专利名称：连接表面的方法
技术领域：
本发明涉及一种连接表面的方法。本发明还涉及一种生产木材基产品的方法。
在制造胶合产品如层叠梁、镶饰产品、镶木地板、夹芯板、芯块胶合板和胶合板等等的过程中，将多块木制材料的组件通过施涂粘合剂，随后进行压制步骤连接起来。
一些粘合剂需要较高含量的溶剂，如水，以便在施涂到表面上时具有适合的粘度。对于乳液基粘合剂(还称作分散体粘合剂)和树脂基粘合剂而言，通常也需要过量的溶剂以便得到稳定的乳液或稳定的树脂基粘合剂。在较高固含量的粘合剂下，由于乳液老化的粘度增加比在较低固含量下产生的更多。
胶合法包括物理干燥/成膜步骤和/或化学固化步骤。当使用含有较高含量的溶剂的粘合剂时，将压制时间延长以便在胶合生产线中能实现充分的物理干燥/成膜法。可能需要长的压制时间的粘合剂通常是呈水基乳液，如聚醋酸乙烯酯粘合剂或乳液-聚合物-异氰酸酯粘合剂，或氨基或含酚类型的水基树脂形式的那些粘合剂。当使用上述粘合剂时，通常必须在胶合之前使待胶合的木制材料的含水量降低以使胶合的木制产品中的最终含水量不会变得太高。降低含水量连同施涂湿式粘合剂可能会因含水量的改变而产生不利的影响，这可能导致材料内的运动，产生负面影响如翘曲。
当使用乳液基粘合剂时的另一个问题是难以将粗糙表面胶合在一起。在压制的过程中，施涂的胶粘剂具有挤出的倾向，留下太少以致于不能在所有的位置将表面之间的距离填满。
为了减少所需要的压制时间，已提议多种解决方法。例如，EP1190823 A2公开了一种包括加热表面的方法。另一种方法是在施涂之后将粘合剂干燥。与干燥施涂的粘合剂有关的方法和装置描述于以下参考文献中US 3160543、US 4812366、US 5234519和EP 0979712A1。
当将施涂的粘合剂进行强制干燥时产生的问题是在已结束强制干燥步骤与必须进行表面的接触和压制之间存在十分窄的最大期限。如果在压制步骤之前经过太长时间，则由于太早成膜或预固化，胶粘连接将太弱。
上述引用的参考文献均未公开任何关于怎样提高或控制在干燥粘合层与随后的压制步骤之间所允许经过的最大时间量。此外，未提及关于胶合粗糙表面。
本发明的目的是提供一种胶合法，该方法即使在短的压制时间下也产生高质量的连接，并且在结束粘合层的强制干燥步骤与开始随后的压制步骤之间提供长的最大期限。本发明的另一个目的是提供一种连接粗糙表面的改进方法。
上述目的通过一种连接表面的方法来实现，所述方法包括按如下顺序将包含溶剂的粘合剂组合物(A)施涂到第一块材料的表面上，通过强制干燥将溶剂部分或完全弄干以得到固含量为X重量％的粘合剂组合物(A)，在干燥步骤之后直接将固含量为Z重量％的包含溶剂的组分(C)施涂到第二块材料的表面上，其中Z＜X，将两个表面组合在一起以使粘合剂组合物(A)与组分(C)接触，并且将两个表面彼此相对压制。
上述目的还通过一种生产木材基产品的方法实现，所述方法包括按如下顺序将包含溶剂的粘合剂组合物(A)施涂到第一块木材基材料的表面上，通过强制干燥将溶剂部分或完全弄干以得到固含量为X重量％的粘合剂组合物，在干燥步骤之后直接将固含量为Z重量％的包含溶剂的组分(C)施涂到第二块木材基材料的表面上，其中Z＜X，将两个表面组合在一起以使粘合剂组合物(A)与组分(C)接触，并且将两个表面彼此相对压制。
适当地，上述方法包括按如下顺序在干燥步骤之后直接在施涂组分(C)之前将包含溶剂的粘合剂组合物(B)施涂到第二块材料的表面上，通过强制干燥从粘合剂组合物(B)中将溶剂部分或完全弄干以得到固含量为Y重量％的粘合剂组合物(B)，其中Z＜Y，并且将组分(C)施涂到粘合剂组合物(A)和粘合剂组合物(B)之一或两者之上。适当地将溶剂从所施涂的粘合剂组合物(A)和/或粘合剂组合物(B)中部分弄干。
本文中，“粘合剂组合物”意思是本身能够作为粘合剂，不仅仅是需要一种或多种另外的组分以形成粘合剂的粘合剂组分的组合物。
本文中，“固含量”意思是根据以下方法测定的粘合剂成分的含量将1g粘合剂放入金属盖内并使其在加热室中经受120℃达30分钟。将盖中残余粘合剂的百分率定义为固含量。
本文中，“溶剂”意思是在上述条件下蒸发的任何物质。
