A ragasztóanyag felhordása

| <img src="https://data.tesuli.hu/icon/i04/i4-0037.svg" width="200"> | **A ragasztóanyag felhordása** A ragasztókat általában folyékony halmazállapotban hordják fel a felületekre. | | ------------------------------------------------------------------- | ---------------------------------------------------------------------------------------------------- | > [!summary]+ összegzés: > > A tudásmorzsa a(z) A ragasztóanyag felhordása témáját mutatja be. A ragasztókat általában folyékony halmazállapotban hordják fel a felületekre. Függetlenül a felhordás módjától a ragasztónak jól kell nedvesítenie a felületet, illetve azon jól kell terülnie, azaz egyenletes réteget kell alkotnia. ##### A ragasztóanyag felhordása A ragasztókat általában folyékony halmazállapotban hordják fel a felületekre. Függetlenül a felhordás módjától a ragasztónak jól kell nedvesítenie a felületet, illetve azon jól kell terülnie, azaz egyenletes réteget kell alkotnia. A folyékony ragasztó, a ragasztandó felületekre igen változatos módon hordható fel : ecsettel, kézi hengerrel, szórópisztollyal, hengeres ragasztóanyag felhordó géppel, öntőgéppel és speciálisan kiképzett ragasztóanyag-felhordó géppel. Az egységnyi felületre szükséges ragasztómennyiséget ($120-350 \mathrm{~g} / \mathrm{m}^{2}$) meglehetősen sok tényező befolyásolja: a ragasztandó anyag fajtája és felületi minősége (felületi érdesség porozitás); a ragasztóanyag típusa szárazanyag-tartalma és viszkozitása; az alkalmazandó ragasztási mód (hideg, meleg) és a ragasztástechnológiai paraméterek számszerű értékei. Ezért az alábbiakban megadott „tól-ig” felhordási mennyiségek tájékoztató jellegűek; a pontos értéket kísérleti úton célszerű meghatározni. A glutinenyv nagyobb síkfelületekre gépi úton csak fűthető hengerekkel hordható fel. Alacsony présnyomás $\left(0,1-0,2 \mathrm{~N} / \mathrm{mm}^{2}\right)$ és durva felület esetén a felhordott mennyiség $250-350 \mathrm{~g} / \mathrm{m}^{2}$, nagyobb présnyomásnál $\left(0,5-0,8 \mathrm{~N} / \mathrm{mm}^{2}\right)$ egyenletes felület esetén $200-250 \mathrm{~g} / \mathrm{m}^{2}$. A glutinenyv - rugalmas tulajdonsága miatt - nagyobb rétegvastagságban is felhordható. A kazein enyv gyakorlatban előforduló felhordási mennyiségek $200-350 \mathrm{~g} / \mathrm{m}^{2}$ között változnak. A polivinilacetát diszperziós ragasztóknál, a legjobb szilárdsági eredményt a $\approx 200 \mathrm{~g} / \mathrm{m}^{2}$-es felviteli mennyiségnél és $0,3-0,5 \mathrm{~N} / \mathrm{mm}^{2}$ présnyomásnál érhető el. A táblázatban néhány diszperziós ragasztó ajánlott felhordási mennyiségét közöljük az alkalmazási területük függvényében. A szerves oldószeres ragasztót általában mindkét ragasztandó felületre fel kell hordani (kontakt ragasztás). A felhordott ragasztóanyag mennyisége ($150-250 \mathrm{~g} / \mathrm{m}^{2}$) szorosan összefügg az alkalmazott nyílt idővel. A karbamid-formaldehid ragasztóknál $200 \mathrm{~g} / \mathrm{m}^{2}$ fölötti ragasztófelvitelnél, a ragasztó rétegben jelentős belső feszültségek lépnek fel. Az egyenletes ragasztófelvitelt csak a viszkozitás állandó szinten való tartásával biztosítható. A felhordandó ragasztóanyag mennyisége tág határok