Способ и устройство для активации клея
Изобретение относится к способу и устройству для активации клея для ребросклеивания шпонов. Предложен способ активации клея для ребросклеивания шпонов, включающий в себя обеспечение клея на поверхности шпона и облучение клея на поверхности шпона. Способ может включать в себя обеспечение упрочняющего материала на клее; или обеспечение клейкой ленты на поверхности шпона, причем клейкая лента содержит клей, покрытый упрочняющим материалом или пропитывающий его. Способ может дополнительно включать в себя облучение клея между поверхностью шпона и упрочняющим материалом. Технический результат - образование прочного твердого клеевого соединения поверхностей соединяемого шпона. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.
Область применения
Настоящая заявка относится к способу и устройству для активации клея для прикрепления листов шпона.
Уровень техники
Композитные древесные материалы, такие как ламинированный брус из клееного шпона (ЛВЛ-брус) или фанера, изготавливают из наложенных друг на друга листов шпона, которые были склеены вместе. Листы шпона получают при строгании древесины или ствола дерева. Строганые листы шпона различаются по качеству. Для эффективного использования древесного сырья применяется специальный процесс ребросклеивания шпона. В процессе ребросклеивания шпона, вследствие различного размера применяемых строганых листов шпона, листы шпона располагают с возможностью прикрепления рядом друг с другом, кромка к кромке, чтобы получить шпон, имеющий определенную площадь поверхности и используемый для изготовления фанеры. Требуемые части строганых листов шпона могут использоваться для образования шпона большей площади из скрепленных листов шпона.
Листы шпона имеют, по существу, плоскую и широкую поверхность и тонкую кромку для приклеивания. Кромки для приклеивания соседних листов шпона придвигают друг к другу. Поверх места сопряжения соседних листов шпона предусматривают клейкую ленту для прикрепления листов шпона друг к другу и образования непрерывного шпона с более широкой поверхностью по сравнению с первоначальными листами шпона.
Клейкая лента может содержать материал, покрытый клеем. Клей может представлять собой реактивный (отверждающийся) клей, который остается в неклейком состоянии, пока не будет активирован для перехода в клейкое состояние. Термоплавкий клей представляет собой пример реактивного клея, который расплавляют путем нагревания. Термоплавкий клей нагревают перед нанесением на поверхность шпона. Клей или ленту можно нагревать например, при помощи горячего ролика или нагретой трубки перед нанесением клейкой ленты и/или расплавленного клея на поверхность шпона.
Сущность изобретения
Целью настоящей заявки является обеспечение эффективной активации клея для прикрепления листов шпона. Активация клея обладает возможностью регулирования и адаптации к другим параметрам процесса.
Способ активации клея для ребросклеивания шпонов в соответствии с аспектом настоящего изобретения включает в себя обеспечение клея на поверхности шпона и облучение клея на поверхности шпона. Способ может включать в себя обеспечение упрочняющего материала на клее; или обеспечение клейкой ленты на поверхности шпона, причем клейкая лента содержит клей, покрытый упрочняющим материалом или пропитывающий его. Способ может включать в себя обеспечение клея на скошенной поверхности кромки шпона и обеспечение на клее скошенной поверхности кромки другого шпона. Способ может дополнительно включать в себя облучение клея между двумя основами, подлежащими склеиванию.
Таким образом, согласно первому объекту изобретения, предложен способ активации клея для ребросклеивания листов шпона при изготовлении шпона большей площади, содержащий: обеспечение термоплавкого клея на поверхности шпона и упрочняющего материала на термоплавком клее, и облучение термоплавкого клея между поверхностью шпона и упрочняющим материалом при помощи источника излучения, содержащего источник энергии на основе лазера, причем упрочняющий материал наклеивают перпендикулярно поперек соседних кромок стыкового соединения листов шпона с обеспечением скрепления листов шпона в непрерывный шпон.
Устройство для активации клея для ребросклеивания шпона в соответствии с аспектом настоящего изобретения содержит клей, обеспеченный на поверхности шпона, и источник излучения, выполненный с возможностью облучения клея на поверхности шпона. Устройство может содержать ролик, выполненный с возможностью направления упрочняющего материала на клее, обеспеченном на поверхности шпона; или ролик, выполненный с возможностью направления клейкой ленты на поверхности шпона, причем клейкая лента содержит клей, покрытый упрочняющим материалом или пропитывающий его. Устройство может содержать клей, обеспечиваемый на скошенной поверхности кромки листа шпона, и скошенную поверхность кромки другого листа шпона, обеспечиваемую на клее. Способ может дополнительно включать в себя источник излучения, выполненный с возможностью облучения клея между двумя основами, подлежащими склеиванию.
Согласно второму объекту изобретения, предложено устройство для активации клея для ребросклеивания листов шпона при изготовлении шпона большей площади, содержащее: термоплавкий клей и упрочняющий материал, обеспечиваемые на поверхности шпона, и источник излучения, выполненный с возможностью облучения термоплавкого клея между поверхностью шпона и упрочняющим материалом, причем источник излучения содержит источник энергии на основе лазера, при этом устройство выполнено с возможностью наклеивания упрочняющего материала перпендикулярно поперек соседних кромок стыкового соединения листов шпона с обеспечением скрепления листов шпона в непрерывный шпон.
Краткое описание чертежей
Ниже подробнее раскрыты варианты осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 показан способ в соответствии с одним из вариантов осуществления.
На фиг. 2 показано устройство в соответствии с одним из вариантов осуществления.
На фиг. 3 показано клеевое соединение в соответствии с одним из вариантов осуществления.
На фиг. 4 показана клейкая лента на поверхности шпона в соответствии с одним из вариантов осуществления.
На фиг. 5а показан источник излучения в соответствии с одним из вариантов осуществления.
На фиг. 5b показан источник излучения в соответствии с одним из вариантов осуществления.
Раскрытие изобретения
При изготовлении фанеры листы шпона могут быть скреплены между собой, прежде чем склеивать слои шпона из скрепленных листов для получения фанеры. В ребросклеивающем станке для производства фанеры листы шпона помещают, образуя стыковое соединение, боковую кромку к боковой кромке, и наклеивают клейкую ленту перпендикулярно поперек соседних кромок стыкового соединения листов шпона, чтобы скрепить их для получения непрерывного слоя шпона. В альтернативном варианте боковые кромки листов шпона могут иметь скошенный или наклонный профиль, который, при скреплении при помощи клея, образуют перекрывающееся соединение в косой стык между скрепляемыми листами шпона.
