Pourquoi la recirculation de l’encre blanche est-elle plus difficile et comment choisir sa pompe ?
L’encre blanche utilise généralement des pigments à indice de réfraction et masse volumique élevés pour assurer l’opacité. Le TiO₂ est courant, mais l’écart de densité, la dispersion, l’agglomération et le temps d’arrêt influencent la sédimentation. L’objectif n’est pas simplement d’augmenter le débit. Réservoir, tubes, filtre et région de la tête exigent un écoulement maîtrisé atteignant les zones mortes critiques, tout en respectant pression de tête, état de l’encre et compatibilité des matériaux.
Définissez d’abord la tâche de la pompe à l’aide de l’architecture d’alimentation, de retour et de circulation d’encre.
1. Pourquoi la sédimentation de l’encre blanche est-elle plus difficile à maîtriser ?
L’encre blanche doit opacifier des supports sombres ou transparents et utilise souvent des pigments inorganiques tels que le TiO₂. Sa densité élevée crée un écart important avec le véhicule, favorisant la sédimentation gravitationnelle. Taille des particules, agglomération, dispersant, teneur en solides, viscosité du véhicule, température et durée d’arrêt modifient la stabilité réelle.
2. Que décrit le modèle de sédimentation de Stokes ?
Vₛ ∝ (ρp − ρf)d² / μLa tendance indique qu’un écart de densité ou une taille de particule/agglomérat plus élevés accélèrent la sédimentation, tandis qu’une viscosité supérieure de la phase continue la réduit.La relation suppose des particules idéales et une suspension diluée. Une encre blanche concentrée peut présenter distribution de tailles, interactions, floculation, thixotropie, écoulement non newtonien et sédimentation entravée. Utilisez Stokes pour expliquer les tendances, pas pour calculer le débit de circulation ni remplacer les données du fournisseur et les essais en boucle.
3. Quels sont les objectifs de la circulation d’encre blanche ?
- Réduire les gradients locaux de concentration de pigment dans les réservoirs, tubes et passages de la tête.
- Dans les têtes à circulation interne, maintenir près des buses le mouvement des fluides qui sédimentent ou sèchent rapidement.
- Associer agitation, régulation thermique, dégazage et filtration pour stabiliser l’état de l’encre.
- Améliorer la réhomogénéisation et le redémarrage après repos, sans supposer que tout dépôt dur peut être redispersé.
La circulation réduit le risque de sédimentation, mais ne corrige pas une formulation instable, une filtration incorrecte, des dépôts durcis ou des zones stagnantes. L’agitation du réservoir et la circulation externe sont des tâches distinctes pouvant exiger des actionneurs différents.
4. Pourquoi les zones mortes comptent-elles plus qu’un seul chiffre de débit ?
Même si la boucle principale atteint le débit cible, les extrémités de branches, cavités de vannes, ressauts de raccords, coins de réservoir, points bas, volumes surdimensionnés et dérivations peuvent rester presque stagnants. Raccourcissez les branches aveugles, réduisez le volume retenu, évitez les points bas d’accumulation et vérifiez que l’écoulement atteint la zone de tête à protéger.
5. Pourquoi ne pas simplement augmenter le débit d’encre blanche ?
Un débit supérieur améliore le renouvellement à certains endroits, mais augmente les pertes de charge des filtres et petits tubes. Sans régulation aller-retour adaptée, les perturbations atteignent le ménisque. Une vitesse excessive peut également accroître pulsation, mousse, dégagement de gaz, échauffement ou usure des particules et pièces mouillées. Pour les encres UV, respectez les limites du fournisseur concernant lumière, température et exposition des matériaux.
6. Comment filtre, viscosité, pression et pigment interagissent-ils ?
| Variable | Effet sur la circulation d’encre blanche | Validation |
|---|---|---|
| Viscosité et température | Modifient la perte de charge des tubes, le point de pompe et l’état de projection | Mesurer viscosité, débit et pression sur toute la plage thermique |
| Filtre | La perte de charge augmente avec débit, viscosité et encrassement ; le seuil de filtration dépend aussi de la tête | Tester les états propre, normalement chargé et proche du remplacement |
| Pigment/agglomérats | Influencent sédimentation, obstruction et risque d’abrasion | Observer taille, dispersion, sédimentation et circulation prolongée |
| Pressions aller-retour | Définissent le différentiel de circulation et influencent le ménisque | Mesurer ensemble alimentation, retour, pression différentielle et état de tête |
| Tubes/trajet | Déterminent répartition des vitesses, pertes de charge et zones mortes | Utiliser un circuit d’essai transparent, des mesures de pression par tronçon et des contrôles d’équilibrage |
7. DPL30 ou DPL60 peut-elle servir de pompe d’encre blanche ?
DPL30 ou DPL60 peut figurer parmi les premiers candidats selon le débit cible et la classe de pression de 100 kPa, mais aucune ne doit être présentée comme une pompe d’encre blanche déjà validée. DPL30 est de classe 300 mL/min et DPL60 de classe 600 mL/min ; ces valeurs sont des débits à vide, pas les débits installés avec l’encre blanche.
