Tapetowanie jest znaną od bardzo wielu lat techniką dekoracji ścian i sufitów wewnątrz budynków. Obecne od zawsze tapety papierowe, nieco później winylowe są coraz częściej zastępowane tapetami z włókna szklanego. Są one tkane z przędzy pozyskiwanej z roztopionego w temperaturze 1200°C szkła, a stosowane techniki przędzalnicze pozwalają na uzyskiwanie różnorodnych wzorów. Z uwagi na swoją odmienność od tradycyjnych tapet papierowych czy też winylowych stosowane są do ich mocowania inne kleje.

Norma PN-C-89356:1998 „Kleje. Kleje do tapet papierowych oraz tapet na podłożu papierowym. Wymagania i badania” określa wymagania dla tradycyjnie stosowanych klejów w proszku typu „Pronicel”, stanowiących mieszaninę zobojętnionej soli sodowej karboksymetylocelulozy ze środkami zapobiegającymi atakowi drobnoustrojów. Na tego typu kleje także można mocować tapety z włókna szklanego, jednakże od kilkunastu lat na rynku dostępne są specjalnie dedykowane kleje do tapet z włókna szklanego. Stanowią one gotowe płynne zawiesiny napełniaczy i czasem pigmentów w wodorozcieńczalnej dyspersji polimerowej (np. polioctanu winylu) ze środkami pomocniczymi. Takie kleje znacznie różnią się od proszkowych klejów zarabianych wodą przed użyciem przez tapeciarza. Różnica jest nawet w sposobie aplikowania kleju, gdyż kleje do tapet z włókna szklanego nanosi się na ścianę przeznaczoną do tapetowania, podczas gdy kleje proszkowe po rozpuszczeniu w wodzie nakłada się na tapetę. Z uwagi na to powinno się znormalizować dla nich odrębne wymagania, bardziej szczegółowe niż w PN-C-89356:1998. Wobec bardzo dużych rozbieżności w jakości produkowanych klejów, a także w związku z koniecznością wystawiania przez producentów deklaracji zgodności na takie kleje, opracowano w Spektrochemie przedmiotową normę TWT-2008/KL-08 „Kleje dyspersyjne do tapet z włókna szklanego”, która określa wymagania jakościowe, a spełnienie których oznacza, że wytwarzany klej jest dobrej jakości.

W niniejszym artykule przybliżymy zakres wymagań tejże normy oraz opiszemy parametry, jakim powinien odpowiadać dobry klej do tapet z włókna szklanego.

Pozostałość na sicie

Jest to podstawowe badanie, na które Spektrochem stawia bardzo duży nacisk, nie tylko w klejach, ale we wszystkich wyrobach malarskich. Oznaczenie wykonuje się według PN-81/C-81505 „Oznaczanie pozostałości na sicie w wyrobach lakierowych i farbach graficznych”. Przecedzając klej przez zważone i wysuszone do stałej masy sito kontrolne o boku oczka kwadratowego 0,063 mm. Wielokrotne płukanie i przemywanie osadu na sicie wypłukuje wszystkie cząstki przechodzące przez oczka, a pozostały na sicie osad suszy się do stałej masy i oznacza procentową pozostałość na sicie, która dla klejów do tapet z włókna szklanego nie może być większa niż 0,02 % m/m (m/m – oznacza ułamek masowy).

Oznaczenie to wskazuje na obecność w kleju dużych cząstek, np., koagulatów spoiwa, flokulatów napełniaczy lub zanieczyszczeń mechanicznych, które obecne w spoinie klejowej mogłyby dostać się pomiędzy splot tapety tworząc nieestetyczne zgrubienia.

