97 Les/Wood, Vol. 69, No. 2, December 2020 RAZVOJ TRDNOSTI POLIVINILACETATNEGA LEPILNEGA SPOJA PRI LEPLJENJU FURNIRJA DEVELOPMENT OF POLYVINYL ACETATE ADHESIVE BOND STRENGTH WHEN GLUING VENEER T oni Šauperl 1 , Jaša Sar ažin 1 , Milan Šernek 1* UDK 630*824.839 Iz virni znans tv eni članek / Original scien tific article Prispelo / R eceiv ed: 27. 10. 2020 Spr eje t o / Accep t ed: 10. 11. 2020 V ol. 69, No. 2, 97-106 DOI: h ttp s://doi.or g /10.26614/les-w ood.2020. v69n02a04 Izvleček / Abstract Izvleček: V prispevku je predstavljen razvoj strižne trdnosti dveh polivinilacetatnih (PVAc) lepil: Mekol D3 in Mekol SPECIAL pri lepljenju furnirja v odvisnosti od časa stiskanja. Poleg testiranja trdnosti lepilnega spoja po vročem sti- skanju smo proučevali tudi vpliv hlajenja na končno trdnost PVAc lepilnega spoja. Graditev strižne trdnosti PVAc lepilnega spoja med vročim stiskanjem smo ugotavljali s pomočjo sistema za avtomatizirano vrednotenje zlepljenosti (ABES). Temperatura stiskanja je bila konstantna in je znašala 80 °C medtem, ko smo čas stiskanja povečevali od 30 do 300 sekund s 30-sekundnimi intervali. Vpliv hlajenja na končno trdnost PVAc lepilnega spoja smo ugotavljali po 5-sekundnem in 30-sekundnem hlajenju. Na podlagi raziskave smo ugotovili, da je strižna trdnost PVAc lepilnih spojev naraščala s časom stiskanja in se je po določenem času približala konstantni vrednosti. Ugotovili smo značilne razlike v trdnosti spojev, zlepljenjih z Mekol D3 in Mekol SPECIAL ter statistično značilen vpliv hlajenja na trdnost lepilnih spojev. Ključne besede: ABES, furnir, lepilni spoj, PVAc, strižna trdnost, temperatura Abstract: This article presents the development of the shear strength of two polyvinyl acetate (PVAc) adhesives: Me- kol D3 and Mekol SPECIAL when bonding veneer depending on pressing time. Besides testing the strength of the ad- hesive bond after hot pressing, we also investigated the effect of cooling on the final strength of PVAc adhesive bonds. The shear strength development of the PVAc adhesive bond during hot pressing was determined using an Automated Bonding Evaluation System (ABES). The pressing temperature was constant and was 80 °C, while the pressing time was extended from 30 to 300 seconds in 30-second intervals. The effect of cooling on the final strength of the PVAc adhesive bond was determined after cooling times of 5 and 30 seconds. Based on the investigations, we found that the shear strength of PVAc adhesive bonds increased with the pressing time and approached a constant value after a certain time. We found significant differences in the strength of adhesive bonds glued with Mekol D3 and Mekol SPECIAL and a statistically significant effect of cooling on the strength of the adhesive bonds. Keywords: ABES, veneer, adhesive bond, PVAc, shear strength, temperature 1 Univ erz a v Ljubljani, Biot ehnišk a f ak ult e t a, Oddelek z a lesar - s tv o , Jamnik arje v a 101, 1000 Ljubljana, SL O * e-poš t a: milan.sernek@b f .uni-lj.si 1 UVOD 1 INTRODUCTION Najpog os t eje upor abljena lepila z a oplemeni - t enje o zir oma oblag anje lesnih plošč s furnirjem so iz sk upine ur ea- f ormaldehidnih (UF) in polivi - nilace t a tnih (P V Ac) lepil. UF lepila utrjujejo hitr o in z ag ot a vljajo kv alit e tne spo je, v endar v sebujejo f ormaldehid, ki je šk odljiv z a upor abnik e in ok olje. Z amenjamo jih lahk o s P V Ac lepili, ki niso šk odljiv a z a z dr a vje in ok olje, v endar utrjujejo nek olik o po - č asneje. K er so P V Ac lepila t ermoplas tna o zir oma plas t omerna, lahk o izpos t a vit e v lepljence v višjim t emper a tur am po v zr oči le z enje, mehč anje in po - pušč anje lepilnih spoje v (R esnik, 1997). Obič ajna P V Ac lepila so najpog os t eje upor abljena z a nek on - s truk cijsk o lepl jenje lesa in drugih por o znih ma t eri- alo v , kje r lepiln i spoji niso neposr edno izpos t a vljeni z