Verniciatura: tecniche e materiali.

La verniciatura è un processo che viene utilizzato per abbellire o rendere più resistente un materiale attraverso l’applicazione di sostanze che creano al di sopra dell’elemento una sottile pellicola. Quali sono le tecniche più utilizzate e quali i materiali?

Verniciatura: tecniche e materiali

Che cos’è la verniciatura?

La verniciatura è una lavorazione che, con varie tecniche, trasferisce ad un manufatto uno speciale materiale che è appunto la vernice. Vernice che può essere liquida (disciolta o sospesa in vari solventi) o in polvere e che lo ricoprirà con un film sottile, continuo, elastico, resistente ed adeso al substrato.

Gli scopi di una siffatta lavorazione sono:

  • Protettivi per gli attacchi chimici.
  • Protettivi per il degrado provocato dagli agenti atmosferici.
  • Decorativi. La verniciatura migliora le caratteristiche estetiche del manufatto.

Ovviamente affinché la lavorazione di verniciatura vada a buon fine e che quindi garantisca le prestazioni su elencate devono essere verificati i seguenti presupposti:

  • La vernice deve avere caratteristiche chimico/fisiche compatibili con la natura del supporto.
  • Il supporto deve avere caratteristiche idonee alla vernice a disposizione.
  • Il supporto deve essere opportunamente preparato (liberato da precedenti strati di vernice scrostata, dalla ruggine e da sporcizia ed impurità).
  • La tecnica di trasferimento della vernice al supporto deve essere messa in atto a regola d’arte.
  • La tecnica di verniciatura deve essere compatibile con le caratteristiche chimico fisiche di entrambi.
Vernici: cosa sono?
Le vernici sono miscele eterogenee di vari componentiche applicate ad un supporto per effetto o di processo fisico (evaporazione del solvente) o chimico (polimerizzazione) lo ricoprono con una pellicola che è aderente ed insieme sottile e tenace.Le vernici sono solitamente composte da:
  • legante: è il componente base che dà alla miscela la caratteristica di aderire e proteggere.
  • Solvente: consente alla vernice di passare allo stato liquido.
  • Pigmenti: sono i componenti che forniscono la colorazione.
  • Cariche: hanno una mera funzione di riempimento.
  • Additivi: sono presenti in piccole quantità e servono a fornire particolari proprietà alla miscela.

Tipologie di vernici.

I criteri per classificare le vernici sono numerosi.Tra i tanti ne riportiamo solo alcuni che riteniamo più significativi.

In funzione dello stato fisico della miscela avremo:

  • Vernici liquide. I componenti sono dissolti in un solvente o in acqua. La pellicola che ricopre il manufatto si forma per essiccazione ossia per evaporazione del solvente o dell’acqua. Le vernici ad acqua possono essere o delle vere i proprie soluzioni in cui i vari componenti della miscela sono dissolti nell’acqua o delle sospensioni.
  • Vernici in polvere. Sono prodotti composti da una polvere (particelle di piccolissime dimensioni dell’ordine dei 20 micrometri). Ogni singola particella reca tutti i componenti escluso il solvente (legante, cariche ed additivi). La pellicola si forma per reticolazione. La reticolazione di una vernice è quel processo chimico per cui le catene di polimeri che costituiscono il legante si legano tra loro. La reticolazione avviene solitamente per esposizione a elevate temperature ma anche per esposizione agli ultravioletti, per l’azione di catalizzatori,etc.

Alcune vernici in polvere vengono impastate in acqua per renderne più semplice la trasmissione al supporto. In questi casi dopo la deposizione occorre fare prima evaporare l’acqua e poi reticolare il prodotto in forno.

