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O teste das propriedades de adesão de um revestimento de acabamento garantirá o bom desempenho do produto.
Para atender às expectativas cada vez maiores dos clientes mais exigentes de hoje em dia, os acabamentos altamente complexos com sistemas de acabamento em estilo de móveis de várias etapas estão se tornando mais comuns do que a exceção, em todos os setores das indústrias de acabamento de madeira. Essas tendências de acabamento exigem o uso de esmaltes, sombreadores, toners e outros revestimentos de alto desempenho. Com esses sistemas de acabamento, os acabadores devem estar mais atentos aos testes para garantir que as propriedades de adesão do sistema usado atendam às expectativas de desempenho do produto.
A adesão é um tópico muito amplo, com muita atenção dada às propriedades de adesão do revestimento nos laboratórios de formulação; no entanto, do ponto de vista dos aplicadores, a adesão é frequentemente negligenciada ou mal compreendida. Do ponto de vista do finalizador, minha intenção é fornecer um conhecimento prático da adesão do revestimento e dos métodos de teste da integridade da adesão do revestimento.
A adesão é a capacidade do revestimento de aderir ao substrato, denominada "adesão ao substrato", e a capacidade do revestimento de aderir a várias camadas do sistema, denominada "adesão entre camadas".
Há dois fatores que afetam a capacidade do revestimento de aderir à superfície: a adesão mecânica e a adesão química.
A adesão mecânica ocorre quando o revestimento adere ao perfil de risco de lixamento da superfície e flui ao redor da fibra do substrato para fixar mecanicamente o filme à superfície. Perfis de lixamento mais profundos e maiores aumentarão a adesão do revestimento, enquanto perfis mais rasos e superfícies mais lisas impedem a capacidade de o revestimento aderir suficientemente.
A adesão química refere-se à capacidade do revestimento de aderir à química da formulação do revestimento. Vários componentes da química do revestimento afetam a adesão. O revestimento deve ter propriedades de umectação suficientes para penetrar nos poros da superfície e molhar as fibras do substrato. As misturas de solventes do sistema de revestimento permitem que o revestimento queime nas camadas de revestimento dentro do sistema. As propriedades da resina do revestimento variam e afetam a capacidade de aderência.
Como regra geral, ao subir na escala das tecnologias de revestimento, de lacas a vernizes de conversão, de uretanos de duas partes a poliésteres, as propriedades adesivas serão significativamente aumentadas.
Entretanto, não se deve presumir que todos os produtos de cada categoria terão o mesmo desempenho. Cada produto apresentará seu próprio grau específico de características de adesão. O finalizador é, em última instância, responsável por verificar se o sistema de revestimento selecionado atenderá aos requisitos de adesão necessários para cada projeto de acabamento específico. O mesmo sistema de revestimento também apresentará diferentes níveis de adesão química em várias espécies de madeira e substratos. As resinas de madeira, o piche e os óleos da madeira afetarão significativamente a capacidade de adesão química do revestimento. Tendo em mente todos os diferentes fatores que afetam o desempenho da adesão, o finalizador deve tomar decisões acertadas sobre o sistema de revestimento a ser usado.
Um cronograma detalhado de acabamento e um procedimento operacional standard devem então ser escritos e aprovados com a assinatura do representante do fornecedor de revestimentos. Para verificar se o sistema de revestimento selecionado é sólido e seguro, o finalizador deve sempre realizar testes adequados de adesão do filme antes da produção.
Há três procedimentos diferentes para avaliar a resistência do revestimento a se separar do substrato e fornecer uma análise de adesão diferente do filme: teste de hachura cruzada, teste de adesão por raspagem e teste de arrancamento.
O método de teste de raspagem utiliza uma viga de equilíbrio ponderada com um estilete arredondado ou um laço preso à viga. Os painéis com a película de acabamento seco são empurrados para baixo do estilete e a viga é carregada com quantidades crescentes de peso até que o acabamento seja raspado do substrato. O avaliador usa o peso em quilogramas necessário para remover a película para atribuir um valor às propriedades adesivas do revestimento. Esse procedimento segue o método de teste da American standard (ASTM) - D2197, D2248, D2454, 5178, dependendo do revestimento e do substrato a ser testado. Os métodos de teste completos podem ser encontrados no site da ASTM.
