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Il brevetto H2art, una tecnologia innovativa

La tecnologia H2art è custodita da brevetto proprietario le cui caratteristiche tecniche sono di seguito descritte e denominate PS Fresco.

Ps Fresco è una decalcomania per il decoro di substrati porosi che nasce dall’idea di fornire al settore dell’architettura uno strumento per particolareggiare qualunque superficie senza modificarne le proprietà.

La natura totalmente atossica del PS Fresco ne consente l’utilizzo su tutte le superfici che ci circondano quotidianamente, permettendo di concepire in modo nuovo gli spazi vitali. La sua funzione è quella di permettere il trasferimento della stampa ottenuta tramite tecnologie digitali all’interno delle porosità del substrato. Questa capacità dipende dalla stratificazione differenziata su un tessuto particolarmente morbido e permeabile di tre elementi: un polimero stampabile, un legante solubile nella soluzione di applicazione ed un surfattante. (vedi fig.1)

Come si può osservare nella figura 1 le concentrazioni del polimero stampabile e del surfattante diminuiscono mano a mano che dalla superficie ci si avvicina al tessuto a favore di quella della sostanza solubile.

Una simile differenziazione permette di stabilire con una discreta tolleranza sia la zona del coating in cui si stratificherĂ  la stampa che quella in cui avverrĂ  il distacco. La scelta del corretto profilo di inchiostrazione permetterĂ  di tenere separate le due zone e di limitare la presenza delle sostanze coloranti a profonditĂ  ancora sufficientemente ricche di polimero stampabile.

L’azione di quest’ultimo è infatti quella di allargare le proprie maglie sotto l’effetto dell’inchiostro, di inglobare i pigmenti o le sostanze organiche coloranti e di richiudersi dopo l’asciugatura ( vedi fig.2).

La prima fase dell’applicazione consiste nel bagnare il substrato con una soluzione specifica ed appoggiare la decalcomania con il lato stampato sul battente di liquido con cui si sono riempite le porosità (fig.3).

fig. 3  Il transfer è applicato sul velo di liquido

fig. 3.1: Ingrandimento

Per essere certi che i pori siano pieni di soluzione è consigliato continuare a bagnare il substrato finché non si ottiene un velo uniforme di liquido sulla sua superficie. A questo punto si appoggia il transfer con la superficie stampata a contatto con il liquido e si attendono circa otto ore.
Come si nota nelle figure 3 e 3.1 l’assorbimento avverrà nella zona superficiale del substrato ( zona grigia uniforme posta tra il muro ed il coating). Durante questo tempo il coating si disgrega per effetto del liquido di applicazione e le molecole di surfattante formano delle micelle con al centro aggregati molecolari di polimero stampato (vedi fig. 4).

fig. 4  Le Micelle migrano all’interno dei pori

Per effetto della differenza di concentrazione (forza motrice del fenomeno di diffusione) le micelle migrano all’interno dello strato di liquido disponendosi in modo uniforme e raggiungendo quindi anche le profondità dei pori. Completata l’asciugatura del liquido l’immagine sarà penetrata nel substrato.

Dopo aver bagnato uniformemente il retro del transfer con acqua ed atteso qualche minuto per far solubilizzare il legante, si può staccare il telo semplicemente tirandolo con le dita. La frattura si genererà ad una profondità alla quale non sono presenti sostanze coloranti che quindi resteranno interamente dentro al substrato (vedi Fig.5).

fig. 5 allontanamento del tessuto

 

Per rimuovere i residui di legante dalla superficie è sufficiente lavarla utilizzando un pennello e dell’acqua pulita . La struttura polimerica che resta nel substrato è perfettamente traspirante al vapore acqueo, in questo modo si evita la formazione di efflorescenze e si lasciano inalterati tutti i flussi di materia e calore che competono al sistema di cui il substrato fa parte (fig. 6).

fig. 6 Il polimero stampabile costituisce una struttura perfettamente traspirante che serve a tenere legati tra loro i coloranti.

 

Il decoro realizzato avrà una resistenza alla luce, al graffio ed all’invecchiamento tanto maggiore quanto maggiore sarà la profondità che ha raggiunto dentro al substrato. Poiché questa variabile dipende dalla capacità di assorbimento del supporto da decorare ,in particolare dalla conformazione dei pori che ne caratterizzano la superficie e dalla sua composizione chimica, una successiva protezione dell’immagine garantirà la resistenza desiderata.

Tutti i protettivi a base acquosa normalmente usati in edilizia sono compatibili con il PS Fresco. Nel caso si voglia utilizzare un protettivo in base solvente per esigenze particolari è consigliato testarlo prima su un campione decorato, in modo da assicurarsi che non disgreghi la struttura (vedi fig. 6). Sono particolarmente adatti i protettivi impregnanti perché oltre a proteggere la superficie del decoro riescono a penetrare attraverso il coating, ancorandolo in modo ancora più definitivo al substrato. Tra questi si consigliano gli acril-silossanici, che invece di formare un film continuo lasciano sulla superficie una rete di gruppi funzionali che svolge l’azione protettiva senza impedire la traspirazione del vapore acqueo (vedi Fig.7).

fig. 7 Interazione tra il protettivo acril-silossanico e struttura polimerica assorbita nel substrato.

