koaguleringsmidlet bare lokalt, kan forskjellige klebeegenskaper oppnås på ulike deler av fugen - Ved å tilføre midlet over en varierende del av fugens f^&ter kan de totale klebeegenskapene varieres hele tiden fpjø,kraftig feste for hurtigst mulig dannelse av full

fugestyrke

til bare svak initialklebing for å få

beste justerbarhet. I alle tilfeller kan limingen om ønskes skje hurtig, ettersom en partiell uttørring av limet ikke behøver skje, og man unngår alle ytre faktorers innvirkning på tørkehastigheten. Spesielt fordelaktig er å påføre limet på den ene fugeflaten og den opphevende komponent på

den andre, ettersom en meget hurtig dannelse av bindingsstyrken da skjer umiddelbart etter sammenlegningen på de steder som behandles med komponenten samtidig som en god fukting av den ikke limbehandlede flaten til tross ..

for dette kan finne sted.Justjz^erbarheten kan også i dette tilfellet oppnås ved at bare en del av den ene fugeflaten behandles med komponenten. Da metoden ifølge oppfinnelsen reduserer kravet om initialklebing i den anvendte limsammensetning, blir det mulig å anvende en noe annerledes og som oftest billigere limsammensetning enn hva som vanligvis er tilfellet. Eksempelvis kan en hardere polymertype anvendes som forbedrer den endelige bindingsstyrken i fugen. Videre kan man utelukke de harpikstilsetninger som normalt haes for å øke dispersjonslimenes klebeegenskaper, noe som også forbedrer holdbarheten. Ytterligere formål og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av etterfølgende beskrivelse.

I AU patent nr. 37185 er det omtalt liming av papiroverfla-ter til hverandre med dispersjonsklebemidler, hvorved klebin-gen akselereres ved bruk av et koaguleringsmiddel for klebe-midlet. De problemer som ligger til grunn for foreliggende oppfinnelse oppstår imidlertid ikke, idet forskjellige materialer og tilsvarende forskjellige problemstillinger ligger til grunn for dette patent og foreliggende oppfinnelse. Det er heller ikke behov for at foreliggende meka-nisfie skal ha en sterk begynnelsesbindeevne og en komplementær normal fukting og utvikling av bindingsstyrke.

Oppfinnelsen kan tilpasses alle typer vannbaserte dispersjonslim, hvormed forstås slike typer hvor den limende komponenten er fordelt i form av partikler i en kontinuerlig dispersjons-middelfase og bindingsevnen oppnås ved at partiklene sammenflyter til en sammenhengende fase.

Vanligvis er den limende komponenten et organisk polymert materiale, syntetisk eller naturlig. Polymeren kan være en gummi, såsom naturgummi, nitrilgummi, neoprengummi eller styren/butadiengummi. Det er mer vanlig at polymeren er et termoplastprodukt av eksempelvis polyakrylsyreestrer, såsom polybutylakrylat, polyetylheksylakrylat, polystyrenakrylat eller polyakrylnitril, eller andre termoplaster, så som poly-etyletenvinylacetat eller polyvinylacetat. Vanlige limtyper for dispersjonslim kan anvendes ifølge oppfinnelsen, men som nevnt er det ofte mulig å velge en hardere polymertype enn normalt.

Dispersjonsmidlet or vann, eventuélt med mindre

tilsetninger av løsningsmiddel, såsom alkoholer eller ketoner. En beskyttelseskolloid eller et emulgeringsmiddel er som regel nærværende i dispersjonen for å stabilisere denne. Fyllmidler og andre tilsetninger kan inngå og et normalt tørrinnhold i den ferdige dispersjonen er mellom 50 og 80 vektprosent.

