PT943701E - Processo e solução reaccional para a obtenção de uma patina - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "PROCESSO E SOLUÇÃO REACCIONAL PARA A OBTENÇÃO DE UMA PATINA" A invenção refere-se a um processo e a uma solução reaccional para a obtenção de uma patina sobre superfícies de objectos de cobre ou de uma liga de cobre.

Ao ar, forma-se sobre superfícies de cobre uma fina camada protectora verde constituída por compostos básicos de cobre. Esta camada designa-se por patina. A formação de uma patina natural demora muitas vezes, conforme as influências ambientais, várias décadas. A formação de patinas artificiais, por exemplo por aplicação de sais de cobre solúveis ou de sais de amónio, destina-se a imitar as patinas naturais que se formam muitas vezes apenas ao fim de longos períodos de tempo. Nas patinas de imitação aplicam-se compostos básicos de cobre como pigmentos corados, com agentes que formam películas, orgânicos ou inorgânicos, sobre uma superfície de cobre. 0 documento US-A-3497401 revela um processo e uma solução reaccional para a obtenção de uma patina sobre a superfície de um objecto de cobre. A solução reaccional é constituída por uma solução aquosa que contém clorato de potássio e sulfato de cobre.

No processo conhecido do documento US-A-5160381 emprega-se uma solução reaccional para a obtenção de uma patina sobre objectos de cobre, que contém ácido clorídrico, carbonato de 1 cobre, cloreto de amónio, acetato de cobre, trióxido de arsénio e nitrato de cobre em solução aquosa.

Outras propostas para a obtenção de uma patina artificial sobre objectos de cobre encontram-se nos documentos JP 09067681 A, JP 55110780 A e JP 62192586 A. Nestes casos empregam-se várias soluções reaccionais que contêm sais de cobre e outros sais de ácidos orgânicos.

Algumas das soluções reaccionais conhecidas nem sempre levam, contudo, ao sucesso desejado, no que respeita à qualidade da camada e à coloração. O seu manuseamento e armazenamento também são, em parte, dispendiosos. São por isso apenas adequadas de forma limitada para a aplicação industrial para a obtenção em fábrica de uma patina ou para emprego no estaleiro. Também existe o perigo, na utilização de algumas destas soluções reaccionais sobre superfícies de cobre pré-oxidadas ou já parcialmente patinadas, por exemplo em trabalhos de reparação de patinas danificadas, de uma formação de camada e coloração irregulares. 0 documento WO 97/35046 descreve um processo no qual, com a ajuda de uma solução reaccional de sulfato de cobre, tiossulfato de sódio e acetato de chumbo(II), se pode obter uma patina artificial.

Esta solução reaccional, devido ao seu componente de chumbo, tem a grande desvantagem de o seu emprego ter de ser classificado como crítico por razões sanitárias e ambientais, e de não corresponder, de acordo com a invenção, às exigências de uma utilização amiga do ambiente. 2 A invenção tem por isso como objectivo conseguir um processo para a obtenção de uma patina mecanicamente estável, sobre superfícies de cobre de um modo preferido com um pré-tratamento contra intempéries, em que a patina obtida apresenta uma baixa solubilidade do cobre e possibilita uma interacção com a atmosfera tal como uma patina natural. A invenção tem ainda como objectivo uma solução reaccional melhorada para a obtenção de uma patina sobre superfícies de cobre, que seja, além disso, simples de manusear e de armazenar. A solução da parte do objectivo de acordo com o processo encontra-se nas medidas da reivindicação 1.

Em conformidade com isso, aplica-se sobre a superfície de um objecto de cobre, após a sua limpeza, uma solução reaccional constituída por uma solução aquosa de sais de cobre na forma de carbonato de cobre (I), carbonato de cobre (II), cloreto de cobre (I), sulfato de cobre (II), nitrato de cobre ou misturas destes, numa concentração entre 0,5% e 50%, e de sais de ácidos inorgânicos na forma de carbonato de sódio, carbonato de potássio, carbonato de amónio, hidrogenocarbonato de sódio, hidrogenocarbonato de potássio, cloreto de sódio, cloreto de potássio, cloreto de amónio, sulfato de sódio, hidrogenossulfato de sódio, sulfato de potássio, hidrogenossulfato de potássio ou misturas destes, numa concentração entre 0,5% e 50%. O objecto de cobre assim tratado é depois sujeito a secagem, abrigado de influências atmosféricas. A secagem efectua-se habitualmente ao ar, até a patina estar completamente endurecida. A patina preparada de acordo com o processo é mecanicamente estável e apresenta apenas uma baixa solubilidade do cobre. O tempo de preparação da patina é 3 comparativamente reduzido. A patina obtida, após a secagem, é provida com uma camada protectora transparente de verniz.