适当地，将约10重量％-约100重量％的溶剂从粘合剂组合物(A)中弄干，优选约20重量％-约90重量％。适当地，将约10重量％-约100重量％的溶剂从粘合剂组合物(B)中弄干，优选约20重量％-约90重量％。
适当地，X为约20-100，优选约35-约95，最优选约50-约90。适当地，Z为约0-约70，优选约5-约60，最优选约10-约50。适当地，Y为约20-约100，优选约35-约95，最优选约50-约90。
每单位面积施涂的粘合剂组合物(A)与组分(C)的重量比适当地是约1∶0.5-约50∶1，优选约1∶1-约25∶1，最优选约2∶1-约15∶1。
本文中，“强制干燥”意思是与由于暴露于周围空气和渗入基材而产生的施涂到表面上的粘合层的自然干燥相比提高干燥速率的任何方法。
溶剂可通过使用强制干燥，如干燥空气、干燥气体、鼓风或加热的任一种方法，优选加热弄干。适合的加热方法的实例是辐射加热(IR)、热气鼓风、干燥空气鼓风和微波加热。优选将溶剂通过使用辐射加热弄干。
粘合剂组合物(A)和粘合剂组合物(B)可以是相同的组合物或不同的组合物。优选，粘合剂组合物(A)和粘合剂组合物(B)包含相同类型的粘合剂树脂。最优选，粘合剂组合物(A)和粘合剂组合物(B)基本上相同。适于本发明方法的粘合剂组合物(A)和粘合剂组合物(B)可以是任一种包含溶剂的粘合剂。优选，粘合剂组合物(A)和粘合剂组合物(B)不含有包含酰氨或酰亚氨键的聚合物作为主要组分。
优选，粘合剂组合物(A)和(B)为含水粘合剂组合物。在本发明的一个优选实施方案中，适当地是粘合剂组合物(A)和粘合剂组合物(B)属于聚合物乳液基粘合剂组合物类。在这种情况下，优选的粘合剂组合物为基于聚醋酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯酯、乳液聚合物异氰酸酯、聚氨酯、苯乙烯-丁二烯和丙烯酸酯的那些粘合剂组合物。最优选，粘合剂组合物(A)和粘合剂组合物(B)为聚醋酸乙烯酯基粘合剂组合物或乳液聚合物异氰酸酯基粘合剂组合物。
在本发明的另一个优选实施方案中，适当地是粘合剂组合物(A)和粘合剂组合物(B)属于可固化树脂基粘合剂组合物类。在这种情况下，优选粘合剂组合物(A)和粘合剂组合物(B)为氨基树脂基或酚醛树脂基粘合剂组合物。
粘合剂组合物(A)和粘合剂组合物(B)之一或两者还可以包含聚合物乳液和可固化树脂。粘合剂组合物(A)和(B)之一还可以是聚合物乳液基粘合剂组合物，而另一个属于可固化树脂基粘合剂组合物类。
在粘合剂组合物(A)和粘合剂组合物(B)中，初始固含量，即在施涂时的固含量适当地为约1-约95重量％，优选约10-约90重量％，更优选约30-约70重量％，最优选约40-约60重量％。
适于本方法的组分(C)适当地是流体，并且可以是包含溶剂的任一种组分。在本发明的一个实施方案中，组分(C)适当地主要包含溶剂，优选主要由水组成。
在本发明的另一个实施方案中，组分(C)适当地是属于聚合物乳液基粘合剂组合物或可固化树脂基粘合剂组合物类的粘合剂组合物。组分(C)适当地是含水粘合剂组合物。在聚合物乳液基粘合剂组合物的情况下，优选的粘合剂组合物为基于聚醋酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯酯、乳液聚合物异氰酸酯、聚氨酯、苯乙烯-丁二烯和丙烯酸酯的那些粘合剂组合物。最优选，组分(C)为聚醋酸乙烯酯基粘合剂组合物或乳液聚合物异氰酸酯基粘合剂组合物。在可固化树脂基粘合剂组合物的情况下，优选组分(C)为氨基树脂基或酚醛树脂基粘合剂组合物。组分(C)还可包含一种或多种用于一种或多种可固化树脂的固化剂。
在粘合剂组合物(A)、粘合剂组合物(B)和组分(C)中的溶剂可以是适于用在粘合剂组合物中的任一种溶剂。适当地，溶剂为水或属于醇、酯和酮类的有机溶剂。适合的醇的实例包括甲醇、乙醇、丙醇，二醇如乙二醇和丙二醇。优选，溶剂为水。在粘合剂组合物(A)、粘合剂组合物(B)和组分(C)中的溶剂还可包含溶剂混合物。在粘合剂组合物(A)、粘合剂组合物(B)和组分(C)中还可使用不同的溶剂。
组件的压制适当地在压力为约0.1-约10MPa，优选约0.5-约5MPa，最优选约0.75-约3MPa下进行。
