No dia a dia, nós necessitamos muito de um objeto bastante simples, a caneta. Seja na escola, no trabalho, em casa, na rua, esse item acaba sendo essencial para momentos inoportunos em que temos que anotar algo. Mas, você já parou para pensar o que seria a tinta que sai da caneta? Como ela é feita? Sente-se comigo e prepare-se para aprender sobre um componente muito importante para a formação da tinta de caneta esferográfica chamado Negro de Fumo.
De acordo com Josh Velson, consultor de engenharia química para bio e petroquímica, a tinta de caneta esferográfica é feita de partículas de negro de fumo, uma substância de pigmentação. Essas partículas são segregadas umas das outras por um polímero¹ que é absorvido na superfície das partículas de negro de fumo. Daí, um solvente² é aplicado para que a tinta flua. Esse processo é semelhante ao que acontece na tinta de impressora a jato, por exemplo, mas as partículas são otimizadas para canetas e não para as partículas finas exigidas nas impressoras.
Existem muitos tipos de negro de fumo, embora apenas alguns sejam adequados para tintas. Uma quantidade muito mais considerável de engenharia envolve a engenharia dos polímeros que circundam a tinta. Esses polímeros geralmente determinam as propriedades de fluxo, tamanho de partícula e, para tintas de cores, algumas das propriedades ópticas, como o brilho. Estes, por sua vez, afetam a separação de cores e a nitidez das tintas, a vários níveis de despesa.
Tintas de impressão, por exemplo, variam de acordo com o tipo de aplicativo. As tintas flexíveis para impressão em chapas (flexográficas) são quimicamente similares, mas distintas das tintas usadas para papel de jornal fornecido por uma impressora rotativa do tipo gravura. Estes últimos ainda são distintos da tinta de impressora a jato, tinta de impressora a laser, tinta rollerball, tintas de gel, tintas de henna e tintas de caneta-tinteiro.
Existem muitos tipos de negro de fumo, embora apenas alguns sejam adequados para tintas. Uma quantidade muito mais considerável de engenharia envolve a engenharia dos polímeros que circundam a tinta. Esses polímeros geralmente determinam as propriedades de fluxo, tamanho de partícula e, para tintas de cores, algumas das propriedades ópticas, como o brilho. Estes, por sua vez, afetam a separação de cores e a nitidez das tintas, a vários níveis de despesa.
Tintas de impressão, por exemplo, variam de acordo com o tipo de aplicativo. As tintas flexíveis para impressão em chapas (flexográficas) são quimicamente similares, mas distintas das tintas usadas para papel de jornal fornecido por uma impressora rotativa do tipo gravura. Estes últimos ainda são distintos da tinta de impressora a jato, tinta de impressora a laser, tinta rollerball, tintas de gel, tintas de henna e tintas de caneta-tinteiro.
Velson ainda nos diz as raízes de cada componente:
"O negro de carbono vem do carbono sinterizado³, geralmente de fontes de carvão ou petróleo. Existem empresas especializadas por aí que são dedicadas ao negro de fumo. Os diferentes tipos de polímeros que entram em polímeros são de natureza petroquímica, e podem ser compostos de muitos tipos diferentes de monômeros⁴, ou também podem ser derivados de óleo de resina de pinheiro. Os solventes são geralmente petroquímicos e evaporam rapidamente da tinta."
O negro de fumo é praticamente o elemento carbono impuro (diamante e grafite são outras formas próximas do carbono puro) na forma de partículas quase esféricas que são produzidas pela combustão incompleta ou decomposição térmica de hidrocarbonetos⁵ líquidos ou gasosos.
Essa substância possui cor preta e geralmente é fornecido em um pó muito fino. É usado em plásticos e borrachas, além de tintas para impressora e outros produtos. É um dos 50 produtos químicos mais fabricados no mundo, sendo que 90% de todo negro de fumo é usado em aplicações com borracha, 9% como pigmento e os 1% restantes como ingrediente para centenas de aplicações diversas.