unanjim vr em enskim deja vnik om. Z dopolnje v a- njem osno vne r ecep tur e lepil nih mešanic s pomoč - jo r azlič nih do da tk o v lahk o pripr a vimo tudi P V Ac lepila, ki so od pornejša na v odo , vlag o in po višano t emper a tur o (Šernek & K utnar , 2008). Z a nas t anek kv alit e tnih lepilnih v e zi je izr edno pomembno z ag ot a vljanje us tr e zne hitr os ti utrje- v anja lepila t er s t em po v e z aneg a z ados tneg a č asa s tisk anja leplje nce v . Pr a v t ak o je pomembno po zna- 98 Les/Wood, Vol. 69, No. 2, December 2020 Šauperl, T ., Sar ažin, J ., & Šernek, M.: De v elopmen t of poly vin yl ace t a t e adhesiv e bon d s tr eng th when gluing v eneer v anje vpliv a t emper a tur e na las tnos ti ž e utrjeneg a lepilneg a spoja (EN 14257, 2006). Z a t o je potr eb- no celot en pr oces utrje v anja lepilneg a spoja med lepljenjem us tr e zno nadz or o v a ti in r egulir a ti, da dose ž emo us tr e zno k ončno tr dnos t lepilneg a spoja (Thoemen e t al., 2010). Z a pr ouče v anje gr aditv e tr dnos ti lepilneg a spoja v odvisn os ti od č asa s tisk anja in vpliv a hla - jenja na tr dno s t spoja je z elo primerna me t oda z a spr emljanje di namik e gr adit v e tr dnos ti lepilneg a spoja o zir oma sis t em z a a v t oma tizir ano vr edno - t enje zlepljeno s ti (ABE S – an. Aut oma t ed Bonding E v alua tion S y s t em). Napr a v a ABE S (slik a 1) omog o- č a pr ou če v anje s trižne tr dno s ti lepilneg a spoja pri lepljenju lesa in r azličnih drugih ma t erialo v , pod na t ančno nad z or o v animi deja vniki: t emper a tur o , č asom in tlak om s tisk anja (Humphr e y , 1993, 2014). V elik a pr ednos t t e r azisk o v alne opr eme je, da lahk o z njo na t ančno nadz orujemo in določ amo par ame - tr e s tisk anja, ki odločilno vpliv ajo na r az vijanje tr d- nos ti lepilnih spoje v . Najvplivn ejši spr emenljivki, pri k a t erih se f ormir ajo no v onas t ale v e zi v lepilu, s t a t emper a tur a in č as s tisk anja. Utrje v anje lepila lahk o pojas nimo k ot pr oces, v k a t er e m se lepilo pri določenih pog ojih iz t ek oče oblik e spr emen i v tr dno. Utrjeni lepilni spoji pr ed- s t a vljajo po v e z a v o med posam e znimi elemen ti v le- pljencu in celotnemu iz delk u dajejo k ončno tr dnos t. T r dnos t lepilne g a spoja je od visna od r azličnih de- ja vnik o v: vr s t e upor abljeneg a lepila, t emper a tur e in č asa s tisk anja, doda tk o v , č asa hlajenja lepilneg a spoja, id r . (Šau perl, 2020). Na s trižno tr dnos t odlo - čilno vpliv a tud i vlažnos t lesa pri lepljenju. Pr eizk u- šanci, lepljeni iz furnirja z nižjo vlažnos tjo , so do - seg ali višje s trižne tr dnos ti UF lepilneg a spoja. Pri furnirjih z višjim i vlažnos tmi (11,0 % in 13,1 %) se je s trižna tr dnos t lepilneg a spo ja zmanjšala sk or aj z a pe tino (Šernek, 1999). Z a pr ouče v anje utrje v anja lepilneg a spoja se po- leg ABE S upor abljajo tudi drug e me t ode, k ot so npr . t ermomehansk a analiz a (T ermomechanic al Analy sis – TMA), dielek trična analiz a (Dielectric Analy sis – DE A) in dinamična mehansk a analiz a (Dynamic Mechanic al Analy sis – DMA). Primerljiv a me t oda, ki se pog os t o upor ablja z a pr ouče v anje tr dnos ti lepil- neg a spoja, je tudi dinamik a gr aditv e s trižne tr dnos ti (DGS T), ki je prir ejena po me t odologiji ABE S. T r dnos t lepilneg a spoja je bila s pomočjo ABE S in drugih primerljivih me t od pr ouče v ana v š t e vil - nih pr edhodni h r azisk a v ah z r azličnimi lepili in na Slika 1. ABES - Sistem za avtomatizirano vrednotenje zlepljenosti Figure 1. ABES - Automated Bonding Evaluation System 99 Les/Wood, Vol. 69, No. 2, December 2020 Šauperl, T ., Sar ažin, J ., & Šernek, M.: Raz v oj tr dnos ti polivinilace t a tneg a lepilneg a sp oja pri lepljenju furnirja r azličnih sub s tr a tih. Lepljenje r azličnih lignocelulo - znih ma t erialo v med seboj je pr eizk ušal Martins