Les effets de la Tension Superficielle d'une encre !

[lapislazuli]

Merci beaucoup pour ce tableau, j’ai presque envie de m’amuser à y placer mes encres selon leurs attributs !

[Hobiecat]

Le diagramme est très bien Toffou ! Excellent synthèse !

Deux petites remarques physiques : la tension superficielle d'un liquide dépend de la viscosité, donc l'effet n'est pas complémentaire, c'est le même effet. La petite différence est que la tension superficielle dépend de la viscosité ET de la composition chimique (les molécules s'attirent plus ou moins entre elles).

Et il pourrait être utile de préciser que la viscosité et donc la tension superficielle baissent quand la température augmente ? C'est une influence de fait sur le comportement de l'encre.

[toffou]

Deux petites remarques physiques : la tension superficielle d'un liquide dépend de la viscosité, donc l'effet n'est pas complémentaire, c'est le même effet.

Je ne permettrais pas de te contredire, je n'en ai aucunement les compétences, mais l'objet de ta remarque ne se retrouve pas dans les résultats de Inès Fritz.

Par exemple dans dans son tableau de relevés, la Robert Oster Muddy Swamp a une viscosité de 1,037 mPa•s pour une tension superficielle de 38,7 mN/m (soit une des plus faible) tandis que la Platinum Citrus Black a une viscosité de 1,038 mPa•s (identique) pour une tension superficielle 76,7 mN/m (soit la plus forte de ses relevés).

De même, la De Atramentis Aubergine avec ou sans ajout de gomme arabique conserve une valeur de tension superficielle quasi similaire alors que la valeur de viscosité est fortement modifiée.

Comment expliquer que dans ces mesures il n'y a pas de lien apparent entre viscosité et tension superficielle ?
Peut-être que la réponse est dans l'article "Identification of fountain pen ink properties which determine the amount put on paper during handwriting" qu'Inès Fritz a rédigé suite à ses relevés, mais il y a toute une partie qui est bien trop technique pour moi.

[Hobiecat]

Comme je l'ai écrit plus haut, la tension superficielle dépend de la viscosité, mais aussi de la composition chimique, donc ce n'est pas directement proportionnel entre la tension superficielle et la viscosité. C'est juste interdépendant

[o1984]

Merci pour ce travail fort instructif !

J'avais effectivement la même remarque que Jérôme.

[toffou]

Et il pourrait être utile de préciser que la viscosité et donc la tension superficielle baissent quand la température augmente ?

J'ai ajouté une notion de température dans le shéma.

la tension superficielle dépend de la viscosité, mais aussi de la composition chimique, donc ce n'est pas directement proportionnel entre la tension superficielle et la viscosité. C'est juste interdépendant

Merci pour le complément d'explications.
On peut donc considérer que le schéma n'est pas forcément juste mais suffisamment exact pour déterminer, en fonction de l'effet rencontré lors de l'écriture, la caractéristique de l'encre qui est possiblement en cause. Et puis ça reste un dessin.

Mais je suis étonné par la position du Bleedthrough.

J'avais effectivement la même remarque que Jérôme.

Vous auriez placé le bleedthrough à quel endroit ?

[Mirifix78]

Selon moi, le fait de traverser la feuille de papier dépend du papier, de la plume qui peut abîmer ses fibres, et aussi de la mouillabilité de l'encre.
Plus la mouillabilité est élevée, plus la tension superficielle est basse (l'encre s'étale). Ce qui est le contraire de ce qui a été mis dans le tableau me semble-t-il.

[jddegap]

...

Vous auriez placé le bleedthrough à quel endroit ?

C'était une remarque spontanée …
C'est très complexe, et mes impressions ne sont qu'empiriques …
Maintenant, en réfléchissant à tes précisions qui évoquent du ”mauvais papier”, je veux bien entendre qu'une encre qui ne se répand pas en surface, et que la composition du papier n'arrête pas, peut le traverser en lignes fines.
Je veux également croire que la tension superficielle et la viscosité sont, en partie, des qualités plus ou moins interdépendantes et que cela nuit à l'attribution du phénomène observé : telle encre dont on ne connaîtrait pas les mesures de tension superficielle et de viscosité traverse-t-elle trop facilement le mauvais papier en raison de sa tension superficielle élevée ou de son état trop liquide, de sa faible viscosité donc ?
Aussi, que le papier soit bon ou mauvais, j'ai bien l'impression que la faible tension superficielle qui favorise la saturation du dépôt d’encre par l'augmentation du débit à un effet concomitant de bleedthrough. Donc, sur ton schéma, je m'attendais à trouver cette notion de bleedthrought du côté de la faible tension superficielle …

[toffou]

C'est contre intuitif, mais une tension superficielle élevée retient l'encre dans le stylo pour la libèrer sur le papier avec intensité (comme libérée sous pression). Une tension superficielle faible est plus neutre et laisse simplement l'encre s'ecouler d'un environnement à l'autre.


Ainsi, pour une encre qui a une tension superficielle élevée, le déclenchement de l'effet de capillarité lors du contact de la plume avec le papier est rapide et pénétrant. L'encre qui était fortement accrochée au conduit trouve dans le papier un environnement où il est plus facile de s'aggriper. Elle y pénètre immédiatement en profondeur, ce qui donne l'aspect sec et étroit au trait, jusqu'au traversement.

A l'inverse, pour une encre avec une faible tension superficielle, l'effet de capillarité au contact du papier est plus lent. L'encre qui était faiblement agrippée au conduit sort tranquillement sur le papier et a le temps de s'accrocher d'abord aux fibres supérieures du papier. Elle se diffuse donc en surface, elargissant le trait jusqu'à s'effilocher.

*

[Hobiecat]

Merci pour le complément d'explications.
On peut donc considérer que le schéma n'est pas forcément juste mais suffisamment exact pour déterminer, en fonction de l'effet rencontré lors de l'écriture, la caractéristique de l'encre qui est possiblement en cause. Et puis ça reste un dessin.

Oui, je n'avais pas de problème avec le schéma, qui est très bien ainsi et suffisamment explicatif de mon point de vue, mon propos était juste de lier les paramètres qui sont interdépendants :
- la tension de surface : dépend de la viscosité ET de la composition chimique (plus précisément des relations entre molécules dans l'encre)
- la mouillabilité : dépend de la tension de surface de l'encre (donc des paramètres ci-dessus) ET de la surface du papier qui est plus ou moins hydrophobe

Ces paramètres sont liés entre eux par la physique des liquides, ce qui fait que, de même que pour l'écoulement de l'encre, où la tension de surface de l'encre et la mouillabilité du conduit (voire de la plume) interagissent, le comportement de l'encre interagit entre la tension de surface et la viscosité. C'est à cause de ces interactions qu'il n'y a pas de règle absolue, mais des tendances bien résumées dans ton schéma.

[toffou]

Merci Hobiecat pour ces éclaircissements.

C'est à cause de ces interactions qu'il n'y a pas de règle absolue, mais des tendances bien résumées dans ton schéma.

Effectivement, je ne l'ai pas précisé mais la comparaison entre deux encres n'est réalisable que si elle a été utilisée avec le même stylo sur le même papier. Tout cela restant très empirique puisque l'on ne peut garantir que l'environnement ambiant aura été le même lors des deux tests.


Avec tous ces avis, les camarades Mirifix, jddegag et o1984 me mettent le doute avec le bleedthrough...