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Vergleichstest: Pulver- contra Lösemittel-Parkettkleber

Saubere Raumluft ohne Abstriche an die Verlegesicherheit?

Die Diskussion um Raumluftbelastungen durch Klebstoffemissionen hat inzwischen auch die Parkettverlegung erreicht. Emissionsarme Pulverklebstoffe sollen die klassischen Lösemittel-Kunstharzkleber ablösen. Aber können sie auch in Sachen Verlegetechnik mit den bewährten Produkten mithalten? Kiesel-Entwicklungschef Dr. Matthias Hirsch hat beide Systeme in Vergleichsuntersuchungen getestet. Sein Fazit: Der Pulverkleber ist unterm Strich sogar besser.

Warum überhaupt neue Klebstoffe für die Parkettverlegung? Emissionen flüchtiger organischer Stoffe - kurz: VOC - aus Verlegewerkstoffen sind aus Gründen des Arbeitsschutzes und der Raumlufthygiene bei Verarbeitern und insbesondere bei Verbrauchern zunehmend unerwünscht. Dieser Trend hat mittlerweile auch die Parkettverlegung erreicht. Viele Verbraucher, die sich für das Naturprodukt Holz entscheiden, erwarten auch eine entsprechend "saubere" Verlegung mit einem emissionsreduzierten Klebstoff.

Hinzu kommt, dass gerade bei der Parkettverlegung noch immer zum großen Teil stark lösemittelhaltige Kunstharzklebstoffe zum Einsatz kommen, die bei anderen Belägen längst auf breiter Basis durch lösemittelfreie Dispersionsprodukte ersetzt wurden. Neben der erheblichen Belastung für den Verleger sind die leicht flüchtigen Lösemittel beim klassischen Kunstharz-Parkettklebstoff auch unter dem Gesichtspunkt langanhaltender Restlösemittelemissionen in Kombination mit Fertigparkett und/oder Gußasphalt problematisch. Auf die Risiken hat die Technische Kommission Bauklebstoffe (TKB) im Industrieverband Klebstoffe (IVK) bereits öffentlich hingewiesen.

Pulverkleber als "saubere" Alternative

Vor diesem Hintergrund wurden in den letzten Jahren vermehrt Alternativprodukte in Form von Pulverklebern auf den Markt gebracht, die vor allem für die Verlegung von Fertig- bzw. Mehrschichtparkett empfohlen werden. Entscheidender Vorteil: Der extrem hohe Lösemittelgehalt des Kunstharzklebers von rund 250.000 ppm (25 %) entfällt bei Pulverklebstoffen. Das wirkt sich entsprechend positiv auf das Emissionsverhalten aus: Bis auf wenige 100 ppm Restmonomere VOC-Gehalt weist der Pulver-Parkettklebstoff kein relevantes Emissionspotential auf.

Die zu erwartenden Emissionen liegen um den Faktor 1.000 niedriger als beim klassischen Kunstharzklebstoff. Relevante Raumluftbelastungen können nicht mehr auftreten. Das wurde durch entsprechende Raumluft- und Oberflächen- Emissionsmessungen vor und nach der Verlegung bestätigt.

Aber können Pulver-Parkettklebstoffe auch in punkto technische Eigenschaften und Verlegesicherheit mit den bewährten Lösemittel-Kunstharzklebern mithalten? Kiesel ist der Frage in Vergleichsuntersuchungen auf den Grund gegangen.

Kein wesentlicher Unterschied beim Quellverhalten des Holzes

Ein wichtiger Aspekt bei der Beurteilung der "klebetechnischen" Eigenschaften von Parkettklebern ist das Quellverhalten des Holzes während der Abbindephase des Klebstoffs und der nachfolgenden Härtung der Kleberfuge. Das Ausmaß der Dimensionsänderungen des Belags ist abhängig von der Festigkeit der Klebstoffverbindung sowie von Art, Dauer und Menge des Einwirkens quellaktiver Stoffe aus dem Klebstoff.

In der Art dieser Stoffe liegt der entscheidende Unterschied zwischen Kunstharz- und Pulverklebern: Während beim Kunstharzklebstoff ein extrem hoher Lösermittelgehalt dafür sorgt, dass ein auf das Verarbeitungsverfahren abgestimmtes, fließfähiges Material vorliegt, wird das Fließverhalten des Pulverklebers durch das eingesetzte Anmachwasser gewährleistet. Im Verlauf der Abbindephase geben beide Systeme einen Teil dieser Stoffe - Lösemittel bzw. Wasser - an die Umgebung ab, wo sie zu Quellungen im Belag führen können.

In der Auswirkung auf das Parkett gibt es allerdings keine wesentlichen Unterschiede: In Vergleichsmessungen zeigte das Holz beim Pulverklebstoff ein ähnlich geringes Anquellen wie beim Kunstharzkleber. In der so genannten "Quellrinne" - als Modell für ungünstigste Verlegebedingungen - führte der Pulverkleber sogar zu einem geringeren Anquellen als der Lösemittelklebstoff und das zu jedem Zeitpunkt nach der Verlegung.

