Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta

Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta

Ústav nábytku designu a bydlení

Bakalářská práce PEVNOSTI LEPENÝCH SPOJŮ SEDACÍHO NÁBYTKU

Brno 2008/2009

Radim Marušák

PROHLÁŠENÍ Prohlašuji,že jsem bakalářskou práci na téma „Pevnosti lepených spojů sedacího nábytku“, vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana LDF MZLU v Brně.

dne………………………………………. Podpis studenta…….…………………….

2

Poděkování Mé poděkování za odborné vedení bakalářské práce patří Ing. Josefu Hlavatému a doc.Ing. Daniele Tesařové, Ph.D. Dále bych rád poděkoval společnosti TON a.s. v Bystřici pod Hostýnem za poskytnutí zkušebních vzorků a odbornou pomoc při jejich kompletaci. Jmenovitě vedoucímu technické přípravy výroby Ing. Rostislavu Kahajovi, technologu Aloisovi Bařinkovi, vrchnímu mistrovi Zdeňku Mrkvovi a celému vedení provozu 7 TON a.s. za jejich ochotu a toleranci.

3

Jméno:

Radim Marušák

Název bakalářské práce:

Pevnosti lepených spojů sedacího nábytku

Abstrakt Předmětem bakalářské práce je analyzovat pevnosti lepených spojů sedacího nábytku u vybraných druhů lepidel na bázi PVAc, s cílem posoudit to, které vykazuje nejvyšší pevnosti k lepení tvrdých listnatých dřevin - buku (Fagus silvatica) a nejlépe je schopno přenášet dynamické namáhání sedadlové části u sedacího nábytku. Dalším kritériem pro vyhodnocení výsledku pevnosti lepení, byl vliv rozměrových dimenzí mezi dlabem a čepem v sedadlové časti židle. Dále je práce doplněna o tahovou zkoušku, kdy daná lepidla byla použita na čelním dřevě stejné dřeviny. Lepidla, která byla použita byla volena s ohledem na jejich dostačující pevnost lepeného spoje, jednoduchost přípravy, krátké doby vytvrzení a zohlednění ekonomické nákladovosti na celou výrobu. Name:

Radim Marušák

Subjekt of bachelor thesis:

Strengths of glued joints seating furniture

Abstrakt The subjekt of the bachelor theis is to analyze strengths of glued joints seating furniture of selected types of adhesives based on PVAc in order to assess which one has the highest strength for bonding hard-leaved tree species – beech (Fagus silvatica), and preferably is capable of transmitting the dynamic loading of the seat for seating furniture. Another criterion for evaluating the outcome of the strength of bonding, the influence of dimensional dimensions between mortise and pin in the seat part of chair. Further work is complemented by the tensile test, where the glue was used on the front the same tree species. Adhesives, which was used was chosen with regard to their insufficient strength of glued joints, the simplicity of a short curing time and taking into account the economic cost of the whole production.

4

Klíčová slova: Pevnost lepeného spoje, tloušťka lepené spáry, dlab a čep, PVAc lepidla, sušina, konzistence, zatížení sedlové části židle, kombinované zatížení sedadla a opěradla, zatížení na boční nohy, zatížení na přední nohy, pevnost lepeného spoje na čelním dřevě. Key words: Strength of glued joints, the thickness of adhesive joints, mortise and tenon, PVAc adhesives, dry matter, consistency, the burden of the saddle chair, the combined burden seat and backrest, load on the leg side, load on the front foot, the strength of glued wood joints on the front.

5

Anotace Na základě laboratorních výsledků a hodnocení kvalitativních faktorů u disperzních PVAc lepidel uvedených v této práci lze konstatovat, že disperzní PVAc lepidla jsou velmi vhodná na montážní lepení sedacího nábytku, ale ne všechna dosahují požadovaných pevností lepeného spoje. Kvalita lepeného spoje je přímo odvislá od vlastnosti lepící směsi a charakteru a geometrie lepeného povrchu. Taktéž je tomu i u porovnání daných lepidel na čelním dřevě (buku). Annotation Based on laboratory results and evaluation of qualitative factors in PVAc dispersion adhesives referred to in this work can be concluded that the dispersed PVAc adhesives are very suitable for assembly gluing of chairs and seats, but not all achieve the required strength of glued joints. The quality of glued joints is directly depends on the characteristics of adhesive mixtures and the nature of glued surface. Also, it is also against the adhesive on the front of beech wood.

6

Obsah 1

Úvod ....................................................................................................................... 11

2

Cíl práce................................................................................................................. 12

3

Literární část ......................................................................................................... 13 3.1

O společnosti................................................................................................... 13

3.2

Definice a základní pojmy uvedené v této práci............................................. 13

3.3

Lepidla ............................................................................................................ 14

3.4

Teorie lepení dřevěných materiálů ................................................................. 15

3.4.1

Mezimolekulární síly .............................................................................. 15

3.4.2

Adheze .................................................................................................... 15

3.4.3

Mechanická adheze................................................................................. 15

3.4.4

Specifická teorie adheze ......................................................................... 16

3.4.5

Koheze .................................................................................................... 16

3.4.6

Smáčení povrchu tuhých látek................................................................ 16

3.4.7

Závěry adhezních teorií .......................................................................... 17

3.5

Reologie lepidel a lepených spojů .................................................................. 18

3.5.1

Reologie lepidel před vytvrdnutím ......................................................... 18

3.5.2

Reologie lepidla při vytvrzování............................................................. 18

3.5.3

Reologie vytvrdnutých lepidel................................................................ 19

3.6

Charakteristika lepení v nábytkářské výrobě.................................................. 19

3.6.1

Charakteristika montážního lepení ......................................................... 20

3.7

Technologické podmínky ovlivňující kvalitu lepeného spoje ........................ 21

3.7.1

Druh použitého materiálu a jeho vlastnosti ............................................ 21

3.7.2

Vlhkost materiálu.................................................................................... 21

3.7.3

Hladkost povrchu a jeho opracování ...................................................... 22

3.7.4

Rozměry.................................................................................................. 22

3.7.5

Teplota lepeného materiálu..................................................................... 22

3.7.6

Velikost nánosu....................................................................................... 23

3.8

Technologické faktory ovlivňující kvalitu lepených spojů............................. 23

3.8.1

Lisovací tlak............................................................................................ 23

3.8.2

Teplota lisování....................................................................................... 24

3.8.3

Principy ohřevu lepené spáry.................................................................. 24

3.8.4

Lisovací čas............................................................................................. 25

7

3.9

Vady vznikající u lepených spojů................................................................... 25

3.9.1

Popis a příčiny vzniku vad u lepených spojů při konstrukčním lepení .. 26

3.9.2

Ostatní vady lepených výrobků .............................................................. 28

3.9.3

Kvalitního výsledku při lepení lze dosáhnout......................................... 29

3.9.4

Podměty pro zkoušení lepidel v dřevozpracujícím průmyslu................. 29

3.10

4

Rozdělení lepidel ............................................................................................ 30

3.10.1

Kritéria pro volbu lepidla........................................................................ 30

3.10.2

Klasifikace vybraných lepidel používaných při montážním lepení....... 31

Zkoušení nábytku ................................................................................................. 37 4.1

Požadavky na hodnocení nábytku................................................................... 37

4.1.1 4.2

Zatížení nábytkových konstrukcí............................................................ 37 Sedací nábytek ................................................................................................ 38

4.2.1

Druhy zatížení konstrukce ...................................................................... 38

4.2.2

Požadované vlastnosti vybraných konstrukčních spojů.......................... 39

4.3

Tvarové a konstrukční řešení sedadlových části a vzájemné úpravy čepů a

dlabu používaných ve společnosti TON, a.s............................................................... 40 4.3.1

Čepové spoje a jejich konstrukční úpravy .............................................. 41

4.3.2

Sedadlová část židle doplněna rohovou výztuží ..................................... 42

5

Východiska řešení dané problematiky................................................................ 43

6

Použitá lepidla, materiály, zařízení a pomůcky ................................................. 44

7

6.1

Ověřovaná lepidla ........................................................................................... 44

6.2

Technické parametry vybraných druhů lepidel .............................................. 44

Materiál a metodika práce ................................................................................... 50 7.1

Materiál........................................................................................................... 50

7.1.1 7.2

8

Použité druhy dřevin............................................................................... 50 Použité zařízení a pomůcky ............................................................................ 51

7.2.1

Vytápěná teplotní skříň........................................................................... 51

7.2.2

Strojní zařízení na zkouření nábytkářských výrobků TESTR ................ 51

7.2.3

Trhací stroj ZDM 10/90 ......................................................................... 52

7.2.4

Pomůcky ................................................................................................. 52

Použitá metodika................................................................................................... 53 8.1

Zkoušení lepidel v tekutém stavu ................................................................... 53

8.1.1

Stanovení výtokové doby výtokovými pohárky ČSN EN ISO 2431...... 53

8

8.1.2

Stanovení netěkavých složek (sušiny) ČSN EN ISO 3251 (ON

67 3031)……. ......................................................................................................... 53 8.2

Zkušební metody pro stanovení pevnosti a trvanlivosti sedacího nábytku .... 54

8.2.1

ČSN EN 1728 (91 0225), říjen 2001 ...................................................... 54

8.2.2

EN 15373, duben 2007 ........................................................................... 55

8.3

Metodika práce ............................................................................................... 55

8.3.1

Zhotovení drážkového čepu.................................................................... 56

8.3.2

Nános lepidla na čep a do dlabu ............................................................ 56

8.3.3

Kompletace koster židlí (313 727).......................................................... 57

8.4

Technologický postup přípravy zkušebních vzorků ....................................... 58

8.5

Metodika zkoušek u koster židlí (313 727) .................................................... 61

8.5.1

Označení vzorků ..................................................................................... 61

8.5.2

Příprava zkušebních vzorků.................................................................... 61

8.5.3

Zátěžová šablona..................................................................................... 62

8.6

Statická zatěžovací zkouška bočních noh ČSN EN 1728............................... 63

8.6.1

Schématické znázornění působení zatěžovacích sil při zkoušce na boční

nohy…….................................................................................................................. 63 8.7

Statická zatěžovací zkouška předních noh ČSN EN 1728 ............................. 64

8.7.1

Schématické znázornění působení zatěžovacích sil při zkoušce předních

noh………… ............................................................................................................ 65 8.8

Statická zatěžovací zkouška sedadla a opěradla ............................................. 66

8.8.1

Schématické znázornění působení zatěžovacích sil při statické zatěžovací

zkoušce sedadla a opěradla .................................................................................... 66 9

Vyhodnocení .......................................................................................................... 68 9.1

Sušina a výtoková doba .................................................................................. 68

9.2

Vyhodnocení pevnosti lepených spojů u vzoru 313 727 ................................ 69

9.2.1

Označení lepených spojů na kostře zkušebních vzorů 313 727.............. 70

9.2.2

Výsledky naměřených hodnot při zkoušce na boční nohy...................... 71

9.2.3

Výsledky naměřených hodnot při zkoušce na přední nohy .................... 72

9.2.4

Výsledky naměřených hodnot při statické zatěžovací zkoušce sedadla a

opěradla…............................................................................................................... 72 9.2.5 9.3

Grafické znázornění průběhu jednotlivých zkoušek............................... 73

Tahová zkouška vybraných druhů lepidel na čelním dřevě (buku) ................ 76

9

10

Diskuze a vyhodnocení výsledků ..................................................................... 79

10.1

Vyhodnocení obsahu netěkavých složek u vybraných druhů PVAc .............. 79

10.2

Vyhodnocení výtokové doby výtokovým pohárkem u vybraných lepidel ..... 79

10.2.1 10.3

Vyhodnocení testovaných lepidel při aplikaci do lepených spojů.......... 80

Vyhodnocení pevnosti lepených spojů u koster židlí (313 727), při zvolených

zkouškách.................................................................................................................... 80 10.3.1

Vyhodnocení zatěžovací statické zkoušky na boční nohy...................... 80

10.3.2

Vyhodnocení zatěžovací statické zkoušky na přední nohy .................... 82

10.3.3

Vyhodnocení výsledků statické zatěžovací zkoušky sedadla a opěradla 82

10.3.4

Celkové shrnutí a vyhodnocení použitých lepidel.................................. 83

10.3.5

Vliv konstrukční úpravy čepu (drážkovaný čep).................................... 83

10.3.6

Vyhodnocení výsledků vlivu tloušťky lepené spáry, rozdílu ve výšce

čepu a rozdílu v hloubce dlabu ............................................................................... 84 10.3.7

Vliv oboustranného nánosu na lepené plochy ........................................ 85

10.3.8

Vyhodnocení výsledků lepých spojů v tahu na čelním dřevě (buku) ..... 85

10.3.9

Vliv ceny lepidla na nákladovost výroby ............................................... 86

11

Závěr................................................................................................................... 87

12

Summary............................................................................................................ 88

13

Použitá literatura .............................................................................................. 89

14

Seznam tabulek ................................................................................................. 91

15

Seznam použitých obrázků a grafů................................................................. 92

16

Přílohy ………………………………………………………………………... 95

10

1

ÚVOD Sezení je jednou ze základních lidských funkcí. Sedací nábytek slouží k podpoře

lidského těla při poloze vsedě. Měl by být koncipován tak, aby umožňoval pohodlné sezení při dokonalém zachování fyziologických pochodů lidského těla. Při dlouhodobém statickém sezení dochází u člověka k bolesti zad a hýždí a v delším časovém intervalu i k trvalým zdravotním potížím. Proto má člověk při sezení neustále potřebu měnit svoji polohu sezení. Tím je sedací nábytek namáhán nejen staticky, ale i dynamicky. Toto zatížení je přeneseno do konstrukčních spojů, které musí mít takovou pevnost, aby byli schopné vyvolané zatížení absorbovat. Na počátku výroby sedacího nábytku v TON a.s. se prosazovala Thonetova myšlenka: „Čím méně spojů, tím roste pevnost a trvanlivost sedacího nábytku“. S rostoucím počtem spojů na židli vzniká pravděpodobnější porušení konstrukce v průběhu užívání. Nejpoužívanějším spojením dílců a podsestav v TON a.s. je spoj pomocí spojovacího kování a lepidel. Lepidlo a lepený spoj ovlivňuje výrobu nábytku i jeho kvalitu, hospodárnost výroby

a

cenu

daného

výrobku.

Lepidla

jsou

látky

sloužící

k pevnému

(nerozebíratelnému) spojení stejných nebo různých materiálů a řadí se do skupiny pomocných látek v dřevařském a nábytkářském průmyslu. Na lepidla i lepené spoje jsou kladeny vysoké nároky ze strany spotřebitelů i z hlediska ochrany životního prostředí. Nejstaršími lepidly, které se uplatňovaly v nábytkářské výrobě byly různé druhy klihů, převážně rostlinného a živočišného původu. Používaly se na konstrukční lepení i na olepování nosného materiálu materiálem dekoračním. Dnes je na trhu s pomocnými látkami široké zastoupení přírodních i syntetických pryskyřic dodávajících se v libovolných modifikacích. Nejrozšířenějšími lepidly používanými na montážní lepení nábytku jsou PVAc lepidla. Chceme-li ve výsledku dosáhnut kvalitního lepeného spoje, je důležité znát vlastnosti použitých lepidel, spojovaného materiálu a způsob namáhání lepeného spoje. Všechny tyto znalosti pak vedou ke kvalitnímu výrobku a konkurence schopnosti podniku na trhu.

11

2

CÍL PRÁCE Hlavním cílem této bakalářské práce je analyzovat důvody porušení v místě

lepených spojů u sedacího nábytku. Analyzovat technologické faktory, které ovlivňují pevnost lepeného spoje. Analyzovat současný stav lepidel a vliv jejich použití na pevnost lepených spojů u sedacího nábytku. Analyzovat vliv konstrukční úpravy čepu na vliv pevnosti konstrukce u sedacího nábytku. Při laboratorním měřením se řídit normou ČSN EN 1728 „Nábytek bytový – Sedací nábytek- Zkušební metody pro stanovení pevnosti a trvanlivosti“. EN 15373 „ Nábytek – pevnost, životnost a bezpečnost – Požadavky pro nebytový sedací nábytek“. Na základě zjištěných výsledků vyhodnotit analýzu současného stavu lepidel a vyhodnocení vlivu rozměrových dimenzí mezi dlabem a čepem na zvyšující se pevnost lepeného spoje. Na žádost firmy TON a.s. je provedena též zkouška daných lepidel v tahu na čelním dřevě buku.

12

3

LITERÁRNÍ ČÁST

3.1 O společnosti V současnosti se TON a.s. Bystřice pod Hostýnem s více než polovinou své produkce orientuje na konstrukci židlí a křesel, kde není použito jiného spojení než jen spojů lepených. Společnost byla nucena v posledních 3 letech rozšířit svůj nabízený sortiment „řezaných“ židlí, u kterých tvoří sedadlovou část luby, které jsou pevně spojeny s nohami na: čep a dlab, kolíky, sdružené čepy nebo klínové spoje. Toto spojení bývá nejčastěji doplněno rohovou výztuží. Tyto židle se od „klasiky“ nejvíce odlišují v tom, že zde není ve většině případů použitý nožní spoj, který výrazně zvyšuje pevnost konstrukce. Z toho plyne, že pevnost výrobku je přímo závislá na druhu použitého montážního lepidla a variantě konstrukčního spoje.

3.2 Definice a základní pojmy uvedené v této práci Adherend- (substrát – lepený materiál)- těleso přidržované k druhému pomocí lepidla. Adheziv - lepidlo, pojivo Adheze- souhrn povrchových sil, kterými se vzájemně poutají částice různých hmot (lepidla a lepeného materiálu). Koheze- souhrn sil, kterými se vzájemně poutají částice téže hmoty. Mikrokolíkový spoj – vniknutí lepidla do pórů dřeveného materiálu Lub – horizontální spojovací prvek sedadlové části židle Čelní dřevo – plocha kolmá k průběhu dřevních vláken Lepený spoj - pevné (trvalé) spojení dvou stejných nebo různých materiálů Pevnost lepeného spoje – napětí, pří němž se poruší zkušební těleso při namáhaní smykem v N/mm2 Studený tok – postupné rozměrové změny matriálu za trvalého zatížení při normální teplotě vlivem deformace. Polarita – vlastnost některých molekul složených z atomů různé velikosti, vyznačující se dvěma póly s protikladnými náboji. pH- vodíkový exponent – záporná hodnota logaritmu koncentrace vodíkových iontů, roztoky o pH 7 jsou neutrální, pH<7 a pH >7 zásadité. Smáčivost- schopnost kapalin o malém povrchovém napětí roztéci se na povrchu tuhých hmot. 13

Přísady do lepidla – látky mající za účel zdokonalit některé vlastnosti konečného lepeného výrobku, např. nastavovadla, plniva, prostředky na ochranu proti biotickým škůdcům, vůči ohni apod. Tvrdidla se do přísad nepočítají. Plnivo – látka přidaná do lepidla ve větším množství, aby se snížila jeho cena a dosáhlo určitých vlastností. Neúčastní se aktivně lepícího pochodu. Tvrdidlo – látka, která způsobuje vytvrzení lepidla následkem chemické proměny. MF lepidla – močovinoformaldehydová lepidla Polyvinilacetát (PVAc) – polymerní látka termoplastická, používaná jako lepidlo na dřevo ve formě vodní disperze, nebo rozpouštědla, nebo rozpuštěná v organických rozpouštědlech.1

3.3 Lepidla Lepidla jsou makromolekulární látky, jejichž molekuly jsou v roztocích kumulovány do větších celků (nazývají se tzn. koloidní roztoky). Lepidlo je dále definováno jako nekovový materiál a jako pojivo, které se vyznačuje dobrou soudržností a přilnavostí k lepenému podkladu.2 Lepením rozumíme pevné a trvalé spojení dvou stejných nebo různých materiálů, které na sebe těsně přiléhají pomocí lepidla a vytváří mezi nimi souvislou a tenkou vrstvu pevně na nich držící. Nejčastěji je vyžadováno, aby pevnost lepeného spoje byla vyšší něž pevnost lepeného materiálu. Pevnost lepeného spoje není závislá jen na přilnavosti lepidla k podkladu adhezi, ale také na vnitřní soudržnosti molekul lepidla tzn. kohezi.3 Spojení tuhých substrátů lepidly je velmi starý a rozšířený technologický proces, který se neomezuje jen na spojení výrobků ze dřeva, ale rovněž i na spojení neporézních materiálů a jejich kombinací. Proto je pochopitelné, že se zkoumáním a objasňováním jevů vyskytujících se při lepení se věnuje velká pozornost. 4

1)