s sodela v ci (2013). V nek aj r azisk a v ah so z a lepljenje upor abili furnir in pr ouče v ali gr adit e v tr dnos ti UF lepilneg a spoja pri r azličnih t emper a tur ah s tisk anja, dele žih dodaneg a k a t aliz a t orja in r azličnih s t opnjah hlajenja po s tisk anju. Višje t emper a tur e s tisk anja in v ečji dele ži dodaneg a k a t aliz a t orja so pospešili utrje v anje UF lepilneg a spoja (K unc, 2009; Cos t a e t al., 201 3). Pir c (2019) je ug ot o vil, da hlajenje vr o- čeg a lepilneg a spoja ni bis tv eno vpliv alo na k ončno tr dnos t UF lepi lneg a spoja. Još t in Šernek (2009) s t a v r azisk a vi ug ot o vila, da je bila gr adit e v f enol- f or - maldehidneg a (FF) lepilneg a spoja odvisna pr ed- v sem od č asa s tisk anja in ses t a v e FF lepila. Cilj r azisk a v e je bil ug ot o viti r az v oj tr dnos ti le- pilneg a spoja pri lepljenju furnirje v z dv ema r azlič - nima P V Ac lepi loma. Ug ot a vljali smo gr adit e v s triž- ne tr dnos ti P V Ac lepilneg a spoja pri r azličnih č asih s tisk anja in k ons t an tni t emper a turi 80 °C. K er so P V Ac lepila pla s t omerna, smo ug ot a vljali tudi vpliv t emper a tur e o zir oma hlajenja po vr očem s tisk anju na k ončno tr dnos t lepilneg a spoja. 2 MATERIALI IN METODE 2 MATERIALS AND METHODS Pr eizk ušanci so bili iz delani skladno s s t andar - dom AS TM D7998 (2019) z a t es tir anje z napr a v o ABE S. En s trižni pr eizk ušanec s t a ses t a vljala dv a li- s tič a buk o v eg a (Fagus sylvatica L.) furnirja debeline 0,84 mm. Dolžina posame zneg a furnirja je znašala 117 mm, širina pa 20 mm. Pripr a vili smo jih na nap- r a vi z a r e z anje furnir skih lis tiče v z a t es tir anje z ABE S, ki omog oč a na t ančno r e z anje in s t em z ag ot o vi pr ed- pisano po vr šino lepilneg a spoja (100 mm 2 ). ABE S s fik sno pos t a vitvijo vpenjalnih čeljus ti na t ančno de- finir a zmer aj enak o pr eklopno po vr šino pr eizk ušan- ce v 5 mm x 20 mm z a lepljenje (slik a 2). P o v sak em s trižnem t es tu smo s pomočjo kljunas t eg a merila individualno izmerili dimenziji pr eklopa in na t ančno izr ačunali po vr šino posame zneg a lepilneg a spoja. Furnir sk e lis tiče smo pr ed lepljenjem klima tizir a- li pri sobnih pog ojih pri t emper a turi 25 °C in r ela tivni zr ačni vlažnos ti 50 %. P ovpr ečna r a vnov esna vlažnos t klima tizir aneg a buk ov eg a furnirja je znašala 7,7 %. Z a leplje nje smo upor abili dv e disperzijski P V Ac lepili z a lepljen je lesa: Mek ol D3 in Mek ol SPE CIAL. Obe lepili s t a v t ek oči in vnapr ej pripr a vljeni obliki. Mek ol D3 je P V Ac lepilo z a lepljenje v seh dr e v esnih vr s t, kjer je z ah t e v ana v ečja v odoodpornos t in od - pornos t pr oti višjim t emper a tur am. Lepilo Mek ol SPE CIAL je primerno z a sploš no lepljenje lesa, pa- pirja, k art ona in drugih por o znih ma t erialo v . S pomočjo pr eliminarnih merit e v smo z as t a- vili pot ek gla vne r azisk a v e z a ug ot a vljanje r az v oja s trižne tr dnos ti P V Ac lepilneg a spoja pri lepljenju furnirja v odvisnos ti od č asa s tisk anja. V se pr eiz- k ušance smo lepili pri t emper a turi s tisk anja 80 °C. Stisk anje P V Ac lepilnih spoje v je bilo iz v edeno pri r azličnih č asih s 30-sek undnim in t er v alom na r azponu od 30 do 300 s. Pr ouče v ali smo tudi vpliv hlajenja lepilneg a spoja t ak oj po vr očem s tisk anju na njeg ov o tr dnos t. Hlajenje vr očih lepilnih spojev na ABES omo- goča napr a v a s s tisnjenim zr ak om, ki po k onča- nem s tisk anju v obliki izvlečeneg a mehanizma (slik a 3) obda lepilni spoj t er g a ohladi. Učinek hlajenja na s trižno tr dnos t PV Ac lepilnih spojev smo ugot a vljali po 5 in 30-sek undem hlajenju. Za k ontr olno sk upino nismo upor abili hlajenja s s tis- njenim zr ak om, ampak smo t es tir ali vr oče lepilne spoje. Za vse tri pos topk e lepljenja smo izmerili t emper aturne pr ofile v lepilnem spoju