Strukturní vzorce laminátů: Komplexní přehled

Laminát je druh kompozitního materiálu, který tvoří několik vrstev ze stejného nebo různého materiálu, impregnovaných a slepených vhodnou pryskyřicí nebo jiným pojivem. Vrstvením materiálů lze zlepšovat jeho vlastnosti, případně kombinovat žádoucí vlastnosti různých materiálů. V podstatě se jedná o kompozitní umělý materiál. Díky výztužné složce ve vrstvách a pojivům mezi těmito vrstvami se jedná o vysoce pevný plast.

Fenolické papírové lamináty

Fenolický papírový laminát je příkladem termosetového kompozitního materiálu, který se v průmyslu používá již mnoho let. Pro výrobu tohoto materiálu výrobci namáčejí několik vrstev vysoce kvalitního kraftového papíru do fenolických pryskyřičných pojiv a poté celý materiál podrobí pečlivě kontrolovaným procesům zahřívání a tlaku.

Když smícháte fenolickou pryskyřici s celulózovým papírem, získáte fenolové papírové lamináty, které mají odlišný materiálový profil než jiné průmyslové lamináty. Ve srovnání s fenolickými kompozity vyrobenými z bavlny jsou lamináty vyrobené z papíru lépe izolující v elektrickém proudu a zadržují méně vody, ale jsou méně odolné vůči nárazům.

Třídění a normy fenolických papírových laminátů

Laminát z fenolického papíru se dodává v různých jakostech, které fungují velmi odlišně a používají se k velmi odlišným účelům. Podle norem NEMA se tyto jakosti obvykle označují jako X, XX, XXX, XP, XXP a XXXP. Změna množství pryskyřice v papíru, počet a kvalita vrstev papíru, teplota vytvrzování, tlak a procesy prováděné po výrobě papíru mohou vést k různým třídám.

Standardizované třídy jakosti byly stanoveny Národní asociací výrobců elektrotechniky (NEMA), aby celé odvětví mohlo používat stejné standardy. Standardní třídy jako X, XX a XXX ukazují, že se úroveň kvality a mechanické vlastnosti zlepšují. Písmeno „P“ za názvem třídy znamená, že byla vyrobena pro použití v olejových podmínkách.

Čtěte také: analýza teplotních změn v betonu

Mezinárodní normy od skupin jako IEC a ASTM poskytují výrobcům více podrobností, s nimiž mohou při výrobě pracovat. Tyto normy podrobně popisují, jak testovat důležité vlastnosti, jako je pevnost v ohybu, průrazné napětí, rychlost absorpce vlhkosti a schopnost zachovat si tvar při změně teploty.

Obsah pryskyřice je klíčovým faktorem při výběru konečných vlastností. Vyšší množství pryskyřice obvykle činí materiál pevnějším, odolnějším vůči vodě a stabilnějším ve svém tvaru, ale také ho činí dražším.

Výkonnostní faktory a vlastnosti

Abychom pochopili přesné rozdíly mezi stupni laminátu z fenolického papíru, je třeba se zaměřit na řadu výkonnostních faktorů, které ovlivňují, jak dobře fungují v reálných situacích.

Mechanické vlastnosti

• Třída X: je nejlevnější volbou, ale má menší mechanickou pevnost a menší hustotu než vyšší třídy. Tato třída je vhodná pro použití tam, kde je mechanické zatížení nízké a cena je hlavním faktorem při výběru.
• Třída XX: je dobrým kompromisem, protože má lepší mechanické vlastnosti a zároveň nízké náklady. Tato třída zvládá mírné mechanické namáhání a lépe odolává opotřebení a tlaku než třída X.
• Třída XXX: má nejlepší mechanické vlastnosti v běžné rodině laminátů na bázi papíru. Protože je hustší a má správné množství pryskyřice, má lepší pevnost v ohybu, odolnost proti nárazu a nosnost.

Elektrické vlastnosti

Různé druhy mají různou úroveň dielektrické pevnosti, což ovlivňuje, jak dobře fungují pro různé napěťové použití. Všechny fenolové papírové lamináty skvěle zabraňují toku elektřiny, ale lepší druhy mají obvykle konzistentnější dielektrické vlastnosti a menší rozdíly mezi šaržemi.

