omposizione, chimica e applicazioni
L’inchiostro è presente ovunque, dai libri di testo, ai libri di cucina, alla nostra penna preferita, ma sapevate che ha una composizione unica e subisce un lungo processo prima di poter servire al suo scopo finale?
In questo articolo, il team ZEBRA ha raccolto tutte le informazioni necessarie per conoscere i vari tipi, le proprietà e la produzione di inchiostro.
COMPOSIZIONE
Si tratta di una miscela complessa, contenente una varietà di sostanze come resine, solventi, alcool, lubrificanti, carbone, pigmenti, coloranti, anilina, destrina, glicerina, fluorescenti e altri materiali.
PIGMENTI
I pigmenti sono particelle solide finemente macinate che conferiscono colore e opacità all’inchiostro. In generale, i pigmenti sono definiti come solidi organici o inorganici colorati, neri, bianchi o fluorescenti che non possono dissolversi o essere influenzati dal substrato o dal veicolo in cui sono incorporati.
I pigmenti sono responsabili dell’aspetto visivo. Contribuiscono a coprire la superficie sottostante bloccando la trasmissione della luce. Possono migliorare la resistenza alla luce e allo sbiadimento del prodotto. Derivati da composti a base di carbonio, i pigmenti organici offrono un’ampia gamma di colori vivaci. Ricavati da minerali o metalli, i pigmenti inorganici offrono un’eccellente resistenza alla luce e stabilità.
I pigmenti metallici comprendono scaglie o polveri metalliche, come l’alluminio o il bronzo, che aggiungono effetti metallici o scintillanti. I pigmenti speciali sono pigmenti unici con proprietà speciali, come i pigmenti fluorescenti o fosforescenti.
SOLVENTI
I solventi sono generalmente in forma liquida e vengono utilizzati per sciogliere, estrarre o sospendere altri materiali, di solito senza modificare chimicamente né i solventi né gli altri materiali.
I solventi sciolgono i pigmenti per ottenere una miscela omogenea e creare pigmenti dissolventi. Regolando la viscosità, controllano la fluidità e lo spessore. Facilitare l’essiccazione significa che i solventi evaporano durante il processo di essiccazione, permettendo all’inchiostro di aderire alla superficie.
Solventi comuni utilizzati nella produzione:
- Acqua: Ampiamente utilizzata come solvente nei tipi a base acquosa, è ecologica e adatta a varie applicazioni.
- Alcoli: l’etanolo, l’isopropanolo e altri alcoli sono spesso utilizzati nei prodotti a base di solventi, che garantiscono un’asciugatura rapida e la compatibilità con diverse superfici.
- Chetoni: Solventi come l’acetone e il metiletilchetone (MEK) sono utilizzati negli inchiostri speciali per la loro velocità di evaporazione e il loro potere solvente.
- Glicoli: Il glicole propilenico e il glicole etilenico sono utilizzati in alcuni inchiostri per controllare il tempo di essiccazione e prevenire l’intasamento nelle stampanti a getto d’inchiostro.
ADDITIVI
Esistono diversi tipi di additivi utilizzati nella produzione di inchiostri. I modificatori di viscosità sono additivi come gli addensanti o i modificatori reologici che regolano le proprietà di scorrimento e la viscosità. Gli agenti umettanti sono sostanze che riducono la tensione superficiale, consentendo una migliore diffusione e adesione al substrato.
Gli agenti antischiuma sono additivi che impediscono la formazione di bolle o schiuma durante i processi di produzione e stampa. Gli stabilizzatori UV proteggono il prodotto dalla degradazione causata dall’esposizione alla luce ultravioletta, migliorandone la resistenza del colore. Gli acceleratori di essiccazione sono additivi che favoriscono un’essiccazione più rapida facilitando l’evaporazione del solvente. I modificatori di pH sono utilizzati per regolare il livello di pH, garantendo prestazioni e stabilità ottimali.
Esempi di additivi comuni e loro funzioni:
- Derivati della cellulosa: Migliorano il flusso e prevengono la sedimentazione.
- Agenti disperdenti: Favoriscono la dispersione e la stabilità dei pigmenti nel prodotto.
- Biocidi: Inibiscono la crescita microbica per prevenire il deterioramento e mantenere la durata di conservazione.
