Candele a stampo con paraffina 58-60 e stearina: ricetta con calcolo completo

Lo stampo e i dati di partenza

Usiamo uno stampo cilindrico in policarbonato da 7 cm di diametro interno e 10 cm di altezza utile. I dati della ricetta sono questi:

Le densità sono valori tipici di una paraffina raffinata: quella solida si trova di solito intorno a 0,90 g/cm³, quella liquida tra 80 e 90 °C intorno a 0,76-0,78 g/cm³. Se la scheda tecnica del tuo fornitore riporta valori diversi, usa quelli. Più avanti vediamo come ricavare la densità reale dal tuo primo stampo.

Passo 1. Il volume dello stampo

1. r² = 3,5 cm × 3,5 cm = 12,25 cm²
2. π × r² = 3,14159 × 12,25 = 38,48 cm²
3. V = 38,48 × 10 cm = 384,85 cm³

Metodo alternativo, valido per qualsiasi forma: chiudi il foro dello stoppino, riempi lo stampo d’acqua fino al livello a cui verserai la cera e pesa l’acqua. A temperatura ambiente 1 g d’acqua occupa circa 1 cm³ (a 20 °C la densità è 0,998 g/cm³), quindi i grammi letti sulla bilancia equivalgono ai centimetri cubi. Asciuga bene lo stampo prima di usarlo: acqua e cera calda non vanno d’accordo.

Passo 2. Quanto pesa la candela finita

La candela finita è cera solida che occupa il volume dello stampo. Il suo peso si calcola con la densità della cera solida.

M = 384,85 cm³ × 0,90 g/cm³ = 346,37 g

Per semplicità usiamo per tutta la miscela (paraffina, stearina e fragranza) la densità della cera: le differenze di densità tra i componenti sono piccole rispetto al margine del 10%. La calibrazione del Passo 6 corregge comunque l’errore.

Passo 3. Quanta cera preparare per non restare senza al rabbocco

Nella caraffa, sul termometro e nel pentolino resta sempre un po’ di cera. Per non restare a corto durante la seconda colata, si aggiunge un margine.

1. T ≥ 346,37 g × 1,10 = 381,00 g
2. Arrotondiamo per eccesso a un numero comodo da pesare: T = 382 g

Da qui in avanti T = 382 g è il peso totale della miscela. È su questo valore che si calcolano tutte le percentuali, comprese quelle per l’etichetta CLP.

Passo 4. Come dividere il peso tra paraffina, stearina e fragranza

Attenzione alle basi di calcolo.

La fragranza è espressa come contenuto sul peso totale (C). La stearina è espressa sul peso della sola cera (paraffina + stearina).

Sono due basi diverse. Confonderle è l’errore più comune.

1. F = 382 g × 0,06 = 22,92 g di fragranza
2. W = 382 g − 22,92 g = 359,08 g di cera
3. S = 359,08 g × 0,10 = 35,91 g di stearina
4. P = 359,08 g − 35,91 g = 323,17 g di paraffina 58-60
5. Controllo: 323,17 + 35,91 + 22,92 = 382,00 g [OK]

Le stesse quantità espresse su altre basi:

• Stearina sul peso totale = 35,91 ÷ 382 = 9,4%
• Fragranza come carico sulla cera = 22,92 ÷ 359,08 = 6,38%

(Stessa ricetta: 6% sul totale corrisponde al 6,38% sulla sola cera.)

Se aggiungi colorante o stabilizzante UV, il suo peso fa parte di T: in quel caso W = T − F − peso degli additivi. Sono miscele con una propria SDS e le loro sostanze classificate vanno verificate per l’etichetta, come quelle della fragranza.

Con una bilancia di precisione 0,1 g, pesa 22,9 g di fragranza (C = 22,9 ÷ 382 = 5,995%). Se arrotondi per eccesso a 23,0 g, C diventa 23,0 ÷ 382 = 6,021%: è più prudente usare questo valore come base per il calcolo dell’etichetta.

Passo 5. Quanta cera tenere da parte per la seconda colata

La cera entra nello stampo liquida, quindi meno densa di quando sarà solida. Lo stampo pieno di cera liquida contiene meno grammi della candela finita. La differenza è la parte che si «ritira» raffreddandosi e che andrà colmata.