Tepelná stabilita a odolnost proti plameni

Standardní jakosti si zachovávají svůj tvar a elektrické vlastnosti stabilní při teplotách až do 105 °C a krátkodobě až do 120 °C. Ochrana proti plameni se liší pro každý druh a složení. Fenolické pryskyřice se přirozeně nehoří tak snadno jako mnoho termoplastů, ale některé typy obsahují další zpomalovače hoření, aby splňovaly normy UL 94 V-0 nebo jiné normy požární bezpečnosti.

Čtěte také: Vše o cementu a betonu

Absorpce vody a chemická odolnost

Lamináty na bázi papíru absorbují vodu snadněji než lamináty vyztužené sklem, ale fenolová pryskyřice to mnohem snižuje než u surové celulózy. Různé druhy mají různou míru absorpce vody, přičemž hustší třídy s vyšším obsahem pryskyřice absorbují vody méně. Fenolové lamináty většinou dobře odolávají slabým kyselinám, alkalickým roztokům a většině organických rozpouštědel.

Olejivzdorné druhy „P“ se vyrábějí pro transformátory a hydraulické systémy, kde by se běžné druhy po dlouhodobém vystavení oleji rozpadaly. Tyto speciální směsi si zachovávají své mechanické a elektrické vlastnosti i po dlouhodobém ponoření do izolačních olejů.

Tabulka srovnání tříd fenolických papírových laminátů NEMA

Výběr a použití fenolických papírových laminátů

Při nákupu různých druhů laminátu z fenolického papíru je třeba pečlivě porovnat potřeby aplikace s možnostmi materiálu.

• Elektrická izolace: Volba materiálu pro většinu použití je založena na tom, jak dobře izoluje proti elektřině. Lidé odpovědní za inženýrství by měli zjistit nejvyšší možné napětí, případné dočasné napěťové špičky a bezpečnostní limity, které je třeba použít. Většinu použití pro nízké až střední napětí lze dobře zvládnout standardními fenolickými druhy.
• Mechanické zatížení: Při úvahách o mechanickém zatížení byste měli zvážit věci, jako jsou tlakové síly, ohybové tlaky, vystavení nárazům a vzorce opotřebení. Vyšší specifikace jsou lepší pro díly, které jsou neustále vystaveny mechanickému namáhání, zatímco nižší specifikace lze použít pro díly, které nejsou vystaveny velkému mechanickému namáhání, aniž by to ovlivnilo jejich výkon.
• Faktory prostředí: Výběr třídy je do značné míry ovlivněn faktory prostředí, jako jsou teplotní extrémy, vlhkost, chemická expozice a to, zda bude transformátor umístěn uvnitř nebo venku.
• Speciální pryskyřičné složení: Speciální pryskyřičné složení pro laminát z fenolického papíru splňují požadavky na výkon, které jdou nad rámec toho, co dokáží běžné třídy. Mezi změny složení, které mohou zkušení výrobci provést, patří lepší zpomalení hoření, lepší odolnost proti oblouku nebo menší uvolňování plynů pro použití ve vysavačích.

Lamináty v obecném průmyslu a stavebnictví

Laminované materiály, které jsou k dispozici v mnoha dekorativních vzorech a barvách, vylepšují a chrání povrch mnoha předmětů. Laminát je pravděpodobně nejčastěji používanou povrchovou vrstvou pro MDF (dřevovláknité desky), překližky, dřevotřískové desky, dřevěný nábytek, stěnové a podlahové panely. Vyskytuje se nejen ve stavebnictví nebo tesařství, ale také všude tam, kde se používají karoserie, skříně strojů, nádrže a další konstrukční prvky.

Typy laminátů

Pracovní lamináty lze rozdělit do pěti základních skupin:

Čtěte také: Alex Leštěnka: Pro Dřevo a Laminát

1. Dekorativní lamináty: Jejich nejdůležitější předností je estetický vzhled.
2. Průmyslové lamináty: Tyto typy laminátů mají vyšší pevnost a jsou odolnější proti opotřebení.
3. Kompaktní lamináty: Také známé jako laminované desky, jsou poměrně silné.
4. Postformingové lamináty: Tyto pružné verze laminátů jsou tenčí než běžné lamináty. Postforming znamená ohýbání a tvarování - tímto způsobem lze dosáhnout zakřivených ploch bez viditelných spojů a není třeba se obávat, že by se ve spojích objevila vlhkost nebo nečistoty.
5. Vysokotlaké a nízkotlaké lamináty: Liší se především silou, s jakou je laminátový materiál aplikován na podklad.
   • HPL (High Pressure Laminate): je vysokotlaký, duroplastický, termosetový laminát vyrobený z papírových vrstev, který se obvykle používá pro překližky. Vyrábějí se ve stacionárních lisech při vysokém tlaku a teplotě a jsou několikrát odolnější než CPL. Na vrstvy podkladového kraftového papíru je umístěn dekorační papír a následně krycí povrchová vrstva (overlay), která zajišťuje odolnost povrchu. Vyrábějí se ve tloušťkách od 0,6-1,8 mm, lisovací cyklus trvá přibližně 80 minut.
   • CPL (Continuous Pressure Laminate): jsou desky o tloušťce 0,2-0,6 mm, vyráběné kontinuálním válcováním při zvýšené teplotě, což urychluje tvrzení pryskyřice. Skládají se z papírového podkladu, dekorativní vrstvy a povrchové fólie.
   • LPL (Low Pressure Laminate): nízkotlaký typ, který se dobře uplatní ve vertikálních aplikacích s nízkým opotřebením.

