RSS
Kleje czy taśmy klejące – od teorii do praktyki
Kleje lub taśmy klejące, choć często nie zdajemy sobie z tego sprawy występują wokół nas. Najczęściej ich jednak nie dostrzegamy. Odpowiedź na pytanie, dlaczego są stosowane jest prosta. Ułatwiają wiele czynności, które można wykonać inaczej, ale przecież z użyciem kleju lub taśmy jest to szybsze, łatwiejsze lub wręcz możliwe. Wykorzystajmy, więc to, że je mamy!
RODZAJE POŁĄCZEŃ
Łącząc elementy mamy do wyboru wiele połączeń mechanicznych. Obejmują one m.in. nity, gwoździe, zszywki czy szycie, gdzie elementy łączone mogą być oddzielone, ale nie są specjalnie przeznaczone do wielokrotnego mocowania i rozłączania.
Inaczej jest z połączeniami tymczasowymi, takimi jak śruby, klipsy, guziki itp. pozwalające połączyć i rozłączyć dwa odrębne przedmioty. Nierozłączne połączenia stałe będą składać się z reguły z obcej warstwy łączącej lub spawania i są stworzone do łączenia permanentnego.
Kleje będziemy zaliczać z reguły do tej ostatniej grupy.
RODZAJE POŁĄCZEŃ
Łącząc elementy mamy do wyboru wiele połączeń mechanicznych. Obejmują one m.in. nity, gwoździe, zszywki czy szycie, gdzie elementy łączone mogą być oddzielone, ale nie są specjalnie przeznaczone do wielokrotnego mocowania i rozłączania.
Inaczej jest z połączeniami tymczasowymi, takimi jak śruby, klipsy, guziki itp. pozwalające połączyć i rozłączyć dwa odrębne przedmioty. Nierozłączne połączenia stałe będą składać się z reguły z obcej warstwy łączącej lub spawania i są stworzone do łączenia permanentnego.
Kleje będziemy zaliczać z reguły do tej ostatniej grupy.
 |
KLEJ – CO TO JEST?
Jednym ze sposobów łączenia jest klejenie. Spotykamy się z nim w szkole, domu, u szewca czy stolarza a nawet w szpitalu czy u dentysty (czymże jest wszak syntetyczny, lekki gips czy wypełnienie zęba utwardzane promieniami UV?). Niektórzy z nas mogą pomyśleć o znanym z gospodarstwa domowego kleju do mocowania zdjęć w albumie fotograficznym lub oczywiście „Kropelce” używanej do łączenia części rozbitej filiżanki, samoprzylepnej taśmie maskującej wykonanej z krepowanego papieru czy srebrnej taśmie naprawczej z klejem na podłożu z tkaniny. Każdy z powyższych produktów ma jeden element wspólny, który faktycznie powoduje, że dwie powierzchnie łączą się ze sobą. Składnik ten jest na ogół w postaci płynnej – przechowywany w tubce, słoiku czy puszce zanim będzie naniesiony na powierzchnie, które mają być połączone. Ten płyn to klej. Może być rzadki jak woda lub bardziej lepki - jak miód. Praktycznie każdy płynny materiał może działać jako klej - nawet miód czy pasta do zębów!
Czym jest więc klej? Wg normy DIN 16921 klej to materiał niemetaliczny, który łączy w oparciu o zjawiska adhezji i kohezji. Czyli nieco upraszczając, możemy powiedzieć, że klej łączy wykorzystując siły występujące między cząsteczkami dwóch różnych materiałów (styk powierzchnia-klej) i spójności wewnętrznej (kleju).
   |
Istnieje wiele rodzajów klejów - poniżej przedstawiam jeden z możliwych podziałów:
- nieutwardzające się - czyli kleje aktywowane dociskiem (PSA - pressure sensitive adhesives) - łączą natychmiast po dociśnięciu elementów. Z reguły mają właściwości „wiskoelastyczne” - częściowo płynne i częściowo elastyczne – są wykorzystane w większości taśm klejących czy etykiet,
- utwardzane w oparciu o zjawiska fizyczne - do nich będą należeć kleje rozpuszczalnikowe czy termotopliwe,
-
chemoutwardzalne - kleje dwuskładnikowe, poliuretanowe (pobierające wilgoć z otoczenia czy substratów) czy cyjanoakrylowe. Część
z nich to tzw. kleje strukturalne (zwane również konstrukcyjnymi), które mogą tworzyć najsilniejsze znane połączenia.
