Comprendre le contrôle de la viscosité dans les procédés d'impression numérique sur textile

Le contrôle de la viscosité dans l'impression textile numérique repose sur deux systèmes distincts : l'encre d'impression et la formulation du prétraitement du tissu. Ce guide explique comment la température, la formulation, les méthodes de mesure et les conditions de processus influencent la stabilité de l'éjection, l'uniformité du revêtement et la qualité finale de l'impression.

La viscosité est l'une des variables de processus les plus importantes dans l'impression textile numérique, mais on en parle souvent comme si chaque encre, chaque tête d'impression et chaque système de prétraitement devaient utiliser la même valeur cible. Dans la pratique, la plage de viscosité acceptable dépend toujours de la composition chimique de l'encre, de la conception de la tête d'impression, de la température de fonctionnement, de la méthode de mesure et du processus de préparation du tissu.

Les imprimeries doivent donc gérer deux problèmes de viscosité distincts. Le premier concerne la viscosité de l'encre circulant dans le système d'alimentation et la tête d'impression. Le second concerne la viscosité et le comportement rhéologique du liquide de prétraitement ou de la pâte d'impression numérique appliqués sur le tissu.

La séparation de ces deux domaines permet aux équipes de production et d'achats d'identifier les paramètres appropriés, de communiquer avec plus de précision avec les fournisseurs et de résoudre les problèmes liés aux défauts d'impression sans se fier à un seul résultat de laboratoire.

Deux problèmes liés à la viscosité dans l'impression numérique sur textile

La viscosité de l'encre et celle de la solution de prétraitement ont une incidence sur différentes étapes du processus d'impression. Elles ne doivent pas être mesurées, spécifiées ou ajustées exactement de la même manière.

Viscosité de l'encre à l'intérieur du système d'éjection

La tête d'impression doit générer et projeter des gouttelettes à haute fréquence. L'encre doit s'écouler à travers des canaux et des buses étroits tout en réagissant de manière constante à la forme d'onde de la tête d'impression.

Si la viscosité se situe en dehors de la plage définie pour la tête d'impression et la formulation de l'encre, la formation des gouttelettes peut devenir instable. Cependant, la viscosité ne doit pas être évaluée isolément, car la tension superficielle, la densité, l'élasticité, la géométrie des buses et les paramètres de forme d'onde influencent également le comportement de projection.

Viscosité du produit de prétraitement sur le tissu

Le prétraitement d'un tissu a un objectif différent. Il doit permettre de répartir uniformément les produits chimiques fonctionnels tout en contribuant à contrôler la pénétration de l'encre, la migration des colorants et la netteté de l'impression.

Le comportement rhéologique requis dépend de la méthode d'application de la formulation : enduction, revêtement, pulvérisation ou autre procédé. Une viscosité adaptée à une méthode d'application donnée peut ne pas garantir le même rendement ou la même uniformité avec une autre méthode.

Pourquoi la viscosité de l'encre est-elle importante pour la formation des gouttelettes ?

La viscosité correspond à la résistance d'un liquide à l'écoulement. Dans une tête d'impression numérique, cette résistance influe sur la manière dont l'encre réagit lorsqu'une énergie lui est appliquée pour former et éjecter une gouttelette.

Une encre dont la viscosité est trop élevée pour la tête d'impression choisie et la température de fonctionnement peut présenter une réponse fluidique plus lente, une vitesse de gouttelettes réduite ou une séparation incomplète des gouttelettes. En fonction de l'équipement et du système d'alimentation en encre, une viscosité excessive peut également contribuer à des limitations de débit et à une instabilité des buses.

Si la viscosité est trop faible, le liquide peut former des filaments plus longs ou des gouttelettes satellites indésirables dans certaines conditions d'éjection. Ces petites gouttelettes secondaires peuvent entraîner la formation de brouillard, un placement imprécis des points ou une définition réduite des contours.

