Riassunto analitico
L’obiettivo di questo lavoro era di studiare l’effetto di diverse sostituzioni di materie prime e fritte ceramiche, in uno smalto matt standard da gres, sulla variazione numerica di diverse proprietà tecnologiche: resistenza all’attacco chimico, parametri colorimetrici e glossy; inoltre tutti i dati di progetto e quelli acquisiti dalle analisi sono stati implementati nel software Design Expert® (D.o.E). I supporti ceramici campione sono stati smaltati, su una metà con deposizione in slitta serigrafica, mentre sull’altra metà è stata stampata una scaletta a 4 colori sopra alla quale è stata applicata la salatura ad aerografo. La parte slittata è stata utilizzata per quantificare numericamente la resistenza all’attaccabilità acida (acido cloridrico 3% p/p), creando una classificazione ad hoc, basata su 5 gradi di attaccabilità, sulla base dei test della normativa ISO di riferimento. I campioni più significativi sono stati analizzati al microscopio elettronico ESEM. Da tale analisi è emerso che le superfici matt si presentano composte sia da zone liscie e vetrose, sia da altre con aspetto più irregolare, con creste e cavità, di carattere cristallino. Tali irregolarità diffrangono in modo diverso la luce, sviluppando un prodotto antiriflesso. L’acido cloridrico attacca preferibilmente le porzioni lisce e vetrose, rompendole in forme poligonali irregolari, mentre le porzioni cristalline sono rimaste generalmente intatte. Dal confronto tra gli spettri di uno stesso campione di smalto slittato, attaccato e non, sono emerse sostanziali differenze generalmente solo per i campioni molto attaccabili, in particolare le fasi che tendono a scomparire in ambiente acido sono preferibilmente composte da sodio, alluminio, potassio, calcio, bario e zinco. Sulla porzione smaltata ad airless, invece, sono stati acquisiti i dati di glossimetria e di colorimetria. Dopo aver eseguito la prova di attaccabilità sul colore nero della scaletta grafica, sono state analizzate le soluzioni di attacco allo spettrometro ICP. Da tale analisi è emersa una concordanza con i dati acquisiti all’ESEM: gli elementi che hanno mostrato un calo di intensità negli spettri sono quelli ceduti in concentrazione più elevata nelle soluzioni. Tramite il D.o.E. si è definita, l’influenza delle sostituzioni sui parametri di interesse, mediante grafici a tre componenti, ai cui vertici sono stati posizionate le tre materie principali dello smalto standard: nefelina, fritta ceramica F-34 e carbonato di calcio. Le sostituzioni interessanti la fritta ceramica F-00, il carbonato di bario e la dolomite lucidano le superfici, a differenza delle fritte F-19 e F-71, le quali migliorano il grado di matt. Le fritte ceramiche F-00, F-19 e F-71 aumentano la resistenza all’attaccabilità, mentre il carbonato di bario e la dolomite la peggiorano. In merito alla colorimetria, la fritta F-00 ha mostrato un aumento del valore di L* e b*, vicerversa il fattore a* si è mostrato in calo. La F-19, produce un aumento più significativo di L* e del parametro a*, ed un calo significativo del fattore b*. La fritta F-71 favorisce un aumento più sostanziale della coprenza, mentre non comporta variazioni dei parametri a* e b. Il carbonato di bario si evidenzia un aumento lieve della luminosità e di b*, insieme ad un calo di a*. La dolomite produce un aumento marcato di L*, una crescita di a* ed un calo significativo del fattore b*. Riguardo la desiderabilità, il software ci ha permesso inoltre di minimizzare o massimizzare il valore delle proprietà di interesse al fine di ottenere un prodotto target; in questo caso la soluzione richiesta doveva sviluppare basso gloss, essere più trasparente possibile (L* basso) e non attaccabile.
|