SE7800311A0 - Förfarande för limning med härdande lim, varvid limkomponenterna appliceras separat i form av skikt och strängar - Google Patents

Description

is blir blandningen av komponenterna ett särskilt problem dningssammanhang eftersom denna måste ske på den behand- @ endast med hjälp av sammanläggning av delarna, even- -plicering och diffusionen av komponenterna i limskiktet. -att en mycket mer omsorgsfull appliceringsteknik måste att undvika en ojämn fördelning av komponenterna jäm- som blir fallet då harts- och härdarkomponenterna blan- i särskild utrustning. Limning av trämaterial med form- X) (D limmer kräver en tunn kontinuerlig limfilm i fogen \D cr inte förmår åstadkomma en tillräckligt stark för- (U fl appliceras punktvis eller om stora gap i fogen måste L) etta innebär speciella problem i samband med separat- har; 5 och hårdare e fgef-som det är .svårare att erhålla blandning r på fogytan jämfört med större mängder. Konsekvenserna ördelning av limkomponenterna kan dessutom bli speciellt n i ng av t un na t rämat e r i al , eftersom oreagerad vätskeformig penetrera igenom dessa material och framkalla fläckar ge upphov till ohälsosam formaldehydavgång. t problem kan uppkomma till följd av önskemålet att nterna åtskilda så länge som möjligt efter appliceringen De största fördelarna med separatspridningstekniken igen om komponenterna inte blandas före sammanläggningen n skall sammanfogas, eftersom i detta fall härdnings- f begränsar den möjliga öppna väntetiden. Detta öppnar tt om så önskas använda mycket reaktiva och snabba här- vis för bästa utnyttjande av pressutrustning. Denna pnås om hartset sprides_på den ena fogytan och härdaren Dubbelsidig beläggning innebär emellertid extra han- ch är ofta inte önskvärt, t.ex. i lamineringsförfaranden s- och transportproblem uppkommer då så behandlade delar i sida fri från lim eller hårdare.

Lmning sugs limmet in i träytan, men ett speciellt :and med separatspridning är att harts och hårdare har 1gstendens'och därför en tidsberoende avvikelseïi balan- '0 a- gytan. iingen av fogytorna med limmet kan vid separatspridning r betydligt lägre i límmaterialet närmast ytorna och iträngda limmaterialet. :omponenterna enligt vad som ovan sagts hållas åtskilda harts-och härdare i form av separata parallella strängar på den ena A -avffögytornaz Härigenomfkan*kompöhenternäïfig11àš7våÉÉntligenäåtskfïda på fogytorna i ändamål att erhålla en lång öppen väntetid, kommer denna öppna väntetid i alla fall att starkt begränsas av uttorkningen av limskikten i de fall limkomponenterna innehåller lösningsmedel, såsom vatten vid formaldehydbaserade limmer. En uttorkning i samband med separatspridning innebär förutom försämrad Vflfififtfiüâ &U3k0mWïwn- ternas olika uttorkningstendens och den genom uttorkningen försämrade omblandningen måste på något sätt behärskas om den med hänsyn till härdningen möjliga förlängda öppna väntetiden skall kunna utnyttjas.

Då formaldehyd utnyttjas som härdare uppkommer vid separatsprid- ning speciella problem med detta ämnes flyktighet genom att härdar- komponenten innehåller en betydligt större koncentration av formalde- hyd än en blandning av harts och hårdare och dessutom ämnet är undan- draget det kvarhållande inflytande som hartskomponenten har på form- aldehyden. Frigjord formaldehyd innebär hälsorisker i omgivningen förutom att mängden av detta ämne genom avgângen kan bli för låg i fogen.

