A colagem da madeira envolve três elementos importantes: adesivo, adesão e aderência. Adesivo é um termo genérico que designa cola, pasta, goma, cimento, que denomina uma categoria de produtos cuja finalidade é juntar dois materiais. Um adesivo é toda substância com propriedades de aderir algo fortemente a um substrato igual ou diferente, formando uma ligação superficial forte e duradoura. Essa propriedade de aderir se desenvolve dentro de condições específicas, tais como calor, pressão, tempo. Aderentes são os materiais sólidos capazes de se ligarem através dos adesivos.
Adesão é o fenômeno mais importante do processo da colagem. Pode ser entendido como a interação entre duas superfícies, causada por um forte campo de “forças atrativas” provenientes dos constituintes de cada superfície. Quando não é possível separar duas peças de madeira coladas, é porque há uma adesão adequada. Aderência é a resistência oferecida quando se pretende separar dois materiais colados. Pode ser medida através de testes de laboratório.
Uma gota de adesivo assume formato diferente para cada material em que é aplicado. Isso ocorre devido ao modo como o volume da gota de adesivo se acomoda. Esse formato depende apenas da afinidade entre o adesivo e a superfície do material em que ele foi depositado. Um exemplo são as gotas de água que sobre uma superfície de vidro não se espalham. O mesmo ocorre com as gotas de adesivo sobre uma madeira contaminada por óleo: também não se espalham.
Esses exemplos permitem entender que o formato das gotas dos líquidos é diferente para cada material. Na aplicação de um adesivo sobre a madeira, o ideal é o adesivo romper a forma de gota, para que ele se espalhe pela madeira e, dessa forma, molhar a madeira, o que tecnicamente se denomina umectação. Para uma perfeita umectação, a madeira deve estar com rugosidade adequada para que o adesivo possa ser espalhado uniformemente.
Os adesivos usados para a colagem da madeira são formulados a partir de um grupo químico denominado polímeros. Para exemplificar o vasto mundo dos polímeros, é só observar os equipamentos, vasilhas e sistemas usados na colagem da madeira. Existe muito material plástico nesses exemplos. O termo polímero é muito confundido com plástico.
O que precisa ser entendido é que a denominação “plástico” define um grupo de polímeros cujo comportamento é ser maleável e sofrer transformação mediante o calor, assumindo comportamento plástico e moldável. Alguns polímeros têm esse comportamento. Assim se explica por que certos adesivos sofrem alterações com o calor e outros, não.
Portanto, para entender os tipos de adesivos usados na colagem da madeira, é necessário antes entender que todos os adesivos sintéticos são derivados de polímeros.
Os adesivos de PVA são obtidos a partir do polímero acetato de vinila, comumente chamado de “cola branca”, porém existem outros adesivos que têm a cor com tom amarelado e também são à base de PVA. A cola branca é um produto químico e precisa de cuidados quanto ao uso e manuseio. O adesivo de PVA pode-se dizer que é universal na colagem da madeira, pois é utilizado para a colagem de painéis sarrafeados, emendas finger-joint, laminação e na montagem dos componentes dos móveis, tais como cavilhas, montantes, quadros, molduras.
Adesivos de contato
O adesivo de contato é também conhecido como cola de sapateiro. É um produto obtido através da borracha sintética, cuja base química é o cloropreno em mistura com solventes orgânicos, daí a razão do seu forte cheiro. No entanto, em razão das exigências ambientais, essa cola se apresenta formulada com solvente à base de água, sendo um adesivo ecológico e com desempenho semelhante aos formulados com solventes orgânicos.
A borracha natural não é usada para fabricação de adesivos, pois é insolúvel, altamente viscosa e demanda longo tempo de secagem, tornando o filme mole e pegajoso. A borracha natural teve todo o seu sucesso no período de 1900. No entanto surgiram muitos problemas quanto ao uso. As botas de borracha usadas na Primeira Guerra, por exemplo, apresentaram problemas por amolecerem com o calor, sofrendo aderência entre as peças, e por tornarem-se duras e quebradiças com o frio.
Mais tarde surgiu a tecnologia da vulcanização, inserindo compostos químicos na estrutura química da borracha, e assim foi possível usar a borracha natural começando pelos pneus de bicicletas e, posteriormente, de automóveis.
