Se c’è un processo nel grande “mare magnum” della verniciatura che ha riscosso particolare attenzione è l’impiego delle lampade ad eccimeri, che hanno fatto di un “semplice” processo di essiccazione un vero e proprio metodo per ottenere superfici “super matt”, estremamente opache e dalle caratteristiche fisico meccaniche ineccepibili….
“Nel panorama della verniciatura delle superfici dei mobili, l’ultima significativa evoluzione tecnologica può essere certamente considerata quella degli eccimeri. Sebbene sia un “metodo” oramai perfettamente conosciuto dagli operatori del settore, soprattutto per le prestazioni che le superfici così trattate possono offrire, sono indubbiamente meno noti i principi teorici su cui si basa, anche per una certa complessità che effettivamente coinvolge questa nuova tecnologia”.
Inizia così la nostra chiacchierata con Franco Bulian, direttore di Catas, per approfondire un argomento che, visto il successo ottenuto, merita di essere conosciuto un poco più approfonditamente: ci pare infatti importante – ai fini di una conoscenza di base, anche se non particolarmente approfondita – rendere disponibili in queste pagine una serie di informazioni indispensabili per comprenderne le potenzialità, per dedurne i limiti ma anche per affrontare gli eventuali problemi che possono sempre insorgere quando si impiegano nuovi materiali o nuove tecnologie.
Insomma, se ne parla molto ma se ne sa ancora poco, almeno fra coloro che le utilizzano. Come, ad esempio, che questo processo è di fatto “merito” delle lampade. Sono le lampade a eccimeri il vero “focus”, per quanto non potrebbero garantire il miglior risultato senza la “collaborazione” di vernici formulate ad hoc e impianti di applicazione idonei.
Cogliamo dunque l’occasione per raccontarvi brevemente, grazie alla sempre preziosa collaborazione con Catas, che cosa sono le vernici ad eccimeri, proprio per offrire un piccolo contributo di conoscenza a chi le sta già utilizzando o comunque a chi desideri avere qualche informazione in più sui principi generali e sugli aspetti pratici di questa tecnologia.
ECCIMERI, QUESTI SCONOSCIUTI….
La parola eccimeri deriva dall’unione dei due termini inglesi “excited” e “dimer”, che in italiano possiamo tradurre come “dimeri eccitati”.
Per comprendere di cosa si tratta dobbiamo necessariamente introdurre qualche concetto di chimica, sperando che questa breve premessa non faccia immediatamente fuggire i lettori di questo articolo. In termini molto semplificati possiamo iniziare questo preambolo ricordando che la stragrande maggioranza degli elementi chimici conosciuti ha una grande affinità e capacità di legarsi assieme per formare le molecole. Gli atomi di ossigeno e di idrogeno, ad esempio, si uniscono per formare le molecole d’acqua e così avviene per quasi tutti gli altri atomi.
A questa “socialità” atomica fanno tuttavia eccezione alcuni gas – fra cui Neon o Argon – che non mostrano invece alcuna tendenza a legarsi con altre specie atomiche. Proprio per questo motivo questi elementi sono chiamati “nobili”, in quanto non hanno alcuna intenzione di mescolarsi, di unirsi con gli altri atomi della tavola periodica.
Questa loro “asocialità” può essere tuttavia aggirata agendo in certe particolari condizioni. Quando questi gas, concentrati in spazi delimitati, sono infatti sottoposti a fortissime scariche elettriche, si riesce a fare in modo che i loro atomi si leghino a coppie per un brevissimo istante. Queste specie – formate appunto da due (di) parti (meros) – hanno tuttavia una vita brevissima, nell’ordine dei nanosecondi.
La dissociazione pressoché immediata di questi dimeri riporta i singoli atomi dei gas nobili nella loro condizione “isolata” provocando, in questa sorta di rigetto reciproco, l’emissione di una radiazione ad altissima energia nel range dell’”ultravioletto C”.
Le lampade ad eccimeri utilizzano dunque gas nobili (anche in combinazione con altri elementi) in grado di emettere radiazioni elettromagnetiche ad altissima energia e, contrariamente ad altre lampade comunemente impiegate nel mondo della verniciatura, sono praticamente prive di altre emissioni di radiazioni collaterali nell’infrarosso o nel visibile.
A COSA SERVONO?
L’altissima energia prodotta dalle lampade ad eccimeri è in grado di produrre effetti molto importanti colpendo le sostanze o le superfici con cui viene in contatto, potendo addirittura modificarne la composizione chimica.
Una delle applicazioni più comuni è la pulizia e l’igienizzazione delle superfici che gode dell’effetto combinato del degrado molecolare delle particelle inquinanti, provocato dall’elevata energia della radiazione UV, e dall’effetto ossidativo indotto dall’ozono che queste lampade sempre producono in presenza di ossigeno. La loro emissione di energia è talmente potente da uccidere qualsiasi microorganismo, una valenza che ha permesso a queste lampade di ottenere grande “visibilità” nella drammatica stagione dell’epidemia da “Covid”per cui durante il covid per una ottima disinfezione
Altre applicazioni riguardano l’attivazione di superfici o la loro ossidazione superficiale, senza entrare in altri campi come quello medicale, dove queste sorgenti trovano altri specifici impieghi.