Gęstość

Oznaczenie wykonuje się według PN-EN 542:2005 „Kleje. Oznaczanie gęstości”. Zważony z dokładnością do 0,01 g piknometr szklany lub metalowy napełnia się badanym klejem, po czym wciska się wieczko wyposażone w rurkę lub otwór kapilarny, przez który nadmiar kleju wypływa. Po oczyszczeniu z nadmiaru kleju piknometr waży się z taką samą dokładnością i oblicza się z różnicy masy napełnionego i pustego piknometru masę znajdującego się w nim kleju, którą dzieli się przez objętość piknometru, która wynika z przeprowadzonej kalibracji względem wody destylowanej. Oznacza się w ten sposób gęstość wyrażoną w g/cm3, która dla klejów do tapet z włókna szklanego nie powinna być wyższa niż 1,4 g/cm3. Celowo postawiono wymaganie na takim poziomie, aby wyeliminować kleje napełnione ciężkimi napełniaczami, np. siarczanem baru, których celem jest zwiększenie gęstości kleju, ponieważ są one sprzedawane w kilogramach.

Zawartość suchej substancji

Badanie wykonuje się według PN-EN 827:2006 „Kleje. Oznaczanie umownej i stałej zawartości suchej substancji”. Odważkę kleju na zważonej z dokładnością do 0,0001 g szalce szklanej lub metalowej umieszcza się na godzinę w suszarce o temperaturze (105±2)°C, po czym studzi w eksykatorze i waży z tą samą dokładnością. Oblicza się różnicę masy przed i po suszeniu oraz iloraz tej masy do odważki próbki. Wynikiem jest umowna sucha substancja, wyrażona w % m/m, która stanowi tą część kleju, która pozostaje po odparowaniu wody tworząc spoinę. Dla klejów do tapet z włókna szklanego wymaga się, aby zwartość suchej substancji nie była mniejsza niż 20% m/m.

Kwasowość i alkaliczność

Za pomocą pehametru dokonuje się pomiaru pH kleju zgodnie z PN-EN 1245:2001 „Kleje. Oznaczanie pH,. Metoda badania”. Dokładność pomiaru to 0,2 jednostki pH, a wymaganie wskazane w normie TWT-2008/KL-08 mówi, że pH kleju do tapet z włókna szklanego powinno leżeć w przedziale 6,5 – 8,5. Kleje na bazie polioctanu winylu wykazują pH bardziej obojętne niż alkaliczne, co jest korzystne dla samej tapety, jak i skóry człowieka. Roztwory mydła, mają zazwyczaj pH wyższe niż 9, a długotrwałe moczenie dłoni powoduje powstawanie zmarszczek. Dostanie się takiego roztworu do oka powoduje szczypanie. Nie należy stosować klejów, które mają wysokie pH.

Własności reologiczne

Reologia to nauka o płynięciu materiałów pod wpływem obciążeń (sił). W omawianym przypadku materiałem jest klej, a obciążeniami jest np. siła grawitacji, sprawiająca, że cząstki napełniaczy osadzają się w opakowaniu podczas składowania kleju, powodująca spływanie kleju z powierzchni pionowych, siła ludzkich mięśni przekładana na pędzel podczas nakładania, siła docisku tapety do podłoża powodująca wyciskanie nadmiaru kleju na boki, itp.

Celem określenia własności reologicznych wykonuje się pomiary reometrem polegające na pomiarze naprężenia stycznego podczas zadania wysokich i niskich prędkości ścinania na badanej próbce kleju. Pomiar wykonuje się w temperaturze 20°C z dokładnością do 0,5°C, którą zapewnia układ termostatowania próbki. Reometr wyposażony w układ cylindrów współosiowych wywołuje ścinanie przy wysokiej prędkości, a następnie przy niskiej, która wynosi 0,5 s-1. Z oznaczonych lepkości oblicza się stosunek, który dla klejów do tapet z włókna szklanego powinien oscylować między 5 – 20. Jeżeli własności reologiczne są zgodne, wówczas klej daje się łatwo nanosić, nie chlapie podczas nakładania i nie tworzy zacieków.

Próba na ściekanie

Na płyty gipsowo-kartonowe nanosi się badany klej za pomocą pędzla, po czym płytki ustawia się natychmiast w pozycji pionowej. Jeżeli w czasie wysychania klej nie ścieka, wówczas spełnia postanowienia normy.