Limet danner normalt sin bindingsevne ved at dispersjonsmidlet fordamper i omgivelsene eller oppsuges i fugeflatene til de dispergerte partikler kommer så nær hverandre at de flyter sammen. Ifølge oppfinnelsen skal denne virkning forsterkes eller erstattes med virkningen av to spesielt i fugen tilført brytende komponenter. Som koaguleringsblanding anvendes et middel inneholdende minst ett vannabsorpsjons-middel, minst én bestanddel som har en annen destabiliserende virkning overfor dispersjonen enn ved vannabsorpsjon,

samt et vannløselig bindemiddel for blandingen. Det kan også anvendes midler som har både vannabsorberende og destabiliserende egenskaper, såsom gips.

Anvendelsen av en destabiliserende komponent i form av et absorpsjonsmiddel for dispers jonsmidlet kan være å foretrekke hvis man ønsker å nøytralisere virkningen av dispersjonsmidlets nærvær i fugen, f.eks. ved liming av tette materialer eller hvis fugeflatene bare med vanskelighet kan fuktes av limkomponen-ten. Ethvert middel som fører bort dispersjonsmidlet fra limet hurtigere enn ved fordampning i omgivelsene kan anvendes, men hvis absorpsjonsmidlet påføres den ene fugeflaten bør det for å fungere på ønsket måte ha større ab-sorps jonsevne enn fugeflaten selv. I de fleste tilfeller

er det viktigere at absorpsjonsmidlet opptar dispersjonsmidlet hurtig enn at det har stor total absorpsjonskapasitet. Det foretrekkes at absorpsjonsmidlet har større tendens til

å ta opp dispersjonsmidlet fra væskefasen enn fra en damp-fasen i likevekt med væsken ettersom det ikke er ønskelig at absorpsjonsmidlet mettes før kontakten med limet. Selve mekanismen for adsorpsjonen kan variere, men særskilt hensiktsmessig er middel som i det minste delvis tar opp dispers jonsmiddelvæsken kapillært i porer. Dermed kan en svel-ling av materialet finne sted. For vann som dispersjonsmiddel kan således anvendes hygroskopiske og andre mate-rale med evne til å oppta vann fra såvel væske- som gass-fase, f.eks. kalsiumklorid, kiselgel etc, men det foretrekkes at mindre vanndampømfindtlig materiale anvendes, ettersom absorpsjonsmidlet da kan anbringes på fugeflatene i god tid på forhånd uten å mettes med vannet under lag-ringen og også kan tørke etter ufrivilling vannpåsprøyting. Hensiktsmessige materiale er porøse, særlig polyhydroksy-forbindelser, så som kullhydrater og spesielt har cellulose-og stivelsesbaserte produkter vist seg hensiktsmessige.

Det anvendes en komponent sem koagulerer limet hurtig ved å destabilisere dispersjonen når det er spesielt viktig å tilsette bare små mengder av komponenten. Det kan forekomme at de limte deler selv har en innflytel-

se på koaguleringshastigheten, og i så fall skal komponenten ha større tendens til å koagulere limet slik at det fremkom-

mer en mulighet for regulering. Den brytende komponents virk-

ning retter seg mot det stabiliserende system i dispersjonen, f.eks. beskyttelseskolloider eller tensider, ettersom dette gir den hurtigste virkning og den minst negative virkning på limsystemet. Beskyttelseskolloider, f.eks. polyvinylalkohol, kan foretrekkes ved fornetning via en tilsetning av aluminiumklorid eller kromat. Tensidenes virkning kan brytes ved for-andring av elektrolyttsammensetningen, og dette er en foretrukket fremgangsmåte ved koagulering av dispersjonen. Tilsetning av tungmetaller eller salter kan forårsake dette og også pH-forandringer i dispersjonen. Midler som med fordel er forsøkt er klorider, ammoniumsulfat og borater. Hensiktsmessige fellingsmidler bør imidlertid utprøves for hvert lim-system.

For å oppnå reguleringsfordelene ifølge oppfinnelsen skal

den brytende komponenten som nevnt tilføres fugen separat fra limet. Dette skjer ved en fremgangsmåte av det slag som er angitt i krav l's karakteriserende del.

