SUSTAINABILITY

Vernici in polvere Powdura ECO: dalla plastica alla polvere

Gli scienziati di Sherwin-Williams hanno sviluppato un nuovo processo che converte i rifiuti di plastica in una resina poliestere durevole e ad alte prestazioni che contiene il 25% di plastica riciclata pre-consumo (rPET).

Il problema dei rifiuti di plastica che inquinano gli oceani è ben documentato e si ritiene che siano generate ogni anno circa 12 milioni di tonnellate di materiali inquinanti: l’equivalente di oltre 700 miliardi di bottiglie d’acqua di plastica1 . Perché sta succedendo tutto questo? La plastica è economica, resistente, leggera e malleabile, ideale per i contenitori di plastica monouso che sono stati ampiamente adottati come un modo conveniente per imballare e trasportare cibo e bevande. Una volta consumato il contenuto, il contenitore viene scartato come rifiuto che alla fine si fa strada, attraverso il ciclo dei rifiuti, verso gli oceani. Molti polimeri sono difficili o costosi da riciclare, tuttavia gli scienziati di Sherwin-Williams Company hanno trovato un modo per riutilizzare il polimero usato per fabbricare bottiglie d’acqua di plastica e convertirlo in una vernice in polvere. Le vernici in polvere sono tra le soluzioni di rivestimento più sostenibili disponibili in quanto non contengono COV e hanno tassi di utilizzo superiori al 95%. “Utilizzare rifiuti di PET pre-consumo, che normalmente andrebbero in discarica e riciclarli in una vernice funzionale che è utilizzata per proteggere i prodotti dalla corrosione, estendendone la durata, ha perfettamente senso”, ha spiegato Aliette Brochier, Product Director di The Sherwin-Williams Company. “Questo non solo supporta l’economia circolare riciclando il materiale di scarto, ma riduce ulteriormente l’impronta ambientale delle vernici in polvere catturando il carbonio buono contenuto nel PET di scarto”, ha continuato a spiegare. “Il PET (polietilene tereftalato) contiene gli stessi monomeri (elementi costitutivi dei polimeri) delle resine utilizzate nei leganti delle vernici in polvere. Il nuovo processo sviluppato dagli scienziati per catturare e inserire questi monomeri direttamente nella struttura portante della resina della vernice in polvere Powdura ECO non solo riduce l’impronta ambientale del 20%, come dimostrato nelle analisi del ciclo vitale, ma il rivestimento risultante ha le stesse proprietà protettive, decorative e funzionali di un prodotto a base di resina vergine”. Gli scienziati di Sherwin-Williams hanno messo alla prova Powdura ECO, testandone le prestazioni con una serie esaustiva di test meccanici, ambientali e chimici rispetto a standard unici nel settore, con i risultati nella Tabella qui sotto che superano le aspettative. Poiché è polimerizzato nella struttura portante della resina, il materiale riciclato offre un ampio grado di flessibilità di formulazione con Powdura ECO, che è proposta in una gamma completa di colori, livelli di brillantezza, effetti e finiture testurizzate. L’incorporazione di PET riciclato in Powdura ECO, l’equivalente di 35 bottiglie di plastica per kg, si traduce in benefici ambientali quantificabili, creando un vantaggio competitivo per i produttori che desiderano raggiungere obiettivi di sostenibilità aziendale, differenziare i propri prodotti sul mercato o soddisfare i requisiti di certificazioni di terze parti come LEED, BREEAM, GREENGUARD e GBB.

1 “Plastic Waste Inputs from Land into The Ocean”, Science, Feb. 2015, Vol. 347, Issue 6223, pg. 768-771.

Per maggiori informazioni: https://industrial.sherwin.eu

PROPRIETÀ TESTATA

Grado di uniformità @ 2.0 mils Impatto (Diretto/Inverso) Mandrino Conico Bend Durezza matita Adesione quadrettatura Adesione re-coat Resistenza chimica (100% MEK)

Resistenza all’umidità (500 hrs.)

Resistenza in nebbia salina (500 ore)

Risultati dei test su Powdura ECO.