Лист шпона представляет собой тонкий срез древесины, имеющий некоторую площадь поверхности и толщину менее 5 мм, предпочтительно - менее 3 мм. Поверхность шпона, по существу, плоская, хотя могут возникать отклонения. Поверхность шпона содержит неровности, такие как мелкие трещины, бороздки, щели, отверстия или углубления. Неровности могут присутствовать в направлении толщины шпона. Например, поверхность может содержать неровности порядка 1/10 или 1/100 толщины листа шпона. В качестве альтернативы или дополнения, термин «отклонения» может относиться к форме поверхности листа шпона. Площадь поверхности может содержать участки, отклоняющиеся от правильной плоской формы. Например, листы шпона могут содержать изогнутый участок (изогнутые участки) и/или участки по меньшей мере частично волнообразной формы.
На склеиваемых поверхностях шпона может быть предусмотрена клейкая лента. Клейкая лента содержит материал, покрытый или пропитанный клеем. В альтернативном варианте материал может быть обеспечен на клее, например, полоске клея, нанесенной на поверхность. В другом альтернативном варианте клей может быть нанесен на наклонную или скошенную поверхность кромки шпона и покрыт другой скошенной поверхностью кромки другого шпона. Клей помещают между двумя сопрягаемыми скошенными поверхностями кромок шпона, которые перекрываются с образованием соединения в косой стык между листами шпона.
Материал может включать в себя нейлон, бумагу, стекловолокно, полиэтилен терефталат (ПЭТ) или любой другой подходящий материал. Материал может быть свернут в рулон на валике. Материал может иметь вид непрерывной полосы или вытянутой поверхности, имеющей ширину 1-5 мм или 1-3 мм, например. Материал может представлять собой, в частности, упрочняющий материал. Материал может обладать определенными прочностными свойствами на разрыв, соответствующими прочности, необходимой для манипулирования скрепленными листами шпона. Например, упрочняющий материал может иметь прочность на разрыв, составляющую 100-200 Н.
Клей может иметь натуральное или синтетическое происхождение. Натуральные клеи получают из органических источников, таких как растительный крахмал, натуральные смолы или животные. Натуральные клеи могут называться «биоадгезивами». Натуральный клей может содержать желатин, казеин или декстрин. Синтетические клеи могут быть основаны на эластомерах, термопластиках, эмульсиях и отверждаемых материалах. Примерами термоотверждающихся клеев являются эпоксидные, полиуретановые, цеанокрилатные и акриловые полимеры.
Клей может быть в виде жидкости и застывать или отверждаться путем сушки. Жидкий клей содержит склеивающие ингредиенты, такие как полимеры, растворенные в носителе, который может представлять собой жидкость или воду. Потеря носителя, например, вследствие испарения, приводит к застыванию клея. Примерами высыхающего отверждаемого клея служат клеи на основе растворов каучуков, такие как клеи на основе бутадиенстирольного каучука (БСК) и поливинилацетата (ПВА).
Термоплавкие клеи находятся в твердом состоянии. Термоплавкий клей расплавляют при помощи тепла до жидкого, расплавленного состояния, чтобы обеспечить возможность нанесения и распространения клея. При нагревании термоплавкого клея до расплавленного состояния он достигает времени открытой выдержки, в течение которого можно наносить клей. После времени открытой выдержки термоплавкий клей достигает времени сжатия, в течение которого клей и основу приводят в контакт и прижимают друг к другу. Между расплавленным и твердым состояниями термоплавкий клей находится в пластическом состоянии. Клей размазывают по зоне склеивания. Образуется первоначальное сцепление и клей становится тягучим. Температура термоплавкого клея снижается, и образуется первоначальное сцепление. Начальное сцепление является достаточно прочным, чтобы предотвратить отделение приклеенных основ и/или основы и клея друг от друга. При снятии давления клей находится в состоянии первоначального сцепления и является достаточно тягучим, чтобы сохранять контакт с основой. Термоплавкий клей схватывается или отверждается в ответ на потерю тепла, т.е. при охлаждении. Образуется окончательное прочное соединение. Термоплавкий клей охлаждают до температуры, при которой термоплавкий клей схватывается, образуется окончательное прочное соединение и склеенные части можно перемещать. Термоплавкие клеи содержат термопластики. Термоплавкий клей может содержать этиленвинилацетат (ЭВА), полипропилен (ПП), полиэтилен (ПЭ), акриловую смолу, полиамид (ПА), термопластичный полиуретан (ТПП), реакционно-способный полиуретан (РСП), силиконовые каучуки, термопластичный каучук.
Клей может отверждаться при помощи химической реакции. Многокомпонентный клей содержит два или более химически реагирующих компонента. Химическая реакция вызывает сшивание полимеров, например, с образованием акриловой смолы, уретана или эпоксидной смолы. Многокомпонентный клей может содержать полиэфирную смолу, акриловые полимеры и/или полиуретановую смолу. Компоненты не являются клейкими сами по себе. Компоненты вступают в реакцию друг с другом и прилипают друг к другу при отверждении. В случае содержащих растворитель многокомпонентных смол растворитель высыхает во время отверждения клея. Химически активный клей содержит химические мономеры, образованные с возможностью изменения своей химической структуры при активации, например, облучении. Химическая активация может осуществляться электронным лучом или ультрафиолетовым излучением. Химические мономеры клея полимеризованы и образованы с возможностью сшивания. Клей изготовлен с возможностью образования химической связи в ответ на облучение.
Однокомпонентный клей может отверждаться при помощи химической реакции, обеспечиваемой внешним источником энергии, таким как излучение, тепло или влажность. Примеры однокомпонентных клеев включают в себя цианоакрилат, эпоксидную смолу, полиуретан (ПУ) или реакционно-способный полиуретан (РСП).