In funzione della composizione chimica del legante (resina) avremo:

  • Vernici alchiliche. Sono in polvere e reticolano per esposizione all’ossigeno dell’aria o per la temperatura elevata in forno.
  • Vernici acriliche. Sono in polvere e reticolano per temperatura elevata in forno.
  • Vernici epossidiche. Possono essere sia liquide che in polvere e reticolano per l’azione di un prodotto induritore (catalizzatore) che è una ammina.
  • Vernici viniliche. Sono liquide e quindi dissolte da un solvente. Reticolano per evaporazione del solvente.
  • Vernici al clorocaucciù. Sono liquide e reticolano per evaporazione del solvente.
  • Vernici alla nitrocellulosa. Sono liquide e reticolano per evaporazione del solvente.
  • Vernici poliestere. Possono essere con resine poliestere sature ed insature. Sono in polvere e reticolano in forno. Quelle insature per aggiunta di un indurente che è lo stirene.
  • Vernici isocianiche. Reticolano aggiungendo resine acriliche.
In funzione del ruolo che andrà ad interpretare in un ciclo di verniciatura a più strati differenti avremo:
  • Primer. E’ una vernice che fa da base ed è a diretto contatto col manufatto. Ha compiti protettivi e di aggrappante per lo strato successivo. Un esempio di primer è fornito dalla vernice antiruggine.
  • Intermedio o undercoat. Collega la base con le successive mani di finitura. Serve a rendere più consistente lo spessore del film di verniciatura ed ad aumentare la sua capacità protettiva.
  • Top coat o finitura. E’ lo stadio finale di un ciclo di verniciatura e costituisce lo stadio più esterno. Può essere costituito in più mani ed ha la funzione di proteggere ed inglobare gli strati sottostanti oltre che naturalmente una funzione estetica e decorativa.
In funzione dell’uso e quindi dei materiali che dovranno ricoprire avremo:
  • Vernici per l’edilizia. Sono solitamente vernici alchiliche ad aria o anche resine in dispersione acquosa.
  • Vernici anticorrosione. Servono a proteggere i metalli dalla corrosione sono di solito resine epossidiche.
  • Vernici per il legno. Sono solitamente vernici alla nitrocellulosa e vernici poliestere insature.
  • Vernici per la plastica. Sono vernici isocianiche.
  • Vernici per il vetro. Le più usate sono le acriliche.

Tecniche di verniciatura.

Esistono varie tecniche di verniciatura che differiscono tra loro per il modo con cui la vernice sia essa liquida o in polvere viene trasferita ed applicata al supporto.

Le principali sono:

  • A pennello. La vernice liquida e quindi dissolta in un uno apposito solvente o anche in acqua viene trasferita e stesa sul supporto con l’ausilio di un pennello o anche di un rullo.
  • A spruzzo. Con l’aiuto di un apposito strumento che è la pistola a spruzzo e dell’aria compressa, addotta da un compressore, la vernice liquida viene nebulizzata e spruzzata sul supporto. Con la tecnica della verniciatura a spruzzo si possono utilizzare oltre alle vernici liquide anche quelle in polvere. Le forze che veicolano sul supporto le particelle di vernice liquida, nebulizzate dall’aria compressa, sono forze meccaniche connesse all’aria in pressione. Nel caso di vernice in polvere la forza che veicola le particelle solide di vernice sul supporto è la componente tra quella meccanica del getto d’aria e quella di attrazione di Coulomb tra cariche di segno opposto. La forza di Coulomb si genera per la presenza di un campo elettrico le cui linee di forza vanno dalla punta della pistola al manufatto posto a potenziale di terra. Campo elettrico che carica i corpuscoli di vernice di carica negativa che così vengono attratti dal manufatto a potenziale 0. Una variante della deposizione a spruzzo elettrostatica e quella che si effettua con la fiamma a spruzzo. In questo caso le particelle di vernice in polvere vengono spruzzate dall’aria compressa, sul supporto passando prima attraverso la fiamma di un cannello a gas. Qui fondono e poi vengono addotte liquide al supporto che così ricopriranno.
  • A letto fluido. La vernice in polvere con un soffio di aria compressa viene sollevata in maniera da formare un letto fluido in cui viene trascinato longitudinalmente con velocità adeguata e costante il manufatto da verniciare preriscaldato. Le particole di vernice vengono a contatto col manufatto caldo fondono e lo ricoprono. Una variante della tecnica classica ora descritta è quella che carica elettrostaticamente di carica positiva le particelle di vernice e porta il manufatto mantenuto freddo a un potenziale che è quello di terra e quindi 0. Le forze di Coulomb faranno deporre ed aderire la vernice al supporto. La reticolazione viene poi effettuata ponendo il supporto ricoperto di vernice nel forno.