En foretrukket måte å påføre den brytende komponenten er imidlertid å påføre limet på den ene fugeflaten og komponenten på den andre. Limet vil da utfelle såsnart fugeflatene sammenføyes, men en god fukting av den ikke-limbehandlede f{&/ten rekker til tross for dette å finne sted. Alle problemer ved ikke ønsket blanding av lim og fellingsmiddel før sammenleggingen unngås også. Det er også mulig å benytte forskjellige påføringsmetoder i kombinasjon.

Det ikke koagulerte limet har bedre fuktingsevne og gir større muligheter til etterjustering av delene enn det koagulerte limet, som i stedet gir bedre initialholdbarhet enn dispersjonen. I alminnelighet er det ønskelig å kombi-nere disse fordelene, og det foretrekkes derfor at bare en del av fugeflatene behandles med den brytende komponenten. Eksempelvis kan komponenten bare benyttes lokalt for å oppnå god vedhefting på særskilt vanskelig limte steder, såsom ved kantene av en montert del eller for å motvirke f.eks.

bøyetendenser i et tidligere sammenrullet teppe. Alternativt kan komponenten fordeles mer jevnt over flatene for å

sikre de sammenlagte delene en god sammenbinding mens limet på øvrige steder binder normalt eller i hvert enkelt tilfelle avpasse behovet for initialklebing i forhold til etterjuste-ringsmuligheten. En hensiktsmessig del av flaten med mer lik behandling med komponenten ifølge ovennevnte, ligger mellom 5 og 90 prosent, fortrinnsvis mellom 5 og 50 prosent. Forskjellige mønster for den brytende komponentens fordeling kan også anvendes , f.eks. punkter, linjer, ruter eller sirk-ler. Det er også mulig i samme tilfelle å benytte forskjellige koaguleringsmidler ifølge ovennevnte,og å for-dele dem'på samme eller forskjellige deler av fugeflaten.

Påføringen av den brytende komponenten på fugen kan skje i form av væske eller pulver når påføringen skjer direkte ved monteringen,hvoretter pulver med fordel anvendes når komponenten er et absorpsjonsmiddel. Dersom en av fugeflatene behandles, gis også mulighet for forbehandling av flaten, f.eks.på en slik måte at en væske inneholdende komponenten påføres fugen hvoretter tørking skjer. Eksempelvis kan et teppe allerede i forbindelse med tilvirkningen forsynes med en hensiktsmessig brytende komponent i flytende form, som deretter tørkes fast i noen av de vanlige oppvarmnings-trinn som forekommer i løpet av tilvirkningen. På denne måten trenges ikke noe ekstra arbeidstrinn når det gjelder de vanlige limemetoder, men monteringen forenkles ved den sikrere vedhefting som oppnås ved hjelp av den tilførte komponenten.

Når produktene industrielt prefabrikeres med et belegg av brytende komponent og er av det slag som senere kan bli monteringslimt under ulike forhold, f.eks. tepper, plater, skiver, ta<p>eter og lignende, er det gunstig at den brytende sammensetning har minst to og helst flere brytende funksjon-er for å være virksomme ved forskjellige typer monterings- lim. I denne forbindelse inngår derfor såvel en absorberende komponent som en destabiliserende komponent. I den sistnevnte komponenten kan med fordel en kationaktiv tensid såsom kvar- . ternær ammoniumforbindelse inngå, ettersom de fleste dispersjonslim bruker tensider, enten anionaktive eller non-ioniske. Også salter av høy konsentrasjon, f.eks. kompleksdannere av typen borater, kan inngå i polyvinylalkohol-virkende komponenter.

