Karol Stankowski
Właściwe określenie powinno brzmieć – spajanie elementów szklanych przy pomocy kleju utwardzanego promieniami UV (ultrafioletowymi). Wykorzystywanie promieniowania UV do zmian właściwości fizycznych powszechnie jest stosowane w stomatologii podczas utwardzania założonej plomby.
Kleje UV produkowane są w wielu wariantach a ich receptury są chronione patentami. Stosowane są one do łączenia szkła ze szkłem lub szkła z metalem. Ponieważ ceramika jest pokrywana szkliwem, to można próbować łączyć ceramikę ze szkłem. Należy jednak pamiętać, że w celu uzyskania spoiny konieczne jest jej utwardzenie, co można uzyskać jedynie poprzez poddanie jej promieniowaniu UV. Zatem co najmniej z jednej strony elementy łączone muszą być przejrzyste.
Końcowa wytrzymałość spoiny zależna jest od rodzaju użytego szkła i odpowiednio do niego dobranego kleju. W tym celu należy dokładnie zapoznać się z danymi technicznymi wybranego produktu. Należy pamiętać, że informacje dostarczane przez producentów odnoszą się z reguły do bezbarwnego szkła float, które jest przenikalne dla promieni UV. Bezbarwne szkło float, lustra (od strony przedniej), szkło hartowane i szkło zbrojone gładkie może być klejone bez żadnych problemów. Inne rodzaje szkła mogą prowadzić do uzyskania słabszej spoiny lub też w ogóle nie będzie można ich skleić. Szkło z rozbudowaną fakturą, szkło barwione w masie, czyli ornamentowe lub witrażowe wymagają indywidualnych prób, gdyż przenikalność promieni UV zależy od grubości szkła i gęstości jego zabarwienia.
Warto pamiętać, że obok standardowej palety klejów UV producenci oferują również kleje o wysokiej czułości na promieniowanie UV. Wymagają one restrykcyjnych zasad przechowywania oraz aplikowania, ale znajdą zastosowanie w przypadkach łączenia szkła o wysokim współczynniku absorpcji promieni UV.
Kleje UV standardowo są jako substancje bezbarwne i według zapewnień producentów cecha ta nie ulega zmianie z upływem lat. Mimo to na rynku są również kleje barwione pigmentami.
W przypadku spajania szkła z metalem, najlepsze efekty uzyskuje się stosując stal nierdzewną.
Wybierając rodzaj stosowanego kleju należy pamiętać, że łącząc szkło z metalem do wykonania połączeń narażonych na obciążenia dynamiczne używać należy tylko kleju o średniej lepkości. Łącząc szkło ze szkłem należy brać pod uwagę strukturę łączonych elementów. Rozróżnia się dwa typy struktur: zamkniętą i otwartą.
Struktura zamknięta, to spoina, która łączy elementy na dużej powierzchni, wolna od nieregularności oraz przestrzeni powietrznych.
Struktura otwarta, to spoina punktowa lub o nieregularnych kształtach. Skurcz utwardzanej spoiny twardej jest na tyle duży, że może uszkadzać powierzchnię łączonych elementów.
Do struktur zamkniętych stosuje się kleje elastyczne. Są one gęste, o dużej lepkości. Po utwardzeniu kleju, pozostaje on trwale elastyczny. Klejąc elementy szklane o powierzchni co najmniej kilkunastu cm2 należy używać klejów tego typu.
Do łączenia struktur otwartych należy stosować wyłącznie kleje rzadkie, o średnim lub niskim stopniu lepkości.
Stosując kleje UV w tworzeniu witraży w technologii 12U mamy do czynienia z dylematem, który wynika z idei tej metody. Klej UV ma za zadanie utworzyć „fastrygowe” połączenie, czyli umocować elementy witraża na płycie podkładowej przed wprowadzeniem masy epoksydowej. Łącząc elementy witraża z płytą podkładową należałoby użyć kleju elastycznego do struktur zamkniętych. Ponieważ połączenie ma spełniać funkcje „fastrygi”, to można zastosować kleje nieelastyczne. Jednak z uwagi na duży skurcz, należy pamiętać aby to połączenie było jedynie punktowym i nie dopuszczać do wpłynięcia kleju między powierzchnie klejonych elementów.
Klejone powierzchnie muszą być całkowicie czyste, odtłuszczone i suche. Do oczyszczenia powierzchni szkła przed klejeniem UV należy użyć odpowiednich do tego celu środków czyszczących. Producenci klejów UV oferują odpowiednie preparaty.
