Wskaż Lidera Polskiej Chemii













Logo Chemical Online

Kleje termoplastyczne do drewna do połączeń niekonstrukcyjnych

08.01.2008 18:54:06

Klejem termoplastycznym nazywany jest klej, którego składnikiem wiążącym jest termoplastyczna żywica lub dyspersja/emulsja polimerów, które wraz ze wzrostem temperatury miękną (stają się plastyczne), a ze spadkiem temperatury twardnieją. Kleje termoplastyczne do łączenia drewna wykorzystywane są do klejenia schodów, mebli, parkietów, boazerii, stolarki okiennej i drzwiowej oraz innych elementów niekonstrukcyjnych wykonanych z drewna lub materiałów drewnopochodnych.

Kleje termoplastyczne do drewna są definiowane są w normie PN-EN 923:2000 jako „klej, którego składnikiem jest żywica termoplastyczna i który został opracowany do klejenia drewna”. Normę klasyfikacyjną dla klejów termoplastycznych do drewna do połączeń niekonstrukcyjnych stanowi norma PN-EN 204:2002, która określa klasy trwałości spoin klejowych według podanych w dalszej części schematów.
Trwałość spoin
według PN-EN 204:2002
Klasy trwałości spoin klejowych określane są zapisem literowo-liczbowym w postaci na przykład D1, a więc złożonego z litery „D” oraz cyfr od 1 do 4. Norma PN-EN 204:2002 klasyfikuje kleje w czterech klasach opisanych jako D1, D2, D3 i D4. Kleje określone klasą D1 stosowane są wewnątrz budynków, do klejenia drewna, którego wilgotność nie przekracza 15%. Kleje D2 stosowane są wewnątrz budynków, spoiny klejowe mogą być narażone na sporadyczne, krótkotrwałe działanie ściekającej wilgoci lub wody kondensacyjnej i/lub działanie wysokiej wilgotności, przy założeniu, że wilgotność względna drewna jest wyższa niż 18%. Kleje klasy D3 to bardzo popularne kleje określane w handlu jako „wodoodporne”. Należy tutaj jednak zauważyć, iż klasa D3 nie określa klejów w pełni wodoodpornych, lecz kleje, których spoiny klejowe eksploatowane wewnątrz są narażone na częste lecz krótkotrwałe działanie ściekającej wody kondensacyjnej lub wilgoci i/lub długotrwałe działanie wysokiej wilgotności. Kleje klasy D3 mogą być również stosowane na zewnątrz budynków, jednakże nie mogą być narażone na działanie czynników atmosferycznych. Ostatnią klasą określoną w normie PN-EN 204:2002 jako D4 są kleje powszechnie uznawane za te, które tworzą w pełni wodoodporne spoiny o najwyżej wytrzymałości. Norma dopuszcza ich stosowanie w pomieszczeniach wewnętrznych, gdzie spoina będzie narażona na częste i długotrwałe działanie wody ściekającej lub kondensacyjnej. Kleje D4 na zewnątrz mogą być stosowane, mogą również być narażone na działanie czynników atmosferycznych, jednakże pod warunkiem pokrycia spoiny klejowej odpowiednią powłoką ochronną.
Opisane powyżej klasy określone są normą PN-EN 204:2002 i dotyczą zastosowań klejów spełniających wymagania poszczególnych klas trwałości i dopuszczają ich stosowanie w podanych przykładowych warunkach.