Клей может отверждаться под действием света или ультрафиолетового света. Клеи, отверждаемые теплом, содержат два или более компонентов. При подаче тепла компоненты вступают в реакцию и сшиваются. Клеи, отверждаемые теплом, могут содержать термоотверждаемые эпоксидные смолы, уретаны и полиимиды. Клеи, отверждаемые во влажной среде, отверждаются при вступлении в реакцию с влагой, присутствующей на поверхности основы или в воздухе. Клеи, отверждаемые во влажной среде, могут содержать цианоакрилат или уретан.
Клей может быть изготовлен на основе крахмала, мочевины, воды или растворителя. Клей может содержать силикат, желатин, эпоксидную смолу, акрилат, цианоакрилат, бутадиенстирольный каучук (БСК), поливинилацетат (ПВА), этиленвинилацетат (ЭВА), смолу, фенольную смолу, воск, полиуретан (ПУ), полиамид (ПА), полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП).
Клей является реактивным. Облучение может инициировать состояние клея или воздействовать на скорость изменения. В качестве примера, состояние термоплавкого клея изменяется под действие нагревания и/или охлаждения. Клей может находиться в неклейком состоянии до активации. Это позволяет подавать клей с рулона клейкой ленты, который в неактивном состоянии имеет ограниченную толщину или не приклеивается. После активации реактивный клей становится клейким, т.е. достигает состояния склеивания. Клей может представлять собой термореактивный клей, который достигает клейкого состояния в ответ на подачу тепла. Термоплавкий клей расплавляют при помощи тепла для перехода в расплавленное состояние. Термоплавкий клей изготовлен с возможностью превышения своей температуры размягчения и перехода в клейкое состояние при нагревании. Термоплавкие клеи нагревают, чтобы обеспечить возможность нанесения и распространения клея в расплавленном состоянии. Расплавленный термоплавкий клей наносят и размазывают, например, в сжатом виде, прежде чем охлаждать термоплавкий клей для затвердевания. Во время затвердевания термоплавкого клея между термоплавким клеем и основой образуется клеевое соединение. Клей может нагреваться, отверждаться или застывать под действием излучения. Многокомпонентные клеи могут достигать клейкого состояния за счет двух или более смешанных компонентов, вступающих в химическую реакцию. Многокомпонентный клей может содержать сшитые полимеры. Многокомпонентные клеи могут быть тягучими в своей первичной форме и достигать прочности окончательного клеевого соединения при облучении. Образование клеевого соединения путем испарения носителя можно ускорить за счет обеспечения излучения тепла.
На фиг. 1 показан способ в соответствии с одним из вариантов осуществления. Способ включает в себя подачу 101 клея на поверхность шпона. Материал, например, упрочняющий материал, может быть нанесен на клей на поверхности шпона. Таким образом, клей и материал могут подаваться на поверхность шпона последовательно и по отдельности. В альтернативном варианте на поверхность шпона может быть подана клейкая лента, содержащая материал, покрытый или пропитанный клеем. Это обеспечивает возможность подачи клея и материала на поверхность шпона на одном этапе. В альтернативном способе клей наносят на скошенную поверхность кромки листа шпона. Соответствующую скошенную поверхность кромки другого листа шпона прикладывают к нанесенному клею, противоположно скошенной поверхности кромки листа шпона, на которую был нанесен клей. Нанесенный клей может находиться в неклейком состоянии.
Способ на фиг. 1 включает в себя облучение 102 клея. Клей расположен между двумя основами, которые должны быть склеены. Основы могут представлять собой поверхность шпона и (упрочняющий) материал или две скошенные поверхности шпона. Облучение 102 клея может включать в себя облучение клея между основами, которые должны быть склеены. К клею в жидком состоянии может быть приложено давление перед облучением 102 клея. Тепловое облучение может ускорить отверждение клея для образования окончательного клеевого соединения. Тепловое облучение может расплавлять термоплавкий клей до расплавленного состояния. После нагревания до расплавленного состояния термоплавкий клей может быть подвергнут прижатию для распространения клея до зоны склеивания основ. После прижатия термоплавкий клей отверждают путем охлаждения. Облучение 102 может включать в себя тепловое или ультрафиолетовое облучение для инициирования химической реакции. Клеевое соединение может быть обеспечено посредством химического сшивания компонентов клея в ответ на облучение.
Этот способ может включать в себя прижатие клея в направлении основ, когда клей находится в жидком или расплавленном состоянии. Это может быть выполнено до или после облучения 102. В случае реактивного клея в твердой форме, который отверждается облучением, например, посредством инициирования химической реакции, этап прижатия не применяется. Прижатие позволяет более равномерно размазать клей между основами и придавить основы друг к другу на всем протяжении кромок. В случае использования упрочняющего материала зона склеивания соответствует площади поверхности упрочняющего материала. В случае двух скошенный поверхностей листов шпона, прижимаемых друг к другу, зона склеивания соответствует скошенным поверхностям. Клей может отверждаться или застывать во время или после прижатия.
На фиг. 2 показано устройство в соответствии с одним из вариантов осуществления. Обеспечивают клей на поверхности шпона 11, 12. Клей может быть нанесен непосредственно на поверхность шпона 11, 12. Клей может быть с возможностью течения в виде полоски клея на поверхности шпона 11, 12. Упрочняющий материал 10 может быть нанесен на клей, нанесенный на поверхность шпона 11, 12. В альтернативном варианте клей может быть нанесен на поверхность материала 10 или пропитывать материал 10. Клей может быть предусмотрен в качестве клейкой ленты 10 на поверхности шпона 11, 12. Клейкая лента, с материалом или без него, может разматываться с рулона.