Laminované desky (lamino)

Jedná se v podstatě o lamino desky různé tloušťky a formátu. Základem pro výrobu je dřevotřísková deska, jež je opatřena horní pohledovou vrstvou. Povrch vzniká nalisováním dekorativního papíru impregnovaného pryskyřicemi. Povrchová vrstva je odolná vůči krátkodobému působení vody a je snadno omyvatelný. Hrany se nejčastěji řeší pomocí ABS hran různých tlouštěk. Z lamina se vyrábí korpusy kuchyní, vestavných skříní, i řada dalšího nábytku.

Povrch těchto desek vykazuje velmi nízkou odolnost proti jakémukoli poškození tepelnému, mechanickému popřípadě proti chemikáliím. Vyrábějí se v tloušťkách např. 10, 18, 25,…mm a používají jako nejlevnější materiál na výrobu nábytku a interiérů. Tento materiál je vhodné používat výhradně na nábytek a interiéry s rychlejší obměnou.

Velmi vhodné je oba materiály (HPL a lamino) vzájemně kombinovat. Na méně náchylné plochy použít cenově dostupné lamino a na exponované laminát.

Lamináty pro desky plošných spojů (PCB)

Když je prepreg nebo laminátový meziprodukt vystaven vyšším teplotám, pryskyřice začne měknout a tát. Když se zcela roztaví a dosáhne bodu zvaného termosetování, opět ztuhne a stane se tuhým. Prepregy a lamináty jsou velmi lehké. Z prepreg desek neboli skleněných vláken se vyrábí mnoho věcí - od golfových holí přes trupy lodí až po lopatky letadel a větrných turbín.

Měděné lamináty (měděné plátování) se skládají z prepregových desek, které jsou z obou stran laminovány měděnou fólií za použití tepla a tlaku. Po vytvrzení pryskyřice jsou lamináty PCB jako plastový kompozit s měděnými fóliemi na obou stranách. K vytvoření obvodu na povrchu se používá leptání fólie měděné. Tyto měděné obvody se stanou vodiči neboli „elektrickým vedením“ na vnitřní a vnější vrstvě desky.

FR-4 laminát

FR-4 nebo FR4 je běžně používaný kompozitní materiál tvořený skleněnými vlákny s pojivem z epoxidové pryskyřice, který je nehořlavý, respektive samozhášivý - což je důležitý faktor v případě zkratu nebo požáru. Je to nejlepší volba pro desky s plošnými spoji (PCB). Tenká vrstva měděné fólie se obvykle laminuje na jednu nebo obě strany epoxidového skleněného panelu FR-4. Tloušťka nebo hmotnost mědi se může lišit, a proto se uvádí zvlášť. Epoxidové sklo FR4 je oblíbená a univerzální třída vysokotlakého termosetového laminátu s dobrým poměrem pevnosti a hmotnosti. Díky téměř nulové absorpci vody se FR4 nejčastěji používá jako elektrický izolant se značnou mechanickou pevností. Materiál si zachová svou mechanickou odolnost a elektroizolační vlastnosti za sucha i za mokra.

Součásti PCB laminátu

• Soldermaska (pájecí maska): Jedná se o zelený epoxidový povlak, který pokrývá obvody na vnějších vrstvách desky. Vnitřní obvody jsou ve vrstvách prepregu, takže je není třeba chránit. Soldermaska chrání všechny obvody na vnějších vrstvách desky PCB, na které se nehodlá připojovat součástky. Měla by také chránit odkryté měděné otvory a plošky, na které se plánuje pájet a montovat součástky.
• Nomenklatura (sítotisk): Jedná se o bílá písmena, číslice a symboly, které jsou vidět na horní straně pájecí masky PCB. Nápisy ukazují, kde jsou součástky na desce umístěny, a někdy určují jejich orientaci.