Ces symptômes ne sont pas uniquement dus à la viscosité. Il convient d'examiner conjointement la tension superficielle, la viscoélasticité, les paramètres de forme d'onde, l'état de la buse et la température de l'encre avant de modifier la formulation.

Important : Il n'existe pas de spécification universelle en matière de viscosité applicable à toutes les encres textiles numériques. La plage de fonctionnement approuvée doit être confirmée auprès des fournisseurs d'encre et de têtes d'impression, et doit toujours préciser la température et la méthode de mesure.

La température joue un rôle essentiel dans le contrôle de la viscosité

Dans la plupart des systèmes d'encre liquide, la viscosité diminue lorsque la température augmente. Cela signifie qu'un échantillon mesuré dans un laboratoire à température ambiante peut donner un résultat différent de celui obtenu avec la même encre circulant à l'intérieur d'une machine d'impression chauffée.

L'enregistrement d'un résultat de viscosité sans indiquer la température de l'échantillon rend ce résultat difficile à comparer. Même lorsque deux opérateurs utilisent le même appareil, des températures de conditionnement différentes peuvent créer une différence apparente entre les lots.

Températures à surveiller

• Température de mesure en laboratoire
• Température de stockage et de préparation de l'encre
• Température ambiante à proximité de la machine d'impression
• Température d'alimentation et de recirculation de l'encre
• Température de fonctionnement de la tête d'impression
• Préparation du prétraitement et température d'application

Les équipes de production doivent définir une température précise pour les mesures de contrôle qualité. Les échantillons doivent être laissés à cette température avant d'être testés, et le résultat doit être consigné en précisant l'instrument utilisé, la méthode d'essai et l'identification de l'échantillon.

Facteurs de formulation susceptibles d'influencer la viscosité de l'encre

L'encre textile numérique est une formulation équilibrée, et non une simple solution à base de colorants ou de pigments. La modification d'un composant peut avoir une incidence simultanée sur la viscosité, la tension superficielle, le comportement au séchage, la stabilité au stockage et les performances d'impression.

Concentration et structure des colorants

La concentration en colorant et la structure moléculaire peuvent influencer les interactions au sein de la phase liquide. Les systèmes pigmentaires introduisent d'autres variables, notamment la dispersion des particules, la distribution granulométrique et le comportement du milieu de dispersion.

Une différence de viscosité entre deux couleurs n'indique pas nécessairement un problème de fabrication. Il convient de vérifier la formulation et les spécifications approuvées pour chaque couleur avant de comparer les lots.

Humectants et co-solvants

Les agents humectants et les solvants de type polyol permettent de contrôler l'évaporation et le séchage de la buse, mais ils ont également une incidence sur la viscosité et la tension superficielle dynamique. Le remplacement d'un solvant par un autre doit donc s'appuyer sur des essais de formulation et une évaluation de la projection.

Liants, polymères et modificateurs de rhéologie

Les encres pigmentées et les systèmes d'encre spécialisés peuvent contenir des matériaux polymères qui influencent la viscosité et le comportement viscoélastique. Leur effet peut varier en fonction du taux de cisaillement, de la concentration, de la température et des conditions de stockage antérieures.

Une simple mesure de viscosité peut ne pas suffire à décrire pleinement une formulation non newtonienne ou viscoélastique. Dans ces cas-là, un essai rhéologique peut fournir des informations plus utiles qu'une simple valeur de viscosité.

Évaporation, contamination et vieillissement

La perte d'eau ou de solvant peut entraîner une augmentation progressive de la viscosité pendant le stockage ou le fonctionnement de la machine. La contamination, les résidus incompatibles et l'activité microbienne peuvent également modifier l'aspect ou le comportement rhéologique des formulations à base d'eau.

Les ajouts correctifs ne doivent pas être effectués sur la seule base d'une mesure de viscosité. Il convient tout d'abord de vérifier la perte de poids, le pH, la conductivité, l'état de filtration, l'aspect et l'éventuelle contamination du lot.

