Parket in druge lesene talne obloge lepimo na podlago z različnimi lepili. Najpogosteje uporabljamo disperzijska, reaktivna in elastomerna. Disperzijska lepila so običajno na osnovi vodne disperzije polivinilacetata, reakcijska so največkrat poliuretanska ali epoksidna, medtem ko so elastomerna lepila večinoma na osnovi umetnega kavčuka. Lepila za lepljenje parketa na podlago morajo biti sestavljena in pripravljena tako, da so sposobna na podlagi kohezije in adhezije kakovostno povezati les s podlago.
ZNAČILNOSTI LEPLJENJA LESA
Lepljenje lesa na les ali lepljenje raznih lesnih elementov med sabo se bistveno razlikuje od lepljenja lesa na druge podlage. Les je namreč porozen material, kamor lahko lepilo razmeroma dobro prodre (slika 1), se usidra v pore in razpoke ter tako ustvari čvrsto mehansko adhezijo.
Slika 1: Primer vpijanja lepila v les pri iglavcih (zgoraj) in listavcih (spodaj)
Sveže pripravljena lesna površina je polarna in navadno hidrofilna, zato omogoča zadostno razlivanje in omočitev površine (slika 2) s polarnimi lepili na vodni osnovi ter s tem nastanek dobre fizikalne adhezije. Les vsebuje tudi številne funkcionalne skupine (na primer hidroksilne), ki lahko reagirajo z reaktivnimi lepili v procesu utrjevanja in tako ustvarijo močno kemijsko adhezijo.
Slika 2: Omočitev hidrofilne (zgoraj) in hidrofobne (spodaj) površine lesa z vodo
V splošnem torej lahko kakovostna lepilna vez pri lepljenju lesa temelji na treh povezavah: mehanski, fizikalni in kemijski. Če lepimo les z ustreznim lepilom in v ustreznih razmerah, je lepilni spoj tako trden, da pri čezmernem obremenjevanju prej popusti les kot lepilo. V praksi zato za ugotavljanje kakovostnega lepljenja lesa pogosto uporabljamo merilo, ki temelji na vizualni oceni loma lepilnega spoja. Če poteka lom po lepilu, je lepljenje nezadovoljivo. Kadar pa lom poteka po lesu, lahko ugotovimo, da je bilo lepljenje kakovostno, saj je lepilo opravilo svojo nalogo bolje od lesa. V raziskovalne namene in za primerjanje lepil seveda uporabljamo zahtevnejše metode in različne preskuse, s katerimi običajno ugotovimo trdnostne lastnosti lepilnega spoja.
ZNAČILNOSTI LEPLJENJA LESA Z DRUGIMI MATERIALI
Pri lepljenju lesa na druge podlage mora lepilo povezati materiala, ki imata navadno precej različne lastnosti (predvsem lastnosti površin), kar lahko pomeni težavo pri doseganju zadostne adhezije. Pri lepljenju parketa je zato za zadovoljiv rezultat treba poleg lastnosti lesa poznati tudi lastnosti nosilne podlage (na primer estrih) in seveda razmere (okolje), ki jim bo lepilni spoj izpostavljen. Ker je adhezija neposredno odvisna od površinskih lastnosti obeh materialov, so priprava površin in njune morfološke lastnosti velikega pomena za učinkovito lepljenje.
Lepljenje lesa na druge podlage je lahko težavno tudi zaradi razlik v dimenzijski stabilnosti materialov, ki jih lepimo. Upoštevati je treba, da je dimenzijska stabilnost lesa zelo različna – od razmeroma stabilnega do manj stabilnega lesa (preglednica 1), kar lahko za posamezno lesno vrsto ugotovimo na podlagi meril za ocenitev dimenzijske stabilnosti (preglednica 2).
Lepljenje parketa iz lesa z neugodno dimenzijsko stabilnostjo je še posebej problematično, saj se tak parket po lepljenju najprej dimenzijsko precej razteza, ker se les navzame disperzijskega sredstva iz lepila. Pozneje se navzeto disperzijsko sredstvo zaradi sušenja izloči iz parketa, kar povzroči krčenje lesa in pojav rež med lamelami. To je značilno predvsem pri uporabi disperzijskih lepil in povezano s količino vode v lepilu. Poleg tega nabrekanje in krčenje lesa sprožata različne napetosti v lepilnem spoju. Če je lepilo preveč krhko in nima zadostne kohezije, lahko pri nastajanju teh napetosti popusti. Lepilo za parket mora biti dovolj elastično, da se lahko prilagaja dimenzijskim spremembam in ohranja zadostno trdnost, ki povezuje parket s podlago.