Prefabrikerte belegg bør lime godt mot produktene for ikke å løsne under transport og lagring og beleggsammensetningen må derfor inneholde et bindemiddel. Dette bindemidlet må velges med det for øyet at de aktive komponenter ikke omsluttes slik at deres effekt forhindres eller bremses. Hensiktsmessig bindemiddel blir hurtig oppløst i limets dispersjonsmiddel, dvs. vanligvis vannoppløslige, og syntetisk polymer-materiale med liten molekylvekt kan benyttes. Polyetylenglykol, fortynnete ketonharpikser, polyvinyl-pyrrolidon og polyvinyleter er blitt anvendt med fordel. Bindemiddel-mengden må holdes lavt, helst under 30 vektprosent av beleggsammensetningens tørrvekt og helst under 20 vektprosent. Bindemidlene er bare virksomme for å fastholde blandingéri på flatene. De virker ikke ved avsluttende fugeliming, ettersom de hurtig oppløslige systemene mangler tilstrekkelig styrke for dette formål og ettersom ketonharpiksene ikke herder.

Oppfinnelsen kan anvendes i ethvert tilfelle hvor man

ønsker å påvirke koaguleringsegenskapene hos limet/f.eks. for å påskynde limingen. Som det fremgår av beskrivelsen ovenfor er oppfinnelsen imidlertid særlig hensiktsmessig ved liming hvor spesielle presser ikke

kan benyttes under limingen eller hvor det tar lang tid å danne fugens fulle bindingsstyrke, som når det gjelder tette materialer eller liming under lave temperaturer eller i dårlig ventilerte rom. Oppfinnelsen er også fordelaktig

for materialer som krever god gjennom-fuktning med lim for at holdbare fuger skal oppnås, såsom porøst materiale og materiale med fiberstruktur i fugeflåtene,spesi^elt slike med liten evne til å oppta dispersjonsmidlet i limet. Ettersom dispersjonsmidlet i limet er vann, er oppfinnelsen spesielt verdifull med hensyn til liming av hydro-fobe materialer, såsom polyester, polyeter og glass, og i særdeleshet hvor disse foreligger i fiberform slik som tepper med fiberunderlag. Normalt krever liming av slike materialer gjentatte trykkbelastninger under langsom dispers jonsmiddelavgivelse fra limet for at man skal f.° fukting og jevn vedhefting. Med en brytende komponent anvendt ifølge oppfinnelsen utviklés bindingsstyrken så hurtig at bare en pressbelastning er tilstrekkelig. Den brytende komponenten gjør dessuten materialene mer hydrofile. Det foretrekkes imidlertid at fuktemiddel inngår, helst til minst 5 vektprosent og til minst 10 vektprosent av den tørre blandingen. Ifølge ovenstående kan tensidene utgjøre en del av eller hele mengden fuktemiddel. En bare delvis dekking av flaten med blandingen foretrekkes også i disse tilfeller og hensiktsmessig påføres mellom 20 og 80 prosent av flaten med blandingen.

EKSEMPLER

Eksempel 1

En brytende blanding fremstilles ved at til 100 vektdeler 10%ig boraksløsning tilsettes 3 vektdeler Aerosil (kiselsyre) og 15 vektdeler Latecoll (akryldispersjon). Borakskomponenten skulle virke destabiliserende på polyvinylalkohol i limdispersjonen, mens kiselsyren skulle destabilisere dispersjonen ved å oppta vann. Akryldispersjonen tilsettes om fortykningsmiddel.

Et tett PVC-teppe med polyesterfiberbakside påføres på

ca. 50% av flaten med den brytende blanding i en mengde

2

på 100 g/m og tørkes.

Et tett PVC-teppe påføres ca. 250 g/m 2av en polyvinylalkohol-stabilisert dispersjon av akryl/etenvinylacetat-polymer i vann ( tørrinnhold ca. 6 0 vektprosent).

Polyestermatten presses umiddelbart mot det limbehandlede PVC-teppet. Etter mindre enn 5 sek. fåes binding på de steder hvor fiberbaksiden er behandlet med den utfellende komponenten mens øvrige deler av fugen danner tilsvarende bindingsstyrke først etter flere døgn.