Материал, с клеем или без него, направляют к поверхности шпонов 11, 12. Ролик 21 может быть выполнен с возможностью направления клейкой ленты 10 и/или материала к поверхности листов шпона 11, 12. Ролик может называться валиком или катушкой. Листы шпона 11, 12 расположены таким образом, чтобы их кромки располагались рядом друг с другом, чтобы образовывать стыковое соединение. Шпоны 11, 12 расположены таким образом, чтобы перемещаться в направлении станка, как показано стрелкой х. Источник 30 излучения расположен в направлении х станка после ролика 21. Клей подвергают облучению после нанесения клея на поверхность шпона и/или помещения клея между шпоном и материалом. Например, термоплавкий клей может быть направлен к поверхности шпона роликом 21 и помещен между двумя основами, подлежащими склеиванию. Источник 30 излучения выполнен с возможностью расплавления термоплавкого клея под действием теплового излучения. Термоплавкий клей достигает расплавленного состояния после нагревания источником 30 излучения. Прижимной ролик 22 расположен в направлении х станка вслед за источником 30 излучения. После приведения термоплавкого клея в расплавленное состояние при помощи источника 30 излучения прижимной ролик 22 прикладывает давление к расплавленному клею. Давление, приложенное к клею, обладает возможностью прижатия материала 10 к поверхности 11, 12 шпона (шпонов), противоположной материалу 10, и распространения клея по поверхности материала. Прижимной ролик 22 может содержать механизм охлаждения. Прижимной ролик 22 охлаждают, чтобы способствовать охлаждению клея. В качестве альтернативы или дополнения, после прижимного ролика 22 в направлении х станка может быть предусмотрено охлаждающее устройство. При охлаждении термоплавкий клей отверждается, и образуется клеевое соединение. Охлаждение клея обеспечивает возможность быстрого образования прочного твердого клеевого соединения после расплавления клея.
Когда клей в расплавленном или жидком состоянии может быть нанесен на поверхность 11, 12 шпона, ролик 21, расположенный перед источником 30 излучения в направлении х станка, может действовать в качестве прижимного ролика. Ролик 21 обеспечивает давление на клей между основами, которые должны быть склеены. После прижатия и распространения текучего клея до зоны склеивания при помощи ролика 21, источник 30 излучения облучает зону склеивания для активации клея. Источник 30 излучения может излучать тепло, ультрафиолетовое излучение, инфракрасное излучение, свет (видимый) или другое подходящее излучение для активации клея. Клей в жидком состоянии отверждается излучением источника 30 излучения. Например, тепловое излучение может ускорять испарение воды или растворителя клея.
При нанесении твердого клея 10 ролик 21, расположенный перед источником 30 излучения в направлении х станка, может быть исключен, или может направлять материал 10 с клеем или без него к поверхности шпона 11, 12. Источник 30 излучения обеспечивает излучение для активации клея. Активированный клей образует клеевые соединения, например, посредством сшивания. Во время отверждения клея при помощи источника 30 излучения может образовываться тепло. Позади источника 30 излучения в направлении х станка ролик 22 может представлять собой охлаждающий ролик 22. В альтернативном варианте ролик 22 может быть исключен.
На фиг. 3 показано клеевое соединение в соответствии с одним из вариантов осуществления. Клей наносят на скошенную поверхность 301 шпона. Скошенные поверхности 301, 302 кромок шпонов прикрепляют друг к другу при помощи клея. Источник 303 излучения активирует или отверждает клей. Охлаждающее устройство, например, охлаждающий ролик, может быть предусмотрено после источника 303 излучения в направлении х станка. Как и на фиг. 1, прижимной ролик может быть предусмотрен перед и/или после источника 303 излучения в направлении х станка.
Источник излучения выполнен с возможностью активации, например, расплавления, придания тягучести или отверждения, застывания или схватывания клея между основами, которые должны быть склеены друг с другом. Основы, которые должны быть склеены друг с другом, могут содержать две скошенные поверхности кромок листов шпона или плоскую поверхность шпона и материал, который может представлять собой упрочняющий материал. Два соседних шпона, расположенные рядом друг с другом, боковая кромка впритык к боковой кромке, выполнены с возможностью образования стыкового соединения при помощи клея. Клей выполнен с возможностью «сшивания» стыкового соединения соседних поверхностей шпона. Источник излучения выполнен с возможностью облучения клея. Источник излучения может представлять собой лазер, электронный луч, ультрафиолетовый излучатель, инфракрасный излучатель или ультразвуковой излучатель.
Лазерная технология основана на оптическом усилении света по принципу вынужденного электромагнитного излучения. Лазер может использоваться для получения непрерывного или импульсного пучка света. Лазер может обеспечивать энергию и повышать температуру поверхности ленты. Лазер выполнен с возможностью точного регулирования, как по размерам, так и по направлению. Лазер обеспечивает эффективное и регулируемое нагревание для конкретного участка. Пространственная когерентность лазера обеспечивает возможность фокусирования на заданном участке. Лазер обладает высокой временной когерентностью, что позволяет выбирать длину волны для лазера. Выбранная длина волны может содержать узкий спектр, например, единственный цвет. Длина волны может быть выбрана таким образом, чтобы она воздействовала на клей и не оказывала воздействия на склеиваемые основы рядом с клеем. Лазер обеспечивает возможность точного регулирования зоны воздействия, а также мощности и температуры, обеспечиваемых в этой зоне воздействия. Используемую длину волны можно выбрать в соответствии с применением. Излучатель лазера может быть выбран произвольно. Лазер может быть основан на видимом, ультрафиолетовом, инфракрасном или другом электромагнитном излучении любой частоты. Лазер представляет собой техническое устройство, которое может использоваться для нагревания и расплавления термоплавких клеев. УФ-лазер может использоваться для активации или отверждения УФ-отверждаемых клеев, которые содержат УФ-катализатор.
В электронно-лучевой технологии свободными электронами в вакууме манипулируют при помощи электрических и магнитных полей для формирования узкого пучка. Когда электронный пучок направлен с возможностью соударения с твердой основой клейкой ленты, электроны преобразуются в тепловую или кинетическую энергию. Электронно-лучевая технология обеспечивает возможность концентрации энергии в небольшой зоне. Количество энергии и зону воздействия можно точно регулировать. Электронный луч может обеспечивать быстрый рост температуры в заданном месте воздействия. Электронный луч применим для облучения и активации сшивания мономеров. Другие компоненты сшивания не требуются. При этом подходит однокомпонентный клей, и никакой двухкомпонентный клей или дополнительные комплексные катализаторы не требуются для активации электронно-лучевым излучением. Активация может быть очень быстрой. Активация электронным лучом может применяться для реакционно-способного полиуретана (РСП).
Сшитое соединение может быть постоянным и необратимым. Сшитое соединение нельзя вернуть в первоначальное состояние. И наоборот, термоплавкий клей, например, можно расплавлять для придания тягучести и охлаждать для отверждения много раз. Таким образом, термоплавкое клеевое соединение является обратимым.