Ing. Dr. Karel Eisner, Příručka lepení dřeva (2.přepracované a rozšířené vydání), Praha 1966, SNTL Zdeňka Křupalová, Nauka o materiálech, Praha 1999, SOBOTÁlES, ISBN 80-85920-57-3 3) Ing. Jindřich Drápela a kolektiv, Výroba nábytku; technologie, Praha 1980, SNTL 4) Dr.Ing. Pavel Král, Dr. Ing. Jaroslav Hrázký, 2005, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně ISBN 80-7157-878-9 2)

14

3.4 Teorie lepení dřevěných materiálů V procesu lepení dřeva probíhají chemické a technologické procesy, které jsou převážnou měrou ovlivněny fyzikálně chemickými vlastnostmi lepící směsi i vlastnostmi lepeného podkladu. Na základě teoretických úvah a příslušných experimentálních výzkumů byly v minulosti vysloveny různé názory na charakter lepení, které mají přímou souvislost s teorií lepení: ƒ mezimolekulární silami ƒ adheze – mechanická a specifická teorie adheze ƒ koheze ƒ smáčení povrchu tuhých látek 3.4.1

Mezimolekulární síly Molekuly jsou k sobě přitahovány sekundárními přitažlivými silami. Při velmi

těsném přiblížení molekul lepidla a lepeného materiálu vznikají mezi nimi rovněž tyto sekundární síly. Pro jejich vznik je však nutné velmi těsné přiblížení, tj. vyvinutí dostatečného tlaku na lepený spoj.Tyto síly se podílejí největší měrou na adhezi.5 3.4.2

Adheze Teorie o původu adhezivních sil a jejich závislosti na složení dřeva a

vlastnostech povrchové vrstvy slepovaných materiálu není do této chvíle zcela jednotná. Základní rozdělení adhezivních teorií: ƒ mechanická teorie adheze ƒ specifická teorie adheze6 3.4.3

Mechanická adheze Podle této teorie je vysvětlována soudržnost lepeného spoje vniknutím tekutého

lepidla do pórů a nerovností povrchu adherendu a po jeho vytvrdnutí vytvoření velkého počtu mikrokolíkových spojů. Touto teorií však nelze vysvětlit spojováním neporézních materiálů a lepší lepivost dřeva v podélném směru než v čelním řezu a to i přesto, že vnikání lepidla do kapilár z příčného řezu je intenzivnější, hlubší a počet 5) 6)

Ing. Dr. Karel Eisner, Příručka lepení dřeva (2.přepracované a rozšířené vydání), Praha 1966, SNTL Ing. Jindřich Drápela a kolektiv, Výroba nábytku; technologie, Praha 1980, SNTL

15

mikrokolíkových spojů je značně větší. Lepení tedy musí záviset i na jiných faktorech, které byly hledány zejména v chemické a molekulové interreakci mezi adhezivem a adherendem. Takto vznikly další různé názory zahrnuté do tzn. specifické teorie adheze.7 3.4.4

Specifická teorie adheze Podstatnou část přilnavosti materiálu tvoří specifická teorie adhese. Tvoří ji řada

fyzikálních a chemických sil. K fyzikálním a chemickým veličinám ovlivňujícím adhezi patří zejména viskozita lepidla, povrchové napětí a polarita spojovaných materiálů. O povaze teorie specifické adheze vzniklo mnoho teorií. Nejčastější teorií je teorie založená na působení Van der Waalsových sil. Van der Waalsovy síly jsou přitažlivé nebo

odpudivé

interakce

(síly)

mezi molekulami.

Jsou

slabší

než kovalentní, koordinačně kovalentní síly a vodíkové můstky. Vznikají převážně v

nepolárních

molekulách,

které

neobsahují

stálé

dipóly,

jejich

vazby

nejsou polarizované. Z důvodu toho, že adhesivní síly začínají působit až na velmi krátkou vzdálenost, je nezbytné přiblížit k sobě molekuly vzájemně lepených povrchů na co možná nejmenší vzdálenost kratší než 3 – 4 µm, což je u pevných těles prakticky nemožné.8 3.4.5

Koheze Vnitřní molekulová soudržnost lepidla. Koheze je odvislá od velikosti struktury

makromolekuly. Koheze lepidla v lepeném spoji musí být vyšší než koheze lepeného materiálu. Podstatnou měrou ovlivňuje kvalitu lepeného spoje.9 3.4.6

Smáčení povrchu tuhých látek Další faktor, který ovlivňuje adhezi je smáčení povrchu lepené plochy lepidlem.

Smáčivost je schopnost kapky lepidla roztéct se po povrchu lepeného materiálu. Smáčivost pevného povrchu tekutým lepidlem souvisí s okrajovým úhlem, který svírá okraj kapky lepidla se základním materiálem, a tedy s povrchovou energií obou 7)

Dr.Ing. Pavel Král, Dr. Ing. Jaroslav Hrázký, 2005, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně ISBN 80-7157-878-9 8) Ing. Jindřich Drápela a kolektiv, Výroba nábytku; technologie, Praha 1980, SNTL 9) Zdeňka Křupalová, Nauka o materiálech, Praha 1999, SOBOTÁLES, ISBN 80-85920-57-3

16

látek. Má-li lepidlo smáčet pevný povrch látky, musí být jeho povrchová energie menší, než je kritická povrchová energie lepené látky. Nejvyšší povrchovou energii z kapalin má voda. Jestliže voda bude smáčet povrch materiálu, lze z toho usoudit, že materiál bude smáčen i jinými kapalinami (lepidly). Smáčivost lepených povrchů můžeme hodnotit kapkovou metodou. Úhel α, který svírá kapalina s pevným povrchem, by měl být minimální.10 Pro montážní lepení nejlépe vyhovuje z uvedených příkladu "dostatečná smáčivost" (ideální smáčivost pro montážní není vhodná), z důvodu nadměrného vsakování lepidla do lepeného materiálu.

α

α

α

α

α

Obr. 1 Posuzování smáčivosti podle okrajového úhlu11

3.4.7

Závěry adhezních teorií Všechny teorie se shodují např. v tom, že se molekuly lepidla a substrátu musí

dostatečně přiblížit, aby mezi nimi působily adhezivní síly. Proto lepidlo musí být kapalné, a nebo alespoň v okamžiku lepení plastické. Lepidlo musí smáčet povrch tuhého substrátu. Aby dobře smáčelo, musí být jeho povrchové napětí nižší než povrchové napětí tuhého substrátu. Tedy i ve vztahu k montážnímu lepení sedacího nábytku se snažíme o vytvoření rovného a hladkého lepeného povrchu a vzniku velmi malé tloušťky lepené spáry. Zde je „dostatečné přiblížení“ realizováno výhradně v rámci rozměrových dimenzí mezi konstrukčními spoji (čep; dlab).

10) 11)

Ing. Jindřich Drápela a kolektiv, Výroba nábytku; technologie, Praha 1980, SNTL Ing. Miroslav Müller, Doc. Ing. Milan Brožek, CSc., KMaST TF ČZU v Praze

17

3.5 Reologie lepidel a lepených spojů Reologie je nauka o deformaci a tečení deformovaných těles. U lepidel je třeba si povšimnout následujících fází: ƒ Reologie před vytvrdnutím ƒ Reologie lepidel při vytvrzování ƒ Reologie vytvrdnutých lepidel 3.5.1

Reologie lepidel před vytvrdnutím Snadné nanášení lepidla a také dokonalé smáčení lepeného povrchu zajišťuje

vysoká tekutost, popř. nízká viskozita lepidla. Hodnotu viskozity ovlivňuje koncentrace lepidla a velikost jeho makromolekul (přímá závislost) a teplota (nepřímá závislost). Lepidlo však nesmí vnikat do lepeného povrchu nadměrně, aby nevznikl tzn. „chudý spoj“, který nedosahuje požadované pevnosti. Z toho plyne, že přílišná tekutost lepidla je v tomto případě na závadu. Proto je třeba vždy volit lepidlo optimální tekutosti nebo jeho tečení ovlivňovat přidanými (plnidly a nastavovaly) nebo ředěním. Z reologického hlediska se zdají pro lepení příznivá thixotropní lepidla (lepidla zpěněná nebo disperzní). Vyznačují se tím, že zředěním nebo s hnětením řídnou, stáním v klidu nabývají původní viskozity. Tekutost lepidla naneseného na lepený povrch se sniží unikáním disperzního média do dřeva, částečným odpařováním rozpouštědla nebo pokračující polykondenzaci lepidla. Nános lepidla se stává „lepkavým“. 12 3.5.2

Reologie lepidla při vytvrzování Tvrdnutím lepidel v lepeném spoji je provázeno zvýšením kohezní pevnosti.

Lepidla tuhnou v důsledku: -

unikání disperzního média do dřeva (glutinová, škrobová, disperzní PVAc lepidla.)

-

snížení teploty (tavná lepidla)

-

zesítění molekul (reaktoplastická, kaučuková, vulkanizační lepidla)

Většinou se při tvrdnutí lepidel uplatňuje více druhů vlivů. Uvedené příklady vyjadřují vliv převažující.13

12)

Ing. Jindřich Drápela a kolektiv, Výroba nábytku; technologie, Praha 1980, SNTL

18

3.5.3

Reologie vytvrdnutých lepidel Nepříjemný jev při tuhnutí lepidla je jeho smršťování, které pokračuje i po jeho

úplném vytvrzení. Křehká lepidla mohou v důsledku smršťování popraskat v lepené spáře, což se projeví snížením pevnosti lepeného spoje. Zvláště choulostivá v tomto směru jsou lepidla MF. Smršťování vyplývá z povahy lepidla a dá se do určité míry korigovat zvýšením sušiny, plněním, nastavováním nebo plastifikací. Pevnost lepeného spoje ovlivňuje tloušťka lepené spáry. Se vzrůstající tloušťkou lepené spáry pevnost spoje klesá. V tomto směru jsou opět choulostivá MF lepidla, o něco méně citlivá jsou lepidla glutinová a PVAc disperzní lepidla. U některých lepidel, zvláště termoplastických, se vyskytuje tzv. „studený tok“; lepené spoje pak nesnášejí trvalé zatížení. Vhodnou kombinací, např. PVAc disperze a MF lepidla, lze tento nepříznivý vliv eliminovat. Dojde nejen k potlačení studeného toku, ale také k větší vodovzdornosti spoje než u samotného PVAc lepidla a na druhé straně lepidlový film je zase méně křehký než u čistého MF lepidla.14 Dnes existuje nespočet možností poměrových kombinací těchto dvou lepidel v praxi hojně využívaných.

3.6 Charakteristika lepení v nábytkářské výrobě Charakter lepení je v současné době velmi rozmanitý. Spojování materiálů lepením je možno členit na: konstrukční lepení ƒ lepení masivu ƒ lepení konstrukčních materiálů ƒ montážní lepení sesazování plošné lepení lamelování

13) 14)

Ing. Jindřich Drápela a kolektiv, Výroba nábytku; technologie, Praha 1980, SNTL Ing. Jindřich Drápela a kolektiv, Výroba nábytku; technologie, Praha 1980, SNTL

19

3.6.1

Charakteristika montážního lepení Montážní lepení v užším slova smyslu ve výrobě nábytku představuje poslední

fázi výroby. Jednotlivé dílce se spojují a upevňují konstrukčními prvky do míst a ploch, v jakých budou ve finálním výrobku. Při výběru lepidel je proto nutno brát v úvahu podmínky, za kterých bude konstrukce používána. Druhým hlediskem pro výběr vhodného typu lepidla je charakter namáhání, kterému bude konstrukce po celou dobu své životnosti vystavena.15 Ne všechna lepidla jsou schopna odolávat střídavým pnutím ve spojích konstrukce. Z toho hlediska jsou pro montáž nejméně vhodná MF lepidla, pokud ale provedeme modifikaci PVAc lepidly houževnatost spoje se zvyšuje. Spoje fenolických lepidel použitých za studena splňují podmínky kvalitních konstrukčních spojů v daleko větší míře. Problematická je jejich zdravotní nezávadnost, zejména ve fázi lepení a tvoření tmavé lepené spáry. Tyto lepidla se při montáží sedacího nábytku nepoužívají. K lepení spojů při montáži se stále více používají lepidla disperzní PVAc a také polyuretanová lepidla. Z hlediska požadavků kladených na montážní lepidlo jsou PVAc typickými lepidly pro montážní práce. Jejich použití se rozšířilo zejména pro nenáročné zpracování, rychlé zrání spoje, jejich pružnost, pevnost, zdravotní nezávadnost i ekonomickou nenáročnost.16 V TON a.s. se při montážním lepení podsestav používají PVAc lepidla. Při konstrukčním lepení např. sedadlových rámů č. „14“ a nožní spoj „01“ používá výhradně MF lepidla (UMACOL C), ať již v připravené formě lepící směsi (lepící složka + tvrdidlo) nebo v oddělené aplikaci. Dále se také nabízí otázka, proč v dnešní době společnost nepřešla na používání polyuretanových lepidel, ať už jedno nebo dvousložkových. Tyto lepidla dosahují vysokých pevností, vykazují vysokou odolnost proti působící vlhkosti a také odolnost proti zvýšeným teplotám. Při lepení sedacího nábytku, který je určený do interiéru není vlhkostní a teplotní odolnost tak podstatná. Navíc často při kompletaci dochází ke znečištění viditelných broušených ploch lepidlem a je známo, že PUR lepidlo se špatně odstraňuje z broušeného povrchu i z pomůcek, které se používají při nanášení. Posledním faktorem pro neuplatnění těchto lepidel při montáži sedacího nábytku v sériové výrobě je jejich vyšší cena ve srovnání s PVAc lepidly. 15) 16)

Ing. Jindřich Drápela a kolektiv, Výroba nábytku; technologie, Praha 1980, SNTL Ing. Dr. Karel Eisner, Příručka lepení dřeva (2.přepracované a rozšířené vydání), Praha 1966, SNTL

20

3.7 Technologické podmínky ovlivňující kvalitu lepeného spoje 3.7.1

Druh použitého materiálu a jeho vlastnosti Dřevo je nehomogenní pórovitá látka, sestávající se z odumřelých buněk. Pro

správné objasnění vzájemných vlivů dřeva a lepidla je potřebné znát nejen vlastnosti lepidla, ale i vlastnosti dřeva.17 Hlavními složkami dřeva jsou celulóza, hemicelulózy a lignin. Z hlediska lepení je důležitý polární charakter celulózy a hemicelulózy, jejichž hydroxylové skupiny udělují dřevu též polární charakter, nutný pro uplatnění adhesivních sil při lepení polárními lepidly. Kromě hlavních složek dřeva jsou důležité některé průvodní látky ovlivňující průběh lepení, např. pryskyřice a vosky, které ztěžují smáčení povrchu dřeva a tak zhoršují kvalitu lepených spojů.18 U dřeva má velký význam i jeho vnitřní povrch, tvořený systémem kapilárních dutin. Povrchové vlastnosti dřeva, které jsou určující pro funkci adherendu, vyplývají z jeho vnitřní struktury a lze je ovlivnit dodatečným opracováním. V porovnání s jinými substráty mají velký vliv také morfologické vlastnosti, které s chemickým složením dávají dřevu charakter omezeně bobtnající koloidní látky. Nezanedbatelný

význam pro kvalitu lepení má i čistota povrchu. Povrch

lepených materiálů často obsahuje prach, eventuálně mastnotu, které zhoršují smáčivost a zabraňují tak potřebné penetraci lepidla do povrchu materiálu.19 3.7.2

Vlhkost materiálu Vytvrzování lepidla probíhá nejčastěji syntézou dvou procesů fyzikálního

(odpařením a oddifundováním rozpouštědla nebo disperzního média, zpravidla vody) a chemické reakce.

17)

Ing. Arnošt Trávník, Technologické operace výroby nábytku, 2005, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, ISBN 80-7157-865-7 18) Ing. Jindřich Drápela a kolektiv, Výroba nábytku; technologie, Praha 1980, SNTL 19) Ing. Arnošt Trávník, Technologické operace výroby nábytku, 2005, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, ISBN 80-7157-865-7

21

Vysoká vlhkost zpomaluje unikání vodného podílu lepidla do dřeva, což zpomaluje nebo znemožňuje jeho vytvrzení. Tato skutečnost má vliv i na proporcionálnost mezi chemickým a fyzikálním procesem, protože při vysoké vlhkosti lepeného materiálu může chemická reakce vytvrzování pryskyřice předstihnout fyzikální proces oddifundováním roztoku, nejčastěji vody. Nízká vlhkost může snížit kvalitu spoje tím, že intenzivní difúzí se zvyšuje konzistence lepidla a snižuje se smáčivost, což je při jednostranném nánose nedostatečný přenos lepidla na druhý povrch. Nejvhodnější vlhkost materiálu pro lepení je 8 ± 2 %, maximálně 12 % .20 3.7.3

Hladkost povrchu a jeho opracování Těsné přiblížení lepených ploch k sobě je podmínkou, aby nevznikly málo

pevné, hrubé lepené spáry. Z toho vyplývá požadavek dokonalého opracování lepených povrchů s minimálními tloušťkovými tolerancemi, které mohou být překonány v další fázi lepení zvýšením lisovacího tlaku. Další úvahou mezi hladkostí (drsností) a pevností je možné charakterizovat tak, že se zvětšující drsnosti povrchu do určité hodnoty pevnost spoje narůstá. 21 3.7.4

Rozměry Rozměrem v technologickém procesu lepení charakterizujeme vtah rozměrových

tolerancí mezi spojovanými prvky např. u kolíkových spojů, čepových atd. Důležitá je především pozice zhotovených otvorů, správná hloubka, výška a šířka (průměr) otvoru. Pokud nebudou dodrženy správné rozměrové tolerance nejsme schopni docílit kvalitního lepeného spoje. 3.7.5

Teplota lepeného materiálu Nepříznivě působí při lepení nízká teplota dřeva. Glutinová lepidla „zamrzají“

a u PVAc disperzních lepidel se vytváří bílý film, který je neaktivní. Naproti tomu příliš vysoká teplota dřeva, pokud s ní úmyslně nepočítáme a neupravíme podle ní postup

20)

Ing. Arnošt Trávník, Technologické operace výroby nábytku, 2005, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, ISBN 80-7157-865-7 21) Ing. Jindřich Drápela a kolektiv, Výroba nábytku; technologie, Praha 1980, SNTL

22

lepení, může způsobit nadměrné vsakování lepidla do dřeva a při lepení reaktivními lepidly jejich předčasné vytvrzení ještě před vyvozením lisovacího tlaku.22 3.7.6

Velikost nánosu Nanášení

lepidel

a

lepících

směsí

se

provádí

různými

způsoby

a technologickými prostředky. Obecně platí, že množství naneseného lepidla ovlivňuje tloušťku lepidlového filmu, která má z hlediska spoje podstatný význam. Všeobecně platí zásada, čím je tloušťka filmu menší, tím roste pevnost spoje. Tloušťka nánosu lepidel se pohybuje v rozmezí 1 až 400µm. Porušení zásady optimálního množství nánosu lepidla má za následek, že při malých nánosech vzniká nebezpečí tzv. „Chudého spoje“. Optimální množství naneseného lepidla závisí na hladkosti povrchu lepeného materiálu, jeho schopnosti absorbovat lepidlo, konzistenci a obsahu sušiny.23

3.8 Technologické faktory ovlivňující kvalitu lepených spojů Mezi hlavní technologické faktory ovlivňující kvalitu lepených spojů patří: Lisovací tlak (p) Teplota lisování (T) Lisovací čas (t) 3.8.1

Lisovací tlak Lisovacím tlakem se u montážního lepení rozumí síla, která je vyvolaná

příslušným strojně technologickým zařízením na zasunutí konstrukčních prvků do daných otvoru. Tlakem lepidlo lépe proniká do pórů dřeva a drobných povrchových nerovností materiálu. Tlakem se vyrovná i přebytek nánosu lepidla a zabraňuje se tak vytvoření méně pevné vrstvy lepidla. Lisovací tlak je určován nejen druhem dřeviny, ale i druhem lepidla, teplotou při lisování a hladkosti povrchu lepených materiálů.

22)

Ing. Jindřich Drápela a kolektiv, Výroba nábytku; technologie, Praha 1980, SNTL Ing. Arnošt Trávník, Technologické operace výroby nábytku, 2005, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, ISBN 80-7157-865-7 23)

23

3.8.2

Teplota lisování Teplota je jedním z rozhodujících faktorů, které urychlují vytvrzování lepidla.

