Abstrakt: Článok podrobne analyzuje vplyv nivelačnej vlastnosti lepidla v procese laminácie. Okrem toho uvádza, že namiesto posudzovania nivelačnej účinnosti podľa toho, či existuje„biele škvrny“ alebo „bubliny“, priehľadnosť laminovaných výrobkov by mohla byť štandardom hodnotenia nivelačnej schopnosti lepidla.
1. Problém s bublinami a vyrovnávanie lepidla
Biele škvrny, bubliny a nízka priehľadnosť sú bežnými problémami s kvalitou vzhľadu pri spracovaní kompozitných materiálov. Vo väčšine prípadov spracovatelia kompozitných materiálov pripisujú vyššie uvedené problémy zlému rozotieraniu lepidla!
1.1 Toto lepidlo nie je to lepidlo
Spracovatelia kompozitných materiálov môžu dodávateľom vrátiť neotvorené a nepoužité sudy s lepidlom na základe posúdenia zlého rozloženia lepidla alebo podať dodávateľom sťažnosti či reklamácie.
Treba poznamenať, že lepidlo, ktoré sa považuje za lepidlo so slabou vyrovnávacou schopnosťou, je „roztok na prácu s lepidlom“, ktorý si pripravili/zriedili zákazníci a má viskozitu špecifickej hodnoty. Vrátené lepidlo je neotvorené originálne vedro lepidla.
Tieto dve vedrá „lepidla“ sú úplne odlišné pojmy a veci!
1.2 Hodnotiace indikátory pre vyrovnávanie lepidla
Technickými ukazovateľmi na hodnotenie nivelačnej schopnosti lepidla by mali byť viskozita a povrchové zmáčacie napätie. Alebo skôr „tekutosť lepidla“ je kombináciou „tekutosti lepidla“ a „zmáčateľnosti lepidla“.
Pri izbovej teplote je povrchové zmáčacie napätie etylacetátu približne 26 mN/m.
Pôvodná koncentrácia (obsah pevných látok) polyuretánových lepidiel na báze rozpúšťadiel používaných v oblasti spracovania kompozitných materiálov je vo všeobecnosti medzi 50 % – 80 %. Pred začatím spracovania kompozitov je potrebné vyššie uvedené lepidlá zriediť na pracovnú koncentráciu približne 20 % – 45 %.
Vzhľadom na to, že hlavnou zložkou zriedeného pracovného roztoku lepidla je etylacetát, povrchové zmáčacie napätie zriedeného pracovného roztoku lepidla bude bližšie k povrchovému zmáčaciemu napätiu samotného etylacetátu.
Preto, pokiaľ povrchové zmáčacie napätie použitého kompozitného substrátu spĺňa základné požiadavky na spracovanie kompozitu, zmáčateľnosť lepidla bude relatívne dobrá!
Hodnotením tekutosti lepidla je viskozita. V oblasti spracovania kompozitov sa tzv. viskozita (t. j. pracovná viskozita) vzťahuje na čas v sekundách, ktorý pracovná kvapalina lepidla zažíva pri vytekaní z viskozitného pohára, meraný pomocou špecifického modelu viskozitného pohára. Dá sa predpokladať, že pracovná kvapalina lepidla pripravená z rôznych druhov pôvodného vedrového lepidla má rovnakú „pracovnú viskozitu“ a jej „pracovná kvapalina“ má rovnakú „tekutosť lepidla“!
Za iných nezmenených podmienok platí, že čím nižšia je „pracovná viskozita“ „pracovnej kvapaliny“ pripravenej s rovnakým typom lepidla na rám, tým lepšia je jej „lepivá tekutosť“!
Konkrétnejšie, pre niekoľko rôznych druhov lepidiel, ak je hodnota viskozity zriedeného pracovného roztoku 15 sekúnd, potom má pracovný roztok pripravený týmito druhmi lepidiel rovnakú „vyrovnávaciu schopnosť lepidla“.
1.3 Vyrovnávacia schopnosť lepidla je charakteristickou vlastnosťou pracovnej kvapaliny lepidla
Niektoré alkoholy po otvorení valca netvoria viskóznu tekutinu, ale skôr želatínovitý projektil bez tekutosti. Na dosiahnutie požadovanej koncentrácie a viskozity lepidla je potrebné ich rozpustiť a zriediť vhodným množstvom organického rozpúšťadla.
Je zrejmé, že vyrovnávacia schopnosť lepidla je skôr hodnotením pracovného roztoku formulovaného do špecifickej „pracovnej koncentrácie“ než hodnotením neriedeného pôvodného lepidla na sud.
Preto je nesprávne pripisovať zlú rovnomernosť lepidla bežným vlastnostiam určitej značky originálneho vedrového lepidla!
2. Faktory ovplyvňujúce roztieranie lepidla
Avšak v prípade zriedeného pracovného roztoku lepidla existujú skutočne rozdiely v hladine vody v lepidle!
