Norma Tecnica Ntc 811

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 811 2005-08-24

MÉTODO DE ENSAYO PARA MEDIR LA ADHESiÓN DE UN RECUBRIMIENTO MEDIANTE EL ENSAYO DE CINTA

E:

STANDARD TEST METHODS FOR MEASURING COATING ADHESION BY TAPE TEST.

ICONTEC CORRESPONDENCIA:

esta norma es una adopción modificada (MOD) respecto a su documento de referencia, la norma ASTM 03359:2002. Standard Test Methods for Measuring Adhesion by Tape Test.

DESCRI PTORES:

recubrimientos de pintura - métodos de ensayo; recubrimientos de pintura - ensayo de adhesión; métodos de ensayo - ensayo de cinta.

I.C.S.: 87.Cf40.00 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. Tel. 6078888 Fax 2221435

Prohibida su reproducción

Cuarta actualización Editada 2005-09-05


NTC 811 (Cuarta actualización)

MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR LA ADHESiÓN DE UN RECUBRIMIENTO MEDIANTE EL ENSAYO DE CINTA

o. La presente no a es una adopc 'n modificada (MOD) de cambios realiza os se encuentran en nexo A (Informativo).

1.

a ASTM D3359-02, los

OBJET

los procedimientos pa s aplicando y retirando

ión de las películas de nsible a la presión sobre

so en sitios de trabajo, mils). e ensayo B para películas de

NOTA 2 Se debe recono r que las diferencias en la capacidad de adhesió la superficie del recubrimiento, puede afectar los resultados obtenidos con recubrimientos que tengan la misma adhesión inherente.

1.4 En sistemas de recubrimientos multicapa, la adhesión puede fallar entre capas, de tal manera que no se determina la adhesión del sistema de recubrimiento al substrato.

Los valores establecidos en unidades del S.1. deben ser considerados como la norma, los valores dados entre paréntesis son <únicamente para información. 1.5

1.6 Esta norma no pretende señalar todos los problemas de seguridad asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario establecer las prácticas apropiadas de seguridad y salud ocupacional y determinar la aplicabilidad delas limitaciones reglamentarias antes de su uso.

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 2.


REFERENCIAS NORMATIVAS

Los siguientes documentos normativos referenciados son indispensables para la aplicación de este documento normativo. Para referencias fechadas, se aplica únicamente la edición citada. Para referencias no fechadas, se aplica la última edición del documento normativo referenciado (incluida cualquier corrección). 2.1

NORMAS ASTM

ASTM D609, Practice for Preparation of Cold-Rolled Steel Panels for Testing Paint, Varnish, Conversion Coatings and Related Coating Products. ASTM D823, Practice for Producing Films of Uniform Thickness of Paint, Varnish and Related Products on Test Panels. ASTM D1000, Test Methods for Pressure-Sensitive Adhesion Coated Tapes Used for Electrical and Electronic Applications. (NTC 3302) ASTM D1730, Practices for Preparation of Aluminum and Aluminum-Alloy Surfaces for Painting. ASTM D2092, Guide for Preparation of Zinc-Coated (Galvanized) Steel Surfaces for Painting. ASTM D2370, Test Method for Tensile Properties of Organic Coatings. ASTM D3330, Test Method for Peel Adhesion of Pressure-Sensitive Tape. ASTM D3924, Specification for Standard Environment for Conditioning and Testing Paint, Varnish, Lacquer, and Related Materials. ASTM D4060, Test Method for Abrasion Resistance of Organic Coatings by the Taber Abraser (NTC 4457) 2.2

NORMAS COLOMBIANAS

NTC 3302, Plásticos. Cintas adhesivas sensibles a la presión para aplicaciones eléctricas y electrónicas. Métodos de ensayo. (ASTM D1000). NTC 4457, Determinación de la resistencia a la abrasión de recubrimientos orgánicos con el aparato Taber para abrasión. (ASTM D 4060).