V zásadě vytvrzují používána lepidla snížením teploty, ochlazováním např. glutinové, tavné nebo zvýšením teploty, čímž se doba vytvrzování zkracuje na několik minut nebo i vteřin.24 Lepení podle použité teploty: ƒ za studena – teplota v lepené spáře se pohybuje v rozmezí od 15 do 25 °C ƒ za tepla ≤ 100°C ƒ za zvýšené teploty ≥100°C 3.8.3

Principy ohřevu lepené spáry

Typy ohřevu lepené spáry, které je možno použít u montážního lepení : a) Předehřevem lepených ploch (konstrukčních spojů), který se uplatňuje při lepení silnějších materiálů. Vytvrzování lepidla se urychluje vlivem tepla, které je akumulováno v jednom nebo obou spojovaných materiálech. b) Přímým přívodem tepla do lepené spáry, a to pomocí vysokofrekvenčního ohřevu. Tento způsob využívá dielektrických vlastností lepidla a můžeme se s ním setkat např. při lepení lamelovaných dílů sedacího nábytku. 25 V těchto případech je horní hranice teploty a doba působení omezená, při vyšší teplotě nebo při delším času ohřevu se snižuje kvalita spoje. Působením vyšší teploty v delším časovém úseku vede k nadměrné akumulaci tepla v lepeném materiálu, což se může následně projevit v tvarových, eventuálně barevných změnách lepeného spojení.26 Ve společnosti TON a.s. se výhradně používá lepení za studena, z důvodu velkého počtu montážních lisů, které by musely být osazeny generátorem vysokofrekvenčního ohřevu. Je výhodnější použít takový druh lepidla, který nevyžaduje vyšší teplotu pro vytvrzení a také se neprodlužuje doba, po kterou musí být podsestava pod tlakem v montážním lisu.

24)

Ing. Jindřich Drápela a kolektiv, Výroba nábytku; technologie, Praha 1980, SNTL Ing. Arnošt Trávník, Technologické operace výroby nábytku, 2005, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, ISBN 80-7157-865-7 26) Ing. Jindřich Drápela a kolektiv, Výroba nábytku; technologie, Praha 1980, SNTL 25)

24

3.8.4

Lisovací čas Lisovací čas je doba, během něhož je dílec, v našem případě sestava dílců, upnut

v montážním lisu nebo jiném lisovacím zařízení pod účinkem tlaku a tepla. Během lisovacího času mají proběhnout fyzikálně chemické děje a přitom má být dosaženo požadované jakosti lepeného spoje. Pokud je použito prohřevu lepené spáry je část lisovacího času spotřebována na prohřátí vrstvy, která se má lepit, tj. na přechod tepla potřebného pro kondenzaci daného typu lepidla. Další část lisovacího času se vyžaduje na vytvrzení lepící směsi, kdy za účinku tepla a za přítomnosti tvrdidla probíhá vytvrzení lepící směsi z rezolového stavu do konečného nezvratného stavu rezitu.27 Tato část je zde zařazena z důvodu používání MF lepidel v TON a.s. při konstrukčním lepení v oddělené aplikaci na jednotlivé konstrukční spoje také při lepení sedadlových překližek a výlisků. Doba vytvrzování je závislá na následujících veličinách technologického procesu lepení:

3.9

-

druh dřeviny

-

vlhkost dřeva

-

druhem lepidla a jeho vlastnostmi

-

velikosti nánosu

-

velikosti lepené plochy28

Vady vznikající u lepených spojů Kvalitní lepený spoj je výsledek souhry více činitelů, které mají vliv na lepení.

Činitelé ovlivňující výsledky lepení lze rozdělit do čtyř skupin: ƒ činitelé vyplývající ze složení a vlastností lepidel ƒ z vlastností spojovaného materiálu ƒ z podmínek při lepení ƒ geometrie spoje 27)

Ing. Jindřich Drápela a kolektiv, Výroba nábytku; technologie, Praha 1980, SNTL Ing. Arnošt Trávník, Technologické operace výroby nábytku, 2005, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, ISBN 80-7157-865-7 28)

25

Ideálem je dokonalý spoj, lepené plochy na sebe těsně doléhají, vytvrzené lepidlo tvoří mezi lepenými povrchy tenký, souvislý homogenní film. Dále nesmí dojít k úplnému shrnutí lepidla ze stěn na dno otvoru, musí dojít ke zpětnému protitlaku lepidla a lehkého výronu z lepené spáry. K porušení spoje je třeba značné síly, při násilném odtrhávání lepených částí nastává zpravidla porušení mimo kližní spoj ve dřevě. Spoj má vyhovující vlastnosti požadované v souvislosti s použitím lepeného celku (kostry). 3.9.1

Popis a příčiny vzniku vad u lepených spojů při konstrukčním lepení

3.9.1.1 Rozlepený spoj Spoj místy nebo v celé ploše volný, viditelné spáry v lepeném spoji. Příčiny: -

nedostatečné opracování lepených povrchů, které na sebe nedoléhají

-

velké pnutí ve slepeném stavu

-

nános lepící směsi se vytvrdil předčasně před zalisováním lepených dílů

-

porušení dřeva v okolí lepeného spoje

-

nedokonalé vytvrdnutí lepidla v lepeném spoji

-

nedostatečný lisovací tlak při lepení

-

příliš vysoká nebo nízká vlhkost lepeného materiálu

3.9.1.2 Chudý lepený spoj Spoj nemá zjevně rozlepená místa, k jeho přerušení je potřeba poměrně malé síly, přičemž se neporuší dřevo v okolí lepeného spoje.V lepeném spoji se nevytvořil souvislý film lepidla , lepící směs se vsákla do lepeného povrchu. Příčiny: -

vysoká vlhkost nebo pórovitost lepeného materiálu

-

nízká viskozita lepidla

-

pomalé vytvrzování lepidla

-

penetrace lepidla

-

nedostatečný nános

-

vysoký lisovací tlak

-

příliš dlouhá doba sestavení lepených dílců

26

3.9.1.3 Zamrzlý spoj Spoj je nedostatečně pevný, po porušení má film vytvrzené lepící směsi krupicovitý charakter. Pokud je lepidlo nanášeno jednostranně, pak na jedné ploše je film dobrý a na druhé straně téměř chybí. Pokud je lepidlo nanášeno oboustranně, film je souvislý na obou plochách, ale nedrží.29 Příčiny: -

nedostatečně rozpuštěná (rozptýlená) lepící směs

-

značný obsah nastavovadla nebo plniva lepidla

-

nevhodné nastavovadlo, které nemůže zabránit vsakování lepidla do podkladu

-

použití lepící směsi tuhnoucí vzhledem k otevřené době neúměrně rychle

-

příliš nízká vlhkost lepeného materiálu

-

nízká teplota lepeného materiálu

3.9.1.4 Zdánlivě pevný (opticky) spoj Spoj je málo pevný, při jeho násilném porušení se spoj poruší v blízkosti vytvrzeného filmu lepidla ve dřevě a na filmu lepidla zůstává vrstvička jemných dřevních vláken. Příčiny: -

nevhodné opracování lepeného povrchu, které porušilo pevnost povrchové vrstvy lepeného povrchu

-

je-li pevnost povrchu lepeného podkladu dříve narušena lepidlem nebo jeho některými složkami

-

napadené dřevo (hnilobou, dřevokaznými houbami)

-

pevnost lepeného materiálu je menší než lepící vrstvy

3.9.1.5 Nezakotvený spoj Spoj je nedostatečně pevný. Po jeho porušení lze zjistit ve spáře souvislý, tvrdý film lepidla, který není dostatečně pevně zakotven ve spojovaném povrchu. 30

29)

Ing. Arnošt Trávník, Technologické procesy výroby nábytku, 2007, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, ISBN 978-80-7375-056-5 30) Ing. Arnošt Trávník, Technologické procesy výroby nábytku, 2007, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, ISBN 978-80-7375-056-5

27

Příčiny: -

nízká (vysoká) vlhkost dřeva

-

vysoká viskozita lepidla

-

spálený povrch (obrábění tupím nástrojem)

-

nečistoty na povrchu

-

zaprášený povrch

3.9.1.6 Zrnitý spoj Spoj je nedostatečný pevný, po jeho porušení je film vytvrzeného lepidla zrnitý.31 Příčiny: -

velké množství plniva nebo nedostatečně rozmíchané

-

nevhodné plnivo

-

plnivo zůstalo na povrchu, ale lepící směs se vsákla

3.9.2

Ostatní vady lepených výrobků

-

borcení lepených výrobků

-

lepení již zborcených dílců

-

vzájemné lepení dílců nestejné vlhkosti

-

vzájemné lepení různých druhů dřevin

-

zbarvení lepeného dřeva lepidlem

-

chemický charakter použitého lepidla: příliš vysoká alkalita, styk lepidla a lepených výrobků s kovovými lisovacími přípravky nebo deskami lisů

-

chemickou reakcí tříslovin s lepidlem

-

vysoký nános lepicí směsi a nerovnoměrný lisovací tlak 32

31)

Ing. Arnošt Trávník, Technologické procesy výroby nábytku, 2007, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, ISBN 978-80-7375-056-5 32) Ing. Dr. Karel Eisner, Příručka lepení dřeva( 2.přepracované a rozšířené vydání), Praha 1966, SNTL

28

3.9.3

Kvalitního výsledku při lepení lze dosáhnout

-

správnou volbou lepidla pro daný účel

-

dokonalá znalost vlastností zpracovaného lepidla a podstaty teorie lepení

-

přesné dodržování zásad pro zpracování jednotlivých lepidel a důsledné dodržování osvědčeného technologického procesu

3.9.4

kontrola celkového postupu lepení33 Podměty pro zkoušení lepidel v dřevozpracujícím průmyslu Každé lepidlo má své charakteristické znaky a charakteristický způsob

zpracování, nutný k tomu, aby při lepení spoje poskytlo optimální vlastnosti daného výrobku. Účelem zkoušení lepidel a lepených spojů je: -

ověřit, zda vyrobené nebo dodávané lepidlo vykazuje znaky specifikované příslušnou kvalitativní normou

-

hodnotit vlastnosti lepidel nových, dosud neověřovaných, a určit postupy pro jejich zpracování a rozsah použití

-

kontrola lepidel a lepícího postupu v provozech Zkoušením lepidel se musí zabývat především oddělení výstupní kontroly

výrobního závodu a oddělení vstupní kontroly spotřebitele, aby se zabránilo expedici nebo zpracování lepidla nevyhovující jakosti. Při zpracování lepidel je na spotřebiteli, aby zajišťovat přímo v provoze kontrolu všech technologických činitelů majících vliv na jakost lepení a lepených spojů.34

33) 34)

Ing. Dr. Karel Eisner, Příručka lepení dřeva (2.přepracované a rozšířené vydání), Praha 1966, SNTL Ing. Dr. Karel Eisner, Příručka lepení dřeva (2.přepracované a rozšířené vydání), Praha 1966, SNTL

29

3.10 Rozdělení lepidel Sortiment lepidel tvoří rozsáhlou a chemicky velmi různorodou oblast materiálů, proto je můžeme dělit z mnoha hledisek. Nejpoužívanější dělení je podle výchozí suroviny, z nichž byly vyrobeny. A. Přírodní lepidla

B. Syntetická lepidla

- rostlinného původu

-

termoplasty

- živočišného původu

-

reaktoplasty

-

ostatní lepidla

Obr. 2 Rozdělení lepidel používaných ve výrobě nábytku 35

3.10.1 Kritéria pro volbu lepidla Při volbě lepidla rozhodují tyto hlavní činitelé: ƒ požadavky kladené na vlastnosti lepených spojů ƒ podmínky a poměry, za nichž je možné provést dokonalé lepení ƒ ekonomická hlediska

35)

Ing. Arnošt Trávník, Technologické operace výroby nábytku, 2005, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, ISBN 80-7157-865-7

30

Jedině komplexně provedená volba lepidla může být úspěšná. Správnost volby lepidla a navrženého postupu lepení je třeba vždy ověřit zkouškami za provozních podmínek a přesvědčit se nejen o okamžitých pevnostech lepení, ale též o odolnosti a trvanlivosti lepených spojů. Základní požadavek je, aby lepidlo vytvářelo spoje dostatečně pevné a odolné vůči destruktivním činitelům, jimž je lepený výrobek při používání vystaven. U výrobků dynamicky namáhaných je třeba volit lepidla dostatečně pružná. Nežádoucí je též přílišná tvrdost vytvrdnutého lepidla. Vítaná je jednoduchá příprava k lepení a pokud možno dlouhá životnost připravené lepící směsi. Dále pak snadné a rovnoměrné nanášení na lepený povrch. 36 3.10.2 Klasifikace vybraných lepidel používaných při montážním lepení Zástupci přírodních lepidel živočišného původu -

albuminová lepidla

-

glutinová lepidla

Zástupci syntetických montážních lepidel -

termoreaktivní lepidla

-

rezorcinolformaldehydová lepidla

-

močovinoformaldehydová lepidla

-

polyuretanová lepidla

-

termoplastická lepidla

-

disperzní (PVAc) lepidla

-

tavná lepidla

3.10.2.1 Močovinoformaldehydová lepidla (MF lepidla) Močovinoformaldehydová lepidla jsou nejrozšířenějšími lepidly používány v nábytkářské výrobě. Jsou tvrditelná při teplotách 15 až 150ºC. Mají poměrně krátké vytvrzovací doby, lepené spáry jsou bezbarvé, spoje jsou z části vodovzdorné. MF lepidla se vyrábějí jako vodné roztoky o obsahu 60 až 65% hmotnosti pryskyřice. V malých objemech se dodávají též v práškové formě, umožňují podstatně delší dobu skladování. Vyrábějí se kondenzací močoviny a formaldehydu v molárním 36)

Ing. Dr. Karel Eisner, Příručka lepení dřeva (2.přepracované a rozšířené vydání), Praha 1966, SNTL

31

poměru uvedených základních složek 1:2. Tyto typy mají nejvyšší relativitu a jsou zpracovatelné

za

normální

teploty.

Močovinoformaldehydová

lepidla

jsou

dvousložková, tj. zpracovájí se vždy s přídavkem tvrdidel. Funkcí lepidla je snížení hodnoty lepidla pH neutrálního roztoku lepidla na hodnotu nižší, při které proběhne za normální nebo zvýšené teploty vytvrzení lepidla. Jako optimální je uváděna hodnota pH 3,0 až 3,5. Běžně používané tvrdidlo je chlorid amonný buď samotný, nebo při vytvrzování

za

horka

s dalšími

přísadami,

jako

je

močovina,

amoniak,

hexamethylentetramin, resorcinol aj. Okrajově se používají i jiná tvrdidla, např. amonné soli, kyseliny citrónové nebo šťavelové. Tvrdidla se k roztokům lepidla přidávají vždy ve formě vodných roztoků. Dále lepidla mohou být obohacena o příměsi, které snižují jejich křehkost a také neprosakovaní lepeným materiálem.37 Tyto lepidla se v TON a.s používají převážně na konstrukční lepení. Příklady lepení jsou např. (spojení celoohýbaného sedadla „Sedadlo č. 14“, spojení zadního sedadlového dílu „Sedadlo č. 56“ a spojení nožního spoje „1/14“, lepení lamel a tvarových překližek atd.). Lepidlo je nanášeno v hotové směsi s tvrdidlem nebo v oddělené aplikaci (na jedné straně filmotvorná složka na druhé tvrdidlo). Tyto lepidla jsou používaná z důvodu dostačující pevnosti lepeného spoje a nízké ekonomické nákladovosti. Nevýhoda je jeho křehkost a krátká doba skladovatelnosti pokud jsou tato lepidla dodávána ve stavu kapalném. Důležité je také hlídat správný poměr tvrdidla k lepidlu a velikost lisovacího tlaku, pokud tak není učiněno nemusí v procesu lepení dojít k vytvrzení lepidla a ke vzniku dokonalého spoje. 3.10.2.2 Polyuretanová lepidla Lepidla vznikají adiční polymerací polyizokyanátu s vícevaznými alkoholy nebo polyestery bohatými na hydroxylové skupiny. Polyuretanová lepidla zařazujeme mezi polyadiční lepidla. Rozmezí teplot pro vytvrzování je široké, včetně teplot okolo 0°C. Alkoholy a sloučeniny, které obsahují alkoholové skupiny, reagují s izokyanáty a při této reakci dochází ke vzniku derivátu močoviny. Proto se tyto sloučeniny nesmí používat jako rozpouštědla. U starších typů lepidel byla voda v rozpouštědle nepřípustná, protože měla podobný účinek jako výše zmíněné alkoholové skupiny. Některé typy jsou také citlivé na vodu, ale jsou založeny na polyester polyizokyanátové kombinaci v jedné složce, kde se naopak citlivost na vodu využívá. 37)

Ing. Emanuel Kafka, Dřevařská příručka I. část, Praha 1989, SNTL, ISBN 80-03-00009-2

32

K tomu, aby proběhlo vytvrzení lepidla, stačí vzdušná vlhkost nebo vlhkost samotného materiálu. Lepené spoje se vyznačují dobrými mechanickými vlastnostmi, mají vysokou pružnost a odolnost vůči povětrnostním vlivům, vlhkosti a dynamickému namáhání. Svojí odolností proti studené, ale i horké vodě, jsou shodné s vlastnostmi fenolformaldehydových lepidel.38 Použití těchto druhů lepidel při montážním lepení sedacího nábytku je možné, ale také mají větší dopad na ekonomickou nákladovost výrobku i celé výroby např. vyšší cena oproti PVAc, ztížená aplikovatelnost, tvorba skvrn při výronu lepidla. Jejich výhodami je nenáchylnost na tloušťku lepené spáry. 3.10.2.3 Polyvinilacetátová lepidla Polyvinilacetátová lepidla se připravují z acetylenu a kyseliny octové za přítomnosti rtuťových solí. Vinilacetát je bezbarvá kapalina ostrého zápachu s teplotou varu 73°C. PVAc lepidla se vyznačují dobrou afinitou ke dřevu vhledem na jejich polární charakter a poskytují velmi pevné spoje.39 Předpokladem toho jsou některé jejich vlastnosti: -

mají poměrně malou viskozitu i při obsahu sušiny 50% hmotnosti

-

jsou to vodné disperze ředitelné vodou

-

jsou vhodná pro lepení porézních savých materiálů; základní podmínkou jejich použití je, aby alespoň jeden ze spojovaných materiálů byl porézní

-

zpracovávají se za normální teploty jako jednosložková lepidla

-

nezbarvují dřevo, spoje jsou odolné vůči mikroorganismům

-

při lepení postačuje nízký tlak.40 Disperze není roztok polymeru ve vodě. Disperze je směs vody s polymerem,

který není ve vodě rozpuštěn, ale pouze dokonale rozptýlen v podobě velmi malých částic (1,0 až 1 µm). Aby se částice samovolně neusazovaly, udržuje je v rozptýleném 38)

ZELA V., Diplomová práce, Úprava reologie lepidla určeného pro lepení materiálů na bázi dřeva s cílem omezení sedimentace plniv, 2006 39) Dr.Ing. Pavel Král, Dr Ing. Jaroslav Hrázký, 2005, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně ISBN 80-7157-878-9 40) Ing. Emanuel Kafka, Dřevařská příručka I. část, Praha 1989, SNTL, ISBN 80-03-00009-2

33

stavu soustava povrchově aktivních látek, zejména tenzory (saonáty) a ochranné koloidy (např. polyvinilalkohol). Protože malé částice rozptylují světlo, mají disperze obvykle vzhled mléčně bílé kapaliny.41 Princip vzniku lepivého filmu u PVAc lepidel Během schnutí disperze dochází k jevu zvanému koalescence. S tím, jak ubývá z vysychající disperze voda, se jednotlivé částečky polymeru k sobě přibližují a později se vlivem značných kapilárních sil k sobě tlačí takovou silou, že dojde k jejich vzájemnému prolnutí. Vzniká souvislý film polymeru, který je ve vodě nerozpustný. Většina filmů disperzí je bezbarvá, čirá. Koalescence nastává jedině tehdy, probíhá-li sušení při teplotách nad určitou mez zvanou minimální filmotvornou teplotu. Při nižších teplotách se částice nespojí do souvislého filmu a vrstva suchého polymeru zůstává bílá, drobivá. Koalescenci podporují některá činidla (koalescenty), vyrobená na bázi pomalu těkajících, vysokovroucích rozpouštědel.42 Vedle základních typů disperzních lepidel pro použití v interiérech se vyrábějí i speciální typy, obsahují jako modifikační složkou produkty reakce melaminu s formaldehydem. Před zpracováním je přidán katalyzátor vytvrzení. Spoje mají zvýšenou vodovzdornost. Disperzní lepidla se zpracovávají za normální teploty. Zvýšenou teplotou se lisovací doba zkracuje. Lisovací doba je za normální teploty podle druhu spojovacího materiálu 15 až 60 minut. Vhodný nános lepidla je 150 až 300 g/m2, lisovací tlak 0,1 až 1,2 MPa. Spoje jsou pevné a pružné. Dosahované pevnost ve smyku je 14 až 17 MPa, při teplotách nad 50 ºC se velmi rychle snižuje. Za normální teploty odolávají spoje jen krátkodobému působení studené vody, tedy pokud nejsou modifikovány látkami, které zvyšují jejich odolnost.43

41)

Ing. Rudolf Beran, Základy teorie lepení, 11.9. 2005, www. Abclepidla.cz Ing. Rudolf Beran, Základy teorie lepení, 11.9. 2005, www. Abclepidla.cz 43) Ing. Emanuel Kafka, Dřevařská příručka I. část, Praha 1989, SNTL, ISBN 80-03-00009-2 42)

34

Obr. 3 Schématické znázornění lepeného spoje před a vytvrdnutí u disperzních PVAc lepidel 44

3.10.2.4 Tavná lepidla Tavná lepidla jsou za normální teploty pevné látky termoplastického charakteru. Jsou převážně založeny na bázi syntetických polymerů nebo kopolymerů nebo jejich různě modifikovaných směsí. Tyto složky jsou nositeli dobrých mechanických vlastností lepeného spoje.45 Výhody tavných lepidel -

jsou použitelná pro různé druhy substrátů

-

aplikují se pomocí jednostranného nánosu lepidla

-

mají krátký čas tuhnutí

-

dávkování tavného lepidla do tavícího zařízení probíhá přímo z přepravního obalu

-

vývoj tavného lepidla probíhá s rozvojem výroby aplikačního zařízení

-

aplikace se uskutečňuje přímo na slepovaný povrch v horizontální nebo vertikální poloze

-

jednoduché čištění a manipulace v přepravním obalu

-

nezatěžují životní prostředí emisemi VOC ( 100 % sušina )46

Aplikace tavných lepidel Tavná lepidla se po roztavení nanáší pouze na jeden povrch slepovaných dílců. Aplikace může být ve formě kapek, proužků, přerušovaných proužků, rastrovaných plošek a rozprášených kapek. Způsob aplikace taveniny na substrát dotykem (válečkem, ozubeným kolečkem) a nástřikem tryskovým systémem. Použití tavného lepidla probíhá 44)

Ing. Arnošt Trávník, Technologické procesy výroby nábytku, 2007, , Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, ISBN 978-80-7375-056-5 45) Prof. Ing. Dr. Karel Eisner, Dřevo a plasty, Praha 1983, SNTL 46) Diplomová práce, Bc. Josef Pekař, Vliv technologických parametrů na pevnost lepených spojů

35

také v automatických linkách. Tavná lepidla mohou být ve stavu sklovitém, ve stavu viskoelastickém (měkce elastickém). Ochlazením na povrchu se tavné lepidlo vrací ze stavu plastického přes viskoelastický do sklovitého.47 Surovinová báze tavných lepidel :

- EVA kopolymery - PA - polyolefiny - kaučuk a termoplastické polyestery

Tyto druhy lepidel společnost TON a.s. opět používá při nalepování terčíků pro uchycení kovové podnože na skořepiny a také při čalounění koster.