s t ermoč- lenom tip K (slik a 4). Slika 2. Preizkušanec za ABES predstavljata dva furnirja, z lepilnim spojem na površini preklopa 5 mm x 20 mm Figure 2. Test piece for ABES composed of two veneers with bonded overlap of 5 mm x 20 mm surface area 100 Les/Wood, Vol. 69, No. 2, December 2020 Šauperl, T ., Sar ažin, J ., & Šernek, M.: De v elopmen t of poly vin yl ace t a t e adhesiv e bon d s tr eng th when gluing v eneer Sk upno smo iz v edli 6 r azličnih k ombinacij merit e v: • Mekol D3 – t es tir anje s trižne tr dnos ti, iz v ede - no po vr očem s tisk anju, • Mekol SPECIAL – t es tir anje s trižne tr dnos ti, iz- v edeno po vr očem s tisk anju, • Mekol D3 + 5 s hlajenja – t es tir anje s trižne tr dnos ti, iz v edeno po vr očem s tisk anju in 5-se- k undnem hlajenju, • Mekol SPECIAL + 5 s hlajenja – t es tir anje s triž- ne tr dn os ti, iz v edeno po vr očem s tisk anju in 5-sek undnem hlajenju, • Mekol D3 + 30 s hlajenja – t es tir anje s triž- ne tr dn os ti, iz v edeno po vr očem s tisk anju in 30-sek undnem hlajenju, • Mekol SPECIAL + 30 s hlajenja – t es tir anje s trižne tr dnos ti, iz v edeno po vr očem s tisk anju in 30-sek undnem hlajenju. Meritv e smo opr a vljali pri 10 č asih s tisk anja in nar edili 6 pono vit e v . Sk upno smo t ak o t es tir ali 360 pr eizk ušance v . Gr adit e v tr dnos ti lepilneg a spoja smo določ ali na podl agi s trižne tr dnos ti, ki je de finir ana k ot kv o- cien t med mak simalno poruš no silo (F m ax ) o zir oma silo loma lepilneg a spoja in po vr šino pr eklopa (A). 3 REZULTATI IN RAZPRAVA 3 RESULTS AND DISCUSSION Na sliki 4 so prik az ane po vpr ečne t emper a tur e P V Ac lepilnih spoje v med pr ouče v anjem z ABE S. V minia turni vr oči s tisk alnici s t emper a tur o 80 °C se je t emper a tur a lepilnih spoje v iz sobne t emper a tu- r e po 20 s približ ala nas t a vljeni t emper a turi in bila k ons t an tna do odprtja s tisk alnice po pr e t ek u izbr a- Slika 3. Hlajenje preizkušanca po odprtju vroče stiskalnice na ABES Figure 3. Cooling of the lap-joint test piece after opening the hot press on the ABES 101 Les/Wood, Vol. 69, No. 2, December 2020 Šauperl, T ., Sar ažin, J ., & Šernek, M.: Raz v oj tr dnos ti polivinilace t a tneg a lepilneg a sp oja pri lepljenju furnirja neg a č asa s tisk anja. Pr eizk ušanci, ki niso bili hlaje - ni s s tisnjenim zr ak om, so bili t es tir ani 3 - 4 s po odprtju s tisk alnice, pri t empe r a turi malo nad 70 °C , tis ti s 5 s hlaje njem približno pri 40 °C , tis ti s 30 s hlajenjem pa pri t emper a turi okr og 27 °C. Na sliki 5 so pr eds t a vljeni r e z ult a ti gr aditv e s trižne tr dnos ti P V Ac lepilnih spoje v obeh upor a- bljenih lepil po vr očem s tisk anju (3 - 4 s po odpr - tju s tisk alnice) , br e z hlajenja s s tisnjenim zr ak om. Pr eds t a vljeni krivulji s t a si po obliki podobni in si - cer najp r ej s trm o r as t e t a, na t o se r as t upoč asni in s trižna tr dnos t se v obeh primerih lepil približ a neki k ončni vr ednos ti. P odr obnejša analiz a obeh krivulj r as ti s triž- ne tr dn os ti po k až e, da je bila na z ače tk u s tisk anja tr dnos t enak a nič, saj je bilo lepilo v t ek očem s t a- nju in še ni z ačelo utrje v a ti. K o je t emper a tur a v lepilnem spoju nar asla, je lepilo z ačelo in t enzivne- je odda ja ti v od o in utrje v a ti, k ar je pomenilo s tr - mo r as t s trižne tr dnos ti. Z nadaljnjim nar ašč anjem t emper a tur e v lepilnem spoju in podaljše v anjem č asa s tisk anja je lepilo v se bolj utrje v alo , k ar se je odr až alo na po s t opni r as ti tr dnos ti spoja. Na t o se je r as t tr dnos ti upoč asnila, saj se je utrje v anje lepila z aključe v alo. Pr oti k oncu s tisk anja se je tr dnos t spo - ja približ ala neki k ons t an tni vr ednos ti. Strižna tr dnos t Mek ol D3 lepilnih spoje v je po z ače tnih 30 s lepljenja dosegla 0,85 N/mm 2 (slik a 5) in na t o nar ašč ala t er po 