LEPENÍ SKLA ULTRAFIALOVÝM ZÁŘENÍM Obsah: 1. Použití lepidel při lepení skla 2. UV lepidla 3. Příprava slepovaných míst a použití lepidel 4. Vytvrzování působením UV záření 5. Vytvrzování pomocí aktivátoru 6. Pevnost lepených spojů a způsob zatížení 7. Vlastnosti lepeného spoje 8. Možnost demontáže lepeného spoje 9. Typy lepidel a zvláštnosti v oblastech použití 10. Typická spojení, technologické zvláštnosti 11. Chyby při dávkování UV lepidla 12. Ochrana zdraví při práci s UV lepidly, aktivátorem a UV zářením 13. Pokyny pro skladování a balení
-1-
1. Použití lepidel při lepení skla Proti jiným obvyklým způsobům přináší často nižší výrobní náklady a cenové výhody, lepší vzhled výrobku a zcela nové konstrukční řešení. Lepidla pro použití lepení skel do tří skupin: • • •
silikony – jednosložkové tmely a lepidla vytuhující reakcí se vzdušnou vlhkostí v závislosti na teplotě okolí a na velikosti podoby elastické hmoty dvousložková lepidla – vytuhují po přesném smíchání základní hmoty s tužidlem jednosložková lepidla – k vytuhnutí dochází působením ultrafialového záření (UV) o vlnové délce 315 – 400 nm nebo aktivováním povrchu, výsledný spoj je čirý, případně vysoce transparentní a velmi pevný.
2, UV lepidla UV lepidla jsou přizpůsobena různým způsobům použití a s ohledem na to se liší svou vizkozitou, konzistencí, pevností po vytuhnutí a průhledností. UV lepidlo je tekutá, jednokomponentní umělá hmota,neobsahující rozpouštědlo, která po ozáření UV světlem fotochemicky polymeruje. V provozu se cílené vytvrzování provádí za použití speciálních UV lamp. Tyto typy lamp závisí na požadavcích na délku lepeného spoje, na rychlost vytvrzování lepidla, atd. Přednosti UV lepidel: - protože, jsou lepidla jednokomponentní, je s nimi snadná manipulace – mohou se nanášet přímo z lahvičky nebo s použitím dávkovacího zařízení - cíleně vytvrzovatelné ozařováním UV lampou - krátké časy nutné pro vytvrzování spoje - vysoce pevný, čirý spoj - neobsahují rozpouštědla - umožňují lepení nejen skla se sklem, ale i s kovem, případně i dřevem, kamenem a některými tvrdými umělými hmotami Při použití UV lepidel jsou určitá omezení. nejsou vhodná tam, kde je nutný elastický spoj nebo tam, kde je spoj vystaven trvalému působení vody. Nelze používat pro lepení akvárií. U objektů umístěných ve venkovních prostorách musí být spoj překryt ochrannou vrstvou neutrálního silikonu. 3, Příprava slepovaných míst a použití lepidel Všechny spojované plochy musí být absolutně suché a čisté. Hrany skla musí být rovné a broušené, pro dosažení maximální pevnosti spoje i leštěné. Spára musí být co nejužší – max 0,5 mm. Pozor na to, že díky rychlému odpařování čistícího prostředku může nastat podchlazení skla nebo kovu a na jejich povrchu se vysráží vzdušná vlhkost. Ta zmizí již při ohřátí plochy na cca 40 °C. Lepené materiály a lepidlo mají mít pokojovou teplotu. Lepidlo před použitím neprotřepávejte, aby se nevytvořily vzduchové bubliny.