Pulverprodukte sind nicht "spröder" als Kunstharzkleber

Das geringe Quellverhalten des Parketts zeugt von einer schubfesten Verbindung. Schubfeste Klebstoffe nach DIN 281 sind gerade im Klimawechselverhalten weichen, nicht normgemäßen Klebstoffen überlegen und daher vorzuziehen. Irreversible Holzverformungen wie Schüsselungen lassen sich nur mit einer entsprechend festen Kleberfuge verhindern.

Es handelte sich bei den geprüften Klebstoffen jedoch nicht um spröde, steinharte Systeme. Das ergaben Messungen zur "Elastizität", die im Rahmen einer modifizierten Schälzugprüfung durchgeführt wurden. Dabei kamen Linoleumbeläge mit Juterücken als Modell für ein holzähnliches Material zum Einsatz, das gleichzeitig sehr beweglich sein mußte.

Die Unterschiede in den Meßwerten beschränkten sich auf prüfungsbedingte Schwankungen. Ein Versprödungseffekt, wie er sich durch eine signifikante Abnahme der Schälwerte mit zunehmender Abzugsgeschwindigkeit gezeigt hätte, war nicht festzustellen - eher ein leichter Anstieg der Werte.

Identische Materialfestigkeit bei beiden Systemen

Die Bestimmung der Materialkennwerte beider Systeme erfolgte jeweils im "Gleichgewichtszustand" der Klebstoffe - nach entsprechender Erhärtungszeit bzw. Verflüchtigung aller Restlösemittel. Zunächst wurden die Druckscherfestigkeiten gemessen.

Hier war ebenfalls ein "Ersatzmaterial" erforderlich, da man mit Holz als Träger aufgrund seines Verformungsverhaltens keine gesicherten Erkenntnisse über Eigenschaften der Kleberfuge selbst erhalten hätte. Die Prüfungen wurden daher in Anlehnung an die EN 1324 für Fliesenklebstoffe durchgeführt: Planparallel angeordnete Steingutfliesen, Klebstoffauftrag mit Lochschablone und 0,8 mm Abstandshalter.

Ergebnis: Die gemessenen Scherfestigkeiten und Scherwege der Kleberfugen bis zum Bruch waren unter Berücksichtigung der begrenzten Meßgenauigkeit bei beiden Systemen identisch. Die Materialfestigkeit und der Bruchweg der Kleberfuge des Pulverklebers entsprach genau den Kennwerten des Kustharzklebstoffs. Die Werte erwiesen sich zudem als langzeitstabil: Auch nach 3-facher Lagerdauer waren keine Veränderungen festzustellen.

Emissionspotential von Kunstharz- (KPK), Dispersions- (DPK) und Pulver-Parkettkleber (PPK) im Vergleich (Anfangs-VOC-Gehalt.
Zusammensetzung von Pulver- (PPK) und Kunstharz-Parkettklebstoff (KPK) nach vollständiger Erhärtung.
Dimensionsänderungen des Parkettholzes bei der Verklebung mit Pulver- (PPK), Kunstharz- (KPK) und Dispersions-Parkettkleber (DPK) - schwimmender Verbund in der "Quellrinne".
Ergebnisse der Schälversuche (Linoleum) mit dem Pulver- (PPK) und dem Kunstharz-Parkettklebstoff (KPK).
Pulver- (PPK) und Kunstharz-Parkettklebstoff (KPK) in der Scherprüfung nach EN 1324.
Pulver- (PPK) und Kunstharz-Parkettklebstoff (KPK) im Zugversuch nach DIN 53455.

Pulverkleber überzeugte auch bei extremen Schubbelastungen

Um einen Eindruck vom Verhalten der Klebstoffe während der Nutzung des Belags unter Objektbedingungen zu erhalten, wurde zudem ein Roll-abriebtest durchgeführt - zur Simulation ärgster Bedingungen in Form extremer Schubbelastungen in Anlehnung an die schwedische Norm SS 923507: laufende Kunststoffrollen in 10.000 Zyklen mit zuerst 25 kg und anschließend 50 kg Belastung auf definiert ausgelagerten Systemaufbauten.

Auch hier konnte der Pulverkleber überzeugen: Selbst unter diesen extremen Bedingungen wurde der Verbund mit dem Kleber nicht zerstört. Dabei waren die auf das Eiche-Stabparkett übertragenen Schubkräfte beim Wechsel der Laufrichtung im Rollzyklus erheblich größer als bei Stahlrollen.

Gleiche Eigenfestigkeit und Dehnwerte

Zum Abschluß der mechanischen Prüfungen wurden schließlich auch die Klebstoffe selbst - ohne Verbund mit anderen Materialien - im Rahmen eines Zugversuchs untersucht. Während sich die Anfertigung eines entsprechenden Prüfkörpers beim Pulverkleber vergleichsweise einfach gestaltete, da hier keine Lösemittel ausgasen und das Anmachwasser im System gebunden ist, war beim Lösemittelklebstoff ein Aufbau aus mehreren Schichten erforderlich, da Blasenbildungen durch eingeschlossenes Lösemittel Einzel-aufträge in höheren Schichtdicken verhinderten. Darüber hinaus mußte der "Zug-Knochen" mit dem Lösemittelkleber zunächst 28 Tage bei 70 C gelagert werden, um einen "Gleichgewichtszustand" zu erreichen.

