Continua la rassegna dei diversi punti di vista sulla possibilità di applicazione delle tecnologie a basso impatto ambientale
(R. Giudice – OECE)
Negli ultimi anni l’interesse degli utilizzatori di vernici si sta sempre più indirizzando verso l’utilizzo di prodotti a base acqua, tecnologia che per molto tempo è stata relegata al ruolo di “cenerentola” del mondo delle vernici per il legno, spesso per motivi non prettamente tecnici, retaggio di vecchi pregiudizi, come le scarse resistenze meccaniche/ fisiche/ chimiche e soprattutto per i costi di questi prodotti. Sulla qualità estetica ultimamente si è riusciti a replicare completamente la gamma dei prodotti poliuretanici, da sempre, almeno in Italia, termine di raffronto per tutti i potenziali utilizzatori.
La versatilità di questi prodotti ha permesso ai vari produttori di vernici di poter formulare fondi, finiture trasparenti e pigmentate, mono-componenti, bi-componenti e ad essiccazione ultravioletta, con caratteristiche del tutto assimilabili ai tradizionali prodotti a base solvente, sia come caratteristiche “tecniche” che applicative.
Questo sviluppo ha portato, di pari passo, ad un miglioramento delle resistenze chimico/fisiche, che fino a qualche anno fa era considerato il vero limite.
Per poter rendere più tangibili questi miglioramenti, illustreremo in comparazione i risultati dei test di resistenza alle macchie (metodo UNI 9114) e di resistenza alla matita (metodo ASTM 3363) eseguite presso un laboratorio indipendente.
Per questa panoramica sono state prese in esame tre tipologie di prodotti, tutte applicate su un fondo poliestere carteggiato:
- finitura poliuretanica trasparente
- finitura all’acqua ad essiccazione UV trasparente
- finitura all’acqua mono-componente trasparente.
La scelta di queste tipologie non è stata casuale, ma è nata da esperienze fatte sulle linee dei clienti (non ancora molti) che per primi hanno sentito l’esigenza di avvicinarsi all’utilizzo dei prodotti all’acqua. Abbiamo preso in esame due realtà abbastanza diverse: verniciatura del mobile in linea e verniciatura del mobile montato.
Nel primo caso il cliente possiede la classica “mezza” linea: valea dire preparazione del fondo con macchine a rullo con prodotti ad essiccazione ultravioletta, applicazione della finitura con macchina velatrice ed essiccazione in un forno “verticale”, con permanenza di 45’, scarico e accatastamento.
Il raffronto riguarda una finitura poliuretanica trasparente e una finitura all’acqua ad essiccazione UV, per l’essiccazione della quale si è dovuto aggiungere all’uscita dal forno “verticale” una cappa con due lampade UV ad alta potenza (80 W/cm). Si può facilmente constatare (vedi tab I) come le resistenze ottenute da un prodotto all’acqua risultano in qualche caso superiori rispetto ad un poliuretanico, pur mantenendo le caratteristiche estetiche di quest’ultimo.
Nel secondo esempio, invece, abbiamo preso in esame una linea per mobile montato, dove una finitura ad essiccazione UV era poco attuabile, confrontando un ciclo fondo e finitura poliuretanici con un ciclo fondo e finitura all’acqua mono-componente. Anche in questo caso (vedi tab. II) non si rilevano differenze apprezzabili tra i due cicli, a dimostrazione che oggi la tecnologia dei prodotti all’acqua è riuscita a raggiungere prestazioni fino a qualche tempo fa difficili da immaginare. Come accennato in precedenza, con le vernici a base acqua si è riusciti a replicare tutte le varie tipologie di prodotti poliuretanici, sia come caratteristiche generali, sia come applicazione, poiché oggi è possibile all’80% utilizzare le normali attrezzature già in uso per altre tipologie di prodotti. Il restante 20% è rappresentato dalle applicazioni con macchine “velatrici”, dove dopo alcune non positive esperienze, si è dovuto intervenire sulle pompe di alimentazione, sostituendo il sistemaad ingranaggi, che, a causa del maggior attrito esercitato dai prodotti all’acqua rispetto ai prodotti a solvente, ha causato alcuni problemi di grippaggio, con sistemi a membrana che per la loro tipologia non innescano questo fenomeno.
Per gli impianti di essiccazione si è visto che non servono particolari accorgimenti, ma possono essere utilizzati i normali impianti esistenti, a condizione chesia garantito un buon ricircolo d’ariae che non visiano parti in ferro soggette a deterioramento dovuto alleforte presenza di umidità (gli impianti di ultima generazione rispondono quasi tutti a questi requisiti). Al fine di poter ottenere i migliori risultati è molto importante operare in un ambiente con una percentuale d’umidità relativa compresa tra il 45-65% (valori ottimali), che l’umidità del legno da trattare sia intorno al 12% e che la temperatura dell’ambiente e dei prodotti non sia mai inferiore ai 15°C. Riteniamo però marginali questi limiti, se confrontati ai benefici che questa tecnologia può portare anche sotto l’aspetto della salubrità dell’ambiente di lavoro.