-2-
Předpokladem pro optimální slepení jsou ploché, rovné lepené povrhy s nepatrnou spárou ( max 0,5 mm ). K vytvrzení lepidla při ozáření dochází přednostně a nejdříve ve spáře. Ve spáře kolem 0,1 mm vytvrzuje lepidlo během několika vteřin, pomaleji ve velkých spárách a na povrchu. Lepidlo se nanáší jednostranně na jeden z lepených dílů. Při použítí nízkovikózního typu Vitalit 6128 mohou být slepované díly sestaveny dohromady a pak se teprve nanese z boku lepidlo. K vyplnění spáry zde dojde díky vzlínavosti lepidla. Aby se lepidlo nanášelo efektivně, musíte opatrně odříznout pouze špičku kónického uzávěru láhve. Lépe se však pro nanášení hodí dávkovací jehly, které se na lahvičku s lepidlem upevnění pomocí adaptéru. Lepidla se musí nanést dostatečné množství hned na začátku práce, viditelné vzduchové bubliny se odstraní špendlíkem. Lepené díly by měly na lepidle volně „plavat“. 4, Vytvrzování působením UV zářením V praxi dochází k cílenému vytvrzování pod UV světlem díky používání k tomu určených lamp. Čas potřebný pro vytvrzení lepidla závisí: -
na typu lepidla na vrstvě naneseného lepidla na výkonu lampy, na jejím vlnovém rozsahu a na stupni jejího opotřebení na tloušťce materiálu na propustnosti lepených materiálů vůči UV záření na odstupu zdroje záření lepidla
Podle těchto podmínek vlivů jsou normálně potřebné časy pro ozařování od 10 sekund do 5 minut, za nepříznivých podmínek eventuelně delší. UV lampu umístěte co nejblíže k lepenému místu, neboť se vzdáleností klesá výkon lampy.
-3-
Přebytečné lepidlo se ze slepovaných dílů otře bez použití čistícího prostředku nejlépe před. event. také po částečném vytvrzení. UV lepidlo totiž vytuhuje ve vakuu rychleji než na vzduchu, proto je možno očistit před vytvrzením spoj od lepidla, které bylo vytlačeno ze spáry a je ještě tekuté. Díly musí být dobře fixovány, aby se při otevírání nemohly pohnout. Pak může následovat konečné vytvrzení, po kterém by se již přebytečné lepidlo dalo odstranit pouze mechanicky. Bílá místa v oblasti slepení jednotlivých elementů upozorňují na lom ve vytvrzovaném lepidle, který může být vyvolán jak vlhkostí, tak vnitřním pnutím.UV lepidla potřebují pro dosažení konečné pevnosti nejen určitý čas nutný pro ozařování UV lampou, po kterém je pevnost slepeného spoje cca 50%, ale také jistou dobu pro ukončení reakce, kdy musí být lepený produkt v klidu, samozřejmě již bez ozařování UV lampou. Tato klidová doba činí cca 3 hodiny. Teprve pak je pevnost 100%. Po této klidové reakční době se už může slepený spoj dočistit čistícím prostředkem. Při lepení lampou si všímejte udané využitelné délky lampy, protože vytvrzení bez pnutí se dosáhne pouze po kompletním ozáření celé plochy najednou. UV lampy se liší také tím, zda vyzařují bílé nebo černé světlo. U lamp s černým světlem je výhodou to, že neoslňují, ale musí se u nich počítat s prosloužením doby nutné pro ozařování lepeného spoje a také s jeho nižší pevností. 