47)

Prof. Ing. Dr. Karel Eisner, Dřevo a plasty, Praha 1983, SNTL

36

4

ZKOUŠENÍ NÁBYTKU Cílem zkoušení nábytku je v relativní krátké době zjistit, zda výrobek splňuje

požadavky, pro které byl zhotoven. Posuzuje se dodržení základních a funkčních rozměru včetně dovolených odchylek, použitý materiál, úroveň provedení, mechanické vlastnosti, jakost povrchové úpravy a zdravotní nezávadnost.

4.1 Požadavky na hodnocení nábytku Kvalita výrobku je definována jako soubor vlastností, které vyjadřují způsobilost výrobku plnit požadované funkce. Současně s plněním požadovaných funkcí, je potřebné vzít do úvahy i ekonomické ukazatele výrobku, jako je jeho vybavení apod., tak i předpoklady, které výrobce vytváří při poskytování služeb spojených s užíváním výrobku.48 4.1.1

Zatížení nábytkových konstrukcí Východiskem pro stanovení zatížení nábytkových konstrukcí jsou normy

mechanického zkoušení nábytku. Určení zatížení musí zahrnovat rozhodující případy, tj. trvalé situace, které se vztahují k podmínkám normálního namáhání, běžného používání; dočasné situace, které se vztahují k dočasným podmínkám např. v průběhu přepravy, skladování apod. ; mimořádné situace, které se vztahují k výjimečným situacím.49 Zatížení nábytku tady vzniká při jeho funkčním používání – funkční zatížení, ale i při jeho nevhodném používání – nefunkční zatížení. Nefunkční zatížení nábytkových konstrukcí může vznikat i při skladování, přemísťování nebo nevhodné manipulaci. Prakticky se uvažuje s tím, že převažující zatížení působící na nábytek je statického charakteru,

k dynamickému

zatížení

dochází

zejména

při

jeho

neodborném

a nešetrném zacházení. Z hlediska směru převládá zatížení ve svislém směru, vlastní hmotnost předmětu a osob; vodorovné zatížení, při manipulaci s nábytkem a nesprávném zacházení.

48)

Ing. Arnošt Trávník, Řízení jakosti, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2002, ISBN 80-7157-588-7 49) Ing. Arnošt Trávník, Řízení jakosti, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2002, ISBN 80-7157-588-7

37

4.2 Sedací nábytek Největší zatížení u sedacího nábytku vzniká při houpání na zadních nohách. Dále pak působí: -

vlastní zatížení konstrukčních prvků

-

zatížení lidmi

-

způsob sezení, manipulace a zacházení s výrobkem

-

zatížení při montáži, skladování, manipulaci a přepravě

4.2.1

Druhy zatížení konstrukce

Zatížení konstrukce lze definovat jako působení síly, která působí na konstrukci: -

jako přímé nebo zatížení vynucené

-

nepřímé zatížení, např. působení změn teplot a vlhkosti, vlivem nerovnosti podlahy apod.

z hlediska vzniku -

prvotní

-

druhotné – reakce

podle charakteru působení -

statické

-

dynamické

podle místa působení -

objemové

-

povrchové

-

rovnoměrné

-

nerovnoměrné

z hlediska času délky působení -

trvalé

-

občasné

-

jednorázové

-

cyklické

38

4.2.2

Požadované vlastnosti vybraných konstrukčních spojů Konstrukční spoje používané ve výrobě nábytku jsou nejčastěji namáhány na

ohyb, tlak a smyk. Důležitou vlastností spojů je jejich tvarová stálost, která je závislá od použité konstrukce, rozměru, rozložení vlhkosti konstrukčního materiálu, od podmínek použití hotových výrobků, dodržení technologických postupů apod. Nerovnoměrná vlhkost má za následek ztrátu tvarové stability. 4.2.2.1 Požadované vlastnosti konstrukčních částí sedacího nábytku Nosná část ložní plochy – tuhost a pevnost v ohybu Postranice (střednice) – pevnost a tuhost při statickém a dynamickém namáhání Čela – pevnost při statickém a dynamickém namáhání Nohy – pevnost a tuhost v ohybu Spoj čelo – postranice – únosnost při zatížení na střih Noha – postranice – únosnost při namáhání na ohyb 50 TON a.s. se při zkoušení ve své interní zkušebně svých výrobků striktně řídí PN 04/08/TPV „Pevnostní zkoušky židlí“, ze dne 7.11.2008, která obsahuje vybrané zkoušky převzaté z norem EN 15 373 a ČSN EN 1728.

50)

Ing. Arnošt Trávník, Řízení jakosti, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2002, ISBN 80-7157-588-7

39

4.3 Tvarové a konstrukční řešení sedadlových části a vzájemné úpravy čepů a dlabu používaných ve společnosti TON, a.s. Základní varianty sedadlových částí židlí Lubový sedák – řezaný doplněný o rohové výztuže (Obr. 4) Lubová přední podsestava a sedadlový spoj ve tvaru „U“ – ohýbaný (Obr. 5) Sedák ve tvaru kruhu ( typ 14) – celouzavřený ohyb (Obr. 6) Sedák nepravidelného tvaru (typ 56) (Obr. 7)

Obr. 4

Obr. 5

Obr. 6

Obr. 7

40

4.3.1

Čepové spoje a jejich konstrukční úpravy Konstrukční úpravy:

-

hladký čep (Obr. 8)

-

komprimovaný čep (Obr. 9)

-

drážkovaný čep (Obr. 10)

-

hladký čep s konstrukční úpravou (pročepování do sebe – progresivní metoda zvyšovaní pevnosti lepených spojů) (Obr. 11)

Obr. 8 Hladký čep (tento typ použit u vzoru 1-5)

Obr. 9 Komprimovaný čep

Obr. 10 Drážkovaný čep (tento typ použit u vzorů 1D – 5D)

41

Obr. 11 Hladký čep s konstrukční úpravou

4.3.2

Sedadlová část židle doplněna rohovou výztuží

Obr. 12 Sedadlová část bez roh. výztuže

Obr. 13 Sedadlová část s roh. výztuží

42

5

VÝCHODISKA ŘEŠENÍ DANÉ PROBLEMATIKY Vychází se z úvahy, že celá kostra je v převážné míře namáhána jako celek

dynamicky a nikoliv staticky. Zkoušení celých koster židlí vystaveným dynamickému namáhání na zkušebním stroji, který simuluje dynamické namáhání podle daných norem. Zkoušení a metodika byla provedeno podle normy ČSN EN 1728 "Nábytek bytový – Sedací nábytek – Zkušební metody pro stanovení pevnosti a trvanlivosti". EN 15373 "Nábytek – pevnost, životnost a bezpečnost – Požadavky pro nebytový sedací nábytek", odkud byly převzaty hodnoty zatížení pro vybrané zkoušky (Statická zatěžovací zkouška bočních noh; statická zatěžovací zkouška předních noh; statická zatěžovací zkouška sedadla a opěradla). Použít typ kostry židle (313 727) , na kterém není použito rohových výztuží v sedadlové části židle (obr.12) Pro analýzu pevnostních vlastností lepených spojů použití na 5ti vzorech hladkého čepu a na 5ti vzorech drážkovaného čepu. Z důvodu hledání optimálního lepidla na lepení čelního dřeva u opěradlových rámků typu (311 610) a jiných konstrukčně shodných variant provedena zkouška vybraných lepidel v tahu na čelním dřevě (buku).

43

6

POUŽITÁ LEPIDLA, MATERIÁLY, ZAŘÍZENÍ A POMŮCKY

6.1 Ověřovaná lepidla Polyvinilacetátové disperze v kapalném stavu Při montáži koster:

Při konstrukčním lepení čelního dřeva:

- Ponal standard Hardwood

- Ponal standard Hardwood

- Rakoll Expres 25

- Rakoll Expres 25

- Dorus HD 039

- Wood-lok 2001

- Kleiberitt Klebit 303.2

- Kleiberitt Klebit 303.2

- Wood-lok 2001

- Cascol 3329 - Rakoll E•WB 0301

Daná lepidla nejsou zařazena ve stejných skupin namáhání (jen D2, D3)

6.2 Technické parametry vybraných druhů lepidel Ponal standard Hardwood Jednosložkové lepidlo k okamžitému použití na tvrdá dřeva podle EN204/D2, určeno pro montážní a velkoplošné lepení a spárování. Neomezené použití též pro lepení exotických dřevin. Po zaschnutí transparentní. Vysoká pevnost spoje. Technické údaje Odolnost proti vodě:

D2 (EN 204)

Spotřeba:

100-200g/m2

Obsah sušiny:

44-51%

Viskozita:

14000-15000 mPas

Otevřená doba:

10-15 min.

Teplota zpracování:

od + 6°C

Použití při pokojové teplotě, nejlépe alespoň + 14oC. Lepené povrchy musí být suché, čisté a zbavené nečistot a mastnoty. Možné jednostranné i oboustranné lepení. Nanášejte pomocí štětce, špachtle, válečku nebo strojově. Doba nanášení při +20°C max. 15 min. Počáteční pevnosti spoj dosahuje po 3-5 hodinách, lisovací doba pro další opracování: 18-24 hodin. Konečná pevnost: po 24 hod. Spotřeba cca 150 g/m2, v

44

závislosti na savosti podkladu (při jednostranném lepení). U rostlého dřeva lepidlo nanášejte na oba lepené povrchy. Nástroje a zařízení ihned omyjte pod tekoucí vodou, než dojde k zavadnutí lepidla. Lepení dřeva

při +20°C 15 min. – 20 min. při +30°C 10 min. – 15 min.

Lepení vrstvených desek z lisovaných hmot:

při +20°C 40 min. při +40°C 25 min. při +60°C 15 min.51

RAKOLL Express 25 Lepidlo na tvrdé dřevo, universálně použitelné pro sedací nábytek a ostatní náročné spojení. Spadá do skupiny lepidel DIN EN 204 – D2. Použití na lepení konstrukcí, manuální kolíkování u sedacího nábytku, lepení bloků a spárovek z tvrdého dřeva, lepení bloků a spárovek z měkkého dřeva, korpusové a montážní spoje. Technické údaje: Dobrých výsledků je dosaženo za následujících předpokladů : Teplota místnosti a materiálu:

18 - 20 °C

Vlhkost dřeva:

8 - 10 %

Relativní vlhkost vzduchu:

60 - 70 %

Množství nánosu : Montážní lepení:

140 - 200 g/m2

Plošné lepení:

80 - 140 g/m2

Otevřený čas při 20°C:

cca 8 min.

Lisovací tlak u dílů bez pnutí:

0,1 … 0,5 N/mm2

Viskozita při 20oC:

cca.20 000 mPas

Hodnota pH:

cca. 4,5

Minimální lisovací čas (lepení při 20 °C )

51)

Kolíků a čepů z tvrdého dřeva:

10 min

Lepení bloků z tvrdého dřeva:

12 - 15 min

Technický list lepidla Ponal standard Hardwood

45

U tvrdého dřeva musí být dodržena vlhkost dřeva 8 –10 %. Hoblování, spojování a lepení by mělo být dle možností provedeno v jednom dnu. RAKOLL Express 25 se obvykle nanáší jednostranně, rovnoměrně štětcem nebo jiným nanášecím zařízením. U masivu z tvrdého dřeva a u exotických dřevin se doporučuje oboustranný nános.52 DORUS HD 029 Lepidlo s krátkou vytvrzovací dobou. Je transparentní, houževnatě elastické s vysokou pevností, spojeno v krátkém lisovacím čase, schopné přenášet vysoké dynamické a statické zatížení a spadá do třídy D2 podle EN 204 Použití na lepení tvrdého dřeva, lepení skříňového nábytku, lepení sedacího a stolového nábytku. Technické údaje: Báze:

Polyvinilacetát

Viskozita:

cca. 15 000 mPas

Hodnota pH.

4,5

Minimální teplota k utvoření filmu:

cca.+(-) 0oC

Otevřená doba a doba lisování: Otevřená doba :

buk/buk

Množství nánosu 150g/m2:

cca. 16 min.

Množství nánosu 200g/m2:

cca. 32 min.

Doba lisování: buk/buk

20 oC

40 oC

70 oC

Množství nánosu 150g/m2:

od 35 min.

-

-

Množství nánosu 200g/m2:

od 40 min

-

-

Uvedená data jsou směrodatná a zakládají se na 8-12% vlhkosti dřeva při 20oC a relativní vlhkosti vzduchu 65% a lisovacího tlaku 0,5 N/mm2.53

52) 53)

Technický list lepidla RAKOLL Express 25 Technický list lepidla DORUS HD 029

46

KELEIBERIT Klebit 303.2 Průmyslové lepidlo pro vodovzdorné spoje DIN EN 204, kvalita spoje D3. Jednokomponentní lepidlo připraveno pro okamžité použití. Dvoukomponetní – pro vyšší nároky. Vhodné pro lepení za studena i za tepla, krátké lisovací časy. Použití na lepení oken a dveří, plošné lepení HPL materiálů, plošné lepení panelů a dělících stěn, lepení tvrdých a exotických dřevin např. výroba schodišť, vhodné pro dýhování. Vlastnosti lepeného spoje: -

vysoká pevnost spoje i u tvrdých a exotických dřevin

-

elastická, bezbarvá lepená spára (jedkomponetní lepidlo)

-

elastická, nažloutlá lepená spára (dvoukomponetní lepidlo)

Technické údaje Báze:

PVAc disperze

Hustota:

jednokomponentní 1,10 g/m3

Hodnota pH:

cca. 3

Viskozita při 20oC:

cca.13 000 +/- 3 000 mPas

Otevřená doba :

6-10 min při 20oC

Lepené materiály musí být suché, zbavené prachu a klimatizované. Vhodná teplota zpracování je 18-20 °C. Vhodná vlhkost dřeva je cca. 8-10% při vnitřním použití a 10-14% při výrobě oken. Nezpracovatelnost pod 10 °C. Zpravidla stačí jednostranný nános. U tvrdých a exotických dřevin se doporučuje oboustranný nános.54

WOOD-LOK 2001 (440-0201) Polyvinilacetátové lepidlo vhodné pro všechny typy dřev doporučené hlavně pro lepení sedacího nábytku Technologické údaje

54)

Viskozita při 23oC:

15 000 mPas

Obsah sušiny:

50%

Technický list lepidla KLEIBERIT Klebit 303.2

47

Minimální teplota pro utvoření filmu: 4oC Teplota místnosti při lepení :

15-20 oC

Vlhkost dřeva:

8-12%

Velikost nánosu:

120-180 g/m2

Velikost lisovacího tlaku:

2-10 kg/cm2

Otevřená doba:

do 5 min.

Doba zalisování:

do 10 min.

Doba lisování při 20 °C:

minimálně 2 min.55

RAKOLL E•WB 0301 RAKOLL E• WB 0301 velmi rychle vytvrzuje hlavně za působení zvýšené teploty. Zatřídění dle DIN EN 204 – D3. Použití plošné lepení desek HPL/CPL v taktových lisech, korpusové montážní lepení, lepení spárovky, bloků a laťovky z měkkého a tvrdého dřeva, plošné lepení dekoračních folií, vysokofrekvenční lepení, stacionární lepení hran z dýhy, laminátu a dřevěných lišt. Technické údaje: Dobrých výsledku je dosaženo za následujících předpokladů Teplota místnosti a materiálu:

18 – 20 °C

Vlhkost dřeva:

8 – 10 %

Relativní vlhkost vzduchu:

60 – 70 %

Množství lepení: Montážní lepení:

160 – 180 g/m2

Plošném lepení:

80 – 140 g/m2

Otevřený čas při 150 g/m2:

8 – 12 min.

Lisovací tlak u dílců bez pnutí:

0,1 – 0,8 N/mm2

Minimální lisovací čas: Montážní lepení:

8 – 10 min.

pH:

cca 3

Lepené díly spojíme v průběhu otevřeného času a lisujeme tak dlouho, dokud není dosaženo dostatečné počáteční pevnosti. Lisovací tlak by měl být tak velký, aby se

55)

Technický list lepidla WOOD-LOK 2001

48

lepená spára v celé délce uzavřela. Počáteční pevnost lepené spáry potřebná k dalšímu zpracování se dosáhne v závislosti na druhu materiálu a druhu spoje za krátký čas. Vyšší odolnost lepené spáry vůči vodě se tvoří pomaleji a dosáhne se cca až po 7 dnech po slepení.56 Cascol 3329 Použití pro rohové a montážní lepení a krátkým lisovacím časem. Technické údaje: Typ:

Polyvinilacetátová disperze

Viskozita:

16 000 mPas, Brookfild LVT, 4,6 ot./min., 25 °C

pH:

5-7

Teplotní rozsah:

+10 - +70 °C

Vlhkost dřeva:

5 – 14 %, optimální interval 7 – 10 %, vyšší vlhkost může způsobit podélné trhliny v dýze.

