Abstrakt: Článek podrobně analyzuje vliv nivelační vlastnosti lepidla v procesu laminace. Dále uvádí, že místo posuzování nivelačního výkonu podle přítomnosti„bílé skvrny“ nebo „bubliny“, právě průhlednost laminovaných výrobků by mohla být měřítkem pro hodnocení nivelačního výkonu lepidla.
1. Problém s bublinami a roztírání lepidla
Bílé skvrny, bubliny a špatná průhlednost jsou běžnými problémy s kvalitou vzhledu při zpracování kompozitních materiálů. Ve většině případů zpracovatelé kompozitních materiálů připisují výše uvedené problémy špatnému roztírání lepidla!
1.1 Tohle lepidlo není ono lepidlo
Zpracovatelé kompozitních materiálů mohou vrátit neotevřené a nepoužité sudy s lepidlem dodavatelům na základě posouzení špatného rozložení lepidla nebo podat u dodavatelů stížnosti či reklamace.
Je třeba poznamenat, že lepidlo, které má špatnou vyrovnávací schopnost, je „roztok lepidla“, který byl připraven/naředěn zákazníky a má viskozitu specifické hodnoty. Vrácené lepidlo je neotevřené originální kyblík lepidla.
Tyto dva kýble „lepidla“ jsou naprosto odlišné pojmy a věci!
1.2 Ukazatele hodnocení pro vyrovnání lepidla
Technickými ukazateli pro hodnocení nivelační schopnosti lepidla by měla být viskozita a povrchové smáčecí napětí. Nebo spíše „tekutost lepidla“ je kombinací „tekutosti lepidla“ a „smáčivosti lepidla“.
Při pokojové teplotě je povrchové smáčecí napětí ethylacetátu asi 26 mN/m.
Původní koncentrace (obsah pevných látek) polyuretanových lepidel na bázi rozpouštědel používaných v oblasti zpracování kompozitních materiálů se obvykle pohybuje mezi 50 % a 80 %. Před zahájením zpracování kompozitů je třeba výše uvedená lepidla zředit na pracovní koncentraci přibližně 20 % až 45 %.
Vzhledem k tomu, že hlavní složkou zředěného pracovního roztoku lepidla je ethylacetát, bude povrchové smáčecí napětí zředěného pracovního roztoku lepidla bližší povrchovému smáčecímu napětí samotného ethylacetátu.
Pokud tedy povrchové smáčecí napětí použitého kompozitního substrátu splňuje základní požadavky na zpracování kompozitu, bude smáčivost lepidla relativně dobrá!
Vyhodnocením tekutosti lepidla je viskozita. V oblasti zpracování kompozitů se tzv. viskozita (tj. pracovní viskozita) vztahuje k době v sekundách, kterou pracovní kapalina lepidla zažívá při vytékání z viskozitní misky, měřené pomocí specifického modelu viskozitní misky. Lze předpokládat, že pracovní kapalina lepidla připravená z různých druhů původního kbelíkového lepidla má stejnou „pracovní viskozitu“ a její „pracovní kapalina“ má stejnou „tekutost lepidla“!
Za ostatních nezměněných podmínek platí, že čím nižší je „pracovní viskozita“ „pracovní kapaliny“ připravené se stejným typem lepidla na rámy, tím lepší je její „adhezní tekutost“!
Konkrétněji, u několika různých druhů lepidel, pokud je hodnota viskozity zředěného pracovního roztoku 15 sekund, pak má pracovní roztok připravený těmito druhy lepidel stejnou „vyrovnávací schopnost lepidla“.
1.3 Vyrovnávací vlastnost lepidla je charakteristikou pracovní tekutiny lepidla
Některé alkoholy po otevření hlavně netvoří viskózní tekutinu, ale spíše rosolovitý projektil bez tekutosti. Pro dosažení požadované koncentrace a viskozity lepidla je třeba je rozpustit a zředit vhodným množstvím organického rozpouštědla.
Je zřejmé, že vyrovnávací schopnost lepidla je spíše hodnocením pracovního roztoku formulovaného do specifické „pracovní koncentrace“ než hodnocením neředěného původního lepidla z sudu.
Proto je nesprávné připisovat špatnou roztíratelnost lepidla běžným vlastnostem určité značky originálního lepidla z kbelíku!
2. Faktory ovlivňující roztíratelnost lepidla
U zředěného pracovního roztoku lepidla však skutečně existují rozdíly v obsahu vody v lepidle!