Comment la viscosité du prétraitement influe sur l'impression sur tissu

Le prétraitement sert à préparer la surface du textile en vue d'un dépôt contrôlé de l'encre et de sa fixation ultérieure. En fonction du type d'encre et de fibres utilisé, la formulation peut contenir un épaississant, un alcali, un humectant, un agent mouillant ou d'autres composants fonctionnels.

L'épaississant permet de réguler l'application de la formulation et l'interaction de l'encre avec le tissu. L'alginate de sodium, le CMC et les pâtes d'impression numérique composites peuvent être envisagés pour répondre à différentes exigences de prétraitement, mais leur adéquation doit être confirmée par des essais d'application.

Lorsque la viscosité avant traitement est trop élevée

Une viscosité excessive peut compliquer la préparation, la filtration et l'application. Elle peut également entraîner un revêtement irrégulier, une mauvaise pénétration, des dépôts superficiels excessifs ou une absorption inégale si le système d'application n'est pas adapté au comportement rhéologique du produit.

Les formulations à haute viscosité peuvent nécessiter une attention particulière en ce qui concerne la dissolution, le temps d'hydratation, l'ordre de mélange et la compatibilité avec les équipements d'imprégnation, d'enduction ou de pulvérisation.

Lorsque la viscosité avant traitement est trop faible

Une formulation dont la consistance est insuffisante peut pénétrer trop profondément ou ne pas réussir à maintenir les substances actives de manière homogène près de la surface d'impression. Cela peut entraîner un étalement incontrôlé, une définition réduite des lignes et des variations sur toute la largeur du tissu.

Une faible viscosité ne signifie pas toujours qu'il faille ajouter davantage d'épaississant. Il convient tout d'abord de vérifier la concentration, la qualité de l'eau, l'hydratation, l'historique de cisaillement, le pH et les interactions avec les autres composants de la formulation.

Viscosité dynamique, cinématique et apparente

Les cahiers des charges d'appel d'offres utilisent parfois différentes unités de viscosité sans préciser la méthode d'essai employée. Cela peut prêter à confusion lors de la comparaison d'une fiche technique (TDS), d'un certificat d'analyse (COA) ou d'un rapport de laboratoire.

Viscosité dynamique

La viscosité dynamique décrit la résistance d'un fluide à l'écoulement sous l'effet d'une force appliquée. Elle est généralement exprimée en mPa·s ou en cP.

Viscosité cinématique

La viscosité cinématique établit un rapport entre la viscosité dynamique et la densité du fluide ; elle est généralement exprimée en mm²/s ou en cSt. Une valeur exprimée en cSt ne doit pas être considérée comme directement interchangeable avec une valeur exprimée en mPa·s, à moins de tenir compte de la densité.

Viscosité apparente

La viscosité apparente est utilisée pour les matériaux dont le comportement à l'écoulement varie en fonction des conditions de cisaillement. Les pâtes d'impression et les prétraitements concentrés peuvent présenter un comportement de fluidification sous cisaillement ; le résultat obtenu dépend donc du mandrin, de la vitesse de rotation ou du taux de cisaillement défini.

Une spécification de viscosité est incomplète si elle ne précise pas la méthode de mesure, la configuration de l'instrument et la température.

Comment normaliser la mesure de la viscosité

Une procédure d'essai reproductible a plus de valeur qu'un simple chiffre isolé. Le processus décrit ci-dessous peut être adapté à la formulation et aux équipements utilisés par l'imprimerie.

Étape 1 : Prélever un échantillon représentatif

Utilisez un récipient propre et prélevez l'échantillon à un endroit précis. Évitez de comparer un échantillon de surface fraîchement mélangé avec un échantillon prélevé au fond d'un récipient qui a déjà servi.

Étape 2 : Conditionnement de la température de l'échantillon

Laissez l'échantillon et l'équipement de mesure atteindre la température d'essai spécifiée. Notez la température réelle plutôt que de vous fier uniquement aux conditions ambiantes.

