Ispitivanje ljepila za lijepljenje parketa na podlogu, 1. dio

Parket i druge drvene podne obloge lijepimo na podlogu različitim ljepilima. Najčešće se pritom koriste disperzijska, reaktivna i elastomerna ljepila. Disperzijska ljepila se obično izrađuju na bazi vodene disperzije polivinilacetata, reakcijska su najčešće poliuretanska ili epoksidna, dok su elastomerna ljepila većinom proizvedena na bazi umjetnog kaučuka. Ljepila za lijepljenje parketa na podlogu moraju biti sastavljena i pripremljena tako, da budu sposobna na temelju kohezije i adhezije, drvo povezati sa podlogom na kvalitetan način.
310_B.inddZNAČAJKE LIJEPLJENJA DRVA
Lijepljenje drva na drvo ili lijepljenje raznih drvenih elemenata bitno se razlikuju od lijepljenja drva na druge podloge. Naime, drvo je porozan materijal u koji ljepilo može razmjerno dobro prodrijeti (slika 1), budući da će se usidriti u pore i raspukline te tako ostvariti čvrstu mehaničku adheziju.

Slika 1: Primjer upijanja ljepila u drvo kod igličarki (gore) i listarki (dolje)

Svježe pripremljena drvena površina je polarna i obično hidrofilna, zbog čega omogućava dostatno razlijevanje i ovlaživanje površine (slika 2) polarnim ljepilima na bazi vode, čime se postiže nastajanje dobre fizikalne adhezije. Drvo sadrži i brojne funkcionalne skupine (na primjer – hidroksilne), koje mogu reagirati s reaktivnim ljepilima u procesu stvdnjavanja i tako ostvariti moćnu kemijsku adheziju.

310_B.inddSlika 2: Ovlaživanje hidrofilne (gore) i hidrofobne (dolje) površine drva vodom

Tako općenito možemo reći da se veza dobre kakvoće postignuta pri lijepljenju drva temelji na tri oblika povezivanja: mehaničkom, fizikalnom i kemijskom. Ako drvo lijepimo odgovarajućim ljepilom i u odgovarajućim uvjetima, lijepljeni spoj će biti tako čvrst da će prilikom brojnih opterećivanja prije popustiti samo drvo nego ljepilo. Zato u praksi za utvrđivanje kakvoće obavljenog lijepljenja drva često koristimo mjerilo koje se temelji na vizualnoj ocjeni loma lijepljenog spoja. Ako dođe do loma po ljepilu, takvo lijepljenje ne zadovoljava. Kada se lom dogodi na drvu, možemo ustvrditi da je lijepljenje bilo dobre kakvoće te da je ljepilo svoju zadaću obavilo i bolje od drva. No, za potrebe istraživanja te za uspoređivanje pojedinih ljepila, naravno, koriste se zahtjevnije metode i različiti pokusi kojima se obično određuju svojstva čvrstoće lijepljenog spoja.

ZNAČAJKE LIJEPLJENJA DRVA S DRUGIM MATERIJALIMA
Kod lijepljenja drva na druge podloge, ljepilo mora povezati materijale koji obično imaju dosta različita svojstva (prije svega se misli na svojstva površina), što može predstavljati poteškoću u postizanju dostatne adhezije. Zato prilikom lijepljenja parketa radi postizanja zadovoljavajućeg rezultata treba, pored osobina drva, poznavati kako svojstva nosive podloge (na primjer – estriha), tako, naravno, i uvjete (okolinu) kojima će zalijepljeni spoj biti izložen. Kako je adhezija neposredno ovisna o površinskim svojstvima obaju materijala, priprema površina i njihove morfološke osobine od velikog su značaja za učinkovito lijepljenje.

Lijepljenje drva na druge podloge može biti otežano i radi razlika u dimenzijskoj stabilnosti materijala koje lijepimo. Treba uzeti u obzir da je dimenzijska stabilnost drva obično vrlo različita, a ocjena se kreće od razmjerno stabilnog do manje stabilnog drva (tabela 1), što se za pojedine vrste drva utvrđuje na temelju mjerila za ocjenjivanje dimenzijske stabilnosti (tabela 2).

310_B.inddTabela 1: Pokazatelji dimenzijske stabilnosti za neke domaće vrste drva

Lijepljenje drvenih parketa koji imaju neugodnu dimenzijsku stabilnost naročito je problematično, jer se nakon lijepljenja takav parket prvo dimenzijski dosta rasteže, budući da drvo upija disperzijsko sredstvo iz ljepila. Kasnije se ovo upijeno disperzijsko sredstvo uslijed sušenja izlučuje iz parketa, što dovodi do stezanja drva i pojavljivanja pukotina među lamelama. To je prije svega značajno kod uporabe disperzijskih ljepila, a povezano je s količinom vode u ljepilu. Pored toga, ovo bubrenje i stezanje drva dovodi do stvaranja različitih napetosti u zalijepljenom spoju. Ako je ljepilo previše krhko i nema dostatnu koheziju, može prilikom nastajanja tih napetosti popustiti. Ljepilo za parket mora biti dovoljno elastično da bi se moglo prilagoditi ovakvim promjenama dimenzija te sačuvati dostatnu čvrstoću koja parket povezuje s podlogom.