 

ULTERIORI APPROFONDIMENTI:

La teoria di Kunzel sulle protezioni delle facciate

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La teoria di Kunzel per la protezione delle facciate

La teoria più accreditata per la valutazione dei sistemi vernicianti è quella di Kunzel.

Essa si basa sul concetto che qualunque elemento di separazione tra due ambienti risente delle differenze di temperatura ed umidità tra questi ultimi. Più precisamente, nel caso di una parete in muratura, si instaurano dei flussi interni di vapore acqueo che vanno dall’ambiente più saturo a quello meno saturo.

La probabilità che durante il suo tragitto nelle porosità il vapore raggiunga le condizioni di saturazione e condensi è tanto maggiore quanto maggiore è la resistenza che incontra nell’attraversare gli elementi che compongono la parete.

Per questa ragione i parametri con cui Kunzel caratterizza un sistema verniciante sono: “ la resistenza al passaggio del vapore acqueo e l’assorbimento di acqua liquida”. In particolare la resistenza al passaggio di vapore è espressa come spessore d’aria equivalente (Sd), è misurata in metri ed indica lo spessore dello strato d’aria che offre la stessa resistenza al passaggio del vapore dello strato di vernice applicato, mentre l’assorbimento d’ acqua (w) si misura in Kg/(m2*h0,5) ed indica i kg di acqua che un metro quadro di vernice assorbe in 24 h.

La natura dei campioni e le condizioni per la misurazione dei due parametri sono descritte nelle norme UNI EN ISO 7783-2:2001 ed UNI EN 1062-3:2008. Secondo Kunzel un sistema verniciante non subisce danni nel tempo se è in grado di smaltire tramite flussi di vapore più acqua di quella che lascia entrare nella parete per capillarità, condizione che tradotta in termini numerici diventa:

1) Sd*w < 0,1 kg/(m*h0,5)
2) Sd < 2 m
3) w < 0,5 kg/(m2*h0,5)

e graficamente:

 

Come si può notare dal grafico valori bassi di Sd corrispondono ad una elevata traspirabilità e valori bassi di w ad una forte idrorepellenza. Bisogna considerare che Sd dipende anche dallo spessore di vernice applicato, infatti maggiore sarà quest’ultimo e maggiore sarà lo strato d’aria equivalente.

Per questa ragione le norme fissano uno spessore minimo di vernice da applicare sui provini per la misurazione di Sd e per ottenere una copertura corrispondente ai valori misurati bisogna verniciare la parete seguendo la procedura utilizzata in fase di preparazione dei campioni.

Risultati dei test effettuati sulle applicazioni di PS Fresco: nel caso dell’applicazione di PS Fresco ottenere uno spessore corrispondente a quello utilizzato nei test è immediato perché lo spessore applicato è costante e non dipende dalle condizioni operative, c’è però un’altra variabile da considerare: “la quantità di inchiostro assorbita dal transfer in fase di stampa”.

Per tenere conto dell’effetto dell’inchiostrazione su Sd e w sono state effettuate due serie di test, la prima su applicazioni di transfer neutro e la seconda su applicazioni di transfer saturo di inchiostro. In questo modo ci si è assicurati che i campioni rappresentassero le situazioni estreme ed assicurassero che i range di variazione di Sd e w in funzione del tipo di immagine stampata siano compresi nei valori misurati.

Le misurazioni svolte nel laboratorio GFC Chimica di Ferrara ( laboratorio accreditato Sinal n. 0528) hanno dimostrato che un’applicazione di PS Fresco ha generalmente i seguenti valori :

1) Campione senza stampa:
a. w = 0,324 [ kg/(m2*h0,5)]
b. Sd = 0,0289 m

2) Campione stampato con inchiostrazione massima (copertura 400% di inchiostro)
a. w = 0,115 [ kg/(m2*h0,5)]
b. Sd = 0,0679 m

Riportando in un grafico i risultati con lo scopo di paragonare il PS Fresco con i sistemi vernicianti in commercio si ottiene:

Si può notare che il PS Fresco ha una ottima traspirabilità ( paragonabile a quella delle migliori vernici murali) ed una buona idrorepellenza.

Poiché gli unici protettivi più idrorepellenti sono gli smalti all’acqua, quelli al solvente e quelli acril-silossanici ma i primi due hanno mediamente una traspirabilità troppo bassa è preferibile proteggere le applicazioni con protettivi acril-silossanici.

ULTERIORI APPROFONDIMENTI:

Il Brevetto H2Art PS Fresco

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Vedi tutti gli approfondimenti

 

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