O segundo método de teste e o mais comumente usado no setor de madeira é o teste do cortador de hachuras cruzadas. Esse teste é rápido e simples de ser realizado com um kit de teste de cortador de hachuras cruzadas de baixo custo, como o PosiTest CH. Um padrão de treliça é cortado no filme de acabamento até o substrato, usando um cortador de hachuras cruzadas. Em seguida, a área de teste é escovada na diagonal cinco vezes em cada direção para remover quaisquer partículas soltas de acabamento do filme.
Em seguida, uma fita especial para testar a adesão é aplicada com firmeza sobre a área de teste de hachuras cruzadas e removida rapidamente, puxando a fita para trás da área de teste para revelar a quantidade de revestimento levantada pela fita de teste. A área de teste com hachuras cruzadas é então comparada visualmente com os padrões (ASTM) D3002 e D3359.
Nas normas, há cinco gráficos com diagramas visuais de diferentes graus de descolamento da película. A classe 5B da ASTM ilustra a ausência de remoção da película, representando o nível mais alto de adesão. A classe 1B da ASTM mostra entre 35% e 65% da película removida, representando a pior adesão. As classes 2B-4B representam graus variados de adesão, situando-se entre as classes 1B e 5B. Devido à natureza dessa comparação visual, os resultados são, às vezes, um tanto subjetivos e não definitivos, com um valor numérico associado a esse teste.
O terceiro método utiliza um testador hidráulico para medir a tensão de tração em libras por polegada quadrada (psi) necessária para destacar o revestimento em uma direção perpendicular ao substrato. Para realizar esse teste, usamos um testador de adesão DeFelsko Positest , seguindo a norma ASTM D4541. Um carrinho de carga de metal é fixado perpendicularmente à superfície do filme de revestimento seco por meio de um adesivo CA (cianoacrilato ou "super cola") ou o adesivo fornecido pelo fabricante.
Quando o adesivo estiver curado, o carrinho é conectado ao equipamento hidráulico de retirada com pressão hidráulica aplicada e aumentada gradualmente até que o carrinho retire o revestimento do substrato. Um medidor no testador mostra a quantidade de pressão (psi) necessária para separar o revestimento do substrato.
O resultado é um número definitivo que pode ser atribuído à propriedade adesiva do revestimento. Pode haver leituras diferentes obtidas em áreas diferentes do painel de teste devido às diferentes densidades do substrato de madeira. A faixa alta e baixa da pressão de arrancamento que é aceitável para atender às expectativas deve ser atribuída ao valor adesivo do revestimento.
De acordo com nossa pesquisa, não há nenhum standard encontrado para a pressão de arrancamento esperada para cada categoria de revestimento aplicado a vários substratos e deve ser determinado pelo finalizador para o sistema de revestimento específico que está sendo avaliado.
Quanto tempo de cura deve transcorrer antes do teste de adesão? Recomenda-se que o revestimento seja verificado após a cura inicial e após a cura de longo prazo. As recomendações do fabricante do revestimento devem ser seguidas com relação a quando realizar o teste de adesão. Fatores como o número de mils aplicados, o método de secagem ao ar ambiente ou de cura forçada e o tipo de revestimento precisam ser considerados quanto ao momento em que o teste deve ser realizado.
Normalmente, após 30 dias, um segundo teste deve ser realizado. À medida que os revestimentos continuam a curar, as propriedades adesivas mudam. Alguns revestimentos melhoram a adesão à medida que o revestimento continua a se reticular, enquanto outros sistemas de revestimento diminuem a adesão devido às diferentes taxas de encolhimento entre o substrato ou as camadas de revestimento dentro do sistema.
Os finalizadores nunca devem baixar a guarda contra a adesão abaixo do padrão. Uma falha grave no produto pode resultar em falência e custar a você, o finalizador, o seu emprego.
Nota da editora: Phil Stevenson é o fundador do American Wood Finishing Institute em Vineland, N.J. O gráfico ATSM foi extraído, com permissão, do D 3359-02 Standard Test Methods for Measuring Adhesion by Tape test, © ASTM International. 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428