Przyspieszone starzenie kleju

Próbkę kleju umieszcza się w szczelnie zamkniętym słoiku w cieplarce o temperaturze (50±2)°C na 72 godziny. Po wyjęciu i ostudzeniu próbki oznacza się pozostałość na sicie, jak opisano wyżej. Oznaczenie służy sprawdzeniu czy klej jest podany na tworzenie koagulatów i/lub flokulatów podczas przechowywania. Wzrost pozostałości na sicie 0,063 mm próbki termostatowanej w stosunku do próbki nie poddawanej badaniu jest miarą trwałości kleju w czasie magazynowania.

Zdolność do rozcieńczania wodą

Badany klej rozcieńcza się w znormalizowany sposób w stosunku wagowym 1:1 wodą destylowaną, miesza i pozostawia na dobę w warunkach laboratoryjnych. Następnie próbkę ponownie się miesza i oznacza pozostałość na sicie o boku oczka kwadratowego 0,063 mm, jak wyżej. Oznaczenie wskazuje na jakość użytej dyspersji polimerowej do produkcji kleju, gdyż słabe dyspersje nie wytrzymują tak silnego rozcieńczania. Miarą jest wzrost pozostałości na sicie próbki rozcieńczonej i nierozcieńczonej.

Czas schnięcia powłoki klejowej

Oznaczenie wykonuje się według PN-79/C-81519. W pomieszczeniu o znormalizowanej temperaturze i wilgotności na płytkę szklaną nanosi się aplikatorem warstwę kleju, której grubość po wyschnięciu powinna znajdować się między 35 – 45 µm. W momencie naniesienia rozpoczyna się mierzenie czasu. Po upływie godziny sprawdza się wyschnięcie do 5-go stopnia wyschnięcia. W tym celu na powłoce klejowej otrzymanej na płytce szklanej umieszcza się arkusik papieru maszynowego, krążek gumowy średnicy 22 mm i dociska się tłokiem aparatu do badania czasu schnięcia, który wywiera nacisk 19,6 N (2 kg). Po upływie minuty odejmuje się nacisk, zdejmuje się krążek gumowy, a płytką z powłoką i arkusikiem papieru uderza się kilka razy pionowo o płytkę drewnianą. Jeżeli 5 stopień wyschnięcia został osiągnięty, wówczas arkusik powinien swobodnie zsunąć się z płytki, a na powłoce kleju nie powinien pozostać widoczny ślad. Jeżeli wyschnięcie nie zostało osiągnięte, wówczas wykonuje się ponownie po upływie kilku do kilkunastu minut. Wymaga się, aby kleje do tapet z włókna szklanego wysychały nie krócej niż 1 godzinę, jednakże nie dłużej niż 3 godziny. Celowo postawiono wymaganie dolnej granicy czasu wysychania, aby umożliwić wystarczająco długi okres czasu na naniesienie kleju, przyklejenie tapety, wygładzenie i dokonanie ewentualnych poprawek. Jest to bardzo ważne, gdyż klejem pokrywa się ścianę, a następnie przykleja tapetę.

Wygląd i barwa powłoki klejowej

Otrzymaną przez naniesienie aplikatorem na płytkę szklaną i kondycjonowaną w znormalizowanych warunkach powłokę klejową poddaje się wzrokowemu badaniu wyglądu i barwy. Spoina (powłoka kleju) powinna być gładka, bezbarwna lub mleczna, bez spękań, pomarszczeń i wtrąceń.

Wytrzymałość spoiny klejowej na oddzieranie

Na płytkach gipsowo-kartonowych nakleja się w opisany w normie sposób tapetę z włókna szklanego i kondycjonuje 3 dni w warunkach znormalizowanych. Po tym czasie ręcznie oddziera się tapetę od podłoża pod kątem 180°. Wymaga się, aby wydarcie nastąpiło w podłożu (kartonie płyty gipsowo-kartonowej) lub, aby na podłoży pozostała mocno przylegająca warstwa tapety będąca wypełnieniem między osnową (przędza główna tapety).