Un aspetto che ha sicuramente rallentato lo sviluppo di questi prodotti è il costo, ritenuto molto elevato. La causa principale è sicuramente l’elevato costo delle materie prime, motivata dal fatto che (utilizziamo comefonte vari produttori di materie prime) la produzione delle emulsioni è più complicata.
I consumi, ancora oggi non elevati, non permettono di fare economie di scala. Sorge spontanea la domanda: ma costano davvero così tanto?
Considerando il costo al Kg sicuramente la risposta non può essere che affermativa, ma se si comincia a fare i calcoli al m2 e in questo calcolo si aggiungono altre voci (mai considerate perché ritenute “accessorie”), come ad esempio il solvente di lavaggio, o lo smaltimento dei resti della lavorazione, ci accorgiamo che i costi non sono poi tutto sommato così diversi.
Per poter spiegare meglio questo concetto abbiamo analizzato tre diverse tipologie di prodotti, applicando 100 gr/m2 di tutte e tre le finiture con macchina velatricesu superfici piane, trattate in precedenza con fondi UV:
- finitura poliuretanica da catalizzare al 50% e da diluire al 10%
- finitura acrilica da catalizzare al 20% e diluire al 20%
- finitura all’acqua mono-componente.
Sulla base degli esempi indicati, ipotizzando che l’utilizzatore abbia verniciato 1000 m2, proviamo a calcolare il costo effettivo al m2 per le tre tipologie di prodotti precedentemente menzionate (vedi tabelle III e IV):
Esempio A:
utilizzati 115 Kg di prodotto (100+15)
Prodotto = 308 Euro Pulizia = 17.50 Euro Smaltimento=15 Euro
Tot. 340 Euro diviso 1000 m2= 0.34 Euro/m2.
Esempio B:
utilizzati 115 Kg di prodotto (100+15)
Prodotto =434.70 Euro Pulizia = 17.50 Euro Smaltimento=15 Euro
Totale 467.20 Euro diviso 1000 m2 = 0.47 Euro/m2.
Esempio C:
utilizzati 100 kg di prodotto
Prodotto = 475 Euro Pulizia = 0 Euro Smaltimento= 0 Euro
Totale 475 Euro diviso 1000 m2= 0.47 Euro/m2.
Se si considerano anche le rese dei prodotti in termini di copertura, otteniamo (vedi tab. V):
finitura poliuretanica trasparente (R.S. 35%) = 0.34 Euro/Kg
finitura acrilica trasparente (R.S. 20.7%) = 0.47 Euro/Kg
finitura all’acqua trasparente (R.S. 35%) = 0.47 Euro/Kg
Da questa analisi si desume che forse non è così vero che i prodotti a base acqua sono poi tanto più costosi!! In questa serie di valutazioni non abbiamo volutamente introdotto due aspetti, a nostro avviso di fondamentale importanza, come l’abbattimento delleemissioni ed i costi che questo genera, oltre al ridotto impatto ambientale che queste vernici hanno rispetto alle più blasonate e per molto tempo ancora utilizzate vernici al solvente.
Tab. I – RESISTENZA ALLE MACCHIE (UNI 9114)
Acetone = 3 (finitura poliuretanica) 5 (finitura all’acqua UV)
Acido acetico in soluz. 10% = 5 (finitura poliuretanica) 5 (finitura all’acqua UV)
Acido citrico in soluz. 10% = 5 (finitura poliuretanica) 5 (finitura all’acqua UV)
Acqua distillata = 5 (finitura poliuretanica) 5 (finitura all’acqua UV)
Alcol Etilico soluz. 48% = 5 (finitura poliuretanica) 4 (finitura all’acqua UV)
Alcol denaturato = 4 (finitura poliuretanica) 4 (finitura all’acqua UV)
Ammoniaca soluzi. 10% = 5 (finitura poliuretanica) 5 (finitura all’acqua UV)
Caffè = 5 (finitura poliuretanica) 4 (finitura all’acqua UV)
Carbonato di sodio soluz. 10% = 5 (finitura poliuretanica) 5 (finitura all’acqua UV)
Coca cola = 5 (finitura poliuretanica) 5 (finitura all’acqua UV)
Etile – Butile 1:1 = 3 (finitura poliuretanica) 5 (finitura all’acqua UV)