3.

RESUMEN DE LOS MÉTODOS

3.1

MÉTODO DE ENSAYO A

Se hace un corte en X en la película hasta el sustrato, se aplica cinta adhesiva sobre el corte y luego se retira; se evalúa la adhesión cu~litativamente sobre la escala de O a 5. 3.2

MÉTODO DE ENSAYO B

Se hace en la película un patrón de cortes formando un enrejado, con 6 u 11 cortes en cada dirección, hasta el substrato, se aplica cinta adhesiva sensible a la presión sobre el patrón de enrejado de los cortes y luego se retira; se evalúa la adhesión por cornoaración con las descripciones e ilustraciones. 2

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 4.


IMPORTANCIA Y USO

4.1 Para que un recubrimiento cumpla con su función de proteger o decorar un substrato, debe adherirse a éste durante todo su período de vida útil. Debido a que el substrato y la preparación de la superficie (o la falta de esta), tienen un efecto drástico sobre la adhesión del recubrimiento, es muy útil para la industria disponer de un método para evaluar la adhesión de un recubrimíento en diferentes substratos o tratamientos de superficies, o de diferentes recubrimientos al mismo substrato y tratamiento. 4.2 Las limitaciones de todos los métodos de ensayo de adhesión y la específica de este método para niveles más bajos de adhesión (véase el numeral 1.3), deberían reconocerse antes de emplear cualquiera de ellos. La precisión intra e interlaboratorios de este método de ensayo, es similar a la de otros métodos de amplia aceptación para substratos recubiertos (por ejemplo el Método de ensayo ASTM 02370 y el Método de ensayo de la NTC 4457 (ASTM 04060), pero esto se debe en parte, a el método de esta norma es insensible las diferencias en la adhesión, excepto las muy g des. a escala limitada de O a 5 se eligió l:1e· eradamente para evitar una falsa impresión que es se ible. MÉ

5.

APARA OS Y MATERIALES

5.1 . Es

articularmente importante

que los bordes 5.2

Regla de acero 5.3

CINTA nsible a la presión1, 25 ), semitransparente, cuya haya sido acordada entre e veedor y el usua o. Debido a la variación en ión con el tiempo y de un lote otro, es esen al que se use cinta de un ayan a realizar ensayos en difere e debe utilizar para calificar una serie

5.4

En el extremo de un lápiz.

La información a continuación se da para comodidad de los usuarios de esta norma, y no constituye respaldo del ICONTEC, al producto mencionado. Se pueden usar productos equivalentes si se puede demostrar que conducen a los mismos resultados. La cinta permacel 99 es el nombre comercial del producto fabricado por Permacel, New Brunswick, NJ 08903, y está disponible en varios distribuidores de cinta Permacel. El fabricante de esta cinta y el fabricante de la cinta usada en el estudio interlaboratorio (véase el documento de ASTM RR:D01-1008), ha informado al comité de ASTM que las propiedades de la cinta fueron cambiadas. Los usuarios de las cintas deberían verificar si los materiales actuales dan resultados comparables al material anteriormente usado.

3

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 5.5


ILUMINACiÓN

Una fuente de luz es útil para determinar si los cortes en la película han sido hechos hasta el substrato.

6.

ESPECíMENES DE ENSAYO

6.1 Cuando se emplea este método en el campo, el espécimen es la estructura o artículo recubierto, en el cual se va a evaluar la adhesión. 6.2 Para uso en laboratorio se aplican los materiales que se van a ensayar, a paneles con las mismas condiciones de composición y superficie en las cuales se desea determinar la adhesión. 6.3 Los paneles deben ser planos y libres de distorsión. Las dimensiones deben ser tales que permitan que el ensayo se realice en tres posiciones diferentes que no esté a menos de 5 mm una de otra y desde el borde del panel. Cuando los paneles sean de un material blando (madera o yeso) el espesor mínimo del panel debe ser de 10 mm. Cuando el panel sea de material duro (metal), el espesor mínimo de este debe ser de 0,25 mm. NOTA 3 100mm.