Lepila za lepljenje parketa na podlago morajo biti zato ustrezno sestavljena iz takih polimerov in dodatkov, da imajo po utrditvi zadostno kohezijo, hkrati pa so sposobna ustvariti primerno adhezijo med različnimi površinami. Seveda so lepila za parket prilagojena tudi različnim zahtevam uporabe (obremenitev, temperatura, vlažnost), med sabo pa se razlikujejo tako po ceni kot po kakovosti.
STANDARDNE ZAHTEVE ZA LEPILA ZA LEPLJENJE PARKETA NA PODLAGO
Minimalne zahteve, ki jih morajo izpolnjevati lepila za lepljenje parketa na podlago, so določene v standardu SIST EN 14293. Standard navaja preskusne metode, ki so podlaga za ugotavljanje ustreznosti lepila za lepljenje parketa. Metode se nanašajo na ugotavljanje fizikalnih in mehanskih lastnosti lepila. Ko lepilo utrdi, je za uporabnika pomembna informacija predvsem trdnost lepilnega spoja. V ta namen sta v standardu opisani dve preskusni metodi:
• ugotavljanje strižne trdnosti in
• ugotavljanje natezne trdnosti.
Ugotavljanje strižne trdnosti lepilnega spoja zahteva pripravo dvoslojnih preskušancev, ki so zlepljeni iz lamel parketa. Po predpisanem postopku in pogojih je treba izdelati 20 preskušancev, ki jih razdelimo v skupni po 10 in jih nato pred preskušanjem ustrezno pripravimo:
a) Eno skupino najprej sedem dni klimatiziramo v standardnih razmerah (klima s temperaturo 23 stopinj Celzija in 50-odstotno relativno zračno vlažnostjo), nato jih 20 dni izpostavimo temperaturi 40 stopinj Celzija in na koncu en dan znova klimatiziramo v standardnih razmerah.
b) Drugo skupino zgolj tri dni klimatiziramo v standardnih razmerah.
Vse preskušance s testirnim strojem obremenjujemo do porušitve ter na podlagi izmerjene sile (N) in strižne površine (600 mm2) ugotovimo strižno trdnost lepilnega spoja.
Zahtevana minimalna strižna trdnost lepilnega spoja za pripravo a) je 3,5 N/mm2, za pripravo b) pa 3,0 N/mm2. Za »mehka« lepila so minimalne zahteve bistveno nižje, in sicer standard predpisuje, da morajo taki preskušanci po pripravi a) izkazovati strižno trdnost lepilnega spoja vsaj 0,5 N/mm2.
Ugotavljanje natezne trdnosti lepilnega spoja zahteva pripravo preskušancev, ki jih izdelamo tako, da lamele parketa prilepimo na ploščo iz betona. Preskušance nato ustrezno pripravimo. Predvideni so trije načini priprave pred preskušanjem:
– 7 dni klimatiziranja v standardnih razmerah,
– 28 dni klimatiziranja v standardnih razmera,
– 7 dni klimatiziranja v standardnih razmerah, nato izpostavitev temperaturi 40 (+/–2) stopinj Celzija za 20 dni in potem en dan klimatiziranja v standardnih razmerah.
Preskušance zatem z naknadno prilepljeno kovinsko ploščo vpnemo v testirni stroj in natezno obremenjujemo do porušitve. Na podlagi izmerjene sile (N) in lepljene površine (2500 mm2) ugotovimo natezno trdnost lepilnega spoja. Zahtevana minimalna natezna trdnost lepilnega spoja je 1,0 N/mm2.
Standard SIST EN predpisuje tudi metodi za ugotavljanje odprtega ali vmesnega časa bodisi na podlagi merjenja strižne bodisi natezne trdnosti. Podrobnosti priprave preskušancev in izvedbe posameznega preskusa iz omenjenega standarda bodo predstavljene v naslednjem prispevku.
doc. dr. Milan Šernek, univ. dipl. inž. les.
Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za lesarstvo
Viri
Gorišek, Željko in sod. (1994) Sušenje lesa: 1. natis. Ljubljana: Lesarska založba. 80–81.
Seljak, Matevž in Šernek, Milan (2005) Vpliv različne mehanske priprave lepilne površine na kvaliteto lepilnega spoja. Les 57: 4. 106–110.
