Utilização da espectrofotometria na caracterização e predição de cores de esmaltes cerâmicos monocromáticos opacos

Abstract

A formulação, bem como os ajustes da cor dos esmaltes na indústria de revestimentos cerâmicos, ainda é predominantemente empírica, dificultando seu controle e, conseqüentemente, prejudicando a reprodutibilidade. Esse trabalho teve como objetivo principal aplicar e avaliar a eficiência do uso da espectrofotometria, juntamente com o modelo de Kubelka-Munk (já conhecido e consolidado em outros setores industriais) na predição de cores de esmaltes cerâmicos opacos obtidos pela mistura de pigmentos e opacificante. O modelo de Kubelka-Munk permite relacionar a cor do esmalte resultante com a concentração dos pigmentos adicionados. Foram preparados esmaltes com percentuais diversos de pigmento (amarelo zirconita-praseodímio, azul zirconita-vanádio, vermelho zirconita-ferro e preto espinélio Ni-Fe-Cr) e opacificante (zirconita) e, a partir da determinação das constantes ópticas de difusão e absorção da luz do esmalte, opacificante e pigmentos foi possível prever com boa precisão o espectro de reflectância (cor) dos esmaltes produzidos. Após a caracterização física e química dos componentes dos esmaltes (frita, pigmentos e opacificante) foram sugeridas adaptações ao modelo que facilitam o procedimento experimental para a análise. As reflectâncias previstas pelo modelo de Kubelka-Munk adaptado foram de excelente concordância com as reflectâncias experimentais, com desvios inferiores a 2,0 %. Foi também avaliada a influência da distribuição granulométrica do opacificante e pigmentos na obtenção da cor, bem como da temperatura de queima. Apesar da estabilidade térmica dos pigmentos, alterações significativas na cor dos esmaltes foram observadas devido à cristalização da zirconita a partir da frita utilizada. A micronização do opacificante proporciona um espalhamento mais efetivo da luz, evidenciando suas propriedades ópticas. Já a micronização do pigmento amarelo zirconita-praseodímio não afetou significativamente a reflectância dos esmaltes avaliados. O uso da espectrofotometria, juntamente como o modelo de Kubelka-Munk é uma poderosa ferramenta para agilizar as formulações e ajustes de cores de esmaltes cerâmicos e, quando usados adequadamente podem facilitar a obtenção da cor desejada e proporcionar economias significativas.