Ragasztás az a művelet, amikor szilárd anyagok felületét egy közvetítő anyag (ragasztó) segítségével úgy kötik össze, hogy közben az összekötendő anyagok felületi sajátosságai nem változnak meg. Ez a faiparban használt ragasztóanyagok felé egy sajátságos követelményt állít: alakváltoztató képességgel kell rendelkezniük, mellyel csak a folyadékok és gázok rendelkeznek. A ragasztási folyamatban a gázok nem használhatóak, mert nem képeznek szilárd kötés létrehozására alkalmas tulajdonságokkal. A ragasztóanyagnak a folyamat során folyadék halmazállapotba kell jutnia, a felületek felületéhez kell idomulnia, nedvesíteni kell a felületet majd megszilárdulva létrehoznia a szilárd kötést.

A ragasztóanyagok szállítási formátumban nem csak folyékonyak lehetnek, hanem különböző szilárd halmazállapotúak, amelyek különböző technológiával folyékonnyá és így ragasztásra késszé tehetőek. (Pl.: Porok, amelyek víz vagy folyékony ragasztó hozzáadásával illetve a hot-melt-ek, amelyek hő hatására válnak használatkésszé.)

Ragasztóanyagok azok a nemfémes anyagok, melyek szilárd felületeket jó nedvesítéssel és az ebből eredő tapadással, valamint kialakuló saját szilárdságukkal kötnek össze.

A tapadásban (adhézió) döntő szerepet a molekuláris erők játsszák, a tapadás kialakulásához szükséges nedvesedés magyarázatát is a szilárd és folyadék felületi rétegében lévő molekulák kölcsönhatásában kell keresni.

A tömör, pórusmentes felületen ez a magyarázat teljesen kielégítő, de porózus felületeknél, mint például a fa – a ragasztás közben más folyamatok is lezajlanak (anyagáramlás, diffúzió), amelyek befolyásolással bírnak, de nem változtathatják meg alapvetően az eredményt.

A ragasztás során az összeragasztandó felületek és a ragasztóanyagok különböző felületi feszültségekkel rendelkeznek. A tökéletes eredmény elérése érdekében a különbségek csökkentése a cél. A nedvesedési szakaszban a folyékony anyagnak (ragasztó) kisebb felületi feszültséggel kell rendelkeznie, mint a szilárd felületnek. A folyadékok felületi feszültségét két módszerrel lehet csökkenteni:

  • hőmérséklet növelése
  • adalékanyagok

Ezért szükséges a megfelelő összetételű ragasztóanyag megtalálása a különböző anyagok és technológiák ismeretében.

A ragasztóanyagnak megfelelő folyékonysággal (viszkozitás) kell rendelkeznie. A legjobb kötéserősség érdekében figyelembe kell venni a felületet és a kötésformátumot!

A viszkozitás meghatározza a felhordás módját, szorosan összefügg vele a nyitott- és zártidő, illetve a ragasztás több más paramétere. Leginkább a fazékidő függ tőle.

A két dolog nem egy. A viszkozitás fizikai tulajdonság, amely a folyadék belső súrlódásával kapcsolatos. A fazékidő az, amely alatt a ragasztó meghatározott folyékonysággal rendelkezik. Az alacsony viszkozitású ragasztó szintre bármilyen módon felhordható. Minél magasabb a viszkozitás, annál rosszabbul nedvesíti a felületet.

A folyékony halmazállapotból több úton is kialakulhat a szükséges szilárd állapot. A megszilárduláshoz vezető út egyrészt a ragasztóanyagok csoportosítását teszi lehetővé, másrészt viszont a megszilárdulás alatt lejátszódó fizikai és kémiai folyamatok meghatározzák az alkalmazandó ragasztási technológiát, rámutatnak a ragasztás egyes paramétereinek befolyásolási, módosítási lehetőségeire.

 

A ragasztóanyag megszilárdulása, a ragasztó kötése kialakulhat:

  Kötési folyamat Ragasztó típus
Fizikai úton

diszpergáló közeg eltávozása

olvadék megszilárdulása

polimerek auto-adhéziója

diszperziós ragasztók

olvadék ragasztók (hot-melt)

nyomásérzékeny ragasztók

Kémiai úton

polikondenzációs reakció 

poliaddíciós reakció

polimerizációs reakció

polikondenzációs ragasztók

poliaddíciós ragasztók

polimerizációs ragasztók

Fizikai és kémiai úton együtt

A fenti kötési utak összes kombinációja lehetséges!