SIST EN 14293:2006 Lepila – Lepila za lepljenje parketa na podlago – Preskusne metode in minimalne zahteve. Adhesives – Adhesives for bonding parquet to subfloor – Test methods and minimum requirements. 1–17.
ZNAČILNOSTI LEPLJENJA LESA
Lepljenje lesa na les ali lepljenje raznih lesnih elementov med sabo se bistveno razlikuje od lepljenja lesa na druge podlage. Les je namreč porozen material, kamor lahko lepilo razmeroma dobro prodre (slika 1), se usidra v pore in razpoke ter tako ustvari čvrsto mehansko adhezijo.
Slika 1: Primer vpijanja lepila v les pri iglavcih (zgoraj) in listavcih (spodaj)
Sveže pripravljena lesna površina je polarna in navadno hidrofilna, zato omogoča zadostno razlivanje in omočitev površine (slika 2) s polarnimi lepili na vodni osnovi ter s tem nastanek dobre fizikalne adhezije. Les vsebuje tudi številne funkcionalne skupine (na primer hidroksilne), ki lahko reagirajo z reaktivnimi lepili v procesu utrjevanja in tako ustvarijo močno kemijsko adhezijo.
Slika 2: Omočitev hidrofilne (zgoraj) in hidrofobne (spodaj) površine lesa z vodo
V splošnem torej lahko kakovostna lepilna vez pri lepljenju lesa temelji na treh povezavah: mehanski, fizikalni in kemijski. Če lepimo les z ustreznim lepilom in v ustreznih razmerah, je lepilni spoj tako trden, da pri čezmernem obremenjevanju prej popusti les kot lepilo. V praksi zato za ugotavljanje kakovostnega lepljenja lesa pogosto uporabljamo merilo, ki temelji na vizualni oceni loma lepilnega spoja. Če poteka lom po lepilu, je lepljenje nezadovoljivo. Kadar pa lom poteka po lesu, lahko ugotovimo, da je bilo lepljenje kakovostno, saj je lepilo opravilo svojo nalogo bolje od lesa. V raziskovalne namene in za primerjanje lepil seveda uporabljamo zahtevnejše metode in različne preskuse, s katerimi običajno ugotovimo trdnostne lastnosti lepilnega spoja.
ZNAČILNOSTI LEPLJENJA LESA Z DRUGIMI MATERIALI
Pri lepljenju lesa na druge podlage mora lepilo povezati materiala, ki imata navadno precej različne lastnosti (predvsem lastnosti površin), kar lahko pomeni težavo pri doseganju zadostne adhezije. Pri lepljenju parketa je zato za zadovoljiv rezultat treba poleg lastnosti lesa poznati tudi lastnosti nosilne podlage (na primer estrih) in seveda razmere (okolje), ki jim bo lepilni spoj izpostavljen. Ker je adhezija neposredno odvisna od površinskih lastnosti obeh materialov, so priprava površin in njune morfološke lastnosti velikega pomena za učinkovito lepljenje.
Lepljenje lesa na druge podlage je lahko težavno tudi zaradi razlik v dimenzijski stabilnosti materialov, ki jih lepimo. Upoštevati je treba, da je dimenzijska stabilnost lesa zelo različna – od razmeroma stabilnega do manj stabilnega lesa (preglednica 1), kar lahko za posamezno lesno vrsto ugotovimo na podlagi meril za ocenitev dimenzijske stabilnosti (preglednica 2).
Lepljenje parketa iz lesa z neugodno dimenzijsko stabilnostjo je še posebej problematično, saj se tak parket po lepljenju najprej dimenzijsko precej razteza, ker se les navzame disperzijskega sredstva iz lepila. Pozneje se navzeto disperzijsko sredstvo zaradi sušenja izloči iz parketa, kar povzroči krčenje lesa in pojav rež med lamelami. To je značilno predvsem pri uporabi disperzijskih lepil in povezano s količino vode v lepilu. Poleg tega nabrekanje in krčenje lesa sprožata različne napetosti v lepilnem spoju. Če je lepilo preveč krhko in nima zadostne kohezije, lahko pri nastajanju teh napetosti popusti. Lepilo za parket mora biti dovolj elastično, da se lahko prilagaja dimenzijskim spremembam in ohranja zadostno trdnost, ki povezuje parket s podlago.
