Sigillatura delle penne e materiali

Facendo manutenzione alle nostre penne (e soprattutto se datate) ci troviamo spesso di fronte alla necessità di sigillare alcuni accoppiamenti, il più tipico dei quali è quello tra il fusto e la sezione. I materiali che normalmente possono venire usati sono molteplici. Ovviamente sono stati considerati solamente i materiali che permettono una reversibilità di montaggio e che risultano non aggressivi verso le resine impiegate per la realizzazione delle penne. E' innegabile che anche un velo di colla cianoacrilica sull'accoppiamento potrebbe sigillarlo, ma ciò renderebbe l'operazione irreversibile e di conseguenza danneggerebbe la penna. Ecco perché non sono volutamente citati alcuni materiali che potrebbero arrecare danno.

Come regola generale, quando utilizzate questi materiali sarebbe bene utilizzare dei guanti monouso per proteggere le mani e, se vengono riscaldati, evitate di respirarne i fumi.

Inoltre alcuni di essi sono anche lubrificanti. Quindi nel caso di filettature è opportuno regolare al minimo la forza con cui vengono stretti i due componenti in modo da evitare crepe e danni.

Vediamo ora i principali sigillanti e le loro caratteristiche:

Liquidi, liquefacibili o spalmabili

Sigillante per penne

La ricetta è stata ricavata direttamente da un documento della Sheaffer; le caratteristiche e la preparazione si possono vedere su questa pagina. Spesso lo si trova nelle Sheaffer's ed è di difficile rimozione, anche col calore. Ma si deve considerare che è stato utilizzato non meno di 70 anni fa e quindi è andato incontro a fenomeni degradativi dovuti al moltissimo tempo trascorso. Per i dettagli si consulti la relativa pagina

Garantisce sicuramente un'ottima tenuta e non crea problemi ai materiali. Può essere ammorbidito per un eventuale smontaggio riscaldando le parti. Per contro non è facile da pulire e richiede una preparazione un poco laboriosa. Nell'ottica della preparazione per un uso futuro è sicuramente consigliabile. In caso di bisogno immediato si può dirottare su altri sigillanti più facilmente reperibili o di più immediata preparazione.

Pro	Contro
garantisce una ottima tenuta	difficile da togliere dalle superfici con cui viene in contatto
non crea problemi ai materiali	preparazione laboriosa con ingredienti particolari
reversibile col calore	poco idoneo all'uso occasionale, sebbene efficace
molto elastico	di uso non immediato

Gommalacca (shellac)

Fino a qualche anno or sono è stato usato dalla maggior parte di noi (le caratteristiche e la preparazione si possono vedere su questa pagina). Garantisce una buona tenuta, è facile da realizzare e può essere ammorbidito per un eventuale smontaggio riscaldando le parti (a circa 60°C); ma non è di uso immediato perché nonostante la semplicità di preparazione, richiede comunque dei tempi morti per la lenta solubilizzazione del solido nell'alcool. I lati negativi sono che la gommalacca nel tempo tende a cristallizzare, rendendone più difficile l'ammorbidimento e la rimozione e che la pulizia delle parti non è agevole (ma possibile). Come per il precedente sigillante per penne occorre prepararlo prima, quindi, anche in questo caso, se serve un sigillante nell'immediato occorre utilizzare altro.

Pro	Contro
garantisce una buona tenuta	cristallizza col tempo, complicando la rimozione
facile da preparare	pulizia delle parti non è agevole ma possibile
ingredienti facilmente reperibili	di uso non immediato
reversibile col calore: si ammorbidisce a circa 60°C

Bitume

Il bitume è una sostanza semisolida di colore scuro (bruno o nero) ottenuto da giacimenti naturali o da distillazione del greggio. In commercio possiamo trovare due tipi di bitume: quello "stradale", molto duttile (rammollisce a circa 35°C) e quello industriale, meno duttile con un punto di rammollimento sui 45-55°C. Tra le caratteristiche che possono rendere appetibile questo materiale per eventuali sigillature abbiamo il fatto che è insolubile all'acqua; non è attaccabile da alcali, acidi e sali; è duttile ed ha un basso punto di rammollimento e non ha necessità di essere preparato: come per le cere basta riscaldarlo un poco. Per contro bisogna segnalare che è difficile da pulire (ed i solventi necessari a rimuoverlo potrebbero danneggiare le resine delle penne) e che il bitume subisce un invecchiamento con decadimento delle proprietà (perde elasticità e si indurisce) a causa degli sbalzi termici e per ossidazione all'aria rendendo difficoltosa dopo anni l'operazione di smontaggio delle parti.

