Composition, chimie et applications
L’encre est présente partout, des manuels scolaires aux livres de cuisine en passant par notre stylo préféré, mais savais-tu qu’elle a une composition unique et qu’elle passe par un long processus avant de pouvoir servir son objectif final ?
Dans cet article, l’équipe de ZEBRA a rassemblé toutes les informations que tu dois connaître sur les différents types, les propriétés et la production d’encre.
COMPOSITION
Il s’agit d’un mélange complexe, contenant diverses substances telles que des résines, des solvants, de l’alcool, des lubrifiants, du carbone, des pigments, des colorants, de l’aniline, de la dextrine, de la glycérine, des fluorescents et d’autres matériaux.
PIGMENTS
Les pigments sont des particules solides finement broyées qui donnent de la couleur et de l’opacité à l’encre. En général, les pigments sont définis comme des solides organiques ou inorganiques colorés, noirs, blancs ou fluorescents qui ne peuvent pas se dissoudre dans le substrat ou le véhicule dans lequel ils sont incorporés, ni être affectés par ce dernier.
Les pigments sont responsables de l’apparence visuelle. Ils aident à couvrir la surface sous-jacente en bloquant la transmission de la lumière. Ils peuvent améliorer la solidité à la lumière et la résistance à la décoloration du produit. Dérivés de composés à base de carbone, les pigments organiques offrent une large gamme de couleurs éclatantes. Fabriqués à partir de minéraux ou de métaux, les pigments inorganiques offrent une excellente résistance à la lumière et une grande stabilité.
Les pigments métalliques comprennent les paillettes ou les poudres métalliques, comme l’aluminium ou le bronze, qui ajoutent des effets chatoyants ou métalliques. Les pigments de spécialité sont des pigments uniques aux propriétés particulières, comme les pigments fluorescents ou phosphorescents.
SOLVANTS
Les solvants sont généralement sous forme liquide et sont utilisés pour dissoudre, extraire ou mettre en suspension d’autres matériaux, généralement sans changer chimiquement les solvants ou les autres matériaux.
Les solvants dissolvent les pigments pour en faire un mélange homogène afin de créer des pigments dissolvants. En ajustant la viscosité, ils contrôlent l’écoulement et l’épaisseur. Faciliter le séchage signifie que les solvants s’évaporent pendant le processus de séchage, ce qui permet à l’encre d’adhérer à la surface.
Solvants courants utilisés dans la production :
- Eau : Largement utilisée comme solvant dans les types à base d’eau, elle est respectueuse de l’environnement et convient à diverses applications.
- Alcools : l’éthanol, l’isopropanol et d’autres alcools sont souvent utilisés dans les produits à base de solvants, car ils permettent un séchage rapide et sont compatibles avec différentes surfaces.
- Cétones : Les solvants comme l’acétone et la méthyléthylcétone (MEK) sont employés dans les encres spécialisées pour leur taux d’évaporation rapide et leur pouvoir solvant.
- Glycols : Le propylène glycol et l’éthylène glycol sont utilisés dans certaines encres pour contrôler le temps de séchage et éviter le colmatage des imprimantes à jet d’encre.
ADDITIFS
Il existe plusieurs types d’additifs utilisés dans la fabrication de l’encre. Les modificateurs de viscosité sont des additifs comme les épaississants ou les modificateurs de rhéologie qui ajustent les propriétés d’écoulement et la viscosité. Les agents mouillants sont des substances qui réduisent la tension superficielle, permettant un meilleur étalement et une meilleure adhérence sur le support.
Les agents antimousse sont des additifs qui empêchent la formation de bulles ou de mousse pendant les processus de fabrication et d’impression. Les stabilisateurs UV la protègent de la dégradation causée par l’exposition aux rayons ultraviolets, ce qui améliore la tenue des couleurs. Les accélérateurs de séchage sont des additifs qui favorisent un séchage plus rapide en facilitant l’évaporation du solvant. Les modificateurs de pH sont utilisés pour ajuster le niveau de pH, assurant ainsi une performance et une stabilité optimales.
Exemples d’additifs courants et de leurs fonctions :
- Dérivés de cellulose : Améliorent l’écoulement et préviennent la sédimentation.