Se ha encontrado que son convenientes paneles rectangulares que midan aproximadamente 150 mm X

NOTA 4 En los casos en donde los paneles son de madera, la dirección y la estructura del grano puede influenciar el ensayo y un grano pronunciado volverá imposible la determinación. NOTA 5 En las normas ASTM 0609, ASTM 01730 Y ASTM 02092 se suministran métodos de preparación de superficies y descripciones de los paneles de ensayo aplicables. NOTA 6 Los recubrimientos deben aplicarse según se indica en la norma ASTM 0823, o según se acuerden entre el cliente y el proveedor. NOTA 7 Si se desea o está especificado, los paneles de ensayo metálicos recubiertos pueden someterse a una exposición preliminar, como inmersión en agua, atomización de salo de alta humedad, antes de realizar el ensayo de cinta adhesiva. Las condiciones y tiempo de exposición se rigen por el uso final del recubrimiento, o se deben acordar entre el cliente y el proveedor.

7.

PROCEDIMIENTO

7.1 Se selecciona un área libre de defectos e imperfecciones superficiales menores. Para ensayos de campo, se debe garantizar que la superficie esté limpia y seca. La temperatura o humedad relativa extrema pueden afectar la adhesión de la cinta al recubrimiento. 7.1.·1 Para especímenes que han sido sumergidos: después de la inmersión, limpie y frote la superficie con un solvente apropiado que no dañe la integridad del recubrimiento. Luego, seque o prepare la superficie, o ambas cosas, según se acuerde entre el cliente y el proveedor. 7.2 Se hacen dos cortes en la película, cada uno de 40.mm de longitud, que se intersequen cerca de su punto medio, de forma que- el ángulo más pequeño tenga entre 30° y 45°. Al hacer las incisiones, se usa la regla y se corta el recubrimiento hasta el sustrato con un movimiento firme y estable. 7.3 Se inspeccionan las incisiones para ver la reflexión de la luz proveniente del sustrato metálico, con el fin de establecer que la película de recubrimiento haya sido penetrada. Si el sustrato no ha sido alcanzado, se hace otra X en un sitio diferente. No se debe intentar profundizar un corte previo, ya que esto puede afectar la adhesión en al área de la incisión. 4



7.4 Se sacan del rollo dos vueltas completas de la cinta adhesiva y se descartan. Se retira un tramo adicional a una velocidad constante (es decir sin jalones bruscos) y se corta una pieza de aproximadamente 75 mm de longitud. 7.5 Se coloca el centro de la cinta en la intersección de los cortes, con la cinta en la misma dirección de los ángulos más pequeños. Se alisa la cinta con un dedo en el área de las incisiones y luego se frota firmemente con el borrador de goma de un lápiz. El color bajo la cinta transparente es un buen indicador de que se ha logrado un buen contacto. 7.6 Entre 90 s ± 30 s desde la aplicación, se retira la cinta tomándola por el extremo libre y halándola rápidamente (sin tirones bruscos) hacia atrás, a un ángulo lo más cercano posible a 180°. 7.7 Se inspecciona el área del corte en X para verificar, primero, si el recubrimiento se ha desprendido del substrato o de un recubrimiento previo, y segundo, el grado de adhesión de acuerdo con la siguie escala: 5A

o desprendimiento

4A

3A

O sprendimiento irregular a e alguno de los lacios

las incisiones o en su

largo de la mayoría e las i cisiones hasta de 1,6 mm

e la mayoría e las i cisiones hasta de 3,2 mm

2A

1A

OA 7.8

Se repit

puntos de cada I de nsayo. Para estructuras ayo en otros d para gatantlzar-que la ev luación de la adhesión es r ensayos suficient superficie. amienta cortante y, si es el borde suavemente en herramientas cortantes

8.