56) 57)

Velkost nánosu:

60 – 200 g/m2, nanést na oba lepené povrchy

Čas sestavení:

otevřený čas sestavení je maximálně 3 min. při 20 °C

Čas lisování:

1 – 2 min. při 20 °C

Lisovací tlak:

0,1 – 1,0 MPa57

Technický list lepidla RAKOLL E WB 0301 Technický list lepidla Cascol 3329

49

7

MATERIÁL A METODIKA PRÁCE

7.1 Materiál -

10 kompletních koster židlí (313 727)

-Bukové špalíky o rozměrech

[další specifika viz. příloha]

20x20x70 mm

Lepená plocha

Obr. 1458

Obr. 15 Tvar zkuš. vzorku na čelní dřevo

7.1.1 -

Použité druhy dřevin výhradně buk (Fagus Silvatica)

Charakteristika: Buk je naší nejrozšířenější listnatou dřevinou. Bukové dřevo světle až středně hnědé barvy. Strojně se bukové dřevo opracovává velmi dobře, ruční zpracování je dosti obtížné. Dobře přijímá lepidla, spojování hřebíky je pro značnou tvrdost obtížné, pro vruty je nutno předvrtávat otvory. Výborně se soustruží, frézuje a brousí. Opracované povrchy jsou hladké, odolné proti poškození, snadno přijímají mořidla i laky. Zásadním limitem v použití bukového dřeva je jeho nestabilita v kontaktu s vlhkostí. Po namočení nabobtná, následně se seschne, obvykle i popraská. Při delší expozici ve vlhku bývá často napadeno hnilobou. Bukové dřevo se tedy nehodí tam, kde se mohou vyskytovat větší výkyvy vlhkosti a teplot. Mechanické vlastnosti: Hustota dřeva při 12% W 720 kg/m3, čelní tvrdost je cca 61 MPa, jedná se o dřevo středně těžké ale tvrdé. Sesychavost radiální – 5,8 %, tangenciální – 11,8 % - spíše nestabilní dřevo. 59

58) 59)

Výkresová dokumentace společnosti TON, a.s. Ing. Jindřich Drápela a kolektiv, Výroba nábytku ;technologie, Praha 1980, SNTL

50

7.2 Použité zařízení a pomůcky Přístroje: 7.2.1

Vytápěná teplotní skříň VENTICELL

111

(BMT

Brněnská

Medicínská Technika, a.s.) Slouží k temperování materiálů teplým vzduchem s nucenou cirkulací pomocí ventilátorů. Přístroj je určen pro teploty do 250 °C. Obr. 16 Vytápěná teplovzdušná skříň

7.2.2

Strojní zařízení na zkouření nábytkářských výrobků TESTR

(prototyp - TEST 1 r.v. 2007 od společnosti SEKO-K, spol. s.r.o. Brno CZ) Jedná se univerzálním zařízení, které umožňuje mechanicky namáhat všechny druhy nábytku. (skříňový, stolový, sedací, lehací). Stoj se skládá z hlavního a vedlejšího portálu, na kterých

jsou

s pracovními

mobilní

sloupy

jednotkami.

Každá

pracovní jednotka se skládá se dvou pneumatických pracovních jednotek. Menší pneumatický válec pracuje se zatěžující silou max. do 500 N, větší válec pak se silou do 2500 N. Stroj je vybaven řídící jednotkou, kde se nastaví vstupní parametry zkušebního

Obr. 17 Zkušení zařízení TESTR

procesu tzn. velikost zatěžujících sil v jednotlivých osách, prodleva působení sil a počet cyklů. Po dojetí na požadovaný počet cyklů se stroj automaticky vypne. Výrobu stlačeného vzduchu zajišťuje šroubový kompresor typ ORL 18,5 AX společnosti ORLIK Compressors .

51

7.2.3

Trhací stroj ZDM 10/90 Na tomto zkušebním stroji se

provádělo zjištění pevnosti lepeného spoje na čelním dřevě. Jedná se o mechanický zkušební stroj a maximálním zatížením 50 kN.

Skládá

se

z litinového

s pevného a pojízdného

rámu,

příčníku, který

může být osazen čelistmi nebo talíři a šroubového mechanizmu, který je spojen přes

převodovou

jednotkou.

skříň

Naměřené

s pohonnou

hodnoty

byly

v průběhu zkoušky zaznamenávány do PC pomoci

programu

M-test.

Zkouška

probíhala podle předloženého skriptu, který určoval výchozí polohu čelistí před zatížením vzorku, před vlastním snímáním

Obr. 18 Trhací stroj ZDM 10/90

veličin. Způsob ukončení zkoušky tj. 60% pokles síly vůči dosažené maximální síle. 7.2.4

Pomůcky

-

Pneumatický stahovák (přední podsestavy, opěradla a trnože)

-

Mechanický stahovák celých koster židlí (313 727)

-

Odporový (hrotový) vlhkoměr

-

Posuvné měřidlo (posuvka)

-

Injekční stříkačky

-

Skleněná tyčinka

-

Nanášecí pravítko o velikosti nánosu 100 g/m2

-

Závaží o hmotnosti 5kg

-

Výtokový pohárek o průměru trysky 8 mm

-

Petriho misky

-

Analytické laboratorní váhy

-

Ruční pilka (čepovka)

-

Trojhranný pilník

-

Spárometr – kalibrace odstupňovaná po 0,05mm 52

8

POUŽITÁ METODIKA

Použité normy Postup práce, návody na měření a hodnoty pro zatížení sedacího nábytku, byly převzaty z norem EN, ČSN EN a ČSN EN ISO. A) Vlastnosti lepidel v tekutém stavu a) Stanovení výtokové doby výtokovými pohárky ČSN EN ISO 2431 b) Stanovení netěkavých složek (sušiny) ČSN EN ISO 3251 (ON 67 3031) B)Zkušební metody pro stanovení pevnosti a trvanlivosti sedacího nábytku a) Nábytek bytový – Sedací nábytek – Zkušební metody pro stanovení pevnosti a trvanlivosti ČSN EN 1728 (91 0225), říjen 2001 b) Nábytek – pevnost, životnost a bezpečnost – Požadavky pro nebytový sedací nábytek EN 15373, duben 2007 C) Zkušební metody pro stanovení pevnosti dřeva v tahu podél vláken a) Stanovení pevnosti dřeva podél vláken podle ČSN 49 0113

8.1 Zkoušení lepidel v tekutém stavu 8.1.1

Stanovení výtokové doby výtokovými pohárky ČSN EN ISO 2431 Vybere se výtokový pohárek, který má výtokovou dobu mezi 30 – 100 s.

Pod výtokový pohárek se umístí vhodná nádoba tak, aby vzdálenost mezi otvorem pohárku a hladinou jímaného vzorku nebyla nikdy menší než 100 mm. Materiál před nalitím musí být důkladně promíchán. Pět sekund po nalití se sejme prst z výtokového otvoru a současně se pustí stopky. Ty se zastaví, jakmile se poprvé přeruší souvislý proud vzorku těsně u otvoru. Výtoková doba se zaznamená s přesností na 0,5s. Zkouška se opakuje minimálně třikrát.60 8.1.2

Stanovení netěkavých složek (sušiny) ČSN EN ISO 3251 (ON 67 3031) Odvážené množství vzorku na misce se zahřívá v laboratorní sušárně a vážením

se zjistí zbytek. Stanovení sušiny každého vzorku se musí provádět současně vždy třikrát. Petriho misky průměru 80 mm se předem označí číslem. Miska se umístí na

60)

J. POLÁŠEK, Zkoušení nátěrových hmot a povrchových úprav. Část I.: Stavebně truhlářské výrobky, 2003

53

vodorovnou podložku, aby se celé množství vzorku stejnoměrně rozlilo. Rozliv vzorku se urychlí kolébáním nebo nakláněním misky. Misky s naváženými vzorky se vloží do předehřáté sušárny. Po uplynutí stanovené doby vychladnutí se zváží.

Výpočet sušiny:

S=

c−a × 100 b−a

a – váha misky b – váha misky s tekutým vzorkem lepidla c – váha misky po vysušení lepidla Výsledkem je aritmetický průměr všech stanovení a udává se na dvě desetinná místa. 61

8.2 Zkušební metody pro stanovení pevnosti a trvanlivosti sedacího nábytku 8.2.1

ČSN EN 1728 (91 0225), říjen 2001

Tato evropská norma popisuje metody stanovení pevnosti a trvanlivosti všech typů bytového sedacího nábytku, který může být používán dospělými osobami bez ohledu na materiál, design, konstrukci nebo výrobní postup. Před kteroukoliv zkouškou musí být všechny části nábytku dostatečně vyzrálé, aby bylo dosaženo plné pevnosti. V podmínkách interiéru musí uplynout nejméně čtyři týdny mezi ukončením výroby a zahájením zkoušek v případě, že jsou na nábytku použity lepené a jim podobné spoje. Zkoušení musí probíhat v podmínkách vnitřního prostředí. Pokud v průběhu zkoušek teplota vzduchu překročí rozsah mezi 15°C a 25°C, musí být nejvyšší (nejnižší) teplota uvedena v protokole o zkouškách. Použití zatěžovacích sil – při zkouškách trvanlivosti a zkouškách statickým zatížením, musí být síly používány dostatečně pomalu, aby dynamické zatížení bylo zanedbatelné. Pokud není stanoveno jinak, musí statické zatížení působit po dobu (10±2) s. Pokud není stanoveno jinak, musí zatížení při zkouškách trvanlivosti působit po dobu (2±1) s.62

61)

J. POLÁŠEK, Zkoušení nátěrových hmot a povrchových úprav. Část I.: Stavebně truhlářské výrobky, 2003 62) Nábytek bytový – Sedací nábytek – Zkušební metody pro stanovení pevnosti a trvanlivosti ČSN EN 1728 (91 0225), říjen 2001

54

8.2.2

EN 15373, duben 2007

Tato evropská norma specifikuje požadavky na bezpečnost, pevnost a životnost všech typů nebytového sedacího nábytku pro dospělé. Návody a metodika na zkoušení sedacího nábytku jsou uvedeny v normě ČSN EN 1728. Odlišnosti těchto dvou použitých norem jsou převážně jen ve velikostech zatěžujících sil. Dále také norma obsahuje návody na tzn. doplňkové testy např. pádová zkouška pro stohovatelný sedací nábytek, dozadu orientovaná pádová zkouška a pádová zkouška z výšky stolu. Požadavky testů, které tato norma obsahuje, jsou stanoveny na základě užívání osobami, které váží maximálně 110 kg.63

8.3 Metodika práce Laboratorní podmínky

Prac. podmínky při lepení koster

Teplota: 25°C

Teplota: 23°C

Relativní vlhkost: 25 %

Relativní vlhkost: 50 %

U všech vzorů (313 727) byly dodrženy následující parametry z důvodu objektivního posouzení kvality lepeného spoje:

- stejná velikost nánosu v dlabu a na čepu u všech vybraných lepidel - přibližně stejná vlhkost dřeva 6 ± 0,2-,05 % - oboustranný nános na lepené plochy - doba sestavení - doba lisování - velikost lisovacího tlaku - stejná teplota a vlhkost pracovního prostředí Nestejnorodé parametry:

Spočívají v nestejné rozměrové dimenzi mezi čepem a dlabem v rozmezí ± 0,10,3 mm, které nejsou ovlivněny konstrukčním opracovaní materiálu, ale spíše jsou odvislé od hustoty dřevní hmoty s nichž vyplívá nestejnoměrné sesychání. 63)

Nábytek – pevnost, životnost a bezpečnost – Požadavky pro nebytový sedací nábytek EN 15373, duben 2007

55

8.3.1

Zhotovení drážkového čepu

Podstata této úpravy spočívá na předloženém vzorku společnosti TON a.s. (viz obr. 19), kdy si zákazník výslovně vyžádal tuto konstrukční úpravu čepu. Drážkovaný čep vychází z hladkého čepu, kdy tloušťka, šířka, výška je totožná. V sériové výrobě se vyrábí na oboustranných CNC čepovacích strojích. Rozměrové parametry čepu jsou odvislé od tvaru čepovací frézy. Protože poskytnuté díly již byly očepovány na hladký čep, musela být tato úprava provedena ručně viz. obr. 20.

Obr. 19

8.3.2

Obr. 20

Nános lepidla na čep a do dlabu

Lepidlo bylo vpraveno do dlabů injekčním aplikátorem o obsahu 23 ml. Vpravené lepidlo bylo následně rovnoměrně rozetřeno skleněnou tyčinkou po stěnách dlabu (viz. obr. 21, 22) Nános lepidla na čep byl opět proveden injekčním aplikátorem a následně rozetřen (viz. obr. 23, 24). Velikosti nánosu (viz. tab.1.- pozice 5,7,8)

Obr. 21

Obr. 22

56

Obr. 23

8.3.3

Obr. 24

Kompletace koster židlí (313 727)

Před konečnou montáží se nejprve klížily tři vstupní podsestavy, a to podsestava opěradla, trnože a přední podsestavy (viz. obr. 25). Celá kostra byla stažena na montážním lisu po dobu cca 10-12 minut (viz. Obr. 26.). Na celé kostře byl vždy použit stejný typ lepidla.

Obr. 25 Vstupní podsestavy typu 313 727

57

Obr. 26 Mechanický stahovák celých koster židle (313 727)

8.4 Technologický postup přípravy zkušebních vzorků Tab. 1 Typový technologický postup přípravy zkušebních vzorku (koster židlí 313 727)

Pořadí

Název a technologický popis operace, technologické zařízení a

operace

pomůcky na provedení operace Příprava jednotlivých dílů sestavy a popis jednotlivých vzorů

1.

(opěradlové nohy, přední nohy, sedadlový přední díl, sedadlový boční díl [pravý,levý],sedadlový díl zadní, opěradlová deska, opěradlové lamely, trnož [pravá, levá], trnož střední) - očištění všech dílců od prachu

2.

Měření rozměru čepů a dlabu (pouze v sedadlové části vzorku)

(Provedeno měření čepu – tloušťka, výška, šířka, měření dlabu – hloubka, šířka, výška ) vše s přesností 0,1 mm – posuvné měřidlo 3.

Měření vlhkosti dřeva v okolí dlabu a čepů

(Dielektrický vlhkoměr) 4.

Drážkování čepů na vzorech 1D-5D (obr. 20.)

(Ruční pilka- čepovka + trojhranný pilník) 5.

Montáž předních podsestav (přední nohy + sedadlový přední díl)

Nános lepidla (injekční aplikátor)

58

- do dlabu 0,74g,což odpovídá: 360g/m2 - na čep 0,37g, což odpovídá: 298g/m2 - celkový nános ve spoji: 658g/m2 Strojní zařízení – pneumatický lis Uložení přední podsestavy na paletu, doba ponechána na vytvrzení lepidla 6 hodin. Montáž nožního spoje „H“- Trnož

6.

Nános lepidla do dlabu – zde jen subjektivně Strojní zařízení – pneumatický montážní lis

7.

Montáž opěradla

Přípravné práce- párování opěr. noh i párování opěr. lamel Klížení opěr. podsestavy - opěr. lamely + opěr. deska + zadní sedadlový díl. Nános lepidla na této podsestavě do dlabů jen subjektivně. Strojní zařízení a pomůcky- gumová palička a pneumatický montáž. lis Celková montáž opěradla

Nános lepidla do dlabu nohy (opěr. deska) jen subjektivně; Nános lepidla do dlabu nohy a čep (injekčním aplikátorem) [ zadní sedadlový díl] - do dlabu 0,74g, což odpovídá: 413g/m2 - na čep 0,37g, což odpovídá: 370g/m2 - celkový nános ve spoji: 783g/m2 Strojní zařízení a pomůcky- gumová palička a pneumatický montáž. lis Uložení podsestavy na paletu, doba ponechána na vytvrzení lepidla 4 hodiny. 8.

Montáž kostry židle vz.(313 727)

Nános lepidla do dvou dlabů přední podsestavy a dvou dlabů opěr. podsestavy (injekční aplikátor) a) Přední podsestava - do dlabu 0,74g, což odpovídá: 360g/m2 - na čep 0,37g, což odpovídá: 300g/m2 - celkový nános ve spoji: 660g/m2 Nános lepidla do dlabu pro trnož – jen subjektivně

59

b) Opěr. podsestava - do dlabu 1,49g, což odpovídá: 720g/m2 - na čep 0,74g, což odpovídá: 627g/m2 - celkový nános ve spoji: 1347g/m2 Nános lepidla do dlabu pro trnož – jen subjektivně c) Sražení celé kostry – gumová palička d) Stažení kostry v mechanickém přípravku, při každé montáži vkládat kontrolní měrku sedadla. Doba zatažení cca 10-12 minut. Během této doby pokračovat na sestavení dalšího vzorku. e) Povolit mechanické zatažení, vyjmout židli a provést vizuální kontrolu všech konstrukčních spojů dle refenčního vzorku. d) Vložení dalšího kusu a opakovat celý postup stažení f) Uložení židle na paletu, doba ponechána na vytvrzení činí 8 hodin 9.

Ořezání noh židle (strojní zařízení – ořezávací kotoučová pila)

10.

Zabalení vzoru do PVC folie

11.

Časová prodleva od sklížení po zahájení zkoušek – 1 měsíc

Tab. 2 Typový technologický postup přípravy zkušebních vzorků na čelní dřevo

Pořadí

Název a technologický popis operace a technologické zařízení a

operace

pomůcky na provedení operace

1.

Řezání bukového masivu na hrubý rozměr

2.

Srovnávání a tloušťkování na průřez 20x20 mm

3.

Zkracování na délku 70 mm

4.

Frézování obou čelních konců (svislá spodní frézka)

5.

Nános lepidla na čelní konce a setření nanášecím pravítkem o gramáži 100 g/m2, nános provést na obě čelní plochy => nános v lepené spáře 200 g/m2 viz. obr. 27

6.

Lisování viz. obr. 28 Závaží o hmotnosti 5 Kg => lisovací tlak = 0,125 Mpa lisovací doba = 10 minut

7.

Klimatizace (časová prodleva mezi lepením a tahovou zk. 7 dní)

60

Obr. 27 Nános lepidla na čelní dřevo

Obr. 28Zatížení zkušebních vzorků závažím o hmotnosti 5 kg

8.5 Metodika zkoušek u koster židlí (313 727) První zkouškou, která byla použita byla statická zatěžovací zkouška bočních noh. Tato zkouška byla provedena na všech 10-ti zkušebních vzorcích (1 – 5; 1D – 5D). Další zkouškou v pořadí byla statická zkouška předních noh. Této zkoušce byly vystaveny jen vzory (1- 5). Obě tyto zkoušky působily na zkušební vzory kombinovaně. Poslední doplňkovou zkouškou byla statická zatěžovací zkouška sedadla a opěradla. Této zkoušce byly vystaveny vzory (1 - 5). 8.5.1

Označení vzorků

Tab. 3 Označení zkušebních vzorů

Druh lepidla

S hladkým čepem

S drážkovaným čepem

Ponal standard Hardwood

1

1D

RAKOLL Express 25

2

2D

DORUS HD 029

3

3D

KELEIBERIT Klebit 303.2

4

4D

WOOD-LOK 2001

5

5D

8.5.2

Příprava zkušebních vzorků

Každý vzor se před zkouškou bočních noh opatřil bukovými klíny, které byly přišroubovány do bočních lubů, z důvodu rovnoměrného roznášení zatěžovací síly. Při zkoušce předních noh se vyrovnávací klíny na přední a zadní lub již neinstalovaly. Podložka na zatížení shora se skládá: z bukové překližky tl. 10 mm opracovaná na tvar sedadlové části (z každé strany o 3 mm menší). Další vrstva je kvádr z vrstveného dřeva 61

o rozměrech 250x250x50 mm. Poslední část tvoří bukový hranol o rozměru 120x120x 183mm a je seřezán na sklon sedáku. Tyto dvě poslední části podložky mají vliv na rychlost pracovního cyklu. Všechny tyto části jsou sešroubovány do jednoho celku z důvodu lepši manipulace s celou podložkou. Váha podložky 3,2 kg. Podložka je na zkušební vzor přichycena jedním vrutem 3x25 mm na střed předního lubu. Po této přípravě se vzorek vloží do stroje, nastaví se zarážky na všech stranách vzorku, aby vzorek neujížděl. Stejný postup se uplatňuje i u zkoušky na přední nohy.U statické zkoušky sedadla a opěradla, došlo ke změně podložky na sedadle a na opěradlo se instaloval bukový hranol o průřezu 40x40 mm, který byl na opěradlo přitažen dvěma truhlářskými ztužidly. Důvod této úpravy byl, aby působící zatížení na opěradlo nepřenášely lamely, ale přímo opěradlové nohy. 8.5.3

Zátěžová šablona

Skládá se ze dvou tvarovaných částí, které jsou spolu spojeny na jednom konci čepem. Obrysy tvarovaných povrchů jsou navrženy tak, aby dosedali do čalounění. Pro snadné umístění (polohování) šablony mezi dvě části, které spolu svírají úhel 90°, je na

opěradlové

Zatěžovací

body

části A

nekreslena a

B

čára.

odpovídají

zatěžovacím bodům na židli, které jsou na sedadle 175 mm před průsečnicí sedadla a opěradla a na opěradle 300 mm vzdálené od jejího kraje.64

Obr. 29 Zátěžová šablona ( A a B body působení zatížení) 64)

Nábytek bytový – Sedací nábytek – Zkušební metody pro stanovení pevnosti a trvanlivosti ČSN EN

1728 (91 0225), říjen 2001

62

8.6 Statická zatěžovací zkouška bočních noh ČSN EN 1728 Popis zkoušky:

Zatížení sedadla se nechá působit v bodě zatížení určeném pomocí šablony viz. obr. 29. Zatížení sedadla se nechá působit svisle v požadovaném místě, ale ne více než 150 mm od nezatíženého okraje sedadla. Zatížení se nechá působit vodorovně na střed boční strany sedadla ve výši sedadla proti zablokovaným nohám celkem 10krát. Maximální zatížení musí být rovno danému zatížení. Jestliže má vzorek při svislém zatížení sedadla v bodě nejvzdálenějším od nezatížené strany tendenci se převrhnout je třeba zatížení snížit na hodnotu, která právě neumožní převržení směrem do boku. Tato hodnota se zaznamenává.65 8.6.1

Schématické znázornění působení zatěžovacích sil při zkoušce na boční nohy

Obr. 30 Schématické znázornění působení zatěžujících sil při zk. na boční nohy

65)

Nábytek bytový – Sedací nábytek – Zkušební metody pro stanovení pevnosti a trvanlivosti ČSN EN

1728 (91 0225), říjen 2001

63

8.6.1.1 Nastavení parametrů na stroji při zkoušce na boční nohy: Prvotní nastavení podle normy ČSN EN 1728

Shora: 750N

Prodleva: 2s

S boku: 200N

Počet opakování : 20 000 cyklům

Toto nastavení se ponechalo jen u vzorku č. 1.- nedošlo k žádné poruše. Následné nastavení podle normy EN 15 373

Shora: 1300N

Prodleva: 2s

S boku: 760N

Počet opakování: 10 cyklům

Toto nastavení se ponechalo jen u vzorku č. 1.- nedošlo k žádné poruše. Konečné nastavení podle normy EN 15 373

Shora: 1300N

Prodleva: 2s

S boku: 760N

Počet opakování: 1000 cyklům byly vystaveny všechny zkušební vzorky 2000 cyklům byly vystaveny vzorky č. 2,4,4D,5,5D 3000 cyklům byly vystaveny vzorky č. 2,4,4D,5,5D 5000 cyklům byly vystaveny vzorky č. 2, 4, 4D 20 000 cyklům byly vystaveny vzorky č. 2, 4

Vždy po uplynutí stanovených cyklů, provedena vizuální kontrola a měření spárometrem.

