Propriétés physiques et chimiques des encres hydrosolubles
Les encres hydrosolubles, également appelées encres à base d'eau ou encres aqueuses, sont largement utilisées dans les systèmes d'impression jet d'encre. Comprendre leurs propriétés physiques et chimiques est essentiel pour maintenir une qualité d'impression constante et éviter les problèmes courants tels que le bouchage des buses ou une mauvaise adhérence. Cet article détaille les propriétés essentielles que chaque atelier d'impression doit surveiller.
Filtration et contrôle des particules
Les encres hydrosolubles doivent passer à travers un filtre de 0,2 micron sans colmatage. Ce niveau de filtration garantit qu'aucune particule surdimensionnée ne pénètre dans l'ensemble de la tête d'impression. Toute particule plus grande que le diamètre de la buse peut provoquer un bouchage immédiat, entraînant des arrêts de production et du gaspillage de support. Un test de filtration régulier est un moyen simple mais efficace de vérifier la qualité de l'encre avant qu'elle n'atteigne la ligne de production.
Résistance au bouchage
Les formulations d'encre ne doivent pas produire de sédimentation ni d'agrégation, communément appelées bouchage. Lorsque les particules d'encre s'agglomèrent, elles forment des dépôts solides à l'intérieur de la chambre de la buse. Une fois ces dépôts formés, ils sont difficiles à éliminer sans solutions de nettoyage spécialisées ou remplacement de la tête d'impression. Une bonne stabilité de dispersion est essentielle pour un fonctionnement fluide et sans interruption.
Teneur en chlorure de sodium
Les niveaux de chlorure de sodium doivent rester inférieurs à 100 parties par million. Le sel provoque la précipitation des particules de colorant hors de la solution, ce qui conduit directement à une sédimentation dans le réservoir d'encre et les canaux de la tête d'impression. Dans les systèmes à jet thermique à bulles, les ions chlorure deviennent particulièrement problématiques. La tête d'impression fonctionne à des températures élevées, et bien que la plaque à buses soit en titane, la corrosion par les chlorures s'accélère à ces températures. Maintenir une faible teneur en sel protège à la fois la qualité d'impression et la durée de vie du matériel.
Contrôle de la viscosité
La viscosité des encres hydrosolubles se situe généralement entre 1 et 5 centipoises. Les systèmes d'impression piézoélectriques nécessitent une viscosité plus élevée pour fonctionner correctement, tandis que les systèmes thermiques à bulles fonctionnent mieux avec des fluides de viscosité plus faible. La viscosité affecte directement la formation des gouttes et la stabilité de l'éjection. Une inadéquation de viscosité peut provoquer des satellites, des points manquants ou un poids de goutte irrégulier, autant de facteurs qui dégradent la qualité d'image.
Tension superficielle
Les valeurs de tension superficielle des encres aqueuses vont de 30 à 60 dynes par centimètre. Les systèmes piézoélectriques fonctionnent avec des fluides à tension superficielle plus faible, tandis que les systèmes thermiques à bulles nécessitent une tension superficielle plus élevée. Une tension superficielle appropriée garantit que l'encre mouille correctement la buse et forme des gouttes nettes. Si la tension superficielle est trop élevée, l'encre peut ne pas s'alimenter de manière fiable dans la buse. Si elle est trop faible, l'encre peut goutter ou produire une brume lors de l'éjection.
Stabilité du pH
La formulation d'encre doit inclure un pouvoir tampon pour maintenir une valeur de pH stable. Certains composés de colorant précipitent lorsque le pH sort de leur plage de stabilité. Une encre tamponnée résiste aux variations de pH causées par l'absorption de dioxyde de carbone de l'air ou par des réactions chimiques à l'intérieur du réservoir d'encre. Les ateliers d'impression doivent mesurer le pH régulièrement pendant le stockage et avant de charger de nouveaux lots d'encre.
Résistance à la lumière et à l'eau
Les images imprimées doivent résister à l'exposition à la lumière et à l'humidité. La résistance à la lumière mesure la capacité de l'encre à résister à la décoloration sous l'effet des UV et de la lumière visible. La résistance à l'eau mesure la capacité de l'encre séchée à résister à la diffusion ou à l'étalement lorsqu'elle est exposée à l'eau. Ces deux propriétés dépendent de la chimie du colorant et du revêtement du support. Pour les applications extérieures ou d'archivage, une résistance élevée à la lumière et à l'eau est obligatoire.
Durée de conservation
L'encre hydrosoluble a généralement une durée de conservation de 12 mois à partir de la date de fabrication. Même après un an de stockage, l'encre doit encore passer à travers un filtre de 0,2 micron sans difficulté. Certaines formulations d'encre peuvent montrer des changements visibles après trois mois de stockage, mais la plupart des produits commerciaux restent fonctionnels pendant au moins un an complet. Des conditions de stockage appropriées, dans des environnements frais et sombres, aident à maintenir la stabilité de l'encre dans le temps.
Stabilité thermique
Dans les systèmes à jet thermique à bulles, l'encre est chauffée à environ 400 degrés Celsius pendant le processus d'impression. Le système de colorant et de solvant doit supporter cette température extrême sans se décomposer ni changer de couleur. Les colorants qui se décomposent à haute température produisent une sortie irrégulière et peuvent laisser des dépôts de carbone sur l'élément chauffant. Les tests de stabilité thermique sont particulièrement importants pour les encres utilisées dans les imprimantes thermiques à grand volume.
Vitesse de séchage
La vitesse de séchage de l'encre hydrosoluble doit être soigneusement équilibrée. Une encre qui sèche trop rapidement a tendance à former une croûte sur la plaque à buses, provoquant un bouchage des buses ou un manque d'encre lors de longues séries d'impression. Une encre qui sèche trop lentement permet aux points de s'étaler sur le support, réduisant la netteté des bords et provoquant un gain de point qui déforme les détails fins. La bonne vitesse de séchage dépend du type de support, de la vitesse d'impression et des conditions environnementales.