Клеї, що використовуються для склеювання деревини, повинні бути достатньо стійкими у воді, стійкими до грибкових інфекцій і повинні мати високу міцність з’єднання, яке вони утворюють. Ця міцність повинна досягати граничної міцності на зсув склеюваної деревини.
Поділ клеїв за походженням
За походженням клеї поділяються на три групи:
- тваринні, які виготовляються з білків тваринного походження (молоко, кров, кістки та шкіра тварин). До цієї групи належать кістяний (туткало), шкіряний, альбуміновий і казеїновий клеї;
- трав’яні, які виготовляються з крохмалю і рослинних білків (насіння квасолі, ветівер, соєві дріжджі, насіння соняшнику та ін.). До цієї групи також відноситься крохмальний клей;
- синтетичний, отриманий хімічним шляхом з фенолу, формальдегіду та карбаміду.
Стабільність у воді та поведінка при температурі
Клеї поділяються на високостійкі у воді, стійкі у воді та нестійкі у воді. Високостійкі клеї у воді витримують дію води з температурою 100oC без значного зниження міцності зчеплення (фенолоформальдегідні клеї). Клеї, стійкі у воді під впливом води з температурою від 18 до 20oC, як правило, не знижують більшою мірою міцність зчеплення (карбамідні смоли та альбумінові клеї). Нестійкі у воді клеї втрачають адгезійну силу під впливом води (кістка, шкіра, казеїн амоній) Клеї також поділяються на термореактивні або необоротні та термопластичні або оборотні. Термореактивні клеї під дією температури перетворюються на тверду, нерозчинну і необоротну речовину (карбамідну і меларнінову смоли). Під впливом тепла термопластичні клеї плавляться, а після охолодження твердіють і не змінюють своєї хімічної природи (кісткова і шкірна тканини). В основному використовуються термопластичні клеї, особливо столярний клей і клей для шкіри. Для виробництва водостійкої фанери використовуються термореактивні клеї.
Якість столярного клею
Якість столярного клею визначається його розчинністю, вологістю, набуханням, колоїдністю, здатністю до спінювання, твердіння, гниття, міцністю зчеплення та адгезії.
Підготовка та зберігання столярної стрічки
Розчинність клею визначається температурою води. При температурі нижче 25oC клей не розчиняється. Тому набухання сухої шпаклівки в плитці та шпаклівці з риб’ячої луски можна проводити лише при температурі вище 25oC. Вище 70 - 80oC тісто не можна нагрівати.
Вологість фетру не повинна бути вище 15 - 17%, тому його зберігають у сухих приміщеннях з хорошою вентиляцією. Повсть під впливом вологи над 20% швидко псується (гниє) і втрачає здатність клеїти. Вологість целюлози визначають так само, як і вологість деревини.
Столярна шпаклівка дуже гігроскопічна. Він може поглинати воду в 10 - 15 разів більше своєї ваги. На цій особливості туткала заснований спосіб його виготовлення. Тісто в плитках, поміщене в чисту ємність, заливають кип’яченою водою температурою 25 - 30 oС і витримують у цьому 10 - 12 год. За цей час тісто вбере максимум води, необхідної для його приготування. Набухле таким чином тісто поміщають у посудину з подвійним дном і нагрівають до температури 70 - 80 oС. Якщо під час нагрівання на поверхні утворюється багато піни, тісто потрібно проварити 5 -10 m хвилин, а потім зняти піну. Однак зазвичай не можна допускати, щоб тісто закипіло, оскільки воно втрачає в’язкість і клейкість.
Гниття (псування) є однією з негативних властивостей деревної маси. Тому готове тісто потрібно зберігати при температурі 5 - 10 oC, щоб воно не зіпсувалося. Однією з важливих властивостей столярного вузла є його здатність переходити в мальовничий стан. Віск високої концентрації переходить у мальовничий стан при вищих температурах, ніж віск низької концентрації. Дуже тонкі переплетення слабо або майже не переходять у мальовничий стан. Такі клеї не підходять для якісного склеювання деревини. Основна властивість розчиненого клею — липкість — залежить від ступеня його концентрації. Ступінь концентрації визначається кількістю води в розчині шпаклівки.
Оцінка якості з’єднання та режиму склеювання
Характер поверхні зсуву стандартних пробірок визначає якість з’єднання деревини. Якщо стрижка по дереву, то якість склеювання найкраща, якщо по дереву і по переплетенню, то якість гірша, а найгірше, якщо стрижка по самому переплетенню.
