Microsfere ceramiche con proprietà fotocatalitiche, autopulenti, antibatteriche, antimuffa. Invecchiamento artificiale di provini verniciati

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1 SAGAN COAT Microsfere ceramiche con proprietà fotocatalitiche, autopulenti, antibatteriche, antimuffa. Invecchiamento artificiale di provini verniciati Collaborazioni Esterne Prot. 327/2016 Step 2.4

2 Premessa In questa relazione sono descritti i risultati di uno studio condotto da e commissionato dalla Ludovici Raffaele & Figli S.r.l. con sede in via S.S. 261 Subequana Loc. La Fossa, Barisciano (AQ). In questo report sono descritti i test di invecchiamento artificiale su provini di cartongesso imbiancati con vernice additivata con microsfere ceramiche e su provini imbiancati con vernice additivata contenente la Formula Ludovici. Le microsfere sono fornite dalla Ludovici Raffaele & Figli S.r.l. Il laboratorio TiO2 Lab, incaricato di questa sperimentazione, è certificato UNI EN ISO 9001:2008. Il certificato ha per oggetto lo Sviluppo di servizi di ingegneria nell ambito delle nanotecnologie a base di biossido di titanio e suoi derivati. TiO2 Lab s.n.c Via SS 85 Km 36 Venafrana Macchia d Isernia (IS) Italy Tel Pagina 2 di 7

3 Introduzione Lo scopo della sperimentazione è simulare l invecchiamento accelerato sia su provini di cartongesso tinteggiati con vernice additivata con sole microsfere ceramiche sia tinteggiati con vernice additivata con la Formula Ludovici. Tale operazione viene eseguita all interno della camera di invecchiamento accelerato. La camera di invecchiamento simula le condizioni ambientali di luce e temperatura una tra le principali cause di invecchiamento dei materiali, con un range di irradianza tra 5±1 W/m 2 e 45±1 W/m 2. Due lampade U.V.A. con funzionamento alternato simulano l azione dei raggi solari nello spettro UVA e una lampada a raggi infrarossi consente di raggiungere e mantenere costante la temperatura impostata con una tolleranza di ±0,5 C. La camera è dotata di un supporto mobile che grazie ad un sostegno telescopico permette di posizionare i campioni ad una corretta distanza dalla sorgente ultravioletta, distanza che può essere modificata per settare l irradianza voluta sul provino. È dotata di un black panel per il controllo della temperatura di riscaldamento fino a 80 C. Lo spettro della radiazione UVA all interno della camera Inve 96 misurata tramite fotoradiometro Delta OHM (campo spettrale nm con picco a 360nm). Metodi e normativa Abbiamo preso in considerazione la norma ASTM G154/12 per impostare i parametri funzionali operativi. Sono stati eseguiti test accelerati su undici provini tinteggiati con sola vernice e microsfere e undici provini con vernice additivata con la Formula Ludovici. I provini di entrambe le tipologie, sono stati numerati da 0 a 10, la numerazione corrisponde al numero di ore di invecchiamento da sottoporre al test. A ciascun provino è stata conferita la radiazione equivalente all esposizione annuale al sole della Florida moltiplicata per il numero di anni di invecchiamento. Poiché l unità di misura utilizzata per la radiazione solare sono i MJ/m 2 (mega joule su metro quadrato), avremo: W/m 2 x tempo (secondi) = J/m 2 1 J/m 2 = kj/m 2 La radiazione a 340nm registrata nella camera di invecchiamento deve però essere convertita in un range di UVA simile a quello misurato all esterno con la radiazione naturale. In generale, l'energia contenuta nei 340 nm è circa 1% di quella contenuta negli UVA. La conversione è quindi: 10 kj/m 2 a 340 nm = 1 MJ/m 2 ( nm) I test di invecchiamento sono misurati temporalmente in ore: secondi = 1 ora Queste conversioni possono essere combinate nell equazione: kj/m 2 = W/m 2 x 3.6 x hours Un anno di esposizione al sole della Florida corrisponde a 2800 kj a 340nm, avremo quindi impostando i dati esposti in tabella 1) che ogni tre giorni corrispondono ad un anno di invecchiamento, il programma adottato e l energia conferita ai provini sono riportati in tabella 2). TiO2 Lab s.n.c Via SS 85 Km 36 Venafrana Macchia d Isernia (IS) Italy Tel Pagina 3 di 7

