Materie prime – Il materiale che si utilizza è importante
"Il primo passo è sempre il più difficile“. Ciò vale anche per la formulazione di una vernice. L’applicazione determina la selezione delle materie prime. Non solo le proprietà meccaniche quali resistenza all’abrasione e adesione, ma anche quelle ottiche e visive quali il colore e la brillantezza sono importanti e il tutto senza dimenticare i costi formula. Per garantire una qualità costante, è necessario stabilire da subito un efficace sistema di controllo qualità.
La vernice è un rivestimento liquido o in polvere che viene applicato sugli oggetti in uno strato molto sottile. Per mezzo di processi chimici o fisici, il prodotto viene convertito in una pellicola aderente. La vernice è solitamente composta dai seguenti componenti:
Misura del colore del biossido di titanio ( TiO2) Il biossido di titanio è il pigmento più bianco e più luminoso disponibile. Grazie al suo elevato indice di rifrazione (persino più alto di quello del diamante) diffonde la luce in modo particolarmente efficace e garantisce quindi la massima opacità della vernice. Il rutilo è la forma del TiO2 più diffusamente presente in natura; solitamente lo si preferisce all’anatasio per via delle sue più contenute attività fotocatalitiche e quindi per la migliore stabilità e resistenza agli agenti atmosferici che conferisce alla vernice finale.
La purezza del TiO2 è legata al processo di lavorazione. Il processo al cloruro produce gradazioni più pure e luminose rispetto al processo al solfato. Inoltre, le impurità introdotte nel corso del trattamento chimico o gli ioni di metalli terzi all’interno dei cristalliti possono inficiare la luminosità e la brillantezza del colore. Solitamente tendono a scolorire i pigmenti fino a farli virare al grigio o al giallo.
Un modo per eseguire efficacemente la misura del colore è quello di incorporare il pigmento TiO2 nel sistema verniciante dell’applicazione finale. Al fine di garantire una superficie liscia ed omogenea, la vernice viene applicata su carte di contrasto per l’opacità mediante un applicatore automatico di film. Le carte di contrasto sono composte da aree bianche e aree nere, che sono sufficientemente grandi per essere misurate con gli appositi strumenti. Un’alternativa è quella di effettuare delle letture su dischi compressi a secco. I dischi vengono formati applicando una pressione elevata al TiO2 secco contenuto in un anello. La pressione è fondamentale, in quanto rappresenta la forza in grado di compattare il pigmento e di tenerlo insieme per poter effettuare la misurazione. La faccia del disco viene quindi misurata tramite uno spettrofotometro.
I valori colorimetrici standard L* e b* sono usati per caratterizzare la luminosità e il sottotono: maggiore il valore di L* e più alta è la luminosità; più basso è il valore di b*, meno giallo sarà il suo aspetto. Nella tabella in basso sono mostrati i risultati per diversi tipi di TiO2. Lo spectro2guide può essere usato per misurare i parametri del colore CIELab. Lo strumento salva e trasmette direttamente i dati misurati al software di analisi dati smart-chart.
Oltre alla luminosità e al sottotono, ottimi potere coprente e colorante sono altre importanti proprietà che il pigmento TiO2 deve presentare.
| Grade 1 | Grade 2 | Grade 3 | Grade 4 | |
|---|---|---|---|---|
| Luminosità L* | 96.6 | 97.4 | 97.3 | 97.2 |
| Sottotono b* | 2.1 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
Il livello di gloss e di haze di un pigmento TiO2 è per lo più influenzato dalla dimensione delle particelle primarie, nonché dal numero di particelle con un diametro superiore a 0,5 µm. Al fine di ottenere finiture lucide con un buon livello di gloss e una migliore nitidezza dell’immagine, le particelle troppo grandi devono essere ridotte. L’haze-gloss è uno strumento oggettivo in grado di misurare le superfici da opache a molto lucide, offrendo la misurazione con tre diverse geometrie di gloss (20°, 60°, 85°) nonché la misurazione dell’haze in riflettanza in un solo dispositivo. Ad ogni modo, per poter effettuare la misurazione di gloss e haze occorre integrare il TiO2 nel sistema verniciante ed effettuare delle stesure del colore per la misura.
Nel corso del processo di dispersione, i pigmenti vengono disgregati in piccole particelle: più piccole sono le particelle, più liscia sarà la superficie. Il grafico soprastante mostra l’influsso del grado di dispersione su gloss e haze. Le particelle dei pigmenti più piccole di 10 µm mostrano una notevole riduzione dell’haze e un leggero aumento del gloss: ne consegue una finitura lucida con una migliore qualità di formazione dell’immagine.
I pigmenti ad assorbimento organici e inorganici assorbono e diffondono la luce incidente in modo selettivo. A parte il colore di per sé, una delle proprietà più importanti che deve essere controllata è il potere colorante. Il potere colorante è influenzato direttamente dal tipo di pigmento e dalla concentrazione utilizzata nel sistema verniciante.
