Rivestimenti “Ceramici” Sol-Gel - Manufacturer of the … nsltr Autumn ITA...Quando il gel è...

Rivestimenti “Ceramici” Sol-GelI chi, cosa, dove, perché e

come di questi nuovi rivestimenti

Che cosa è la tecnologia sol-gel?

Sol: una sospensione colloidale di particelle minuscole in un veicolo liquido che va incontro a idrolisi e condensazione per formare un “gel”.Questo avviene nella fase di attivazione (discussa sotto).

Gel: un materiale solido, gelatinoso che ha proprietà che vanno dal soffice e cedevole al duro e resistente. I gel sono definiti come sistemi reticolatidiluiti, che non presentano scorrimento quando sono in stato di quiete.Quando il gel è applicato come rivestimento e viene cotto, si crea un film vetroso, duro, con aspetto ceramico.

Sono veramente rivestimenti “ceramici”?La tecnologia sol-gel è un ibrido di chimica organica ed inorganica. I

rivestimenti prodotti usando la tecnologia sol-gel sono descritti più specifi-catamente come simili alla ceramica; essi hanno molte caratteristiche comunialla ceramica ma a livelli di performance minori. Paragonati al PTFE, i rivesti-menti sol-gel sono più duri (9H di durezza), e resistono a temperature più elevate (fino a 450°C/840°F).

“Ceramico” è un termine generico, questi prodotti di solito sono divisi inquattro settori: strutturale (mattoni, tubi), refrattario (pareti dei forni), articolicasalinghi (ceramiche per la tavola) e tecnico (ingegneria). Ecco perché irivestimenti sol-gel sono meglio definiti “ceramici”.

Tecnologia sol-gel e articoli casalinghi:Qual è il collegamento?

Ci sono molte applicazioni per i prodotti sol-gel. La scienza li ha usati perprodurre da materiali molto leggeri a ceramiche molto resistenti.

Una delle maggiori aree di applicazione è quella dei rivestimenti. I rivesti-menti decorativi e protettivi possono essere applicati su vetro, metallo ed altritipi di superfici. È in questo ambito che i rivestimenti “ceramici” per cookware e articoli casalinghi in generale si sono diffusi maggiormente.

Cosa differenzia i rivestimenti sol-gel dai tradizionali rivestimenti antiaderenti?

Tradizionalmente, la maggior parte dei produttori di rivestimenti antiade-renti ha formulato sistemi non reattivi (ogni reazione chimica che avviene tra le

Potete trovare questo emolto altro nel nostro sitoProduct Knowledge, nellasezione Coating Informa-tion.

visitate: productknowledge.com

Tutto quello che avete bisogno disapere riguardo ai prodotti cookwarecon rivestimenti antiaderenti…GRATIS.

PKN nsltr Autumn ITA A4 2012_Layout 1 11/26/12 8:59 AM

formulazioni non è voluta, poiché potrebbe cambiare laqualità e la performance dei rivestimenti finali). I produttori di coating solitamente ricevono mate-riali pre-polimerizzati dai propri fornitori e licombinano per renderli adatti ad essere applicati come rivestimenti.

Con il sol-gel, il processo è inverso: chiformula inizia con i monomeri e crea ilpolimero nella formulazione che si traducein una reazione chimica. I sistemi sol-gel infatti sono reattivi.

Come discusso nella sezione PKN, “Cosa èun rivestimento antiaderente?” (www.product-knowledge.com/what-is-nonstick-coating-made-of.html), ci sono cinque elementi fondamentali per produrreun rivestimento liquido prima che sia applicato:

1. La resina (legante) agisce come una “colla”, fornendo adesione e coesione alla superficie della padella. Determina inoltre le proprietà fondamentalidel rivestimento.

2. Il pigmento determina il colore.3. Il componente “antiaderente” determina l’antiaderenza.4. Le particelle rinforzanti aggiungono forza e resistenza.5. Il veicolo ( acqua o solvente), in cui gli altri materiali sono sospesi, che evapora nella

fase di cottura del rivestimento.Con la tecnologia sol-gel, la resina si sinterizza durante la fase di cottura. Essa conferisce

una superficie dura, simile allo smalto porcellanato, ed è formulata in modo da fornire unabuona antiaderenza senza l’uso di fluoropolimeri (es. PTFE).

Se i rivestimenti sol-gel non contengono fluoropolimeri,cosa li rende antiaderenti?

Il sol-gel è un materiale ibrido. Ha la durezza del silicato ma permette di ottenere ancheuna superficie liscia e un buon livello di antiaderenza senza fluoropolimeri. Il componente che garantisce l’antiaderenza è integrato nel rivestimento.

Richiedono apparecchiature speciali per l’applicazione?I rivestimenti sol-gel possono essere applicati su una tradizionale linea a spruzzo.

Gli applicatori hanno bisogno di impianti per il pretrattamento della superficie, di miscelatori o girafusti per miscelare le latte di vernice. Le padelle devono essere preriscal-



date a 50-70°C/120-160˚F circa quindi è necessaria una zona di preriscalda-mento. Infine cuociono a temperature inferiori rispetto ai convenzionali rivestimenti

antiaderenti.Come avviene il processo di un rivestimento sol-gel?