300 s znašala 3,05 N/ mm 2 . Pri leplje nju pr eizk ušance v z lepilom Mek ol SPE CIAL pa lah k o ug ot o vimo , da so po vpr ečne s triž- ne tr dnos ti doseg ale pr ecej nižje vr ednos ti k ot pri Mek ol D3. Najvišjo s trižno tr dnos t je Mek ol SPE - CIAL lepilni spo j doseg el po 240 s in sicer 1,83 N/ mm 2 . Z a obe pr ouče v ani lepil i lahk o ug ot o vimo , da s trižna tr dnos t lepilnih spoje v ni bila visok a, k ar je prič ak o v ano , saj s t a obe P V Ac lepili plas t omerni in jima tr dnos t pri po višani t emper a turi pade. Če t ak lepilni spoj ohl adimo , se mu tr dnos t po v eč a, k ar je prik az ano v nadalje v anju. Slik a 6 prik az uje tri krivulje gr aditv e s trižne tr dnos ti Mek ol D3 lepilnih spoje v , ki so izr ačunane k ot po vpr ečje šes tih merit e v . Ug ot o vimo lahk o , da je tr dno s t lepil nih spoje v s č asom nar ašč ala. V se tri Slika 4. Temperatura lepilnega spoja glede na različne č ase hlajenja Figure 4. Temperature of the adhesive bond for different cooling times 102 Les/Wood, Vol. 69, No. 2, December 2020 Šauperl, T ., Sar ažin, J ., & Šernek, M.: De v elopmen t of poly vin yl ace t a t e adhesiv e bon d s tr eng th when gluing v eneer Slika 5. Rast strižne trdnosti PVAc lepilnih spojev v odvisnosti od časa stiskanja Figure 5. Shear strength development of PVAc adhesive bonds and its dependence on pressing time Slika 6. Graditev strižne trdnosti Mekol D3 lepilnih spojev pri različnih č asih hlajenja Figure 6. Shear strength development of Mekol D3 adhesive bonds at different cooling times 103 Les/Wood, Vol. 69, No. 2, December 2020 Šauperl, T ., Sar ažin, J ., & Šernek, M.: Raz v oj tr dnos ti polivinilace t a tneg a lepilneg a sp oja pri lepljenju furnirja krivulje v pr v em delu segr e v anja lepilneg a spoja (iz sobne t emper a tur e na t emper a tur o s tisk anja) s tr - mo nar ašč ajo. V drug em delu t emper a tur a lepilne - g a spoja dose ž e t emper a tur o 80 °C , r as t tr dnos ti se upoč asni in krivulja pos t aja bolj linearna. V z aključ - nem delu se posame zne krivulje približ ujejo mak si - malni dose ž eni s trižni tr dnos ti Mek ol D3 lepilneg a spoja pri danih pog ojih. Ug ot o vili smo , da je bila tr dnos t pri lepilnem spoju, t es tir anem po vr očem s tisk anju, najnižja in je znašala 3,05 N/mm 2 , sledila je tr dno s t pr eizk ušance v , ki so bili hlajeni 5 s in je znaša 5,72 N/mm 2 . Najvišjo tr dnos t in sicer 8,69 N/ mm 2 smo ug ot o vili pri lepilnem spoju, ki je bil po s tisk anju 30 s hlajen s s tisnjenim zr ak om. K rivulje na sliki 7 prik azujejo gr adit e v s trižne tr dnos ti Mek ol SPE CIAL lepilneg a spoja pri r azličnih č asih hlajenja po vr očem s tisk anju. P onovno lahk o vidimo , da so najvišjo s trižno tr dnos t lepilneg a spoja (7,61 N/mm 2 ) izk az ov ali pr eizk ušanci, ki so bili 30 s hlajeni, na t o tis ti s 5 s hlajenjem (4,54 N/mm 2 ), naj- nižjo vr ednos t (1,81 N/mm 2 ) pa so imeli vr oči lepilni spoji o zir oma tis ti br e z hlajenja s s tisnjenim zr ak om. Z aključimo lah k o , da je na po v eč anje s trižne tr dnos ti lepilni h spoje v obeh pr ouče v anih P V Ac le- pil odlo čilno vpliv alo hlajenje o zir oma t emper a tu- r a lepiln eg a spoja med s trižnim t es t om. T o je bilo prič ak o v ano , saj s t a lepili plas t omerni, k ar pome- ni, da ima t em per a tur a v elik vpliv na njune tr dno - s tne las tnos ti. Plas t omeri se pri segr e v anju namr eč mehč ajo in jim tr dnos t pada o zir oma nar ašč a, če jih ohlajamo. V nadalje v anju so pr eds t a vljene osno vne s t a ti- s tične primerja v e (ANO V A) pr ouče v anih k ombinacij načino v hlajen ja (pr eglednic a 1) in vr s t lepil (pr egle - dnic a 2) po najd aljšem, 300 s č asu vr očeg a s tisk anja, k o so bile v ečinoma izmerjene najvišje vr ednos ti s trižne tr dnos ti. Razlik e med v semi pr eizk ušenimi k ombinacijami so se izk az ale z a s t a tis tično značilne. Z