Lepila za lepljenje parketa na podlago morajo biti zato ustrezno sestavljena iz takih polimerov in dodatkov, da imajo po utrditvi zadostno kohezijo, hkrati pa so sposobna ustvariti primerno adhezijo med različnimi površinami. Seveda so lepila za parket prilagojena tudi različnim zahtevam uporabe (obremenitev, temperatura, vlažnost), med sabo pa se razlikujejo tako po ceni kot po kakovosti.
STANDARDNE ZAHTEVE ZA LEPILA ZA LEPLJENJE PARKETA NA PODLAGO
Minimalne zahteve, ki jih morajo izpolnjevati lepila za lepljenje parketa na podlago, so določene v standardu SIST EN 14293. Standard navaja preskusne metode, ki so podlaga za ugotavljanje ustreznosti lepila za lepljenje parketa. Metode se nanašajo na ugotavljanje fizikalnih in mehanskih lastnosti lepila. Ko lepilo utrdi, je za uporabnika pomembna informacija predvsem trdnost lepilnega spoja. V ta namen sta v standardu opisani dve preskusni metodi:
• ugotavljanje strižne trdnosti in
• ugotavljanje natezne trdnosti.
Ugotavljanje strižne trdnosti lepilnega spoja zahteva pripravo dvoslojnih preskušancev, ki so zlepljeni iz lamel parketa. Po predpisanem postopku in pogojih je treba izdelati 20 preskušancev, ki jih razdelimo v skupni po 10 in jih nato pred preskušanjem ustrezno pripravimo:
a) Eno skupino najprej sedem dni klimatiziramo v standardnih razmerah (klima s temperaturo 23 stopinj Celzija in 50-odstotno relativno zračno vlažnostjo), nato jih 20 dni izpostavimo temperaturi 40 stopinj Celzija in na koncu en dan znova klimatiziramo v standardnih razmerah.
b) Drugo skupino zgolj tri dni klimatiziramo v standardnih razmerah.
Vse preskušance s testirnim strojem obremenjujemo do porušitve ter na podlagi izmerjene sile (N) in strižne površine (600 mm2) ugotovimo strižno trdnost lepilnega spoja.
Zahtevana minimalna strižna trdnost lepilnega spoja za pripravo a) je 3,5 N/mm2, za pripravo b) pa 3,0 N/mm2. Za »mehka« lepila so minimalne zahteve bistveno nižje, in sicer standard predpisuje, da morajo taki preskušanci po pripravi a) izkazovati strižno trdnost lepilnega spoja vsaj 0,5 N/mm2.
Ugotavljanje natezne trdnosti lepilnega spoja zahteva pripravo preskušancev, ki jih izdelamo tako, da lamele parketa prilepimo na ploščo iz betona. Preskušance nato ustrezno pripravimo. Predvideni so trije načini priprave pred preskušanjem:
– 7 dni klimatiziranja v standardnih razmerah,
– 28 dni klimatiziranja v standardnih razmera,
– 7 dni klimatiziranja v standardnih razmerah, nato izpostavitev temperaturi 40 (+/–2) stopinj Celzija za 20 dni in potem en dan klimatiziranja v standardnih razmerah.
Preskušance zatem z naknadno prilepljeno kovinsko ploščo vpnemo v testirni stroj in natezno obremenjujemo do porušitve. Na podlagi izmerjene sile (N) in lepljene površine (2500 mm2) ugotovimo natezno trdnost lepilnega spoja. Zahtevana minimalna natezna trdnost lepilnega spoja je 1,0 N/mm2.
Standard SIST EN predpisuje tudi metodi za ugotavljanje odprtega ali vmesnega časa bodisi na podlagi merjenja strižne bodisi natezne trdnosti. Podrobnosti priprave preskušancev in izvedbe posameznega preskusa iz omenjenega standarda bodo predstavljene v naslednjem prispevku.
doc. dr. Milan Šernek, univ. dipl. inž. les.
Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za lesarstvo
Viri
Gorišek, Željko in sod. (1994) Sušenje lesa: 1. natis. Ljubljana: Lesarska založba. 80–81.
Seljak, Matevž in Šernek, Milan (2005) Vpliv različne mehanske priprave lepilne površine na kvaliteto lepilnega spoja. Les 57: 4. 106–110.
SIST EN 14293:2006 Lepila – Lepila za lepljenje parketa na podlago – Preskusne metode in minimalne zahteve. Adhesives – Adhesives for bonding parquet to subfloor – Test methods and minimum requirements. 1–17.
