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In breve: L'ossido di ferro resiste meglio alla linea di rivestimento a polvere rispetto alla maggior parte dei pigmenti organici, ma è comunque la linea a determinare il colore finale. Tre fattori contano più della qualità del pigmento acquistato: quanto bene il pigmento sia disperso nell'estrusore, se il tuo ciclo di polimerizzazione avvenga a una temperatura superiore al punto in cui il pigmento giallo inizia a modificarsi, e se il tuo obiettivo di lucentezza lasci spazio sufficiente per il caricamento del pigmento. Risolvi questi tre aspetti e il pigmento cessa di essere una variabile. Questo articolo illustra il processo passo dopo passo e conclude con gli elementi da inserire esplicitamente nell'ordine d'acquisto.
Il rivestimento a polvere è una vernice secca, applicata sotto forma di polvere e fusa per formare un film. Questa differenza rispetto alla vernice liquida potrebbe sembrare minima. In realtà, sul pavimento dello stabilimento modifica quasi completamente il comportamento di un pigmento, poiché quest'ultimo deve ora resistere a fusione, compressione, macinazione e cottura, anziché essere semplicemente mescolato in un liquido e lasciato asciugare.
L’ossido di ferro è una scelta comune in questo contesto, e per buoni motivi: è opaco, ha un costo contenuto per unità di potere coprente ed è stabile al calore che distruggerebbe molti pigmenti organici. Ciò che non può fare, invece, è risolvere un problema di estrusione difettoso o compensare un forno che supera la temperatura impostata.
Una linea di verniciatura a polvere comprende cinque fasi, e il pigmento le attraversa tutte.
Il pre-miscelazione è una miscela secca di resina, agente indurente, carica, pigmento e additivi, mescolati insieme in un miscelatore ad alta velocità. A questo stadio nulla si fonde ancora. L’obiettivo è semplicemente distribuire il pigmento in modo uniforme nella polvere; tuttavia, ottenere questo risultato è sorprendentemente difficile, poiché un pigmento bagnato dalla resina si disperderà successivamente, mentre un pigmento che rimane asciutto e agglomerato non si disperderà affatto.
Successivamente segue la struttura di un apparecchio di estrazione , una vite riscaldata che fonde la miscela e la trasforma in una pasta viscosa. È qui che il pigmento viene effettivamente frammentato e bagnato. Il materiale esce sotto forma di nastro caldo, viene raffreddato su un nastro trasportatore o su un rullo refrigerato, quindi passa a un mulino che lo macina in polvere della granulometria desiderata.
L’applicazione è elettrostatica. La polvere viene caricata, nebulizzata su un componente a massa e trattenuta da tale carica fino all’ingresso del componente nel forno. All’interno del forno la polvere fonde, si livella e la resina forma legami incrociati generando un film rigido. Quest’ultima fase è la cure .
Ciascuna di queste fasi può modificare il colore finale. Solo le prime due sono sotto il vostro diretto controllo nella routine quotidiana.
Se un cliente segnala la presenza di puntini, striature o una riduzione della lucentezza, la causa risiede quasi sempre nell’estrusore, non nel sacco del pigmento.
Un estrusore deve svolgere due compiti contemporaneamente: deve disperdere il pigmento nella massa fusa e deve farlo senza degradare la resina o avviare in anticipo la reazione di reticolazione, prima ancora che il materiale raggiunga il pezzo finale. Entrambi i compiti dipendono dalle stesse variabili: temperatura della canna, velocità della vite, portata di alimentazione e tempo di permanenza. Aumentando la spinta sulla vite per migliorare la dispersione si riduce il tempo di permanenza; rallentandola per concedere più tempo al pigmento si rischia invece una reticolazione prematura della resina.
L’ossido di ferro è abrasivo. È una polvere minerale dura e, a cariche elevate, consuma viti e canne più rapidamente rispetto a un pigmento organico. Uno stabilimento che processa grandi quantità di ossido di ferro dovrebbe prevedere ispezioni delle viti a intervalli più brevi rispetto a quanto suggerito dal programma del produttore originale. L’usura modifica il profilo di taglio, e un profilo di taglio alterato influisce sulla dispersione, con conseguenze visibili mesi dopo sotto forma di un lotto che non corrisponde più allo standard conservato.
Il controllo pratico è un drawdown (un film sottile steso su un pannello per confronto visivo) rispetto a uno standard di riferimento, realizzato con la polvere finita anziché con la miscela preliminare. Se lo strato applicato mostra particelle sotto un microscopio a basso ingrandimento, l’estrusore non ha funzionato correttamente e nessun controllo del pigmento potrà spiegarne la causa.