aključimo lahk o , da je imel izbor pos t opk a hlajenja v ečji vpliv na k ončno s trižno tr dnos t lepilneg a spoja (v se p- vr ednos ti < 0,00000 - pr eglednic a 1) od vr s t e izbr aneg a lepila (v se p- vr ednos ti med 0,00030 in 0,01402 - pr eglednic a 2). Slika 7. Graditev strižne trdnosti Mekol SPECIAL lepilnih spojev po različnih č asih hlajenja Figure 7. Shear strength development of Mekol SPECIAL adhesive bonds after different cooling times 104 Les/Wood, Vol. 69, No. 2, December 2020 Šauperl, T ., Sar ažin, J ., & Šernek, M.: De v elopmen t of poly vin yl ace t a t e adhesiv e bon d s tr eng th when gluing v eneer Meritve po 300 s vročega stiskanja / Measurements after 300 s of hot pressing 0 s hlajenja / 0 s of cooling 5 s hlajenja / 5 s of cooling 30 s hlajenja / 30 s of cooling Mekol Special P o vpr ečje / average [N /mm 2 ] 1, 81 4, 54 7, 61 St d. odklon / st. dev. [N /mm 2 ] 0, 35 0, 35 0, 63 P o v eč anje gle de na pr ejšnjeg a z a / increment in relation to the previous condition → 151, 0% 67, 7% Značilnos t r azlik med po vpr ečji (P - vr ednos t) / significance of the dif. between means (P-value) → 2, 24E -07 2, 48E -06 Mekol D3 P o vpr ečje / average [N /mm 2 ] 3, 05 5, 72 8, 69 St d. odklon / st. dev. [N /mm 2 ] 0, 38 0, 58 0, 52 P o v eč anje gle de na pr ejšnjeg a z a / increment in relation to the previous condition → 87, 5% 51, 9% Značilnos t r azlik med po vpr ečji (P - vr ednos t) / significance of the dif. between means (P-value) → 6, 28E -06 6, 66E -06 Meritve po 300 s vročega stiskanja / Measurements after 300 s of hot pressing Mekol SPECIAL Mekol D3 0 s hlajenja / 0 s of cooling P o vpr ečje / average [N /mm 2 ] 1, 81 3, 05 P o v eč anje D3 glede na Special / increment of D3 in relation to the SPECIAL → 68, 8% Značilnos t r azlik me d po vpr ečji (P - vr e dnos t) / significance of the dif. between means (P-value) → 0, 00030 5 s hlajenja / 5 s of cooling P o vpr ečje / average [N /mm 2 ] 4, 54 5, 72 P o v eč anje D3 glede na Special / increment of D3 in relation to the SPECIAL → 26, 1% Značilnos t r azlik me d po vpr ečji (P - vr e dnos t) / significance of the dif. between means (P-value) → 0, 00297 30 s hlajenja / 30 s of cooling P o vpr ečje / average [N /mm 2 ] 7, 61 8, 69 P o v eč anje D3 glede na Special / increment of D3 in relation to the SPECIAL → 14, 2% Značilnos t r azlik me d po vpr ečji (P - vr e dnos t) / significance of the dif. between means (P-value) → 0, 01402 Preglednica 1. Statistična primerjava med različnimi postopki hlajenja po 300 s vročega stiskanja Table 1. Statistical comparison between different cooling procedures after 300 s of hot pressing Preglednica 2. Statistična primerjava med PVAc lepiloma po 300 s vročega stiskanja Table 2. Statistical comparison between PVAc adhesives after 300 s of hot pressing 105 Les/Wood, Vol. 69, No. 2, December 2020 Šauperl, T ., Sar ažin, J ., & Šernek, M.: Raz v oj tr dnos ti polivinilace t a tneg a lepilneg a sp oja pri lepljenju furnirja Analiz a pr ocesa utrje v anja obeh P V Ac lepil z ABE S je pok az ala, da je mog oče s sis t emom z a a v - t oma tizir ano vr ednot enje zlepljenos ti pridobiti z elo k oris tne poda tk e z a nas t a vit e v par ame tr o v s tisk a- nja pri lepljenju lesa. Razisk ali smo vpliv č asa s tisk a- nja in č asa hlaj enja po s tisk anju na tr dnos t lepilnih spoje v , v nada lje v anju r azisk a v pa bi bilo smiselno pr oučiti še vpliv r azlične t em per a tur e s tisk anja na hitr os t utrje v anja P V Ac lepilnih spoje v . 