压制时间可以不同，并且取决于例如所使用的粘合剂体系、待生产的产品和使用的压制类型。在一个适合类型的胶合法中，在压制步骤之前将待连接的表面作为整体组装。在这种情况下，压制时间适当地为约0.01-约3000秒，优选约0.1-约1000秒，最优选约1-约60秒。
在另一个适合类型的胶合法中，将待连接的表面连续组装并压制，移动通过辊压机、带式压力机或摩擦压力机。在上述情况下，压制时间适当地为约0.001-约300秒，优选约0.1-约60秒，最优选约1-约30秒。在辊压机的特定情况下，压制时间适当地为约0.001-约10秒，优选约0.1-约1秒。
压制适当地在不增加任何热量的情况下在常规的环境温度，适当地是5-40℃，如室温下进行。在一些情况下，例如当存在可固化树脂时，压制适当地在加热下进行。在需要加热的情况下，压制温度适当地为约40-约200℃，优选约60-约130℃。
在本发明的另一个实施方案中，在粘合剂(A)和(B)的施涂层中的固含量可通过使用例如近红外(NIR)测量装置测量粘合层中的溶剂含量确定。这使得能够根据强度和/或干燥时间准确调节所需要的干燥效果，以便获得确定的组装时间和/或压制时间。例如，如果使用IR干燥，可使用溶剂含量的测量值调节IR强度和/或干燥时间。
在本发明方法中待连接的表面可以是任一种类型的材料。适当地，表面可以是包括纸张的木质纤维素材料，或合成或天然聚合物材料。优选，表面为木材基材料。本文中木材基材料还包括诸如纤维板、粗纸板和碎料板材料的材料。
本发明适于生产任一种类型的胶合产品，特别是木材基胶合产品诸如叠层梁、镶饰产品、边缘胶合产品和镶木地板。
在本发明的优选实施方案中，将聚醋酸乙烯酯粘合剂的含水分散体施涂到两块木制材料的每一块的一个表面上，在其上通过使用红外辐射将水弄干以使粘合剂组合物均具有的固含量为约60-约80重量％。几分钟之后，将相同的聚醋酸乙烯酯粘合剂分散体的含水分散体施涂到干燥的粘合层之一上并且将两块材料组装并压制到一起。
在本发明的另一个优选实施方案中，将聚醋酸乙烯酯粘合剂的含水分散体施涂到一块木制材料的表面上，在其上通过使用红外辐射将水弄干以使粘合剂组合物具有的固含量为约60-约80重量％。几分钟之后，将相同的聚醋酸乙烯酯粘合剂分散体的含水分散体施涂到一块木制材料的另一个表面上并且将两块材料组装并压制到一起。
现在将参考以下实施例进一步描述本发明，但是不应该将所述实施例理解为限制本发明的范围。
实施例实施例1使用初始固含量为50重量％的水基聚醋酸乙烯酯粘合剂制备双层产品。环境温度为20℃。将尺寸140mm×50mm的16mm厚的两块木制材料采用初始固含量为50重量％的粘合剂涂布至75g/m2。每一块的粘合层通过使用红外辐射加热弄干以使两个粘合层具有的固含量(X，Y)为约70重量％。新的固含量通过称量两块材料确定。然后使两块材料彼此直接接触并且在压力为1.5MPa下压制在一起达10分钟。干燥粘合层与两层接触之间的时间间隔低于10秒。粘合强度通过在压制之后直接进行“胶合板抗凿试验”测量。在所述试验中将两块胶合材料通过使用凿子强制分开并且测定显示纤维撕裂的胶合表面的百分率。
实施例2重复与实施例1相同的方法，除了不使具有施涂粘合剂的表面彼此接触直至干燥之后2分钟。固含量通过直接在加热之后和正好压制之前称量两块材料测定。粘合强度通过使用“胶合板抗凿试验”测定。
实施例3(本发明)根据与实施例1相同的步骤制备双层产品，除了使具有施涂粘合剂的表面静置2分钟，随后将另外的粘合剂施涂到一个表面上。该粘合剂具有与前述相同的类型但具有的固含量(Z)为25重量％并且将其以用量为21g/m2施涂。然后使两表面彼此接触并将组件在压力为1.5MPa下压制10分钟。粘合强度通过使用“胶合板抗凿试验”测定。
实施例4(本发明)制备与实施例1-3相同材料和尺寸并且通过使用相同类型的粘合剂的双层产品。但是，仅使两块材料之一采用初始固含量为50重量％的粘合剂涂布至100g/m2。随后将粘合层干燥至固含量(X)为约65重量％，并且使其静置2分钟。然后将另一块材料采用与前述相同类型但具有的固含量(Z)为25重量％的粘合剂涂布并将其以用量为60g/m2施涂。然后使两表面彼此接触并将组件在压力为1.5MPa下压制10分钟。粘合强度通过使用“胶合板抗凿试验”测定。
结果列于表1。
表1.