Odporność powłoki klejowej na szorowanie na mokro

Otrzymuje się powłokę kleju na folii poliestrowej przez naniesienie aplikatorem szczelinowym, identycznie jak do badań odporności na szorowanie na mokro powłok malarskich. Po kondycjonowaniu w warunkach znormalizowanych, powłokę o grubości 70 do 90 µm poddaje się szorowaniu na mokro według PN-C-81914:1998 pkt. 3.5.9. Powłoka kleju powinna wytrzymać co najmniej 150 posuwów, co odpowiada wymaganiom stawianym farbom dyspersyjnym rodzaju M (odpornym na mycie) wg PN-C-81914:1998.

Przydatność do stosowania kleju w obniżonej temperaturze

W szczelnie zamkniętym słoiku przechowuje się klej w temperaturze 5°C z dokładnością do 0,5°C w czasie co najmniej 2 godzin. Następnie możliwie szybko nanosi się aplikatorem na folie poliestrowe powłoki do badania odporności na szorowanie i ponownie umieszcza w temperaturze 5°C na dobę. Po tym czasie powłoki kondycjonuje się w warunkach znormalizowanych w temperaturze 20°C przez 3 dni i poddaje badaniu odporności na szorowanie, jak opisano wyżej. Miarą przydatności do stosowania kleju w obniżonej temperaturze jest zmniejszenie się liczby cykli szorowania w stosunku do powłoki nie suszonej w 5°C. Wymaganie normy mówi, że zmniejszenie to nie może być większe niż o połowę.

Przepuszczalność pary wodnej przez powłokę kleju

Tapety z włókna szklanego przykleja się na całej powierzchni, przez co muszą w odpowiedni sposób zapewniać transport pary wodnej przez spoinę/powłokę kleju. Oznaczenie wykonuje się na swobodnej powłoce kleju, tj. oddzielonej od podłoża. W specjalnie przygotowanych szalkach do badań umieszcza się nad żelem krzemionkowym powłoki kleju, uszczelnia się, waży z dokładnością do 0,0001 g i umieszcza w komorze klimatycznej w temperaturze 20°C i wilgotności 50%. W tak przygotowanym zestawie wilgotność nad powłoką kleju wynosi 50%, a pod powłoką 0%. W wyniku różnicy wilgotności para wodna próbuje się przedostać się pod powłokę, gdzie zaabsorbowana przez żel krzemionkowy powoduje wzrost masy szalki, który oznacza się co 24 godziny. Badanie prowadzi się do uzyskania liniowego przyrostu masy, oblicza się przepuszczalność pary wodnej w g/m2 w ciągu 24 godzin. Oznaczenie jest bardzo ważne, gdyż nie powinno się stosować klejów, które ograniczają nadmiernie przepuszczalność pary wodnej. Wymaga się, aby powłoka kleju miała przepuszczalność pary wodnej co najmniej 60 g/m2 • 24 h. Trzeba wziąć pod uwagę, także aby powłoka farby użytej do malowania tapety posiadała również odpowiednią, zgodną z normą, przepuszczalność pary wodnej. Dla przypomnienia, farby rodzaju S (odporne na szorowanie na mokro, powinny mieć przepuszczalność pary wodnej co najmniej 40 g/m2 • 24 h, a farby odporne na mycie (rodzaj M) co najmniej 60 g/m2 • 24 h pary wodnej, według PN-C-81914:1998. Same tapety są materiałem bardzo porowatym i nie stawiają oporu dla transportu pary wodnej.

Odporność spoiny na działanie temperatury podwyższonej

Badanie wykonuje się na zestawach przygotowanych jak do badania wytrzymałości spoiny na oddzieranie. Przyklejoną i kondycjonowaną tapetę na płytce gipsowo-kartonowej umieszcza się na 96 godzin w temperaturze (50±2)°C. Po wyjęciu i ostudzeniu wykonuje się badanie wytrzymałości spoiny na oddzieranie, przy czym wynik nie może być gorszy niż dla zestawu nie poddawanemu działaniu podwyższonej temperatury