O uso da borracha na formulação dos adesivos ocorreu a partir da tecnologia dos polímeros sintéticos derivados do petróleo e do gás natural.
Os adesivos de contato são de secagem longa, devido à reação com seus elementos, que formam ramificações e pequenas cadeias de moléculas. Essa reação é chamada de vulcanização. Isso explica o fato da longa secagem da cola de sapateiro, pois as condições de temperatura, tempo e pressão são indispensáveis para que a reação se complete.
Outra característica desse adesivo é que a colagem só ocorre quando se coloca em contato adesivo com adesivo. Após aplicação do adesivo, deve-se aguardar um certo tempo para que ocorra a evaporação do solvente, pois a união entre as peças só vai acontecer quando o adesivo não mais resistir ao tato. Essa é uma das suas vantagens, pois a adesão só ocorre quando as peças entram em contato entre si, daí o nome adesivo de contato.
Características:
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Viscosidade: varia conforme o método de aplicação. Assim, com aplicação por spray, a viscosidade é mais baixa.
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Teor de sólidos: varia com menor teor de sólidos para aplicação em spray e maior, para aplicação com espátula ou pincel.
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Tempo aberto: varia conforme o tipo de adesivo, podendo ser de segundos a perto de uma hora, conforme a temperatura ambiente.
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Resistência ao calor: após completada a reação de cura, a colagem apresenta boa resistência ao calor.
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Poder adesivo: Ocorre o aumento da adesão com o tempo, sendo melhor após alguns dias. Na colagem de lâminas de madeira e laminados plásticos, devem ser tomados alguns cuidados.
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Distribuição da cola: quando distribuída irregularmente, pode ocorrer o aparecimento de bolhas embaixo das lâminas, pois, na parte com maior quantidade de cola, há muita liberação de solvente, empurrando a lâmina e restando um espaço vazio entre o substrato e a lâmina. Devido à baixa espessura da lâmina, há um desnível entre lâmina e madeira, e assim surge uma espécie de colchão de ar, onde não há contato entre os elementos a colar, podendo ocorrer o defeito das bolhas no momento da colagem ou até alguns dias após a colagem.
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Umidade da madeira ou da lâmina: as bolhas podem surgir em virtude da diferença de umidade entre o substrato e a lâmina. Geralmente devido à baixa espessura, as lâminas tendem a ganhar e perder umidade mais rapidamente, conforme o substrato e o ambiente em que se encontram. Devido à sua maior espessura, demoram mais para se equilibrarem com a umidade do ambiente, por isso a colagem de lâminas sempre requer cuidados. A matemática da transferência de umidade entre os substratos é: quem tem menor umidade recebe de quem tem maior umidade. O resultado é a formação de bolhas sempre na lâmina, pois é a que tem menor umidade.
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Tempo em aberto: problemas de aderência com adesivo de contato são decorrentes de um curto ou longo tempo em aberto. Em substratos com alta porosidade é possível aplicar até duas demãos de adesivo, pois, na primeira demão, o adesivo pode ser totalmente absorvido pela madeira.
Portanto como a colagem só ocorre quando entra em contato adesivo + adesivo, justifica-se a segunda demão. O tempo aberto ideal deve ser observado no boletim técnico da cola. Deve-se observar que as lâminas coladas, após algumas horas ou até mesmo alguns dias, podem descolar. Isso não caracteriza uma falha de colagem, pois, devido ao fato de a reação de cura completa da borracha sintética ser lenta, essa cura propriamente dita ocorre somente após alguns dias. Uma vez completada, o adesivo adquire alta resistência a solventes e à temperatura.
À base de água
São sistemas formados pela borracha sintética e por elementos que os ativam: o catalisador (ativador) e a parte líquida, que contém uma proporção de água. O processo químico da formação do filme ocorre através da aproximação das partículas, enquanto que a água é evaporada. Apresentam como vantagem aderência quase imediata, pois a água residual se distribui através da porosidade do substrato.