В инфракрасной (ИК) технологии используют электромагнитное излучение с большими длинами волн по сравнению с длинами волн видимого света, от 700 нм до 1 мм. Инфракрасное излучение может нагревать ленту вместо окружающего воздуха. Инфракрасный нагреватель может заменить контактное нагревание при помощи нагретого ролика, а также конвекцию через нагретый воздух. Это может обеспечить эффективность нагревания. Дополнительная эффективность может быть обеспечена за счет совпадения используемой длины волны инфракрасного нагревателя с абсорбционными характеристиками основы клейкой ленты. В инфракрасной технологии могут применяться диоды, такие как светоизлучающие диоды.
Ультрафиолетовое (УФ) излучение представляет собой электромагнитное излучение с длинами волн от 10 нм до 400 нм. Длинноволновое ультрафиолетовое излучение может использоваться, чтобы вызывать химические реакции. Лазер может испускать ультрафиолетовый свет. Лазер может использоваться для активации УФ-отверждаемых клеев. Определенная величина излучения может отверждать клей или инициировать процесс активации/отверждения клея.
В ультразвуковой технологии используют звуковые волны с частотами от 20 кГц до нескольких гигагерц. Например, ультразвуковая частота с низкоамплитудными колебаниями может использоваться для генерации тепла. Используемая частота может составлять 15-40 Гц. Энергия передается к требуемой зоне при помощи ультразвуковых волн. Создаваемые механические колебания могут вызывать быстрое нагревание поверхности воздействия. Ультразвуковой нагрев применим, например, для клеев, содержащих термопластики. Используемый клей может содержать полиэтилен. Термопластические компоненты могут крепиться к поверхности шпона при помощи соединения методом ультразвуковой сварки. Термопластик может представлять собой часть клея. В альтернативном варианте термопластик может представлять собой одиночную ориентированную пленку, расположенную на поверхности, которая должна быть приклеена. В альтернативном варианте термопластик может представлять собой соэкструдированную пленку. Термопластик может содержать полипропилен или полиэтилен.
Процесс ребросклеивания шпона постоянно прерывается и протекает при помощи периодических импульсов. При перемещении листов шпона в направлении станка соседние листы шпона объединяют при помощи клея. Соответственно, излучение подают во время перемещения листов шпона. При этом определенная мощность требуется в определенной зоне в определенное время. С другой стороны, во время перерыва, когда листы шпона не движутся, излучение не подается и мощность не потребляется. В связи с прерываемым процессом ребросклеивания целесообразно обеспечивать соответствующее излучение (энергию) при соответствующих импульсах. Непрерывного потребления или потери энергии можно избежать, обеспечивая быстро адаптируемое излучение. Источнику излучения может не требоваться время на охлаждение. Это влияет на потребление энергии и техническое обслуживание приборов, блоков и устройства.
Можно обеспечить концентрацию энергии в требуемой зоне активации. Источник энергии может быть мощным. Облучение клея, например, преобразование излучаемой энергии в тепловую энергию, может быть быстрым. Это обеспечивает быстрое действие облучения, или по существу небольшое количество времени, используемого для нагрева или активации, по сравнению с нагревом клейкой ленты при помощи нагретого ролика или нагретой трубки, например. Поступающая энергия может фокусироваться в определенной зоне. Для фокусировки энергии в определенной зоне можно использовать оптические устройства, направляющие зеркала или другие подходящие средства. Например, в случае лазера, энергия концентрированного света может быть направлена к требуемой зоне, которая может соответствовать ширине (упрочняющего) материала при определенной длине материала. Нагревания окружающего воздуха или применения других методов и средств можно избежать. Энергия, обеспечиваемая излучением, не требует физического контакта с поверхностью воздействия, принимающей это излучение.
На фиг. 4 показана лента на поверхности шпона в соответствии с одним из вариантов осуществления. Клейкая лента 401 содержит материал 402 основы, пропитанный реактивным клеем 403а. Источник 405 излучения выполнен с возможностью облучения реактивного клея 403а рядом с поверхностью шпона 404. Клей 403а может представлять собой термоплавкий клей, который нагревают до температуры, превышающей точку размягчения, при помощи источника 405 излучения. После облучения клей 403b расплавляется или находится в жидкой форме, как показано на фиг. 4. Это позволяет клею 403b течь к листу шпона 404 вдоль профиля поверхности листа. В случае небольших отклонений профиля клей 403b в текучей, жидкой форме достигает участка поверхности шпона 404, обращенного к клейкой ленте 401. Текущий клей достигает также небольших отклонений поверхности шпона, таких как щели или канавки. Это позволяет образовать надежное непрерывное соединение вдоль зоны клейкой ленты 401. Кроме того, любой чрезмерно растекающийся клей выполнен с возможностью оставаться между листом шпона 404 и клейкой лентой 401, вместо того, чтобы падать каплями или течь к окружающим зонам и, тем самым, распространяться на нежелательные места в окружающей среде и/или отсутствовать в образованном клеевом соединении. В случае, когда клейкую ленту нагревают перед помещением на поверхность шпона, задержка между нагреванием и прижатием может привести к образованию неприкрепленных участков между основой ленты и шпоном. На фиг. 4 давление прикладывают сразу после облучения клея. Источник 405 излучения и прижимной узел 406 расположены последовательно, без каких-либо компонентов между ними. Это позволяет свести к минимуму расстояние между источником 405 излучения и прижимным узлом 406. Таким образом, корректировку и регулирование облучения клея в связи с расстоянием и вызываемые этим эффекты можно минимизировать или исключить. Прижимной узел 406 выполнен с возможностью прижатия клейкой ленты 401 к шпону 404. Под действием прижимающего давления клейкая лента 401 следует форме поверхности шпона 404. Таким образом, клейкую ленту 401 прикрепляют к поверхности 404, даже если поверхность имеет неровную форму. Прижимной узел 406 может содержать охлаждающее устройство или механизм. Это обеспечивает возможность регулируемого охлаждения клея 403b. Это может ускорять отверждение клея и/или обеспечивает возможность быстрого образования прочного твердого клеевого соединения после активации/расплавления клея. Кроме того, охлаждение может обеспечить возможность выполнения манипуляций со склеенным шпоном вследствие отсутствия горячих зон и/или благодаря прочному соединению.