Verniciatura: come scegliere materiale e tecnica.

Scegliere la tipologia di vernice che meglio si adatta alla nostra esigenza può sembrare una cosa banale. In realtà se si vuole fare un lavoro a regola d’arte che resista nel tempo la decisione è più complessa di quanto si è portati a immaginare. Bisogna, infatti, valutare un discreto numero di parametri che di seguito proviamo a riportare:

  1. materiale con cui è realizzato il manufatto. Infatti dovendo verniciare una parete si opterà per una vernice per l’edilizia, dovendo invece verniciare una ringhiera in ferro si opterà per una vernice anticorrosiva.
  2. Ubicazione del manufatto. Qualunque sia la natura del manufatto il comportamento nel tempo del film protettivo fornitogli dalla verniciatura sarà differente se il manufatto è ubicato all’interno o all’esterno. Un manufatto in esterno dovrà essere maggiormente protetto dalle ingiurie degli agenti atmosferici e dall’aggressione degli inquinanti. Un manufatto esposto al sole dovrà resistere all’azione degli ultravioletti che tendono a scolorire ed esfoliare il film di vernice. Un manufatto ubicato in riva al mare necessita di una verniciatura resistente all’abbondante umidità ed all’elevata salinità.
  3. Sollecitazioni meccaniche a cui sarà sottoposto il manufatto verniciato. Una vernice che genera un film elastico resisterà meglio agli urti ed a possibili variazioni di volume. Così dovendo verniciare una porta in legno soggetta ad urti ed a variazioni di volume (il legno è un materiale vivo) è indispensabile optare per una resina acrilica in dispersione acquosa che avrà la necessaria elasticità per non scheggiarsi quando la porta verrà sbattuta e seguirà il legno nei suoi movimenti.
  4. Tecnica di verniciatura. La scelta della tecnica con cui si intende verniciare il manufatto è sostanzialmente dettata dall’attrezzatura di cui si dispone. E’ evidente che la tecnica che richiede minor disponibilità di attrezzi adeguati e quella della stesura della vernice con pennello. L’acquisto di un set di pennelli di varie forme e dimensioni richiede un investimento più che contenuto. Già se si vuole utilizzare una a tecnica a spruzzo tradizionale vi è la necessità di disporre della pistola a spruzzo e di un compressore. Per la verniciatura a letto fluido ed elettrostatica si ha necessità di complesse attrezzature che ovviamente sono costose e pertanto giustificate solo da lavorazioni industriali. Naturalmente una tecnica di verniciatura a pennello per quanto ben fatta, almeno da un punto di vista estetico, desterà qualche perplessità. Per la verniciatura a pennello ed a spruzzo convenzionale vi è ovviamente la necessità di optare per vernici liquide. Potendo scegliere è consigliabile per il bene dell’ambiente e la salute di chi opera usare vernici a base a acquosa.
  5. Finitura estetica. In molti casi la finitura estetica della verniciatura è importante almeno quanto l’aspetto protettivo e pertanto occorrerà optare per tecniche e vernici che forniscano oltre alla indispensabile protezione anche una finitura impeccabile. Un esempio è fornito dal ripristino della vernice in carrozzeria.

Il nostro consiglio quindi per la giusta scelta della vernice è di valutare attentamente le caratteristiche del manufatto e con eguale attenzione le caratteristiche della vernice riportate nella scheda tecnica che le correda.

Supervisore: Giuseppe Travaglione
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