METODO

PCI #20 ASTM D2794 ASTM D522 ASTM D3363 ASTM D3359 ASTM D3359 PCI #8

ASTM D2247

ASTM B117

POWDURA ECO

≥6

160/160 in. lbs. 1/8” nessuna crepa ≥2H

100% (5B) 100% (5B) Pass Class. blister:10, nessun blister Class. ruggine: 10, nessuna ruggine Infiltrazione media all’intaglio = <1.0 mm Class. blister: 10, nessun blister Class. ruggine: 10, nessuna ruggine Ritenzione brillantezza 60° = ≥85% - ∆E=1.0

© VanceFox.com

L’edificio Rheingold al n. 10 di Montieth Street, Brooklyn, NY (foto in alto) e una casa a Martis Camp, Truckee, CA. Situata a metà strada fra la storica Truckee, California e il North Lake Tahoe, Martis Camp è una comunità privata di lusso di 2.177 acri. Loverde Builders.

FOCUS ON TECHNOLOGY

SPECIAL ISSUE ON ARCHITECTURE & DESIGN

Sistema FOX per la pre-anodizzazione in linea e cabina C-Expert: le scelte tecniche di Alural per il futuro

Alessia Venturi ipcm®

Il flash di ossidazione come fase ulteriore di pretrattamento dei profili in alluminio per garantire durate in esterno ancora maggiori è argomento di dibattito tecnico ormai da una decina di anni. Un altro aspetto oggetto di discussione è la difficoltà di verniciare le geometrie sempre più complesse di profili che rivelano come i loro sviluppatori tengano in scarsa considerazione le peculiarità tecniche della finitura in fase di progettazione di un nuovo profilo. In questo articolo mostriamo come Alural - uno dei maggiori terzisti di verniciatura dell’alluminio al mondo – ha affrontato (e risolto) queste questioni tecniche con la collaborazione del proprio partner impiantistico SAT.

Con due siti produttivi, 350 dipendenti, una capacità produttiva di 9.250.000 m2 di materiale verniciato e 660.000 m2 di materiale anodizzato, Alural è uno dei più grossi terzisti di finitura dell’alluminio al mondo. Attivo in vari paesi europei, offre un servizio completo a estrusori e sistemisti: verniciatura a polvere con varie tipologie di pretrattamento, finiture effetto legno, anodizzazione ma anche servizio di stoccaggio, gestione degli ordini, imballaggio e logistica. Se qualità elevata, specializzazione e servizio eccellente rappresentano la missione di questa industria con un’esperienza di 35 anni nel trattamento dell’alluminio, l’innovazione tecnologica continua è ciò che ha reso Alural leader nel suo settore. L’azienda, infatti, investe continuamente in nuove tecnologie di produzione e di processo e in nuovi impianti, scambiando allo stesso tempo informazioni e conoscenze sia all’interno del Gruppo – nel 2011 Alural è stata acquisita da Reynaers Aluminium – sia in ambito associativo.

© ipcm

La linea di verniciatura verticale SAT più recente installata in Alural a inizio 2021.

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La versione più recente della cabina di applicazione sviluppata da SAT e denominata C-Expert per la sua caratteristica forma a C. La disposizione delle pistole è rimasta la stessa di quella concepita per la cabina V-Shape, vista la comprovata efficienza del modello che consente di spruzzare su entrambi i lati del profilo contemporaneamente.