После нагревания клея прикладывают давление при помощи прижимного узла. Прижимной узел может представлять собой прижимной ролик, валик, катушку, сдавливающее приспособление или пластину, например. Пример прижимного узла показан на фиг. 4. В альтернативном варианте ролики могут быть расположены напротив друг друга для образования сдавливающего приспособления. Сдавливающее приспособление или пластина могут использоваться для прижатия поверхностей, находящихся рядом с клеем, друг к другу. Сдавливающее приспособление или пластина могут использоваться для прижатия клейкой ленты к поверхности шпона. Давление может прикладываться сверху, прижимным узлом, к поверхностям шпона или к опоре поверхностей шпона. В качестве альтернативы или дополнения, давление может прикладываться снизу, в направлении прижимного узла, через поверхности шпона или опору. Клей расположен с возможностью прижатия на поверхности шпона. Клей выполнен с возможностью проникновения, в ответ на прижатие, к микроскопическим отклонениям волокон древесины поверхности шпона и следования макроскопической, волнообразной форме поверхности шпона.
После того, как клей подвергся воздействию излучения и был равномерно и плотно прижат между основой ленты и соответствующей поверхностью шпона, может быть приведено в действие охлаждающее устройство. Охлаждение может обеспечить возможность возвращения (термоплавкого) клея в неактивное состояние, или ускорить охлаждение нагретого клея или тепла, образующегося в ходе этого процесса. Клей может затвердевать. Охлаждающее устройство может содержать охлаждающий ролик. Охлаждающее устройство может применяться после прижимного узла в направлении перемещения листов шпона. Охлаждающее устройство может составлять одно целое с прижимным роликом.
После облучения и обеспечения возможного давления (прижатия) клей может остывать сам. Это применимо для некоторых решений. Однако охлаждение может ускорить отверждение клея. Если охлаждение происходит медленно, клеевое соединение остается слабым, и материал может быть отделен от поверхности шпона. При охлаждении расплавленный термоплавкий клей отверждается и обеспечивает возможность образования твердого клеевого соединения. Клей можно нагревать для нагревания, расплавления и отверждения клея. Тепло может образовываться во время облучения и/или прижатия. Охлаждение клея может обеспечивать возможность образования прочного клеевого соединения и безопасных, без ожогов, манипуляций со склеенным продуктом. Прижимной ролик, содержащий охлаждающее устройство, обеспечивает возможность распространения клея по активной зоне и к маленьким отклонениям поверхности вследствие прижатия. В то же время, благодаря охлаждению схватывается клей или ускоряется отверждение. Термоплавкий клей охлаждают с целью отверждения клея и образования прочного соединения. РСП сшивают при помощи влажной среды и инициируют процесс при помощи тепла. В некоторых случаях активацию клея инициируют при помощи источника излучения, при это реакция продолжается после инициирования. В этом случае, например, прижимной ролик может применяться в направлении станка после источника излучения. В некоторых случаях клей активируют во время облучения. Поскольку возможно образование тепла, ролик, расположенный позади источника излучения в направлении станка, может использоваться для охлаждения клея. Это позволяет сокращать время между облучением клея и выполнением манипуляций со склеенными основами.
В известном решении нагретую трубку или нагретый ролик используют для нагревания клея ленты, прежде чем лента будет направлена к поверхности шпона и прижата. Эти решения зависят от нагревателя, особенно от длины трубки или радиуса ролика, скорости ленты относительно трубки или ролика и времени нагрева, т.е времени прохождения нагретой трубки или времени контакта ленты с роликом. В дополнение к этому, ленту, выходящую из нагревателя в активированном состоянии (т.е. клей находится в расплавленном или текучем состоянии), поворачивают и направляют к поверхности шпона. Данный этап может приводить к падению капель клея на нагретую трубку или возле трубки или ролика. Это, в свою очередь, вызывает дополнительную необходимость в техническом обслуживании. По сравнению с известным решением источник излучения в соответствии с вариантами настоящего изобретения позволяет избегать расплывания, или перекрытия, или падения капель клея в нежелательных местах или на нежелательных этапах, между облучением клея и его прижатием или охлаждением. Поворачивания ленты после облучения клея не происходит.
Следует учитывать задержку или расстояние между источником излучения и прижимным устройством. В известных решениях нагретую ленту направляют к поверхности шпона через воздушную среду. В связи с временем, проходящим после нагревания и перемещения нагретой клейкой ленты, клей остывает. Охлаждение учитывают на этапе нагрева таким образом, что клейкую ленту перегревают в нагревателе, чтобы получить требуемые текучие свойства клея на поверхности шпона и во время прижатия. Избыточный нагрев может вызвать чрезмерное растекание клея. Кроме того, если перегретый клей используют для прикрепления ленты к поверхности шпона, основа и клей стремятся отделиться друг от друга. Источник излучения согласно вариантам осуществления обеспечивает эффективное облучение, нагревание и/или отверждение и использование энергии. Нагревание можно регулировать таким образом, чтобы температура клея превысила точку размягчения, при этом он переходит в клейкое состояние. Регулирование является точным и учитывает нагретую зону и ее температуру. Хотя клейкая лента перемещается вместе с листами шпона на поверхности шпона, контакт клея с воздухом предотвращается. Таким образом, нерегулируемое охлаждение сводится к минимуму. Расстояние между источником излучения и прижимным узлом также сводится к минимуму. Этапы поворота или направления ленты между этими двумя компонентами отсутствуют. Это обеспечивает возможность регулирования температуры клея на источнике излучения и на этапе прижатия.
На фиг. 5а показан источник излучения в соответствии с одним из вариантов осуществления. Например, термоплавкий клей может быть расплавлен при помощи источника 505 излучения. Источник 505 излучения расположен рядом с роликом 506 для прижатия и/или охлаждения. Расплавленный термоплавкий клей выполнен с возможностью прижатия и охлаждения при помощи ролика 506 сразу после нагревания источником 505 излучения. Расстояние D между источником 505 излучения и прижимным и/или охлаждающим устройством 506 уменьшено. Это оказывает воздействие, обеспечивая возможность прижатия клей в расплавленном состоянии. Кроме того, не требуется дополнительное нагревание или перегревание клея, поскольку полученный расплавленный тягучий клей прижимают сразу после нагревания. Разматывание клейкой ленты с рулона и/или ребросклеивающего станка и/или линии ребросклеивания может подвергать клей механическому напряжению и/или отделять его от основ(ы). Таким образом, короткое время придания тягучести и быстрое отверждение может влиять на обеспечение прочного соединения.
