Investigando o Processo de Secagem do Acrílico Cor e Meio Gel

>Embora ao longo dos anos este processo tenha sido definido de forma bastante vaga, e alguns termos significarão coisas diferentes para pessoas diferentes, o seguinte é uma tentativa de representar as etapas básicas do processo (Figura 2).

Pintura húmida – O produto do recipiente permanece assim até ser aplicado na paleta ou tela. A tinta ainda tem o seu nível inicial de voláteis (água e co-solventes) que começam a evacuar a película à medida que é aplicada no substrato. A tinta molhada ainda é móvel e pode ser manipulada facilmente com pincel ou faca, mas está se tornando visivelmente mais rígida. As partículas de polímero são aproximadas e quando a tinta não é mais uniformemente trabalhável, o estágio de tinta úmida termina.

Skinned Over – À medida que os voláteis começam a sair rapidamente da película de tinta, os sólidos acrílicos se aproximam. Dependendo da espessura da película de tinta, a tinta pode passar por várias fases em sucessão muito rápida. Esta particular descreve o momento em que se pode tocar levemente na superfície da tinta e em que se desenvolveu um número suficiente de películas até onde o produto não se eleva quando é tocado. À medida que uma película de tinta se torna esfolada, a estrutura permanente da película começou.

Touch Dry – A fase de secagem por toque está muito relacionada com a fase de pele sobreposta. Uma camada fina pode passar de tinta molhada, para a pele seca ao toque, em segundos! No entanto, nos filmes mais espessos, geralmente há uma pele substancial o suficiente para suportar algum toque sem que ela se enrugue ou rasgue. A pele cresce continuamente à medida que os voláteis escapam, mas ainda existe uma quantidade significativa de aditivos por baixo, especialmente em substratos não absorventes.

Seca para Manusear/Estado sólido – Em algum momento a película de tinta deixa de ter quaisquer áreas excessivamente húmidas e a taxa de perda de peso diminui significativamente. Embora os artistas possam acreditar que é quando a película de tinta está “seca”, não está. Muitos aditivos ainda precisam sair. Este seria um mau momento para tentar embalar ou enrolar a pintura para o transporte, já que os acrílicos são muito frágeis nesta fase. Como as películas estão apenas parcialmente curadas, a adesão e integridade da película ainda não estão totalmente desenvolvidas.

Curado/Coalescido – Durante o processo de secagem, os sólidos acrílicos se moveram para um arranjo bem embalado (como algum jogo de Tetris em forma livre), fazendo com que a maioria dos voláteis seja empurrada para fora no processo. Além disso, a presença de aditivos de formação de filme amoleceu esses sólidos acrílicos para permitir que eles se deformem ao redor uns dos outros e eliminem quaisquer aberturas de ar entre as partículas. Os espaços entre os sólidos outrora ocupados com água e outros voláteis são agora eliminados, permitindo a formação de uma rede polimérica hexagonal, semelhante a um favo de mel. Este processo é conhecido como coalescência. Só depois de ter ocorrido coalescência suficiente é que a película de tinta é estável, e as propriedades físicas e químicas finais se desenvolvem.

Um assumiria que a coalescência é a fase final de um processo de película de tinta acrílica. Embora isto seja amplamente verdade, os filmes acrílicos devem incorporar um certo grau de aditivos hidrofílicos, ou amor à água, a fim de serem compatíveis com a água. Isto significa que eles inevitavelmente se agarrarão a alguma água mesmo depois de estarem aparentemente secos. Além disso, um nível de coalescência incompleto faz com que os filmes acrílicos sejam um pouco porosos, deixando canais que correm ao longo das paredes das partículas deformadas hexagonalmente. Estes poros são então passagens para a água entrar e sair do filme.

