L’analisi granulometrica di inchiostri e vernici
Inchiostri da stampa o vernici ceramiche stampa sono caratterizzate da essere materiali multicomponente. Un dei componenti più importante è il pigmento, che aggiunge colore alla sospensione.
La dimensione dei pigmenti varia a seconda del colore, del contrasto, dell’applicazione e della produzione; e può variare dal nanometro al micrometro.
Per questo nella produzione degli inchiostri spesso è necessario determinare la granulometria dei prodotti al di sotto dei 100nm lavorando su sospensioni non diluite.
L’analisi delle dimensioni delle particelle degli inchiostri è importante perché l’industria degli inchiostri produce pigmenti di dimensioni diverse, che si adattano solo alle cartucce di inchiostro corrispondenti.
Di conseguenza, la distribuzione granulometrica delle diverse marche deve essere misurabile in modo affidabile per poter garantire caratteristiche di qualità riconducibile proprio alla dimensione delle particelle e la larghezza di distribuzione del pigmento. Questo aspetto infatti influenza enormemente l’intensità del colore, la qualità della superficie, la resistenza ai raggi UV e la durata o la stabilità del prodotto finale.
Inoltre, la dimensione delle particelle deve essere sufficientemente piccola da evitare il blocco degli ugelli del meccanismo della stampante.
Il sistema più adatto è il light scattering, che, a differenza della diffrazione laser, sfrutta i moti browniani. Questi, mediante l’equazione di Stokes-Einstein, permettono di determinare il diametro idrodinamico delle particelle disperse nel liquido. Grazie a questa tecnica è possibile lavorare ben al di sotto del micrometro anche su sospensioni con matrici molto complesse come possono essere quelle degli inchiostri.
Analizzatore Granulometrico con tecnologia PCCS
L’analizzatore granulometrico Nanophox CS di Sympatec permette di lavorare in modo più sensibile ed affidabile grazie all’utilizzo della PCCS (Photon Cross Correlation Spectroscopy) che risulta più accurato ed affidabile del più generico DLS (Dynamic Light Scattering). Applicare la tecnologia PCCS consente di calcolare la dimensione delle particelle eliminando l’effetto dello scattering multiplo fornendo misure più accurate per numero e dimensione di particelle.
Con questo approccio è semplice individuare agglomerati, sedimenti, interazioni speciali tra particelle o variazioni di viscosità di campioni molto concentrati. Il Nanophox CS è in grado di analizzare campioni torbidi, colorati e notevolmente concentrati senza diluizione in un range compreso tra 1nm e 10.000nm.
L’immagine riportata di seguito mostra la distribuzione granulometrica, la distribuzione cumulativa e la densità di distribuzione dei due inchiostri. Il colore del tatuaggio è distribuito in modo monomodale. La media armonica è 221 nm. L’inchiostro nero mostra una distribuzione bimodale. Si tratta di un inchiostro da stampa destabilizzato artificialmente di pessima qualità. I pigmenti primari sono in media a 135 nm. Gran parte del volume sono agglomerati. Questo inchiostro è di qualità inferiore e potrebbe quindi intasare la cartuccia. La curva verde mostra un confronto con un campione di qualità superiore e la relativa curva granolometrica.