Étape 3 : Homogénéiser sans incorporer d'air

Mélangez délicatement l'échantillon lorsqu'une homogénéisation est nécessaire. Un mélange trop vigoureux peut entraîner la formation de bulles, modifier l'historique de cisaillement ou fausser la mesure des formulations épaissies.

Étape 4 : Utilisez la méthode de test définie

Les encres à faible viscosité peuvent être évaluées à l'aide d'un viscosimètre étalonné adapté, par la méthode capillaire ou à l'aide d'un rhéomètre. Les pâtes d'impression et les traitements préalables sont souvent mesurés à l'aide d'un viscosimètre rotatif ou d'un rhéomètre, dans des conditions définies en termes de broche, de vitesse et de durée.

Étape 5 : Répétez l'opération et vérifiez le résultat

Effectuez des mesures de contrôle lorsque la procédure de contrôle qualité l'exige. Tout résultat inattendu doit être confirmé avant que le lot ne soit ajusté ou rejeté.

Étape 6 : Enregistrer toutes les informations relatives au test

• Numéro de produit et numéro de lot
• Lieu et moment du prélèvement
• Instrument et méthode de mesure
• Vitesse de rotation, vitesse ou taux de cisaillement, le cas échéant
• Température de l'échantillon
• Durée du soin et de l'hydratation
• Viscosité mesurée et répétabilité des résultats
• État d'étalonnage de l'opérateur et de l'équipement

Points de contrôle recommandés tout au long du processus de production

Dépannage des problèmes courants liés à la viscosité

Les défauts d'impression ont rarement une seule cause. Les vérifications suivantes peuvent aider à cerner le problème avant de modifier la formulation.

Ce que les acheteurs techniques devraient exiger de leurs fournisseurs

Un acheteur technique doit éviter de choisir une encre, un épaississant ou une pâte d'impression numérique en se basant uniquement sur sa viscosité. Le cahier des charges doit préciser comment cette valeur a été obtenue et comment le produit doit être utilisé.

Informations à demander concernant les encres pour impression à jet d'encre

• Plage de viscosité cible, avec méthode de mesure et température
• Informations sur la tension superficielle et la densité, lorsqu'elles sont disponibles
• Tête d'impression recommandée et conditions d'utilisation
• Spécifications relatives au pH et à la conductivité
• Informations sur la filtration et données relatives à la granulométrie des systèmes de pigments
• Conditions de conservation et durée de conservation
• Informations relatives au certificat d'analyse (COA) et à la traçabilité par lot

Informations à demander concernant les pâtes d'impression numérique et les traitements préalables

• Spécifications de viscosité en fonction de la broche, de la vitesse et de la température
• Posologie recommandée et mode d'emploi
• Temps d'hydratation ou de maturation
• Compatibilité avec les colorants, les pigments, les sels, les alcalis et les adjuvants
• Tissu recommandé et méthode d'application
• Stabilité de conservation après préparation
• Prise en charge des TDS, des échantillons et de la correspondance des niveaux de qualité

Lorsque vous comparez les données fournies par les fournisseurs, assurez-vous que les deux produits ont été mesurés dans des conditions équivalentes. Il n'est pas possible de comparer de manière fiable deux valeurs communiquées si les instruments, les températures ou les conditions de cisaillement diffèrent.

Comment évaluer un échantillon de pâte d'impression numérique

La viscosité mesurée en laboratoire est utile pour la présélection, mais la décision finale doit s'appuyer sur un essai de production contrôlé ou un essai pilote. Dans la mesure du possible, cet essai doit être réalisé avec le tissu, l'encre, le matériel d'application et le procédé de fixation réels.