Jak již bylo zmíněno, hlavními ukazateli pro hodnocení nivelační schopnosti lepidla jsou povrchové smáčecí napětí a pracovní viskozita. Ukazatel povrchového smáčecího napětí nevykazuje významné změny v rámci běžného rozsahu pracovních koncentrací. Podstatou špatné nivelace lepidla je tedy to, že během procesu nanášení se v důsledku určitých faktorů abnormálně zvyšuje viskozita lepidla, což vede ke snížení jeho nivelační schopnosti!
Jaké faktory mohou způsobit změny viskozity lepidla během jeho aplikace?
Existují dva hlavní faktory, které mohou způsobit změny viskozity lepidla, jedním je teplota lepidla a druhým je jeho koncentrace.
Za normálních okolností viskozita kapaliny klesá se zvyšující se teplotou.
V uživatelských příručkách od různých výrobců lepidel jsou obvykle uvedeny hodnoty viskozity roztoku lepidla (před a po zředění) měřené pomocí rotačního viskozimetru nebo viskozimetru při teplotě kapaliny 20 °C nebo 25 °C (tj. teplota samotného roztoku lepidla).
Na straně klienta, pokud je skladovací teplota původního kbelíku s lepidlem a ředidlem (ethylacetát) vyšší nebo nižší než 20 °C nebo 25 °C, bude teplota připraveného lepidla také vyšší nebo nižší než 20 °C nebo 25 °C. Skutečná hodnota viskozity připraveného lepidla bude samozřejmě také nižší než hodnota viskozity uvedená v návodu. V zimě může být teplota připraveného lepidla nižší než 5 °C a v létě může být teplota připraveného lepidla vyšší než 30 °C!
Je třeba poznamenat, že ethylacetát je extrémně těkavé organické rozpouštědlo. Během procesu odpařování ethylacetátu absorbuje velké množství tepla z roztoku lepidla a okolního vzduchu.
V současné době je většina laminovacích jednotek v kompozitních strojích otevřená a vybavena lokálním odsávacím zařízením, takže se z lepicího disku a válce odpařuje velké množství rozpouštědla. Podle pozorování může být po určité době provozu teplota pracovní kapaliny s lepidlem v zásobníku na lepidlo někdy o více než 10 °C nižší než okolní teplota!
S postupným snižováním teploty lepidla se bude postupně zvyšovat viskozita lepidla.
Takže nivelační vlastnosti lepidel na bázi rozpouštědel se s prodlužující se dobou provozu zařízení postupně zhoršují.
Jinými slovy, pokud chcete zachovat stabilitu nivelace lepidla na bázi rozpouštědel, měli byste použít regulátor viskozity nebo jiné podobné prostředky, abyste udrželi viskozitu lepidla stabilní během celého procesu aplikace.
3. Ukazatele hodnocení pro správné výsledky vyrovnání lepidla
Vyhodnocení výsledku vyrovnání lepidla by mělo být charakteristikou kompozitního produktu v určité fázi a výsledek vyrovnání lepidla se vztahuje k výsledku získanému po nanesení lepidla. Stejně jako je „konstruovaná maximální rychlost“ automobilu charakteristikou produktu, je skutečná rychlost jízdy vozidla na silnici za specifických podmínek dalším výsledkem.
Dobré vyrovnání lepidla je základní podmínkou pro dosažení dobrých výsledků vyrovnání. Dobré vyrovnání lepidla však nemusí nutně vést k dobrým výsledkům vyrovnání lepidla, a i když má lepidlo špatné vyrovnávací vlastnosti (tj. vysokou viskozitu), lze v určitých situacích dosáhnout dobrých výsledků vyrovnání lepidla.
4. Korelace mezi výsledky nivelace lepidla a jevy „bílých skvrn“ a „bublin“
Špatné „bílé skvrny, bubliny a průhlednost“ jsou několik nežádoucích výsledků na kompozitních výrobcích. Existuje mnoho důvodů pro výše uvedené problémy a špatné roztírání lepidla je jen jedním z nich. Důvodem špatného roztírání lepidla však není jen špatné roztírání lepidla!
Špatné vyrovnání lepidla nemusí nutně vést k „bílým skvrnám“ nebo „bublinám“, ale může ovlivnit průhlednost kompozitní fólie. Pokud je mikrorovnost kompozitního substrátu špatná, i když je vyrovnání lepidla dobré, stále existuje možnost vzniku „bílých skvrn a bublin“.
Čas zveřejnění: 17. ledna 2024