W dzisiejszym artykule, przede wszystkim zwrócimy uwagę na ciśnienie prasownia, które ma znaczny wpływ na wytrzymałość wiązania oraz na zmianę wytrzymałości na skutek podgrzewania i chłodzenia. Naszą uwagę skupiliśmy na kleju Titebond II Premium. W celu dokonania profesjonalnej oceny zaprosiliśmy Pana Ing. Pawła Boška z Czeskiego Uniwersytetu Rolniczego w Pradze, który w swoim laboratorium dokładnie przetestował klej Titebond II Premium.
Istota klejenia
Czynność związaną z klejeniem można opisać jako połączenie dwóch przylegających do siebie materiałów w stanie stałym z wykorzystaniem substancji w formie płynnej lub stałej, które przechodzą stanem ciekłym lub stanem plastycznym. Substancja ta wykazuje zdolność do tworzenia wytrzymałej powłoki, która pozwala na uzyskanie trwałej spoiny oraz gwarantuje odpowiednią wytrzymałość między klejonymi materiałami.
Do prawidłowego funkcjonowania kleju w spoinie wymagana jest zarówno wysoka przyczepność do podłoża (adhezja), jak również spójności (kohezja).
Znaczenie oraz wpływ ciśnienia prasowania i temperatury na wytrzymałość spoiny
Ciśnienie
W celu wyeliminowania nierówności na powierzchni klejonego materiału oraz w celu zamknięcia cienkiej warstwy kleju w całej spoinie podczas klejenia wytwarza się ciśnienie. Wysokość ciśnienia prasowania musi pozwolić, aby klejone powierzchnie znajdowały się w możliwie najbliższym styku, zarazem ciśnienie nie może być zbyt wysokie ponieważ mogłoby dojść do stężenia drewna. Przy zbyt wysokim ciśnieniu może się zdarzyć, że w przypadku wąskich elementów klej zostanie z klejonej spoiny wytłoczony, a to spowoduje powstanie nieodpowiedniego połączenia. Odpowiednio dobrane ciśnienie zagwarantuje równomierną aplikację kleju w spoinie. Rozkład ciśnienia musi być na całej powierzchni jednolity.
Temperatura
Temperatura jest jednym z najważniejszych czynników podczas procesu utwardzania kleju. Jeżeli zupełne utwardzenie spoiwa następuje dopiero po kilku godzinach, można w przypadku niektórych klejów, proces ten znacznie przyspieszyć poprzez ogrzewanie klejonej spoiny i skrócić czas utwardzania od kilku minut do kilku sekund. Im wyższa jest temperatura prasowania, tym krótszy jest czas utwardzania kleju.
Testowanie minimalnego ciśnienia prasowania
W celu określenia minimalnego ciśnienie klejenia w przypadku kleju Titebond II Premium zostały wykonane próby połączeń z różną wysokością ciśnienia prasowania, a to w zakresie od 0 do 2 MPa (w karcie technicznej znajduje się informacja, że idealne ciśnienie powinno wynosić 0,7-1,7 Mpa). W naszym teście celowo nie zostały spełnione warunki wysokości ciśnienia prasowania, które zalecane są w karcie. Podczas testowania okazało się, że przy zastosowaniu ciśnienia w zakresie 0-2 Mpa nie stwierdzono istotnych statystycznie różnic pod względem wytrzymałości spoiny. Innymi słowy, jeśli podczas klejenia dane elementy, zostaną z wykorzystaniem minimalnej siły dociśnięte nawzajem do siebie tak, aby wystarczająco ciasno do siebie przylegały, to spoina spełni minimalne wymagania według normy na wytrzymałość 10 MPa. W praktyce oznaczałoby to, że w trakcie montażowgo klejenia niepotrzebne są żadne specjalne urządzenia służące do prasowania wystraczy tylko zastosować zwykłe ściski.
Jeśli zostaną spełnione zalecenia określone przez producenta dotyczące ciśnienia prasowania od 0,7 do 1,7 Mpa to klejone połączenie będzie w stanie zapewnić maksymalną wytrzymałość.
Wpływ temperatury na wytrzymałość spoiny
Titebond należy do klejów termoplastycznych, które po utwardzeniu należy ponownie za pomocą ciepła doprowadzić do stanu ciągliwego. Głównym celem naszego testu było ogrzanie utwardzonej spoiny do określonej temperatury w zakresie 20-140 °C oraz śledzenie, w którym momencie wraz ze wzrostem temperatury nastąpi zmniejszenie wytrzymałości klejonego spojenia. Spadek wytrzymałości był jednakowy. Zaskakującym odkryciem było to, że klej Titebond II Premium nawet w temperaturze 70 °C wciąż utrzymywał wytrzymałość 10 MPa, dzięki czemu w normalnych warunkach spełniona została minimalna norma EN 204. Dzięki swoim zdolnościom klej jest w pełni funkcjonalny również w przypadku wystawienia spoiny na działanie ogrzewania słonecznego.
Stwierdzono również, że w temperaturze powyżej 120 °C, klej zaczyna się topić, a w związku z tym spoinę można bez problemu ściągnąć bez ryzyka uszkodzenia drewna. Postanowiliśmy również sprawdzić, jeśli wytrzymałość spoiny zmieni się pod wpływem ogrzewania w temperaturze (40-140 °C), a następnie ochłodzi się ją do temperatury 20 °C. W tym przypadku, klej Titebond II Premium po ponowynym schłodzeniu wykazał jeszcze większą wytrzymałość, która pod wpływem ogrzewania do 40 °C wzrosła z 16 Mpa, a w temperaturze 60-80 °C na ponad 17-19 MPa, co niestety nie powiodło się innym testowanym klejom.
Również przy temperaturze 100-140 °C, klej podczas chłodzenia utrzymał odpowiednią wytrzymałość, która średnio wynosiła powyżej 12 MPa.
Wniosek Pana Ing. Pawła Bošky z Czeskiego Uniwersytetu Rolniczego w Pradze:
„Wierzę, że test, który został przeprowadzony oraz wypływające z niego wyniki, odkrycia i stwierdzenia zainteresują wszystkich stolarzy, którzy spodziewają się mocnej i wytrzymałej spoiny, łatwego oraz wygodnego zastosowania, podczas klejenia w ciężkich i ekstremalnych warunkach. Titebond II Premium w porównaniu z innymi przetestowanymi klejami w znacznym stopniu wyróżnia się swoimi unikalnymi właściwościami."