Algumas evidências disto são vistas no gráfico (Figura 3), onde é aparente que permanece uma quantidade relativamente significativa de voláteis no filme, mesmo depois de um longo período de tempo. É surpreendente o quanto de integridade do filme foi alcançado, quando de fato, ainda há 5-20% do nível original de voláteis ainda remanescentes. Os filmes acrílicos continuarão a perder peso, bem como a ganhar peso, dependendo da atmosfera em que se encontram. As temperaturas mais elevadas e o aumento do fluxo de ar tendem a afastar a humidade, enquanto que uma humidade relativa mais elevada encoraja o filme a agarrar-se à humidade. Este processo continuará à medida que a tinta reage com o ambiente, re-equilibrando-se aos níveis de humidade da atmosfera. O processo é bastante lento – especialmente num clima em constante mudança como o de Nova Iorque – levando muito mais meses para se atingir um ponto de equilíbrio estável. Como em qualquer material poroso, haverá um nível de umidade que pode nunca sair, a menos que o nível de umidade seja abaixado o tempo suficiente para retirar a umidade.

Configurando o Teste

A fim de aprender mais sobre o tempo do processo de secagem dos acrílicos, uma série de parâmetros de teste foram definidos para olhar para alguns fatores de secagem manejáveis e influentes, e identificá-los com etapas-chave de secagem. Percebemos que não podíamos testar todos os factores. Como os testes foram todos feitos ao mesmo tempo, pudemos descartar diferenças de temperatura e umidade. Os factores ambientais são importantes, mas seria impraticável tentar controlar durante esta ronda de testes. Sejam quais forem as condições ambientais, elas foram registradas. O fluxo de ar foi limitado ao tráfego normal da sala.

Foram sempre criadas no mínimo três amostras de teste, e foram escolhidos substratos inertes à retenção de umidade (alumínio, Lexan e lona de poliéster). Um problema percebido no início do teste foi que os suportes mais comuns dos artistas são absorventes o suficiente para permitir que a umidade altere o peso do substrato durante o teste. A lona de algodão absorve e retém água. Assim como o papel e o cartão duro. Dentro dos substratos escolhidos, a lona de poliéster ofereceu uma superfície mais respirável, enquanto a folha de acrílico e os painéis de alumínio ofereceram superfícies mais seladas. O objetivo era ver se superfícies seladas versus superfícies respiráveis alterariam o processo de secagem.

As informações reais dos lotes tanto do Gel Normal (Gloss) quanto do Titânio Branco de Corpo Pesado selecionados para este teste foram registradas e usadas para calcular os níveis reais de sólidos que são críticos para comparar a perda de voláteis durante a secagem.

Foram realizadas duas rodadas de testes. Um conjunto começou há mais de um ano, e uma segunda série foi observada para um ciclo de 60 dias.

Film Thicknesses

Nosso Teste de Tempo Seco Acrílico incluiu uma série de espessuras de película de tinta padrão. Usamos as ferramentas para decidir a gama de espessuras e fornecer um conjunto realista de películas fundidas uniformemente. Escolhemos 10 mil (sobre a espessura de uma aplicação generosamente escovada), 62,5 mil (1/16″), 125 mil (1/8″), e 250 mil (1/”) para este teste.

Métodos para avaliar as taxas de secagem

1. Manipular fisicamente a camada de tinta durante a secagem para anotar as etapas chave. Esta é a forma mais acessível de medir a secagem também para os artistas (Figura 4). Tocar numa película de tinta é a melhor forma de determinar o grau de secagem.
2. Visualmente inspeccionar a camada para detectar sinais de esfolamento e limpeza. A superfície encolhe e muda à medida que seca. Os géis começam a ficar brancos leitosos e depois tornam-se translúcidos e turvos no seu caminho para a claridade. As mudanças ópticas indicam pontos cruciais no ciclo de secagem.
3. Pesar o painel de teste. A maioria dos artistas não é capaz de pesar as suas obras de arte durante o processo de pintura. Mesmo que o fizessem, a informação não significa muito, a menos que você também conheça o nível real de sólidos. Ao comparar a perda de peso com os resultados físicos e visuais, é revelada uma imagem precisa do processo de secagem.

Resultados do teste

Como se pode imaginar, este tipo de teste cria folhas de cálculo maciças cheias de dados. Cada teste é analisado individualmente e depois comparado com os outros. Uma das partes mais importantes dos testes foi tentar definir o nível de volatilidade em relação ao grau de secura das películas de tinta em cada intervalo. Criamos um gráfico para ajudar a visualizar isto (Figura 5). Este intervalo é baseado na comparação da perda de peso da amostra com as mudanças físicas e visuais, e na realidade a maioria das etapas acontecem tão rapidamente que uma etapa se esbate para a seguinte. Filmes mais espessos nos dão uma melhor compreensão desta relação, mas estes pontos-chave no ciclo de secagem são importantes para estabelecer os resultados a seguir.