De um modo preferido, emprega-se para o efeito um verniz de dois componentes à base de água, que contém borracha. 0 verniz é incolor.

Antes da aplicação, mistura-se o verniz com endurecedor. A proporção do endurecedor para o verniz é habitualmente de 1:4. 0 tempo de mistura é, no máximo, de 20 minutos. O verniz misto pronto aplica-se então, de um modo preferido com um dispositivo de pulverização, sobre a patina.

Após a fase de secagem o verniz está endurecido e pode expor-se às condições atmosféricas. Conforme as condições ambientais dominantes (temperatura, humidade do ar, etc.) a fase de secagem pode durar de 15 a 24 horas. A camada de verniz aplicada de acordo com a invenção tem, em particular, as seguintes propriedades e vantagens: A camada de verniz é transparente e mate. Não altera as propriedades ópticas da patina que está por baixo. A camada de verniz pode ser tratada com soluções de lavagem. Deste modo, podem remover-se por exemplo sujidades como grafites aplicados por pulverização, com soluções de lavagem especiais, sem deixar resíduos e sem danificar a patina. A camada de verniz é permeável à difusão de vapor de água. Deste modo, a patina que está por baixo pode continuar a 4 interagir com a atmosfera. A camada de verniz provoca uma solidificação da superfície da patina que está por baixo. Os objectos de cobre patinados podem ser consequentemente trabalhados mecanicamente, por exemplo por torção ou dobragem, sem que a patina estale.

Um objecto de cobre de acordo com a invenção caracteriza--se, de acordo com a reivindicação 2, pela sua camada de verniz transparente sobre a superfície patinada. Um objecto de cobre de acordo com a invenção ou a sua superfície de patina encontram-se melhorados na sua resistência contra influências ambientais e danos exteriores. Os objectos de cobre patinados podem ser trabalhados mecanicamente sem que a patina estale. A solução da parte respeitante à solução reaccional do objectivo, prevê segundo a reivindicação 3, que a solução reaccional seja constituída por uma solução aquosa de sais de cobre bem como de sais de ácidos inorgânicos, e que contenha um agente molhante e/ou um espessante, cada um deles num teor de até 5%. A solução reaccional de acordo com a invenção aproveita a combinação de dois princípios diferentes para a formação da patina. Por um lado, a solução reaccional contém componentes reactivos na forma de sais de ácidos inorgânicos, que reagem com os óxidos de cobre das superfícies patinadas, obtendo-se compostos básicos de cobre. A velocidade deste passo reaccional depende das condições do tempo atmosférico. Além disso, a solução contém já os compostos de cobre que se formam nestas reacções, na forma de sais de cobre, como um tipo de pigmentos corados. Por esta razão, consegue-se logo imediatamente após a 5 aplicação uma impressão de cor muito boa. A imitação da patina natural, que noutras condições se formaria apenas após um longo período de tempo, consegue-se em pouco tempo. Devido à reacção química que se segue, obtém-se uma intensificação da impressão de cor e uma solidificação da camada total de patina. 0 maior sucesso com a solução reaccional de acordo com a invenção consegue-se com a aplicação sobre uma superfície de cobre pré-oxidada ou já parcialmente patinada. Por esta razão, os objectos de cobre devem receber um pré-tratamento de superfície adequado. A superfície de cobre pode ser pré-oxidada ou pré-patinada na fábrica. A superfície de cobre pode, no entanto, também apresentar uma camada de patina resultante da exposição às condições atmosféricas naturais. Uma superfície de cobre não pré-tratada deve ser exposta às condições atmosféricas naturais durante cerca de dois meses ou mais.

Após um pré-tratamento de superfície deste género pode efectuar-se o tratamento com a solução reaccional de acordo com a invenção.

