Sensibilidade dos corantes à contaminantes.

Sensibilidade dos Corantes à Contaminantes

 

Sensibilidade a íons

 

 O enxague das peças de alumínio não deve ser subestimado, uma vez que o “arraste” dos íons do banho de anodização para o banho de corante pode ter um efeito significativo na redução no poder de tingimento, outros Íons contaminantes tais como fosfatos, sulfatos, silicatos e alumínio também podem ser prejudiciais ao corante. Isto significa que a intensidade de um tingimento pode ser reduzida mesmo que a concentração de corante no banho e todos os outros parâmetros de tingimento estejam dentro da especificação. Enquanto o poder de tingimento é apenas ligeiramente reduzido, isto pode ser compensado pela adição de mais corante ao banho. Esteja ciente de que há um ponto em que isso não é econômico e todo o banho deve ser substituído. Quando o poder de tingimento, conhecido como “atividade” atinge um valor de 85%, o banho de corante deve ser substituído. Neste ponto, não há garantia de que a quantidade necessária de corante seja adsorvida na camada de óxido.

Um modo de contornar o problema e não descartar o banho é renova-lo parcialmente conforme orientação do Guia de de Tingimento do Alumínio Anodizado.

 

“ (Correção do Poder Tintorial Mediante Renovação Parcial do Banho)

O acúmulo de substâncias inibidoras do tingimento não pode ser evitado, nem existem meios praticáveis para a sua eliminação ou remoção. Devido a isso, após um determinado tempo e dependente das condições locais, a inibição do poder de montagem não poderá ser mais compensada por reforços com corante. Nesse caso o banho de tingimento deve ser totalmente renovado. Semelhante à manutenção do banho eletrólito pode-se prolongar a vida útil do banho de tingimento, através de uma renovação parcial periódica. Para isso drena-se certo volume do banho usado depois de determinados intervalos de produção, permutando-o pelo mesmo volume de banho novo (corante e tampão).

Através da eliminação parcial, de contaminação do banho, alcança-se um estado de banho constante sobre um período prolongado e com isso tingimentos uniformes e inalterados. O volume e a frequência desta renovação parcial periódica devem ser baseados sobre valores de prática. Determinações de concentração e poder tintorial em intervalos regulares fornecem indicações valiosas. Se, por exemplo, espera-se uma vida útil de um determinado banho de tingimento de aproximadamente 12 meses sem renovação parcial do banho, por via de regras, poder-se-á esperar um estado de banho mais uniforme, se houver uma renovação parcial de um doze avos do volume total após cada mês. “

 

A sensibilidade a esses íons é diferente de corante para corante e pode ser determinada em laboratório, preparando uma série de banhos de corante com diferentes adições de íons específicos. Em cada amostra banho, uma placa de teste é tingida exatamente nas mesmas condições. A intensidade de cor nessas placas é medida e comparada a uma placa de teste sem contaminação (chamamos de placa padrão) . A imagem acima mostra um exemplo de um corante laranja de complexo metálico.

 

Como pode ser observado acima, o tipo de íons afeta a “atividade” do corante com intensidade variável. Quantidades muito baixas de fosfato, neste exemplo já abaixo de 0,02 g / l, trazem o banho de corante abaixo da atividade mínima recomendada de 85%.

 

 

Corante	Concentração	Sulfatos	Aluminio	Silicatos	Fosfatos
	[ g/l ]	[ g/l ]	[ g/l ]	[ g/l ]	[ g/l ]
Sanodure Vermelho Fogo ML	5	> 4	0.20	> 0.20	0.06
Sanodure Bordo RL	5	1.2	0.05	0.20	0.06
Sanodye Vermelho RLW	3	> 4	0.20*	0.10	0.04

* Concentração da precipitação de íons g/l quando a atividade do banho caiu para 80% de acordo com os parâmetros do teste da Clariant.

 

Impurezas em solução de corantes

 

Cloretos

Os cloretos são os contaminantes mais críticos para qualquer tratamento químico em alumínio, especialmente no tanque de tingimento. Nos corantes os cloretos causam corrosão.

