norma tecnica ntc 811

NORMA TÉCNICACOLOMBIANA

NTC811

2005-08-24

MÉTODO DE ENSAYO PARA MEDIR LAADHESiÓN DE UN RECUBRIMIENTO MEDIANTEEL ENSAYO DE CINTA

E: STANDARD TEST METHODS FOR MEASURING COATINGADHESION BY TAPE TEST.

ICONTECCORRESPONDENCIA: esta norma es una adopción

modificada (MOD) respecto a sudocumento de referencia, la normaASTM 03359:2002. Standard TestMethods for Measuring Adhesion byTape Test.

DESCRI PTORES: recubrimientos de pintura - métodosde ensayo; recubrimientos de pintura- ensayo de adhesión; métodos deensayo - 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 actualizaciónEditada 2005-09-05

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 811 (Cuarta actualización)

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

o.a ASTM D3359-02, losLa presente no a es una adopc 'n modificada (MOD) de

cambios realiza os se encuentranen nexo A (Informativo).

1. OBJET

los procedimientos pas aplicando y retirando

ión de las películas densible 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, puedeafectar 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 talmanera que no se determina la adhesión del sistema de recubrimiento al substrato.

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

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


2. REFERENCIAS NORMATIVAS

Los siguientes documentos normativos referenciados son indispensables para la aplicación deeste 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 RelatedProducts on Test Panels.

ASTM D1000, Test Methods for Pressure-Sensitive Adhesion Coated Tapes Used for Electricaland 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 yelectrónicas. Métodos de ensayo. (ASTM D1000).

NTC 4457, Determinación de la resistencia a la abrasión de recubrimientos orgánicos con elaparato 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 yluego 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 cadadirección, hasta el substrato, se aplica cinta adhesiva sensible a la presión sobre el patrón deenrejado de los cortes y luego se retira; se evalúa la adhesión por cornoaración con lasdescripciones e ilustraciones.

2


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 lapreparación de la superficie (o la falta de esta), tienen un efecto drástico sobre la adhesión delrecubrimiento, es muy útil para la industria disponer de un método para evaluar la adhesión de unrecubrimíento en diferentes substratos o tratamientos de superficies, o de diferentesrecubrimientos al mismo substrato y tratamiento.

4.2 Las limitaciones de todos los métodos de ensayo de adhesión y la específica de estemétodo para niveles más bajos de adhesión (véase el numeral 1.3), deberían reconocerse antes deemplear cualquiera de ellos. La precisión intra e interlaboratorios de este método de ensayo, essimilar a la de otros métodos de amplia aceptación para substratos recubiertos (por ejemplo elMétodo de ensayo ASTM 02370 y el Método de ensayo de la NTC 4457 (ASTM 04060), pero estose 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 unafalsa impresión que es se ible.

MÉ

5. APARA OS Y MATERIALES

5.1

que los bordes

5.2

Regla de acero

5.3 CINTA

. Es articularmente importante

nsible a la presión1, 25 ), semitransparente, cuyahaya sido acordada entre e veedor y el usua o. Debido a la variación enión con el tiempo y de un lote otro, es esen al que se use cinta de unayan a realizar ensayos en diferee 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 constituyerespaldo del ICONTEC, al producto mencionado. Se pueden usar productos equivalentes si se puededemostrar que conducen a los mismos resultados. La cinta permacel 99 es el nombre comercial delproducto fabricado por Permacel, New Brunswick, NJ 08903, y está disponible en varios distribuidores decinta 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 lacinta fueron cambiadas. Los usuarios de las cintas deberían verificar si los materiales actuales danresultados comparables al material anteriormente usado.

3


5.5 ILUMINACiÓN

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

6. ESPECíMENES DE ENSAYO

6.1 Cuando se emplea este método en el campo, el espécimen es la estructura o artículorecubierto, 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 lasmismas 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 quepermitan que el ensayo se realice en tres posiciones diferentes que no esté a menos de 5 mmuna de otra y desde el borde del panel. Cuando los paneles sean de un material blando (maderao 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 Se ha encontrado que son convenientes paneles rectangulares que midan aproximadamente 150 mm X100mm.

NOTA 4 En los casos en donde los paneles son de madera, la dirección y la estructura del grano puede influenciarel 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 desuperficies 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 elcliente y el proveedor.

NOTA 7 Si se desea o está especificado, los paneles de ensayo metálicos recubiertos pueden someterse a unaexposición preliminar, como inmersión en agua, atomización de salo de alta humedad, antes de realizar el ensayo decinta adhesiva. Las condiciones y tiempo de exposición se rigen por el uso final del recubrimiento, o se deben acordarentre el cliente y el proveedor.

7. PROCEDIMIENTO

7.1 Se selecciona un área libre de defectos e imperfecciones superficiales menores. Paraensayos de campo, se debe garantizar que la superficie esté limpia y seca. La temperatura ohumedad 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 lasuperficie con un solvente apropiado que no dañe la integridad del recubrimiento. Luego, seque oprepare 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 intersequencerca de su punto medio, de forma que-el ángulo más pequeño tenga entre 30° y 45°. Al hacerlas incisiones, se usa la regla y se corta el recubrimiento hasta el sustrato con un movimientofirme y estable.