A faiparban a leggyakoribbak:

oldószeres, polikondenzációs 

oldószeres, poliaddíciós 

diszperziós, polikondenzációs

diszperziós, poliaddíciós

olvadék megszilárdulása úton kötő ragasztók

 

Az oldószeres ragasztók az oldószer eltávozásával kötnek meg, amely folyamat sajátossága miatt megköveteli, hogy legalább az egyik oldalnak porózusnak kell lennie. Ha nem nagy felületről van szó, akkor az oldószer eltávozására van lehetőség az élek mellett.

A diszperziós ragasztók diszpergáló közegből, ami általában víz és diszpergált anyagból, ami általában valamilyen hőre lágyuló polimer – ez a tulajdonképpeni „ragasztó” – állnak. A ragasztó a stabilitásához és egyéb tulajdonságai beállításaihoz számos adalékanyagot (habzásgátló, töltőanyag, lágyító, védőkolloid, gombaölőszer,stb…) tartalmaz.

A megszilárdult, megkötött ragasztó általában víz hatására nem oldódik, de olyan mikroméretű üregeket tartalmazhat, amelyek vízhatás vagy mechanikai hatás esetén a tönkremenetel kiindulópontjai lehetnek.

A diszperziós ragasztók kötése függ az alkalmazott polimer tulajdonságaitól. Mivel hőre lágyuló, ezért az alkalmazási és környezeti hőmérséklet nagyban befolyásolja.

 

Az olvadékragasztók szobahőmérsékleten szilárd anyagok, melyek a felületi tapadást megolvadt állapotban fejtik ki. A kötés a megszilárdulással jön létre. Mivel hőmérséklet hatására működnek, ezért kiemelkedően fontos hőmérsékleti pontok és tartományok jellemzik őket. 

Alkalmazási hőmérséklet: a legkisebb folyékonyságváltozás intervalluma

Visszalágyulási pont: a ragasztó ismét folyékonnyá kezd válni

Rugalmassági modulus: a ragasztó működési tartománya

Üvegesedési hőmérséklet: a visszahűlés folyamán bekövetkező dermedés

A kémiai úton kötő ragasztók csoportjába azok a termékek tartoznak, amelyek tisztán kémiai reakció során képeznek kötést.

A kötések erősségét és sebességét a ragasztók összetételétől függő belső tényezők és ún. külső tényezők (alkalmazott hőmérséklet, felhasznált katalizátor mennyisége és minősége) határozza meg.

A tisztán kémiai úton kötő ragasztók előnye, hogy a ragasztórendszerben nincs oldószer, tehát velük pórusmentes anyagok is ragaszthatók. Kismértékű a zsugorodás, ami a ragasztás nyomásigényét és a kialakult belső feszültséget is csökkenti. A kialakult térhálós szerkezet nagy szilárdságot, hő- és oldószerállóságot biztosít.

A kémiai úton kötő ragasztók faiparban legelterjedtebb fajtái a poliuretán és az epoxigyanta ragasztók.

 

Ragasztóanyagok osztályozása:

-Megjelenési forma szerint:         

- szilárd (por, granulátum, fólia)

- folyékony (oldat, diszperzió, emulzió stb.)

- Kötési mechanizmus szerinti csoportosítás (fizikai, kémiai)

- Kötés hőmérséklete szerinti csoportosítás (hideg, meleg)

- Komponensek száma szerinti csoportosítás (1K, 2K)

- Felhasználási terület szerint: kültéri, beltéri

- Kémiai felépítés szerint (szintetikus vagy természetes alapú)

 

Ragasztott szerkezetek készítésének technológiai folyamata a következő alapműveletekből áll:

 

1. A ragasztandó anyagok szabása, mechanikai megmunkálása és előkészítése

2. A ragasztóanyag előkészítése

3. A ragasztóanyag felhordása a ragasztandó felületekre

4. A ragasztandó elemek összeillesztése (terítékképzés)

5. Berakás, préselés

6. Kiszedés, pihentetés

7. A ragasztott szerkezetek további megmunkálása

 

A használt alapanyagok tulajdonságait figyelembevéve alakítjuk ki a különböző folyamatok idejét, hőmérsékletét, stb….