A contaminação vem através de:

·          - Água de torneira;

·         -  Retrolavagem da coluna de resina;

·          - O soprador da agitação que fica próximo à área de anodização

 Os cloretos são impurezas inevitáveis em corantes orgânicos, concentrações são piores em corantes de baixo custo. Uma vez que os corantes pretos são usados na concentração 10 g/l em vez de 2 g/l, você pode ter 5 vezes a mas de cloretos. Encontramos um tanque que continha um corante preto de baixo custo com a concentração de 1200ppm de cloreto, todas as impurezas nos corantes de montagem. Neste momento, não há nenhuma teoria que o limite de cloreto evita corrosão, talvez no futuro, alguns estudo serão realizados para que as diretrizes possam ser mais quantitativas. No entanto, recomenda-se como limite superior de 50 ppm.

 Ferro

O ferro e outros metais podem mudar a tonalidade de cor do corante. Todos os metais devem ser mantidos longe dos tanques de tingimento.

 Alumínio

O acúmulo de alumínio no tanque de tingimento não é o problema até 150ppm, acima disso pode mudar e/ou depositar um pó na superfície da peça tingida. Partes contaminadas devem ser removidas frequentemente no fundo do tanque do corante.

 Sulfatos

Os sulfatos acima de 1mg/L (1000ppm) podem retardar a absorção do corante como o cloreto. Sempre haverá sulfato no corante, mas o arraste é a principal fonte de contaminação. Imersão em uma solução de 50 g/l de ácido nítrico depois da Anodização e antes do tingimento ajudará a remover o sulfato dos poros. 

Fosfatos

Os fosfatos são piores do que os sulfatos no retardo da absorção de contaminante nos poros, além de retardar a ação de selagem. O limite é de 2 a 6 ppm.

 Cálcio e Magnésio

São provenientes de água de torneira que entram nos poros antes ou após o corante, mais tarde quando a água evapora, as partículas deixadas para trás formam “pontos brancos”, poros mal tingidos e selados em pó. 

Silicato e Fluoretos

Obstruem os poros e deixam menos espaço para a molécula do corante.

  

 Qualidade da água

 A qualidade da água usada para o banho de corante é crítica. A água da torneira já pode conter muitos íons que podem interferir na qualidade do banho. A figura abaixo ilustra um exemplo de um corante de complexo metal laranja. A água de rua para a preparação do banho de corante tinha uma dureza de 11 ° dH (graus de dureza da água alemã) que é aproximadamente equivalente a 80 mg / l de teor de cálcio.

Realizamos testes montando corantes com água deionizada e água de rua, com e sem o antifungicida, deixamos o banho parado pelo período de 30 dias e observamos a degradabilidade do corante, como você pode observar na ilustração abaixo.

 A redução da absorção do corante é óbvia! Claramente, a água deionizada deve ser escolhida para resultados ótimos de corante. Isto também é particularmente verdadeiro para a estabilidade do banho de corante que pode reduzir ainda mais os custos de tingimento.

A utilização de antifungicida deve ser levada em conta. Contaminação microbiologica é muito comum nas linhas de anodização na qual o banho de corante não tem o antifungicida que chamamos de NIPACIDE CI 15.

  

 

Podemos concluir que a qualidade do tingimento se manteve com a montagem em Água Deionizada, se você observar o teste com o Nipacide CI 15 ainda se manteve na coloração intensa comparando com as demais tornando o resultado satisfatório.

 

 

 

A vida útil do banho de corantes

OS BANHOS DE CORANTES DEVEM SER MONTADOS COM ÁGUA DEIONIZADA E ENXAGUADOS EM PELO MENOS UM TANQUE COM A MESMA ÁGUA. ESTAS 2 MEDIDAS JÁ ACARRETAM UMA MAIOR DURABILIDADE DOS BANHOS DE TINGIMENTO.

Quando devidamente controlados, os corantes podem ser utilizados por meses ou mesmo anos, sem prejuízo do seu funcionamento. No entanto, alguns pontos importantes devem ser observados:

- O tanque de banho de tingimento deve ser feito de material adequado (por exemplo, aço inoxidável ou plástico);

- Quando o banho não estiver em uso, o seu pH deve ser mantido dentro da faixa recomendada através da adição de solução de soda cáustica diluída* ou ácido acético*, para evitar ao máximo um  "envelhecimento natural";

- Quaisquer materiais estranhos que possam afetar o funcionamento do banho devem ser removidos. Recomendamos uma filtragem para retirar, principalmente as “peças” de alumínio.

O tempo de vida do banho de tingimento é reduzido quando:

- Existe fosfato na água utilizada;

- Há substâncias estranhas oriundas de arraste (alumínio, nitratos, sulfatos, cloro, óleos, materiais orgânicos).