La maggior parte dei sistemi di polveri per applicazioni architettoniche polimerizza intorno ai 180–200 °C, mantenendo tale temperatura per dieci–venti minuti, a seconda della chimica impiegata. Questa finestra termica è adeguata per il rosso ossido di ferro (Fe2O3) e per il nero ossido di ferro (Fe3O4), entrambi stabili ben oltre la temperatura di polimerizzazione.
L’ossido di ferro giallo (α-FeOOH, un ossido di ferro idratato) è un caso diverso. Trattiene acqua nella sua struttura cristallina e il calore ne provoca l’eliminazione. Oltre i circa 180 °C la trasformazione diventa significativa e non è reversibile. Il pigmento tende a virare verso un rosso-arancio e tale variazione è permanente. Una polvere gialla per rivestimento che appariva corretta in laboratorio può uscire da un forno di produzione con una tonalità visibilmente più calda rispetto al pannello di riferimento approvato, e la differenza verrà attribuita alla partita del pigmento, mentre in realtà dipende dal profilo termico del forno.
Esistono due soluzioni oneste. La prima consiste nel specificare una qualità di giallo termoresistente, che costa di più e deve essere accompagnata, da parte del fornitore, da una temperatura e da un tempo di resistenza termica dichiarati in modo preciso, anziché da un’affermazione vaga sulla resistenza al calore. La seconda consiste nel ridurre la temperatura di polimerizzazione e prolungarne la durata: questa opzione funziona soltanto se il sistema resinoso lo consente.
Questo è anche il motivo per cui i rossi e i marroni dominano il lavoro con polveri per edilizia. Non sono più diffusi perché gli architetti li preferiscono. Sono più diffusi perché il forno non perdona e quei colori non ne risentono.
L’opacità in una verniciatura a polvere deriva dal carico di pigmento. Se un cliente desidera un colore uniforme su un supporto brillante, il carico deve essere sufficientemente elevato da coprire ciò che sta al di sotto.
Un carico elevato ha un costo che va oltre la fattura del pigmento. Ogni percentuale aggiuntiva di pigmento sostituisce resina, e la resina è ciò che forma il film continuo responsabile della lucentezza e DOI (distinzione dell’immagine, ovvero quanto sia nitida una riflessione, non quanto sia intensa). Aumentando il carico, il film può cominciare ad apparire opaco anche quando il misuratore di lucentezza segnala ancora 30 unità.
Esiste un secondo effetto che coglie impreparati. Le particelle di ossido di ferro sono dure e relativamente grossolane rispetto a un pigmento organico. A carica elevata e con scarsa dispersione sporgono rispetto al film indurito e diffondono la luce, appannando l’aspetto senza modificare il colore misurato. Il pannello supera il controllo cromatico ma non quello visivo.
Se un lavoro richiede sia un’elevata copertura sia un’elevata DOI, la risposta onesta è solitamente uno strato di colore più sottile applicato su un primer, anziché un singolo strato più spesso. Tale decisione appartiene alla progettazione del rivestimento, non alla specifica del pigmento.
L’ossido di ferro possiede un’eccellente resistenza alla luce. Non sbiadisce come molti pigmenti organici e per questo compare nei lavori architettonici esterni, dove la garanzia si estende per anni.
Ciò che non fa è proteggere il legante. La luce ultravioletta attacca la resina e, man mano che questa si degrada, la superficie sviluppa farinosità (uno strato polveroso che si forma con il degrado del legante). La formazione di polvere rende la verniciatura più chiara e opaca, anche se il pigmento sottostante non cambia. In un colore chiaro l'effetto è lieve. In un marrone scuro o bronzo appare come una superficie sbiadita e polverosa e viene segnalata come difetto cromatico.
Le vernici per alluminio architettonico sono solitamente qualificate in base a una specifica prestazionale pubblicata, piuttosto che in base al foglio dati del fornitore. AAMA 2604 e AAMA 2605 sono le due specifiche più rilevanti in tale mercato e definiscono entrambe i requisiti di prova e prestazionali per le vernici organiche su estrusi e pannelli in alluminio. Se il cliente cita una di queste, la scelta del pigmento deve basarsi sui test di resistenza agli agenti atmosferici previsti nella specifica, non su una generica dichiarazione di resistenza ai raggi UV.