Secagem Rápida Precoce

Atravesse a placa, com cada painel de teste, a maior parte da perda volátil acontece no início do ciclo de secagem. A perda de água e de co-solventes é facilitada pela falta de uma pele de tinta, ou pelo menos não muito substancial. Pode-se ver esta perda rápida olhando para os gráficos da Figura 5. O que foi interessante foi ver cada filme criando a mesma linha de curva de secagem que nós traçamos a perda de peso. Notamos que as películas de tinta fina levam cerca de 3 dias para atingir um estado sólido. Isto não significa que não se possa continuar a aplicar tinta ou meios, mas sim um período de tempo geral para esperar antes de fazer algo extremo, como esticar a pintura, ou envernizar.

Influências do Substrato Taxas de Secagem

O impacto do substrato no tempo de secagem mostrou-se significativo. O mesmo produto aplicado na mesma espessura seca visivelmente mais rápido num substrato respirável como a tela, o que promove uma secagem nos dois sentidos, quando comparado com um painel não-absorvente. No início, a perda de peso foi semelhante, mas como as películas de tinta começaram a desenvolver uma pele mais espessa na superfície, surgiu um padrão mostrando a diferença.

Os testes mostram que um substrato mais respirável permite uma secagem bidireccional. Os cartões de alumínio não absorventes em quase todos os casos mostraram uma perda de peso significativamente mais lenta e uma limpeza mais lenta dos géis (Figura 6).

Espessura do filme

Espessura do filme sempre foi reconhecida como um fator chave na taxa de secagem dos acrílicos. Filmes de 10 mil géis e Acrílicos de Corpo Pesado ficam secos ao toque em minutos. A película de tinta seca uniformemente e segue o processo padrão de secagem da tinta. Mas quando são aplicadas camadas mais espessas, a diferença chave é o desenvolvimento de uma película de tinta que se torna mais substancial durante a secagem até que toda a película de tinta coalheça (Figura 7). Esta película de tinta impede drasticamente o movimento dos voláteis para fora da película.

Nós verificamos isso pela rapidez com que o Gel Regular (Gloss) é capaz de limpar, e há evidências diretas para apoiar isso, comparando-o com a taxa de perda de peso. Conseguimos ainda confirmar isto contra os dados de manipulação física. Em todos os casos, as películas mais finas secam mais rapidamente do que as espessas, independentemente do produto ou substrato.

Diferenças de produto

Devido ao grande alcance deste teste, o número de produtos testados foi limitado. O corpo pesado Titanium White e o gel regular (Gloss) proporcionaram uma gama razoável de diferenças de produto. Reconhecemos vários tipos de pigmentos, formulações de tintas e outros produtos que se vão comportar de forma diferente destes dois produtos. Além dos sólidos de polímero acrílico, os produtos podem conter uma grande variedade de sólidos adicionais, incluindo muitos tipos de pigmentos, cargas, grãos e agentes de fosqueamento, enquanto os géis tendem a ter apenas o aglutinante acrílico como sólido, a menos que contenha sólidos de fosqueamento.

Ao comparar o Titanium White com o Regular Gel, não houve muitas diferenças entre eles no início, através das várias espessuras e substratos. O Titanium White parece ter uma vantagem antecipada em relação à perda de peso, e manteve esta vantagem durante o ciclo de testes de 60 dias. Em vários grupos de teste o nível final de voláteis deixados no filme foi entre 7 e 15% (Figura 8).

Resultados da manipulação

Manipulamos (com palitos e lápis posteriores) a superfície do gel e da tinta branca por vários dias até que não houvesse diferença discernível na forma como o acrílico respondia a ser picado (Figura 4). Descobrimos que os filmes mais finos secavam tão rapidamente que era difícil medir as várias mudanças que ocorriam, por isso as aplicações mais espessas forneciam os dados mais graváveis.

