COLAGEM

1. COLAGEM A IMPORTÂNCIA DA COLAGEM Colagem é o termo geralmente usado para descrever a junção de dois sólidos por um material complementar. Este material, a cola, forma uma das camadas continua entre os dois sólidos e é fortemente atraído pela superfície dos mesmos. Necessidades desta união entre materiais de composições variadas, que não permitem união por outros meios a não ser por colas, obrigaram o homem a adequar-se e desenvolver técnicas de colagem, e também diferentes tipos de adesivos (naturais ou sintéticos).

2. POR QUE COLAR? • Impossibilidade de uso de outras técnicas de união tais como pregos, parafusos, dispositivos de união; • Diminuição dos fenômenos naturais da madeira (contração e dilatação da madeira maciça); • Distribuição uniforme de tensões de um substrato a outro (no caso de painéis de madeira reconstituídos); • Melhor aproveitamento da matéria - prima madeira;

3. TIPOS DE COLAS COLAS NATURAIS (não resistente à água)

4. TIPOS DE COLAS COLAS SINTÉTICAS

5. TIPOS DE COLAS COLAS SINTÉTICAS

6. COLAS SINTÉTICAS Uréia – Formaldeído Os adesivos à base de resina Uréia-Formaldeido surgiram no mercado em meados da década de 30, e são disponíveis em forma de pó ou líquido para serem usados com ou sem incorporação de catalisadores, extensores ou cargas inertes. Os adesivos à base de uréia, quando isento de extensores, possuem resistência à água e à umidade relativamente alta, porém são sensíveis a temperaturas iguais ou superiores a 65° C, particularmente em condições úmidas, não sendo, portanto recomendados para uso exterior. A formulação é geralmente expressa em porcentagem baseada na resina líquida, portanto composta de resina + extensor + água + catalisador. Utilizados na construção de painéis reconstituídos (Compensados, aglomerados, MDF, etc.).

7. COLAS SINTÉTICAS Fenol - Formaldeído Os adesivos à base de resina Fenol-Formaldeído são normalmente líquidos em tons avermelhados escuros e requer para sua cura prensagem a temperatura igual ou superior a 140° C. Embora sejam pouco comuns, estes são fornecidos em forma de pó para serem misturados com água ou outro solvente e também são disponíveis em forma de película, de forma a eliminar operações de mistura e espalhamento, sendo particularmente adequado para colagem de lâminas finas e frágeis. Como estes tipos de adesivos requerem temperatura de cura relativamente alta, são indicados principalmente para produção de compensados à prova d’água. Utilizados na construção de painéis com maior resistência à umidade(Compensados navais).

8. COLAS SINTÉTICAS Resorcinol - Formaldeído Os adesivos à base de resina resorcinol – formaldeído encontraram larga aplicação em colagem de peças laminadas tais como vigas, cascos de navio e para montagem de aeronaves onde a combinação de alta durabilidade e cura a temperatura ambiente era extremamente importante. Estes adesivos são fornecidos em dois componentes sendo um deles a própria resina de coloração vermelha escura e o outro catalisador (endurecedor), em forma de pó e às vezes líquido. A temperatura de cura é igual ou superior a 25° C, não sendo recomendado a colagem abaixo de 20° C. Utilizados na construção naval e também em vigas coladas.

9. COLAS SINTÉTICAS Melamina - Formaldeído Adesivos à base de resina melamínicas são normalmente do tipo a quente, similares aos de Uréia-Formaldeído igualmente curáveis a quente. A maioria das resinas melamínicas é comercializada em forma de pó e sua preparação para uso é feito com adição de água e endurecedor em quantidade pré-estabelecidas. Estas resinas possuem coloração branca, mas a adição de cargas, tais como farinha de casca de nozes ou pó de serra as torna mais escuras. As aplicações mais comuns de adesivos à base de melamina são dirigidas à fabricação de vigas laminadas principalmente em ligações do tipo “finger-joint”, combinadas com processo de cura à alta freqüência. Utilizados na estrutura de revestimentos ou mesmo misturado a outros tipos de cola para aumentar a resistência à umidade.

