A atual revolução tecnológica alcança o setor moveleiro e madeireiro de forma muito particular, produzindo extrema diversificação das opções no uso de adesivos. Abrem-se múltiplas possibilidades de eficácia e produtividade que, somadas ao crescente número de usos específicos, exigem conhecimento altamente especializado para a escolha dos produtos e processos mais adequados às operações de colagem. Além disso, também a própria diversificação de focos produtivos e comerciais da indústria faz com que cada empresa tenha características únicas, que demandam soluções também específicas. Para encontrá-las, além do conhecimento técnico-científico, pesa a visão empresarial e comercial. O grau de refinamento tecnológico e a conseqüente necessidade de conhecimento especializado para a escolha de produtos e processos de colagem se evidencia por meio do exemplo que segue, em que se examinam a diversidade de classificação dos adesivos vinílicos para madeira.
Os adesivos vinílicos são produtos sintéticos, produzidos a partir da polimerização do acetato de viníla disperso em água. São comumente chamados de “colas brancas” ou “adesivos PVA”. Na colagem de madeiras são utilizados para toda e qualquer operação de colagem e, dentre essas operações, as principais são colagem de painéis sarrafeados, finger-joint, laminação e montagem. A fixação dos substratos de madeira ocorre, principalmente, de forma mecânica obedecendo à seguinte seqüência de fenômenos físico-químicos:
- Umectação das superfícies onde o adesivo é aplicado;
- Penetração adequada nos substratos;
- Secagem (perda de água);
- Cura;
Para que o resultado final da colagem seja eficiente, resistente, o adesivo deve ter a capacidade de transferir tensões de um substrato para o outro sem, contudo, perder sua coesão, sua resistência. Segundo as normas técnicas internacionais, a resistência (durabilidade) dos adesivos para madeira é classificada de acordo com sua resistência a umidade e/ou água.
- Colagens para “interior” são classificadas de acordo com sua resistência à umidade.
- Colagens para “exterior” são classificadas de acordo com sua resistência a ciclos de água fria e/ou quente.
Em ambos os casos, após as exposições a umidade e/ou água, a colagem deve ainda ter a capacidade de apresentar desfibramento após ser exposta a uma força externa qualquer. Existem hoje no mundo várias normas que regulamentam a resistência dos adesivos para madeira, porém a norma adotada no Brasil, pelo menos a mais citada, é DIN EN-204, que classifica os adesivos em quatro grupos de durabilidade: D1; D2; D3 e D4.
Norma EN-204
Trata-se de uma norma européia criada para “classificar adesivos não estruturais para junção de madeira e seus derivados” em classes de durabilidade, conforme tabela ao lado:
Caso se espere que as colagens sejam submetidas a outras exigências que não sejam as expostas na tabela acima, como, por exemplo, uso em ambientes com condições climáticas extremamente adversas, deve-se discutir a necessidade de se fazer testes adicionais além daqueles que a norma prevê.
A Norma EN-204 faz referência a outra norma: EN-205 / Essa norma determina como devem ser os ensaios para preparação dos corpos de prova, e conseqüente teste de cisalhamento, para adesivos não estruturais..
A norma determina que a madeira a ser utilizada no teste seja a “haya” (Fagus Sylvatica) não vaporizada, de fibras retas e cuja densidade seja entre 600 e 800 100 kg/m3 com 12% de umidade. O acondicionamento da madeira deverá ser feito da seguinte forma: (entre 18o e 22oC) e (entre 60% e 70% de UR). Nessas condições, a madeira deverá estabilizar em 12% de umidade. Quando forem utilizadas outras espécies de madeiras são necessários acordos específicos.
A norma é muito clara em todos os seus aspectos. Ela é muito explícita com relação às condições ambientais em que os corpos de prova são preparados e prensados, além de estabelecer o tipo ideal de madeira para o teste.