Produtos se tornaram visivelmente mais espessos e começaram a esfolar durante o primeiro dia de testes. Em geral, as camadas de acrílico começam a mudar muito rapidamente durante o seu primeiro dia de secagem. Em várias horas, desenvolveu-se uma “crosta” no Titanium White semelhante à crosta no Brie (queijo macio, envelhecido), enquanto a pele de gel era mais emborrachada, puxando e esticando quando sondada.

No segundo dia, havia um ponto em que era difícil usar mais palitos de dentes. As peles eram grossas e inabaláveis, sendo necessário mudar para o uso de lápis para verificar a secura. A picada suave logo deu lugar a picadas mais agressivas. Ao final da segunda semana, as películas eram suficientemente fortes para quebrar as pontas dos lápis.

Pequeno Versus Tamanho da Área Grande

Muitas vezes, quando se faz este tipo de pesquisa, os dados de teste lançam uma bola curva. A suposição padrão seria que uma película de tinta acrílica menor secaria mais rápido do que uma maior. Certo? Não tão rápido. Nós comparamos um círculo de produto 2″ com um círculo de produto 12″, ambos em painel. Tanto nas amostras de Gel Normal (Gloss) como nas amostras de Titânio Branco de Corpo Pesado, o círculo maior perdeu peso mais rapidamente do que o seu homólogo de menor diâmetro. As diferenças podem não ser substanciais, mas houve diferença suficiente para que nos perguntássemos por que isso aconteceu.

Secagem Zonal

Embora seja necessário realizar mais testes para compreender melhor estes resultados, uma teoria é que numa camada grande e espessa de tinta ou gel, a pele do produto inicial é igual ao círculo menor, mas a espessura total desta pele varia de centro para borda (Figura 9). Pode ser que a área central da pele da tinta seja mais fina por causa da corrida dos voláteis para o centro durante a secagem causada pela secagem das bordas. A pele das bordas externas primeiro é mais apertada e rapidamente, tornando mais difícil a passagem da água através da película. A água toma o caminho mais fácil para escapar de um material. Neste caso, a água flui para dentro em direção ao centro, e resulta na água poder sair da película a uma velocidade ligeiramente mais rápida do que uma camada de tinta mais fina e uniformemente esfolada permitirá.

Sumário

Muitos artistas aproveitam a natureza de secagem rápida dos acrílicos. É uma das suas características mais notadas, e embora possa ser retardada com o uso de retardadores, a secagem rápida permite uma grande variedade de técnicas. No entanto, quando o tempo é crítico, muitos artistas que não pensaram em todos os factores no início, irão enfrentar a questão de ter de esperar mais do que o desejado antes de iniciar a fase seguinte do seu processo de pintura. Se se pinta de forma espessa, então eles devem compreender a importância de dar tempo a essa generosa camada para secar. Se uma secagem mais rápida é importante, então dê uma boa olhada no que pode ser mudado para melhorar o tempo de secagem.

Para resumir os resultados do teste, aqui estão alguns pensamentos chave:

– As camadas finas secam mais rápido do que as camadas mais grossas. Isso não significa que não possa acabar com camadas espessas, mas veja se é possível aplicar várias camadas mais finas em vez de uma camada pesada.

-Os tecidos respiráveis facilitam uma secagem mais rápida nos dois sentidos. Os painéis certamente fornecem grande estabilidade, mas usá-los significa que todos os voláteis só podem deixar a película de tinta de uma maneira, principalmente através de uma camada de tinta espessa.

A selecção do produto pode influenciar a secagem, mas não o suficiente para ser excessivamente preocupado.

-O tamanho da pintura não é um factor crítico.

Os factores ambientais são grandes influenciadores na secagem. Temperatura, umidade e fluxo de ar podem ser ajustados para controlar os tempos de secagem.

Finalmente, é importante notar que enquanto isolamos as variáveis de tempo de secagem neste teste, no estúdio, a capacidade do artista de controlar o maior número possível deve resultar em tempos de secagem mais rápidos em geral, sem causar problemas potenciais. Filmes de pintura finamente aplicados em tela esticada, que podem secar num espaço quente e seco com bom fluxo de ar, vão secar muito mais rápido do que uma pintura impasto no painel no porão. Portanto, mesmo quando você está com pressa, tome o tempo necessário para fatorar o maior número possível de variáveis nas equações de tempo de secagem para atender às suas necessidades.