На фиг. 5b показан источник излучения в соответствии с одним из вариантов осуществления. Прижимной узел 506 расположен перед источником 505 излучения. Его можно применять к клею в жидкой форме, который можно прижимать для распространения по поверхности перед активацией. Источник 505 излучения может инициировать активацию, которая может после этого продолжаться. Источник 505 излучения может отверждать клей, например, воздействием тепла. Охлаждающее устройство может быть расположено после источника излучения. Прижимной узел 506 расположен рядом с источником 505 излучения. Расстояние между прижимным узлом 506 и источником 505 излучения уменьшено. Облучение сразу после прижатия оказывает воздействие, позволяющее сохранять контакт между основами через прижатый клей и/или предотвращать отделение прижатых основ, материла и/или клея от поверхности шпона. Прижатие обеспечивает возможность распространения клея к нужным местам на поверхности шпона. Облучение и отверждение сразу после этого обеспечивают возможность образования требуемого прочного клеевого соединения при сведении к минимуму прерываний процесса, если последние вообще имеют место.
На фиг. 5а и 5b расстояние D между прижимным узлом 506 и источником 505 излучения уменьшено. В дополнение к тому, что прижимной узел 506 и источник 505 излучения помещены рядом друг за другом, расстояние D между ними уменьшено. Возможность этого обеспечена тем, что источник излучения представляет собой излучатель. Излучатель позволяет направлять и фокусировать излучение на требуемой зоне воздействия. Диаметр ролика прижимного узла 506 не накладывает ограничения, как в случае ранее использовавшихся нагревателей/активаторов в форме трубке или ролика. Источник 505 излучения позволяет обеспечивать зону воздействия очень близко к зоне воздействия сдавливания или прижима. Источник 505 излучения может быть направлен таким образом, чтобы испускать излучение к зоне воздействия сдавливания или прижима. Расстояние D между зоной воздействия источника излучения и зоной воздействия прижимного узла может быть меньше, чем радиус прижимного ролика. Расстояние D может быть порядка нескольких миллиметров. Например, расстояние D может составлять 5-500 мм, предпочтительно 5-250 мм, более предпочтительно 5-50 мм.
Нагревание ленты при помощи излучения может точно регулироваться по размерам и направлению. Это обеспечивает эффективное нагревание, направленное на клей, вместо нагревания клея при помощи других деталей за счет теплопроводности или конвекции. Регулирование нагрева с учетом величины и корректировки оказывает воздействие, позволяющее поддерживать требуемую температуру клея на следующем этапе прижатия. Это позволяет обеспечивать клей в клейком состоянии для этапа прижатия. Это оказывает воздействие на склеенные основы и клей, позволяя сохранять целостность конструкции вместо отделения их друг от друга вследствие слишком высокой температуры. Например, материал ленты не отделяется от поверхности шпона или клея. Это обеспечивает образование прочного соединения. Прочность соединения (склеивания) зависит от распространения клея по участку поверхности клейкой ленты. Кроме того, это обеспечивает прикрепление ленты к возможным участкам отклонения шпона, которые отличаются по размерам или форме от ровной, плоской поверхности.
Клей может находиться в твердой форме и неактивном состоянии при нанесении на поверхность шпона. Клей может находиться в клейком состоянии в течение короткого времени. Длина между источником излучения и прижимным устройством сокращена. Дополнительные этапы, такие как поворот, между источником излучения и прижимным устройством исключаются. Давление прикладывают к расплавленному клею вскоре после облучения. Это обеспечивает пребывание клея в тягучем, расплавленном состоянии во время приложения давления. Это, в свою очередь, обеспечивает распространение клея по участку ленты между поверхностью ленты и поверхностью шпона. Это позволяет обеспечить прочность склеивания, пропорциональную площади клейкой ленты и площади клея на поверхности ленты.
Источник излучения выполнен с возможностью активации, например, нагрева или отверждения, клейкой ленты, которая расположена рядом с поверхностью шпона. Это оказывает воздействие, позволяя избежать чрезмерного растекания клея до нанесения на поверхность шпона. Кроме того, это оказывает воздействие, позволяя избежать образования капель клея на нежелательных местах или этапах. Клей облучают, чтобы он стал жидким и тягучим между основой пленки и поверхностью шпона. Таким образом, удается избежать образования капель клея возле источника излучения.
Источник излучения обеспечивает возможность эффективного облучения определенного участка ленты. Регулируемый источник излучения обеспечивает возможность адаптации к другим параметрам процесса. Например, если процесс остановлен, нагревание или облучение также могут быть остановлены. К задержкам технологического процесса или изменениям скорости легко адаптироваться за счет регулирования источника излучения и быстрого отклика. Оптимальное излучение обеспечивает эффективное использование энергии. Кроме того, клейкое состояние достигается быстро, без задержки, благодаря короткому времени активации.
Аспект изобретения включает в себя способ активации клея для ребросклеивания листов шпона, включающий в себя обеспечение присутствия клея на поверхности шпона и облучение клея на поверхности шпона. Способ может включать в себя обеспечение упрочняющего материала на клее; или обеспечение клейкой ленты на поверхности шпона, причем клейкая лента содержит клей, покрытый упрочняющим материалом или пропитывающим его. Способ может включать в себя облучение клея между поверхностью шпона и упрочняющим материалом. Способ может включать в себя обеспечение присутствия клея на поверхностях двух соседних листов шпона перпендикулярно поперек кромок стыкового соединения двух соседних листов шпона. Способ может включать в себя обеспечение присутствия клея на скошенной поверхности кромки листа шпона и обеспечение присутствия скошенной поверхности кромки другого листа шпона на клее.