Pro	Contro
insolubile in acqua	difficile da rimuovere, i solventi necessari possono le penne
non è attaccabile da alcali, acidi e sali	indurimento, ovvero difficoltoso smontaggio futuro
duttile, ha un basso punto di rammollimento
di uso immediato

Catrame

Il catrame è una sostanza dall'aspetto liquido e molto viscoso e può ricondurre a due famiglie di catrami: quelli vegetali (o di legna) e quelli minerali. Il catrame vegetale non più in uso attualmente è stato sostituito da quello minerale (fa parte dei materiali bituminosi). E' considerato un ottimo collante costituito principalmente da sostanze organiche ed acqua (2-5%). Il catrame è una sostanza dall'aspetto liquido e molto viscoso e può ricondurre a due famiglie di catrami: quelli vegetali (o di legna) e quelli minerali. Il catrame vegetale non più in uso attualmente è stato sostituito da quello minerale (fa parte dei materiali bituminosi). E' considerato un ottimo collante costituito principalmente da sostanze organiche ed acqua (2-5%). Le caratteristiche sono analoghe a quelle del bitume sia come vantaggi che come svantaggi.

Pro	Contro
come per il bitume	come per il bitume

Pece

La pece è un liquido altamente viscoso e con un elevato potere colloidale ricavato dalla distillazione dei catrami. Le caratteristiche come sigillante sono analoghe a quelle del bitume e del catrame, così come vantaggi e svantaggi.

Pro	Contro
come per il bitume	come per il bitume

Cere naturali

Le cere naturali (cera d'api o cera carnauba) possono essere utilizzate per sigillare gli accoppiamenti. Le cere naturali presentano le seguenti caratteristiche: malleabilità a temperatura ambiente; punto di fusione sui 45°C (quindi con acqua calda o un fon); una volta fusa presenta una elevata viscosità (quindi non cola) ed è insolubile in acqua. Il fatto che sia malleabile a temperatura ambiente e che possa essere fusa con l'ausilio di un fon permette di utilizzarla facilmente sui filetti di accoppiamento tra una sezione ed un fusto. Per contro, data la relativa bassa temperatura di fusione occorre fare attenzione dove si lascia la penna. Per esempio, d'estate l'abitacolo di una auto al sole può raggiungere i 60-65°C e quindi la tenuta potrebbe risentirne (inoltre a quelle temperature parecchie resine plastiche cominciano a deformarsi sotto carico).

Pro	Contro
malleabilità a temperatura ambiente	temperatura di fusione troppo bassa
reversibile col calore: punto di fusione sui 45°C
elevata viscosità (non cola)
insolubile in acqua

Cere minerali

Tra le cere minerali, forse la più nota è la paraffina che è una miscela semisolida di idrocarburi. Le caratteristiche e le metodologie d'uso sono analoghe a quelle delle cere naturali. Unica variazione di nota è la temperatura di fusione che, in funzione del tipo di paraffina, varia da 45 a 65°C. Occorre tenere presente le paraffine industriali (ovvero le paraffine non bianche), se usate spesso e senza protezioni, possono essere rischiose per la salute:

"Diversamente dalle frazioni più raffinate (petrolato bianco) impiegate nei preparati cosmetici e farmaceutici, le frazioni meno raffinate (petrolato giallo, ambrato, marrone) destinate a impieghi industriali possono contenere residui cancerogeni come gli idrocarburi policiclici aromatici, e pertanto solo a queste frazioni industriali l'Unione europea ha applicato la frase di rischio R45 con la nota N specifica delle sostanze che possono provocare il cancro" (estratto da: https://it.wikipedia.org/wiki/Paraffina).