Il processo include: attivazione, filtraggio, preparazione della superficie, applicazione.Attivazione: prima dell’attivazione, i singoli componenti devono essere miscelati poiché ifiller hanno la tendenza a sedimentare. Una volta dispersi i filler in modo appropriato, icomponenti vengono miscelati in percentuali specifiche in un mixer per un tempo determinato. Nella fase di miscelatura, la reazione chimica provoca un aumento dellatemperatura della miscela. Nota: per la spedizione la maggior parte dei produttori suddivide i componenti nella percentuale idonea.

Filtraggio: come con qualunque rivestimento, è necessario filtrare il prodotto miscelatoprima dell’applicazione.Preparazione della superficie: i substrati usati più comunemente con i rivestimenti

sol-gel sono alluminio ed acciaio inossidabile. Per l’uso di questa tecnologia su ferro e ghisa sistanno sviluppando appositi primer speciali.Come con ogni rivestimento, la preparazione della superficie è fondamentale, e deve essere

fatta in modo idoneo per assicurare l’adesione. Poiché la sabbiatura ed altri trattamenti non sonosempre sufficienti a rimuovere tutti gli oli, le padelle devono subire un lavaggio. Tutti gli oli o igrassi usati nello stampaggio della padella possono contaminare il materiale utilizzato per la sabbiatura ed interferire con l’adesione.

La maggior parte dei prodotti che vengono rivestiti con vernici sol-gel vengono precedente-mente sabbiati per permettere una migliore aderenza. Nota: una impropria preparazione della superficie può causare problemi. Se la superficie è troppo liscia, può influire negativamente siasull’adesione che sulle performance meccaniche.

A questo punto, le padelle vengono scaldate ad una temperature specifica, un’ altra fase cruciale.

Applicazione: con i rivestimenti sol-gel, c’è un tempo determinato entro il quale il rivestimento attivato e filtrato deve essere applicato per raggiungere la massima efficacia. I rivestimenti sonoapplicati con tradizionali attrezzature a spruzzo. Sono disponibili in sistemi ad una e due mani.

Il sol-gel deve essere applicato solo su parti preriscaldate che mantengono circa 50-70°C/ 120-160˚F durante il processo di applicazione. Se i pezzi non sono mantenuti a questa tempe-ratura, il rivestimento potrebbe avere problemi di colatura causando difetti di copertura. Un termometro IR può aiutare a controllare le padelle per assicurare una temperatura appropriata.Un'altra fase critica: come tutti i rivestimenti, è necessario applicare uno spessore minimo per assicurare performance adeguate. Le padelle sono quindi cotte in forni statici o a tappeto.



Come si differenziano le performance dei rivestimenti sol-gel dai rivestimenti PTFE?

I rivestimenti sol-gel all’inizio hanno un buon release, elevata brillantezza e buona resistenza alla macchia. Poiché hanno caratteristiche simili ai prodotti ceramici, hanno ottime performance lavorando alle alte temperature con buona abrasione e durezza dellasuperficie.

Antiaderenza: le proprietà antiaderenti iniziali dei rivestimenti sol-gel sono eccellenti,anche meglio di molti rivestimenti antiaderenti PTFE tradizionali. Tuttavia, i ceramici sibasano sulla chimica dei polisilossani per le proprietà antiaderenti, quindi le caratteri-stiche di release potrebbero diminuire nel tempo. Uso e cura appropriati possono influire significativamente sul calo delle proprietà antiaderenti.

Resistenza all’abrasione: i sistemi sol-gel ceramici sono più duri e meno duttili dei rivestimenti PTFE.

Resistenza alle temperature: i rivestimenti sol-gel ceramici resistono fino a 450°C/840˚F.Le proprietà antiaderenti iniziano a diminuire se il pezzo viene sottoposto a temperature

superiori a 350°C/660°F per un tempo prolungato. Il rivestimento rimane comunque fun-zionale grazie alla durezza del sistema. Vernici a base PTFE iniziano a deteriorarsi a260°C/500°F.

Resistenza alla macchia: quando applicati in modo appropriato, i “ceramici” hanno una resistenza alla macchia molto buona, specialmente nei colori chiari. I sistemi sol-gel"ceramici" hanno performance migliori di resistenza alla macchia rispetto ai sistemi PTFE.

Colori: i ceramici possono essere realizzati in molti colori come blu, verde, rosso eanche bianco. Mantengono i colori alle alte temperature. Questo non avviene con i rivestimenti PTFE e per questa ragione sono principalmente neri o grigi.

Applicazione: i rivestimenti sol-gel sono facili da applicare se si seguono le indicazionidel produttore. Questo implica un buon controllo del processo e il raggiungimento della corretta curva di cottura dove tempo di permanenza in forno e temperatura sono fattori cruciali. Questi parametri influenzano l’adesione, lo spessore del rivestimento e l’aspetto finale. Molti problemi con l’adesione o la macchiabilità possono essere originati da temperature inadeguate durante il processo di applicazione.

