Клеи

Виды клея, технологии склеивания древесины

При работе с деревом, в независимости от того какие работы производятся – изготовление мебели, ремонт, строительство или изготовление поделок – все мы частенько сталкиваемся с необходимостью использовать клеевые составы. Клеевых составов для древесины известно огромное множество, среди них есть не забытые, полюбившиеся старые рецепты, а есть ультрасовременные химические соединения, способные своей волшебной формулой разом решить все наши проблемы.

Цели и задачи применения клеёв всегда различны: соединить или закрепить детали, зафиксировать древесину в определённом положении, закрыть и обезопасить место стыка, предотвратив его от попадания влаги. Именно от целей и задач, зависит какой клеевой состав нам выбрать, но важно разбираться и в самих клеях.

 Различается несколько видов клеевых материалов:

• - клей ПВА,
• - полиуретановый клей (ПУР клей),
• - контактный клей,
• - клей расплав,
• - паркетный клей,
• - клей для стеновых панелей,
• - огнеупорный клей;
• - КФЖ смолы;
• - герметики.

Клеи бывают дисперсные, одно- или многокомпонентные. Подбор и применение клеевых материалов должно быть обусловлено материалами, используемыми в отделочных работах, и видом работ. Так например полиуретановый клей (ПУР клей) подходит для склеивания практически любого материала, а также обладает высоким экологичным составом. Кроме простоты и прочности монтажа, все клеевые материалы должны обладать водостойкостью, быстро сохнуть и быть не горючими.

Если изучить старую мебель, можно обнаружить, что клей издавна использовался для соединения дерева с деревом без необходимости дополнительного механического усиления. Однако у таких старых клеев есть существенный недостаток от времени, в результате воздействия атмосферной влаги, их высохший слой разрушается, и соединения разбалтываются.

В настоящее время существует возможность широкого выбора превосходных клеевых составов с различными свойствами, такими, как влагостойкость и теплоустойчивость, замедленное или ускоренное застывание, повышенный срок годности после приготовления, и большинство из клеев способны давать такую прочность соединения, что слой клея оказывается прочнее прилегающих слоев древесины. 

 Методы склеивания:

Для того чтобы клей действовал эффективно, соединение должно быть хорошо подготовлено. Склеиваемые поверхности должны быть чистыми, обезжиренными, ровными и гладкими. Придание им шероховатости для лучшего схватывания для деревянных деталей не рекомендуется.

Содержание влаги в древесине может влиять на качество соединения. Если эта величина больше 20%, некоторые клеи могут не застыть должным образом; а если меньше 5%, клей может впитаться слишком быстро и соединение получится слабым.

Перед склейкой детали обрабатываются, это делается не только для очистки поверхности, но и позволяет раскрыть древесные поры. При нанесении клеевой состав проникает через поры в структуру древесины, в межклеточное пространство, и при застывании образует множество тончайших нитей (паутинок), надежно «сшивающих» заготовки между собой. Прочность правильно выполненного шва превышает прочность самой древесины, при тестировании на излом деталь ломается не в месте склейки, а по цельному дереву.

Посредством склеивания получают изделия с лучшими, чем у массивных, параметрами. В процессе склейки подбирают подходящие по фактуре и оттенкам элементы, отбраковывают поврежденные, треснутые и сучковатые участки. В результате у склеенных деталей прочность больше, чем у обычного дерева, а посредством наклеивания на лицевые поверхности тончайшего шпона изделиям придают вид ценнейших пород. Кроме того, склеенная древесина гораздо меньше коробится, трескается и рассыхается, чем массив.

 Технологический процесс склеивания состоит из следующих операций:

• подготовка склеиваемых материалов;
• нанесение клея;
• выдержка до прессования;
• прессование и выдержка под давлением;
• выдержка после склеивания.

При склеивании необходимо знать правила подбора делянок «досок» по годичным слоям. Неправильно подобранные по годичным слоям доски могут неравномерно разбухать, подвергаться усушке и коробиться.

 Для прочного склеивания нужно следующее:

•  выпилить сердцевину досок;
• два бруска или доски располагать так, чтобы их заболонная часть оказалась внутри;
• годичные слои у рядом лежащих досок должны быть направлены в разные стороны или находиться под углом одни к другим, а соединяемые кромки по возможности быть с одной части ствола «одноименными», т.е. обе заболонными или ядровыми;
• щиты изготавливать из делянок шириной не более 100 мм;
• влажность древесины для мебели должна быть 8-10%;
• перед склеиванием щитов кромки делянок необходимо хорошо отфуговать и не допускать на них пыли, грязи и жирных пятен;
• после выравнивания, склеиваемые по ширине заготовки, подбирают и укладывают на сжимные бруски таким образом, чтобы кромки плотно прилегали одна к другой. Подобранные заготовки помечают, нанося карандашом две сходящиеся линии «галочку».  

В бытовых условиях заготовки склеивают в винтовых, пневматических и клиновых приспособлениях (цвингах).  При склеивании и ремонте столярных изделий по ширине и толщине заготовок широко применяются различный простейшие сжимы.

 Существует несколько способов соединения деталей при склеивании:

1) Склейка на гладкую фугу – соединение гладких деталей, без увеличения площади проникновения. 

При сплачивании на гладкую фугу кромки зажатых досок плотно прифуговывают по всей длине без просветов. Проверив качество, прифугованные кромки помечают одной карандашной линией, две другие — двумя и т. д. Плотность прифуговки контролируют, накладывая доски одна на другую кромками. Неровности хорошо просматриваются с неосвещенной стороны; просветы устраняют прифуговыванием. Следует твердо помнить, что при сплачивании в щит годичные кольца каждых двух смежных досок должны располагаться в разные стороны.