Aplicando a solução reaccional sobre uma superfície de cobre pré-oxidada ou já parcialmente patinada pode obter-se uma camada de patina directamente no local ou também na fábrica. Mesmo as superfícies de cobre que não estão completamente patinadas de verde ou camadas de patina danificadas recebem, por aplicação da solução reaccional de acordo com a invenção, uma camada de patina regular. Conforme a composição da solução reaccional pode variar-se a coloração da patina a obter, adaptando-se assim ao respectivo ambiente circundante. 0 processamento e o manuseamento da solução reaccional de 6 acordo com a invenção são simples. A aplicação sobre as superfícies de cobre pode efectuar-se por exemplo de pincel, rolo ou dispositivo de pulverização. É possível um armazenamento da solução reaccional durante um longo período de tempo de vários meses à temperatura ambiente, sem ocorrerem danos de envelhecimento.

Os sais de cobre que são bem adequados para a utilização na solução reaccional aquosa são o carbonato de cobre(I), carbonato de cobre(II), cloreto de cobre (I), cloreto de cobre (II), sulfato de cobre(II), acetato de cobre, nitrato de cobre ou misturas destes. A gama de concentrações vantajosa situa-se entre 5 e 500 g/L.

Como componente reactivo emprega-se de um modo preferido carbonato de sódio, carbonato de potássio, carbonato de amónio, hidrogenocarbonato de sódio, hidrogenocarbonato de potássio, cloreto de sódio, cloreto de potássio, cloreto de amónio, sulfato de sódio, hidrogenossulfato de sódio, sulfato de potássio, hidrogenossulfato de sódio, sulfato de potássio, hidrogenossulfato de potássio ou misturas destes. A gama de concentrações destes sais de ácidos inorgânicos situa-se também de um modo preferido entre 5 e 500 g/L. A solução reaccional de acordo com a invenção pode alterar-se na sua consistência por adição de agentes molhantes ou de espessantes e ajustar-se às condições de aplicação adequadas. Empregam-se neste caso agentes molhantes, por exemplo tensioactivos, e/ou espessantes de tipo conhecido. Adicionam-se à solução reaccional até um teor de 5%. 7

Com a solução reaccional de acordo com a invenção obtém-se uma patina de alta qualidade, constituída por compostos básicos de cobre, e é particularmente bem adequada para superfícies de cobre pré-oxidadas ou já parcialmente patinadas. 0 tratamento pode efectuar-se no local do estaleiro ou na fábrica. A solução reaccional é ainda bem adequada para restaurar uma patina existente ou para homogeneizar a cor de uma patina. A solução reaccional pode preparar-se e processar-se à temperatura ambiente. Revelou-se conveniente proteger da chuva, pelo menos durante 48 horas, uma superfície patinada após o tratamento com a solução reaccional. É ainda uma vantagem especial cobrir em seguida a camada de patina assim obtida, para evitar danos e para reduzir a solubilidade do cobre, com uma camada protectora transparente. Para tal empregam-se, como já referido, vernizes permeáveis à difusão de vapor de água, que produzem uma camada protectora de poros abertos, permitindo assim a interacção natural da superfície da patina com a atmosfera.

Descreve-se em seguida um exemplo de execução da solução reaccional e da respectiva preparação:

Mistura-se primeiro uma solução aquosa de 200 g/L de sulfato de cobre com 200 g/L de carbonato de sódio e agita-se durante uma hora à temperatura ambiente. Em seguida adicionam-se 200 g/L de cloreto de sódio e agita-se mais uma vez durante uma hora à temperatura ambiente. Depois pode aplicar-se directamente a solução sobre a superfície a patinar.

Para o processamento com um dispositivo de pulverização adiciona-se um agente molhante, por exemplo um tensioactivo, numa concentração de 50 g/L.

Para se obter uma solução aplicável à trincha espessa-se a solução com um espessante usual no mercado, numa concentração de 50 g/L. A solução reaccional assim preparada é armazenável à temperatura ambiente sem limitações. 0 processo para a obtenção de uma patina sobre a superfície de um objecto de cobre encontra-se descrito a seguir a título de exemplo:

Habitualmente, a superfície de cobre a patinar apresenta uma camada de óxido de cobre castanha escura, que já está coberta em certos locais com sais de cobre (patina) . A superfície é libertada de gordura e da sujidade fracamente aderente antes da patinação. A remoção de partículas de sujidade fracamente aderente pode efectuar-se utilizando água e meios auxiliares manuais ou mecânicos.