É de se imaginar que, quando a colagem não é realizada exatamente como estabelece a norma, venhamos a ter um resultado diferente do esperado. Isso vale para as condições normais de trabalho numa indústria. Não é possível querermos que corpos de prova retirados de painéis de pinus com fibras de tamanho e ângulos inadequado, colados, por exemplo, em prensa de RF sob condições ambientais desfavoráveis, apresentem resultados conforme a tabela acima.
Na verdade, a norma não garante a colagem, mas sim o adesivo. As próprias descrições das normas (abaixo) não citam a palavra “colagem”, mas sim a palavra “adesivo”: EN-204: / Classificação de adesivos não estruturais para junção de madeiras e produtos derivados de madeira. EN-205: / Método de ensaio para adesivos para madeira de uso não estrutural.
Determinação do poder adesivo em colagens longitudinais pelo ensaio de cisalhamento. A norma realmente diz que adesivos aprovados em suas respectivas classes de durabilidade, se forem utilizados corretamente pela indústria moveleira/madeireira, irão garantir as resistências finais de colagem esperadas para seus produtos. O que se quer, normalmente, é que o processo específico de cada um atinja os resultados da norma, mas nem sempre isso é possível. Esse é um grande mito que existe na indústria madeireira.
D1 / D2 / D3 / D4 – Qual o melhor adesivo? Esse é outro mito que existe na indústria moveleira/madeireira. É comum ouvirmos dizer que um adesivo D4 é melhor que o D3, que é melhor que o D2, que é melhor que o D1. A norma é bem clara quando diz, apenas, que um produto que atende à classe D4 possui uma resistência à umidade superior à resistência apresentada por um adesivo que atende somente à classe D3; que um adesivo que atende à classe D3 possui uma resistência à umidade superior ao adesivo que atende à classe D2, que possui uma resistência à água superior que à de um adesivo que atende à classe D1.
Nem a resistência térmica está diretamente ligada ao nível de resistência à umidade. Um adesivo pode ser considerado bom quando atende a todos os requisitos de colagem necessários para o processo. Nem sempre o adesivo D4 é o mais conveniente para determinada aplicação somente por ser D4.
Por exemplo, numa colagem pelo processo finger-joint, além de atender às necessidades de exposição à umidade que a moldura deverá ter, é importante verificarmos outras características, como, por exemplo, a velocidade inicial de pega ou sua maquinabilidade ou, até mesmo, suas características físicas.
Escolha do adesivo
A escolha correta do adesivo se faz em função das variáveis e necessidades de processo, das exigências técnicas da colagem e das condições ambientais no local da colagem e destino final do produto colado. Os principais pontos/variáveis que devem ser levados em consideração na hora da escolha do adesivo são:
Variáveis de processo:
- Tipo de produto que se está fabricando:
- Painéis; Moldura / Finger-joint, etc. - Equipamento utilizado - Prensa fria / quente ou RF;
- Tipo de coleiro: - Rolo; - Bico injetor; - Cortina. - Densidade da Madeira, etc.
- Exigências técnicas de colagem: - Resistência térmica exigida; - Resistência à umidade exigida; - Velocidade de pega a úmido. - Condições ambientais:
- TMFF (temperatura mínima de formação de filme) ou temperatura mínima de trabalho; - Muito importante no momento do uso do adesivo; - Tg (temperatura de transição vítrea); - Muito importante quando do uso de produto colado em ambientes muito frios.
Enfim, o adesivo deve ser escolhido em função das variáveis acima. Nem sempre um bom adesivo para montagem de painéis em prensas de RF terá um desempenho satisfatório numa colagem de finger-joint. A escolha correta do adesivo deverá ser feita entre o usuário da cola e seu fabricante. Todas as variáveis envolvidas devem ser discutidas, resultando em consenso, para que não ocorra nenhum equívoco do fabricante na indicação do adesivo correto ou, pior ainda, problemas posteriores de colagem.