8.7 Statická zatěžovací zkouška předních noh ČSN EN 1728 Popis zkoušky:

Zatížení sedadla se nechá působit v bodě zatížení určené podle šablony viz. obr. 29. Zarážky se umístí před přední nohy, aby zabránily vzorku v pohybu. Přes podložku

64

pro místní zatížení je třeba působit vodorovným zatížením na střed zadního kraje sedadla v úrovni sedadla směrem vpřed.66 8.7.1

Schématické znázornění působení zatěžovacích sil při zkoušce předních noh

Obr. 31 Schématické znázornění působení zatěžujících sil při zk. na přední nohy

8.7.1.1 Nastavení parametrů na stroji při zkoušce na přední nohy: Nastavení podle normy EN 15 373

Shora: 1300N

Prodleva: 2s

S boku: 760N

Počet opakování: 2000 cyklům byly vystaveny vzorky č.1, 2, 3, 4, 5

Vždy po uplynutí stanovených cyklů, provedena vizuální kontrola a měření spárometrem.

66)

Nábytek bytový – Sedací nábytek – Zkušební metody pro stanovení pevnosti a trvanlivosti ČSN EN

1728 (91 0225), říjen 2001

65

8.8 Statická zatěžovací zkouška sedadla a opěradla Zatěžovací podložku opěradla je třeba umístit buď do bodu zatížení opěradla stanoveného pomocí šablony nebo do bodu 100 mm od horní hrany opěradla, podle toho, co je níže. Umístění zarážek za zadní nohy nebo kolečka se zabrání vzorku pohybu vzad. V průběhu působení této síly na sedadlo je třeba působit daným zatížením i na opěradlo ve směru kolmém k zatíženému opěradlu. Působící zatížení je třeba zrušit nejdříve u opěradla, potom u sedadla. Pokud má vzorek tendenci se převrhnout, je třeba snížit zatížení na takovou hodnotu, která ještě převržení nezpůsobí. Použitá velikost zatížení se zaznamená.67 8.8.1

Schématické znázornění působení zatěžovacích sil při statické zatěžovací zkoušce sedadla a opěradla

Obr. 32 Schématické znázornění působení zatěžujících cil při statické zatěžují zkoušce sedadla a opěradla

67)

Nábytek bytový – Sedací nábytek – Zkušební metody pro stanovení pevnosti a trvanlivosti ČSN EN

1728 (91 0225), říjen 2001

66

8.8.1.1 Nastavení parametrů na stroji při statické zatěžovací zkoušce sedadla a opěradla Následně nastavení podle normy EN 15 373

Shora: 1600N

Prodleva: 10s

Do opěradla: 560N

Počet opakování: 10 cyklům byly vystaveny vzorky č. 3 200 cyklům byly vystaveny vzorky č. 1, 2, 4, 5 1200 cyklům byly vystaveny vzorky č. 1, 4, 5 3200 cyklům byly vystaveny vzorky č. 1 20 000 cyklům byly vystaveny vzorky č. 4, 5

Po uplynutí stanovených cyklů opět provedena kontrola a měření.

67

9

VYHODNOCENÍ

9.1 Sušina a výtoková doba Laboratorní podmínky: -

teplota : 24 °C

-

relativní vlhkost vzduchu : 31%

Stanovení sušiny

(Pozn. – u lepidel Cascol 3329 a RAKOLL E•WB 0301 sušina měřena nebyla, protože lepidla byly zahrnuty do zkoušek až následně) Tab. 4 Stanovení sušiny u daných lepidel Teplota v Obsah sušiny v lepidle v % sušárně ve °C vz.č.1. vz.č.2 vz.č.3.

Název lepidla

Průměrný obsah v%

Ponal standard Hardwood 1

125

68,14

65,78

64,16

66,02

RAKOLL Express 25 2

125

63,88

59,8

65,74

63,14

125

52,77

55,96

54,7

54,47

125

64,65

66,12

64,76

65,17

125

66,99

56,6

64,81

62,81

DORUS HD 029 3 KELEIBERIT Klebit 303.2 4 WOOD-LOK 2001 5

Obsah sušiny v %

Obsah sušiny v lepidlech

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

66,02

Ponal standard Hardwood 1

63,14

65,17

62,81

54,47

RAKOLL Express DORUS HD 029 25 2 3

Druh lepidla Obr. 33 Grafické znázornění obsahu sušiny

68

KELEIBERIT WOOD-LOK 2001 Klebit 303.2 4 5

Stanovení výtokové doby

(Pozn. – u lepidel Cascol 3329 a RAKOLL E•WB 0301 výtoková dona měřena nebyla, protože lepidla byly zahrnuty do zkoušek až následně) Tab. 5 Stanovení výtokové doby u daných lepidel Průměr trysky v [mm]

Název lepidla

Čas výtoku lepidla v [s] měř.č.1. měř.č.2. měř.č.3.

Průměr v [s]

Ponal standard Hardwood 1

8

267

251

262

260

RAKOLL Express 25 2

8

168

161

153

161

DORUS HD 029 3 KELEIBERIT Klebit 303.2 4

8

255

261

259

258

8

193

189

191

191

WOOD-LOK 2001 5

8

449

435

436

440

Výtoková doba lepidel

Průměr v [s]

440

450 400 350 300 250 200 150 100 50 0

258

260

191

161

Ponal standard Hardwood 1

RAKOLL Express 25 2

DORUS HD 029 3

KELEIBERIT Klebit 303.2 4

WOOD-LOK 2001 5

Druh lepidla Obr. 34 Grafické znázornění výtokové doby

9.2 Vyhodnocení pevnosti lepených spojů u vzoru 313 727 ƒ Vzniklá spára mezi lubem a nohou při zkoušce na boční nohy a rozměrové

dimenze mezi čepem a dlabem v přední a zadní části zkoušených vzorů jsou uvedeny v tab. 7, graficky je průběh této zkoušky znázorněn na obr. 36. ƒ Vzniklá spára mezi lubem a nohou při zkoušce na přední nohy a rozměrové

dimenze mezi čepem a dlabem v pravé a levé části zkoušených vzorů jsou uvedeny v tab. 8, graficky je průběh této zkoušky znázorněn na obr. 37. 69

ƒ Vzniklá spára mezi lubem a nohou při statické zkoušce na sedadlo a opěradlo a

rozměrové dimenze mezi čepem a dlabem v zadní části zkoušených vzorů jsou uvedeny v tab. 9, graficky je průběh této zkoušky znázorněn na obr. 38. ƒ Grafické vyjádření vlivu tloušťky lepené spáry, výšky čepu a hloubky dlabu na

pevnost lepeného spoje jsou znázorněny na obr. 39, 40, 41. 9.2.1

Označení lepených spojů na kostře zkušebních vzorů 313 727

Obr. 35 Půdorysný pohled na zkušební vzor (označení lep. spojů)

Označení spojů v sedadlové části zkušebních vzoru (313 727), ve výsledcích a na (fotografiích viz. příloha) Druh úpravy Číslo vzoru čepu Po cyklech Druh zkoušky Spoj 1-5; hladký; 1000;2000;3000;5000; 1D-5D drážkovaný 20 000 na boční nohy zadní levá 1 1-5 hladký 10;1200;3200;20 000 na opěradlo spoj 1 2 1-5 hladký 2000 na přední nohy spoj 2 3 1-5; hladký; 1000;2000;3000;5000; na boční nohy přední levá 4 1D-5D drážkovaný 20 000 1-5; hladký; 1000;2000;3000;5000; na boční nohy přední pravá 5 1D-5D drážkovaný 20 000 1-5 hladký 2000 na přední nohy spoj 3 6 1-5 hladký 10;1200;3200;20 000 na opěradlo spoj 4 7 1-5; hladký; 1000;2000;3000;5000; na boční nohy zadní pravá 8 1D-5D drážkovaný 20 000 Tab. 6 Označení lepených spojů na kostře zkoušených vzorů

Označení spoje č.

70

9.2.2

Výsledky naměřených hodnot při zkoušce na boční nohy

Hodnoty: tloušťka lepené spáry a rozdíl ve výšce čepu jsou uvedeny jako celek vůči konstrukčnímu prvku, ve výsledku je pak nutné tyto hodnoty / 2. Toto ustanovení přetrvává i v tab. 8, 9. Hodnota – velikost čepu je větší než velikost dlabu Tab. 7 Naměřené hodnoty v přední a zadní části sedadlového rámu zkoušených vzorů

VZNIKLÁ SPÁRA PŘEDNÍ LEVÁ 4

VZNIKLÁ SPÁRA PŘEDNÍ PRAVÁ 5

TLOUŠŤKA LEP.SPÁRY .PŘEDNÍ LEVÁ 4

TLOUŠŤKA LEP.SPÁRY .PŘEDNÍ PRAVÁ 5

ROZDÍL VE VÝŠCE ČEPU PŘEDNÍ LEVÁ 4

ROZDÍL VE VÝŠCE ČEPU PŘEDNÍ PRAVÁ 5

VZOR 1 (PO 1000 CYK.)

1,50

0,55

0,30

0,20

-0,20

0,00

2,30

VZOR 1D (PO 1000 CYK.)

0,35

1,30

0,20

0,30

0,00

-0,40

VZOR 2 (PO 20 000 CYK.)

0,20

0,65

0,20

0,30

-0,40

VZOR 2D (PO 1000 CYK.)

0,65

0,65

0,20

0,20

VZOR 3 (PO 1000 CYK.)

0,55

3,70

0,20

0,30

VZOR 3D (PO 1000 CYK.)

0,40

0,35

0,30

VZOR 4 (PO 20 000 CYK.)

0,35

0,05

VZOR 4D (PO 5000 CYK.)

0,00

VZOR 5 (PO 3000 CYK.) VZOR 5D (PO 3000 CYK.)

OZNAČENÍ VZORŮ (dosažený počet cyklů)

ROZDÍL V HLOUBCE DLABU PŘEDNÍ LEVÁ 4

VZNIKLÁ SPÁRA ZADNÍ LEVÁ 1

VZNIKLÁ SPÁRA ZADNÍ PRAVÁ 8

TLOUŠŤKA LEP.SPÁRY ZADNÍ LEVÁ 1

TLOUŠŤKA LEP.SPÁRY ZADNÍ PRAVÁ 8

ROZDÍL VE VÝŠCE ČEPU ZADNÍ LEVÁ 1

ROZDÍL VE VÝŠCE ČEPU ZADNÍ PRAVÁ 8

2,00

0,10

0,00

-0,10

0,00

0,50

0,50

2,50

2,80

2,10

2,00

0,20

0,00

-0,20

0,00

-0,60

-0,50

2,60

2,70

-0,30

1,60

2,40

0,55

0,10

0,00

0,00

-0,50

-0,50

3,50

2,60

-0,10

-0,20

1,40

2,50

0,25

0,15

-0,20

-0,10

-0,40

-0,40

3,20

1,70

-0,20

-0,10

2,20

2,50

0,20

0,50

-0,10

-0,10

-0,50

-0,70

3,00

3,00

0,20

-0,20

-0,30

1,20

2,40

0,30

0,15

-0,10

-0,10

-0,40

0,40

1,50

2,90

0,20

0,20

0,20

-1,10

1,80

2,50

0,00

0,00

-0,10

0,10

-0,60

-0,60

2,70

3,30

0,00

0,20

0,00

-0,20

-0,30

2,50

2,40

0,00

0,00

-0,20

-0,10

-0,40

-0,30

2,40

2,60

0,00

0,15

0,00

0,20

-0,10

-1,10

1,50

2,60

0,20

0,10

-0,30

0,00

-0,30

-0,30

3,20

2,50

0,20

0,10

0,20

0,20

-0,20

-0,10

1,50

2,00

0,20

0,00

-0,20

-0,10

-0,40

-0,10

2,00

2,10

71

ROZDÍL V HLOUBCE DLABU PŘEDNÍ PRAVÁ 5

ROZDÍL V HLOUBCE DLABU ZADNÍ LEVÁ 1

ROZDÍL V HLOUBCE DLABU ZADNÍ PRAVÁ 8

9.2.3

Výsledky naměřených hodnot při zkoušce na přední nohy

Hodnota – velikost čepu je větší než velikost dlabu Tab. 8 Naměřené hodnoty v přední a zadní části sedadlového rámu zkoušených vzorů

OZNAČENÍ VZORŮ (dosažený počet cyklů) VZOR 1 (PO 2000 CYK.) VZOR 2 (PO 2000 CYK.) VZOR 3 (PO 2000 CYK.) VZOR 4 (PO 2000 CYK.) VZOR 5 (PO 2000 CYK.)

9.2.4

VZNIKLÁ SPÁRA spoj 2

VZNIKLÁ SPÁRA spoj 3

VZNIKLÁ SPÁRA spoj 6

VZNIKLÁ SPÁRA spoj 7

TLOUŠŤKA LEP.SPÁRY.

0,00 0,00 1,80 0,00 0,00

0,00 0,00 1,60 0,00 0,00

0,00 0,00 6,20 0,00 0,00

0,00 0,00 2,10 0,00 0,00

-0,10 0,00 0,00 0,00 -0,10

spoj 2

TLOUŠŤKA LEP.SPÁRY spoj 3

TLOUŠŤKA LEP.SPÁRY spoj 6

TLOUŠŤKA LEP.SPÁRY spoj 7

0,00 0,00 0,00 0,10 0,00

0,00 0,10 0,20 0,00 -0,20

0,00 0,00 0,00 -0,10 0,00

ROZDÍL VE VÝŠCE ČEPU spoj 2

-0,50 -0,60 -0,60 -1,00 -0,60

Výsledky naměřených hodnot při statické zatěžovací zkoušce sedadla a opěradla

Hodnota – velikost čepu je větší než velikost dlabu Tab. 9 Naměřené hodnoty v přední a zadní části sedadlového rámu zkoušených vzorů OZNAČENÍ VZORŮ (dosažený počet cyklů) VZOR 1 (PO 3200 CYK.) VZOR 2 (PO 1200 CYK.) VZOR 3 (PO 10 CYK.) VZOR 4 (PO 20 000 CYK.) VZOR 5 (PO 20 000 CYK.)

VZNIKLÁ SPÁRA spoj 2

VZNIKLÁ SPÁRA spoj 7

TLOUŠŤKA LEP.SPÁRY.spoj

TLOUŠŤKA LEP.SPÁRY.spoj

2

7

1,80 0,65 1,90 0,00 0,65

2,45 1,30 2,70 0,05 1,25

-0,10 0,00 0,00 0,00 -0,10

0,00 0,00 0,00 -0,10 0,00

ROZDÍL VE VÝŠCE ČEPU spoj

ROZDÍL VE VÝŠCE ČEPU spoj

2

7

-0,50 -0,60 -0,60 -1,00 -0,60

0,30 0,00 -0,40 -0,20 0,30

72

ROZDÍL V HLOUBCE DLABU spoj 2

ROZDÍL V HLOUBCE DLABU spoj 7

2,90 3,00 3,40 2,60 3,00

2,50 1,90 1,90 2,10 3,00

ROZDÍL VE VÝŠCE ČEPU spoj 3

-0,30 -0,30 -0,10 0,20 -0,30

ROZDÍL VE VÝŠCE ČEPU spoj 6

ROZDÍL VE VÝŠCE ČEPU spoj 7

-0,50 -0,70 -0,90 -1,70 -0,40

0,30 0,00 -0,40 -0,20 0,30

ROZDÍL V HLOUBCE DLABU spoj 2

ROZDÍL V HLOUBCE DLABU spoj 3

ROZDÍL V HLOUBCE DLABU spoj 6

ROZDÍL V HLOUBCE DLABU spoj 7

2,90 3,00 3,40 2,60 3,00

2,00 1,90 2,10 2,20 1,50

2,30 2,80 2,70 2,00 2,90

2,50 1,90 1,90 2,10 3,00

9.2.5

Grafické znázornění průběhu jednotlivých zkoušek Počet cyklů, kterým byly vystaveny vzory při zkoužce na boční nohy

3000

VZOR 5D (WOOD-LOK 2001)

3000

Zkoušené vzory

VZOR 5 (WOOD-LOK 2001)

5000 vyhovělo

VZOR 4D (KELEIBERIT Klebit 303.2)

20 000 vyhovělo

VZOR 4 (KELEIBERIT Klebit 303.2) VZOR 3D (DORUS HD 029)

1000

VZOR 3 (DORUS HD 029)

1000

VZOR 2D (RAKOLL Express 25)

1000 20 000

VZOR 2 (RAKOLL Express 25) VZOR 1D (Ponal standard Hardwood)

1000

VZOR 1 (Ponal standard Hardwood)

1000 0

20

00

40

00

60

00

80

00

10

00

0

12

00

0

14

00

0

16

00

0

18

00

0

20

00

0

Počet cyklů

Obr. 36 Grafické znázornění průběhu zkoušky na boční nohy

Zkoušené vzory

Počet cyklů, kterým byly vystaveny vzory při zkoužce na přední nohy

VZOR 5 (WOOD-LOK 2001)

2000 vyhovělo

VZOR 4 (KELEIBERIT Klebit 303.2)

2000 vyhovělo 2000

VZOR 3 (DORUS HD 029) VZOR 2 (RAKOLL Express 25)

2000 vyhovělo

VZOR 1 (Ponal standard Hardw ood)

2000 vyhovělo 0

500

1000 Počet cyklů

Obr. 37 Grafické znázornění průběhu zkoušky na přední nohy

73

1500

2000

VZOR 5 (WOOD-LOK 2001)

20 000

VZOR 4 (KELEIBERIT Klebit 303.2)

20 000 vyhovělo 10

VZOR 2 (RAKOLL Express 25)

20 00 0

18 00 0

16 00 0

14 00 0

12 00 0

10 00 0

80 00

3200 60 00

0

VZOR 1 (Ponal standard Hardw ood)

1200

40 00

VZOR 3 (DORUS HD 029)

20 00

Zkoušené vzory

Počet cyklů, kterým byly vystaveny vzory statické zatěžovací zkoušky sedadla a opěradla

Počet cyklů

Obr. 38 Grafické znázornění průběhu statické zatěžovací zkoušky sedadla a opěradla

Obr. 39 Grafické znázornění závislosti vzniklé spáry na tloušťce lepené spáry (skutečna hodnota tl. lep.spáry = daná hodnota / 2)

74

Obr. 40 Grafické znázornění závislosti vzniklé spáry na výšce čepu (skutečna hodnota rozdílu ve výšce čepu = daná hodnota / 2)