Обе кромки тщательно отфуговывают под линейку и угольник — они должны быть гладкими и ровными по всей длине. Затем кромки намазывают по всей длине клеем и сжимают в ваймах. Отфугованные стороны досок должны лежать в одной плоскости.

Склеивать щиты можно впритирку и запрессовкой. Впритирку можно склеивать только две заготовки, а с запрессовкой — любое количество.
При сплачивании на гладкую фугу в качестве дополнительного крепления можно использовать вставные круглые и плоские шипы. При этом диаметр круглых шипов не более 1/4 толщины досок, длина в 3-4 раза больше толщины, расстояние между шипами 100- 150 мм.

2) Склейка на микрошип – увеличение площади проникновения на 2,5 – 5 мм за счет создания на детали зубчатого рельефа (с помощью фрезера).

Все технологические работы по нарезке шипов, склеиванию и прессованию проводятся на специализированных автоматических линиях сращивания древесины.

Главное преимущество этой технологии заключается в возможности использования в деле тех обрезков и целых досок, которые раньше выбрасывались или шли на дрова. Для сращивания таких бросовых материалов, их, после сушки, тщательно сортируют, убирая дефектные участки. Влажность этих заготовок должна быть от 6 до 14 %. Заготовки могут пропускать через четырёхсторонний строгальный станок для получения одинаковых размеров и параллельности противоположных плоскостей. Но эту чистовую обработку можно производить и с уже наращенной ламелью.

Подготовленные к сращиванию заготовки отбирают по породам дерева, по текстуре и по цветовому оттенку древесины твердолиственных пород. При подборе черновых заготовок, которые в дальнейшем ещё будут строгаться, все видимые мелкие дефекты, такие как, сучки, сердцевины, смоляные карманы, укладываются на одну сторону в собираемой ламели. Если сращиваются заготовки с обзолом, то он должен находиться только с одной кромки по всей длине собираемой ламели. Сращиваемые детали должны иметь одинаковую ширину и толщину. Не допускается сращивание в одну ламель деталей с разными способами распила дерева.

Затем начинается основной этап технологии — нарезание на заготовках шипов, нанесение поливинилацетатного клея D3 специальным точным устройством и прессование соединения, с полным торцевым давлением не менее 6 секунд.

Шипы нарезаются шипорезным станком, входящим в состав линии с фрезами очень точной заточки.

Нельзя держать заготовки с нарезанными шипами более суток, так как геометрия шипов значительно нарушится. Рекомендуемое время выдержки склеенной ламели до последующей механической обработки — двое суток.

 3) Склейка на зубчатый шип – увеличение площади проникновения на 10 мм за счет создания зубчатого шипа.

Сращивание по длине, как правило, осуществляется механизированным способом. Соединение на зубчатый шип по прочности несколько уступает усовому и зависит от таких параметров, как длина шипа, шаг шипа, затупление шипа, а также от марки клея. Различают вертикальное и горизонтальное шиповые соединения, первое из которых используется в деталях, испытывающих нагрузку, второе — имеет более декоративный вид применяется в основном для щитовых изделий, не подвергаются жесткой эксплуатации.

4) Склейка на шпунт-гребень (шип-паз, ласточкин хвост, косой шип) – дополнительное сцепление за счет пазового соединения.

Хотя в определенных ситуациях, когда предполагаются особые условия применения, актуальны пазовые и шиповые соединения, в большинстве случаев детали склеиваются на гладкую фугу. Современные клеевые составы проникают глубоко в структуру и создают прочный шов без дополнительной выборки древесины.

Бруски столярных изделий соединяют между собой шиповым соединением, состоящим из двух элементов - шипа и гнезда или проушины. Шип - выступ на торце бруска, входящий в соответствующее гнездо или проушину другого бруска. Шипы бывают одинарными, двойными, многократными, т. е. более двух.

Цельный шип - это шип, составляющий одно целое с бруском. Вставным шипом называют шип, выполненный отдельно от бруска. Шип с поперечным сечением в виде круга называется круглым. Шип "ласточкин хвост" имеет профиль в виде равнобочной трапеции с большим основанием на торцовой грани шипа, односторонний шип "ласточкин хвост" - в виде прямоугольной трапеции с большим основанием на торцовой грани шипа.

Зубчатый шип имеет профиль в виде треугольника или трапеции, меньшее основание которого является торцовой гранью шипа, двукосый зубчатый шип - равнобедренного треугольника.

Одинарные и двойные шипы применяют при изготовлении окон, рамочных дверей, мебели; шип "ласточкин хвост" - при изготовлении ящиков, коробок; зубчатые шипы - при клеевом соединении деталей (сращивании) по длине.

Помимо этого применяют шипы круглые вставные при соединении делянок (заготовок) по ширине. Шипы впотемок и полупотемок используют при изготовлении рамок, мебели и др.

Шип впотемок делают не только при концевом соединении, но и в тех случаях, когда требуется, чтобы края гнезда были незаметны, так как получить ровные края гнезда не всегда удается. Чтобы скрыть этот дефект, у шипа вырезают потемок, т. е. снимают часть шипа по ширине с одной или обеих сторон.

Для того чтобы образовать шип, проушину, обработанные бруски, т. е. простроганные с четырех сторон на требуемый размер, предварительно размечают.