4 SKLEPI 4 CONCLUSION Na podlagi r e z ult a t o v merit e v tr dnos ti lepilne- g a spoja dv eh r azličnih P V Ac lepil, t es tir anih s po- močjo ABE S ins trumen t a, smo ug ot o vili, da je r as t s trižne tr dnos ti P V Ac lepilneg a spoja odvisna od č asa s tisk anja. Daljši č asi s tisk anja z ag ot a vljajo v ečje oddajanje v ode iz lepilneg a spoja v les in s t em višjo tr dnos t spoja. K er s t a obe lepili plas t omerni, je na tr dnos t lepilneg a spoja vpliv alo tudi hlajenje po vr o- čem s tisk anju o zir oma t emper a tur a lepilneg a spoja med t es tir anjem. Pri lepilu Mek ol SPE CIAL je tr dnos t po 5-sek undnem hlajenju nar asla iz 1,81 N/mm 2 na 4,54 N/mm 2 t er na 7,61 N/mm 2 po 30-sek undnem hlajenju. P odobno se je izk az alo pri lepilnih spojih, zlepljenih z lepilom Mek ol D3 in sicer je tr dnos t po 5-sek undem hlajenju nar asla iz 3,05 N/mm 2 na 5,72 N/mm 2 t er na 8,69 N/mm 2 po 30-sek undnem hlaje- nju. V pliv hlajenja je bil pri obeh lepilih s t a tis tično značilen. Pr a v t ak o so bile ug ot o vljene značilne r az- lik e v tr dnos ti spoja glede na vr s t o lepila. 5 POVZETEK 5 SUMMARY The bonding of w ood and other w ood-based ma t erials is one of the mos t import ant t echnological s t eps in w ood pr ocessing. The need f or aff or dable pr oducts manuf actur ed as quickly as possible incr eas- es the import ance of gluing in the short es t possible time. High-quality cur ed adhesiv e bonds ar e a basic r equir ement f or success ful further pr ocessing and the long service lif e of the glued elements (K unc, 2009). A s tr ong er adhesiv e bond c an be achie v ed by e xt ending the pr essing time, but this incr eases the c os t of the supplied thermal ener gy and r educes pr oduction c apacity . Manuf actur er s of glued w ood ar e ther e f or e c ons t an tly s triving t o find an optimal pr essing time tha t off er s a g ood balance be tw een the r equir ed perf ormance of the pr oducts and ac- cept able pr oduction c os ts. T o enable short er pr ess- ing times and thus r educe pr oduction c os ts, early , f as t and immedia t e f orma tion of the adhesiv e bond s tr eng th is import an t (Thoemen e t al., 2010). In this s tudy , the shear s tr eng th de v elopmen t of poly vin yl ace t a t e adhesiv e s when gluing v eneer w as de t ermined as a functio n of pr essing time a t c ons t an t pr ess t emper a tur e. Since P V Ac adhesiv es ar e thermoplas tic adhesiv es, w e in v es tig a t ed the in fluence of the c ooling a ft er hot pr essing on the final s tr eng th of the adhesiv e bonds in addition t o t es ting the s tr eng th a ft er hot pr essing. Beech (Fagus sylvatica L.) 0.84 mm thick v e- neer w as used t o pr oduce the shear s tr eng th spec- imens. The t es t specimens measur ed 117 mm x 20 mm and had a mois tur e c on t en t of 7.7%. W e used tw o diff er en t P V Ac disper sion adhesiv es: Mek ol D3 and Me k ol SPE CIAL. Mek ol D3 is a higher quality P V Ac adhesiv e suit able f or bonding when gr ea t er r esis t ance of the bonded join ts t o mois tur e and w a t er is r equir ed. Mek ol SPE CIAL is an adhesiv e suit able f or less demanding bonding and bonding of ma t erials with higher por osity . The shear s tr eng th of the P V Ac adhesiv e bond w as de t ermine d using an Aut oma t ed Bonding E v al- ua tion S y s t em (ABE S). The pr essing t emper a tur e w as c on s t an t a t 80 °C , while the pr essing time f or each measur emen t w as be tw een 30 sec onds and 300 sec onds, with an in t er v al of 30 sec onds. The e ff ect of c oolin g on the final s tr eng th of the P V Ac adhesiv e bond w as de t ermined a t c ooling times of 5 and 30 sec onds. Six r epe titions w er e perf ormed f or each pr essing time. The shear s tr eng th of P V Ac adhesiv e bonds incr eased with the pr essing time and appr oached a c ons t an t v alue a ft er a cert ain time. The shear s tr eng th de v elopmen t cur v es of the tw o P V Ac adhe- siv es w er e similar , e v en though ther e w er e signifi- c an t diff er ences in the s tr eng th of adhesiv e bonds glued with Mek ol D3 and Mek ol SPE CIAL. Ther e w as also a s t a tis tic ally signific an t e ff ect of c ooling on the s tr eng th of the adhesiv e bonds. The t es t ed speci- mens achie v ed signific an tly higher bond s tr eng th under the in fluence of c ooling than those t es t ed hot. The highes t shear s tr eng th (8.69 N/mm 2 ) w as de t er - mined a ft er 300 sec onds of hot pr essing with Mek ol D3 adhesiv e, f ollow ed by 30 sec onds of c ooling. 