Un po’ di storia

La parabola industriale di Alural inizia 35 anni fa a Boom, Belgio, come piccola verniciatura conto terzi. Oggi i siti produttivi sono due, Lummen e Tisselt-Willebroek. In queste due fabbriche, Alural fornisce ai propri clienti un prodotto totalmente finito, gestendo lotti di qualsiasi dimensione grazie all’imponente dotazione impiantistica che comprende 3 linee di verniciatura verticali, 2 linee orizzontali, un impianto di verniciatura per minuteria, un sistema di sublimazione per effetto legno e una linea di ossidazione anodica. Alural, inoltre, rappresenta il legame perfetto fra le system-house (come Reynaers, Schüco e AluK per citare solo alcune referenze) e i costruttori, garantendo estrema personalizzazione del prodotto, qualità di rivestimento perfetta secondo le più stringenti normative europee (Qualicoat, Qualanod) e coperta da una polizza assicurativa, nonché affidabilità, precisione e puntualità nelle consegne. Per i produttori di altri componenti (come persiane, coperture solari, porte e portoni, serre e pergole bioclimatiche) Alural rappresenta un terzista in grado di fornire anche soluzioni logistiche personalizzate oltre al servizio di finitura. “A partire dal 2011, anno dell’acquisizione da parte di Reynaers Aluminium, Alural ha messo il turbo” esordisce Philip Hilven, Sales and Commercial Manager di Alural NV. “Non dipendiamo più strettamente dalle richieste di mercato perché la nostra capogruppo ci alimenta di materiale ogni giorno, rappresentando il 60% della nostra produzione. Per soddisfare la domanda, i nostri impianti lavorano su tre turni. Il mercato principale è il Belgio, poi i Paesi Bassi, la Gran Bretagna e da qualche tempo anche la Francia, in crescita. Per questo motivo

l’investimento più recente è la costruzione di un nuovo magazzino automatizzato del tipo “high-bay” con 4100 posizioni. Oggi la logistica rappresenta ancora un limite alle nostre attività: per il solo trasporto perdiamo almeno un giorno. Con questo magazzino potremo offrire il servizio di stoccaggio e di order picking su richiesta e limitare il trasporto alla sola consegna, espandendo la nostra area di influenza fino a metà Germania, da una parte, e Bordeaux in Francia dall’altra”.

Un unico partner impiantistico per assicurare continuità operativa

“Per realizzare dei profitti, un’azienda terzista con la struttura attuale di Alural, deve far lavorare gli impianti 24 ore senza sosta” spiega Hilven. “Non possiamo permetterci di affidarci a fornitori che non consegnano le vernici in polvere o i prodotti chimici, ad esempio, così come non possiamo avere il benché minimo problema tecnico legato agli impianti che non sia risolvibile in poco tempo e da remoto: se una delle nostre linee di finitura si dovesse fermare per due ore, mandiamo a casa gli operatori per evitare perdite. Per questo motivo la proprietà ha scelto di affidarsi a un unico partner per gli impianti di verniciatura verticale, in modo da lavorare in modo più fluido, semplice e da scambiare i pezzi di ricambio, se necessario. Partner che è stato individuato nell’italiana SAT: tutte e tre le linee operative in Alural, una a Tisselt e le altre due a Lummen, sono state progettate, installate e, le due più vecchie, revampate dall’azienda di Verona”. Nell’ultimo biennio 2020-2021 SAT ha realizzato tre interventi importanti sulle linee verticali di Alural: nel 2020, l’impianto di Tisselt è stato revampato quasi completamente, ad eccezione del convogliatore, e sono state sostituite le due cabine di applicazione con le più recenti V-Shape. Nel 2021 SAT ha installato una nuova linea verticale a Lummen, che include la cabina di applicazione C-Expert, presentata dall’azienda veronese a marzo di quest’anno. Infine, sempre nel 2021, SAT ha inserito il sistema FOX per la pre-anodizzazione in linea sull’impianto verticale già esistente a Lummen.

C-Expert: l’innovazione presente nell’ultimo impianto installato

La linea di verniciatura verticale più recente installata in Alural presenta due caratteristiche innovative: una

© ipcm

Il secondo importante intervento realizzato da Alural in collaborazione con SAT nel corso del 2021 è stato l’inserimento del sistema FOX sulla linea verticale già esistente nello stabilimento di Lummen.

