V dnešnom článku sa budeme zaoberať vplyvom ideálneho lisovacieho tlaku na pevnosť lepeného spoja a zmenou pevnosti vplyvom zahrievania a chladnutia. Do hľadáčika sme si zobrali lepidlo Titebond II Premium. K odbornej spolupráci sme si pozvali Ing. Pavla Boška z Českej poľnohospodárskej univerzity v Prahe, ktorý lepidlo Titebond II Premium v laboratóriu testoval.
Podstata lepenia
Lepenie môžeme definovať ako spojenie dvoch na sebe priliehajúcich materiálov v pevnom skupenstve pomocou látky v kvapalnej, alebo tuhej forme, ktorá prechádza kvapalným skupenstvom, alebo plastickým stavom. Táto látka má schopnosť vytvárať pevný film, umožňujúci trvalý spoj a dostatočnú pevnosť medzi lepenými materiálmi.
Všeobecným pravidlom pre správnu funkciu lepidla v škáre je nutná vysoká adhézia (priľnavosť) k podkladu, a tiež vysoká kohézia (súdržnosť), ktorú musí zabezpečovať lepidlo.
Význam a vplyv lisovaného tlaku a teploty na pevnosť spoja
Tlak
Pri lepení sa tlak vytvára z dôvodu eliminovania nerovností na povrchu lepeného materiálu, a k vytvoreniu uzatvorenej vrstve lepidla po celej lepenej škáre k tenkej uzatvorenej vrstve lepidla. Veľkosť lisovacieho tlaku musí umožniť, aby lepené plochy boli v najtesnejšom kontakte, nesmie však byť tak vysoký, aby nedošlo k zhusteniu dreva. Pri veľkom tlaku sa môže stať, že pri úzkych dielcoch sa lepidlo vytláča z lepenej škáry von a vzniká tak ochudobnený spoj. Dobre zvolený tlak by mal umožniť rovnomerné rozloženie lepidla v škáre. Rozloženie tlaku má byť rovnomerné po celej ploche.
Teplota
Pri tvrdnutí lepidla patrí teplota k najdôležitejším činiteľom. Ak k dokonalému vytvrdnutiu lepidla dôjde až po viacerých hodinách, môžeme v prípade niektorých lepidiel tento proces výrazne skrátiť na minúty až sekundy zahriatím lepenej škáry. Čím vyššia je lisovacia teplota, tým kratší je čas potrebný na vytvrdnutie lepidla.
Testovanie minimálneho lisovacieho tlaku
Pre zistenie minimálneho lepeného tlaku pri lepidle Titebondu II Premium boli vytvorené vzorky spojov s rôznym lisovacím tlakom a to v rozmedzí 0–2 MPa (technický list udáva ideálne hodnoty 0,7–1,7 MPa). Zámerne neboli dodržané podmienky lisovacieho tlaku uvedené v technickom liste. Pri testovaní sa ukázalo, že pri použití tlaku v rozmedzí 0–2 MPa nie je štatisticky významný rozdiel vo výslednej pevnosti spoja. Inými slovami, ak sa lepené dielce pritlačia aj minimálnou silou k sobe, tak aby mali dostatočne tesný kontakt, spoj splní minimálne požiadavky dané normou pre pevnosť 10 MPa. V praxi by to znamenalo, že pri montážnom lepení nie sú potrebné žiadne špeciálne lisovacie prípravky a postačia bežné zvierky.
Ak sa dodrží lisovací tlak stanovený výrobcom 0,7–1,7 MPa, bude lepený spoj ponúkať maximálnu pevnosť.
Test vplyvu teploty na pevnosť zlepeného spoja
Titebond patrí medzi termoplastické lepidlá, ktoré by aj po vytvrdnutí mali byť opätovne tvárne teplom. Princípom testov bolo zahriatie vytvrdnutého spoja na určité teploty v rozmedzí 20–140 °C a vysledovanie, kedy dôjde k poklesu pevnosti lepeného spoja so stúpajúcou teplotou. Pokles pevnosti bol rovnomerný. Prekvapujúcim zistením bolo to, že ešte pri teplote 70 °C udržal Titebond II Premium pevnosť 10 MPa, ktorú udáva norma ČSN EN 204 ako minimum za bežných podmienok. Vďaka tejto schopnosti je lepidlo funkčné aj pri vystavení spoja slnečnému žiareniu.
Ďalej bolo zistené, že pri teplotách nad 120 °C sa lepidlo začína taviť a teda je možné spoj rozobrať bez poškodenia dreva. Zároveň sa skúmalo, či sa zmení pevnosť, ak sa spoj zahreje (40–140 °C) a nechá opät schladnúť na teplotu 20 °C. V tomto prípade preukázal po opätovnom schladení Titebond II Premium dokonca zvýšenie pevnosti z cca 16 MPa pri zahriatí na 40 °C, až na viac než 17–19 MPa pri teplotách 60–80 °C, čo iné testované lepidla nedokázali.
Aj pri teplotách 100–140 °C bola zachovaná dostatočná pevnosť pri vychladnutí, pohybujúca sa v priemere nad 12 MPa.
Záver Ing. Pavla Boška z Českej poľnohospodárskej univerzity v Prahe:
„Verím, že tieto výsledky a zistenia budú zaujímať všetkých stolárov, ktorí očakávajú pevný lepený spoj, ľahké a pohodlné použitie a zároveň sa potýkajú s extrémnymi podmienkami. Titebond II Premium má v porovnaní s ostatnými testovanými lepidlami unikátne vlastnosti.“