A colagem da madeira se faz de forma mecânica, isto é, o adesivo penetra em seus poros, perde umidade e seca, consolidando a colagem. Em alguns casos, dependendo do tipo de adesivo utilizado, ocorre mais uma etapa, que é chamada de cura.
Existem muitas dúvidas com relação a essas três variáveis: A “pega” é a capacidade que os adesivos vinílicos possuem de apresentar uma sensível coesão enquanto o adesivo ainda está úmido. Essa característica favorece operações onde o tempo de prensagem disponível é muito curto.
Essa característica é muito bem percebida nas operações de colagens em prensas quentes contínuas ou nos equipamentos mais modernos de finger-joint, onde o tempo de prensagem é mínimo, sendo, às vezes, inferior a 4 segundos.
A “secagem” é a etapa da colagem em que o adesivo perde sua umidade para o meio ambiente e para o substrato, concretizando, assim, a colagem. A velocidade de secagem está diretamente ligada às condições ambientais e à umidade da madeira e ao processo de prensagem utilizado. Nos adesivos convencionais é nessa etapa que a colagem se concretiza.
A “cura” é o termo utilizado para a reticulação que ocorre nos adesivos reativos (mono ou bicomponentes), e acontece após a etapa de secagem. É nessa etapa que os adesivos D-3 e D-4 consolidam suas capacidades máximas de resistência à umidade.
Tempo de cura
Temos aqui outro mito. Ao contrário do que muitos imaginam, a cura dos adesivos vinílicos crosslinking (D3 ou D4) não se dá no momento de sua secagem, mas sim após algum tempo. Esse tempo pode variar entre algumas horas e alguns dias e depende do processo em que ocorreu a prensagem e das condições ambientais. A própria norma EN-204 estipula um tempo mínimo de 7 dias (à temperatura entre 21o e 25oC) entre o momento da colagem e o início dos testes, exatamente para que ocorra a cura do adesivo. O tempo de cura está diretamente relacionado à temperatura a que o adesivo é exposto durante sua secagem e após a operação de colagem.
Certamente em adesivos curados por RF, processo no qual há um grande aquecimento na linha de cola, a cura ocorre em um tempo muito menor que numa colagem de finger-joint, por exemplo, onde não há aquecimento da linha de cola em nenhum momento do processo. Tomando por base a própria norma EN-204, podemos afirmar que a cura completa do adesivo utilizado numa colagem a frio vai demorar, no mínimo, 7 dias numa temperatura de 22ºC. Testes de laboratório mostram que após 24 horas a 20º C, praticamente não há diferença na resistência à água entre os adesivos D1, D2, D3 e D4.
Existe uma crença que os adesivos D-3 possuem resistência térmica superior à dos adesivos D2 ou D1. Trata-se, pois, de mais um mito que existe na indústria madeireira. Basta analisar a norma EN-204 e ver que em nenhum momento ela faz qualquer citação à resistência térmica. Não devemos nos prender ao fato de um adesivo ter que ser D3 ou D4 para ter resistência térmica.
Para se obter colagens de alto desempenho com os adesivos vinílicos, algumas regras devem ser obedecidas:
- Interpretar corretamente as normas internacionais, principalmente a EN-204;
- Quebrar alguns paradigmas, alguns mitos, persistentes no mercado;
- Utilizar o adesivo adequado para processos específicos;
- Informar e envolver o fabricante dos adesivos sobre o seu processo e necessidades técnicas. Somente ele poderá dizer qual é o produto mais adequado para a cada aplicação.
Manter pessoas capacitadas para cada operação, para cada processo. Não adianta nada ter o melhor equipamento, o melhor adesivo, o processo mais justo se a mão-de-obra não é capacitada.
Autores: José Luis Haubrich - diretor da unidade de negócios adesivos; Cláudio Gonçalves - gerente de aplicações no mercado madeira e Antônio Tonet - gerente de aplicações no mercado móveis, da Artecola. |