között ($120-260 \mathrm{~g} / \mathrm{m}^{2}$) mozog. Ezek a meglehetősen eltérő értékek azzal magyarázhatók, hogy a karbamid-formaldehid ragasztót elsősorban a borításoknál alkalmazzák, ahol sok tényező befolyásolja az optimális mennyiséget: - a töltő, illetve nyújtóanyagot tartalmazó ragasztóból $20-30 \mathrm{~g} / \mathrm{m}^{2}$-rel, - a hideg ragasztásnál (a hőpréseléshez viszonyítva) $30-40 \mathrm{~g} / \mathrm{m}^{2}$-rel, - az alacsony viszkozitású ragasztóból (a magashoz viszonyítva) $25-30 \mathrm{~g} / \mathrm{m}^{2}$-rel, - érdes, porózus anyagok ragasztásakor (szemben a finom nem porózus anyagokkal) $40-50 \mathrm{~g} / \mathrm{m}^{2}$-rel több ragasztót kell felvinni. | A ragasztó | | | | :--- | :--- | :--- | | megnevezése | alkalmazási területe | felhordása, g/m ${ }^{\mathbf{2}}$ | | PALMAFLUID 1304 | faipari általános | 150-200 | | PALMAFLUID 1305 | faipari kézi csapragasztó | 200-300 | | PALMAFLUID 1309 | faipari szerkezeti | 100-200 | | PALMAFLUID 1311 | faipari nagyszilárdságú | 120-200 | | PALMAFLUID 1312 | faipari gyorskötésű | 150 | | PALMAFLUID 1315 | faipari általános | 100-150 | | PALMAFLUID 1317 | faipari egykomponensű vízálló | 150-160*, 200** | | PALMAFLUID 1319 | faipari vízálló szórható | 120-150* 250** | | TEXHID | kárpitosipari (latex alapú) | 70 | | DORUS FD 110/3 | síkfólia kasírozás | 80-100 | | DORUS FD 140 | membrán - préselés | 120-130 | | MEKOL 1001 | furnérozás | 150-180 | | 11011 Ketten HTL | speciális hőálló ($70^{\circ} \mathrm{C}$) | 100-150 | > [!caption] > Néhány diszperziós ragasztó ajánlott felhordási mennyisége az alkalmazási terület szerint Megjegyzés: *- egyoldali felvitel; **- kétoldali felvitel A felület nedvesítése. A ragasztandó anyagok közötti szilárd ragasztóréteg és az adhézióskohéziós kötések kialakulása meglehetősen bonyolult folyamat, amelyet azonban minden szakaszában befolyásolni lehet. A ragasztott kötés kialakulása a folyékony ragasztónak a ragasztandó felülettel való érintkezése pillanatában kezdődik. Ekkor a ragasztó szétterül a felületen, nedvesíti azt, és megindul a keményedési folyamata. A nedvesítés, vagyis a ragasztó szétterülése nem más, mint a molekuláris erők fázishatáron való megjelenése, amely elsősorban a ragasztó és a ragasztandó felület fizikai-kémiai tulajdonságaitól függ. A kémiai tulajdonságok jellemzik a ragasztó terülését, a pórusokba való behatolását és annak sebességét, amelyek nemcsak a pórusok geometriai méreteitől, hanem a ragasztó nedvesítőképességétől és felületi feszültségétől is függ. Minél jobb a nedvesítés, annál nagyobb a ragasztó és a ragasztandó felület érintkezésének tényleges felülete. Mennyiségi mutató, amely a fa és egyéb anyagok nedvesíthetőségét jellemzi, jóformán nincs. Ez a nedvesítő-képesség fogalmának bizonyos fokú meghatározatlanságával magyarázható. Mindenekelőtt meg kell jegyezni, hogy a nedvesítés mértéke a szilárd test felületének és a rajta helyezkedő folyadék cseppérintője által bezárt szöggel ($\delta$) jellemezhető. <img src="https://data.tesuli.hu/picture/jegyzet/j001/j001-161.svg" width="1000" style=" width:100%; height:100%; border:7px solid #ffffff;"> > [!caption] > A nedvesítés különböző esetei 1-folyadék; 2-szilárd