Outra vantagem é que nesse sistema não há necessidade de controle do tempo em aberto para a evaporação do solvente. Quanto ao sistema de aplicação, quando requer o ativador, há necessidade de pistola especial em que o ativador e a resina se misturam sobre o substrato e saem em sistemas separados. Outros sistemas são monocomponentes e não exigem aplicação especial.
Adesivos de contato à base de água são largamente usados na colagem de espumas, calçados, tecidos, entre outros substratos, e a principal vantagem é a boa aderência e resistência à água. Outra vantagem é que a cura ocorre à temperatura ambiente e não emite solventes inflamáveis como os à base de solventes.
Hot melt
Os adesivos de hot melt são sólidos, sem solvente, que, sob ação do calor, sofrem amolecimento, podendo então ser aplicados. A colagem ocorre com o resfriamento e solidificação do adesivo, sendo, portanto, uma colagem física.
Essa capacidade do adesivo amolecer é devido à sua natureza química de ser termoplástico e, para tal, precisar ser fundido em um coleiro, equipamento indispensável para a sua aplicação.
Uma recente tecnologia foi desenvolvida em que o adesivo de holt melt apresenta alta resistência de colagem. Isso porque sua base química contém poliuretano, no qual a colagem ocorre por um processo químico.
Os principais setores de uso dos adesivos hot melt são os de embalagens, gráfico, automotivo, calçadista, eletroeletrônico, rotulagem, moveleiro e de produtos descartáveis.
Aplicação no setor moveleiro
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Colagem de bordas retas: é o tipo mais comum de colagem, pois ocorre em ângulo reto, sem perfis curvos. O adesivo é aplicado na borda do material a colar e não na fita de borda. Esse processo de colagem, quando automatizado, é altamente produtivo, ao contrário do processo com bordas perfiladas.
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Colagem de bordas irregulares: o adesivo deve ser aplicado na fita de borda e não na lateral do painel. As bordas usadas são na maioria compostas de papel impregnado com resinas ou lâminas de madeira.
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Colagem em laminados: o laminado recobre totalmente o substrato e, nesse caso, o adesivo é sempre aplicado no laminado.
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Montagens: adesivos de hot melt são usados em colagens em que é necessário unir substratos diferentes, tais como apliques, componentes de móveis e tecidos em estofados.
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Colagem de laminados plásticos tipo PVC, PS e ABS: esses materiais já vêm com um primer especial aplicado na base para favorecer a colagem, porém deve ser usado adesivo específico para esses tipos de materiais.
Detalhes a observar
• Tempo em aberto: adesivos para montagem possuem tempo em aberto maior, enquanto em adesivos para equipamentos automáticos normalmente o tempo em aberto é curto.
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Temperatura de aplicação: é a temperatura necessária para o adesivo hot melt passar do estado sólido para o estado pastoso. Deve ser consultado o boletim técnico do adesivo, pois a temperatura de aplicação varia conforme a composição do adesivo. No geral a faixa de temperatura está entre 100 a 200ºC.
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Temperatura do ambiente: em temperatura ambiente muito baixa, o adesivo sofre solidificação muito rápida. Com isso ele perde parte de sua pegajosidade, podendo causar falhas na colagem.
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Quantidade de adesivo aplicado: a quantidade de adesivo varia conforme a composição do adesivo. Deve-se consultar o fabricante, pois alguns adesivos contêm elementos que auxiliam na formação da parte sólida, chamados de cargas. Esses elementos não são responsáveis pela colagem. Portanto:
• em adesivos que contêm cargas, a gramatura de aplicação é maior;
• em adesivos que não contêm cargas, a gramatura de aplicação é menor.
No geral a gramatura fica numa faixa entre 150 a 250 g/m².
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Teor de umidade da madeira: madeiras com umidade acima de 12% apresentam problemas na colagem, pois o adesivo é aplicado em temperaturas acima de 100ºC. Com umidade alta, esta tende a evaporar vinda a formar bolhas e descolamentos do laminado ou da borda colada.
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Adesivos termorrígidos: Os adesivos conhecidos por termorrígidos, ou também termofixos, são todos aqueles em que no processo de cura, seja por ação de calor ou por ação de catalisador, o adesivo adquire resistência à água, à umidade e ao calor.
