Abstract: Dit artikel analyseert in detail de invloed van de nivellerende eigenschappen van de lijm op het lamineerproces. Daarnaast wordt gesteld dat de nivellerende prestatie niet alleen beoordeeld hoeft te worden op basis van de aanwezigheid van een bepaalde eigenschap.'Witte vlekken' of 'bubbels', de transparantie van de gelamineerde producten kan dienen als maatstaf voor de egalisatieprestaties van de lijm.
1. Het probleem van de luchtbel en het egaliseren van lijm
Witte vlekken, luchtbellen en een slechte transparantie zijn veelvoorkomende problemen met de uiterlijke kwaliteit bij de verwerking van composietmaterialen. In de meeste gevallen schrijven verwerkers van composietmaterialen deze problemen toe aan een slechte egalisatie van de lijm!
1.1 Deze lijm is niet die lijm
Verwerkers van composietmaterialen kunnen ongeopende en ongebruikte vaten lijm retourneren aan leveranciers als zij van mening zijn dat de lijm onvoldoende is uitgestreken, of klachten of claims indienen bij leveranciers.
Het is belangrijk te vermelden dat de lijm die als onvoldoende egaliserend wordt beschouwd, een "lijmoplossing" is die door klanten is bereid/verdund en een specifieke viscositeit heeft. De geretourneerde lijm is de ongeopende originele emmer lijm.
Deze twee emmers "lijm" zijn totaal verschillende concepten en dingen!
1.2 Evaluatie-indicatoren voor lijmnivellering
De technische indicatoren voor het beoordelen van de nivellerende werking van lijm zijn viscositeit en oppervlaktebevochtigingsspanning. Of beter gezegd, "de vloeibaarheid van de lijm" is een combinatie van "de vloeibaarheid van de lijm" en "de bevochtigbaarheid van de lijm".
Bij kamertemperatuur bedraagt de oppervlaktebevochtigingsspanning van ethylacetaat ongeveer 26 mN/m.
De oorspronkelijke concentratie (vaststofgehalte) van oplosmiddelgebaseerde polyurethaanlijmen die worden gebruikt bij de verwerking van composietmaterialen ligt doorgaans tussen de 50% en 80%. Voordat met de verwerking van composieten wordt begonnen, moeten deze lijmen worden verdund tot een werkconcentratie van ongeveer 20% tot 45%.
Omdat ethylacetaat het hoofdbestanddeel is van de verdunde lijmoplossing, zal de oppervlaktebevochtigingsspanning van de verdunde lijmoplossing dichter bij de oppervlaktebevochtigingsspanning van ethylacetaat zelf liggen.
Zolang de oppervlaktespanning van het gebruikte composietsubstraat dus voldoet aan de basisvereisten voor de verwerking van composieten, zal de bevochtigbaarheid van de lijm relatief goed zijn!
De vloeibaarheid van lijm wordt gemeten aan de hand van de viscositeit. In de composietverwerking verwijst de zogenaamde viscositeit (oftewel werkviscositeit) naar de tijd in seconden die de lijmvloeistof nodig heeft om uit de viscositeitsbeker te stromen, gemeten met een specifiek model viscositeitsbeker. Men kan ervan uitgaan dat de lijmvloeistof die is bereid uit verschillende soorten originele emmerlijm dezelfde "werkviscositeit" heeft, en dat de lijmvloeistof dus dezelfde "lijmvloeibaarheid" heeft.
Onder verder ongewijzigde omstandigheden geldt: hoe lager de "werkviscositeit" van de "werkvloeistof" die is bereid met hetzelfde type lijm, hoe beter de "lijmvloeibaarheid"!
Meer specifiek geldt voor verschillende soorten lijm dat, als de viscositeitswaarde van de verdunde werkoplossing 15 seconden bedraagt, de werkoplossing die met deze soorten lijm is bereid dezelfde "lijmnivellering" heeft.
1.3 De nivellerende eigenschap van lijm is een kenmerk van de lijmvloeistof.
Sommige alcoholen vormen geen stroperige vloeistof wanneer de spuitbus net geopend is, maar eerder een geleiachtige massa zonder vloeibaarheid. Ze moeten worden opgelost en verdund met een geschikte hoeveelheid organisch oplosmiddel om de gewenste concentratie en viscositeit van de lijm te verkrijgen.
Het is duidelijk dat de egalisatieprestatie van lijm een beoordeling is van de werkzame oplossing die is samengesteld tot een specifieke "werkconcentratie", en niet van de onverdunde, originele lijm uit de verpakking.
Het is daarom onjuist om de slechte egalisatie van de lijm toe te schrijven aan de algemene eigenschappen van een bepaald merk originele emmerlijm!
2. Factoren die de egalisatie van de lijm beïnvloeden
Bij een verdunde lijmoplossing zijn er echter wel degelijk verschillen in het watergehalte van de lijm!