10. COLAS SINTÉTICAS Colas Polivinílicas (Colas Brancas) Os adesivos à base de emulsão de acetato de polivinila são adequados, não somente materiais porosos ou fibrosos tais como papel, madeiras e couro, mas também para muitos substratos não porosos, Eles são fornecidos em forma líquida pronta para o uso e são de rápido endurecimento. Largamente empregados na indústria moveleira em situações de montagens e revestimentos.

11. REQUISITOS DE COLAGEM Densidade: As madeiras são classificadas em três grupos: Baixa densidade – até 500 kg/m³ (*) Média densidade – de 500 a 750 kg/m³ (*) Alta densidade – acima de 750 kg/m³ (*) (*) 10 – 12 % de umidade Em madeiras podemos encontrar densidades que variam de baixa a alta devido a sua grande quantidade de espécies. Porem as espécies normalmente comercializadas como o eucalyptus grandis apresenta densidade aparente média (± 650 kg/m³).

12. REQUISITOS DE COLAGEM Porosidade da Madeira: Tanto as madeiras Folhosas (eucalipto, imbuía, marfin, etc.) como as Coníferas (pinus, pinheiro araucária, etc.) possuem vasos e poros. Quanto maior for a porosidade, melhor a colagem, pois existem mais pontos de ancoragem para o adesivo (cola).

13. REQUISITOS DE COLAGEM Umidade: A umidade da madeira deve ser rigorosamente controlada para que a colagem aconteça com qualidade. Para isso, algumas regras devem ser seguidas,

14. REQUISITOS DE COLAGEM • Umidade: • Como os ambientes apresentam variações de umidade relativa é importante que se equilibre a umidade da madeira com o ambiente (em função da temperatura) para evitar empenamentos. • Não se deve colar peças de madeira que apresentem variações de umidade entre si, pois com o trabalho da madeira a tendência é que se rompa a linha de cola. • Quanto mais alta a densidade da madeira, menor deve ser a umidade das peças a serem coladas, provocando uma absorção maior.

15. REQUISITOS DE COLAGEM • Uniformidade da superfície à ser colada: • A preparação inadequada das superfícies leva a um baixo nível na qualidade das colagens, portanto as superfícies devem estar perfeitamente aplainadas para aumentar a área de colageme evitar espaços vazios entre a linha de cola, após a secagem, e a superfície da madeira. Quanto mais contato melhor a qualidade de colagem. • Esses espaços vazios são provenientes da perda de volume da cola durante a secagem, visto que aproximadamente 50% dos adesivos PVA são constituídos de água (solvente). 0,8 mm 0,3 mm

16. REQUISITOS DE COLAGEM • Uniformidade da superfície à ser colada: • Para madeiras de maiores densidades, o aplainamento é mais crítico do que para madeiras de baixas densidades. • No caso de madeiras macias os desníveis são reduzidos durante a prensagem, pela compressão das superfícies de contato, aumentando, assim a área de contato dessas superfícies, reduzindo, ou até mesmo eliminando a formação de bolsas de ar na linha de colagem. Com uma velocidade de avanço adequada ou um cabeçote com quatro facas, as ondulações se reduzem para menos de ¼ das grandes. Benefícios: a) Diminui o consumo da cola . b) A cementação é mais rápida, pois a aplicação de cola úmida é menor . 0,2 mm 0,1mm

17. REQUISITOS DE COLAGEM • Uniformidade da superfície à ser colada: • Com o mínimo de variação superficial se obtém uma qualidade de superfície ideal para a união das partes, união esta que se fará pela ancoragem da cola nos poros da madeira, ou seja, acontecerá a penetração em ambas as faces e, após a evaporação do solvente da cola, permanecerá uma certa quantidade de sólidos, promovendo uma amarração entre as partes.