Perché i rivestimenti sol-gel hannoottenuto consenso sul mercato?

Questi nuovi rivestimenti hanno offerto un nuovo look al settore cookware, con il biancoe i colori chiari, l’elevata brillantezza e la possibilità di resistere a temperature più alterispetto ai convenzionali antiaderenti. L’attenzione dei media data dalla preoccupazionedell’EPA riguardo al PFOA ha presentato un'ulteriore opportunità a quei rivestimenti chenon contengono PFOA e PTFE, principalmente i sol-gel. (Per ulteriori informazioni sugli accordi dell’EPA con i maggiori produttori di PTFE per ridurre e eliminare l’uso del PFOA,



vedi l’aggiornamento del regolamento globale nella nostra prossima newsletter).

PFOA e PTFE sono la stessa cosa?No, anche se qualcuno li ha classificati erroneamente come se fossero la stessa cosa. Il

PFOA è stato usato in piccole percentuali come un surfattante nella produzione del PTFE.L’uso ne è stato drasticamente ridotto e i più importanti produttori lo toglieranno completa-mente dal ciclo produttivo entro il 2015. I rivestimenti PTFE vantano una storia di oltre settant’anni di utilizzo, e sono uno dei prodotti più sicuri mai messi in commercio.

I rivestimenti sol-gel sono tutti uguali?No, non lo sono — proprio come i rivestimenti PTFE non sono tutti uguali. Infatti, ci sono molte differenze. I sistemi sol-gel sono tipicamente sistemi a più componenti.

Così, per esempio, un rivestimento sol-gel a mano unica avrà due o più componenti da misce-lare per essere attivato. Per un ciclo a due mani, ogni strato del rivestimento ha più compo-nenti da miscelare, dopo di che vengono applicati come suggerito dal produttore. Il numero dicomponenti per strato dipende dal produttore del rivestimento e varia da prodotto a prodotto.Inoltre, alcuni richiedono 24 ore di miscelazione, mentre altri solamente due ore.

Alcuni dei più recenti sol-gel hanno più che raddoppiato le performance di antiaderenzarispetto agli altri rivestimenti. Alcuni di essi hanno una performance migliorata in coesione, resistenza alla macchia, brillantezza che risulta fondamentale nel punto vendita. C’è anche unbrand di rivestimenti sol-gel “ceramico” che è stato testato secondo le normative vigenti ed èsupportato da un certificato legale che ne attesta la conformità con i regolamenti EU e US peril contatto alimentare.

È importante parlare con il vostro fornitore per assicurarvi di ottenere il rivestimento sol-gelche risponde alle vostre esigenze, poiché non sono tutti uguali.

Perché i rivestimenti sol-gel si definiscono spesso “verdi” o “ecologici” ?

Molte linee di cookware che usano un rivestimento sol-gel affermano che essi sono prodotti“verdi” o “ecologici” perché usano un rivestimento che non contiene PFOA e PTFE.

In genere, per essere classificati “verdi” si dovrebbero considerare tutti i fattori inclusa lavita utile dell’articolo. La maggior parte delle padelle verniciate con sol-gel ha una durata dell’antiaderenza più breve rispetto alle padelle verniciate con tradizionale PTFE, si deteriorapiù rapidamente, costringendo il consumatore ad acquistare più padelle verniciate con sol-gelper ottenere le stesse performance di vita utile di una padella verniciata con un rivestimento PTFE di alta gamma.

Questo implicherebbe:• Più materie prime utilizzate nella produzione di padelle.• Un incremento di energia nella produzione e trasporto.• Più padelle (e imballi) nelle discariche o che devono essere riciclate.




Where good ideas come to the surfaceEmail: [email protected] • web: whitfordww.com • © Whitford 2012

PKN newsletter II, Autumn 2012 © Whitford 2012

Creato dal Retail Marketing Team diWhitford, il PKN vi offre qualsiasi informazione relativa ai prodotti rivestiti con sistemi vernicianti antiaderenti.

Per ulteriori informazioni contattateci all’indirizzo [email protected], visitateci on-line al sito www.productknowledge. com, o fate una scansione del QR code.

Inoltre, i migliori produttori di rivestimenti PTFE hanno nella loro gamma prodotti esenti daPFOA, secondo le linee guida dell’EPA. Tutti questi fattori devono essere presi in conside-razione al momento di classificare un prodotto verniciante come “verde”.

Se desiderate ulteriori informazioni, contattateci all’indirizzo sotto indicato o tramite email.Trovate questo, ed altro, nel sito web Product Knowledge, nella sezione Coating Informa-

tion.Curato dal Retail Marketing Team di Whitford, il PKN vi supporta con ogni informazione

necessaria sugli articoli casalinghi verniciati con antiaderente.Per ulteriori informazioni, contattateci a [email protected], visitateci online su

productknowledge.com o leggete questo codice QR.


Rivestimenti “Ceramici” Sol-Gel - Manufacturer of the … nsltr Autumn ITA...Quando il gel è...

Documents

Transcript of Rivestimenti “Ceramici” Sol-Gel - Manufacturer of the … nsltr Autumn ITA...Quando il gel è...