310_B.inddTabela 2: Mjerila za ocjenjivanje dimenzijske stabilnosti

Zato ljepila za lijepljenje parketa na podlogu moraju biti sastavljena od takvih polimera i dodataka, da nakon stvrdnjavanja imaju dostatnu koheziju te da su sposobna ostvariti željenu adheziju između različitih površina. Naravno, ljepila za parket su prilagođena i različitim zahtjevima uporabe (opterećenjima, temperaturi, vlažnosti), a među sobom se razlikuju kako po svojoj cijeni, tako i po kakvoći.

STANDARDNI ZAHTJEVI VEZANI UZ LJEPILA ZA LIJEPLJENJE PARKETA NA PODLOGU
Minimalni zahtjevi koje moraju ispunjavati ljepila za lijepljenje parketa na podlogu  određeni su standardom HRN EN 14293:2007 (SIST EN 14293). Standard navodi metode ispitivanja koje su podloga za utvrđivanje odgovarajućih svojstava ljepila za lijepljenje parketa. Metode se odnose na utvrđivanje fizikalnih i mehaničkih svojstava ljepila. Pitanje ‘kada’ se ljepilo stvrdnjava za korisnika je značajna informacija, a prije svega je to i čvrstoća jednom zalijepljenoga spoja. U te je svrhe standard opisao dvije metode ispitivanja:
•    utvrđivanje čvrstoće na posmik, i
•    utvrđivanje čvrstoće na vlak.

Utvrđivanje čvrstoće zalijepljenog spoja na posmik zahtijeva pripremu dvoslojnih ispitnih uzoraka, koji su slijepljeni od lamel parketa. Prema propisanom postupku i uvjetima treba izraditi 20 takvih ispitnih uzoraka, koje onda moramo razdijeliti u dvije skupine po 10 te ih prije samog ispitivanja pripremiti na odgovarajući način:
a) Jednu skupinu najprije sedam dana klimatiziramo u standardnim uvjetima (klima s temperaturom od 23 stupnjeva Celzijusa i 50-postotnom relativnom vlažnošću zraka); zatim se ona 20 dana izlaže na temperaturi od 40 stupnjeva Celzijusa te se na kraju jedan dan iznova klimatizira u standardnim uvjetima.
b) Drugu skupinu klimatiziramo samo tri dana u standardnim uvjetima.

Sve ispitne uzorke opterećujemo ispitnim strojem do raspadanja te na temelju izmjerene sile (N) i površine posmika (600 mm2) utvrđujemo čvrstoću na posmik zalijepljenog spoja.

Zahtijevana minimalna čvrstoća zalijepljenog spoja na posmik za pripremu a) iznosi 3,5 N/mm2, a za pripremu b) 3,0 N/mm2. Za »meka« ljepila su minimalni zahtjevi bitno niži, a standard propisuje da takvi ispitni uzorci moraju – nakon izvršene pripreme a) – iskazivati čvrstoću zalijepljenog spoja na posmik barem 0,5 N/mm2.

Utvrđivanje čvrstoće zalijepljenog spoja na vlak zahtijeva pripremu ispitnih uzoraka koja  se izvodi tako, da se lamele parketa prvo zalijepe na betonsku ploču. Tada ispitne uzorke dalje pripremamo na odgovarajući način. Predviđena su tri načina pripreme prije samog ispitivanja:
– 7 dana klimatiziranja u standardnim uvjetima,
– 28 dana klimatiziranja u standardnim uvjetima,
– 7 dana klimatiziranja u standardnim uvjetima, a zatim izlaganje temperaturi od 40 (+/–2) stupnjeva Celzijusa tijekom 20 dana i potom jedan dan klimatiziranja u standardnim uvjetima.

k31-Milan-Šernek-05-300.jpgZatim ispitivane uzorke s naknadno zalijepljenom metalnom pločom stavljamo u ispitni stroj te opterećujemo na vlak sve do raspadanja. Na temelju izmjerene sile (N) i lijepljene površine (2500 mm2) utvrđujemo čvrstoću zalijepljenog spoja na vlak. Zahtijevana minimalna čvrstoća zalijepljenog spoja na vlak iznosi 1,0 N/mm2.

Standard HRN EN (SIST EN) propisuje i metode za utvrđivanje otvorenog vremena ili međuvremena, i to bilo na temelju mjerenja čvrstoće na posmik, bilo čvrstoće na vlak. Podrobnosti pripreme ispitivanih uzoraka i izvedbe pojedinog ispitivanja vezanog uz spomenuti standard predstavit ćemo u sljedećem članku.

doc. dr. Milan Šernek, dipl. ing. drv. ind.
Sveučilište u Ljubljani, Biotehnički fakultet, Odsjek za drvo

Izvori
Gorišek, Željko i suradnici (1994.) Sušenje drva, 1. izdanje. Ljubljana: Lesarska založba. 80–81.
Seljak, Matevž i Šernek, Milan (2005.): Utjecaj različite mehaničke pripreme lijepljene površine na kvalitetu zalijepljenog spoja. Les 57: 4. 106–110.
HRN EN 14293:2007 (SIST EN 14293:2006) Ljepila – Ljepila za lijepljenje parketa na podlogu – Ispitne metode i minimalni zahtjevi. Adhesives – Adhesives for bonding parquet to subfloor – Test methods and minimum requirements. 1–17.

PODIJELI