INFORME

8.1 Se informa el número de ensayos, su promedio y rango; cuando se trata de sistemas de recubrimiento se informa dónde ha ocurrido la falla, es decir, entre la primera capa y el sustrato, entre la primera y segunda capa, etc. 8.2 En ensayos de campo se informa la estructura o el artículo ensayado, la ubicación y las condiciones ambientales en el momento del ensayo. 8.3 Para paneles de ensayo se informa el sustrato empleado, el tipo de recubrimiento, el método de curado y las condiciones ambientales en el momento del ensayo.

5



8.4 Si la fuerza de adherencia de la cinta se ha determinado de acuerdo con los métodos de ensayo ASTM 01000 (NTC 3302) o ASTM 0300, se informan los resultados con el grado de adhesión. Si no se ha determinado la resistencia de la cinta, se informa la cinta específica usada y su fabricante. 8.5 si el ensayo se realiza después de la inmersión, se regístran en el informe las condiciones de inmersión y el método de preparación de la muestra.

9.

PRECISiÓN

Y DESVIACiÓN

9.1 En un estudio interlaboratorios de este método de ensayo, los operadores en seis laboratorios hicieron una medición de la adhesión en tres paneles, cada uno de los cuales tenía tres recubrimientos que cubrían un rango amplio de adhesiones. Se encontró que la desviación estándar en cada laboratorio era de 0,33 y entre laboratorios, de 0,44. Con base en las desviaciones estándar, se deben utilizar los siguientes criterios para juzgar la aceptabilidad de los resultados en el nivel de confianza de 95 %: 9.1.1

Repetibilidad

Si la adhesión es uniforme en una superficie grande, los resultados obtenidos por el mismo operador se deben considerar sospechosos si difieren en más de un grado de acuerdo con la escala de calificación, para dos mediciones. 9.1.2

Reproducibilidad

Dos resultados, cada uno el promedio de ensayos por triplicado, obtenidos por diferentes operadores, se deben considerar sospechosos si difieren en-más de 1,5 unidades del grado de acuerdo con la escala de calificación. 9.2

No es posible establecer la desviación para estos métodos de ensayo. MÉTODO DE ENSAYO B. ENSAYO DE CINTA ADHESIVA

10.

APARATOS

10.1

HERRAMIENTA

Y CORTE EN CUADRíCULA

Y MATERIALES DE CORTE

Cuchilla de afeitar afilada, escalpelo, cuchillo u otro instrumento cortante que tenga un ángulo de corte entre 15 o y 30 o , que haga un solo corte o varios a la vez? Es particularmente importante que el borde o bordes de corte estén en buenas condiciones .

.

10.2

GUíA DE CORTE

Si los cortes se hacen manualmente (por oposición al corte con un aparato mecánico) se debe emplear una regla de acero u otro metale-duro para garantizar que los cortes sean rectos. 10.3

REGLA

Regla de acero templado, graduada en 0,5 mm para medir cortes individuales.

Existen pocas fuentes especializadas en equipos de ensayo para la industria de pinturas, de las cuales se pueden obtener cortadores con cuchillas múltiples.

6

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 10.4


CINTA

Como la descrita en el numeral 5.3. 10.5

BORRADOR

DE GOMA

En el extremo de un lápiz. 10.6

ILUMINACiÓN

Como se describe en el numeral 5.5. 10.7

LUPA ento, iluminada, que se usará mientr o, con aumento de x2 o x3.

se hacen cortes individuales y

11.1 Los esp cfmenes de ensayo ben ser como se des anotar que los ortadores de punta mú . le sólo dan buenos suficientemente planas para que todos los ardes cortantes h mismo ángulo. e debe verificar, con una re a de acero te (véase el nume 110. .

ribe el numeral 6. Hay que resul dos en áreas de ensayo gan e ntacto con el sustrato al piado que el borde sea plano

11.

ESPECí

12.