anyag; 3-levegő $ \delta=0-180^{\circ} $ Egy folyadékcsepp szilárd anyagon való viselkedését a folyadék kohéziója, és a folyadékszilárd réteg között keletkező adhézió határozza meg. A kohézió hatására a folyadék gömb alakot igyekszik felvenni, az adhézió hatás ára pedig az alapon szétterülni. A kohézió és az adhézió együttesen eredményezi az alap jó, illetve kevésbé jó nedvesítését. A kialakuló nedvesítési szög nagyságát a határfelületi feszültségek ($\gamma_{1,2} ; \gamma_{1,3} ; \gamma_{2,3}$) határozzák meg. A határfelületi feszültségek és a nedvesítési szög közötti összefüggést a „Young egyenlet” fejezi ki: $ \cos \delta=\frac{\gamma_{2,3}-\gamma_{1,2}}{\gamma_{1,3}} $ ahol: $\gamma_{1,2}$ - a szilárd test és a folyadék közötti határfelületi feszültség; $\gamma_{1,3}$ - a folyadék és a levegő közötti határfelületi feszültség; $\gamma_{2,3}$ - a szilárd test és a levegő közötti határfelületi feszültség A nedvesítési szög lényeges szerepet játszik a ragasztásnál. A tapasztalat szerint a ragasztott kötés létrehozásának előfeltétele, hogy a ragasztóanyag jól nedvesítse a felületet. Rossz nedvesítést általában csak a vizes oldatoknál tapasztalunk. A vizes ragasztóanyag oldatok víz-levegő határfelületi feszültsége megközelíti a tiszta víz értékét ($73 \mathrm{~N} / \mathrm{m}$). Ilyen magas érték mellett a fa nem nedvesíthető. A vizes ragasztóoldatok nedvesítő-képessége felületi feszültséget csökkentő anyagok adagolásával javítható. Néhány százalék nedvesítő anyag, vagy $10-20 \%$ alkohol adagolásával a vizes ragasztó oldatok víz-levegő határfelületi feszültsége $40-45 \mathrm{~N} / \mathrm{m}$-re csökkenthető; így a csiszolt fafelületeket is nedvesíti. (A víz, vízlevegő határfelületi feszültségét például, $0,1 \%$ nedvesítő anyag adagolása $35 \mathrm{~N} / \mathrm{m}$-re csökkenti). A PVAC vizes diszperzió alacsony felületi feszültsége elsősorban a polivinil alkoholnak köszönhető. A különböző ragasztóknál - nedvesítő -, és terülő-képességük számszerű értékelésének nehézsége ellenére - megállapítható, hogy a viszkozitás csökkentésével - majdnem minden esetben - növekszik a ragasztóképesség. Ezzel magyarázható, a ragasztott szerkezet magas szilárdsága rövid nyíltidő alkalmazásakor, vagyis amikor. a nedves ragasztóréteg alacsony viszkozitással rendelkezik. A meleg ragasztás - ami a ragasztó viszkozitásának csökkentését és jó felületi nedvesítést biztosit - szintén a ragasztási szilárdság növekedését eredményezi. Nedvesítéskor igen nagy szerepet játszik a felület szennyeződése is, mivel megváltoztatja a felületi energiaviszonyokat. Tiszta szilárd felületek előállítása igen nehéz probléma, és annál több nehézséget okoz, minél nagyobb az anyag szabad felületi energiája. A szilárd felületek szabad felületi energiáját szerkezeti tényezők is befolyásolják. Kristályos, vagy szerkezetileg rendezett felépítésnél jelentős szerepe van a kristály, vagy egyéb szerkezeti egységeknek a felülettel bezárt szögének. A fánál a molekulák rendezettsége miatt a különböző vágásirányok esetében eltérő a szabad felületi energia. Így például, a fa nedvesíthetősége rostirányban és rostirányra merőlegesen eltérő. A kapilláris nyomás. A fa pórusos, illetve rostos felépítése