EUROPESE NORM VOOR LIJMVERBINDINGEN

Meer dan een alternatief voor klassieke verbindingen

Lijmen zijn eigenlijk niet meer weg te denken uit de industrie. Ze worden steeds vaker ingezet, aangezien ze over eigenschappen beschikken die heel erg ver­schillen van de traditionele verbindingsmethodes. Het gebruik van lijm vraagt echter een zorgvuldige voorbereiding, zowel tijdens het kiezen van het juiste product als tijdens het lijmproces zelf. Door de toenemende populariteit van de producten zijn ook de eisen die gesteld worden, steeds strenger. Er bestaan reeds heel wat certificaten en normen, en binnenkort komt er ook een overkoepelende Europese norm die alle bestaande eisen zal samenbrengen.

Op industriële schaal is lijm nog maar vijftig jaar goed ingeburgerd, maar de verbindingstechniek wordt de laatste tijd wel steeds vaker toegepast. De verschillende mogelijkheden van lijmverbindingen komen immers tegemoet waar klassieke technieken tekortschieten.

VOORDELEN

Belasting opvangen

Een eerste voordeel van lijmen is dat ze ervoor zorgen dat de belasting tussen twee substraten gelijkmatig wordt verdeeld. Daardoor heeft die verbindingstechniek een streepje voor op de klassieke mechanische methodes (bouten en schroeven). Die laatste concentreren namelijk de spanningspieken rond één punt. Dergelijke pieken zijn er bij lijmen haast niet.

Verschillende functionaliteiten

Daarnaast kan lijm nog een andere functie bekleden. Sommige producten zijn immers thermisch geleidend, hebben een thermisch of elektrisch isolerende werking, of vangen trillingen op.

Ongelijksoortige materialen verlijmen

Het belangrijkste voordeel van lijmen is echter dat ze de mogelijkheid bieden om ongelijksoortige materialen te verlijmen, iets wat met veel klassieke verbindingen meestal onmogelijk is. Om ongelijksoortige materialen te verlijmen, moeten er niet per se extra maatregelen worden genomen. Het bepalen van de juiste lijm moet immers altijd zorgvuldig en met de nodige voorzichtigheid gebeuren (zie verder).

NADELEN

Ondanks de vele voordelen zijn er aan lijmen ook enkele nadelen verbonden.

Beperkt in temperatuur

Hoewel lijm in bijna alle gevallen kan worden gebruikt, kunnen bepaalde omstandigheden de toepassing onmogelijk maken. De belangrijkste beperkende factor is temperatuur. Lijm is immers een kunststof, dus bij te hoge temperaturen verpulvert die. Voor de meeste producten ligt de grens rond de 150 °C.

Verouderingsproces

Daarnaast kan het product verouderen. Er is uiteraard steeds een natuurlijk verouderingsproces, maar in de meeste gevallen kan een verbinding in de industrie toch zo’n 20 à 30 jaar meegaan. Wanneer de omgevingsomstandigheden de lijm echter voortdurend op de proef stellen, veroudert de lijm sneller. Een product dat bijvoorbeeld continu tegen zijn maximale temperatuur aanzit, zal sneller zijn sterkte verliezen.

LIJMKEUZE

Om tot de juiste lijm te komen, mag er niet over één nacht ijs worden gegaan. Het is een grondig proces waarbij lijmproducent en gebruiker moeten bespreken aan welke omstandigheden het product onderhevig zal zijn en wat het precies moet kunnen. Bovenstaande voor- en nadelen kunnen reeds doorslaggevend zijn bij de productbepaling. Maar er zijn ook nog andere zaken die de keuze beïnvloeden.

Stugge of flexibele verbinding

Ten eerste moet worden bepaald welke verbinding tot stand moet worden gebracht. Er wordt immers een onderscheid gemaakt tussen flexibele en structurele lijmen:

• Bij een flexibele lijm kunnen de verschillende onderdelen nog steeds bewegen. Daardoor kan de lijm trillingen opvangen, het geluid dempen enz. Met zo’n lijm moet je echter wel inboeten aan structurele sterkte.
• Wanneer die structurele sterkte net uitermate belangrijk is, kan er geopteerd worden voor een structurele lijm. Aangezien het daarbij een stugge verbinding betreft, zijn er geen bewegingsmogelijkheden.