Ako už bolo spomenuté, hlavnými ukazovateľmi na hodnotenie vyrovnávacej schopnosti lepidla sú povrchové zmáčacie napätie a pracovná viskozita. Ukazovateľ povrchového zmáčacieho napätia nevykazuje významné zmeny v rámci konvenčného rozsahu pracovnej koncentrácie. Podstatou zlej vyrovnávacej schopnosti lepidla je preto to, že počas procesu nanášania sa viskozita lepidla v dôsledku určitých faktorov abnormálne zvyšuje, čo vedie k zníženiu jeho vyrovnávacej schopnosti!
Aké faktory môžu spôsobiť zmeny viskozity lepidla počas jeho aplikácie?
Existujú dva hlavné faktory, ktoré môžu spôsobiť zmeny viskozity lepidla, jedným je teplota lepidla a druhým je koncentrácia lepidla.
Za normálnych okolností viskozita kvapaliny klesá so zvyšujúcou sa teplotou.
V návodoch na použitie od rôznych spoločností vyrábajúcich lepidlá sú zvyčajne uvedené hodnoty viskozity roztoku lepidla (pred a po zriedení) merané pomocou rotačného viskozimetra alebo viskozimetrického pohára pri teplote kvapaliny 20 °C alebo 25 °C (t. j. teplota samotného roztoku lepidla).
Na strane klienta, ak je skladovacia teplota pôvodného vedra s lepidlom a riedidlom (etylacetát) vyššia alebo nižšia ako 20 °C alebo 25 °C, teplota pripraveného lepidla bude tiež vyššia alebo nižšia ako 20 °C alebo 25 °C. Skutočná hodnota viskozity pripraveného lepidla bude samozrejme tiež nižšia ako hodnota viskozity uvedená v návode. V zime môže byť teplota pripraveného lepidla nižšia ako 5 °C a v lete môže byť teplota pripraveného lepidla vyššia ako 30 °C!
Treba poznamenať, že etylacetát je extrémne prchavé organické rozpúšťadlo. Počas procesu odparovania etylacetátu absorbuje veľké množstvo tepla z roztoku lepidla a okolitého vzduchu.
V súčasnosti je väčšina laminovacích jednotiek v kompozitných strojoch otvorená a vybavená lokálnymi odsávacími zariadeniami, takže z lepiacej podložky a valca sa odparuje veľké množstvo rozpúšťadla. Podľa pozorovaní môže byť po určitom čase prevádzky teplota lepiacej pracovnej kvapaliny v zásobníku na lepidlo niekedy o viac ako 10 °C nižšia ako okolitá teplota!
S postupným znižovaním teploty lepidla sa bude postupne zvyšovať viskozita lepidla.
Takže vyrovnávacia schopnosť lepidiel na báze rozpúšťadiel sa postupne zhoršuje s predlžovaním doby prevádzky zariadenia.
Inými slovami, ak chcete zachovať stabilitu vyrovnávacej vrstvenia lepidla na báze rozpúšťadla, mali by ste použiť regulátor viskozity alebo iné podobné prostriedky na udržanie stabilnej viskozity lepidla počas celého procesu aplikácie.
3. Hodnotiace indikátory pre správne výsledky vyrovnania lepidla
Vyhodnotenie výsledku vyrovnávania lepidla by malo byť charakteristikou kompozitného produktu v konkrétnom štádiu a výsledok vyrovnávania lepidla sa vzťahuje na výsledok získaný po nanesení lepidla. Rovnako ako je „navrhovaná maximálna rýchlosť“ automobilu charakteristikou produktu, skutočná rýchlosť jazdy vozidla na ceste za špecifických podmienok je ďalším výsledkom.
Dobré vyrovnávanie lepidla je základnou podmienkou pre dosiahnutie dobrých výsledkov vyrovnávania. Avšak dobrý vyrovnávací výkon lepidla nemusí nevyhnutne viesť k dobrým výsledkom vyrovnávania lepidla a aj keď má lepidlo slabý vyrovnávací výkon (t. j. vysokú viskozitu), v určitých situáciách je možné dosiahnuť dobré výsledky vyrovnávania lepidla.
4. Korelácia medzi výsledkami nivelácie lepidla a javmi „bielych škvŕn“ a „bublín“
Slabé „biele škvrny, bubliny a priehľadnosť“ sú niekoľkými nežiaducimi výsledkami na kompozitných výrobkoch. Existuje mnoho dôvodov pre vyššie uvedené problémy a zlé nanášanie lepidla je len jedným z nich. Dôvodom zlého nanášania lepidla však nie je len zlé nanášanie lepidla!
Slabý výsledok vyrovnávania lepidla nemusí nevyhnutne viesť k „bielym škvrnám“ alebo „bublinám“, ale môže ovplyvniť priehľadnosť kompozitnej fólie. Ak je mikrorovnosť kompozitného substrátu slabá, aj keď je výsledok vyrovnávania lepidla dobrý, stále existuje možnosť vzniku „bielych škvŕn a bublín“.
Čas uverejnenia: 17. januára 2024