Die räumliche Anpassung bei der Verleimung von hochpolymeren Stoffen, insbesondere von Holzspangemischen

Zusammenfassung

Es wurden Verleimungsversuche mit einzelnen Tropfen durchgeführt. Zur Prüfung der Festigkeit solcher Verleimungen wurde eine Mikrozerreißmaschine entwickelt. Die Versuche zeigten, daß die Tropfendurchmesser größer sein müssen als der Wert der Rauhigkeit der zu verleimenden Oberflächen beträgt, damit sich eine Leimfuge ausbilden kann. Bei Tropfen kleineren Durchmessers, die noch eine Verleimung bewirkten, trat häufig Leimbruch auf, was auf Trockenspannungen zurückgeführt wurde. die Tropfen müssen der Rauhigkeit der zu verleimenden Oberflächen in der Weise angepaßt sein, daß sie die beim Zusammenfügen entstehenden Hohlräume möglichst gut ausfüllen. In diesem Zusammenhang ist die Größe der von einem Zerstäuber hergestellten Leimtropfen wichtig. Es wurden deshalb Häufigkeitskurven für Tropfendurchmesser und Tropfenvolumen bei pneumatischer und hydraulischer Zerstäubung aufgestellt. Bei Druckluftzerstäubung entstehen zu viele kleine Tropfen, die nach den vorhergehenden Versuchsergebnissen wenig zur Verleimung beitragen. Auf die Beleimung von Spangemischen hat aber nicht nur die Leimzerstäubung, sondern auch das Mischen der Späne mit dem vernebelten Leim großen Einfluß. Das Verhalten des Spangutes im Mischer während des Betriebes wurde deshalb untersucht. Es zeigte sich, daß die Späne einen anderen Weg im Mischraum nehmen als das sog. Feingut. Dieses Feingut beschreibt eine Bahn, welche die Partikel mindestens doppelt so oft durch den Zerstäubungsstrahl führt wie die Späne. Um die Leimverteilung an der fertigen Platte untersuchen zu können, wurden Platten mit angefärbtem Leim hergestellt. Durch ein photographisches Verfahren konnten an gebrochenen Querzugproben der Anteil des Holzbruches, des Leimbruches und die Bindemittelverteilung in der Fuge festgestellt werden. Etwa 12% der Bruchfläche zeigen Holzbruch, 9% Leimbruch. Die Leimfuge ist nicht geschlossen, sondern der Leim ist fleckenförmig verteilt. Die Untersuchung der Adhäsion an Holz führte zu der Theorie der sterischen Adhäsion, die auch auf andere hochpolymere Stoffe anwendbar ist. Die sterische Adhäsion setzt keinerlei intermolekulare oder atomare Anziehungskräfte zwischen den Adhärenden voraus, sondern beruht darauf, daß die Moleküle des Klebers so geformt sind, daß sie teilweise von den Molekülen des Packstoffes nach Quellungs- und Diffusionsvorgängen umschlossen werden können, wodurch die eingeschlossenen Molekülsegmente fest in den Einschlußhohlräumen verankert sind. Anwendungsbeispiele zu dieser Theorie werden erörtert.

Summary

Gluing tests with individual drops were carried out. For the investigation of the strength of such glue-bonds, a micro tensile-testing machine was developed. The tests showed that the diameters of the drops have to be larger than the roughness value of the surface to be glued for a glue-joint to be formed. With drops of smaller diameters frequently glue ruptures occurred which were attributed to drying-tensions. The drops have to be adapted to the surface roughness in a way that they fill the cavities when the surfaces are joined together. In this connection, the size of the glue drops produced by a sprayer is of importance. Therefore, frequency curves for drop diameter and drop volume with pneumatic and hydraulic spraying were established. With compressed-air spraying, too many little drops occur which, due to the previous test results, contribute little to the gluing. On the gluing of chips, however, not only the glue spraying, but also mixing the chips with the atomized glue bears considerable effect. The behaviour of the chips in the mixer was, therefore, investigated during operation. It appeared that in the chamber of the mixer, the chips move differently from the socalled fines. These fines take a course leading them twice as often through the spraying-jet as the chips. To be able to examine the glue spread on the finished board, same were prepared with coloured glue. Through a photographic procedure, the proportion of wood rupture, of glue rupture and the spreading of the adhesive in the glue-line could be stated on samples broken perpendicular to the surface of a board. Some 12% of the fractured surface show wood rupture, 9% glue rupture. The gluejoint ist not closed, but the glue is distributed in the form of spots. The investigation of adhesion on wood led to the theory of steric adhesion which is also applicable to other highly polymeric materials. Steric adhesion presupposes no intermolecular or atomic adhesive forces at all between the adherends, but is based on the fact that the molecules of the adhesive are thus formed that after swelling and diffusion processes, they can partly be enclosed by the molecules of the packing-material. So the enclosed molecular segments are firmly stayed in the closedup cavities. Examples of application for this theory are being discussed.