nyitott kapilláris rendszerként fogható fel. Ha a nedvesítő folyadék - mint például a víz - a tiszta üvegcső belsõ falát tangenciálisan érintené, akkor a kapilláris csőben keletkező folyadék meniszkusza félgömb alakú, konkáv lenne. Mivel a görbületi sugár középpontja a folyadék felszín felett van, a folyadék a nehézségi erõ ellenére is a csőbe nyomódik. A konkáv folyadékfelület a szabad energiáját csökkenteni igyekszik, azaz a felület kiegyenesedne, ha nem létezne a kapilláris nyomás ($\Delta \mathrm{p}$): $ \Delta \mathrm{p}=\frac{2 \gamma_{1,2}}{\mathrm{r}}=\frac{4 \gamma_{1,2}}{\mathrm{~d}} $ ahol: r - a kapilláris cső sugara; d - a kapilláris cső átmérője; $\gamma_{1,2}$ - a szilárd test és a folyadék közötti határfelületi feszültség. Azok a folyadékok, amelyek részlegesen nedvesítik a felületet ($\delta<90^{\circ}$) olyan félgömb alakú felületeket alkotnak, amelyeknek sugara nem egyezik meg a kapilláris cső sugarával. <img src="https://data.tesuli.hu/picture/jegyzet/j001/j001-162.svg" width="1000" style=" width:100%; height:100%; border:7px solid #ffffff;"> > [!caption] > Felületi nyomás a kapillárisokban <img src="https://data.tesuli.hu/picture/jegyzet/j001/j001-163.svg" width="1000" style=" width:100%; height:100%; border:7px solid #ffffff;"> > [!caption] > Folyadék meniszkusz részleges nedvesítés esetén Ilyenkor kapilláris nyomást az alábbi - nedvesítési szögre $(\delta)$ vonatkoztatott - összefüggés fejezi ki: $ \Delta \mathrm{p}=\frac{4 \gamma_{1,2} \cdot \cos \delta}{\mathrm{~d}} $ Mivel a kapilláris nyomás egységnyi folyadék oszlop h magasságával tart egyensúlyt, az emelkedési magasságot az alábbi összefüggés fejezi ki: $ \mathrm{h}=\frac{4 \gamma_{1,2}}{\mathrm{~g} \cdot \rho \cdot \mathrm{~d}} \cdot \cos \delta $ ahol: ρ- a folyadék sűrűsége, g- gravitációs gyorsulás a Földön, $9,81 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2}$. A kapilláris nyomás nagysága kis csőátmérőnél és kismértékű repedéseknél igen jelentős lehet. A folyadék behatolási idejét az alábbi összefüggés fejezi ki: $ \tau_{\text {kap }}=\frac{4 \cdot \eta \cdot 1^{2}}{\gamma_{1,2} \cdot \cos \delta \cdot d} $ ahol: η - a folyadék viszkozitása, l- a behatolási hossz. A táblázatban azokat az időket adtuk meg, amely alatt egy közepes, illetve nagy viszkozitású ragasztó a kapillárisokba behatol. | Viszkozitás mPa.s | d=1 mm ($\Delta p$ N/mm²) | d=1 mm ($\tau_{kap}$ s) | d=10^-2 mm ($\Delta p$ N/mm²) | d=10^-2 mm ($\tau_{kap}$ s) | | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | | 500 | 0,0002 | 5·10^-2 | 0,02 | 5 | | 2500 | 0,0002 | 2,5·10^-2 | 0,02 | 25 | > [!caption] > Kapillárisbahatolási idő, közepes és nagyviszkozitású ragasztó esetén A fa pórusos, illetve rostos felépítése nyitott kapilláris rendszerként fogható fel. Abban az esetben tehát, ha a ragasztó megfelelően nedvesíti a felületet, nem a felületi feszültség megváltoztatásával, hanem csak a viszkozitás megfelelő beállításával kell a kapilláris behatolást megváltoztatni. Kohézió, adhézió. A ragasztáskor fellépő erőviszonyok kialakulására vonatkozó elképzelés régebben az volt, hogy a ragasztó behatol a felületek pórusaiba és kapillárisaiba. E feltevés szerint (a ragasztó keményedése után) a