根据实施例1-4可得出这样的结论即使在干燥与压制之间已经过一定时间，本发明的方法也产生了优异的粘合强度。
权利要求
1.一种连接表面的方法，所述方法包括按如下顺序-将包含溶剂的粘合剂组合物(A)施涂到第一块材料的表面上，-通过强制干燥将溶剂部分或完全弄干以得到固含量为X重量％的粘合剂组合物(A)，在干燥步骤之后直接-将固含量为Z重量％的包含溶剂的组分(C)施涂到第二块材料的表面上，其中Z＜X，-将两个表面组合在一起以使粘合剂组合物(A)与组分(C)接触，并且-将两个表面彼此相对压制。
2.一种生产木材基产品的方法，所述方法包括按如下顺序-将包含溶剂的粘合剂组合物(A)施涂到第一块木材基材料的表面上，-通过强制干燥将溶剂部分或完全弄干以得到固含量为X重量％的粘合剂组合物(A)，在干燥步骤之后直接-将固含量为Z重量％的包含溶剂的组分(C)施涂到第二块木材基材料的表面上，其中Z＜X，-将两个表面组合在一起以使粘合剂组合物(A)与组分(C)接触，并且将两个表面彼此相对压制。
3.根据权利要求1-2任一项的方法，其包括按如下顺序-在施涂组分(C)之前将包含溶剂的粘合剂组合物(B)施涂到第二块材料的表面上，-通过强制干燥从粘合剂组合物(B)中将溶剂部分或完全弄干以得到固含量为Y重量％的粘合剂组合物(B)，其中Z＜Y，并且在干燥步骤之后直接-将组分(C)施涂到粘合剂组合物(A)和粘合剂组合物(B)之一或两者之上。
4.根据权利要求1-3任一项的方法，其中将约10-约100重量％的溶剂从粘合剂组合物(A)中弄干。
5.根据权利要求3-4任一项的方法，其中将至少10-约100重量％的溶剂从粘合剂组合物(B)中弄干。
6.根据权利要求1-5任一项的方法，其中X为约50-约90。
7.根据权利要求1-6任一项的方法，其中Z为约10-约50。
8.根据权利要求3-7任一项的方法，其中Y为约50-约90。
9.根据权利要求1-8任一项的方法，其中每单位面积所施涂的粘合剂组合物(A)与组分(C)的重量比为约2∶1-约15∶1。
10.根据权利要求1-9任一项的方法，其中粘合剂组合物(A)和粘合剂组合物(B)属于乳液聚合物基粘合剂组合物类。
11.根据权利要求1-10任一项的方法，其中粘合剂组合物(A)和粘合剂组合物(B)属于可固化树脂基粘合剂组合物类。
12.根据权利要求1-11任一项的方法，其中组分(C)为属于乳液聚合物基粘合剂组合物类的粘合剂组合物。
13.根据权利要求1-12任一项的方法，其中组分(C)为属于可固化树脂基粘合剂组合物类的粘合剂组合物。
14.根据权利要求1-6或8-11任一项的方法，其中组分(C)主要由水组成。
15.根据权利要求1-14任一项的方法，其中溶剂为水。
16.根据权利要求15的方法，其中组分(C)包含一种或多种用于一种或多种可固化树脂的固化剂。
17.根据权利要求1-16任一项的方法，其中表面为木材基材料。
18.根据权利要求2-17任一项的方法，其中木材基产品为叠层梁。
19.根据权利要求2-17任一项的方法，其中木材基产品为边缘胶合产品。
20.根据权利要求2-17任一项的方法，其中木材基产品为镶木地板。
全文摘要
本发明涉及一种连接表面的方法，该方法包括按如下顺序将包含溶剂的粘合剂组合物(A)施涂到第一表面上，通过强制干燥将溶剂部分或完全弄干以得到固含量为X重量％的粘合剂组合物(A)，在干燥步骤之后直接将固含量为Z重量％的包含溶剂的组分(C)施涂到第二表面上，其中Z＜X，将两个表面组合在一起以使粘合剂组合物(A)与组分(C)接触，并且将两个表面彼此相对压制。本发明还涉及一种生产木材基产品的方法。
文档编号B27G11/00GK1791650SQ200480013644
公开日2006年6月21日 申请日期2004年5月5日 优先权日2003年5月20日
发明者H·L·E·诺林, E·艾布拉姆 申请人:阿克佐诺贝尔涂层国际有限公司