5, Vytvrzování za pomocí aktivátoru Látky, které jsou málo nebo zcela nepropustné pro UV záření ( např. lepené bezpečnostní sklo, barevná skla absorbující UV záření, tmavá skla ) se mohou slepit pouze za pomoci aktivátoru. Aktivátor se lehce nanese na jednu z lepených ploch ( poměr aktivátoru k lepidlu je asi 5:95) a nechá se cca 5 minut odvětrat. Na druhou lepenou plochu se nanese lepidlo a obě se spojí. Spoj je možno ještě několik vteřin upravovat, Pak se musí zafixovat a nechá se v klidu vytvrzovat, což trvá 3 až 10 minut ( v závislosti na podmínkách ). Konečné pevnosti je dosaženo asi po 4 hodinách. Nanesení aktivátoru v příliš silné vrstvě a jeho neodvětrání může vést jak značné ztrátě pevnosti lepeného spoje. Použití aktivátoru se nedoporučuje u opticky náročných spár, protože může dojít k zabarvení lepidla. Slepená místa mají po vytvrzení asi o 20% menší pevnost, než kdyby byla slepena pouze čistým UV lepidlem. Typickými oblastmi pro použití aktivátoru je např. lepení držáků zpětných zrcátek na čelní automobilová skla, lepení úchytů a kování, které se vzájemně překrývají, lepení tmavých skel a zrcadel. 6, Pevnost lepených spojů a způsob zatížení a) technické předpoklady spojení: - dobrá a rovnoměrná smáčení schopnost povrchů spáry lepidlem - nepatrné srážení při vytvrzování - vrstvy lepidla bez příměsí plynu nebo vzduchu - povrchy spáry suché a čisté, bez vrstvy špíny, tuku, solného nebo kyselého povlaku
-4-
b) pro nosnost je rozhodující: - jak drží lepidlo na povrchu slepovaného materiálu ( adheze ) - pevnost lepidla ( soudržnost ) c) způsoby zatížení:
pevnost v tahu
pevnost v trhu
zatížení přes rameno páky
pevnost v tahu a trhu
d) hodnoty pevnosti: V praxi se pokládá za rozhodující druh zatížení pevnost v tahu a trhu. Pro Vitralit 6128 je 26N/mm2. e) zjištění možnosti momentálního zatížení lepeného spoje: Při kalkulaci možnosti zatížení lepeného spoje je nutno počítat s působením různých vlivů – nárazy, otřesy, pnutí díky teplotní roztažnosti. Lze však říct, že pevnost správně slepeného spoje v zásad předčí pevnost skla samotného. 7, Vlastnosti lepeného spoje, odolnost - barva lepené spáry pro Vitralit 6128 - transparentní - nepatrná srážlivost díky nepřítomnosti rozpouštědel - vysoká tepelná odolnost: -40° C až +120 °C ( od +100° C se však zmenšuje pevnost ) - dobrá odolnost vůči chemikáliím
-5-
8, Možnost demontáže lepeného spoje Pokud dovolují vlastnosti slepených dílů, je demontáž možná při teplotách přes 200 °C. K měknutí vytvrzeného lepidla dochází od cca 150 °C. K zahřátí se může použít např. horkovzdušná pistole. Při nestejnoměrném zahřívání nebo ochlazování vzniká nebezpečí lomu skla, proto pozor při temperování. 9, Typy lepidel Vitralit 6128: - je středně viskózní a téměř transparentní po vytvrzení - splňuje požadavky na velkou pevnost spoje s malou mírou elasticity - vytvrzuje se působením UV záření, ale i ve spojení s aktivátorem - díky vysokým hodnotám pevnosti se hodí na lepení vitrín, úchytů, pantů, kování, celoskleněného nábytku, slepování rozbitých nebo malých kousků skla, stolků sklo-kov 10, Typická spojení, technologické zvláštnosti a) pravoúhlé spojení sklo – sklo
Lepidlo nanést po sestavení do mezery, sám pak vzlíná dovnitř spáry
Je nutné udržet přesnou polohu tabulí např. pomocí přísavek
Lepidlo musí být před sesazením nanesen v rovnoměrně vrstvě, výhodné je opět použití přísavek
Tabule musí být obroušeny přesně na úhel
-6-
b) vysoce zatížená tupá spojení
Tabule musí být broušeny přesně v úhlu
Používá se Vitralit 6128