- Agents dispersants : Aident à la dispersion et à la stabilité des pigments dans le produit.
- Biocides : Inhibent la croissance microbienne pour prévenir la détérioration et maintenir la durée de conservation.
- Réticulants : Améliorent l’adhérence et la durabilité sur divers substrats.
- Antimousses : Éliminent la mousse ou les bulles d’air qui peuvent entraver le processus d’impression.
- Les azurants optiques : Additifs qui améliorent la luminosité et la blancheur.
CHIMIE
Les amas de pigments sont décomposés en particules individuelles par des moyens mécaniques et des agents de dispersion. Une bonne dispersion assure une couleur constante, une bonne stabilité et empêche le colmatage.
MÉCANISMES DE SÉCHAGE
- Évaporation : Les produits à base de solvant sèchent par évaporation du solvant.
- Oxydation : Certains produits sèchent par réaction chimique avec l’oxygène.
- Absorption : Sur les supports poreux, il sèche par absorption et évaporation du solvant.
- Facteurs : Le temps de séchage est influencé par la composition du solvant, la formulation, les conditions environnementales et les propriétés du support.
Les composants de l’encre peuvent interagir chimiquement avec les substrats, affectant l’adhésion, la pénétration et la dégradation. Les interactions chimiques affectent les performances, la durabilité, la résistance à la décoloration, à l’eau, à la lumière et à l’exposition chimique.
Emulsion : Suspension d’un liquide dans un autre liquide. À ce jour, il s’agit de la 4e génération d’encre formulée par ZEBRA Pen. Bien que des produits « hybrides » aient été introduits sur le marché des instruments d’écriture, aucune de ces formulations n’a produit les propriétés de type émulsion complète qui sont maintenant offertes dans la recharge émulsion du Japon.
CANDIDATURES
Il a diverses applications car il est devenu partie intégrante de notre vie quotidienne.
TECHNOLOGIES D’IMPRESSION
- Impression offset : Viscosité, adhésivité et temps de séchage équilibrés pour une reproduction nette des images.
- Impression flexographique : Type à séchage rapide et à faible viscosité pour l’impression à grande vitesse.
- Impression hélio : Haute viscosité pour un transfert de produit précis dans les moindres détails.
- Impression numérique (jet d’encre) : Compatible avec des têtes d’impression spécifiques, formation précise des gouttelettes et séchage rapide.
ÉCRITURE
- Stylos à bille : Faible viscosité pour un mouvement fluide de la bille et un écoulement contrôlé.
- Stylos à plume : Viscosité et débit adaptés pour une action capillaire et un écoulement contrôlé.
- Stylos gel : Viscosité élevée et propriétés thixotropiques pour une écriture fluide et des couleurs éclatantes.
- Marqueurs : Séchage rapide, bonne adhérence et résistance aux bavures ou aux saignements.
- Facteurs affectant l’écoulement et la performance : Viscosité, tension superficielle, temps de séchage, taille des particules de pigments et composition.
TYPES DE SPÉCIALITÉS
Il existe diverses encres qui diffèrent de celles que les gens utilisent le plus souvent. Celles-ci sont présentes dans différentes professions et formes d’art permettant une liberté de création.
- Type de sécurité : Encres invisibles, visibles aux UV ou magnétiques pour les mesures anti-contrefaçon.
- Applications et exigences uniques : Caractéristiques spéciales, codes d’authentification ou propriétés de changement de couleur.
- Type de conducteur : Produit à base d’argent, de carbone ou de graphène pour l’électronique imprimée.Applications et exigences uniques : Bonne conductivité, adhérence et flexibilité pour les applications électroniques.
À PROPOS DE LA PRODUCTION
L’encre est un mélange complexe transportant une variété de substances. Il en existe de nombreux types sur le marché, et ils ont tous leurs propres caractéristiques. Bien qu’il existe de nombreuses variétés, les applications sont assez similaires. Elle fait partie de notre vie quotidienne. Chez ZEBRA, nous cherchons à créer des stylos de bonne qualité et de longue durée qui peuvent t’aider dans ton travail ou tes tâches personnelles.