7.3 Se inspeccionan las incisiones para ver la reflexión de la luz proveniente del sustratometálico, con el fin de establecer que la película de recubrimiento haya sido penetrada. Si elsustrato no ha sido alcanzado, se hace otra X en un sitio diferente. No se debe intentarprofundizar 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 untramo adicional a una velocidad constante (es decir sin jalones bruscos) y se corta una pieza deaproximadamente 75 mm de longitud.

7.5 Se coloca el centro de la cinta en la intersección de los cortes, con la cinta en la mismadirección de los ángulos más pequeños. Se alisa la cinta con un dedo en el área de las incisionesy luego se frota firmemente con el borrador de goma de un lápiz. El color bajo la cintatransparente 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 yhalándola rápidamente (sin tirones bruscos) hacia atrás, a un ángulo lo más cercano posiblea 180°.

7.7 Se inspecciona el área del corte en X para verificar, primero, si el recubrimiento se hadesprendido del substrato o de un recubrimiento previo, y segundo, el grado de adhesión deacuerdo con la siguie escala:

4A

5A

las incisiones o en su

1A

o desprendimiento

3A O sprendimiento irregular a largo de la mayoría e las i cisiones hasta de 1,6 mme alguno de los lacios

2A

OA7.8 Se repit

8. INFORME

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

ayo en otros dr ensayos suficientsuperficie.

puntos de cada I de nsayo. Para estructuraspara gatantlzar-que la ev luación de la adhesión es

amienta cortante y, si esel borde suavemente enherramientas cortantes

8.1 Se informa el número de ensayos, su promedio y rango; cuando se trata de sistemas derecubrimiento 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 lascondiciones ambientales en el momento del ensayo.

8.3 Para paneles de ensayo se informa el sustrato empleado, el tipo de recubrimiento, elmétodo 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 deensayo ASTM 01000 (NTC 3302) o ASTM 0300, se informan los resultados con el grado deadhesión. Si no se ha determinado la resistencia de la cinta, se informa la cinta específica usada y sufabricante.

8.5 si el ensayo se realiza después de la inmersión, se regístran en el informe las condicionesde 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 seislaboratorios hicieron una medición de la adhesión en tres paneles, cada uno de los cuales teníatres recubrimientos que cubrían un rango amplio de adhesiones. Se encontró que la desviaciónestándar en cada laboratorio era de 0,33 y entre laboratorios, de 0,44. Con base en lasdesviaciones estándar, se deben utilizar los siguientes criterios para juzgar la aceptabilidad de losresultados 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 mismooperador se deben considerar sospechosos si difieren en más de un grado de acuerdo con laescala de calificación, para dos mediciones.

9.1.2 Reproducibilidad

Dos resultados, cada uno el promedio de ensayos por triplicado, obtenidos por diferentesoperadores, se deben considerar sospechosos si difieren en-más de 1,5 unidades del grado deacuerdo 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 Y CORTE EN CUADRíCULA

10. APARATOS Y MATERIALES

10.1 HERRAMIENTA DE CORTE

Cuchilla de afeitar afilada, escalpelo, cuchillo u otro instrumento cortante que tenga un ángulo decorte entre 15 o y 30 o , que haga un solo corte o varios a la vez? Es particularmente importanteque 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 debeemplear una regla de acero u otro metal duro para garantizar que los cortes sean rectos.

e-

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 sepueden obtener cortadores con cuchillas múltiples.

6


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 se hacen cortes individuales yo, con aumento de x2 o x3.

11. ESPECí

11.1 Los esp cfmenes de ensayo ben ser como se des ribe el numeral 6. Hay queanotar que los ortadores de punta mú . le sólo dan buenos resul dos en áreas de ensayosuficientemente planas para que todos los ardes cortantes h gan e ntacto con el sustrato almismo ángulo. e debe verificar, con una re a de acero te piado que el borde sea plano(véase el nume 110. .

12.

~::~~I~~=los e pecímenes a un ensayoc la Not 3). Después de secar o

rimien o, se lleva a cab icho ensayo'-..r-iIaW,¡¡..¡¡j!,,'raturambiente, como se defineTM D 3924, a menos qu se reqUIef'a o se haya a ordado una temperatura

12.1.1 Para essuperficie con uprepare la supe

12.2 Se seleccion n área libre de defectos e imperfec' s superficiales menores; secoloca sobre una base firme y, bajo el lente de aumento iluminado, se hacen cortes paralelos dela 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 deespacio si el sustrato es madera o yeso (sustrato blando). Se hacen 11 cortes, a menos que se hayaacordado 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 conun espesor mayor de 125 urn (5 mils), se puede usar un espaciado entre los cortes de 3 mm usarel método de ensayo A3.