Eksempel 2

En brytende beleggblanding tilberedes ifølge nedenstående

(vektprosent)

10% 2,5-prosentig boraksløsning

5% amorf kiselsyre (aerosil 200)

10% vahnutspedd ketonharpiks (tørrinnhold 70%)

5% kokodimetylbensylammoniumklorid (tørrinnhold 50%) 5% aluminiumklorid

10% løselig polyglykol

5% natriumsilikatholdigemikrokuler

50% vann.

I denne sammensetning har borakskomponenten brytende virkning mot polyvinylalkoholbaserte stabiliseringssystem og bidrar også til saltkonsentrasjonen. Kiselsyren og aluminiumkloridet opptar vann og sistnevnte øker også saltkonsentrasjonen. Ketonharpikset og polyglykolen virker som bindemiddel for sammensetningen etter tørking. Den kvarternære ammonium-forbindelsen virker brytende på system med anionaktive tensider og øker dessuten beleggets bindeevne og fuktbar-

het. Mikrokulere virker som vannbindende og destabiliserende fyllmiddel.

En del av flaten av et PVC-teppe med polyesterbakside påføres blandingen i en mengde på 10 0 g flytende blanding pr. kvm av hele teppets flate. Noen tette plast-underlag påføres ca. 250 g pr. kvm med etenvinylacetatlim resp. polyvinyl-acetatlim og PVC-teppet anbringes umiddelbart. Man oppnår binding for begge limtypene etter noen sekunder mot normalt flere døgn.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte ved liming av ugjennomtrengelige eller vanskelig fuktbare ark av dekkende materialer, såsom tap-eter, fliser, plater, tepper og lignende, til underlag ved bruk av vannbaserte dispersjonsklebemidler inneholdende organisk polymert, partikkelformet materiale dispergert i et vannbasert dispersjonsmiddel, hvilket partikkkelformet materiale utfelles under liming ved nærvær av et koaguleringsmiddel, karakterisert ved a) at mellom 5 og 90 % av det dekkende materiales fugeflate behandles med et koaguleringsmiddel bestående av en væskeformig blanding inneholdende I) minst et vannabsorbsjonsmiddel II) minst en bestanddel som har en annen destabiliserende virkning overfor dispersjonen enn ved vannabsorbsjon, og III) et vannløselig bindemiddel for blandingen, b) at den påførte blanding tørkes, c) at dispersjonsklebemiddelet påføres underlaget og/eller det dekkende materialet ovenpå blandingen ifølge punkt d) at det ugjennomtrengelige, dekkende materiale settes sammen med underlaget, og e) at et kortvarig, lett trykk påføres.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at dispersjonsklebemiddelet påføres underlaget.

3. Dekkende materiale i form av et ugjennomtrengelig eller vanskelig fuktbart ark av dekkende materialer, såsom tape-ter, fliser, plater, tepper og lignende, og med en fuge-overflate som skal limes til et underlag ved bruk av vannbaserte dispersjonsklebemidler under anvendelse av et koaguleringsmiddel for klebemiddelet, karakterisert ved at mellom 5 og 90 % av fugeovefflaten er belagt med en tørr koaguleringsblanding inneholdende I) minst et vannabsorbsjonsmiddel II) minst en bestanddel som har en annen destabiliserende virkning overfor dispersjonen enn ved vannabsorbsjon, og III) et vannløselig bindemiddel for blandingen.

4. - Materiale ifølge krav 3, karakterisert ved at blandingen inneholder et kationisk emulgeringsmiddel.

5. Materiale ifølge krav 3, karakterisert ved at blandingen inneholder et salt.

6. Materiale ifølge krav 3, karakterisert ved at blandingen inneholder et fuktemiddel.

7. Materiale ifølge krav 3, karakterisert ved at mengden av bindemiddel ikke overskrider 20 vekt-% av den tørre blanding.