tapadást, a ragasztó és a ragasztandó felületek tisztán mechanikai kapcsolata hozza létre. Mivel ezt a tapasztalatot a pórusos anyagok (fa, papír, bőr) ragasztásával szerezték, ez teljesen elfogadhatónak látszott. Amikor azonban a szintetikus anyagok (műgyanták) és fémek közötti jó tapadást megismerték, más felfogás alakult ki. Mivel a fémek nem pórusosak, ezért a jó tapadás az előbbi elmélettel nem magyarázható. Egy ragasztott kötés mechanikai szilárdságát a határfelületeken kialakuló erőviszonyok (adhézió) és a ragasztóréteg szilárdsága (kohéziója) határozza meg. Kohézió. A ragasztófilm kohéziója az elemi részecskék közötti vonzóerőktől függ, és a ragasztóréteg szilárdságát és keménységét jellemzi. A molekulák nagyságának növekedésével általában nő a ragasztóréteg kohéziós szilárdsága. Adhézió. Azokat az erőket, amelyek a szilárd ragasztóréteg és a ragasztandó anyagok határfelületén kialakulnak, adhéziós erőknek nevezzük. Mai ismereteink szerint mechanikai és fajlagos adhéziót különböztetünk meg. Mechanikai adhézión a porózus felületi rétegébe behatoló és ott megszilárdult ragasztó mechanikai tapadását (beágyazódását) értjük A fajlagos adhéziónál a kémiai erők hatnak. A fajlagos adhézió esetében a ragasztandó felület és a ragasztó polárossága játssza a legfontosabb szerepet. Nyitott idő (nyílt idő) alatt azt az időtartamot értjük, amely a ragasztónak a ragasztandó felületekre való felhordástól az alkatrészek összeillesztéséig terjed. A nyílt- és zártidő (ez utóbbit lásd később) nagysága az alkalmazott ragasztási módtól függ, és néhány tized másodperctől 1-1,5 óra között ingadozhat. A legtöbb esetben a nyíltidő rövidebb a zártidőnél, mivel a ragasztandó felületeket általában a ragasztó felhordása után azonnal egymásra helyezik, és csupán azokon a helyeken számolhatunk hosszabb nyíltidővel, ahol a felületek nem érintkeznek egymással. Hosszú nyíltidő alatt - a ragasztóban lévő illóanyagok intenzív párolgása, illetve a kémiai reakció előre haladása miatt - a ragasztó viszkozitása jelentősen megemelkedik. Ilyenkor csökken a ragasztó nedvesítő- és terülő képessége, ezért a ragasztandó felülettel való érintkezéskor nem alakulhat ki jó minőségű tapadás, ami a ragasztási szilárdság csökkenéséhez vezet. A rövid nyíltidő csökkentheti a ragasztási szilárdságot, mivel a ragasztó - a rövid nyíltidő miatt - nem képes egyenletesen elterülni a felületen, így a ragasztó-ragasztandó anyag határán ragasztó nélküli helyek keletkezhetnek. A szerves oldószeres ragasztóknál (kontakt-ragasztás) a minimális nyíltidőt feltétlenül be kell tartani, hogy a szerves oldószer nagy része elpárologjon. Ez különösen a nem porózus anyagok ragasztására érvényes. A szükséges nyíltidőt, a ragasztóanyagot gyártó cégek általában megadják. > [!summary]- kompetenciák > | | | > |---|---| > | <img src="https://data.tesuli.hu/icon/k00/tm-komp.svg" style="width:50px; height:50px; display:block;">[[n0.01684]] | **A ragasztóanyag felhordása szakmai értelmezése** A hallgató képes a(z) A ragasztóanyag felhordása fő fogalmait, jellemzőit és alkalmazási következményeit felismerni és röviden megmagyarázni. | > > [!summary]- hivatkozás > #Szabó_Imre, #date_2009, #Faanyagok_alkalmazástechnikája