Dessa och liknande problem har endast i begränsad omfattning kunnat hanteras med hjälp av kända separatspridningsmetoder. Om exem- pelvis ett lager av harts lägges på den ena fogytan medan ett lager av härdare läggas på den andra kommer visserligen, som ovan antytts, förhärdningsrisken att elimineras, men problemen med dubbelsidig beläggning kvarstår likaväl som problemen med uttorkning och ojämn inträngning i materialet. Om hartskomponenten i stället lägges i ett skikt ovanpå härdarkomponenten elimineras problemen med dubbelsidig beläggning medan problemen med härdning och ojämn Víüïüïfifiä KWïSfiåfl Om komponenterna sprutas i form av små droppar mot den ena fogytan erhålles en enkelsidig beläggning och problemen med blandningen av komponenterna minskar avsevärt medan bl.a. problemen med härdningen inte undvikas. _ Genom den svenska patentskriften 7212725-l är ett annat separat- spridningsförfarande känt, vilket bättre än tidigare kända metoder förmår hantera de ovannämnda problemen. Enligt denna skrift sprides >- -=_: .e -..ufli-'Hy ;ššmma"- läggningen av fogytorna erhålles en god blandning genom deformationen och knådningen av strängarna. Insugningsproblemen blir små då endast en del av den behandlade fogytan är täckt av limkomponenter. Av samma skäl blir vätningsproblemen mindre eftersom det mesta av ytorna inte väts förrän vid sammanläggningen då också en god blandning av kompo- nenterna föreligger. Problemen med torkning och formaldehydavgång reduceras avsevärt genom den lilla ytan per volymenhet hos en stpäng jämfört med exempelvis ett skikt. ' Emellertid uppvisar även denna appliceringsmetod problem i viss tillämpningar. Eftersom härdarkomponenten normalt utgör den volym- mässigt mindre delen uppkommer ibland svårigheter att erhålla en tillräckligt tät och jämn spridning av denna komponent. Särskilt vid låga matningshastigheter hos materialet som skall limmas är det risk för droppbildning och avbrott i härdarsträngarna. På grund av briste i inställningen mellan de två strängspridarna och ojämnheter i trans porten av godset förbi spridarna, kan det ibland vara svårt att i praktisk drift placera strängarna_bredvid varandra på den behandlade ytan utan istället inträffar att strängarna får inbördes kontakt, varigenom härdningsreaktionen startas. Detta saknar i många fall be- tydelse eftersom endast en ytkontakt uppkommer men kan bli besväran- de vid långa_öppna väntetider, reaktiva härdare och lättrörliga här- darkomponenter.

Föreliggande uppfinning avser ett förfarande för limning med härdande lim, varvid hartskomponent och härdarkomponent separat till- föres fogområdet, vid vilket förfarande de ovannämnda problemen re- duceras. Detta uppnâs genom att härdarkomponenten innehåller form- aldehyd i bunden form och tillföres i form av ett skikt medan harts- komponenten tillföres i form av strängar.

Genom att härdarkomponenten tillföres som ett skikt kan denna fördelas jämnt över fogytan även då små mängder sprides. Proble- men med viss uthärdning undvikes inte helt eftersom en begynnande härdningsreaktion erhålles där hartssträngarna är placerade på harts- skiktet. Emellertid blir omfattningen av härdningsreaktionen oberoen- de av oregelbundenheter i materialtransporten förbi spridarna och oberoende av dessas inbördes orientering. Vidare blir omfattningen av härdningen begränsad eftersom endast den formaldehyd som finns i det tunna härdarskiktet precis i kontaktytan mot strängen kan deltaga i reaktionen då diffusionshastigheten av formaldehyd mot denna kon- taktyta i det tunna skiktet blir mycket låv. Diffusionsytan blir be- tydligt större för formaldehydens strömning mot kontaktytan mellan ~harts~och härdare-då~dešsa föreligger i form av%§trängarf¿Vid¥skikt- formig härdare sker dessutom härdningsreaktionen på ett mindre skad- ligt område för den fortsatta limningen eftersom den uppträder nära fogytan och där bärdaren inträngt i denna, dvs. där en begynnancle härdning inte negativt påverkar den resterande omblandníngen mellan harts och härdare vid sammanläggningen och där omblandningen enligt vad som ovan antytts ändå är mindre god. Det harts som delvis reagerat uppträda-r :q i kontaktytorna mellan strängar föreligger mer lokaliserade till kom- ponentvolymer som skall ytterligare blandas vid sammanläggningen, vilken ytterligare blandning kan försvåras härav.

Spridningen av hartskomponenten i form av ett skikt innebär emellertid att de ovan diskuterade problemen med uttorkning, formalde hydavgång, ojämn insugning och ojämn vätning åter kan bli besvärande.

Det har emellertid visat sig att om den hårdare som utnyttjas inne- håller formaldehyd i bunden form kan dessa problem behärskas trots att härdaren föreligger i skiktform. D Genom att utnyttja en härdarkomponent där formaldehyden före- ligger i bunden form vinnes således ett flertal fördelar. Formalde- hydavgången minskar, vilket förutom att eliminera luktproblem också innebär att formaldehyden kvarstannar i fogen så att inte underskott härav uppkommer. Denna kvarstannar även om vatten eller andra lös- ningsmedel avgår. Ämnen som binder eller på annat sätt immobiliserar den hydrofila formaldehydmolekylen har emellertid oftast en likartad verkan på vattenmolekyler, vilket innebär att det också är svårt att uttorka en härdarkomposition baserad på sådana ämnen eftersom åtminstone de sista vattenmängderna endast avges med svårighet. Genom dessa effekter kan härdarkomponenten spridas i form av ett skikt utan att utarmas på formaldehyd eller uttorkas så kraftigt att den senare blandningen mellan komponenterna förhindras. Den minskade rörligheten hos formaldehyden medför också att insugningen i under- laget minskar, varigenom inte heller här skiktformen orsakar för- varrade problem med alltför stort undandragande av hårdare, ojämn inträngning av denna eller otillfredsställande vätning och blandning till följd av inträngningen. Även hanteringen av härdarkompositionen före appliceringen kommer att underlättas av den mindre formaldehyd- rörligheten, vilket är en i sammanhanget särskild fördel då separat- spridningen innebär mer hantering av oblandad härdarkomponent.

