La problematica?
Nell’ambito dello sviluppo di un nuovo prodotto, uno dei nostri clienti ha riscontrato problemi di tenuta durante i test finali di validazione del suo prodotto. Il difetto derivava dal distacco della colla che garantiva la tenuta del prodotto. Dopo aver testato numerose soluzioni senza successo con il suo fornitore, il cliente si è rivolto a FILAB per risolvere questo problema.
Per rispondere a questo tipo di problematica, FILAB ha sviluppato un approccio di risoluzione dei problemi che è già stato sperimentato in numerosi studi realizzati in laboratorio. L’approccio è teorico, ma la sua applicazione è molto concreta e si adatta alla realtà di ciascuna problematica tecnica.
Comprendere le ragioni fisico-chimiche di questa perdita di adesione
Obiettivo :
Questa prima fase è fondamentale perché mira a fornire le conoscenze necessarie per evitare di incontrare nuovamente questo problema nei futuri sviluppi di prodotto. L’altro vantaggio di questo studio è ridurre il numero di potenziali candidati ai prodotti che presentano determinate proprietà specifiche. In questo modo, si individuano con maggiore precisione i prodotti da testare. Ciò è particolarmente interessante quando la validazione tecnica del prodotto è lunga o costosa, ad esempio a causa di prove di invecchiamento.
Approccio :
La comprensione della perdita di adesione del prodotto si basa su una caratterizzazione approfondita del difetto grazie al parco analitico di FILAB. Per questo studio di perdita di adesione, FILAB ha fatto leva sulla sua doppia competenza materiali/chimica per de-formulare la colla e caratterizzare il degrado.
In particolare, uno studio mediante ICP-AES ha permesso di caratterizzare i composti che si degradano nell’ambiente di prova. Un’analisi tramite HS-GC-MS ha invece permesso di definire il meccanismo di reticolazione della colla e la sua struttura generale dopo pirolisi (PY-GCMS).
Conclusione :
Questo primo studio ha permesso di comprendere che la perdita di adesione derivava dall’aggressività dell’ambiente di utilizzo del prodotto (degrado prematuro della colla) e dalla mancanza di un composto miglioratore dell’adesione nella colla storica.
Trovare soluzioni alternative che garantiscano la buona tenuta della colla nel tempo
Obiettivo :
A partire dalle conoscenze scientifiche acquisite durante la prima fase dello studio, si è trattato di identificare e testare il maggior numero possibile di soluzioni. Queste presentavano livelli di complessità e di applicazione variabili. Successivamente, la loro applicabilità è stata dimostrata in seguito a questi test, e quindi proposte al cliente. La grande varietà delle competenze tecniche di FILAB consente di indagare soluzioni molto diverse. Infatti, esse facilitano al massimo la loro implementazione da parte del cliente (in funzione delle leve d’azione attivabili da quest’ultimo).
Approccio :
Sulla base dei riscontri analitici, è stata condotta una ricerca bibliografica al fine di mettere in evidenza le soluzioni teoriche. Queste soluzioni teoriche permettevano di rispondere a questi meccanismi di perdita di adesione (degrado prematuro e adesione troppo debole). Ciò ha permesso di fornire le conoscenze scientifiche necessarie per evitare questo problema in futuro ma soprattutto di identificare le possibili soluzioni tecniche per il cliente (modifica della formulazione, trattamento superficiale…). Per ancorare queste soluzioni teoriche alla realtà tecnica del cliente, si è poi proceduto a una visita degli impianti del cliente per due motivi. Il primo consentiva di identificare le leve d’azione alla sua portata (controllo della morfologia dei pezzi ed esecuzione di trattamenti superficiali). Il secondo, invece, permetteva di individuare i vincoli tecnici specifici del suo processo (assenza di conoscenza della composizione degli adesivi del fornitore, necessità di poter automatizzare l’applicazione).
Infine, l’ultima fase consiste nel testare le soluzioni che possono essere applicate dal cliente al fine di validarle. Per questo studio, si è trattato in particolare di testare nuovi prodotti. Queste nuove soluzioni sono state testate in laboratorio con le prove già collaudate nella prima fase, in particolare mediante ICP-AES per qualificare il degrado dei nuovi sigillanti e mediante PY-GC-MS e HS-GC-MS per qualificare il loro meccanismo di adesione.
Conclusione dello studio
Grazie all’insieme di questo studio, FILAB ha potuto proporre al proprio cliente soluzioni testate:
- Modifica della formulazione dell’adesivo (aggiunta di composti organometallici, modifica dei cariche…)
- L’utilizzo di un trattamento superficiale specifico
- La realizzazione di una prova di invecchiamento accelerato che consenta di discriminare meglio i prodotti testati