Способ может включать в себя облучение клея при помощи одного из лазерного, инфракрасного, ультрафиолетового, ультразвукового излучения или электронного луча. Способ может включать в себя облучение клея для нагревания или отверждения клея. Способ может включать в себя облучение клея с возможностью расплавления термоплавкого клея, дополнительно включая в себя этапы прижатия и охлаждения термоплавкого клея после расплавления. Способ может включать в себя облучение клея с возможностью инициирования сшивания клея. Способ может включать в себя облучение клея с возможностью нагревания клея с целью высушивания клея.
Способ может включать в себя прижатие клея к поверхности шпона до и/или после облучения. Способ может предусматривать расстояние между облучением и прижатием, составляющее 5-500 мм, предпочтительно 5-250 мм, более предпочтительно 5-50 мм. Способ может включать в себя охлаждение облученного клея во время или после прижатия.
Аспект изобретения включает в себя устройство для активации клея для ребросклеивания шпона, содержащее клей, обеспечиваемый на поверхности шпона, и источник излучения, выполненный с возможностью облучения клея на поверхности шпона.
Устройство может содержать ролик, выполненный с возможностью направления упрочняющего материала на клее, обеспечиваемом на поверхности шпона; или ролик, выполненный с возможностью направления клейкой ленты на поверхности шпона, причем клейкая лента содержит клей, покрытый упрочняющим материалом или пропитывающим его. Устройство может содержать клей, обеспеченный на скошенной поверхности кромки листа шпона, и скошенную поверхность кромки другого листа шпона, обеспеченную на клее.
Устройство может содержать источник излучения, включая источник энергии на основе лазерного излучения, электронного луча, инфракрасного, ультрафиолетового или ультразвукового излучения. Устройство может содержать источник излучения, выполненный с возможностью нагревания, высушивания или отверждения клея. Устройство может содержать источник излучения, выполненный с возможностью расплавления термоплавкого клея, и, кроме того, содержит прижимной узел, выполненный с возможностью распространения расплавленного термоплавкого клея, и охлаждающее устройство, выполненное с возможностью отверждения термоплавкого клея; причем, опционально, прижимной узел и охлаждающее устройство могут быть объединены в единый блок.
Устройство может содержать прижимной узел, выполненный с возможностью прижатия клея к поверхности шпона перед и/или после источника излучения. Устройство может предусматривать расстояние между зоной воздействия прижимного узла на поверхности листа шпона и зоной воздействия источника излучения на поверхности листа шпона, составляющее 5-500 мм, предпочтительно 5-250 мм, более предпочтительно 5-50 мм. Устройство может содержать охлаждающее устройство, расположенное позади источника излучения, причем охлаждающее устройство может составлять одно целое с прижимным узлом или располагаться позади прижимного узла.
1. Способ активации клея для ребросклеивания листов шпона при изготовлении шпона большей площади, содержащий:
обеспечение термоплавкого клея на поверхности шпона и упрочняющего материала на термоплавком клее,
и облучение термоплавкого клея между поверхностью шпона и упрочняющим материалом при помощи источника излучения, содержащего источник энергии на основе лазера, причем упрочняющий материал наклеивают перпендикулярно поперек соседних кромок стыкового соединения листов шпона с обеспечением скрепления листов шпона в непрерывный шпон.
2. Способ по п. 1, содержащий:
обеспечение термоплавкого клея на поверхностях двух соседних шпонов перпендикулярно поперек кромок стыкового соединения двух соседних шпонов.
3. Способ по любому из предшествующих пунктов, содержащий:
облучение термоплавкого клея для нагревания клея,
и/или облучение термоплавкого клея с возможностью расплавления клея, дополнительно содержащее прижатие и охлаждение термоплавкого клея после расплавления.
4. Способ по любому из предшествующих пунктов, содержащий:
прижатие термоплавкого клея к поверхности шпона после облучения;
и/или охлаждение облученного термоплавкого клея во время или после прижатия.
5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором излучение содержит длину волны, которую выбирают таким образом, чтобы она воздействовала на термоплавкий клей и не оказывала воздействия на склеиваемые основы рядом с термоплавким клеем.
6. Устройство для активации клея для ребросклеивания листов шпона при изготовлении шпона большей площади, содержащее:
термоплавкий клей и упрочняющий материал, обеспечиваемые на поверхности шпона,
и источник излучения, выполненный с возможностью облучения термоплавкого клея между поверхностью шпона и упрочняющим материалом, причем источник излучения содержит источник энергии на основе лазера,
при этом устройство выполнено с возможностью наклеивания упрочняющего материала перпендикулярно поперек соседних кромок стыкового соединения листов шпона с обеспечением скрепления листов шпона в непрерывный шпон.
7. Устройство по п. 6, содержащее:
ролик, выполненный с возможностью направления упрочняющего материала на термоплавком клее, обеспеченном на поверхности шпона;
или ролик, выполненный с возможностью направления клейкой ленты на поверхности шпона, причем клейкая лента содержит термоплавкий клей, покрытый упрочняющим материалом или пропитывающий его.
8. Устройство по п. 6 или 7, в котором
источник излучения выполнен с возможностью нагревания термоплавкого клея,
и/или источник излучения выполнен с возможностью расплавления термоплавкого клея, дополнительно содержащее прижимной узел, выполненный с возможностью распространения расплавленного термоплавкого клея, и охлаждающее устройство, выполненное с возможностью отверждения термоплавкого клея.
9. Устройство по п. 8, в котором прижимной узел и охлаждающее устройство объединены в единый блок.
10. Устройство по любому из пп. 6-9, содержащее
прижимной узел, выполненный с возможностью прижатия термоплавкого клея к поверхности шпона позади источника излучения;
и/или охлаждающее устройство, расположенное позади источника излучения, причем охлаждающее устройство может составлять одно целое с прижимным узлом или располагаться позади прижимного узла.
11. Устройство по любому из пп. 6-10, в котором расстояние между зоной воздействия прижимного узла на поверхности шпона и зоной воздействия источника излучения на поверхности шпона составляет 5-500 мм, предпочтительно 5-250 мм, более предпочтительно 5-50 мм.
12. Устройство по любому из пп. 6-11, в котором излучение содержит длину волны, которую выбирают таким образом, чтобы она воздействовала на термоплавкий клей и не оказывала воздействия на склеиваемые основы рядом с термоплавким клеем.