c) přeplátovaný spoj sklo-sklo
Používá se v případě, kdy by tupý spoj byl příliš zatížen působením pákové síly ( přesah 16 – 30 mm )
d) velkoplošné spoje sklo-sklo - předpokladem je rovnoměrné nanesení lepidla bez bublin - při lepení úzkých hran se spontální srážení lepidla při vytvrzování neprojevuje negativně. Při větších lepených plochách se už lepidlo samo dostatečně neroztáhne a vznikne „hladová bublina“. Kromě toho může u citlivých skleněných dílů dojít k pnutí, což by později vedlo k lomu. e) spojení sklo-kov
Používá se typ Vitralit 6128, který se nanáší až po vložení tabule do drážky dřevěného dílu sledujte kvalitu použitého dřeva a v případě, že je nalakované, soudržnost laku se dřevem a vlastnosti laku
f) spojení sklo-kov - slepený spoj skla s kovem ( chrom, mosaz, ocel ) typem Vitralit 6128 dosahuje vysoké pevnosti - k vytvrzování dochází UV zářením ze strany skla - sklo a kov mají různý koeficient tepelné roztažnosti
-7-
Příklady nalepování pantů a úchytů na sklo, kování na skleněné dveře, kovových podstavců na skleněnou desku 11, Chyby při dávkování UV lepidla při lepení plošných spojů
- lepidlo musí po stranách trochu vytékat a po lepené ploše musí být rozděleno ve stejnoměrné vrstvě. Malé bublinky vezme při rozlévání se lepidlo s sebou ke krajům lepené plochy, ale velké bubliny, které vznikly tlakem na tabuli, se už nedají odstranit - po předtvrzení necháme lepidlo vytlačeno mimo lepenou plochu - po konečném vytvrzení necháme lepidlo ještě asi 3 hodiny v klidu reagovat, pak slepené plochy dočistíme čistícím prostředkem 12, Ochrana zdraví při práci s UV lepidly, aktivátorem a UV zářením Jako u všech chemických produktů musí se i v tomto případě dodržovat při práci základní hygienická pravidla: - dobré větrání na pracovišti - vyhněte se kontaktu s kůží, sliznicí nebo očima - používejte krém na ruce - nenechávejte lepidlo v dosahu dětí - při práci nejezte, nepijte, nekuřte - při kontaktu s kůží postižené místo ihned omyjte vodou a mýdlem, při zasažení očí je vypláchněte vodou a vyhledejte lékaře - při práci s UV zářením se nevystavuje přímému ozáření a oslňování 13, Pokyny pro skladování a balení Lepidlo dodáváme v umělohmotné neprůhledné lahvi v balení 100 g. Skladujte v chladu, suchu a temnu ( bez přístupu UV záření ) v dobře uzavřených obalech. V originálním neotevřeném balení je skladovatelnost min. 12 měsíců.
-8-
UV Lepidlo VITRALIT 6128 Lepidlo se vyznačuje širokou oblastí použití. Vykazuje dobrou přilnavost na skle, kovech a mnoha termoplastických hmotách. Nadto je produkt standartně také kombinovatelně tvrditelný.
Barva Základní pryskyřice
Technické údaje: transparentní Akrylát
Fyzikální vlastnosti v kapalném stavu: Viskozita ( Brookfield LVT/25°C ) 550 až 1000 mPa´s Bod vzplanutí: ≥ 95° C Hustota: cca 1,12 g/cm3 UV (UVA 60mW/cm2): Termické tvrzení při 120° C: Chemické s aktivátorem: Konečná pevnost: Tl. vytvrzení/max. vrstva
Vytvrzení: 15 sekund 90 min 25 min po 12 hod 3 mm
Fyzikální vlastnosti ve vytvrzeném stavu: Tvrdost D (shore): 70 až 80 Tepelná stálost: - 40 až 150° C Smrštitelnost: ≤ 3,3 % Jímavost vody: 2,8 % TG DSC: 40 – 60° C koeficient teplotní dilokace: 62 ppm/K Dielektrická konstanta: 6,2 10kHz Tepelná vodivost: ≥ 0,22 W/mK
-9-