Po uświadomieniu użytkowników klejów do drewna o tych wymaganiach często można się spotkać z reakcją z ich strony w postaci zdziwienia, zaskoczenia, a czasem nawet oburzenia. Co wywołuje takie reakcje? Najczęściej pada odpowiedź, iż powoduje to brak informacji ze strony producenta kleju na przykład o konieczności zastosowania powłoki ochronnej na spoinie klejowej klasy D4. Równie wielkie zdziwienie można spotkać przy stwierdzeniu, że kleje D3 nie powinny być stosowane na zewnątrz jeżeli są bezpośrednio narażone na działanie czynników atmosferycznych. Producenci klejów na opakowaniach podają informację typu „Klej wodoodporny klasy D3, do stosowania wewnątrz i na zewnątrz”. Nie są podawane informacje o tym, iż klej nie powinien być narażony na bezpośrednie działanie np. deszczu. W normie PN-EN 204:2002 co prawda określono wymagania dotyczące wytrzymałości spoin klejowych po działaniu wody, jednakże brak jest na przykład określania odporności kleju, a konkretniej spoiny klejowej na działanie światła, co również stanowi czynnik atmosferyczny.

Klasyfikacja klejów
Szeregowanie klejów w poszczególnych klasach, zgodnie z PN-EN 204:2002, dokonuje się badając je według metodyki badawczej określonej w tej normie, oceniając odporność spoiny klejowej na ścinanie kondycjonowanej w różnych warunkach. Badanie ścinania spoiny klejowej prowadzi się według normy PN-EN 205 wydanej w 1994, 2004 i 2005 roku. W dalszej części artykułu opisano metodykę badawczą oraz cykle badania i kondycjonowania stosowane do oceny poszczególnych klas odporności i trwałości spoin. Spoiny bada się wspomnianą metodą oceny odporności na ścinanie połączenia klejonego na próbkach drewnianych łączonych badanym klejem zakładkowo. Badanie prowadzi się po kondycjonowaniu spoiny klejowej w warunkach normalnych oraz po kondycjonowaniu według określonych dla danych klas cykli kondycjonowania. Warunki normalne określone w PN-EN 204:2002 to klimat kontrolny, w którym panuje
a. temperatura (20±2)°C i wilgotność względna powietrza (65±5)% lub
b. temperatura (23±2)°C i wilgotność względna powietrza (50±5)%.

Należy tutaj zauważyć, że podane dane klimatyzacji próbek w warunkach normalnych dotyczą dwóch różnych zakresów temperatury i wilgotności (a i b). Dla przykładu można określić iż norma dopuszcza zbyt duże różnice, bo na przykład między temperaturą minimalną z kategorii określonej w punkcie a wynika, iż próbki mogą być kondycjonowane w min. 18°C, a z kategorii b z kolei, maksymalną temperaturą kondycjonowania w warunkach normalnych jest 25°C. Różnica daje nam wynik 7°C jeżeli chodzi o temperaturę oraz poprzez podobną analizę, różnicę 25% w zakresie wilgotności. Należy zauważyć i tutaj uwaga do normalizacyjnej komisji problemowej nr 184 do spraw klejów, że ten sam klej może różnie zachowywać się w tak dużych różniących się od siebie warunkach klimatyzowania oraz może różnie osiągać stopień utwardzenia spoiny, co się wiąże z jej właściwościami. Według nas, warunki klimatyzacji należy bezwzględnie uściślić i zastosować na przykład kondycjonowanie w warunkach określonych w punkcie b, a więc temperatura (23±2)°C i wilgotność względna powietrza (50±5)%, gdyż te warunki są najbardziej zbliżone do warunków panujących na przykład w pomieszczeniach wewnątrz budynków, na przykład w mieszkaniach, gdzie kleje mogą być stosowane do łączenia boazerii, schodów, itp.
SPEKTROCHEM badając kleje zaleca również stosowanie dodatkowej klimatyzacji w warunkach wilgotności w zakresie (80±5)% i w temperaturze (23±2)°C, jako dodatkowego klimatyzowania próbek w celu stwierdzenia przydatności kleju do nanoszenia i schnięcia w warunkach wyższej wilgotności. Próbki wówczas są kondycjonowane w komorze klimatycznej przez ustalony czas i poddawane ocenie w odniesieniu do próbek schnących i nakładanych w warunkach: temperatura (23±2)°C i wilgotność względna powietrza (50±5)%.