Łączone elementy jak i klej muszą mieć temperaturę pokojową. W celu uzyskania mocnej i trwałej spoiny przed klejeniem należy podgrzać wszystkie klejone elementy w celu usunięcia kondensacji wilgoci na ich powierzchni. Wszystkie klejone elementy muszą być powoli i równomiernie podgrzane tak, aby uniknąć gromadzenia się naprężeń w późniejszej spoinie. Właściwą temperaturą wygrzewania jest +30°C.
Do podgrzewania klejonych elementów można użyć ręcznej dmuchawy elektrycznej. Ignorowanie powyższych zaleceń skutkuje spadkiem wytrzymałości spoiny, co w przypadku połączeń „fastrygowych” nie jest kategorycznie wymagane.
Klejąc elementy konstrukcyjne, w celu zapewnienia właściwego związania kleju podczas jego naświetlania należy zabezpieczyć klejone elementy przed przesuwaniem.
Łączone elementy nie mogą być montowane przy użyciu ścisków. Wymagane jest jedynie ustawione ich we właściwej pozycji.
Przed przystąpieniem do klejenia konstrukcji należy sprawdzić, czy wszystkie jej części mieszczą się w przewidzianych miejscach. Klej trzeba nałożyć nie później niż 5 minut po wygrzaniu klejonego elementu. Jeśli upłynęło więcej czasu, dany element powinien zostać ponownie wygrzany. Nakładanie kleju powinno odbywać się w pozycji poziomej.
Kleje o średniej i wysokiej lepkości są nakładane na łączone powierzchnie w postaci wąskiej ścieżki przed ich złożeniem. Przy klejeniu w pozycji poziomej należy zwrócić uwagę na równe i spokojne opuszczanie górnego elementu – tak, aby uniknąć powstania pęcherzy powietrza w spoinie. Masa łączonych elementów jest wystarczająco duża by rozprowadzić nałożony klej równomiernie po całej klejonej powierzchni.
Kleje o niskiej lepkości wykorzystują zwilżanie kapilarne do samoczynnego wypełnienia szczeliny. Zatem, klejone elementy mogą być złożone przed nałożeniem kleju. Nie zaleca się składania całego obiektu. Należy kleić kolejne elementy “krok po kroku”.
Utwardzanie spoiny jest trzyetapowe.
Po wstępnym utwardzeniu uzyskujemy wytrzymałość stanowiącą około 30% wytrzymałości końcowej. Po uzyskaniu takiego stopnia utwardzenia nadmiar kleju może być z łatwością usunięty.
Po całkowitym utwardzeniu spoina jest w pełni wytrzymała i może być poddana pełnemu obciążeniu.
Sezonowanie jest trzecim, zalecanym etapem. Polega on na 24-godzinnym odczekaniu przed pełnym, produkcyjnym obciążeniem spoiny.
Do utrwalania spoiny należy używać odpowiednio dopasowanych lamp. Jest to szczególnie ważne przy dużych powierzchniowo spoinach, aby uniknąć powstawania naprężeń na skutek nierównego utwardzania kleju.
Lampy należy ustawić możliwie jak najbliżej klejonej spoiny.
Utwardzenie wstępne trwa do około 2 min, ale jest to zależne od typu i mocy używanej lampy.
Po wstępnym utwardzeniu należy zdjąć uchwyty ustalające oraz oczyścić powierzchnię szkła z wszelkich plam kleju .
Pełne utwardzenie spoiny zajmuje do 5 minut, w zależności od rodzaju użytej lampy.
Podczas naświetlania lampami UV oraz kontaktu z klejami, w celu zapobieżenia uszkodzenia oczu lub skóry zalecane jest używanie okularów ochronnych z filtrem UV i jednorazowych rękawiczek ochronnych.
Jeżeli nie mamy pewności, co do właściwości wyboru metody klejenia, zaleca się wykonanie klejenia testowego.
Warto sprawdzić jaka jest wytrzymałość uzyskanej spoiny poprzez poddanie jej obciążeniom większym niż podczas normalnego użytkowania.
Na koniec warto wspomnieć o potencjalnym wpływie klejów na zdrowie. Otóż, klej może powodować uczulenie i podrażnienie oczu a częsty, wydłużony kontakt może podrażniać skórę i powodować jej uczulenie. W związku z tym należy stosować podczas pracy z tymi substancjami rękawiczki ochronne a cały proces w powinien przebiegać w wentylowanym miejscu.