18. REQUISITOS DE COLAGEM • Empenamentos: • Empenamento é um fenômeno causado pelo ganho ou perda de água pela madeira (abordado anteriormente). Dependendo do posicionamento das tábuas dentro do tronco, e do tipo de madeira, este empenamento pode causar vários tipos de deformações nas tábuas. • Exemplo: torcimento, encurvamento, abaulamento, etc. • Não se recomendam colagens de peças de madeira quando estas estiverem excessivamente empenadas, pois o esforço na linha de colagem, após a prensagem e evaporação do solvente, é muito grande.

19. REQUISITOS DE COLAGEM • Gramatura aplicada: • A cola aplicada deve ser suficiente para preencher todo o espaço entre as duas superfícies sem, entretanto ser posta em excesso. • Excesso de cola, além de gerar um consumo desnecessário, suja o equipamento e dificulta o trabalho de usinagem das peças prejudicando a vida útil das ferramentas. • No caso de colagem com lâminas de madeira faqueadas a porosidade excessiva da madeira pode implicar em um vazamento pela lâmina, o que influenciará negativamente a aplicação de seladores e vernizes.

20. REQUISITOS DE COLAGEM • Viscosidade da cola: • A viscosidade da cola é diferenciada, influenciada pela densidade do material a ser colado. • Quanto mais densa madeira ou material a ser colada, mais fluida deve ser a cola para que se obtenha melhor penetração. • Se a madeira for de baixa densidade deve se utilizar colas mais viscosas, pois a absorção será maior, reduzindo assim o tempo aberto. • Conseqüentemente se perceberá a diferença de consumo de cola entre estas duas situações.

21. REQUISITOS DE COLAGEM • Pressão aplicada: • A definição de pressão é a relação da força aplicada sobre a área. Para determinarmos a pressão a ser regulada no manômetro durante o processo de prensagem devemos levar em consideração as recomendações do boletim técnico do fabricante, ou seja qual o mínimo de pressão efetiva para que se obtenha um resultado satisfatório. Pm = Pressão manométrica lida na prensa (kg/cm²) Am = Área da madeira (cm²) Pe = Pressão efetiva (kg/cm²) - (BT - Fabricante) At = Área total dos pistões (cm²) Am x Pe Pm = At

22. REQUISITOS DE COLAGEM • Tempo de prensagem: • O tempo de prensagem na colagem de madeira, revestimentos ou montagem deve ser controlado, é necessário um tempo mínimo de prensagem para que ocorra uma adesão inicial. • Esse tempo varia com base no tipo de prensa utilizada,no material que se está colando (além de outras varáveis tais como temperatura, tipo de cola, etc.). • A variação do tempo de colagem se baseia no método que se utiliza para acelerar esta secagem, prensagem a frio, a quente ou alta freqüência. * valores de referência

23. REQUISITOS DE COLAGEM • Métodos de prensagem: • Os métodos de prensagem (prensas) variam de acordo com o produto final, prensas para compensados multilaminados, para revestimentos, montagem de portas ou estruturas de móveis, montagem de painéis de madeira (painel clear), prensas à vácuo e mesmo os métodos mais comuns como a prensagem com grampos são largamente utilizados.

24. REQUISITOS DE COLAGEM • Métodos de aplicação: • A aplicação de colas também leva em consideração o produto final, por exemplo: • grandes superfícies e retilíneas são utilizados rolos aplicadores (manual e industrial); • junções de finger joint (utilizados para a confecção de painéis clear) utiliza o processo de nebulização (ou pulverização) devido ao formato da superfície a ser colada; • aplicação de fitas de bordas com cola hot melt (aquecida) em equipamentos específicos para esta atividade;

25. QUALIDADE DE COLAGEM • EN 204 • Várias normas regulamentam a resistência dos adesivos para madeira, porém a norma adotada no Brasil, pelo menos a mais citada, é DIN EN-204, que classifica os adesivos em quatro grupos de durabilidade: D1; D2; D3 e D4. Norma européia criada para “classificar adesivos não estruturais para junção de madeira e seus derivados” em classes de durabilidade, conforme tabela: • Trata-se de um exemplo normatização visando padrões de colagem.

