Влияние подготовки кромочного материала на прочность клеевого соединения

ВЛИЯНИЕ ПОДГОТОВКИ КРОМОЧНОГО МАТЕРИАЛА НА ПРОЧНОСТЬ КЛЕЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ

IMPACT ON TRAINING EDGES BOND STRENGTH

Бахар Л.М., Бучнева Е.А.

В работе представлены вопросы по совершенствованию режимов облицовывания кромок мебельных щитов полимерным кромочным материалом, приклеиваемым клеем-расплавом к древесностружечной плите, а также влияние вида активации поверхности кромочного материала на прочность клеевого соединения.

This paper presents the issues for improvement regimes oblitso vyvaniya-edge furniture boards polymer edging material stuck to the adhesive to melt-particle board, as well as to study the effect of the form of surface activation edging material to bond strength.

Ключевые слова: кромочный материал, клей-расплав, облицовывание, прочность, активизация, праймер, адгезия, краевой угол

Keywords: edge material, hot melt adhesive, wrapping, strength, activation, primer, adhesion, contact angle of the form of surface activation edge material for bonding strength

Потребность в изделиях мебели с каждым годом возрастает, повышаются требования к её качеству, функциональности, дизайну и эстетичности. Сегодня одним из приемлемых способов изменения внешнего облика изделий корпусной мебели, изготовленной на основе ламинированной древесностружечной плиты, может стать простая замена кромочного материала на другой, отличающийся цветовым решением и имеющим выразительную декоративную текстуру или рисунок. В мебельной промышленности все шире применяются термопластичные кромочные материалы. Полимерные кромочные материалы отличаются высокой эластичностью и ударной прочностью. Возможность изготовления профильных и овальных кромок у щитовых деталей не только делает готовую мебель привлекательной, но и в значительной степени снижает опасность ее повреждения в процессе транспортирования и во время эксплуатации. Наибольшее распространение для облицовывания кромок получили термопластичные кромочные материалы из ПВХ и АБС-пластика, остальные используются значительно реже. Наносимый на полимерные кромочные материалы праймер (универсальный грунтовочный состав), позволяет использовать в процессе производства обычные клеи-расплавы (этиленвинилацетатные, полиуретановые и

др.)

Однако еще существуют трудности, связанные с клеями-расплавами для облицовывания кромок щитов жесткими материалами (полиэфирными. мела-минными и ПВХ -пленками не обработанные праймером, слоистым пластиком, массивной древесиной), которые подвергаются воздействию высоких температур и влажности. У этих жестких материалов внутренние напряжения в клеевом шве возникают при впитывании или потере влаги приклеенным к материалом. Если клей-расплав размягчится под воздействием высокой температуры окружающей среды!, то нарушится прочность клеевого соединения [1,2,3,4].

Факторы, влияющие на качество облицовывания кромок, изучены недостаточно. Приклеивание выполняется на автоматических линиях, режимы работы обычно подбираются опытным путём и не обеспечивают достаточной прочности клеевых соединений. Поэтому исследование, связанное с повышением прочности клеевого соединения при облицовывании кромок древесностружечных плит, представляются актуальными.

Целью проводимых исследований явилось совершенствование технологических режимов облицовывания кромок мебельных щитов кромочным материалом, приклеиваемым термопластичным клеем-расплавом, а также изучение влияния вида обработки (активации) поверхности кромочного материала на прочность клеевого соединения.

В проводимых исследованиях использовали кромочный ПВХ пластик фирмы «КЕНАи» (Германия) толщиной 0,6 мм. Для приклеивания данного пластика использовали ненаполненный клей-расплав Иоватерм 280.30 фирмы «Jowat» (Германия). Изучили зависимость прочности клеевого соединения Н/см) от температуры клея-расплава (Т, °С) и скорости подачи деталей (и, м/мин) при облицовывании деталей мебели из ламинированной плиты. Графики зависимости прочности клеевого соединения от температуры клея-расплава, и от скорости подачи щита показаны на рисунках 1 и 2.