~::~~I~~=

los e pecímenes a un ensayo la Not 3). Después de secar o rimien o, se lleva a cab icho ensayo'-..r-iIaW,¡¡..¡¡j!,,'ratura mbiente, como se define TM D 3924, a menos qu se reqUIef'a o se haya a ordado una temperatura

c

12.1.1 Para es superficie con u prepare la supe 12.2 Se seleccion n área libre de defectos e imperfec' s superficiales menores; se coloca sobre una base firme y, bajo el lente de aumento iluminado, se hacen cortes paralelos de la siguiente forma: 12.2.1 Para recubrimientos cuyo espesor de película seca sea de hasta 50 prn inclusive (2,0 mils), debe haber un espacio de 1 mm entre los cortes si el sustrato es metálicos (sustrato duro) o 2 mm de espacio si el sustrato es madera o yeso (sustrato blando). Se hacen 11 cortes, a menos que se haya acordado algo diferente. . 12.2.2 Para recubrimientos cuyo espesor de película seca esté entre 50 urn (2,0 mils) y 125 urn (5 mils), el espacio entre los cortes debe ser de 2 mm y se hacen seis cortes. Para películas con un espesor mayor de 125 urn (5 mils), se puede usar un espaciado entre los cortes de 3 mm usar el método de ensayo A3. El método de ensayo B ha sido usado exitosamente 0,13 mm (5mils) con cortes espaciados

7

por algunas personas en recubrimientos

mayores de



12.2.3 Hacer todos los cortes con una longitud promedio de 20 mm. Se corta la película hasta el sustrato con un movimiento constante y firme, aplicando a la herramienta sólo la presión suficiente para hacer que el borde cortante alcance el substrato. Cuando se hacen cortes individuales sucesivos con ayuda de una guía, se coloca ésta sobre el área no cortada. 12.3 Después de hacer los cortes requeridos, se cepilla suavemente la película cepillo o papel facial, para retirar escamas o trozos sueltos del recubrimiento.

con un

12.4 Se examina el borde de la herramienta cortante y, si es necesario, se elimina cualquier deformación o perdida de filo, puliendo el borde suavemente con una piedra de afilar. Se hacen cortes adicionales a 90° y centrados sobre los cortes originales. 12.5 Se cepilla el área como se hizo anteriormente y se inspeccionan en las incisiones la reflexión de la luz del sustrato. Si no se ha alcanzado el metal, se hacen otros cortes en un sitio diferente. 12.6 Se retiran dos vueltas completas de cinta y se desechan. Se corta un tramo adicional a una velocidad constante (sin tirones bruscos) y se corta una pieza de aproximadamente 75 mm de longitud. 12.7 Se coloca el centro de la cinta sobre los cortes y se aplana con el dedo sobre el área de los cortes. Para garantizar que haya buen contacto con la película, se frota la cinta firmemente con el borrador del extremo del lápiz. El color que queda bajo la cinta es un buen indicador de cuándo se ha logrado un buen contacto. 12.8 Dentro de un período de 90 s ± 30 s después de la aplicación, se retira la cinta tomándola por el extremo libre y halándola hacia atrás rápidamente, con un movimiento firme (sin tirones bruscos), a un ángulo lo más cercano posible a los 180°. 12.9 Se inspecciona con la lupa y con iluminación en el área de corte, para verificar si el recubrimiento se ha desprendido del substrato o de un recubrimiento previo. La adhesión se califica de acuerdo con la siguiente escala, ilustrada en la Figura 1: 5B

Los bordes de los cortes son completamente parejos; del enrejado formado por los cortes está suelto.

4B

Pequeñas escamas de recubrimiento del 5 % del área está afectada.

3B

Pequeñas escamas del recubrimiento están sueltas a lo largo de los bordes y en las intersecciones de los cortes. El área afectada está entre el 5 % Y 15' % del enrejado formado por los cortes.