26. FALHAS DE COLAGEM Problemas estes em muitos casos acarretaram prejuízos e retrabalhos, quando acontecem as falhas é importante descobrir rapidamente qual a sua causa, para que se possa prevenir tal fato. As falhas durante de colagem podem ser classificadas da seguinte forma: • Seleção do Adesivo; • Material a ser colado; • Preparação da superfície a ser colada; • Preparação da cola; • Aplicação da cola e prensagem; • Tipo de colagem.

27. INFORMAÇÕES ADICIONAIS • Boletim Técnico • Todas as colas são resultado de pesquisas e ensaios laboratoriais, ninguém melhor do que o fabricante para orientar o consumidor deste produto em relação à sua correta utilização e emprego. O boletim técnico é um documento emitido por este fabricante contendo todas as orientações necessárias para a obtenção de um resultado positivo, fazem parte deste boletim informações como viscosidade, gramatura, pressão efetiva, tempo de cura, tempo de prensagem etc.. Além destas informações técnicas possuem também recomendações sobre o produto a ser colado tais como densidade do material, umidade, reações diversas, etc.. Este boletim deve servir de referência para o profissional que a utilizar.

28. GLOSSÁRIO DE COLAGEM Pot-life: tempo de vida útil da cola, inicia-se logo após a abertura do recipiente ou a mistura da mesma. Tempo de prensagem: tempo mínimo de permanência das peças à serem coladas na prensa para a formação inicial do filme. Tempo de cura: tempo necessário para a secagem total da cola aplicada. Tempo aberto: tempo máximo que a cola pode ficar aplicada na superfície das peças à serem coladas. Catalisador: produto químico que adicionado à uma mistura desencadeia o processo de secagem da mesma. Extensor: produto que adicionado à mistura altera a sua viscosidade, evitando assim a rápida absorção da cola pelo substrato.

29. GLOSSÁRIO DE COLAGEM Cura física: o processo de cura se da somente pela evaporação do solvente da cola. Cura química: o processo de cura se dá pela reação química entre dois ou mais produtos. Polimerização: reação molecular em que pequenas moléculas reagem entre si para a formação de moléculas gigantes. Coesão: força gerada entre moléculas iguais tanto na madeira quanto na cola (formação do filme) Adesão: força gerada entre moléculas diferentes ( madeira X cola ) Ancoragem: fixação das partes pela penetração da cola nos poros do substrato. Temperatura de cura: Temperatura ambiente (até 30c) Temperatura média (30c à 90c) Temperatura alta (acima de 90c)

30. GLOSSÁRIO DE COLAGEM Viscosidade: grau de fluidez da cola Reologia: poder de penetração da cola no substrato Teor de sólidos: quantidade residual de cola remanescente após a absorção do solvente pelo substrato Umectação: capacidade de o adesivo interagir com a madeira, umedecer e se espalhar sobre ela.

31. BIBLIOGRAFIA • HOUWINK, R. e G. SALOMON. Adhesion and Adhesives - Volume 1 e 2. Elsevier Publishing Company - 1965. • SELBO, M. L. Adhesive Bonding of Wood - Technical Bulletin n. 1512 U.S. • Nutsch, Wolfgang – Eckhard, Martin - Ehrman, Walter – Nestle, Hans – Nutsch, Torsten – Schultz, Peter – Holzttechnik Fachkunde – Stuttgart – Verlag Europa – Lehrmittel - 1995 • Rech, Marilsa - Colagem da Madeira - Porto Alegre: SENAI-RS, 2007. (Coleção Cartilhas Moveleiras)