Existem outros processos, porém o mais comum é aquele que consiste em um silo de aço mantendo a matéria-prima, revestido com proteção a combustão e tijolos refratários. O ar aprisionado entre o silo e o revestimento, bem como o vácuo presente no sistema, ajudam a regular o suprimento de ar e também permitem ao fabricante a regular as propriedades finais do negro de fumo. O calor mantido pelo revestimento causa a vaporização da matéria-prima e sua combustão parcial, sendo essa maior parte a de negro de fumo.
Essa substância possui cor preta e geralmente é fornecido em um pó muito fino. É usado em plásticos e borrachas, além de tintas para impressora e outros produtos. É um dos 50 produtos químicos mais fabricados no mundo, sendo que 90% de todo negro de fumo é usado em aplicações com borracha, 9% como pigmento e os 1% restantes como ingrediente para centenas de aplicações diversas.
Existem outros processos, porém o mais comum é aquele que consiste em um silo de aço mantendo a matéria-prima, revestido com proteção a combustão e tijolos refratários. O ar aprisionado entre o silo e o revestimento, bem como o vácuo presente no sistema, ajudam a regular o suprimento de ar e também permitem ao fabricante a regular as propriedades finais do negro de fumo. O calor mantido pelo revestimento causa a vaporização da matéria-prima e sua combustão parcial, sendo essa maior parte a de negro de fumo.
Esse pigmento tem uma série de vantagens sobre outros pigmentos ou corantes pretos orgânicos ou inorgânicos:
- Resistência a solventes;
- Resistência a ácidos e álcalis;
- Estabilidade térmica.
Diferente de outros pigmentos, o negro de fumo em plásticos não só colore como também modifica as propriedades elétricas, melhora a resistência ao calor e aos raios UV, e pode agir como carga para modificar propriedades mecânicas.
O negro de fumo é usado em larga escala para tingir plásticos na cor preta e tons de cinza, sendo aplicado em praticamente todos os termoplásticos. Com relação a forma de aplicação deste pigmento, geralmente os transformadores que usam o processo de injeção o utilizam através de um método chamado masterbatch⁶, enquanto os recicladores ou outros que usam extrusoras o utilizam na forma de pó.
Sua dispersão é crucial para a qualidade de tingimento, já que para desenvolver suas propriedades de coloração com perfeição, o negro de fumo requer forças de cisalhamento⁷ muito maiores para dispersão do que outros pigmentos. Dispersão pobre pode causar manchas na superfície da peça e defeitos mecânicos, especialmente em filmes e fibras.
Glossário
¹ Polímero - É uma substância formada por muitas unidades menores ligadas em sequência, como se fosse uma “corrente” de peças iguais. Esses materiais podem ser plásticos, borrachas, resinas etc.
² Solvente - É o líquido que dissolve outras substâncias. No caso das tintas, ele ajuda a tinta a ficar mais fluida e a espalhar melhor; depois, geralmente evapora.
² Solvente - É o líquido que dissolve outras substâncias. No caso das tintas, ele ajuda a tinta a ficar mais fluida e a espalhar melhor; depois, geralmente evapora.
³ Sinterizado - É um processo em que partículas muito pequenas de um material são aquecidas (sem derreter totalmente) até grudarem entre si e formarem uma peça sólida e resistente.
⁴ Monômeros - São as “pecinhas” pequenas que se unem para formar os polímeros. Um monte de monômeros ligados forma um polímero.
⁵ Hidrocarbonetos - São substâncias formadas apenas por hidrogênio e carbono. Eles vêm, em geral, do petróleo e do gás natural e são usados para produzir combustíveis, plásticos e outros materiais.
⁶ Masterbatch - É um tipo de concentrado de cor (ou aditivo) misturado com plástico. Ele é adicionado em pequenas quantidades para colorir ou modificar o material sem precisar usar grandes quantidades de pigmento puro.
⁷ Cisalhamento - É uma força que “empurra” camadas de material em direções diferentes, como quando você esfrega algo. Em tintas e plásticos, essa força ajuda a misturar e dispersar bem as partículas.
Fontes
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