- Reticolanti: Migliorano l’adesione e la durata su vari substrati.
- Antischiuma: Eliminano la schiuma o le bolle d’aria che possono ostacolare il processo di stampa.
- Sbiancanti ottici: Additivi che migliorano la luminosità e il bianco.
CHIMICA
Gli agglomerati di pigmenti vengono scomposti in singole particelle attraverso mezzi meccanici e agenti disperdenti. Una corretta dispersione assicura un colore uniforme, stabilità e impedisce l’intasamento.
MECCANISMI DI ASCIUGATURA
- Evaporazione: I prodotti a base di solventi si asciugano per evaporazione del solvente.
- Ossidazione: Alcuni prodotti si essiccano attraverso una reazione chimica con l’ossigeno.
- Assorbimento: Sui substrati porosi asciuga per assorbimento e per evaporazione del solvente.
- Fattori: Il tempo di essiccazione è influenzato dalla composizione del solvente, dalla formulazione, dalle condizioni ambientali e dalle proprietà del substrato.
I componenti dell’inchiostro possono interagire chimicamente con i substrati, influenzando l’adesione, la penetrazione e la degradazione. Le interazioni chimiche influenzano le prestazioni, la durata, la resistenza allo sbiadimento, all’acqua, alla luce e all’esposizione chimica.
Emulsione: La sospensione di un liquido in un liquido. Ad oggi, questo è l’inchiostro di quarta generazione formulato da ZEBRA Pen. Sebbene siano stati introdotti prodotti “ibridi” nel mercato degli strumenti di scrittura, nessuna delle formulazioni ha prodotto le proprietà di tipo emulsionante offerte ora dalla ricarica in emulsione proveniente dal Giappone.
APPLICAZIONI
Ha diverse applicazioni in quanto è entrato a far parte della nostra vita quotidiana.
TECNOLOGIE DI STAMPA
- Stampa offset: Viscosità, adesività e tempo di essiccazione equilibrati per una riproduzione nitida delle immagini.
- Stampa flessografica: Tipo a rapida essiccazione con bassa viscosità per la stampa ad alta velocità.
- Stampa rotocalco: Alta viscosità per un trasferimento preciso del prodotto nei minimi dettagli.
- Stampa digitale (Inkjet): Compatibile con testine di stampa specifiche, formazione precisa delle gocce e asciugatura rapida.
SCRITTURA
- Penne a sfera: Bassa viscosità per un movimento fluido della sfera e un flusso controllato.
- Penne stilografiche: Viscosità e fluidità adatte all’azione capillare e al flusso controllato.
- Penne gel: Alta viscosità e proprietà tissotropiche per una scrittura scorrevole e colori vivaci.
- Pennarelli: Asciugatura rapida, buona adesione e resistenza alle sbavature o alle macchie.
- Fattori che influenzano la fluidità e le prestazioni: Viscosità, tensione superficiale, tempo di essiccazione, dimensione delle particelle di pigmento e composizione.
TIPI DI SPECIALITÀ
Esistono vari inchiostri che differiscono da quelli più comunemente utilizzati. Sono presenti in diverse professioni e forme d’arte che consentono la libertà creativa.
- Tipo di sicurezza: Inchiostri invisibili, UV-visibili o magnetici per misure anticontraffazione.
- Applicazioni e requisiti unici: Caratteristiche speciali, codici di autenticazione o proprietà di cambiare colore.
- Tipo di conduttore: Prodotto a base di argento, carbonio o grafene per l’elettronica stampata.Applicazioni e requisiti unici: Buona conduttività, adesione e flessibilità per applicazioni elettroniche.
- Tipo di ceramica: Prodotto stabile alle alte temperature per la stampa su ceramica o vetro.Applicazioni e requisiti unici: Compatibilità con i processi di cottura ad alta temperatura e aderenza a superfici non porose.
SULLA PRODUZIONE
L’inchiostro è una miscela complessa che contiene una varietà di sostanze. Ne esistono molti tipi sul mercato e tutti hanno caratteristiche uniche. Sebbene esistano molte varietà, le applicazioni sono abbastanza simili. Fa parte della nostra vita quotidiana. Noi di ZEBRA puntiamo a creare penne di buona qualità e di lunga durata che possano aiutarvi nel vostro lavoro o nelle vostre attività personali.