1. m1 = 384,85 cm³ × 0,77 g/cm³ = 296,33 g (prima colata)
2. m2 = 346,37 g − 296,33 g = 50,04 g (seconda colata, massimo teorico)
3. Quota sul peso della candela: 50,04 ÷ 346,37 = 14,4%
4. R = 382 g − 296,33 g = 85,67 g (riserva disponibile)
5. Controllo: R (85,67 g) > m2 (50,04 g) — la riserva basta, con margine [OK]

m1 è la quantità teorica di cera liquida che riempie lo stampo a raso. Il peso realmente versato può scostarsi un po’: la densità del liquido cambia con la temperatura effettiva di colata, e la cera inizia a raffreddarsi e a contrarsi a contatto con le pareti già durante il versamento. Il calcolo serve soprattutto a dimensionare la riserva R, così da non restare senza cera della stessa miscela al momento del rabbocco.

Perché si parla di «massimo teorico»?

Raffreddandosi, la candela si contrae anche in larghezza e si stacca leggermente dalle pareti dello stampo. Una parte del ritiro non diventa avvallamento ma spazio tra cera e stampo, ed è ciò che permette la sformatura. In pratica la seconda colata richiede quindi meno di m2. Tieni comunque da parte tutta la riserva: se avanza, si rifonde per la candela successiva.

Passo 6. Come calibrare la ricetta sul tuo stampo reale

Dopo la prima candela, pesala.

Il peso reale ti dà la densità effettiva della tua miscela nel tuo stampo, che è il dato più preciso per le produzioni successive.

Esempio: la candela sformata pesa 340 g.

ρeff = 340 g ÷ 384,85 cm³ = 0,8834 g/cm³

Dalla volta successiva: M = V × ρeff, poi ripeti i Passi 3 e 4.

Sicurezza in laboratorio prima di accendere il fusore

Lavorare cera a 80-90 °C significa maneggiare un liquido combustibile caldo. Queste regole valgono sempre, a prescindere dalla ricetta.

• Riscalda solo indirettamente. Bagnomaria o fusore termostatato, mai fiamma diretta né piastra a contatto con il recipiente della cera. Termometro sempre nella cera e fusore mai incustodito.
• Se la cera fuma, hai superato di molto la temperatura di lavoro: spegni e lascia raffreddare. Il punto di infiammabilità della paraffina è tipicamente tra 200 e 240 °C, ma il punto di fumo arriva prima.
• In caso di incendio: soffocare prima di tutto. Mai acqua: vaporizza istantaneamente e proietta cera in fiamme.
• Spegni il calore e posa sul recipiente un coperchio metallico o una coperta antifiamma, senza movimenti bruschi, lasciandoli in posizione finché la cera si è raffreddata.
• Un estintore a getto pressurizzato usato da vicino sulla cera liquida rischia di proiettarla fuori dal recipiente. Se devi usarlo, rispetta la distanza indicata sull’estintore.
• Fatti consigliare il tipo adatto da un tecnico antincendio. Se le fiamme si estendono, esci e chiama il 112.

Aerazione e DPI. Aerazione efficace del locale, guanti anticalore, occhiali, abiti in fibra naturale. Per la fragranza applica i dispositivi indicati nella sezione 8 della sua SDS.

Fragranza e punto di infiammabilità. Molte fragranze hanno un punto di infiammabilità (SDS, sezione 9) più basso della temperatura della cera. Aggiungi la fragranza subito prima della colata e alla temperatura di colata, non più alta. Durante l’aggiunta, nella stanza non devono esserci fiamme libere o resistenze scoperte.

Temperature di lavorazione per la paraffina 58-60 con stearina

Le temperature dipendono dal grado di paraffina, dallo stampo e dalla finitura che vuoi ottenere. Questi sono valori di partenza tipici. La scheda tecnica del fornitore ha sempre la precedenza.

La paraffina 58-60 «registra» ogni sbalzo termico. Uno stampo freddo o una corrente d’aria lasciano sulla superficie linee di raffreddamento orizzontali (jump lines). Preriscalda lo stampo in modo uniforme, lavora in un locale a temperatura stabile e lascia raffreddare la candela senza spostarla.

La stearina va fusa insieme alla paraffina: il suo punto di fusione è in genere tra 54 e 65 °C, quindi a queste temperature si scioglie completamente. Fusa, la stearina può avere un lieve odore grasso, simile al sego. È normale. Non va confuso con l’odore acre della cera surriscaldata o mantenuta troppo a lungo in temperatura.