Obr. 41 Grafické znázornění závislosti vzniklé spáry na hloubce dlabu

75

9.3 Tahová zkouška vybraných druhů lepidel na čelním dřevě (buku) Tab. 10 Označení zkoušených vzorků, jejich rozměry, velikost styčné plochy, dosažené pevnosti a velikost zatěžující síly Druh lepidla

a [mm] b [mm] Fm [N] Rm [MPa] S0 [mm2] Číslo vzorku 11 19,8 19,8 4198,5 10,71 392,04 12 19,9 19,8 5457 13,85 394,02 Ponal standard Hardwood 13 19,9 19,6 3119,8 8 390,04 14 19,9 19,9 4606 11,63 396,01 15 19,9 19,6 4167,2 10,68 390,04 19,8 19,7 5328 13,66 390,06 21 19,7 19,9 4344,3 11,08 392,03 22 RAKOLL Express 25 19,9 20 5188,9 13,04 398 23 19,8 19,8 4667,15 11,9 392,04 24 19,8 19,9 3609,75 9,16 394,02 25 19,9 20,7 7045,45 17,1 411,93 31 19,9 19,8 4689,8 11,9 394,02 32 WOOD – LOK 2001 19,9 19,8 5353,4 13,59 394,02 33 19,9 19,9 4352,15 10,99 396,01 34 19,8 19,8 6100,85 15,41 396,01 35 19,8 19,9 7097,15 18,01 394,02 41 19,8 19,9 5480,5 13,91 394,02 42 KLEIBERIT Klebit 303.2 19,8 19,9 5029,15 12,76 394,02 43 20 19,9 6932,05 17,42 398 44 19,9 19,9 7302,7 18,44 396,01 45 19,9 19,8 5604 14,22 394,02 51 19,9 19,8 5572,95 14,14 394,02 52 Cascol 3329 19,8 19,8 2623,2 6,69 392,04 53 19,9 19,9 4220,55 10,66 396,01 54 19,8 19,9 4655,95 11,76 396,01 55 19,8 19,9 5368,75 13,56 396,01 61 19,9 19,9 4046,85 10,22 396,01 62 RAKOLL E WB 0301 19,8 19,9 5650,05 14,27 396,01 63 19,9 19,9 6136,05 15,49 396,01 64 19,9 19,8 5755,35 14,61 394,02 65

Obr. 42 Porušení lepeného spoje na čelním dřevě (vzor 55 – Cascol 3329 obarvený hnědým pigmentem)

76

Obr. 43 Pracovní diagram průběhu zkoušky na čelním dřevo u vzorku 45 (charakter křivek byl u všech vzorků totožný) Proměnná

2 1 4 6 3 5 RAKOL Ponal KLEIBERIT RAKOLL WOOD-LO Cascol L standard Klebit E WB K 2001 3329 Express Hardwood 303.2 0301 25 N platných 5 5 5 5 5 5 Průměr 13,79800 16,10800 11,49400 13,63000 10,97391 11,76789 Medián 13,59000 17,42000 11,76000 14,27000 10,71000 11,90000 Modus 1 1 1 1 1 1 Četnost 1 1 1 1 1 1 Minimum 8,00000 9,16000 10,99000 12,76000 6,69000 10,22000 Maximum 17,10000 18,44000 14,22000 15,49000 13,84955 13,65944 Rozptyl 6,258070 6,704370 9,569280 4,115650 4,424984 3,121987 Sm.odch. 2,501613 2,589280 3,093425 2,028706 2,103565 1,766915 Šikmost -0,10222 -0,69741 0,29820 -0,63188 -1,02256 -1,59761 Špičatost 1,37144 -0,06157 -1,59152 -2,58801 0,70009 2,94187

Tab. 11 Popisná statistika pevnosti lepených spojů u vybraných druhů na čelním dřevě

77

Pevnost lepeného spoje [ N/mm2]

Pevnosti lepených spojů u vybraných druhů lepidel na čelním dřevě buku (krabicový graf) 20 18 16 14 12 10

Průměr Min-Max Průměr±0,95 Int. spolehl. Zdroj. data

8

6 RAJOLL E WB 0301

5 Cascol 3326

Klebit 303.2

4 KELEIBERIT

3 Wood-Lok 2001

2 RAKOLL Express 25

1 Ponal standard Hardwood

6

Druhy lepidel

Obr. 44 Grafické znázornění pevnosti lepených spojů na čelním dřevě u vybraných lepidel pomocí krabicového grafu

Pevnosti lepených spojů na čelním dřevě Dekompozice efektivní hypotézy Vertikální sloupce označují 0,95 intervaly spolehlivosti

20 19

Pevnost lepeného spoje N/mm2

18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 1 Ponal standard Hardwood 3 Wood-Lok 2001 2 RAKOLL Express 25 4 KELEIBERIT

5 Cascol 3329 Klebit 303.2 6 RAKOLL E WB 0301

Druhy lepidel

Obr. 45 Jednofaktorová analýza rozptylu pevnosti lepených spojů a vybraných lepidel na čelním dřevě

78

10 DISKUZE A VYHODNOCENÍ VÝSLEDKŮ Na základě experimentálních měření uvedené v této práci viz. kapitola 9, strana 68 – 78 , lze učinit následující shrnutí.

10.1 Vyhodnocení obsahu netěkavých složek u vybraných druhů PVAc Použitá lepidla uvedené v tab. 4, str. 68, znázorňují procentuální zastoupení netěkavých látek. Sušina je funkční složkou v lepidle, která zůstane ve spoji po odpaření rozpouštědla. Závěr by mohl znít: „Pokud má lepidlo vysoký obsah sušiny, lepený spoj se stává pružným a trvanlivým“ , ale nesmíme zapomenou na další aspekty, které ovlivňují kvalitu lepidla tzn. velikost makromolekuly, vnitřní soudržnost molekul lepidla atd. Při stanovení podílů netěkavých látek obsažených u testovaných PVAc lepidel bylo zjištěno, že nejvyšší průměrné hodnoty dosáhlo PVAc lepidlo Ponal standard Hardwood zařazené do třídy D2, obsah netěkavých složek okolo 66% . Druhé v pořadí KLEIBERIT klebit 303.2, třída odolnosti D3 s obsahem netěkavých složek 65%. Nejnižší hodnoty dosáhl DORUS HD 029, zařazen to třídy D2, průměrná obsah 54%. Tedy podíl sušiny v lepidle má podstatný podíl na pevnost lepeného spoje, ale ve spojení s aspekty uvedené výše. Je tedy zřejmé, že lepidlo Ponal standard Hardwood obsahovalo nejvyšší podíl sušiny, ale při testování na vzorech (313 727) a na čelním dřevě nedosáhlo uspokojivého výsledku.

10.2 Vyhodnocení výtokové doby výtokovým pohárkem u vybraných lepidel Lepidla uvedené v tab. 5, str. 68, znázorňují výtokové doby lepidel měřené výtokovým pohárkem o průměru trysky 8 mm. Vyhodnocení lze provést následující způsobem. Rozdělením testovaných lepidel do tří skupin, a to lepidla nízkoviskózní, středněvizkózní a lepidla s vysokou viskozitou. Do kategorie lepidel nízkoviskózních spadaly lepidla RAKOLL Express 25 a KLEIBERIT Klebit 303.2. Do kategorie středněviskózních spadaly Ponal standard Hardwood, DORUS HD 029. S vysokou viskozitou WOOD-LOK 2001. Viskozitu lepidla považujeme za velmi důležitou vlastnost. Optimální viskozita lepidla podmiňuje úspěšné nanášení a lepení.

79

10.2.1 Vyhodnocení testovaných lepidel při aplikaci do lepených spojů Ponal standard Hardwood – středněviskozní, umožňuje rovnoměrný nános,

nestéká po stěnách dlabu , nedocházelo k výronům lepidla při dané gramáži na viditelné plochy. RAKOLL Express 25 – nízkoviskózní, umožňuje rovnoměrný nános, vysoké

smáčení lepeného povrchu, stéká po stěnách dlabu, docházelo k slabším výronům lepidla při dané gramáži na viditelné plochy. DORUS HD 029 - středněviskozní, umožňuje rovnoměrný nános, nestéká po

stěnách dlabu, ale rychlé vsakování rozpouštědla do dřeva, výrazně se zkracuje doba sestavení, nedocházelo k výronům lepidla při dané gramáži na viditelné plochy. KLEIBERIT Klebit 303.2. - nízkoviskózní, umožňuje rovnoměrný nános,

vysoké smáčení lepeného povrchu, slabě stéká po stěnách dlabu, docházelo k slabším výronům než u lepidla RAKOLL Express 25 při dané gramáži na viditelné plochy. WOOD-LOK 2001 - vysoceviskózní, je zde ztížen rovnoměrný nános, malé

smáčení lepeného povrchu, nestéká po stěnách dlabu, nedocházelo k výronům lepidla při dané gramáži na viditelné plochy.

10.3 Vyhodnocení pevnosti lepených spojů u koster židlí (313 727), při zvolených zkouškách 10.3.1 Vyhodnocení zatěžovací statické zkoušky na boční nohy

Byly použity metodiky z normy ČSN EN 1728. Pro naši myšlenku vyhovovaly: Statická zatěžovací zkouška bočních noh a statická zatěžovací zkouška předních noh. Jako doplňkovou zkouškou pro ověření naměřených hodnot byla statická zatěžovací zkouška sedadla a opěradla. Hodnoty zatížení, které udává tato norma, byly velmi nízké. Proto bylo nutné použít zátěžové hodnoty z EN 15 373 z tříd 2 a 3. Zkušební strojní zařízení (TESTR) byl nastaven podle normy ČSN EN 1728. Zátěžové hodnoty, počet cyklů a prodleva jsou uvedeny v kapitole 8.6, str. 63 Zatížení působilo na zkoušené vzory kombinovaně. U předních noh se porušení projevovalo velmi výrazně naopak u zadního sedadlového dílu došlo k porušení cca na 5-ti vzorcích. Pevnost zde byla ovlivněna opěradlovým obloučkem i opěradlovými lamelami. V průběhu měření bylo stanoveno pět úrovní doby zátěže ( 1000, 2000, 3000,

80

5000 a 20 000 cyklů). Pokud u zkoušeného vzoru došlo k porušení v předešlé úrovni dále už pak nepokračoval. Slovní vyjádření k výsledkům: Vzor 1 (Ponal standard Hardwood) – tento vzor jako jediný byl vystaven

trojímu druhu zatíženi, z důvodů hledání optimálního zatížení, při které v relativně krátké době dojde k porušení. U prvotního zatížení, které působilo na vzor cca 50 hodin nedošlo k žádnému porušení. U druhého zatížení nedošlo taktéž k porušení. Až u třetího zatížení

(shora

1300N;

z boku

760N)

došlo

zhruba

po

600

cyklech

ke

značnému porušení. Tato zátěž byla vyhodnocena jako optimální. Lepený vzor vykazoval během zkoušky pružný lepený spoj. Dosažený počet cyklů 1000. Dané zatížení bylo ponecháno na dalších 9-ti kusech. Vzor 1D (Ponal standard Hardwood) – dosažený počet cyklů byl totožný se

vzorem 1. Konstrukční úprava čepu drážkováním se u tohoto lepidla v podstatě neprojevila. Vzor 2 (RAKOLL Express 25) – tento vzor prošel všemi úrovněmi zátěže, tedy

až do 20 000 cyklů. Během zkoušení vykazoval velkou houževnatost proti působení zvolené zátěže. Spára vznikla i na zadním sedadlové dílu. Vzor 2D (RAKOLL Express 25) – dosažený počet cyklů 1000. Tomuto lepidlu

nevyhovovala konstrukční úprava čepu. Zde také došlo ke vzniku spáry i na zadním sedadlové dílu. Vzor 3 (DORUS HD 029) – dosažený počet cyklů 1000. Toto lepidlo

dosahovalo nejvyšších extrémů co se týče vzniklé spáry v přední a zadní části sedadlového rámu. Vzor 3D (DORUS HD 029) – dosažený počet cyklů 1000. V tomto případě

dosahovalo lepších výsledků pevnosti než vzor 3. Porušení vzniklo také u zadního sedadlového dílu. Vzor 4 (KLEIBERIT Klebit 303.2.) – dosažený počet cyklů 20 000. Tento

zkoušený vzor vykazoval nejvyšších pevností ze všech hladkých čepů. Po dosažení uvedených cyklů, v přední části židle vznikly nejmenší měřitelné spáry, na zadním sedadlovém dílu nevznikla žádná spára. Vzor 4D (KLEIBERIT Klebit 303.2.) – dosažený počet cyklů 5000. Zde

nedošlo k žádnému porušení, ale vzor už dále nepokračoval z důvodu časové 81

náročnosti. Zde je také potřebné komentovat, že tomuto lepidlu vyhovuje i větší tloušťka lepené spáry, což je podstatná výhoda. Vzor 5 (WOOD-LOK 2001) – dosažený počet cyklů 3000. Nedošlo zde ke

vzniku velkých spár, ale tyto spáry již byly měřitelné. Vznikly v přední tak i zadní části zkoušeného vzoru. Lepidlo vykazovalo vysokou houževnatost lepených spojů. Vzor 5 (WOOD-LOK 2001) - dosažený počet cyklů 3000. Zde opět nedošlo ke

vzniku velkých spár, ale tyto spáry již byly taktéž měřitelné. Vznikly v přední i zadní části zkoušeného vzoru. Zde byla opět ověřena vysoká houževnatost lepených spojů. Lze konstatovat, že toto lepidlo si opět neklade velké nároky na tloušťku lepené spáry. 10.3.2 Vyhodnocení zatěžovací statické zkoušky na přední nohy

Zatěžovací hodnoty byly ponechány stejné jako u statické zatěžovací zkoušky na boční nohy. Zde bylo od počátku zvolena úroveň 2000 cyklů. Touto zkouškou prošli jen vzory 1-5, z důvodu neprůkaznosti, že by úprava čepu měla podstatný vliv na pevnost lepených spojů. U vzorů 1, 2, 4, 5 nedošlo k žádnému porušení. U vzoru 3 došlo opět k extrémním hodnotám porušení jak v oblasti předních noh i v oblasti opěradla, dokonce vznikly spáry mezi nohami a trnoží „H“ . Od tohoto namáhání se ani podstatné porušení u všech vzorů neočekávalo, protože kostra jak již bylo zmíněno byla doplněna nožním spojem, který podstatně zvyšoval pevnost celé konstrukce. 10.3.3 Vyhodnocení výsledků statické zatěžovací zkoušky sedadla a opěradla

Zde použité zátěžové hodnoty převzaty z normy EN 15373 třída zátěže 2. Před zahájením této zkoušky bylo opět stanoveno pět etap zátěže (10, 200, 1000, 2000, 20 000). Zkoušené vzory 1-5. Vzor 1 (Ponal standard Hardwood) – dosaženy počet cyklů 3200. Došlo zde

ke značnému porušení, nicméně lepené spoje vykazovaly dostatečnou houževnatost. Vzor 2 (RAKOLL Express 25) – dosažený počet cyklů 1200. Zde došlo z ke

značnému porušení, nicméně lepené spoje již nevykazovaly takovou houževnatost jako u vzoru 1. Vzor 3 (DORUS HD 029) - dosažený počet cyklů 10. Zde došlo k úplnému

vysunutí čepu z dlabu zhotovené v opěradlové noze, to bylo z části zapříčiněno už porušením, které vzniklo v předcházející zkoušce.

82

Vzor 4 (KLEIBERIT Klebit 303.2.) - dosažený počet cyklů 20 000. Nedošlo

ke vzniku žádné spáry mezi opěradlovou nohou a bočními luby. Opět lepidlo prokázalo vysokou pevnost a houževnatost lepeného spoje. Vzor 5 (WOOD-LOK 2001) - dosažený počet cyklů 20 000. Nedošlo ke vzniku

měřitelné spáry mezi opěradlovou nohou a bočními luby. Vzniklá spára byla podstatně menší než u vzorů 1 a 2. Opět lepidlo prokázalo vysokou pevnost a houževnatost lepeného spoje. 10.3.4 Celkové shrnutí a vyhodnocení použitých lepidel

Zde je nutné zmínit fakt, že kdybychom posuzovali pevnost a trvanlivost daného vzoru (313 727) podle zmíněných zkoušek, všechny vzory by vyhověly tzn. počet cyklů 10. Ale v této práci šlo primárně o to, v co nejkratší době posoudit jednotlivá lepidla a také do jaké maximální hodnoty počtu cyklů je zvolené lepidlo schopné odolávat danému zatížení a vyslovit závěr, jestli ponechat stávající lepidlo tzn. Ponal standard Hardwood, nebo jej nahradit jiným. Z naměřených a vizuálních kontrol při měření lze jednoznačně říci, že nejvyšších pevností a houževnatosti u všech zvolených zkoušek dosahovalo lepidlo KLEIBERIT Klebit 303.2. Jako druhé v pořadí WOOD-LOK 2001 při zkoušce na boční nohy sice nedosáhlo nejvyšších výsledků, ale při statické zatěžovací zkoušce sedadla a opěradla dosáhlo úctyhodného výsledku. Spoj sedadla a opěradla je považován za nejslabší článek u sedacího nábytku. Dále v pořadí RAKOOL Express 25, Ponal standard Hardwood, DORUS HD 029. 10.3.5 Vliv konstrukční úpravy čepu (drážkovaný čep)

Tato konstrukční úprava je v podmínkách společnosti TON a.s. snadno proveditelná. Pokud bude čep dosahovat stejných tloušťkových dimenzí vůči dlabu, jaké byly v této práci, nemá tato konstrukční úprava podstatný vliv na pevnost lepených (čepových) spojů. Dále si tato konstrukční úprava vyžaduje vyšší spotřebu lepidla a častější obměnu čepovacích fréz , z důvodu obroušení nástroje => nedodržení hloubky drážek. Z mého pohledu je efektivnější úprava čepu komprimováním (podél vláken čepu) viz. obr. 9. V současné době bohužel společnost TON a.s. nedisponuje takovým strojním zařízením (CNC komprimovací stroj), který by následoval vzápětí po čepovací frézce. Komprimovacích strojů s manuální obsluhou je v TON a.s. je celá řada, na kterých lze tuto úpravu provést, tím se ale také zvyšují náklady na výrobu.

83

10.3.6 Vyhodnocení výsledků vlivu tloušťky lepené spáry, rozdílu ve výšce čepu a rozdílu v hloubce dlabu

Toto vyhodnocení je velmi subjektivní. Naměřených hodnot je dostatek jenže, bylo použito více lepidel, které jak již bylo zmíněno dosahovali rozdílných pevnosti. Proto byly posuzovány pouze hodnoty naměřené na předních podsestavách, při zkoušce na boční nohy, které dosáhly jen 1000 cyklů. Hodnoty byly převzaty u hladkých i drážkovaných čepů. Tloušťka lepené spáry – pokud se hodnoty pohybují v rozmezí od 0,20 mm

směrem k 0 mm (hodnoty jsou udávány na obě strany) pevnost spoje narůstá. Od hodnoty 0,20 mm do nejvyšší hodnoty 0,35mm, která byla naměřena pevnost spoje klesala. Minusové hodnoty nebyly u žádného spoje naměřeny (tzn. tl. čepů vetší jak šířka. dlabu). Pokud by tato skutečnost nastala předpokládám, že pevnost spoje by opět klesla a vznikl by chudý lepený spoj. Tedy tloušťku lepené spáry volit od 0,20 mm k 0 mm. Rozdíl ve výšce čepu – pokud se hodnoty pohybují v rozmezí od 0 – 0,15 mm

(hodnoty jsou udávány na obě strany) pevnost spoje narůstá. Od hodnoty 0,15 – 0,40 mm (maximální naměřená hodnota) pevnost spoje začíná klesat. Opět v tomto případě plusové hodnoty nebyly naměřeny (tzn. výška čepu je menší než výška dlabu). Úsudek zní, pokud by tento případ nastal lepené spoje, by se nestaly tak odolné vůči dynamickému namáhání, kterému byly vystaveny. Zde opět volit hodnotu od 0 – 0,15 mm. Vyšší hodnota pravděpodobně zapříčiní otlačení zaoblených částí čepu a dlabu a čepový spoj má tendenci se rychleji vykývat. Rozdíl v hloubce dlabu – od hodnoty 2,2 směrem k 0 mm pevnost vzrůstá. Od

hodnoty 2,2 – 2,6 se pevnost spoje snižuje. Tyto hodnoty bych v našem případě nebral za podstatné, které by výrazně ovlivňovaly pevnosti spojů u zkoušených vzorů. Jednak z důvodu, že zde musí být příslušná technologická mezera, kterou raději volit od hodnoty 1 - 2,5 mm, aby se předešlo případným komplikacím při montáži. Hodnoty vyšší jak 2,5 mm rozhodně nevolit, docházelo by ke shrnutí lepidla na dno dlabu a nedostatečné protitlaku při lisování, aby se lepidlo mohlo vrátit zpět do lepené spáry a také aby došlo k drobným výronům na povrch.