Zoals eerder vermeld, zijn de belangrijkste indicatoren voor het beoordelen van de egalisatieprestaties van lijm de oppervlaktespanning en de viscositeit. De indicator voor de oppervlaktespanning vertoont geen significante veranderingen binnen het gebruikelijke concentratiebereik. De kern van een slechte egalisatie van de lijm is dan ook dat de viscositeit van de lijm tijdens het aanbrengen abnormaal toeneemt door bepaalde factoren, wat resulteert in een afname van de egalisatieprestaties!
Welke factoren kunnen veranderingen in de viscositeit van lijm tijdens het aanbrengen veroorzaken?
Er zijn twee belangrijke factoren die de viscositeit van lijm kunnen beïnvloeden: de temperatuur van de lijm en de concentratie ervan.
Onder normale omstandigheden neemt de viscositeit van een vloeistof af naarmate de temperatuur stijgt.
In de handleidingen van verschillende lijmfabrikanten worden doorgaans de viscositeitswaarden van de lijmoplossing (vóór en na verdunning) vermeld, gemeten met een roterende viscometer of viscositeitsbeker bij een vloeistoftemperatuur van 20 °C of 25 °C (dat wil zeggen de temperatuur van de lijmoplossing zelf).
Aan de klantzijde geldt dat als de bewaartemperatuur van de originele emmer lijm en verdunner (ethylacetaat) hoger of lager is dan 20 °C of 25 °C, de temperatuur van de bereide lijm ook hoger of lager zal zijn dan 20 °C of 25 °C. Uiteraard zal de werkelijke viscositeit van de bereide lijm ook lager zijn dan de viscositeit die in de handleiding staat vermeld. In de winter kan de temperatuur van de bereide lijm lager zijn dan 5 °C en in de zomer kan deze hoger zijn dan 30 °C!
Het is belangrijk te weten dat ethylacetaat een zeer vluchtig organisch oplosmiddel is. Tijdens het verdampingsproces absorbeert ethylacetaat een grote hoeveelheid warmte uit de lijmoplossing en de omringende lucht.
Momenteel zijn de meeste lamineereenheden in composietmachines open en voorzien van lokale afzuiginstallaties, waardoor een grote hoeveelheid oplosmiddel uit de lijmschijf en -cilinder verdampt. Uit waarnemingen blijkt dat de temperatuur van de lijmvloeistof in de lijmbak na een bepaalde gebruiksperiode soms wel meer dan 10 °C lager kan zijn dan de omgevingstemperatuur!
Naarmate de temperatuur van de lijm geleidelijk daalt, zal de viscositeit van de lijm geleidelijk toenemen.
De nivellerende werking van lijmen op basis van oplosmiddelen neemt dus geleidelijk af naarmate de gebruiksduur van de apparatuur langer wordt.
Met andere woorden, als u de stabiliteit van egalisatielijm op basis van oplosmiddelen wilt behouden, moet u een viscositeitsregelaar of een ander soortgelijk middel gebruiken om de viscositeit van de lijm tijdens het hele aanbrengproces constant te houden.
3. Evaluatie-indicatoren voor correcte lijmnivelleringsresultaten
De beoordeling van het egalisatieresultaat van de lijm moet een kenmerk zijn van het composietproduct in een specifiek stadium, en het egalisatieresultaat van de lijm verwijst naar het resultaat dat wordt verkregen nadat de lijm is aangebracht. Net zoals de "ontworpen maximale snelheid" van een auto een kenmerk van het product is, is de werkelijke rijsnelheid van het voertuig op de weg onder specifieke omstandigheden een ander resultaat.
Een goede egalisatie van de lijm is de fundamentele voorwaarde voor een goed egalisatieresultaat. Een goede egalisatie van de lijm leidt echter niet automatisch tot een goed egalisatieresultaat. Zelfs bij een slechte egalisatie (bijvoorbeeld een hoge viscositeit) kunnen in specifieke situaties toch goede egalisatieresultaten worden behaald.
4. De correlatie tussen de resultaten van het egaliseren van de lijm en de verschijnselen van "witte vlekken" en "bubbels".
Slechte afwerking met witte vlekken, luchtbellen en verminderde transparantie zijn enkele ongewenste resultaten bij composietproducten. Er zijn veel oorzaken voor deze problemen, en een slechte egalisatie van de lijm is er slechts één van. De reden voor een slechte egalisatie van de lijm ligt echter niet alleen aan een slechte egalisatie van de lijm zelf!
Een slechte egalisatie van de lijm hoeft niet per se te leiden tot "witte vlekken" of "bubbels", maar het kan wel de transparantie van de composietfilm beïnvloeden. Als de micro-vlakheid van het composietsubstraat slecht is, bestaat er, zelfs bij een goede egalisatie van de lijm, nog steeds een kans op "witte vlekken en bubbels".
Geplaatst op: 17 januari 2024