Inchiostro = 4 (finitura poliuretanica) 5 (finitura all’acqua UV)
Olio di oliva = 5 (finitura poliuretanica) 5 (finitura all’acqua UV)
Soluzione detergente = 5 (finitura poliuretanica) 5 (finitura all’acqua UV)
Tè = 5 (finitura poliuretanica) 5 (finitura all’acqua UV)
Tricloro etilene = 4 (finitura poliuretanica) 4 (finitura all’acqua UV)
Vino rosso = 5 (finitura poliuretanica) 5 (finitura all’acqua UV)
DUREZZA MATITA (ASTM D 3363/80) = H (finitura poliuretanica) 2 H (finitura all’acqua UV)
Tab. I = Resistenza alle macchie e durezza: confronto tra finitura poliuretanica e all’ acqua
| RESISTENZA ALLE MACCHIE (UNI 9114) | FINITURA POLIURETANICA | FINITURA ALL’ ACQUA |
| Acetone | 3 | 5 |
| Acido acetico in soluz. 10% | 5 | 5 |
| Acido citrico in soluz. 10% | 5 | 5 |
| Acqua distillata | 5 | 5 |
| Alcol Etilico soluz. 48% | 5 | 4 |
| Alcol denaturato | 4 | 4 |
| Ammoniaca soluzi. 10% | 5 | 5 |
| Caffè | 5 | 4 |
| Carbonato di sodio soluz. 10% | 5 | 5 |
| Coca cola | 5 | 5 |
| Etile – Butile 1:1 | 3 | 5 |
| Inchiostro | 4 | 5 |
| Olio di oliva | 5 | 5 |
| Soluzione detergente | 5 | 5 |
| Tè | 5 | 5 |
| Tricloro etilene | 4 | 4 |
| Vino rosso | 5 | 5 |
| DUREZZA MATITA (ASTM D 3363 / 80) | H | 2H |
Tab. II = Resistenza alle macchie e durezza: confronto tra finitura poliuretanica e UV all’acqua
| RESISTENZA ALLE MACCHIE (UNI 9114) | FINITURA POLIURETANICA | FINITURA ALL’ ACQUA |
| Acetone | 3 | 4 |
| Acido acetico in soluz. 10% | 5 | 4 |
| Acido citrico in soluz. 10% | 5 | 5 |
| Acqua distillata | 5 | 5 |
| Alcol Etilico soluz. 48% | 5 | 4 |
| Alcol denaturato | 4 | 4 |
| Ammoniaca soluzi. 10% | 5 | 4 |
| Caffè | 5 | 4 |
| Carbonato di sodio soluz. 10% | 5 | 5 |
| Coca cola | 5 | 5 |
| Etile – Butile 1:1 | 3 | 4 |
| Inchiostro | 4 | 5 |
| Olio di oliva | 5 | 5 |
| Soluzione detergente | 5 | 5 |
| Tè | 5 | 4 |
| Tricloro etilene | 4 | 4 |
| Vino rosso | 5 | 5 |
| DUREZZA MATITA (ASTM D 3363 / 80) | H | HB |
Tab. III – Costi per m2 di superficie verniciata di tre tipologie di finitura
| FINITURE | PARTE A | CATALIZZATORE | DILUENTE |
| Esempio A (poliuretanica) Costo (Euro/ kg) | 2.53 | 3.24 | 1.50 |
| Esempio B (acrilica) Costo (Euro/ kg) Residuo secco Totale residuo secco (pronto uso) = 20.7% Costo al kg (pronto uso) = 3.78 Euro Costo al m2 = 0.38 Euro | 4 25% | 5 20% | 1.50 0 |
| Esempio C (acqua monocomponente) Costo (Euro/ kg) Residuo secco | 5 Euro 35% | 0
| 0
|
Tab. IV – Costi “accessori” dovuti alla pulizia, agli scarti di lavorazione (residui di PV nella velatrice) e al loro smaltimetno
| FINITURA | PULIZIA MACCHINARI | AVANZO DI LAVORAZIONE (15 kg di PV in vasca) | COSTO SMALTIMENTO (15 kg di PV in vasca) |
| Esempio A (poliuretanica) Costo diluente di lavaggio | 17.50 Euro (25 litri) | 40.20 Euro | 15 Euro |
| Esempio B (acrilica) Costo diluente di lavaggio | 17.50 Euro (25 litri) | 56.70 Euro | 15 Euro |
| Esempio C (acqua monocomponente) Costo diluente di lavaggio | 0 | 0 | 0 |
TAb. V – Costo effettivo per la verniciatura di 1000 m2 di superficie
| FINITURE | PRODOTTO | PULIZIA | SMALTIMENTO | TOTALE | COSTO AL M2 |
| Esempio A (poliuretanica) Utilizzati 115 kg di prodotto (100+15) | 308 Euro | 17.50 Euro | 15 Euro | 340.5 | 0,34 |
| Esempio B (acrilica) Utilizzati 115 kg di prodotto (100+15) | 434.70 Euro | 17.50 Euro | 15 Euro | 467.2 | 0,47 |
| Esempio C (acqua monocomponente) Utilizzati 100 kg di prodotto | 475 Euro | 0 | 0 | 475 | 0,48 |
