Control de calidad en la pintura líquida

Control de calidad en la pintura líquida

Existen innumerables métodos , normas y ensayos para verificar si una pintura reúne o no las exigencias deseadas.
Entre entre las normas mas conocidas y utilizadas se encuentras las normas UNE las ISO Certificados AENOS, o las ASTM entre otras.
Aunque en algunos casos, ciertas industrias , como la del automóvil, la industria de la madera o incluso la construcción y obras públicas, dictan sus propias normas y certificados sin contravenir en ningún caso con las generales.
Como ensayos generales y normalizados para toda la industria de la pintura se encuentran los siguientes características a controlar.

• Viscosidad
• Densidad
• Dureza superficial
• Extracto seco
• Finura
• Adherencia
• Doblado
• Embutición
• Resistencia a la corrosión
• Resistencia a la humedad
• Durabilidad
• Resistencia al gravillonado
• Brillo
• Resistencia al agua y otros agentes químicos
• Poder cubriente
• Aplicación
• Extensibilidad

Viscosidad

Podemos definir viscosidad como la mayor o menor resistencia que ofrece un líquido para fluir libremente. Todos los líquidos poseen algo de viscosidad. La viscosidad se determina mediante diferentes métodos, según sea mas o menos alta .
En la industria de la pintura existen un gran número de métodos de medida, desde las sencillas copas de fluidez hasta los viscosímetros rotacionales controlados por ordenador, que han sido establecidos para la determinación de la viscosidad.
Entre estos métodos podemos encontrar :

• VISCOSIDAD DEBURBUJA
• COPA DE INMERSIÓN
• COPA DE FLUIDEZ
• VISCOSIDAD ROTACIONAL

En lo referente a el método mas utilizado en la industria de la pintura uno de los métodos mas comunes es el de COPA DE FLUIDEZ.
Este método determina el tiempo de caída o fluidez de un volumen a través de una boquilla medido en segundos, es una medición práctica. Se determina con copas de diferentes modelos según normas nacionales e internacionales.
Estas copas retienen un volumen definido de líquido, el cual fluye a través de un orificio o boquilla.
.

Densidad

La densidad se define como la relación entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa. Así, como en el Sistema Internacional , la masa se mide en kilogramos (kg) y el volumen en metros cúbicos (m3) la densidad se medirá en kilogramos por metro cúbico (kg/m3), o en el caso de las pinturas en gramos decímetros cubicos
La metodología utilizada en este caso es muy simple, utilizando un picnómetro con una capacidad de 100 mm se realiza una pesada en vacío, y otra con el lleno.
La diferencia de las dos pesadas nos dará el peso de pintura en 100 mililitros.
con una simple conversión determinaremos los gramos por mm de pintura.

Extracto seco

La determinación del extracto seco, nos va a indicar los sólidos que tiene una pintura, El método para determinar dicho dato, consiste en pesar una cantidad determinada de pintura, y a continuación proceder a un secado total de la muestra,
Una vez esta esté completamente seca y fría se procede de nuevo a su pesada.
El diferencial es la cantidad de materiales volátiles y en consecuencia el residuo es su extracto seco o parte de la pintura que se quedará en una superficie una vez seca.

Finura

En el proceso de molienda de una pintura, la finura y grado de dispersión influye en las propiedades fisicas y opticas del recubrimiento.
Los medidores de finura sirve para determinar la finura de molienda y las partículas de mayor tamaño o bien aglomerados en el proceso de dispersión.
Los medidores de finura se emplean para el control de calidad, en los procesos de producción.
El medidor de finura es un bloque plano de acero con dos ranuras longitudinales que transcurren desde una profundidad máxima en un extremo del medidor hasta el punto cero.
La profundidad de la cuna puede leerse en la escala grabada en el lateral.
El grado de dispersion se indica en μm y en valores Hegman. La escala Hegman va de 0 a 8, siendo el numero mas alto de Hegman el que determine a la partícula pequeña.

• 0 Hegman = Tamano de grano 100 μm
• 4 Hegman = Tamano de grano 50 μm
• 8 Hegman = Tamano de grano 0 μm

Método de ensayo

• • colocar el objeto de medición en la parte mas profunda de la ranura de medición
  • extender contra el otro extremo con una rasqueta de canto agudo inclinada
  • colocar inmediatamente el bloque a la altura de los ojos y buscar el punto de medición en el cual se observen partículas gruesas o sus huellas

Dureza superficial

La dureza superficial es la resistencia que ofrece un material o recubrimiento a una alteración permanente mediante la aplicación de una fuerza mecánica como puede ser la presión, frote o rayado. La dureza no es exactamente una propiedad del material, sino que depende de otras propiedades como la elasticidad, la plasticidad y la cohesión.
Existen diferentes métodos para realizar la medición de la dureza superficial de pinturas.

• Método del rayado , el cual se realiza con durómetros de lápiz y nos da la resistencia al rayado de una película de pintura.
• Método de penetración , que nos da la capacidad de resistencia de una película a resistir la penetración en la misma de un objeto punzante. Este método serealiza conaparatos especiales del tipo BUCHHOLZ, BARCOL y SHORE.
• Métodos de péndulo, que determina la dureza mediante la resistencia a la rodadura de unas esferas sobre la superficie de la pintura. Entre estos métodos tenemos los de Pendulo PERSOZ o el de KONIG.

