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L'occhiale "nichel-free" senza metalli nobili


L'occhiale "nichel-free" senza metalli nobili


M. Gajo, G. Gajo
Elsy Research s.n.c., V. Mons. Zoppas, 20 - 31020 Scomigo di Conegliano (Treviso)
A. Zingales, G. Quartarone, T.Bellomi
Università di Venezia - Dipartimento di Chimica
G. Paolucci
Università di Padova - Dipartimento di Ingegneria Meccanica


PREMESSA

Il nichel è presente in molte delle leghe utilizzate per realizzare le montature di occhiali in metallo (es. Monel, Alpaca). Il ben noto problema dell'allergia, evidenziato dalla Comunità Europea con la direttiva 94/27/CE emanata nel 1994, ha obbligato nel corso degli anni i produttori a cercare di ridurre o addirittura eliminare il rilascio di nichel dalle montature.

Ridurre il rilascio di nichel significa creare uno strato barriera che faccia da scudo per proteggere l'epidermide. Ma come deve essere fatto questo strato protettivo? E di che spessore? Qui di seguito si cercherà di dare qualche suggerimento in proposito e, alla fine, si valuterà se è possibile fabbricare montature senza utilizzare nichel.


PRIMA SOLUZIONE

E' la più semplice, ossia proteggere le montature con uno spessore di vernice maggiore rispetto alla consuetudine (“doppia verniciatura”) e mantenere invariati tutti gli altri parametri di produzione.

Questa soluzione, ventilata da più parti e per questo motivo qui citata, purtroppo è inefficace. Infatti, il coating di vernice non riveste il materiale in maniera omogenea, ma tenderà a disporsi come indicato nella Fig. 1 a causa di un fenomeno fisico noto come “capillarità”, che a grandi linee consiste nella tendenza dei liquidi ad aggregarsi nella forma a minore energia, per cui gli angoli vivi dell'oggetto risulteranno meno protetti e quindi facilmente attaccabili durante il test di usura. 
Pertanto tale soluzione non mette al riparo da spiacevoli sorprese.



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Fig. 1: confronto fra depositi omogeneo e quello ottenuto con un coating di vernice


SECONDA SOLUZIONE

Oltre alla vernice, intervenire anche a livello di deposito galvanico ed effettuare un coating elettrochimico di di un certo spessore (almeno 5-10 µ) totalmente esente da nichel. Questo spessore “nickel-free” formerebbe un efficace strato barriera contro il nichel contenuto nel materiale di base. Il problema, a questo punto, diventa cosa depositare facendo in modo che i costi rimangano a livelli accettabili. Vanno esclusi i metalli nobili, i quali, per motivi di costo, non possono essere depositati a spessore.

L'ideale è il rame, che ha costi paragonabili al nichel, quindi quasi trascurabili rispetto alla manodopera, solo che il rame rispetto al nichel presenta 2 problemi:

• E' un ottimo livellante ma non un ottimo brillantante

• Se non è bloccato adeguatamente, tende a diffondere verso la superficie e creare ossidazione.

Quindi il rame va ricoperto con un coating che brillanti e che formi un efficace strato barriera. In passato si è provveduto con un deposito di palladio puro, che però si inquina con facilità e che oggi non è più proponibile a causa dell'elevato costo del metallo.


Dopo otto anni di esperienza lavorativa e tests di laboratorio in collaborazione con le Università di Venezia e Padova, è possibile affermare che un ideale strato protettivo per il rame è costituito da un deposito di “bronzo bianco” il quale presenta i seguenti vantaggi:

• Aspetto identico ad un deposito di palladio.

• Blocca totalmente la migrazione del rame.

• Buona resistenza alla corrosione. Per esempio, nel settore della bigiotteria è usato come strato a finire senza vernice e senza alcun problema di corrosione (esperienza praticata su oggetti portati da persone).

• Conferisce al substrato la lucentezza tipica del nichel.

• E' facilmente “strippabile” in caso di errori (contrariamente al palladio).

• Basso costo.

6 µ di rame più 2 µ di bronzo bianco possono ritenersi più che sufficienti per avere montature che rientrino nella norma. Va rilevato, inoltre, che diversamente da quanto osservato nel caso di deposito di vernice, dove sulle punte lo spessore risultava inferiore, nel caso di deposito elettrochimico si ha l'effetto contrario: lo spessore depositato è più elevato sulle punte a causa della maggiore densità di corrente (“effetto di punta”, Fig. 2).

Dunque, il deposito galvanico va per così dire a compensare lo squilibrio dato dalla verniciatura.



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Fig. 2: deposito omogeneo e deposito tipico di un bagno galvanico

E' importante ricordare che questo trattamento galvanico ha come obiettivo di sostituire il nichel. Quindi, anche se l'effetto decorativo finale è del tutto identico ad un deposito di palladio, non si può pretendere che una lega rame-stagno-zinco abbia le caratteristiche di un metallo nobile per quello che riguarda resistenza ad usura e corrosione. Il trattamento richiede un coating di protezione che, date le ottime caratteristiche della lega, può essere anche una semplice verniciatura.


TERZA SOLUZIONE

Intervenire “alla radice” e produrre montature con materiali di base esenti da nichel. Molti produttori di leghe hanno in questi anni immesso sul mercato una nuova generazione di materiali completamente esenti da nichel. Oltre ai prodotti di “nicchia” (Titanio, Magnesio, etc), le ricerche in atto stanno dando buoni frutti e non è da escludere che, da qui a qualche anno, sarà possibile produrre montature con materiali anallergici senza rimpiangere le leghe classiche al nichel.


CONCLUSIONE

La richiesta di montature a basso rilascio o addirittura esenti da nichel sta diventando sempre più frequente.
La tendenza negli anni a venire sarà di eliminare tale metallo dalla produzione, per cui orientare la produzione in questa direzione non è solo un buon target commerciale, ma sta diventando una necessità. the I.I. treatment the Rcorr of I.I. is around half of that of not implanted bronze 0.04m