Os óxidos de cobre que permanecem à superfície e a patina já existente não são removidos. O tratamento objectos de cobre efectua-se com vantagem em condições meteorológicas secas, conforme o caso pode ser necessário proteger a superfície a patinar da precipitação com coberturas adequadas.

Após a secagem das superfícies limpas cobrem-se as áreas que não se destinam a ser patinadas. Em seguida agita-se a solução reaccional já preparada e aplica-se. Como particularmente adequado revelou-se, para o efeito, um 9 dispositivo de pulverização. Conforme a capacidade do dispositivo de pulverização utilizado, empregam-se bocas entre 0,2 mm e 0,6 mm de diâmetro. Para uma cobertura regular da superfície consideram-se vantajosos ângulos de pulverização de 60° a 90°. Durante o tratamento deve ter-se em atenção que se deve evitar a formação de gotas sobre a superfície.

Caso seja necessário, podem efectuar-se várias aplicações de patina. Antes de cada nova aplicação de patina deve atender-se a que a superfície esteja completamente seca.

Depois de atingir o aspecto desejado da superfície de cobre submete-se esta a secagem. 0 processo de secagem deve ser tão lento e regular quanto possível. Melhora-se assim a qualidade da patina.

Conforme as condições atmosféricas, convenientemente contudo após pelo menos 48 horas, pode aplicar-se então a camada protectora de verniz. Também se aconselha para o efeito a utilização de um dispositivo de pulverização, de um modo preferido com bocas entre 0,2 mm e 0,3 mm de diâmetro, e um ângulo de pulverização de 90°. É suficiente uma aplicação única da camada protectora. Durante a secagem da camada protectora, que pode durar entre 20 minutos e 24 horas, conforme as condições atmosféricas, deve proteger-se o objecto de cobre da precipitação.

Ensaios práticos, de acordo com a DIN 50 017/KFW ou de acordo com a DIN 50 917, Parte 1, nos quais foram expostas amostras tratadas com a solução reaccional de acordo com a invenção durante seis meses às condições atmosféricas naturais, 10 mostraram que não se observam quaisquer alterações apreciáveis na patina. A patina obtida com a solução reaccional apresenta portanto uma resistência à acção das condições atmosféricas muito boa.

Lisboa, 20 de Julho de 2007 11

Claims (3)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Processo para a obtenção de uma patina sobre a superfície de um objecto de cobre ou de uma liga de cobre, em que se limpa primeiro a superfície e em seguida se aplica sobre a superfície uma solução reaccional constituída por uma solução aquosa de sais de cobre na forma de carbonato de cobre (I), carbonato de cobre (II), cloreto de cobre (I), sulfato de cobre (II), nitrato de cobre ou misturas destes, numa concentração entre 0,5% e 50%, e de sais de ácidos inorgânicos na forma de carbonato de sódio, carbonato de potássio, carbonato de amónio, hidrogenocarbonato de sódio, hidrogenocarbonato de potássio, cloreto de sódio, cloreto de potássio, cloreto de amónio, sulfato de sódio, hidrogenossulfato de sódio, sulfato de potássio, hidrogenossulfato de potássio ou misturas destes, numa concentração entre 0,5% e 50%, e se submete depois a secagem ao abrigo de influências atmosféricas, após o que se aplica sobre a patina uma camada transparente de verniz.
2. 2. Objecto de cobre ou de uma liga de cobre, que apresenta pelo menos numa das suas superfícies uma camada de patina, preparada segundo o processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a camada de patina ser revestida com uma camada transparente de verniz.
3. 3. Solução reaccional para a obtenção de uma patina sobre superfícies de objectos de cobre ou de uma liga de cobre, constituída por uma solução aquosa de sais de cobre e de sais de ácidos inorgânicos de acordo com a reivindicação 1, 1 à qual se adiciona um agente molhante até um teor de 5 e/ou um espessante até um teor de 5%. Lisboa, 20 de Julho de 2007 2