Nasiąkliwość powłoki klejowej

Badanie wykonuje się na zważonych z dokładnością do 0,002 g płytkach szklanych, pokrytych obustronnie badanym klejem (naniesionym dwukrotnie), z brzegami zabezpieczonymi w parafinie, ponownie zważonych, które umieszcza się w wodzie destylowanej na 24 godziny, zgodnie z PN-76/C-81521 pkt. 2.3. Po upływie tego czasu płytki wyciąga się, osusza delikatnie ligniną i waży z tą samą dokładnością co poprzednio. Oblicza się procentowy przyrost masy powłok (bez płytki szklanej), który jest miarą nasiąkliwości. Oznaczenie jest ważne z powodu częstego stosowania tapet z włókna szklanego w kuchniach i łazienkach, także w systemach specjalnie dedykowanych do tego typu pomieszczeń. Wówczas klej powinien cechować się niską nasiąkliwością spoiny/powłoki. Bardzo ważne, aby także farby wchodzące w skład takich systemów miały również niską nasiąkliwość i nie reagowały na wodę spęcherzeniem czy pomarszczeniem powłoki.

Odporność spoiny na działanie atmosfery nasyconej parą wodną

Zespół składający się z tapety z włókna szklanego mocowanej klejem do płytki gipsowo-kartonowej umieszcza się na 4 godziny w atmosferze nasyconej parą wodną o temperaturze (40±2)°C. Po tym czasie, od razu po wyjęciu, próbki poddaje się badaniu wytrzymałości spoiny na oddzieranie, jak opisano wyżej. Wymaganie normy postawiono dość wysoko, gdyż nie może być zmian po oddzieraniu tapety w stosunku do próbek nie poddawanych powyższym warunkom. Para wodna nasyca rdzeń gipsowy, karton, spoinę klejową oraz tapetę i powoduje rozmiękanie kleju. Oznaczenie jest bardzo ważne także pod względem stosowania w pomieszczeniach o podwyższonej wilgotności i jest badaniem uzupełniającym opisywane powyżej oznaczanie nasiąkliwości spoiny.

Zawartość LSO UPEP

LSO UPEP oznacza Lotne Substancje Organiczne Uwalniane Podczas Eksploatacji Powłok. Są to te związki, które pozostając w powłoce (tu spoinie klejowej) odparowują z niej przez okres nawet kilku miesięcy psując w tym czasie powietrze w pomieszczeniu. Gdy w spoinie klejowej obecne są LSO UPEP posiada ona znacznie niższe własności, w tym wytrzymałość na oddzieranie. Oznaczenie wykonuje się metodą grawimetryczną, oznaczając procentową zawartość LSO UPEP w wyschniętej powłoce klejowej. Wymaga się, aby ta zawartość była niższa niż 0,01 % m/m.

Przydatność do malowania

Sprawdzeniu poddaje się tapetę przyklejoną badanym klejem pod względem przydatności do pokrywania farbami dyspersyjnymi wodorozcieńczalnymi. Jeżeli powłoka farby naniesiona na przyklejoną tapetę jest wolna od wszelkich wad (spękań, kraterów, pomarszczeń, spęcherzeń, itp.), wówczas uznaje się układ tapety z klejem za przydatny do malowania.

PODSUMOWANIE

Przybliżony szeroki zakres badań, jakie wykonuje się dla klejów do tapet z włókna szklanego daje obraz konieczności wykonywania tych oznaczeń dla określenia jakości produkowanych klejów. Czytelnicy powinni zwrócić uwagę na jakość kupowanych klejów i na wymagania, jakie spełniają. Niestety znaczna część klejów sprzedawana jest bez wykonywania jakichkolwiek badań lub posiada wyniki oznaczeń niewłaściwie dobranych do tego typu klejów. Producenci, którzy mają problem z brakiem dokumentu normatywnego stawiającego wymagania jakościowe mogą skorzystać z wymagań opisanych w TWT-2008/KL-08 po zatwierdzeniu jej jako normę zakładową. Zwracamy uwagę na wybieranie tylko tych klejów, które cechują się wysoką jakością, gdyż tylko kierowanie się takimi zasadami daje gwarancję długotrwałego efektu i zadowolenia z wyrobu.

Artur Pałasz, Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Farb, Klejów i Polimerów „SPEKTROCHEM”
http://www.spektrochem.republika.pl, e-mail: spektrochem@poczta.onet.pl

Autor: Spektrochem Paint R&D and Testing Laboratory - zobacz wizytówkę firmy