| Candidat | Fait vérifié pour la présélection | Encore à vérifier |
|---|---|---|
| DPL30 | Classe 300 mL/min ; 100 kPa | Point de fonctionnement, stabilité à basse vitesse, pulsation, particules et matériaux mouillés |
| DPL60 | Classe 600 mL/min ; 100 kPa | Point de fonctionnement, marge du filtre, circulation prolongée et matériaux |
| DPL30H | Classe 300 mL/min ; positionnement haute pression à 600 kPa | La haute pression n’implique pas la compatibilité avec la tête ; ce n’est pas le candidat par défaut ici |
8. Pourquoi tester circulation prolongée et redémarrage après arrêt ?
Un bref essai à l’eau ne représente pas l’exposition durable aux pigments, solvants ou monomères, dispersants et températures. Les essais dynamiques doivent suivre débit, pression différentielle, pulsation, courant, échauffement, évolution des matériaux, dépôts et charge du filtre. Les essais au repos doivent couvrir sédimentation, accumulation aux points bas, collage des vannes et temps de réhomogénéisation.
- Utiliser des cycles de fonctionnement, veille et mise hors tension représentatifs de l’imprimante.
- Comparer la concentration ou des indicateurs optiques à plusieurs points de prélèvement avant et après repos.
- Valider séquence de redémarrage, durée d’agitation/circulation, purge d’air, différentiel du filtre et état de tête.
- Inspecter tubes, tête de pompe, membrane, vannes, joints et assemblages collés pour détecter variations dimensionnelles, de dureté, gonflement, fissuration ou extraction de constituants.
Pour présélectionner les matériaux, consultez le guide de validation des matériaux EPDM, PTFE et FFKM.
9. Liste de contrôle pour choisir la pompe d’encre blanche
- Demander au fournisseur le système pigmentaire, les données viscosité-température, la filtration et les conditions admissibles de cisaillement et circulation.
- Confirmer la circulation interne de la tête, le différentiel admissible et la plage du ménisque.
- Repérer agitation du réservoir, boucle principale, branches, tête, points bas et toutes les zones mortes.
- Évaluer DPL30, DPL60 ou d’autres candidats à partir des courbes ; ne jamais assimiler débit libre et point de fonctionnement.
- Valider filtres propres et chargés, changements de niveau, bulles, défauts de pression et plage thermique.
- Terminer circulation prolongée, sédimentation au repos, récupération au redémarrage et essais des matériaux mouillés avant mise en service.
FAQ sur la circulation d’encre blanche
Pourquoi faire circuler l’encre blanche ?
La circulation réduit localement sédimentation et gradients de concentration des pigments denses dans les réservoirs, tubes et têtes à circulation interne, tout en soutenant régulation thermique, filtration et purge d’air.
Pourquoi le TiO₂ tend-il à sédimenter ?
Sa densité diffère fortement de celle du véhicule. Selon la tendance idéale, des particules ou agglomérats plus grands sédimentent plus vite ; dispersion, concentration en solides et rhéologie modifient le comportement réel.
La circulation peut-elle supprimer toute sédimentation ?
Ce n’est pas garanti. Elle réduit la sédimentation dans les zones efficacement parcourues, mais une formulation instable, des dépôts durs et des zones mortes restent problématiques.
Un débit de circulation supérieur est-il toujours meilleur ?
Non. Il augmente les pertes de charge et peut affecter tête, pulsation, mousse, température ou usure. Validez la condition minimale efficace.
Qu’est-ce qu’une zone morte dans une boucle d’encre blanche ?
Une région à faible débit ou stagnante : branche aveugle, point bas, cavité de vanne, coin de réservoir ou passage de tête non atteint par la recirculation.
La loi de Stokes fixe-t-elle directement le débit de circulation ?
Non. Elle explique une tendance idéale de sédimentation. Les interactions, agglomérats et comportements non newtoniens d’une encre concentrée nécessitent des essais.
DPL30 est-elle automatiquement compatible avec l’encre blanche ?
Non. C’est seulement un candidat de classe 300 mL/min. Matériaux, particules, filtration, circulation prolongée et redémarrage doivent être validés.
Suffit-il de redémarrer la pompe après un arrêt ?
Pas toujours. Agitation du réservoir, circulation progressive à basse vitesse, purge d’air et entretien de tête peuvent aussi être nécessaires. Déterminez la séquence par essais de l’encre et du système.