A proteção externa e interna das embalagens metálicas por meio de vernizes é uma técnica muito comum que tem uma história de mais de 150 anos. Em outros artigos técnicos deste site, os vernizes são analisados de diferentes pontos de vista: seus diferentes tipos, propriedades e características, usos mais adequados, etc. Neste trabalho vamos concentrar-nos exclusivamente nos diferentes testes que nos permitem verificar a qualidade da aplicação de um verniz sobre um suporte metálico.

Antes da sua aplicação, um verniz pode ser submetido a algumas verificações para garantir o cumprimento das especificações de fornecimento, como por exemplo: Densidade, viscosidade, extrato seco, etc. Estes testes não serão tratados neste artigo, vamos nos limitar àqueles que definem o estado de um verniz já aplicado.

A função protectora de um verniz está ligada a três necessidades essenciais:

– aderência ao substrato metálico

– inércia química

– a ausência de porosidade

O filme de verniz tem de resistir a fortes tensões durante a formação do recipiente. O verniz deve suportar a tensão sem perder a aderência ou a descamação. A adesão é o resultado da saturação das energias da superfície do substrato metálico e do verniz. Às vezes, surgem incompatibilidades permanentes ou casuais entre os dois. O filme de passivação metálica desempenha um papel crucial.

A inércia química é geralmente assegurada se o verniz tiver sido cozido correctamente. A ligação cruzada completa garante a eliminação de grupos de moléculas que podem reagir com os íons do produto embalado.

A porosidade, cuja importância pode afectar a qualidade protectora do filme, requer por vezes cuidados extremos. À medida que a espessura do filme aumenta, é evidente que a porosidade diminui.

Embora um operador bem experiente possa ser capaz de avaliar de forma rápida e confiável a correta aplicação e cura de um revestimento, no entanto, certos testes são necessários para a avaliação precisa do estado do revestimento.

Estes testes podem ser divididos em dois grupos:

Testes de características físicas:

-Secando

-Grosor

-Adesão

-Flexibilidade

-Dureza

-Porosidade

Testes de características químicas:

Resistência à acidez

Resistência ao processo

Impermeabilidade a íons sulfureto

-Sabor

1. a) CARACTERÍSTICAS FÍSICAS

Secagem

O seu objectivo é determinar se o processo de cozedura do verniz foi adequado e parte da seguinte base: Um verniz epoxi-fenólico perfeitamente curado torna-se insolúvel em solventes. Portanto, ele resistirá ao teste “mec” (metiletilcetona). Consiste em impregnar uma lã de algodão com acetona ou metiletilcetona e esfregar o verniz com ela. Quanto mais fricção o filme suportar com o algodão, maior será a polimerização. Um critério comumente aceito é que ele deve resistir a vinte fricções duplas sem perder a adesão. Para os vernizes vinílicos é utilizada uma substância colorida e a absorção da cor pelo verniz é testada.

Um verniz insuficientemente curado mostrará um véu esbranquiçado após o processamento, devido à absorção de água.

Espessura do filme de verniz

O método mais preciso é pesar uma amostra de uma determinada área de superfície antes e depois de remover a película de verniz. Normalmente, o ponto de partida é um disco circular com uma superfície de quatro polegadas quadradas. Para obtê-lo, é utilizado um pequeno molde cujo corte coincide com esta área. O peso deve ser obtido em miligramas e com muita precisão. A diferença entre os dois pesos divididos por 4 nos dará a espessura ou a carga em miligramas por polegada quadrada. Se a amostra tiver verniz em ambos os lados, o processo deve ser repetido em cada lado.

Vários métodos podem ser usados para remover o verniz do disco. Para os vinis, podem ser facilmente removidos esfregando-os com um cotonete embebido em solvente (clorofórmio, acetona, cloreto de metileno, etc.).

Os epoxifenóis podem ser destacados através da imersão da amostra em soluções básicas de glicol-etileno misturado com um agente umectante. O procedimento electrolítico pode ser utilizado tratando a amostra catolicamente numa solução aquosa de cloreto de sódio a 1% aquecida a cerca de 45 ºC, aplicando uma corrente de 6 V durante vinte segundos.

A espessura em microns também pode ser medida diretamente usando instrumentos baseados em variações de fluxo magnético ou corrente parasita. A precisão é geralmente insuficiente quando se pretende medir revestimentos com uma espessura inferior a 10 microns.

Para espessuras menores, instrumentos muito mais precisos foram projetados com base na medição da capacitância. Uma sonda é simplesmente aplicada à amostra envernizada para que esta forme um condensador com o eléctrodo, cuja capacidade é função da espessura da película e da sua permeabilidade (Equipamento de Medição de Fios, entre outros).

Estes instrumentos permitem medições rápidas e não destrutivas e são facilmente adaptáveis a controles sistemáticos durante a pintura, desde que a calibração das bitolas seja verificada regularmente por meio de amostras de referência.

Adesão

Mede a aderência do verniz ao metal. O filme de verniz é riscado com um ponto de bússola ou algo semelhante, dividindo o filme até chegar ao metal. Instrumentos especiais estão disponíveis no mercado para este fim (Braivae, Erichsen). Isto produz uma série de marcas paralelas, como uma grelha, equidistantes a cerca de 2 mm de distância. Uma fita adesiva de celofane (violoncelo) é presa à grelha e, segurando o violoncelo numa das extremidades, é puxada com um puxão afiado.

Com uma sobreposição bem aderente, nenhum quadrado deve ser arrancado da grade, nem deve haver rupturas ou rachaduras nos lados ou cantos.