Adherencia

Podemos definir a la adherencia como la fuerza de enlace existente entre una película seca de pintura y el sustrato sobre el que se encuentra aplicada. El método más común para determinar el grado de adherencia es el ensayo de corte enrejado. Consiste en realizar, sobre la superficie seca, dos cortes cruzados y perpendiculares, con un útil que incorpora una cuchilla especial con seis filos. Se forma así un enrejado de 25 cuadros. Posteriormente, se cepilla la cuadrícula y se observa si se han producido desconchados en los ángulos. El ensayo se puede hacer aún más riguroso, recubriendo la cuadrícula con una cinta autoadhesiva y después desprendiéndola con un movimiento rápido. Dependiendo del comportamiento de los cortes, se establece una clasificación entre 0 y 4. El «0» se asigna a cortes perfectos, sin ningún desprendimiento y el «4» a desprendimientos de película superiores al 35% del área cuadriculada.
IMAGEN

Doblado

Definimos la resistencia al doblado de un película seca de pintura a la adherencia de dicha película sobre el sustrato en un determinado radio y nos indica la elasticidad y su adherencia al ser sometida a dicha fuerza
Para dicho control se utilizan dos normas.
La norma DIN EN ISO 1519, indica el uso de mandriles cilíndricos.
La norma ASTM D522 y DIN EN ISO 6860, describe el ensayo con un mandril cónico o cilíndrico. El mandril cónico permite ensayar de una sola vez una gran variedad de radios de doblado.

Embutición

La chapa de ensayo pintada o provista de un recubrimiento protector es estampada a presión contra una matriz mediante un troquel con forma de bola y expandida hasta que la pintura o el recubrimiento se agrieta o se descascarilla. La profundidad hasta la que ha penetrado el troquel de bola en el instante en que comienza el deterioro es la medida que indica la calidad de la pintura o del recubrimiento en cuanto a capacidad de extensión y adherencia. Esta máquina de ensayo sencilla y manual es especialmente apropiada para comprobar la calidad de lacas, pinturas, recubrimientos plásticos y esmaltados

Resistencia a la corrosión

En la actualidad la industria y los bienes deben cumplir exigencias cada vez más estrictas en cuanto a resistencia anticorrosiva para las distintas zonas climáticas. Por este motivo, se han redactado muchas normas que regulan los ensayos de cambio de clima y obligan a simular los cambios en condiciones más rigurosas. En condiciones de laboratorio aceleradas, estas pruebas de cambio de clima proporcionan más y mejor información sobre el grado de corrosión relativa que, por ejemplo, los ensayos realizados solamente con niebla salina. Las pruebas de cambio de clima permiten simular, de manera comparable, el esfuerzo provocado por las condiciones medioambientales naturales.

Descripción de la cámara de niebla salina

Las cámaras de niebla salina permiten realizar pruebas de corrosión. Es un equipo de laboratorio que puede reproducir con repetibilidad condiciones ambientales corrosivas (ambiente marino) según normas internacionales como AFNOR X 41002, ASTB 280 o en opción ASTM B 368 (CASS TEST)

Resistencia a la humedad y temperatura

El método de resistencia a la humedad se fundamenta en la se la resistencia a la formación de ampollas en la superficie de la pintura
Este ensayo se realiza mediante Cámara de humedad a temperatura controladas: Consta de un recinto aislado térmicamente con un tanque de agua destilada la cual es calentada eléctricamente.
La temperatura de la cámara varía entre 42 y 48 ºC en un lapso de 30 minutos; luego desciende gradualmente hasta alcanzar el valor inferior, también en 30 minutos. En esta última etapa la humedad condensa sobre la superficie pintada.

Resistencia al agua y otros agentes químicos

Otro método de ensayo para comprobar la resistencia a la humedad es el de resistencia a la inmersión y agentes químicos.
Las probetas se sumergen en agua; soluciones salinas, ácidas o alcalinas; aceites, etc.,
a la temperatura y durante el lapso convenidos. El juzgamiento del ensayo se lleva a cabo considerando las modificaciones de color y brillo, la formación de ampollas y cualquier otro tipo de falla de la película.

Ensayo de durabilidad

La degradación de la película de pintura por agentes atmosféricos es fruto de la combinación de diversos elementos, Entre los que se encuentran la luz solar, la temperatura, la humedad relativa, la lluvia, etc. Las diferentes atmósferas (rural, urbana industrial y marina) generando condiciones de distinta agresividad.
Para determinar el efecto de la a esta exposición permanente, generalmente los laboratorios de control de calidad e institutos de investigación disponen de estaciones en las que las pinturas y los recubrimientos se exponen a la intemperie.
El tipo de sustrato y el esquema de pintado deben estar perfectamente definidos; en el los paneles se orientan hacia el sur ya que reciben mayor radiación solar e inclinados a 45º para compensar la retención de suciedad con el lavado producido por el agua de lluvia.
Los paneles se inspeccionan regularmente, a lapsos preestablecidos con el fin de determinar las pérdidas de las propiedades de la película y los posibles fallos.