Laminátové podlahové krytiny

Laminátová podlaha kombinuje mechanickou pevnost a izolační vlastnosti podkladu s odolností a pěkným vzhledem povrchové vrstvy. Často může být velmi podobná parketám, masivní dřevěné desce, keramickým obkladům. Někteří výrobci vyrábějí laminát „pod kůži“, „pod kámen“, „pod kovem“. Koneckonců, tvůrci laminátové podlahy ho prostě chtěli zachránit před některými nedostatky, které jsou vlastní parketám.

Struktura laminátové podlahy

Tento materiál je vícevrstvý - přesněji čtyřvrstvý.

1. Nejnižší vrstva (stabilizační): Zvyšuje tuhost a chrání desku před poškozením a brání její deformaci.
2. Střední vrstva (nosič): Je to on, kdo je hlavní částí struktury. Tepelně izolační a zvukově izolační vlastnosti laminátu a jeho schopnost nepropustit vodu závisí na jeho kvalitě. Nosná vrstva je vyrobena z HDF - husté dřevovláknité desky.
3. Dekorativní vrstva (papírová): Je umístěna nad nosnou vrstvou.
4. Vrchní vrstva (ochranná): Neumožňuje laminátu rychle se opotřebovat a poškodit hrboly. Tento povlak sestává z pryskyřice na bázi akrylu nebo melaminu. Čím je silnější, tím vyšší je třída laminátu, což ukazuje jeho odolnost proti opotřebení. Nyní to může být nejen ochranné, ale také dekorativní.

Zámkové systémy laminátových podlah

Nyní není laminát prakticky nanášen na lepidlo - koneckonců jsou zámky mnohem pohodlnější. Pomocí nich můžete podlahu nejen rychle sestavit, ale také ji bez větších obtíží rozebrat. Laminát vyrábí velké množství výrobců a každý z nich má svůj vlastní systém zajišťovacích spojů. Podle principu práce jsou všechny rozděleny do pouze dvou skupin:

1. Zámek zámku (Lock): Je to západka s hrotem a drážkou. Princip jeho činnosti je následující: hrot vyčnívající na sousední desce je vložen do drážky na jedné laminované desce. Pro pevnost spojení je hrot vybaven hřebeny, které drží v drážce a pevně zajišťují zámek. Tento hrad se nazývá kladivem kvůli skutečnosti, že při pokládce laminátu jsou desky kladeny do sebe, poklepávají je dřevěnou nebo gumovou paličkou. Při zatížení se hrot i drážka postupně otírají a ředí. Nevyhnutelně vznikají mezery, po kterých již hrad nelze obnovit.
2. Klikněte na zámek (Click): Je vhodný pro neprofesionály a jedná se o sklopné hradní spojení. Objevil se později než předchozí, protože byl považován za „pokročilejší“ a vysoce kvalitní. Snadná montáž a demontáž vám umožní získat rychlý a vynikající výsledek. Po spojení dvou laminátových desek pod úhlem 45 stupňů musíte jemně stisknout spojení zámku. Bez velké námahy zapadne na místo. Při zatížení třením není pozorováno, protože spojení je pod tlakem.

Třídy odolnosti proti opotřebení a normy

Tento materiál je testován a testován různými způsoby. V Evropě je tedy obvyklé dodržovat normy EN 13329 - Laminátové podlahové krytiny - Specifikace, požadavky a zkušební metody. Po úspěšném absolvování všech zkoušek musí být označen laminát, který je plně v souladu s EN 13329.

Třídy pro domácí použití:

• Třídy 21 až 23: Vhodné pouze pro použití v bytě nebo domě.
• Třída 32: Lze použít v místnostech bytu, kde je zvýšené zatížení (vstupní hala, kuchyň, chodba).

Třídy pro komerční použití:

• Třída 33: Vhodné pro veřejné, kancelářské, průmyslové prostory.

Výrobky patřící do EPLF - evropským výrobcům laminátových podlah - mají právo patřit do určité třídy. Pokud výrobce není součástí této organizace, pak třída uvedená na obalu často neodpovídá technickým vlastnostem laminátu. Podle evropských norem by třída 33 laminátu měla být alespoň 8 milimetrů tlustá.