1. Préparez la formulation conformément aux instructions du fournisseur.
2. Enregistrez la qualité de l'eau, la température, la vitesse de mélange et le temps d'hydratation.
3. Mesurer la viscosité selon la méthode convenue.
4. Appliquer le prétraitement dans des conditions d'absorption contrôlées.
5. Vérifier l'uniformité de l'application et le comportement au séchage.
6. Imprimez un motif de test comportant des zones pleines, des lignes fines et des dégradés de couleurs.
7. Évaluez l'étalement, la pénétration, la netteté des contours et l'uniformité de la couleur.
8. Effectuez le processus habituel de fixation et de lavage avant la comparaison finale.

Le rapport type doit inclure à la fois les résultats de laboratoire et les observations relatives à l'impression. Cela permet de déterminer plus facilement si une différence est liée à l'épaississant, au procédé d'application, à l'encre, au tissu ou aux conditions de fixation.

Support pour pâte d'impression numérique de FSX Chemical

FSX Chemical peut analyser les besoins liés aux applications d'impression numérique de pâte et de prétraitement des tissus. Le choix de la qualité appropriée doit se fonder sur la formulation du client, la méthode d'application, le tissu et le problème de production actuel, plutôt que sur le seul nom du produit.

Pour faciliter une première évaluation, les acheteurs peuvent fournir :

• Type de tissu et composition en fibres
• Système d'encre réactive, dispersée, à base de pigments ou autre
• Procédé d'imprégnation, d'enduction ou de pulvérisation
• Formulation actuelle et dosage de l'agent épaississant
• Viscosité requise et méthode de mesure complète
• Fiche technique actuelle ou échantillon de référence, le cas échéant
• Problèmes constatés, tels que l'étalement, la pénétration ou une absorption inégale

Ces informations permettent de déterminer s'il convient de tester une qualité existante ou s'il est nécessaire de procéder à un ajustement supplémentaire de la formulation.

Vous avez besoin d'aide pour trouver une pâte d'impression numérique adaptée ?

Indiquez à FSX Chemical le type de tissu, le système d'encre, la méthode d'application, les conditions du test de viscosité et le problème de production rencontré. Notre équipe examinera ces informations et vous recommandera la prochaine étape à suivre pour l'évaluation des échantillons.

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Foire aux questions

Quelle est la viscosité recommandée pour une encre textile numérique ?

Il n'existe pas de plage de viscosité unique adaptée à toutes les encres et à toutes les têtes d'impression. Les spécifications appropriées dépendent de la conception de la tête d'impression, de la composition chimique de l'encre, de la température de fonctionnement, de la forme d'onde et de la méthode de mesure. Utilisez la plage approuvée par les fournisseurs d'encre et de têtes d'impression.

La viscosité de l'encre peut-elle être réglée directement sur la machine d'impression ?

Il convient d'identifier la cause de l'écart avant de procéder à tout ajustement. Vérifiez la température, l'évaporation, la contamination, la filtration, la circulation dans la machine et la procédure de mesure. Une dilution non contrôlée peut modifier l'intensité de la couleur, la tension superficielle, le séchage et le comportement à la projection.

Pourquoi les résultats de viscosité diffèrent-ils entre le laboratoire et la production ?

Parmi les causes courantes, on peut citer les différences de température des échantillons, d'appareils, de méthodes d'essai, de durées de conditionnement et de lieux de prélèvement. Une procédure normalisée est nécessaire avant de pouvoir comparer les résultats.

Une viscosité plus élevée du produit de prétraitement est-elle toujours préférable pour la netteté d'impression ?

Non. Une viscosité trop élevée peut entraîner une application inégale ou des dépôts excessifs en surface, tandis qu’une viscosité insuffisante peut provoquer une pénétration incontrôlée. La viscosité cible doit être déterminée à l’issue d’essais d’application et d’impression réalisés avec le tissu et l’équipement réels.

Un acheteur doit-il d'abord demander une fiche technique ou un échantillon ?

Demandez d'abord à TDS de vous fournir la méthode d'essai, les spécifications de viscosité, la procédure de préparation et le champ d'application. Un échantillon doit ensuite être testé dans des conditions contrôlées, en laboratoire ou en production, avant tout achat en gros📧 E-mail: Service@fsxchemical.com