Open tijd

Ten tweede bepaalt de open tijd van een lijm of die al dan niet kan worden gebruikt. Stukken die nog moeten worden gemanipuleerd, vragen uiteraard een lange open tijd. Voor materialen die in korte tijd geassembleerd moeten worden, behoren onder andere een snellijm en een uv-lijm tot de mogelijkheden. Een uv-lijm verhardt immers meteen bij blootstelling aan uv-licht.

Materiaal

Ten slotte moeten de te verbinden materialen grondig onder de loep worden genomen. Zo moet er onder andere rekening worden ge­houden met de uitzettingscoëfficiënt van de materialen, aangezien die een invloed heeft op de benodigde lijmlaagdikte. Daarnaast heeft het materiaal een invloed op de voorbehandeling.

LIJMPROCES

Voorbehandeling

Om een stevige hechting van de lijm op het substraat (d.i. adhesie) te bekomen, is een goede voorbehandeling cruciaal. Bij de meeste toepassingen volstaat het om het oppervlak te reinigen en eventueel op te ruwen. Voor materialen die moeilijk te verlijmen zijn – zoals siliconen en polyolefinen (d.i. de familienaam van polyethyleen, polypropyleen enz.) – is een meer grondige voorbehandeling noodzakelijk wanneer men toch een traditionele lijm wil gebruiken. Daarvoor zijn er drie manieren:

• Een mechanische voorbehandeling houdt in dat het te lijmen oppervlak wordt opgeruwd (bijvoorbeeld d.m.v. schuren of zandstralen). Daardoor wordt het oppervlak vergroot, wat zorgt voor een betere hechting.
• Een voorbeeld van een fysische voorbehandeling is de coronabehandeling. Die oxideert het oppervlak, wat zorgt voor een betere hechting van de lijm. Een ander voorbeeld is een behandeling met atmosferisch plasma, wat wordt gebruikt als ‘fijn-reiniging’. Daarvoor moet het oppervlak eerst ontdaan worden van vet en andere contaminaties, want die zaken zijn nefast voor een stevige lijmverbinding.
• Een chemische voorbehandeling dient ook om het substraat te reinigen. Voor die behandeling kan gebruik worden gemaakt van water­gedragen of oplosmiddelhoudende reinigers, aceton ...

Verlijmen

Hoe de lijm precies moet worden aangebracht, is afhankelijk van de lijmtechnologie. Iedere lijm heeft namelijk een verschillende opbouw, viscositeit (gaande van vloeibaar tot een pasta) en open tijd. Die specifieke eigenschappen bepalen welke doseerapparatuur het best wordt gebruikt. De meeste lijmen met chemische uitharding moeten eenzijdig op een van de substraten worden aangebracht. Afhankelijk van de toepassing moet rekening worden gehouden met een minimale lijmlaagdikte. Die kan variëren van een paar honderd micron, tot een paar millimeter, tot (in uitzonderlijke gevallen) zelfs meer dan een centimeter. Enkel bij contactlijmen of lijmen op basis van een solvent moet het product tweezijdig worden aangebracht.

LIJM TESTEN

Voorlopig kunnen lijmverbindingen enkel op een destructieve manier getest worden. Dat zijn onder andere een trek- en druktest en allerhande bewegingstests (onder andere afschuiven, af­pellen en rollen). Die werken volgens hetzelfde principe, want er wordt telkens geprobeerd om de verbinding op een bepaalde manier of met een bepaalde beweging los te krijgen. Als extraatje kan er ook een verouderingstest worden uitgevoerd. Het verouderingsproces van de verbinding wordt dan versneld in een klimaatkast of zoutnevelkast, waarna een of meerdere van bovenstaande tests worden uitgevoerd.