Крім якості повсті та його липкості, на міцність склеювання деревини великий вплив має режим склеювання. У табл. 1 наведено режими орієнтації клейового склеювання.
| Операції | Температура цеху, град. | Концентрація клею | Період до натискання, хв | Тиск, кг/см2 |
|---|---|---|---|---|
| Склеювання планок | 25 | 25-30 | 2 | 4-5 |
| Склеювання шпилькових з'єднань | 25-30 | 30-33 | 3 | 8-10 |
| Облицювання та склеювання елементів | 30 | 32-40 | – | 8-10 |
| Шпон з тонким шпоном | 25-30 | 35-40 | 8-15 | 6-8 |
У приміщенні, де виконується склеювання, температура не повинна бути нижче 25oC. Слід уникати протягів і протягів холодного повітря, створюваних високошвидкісними деревообробними верстатами, розташованими поруч. Зниження температури поверхонь, що склеюються, може призвести до зниження міцності з’єднання.
Попереднє нагрівання елементів, що склеюються, покращує процес склеювання.
Стійкість стандартного клейового розчину проти гниття (плісняви) при 25oC становить чотири дні для найкращого типу кісткового повсті, три дні для I, II та III типів. Стійкість стандартного розчину шкірної тканини становить чотири дні, для найкращого типу I - три дні, п’яти днів, для типу II - чотири дні, а для типу III - п’ять днів при температурі 25o.
Межа міцності на зсув склеєних зразків становить для шкіряного повсті, для кращого і для I типу 100 kg/см2, для II типу 75 kg/см2 і для III типу 60 kg/см2. Для кісткового мозку гранична міцність на зсув склеєних зразків становить для найкращого типу 90 kg/см2, для I типу 80 kg/см2, для II типу 55 та для III 45 kg/см2.
Казеїновий клей
Казеїновий клейовий порошок – це суміш казеїну, гашеного вапна, мінеральних солей (фтористий натрій, сода, мідний купорос та ін.) і нафти. Застосовується для склеювання дерев’яних елементів, дерева і тканин, картону і т.д. За якістю основних матеріалів і способом виробництва казеїновий клей буває двох видів: екстра (B-107) і звичайний (OB).
Цей клей повинен мати вигляд однорідного порошку без сторонніх домішок, комах, личинок і слідів цвілі та не мати запаху гнилі. Коли 1 масові частини цього клею та 2,1 масові частини води змішують протягом однієї години при температурі 15 - 20oC, утворюється однорідний розчин, який не містить грудок і придатний для склеювання.
При склеюванні інженерних конструкцій, які працюють в умовах менших перепадів температур і меншої вологості, в цей клей додають портландцемент марки 400 (до 75% маси порошку) для підвищення його водостійкості і зниження його вартості. Для казеїнового клею велике значення має його клейкість, тобто сприятливий для практичної роботи час, протягом якого він зберігає клейкість. Через 24 годин розчин цього клею екстра типу повинен мати вигляд еластичної маси, клейовий розчин ОВ повинен мати робочу липкість щонайменше 4 годин після змішування з водою.
Гранична міцність клеєних з’єднань ясена та дуба повинна бути не менше 100 kg/см2 для типу клею екстра, при випробуванні в сухому стані, 70 kg/см2 - після 24 годин занурення у воду; для типу OB - 70 kg/см2 при тестуванні в сухому стані та 50 kg/см2 після 24 годин занурення у воду. Випробування якісних показників цього клею проводиться в лабораторіях.
При склеюванні казеїновими клеями тиск в пресах коливається від 2 до 15 kg/см2 в залежності від виду робіт, для яких призначений елемент.
Якщо цей клей містить камінь або каустичну соду, його не слід використовувати для склеювання тих видів деревини, які містять танін у своєму складі, як, наприклад, дуб.
Синтетичні клеї
Синтетичні клеї повністю стійкі до води. В основному використовуються фенолформальдегідні клеї холодної полімеризації типу KB - 3 і B - 3. У композиції B - 3 є 10 частини смоли B, одна частина розріджувача та 2 частини твердого наповнювача.
Фенолформальдегідні клеї виготовляють наступним чином: смолу B поміщають у визначеній кількості в олов’яну ємність для змішування, де підтримується температура 15 - 20oC, потім додають розчинник і повільно перемішують до отримання однорідної композиції. Після цього додається твердий наповнювач і перемішується протягом 10 - 15 mхвилин. Приготований таким чином клей потрібно зберігати в холодильнику, який фактично є посудиною, через яку проходить проточна вода.
Для склеювання деревини також використовують карбідні клеї, основним компонентом яких є карбамідна смола, отримана з синтетичного карбаміду та формальдегіду. При склеюванні цими клеями деревина повинна мати максимальну вологість 12%.
Серед мочеформальдегідних клеїв слід виділити клей K-7, до складу якого входять смола MF-17, затверджувач, розчин щавлевої кислоти 10% (від 7,5 до 14 часток по масі) та деревини. наповнювач. борошно.
Для пов’язаних тем див. властивості деревини, вологість деревини і природне сушіння деревини. Якщо ви плануєте нові столярні вироби, познайомтеся з дерев’яними вікнами на замовлення або надішліть запит на пропозицію.