Testes pré-flexão e de desenho profundo podem ser feitos para testar mais profundamente; o revestimento não deve descascar ou descascar, mesmo nas áreas mais estressadas.

Flexibilidade

A flexibilidade não pode ser avaliada independentemente da aderência e vice-versa.

Pode ser medido de duas maneiras:

Dobrando-o em torno de um mandril; você pode ver em que raio o revestimento começa a rachar.

Teste de desenho tipo Erichsen; a profundidade de desenho é medida assim que as quebras aparecem no verniz. Se este equipamento não estiver disponível, pode ser substituído por um teste de desenho com uma pequena matriz dupla que, em duas operações, retira uma amostra do material. A primeira operação é estampar um tubo de ensaio com um diâmetro aproximado de 50 mm e uma altura de 25 mm. Uma segunda operação a partir da anterior, com um diâmetro de cerca de 25 mm. Este teste pode ser tornado mais complexo ao torná-lo em um molde de desenho de amostras com uma forma de base mais ou menos quadrada onde cada canto tem um raio diferente, de maior a menor. Em qualquer caso, é uma questão de testes comparativos com qualquer meio de deformação profunda em relação a uma amostra padrão cuja flexibilidade é considerada boa.

Seguindo o desenho profundo acima mencionado, é aconselhável realizar o teste de autoclave descrito abaixo.

Dureza

A base do teste é tentar riscar o revestimento usando pontas de lápis de dureza conhecida. A dureza da mina é indicada por um número e uma letra (de 7B: muito macia a 9H: muito dura). O valor da dureza é expresso pelo número do lápis mais macio que começa a arranhar a película de verniz.

Porosidade ou continuidade do filme

Poros ou fissuras na película de verniz irão consequentemente expor o metal por baixo, pondo-o em contacto directo com o meio agressivo.

A porosidade não deve ser confundida com a permeabilidade.

Permeabilidade

O íon tem que trabalhar através das redes de ligação cruzada e da malha macromolécula.

Porosidade

A porosidade do verniz nem sempre age em detrimento dos produtos embalados em metal. Tudo depende da natureza e da força das reacções que podem ter lugar entre o recipiente e o conteúdo. Aqui, as experiências anteriores são da maior importância. Frutas e vegetais com pigmentação antociânica, e bebidas como cerveja e bebidas gaseificadas, requerem máxima proteção (muitas vezes duas demãos, com a camada superior aplicada sobre o recipiente acabado).

É necessária uma ausência total de porosidade sempre que existam fortes problemas de destinagem (por exemplo, devido aos nitratos), mas especialmente quando existe um risco de manchas de corrosão que, mais cedo ou mais tarde, levarão a perfurações.

Ao depositar uma solução de sulfato de cobre em ácido clorídrico na superfície a ser testada, inicia-se uma reação de transferência eletro-química nas áreas metálicas desprotegidas, destacando assim as descontinuidades no filme de verniz. Este teste pode ser realizado mergulhando ou limpando com um cotonete embebido numa solução aquosa de sulfato de cobre e ácido clorídrico a 37% durante um tempo específico.

Deve-se notar que no caso do aço cromado, a concentração de ácido clorídrico na solução de sulfato de cobre deve ser aumentada, uma vez que o cobre não se deposita tão facilmente no cromo como no estanho.

Outra forma de medir a porosidade é medir a corrente através da película de verniz em contacto com uma solução de NaCl a 3%, passando uma corrente com um potencial de 6 V (teste WACO); os recipientes de cerveja e bebidas carbonatadas são normalmente testados desta forma. Por exemplo, uma película de 5 mícron de espessura permitirá a passagem de uma corrente de 1 a 100 microA/cm2, enquanto uma película de 10 mícron dará valores de 0,1 a 1 microA/cm2.

Um ponto a ter em conta é que o excesso de óleo (variável de acordo com o tipo de óleo) pode ser a origem da presença de “olhos” (poros no verniz devido à falta de cobertura nas manchas com excesso de óleo).

1. b) CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS

A maioria dos alimentos deve passar por um processo térmico em autoclave e, portanto, os vários testes aos quais os vernizes são submetidos incluem um processo de autoclavagem. Existem algumas soluções e preparações de modelos que permitem testar a resistência química dos filmes de revestimento.

Resistência à esterilização

A amostra envernizada é autoclavada, em água destilada ou da torneira, durante 90 minutos a 121º C. O teste pode ser dificultado dobrando ou desenhando profundamente o metal. É necessário observar a ausência de mudança de cor, bolhas ou descolamento no verniz.

Resistência aos ácidos

Um processo de esterilização é realizado adicionando ácidos orgânicos presentes em frutas e vegetais (cítrico, tartárico, acético, málico, etc.) Por exemplo:

Ácido cítrico : 1,2 e 5%.

Ácido tartárico: 1,2 e 5%.

Ácido acético : 3 e 5%.

Ácido láctico: 1%.

Resistência à sulfurização

Qualquer substância ou produto que possa liberar íons sulfeto pode ser usado. No entanto, na prática, certas receitas padrão foram adotadas: ervilhas secas, carne de cavalo, tiocetamida ou sulfeto monossódico.

Ausência de sabor

Para usos específicos é importante certificar-se de que o verniz não está dando nenhum sabor ao produto. O teste consiste em provar água destilada, ou melhor ainda, água mineral neutra, que foi destilada na presença do verniz a ser testado. Estes testes são comparativos e é necessário incluir um verniz de referência cujas funções práticas são bem conhecidas.

Voltar ao Can World Control