Badania i wymagania
Norma PN-EN 204:2002 określa wymagania przedstawione w tabeli dla poszczególnych klas trwałości klejów. Wymagania te określają wartości odporności na ścinanie spoin klejowych kondycjonowanych w różnych warunkach. Dla klejów klasy D1 wykonuje się badanie ścinania połączenia klejowego po kondycjonowaniu w warunkach normalnych w okresie 7 dni. Dla klejów D2 badanie wykonuje się po kondycjonowaniu według cyklu: 7 dni kondycjonowania w warunkach normalnych, 3h zanurzenia w wodzie o temperaturze (20±5)°C i ponowne kondycjonowanie w warunkach normalnych w okresie 7 dni. Kleje D3 bada się po kondycjonowaniu w okresie 7 dni w warunkach normalnych, po kondycjonowaniu według cyklu: 7 dni w warunkach normalnych, 4 dni w wodzie o temperaturze (20±5)°C oraz po kondycjonowaniu 7 dni w warunkach znormalizowanych, 4 dni w wodzie o temperaturze (20±5)°C oraz ponowne kondycjonowanie przez 7 dni w warunkach normalnych. Kleje klasy D4 kondycjonuje się przez 7 dni w warunkach normalnych oraz według cyklu: 7 dni w warunkach normalnych, 4 dni w wodzie o temperaturze (20±5)°C i według cyklu: 7 dni w warunkach normalnych, 6 h w wodzie wrzącej i 2 h w wodzie 7 dni w warunkach normalnych, 4 dni w wodzie o temperaturze (20±5)°C.

Określone w normie warunki normalne dotyczą dwóch różnych, w wartościach skrajnych rozbieżnych warunków klimatyzowania, co opisano wcześniej. Badając kleje w naszym ośrodku prowadzimy również ocenę odporności spoin klejowych według własnych metod badawczych, po określonych i usystematyzowanych cyklach kondycjonowania m.in. w warunkach nasycania parą wodną spoiny klejowej wraz z łączonymi elementami, kondycjonowania nie tylko w zanurzeniu w wodzie, jak określono w PN-EN 204:2002, lecz również w warunkach wysokiej wilgotności na poziomie (85±5)% i wyższej. Stosowana przez nas metodyka badawcza jak również wprowadzenie dodatkowej klasyfikacji pozwala na pełniejszą ocenę wytrzymałości klejów na warunki wilgotnościowe. Wprowadziliśmy również do wymagań badanie dla poszczególnych klas odporności spoiny klejowej na działanie światła. Spoiny klejowe ulegają starzeniu pod wpływem światła, przez co tracą swoją wytrzymałość. Stosując nasze metody badawcze można określić, czy i w jakim stopniu badany klej może być narażony na działanie światła. Badania wykonujemy przez oznaczenie wytrzymałości spoiny klejowej przed i po działaniu cykli starzeniowych z zastosowaniem lamp o odpowiedniej mocy i napromieniowaniu. W roku 2007 zostanie opracowana przez nas kolejna metoda badawcza MBAP (Metoda Badawcza Artura Pałasza), dotycząca wymagań dla klejów termoplastycznych do połączeń niekonstrukcyjnych elementów drewnianych.

Zapraszamy producentów oraz dystrybutorów klejów do sprawdzania własności swoich wyrobów w oparciu o rozszerzone metodyki badawcze MBAP. Na przebadane partie można otrzymać atest, który stanowi deklarację zgodności z odpowiednim MBAP. 

Autor reprezentuje Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Farb, Klejów i Polimerów SPEKTROCHEM
European Coatings and Polymers Centre, spektrochem@spektrochem.pl 
drukuj ten artykuł drukuj ten artykuł  |   poleć artykuł znajomemu poleć artykuł znajomemu
Najświeższe informacje w kanale RSS Najświeższe informacje w kanale RSS (jak używać)