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Prevenção de flutuação

As fórmulas das tintas comerciais são raramente mono pigmentadas; normalmente são misturas de um ou mais pigmentos diferentes. Claro, todos os pigmentos nesses sistemas devem também ser bem umectados e extensivamente defloculados. Porém, isto pode causar outro problema: idealmente, todos os pigmentos estão distribuídos uniformemente por todo o filme de tinta; mas, se esta mistura for perturbada, os pigmentos se separam uns dos outros, o que pode provocar alterações na cor da tinta. Este efeito é conhecido como "flutuação".

Uma das causas para os pigmentos se separarem uns dos outros são os efeitos de fluidez na secagem do filme da tinta. O solvente deve ser transportado da camada de tinta inferior para a superfície.

A evaporação provoca o aumento da densidade dos materiais restantes e o solvente então afunda novamente. Além do mais, a evaporação causa efeitos de arrefecimento e a tensão da superfície fica alterada. Tudo isto leva ao desenvolvimento de correntes de turbilhão, que se dispõem na forma de células hexagonais mais ou menos iguais (as chamadas células Bénard). No centro das células, o material da tinta se eleva e se distribui pela superfície e depois flui de volta ao longo das bordas da célula. Estes fluxos de células são conhecidos há bastante tempo - não só nas tintas - e ocorrem em qualquer filme de tinta líquida (mesmo nos não pigmentados). Num sistema pigmentado, os pigmentos também participam nestas correntes de turbilhão e a mobilidade dos diferentes pigmentos é semelhante, também são transportados para as correntes de turbilhão de uma forma muito semelhante e não podem ser separados. Contudo, se a mobilidade do pigmento for consideravelmente diferente, então o comportamento de transporte também será diferente e pode originar a separação.

Diferenças na mobilidade dos pigmentos são frequentemente os principais motivos para que os pigmentos não sejam distribuídos homogeneamente. Quando os solventes evaporam de um filme de tinta seca, são formadas correntes de turbilhão (células Bénard). Tais movimentos provocam pequenas diferenças na temperatura, densidade e tensão da superfície. Os pigmentos participam nesses movimentos e as diferentes mobilidades de pigmento podem fazer o pigmento se separar. As mobilidades diferentes podem ser equilibradas através do uso da aditivos controladores da floculação.

Correntes de turbilhão num filme de tinta líquida (células Bénard). Exemplo de uma tinta pigmentada com ftalocianino azul e dióxido de titânio, em que é fácil ver como o dióxido de titânio se acumulou ao longo das bordas da célula e deixa a superfície com um aspecto irregular, manchado.

 

 

Separação horizontal ("flutuação")

Um tipo de pigmento ficou concentrado na superfície e, neste caso, o filme de tinta tem uma cor uniforme na superfície (o que, contudo, não é a cor original da mistura de pigmento). O defeito só é visível quando o teste de rub-out é executado. Este teste envolve esfregar uma pequena área do filme de tinta ainda molhado com um dedo, isto é, cria-se uma mistura homogênea dos diferentes pigmentos nesta área. A instabilidade da mistura do pigmento é mostrada pelo fato de ser evidente uma diferença de cor entre a área esfregada e o material de tinta circundante. Esta diferença de cor também pode ser medida (como ∆E) e usada como critério de qualidade.

Para evitar defeitos de flutuação, devemos influenciar a mobilidade dos pigmentos. Devemos tornar as mobilidades dos vários tipos de pigmento o mais semelhantes possível. Uma opção é usar floculação controlada. Os aditivos floculantes controlados incorporam os diferentes pigmentos no floculado e portanto, ajustam à força a sua mobilidade. A cofloculação alvo dos diferentes tipos de pigmento combate então a separação.

É claro, considerando a possível perda de brilho e uso de pigmento mais desfavorável, a floculação - mesmo a controlada - não é particularmente desejável em muitos acabamentos, especialmente em sistemas de alta qualidade.

Os aditivos umectantes e dispersantes poliméricos podem ser a solução neste caso. Eles têm provado o seu desempenho no equilíbrio da mobilidade do pigmento, enquanto proporcionam simultaneamente uma completa defloculação de todos os pigmentos. Através da interação do aditivo polimérico adsorvido com a solução de resina circundante, as partículas do pigmento defloculado são fortemente incorporadas dentro do sistema de resina e a sua mobilidade reduzida.

Isso explica como a flutuação pode ser eliminada, mesmo na presença de partículas de pigmento orgânico defloculado menores e pigmentos inorgânicos maiores, uma vez que todos os pigmentos possuem mobilidade similar.

Teste de Rub-up

Prevenir a separação em misturas de pigmento usando aditivos umectantes e dispersantes (a área esfregada está no fundo em cada caso)

Em sistemas não aquosos, as cargas elétricas na superfície do pigmento são normalmente tão fracas que não têm nenhum papel importante na estabilização dos pigmentos em relação à floculação. Ao contrário das cargas dos pigmentos que podem, contudo, ter efeitos negativos na estabilidade das misturas de pigmento e, portanto, no comportamento de flutuação. A carga transportada por um pigmento depende não só do próprio, mas também da solução de resina: um pigmento baseado em diferentes resinas pode exibir diferentes cargas. Pigmentos diferentes que são moídos na mesma resina também podem apresentar diferentes cargas elétricas. Obviamente, uma forte floculação pode ocorrer quando pigmentos com cargas diferentes são encontrados na mesma tinta.

É importante reparar na prática que a carga do pigmento também pode ser influenciada pelo aditivo dispersante utilizado: alguns aditivos poliméricos são capazes de equilibrar partículas de pigmento de cargas diferentes na sua carga elétrica. O aditivo fornece um efeito estabilizante adicional: o aditivo polimérico equilibra não só a mobilidade dos vários pigmentos (em adição a facultar estabilização estérica), mas também garante que todas as partículas de pigmento transportam a mesma carga, evitando assim qualquer instabilidade devido a diferenças de carga.