Cera mantenuta calda e scarti da rifondere

Fondi solo la quantità che ti serve. Il calore prolungato, e i cicli ripetuti di fusione e raffreddamento, accelerano l’ossidazione della cera: può ingiallire, sviluppare odori estranei e alterare la risalita della cera nello stoppino. La fragranza è ancora più sensibile: aggiungila poco prima della colata.

Gli scarti si possono rifondere, ma tienili separati per ricetta. Mescolare avanzi di fragranze o coloranti diversi crea una miscela nuova che non corrisponde più al calcolo dell’etichetta né alla composizione eventualmente notificata con il codice UFI. Se li unisci, quella candela va trattata come una ricetta nuova: nuovo calcolo CLP e, se classificata per la salute, nuovo UFI e nuova notifica.

Step pratici per creare una candela di paraffina

1. Fissa, centra e metti in tensione lo stoppino.
2. Infila lo stoppino nel foro sul fondo dello stampo e sigilla il foro all’esterno con mastice per stampi, così la cera non cola. All’estremità aperta (che diventerà la base della candela) blocca lo stoppino al centro con un centratore o una barretta rigida, ben teso. Durante la solidificazione la paraffina 58-60 si ritira molto: uno stoppino fuori asse si incurva nel nucleo, brucia storto e può far cedere il guscio da un lato.
3. Fondi paraffina e stearina insieme (Passo 4). Porta la cera alla temperatura di colata (80-85 °C), spegni il calore e aggiungi la fragranza pesata. Mescola con calma per circa due minuti senza inglobare aria e versa subito.
4. Prima colata: versa lentamente fino all’altezza utile dello stampo. Batti delicatamente lo stampo sul piano per far salire le bolle.
5. Apertura delle cavità interne: quando sulla superficie si forma una pellicola, buca la candela con un punteruolo metallico sottile, in più punti intorno allo stoppino e in profondità (fino a circa due terzi dell’altezza) senza toccare lo stoppino e senza arrivare al fondo dello stampo. La cera solidifica prima vicino alle pareti e per ultima al centro: i fori aprono le cavità interne che si formano lungo lo stoppino e che, dall’esterno, non si vedono. Ripeti man mano che la candela si ritira.
6. Seconda colata: riscalda la riserva a una temperatura 5-10 °C più alta della prima colata (per esempio 90-95 °C se la prima era a 85 °C). Riscalda solo la quantità che serve, in un recipiente coperto. La cera più calda fonde superficialmente lo strato già solido e si salda senza lasciare una linea di giunzione. Esegui la seconda colata facendola entrare nei fori e nel cratere, senza superare il livello della prima. Se dopo il raffreddamento si forma un nuovo avvallamento, ripeti fori e rabbocco.
7. Raffreddamento: lascia raffreddare completamente a temperatura ambiente stabile prima di sformare. La superficie si indurisce in fretta, ma il nucleo resta morbido o liquido molto più a lungo. Sformando troppo presto puoi rompere il guscio o deformare la candela. Per le pillar di diametro medio-grande servono 12-24 ore. Evita frigorifero e congelatore: lo sbalzo termico può provocare crepe.
8. Pareggia la base: con lo stampo da pillar si cola dalla parte che diventerà la base, e dopo il rabbocco quella superficie raramente è perfettamente piana. Dopo la sformatura, sfrega delicatamente la base con movimenti circolari su una piastra o una padella appena tiepida coperta di carta forno, finché poggia in piano, poi lasciala raffreddare. Una candela che non sta perfettamente in piano è instabile: la stabilità è uno dei requisiti verificati dalla UNI EN 15493. Pesa la candela finita e annota il valore per la calibrazione del Passo 6.

Come scegliere e verificare lo stoppino

Per una pillar da 7 cm di diametro in paraffina 58-60 con il 10% di stearina servono stoppini progettati per cere dure a stampo, in genere cotone a treccia piatta o comunque indicati dal produttore per paraffina e stearina.

Gli stoppini pensati per cere vegetali morbide in contenitore spesso non sono adatti.

La misura e la serie vanno scelte con le tabelle del produttore dello stoppino, partendo dal diametro della candela, e poi confermate con le prove. Ogni cambio di fragranza, di percentuale di stearina o di colorante può richiedere uno stoppino diverso.

Le prove di combustione vanno condotte secondo i metodi della UNI EN 15493: la candela deve bruciare in modo stabile per tutta la durata, senza fiamma eccessiva, senza cedimenti del guscio e senza accensioni secondarie.