а н/см

п

26 25

24

23

22

21

20

19

18 -I

175

1 и-1йлл/мин

= 1,4109х- 122,6

Р^у. (и =15 м/л*и«)а.0011х2+ 0,5423)1 - 36,76

Ро1у, (и 20¡м/^инйрбш5 I- 0.5423Х - 36.46

130

Й5 190 195 Зоо 205 т^с

Рисунок 1 - График зависимости прочности клеевого соединения от температуры клея-расплава

175

—•— LJ = 1 Олл/мин —»-U=1S w/мии

-Pol у. (и-Юм/мцв<_1ю34нг* 1,4109*- 122,6

-PolV- i[U=15 «ч/нМЬфОЛ.Ьс2-» O.S423*- 3Sr7&

-P Ol у. (U = 20 y*uffj©Q 11 х2 4 0,542 Зх - 3 6,46

130

1S5

150

195

200

205 Т, 'С

Рисунок 2 - График зависимости прочности клеевого соединения от скорости подачи

Анализ полученных данных показал, что изменение зависимости прочности клеевого соединения от температуры клея-расплава (в исследуемых границах) происходит незначительно при скоростях подачи 15 и 20 м/мин. Поэтому рационально использовать меньшую скорость, что приведёт к снижению энергозатрат и не повлияет на прочность соединения. Склеивание поверхностей при скорости подачи 10 м/мин не даёт хороших результатов, следовательно, данную скорость лучше не применять.

График зависимости прочности клеевого соединения от скорости подачи показывает, что наиболее оптимальной температурой для достижения необходимых прочностных показателей является 190-200 °С.

Правильный подбор параметров режима облицовывания не всегда решает проблему качественного приклеивания кромок. Поэтому были проведены исследования по повышению прочности клеевых соединений за счёт различных методов обработки (активации) поверхности кромочных пластиков.

В исследованиях для обработки (активации) кромочного материала использовали следующие методы:

Механический метод - шлифование шлифовальной шкуркой №6 и №10 приклеиваемой поверхности пластика. Шлифование осуществляется ручным электрифицированным инструментом;

Химический метод - обработка приклеиваемой поверхности пластика химическими реагентами (ацетоном, 2%-ным водным раствором HCl и 2%-ным водным раствором КОН). Обработка заключалась в следующем, приклеиваемую поверхность кромочного пластика обрабатывали одним из вышеперечисленных химическом реагенте в течение 5-7 минут;

Физический метод - термообработка и обработка в поле токов высокого напряжения. Термообработку пластика проводили в сушильном шкафу при температуре 55-65 °С в течение 5 часов.

Параллельно с активированными образцами для сравнения испытывались контрольные (неактивированные) образцы.

В качестве оценочных показателей эффективности обработки были приняты:

Активность поверхности кромочного пластика, которая определялась величиной краевых углов смачивания пластика дистиллированной водой и клеем-расплавом;

Адгезионная прочность клеевого соединения, определяемая методом неравномерного отрыва по ГОСТ15867-79.

Анализ полученных данных показал, что шлифование кромочного пластика не увеличивает показатель адгезионной прочности, а приводит к его снижению. Это объясняется тем, что при шлифовании образовались очень мелкие неровности (канавки) и проникновение в них клея-расплава не произошло (из-за высокой вязкости), что привело к уменьшению площади контакта, а, следовательно, и к уменьшению прочности.

Обработка поверхности кромочного пластика исследуемыми химическими реактивами не оказывает значительного влияния на адгезионную прочность и краевой угол смачивания. Показатели краевой угол смачивания и адгезионная прочность обработанного ацетоном кромочного материала близки к показателям на контрольных образцах.

При термообработке кромочного пластика показатель адгезионной прочности клеевого соединения увеличивается. Вероятно, это происходит в результате того, что при таком способе обработки снижаются внутренние напряжения в пластике.

Причиной увеличения адгезии в результате обработки кромочного пластика в электрическом поле высокого напряжения (коронном разряде) является то, что в поверхностном слое кромочного пластика возникают активные группы (радикалы), которые способствуют увеличению адгезионной прочности. Кроме этого происходит ионизация газа в коронирующем слое, что способствует появлению электрического заряда на поверхности пластика.

Список используемых источников

1. Левкина, Л.Н. Клеи-расплавы в производстве мебели. // Мебель: Обзорная информация. - Вып 11. ВНИИПИЭИлеспром. - 1986. - 41с.

2. Облицовывание кромок щитов с использованием ПВА - клеев и клеев-расплавов. // Мебль: Экспресс-информация по зарубежным источникам. - Вып 6 ВНИПИЭИлеспром. -1984. - 21с.

3. Фломина, Е.Е. Материалы на основе полимеров в производстве мебели: учеб. для инженерно-технических работников мебельной промышленности/ Е.Е. Фломина. - М.: Лесная промышленность, 1989. - 189 с.

4. Доклад на симпозиуме в г. Москва Гюнтера Болте (фирма «Фуллер»). - 1979. - 30с.