Med bunden formaldehyd skall i denna framställning förstås formaldehvd som inte föreligger i lättrörlig molekylär form utan på något sätt immobiliserats. Detta kan uppnås antingen och företrä- desvis genom att polymeriserad formaldèhyd användes ellerïatt formal- reageras"med:andraåämnenëtillïen pródukt med lägre forfraidewydfiyktighet. Av dessa sätt att binda formaldehyden föredrages bruk av reagerad formaldehyd, antingen med dehyden~löseš}Ükomplekbindes;elle sig själv i form av polymeriserad formaldehyd eller med andra ämnen, särskilt med ämnen som är kompatibla med hartset och kan ingå och bindas i detta såsom i resoler, varvid hartskomponenten kan utgöras av ett novolac. Av de olika formerna av reagerad formaldehyd före- drages användning av paraformaldehyd.

Oberoende av vilken immobiliseringsmetod som utnyttjas i här- darkomponenten, måste denna kunna bringas i vätskeform för att kunna formas till ett användbart skikt enligt uppfinningen. Vid användning av paraformaldehydpulver kan detta uppslammas i ett vätskeformigt medium, vilket kan vara vatten men vilket företrädesvis är ett me- dium som inte sönderdelar paraformpulvret såsom polyhydroxiförening- ar av t.ex. polyoler. I sådana paraforminnehållande härdarkomposi- tioner bör pH regleras till mellan 2 och 6 och företrädesvis till mellan 5,5 och 5 för att minimera paraformaldehyddepolymerisationen.

Om formaldehyden föreligger reagerad med andra ämnen t.ex. i form av en resol kan denna i allmänhet på vanligt sätt vara upplöst i vatten eller för hartser vanliga lösningsmedel såsom sprit.

Lämplig konsistens på härdarkomponenten för valsspridning är mellan M00 een u000 er, företrädesvis mellan 1000 een 2000 CP. Före- trädesvis har härdarkomponenten tixotrop karaktär och den angivna viskositeten gäller då en komposition bearbetad i motsvarighet till mätförfarandet enligt Brookfield LVT, spindel U, 60 varv/min. Vid mot- svarande mätning vid 3 varv/min. bör viskositeten ligga mellan 5000 och 30 000 cP, företrädesvis mellan 10 000 och 25 000 cP. Koncentra- tionen av aktiv formaldehyd bör ligga mellan 17 och 70 viktprocent men ligger företrädesvis mellan 20 och 60 viktprocent. Om härdar- komponenten är en paraformsuspension bör halten suspenderat material hos denna ligga mellan 30 och 60 viktprocent, varvid mellan 50 och 100 viktprocent bör utgöras av paraformaldehyd, företrädesvis dock inte mindre än 70 viktprocent. Förhållandet mellan mängderna till- förd härdare och tillfört harts bestämmes av att per l00 viktdelar torrt harts bör tillföras mellan 8 och 20 viktdelar aktiv formalde- hyd men företrädesvis mellan 10 och 17 viktdelar. Normalt kommer viktförhållandet att ligga mellan 10 och 35 viktdelar färdig härdar- komponent per l00 viktdelar färdig hartskomponent men ligger före- trädesvis mellan 15 och 25 viktdelar. Spridningsvolymen av härdar- komponenten bör ligga mellan 20 och 150 men ligger företrädesvis mellan 30 een 1o0«g/m2. lflartskompönenten bör“innehalla=förkondënsat*av*formaldehyd och aromater och utgöres företrädesvis av ett resorcinol- eller resorci- nolfenolförkondensat.