Para poder acelerar estos ensayos existen los equipos de envejecimiento acelerado, entre los que podemos citar:

Weather Oneters

Los Weather Ometers que reproducen las condiciones ambientales (luz, humedad y temperatura); en muchos casos se generan atmósferas similares a las del tipo industrial con el empleo de dióxido de azufre o de nitrógeno.
Las características operativas de los equipos intentan correlacionar los resultados de laboratorio con los correspondientes a la exposición real.

Cámara de UV

Cámara de UV: Los ensayos de resistencia a la luz se llevan a cabo sobre paneles de
características preestablecidas en lo relativo a su naturaleza y composición (metal, madera, hormigón, plásticos, etc.).
Los paneles pintados se ensayan a la acción de la luz ultravioleta en cámaras especiales durante un lapso determinado con el fin de comprobar en laboratorio los requisitos contemplados en normas o especificaciones.
Generalmente se realizan determinaciones de color y brillo con respecto a muestras no expuestas; otras propiedades mecánicas igualmente pueden ser evaluadas.

Residencia al gravillonado

Este tipo de ensayo intenta reproducir los efectos que produce la grava al golpear sobre una superficie pintada.
Es un ensayo habitual en las normas de los fabricantes del automóvil y la forma de realizar este ensayo es simple y sencillo, consiste en colocar una probeta en un soporte y se hace caer a través de un tubo un peso determinado de grava, o abrasivo, que variará según la norma a cumplir.
Dependiendo del grado de desprendimiento de la pintura y de si ha llegado a la chapa o ha quedado capas de pintura o imprimación dispondremos de una escala de valoración, la cual nos dará si es Ok o no es Ok.

El brillo es una característica causada por la reflexión de la luz sobre la superficie de la pintura ; es una propiedad particularmente importante en pinturas de terminación para exteriores
El método más frecuente para comparar el brillo de superficies pintadas es el visual, generalmente contrastado con paneles estandarizados de brillo decreciente. En todos los casos se debe tener la precaución de que el ángulo de incidencia de la luz sea similar y que ésta sea de las mismas características.
a pesar de esto, la apreciación del brillo de un sustrato pintado se encuentra afectada por numerosas variables subjetivas de cada observador.
Ante este problema el método mas usual para determinar el brillo de una película es a través de los medidores de brillo , llamados usualmente “glossmeters”.
Estos medidores cuantifican fotoeléctricamente la intensidad de un rayo de luz reflejado por la superficie en examen, en condiciones tales que el ángulo de medida es siempre igual al de incidencia.
Los aparatos constan de un dispositivo de medición (galvanómetro), con la fuente de energía y controles de ajuste y además, de la unidad de medida que comprende la fuente luminosa, el sistema óptico y la célula fotoeléctrica . La selección del ángulo de incidencia depende del brillo de la superficie a medir; así por ejemplo, para pinturas la mejor correlación con la observación visual corresponde a un ángulo de incidencia y de reflexión de 60 grados.
Para las películas de pinturas, los valores proporcionados con un ángulo de incidenciaby de reflexión de 60º, se clasifican según la siguiente escala:

• 0-15, mate.
• 16-25, semimate.
• 26-50, poco brillante.
• 51-70, brillante.
• 71-100, muy brillante.

Las medidas de brillo se realizan con respecto a patrones; generalmente se calibra el instrumento con un vidrio negro estándar en el extremo superior (la lectura se ajusta a 96 de la escala) y con un bloque de carbonato de magnesio en el inferior (la lectura se ajusta a 2,5).

Poder cubriente

La importancia de conocer la capacidad de cubrición que tiene una pintura es imprescindible para poder saber su rendimiento, su aplicación y el grado de dispersión del pigmento utilizado
Para determinar esto , debemos conocer cual es el espesor mínimo necesario para que cubra un fondo de contrate.
El método se realiza mediante cartulinas homologadas con contraste blanco negro.
Aplicaremos una película de pintura en gradiente de manera que iremos aumentando el espesor según descendamos en la cartulina.
El punto en el que no se distinga diferencia de contrate blanco negro será el punto de cubrición .

Estos son en general los diferentes controles de calidad que se practican en una pintura, existiendo algunos mas , y que dependerán de Normativas especiales según el uso concreto de las mismas.
Tampoco todos los controles que se han expuesto son habituales en todos los casos, y solo en aquellas pinturas de altas prestaciones si se realizan todos.

Aplicación

En algunos caso y para pinturas muy especiales, se debe realizar un ensayo de aplicación , la que nos determinará el comportamiento futuro en el lugar de aplicación.
Para ello se intenta reproducir de la manera mas exacta posible las condiciones en las que se va a utilizar la pintura.
Una vez aplicada , se comprobarán los diferentes parámetros según necesidades y caracte- rísticas de cada pintura.

Extensibilidad

Capacidad para que la pintura no forme piel de naranja, hervidos descuelgues, el grado de espesor antes del descuelgue, viscosidad optima de aplicación, etc.