Po co jednak stosować klej (czy taśmę klejącą), a nie doskonale znane i sprawdzone tradycyjne metody połączeń mechanicznych: gwoździe, wkręty, śruby itd.? Otóż zależy to od wielu czynników. Do tych podstawowych należy przeznaczenie i warunki w jakich ma pracować dany element czy połączone detale.
DLACZEGO KLEIĆ?
Jedną z podstawowych zalet klejenia jest możliwość łączenia różnych materiałów - dla przykładu stali ze szkłem. W tym przypadku, spawanie czy zgrzewanie w ogóle nie wchodzi w grę, a użycie nitów, wkrętów czy śrub jest problematyczne.
Połączenia klejone z reguły są niewidoczne, co również nie zawsze jest możliwe przy zastosowaniu klasycznych połączeń mechanicznych.
Powyższe zalety jest w stanie dostrzec nawet laik. Profesjonalista zauważy jednak wiele innych aspektów zastosowania połączenia klejonego:
DLACZEGO KLEIĆ?
Jedną z podstawowych zalet klejenia jest możliwość łączenia różnych materiałów - dla przykładu stali ze szkłem. W tym przypadku, spawanie czy zgrzewanie w ogóle nie wchodzi w grę, a użycie nitów, wkrętów czy śrub jest problematyczne.
Połączenia klejone z reguły są niewidoczne, co również nie zawsze jest możliwe przy zastosowaniu klasycznych połączeń mechanicznych.
Powyższe zalety jest w stanie dostrzec nawet laik. Profesjonalista zauważy jednak wiele innych aspektów zastosowania połączenia klejonego:
- jednolity rozkład naprężeń w połączeniu (klej wypełni całą przestrzeń połączenia, więc nie będzie łączenia punktowego),
- wynikająca bezpośrednio z poprzedniego punktu - możliwość zmniejszenia masy elementów klejonych (np. dzięki temu, że nie łączymy elementów punktowo, lecz na całej powierzchni - możemy zastosować cieńszy materiał poszycia),
- równoczesne klejenie i uszczelnianie,
- zapobieganie korozji elektrolitycznej (w przypadku metali klej separuje elementy - nie ma galwanicznego połączenia między nimi),
- izolacja elektryczna i termiczna (jak wyżej),
- pochłanianie drgań i wibracji (z racji stosowanych materiałów spoina klejowa pochłania część energii drgań),
- proste w użyciu (inne metody łączenia wymagają czasem specjalistycznego oprzyrządowania tj. spawarki, nitownicy etc.),
- ograniczenie obróbki wykańczającej (dobrze zaplanowane połączenie nie wymaga czyszczenia, szlifowania etc.).
Stosowanie kleju czasami powoduje pewne niedogodności, takie jak:
- zmusza do zachowania czystości otoczenia i powierzchni klejonych (co z reguły nie jest przyjmowane z entuzjazmem na liniach produkcyjnych)
- może spowolnić lub zmusić do zmiany procesu produkcyjnego (połączenie z reguły nie ma pełnej wytrzymałości od razu)
- klej lub jego opary mogą być palne lub toksyczne (co może mieć znaczenie w transporcie czy budownictwie).
Warto mieć świadomość, że klej powinien być odpowiednio dobrany. Znane chyba wszystkim samoprzylepne karteczki PostIt™ są najlepszym przykładem, że dążenie do stosowania ekstremalnie silnego połączenie nie zawsze się sprawdzi. Na czym innym nam zależy przy wklejaniu fotografii w albumie, a czego innego oczekujemy łącząc elementy samolotu, gdzie klej musi być odporny na trudne warunki, takie jak wysokie i niskie temperatury, wiatr, deszcz, światło słoneczne, środki czyszczące, drgania, a zwłaszcza na ekstremalne przeciążenia działające na połączone części.
W tekście wykorzystano materiały firmy 3M.
Rozwinięcie tematu w następnych numerach etiNEWS.
Więcej informacji: Grzegorz Ząbek
gzabek@etisoft.com.pl
Więcej informacji: Grzegorz Ząbek
gzabek@etisoft.com.pl