Eftersom hartskomponenten enligt föreliggande uppfinning spri- des i strängform behöver det inte ställas så höga krav på dess sam- mansättning utan denna betingas i huvudsak av normala kvalitetskrav samt kravet på spridbarhet i form av sträng. Torrhalten ligger lämp- ligen mellan 50 och 70 viktprocent men ligger företrädesvis mellan 55 och 65 viktprocent, varav H5 till 65 viktprocent, företrädesvis 50-60 viktprocent utgöres av hartset och resten av fyllmedel. Visko- siteten ligger lämpligen mellan 1000 och 10 000 cP. Företrädesvis har även hartskomponenten tixotrop karaktär och den angivna viskositeten gäller då vid mätning enligt Brookfield LVT, spindel U och 60 varv/ min. Vid 3 varv/min. bör viskositeten då ligga mellan 5000 och 30 000 cP. Hartset tillföres lämpligen i en mängd mellan 200 och , _" .__ _ . . 2 _ 500 g/m2 och :oretraoesvis mellan 300 och H00 g/m . ue parallella s CT I tt encmsnit trängarna av hartskomponenten placeras lämpligen på ti) C' Ö räng få C? ligt inbördes avstånd motsvarande mellan 50 och 500 s -~o *S '<1 (b 'S meter spridarbredd och företrädesvis mellan 150 och 550 strängar per meter.

Je ä v51' i U) (ll (Du <1 (D I Utöver de ovan angivna huvudkomponenterna kan gi hartskomponent som härdarkomponent innehålla diverse tillsats exempelvis fyllmedel, förtjockningsmedel, dispergermedel, s kolloider, färgämnen, buffertkemikalier, katalysatorer, mjukg Som nämnts påföres enl a s behandlas först närdarkomponenten i form av ett i huvudsak ne täckande och ytan v tand s av strängar. Härdarskiktet kan åstadkommas t.ex. genom a.1 o av en ridâspridare, gen m sprayning med munstycken, se J-. :v av pulverformig härdare och vätning av denna före eller e föringen. Eftersom små mängder härdare emellertid enklast och jämnast sprides med hjälp av konventionell valspåföring, föredrages denna metod. Vid valspåföringen kan antingen ett väsentligen jämntjockt skikt spridas eller också kan med hjälp av en räfflad vals ett skikt med åsar åstadkommas. Ett väsentligen jämntjockt skikt föredrag s.

Lämplig transporthastighet av den behandlade ytan förbi härdarspri- daren är mellan 20 och 120 m/min. och företrädesvis mellan 30 och 80 m/min. Genom utnyttjande av en härdarkomponent innehållande bunden formaldehyd blir hanteringsproblemen med denna komponent små, och det föredrages därför att komponenten rundpumpas på så sätt att för- delade men icke på den behandlade ytan upptagna mängder av denna kom-r s ponent uppsamlas odh ledes tillbaka till spridarutru tningen. Detta förutsätter att hartsappliceringen sker skilt från härdarapplicering- en så att den cirkulerande härdarkomponenten inte uppblandas med hartskomponent. Hartskomponenten kan spridas med hjälp av konventio- nell strängspridarutrustning. Det föredrages att även denna rund- pumpas enligt ovan.

Som ovan nämnts innebär möjligheten till enkelsidíg límnppli- cering särskilda fördelar i lamineringsprocesser med flera delar och särskilt lämpligt är att utnyttja metoden vid framställning av lim- träbalkar.

Exempel l En hartskomponent framställdes av ett resorcinol/fenolharts med molförhållandet l,2:l,O l mellan formaldehyd/resorcinol/fenol, som hade 58 viktprocent torrhalt, varav 50 procentenheter var harts och 8 procentenheter var fyllmedel. Kompositionen hade ett pH av 7,8 och en viskositet enligt Brookfield LVT, spindel M, av 15 000 cP vid 3 r/min och av U000 cP vid 60 r/min.

En härdarsuspension framställdes innehållande 50 viktprocent suspensionsmedel, 55 viktprocent paraformaldehyd och 15 viktprocent fyllmedel. Suspensionsmedlet bestod av en blandning av vatten och polyoler och hade en viskositet vid 2500 av 25 cP. Suspensionen hade en viskositet enligt Brookfield LVT, spindel H, av 16 000 cP vid 3 r/min och l 700 cP vid 60 r/min.

För framställning av en limträbalk spreds harts respektive härdare i viktförhållandet l00:25 på hyvlade trälameller av gran med 33 mm tjocklek enligt följande: Härdaren applicerades med valsspridare med räfflade gummi- valsar, hårdhet H0 shore. Omedelbart därefter spreds hartskomponen~ ten med strängspridare. Total spridning 330 g/m2. Efter pressnin i UOOC, 8 timmar och efterhärdning l vecka vid 2000 och 65 % rel tiv fuktighet testades limfogarna enligt ASTM D 905-H9 Block Shear Tesi.