© ipcm © ipcm

I profili in alluminio sono calati dal carroponte nella vasca per il flash di ossidazione. L’impianto SAT installato nel 2015 in Alural era già predisposto ad accogliere la buca in profondità per l’inserimento della vasca di ossidazione e i relativi cablaggi elettrici.

nuova tipologia di forni – di asciugatura e cottura – con dispositivi e un assetto che li rendono a risparmio energetico e ne semplificano la manutenzione; la versione più recente della cabina di applicazione SAT, denominata C-Expert e lanciata lo scorso anno. “Rispetto alla nostra cabina V-Shape, la forma e la struttura di C-Expert è leggermente diversa (a C, appunto) mentre la disposizione delle pistole è rimasta la stessa di quella concepita per la V-Shape, vista la comprovata efficienza del modello che consente di spruzzare su entrambi i lati del profilo contemporaneamente, creando, di conseguenza, una nuvola di polvere che aiuta ad aumentare l’efficienza di trasferimento ai profili” spiega Alberto Formenti di SAT. “C-Expert nasce dal nostro laboratorio di prove a Verona dove, nel corso del 2020, abbiamo eseguito numerosi test per migliorare i prodotti esistenti e per sviluppare nuove tecnologie. Questa cabina è stata concepita per quei clienti – soprattutto terzisti – che verniciano una moltitudine di profili diversi e dalle geometrie molto complesse in quanto il nuovo sistema è in grado di mantenere costante la configurazione di verniciatura per ogni profilo difficile da verniciare”. “Il problema maggiore dei reparti R&S dei sistemisti è che non considerano minimamente la difficoltà di verniciare certe geometrie dei profili che sviluppano” interviene Philip Hilven. “La fase di verniciatura, con tutte le sue criticità e peculiarità, non viene affatto considerata in fase di progettazione. Ecco che nascono profili molto grandi, con angoli e scanalature difficili da raggiungere. Un secondo problema che mina la qualità e la costanza del rivestimento a polvere è l’isolamento del

profilo: la striscia isolante tra le due parti blocca parzialmente l’adesione della vernice. Con la nuova linea che abbiamo commissionato a SAT, che presenta degli accorgimenti per ottimizzare l’elettrostatica, e in particolare grazie alla cabina C-Expert, questi due aspetti critici sono sotto controllo al 100%”. “Il nuovo concetto dei forni di asciugatura e polimerizzazione è anch’esso molto soddisfacente perché consente di recuperare il calore residuo per pre-riscaldare la polvere e quindi evitare l’uso di un forno IR, che invece continuiamo ad usare sulla linea di Tissen. Anche le porte girevoli contribuiscono a una maggiore efficienza energetica e quindi a un risparmio dei costi”. Per quanto riguarda il pretrattamento, la nuova linea di verniciatura di Alural Lummen presenta un tradizionale tunnel a cascata inversa con ciclo “alla francese”, ossia sgrassaggio alcalino ed etching acido. “La domanda dal mercato francese è in crescita dunque abbiamo scelto di offrire come standard il ciclo di pretrattamento alcalino+acido per soddisfare la certificazione Qualimarine” commenta Hilven.

La pre-anodizzazione in linea: la carta vincente per vincere le sfide del mercato

Il secondo importante intervento realizzato da Alural in collaborazione con SAT nel corso del 2021 è stato l’inserimento del sistema FOX (Flash OXidation) sulla linea verticale già esistente nello stabilimento di Lummen e installata da SAT nel 2015. “La domanda che proviene da alcuni mercati per il flash di ossidazione come ulteriore fase di pretrattamento per aumentare la resistenza in esterno dei profili in alluminio sta crescendo a ritmi tali che mi spingono a prevedere che, da qui a 5-10 anni, la pre-anodizzazione sarà prevalente sul mercato della verniciatura” afferma Philip Hilven. “Prima di inserire sulla linea di Lummen il sistema FOX per la preanodizzazione in linea, il nostro impianto di ossidazione anodica era praticamente dedicato solo a questa lavorazione. Ciò lo saturava e ci faceva perdere fino a 5 giorni sulle tempistiche di consegna. Senza contare che dovevamo sacrificare le richieste per profili anodizzati o con elettrocolore, che ultimamente sono in crescita sulla verniciatura a polvere”. “Perché ritengo che la pre-anodizzazione sarà strategica da qui a 10 anni al massimo? Primo, per la qualità dell’alluminio primario, non sempre costante da garantire la resistenza in esterno richiesta dai nostri clienti. Secondo, per la diffusione dell’impiego di alluminio riciclato che sicuramente va salvaguardata ma che implica maggiori attenzioni in fase di estrusione. Purtroppo la qualità di estrusione – a differenza della qualità dell’alluminio – è qualcosa che non possiamo misurare. Per questo noi garantiamo come standard minimo 2 gr/m2 di etching con il