CONSTANT IN BEWEGING

De populariteit van lijm als verbindingstechniek zorgt er ook deels voor dat die wereld continu in ontwikkeling is. En er is ook nog heel wat ruimte om lijmen verder te ontwikkelen. Zo zijn hybride lijmen – lijmen die de eigenschappen van twee lijmen samenbrengen in één product – aan een sterke opmars bezig. Lijmproducten streven er ook naar om producten te ontwikkelen die alsmaar schoner zijn. Zo zijn voorbehandelingsproducten tegenwoordig vaak watergedragen (oplosmiddelhoudende middelen komen in feite haast niet meer voor). En ook voor de lijmen zelf houdt men bij de ontwikkeling steeds rekening met de impact ervan op het milieu.

NORMEN EN CERTIFICERING

Kwaliteit van het product

Door de opmars van lijm wordt er ook steeds meer geëist van het product. Op de lijm zelf kunnen al heel wat certificaten worden toegevoegd, zoals het UL-certificaat dat gaat over de brandvertragende werking van een lijm. Andere certificaten zijn dan weer bepalend voor de omgevingen waarin het product kan worden gebruikt, bijvoorbeeld WRAS/NSF (drinkwaterkeur); FDA (voedingskeur); USP (medisch); etc.
Afhankelijk van het toepassingsgebied zijn er ook bepaalde normen omtrent het gedrag van een lijm in een specifieke omgeving. De norm EN 45545 gaat bijvoorbeeld over het gedrag of de reactie van lijmen (en ook andere materialen) bij een brand in treinvoertuigen.

Kwaliteit van het proces

Dergelijke aanduidingen zeggen echter niets over de eindsterkte van de lijmen. Daarvoor zijn er ook kwaliteitscertificaten. De meeste lijmproducten baseren zich daarvoor op DIN 6701, een Duitse lijmnorm die specifiek is opgesteld voor de treinbouwindustrie. Momenteel is er echter ook een Europese norm (EN 2304) in de maak. Die Europese norm zal de Duitse norm gebruiken als kapstok, maar wordt nog uitgebreid om ook te gebruiken in de maakindustrie. Ook van de mensen die bezig zijn met lijm, wordt verwacht dat ze over de juiste certificaten beschikken. Binnen de DIN 6701 bestaan er daarvoor drie categorieën, die ook zullen worden overgenomen in de Europese norm:

• De EAB (European Adhesive Bonder) is de persoon die als het ware met zijn handen in de lijm zit. Hij moet de technische aspecten van de lijm begrijpen en weten waarom hij een bepaalde werkingsprocedure dient te volgen.
• De EAS (European Adhesive Specialist) zet lijmprocessen op en controleert ze.
• De EAE (European Adhesive Engineer) controleert de EAB en de EAS, en zet processen op. Maar de belangrijkste taak van de EAE is om lijmprotocollen te schrijven en berekeningen voor lijmverbindingen te maken.

Veiligheidscategorie lijmverbinding

Binnen de berekeningen die de EAE moet maken, kunnen vier categorieën worden onderscheiden (binnen de DIN 6701 waren dat nog drie cate­gorieën, maar er werd een extra categorie toegevoegd aan de Europese norm EN 2304):

• S1: als zo’n berekening verkeerd is en de lijmverbinding loskomt, kan dat fatale gevolgen hebben. Dat is dus eigenlijk de sterkste categorie voor lijmverbindingen. A1 wordt onder andere toepast voor vliegtuigen, treinen, auto’s enz.
• S2: is iets minder streng dan A1, maar is nog steeds erg belangrijk. Als een dergelijke verbinding faalt, kunnen er zeker gewonden vallen.
• S3: bij een dergelijke berekening is er geen gevaar voor slachtoffers. Als de verbinding het begeeft, is dat een ongemak dat hersteld moet worden.
• S4: dient enkel voor de typische huis-tuin-en-keukentoepassingen.