106 Les/Wood, Vol. 69, No. 2, December 2020 Šauperl, T ., Sar ažin, J ., & Šernek, M.: De v elopmen t of poly vin yl ace t a t e adhesiv e bon d s tr eng th when gluing v eneer ZAHVALA ACKNOWLEDGEMENT Razisk a v a je nas t ala v okviru pr ogr amsk e sk u- pine P4 -0015, pod okriljem Ag encije r epublik e Slo - v enije z a r azisk o v alno deja vnos t (ARR S). Nak up na- pr a v e ABE S je bil sofinancir an iz ARR S r azpisa P17 in pr oj ek t a W ooB Adh (En vir onmen t ally - friendly bioadhesiv es fr om r ene w abl e r esour ces), ki je del pr ogr ama ERA CoBioT ech t er Minis tr s tv a R epublik e Slo v enije z a iz obr až e v anje, znanos t in šport. LITERATURA REFERENCES AS TM D7998 – 19 (2019). St andar d T es t Me thod f or Me asuring the E ff ect of T emper a tur e on the Cohesiv e Str e ng th De v elopmen t of Adhe siv es using Lap She ar Bonds unde r T ensile Loading. 7 s tr . DOI: h ttp s: //doi.or g /10.1520/D7998-19 Cos t a, N . A ., P e r e ir a, J ., F err a, J ., Cruz, P ., Martins, J ., Mag alhães, F . D ., Me ndes, A ., & Car v alho , L. H. (2013). E v alua tion of Bonding P e rf ormance of Amino P olyme r s Using ABE S. The Journal of Adhe sion 90 (1):80-88. DOI: h ttp s://doi.or g /10.1080/002184 64.2013.784693 EN 14257 (2006). Adhesiv es - W ood adhesiv es - Det ermination of t ensile s tr eng th of lap joints at elev at ed t emper atur e (W A T T ’91). 6 s tr . Humphr e y P . (1993). De vice f or t es ting adhe siv e bonds, US P a t e n t 5176028. Humphr e y P . (2014). Adhe siv e E v alua tion S y s t ems. Aut oma t ed Bon - ding E v alua tion S y s t em (ABE S). (6.10.2020). h ttp s://w w w . adhesiveev aluations ys t ems.com/pr oducts/ automat ed-bon - ding-e v alua tion-s y s t em Još t, M., & Še rne k, M. (2009). She ar s tr e ng th de v e lopme n t of the phe nol- f ormalde h yhde adhe siv e bond during cur e . W ood Science and T ehnology , 43, 1/2: 153–166. DOI: h ttp s://doi. or g /10.1007/ s00226-008-0217-2 K unc, D . (2009). Raz v oj tr dnos ti ur ea- f ormaldehidne g a le pilneg a spo - ja med utrje v anje m. Diplomsk o de lo. Ljubljana, Biot ehnišk a f a - k ult e t a, Odde lek z a lesar s tv o , 44 s tr . Martins, J ., P e r e ir a, J ., Coelho , C., F err a, J ., Me na, P ., Mag alhães, F ., & Car v alho , L. (2013). Adhe siv e bond s tr e ng th de v e lopme n t e v alua tion using ABE S in diff e r e n t lignoce llulosic ma t e rials. In - t erna tional Journal of Adhe sion & Adhe siv es 47: 105-109. DOI: h ttp s://doi.or g /10.1016/j.ijadhadh.2013.08.003 Pir c, G. (2019). V pliv t emper a tur e s tisk anja na dinamik o tr dnos ti le - pilne g a spoja. Magis tr sk o de lo. Ljubljana, Biot ehnišk a f ak ult e - t a, Odde lek z a lesar s tv o , 46 s tr . R e snik, J . (1997). Lepila in le pljenje le sa. 1. pona tis. Ljubljana, Univ e r - z a E dv ar da K ar de lja v Ljubljani, Biot e hnišk a f ak ult e t a, Odde lek z a lesar s tv o , 103 s tr . Šaupe rl, T . (2020). Raz v oj tr dnos ti polivinilace t a tneg a le pilneg a spoja pri le plje nju furnirja. Diplomsk o de lo. Ljubljana, Biot ehnišk a f ak ult e t a, Odde lek z a lesar s tv o , 34 s tr . Še rne k, M. (1999). V pliv bis tv enih de ja vnik o v na pe ne tr acijo in tr d - nos t UF le pilneg a spoja pri le pljenju buk o vine . Magis tr sk o de lo. Ljubljana, Biot e hnišk a f ak ult e t a, Odde lek z a lesar s tv o , 111 s tr . Še rne k, M., & K utnar , A . (2008). P olivinilace t a tna le pila z a le s. Les, 60, 10: 364–369. Thoemen, H., Irle , M., & Še rne k, M. (2010). W ood-Based P anels-An In tr oduction f or Spe cialis ts. Brunel Univ e r sity Pr ess, London, ISBN 978-1-902316-82-6, 203-204.