Adesivos termorrígidos
Fenólico: conhecido popularmente por cola vermelha, devido à sua cor em tom avermelhado. É o adesivo usado na fabricação do compensado, na laminação e em colagens de produtos que precisam resistir à umidade, tais como barcos, estruturas de madeira, móveis de exterior, produtos esportivos, entre outros.
Uréico: conhecido popularmente pela marca “Cascamit”, é muito usado na colagem de lâminas de madeira sobre MDF, aglomerado e OSB.
Melamínico: é o adesivo usado na fabricação dos laminados decorativos, conhecidos popularmente por fórmica, e também nos laminados conhecidos por BP, sigla derivada do processo de fabricação em que ocorre baixa pressão.
Resorcínico: Adesivo de elevado custo é usado na fabricação do compensado naval, colagem de silos, casas pré-fabricadas, carrocerias de caminhão e indústria aeronáutica. A característica principal desse grupo de adesivos é que podem sofrer processo de cura em temperatura ambiente para alguns tipos ou em faixas de temperatura de até 200ºC. A condição do uso ou não da temperatura é uma característica própria de cada adesivo. Outra característica é que pode ser adicionada, em alguns casos, farinha de trigo, para melhorar as propriedades do adesivo. Durante a colagem dos adesivos termorrígidos ocorre a evaporação do solvente, além de ocorrer uma modificação química, formando um sistema tecnicamente chamado de reticulação. Nele as moléculas se ligam, formando ramificações, tramando-se umas às outras, tornando a colagem de alto desempenho, com boa resistência à temperatura e à umidade. São indicados para a colagem de móveis de exterior e para uso estrutural.
Além do PVA, outros adesivos, tintas e vernizes estão enquadrados no grupo dos termofixos.
Os adesivos termoplásticos sofrem modificações através do calor, assumindo uma natureza termoplástica, secam apenas pela evaporação do solvente, resultando uma colagem de baixa resistência térmica e baixa resistência a ambientes úmidos.
A parte química deste grupo de adesivos é explicada pelo tipo da cadeia química em que o adesivo, após aplicação e secagem, mantém a cadeia química linear. Esse comportamento explica o porquê de certos tipos de PVA não poderem ser usados em móveis de exterior ou para fins estruturais. Portanto não é a marca que diz se o adesivo é bom ou não: é preciso conhecer sua natureza química.
Além do PVA, outros adesivos, tintas e vernizes estão enquadrados no grupo dos termoplásticos.
O uso dos adesivos PVA para colagens em produtos de interior e fora do contato com a umidade ou em produtos que estão em contato com a umidade tanto em interior quanto em exterior, é definido conforme as normas européias EN 204 e 205. São elas que classificam a resistência dos adesivos em quatro níveis. Essa classificação é realizada através de testes laboratoriais, seguindo uma metodologia, desde o uso da madeira indicada pela norma, condições da colagem, preparo das amostras para testagem e condicionamentos específicos para cada nível testado, variando desde imersão em água por quatro dias até fervura durante seis horas.
Após esses condicionamentos, as amostras preparadas são submetidas à força de tração em máquina de teste, apresentando um valor médio da força de tração a ser atingido para cada um dos níveis.
A formação do filme adesivo ocorre na fase da eliminação do solvente, onde as partículas do PVA se unem para formar uma película adesiva homogênea e contínua. Porém, em certa temperatura, esse fenômeno não ocorre, pois a película adquire um aspecto esfarelento e esbranquiçado. Esse fenômeno é conhecido por formação de ponto branco.
O ponto branco é comum acontecer em dias de muito frio, quando o adesivo é aplicado numa temperatura abaixo do seu limite recomendado.
A temperatura mínima para a formação do filme não é um padrão para todos os fabricantes dos adesivos, pois, durante a formulação do adesivo, são adicionados produtos especiais que controlam o desempenho da película. Portanto um adesivo.
PVA que funciona bem no inverno rigoroso da Europa, tende a apresentar ponto branco, se aplicado no clima quente dos trópicos. Alguns fabricantes de PVA informam, nos seus boletins técnicos dos adesivos, faixas de aplicação mínima abaixo de 0ºC, ou seja, temperatura negativa.
Fonte: Elaborada pela Equipe Jornalística da Revista da Madeira