La fuliggine si valuta con il metodo della UNI EN 15426. Documenta ogni prova (ricetta, stoppino, durata, esito): è la base della tua valutazione di sicurezza del prodotto.

Come calcolare l’etichetta CLP partendo dalla ricetta

Con C = 6% puoi calcolare subito da quale percentuale di una sostanza nella fragranza scatta ciascun obbligo.

Significa: se una sostanza classificata Skin Sens. 1/1B è presente nella fragranza in percentuale pari o superiore all’1,66%, nella tua candela supera la soglia EUH208 e devi riportare la frase informativa in etichetta.

Non solo la pelle: il calcolo per l’ambiente acquatico

Molti componenti delle fragranze (terpeni, fissativi, composti aromatici) sono classificati per l’ambiente acquatico con effetti di lunga durata.

Per questi non si confronta ogni sostanza da sola con la propria soglia. Le concentrazioni si sommano, con fattori di moltiplicazione, secondo il metodo della somma dell’allegato I del CLP.

Si parte dalla categoria più severa e ci si ferma alla prima soddisfatta.

Esempio con C = 6%: dalla SDS (sezione 3): sostanza X, Aquatic Chronic 1 (M = 1), presente all’1-<10%; sostanza Y, Aquatic Chronic 2, presente al 10-<20%. Si usano i limiti superiori (scelta prudenziale).

1. Cr1 = 10% × 0,06 = 0,6%; Cr2 = 20% × 0,06 = 1,2%
2. Chronic 1: 1 × 0,6 = 0,6% < 25% — no
3. Chronic 2: 10 × 1 × 0,6 + 1,2 = 7,2% < 25% — no
4. Chronic 3: 100 × 1 × 0,6 + 10 × 1,2 = 60 + 12 = 72% ≥ 25% — sì

Esito: Aquatic Chronic 3, H412 «Nocivo per gli organismi acquatici con effetti di lunga durata», senza pittogramma. Servono anche i consigli P pertinenti (es. P273).

Una classificazione solo ambientale non fa scattare UFI e notifica PCN. Resta però obbligatorio riportarla in etichetta.

Se una sostanza della fragranza supera invece la soglia H317 (o un’altra soglia di pericolo per la salute), la candela è classificata e servono codice UFI e notifica PCN: il percorso completo è nell’articolo dedicato.

Gli errori più comuni

• Calcolare la cera dal volume con la densità dell’acqua. Uno stampo da 384,85 cm³ non contiene 384,85 g di cera, ma circa 346 g di candela finita.
• Dosare la stearina sul peso totale e la fragranza sulla cera, o viceversa. Dichiara sempre su quale base è espressa ogni percentuale.
• Colmare solo il cratere in superficie. Le cavità interne lungo lo stoppino restano vuote e alla prima accensione il pozzetto può sprofondare. Prima del rabbocco vanno sempre aperte con i fori.
• Usare tutta la cera nella prima colata. Senza riserva l’avvallamento resta, oppure va colmato con cera di un lotto diverso.
• Superare il livello della prima colata nella seconda. La cera in eccesso scivola tra candela e stampo e segna la superficie.
• Calcolare l’etichetta sulla ricetta teorica e non su quella pesata. Se arrotondi la fragranza per eccesso, ricalcola C.

Domande frequenti

«Posso aumentare la stearina oltre il 10%?»

Sì: nella pratica si usa spesso tra il 10% e il 15% della cera, e oltre per effetti particolari. Più stearina significa una candela più dura e più opaca, ma può anche ridurre la diffusione della fragranza e cambiare quanta fragranza la miscela trattiene senza sudare. Ogni cambio di percentuale cambia la combustione: ripeti le prove con lo stoppino.

«Con uno stampo non cilindrico come calcolo il volume?»

Con il metodo dell’acqua del Passo 1: pesa l’acqua che riempie lo stampo fino all’altezza di colata. Funziona per qualsiasi forma.

«La stearina va bene con tutti gli stampi?»

No. Con stampi rigidi in policarbonato o metallo non dà problemi. Gli stampi in lattice o gomma sono notoriamente incompatibili. Il silicone, nel tempo, viene degradato dall’acido stearico: perde elasticità, si screpola e si sbriciola, tanto prima quanto più alta è la percentuale. Con il silicone riduci la stearina o dedica alcuni stampi solo a queste miscele, e segui le indicazioni del produttore dello stampo.