Följande värden erhölls: lOU kp/cmz 90 98 " " 75 82 " " 100 108 " " 95 _ Vid ett laboratorieprov blandades 100 viktdelar hartskomponent med 30 viktdelar av härdarblandningen. Med denna blandning limmades provbitar enligt BS 1203-1965 1 och 2, dvs. bckträbitar med T kvadrat- Û' o a I C träbrott II II “GQ “erik EQ EQ II tum fogyta = 6,25 cm2 close-contakt och gap-filling 1,3 mm fogtjock- lek. Efter pressning över natt vid 2000 och efterhärdning l vecka ~vid~=209C' och .65---%- relativ* fuktigñëiii- erhölls* föijaæiiaefl"håiifåscñaecsë värden. Varje värde utgör medelvärde av 6 st provbitar.

Claims (1)

1. Close-contact Torra Kalåvatten Ok kp/tumg % fiber kp/tum % fiber kp/tum % fiber 312 69 - 228 ul 195 85 Norm 275 226 157 Gap-filling 262 911 220 7 187 M Norm 205 .lßl 102 Exempel 2 En hartskomponent 'oereddes av ett resorcinol/feaol-lñarts med :nolför- hållandet l,3:l,l:l mellan formaldehydzresorcinolzfenol, som hade 65 viktprocent torrhalt, varav 58 procentenheter var harts och 5 procentenheter var fyllmedel. Kompositionen hade ett pH av 8,1 och en viskositet enligt Brookfield LVT, spindel U, av 17 000 CP vid 5 r/min. och 3 000 c? vid 60 r/min. En härdersuspensíon framställdes innehållande 56 viktprocent suspensionsmed , 35,2 viktprocent paraformaldehyd och 8,8 vikt- l l. Suspensionsmedlet var detsamma som i exempel l. äbalkar framställdes med samma spridníngsmetod och sprid- r som i exempel l. Efter pressning 16 tim.vid 3000 och er ardning l vecka vid 20°C, relativ fuktighet 65 å, utsågades proven ur den färdiga limträbalken och testades enligt ASTM D llOl-95 delamineringstest. (Prov enligt denna norm är godkända om delamine- ringsprocenten är mindre än 5 % efter 2 cykler eller l0 % efter 5 cykler). Resultat: 0,0 % 80 % träbrott vid upphuggning 0,56 % 86 % " " " 0,10 % 70 z " " H 1,10 % 75 % " P _" Patentknav~ l. Förfarande för limning med härdande formaldehydbaserade limmer, varvid hartskomponent och härdarkomponent separat tillföras fogområdet, k ä n n e t e c k n a t därav, att härdarkomponenten innehåller formaldehyd i bunden form och tíllföres i form av ett skikt och att hartskomponenten tillföras i form av parallella sträng- ar.

   2. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av, att h&PCSKGmDOnenten innehåller resorcinol- eller resorcinol/fenol-hart;

   5. Förfarande enligt något av de föregående kraven, k ä n n e - t e c k n a t av, att härdarkomponenten innehåller i vätska sus- penderad paraformaldehyd.

   4. Förfarande enligt något av de föregående kraven, k ä n n e - t e c k n a t av, att harts~ och härdarkomponenterna sprides från fasta spridaranordningar och att det behandlade materialet transpor- teras förbi spridaranordningarna med en hastighet mellan 20 och l20 meter per minut.

   5. Förfarande enligt krav U, k ä n n e t e c k n a t av, att P

   6. Förfarande enligt något av de föregående kraven, k ä n n e - n a t av, att viskositeten på härdarkompositionen vid ligger mellan Ä00 och 0000 cP. arande enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t av, att viskositeten ligger mellan 1000 och 2000 cP.

   8. Förfarande enligt något av de föregående kraven, k ä n n e - t av, att spridningsmängden av härdarkomponenten lig- :- örl I 1. n ger mellan 20 och 150 g/mg. F arande enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a t av, att spridningsmängden är mellan 30 och 100 g/m2. l0. Förfarande enligt något av de föregående kraven, k ä n n e - t e c k n a t av, att hartskomponenten sprides i en mängd mellan zoo och soo g/mg 1 fogen. ll. Förfarande enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a t av, att spridningsmängden ligger mellan 300 och H00 g/m2. l2. Förfarande enligt något av de föregående kraven, k ä n n e - Q e c k n a t av, att mellan 50 och 500 strängar per meter spridar- oredd appliceras av hartskomponenten.

   15. Förfarande enligt krav 12, k ä n n e t e c k n a t av, att mellan 150 och 350 strängar per meter spridarbredd appliceras av hartskomponenten.