4 Tabella 1) CICLI IRRAGGIAMENTO SECONDO: ASTM G154/12 Irradianza Watt/m 2 10,8 Conversione in ore 3,6 Ore al giorno di irraggiamento 24 Ore al giorno di condensazione 0 Intensità al giorno ottenuta (kj/m 2 ) 933,12 Intensità di un anno in florida TUV (kj/m 2 ) Tabella 2) Giorni necessari per fare i cicli richiesti Anni invecchiamento Ore Giorni Data alle ore energia conferita (kj/m 2 ) /08/ : /08/ : /08/ : /09/ : /09/ : /09/ : /09/ : /09/ : /09/ : /09/ : /09/ : Di seguito la formula applicata: 2800 kj/m 2 a 340 nm = 10,8 W/m 2 a 340 nm x 3.6 x ore Di seguito i dati impostati nella camera di invecchiamento: - Inizio test: Fine test: Temperatura black panel: 40 C ±3 C. - Sorgente luminosa: 2 Lampade UVA 500 Watt. - Filtro utilizzato: Daylight - Irradianza a 340nm: 10,8 Watt/m 2 - Ciclo esposizione: 24 ore - Tempo di durata totale del test: 720 ore (30 giorni) - Valutazione del colore: UNI EN ISO 105 J03: Nr. campioni analizzati: 22 MISURA DEL COLORE Lo spazio di colore L*a*b* (noto anche come CIELAB) è attualmente uno degli spazi di colore più diffusi per la misurazione del colore di un oggetto. In questo spazio di colori, L* indica la luminosità mentre a* la prima coordinata cromatica (esprime il rosso quando è positivo e verde TiO2 Lab s.n.c Via SS 85 Km 36 Venafrana Macchia d Isernia (IS) Italy Tel Pagina 4 di 7

5 quando è negativa) e b* la seconda coordinata (che esprime il giallo quando è positiva e il blu quando è negativa). Le differenze di colore nello spazio CIELAB sono definite come distanza tra due punti dello spazio L*a*b*. E*ab= ( L*)2 + ( a*)2 + ( b*)2 In pratica i valori di E costituiscono un modo per comunicare la differenza tra i due colori. Questo elenco di valori di E può servire come guida per interpretare il significato psicometrico delle differenze di colore: <0.2: la differenza non è percepibile; tra 0.2 e 0.5: la differenza è molto piccola; tra 0.5 e 1.5: la differenza è piccola; Da 2 a 3: vi è una variazione di colore distinguibile; Da 3 a 6: la differenza è abbastanza distinguibili; da 6 a 12: una forte differenza di colore, tipica dei sistemi di scarsa qualità; > 12: significa colori differenti. La tabella 3) indica i valori forniti dal campione tal quale (vernice con sole microsfere): N Campione/anno inv. L* a* b* 0 94,21-0,47 3, ,24-0,32 3,2 2 93,93-0,32 3, ,75-0,22 3, ,96-0,14 3, ,85-0,43 3, ,83-0,57 3, ,98-0,2 3,1 8 93,85-0,48 3, ,75-0, ,84-0,44 3,09 Mentre la tabella 4) indica sia i valori dei campioni invecchiati con la Formula Ludovici che la differenza dei valori di questi ultimi con i valori forniti dal campione tal quale (vernice con sole microsfere) TiO2 Lab s.n.c Via SS 85 Km 36 Venafrana Macchia d Isernia (IS) Italy Tel Pagina 5 di 7

6 Tabella 4) Relazione degli esperimenti condotta su commessa di: L&G Holding srl N Campione/anno inv. L* a* b* ΔL* Δa* Δb* ΔE* 0 94,29-0,18 3,18 0,08 0,29-0,05 0,3 1 93,95-0,52 3,17-0,29-0,2-0,03 0, ,89-0,55 3,09-0,04-0,23-0,07 0, ,78-0,45 3,06 0,03-0,23-0,03 0, ,69-0,19 3,07-0,27-0,05 0,06 0, ,07-0,22 3,09 0,22 0,21 0,04 0, ,6-0,24 3,11-0,23 0,33-0,07 0,4 7 93,65-0,8 3,12-0,33-0,6 0,02 0, ,16-0,29 3,13 0,31 0,19-0,02 0, ,95-0,28 3,16 0,2 0,09 0,16 0, ,65-0,23 3,08-0,19 0,21-0,01 0,28 Di seguito il grafico dei risultati ottenuti. TiO2 Lab s.n.c Via SS 85 Km 36 Venafrana Macchia d Isernia (IS) Italy Tel Pagina 6 di 7

7 Risultati Dall analisi dei risultati si evince che i provini invecchiati di ore (Mille) contenente la Formula Ludovici sono conformi agli standard qualitativi richiesti. Il E ottenuto pari a 0,28 attesta e posiziona il risultato su una scala valori definita come: differenza molto piccola. Hanno collaborato alla realizzazione della relazione: Dott. Ing. Alfonso Vitagliano Isernia, lì 03/10/2016 CEO Luigi Gravelli TiO2 Lab s.n.c Via SS 85 Km 36 Venafrana Macchia d Isernia (IS) Italy Tel Pagina 7 di 7