A viscosidade é uma propriedade muito importante da tinta, geralmente determinada pela medição do tempo necessário para uma determinada quantidade de tinta escoar através de um orifício no fundo de um copo de metal. Vários tamanhos de copos e diâmetros de furos de escoamento estão disponíveis para uso com tintas de viscosidade diferentes. Dois copos de viscosidade amplamente utilizados são o viscosímetro Ford e Zahn.É importante corrigir os tempos de viscosidade de escoamento do copo para a temperatura da tinta. A viscosidade recomendada é normalmente baseada numa temperatura de 70ºF. Se a viscosidade for medida a uma temperatura mais fria ou mais quente, a viscosidade real pode ser demasiado baixa ou demasiado elevada. Um fornecedor de tinta pode fornecer as correções apropriadas para seu produto. Certifique-se de que o tipo de copo Zahn ou outro copo de viscosidade utilizado é consistente. Além disso, certifique-se de que o método de medição é consistente. Alguns operadores consideram a primeira quebra na tinta como o ponto de parada, enquanto outros podem esperar até que o copo esteja praticamente vazio.

1)    COPOS DE ESCOAMENTO

Os copos de escoamento são relativamente baratos e fáceis de usar. No entanto, devem ser utilizados somente para líquidos Newtonianos ou quase Newtonianos (ISO 2431, ASTM D4212, ASTM 1200).

ISO 2431 – Paint and varnishes – Determination of flow time by use of flow cups

ASTM D4212 – Standard Test Method for Viscosity by Dip-Type Viscosity Cups

ASTM D1200 – Standard Test Method for Viscosity by Ford Viscosity Cup

1. COPO DE VISCOSIDADE ZAHN

O copo de viscosidade de Zahn é também conhecido como copo de viscosidade do tipo “imersão” devido à maneira pela qual a viscosidade de uma amostra é determinada. Pode ser usado para determinar a viscosidade de tintas, de vernizes, de lacas e de líquidos Newtonianos relacionados.

Para medir a viscosidade, o copo é completamente imerso na amostra, retirado, e o tempo para o escoamento através do orifício no fundo do copo é medido. Embora este tipo de copo possa ser usado para medir a viscosidade diretamente em tanques ou recipientes, a medição ainda é aproximada.

Os copos de viscosidade Zahn estão disponíveis em 5 tamanhos que podem medir a viscosidade do óleo na faixa de 20 a 1600 cSt. Os copos são feitos de materiais resistentes à corrosão e solventes.

Tabela 1. Tamanho dos orifícios – Copo Zahn.

* Utilizada apenas para determinar o tamanho do copo.

Fonte: PANDA, 2010.

A medição da viscosidade com copos de viscosidade Zahn é geralmente feita a 25ºC. Para determinação da viscosidade em outra temperatura, é necessário determinar uma curva ou fator de correção de temperatura para cada líquido. A escolha do copo para medir a viscosidade depende do tempo de escoamento, que deve estar entre 20 a 80s. O recipiente que contém o líquido de ensaio deve ser bem agitado para proporcionar uma temperatura e densidade uniformes. O copo é imerso no recipiente e lá é mantido em torno de 1 a 5 minutos para permitir o equilíbrio térmico. O copo é levantado verticalmente a partir do recipiente em um movimento rápido e estável. À medida que a borda superior do copo quebra a superfície, o cronômetro é iniciado e o copo é mantido a cerca de 15,2 cm acima do nível do líquido. Quando o fluxo de líquido quebra na base do copo, o cronômetro é parado e o tempo de escoamento em segundos é anotado. O tempo de escoamento em segundos é convertido em viscosidade cinemática utilizando a seguinte expressão:  onde A e B são constantes, ν é a viscosidade cinemática em mm²/s e t é o tempo de escoamento em segundos.O copo de viscosidade Zahn deve ser calibrado periodicamente de acordo com o Método de Teste ASTM 4212 usando óleos padrão de viscosidade cinemática. No entanto, deve notar-se que o controle da temperatura dos copos de viscosidade Zahn é extremamente difícil e isto introduz erros na calibração.

1. COPO FORD

O copo Ford de viscosidade é geralmente usado para a determinação da viscosidade de tintas, vernizes e outros líquidos Newtonianos relacionados. Os protocolos para os métodos de ensaio são fornecidos pela norma ASTM D 1200. Se o material for não-Newtoniano, o copo Ford pode ser usado de acordo com o método de ensaio ASTM D 2196.

O copo está disponível em conjuntos de tamanhos diferentes, especificados por uma norma internacional (ISO 2431). O tamanho do orifício é selecionado para cada amostra para dar um tempo de escoamento entre 30 e 100 s.

Tabela 2. Conversão dos segundos do copo Ford.

Fonte: LIPTAK e VENCZEL, 2016.

A precisão da medição depende do controle de temperatura e recomenda-se uma camisa termostática (ISO 2431). A temperatura de medição é 25 ± 0,2ºC, ou 23 ± 0,5ºC, especificada pelo Método ASTM D1200 ou pela norma ISO 2431, respectivamente.

O copo Ford é preenchido com o fluido a ser testado até seu nível superior e, então, o tempo para o fluido escoar por um dos cinco orifícios é aferido.

Todos os copos devem ser calibrados usando o procedimento descrito no Método de Teste ASTM D 1200. Óleos padrão de viscosidade cinemática certificados devem ser usados para a calibração de copos.

Tabela 3. Óleos padrão para a calibração de copo Ford.

Referências Bibliográficas:

VISWANATH, D.S.; GHOSH, T.K.; PRASAD, D.H.L. Viscosity of Liquids: Theory, Estimation, Experiment, and Data. Springer, 2007. 662p.

PANDA, H. Handbook on Paint Testing Methods. Asia Pacific Business Press, 2010. 568p.

KISSA, E. Dispersions: Characterization, Testing, and Measurement. Surfactant Science No. 84. 1ª edição. CRC Press, 1999. 708p.

LIPTAK, B.G.; VENCZEL, K. Analysis and Analyzers: Volume II. CRC Press, 22016. 1332p.

TALBERT, R. Paint Technology Handbook. CRC Press, 2007. 240p.