L’industria ceramica si è esponenzialmente evoluta negli ultimi anni grazie alla progressiva digitalizzazione di alcuni specifici processi. La stampa con inchiostri digitali ricopre certamente un ruolo di primaria importanza.

Questi ultimi sono articoli produttivamente delicati che, per assicurare una valida performance, devono rispettare parametri tecnici molto precisi: di seguito una fotografia generale delle loro proprietà e dei loro principi.

Quali sono i fattori che influenzano le proprietà degli inchiostri digitali?

La formula dell'inchiostro

Per comprendere le proprietà di un inchiostro occorre darne una definizione. Volendo semplificare al massimo grado, potremmo dire che un inchiostro è la dispersione di un solido in un liquido. Entrando più nel dettaglio, un inchiostro è formato da:

• Una parte solida costituita da pigmenti inorganici.  La natura inorganica dei pigmenti è importante essendo essa maggiormente adatta a sopportare le alte temperature del ciclo di cottura che si attestano tra i 1.100 °C e i 1.200 °C. I pigmenti organici, al contrario, sarebbero destinati a scomparire durante la fase di cottura.

E’ interessante sapere che la natura chimica dei pigmenti utilizzati per gli inchiostri variano in base al colore. Un inchiostro blu, ad esempio, contiene alluminato di cobalto mentre è possibile ottenere tonalità rosate mediante l’utilizzo di sfere di stagno o cromo.

• Una parte liquida costituita da veicoli e additivi con funzione disperdente. Garantire le qualità dei veicoli è fondamentale essendo essi i responsabili della regolazione dei principali parametri come viscosità, tensione superficiale e tempi di asciugamento.  E’ implicito evidenziare che la formulazione dell’additivo varia in base alla pigmentazione utilizzata all’interno dell’inchiostro. 

Dimensione delle particelle (Granulometria)

Uno dei requisiti di maggiore rilievo è inoltre la granulometria delle particelle: essa deve necessariamente essere di natura nanometrica - approssimativamente di un micron - avendo i noozle delle testine di stampa una dimensione di circa 50 µm. Grandezze superiori potrebbero comportare agglomeramenti e conseguenti blocchi delle testine.

La dimensione delle particelle può impattare sullo sviluppo del colore e sui possibili fenomeni di sedimentazione. In linea generale, a minore dimensione corrisponde minore sviluppo del colore e minore sedimentazione.

Viscosità

La viscosità dell’inchiostro deve mantenersi all’interno di precisi range in modo da agevolare correttamente la dimensione della goccia ed evitare possibili difetti di stampa. Allo stato attuale una corretta viscosità si attesta tra i 10 e i 30 cP a temperatura di sparo.

Tensione superficiale

Come la viscosità, anche la tensione superficiale è un valore che determina la corretta formazione della goccia. I valori stimati per gli inchiostri a base solvente si attestano tra i 28 e i 35 mN/m. Anche se in fase di sviluppo, alcuni produttori stanno tuttavia lavorando alla creazione di testine di stampa che consentano di lavorare a tensioni superficiali più elevate.

In sintesi

Gli inchiostri destinati alla tecnologia digitale, siano essi a base solvente o a base acqua, vengono studiati in modo da ottenere il giusto equilibrio dei parametri e consentire in questo modo la migliore performance possibile. In questo senso lo studio preventivo all’interno dei laboratori è un passaggio obbligato al fine di raggiungere il target desiderato.

Leggi l'articolo originale di Zschimmer & Schwarz España.