Auch bei diesem Versuch zeigten sich zwischen Lösemittel- und Pulverkleber vor dem Hintergrund der eingeschränkten Meßgenauigkeit keine Unterschiede. Beide Klebstoffe verfügen über die gleichen Eigenfestigkeiten und Dehnwerte.

Fazit: Pulverkleber ermöglicht "saubere" Raumluft bei gleichwertigen technischen Eigenschaften

Wie die Untersuchungen zeigten, sind alle relevanten technischen Materialkennwerte - vor allem Scher- und Eigenfestigkeiten - bei Pulver- und Lösemittelkleber nach vollständiger Erhärtung der Kleberfugen nahezu identisch. Das heißt: Die positiven technischen Eigenschaften des Kunstharzklebers ließen sich erfolgreich auf die neuen Pulver-Parkettklebstoffe übertragen.

Die identischen Materialkennwerte lassen sich nur mir einer ebenfalls gleichen Materialzusammensetzung im "Gleichgewichtszustand" erklären. Tatsächlich ist nicht nur das Verhältnis von Bindemittel und mineralischen Komponenten bei Pulver- und Lösemittelkleber sehr ähnlich - bei beiden kommt auch die gleiche Bindemittelart zum Einsatz: Polyvinylacetat. Vor allem der Rollabriebtest stellte die Langzeitbeständigkeit dieses Bindemittels unter Beweis, das eine dauerhaft hohe Schubfestigkeit der Verklebung gewährleistet.

In einigen Punkten zeigte sich sogar eine "Überlegenheit" des Pulverklebers: Er führte beispielsweise zu jedem Zeitpunkt nach der Verklebung zu einem geringeren Anquellen des Parkettholzes als der Kunstharzklebstoff. Die wichtige Festigkeitsentwicklung in der Abbindephase bei gleichzeitiger reaktiver Kristallwasserbindung verlief beim Pulverklebstoff auch unter ungünstigen Randbedingungen konstant - beispielsweise bei Fertigparkett auf Gußasphalt. Hier muß beim Kunstharzkleber mit stark verzögerter Festigkeitsentwicklung und entsprechend lang anhaltenden Restlösemittelemissionen gerechnet werden.

Verlegetechnisch ist der Pulver-Parkettkleber also eine vollwertige Alternative zum Kunstharzkleber. Gleichzeitig gibt er im Gegensatz zu den herkömmlichen, stark lösemittelhaltigen Produkten zu keinem Zeitpunkt nach der Verlegung relevante VOC-Emissionen in die Raumluft ab.

Die geringen, meßtechnisch noch nachweisbaren, VOC-Emissionen reduzieren sich durch die reaktive "Eigentrocknung" des Systems innerhalb weniger Tage bis unter die Nachweisgrenze.

Pulverklebstoffe bieten damit auch bei der Parkettverlegung die Möglichkeit einer optimalen Raumlufthygiene, ohne dass diese durch klebetechnische Einschränkungen oder verlegetechnische Probleme 'erkauft" werden muß.

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Die Härtetests gehen weiter:

Pulverkleber ist "einfach nicht kaputt zu kriegen"

Die Prüfungen zur Leistungsfähigkeit des Pulver-Parkettklebstoffs - auch und gerade im Vergleich zum Kunstharzkleber - werden mit steigenden Beanspruchungen weitergeführt. Kurz vor Redaktionsschluß erreichte uns das Ergebnis eines extrem anspruchsvollen Rollabriebtestes, der mit einer mit 200 kg beschwerten Stahlrolle über 10.000 Zyklen bei einer Gesamtbelastung von 30.000 Zyklen auf einer verklebten Parkett-Probefläche durchgeführt worden war. Selbst bei diesem Härtetest erreichte der Pulverkleber noch nicht seine Grenzen: Die Holzstäbe wurden jeweils stark angegriffen - die Kleberfugen haben jedoch durchgehalten.

"Wir bekommen die Kleberfugen einfach nicht kaputt - auch nicht unter extrem harter Belastung," kommentierter Kiesel-Entwicklungschef Dr. Matthias Hirsch das Ergebnis, der auch diese Versuchsreihe durchgeführt hat. Er wertete den Test als weiteren Beweis für die Beständigkeit von Klebstoffen auf Polyvinylacetatbasis - egal ob Kunstharz- oder Pulverprodukt. "Am wichtigsten aber ist, dass sich der Pulverklebstoff dem Kunstharzkleber auch nach dieser Tortur gleichwertig zeigte", betonte Hirsch. "Der Verleger muß also nichts aufgeben, sondern gewinnt unterm Strich in technischer und raumlufthygienischer Hinsicht."

aus ParkettMagazin 05/01 (Handwerk)