La maggior parte delle controversie sui pigmenti nelle vernici a polvere nasce da ordini d'acquisto che specificano soltanto un colore e nulla altro. Di seguito sono elencati gli elementi da indicare esplicitamente.
| Voce | Perché è importante | Come verificarlo |
|---|---|---|
| Colore confrontato con uno standard conservato, non un nome | "Bronze" non significa nulla tra due aziende | Pannello sigillato e datato conservato da entrambe le parti; misurazione in condizioni fisse secondo ASTM D2244 |
| limite ΔE e formula utilizzata | δE è un singolo numero che nasconde tre direzioni, e formule diverse forniscono numeri diversi per la stessa coppia | Indicato nella specifica, concordato prima del primo lotto |
| Potere tintometrico rispetto allo standard | Un lotto più debole aumenta il carico, il che riduce la lucentezza | Confronto mediante drawdown rispetto allo standard conservato |
| Stabilità termica, con temperatura e tempo specificati | Il numero che determina se il giallo sia persino un'opzione | Valore indicato dal fornitore per la specifica qualità, confermato da una prova di cottura |
| Contenuto di umidità | Il pigmento umido si pre-mescola male e può causare pori nel film cotto | Certificato di analisi per lotto |
| Residuo sul setaccio / dimensione delle particelle | Le particelle grossolane appaiono come puntini e provocano un aspetto opaco | Certificato di analisi, più un controllo mediante stesura su vetrino |
| Tracciabilità dei Lotti | Rende un ordine ripetuto riproducibile oppure rende evidente una modifica | Numero di lotto riportato sulla confezione e sul certificato |
Due di queste affermazioni meritano di essere distinte. La corrispondenza cromatica del sacco consegnato e la stabilità cromatica durante la cottura nel vostro forno sono due requisiti diversi. Un fornitore può rientrare perfettamente nei limiti di tolleranza sul primo parametro e tuttavia non soddisfare il secondo, perché il forno esercita un’azione non contemplata nella scheda tecnica del pigmento.
Tre errori si ripetono continuamente, e nessuno di essi riguarda la qualità del pigmento.
Il primo consiste nell'approvare un colore su un pannello di laboratorio spruzzato e poi avviare la produzione su una linea diversa con un forno diverso. Il forno del laboratorio e il forno di produzione non hanno lo stesso profilo termico, quindi un giallo che ha superato i controlli in laboratorio può fallire sulla linea.
Il secondo consiste nel cercare di risolvere un problema di colore cambiando fornitore di pigmenti. Se lo standard conservato non è mai stato sigillato, non esiste alcun riferimento con cui confrontare il risultato, pertanto il nuovo fornitore viene valutato sulla base di una semplice memoria e la discussione ricomincia da capo.
Il terzo consiste nell'accettare un certificato di analisi come prova della dispersione. Tale certificato descrive la polvere uscita dall'impianto di produzione dei pigmenti; non dice nulla su ciò che il vostro estrusore ha fatto con essa.
Nessuna di queste operazioni richiede nuovi macchinari. È sufficiente uno standard sigillato, un limite scritto di ΔE, una prova di polimerizzazione effettuata nel forno reale e un controllo della stesura per ogni lotto. Uno stabilimento che esegue queste quattro azioni raramente ha controversie sul colore che durino più di un giorno.
Hebei Tianhuibao Technology Co., Ltd. produce pigmenti ossido di ferro da 26 anni, con una capacità produttiva annua di 50.000 tonnellate, e fornisce clienti in oltre 150 paesi e regioni. La gamma comprende gli Serie Rosso di Ossido di Ferro (compresi i gradi 110, 130 e 190, oltre a quelli nano, ultrafini, facilmente dispersibili e resistenti agli acidi e alle basi), gli Serie ossido di ferro giallo (gradi 313 e 920), gli nero e serie marroni, con abbinamento cromatico diretto in fabbrica, regolazione della granulometria e personalizzazione dell’imballaggio tramite Servizi personalizzati . Le certificazioni ottenute includono REACH, RoHS, CE e ISO. Gli articoli disponibili a magazzino vengono spediti entro 3–5 giorni lavorativi; quelli personalizzati entro 7–15 giorni lavorativi. L’ordine minimo è di 1 tonnellata (1 000 kg). I dati cromatici, compreso il valore ΔE rispetto allo standard conservato, sono disponibili su richiesta; le indicazioni sulla temperatura di polimerizzazione sono fornite per ogni grado, non come affermazione generica.
Se state qualificando un pigmento per una linea di rivestimento a polvere, inviateci il ciclo di polimerizzazione, il sistema di resina, l’obiettivo di lucentezza e il colore da raggiungere. Vi indicheremo quale grado rientra in tale intervallo e quale no, e vi invieremo un campione confrontato con il vostro standard conservato.
Contatto: [email protected] / +86-13400211655.
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