Grasso al silicone

E' un lubrificante formato da un olio base (olio siliconico) con un addensante ed eventuali additivi. I suoi vantaggi sono; la facile reperibilità, la compatibilità con plastiche ed elastomeri, ovvero è inerte e quindi adatto alla resine utilizzate per la costruzione delle penne, è idrorepellente, insolubile in acqua e lavora bene da -40°C a +130-150°C, facile da applicare e da pulire.

Tra le cose negative da segnalare, è il fatto che è lubrificante per cui rende molto agevole il serraggio dei particolari, questo comporta che è facile perdere la percezione dello sforzo esercitato nel serraggio, e quindi si potrebbe stringere eccessivamente le parti con il rischio di romperle o comunque di stressarle troppo. Se si decide di utilizzare il grasso al silicone bisogna fare attenzione a non forzare le parti. In generale quando si vuole una chiusura ben ferma le sue caratteristiche lubrificanti sono un aspetto controproducente, ed è meglio ricorrere ad altro.

Pro	Contro
facilmente reperibile	molto lubrificante, rischio di stringere troppo
inerte con le resine delle penne	la lubrificazione ostacola la tenuta del serraggio
reversibile
facile da applicare e da pulire

Solidi

Nastro in PTFE (Teflon)

Il nastro in PTFE, più noto come nastro in teflon per idraulica si trova in commercio in tre spessori tipici : 0,076 mm; 0,1 mm e 0,2 mm. Resiste a temperature che vanno da -80°C a + 250°C e presenta qualità antiaderenti, inerzia chimica ed un coefficiente di attrito bassissimo. Molto pratico da usare sulle filettature, (infatti nell'uso idraulico ha proprio lo scopo di sigillare le filettature). E' un materiale economico e pronto all'uso. Le caratteristiche che si possono considerare "negative" sono: il colore bianco che potrebbe essere visibile nella trasparenza dei materiali ed il fatto che lo spessore infinitesimale ed il fatto che il materiale presenta un coefficiente di attrito bassissimo che potrebbe indurre a fare troppi strati ed a chiudere le parti forzandole senza che si abbia la percezione dello sforzo effettuato, con il rischio di rottura delle parti come per il grasso al silicone. Inoltre se gli altri sigillanti si possono rimuovere dalle filettature nella chiusura, il nastro resta in posizione, aumentando lo stress sulle parti ed il rischio di rotture nel lungo periodo.

Pro	Contro
antiaderente	colore bianco, inidoneo se visibile
inerzia chimica	rischio di rotture delle parti se mal utilizzato
molto pratico e di facile utilizzo sulle filettature
economico

O-Ring

Gli O-ring sono anelli in elastomero di vari diametri, spessori, durezze e materiali. I materiali più comuni sono: NBR e Neoprene. Altri materiali disponibili sono: EPDM; Silicone; Viton; PTFE etc. Molte penne eyedropper filler attuali usano un O-ring al temine della filettatura per garantire la tenuta dell'inchiostro. Tra le caratteristiche positive si ha la quasi infinita possibilità delle combinazioni di scelta (dimensioni,materiali etc.), la ottima tenuta nel tempo, la pulizia del mezzo che non richiede alchimie preparative e la smontabilità effettuabile senza manovre particolari. Per contro bisogna tenere conto che,per quanto sottile, l'O-ring presenta uno spessore e, almeno teoricamente, avrebbe bisogno di una sede. Per lo spessore si possono utilizzare degli O-ring con la corda spessa solo 1 mm (disponibili su un noto sito cinese di acquisti), mentre per la sede non resta che fare una prova pratica per vedere se lo scarico sotto la filettatura della sezione riesce a contenerlo. Per quanto pratici non è detto siano applicabili con tutte le penne (in genere non lo sono, ad esempio con penne antiche che non ne prevedevano l'uso).

Pro	Contro
infinita possibilità di scelta (dimensioni, materiali, etc.)	necessità di una sede per una tenuta ottimale
ottima tenuta nel tempo
pulizia e smontabilità estremamente facili