 

A ragasztási módszer kiválasztásának alapvető mutatója a présidő (a ragasztandó anyagok külső nyomás alatti időtartama), vagyis az a periódus, ahol a legintenzívebben megy végbe a ragasztó megkeményedése. Itt nem a ragasztó teljes megkeményedését kell figyelembe venni (amikor a ragasztott szerkezet a maximális szilárdságát éri el), hanem a ragasztó részleges megkeményedését, az un. présszilárdságot. Ezen szilárdság elérése után a ragasztott szerkezet a présből kivehető és egyes termékeknél alávethető pihentetés nélkül a további megmunkálásnak.

Két legfontosabb ragasztási fő módszer:

1. Hideg (normál hőmérsékletű) ragasztás

  • A. Normál ragasztás
  • B. Kémiai gyorsítás      
    • katalizátor (edző)  /mennyiség és minőség/
    • összetvő (komponens)  /minőség és arány/

2. Meleg (gyorsított) ragasztás

  • A. Kontakt melegítés
    • egy oldali
    • két oldali
  • B. Konvekciós melegítés
  • C. Sugárzásos melegítés
  • D. A ragasztási réteg melegítése 
    • ellenállásos
    • nagyfrekvenciás
  • E. Alkatrészek előmelegítése
    • egy oldali
    • két oldali

A választásunknál a kibocsátott termék mennyiségére legyünk tekintettel. Kevesebbnél nem gazdaságos a gyorsított eljárások alkalmazása.

A ragasztandó anyagok fizikai-mechanikai tulajdonságai nemcsak a ragasztási folyamatra, hanem a ragasztott szerkezet minőségére is lényeges hatást gyakorolnak. 

A szilárdsági és deformációs tulajdonságoktól nagymértékben függ az alkalmazható berendezés, a forgácsoló szerszám megválasztása, az alkalmazható présnyomás nagysága.

A magas hőmérsékletű ragasztásoknál ismerni kell az anyagok hővezetési képességeit.

A fa nedvszívóképessége és porózussága képessé teszi a felhordott ragasztóanyag  egy részének elnyerésére. Ez csökkenti a ragasztási szilárdságot és megváltoztatja a ragasztóréteg elektromos tulajdonságait is. (Akár az ötszörösére növelheti a nagyfrekvenciás ragasztás présidejét!)

A ragasztott szerkezetek szilárdsága és a fa sűrűsége között egyenes arányosság van. A nagyobb sűrűségű fafajoknál a kezdeti ragasztási szilárdság magasabb, de terheléskor ez az arány nem marad meg. Ennek az a magyarázata, hogy minél tömörebb a fa, annál nagyobb benne a nedvességváltozás hatására keletkező belső feszültség.

A fa fajtája a ragasztóanyag behatolási mélységét is meghatározza, amelytől nagy mértékben függ a ragasztási szilárdság.

Nagy jelentőséggel bír az anyagok ragasztás előtti előkészítése. A szárítás, a felületi megmunkálás, a tárolás és a klimatizálás. Az anyagok helytelen előkészítése még a legkiválóbb ragasztó alkalmazása esetén sem biztosítja a ragasztott szerkezet megfelelő szilárdságát és tartósságát.

Anyagok csoportosítása:

Két fő csoportra bonthatóak – alap vagy hordozó anyagok és borító anyagok -, amelyek között átfedés van.

Alapanyagok:   

  • Fűrészáru (fenyő fűrészárú; lombos fűrészáru; szélezett és szélezetlen)
  • Bútorlap léc- és furnérbetéttel
  • Forgácslapok  (finomfelületű /natur/ vagy laminátos)
  • Rétegelt falemezek
  • Farostlemezek
  • MDF lemez

Borítóanyagok:  

  • Furnérok
  • Fóliák
  • Filmek
  • Dekorlemezek
  • Élborító anyagok