2B

El revestimiento se ha desprendido a lo largo de los bordes de los cortes y en partes de las esquinas. El área afectada está entre el 15 % Y 35 % del enrejado.

1B

El revestimiento se ha rasgado a lo largo de tos bordes en tiras grandes y se han desprendido cuadrados enteros. El área afectada está entre el 35 % Y el 65 % del enrejado.

OB

El astillamiento

y desprendimiento

ninguno

están sueltas en las intersecciones;

es peor que el de Grado 1.

8

de los cuadrados

menos



Calificación

Porcentaje de área retirada

58

O% Ninguna

48

Menos 5 %

3E/,\

-,

OE

<, '"

• r\

5 % a 15 %

2E

1E

Superficie de área desde la cual ha ocurrido el desprendimiento, para 6 cortes paralelos y rango de adhesión por porcentaje

~

35%a65%

Más de 55

• -, • N • W=

ura 1. Calificación de los "s""ad¡~

12.10 Se re p ite ~el en 8'y o en dos p untos diferentes en cada p

13.

111

--

esión

el de ensa y o.

INFORME

13.1 Se informa el número de ensayos, su promedio y el intervalo y, para sistemas de recubrimiento, en dónde ha ocurrido la falla, es decir, entre el primer recubrimiento y el substrato, entre el primer y segundo recubrimiento" etc. 13.2

Se informa el sustrato empleado, el tipo de recubrimiento y el método de curado.

13.3 Si la fuerza de adhesión ha sido determinada de acuerdo con los Métodos de ensayo ASTM D1000 (NTC 3302) o ASTM D3330, se informan los resultados con el (los) grado (s) de adhesión. Si la fuerza de adhesión de la cinta no ha sido determinada, se informa la cinta específica utilizada y su fabricante. 9



13.4 Si el ensayo es realizado después de la inmersión, se registran condiciones de inmersión y el método de preparación de la muestra. 14.

en el informe

las

PRECISiÓN Y SESGO

14.1 Se realizaron dos ensayos interlaboratorio con este método. En uno de ellos, los operadores de 6 laboratorios hicieron una medición de la adhesión en tres paneles, cada uno de los cuales cubría un amplio rango de adhesiones. En otro ensayo, operadores de 6 laboratorios tomaron 3 mediciones en dos paneles, cada uno de 4 diferentes recubrimientos, aplicados sobre otros 2 recubrimientos. Las desviaciones estándar para los ensayos en cada laboratorio fueron de 0,37, e interlaboratorios, de 0,7. Con base en estas desviaciones, los siguientes criterios se deben utilizar para juzgar la aceptabilidad de los resultados con un nivel de confianza de 95 %. 14.1.1 Repetibilidad. Si la adhesión es uniforme en una superficie grande, los resultados obtenidos por el mismo operador se deben considerar sospechosos si difieren en más de dos grados de acuerdo con la escala de calificación. 14.1.2 Reproducibilidad Dos resultados, cada uno el promedio de los ensayos por duplicado o triplicado, obtenidos por diferentes operadores, se deben considerar sospechosos si difieren en más de dos grados de acuerdo con la escala de calificación.

14.2

No se puede establecer

15.

PALABRAS CLAVE

el sesgo para estos métodos de ensayo.

15.1 Adhesión, cinta adhesiva, método de ensayo de adhesión en corte cruzado; ensayo de adhesión de la cinta; método de ensayo de adhesión en corte en x.

.

, 10

método de


NTC 811 (Cuarta actualización) REFERENCIAS

(1)

Mittal, K.L., "Adhesion Measurement Recent Progress, Unsolved Problems and Prospects", "Adhesion Measurement of Thin Films, Thick films and Bulk Coatings". ASTM STP 640, ASTM, 1987, pp. 7-8.

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(3)

Gardner, HA, and Sward, G.G Paint Testing Laboratory, Bethesda, MD, 1962, pp. 159-170.

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11

Coatings".

Proceedings,

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