Flessografia: l’importanza della viscosità negli inchiostri da stampa

A cura di Giuseppe Gianetti per FTA Europe

LA VISCOSITÀ È UNA CARATTERISTICA DEI FLUIDI CON CUI CI INTERFACCIAMO NELLA VITA DI TUTTI I GIORNI

Per noi è abituale gestire fluidi con viscosità basse come l’acqua o con viscosità molto alte come il miele o le marmellate e talvolta addirittura siamo chiamati, anche inconsciamente, a selezionare i prodotti in funzione della viscosità, come nel caso della scelta dell’olio lubrificante dei motori. Viscosità basse sono utili, come nel caso dell’acqua, per un facile trasferimento del prodotto tramite travaso o pompaggio ma possono avere anche risultati disastrosi quando ad esempio i fiumi esondano. Proviamo quindi ad approfondire il tema per capire nel dettaglio che cosa è la viscosità. La viscosità è una grandezza fisica che misura l’attrito interno di un fluido, cioè la resistenza allo scorrimento, e dipende dall’intensità delle forze intermolecolari. È quindi una misura della forza di interazione tra le particelle nella massa del fluido. La formula che governa la misura della viscosità cinematica (di un fluido in movimento) è rappresentata in figura 1.

Se la situazione può sembrare semplice fino a qui quando si tratta di un fluido monocomponente, la situazione incomincia a complicarsi quando si passa a miscele di molecole diverse come nel caso di un solido disciolto in solvente (tipici esempi lo zucchero disciolto nell’acqua o una resina disciolta sempre in acqua). In questi casi si rompono i legami tra le molecole del solido e si creano legami tra le molecole di solido e solvente. Per ottenere tutto ciò occorre fornire al sistema dell’energia sotto forma di agitazione meccanica, che favorisce anche la diffusione nel fluido, e/o energia termica (riscaldamento). I legami tra molecole di solvente sono «organizzati» da questa nuova situazione e il comportamento del liquido ne viene di conseguenza influenzato. A parità di prodotti (solido e solvente) più alta è la concentrazione del solido e maggiore sarà la viscosità perché la soluzione apparirà più ”organizzata”. Non sempre ci sono sufficienti interazioni tra molecole di solido e di solvente e quindi non si riesce a dissolvere il solido. In particolare, quando il solvente è l’acqua (solvente altamente polare) occorre che le molecole del solido abbiano una elevata affinità (polarità) per poter interagire. La polarità di solidi che contengono gruppi acidi o basici si può modificare variando il pH del solvente, ottenendo così una soluzione stabile. Anche emulsioni e dispersione acquose hanno il loro range di stabilità all’interno di valori di pH definiti. Un inchiostro da stampa in generale (fanno eccezione i pochi esempi di inchiostri da coloranti solubili) non è una soluzione ma una dispersione di una particella solida, il pigmento, in una soluzione di resine (resine sciolte in solvente). La dispersione di un solido in una soluzione complica di molto la stabilità e la dinamica di un liquido. Il solido e la soluzione devono sviluppare delle forti interazioni alla loro superficie per permettere la stabilità della dispersione. Perciò è basilare ridurre il pigmento in particelle

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