© ipcm © ipcm

Il sistema di trasporto del sistema Fox trasferisce i profili dal convogliatore monorotaia al carroponte che li cala nella vasca di ossidazione. Da sinistra Alessia Venturi, Philip Hilven di Alural e Alberto Formenti di SAT.

pretrattamento tradizionale, ma scommettiamo sulla pre-anodizzazione come strategia di qualità. Oggi, grazie alla pre-anodizzazione in linea, Alural può offrire questa lavorazione aggiuntiva a un costo inferiore e in un tempo di processo normale di verniciatura”. L’impianto di Alural era nato nel 2015 già con la predisposizione per l’inserimento del sistema FOX. Per questo l’avviamento di un intervento tecnico così importante è stato un piccolo miracolo e tutto ha funzionato alla perfezione, anche grazie alla profonda conoscenza del processo di ossidazione anodica esistente all’interno di Alural. “Parliamo dell’installazione di un sistema molto grande, con componenti complessi, requisiti particolari come quella della buca in profondità per l’inserimento della vasca di ossidazione, cablaggi elettrici e un sistema di movimentazione complessi” prosegue Alberto Formenti. “Questo progetto arriva dopo 11 anni dalla prima installazione di un FOX in Vietnam da parte di SAT: l’esperienza raccolta in questi 11 anni ci ha consentito di migliorare il sistema per avere maggiori prestazioni in termini di velocità di linea. Alcuni componenti sono stati completamente ridisegnati rispetto al FOX originario per evitare l’insorgenza di alcune criticità, il ciclo di pretrattamento chimico antecedente il flash di ossidazione è stato migliorato per garantire l’applicazione di uno spessore minimo di 4 micron di ossido in modo uniforme e costante, come richiede la normativa attuale. Chiaramente si tratta di una tecnologia di primo livello, che richiede un investimento importante non solo dal punto di vista del sistema stesso ma anche della fabbrica in cui deve essere inserito (fondamenta adeguate, buca profonda e così via)”. Il futuro della verniciatura dell’alluminio

“In Alural siamo dell’idea che un ottimo pretrattamento e l’applicazione di polveri certificate Qualicoat unite a una qualità premium della materia prima e dell’estrusione, siano l’unico modo per garantire la resistenza in esterno di 20-25 anni, come richiesto dai mercati del nord Europa” conclude Hilven. “Per questo non applichiamo mai polveri Qualicoat 3: a fronte della medesima garanzia di resistenza per cui sono certificate le polveri Qualicoat 2, le prime sono troppo costose, presentano criticità a livello meccanico e sono disponibili in pochi colori. La nostra scelta è proporre – o meglio, imporre sul mercato la pre-ossidazione come tecnologia vincente e garanzia di qualità. Il nostro sistema FOX è già al centro dell’interesse delle aziende. In moltissimi ci stanno chiedendo di poter vedere questa installazione francamente impressionante e in Alural ne siamo ben consapevoli. Grazie agli ultimi investimenti realizzati con SAT, Alural può rispondere con molta più velocità alle richieste del mercato rispetto a qualsiasi altro terzista e con volumi di gran lunga maggiori: abbiamo una capacità produttiva di 35000 m2/giorno e possiamo realizzare il verniciato con pre-ossidazione quasi nello tempo ciclo di un verniciato tradizionale. Il mercato ci sta premiando con un boom degli ordinativi: abbiamo già superato del 30% il budget del 2021”. Un’ottima notizia, per tutto il mercato dell’alluminio europeo.