84

10.3.7 Vliv oboustranného nánosu na lepené plochy

V technologickém postupu TON a.s., na montáž zkušebních vzorů 313 727, které byly použity v této práci, se uvádí jen nános na čep pouze z vnitřní strany, aby nedocházelo k výronům lepidla na vnější viditelné plochy. Při kompletaci zkušebních vzorů byl proveden nános na obě plochy čepů. Důvod pro tento postup byl vliv empirických zkušeností a technické listy lepidel, které doporučují při lepení bukového dřeva oboustranný nános. Na základě naměřených hodnot lze říci, že oboustranný nános na lepené plochy měl také podstatný vliv na pevnost lepených spojů. 10.3.8 Vyhodnocení výsledků lepých spojů v tahu na čelním dřevě (buku)

Důvod pro provedení této zkoušky byl, že v TON a.s. se spojují masivní bukové vlysy lepením na pokos, ať už na klínový spoj nebo vložený čep (systém DOMINO). Při této zkoušce byly použity lepidla uvedeny v kapitole 9. str. 76. Lepidlo DORUS HD 029 k této zkoušce nebylo připuštěno, z důvodu dosažení nízkých pevností v předešlých zkouškách. Lepidla zde měli optimální podmínky pro vytvoření kvalitního lepeného spoje (vlhkost materiálu, frézovaný povrch, odstraněné otřepy z plochy, přesnou velikost lisovacího tlaku a dobu lisování). Zkušebních vzorků bylo pět od každého druhu lepidla. Zvolená lepidla vykazovala pevnosti v tahu od 6 – 18 Mpa. Nejvyšších pevností opět dosahovalo lepidlo KLEIBERIT Klebit 303.2 (průměrná hodnota 16,10), dále WOOD-LOK 2001 (13,79), RAKOLL E WB (13,63), RAKOLL Express 25 (11,76), Cascol 3329 (11,49), Ponal standard Hardwood (10,97). Zde je také důležité uvést, tyto naměřené hodnoty nejsou ovlivněny anatomickou stavbou dřeviny (tzn. odklon vláken atd.). Z daných lepidel pro čelního dřeva je KLEIBERIT Klebit 303.2. Pevnost dřeva v tahu se pohybuje cca u SM 75 MPa au BK 120 Mpa. Tato zkouška byla jen doplňková zjišťování pevnosti lepidel na čelním dřevě nebylo přímo náplní této práce.

85

10.3.9 Vliv ceny lepidla na nákladovost výroby

Porovnáni ceny a pevnosti lepidel je znázorněno na obr. 46 z kterého plyne, že lepidla KLEIBERIT Klebit 303.2, RAKOLL E WB 0301 a WOOD-LOK 2001 dosahují vyhovujících pevností ve srovnání se svoji cenou. U lepidel RAKOLL Express 25 a Cascol 3329 je cena podstatně vyšší než pevnost lepených spojů. Hodnoty pevnosti jsou převzaty ze zkoušky na čelní dřevo, protože hodnoty a objektivním posouzení pevnosti lepených spojů u vzoru 313 727 byly totožné. Pokud by došlo k obměně lepidla Ponal standard Hardwood za KLEIBERIT Klebit 303.2, WOOD-LOK 2001 případně RAKOLL E WB 0301, který dosáhl při zkoušce na čelním dřevě dobrého výsledku (na vzorech 313 727, ale zkoušen nebyl). Dojde tedy ke zvýšení (snížení) nákladů v průměru ± 4 Kč/kg , ale hlavně k podstatnému zvýšení pevnosti výrobků, oproti stávajícímu stavu. Cena lepidla DORUS HD 029 vedena není, z důvodu nejnižších pevností ze všech použitých lepidel. Toto ekonomické zhodnocení může být dalším podkladem pro přijetí uvedených lepidel do procesu výroby

100

91,6

Průměrná pevnost lepeného spoje N/mm2

16,1

90

16

12

75,6

13,6

14 11,76

13,63

80 70

11,49

10,97

60

10 50

54,5

8

47

48,16 43,3

6

40

Cena lepidla Kč/kg

18

30

4

20

2

10

0

0 Ponal Standard Hardwood

RAKOLL Express 25

WOOD-LOK 2001

KLEIBERIT Klebit 303.2

Cascol 3329 RAKOLL E WB 0301

Druh lepidla

Obr. 46 Grafické zobrazení vztahu pevnosti vybraných lepidel s jejich cenou

86

Průměrná pevnost lepeného spoje N/mm² Cena lepidla Kč/kg (bez DPH)

11 ZÁVĚR Vytvořit kvalitní lepené spoje v sériové výrobě, které by sedacímu nábytku udělovaly doživotní záruku, je velmi složitý technický, technologický a technickoekonomický proces. Náplní této práce, bylo ověřit pevnosti lepených spojů u stávajícího lepidla Ponal standard Hardwood a také ověřit kvalitu jiných PVAc lepidel vhodných a cenově dostupných pro sériovou výrobu. Způsob pro ověření kvality lepených spojů bylo nasimulovat takové zatížení, kterému je sedací nábytek při svém užívání vystaven. Experimentálním měření bylo prokázáno, že v současnosti používané lepidlo v TON a.s., pro montážní lepení Ponal standard Hardwood nedosahovalo pozitivních výsledků jak pří zkoušení koster 313 727, tak i při tahové zkoušce na čelním dřevě, ve srovnání s jinými lepidly v dané pevnostní

třídě. Také se prokázalo, že na trhu

s pomocnými látkami v nábytkářské výrobě je i lepidlo DORUS HD 029, které není vůbec vhodné k lepení tvrdých listnatých dřevin, protože dosahuje minimálních pevností lepeného spoje. Tato práce může sloužit jako podklad, návod pro technologický proces lepení v TON a.s. Podstatnou část rozhodnutí, by měly tvořit výsledky interních zkoušek společnosti TON a.s, kde musí dojít k ověření a vztažení vlastnosti lepidla na charakter vlastní výroby. Jak vyplývá z typových technologických postupů lepení zkušebních vzorů a výsledků měření uvedené v této práci, pokud zvolíme lepidlo KLEIBERIT Klebit 303.2 a dodržíme technologické podmínky a faktory, při výrobě jednotlivých dílců, při konstrukčním opracováním a také montáži, pak sedací nábytek dosahuje dobrých pevností, kdy se výrobce může bezpečně zaručit za životnost a trvanlivost konstrukční vazby, která byla v této prací použita (313 727). Pokud, ale nebudou důsledně dodržovány parametry procesu výroby uvedených v technologickém postupu TON a.s., potom není možno dosáhnout i při nejkvalitnějším lepidle, vysoce kvalitního výrobku. V konečném důsledku tento fakt vede ke ztrátě zákazníka a dobrého jména společnosti a zbytečnému vynaložení finančních prostředků v reklamačním řízení. Náhradu za lepidlo Ponal standard Hardwood, by bylo lépe volit lepidla KLEIBERIT Klebit 303.2 nebo WOOD-LOK 2001, případně RAKOLL E•WB 0301 a čepy bez konstrukční úpravy drážkováním. V tomto návrhu je srovnání pevnosti i ekonomické nákladovosti výroby. 87

12 SUMMARY Create high-quality bonded joints in series production, which would grant furniture lifetime guarantee, is a very complex technical, technological and technicaleconomic process. The main of this work was to verify the strength of glued joints in the existing standard adhesives Ponale Hardwood and also verify the quality of other PVAc adhesives suitable and affordable for series production. The method for verifying the quality of glued joints were dissemble such loads, which is the seat furniture in its use of face. Experimental measurements has shown that currently used in TON as glue for assembly bonding Ponale Standard Hardwood below positive results both in testing 313 727 skeletons as well as in a tensile test on the front tree, compared to other adhesives in this strength class. It also showed that in a market with other ingredients in the manufacture of furniture is glue Dorus HD 029, which is not suitable for bonding hardleaved tree species, because it satisfies the minimum strength of glued joints. This work may serve as a basis, a guide to the technological process of bonding as TON A major part of the decision, should consist of the results of internal testing of TON company, which must occur to verify the adhesive properties and by the nature of its own production. As is apparent from the standard bonding techniques and testing models of measurement results given in this work, if you select adhesive KLEIBERIT Klebit 303.2 and comply with the conditions and technological factors in the manufacture of individual components, working in construction and assembly, the seat furniture making good strength when the manufacturer can safely guarantee the life and durability of structural links, which was used in this work (313 727). If, but not consistently adhered to the parameters set out in the process of production processes as TON, then it is not possible to achieve even when quality adhesives, high quality product. Ultimately, this leads to a loss of customers and the reputation of the company and unnecessary money in appeal management. A replacement for a standard adhesive Ponale Hardwood, would be better to choose glue KLEIBERIT Klebit or 303.2 WOOD-LOK 2001, possibly RAKOLL E • WB 0301 and pins without structural adjustment splines. The proposal is to compare the strength of the economic cost of production.

88

13 POUŽITÁ LITERATURA -

Dr. Ing. Pavel Král, Dr. Ing. Jaroslav Hrázký, Kompozitní materiály na bázi dřeva, Část 2: Dýhy a vrstvené masivní materiály, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2005, ISBN 80-7157-878-9

-

Ing. Arnošt Trávník, Ing. Jaroslav Svoboda, Technologické procesy výroby nábytku, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, první 2007, ISBN 978-80-7375-056-5

-

Ing. Arnošt Trávník, Technologické operace výroby nábytku, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, první 2005, ISBN 80-7157-865-7

-

Ing. Arnošt Trávník, Výroba dřevěného nábytku – část II., Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, II. přepracované vydání, 2003, ISBN 80-7157-653-0

-

Ing. Dr. Karel Eisner, Ing. Vladimír Berger, Ing. Vladimír Havlíček a Miloš Osten, Příručka lepení dřeva (2. přepracované vydání), Praha 1966, Státní nakladatelství technické literatury

-

Ing. Emanuel Kafka, Dřevařská příručka I. část, Praha 1989, SNTL, ISBN 8003-00009-2

-

Ing. Zdeňka Křupalová, Nauka o materiálech (pro 1. a 2. ročník SOÚ učebního oboru truhlář , Praha 1999, SOBOTÁLES, ISBN 80-85920-57-3

-

Ing. Jindřich Drápela a kolektiv, VÝROBA NÁBYTKU technologie, Praha 1980, Státní nakladatelství technické literatury

-

Prof. Ing. Dr. Karel Eisner, Ing. Vladimír Havlíček, Miloš Osten, Dřevo a platy, Praha 1983, Státní nakladatelství technické literatury.

-

Učební texty Ing. Zdeněk Muzikář, 2007

-

Učební texty doc.Ing. Daniele Tesařové,Ph.D, 2008

-

Výkresová dokumentace TON, a.s.

-

www.TON.cz

-

Ing. Rudolf Beran, Základy teorie lepení, 11.9. 2005, www.Abclepidla.cz

-

Technické listy lepidel Ponal standard Hardwood, RAKOLL Express 25, KLEIBERIT Klebit 303.2, WOOD-LOK 2001, RAKOLL E• WB 0301, Cascol 3329

-

Ing. Miroslav Müller, Doc. Ing. Milan Brožek, CSc., KMaST TF ČZU v Praze

89

-

ZELA V., Diplomová práce, Úprava reologie lepidla určeného pro lepení materiálů na bázi dřeva s cílem omezení sedimentace plniv, 2006

-

Diplomová práce, Bc. Josef Pekař, Vliv technologických parametrů na pevnost lepených spojů

-

Ing. Arnošt Trávník, Řízení jakosti, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2002, ISBN 80-7157-588-7

-

J. POLÁŠEK, Zkoušení nátěrových hmot a povrchových úprav. Část I.: Stavebně truhlářské výrobky, 2003

-

Nábytek bytový – Sedací nábytek – Zkušební metody pro stanovení pevnosti a trvanlivosti ČSN EN 1728 (91 0225), říjen 2001

-

Nábytek – pevnost, životnost a bezpečnost – Požadavky pro nebytový sedací nábytek EN 15373, duben 2007

90

14 SEZNAM TABULEK Tab. 1 Typový technologický postup přípravy zkušebních vzorku (koster židlí 313 727) ........................................................................................................................................ 58 Tab. 2 Typový technologický postup přípravy zkušebních vzorků na čelní dřevo ........ 60 Tab. 3 Označení zkušebních vzorů ................................................................................. 61 Tab. 4 Stanovení sušiny u daných lepidel....................................................................... 68 Tab. 5 Stanovení výtokové doby u daných lepidel......................................................... 69 Tab. 6 Označení lepených spojů na kostře zkoušených vzorů ....................................... 70 Tab. 7 Naměřené hodnoty v přední a zadní části sedadlového rámu zkoušených vzorů 71 Tab. 8 Naměřené hodnoty v přední a zadní části sedadlového rámu zkoušených vzorů 72 Tab. 9 Naměřené hodnoty v přední a zadní části sedadlového rámu zkoušených vzorů 72 Tab. 10 Označení zkoušených vzorků, jejich rozměry, velikost styčné plochy, dosažené pevnosti a velikost zatěžující síly ................................................................................... 76 Tab. 11 Popisná statistika pevnosti lepených spojů u vybraných druhů na čelním dřevě ........................................................................................................................................ 77

91

15 SEZNAM POUŽITÝCH OBRÁZKŮ A GRAFŮ Obr. 1 Posuzování snášivosti podle okrajového úhlu ………………………………….17 Obr. 2 Rozdělení lepidle používaných ve výrobě nábytku …………………………….30 Obr. 3 Schématické znázornění lepeného spoje u disperzních PVAc lepidel …………35 Obr. 4 Lubový sedák …………………………………………………………………..40 Obr. 5 Lubová přední podsestava a sedadlový zadní díl ve tvaru „U“ ………………...40 Obr. 6 Sedák ve tvaru kruhu (typ 14) ………………………………………………….40 Obr. 7 Sedák nepravidelného tvaru (typ 56) …………………………………………...40 Obr. 8 Hladký čep (tento typ použit u vzoru 1-5) ……………………………………..41 Obr. 9 Komprimovaný čep …………………………………………………………….41 Obr. 10 Drážkovaný čep ( tento typ použit u vzorů 1D – 5D) ………………………...41 Obr. 11 Hladký čep s konstrukční úpravou ……………………………………………42 Obr. 12 Sedadlová část bez roh. výztuže ………………………………………………42 Obr. 13 Sedadlová část s roh. výztuží …………………………………………………42 Obr. 14 Kostra židle (313 727) ………………………………………………...………50 Obr. 15 Tvar zkuš. vzorku na čelní dřevo ………………………………..……………50 Obr. 16 Vytápěná teplovzdušná skříň ……………………………………….…………51 Obr. 17 Zkušební zařízení TESTR …………………………………………………….51 Obr. 18 Trhací stroj ZDM 10/90 ………………………………………………………52 Obr. 19 Strojně zhotovený drážkovaný čep ……………………………………………56 Obr. 20 Ručně zhotovený drážkovaný čep …………………………………………….56 Obr. 21 Nános lepidla do dlabu ………………………………………………………..56 Obr. 22 Rozetření lepidla po stěnách dlabu ……………………………………………56 Obr. 23 Nános lepidla na hladký čep …………………………………………………..57 Obr. 24 Nános lepidla na drážkovaný čep ……………………………………………..57 Obr. 25 Vstupní podsestavy typu 313 727 …………………………………………….57 Obr. 26 Mechanický stahovák celých koster židle (313 727) …………………………58 Obr. 27 Nános lepidla na čelní dřevo …………………………………………….........61 Obr. 28 Zatížení zkušebních vzorků závažím o hmotnosti 5kg ……………………….61 Obr. 29 Zátěžová šablona………………………………………………………………62 Obr. 30 Schématické znázornění působení zatěžujících sil při zk. na boční nohy …….63 Obr. 31 Schématické znázornění působení zatěžujících sil při zk. na přední nohy …...65

92

Obr. 32 Schématické znázornění působení zatěžujících cil při statické zatěžují zkoušce sedadla a opěradla ……………………………………………………………………...66 Obr. 33 Grafické znázornění obsahu sušiny …………………………………………...68 Obr. 34 Grafické znázornění výtokové doby ………………………………………….69 Obr. 35 Půdorysný pohled na zkušební vzor (označení lep. spojů) …………………...70 Obr. 36 Grafické znázornění průběhu zkoušky na boční nohy ………………………..73 Obr. 37 Grafické znázornění průběhu zkoušky na přední nohy ……………………….73 Obr. 38 Grafické znázornění průběhu statické zatěžovací zkoušky sedadla a opěradla ………………………………………………………………………………………….74 Obr. 39 Grafické znázornění závislosti vzniklé spáry na tloušťce lepené spáry ………74 Obr. 40 Grafické znázornění závislosti vzniklé spáry na výšce čepu …………………75 Obr. 41 Grafické znázornění závislosti vzniklé spáry na hloubce dlabu ………………75 Obr. 42 Porušení lepeného spoje na čelním dřevě ……………………………………..76 Obr. 43 Pracovní diagram průběhu zkoušky na čelním dřevo u vzorku 45 …………...77 Obr. 44 Grafické znázornění pevnosti lepených spojů na čelním dřevě u vybraných lepidel pomocí krabicového grafu ……………………………………………………..78 Obr. 45 Jednofaktorová analýza rozptylu pevnosti lepených spojů a vybraných lepidel na čelním dřevě ………………………………………………………………………...78 Obr. 46 Grafické znázornění vztahu pevnosti vybraných lepidel s jejich cenou …… 86 Obr. 47 Spoj č. 4 (Ponal standard Hardwood) ………………………………..viz.příloha Obr. 48 Spoj č. 1 (Ponal standard Hardwood) ………………………………..viz.příloha Obr. 49 Spoj č. 5 (Ponal standard Hardwood) ………………………………..viz.příloha Obr. 50 Spoj č. 1 (Ponal standard Hardwood) ………………………………..viz.příloha Obr. 51 Spoj č. 3 (Ponal standard Hardwood) ………………………………..viz.příloha Obr. 52 Spoj č. 2 (Ponal standard Hardwood) ………………………………..viz.příloha Obr. 53 Spoj č. 5 (RAKOLL Express 25) …...………………………………..viz.příloha Obr. 54 Spoj č. 1 (RAKOLL Express 25) …...………………………………..viz.příloha Obr. 55 Spoj č. 5 (RAKOLL Express 25) …...………………………………..viz.příloha Obr. 56 Spoj č. 1 (RAKOLL Express 25) …...………………………………..viz.příloha Obr. 57 Spoj č. 6 (RAKOLL Express 25) …...………………………………..viz.příloha Obr. 58 Spoj č. 7 (RAKOLL Express 25) …...………………………………..viz.příloha Obr. 59 Spoj č. 5 (DORUS HD 029) …...……………………………………..viz.příloha Obr. 60 Spoj č. 1 (DORUS HD 029) …...……………………………………..viz.příloha Obr. 61 Spoj č. 5 (DORUS HD 029) …...……………………………………..viz.příloha 93

Obr. 62 Spoj č. 1 (DORUS HD 029) …...……………………………………..viz.příloha Obr. 63 Spoj č. 6 (DORUS HD 029) …...……………………………………..viz.příloha Obr. 64 Spoj č. 7 (DORUS HD 029) …...……………………………………..viz.příloha Obr. 65 Spoj č. 4 (KLEIBERIT Klebit 303.2) …...…………………………...viz.příloha Obr. 66 Spoj č. 1 (KLEIBERIT Klebit 303.2) …...…………………………...viz.příloha Obr. 67 Spoj č. 5 (KLEIBERIT Klebit 303.2) …...…………………………...viz.příloha Obr. 68 Spoj č. 1 (KLEIBERIT Klebit 303.2) …...…………………………...viz.příloha Obr. 69 Spoj č. 6 (KLEIBERIT Klebit 303.2) …...…………………………...viz.příloha Obr. 70 Spoj č. 7 (KLEIBERIT Klebit 303.2) …...…………………………...viz.příloha Obr. 71 Spoj č. 5 (WOOD-LOK 2001) …...…………………………..............viz.příloha Obr. 72 Spoj č. 1 (WOOD-LOK 2001) …...…………………………..............viz.příloha Obr. 73 Spoj č. 4 (WOOD-LOK 2001) …...…………………………..............viz.příloha Obr. 74 Spoj č. 1 (WOOD-LOK 2001) …...…………………………..............viz.příloha Obr. 75 Spoj č. 6 (WOOD-LOK 2001) …...…………………………..............viz.příloha Obr. 76 Spoj č. 7 (WOOD-LOK 2001) …...…………………………..............viz.příloha Obr. 77 Spárometr …...………………………………………………..............viz.příloha Obr. 78 Výkresový dokumentace zkušebního vzoru …………………………viz.příloha

94

PŘÍLOHY

95