Controle de pH e tamponamento

           No decorrer dos tingimentos não se pode deixar que o valor do pH seja influenciado pelo ácido arrastado da anodização, pela dureza d’água (água de poço), evaporação, etc. Devido a isso, é recomendável adicionar ao banho de tingimento um tampão apropriado, a fim de estabilizar o valor do pH.

           Acréscimos de tampão asseguram valores de pH uniformes durante tempos prolongados e com isso tonalidades inalteradas entre os diversos lotes produzido. Porém, oscilações locais de pH podem causar diferenças de cor em peças isoladas ou entre as peças de um lote, as quais podem ser inibidas pelo acréscimo de um tampão. Essas oscilações locais de pH surgem principalmente devido à falta de uma agitação satisfatória do banho e no tingimento de peças com estruturas muito complicadas (cavidades). Em água desmineralizada as soluções tampão substituem o efeito de tamponamento natural da dureza d’água.

            O valor ótimo para o tingimento e estabilização do banho de tingimento é variável de acordo com o corante.

Para corrigir desvios de pH é aconselhável:

- Para abaixar o pH, utilize ácido acético*ou ácido fórmico* diluído (solução diluída de ácido sulfúrico* tem um efeito menos favorável);

- Para subir o pH utilize solução de soda cáustica* diluída.

A vida do banho é reduzida quando os valores de pH atigem seus níveis de tolerância, devido à acumulação de alumínio ou envelhecimento. Além disso, valores baixos de pH incentivam a degradação do corante e mudança da cor padrão.

Envelhecimento do banho

         No decorrer de meses ou anos, um banho de tingimento pode, mesmo se não tiver sido utilizado, envelhecer. Isto acontece devido à capacidade de tingimento ir reduzindo, apesar da concentração de corante continuar constante. Este "envelhecimento natural" pode ser retardado:

- Protegendo o banho da luz e ar;

- Deixando o banho à temperatura ambiente quando não esta em uso;

- Verificando o pH de tempos em tempos e mantendo-o dentro da faixa recomendada;

- Controlando a concentração de corante e o pode tintorial, apesar de não ter sido utilizado há algum tempo, e reforçar o banho se necessário.

Processo de contaminantes devido ao arraste

Cada contaminante do banho prejudica a adsorção do corante em um maior ou menor grau. A fim de alcançar uma vida longa para o banho e uniformidade do tingimento, os contaminantes devem ser evitados tanto quanto possível através de lavagem efetiva do material.

Os seguintes íons causam interferência na cor e na durabilidade do banho:

- Alumínio é arrastado a partir do banho de anodização, mas também produzido no banho de tingimento propriamente dito, devido as variações de pH e degradação natural do corante;

- Ferro proveniente de água não tratada, da corrosão do tanque de tingimento e acessórios se estes forem de material inadequado. O ferro também está presente na água da rede publica e em água de poços;

- Nitratos a partir do tratamento com ácido nítrico;

- Sulfatos a partir do banho de anodização;

- Fosfatos da água (abrilhantamento) e os banhos de pré-tratamento (desengraxe);

- Níquel, Cobalto, Estanho e Cobre a partir de banhos eletrolíticos.

Íons alumínio são frequentemente encontrados em banho de tingimento inadvertidamente, mesmo quando o alumínio anodizado é enxaguado antes do tingimento. Se o pH é muito baixo durante tingimento, eles podem também ser formados por meio de dissolução parcial da camada de óxido de alumínio. Um tempo muito longo de tingimento em corantes com pH fora de faixa recomendada pode “atacar” a camada de óxido, contaminando o banho com alumínio.

Íons alumínio no banho de tingimento não só reduzem a adsorção como causam a precipitação da solução de corante. Também fazem com que seja difícil enxaguar toda a camada formada devido a secagem parcial quando o alumínio entra na água de enxágue.  

O teor de alumínio no banho de tingimento, por conseguinte, deve ser mantida tão baixa quanto possível. Isto pode ser conseguido através de uma lavagem intensa das peças anodizadas antes do tingimento. Bons resultados são obtidos com duas a três fases de lavagem, especialmente quando combinado com um enxágue em água deionizada. O pH dos banhos de enxágues não devem ser inferiores a 4.0. Não devem ser arrastados íons de alumínio, ferro, cobre ou outros objetos de metal para o banho de tingimento. Outra medida de controle é monitorando a condutividade da água.

*Verificar no boletim técnico os reagentes adequados a cada corante.