Matériaux & couleur : Encres - 4FMT1087

Objectif(s)

Acquis de l'apprentissage :

• Connaître les principales caractéristiques des encres d’imprimerie et des vernis, suivant les différents procédés d’impression : compositions typiques, procédés de séchage
• Identifier les causes de quelques problèmes d’impression relatifs aux encres
• Utiliser les encres spéciales, telles que les applications à de nouvelles technologies (micro-électronique, par exemple).

Contenu(s)

1. Introduction : caractéristiques générales des encres
2. Pigments et colorants solubles
3. Encres offset
4. Encres pour la flexographie et pour l’héliogravure
5. Encres pour le jet d’encre et toners
6. Encres pour la sérigraphie
7. Encres et vernis photopolymérisables
8. Propriétés des encres et vernis (propriétés rhéologiques, physico-chimiques …)
9. Introduction aux encres spéciales

TP
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.

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

Pour les TP
Cours Encres
Cours Rhéologie des liquides

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