El método de ensayo B ha sido usado exitosamente por algunas personas en recubrimientos mayores de0,13 mm (5mils) con cortes espaciados

7


12.2.3 Hacer todos los cortes con una longitud promedio de 20 mm. Se corta la película hasta elsustrato con un movimiento constante y firme, aplicando a la herramienta sólo la presión suficientepara hacer que el borde cortante alcance el substrato. Cuando se hacen cortes individuales sucesivoscon 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 con uncepillo o papel facial, para retirar escamas o trozos sueltos del recubrimiento.

12.4 Se examina el borde de la herramienta cortante y, si es necesario, se elimina cualquierdeformación o perdida de filo, puliendo el borde suavemente con una piedra de afilar. Se hacencortes 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 lareflexión de la luz del sustrato. Si no se ha alcanzado el metal, se hacen otros cortes en un sitiodiferente.

12.6 Se retiran dos vueltas completas de cinta y se desechan. Se corta un tramo adicional auna velocidad constante (sin tirones bruscos) y se corta una pieza de aproximadamente 75 mmde longitud.

12.7 Se coloca el centro de la cinta sobre los cortes y se aplana con el dedo sobre el área delos cortes. Para garantizar que haya buen contacto con la película, se frota la cinta firmementecon el borrador del extremo del lápiz. El color que queda bajo la cinta es un buen indicador decuándo 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 tomándolapor el extremo libre y halándola hacia atrás rápidamente, con un movimiento firme (sin tironesbruscos), 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 elrecubrimiento se ha desprendido del substrato o de un recubrimiento previo. La adhesión secalifica de acuerdo con la siguiente escala, ilustrada en la Figura 1:

5B Los bordes de los cortes son completamente parejos; ninguno de los cuadradosdel enrejado formado por los cortes está suelto.

4B Pequeñas escamas de recubrimiento están sueltas en las intersecciones; menosdel 5 % del área está afectada.

3B Pequeñas escamas del recubrimiento están sueltas a lo largo de los bordes y enlas intersecciones de los cortes. El área afectada está entre el 5 % Y 15' % delenrejado formado por los cortes.

2B El revestimiento se ha desprendido a lo largo de los bordes de los cortes y enpartes 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 handesprendido cuadrados enteros. El área afectada está entre el 35 % Y el 65 % delenrejado.

OB El astillamiento y desprendimiento es peor que el de Grado 1.

8


Porcentaje de área Superficie de área desde la cual ha ocurrido elCalificación desprendimiento, para 6 cortes paralelos yretirada rango de adhesión por porcentaje

58 O% Ninguna •48 Menos 5 %

3E/,\ r\

5 % a 15 % •-,2E

~ •<, -,N •1E 35%a65%

'" 111

OE Más de 55 - W=--

~

ura 1.Calificación de los "s""ad¡~ esión

12.10 Se re ite el en 8' o en dos untos diferentes en cada el de ensa o.p y p p y

13. INFORME

13.1 Se informa el número de ensayos, su promedio y el intervalo y, para sistemas derecubrimiento, 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 ensayoASTM D1000 (NTC 3302) o ASTM D3330, se informan los resultados con el (los) grado (s) deadhesión. Si la fuerza de adhesión de la cinta no ha sido determinada, se informa la cintaespecífica utilizada y su fabricante.

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13.4 Si el ensayo es realizado después de la inmersión, se registran en el informe lascondiciones de inmersión y el método de preparación de la muestra.

14. PRECISiÓN Y SESGO

14.1 Se realizaron dos ensayos interlaboratorio con este método. En uno de ellos, losoperadores de 6 laboratorios hicieron una medición de la adhesión en tres paneles, cada uno delos cuales cubría un amplio rango de adhesiones. En otro ensayo, operadores de 6 laboratoriostomaron 3 mediciones en dos paneles, cada uno de 4 diferentes recubrimientos, aplicados sobreotros 2 recubrimientos. Las desviaciones estándar para los ensayos en cada laboratorio fueronde 0,37, e interlaboratorios, de 0,7. Con base en estas desviaciones, los siguientes criterios sedeben 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 resultadosobtenidos por el mismo operador se deben considerar sospechosos si difieren en más de dosgrados 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 pordiferentes operadores, se deben considerar sospechosos si difieren en más de dos grados deacuerdo con la escala de calificación.

14.2 No se puede establecer el sesgo para estos métodos de ensayo.

15. PALABRAS CLAVE

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

,.10


REFERENCIAS

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(2) Corcoron, E.M., "Adhesion" Chapter 5.3, Paint Testing Manual, 13th de., ASTM STP 500,ASTM 1992, pp. 314-322.

(3) Gardner, HA, and Sward, G.G Paint Testing Manual, 12th de., Chapter 7, GardnerLaboratory, Bethesda, MD, 1962, pp. 159-170.

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(5) ournal, Vol. 700. Nos. 50

(6) Souheng Wu, Polymer Inte e and Adhesion, Marcel O kker, Inc., New York, NY, 1992,p.531.

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Gray, K.N., "Coating Ad sion to Pla tics", Proceedings, Waterborneatings Symposium, Vol. ,New r1ean, LA, February 5-7, 1986,

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Coatings". Proceedings,

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