V Rakousku, Německu a Belgii je odolnost proti opotřebení určována indexem střídavého proudu (AC), který demonstruje pevnost ochranné vrstvy laminátu. Samotné třídy laminátů ukazují hustotu vláknité desky HDF a její odolnost vůči stresu. Proto je na označení nutně přidána hodnota AC k hodnotě třídy (od 31 do 34).

Testování odolnosti proti opotřebení

Vzorek vrstveného povlaku je upevněn ve speciálním zařízení a poté je vystaven rotujícímu brusnému kotouči. Nejprve změřte rychlost, při které bude povlak poškrábán. Po nějaké době bude ochranný povlak zcela vymazán a znovu se změří počet otáček. Po přidání dvou naměřených hodnot najdou průměrnou hodnotu - jedná se o odolnost proti opotřebení, která je uvedena v otáčkách.

Přidání korundu do ochranné vrstvy je poměrně drahé, a proto najdete laminát třídy 32, který je dražší než materiál třídy 33. Pokud je majitel lichotí za nízkou cenu a vybere si rozpočtovou variantu třídy 33 bez korundu, může to brzy litovat, protože podlaha bude poškrábána příliš rychle a ztratí svou prezentaci. Naopak, nákup dražšího laminátu třídy 32 s korundem zajistí, že si podlaha udrží svůj vzhled po dlouhou dobu.

Tloušťka laminátových desek

Deska HDF s výřezem zámku je hlavním prvkem laminátové desky. To představuje velkou část nákladů na laminát. Čím je deska HDF hustší, tím méně laminátu navlhne, čím déle slouží a drží pevnější spoje zámků, což zabraňuje vzniku trhlin mezi deskami.

• Třída 31: Deska má tloušťku 7 až 12 mm.
• Třída 32: Deska má tloušťku 8 až 12 mm.

Odolnost proti vlhkosti a formaldehyd

Mnoho lidí věří, že voskový nátěr na zámcích je vše, co laminát potřebuje, aby jej ochránil před vlhkostí. Ale není tomu tak - v tomto případě nemůže být materiál odolný vůči vlhkosti. I když voskování přináší výhody, posouvá zpět pouze ve chvíli, kdy voda proniká do materiálu. Hustá a vysoce kvalitní deska HDF poskytuje vrstvenému povlaku odolnost proti vodě a vůbec ne impregnaci voskem. Dobrý laminát, který se nebojí vlhkosti, lze zakoupit pouze od výrobce, který je součástí sdružení EPLF.

Fenolformaldehydové pryskyřice se používají jako pojivo při výrobě různých dřevotřískových desek a plastových výrobků. Tato látka je plyn s ostrým pachem, který nemá žádnou barvu. Po výzkumu Mezinárodní agentury pro výzkum rakoviny se ukázalo, že inhalace formaldehydu u lidí zvyšuje riziko získání rakoviny. Evropští výrobci laminovaných povlaků musí udržovat přísnou kontrolu nad obsahem formaldehydu v jejich výrobcích. K tomu existuje norma EN 14041: 2004. Vysoce kvalitní laminát vyrobený v Evropě je označen třídou E1, což znamená, že tento materiál emituje formaldehyd v množství nepřesahujícím 0,12 miligramů na metr krychlový.

Zkosení laminátu

Řezání v úhlu koncového okraje laminované desky je zkosení. Při pokládání takového materiálu, kde jsou desky spojeny, se vytvoří malé drážky. Zkosení má dva cíle: dekorativní a utilitární. V podstatě je hrana řezána po celém obvodu desky, ale někdy se zkosení provádí pouze z dlouhých stran dlaždice. Zkosení úspěšně maskuje defekty vznikající z expanze a smrštění stromu.

Navzdory odporu vůči vodě laminát nemá rád mokré čištění. A pokud hrany nejsou zkosené, pak se mohou spoje desek po tomto zvětšit. Tomuto problému se vyhýbá zkosení podél okrajů laminovaných desek. Použití laminátu se zkosením může snížit náklady na vyrovnání základny podlahy. Běžný laminát má postupně tvar podlahy a mezi dlaždicemi vytváří mikrotrhliny. Chybí zkosený materiál.

tags: #strukturni #vzorec #laminat #informace

Oblíbené příspěvky:

• Přečtěte si o prevenci úniků ropných látek
• Montáž plechu na atiku domu: Průvodce výběrem hmoždinek
• Jak vybrat ideální stropní obklad: jasanové desky a polystyrenové kazety
• měření vlhkosti podkladního betonu
• Těžká dřevěná konstrukce