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Une nouvelle génération d'ingénieurs
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Encres-TP - 4FME2087

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  • Volumes horaires

    • TP : 6.0
    Crédits ECTS : 0.6
  • Responsables : Celine MARTIN

Objectifs

Étude de propriétés rhéologiques typiques d’encres d'imprimerie.
Utilisation du matériel de laboratoire spécifique aux encres.

Contenu

Séance 1 - Comportement rhéologique de deux encres utilisées en impression numérique.

Matériels :
Fluides :

  • Encre pour transfert thermique
  • Encre aqueuse.
    Instrumentation :
    Rhéomètres rotatifs (géométries cône/plan et cylindre coaxiaux)

Travail demandé :

1. Encres aqueuses :
1.1. Étudier le comportement rhéologique des encres avec une géométrie de cylindres coaxiaux.
Lire la notice du Rheolab QC
A gradient de cisaillement fixé (100s-1), suivre l'évolution de la viscosité en fonction du temps. Mesurer la viscosité en régime permanent et indiquer la température.
Imposer une rampe croissante de gradient de cisaillement (de 100 à 1500s-1) pendant 5 minutes. Tracer la courbe d’écoulement de l'encre. Quel modèle rhéologique permet de décrire le comportement sous écoulement de cisaillement des encres?

1.2.Étudier le comportement rhéologique des encres avec une géométrie cône/plan.
Lire la notice du Physica MCR 301.
Se placer à la température de mesure de la pièce.
A gradient de cisaillement fixé (100s-1), suivre l'évolution de la viscosité en fonction du temps. Mesurer la viscosité en régime permanent. Comparer la valeur à celle obtenue avec le Rheolab QC.
Imposer une rampe croissante de gradient de cisaillement (de 100 à 1500s-1) pendant 5 minutes. Tracer la courbe d’écoulement de l'encre. Quel modèle rhéologique permet de décrire le comportement sous écoulement de cisaillement des encres? Comparer la valeur à celle obtenue avec le Rheolab QC.

2.Encres à transfert thermique :
L'étude sera effectuée sur le rhémoètre MCR 301.

2.1.Chercher le point de fusion de l'encre (changement d'état solide / liquide).
2.2.Tracer l'évolution de la viscosité en régime permanent en fonction de la température (5 températures) à gradient de cisaillement constant.
Décrire le protocole de mesures choisi.
Quelle loi permet de décrire le comportement de l'encre? Calculer l’énergie d’activation à l’écoulement.
Imposer une rampe décroissante de températures pendant 5 minutes. Tracer la courbe d’écoulement de l'encre en fonction de la température. Comparer avec la courbe précédente. Le modèle s'applique

Séance2 - Viscosité et tack des encres offset

Matériels :
Fluides :

  • Encres offset
    Instrumentation :
  • Viscosimètre LARAY
  • Chronomètre
  • Tack-mètre TACK-O-SCOPE
  • Pipette IGT
  • Jauge de granulométrie de North

Travail demandé :

1.Viscosité :
Lire la notice du viscosimètre Laray.
Mesurer la viscosité des deux échantillons à température ambiante.
Décrire et effectuer une expérience permettant de mettre en évidence la thixotropie des encres sur ce genre de dispositif.

2.Tack :

Mode opératoire :

a. Répartir le volume d’encre mesuré à la pipette IGT sur le rouleau de distribution, laisser l’encre se répartir pendant 1 min. puis abaisser le rouleau de mesure.
b. Commencer la série de mesures au bout de 1 min. et prendre une mesure toutes les minutes pendant 4 à 5 min.
c. Vérifier de temps à autre que la température est bien stable.

Nettoyer au White Spirit après chaque série.


2.1. Influence de la charge d'encre :
Conditions opératoires fixées : Température = 20°C – Vitesse = 150 m/min (vitesse III).
Mesurer la charge à vide du tack-mètre en fonction du temps. Tracer Tack = f(t) à vide.
Faire 4 séries de mesures avec les volumes d’encre déposée suivants : 0,4 cm3 ; 0,6 cm3 ; 0,8 cm3 et 1 cm3.
Tracer Tack = f(t) pour chaque volume d’encre déposé, en tenant compte de la valeur à vide.
Estimer l’épaisseur d’encre sur les rouleaux du tack-mètre, sachant que les rayons des rouleaux sont :
Rouleau distributeur = 2 cm
Rouleau moteur = 3,5 cm
Rouleau de mesure = 2,55 cm

2.2. Influence de la vitesse
Conditions opératoires fixées : Température = 20°C – Volume d’encre = 0,6 cm3.
Mesurer la charge à vide du tack-mètre en fonction de la vitesse. Tracer Tack = f(vitesse) à vide.
Effectuer une série de mesures avec l’encre en faisant varier la vitesse toutes les 30 s, de la vitesse I (50 m/min.) à la vitesse VII (350 m/min.). Prendre la mesure du tack avant de changer de vitesse.
Tracer Tack = f(vitesse), en tenant compte de la valeur à vide.

2.3. Mesure du tack de différents types d’encres
Conditions opératoires fixées : Température = 20°C – Volume d’encre = 0,6 cm3 – Vitesse = 150 m/min (vitesse III).
Comparer le comportement sur Tack-o-scope des deux encres offset. Tracer Tack = f(t) pour chaque encre en tenant compte de la valeur à vide précédemment déterminée en fonction du temps.

2.4. Influence de la température
Conditions opératoires fixées : Volume d’encre = 0,6cm3 – Vitesse = 150 m/min (vitesse III).
Effectuer 3 séries de mesures aux températures suivantes : 15°C, 30°C et 40°C.
Pour chaque température, tracer Tack = f(t) à vide, puis Tack = f(t) avec l’encre, en tenant compte de la valeur à vide.

Prérequis

Cours Encres
Cours Rhéologie des liquides

Contrôles des connaissances

A rendre dans un délai de 15 jours maximum après la séance 2.
Plan : 1) Introduction – 2) Matériaux et techniques expérimentales – 3) Résultats et discussion – 4) Conclusions.

Joindre vos tableaux de mesures au compte-rendu (en annexe par exemple).

L'idée est que l'on puisse refaire le TP sans l'énoncé!

note = note du CR de TP

Calendrier

Le cours est programmé dans ces filières :

  • Cursus ingénieur - Ingenieur Pagora - Statut Etudiant - Semestre 3
cf. l'emploi du temps 2015/2016

Informations complémentaires

Code de l'enseignement : 4FME2087

Le cours fait partie des structures suivantes :

    Vous pouvez retrouver ce cours dans la liste de tous les cours.

    Sécurité-Environnement

    Respect des consignes de sécurité énoncées au démarrage de l’activité.

    Les élèves n'ayant pas suivi la formation sécurité lors de l'intégration à Pagora ne sont pas autorisés à manipuler en TP

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    Grenoble INP Institut d'ingénierie Univ. Grenoble Alpes