L’APPLICAZIONE
Nel settore della verniciatura dei pannelli le lampade ad eccimeri hanno trovato un’interessante applicazione integrandosi negli impianti che utilizzano vernici fotoreticolabili (vernici UV): avendo presto compreso le loro potenzialità nella creazione di micro increspature della superficie, dunque per ottenere superfici molto opache (a bassissimo gloss), senza che alla formulazione delle vernici liquide sia necessario aggiungere gli additivi opacanti.
Nei prodotti tradizionali, infatti, questi additivi – che hanno la forma di minuscole particelle insolubili nelle vernici liquide – tendono a migrare verso la superficie durante l’essiccazione, producendo una sorta di micro-rugosità superficiale. I raggi di luce, quando rimbalzano su una superficie con queste caratteristiche, vengono diffusi in tutte le direzioni, producendo ai nostri occhi la sensazione di opacità.
Nel caso dei sistemi ad eccimeri, dopo una prima gelificazione della vernice (parziale indurimento) ottenuto tramite lampade UV tradizionali, la superficie viene fatta passare sotto le lampade ad eccimeri, che producono una sorta di raggrinzimento superficiale. Nell’ultima fase del processo di essiccazione la vernice viene nuovamente irradiata dalle lampade UV, così da completarne l’indurimento.
Il raggrinzimento indotto dalle lampade ad eccimeri produce quindi superfici ad altissima opacità e l’alta energia che colpisce la vernice induce inoltre una durezza superficiale molto spinta.
“In altre parole – prosegue Bulian – potremmo dire che l’essiccazione agli eccimeri di fatto “rovina” la superfice in modo controllato per creare quella rugosità che visivamente viene percepita come opacità, un effetto che si percepisce anche come morbidezza al tatto.
Un processo che, grazie all’elevato indurimento e a una particolare definizione della superficie, garantisce anche una ottima resistenza ella impronte, dal momento che la microrugosità della superficie le rende praticamente invisibili”.
VANTAGGI E SVANTAGGI
Il vantaggio più apprezzato delle vernici ad eccimeri è certamente quello che abbiamo appena descritto, ovvero la possibilità di produrre superfici a bassissima brillantezza, il cosiddetto “zero gloss”, a cui il mercato di oggi è molto sensibile.
Questa bassa opacità è inoltre molto stabile all’effetto dell’usura che prodotti verniciati in modo “tradizionale” soffrono invece molto di più.
Un altro elemento di particolare rilevanza nasce dalla semplice pulizia di una superficie “matt”, un procedimento indispensabile ma che può rimuovere o “spianare” gli agenti opacanti presenti nelle ormali formulazioni con le quali è possibile ottenere micro-rugosità superficiale, provocandone la lucidatura e – spesso – la formazione di inestetiche chiazze di varia brillantezza.
Se, invece, si utilizzano vernici formulate per essere trattate con lampade agli eccimeri tutto ciò non avviene, non solo per l’assenza degli “agenti” di cui abbiamo scritto, ma anche grazie alla elevatissima durezza che conferiscono alla superfice, assai maggiore di quella ottenibile con qualsiasi altro prodotto verniciante tradizionale. Nei laboratori di Catas sperimentiamo quotidianamente come le resistenze al graffio e al contatto con sostanze liquide evidenzino valori molto elevati.
Più attenzione meritano invece altre proprietà, come la resistenza alla sporcatura, in quanto le particelle di sporco possono penetrare profondamente all’interno delle micro-rugosità, rendendo più “impegnativa” la successiva rimozione (pulizia).
Anche il cambiamento di colore va considerato specie nel caso di superfici bianche, in quanto soggetto a dinamiche particolari con possibili evidenze di ingiallimenti al buio che in alcuni casi risultano successivamente reversibili.
Questi effetti sono già noti anche per alcune vernici UV tradizionali e sono già stati oggetto di specifici studi effettuati dal Catas.
A livello impiantistico non ci sono particolari problematiche legate a questa tecnologia che deve essere comunque associata a impianti UV, se non quella di dover necessariamente rimuovere l’ossigeno dalla zona in cui agiscono le lampade ad eccimeri. Come già precedentemente ricordato, queste lampade inducono la formazione di ozono in presenza, appunto, di molecole di ossigeno. Gli impianti devono dunque operare in atmosfera inerte con flussi di azoto generato da opportuni sistemi o comunque stoccato in appositi serbatoi.
Dobbiamo aggiungere che molto si sta facendo in questo specifico comparto, alla luce del grande interesse suscitato da questa tecnologia. Si sono raggiunti ottimi risultati anche nella finitura agli eccimeri di superfici con una tridimensionalità non troppo accentuata, resa possibile da specifici “accorgimenti” adottati dai costruttori di tecnologie per la verniciatura. E ci risulta che si stiano compiendo altri e importanti passi avanti sulla necessità di irradiare le superfici in ambienti privi di ossigeno, una conditio sine qua non che potrebbe anche imporre limiti meno rigidi.
Non mancano anche voci di alcune nuove “ricette” – nate dalla sempre più stretta collaborazione fra produttori di vernici, fornitori di lampade e costruttori di macchine – che potrebbero addirittura portare a ottenere gli stessi risultati con procedimenti decisamente meno costosi e complessi.
